JP5092519B2 - フリップチップ型半導体装置用アンダーフィル組成物、ならびにそれを用いたフリップチップ型半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
エポキシ樹脂と、
マイクロカプセル化樹脂硬化剤と、
鋭角形状を有する無機材質フィラーと、
を含むことを特徴とする。
前記のフリップチップ型半導体装置用アンダーフィル組成物を用いて半導体素子と基板とが接合されていることを特徴とする。
主面に複数の電極を有する基板の該電極を含む領域を、前記請求項1ないし3のいずれかに記載のアンダーフィル組成物を用いて覆う工程と、
複数のバンプを有する半導体素子を、該バンプと前記電極とが対峙するように位置合わせする工程と、
室温下において、前記バンプと前記電極とを相互に押圧と超音波印加とを行って接合する工程と、
を含むことを特徴とする。
(1)アンダーフィル組成物の作製
図1に、作製した、容器中のアンダーフィル組成物の模式的なイメージ図を示す。アンダーフィル組成物1は、液状エポキシ樹脂組成物であって、室温で液状タイプのエポキシ樹脂(エポキシ主剤2)としてビスフェノールF型エポキシ樹脂(商品名:EXA830LVP、大日本インキ化学工業製)、上記エポシシ樹脂の、室温で硬化反応を行う硬化剤として、マイクロカプセル化された樹脂硬化剤(マイクロカプセル型硬化剤3)を用い、具体的には、イミダゾールをコアとしたマイクロカプセル型硬化剤(商品名:HX−3721、旭化成ケミカルズ製)を用いた。さらに、各組成成分の結合性向上のためのカップリング剤4として、シラン系カップリング剤(商品名:KBM403、信越化学製)を用い、フィラー5として、球状フィラー51の球状アルミナ粉末(商品名:AO802、アドマテックス製)と、固形アルミナを破砕して作製した破砕アルミナからなる破砕フィラー52を用いた。
図2に、上記のように作製したアンダーフィラー組成物1を用いてフリップチップ接合の評価をするための、回路基板6とバンプ形成半導体チップ9を示す。図中基板7は、縦12mm、横12mm、厚さ0.35mmのトリアジン系樹脂(商品名:BTレジン、三菱瓦斯化学製)からなり、その上に、金からなる電極8を、電極径35μm、電極ピッチ50μmで400個作製したものを用いた。
そして、図2に示すように、上記のように作製したアンダーフィル組成物1(6mg)を回路基板6の電極7を含む領域に塗布する。次に。回路基板6とバンプ搭載半導体チップの各電極―各バンプとが接するようにフェイスダウンの状態で位置合わせ行う。
表1に示した各サンプルナンバーのアンダーフィラー組成物を用いて、それぞれ15個の評価用フリップチチップ接合試料を作製し、各試料における接続点における接合性を評価するために、導通試験を実施した。試験は次の2種の条件下で行った。
(a)アフターベーク後の初期導通試験;
各試料のすべて接続点で低抵抗にて導通している試料を良品とし、高抵抗接続点を有
する試料は不良品とする。
(b)−55〜125℃での温度サイクル試験;
初期導通試験をパスした試料に対して、−55℃・30分間冷却→室温・10分間放
置→125℃・30分加熱、の工程を1サイクルとし、これを計500サイクル繰り
返した後、温度サイクル前後での各接続点における抵抗上昇が10%以下であった試
料を良品、それ以上となった接続点を有する試料を不良品とする。
(付記1)
エポキシ樹脂と、
マイクロカプセル化樹脂硬化剤と、
鋭角形状を有する無機材質フィラーと、
を含むことを特徴とするフリップチップ型半導体装置用アンダーフィル組成物。
(付記2)
前記マイクロカプセル化樹脂硬化剤は、室温において硬化作用を有することを特徴とする付記1記載のフリップチップ型半導体装置用アンダーフィル組成物。
(付記3)
さらに、球状無機材質フィラーを含むことを特徴とする付記1または2記載のフリップチップ型半導体装置用アンダーフィル組成物。
(付記4)
前記鋭角形状を有する無機材質フィラーの、前記球状無機材質フィラーと併せて構成するフィラー中での重量混合割合は、30%以上であることを特徴とする付記3記載のフリップチップ型半導体装置用アンダーフィル組成物。
(付記5)
前記無機材質フィラーは、アルミナ粉末あるいはシリカ粉末であることを特徴とする付記1ないし4のいずれかに記載のフリップチップ型半導体装置用アンダーフィル組成物。
(付記6)
さらに、カップリング材を含むことを特徴とする付記1ないし5のいずれかに記載のフリップチップ型半導体装置用アンダーフィル組成物。
(付記7)
付記1ないし6のいずれかに記載のフリップチップ型半導体装置用アンダーフィル組成物を用いて半導体素子と基板とが接合されていることを特徴とするフリップチップ型半導体装置。
(付記8)
主面に複数の電極を有する基板の該電極を含む領域を、前記付記1ないし6のいずれかに記載のアンダーフィル組成物を用いて覆う工程と、
複数のバンプを有する半導体素子を、該バンプと前記電極とが対峙するように位置合わせする工程と、
室温下において、前記バンプと前記電極とを相互に押圧と超音波印加とを行って接合する工程と、
を含むことを特徴とするフリップチップ型半導体装置の製造方法。
(付記9)
さらに、高温ベーキング工程を含むことを特徴とする付記8記載のフリップチップ型半導体装置の製造方法。
2 エポキシ主剤
3 マイクロカプセル型硬化剤
4 カップリング剤
5 フィラー
51 球状フィラー
52 破砕フィラー
6、103 回路基板
7、101 基板
8、102 電極
9、106 バンプ形成半導体チップ
10、104 半導体チップ
11、105 バンプ
12 半導体チップ用基台
Claims (4)
- 主面に複数の電極を有する基板の該電極を含む領域を、エポキシ樹脂と、室温において硬化作用を有するマイクロカプセル化樹脂硬化剤と、鋭角形状を有する無機材質フィラーと、球状の無機材質フィラーとを含むアンダーフィル組成物を用いて覆う工程と、
複数のバンプを有する半導体素子を、該バンプと前記電極とが対峙するように位置合わせする工程と、 室温下において、前記バンプと前記電極との間に前記アンダーフィル組成物を挟み、該バンプと該電極とを押圧し、超音波印加を行って接合する工程と
を有することを特徴とするフリップチップ型半導体装置の製造方法。 - 前記アンダーフィル組成物は、前記鋭角形状を有する無機材質フィラーの、前記球状の無機材質フィラーと併せて構成するフィラー中での重量混合割合は、30%以上である
ことを特徴とする請求項1記載のフリップチップ型半導体装置の製造方法。 - 前記無機材質フィラーは、アルミナ粉末あるいはシリカ粉末である
ことを特徴とする請求項1または請求項2のいずれか1項に記載のフリップチップ型半導体装置の製造方法。 - 前記アンダーフィル組成物は、さらに、カップリング材を含む
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のフリップチップ型半導体装置の製造方法。
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