JP2021034666A - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

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Abstract

To provide a manufacturing method of a semiconductor device, capable of obtaining a mounting body having a good bonding state.SOLUTION: A manufacturing method of a semiconductor device according to the present technique, includes: a step of mounting a semiconductor chip in which an electrode with a solder is formed and an underfill material is bonded to an electrode surface, onto an electric component in which an opposite electrode facing to the electrode with the solder is formed; and a step of heat-crimping the semiconductor chip and the electric component. In the underfill material, a time when a reaction rate at 220°C calculated by Ozawa method using a differential scanning calorimeter achieves 100% is 30 minutes or more, and the minimum melting viscosity is 10 Pa*s or more and is less than 10000 Pa*s. In the step of heat-crimping, a cross-sectional area of the relative lower electrode of the electrode with the solder and the opposite electrode is 80% or less of the cross-sectional area on a relative upper electrode.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本技術は、半導体装置の製造方法に関する。 The present technology relates to a method for manufacturing a semiconductor device.

従来の一般的な液状のアンダーフィル材は、例えば液状アンダーフィル材の厚み管理や実装時のボイドの問題がある。このため、近年の高密度(狭ピッチ)実装、多ピン実装では、一般的に、熱硬化性であるフィルム状のアンダーフィル材(アンダーフィルフィルム)が用いられる。 Conventional general liquid underfill materials have problems such as thickness control of the liquid underfill material and voids at the time of mounting. Therefore, in recent high-density (narrow-pitch) mounting and multi-pin mounting, a thermosetting film-like underfill material (underfill film) is generally used.

例えば、フリップチップ実装においては、上側のバンプにはんだが使用され、下側のバンプに金属(例えば、Cu又はNi/Au)バンプが使用される。良好な接合状態は、上側のバンプのはんだが、下側の金属バンプに濡れ広がることで実現することができる。接合状態が不十分であると、はんだと金属との界面が脆くなり、ヒートサイクル等の信頼性試験でクラックを発生してしまい、接合不良となるおそれがある。そのため、はんだの濡れ広がりは、接合状態が良好な実装体を得るための重要な要素である。 For example, in flip chip mounting, solder is used for the upper bumps and metal (eg Cu or Ni / Au) bumps are used for the lower bumps. A good bonding state can be achieved by the solder on the upper bumps getting wet and spreading on the lower metal bumps. If the bonding state is insufficient, the interface between the solder and the metal becomes brittle, cracks may occur in a reliability test such as a heat cycle, and bonding failure may occur. Therefore, the wetting and spreading of the solder is an important factor for obtaining a mounted body having a good bonded state.

ところで、アンダーフィル材は、硬化開始温度が一般的に80〜120℃である。また、実装時には、通常、はんだ溶融温度(220℃以上)で加熱が行われる。このような条件下で、アンダーフィル材は、実装時に数秒で硬化してしまう。一方、はんだの濡れ広がりは、はんだ溶融温度を超えた時点から開始する。はんだの溶融前に、アンダーフィル材の硬化が開始してしまうと、例えば図1に示すように、硬化が進行したアンダーフィル材104が、はんだ103の濡れ性を阻害してしまい、接合状態が良好な実装体を得ることが困難な傾向となる。 By the way, the underfill material generally has a curing start temperature of 80 to 120 ° C. Further, at the time of mounting, heating is usually performed at a solder melting temperature (220 ° C. or higher). Under such conditions, the underfill material cures in a few seconds during mounting. On the other hand, the wet spread of the solder starts when the solder melting temperature is exceeded. If the underfill material starts to cure before the solder melts, for example, as shown in FIG. 1, the cured underfill material 104 hinders the wettability of the solder 103, resulting in a bonded state. It tends to be difficult to obtain a good mount.

特開2015−56500号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-56500

本技術は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、接合状態が良好な実装体が得られる半導体装置の製造方法を提供する。 The present technology has been proposed in view of such conventional circumstances, and provides a method for manufacturing a semiconductor device capable of obtaining a mount having a good bonded state.

本技術に係る半導体装置の製造方法は、はんだ付き電極が形成され、該電極面にアンダーフィル材が貼り合わされた半導体チップを、上記はんだ付き電極と対向する対向電極が形成された電子部品に搭載する工程と、上記半導体チップと上記電子部品とを熱圧着する工程とを有し、上記アンダーフィル材は、示差走査熱量計を用いた小沢法により算出された220℃での反応率が100%に到達する時間が30秒以上であり、最低溶融粘度が10Pa・s以上10000Pa・s未満であり、上記熱圧着する工程において、各上記はんだ付き電極及び上記対向電極のうち、相対的に下側の電極の断面積が、相対的に上側の電極の断面積の80%以下である。 In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present technology, a semiconductor chip in which a soldered electrode is formed and an underfill material is bonded to the electrode surface is mounted on an electronic component in which a counter electrode facing the soldered electrode is formed. The underfill material has a reaction rate of 100% at 220 ° C. calculated by the Ozawa method using a differential scanning calorimeter. Is 30 seconds or more, the minimum melt viscosity is 10 Pa · s or more and less than 10000 Pa · s, and in the heat crimping step, the lower side of each of the soldered electrode and the counter electrode is relatively lower. The cross-sectional area of the electrode is 80% or less of the cross-sectional area of the relatively upper electrode.

本技術によれば、はんだの濡れ広がりを良好にすることができ、接合状態が良好な実装体が得られる。 According to the present technology, it is possible to improve the wettability and spread of the solder, and a mounted body having a good bonded state can be obtained.

図1は、従来の実装体の一例を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a conventional mounting body. 図2は、実装体の一例を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the mounting body. 図3は、上側の電極の断面積と、下側の電極の断面積との関係を説明するための断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the relationship between the cross-sectional area of the upper electrode and the cross-sectional area of the lower electrode. 図4は、一対の上側の電極と下側の電極について、上側の電極の断面積と、下側の電極の断面積との関係を説明するための平面図である。FIG. 4 is a plan view for explaining the relationship between the cross-sectional area of the upper electrode and the cross-sectional area of the lower electrode for the pair of the upper electrode and the lower electrode. 図5は、ウエハ上にアンダーフィルフィルムを貼り付ける工程の一例を模式的に示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view schematically showing an example of a process of attaching an underfill film on a wafer. 図6は、ウエハをダイシングする工程の一例を模式的に示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view schematically showing an example of a step of dicing a wafer. 図7は、半導体チップをピックアップする工程の一例を模式的に示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view schematically showing an example of a process of picking up a semiconductor chip. 図8は、搭載時の半導体チップと電子部品とを模式的に示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a semiconductor chip and an electronic component at the time of mounting. 図9は、アンダーフィル材の温度に対する粘度変化の一例を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing an example of a change in viscosity of the underfill material with respect to temperature. 図10は、アンダーフィル材の220℃における反応速度の一例を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing an example of the reaction rate of the underfill material at 220 ° C. 図11は、はんだの濡れ広がり量の評価方法を説明するための断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining a method of evaluating the amount of wet spread of the solder.

本技術に係る半導体装置の製造方法(以下、本製造方法)は、はんだ付き電極が形成され、この電極面にアンダーフィル材が貼り合わされた半導体チップを、はんだ付き電極と対向する対向電極が形成された電子部品に搭載する工程と、半導体チップと電子部品とを熱圧着する工程とを有する。また、本製造方法で使用するアンダーフィル材は、示差走査熱量計を用いた小沢法により算出された220℃での反応率が100%に到達する時間が30秒以上であり、最低溶融粘度が10Pa・s以上10000Pa・s未満である。そして、本製造方法は、熱圧着する工程において、各はんだ付き電極及び対向電極のうち、相対的に下側の電極の断面積が、相対的に上側の電極の断面積の80%以下となるようにする。 In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present technology (hereinafter referred to as the present manufacturing method), a soldered electrode is formed, and a counter electrode facing the soldered electrode is formed on a semiconductor chip in which an underfill material is bonded to the electrode surface. It includes a step of mounting on the electronic component and a step of heat-bonding the semiconductor chip and the electronic component. Further, the underfill material used in this production method has a reaction rate of reaching 100% at 220 ° C. calculated by the Ozawa method using a differential scanning calorimeter for 30 seconds or more, and has a minimum melt viscosity. It is 10 Pa · s or more and less than 10,000 Pa · s. In this manufacturing method, in the thermocompression bonding step, the cross-sectional area of the relatively lower electrode among the soldered electrodes and the counter electrode is 80% or less of the cross-sectional area of the relatively upper electrode. To do so.

従来の半導体装置の製造方法では、アンダーフィル材の物性のみを調整する傾向にあったため、硬化が進行したアンダーフィル材が、はんだの濡れ性を阻害してしまい、接合状態が良好な実装体を得るのが困難であった。一方、本製造方法では、アンダーフィル材の物性、並びに、半導体チップ及び電子部品の電極の断面積(バンプ形状)を特定の条件とすることにより、例えば図2に示すように、はんだ4の濡れ広がり、特に、下側の対向電極8へのはんだ4の濡れ広がりを良好にすることができ、接合状態が良好な(信頼性が高い)実装体を得ることができる。 In the conventional manufacturing method of semiconductor devices, there is a tendency to adjust only the physical properties of the underfill material, so that the underfill material that has been cured hinders the wettability of the solder, and a mounted body having a good bonded state can be obtained. It was difficult to obtain. On the other hand, in this manufacturing method, by setting the physical characteristics of the underfill material and the cross-sectional area (bump shape) of the electrodes of the semiconductor chip and the electronic component as specific conditions, for example, as shown in FIG. 2, the solder 4 gets wet. It is possible to improve the spread, in particular, the wet spread of the solder 4 to the lower counter electrode 8, and it is possible to obtain a mount having a good bonded state (high reliability).

まず、本製造方法で使用するアンダーフィル材は、示差走査熱量計を用いた小沢法により算出された220℃での反応率が100%に到達する時間が30秒以上である。反応率が100%に到達する時間が30秒以上であることにより、アンダーフィル材の硬化が、はんだの溶融前に開始するのを抑制できる。これにより、硬化の進んだアンダーフィル材が、はんだの濡れ性を阻害してしまうのを抑制でき、接合状態が良好な実装体を得ることができる。示差走査熱量計を用いた小沢法による反応率の算出方法は、次の通りである。先ず、サンプルについての等速昇温データよりピーク全体の熱量、ピーク温度及びピークトップまでの変化率を算出する。次に、昇温スピードの常用対数値を縦軸にとり、ピーク温度の逆数値を横軸にとることにより小沢プロットを作成し、サンプルについての活性化エネルギー、頻度因子、及び反応次数を求める。そして、活性エネルギー、頻度因子及び反応次数より反応予測図を作成することにより、所定温度での所定反応率に到達する時間を算出することができる。 First, the underfill material used in this production method has a reaction rate of 100% or more at 220 ° C. calculated by the Ozawa method using a differential scanning calorimeter for 30 seconds or more. When the reaction rate reaches 100% for 30 seconds or more, it is possible to prevent the underfill material from starting to cure before the solder melts. As a result, it is possible to prevent the cured underfill material from hindering the wettability of the solder, and it is possible to obtain a mounted body having a good bonded state. The method for calculating the reaction rate by the Ozawa method using a differential scanning calorimeter is as follows. First, the calorific value of the entire peak, the peak temperature, and the rate of change to the peak top are calculated from the constant velocity temperature rise data for the sample. Next, the Ozawa plot is created by taking the common logarithmic value of the temperature rise speed on the vertical axis and the inverse value of the peak temperature on the horizontal axis, and obtain the activation energy, pre-exponential factor, and reaction order for the sample. Then, by creating a reaction prediction diagram from the active energy, the frequency factor, and the reaction order, the time to reach the predetermined reaction rate at the predetermined temperature can be calculated.

次に、本製造方法で使用するアンダーフィル材は、最低溶融粘度が10Pa・s以上10000Pa・s未満であり、100Pa・s以上5000Pa・s以下が好ましい。アンダーフィル材の最低溶融粘度が10Pa・s以上10000Pa・s未満であることにより、熱圧着する工程において、はんだの濡れ広がりを良好にでき、接合状態が良好な実装体を得ることができる。 Next, the underfill material used in this production method preferably has a minimum melt viscosity of 10 Pa · s or more and less than 10000 Pa · s, and is preferably 100 Pa · s or more and 5000 Pa · s or less. When the minimum melt viscosity of the underfill material is 10 Pa · s or more and less than 10000 Pa · s, the wet spread of the solder can be improved in the thermocompression bonding step, and a mounted body having a good bonded state can be obtained.

さらに、本製造方法は、熱圧着する工程において、各はんだ付き電極及び対向電極のうち、相対的に下側の電極の断面積が、相対的に上側の電極の断面積の80%以下であり、30%以上80%以下であることが好ましい。相対的に上側の電極とは、例えば図2−4における電極3である。電極3の断面積とは、例えば図2中のA−A’断面、すなわち電極3の配列方向に沿った断面の面積をいう。相対的に下側の電極とは、例えば図2−4における対向電極8である。電極8の断面積とは、例えば図2中のB−B’断面、すなわち電極8の配列方向に沿った断面の面積をいう。図3(A)は、下側の対向電極8の断面積が、上側の電極3の断面積に対して100%の例である。図3(B)は、下側の対向電極8の断面積が、上側の電極3の断面積に対して80%の例である。図3(C)は、下側の対向電極8の断面積が、上側の電極3の断面積に対して50%の例である。図3(D)は、下側の対向電極8の断面積が、上側の電極3の断面積に対して30%の例である。図3(B)〜(D)に示すように、各電極3と対向電極8について、対向電極8の断面積が、対向電極8と対になる電極3の断面積に対して80%以下になるように設計することにより、熱圧着する工程において、はんだ4の濡れ広がりを良好にすることができ、接合状態が良好な実装体を得ることができる。 Further, in the present manufacturing method, in the thermocompression bonding step, the cross-sectional area of the relatively lower electrode among the soldered electrodes and the counter electrode is 80% or less of the cross-sectional area of the relatively upper electrode. , 30% or more and 80% or less is preferable. The relatively upper electrode is, for example, the electrode 3 in FIG. 2-4. The cross-sectional area of the electrode 3 means, for example, the area of the AA'cross section in FIG. 2, that is, the cross section along the arrangement direction of the electrodes 3. The relatively lower electrode is, for example, the counter electrode 8 in FIG. 2-4. The cross-sectional area of the electrode 8 means, for example, the area of the BB'cross section in FIG. 2, that is, the cross section along the arrangement direction of the electrodes 8. FIG. 3A is an example in which the cross-sectional area of the lower counter electrode 8 is 100% of the cross-sectional area of the upper electrode 3. FIG. 3B is an example in which the cross-sectional area of the lower counter electrode 8 is 80% of the cross-sectional area of the upper electrode 3. FIG. 3C shows an example in which the cross-sectional area of the lower counter electrode 8 is 50% of the cross-sectional area of the upper electrode 3. FIG. 3D shows an example in which the cross-sectional area of the lower counter electrode 8 is 30% of the cross-sectional area of the upper electrode 3. As shown in FIGS. 3B to 3D, for each electrode 3 and the counter electrode 8, the cross-sectional area of the counter electrode 8 is 80% or less of the cross-sectional area of the electrode 3 paired with the counter electrode 8. By designing the solder 4 so as to be such, in the process of thermocompression bonding, the wet spread of the solder 4 can be improved, and a mounted body having a good bonded state can be obtained.

下側の対向電極8の断面積は、特に限定されず、例えば2.5×10−5〜8.0×10−4mmとすることができる。 The cross-sectional area of the lower counter electrode 8 is not particularly limited, and may be, for example, 2.5 × 10 -5 to 8.0 × 10 -4 mm 2 .

以下、本製造方法の具体例を説明する。本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、アンダーフィルフィルム貼付工程(工程A)と、ダイシング工程(工程B)と、半導体チップ搭載工程(工程C)と、熱圧着工程(工程D)とを有する。 Hereinafter, specific examples of this manufacturing method will be described. The method for manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment includes an underfill film pasting step (step A), a dicing step (step B), a semiconductor chip mounting step (step C), and a thermocompression bonding step (step D). Has.

<アンダーフィルフィルム貼付工程(工程A)>
図5に示すように、工程Aでは、ウエハ9の直径よりも大きな直径を有するリング状又は枠状のフレームを有する治具11によりウエハ9を固定し、ウエハ9上にアンダーフィルフィルム10を貼り付ける。アンダーフィルフィルム10は、ウエハ9のダイシング時にウエハ9を保護・固定し、ピックアップ時に保持するダイシングテープとして機能する。なお、ウエハ9には多数のICが作り込まれ、ウエハ9の接着面には、スクライブラインによって区分される半導体チップ毎にはんだ付き電極が設けられている。
<Underfill film pasting process (process A)>
As shown in FIG. 5, in step A, the wafer 9 is fixed by a jig 11 having a ring-shaped or frame-shaped frame having a diameter larger than the diameter of the wafer 9, and the underfill film 10 is attached onto the wafer 9. wear. The underfill film 10 functions as a dicing tape that protects and fixes the wafer 9 during dicing of the wafer 9 and holds it during pickup. A large number of ICs are built in the wafer 9, and soldered electrodes are provided on the adhesive surface of the wafer 9 for each semiconductor chip classified by a scribe line.

半導体チップ1は、シリコンなどの半導体表面に集積回路が形成され、バンプと呼ばれる接続用のはんだ付き電極を有する。はんだ付き電極は、例えば図3に示すように、電極3上にはんだ4を接合したものである。はんだ付き電極は、電極3の厚みとはんだ4の厚みとを合計した厚みを有する。電極3は、例えば、銅、ニッケル、金等、はんだ接合可能な材料からなる。はんだ4としては、Sn−37Pb共晶はんだ(融点183℃)、Sn−Biはんだ(融点139℃)、Sn−3.5Ag(融点221℃)、Sn−3.0Ag−0.5Cu(融点217℃)、Sn−5.0Sb(融点240℃)などを用いることができる。 The semiconductor chip 1 has an integrated circuit formed on the surface of a semiconductor such as silicon, and has a soldered electrode for connection called a bump. The soldered electrode is, for example, as shown in FIG. 3, in which the solder 4 is bonded onto the electrode 3. The soldered electrode has a total thickness of the thickness of the electrode 3 and the thickness of the solder 4. The electrode 3 is made of a solder-bondable material such as copper, nickel, or gold. Examples of the solder 4 include Sn-37Pb eutectic solder (melting point 183 ° C.), Sn-Bi solder (melting point 139 ° C.), Sn-3.5Ag (melting point 221 ° C.), and Sn-3.0Ag-0.5Cu (melting point 217 ° C.). ° C.), Sn-5.0Sb (melting point 240 ° C.) and the like can be used.

アンダーフィルフィルム10は、例えば、エポキシ樹脂と、硬化剤と、アクリルポリマーとを含有する接着剤組成物からなる。また、アンダーフィル材10は、その他の成分として、硬化促進剤、無機フィラー、有機過酸化物、溶剤等をさらに含有してもよい。 The underfill film 10 comprises, for example, an adhesive composition containing an epoxy resin, a curing agent, and an acrylic polymer. Further, the underfill material 10 may further contain a curing accelerator, an inorganic filler, an organic peroxide, a solvent and the like as other components.

エポキシ樹脂としては、例えば、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、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、スピロ環型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、テルペン型エポキシ樹脂、テトラブロムビスフェノールA型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、α−ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂などを挙げることができる。これらのエポキシ樹脂は、1種を単独で用いても、2種類以上を組み合わせて用いても良い。アンダーフィル材中のエポキシ樹脂の含有量は、30〜50質量%が好ましい。 Examples of the epoxy resin include dicyclopentadiene type epoxy resin, glycidyl ether type epoxy resin, glycidylamine type epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, and spirocyclic epoxy resin. Naphthalene type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, terpen type epoxy resin, tetrabrombisphenol A type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, α-naphthol novolac type epoxy resin, brominated phenol novolac type epoxy resin And so on. These epoxy resins may be used alone or in combination of two or more. The content of the epoxy resin in the underfill material is preferably 30 to 50% by mass.

硬化剤(エポキシ樹脂硬化剤)は、フェノール類、イミダゾール類、酸無水物類、アミン類、ヒドラジド類、ポリメルカプタン類、ルイス酸−アミン錯体類などを用いることができる。これらの中でも、高い架橋密度が得られるフェノール化合物が好ましい。フェノール化合物としては、フェノールノボラック化合物、クレゾールノボラック化合物、芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂変性フェノール化合物、ジシクロペンタジエンフェノール付加型化合物、フェノールアラルキル化合物などが挙げられる。フェノール化合物の中でも、耐熱性の観点からフェノールノボラック化合物が好ましい。硬化剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。アンダーフィル材中の硬化剤の含有量は、1〜15質量%が好ましい。 As the curing agent (epoxy resin curing agent), phenols, imidazoles, acid anhydrides, amines, hydrazides, polymercaptans, Lewis acid-amine complexes and the like can be used. Among these, a phenol compound that can obtain a high crosslink density is preferable. Examples of the phenol compound include a phenol novolac compound, a cresol novolac compound, an aromatic hydrocarbon formaldehyde resin-modified phenol compound, a dicyclopentadienephenol-added compound, and a phenol aralkyl compound. Among the phenolic compounds, the phenol novolac compound is preferable from the viewpoint of heat resistance. The curing agent may be used alone or in combination of two or more. The content of the curing agent in the underfill material is preferably 1 to 15% by mass.

硬化促進剤としては、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾールなどのイミダゾ−ル類、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7塩(DBU塩)、2−(ジメチルアミノメチル)フェノールなどの第3級アミン類、トリフェニルホスフィンなどのホスフィン類、オクチル酸スズなどの金属化合物などが挙げられる。硬化促進剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。アンダーフィル材が硬化促進剤を含有する場合、アンダーフィル材中の硬化促進剤の含有量は、0.5〜1.5質量%が好ましい。 Examples of the curing accelerator include imidazoles such as 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, and 2-ethyl-4-methylimidazole, and 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7 salt (DBU salt). ), Tertiary amines such as 2- (dimethylaminomethyl) phenol, phosphines such as triphenylphosphine, metal compounds such as tin octylate, and the like. The curing accelerator may be used alone or in combination of two or more. When the underfill material contains a curing accelerator, the content of the curing accelerator in the underfill material is preferably 0.5 to 1.5% by mass.

アクリルポリマーは、接続性等の観点から、エポキシ基及びアミド基を有するアクリルゴムポリマーが好ましい。アクリルポリマーの重量平均分子量の下限値は、例えば、5.0×10以上が好ましく、1.0×10以上がより好ましい。また、アクリルポリマーの重量平均分子量の上限値は、例えば、10以下が好ましく、7.0×10以下がより好ましい。アクリルポリマーは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。アンダーフィル材中のアクリルポリマーの含有量は、30〜60質量%が好ましい。 The acrylic polymer is preferably an acrylic rubber polymer having an epoxy group and an amide group from the viewpoint of connectivity and the like. The lower limit of the weight average molecular weight of the acrylic polymer, for example, preferably 5.0 × 10 3 or more, more preferably 1.0 × 10 4 or more. The upper limit of the weight average molecular weight of the acrylic polymer, for example, preferably 10 6 or less, more preferably 7.0 × 10 5 or less. One type of acrylic polymer may be used alone, or two or more types may be used in combination. The content of the acrylic polymer in the underfill material is preferably 30 to 60% by mass.

無機フィラーは、必要に応じて、圧着時における樹脂層の流動性を調整する目的で用いられる。無機フィラーは、シリカ、タルク、酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム等を用いることができる。無機フィラーは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。アンダーフィル材が無機フィラーを含有する場合、アンダーフィル材中の無機フィラーの含有量は、10〜30質量%が好ましい。 The inorganic filler is used for the purpose of adjusting the fluidity of the resin layer at the time of crimping, if necessary. As the inorganic filler, silica, talc, titanium oxide, calcium carbonate, magnesium oxide and the like can be used. The inorganic filler may be used alone or in combination of two or more. When the underfill material contains an inorganic filler, the content of the inorganic filler in the underfill material is preferably 10 to 30% by mass.

アンダーフィルフィルムは、例えば、上述した接着剤組成物を調製し、バーコーターを用いて、アンダーフィル材を剥離処理された基材上に塗布し、乾燥させることにより得られる。 The underfill film can be obtained, for example, by preparing the above-mentioned adhesive composition, applying the underfill material on the peeled base material using a bar coater, and drying the underfill film.

<ダイシング工程(工程B)>
工程Bでは、アンダーフィルフィルムが貼り付けられたウエハをダイシングする。例えば図6に示すように、ブレード12をスクライブラインに沿って押圧してウエハ9を切削し、個々の半導体チップに分割(個片化)する。そして、各アンダーフィルフィルム付き半導体チップ1は、例えば図7に示すように、アンダーフィルフィルム10に保持されてピックアップされる。
<Dicing process (process B)>
In step B, the wafer to which the underfill film is attached is diced. For example, as shown in FIG. 6, the blade 12 is pressed along the scribe line to cut the wafer 9, and the wafer 9 is divided (individualized) into individual semiconductor chips. Then, each semiconductor chip 1 with an underfill film is held by the underfill film 10 and picked up, as shown in FIG. 7, for example.

<半導体チップ搭載工程(工程C)>
工程Cでは、図8に示すように、アンダーフィルフィルム付き半導体チップ1と電子部品6とをアンダーフィルフィルム10を介して配置する。また、アンダーフィルフィルム付き半導体チップ1のはんだ付き電極3と、電子部品6の対向電極8とが対向するように位置合わせして配置する。そして、加熱ボンダーによって、アンダーフィルフィルム10に流動性は生じるが、本硬化は生じない程度の所定の温度、圧力、時間の条件で加熱押圧することにより、半導体チップ1を電子部品6に搭載する。半導体チップ1を電子部品6に搭載することにより、はんだ付き電極3が溶融せずに電子部品6側の対向電極8と接している状態とすることができ、アンダーフィルフィルム10が完全硬化していない状態とすることができる。
<Semiconductor chip mounting process (process C)>
In step C, as shown in FIG. 8, the semiconductor chip 1 with an underfill film and the electronic component 6 are arranged via the underfill film 10. Further, the soldered electrode 3 of the semiconductor chip 1 with an underfill film and the counter electrode 8 of the electronic component 6 are aligned and arranged so as to face each other. Then, the semiconductor chip 1 is mounted on the electronic component 6 by heating and pressing the underfill film 10 under the conditions of a predetermined temperature, pressure, and time so that the underfill film 10 is fluidized by the heating bonder but the main curing does not occur. .. By mounting the semiconductor chip 1 on the electronic component 6, the soldered electrode 3 can be brought into contact with the counter electrode 8 on the electronic component 6 side without melting, and the underfill film 10 is completely cured. It can be in a non-existent state.

電子部品6は、例えばリジット基板、フレキシブル基板などの基材7に回路が形成されている。また、半導体チップ1が搭載される実装部には、半導体チップ1のはんだ付き電極3と対向する位置に所定の厚みを有する対向電極8が形成されている。 The electronic component 6 has a circuit formed on a base material 7 such as a rigid substrate or a flexible substrate. Further, in the mounting portion on which the semiconductor chip 1 is mounted, a counter electrode 8 having a predetermined thickness is formed at a position facing the soldered electrode 3 of the semiconductor chip 1.

搭載時の温度条件は、例えば30℃以上155℃以下とすることができる。このように低い温度条件とすることにより、ボイドの発生を抑制し、半導体チップ1へのダメージを低減できる。圧力条件は、例えば50N以下とすることができる。時間条件は、例えば0.1秒以上10秒以下とすることができ、0.1秒以上1.0秒以下とすることもできる。 The temperature condition at the time of mounting can be, for example, 30 ° C. or higher and 155 ° C. or lower. By setting the temperature condition to such a low temperature, the generation of voids can be suppressed and the damage to the semiconductor chip 1 can be reduced. The pressure condition can be, for example, 50 N or less. The time condition can be, for example, 0.1 seconds or more and 10 seconds or less, or 0.1 seconds or more and 1.0 seconds or less.

<熱圧着工程(工程D)>
工程Dでは、半導体チップと電子部品とを熱圧着する。熱圧着により、はんだ付き電極のはんだを溶融させて金属結合を形成させるとともに、アンダーフィルフィルムを完全硬化させる。これにより、例えば図2に示すように、半導体チップ1の電極3と、電子部品6の対向電極8とを電気的、機械的に接続させることができる。
<Thermocompression bonding process (process D)>
In step D, the semiconductor chip and the electronic component are thermocompression bonded. By thermocompression bonding, the solder of the soldered electrode is melted to form a metal bond, and the underfill film is completely cured. Thereby, for example, as shown in FIG. 2, the electrode 3 of the semiconductor chip 1 and the counter electrode 8 of the electronic component 6 can be electrically and mechanically connected.

工程Dでは、熱圧着条件として、例えば、第1の温度から第2の温度まで所定の昇温速度で昇温させるボンディング条件を採用することができる。第1の温度は、アンダーフィルフィルムの最低溶融粘度到達温度と略同一であることが好ましく、50℃以上150℃以下であることが好ましい。これによりアンダーフィルフィルムの硬化挙動をボンディング条件により合致させることができ、ボイドの発生を抑制できる。また、昇温速度は、50℃/sec以上150℃/sec以下であることが好ましい。また、第2の温度は、はんだの種類にもよるが、200℃以上280℃以下であることが好ましく、220℃以上260℃以下がより好ましい。 In the step D, as the thermocompression bonding condition, for example, a bonding condition for raising the temperature from the first temperature to the second temperature at a predetermined heating rate can be adopted. The first temperature is preferably substantially the same as the temperature at which the minimum melt viscosity of the underfill film is reached, and is preferably 50 ° C. or higher and 150 ° C. or lower. As a result, the curing behavior of the underfill film can be matched with the bonding conditions, and the generation of voids can be suppressed. The rate of temperature rise is preferably 50 ° C./sec or more and 150 ° C./sec or less. The second temperature is preferably 200 ° C. or higher and 280 ° C. or lower, and more preferably 220 ° C. or higher and 260 ° C. or lower, although it depends on the type of solder.

以上のように、本製造方法では、アンダーフィル材として、示差走査熱量計を用いた小沢法により算出された220℃での反応率が100%に到達する時間が30秒以上であり、最低溶融粘度が10Pa・s以上10000Pa・s未満のアンダーフィル材を用いるとともに、熱圧着する工程において、各はんだ付き電極及び対向電極のうち、相対的に下側の電極の断面積が、相対的に上側の電極の断面積の80%以下となるようにすることにより、はんだの濡れ広がりを良好にすることができ、接合状態が良好な実装体、すなわち信頼性が高い実装体が得られる。 As described above, in this production method, the reaction rate at 220 ° C. calculated by the Ozawa method using a differential scanning calorimeter as the underfill material reaches 100% in 30 seconds or more, and the minimum melting is achieved. In the process of using an underfill material having a viscosity of 10 Pa · s or more and less than 10000 Pa · s and thermocompression bonding, the cross-sectional area of the relatively lower electrode of each soldered electrode and counter electrode is relatively upper. By setting the cross-sectional area of the electrode to 80% or less of the above, the wett spread of the solder can be improved, and a mounting body having a good bonding state, that is, a highly reliable mounting body can be obtained.

以下、本技術の実施例について説明する。なお、本技術は、これらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, examples of the present technology will be described. The present technology is not limited to these examples.

アンダーフィルフィルムの作製、アンダーフィルフィルムの溶融粘度の測定、アンダーフィルフィルムの220℃での反応率が100%に到達する時間の算出、実装体の作製、及び、はんだの濡れ広がり量の評価は、次のようにした。 Preparation of underfill film, measurement of melt viscosity of underfill film, calculation of time for the reaction rate of underfill film to reach 100% at 220 ° C, preparation of mount, and evaluation of wet spread amount of solder , I did the following.

[アンダーフィルフィルムの作製]
アンダーフィルフィルムとして、次のフィルムA〜Fを作製した。フィルムAは、最低溶融粘度が100Pa・sであり、220℃での100%硬化時間が100秒である。フィルムBは、最低溶融粘度が5000Pa・sであり、220℃での100%硬化時間が100秒である。フィルムCは、最低溶融粘度が10000Pa・sであり、220℃での100%硬化時間が100秒である。フィルムDは、最低溶融粘度が100Pa・sであり、220℃での100%硬化時間が30秒である。フィルムEは、最低溶融粘度が5000Pa・sであり、220℃での100%硬化時間が30秒である。フィルムFは、最低溶融粘度が100Pa・sであり、220℃での100%硬化時間が25秒である。
[Preparation of underfill film]
The following films A to F were produced as underfill films. The film A has a minimum melt viscosity of 100 Pa · s and a 100% curing time at 220 ° C. for 100 seconds. Film B has a minimum melt viscosity of 5000 Pa · s and a 100% curing time at 220 ° C. for 100 seconds. The film C has a minimum melt viscosity of 10000 Pa · s and a 100% curing time at 220 ° C. for 100 seconds. The film D has a minimum melt viscosity of 100 Pa · s and a 100% curing time at 220 ° C. of 30 seconds. The film E has a minimum melt viscosity of 5000 Pa · s and a 100% curing time at 220 ° C. of 30 seconds. The film F has a minimum melt viscosity of 100 Pa · s and a 100% curing time at 220 ° C. of 25 seconds.

[溶融粘度]
アンダーフィルフィルムの最低溶融粘度及び最低溶融粘度到達温度は、レオメータ(TA社製ARES)を用いて、5℃/min、1Hzの条件で測定した。結果を図9に示す。図9中、グラフAはフィルムCの結果であり、グラフBはフィルムA,D,Fの結果であり、グラフCはフィルムB,Eの結果である。
[Melting viscosity]
The minimum melt viscosity and the minimum melt viscosity reached temperature of the underfill film were measured using a rheometer (ARES manufactured by TA) under the conditions of 5 ° C./min and 1 Hz. The results are shown in FIG. In FIG. 9, graph A is the result of film C, graph B is the result of films A, D, and F, and graph C is the result of films B and E.

[220℃での反応率が100%に到達する時間の算出]
アンダーフィルフィルムについて、220℃での反応率が100%に到達する時間の算出は、以下の手順により算出した。
(1):示差走査熱量計(DSC)を使用して、同装置に添付されているDSC小沢法ソフトウエアのマニュアルの記述に従い、各試料についての等速昇温データ(昇温スピード5℃/min,10℃/min,20℃/min)よりピーク全体の熱量、ピーク温度、及びピークトップまでの変化率を求めた。変化率は、ピーク温度までの熱量をピーク全体の熱量で除した値である。
(2):昇温スピードの常用対数値を縦軸にとり、ピーク温度の逆数値を横軸にとることにより小沢プロットを作成後、各試料についての活性化エネルギー、頻度因子、反応次数を求めた。
(3):(2)で求めた活性エネルギー、頻度因子及び反応次数より反応予測図を作成し、この反応予測図から220℃での100%の反応率に到達する時間を算出した。結果を図10に示す。図10中、グラフAは、フィルムFの結果であり、グラフBは、フィルムD,Eの結果であり、グラフCはフィルムA〜Cの結果である。
[Calculation of time for the reaction rate to reach 100% at 220 ° C]
For the underfill film, the time required for the reaction rate to reach 100% at 220 ° C. was calculated by the following procedure.
(1): Using a differential scanning calorimeter (DSC), according to the description in the manual of the DSC Ozawa method software attached to the device, constant velocity temperature rise data (heating speed 5 ° C./ From min, 10 ° C./min, 20 ° C./min), the calorific value of the entire peak, the peak temperature, and the rate of change to the peak top were determined. The rate of change is the value obtained by dividing the amount of heat up to the peak temperature by the amount of heat of the entire peak.
(2): After creating an Ozawa plot by taking the common logarithmic value of the temperature rise speed on the vertical axis and the inverse value of the peak temperature on the horizontal axis, the activation energy, pre-exponential factor, and reaction order for each sample were obtained. ..
(3): A reaction prediction diagram was created from the active energy, frequency factor, and reaction order obtained in (2), and the time required to reach 100% reaction rate at 220 ° C. was calculated from this reaction prediction diagram. The results are shown in FIG. In FIG. 10, graph A is the result of film F, graph B is the result of films D and E, and graph C is the result of films A to C.

[実験例1]
[実装体の作製]
実験例1では、アンダーフィルフィルムとしてフィルムAを用いた。このアンダーフィルフィルムをウエハ上にプレス機にて、50℃、0.5MPaの条件で貼り合わせ、ダンシングしてはんだ付き電極を有するICチップを得た。
[Experimental Example 1]
[Preparation of mounting body]
In Experimental Example 1, film A was used as the underfill film. This underfill film was bonded onto a wafer with a press machine under the conditions of 50 ° C. and 0.5 MPa, and danced to obtain an IC chip having a soldered electrode.

ICチップは、その大きさが6mm×6mm、厚み200μmであり、厚み10μmのCuからなる電極(Cuポスト)の先端に厚み10μmのはんだ(Sn−3.5Ag、融点221℃)が形成されたペリフェラル配置のバンプ(バンプ数:384ピン、ピッチ幅:75μm)を有するものであった。 The IC chip has a size of 6 mm × 6 mm and a thickness of 200 μm, and a solder (Sn-3.5 Ag, melting point 221 ° C.) having a thickness of 10 μm is formed at the tip of an electrode (Cu post) made of Cu having a thickness of 10 μm. It had peripherally arranged bumps (number of bumps: 384 pins, pitch width: 75 μm).

このICチップに対向するIC基板は、同様に、その大きさが8mm×8mm、厚み100μmであり、厚み10μmのCuからなる電極(Cuポスト)に厚み2μmのNi/Auめっきが施されたペリフェラル配置のバンプ(バンプ数:384ピン)を有するものであった。なお、IC基板のバンプの断面積と、ICチップのバンプの断面積との関係(下バンプ断面積/上バンプ断面積)は、表1に示すように、30%、50%、80%または100%となるようにした。 Similarly, the IC substrate facing the IC chip has a size of 8 mm × 8 mm and a thickness of 100 μm, and a peripheral having a thickness of 2 μm Ni / Au plated on an electrode (Cu post) made of Cu having a thickness of 10 μm. It had an arrangement of bumps (number of bumps: 384 pins). As shown in Table 1, the relationship between the cross-sectional area of the bumps on the IC substrate and the cross-sectional area of the bumps on the IC chip (lower bump cross-sectional area / upper bump cross-sectional area) is 30%, 50%, 80% or It was set to 100%.

次に、フリップチップボンダーを用いて、60℃、0.5秒、30Nの条件でIC基板上にICチップを搭載した。 Next, the IC chip was mounted on the IC substrate under the conditions of 60 ° C., 0.5 seconds, and 30 N using a flip chip bonder.

次に、フリップチップボンダーを用いて、10秒間に60℃から250℃まで温度を上げて熱圧着した(30N)。さらに、150℃、2時間の条件でキュアし、実装体を得た。なお、フリップチップボンダー使用時における温度は、熱電対によりサンプルの実温を測定した。 Next, using a flip-chip bonder, the temperature was raised from 60 ° C. to 250 ° C. for 10 seconds and thermocompression bonding was performed (30N). Further, it was cured under the conditions of 150 ° C. for 2 hours to obtain a mounted body. As for the temperature when the flip chip bonder was used, the actual temperature of the sample was measured by a thermocouple.

[はんだの濡れ広がり量の評価]
IC基板上にICチップを接合後、実装体の断面観察を行い、下側のバンプへのはんだの濡れ広がり状態を確認した。例えば図11(A)に示すように下側のバンプ(対向電極8)にはんだ4が全く濡れ広がっていないときを「濡れ広がり量0%」と評価した。また、例えば図11(B)に示すように下側のバンプ(対向電極8)の高さ方向の25%にはんだ4が濡れ広がっているときを「濡れ広がり量25%」と評価した。また、例えば図11(C)に示すように下側のバンプ(対向電極8)の高さ方向の50%にはんだ4が濡れ広がっているときを「濡れ広がり量50%」と評価した。また、例えば図11(D)に示すように下側のバンプ(対向電極8)の高さ方向の75%にはんだ4が濡れ広がっているときを「濡れ広がり量75%」と評価した。そして、下側のバンプの高さ方向全てにはんだが濡れ広がっているときを「濡れ広がり量100%」と評価した。なお、高信頼性を得るためには、下側のバンプへのはんだの濡れ広がり量が25%以上であることが好ましい。そのため、濡れ広がり量25%以上のときをOKと評価し、それ以外のときをNGと評価した。結果を下記表1に示す。
[Evaluation of the amount of wet spread of solder]
After joining the IC chip on the IC substrate, the cross section of the mounting body was observed, and the wet and spread state of the solder on the lower bump was confirmed. For example, as shown in FIG. 11A, when the solder 4 did not spread on the lower bump (opposite electrode 8) at all, it was evaluated as “wetting spread amount 0%”. Further, for example, as shown in FIG. 11B, when the solder 4 is wet and spread 25% in the height direction of the lower bump (opposite electrode 8), it is evaluated as "wet spread amount 25%". Further, for example, as shown in FIG. 11C, when the solder 4 is wet and spread in 50% of the lower bump (opposite electrode 8) in the height direction, it is evaluated as "wet spread amount 50%". Further, for example, as shown in FIG. 11D, when the solder 4 is wet and spread in 75% of the lower bump (opposite electrode 8) in the height direction, it is evaluated as "wetting spread amount 75%". Then, when the solder was wet and spread in all the height directions of the lower bumps, it was evaluated as "wet spread amount 100%". In order to obtain high reliability, it is preferable that the amount of wet spread of the solder on the lower bump is 25% or more. Therefore, when the wet spread amount was 25% or more, it was evaluated as OK, and when it was not, it was evaluated as NG. The results are shown in Table 1 below.

[実験例2]
実験例2では、実装体の作製において、アンダーフィルフィルムとしてフィルムBを用いたこと以外は、実験例1と同様に行った。
[Experimental Example 2]
In Experimental Example 2, the same procedure as in Experimental Example 1 was carried out except that the film B was used as the underfill film in the preparation of the mounting body.

[実験例3]
実験例3では、実装体の作製において、アンダーフィルフィルムとしてフィルムCを用いたこと以外は、実験例1と同様に行った。
[Experimental Example 3]
In Experimental Example 3, the same procedure as in Experimental Example 1 was carried out except that the film C was used as the underfill film in the preparation of the mounting body.

[実験例4]
実験例4では、実装体の作製において、アンダーフィルフィルムとしてフィルムDを用いたこと以外は、実験例1と同様に行った。
[Experimental Example 4]
In Experimental Example 4, the same procedure as in Experimental Example 1 was carried out except that the film D was used as the underfill film in the preparation of the mounting body.

[実験例5]
実験例5では、実装体の作製において、アンダーフィルフィルムとしてフィルムEを用いたこと以外は、実験例1と同様に行った。
[Experimental Example 5]
In Experimental Example 5, the same procedure as in Experimental Example 1 was carried out except that the film E was used as the underfill film in the preparation of the mounting body.

[実験例6]
実験例6では、実装体の作製において、アンダーフィルフィルムとしてフィルムFを用いたこと以外は、実験例1と同様に行った。
[Experimental Example 6]
In Experimental Example 6, the same procedure as in Experimental Example 1 was carried out except that the film F was used as the underfill film in the preparation of the mounting body.

Figure 2021034666
Figure 2021034666

実験例1,2,4,5のように、示差走査熱量計を用いた小沢法により算出された220℃での反応率が100%に到達する時間が30秒以上であり、最低溶融粘度が10Pa・s以上10000Pa・s未満のアンダーフィルフィルム(熱硬化性接着剤)を用いるとともに、各はんだ付き電極及び対向電極のうち、相対的に下側の電極の断面積が、相対的に上側の電極の断面積の80%以下となるようにすることにより、下側の電極へのはんだの濡れ広がり量を25%以上とすることができ、接合状態が良好な実装体が得られることが分かった。 As in Experimental Examples 1, 2, 4, and 5, the time required for the reaction rate to reach 100% at 220 ° C. calculated by the Ozawa method using a differential scanning calorimeter is 30 seconds or more, and the minimum melt viscosity is An underfill film (heat-curable adhesive) of 10 Pa · s or more and less than 10000 Pa · s is used, and the cross-sectional area of the relatively lower electrode of each soldered electrode and counter electrode is relatively upper. It was found that the amount of wet spread of the solder to the lower electrode can be 25% or more by making it 80% or less of the cross-sectional area of the electrode, and a mounted body with a good bonded state can be obtained. It was.

一方、実験例3のように最低溶融粘度が10000Pa・s以上のアンダーフィルフィルムを用いた場合や、実験例6のように220℃での100%硬化時間が30秒未満のアンダーフィルフィルムを用いた場合、下バンプへのはんだの濡れ広がり量を25%以上とすることができず、接合状態が良好な実装体を得るのが困難であることが分かった。実験例6では、220℃での100%硬化時間が30秒未満のアンダーフィルフィルムを用いたため、上バンプと下バンプとの間で硬化が進行したアンダーフィルフィルムの排除が不安定となり、下バンプへのはんだの濡れ広がり量が25%未満となったと考えられる。 On the other hand, when an underfill film having a minimum melt viscosity of 10,000 Pa · s or more is used as in Experimental Example 3, or an underfill film having a 100% curing time at 220 ° C. of less than 30 seconds is used as in Experimental Example 6. If so, it was found that the amount of wet spread of the solder on the lower bump could not be 25% or more, and it was difficult to obtain a mounted body having a good bonded state. In Experimental Example 6, since an underfill film having a 100% curing time of less than 30 seconds at 220 ° C. was used, the removal of the underfill film in which curing had progressed between the upper bump and the lower bump became unstable, and the lower bump became unstable. It is considered that the amount of wet spread of the solder to the solder was less than 25%.

1 半導体チップ、2 半導体、3 電極、4 はんだ、5 硬化が進行したアンダーフィル材、6 電子部品、7 基材、8 対向電極、9 ウエハ、10 アンダーフィルフィルム、11 治具、12 ブレード、100 半導体チップ、101 半導体、102 電極、103 はんだ、104 アンダーフィル材、105 基材、106 電極 1 semiconductor chip, 2 semiconductors, 3 electrodes, 4 solders, 5 cured underfill materials, 6 electronic components, 7 base materials, 8 counter electrodes, 9 wafers, 10 underfill films, 11 jigs, 12 blades, 100 Semiconductor chip, 101 semiconductor, 102 electrode, 103 solder, 104 underfill material, 105 base material, 106 electrode

Claims (5)

はんだ付き電極が形成され、該電極面にアンダーフィル材が貼り合わされた半導体チップを、上記はんだ付き電極と対向する対向電極が形成された電子部品に搭載する工程と、
上記半導体チップと上記電子部品とを熱圧着する工程とを有し、
上記アンダーフィル材は、示差走査熱量計を用いた小沢法により算出された220℃での反応率が100%に到達する時間が30秒以上であり、最低溶融粘度が10Pa・s以上10000Pa・s未満であり、
上記熱圧着する工程において、各上記はんだ付き電極及び上記対向電極のうち、相対的に下側の電極の断面積が、相対的に上側の電極の断面積の80%以下である、半導体装置の製造方法。
A step of mounting a semiconductor chip in which a soldered electrode is formed and an underfill material is bonded to the electrode surface on an electronic component in which a counter electrode facing the soldered electrode is formed.
It has a process of thermocompression bonding the semiconductor chip and the electronic component.
The underfill material has a reaction rate of 30 seconds or more at 220 ° C. calculated by the Ozawa method using a differential scanning calorimeter, and has a minimum melt viscosity of 10 Pa · s or more and 10000 Pa · s. Is less than
In the thermocompression bonding step, the cross-sectional area of the relatively lower electrode among the soldered electrode and the counter electrode is 80% or less of the cross-sectional area of the relatively upper electrode of the semiconductor device. Production method.
上記アンダーフィル材は、エポキシ樹脂と、硬化剤と、アクリルポリマーとを含有する、請求項1記載の半導体装置の製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the underfill material contains an epoxy resin, a curing agent, and an acrylic polymer. 上記半導体チップを上記電子部品に搭載する工程において、上記下側の電極の断面積が、上記上側の電極の断面積の30%以上80%以下である、請求項1又は2記載の半導体装置の製造方法。 The semiconductor device according to claim 1 or 2, wherein in the step of mounting the semiconductor chip on the electronic component, the cross-sectional area of the lower electrode is 30% or more and 80% or less of the cross-sectional area of the upper electrode. Production method. 上記アンダーフィル材は、最低溶融粘度が100〜5000Pa・sである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 3, wherein the underfill material has a minimum melt viscosity of 100 to 5000 Pa · s. 上記アンダーフィル材は、示差走査熱量計を用いた小沢法により算出された220℃での反応率が100%に到達する時間が30秒以上100秒以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 The underfill material is any one of claims 1 to 4, wherein the reaction rate at 220 ° C. calculated by the Ozawa method using a differential scanning calorimeter is 30 seconds or more and 100 seconds or less. The method for manufacturing a semiconductor device according to item 1.
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