JP2017028067A - Connection method of circuit member - Google Patents

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聡子 神崎
Satoko Kanzaki
聡子 神崎
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a connection method of a circuit member capable of efficiently and firmly connecting circuit members with each other while preventing the resin layer from remaining between the terminals.SOLUTION: The connection method of the circuit member of the present invention includes a preparing step of preparing a mounting substrate 1 (a first circuit member), a semiconductor element 2 (a second circuit member), a bump electrode 30 (a connection metal), and a resin layer 4, a mounting step of pressing the semiconductor element 2 and the mounting substrate 1 together while heating the bump electrode 30 to a temperature lower than its melting point Tm, and a heating step of heating the bump electrode 30 to Tm-70°C or more and Tm + 200°C or less. The resin layer 4 has a flux function. When the minimum melt viscosity measured at 1 Hz is 10 to 10,000 Pa s and the viscosity at 1 Hz at 180°C is η[Pa s], and the viscosity at 10 Hz is η[Pa s], η/ηis 3 to 25.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、回路部材の接続方法に関するものである。   The present invention relates to a method for connecting circuit members.

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).

また、この接続前の実装基板には、実装面を被覆する接着剤を被着させておき、接続の際には、この接着剤を介した状態で実装基板に対して半導体チップを加熱しつつ加圧する。これにより、半導体チップ側の電極と実装基板側の電極とが電気的に接続されるとともに、余分な接着剤が半導体チップの外側にはみ出す。   In addition, an adhesive that covers the mounting surface is attached to the mounting substrate before the connection, and the semiconductor chip is heated with respect to the mounting substrate through the adhesive during the connection. Pressurize. As a result, the electrode on the semiconductor chip side and the electrode on the mounting substrate side are electrically connected, and excess adhesive protrudes outside the semiconductor chip.

特開2001−332583号公報JP 2001-332583 A

ところで、特許文献1に記載の接続方法では、半田バンプと接続パッドとの間に接着剤が残ってしまうと、それが電気的接続を阻害することになる。このため、接着剤が硬化しない状態で半田バンプと接続パッドとを仮接続することにより、半田バンプと接続パッドとの間に接着剤が残るのを防いでいる。   By the way, in the connection method described in Patent Document 1, if an adhesive remains between the solder bump and the connection pad, it hinders electrical connection. For this reason, by temporarily connecting the solder bump and the connection pad in a state where the adhesive is not cured, the adhesive is prevented from remaining between the solder bump and the connection pad.

しかしながら、半田バンプと接続パッドとの間に接着剤が残らないようにするには、接着剤に適度な流動性をもたせる必要があるが、接着剤の流動性を厳密に制御することは多くの困難を伴う。   However, in order to prevent the adhesive from remaining between the solder bump and the connection pad, it is necessary to give the adhesive an appropriate fluidity. With difficulty.

本発明の目的は、端子間に樹脂層が残存するのを防止しつつ、回路部材同士を効率よく強固に接続可能な回路部材の接続方法を提供することにある。   The objective of this invention is providing the connection method of the circuit member which can connect circuit members efficiently and firmly, preventing that a resin layer remains between terminals.

このような目的は、下記(1)〜(6)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、
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融点Tm[℃]の接続用金属と、
前記第1面および前記第2面の少なくとも一方に設けられ、フラックス機能を有し、1Hzで測定した際の最低溶融粘度が10〜10000Pa・sであり、かつ、180℃で1Hzにおける粘度をη[Pa・s]とし、10Hzにおける粘度をη10[Pa・s]としたとき、粘度比η/η10が3〜25である樹脂層と、
を準備する準備工程と、
前記接続用金属をTmよりも低い温度に加熱しつつ、前記接続用金属および前記樹脂層を介して前記第1端子と前記第2端子とを互いに押し付ける実装工程と、
前記実装工程を経た前記接続用金属をTm−70℃以上Tm+200℃以下に加熱する加熱工程と、
を有することを特徴とする回路部材の接続方法。
Such an object is achieved by the present inventions (1) to (6) below.
(1) 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 connection metal having a melting point Tm [° C.] provided on at least one of the first terminal and the second terminal;
It is provided on at least one of the first surface and the second surface, has a flux function, has a minimum melt viscosity of 10 to 10,000 Pa · s when measured at 1 Hz, and a viscosity at 1 ° C. at 180 ° C. 1 [Pa · s], and a viscosity at η 10 [Pa · s] at 10 Hz, a resin layer having a viscosity ratio η 1 / η 10 of 3 to 25;
A preparation process to prepare,
A mounting step of pressing the first terminal and the second terminal through the connection metal and the resin layer while heating the connection metal to a temperature lower than Tm;
A heating step of heating the connecting metal that has undergone the mounting step to Tm-70 ° C. or higher and Tm + 200 ° C. or lower;
A circuit member connection method comprising:

(2) 前記実装工程において、前記接続用電極1つ当たり0.5〜10gfの荷重で0.1〜60秒間、前記第1端子と前記第2端子とを互いに押し付ける上記(1)に記載の回路部材の接続方法。 (2) In the mounting step, the first terminal and the second terminal are pressed against each other for 0.1 to 60 seconds with a load of 0.5 to 10 gf per connection electrode. Circuit member connection method.

(3) 前記実装工程において、前記第1端子と前記第2端子とが互いに近づく過程での最大速度は、0.01〜1mm/秒である上記(1)または(2)に記載の回路部材の接続方法。 (3) In the mounting step, the circuit member according to (1) or (2), wherein a maximum speed in a process in which the first terminal and the second terminal approach each other is 0.01 to 1 mm / second. Connection method.

(4) 前記加熱工程は、前記樹脂層をTmよりも低い温度に加熱することにより、前記樹脂層を硬化させる上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の回路部材の接続方法。 (4) The method for connecting circuit members according to any one of (1) to (3), wherein the heating step cures the resin layer by heating the resin layer to a temperature lower than Tm.

(5) 前記第1回路部材および前記第2回路部材のうちの少なくとも一方は、半導体部品である上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の回路部材の接続方法。 (5) The circuit member connection method according to any one of (1) to (4), wherein at least one of the first circuit member and the second circuit member is a semiconductor component.

(6) 前記接続用金属は、Snを主成分とし、Agを副成分とする上記(1)ないし(5)のいずれかに記載の回路部材の接続方法。 (6) The circuit member connection method according to any one of (1) to (5), wherein the connection metal includes Sn as a main component and Ag as a subcomponent.

本発明によれば、端子間に樹脂層が残存するのを防止しつつ、回路部材同士を効率よく強固に接続することができる。これにより、端子間で信頼性の高い電気的接続を図ることができる。   According to the present invention, the circuit members can be efficiently and firmly connected to each other while preventing the resin layer from remaining between the terminals. Thereby, highly reliable electrical connection can be achieved between the terminals.

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. 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. 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.

以下、本発明の回路部材の接続方法について、添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, the circuit member connection method of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

図1、2は、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。なお、以下の説明では、説明の便宜上、図1、2の上方を「上」、下方を「下」として説明する。   1 and 2 are cross-sectional views for explaining an embodiment of a circuit member connecting method of the present invention. In the following description, for convenience of explanation, the upper part of FIGS.

本実施形態に係る回路部材の接続方法は、[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30(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30をその融点Tmよりも低い温度に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実装工程と、[3]バンプ電極30をTm−70℃以上Tm+200℃以下に加熱する加熱工程と、を有する。   The circuit member connection method according to the present embodiment includes [1] a mounting substrate 1 (first circuit member), a semiconductor element 2 (second circuit member), a bump electrode 30 (connection metal), and a resin layer 4. A preparatory step, [2] a mounting step of pressing the semiconductor element 2 and the mounting substrate 1 while heating the bump electrode 30 to a temperature lower than its melting point Tm, and [3] a bump electrode 30 of Tm-70 ° C. or higher. Heating step of heating to Tm + 200 ° C. or lower.

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)。
Hereinafter, each process will be described sequentially.
[1] First, the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 (semiconductor component) are prepared (preparation process).

図1に示す実装基板1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なる。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。   A mounting substrate 1 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 lower side of FIG. In such a mounting substrate 1, the upper surface 152 (first surface) is a mounting surface for mounting the semiconductor element 2.

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。   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。なお、各図では、回路素子や電気配線を省略または簡略化して図示している。   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. In each figure, circuit elements and electrical wiring are omitted or simplified.

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有機材料、酸化ケイ素、窒化ケイ素のような無機材料等が挙げられる。   Examples of the constituent material of the protective film 13 include organic materials such as polyimide resins, polybenzoxazole resins, polyamide resins, and polyolefin resins, and inorganic materials such as silicon oxide and silicon nitride. .

実装基板1は、さらに、配線層12の上面側に設けられ、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 side 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や各種半導体部品で代替可能である。   The mounting substrate 1 is not limited to those described above, and can be replaced with various circuit members such as an organic wiring board, a glass wiring board, and a ceramic wiring board, and various semiconductor components.

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に搭載される際の搭載面となっている。   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 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21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. The semiconductor chip 21 is formed with circuit elements such as a transistor, a diode, and a resistor (not shown).

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の上面から上方に突出する端子243と、を備えている。貫通電極241と端子242との間および貫通電極241と端子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 penetrating the semiconductor chip 21 in the thickness direction, a terminal 242 (second terminal) provided at the lower end of the through electrode 241, and projecting downward from the lower surface of the semiconductor chip 21. A terminal 243 provided at the upper end of the through electrode 241 and protruding upward from the upper surface of the semiconductor chip 21. The through electrode 241 and the terminal 242 and the through electrode 241 and the terminal 243 are electrically connected, respectively.

なお、貫通電極241は、例えばTSV(Through-Silicon Via)であり、具体的には銅、アルミニウム、鉄、ニッケル、金、銀等を含む金属材料で構成される。また、端子242および端子243も、これらの金属材料で構成される。   The through electrode 241 is, for example, a TSV (Through-Silicon Via), and is specifically formed of a metal material including copper, aluminum, iron, nickel, gold, silver, or the like. Further, the terminal 242 and the terminal 243 are also made of these metal materials.

なお、半導体素子2は、上述のもの、すなわち半導体部品に限定されず、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, ie, a semiconductor component, 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続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 laminating the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 as described above, a semiconductor device having a connection structure in which highly reliable electrical connection is realized can be obtained.

一方、準備工程では、バンプ電極30(接続用電極)および樹脂層4も準備される。
このうち、バンプ電極30は、半導体素子2の端子242に設けられている。
On the other hand, in the preparation step, the bump electrode 30 (connection electrode) and the resin layer 4 are also prepared.
Among these, the bump electrode 30 is provided on the terminal 242 of the semiconductor element 2.

バンプ電極30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 30 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30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Snを主成分とする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。これら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30を構成するはんだとして有用である。   Examples of the solder constituting the bump electrode 30 include lead-free solder containing Sn as a main component, 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. These lead-free solders have 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 30.

なお、バンプ電極30の融点Tm[℃]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く、210〜230℃であるのがさらに好ましい。これにより、バンプ電極30を介して端子14と端子242とを接続する際に、熱による実装基板1や半導体素子2に及ぶ熱影響(劣化)を最小限に留めつつ、樹脂層4が有するフラックス機能も十分に発現させることができる。このため、より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 Tm [degreeC] of the bump electrode 30 changes according to the kind of solder, it is preferable that it is 130-300 degreeC as an example, it is more preferable that it is 180-230 degreeC, and 210-230 degreeC. More preferably. Thereby, when the terminal 14 and the terminal 242 are connected via the bump electrode 30, the flux that the resin layer 4 has while minimizing the thermal influence (deterioration) on the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 due to heat. The function can also be fully expressed. For this reason, electrical connection with higher reliability can be achieved.

また、図1に示すバンプ電極30は、半導体素子2の端子242に設けられているが、バンプ電極30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。   1 is provided on the terminal 242 of the semiconductor element 2, the bump electrode 30 may be provided on the terminal 14 of the mounting substrate 1, and both the terminal 242 and the terminal 14 may be provided. May be provided.

また、樹脂層4は、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を覆うように設けられているとともに、端子242およびバンプ電極30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. The resin layer 4 is provided so as to cover the lower surface 251, and is also provided so as to cover the terminals 242 and the bump electrodes 30.

この樹脂層4は、フラックス機能を有している。このため、樹脂層4を介してバンプ電極30と端子14とが接するとき、樹脂層4のフラックス機能が発揮され、バンプ電極30を介して端子242と端子14との間を強固に金属接合することができる。   This resin layer 4 has a flux function. Therefore, when the bump electrode 30 and the terminal 14 are in contact with each other via the resin layer 4, the flux function of the resin layer 4 is exhibited, and the terminal 242 and the terminal 14 are firmly metal-bonded via the bump electrode 30. be able to.

なお、本準備工程における樹脂層4は、未硬化または半硬化の状態である。かかる樹脂層4は、加熱によって適度な流動性を呈するため、バンプ電極30と端子14との間から樹脂層4を排除することができ、樹脂噛みなく接合することができる。すなわち、樹脂層4は、硬化によって接着性を発現し、半導体素子2の下面251と実装基板1の上面152との間を接着する。   In addition, the resin layer 4 in this preparation process is an uncured or semi-cured state. Since the resin layer 4 exhibits appropriate fluidity when heated, the resin layer 4 can be excluded from between the bump electrode 30 and the terminal 14, and can be joined without resin biting. That is, the resin layer 4 exhibits adhesiveness by curing, and bonds between the lower surface 251 of the semiconductor element 2 and the upper surface 152 of the mounting substrate 1.

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.

また、樹脂層4は、1Hzで測定した際の最低溶融粘度が10〜10000Pa・sであり、かつ、180℃で1Hzにおける粘度をη[Pa・s]とし、10Hzにおける粘度をη10[Pa・s]としたとき、粘度比η/η10が3〜25であるという物性値を有する。このような樹脂層4は、いわゆるチクソトロピー性を有するものとなり、半導体素子2と実装基板1との接続に供される樹脂層4として好適なものとなる。すなわち、このような物性値を有する樹脂層4は、せん断力を受けていないときには、相対的に粘度が高くなり、一方、せん断力を受けたときには、相対的に粘度が低くなる。このため、実装基板1と半導体素子2との間に荷重を加えていないときには、相対的に高い粘度に基づき、実装基板1の上面152と半導体素子2の下面251との間を高い位置精度で互いに仮固定することを容易にする。 The resin layer 4 has a minimum melt viscosity of 10 to 10,000 Pa · s when measured at 1 Hz, and the viscosity at 1 Hz at 180 ° C. is η 1 [Pa · s], and the viscosity at 10 Hz is η 10 [ Pa · s], the viscosity ratio η 1 / η 10 has a physical property value of 3 to 25. Such a resin layer 4 has so-called thixotropy, and is suitable as the resin layer 4 used for connection between the semiconductor element 2 and the mounting substrate 1. That is, the resin layer 4 having such physical property values has a relatively high viscosity when it is not subjected to a shearing force, whereas it has a relatively low viscosity when it is subjected to a shearing force. For this reason, when no load is applied between the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2, the position between the upper surface 152 of the mounting substrate 1 and the lower surface 251 of the semiconductor element 2 is highly positional based on a relatively high viscosity. It is easy to temporarily fix each other.

一方、後述するようにしてバンプ電極30と端子14との間に挟み込まれた状態で、荷重が加えられたときには、粘度が低下して流動性が増し、バンプ電極30と端子14との間から排除され易くなる。したがって、いわゆる樹脂噛みを発生させることなくバンプ電極30と端子14とを接触させることができる。さらに、バンプ電極30と端子14とが接触した後は、樹脂層4の粘度が上昇して、半導体素子2と実装基板1とが接着された状態を維持し易くなる。以上の理由から、樹脂層4が前述したような物性値を有していることにより、バンプ電極30を介して端子14と端子242とを高い位置精度かつ高い信頼性で電気的に接続することができる。   On the other hand, when a load is applied in a state of being sandwiched between the bump electrode 30 and the terminal 14 as will be described later, the viscosity decreases and the fluidity increases, and the gap between the bump electrode 30 and the terminal 14 increases. It becomes easy to be excluded. Therefore, the bump electrode 30 and the terminal 14 can be brought into contact without causing so-called resin biting. Furthermore, after the bump electrode 30 and the terminal 14 are in contact with each other, the viscosity of the resin layer 4 is increased, and the semiconductor element 2 and the mounting substrate 1 are easily maintained in a bonded state. For the above reasons, the resin layer 4 has the physical property values as described above, so that the terminal 14 and the terminal 242 are electrically connected through the bump electrode 30 with high positional accuracy and high reliability. Can do.

また、このような樹脂層4は、せん断力を受けていないときは、例えばフィルム状の形態が維持され易く、ハンドリング性に優れたものとなり、一方、せん断力を受けたときには、粘度が低下して流動性が増し、上面152や下面251に対する形状追従性が増す。その結果、最終的に樹脂層4を介して上面152と下面251とを十分な強度で接着することができる。   Further, when such a resin layer 4 is not subjected to a shearing force, for example, a film-like form is easily maintained and has excellent handling properties. On the other hand, when the resin layer 4 is subjected to a shearing force, the viscosity decreases. Thus, the fluidity is increased, and the shape followability to the upper surface 152 and the lower surface 251 is increased. As a result, the upper surface 152 and the lower surface 251 can finally be bonded with sufficient strength via the resin layer 4.

なお、樹脂層4の最低溶融粘度は、好ましくは500〜8000Pa・sであり、より好ましくは1000〜6000Pa・sである。   In addition, the minimum melt viscosity of the resin layer 4 is preferably 500 to 8000 Pa · s, and more preferably 1000 to 6000 Pa · s.

また、樹脂層4の粘度比η/η10は、好ましくは4〜20であり、より好ましくは5〜15であり、特に好ましくは5.5〜10である。 Moreover, the viscosity ratio η 1 / η 10 of the resin layer 4 is preferably 4 to 20, more preferably 5 to 15, and particularly preferably 5.5 to 10.

なお、樹脂層4の最低溶融粘度は、樹脂層4の温度を、昇温速度10℃/分で40℃から250℃まで昇温させつつ、レオメーターを用い、回転数1Hzで粘度を測定したとき、その測定値の最小値として求められる。   The minimum melt viscosity of the resin layer 4 was measured at a rotation speed of 1 Hz using a rheometer while increasing the temperature of the resin layer 4 from 40 ° C. to 250 ° C. at a temperature increase rate of 10 ° C./min. When the minimum value of the measured value is obtained.

一方、樹脂層4の180℃で1Hzにおける粘度ηは、樹脂層4の温度を180℃に昇温しつつ、レオメーターを用い、回転数1Hzで50秒後に測定されたときの粘度として求められる。 On the other hand, the viscosity η 1 at 1 Hz at 180 ° C. of the resin layer 4 is obtained as the viscosity when measured after 50 seconds at a rotation speed of 1 Hz using a rheometer while raising the temperature of the resin layer 4 to 180 ° C. It is done.

同様に、樹脂層4の180℃で10Hzにおける粘度η10は、樹脂層4の温度を180℃に昇温しつつ、レオメーターを用い、回転数10Hzで50秒後に測定されたときの粘度として求められる。 Similarly, viscosity eta 10 in 10Hz at 180 ° C. of the resin layer 4, as a viscosity when while raising the temperature of the resin layer 4 to 180 ° C., using a rheometer, was measured after 50 seconds at a rotation speed of 10Hz Desired.

以下、樹脂層4についてさらに詳述する。
本実施形態に係る樹脂層4は、例えば下記(a)〜(f)の成分を含んでいる。
(a)熱硬化性樹脂
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、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。具体的には、熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、(メタ)アクリレート樹脂、フェノキシ樹脂、シアネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、マレイミド樹脂およびビスマレイミド−トリアジン樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種を含んでいることが好ましく、エポキシ樹脂を含んでいることがより好ましい。エポキシ樹脂は、硬化性および保存性に優れている。さらに、硬化後のエポキシ樹脂は、耐熱性、耐湿性および耐薬品性に優れている。なお、上述した熱硬化性樹脂は、上述した例に限定されるものではない。
Hereinafter, the resin layer 4 will be further described in detail.
The resin layer 4 according to the present embodiment includes, for example, the following components (a) to (f).
(A) Thermosetting resin Examples of the thermosetting resin include epoxy resins, phenoxy resins, cyanate resins, silicone resins, oxetane resins, phenol resins, (meth) acrylate resins, polyester resins (unsaturated polyester resins), and diallyl. A phthalate resin, a maleimide resin, a polyimide resin (polyimide precursor resin), a bismaleimide-triazine resin, and the like can be given, and those containing one or more of these are used. Specifically, the thermosetting resin is at least selected from the group consisting of epoxy resins, (meth) acrylate resins, phenoxy resins, cyanate resins, polyester resins, polyimide resins, silicone resins, maleimide resins, and bismaleimide-triazine resins. It is preferable that 1 type is included, and it is more preferable that epoxy resin is included. Epoxy resins are excellent in curability and storage stability. Further, the cured epoxy resin is excellent in heat resistance, moisture resistance and chemical resistance. In addition, the thermosetting resin mentioned above is not limited to the example mentioned above.

上述したエポキシ樹脂は、例えば、1分子中にエポキシ基を2個以上含んでいる。具体的には、エポキシ樹脂としては、単官能エポキシ樹脂、二官能エポキシ樹脂、多官能エポキシ樹脂等が挙げられる。   The epoxy resin mentioned above contains two or more epoxy groups in 1 molecule, for example. Specifically, examples of the epoxy resin include a monofunctional epoxy resin, a bifunctional epoxy resin, and a polyfunctional epoxy resin.

このうち、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。   Among these, 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、トリス(ヒドロキシフェニル)メタン型エポキシ樹脂、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。   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, tris ( Hydroxyphenyl) methane type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, 1,6 naphthalenediol glycidyl ether epoxy resin, aminophenol triglycidyl ether epoxy resin, etc. It is.

そして、上述した熱硬化性樹脂は、これらのエポキシ樹脂の中から選択される1種または2種以上を含む。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。 And the thermosetting resin mentioned above contains 1 type, or 2 or more types selected from these epoxy resins. In order to enhance 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.

上述したエポキシ樹脂は、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、樹脂層4をフィルム状にした場合、このフィルム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、ハンドリング性に優れたフィルムを得ることができる。   The epoxy resin described above 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 the resin layer 4 is formed into a film, flexibility and flexibility can be imparted to the film. For this reason, the film excellent in handling property 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.

なお、上述した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 monoepoxy compound mentioned above has 1 type or 2 types or more selected from the glycidyl ether of 1, 6 naphthalene diol, the triglycidyl ether of aminophenols, and an epoxy group in 1 molecule | numerator, for example.

また、上述したエポキシ樹脂は、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は半導体素子2に良好に密着し得るものとなる。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 epoxy resin described above is particularly preferably a bisphenol A type epoxy resin or a bisphenol F type epoxy resin. Thereby, the resin layer 4 can be satisfactorily adhered to the semiconductor element 2. Furthermore, the resin layer 4 has excellent mechanical properties after curing.

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5.0×10mPa・s以上5.0×10mPa・s以下であることが好ましく、25℃における粘度が8.0×10mPa・s以上4.0×10mPa・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 to 5.0 × 10 4 mPa · s, 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.

また、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、ナフタレン型エポキシ樹脂等であってもよい。この場合、エポキシ樹脂は、ガラス転移点Tgが高いため、熱信頼性が高くなる。また、エポキシ樹脂は、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂であってもよい。この場合、吸水性が低いものとなる。なお、ナフタレン型エポキシ樹脂とジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂を併用すると、ガラス転移点Tgが高くなり、吸水性が低いものとなり、難燃性が向上する。   The epoxy resin may be a tris (hydroxyphenyl) methane type epoxy resin, a naphthalene type epoxy resin, or the like. In this case, since the epoxy resin has a high glass transition point Tg, the thermal reliability is increased. The epoxy resin may be a dicyclopentadiene type epoxy resin. In this case, the water absorption is low. In addition, when a naphthalene type epoxy resin and a dicyclopentadiene type epoxy resin are used in combination, the glass transition point Tg becomes high, the water absorption becomes low, and flame retardancy is improved.

熱硬化性樹脂の含有量は、樹脂組成物の全体に対して、10質量%以上75質量%以下であることが好ましい。より具体的には、熱硬化性樹脂の含有量は、樹脂組成物の全体に対して、15質量%以上45質量%以下であることが好ましい。熱硬化性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、耐熱性および機械的特性が特に優れたものになる。ただし、熱硬化性樹脂の含有量は、上述した範囲に限定されるものではない。   It is preferable that content of a thermosetting resin is 10 mass% or more and 75 mass% or less with respect to the whole resin composition. More specifically, the content of the thermosetting resin is preferably 15% by mass or more and 45% by mass or less with respect to the entire resin composition. When the content of the thermosetting resin is within the above-described range, the cured resin layer 4 has particularly excellent heat resistance and mechanical properties. However, the content of the thermosetting resin is not limited to the above-described range.

(b)フラックス機能を有する化合物
樹脂層4は、前述したようにフラックス機能を有する。このフラックス機能は、樹脂層4がフラックス機能を有する化合物を含むことによって発現する。フラックス機能が発現することによって、バンプ電極30の表面に存在する金属酸化膜を除去し易くなり、良好な金属接合が実現される。
(B) Compound having flux function The resin layer 4 has a flux function as described above. This flux function is manifested when the resin layer 4 contains a compound having a flux function. By exhibiting the flux function, it becomes easy to remove the metal oxide film present on the surface of the bump electrode 30, and good metal bonding is realized.

なお、バンプ電極30は、後述する実装工程においては、その融点よりも低い温度において、端子14と端子242との接続に供される。したがって、樹脂層4がフラックス機能を有する化合物を含むことにより、低温であっても良好な金属接合を実現することができる。   The bump electrode 30 is used for connection between the terminal 14 and the terminal 242 at a temperature lower than the melting point in a mounting process described later. Therefore, when the resin layer 4 contains a compound having a flux function, good metal bonding can be realized even at a low temperature.

フラックス機能を有する化合物としては、バンプ電極30の表面の金属酸化膜を除去する機能を有するものであれば、特に限定されないが、カルボキシル基またはフェノール性水酸基のいずれか一方あるいは双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 metal oxide film on the surface of the bump electrode 30, but a compound having one or both of a carboxyl group and a phenolic hydroxyl group is preferable. .

また、フラックス機能を有する化合物としては、この他に、酸無水物化合物が挙げられる。   In addition, examples of the compound having a flux function include acid anhydride compounds.

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化合物の配合量は、特に限定されないが、0.1質量%以上30質量%以下であるのが好ましく、0.5質量%以上20質量%以下であるのがより好ましく、1.0質量%以上10質量%以下であるのが特に好ましい。   The blending amount of the compound having a flux function in the total solid content of the resin layer 4 is not particularly limited, but is preferably 0.1% by mass or more and 30% by mass or less, and 0.5% by mass or more and 20% by mass or less. More preferably, it is 1.0 mass% or more and 10 mass% or less.

フラックス機能を有する化合物の配合量が、前記範囲内であることにより、フラックス機能を向上させることができるとともに、樹脂層4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。   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 layer 4 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」ともいう。)。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, such a curing agent having a flux function can also 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は、分子中にカルボキシル基が1つ以上存在するものであり、液状であっても固体であってもよい。また、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は、分子中にフェノール性水酸基が1つ以上存在するものであり、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であり、液状であっても固体であってもよい。   In addition, the compound which has a flux function provided with a carboxyl group has one or more carboxyl groups in the molecule, and may be liquid or solid. Moreover, the compound which has a flux function provided with a phenolic hydroxyl group has one or more phenolic hydroxyl groups in the molecule, and may be liquid or solid. In addition, the compound having a flux function including a carboxyl group and a phenolic hydroxyl group has 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−(CH−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、浸食子酸(3,4,5−トリヒドロキシ安息香酸)、1,4−ジヒドロキシ−2−ナフトエ酸、3,5−ジヒドロキシ−2−ナフトエ酸等のナフトエ酸誘導体、フェノールフタリン、ジフェノール酸等が挙げられる。   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 Acid, 2,4-dihydroxybenzoic acid, gentisic acid (2,5-dihydroxybenzoic acid), 2,6-dihydroxybenzoic acid, 3,5-dihydroxybenzoic acid, gallic acid (3,4,5-trihydroxy Benzoic acid), 1,4-dihydroxy-2-naphthoic acid, 3,5-dihydroxy Naphthoic acid derivatives such as 2-naphthoic acid, phenolphthalein, diphenol acid.

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という観点で、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、硬化後の樹脂層4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、半導体素子2や実装基板1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 From the viewpoint of good balance such as the above, the compound represented by the general formula (1) is preferable. And among the compounds shown by the said General formula (1), while the compound whose n is 3-10 can suppress that the elasticity modulus in the resin layer 4 after hardening increases, the semiconductor element 2 or It can be preferably used in that the adhesion between circuit members such as the mounting substrate 1 can be improved.

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−(CH−COOH)、n=4のアジピン酸(HOOC−(CH−COOH)、n=5のピメリン酸(HOOC−(CH−COOH)、n=8のセバシン酸(HOOC−(CH−COOH)およびn=10のHOOC−(CH10−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.

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しては、フェノール類が挙げられる。具体的には、例えば、フェノール、o−クレゾール、2,6−キシレノール、p−クレゾール、m−クレゾール、o−エチルフェノール、2,4−キシレノール、2,5キシレノール、m−エチルフェノール、2,3−キシレノール、メジトール、3,5−キシレノール、p−ターシャリブチルフェノール、カテコール、p−ターシャリアミルフェノール、レゾルシノール、p−オクチルフェノール、p−フェニルフェノール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールAF、ビフェノール、ジアリルビスフェノールF、ジアリルビスフェノールA、トリスフェノール、テトラキスフェノール等のフェノール性水酸基を含有するモノマー類等が挙げられる。   Examples of the compound having a flux function having a phenolic hydroxyl group include phenols. Specifically, for example, phenol, o-cresol, 2,6-xylenol, p-cresol, m-cresol, o-ethylphenol, 2,4-xylenol, 2,5 xylenol, m-ethylphenol, 2, 3-xylenol, meditol, 3,5-xylenol, p-tertiarybutylphenol, catechol, p-tertiaryamylphenol, resorcinol, p-octylphenol, p-phenylphenol, bisphenol A, bisphenol F, bisphenol AF, biphenol, diallyl Examples thereof include monomers containing a phenolic hydroxyl group such as bisphenol F, diallyl bisphenol A, trisphenol, and tetrakisphenol.

上述したようなカルボキシル基またはフェノール性水酸基のいずれか、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は、エポキシ樹脂との反応で三次元的に取り込まれる。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、フラックス機能を有する硬化剤を用いるのが好ましい。フラックス機能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、フラックス機能(酸化膜除去機能)を示すカルボキシル基と、を備える化合物が挙げられる。   A compound having either a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group as described above, or a compound having both a carboxyl group and a phenolic hydroxyl group is taken in three-dimensionally by reaction with an epoxy resin. Therefore, from the viewpoint of improving the formation of a three-dimensional network of the epoxy resin after curing, it is preferable to use a curing agent having a flux function as the compound having a flux function. As a hardening | curing agent which has a flux function, the compound provided with the hydroxyl group which can be added to an epoxy resin and the carboxyl group which shows a flux function (oxide film removal function) in 1 molecule is mentioned, 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、没食子酸(3,4,5−トリヒドロキシ安息香酸)のような安息香酸誘導体、1,4−ジヒドロキシ−2−ナフトエ酸、3,5−ジヒドロキシ−2−ナフトエ酸、3,7−ジヒドロキシ−2−ナフトエ酸のようなナフトエ酸誘導体、フェノールフタリン、ジフェノール酸等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上が組み合わされて用いられる。   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. Benzoic acid derivatives such as acids (2,5-dihydroxybenzoic acid), 2,6-dihydroxybenzoic acid, 3,4-dihydroxybenzoic acid, gallic acid (3,4,5-trihydroxybenzoic acid), 1, Naphthoic acid derivatives such as 4-dihydroxy-2-naphthoic acid, 3,5-dihydroxy-2-naphthoic acid, 3,7-dihydroxy-2-naphthoic acid, phenolphthaline, diphenolic acid, etc. 1 type (s) or 2 or more types are used in combination.

これらの中でも、フラックス機能の高さと、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。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30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 respect to the thermosetting resin. . As a result, the metal oxide film on the surface of the bump electrode 30 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 acids.

これらの化合物は、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の配合量は、特に限定されないが、0.1質量%以上30質量%以下であるのが好ましく、0.5質量%以上20質量%以下であるのがより好ましく、1.0質量%以上10質量%以下であるのが特に好ましい。これにより、樹脂層4のフラックス機能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。   Further, the blending amount of the curing agent having a flux function in the total solid content of the resin layer 4 is not particularly limited, but is preferably 0.1% by mass or more and 30% by mass or less, and 0.5% by mass or more. It is more preferably 20% by mass or less, and particularly preferably 1.0% by mass or more and 10% by mass or less. Thereby, while being able to improve the flux function of the resin layer 4, it is taken in stably in a thermosetting resin.

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.

熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合、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)を前記範囲内とすることで、安定的に樹脂層4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。   When an epoxy resin is used as the thermosetting resin, the compounding ratio (mass ratio) between the epoxy resin and the compound having a flux function is not particularly limited, but (epoxy resin / compound having a flux function) is 0.5 or more and 12 Is preferably 2 or less and particularly preferably 2 or more and 10 or less. By setting (epoxy resin / compound having a flux function) within the above range, the resin layer 4 can be stably cured, and migration resistance can be improved.

(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.

(d)硬化促進剤
硬化促進剤は、上述した(a)熱硬化性樹脂の硬化を促進する。硬化促進剤は、熱硬化性樹脂の種類に応じて適宜選択することができる。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、特に、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、ナフタレン骨格型エポキシ樹脂、トリス(ヒドロキシフェニル)メタン型エポキシ樹脂、またはジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂と組み合わせて用いることにより、その効果を高く発現することができる。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30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30との電気的接続および端子242とバンプ電極30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。
(D) Curing accelerator The curing accelerator promotes curing of the above-described (a) thermosetting resin. A hardening accelerator can be suitably selected according to the kind of thermosetting resin. 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. The imidazole compound has an excellent balance between bondability and curability, and in particular, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, naphthalene skeleton type epoxy resin, tris (hydroxyphenyl) methane type epoxy resin, or dicyclopentadiene type. By using it in combination with an epoxy resin, the effect can be expressed highly. Furthermore, the imidazole compound preferably has a melting point of 150 ° C. or higher. Thereby, before the hardening of the resin layer 4 is completed, the components constituting the bump electrode 30 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 30 and the electrical connection between the terminal 242 and the bump electrode 30 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-methylhydroxyimidazole, and the like, one or two of these. Those containing more than seeds are 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30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 30. 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.

(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することができ、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、熱伝導性を考慮した場合は、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 in consideration of thermal conductivity.

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。   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30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30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 30 are embedded in the resin layer 4, the position of the terminal 242 and the position of the bump electrode 30 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。   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.

(f)その他の添加剤
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、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合、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ることができ、さらに、耐イオンマイグレーション性を向上させることが可能となる。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 The resin layer 4 may contain components other than (a)-(e) mentioned above as needed. For example, when an epoxy resin is used as the thermosetting resin, the resin layer 4 according to this 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 also it becomes possible to improve ion migration resistance. 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、チキソ調整剤をさらに含んでもよい。この場合、樹脂層4のチキソ特性を良好な水準に制御することができる。そして、樹脂噛みを防止することができるとともに、樹脂層のはみ出しを防止することができる。チキソ調整剤としては例えば、ビック・ケミージャパン株式会社製、「BYK−405」、ビック・ケミージャパン株式会社製、「BYK−R606」などを挙げることができる。   The resin layer 4 may further contain a thixotropic agent. In this case, the thixo properties of the resin layer 4 can be controlled to a good level. And while being able to prevent resin biting, the protrusion of the resin layer can be prevented. Examples of the thixo modifier include “BYK-405” manufactured by Big Chemie Japan, “BYK-R606” manufactured by Big Chemy Japan, and the like.

チキソ調整剤の配合量は、樹脂層4の全体において、好ましくは0.01質量%以上1質量%以下であり、より好ましくは0.01質量%以上0.09質量%以下であり、さらに好ましくは0.02質量%以上0.08質量%以下である。ただし、チキソ調整剤の配合量は、この範囲に限定されるものではない。   The blending amount of the thixotropic agent is preferably 0.01% by mass or more and 1% by mass or less, more preferably 0.01% by mass or more and 0.09% by mass or less, and more preferably in the entire resin layer 4. Is 0.02 mass% or more and 0.08 mass% or less. However, the blending amount of the thixo adjuster is not limited to this range.

樹脂層4は、添加剤をさらに含んでいてもよい。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. The additive contains, for example, one or more selected from plasticizers, stabilizers, tackifiers, lubricants, antioxidants, antistatic agents, and pigments.

樹脂層4の形成材料は、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することができる。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、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、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。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 material for forming the resin layer 4 can be prepared by mixing or dispersing the components (a) to (f) described above. The mixing method and dispersion method of each component 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 state by mixing the above components in a solvent or without 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, methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, alcohols such as n-butyl alcohol, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, propylene glycol monomethyl ether (PGME), cellosolve such as butyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), tetrahydrofuran (THF), dimethylformamide (DMF), dibasic acid ester (DBE), 3- Tokishipuropion ethyl (EEP), dimethyl carbonate (DMC) and the like, those containing one or more of these are used. 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30をその融点Tm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。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(図2(a)参照)。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30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30との間に介在している樹脂層4は、端子14とバンプ電極30の接近によって押し退けられる(実装工程)。その結果、端子14とバンプ電極30とが接触したとき、その接触点では、いわゆる樹脂噛みが防止され、樹脂層4が除去された状態となる(図2(b)参照)。   [2] Next, while heating the bump electrode 30 to a temperature lower than its melting point Tm, the semiconductor element 2 is pressed against the mounting substrate 1 from above. That is, the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 are pressed against each other (see FIG. 2A). Thereby, the terminal 14 of the mounting substrate 1 and the bump electrode 30 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 30 is pushed away by the approach of the terminal 14 and the bump electrode 30 (mounting process). As a result, when the terminal 14 and the bump electrode 30 come into contact with each other, so-called resin biting is prevented at the contact point, and the resin layer 4 is removed (see FIG. 2B).

なお、本工程における加熱温度は、前述したようにバンプ電極30の融点よりも低い温度に設定される。このような温度では、バンプ電極30は溶融しないものの、接触界面では相互に原子拡散が生じる。このため、端子14とバンプ電極30との間で金属接合が生じ、端子14と端子242との間がバンプ電極30を介して電気的および機械的に接続される(図2(c)参照)。   The heating temperature in this step is set to a temperature lower than the melting point of the bump electrode 30 as described above. At such a temperature, the bump electrode 30 does not melt, but atomic diffusion occurs at the contact interface. For this reason, metal bonding occurs between the terminal 14 and the bump electrode 30, and the terminal 14 and the terminal 242 are electrically and mechanically connected via the bump electrode 30 (see FIG. 2C). .

また、このような温度に設定されることで、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とともに、バンプ電極30は溶融しないため、効率的に樹脂層4を押し退けることができる。   In addition, by setting such a temperature, it is possible to suppress significant softening of the resin layer 4 and to prevent the resin layer 4 from protruding from between the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2, Since the bump electrode 30 does not melt, the resin layer 4 can be pushed away efficiently.

また、バンプ電極30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、それぞれ、主に半導体材料で構成された部材と主に樹脂材料で構成された部材とが積層されているので、反りが発生し易い。この反りは、加熱される温度が高いほど、大きくなる。   Further, when the bump electrode 30 is heated, the temperature of the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 also rises accordingly. By the way, in the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2, since the member mainly comprised by the semiconductor material and the member mainly comprised by the resin material are laminated | stacked, respectively, curvature is easy to generate | occur | produce. This warpage increases as the heated temperature increases.

そこで、本実施形態のように、バンプ電極30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 30 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.

本工程における加熱温度は、バンプ電極30の融点よりも低ければよいが、バンプ電極30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く、Tm−20℃以下であるのがさらに好ましい。これにより、バンプ電極30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30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。   The heating temperature in this step may be lower than the melting point of the bump electrode 30, but when the melting point of the bump electrode 30 is Tm [° C.], it is preferably Tm−5 ° C. or less, and Tm−10 ° C. or less. More preferably, it is more preferably Tm-20 ° C or lower. Thereby, since the bump electrode 30 is not melted, it is possible to avoid the bump electrode 30 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.

一方、本工程における加熱温度の下限値は、特に設定されないが、Tm−70℃以上であるのが好ましく、Tm−50℃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30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30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ので、良好な金属接合を生じさせることができる。   On the other hand, the lower limit value of the heating temperature in this step is not particularly set, but is preferably Tm−70 ° C. or higher, and more preferably Tm−50 ° 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 30 can be pushed away more reliably. In addition, since the flux function of the resin layer 4 is sufficiently developed, the metal oxide film on the surface of the bump electrode 30 can be removed in this step, so that good metal bonding can be generated.

なお、本工程における加熱温度は、バンプ電極30の融点Tmより低い温度であればよいが、後述する加熱工程における加熱温度よりも低いことが好ましく、5℃以上低いことがより好ましく、10℃以上低いことがさらに好ましい。これにより、各工程による効果がより確実に奏される。   In addition, the heating temperature in this process should just be temperature lower than melting | fusing point Tm of the bump electrode 30, However, It is preferable that it is lower than the heating temperature in the heating process mentioned later, 5 degrees C or more is more preferable, 10 degrees C or more More preferably, it is low. Thereby, the effect by each process is show | played more reliably.

また、バンプ電極30と端子14との間およびバンプ電極30と端子242との間では、それぞれ原子拡散に伴う合金や金属間化合物が生じていることが好ましく、その場合、後述する工程において速やかにかつ確実に金属接合を進行させることができる。   In addition, it is preferable that an alloy or an intermetallic compound accompanying atomic diffusion is generated between the bump electrode 30 and the terminal 14 and between the bump electrode 30 and the terminal 242, respectively. And metal joining can be advanced reliably.

また、本工程における具体的な加熱温度は、バンプ電極30の融点に応じて適宜変化するが、一例として150℃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い。   In addition, the specific heating temperature in this step changes as appropriate according to the melting point of the bump electrode 30, but as an example, it is preferably 150 ° C. or higher and 220 ° C. or lower, more preferably 180 ° C. or higher and 220 ° C. or lower. preferable.

また、本工程において加熱しつつ加圧する時間は、特に限定されないが、0.1秒以上60秒以下であるのが好ましく、0.5秒以上10秒以下であるのがより好ましい。これにより、樹脂層4を押し退けるのに十分な時間が確保される。また、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。   In addition, the time for applying pressure while heating in this step is not particularly limited, but is preferably 0.1 second or longer and 60 seconds or shorter, and more preferably 0.5 second or longer and 10 seconds or shorter. Thereby, sufficient time is secured to push away the resin layer 4. Moreover, 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.

なお、バンプ電極30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 30 is heated by heat conduction via a jig (for example, a flip chip bonder stage or head) for pressing the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 together.

本工程において実装基板1と半導体素子2とを互いに押し付ける際、バンプ電極30の1つ当たりに加わる荷重は、0.5〜10gf(0.0049〜0.098N)であるのが好ましく、0.8〜8gf(0.0078〜0.078N)であるのがより好ましく、1.0〜6.0gf(0.0098〜0.059N)であるのがさらに好ましい。また、このような荷重を好ましくは0.1〜60秒間、より好ましくは0.5〜30秒間、特に好ましくは1.0〜20秒間、バンプ電極30に加える。このようにしてバンプ電極30に対し、適度な荷重が比較的短時間加わるように実装基板1の端子14と半導体素子2の端子242とを互いに押し付けることにより、バンプ電極30と端子14との間に樹脂層4が残存し難くなるとともに、バンプ電極30が著しく変形するのを防止することができる。すなわち、適度な荷重を短時間加えることにより、バンプ電極30と端子14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、バンプ電極30と端子14とが接触した状態を作り出すことができる(いわゆる樹脂噛みを防止することができる。)。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、後述する加熱工程において、良好な金属接合が行われ、バンプ電極30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。また、バンプ電極30が大きくつぶれてしまうのを抑制し、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 this step, when the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 are pressed against each other, the load applied to each bump electrode 30 is preferably 0.5 to 10 gf (0.0049 to 0.098 N). It is more preferably 8 to 8 gf (0.0078 to 0.078 N), and further preferably 1.0 to 6.0 gf (0.0098 to 0.059 N). Further, such a load is preferably applied to the bump electrode 30 for 0.1 to 60 seconds, more preferably 0.5 to 30 seconds, and particularly preferably 1.0 to 20 seconds. In this way, the terminal 14 of the mounting substrate 1 and the terminal 242 of the semiconductor element 2 are pressed against each other so that an appropriate load is applied to the bump electrode 30 for a relatively short time. In addition, it is difficult for the resin layer 4 to remain, and the bump electrode 30 can be prevented from being significantly deformed. That is, by applying an appropriate load for a short time, the resin layer 4 between the bump electrode 30 and the terminal 14 can be more reliably removed. As a result, it is possible to create a state in which the bump electrode 30 and the terminal 14 are in contact (so-called resin biting can be prevented). By forming such a state in this step, good metal bonding is performed in the heating step described later, and a reliable electrical connection is established between the terminal 14 and the terminal 242 via the bump electrode 30. Can be achieved. Further, the bump electrode 30 can be prevented from being largely crushed, and the resin layer 4 can be prevented from protruding from between the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2.

なお、バンプ電極30の1つ当たりに加わる荷重が前記下限値を下回ったり、荷重を加える時間が前記下限値を下回ったりした場合、バンプ電極30の形状や樹脂層4の厚さ等によっては、バンプ電極30と端子14とを接触させられないおそれがある。一方、バンプ電極30の1つ当たりに加わる荷重が前記上限値を上回ったり、荷重を加える時間が前記上限値を上回ったりした場合、バンプ電極30が大きく変形したり、樹脂層4が必要以上に押しつぶされて実装基板1と半導体素子2との間からはみ出すおそれがある。   When the load applied to each bump electrode 30 falls below the lower limit value, or when the load application time falls below the lower limit value, depending on the shape of the bump electrode 30, the thickness of the resin layer 4, etc. There is a possibility that the bump electrode 30 and the terminal 14 cannot be brought into contact with each other. On the other hand, when the load applied to each bump electrode 30 exceeds the upper limit value, or when the load application time exceeds the upper limit value, the bump electrode 30 is greatly deformed, or the resin layer 4 is more than necessary. There is a possibility of being crushed and protruding from between the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2.

なお、バンプ電極30の1つ当たりに加わる荷重は、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と半導体素子2との間に設けられたバンプ電極30の個数で除することによって求められる。   Note that the load applied to each bump electrode 30 is the same as that applied when the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 are pressed against each other, and the load of the bump electrode 30 provided between the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 is the same. It is obtained by dividing by the number.

また、本工程において実装基板1と半導体素子2とを互いに押し付ける際、端子14と端子242とが互いに近づく過程での最大速度は、0.01〜1mm/秒であるのが好ましく、0.03〜0.5mm/秒であるのがより好ましく、0.05〜0.3mm/秒であるのが特に好ましい。端子14と端子242とを互いに近づける最大速度を前記範囲内に設定することにより、樹脂層4が有するチクソトロピー性に基づき、樹脂層4に適度な速度でせん断力が加わるため、樹脂層4が十分に軟化する。このため、バンプ電極30と端子14との間に樹脂層4が残存し難くなる。このため、バンプ電極30と端子14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、いわゆる樹脂噛みを抑制することができる。   In this step, when the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 are pressed against each other, the maximum speed in the process in which the terminal 14 and the terminal 242 approach each other is preferably 0.01 to 1 mm / second, and 0.03 More preferably, it is -0.5 mm / second, and it is especially preferable that it is 0.05-0.3 mm / second. By setting the maximum speed at which the terminal 14 and the terminal 242 are brought close to each other within the above range, the shear force is applied to the resin layer 4 at an appropriate speed on the basis of the thixotropy of the resin layer 4. Softens. For this reason, the resin layer 4 hardly remains between the bump electrode 30 and the terminal 14. For this reason, the resin layer 4 between the bump electrode 30 and the terminal 14 can be more reliably removed, and so-called resin biting can be suppressed.

さらに、十分な速度でせん断力を加えることにより、その分、せん断力を加えていないときの粘度が比較的高くても、いわゆる樹脂噛みを防止することが可能である。したがって、実装工程以外における樹脂層4の接着力をより大きくすることができ、実装基板1と半導体素子2をより強固に接着しつつ、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。   Furthermore, by applying the shearing force at a sufficient speed, it is possible to prevent so-called resin biting even if the viscosity when the shearing force is not applied is relatively high. Therefore, the adhesive force of the resin layer 4 in other than the mounting process can be increased, and the resin layer 4 can be formed between the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 while bonding the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 more firmly. It is possible to suppress the protrusion.

なお、前記最大速度とは、端子14と端子242とが互いに近づく過程において、速度が最も大きくなったときの値である。   The maximum speed is a value when the speed becomes maximum in the process in which the terminal 14 and the terminal 242 approach each other.

[3]次に、バンプ電極30をTm−70℃以上Tm+200℃以下の温度に加熱する。これにより、バンプ電極30と端子14との間およびバンプ電極30と端子242との間で合金化がさらに進行し、接続部3が得られる(加熱工程)。そして、接続部3を介して端子14と端子242とが電気的に接続される(図2(c)参照)。   [3] Next, the bump electrode 30 is heated to a temperature of Tm−70 ° C. or higher and Tm + 200 ° C. or lower. Thereby, alloying further proceeds between the bump electrode 30 and the terminal 14 and between the bump electrode 30 and the terminal 242, and the connection part 3 is obtained (heating process). And the terminal 14 and the terminal 242 are electrically connected through the connection part 3 (refer FIG.2 (c)).

本工程における加熱温度は、Tm−70℃以上Tm+200℃以下とされる。これにより、バンプ電極30と端子14との間およびバンプ電極30と端子242との間において、それぞれ合金化が良好に進行するため、これらの接続界面において良好な電気的接続を図ることができる。また、その一方、実装基板1や半導体素子2に加わる熱量を最小限に抑えられるため、熱衝撃が抑えられ、損傷等の発生を抑制することができる。   The heating temperature in this step is Tm−70 ° C. or higher and Tm + 200 ° C. or lower. Thereby, since alloying advances favorably between the bump electrode 30 and the terminal 14 and between the bump electrode 30 and the terminal 242, good electrical connection can be achieved at these connection interfaces. On the other hand, since the amount of heat applied to the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 can be minimized, the thermal shock can be suppressed and the occurrence of damage or the like can be suppressed.

なお、バンプ電極30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てもよく、実装基板1や半導体素子2を配置する雰囲気を加熱することによって行われてもよい。   The bump electrode 30 may be heated by heat conduction via a jig (for example, a flip chip bonder stage or head) for pressing the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 together. You may carry out by heating the atmosphere which arrange | positions the semiconductor element 2. FIG.

また、本工程は、実装基板1と半導体素子2とを互いに押し付ける荷重を付与しない状態で行うようにしてもよいし、荷重を付与した状態で行うようにしてもよい。   In addition, this step may be performed without applying a load that presses the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 together, or may be performed with a load applied.

このうち、前者の場合には、たとえバンプ電極30が溶融した場合でも、バンプ電極30がつぶれ難い。このため、端子14と端子242との距離があまり変化せず、樹脂層4が押しつぶされることが抑制される。その結果、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。   Among these, in the former case, even when the bump electrode 30 is melted, the bump electrode 30 is not easily crushed. For this reason, the distance between the terminal 14 and the terminal 242 does not change so much and the resin layer 4 is suppressed from being crushed. As a result, the resin layer 4 can be prevented from protruding from between the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2.

一方、後者の場合には、バンプ電極30の1つ当たりに加わる荷重は、本工程における加熱温度によっても若干異なるが、前述した実装工程よりも大きくても小さくてもよい。   On the other hand, in the latter case, the load applied to each bump electrode 30 is slightly different depending on the heating temperature in this step, but may be larger or smaller than the mounting step described above.

なお、本工程において加熱する時間は、特に限定されず、また、加熱温度に応じて適宜設定されるが、1秒以上10時間以下であるのが好ましく、3秒以上5時間以下であるのがより好ましい。   The time for heating in this step is not particularly limited, and is appropriately set according to the heating temperature, but is preferably 1 second or longer and 10 hours or shorter, and is preferably 3 seconds or longer and 5 hours or shorter. More preferred.

以上のようにして、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)が得られる。換言すれば、実装基板1と半導体素子2とを接続してなる接続構造(回路部材の接続構造)が得られる。
その後、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。
As described above, a stacked body (semiconductor device) obtained by stacking the semiconductor elements 2 on the mounting substrate 1 is obtained. In other words, a connection structure (circuit member connection structure) formed by connecting the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 is obtained.
Thereafter, if necessary, the semiconductor element 2 may be sealed with a sealing material.

なお、本工程における加熱温度や圧力、加熱時間等の加熱条件は、上記のように設定することができるが、より好ましくは上記の設定条件の範囲内において、以下の(A)〜(C)に示す加熱条件に設定される。   In addition, although heating conditions, such as heating temperature in this process, pressure, and heating time, can be set as mentioned above, More preferably, within the range of said setting conditions, the following (A)-(C) Are set to the heating conditions shown in FIG.

以下、これら(A)〜(C)の方法について説明する。
(A)
[A3−1]まず、バンプ電極30を融点Tmよりも低い温度で加熱する。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。
Hereinafter, the methods (A) to (C) will be described.
(A)
[A3-1] First, the bump electrode 30 is heated at a temperature lower than the melting point Tm. 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、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.

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30の融点Tm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 Tm of the bump electrode 30 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は、バンプ電極30の融点Tmに応じて適宜変化するが、一例として、Tm−70℃以上Tm−5℃以下であるのが好ましく、Tm−60℃以上Tm−10℃以下であるのがより好ましく、Tm−50℃以上Tm−15℃未満であるのがさらに好ましい。具体的には、好ましくは150℃以上215℃以下、より好ましくは160℃以上210℃以下、さらに好ましくは170℃以上205℃以下に設定される。これにより、バンプ電極30に大きな影響を及ぼすことなく、樹脂層4を硬化させる。その結果、樹脂層4を介して、実装基板1と半導体素子2との間をより十分な強度で接着することができるので、例えば後述する工程において実装基板1や半導体素子2に反り等の変形が生じるおそれがあっても、それを抑制することができる。これにより、反り等の変形が発生した場合に生じる不具合、例えばバンプ電極30と端子14および端子242との間の電気的接続が解除されてしまう不具合が発生するのを抑制することができる。   The specific heating temperature in this step changes as appropriate according to the melting point Tm of the bump electrode 30, but as an example, it is preferably Tm−70 ° C. or higher and Tm−5 ° C. or lower, and Tm−60 ° C. or higher and Tm. It is more preferably −10 ° C. or lower, and further preferably Tm−50 ° C. or higher and lower than Tm−15 ° C. Specifically, it is preferably set to 150 ° C. or higher and 215 ° C. or lower, more preferably 160 ° C. or higher and 210 ° C. or lower, and further preferably 170 ° C. or higher and 205 ° C. or lower. As a result, the resin layer 4 is cured without significantly affecting the bump electrode 30. As a result, the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 can be bonded with sufficient strength through the resin layer 4. For example, the mounting substrate 1 or the semiconductor element 2 is deformed such as warpage in a process described later. Even if there is a risk of occurrence, it can be suppressed. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of a problem that occurs when deformation such as warpage occurs, for example, a problem that the electrical connection between the bump electrode 30 and the terminal 14 and the terminal 242 is released.

また、バンプ電極30を溶融させることがないので、本工程を加圧下で行ったときでもバンプ電極30が大きくつぶれてしまうのを避けることができる。   Moreover, since the bump electrode 30 is not melted, it is possible to avoid the bump electrode 30 from being largely crushed even when this step is performed under pressure.

また、本工程[A3−1]における加熱温度は、後述する工程[A3−2]における加熱温度未満であるのが好ましく、後述する工程[A3−2]における加熱温度−5℃以下であるのがより好ましい。これにより、本工程では、後述する工程[A3−2]よりも低温での加熱処理となるため、実装基板1や半導体素子2における反り等の変形量が十分に抑えられるとともに、その状態で樹脂層4を硬化させることができる。このため、加熱工程において実装基板1や半導体素子2に反り等の変形が生じるおそれがあっても、それを十分に抑制することができる。   Moreover, it is preferable that the heating temperature in this process [A3-1] is less than the heating temperature in process [A3-2] mentioned later, and is heating temperature -5 degrees C or less in process [A3-2] mentioned later. Is more preferable. Thereby, in this process, since heat treatment is performed at a lower temperature than the process [A3-2] described later, deformation amount such as warpage in the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 can be sufficiently suppressed, and the resin is maintained in that state. Layer 4 can be cured. For this reason, even if there is a possibility that the mounting substrate 1 or the semiconductor element 2 may be deformed in the heating process, it can be sufficiently suppressed.

また、本工程において加熱しつつ加圧する時間は、特に限定されないが、前記工程[2]における加熱時間よりも長く設定され、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 time for applying pressure while heating in this step is not particularly limited, but is set longer than the heating time in step [2]. For example, it is preferably 30 minutes or more and 5 hours or less, preferably 1 hour or more and 3 hours or more. More preferably, it is less than or equal to the time.

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、本工程の加熱処理は、常圧下であっても加圧下のいずれであってもよい。加圧する場合、バンプ電極30の1つ当たりに加わる荷重は、前記工程[2]におけるバンプ電極30の1つ当たりに加わる荷重より大きいのが好ましい。   Further, the heat treatment in this step may be performed under normal pressure or under pressure. When pressurizing, the load applied per bump electrode 30 is preferably larger than the load applied per bump electrode 30 in the step [2].

具体的な圧力は、例えば、好ましくは0.1MPa以上10MPa以下に設定され、より好ましくは0.4MPa以上1.2MPa以下に設定され、さらに好ましくは0.6MPa以上1.0MPa以下に設定される。これにより、本工程においてバンプ電極30が大きくつぶれてしまうのを抑制しつつ、樹脂層4をその形状を良好に保持した状態(例えば反りを抑えた状態)で硬化させることができる。その結果、最終的に、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とともに、実装基板1と半導体素子2とを積層した場合でも寸法精度の高い積層構造を得ることができる。また、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。   The specific pressure is, for example, preferably set to 0.1 MPa to 10 MPa, more preferably set to 0.4 MPa to 1.2 MPa, and further preferably set to 0.6 MPa to 1.0 MPa. . Thereby, it is possible to cure the resin layer 4 in a state where the shape of the resin layer 4 is satisfactorily maintained (for example, a state in which warpage is suppressed) while suppressing the bump electrode 30 from being largely crushed in this step. As a result, a highly reliable electrical connection is finally achieved between the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2, and a stacked structure with high dimensional accuracy is obtained even when the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 are stacked. be able to. Further, by curing the resin layer 4 under pressure, generation of voids in the resin layer 4 can be accurately suppressed or prevented.

また、本工程における加熱温度は、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 in this step may be changed from 150 ° C. to 200 ° C. in the middle of the process, or after heating at 150 ° C. for 2 hours, the heating temperature may be 200 ° C. for 2 hours.

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]においては、端子242とバンプ電極30との間および端子14とバンプ電極30との間で、それぞれ合金化が促進しても促進しなくてもよい。   Further, in this step [A3-1], alloying may or may not be promoted between the terminal 242 and the bump electrode 30 and between the terminal 14 and the bump electrode 30, respectively.

[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30とを加熱する。これにより、端子242とバンプ電極30との間および端子14とバンプ電極30との間で、合金化が促進する。その結果、実装基板1の端子14と半導体素子2の端子242とがバンプ電極30を介して、確実に電気的および機械的に接続される。   [A3-2] Next, the terminal 14 of the mounting substrate 1, the terminal 242 of the semiconductor element 2, and the bump electrode 30 are heated. Thereby, alloying is promoted between the terminal 242 and the bump electrode 30 and between the terminal 14 and the bump electrode 30. 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 30.

ここで、前記工程[A3−1]において、樹脂層4は、すでに硬化されている。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30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 has already been cured. Therefore, even if the terminal 14, the terminal 242 and the bump electrode 30 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は、特に限定されないが、一例として、Tm−30℃以上Tm+200℃以下であることが好ましく、Tm−15℃以上Tm+50℃以下であることがより好ましく、Tm−5℃以上Tm+50℃以下であることがさらに好ましい。   The specific heating temperature in this step is not particularly limited, but as an example, it is preferably Tm-30 ° C or higher and Tm + 200 ° C or lower, more preferably Tm-15 ° C or higher and Tm + 50 ° C or lower, and Tm− More preferably, it is 5 ° C. or more and Tm + 50 ° C. or less.

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、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。   In addition, the heating 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242とバンプ電極30との間および端子14とバンプ電極30との間で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 can be promoted more smoothly between the terminal 242 and the bump electrode 30 and between the terminal 14 and the bump electrode 30.

(B)
[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242とバンプ電極30との間および端子14とバンプ電極30との間で合金化を促進させる。
(B)
[B3-1] In the method (B), the semiconductor device in which the semiconductor element 2 and the mounting substrate 1 are bonded is heated. Thereby, the resin layer 4 is cured, and alloying is promoted between the terminal 242 and the bump electrode 30 and between the terminal 14 and the bump electrode 30.

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とを接着し、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30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 bonded 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 30. 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.

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、ならびに、端子242とバンプ電極30との間および端子14とバンプ電極30との間で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、Tm−30℃以上Tm+80℃以下であることが好ましく、Tm−15℃以上Tm+50℃以下であることがより好ましい。これにより、バンプ電極30に大きな影響を及ぼすことなく、樹脂層4が硬化するとともに合金化が促進される。その結果、樹脂層4を介して、実装基板1と半導体素子2との間をより十分な強度で接着することができる。   The specific heating temperature in this step is a temperature at which hardening of the resin layer 4 and alloying between the terminal 242 and the bump electrode 30 and between the terminal 14 and the bump electrode 30 are simultaneously performed. Although not particularly limited, as an example, it is preferably Tm-30 ° C. or higher and Tm + 80 ° C. or lower, and more preferably Tm−15 ° C. or higher and Tm + 50 ° C. or lower. Thereby, the resin layer 4 is cured and alloying is promoted without greatly affecting the bump electrode 30. As a result, the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 can be bonded with more sufficient strength via the resin layer 4.

また、特にTm未満とした場合には、バンプ電極30を溶融させることがないので、本工程を加圧下で行ったときでもバンプ電極30が大きくつぶれてしまうのを避けることができる。   In particular, when the Tm is less than Tm, the bump electrode 30 is not melted, so that the bump electrode 30 can be prevented from being largely crushed even when this step is performed under pressure.

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い。
具体的な圧力は、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, the specific pressure is 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. 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242とバンプ電極30との間および端子14とバンプ電極30との間で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 can be promoted more smoothly between the terminal 242 and the bump electrode 30 and between the terminal 14 and the bump electrode 30.

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)
[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30との合金化を促進させる。
(C)
[C3-1] First, the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 are pressed against each other while heating the semiconductor device in which the semiconductor element 2 and the mounting substrate 1 are joined. Thereby, alloying of the terminal 14, the terminal 242, and the bump electrode 30 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30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 30.

ここで、本工程[C3−1]において、実装基板1と半導体素子2とを互いに押し付ける。このときの荷重は特に限定されず、前記工程[2]と比較して高荷重で互いに押し付けるようにしてもよいが、好ましくは前記工程[2]と比較して低荷重で互いに押し付けるようにする。これにより、端子242とバンプ電極30との間および端子14とバンプ電極30との間で合金化を促進させる際に、この荷重により、端子242とバンプ電極30との間および端子14とバンプ電極30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も、バンプ電極30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. The load at this time is not particularly limited, and may be pressed against each other with a high load compared to the step [2], but preferably pressed against each other with a low load compared to the step [2]. . Thus, when alloying is promoted between the terminal 242 and the bump electrode 30 and between the terminal 14 and the bump electrode 30, the load causes the load between the terminal 242 and the bump electrode 30 and between the terminal 14 and the bump electrode 30. The bump electrode 30 can be accurately suppressed or prevented from being crushed by the terminal 14 and the terminal 242 while preventing the peeling due to the warpage of the semiconductor element at a high temperature with the terminal 30.

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、Tm−30℃以上Tm+160℃以下であることが好ましく、Tm−15℃以上Tm+100℃以下であることがより好ましく、Tm超Tm+80℃以下であることがさらに好ましい。これにより、端子242とバンプ電極30との間および端子14とバンプ電極30との間で十分な合金化が促進される。   The specific heating temperature in this step is not particularly limited, but as an example, it is preferably Tm-30 ° C or higher and Tm + 160 ° C or lower, more preferably Tm-15 ° C or higher and Tm + 100 ° C or lower, and more than Tm. More preferably, it is Tm + 80 degrees C or less. Thereby, sufficient alloying is promoted between the terminal 242 and the bump electrode 30 and between the terminal 14 and the bump electrode 30.

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、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。   In addition, the heating 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242とバンプ電極30との間および端子14とバンプ電極30との間で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 can be promoted more smoothly between the terminal 242 and the bump electrode 30 and between the terminal 14 and the bump electrode 30.

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は、具体的には、500kPa以下、好ましくは300kPa以下とされ、より好ましくは100kPa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 when pressing the terminal 14 and the terminal 242 together in this step is specifically 500 kPa or less, preferably 300 kPa or less, and more preferably 100 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、5kPa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30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 5 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 metal bonding generated between the melted bump electrode 30 and the terminal 14 and the terminal 242 can be maintained. Reliability can be further increased.

また、かか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は、前記工程[2]における圧力より高く設定してもよいが、低く設定してもよい。   In the step of cooling after heating to such a temperature, the pressure when pressing the terminal 14 and the terminal 242 together may be set higher than the pressure in the step [2], but may be set lower. .

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。例えば、共通部分の面積が100mmである場合(10mm×10mmの半導体素子2を用いた場合)、1kPa以上500kPaは、実装基板1と半導体素子2との間に0.1N以上50N以下の荷重を加えたときに発生する圧力に相当する。 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). For example, when the area of the common part is 100 mm 2 (when the semiconductor element 2 of 10 mm × 10 mm is used), 1 kPa or more and 500 kPa is a load of 0.1 N or more and 50 N or less between the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 It corresponds to the pressure generated when.

また、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。   Moreover, in this process [C3-1], although hardening of the resin layer 4 advances, 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30の融点よりも低い温度で加熱する。   [C3-2] Next, the semiconductor device in which the semiconductor element 2 and the mounting substrate 1 are joined is heated at a temperature lower than the melting point of the bump electrode 30.

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.

本工程における加熱温度は(第2温度)は、前記工程[2]と同様に、バンプ電極30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 30 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30の融点に応じて適宜変化するが、一例として、Tm−70℃以上Tm−5℃以下であるのが好ましく、Tm−60℃以上Tm−10℃以下であるのがより好ましく、Tm−50℃以上Tm−15℃未満であるのがさらに好ましい。具体的には、好ましくは150℃以上215℃以下、より好ましくは160℃以上210℃以下、さらに好ましくは170℃以上205℃以下に設定される。これにより、バンプ電極30に大きな影響を及ぼすことなく、樹脂層4を硬化させる。その結果、樹脂層4を介して、実装基板1と半導体素子2との間をより十分な強度で接着することができる。   The specific heating temperature (second temperature) in this step varies as appropriate according to the melting point of the bump electrode 30, but as an example, it is preferably Tm−70 ° C. or higher and Tm−5 ° C. or lower. It is more preferably 60 ° C. or more and Tm−10 ° C. or less, and further preferably Tm−50 ° C. or more and less than Tm−15 ° C. Specifically, it is preferably set to 150 ° C. or higher and 215 ° C. or lower, more preferably 160 ° C. or higher and 210 ° C. or lower, and further preferably 170 ° C. or higher and 205 ° C. or lower. As a result, the resin layer 4 is cured without significantly affecting the bump electrode 30. As a result, the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 can be bonded with more sufficient strength via the resin layer 4.

また、バンプ電極30を溶融させることがないので、本工程を加圧下で行ったときでもバンプ電極30が大きくつぶれてしまうのを避けることができる。   Moreover, since the bump electrode 30 is not melted, it is possible to avoid the bump electrode 30 from being largely crushed even when this step is performed under pressure.

また、本工程において加熱しつつ加圧する時間は、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。   In addition, the time for applying pressure while heating in this step is not particularly limited, but is set longer than the heating time in the step [2], and is preferably 1 hour or more and 5 hours or less, preferably 2 hours or more and 3 hours or more. More preferably, it is less than or equal to the time.

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、本工程の加熱処理は、常圧下であっても加圧下のいずれであってもよい。加圧する場合、その圧力は、例えば、好ましくは0.1MPa以上10MPa以下に設定され、より好ましくは0.4MPa以上1.2MPa以下に設定され、さらに好ましくは0.6MPa以上1.0MPa以下に設定される。これにより、本工程においてバンプ電極30が大きくつぶれてしまうのを抑制しつつ、樹脂層4をその形状を良好に保持した状態(例えば反りを抑えた状態)で硬化させることができる。その結果、最終的に、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とともに、実装基板1と半導体素子2とを積層した場合でも寸法精度の高い積層構造を得ることができる。また、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 heat treatment in this step may be performed under normal pressure or under pressure. When pressurizing, the pressure is preferably set to 0.1 MPa or more and 10 MPa or less, more preferably 0.4 MPa or more and 1.2 MPa or less, and further preferably 0.6 MPa or more and 1.0 MPa or less. Is done. Thereby, it is possible to cure the resin layer 4 in a state where the shape of the resin layer 4 is satisfactorily maintained (for example, a state in which warpage is suppressed) while suppressing the bump electrode 30 from being largely crushed in this step. As a result, a highly reliable electrical connection is finally achieved between the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2, and a stacked structure with high dimensional accuracy is obtained even when the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 are stacked. be able to. Further, by curing the resin layer 4 under pressure, generation of voids in the resin layer 4 can be accurately suppressed or prevented.

なお、本工程における加熱温度は、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 in this process may be changed from 150 ° C. to 200 ° C. in the middle of the process, or after heating at 150 ° C. for 2 hours, the heating temperature may be 200 ° C. for 2 hours.

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.

ここで、図3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3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。
Here, FIG. 3 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. 3, 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.

樹脂層4のはみ出し量は、80μm以下であるのが好ましく、50μm以下であるのがより好ましい。本発明によれば、樹脂層4のはみ出し量をこのような範囲内に抑える確率を高めることができる。   The amount of protrusion of the resin layer 4 is preferably 80 μm or less, and more preferably 50 μm or less. According to the present invention, the probability of suppressing the amount of protrusion of the resin layer 4 within such a range can be increased.

なお、併設された2つの半導体素子2は、その後、半導体素子2同士の間の実装基板1を切断することによって、個片化されることも可能である。   Note that the two semiconductor elements 2 provided side by side can be separated into pieces by cutting the mounting substrate 1 between the semiconductor elements 2 thereafter.

一方、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。   On the other hand, another semiconductor element 2 may be stacked on the semiconductor element 2 mounted on the mounting substrate 1 as described above, if necessary. Thereby, a laminated body in which a plurality of semiconductor elements 2 are laminated is obtained.

図4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4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、互いに異なる構成であってもよいが、この例では互いに同じ構成としている。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、接続部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. 4 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. 4, another semiconductor element 2 is stacked on the semiconductor element 2 shown in FIG. 2. The two semiconductor elements 2 may have different configurations, but in this example, they 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 connection portion 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.

このようにして複数の半導体素子2が積層されることにより、半導体素子2を3次元的に実装することが可能になる。これにより、小型でかつ高密度化が図られた半導体装置が実現される。また、半導体素子2同士の配線長を短くすることができるので、半導体装置の低消費電力化および高性能化を図ることができる。   By stacking the plurality of semiconductor elements 2 in this way, the semiconductor elements 2 can be mounted three-dimensionally. Thereby, a semiconductor device that is small in size and high in density is realized. In addition, since the wiring length between the semiconductor elements 2 can be shortened, the power consumption and performance of the semiconductor device can be reduced.

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、上述した各工程を順次行うようにすればよい。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、信頼性の高い電気的接続を図ることができる。   In such an example, when the upper semiconductor element 2 is stacked on the lower semiconductor element 2, the above-described steps may be sequentially performed. Thereby, even when a plurality of semiconductor elements 2 are stacked, highly reliable electrical connection can be achieved.

一方、図4に示すように2つ(複数)の半導体素子2を積層する場合、まず、上述した実装工程により2つの半導体素子2を実装基板1上に実装した後、実装した2つの半導体素子2に対し、一括して加熱工程を行うようにしてもよい。このような方法であっても、上述したのと同様の効果が得られる。それとともに、一括して加熱工程を行うことにより、工程数を削減することができる。これにより、半導体装置の製造プロセスの簡素化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、例えば2〜50程度とされる。
On the other hand, when two (plural) semiconductor elements 2 are stacked as shown in FIG. 4, first, after mounting the two semiconductor elements 2 on the mounting substrate 1 by the mounting process described above, the two mounted semiconductor elements 2 2, the heating process may be performed collectively. Even with this method, the same effect as described above can be obtained. At the same time, the number of steps can be reduced by performing the heating step collectively. Thereby, the manufacturing process of the semiconductor device can be simplified.
The number of stacked semiconductor elements 2 is not particularly limited, but is, for example, about 2 to 50.

<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30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、2に示す回路部材の接続構造と同様である。   The modification shown in FIG. 5 is different from the circuit member shown in FIGS. 1 and 2 except that the bump electrode 30 is provided on the terminal 14 of the mounting substrate 1 and is not provided on the terminal 242 of the semiconductor element 2. This is the same as the connection structure.

このようにバンプ電極30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、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 30 is provided in this way, the same effect as described above, that is, a highly reliable electrical connection between the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 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30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、2に示す回路部材の接続構造と同様である。   The modification shown in FIG. 6 is different from the circuit member connection structure shown in FIGS. 1 and 2 except that the bump electrode 30 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30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、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 30 is provided in this way, the same effect as described above, that is, a highly reliable electrical connection between the mounting substrate 1 and the semiconductor element 2 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30は、半導体素子2の端子243に設けられている。   Here, in the present modification, the bump electrode 30 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、本発明について、好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on suitable embodiment, this invention is not limited to these.

例えば、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。   For example, 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.評価用サンプルの作製
(実施例1)
[1]樹脂層の作製
<樹脂ワニスの調製>
まず、表1に示す成分を、表1に示す質量比率で混合するとともに、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。
Hereinafter, specific examples of the present invention will be described.
1. Preparation of sample for evaluation (Example 1)
[1] Preparation of resin layer <Preparation of resin varnish>
First, the components shown in Table 1 were mixed at a mass ratio shown in Table 1, and dissolved and dispersed in methyl ethyl ketone to prepare a resin varnish having a component concentration of 50% by mass.

Figure 2017028067
Figure 2017028067

<樹脂フィルム(樹脂層)の作製>
次いで、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。これにより、樹脂層No.1を得た。
<Production of resin film (resin layer)>
Next, the obtained resin varnish was applied to a base polyester film (base film, Toray Industries, trade name Lumirror) to a thickness of 50 μm, dried at 100 ° C. for 5 minutes, and a thickness of 25 μm. A resin film (resin layer) having a flux function was obtained. Thereby, the resin layer No. 1 was obtained.

<樹脂フィルム(樹脂層)の評価>
次いで、得られた樹脂フィルムの最低溶融粘度および粘度比η/η10を以下のようにして測定した。
<Evaluation of resin film (resin layer)>
Next, the minimum melt viscosity and viscosity ratio η 1 / η 10 of the obtained resin film were measured as follows.

≪最低溶融粘度の測定方法≫
樹脂フィルムを500μmになるように積層し、レオメーター(HAAKE)(Themo Scientific社製「MARS III」)を用いて、樹脂フィルムの温度を、昇温速度10℃/分で40℃から250℃まで昇温させつつ、回転数1Hzで粘度を測定し、その測定値の最小値を最低溶融粘度とした。
≪Measurement method of minimum melt viscosity≫
The resin film is laminated to 500 μm, and the temperature of the resin film is increased from 40 ° C. to 250 ° C. at a temperature increase rate of 10 ° C./min using a rheometer (HAAKE) (“MARS III” manufactured by Thermo Scientific). While raising the temperature, the viscosity was measured at a rotation speed of 1 Hz, and the minimum value of the measured value was taken as the minimum melt viscosity.

≪粘度比の測定方法≫
樹脂フィルムを500μmになるように積層し、レオメーター(HAAKE)(Themo Scientific社製「MARS III」)を用いて、180℃で1Hzにおける50秒後の粘度としてη[Pa・s]、180℃で10Hzにおける50秒後の粘度としてη10[Pa・s]を各々測定し、両者の比(η/η10)を粘度比として算出した。
≪Measurement method of viscosity ratio≫
A resin film is laminated so as to have a thickness of 500 μm, and using a rheometer (HAAKE) (“MARS III” manufactured by Thermo Scientific), η 1 [Pa · s], 180 as a viscosity after 50 seconds at 180 ° C. and 1 Hz. Η 10 [Pa · s] was measured as a viscosity after 50 seconds at 10 Hz at 10 ° C., and the ratio (η 1 / η 10 ) between the two was calculated as the viscosity ratio.

[2]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。このウエハーの回路面にはCu製の端子が形成されており、端子上部にNiとAuがそれぞれ約1μmずつの厚さでめっきされている。さらに、このウエハーの裏面にも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。
[2] Preparation of member Next, a silicon wafer on which circuit elements and wirings were formed was prepared. A terminal made of Cu is formed on the circuit surface of the wafer, and Ni and Au are plated at a thickness of about 1 μm on the top of the terminal. Further, a Cu pad is exposed on the back surface of the wafer, and a bump electrode made of SnAg 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、[1]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 [1] 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、バンプ電極個数は408個であり、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 size of the obtained semiconductor element was 10 mm × 10 mm, the number of bump electrodes was 408, and the thickness was 0.3 mm.

一方、これとは別に、Cu製のパッド(端子)が形成され、Cu端子の上部にNiとAuがそれぞれ約1μmずつの厚さでめっき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 substrate was prepared in which Cu pads (terminals) were formed and Ni and Au were plated at a thickness of about 1 μm on top of the Cu terminals. The mounting board had a size of 6 inches and a thickness of 0.625 mm.

[3]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。
[3] 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、200kPa(20N)で10秒間、実装基板に対して半導体素子を押し付けた(実装工程)。同様の実装工程を、複数の実装基板および複数の半導体素子を用いてそれぞれ行った。なお、実装基板に対して半導体素子を押し付ける際の最大速度(端子接近速度)は、0.1mm/秒とした。   In this process, first, the semiconductor element was pressed against the mounting substrate at 200 kPa (20 N) for 10 seconds while the bump electrode was heated to 180 ° C. (mounting process). A similar mounting process was performed using a plurality of mounting substrates and a plurality of semiconductor elements, respectively. The maximum speed (terminal approach speed) when pressing the semiconductor element against the mounting board was set to 0.1 mm / second.

続いて、800kPa(0.8MPa)に加圧した窒素雰囲気下において、バンプ電極を180℃で120分間加熱した(第1加熱工程)。これにより、樹脂フィルムを硬化させるとともに、バンプ電極から転化した接続部を介して端子同士を接続した。   Subsequently, the bump electrode was heated at 180 ° C. for 120 minutes in a nitrogen atmosphere pressurized to 800 kPa (0.8 MPa) (first heating step). As a result, the resin film was cured, and the terminals were connected to each other through the connection portion converted from the bump electrode.

続いて、大気圧(100kPa)の窒素雰囲気下において、バンプ電極を220℃で10分間加熱した(第2加熱工程)。
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 bump electrode was heated at 220 ° C. for 10 minutes in a nitrogen atmosphere at atmospheric pressure (100 kPa) (second heating step).
As described above, an evaluation sample obtained by stacking semiconductor elements on a mounting substrate was obtained.

(実施例2〜20)
表1に示す成分を用いて作製された樹脂層No.1〜5のいずれかを用いるとともに、表2に示す接続条件で部材同士を接続するようにした以外は、それぞれ、実施例1と同様にして評価用サンプルを得た。
(Examples 2 to 20)
Resin layer No. produced using the components shown in Table 1. Samples for evaluation were obtained in the same manner as in Example 1 except that any one of 1 to 5 was used and the members were connected to each other under the connection conditions shown in Table 2.

なお、表1では、本発明に相当する樹脂層No.1〜5について、それぞれ「実施例」と表記している。   In Table 1, the resin layer No. corresponding to the present invention. About 1-5, it describes with the "Example."

(比較例1〜8)
表1に示す成分を用いて作製された樹脂層No.6〜9のいずれかを用いるとともに、表2に示す接続条件で部材同士を接続するようにした以外は、それぞれ、実施例1と同様にして評価用サンプルを得た。
(Comparative Examples 1-8)
Resin layer No. produced using the components shown in Table 1. Samples for evaluation were obtained in the same manner as in Example 1 except that any of 6 to 9 was used and members were connected under the connection conditions shown in Table 2.

なお、表1では、本発明に相当しない樹脂層No.6〜9について、それぞれ「比較例」と表記している。   In Table 1, resin layer no. About 6-9, it describes with the "comparative example".

(比較例9〜12)
表2に示す接続条件で部材同士を接続するようにした以外は、それぞれ、実施例1と同様にして評価用サンプルを得た。
(Comparative Examples 9-12)
Samples for evaluation were obtained in the same manner as in Example 1 except that the members were connected under the connection conditions shown in Table 2.

2.評価用サンプルの評価
2.1 接続信頼性の評価
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200サイクルおよび300サイクル実施するものである。
2. Evaluation of Evaluation Sample 2.1 Evaluation of Connection Reliability 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 performed for 200 cycles and 300 cycles.

次に、温度サイクル試験に供した評価用サンプルを切断し、バンプ電極近傍の切断面を電子顕微鏡で観察した。続いて、観察像および端子間の導通状態に基づき、バンプ電極と端子との接合状態を検査した。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 sample for evaluation subjected to the temperature cycle test was cut, and the cut surface near the bump electrode was observed with an electron microscope. Subsequently, the bonding state between the bump electrode and the terminal was inspected based on the observation image and the conduction state between the terminals. And the inspection result was evaluated in light of the following evaluation criteria.

<接続信頼性の評価基準>
◎:300サイクル実施した後、バンプ電極と端子との接合状態が20個全てで良好である
〇:200サイクル実施した後、バンプ電極と端子との接合状態が20個全てで良好である
×: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2に示す。
<Evaluation criteria for connection reliability>
A: After 300 cycles, the bonding state between the bump electrode and the terminal is good with all 20 pieces. O: After 200 cycles, the bonding state with the bump electrode and the terminal is good with all 20 pieces. Table 2 shows the evaluation results in which one or more bonding states between the bump electrode and the terminal are defective.

2.2 樹脂フィルムのはみ出し量の評価
各実施例および各比較例で得られた評価用サンプルを、光学顕微鏡で観察した。次いで、半導体素子の縁部からはみ出した樹脂フィルムのはみ出し長さを測定した。そして、測定したはみ出し長さを以下の評価基準に照らして評価した。
2.2 Evaluation of amount of protrusion of resin film The samples for evaluation obtained in the examples and the comparative examples were observed with an optical microscope. Next, the protruding length of the resin film protruding from the edge of the semiconductor element was measured. And the measured protrusion length was evaluated in light of the following evaluation criteria.

<樹脂フィルムのはみ出し長さの評価基準>
◎:樹脂フィルムのはみ出し長さが80μm以下である
○:樹脂フィルムのはみ出し長さが80μm超120μm以下である
×:樹脂フィルムのはみ出し長さが120μm超である
評価結果を表2に示す。
<Evaluation criteria for protruding length of resin film>
A: The protruding length of the resin film is 80 μm or less. ○: The protruding length of the resin film is more than 80 μm and not more than 120 μm. X: The protruding length of the resin film is more than 120 μm.

Figure 2017028067
Figure 2017028067

表2から明らかなように、本発明に係る回路部材の接続方法(実施例)では、耐熱信頼性試験を経た後でも、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。このことから、本実施例に係る端子間では、いわゆる樹脂噛みの発生が抑えられていると認められる。   As is apparent from Table 2, the circuit member connection method (example) according to the present invention achieves highly reliable electrical connection between the semiconductor element and the mounting substrate even after the heat resistance reliability test. It was recognized that From this, it is recognized that the occurrence of so-called resin biting is suppressed between the terminals according to the present embodiment.

また、本実施例に係る回路部材同士の間では、樹脂フィルムのはみ出しが良好に抑えられていることも認められた。   Moreover, it was also recognized that the protrusion of the resin film was suppressed well between the circuit members which concern on a present Example.

一方、比較例では、接続信頼性が低いこと、または、樹脂フィルムがはみ出していることが認められた。   On the other hand, in the comparative example, it was recognized that the connection reliability was low or the resin film protruded.

1 実装基板
2 半導体素子
3 接続部
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
30 バンプ電極
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 Connection part 4 Resin layer 11 Base layer 12 Wiring layer 13 Protective film 14 Terminal 21 Semiconductor chip 22 Wiring layer 23 Protective film 30 Bump electrode 152 Upper surface 241 Through electrode 242 Terminal 243 Terminal 251 Lower surface 252 Upper surface

Claims (6)

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融点Tm[℃]の接続用金属と、
前記第1面および前記第2面の少なくとも一方に設けられ、フラックス機能を有し、1Hzで測定した際の最低溶融粘度が10〜10000Pa・sであり、かつ、180℃で1Hzにおける粘度をη[Pa・s]とし、10Hzにおける粘度をη10[Pa・s]としたとき、粘度比η/η10が3〜25である樹脂層と、
を準備する準備工程と、
前記接続用金属をTmよりも低い温度に加熱しつつ、前記接続用金属および前記樹脂層を介して前記第1端子と前記第2端子とを互いに押し付ける実装工程と、
前記実装工程を経た前記接続用金属をTm−70℃以上Tm+200℃以下に加熱する加熱工程と、
を有することを特徴とする回路部材の接続方法。
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 connection metal having a melting point Tm [° C.] provided on at least one of the first terminal and the second terminal;
It is provided on at least one of the first surface and the second surface, has a flux function, has a minimum melt viscosity of 10 to 10,000 Pa · s when measured at 1 Hz, and a viscosity at 1 ° C. at 180 ° C. 1 [Pa · s], and a viscosity at η 10 [Pa · s] at 10 Hz, a resin layer having a viscosity ratio η 1 / η 10 of 3 to 25;
A preparation process to prepare,
A mounting step of pressing the first terminal and the second terminal through the connection metal and the resin layer while heating the connection metal to a temperature lower than Tm;
A heating step of heating the connecting metal that has undergone the mounting step to Tm-70 ° C. or higher and Tm + 200 ° C. or lower;
A circuit member connection method comprising:
前記実装工程において、前記接続用電極1つ当たり0.5〜10gfの荷重で0.1〜60秒間、前記第1端子と前記第2端子とを互いに押し付ける請求項1に記載の回路部材の接続方法。   The circuit member connection according to claim 1, wherein, in the mounting step, the first terminal and the second terminal are pressed against each other with a load of 0.5 to 10 gf per connection electrode for 0.1 to 60 seconds. Method. 前記実装工程において、前記第1端子と前記第2端子とが互いに近づく過程での最大速度は、0.01〜1mm/秒である請求項1または2に記載の回路部材の接続方法。   3. The circuit member connection method according to claim 1, wherein in the mounting step, a maximum speed in a process in which the first terminal and the second terminal approach each other is 0.01 to 1 mm / second. 前記加熱工程は、前記樹脂層をTmよりも低い温度に加熱することにより、前記樹脂層を硬化させる請求項1ないし3のいずれか1項に記載の回路部材の接続方法。   The circuit member connection method according to any one of claims 1 to 3, wherein, in the heating step, the resin layer is cured by heating the resin layer to a temperature lower than Tm. 前記第1回路部材および前記第2回路部材のうちの少なくとも一方は、半導体部品である請求項1ないし4のいずれか1項に記載の回路部材の接続方法。   5. The circuit member connection method according to claim 1, wherein at least one of the first circuit member and the second circuit member is a semiconductor component. 6. 前記接続用金属は、Snを主成分とし、Agを副成分とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の回路部材の接続方法。   The circuit member connection method according to claim 1, wherein the connection metal contains Sn as a main component and Ag as a subcomponent.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018160566A (en) * 2017-03-23 2018-10-11 三井化学東セロ株式会社 Underfill insulation film for gang bonding process

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