JP2017011254A - Resin composition - Google Patents

Resin composition Download PDF

Info

Publication number
JP2017011254A
JP2017011254A JP2015216274A JP2015216274A JP2017011254A JP 2017011254 A JP2017011254 A JP 2017011254A JP 2015216274 A JP2015216274 A JP 2015216274A JP 2015216274 A JP2015216274 A JP 2015216274A JP 2017011254 A JP2017011254 A JP 2017011254A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
terminal
bump electrode
semiconductor element
resin layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2015216274A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
星矢 菊地
Seiya Kikuchi
星矢 菊地
基 佐藤
Motoki Sato
基 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Bakelite Co Ltd filed Critical Sumitomo Bakelite Co Ltd
Publication of JP2017011254A publication Critical patent/JP2017011254A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161Disposition
    • H01L2224/16135Disposition the bump connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/16145Disposition the bump connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked

Landscapes

  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
  • Adhesive Tapes (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an adhesive film and a resin composition capable of realizing connection by a connecting metal with high reliability by improving heat resistance, a connection method of a circuit member in which a highly reliable connection by the connecting metal is realized, and a semiconductor device having a highly reliable connection structure.SOLUTION: A resin composition which has a flux function and is interposed between a mounting substrate 1 (first circuit member) equipped with an upper surface 152 (first surface) and a terminal 14 (first terminal) and a semiconductor element 2 (second circuit member) equipped with a lower surface 251 (second surface) and a terminal 242 (second terminal), and while a bump electrode 3 (connecting metal) provided at the terminal 242 is heated to a temperature which is lower than a melting point of the bump electrode 3, the terminal 14 and the terminal 242 are pressed against each other for jointing through the bump electrode 3. It contains a compound having a flux function and a tris (hydroxyphenyl) methane type epoxy resin.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、樹脂組成物、接着フィルム、回路部材の接続方法および半導体装置に関するものである。   The present invention relates to a resin composition, an adhesive film, a circuit member connection method, and a semiconductor device.

近年、電子機器の小型化、軽量化、高性能化が要求され、多層プリント配線板においても、配線の微細化および高密度化が進んでいる。これに伴って、半導体チップを実装基板に実装する構造についても、薄型化および小型化の要請が強まっている。   In recent years, miniaturization, weight reduction, and high performance of electronic devices have been demanded, and in multilayer printed wiring boards, miniaturization and high density of wiring are progressing. Along with this, there is an increasing demand for thinning and miniaturization of a structure for mounting a semiconductor chip on a mounting substrate.

そこで、半導体チップを実装基板に実装する方法として、半導体チップの電極表面に多数の突起電極(バンプ電極)を形成し、この突起電極を介してチップ側の電極と基板側の電極とを電気的に接続するフリップチップ実装が普及している。このようなフリップチップ実装によれば、接続構造の多ピン化および小型化が容易に実現される。   Therefore, as a method of mounting the semiconductor chip on the mounting substrate, a large number of bump electrodes are formed on the surface of the semiconductor chip electrode, and the chip-side electrode and the substrate-side electrode are electrically connected via the bump electrode. Flip chip mounting to connect to is popular. According to such flip-chip mounting, it is possible to easily realize a multi-pin and downsized connection structure.

特許文献1には、バンプ電極(半田バンプ)を介して半導体チップを実装基板に接続することにより、半導体装置を製造することが開示されている。   Patent Document 1 discloses manufacturing a semiconductor device by connecting a semiconductor chip to a mounting substrate via bump electrodes (solder bumps).

特開2001−332583号公報JP 2001-332583 A

本発明の目的は、耐熱性の向上が図られることで、接続用金属による接続を高い信頼性で実現することができる樹脂組成物および接着フィルム、接続用金属による信頼性の高い接続が実現された回路部材の接続方法、ならびに、信頼性の高い接続構造を備える半導体装置を提供することにある。   The object of the present invention is to improve the heat resistance, thereby realizing a resin composition and an adhesive film that can realize connection with a connection metal with high reliability, and highly reliable connection with a connection metal. Another object of the present invention is to provide a method for connecting circuit members and a semiconductor device having a highly reliable connection structure.

このような目的は、下記(1)〜(7)の本発明により達成される。
(1) 第1面と、前記第1面側に設けられる第1端子と、を備える第1回路部材と、
第2面と、前記第2面側に設けられる第2端子と、を備える第2回路部材との間に介在させ、
前記第1端子および前記第2端子の少なくとも一方に設けられた接続用金属を、該接続用金属の融点よりも低い第1温度に加熱しつつ、前記第1回路部材と前記第2回路部材とを互いに押し付けることで、前記第1端子と前記第2端子とを前記接続用金属を介して接合する際に用いられる、フラックス機能を有する樹脂組成物であって、
フラックス機能を有する化合物と、エポキシ樹脂とを含み、該エポキシ樹脂は、トリス(ヒドロキシフェニル)メタン型エポキシ樹脂を含有することを特徴とする樹脂組成物。
Such an object is achieved by the present inventions (1) to (7) below.
(1) a first circuit member comprising a first surface and a first terminal provided on the first surface side;
Interposing between a second circuit member comprising a second surface and a second terminal provided on the second surface side,
While heating the connection metal provided on at least one of the first terminal and the second terminal to a first temperature lower than the melting point of the connection metal, the first circuit member and the second circuit member A resin composition having a flux function, which is used when the first terminal and the second terminal are joined to each other via the connection metal,
A resin composition comprising a compound having a flux function and an epoxy resin, wherein the epoxy resin contains a tris (hydroxyphenyl) methane type epoxy resin.

(2) 前記フラックス機能を有する化合物は、220℃以下でフラックス機能を発現するものである上記(1)に記載の樹脂組成物。   (2) The resin composition according to (1), wherein the compound having the flux function expresses the flux function at 220 ° C. or lower.

(3) 上記(1)または(2)に記載の樹脂組成物を用いて形成されたことを特徴とする接着フィルム。   (3) An adhesive film formed using the resin composition according to (1) or (2).

(4) 第1面と、前記第1面側に設けられる第1端子と、を備える第1回路部材と、
第2面と、前記第2面側に設けられる第2端子と、を備える第2回路部材と、
前記第1端子および前記第2端子の少なくとも一方に設けられる接続用金属と、
前記第1面と前記第2面との間に設けられ、上記(1)もしくは(2)に記載の樹脂組成物または上記(3)に記載の接着フィルムと、
を準備する準備工程と、
前記接続用金属をその融点よりも低い第1温度に加熱しつつ、前記接続用金属および前記樹脂組成物もしくは前記接着フィルムを介して前記第1端子と前記第2端子とを互いに押し付けることで、前記第1端子と前記第2端子とを前記接続用金属を介して接合する接合工程とを有することを特徴とする回路部材の接続方法。
(4) a first circuit member comprising a first surface and a first terminal provided on the first surface side;
A second circuit member comprising: a second surface; and a second terminal provided on the second surface side;
A connecting metal provided on at least one of the first terminal and the second terminal;
Provided between the first surface and the second surface, the resin composition according to the above (1) or (2) or the adhesive film according to the above (3);
A preparation process to prepare,
While heating the connection metal to a first temperature lower than its melting point, pressing the first terminal and the second terminal through the connection metal and the resin composition or the adhesive film, A method for connecting circuit members, comprising: a joining step of joining the first terminal and the second terminal via the connection metal.

(5) 前記接合工程の後に、さらに、前記第1回路部材の前記第1端子と、前記第2回路部材の前記第2端子と、前記接合用金属との合金化を促進する合金促進工程を有する上記(4)に記載の回路部材の接続方法。   (5) After the joining step, an alloy promoting step for further promoting alloying of the first terminal of the first circuit member, the second terminal of the second circuit member, and the joining metal. The circuit member connection method according to (4) above.

(6) 前記接合工程において、前記接続用金属を加熱する加熱温度は、前記接続用金属に含まれる半田成分の融点よりも20℃以上45℃以下低い温度である上記(4)または(5)に記載の回路部材の接続方法。   (6) In the joining step, the heating temperature for heating the connection metal is (4) or (5), which is lower by 20 ° C. or more and 45 ° C. or less than the melting point of the solder component contained in the connection metal. The connection method of the circuit member as described in 2.

(7) 第1面と、前記第1面側に設けられる第1端子と、を備える、半導体部品である第1回路部材と、
第2面と、前記第2面側に設けられる第2端子と、を備える第2回路部材と、
上記(1)または(2)に記載の樹脂組成物もしくは上記(6)に記載の接着フィルムと、を有し、
前記第1端子および前記第2端子の少なくとも一方に設けられた接続用金属を、該接続用金属の融点よりも低い第1温度に加熱しつつ、前記第1回路部材と前記第2回路部材とを互いに押し付けることで、前記第1端子と前記第2端子とを前記接続用金属を介して接合することにより得られたことを特徴とする半導体装置。
(7) a first circuit member, which is a semiconductor component, comprising a first surface and a first terminal provided on the first surface side;
A second circuit member comprising: a second surface; and a second terminal provided on the second surface side;
The resin composition according to (1) or (2) or the adhesive film according to (6),
While heating the connection metal provided on at least one of the first terminal and the second terminal to a first temperature lower than the melting point of the connection metal, the first circuit member and the second circuit member A semiconductor device obtained by bonding the first terminal and the second terminal via the connecting metal by pressing each other together.

本発明によれば、耐熱性の向上が図られることで、接続用金属による接続を高い信頼性で実現することができる樹脂組成物および接着フィルムが得られる。   According to the present invention, by improving heat resistance, a resin composition and an adhesive film that can realize connection with a connection metal with high reliability can be obtained.

また、本発明によれば、接続用金属による信頼性の高い接続が実現して回路部材同士を接続することができる。
また、本発明によれば、信頼性の高い接続構造を備える半導体装置が得られる。
In addition, according to the present invention, a highly reliable connection using the connecting metal can be realized and the circuit members can be connected to each other.
Moreover, according to the present invention, a semiconductor device having a highly reliable connection structure can be obtained.

本発明の回路部材の接続方法の実施形態を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating embodiment of the connection method of the circuit member of this invention. 本発明の回路部材の接続方法の実施形態を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating embodiment of the connection method of the circuit member of this invention. 本発明の回路部材の接続方法の実施形態を説明するための断面図であって、実装基板上に2つの半導体素子を積層する例を示す図である。It is sectional drawing for demonstrating embodiment of the connection method of the circuit member of this invention, Comprising: It is a figure which shows the example which laminates | stacks two semiconductor elements on a mounting substrate. 本発明の回路部材の接続方法の実施形態を説明するための断面図であって、実装基板上に2つの半導体素子を併設する例を示す図である。It is sectional drawing for demonstrating embodiment of the connection method of the circuit member of this invention, Comprising: It is a figure which shows the example which arranges two semiconductor elements on a mounting board | substrate. 実施形態に係る回路部材の接続方法の第1変形例を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the 1st modification of the connection method of the circuit member which concerns on embodiment. 実施形態に係る回路部材の接続方法の第2変形例を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the 2nd modification of the connection method of the circuit member which concerns on embodiment. 実施形態に係る回路部材の接続方法の第3変形例を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the 3rd modification of the connection method of the circuit member which concerns on embodiment. 実施例1A、比較例1A、2Aにおいて、接合および硬化工程を施した後における端子同士のバンプ電極を介した接合の状態を示す図である。In Example 1A and Comparative Examples 1A and 2A, it is a figure which shows the state of joining through the bump electrode of the terminals after giving a joining and hardening process. 実施例1C、参考例1Cにおいて、接合および硬化工程を施した後における端子同士のバンプ電極を介した接合の状態を示す図である。In Example 1C and Reference Example 1C, it is a figure which shows the state of the joining through the bump electrode of the terminals after giving a joining and hardening process.

以下、本発明の樹脂組成物、接着フィルム、回路部材の接続方法および半導体装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, the resin composition, adhesive film, circuit member connection method and semiconductor device of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

まず、本発明の樹脂組成物および接着フィルムを説明するのに先立って、本発明の回路部材の接続方法について説明する。なお、以下では、本発明の回路部材の接続方法を、実装基板上に半導体素子が搭載された半導体装置の製造に適用し、実装基板上への半導体素子の搭載に接着フィルムを用いた場合について説明する。   First, prior to describing the resin composition and adhesive film of the present invention, the circuit member connecting method of the present invention will be described. In the following, the circuit member connection method of the present invention is applied to the manufacture of a semiconductor device in which a semiconductor element is mounted on a mounting substrate, and an adhesive film is used for mounting the semiconductor element on the mounting substrate. explain.

本実施形態に係る回路部材の接続方法の一形態は、[1]実装基板1(第1回路部材)と半導体素子2(第2回路部材)とバンプ電極3(接続用金属)と樹脂層4とを準備する準備工程と、[2]バンプ電極3をその融点よりも低い温度で加熱しつつ半導体素子2と実装基板1とを互いに押し付ける接合工程と、[3]実装基板1の端子14と、半導体素子2の端子242と、バンプ電極3との合金化を促進する合金促進工程と、を有する。   One form of the circuit member connection method according to the present embodiment is [1] a mounting substrate 1 (first circuit member), a semiconductor element 2 (second circuit member), a bump electrode 3 (connection metal), and a resin layer 4. And [2] a bonding step of pressing the semiconductor element 2 and the mounting substrate 1 while heating the bump electrode 3 at a temperature lower than its melting point, and [3] a terminal 14 of the mounting substrate 1. And an alloy promoting step for promoting alloying between the terminal 242 of the semiconductor element 2 and the bump electrode 3.

以下、各工程について順次説明する。
[1]まず、実装基板1と半導体素子2(半導体部品)とを準備する(準備工程)。
図1に示す実装基板1(第1回路部材)は、基層11、配線層12および保護膜13を備えており、これらが図1の下方からこの順で積層されている。このような実装基板1では、上面152(第1面)が、半導体素子2を搭載するための搭載面となっている。基層11は、シリコンのような半導体材料で構成されている。基層11には、必要に応じて、図示しないトランジスター、ダイオード、抵抗等の回路素子が形成されていてもよい。
Hereinafter, each process will be described sequentially.
[1] First, the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 (semiconductor component) are prepared (preparation process).
A mounting substrate 1 (first circuit member) shown in FIG. 1 includes a base layer 11, a wiring layer 12, and a protective film 13, which are stacked in this order from the bottom of FIG. In such a mounting substrate 1, the upper surface 152 (first surface) is a mounting surface for mounting the semiconductor element 2. The base layer 11 is made of a semiconductor material such as silicon. The base layer 11 may be formed with circuit elements such as a transistor, a diode, and a resistor (not shown) as necessary.

また、配線層12は、実装基板1に搭載される半導体素子2と上述した回路素子とを電気的に接続したり、半導体素子2や回路素子と外部回路とを電気的に接続したり、回路素子同士または半導体素子2同士を電気的に接続したりする電気配線を含んでおり、これにより回路が形成されている。   The wiring layer 12 electrically connects the semiconductor element 2 mounted on the mounting substrate 1 and the above-described circuit element, electrically connects the semiconductor element 2 or the circuit element, and an external circuit, An electric wiring for electrically connecting the elements or the semiconductor elements 2 is included, thereby forming a circuit.

また、保護膜13の構成材料としては、例えば、ポリイミド系樹脂、ポリベンゾオキサゾール系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂のような樹脂材料、SiN、SiOのような無機系誘電材料等が挙げられる。   Examples of the constituent material of the protective film 13 include resin materials such as polyimide resins, polybenzoxazole resins, polyamide resins, and polyolefin resins, and inorganic dielectric materials such as SiN and SiO. .

実装基板1は、さらに、配線層12の上面152に設けられ、配線層12中の回路と電気的に接続された端子14(第1端子)を備えている。端子14の上端は、保護膜13よりも上方に突出しており、半導体素子2の端子と接触させ易くなっている。   The mounting substrate 1 further includes a terminal 14 (first terminal) provided on the upper surface 152 of the wiring layer 12 and electrically connected to a circuit in the wiring layer 12. The upper end of the terminal 14 protrudes upward from the protective film 13 and is easily brought into contact with the terminal of the semiconductor element 2.

なお、実装基板1は、上述のものに限定されず、例えば有機配線板、ガラス配線板、セラミック配線板等の各種回路部材で代替可能である。   The mounting substrate 1 is not limited to those described above, and can be replaced by various circuit members such as an organic wiring board, a glass wiring board, and a ceramic wiring board.

図1に示す半導体素子2(第2回路部材)は、半導体チップ21、配線層22および保護膜23を備えており、これらが図1の下方から順に積層されている。このような半導体素子2では、その下面251(第2面)が、実装基板1の上面152に搭載される際の搭載面となっている。すなわち、半導体素子2は、その下面251を、実装基板1の上面152と対向して、フェイスアップで実装基板1に搭載されるものである。   A semiconductor element 2 (second circuit member) shown in FIG. 1 includes a semiconductor chip 21, a wiring layer 22, and a protective film 23, which are stacked in order from the bottom of FIG. In such a semiconductor element 2, the lower surface 251 (second surface) is a mounting surface when mounted on the upper surface 152 of the mounting substrate 1. That is, the semiconductor element 2 is mounted on the mounting substrate 1 face up with the lower surface 251 facing the upper surface 152 of the mounting substrate 1.

半導体チップ21は、シリコンのような半導体材料で構成されている。半導体チップ2
1には、図示しないトランジスター、ダイオード、抵抗等の回路素子が形成されている。
The semiconductor chip 21 is made of a semiconductor material such as silicon. Semiconductor chip 2
In 1, circuit elements such as a transistor, a diode, and a resistor (not shown) are formed.

また、配線層22は、上述した回路素子同士を電気的に接続したり、回路素子と実装基板1のような外部回路とを電気的に接続したりする電気配線を含んでおり、これにより回路が形成されている。   The wiring layer 22 includes electrical wiring for electrically connecting the above-described circuit elements and for electrically connecting the circuit elements and an external circuit such as the mounting substrate 1. Is formed.

また、保護膜23の構成材料としては、例えば、保護膜13の構成材料として挙げた材料が用いられる。   Moreover, as a constituent material of the protective film 23, the material quoted as a constituent material of the protective film 13 is used, for example.

半導体素子2は、さらに、半導体チップ21を厚さ方向に貫通する貫通孔に設けられた貫通電極241と、貫通電極241の下端に設けられ、半導体チップ21の下面251から下方に突出する端子242(第2端子)と、貫通電極241の上端に設けられ、半導体チップ21の上面252から上方に突出する端子243と、を備えている。貫通電極241は、例えば、TSV(Through−Silicon Via)であり、この貫通電極241と、端子242との間および端子243との間は、それぞれ電気的に接続されている。   The semiconductor element 2 further includes a through electrode 241 provided in a through hole penetrating the semiconductor chip 21 in the thickness direction, and a terminal 242 provided at the lower end of the through electrode 241 and projecting downward from the lower surface 251 of the semiconductor chip 21. (Second terminal) and a terminal 243 provided at the upper end of the through electrode 241 and protruding upward from the upper surface 252 of the semiconductor chip 21. The through electrode 241 is, for example, a TSV (Through-Silicon Via), and the through electrode 241, the terminal 242, and the terminal 243 are electrically connected to each other.

なお、半導体素子2は、上述のものに限定されず、例えば、有機配線板、ガラス配線板、セラミック配線板等の各種回路部材で代替可能である。   In addition, the semiconductor element 2 is not limited to the above-mentioned thing, For example, various circuit members, such as an organic wiring board, a glass wiring board, and a ceramic wiring board, can be substituted.

このような実装基板1と半導体素子2とを積層することにより、信頼性の高い電気的接合が実現された接続構造を有する半導体装置が得られる。   By stacking the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 as described above, a semiconductor device having a connection structure in which highly reliable electrical bonding is realized can be obtained.

一方、バンプ電極3(接続用電極)および樹脂層4も準備する。
このうち、バンプ電極3は、本実施形態では、半導体素子2の端子242に設けられている。
On the other hand, a bump electrode 3 (connection electrode) and a resin layer 4 are also prepared.
Among these, the bump electrode 3 is provided in the terminal 242 of the semiconductor element 2 in this embodiment.

バンプ電極3は、例えば、はんだバンプであり、半導体素子2の端子242と実装基板1の端子14とを電気的および機械的に接続する。   The bump electrode 3 is, for example, a solder bump, and electrically and mechanically connects the terminal 242 of the semiconductor element 2 and the terminal 14 of the mounting substrate 1.

バンプ電極3を構成するはんだとしては、例えば、Sn−Ag系、Sn−Cu系、Sn−Zn系、Sn−Ag−Cu系のような鉛フリーはんだ等が挙げられる。このうち、Snを主成分とし、Agを副成分とする鉛フリーはんだが好ましく用いられる。この鉛フリーはんだは、他の鉛フリーはんだに比べて金属接合強度が高く、接続信頼性が高い。このため、バンプ電極3を構成するはんだとして有用である。   Examples of the solder composing the bump electrode 3 include lead-free solder such as Sn—Ag, Sn—Cu, Sn—Zn, and Sn—Ag—Cu. Of these, lead-free solder containing Sn as a main component and Ag as a subcomponent is preferably used. This lead-free solder has higher metal bonding strength and higher connection reliability than other lead-free solders. For this reason, it is useful as a solder constituting the bump electrode 3.

なお、バンプ電極3の融点は、はんだの種類に応じて変わるが、一例として130〜300℃であるのが好ましく、180〜230℃であるのがより好ましい。これにより、バンプ電極3を溶融する際に、他の部材に対して及ぶ熱影響を最小限に留めつつ、後述する、樹脂層4が有するフラックス機能も十分に発現するため信頼性の高い電気的接続を図ることができる。   In addition, although melting | fusing point of the bump electrode 3 changes according to the kind of solder, it is preferable that it is 130-300 degreeC as an example, and it is more preferable that it is 180-230 degreeC. As a result, when the bump electrode 3 is melted, the heat function exerted on other members is kept to a minimum, and the flux function of the resin layer 4 described later is sufficiently developed so that the electrical reliability is high. Connection can be achieved.

また、図1に示すバンプ電極3は、半導体素子2の端子242に設けられているが、その他、バンプ電極3が設けられる位置は、実装基板1の端子14に設けられていてもよく、端子242と端子14の双方に設けられていてもよい。   Further, the bump electrode 3 shown in FIG. 1 is provided at the terminal 242 of the semiconductor element 2, but the position where the bump electrode 3 is provided may be provided at the terminal 14 of the mounting substrate 1. 242 and the terminal 14 may be provided.

また、樹脂層4は、図1に示すように、半導体素子2の下面251に設けられている。この樹脂層4は、下面251を覆うとともに、端子242およびバンプ電極3をも覆うように設けられている。   The resin layer 4 is provided on the lower surface 251 of the semiconductor element 2 as shown in FIG. The resin layer 4 is provided so as to cover the lower surface 251 and also cover the terminals 242 and the bump electrodes 3.

この樹脂層4は、本発明の樹脂組成物もしくは樹脂組成物から形成された接着フィルムを、半導体素子2の下面251に貼付(接合)することで形成されたものであり、フラックス機能を有している。   This resin layer 4 is formed by sticking (bonding) the resin composition of the present invention or an adhesive film formed from the resin composition to the lower surface 251 of the semiconductor element 2 and has a flux function. ing.

このため、樹脂層4を介してバンプ電極3と端子14とが接するとき、樹脂層4の加熱により樹脂層4のフラックス機能が発揮され、バンプ電極3を介して端子242と端子14との間を強固に金属接合させることができる。   Therefore, when the bump electrode 3 and the terminal 14 are in contact with each other via the resin layer 4, the resin layer 4 exhibits a flux function due to the heating of the resin layer 4, and between the terminal 242 and the terminal 14 via the bump electrode 3. Can be firmly metal-bonded.

なお、本準備工程における樹脂層4は、フラックス機能を有する化合物と、エポキシ樹脂とを含み、未硬化または半硬化の状態である。かかる樹脂層4は、適度な熱時流動性を有しており、バンプ電極3と端子14との間から樹脂層を排除することができる。また、その後の加熱処理(硬化処理)によって硬化させることが可能である。   In addition, the resin layer 4 in the preparation step includes a compound having a flux function and an epoxy resin, and is in an uncured or semi-cured state. The resin layer 4 has moderate heat fluidity and can exclude the resin layer from between the bump electrode 3 and the terminal 14. Further, it can be cured by a subsequent heat treatment (curing treatment).

また、図1の例では、樹脂層4が半導体素子2の下面251に設けられているが、樹脂層4は、実装基板1の上面152に設けられていてもよく、下面251と上面152の双方に設けられていてもよい。   In the example of FIG. 1, the resin layer 4 is provided on the lower surface 251 of the semiconductor element 2, but the resin layer 4 may be provided on the upper surface 152 of the mounting substrate 1. It may be provided on both sides.

以下、樹脂層4、すなわち、本発明の樹脂組成物についてさらに詳述する。
樹脂層4は、フラックス機能を有する化合物と、エポキシ樹脂としてのトリス(ヒドロキシフェニル)メタン型エポキシ樹脂とを含むものであるが、本実施形態では、下記(a)〜(f)の成分を含む樹脂組成物で構成される。
Hereinafter, the resin layer 4, that is, the resin composition of the present invention will be described in more detail.
The resin layer 4 includes a compound having a flux function and a tris (hydroxyphenyl) methane type epoxy resin as an epoxy resin. In this embodiment, the resin composition includes the following components (a) to (f). Composed of things.

(a)エポキシ樹脂
エポキシ樹脂は、樹脂層4に含まれることで、樹脂層4の加熱処理により硬化し、また、この加熱処理の前の未硬化または半硬化の状態では、樹脂層4に適度な熱時流動性を付与するために含まれる。
(A) Epoxy resin The epoxy resin is contained in the resin layer 4 so that it is cured by the heat treatment of the resin layer 4, and in the uncured or semi-cured state before the heat treatment, the epoxy resin is moderate. Included to provide good hot fluidity.

このエポキシ樹脂として、本発明では、下記化学式(2)で表わされるトリス(ヒドロキシフェニル)メタン型エポキシ樹脂(TPM型エポキシ樹脂)を含有する。   In the present invention, the epoxy resin contains a tris (hydroxyphenyl) methane type epoxy resin (TPM type epoxy resin) represented by the following chemical formula (2).

半導体装置の耐熱性の向上のためには、樹脂層4の硬化物すなわち樹脂組成物の硬化後のガラス転移点Tgを高くすることが望ましく、そのために、剛直な構造のエポキシ樹脂や多官能の固形エポキシ樹脂を用いることが多い。   In order to improve the heat resistance of the semiconductor device, it is desirable to increase the glass transition point Tg after curing of the cured product of the resin layer 4, that is, the resin composition. For this purpose, an epoxy resin having a rigid structure or a polyfunctional A solid epoxy resin is often used.

ただし、固形エポキシ樹脂を用いると、樹脂組成物をフィルム形態で用いた場合に、硬化前の樹脂層4が脆くなってハンドリング性が低下したり、硬化前の樹脂層4の熱時流動性を損ない、接合時に樹脂噛みしやすくなったりすることがある。このなかで、硬化後における高いTgと、硬化前における樹脂層4(フィルム)の強靭性、さらには、接合工程での熱時流動性のバランスの観点で優れるのはTPM型エポキシ樹脂であるため、本発明では、エポキシ樹脂としてTPM型エポキシ樹脂を含有する。   However, when a solid epoxy resin is used, when the resin composition is used in the form of a film, the resin layer 4 before curing becomes brittle and the handling property is lowered, or the thermal fluidity of the resin layer 4 before curing is reduced. The resin may be easily bitten at the time of joining. Among these, the TPM type epoxy resin is excellent in terms of a balance between high Tg after curing, toughness of the resin layer 4 (film) before curing, and further, thermal fluidity in the joining process. In the present invention, a TPM type epoxy resin is contained as the epoxy resin.

エポキシ樹脂全体の中でTPM型エポキシ樹脂の比率は特に限定されないが、20質量%以上、70質量%以下であることが好ましく、より好ましくは、30質量%以上、60質量%以下である。   The ratio of the TPM type epoxy resin in the entire epoxy resin is not particularly limited, but is preferably 20% by mass or more and 70% by mass or less, and more preferably 30% by mass or more and 60% by mass or less.

Figure 2017011254
[式中、nは、1以上の整数を表す。]
Figure 2017011254
[Wherein n represents an integer of 1 or more. ]

また、TPM型エポキシ樹脂の平均重量分子量は、特に限定されるものではないが、200以上1500以下であることが好ましく、300以上1300以下であることがより好ましい。平均重量分子量を前記範囲内に設定することにより、樹脂層4に優れた熱時流動性を付与しつつ、樹脂層4の高Tg化を図ることができる。   The average weight molecular weight of the TPM type epoxy resin is not particularly limited, but is preferably 200 or more and 1500 or less, and more preferably 300 or more and 1300 or less. By setting the average weight molecular weight within the above range, it is possible to increase the Tg of the resin layer 4 while imparting excellent heat fluidity to the resin layer 4.

TPM型エポキシ樹脂の含有量は、樹脂組成物の全体に対して、5質量%以上20質量%以下であることが好ましく、6質量%以上17質量%以下であることがより好ましく、7質量%以上15質量%以下であることが特に好ましい。TPM型エポキシ樹脂の含有量を前記下限値以上のものとすることにより、硬化後の樹脂層4の高Tg化を図ることができる。また、TPM型エポキシ樹脂の含有量を前記上限値以下のものとすることにより、端子14と、バンプ電極3との間に、樹脂層4が残存するのをより的確に抑制または防止することができるとともに、樹脂層(接着フィルム)4のハンドリング性を図ることができる。したがって、TPM型エポキシ樹脂の含有量が上述した範囲内である場合、硬化後の樹脂層4は、耐熱性および信頼性が特に優れたものになる。ただし、TPM型エポキシ樹脂の含有量は、上述した範囲に限定されるものではない。   The content of the TPM type epoxy resin is preferably 5% by mass or more and 20% by mass or less, more preferably 6% by mass or more and 17% by mass or less, and more preferably 7% by mass with respect to the entire resin composition. It is particularly preferably 15% by mass or less. By setting the content of the TPM type epoxy resin to be equal to or higher than the lower limit, it is possible to increase the Tg of the resin layer 4 after curing. Further, by making the content of the TPM type epoxy resin not more than the above upper limit value, it is possible to more accurately suppress or prevent the resin layer 4 from remaining between the terminal 14 and the bump electrode 3. In addition, the handling property of the resin layer (adhesive film) 4 can be improved. Therefore, when the content of the TPM type epoxy resin is within the above-described range, the cured resin layer 4 has particularly excellent heat resistance and reliability. However, the content of the TPM type epoxy resin is not limited to the above-described range.

なお、エポキシ樹脂は、トリス(ヒドロキシフェニル)メタン型エポキシ樹脂を必須成分として含んでいればよく、その他のエポキシ樹脂を含有していてもよい。   In addition, the epoxy resin should just contain the tris (hydroxyphenyl) methane type | mold epoxy resin as an essential component, and may contain the other epoxy resin.

このような他のエポキシ樹脂としては、例えば、1分子中にエポキシ基を1個含んでいる単官能エポキシ樹脂、1分子中にエポキシ基を2個含んでいる二官能エポキシ樹脂、1分子中にエポキシ基を3個以上含んでいる多官能エポキシ樹脂等が挙げられこれらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができるが、中でも、1分子中にエポキシ基を2個以上含んでいる二官能エポキシ樹脂および多官能エポキシ樹脂であることが好ましい。   Examples of such another epoxy resin include a monofunctional epoxy resin containing one epoxy group in one molecule, a bifunctional epoxy resin containing two epoxy groups in one molecule, and one molecule in one molecule. A polyfunctional epoxy resin containing 3 or more epoxy groups can be used, and one or more of them can be used in combination. Among them, 2 or more epoxy groups are contained in one molecule. Preferred are bifunctional epoxy resins and polyfunctional epoxy resins.

二官能エポキシ樹脂としては、例えば、ジアリルビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、o−アリルビスフェノールA型エポキシ樹脂等が挙げられる。   Examples of the bifunctional epoxy resin include diallyl bisphenol A type epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, o-allyl bisphenol A type epoxy resin, and the like.

また、多官能エポキシ樹脂としては、例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールナフトール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ナフタレン骨格型エポキシ樹
脂、3,3’,5,5’−テトラメチル4,4’−ジヒドロキシビフェニル型エポキシ樹脂、4,4’−ジヒドロキシビフェニル型エポキシ樹脂、1,6−ジヒドロキシビフェニル型エポキシ樹脂、臭素化クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、1,6ナフタレンジオールのグリシジルエーテルのエポキシ樹脂、アミノフェノール類のトリグリシジルエーテルのエポキシ樹脂等が挙げられる。なお、樹脂組成物の信頼性を高めるために、エポキシ樹脂に含有されるイオン性不純物(例えば、Na+またはCl-)はできるだけ少ないことが好ましい。
Examples of the polyfunctional epoxy resin include phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, cresol naphthol type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, biphenyl aralkyl type epoxy resin, naphthalene skeleton type epoxy resin, 3,3 ′. , 5,5'-tetramethyl 4,4'-dihydroxybiphenyl type epoxy resin, 4,4'-dihydroxybiphenyl type epoxy resin, 1,6-dihydroxybiphenyl type epoxy resin, brominated cresol novolac type epoxy resin, dicyclo Examples thereof include pentadiene type epoxy resins, 1,6 naphthalenediol glycidyl ether epoxy resins, aminophenol triglycidyl ether epoxy resins, and the like. In order to improve the reliability of the resin composition, it is preferable that the ionic impurities (for example, Na + or Cl ) contained in the epoxy resin be as small as possible.

また、このような他のエポキシ樹脂は、25℃において少なくとも一部が液状であることが好ましい。これにより、樹脂層4を端子242の周辺にも良好に充填することができる。さらに、半導体素子2の下面251の凹凸(例えば、端子242によって生じる凹凸)を効果的に埋め込むことができる。さらに、接着フィルムとする際に、柔軟性および屈曲性を付与することができる。このため、硬化前のハンドリング性に優れた接着フィルムを得ることができる。   Further, such other epoxy resin is preferably at least partially liquid at 25 ° C. Thereby, the resin layer 4 can be satisfactorily filled around the terminals 242. Furthermore, the unevenness of the lower surface 251 of the semiconductor element 2 (for example, the unevenness generated by the terminal 242) can be effectively embedded. Furthermore, when it is set as an adhesive film, a softness | flexibility and a flexibility can be provided. For this reason, the adhesive film excellent in the handleability before hardening can be obtained.

25℃において少なくとも一部が液状であるエポキシ樹脂は、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、o−アリルビスフェノールA型エポキシ樹脂、3,3’,5,5’−テトラメチル4,4’−ジヒドロキシビフェニル型エポキシ樹脂、4,4’−ジヒドロキシビフェニル型エポキシ樹脂、1,6−ジヒドロキシビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、臭素化クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、モノエポキシ化合物等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を含む。   Epoxy resins that are at least partially liquid at 25 ° C. include, for example, bisphenol A type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins, bisphenol S type epoxy resins, o-allyl bisphenol A type epoxy resins, 3, 3 ′, 5, 5′-tetramethyl 4,4′-dihydroxybiphenyl type epoxy resin, 4,4′-dihydroxybiphenyl type epoxy resin, 1,6-dihydroxybiphenyl type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, brominated cresol novolac type epoxy resin Bisphenol type epoxy resin, monoepoxy compound and the like, and one or more of these are included.

25℃において少なくとも一部が液状であるエポキシ樹脂は、25℃における粘度が5.0×102mPa・s以上5.0×104mPa・s以下であることが好ましく、25℃における粘度が8.0×102mPa・s以上4.0×104mPa・s以下であることがさらに好ましい。25℃における粘度を前記範囲内とすることで、作製したフィルム(樹脂層4)は適度な可撓性を有し、ハンドリング性に優れたものとなる。 The epoxy resin that is at least partially liquid at 25 ° C. preferably has a viscosity at 25 ° C. of 5.0 × 10 2 mPa · s or more and 5.0 × 10 4 mPa · s or less, and has a viscosity at 25 ° C. More preferably, it is 8.0 × 10 2 mPa · s or more and 4.0 × 10 4 mPa · s or less. By making the viscosity at 25 ° C. within the above range, the produced film (resin layer 4) has appropriate flexibility and excellent handling properties.

なお、上述した単官能エポキシ樹脂(モノエポキシ化合物)は、例えば、1,6ナフタレンジオールのグリシジルエーテル、アミノフェノール類のトリグリシジルエーテル、およびエポキシ基から選択される1種または2種以上を分子内に1つ有する。   In addition, the monofunctional epoxy resin (monoepoxy compound) described above includes, for example, one or more kinds selected from glycidyl ether of 1,6 naphthalene diol, triglycidyl ether of aminophenols, and an epoxy group in the molecule. Have one.

また、上述した他のエポキシ樹脂は、特に、ビスフェノールA型エポキシ樹脂またはビスフェノールF型エポキシ樹脂であることが好ましい。これにより、樹脂層4により優れた熱時流動性を付与し得ることから、端子14と、バンプ電極3との間に、樹脂層4が残存するのをより的確に抑制または防止することができる。また、樹脂層4のハンドリング性を向上させることができる。さらに、樹脂層4は、硬化後の機械的特性に優れたものとなる。   The other epoxy resin described above is particularly preferably a bisphenol A type epoxy resin or a bisphenol F type epoxy resin. As a result, excellent thermal fluidity can be imparted to the resin layer 4, so that it is possible to more accurately suppress or prevent the resin layer 4 from remaining between the terminal 14 and the bump electrode 3. . Moreover, the handleability of the resin layer 4 can be improved. Furthermore, the resin layer 4 has excellent mechanical properties after curing.

さらに、樹脂層4(樹脂組成物)中には、エポキシ樹脂以外に、他の熱硬化性樹脂が含まれていてもよく、この熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノキシ樹脂、シアネート樹脂、シリコーン樹脂、オキセタン樹脂、フェノール樹脂、(メタ)アクリレート樹脂、ポリエステル樹脂(不飽和ポリエステル樹脂)、ジアリルフタレート樹脂、マレイミド樹脂、ポリイミド樹脂(ポリイミド前駆体樹脂)、ビスマレイミド−トリアジン樹脂等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を含むものが用いられる。   Furthermore, the resin layer 4 (resin composition) may contain other thermosetting resins in addition to the epoxy resin. Examples of the thermosetting resins include phenoxy resins, cyanate resins, and silicones. Resin, oxetane resin, phenol resin, (meth) acrylate resin, polyester resin (unsaturated polyester resin), diallyl phthalate resin, maleimide resin, polyimide resin (polyimide precursor resin), bismaleimide-triazine resin, etc. Of these, those containing one or more of them are used.

(b)フラックス機能を有する化合物
本実施形態に係る樹脂組成物(樹脂層4)は、フラックス機能を有する化合物を含有する。これにより、バンプ電極3の表面酸化膜を除去することができ、電気的な接続を容易
に行うことができる。
(B) Compound having a flux function The resin composition (resin layer 4) according to the present embodiment contains a compound having a flux function. Thereby, the surface oxide film of the bump electrode 3 can be removed, and electrical connection can be easily performed.

後述するように、本実施形態の半導体装置の製造方法においては、すなわち、後述する工程[2]においては、比較的低い温度にて端子同士の接続を行うこととなる。このように低い温度にて半田層表面の酸化膜を除去するため、当該フラックス機能を有する化合物を含ませ、さらに適切な配合および適切な化合物を選択することが特に好ましい態様であるといえる。   As will be described later, in the method for manufacturing a semiconductor device of the present embodiment, that is, in step [2] described later, terminals are connected to each other at a relatively low temperature. In order to remove the oxide film on the surface of the solder layer at such a low temperature, it can be said that it is a particularly preferable embodiment to include a compound having the flux function and to select an appropriate blend and an appropriate compound.

フラックス機能を有する化合物としては、半田表面の酸化膜を除去する働きがあれば、特に限定されるものではないが、カルボキシル基、あるいは、カルボキシル基およびフェノール性水酸基の両方を備える化合物が好ましい。   The compound having a flux function is not particularly limited as long as it has a function of removing the oxide film on the solder surface, but a compound having a carboxyl group or both a carboxyl group and a phenolic hydroxyl group is preferable.

また、カルボキシル基を有さなくても、同様の効果を発現できる化合物として、酸無水物化合物を挙げることができる。   Moreover, an acid anhydride compound can be mentioned as a compound which can express the same effect, even if it does not have a carboxyl group.

樹脂組成物全固形分中におけるフラックス機能を有する化合物の配合量は、特に限定されないが、1質量%以上30質量%以下であるのが好ましく、3質量%以上20質量%以下であるのがより好ましい。フラックス機能を有する化合物の配合量が、上記範囲であることにより、フラックス機能を向上させることができるとともに、樹脂組成物を硬化した際に、未反応のエポキシ樹脂やフラックス機能を有する化合物が残存するのを防止することができ、耐マイグレーション性を向上することができる。   The blending amount of the compound having a flux function in the total solid content of the resin composition is not particularly limited, but is preferably 1% by mass or more and 30% by mass or less, and more preferably 3% by mass or more and 20% by mass or less. preferable. When the compounding amount of the compound having the flux function is within the above range, the flux function can be improved, and when the resin composition is cured, an unreacted epoxy resin or a compound having the flux function remains. Can be prevented, and migration resistance can be improved.

また、エポキシ樹脂の硬化剤として作用する化合物の中には、フラックス機能を有する化合物が存在する(以下、このような化合物を、フラックス機能を有する硬化剤とも記載する。)。例えば、エポキシ樹脂の硬化剤として作用する、脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸等は、フラックス機能も有している。本実施形態では、このような、フラックス機能を有する化合物としても作用し、エポキシ樹脂の硬化剤としても作用するようなフラックス機能を有する硬化剤を、好適に用いることもできる。   In addition, among the compounds that act as curing agents for epoxy resins, there are compounds having a flux function (hereinafter, such compounds are also referred to as curing agents having a flux function). For example, aliphatic dicarboxylic acids, aromatic dicarboxylic acids and the like that act as curing agents for epoxy resins also have a flux function. In the present embodiment, a curing agent having such a flux function that acts also as a compound having a flux function and also acts as a curing agent for an epoxy resin can be suitably used.

なお、カルボキシル基を備えるフラックス機能を有する化合物とは、分子中にカルボキシル基が1つ以上存在するものをいい、液状であっても固体であってもよい。また、カルボキシル基およびフェノール性水酸基を備えるフラックス機能を有する化合物とは、分子中にカルボキシル基およびフェノール性水酸基がそれぞれ1つ以上存在するものをいい、液状であっても固体であってもよい。   In addition, the compound having a flux function having a carboxyl group refers to a compound having one or more carboxyl groups in the molecule, and may be liquid or solid. Further, the compound having a flux function including a carboxyl group and a phenolic hydroxyl group means a compound having one or more carboxyl groups and phenolic hydroxyl groups in the molecule, and may be liquid or solid.

これらのうち、カルボキシル基を備えるフラックス機能を有する化合物としては、脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸等が挙げられる。   Of these, examples of the compound having a flux function having a carboxyl group include aliphatic carboxylic acids and aromatic carboxylic acids.

カルボキシル基を備えるフラックス機能を有する化合物に係る脂肪族カルボン酸としては、例えば、下記一般式(1)で示される化合物や、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ピバル酸カプロン酸、カプリル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、オレイン酸、フマル酸、マレイン酸、シュウ酸、マロン酸、琥珀酸等が挙げられる。   Examples of the aliphatic carboxylic acid relating to the compound having a flux function having a carboxyl group include a compound represented by the following general formula (1), formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid pivalate, and capryl. Examples include acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, oleic acid, fumaric acid, maleic acid, oxalic acid, malonic acid, oxalic acid, and the like.

HOOC−(CH2n−COOH (1)
(式(1)中、nは、1以上20以下の整数を表す。)
HOOC- (CH 2) n -COOH ( 1)
(In formula (1), n represents an integer of 1 or more and 20 or less.)

カルボキシル基を備えるフラックス機能を有する化合物に係る芳香族カルボン酸としては、安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘミメリット酸、トリメリット酸、トリメシン酸、メロファン酸、プレーニト酸、ピロメリット酸、メリット酸、キシリ
ル酸、ヘメリト酸、メシチレン酸、プレーニチル酸、トルイル酸、ケイ皮酸、サリチル酸(2−ヒドロキシ安息香酸)、3−ヒドロキシ安息香酸、4−ヒドロキシ安息香酸、2,3−ジヒドロキシ安息香酸、2,4−ジヒドロキシ安息香酸、ゲンチジン酸(2,5−ジヒドロキシ安息香酸)、2,6−ジヒドロキシ安息香酸、3,5−ジヒドロキシ安息香酸等またはこれらの誘導体が挙げられる。
Aromatic carboxylic acids related to the compound having a flux function with a carboxyl group include benzoic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, hemimellitic acid, trimellitic acid, trimesic acid, merophanic acid, planitic acid, pyromellitic acid , Merit acid, xylyl acid, hemelic acid, mesitylene acid, prenylic acid, toluic acid, cinnamic acid, salicylic acid (2-hydroxybenzoic acid), 3-hydroxybenzoic acid, 4-hydroxybenzoic acid, 2,3-dihydroxybenzoic acid Examples include acids, 2,4-dihydroxybenzoic acid, gentisic acid (2,5-dihydroxybenzoic acid), 2,6-dihydroxybenzoic acid, 3,5-dihydroxybenzoic acid, and the like, or derivatives thereof.

これらの中でも、フラックス機能の高さと、エポキシ樹脂に対する適度な反応性とのバランスから、フラックス機能を有する化合物として、分子内にカルボキシル基と水酸基とを1つずつ有する化合物を用いることが好ましい。これにより、比較的低温での加熱条件においても、効果的にバンプ電極3の表面の金属酸化膜を除去することができる。   Among these, it is preferable to use a compound having one carboxyl group and one hydroxyl group in the molecule as the compound having a flux function from the balance between the high flux function and the appropriate reactivity with the epoxy resin. Thereby, the metal oxide film on the surface of the bump electrode 3 can be effectively removed even under heating conditions at a relatively low temperature.

特に好ましいこのような化合物としては、分子内にフェノール性水酸基とカルボキシル基とを1つずつ有する化合物が挙げられ、具体的には、サリチル酸(2−ヒドロキシ安息香酸)、3−ヒドロキシ安息香酸、4−ヒドロキシ安息香酸を挙げることができる。   Particularly preferable examples of such compounds include compounds having one phenolic hydroxyl group and one carboxyl group in the molecule, and specifically include salicylic acid (2-hydroxybenzoic acid), 3-hydroxybenzoic acid, 4 -Hydroxybenzoic acid can be mentioned.

これらのカルボキシル基を備えるフラックス機能を有する化合物のうち、フラックス機能を有する化合物が有する活性度、樹脂組成物の硬化時におけるアウトガスの発生量、および硬化後の樹脂組成物の弾性率やガラス転移温度等のバランスが良い点で、前記一般式(1)で示される化合物が好ましい。そして、前記一般式(1)で示される化合物のうち、nが3〜10である化合物が、硬化後の樹脂組成物における弾性率が増加するのを抑制することができるとともに、半導体チップ、基板等の回路部材同士の接着性を向上させることができる点で、好ましく用いることができる。   Among these compounds having a flux function having a carboxyl group, the activity of the compound having a flux function, the amount of outgas generated during curing of the resin composition, and the elastic modulus and glass transition temperature of the cured resin composition The compound represented by the general formula (1) is preferable from the viewpoint of good balance. And among the compounds shown by the general formula (1), the compound in which n is 3 to 10 can suppress an increase in the elastic modulus in the resin composition after curing, and the semiconductor chip and the substrate It can use preferably by the point which can improve the adhesiveness of circuit members, such as.

前記一般式(1)で示される化合物のうち、nが3〜10である化合物としては、例えば、n=3のグルタル酸(HOOC−(CH23−COOH)、n=4のアジピン酸(HOOC−(CH24−COOH)、n=5のピメリン酸(HOOC−(CH25−COOH)、n=8のセバシン酸(HOOC−(CH28−COOH)およびn=10のHOOC−(CH210−COOH等が挙げられる。 Among the compounds represented by the general formula (1), examples of the compound in which n is 3 to 10 include, for example, n = 3 glutaric acid (HOOC— (CH 2 ) 3 —COOH), n = 4 adipic acid (HOOC- (CH 2) 4 -COOH ), n = 5 of pimelic acid (HOOC- (CH 2) 5 -COOH ), sebacic acid of n = 8 (HOOC- (CH 2 ) 8 -COOH) , and n = 10 HOOC- (CH 2 ) 10 —COOH and the like.

また、これらの誘導体についてもフラックス機能を有する化合物として有用であり、たとえば、グルタル酸、メチルグルタル酸、ジメチルグルタル酸、メチルアジピン酸、ジメチルアジピン酸、メチルピメリン酸、ジメチルピメリン酸、メチルセバシン酸、ジメチルセバシン酸等の誘導体も同様に用いることができる。   These derivatives are also useful as compounds having a flux function, such as glutaric acid, methyl glutaric acid, dimethyl glutaric acid, methyl adipic acid, dimethyl adipic acid, methyl pimelic acid, dimethyl pimelic acid, methyl sebacic acid, Derivatives such as dimethyl sebacic acid can be used similarly.

上述したようなカルボキシル基、あるいは、カルボキシル基およびフェノール水酸基の両方を備える化合物は、エポキシ樹脂との反応で三次元的に取り込まれる。   The above-mentioned carboxyl group or a compound having both a carboxyl group and a phenol hydroxyl group is taken in three-dimensionally by reaction with an epoxy resin.

そのため、硬化後のエポキシ樹脂の三次元的なネットワークの形成を向上させるという観点からは、フラックス機能を有する化合物としては、フラックス作用を有し且つエポキシ樹脂の硬化剤として作用するフラックス活性を有する硬化剤を用いるのが好ましい。フラックス活性を有する硬化剤としては、例えば、1分子中に、エポキシ樹脂に付加することができる水酸基と、フラックス作用(酸化膜除去作用)を示すカルボキシル基とを備える化合物が挙げられる。   Therefore, from the viewpoint of improving the formation of a three-dimensional network of the epoxy resin after curing, the compound having a flux function is a curing having a flux activity that acts as a curing agent for the epoxy resin. It is preferable to use an agent. As a hardening | curing agent which has flux activity, the compound provided with the hydroxyl group which can be added to an epoxy resin and the carboxyl group which shows a flux effect | action (oxide film removal effect | action) is mentioned in 1 molecule, for example.

このようなフラックス機能を有する硬化剤としては、サリチル酸(2−ヒドロキシ安息香酸)、3−ヒドロキシ安息香酸、4−ヒドロキシ安息香酸、2,3−ジヒドロキシ安息香酸、2,4−ジヒドロキシ安息香酸、ゲンチジン酸(2,5−ジヒドロキシ安息香酸)、2,6−ジヒドロキシ安息香酸、3,4−ジヒドロキシ安息香酸等が挙げられ、これらは1種単独または2種以上を組み合わせて用いることができる。   Examples of the curing agent having such a flux function include salicylic acid (2-hydroxybenzoic acid), 3-hydroxybenzoic acid, 4-hydroxybenzoic acid, 2,3-dihydroxybenzoic acid, 2,4-dihydroxybenzoic acid, and gentidine. Examples include acids (2,5-dihydroxybenzoic acid), 2,6-dihydroxybenzoic acid, 3,4-dihydroxybenzoic acid, and the like. These can be used alone or in combination of two or more.

これらの中でも、フラックス活性の高さと、熱硬化性樹脂に対する適度な反応性とのバランスから、フラックス機能を有する化合物として、分子内にカルボキシル基と水酸基とを1つずつ有する化合物を用いることが好ましい。   Among these, it is preferable to use a compound having one carboxyl group and one hydroxyl group in the molecule as the compound having a flux function from the balance between high flux activity and appropriate reactivity with the thermosetting resin. .

これにより、比較的低温での加熱条件においても、効果的に半田層の表面酸化膜を除去することができる。   Thereby, the surface oxide film of the solder layer can be effectively removed even under heating conditions at a relatively low temperature.

特に好ましい化合物としては、分子内にフェノール性水酸基とカルボキシル基とを1つずつ有する化合物が挙げられ、具体的には、サリチル酸(2−ヒドロキシ安息香酸)、3−ヒドロキシ安息香酸、4−ヒドロキシ安息香酸等のヒドロキシ安息香酸を挙げることができる。   Particularly preferred compounds include compounds having one phenolic hydroxyl group and one carboxyl group in the molecule, and specifically include salicylic acid (2-hydroxybenzoic acid), 3-hydroxybenzoic acid, 4-hydroxybenzoic acid. Mention may be made of hydroxybenzoic acids such as acids.

これら化合物は、比較的入手容易であり、また、極めて高いフラックス活性を有することから、本実施形態に特に好ましく用いることができる。   Since these compounds are relatively easily available and have extremely high flux activity, they can be particularly preferably used in this embodiment.

また、樹脂組成物の全固形分中における、フラックス機能を有する硬化剤の配合量は、特に限定されないが、1質量%以上30質量%以下であるのが好ましく、1質量%以上20質量%以下であるのがより好ましい。樹脂組成物中のフラックス機能を有する硬化剤の配合量が、上記範囲であることにより、樹脂組成物のフラックス活性を向上させることができるとともに、安定的に熱硬化性樹脂内に取り込まれる。特に、フラックス機能を有する硬化剤として、ヒドロキシ安息香酸が含まれる構成とする場合、樹脂組成物全固形分中における、ヒドロキシ安息香酸の配合量は、1質量%以上5質量%以下であるのが好ましい。これにより、前記効果をより顕著に発揮させることができる。なお、この場合、他のフラックス機能を有する硬化剤が含まれることにより、フラックス機能を有する硬化剤、全量としての配合量は、1質量%以上30質量%以下であるのが好ましく、1質量%以上20質量%以下であるのがより好ましい。これにより、樹脂組成物の低温硬化を維持しつつ、例えば、他のフラックス機能を有する硬化剤として、フェノールフタリンを用いた場合、樹脂組成物の硬化物の高Tg化が図られる。   Further, the amount of the curing agent having a flux function in the total solid content of the resin composition is not particularly limited, but is preferably 1% by mass or more and 30% by mass or less, and preferably 1% by mass or more and 20% by mass or less. It is more preferable that When the blending amount of the curing agent having a flux function in the resin composition is within the above range, the flux activity of the resin composition can be improved and the resin composition is stably incorporated into the thermosetting resin. In particular, in the case where hydroxybenzoic acid is included as a curing agent having a flux function, the amount of hydroxybenzoic acid in the total solid content of the resin composition is 1% by mass or more and 5% by mass or less. preferable. Thereby, the said effect can be exhibited more notably. In this case, by including a curing agent having another flux function, the curing agent having a flux function, the total amount is preferably 1% by mass to 30% by mass, and preferably 1% by mass. More preferably, it is 20 mass% or less. Thereby, for example, when phenolphthaline is used as a curing agent having another flux function while maintaining low temperature curing of the resin composition, the cured product of the resin composition can have a high Tg.

また、フラックス機能を有する酸無水物としては、脂環式酸無水物、芳香族酸無水物等またはこれらの誘導体が挙げられる。   Moreover, as an acid anhydride which has a flux function, an alicyclic acid anhydride, an aromatic acid anhydride, etc., or these derivatives are mentioned.

フラックス機能を有する化合物に係る脂環式酸無水物としては、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルシクロヘキセンジカルボン酸無水物等またはこれらの誘導体が挙げられる。   Examples of alicyclic acid anhydrides related to the compound having a flux function include methyltetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, methylhymic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, and trialkyltetrahydrophthalic anhydride. And acid, methylcyclohexene dicarboxylic acid anhydride, and the like or derivatives thereof.

フラックス機能を有する化合物に係る芳香族酸無水物としては、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物等またはこれらの誘導体が挙げられる。   Examples of the aromatic acid anhydride relating to the compound having a flux function include phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, benzophenonetetracarboxylic anhydride, and the like, or derivatives thereof.

また、このようなフラックス機能を有する化合物は、220℃以下でフラックス機能を発現するものであることが好ましく、160℃以上210℃以下でフラックス機能を発現するものであることがより好ましい。このような温度特性を有する化合物を用いることにより、次工程[2]において、バンプ電極3の融点よりも低い温度で加熱した際に、この化合物に、フラックス機能を確実に発現させることができる。そのため、端子14と、バンプ電極3との酸化膜を除去できるので、バンプ電極3と端子14との接合をより確実なものとすることができる。   Moreover, it is preferable that the compound which has such a flux function expresses a flux function at 220 degrees C or less, and it is more preferable that it expresses a flux function at 160 degreeC or more and 210 degrees C or less. By using a compound having such a temperature characteristic, when heated at a temperature lower than the melting point of the bump electrode 3 in the next step [2], the compound can reliably exhibit a flux function. Therefore, since the oxide film between the terminal 14 and the bump electrode 3 can be removed, the bonding between the bump electrode 3 and the terminal 14 can be made more reliable.

さらに、エポキシ樹脂として含有する上記化学式(2)で表わされるトリス(ヒドロキ
シフェニル)メタン型エポキシ樹脂との組み合わせでは、前記一般式(1)で示される化合物のうち、nが3〜10である化合物または、その誘導体であることが好ましく、中でも、n=8のセバシン酸(HOOC−(CH28−COOH)、n=3のグルタル酸(HOOC−(CH23−COOH)または、これらの誘導体であることがより好ましい。これにより、次工程[2]において詳述する、バンプ電極3と端子14との間およびバンプ電極3と端子242との間での原子拡散に伴う合金化や金属間化合物の生成、ならびに、後工程[3]における合金化の促進がより確実に行われることとなる。
Further, in a combination with the tris (hydroxyphenyl) methane type epoxy resin represented by the above chemical formula (2) contained as an epoxy resin, a compound in which n is 3 to 10 among the compounds represented by the general formula (1) Alternatively, a derivative thereof is preferable, and among them, n = 8 sebacic acid (HOOC— (CH 2 ) 8 —COOH), n = 3 glutaric acid (HOOC— (CH 2 ) 3 —COOH), or these It is more preferable that it is a derivative of As a result, as described in detail in the next step [2], alloying and generation of intermetallic compounds accompanied by atomic diffusion between the bump electrode 3 and the terminal 14 and between the bump electrode 3 and the terminal 242, and after The promotion of alloying in step [3] will be performed more reliably.

なお、グルタル酸誘導体としては、例えば、2−メチルグルタル酸、2,2一ジメチルグルタル酸および3、3一ジメチルグルタル酸等が挙げられる。   Examples of the glutaric acid derivative include 2-methylglutaric acid, 2,2 dimethyl glutaric acid and 3,3 dimethyl glutaric acid.

また、フラックス機能を有する硬化剤として、前記一般式(1)で示される化合物を用いる場合、樹脂層4の全固形分中におけるフラックス機能を有する硬化剤(前記一般式(1)で示される化合物)の配合量は、1質量%以上13質量%以下であるのが好ましく、5質量%以上13質量%以下であることがより好ましい。これにより、前記効果をより顕著に発揮させることができる。なお、この場合、他のフラックス機能を有する硬化剤が含まれることにより、フラックス機能を有する硬化剤、全量としての配合量は、1質量%以上30質量%以下であるのが好ましく、1質量%以上20質量%以下であるのがより好ましい。これにより、樹脂組成物の低温硬化を維持しつつ、例えば、他のフラックス機能を有する硬化剤として、フェノールフタリンを用いた場合、樹脂組成物の硬化物の高Tg化が図られる。   Moreover, as a hardening | curing agent which has a flux function, when using the compound shown by the said General formula (1), the hardening | curing agent which has a flux function in the total solid of the resin layer 4 (the compound shown by the said General formula (1)) ) Is preferably 1% by mass or more and 13% by mass or less, and more preferably 5% by mass or more and 13% by mass or less. Thereby, the said effect can be exhibited more notably. In this case, by including a curing agent having another flux function, the curing agent having a flux function, the total amount is preferably 1% by mass to 30% by mass, and preferably 1% by mass. More preferably, it is 20 mass% or less. Thereby, for example, when phenolphthaline is used as a curing agent having another flux function while maintaining low temperature curing of the resin composition, the cured product of the resin composition can have a high Tg.

また、フラックス機能を有する酸無水物としては、脂肪族酸無水物、脂環式酸無水物、芳香族酸無水物等が挙げられる。   Examples of acid anhydrides having a flux function include aliphatic acid anhydrides, alicyclic acid anhydrides, and aromatic acid anhydrides.

フラックス機能を有する化合物に係る脂肪族酸無水物としては、無水コハク酸、ポリアジピン酸無水物、ポリアゼライン酸無水物、ポリセバシン酸無水物等が挙げられる。   Examples of the aliphatic acid anhydride related to the compound having a flux function include succinic anhydride, polyadipic acid anhydride, polyazeline acid anhydride, polysebacic acid anhydride, and the like.

フラックス機能を有する化合物に係る脂環式酸無水物としては、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルシクロヘキセンジカルボン酸無水物等が挙げられる。   Examples of alicyclic acid anhydrides related to the compound having a flux function include methyltetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, methylhymic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, and trialkyltetrahydrophthalic anhydride. Examples thereof include acid and methylcyclohexene dicarboxylic acid anhydride.

フラックス機能を有する化合物に係る芳香族酸無水物としては、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、エチレングリコールビストリメリテート、グリセロールトリストリメリテート等が挙げられる。   Examples of aromatic acid anhydrides related to the compound having a flux function include phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, benzophenone tetracarboxylic anhydride, ethylene glycol bistrimellitate, glycerol tris trimellitate, etc. It is done.

なお、本発明のように、熱硬化性樹脂としてTPM型エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂を用いる構成とした場合、エポキシ樹脂とフラックス機能を有する化合物との配合比(質量比)は、特に限定されないが、(エポキシ樹脂/フラックス機能を有する化合物)が0.5以上12以下であることが好ましく、2以上10以下であることが特に好ましい。(エポキシ樹脂/フラックス機能を有する化合物)を上記範囲とすることで、安定的に樹脂組成物を硬化させることができ、耐マイグレーション性を向上させることができる。   In addition, when it is set as the structure which uses the epoxy resin containing a TPM type epoxy resin as a thermosetting resin like this invention, the compounding ratio (mass ratio) of an epoxy resin and the compound which has a flux function is not specifically limited. , (Epoxy resin / compound having a flux function) is preferably 0.5 or more and 12 or less, particularly preferably 2 or more and 10 or less. By setting (epoxy resin / compound having a flux function) in the above range, the resin composition can be stably cured, and migration resistance can be improved.

また、本実施形態においては、これらのフラックス機能を有する化合物のなかでも、前述のヒドロキシ安息香酸、セバシン酸およびグルタル酸またはこれらの誘導体、無水フタル酸または無水フタル酸誘導体からなる群から一つ以上を選択することが好ましい態様である。   In the present embodiment, among these compounds having a flux function, one or more from the group consisting of the above-mentioned hydroxybenzoic acid, sebacic acid and glutaric acid or derivatives thereof, phthalic anhydride or phthalic anhydride derivatives Is a preferred embodiment.

(c)成膜性樹脂
成膜性樹脂は、樹脂層4の成膜性を良好にする。成膜性樹脂は、有機溶媒に可溶であり、単独で膜を形成することができる。
(C) Film forming resin The film forming resin improves the film forming property of the resin layer 4. The film-forming resin is soluble in an organic solvent and can form a film alone.

成膜性樹脂は、例えば、(メタ)アクリル系樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、シロキサン変性ポリイミド樹脂、ポリブタジエン、ポリプロピレン、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン共重合体、ポリアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ポリアミド樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−アクリル酸共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリ酢酸ビニル、ナイロン等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を含むものが用いられる。具体的には、成膜性樹脂は、(メタ)アクリル系樹脂、フェノキシ樹脂およびポリイミド樹脂からなる群から選択される少なくとも1種を含んでいることが好ましい。なお、成膜性樹脂は、その構造中に、エポキシ基、(メタ)アクリル基、カルボキシル基、フェノール性水酸基等を有していてもよい。成膜性樹脂は、好ましくは、(メタ)アクリル系樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂およびアクリロニトリル−ブタジエン共重合体のいずれかである。この場合、成膜性樹脂は、可撓性に優れるため温度サイクル信頼性が向上する。なお、本実施形態において、「(メタ)アクリル系樹脂」とは、(メタ)アクリル酸の重合体、(メタ)アクリル酸の誘導体の重合体、(メタ)アクリル酸と他の単量体との共重合体、または(メタ)アクリル酸の誘導体と他の単量体との共重合体を意味する。さらに、「(メタ)アクリル酸」とは、「アクリル酸」または「メタクリル酸」を意味する。   Examples of the film forming resin include (meth) acrylic resin, phenoxy resin, polyester resin, polyurethane resin, polyimide resin, siloxane-modified polyimide resin, polybutadiene, polypropylene, styrene-butadiene-styrene copolymer, and styrene-ethylene-butylene. -Styrene copolymer, polyacetal resin, polyvinyl butyral resin, polyvinyl acetal resin, butyl rubber, chloroprene rubber, polyamide resin, acrylonitrile-butadiene copolymer, acrylonitrile-butadiene-acrylic acid copolymer, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer , Polyvinyl acetate, nylon and the like, and those containing one or more of them are used. Specifically, the film-forming resin preferably contains at least one selected from the group consisting of (meth) acrylic resins, phenoxy resins, and polyimide resins. The film-forming resin may have an epoxy group, a (meth) acryl group, a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group, or the like in the structure. The film forming resin is preferably any one of (meth) acrylic resin, phenoxy resin, polyimide resin, and acrylonitrile-butadiene copolymer. In this case, since the film-forming resin is excellent in flexibility, the temperature cycle reliability is improved. In the present embodiment, “(meth) acrylic resin” refers to (meth) acrylic acid polymer, (meth) acrylic acid derivative polymer, (meth) acrylic acid and other monomers. Or a copolymer of a derivative of (meth) acrylic acid and another monomer. Furthermore, “(meth) acrylic acid” means “acrylic acid” or “methacrylic acid”.

成膜性樹脂の重量平均分子量は、1万以上が好ましく、2万以上100万以下がより好ましく、3万以上90万以下がさらに好ましい。成膜性樹脂の重量平均分子量が前記範囲内であると、成膜性樹脂は、樹脂層4の成膜性を特に高めることができる。   The weight average molecular weight of the film-forming resin is preferably 10,000 or more, more preferably 20,000 to 1,000,000, and even more preferably 30,000 to 900,000. When the weight average molecular weight of the film forming resin is within the above range, the film forming resin can particularly enhance the film forming property of the resin layer 4.

なお、樹脂層4をフィルムとして準備する場合、成膜性樹脂の含有量は、樹脂層4の全体に対して、0.5質量%以上50質量%以下であるのが好ましく、1質量%以上40質量%以下であることがより好ましく、3質量%以上35質量%以下であることがさらに好ましい。成膜性樹脂の含有量が前記範囲内であると、樹脂層4の流動性を抑制することができ、フィルム(樹脂層4)の取り扱いが容易になる。ただし、成膜性樹脂の含有量は、上述した範囲に限定されるものではない。   In addition, when preparing the resin layer 4 as a film, it is preferable that content of film forming resin is 0.5 mass% or more and 50 mass% or less with respect to the whole resin layer 4, 1 mass% or more It is more preferably 40% by mass or less, and further preferably 3% by mass or more and 35% by mass or less. When the content of the film forming resin is within the above range, the fluidity of the resin layer 4 can be suppressed, and the film (resin layer 4) can be easily handled. However, the content of the film forming resin is not limited to the above-described range.

また、樹脂層4に含まれるフラックス機能を有する化合物およびエポキシ樹脂の組み合わせによっては、この成膜性樹脂の樹脂層4への添加を省略することができる。   Depending on the combination of the compound having a flux function contained in the resin layer 4 and the epoxy resin, the addition of the film forming resin to the resin layer 4 can be omitted.

(d)硬化促進剤
硬化促進剤は、上述した(a)エポキシ樹脂(TPM型エポキシ樹脂)の硬化を促進する。
(D) Curing accelerator The curing accelerator promotes curing of the above-described (a) epoxy resin (TPM type epoxy resin).

硬化促進剤は、例えば、イミダゾール化合物である。イミダゾール化合物は、例えば、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルヒドロキシイミダゾール、および2−フェニル−4−メチルヒドロキシイミダゾールからなる群より選択される1種または2種以上を含む。イミダゾール化合物は、接合性と硬化性とのバランスに優れることから好ましく用いられる。さらに、イミダゾール化合物は、融点が150℃以上であることが好ましい。これにより、樹脂層4の硬化が完了する前に、バンプ電極3を構成する成分が、端子14の表面や端子242の表面を移動し易くなる。これにより、端子14とバンプ電極3との電気的接続および端子242とバンプ電極3との電気的接続を良好なものとすることができる。融点が150℃以上のイミダゾール化合物としては、例えば、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルヒドロキシイミダゾール、2−フェニル−
4−メチルヒドロキシイミダゾール等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を含むものが用いられる。
The curing accelerator is, for example, an imidazole compound. The imidazole compound includes, for example, one or more selected from the group consisting of 2-phenyl-4-methylimidazole, 2-phenylhydroxyimidazole, and 2-phenyl-4-methylhydroxyimidazole. An imidazole compound is preferably used because of its excellent balance between bondability and curability. Furthermore, the imidazole compound preferably has a melting point of 150 ° C. or higher. Thereby, before the curing of the resin layer 4 is completed, the components constituting the bump electrode 3 can easily move on the surface of the terminal 14 or the surface of the terminal 242. Thereby, the electrical connection between the terminal 14 and the bump electrode 3 and the electrical connection between the terminal 242 and the bump electrode 3 can be improved. Examples of the imidazole compound having a melting point of 150 ° C. or higher include 2-phenyl-4-methylimidazole, 2-phenylhydroxyimidazole, 2-phenyl-
4-methylhydroxy imidazole etc. are mentioned, The thing containing 1 type, or 2 or more types of these is used.

硬化促進剤の含有量は、樹脂層4の全体において0.005質量%以上10質量%以下であるのが好ましく、0.01質量%以上5質量%以下であるのがより好ましい。これにより、バンプ電極3の溶融温度の近傍において樹脂層4の粘度が高くなりすぎることを抑制することができる。さらに、樹脂層4の保存性を更に向上させることができる。ただし、硬化促進剤の含有量は、上述した範囲に限定されるものではない。   The content of the curing accelerator is preferably 0.005% by mass or more and 10% by mass or less, and more preferably 0.01% by mass or more and 5% by mass or less in the entire resin layer 4. Thereby, it can suppress that the viscosity of the resin layer 4 becomes high too high in the vicinity of the melting temperature of the bump electrode 3. Furthermore, the preservability of the resin layer 4 can be further improved. However, the content of the curing accelerator is not limited to the above-described range.

なお、樹脂層4に含まれるフラックス機能を有する化合物およびエポキシ樹脂の組み合わせによっては、この硬化促進剤の樹脂層4への添加を省略することができる。   Depending on the combination of the compound having a flux function contained in the resin layer 4 and the epoxy resin, the addition of the curing accelerator to the resin layer 4 can be omitted.

(e)充填材
充填材は、樹脂層4の線膨張係数を低下させるとともに、樹脂層4の最低溶融粘度を調整する。充填材は、例えば、有機充填材および無機充填材の少なくとも一方を含んでいる。有機充填材としては、例えば、樹脂粒子、ゴム粒子等が挙げられる。無機充填材の構成材料としては、例えば、銀、酸化チタン、シリカ、マイカ、アルミナ、窒化アルミニウム、酸化チタン、窒化珪素、窒化ホウ素等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上が用いられる。
(E) Filler The filler reduces the linear expansion coefficient of the resin layer 4 and adjusts the minimum melt viscosity of the resin layer 4. The filler includes, for example, at least one of an organic filler and an inorganic filler. Examples of the organic filler include resin particles and rubber particles. Examples of the constituent material of the inorganic filler include silver, titanium oxide, silica, mica, alumina, aluminum nitride, titanium oxide, silicon nitride, and boron nitride, and one or more of these are used. It is done.

充填材は、耐衝撃性の向上という観点からは、有機充填材を含んでいることが好ましい。この場合に用いる有機充填材は、例えば、ゴム成分を含むゴム粒子を含んでいることが好ましい。このゴム成分としては、例えば、アクリルゴム、シリコンゴム、ブタジエンゴム等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上が用いられる。これにより、樹脂層4の硬化物の靱性を高めることができ、実装基板1と半導体素子2の接続構造の耐衝撃性を向上させることができる。なお、有機充填材は、コアシェル構造を有していてもよい。コアシェル構造の有機充填材としては、例えば、接合した際の回路部材の反り抑制特性に優れる、有機微粒子(ダウケミカル製:パラロイドEXL2655 耐衝撃強化剤)、応力緩和剤(三菱レイヨン製:メタブレン J−5800、W−5500)等を例示することができる。   The filler preferably contains an organic filler from the viewpoint of improving impact resistance. The organic filler used in this case preferably contains, for example, rubber particles containing a rubber component. Examples of the rubber component include acrylic rubber, silicon rubber, butadiene rubber, and the like, and one or more of these are used. Thereby, the toughness of the hardened | cured material of the resin layer 4 can be improved, and the impact resistance of the connection structure of the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 can be improved. The organic filler may have a core-shell structure. As an organic filler having a core-shell structure, for example, organic fine particles (manufactured by Dow Chemical: Paraloid EXL2655 impact resistance enhancer), stress relieving agent (manufactured by Mitsubishi Rayon: Metabrene J-), which are excellent in warpage suppression characteristics of circuit members when bonded, are used. 5800, W-5500) and the like.

充填材は、回路部材の接続構造の信頼性の向上という観点からは、無機充填材を含んでいることが好ましい。これにより、樹脂層4の線膨張係数を低下させることができ、回路部材の接続構造の信頼性を向上させることができる。より具体的には、無機充填材は、硬化後の樹脂層4の熱伝導性の観点から、シリカを含んでいることが好ましい。シリカの形状は、例えば、破砕シリカおよび球状シリカの少なくとも一方である。本実施形態においては、シリカの形状が、球状シリカであることが好ましい。さらに、無機充填材は、熱伝導性の観点から、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化チタン、窒化珪素および窒化ホウ素からなる群から選択される1種または2種以上を含むことが好ましい。   From the viewpoint of improving the reliability of the circuit member connection structure, the filler preferably contains an inorganic filler. Thereby, the linear expansion coefficient of the resin layer 4 can be reduced, and the reliability of the connection structure of a circuit member can be improved. More specifically, the inorganic filler preferably contains silica from the viewpoint of thermal conductivity of the cured resin layer 4. The shape of the silica is, for example, at least one of crushed silica and spherical silica. In the present embodiment, the shape of silica is preferably spherical silica. Furthermore, the inorganic filler preferably contains one or more selected from the group consisting of aluminum oxide, aluminum nitride, titanium oxide, silicon nitride and boron nitride from the viewpoint of thermal conductivity.

また、無機充填材は、その表面が疎水性の官能基で修飾されている表面疎水化無機充填材であることが好ましい。これにより、樹脂組成物中に含まれる、エポキシ樹脂(a)、フラックス機能を有する化合物(b)等の樹脂成分と、無機充填材とのなじみ性を向上させることができ、その結果、樹脂組成物の低粘度化や、無機充填材の表面性状の改質が図られるため、接合工程における樹脂組成物の熱時流動性が向上することとなる。また、半田融点よりも低い温度で押しつけた際に良い接合状態を実現するためには、従来よりも低温で樹脂の流動性を持たせる必要があるが、表面疎水処理シリカはその高い熱時流動性から好適に用いることができる。   The inorganic filler is preferably a surface-hydrophobized inorganic filler whose surface is modified with a hydrophobic functional group. Thereby, the conformability of the resin component such as the epoxy resin (a) and the compound (b) having a flux function contained in the resin composition and the inorganic filler can be improved. As a result, the resin composition Since the viscosity of the product is reduced and the surface properties of the inorganic filler are improved, the fluidity of the resin composition in the bonding step is improved. In addition, in order to achieve a good bonding state when pressed at a temperature lower than the solder melting point, it is necessary to give the resin fluidity at a lower temperature than before, but surface hydrophobized silica has its high heat flow. It can be suitably used because of its properties.

なお、本明細書において、「疎水性」とは、水に対する親和性が低く、水に溶解しにく
い、あるいは水と混ざりにくい性質を有することをいう。
In the present specification, “hydrophobic” means having a property of having a low affinity for water and being difficult to dissolve in water or to be mixed with water.

この表面疎水化無機充填材としては、例えば、上述した無機充填材の表面を、シリル化処理したものが挙げられる。これらは、公知の処理剤(シリル化剤)を何ら制限されずに使用することができる。   Examples of the surface hydrophobized inorganic filler include those obtained by subjecting the surface of the inorganic filler described above to a silylation treatment. These can use a well-known processing agent (silylation agent) without being restrict | limited at all.

このシリル化剤としては、例えば、テトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、o−メチルフェニルトリメトキシシラン、p−メチルフェニルトリメトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、i−ブチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、i−ブチルトリエトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン等のアルコキシシラン類、ヘキサメチルジシラザン等のシラザン類、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、tert−ブチルジメチルクロロシラン、ビニルトリクロロシラン等のクロロシラン類等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   Examples of the silylating agent include tetramethoxysilane, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, o-methylphenyltrimethoxysilane, p-methylphenyltrimethoxysilane, and n-butyl. Trimethoxysilane, i-butyltrimethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, octyltrimethoxysilane, decyltrimethoxysilane, dodecyltrimethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, phenyltriethoxysilane, Diphenyldiethoxysilane, i-butyltriethoxysilane, decyltriethoxysilane, vinyltriethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ -Glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) ) Alkoxysilanes such as aminopropyltrimethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) aminopropylmethyldimethoxysilane, silazanes such as hexamethyldisilazane, methyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, phenyltrichlorosilane, Examples include chlorosilanes such as diphenyldichlorosilane, tert-butyldimethylchlorosilane, and vinyltrichlorosilane. One or more of these can be used in combination.

この他、表面疎水化無機充填材を得るために、無機充填材の表面を処理する処理剤(疎水化剤)としては、例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、クロロアルキル変性シリコーンオイル、クロロフェニル変性シリコーンオイル、脂肪酸変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、アルコキシ変性シリコーンオイル、カルビノール変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、および、末端反応性シリコーンオイル等のシリコーンオイルが挙げられる。   In addition, as a treatment agent (hydrophobizing agent) for treating the surface of the inorganic filler in order to obtain a surface hydrophobized inorganic filler, for example, dimethyl silicone oil, methyl hydrogen silicone oil, methyl phenyl silicone oil, alkyl Modified silicone oil, chloroalkyl modified silicone oil, chlorophenyl modified silicone oil, fatty acid modified silicone oil, polyether modified silicone oil, alkoxy modified silicone oil, carbinol modified silicone oil, amino modified silicone oil, fluorine modified silicone oil, and terminal Examples include silicone oils such as reactive silicone oils.

さらに、処理剤(疎水化剤)としては、脂肪酸およびその金属塩を用いることができ、その具体例として、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ドデシル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ペンタデシル酸、ステアリン酸、ヘプタデシル酸、アラキン酸、モンタン酸、オレイン酸、リノール酸、アラキドン酸のような長鎖脂肪酸、その金属塩としては亜鉛、鉄、マグネシウム、アルミニウム、カルシウム、ナトリウム、リチウムのような金属との塩等が挙げられる。   Furthermore, as the treating agent (hydrophobizing agent), fatty acids and metal salts thereof can be used. Specific examples thereof include undecyl acid, lauric acid, tridecylic acid, dodecylic acid, myristic acid, palmitic acid, pentadecylic acid, stearin. Long chain fatty acids such as acid, heptadecylic acid, arachidic acid, montanic acid, oleic acid, linoleic acid, arachidonic acid, and metal salts such as zinc, iron, magnesium, aluminum, calcium, sodium, and lithium Examples include salts.

このような表面疎水化無機充填材は、疎水性の官能基として、アルキル基を備えるものであることが好ましい。これにより、前記効果をより顕著に発揮させることができる。   Such a surface-hydrophobized inorganic filler is preferably provided with an alkyl group as a hydrophobic functional group. Thereby, the said effect can be exhibited more notably.

アルキル基としては、特に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、iso−プロピル基、ブチル基、iso−ブチル基、tert−ブチル基、sec−ブチル基、iso−ペンチル基、neo−ペンチル基、tert−ペンチル基、iso−ヘキシル基等が挙げられ、中でも、メチル基およびエチル基のうちの少なくとも1種であることが好ましい。これにより、無機充填材の表面を効率的に疎水化処理することができる。   Examples of the alkyl group include, but are not limited to, methyl group, ethyl group, propyl group, iso-propyl group, butyl group, iso-butyl group, tert-butyl group, sec-butyl group, iso-pentyl group, neo -Pentyl group, tert-pentyl group, iso-hexyl group and the like are mentioned, and among them, at least one of methyl group and ethyl group is preferable. Thereby, the surface of an inorganic filler can be efficiently hydrophobized.

さらに、上記、表面疎水化無機充填材(例えば、表面疎水処理シリカ)とトリス(ヒド
ロキシフェニル)メタン型エポキシ樹脂を組み合わせた場合、特に良い接続信頼性が得られる。その理由として、TPM型エポキシ樹脂は、高Tgを示すことから、温度サイクル時のバンプ保護効果が高いことに加え、表面疎水化無機充填材との親和性も良いのか、比較的高い樹脂流動性を示しており、接合レベルが良い。その結果、接続信頼性が向上していると推測される。
Furthermore, when the above-mentioned surface hydrophobized inorganic filler (for example, surface hydrophobized silica) and tris (hydroxyphenyl) methane type epoxy resin are combined, particularly good connection reliability can be obtained. The reason is that the TPM type epoxy resin exhibits a high Tg, so that it has a high bump protection effect at the time of temperature cycling, and also has a good affinity with the surface hydrophobized inorganic filler, or a relatively high resin fluidity. The bonding level is good. As a result, it is estimated that connection reliability is improved.

さらに、充填材は、耐衝撃性の向上および回路部材の接続構造の信頼性の向上という観点からは、無機充填材および有機充填材の双方を含んでいることが好ましい。   Furthermore, the filler preferably contains both an inorganic filler and an organic filler from the viewpoint of improving the impact resistance and improving the reliability of the circuit member connection structure.

充填材の平均粒子径は、特に限定されないが、500nm以下であることが好ましく、300nm以下であることがより好ましい。一方、充填材の平均粒子径の下限値は、例えば5nmとされる。充填材の平均粒子径が前記範囲内である場合、樹脂層4の粘度を適度なものとすることができる。さらに、樹脂層4内で充填材が凝集することを抑制することができる。さらに、樹脂層4を光が透過する際に、可視光の透過を充填材が阻害するのを低減することができる。この場合、端子242やバンプ電極3が樹脂層4に埋め込まれていても、可視光を用いて端子242の位置やバンプ電極3の位置を良好に認識することができる。なお、充填材がシリカを含む場合、可視光の透過性はさらに良好なものとなる。これにより、半導体素子2の位置合わせが容易になる。ただし、充填材の平均粒子径は、上述した範囲に限定されるものではない。   The average particle diameter of the filler is not particularly limited, but is preferably 500 nm or less, and more preferably 300 nm or less. On the other hand, the lower limit value of the average particle diameter of the filler is, for example, 5 nm. When the average particle diameter of the filler is within the above range, the viscosity of the resin layer 4 can be made moderate. Further, the filler can be prevented from aggregating in the resin layer 4. Furthermore, when the light passes through the resin layer 4, it is possible to reduce the filler from inhibiting visible light transmission. In this case, even if the terminal 242 and the bump electrode 3 are embedded in the resin layer 4, the position of the terminal 242 and the position of the bump electrode 3 can be well recognized using visible light. When the filler contains silica, the visible light transmission is further improved. Thereby, alignment of the semiconductor element 2 becomes easy. However, the average particle diameter of the filler is not limited to the above-described range.

また、充填材の平均粒子径は、例えば、レーザー回折法によって得られた体積基準の粒度分布において、累積粒度が50%になるときの粒径とされる。   The average particle diameter of the filler is, for example, the particle diameter when the cumulative particle diameter is 50% in the volume-based particle size distribution obtained by the laser diffraction method.

充填材の含有量は、樹脂層4において、0.1質量%以上80質量%以下であるのが好ましく、20質量%以上70質量%以下であるのがより好ましい。充填材の含有量が前記範囲内であると、樹脂層4を硬化させた後において、半導体素子2と樹脂層4の間の線膨張係数差を小さくすることができる。これにより、半導体素子2と樹脂層4との間に生じる応力を低減することができる。このため、半導体素子2が樹脂層4から剥離することをさらに確実に抑制することができる。さらに、充填材の含有量が前記範囲内であると、硬化後の樹脂層4の弾性率が高くなりすぎるのを抑制することができる。このため、回路部材の接続構造の信頼性が上昇する。ただし、充填材の含有量は、上述した範囲に限定されるものではない。
なお、樹脂層4への充填材の添加は、省略されていてもよい。
The content of the filler in the resin layer 4 is preferably 0.1% by mass or more and 80% by mass or less, and more preferably 20% by mass or more and 70% by mass or less. When the content of the filler is within the above range, the linear expansion coefficient difference between the semiconductor element 2 and the resin layer 4 can be reduced after the resin layer 4 is cured. Thereby, the stress which arises between the semiconductor element 2 and the resin layer 4 can be reduced. For this reason, it can suppress more reliably that the semiconductor element 2 peels from the resin layer 4. FIG. Furthermore, it can suppress that the elasticity modulus of the resin layer 4 after hardening becomes it too high that content of a filler exists in the said range. For this reason, the reliability of the connection structure of a circuit member increases. However, the content of the filler is not limited to the above-described range.
In addition, the addition of the filler to the resin layer 4 may be omitted.

(f)その他の添加剤
さらに、樹脂層4は、必要に応じて、上述した(a)〜(e)以外の成分を含んでいてもよい。例えば、本実施形態に係る樹脂層4は、重量平均分子量が300以上2500以下であるフェノール系硬化剤を含んでいてもよい。これにより、樹脂層4の硬化物のガラス転移温度を高め、接続信頼性を向上させることができる。また、樹脂層4に適度な柔軟性を付与することができる。
(F) Other additive Furthermore, the resin layer 4 may contain components other than (a)-(e) mentioned above as needed. For example, the resin layer 4 according to the present embodiment may include a phenolic curing agent having a weight average molecular weight of 300 or more and 2500 or less. Thereby, the glass transition temperature of the hardened | cured material of the resin layer 4 can be raised, and connection reliability can be improved. Moreover, moderate flexibility can be imparted to the resin layer 4.

フェノール系硬化剤は、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールA型ノボラック樹脂、ビスフェノールF型ノボラック樹脂、およびビスフェノールAF型ノボラック樹脂からなる群から選択される1種または2種以上を含む。より具体的には、フェノール系硬化剤は、フェノールノボラック樹脂またはクレゾールノボラック樹脂であることが好ましい。   The phenolic curing agent includes, for example, one or more selected from the group consisting of a phenol novolak resin, a cresol novolak resin, a bisphenol A type novolak resin, a bisphenol F type novolak resin, and a bisphenol AF type novolak resin. More specifically, the phenolic curing agent is preferably a phenol novolac resin or a cresol novolac resin.

フェノール系硬化剤の含有量は、樹脂層4の全体において、1質量%以上30質量%以下であるのが好ましく、3質量%以上25質量%以下であるのがより好ましい。フェノール系硬化剤の含有量を前記範囲内とすることで、半導体素子2の下面251の凹凸を樹脂
層4で効果的に埋め込むことができる。さらに、フェノール系硬化剤の含有量を前記範囲内とすることで、樹脂層4の硬化物のガラス転移温度を効果的に高めることができる。ただし、フェノール系硬化剤の含有量は、上述した範囲に限定されるものではない。
The content of the phenol-based curing agent is preferably 1% by mass or more and 30% by mass or less, and more preferably 3% by mass or more and 25% by mass or less in the entire resin layer 4. By setting the content of the phenolic curing agent within the above range, the unevenness of the lower surface 251 of the semiconductor element 2 can be effectively embedded in the resin layer 4. Furthermore, the glass transition temperature of the hardened | cured material of the resin layer 4 can be raised effectively by making content of a phenol type hardening | curing agent into the said range. However, content of a phenol type hardening | curing agent is not limited to the range mentioned above.

フェノール系硬化剤の重量平均分子量は、300以上2500以下であることが好ましく、400以上2300以下であることが特に好ましい。これにより、樹脂層4の硬化物のガラス転移温度を高めることができ、さらに耐イオンマイグレーション性を効率よく向上させることができる。また、樹脂層4に適度な柔軟性を付与することができる。ここで、重量平均分子量は、GPC(ゲル浸透クロマトグラム)により測定することができる。   The weight average molecular weight of the phenolic curing agent is preferably 300 or more and 2500 or less, and particularly preferably 400 or more and 2300 or less. Thereby, the glass transition temperature of the hardened | cured material of the resin layer 4 can be raised, and also ion migration resistance can be improved efficiently. Moreover, moderate flexibility can be imparted to the resin layer 4. Here, the weight average molecular weight can be measured by GPC (gel permeation chromatogram).

樹脂層4は、シランカップリング剤をさらに含んでもよい。この場合、樹脂層4を半導体素子2に良好に接着させることができる。シランカップリング剤は、例えば、エポキシシランカップリング剤および芳香族含有アミノシランカップリング剤から選択される1種または2種を含む。シランカップリング剤の配合量は、樹脂層4の全体において、好ましくは0.01質量%以上10質量%以下であり、より好ましくは0.05質量%以上5質量%以下であり、さらに好ましくは0.1質量%以上2質量%以下である。ただし、シランカップリング剤の配合量は、この範囲に限定されるものではない。   The resin layer 4 may further contain a silane coupling agent. In this case, the resin layer 4 can be favorably adhered to the semiconductor element 2. The silane coupling agent includes, for example, one or two selected from an epoxy silane coupling agent and an aromatic-containing aminosilane coupling agent. The blending amount of the silane coupling agent is preferably 0.01% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 0.05% by mass or more and 5% by mass or less, and still more preferably in the entire resin layer 4. It is 0.1 mass% or more and 2 mass% or less. However, the compounding amount of the silane coupling agent is not limited to this range.

樹脂層4は、上記の成分の他、さらに添加剤を含んでいてもよい。添加剤は、例えば、可塑剤、安定剤、粘着付与剤、滑剤、酸化防止剤、帯電防止剤、および顔料から選択される1種または2種以上を含んでいる。   The resin layer 4 may further contain an additive in addition to the above components. The additive contains, for example, one or more selected from plasticizers, stabilizers, tackifiers, lubricants, antioxidants, antistatic agents, and pigments.

かかる構成の樹脂層4は、例えば、本発明の接着フィルムを、半導体素子2の下面251に貼付することで形成することができ、また、この接着フィルムは、上述した(a)〜(f)の各成分を混合または分散させることによって調製された形成材料(樹脂組成物)を、薄膜状とした後に乾燥させることにより形成することができる。   The resin layer 4 having such a configuration can be formed, for example, by sticking the adhesive film of the present invention to the lower surface 251 of the semiconductor element 2, and the adhesive films are the above-described (a) to (f). A forming material (resin composition) prepared by mixing or dispersing each of the above components can be formed into a thin film and then dried.

なお、前記形成材料を調製する際に用いる、各成分の混合方法および分散方法は、特に限定されず、従来公知の方法で混合または分散させることができる。より具体的には、例えば、上述した形成材料は、前記各成分を溶媒中でまたは無溶媒下で混合して液状(ワニス状)に調製される。このとき用いられる溶媒は、各成分に対して不活性である。溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチルケトン(MIBK)、ジイソブチルケトン(DIBK)、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール(DAA)のようなケトン類、ベンゼン、キシレン、トルエンのような芳香族炭化水素類、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコールのようなアルコール類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテートのようなセロソルブ類、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、テトラヒドロフラン(THF)、ジメチルホルムアミド(DMF)、二塩基酸エステル(DBE)、3−エトキシプロピオン酸エチル(EEP)、ジメチルカーボネート(DMC)等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を含むものが用いられる。   In addition, the mixing method and dispersion method of each component used when preparing the said forming material are not specifically limited, It can mix or disperse | distribute by a conventionally well-known method. More specifically, for example, the above-described forming material is prepared in a liquid form (varnish) by mixing the above-described components in a solvent or in the absence of a solvent. The solvent used at this time is inactive with respect to each component. Examples of the solvent include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone (MIBK), diisobutyl ketone (DIBK), cyclohexanone and diacetone alcohol (DAA), and aromatics such as benzene, xylene and toluene. Hydrocarbons, alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, cellosolves such as ethyl cellosolve acetate, N-methyl-2- Pyrrolidone (NMP), tetrahydrofuran (THF), dimethylformamide (DMF), dibasic acid ester (DBE), ethyl 3-ethoxypropionate (EEP), dimethyl carbonate It includes over preparative (DMC) and the like, those containing one or more of them are used.

溶媒の含有量は、溶媒の質量と形成材料の固形分の質量の合計に対する形成材料の質量の濃度が10〜80質量%となるように調整されるのが好ましい。   The content of the solvent is preferably adjusted so that the concentration of the mass of the forming material with respect to the sum of the mass of the solvent and the solid content of the forming material is 10 to 80% by mass.

[2]次に、バンプ電極3をその融点よりも低い温度に加熱しつつ、実装基板1に対してその上方から半導体素子2を押し付ける(接合工程;図2(a)参照)。すなわち、実装基板1と半導体素子2とを互いに押し付ける。このとき、実装基板1の端子14と半導体素子2の端子242とが接近し、一定以上の距離で接近することで、バンプ電極3の変形が生じる。その結果、実装基板1の端子14と半導体素子2の端子242とが変形したバ
ンプ電極3を介して接合され、これにより、実装基板1に半導体素子2を搭載(実装)する(図2(b)参照)。
[2] Next, while heating the bump electrode 3 to a temperature lower than its melting point, the semiconductor element 2 is pressed against the mounting substrate 1 from above (joining step; see FIG. 2A). That is, the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 are pressed against each other. At this time, the terminal 14 of the mounting substrate 1 and the terminal 242 of the semiconductor element 2 approach each other and approach each other at a certain distance or more, so that the bump electrode 3 is deformed. As a result, the terminal 14 of the mounting substrate 1 and the terminal 242 of the semiconductor element 2 are joined via the deformed bump electrode 3, thereby mounting (mounting) the semiconductor element 2 on the mounting substrate 1 (FIG. 2B). )reference).

これにより、実装基板1の端子14と半導体素子2の端子242に設けられたバンプ電極3とが、互いに接近し、接触する。このとき、端子14とバンプ電極3との間に介在している樹脂層4は、端子14と、バンプ電極3との接近によって押し退けられる。その結果、端子14とバンプ電極3とが接触したとき、その接触点では、樹脂層4が除去された(押し退けられた)状態となる。なお、このとき、バンプ電極3は、その融点よりも低い温度で加熱され、溶融していない状態となっているため、端子14と、バンプ電極3との接近により、樹脂層4を円滑に押し退けることができる。   Thereby, the terminal 14 of the mounting substrate 1 and the bump electrode 3 provided on the terminal 242 of the semiconductor element 2 approach each other and come into contact with each other. At this time, the resin layer 4 interposed between the terminal 14 and the bump electrode 3 is pushed away by the approach of the terminal 14 and the bump electrode 3. As a result, when the terminal 14 and the bump electrode 3 are in contact with each other, the resin layer 4 is removed (pushed away) at the contact point. At this time, since the bump electrode 3 is heated at a temperature lower than its melting point and is not melted, the resin layer 4 is smoothly pushed away by the proximity of the terminal 14 and the bump electrode 3. be able to.

この際、樹脂層4に含まれるこのエポキシ樹脂として、本発明では、上記化学式(2)で表わされるトリス(ヒドロキシフェニル)メタン型エポキシ樹脂を含有する。そのため、樹脂層4の端子14とバンプ電極3との接近による押し退けがより円滑に行われることから、端子14と、バンプ電極3との間に、樹脂層4が残存するのを的確に抑制または防止し、バンプ電極3が端子14の上表面全体に濡れ広がることができる。また、樹脂層4の硬化物のTgを高めることができる。   Under the present circumstances, as this epoxy resin contained in the resin layer 4, in this invention, the tris (hydroxyphenyl) methane type | mold epoxy resin represented by the said Chemical formula (2) is contained. For this reason, the resin layer 4 is more easily pushed away by the approach between the terminal 14 and the bump electrode 3, so that the resin layer 4 can be appropriately prevented from remaining between the terminal 14 and the bump electrode 3. This prevents the bump electrode 3 from spreading over the entire upper surface of the terminal 14. Moreover, Tg of the hardened | cured material of the resin layer 4 can be raised.

バンプ電極3が端子14の上表面全体に濡れ広がる状態とは、具体的に言うと、実装基板1と半導体素子2とを積層する積層方向に直交する方向から半導体素子2をみたとき、端子14と端子242とがバンプ電極3を介して接合されている接合面が端子14または端子242の表面の長さに対して90%以上の長さで形成されていることが好ましく、95%以上の長さで形成されていることがより好ましく、100%の長さで形成されていることがさらに好ましい。   Specifically, the state in which the bump electrode 3 spreads over the entire upper surface of the terminal 14 means that when the semiconductor element 2 is viewed from a direction orthogonal to the stacking direction in which the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 are stacked, the terminal 14 And the terminal 242 are bonded to each other through the bump electrode 3 and the bonding surface is preferably formed with a length of 90% or more with respect to the length of the surface of the terminal 14 or the terminal 242 and is 95% or more. More preferably, the length is more preferably 100%.

本工程[2]では、バンプ電極3と端子14との間の原子拡散に伴う合金や金属間化合物の生成が含まれることとなるが、エポキシ樹脂として、上記化学式(2)で表わされるトリス(ヒドロキシフェニル)メタン型エポキシ樹脂を含有することにより、バンプ電極3が、端子14の上表面全体に濡れ広がっていることで、この原子拡散に伴う合金化や金属間化合物の生成をより円滑に行うことができる。   In this step [2], generation of an alloy or an intermetallic compound accompanying atomic diffusion between the bump electrode 3 and the terminal 14 is included. As an epoxy resin, tris (2) represented by the above chemical formula (2) is used. By containing the hydroxyphenyl) methane type epoxy resin, the bump electrode 3 wets and spreads over the entire upper surface of the terminal 14, so that alloying and generation of intermetallic compounds associated with this atomic diffusion are performed more smoothly. be able to.

さらに、トリス(ヒドロキシフェニル)メタン型エポキシ樹脂と、ビスフェノールA型エポキシ樹脂またはビスフェノールF型エポキシ樹脂のような液状エポキシ樹脂とを併用することにより、樹脂層4により優れた熱時流動性を付与し得ることから、端子14と、バンプ電極3との間に、樹脂層4が残存するのをより的確に抑制または防止することができる。また、樹脂層4のハンドリング性を向上させることができる。さらに、樹脂層4は、硬化後の機械的特性に優れたものとなる。   Furthermore, by using a tris (hydroxyphenyl) methane type epoxy resin and a liquid epoxy resin such as a bisphenol A type epoxy resin or a bisphenol F type epoxy resin in combination, the resin layer 4 is provided with excellent thermal fluidity. As a result, it is possible to more accurately suppress or prevent the resin layer 4 from remaining between the terminal 14 and the bump electrode 3. Moreover, the handleability of the resin layer 4 can be improved. Furthermore, the resin layer 4 has excellent mechanical properties after curing.

したがって、本工程[2]におけるバンプ電極3と端子14との間での原子拡散に伴う合金化や金属間化合物の生成、ならびに、後工程[3]における合金化の促進により、端子14と端子242とをバンプ電極3を介して強固に接合することができるため、得られる半導体装置の耐熱性の向上が図られる。   Therefore, the terminal 14 and the terminal are formed by the alloying or the generation of intermetallic compounds accompanying the atomic diffusion between the bump electrode 3 and the terminal 14 in the present step [2] and the promotion of the alloying in the subsequent step [3]. Since 242 can be firmly bonded to the bump electrode 3, the heat resistance of the obtained semiconductor device can be improved.

なお、本工程における端子14と端子242とのバンプ電極3を介した接合とは、バンプ電極3が、樹脂層4の残存が的確に排除され、かつ端子14の上表面全体に濡れ広がり、円滑に原子拡散に伴う合金化や金属間化合物の生成が生じている状態のことを言う。これに対して、バンプ電極3を介した当接または接触とは、バンプ電極3が端子14の上表面全体に濡れ広がらず、原子拡散に伴う合金化や金属間化合物の生成が円滑に生じていいない状態のことを言う。   Note that the bonding of the terminal 14 and the terminal 242 via the bump electrode 3 in this step means that the bump electrode 3 accurately eliminates the residual resin layer 4 and wets and spreads over the entire upper surface of the terminal 14. In addition, it means a state in which alloying or generation of an intermetallic compound occurs due to atomic diffusion. On the other hand, the contact or contact via the bump electrode 3 means that the bump electrode 3 does not wet and spread over the entire upper surface of the terminal 14, and alloying and generation of intermetallic compounds accompanying atomic diffusion occur smoothly. Say no state.

このような当接または接触した状態は、国際公開第2011/007531号パンフレットの実施例3の条件において生じる。すなわち、この実施例3においては、接続用金属電極と、接続用半田電極とを当接させる第2の工程を180℃の温度で実施しているが、この系においては、フラックス機能を有する化合物として活性の低い化合物が用いられている。このため、半田層の濡れ拡がりが起こらず、半田層が端子に対して部分的に接触するにとどまる。なお、この実施例3においては、フリップチップボンダーを用いてまず端子同士を「当接」させる工程を実施している。この工程においては、フリップチップボンダーの位置制御も「当接」するように条件設定される。したがって、当接の状態よりもさらに端子同士が近接して濡れ拡がりが起こることはない。   Such a contact or contact state occurs under the conditions of Example 3 of International Publication No. 2011/007531. That is, in Example 3, the second step of contacting the connecting metal electrode and the connecting solder electrode is performed at a temperature of 180 ° C. In this system, the compound having a flux function is used. A compound having low activity is used. For this reason, wetting and spreading of the solder layer does not occur, and the solder layer is only partially in contact with the terminal. In the third embodiment, a step of first “contacting” the terminals using a flip chip bonder is performed. In this step, conditions are set so that the position control of the flip chip bonder also “contacts”. Accordingly, the terminals do not approach each other more than the contact state, so that wetting and spreading do not occur.

なお、本工程における加熱温度は、バンプ電極3の融点よりも低いので、樹脂層4の著しい軟化を抑えることができ、実装基板1と半導体素子2との間から樹脂層4がはみ出すのを抑制することができる。   In addition, since the heating temperature in this process is lower than the melting point of the bump electrode 3, significant softening of the resin layer 4 can be suppressed, and the resin layer 4 is prevented from protruding from between the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2. can do.

バンプ電極3が加熱されるとき、それに伴って実装基板1や半導体素子2の温度も上昇する。ところで、実装基板1や半導体素子2では、配線層や保護層が片面に配置しており、その不均一構造から高温では反りが発生する傾向があり、その反りは加熱される温度が高いほど、大きくなる。   When the bump electrode 3 is heated, the temperature of the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 rises accordingly. By the way, in the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2, the wiring layer and the protective layer are arranged on one side, and the warpage tends to occur at a high temperature due to the non-uniform structure. growing.

そこで、本実施形態のように、バンプ電極3がその融点よりも低い温度に加熱されることによって、本工程において実装基板1や半導体素子2が大きく反ってしまうのを抑制することができる。これにより、実装基板1や半導体素子2のサイズが大きい場合でも、反りに伴う変位量を小さく抑えることができる。その結果、例えば端子14と端子242とを1対とする端子対が複数設けられている場合、端子対の位置によって端子間距離が不均一になるのを抑制することができる。その結果、端子対ごとの導電性の均一化を図ることができる。   Therefore, as in the present embodiment, the bump electrode 3 is heated to a temperature lower than its melting point, so that the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 can be prevented from greatly warping in this step. Thereby, even when the size of the mounting substrate 1 or the semiconductor element 2 is large, the amount of displacement due to warping can be kept small. As a result, for example, when a plurality of terminal pairs each including the terminal 14 and the terminal 242 are provided, it is possible to prevent the inter-terminal distance from becoming uneven depending on the position of the terminal pair. As a result, the conductivity of each terminal pair can be made uniform.

また、実装基板1や半導体素子2の反りが抑制されることから、バンプ電極3の端子14および端子242からの剥離を的確に抑制することができる。   Moreover, since the curvature of the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 is suppressed, peeling of the bump electrode 3 from the terminal 14 and the terminal 242 can be accurately suppressed.

なお、本工程[2]では、端子14と端子242を接合する際の温度(第1温度)がバンプ電極3の融点よりも低く設定されている。そのため、バンプ電極3は溶融しないが、かかる構成であっても、バンプ電極3に含まれる原子が端子242側に熱拡散することで合金が形成される。端子242側からも原子がバンプ電極3に拡散する。また、端子14と端子242との接近に伴うバンプ電極3の変形が可能である。したがって、端子14および端子242は、バンプ電極3を介して接合されることとなる。   In this step [2], the temperature at which the terminal 14 and the terminal 242 are joined (first temperature) is set lower than the melting point of the bump electrode 3. Therefore, the bump electrode 3 does not melt, but even in such a configuration, an alloy is formed by thermal diffusion of atoms contained in the bump electrode 3 toward the terminal 242 side. Atoms also diffuse into the bump electrode 3 from the terminal 242 side. Further, the bump electrode 3 can be deformed as the terminal 14 and the terminal 242 approach each other. Therefore, the terminal 14 and the terminal 242 are joined via the bump electrode 3.

さらに、樹脂層4は、前述したように、フラックス機能を有している。このため、バンプ電極3の表面に酸化膜が形成されていたとしても、この酸化膜は、樹脂層4のフラックス機能により還元され、その結果、除去される。そのため、バンプ電極3に含まれる原子の端子242側への熱拡散(端子242側からも原子がバンプ電極3に拡散する。)による、バンプ電極3を介した端子14と端子242との接合が円滑に行われることとなる。   Furthermore, the resin layer 4 has a flux function as described above. For this reason, even if an oxide film is formed on the surface of the bump electrode 3, this oxide film is reduced by the flux function of the resin layer 4 and is removed as a result. Therefore, the bonding of the terminal 14 and the terminal 242 via the bump electrode 3 by thermal diffusion of atoms contained in the bump electrode 3 to the terminal 242 side (the atoms are also diffused into the bump electrode 3 from the terminal 242 side). It will be done smoothly.

また、樹脂層4に含まれるフラックス機能を有する化合物として、バンプ電極3の融点によりも低い温度において、フラックス機能が発現するものが選択されている。そのため、本工程における加熱温度が、たとえ、バンプ電極3の融点よりも低い温度のように低く設定されていたとしても、樹脂層4がフラックス機能を発現することから、良好な金属接合を実現することができる。   As the compound having a flux function contained in the resin layer 4, a compound that exhibits the flux function at a temperature lower than the melting point of the bump electrode 3 is selected. Therefore, even if the heating temperature in this step is set to a low value, such as a temperature lower than the melting point of the bump electrode 3, the resin layer 4 exhibits a flux function, thereby realizing good metal bonding. be able to.

本工程における加熱温度(第1温度)は、バンプ電極3の融点よりも低ければよいが、
バンプ電極3の融点をTm[℃]としたとき、Tm−5℃以下であるのが好ましく、Tm−10℃以下であるのがより好ましい。さらに好ましくは−20℃以下である。
The heating temperature (first temperature) in this step may be lower than the melting point of the bump electrode 3,
When the melting point of the bump electrode 3 is Tm [° C.], it is preferably Tm−5 ° C. or less, and more preferably Tm−10 ° C. or less. More preferably, it is −20 ° C. or lower.

これにより、バンプ電極3を溶融させることがないので、本工程においてバンプ電極3が大きくつぶれてしまうのを避けることができる。また、実装基板1や半導体素子2の反りに伴う変位量を小さく抑えることができ、例えば端子対ごとの導電性の均一化を図ることができる。   Thereby, since the bump electrode 3 is not melted, it is possible to avoid the bump electrode 3 from being largely crushed in this step. Moreover, the displacement amount accompanying the curvature of the mounting substrate 1 or the semiconductor element 2 can be suppressed small, and for example, the conductivity of each terminal pair can be made uniform.

さらに、バンプ電極3を溶融させないものの、実装基板1に半導体素子2を押し付けることで、バンプ電極3は、ある程度、変形可能な状態であるため、端子14とバンプ電極3との接触点において、樹脂層4をより効率的に排除することができる。さらに、バンプ電極3が溶融していないことから、実装基板1に半導体素子2を押し付けた際に、バンプ電極3が潰れ過ぎてしまうのを、より的確に抑制することができる。   Further, although the bump electrode 3 is not melted, the bump electrode 3 is in a state that can be deformed to some extent by pressing the semiconductor element 2 against the mounting substrate 1. Therefore, at the contact point between the terminal 14 and the bump electrode 3, a resin is used. Layer 4 can be eliminated more efficiently. Furthermore, since the bump electrode 3 is not melted, it is possible to more accurately suppress the bump electrode 3 from being crushed when the semiconductor element 2 is pressed against the mounting substrate 1.

一方、本工程におけるの下限値は、特に設定されないが、Tm−70℃以上であるのが好ましく、Tm−45℃以上であるのがより好ましい。これにより、樹脂層4を十分に軟化させることができるので、端子14とバンプ電極3との間に介在している樹脂層4をより確実に押し退けることができる。また、樹脂層4が有するフラックス機能が十分に発現するため、バンプ電極3の表面の金属酸化膜を本工程において除去することができる。   On the other hand, the lower limit value in this step is not particularly set, but is preferably Tm-70 ° C or higher, and more preferably Tm-45 ° C or higher. Thereby, since the resin layer 4 can be sufficiently softened, the resin layer 4 interposed between the terminal 14 and the bump electrode 3 can be pushed out more reliably. Further, since the flux function of the resin layer 4 is sufficiently developed, the metal oxide film on the surface of the bump electrode 3 can be removed in this step.

なお、本工程における加熱温度とは、実装基板1と半導体素子2との間に熱電対を挾持し、バンプ電極3近傍部位の最高到達温度のことを表す。   The heating temperature in this step represents the highest temperature reached in the vicinity of the bump electrode 3 with a thermocouple held between the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2.

また、本工程における具体的な加熱温度(第1温度)は、バンプ電極3の融点に応じて適宜変化するが、一例として160℃以上220℃以下であるのが好ましく、180℃以上220℃以下であるのがより好ましく、180℃以上200℃以下であるのがさらに好ましい。   In addition, the specific heating temperature (first temperature) in this step varies as appropriate according to the melting point of the bump electrode 3, but as an example, it is preferably 160 ° C or higher and 220 ° C or lower, and 180 ° C or higher and 220 ° C or lower. More preferably, it is 180 degreeC or more and 200 degrees C or less.

また、本工程において加熱しつつ加圧する時間(第1時間)は、特に限定されないが、0.2秒以上60秒以下であるのが好ましく、1秒以上30秒以下であるのがより好ましい。これにより、複数の端子対がある場合でも、それらの加熱温度を十分に揃えることができ、端子対ごとの導電性の均一化を図ることができる。また、樹脂層4を押し退けるのに十分な時間が確保される。   In addition, the time for applying pressure while heating in this step (first time) is not particularly limited, but is preferably 0.2 seconds or longer and 60 seconds or shorter, and more preferably 1 second or longer and 30 seconds or shorter. Thereby, even when there are a plurality of terminal pairs, their heating temperatures can be made sufficiently uniform, and the conductivity of each terminal pair can be made uniform. Moreover, sufficient time is secured to push away the resin layer 4.

なお、バンプ電極3の加熱は、実装基板1と半導体素子2を互いに押し付けるための治具(例えばフリップチップボンダーのステージやヘッド等)を介した熱伝導によって行われる。   The bump electrode 3 is heated by heat conduction through a jig (for example, a flip chip bonder stage or head) for pressing the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 together.

また、本工程において端子14と端子242とを互いに押し付ける際の圧力(第1圧力)は、特に限定されないが、50kPa以上500kPa以下であるのが好ましく、100kPa以上400kPa以下であるのがより好ましい。圧力を前記範囲内に設定することにより、端子14と端子242との距離が十分に接近し、端子14とバンプ電極3との間にある樹脂層4をより確実に排除することができる。その結果、端子14とバンプ電極3とが接触し、金属拡散が開始された接合した状態を作り出すことができる。本工程においてこのような状態が形成されることにより、後述する工程[3]においてバンプ電極3を溶融させた際に、短時間であっても速やかに金属接合(合金化の促進)が行われる。そして、最終的には、バンプ電極3を介して端子14と端子242との間で、信頼性の高い電気的接続を図ることができる。   Moreover, the pressure (first pressure) when pressing the terminal 14 and the terminal 242 together in this step is not particularly limited, but is preferably 50 kPa or more and 500 kPa or less, and more preferably 100 kPa or more and 400 kPa or less. By setting the pressure within the above range, the distance between the terminal 14 and the terminal 242 is sufficiently close, and the resin layer 4 between the terminal 14 and the bump electrode 3 can be more reliably removed. As a result, the terminal 14 and the bump electrode 3 are in contact with each other, and a bonded state in which metal diffusion is started can be created. By forming such a state in this step, when the bump electrode 3 is melted in the step [3] described later, metal bonding (promotion of alloying) is performed quickly even in a short time. . Finally, a highly reliable electrical connection can be achieved between the terminal 14 and the terminal 242 via the bump electrode 3.

なお、端子14と端子242とを互いに押し付ける際の圧力は、実装基板1と半導体素
子2とを互いに押し付ける際に加えた荷重を、実装基板1の上面152と半導体素子2の下面251とが重なっている部分の面積(共通部分の面積)で除することによって求められる。
Note that the pressure applied when the terminals 14 and 242 are pressed against each other is such that the load applied when the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 are pressed against each other overlaps the upper surface 152 of the mounting substrate 1 and the lower surface 251 of the semiconductor element 2. It is obtained by dividing by the area of the portion (the area of the common portion).

また、上記のようにして実装基板1上に搭載された半導体素子2上には、必要に応じて、さらに別の半導体素子2が積層されてもよい。これにより、複数の半導体素子2が積層されてなる積層体が得られる。   Further, another semiconductor element 2 may be stacked on the semiconductor element 2 mounted on the mounting substrate 1 as described above, as necessary. Thereby, a laminated body in which a plurality of semiconductor elements 2 are laminated is obtained.

図3は、実装基板1上に2つの半導体素子2を積層する例を示す図である。
図3に示す例では、図2に示す半導体素子2の上に、別の半導体素子2が積層されている。2つの半導体素子2は、互いに同じ構成である。また、下側の半導体素子2の端子243と上側の半導体素子2の端子242との間が、バンプ電極3を介して電気的に接続されている。さらに、下側の半導体素子2の上面252と上側の半導体素子2の下面251との間が、樹脂層4を介して接着されている。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example in which two semiconductor elements 2 are stacked on the mounting substrate 1.
In the example shown in FIG. 3, another semiconductor element 2 is stacked on the semiconductor element 2 shown in FIG. The two semiconductor elements 2 have the same configuration. Further, the terminal 243 of the lower semiconductor element 2 and the terminal 242 of the upper semiconductor element 2 are electrically connected via the bump electrode 3. Further, the upper surface 252 of the lower semiconductor element 2 and the lower surface 251 of the upper semiconductor element 2 are bonded via the resin layer 4.

このような例において、下側の半導体素子2上に上側の半導体素子2を積層する際にも、本工程[2]を実施すればよい。これにより、複数の半導体素子2を積層する場合であっても、樹脂層4のはみ出しを抑制しつつ、信頼性の高い電気的接続を図ることができる。
なお、半導体素子2の積層数は、特に限定されないが、2〜50程度とされる。
In such an example, the process [2] may be performed also when the upper semiconductor element 2 is stacked on the lower semiconductor element 2. Thereby, even when a plurality of semiconductor elements 2 are stacked, highly reliable electrical connection can be achieved while suppressing the protrusion of the resin layer 4.
The number of stacked semiconductor elements 2 is not particularly limited, but is about 2 to 50.

また、図4は、実装基板1上に2つの半導体素子2を併設する例を示す図である。
図4に示す例では、1枚の実装基板1上に、所定の距離を隔てて2つの半導体素子2を搭載している。半導体素子2同士の離間距離は、限定されないが、例えば50〜500μm程度とされる。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example in which two semiconductor elements 2 are provided on the mounting substrate 1.
In the example shown in FIG. 4, two semiconductor elements 2 are mounted on a single mounting substrate 1 at a predetermined distance. The distance between the semiconductor elements 2 is not limited, but is, for example, about 50 to 500 μm.

このような例において、一方の半導体素子2から樹脂層4がはみ出した場合、はみ出し量によっては、他方の半導体素子2の搭載領域に干渉し、他方の半導体素子2の搭載が阻害される。また、隣り合う搭載領域同士の間は、実装基板1を切断して個片化する際の切断線が引かれていることもあるが、一方の半導体素子2から樹脂層4が切断線上にはみ出した場合、切断ツールが切断線を認識することができず、切断することができないおそれがある。   In such an example, when the resin layer 4 protrudes from one semiconductor element 2, depending on the amount of protrusion, it interferes with the mounting region of the other semiconductor element 2, and the mounting of the other semiconductor element 2 is hindered. In addition, a cutting line may be drawn between adjacent mounting regions when the mounting substrate 1 is cut into individual pieces, but the resin layer 4 protrudes from the semiconductor element 2 on the cutting line. In such a case, the cutting tool cannot recognize the cutting line and may not be able to cut.

したがって、樹脂層4のはみ出しが抑制されることにより、上述したような問題が解消される。その結果、半導体素子2同士の離間距離を短縮することも可能になる。これにより、実装基板1上に搭載される半導体素子2の高密度実装が可能になったり、あるいは、1枚の実装基板1から切り出される個片の数を増やしたりすることができる。   Therefore, the above-described problem is solved by suppressing the protrusion of the resin layer 4. As a result, the distance between the semiconductor elements 2 can be shortened. Thereby, high-density mounting of the semiconductor elements 2 mounted on the mounting substrate 1 can be realized, or the number of pieces cut out from one mounting substrate 1 can be increased.

[3]次に、実装基板1の端子14と、半導体素子2の端子242と、バンプ電極3との合金化を促進する(合金促進工程;図2(c)参照)。 [3] Next, the alloying of the terminal 14 of the mounting substrate 1, the terminal 242 of the semiconductor element 2, and the bump electrode 3 is promoted (alloy promoting step; see FIG. 2C).

この本工程において、端子14と端子242とバンプ電極3との合金化を促進させる方法としては、特に限定されないが、例えば、以下に示す(A)〜(C)の方法が好ましく用いられる。   In this step, the method of promoting alloying of the terminal 14, the terminal 242, and the bump electrode 3 is not particularly limited, but for example, the following methods (A) to (C) are preferably used.

以下、これら(A)〜(C)の方法について、説明する。
(A)樹脂層4を硬化させた後、前記合金化を促進させる方法
[A3−1]まず、バンプ電極3をバンプ電極3の融点よりも低い温度で加熱する(接合および硬化工程)
Hereinafter, the methods (A) to (C) will be described.
(A) Method for promoting the alloying after the resin layer 4 is cured [A3-1] First, the bump electrode 3 is heated at a temperature lower than the melting point of the bump electrode 3 (bonding and curing step).

これにより、樹脂層4を硬化させ、この硬化した樹脂層4により、実装基板1と半導体素子2とを接着する。また、この際、バンプ電極3と端子14との間での原子拡散に伴う合金化が促進される。すなわち、バンプ電極3を介して端子14と端子242とがより確実に接合される。   Thereby, the resin layer 4 is cured, and the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 are bonded by the cured resin layer 4. At this time, alloying accompanying atomic diffusion between the bump electrode 3 and the terminal 14 is promoted. That is, the terminal 14 and the terminal 242 are more reliably bonded via the bump electrode 3.

ここで、前記工程[2]において、実装基板1と半導体素子2とが反りの発生が抑制された状態で積層されており、この状態で、本工程[A3−1]では、樹脂層4を硬化させる。そのため、実装基板1と半導体素子2とは、ともに反りの発生が抑制された状態で接着される。   Here, in the step [2], the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 are laminated in a state in which the occurrence of warpage is suppressed. In this state, the resin layer 4 is formed in the step [A3-1]. Harden. Therefore, the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 are bonded together in a state where the occurrence of warpage is suppressed.

また、樹脂層4に含まれるこのエポキシ樹脂として、本発明では、上記化学式(2)で表わされるトリス(ヒドロキシフェニル)メタン型エポキシ樹脂を含有することから、樹脂層4の高Tg化が図られている。そのため、本工程[A3−1]における、硬化した樹脂層4による実装基板1と半導体素子2との接着を、より強固なものとすることができる。   Moreover, as this epoxy resin contained in the resin layer 4, in the present invention, since the tris (hydroxyphenyl) methane type epoxy resin represented by the chemical formula (2) is contained, the Tg of the resin layer 4 is increased. ing. Therefore, adhesion between the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 by the cured resin layer 4 in this step [A3-1] can be made stronger.

本工程における加熱温度(第2温度)は、前記工程[2]と同様に、バンプ電極3の融点よりも低く設定される。なお、第2温度は、第1温度よりも高くてもよいし、または低くてもよい。   The heating temperature (second temperature) in this step is set lower than the melting point of the bump electrode 3 as in the step [2]. Note that the second temperature may be higher or lower than the first temperature.

この本工程における具体的な加熱温度(第2温度)は、バンプ電極3の融点に応じて適宜変化するが、一例として、好ましくは100℃以上、250℃以下、より好ましくは130℃以上240℃以下、さらに好ましくは150℃以上200℃以下に設定される。   The specific heating temperature (second temperature) in this step varies as appropriate according to the melting point of the bump electrode 3, but as an example, it is preferably 100 ° C or higher and 250 ° C or lower, more preferably 130 ° C or higher and 240 ° C. Hereinafter, it is more preferably set to 150 ° C. or higher and 200 ° C. or lower.

また、本工程において加熱しつつ加圧する時間(第2時間)は、特に限定されないが、前記工程[2]における加熱時間(第1時間)よりも長く設定され、例えば、1時間以上5時間以下であることが好ましく、2時間以上3時間以下であることがより好ましい。   Moreover, the time (second time) for applying pressure while heating in this step is not particularly limited, but is set longer than the heating time (first time) in step [2], for example, 1 hour or more and 5 hours or less. It is preferable that it is 2 hours or more and 3 hours or less.

さらに、本工程における雰囲気は、大気雰囲気下であっても、不活性ガス雰囲気下のいずれであってもよい。   Furthermore, the atmosphere in this step may be either an air atmosphere or an inert gas atmosphere.

また、雰囲気の圧力は、常圧下であっても加圧下のいずれであってもよく、例えば、好ましくは0.4MPa以上1.2MPa以下に設定され、より好ましくは0.6MPa以上1.0MPa以下に設定される。なお、加圧下で樹脂層4を硬化させることにより、樹脂層4におけるボイドの発生を的確に抑制または防止することができる。   Further, the pressure of the atmosphere may be under normal pressure or under pressure, for example, preferably set to 0.4 MPa or more and 1.2 MPa or less, more preferably 0.6 MPa or more and 1.0 MPa or less. Set to In addition, generation | occurrence | production of the void in the resin layer 4 can be suppressed or prevented exactly by hardening the resin layer 4 under pressure.

なお、本工程における加熱温度(第2温度)は、その途中で、150℃から200℃のように変更するようにしてもよく、150℃で2時間加熱した後、200℃で2時間加熱する条件としてもよい。   In addition, the heating temperature (second temperature) in this step may be changed from 150 ° C. to 200 ° C. in the middle of the process, and after heating at 150 ° C. for 2 hours, it is heated at 200 ° C. for 2 hours. It is good also as conditions.

また、挟圧部材を用いて、これを半導体装置に接する位置に合わせて固定し、無加圧状態で加熱を行ってもよい。これにより、硬化時の反りを低減させることができる。   Alternatively, a pinching member may be used to fix it in accordance with the position in contact with the semiconductor device, and heating may be performed in a non-pressurized state. Thereby, the curvature at the time of hardening can be reduced.

なお、本工程[A3−1]は、前記工程[2]において、樹脂層4の硬化が進行・完了している場合には、その実施を省略することができる。   In addition, this process [A3-1] can be omitted when the curing of the resin layer 4 has progressed and completed in the above-mentioned process [2].

また、本工程[A3−1]において、端子14と端子242とバンプ電極3との合金化は、促進しても促進しなくてもよい。   In this step [A3-1], the alloying of the terminal 14, the terminal 242 and the bump electrode 3 may or may not be promoted.

[A3−2]次に、実装基板1の端子14と、半導体素子2の端子242と、バンプ電
極3とを加熱する。これにより、端子14と端子242とバンプ電極3との合金化を促進させる。
[A3-2] Next, the terminal 14 of the mounting substrate 1, the terminal 242 of the semiconductor element 2, and the bump electrode 3 are heated. Thereby, alloying of the terminal 14, the terminal 242 and the bump electrode 3 is promoted.

その結果、実装基板1の端子14と半導体素子2の端子242とがバンプ電極3を介して、確実に電気的および機械的に接続される。   As a result, the terminal 14 of the mounting substrate 1 and the terminal 242 of the semiconductor element 2 are reliably electrically and mechanically connected via the bump electrode 3.

ここで、前記工程[A3−1]において、樹脂層4は、既に硬化されている。したがって、合金化のために、端子14と端子242とバンプ電極3とを加熱しても、硬化された樹脂層4により、実装基板1と半導体素子2とが固定されているため半導体素子2の反りが生じるのが抑制される。   Here, in the step [A3-1], the resin layer 4 is already cured. Therefore, even if the terminal 14, the terminal 242, and the bump electrode 3 are heated for alloying, the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 are fixed by the cured resin layer 4. Warpage is suppressed from occurring.

この本工程における具体的な加熱温度(第3温度)は、特に限定されないが、一例として、半田融点の−30℃以上+200℃以下であることが好ましく、半田融点の−15℃以上+50℃以下であることがより好ましい。   The specific heating temperature (third temperature) in this step is not particularly limited, but as an example, the solder melting point is preferably −30 ° C. or higher and + 200 ° C. or lower, and the solder melting point is −15 ° C. or higher and + 50 ° C. or lower. It is more preferable that

また、本工程において加熱する時間(第3時間)は、特に限定されないが、例えば、1秒以上30分以下であることが好ましく、5秒以上10分以下であることがより好ましい。   Further, the heating time (third time) in this step is not particularly limited, but for example, it is preferably 1 second or longer and 30 minutes or shorter, and more preferably 5 seconds or longer and 10 minutes or shorter.

かかる条件で加熱することにより、端子14と端子242とバンプ電極3との合金化をより円滑に促進させることができる。   By heating under such conditions, alloying of the terminal 14, the terminal 242, and the bump electrode 3 can be promoted more smoothly.

(B)樹脂層4の硬化と、前記合金化の促進とを同時に実施する方法
[B3−1]この(B)の方法では、半導体素子2と実装基板1とが接合された半導体装置を加熱する。これにより、樹脂層4を硬化させるとともに、端子14と端子242とバンプ電極3との合金化を促進させる。
(B) A method of simultaneously curing the resin layer 4 and promoting the alloying [B3-1] In this method (B), the semiconductor device in which the semiconductor element 2 and the mounting substrate 1 are joined is heated. To do. As a result, the resin layer 4 is cured and the alloying of the terminals 14, 242 and the bump electrodes 3 is promoted.

これにより、樹脂層4を硬化させ、この硬化した樹脂層4により、実装基板1と半導体素子2とを接合させ、かつ、実装基板1の端子14と半導体素子2の端子242とをバンプ電極3を介して、電気的および強固に機械的に接続させる。   Thereby, the resin layer 4 is cured, the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 are joined by the cured resin layer 4, and the terminal 14 of the mounting substrate 1 and the terminal 242 of the semiconductor element 2 are connected to the bump electrode 3. And mechanically and mechanically connected to each other.

ここで、前記工程[2]において、実装基板1と半導体素子2とが反りの発生が抑制された状態で積層されており、この状態で、本工程[B3−1]では、樹脂層4を硬化させる。そのため、実装基板1と半導体素子2とは、ともに反りの発生が抑制された状態で接合される。   Here, in the step [2], the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 are stacked in a state in which the occurrence of warpage is suppressed. In this state, the resin layer 4 is formed in the step [B3-1]. Harden. Therefore, the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 are bonded together in a state where the occurrence of warpage is suppressed.

また、樹脂層4に含まれるこのエポキシ樹脂として、本発明では、上記化学式(2)で表わされるトリス(ヒドロキシフェニル)メタン型エポキシ樹脂を含有することから、樹脂層4の高Tg化が図られている。そのため、本工程[B3−1]における、硬化した樹脂層4による実装基板1と半導体素子2との接合を、より強固なものとすることができる。   Moreover, as this epoxy resin contained in the resin layer 4, in the present invention, since the tris (hydroxyphenyl) methane type epoxy resin represented by the chemical formula (2) is contained, the Tg of the resin layer 4 is increased. ing. Therefore, the bonding between the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 by the cured resin layer 4 in this step [B3-1] can be made stronger.

この本工程における具体的な加熱温度は、樹脂層4の硬化、および、端子14と端子242とバンプ電極3との合金化が同時に行われる温度であれば、特に限定されないが、一例として、半田融点の−30℃以上+80℃以下であることが好ましく、半田融点の−15℃以上+50℃以下であることがより好ましい。   The specific heating temperature in this step is not particularly limited as long as the resin layer 4 is cured and the alloying of the terminal 14, the terminal 242, and the bump electrode 3 is performed simultaneously. The melting point is preferably −30 ° C. or higher and + 80 ° C. or lower, and the solder melting point is −15 ° C. or higher and + 50 ° C. or lower.

また、本工程において加熱する時間は、特に限定されないが、例えば、30分以上5時間以下であることが好ましく、1時間以上3時間以下であることがより好ましい。   In addition, the heating time in this step is not particularly limited, but is preferably, for example, 30 minutes to 5 hours, and more preferably 1 hour to 3 hours.

さらに、本工程における雰囲気は、大気雰囲気下であっても、不活性ガス雰囲気下のいずれであってもよい。   Furthermore, the atmosphere in this step may be either an air atmosphere or an inert gas atmosphere.

また、雰囲気の圧力は、常圧下であっても加圧下のいずれであってもよく、例えば、好ましくは0.4MPa以上1.2MPa以下に設定され、より好ましくは0.6MPa以上1.0MPa以下に設定される。なお、加圧下で樹脂層4を硬化させることにより、樹脂層4におけるボイドの発生を的確に抑制または防止することができる。   Further, the pressure of the atmosphere may be under normal pressure or under pressure, for example, preferably set to 0.4 MPa or more and 1.2 MPa or less, more preferably 0.6 MPa or more and 1.0 MPa or less. Set to In addition, generation | occurrence | production of the void in the resin layer 4 can be suppressed or prevented exactly by hardening the resin layer 4 under pressure.

上記のような条件で加熱することにより、端子14と端子242とバンプ電極3との合金化をより円滑に促進させることができる。   By heating under the above conditions, alloying of the terminal 14, the terminal 242 and the bump electrode 3 can be promoted more smoothly.

なお、本工程では、挟圧部材を用いて、これを半導体装置に接する位置に合わせて固定し、無加圧状態で加熱を行ってもよい。これにより、硬化時の反りを低減させることができる。   Note that in this step, a pinching member may be used, fixed in accordance with a position in contact with the semiconductor device, and heated in a non-pressurized state. Thereby, the curvature at the time of hardening can be reduced.

(C)前記合金化を促進させた後、樹脂層4を硬化させる方法
[C3−1]まず、半導体素子2と実装基板1とが接合された半導体装置を加熱しつつ、実装基板1と半導体素子2とを、前記工程[2]と比較して低荷重で互いに押し付ける。これにより、端子14と端子242とバンプ電極3との合金化を促進させる。
(C) Method of curing resin layer 4 after promoting the alloying [C3-1] First, the mounting substrate 1 and the semiconductor are heated while heating the semiconductor device in which the semiconductor element 2 and the mounting substrate 1 are joined. The element 2 is pressed against each other with a low load compared to the step [2]. Thereby, alloying of the terminal 14, the terminal 242 and the bump electrode 3 is promoted.

その結果、実装基板1の端子14と半導体素子2の端子242とがバンプ電極3を介して、確実に電気的および機械的に接続される。   As a result, the terminal 14 of the mounting substrate 1 and the terminal 242 of the semiconductor element 2 are reliably electrically and mechanically connected via the bump electrode 3.

ここで、本工程[C3−1]において、実装基板1と半導体素子2とを、前記工程[2]と比較して低荷重で互いに押し付ける。したがって、端子14と端子242とバンプ電極3との合金化を促進させる際に、この荷重により、端子14および端子242とバンプ電極3との間で高温時の半導体素子反りによる剥離が生じるのを防止しつつ、バンプ電極3が端子14と端子242とにより押し潰されるのを的確に抑制または防止することができる。   Here, in this step [C3-1], the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 are pressed against each other with a lower load than in the step [2]. Therefore, when the alloying of the terminal 14, the terminal 242 and the bump electrode 3 is promoted, the load causes the peeling between the terminal 14, the terminal 242 and the bump electrode 3 due to the semiconductor element warpage at a high temperature. While preventing, it can suppress or prevent that the bump electrode 3 is crushed by the terminal 14 and the terminal 242 exactly.

この本工程における具体的な加熱温度は、特に限定されないが、一例として、半田融点の−30℃以上+160℃以下であることが好ましく、半田融点の−15℃以上+100℃以下であることがより好ましい。   Although the specific heating temperature in this process is not particularly limited, as an example, the solder melting point is preferably −30 ° C. or higher and + 160 ° C. or lower, and the solder melting point is −15 ° C. or higher and + 100 ° C. or lower. preferable.

また、本工程において加熱する時間(第3時間)は、特に限定されないが、例えば、1秒以上30分以下であることが好ましく、5秒以上10分以下であることがより好ましい。   Further, the heating time (third time) in this step is not particularly limited, but for example, it is preferably 1 second or longer and 30 minutes or shorter, and more preferably 5 seconds or longer and 10 minutes or shorter.

かかる条件で加熱することにより、端子14と端子242とバンプ電極3との合金化をより円滑に促進させることができる。   By heating under such conditions, alloying of the terminal 14, the terminal 242, and the bump electrode 3 can be promoted more smoothly.

さらに、本工程において端子14と端子242とを互いに押し付ける際の圧力(第2圧力)は、前記工程[2]における圧力(第1圧力)と比較して低荷重であり、具体的には、30kPa以下、好ましくは20kPa以下とされ、より好ましくは10kPa以下とされる。これにより、樹脂のはみ出しを抑制することができる。   Furthermore, the pressure (second pressure) when the terminal 14 and the terminal 242 are pressed against each other in this step is lower than the pressure (first pressure) in the step [2], specifically, 30 kPa or less, preferably 20 kPa or less, more preferably 10 kPa or less. Thereby, the protrusion of resin can be suppressed.

一方、本工程において端子14と端子242とを互いに押し付ける圧力の下限値は、特に設定されていなくてもよいが、1kPa以上であるのが好ましく、2kPa以上であるのがより好ましい。これにより、樹脂層4の反発力があっても、端子14と端子242との距離を一定に維持し易くなるので、溶融したバンプ電極3と端子14および端子242
との間に生じる金属接合の信頼性をより高めることができる。
On the other hand, the lower limit value of the pressure for pressing the terminal 14 and the terminal 242 together in this step may not be set, but is preferably 1 kPa or more, and more preferably 2 kPa or more. Thereby, even if there is a repulsive force of the resin layer 4, the distance between the terminal 14 and the terminal 242 can be easily maintained, so that the molten bump electrode 3, the terminal 14, and the terminal 242 are maintained.
The reliability of the metal bonding that occurs between the two can be further increased.

また、係る温度に加熱した後に冷却する工程においては、端子14と端子242とを互いに押し付ける際の圧力を、上記第2圧力より高く設定することが好ましい。   Moreover, in the process of cooling after heating to such a temperature, it is preferable to set the pressure when pressing the terminal 14 and the terminal 242 to each other higher than the second pressure.

なお、本工程[C3−1]において、樹脂層4の硬化は、進行するが、完了するには至っていない。   In addition, in this process [C3-1], although hardening of the resin layer 4 progresses, it has not reached completion.

[C3−2]次に、半導体素子2と実装基板1とが接合された半導体装置をバンプ電極3の融点よりも低い温度で加熱する(硬化工程)。   [C3-2] Next, the semiconductor device in which the semiconductor element 2 and the mounting substrate 1 are bonded is heated at a temperature lower than the melting point of the bump electrode 3 (curing step).

これにより、樹脂層4を硬化させ、この硬化した樹脂層4により、実装基板1と半導体素子2とを接着する。   Thereby, the resin layer 4 is cured, and the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 are bonded by the cured resin layer 4.

ここで、実装基板1と半導体素子2とが反りの発生が抑制された状態で積層されており、この状態で、本工程[C3−2]では、樹脂層4を硬化させる。そのため、実装基板1と半導体素子2とは、ともに反りの発生が抑制された状態で接着される。   Here, the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 are laminated in a state in which the occurrence of warpage is suppressed, and in this state, the resin layer 4 is cured in this step [C3-2]. Therefore, the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 are bonded together in a state where the occurrence of warpage is suppressed.

また、樹脂層4に含まれるこのエポキシ樹脂として、本発明では、上記化学式(2)で表わされるトリス(ヒドロキシフェニル)メタン型エポキシ樹脂を含有することから、樹脂層4の高Tg化が図られている。そのため、本工程[C3−2]における、硬化した樹脂層4による実装基板1と半導体素子2との接着を、より強固なものとすることができる。   Moreover, as this epoxy resin contained in the resin layer 4, in the present invention, since the tris (hydroxyphenyl) methane type epoxy resin represented by the chemical formula (2) is contained, the Tg of the resin layer 4 is increased. ing. Therefore, adhesion between the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 by the cured resin layer 4 in this step [C3-2] can be made stronger.

本工程における加熱温度(第2温度)は、前記工程[2]と同様に、バンプ電極3の融点よりも低く設定される。なお、第2温度は、第1温度よりも高くてもよいし、または低くてもよい。   The heating temperature (second temperature) in this step is set lower than the melting point of the bump electrode 3 as in the step [2]. Note that the second temperature may be higher or lower than the first temperature.

この本工程における具体的な加熱温度(第2温度)は、バンプ電極3の融点に応じて適宜変化するが、一例として、好ましくは100℃以上、250℃以下、より好ましくは130℃以上240℃以下、さらに好ましくは150℃以上200℃以下に設定される。   The specific heating temperature (second temperature) in this step varies as appropriate according to the melting point of the bump electrode 3, but as an example, it is preferably 100 ° C or higher and 250 ° C or lower, more preferably 130 ° C or higher and 240 ° C. Hereinafter, it is more preferably set to 150 ° C. or higher and 200 ° C. or lower.

また、本工程において加熱しつつ加圧する時間(第2時間)は、特に限定されないが、前記工程[2]における加熱時間(第1時間)よりも長く設定され、例えば、1時間以上5時間以下であることが好ましく、2時間以上3時間以下であることがより好ましい。   Moreover, the time (second time) for applying pressure while heating in this step is not particularly limited, but is set longer than the heating time (first time) in step [2], for example, 1 hour or more and 5 hours or less. It is preferable that it is 2 hours or more and 3 hours or less.

さらに、本工程における雰囲気は、大気雰囲気下であっても、不活性ガス雰囲気下のいずれであってもよい。   Furthermore, the atmosphere in this step may be either an air atmosphere or an inert gas atmosphere.

また、雰囲気の圧力は、常圧下であっても加圧下のいずれであってもよく、例えば、好ましくは0.4MPa以上1.2MPa以下に設定され、より好ましくは0.6MPa以上1.0MPa以下に設定される。なお、加圧下で樹脂層4を硬化させることにより、樹脂層4におけるボイドの発生を的確に抑制または防止することができる。   Further, the pressure of the atmosphere may be under normal pressure or under pressure, for example, preferably set to 0.4 MPa or more and 1.2 MPa or less, more preferably 0.6 MPa or more and 1.0 MPa or less. Set to In addition, generation | occurrence | production of the void in the resin layer 4 can be suppressed or prevented exactly by hardening the resin layer 4 under pressure.

なお、本工程における加熱温度(第2温度)は、その途中で、150℃から200℃のように変更するようにしてもよく、150℃で2時間加熱した後、200℃で2時間加熱する条件としてもよい。   In addition, the heating temperature (second temperature) in this step may be changed from 150 ° C. to 200 ° C. in the middle of the process, and after heating at 150 ° C. for 2 hours, it is heated at 200 ° C. for 2 hours. It is good also as conditions.

また、挟圧部材を用いて、これを半導体装置に接する位置に合わせて固定し、無加圧状態で加熱を行ってもよい。これにより、硬化時の反りを低減させることができる。   Alternatively, a pinching member may be used to fix it in accordance with the position in contact with the semiconductor device, and heating may be performed in a non-pressurized state. Thereby, the curvature at the time of hardening can be reduced.

以上のような工程を経ることで、実装基板1上に半導体素子2を積層してなる積層体(半導体装置)が製造される。
なお、必要に応じて、半導体素子2を封止材によって封止するようにしてもよい。
By passing through the above processes, the laminated body (semiconductor device) formed by laminating the semiconductor element 2 on the mounting substrate 1 is manufactured.
In addition, you may make it seal the semiconductor element 2 with a sealing material as needed.

また、実装基板1上に2つ以上の半導体素子2が併設されている場合には、半導体素子2に対応して実装基板1をダイシングして個片化することで、複数の半導体装置が切り出され、これにより、複数の半導体装置が一括して製造される。   Further, when two or more semiconductor elements 2 are provided on the mounting substrate 1, a plurality of semiconductor devices are cut out by dicing the mounting substrate 1 into pieces corresponding to the semiconductor elements 2. Thereby, a plurality of semiconductor devices are manufactured in a lump.

なお、本実施形態では、前記工程[1]において、上記(a)〜(f)の成分を含む樹脂組成物を用いて形成された接着フィルムを、半導体素子2の下面251に貼付することで、樹脂層4を形成する場合について説明したが、樹脂層4は、かかる方法で形成されたものに限定されず、例えば、ワニス状の前記樹脂組成物(本発明の樹脂組成物)を半導体素子2の下面251に供給したのち乾燥させることで形成しても良いし、ペースト状の前記樹脂組成物を半導体素子2の下面251もしくは実装基板1の上面152に供給することで形成されたものであっても良い。ただし、本実施形態のように接着フィルムを下面251に貼付して樹脂層4を形成することで、樹脂層4を形成する際のハンドリング性の向上を図ることができる。   In the present embodiment, in the step [1], an adhesive film formed using the resin composition containing the components (a) to (f) is attached to the lower surface 251 of the semiconductor element 2. The case where the resin layer 4 is formed has been described, but the resin layer 4 is not limited to the one formed by such a method. For example, the varnish-like resin composition (the resin composition of the present invention) is used as a semiconductor element. 2 may be formed by supplying to the lower surface 251 of the substrate 2 and then drying, or may be formed by supplying the paste-like resin composition to the lower surface 251 of the semiconductor element 2 or the upper surface 152 of the mounting substrate 1. There may be. However, the handling property when forming the resin layer 4 can be improved by sticking the adhesive film to the lower surface 251 to form the resin layer 4 as in the present embodiment.

また、本実施形態では、第1回路部材としての実装基板1が備える端子14と、第2回路部材としての半導体素子2が備える端子242とを、バンプ電極3を介して接合する場合について説明し、実装基板1が貫通電極を有さず、半導体素子2が端子242と端子243とを電気的に接続する貫通電極241を有するものであったが、かかる構成に限定されず、第1回路部材および第2回路部材は、それぞれ、貫通電極を有するものおよび有しないもののいずれであってもよい。   Further, in the present embodiment, a case will be described in which the terminal 14 provided in the mounting substrate 1 as the first circuit member and the terminal 242 provided in the semiconductor element 2 as the second circuit member are joined via the bump electrode 3. The mounting substrate 1 has no through electrode, and the semiconductor element 2 has the through electrode 241 that electrically connects the terminal 242 and the terminal 243. However, the present invention is not limited to this configuration, and the first circuit member Each of the second circuit member and the second circuit member may have a through electrode or not.

<第1変形例>
図5は、実施形態に係る回路部材の接続方法の第1変形例を説明するための断面図である。
<First Modification>
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a first modification of the circuit member connection method according to the embodiment.

図5に示す変形例は、バンプ電極3が、実装基板1の端子14に設けられ、かつ、半導体素子2の端子242には設けられていない点が異なる以外、図1〜4に示す回路部材の接続方法と同様である。   The modification shown in FIG. 5 is different from the circuit member shown in FIGS. 1 to 4 except that the bump electrode 3 is provided on the terminal 14 of the mounting substrate 1 and is not provided on the terminal 242 of the semiconductor element 2. The connection method is the same.

このようにバンプ電極3が設けられる位置を変えたとしても、前述したのと同様の効果、すなわち、樹脂層4のはみ出しを抑制しつつ、実装基板1と半導体素子2との間で信頼性の高い電気的接続を図ることができる。   Even if the position where the bump electrode 3 is provided is changed in this way, the same effect as described above, that is, reliability between the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 is suppressed while suppressing the protrusion of the resin layer 4. High electrical connection can be achieved.

<第2変形例>
図6は、実施形態に係る回路部材の接続方法の第2変形例を説明するための断面図である。
<Second Modification>
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining a second modification of the circuit member connection method according to the embodiment.

図6に示す変形例は、バンプ電極3が、半導体素子2の端子242と実装基板1の端子14の双方に設けられている点が異なる以外、図1〜4に示す回路部材の接続方法と同様である。   The modification shown in FIG. 6 is different from the circuit member connection method shown in FIGS. 1 to 4 except that the bump electrode 3 is provided on both the terminal 242 of the semiconductor element 2 and the terminal 14 of the mounting substrate 1. It is the same.

このようにバンプ電極3が設けられる位置を変えたとしても、前述したのと同様の効果、すなわち、樹脂層4のはみ出しを抑制しつつ、実装基板1と半導体素子2との間で信頼性の高い電気的接続を図ることができる。   Even if the position where the bump electrode 3 is provided is changed in this way, the same effect as described above, that is, reliability between the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 is suppressed while suppressing the protrusion of the resin layer 4. High electrical connection can be achieved.

<第3変形例>
図7は、実施形態に係る回路部材の接続方法の第3変形例を説明するための断面図である。
<Third Modification>
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining a third modification of the circuit member connection method according to the embodiment.

図7に示す変形例は、実装基板1に代えて半導体素子2を用いる、すなわち半導体素子2同士を積層する点、および、各半導体素子2を上下に反転させている点が異なる以外、図1〜4に示す回路部材の接続方法と同様である。換言すれば、本変形例では、2つの半導体素子2を積層する際に、上方の半導体素子2の素子面(半導体チップ21に対して配線層22が設けられている側の表面)が下方の半導体素子2側を向くようにフェイスダウンで積層されている。   The modification shown in FIG. 7 is different from that shown in FIG. 1 except that the semiconductor element 2 is used in place of the mounting substrate 1, that is, the semiconductor elements 2 are stacked and the semiconductor elements 2 are turned upside down. It is the same as the connection method of the circuit member shown to -4. In other words, in the present modification, when two semiconductor elements 2 are stacked, the element surface of the upper semiconductor element 2 (the surface on the side where the wiring layer 22 is provided with respect to the semiconductor chip 21) is lower. They are stacked face down so as to face the semiconductor element 2 side.

具体的には、本変形例に係る半導体素子2では、それぞれ、保護膜23、配線層22および半導体チップ21が図7の下方からこの順に積層されている。また、本変形例に係る半導体素子2は、それぞれ、半導体チップ21を厚さ方向に貫通する貫通電極241と、貫通電極241の下端に設けられ、半導体チップ21の下面から下方に突出する端子243と、貫通電極241の上端に設けられ、半導体チップ21の上面から上方に突出する端子242と、を備えている。   Specifically, in the semiconductor element 2 according to this modification, the protective film 23, the wiring layer 22, and the semiconductor chip 21 are stacked in this order from the bottom of FIG. In addition, the semiconductor element 2 according to this modification includes a through electrode 241 that penetrates the semiconductor chip 21 in the thickness direction, and a terminal 243 that is provided at the lower end of the through electrode 241 and protrudes downward from the lower surface of the semiconductor chip 21. And a terminal 242 provided at the upper end of the through electrode 241 and protruding upward from the upper surface of the semiconductor chip 21.

ここで、本変形例では、バンプ電極3は、半導体素子2の端子243に設けられている。   Here, in this modification, the bump electrode 3 is provided on the terminal 243 of the semiconductor element 2.

このように半導体素子2の積層面(搭載面)を変えたときでも、前述したのと同様の効果、すなわち、樹脂層4のはみ出しを抑制しつつ、半導体素子2同士の間(回路部材同士の間)で信頼性の高い電気的接続を図ることができる。   Even when the stacking surface (mounting surface) of the semiconductor elements 2 is changed in this way, the same effect as described above, that is, while the protrusion of the resin layer 4 is suppressed, between the semiconductor elements 2 (between circuit members) A reliable electrical connection can be achieved.

以上、本発明の樹脂組成物、接着フィルム、回路部材の接続方法および半導体装置について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、半導体装置は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。   The resin composition, the adhesive film, the circuit member connection method, and the semiconductor device of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to this, and the semiconductor device may be any device that can exhibit the same function. It can be replaced with the configuration of Moreover, arbitrary components may be added.

また、接着フィルムは、樹脂層の一方の面および他方の面の少なくとも一方に樹脂層を保護する保護層を備えるものであってもよい。   The adhesive film may include a protective layer that protects the resin layer on at least one of the one surface and the other surface of the resin layer.

さらに、回路部材の接続方法では、前記実施形態に任意の工程が追加されていてもよい。   Furthermore, in the circuit member connection method, an arbitrary step may be added to the embodiment.

以下、本発明の具体的実施例について説明する。
1.エポキシ樹脂の種類の検討
1−1.原材料の準備
まず、実施例および各比較例の樹脂組成物で用いた原材料を以下に示す。
なお、特に記載しない限り、各成分の配合量は、質量部とする。
Hereinafter, specific examples of the present invention will be described.
1. 1. Examination of types of epoxy resin 1-1. Preparation of raw materials First, raw materials used in the resin compositions of Examples and Comparative Examples are shown below.
Unless otherwise specified, the amount of each component is part by mass.

(フェノールノボラック樹脂)
フェノールノボラック樹脂として、住友ベークライト株式会社製:「PR−55617」を用意した。
(Phenol novolac resin)
As a phenol novolac resin, “PR-55617” manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd. was prepared.

(エポキシ樹脂1A)
エポキシ樹脂1Aとして、トリス(ヒドロキシフェニル)メタン型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製:「jER 1032H60」)を用意した。
(Epoxy resin 1A)
As the epoxy resin 1A, a tris (hydroxyphenyl) methane type epoxy resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation: “jER 1032H60”) was prepared.

(エポキシ樹脂2A)
エポキシ樹脂2Aとして、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学株式会社製:「YDCN−800−70」)を用意した。
(Epoxy resin 2A)
As the epoxy resin 2A, a cresol novolak type epoxy resin (manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd .: “YDCN-800-70”) was prepared.

(エポキシ樹脂3A)
エポキシ樹脂3Aとして、フルオレン型エポキシ樹脂(株式会社大阪ガスケミカル製:「OGSOL CG−500」)を用意した。
(Epoxy resin 3A)
A fluorene type epoxy resin (manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd .: “OGSOL CG-500”) was prepared as the epoxy resin 3A.

(フラックス機能を有する化合物1A)
フラックス機能を有する化合物1Aとして、4−ヒドロキシ安息香酸(東京化成工業株式会社製)を用意した。
(Compound 1A having a flux function)
4-hydroxybenzoic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was prepared as compound 1A having a flux function.

(フラックス機能を有する化合物2A)
フラックス機能を有する化合物2Aとして、フェノールフタリン(東京化成工業株式会社製)を用意した。
(Compound 2A having a flux function)
Phenolphthalene (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was prepared as compound 2A having a flux function.

(成膜性樹脂1)
成膜性樹脂1として、ビスフェノールA型フェノキシ樹脂(新日化エポキシ製造株式会社製:「YP−50」)を用意した。
(Film-forming resin 1)
As the film-forming resin 1, a bisphenol A type phenoxy resin (manufactured by Nippon Kayaku Epoxy Manufacturing Co., Ltd .: “YP-50”) was prepared.

(硬化促進剤1)
硬化促進剤1として、2−フェニル−4−メチルイミダゾール(四国化成工業株式会社製:「2P4MZ」)を用意した。
(Curing accelerator 1)
As the curing accelerator 1, 2-phenyl-4-methylimidazole (manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd .: “2P4MZ”) was prepared.

(充填材1)
充填材1として、球状シリカフィラー(株式会社アドマテックス製:「SC1050」)を用意した。
(Filler 1)
As filler 1, a spherical silica filler (manufactured by Admatechs Co., Ltd .: “SC1050”) was prepared.

1−2.評価用サンプルの作製
(実施例1A)
[1A]樹脂層の作製
<樹脂ワニスの調製>
まず、フェノールノボラック樹脂、エポキシ樹脂、フラックス機能を有する化合物、成膜性樹脂、硬化促進剤および充填材として、それぞれ、表1に示すものを、表1に示す質量部で秤量し、これらを、メチルエチルケトンに溶解、分散し、成分濃度50質量%の樹脂ワニスを調製した。
1-2. Preparation of sample for evaluation (Example 1A)
[1A] Preparation of resin layer <Preparation of resin varnish>
First, as a phenol novolac resin, an epoxy resin, a compound having a flux function, a film-forming resin, a curing accelerator, and a filler, those shown in Table 1 were weighed in parts by mass shown in Table 1, respectively, A resin varnish having a component concentration of 50% by mass was prepared by dissolving and dispersing in methyl ethyl ketone.

<樹脂フィルム(樹脂層)の作製>
得られた樹脂ワニスを、基材ポリエステルフィルム(ベースフィルム、東レ株式会社製、商品名ルミラー)に厚さ50μmとなるように塗布して、100℃、5分間乾燥して、厚さ25μmのフラックス機能を有する樹脂フィルム(樹脂層)を得た。
<Production of resin film (resin layer)>
The obtained resin varnish is applied to a base polyester film (base film, trade name: Lumirror) to a thickness of 50 μm, dried at 100 ° C. for 5 minutes, and a flux of 25 μm thickness. A resin film (resin layer) having a function was obtained.

[2A]部材の準備
次に、回路素子および配線が形成されたシリコンウエハーを用意した。なお、このシリコンウエハーには、Cu製のパッドが露出しており、さらに、このパッドには融点221℃のSnAg系の鉛フリーはんだで構成されたバンプ電極が設けられている。
[2A] Preparation of Member Next, a silicon wafer on which circuit elements and wirings were formed was prepared. Note that a Cu pad is exposed on the silicon wafer, and a bump electrode made of SnAg-based lead-free solder having a melting point of 221 ° C. is provided on the pad.

次に、このバンプ電極を覆うように、[1A]で作製した樹脂フィルムをシリコンウエハーに貼り付けた。そして、基材ポリエステルフィルムを剥離して、樹脂フィルムのみを
転移させた。
Next, the resin film prepared in [1A] was attached to a silicon wafer so as to cover the bump electrodes. And the base polyester film was peeled and only the resin film was transferred.

次いで、樹脂フィルムを貼り付けたシリコンウエハーを、樹脂フィルムとともに切断して個片化し、樹脂フィルム付きの半導体素子を得た。なお、得られた半導体素子のサイズは10mm×10mmであり、厚さは0.3mmであった。   Next, the silicon wafer on which the resin film was attached was cut into individual pieces together with the resin film to obtain a semiconductor element with the resin film. The obtained semiconductor element had a size of 10 mm × 10 mm and a thickness of 0.3 mm.

一方、これとは別に、表面にNi/Auめっきが形成されたCu製のパッド(端子)が形成されたシリコン製の実装基板を用意した。なお、実装基板のサイズは、6インチであり、厚さは0.625mmであった。   On the other hand, a silicon mounting board having a Cu pad (terminal) with Ni / Au plating formed on the surface was prepared. The mounting board had a size of 6 inches and a thickness of 0.625 mm.

[3A]部材同士の接続
次に、フリップチップボンダーにて樹脂フィルム付き半導体素子をピックアップし、実装基板上に載置した。
[3A] Connection between members Next, a semiconductor element with a resin film was picked up by a flip chip bonder and placed on a mounting substrate.

このプロセスでは、まず、バンプ電極を180℃に加熱しつつ、10Nで10秒間、実装基板に対して半導体素子を押し付けた。   In this process, first, the semiconductor element was pressed against the mounting substrate at 10 N for 10 seconds while heating the bump electrode to 180 ° C.

続いて、接合工程を経た半導体素子および実装基板を、180℃、0.8MPa窒素雰囲気下で2時間、加熱した(3A−1:接合および硬化工程)。この後、バンプ電極を240℃で5秒間加熱して、バンプ電極3における合金化を促進させた(3A−2:合金促進工程)。
以上のようにして、実装基板上に半導体素子を積層してなる評価用サンプルを得た。
Subsequently, the semiconductor element and the mounting substrate that had undergone the bonding process were heated at 180 ° C. in a 0.8 MPa nitrogen atmosphere for 2 hours (3A-1: bonding and curing process). Thereafter, the bump electrode was heated at 240 ° C. for 5 seconds to promote alloying in the bump electrode 3 (3A-2: alloy promotion step).
As described above, an evaluation sample obtained by stacking semiconductor elements on a mounting substrate was obtained.

(比較例1A、2A)
前記[1A]樹脂層の作製において、フェノールノボラック樹脂、エポキシ樹脂、フラックス機能を有する化合物、成膜性樹脂、硬化促進剤および充填材として、それぞれ、表1に示すものを、表1に示す質量部で秤量したこと以外は、前記実施例1Aの場合と同様にして評価用サンプルを得た。
(Comparative Examples 1A, 2A)
In the production of the [1A] resin layer, the phenol novolak resin, the epoxy resin, the compound having a flux function, the film-forming resin, the curing accelerator, and the filler shown in Table 1 are the masses shown in Table 1, respectively. A sample for evaluation was obtained in the same manner as in Example 1A except that the sample was weighed.

1−3.評価用サンプルの評価
1−3.1 接合工程における接続性の評価
まず、実施例および各比較例の評価用サンプルを得る際に、部材同士の接続[3A]の接合および硬化工程[3A−1]が完了した時点における端子同士のバンプ電極を介した接合の程度を電子顕微鏡で観察した。
電子顕微鏡で観察された、端子同士のバンプ電極を介した接合の状態を図8に示す。
1-3. Evaluation of Sample for Evaluation 1-3. 1 Evaluation of Connectivity in Joining Step First, when obtaining samples for evaluation of Examples and Comparative Examples, joining and curing step [3A-1] between members [3A] The degree of bonding of the terminals through the bump electrode at the time when the process was completed was observed with an electron microscope.
FIG. 8 shows the state of bonding through the bump electrodes between the terminals, which was observed with an electron microscope.

1−3.2 接続信頼性の評価
次に、実施例および各比較例で得られた評価用サンプルについて、それぞれ、リフロー試験に供した。このリフロー試験は、評価用サンプルを、260℃に5秒間曝した後に常温に復帰させるまでを1サイクルとし、これを5サイクル実施するものである。
1-3-2 Evaluation of Connection Reliability Next, the evaluation samples obtained in the examples and the comparative examples were each subjected to a reflow test. In this reflow test, the evaluation sample is exposed to 260 ° C. for 5 seconds and then returned to room temperature, and then this cycle is performed for 5 cycles.

そして、リフロー試験を実施する前、5サイクル完了後の評価用サンプルのバンプ電極におけるクラックの発生の有無を、電子顕微鏡で観察した。そして、その観察結果に基づいて、以下の評価基準に照らして評価した。   And before implementing a reflow test, the presence or absence of the generation | occurrence | production of the crack in the bump electrode of the sample for evaluation after completion of five cycles was observed with the electron microscope. And based on the observation result, it evaluated in light of the following evaluation criteria.

<接続信頼性の評価基準>
○:5サイクルのリフローにおいてクラックの発生が認められない。
×:5サイクルのリフローにおいてクラックの発生が認められる。
評価結果を表1に示す。
<Evaluation criteria for connection reliability>
○: No crack was observed in the reflow of 5 cycles.
X: Generation of cracks is observed in 5 cycles of reflow.
The evaluation results are shown in Table 1.

Figure 2017011254
Figure 2017011254

図8から明らかなように、実施例および各比較例ともに、実装基板と半導体素子とを積層する積層方向に直交する方向から半導体素子をみたとき、端子同士がバンプ電極を介して接合されている接合面が端子の表面の長さに対して90%以上の長さで形成されており、実施例および各比較例とも、接続工程における接続性は、良好であると考えられた。   As is clear from FIG. 8, in both the example and each comparative example, when the semiconductor element is viewed from the direction orthogonal to the stacking direction in which the mounting substrate and the semiconductor element are stacked, the terminals are bonded via the bump electrodes. The joining surface was formed with a length of 90% or more with respect to the length of the surface of the terminal, and it was considered that the connectivity in the connecting step was good in both the examples and the comparative examples.

これに対して、表1に示すとおり、リフロー試験による接続信頼性において、実施例で
は、優れた結果を示し、半導体素子と実装基板とが備える端子同士の間でバンプ電極を介して信頼性の高い電気的接続が行われているものの、各比較例では、実施例に劣る結果を示し、半導体素子と実装基板とが備える端子同士の間でバンプ電極を介して信頼性の高い電気的接続が行われているとは言えない結果を示した。
On the other hand, as shown in Table 1, in the connection reliability by the reflow test, the example shows an excellent result, and the reliability between the terminals included in the semiconductor element and the mounting substrate via the bump electrode is high. Although high electrical connection is performed, each comparative example shows a result inferior to the example, and highly reliable electrical connection is achieved via the bump electrode between the terminals provided on the semiconductor element and the mounting substrate. It showed results that couldn't be said.

すなわち、エポキシ樹脂として、TPM型エポキシ樹脂を用いることにより、他のエポキシ樹脂を用いた場合と比較して、バンプ電極の劣化が生じにくく、その結果、半導体素子と実装基板とが備える端子同士の間でバンプ電極を介して信頼性の高い電気的接続を行い得ることが判った。   That is, by using a TPM type epoxy resin as an epoxy resin, the bump electrode is less likely to be deteriorated as compared with the case where another epoxy resin is used. It was found that reliable electrical connection can be made through the bump electrodes.

これは、接続工程における接続性は、見かけ上それほど差異は認められないものの、樹脂かみ等が少なく良好な接合状態となっており、その結果、接合工程において、バンプ電極と端子との間における原子拡散に伴う合金化や金属間化合物の生成がより円滑に行われていること、さらには、硬化した樹脂成分が強固にバンプ電極を囲み、これにより、バンプ電極を安定的に保護していること等に起因すると推察される。   This is because the connectivity in the connection process does not seem to differ so much, but it is in a good bonded state with few resin bites, and as a result, in the bonding process, the atoms between the bump electrode and the terminal Alloying accompanying diffusion and generation of intermetallic compounds are performed more smoothly, and further, the cured resin component firmly surrounds the bump electrode, thereby stably protecting the bump electrode. It is guessed that it originates from the above.

2.フラックス機能を有する化合物の種類の検討
2−1.原材料の準備
まず、各実施例の樹脂組成物で用いた原材料を以下に示す。
なお、特に記載しない限り、各成分の配合量は、質量部とする。
2. 2. Examination of types of compounds having flux function 2-1. Preparation of raw materials First, raw materials used in the resin compositions of the respective examples are shown below.
Unless otherwise specified, the amount of each component is part by mass.

(フェノールノボラック樹脂)
フェノールノボラック樹脂として、住友ベークライト株式会社製:「PR−55617」を用意した。
(Phenol novolac resin)
As a phenol novolac resin, “PR-55617” manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd. was prepared.

(エポキシ樹脂1B)
エポキシ樹脂1Bとして、トリス(ヒドロキシフェニル)メタン型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製:「jER 1032H60」)を用意した。
(Epoxy resin 1B)
As the epoxy resin 1B, a tris (hydroxyphenyl) methane type epoxy resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation: “jER 1032H60”) was prepared.

(フラックス機能を有する化合物1B)
フラックス機能を有する化合物1Bとして、4−ヒドロキシ安息香酸(東京化成工業株式会社製)を用意した。
(Compound 1B having a flux function)
4-hydroxybenzoic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was prepared as the compound 1B having a flux function.

(フラックス機能を有する化合物2B)
フラックス機能を有する化合物2Bとして、フェノールフタリン(東京化成工業株式会社製)を用意した。
(Compound 2B having a flux function)
Phenolphthalin (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was prepared as compound 2B having a flux function.

(フラックス機能を有する化合物3B)
フラックス機能を有する化合物3Bとして、4−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸/ヘキサヒドロ無水フタル酸=70/30(新日本理化株式会社製、「リカシッドMH−700」)を用意した。
(Compound 3B having a flux function)
As compound 3B having a flux function, 4-methylhexahydrophthalic anhydride / hexahydrophthalic anhydride = 70/30 (manufactured by Shin Nippon Chemical Co., Ltd., “Licacid MH-700”) was prepared.

(フラックス機能を有する化合物4B)
フラックス機能を有する化合物4Bとして、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸(三菱化学株式会社製、「YH−307」)を用意した。
(Compound 4B having a flux function)
As compound 4B having a flux function, trialkyltetrahydrophthalic anhydride (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, “YH-307”) was prepared.

(フラックス機能を有する化合物5B)
フラックス機能を有する化合物5Bとして、グルタル酸(東京化成工業株式会社製)を用意した。
(Compound 5B having a flux function)
As compound 5B having a flux function, glutaric acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was prepared.

(フラックス機能を有する化合物6B)
フラックス機能を有する化合物6Bとして、セバシン酸(東京化成工業株式会社製)を用意した。
(Compound 6B having a flux function)
Sebacic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was prepared as the compound 6B having a flux function.

(成膜性樹脂1)
成膜性樹脂1として、ビスフェノールA型フェノキシ樹脂(新日化エポキシ製造株式会社製:「YP−50」)を用意した。
(Film-forming resin 1)
As the film-forming resin 1, a bisphenol A type phenoxy resin (manufactured by Nippon Kayaku Epoxy Manufacturing Co., Ltd .: “YP-50”) was prepared.

(硬化促進剤1)
硬化促進剤1として、2−フェニル−4−メチルイミダゾール(四国化成工業株式会社製:「2P4MZ」)を用意した。
(Curing accelerator 1)
As the curing accelerator 1, 2-phenyl-4-methylimidazole (manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd .: “2P4MZ”) was prepared.

(充填材1)
充填材1として、球状シリカフィラー(株式会社アドマテックス製:「SC1050」)を用意した。
(Filler 1)
As filler 1, a spherical silica filler (manufactured by Admatechs Co., Ltd .: “SC1050”) was prepared.

2−2.評価用サンプルの作製
(実施例1B)
[1B]樹脂層の作製
<樹脂ワニスの調製>
まず、フェノールノボラック樹脂、エポキシ樹脂、フラックス機能を有する化合物、成膜性樹脂、硬化促進剤および充填材として、それぞれ、表2に示すものを、表2に示す質量部で秤量し、これらを、メチルエチルケトンに溶解、分散し、成分濃度50質量%の樹脂ワニスを調製した。
2-2. Preparation of sample for evaluation (Example 1B)
[1B] Preparation of resin layer <Preparation of resin varnish>
First, as a phenol novolac resin, an epoxy resin, a compound having a flux function, a film-forming resin, a curing accelerator, and a filler, those shown in Table 2 were weighed in parts by mass shown in Table 2, respectively. A resin varnish having a component concentration of 50% by mass was prepared by dissolving and dispersing in methyl ethyl ketone.

<樹脂フィルム(樹脂層)の作製>
得られた樹脂ワニスを、基材ポリエステルフィルム(ベースフィルム、東レ株式会社製、商品名ルミラー)に厚さ50μmとなるように塗布して、100℃、5分間乾燥して、厚さ25μmのフラックス機能を有する樹脂フィルム(樹脂層)を得た。
<Production of resin film (resin layer)>
The obtained resin varnish is applied to a base polyester film (base film, trade name: Lumirror) to a thickness of 50 μm, dried at 100 ° C. for 5 minutes, and a flux of 25 μm thickness. A resin film (resin layer) having a function was obtained.

[2B]部材の準備
次に、回路素子および配線が形成されたシリコンウエハーを用意した。なお、このシリコンウエハーには、Cu製のパッドが露出しており、さらに、このパッドには融点221℃のSnAg系の鉛フリーはんだで構成されたバンプ電極が設けられている。
[2B] Preparation of Member Next, a silicon wafer on which circuit elements and wirings were formed was prepared. Note that a Cu pad is exposed on the silicon wafer, and a bump electrode made of SnAg-based lead-free solder having a melting point of 221 ° C. is provided on the pad.

次に、このバンプ電極を覆うように、[1B]で作製した樹脂フィルムをシリコンウエハーに貼り付けた。そして、基材ポリエステルフィルムを剥離して、樹脂フィルムのみを転移させた。   Next, the resin film prepared in [1B] was attached to a silicon wafer so as to cover the bump electrodes. And the base polyester film was peeled and only the resin film was transferred.

次いで、樹脂フィルムを貼り付けたシリコンウエハーを、樹脂フィルムとともに切断して個片化し、樹脂フィルム付きの半導体素子を得た。なお、得られた半導体素子のサイズは10mm×10mmであり、厚さは0.3mmであった。   Next, the silicon wafer on which the resin film was attached was cut into individual pieces together with the resin film to obtain a semiconductor element with the resin film. The obtained semiconductor element had a size of 10 mm × 10 mm and a thickness of 0.3 mm.

一方、これとは別に、表面にNi/Auめっきが形成されたCu製のパッド(端子)が形成されたシリコン製の実装基板を用意した。なお、実装基板のサイズは、6インチであり、厚さは0.625mmであった。   On the other hand, a silicon mounting board having a Cu pad (terminal) with Ni / Au plating formed on the surface was prepared. The mounting board had a size of 6 inches and a thickness of 0.625 mm.

[3B]部材同士の接続
次に、フリップチップボンダーにて樹脂フィルム付き半導体素子をピックアップし、実装基板上に載置した。
[3B] Connection between members Next, a semiconductor element with a resin film was picked up by a flip chip bonder and placed on a mounting substrate.

このプロセスでは、まず、バンプ電極を200℃に加熱しつつ、10Nで10秒間、実装基板に対して半導体素子を押し付けた。   In this process, first, while heating the bump electrode to 200 ° C., the semiconductor element was pressed against the mounting substrate at 10 N for 10 seconds.

続いて、接合工程を経た半導体素子および実装基板を、180℃、0.8MPa窒素雰囲気下で2時間、加熱した(3B−1:接合および硬化工程)。この後、バンプ電極を240℃で5秒間加熱して、バンプ電極3における合金化を促進させた(3B−2:合金促進工程)。
以上のようにして、実装基板上に半導体素子を積層してなる評価用サンプルを得た。
Subsequently, the semiconductor element and the mounting substrate that had undergone the bonding process were heated at 180 ° C. in a 0.8 MPa nitrogen atmosphere for 2 hours (3B-1: bonding and curing process). Thereafter, the bump electrode was heated at 240 ° C. for 5 seconds to promote alloying in the bump electrode 3 (3B-2: alloy promotion step).
As described above, an evaluation sample obtained by stacking semiconductor elements on a mounting substrate was obtained.

(実施例2B〜5B)
前記[1B]樹脂層の作製において、フェノールノボラック樹脂、エポキシ樹脂、フラックス機能を有する化合物、成膜性樹脂、硬化促進剤および充填材として、それぞれ、表2に示すものを、表2に示す質量部で秤量したこと以外は、前記実施例1Bの場合と同様にして評価用サンプルを得た。
(Examples 2B-5B)
In the production of the [1B] resin layer, the phenol novolac resin, the epoxy resin, the compound having a flux function, the film-forming resin, the curing accelerator, and the filler shown in Table 2 are the masses shown in Table 2, respectively. A sample for evaluation was obtained in the same manner as in Example 1B except that it was weighed in the section.

2−3.評価用サンプルの評価
2−3.1 接続信頼性の評価
次に、実施例および各比較例で得られた評価用サンプルについて、それぞれ、リフロー試験に供した。このリフロー試験は、評価用サンプルを、260℃に5秒間曝した後に常温に復帰させるまでを1サイクルとし、これを5サイクル実施するものである。
2-3. Evaluation of Evaluation Sample 2-3-1. Evaluation of Connection Reliability Next, the evaluation samples obtained in Examples and Comparative Examples were each subjected to a reflow test. In this reflow test, the evaluation sample is exposed to 260 ° C. for 5 seconds and then returned to room temperature, and then this cycle is performed for 5 cycles.

そして、リフロー試験を実施する前、5サイクル完了後の評価用サンプルのバンプ電極におけるクラックの発生の有無を、電子顕微鏡で観察した。そして、その観察結果に基づいて、以下の評価基準に照らして評価した。   And before implementing a reflow test, the presence or absence of the generation | occurrence | production of the crack in the bump electrode of the sample for evaluation after completion of five cycles was observed with the electron microscope. And based on the observation result, it evaluated in light of the following evaluation criteria.

<接続信頼性の評価基準>
○:5サイクルのリフローにおいてクラックの発生が認められない。
×:5サイクルのリフローにおいてクラックの発生が認められる。
評価結果を表2に示す。
<Evaluation criteria for connection reliability>
○: No crack was observed in the reflow of 5 cycles.
X: Generation of cracks is observed in 5 cycles of reflow.
The evaluation results are shown in Table 2.

Figure 2017011254
Figure 2017011254

表2に示すとおり、リフロー試験による接続信頼性において、各実施例では、優れた結果を示し、半導体素子と実装基板とが備える端子同士の間でバンプ電極を介して信頼性の高い電気的接続が行われる結果が得られた。   As shown in Table 2, in the connection reliability by the reflow test, each example shows an excellent result, and a highly reliable electrical connection between the terminals of the semiconductor element and the mounting substrate via the bump electrode The result obtained is obtained.

3.接合工程における温度条件の検討
3−1.原材料の準備
まず、実施例および参考例の樹脂組成物で用いた原材料を以下に示す。
なお、特に記載しない限り、各成分の配合量は、質量部とする。
3. 3. Examination of temperature conditions in joining process 3-1. Preparation of raw materials First, raw materials used in the resin compositions of Examples and Reference Examples are shown below.
Unless otherwise specified, the amount of each component is part by mass.

(フェノールノボラック樹脂)
フェノールノボラック樹脂として、住友ベークライト株式会社製:「PR−55617」を用意した。
(Phenol novolac resin)
As a phenol novolac resin, “PR-55617” manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd. was prepared.

(エポキシ樹脂1C)
エポキシ樹脂1Cとして、トリス(ヒドロキシフェニル)メタン型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製:「jER 1032H60」)を用意した。
(Epoxy resin 1C)
As the epoxy resin 1C, a tris (hydroxyphenyl) methane type epoxy resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation: “jER 1032H60”) was prepared.

(フラックス機能を有する化合物1C)
フラックス機能を有する化合物1Cとして、グルタル酸(東京化成工業株式会社製)を用意した。
(Compound 1C having a flux function)
Glutaric acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was prepared as Compound 1C having a flux function.

(成膜性樹脂1)
成膜性樹脂1として、ビスフェノールA型フェノキシ樹脂(新日化エポキシ製造株式会社製:「YP−50」)を用意した。
(Film-forming resin 1)
As the film-forming resin 1, a bisphenol A type phenoxy resin (manufactured by Nippon Kayaku Epoxy Manufacturing Co., Ltd .: “YP-50”) was prepared.

(硬化促進剤1)
硬化促進剤1として、2−フェニル−4−メチルイミダゾール(四国化成工業株式会社製:「2P4MZ」)を用意した。
(Curing accelerator 1)
As the curing accelerator 1, 2-phenyl-4-methylimidazole (manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd .: “2P4MZ”) was prepared.

(充填材1)
充填材1として、球状シリカフィラー(株式会社アドマテックス製:「SC1050」)を用意した。
(Filler 1)
As filler 1, a spherical silica filler (manufactured by Admatechs Co., Ltd .: “SC1050”) was prepared.

3−2.評価用サンプルの作製
(実施例1C)
[1C]樹脂層の作製
<樹脂ワニスの調製>
まず、フェノールノボラック樹脂、エポキシ樹脂、フラックス機能を有する化合物、成膜性樹脂、硬化促進剤および充填材として、それぞれ、表3に示すものを、表3に示す質量部で秤量し、これらを、メチルエチルケトンに溶解、分散し、成分濃度50質量%の樹脂ワニスを調製した。
3-2. Preparation of sample for evaluation (Example 1C)
[1C] Preparation of resin layer <Preparation of resin varnish>
First, as a phenol novolac resin, an epoxy resin, a compound having a flux function, a film-forming resin, a curing accelerator, and a filler, those shown in Table 3 were weighed in parts by mass shown in Table 3, respectively. A resin varnish having a component concentration of 50% by mass was prepared by dissolving and dispersing in methyl ethyl ketone.

<樹脂フィルム(樹脂層)の作製>
得られた樹脂ワニスを、基材ポリエステルフィルム(ベースフィルム、東レ株式会社製、商品名ルミラー)に厚さ50μmとなるように塗布して、100℃、5分間乾燥して、厚さ25μmのフラックス機能を有する樹脂フィルム(樹脂層)を得た。
<Production of resin film (resin layer)>
The obtained resin varnish is applied to a base polyester film (base film, trade name: Lumirror) to a thickness of 50 μm, dried at 100 ° C. for 5 minutes, and a flux of 25 μm thickness. A resin film (resin layer) having a function was obtained.

[2C]部材の準備
次に、回路素子および配線が形成されたシリコンウエハーを用意した。なお、このシリコンウエハーには、Cu製のパッドが露出しており、さらに、このパッドには融点221℃のSnAg系の鉛フリーはんだで構成されたバンプ電極が設けられている。
[2C] Preparation of Member Next, a silicon wafer on which circuit elements and wirings were formed was prepared. Note that a Cu pad is exposed on the silicon wafer, and a bump electrode made of SnAg-based lead-free solder having a melting point of 221 ° C. is provided on the pad.

次に、このバンプ電極を覆うように、[1C]で作製した樹脂フィルムをシリコンウエ
ハーに貼り付けた。そして、基材ポリエステルフィルムを剥離して、樹脂フィルムのみを転移させた。
Next, the resin film prepared in [1C] was attached to a silicon wafer so as to cover the bump electrodes. And the base polyester film was peeled and only the resin film was transferred.

次いで、樹脂フィルムを貼り付けたシリコンウエハーを、樹脂フィルムとともに切断して個片化し、樹脂フィルム付きの半導体素子を得た。なお、得られた半導体素子のサイズは10mm×10mmであり、厚さは0.3mmであった。   Next, the silicon wafer on which the resin film was attached was cut into individual pieces together with the resin film to obtain a semiconductor element with the resin film. The obtained semiconductor element had a size of 10 mm × 10 mm and a thickness of 0.3 mm.

一方、これとは別に、表面にNi/Auめっきが形成されたCu製のパッド(端子)が形成されたシリコン製の実装基板を用意した。なお、実装基板のサイズは、6インチであり、厚さは0.625mmであった。   On the other hand, a silicon mounting board having a Cu pad (terminal) with Ni / Au plating formed on the surface was prepared. The mounting board had a size of 6 inches and a thickness of 0.625 mm.

[3C]部材同士の接続
次に、フリップチップボンダーにて樹脂フィルム付き半導体素子をピックアップし、実装基板上に載置した。
[3C] Connection between members Next, a semiconductor element with a resin film was picked up by a flip chip bonder and placed on a mounting substrate.

このプロセスでは、まず、バンプ電極を200℃に加熱しつつ、30Nで10秒間、実装基板に対して半導体素子を押し付けた。   In this process, first, the semiconductor element was pressed against the mounting substrate at 30 N for 10 seconds while the bump electrode was heated to 200 ° C.

続いて、接合工程を経た半導体素子および実装基板を、180℃、0.8MPa窒素雰囲気下で2時間、加熱した(3C−1:接合および硬化工程)。この後、バンプ電極を240℃で5秒間加熱して、バンプ電極3における合金化を促進させた(3C−2:合金促進工程)。
以上のようにして、実装基板上に半導体素子を積層してなる評価用サンプルを得た。
Then, the semiconductor element and mounting board which passed through the joining process were heated for 2 hours in 180 degreeC and 0.8 Mpa nitrogen atmosphere (3C-1: joining and hardening process). Thereafter, the bump electrode was heated at 240 ° C. for 5 seconds to promote alloying in the bump electrode 3 (3C-2: alloy promotion step).
As described above, an evaluation sample obtained by stacking semiconductor elements on a mounting substrate was obtained.

(参考例1C)
前記[3C]部材同士の接続における接合および硬化工程[3C−1]において、実装基板に対して半導体素子を押し付ける際の条件を、バンプ電極を140℃に加熱しつつ、30Nで10秒間、半導体素子を押し付ける条件としたこと以外は、前記実施例1Cの場合と同様にして評価用サンプルを得た。
(Reference Example 1C)
In the bonding and curing step [3C-1] in the connection of the [3C] members, the conditions for pressing the semiconductor element against the mounting substrate are as follows: An evaluation sample was obtained in the same manner as in Example 1C except that the conditions for pressing the element were used.

Figure 2017011254
Figure 2017011254

3−3.評価用サンプルの評価
3−3.1 評価用サンプルの接続性の評価
まず、実施例および参考例の評価用サンプルについて、それぞれ、前記接合および硬化工程[3C−1]が完了した時点において、端子同士のバンプ電極を介した接合の程度を電子顕微鏡で観察した。電子顕微鏡で観察された、端子同士のバンプ電極を介した接合の状態を図9に示す。
3-3. Evaluation of Evaluation Samples 3-3.1 Evaluation of Connectivity of Evaluation Samples First, for the evaluation samples of Examples and Reference Examples, at the time when the joining and curing step [3C-1] was completed, respectively, terminals The degree of joining via the bump electrodes was observed with an electron microscope. FIG. 9 shows the state of bonding through the bump electrodes between the terminals, which was observed with an electron microscope.

図9から明らかなように、実施例の評価用サンプルでは、実装基板と半導体素子とを積層する積層方向に直交する方向から半導体素子をみたとき、端子同士がバンプ電極を介して接合されている接合面が端子の表面の長さに対して95%以上の長さで形成されており、端子同士がバンプ電極を介して十分に接合されていると言える接合面が形成されていた。これに対して、参考例の評価用サンプルでは、実装基板と半導体素子とを積層する積層方向に直交する方向から半導体素子をみたとき、端子同士がバンプ電極を介して接合されている接合面が端子の表面の長さに対して90%未満の長さでしか形成されておらず、端子同士がバンプ電極を介して十分に接合されているとは言えない結果、すなわち、バンプ電極を介して当接または接触している結果を示した。   As is apparent from FIG. 9, in the evaluation sample of the example, when the semiconductor element is viewed from the direction orthogonal to the stacking direction in which the mounting substrate and the semiconductor element are stacked, the terminals are bonded via the bump electrodes. The joining surface is formed with a length of 95% or more with respect to the length of the surface of the terminal, and a joining surface that can be said to be sufficiently joined to each other through the bump electrode is formed. On the other hand, in the sample for evaluation of the reference example, when the semiconductor element is viewed from a direction orthogonal to the stacking direction in which the mounting substrate and the semiconductor element are stacked, the bonding surface where the terminals are bonded via the bump electrode is The result is that the terminal is formed only with a length of less than 90% with respect to the length of the surface of the terminal, and the terminals are not sufficiently bonded to each other via the bump electrode, that is, via the bump electrode. The result of abutting or touching is shown.

すなわち、接合工程における加熱温度をバンプ電極の融点Tmより21℃低い条件とすることにより、接合工程における加熱温度をバンプ電極の融点Tmより81℃低い条件とした場合と比較して、端子同士を、バンプ電極を介して十分に接合させることが可能であった。   That is, by setting the heating temperature in the bonding step to be 21 ° C. lower than the melting point Tm of the bump electrode, the terminals are connected to each other as compared with the case where the heating temperature in the bonding step is 81 ° C. lower than the melting point Tm of the bump electrode. It was possible to sufficiently bond via the bump electrode.

なお、図での提示を省略したが、接合工程における加熱温度をバンプ電極の融点Tmより20℃未満低い条件とした場合には、実装基板と半導体素子との間から、硬化した樹脂組成物が漏出する傾向を示した。したがって、接合工程において、バンプ電極を加熱する温度を、バンプ電極の融点Tmよりも20℃以上70℃以下低い条件に設定することにより、評価用サンプルにおけるバンプ電極を介した端子同士の接続性を、良好なものとし得ることが判った。   Although not shown in the figure, when the heating temperature in the bonding step is lower than the melting point Tm of the bump electrode by less than 20 ° C., a cured resin composition is formed between the mounting substrate and the semiconductor element. It showed a tendency to leak. Therefore, in the bonding process, the temperature at which the bump electrodes are heated is set to be 20 ° C. or more and 70 ° C. or less lower than the melting point Tm of the bump electrodes, so that the connectivity between the terminals via the bump electrodes in the evaluation sample is It was found that it can be good.

4.充填材の疎水性処理の検討
4−1.原材料の準備
まず、各実施例の樹脂組成物で用いた原材料を以下に示す。
なお、特に記載しない限り、各成分の配合量は、質量部とする。
4). 4. Examination of hydrophobic treatment of filler 4-1. Preparation of raw materials First, raw materials used in the resin compositions of the respective examples are shown below.
Unless otherwise specified, the amount of each component is part by mass.

(フェノールノボラック樹脂)
フェノールノボラック樹脂として、住友ベークライト株式会社製:「PR−55617」を用意した。
(Phenol novolac resin)
As a phenol novolac resin, “PR-55617” manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd. was prepared.

(エポキシ樹脂1D)
エポキシ樹脂1Dとして、トリス(ヒドロキシフェニル)メタン型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製:「jER 1032H60」)を用意した。
(Epoxy resin 1D)
As the epoxy resin 1D, a tris (hydroxyphenyl) methane type epoxy resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation: “jER 1032H60”) was prepared.

(フラックス機能を有する化合物1D)
フラックス機能を有する化合物1Dとして、グルタル酸(東京化成工業株式会社製)を用意した。
(Compound 1D having flux function)
As compound 1D having a flux function, glutaric acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was prepared.

(成膜性樹脂1)
成膜性樹脂1として、ビスフェノールA型フェノキシ樹脂(新日化エポキシ製造株式会社製:「YP−50」)を用意した。
(Film-forming resin 1)
As the film-forming resin 1, a bisphenol A type phenoxy resin (manufactured by Nippon Kayaku Epoxy Manufacturing Co., Ltd .: “YP-50”) was prepared.

(硬化促進剤1)
硬化促進剤1として、2−フェニル−4−メチルイミダゾール(四国化成工業株式会社製:「2P4MZ」)を用意した。
(Curing accelerator 1)
As the curing accelerator 1, 2-phenyl-4-methylimidazole (manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd .: “2P4MZ”) was prepared.

(充填材1D)
充填材1Dとして、球状シリカフィラー(株式会社アドマテックス製:「SC1050」)を用意した。
(Filler 1D)
As the filler 1D, a spherical silica filler (manufactured by Admatechs Co., Ltd .: “SC1050”) was prepared.

(充填材2D)
充填材1として、疎水性処理球状シリカフィラー(株式会社トクヤマ製:「SSP−02M」)を用意した。
(Filler 2D)
As the filler 1, a hydrophobic treated spherical silica filler (manufactured by Tokuyama Corporation: “SSP-02M”) was prepared.

4−2.評価用サンプルの作製
(実施例1D)
[1D]樹脂層の作製
<樹脂ワニスの調製>
まず、フェノールノボラック樹脂、エポキシ樹脂、フラックス機能を有する化合物、成膜性樹脂、硬化促進剤および充填材として、それぞれ、表4に示すものを、表4に示す質量部で秤量し、これらを、メチルエチルケトンに溶解、分散し、成分濃度50質量%の樹脂ワニスを調製した。
4-2. Preparation of sample for evaluation (Example 1D)
[1D] Preparation of resin layer <Preparation of resin varnish>
First, as a phenol novolac resin, an epoxy resin, a compound having a flux function, a film-forming resin, a curing accelerator, and a filler, those shown in Table 4 were weighed in parts by mass shown in Table 4, respectively, A resin varnish having a component concentration of 50% by mass was prepared by dissolving and dispersing in methyl ethyl ketone.

<樹脂フィルム(樹脂層)の作製>
得られた樹脂ワニスを、基材ポリエステルフィルム(ベースフィルム、東レ株式会社製、商品名ルミラー)に厚さ50μmとなるように塗布して、100℃、5分間乾燥して、厚さ25μmのフラックス機能を有する樹脂フィルム(樹脂層)を得た。
<Production of resin film (resin layer)>
The obtained resin varnish is applied to a base polyester film (base film, trade name: Lumirror) to a thickness of 50 μm, dried at 100 ° C. for 5 minutes, and a flux of 25 μm thickness. A resin film (resin layer) having a function was obtained.

[2D]部材の準備
次に、回路素子および配線が形成されたシリコンウエハーを用意した。なお、このシリコンウエハーには、Cu製のパッドが露出しており、さらに、このパッドには融点221℃のSnAg系の鉛フリーはんだで構成されたバンプ電極が設けられている。
[2D] Preparation of Member Next, a silicon wafer on which circuit elements and wirings were formed was prepared. Note that a Cu pad is exposed on the silicon wafer, and a bump electrode made of SnAg-based lead-free solder having a melting point of 221 ° C. is provided on the pad.

次に、このバンプ電極を覆うように、[1D]で作製した樹脂フィルムをシリコンウエハーに貼り付けた。そして、基材ポリエステルフィルムを剥離して、樹脂フィルムのみを転移させた。   Next, the resin film prepared in [1D] was attached to a silicon wafer so as to cover the bump electrodes. And the base polyester film was peeled and only the resin film was transferred.

次いで、樹脂フィルムを貼り付けたシリコンウエハーを、樹脂フィルムとともに切断して個片化し、樹脂フィルム付きの半導体素子を得た。なお、得られた半導体素子のサイズは10mm×10mmであり、厚さは0.3mmであった。   Next, the silicon wafer on which the resin film was attached was cut into individual pieces together with the resin film to obtain a semiconductor element with the resin film. The obtained semiconductor element had a size of 10 mm × 10 mm and a thickness of 0.3 mm.

一方、これとは別に、表面にNi/Auめっきが形成されたCu製のパッド(端子)が形成されたシリコン製の実装基板を用意した。なお、実装基板のサイズは、6インチであり、厚さは0.625mmであった。   On the other hand, a silicon mounting board having a Cu pad (terminal) with Ni / Au plating formed on the surface was prepared. The mounting board had a size of 6 inches and a thickness of 0.625 mm.

[3D]部材同士の接続
次に、フリップチップボンダーにて樹脂フィルム付き半導体素子をピックアップし、実装基板上に載置した。
[3D] Connection Between Members Next, a semiconductor element with a resin film was picked up by a flip chip bonder and placed on a mounting substrate.

このプロセスでは、まず、バンプ電極を200℃に加熱しつつ、30Nで10秒間、実装基板に対して半導体素子を押し付けた。   In this process, first, the semiconductor element was pressed against the mounting substrate at 30 N for 10 seconds while the bump electrode was heated to 200 ° C.

続いて、接合工程を経た半導体素子および実装基板を、180℃、0.8MPa窒素雰
囲気下で2時間、加熱した(3D−1:接合および硬化工程)。この後、バンプ電極を240℃で5秒間加熱して、バンプ電極3における合金化を促進させた(3D−2:合金促進工程)。
以上のようにして、実装基板上に半導体素子を積層してなる評価用サンプルを得た。
Then, the semiconductor element and mounting board which passed through the joining process were heated for 2 hours in 180 degreeC and 0.8 Mpa nitrogen atmosphere (3D-1: joining and hardening process). Thereafter, the bump electrode was heated at 240 ° C. for 5 seconds to promote alloying in the bump electrode 3 (3D-2: alloy promotion step).
As described above, an evaluation sample obtained by stacking semiconductor elements on a mounting substrate was obtained.

(実施例2D)
前記[1D]樹脂層の作製において、フェノールノボラック樹脂、エポキシ樹脂、フラックス機能を有する化合物、成膜性樹脂、硬化促進剤および充填材として、それぞれ、表4に示すものを、表4に示す質量部で秤量したこと以外は、前記実施例1Dの場合と同様にして評価用サンプルを得た。
(Example 2D)
In the production of the [1D] resin layer, the phenol novolac resin, the epoxy resin, the compound having a flux function, the film-forming resin, the curing accelerator, and the filler shown in Table 4 are the masses shown in Table 4, respectively. A sample for evaluation was obtained in the same manner as in Example 1D except that it was weighed in the part.

4−3.評価用サンプルの評価
4−3.1 接続信頼性の評価
次に、各実施例で得られた評価用サンプルについて、それぞれ、リフロー試験に供した。このリフロー試験は、評価用サンプルを、260℃に5秒間曝した後に常温に復帰させるまでを1サイクルとし、これを10サイクル実施するものである。
4-3. Evaluation of Evaluation Sample 4-3.1 Evaluation of Connection Reliability Next, each of the evaluation samples obtained in each example was subjected to a reflow test. In this reflow test, an evaluation sample is exposed to 260 ° C. for 5 seconds and then returned to room temperature, and then this cycle is performed for 10 cycles.

そして、リフロー試験を実施する前、5サイクル完了後、および、10サイクル完了後の評価用サンプルのバンプ電極におけるクラックの発生の有無を、電子顕微鏡で観察した。そして、その観察結果に基づいて、以下の評価基準に照らして評価した。   And before implementing a reflow test, the presence or absence of the generation | occurrence | production of the crack in the bump electrode of the sample for evaluation after completion of 5 cycles after completion of 10 cycles was observed with the electron microscope. And based on the observation result, it evaluated in light of the following evaluation criteria.

<接続信頼性の評価基準>
◎:5サイクルおよび10サイクルのリフローの何れにおいてもクラックの発生が認められない。
○:5サイクルのリフローおいてはクラックの発生が認められないものの、10サイクルのリフローにおいてはクラックの発生が認められる。
×:5サイクルおよび10サイクルのリフローの何れにおいてもクラックの発生が認められる。
評価結果を表4に示す。
<Evaluation criteria for connection reliability>
(Double-circle): Generation | occurrence | production of a crack is not recognized in any of reflow of 5 cycles and 10 cycles.
◯: Cracks are not observed in 5 cycles of reflow, but cracks are observed in 10 cycles of reflow.
X: Generation of cracks is observed in both 5 cycles and 10 cycles of reflow.
The evaluation results are shown in Table 4.

Figure 2017011254
Figure 2017011254

表4に示すとおり、リフロー試験による接続信頼性において、各実施例では、優れた結果を示し、半導体素子と実装基板とが備える端子同士の間でバンプ電極を介して信頼性の高い電気的接続が行われており、特に、実施例2Dでは、より優れた接続信頼性を示す結果が得られた。   As shown in Table 4, in each connection reliability in the reflow test, each example shows an excellent result, and a highly reliable electrical connection through the bump electrode between the terminals provided in the semiconductor element and the mounting substrate In particular, in Example 2D, a result showing better connection reliability was obtained.

すなわち、エポキシ樹脂として、TPM型エポキシ樹脂を用い、無機充填材として表面疎水化無機充填材を用いる組み合わせとすることで、TPM型エポキシ樹脂と、表面に疎水化処理が施されていない充填材との組み合わせと比較して、半導体素子と実装基板とが備える端子同士の間でバンプ電極を介してより信頼性の高い電気的接続を行い得ることが判った。   That is, by using a combination of a TPM type epoxy resin as an epoxy resin and a surface hydrophobized inorganic filler as an inorganic filler, a TPM type epoxy resin and a filler whose surface is not hydrophobized It was found that more reliable electrical connection can be made between the terminals provided on the semiconductor element and the mounting substrate via the bump electrode, as compared with the above combination.

5.その他評価の検討
5−1.原材料の準備
まず、各実施例および各比較例の樹脂組成物で用いた原材料を以下に示す。
なお、特に記載しない限り、各成分の配合量は、質量部とする。
5). Review of other evaluations 5-1. Preparation of raw materials First, raw materials used in the resin compositions of the examples and comparative examples are shown below.
Unless otherwise specified, the amount of each component is part by mass.

(フェノールノボラック樹脂)
フェノールノボラック樹脂として、住友ベークライト株式会社製:「PR−55617」を用意した。
(Phenol novolac resin)
As a phenol novolac resin, “PR-55617” manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd. was prepared.

(エポキシ樹脂1E)
エポキシ樹脂1Eとして、液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC株式会社製:「EPICLON−840S」)を用意した。
(Epoxy resin 1E)
As the epoxy resin 1E, a liquid bisphenol A type epoxy resin (manufactured by DIC Corporation: “EPICLON-840S”) was prepared.

(エポキシ樹脂2E)
エポキシ樹脂2Eとして、液状ビスフェノールF型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン株式会社製:「YL983U」)を用意した。
(Epoxy resin 2E)
As the epoxy resin 2E, a liquid bisphenol F type epoxy resin (manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd .: “YL983U”) was prepared.

(エポキシ樹脂3E)
エポキシ樹脂3Eとして、トリス(ヒドロキシフェニル)メタン型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製:「jER 1032H60」)を用意した。
(Epoxy resin 3E)
As the epoxy resin 3E, a tris (hydroxyphenyl) methane type epoxy resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation: “jER 1032H60”) was prepared.

(エポキシ樹脂4E)
エポキシ樹脂4Eとして、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製:「EPICLONHP−4700」)を用意した。
(Epoxy resin 4E)
As the epoxy resin 4E, a naphthalene type epoxy resin (manufactured by DIC Corporation: “EPICLONP-4700”) was prepared.

(エポキシ樹脂5E)
エポキシ樹脂5Eとして、フルオレン型エポキシ樹脂(株式会社大阪ガスケミカル製:「OGSOL CG−500」)を用意した。
(Epoxy resin 5E)
A fluorene type epoxy resin (manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd .: “OGSOL CG-500”) was prepared as the epoxy resin 5E.

(フラックス機能を有する化合物1E)
フラックス機能を有する化合物1Eとして、3−ヒドロキシ安息香酸(東京化成工業株式会社製)を用意した。
(Compound 1E having a flux function)
As compound 1E having a flux function, 3-hydroxybenzoic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was prepared.

(フラックス機能を有する化合物2E)
フラックス機能を有する化合物2Eとして、4−ヒドロキシ安息香酸(東京化成工業株式会社製)を用意した。
(Compound 2E having a flux function)
4-hydroxybenzoic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was prepared as the compound 2E having a flux function.

(フラックス機能を有する化合物3E)
フラックス機能を有する化合物3Eとして、フェノールフタリン(東京化成工業株式会
社製)を用意した。
(Compound 3E having flux function)
Phenolphthalene (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was prepared as compound 3E having a flux function.

(成膜性樹脂1)
成膜性樹脂1として、ビスフェノールA型フェノキシ樹脂(新日化エポキシ製造株式会社製:「YP−50」)を用意した。
(Film-forming resin 1)
As the film-forming resin 1, a bisphenol A type phenoxy resin (manufactured by Nippon Kayaku Epoxy Manufacturing Co., Ltd .: “YP-50”) was prepared.

(硬化促進剤1)
硬化促進剤1として、2−フェニル−4−メチルイミダゾール(四国化成工業株式会社製:「2P4MZ」)を用意した。
(Curing accelerator 1)
As the curing accelerator 1, 2-phenyl-4-methylimidazole (manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd .: “2P4MZ”) was prepared.

(充填材1)
充填材1として、球状シリカフィラー(株式会社アドマテックス製:「SC1050」)を用意した。
(Filler 1)
As filler 1, a spherical silica filler (manufactured by Admatechs Co., Ltd .: “SC1050”) was prepared.

5−2.評価用サンプルの作製
(実施例1E)
[1E]樹脂層の作製
<樹脂ワニスの調製>
まず、フェノールノボラック樹脂、エポキシ樹脂、フラックス機能を有する化合物、成膜性樹脂、硬化促進剤および充填材として、それぞれ、表5に示すものを、表5に示す質量部で秤量し、これらを、メチルエチルケトンに溶解、分散し、成分濃度50質量%の樹脂ワニスを調製した。
5-2. Preparation of sample for evaluation (Example 1E)
[1E] Preparation of resin layer <Preparation of resin varnish>
First, as a phenol novolac resin, an epoxy resin, a compound having a flux function, a film-forming resin, a curing accelerator, and a filler, those shown in Table 5 were weighed in parts by mass shown in Table 5, respectively. A resin varnish having a component concentration of 50% by mass was prepared by dissolving and dispersing in methyl ethyl ketone.

<樹脂フィルム(樹脂層)の作製>
得られた樹脂ワニスを、基材ポリエステルフィルム(ベースフィルム、東レ株式会社製、商品名ルミラー)に厚さ50μmとなるように塗布して、100℃、5分間乾燥して、厚さ25μmのフラックス機能を有する樹脂フィルム(樹脂層)を得た。
<Production of resin film (resin layer)>
The obtained resin varnish is applied to a base polyester film (base film, trade name: Lumirror) to a thickness of 50 μm, dried at 100 ° C. for 5 minutes, and a flux of 25 μm thickness. A resin film (resin layer) having a function was obtained.

[2E]部材の準備
次に、回路素子および配線が形成されたシリコンウエハーを用意した。なお、このシリコンウエハーには、Cu製のパッドが露出しており、さらに、このパッドには融点221℃のSnAg系の鉛フリーはんだで構成されたバンプ電極が設けられている。
[2E] Preparation of member Next, a silicon wafer on which circuit elements and wirings were formed was prepared. Note that a Cu pad is exposed on the silicon wafer, and a bump electrode made of SnAg-based lead-free solder having a melting point of 221 ° C. is provided on the pad.

次に、このバンプ電極を覆うように、[1E]で作製した樹脂フィルムをシリコンウエハーに貼り付けた。そして、基材ポリエステルフィルムを剥離して、樹脂フィルムのみを転移させた。   Next, the resin film prepared in [1E] was attached to a silicon wafer so as to cover the bump electrodes. And the base polyester film was peeled and only the resin film was transferred.

次いで、樹脂フィルムを貼り付けたシリコンウエハーを、樹脂フィルムとともに切断して個片化し、樹脂フィルム付きの半導体素子を得た。なお、得られた半導体素子のサイズは10mm×10mmであり、厚さは0.3mmであった。   Next, the silicon wafer on which the resin film was attached was cut into individual pieces together with the resin film to obtain a semiconductor element with the resin film. The obtained semiconductor element had a size of 10 mm × 10 mm and a thickness of 0.3 mm.

一方、これとは別に、表面にNi/Auめっきが形成されたCu製のパッド(端子)が形成されたシリコン製の実装基板を用意した。なお、実装基板のサイズは、6インチであり、厚さは0.625mmであった。   On the other hand, a silicon mounting board having a Cu pad (terminal) with Ni / Au plating formed on the surface was prepared. The mounting board had a size of 6 inches and a thickness of 0.625 mm.

[3E]部材同士の接続
次に、フリップチップボンダーにて樹脂フィルム付き半導体素子をピックアップし、実装基板上に載置した。
[3E] Connection between members Next, a semiconductor element with a resin film was picked up by a flip chip bonder and placed on a mounting substrate.

このプロセスでは、まず、バンプ電極を200℃に加熱しつつ、20Nで2秒間、実装
基板に対して半導体素子を押し付けた(接合工程)。
In this process, first, the semiconductor element was pressed against the mounting substrate at 20 N for 2 seconds while the bump electrode was heated to 200 ° C. (bonding step).

続いて、接合工程を経た半導体素子および実装基板を、180℃、0.8MPa窒素雰囲気下で2時間、加熱した(3E−1:接合および硬化工程)。この後、バンプ電極を240℃で5秒間加熱して、バンプ電極3における合金化を促進させた(3E−2:合金促進工程)。
以上のようにして、実装基板上に半導体素子を積層してなる評価用サンプルを得た。
Subsequently, the semiconductor element and the mounting substrate that had undergone the bonding process were heated at 180 ° C. in a 0.8 MPa nitrogen atmosphere for 2 hours (3E-1: bonding and curing process). Thereafter, the bump electrode was heated at 240 ° C. for 5 seconds to promote alloying in the bump electrode 3 (3E-2: alloy promotion step).
As described above, an evaluation sample obtained by stacking semiconductor elements on a mounting substrate was obtained.

(実施例2E)
前記[1E]樹脂層の作製において、フェノールノボラック樹脂、エポキシ樹脂、フラックス機能を有する化合物、成膜性樹脂、硬化促進剤および充填材として、それぞれ、表5に示すものを、表5に示す質量部で秤量し、前記[3E]部材同士の接続における、接合および硬化工程から評価サンプルを得るまでの工程を、以下のように変更したこと以外は、前記実施例1Eの場合と同様にして評価用サンプルを得た。
(Example 2E)
In the production of the [1E] resin layer, the phenol novolac resin, the epoxy resin, the compound having a flux function, the film-forming resin, the curing accelerator, and the filler, each of those shown in Table 5 and the mass shown in Table 5 In the connection between the [3E] members, evaluation was performed in the same manner as in Example 1E except that the steps from the joining and curing steps to obtaining the evaluation sample were changed as follows. A sample was obtained.

(接合および硬化工程から評価サンプルを得るまでの工程)
接合工程を経た半導体素子および実装基板を、260℃、0.5Nで5秒間、加熱して合金化を促進させたのち、さらに、半導体素子および実装基板を180℃、0.8MPa窒素雰囲気下で2時間、加熱して樹脂層を硬化させた。
(Process from joining and curing process to obtaining evaluation sample)
The semiconductor element and the mounting substrate that have undergone the bonding process are heated at 260 ° C. and 0.5 N for 5 seconds to promote alloying, and then the semiconductor element and the mounting substrate are further heated at 180 ° C. in a 0.8 MPa nitrogen atmosphere. The resin layer was cured by heating for 2 hours.

(実施例3E)
前記[1E]樹脂層の作製において、フェノールノボラック樹脂、エポキシ樹脂、フラックス機能を有する化合物、成膜性樹脂、硬化促進剤および充填材として、それぞれ、表5に示すものを、表5に示す質量部で秤量し、前記[3E]部材同士の接続における、接合工程および接合および硬化工程から評価サンプルを得るまでの工程を、以下のように変更したこと以外は、前記実施例1Eの場合と同様にして評価用サンプルを得た。
(Example 3E)
In the production of the [1E] resin layer, the phenol novolac resin, the epoxy resin, the compound having a flux function, the film-forming resin, the curing accelerator, and the filler, each of those shown in Table 5 and the mass shown in Table 5 In the connection between the [3E] members, the steps from the joining step and the joining and curing step to obtaining the evaluation sample are the same as in the case of Example 1E, except that the steps from obtaining the evaluation sample are as follows. Thus, a sample for evaluation was obtained.

(接合工程)
バンプ電極を190℃に加熱しつつ、20Nで2秒間、実装基板に対して半導体素子を押し付けた。
(Joining process)
While heating the bump electrode to 190 ° C., the semiconductor element was pressed against the mounting substrate at 20 N for 2 seconds.

(接合および硬化工程から評価サンプルを得るまでの工程)
接合工程を経た半導体素子および実装基板を、220℃、0.8MPa窒素雰囲気下で2時間、加熱した。これにより、樹脂フィルムを硬化させるとともに、合金化を促進させた。
(Process from joining and curing process to obtaining evaluation sample)
The semiconductor element and the mounting substrate that had undergone the bonding step were heated at 220 ° C. in a 0.8 MPa nitrogen atmosphere for 2 hours. This cured the resin film and promoted alloying.

(比較例1E)
前記[1E]樹脂層の作製において、フェノールノボラック樹脂、エポキシ樹脂、フラックス機能を有する化合物、成膜性樹脂、硬化促進剤および充填材として、それぞれ、表5に示すものを、表5に示す質量部で秤量し、前記[3E]部材同士の接続における、接合工程および接合および硬化工程から評価サンプルを得るまでの工程を、以下のように変更したこと以外は、前記実施例1Eの場合と同様にして評価用サンプルを得た。
(Comparative Example 1E)
In the production of the [1E] resin layer, the phenol novolac resin, the epoxy resin, the compound having a flux function, the film-forming resin, the curing accelerator, and the filler, each of those shown in Table 5 and the mass shown in Table 5 In the connection between the [3E] members, the steps from the joining step and the joining and curing step to obtaining the evaluation sample are the same as in the case of Example 1E, except that the steps from obtaining the evaluation sample are as follows. Thus, a sample for evaluation was obtained.

(接合工程)
バンプ電極を240℃に加熱しつつ、20Nで5秒間、実装基板に対して半導体素子を押し付けた。
(Joining process)
While heating the bump electrode to 240 ° C., the semiconductor element was pressed against the mounting substrate at 20 N for 5 seconds.

(接合および硬化工程から評価サンプルを得るまでの工程)
接合工程を経た半導体素子および実装基板を、180℃、0.8MPa窒素雰囲気下で2時間、加熱した。これにより、樹脂フィルムを硬化させた。
(Process from joining and curing process to obtaining evaluation sample)
The semiconductor element and the mounting substrate that had undergone the bonding step were heated at 180 ° C. in a 0.8 MPa nitrogen atmosphere for 2 hours. Thereby, the resin film was hardened.

(比較例2E)
前記[1E]樹脂層の作製において、フェノールノボラック樹脂、エポキシ樹脂、フラックス機能を有する化合物、成膜性樹脂、硬化促進剤および充填材として、それぞれ、表5に示すものを、表5に示す質量部で秤量し、前記[3E]部材同士の接続における、接合工程および接合および硬化工程から評価サンプルを得るまでの工程を、以下のように変更したこと以外は、前記実施例1Eの場合と同様にして評価用サンプルを得た。
(Comparative Example 2E)
In the production of the [1E] resin layer, the phenol novolac resin, the epoxy resin, the compound having a flux function, the film-forming resin, the curing accelerator, and the filler, each of those shown in Table 5 and the mass shown in Table 5 In the connection between the [3E] members, the steps from the joining step and the joining and curing step to obtaining the evaluation sample are the same as in the case of Example 1E, except that the steps from obtaining the evaluation sample are as follows. Thus, a sample for evaluation was obtained.

(接合工程)
バンプ電極を210℃に加熱しつつ、20Nで2秒間、実装基板に対して半導体素子を押し付けた。
(Joining process)
While the bump electrode was heated to 210 ° C., the semiconductor element was pressed against the mounting substrate at 20 N for 2 seconds.

(接合および硬化工程から評価サンプルを得るまでの工程)
接合工程を経た半導体素子および実装基板を、180℃、0.8MPa窒素雰囲気下で2時間、加熱した。これにより、樹脂フィルムを硬化させたのち、バンプ電極を220℃で10分間オーブンを用いて加熱させた。
(Process from joining and curing process to obtaining evaluation sample)
The semiconductor element and the mounting substrate that had undergone the bonding step were heated at 180 ° C. in a 0.8 MPa nitrogen atmosphere for 2 hours. Thus, after the resin film was cured, the bump electrode was heated at 220 ° C. for 10 minutes using an oven.

(比較例3E)
前記[1E]樹脂層の作製において、フェノールノボラック樹脂、エポキシ樹脂、フラックス機能を有する化合物、成膜性樹脂、硬化促進剤および充填材として、それぞれ、表5に示すものを、表5に示す質量部で秤量し、前記[3E]部材同士の接続における、接合工程および接合および硬化工程から評価サンプルを得るまでの工程を、以下のように変更したこと以外は、前記実施例1Eの場合と同様にして評価用サンプルを得た。
(Comparative Example 3E)
In the production of the [1E] resin layer, the phenol novolac resin, the epoxy resin, the compound having a flux function, the film-forming resin, the curing accelerator, and the filler, each of those shown in Table 5 and the mass shown in Table 5 In the connection between the [3E] members, the steps from the joining step and the joining and curing step to obtaining the evaluation sample are the same as in the case of Example 1E, except that the steps from obtaining the evaluation sample are as follows. Thus, a sample for evaluation was obtained.

(接合工程)
バンプ電極を180℃に加熱しつつ、20Nで2秒間、実装基板に対して半導体素子を押し付けた。
(Joining process)
While the bump electrode was heated to 180 ° C., the semiconductor element was pressed against the mounting substrate at 20 N for 2 seconds.

(接合および硬化工程から評価サンプルを得るまでの工程)
接合工程を経た半導体素子および実装基板を、180℃、0.8MPa窒素雰囲気下で2時間、加熱した。これにより、樹脂フィルムを硬化させたのち、バンプ電極を260℃で5秒間加熱して、バンプ電極3をリフローさせた。
(Process from joining and curing process to obtaining evaluation sample)
The semiconductor element and the mounting substrate that had undergone the bonding step were heated at 180 ° C. in a 0.8 MPa nitrogen atmosphere for 2 hours. Thereby, after hardening a resin film, the bump electrode was heated at 260 degreeC for 5 second, and the bump electrode 3 was reflowed.

5−3.評価用サンプルの評価
5−3.1 樹脂フィルムのハンドリング性の評価
まず、各実施例および各比較例で得られた樹脂フィルムについてハンドリング性を測定し、以下の評価基準に照らして評価した。
5-3. Evaluation of Sample for Evaluation 5-3.1 Evaluation of Handling Properties of Resin Film First, the handling properties of the resin films obtained in the respective Examples and Comparative Examples were measured and evaluated in light of the following evaluation criteria.

<樹脂フィルムのハンドリング性の評価基準>
〇:樹脂フィルムを180°折り曲げた際にクラックが発生しない。
×:樹脂フィルムを180°折り曲げた際にクラックが発生する。
評価結果を表5に示す。
<Evaluation criteria for resin film handling>
◯: No cracks are generated when the resin film is bent 180 °.
X: Cracks occur when the resin film is bent 180 °.
The evaluation results are shown in Table 5.

5−3.2 接続性の評価
まず、各実施例および各比較例で得られた評価用サンプルについて、それぞれ、光学顕微鏡を用いて、バンプ電極により端子同士が接続されている領域を観察した。そして、観察されたかかる領域におけるバンプ電極による端子同士の接続状態により、以下の評価基準に照らして評価した。
5-3.2 Evaluation of Connectivity First, with respect to the samples for evaluation obtained in the examples and the comparative examples, the regions where the terminals were connected to each other by the bump electrodes were observed using an optical microscope. And it evaluated in light of the following evaluation criteria by the connection state of the terminals by the bump electrode in this observed area | region.

<接続性の評価基準>
◎:接続端子を20個観測して樹脂噛みが端子幅の1/3以上の端子がない。
〇:接続端子を20個観測して樹脂噛みが端子幅の1/2以上の端子がない。
×:接続端子を20個観測して樹脂噛みが端子幅の1/2以上の端子が1個以上存在する。
評価結果を表5に示す。
<Evaluation criteria for connectivity>
A: Observing 20 connection terminals, there is no terminal whose resin bite is 1/3 or more of the terminal width.
A: 20 connection terminals are observed, and there is no terminal whose resin bite is 1/2 or more of the terminal width.
×: 20 connection terminals are observed, and one or more terminals having a resin bite of ½ or more of the terminal width are present.
The evaluation results are shown in Table 5.

5−3.3 樹脂層のTgの評価
まず、各実施例および各比較例で得られた評価用サンプルが備える樹脂層について、それぞれ、TMA装置(セイコーインスツル株式会社製、製品名「TMA/SS6000」)を用いて、そのTgを測定した。そして、測定された樹脂層のTgにより、以下の評価基準に照らして評価した。
5-3.3 Evaluation of Tg of Resin Layer First, regarding the resin layers included in the samples for evaluation obtained in each Example and each Comparative Example, a TMA apparatus (product name “TMA / The Tg was measured using SS6000 "). And it evaluated in light of the following evaluation criteria by Tg of the measured resin layer.

<Tgの評価基準>
〇:120℃以上である
×:120℃未満である
評価結果を表5に示す。
<Evaluation criteria for Tg>
○: It is 120 ° C. or higher. X: Less than 120 ° C. The evaluation results are shown in Table 5.

5−3.4 接続信頼性の評価
次に、各実施例および各比較例で得られた評価用サンプルを、それぞれ20個ずつ用意した。次いで、これらを温度サイクル試験に供した。この温度サイクル試験は、評価用サンプルを、−55℃に30分間曝した後、125℃に30分間曝す試験を1サイクルとし、これを100サイクルするものである。
5-3.4 Evaluation of Connection Reliability Next, 20 evaluation samples obtained in each example and each comparative example were prepared. These were then subjected to a temperature cycle test. In this temperature cycle test, an evaluation sample is exposed to −55 ° C. for 30 minutes and then exposed to 125 ° C. for 30 minutes as one cycle, and this is repeated for 100 cycles.

次に、温度サイクル試験に供した評価用サンプルの導通試験を実施し、さらにサンプルを切断し、バンプ電極近傍の切断面を電子顕微鏡で観察した。そして、検査結果を以下の評価基準に照らして評価した。   Next, the continuity test of the sample for evaluation subjected to the temperature cycle test was performed, the sample was further cut, and the cut surface near the bump electrode was observed with an electron microscope. And the inspection result was evaluated in light of the following evaluation criteria.

<接続信頼性の評価基準>
◎:導通試験で導通問題なし。また接続端子20個の断面を確認し、電極内部にクラック等も確認されない。
○:導通試験で導通問題なし。また接続端子20個の断面を確認し、電極内部にクラックが発生しているものが1個以上存在する。
×:導通試験で不通が発生。バンプ電極と端子との接合状態が1個以上不良である。
評価結果を表5に示す。
<Evaluation criteria for connection reliability>
A: There is no conduction problem in the continuity test. Moreover, the cross section of 20 connection terminals is confirmed, and a crack etc. are not confirmed inside an electrode.
○: No continuity problem in continuity test. Moreover, the cross section of 20 connection terminals is confirmed, and one or more that the crack has generate | occur | produced inside an electrode exist.
X: A disconnection occurred in the continuity test. One or more bonding states between the bump electrode and the terminal are defective.
The evaluation results are shown in Table 5.

Figure 2017011254
Figure 2017011254

表5から明らかなように、各実施例、すなわち本発明に係る回路部材の接続方法では、樹脂フィルムのハンドリング性、接続性、樹脂層のTgおよび接続信頼性において、いず
れも、優れた結果を示し、半導体素子と実装基板との間で信頼性の高い電気的接続が図られていることが認められた。
As is clear from Table 5, in each example, that is, the circuit member connection method according to the present invention, excellent results were obtained in all of the handling properties of the resin film, the connectivity, the Tg of the resin layer, and the connection reliability. It was confirmed that a highly reliable electrical connection was achieved between the semiconductor element and the mounting substrate.

一方、各比較例では、樹脂フィルムのハンドリング性、接続性、樹脂層のTgおよび接続信頼性のいずれかにおいて、各実施例に比較して劣る結果を示し、半導体素子と実装基板との間において信頼性の高い電気的接続が行われているとは言えない結果を示した。   On the other hand, each comparative example shows a result inferior to each example in any of the handling properties, connectivity, resin layer Tg and connection reliability of the resin film, between the semiconductor element and the mounting substrate. Results showed that reliable electrical connections were not made.

1 実装基板
2 半導体素子
3 バンプ電極
4 樹脂層
11 基層
12 配線層
13 保護膜
14 端子
21 半導体チップ
22 配線層
23 保護膜
152 上面
241 貫通電極
242 端子
243 端子
251 下面
252 上面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mounting substrate 2 Semiconductor element 3 Bump electrode 4 Resin layer 11 Base layer 12 Wiring layer 13 Protective film 14 Terminal 21 Semiconductor chip 22 Wiring layer 23 Protective film 152 Upper surface 241 Through electrode 242 Terminal 243 Terminal 251 Lower surface 252 Upper surface

Claims (1)

第1面と、前記第1面側に設けられる第1端子と、を備える第1回路部材と、
第2面と、前記第2面側に設けられる第2端子と、を備える第2回路部材との間に介在させ、
前記第1端子および前記第2端子の少なくとも一方に設けられた接続用金属を、該接続用金属の融点よりも低い第1温度に加熱しつつ、前記第1回路部材と前記第2回路部材とを互いに押し付けることで、前記第1端子と前記第2端子とを前記接続用金属を介して接合する際に用いられる、フラックス機能を有する樹脂組成物であって、
フラックス機能を有する化合物と、エポキシ樹脂とを含み、該エポキシ樹脂は、トリス(ヒドロキシフェニル)メタン型エポキシ樹脂を含有することを特徴とする樹脂組成物。
A first circuit member comprising: a first surface; and a first terminal provided on the first surface side;
Interposing between a second circuit member comprising a second surface and a second terminal provided on the second surface side,
While heating the connection metal provided on at least one of the first terminal and the second terminal to a first temperature lower than the melting point of the connection metal, the first circuit member and the second circuit member A resin composition having a flux function, which is used when the first terminal and the second terminal are joined to each other via the connection metal,
A resin composition comprising a compound having a flux function and an epoxy resin, wherein the epoxy resin contains a tris (hydroxyphenyl) methane type epoxy resin.
JP2015216274A 2015-06-04 2015-11-04 Resin composition Pending JP2017011254A (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015114330 2015-06-04
JP2015114330 2015-06-04
JP2015133796 2015-07-02
JP2015133796 2015-07-02

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015207501A Division JP5962834B1 (en) 2015-06-04 2015-10-21 Resin composition, adhesive film and circuit member connection method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017011254A true JP2017011254A (en) 2017-01-12

Family

ID=56558045

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015207501A Expired - Fee Related JP5962834B1 (en) 2015-06-04 2015-10-21 Resin composition, adhesive film and circuit member connection method
JP2015216274A Pending JP2017011254A (en) 2015-06-04 2015-11-04 Resin composition

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015207501A Expired - Fee Related JP5962834B1 (en) 2015-06-04 2015-10-21 Resin composition, adhesive film and circuit member connection method

Country Status (1)

Country Link
JP (2) JP5962834B1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7035320B2 (en) * 2017-02-28 2022-03-15 住友ベークライト株式会社 Thermosetting resin compositions, resin films and semiconductor devices
KR101971493B1 (en) * 2017-09-29 2019-04-23 서울과학기술대학교 산학협력단 Ag-coated Cu pillar bonding structure and bonding method using the Ag-coated Cu pillars
JP6892811B2 (en) * 2017-10-02 2021-06-23 富士フイルム株式会社 Compositions, heat conductive materials, devices with heat conductive layers
CN108039415B (en) * 2017-11-02 2019-06-07 厦门市三安光电科技有限公司 The packaging method of microcomponent

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004153113A (en) * 2002-10-31 2004-05-27 Toshiba Corp Circuit wiring board, manufacturing method thereof, and sealing resin composition
JP5499516B2 (en) * 2009-05-13 2014-05-21 日立化成株式会社 Adhesive composition, circuit member connecting adhesive sheet, and method for manufacturing semiconductor device
JP5544927B2 (en) * 2010-02-26 2014-07-09 日立化成株式会社 Adhesive composition, circuit member connecting adhesive sheet, and method for manufacturing semiconductor device
JP2012216831A (en) * 2011-03-31 2012-11-08 Sekisui Chem Co Ltd Semiconductor chip packaging body manufacturing method
JP2014237811A (en) * 2013-05-09 2014-12-18 住友ベークライト株式会社 Adhesive film, adhesive sheet, dicing sheet integrated adhesive film, back grind tape integrated adhesive film, dicing sheet cum back grind tape integrated adhesive film, and semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017008285A (en) 2017-01-12
JP5962834B1 (en) 2016-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5182094B2 (en) Semiconductor electronic component and semiconductor device using the same
WO2009099191A1 (en) Film for semiconductor, method for manufacturing semiconductor device and semiconductor device
WO2011033743A1 (en) Adhesive film, multilayer circuit board, electronic component, and semiconductor device
WO2014136836A1 (en) Adhesive film, adhesive film integrated with dicing sheet, adhesive film integrated with back grind tape, adhesive film integrated with back grind tape cum dicing sheet, laminate, cured product of laminate, semiconductor device, and process for producing semiconductor device
KR101578968B1 (en) Conductive connection material and terminal-to-terminal connection method using same
WO2010073583A1 (en) Adhesive film, multilayer circuit substrate, component for semiconductor, and semiconductor device
JP2010010368A (en) Semiconductor device, and manufacturing method of the same
JP2015137299A (en) Resin composition, adhesive sheet, adhesive sheet integrated with dicing tape, adhesive sheet integrated with back grind tape, adhesive sheet integrated with back grind tape also functioning as dicing tape, and electronic device
JP5962834B1 (en) Resin composition, adhesive film and circuit member connection method
JP2015030745A (en) Resin composition, semiconductor device, multilayer circuit board, and electronic component
JP2018141106A (en) Thermosetting resin composition, resin sheet with carrier base material and semiconductor device
JP5445169B2 (en) Adhesive film, semiconductor device, multilayer circuit board, and electronic component
JP6155931B2 (en) Resin composition, adhesive film, adhesive sheet, dicing tape integrated adhesive sheet, and electronic component
JP5904302B1 (en) Semiconductor device manufacturing method and resin composition
JP2011014717A (en) Adhesive film, multilayer circuit board, electronic component and semiconductor device
JP2012074636A (en) Joining method, semiconductor device, multilayer circuit board, and electronic component
JP2015129247A (en) Resin composition, adhesive film, adhesive sheet, dicing tape integrated adhesive sheet, back grind tape integrated adhesive sheet, dicing tape and back grind tape integrated adhesive sheet, and electronic device
JP5950006B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device and manufacturing method of electronic component
JP5633214B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device, semiconductor device using the same, manufacturing method of electric and electronic components, and electric and electronic components using the same
JP2009278054A (en) Connection method between terminals, aggregation method of conductive particles, and semiconductor device manufacturing method using the same
JP2016028167A (en) Resin composition
JP6040974B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP2013253135A (en) Resin composition, semiconductor device, multilayer circuit board, and electronic component
JP2013151589A (en) Resin composition, semiconductor device, multilayer circuit board and electronic component
JP7035320B2 (en) Thermosetting resin compositions, resin films and semiconductor devices