JP5471163B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

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Description

本発明は、半導体装置の製造方法、半導体装置及び電子部品に関する。   The present invention relates to a semiconductor device manufacturing method, a semiconductor device, and an electronic component.

近年、電子機器の高機能化及び小型化の要求に伴い、半導体集積回路の高密度実装技術の開発が進められている。そのような実装技術の一つとして、半導体チップ上に他の半導体チップをフェイスダウンで搭載するチップオンチップ型のシステムインパッケージ(SiP)がある。この構造は、パッケージの薄型化を図ることができ、電気的接続の信頼性の点で優れていることから着目されている。
チップオンチップ型SiPにおいて、通常半導体チップ間の接続は微細なバンプを介したフリップチップ方式で行う。この際、電気的接続強度及び機械的接続強度を確保するため半導体チップ間には封止樹脂を注入する(アンダーフィル封止)。
In recent years, development of high-density mounting technology for semiconductor integrated circuits has been promoted in response to demands for higher functionality and miniaturization of electronic devices. One such mounting technique is a chip-on-chip system in package (SiP) in which another semiconductor chip is mounted face down on a semiconductor chip. This structure has attracted attention because it can reduce the thickness of the package and is excellent in the reliability of electrical connection.
In the chip-on-chip type SiP, the connection between the semiconductor chips is usually performed by a flip chip method through fine bumps. At this time, a sealing resin is injected between the semiconductor chips to ensure electrical connection strength and mechanical connection strength (underfill sealing).

しかし、このアンダーフィル封止工程において、半導体チップ間に注入した封止樹脂がブリードして下段の半導体チップ表面に設けられた外部接続電極を汚染し、ワイヤーボンディングを行うことが出来ないという問題があった。このため、上段の半導体チップの側面と下段の半導体チップ上に設けられた外部接続電極との距離を約1.5mm程度あける必要があった。また、半導体チップ間に接着剤を注入するため、チップギャップを少なくとも40μm程度あける必要があり、半導体集積回路の高密度実装の妨げになっていた。   However, in this underfill sealing process, there is a problem that the sealing resin injected between the semiconductor chips bleeds, contaminates the external connection electrodes provided on the lower semiconductor chip surface, and wire bonding cannot be performed. there were. For this reason, it is necessary to leave a distance of about 1.5 mm between the side surface of the upper semiconductor chip and the external connection electrode provided on the lower semiconductor chip. Further, since an adhesive is injected between the semiconductor chips, it is necessary to open a chip gap of at least about 40 μm, which hinders high-density mounting of the semiconductor integrated circuit.

一方、異方導電フィルムを介して半導体チップ間の電気的接続及び封止を一括で行う方法が知られている。例えば、半田粒子を含む接着テープを部材間に介在させて熱圧着することにより、両部材の電気接続部間に半田粒子を介在させ、他部に樹脂成分を充填する方法が提案されている。また、導電性粒子と該導電性粒子の融点で硬化が完了しない樹脂成分とを含む導電性接着剤を用いた端子間の接続方法も提案されている。
しかしながら、これら何れの方法によってもチップオンチップ型SiPにおいて半導体集積回路の更なる高密度化を実現することはできなかった。
On the other hand, a method is known in which electrical connection and sealing between semiconductor chips are collectively performed via an anisotropic conductive film. For example, a method has been proposed in which an adhesive tape containing solder particles is interposed between members and thermocompression bonded so that the solder particles are interposed between the electrical connection portions of both members and the other portions are filled with a resin component. In addition, a connection method between terminals using a conductive adhesive containing conductive particles and a resin component that cannot be cured at the melting point of the conductive particles has been proposed.
However, it has not been possible to realize further higher density of the semiconductor integrated circuit in the chip-on-chip type SiP by any of these methods.

特開昭61−276873号公報JP-A 61-276873 特許第3769688号公報Japanese Patent No. 3769688

かかる状況下、半導体集積回路の更なる高密度化の要求に対応しうるチップオンチップ型の半導体装置及び電子部品の開発が望まれている。
本発明者らは、上述した従来技術の問題点に鑑み鋭意検討した結果、樹脂組成物と、半田箔又は錫箔から選ばれる金属箔とから構成される積層構造を有する導電接続材料を半導体チップ間に介在させ、電気的接続及び封止を一括で行うことにより、安定した導通信頼性および隣接する接続電極の高い絶縁性、さらに、更なる高密度化の要求に対応しうるチップオンチップ型の半導体装置、半導体装置その製造方法及び電子部品を提供することができる。
Under such circumstances, it is desired to develop a chip-on-chip type semiconductor device and electronic component that can meet the demand for higher density of semiconductor integrated circuits.
As a result of intensive studies in view of the above-described problems of the prior art, the present inventors have found that a conductive connecting material having a laminated structure composed of a resin composition and a metal foil selected from solder foil or tin foil is provided between semiconductor chips. Chip-on-chip type that can meet the demands for stable conduction reliability, high insulation of adjacent connection electrodes, and further higher density by performing electrical connection and sealing in a lump. A semiconductor device, a semiconductor device manufacturing method, and an electronic component can be provided.

このような目的は、下記(1)〜(11)に記載の本発明により達成される。
(1)第1の接続電極が設けられた回路面を有する第1の半導体チップと、前記第1の接
続電極と電気的に接続した第2の接続電極が設けられた回路面を有する第2の半導体チップとを備え、前記第1の半導体チップの回路面と前記第2の半導体チップの回路面とが対向して配設されてなるチップオンチップ型の半導体装置であって、前記第1の半導体チップと前記第2の半導体チップとの間に、樹脂組成物と、半田箔又は錫箔から選ばれる金属箔とから構成される積層構造を有する導電接続材料を介在させて熱融着させることにより、前記第1の接続電極と前記第2の接続電極とが半田又は錫により電気的に接続され、前記第1の半導体チップと前記第2の半導体チップとの間隙に前記樹脂組成物が充填されたものであることを特徴とする半導体装置、
(2)前記第2の半導体チップの回路面とは反対側の面に半導体チップがさらに配設されてなる(1)に記載の半導体装置、
(3)第4の接続電極が設けられた回路面を有する第3の半導体チップをさらに備え、前記第3の半導体チップの回路面は、前記第2の半導体チップの回路面と反対側の面に対向して配設され、前記第2の半導体チップと前記第3の半導体チップとの間に、樹脂組成物と、半田箔又は錫箔から選ばれる金属箔とから構成される積層構造を有する導電接続材料を介在させて熱融着させることにより、前記第4の接続電極は、前記第2の半導体チップのスルホールを介して電気的に接続された前記第2の半導体チップの回路面とは反対側の面に配設された第3の接続電極と半田又は錫により電気的に接続され、前記第2の半導体チップと前記第3のチップとの間隙に前記樹脂組成物が充填されたものである、(1)または(2)に記載の半導体装置、
(4)前記樹脂組成物が熱硬化性樹脂を含む、(1)〜(3)のいずれか1項に記載の半導体装置、
(5)前記樹脂組成物がフラックス機能を有する化合物を含む、(1)〜(4)のいずれか1項に記載の半導体装置、
(6)前記フラックス機能を有する化合物が前記樹脂組成物の硬化剤として作用するものである、(5)に記載の半導体装置、
(7)前記導電接続材料が、樹脂組成物層/金属箔層/樹脂組成物層からなる積層構造を含む、(1)〜(6)のいずれか1項に記載の半導体装置、
(8)前記導電接続材料が、樹脂組成物層/金属箔層からなる積層構造を含む、(1)〜(6)のいずれか1項に記載の半導体装置、
(9)樹脂組成物と、半田箔又は錫箔から選ばれる金属箔とから構成される積層構造を有する導電接続材料を介して、第1の接続電極が設けられた回路面を有する第1の半導体チップと、前記第1の接続電極と電気的に接続した第2の接続電極が設けられた回路面を有する第2の半導体チップと、を電気的に接続する方法であって、前記導電接続材料を対向する第1の半導体チップの回路面と、第2半導体チップの回路面との間に配置する配置工程と、前記半田箔又は錫箔から選ばれる金属箔の融点以上の温度で前記導電接続材料を加熱する加熱工程と、前記樹脂組成物を硬化または凝固させる硬化、凝固工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法、
(10)(9)に記載の製造方法により作製された半導体装置、
(11)(10)に記載の半導体装置が実装されていることを特徴とする電子部品。
Such an object is achieved by the present invention described in the following (1) to (11).
(1) A first semiconductor chip having a circuit surface provided with a first connection electrode, and a second semiconductor surface having a circuit surface provided with a second connection electrode electrically connected to the first connection electrode. A chip-on-chip type semiconductor device in which the circuit surface of the first semiconductor chip and the circuit surface of the second semiconductor chip are arranged to face each other. Between the semiconductor chip and the second semiconductor chip, a conductive connecting material having a laminated structure composed of a resin composition and a metal foil selected from a solder foil or a tin foil is interposed and thermally fused. Thus, the first connection electrode and the second connection electrode are electrically connected by solder or tin, and the resin composition is filled in the gap between the first semiconductor chip and the second semiconductor chip. It is characterized by being Conductor device,
(2) The semiconductor device according to (1), in which a semiconductor chip is further disposed on a surface opposite to the circuit surface of the second semiconductor chip.
(3) The semiconductor device further includes a third semiconductor chip having a circuit surface provided with a fourth connection electrode, and the circuit surface of the third semiconductor chip is a surface opposite to the circuit surface of the second semiconductor chip. And a conductive structure having a laminated structure comprising a resin composition and a metal foil selected from a solder foil or a tin foil between the second semiconductor chip and the third semiconductor chip. The fourth connection electrode is opposite to the circuit surface of the second semiconductor chip electrically connected through the through-hole of the second semiconductor chip by thermally fusing with a connection material. A third connection electrode disposed on the side surface is electrically connected with solder or tin, and a gap between the second semiconductor chip and the third chip is filled with the resin composition. A semiconductor device according to (1) or (2) ,
(4) The semiconductor device according to any one of (1) to (3), wherein the resin composition includes a thermosetting resin.
(5) The semiconductor device according to any one of (1) to (4), wherein the resin composition includes a compound having a flux function.
(6) The semiconductor device according to (5), wherein the compound having the flux function acts as a curing agent for the resin composition,
(7) The semiconductor device according to any one of (1) to (6), wherein the conductive connection material includes a laminated structure including a resin composition layer / metal foil layer / resin composition layer.
(8) The semiconductor device according to any one of (1) to (6), wherein the conductive connection material includes a laminated structure including a resin composition layer / metal foil layer.
(9) A first semiconductor having a circuit surface provided with a first connection electrode through a conductive connection material having a laminated structure composed of a resin composition and a metal foil selected from solder foil or tin foil A method of electrically connecting a chip and a second semiconductor chip having a circuit surface provided with a second connection electrode electrically connected to the first connection electrode, the conductive connection material The conductive connecting material at a temperature equal to or higher than the melting point of the metal foil selected from the solder foil or the tin foil, and the disposing step of disposing the circuit between the circuit surface of the first semiconductor chip and the circuit surface of the second semiconductor chip. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a heating step for heating the resin composition; and a curing and solidification step for curing or solidifying the resin composition;
(10) A semiconductor device manufactured by the manufacturing method according to (9),
(11) An electronic component on which the semiconductor device according to (10) is mounted.

本発明によれば、樹脂組成物と、半田箔又は錫箔から選ばれる金属箔とから構成される積層構造を有する導電接続材料を半導体チップ間に介在させ、電気的接続及び封止を一括で行うことにより、安定した導通信頼性および隣接する接続電極の高い絶縁性、さらに、更なる高密度化の要求に対応しうるチップオンチップ型の半導体装置、半導体装置その製造方法及び電子部品をが提供される。   According to the present invention, a conductive connection material having a laminated structure composed of a resin composition and a metal foil selected from solder foil or tin foil is interposed between semiconductor chips, and electrical connection and sealing are performed collectively. As a result, there is provided a chip-on-chip type semiconductor device, a method for manufacturing the semiconductor device, and an electronic component that can meet the demands for stable conduction reliability, high insulation of adjacent connection electrodes, and further higher density. Is done.

図1は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の概略上面図及び概略断面図である。FIG. 1 is a schematic top view and a schematic cross-sectional view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の一実施形態に係る多段スタック型半導体装置の概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a multistage stacked semiconductor device according to an embodiment of the present invention. 図3は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法の工程説明図である。FIG. 3 is a process explanatory diagram of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. 図4は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法の工程説明図である。FIG. 4 is a process explanatory diagram of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. 図5は、本発明の一実施形態に係る電子部品の概略断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an electronic component according to an embodiment of the present invention. 図6は、本発明の一実施形態に係る多段スタック型電子部品の概略断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a multistage stacked electronic component according to an embodiment of the present invention.

1 半導体装置
2 多段スタック型半導体装置
10 第1の半導体チップ
20 第2の半導体チップ
30 第3の半導体チップ
11 第1の接続電極
12 外部接続電極
20a 第2の半導体チップ側面
21 第2の接続電極
22 第3の接続電極
30a 第3の半導体チップ側面
31 第4の接続電極
100 接続領域
101 絶縁性領域
102 スルーホール
103 UBM層
104 UBM層
105 半田バンプ
107 保護膜
108 導電接続材料
108a 金属箔
108b 樹脂組成物
109 実装基板
110 ワイヤ
111 封止樹脂
112 バンプ電極
113 不導態膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor device 2 Multistage stack type semiconductor device 10 1st semiconductor chip 20 2nd semiconductor chip 30 3rd semiconductor chip 11 1st connection electrode 12 External connection electrode 20a 2nd semiconductor chip side surface 21 2nd connection electrode 22 Third connection electrode 30a Third semiconductor chip side surface 31 Fourth connection electrode 100 Connection region 101 Insulating region 102 Through hole 103 UBM layer 104 UBM layer 105 Solder bump 107 Protective film 108 Conductive connection material 108a Metal foil 108b Resin Composition 109 Mounting substrate 110 Wire 111 Sealing resin 112 Bump electrode 113 Non-conductive film

以下、本発明の半導体装置、半導体装置の製造方法および電子部品について詳細に説明する。
本発明の半導体装置は、第1の接続電極が設けられた回路面を有する第1の半導体チップと、前記第1の接続電極と電気的に接続した第2の接続電極が設けられた回路面を有する第2の半導体チップとを備え、前記第1の半導体チップの回路面と前記第2の半導体チップの回路面とが対向して配設されてなるチップオンチップ型の半導体装置であって、前記第1の半導体チップと前記第2の半導体チップとの間に、樹脂組成物と、半田箔又は錫箔から選ばれる金属箔とから構成される積層構造を有する導電接続材料を介在させて熱融着させることにより、前記第1の接続電極と前記第2の接続電極とが電気的に接続され、前記第1の半導体チップと前記第2の半導体チップとの間隙に前記樹脂組成物が充填され
たものであることを特徴とする。特に、接続電極を有する半導体チップ間に、樹脂組成物と、半田箔又は錫箔から選ばれる金属箔とから構成される積層構造を有する導電接続材料を介在させ、電気的接続及び封止を行うことにより、上下の接続電極間の導通信頼性と隣接する接続電極間の高い絶縁性を確保することができる。また、上下の半導体チップの間隔を小さくすることができるため、得られた半導体装置は高密度実装が可能となる。
Hereinafter, a semiconductor device, a method for manufacturing the semiconductor device, and an electronic component of the present invention will be described in detail.
The semiconductor device of the present invention has a first semiconductor chip having a circuit surface provided with a first connection electrode, and a circuit surface provided with a second connection electrode electrically connected to the first connection electrode. A chip-on-chip type semiconductor device in which a circuit surface of the first semiconductor chip and a circuit surface of the second semiconductor chip are arranged to face each other. The conductive connecting material having a laminated structure composed of a resin composition and a metal foil selected from a solder foil or a tin foil is interposed between the first semiconductor chip and the second semiconductor chip and heated. By fusing, the first connection electrode and the second connection electrode are electrically connected, and the resin composition is filled in the gap between the first semiconductor chip and the second semiconductor chip. It is characterized by being In particular, electrical connection and sealing are performed by interposing a conductive connection material having a laminated structure composed of a resin composition and a metal foil selected from solder foil or tin foil between semiconductor chips having connection electrodes. Accordingly, it is possible to ensure the conduction reliability between the upper and lower connection electrodes and the high insulation between the adjacent connection electrodes. Further, since the interval between the upper and lower semiconductor chips can be reduced, the obtained semiconductor device can be mounted at high density.

以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。
1.半導体装置
まず、図1を参照して、本発明の一実施形態に係る半導体装置について説明する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1. Semiconductor Device First, a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図1(a)は、本発明の一実施形態の半導体装置の概略上面図であり、図1(b)は、図1(a)のA−A’の概略断面図である。図1(b)において、本実施形態の半導体装置1は、接続電極11が設けられた第1の半導体チップ10の回路面(図示しない)に、接続電極21が設けられた第2の半導体チップ20の回路面(図示しない)が対向するように配設された構成となっている。図1(b)に示すように、接続電極11は、接続電極21に対応するようにパターニングされ、対向する接続電極11と接続電極21との間には接合領域100が形成されている。この接合領域100によって、対向する接続電極間は電気的に接続されている。また、半導体チップ10と半導体チップ20との間隙には樹脂組成物が充填されて絶縁性樹脂領域101が形成され、この絶縁性樹脂領域101によって隣接する接続電極間の電気的な絶縁性が確保されている。半導体チップ10の回路面には、半導体チップ10の回路面に形成された図示しない集積回路を、また、実装基板に接続するための外部接続電極12が設けられている。   FIG. 1A is a schematic top view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a schematic cross-sectional view taken along line A-A ′ of FIG. In FIG. 1B, the semiconductor device 1 according to the present embodiment includes a second semiconductor chip in which a connection electrode 21 is provided on a circuit surface (not shown) of the first semiconductor chip 10 in which the connection electrode 11 is provided. 20 circuit surfaces (not shown) are arranged to face each other. As shown in FIG. 1B, the connection electrode 11 is patterned so as to correspond to the connection electrode 21, and a junction region 100 is formed between the connection electrode 11 and the connection electrode 21 that face each other. By means of the bonding region 100, the connection electrodes facing each other are electrically connected. The gap between the semiconductor chip 10 and the semiconductor chip 20 is filled with a resin composition to form an insulating resin region 101, and the insulating resin region 101 ensures electrical insulation between adjacent connection electrodes. Has been. The circuit surface of the semiconductor chip 10 is provided with an external connection electrode 12 for connecting an integrated circuit (not shown) formed on the circuit surface of the semiconductor chip 10 to a mounting substrate.

なお、特に制限されないが、第1の半導体チップ10は、第2の半導体チップ20よりもサイズが大きいものであることが好ましく、半導体チップの集積密度を向上させる点で、図1(a)に示すように、半導体チップ20は、半導体チップ10の略中央領域に配設されていることが好ましい。また、半導体チップ10上の周縁部には、半導体装置1を搭載する基板とワイヤ等で電気的接続をとるために、外部接続電極12が設けられていてもよい。   Although not particularly limited, the first semiconductor chip 10 is preferably larger in size than the second semiconductor chip 20, and the point shown in FIG. As shown, the semiconductor chip 20 is preferably disposed in a substantially central region of the semiconductor chip 10. In addition, an external connection electrode 12 may be provided on the periphery of the semiconductor chip 10 in order to make an electrical connection with a substrate on which the semiconductor device 1 is mounted using a wire or the like.

接合領域100は、金属箔が溶融し固着して形成された領域であり、この領域により対向する接続電極間が導通している。接合領域100に用いられる金属箔は、特に制限されないが、例えば、錫(Sn)、鉛(Pb)、銀(Ag)、ビスマス(Bi)、インジウム(In)、亜鉛(Zn)、ニッケル(Ni)、アンチモン(Sb)、鉄(Fe)、アルミニウム(Al)、金(Au)、ゲルマニウム(Ge)および銅(Cu)からなる群から選択される少なくとも2種以上を含む合金又は錫箔であることが好ましい。また、接合領域100に用いられる金属箔の使用量は、対向する接続電極間を導通でき、また、隣接接続電極間の絶縁性が確保できる範囲であれば特に制限されない。   The joining region 100 is a region formed by melting and fixing the metal foil, and the connection electrodes facing each other are electrically connected by this region. The metal foil used for the bonding region 100 is not particularly limited. For example, tin (Sn), lead (Pb), silver (Ag), bismuth (Bi), indium (In), zinc (Zn), nickel (Ni ), Antimony (Sb), iron (Fe), aluminum (Al), gold (Au), germanium (Ge) and an alloy or tin foil containing at least two selected from the group consisting of copper (Cu) Is preferred. Moreover, the usage-amount of the metal foil used for the joining area | region 100 will not be restrict | limited especially if it can conduct between the connection electrodes which oppose, and can ensure the insulation between adjacent connection electrodes.

また、絶縁性領域101は、樹脂組成物が充填して形成された領域であり、この領域により隣接する接続電極間の電気的な絶縁性が確保されている。絶縁性領域101に用いられる樹脂組成物は、電気的な接続信頼性度及び機械的接着強度を高める点から、熱硬化性樹脂を含有することが好ましい。絶縁性領域101に用いられる樹脂組成物の使用量は、隣接する接続電極間を電気的に絶縁できる範囲であれば特に制限されない。   The insulating region 101 is a region formed by filling a resin composition, and electrical insulation between adjacent connection electrodes is ensured by this region. The resin composition used for the insulating region 101 preferably contains a thermosetting resin from the viewpoint of increasing the electrical connection reliability and the mechanical adhesive strength. The amount of the resin composition used for the insulating region 101 is not particularly limited as long as it is a range in which adjacent connection electrodes can be electrically insulated.

接合領域100及び絶縁性領域101に用いられる材料等については、後述の製造方法の項において詳しく説明する。   The materials used for the bonding region 100 and the insulating region 101 will be described in detail in the section of the manufacturing method described later.

また、特に制限されないが、半導体チップ10及び20の厚みは、それぞれ10μm〜1000μmであることが好ましく、より好ましくは750μm以下である。また、電極
、外部接続電極の大きさや材質は特に制限されず、用途に応じて適宜選択すればよい。なお、本発明に用いられる半導体チップ、接続電極、外部接続電極等については、例えば、「CSP技術のすべてPart2」(萩本英二著、工業調査会発行)のp62〜72、p84〜88、p39〜60、「SiP技術のすべて」(赤沢隆著、工業調査会発行)のp176〜188、P192〜205、特開2004−63753号公報の記載等を参照することができる。
Although not particularly limited, the thickness of the semiconductor chips 10 and 20 is preferably 10 μm to 1000 μm, and more preferably 750 μm or less. Further, the size and material of the electrode and the external connection electrode are not particularly limited, and may be appropriately selected depending on the application. In addition, about the semiconductor chip, connection electrode, external connection electrode, etc. which are used for this invention, p62-72, p84-88, p39- 60, “All about SiP technology” (Taka Akazawa, published by Industrial Research Council), p176-188, P192-205, JP-A-2004-63353, etc. can be referred to.

本実施態様では、上記のような構成を有しているため、パッケージ化される部品全体を薄型化及び小型化することができ、また、パッケージ化される部品全体を軽量化することもできる。   In this embodiment, since it has the above configuration, the entire packaged component can be reduced in thickness and size, and the entire packaged component can be reduced in weight.

また本発明においては、半導体装置1に更に他の半導体チップが積層されて多段スタック型の電子部品を構成してもよい。図2は、本発明に係る一実施形態である多段スタック型の電子部品の概略断面図である。   In the present invention, another semiconductor chip may be stacked on the semiconductor device 1 to constitute a multi-stage stack type electronic component. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a multi-stack electronic component that is an embodiment according to the present invention.

図2に示すように、半導体チップ20の接続電極21が設けられた回路面とは反対側の面に、接続電極31が設けられた半導体チップ30が配設され、多段スタック型の電子部品2が構成されている。   As shown in FIG. 2, the semiconductor chip 30 provided with the connection electrode 31 is disposed on the surface opposite to the circuit surface provided with the connection electrode 21 of the semiconductor chip 20, and the multi-stack electronic component 2 is provided. Is configured.

半導体チップ30の回路面に設けられた接続電極31は、接合領域100によって半導体チップ20の厚み方向に設けられたスルーホール102を介して半導体チップ20の回路面とは反対側に配設された接続電極22と導通し、半導体チップ20上の接続電極21と電気的に接続されている。ここでスルーホール102は、例えば、半導体チップ20の厚み方向にドリル加工等により貫通孔を形成し、該貫通孔の内壁面にめっきを施し、めっきが施された貫通孔内に樹脂剤を充填する、または、メッキで充填して形成されている。なお、スルーホールについては、例えば、特開2001−127243号公報、特開2002−026241号公報等を参照することができる。なお、半導体チップ20と半導体チップ30との間隙には樹脂組成物が充填されて絶縁性領域101が形成されており、この絶縁性領域101によって隣接する接続電極間が電気的に絶縁されている。   The connection electrode 31 provided on the circuit surface of the semiconductor chip 30 is disposed on the opposite side of the circuit surface of the semiconductor chip 20 through the through hole 102 provided in the thickness direction of the semiconductor chip 20 by the bonding region 100. It is electrically connected to the connection electrode 22 and is electrically connected to the connection electrode 21 on the semiconductor chip 20. Here, for example, the through hole 102 is formed with a through hole in the thickness direction of the semiconductor chip 20 by drilling or the like, plated on the inner wall surface of the through hole, and filled with a resin agent in the plated through hole Or is filled with plating. As for the through hole, for example, JP-A Nos. 2001-127243 and 2002-026241 can be referred to. The gap between the semiconductor chip 20 and the semiconductor chip 30 is filled with a resin composition to form an insulating region 101, and the adjacent connection electrodes are electrically insulated by the insulating region 101. .

2.半導体装置の製造方法
次に、図3及び4を参照して、本発明に係る一実施態様の半導体装置の製造方法について説明する。図3は本発明に係る一実施形態の半導体装置の製造方法(第1実施態様)の工程説明図であり、図4は本発明に係る他の一実施形態の半導体装置の製造方法(第2実施態様)の工程説明図である。
2. Semiconductor Device Manufacturing Method Next, a semiconductor device manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a process explanatory view of a semiconductor device manufacturing method (first embodiment) according to one embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a semiconductor device manufacturing method (second embodiment) according to another embodiment of the present invention. It is process explanatory drawing of embodiment.

(1)第1実施態様
まず、図3を参照して、本発明に係る第1実施態様の半導体装置の製造方法について説明する。
(1) First Embodiment First, a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図3(a)に示すように、まず、回路面に接続電極11が設けられた半導体チップ10と、回路面に接続電極21が設けられた半導体チップ20とを用意する。電気的接続を良好にするために、接続電極11及び接続電極21の表面には、予め洗浄、研磨、めっき及び表面活性化等の処理を施しておいてもよい。例えば、図3(a)に示したように、接続電極11及び接続電極21の表面に、Ti、Ti/Cu、Cu、Ni、Cr/Ni等を用いてUBM(Under Barrier Metal)層103、104を形成してもよい。UBM層は1層でもよく、複数層でもよい。なお、半導体チップ10及び20表面には、予め、半導体素子を保護する目的で表面安定化処理が施されていてもよく、例えばSiN膜などの不動態膜113が形成されていてもよい。   As shown in FIG. 3A, first, the semiconductor chip 10 provided with the connection electrode 11 on the circuit surface and the semiconductor chip 20 provided with the connection electrode 21 on the circuit surface are prepared. In order to improve electrical connection, the surfaces of the connection electrode 11 and the connection electrode 21 may be previously subjected to treatments such as cleaning, polishing, plating, and surface activation. For example, as shown in FIG. 3A, a UBM (Under Barrier Metal) layer 103 is formed on the surface of the connection electrode 11 and the connection electrode 21 using Ti, Ti / Cu, Cu, Ni, Cr / Ni, or the like. 104 may be formed. The UBM layer may be a single layer or a plurality of layers. The surfaces of the semiconductor chips 10 and 20 may be previously subjected to a surface stabilization treatment for the purpose of protecting the semiconductor element, and a passive film 113 such as a SiN film may be formed.

また、図3(a)に示すように、UBM層の表面には保護膜107を有していてもよい。保護膜107を有することにより、半導体チップ10および20の表面を保護することができ、さらに、保護膜107は緩衝効果を有するため、半導体チップ10および20の破損を抑制することが可能となる。前記保護膜107は、特に制限は無く、例えば、ポリイミド系、ポリベンゾオキサゾール系、ベンゾシクロブテン系の感光性樹脂組成物等が挙げられる。   Further, as shown in FIG. 3A, a protective film 107 may be provided on the surface of the UBM layer. By having the protective film 107, the surfaces of the semiconductor chips 10 and 20 can be protected. Furthermore, since the protective film 107 has a buffering effect, the semiconductor chips 10 and 20 can be prevented from being damaged. The protective film 107 is not particularly limited, and examples thereof include polyimide-based, polybenzoxazole-based, and benzocyclobutene-based photosensitive resin compositions.

続いて、図3(b)に示すように、半導体チップ10と半導体チップ20との間に導電接続材料108を介在させる。導電接続材料108は、金属箔108aと樹脂組成物108bの積層構造を有している。導電接続材料の形態は、樹脂組成物108bと金属箔108aとからなる多層構造を有する積層体であり、樹脂組成物108bおよび金属箔層108aは各々一層であっても複数層であってもよい。導電接続材料の積層構造は特に制限されなく、樹脂組成物108bと金属箔108aとの二層構造(樹脂組成物/金属箔)でもよいし、樹脂組成物層あるいは金属箔層の何れかまたは両方を複数含む三層構造またはそれ以上の多層構造でもよい。接続電極間の空隙を樹脂組成物108bで充填させる際の充填性の観点から、導電接続材料の最外層は樹脂組成物108bであることが好ましい。なお、樹脂組成物108b又は金属箔108aを複数用いる場合、各層の組成および厚みは同一でもよく、異なっていてもよい。   Subsequently, as shown in FIG. 3B, a conductive connection material 108 is interposed between the semiconductor chip 10 and the semiconductor chip 20. The conductive connecting material 108 has a laminated structure of a metal foil 108a and a resin composition 108b. The form of the conductive connection material is a laminate having a multilayer structure composed of the resin composition 108b and the metal foil 108a, and the resin composition 108b and the metal foil layer 108a may each be a single layer or a plurality of layers. . The laminated structure of the conductive connection material is not particularly limited, and may be a two-layer structure (resin composition / metal foil) of the resin composition 108b and the metal foil 108a, or either or both of the resin composition layer and the metal foil layer. It may be a three-layer structure including a plurality of or a multilayer structure having more than one. From the viewpoint of filling properties when the gap between the connection electrodes is filled with the resin composition 108b, the outermost layer of the conductive connection material is preferably the resin composition 108b. When a plurality of resin compositions 108b or metal foils 108a are used, the composition and thickness of each layer may be the same or different.

前記樹脂組成物108bは、特に制限はなく、加熱により硬化する熱硬化性樹脂組成物、化学線を照射することにより硬化する硬化性樹脂組成物、または熱可塑性樹脂組成物を用いることができる。中でも、硬化後の線膨張率や弾性率等の機械特性に優れるという点で、加熱により硬化する熱硬化性樹脂組成物が好ましい。   The resin composition 108b is not particularly limited, and a thermosetting resin composition that is cured by heating, a curable resin composition that is cured by irradiation with actinic radiation, or a thermoplastic resin composition can be used. Especially, the thermosetting resin composition hardened | cured by heating is preferable at the point which is excellent in mechanical characteristics, such as a linear expansion coefficient and an elasticity modulus after hardening.

次に、導電接続材料108の金属箔108aが溶融する温度まで徐々に加熱する。加熱により、図3(c)に示すように、金属箔108aが溶融し、樹脂組成物108bを移動して接続電極表面に自己整合的に凝集し、接合領域100を形成する。この領域接合100により、接続電極表面と溶融した金属箔108aが接合して対向する接続電極間が電気的に接続される。従来の半田粒子を含む異方導電フィルムのような導電接続材料であると、接続電極を有する回路面の厚み方向に対して半田粒子が均一に分布していないため、複数ある接続電極に安定的に半田が凝集しないのに対して、本発明は、金属箔を使用しており、接続電極を有する回路面の厚み方向に対して金属箔が均一に分布しているため、複数ある接続電極に安定的に金属箔を凝集させることができる。また、従来の半田粒子を含む異方導電フィルムでは、半田粒子の自己凝集性が小さいため、隣接する接続電極間に半田粒子が残存し、隣接する接続電極間の絶縁性が低下する場合があったのに対して、本発明は、自己凝集性の大きい金属箔を使用しているため、隣接する接続電極間に金属箔が残存しないため、隣接する接続電極の絶縁性を確保することが可能となる。また、半導体チップ間の間隙には導電接続材料108の樹脂組成物108bが充填され絶縁性領域101を形成する。これにより、隣接する内部接続電極間が電気的に絶縁される。   Next, the conductive connecting material 108 is gradually heated to a temperature at which the metal foil 108a melts. By heating, as shown in FIG. 3C, the metal foil 108a is melted, and the resin composition 108b is moved and aggregated in a self-aligned manner on the surface of the connection electrode, thereby forming the bonding region 100. By this region bonding 100, the surface of the connection electrode and the molten metal foil 108a are bonded and the connection electrodes facing each other are electrically connected. In the case of a conductive connection material such as an anisotropic conductive film containing conventional solder particles, the solder particles are not uniformly distributed in the thickness direction of the circuit surface having the connection electrodes. On the other hand, the present invention uses a metal foil, and the metal foil is uniformly distributed in the thickness direction of the circuit surface having the connection electrode. The metal foil can be stably aggregated. Further, in the anisotropic conductive film containing conventional solder particles, the solder particles are small in the self-aggregation property, so that the solder particles remain between the adjacent connection electrodes, and the insulation between the adjacent connection electrodes may be lowered. In contrast, since the present invention uses a metal foil having a high self-aggregation property, the metal foil does not remain between the adjacent connection electrodes, so that the insulation of the adjacent connection electrodes can be secured. It becomes. In addition, the gap between the semiconductor chips is filled with the resin composition 108 b of the conductive connection material 108 to form the insulating region 101. Thereby, adjacent internal connection electrodes are electrically insulated.

加熱温度は、樹脂組成物108bが熱硬化性樹脂組成物の場合、金属箔108aの融点以上であり、且つ、熱硬化性樹脂組成物の硬化が完了しない温度で加熱する。ここで、「熱硬化性樹脂組成物の硬化が完了しない温度」とは、熱硬化性樹脂組成物の溶融粘度が、好ましくは100Pa・s以下、より好ましくは50Pa・s以下、特に好ましくは10Pa・s以下となる温度を意味する。ただし、本発明の接続方法においては、加熱した際に導電接続材料が基板からはみ出すことを防止するため、熱硬化性樹脂組成物の溶融粘度が、好ましくは0.001Pa・s以上、より好ましくは0.005Pa・s以上、特に好ましくは0.01Pa・s以上となる温度で加熱する。なお、加熱温度は、金属箔の融点以上であればよく、例えば加熱時間を短くするなど、加熱時間を調整することによって上記溶融粘度を満たすことができる範囲であればその上限は特に制限されない。   When the resin composition 108b is a thermosetting resin composition, the heating temperature is equal to or higher than the melting point of the metal foil 108a and is heated at a temperature at which the curing of the thermosetting resin composition is not completed. Here, “the temperature at which the curing of the thermosetting resin composition is not completed” means that the melt viscosity of the thermosetting resin composition is preferably 100 Pa · s or less, more preferably 50 Pa · s or less, and particularly preferably 10 Pa. -It means a temperature that is s or less. However, in the connection method of the present invention, in order to prevent the conductive connection material from protruding from the substrate when heated, the melt viscosity of the thermosetting resin composition is preferably 0.001 Pa · s or more, more preferably Heating is performed at a temperature of 0.005 Pa · s or more, particularly preferably 0.01 Pa · s or more. The heating temperature only needs to be equal to or higher than the melting point of the metal foil. The upper limit is not particularly limited as long as the melting viscosity can be satisfied by adjusting the heating time, for example, shortening the heating time.

また、樹脂組成物108bが熱可塑性樹脂組成物の場合は、金属箔108aの融点以上であり、且つ、熱可塑性樹脂組成物の溶融粘度が、好ましくは100Pa・s以下、より好ましくは50Pa・s以下、特に好ましくは10Pa・s以下となる温度を意味する。ただし、本発明の接続方法においては、加熱した際に導電接続材料が基板からはみ出すことを防止するため、熱可塑性性樹脂組成物の溶融粘度が、好ましくは0.001Pa・s以上、より好ましくは0.005Pa・s以上、特に好ましくは0.01Pa・s以上となる温度で加熱する。
なお、熱硬化性樹脂組成物の溶融粘度は、以下の方法により測定することができる。
When the resin composition 108b is a thermoplastic resin composition, the melting point of the metal foil 108a is higher than the melting point of the metal foil 108a, and the melt viscosity of the thermoplastic resin composition is preferably 100 Pa · s or less, more preferably 50 Pa · s. Hereinafter, the temperature is particularly preferably 10 Pa · s or less. However, in the connection method of the present invention, the melt viscosity of the thermoplastic resin composition is preferably 0.001 Pa · s or more, more preferably, in order to prevent the conductive connection material from protruding from the substrate when heated. Heating is performed at a temperature of 0.005 Pa · s or more, particularly preferably 0.01 Pa · s or more.
The melt viscosity of the thermosetting resin composition can be measured by the following method.

まず、樹脂組成物約10mgを精秤し、示差走査熱量計(セイコーインスツルメント社製)を用いて、昇温速度5℃/分、10℃/分、及び20℃/分を用いて、硬化発熱量を算出する。次に、Kamal equationモデル(POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE,JANUARY,1973,Vol.13,No.1 Kinetics and Thermal Characterization
of Thermoset Cure M.R.KAMAL and S.SOUROUR)を用いて、樹脂組成物を等温に曝した際の時間tにおける硬化反応率αを算出する。さらに、算出した硬化反応率αを適用し、Crossモデル(AIChE Journal Vol.28,No.2 Studies of Mold Filling and Curing in the Reaction Injection MoldingにProcess J.M.CASTRO and C.W.MACOSKO)を用いて金属箔の融点における5秒後の樹脂組成物の溶融粘度を算出した。
First, about 10 mg of the resin composition was precisely weighed, and using a differential scanning calorimeter (Seiko Instruments Inc.), using a heating rate of 5 ° C./min, 10 ° C./min, and 20 ° C./min, Calculate the amount of heat generated by curing. Next, Kamal equation model (POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE, JANUARY, 1973, Vol. 13, No. 1 Kinetics and Thermal Characterization
of Thermoset Cure M. R. KAMAL and S.K. SOUROUR) is used to calculate the curing reaction rate α at time t when the resin composition is exposed to isothermal conditions. Further, by applying the calculated curing reaction rate α, the Cross model (AIChE Journal Vol.28, No. 2 Studies of Mold Filling and Curing in the Reaction Injection Molding, Process J. M. CASTRO and C. W. MAC). The melt viscosity of the resin composition after 5 seconds at the melting point of the metal foil was calculated.

Kamal equationモデル及びCrossモデルによる溶融粘度の算出式は下記に示す通りである。
<Kamal equationモデル>

Figure 0005471163
<Crossモデル>
Figure 0005471163
Calculation formulas for melt viscosity by the Kamal equation model and the Cross model are as follows.
<Kamal equation model>
Figure 0005471163
<Cross model>
Figure 0005471163

また、熱可塑性樹脂組成物の溶融粘度は、以下の方法により測定することができる。
得られた熱可塑性樹脂組成物を、粘弾性測定装置(レオメトリック・サイエンティフィック・エフ・イー(株)製「アレス粘弾性測定システム」)を用いて、パラレルプレート25mmφ、ギャップは、熱可塑性樹脂組成物が液状の場合0.5mm、熱可塑性樹脂組成物がフィルム状の場合0.05mm、周波数10rad/s、昇温速度は、20℃/分の条件で測定した。ここでは、各実施例および比較例の金属箔の融点における溶融粘度を測定した。
The melt viscosity of the thermoplastic resin composition can be measured by the following method.
The obtained thermoplastic resin composition was measured using a viscoelasticity measuring device ("Ares Viscoelasticity Measurement System" manufactured by Rheometric Scientific F.E. Co., Ltd.) with a parallel plate of 25 mmφ and a gap of thermoplastic. When the resin composition was liquid, it was 0.5 mm. When the thermoplastic resin composition was film, 0.05 mm, the frequency was 10 rad / s, and the rate of temperature increase was measured at 20 ° C./min. Here, the melt viscosity at the melting point of the metal foils of the examples and comparative examples was measured.

なお、加熱温度が金属箔108aの融点に達した時点で、半導体チップ10と半導体チップ20とを加圧して、対向する接続電極間の距離を近づけてもよい。   Note that when the heating temperature reaches the melting point of the metal foil 108a, the semiconductor chip 10 and the semiconductor chip 20 may be pressurized so that the distance between the opposing connection electrodes is reduced.

続いて、導電接続材料108の樹脂組成物108bが熱硬化性樹脂組成物の場合、加熱することにより熱硬化性樹脂組成物を硬化させ、電気的接続強度及び機械的接着強度を確保する。こうして対向する接続電極11と接続電極21とを電気的に接続し、半導体チップ10と半導体チップ20との間隙を絶縁性樹脂で封止することができる。   Subsequently, when the resin composition 108b of the conductive connecting material 108 is a thermosetting resin composition, the thermosetting resin composition is cured by heating to ensure electrical connection strength and mechanical adhesive strength. Thus, the opposing connection electrode 11 and connection electrode 21 are electrically connected, and the gap between the semiconductor chip 10 and the semiconductor chip 20 can be sealed with an insulating resin.

本実施態様では、このようにして対向する接続電極間を電気的に接続し、半導体チップ10と半導体チップ20との間隙を樹脂組成物で封止することができる。   In this embodiment, the connection electrodes facing each other can be electrically connected in this way, and the gap between the semiconductor chip 10 and the semiconductor chip 20 can be sealed with the resin composition.

<金属箔>
本発明において導電接続材料を構成する金属箔層は、半田箔又は錫箔から選ばれる金属箔で構成される層である。金属箔層は平面視で樹脂組成物の少なくとも一部に形成されていればよく、樹脂組成物の全面に形成されていてもよい。
<Metal foil>
In the present invention, the metal foil layer constituting the conductive connection material is a layer constituted by a metal foil selected from solder foil or tin foil. The metal foil layer should just be formed in at least one part of the resin composition by planar view, and may be formed in the whole surface of the resin composition.

金属箔層の形状は特に制限されなく、一定の形状が繰り返しパターン状に形成されていてもよいし、形状が不規則であってもよい。規則的な形状と不規則な形状とが混在していてもよい。金属箔層の形状としては、例えば、点線の抜き模様状(a)、縞模様状(b)、水玉模様状(c)、矩形模様状(d)、チェッカー模様状(e)、額縁状(f)、格子模様状(g)又は多重の額縁状(h)などが挙げられる。これらの形状は一例であり、目的や用途に応じてこれらの形状を組み合わせたり、変形させて用いることができる。   The shape of the metal foil layer is not particularly limited, and a certain shape may be repeatedly formed in a pattern shape, or the shape may be irregular. Regular shapes and irregular shapes may be mixed. As the shape of the metal foil layer, for example, a dotted pattern (a), a striped pattern (b), a polka dot pattern (c), a rectangular pattern (d), a checkered pattern (e), a frame shape ( f), lattice pattern (g), multiple frame shapes (h), and the like. These shapes are examples, and these shapes can be combined or deformed depending on the purpose and application.

本発明の一実施態様において、接続しようとする接続電極が半導体チップ接続面全体に配置されているようなフルグリッド型の半導体チップを接続する場合、樹脂組成物の全面にシート状の金属箔を形成することが好ましい。   In one embodiment of the present invention, when connecting a full grid type semiconductor chip in which connection electrodes to be connected are arranged on the entire semiconductor chip connection surface, a sheet-like metal foil is applied to the entire surface of the resin composition. It is preferable to form.

また、接続しようとする接続電極が半導体チップの接続面の周辺部に配置されるようなペリフェラル型の半導体チップを接続する場合、金属箔を有効に利用する観点、及び、隣接する接続電極間に金属箔を残存させないという観点から、樹脂組成物の少なくとも一部に繰り返しパターン状の金属箔を形成することが好ましい。このとき、金属箔の形状は該接続電極のピッチや形態等によって適宜選択することができる。   In addition, when connecting a peripheral type semiconductor chip in which the connection electrode to be connected is arranged at the periphery of the connection surface of the semiconductor chip, the viewpoint of effectively using the metal foil, and between adjacent connection electrodes From the viewpoint of not leaving the metal foil, it is preferable to form a patterned metal foil repeatedly on at least a part of the resin composition. At this time, the shape of the metal foil can be appropriately selected depending on the pitch and form of the connection electrodes.

本発明に使用する金属箔は、特に制限はなく、錫(Sn)、鉛(Pb)、銀(Ag)、ビスマス(Bi)、インジウム(In)、亜鉛(Zn)、ニッケル(Ni)、アンチモン(Sb)、鉄(Fe)、アルミニウム(Al)、金(Au)、ゲルマニウム(Ge)および銅(Cu)からなる群から選択される少なくとも2種以上の金属の合金、または錫単体からなることが好ましい。   The metal foil used in the present invention is not particularly limited, and tin (Sn), lead (Pb), silver (Ag), bismuth (Bi), indium (In), zinc (Zn), nickel (Ni), antimony (Sb), iron (Fe), aluminum (Al), gold (Au), germanium (Ge), an alloy of at least two metals selected from the group consisting of copper (Cu), or a simple tin Is preferred.

このような合金のうち、溶融温度および機械的物性を考慮すると、Sn−Pbの合金、鉛フリー半田であるSn−Biの合金、Sn−Ag−Cuの合金、Sn−Inの合金、Sn−Agの合金などのSnを含む合金からなることがより好ましい。Sn−Pbの合金の場合、錫の含有率は、30重量%以上100重量%未満であることが好ましく、35重量
%以上100重量%未満であることがより好ましく、40重量%以上が特に好ましい。また、100重量%未満であることが好ましい。また、鉛フリー半田の場合の錫の含有率は、15重量%以上100重量%未満であることが好ましく、20重量%以上100重量%未満であることがより好ましく、25重量%以上100重量%未満であることが特に好ましい。例えば、Sn−Pbの合金としては、Sn63−Pb(融点183℃)、鉛フリー半田としては、Sn−3.0Ag−0.5Cu(融点217℃)、Sn−3.5Ag(融点221℃)、Sn−58Bi(融点139℃)、Sn−9.0Zn(融点199℃)、Sn−3.5Ag−0.5Bi−3.0In(融点193℃)、Au−20Sn(融点280℃)、等が挙げられる。
Among these alloys, in consideration of melting temperature and mechanical properties, Sn—Pb alloy, Sn—Bi alloy which is lead-free solder, Sn—Ag—Cu alloy, Sn—In alloy, Sn— More preferably, it is made of an alloy containing Sn, such as an alloy of Ag. In the case of an Sn-Pb alloy, the tin content is preferably 30% by weight or more and less than 100% by weight, more preferably 35% by weight or more and less than 100% by weight, and particularly preferably 40% by weight or more. . Moreover, it is preferable that it is less than 100 weight%. In the case of lead-free solder, the tin content is preferably 15% by weight or more and less than 100% by weight, more preferably 20% by weight or more and less than 100% by weight, and more preferably 25% by weight or more and less than 100% by weight. It is particularly preferred that it is less than. For example, Sn-Pb alloy is Sn63-Pb (melting point 183 ° C), and lead-free solder is Sn-3.0Ag-0.5Cu (melting point 217 ° C), Sn-3.5Ag (melting point 221 ° C) Sn-58Bi (melting point 139 ° C.), Sn-9.0Zn (melting point 199 ° C.), Sn-3.5Ag-0.5Bi-3.0In (melting point 193 ° C.), Au-20Sn (melting point 280 ° C.), etc. Is mentioned.

本発明においては、接続する半導体チップの耐熱性、また、鉛フリー化に応じて適宜、所望の融点及び組成を有する金属箔を用いることができる。例えば、半導体チップが熱履歴により損傷するのを防止するために、融点が330℃以下(より好ましくは300℃以下、特に好ましくは280℃以下、さらに好ましくは260℃以下)である金属箔を用いることが好ましい。また、電極間接続後の半導体装置の耐熱性を確保するためには、融点が100℃以上(より好ましくは110℃以上、特に好ましくは120℃以上)である金属箔を用いることが好ましい。なお、金属箔の融点は、示差走査熱量計(DSC)により測定することができる。   In the present invention, a metal foil having a desired melting point and composition can be used as appropriate according to the heat resistance of the semiconductor chip to be connected and lead-free. For example, in order to prevent the semiconductor chip from being damaged by the thermal history, a metal foil having a melting point of 330 ° C. or lower (more preferably 300 ° C. or lower, particularly preferably 280 ° C. or lower, more preferably 260 ° C. or lower) is used. It is preferable. In order to ensure the heat resistance of the semiconductor device after interelectrode connection, it is preferable to use a metal foil having a melting point of 100 ° C. or higher (more preferably 110 ° C. or higher, particularly preferably 120 ° C. or higher). In addition, melting | fusing point of metal foil can be measured with a differential scanning calorimeter (DSC).

前記金属箔の厚みは、対向する接続電極間のギャップ、隣接する接続電極間の距離などに応じて適宜選択することができる。金属箔の厚みは、例えば、0.5μm以上であることが好ましく、3μm以上であることがより好ましく、5μm以上であることが特に好ましく、また、100μm以下であることが好ましく、50μm以下であることがより好ましく、20μm以下であることが特に好ましい。金属箔の厚みが前記下限未満になると半田又は錫不足により未接続の接続電極が増加する傾向にあり、他方、前記上限を超えると半田又は錫余剰により隣接接続電極間でブリッジを起こし、ショートしやすくなる傾向にある。   The thickness of the metal foil can be appropriately selected according to the gap between the opposing connection electrodes, the distance between adjacent connection electrodes, and the like. The thickness of the metal foil is, for example, preferably 0.5 μm or more, more preferably 3 μm or more, particularly preferably 5 μm or more, and preferably 100 μm or less, and 50 μm or less. More preferably, it is particularly preferably 20 μm or less. When the thickness of the metal foil is less than the lower limit, unconnected connection electrodes tend to increase due to lack of solder or tin.On the other hand, when the thickness exceeds the upper limit, bridging occurs between adjacent connection electrodes due to excessive solder or tin, resulting in a short circuit. It tends to be easier.

金属箔の作製方法は、特に制限はないが、インゴットなどの塊から圧延により作製する方法、樹脂組成物へ直接蒸着、スパッタ、めっきなどにより金属箔を形成する方法などが挙げられる。また、繰り返しパターン状の金属箔の作製方法は、特に制限はないが、金属箔を所定のパターンに打抜く方法、エッチングなどにより所定のパターンを形成する方法、また、遮蔽板やマスクなどを使用することにより蒸着、スパッタ、めっきなどで形成する方法などが挙げられる。   The method for producing the metal foil is not particularly limited, and examples thereof include a method for producing from a lump such as an ingot by rolling, and a method for forming the metal foil by direct vapor deposition, sputtering, plating, etc. on the resin composition. In addition, there is no particular limitation on a method for producing a metal foil having a repetitive pattern. However, a method of punching a metal foil into a predetermined pattern, a method of forming a predetermined pattern by etching, or a shielding plate or a mask is used. The method of forming by vapor deposition, sputtering, plating, etc. is mentioned.

本発明に用いられる導電接続材料において、金属箔の配合量は、導電接続材料中5重量%以上であることが好ましく、20重量%以上であることがより好ましく、30重量%以上であることが特に好ましい。また、97重量%以下であることが好ましく、80重量%以下であることがより好ましく、70重量%以下であることが特に好ましい。金属箔の配合量が前記下限未満になると半田又は錫不足により未接続の接続電極が増加する傾向にある。他方、前記上限を超えると半田又は錫余剰により隣接接続端子間でブリッジを起こしやすくなる傾向にある。   In the conductive connection material used in the present invention, the blending amount of the metal foil is preferably 5% by weight or more in the conductive connection material, more preferably 20% by weight or more, and more preferably 30% by weight or more. Particularly preferred. Further, it is preferably 97% by weight or less, more preferably 80% by weight or less, and particularly preferably 70% by weight or less. When the blending amount of the metal foil is less than the lower limit, unconnected connection electrodes tend to increase due to lack of solder or tin. On the other hand, when the upper limit is exceeded, there is a tendency that bridging is likely to occur between adjacent connection terminals due to excessive solder or tin.

あるいは、金属箔の配合量を導電接続材料に対する体積比率で定義してもよい。例えば、金属箔の配合量は、導電接続材料に対して1体積%以上であることが好ましく、5体積%以上であることがより好ましく、10体積%以上であることが特に好ましい。また、90体積%以下であることが好ましく、80体積%以下であることがより好ましく、70体積%以下であることが特に好ましい。金属箔の配合量が前記下限未満になると半田又は錫不足により未接続の接続電極が増加する傾向にある。他方、前記上限を超えると半田又は錫余剰により隣接接続電極間でブリッジを起こしやすくなる傾向がある。   Or you may define the compounding quantity of metal foil by the volume ratio with respect to a conductive connection material. For example, the blending amount of the metal foil is preferably 1% by volume or more, more preferably 5% by volume or more, and particularly preferably 10% by volume or more with respect to the conductive connection material. Moreover, it is preferable that it is 90 volume% or less, It is more preferable that it is 80 volume% or less, It is especially preferable that it is 70 volume% or less. When the blending amount of the metal foil is less than the lower limit, unconnected connection electrodes tend to increase due to lack of solder or tin. On the other hand, when the upper limit is exceeded, bridging tends to occur between adjacent connection electrodes due to excessive solder or tin.

<樹脂組成物>
次に、本発明に用いられる樹脂組成物について説明する。
本発明の樹脂組成物は、特に制限はなく、前述の通り熱硬化性樹脂組成物、化学線を照射することにより硬化する硬化性樹脂組成物、または熱可塑性樹脂組成物等が例示として挙げられが、導電接続材料の作業性および半導体装置の信頼性に優れるという観点から、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の混合物である熱硬化性樹脂組成物である場合が好ましい。
<Resin composition>
Next, the resin composition used in the present invention will be described.
The resin composition of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a thermosetting resin composition, a curable resin composition that is cured by irradiation with actinic radiation, and a thermoplastic resin composition as described above. However, from the viewpoint that the workability of the conductive connecting material and the reliability of the semiconductor device are excellent, a case where the thermosetting resin composition is a mixture of a thermoplastic resin and a thermosetting resin is preferable.

(1)樹脂組成物が熱硬化性樹脂組成物である場合
(a)熱硬化性樹脂
熱硬化性樹脂組成物に係る熱硬化性樹脂としては、通常、半導体装置製造用の接着剤成分として使用できるものであれば特に限定されない。このような熱硬化性樹脂としては、特に制限されないが、前記金属箔の融点以上の温度において硬化するものであることが好ましく、例えば、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、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−トリアジン樹脂などが挙げられる。特に、エポキシ樹脂、(メタ)アクリレート樹脂、フェノキシ樹脂、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、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種を含む熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。中でも、硬化性と保存性、硬化物の耐熱性、耐湿性、耐薬品性に優れるという観点からエポキシ樹脂が好ましい。また、これらの硬化性樹脂成分は1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
(1) When the resin composition is a thermosetting resin composition (a) Thermosetting resin The thermosetting resin according to the thermosetting resin composition is usually used as an adhesive component for manufacturing a semiconductor device. There is no particular limitation as long as it is possible. Such a thermosetting resin is not particularly limited, but is preferably one that cures at a temperature equal to or higher than the melting point of the metal foil. For example, an epoxy resin, a phenoxy resin, a silicone resin, an oxetane resin, a phenol resin, (Meth) acrylate resin, polyester resin (unsaturated polyester resin), diallyl phthalate resin, maleimide resin, polyimide resin (polyimide precursor resin), bismaleimide-triazine resin and the like. In particular, the use of a thermosetting resin containing at least one selected from the group consisting of epoxy resins, (meth) acrylate resins, phenoxy resins, polyester resins, polyimide resins, silicone resins, maleimide resins, and bismaleimide-triazine resins. preferable. Among these, an epoxy resin is preferable from the viewpoint of excellent curability and storage stability, heat resistance of the cured product, moisture resistance, and chemical resistance. Moreover, these curable resin components may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.

本発明において、熱硬化性樹脂の形態は、熱硬化性樹脂組成物の形態などに応じて適宜選択することができる。液状の熱硬化性樹脂組成物を使用する場合には、液状の熱硬化性樹脂を用いることが好ましく、また、固形状の熱硬化性樹脂組成物を使用する場合には、液状および固形状のいずれの熱硬化性樹脂も用いることが好ましい。また、室温でフィルム状の熱硬化性樹脂組成物を使用する場合には、フィルム形成性樹脂を併用することが好ましい。   In the present invention, the form of the thermosetting resin can be appropriately selected according to the form of the thermosetting resin composition. When using a liquid thermosetting resin composition, it is preferable to use a liquid thermosetting resin, and when using a solid thermosetting resin composition, liquid and solid It is preferable to use any thermosetting resin. Moreover, when using a film-like thermosetting resin composition at room temperature, it is preferable to use a film-forming resin in combination.

本発明においては、前記エポキシ樹脂として、室温で液状および室温で固形状のいずれのエポキシ樹脂も使用することができる。また、室温で液状のエポキシ樹脂と室温で固形状のエポキシ樹脂とを併用することも可能である。熱硬化性樹脂組成物が液状の場合には、室温で液状のエポキシ樹脂を用いることが好ましく、熱硬化性樹脂組成物が固形状の場合には、液状および固形状のいずれのエポキシ樹脂も使用することが可能であり、室温でフィルム状の熱硬化性樹脂組成物を用いる場合、フィルム形成性樹脂成分を適宜併用することが好ましい。   In the present invention, any epoxy resin that is liquid at room temperature and solid at room temperature can be used as the epoxy resin. It is also possible to use an epoxy resin that is liquid at room temperature and an epoxy resin that is solid at room temperature. When the thermosetting resin composition is liquid, it is preferable to use an epoxy resin that is liquid at room temperature. When the thermosetting resin composition is solid, both liquid and solid epoxy resins are used. In the case of using a film-like thermosetting resin composition at room temperature, it is preferable to use a film-forming resin component in combination as appropriate.

本発明に用いられる室温(25℃)で液状のエポキシ樹脂としては、特に制限はないが、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂などが挙げられる。また、ビスフェノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ樹脂とを併用してもよい。   The epoxy resin that is liquid at room temperature (25 ° C.) used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include bisphenol A type epoxy resins and bisphenol F type epoxy resins. Moreover, you may use together a bisphenol A type epoxy resin and a bisphenol F type epoxy resin.

室温で液状のエポキシ樹脂のエポキシ当量は、150〜300g/eqであることが好ましく、160〜250g/eqであることがより好ましく、170〜220g/eqであることが特に好ましい。前記エポキシ当量が上記下限未満になると硬化物の収縮率が大きくなる傾向があり、反りが生じることがある。他方、前記上限を超えると、フィルム形成性樹脂を併用した場合に、フィルム形成性樹脂、特にポリイミド樹脂との反応性が低下する傾向にある。   The epoxy equivalent of the epoxy resin that is liquid at room temperature is preferably 150 to 300 g / eq, more preferably 160 to 250 g / eq, and particularly preferably 170 to 220 g / eq. If the epoxy equivalent is less than the above lower limit, the shrinkage of the cured product tends to increase, and warping may occur. On the other hand, when the upper limit is exceeded, when a film-forming resin is used in combination, the reactivity with a film-forming resin, particularly a polyimide resin, tends to decrease.

本発明に用いられる室温(25℃)で固形状のエポキシ樹脂としては、特に制限はないが、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、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、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、3官能エポキシ樹脂、4官能エポキシ樹脂などが挙げられる。中でも、固形3官能エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などが好ましい。また、これらのエポキシ樹脂は1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。室温で固形状のエポキシ樹脂の軟化点は、40〜120℃であることが好ましく、50〜110℃であることがより好ましく、60〜100℃であることが特に好ましい。前記軟化点が前記範囲内にあると、タック性を抑えることができ、容易に取り扱うことが可能となる。   The epoxy resin solid at room temperature (25 ° C.) used in the present invention is not particularly limited, but is bisphenol A type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, glycidyl. Examples include amine type epoxy resins, glycidyl ester type epoxy resins, trifunctional epoxy resins, and tetrafunctional epoxy resins. Among these, solid trifunctional epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin and the like are preferable. Moreover, these epoxy resins may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together. The softening point of the epoxy resin that is solid at room temperature is preferably 40 to 120 ° C, more preferably 50 to 110 ° C, and particularly preferably 60 to 100 ° C. When the softening point is within the above range, tackiness can be suppressed and handling can be easily performed.

本発明においては、このような熱硬化性樹脂としての市販品を使用することができ、さらに、本発明の効果を損ねない範囲で、可塑剤、安定剤、無機フィラー、帯電防止剤や顔料などの各種添加剤を配合したものを使用することもできる。   In the present invention, commercially available products as such thermosetting resins can be used, and further, plasticizers, stabilizers, inorganic fillers, antistatic agents, pigments, etc., as long as the effects of the present invention are not impaired. What mixed these various additives can also be used.

(b)硬化剤
本発明に係る熱硬化性樹脂組成物は、特に制限はないが、硬化剤を含有することが好ましい。硬化剤を含有することにより、熱硬化性樹脂組成物に含まれる熱硬化性樹脂を確実に硬化させることができるため、得られた半導体装置の接続電極間の絶縁性を確保することができる。
(B) Curing agent The thermosetting resin composition according to the present invention is not particularly limited, but preferably contains a curing agent. By containing the curing agent, the thermosetting resin contained in the thermosetting resin composition can be reliably cured, so that the insulation between the connection electrodes of the obtained semiconductor device can be ensured.

前記硬化剤としては、特に制限はなく、アミン系化合物、フェノール系化合物、酸無水物系化合物、チオール系化合物、イソシアネート系化合物等が挙げられるが、これらは、使用される熱硬化性樹脂の種類等に応じて適宜選択すればよい。   The curing agent is not particularly limited, and examples thereof include amine compounds, phenol compounds, acid anhydride compounds, thiol compounds, isocyanate compounds, and the like. These are the types of thermosetting resins used. What is necessary is just to select suitably according to etc.

例えば、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂が使用される場合、硬化剤としては、エポキシ樹脂との良好な反応性、硬化時の低寸法変化及び硬化後の適切な物性(例えば、耐熱性、耐湿性等)が得られる点でフェノール系化合物が好適に用いられる。   For example, when an epoxy resin is used as the thermosetting resin, the curing agent includes good reactivity with the epoxy resin, low dimensional change upon curing, and appropriate physical properties after curing (for example, heat resistance, moisture resistance) Etc.), phenolic compounds are preferably used.

本発明に用いられるフェノール系化合物は、特に限定されるものではないが、導電接続材料の硬化後の物性が優れていることから、2官能以上であることが好ましい。例えば、ビスフェノールA、テトラメチルビスフェノールA、ジアリルビスフェノールA、ビフェノール、ビスフェノールF、ジアリルビスフェノールF、トリスフェノール、テトラキスフェノール、フェノールノボラック類、クレゾールノボラック類等が挙げられる。中でも、溶融粘度、エポキシ樹脂との反応性が良好であり、硬化後の物性が優れていることから、フェノールノボラック類及びクレゾールノボラック類が好適に用いられる。   Although the phenol type compound used for this invention is not specifically limited, Since the physical property after hardening of an electroconductive connection material is excellent, it is preferable that it is bifunctional or more. For example, bisphenol A, tetramethyl bisphenol A, diallyl bisphenol A, biphenol, bisphenol F, diallyl bisphenol F, trisphenol, tetrakisphenol, phenol novolacs, cresol novolacs and the like can be mentioned. Of these, phenol novolacs and cresol novolacs are preferably used because of their good melt viscosity and reactivity with epoxy resins and excellent physical properties after curing.

硬化剤の配合量は、使用する硬化性樹脂の種類や使用量によって適宜選択すればよい。例えば、硬化剤として、フェノールノボラック類を使用する場合、その配合量は、熱硬化性樹脂を確実に硬化させる点で、熱硬化性樹脂組成物の構成成分の合計量に対して、好ましくは5重量%以上、より好ましくは10重量%以上である。エポキシ樹脂と未反応のフェノールノボラック類が残留していると、イオンマイグレーションの要因となる。したがって、残渣として残らないようにするためには、好ましくは50重量%以下、より好ましくは30重量%以下、さらに好ましくは25重量%以下とする。   What is necessary is just to select the compounding quantity of a hardening | curing agent suitably according to the kind and usage-amount of curable resin to be used. For example, when phenol novolacs are used as the curing agent, the blending amount thereof is preferably 5 with respect to the total amount of the components of the thermosetting resin composition in that the thermosetting resin is reliably cured. % By weight or more, more preferably 10% by weight or more. If epoxy resin and unreacted phenol novolac remain, it becomes a factor of ion migration. Therefore, in order not to remain as a residue, it is preferably 50% by weight or less, more preferably 30% by weight or less, and further preferably 25% by weight or less.

フェノールノボラック樹脂の配合量は、エポキシ樹脂に対する当量比で規定してもよい。例えば、エポキシ樹脂に対するフェノールノボラック樹脂の当量比は、0.5〜1.2であり、好ましくは0.6〜1.1であり、更に好ましくは0.7〜0.98である。エポキシ樹脂に対するフェノールノボラック樹脂の当量比を0.5以上とすることにより、硬化後の耐熱性、耐湿性を確保することができる。一方、この当量比を1.2以下とする
ことにより、硬化後のエポキシ樹脂と未反応の残留フェノールノボラック樹脂の量を低減することができ、耐イオンマイグレーション性が良好となる。これらの硬化剤は、1種で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
You may prescribe | regulate the compounding quantity of a phenol novolak resin by the equivalent ratio with respect to an epoxy resin. For example, the equivalent ratio of phenol novolac resin to epoxy resin is 0.5 to 1.2, preferably 0.6 to 1.1, and more preferably 0.7 to 0.98. By setting the equivalent ratio of the phenol novolac resin to the epoxy resin to 0.5 or more, heat resistance and moisture resistance after curing can be ensured. On the other hand, by setting this equivalent ratio to 1.2 or less, the amount of the epoxy resin after curing and the unreacted residual phenol novolac resin can be reduced, and the ion migration resistance is improved. These curing agents may be used alone or in combination of two or more.

(c)フラックス化合物
ここで、前記熱硬化性樹脂組成物は、フラックス化合物を含むことが好ましい。フラックス化合物は、金属箔108a表面の酸化膜を除去して、金属箔108aの濡れ性を高めることができる化合物である。これにより、対向する接続電極間の接続性を低下させることができる。このようなフラックス化合物を使用することにより、フラックス洗浄工程を省くことができるので、製造工程を簡略化することができる。
(C) Flux compound Here, it is preferable that the thermosetting resin composition contains a flux compound. The flux compound is a compound that can remove the oxide film on the surface of the metal foil 108a and improve the wettability of the metal foil 108a. Thereby, the connectivity between the opposing connection electrodes can be reduced. By using such a flux compound, the flux cleaning process can be omitted, and thus the manufacturing process can be simplified.

フラックス化合物としては、フェノール性水酸基、カルボキシル基を含む化合物などが挙げられる。   Examples of the flux compound include compounds containing phenolic hydroxyl groups and carboxyl groups.

フェノール性水酸基含有化合物としては、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F、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、フェノールノボラック樹脂、o−クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールFノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂等が挙げられる。   Examples of the phenolic hydroxyl group-containing compound include phenol, o-cresol, 2,6-xylenol, p-cresol, m-cresol, o-ethylphenol, 2,4-xylenol, 2,5 xylenol, and m-ethylphenol. 2,3-xylenol, meditol, 3,5-xylenol, p-tertiarybutylphenol, catechol, p-tertiaryamylphenol, resorcinol, p-octylphenol, p-phenylphenol, bisphenol F, bisphenol F, bisphenol AF, Monomers containing phenolic hydroxyl groups such as biphenol, diallyl bisphenol F, diallyl bisphenol A, trisphenol, tetrakisphenol, phenol novolac resin, o-cresol novolac tree , Bisphenol F novolac resin, bisphenol A novolac resins.

また、カルボキシル基含有化合物としては、例えば、脂肪族酸無水物、脂環式酸無水物、芳香族酸無水物、脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸、フェノール類等が挙げられる。   Examples of the carboxyl group-containing compound include aliphatic acid anhydrides, alicyclic acid anhydrides, aromatic acid anhydrides, aliphatic carboxylic acids, aromatic carboxylic acids, and phenols.

ここで、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。
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。
Here, examples of the aliphatic acid anhydride include succinic anhydride, polyadipic acid anhydride, polyazeline acid anhydride and polysebacic acid anhydride.
Alicyclic acid anhydrides include methyltetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, methylhymic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, trialkyltetrahydrophthalic anhydride, methylcyclohexene dicarboxylic acid anhydride Thing etc. are mentioned.

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 the aromatic acid anhydride include phthalic anhydride trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, benzophenone tetracarboxylic acid anhydride, ethylene glycol bistrimellitate, glycerol tris trimellitate and the like.

脂肪族カルボン酸としては、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、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸、ピメリン酸等が挙げられる。中でも、HOOC−(CH−COOH(nは0〜20の整数である)で表される脂肪族カルボン酸が好適であり、例えば、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸が好ましい。 Aliphatic carboxylic acids include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid pivalate, caprylic 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, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, pimelic acid and the like. Among them, HOOC- (CH 2) n -COOH (n is an integer of 0 to 20) are preferred aliphatic carboxylic acids represented by, for example, adipic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid.

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、プレートニ酸、ピロメリッ
ト酸、メリット酸、トリイル酸、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、2,3−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)、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、3,5−2−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 include benzoic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, hemimellitic acid, trimellitic acid, trimesic acid, merophanic acid, platnic acid, pyromellitic acid, meritic acid, triylic acid, xylylic acid, hemelitto Acid, mesitylene acid, prenylic acid, toluic acid, cinnamic acid, salicylic acid, 2,3-dihydroxybenzoic acid, 2,4-dihydroxybenzoic acid, gentisic acid (2,5-dihydroxybenzoic acid), 2,6-dihydroxy Benzoic acid, 3,5-dihydroxybenzoic acid, gallic acid (3,4,5-trihydroxybenzoic acid), 4-dihydroxy-2-naphthoic acid, 3,5-dihydroxy-2-naphthoic acid, 3,5 Naphthoic acid derivatives such as 2-dihydroxy-2-naphthoic acid; phenolphthaline; diphenolic acid, etc. It is.

これらの中でも、熱硬化性樹脂組成物の熱硬化性樹脂の硬化剤として作用しうる化合物が好ましい。すなわち、本実施態様に用いられるフラックス化合物は、金属箔108aの酸化膜を、導電部材と電気的に接合できる程度に還元する作用を示し、且つ、熱硬化性樹脂と結合する官能基を有する化合物(フラックス活性を有する硬化剤)であることが好ましい。フラックス活性を有する硬化剤は、熱熱硬化性樹脂組成物の溶融時は、金属箔108aの酸化膜を還元して、金属箔108aの濡れ性を高め、半導体チップの対向する接続電極間への金属箔108aの凝集を促し、接合領域100の形成を容易にする。一方、半導体チップ間の電気的接続が形成された後は、硬化剤として機能し、熱硬化性樹脂に付加して、硬化後の熱硬化性樹脂組成物の弾性率又はTgを高めることができる。上記のようなフラックス活性を有する硬化剤を用いることにより、フラックス洗浄を行う必要がなく、フラックス成分残渣に起因するイオンマイグレーションの発生を抑制することができる。   Among these, a compound that can act as a curing agent for the thermosetting resin of the thermosetting resin composition is preferable. That is, the flux compound used in this embodiment has a function of reducing the oxide film of the metal foil 108a to such an extent that it can be electrically bonded to the conductive member, and has a functional group that binds to the thermosetting resin. (Curing agent having flux activity) is preferable. When the thermosetting resin composition is melted, the curing agent having flux activity reduces the oxide film of the metal foil 108a, improves the wettability of the metal foil 108a, and the gap between the connection electrodes facing the semiconductor chip is increased. Aggregation of the metal foil 108a is promoted, and formation of the joining region 100 is facilitated. On the other hand, after the electrical connection between the semiconductor chips is formed, it functions as a curing agent and can be added to the thermosetting resin to increase the elastic modulus or Tg of the cured thermosetting resin composition. . By using the curing agent having the flux activity as described above, it is not necessary to perform flux cleaning, and the occurrence of ion migration due to the flux component residue can be suppressed.

本発明に用いられるフラックス活性を有する硬化剤は、カルボキシル基を少なくとも1個有していることが好ましい。フラックス活性を有する硬化剤と結合する官能基は、使用される熱硬化性樹脂の種類等によって適宜選択することができる。例えば、熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂である場合、フラックス活性を有する硬化剤は、カルボキシル基と、エポキシ基と反応する基(例えば、カルボキシル基、水酸基、アミノ基等)とを有するのが好ましい。   The curing agent having flux activity used in the present invention preferably has at least one carboxyl group. The functional group bonded to the curing agent having flux activity can be appropriately selected depending on the type of thermosetting resin used. For example, when the thermosetting resin is an epoxy resin, the curing agent having a flux activity preferably has a carboxyl group and a group that reacts with the epoxy group (for example, a carboxyl group, a hydroxyl group, an amino group, etc.).

具体的に、本発明に用いられるフラックス活性を有する硬化剤は、脂肪族ジカルボン酸及びカルボキシル基とフェノール性水酸基とを有する化合物からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。   Specifically, the curing agent having flux activity used in the present invention is preferably at least one selected from the group consisting of aliphatic dicarboxylic acids and compounds having a carboxyl group and a phenolic hydroxyl group.

本発明に用いられる脂肪族ジカルボン酸は、脂肪族炭化水素にカルボキシル基が2個結合した化合物であれば特に限定されない。脂肪族炭化水素基は、飽和又は不飽和の非環式であってもよいし、飽和又は不飽和の環式であってもよい。脂肪族炭化水素基が非環式の場合には、直鎖状でもよいし、分岐状でもよい。   The aliphatic dicarboxylic acid used in the present invention is not particularly limited as long as it is a compound in which two carboxyl groups are bonded to an aliphatic hydrocarbon. The aliphatic hydrocarbon group may be saturated or unsaturated acyclic, or may be saturated or unsaturated cyclic. When the aliphatic hydrocarbon group is acyclic, it may be linear or branched.

上記脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、下記式(1)で表される化合物が挙げられる。
HOOC−(CH−COOH (1)
式中、nは1〜20の整数であり、3〜10の整数であることが好ましい。この範囲であると、フラックス活性、接着時のアウトガス及び熱硬化性樹脂組成物の硬化後の弾性率及びガラス転移温度のバランスが良好である。特に、nを3以上とすることにより、熱硬化性樹脂組成物の硬化後の弾性率増加を抑制し、被接着物との接着性を向上させることができる。また、nを10以下とすることにより、弾性率の低下を抑制し、接続信頼性を更に向上させることができる。
As said aliphatic dicarboxylic acid, the compound represented by following formula (1) is mentioned, for example.
HOOC- (CH 2) n -COOH ( 1)
In formula, n is an integer of 1-20, and it is preferable that it is an integer of 3-10. Within this range, the balance among the flux activity, the outgas at the time of bonding, the elastic modulus after curing of the thermosetting resin composition, and the glass transition temperature is good. In particular, by setting n to 3 or more, an increase in the elastic modulus after curing of the thermosetting resin composition can be suppressed, and the adhesiveness to the adherend can be improved. Further, by setting n to 10 or less, it is possible to suppress a decrease in elastic modulus and further improve connection reliability.

上記式(1)で示される化合物の具体例としては、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、オクタデカン二酸、ノナデカン二酸、エ
イコサン二酸等が挙げられる。中でも、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデンカン二酸が好ましく、セバシン酸が特に好ましい。
Specific examples of the compound represented by the formula (1) include glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid, tridecanedioic acid, tetradecanedioic acid, pentadecane. Examples include diacid, octadecanedioic acid, nonadecanedioic acid, and eicosanedioic acid. Among these, adipic acid, suberic acid, sebacic acid and dodencandioic acid are preferable, and sebacic acid is particularly preferable.

カルボキシル基とフェノール性水酸基とを有する化合物としては、サリチル酸、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、浸食子酸(3,4,5−トリヒドロキシ安息香酸)等の安息香酸誘導体;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。中でも、フェノールフタリン、ゲンチジン酸、2,4−ジヒドロキシ安息香酸、2,6−ジヒドロキシ安息香酸が好ましく、フェノールフタリン、ゲンチジン酸、又はこれらの組み合わせが特に好ましい。   Examples of the compound having a carboxyl group and a phenolic hydroxyl group include salicylic acid, 2,3-dihydroxybenzoic acid, 2,4-dihydroxybenzoic acid, gentisic acid (2,5-dihydroxybenzoic acid), and 2,6-dihydroxybenzoic acid. Benzoic acid derivatives such as 3,4-dihydroxybenzoic acid and gallic acid (3,4,5-trihydroxybenzoic acid); 1,4-dihydroxy-2-naphthoic acid, 3,5-dihydroxy-2-naphthoic acid Examples thereof include naphthoic acid derivatives such as acids; phenolphthaline; diphenolic acid and the like. Among these, phenolphthaline, gentisic acid, 2,4-dihydroxybenzoic acid, and 2,6-dihydroxybenzoic acid are preferable, and phenolphthaline, gentisic acid, or a combination thereof is particularly preferable.

なお、これらの化合物は何れも吸湿し易く、ボイドの原因となるため、使用する際は前もって乾燥させておくことが好ましい。本発明において、フラックス活性を有する硬化剤は、1種で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。   In addition, since these compounds all easily absorb moisture and cause voids, it is preferable to dry them before use. In this invention, the hardening | curing agent which has flux activity may be used by 1 type, and may use 2 or more types together.

フラックス化合物の含有量は、熱硬化性樹脂組成物の構成成分の合計量に対して0.1〜30重量%であることが好ましく、より好ましくは1〜20重量%、さらに好ましくは3〜18重量%、特に好ましくは5〜15重量%である。この範囲であると、金属箔表面の酸化膜を電気的に接合できる程度に十分に還元することができ、かつ、樹脂成分の硬化時には、樹脂中に効率よく付加して、樹脂の弾性率又はTgを高めることができる。また、未反応のフラックス化合物に起因するイオンマイグレーションの発生を抑制することができる。   The content of the flux compound is preferably 0.1 to 30% by weight, more preferably 1 to 20% by weight, and further preferably 3 to 18% with respect to the total amount of the constituent components of the thermosetting resin composition. % By weight, particularly preferably 5 to 15% by weight. Within this range, the oxide film on the surface of the metal foil can be sufficiently reduced to such an extent that it can be electrically joined, and when the resin component is cured, it can be efficiently added to the resin, and the elastic modulus of the resin or Tg can be increased. Moreover, generation | occurrence | production of the ion migration resulting from an unreacted flux compound can be suppressed.

(d)フィルム形成性樹脂
本発明において、固形状の熱硬化性樹脂組成物を使用する場合には、フィルム形成性樹脂とを併用することが好ましい。このようなフィルム形成性樹脂としては、有機溶媒に可溶であり、単独で製膜性を有するものであれば特に制限はない。熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂のいずれのものも使用することができ、また、これらを併用することもできる。
(D) Film-forming resin In the present invention, when a solid thermosetting resin composition is used, it is preferable to use a film-forming resin in combination. Such a film-forming resin is not particularly limited as long as it is soluble in an organic solvent and has film-forming properties alone. Either a thermoplastic resin or a thermosetting resin can be used, and these can be used in combination.

具体的なフィルム形成性樹脂としては、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、ポリアミドイミド樹脂、シロキサン変性ポリイミド樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリプロピレン樹脂、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、ナイロンなどが挙げられる。中でも、(メタ)アクリル系樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂およびポリイミド樹脂が好ましい。また、これらのフィルム形成性樹脂成分は1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。   Specific film-forming resins include, for example, (meth) acrylic resins, phenoxy resins, polyester resins, polyurethane resins, polyimide resins, polyamideimide resins, siloxane-modified polyimide resins, polybutadiene resins, polypropylene resins, styrene-butadiene- Styrene copolymer, 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 Examples thereof include a polymer, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, polyvinyl acetate, and nylon. Among these, (meth) acrylic resins, phenoxy resins, polyester resins, polyamide resins and polyimide resins are preferable. Moreover, these film-forming resin components may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.

なお、本発明において、「(メタ)アクリル系樹脂」とは、(メタ)アクリル酸およびその誘導体の重合体、または(メタ)アクリル酸およびその誘導体と他の単量体との共重合体を意味する。ここで、「(メタ)アクリル酸」などと表記するときは、「アクリル酸またはメタクリル酸」などを意味する。   In the present invention, “(meth) acrylic resin” refers to a polymer of (meth) acrylic acid and its derivatives, or a copolymer of (meth) acrylic acid and its derivatives and other monomers. means. Here, “(meth) acrylic acid” or the like means “acrylic acid or methacrylic acid” or the like.

前記(メタ)アクリル系樹脂としては、例えば、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ブチル、ポリアクリル酸−2−エチルヘキシルなどのポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸メチル、ポリメ
タクリル酸エチル、ポリメタクリル酸ブチルなどのポリメタクリル酸エステル、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリロニトリル、ポリアクリルアミド、アクリル酸ブチル−アクリル酸エチル−アクリロニトリル共重合体、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、アクリロニトリル−スチレン共重合体、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体、メタクリル酸メチル−アクリロニトリル共重合体、メタクリル酸メチル−α−メチルスチレン共重合体、アクリル酸ブチル−アクリル酸エチル−アクリロニトリル−2−ヒドロキシエチルメタクリレート−メタクリル酸共重合体、アクリル酸ブチル−アクリル酸エチル−アクリロニトリル−2−ヒドロキシエチルメタクリレート−アクリル酸共重合体、アクリル酸ブチル−アクリロニトリル−2−ヒドロキシエチルメタクリレート共重合体、アクリル酸ブチル−アクリロニトリル−アクリル酸共重合体、アクリル酸ブチル−アクリル酸エチル−アクリロニトリル共重合体、アクリル酸エチル−アクリロニトリル−N,N−ジメチルアクリルアミド共重合体などが挙げられる。中でも、アクリル酸ブチル−アクリル酸エチル−アクリロニトリル共重合体、アクリル酸エチル−アクリロニトリル−N,N−ジメチルアクリルアミドが好ましい。また、これらの(メタ)アクリル系樹脂は1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
Examples of the (meth) acrylic resin include polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polymethyl acrylate, polyethyl acrylate, polybutyl acrylate, polyacrylic acid-2-ethylhexyl and other polyacrylic acid esters, poly Polymethacrylate such as methyl methacrylate, polyethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyacrylonitrile, polymethacrylonitrile, polyacrylamide, butyl acrylate-ethyl acrylate-acrylonitrile copolymer, acrylonitrile-butadiene copolymer , Acrylonitrile-butadiene-acrylic acid copolymer, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, acrylonitrile-styrene copolymer, methyl methacrylate-styrene copolymer, methyl methacrylate Acrylonitrile copolymer, methyl methacrylate-α-methylstyrene copolymer, butyl acrylate-ethyl acrylate-acrylonitrile-2-hydroxyethyl methacrylate-methacrylic acid copolymer, butyl acrylate-ethyl acrylate-acrylonitrile-2 -Hydroxyethyl methacrylate-acrylic acid copolymer, butyl acrylate-acrylonitrile-2-hydroxyethyl methacrylate copolymer, butyl acrylate-acrylonitrile-acrylic acid copolymer, butyl acrylate-ethyl acrylate-acrylonitrile copolymer And ethyl acrylate-acrylonitrile-N, N-dimethylacrylamide copolymer. Of these, butyl acrylate-ethyl acrylate-acrylonitrile copolymer and ethyl acrylate-acrylonitrile-N, N-dimethylacrylamide are preferable. Moreover, these (meth) acrylic resins may be used alone or in combination of two or more.

このような(メタ)アクリル系樹脂のうち、半導体チップへの密着性および他の熱硬化性樹脂組成物を構成する成分との相溶性を向上させることができるという観点から、ニトリル基、エポキシ基、水酸基、カルボキシル基などの官能基を有する単量体を共重合させてなる(メタ)アクリル系樹脂が好ましい。このような(メタ)アクリル系樹脂において、前記官能基を有する単量体の配合量は特に限定されないが、(メタ)アクリル系樹脂合成時の全単量体100mol%に対して0.1〜50mol%であることが好ましく、0.5〜45mol%であることがより好ましく、1〜40mol%であることが特に好ましい。前記官能基を有する単量体の配合量が前記下限値未満になると密着性が十分に向上しない傾向にあり、他方、前記上限を超えると粘着力が強すぎて作業性が十分に向上しない傾向にある。   Among such (meth) acrylic resins, from the viewpoint that adhesion to a semiconductor chip and compatibility with components constituting other thermosetting resin compositions can be improved, a nitrile group, an epoxy group A (meth) acrylic resin obtained by copolymerizing a monomer having a functional group such as a hydroxyl group or a carboxyl group is preferred. In such a (meth) acrylic resin, the compounding amount of the monomer having the functional group is not particularly limited, but is 0.1 to 0.1 mol based on 100 mol% of all monomers during the synthesis of the (meth) acrylic resin. It is preferably 50 mol%, more preferably 0.5 to 45 mol%, and particularly preferably 1 to 40 mol%. When the blending amount of the monomer having the functional group is less than the lower limit value, the adhesion tends not to be sufficiently improved. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the adhesive force is too strong and the workability is not sufficiently improved. It is in.

前記(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量は特に限定されないが、10万以上であることが好ましく、15万〜100万であることがより好ましく、25万〜90万であることが特に好ましい。前記重量平均分子量が前記範囲内にあると製膜性を向上させることが可能となる。   The weight average molecular weight of the (meth) acrylic resin is not particularly limited, but is preferably 100,000 or more, more preferably 150,000 to 1,000,000, and particularly preferably 250,000 to 900,000. When the weight average molecular weight is within the above range, the film forming property can be improved.

本発明においてフィルム形成性樹脂成分としてフェノキシ樹脂を用いる場合、その数平均分子量は、5000〜15000であることが好ましく、6000〜14000であることがより好ましく、8000〜12000であることが特に好ましい。このようなフェノキシ樹脂を用いることにより、硬化前の熱硬化性樹脂組成物の流動性を抑制することができる。   In the present invention, when a phenoxy resin is used as the film-forming resin component, the number average molecular weight is preferably 5000 to 15000, more preferably 6000 to 14000, and particularly preferably 8000 to 12000. By using such a phenoxy resin, the fluidity of the thermosetting resin composition before curing can be suppressed.

前記フェノキシ樹脂の骨格は、ビスフェノールAタイプ、ビスフェノールFタイプ、ビフェニルタイプなどが挙げられるが、本発明ではこれらに限定されない。また、飽和吸水率が1%以下であるフェノキシ樹脂は、接着時や半田実装時の高温下において、発泡または剥離などの発生を抑えることができるため好ましい。なお、飽和吸水率は、フェノキシ樹脂を25μm厚のフィルムに加工し、100℃雰囲気中で1時間乾燥(絶乾状態)し、さらに、そのフィルムを40℃、90%RH雰囲気の恒温恒湿槽に放置し、質量変化を24時間おきに測定し、質量変化が飽和した時点の質量を用いて、下記式により算出することができる。
飽和吸水率(%)={(飽和した時点の質量)−(絶乾時点の質量)}/
(絶乾時点の質量)×100
Examples of the skeleton of the phenoxy resin include a bisphenol A type, a bisphenol F type, and a biphenyl type, but are not limited to these in the present invention. A phenoxy resin having a saturated water absorption rate of 1% or less is preferable because it can suppress the occurrence of foaming or peeling at high temperatures during bonding or solder mounting. The saturated water absorption rate is obtained by processing a phenoxy resin into a film having a thickness of 25 μm, drying it in a 100 ° C. atmosphere for 1 hour (an absolutely dry state), and further heating the film at a constant temperature and humidity chamber at 40 ° C. and 90% RH The mass change is measured every 24 hours, and the mass at the time when the mass change is saturated can be calculated by the following formula.
Saturated water absorption (%) = {(mass when saturated) − (mass when absolutely dry)} /
(Mass when absolutely dry) x 100

本発明に用いられるポリイミド樹脂としては、繰り返し単位中にイミド結合を持つ樹脂であれば特に限定されず、例えば、ジアミンと酸二無水物を反応させ、得られたポリアミド酸を加熱、脱水閉環することにより得られるものが挙げられる。   The polyimide resin used in the present invention is not particularly limited as long as the resin has an imide bond in the repeating unit. For example, diamine and acid dianhydride are reacted, and the obtained polyamic acid is heated and dehydrated and cyclized. Can be obtained.

前記ジアミンとしては、例えば、3,3’−ジメチル−4,4’ジアミノジフェニル、4,6−ジメチル−m−フェニレンジアミン、2,5−ジメチル−p−ェニレンジアミンなどの芳香族ジアミン、1,3−ビス(3−アミノプロピル)―1,1,3,3―テトラメチルジシロキサンなどのシロキサンジアミンが挙げられる。これらのジアミンは1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
また、前記酸二無水物としては、3,3,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸、ピロメリット酸二無水物、4,4’−オキシジフタル酸二無水物などが挙げられる。これらの酸二無水物は1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
Examples of the diamine include aromatic diamines such as 3,3′-dimethyl-4,4′diaminodiphenyl, 4,6-dimethyl-m-phenylenediamine and 2,5-dimethyl-p-phenylenediamine, 1,3 -Siloxane diamines such as bis (3-aminopropyl) -1,1,3,3-tetramethyldisiloxane. These diamines may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the acid dianhydride include 3,3,4,4′-biphenyltetracarboxylic acid, pyromellitic dianhydride, 4,4′-oxydiphthalic dianhydride, and the like. These acid dianhydrides may be used alone or in combination of two or more.

本発明に用いられるポリイミド樹脂は、溶剤に可溶なものでも、不溶なものでもよいが、他の成分と混合する際のワニス化が容易であり、取扱性に優れている点で溶剤可溶性のものが好ましい。特に、様々な有機溶媒に溶解できる点でシロキサン変性ポリイミド樹脂を用いることが好ましい。   The polyimide resin used in the present invention may be either soluble or insoluble in a solvent, but is easy to varnish when mixed with other components, and is solvent-soluble in terms of excellent handling properties. Those are preferred. In particular, a siloxane-modified polyimide resin is preferably used because it can be dissolved in various organic solvents.

本発明に用いられるポリアミド樹脂は、特に制限されないが、例えば、6−ナイロン、12−ナイロン等環状脂肪族ラクタムを開環重合したもの、6,6−ナイロン、4,6−ナイロン、6,10−ナイロン、6,12−ナイロン等脂肪族ジアミンと脂肪族ジカルボン酸とを縮重合させたもの、芳香族ジアミンと脂肪族ジカルボン酸とを縮重合させたもの、芳香族ジアミンと芳香族ジカルボン酸とを縮重合させたもの、アミノ酸を縮重合させたもの等が挙げられる。   The polyamide resin used in the present invention is not particularly limited. For example, ring-opening polymerization of cyclic aliphatic lactam such as 6-nylon and 12-nylon, 6,6-nylon, 4,6-nylon, 6,10 -Nylon, 6,12-nylon, etc., a polycondensation of aliphatic diamine and aliphatic dicarboxylic acid, a polycondensation of aromatic diamine and aliphatic dicarboxylic acid, aromatic diamine and aromatic dicarboxylic acid, And those obtained by condensation polymerization of amino acids.

本発明で用いられるポリアミド樹脂の分子量は、特に制限されないが、例えば、5000〜100000が好ましく、8000〜50000が特に好ましい。分子量が上記範囲以下であると、成形性は良好であるがフィルムの機械強度が弱く、上記範囲以上であると粘度が高くなり、それにより金属箔の動きが阻害され導通不良となる。   Although the molecular weight of the polyamide resin used by this invention is not restrict | limited in particular, For example, 5000-100000 are preferable and 8000-50000 are especially preferable. If the molecular weight is below the above range, the moldability is good, but the mechanical strength of the film is weak, and if it is above the above range, the viscosity becomes high, thereby inhibiting the movement of the metal foil, resulting in poor conduction.

本発明に用いられるポリアミド樹脂は、溶剤に可溶なものでも、不溶なものでもよいが、他の成分と混合する際のワニス化が容易であり、取扱性に優れている点で溶剤可溶性のものがより好ましい。   The polyamide resin used in the present invention may be either soluble or insoluble in a solvent, but it is easy to varnish when mixed with other components, and is solvent-soluble in that it is easy to handle. Those are more preferred.

本発明に用いられるポリエステル樹脂は、特に制限されないが、酸成分としてテレフタル酸等の2価の酸またはエステル形成能を持つそれらの誘導体を用い、グリコール成分として炭素数2〜10のグリコール、その他の2価のアルコールまたはエステル形成能を有するそれらの誘導体等を用いて得られる飽和ポリエステル樹脂をいう。   The polyester resin used in the present invention is not particularly limited, but a divalent acid such as terephthalic acid or a derivative thereof having an ester forming ability is used as an acid component, a glycol having 2 to 10 carbon atoms as a glycol component, other A saturated polyester resin obtained using a divalent alcohol or a derivative thereof having an ester-forming ability.

前記ポリエステル樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂、ポリヘキサメチレンテレフタレート樹脂等のポリアルキレンテレフタレート樹脂等が挙げられる。   Examples of the polyester resin include polyalkylene terephthalate resins such as polyethylene terephthalate resin, polybutylene terephthalate resin, polytrimethylene terephthalate resin, and polyhexamethylene terephthalate resin.

前記ポリエステル樹脂は、必要に応じて他の成分を共重合したポリエステル樹脂でも良い。前記共重合する成分としては、特に制限はないが、例えば、公知の酸成分、アルコール成分、フェノール成分またはエステル形成能を持つこれらの誘導体、ポリアルキレングリコール成分等が挙げられる。   The polyester resin may be a polyester resin copolymerized with other components as necessary. The component to be copolymerized is not particularly limited, and examples thereof include known acid components, alcohol components, phenol components, derivatives thereof having ester forming ability, polyalkylene glycol components, and the like.

前記共重合可能な酸成分としては、例えば、2価以上の炭素数8〜22の芳香族カルボン酸、2価以上の炭素数4〜12の脂肪族カルボン酸、さらには、2価以上の炭素数8〜
15の脂環式カルボン酸、およびエステル形成能を有するこれらの誘導体が挙げられる。前記共重合可能な酸成分の具体例としては、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ビス(p−カルボジフェニル)メタンアントラセンジカルボン酸、4−4‘−ジフェニルカルボン酸、1,2−ビス(フェノキシ)エタン−4,4’−ジカルボン酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカンジオン酸、マレイン酸、トリメシン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸およびエステル形成能を有するこれらの誘導体が挙げられる。これらは、単独あるいは2種以上を併用して用いることができる。
Examples of the copolymerizable acid component include a divalent or higher aromatic carboxylic acid having 8 to 22 carbon atoms, a divalent or higher aliphatic carbon carboxylic acid having 4 to 12 carbons, and a divalent or higher carbon. Number 8 ~
15 alicyclic carboxylic acids and their derivatives having ester-forming ability. Specific examples of the copolymerizable acid component include terephthalic acid, isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, bis (p-carbodiphenyl) methaneanthracene dicarboxylic acid, 4-4′-diphenylcarboxylic acid, and 1,2-bis. (Phenoxy) ethane-4,4′-dicarboxylic acid, 5-sodium sulfoisophthalic acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, dodecanedioic acid, maleic acid, trimesic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, 1,3 -Cyclohexanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid and derivatives thereof having the ability to form esters. These can be used alone or in combination of two or more.

前記共重合可能なアルコールおよび/またはフェノール成分としては、例えば、2価以上の炭素数2〜15の脂肪族アルコール、2価以上の炭素数6〜20の脂環式アルコール、炭素数6〜40の2価以上の芳香族アルコールまたは、フェノールおよびエステル形成能を有するこれらの誘導体が挙げられる。前記共重合可能なアルコールおよび/またはフェノール成分の具体例としては、エチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、デカンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジオール、2,2‘−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2’−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン、ハイドロキノン、グリセリン、ペンタエリスリトール、などの化合物、およびエステル形成能を有するこれらの誘導体、ε−カプロラクトン等の環状エステルが挙げられる。   Examples of the copolymerizable alcohol and / or phenol component include dihydric or higher aliphatic alcohols having 2 to 15 carbon atoms, divalent or higher alicyclic alcohols having 6 to 20 carbon atoms, and 6 to 40 carbon atoms. These divalent or higher valent aromatic alcohols or phenols and derivatives thereof having the ability to form esters. Specific examples of the copolymerizable alcohol and / or phenol component include ethylene glycol, propanediol, butanediol, hexanediol, decanediol, neopentylglycol, cyclohexanedimethanol, cyclohexanediol, 2,2′-bis ( 4-hydroxyphenyl) propane, 2,2′-bis (4-hydroxycyclohexyl) propane, hydroquinone, glycerin, pentaerythritol, and the like, derivatives having ester forming ability, and cyclic esters such as ε-caprolactone Can be mentioned.

前記共重合可能なポリアルキレングリコール成分としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールおよび、これらのランダムまたはブロック共重合体、ビスフェノール化合物のアルキレングリコール(ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、およびこれらのランダムまたはブロック共重合体等)付加物等の変性ポリオキシアルキレングリコール等が挙げられる。   Examples of the copolymerizable polyalkylene glycol component include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, random or block copolymers thereof, and alkylene glycols of bisphenol compounds (polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene). And modified polyoxyalkylene glycols such as adducts such as glycol and random or block copolymers thereof.

(e)硬化促進剤
前記熱硬化性樹脂組成物は、硬化促進剤を更に含んでもよい。硬化促進剤は熱硬化性樹脂の種類に応じて適宜選択すればよいが、例えば、融点が150℃以上のイミダゾール化合物を使用することができる。使用される硬化促進剤の融点が150℃以上であると、熱硬化性樹脂組成物の硬化が完了する前に金属箔成分が接続電極表面に移動することができ、接続電極間の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、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る。
(E) Curing accelerator The thermosetting resin composition may further include a curing accelerator. The curing accelerator may be appropriately selected according to the type of the thermosetting resin. For example, an imidazole compound having a melting point of 150 ° C. or higher can be used. When the melting point of the curing accelerator used is 150 ° C. or higher, the metal foil component can move to the connection electrode surface before the curing of the thermosetting resin composition is completed, and the connection between the connection electrodes is good. Can be. Examples of the imidazole compound having a melting point of 150 ° C. or higher include 2-phenylhydroxyimidazole and 2-phenyl-4-methylhydroxyimidazole.

前記硬化促進剤の配合量は適宜選択すればよいが、例えば、硬化促進剤として、イミダゾール化合物を使用する場合、熱硬化性樹脂組成物の構成成分の合計量に対し、0.005〜10重量%が好ましく、より好ましくは0.01〜5重量%程度である。イミダゾール化合物の配合量を0.005重量%以上とすることにより、硬化促進剤としての機能を更に効果的に発揮させて、熱硬化性樹脂組成物の硬化性を向上させることができる。また、イミダゾールの配合量を10重量%以下とすることにより、金属箔成分の溶融温度における樹脂の溶融粘度が高くなりすぎず、良好な接合構造が得られる。また、熱硬化性樹脂組成物の保存性を更に向上させることができる。これらの硬化促進剤は、1種で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。   The blending amount of the curing accelerator may be appropriately selected. For example, when an imidazole compound is used as the curing accelerator, 0.005 to 10% by weight with respect to the total amount of components of the thermosetting resin composition. % Is preferable, and more preferably about 0.01 to 5% by weight. By making the compounding quantity of an imidazole compound 0.005 weight% or more, the function as a hardening accelerator can be exhibited more effectively and the sclerosis | hardenability of a thermosetting resin composition can be improved. Moreover, by setting the blending amount of imidazole to 10% by weight or less, the melt viscosity of the resin at the melting temperature of the metal foil component does not become too high, and a good joining structure is obtained. Moreover, the preservability of the thermosetting resin composition can be further improved. These curing accelerators may be used alone or in combination of two or more.

(f)シランカップリング剤
また、前記熱硬化性樹脂組成物は、シランカップリング剤を更に含んでもよい。シランカップリング剤を含むことにより、半導体チップに対する熱硬化性樹脂組成物の密着性を
高めることができる。シランカップリング剤としては、例えば、エポキシシランカップリング剤、芳香族含有アミノシランカップリング剤等が使用できる。これらは1種で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。シランカップリング剤の配合量は、適宜選択すればよいが、熱硬化性樹脂組成物の構成成分の合計量に対し、0.01〜5重量%が好ましく、より好ましくは0.01〜5重量%、更に好ましくは0.05〜5重量%、特に好ましくは0.1〜2重量%である。
(F) Silane coupling agent Moreover, the said thermosetting resin composition may further contain a silane coupling agent. By including a silane coupling agent, the adhesiveness of the thermosetting resin composition with respect to a semiconductor chip can be improved. As the silane coupling agent, for example, an epoxy silane coupling agent, an aromatic-containing aminosilane coupling agent and the like can be used. These may be used alone or in combination of two or more. The blending amount of the silane coupling agent may be appropriately selected, but is preferably 0.01 to 5% by weight, more preferably 0.01 to 5% by weight with respect to the total amount of the constituent components of the thermosetting resin composition. %, More preferably 0.05 to 5% by weight, particularly preferably 0.1 to 2% by weight.

上記成分のほか、本実施態様に用いられる熱硬化性樹脂組成物には、樹脂の相溶性、安定性、作業性等の各種特性向上のため、各種添加剤が適宜配合されていてもよい。   In addition to the above components, various additives may be appropriately blended in the thermosetting resin composition used in this embodiment in order to improve various properties such as resin compatibility, stability, and workability.

これらの成分を溶媒中に混合し、得られたワニスをポリエステルシート等の剥離処理を施した基材上に塗布し、所定の温度で、実質的に溶媒を含まない程度にまで乾燥させてフィルム状の熱硬化性樹脂組成物を得ることができる。用いられる溶媒は、使用される成分に対し不活性なものであれば特に限定されないが、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、DIBK (ジイソブチルケトン)、シクロヘキサノン、DAA(ジ
アセトンアルコール)等のケトン類、ベンゼン、キシレン、トルエン等の芳香族炭化水素類、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−ブチルアルコール等のアルコール類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート等のセロソルブ系、NMP(N−メチル−2−ピロリドン)、THF(テトラヒドロフラン)、DMF(ジメチルホルムアミド)、DBE(ニ塩基酸エステル)、EEP(3−エトキシプロピオン酸エチル)、DMC(ジメチルカーボネート)等が好適に用いられる。溶媒の使用量は、溶媒に混合した成分の固形分が10〜60重量%となる範囲であることが好ましい。
These components are mixed in a solvent, and the resulting varnish is applied onto a base material that has been subjected to a release treatment such as a polyester sheet, and dried at a predetermined temperature to an extent that does not substantially contain a solvent. A thermosetting resin composition can be obtained. The solvent used is not particularly limited as long as it is inert to the components used, but ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, DIBK (diisobutyl ketone), cyclohexanone, DAA (diacetone alcohol), Aromatic hydrocarbons such as benzene, xylene and toluene, alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol and n-butyl alcohol, cellosolves such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, methyl cellosolve acetate and ethyl cellosolve acetate , NMP (N-methyl-2-pyrrolidone), THF (tetrahydrofuran), DMF (dimethylformamide), DBE (dibasic acid ester), EEP (ethyl 3-ethoxypropionate) DMC (dimethyl carbonate), etc. is preferably used. The amount of the solvent used is preferably in the range where the solid content of the components mixed in the solvent is 10 to 60% by weight.

(2)樹脂組成物が熱可塑性樹脂組成物である場合
前記熱可塑性樹脂組成物は、特に制限はないが、例えば、ホットメルト型接着剤、または反応型ホットメルト接着剤等が挙げられる。
(2) When the resin composition is a thermoplastic resin composition The thermoplastic resin composition is not particularly limited, and examples thereof include a hot melt adhesive or a reactive hot melt adhesive.

(a)熱可塑性樹脂
熱可塑性樹脂組成物に係る熱可塑性樹脂は、特に制限はなく、例えば、酢酸ビニル系、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、塩化ビニル樹脂、(メタ)アクリル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、シロキサン変性ポリイミド樹脂、ポリブタジエン樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、イソブチレン樹脂、ビニルエーテル樹脂、液晶ポリマー樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリウレタン樹脂、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、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、ポリ酢酸ビニル等が挙げられる。該熱可塑性樹脂は、単一の重合体でもよく、上記熱可塑樹脂の少なくとも2種以上の共重合体でもよい。
(A) Thermoplastic resin The thermoplastic resin according to the thermoplastic resin composition is not particularly limited, and examples thereof include vinyl acetate, polyvinyl alcohol resin, polyvinyl butyral resin, vinyl chloride resin, (meth) acrylic resin, phenoxy resin, Polyester resin, polyimide resin, polyamideimide resin, siloxane-modified polyimide resin, polybutadiene resin, acrylic resin, styrene resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polyamide resin, cellulose resin, isobutylene resin, vinyl ether resin, liquid crystal polymer resin, polyphenylene sulfide resin, Polyphenylene ether resin, polyether sulfone resin, polyether imide resin, polyether ether ketone resin, polyurethane resin, styrene-butadiene-styrene copolymer,
Styrene-ethylene-butylene-styrene copolymer, polyacetal resin, polyvinyl butyral resin, polyvinyl acetal resin, butyl rubber, chloroprene rubber, acrylonitrile-butadiene copolymer, acrylonitrile-butadiene-acrylic acid copolymer, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer Examples thereof include a polymer and polyvinyl acetate. The thermoplastic resin may be a single polymer or a copolymer of at least two of the above thermoplastic resins.

前記熱可塑性樹脂の軟化点は、特に制限されないが、導電接続材料を構成する前記金属箔の融点より10℃以上低いことが好ましく、20℃以上低いことが特に好ましく、さらに、30℃以上低いことがより好ましい。
また、前記熱可塑性樹脂の分解温度は、特に制限されないが、導電接続材料を構成する金属箔の融点よりも10℃以上高いことが好ましく、20℃以上高いことが特に好ましく
、さらに、30℃以上高いことがより好ましい。
The softening point of the thermoplastic resin is not particularly limited, but is preferably 10 ° C. or more lower than the melting point of the metal foil constituting the conductive connection material, particularly preferably 20 ° C. or more, and further 30 ° C. or more lower. Is more preferable.
The decomposition temperature of the thermoplastic resin is not particularly limited, but is preferably 10 ° C. or higher, particularly preferably 20 ° C. or higher, more preferably 30 ° C. or higher than the melting point of the metal foil constituting the conductive connecting material. Higher is more preferable.

(b)フラックス化合物
フラックス化合物は、前記「(3−1)硬化性樹脂組成物」において説明した
ものと同じものを用いることができる。好ましい化合物および配合量についても同様である。
(B) Flux compound The same thing as what was demonstrated in the said "(3-1) curable resin composition" can be used for a flux compound. The same applies to preferred compounds and blending amounts.

(c)その他の添加剤
また、上記の熱可塑性樹脂樹脂に対し、本発明の効果を損ねない範囲でシランカップリング剤、可塑剤、安定剤、粘着付与剤、活剤、酸化防止剤、無機フィラー、充てん材、帯電防止剤や顔料などを配合してもよい。
(C) Other additives In addition to the above thermoplastic resin, a silane coupling agent, a plasticizer, a stabilizer, a tackifier, an activator, an antioxidant, and an inorganic material are within the range not impairing the effects of the present invention. You may mix | blend a filler, a filler, an antistatic agent, a pigment, etc.

本発明に係る樹脂組成物の厚みは、特に限定されるものではないが、1μm〜300μmが好ましく、より好ましくは3μm〜100μmである。この範囲であると、半導体チップの間隙に樹脂組成物を十分に充填することができ、樹脂組成物の硬化または凝固後の機械的接着強度を確保することができる。また、対向する接続電極間の電気的接続を確保することができる。導電接続材料108の大きさは、使用する際に半導体チップ10と半導体チップ20との接続面が被覆される大きさに合わせて適宜調整される。導電接続材料108の大きさは、接着性等の問題を考慮すると、半導体チップの面積の少なくとも半分より大きいことが望ましい。   Although the thickness of the resin composition which concerns on this invention is not specifically limited, 1 micrometer-300 micrometers are preferable, More preferably, they are 3 micrometers-100 micrometers. Within this range, the gap between the semiconductor chips can be sufficiently filled with the resin composition, and the mechanical adhesive strength after curing or solidification of the resin composition can be ensured. In addition, electrical connection between the opposing connection electrodes can be ensured. The size of the conductive connection material 108 is appropriately adjusted in accordance with the size of the connection surface between the semiconductor chip 10 and the semiconductor chip 20 when used. The size of the conductive connecting material 108 is desirably larger than at least half of the area of the semiconductor chip in consideration of problems such as adhesion.

(2)第2実施態様
次に、図4を参照して、本発明に係る第2実施態様の半導体装置の製造方法について説明する。
(2) Second Embodiment Next, a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図4(a)に示すように、まず、回路面に接続電極11が設けられた半導体チップ10と、回路面に接続電極21が設けられた半導体チップ20とを用意する。電気的接続を良好にするために、接続電極11及び接続電極21の表面には、予め洗浄、研磨、めっき及び表面活性化等の処理を施しておいてもよい。例えば、図3(a)に示したように、接続電極11及び接続電極21の表面に、Ti、Ti/Cu、Cu、Ni、Cr/Ni等を用いてUBM(Under Barrier Metal)層103、104を形成してもよい。UBM層は1層でもよく、複数層でもよい。なお、半導体チップ10及び20表面には、予め、半導体素子を保護する目的で表面安定化処理が施されていてもよく、例えばSiN膜などの不動態膜113が形成されていてもよい。また、図示しないが、半田バンプとUBM層の接合部および接続電極に残留する応力を緩和する層として、ポリイミド膜、ポリベンゾオキサゾール膜、ベンゾシクロブテン膜などの有機樹脂保護膜が形成されていてもよい。   As shown in FIG. 4A, first, a semiconductor chip 10 having a connection electrode 11 provided on a circuit surface and a semiconductor chip 20 having a connection electrode 21 provided on a circuit surface are prepared. In order to improve electrical connection, the surfaces of the connection electrode 11 and the connection electrode 21 may be previously subjected to treatments such as cleaning, polishing, plating, and surface activation. For example, as shown in FIG. 3A, a UBM (Under Barrier Metal) layer 103 is formed on the surface of the connection electrode 11 and the connection electrode 21 using Ti, Ti / Cu, Cu, Ni, Cr / Ni, or the like. 104 may be formed. The UBM layer may be a single layer or a plurality of layers. The surfaces of the semiconductor chips 10 and 20 may be previously subjected to a surface stabilization treatment for the purpose of protecting the semiconductor element, and a passive film 113 such as a SiN film may be formed. Although not shown, an organic resin protective film such as a polyimide film, a polybenzoxazole film, or a benzocyclobutene film is formed as a layer that relieves stress remaining in the joint between the solder bump and the UBM layer and the connection electrode. Also good.

次に、図4(b)に示すように、接続電極11上及び21上の少なくとも一方に半田バンプ105を形成する。半田バンプ105は、めっき法により形成してもよいし、半田ペースト印刷法によって形成してもよい。なお、図4(a)では、半田バンプ105は接続電極21上に形成されているが、接続電極11上にのみ形成されていてもよく、接続電極11上及び接続電極21上の両方に形成されていてもよい。半田バンプ105は、形成後にリフロー処理が施されていてもよい。
半田バンプ105を構成する半田成分は、錫(Sn)、銀(Ag)、ビスマス(Bi)、インジウム(In)、亜鉛(Zn)、ニッケル(Ni)、ゲルマニウム(Ge)及び銅(Cu)からなる群から選択される少なくとも2種以上を含む合金であることが好ましい。中でも、溶融温度及び機械的な物性を考慮すると、Sn−Biの合金、Sn−Agの合金、Sn−Ag−Cuの合金、Sn−Inの合金等のSnを含む合金であることが好ましい。半田バンプの融点は、導電接続材料108中の樹脂組成物108bの流動性を充分に
確保する点では、通常100℃以上、好ましくは130℃以上とする。また、半田バンプの溶融温度は、接着時に実装基板や半導体チップ上に設けられた素子の熱劣化を防止するためには、通常250℃以下、好ましくは230℃以下とする。なお、半田バンプの融点は、例えばDSCを用い、昇温速度10℃/分で半田バンプを構成する半田単体を測定した際の吸熱ピーク温度とする。
Next, as shown in FIG. 4B, solder bumps 105 are formed on at least one of the connection electrodes 11 and 21. The solder bump 105 may be formed by a plating method or a solder paste printing method. In FIG. 4A, the solder bump 105 is formed on the connection electrode 21, but may be formed only on the connection electrode 11, and formed on both the connection electrode 11 and the connection electrode 21. May be. The solder bump 105 may be subjected to a reflow process after formation.
The solder component constituting the solder bump 105 is made of tin (Sn), silver (Ag), bismuth (Bi), indium (In), zinc (Zn), nickel (Ni), germanium (Ge) and copper (Cu). An alloy containing at least two or more selected from the group consisting of Among these, in consideration of the melting temperature and mechanical properties, an alloy containing Sn such as an Sn—Bi alloy, an Sn—Ag alloy, an Sn—Ag—Cu alloy, and an Sn—In alloy is preferable. The melting point of the solder bump is usually 100 ° C. or higher, preferably 130 ° C. or higher, from the viewpoint of sufficiently securing the fluidity of the resin composition 108b in the conductive connecting material 108. Also, the melting temperature of the solder bumps is usually 250 ° C. or lower, preferably 230 ° C. or lower, in order to prevent thermal deterioration of elements provided on the mounting substrate or semiconductor chip during bonding. The melting point of the solder bump is the endothermic peak temperature when a single solder constituting the solder bump is measured at a temperature rising rate of 10 ° C./min using, for example, DSC.

半田バンプ105の大きさは、電気的な接続信頼性を充分に確保するため、直径5μm〜500μmであることが好ましく、より好ましくは10μm〜300μm、更に好ましくは20μm〜200μmである。   The size of the solder bump 105 is preferably 5 μm to 500 μm, more preferably 10 μm to 300 μm, and even more preferably 20 μm to 200 μm, in order to ensure sufficient electrical connection reliability.

続いて、図4(b)に示すように、半導体チップ10と半導体チップ20との間に導電接続材料108を介在させる。導電接続材料108には金属箔108aと樹脂組成物108bとが含まれている。そして、金属箔108aが溶融し、樹脂組成物108bを移動して接続電極11および半田バンプ105表面に自己整合的に凝集し、接合領域100を形成する。この領域接合100により、接続電極表面および半田バンプ105と溶融した金属箔108aが接合して対向する接続電極間が電気的に接続される。この時、半田バンプ105は溶融しなくてもしても良いが、半田バンプ105が溶融し、金属箔108aと接合した方が、接合領域100の電気的接続信頼性が好ましい。
他方、半導体チップ間の間隙には導電接続材料108の樹脂組成物108bが充填され絶縁性領域101を形成する。これにより、隣接する接続電極間が電気的に絶縁される。
Subsequently, as shown in FIG. 4B, a conductive connection material 108 is interposed between the semiconductor chip 10 and the semiconductor chip 20. The conductive connecting material 108 includes a metal foil 108a and a resin composition 108b. Then, the metal foil 108 a melts, moves the resin composition 108 b and aggregates in a self-aligned manner on the surfaces of the connection electrode 11 and the solder bump 105, thereby forming the bonding region 100. By this region bonding 100, the connection electrode surfaces and the solder bumps 105 and the molten metal foil 108a are bonded and the connection electrodes facing each other are electrically connected. At this time, the solder bump 105 may not be melted. However, it is preferable that the solder bump 105 is melted and bonded to the metal foil 108a in terms of electrical connection reliability of the bonding region 100.
On the other hand, the gap between the semiconductor chips is filled with the resin composition 108 b of the conductive connecting material 108 to form the insulating region 101. Thereby, adjacent connection electrodes are electrically insulated.

前記導電接続材料108としては、特に制限はなく、前述の第一実施形態と同様のものを用いることができる。   There is no restriction | limiting in particular as the said conductive connection material 108, The thing similar to the above-mentioned 1st embodiment can be used.

また、前記導電接続材料を加熱して接合領域100を形成するときの加熱温度は、前述の第一実施形態と同じ条件で行うことができる。   Moreover, the heating temperature when forming the joining area | region 100 by heating the said conductive connection material can be performed on the same conditions as above-mentioned 1st embodiment.

なお、加熱温度が金属箔108aの融点に達した時点で、半導体チップ10と半導体チップ20とを加圧して、対向する接続電極間の距離を近づけてもよい。   Note that when the heating temperature reaches the melting point of the metal foil 108a, the semiconductor chip 10 and the semiconductor chip 20 may be pressurized so that the distance between the opposing connection electrodes is reduced.

続いて、導電接続材料108の樹脂組成物108bが熱硬化性樹脂組成物の場合、加熱することにより熱硬化性樹脂組成物を硬化させ、電気的接続強度及び機械的接着強度を確保する。こうして対向する接続電極11と接続電極21とを電気的に接続し、半導体チップ10と半導体チップ20との間隙を絶縁性樹脂で封止することができる。   Subsequently, when the resin composition 108b of the conductive connecting material 108 is a thermosetting resin composition, the thermosetting resin composition is cured by heating to ensure electrical connection strength and mechanical adhesive strength. Thus, the opposing connection electrode 11 and connection electrode 21 are electrically connected, and the gap between the semiconductor chip 10 and the semiconductor chip 20 can be sealed with an insulating resin.

本実施態様では、このようにして対向する接続電極間を電気的に接続し、半導体チップ10と半導体チップ20との間隙を樹脂組成物で封止することができる。   In this embodiment, the connection electrodes facing each other can be electrically connected in this way, and the gap between the semiconductor chip 10 and the semiconductor chip 20 can be sealed with the resin composition.

導電接続材料108の厚みは、特に限定されるものではないが、1μm〜500μmが好ましく、より好ましくは3μm〜300μmである。この範囲であると、半導体チップの間隙に樹脂組成物を十分に充填することができ、樹脂組成物の機械的接着強度を確保することができる。   The thickness of the conductive connecting material 108 is not particularly limited, but is preferably 1 μm to 500 μm, more preferably 3 μm to 300 μm. Within this range, the gap between the semiconductor chips can be sufficiently filled with the resin composition, and the mechanical adhesive strength of the resin composition can be ensured.

本発明の一実施形態である多段型の半導体装置も、スルーホールが形成された半導体チップ上に他の半導体チップを電気的に接続することにより、上記と同様にして製造することができる。なお、本発明の範囲には、これらの製造方法により製造された半導体装置も含まれる。   A multistage semiconductor device according to an embodiment of the present invention can also be manufactured in the same manner as described above by electrically connecting another semiconductor chip to a semiconductor chip in which a through hole is formed. Note that the scope of the present invention includes semiconductor devices manufactured by these manufacturing methods.

3.電子部品
次に、図5及び6を参照して、本発明の一実施形態である半導体装置が基板上に実装さ
れてなる電子部品を説明する。図5は、本発明の一実施形態である半導体装置1が実装されてなる電子部品の概略断面図である。また、図6は、本発明の他の一実施形態である多段スタック型の電子部品2が実装されてなる電子部品の概略断面図である。なお、図中の符号は、半導体装置1、半導体装置2の説明中の符合と対応している。
3. Electronic Component Next, an electronic component in which a semiconductor device according to an embodiment of the present invention is mounted on a substrate will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an electronic component on which the semiconductor device 1 according to an embodiment of the present invention is mounted. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of an electronic component on which a multi-stack electronic component 2 according to another embodiment of the present invention is mounted. Note that the reference numerals in the figure correspond to the reference numerals in the description of the semiconductor device 1 and the semiconductor device 2.

図5に示されるように、半導体チップ10上に設けられた外部接続電極12と実装基板109上に設けられた電極(図示せず)とがワイヤ110により電気的に接続され、半導体装置1が実装基板109上に実装されている。半導体装置1、実装基板109及びワイヤ110は、封止樹脂111により封止されている。また、実装基板109の裏面には、複数のバンプ電極112が設けられている。   As shown in FIG. 5, the external connection electrode 12 provided on the semiconductor chip 10 and the electrode (not shown) provided on the mounting substrate 109 are electrically connected by a wire 110, and the semiconductor device 1 is It is mounted on a mounting substrate 109. The semiconductor device 1, the mounting substrate 109, and the wires 110 are sealed with a sealing resin 111. A plurality of bump electrodes 112 are provided on the back surface of the mounting substrate 109.

また、図6においても同様に、半導体チップ10上に設けられた外部接続電極12と実装基板109上に設けられた電極(図示せず)とがワイヤ110により電気的に接続され、半導体装置2が実装基板109上に実装されている。半導体装置2、実装基板109及びワイヤ110は、封止樹脂111により封止されている。また、実装基板109の裏面には、複数のバンプ電極112が設けられている。   Similarly in FIG. 6, the external connection electrode 12 provided on the semiconductor chip 10 and the electrode (not shown) provided on the mounting substrate 109 are electrically connected by the wire 110, and the semiconductor device 2. Is mounted on the mounting substrate 109. The semiconductor device 2, the mounting substrate 109, and the wire 110 are sealed with a sealing resin 111. A plurality of bump electrodes 112 are provided on the back surface of the mounting substrate 109.

本実施態様の電子部品は、実装基板上に搭載される半導体装置として本発明に係る半導体装置を用いることにより、パッケージ全体の薄型化及び小型化を図ることができる。   In the electronic component of this embodiment, the entire package can be reduced in thickness and size by using the semiconductor device according to the present invention as the semiconductor device mounted on the mounting substrate.

本実施形態の電子部品は、電子機器の高機能化及び小型化に対応することができる。本実施形態の電子部品は、例えば、携帯電話、デジタルカメラ、ビデオカメラ、カーナビゲーション、パーソナルコンピュータ、ゲーム機、液晶テレビ、液晶ディスプレイ、ELディスプレイ、プリンタ等に広く用いることができる。   The electronic component of the present embodiment can cope with higher functionality and downsizing of electronic devices. The electronic component of the present embodiment can be widely used in, for example, a mobile phone, a digital camera, a video camera, a car navigation system, a personal computer, a game machine, a liquid crystal television, a liquid crystal display, an EL display, a printer, and the like.

本発明によれば、半導体集積回路を高密度に搭載した半導体装置及び電子部品を得ることができる。本発明の半導体装置及び電子部品を用いることにより、高機能化及び小型化の要求に対応した電子部品を製造することができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a semiconductor device and an electronic component on which semiconductor integrated circuits are mounted at a high density. By using the semiconductor device and the electronic component of the present invention, it is possible to manufacture an electronic component that meets the demand for higher functionality and smaller size.

Claims (1)

樹脂組成物と、半田箔又は錫箔から選ばれる金属箔とから構成される積層構造を有する導電接続材料を介して、第1の接続電極が設けられた回路面を有する第1の半導体チップと、前記第1の接続電極と電気的に接続した第2の接続電極が設けられた回路面を有する第2の半導体チップと、を電気的に接続する方法であって、
前記導電接続材料を対向する第1の半導体チップの回路面と、第2半導体チップの回路面との間に配置する配置工程と、
前記半田箔又は錫箔から選ばれる金属箔の融点以上の温度で前記導電接続材料を加熱する加熱工程と、
前記樹脂組成物を硬化または凝固させる硬化、凝固工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
A first semiconductor chip having a circuit surface provided with a first connection electrode through a conductive connection material having a laminated structure composed of a resin composition and a metal foil selected from solder foil or tin foil; A method of electrically connecting a second semiconductor chip having a circuit surface provided with a second connection electrode electrically connected to the first connection electrode,
An arrangement step of disposing the conductive connection material between the circuit surface of the first semiconductor chip and the circuit surface of the second semiconductor chip facing each other;
A heating step of heating the conductive connection material at a temperature equal to or higher than the melting point of the metal foil selected from the solder foil or tin foil;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a curing step for curing or solidifying the resin composition, and a solidification step.
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