ベースフィルム、半導体実装用フィルム、半導体パッケージ、半導体装置、半導体パッケージの製造方法および半導体装置の製造方法
【課題】 フラックス機能を有し、かつ半導体素子または半導体パッケージの実装性が向上するベースフィルム、半導体実装用フィルムおよびそれを用いた半導体パッケージおよび半導体装置を提供すること。また、製造が容易、かつ歩留まりの少ない半導体パッケージの製造方法および半導体装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】 本発明のベースフィルムは、半導体素子等を実装する際に用いられ、フラックス機能を有するベースフィルムであって、前記ベースフィルムに活性放射線を選択的に照射して、フラックス機能が実質的に失活する第１領域と、フラックス機能を有する第２領域とを形成することが可能なことを特徴とする。本発明の半導体実装用フィルムは、上記ベースフィルムに活性放射線を選択的に照射して、フラックス機能が実質的に失活している第１領域と、フラックス機能を有する第２領域とを形成したことを特徴とする。
【解決手段】 本発明のベースフィルムは、半導体素子等を実装する際に用いられ、フラックス機能を有するベースフィルムであって、前記ベースフィルムに活性放射線を選択的に照射して、フラックス機能が実質的に失活する第１領域と、フラックス機能を有する第２領域とを形成することが可能なことを特徴とする。本発明の半導体実装用フィルムは、上記ベースフィルムに活性放射線を選択的に照射して、フラックス機能が実質的に失活している第１領域と、フラックス機能を有する第２領域とを形成したことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベースフィルム、半導体実装用フィルム、半導体パッケージおよび半導体装置に関する。
また、本発明は、半導体パッケージの製造方法および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の高機能化等の要求に伴い、これらの電子機器に使用される半導体パッケージも、従来にも増して、小型化かつ多ピン化が進んできている。
近年、プリント配線板上に半導体素子を実装する方式として、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）やＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｃａｌｅ Ｐａｃｋａｇｅ）等のエリア実装型の新しいパッケージ方式が提案されている。
【０００３】
ＢＧＡやＣＳＰ方式のプリント配線板への半導体パッケージの実装には、半田ボールで形成されたバンプによる半田接合が採用されている。
また、ＢＧＡやＣＳＰの作製工程における、半導体素子の電極と半導体搭載用基板の端子との電気的接続方法にも、半田接合が使われる場合が多い。
【０００４】
一般に、半田接合の場合、半田表面と対面する電極の金属表面に付着する酸化物等を除去するため、あるいは半田接合時における金属表面での再酸化を防止するために半田付け用フラックスが使用される（例えば、特許文献１参照）。
しかし、半田接合後にフラックスが残存していると、高温、多湿時に、電気絶縁性の低下やプリント配線の腐食等の問題を生じる。
そこで、現在、半田接合後、残存フラックスを洗浄除去することを行っている。しかし、洗浄剤の廃棄に関する環境問題や、洗浄工程の追加によるコストアップなどの欠点がある。
【０００５】
また、半導体パッケージの小型化等により、バンプが微細化され、バンプ間のピッチが狭くなり、所定のバンプと、パッドとの接合が困難になる場合があった（例えば、半田ブリッジ）。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２６６０７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、フラックス機能を有し、かつ半導体素子または半導体パッケージの実装性が向上するベースフィルム、半導体実装用フィルムおよびそれを用いた半導体パッケージおよび半導体装置を提供することである。
また、本発明の目的は、製造が容易、かつ歩留まりの少ない半導体パッケージの製造方法および半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的は、下記（１）〜（１７）に記載の本発明により達成される。
（１）半導体素子または半導体パッケージを実装する際に用いられ、フラックス機能を有するベースフィルムであって、前記ベースフィルムに活性放射線を選択的に照射して、フラックス機能が実質的に失活する第１領域と、フラックス機能を有する第２領域とを形成することが可能なことを特徴とするベースフィルム。
（２）前記ベースフィルムは、活性放射線の照射により硬化反応を生じる第１官能基を有し、かつフェノール性水酸基またはカルボン酸基を有する第１樹脂を含む樹脂組成物で構成されているものである上記（１）に記載のベースフィルム。
（３）前記第１官能基は、前記フェノール性水酸基または前記カルボン酸基を変性したものである上記（２）に記載のベースフィルム。
（４）前記第１官能基の変性量は、前記フェノール性水酸基または前記カルボン酸基を２０〜６０％変性したものである上記（３）に記載のベースフィルム。
（５）前記樹脂組成物は、さらに前記第１樹脂と種類の異なる第２樹脂を含むものである上記（２）ないし（４）のいずれかに記載のベースフィルム。
（６）前記樹脂組成物は、さらに前記フラックス機能を向上させるフラックス助剤を含むものである上記（２）ないし（５）のいずれかに記載のベースフィルム。
（７）前記半導体素子または半導体パッケージは、半田バンプを有しているものである上記（１）ないし（６）のいずれかに記載のベースフィルム。
（８）前記第２領域は、前記半田バンプが接合される部分に対応する位置に配置されるものである上記（７）に記載のベースフィルム。
（９）軟化温度が４０〜１５０℃である上記（１）ないし（８）のいずれかに記載のベースフィルム。
（１０）厚さが３〜８０μｍである上記（１）ないし（９）のいずれかに記載のベースフィルム。
（１１）上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載のベースフィルムに活性放射線を選択的に照射して、フラックス機能が実質的に失活している第１領域と、フラックス機能を有する第２領域とを形成したことを特徴とする半導体実装用フィルム。
（１２）前記第２領域が複数の点状または小片状であり、かつ各第２領域の周囲が第１領域で囲まれて第２領域同士がそれぞれ独立しているものである上記（１１）に記載の半導体実装用フィルム。
（１３）前記活性放射線の照射領域が第１領域であり、前記活性放射線の未照射領域が前記第２領域である上記（１１）または（１２）に記載の半導体実装用フィルム。
（１４）半導体素子とインターポーザとが上記（１１）ないし（１３）のいずれかに記載の半導体実装用フィルムを介して実装されていることを特徴とする半導体パッケージ。
（１５）半導体パッケージとプリント配線板とが上記（１１）ないし（１３）のいずれかに記載の半導体実装用フィルムを介して実装されていることを特徴とする半導体装置。
（１６）半導体素子を基板に実装してなる半導体パッケージの製造方法であって、予め上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載のベースフィルムを基板に接合する工程と、前記ベースフィルムに活性放射線を選択的に照射する工程と、前記ベースフィルムの前記活性放射線が未照射の領域に、前記半導体素子を接合する工程と、を有することを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
（１７）半導体パッケージを基板に実装してなる半導体装置の製造方法であって、予め上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載のベースフィルムを基板に接合する工程と、前記ベースフィルムに活性放射線を選択的に照射する工程と、前記ベースフィルムの前記活性放射線が未照射の領域に、前記半導体パッケージを接合する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、フラックス機能を有し、かつ半導体素子または半導体パッケージの実装性が向上するベースフィルム、半導体実装用フィルムおよびそれを用いた半導体パッケージおよび半導体装置を得ることができる。
また、本発明によれば、製造が容易、かつ歩留まりの少ない半導体パッケージおよび半導体装置の製造方法を提供することできる。
また、特定の官能基を有する第１樹脂を使用する場合、特にフラックス機能を向上することができる。
また、第１樹脂の第１官能基の変性量を特定の範囲とした場合、特に光反応性とフラックス機能とのバランスに優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明のベースフィルム、半導体実装用フィルム、半導体パッケージ、半導体装置、半導体パッケージの製造方法および半導体装置の製造方法について説明する。
【００１１】
本発明のベースフィルムは、半導体素子または半導体パッケージを実装する際に用いられ、フラックス機能を有するベースフィルムであって、前記ベースフィルムに活性放射線を選択的に照射して、フラックス機能が実質的に失活する第１領域と、フラックス機能を有する第２領域とを形成することが可能なことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の半導体実装用フィルムは、上記に記載のベースフィルムに活性放射線を選択的に照射して、フラックス機能が実質的に失活している第１領域と、フラックス機能を有する第２領域とを形成したことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の半導体パッケージは、半導体素子とインターポーザ（半導体素子搭載用基板）とが上述の半導体実装用フィルムで実装されているものであることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の半導体装置（半導体パッケージが実装された基板）は、半導体パッケージとプリント配線板とが上述の半導体実装用フィルムを介して実装されているものであることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の半導体パッケージの製造方法は、半導体素子を基板に実装してなる半導体パッケージの製造方法であって、予め上記に記載のベースフィルムを基板に接合する工程と、前記ベースフィルムに活性放射線を選択的に照射する工程と、前記ベースフィルムの前記活性放射線が未照射の領域に、前記半導体素子を接合する工程と、を有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、半導体パッケージを基板に実装してなる半導体装置の製造方法であって、予め上記に記載のベースフィルムを基板に接合する工程と、前記ベースフィルムに活性放射線を選択的に照射する工程と、前記ベースフィルムの前記活性放射線が未照射の領域に、前記半導体パッケージを接合する工程と、を有することを特徴とする。
【００１７】
（ベースフィルム）
まず、ベースフィルムについて説明する。ベースフィルムは、活性放射線の照射により構造変化等を生じ、フラックス機能が実質的に失活している第１領域と、フラックス機能を有する第２領域とを形成することができる機能を有している。
このようなフラックス機能は、例えばベースフィルムを構成する樹脂組成物に後述するフラックス助剤を添加する方法またはベースフィルムを構成する樹脂にフラックス機能を有する樹脂を用いる方法等で得られる。
【００１８】
（第１樹脂）
このようなベースフィルムは、例えば活性放射線の照射により硬化反応を生じる第１官能基を有し、かつフェノール性水酸基またはカルボン酸基を有する第１樹脂を含む樹脂組成物で構成されることが好ましい。
このような第１官能基を有する第１樹脂を構成する樹脂としては、例えばノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、ポリビニルフェノール樹脂等のフェノール性水酸基を有する樹脂、エポキシ樹脂にカルボン酸、ジカルボン酸（またはジカルボン酸の無水物）等を反応させて得られるカルボン酸基を有する樹脂等が挙げられる。これらの中でもフェノール性水酸基を有する樹脂が好ましい。これにより、半導体実装用フィルム１００がフラックス助剤を添加すること無く、またはフラックス助剤を少量添加することでフラックス機能を発現することができる。
【００１９】
このように、例えばフェノール性水酸基を有する樹脂を用いた場合、半田および金属表面の酸化物等の汚れを除去し、半田接合用フラックスとして作用することができる。その理由は、前記フェノール性水酸基が還元作用を有するため、半田表面や対面する電極の金属表面に付着する酸化物等を除去できるからである。更に、フラックスとして作用しフェノール性水酸基を有する樹脂は、残存フラックスの除去を不要とすることができる。その理由は、該フェノール性水酸基を有する樹脂が半田接合後の加熱過程で硬化するので揮発分等が発生しないからである。残存フラックスの除去を不要とすることができると、半田接合後の洗浄工程を不要にでき、高温、多湿雰囲気でも電気絶縁性を保持し、接合強度、信頼性の高い半田接合が可能となる。
【００２０】
前記フェノール性水酸基を有する樹脂としては、具体的にフェノールノボラック樹脂、アルキルフェノールノボラック樹脂、多官能フェノールノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、ポリビニルフェノール樹脂等が挙げられる。これらの中でもフェノールノボラック樹脂、アルキルフェノールノボラック樹脂、多官能フェノールノボラック樹脂から選ばれる少なくとも１種以上のフェノール樹脂が好ましく、特に多官能フェノールノボラック樹脂が好ましい。これにより、半田接合時間を短くすることができる。また、後述する半導体実装用フィルムの濡れ広がり率を向上することができる。濡れ広がり率が向上すると、半田接続信頼性を向上することができる。ここで、濡れ広がり率とは、半田ボール径Ｈと濡れ広がった半田の高さＤを測定し、（Ｈ−Ｄ）／Ｈで計算される値をいう。
【００２１】
また、前記フェノール樹脂は、１個のベンゼン環上に２個以上のフェノール性水酸基を有するフェノール化合物とホルムアルデヒドとを、酸性触媒下で縮合反応させて得られる多官能フェノール樹脂であっても構わない。１個のベンゼン環上に２個以上のフェノール性水酸基を有するフェノール化合物としては、例えばカテコール、レゾルシン、ハイドロキノン、ハイドロキシハイドロキノン、ピロガロール等を挙げることができる。これらの中でもカテコールおよび／またはレゾルシンが好ましい。これにより、第１樹脂の縮合反応を容易にすることができる。
【００２２】
前記第１官能基は、活性放射線の照射により硬化反応を生じることが好ましい。これにより、活性放射線の照射領域および未照射領域でのフラックス機能に相違を持たせることができる。
このような前記第１官能基としては、例えばアクリロイル基、メタクリロイル基、アリル基等が挙げられる。これらの中でもアクリロイル基またはメタクリロイル基が好ましい。これにより、光硬化反応性を向上することができる（照射時間を短くすることができる）。
【００２３】
前記第１官能基は、特に限定されないが、前記フェノール性水酸基または前記カルボン酸基を変性したものであることが好ましい。
前記第１官能基の変性量は、特に限定されないが、前記フェノール性水酸基または前記カルボン酸の２０〜６０重量％を変性していることが好ましく、特に３０〜５５重量％を変性していることが好ましい。含有量が前記範囲内であると、特に光反応性とフラックス機能とのバランスに優れる。
【００２４】
前記第１樹脂の含有量は、特に限定されないが、前記ベースフィルムを構成する樹脂組成物全体の２０〜７０重量％が好ましく、特に４０〜６０重量％が好ましい。第１樹脂の含有量が前記下限値未満であるとフラックス機能が向上する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えると絶縁信頼性が低下する場合がある。
【００２５】
前記第１樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、６，０００以下が好ましく、特に３，０００以下が好ましく、最も３００〜１，０００が好ましい。重量平均分子量が前記下限値未満であると、半田リフロー等において前記第１樹脂の揮発により、フラックス機能を向上する効果が低下する場合がある。また、重量平均分子量が前記上限値を超えると、半田接合時における樹脂の流動性が低下し、半田接続信頼性を向上する効果が低下する場合がある。
【００２６】
前記第１樹脂の軟化点は、特に限定されないが、３０〜１２０℃であることが好ましく、特に６０〜１００℃が好ましい。第１樹脂の軟化点が前記下限値未満であるとボイド発生の原因になる場合があり、前記上限値を超えると半田接合時における樹脂の流動性が低下し、半田接続信頼性を向上する効果が低下する場合がある。
【００２７】
（第２樹脂）
前記樹脂組成物は、特に限定されないが、前記第１樹脂と種類の異なる第２樹脂を含むことが好ましい。前記第２樹脂としては、例えば前記第１樹脂と反応することが可能な第２官能基を有する樹脂が好ましい。これにより、絶縁信頼性を向上することができる。その理由は、活性放射線を照射して硬化させ、さらに熱硬化させた後に第１樹脂のフェノール性水酸基またはカルボン酸基が残存するのを低減することができるからである。
このような第２樹脂としては、例えばノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂、ノボラック型シアネート樹脂、ビスフェノール型シアネート樹脂等のシアネート樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げられる。
【００２８】
前記第２樹脂は、特に限定されないが、常温で液状であることが好ましい（特に前記第１樹脂が固形の場合）。これにより、半導体素子や半導体パッケージを実装する際の、インターポーザやマザーボード等の回路凹凸の埋め込み性を向上することができる。更に、インターポーザ等の成形性を向上することができる。また、ベースフィルムの柔軟性を向上することができ、それによって作業性を向上することができる。
なお、液状とは、常温で流動性を示すものをいう。溶融粘度は、特に限定されないが、５００Ｐａ・ｓ以下が好ましく、特に１〜３００Ｐａ・ｓが好ましい。前記溶融粘度は、Ｅ型粘度計を用いて、温度２５℃、せん断速度０．５、１．０、２．５および５．０ｒｐｍの各条件で測定したものである。前記溶融粘度は、前記各条件の中で、最も低い回転数で測定可能であった値を用いるものとする。
【００２９】
前記第２樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、２００〜６００が好ましく、特に２５０〜５００が好ましい。前記第２樹脂の重量平均分子量が前記下限値未満であるとフィルムの表面にタックが発生する場合があり、前記上限値を超えると回路の凹凸埋め込み性を向上する効果が低下する場合がある。
【００３０】
前記第２樹脂の含有量は、特に限定されないが、半導体実装用フィルムを構成する樹脂組成物全体の５〜５０重量％が好ましく、特に１０〜４０重量％が好ましい。前記第２樹脂の含有量が前記下限値未満であるとボイドの発生等により製膜性が低下する場合があり、前記上限値を超えると半田接合時における樹脂の流動性が低下し、半田接続信頼性を向上する効果が低下する場合がある。
【００３１】
（フラックス助剤）
前記樹脂組成物は、特に限定されないが、更にフラックス機能を向上させるフラックス助剤を含むことが好ましい。これにより、半導体実装用フィルムのフラックス機能をより向上することができる。
前記フラックス助剤としては、例えばフェノール、アルキルフェノール、ナフトール等のフェノール性水酸基を１つ有する化合物、ビフェノール、ハイドロキノン、レゾルシノール、カテコール、メチリデンジフェノール、エチリデンジフェノール、イソプロピリデンジフェノール、ピロガロール、ヒドロキシヒドロキノン、フロログルシノール等の多価フェノール化合物、ヒドロキシベンゾイックアシッド、ジヒドロキシベンゾイックアシッド、フェノールフタリン等のカルボン酸基を有するフェノール化合物等が挙げられる。これらの中でも多価フェノール化合物がフラックス活性に優れる点で好ましい。
【００３２】
前記フラックス助剤の含有量は、特に限定されないが、前記樹脂組成物全体の０．５〜１０重量％が好ましく、特に２〜８重量％が好ましい。前記フラックス助剤の含有量が前記下限値未満であるとフラックス機能をより向上させる効果が低下する場合があり、前記上限値を超えると吸湿耐熱性が低下する場合がある。
【００３３】
（重合開始剤）
前記樹脂組成物は、特に限定されないが、活性放射線の照射により重合を開始させる重合開始剤を含むことが好ましい。これにより、活性放射線の照射によりフラックス機能を実質的に失活させるのが容易となる。
前記重合開始剤としては、例えばベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン類、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインジメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾインアルキルエーテル類、４−フェノキシジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチル−ジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチル−トリクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン等のアセトフェノン類、チオキサンソン、２−クロルチオキサンソン、２−メチルチオキサンソン、２，４−ジメチルチオキサンソン等のチオキサンソン類、エチルアントラキノン、ブチルアントラキノン等のアルキルアントラキノン類等を挙げることができる。これらは単独、あるいは２種以上の混合物として用いることができる。
【００３４】
前記重合開始剤の添加量は、特に限定されないが、前記樹脂組成物全体の０．１〜１０重量％が好ましく、特に１〜５重量％が好ましい。添加量が前記範囲内であると、特に活性放射線の照射に対する重合反応性に優れる。
【００３５】
（硬化助剤）
前記樹脂組成物は、特に限定されないが、前記樹脂成分の硬化反応を促進する硬化助剤を含むことが好ましい。
前記硬化助剤としては、例えば２−フェニルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、ビス（２−エチル−４−メチルイミダゾール）等のイミダゾール化合物、２，４−ジアミノ−６−〔２’−メチルイミダゾリル−（１’）〕−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−（２’−ウンデシルイミダゾリル）−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−〔２’−エチル−４−メチルイミダゾリル−（１’）〕−エチル−ｓ−トリアジン等のトリアジン付加型イミダゾール化合物、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７等のジアザビシクロアルケン及びその誘導体、トリブチルアミン、ベンジルジメチルアミン等のアミン系化合物等が挙げられる。これらの中でも１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾールおよび２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾールから選ばれるイミダゾール化合物が好ましい。これにより、作業性（最終的に硬化する前の工程では、反応しないので流動性等を保持できる）を維持した状態で、良好な硬化反応性を保持することができる。
【００３６】
前記硬化助剤の含有量は、特に限定されないが、前記樹脂組成物全体の０．０５〜３．０重量％が好ましく、特に０．１〜１．０重量％が好ましい。含有量が前記範囲内であると、特に硬化反応性と保存性とのバランスに優れる。
【００３７】
前記樹脂組成物は、必要に応じて保存安定性のために紫外線防止剤、熱重合防止剤、可塑剤、レベリング剤等を含んでいても良い。
また、前記樹脂組成物は、ベースフィルムの製膜性の制御、フラックスとして作用させる際におけるベースフィルムの流動性制御等の理由より、前記第２樹脂と重量平均分子量が異なる第３樹脂を含んでいても良い。
前記第３樹脂としては、例えばノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂、ノボラック型シアネート樹脂、ビスフェノール型シアネート樹脂等のシアネート樹脂等の熱硬化性樹脂等を挙げることができる。前記第３樹脂は、前記第２樹脂と異なる種類の樹脂を使用することもできるが、硬化性の点で同じ種類（同じ官能基）の樹脂を使用することが好ましい。
【００３８】
（ベースフィルムの製造）
前記樹脂組成物を、例えばメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類の溶媒に溶解して、樹脂ワニスを調製する。その後、支持部材等に前記樹脂ワニスを塗布することによりベースフィルムを得ることができる。
【００３９】
前記ベースフィルムの軟化温度は、特に限定されないが、４０〜１５０℃が好ましく、特に６０〜１２０℃が好ましい。軟化温度が前記範囲内であると、特に回路凹凸の埋め込み性に優れる。
前記軟化温度は、例えば動的粘弾性装置で測定することができる。
【００４０】
前記ベースフィルムの厚さは、特に限定されないが、５〜８０μｍが好ましく、特に１０〜７０μｍが好ましい。前記範囲内であると半田バンプ間の補強硬化にも優れる。
【００４１】
（半導体実装用フィルムの製法）
このベースフィルムに活性放射線を選択的に照射して半導体実装用フィルムを得る。
具体的には、フラックス機能を残したい部分（第２領域に相当）以外の部分（第１領域に相当）に活性放射線を照射する。活性放射線が照射された部分（第１領域）では、ベースフィルムを構成する第１樹脂が硬化反応を生じるために流動性が低下する。第１領域の流動性が低下すると、第１領域における半田の濡れ広がり性が低下するため、実質的にフラックス機能が失活することになる。
このように、フラックス機能を有する領域と、失活している領域とを有することにより、狭ピッチの半田バンプでの接合においても半田ブリッジの形成や半田リフロー時に半田ボールとの界面張力により生じる半田ボールの凝集を防止することができる。
また、ソルダーレジストを用いることなく半導体素子等と基板との半田接合をすることが可能となり、工数の低減を図ることができる。
さらに、半田接合した後は、ベースフィルムと半田バンプとの界面張力により半田接合部周辺をリング状に補強する形状(メニスカスを形成)で硬化するため、従来のフラックスによる半田接合と比較して、接合強度、信頼性を大幅に向上させることができる。したがって、従来の半田接合では信頼性を向上させるのが困難であった、微細バンプの接合に特に好適に用いることができる。
【００４２】
前記活性放射線としては、例えば紫外線、電子線等が挙げられる。これらの中でも紫外線が好ましい。これにより、容易に硬化反応させることができる。
なお、ベースフィルム単独の状態で前記活性放射線を照射しても良いし、予め基板、半導体素子または半導体パッケージにベースフィルムを接合させた後に前記活性放射線を照射しても良い。これらの中でも予め基板にベースフィルムを接合した状態で前記活性放射線を照射することが、半導体素子等と半導体実装用フィルムの所定領域との位置合わせ精度が向上する点で好ましい。
【００４３】
（半導体実装用フィルム）
次に、半導体実装用フィルムについて、好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように半導体実装用フィルム１００は、活性放射線が照射されてフラックス機能が失活した第１領域１と、活性放射線が照射されずにフラックス機能を有する第２領域２とを有している。
第２領域２は、複数の小片状であり、かつ各第２領域２の周囲が第１領域１で囲まれていて第２領域２同士がそれぞれ独立している。なお、各第２領域２は、小片状である必要は無く、点状であっても良い。
第２領域２は、半導体実装用フィルム１００の外周部近傍に配置されている。これにより、半導体素子の半田バンプとの接合を容易にできる。
【００４４】
各第２領域２の離間距離の最小値は、特に限定されず、３０μｍ以上が好ましく、特に４０〜１００μｍが好ましい。第２領域２の間隔が前記範囲内であると、狭ピッチの半田バンプを半田接合時の信頼性に特に優れる。
【００４５】
このように、フラックス機能が実質的に失活している第１領域１と、フラックス機能を有する第２領域２とを選択的に有する半導体実装用フィルム１００を形成することにより、半田バンプが配置される位置にフラックス機能を有する第２領域２を選択的に配置することができ、それ以外の位置（第１領域１）のフラックス機能を実質的に失活させることができる。これによって、例えば半田バンプによる半導体素子等と、基板等との接合をより精確にすることができる。特に、最近の半田バンプが高密度で形成されている場合にも、半田接合が必要な部分だけを選択的に接合することができるようになる。
これは、半導体実装用フィルム１００が、フラックス機能を有している第２領域２と、フラックス機能が実質的に失活している第１領域１とを有しているので、フラックス機能が実質的に失活している第１領域１では半田バンプが広がることなく、第１領域１のみで半田接続をすることができるようになるからである。
【００４６】
半導体実装用フィルム１００の軟化温度は、特に限定されないが、４０〜１５０℃が好ましく、特に５０〜１４０℃が好ましい。軟化温度が前記下限値未満であるとボイドが発生したり、しわが発生したりする場合があり、前記上限値を超えると半田接合時における樹脂の流動性が低下し、半田接続信頼性を向上する効果が低下する場合がある。軟化温度は、例えば粘弾性測定装置（ＤＭＡ、ＴＡインスツルメンツ製）を用いて５℃／分で測定することができる（弾性率の変曲点を軟化温度とした）。
【００４７】
また、半導体実装用フィルム１００の溶融粘度は、特に限定されないが、１〜５０００ｍＰａ・ｓが好ましく、特に５〜４０００ｍＰａ・ｓが好ましい。前記溶融粘度が前記下限値未満であるとボイドが発生したり、しわが発生したりする場合があり、前記上限値を超えると半田接合時における樹脂の流動性が低下し、半田接続信頼性を向上する効果が低下する場合がある。
なお、溶融粘度は、例えば動的粘弾性装置を用いて、直径２５ｍｍ、厚さ０．８ｍｍの円盤状の治具にフィルムを挟み、２４０℃、周波数１Ｈｚで測定することができる。
【００４８】
前記半導体実装用フィルムの厚さは、搭載する半導体素子や半導体パッケージのバンプ高さに応じて調整される。
そのため、前記半導体実装用フィルムの厚さは、特に限定されないが、３〜８０μｍが好ましく、特に５〜７５μｍが好ましい。これにより、従来のアンダーフィル等の方法では接着・封止が困難であった厚さの範囲内においても接着・封止を可能とすることができる。
【００４９】
（半導体パッケージ）
次に、半導体パッケージの製造方法および半導体パッケージについて好適な実施形態に基づいて説明する。
図２に示すようにインターポーザ（基板）３に、真空中でロール１０１を用いて上述したベースフィルム１０を接合して、図３に示すような接合体３１を得る。インターポーザ３にベースフィルム１０を接合する方法としては、例えばラミネートロールを用いる方法が挙げられる。
次に、接合体３１のベースフィルム１０面に選択的に活性放射線（例えば紫外線）を照射して、図１に示すような活性放射線が照射された第１領域１と、未照射の第２領域２とを形成する（これにより、ベースフィルム１０が半導体実装用フィルム１００となる）。ここで、第１領域１はベースフィルム１０のフラックス機能が実質的に失活している。一方、第２領域２は、ベースフィルム１０のフラックス機能を残しているものである。
なお、ここでは、ベースフィルム１０をインターポーザ３に予め接合する場合について説明したが、これに限定されず、予め半導体素子４にベースフィルム１０を接合しても構わない。
なお、上記実施形態ではラミネートロールを用いたが、これに限定されず、真空プレスにより基板とベースフィルムとを接合する方法でも良い。
【００５０】
次に、図４に示すように半導体実装用フィルム１００の第２領域２に半導体素子４の各半田ボール４１が当接するように半導体素子４を接合体３１に搭載する。そして、例えば２００〜２８０℃×１０〜６０秒間加熱して半田接合して半導体パッケージ５を得る。図５に示すように半導体パッケージ５は、半導体素子４が半導体実装用フィルム１００を介してインターポーザ３に搭載されている。
【００５１】
また、更に、半導体パッケージ５を、例えば１５０〜１８０℃×１〜２時間加熱処理することが好ましい。これにより、半導体実装用フィルム１００を完全に硬化することができる。
本発明の半導体実装用フィルム１００は、半田接合の段階では第２領域２がフラックス機能を発揮して金属表面の酸化物の除去等を行う。そして、半田接合の後に、半導体実装用フィルム１００が熱硬化して絶縁封止接着材として機能するため、電気絶縁性の低下やインターポーザの腐食等を生じないようになる。
また、本発明の半導体実装用フィルム１００は、半田接合後に半導体素子４とインターポーザ３との間隙に充填されアンダーフィルとしての作用（半田接続の信頼性を向上）を付与することできる（例えば、半導体実装用フィルムの厚さを、実装される際のインターポーザと、半導体素子との間隙に合わせた場合等）。
更に、本発明の半導体実装用フィルム１００は、フィルム状であるので半導体パッケージ５の製造に関する作業性に優れている。
【００５２】
（半導体装置）
次に、半導体装置の製造方法および半導体装置について好適な実施形態に基づいて説明する。
図６に示すようにマザーボード６に、真空中でロール１０１を用いて上述したベースフィルム１０を接合して、図７に示すような接合体６１を得る。
次に、接合体６１のベースフィルム１０面に選択的に活性放射線（例えば紫外線）を照射して、図１に示すような活性放射線が照射された第１領域１と、未照射の第２領域２とを形成する（これにより、ベースフィルム１０が半導体実装用フィルム１００となる）。ここで、第１領域１はベースフィルム１０のフラックス機能が実質的に失活している。一方、第２領域２は、ベースフィルム１０のフラックス機能を残しているものである。
なお、ここでは、ベースフィルム１０をマザーボード６に予め接合する場合について説明したが、これに限定されず、予め半導体パッケージ５にベースフィルム１０を接合しても構わない。
なお、上記実施形態ではラミネートロールを用いたが、これに限定されず、真空プレスによりマザーボードとベースフィルムとを接合する方法でも良い。
【００５３】
次に、図８に示すように半導体実装用フィルム１００の第２領域２に半導体パッケージ５の各半田ボール５１が当接するように半導体パッケージ５を接合体６１に搭載する。そして、例えば２００〜２８０℃×１０〜６０秒間加熱して半田接合して半導体装置７を得る（図９）。図９に示すように半導体装置７は、半導体パッケージ５が半導体実装用フィルム１００を介してマザーボード６に搭載されている。
【００５４】
また、更に半導体装置７を、例えば１５０〜１８０℃×１〜２時間加熱処理することが好ましい。これにより、半導体実装用フィルム１００を完全に硬化することができる。
本発明の半導体実装用フィルム１００は、半田接合段階では第２領域２がフラックス機能を発揮して金属表面の酸化物の除去等を行う。そして、半田接合後に、半導体実装用フィルム１００が熱硬化して絶縁封止接着材として機能するため、電気絶縁性の低下やインターポーザの腐食等を生じない。
更に、本発明の半導体実装用フィルム１００は、フィルム状であるので半導体装置７の製造に関する作業性に優れている。
【実施例】
【００５５】
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５６】
（実施例１）
１．第１樹脂の合成
フェノールノボラック（大日本インキ化学工業社製、フェノライトＴＤ−２０９０−７０Ｍ）の不揮発分７０％メチルエチルケトン（ＭＥＫ）溶液６００ｇ（ＯＨ基約４当量）を２Ｌのフラスコ中に投入し、これにトリブチルアミン１ｇ、およびハイドロキノン０．２ｇを添加し、１１０℃に加温した。その中へ、グリシジルメタクリレート２８４ｇ（２モル）を３０分間で滴下した後、１１０℃で５時間攪拌反応させることにより、不揮発分約８０％のメタクリロイル基含有フェノールノボラック（フェノール性水酸基の５０％をメタクリロイル基に変性）の第１樹脂ａを得た。
【００５７】
２．ベースフィルムの製造
第１樹脂ａ５４重量％と、第２樹脂ａとして液状のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（日本化薬社製、ＲＥ−４０４Ｓ、重量平均分子量が約３００）３７重量％と、フラックス助剤としてフェノールフタリン６重量％と、硬化助剤として２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール（四国化成社製、２ＰＨＺ）を０．３重量％と、光重合開始剤としてベンゾインジメチルエーテル（チバ・ガイギー社製、イルガキュア６５１）２．２重量％と、レベリング剤（ビックケミー社製、ビックケミー３６１Ｎ）０．５重量％とを、シクロヘキサノンに溶解してワニスを得た。得られたワニスをコンマコーターでＰＥＴフィルム上に最高温度１５０℃で塗布して、厚さ６０μｍのベースフィルムを得た。
【００５８】
３．半導体パッケージの製造
上述のベースフィルムをインターポーザに５Ｔｏｒｒで真空ラミネートした。次に、ベースフィルムに後述する半導体素子の半田ボールに相当する位置を覆うようにしてマスク材料でマスクした後、高圧水銀灯露光装置を用い照射量２００ｍＪ／ｃｍ２で露光してフラックス機能を有する第２領域およびフラックス機能が実質的に失活している第１領域を有する半導体実装用フィルムを得た。
次に、マウントツールで、４０μｍのバンプ径、バンプピッチが８０μｍの半田バンプを有するフリップチップタイプの半導体素子を吸着して移送し、半導体素子と８０℃に予熱したインターポーザ（半導体実装用フィルムを設置した）との位置合わせ（半田バンプと第２領域とが一致するように）を行った。その後、半導体素子をインターポーザに搭載した。そして、最適温度で、３ｋｇ／ｃｍ２、１０秒間熱圧着した。次に、最高温度２４０℃、２２０℃以上で３０秒間のリフロー炉を通した。その後、１８０℃、６０分間アフターキュアして、半導体パッケージを得た。
【００５９】
（実施例２）
第１樹脂ａの代わりに、下記に記載する第１樹脂ｂを用いて、ベースフィルムの配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
１．樹脂の合成
ビスフェノ−ルＡ型ノボラック（大日本インキ化学工業社製、フェノライトＬＦ−４８７１）の不揮発分約７０％ＭＥＫ溶液６８５ｇ（ＯＨ基約４当量）を、２ｌのフラスコ中に投入し、これにハイドロキノン０．２ｇとグリシジルメタクリレート２８４ｇ（２モル）を加え、１１０℃に加温した。その中へ、トリブチルアミン１ｇを添加した後、１１０℃で５時間攪拌反応させることにより、不揮発分約８０％メタクリロイル基含有フェノールノボラック（メタクリロイル基変性率５０％）の第１樹脂ｂを得た。
【００６０】
２．ベースフィルムの配合
第１樹脂ｂ５５重量％と、第２樹脂ａとして液状のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（日本化薬社製、ＲＥ−４０４Ｓ、重量平均分子量が約３００）３６重量％と、フラックス助剤としてフェノールフタリン６重量％と、硬化助剤として２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール（四国化成社製、２ＰＨＺ）を０．３重量％と、光重合開始剤としてベンゾインジメチルエーテル（チバ・ガイギー社製、イルガキュア６５１）２．２重量％と、レベリング剤（ビックケミー社製、ビックケミー３６１Ｎ）０．５重量％とを、シクロヘキサノンに溶解してワニスとした。
【００６１】
（実施例３）
第１樹脂ａの代わりに、下記に記載する第１樹脂ｃを用いて、ベースフィルムの配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
１．樹脂の合成
ビスフェノ−ルＡ型ノボラック（大日本インキ化学工業社製、フェノライトＬＦ−４８７１）の不揮発分約７０％ＭＥＫ溶液６８５ｇ（ＯＨ基約４当量）を、２ｌのフラスコ中に投入し、これにハイドロキノン０．２ｇとグリシジルメタクリレート１１５ｇ（０．８モル）を加え、１１０℃に加温した。その中へ、トリブチルアミン０．５ｇを添加した後、１１０℃で５時間攪拌反応させることにより、不揮発分約８０％メタクリロイル基含有フェノールノボラック（メタクリロイル基変性率２０％）の第１樹脂ｃを得た。
【００６２】
２．ベースフィルムの配合
第１樹脂ｃ４１重量％と、第２樹脂ａとして液状のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（日本化薬社製、ＲＥ−４０４Ｓ、重量平均分子量が約３００）５３重量％と、フラックス助剤としてフェノールフタリン３重量％と、硬化助剤として２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール（四国化成社製、２ＰＨＺ）を０．３重量％と、光重合開始剤としてベンゾインジメチルエーテル（チバ・ガイギー社製、イルガキュア６５１）２．２重量％と、レベリング剤（ビックケミー社製、ビックケミー３６１Ｎ）０．５重量％とを、シクロヘキサノンに溶解してワニスとした。
【００６３】
（実施例４）
第１樹脂ａの代わりに、下記に記載する第１樹脂ｄを用いて、ベースフィルムの配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
１．樹脂の合成
ビスフェノ−ルＡ型ノボラック（大日本インキ化学工業社製、フェノライトＬＦ−４８７１）の不揮発分約７０％ＭＥＫ溶液６８５ｇ（ＯＨ基約４当量）を、２ｌのフラスコ中に投入し、これにハイドロキノン０．２ｇとグリシジルメタクリレート３５０ｇ（２．５モル）を加え、１１０℃に加温した。その中へ、トリブチルアミン１ｇを添加した後、１１０℃で５時間攪拌反応させることにより、不揮発分約８０％メタクリロイル基含有フェノールノボラック（メタクリロイル基変性率６０％）の第１樹脂ｄを得た。
【００６４】
２．ベースフィルムの配合
第１樹脂ｄ６０重量％と、第２樹脂ａとして液状のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（日本化薬社製、ＲＥ−４０４Ｓ、重量平均分子量が約３００）３１重量％と、フラックス助剤としてフェノールフタリン６重量％と、硬化助剤として２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール（四国化成社製、２ＰＨＺ）を０．３重量％と、光重合開始剤としてベンゾインジメチルエーテル（チバ・ガイギー社製、イルガキュア６５１）２．２重量％と、レベリング剤（ビックケミー社製、ビックケミー３６１Ｎ）０．５重量％とを、シクロヘキサノンに溶解してワニスとした。
【００６５】
（実施例５）
ベースフィルムのワニスの組成を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
第１樹脂ａ３０重量％と、第２樹脂ａとして液状のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（日本化薬社製、ＲＥ−４０４Ｓ、重量平均分子量が約３００）５７重量％と、フラックス助剤としてフェノールフタリン１０重量％と、硬化助剤として２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール（四国化成社製、２ＰＨＺ）を０．３重量％と、光重合開始剤としてベンゾインジメチルエーテル（チバ・ガイギー社製、イルガキュア６５１）２．２重量％と、レベリング剤（ビックケミー社製、ビックケミー３６１Ｎ）０．５重量％とを、シクロヘキサノンに溶解してワニスとした。
【００６６】
（実施例６）
ベースフィルムのワニスの組成を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
第１樹脂ａ６５重量％と、第２樹脂ａとして液状のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（日本化薬社製、ＲＥ−４０４Ｓ、重量平均分子量が約３００）３０重量％と、フラックス助剤としてフェノールフタリン２重量％と、硬化助剤として２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール（四国化成社製、２ＰＨＺ）を０．３重量％と、光重合開始剤としてベンゾインジメチルエーテル（チバ・ガイギー社製、イルガキュア６５１）２．２重量％と、レベリング剤（ビックケミー社製、ビックケミー３６１Ｎ）０．５重量％とを、シクロヘキサノンに溶解してワニスとした。
【００６７】
（実施例７）
第２樹脂ｂとして、以下のものを用い、配合を以下のようにした以外は実施例１と同様にした。
第２樹脂ｂとしてノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬社製、ＥＰＰＮ−５０１Ｈ、軟化点５４℃、エポキシ当量１６７）を用いた。
【００６８】
２．ベースフィルムの配合
第１樹脂ａ５５重量％と、第２樹脂ｂとしてノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬社製、ＥＰＰＮ−５０１Ｈ、軟化点５４℃、エポキシ当量１６７）３６重量％と、フラックス助剤としてフェノールフタリン６重量％と、硬化助剤として２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール（四国化成社製、２ＰＨＺ）を０．３重量％と、光重合開始剤としてベンゾインジメチルエーテル（チバ・ガイギー社製、イルガキュア６５１）２．２重量％と、レベリング剤（ビックケミー社製、ビックケミー３６１Ｎ）０．５重量％とを、シクロヘキサノンに溶解してワニスとした。
【００６９】
（実施例８）
第１樹脂ａの代わりに第１樹脂ｃを用い、フラックス助剤を用いずにベースフィルムのワニスの配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
第１樹脂ｃ４５重量％と、第２樹脂ａとして液状のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（日本化薬社製、ＲＥ−４０４Ｓ、重量平均分子量が約３００）５２重量％と、硬化助剤として２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール（四国化成社製、２ＰＨＺ）を０．３重量％と、光重合開始剤としてベンゾインジメチルエーテル（チバ・ガイギー社製、イルガキュア６５１）２．２重量％と、レベリング剤（ビックケミー社製、ビックケミー３６１Ｎ）０．５重量％とを、シクロヘキサノンに溶解してワニスとした。
【００７０】
（実施例９）
第１樹脂ａの代わりに、下記に記載する第１樹脂ｅを用いて、ベースフィルムの配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
１．第１樹脂の合成（カルボキシル基含有エポキシアクリレートの合成）
２ｌのフラスコ中にエポキシ樹脂（エピコート８２８、エポキシ当量１９０、７６０ｇ、４当量）と重合禁止剤としてメトキシフェノール１ｇ、ベンジルジメチルアミン１ｇを加えて１００℃に加温し、アクリル酸１８０ｇ（２．５モル）を１時間で滴下した後、１００℃で６時間攪拌反応させた。その後、アジピン酸２３４ｇ（１．６モル）を加え、２時間攪拌反応して、第１樹脂ｅを得た。
【００７１】
２．ベースフィルムの配合
第１樹脂ｅ５５重量％と、第２樹脂ａとして液状のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（日本化薬社製、ＲＥ−４０４Ｓ、重量平均分子量が約３００）３６重量％と、フラックス助剤としてフェノールフタリン６重量％と、硬化助剤として２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール（四国化成社製、２ＰＨＺ）を０．３重量％と、光重合開始剤としてベンゾインジメチルエーテル（チバ・ガイギー社製、イルガキュア６５１）２．２重量％と、レベリング剤（ビックケミー社製、ビックケミー３６１Ｎ）０．５重量％とを、シクロヘキサノンに溶解してワニスとした。
【００７２】
（比較例１）
インターポーザにＳＲ（太陽インキ社製、ＰＦＲ−８００）をラミネート、露光・現像し、接合部を形成、フラックスを塗布、半導体素子を設置して半田接合、フラックス洗浄、キャピラリー法でアンダーフィルを注入して半導体パッケージを得た。
【００７３】
各実施例および各比較例について、以下の評価を行った。評価項目を内容と共に示す。得られた結果を表１に示す。
１．バンプの位置保持性
ベースフィルムに後述する半導体素子の半田ボールに相当する位置を覆うようにしてマスク材料でマスクした後、高圧水銀灯露光装置を用い照射量２００ｍＪ／ｃｍ２で露光してフラックス機能を有する第２領域およびフラックス機能が実質的に失活している第１領域を有する半導体実装用フィルムに、ボールマウンターで所定の位置に半田ボールを搭載し、リフロー処理した。この際の、半田ボール（直径１００μｍ）の位置精度を目視で評価した。
◎：所定の位置（第２領域）で半田ボールが搭載できた。
○：一部、半田ボールの位置ずれがあるが、実用可能レベルであった。
△：一部、半田ボールの位置ずれがあり、実用不可レベルであった。
×：半田ボールが凝集した。
【００７４】
２．半導体素子の実装性
半導体素子の実装性を、半田接続端子１万個のバンプの接続率で評価した。各符号は、以下の通りである。
◎：接続率が、１００％であった。
○：接続率が、９９％以上、１００％未満であった。
△：接続率が、８０％以上、９９％未満であった。
×：接続率が、８０％未満であった。
【００７５】
３．成形性
インターポーザに接着フィルムを、真空加圧式ラミネーター装置を用いて、温度６０〜８０℃、圧力０．５〜１ＭＰａにて真空加熱加圧成形した。そのときの内層回路埋め込み性について、顕微鏡でボイドの有無を評価した。
○：回路間にボイドが無かった。
×：回路間に一部ボイドが発生した。
【００７６】
４．絶縁信頼性
半田メッキが施された導体間隔５０μｍのくし形パターンを有する、絶縁信頼性試験用プリント配線板を使用し、このプリント配線板に半導体実装用フィルムを設置した。
ピーク温度２４０℃に設定されたリフロー炉に上述のプリント配線板を通した後、１８０℃で６０分間熱処理して半導体実装用フィルムを硬化させ、試験用プリント配線板として、絶縁抵抗を測定した（処理前）。
次に、上述のプリント配線板を８５℃／８５％の雰囲気中で、直流電圧５０Ｖを印加し、１０００時間経過後の絶縁抵抗を測定した（処理後）。測定時の印加電圧は１００Ｖで１分とした。絶縁抵抗値が、１０９以上であれば合格とした。
【００７７】
５．作業性
半導体パッケージを製造するまでの工数を、比較例１を基準（１００）として、評価した。
【００７８】
【表１】
【００７９】
表１から明らかなように実施例１〜９は、半田ボールの位置保持性に優れていることが確認された。これにより、微細な半田バンプによる半田接続においても半田ブリッジ等が形成され難いことが示された。
また、実施例１〜９は、成形性および絶縁信頼性にも優れていた。
また、実施例１〜９は、作業性が向上することも確認された。
【００８０】
次に、半導体装置の実施例について説明する。
マザーボードに、予め上述のベースフィルムを５Ｔｏｒｒで真空ラミネートした。次に、ベースフィルムに後述する半導体素子の半田ボールに相当する位置を覆うようにしてマスク材料でマスクした後、高圧水銀灯露光装置を用い照射量５００ｍＪ／ｃｍ２で露光してフラックス機能を有する第２領域およびフラックス機能が実質的に失活している第１領域を有する半導体実装用フィルムを得た。
次に、実施例１〜９で得られた半導体パッケージに半田バンプ（バンプ径３５０μｍ、半田バンプの間隔３５０μｍ）を形成し、マウントツールで半導体パッケージを吸着して移送し、半導体パッケージと８０℃に予熱したマザーボード（半導体実装用フィルムを設置した）の位置合わせ（半田バンプと第２領域とが一致するように）を行った。その後、半導体パッケージをマザーボードに搭載した。そして、最適温度で、３ｋｇ／ｃｍ２、１０秒間熱圧着した。次に、最高温度２４０℃、２２０℃以上で３０秒間のリフロー炉を通した。その後、１８０℃、６０分間アフターキュアして、半導体装置を得た。
【００８１】
各実施例で得られた半導体装置の導通を確認したところ全部正常に作動することが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】半導体実装用フィルムの一例を模式的に示す上面図である。
【図２】半導体パッケージの製造工程を説明する断面図である。
【図３】半導体パッケージの製造工程を説明する断面図である。
【図４】半導体パッケージの製造工程を説明する断面図である。
【図５】半導体パッケージの一例を示す断面図である。
【図６】半導体装置の製造工程を説明する断面図である。
【図７】半導体装置の製造工程を説明する断面図である。
【図８】半導体装置の製造工程を説明する断面図である。
【図９】半導体装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８３】
１ 第１領域
２ 第２領域
３ インターポーザ
３１ 接合体
４ 半導体素子
４１ 半田ボール
５ 半導体パッケージ
５１ 半田ボール
６ マザーボード
６１ 接合体
７ 半導体装置
１０ ベースフィルム
１００ 半導体実装用フィルム
１０１ ロール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベースフィルム、半導体実装用フィルム、半導体パッケージおよび半導体装置に関する。
また、本発明は、半導体パッケージの製造方法および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の高機能化等の要求に伴い、これらの電子機器に使用される半導体パッケージも、従来にも増して、小型化かつ多ピン化が進んできている。
近年、プリント配線板上に半導体素子を実装する方式として、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）やＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｃａｌｅ Ｐａｃｋａｇｅ）等のエリア実装型の新しいパッケージ方式が提案されている。
【０００３】
ＢＧＡやＣＳＰ方式のプリント配線板への半導体パッケージの実装には、半田ボールで形成されたバンプによる半田接合が採用されている。
また、ＢＧＡやＣＳＰの作製工程における、半導体素子の電極と半導体搭載用基板の端子との電気的接続方法にも、半田接合が使われる場合が多い。
【０００４】
一般に、半田接合の場合、半田表面と対面する電極の金属表面に付着する酸化物等を除去するため、あるいは半田接合時における金属表面での再酸化を防止するために半田付け用フラックスが使用される（例えば、特許文献１参照）。
しかし、半田接合後にフラックスが残存していると、高温、多湿時に、電気絶縁性の低下やプリント配線の腐食等の問題を生じる。
そこで、現在、半田接合後、残存フラックスを洗浄除去することを行っている。しかし、洗浄剤の廃棄に関する環境問題や、洗浄工程の追加によるコストアップなどの欠点がある。
【０００５】
また、半導体パッケージの小型化等により、バンプが微細化され、バンプ間のピッチが狭くなり、所定のバンプと、パッドとの接合が困難になる場合があった（例えば、半田ブリッジ）。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２６６０７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、フラックス機能を有し、かつ半導体素子または半導体パッケージの実装性が向上するベースフィルム、半導体実装用フィルムおよびそれを用いた半導体パッケージおよび半導体装置を提供することである。
また、本発明の目的は、製造が容易、かつ歩留まりの少ない半導体パッケージの製造方法および半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的は、下記（１）〜（１７）に記載の本発明により達成される。
（１）半導体素子または半導体パッケージを実装する際に用いられ、フラックス機能を有するベースフィルムであって、前記ベースフィルムに活性放射線を選択的に照射して、フラックス機能が実質的に失活する第１領域と、フラックス機能を有する第２領域とを形成することが可能なことを特徴とするベースフィルム。
（２）前記ベースフィルムは、活性放射線の照射により硬化反応を生じる第１官能基を有し、かつフェノール性水酸基またはカルボン酸基を有する第１樹脂を含む樹脂組成物で構成されているものである上記（１）に記載のベースフィルム。
（３）前記第１官能基は、前記フェノール性水酸基または前記カルボン酸基を変性したものである上記（２）に記載のベースフィルム。
（４）前記第１官能基の変性量は、前記フェノール性水酸基または前記カルボン酸基を２０〜６０％変性したものである上記（３）に記載のベースフィルム。
（５）前記樹脂組成物は、さらに前記第１樹脂と種類の異なる第２樹脂を含むものである上記（２）ないし（４）のいずれかに記載のベースフィルム。
（６）前記樹脂組成物は、さらに前記フラックス機能を向上させるフラックス助剤を含むものである上記（２）ないし（５）のいずれかに記載のベースフィルム。
（７）前記半導体素子または半導体パッケージは、半田バンプを有しているものである上記（１）ないし（６）のいずれかに記載のベースフィルム。
（８）前記第２領域は、前記半田バンプが接合される部分に対応する位置に配置されるものである上記（７）に記載のベースフィルム。
（９）軟化温度が４０〜１５０℃である上記（１）ないし（８）のいずれかに記載のベースフィルム。
（１０）厚さが３〜８０μｍである上記（１）ないし（９）のいずれかに記載のベースフィルム。
（１１）上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載のベースフィルムに活性放射線を選択的に照射して、フラックス機能が実質的に失活している第１領域と、フラックス機能を有する第２領域とを形成したことを特徴とする半導体実装用フィルム。
（１２）前記第２領域が複数の点状または小片状であり、かつ各第２領域の周囲が第１領域で囲まれて第２領域同士がそれぞれ独立しているものである上記（１１）に記載の半導体実装用フィルム。
（１３）前記活性放射線の照射領域が第１領域であり、前記活性放射線の未照射領域が前記第２領域である上記（１１）または（１２）に記載の半導体実装用フィルム。
（１４）半導体素子とインターポーザとが上記（１１）ないし（１３）のいずれかに記載の半導体実装用フィルムを介して実装されていることを特徴とする半導体パッケージ。
（１５）半導体パッケージとプリント配線板とが上記（１１）ないし（１３）のいずれかに記載の半導体実装用フィルムを介して実装されていることを特徴とする半導体装置。
（１６）半導体素子を基板に実装してなる半導体パッケージの製造方法であって、予め上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載のベースフィルムを基板に接合する工程と、前記ベースフィルムに活性放射線を選択的に照射する工程と、前記ベースフィルムの前記活性放射線が未照射の領域に、前記半導体素子を接合する工程と、を有することを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
（１７）半導体パッケージを基板に実装してなる半導体装置の製造方法であって、予め上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載のベースフィルムを基板に接合する工程と、前記ベースフィルムに活性放射線を選択的に照射する工程と、前記ベースフィルムの前記活性放射線が未照射の領域に、前記半導体パッケージを接合する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、フラックス機能を有し、かつ半導体素子または半導体パッケージの実装性が向上するベースフィルム、半導体実装用フィルムおよびそれを用いた半導体パッケージおよび半導体装置を得ることができる。
また、本発明によれば、製造が容易、かつ歩留まりの少ない半導体パッケージおよび半導体装置の製造方法を提供することできる。
また、特定の官能基を有する第１樹脂を使用する場合、特にフラックス機能を向上することができる。
また、第１樹脂の第１官能基の変性量を特定の範囲とした場合、特に光反応性とフラックス機能とのバランスに優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明のベースフィルム、半導体実装用フィルム、半導体パッケージ、半導体装置、半導体パッケージの製造方法および半導体装置の製造方法について説明する。
【００１１】
本発明のベースフィルムは、半導体素子または半導体パッケージを実装する際に用いられ、フラックス機能を有するベースフィルムであって、前記ベースフィルムに活性放射線を選択的に照射して、フラックス機能が実質的に失活する第１領域と、フラックス機能を有する第２領域とを形成することが可能なことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の半導体実装用フィルムは、上記に記載のベースフィルムに活性放射線を選択的に照射して、フラックス機能が実質的に失活している第１領域と、フラックス機能を有する第２領域とを形成したことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の半導体パッケージは、半導体素子とインターポーザ（半導体素子搭載用基板）とが上述の半導体実装用フィルムで実装されているものであることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の半導体装置（半導体パッケージが実装された基板）は、半導体パッケージとプリント配線板とが上述の半導体実装用フィルムを介して実装されているものであることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の半導体パッケージの製造方法は、半導体素子を基板に実装してなる半導体パッケージの製造方法であって、予め上記に記載のベースフィルムを基板に接合する工程と、前記ベースフィルムに活性放射線を選択的に照射する工程と、前記ベースフィルムの前記活性放射線が未照射の領域に、前記半導体素子を接合する工程と、を有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、半導体パッケージを基板に実装してなる半導体装置の製造方法であって、予め上記に記載のベースフィルムを基板に接合する工程と、前記ベースフィルムに活性放射線を選択的に照射する工程と、前記ベースフィルムの前記活性放射線が未照射の領域に、前記半導体パッケージを接合する工程と、を有することを特徴とする。
【００１７】
（ベースフィルム）
まず、ベースフィルムについて説明する。ベースフィルムは、活性放射線の照射により構造変化等を生じ、フラックス機能が実質的に失活している第１領域と、フラックス機能を有する第２領域とを形成することができる機能を有している。
このようなフラックス機能は、例えばベースフィルムを構成する樹脂組成物に後述するフラックス助剤を添加する方法またはベースフィルムを構成する樹脂にフラックス機能を有する樹脂を用いる方法等で得られる。
【００１８】
（第１樹脂）
このようなベースフィルムは、例えば活性放射線の照射により硬化反応を生じる第１官能基を有し、かつフェノール性水酸基またはカルボン酸基を有する第１樹脂を含む樹脂組成物で構成されることが好ましい。
このような第１官能基を有する第１樹脂を構成する樹脂としては、例えばノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、ポリビニルフェノール樹脂等のフェノール性水酸基を有する樹脂、エポキシ樹脂にカルボン酸、ジカルボン酸（またはジカルボン酸の無水物）等を反応させて得られるカルボン酸基を有する樹脂等が挙げられる。これらの中でもフェノール性水酸基を有する樹脂が好ましい。これにより、半導体実装用フィルム１００がフラックス助剤を添加すること無く、またはフラックス助剤を少量添加することでフラックス機能を発現することができる。
【００１９】
このように、例えばフェノール性水酸基を有する樹脂を用いた場合、半田および金属表面の酸化物等の汚れを除去し、半田接合用フラックスとして作用することができる。その理由は、前記フェノール性水酸基が還元作用を有するため、半田表面や対面する電極の金属表面に付着する酸化物等を除去できるからである。更に、フラックスとして作用しフェノール性水酸基を有する樹脂は、残存フラックスの除去を不要とすることができる。その理由は、該フェノール性水酸基を有する樹脂が半田接合後の加熱過程で硬化するので揮発分等が発生しないからである。残存フラックスの除去を不要とすることができると、半田接合後の洗浄工程を不要にでき、高温、多湿雰囲気でも電気絶縁性を保持し、接合強度、信頼性の高い半田接合が可能となる。
【００２０】
前記フェノール性水酸基を有する樹脂としては、具体的にフェノールノボラック樹脂、アルキルフェノールノボラック樹脂、多官能フェノールノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、ポリビニルフェノール樹脂等が挙げられる。これらの中でもフェノールノボラック樹脂、アルキルフェノールノボラック樹脂、多官能フェノールノボラック樹脂から選ばれる少なくとも１種以上のフェノール樹脂が好ましく、特に多官能フェノールノボラック樹脂が好ましい。これにより、半田接合時間を短くすることができる。また、後述する半導体実装用フィルムの濡れ広がり率を向上することができる。濡れ広がり率が向上すると、半田接続信頼性を向上することができる。ここで、濡れ広がり率とは、半田ボール径Ｈと濡れ広がった半田の高さＤを測定し、（Ｈ−Ｄ）／Ｈで計算される値をいう。
【００２１】
また、前記フェノール樹脂は、１個のベンゼン環上に２個以上のフェノール性水酸基を有するフェノール化合物とホルムアルデヒドとを、酸性触媒下で縮合反応させて得られる多官能フェノール樹脂であっても構わない。１個のベンゼン環上に２個以上のフェノール性水酸基を有するフェノール化合物としては、例えばカテコール、レゾルシン、ハイドロキノン、ハイドロキシハイドロキノン、ピロガロール等を挙げることができる。これらの中でもカテコールおよび／またはレゾルシンが好ましい。これにより、第１樹脂の縮合反応を容易にすることができる。
【００２２】
前記第１官能基は、活性放射線の照射により硬化反応を生じることが好ましい。これにより、活性放射線の照射領域および未照射領域でのフラックス機能に相違を持たせることができる。
このような前記第１官能基としては、例えばアクリロイル基、メタクリロイル基、アリル基等が挙げられる。これらの中でもアクリロイル基またはメタクリロイル基が好ましい。これにより、光硬化反応性を向上することができる（照射時間を短くすることができる）。
【００２３】
前記第１官能基は、特に限定されないが、前記フェノール性水酸基または前記カルボン酸基を変性したものであることが好ましい。
前記第１官能基の変性量は、特に限定されないが、前記フェノール性水酸基または前記カルボン酸の２０〜６０重量％を変性していることが好ましく、特に３０〜５５重量％を変性していることが好ましい。含有量が前記範囲内であると、特に光反応性とフラックス機能とのバランスに優れる。
【００２４】
前記第１樹脂の含有量は、特に限定されないが、前記ベースフィルムを構成する樹脂組成物全体の２０〜７０重量％が好ましく、特に４０〜６０重量％が好ましい。第１樹脂の含有量が前記下限値未満であるとフラックス機能が向上する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えると絶縁信頼性が低下する場合がある。
【００２５】
前記第１樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、６，０００以下が好ましく、特に３，０００以下が好ましく、最も３００〜１，０００が好ましい。重量平均分子量が前記下限値未満であると、半田リフロー等において前記第１樹脂の揮発により、フラックス機能を向上する効果が低下する場合がある。また、重量平均分子量が前記上限値を超えると、半田接合時における樹脂の流動性が低下し、半田接続信頼性を向上する効果が低下する場合がある。
【００２６】
前記第１樹脂の軟化点は、特に限定されないが、３０〜１２０℃であることが好ましく、特に６０〜１００℃が好ましい。第１樹脂の軟化点が前記下限値未満であるとボイド発生の原因になる場合があり、前記上限値を超えると半田接合時における樹脂の流動性が低下し、半田接続信頼性を向上する効果が低下する場合がある。
【００２７】
（第２樹脂）
前記樹脂組成物は、特に限定されないが、前記第１樹脂と種類の異なる第２樹脂を含むことが好ましい。前記第２樹脂としては、例えば前記第１樹脂と反応することが可能な第２官能基を有する樹脂が好ましい。これにより、絶縁信頼性を向上することができる。その理由は、活性放射線を照射して硬化させ、さらに熱硬化させた後に第１樹脂のフェノール性水酸基またはカルボン酸基が残存するのを低減することができるからである。
このような第２樹脂としては、例えばノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂、ノボラック型シアネート樹脂、ビスフェノール型シアネート樹脂等のシアネート樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げられる。
【００２８】
前記第２樹脂は、特に限定されないが、常温で液状であることが好ましい（特に前記第１樹脂が固形の場合）。これにより、半導体素子や半導体パッケージを実装する際の、インターポーザやマザーボード等の回路凹凸の埋め込み性を向上することができる。更に、インターポーザ等の成形性を向上することができる。また、ベースフィルムの柔軟性を向上することができ、それによって作業性を向上することができる。
なお、液状とは、常温で流動性を示すものをいう。溶融粘度は、特に限定されないが、５００Ｐａ・ｓ以下が好ましく、特に１〜３００Ｐａ・ｓが好ましい。前記溶融粘度は、Ｅ型粘度計を用いて、温度２５℃、せん断速度０．５、１．０、２．５および５．０ｒｐｍの各条件で測定したものである。前記溶融粘度は、前記各条件の中で、最も低い回転数で測定可能であった値を用いるものとする。
【００２９】
前記第２樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、２００〜６００が好ましく、特に２５０〜５００が好ましい。前記第２樹脂の重量平均分子量が前記下限値未満であるとフィルムの表面にタックが発生する場合があり、前記上限値を超えると回路の凹凸埋め込み性を向上する効果が低下する場合がある。
【００３０】
前記第２樹脂の含有量は、特に限定されないが、半導体実装用フィルムを構成する樹脂組成物全体の５〜５０重量％が好ましく、特に１０〜４０重量％が好ましい。前記第２樹脂の含有量が前記下限値未満であるとボイドの発生等により製膜性が低下する場合があり、前記上限値を超えると半田接合時における樹脂の流動性が低下し、半田接続信頼性を向上する効果が低下する場合がある。
【００３１】
（フラックス助剤）
前記樹脂組成物は、特に限定されないが、更にフラックス機能を向上させるフラックス助剤を含むことが好ましい。これにより、半導体実装用フィルムのフラックス機能をより向上することができる。
前記フラックス助剤としては、例えばフェノール、アルキルフェノール、ナフトール等のフェノール性水酸基を１つ有する化合物、ビフェノール、ハイドロキノン、レゾルシノール、カテコール、メチリデンジフェノール、エチリデンジフェノール、イソプロピリデンジフェノール、ピロガロール、ヒドロキシヒドロキノン、フロログルシノール等の多価フェノール化合物、ヒドロキシベンゾイックアシッド、ジヒドロキシベンゾイックアシッド、フェノールフタリン等のカルボン酸基を有するフェノール化合物等が挙げられる。これらの中でも多価フェノール化合物がフラックス活性に優れる点で好ましい。
【００３２】
前記フラックス助剤の含有量は、特に限定されないが、前記樹脂組成物全体の０．５〜１０重量％が好ましく、特に２〜８重量％が好ましい。前記フラックス助剤の含有量が前記下限値未満であるとフラックス機能をより向上させる効果が低下する場合があり、前記上限値を超えると吸湿耐熱性が低下する場合がある。
【００３３】
（重合開始剤）
前記樹脂組成物は、特に限定されないが、活性放射線の照射により重合を開始させる重合開始剤を含むことが好ましい。これにより、活性放射線の照射によりフラックス機能を実質的に失活させるのが容易となる。
前記重合開始剤としては、例えばベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン類、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインジメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾインアルキルエーテル類、４−フェノキシジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチル−ジクロロアセトフェノン、４−ｔ−ブチル−トリクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン等のアセトフェノン類、チオキサンソン、２−クロルチオキサンソン、２−メチルチオキサンソン、２，４−ジメチルチオキサンソン等のチオキサンソン類、エチルアントラキノン、ブチルアントラキノン等のアルキルアントラキノン類等を挙げることができる。これらは単独、あるいは２種以上の混合物として用いることができる。
【００３４】
前記重合開始剤の添加量は、特に限定されないが、前記樹脂組成物全体の０．１〜１０重量％が好ましく、特に１〜５重量％が好ましい。添加量が前記範囲内であると、特に活性放射線の照射に対する重合反応性に優れる。
【００３５】
（硬化助剤）
前記樹脂組成物は、特に限定されないが、前記樹脂成分の硬化反応を促進する硬化助剤を含むことが好ましい。
前記硬化助剤としては、例えば２−フェニルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、ビス（２−エチル−４−メチルイミダゾール）等のイミダゾール化合物、２，４−ジアミノ−６−〔２’−メチルイミダゾリル−（１’）〕−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−（２’−ウンデシルイミダゾリル）−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−〔２’−エチル−４−メチルイミダゾリル−（１’）〕−エチル−ｓ−トリアジン等のトリアジン付加型イミダゾール化合物、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７等のジアザビシクロアルケン及びその誘導体、トリブチルアミン、ベンジルジメチルアミン等のアミン系化合物等が挙げられる。これらの中でも１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾールおよび２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾールから選ばれるイミダゾール化合物が好ましい。これにより、作業性（最終的に硬化する前の工程では、反応しないので流動性等を保持できる）を維持した状態で、良好な硬化反応性を保持することができる。
【００３６】
前記硬化助剤の含有量は、特に限定されないが、前記樹脂組成物全体の０．０５〜３．０重量％が好ましく、特に０．１〜１．０重量％が好ましい。含有量が前記範囲内であると、特に硬化反応性と保存性とのバランスに優れる。
【００３７】
前記樹脂組成物は、必要に応じて保存安定性のために紫外線防止剤、熱重合防止剤、可塑剤、レベリング剤等を含んでいても良い。
また、前記樹脂組成物は、ベースフィルムの製膜性の制御、フラックスとして作用させる際におけるベースフィルムの流動性制御等の理由より、前記第２樹脂と重量平均分子量が異なる第３樹脂を含んでいても良い。
前記第３樹脂としては、例えばノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂、ノボラック型シアネート樹脂、ビスフェノール型シアネート樹脂等のシアネート樹脂等の熱硬化性樹脂等を挙げることができる。前記第３樹脂は、前記第２樹脂と異なる種類の樹脂を使用することもできるが、硬化性の点で同じ種類（同じ官能基）の樹脂を使用することが好ましい。
【００３８】
（ベースフィルムの製造）
前記樹脂組成物を、例えばメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類の溶媒に溶解して、樹脂ワニスを調製する。その後、支持部材等に前記樹脂ワニスを塗布することによりベースフィルムを得ることができる。
【００３９】
前記ベースフィルムの軟化温度は、特に限定されないが、４０〜１５０℃が好ましく、特に６０〜１２０℃が好ましい。軟化温度が前記範囲内であると、特に回路凹凸の埋め込み性に優れる。
前記軟化温度は、例えば動的粘弾性装置で測定することができる。
【００４０】
前記ベースフィルムの厚さは、特に限定されないが、５〜８０μｍが好ましく、特に１０〜７０μｍが好ましい。前記範囲内であると半田バンプ間の補強硬化にも優れる。
【００４１】
（半導体実装用フィルムの製法）
このベースフィルムに活性放射線を選択的に照射して半導体実装用フィルムを得る。
具体的には、フラックス機能を残したい部分（第２領域に相当）以外の部分（第１領域に相当）に活性放射線を照射する。活性放射線が照射された部分（第１領域）では、ベースフィルムを構成する第１樹脂が硬化反応を生じるために流動性が低下する。第１領域の流動性が低下すると、第１領域における半田の濡れ広がり性が低下するため、実質的にフラックス機能が失活することになる。
このように、フラックス機能を有する領域と、失活している領域とを有することにより、狭ピッチの半田バンプでの接合においても半田ブリッジの形成や半田リフロー時に半田ボールとの界面張力により生じる半田ボールの凝集を防止することができる。
また、ソルダーレジストを用いることなく半導体素子等と基板との半田接合をすることが可能となり、工数の低減を図ることができる。
さらに、半田接合した後は、ベースフィルムと半田バンプとの界面張力により半田接合部周辺をリング状に補強する形状(メニスカスを形成)で硬化するため、従来のフラックスによる半田接合と比較して、接合強度、信頼性を大幅に向上させることができる。したがって、従来の半田接合では信頼性を向上させるのが困難であった、微細バンプの接合に特に好適に用いることができる。
【００４２】
前記活性放射線としては、例えば紫外線、電子線等が挙げられる。これらの中でも紫外線が好ましい。これにより、容易に硬化反応させることができる。
なお、ベースフィルム単独の状態で前記活性放射線を照射しても良いし、予め基板、半導体素子または半導体パッケージにベースフィルムを接合させた後に前記活性放射線を照射しても良い。これらの中でも予め基板にベースフィルムを接合した状態で前記活性放射線を照射することが、半導体素子等と半導体実装用フィルムの所定領域との位置合わせ精度が向上する点で好ましい。
【００４３】
（半導体実装用フィルム）
次に、半導体実装用フィルムについて、好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように半導体実装用フィルム１００は、活性放射線が照射されてフラックス機能が失活した第１領域１と、活性放射線が照射されずにフラックス機能を有する第２領域２とを有している。
第２領域２は、複数の小片状であり、かつ各第２領域２の周囲が第１領域１で囲まれていて第２領域２同士がそれぞれ独立している。なお、各第２領域２は、小片状である必要は無く、点状であっても良い。
第２領域２は、半導体実装用フィルム１００の外周部近傍に配置されている。これにより、半導体素子の半田バンプとの接合を容易にできる。
【００４４】
各第２領域２の離間距離の最小値は、特に限定されず、３０μｍ以上が好ましく、特に４０〜１００μｍが好ましい。第２領域２の間隔が前記範囲内であると、狭ピッチの半田バンプを半田接合時の信頼性に特に優れる。
【００４５】
このように、フラックス機能が実質的に失活している第１領域１と、フラックス機能を有する第２領域２とを選択的に有する半導体実装用フィルム１００を形成することにより、半田バンプが配置される位置にフラックス機能を有する第２領域２を選択的に配置することができ、それ以外の位置（第１領域１）のフラックス機能を実質的に失活させることができる。これによって、例えば半田バンプによる半導体素子等と、基板等との接合をより精確にすることができる。特に、最近の半田バンプが高密度で形成されている場合にも、半田接合が必要な部分だけを選択的に接合することができるようになる。
これは、半導体実装用フィルム１００が、フラックス機能を有している第２領域２と、フラックス機能が実質的に失活している第１領域１とを有しているので、フラックス機能が実質的に失活している第１領域１では半田バンプが広がることなく、第１領域１のみで半田接続をすることができるようになるからである。
【００４６】
半導体実装用フィルム１００の軟化温度は、特に限定されないが、４０〜１５０℃が好ましく、特に５０〜１４０℃が好ましい。軟化温度が前記下限値未満であるとボイドが発生したり、しわが発生したりする場合があり、前記上限値を超えると半田接合時における樹脂の流動性が低下し、半田接続信頼性を向上する効果が低下する場合がある。軟化温度は、例えば粘弾性測定装置（ＤＭＡ、ＴＡインスツルメンツ製）を用いて５℃／分で測定することができる（弾性率の変曲点を軟化温度とした）。
【００４７】
また、半導体実装用フィルム１００の溶融粘度は、特に限定されないが、１〜５０００ｍＰａ・ｓが好ましく、特に５〜４０００ｍＰａ・ｓが好ましい。前記溶融粘度が前記下限値未満であるとボイドが発生したり、しわが発生したりする場合があり、前記上限値を超えると半田接合時における樹脂の流動性が低下し、半田接続信頼性を向上する効果が低下する場合がある。
なお、溶融粘度は、例えば動的粘弾性装置を用いて、直径２５ｍｍ、厚さ０．８ｍｍの円盤状の治具にフィルムを挟み、２４０℃、周波数１Ｈｚで測定することができる。
【００４８】
前記半導体実装用フィルムの厚さは、搭載する半導体素子や半導体パッケージのバンプ高さに応じて調整される。
そのため、前記半導体実装用フィルムの厚さは、特に限定されないが、３〜８０μｍが好ましく、特に５〜７５μｍが好ましい。これにより、従来のアンダーフィル等の方法では接着・封止が困難であった厚さの範囲内においても接着・封止を可能とすることができる。
【００４９】
（半導体パッケージ）
次に、半導体パッケージの製造方法および半導体パッケージについて好適な実施形態に基づいて説明する。
図２に示すようにインターポーザ（基板）３に、真空中でロール１０１を用いて上述したベースフィルム１０を接合して、図３に示すような接合体３１を得る。インターポーザ３にベースフィルム１０を接合する方法としては、例えばラミネートロールを用いる方法が挙げられる。
次に、接合体３１のベースフィルム１０面に選択的に活性放射線（例えば紫外線）を照射して、図１に示すような活性放射線が照射された第１領域１と、未照射の第２領域２とを形成する（これにより、ベースフィルム１０が半導体実装用フィルム１００となる）。ここで、第１領域１はベースフィルム１０のフラックス機能が実質的に失活している。一方、第２領域２は、ベースフィルム１０のフラックス機能を残しているものである。
なお、ここでは、ベースフィルム１０をインターポーザ３に予め接合する場合について説明したが、これに限定されず、予め半導体素子４にベースフィルム１０を接合しても構わない。
なお、上記実施形態ではラミネートロールを用いたが、これに限定されず、真空プレスにより基板とベースフィルムとを接合する方法でも良い。
【００５０】
次に、図４に示すように半導体実装用フィルム１００の第２領域２に半導体素子４の各半田ボール４１が当接するように半導体素子４を接合体３１に搭載する。そして、例えば２００〜２８０℃×１０〜６０秒間加熱して半田接合して半導体パッケージ５を得る。図５に示すように半導体パッケージ５は、半導体素子４が半導体実装用フィルム１００を介してインターポーザ３に搭載されている。
【００５１】
また、更に、半導体パッケージ５を、例えば１５０〜１８０℃×１〜２時間加熱処理することが好ましい。これにより、半導体実装用フィルム１００を完全に硬化することができる。
本発明の半導体実装用フィルム１００は、半田接合の段階では第２領域２がフラックス機能を発揮して金属表面の酸化物の除去等を行う。そして、半田接合の後に、半導体実装用フィルム１００が熱硬化して絶縁封止接着材として機能するため、電気絶縁性の低下やインターポーザの腐食等を生じないようになる。
また、本発明の半導体実装用フィルム１００は、半田接合後に半導体素子４とインターポーザ３との間隙に充填されアンダーフィルとしての作用（半田接続の信頼性を向上）を付与することできる（例えば、半導体実装用フィルムの厚さを、実装される際のインターポーザと、半導体素子との間隙に合わせた場合等）。
更に、本発明の半導体実装用フィルム１００は、フィルム状であるので半導体パッケージ５の製造に関する作業性に優れている。
【００５２】
（半導体装置）
次に、半導体装置の製造方法および半導体装置について好適な実施形態に基づいて説明する。
図６に示すようにマザーボード６に、真空中でロール１０１を用いて上述したベースフィルム１０を接合して、図７に示すような接合体６１を得る。
次に、接合体６１のベースフィルム１０面に選択的に活性放射線（例えば紫外線）を照射して、図１に示すような活性放射線が照射された第１領域１と、未照射の第２領域２とを形成する（これにより、ベースフィルム１０が半導体実装用フィルム１００となる）。ここで、第１領域１はベースフィルム１０のフラックス機能が実質的に失活している。一方、第２領域２は、ベースフィルム１０のフラックス機能を残しているものである。
なお、ここでは、ベースフィルム１０をマザーボード６に予め接合する場合について説明したが、これに限定されず、予め半導体パッケージ５にベースフィルム１０を接合しても構わない。
なお、上記実施形態ではラミネートロールを用いたが、これに限定されず、真空プレスによりマザーボードとベースフィルムとを接合する方法でも良い。
【００５３】
次に、図８に示すように半導体実装用フィルム１００の第２領域２に半導体パッケージ５の各半田ボール５１が当接するように半導体パッケージ５を接合体６１に搭載する。そして、例えば２００〜２８０℃×１０〜６０秒間加熱して半田接合して半導体装置７を得る（図９）。図９に示すように半導体装置７は、半導体パッケージ５が半導体実装用フィルム１００を介してマザーボード６に搭載されている。
【００５４】
また、更に半導体装置７を、例えば１５０〜１８０℃×１〜２時間加熱処理することが好ましい。これにより、半導体実装用フィルム１００を完全に硬化することができる。
本発明の半導体実装用フィルム１００は、半田接合段階では第２領域２がフラックス機能を発揮して金属表面の酸化物の除去等を行う。そして、半田接合後に、半導体実装用フィルム１００が熱硬化して絶縁封止接着材として機能するため、電気絶縁性の低下やインターポーザの腐食等を生じない。
更に、本発明の半導体実装用フィルム１００は、フィルム状であるので半導体装置７の製造に関する作業性に優れている。
【実施例】
【００５５】
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５６】
（実施例１）
１．第１樹脂の合成
フェノールノボラック（大日本インキ化学工業社製、フェノライトＴＤ−２０９０−７０Ｍ）の不揮発分７０％メチルエチルケトン（ＭＥＫ）溶液６００ｇ（ＯＨ基約４当量）を２Ｌのフラスコ中に投入し、これにトリブチルアミン１ｇ、およびハイドロキノン０．２ｇを添加し、１１０℃に加温した。その中へ、グリシジルメタクリレート２８４ｇ（２モル）を３０分間で滴下した後、１１０℃で５時間攪拌反応させることにより、不揮発分約８０％のメタクリロイル基含有フェノールノボラック（フェノール性水酸基の５０％をメタクリロイル基に変性）の第１樹脂ａを得た。
【００５７】
２．ベースフィルムの製造
第１樹脂ａ５４重量％と、第２樹脂ａとして液状のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（日本化薬社製、ＲＥ−４０４Ｓ、重量平均分子量が約３００）３７重量％と、フラックス助剤としてフェノールフタリン６重量％と、硬化助剤として２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール（四国化成社製、２ＰＨＺ）を０．３重量％と、光重合開始剤としてベンゾインジメチルエーテル（チバ・ガイギー社製、イルガキュア６５１）２．２重量％と、レベリング剤（ビックケミー社製、ビックケミー３６１Ｎ）０．５重量％とを、シクロヘキサノンに溶解してワニスを得た。得られたワニスをコンマコーターでＰＥＴフィルム上に最高温度１５０℃で塗布して、厚さ６０μｍのベースフィルムを得た。
【００５８】
３．半導体パッケージの製造
上述のベースフィルムをインターポーザに５Ｔｏｒｒで真空ラミネートした。次に、ベースフィルムに後述する半導体素子の半田ボールに相当する位置を覆うようにしてマスク材料でマスクした後、高圧水銀灯露光装置を用い照射量２００ｍＪ／ｃｍ２で露光してフラックス機能を有する第２領域およびフラックス機能が実質的に失活している第１領域を有する半導体実装用フィルムを得た。
次に、マウントツールで、４０μｍのバンプ径、バンプピッチが８０μｍの半田バンプを有するフリップチップタイプの半導体素子を吸着して移送し、半導体素子と８０℃に予熱したインターポーザ（半導体実装用フィルムを設置した）との位置合わせ（半田バンプと第２領域とが一致するように）を行った。その後、半導体素子をインターポーザに搭載した。そして、最適温度で、３ｋｇ／ｃｍ２、１０秒間熱圧着した。次に、最高温度２４０℃、２２０℃以上で３０秒間のリフロー炉を通した。その後、１８０℃、６０分間アフターキュアして、半導体パッケージを得た。
【００５９】
（実施例２）
第１樹脂ａの代わりに、下記に記載する第１樹脂ｂを用いて、ベースフィルムの配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
１．樹脂の合成
ビスフェノ−ルＡ型ノボラック（大日本インキ化学工業社製、フェノライトＬＦ−４８７１）の不揮発分約７０％ＭＥＫ溶液６８５ｇ（ＯＨ基約４当量）を、２ｌのフラスコ中に投入し、これにハイドロキノン０．２ｇとグリシジルメタクリレート２８４ｇ（２モル）を加え、１１０℃に加温した。その中へ、トリブチルアミン１ｇを添加した後、１１０℃で５時間攪拌反応させることにより、不揮発分約８０％メタクリロイル基含有フェノールノボラック（メタクリロイル基変性率５０％）の第１樹脂ｂを得た。
【００６０】
２．ベースフィルムの配合
第１樹脂ｂ５５重量％と、第２樹脂ａとして液状のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（日本化薬社製、ＲＥ−４０４Ｓ、重量平均分子量が約３００）３６重量％と、フラックス助剤としてフェノールフタリン６重量％と、硬化助剤として２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール（四国化成社製、２ＰＨＺ）を０．３重量％と、光重合開始剤としてベンゾインジメチルエーテル（チバ・ガイギー社製、イルガキュア６５１）２．２重量％と、レベリング剤（ビックケミー社製、ビックケミー３６１Ｎ）０．５重量％とを、シクロヘキサノンに溶解してワニスとした。
【００６１】
（実施例３）
第１樹脂ａの代わりに、下記に記載する第１樹脂ｃを用いて、ベースフィルムの配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
１．樹脂の合成
ビスフェノ−ルＡ型ノボラック（大日本インキ化学工業社製、フェノライトＬＦ−４８７１）の不揮発分約７０％ＭＥＫ溶液６８５ｇ（ＯＨ基約４当量）を、２ｌのフラスコ中に投入し、これにハイドロキノン０．２ｇとグリシジルメタクリレート１１５ｇ（０．８モル）を加え、１１０℃に加温した。その中へ、トリブチルアミン０．５ｇを添加した後、１１０℃で５時間攪拌反応させることにより、不揮発分約８０％メタクリロイル基含有フェノールノボラック（メタクリロイル基変性率２０％）の第１樹脂ｃを得た。
【００６２】
２．ベースフィルムの配合
第１樹脂ｃ４１重量％と、第２樹脂ａとして液状のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（日本化薬社製、ＲＥ−４０４Ｓ、重量平均分子量が約３００）５３重量％と、フラックス助剤としてフェノールフタリン３重量％と、硬化助剤として２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール（四国化成社製、２ＰＨＺ）を０．３重量％と、光重合開始剤としてベンゾインジメチルエーテル（チバ・ガイギー社製、イルガキュア６５１）２．２重量％と、レベリング剤（ビックケミー社製、ビックケミー３６１Ｎ）０．５重量％とを、シクロヘキサノンに溶解してワニスとした。
【００６３】
（実施例４）
第１樹脂ａの代わりに、下記に記載する第１樹脂ｄを用いて、ベースフィルムの配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
１．樹脂の合成
ビスフェノ−ルＡ型ノボラック（大日本インキ化学工業社製、フェノライトＬＦ−４８７１）の不揮発分約７０％ＭＥＫ溶液６８５ｇ（ＯＨ基約４当量）を、２ｌのフラスコ中に投入し、これにハイドロキノン０．２ｇとグリシジルメタクリレート３５０ｇ（２．５モル）を加え、１１０℃に加温した。その中へ、トリブチルアミン１ｇを添加した後、１１０℃で５時間攪拌反応させることにより、不揮発分約８０％メタクリロイル基含有フェノールノボラック（メタクリロイル基変性率６０％）の第１樹脂ｄを得た。
【００６４】
２．ベースフィルムの配合
第１樹脂ｄ６０重量％と、第２樹脂ａとして液状のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（日本化薬社製、ＲＥ−４０４Ｓ、重量平均分子量が約３００）３１重量％と、フラックス助剤としてフェノールフタリン６重量％と、硬化助剤として２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール（四国化成社製、２ＰＨＺ）を０．３重量％と、光重合開始剤としてベンゾインジメチルエーテル（チバ・ガイギー社製、イルガキュア６５１）２．２重量％と、レベリング剤（ビックケミー社製、ビックケミー３６１Ｎ）０．５重量％とを、シクロヘキサノンに溶解してワニスとした。
【００６５】
（実施例５）
ベースフィルムのワニスの組成を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
第１樹脂ａ３０重量％と、第２樹脂ａとして液状のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（日本化薬社製、ＲＥ−４０４Ｓ、重量平均分子量が約３００）５７重量％と、フラックス助剤としてフェノールフタリン１０重量％と、硬化助剤として２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール（四国化成社製、２ＰＨＺ）を０．３重量％と、光重合開始剤としてベンゾインジメチルエーテル（チバ・ガイギー社製、イルガキュア６５１）２．２重量％と、レベリング剤（ビックケミー社製、ビックケミー３６１Ｎ）０．５重量％とを、シクロヘキサノンに溶解してワニスとした。
【００６６】
（実施例６）
ベースフィルムのワニスの組成を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
第１樹脂ａ６５重量％と、第２樹脂ａとして液状のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（日本化薬社製、ＲＥ−４０４Ｓ、重量平均分子量が約３００）３０重量％と、フラックス助剤としてフェノールフタリン２重量％と、硬化助剤として２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール（四国化成社製、２ＰＨＺ）を０．３重量％と、光重合開始剤としてベンゾインジメチルエーテル（チバ・ガイギー社製、イルガキュア６５１）２．２重量％と、レベリング剤（ビックケミー社製、ビックケミー３６１Ｎ）０．５重量％とを、シクロヘキサノンに溶解してワニスとした。
【００６７】
（実施例７）
第２樹脂ｂとして、以下のものを用い、配合を以下のようにした以外は実施例１と同様にした。
第２樹脂ｂとしてノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬社製、ＥＰＰＮ−５０１Ｈ、軟化点５４℃、エポキシ当量１６７）を用いた。
【００６８】
２．ベースフィルムの配合
第１樹脂ａ５５重量％と、第２樹脂ｂとしてノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬社製、ＥＰＰＮ−５０１Ｈ、軟化点５４℃、エポキシ当量１６７）３６重量％と、フラックス助剤としてフェノールフタリン６重量％と、硬化助剤として２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール（四国化成社製、２ＰＨＺ）を０．３重量％と、光重合開始剤としてベンゾインジメチルエーテル（チバ・ガイギー社製、イルガキュア６５１）２．２重量％と、レベリング剤（ビックケミー社製、ビックケミー３６１Ｎ）０．５重量％とを、シクロヘキサノンに溶解してワニスとした。
【００６９】
（実施例８）
第１樹脂ａの代わりに第１樹脂ｃを用い、フラックス助剤を用いずにベースフィルムのワニスの配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
第１樹脂ｃ４５重量％と、第２樹脂ａとして液状のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（日本化薬社製、ＲＥ−４０４Ｓ、重量平均分子量が約３００）５２重量％と、硬化助剤として２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール（四国化成社製、２ＰＨＺ）を０．３重量％と、光重合開始剤としてベンゾインジメチルエーテル（チバ・ガイギー社製、イルガキュア６５１）２．２重量％と、レベリング剤（ビックケミー社製、ビックケミー３６１Ｎ）０．５重量％とを、シクロヘキサノンに溶解してワニスとした。
【００７０】
（実施例９）
第１樹脂ａの代わりに、下記に記載する第１樹脂ｅを用いて、ベースフィルムの配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
１．第１樹脂の合成（カルボキシル基含有エポキシアクリレートの合成）
２ｌのフラスコ中にエポキシ樹脂（エピコート８２８、エポキシ当量１９０、７６０ｇ、４当量）と重合禁止剤としてメトキシフェノール１ｇ、ベンジルジメチルアミン１ｇを加えて１００℃に加温し、アクリル酸１８０ｇ（２．５モル）を１時間で滴下した後、１００℃で６時間攪拌反応させた。その後、アジピン酸２３４ｇ（１．６モル）を加え、２時間攪拌反応して、第１樹脂ｅを得た。
【００７１】
２．ベースフィルムの配合
第１樹脂ｅ５５重量％と、第２樹脂ａとして液状のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（日本化薬社製、ＲＥ−４０４Ｓ、重量平均分子量が約３００）３６重量％と、フラックス助剤としてフェノールフタリン６重量％と、硬化助剤として２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール（四国化成社製、２ＰＨＺ）を０．３重量％と、光重合開始剤としてベンゾインジメチルエーテル（チバ・ガイギー社製、イルガキュア６５１）２．２重量％と、レベリング剤（ビックケミー社製、ビックケミー３６１Ｎ）０．５重量％とを、シクロヘキサノンに溶解してワニスとした。
【００７２】
（比較例１）
インターポーザにＳＲ（太陽インキ社製、ＰＦＲ−８００）をラミネート、露光・現像し、接合部を形成、フラックスを塗布、半導体素子を設置して半田接合、フラックス洗浄、キャピラリー法でアンダーフィルを注入して半導体パッケージを得た。
【００７３】
各実施例および各比較例について、以下の評価を行った。評価項目を内容と共に示す。得られた結果を表１に示す。
１．バンプの位置保持性
ベースフィルムに後述する半導体素子の半田ボールに相当する位置を覆うようにしてマスク材料でマスクした後、高圧水銀灯露光装置を用い照射量２００ｍＪ／ｃｍ２で露光してフラックス機能を有する第２領域およびフラックス機能が実質的に失活している第１領域を有する半導体実装用フィルムに、ボールマウンターで所定の位置に半田ボールを搭載し、リフロー処理した。この際の、半田ボール（直径１００μｍ）の位置精度を目視で評価した。
◎：所定の位置（第２領域）で半田ボールが搭載できた。
○：一部、半田ボールの位置ずれがあるが、実用可能レベルであった。
△：一部、半田ボールの位置ずれがあり、実用不可レベルであった。
×：半田ボールが凝集した。
【００７４】
２．半導体素子の実装性
半導体素子の実装性を、半田接続端子１万個のバンプの接続率で評価した。各符号は、以下の通りである。
◎：接続率が、１００％であった。
○：接続率が、９９％以上、１００％未満であった。
△：接続率が、８０％以上、９９％未満であった。
×：接続率が、８０％未満であった。
【００７５】
３．成形性
インターポーザに接着フィルムを、真空加圧式ラミネーター装置を用いて、温度６０〜８０℃、圧力０．５〜１ＭＰａにて真空加熱加圧成形した。そのときの内層回路埋め込み性について、顕微鏡でボイドの有無を評価した。
○：回路間にボイドが無かった。
×：回路間に一部ボイドが発生した。
【００７６】
４．絶縁信頼性
半田メッキが施された導体間隔５０μｍのくし形パターンを有する、絶縁信頼性試験用プリント配線板を使用し、このプリント配線板に半導体実装用フィルムを設置した。
ピーク温度２４０℃に設定されたリフロー炉に上述のプリント配線板を通した後、１８０℃で６０分間熱処理して半導体実装用フィルムを硬化させ、試験用プリント配線板として、絶縁抵抗を測定した（処理前）。
次に、上述のプリント配線板を８５℃／８５％の雰囲気中で、直流電圧５０Ｖを印加し、１０００時間経過後の絶縁抵抗を測定した（処理後）。測定時の印加電圧は１００Ｖで１分とした。絶縁抵抗値が、１０９以上であれば合格とした。
【００７７】
５．作業性
半導体パッケージを製造するまでの工数を、比較例１を基準（１００）として、評価した。
【００７８】
【表１】
【００７９】
表１から明らかなように実施例１〜９は、半田ボールの位置保持性に優れていることが確認された。これにより、微細な半田バンプによる半田接続においても半田ブリッジ等が形成され難いことが示された。
また、実施例１〜９は、成形性および絶縁信頼性にも優れていた。
また、実施例１〜９は、作業性が向上することも確認された。
【００８０】
次に、半導体装置の実施例について説明する。
マザーボードに、予め上述のベースフィルムを５Ｔｏｒｒで真空ラミネートした。次に、ベースフィルムに後述する半導体素子の半田ボールに相当する位置を覆うようにしてマスク材料でマスクした後、高圧水銀灯露光装置を用い照射量５００ｍＪ／ｃｍ２で露光してフラックス機能を有する第２領域およびフラックス機能が実質的に失活している第１領域を有する半導体実装用フィルムを得た。
次に、実施例１〜９で得られた半導体パッケージに半田バンプ（バンプ径３５０μｍ、半田バンプの間隔３５０μｍ）を形成し、マウントツールで半導体パッケージを吸着して移送し、半導体パッケージと８０℃に予熱したマザーボード（半導体実装用フィルムを設置した）の位置合わせ（半田バンプと第２領域とが一致するように）を行った。その後、半導体パッケージをマザーボードに搭載した。そして、最適温度で、３ｋｇ／ｃｍ２、１０秒間熱圧着した。次に、最高温度２４０℃、２２０℃以上で３０秒間のリフロー炉を通した。その後、１８０℃、６０分間アフターキュアして、半導体装置を得た。
【００８１】
各実施例で得られた半導体装置の導通を確認したところ全部正常に作動することが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】半導体実装用フィルムの一例を模式的に示す上面図である。
【図２】半導体パッケージの製造工程を説明する断面図である。
【図３】半導体パッケージの製造工程を説明する断面図である。
【図４】半導体パッケージの製造工程を説明する断面図である。
【図５】半導体パッケージの一例を示す断面図である。
【図６】半導体装置の製造工程を説明する断面図である。
【図７】半導体装置の製造工程を説明する断面図である。
【図８】半導体装置の製造工程を説明する断面図である。
【図９】半導体装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８３】
１ 第１領域
２ 第２領域
３ インターポーザ
３１ 接合体
４ 半導体素子
４１ 半田ボール
５ 半導体パッケージ
５１ 半田ボール
６ マザーボード
６１ 接合体
７ 半導体装置
１０ ベースフィルム
１００ 半導体実装用フィルム
１０１ ロール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子または半導体パッケージを実装する際に用いられ、フラックス機能を有するベースフィルムであって、
前記ベースフィルムに活性放射線を選択的に照射して、フラックス機能が実質的に失活する第１領域と、フラックス機能を有する第２領域とを形成することが可能なことを特徴とするベースフィルム。
【請求項２】
前記ベースフィルムは、活性放射線の照射により硬化反応を生じる第１官能基を有し、かつフェノール性水酸基またはカルボン酸基を有する第１樹脂を含む樹脂組成物で構成されているものである請求項１に記載のベースフィルム。
【請求項３】
前記第１官能基は、前記フェノール性水酸基または前記カルボン酸基を変性したものである請求項２に記載のベースフィルム。
【請求項４】
前記第１官能基の変性量は、前記フェノール性水酸基または前記カルボン酸基を２０〜６０％変性したものである請求項３に記載のベースフィルム。
【請求項５】
前記樹脂組成物は、さらに前記第１樹脂と種類の異なる第２樹脂を含むものである請求項２ないし４のいずれかに記載のベースフィルム。
【請求項６】
前記樹脂組成物は、さらに前記フラックス機能を向上させるフラックス助剤を含むものである請求項２ないし５のいずれかに記載のベースフィルム。
【請求項７】
前記半導体素子または半導体パッケージは、半田バンプを有しているものである請求項１ないし６のいずれかに記載のベースフィルム。
【請求項８】
前記第２領域は、前記半田バンプが接合される部分に対応する位置に配置されるものである請求項７に記載のベースフィルム。
【請求項９】
軟化温度が４０〜１５０℃である請求項１ないし８のいずれかに記載のベースフィルム。
【請求項１０】
厚さが３〜８０μｍである請求項１ないし９のいずれかに記載のベースフィルム。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載のベースフィルムに活性放射線を選択的に照射して、フラックス機能が実質的に失活している第１領域と、フラックス機能を有する第２領域とを形成したことを特徴とする半導体実装用フィルム。
【請求項１２】
前記第２領域が複数の点状または小片状であり、かつ各第２領域の周囲が第１領域で囲まれて第２領域同士がそれぞれ独立しているものである請求項１１に記載の半導体実装用フィルム。
【請求項１３】
前記活性放射線の照射領域が第１領域であり、前記活性放射線の未照射領域が前記第２領域である請求項１１または１２に記載の半導体実装用フィルム。
【請求項１４】
半導体素子とインターポーザとが請求項１１ないし１３のいずれかに記載の半導体実装用フィルムを介して実装されていることを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項１５】
半導体パッケージとプリント配線板とが請求項１１ないし１３のいずれかに記載の半導体実装用フィルムを介して実装されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１６】
半導体素子を基板に実装してなる半導体パッケージの製造方法であって、
予め請求項１ないし１０のいずれかに記載のベースフィルムを基板に接合する工程と、
前記ベースフィルムに活性放射線を選択的に照射する工程と、
前記ベースフィルムの前記活性放射線が未照射の領域に、前記半導体素子を接合する工程と、を有することを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
【請求項１７】
半導体パッケージを基板に実装してなる半導体装置の製造方法であって、
予め請求項１ないし１０のいずれかに記載のベースフィルムを基板に接合する工程と、
前記ベースフィルムに活性放射線を選択的に照射する工程と、
前記ベースフィルムの前記活性放射線が未照射の領域に、前記半導体パッケージを接合する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１】
半導体素子または半導体パッケージを実装する際に用いられ、フラックス機能を有するベースフィルムであって、
前記ベースフィルムに活性放射線を選択的に照射して、フラックス機能が実質的に失活する第１領域と、フラックス機能を有する第２領域とを形成することが可能なことを特徴とするベースフィルム。
【請求項２】
前記ベースフィルムは、活性放射線の照射により硬化反応を生じる第１官能基を有し、かつフェノール性水酸基またはカルボン酸基を有する第１樹脂を含む樹脂組成物で構成されているものである請求項１に記載のベースフィルム。
【請求項３】
前記第１官能基は、前記フェノール性水酸基または前記カルボン酸基を変性したものである請求項２に記載のベースフィルム。
【請求項４】
前記第１官能基の変性量は、前記フェノール性水酸基または前記カルボン酸基を２０〜６０％変性したものである請求項３に記載のベースフィルム。
【請求項５】
前記樹脂組成物は、さらに前記第１樹脂と種類の異なる第２樹脂を含むものである請求項２ないし４のいずれかに記載のベースフィルム。
【請求項６】
前記樹脂組成物は、さらに前記フラックス機能を向上させるフラックス助剤を含むものである請求項２ないし５のいずれかに記載のベースフィルム。
【請求項７】
前記半導体素子または半導体パッケージは、半田バンプを有しているものである請求項１ないし６のいずれかに記載のベースフィルム。
【請求項８】
前記第２領域は、前記半田バンプが接合される部分に対応する位置に配置されるものである請求項７に記載のベースフィルム。
【請求項９】
軟化温度が４０〜１５０℃である請求項１ないし８のいずれかに記載のベースフィルム。
【請求項１０】
厚さが３〜８０μｍである請求項１ないし９のいずれかに記載のベースフィルム。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載のベースフィルムに活性放射線を選択的に照射して、フラックス機能が実質的に失活している第１領域と、フラックス機能を有する第２領域とを形成したことを特徴とする半導体実装用フィルム。
【請求項１２】
前記第２領域が複数の点状または小片状であり、かつ各第２領域の周囲が第１領域で囲まれて第２領域同士がそれぞれ独立しているものである請求項１１に記載の半導体実装用フィルム。
【請求項１３】
前記活性放射線の照射領域が第１領域であり、前記活性放射線の未照射領域が前記第２領域である請求項１１または１２に記載の半導体実装用フィルム。
【請求項１４】
半導体素子とインターポーザとが請求項１１ないし１３のいずれかに記載の半導体実装用フィルムを介して実装されていることを特徴とする半導体パッケージ。
【請求項１５】
半導体パッケージとプリント配線板とが請求項１１ないし１３のいずれかに記載の半導体実装用フィルムを介して実装されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１６】
半導体素子を基板に実装してなる半導体パッケージの製造方法であって、
予め請求項１ないし１０のいずれかに記載のベースフィルムを基板に接合する工程と、
前記ベースフィルムに活性放射線を選択的に照射する工程と、
前記ベースフィルムの前記活性放射線が未照射の領域に、前記半導体素子を接合する工程と、を有することを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
【請求項１７】
半導体パッケージを基板に実装してなる半導体装置の製造方法であって、
予め請求項１ないし１０のいずれかに記載のベースフィルムを基板に接合する工程と、
前記ベースフィルムに活性放射線を選択的に照射する工程と、
前記ベースフィルムの前記活性放射線が未照射の領域に、前記半導体パッケージを接合する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−２５０５９４（Ｐ２００７−２５０５９４Ａ）
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−６８３１２（Ｐ２００６−６８３１２）
【出願日】平成１８年３月１３日（２００６．３．１３）
【出願人】（０００００２１４１）住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月１３日（２００６．３．１３）
【出願人】（０００００２１４１）住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Ｆターム（参考）】
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