回路接続構造体の製造方法
【課題】ボイドの発生に起因する接続不良を抑制することができる回路接続構造体の製造方法を提供する。
【解決手段】半導体装置（回路接続構造体）１００の製造方法は、配線回路基板１１、並びに、配線回路基板１１の主面１１ａ上に配置された接続部１３及び接着剤層１９、を有する回路部材１０と、半導体チップ２１、並びに、半導体チップ２１の主面２１ａ上に配置された接続部２３及び接着剤層２９、を有する回路部材２０と、を準備する準備工程と、配線回路基板１１及び半導体チップ２１の間に接着剤層１９及び接着剤層２９を介在させて回路部材１０及び回路部材２０を圧着する圧着工程と、を備える。
【解決手段】半導体装置（回路接続構造体）１００の製造方法は、配線回路基板１１、並びに、配線回路基板１１の主面１１ａ上に配置された接続部１３及び接着剤層１９、を有する回路部材１０と、半導体チップ２１、並びに、半導体チップ２１の主面２１ａ上に配置された接続部２３及び接着剤層２９、を有する回路部材２０と、を準備する準備工程と、配線回路基板１１及び半導体チップ２１の間に接着剤層１９及び接着剤層２９を介在させて回路部材１０及び回路部材２０を圧着する圧着工程と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路接続構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置等の回路接続構造体の製造に際し、例えば半導体チップと基板の接続には、金ワイヤ等の金属細線を用いるワイヤーボンディング方式が広く適用されている。一方、回路接続構造体に対する高機能・高集積・高速化等の要求に対応するため、半導体チップ又は基板にバンプと呼ばれる導電性突起を形成して、半導体チップと基板とを直接接続するフリップチップ接続方式（ＦＣ接続方式）が広まりつつある。
【０００３】
フリップチップ接続方式としては、ハンダ、スズ、金、銀又は銅等を用いて金属接合させる方法、超音波振動を印加して金属接合させる方法、樹脂の収縮力によって機械的接触を保持する方法等が知られている。これらの中でも、フリップチップ接続方式としては、接続部の信頼性の観点から、ハンダ、スズ、金、銀又は銅等を用いて金属接合させる方法が一般的である。例えば、基板と半導体チップとの接続においては、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）等に盛んに用いられているＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）型の接続方式もフリップチップ接続方式である。
【０００４】
また、フリップチップ接続方式は、半導体チップ上にバンプ又は配線を形成して、半導体チップ間で接続するＣＯＣ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｃｈｉｐ）型の接続方式にも広く用いられている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００５】
さらに、更なる小型化、薄型化、高機能化の要求に対応するため、上述した接続方式を積層・多段化したチップスタック型パッケージやＰＯＰ（Ｐａｃｋａｇｅ Ｏｎ Ｐａｃｋａｇｅ）、ＴＳＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ−Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｖｉａ）等も広く普及し始めている。このような技術は、積層対象を二次元的（平面状）ではなく三次元的（立体状）に配置することで、パッケージを小さくできる。そのため、上記の技術は多用されており、半導体の性能向上、ノイズ低減、実装面積の削減及び省電力化に有効であり、次世代の半導体配線技術として注目されている。
【０００６】
フリップチップ実装方式（接続方式）は、大きく分けて二つあり、Ｃａｐｉｌｌａｒｙ−Ｆｌｏｗ方式と、Ｐｒｅ−ａｐｐｌｉｅｄ方式とがある（例えば、下記特許文献２〜５参照）。Ｃａｐｉｌｌａｒｙ−Ｆｌｏｗ方式は、リフロー炉等で接続部の金属（ハンダ等）を溶融させる加熱プロセスを経て接続部同士を接続した後に、接続部に半導体封止用接着剤を供給する方式である。Ｐｒｅ−ａｐｐｌｉｅｄ方式は、前記半導体封止用接着剤を供給した状態で、接続部を構成する材料の融点以上に接続部を加熱する加熱プロセスを経て接続部同士を接続する方式である。
【０００７】
ＣＰＵ、ＭＰＵ等に用いられるエリアアレイ型の半導体パッケージでは、高機能化が強く要求され、チップの大型化、ピン（バンプ、配線）数の増加、及び、ピッチやギャップの高密度化が求められている。これに対し、Ｃａｐｉｌｌａｒｙ−Ｆｌｏｗ方式では、チップの大型化、多ピン化、及び、バンプの狭ピッチ化や狭ギャップ化に伴い、半導体封止用接着剤の注入に時間を要するようになり、生産性が低下する場合がある。一方、Ｐｒｅ−ａｐｐｌｉｅｄ方式では、接着剤の注入に関する上記懸念事項はない。
【０００８】
しかし、Ｐｒｅ−ａｐｐｌｉｅｄ方式では、半導体封止用接着剤を供給した状態で、接続部を構成する材料の融点以上に加熱する加熱プロセス（例えば、接続部がハンダであれば、２４０℃以上の加熱プロセス）を経ると、チップの大型化、多ピン化、及び、バンプの狭ピッチ化や狭ギャップ化に伴い、ボイドが発生しやすくなる。また、ボイドは、接続部を構成する材料の融点以上に加熱する加熱プロセスを経るような接続工程中や、接続工程の後続の工程においても発生する。
【０００９】
チップの大型化、多ピン化、及び、狭ピッチ化や狭ギャップ化が進展する中、ボイドの発生原因は多々ある。ボイドとしては、例えば、アンダーフィルを供給する際の凹凸部分の埋め込み不足（充填不足）により生じる巻き込みボイドや、バンプや配線の段差部等に空気等の気体を巻き込む等して生じる巻込みボイド等が挙げられる。また、半導体接着剤自身が加熱プロセスにおいて揮発することにより、埋め込みボイドにより形成された微細な空隙を起点に更にボイドが生じる場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−２９４３８２号公報
【特許文献２】特開２００１−２２３２２７号公報
【特許文献３】特開２００２−２８３０９８号公報
【特許文献４】特開２００５−２７２５４７号公報
【特許文献５】特開２００６−１６９４０７号公報
【特許文献６】特開２００６−１８８５７３号公報
【特許文献７】国際公開ＷＯ２００４／１１１１４８号パンフレット
【特許文献８】特開２００６−０５４２２６号公報
【特許文献９】特開２００７−０９２０８３号公報
【特許文献１０】特開２００９−１１７８１１号公報
【特許文献１１】特開２００９−２６０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記のようなボイドは、外観評価の結果を低下させるだけでなく、半導体封止用接着剤の強度を低下させる等のように材料の信頼性に大きな影響を与える（例えば、上記特許文献６〜１１参照）。そのため、回路接続構造体の製造方法においては、このようなボイドの発生を抑制して接続不良を抑制することが求められている。
【００１２】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、ボイドの発生に起因する接続不良を抑制することができる回路接続構造体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
図９，１０は、従来の回路接続構造体の製造方法の一例を示す模式断面図である。従来の製造方法では、まず、配線回路基板１１と、配線回路基板１１の主面１１ａ上に配置された複数の接続部１３と、を有する部材を準備する（図９（ａ））。接続部１３は、配線回路基板１１の主面１１ａ上に配置された配線１５と、配線１５のそれぞれの上に配置された接続バンプ（例えばハンダバンプ）１７と、を有している。次に、配線回路基板１１の主面１１ａ上に接着剤層１９を、接着剤層１９が接続部１３の全体を埋めるように供給して回路部材１０を得る（図９（ｂ））。
【００１４】
続いて、半導体チップ９１と、半導体チップ９１の主面９１ａ上に配置された複数の接続部９３と、を有する回路部材９０を準備する（図１０（ａ））。接続部９３は、半導体チップ９１の主面９１ａ上に配置された配線９５と、配線９５のそれぞれの上に配置された接続バンプ（例えばハンダバンプ）９７と、を有している。そして、配線回路基板１１の主面１１ａと半導体チップ９１の主面９１ａとが対向するように回路部材１０及び回路部材９０を配置した後、回路部材１０及び回路部材９０の間に接着剤層１９が介在した状態で、接続バンプを構成する金属の融点以上の温度で回路部材１０及び回路部材９０を熱圧着して、接着剤層１９を介して配線回路基板１１及び半導体チップ９１を接続すると共に、接続部１３及び接続部９３を電気的に接続する（図１０（ｂ））。この場合、接続バンプ１７及び接続バンプ９７が一体化されて接続バンプ３０が形成される。
【００１５】
本発明者らは、鋭意検討の結果、上記従来の方法に関して下記の知見を見出した。すなわち、従来の接続方法においては、一方の回路部材１０のみに接着剤層１９を設けて回路部材１０，９０同士を圧着することにより回路部材１０，９０同士を接続している。この場合、回路部材１０及び回路部材９０の圧着に際して、接着剤層が設けられていない回路部材９０の接続部９３と半導体チップ９１の主面９１ａとの段差部の隅に十分に接着剤が供給されず、回路部材１０，９０同士を接続した状態において、接着剤が供給されていない隙間Ｓが当該段差部の隅に形成される場合がある（図１０（ｂ））。これは、一方の回路部材１０のみに接着剤層１９が設けられている状態でもう一方の回路部材９０を圧着する回路部材同士の圧着となるため、圧着と同時に隙間Ｓを埋め込むことが困難な場合があるからであると考えられる。隙間Ｓには、空気等の気体が閉じ込められることとなり、当該気体は、圧着工程時に巻き込みボイドを生じる原因となり得ることに加えて、その後の加熱プロセスを伴う工程においてボイドが更に発生する原因となり得る。このような知見に基づき本発明者らは、接続部が存在する基板のそれぞれの主面上に予め接着剤層を配置することにより、回路部材における接続部の基端部（接続部の底面の外周）を接着剤層により埋め込むことができることから、接続部と基板の主面との段差部の隅（接続部と基板の主面との間の空間の隅）を接着剤層で満たすことが可能となり、上記課題を解決可能であることを見出した。これは、接続部が存在する基板のそれぞれの主面上に予め接着剤層を配置するプロセスを採ることにより、圧着のプロセスの制約を受けずに接着剤層を設けることができ、回路部材における接続部の基端部（接続部の底面の外周）を接着剤層により埋め込むことができるためであると考えられる。
【００１６】
本発明の第１側面に係る回路接続構造体の製造方法は、第１の基板の主面上に配置された第１の接続部と、第２の基板の主面上に配置された第２の接続部と、を互いに対向した状態で電気的に接続させてなる回路接続構造体の製造方法であって、第１の基板、第１の接続部、及び、第１の基板の主面上に配置された第１の接着剤層、を有する第１の回路部材と、第２の基板、第２の接続部、及び、第２の基板の主面上に配置された第２の接着剤層、を有する第２の回路部材と、を準備する準備工程と、第１の基板及び第２の基板の間に第１の接着剤層及び第２の接着剤層を介在させて第１の回路部材及び第２の回路部材を圧着する圧着工程と、を備える。
【００１７】
本発明の第１側面に係る回路接続構造体の製造方法では、準備工程における第１の回路部材及び第２の回路部材において、基板の主面上に接続部が配置されていると共に、当該主面上に接着剤層が配置されている。この場合、第１の接続部の基端部を第１の接着剤層により埋め込むことができると共に、第２の接続部の基端部を第２の接着剤層により埋め込むことができるため、接続部と基板の主面との段差部の隅を接着剤層で満たしておくことができる。これにより、圧着工程において巻き込みボイドの発生を抑制できると共に、加熱プロセスを経る場合であってもボイドが更に発生することを抑制できる。したがって、本発明の第１側面に係る回路接続構造体の製造方法では、ボイドの発生に起因する接続不良を抑制することができる。
【００１８】
さらに、本発明者らは、鋭意検討の結果、上記従来の方法において、絶縁層が半導体チップ９１の主面９１ａ上に配置されている場合に関して下記の知見を見出した。すなわち、この場合にも、回路部材１０及び回路部材９０の圧着に際して、回路部材９０の接続部９３と絶縁層との段差部の隅に十分に接着剤が供給されず、回路部材１０，９０同士を接続した状態において、接着剤層１９により十分に埋められていない隙間が当該段差部の隅に形成される場合があり、当該隙間はボイドが発生する要因となり得る。このような知見に基づき本発明者らは、回路部材における基板の主面上に接続部と共に絶縁層が配置されている場合であっても、絶縁層上に予め接着剤層を配置することにより、接続部と絶縁層との段差部の隅（接続部と絶縁層の表面との間の空間の隅）を接着剤層で満たすことが可能となり、上記課題を解決可能であることを見出した。
【００１９】
本発明の第２側面に係る回路接続構造体の製造方法は、第１の基板の主面上に配置された第１の接続部と、第２の基板の主面上に配置された第２の接続部と、を互いに対向した状態で電気的に接続させてなる回路接続構造体の製造方法であって、第１の基板、第１の接続部、第１の基板の主面上に配置された絶縁層、及び、絶縁層上に配置された第１の接着剤層、を有する第１の回路部材と、第２の基板、第２の接続部、及び、第２の基板の主面上に配置された第２の接着剤層、を有する第２の回路部材と、を準備する準備工程と、第１の基板及び第２の基板の間に第１の接着剤層及び第２の接着剤層を介在させて第１の回路部材及び第２の回路部材を圧着する圧着工程と、を備える。
【００２０】
本発明の第２側面に係る回路接続構造体の製造方法では、準備工程における第１の回路部材において、第１の基板の主面上に第１の接続部が配置されていると共に当該主面上に絶縁層が配置されており、さらに、絶縁層上に第１の接着剤層が配置されている。この場合、第１の接続部の基端部を絶縁層により埋め込むことができるため、第１の接続部と第１の基板の主面との段差部の隅を絶縁層で満たしておくことができると共に、第１の接続部が絶縁層から露出する場合であっても、第１の接続部における絶縁層から露出した部分の基端部を第１の接着剤層により埋め込むことができるため、第１の接続部と絶縁層との段差部の隅を第１の接着剤層で満たしておくことができる。また、本発明の第２側面に係る回路接続構造体の製造方法では、準備工程における第２の回路部材において、第２の基板の主面上に第２の接続部が配置されていると共に、当該主面上に第２の接着剤層が配置されている。この場合、第２の接続部の基端部を第２の接着剤層により埋め込むことができるため、第２の接続部と第２の基板の主面との段差部の隅を第２の接着剤層で満たしておくことができる。そのため、本発明の第２側面に係る回路接続構造体の製造方法では、圧着工程において巻き込みボイドの発生を抑制できると共に、加熱プロセスを経る場合であってもボイドが更に発生することを抑制できる。したがって、本発明の第２側面に係る回路接続構造体の製造方法では、ボイドの発生に起因する接続不良を抑制することができる。
【００２１】
本発明の第３側面に係る回路接続構造体の製造方法は、第１の基板の主面上に配置された第１の接続部と、第２の基板の主面上に配置された第２の接続部と、を互いに対向した状態で電気的に接続させてなる回路接続構造体の製造方法であって、第１の基板、第１の接続部、第１の基板の主面上に配置された第１の絶縁層、及び、第１の絶縁層上に配置された第１の接着剤層、を有する第１の回路部材と、第２の基板、第２の接続部、第２の基板の主面上に配置された第２の絶縁層、及び、第２の絶縁層上に配置された第２の接着剤層、を有する第２の回路部材と、を準備する準備工程と、第１の基板及び第２の基板の間に第１の接着剤層及び第２の接着剤層を介在させて第１の回路部材及び第２の回路部材を圧着する圧着工程と、を備える。
【００２２】
本発明の第３側面に係る回路接続構造体の製造方法では、準備工程における第１の回路部材において、第１の基板の主面上に第１の接続部が配置されていると共に当該主面上に第１の絶縁層が配置されており、さらに、第１の絶縁層上に第１の接着剤層が配置されている。この場合、第１の接続部の基端部を第１の絶縁層により埋め込むことができるため、第１の接続部と第１の基板の主面との段差部の隅を第１の絶縁層で満たしておくことができると共に、第１の接続部が第１の絶縁層から露出する場合であっても、第１の接続部における第１の絶縁層から露出した部分の基端部を第１の接着剤層により埋め込むことができるため、第１の接続部と第１の絶縁層との段差部の隅を第１の接着剤層で満たしておくことができる。また、本発明の第３側面に係る回路接続構造体の製造方法では、準備工程における第２の回路部材において、第２の基板の主面上に第２の接続部が配置されていると共に当該主面上に第２の絶縁層が配置されており、さらに、第２の絶縁層上に第２の接着剤層が配置されている。この場合、第２の接続部の基端部を第２の絶縁層により埋め込むことができるため、第２の接続部と第２の基板の主面との段差部の隅を第２の絶縁層で満たしておくことができると共に、第２の接続部が第２の絶縁層から露出する場合であっても、第２の接続部における第２の絶縁層から露出した部分の基端部を第２の接着剤層により埋め込むことができるため、第２の接続部と第２の絶縁層との段差部の隅を第２の接着剤層で満たしておくことができる。そのため、本発明の第３側面に係る回路接続構造体の製造方法では、圧着工程において巻き込みボイドの発生を抑制できると共に、加熱プロセスを経る場合であってもボイドが更に発生することを抑制できる。したがって、本発明の第３側面に係る回路接続構造体の製造方法では、ボイドの発生に起因する接続不良を抑制することができる。
【００２３】
上記回路接続構造体の製造方法のそれぞれは、準備工程において、第１の接続部の先端部が第１の接着剤層に埋め込まれており、第２の接続部の先端部が第２の接着剤層に埋め込まれている態様であってもよい。また、上記回路接続構造体の製造方法のそれぞれは、準備工程において、第１の接続部の先端部が第１の接着剤層に埋め込まれていると共に第２の接続部の先端部が第２の接着剤層から露出している、又は、第１の接続部の先端部が第１の接着剤層から露出していると共に第２の接続部の先端部が第２の接着剤層に埋め込まれている態様であってもよい。さらに、上記回路接続構造体の製造方法のそれぞれは、準備工程において、第１の接続部の先端部が第１の接着剤層から露出しており、第２の接続部の先端部が第２の接着剤層から露出している態様であってもよい。
【００２４】
第１の接着剤層及び第２の接着剤層の少なくとも一方は、エポキシ樹脂及び硬化剤を含有していてもよい。この場合、接着剤層の硬化が進行し易くなり、接着剤層の硬化不足に起因するスプリングバックボイドの発生や接続不良の発生を抑制し易くなる。
【００２５】
ところで、上述したパッケージの多くの接続部（例えばバンプや配線）には、ハンダ、錫、金、銀、銅及びニッケル等の金属や、これらを含んだ導電材料が用いられる。接続部が銅、ハンダ等の金属により形成されている場合、当該金属が酸化して接続部に酸化物が生じやすい傾向があると共に、金属表面に酸化物等の不純物が付着しやすい傾向がある。これらの酸化物や不純物が存在していると、回路部材間の接続信頼性や絶縁信頼性が十分に確保し難くなる場合があり、パッケージを組み立て難くなる場合がある。これに対し、上記第１の接着剤層及び第２の接着剤層の少なくとも一方は、フラックス剤を含有していてもよい。この場合、フラックス剤が除去剤として作用してフラックス活性を十分に発現させることができる。これにより、酸化物や不純物を生じやすい金属によって接続部が形成されている場合であっても、酸化物や不純物を除去することができるため、回路部材間の接続信頼性や絶縁信頼性を更に向上させることができる。また、Ｐｒｅ−ａｐｐｌｉｅｄ方式では、接続部同士の接続と同時に酸化物や不純物を除去できるため、このような酸化物や不純物の除去方法をＰｒｅ−ａｐｐｌｉｅｄ方式で採用すると、Ｃａｐｉｌｌａｒｙ−Ｆｌｏｗ方式に比べて作業性や生産性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、ボイドの発生に起因する接続不良を抑制することができる回路接続構造体の製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、作業性や生産性を向上させることも可能であり、回路接続構造体を低コストに製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る回路接続構造体の製造方法により得られる回路接続構造体を示す模式断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係る回路接続構造体の製造方法により得られる回路接続構造体を示す模式断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る回路接続構造体の製造方法により得られる回路接続構造体を示す模式断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る回路接続構造体の製造方法により得られる回路接続構造体を示す模式断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る回路接続構造体の製造方法により得られる回路接続構造体を示す模式断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る回路接続構造体の製造方法を示す模式断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る回路接続構造体の製造方法を示す模式断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る回路接続構造体の製造方法を示す模式断面図である。
【図９】従来の回路接続構造体の製造方法の一例を示す模式断面図である。
【図１０】従来の回路接続構造体の製造方法の一例を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、場合により図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。但し、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。なお、以下の説明において、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２９】
＜回路接続構造体＞
本実施形態に係る回路接続構造体の製造方法により得られる回路接続構造体について、図１〜図４を用いて説明する。図１は、第１実施形態に係る回路接続構造体の製造方法により得られる回路接続構造体を示す模式断面図である。図２は、第２実施形態に係る回路接続構造体の製造方法により得られる回路接続構造体を示す模式断面図である。図３は、第３実施形態に係る回路接続構造体の製造方法により得られる回路接続構造体を示す模式断面図である。図４は、他の実施形態に係る回路接続構造体の製造方法により得られる回路接続構造体を示す模式断面図である。
【００３０】
図１に示される半導体装置（回路接続構造体）１００では、ＣＯＢ型の接続方式が採用されている。半導体装置１００は、互いに対向する配線回路基板（第１の基板）１１及び半導体チップ（第２の基板）２１と、配線回路基板１１の主面１１ａ上に配置された複数の配線１５と、半導体チップ２１の主面２１ａ上に配置された複数の配線２５と、配線１５及び配線２５を電気的に接続する接続バンプ３０と、配線回路基板１１及び半導体チップ２１間に隙間なく充填された接着剤組成物から形成された接着剤層３２と、を備えている。配線回路基板１１及び半導体チップ２１は、配線１５，２５及び接続バンプ３０によりフリップチップ接続されている。配線１５，２５及び接続バンプ３０は、接着剤層３２により封止されており外部環境から遮断されている。半導体装置１００は、例えば、配線１５として銅配線を備え、配線２５として銅ピラーを備え、接続バンプ３０としてハンダバンプを備えたパッケージである。接続バンプ３０の配置構成は、例えば、フルアレイ配置である。
【００３１】
図２に示される半導体装置（回路接続構造体）２００では、ＣＯＢ型の接続方式が採用されている。半導体装置２００は、ソルダーレジスト（絶縁層）３４が配線回路基板１１の主面１１ａ上に配置されており、接着剤層３２がソルダーレジスト３４及び半導体チップ２１間に配置されている点を除き、半導体装置１００と同様の構成を有している。
【００３２】
図３に示される半導体装置（回路接続構造体）３００では、ＣＯＢ型の接続方式が採用されている。半導体装置３００は、ソルダーレジスト３４が配線回路基板１１の主面１１ａ上に配置されており、ソルダーレジスト（絶縁層）３６が半導体チップ２１の主面２１ａ上に配置されており、接着剤層３２がソルダーレジスト３４及びソルダーレジスト３６間に配置されている点を除き、半導体装置１００と同様の構成を有している。
【００３３】
ソルダーレジスト３４，３６には、接続バンプ３０が配置される位置に開口が形成されている。ソルダーレジスト３４，３６を設けることにより、配線間のブリッジの発生を抑制し、接続信頼性・絶縁信頼性を更に向上させることができる。ソルダーレジスト３４，３６は、例えば、市販のソルダーレジスト用インキを用いて形成することができる。市販のソルダーレジスト用インキとしては、具体的には、ＳＲシリーズ（日立化成工業株式会社製、商品名）及びＰＳＲ４０００−ＡＵＳシリーズ（太陽インキ製造（株）製、商品名）等が挙げられる。
【００３４】
図４（ａ）に示される半導体装置（回路接続構造体）４００では、ＣＯＣ型の接続方式が採用されている。半導体装置４００は、配線回路基板１１と配線１５とに代えて半導体チップ４１と半導体チップ４１の主面４１ａ上に配置された複数の配線４５とを備え、半導体チップ２１及び半導体チップ４１が配線２５，４５及び接続バンプ３０によりフリップチップ接続されている点を除き、半導体装置１００と同様の構成を有している。
【００３５】
図４（ｂ）に示される半導体装置（回路接続構造体）５００は、互いに対向する配線回路基板５１及び半導体チップ６１と、配線回路基板５１の主面５１ａ上に配置された複数のバンプ５３と、半導体チップ６１の主面６１ａ上に配置された複数のバンプ６３と、配線回路基板５１及び半導体チップ６１間に隙間なく充填された接着剤組成物から形成された接着剤層３２とを備えている。配線回路基板５１及び半導体チップ６１は、バンプ５３，６３によりフリップチップ接続されている。バンプ５３，６３は、接着剤層３２により封止されており外部環境から遮断されている。
【００３６】
図４（ｃ）に示される半導体装置（回路接続構造体）６００は、配線回路基板５１とバンプ５３とに代えて半導体チップ７１と半導体チップ７１の主面７１ａ上に配置された複数のバンプ７３とを備え、半導体チップ６１及び半導体チップ７１がバンプ６３，７３によりフリップチップ接続されている点を除き、半導体装置５００と同様の構成を有している。
【００３７】
なお、上記のとおり、半導体装置の構成は、互いに対向する基板のうちの一方が半導体チップであり、他方が配線回路基板又は半導体チップである構成であってもよい。また、半導体装置の構成は、配線回路基板同士が接続された構成であってもよい。
【００３８】
配線やバンプが主面に配置された基板同士の接続は、フリップチップ接続であればよく、バンプと配線、バンプとバンプによる金属接合のいずれであってもよい。バンプは、半導体チップ及び配線回路基板のいずれに形成されていてもよい。
【００３９】
半導体チップの構成材料としては、特に限定はなく、シリコン、ゲルマニウム等の同一種類の元素から構成される元素半導体や、ガリウムヒ素、インジウムリン等の化合物半導体など、各種半導体を用いることができる。半導体チップの厚さは、例えば１０〜７６０μｍである。
【００４０】
配線を有する配線回路基板（半導体基板）としては、通常の回路基板であれば特に制限はなく、ガラスエポキシ、ポリイミド、ポリエステル、セラミック、エポキシ又はビスマレイミドトリアジン等を主な成分とする絶縁基板の表面に、金属膜の不要な個所をエッチング除去して形成された配線パターンを有する回路基板、上記絶縁基板の表面に金属めっき等によって形成された配線パターンを有する回路基板、上記絶縁基板の表面に導電性物質を印刷して形成された配線パターンを有する回路基板等を用いることができる。配線回路基板の厚さは、例えば１００〜１５００μｍである。
【００４１】
配線（配線パターン）やバンプ（導電性突起）の材質としては、金、銀、銅、ハンダ（主成分は、例えばスズ−銀、スズ−鉛、スズ−ビスマス、スズ−銅、スズ−銀−銅等）、スズ、ニッケル等を主な成分とする材質が用いられる。これらの中でも、安価であることから一般的に使用されている銅やハンダが好ましい。この場合、フラックス活性が付与されていることが好ましい。配線及びバンプは、単一の成分のみで構成されていてもよく、複数の成分から構成されていてもよい。また、配線及びバンプは、単層であってもよく、複数の金属層が積層された構造を有していてもよい。配線及びバンプの高さは、例えば５〜５０μｍである。
【００４２】
上記配線及びバンプの表面には、金、銀、銅、ハンダ（主成分は、例えばスズ−銀、スズ−鉛、スズ−ビスマス、スズ−銅、スズ−銀−銅等）、スズ、ニッケル等を主な成分とする金属層が形成されていてもよい。これらの中でも、安価であることから一般的に使用されている銅やハンダが好ましい。この場合、フラックス活性が付与されていることが好ましい。この金属層は、単一の成分のみで構成されていてもよく、複数の成分から構成されていてもよい。また、上記金属層は、単層であってもよく、複数の金属層が積層された構造を有していてもよい。
【００４３】
また、回路接続構造体は、半導体装置１００〜６００に示すような構造（パッケージ）が複数積層されていてもよい。この場合、半導体装置１００〜６００は、金、銀、銅、ハンダ（主成分は、例えばスズ−銀、スズ−鉛、スズ−ビスマス、スズ−銅、スズ−銀−銅等）、スズ又はニッケル等を含むバンプや配線で互いに電気的に接続されていてもよい。バンプや配線の材質としては、安価であることから一般的に使用されている銅やハンダが好ましい。この場合、フラックス活性が付与されていることが好ましい。
【００４４】
半導体装置を複数積層する手法としては、例えばＴＳＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ−Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｖｉａ）技術のように、複数の回路部材をフリップチップ接続又は積層し、回路部材を貫通する孔を形成し、パターン面の接続部（電極等）をつなげる手法が挙げられる。図５に示される半導体装置（回路接続構造体）７００では、インターポーザ８２上に配置された配線８４が接続バンプ３０を介して半導体チップ２１の配線２５と接続されることにより、半導体チップ２１とインターポーザ８２とはフリップチップ接続されている。半導体チップ２１とインターポーザ８２との間の空隙には、接着剤組成物が隙間なく充填されて接着剤層３２が形成されている。上記半導体チップ２１におけるインターポーザ８２と反対側の表面上には、配線２５、接続バンプ３０及び接着剤層３２を介して半導体チップ２１が繰り返し積層されている。
【００４５】
半導体チップ２１の表裏におけるパターン面の配線２５は、半導体チップ２１の内部を貫通する孔内に充填された貫通電極８６により互いに接続されている。なお、貫通電極８６の材質としては、銅やアルミニウム等を用いることができる。
【００４６】
このようなＴＳＶ技術により、通常は使用されない半導体チップの裏面からも信号を取得することが可能となる。さらには、半導体チップ２１内に貫通電極８６を垂直に通すため、対向する半導体チップ２１間や、半導体チップ２１及びインターポーザ８２間の距離を短くし、柔軟な接続が可能である。接着剤組成物は、このようなＴＳＶ技術において、積層チップとインターポーザとの間にも用いることができる。
【００４７】
また、エリアバンプチップ技術等の自由度の高いバンプ形成方法では、インターポーザを介さないでそのまま半導体チップをマザーボードに直接実装できる。本実施形態では、このように半導体チップをマザーボードに直接実装してもよい。
【００４８】
ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵ等の半導体パッケージは、実装チップの大型化や狭ピッチ化、狭ギャップ化と相まって多ピン化が進んでいる。本実施形態では、このような半導体パッケージに対してもボイドを抑制できる。
【００４９】
＜半導体封止用接着剤＞
以下、接着剤組成物を構成する半導体封止用接着剤の構成成分について説明する。
【００５０】
（ａ）エポキシ樹脂
半導体封止用接着剤は、エポキシ樹脂を含有することができる。エポキシ樹脂は、分子内に２個以上のエポキシ基を有するものであれば特に制限はなく、例えば、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ナフタレン型、フェノールノボラック型、クレゾールノボラック型、フェノールアラルキル型、ビフェニル型、トリフェニルメタン型及びジシクロペンタジエン型のエポキシ樹脂、並びに、各種多官能エポキシ樹脂等を使用することができる。これらは１種を単独で又は２種以上の混合体として使用することができる。エポキシ樹脂の配合量は、半導体封止用接着剤の全体１００質量部に対して、例えば１０〜５０質量部である。
【００５１】
（ｂ）硬化剤
半導体封止用接着剤は、硬化剤を含有することができる。硬化剤としては、例えば、フェノール樹脂系硬化剤、酸無水物系硬化剤、アミン系硬化剤、イミダゾール系硬化剤及びホスフィン系硬化剤が挙げられる。以下、各硬化剤について説明する。
【００５２】
（ｉ）フェノール樹脂系硬化剤
フェノール樹脂系硬化剤としては、分子内に２個以上のフェノール性水酸基を有するものであれば特に制限はなく、例えば、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、フェノールアラルキル樹脂、クレゾールナフトールホルムアルデヒド重縮合物、トリフェニルメタン型多官能フェノール、各種多官能フェノール樹脂等を使用することができる。これらは１種を単独で又は２種以上の混合体として使用することができる。フェノール性水酸基を含むフェノール樹脂系硬化剤は、酸化膜を除去するフラックス活性を示すことから、フェノール樹脂系硬化剤を用いることにより、接続信頼性や絶縁信頼性を更に向上させることができる。
【００５３】
（ａ）エポキシ樹脂に対する（ｉ）フェノール樹脂系硬化剤の当量比（フェノール性水酸基／エポキシ基、モル比）は、硬化性、接着性、保存安定性等の観点から、０．３〜１．５が好ましく、０．４〜１．０がより好ましく、０．５〜１．０が更に好ましい。当量比が０．３より小さいと、硬化性が低下し、接着力が低下する傾向がある。当量比が１．５を超えると、未反応のフェノール性水酸基が過剰に残存し、吸水率が高くなり、絶縁信頼性が低下する傾向がある。
【００５４】
（ｉｉ）酸無水物系硬化剤
酸無水物系硬化剤としては、例えば、メチルシクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、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二無水物、エチレングリコールビスアンヒドロトリメリテート等を使用することができる。これらは１種を単独で又は２種以上の混合体として使用することができる。酸無水物を含む酸無水物系硬化剤は、酸化膜を除去するフラックス活性を示すことから、酸無水物系硬化剤を用いることにより、接続信頼性や絶縁信頼性を更に向上させることができる。
【００５５】
（ａ）エポキシ樹脂に対する（ｉｉ）酸無水物系硬化剤の当量比（酸無水物基／エポキシ基、モル比）は、硬化性、接着性、保存安定性等の観点から、０．３〜１．５が好ましく、０．４〜１．０がより好ましく、０．５〜１．０が更に好ましい。当量比が０．３より小さいと、硬化性が低下し、接着力が低下する傾向がある。当量比が１．５を超えると、未反応の酸無水物が過剰に残存し、吸水率が高くなり、絶縁信頼性が低下する傾向がある。
【００５６】
（ｉｉｉ）アミン系硬化剤
アミン系硬化剤としては、例えば、アンモニアの水素原子を炭化水素基で１つ以上置換した化合物であればよく、ジシアンジアミド等を使用することができる。アミン類を含むアミン系硬化剤は、酸化膜を除去するフラックス活性を示すことから、アミン系硬化剤を用いることにより、接続信頼性や絶縁信頼性を更に向上させることができる。
【００５７】
（ａ）エポキシ樹脂に対する（ｉｉｉ）アミン系硬化剤の当量比（アミン／エポキシ基、モル比）は、硬化性、接着性、保存安定性等の観点から、０．３〜１．５が好ましく、０．４〜１．０がより好ましく、０．５〜１．０が更に好ましい。当量比が０．３より小さいと、硬化性が低下し、接着力が低下する傾向がある。当量比が１．５を超えると、未反応のアミンが過剰に残存し、絶縁信頼性が低下する傾向がある。
【００５８】
（ｉｖ）イミダゾール系硬化剤
イミダゾール系硬化剤としては、例えば、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、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、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、１−シアノ−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾールトリメリテイト、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、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−（１’）］−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、２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジンイソシアヌル酸付加体、２−フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加体、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシ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、エポキシ樹脂とイミダゾール類の付加体等が挙げられる。これらの中でも、硬化性、保存安定性、接続信頼性の観点から、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、１−シアノ−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾールトリメリテイト、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、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’−エチル−４’−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’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジンイソシアヌル酸付加体、２−フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加体、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシ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が好ましい。前述したイミダゾールの類似構造（置換基が異なるもの等）で液状のものを用いてもよい。これらは１種を単独で又は２種以上を併用してもよい。また、これらをマイクロカプセル化して潜在性を高めたものを用いてもよい。
【００５９】
イミダゾール系硬化剤の配合量は、（ａ）エポキシ樹脂１００質量部に対して、０．１〜２０質量部が好ましく、０．１〜１０質量部がより好ましい。イミダゾール系硬化剤の配合量が０．１質量部より少ないと、硬化性が低下する傾向がある。イミダゾール系硬化剤の配合量が２０質量部を超えると、金属−金属の接続部が形成される前に硬化してしまい、接続不良が発生する傾向がある。
【００６０】
（ｖ）ホスフィン系硬化剤
ホスフィン系硬化剤としては、例えば、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウムテトラ（４−メチルフェニル）ボレート、テトラフェニルホスホニウム（４−フルオロフェニル）ボレート等が挙げられる。
【００６１】
ホスフィン系硬化剤の配合量は、（ａ）エポキシ樹脂１００質量部に対して、０．１〜１０質量部が好ましく、０．１〜５質量部がより好ましい。ホスフィン系硬化剤の配合量が０．１質量部より少ないと、硬化性が低下する傾向がある。ホスフィン系硬化剤の配合量が１０質量部を超えると、金属−金属の接続部が形成される前に硬化してしまい、接続不良が発生する傾向がある。
【００６２】
フェノール樹脂系硬化剤、酸無水物系硬化剤及びアミン系硬化剤は、それぞれ１種を単独で又は２種以上の混合物として使用することができる。イミダゾール系硬化剤及びホスフィン系硬化剤は、（ａ）エポキシ樹脂に対してそれぞれ単独で用いてもよいが、硬化促進剤として、フェノール樹脂系硬化剤、酸無水物系硬化剤又はアミン系硬化剤と共に用いてもよい。
【００６３】
（ｃ）フラックス剤
半導体封止用接着剤は、フラックス活性（酸化物や不純物を除去する活性）を示す化合物であるフラックス剤を含有することができる。フラックス活性剤としては、イミダゾール類やアミン類のように非共有電子対を有する含窒素化合物；カルボン酸類；フェノール類；アルコール類が挙げられる。これらの中でも、カルボン酸類はフラックス活性が強く、（ａ）エポキシ樹脂と容易に反応し、接着剤組成物の硬化物中に遊離した状態で存在しないため、絶縁信頼性の低下を防ぐことができる。
【００６４】
カルボン酸類としては、エタン酸、プロパン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ドデカン酸、テトラデカン酸、ヘキサデカン酸、ヘプタデカン酸、オクタデカン酸等の飽和脂肪族カルボン酸；オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、ドコサヘサエン酸、エイコサペンタエン酸等の不飽和脂肪族カルボン酸；シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸等の脂肪族ジカルボン酸；安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、トリメシン酸、ヘミメリット酸、ピロメリット酸、ペンタンカルボン酸、メシン酸、ジフェノール酸等の芳香族カルボン酸；マレイン酸及びフマル酸が挙げられる。また、カルボン酸類は、乳酸、りんご酸、クエン酸及びサリチル酸等のヒドロキシル基を有するカルボン酸であってもよい。フェノール類としては、例えばフェノール、クレゾール等の１価フェノール；カテコール、レゾルシノール等の２価フェノール（ジフェノール）；ピロガロール、フロログルシノール等の３価フェノール（トリフェノール）が挙げられる。アルコール類としては、例えば上述のカルボン酸のカルボキシル基をヒドロキシル基に変換したもの等が挙げられる。フラックス剤の配合量は、（ａ）エポキシ樹脂１００質量部に対して、例えば３〜３０質量部である。
【００６５】
（ｄ）フィラ
半導体封止用接着剤は、粘度や硬化物の物性を制御するため、及び、回路接続部材同士を接続した際のボイドの発生や吸湿率の抑制のために、フィラを更に含有していてもよい。フィラとしては、絶縁性無機フィラ、ウィスカー又は樹脂フィラを用いることができる。
【００６６】
絶縁性無機フィラとしては、ガラス、シリカ、アルミナ、酸化チタン、カーボンブラック、マイカ、窒化ホウ素等が挙げられ、その中でも、シリカ、アルミナ、酸化チタン、窒化ホウ素等が好ましく、シリカ、アルミナ、窒化ホウ素がより好ましい。ウィスカーとしては、ホウ酸アルミニウム、チタン酸アルミニウム、酸化亜鉛、珪酸カルシウム、硫酸マグネシウム、窒化ホウ素等が挙げられる。樹脂フィラとしては、ポリウレタン、ポリイミド等を用いることができる。これらのフィラ及びウィスカーは、１種を単独で又は２種以上の混合体として使用することもできる。（ｄ）フィラの形状、粒径及び含有量は特に制限されない。（ｄ）フィラの配合量は、（ａ）エポキシ樹脂１００質量部に対して、例えば５０〜１５０質量部である。
【００６７】
（ｅ）重量平均分子量１００００以上の高分子成分
半導体封止用接着剤は、重量平均分子量１００００以上の高分子成分を含有していてもよい。半導体封止用接着剤が上記高分子成分を含有していると、フィルム形成性が向上する。半導体封止用接着剤をフィルム状にすると作業性、生産性が向上する。重量平均分子量１００００以上の高分子成分を配合するか否かや配合量等は、その他物性を考慮して適宜決めることができる。なお、本明細書において、重量平均分子量とは、高速液体クロマトグラフィー（島津製作所製Ｃ−Ｒ４Ａ）を用いて、ポリスチレン換算で測定したときの重量平均分子量を意味する。
【００６８】
重量平均分子量１００００以上の高分子成分とは、例えば、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカルボジイミド樹脂、シアネートエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ウレタン樹脂、アクリルゴム等が挙げられる。これらは１種を単独で又は２種以上を併用してもよい。
【００６９】
（その他の成分）
半導体封止用接着剤は、酸化防止剤、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、レベリング剤、イオントラップ剤等の添加剤を更に含有していてもよい。これらは１種を単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。これらの配合量については、各添加剤の効果が発現するように適宜調整すればよい。
【００７０】
上記接着剤層は、フィルム状の半導体封止用接着剤（以下、「半導体封止用フィルム状接着剤」という）やペースト状の半導体封止用接着剤（以下、「半導体封止用ペースト状接着剤」という）を用いて形成することができる。
【００７１】
半導体封止用フィルム状接着剤は、以下の作製方法により得ることができる。まず、エポキシ樹脂、硬化剤、フラックス剤、フィラ、重量平均分子量１００００以上の高分子成分、添加剤等を有機溶媒中に加えた後、攪拌混合又は混錬等により各成分を溶解又は分散させて、樹脂ワニスを調製する。そして、離型処理を施した基材フィルム上に、ナイフコーター、ロールコーターやアプリケーターを用いて樹脂ワニスを塗布した後、加熱により有機溶媒を減少させて、基材フィルム上にフィルム状接着剤を形成する。また、重量平均分子量１００００以上の高分子成分（例えばポリイミド樹脂）を配合する場合、重量平均分子量１００００以上の高分子成分を合成した後に単離することなく、合成後に得られるワニス中に各成分を加えて上記樹脂ワニスを調製してもよい。
【００７２】
基材フィルムとしては、有機溶媒を揮発させる際の加熱条件に耐え得る耐熱性を有するものであれば特に制限はなく、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリイミドフィルム、ポリエーテルイミドフィルム、ポリエーテルナフタレートフィルム、メチルペンテンフィルム等が例示できる。基材フィルムは、これらのフィルムからなる単層のものに限られず、２種以上の材料からなる多層フィルムであってもよい。
【００７３】
塗布後の樹脂ワニスから有機溶媒を揮発させる際の条件は、有機溶媒が十分に揮発する条件とすることが好ましく、具体的には、５０〜２００℃、０．１〜９０分間の加熱を行うことが好ましい。
【００７４】
半導体封止用ペースト状接着剤は、エポキシ樹脂、硬化剤、フラックス剤、フィラ、重量平均分子量１００００以上の高分子成分、添加剤等を有機溶媒中に加えた後、攪拌混合又は混錬等により各成分を溶解又は分散させることにより作製することができる。
【００７５】
＜回路接続構造体の製造方法＞
本実施形態に係る回路接続構造体の製造方法は、複数の回路部材を準備する準備工程と、回路部材同士を圧着する圧着工程と、をこの順に備えている。本実施形態に係る回路接続構造体の製造方法は、接続部を構成する材料の融点以上の温度で接続部を加熱する加熱プロセス（接続プロセス）を経て回路部材の接続部同士を電気的に接続することができる。
【００７６】
以下、本実施形態に係る回路接続構造体の製造方法について、図６，７及び上記図９を用いて説明する。図６は、第１実施形態及び第２実施形態に係る回路接続構造体の製造方法を示す模式断面図である。図７は、第３実施形態及び第４実施形態に係る回路接続構造体の製造方法を示す模式断面図である。第１実施形態及び第２実施形態では、半導体装置１００が作製され、第３実施形態では、半導体装置２００が作製され、第４実施形態では、半導体装置３００が作製される。
【００７７】
第１実施形態に係る回路接続構造体の製造方法は、準備工程及び圧着工程に加えて、圧着工程の後に回路部材の接続部を互いに電気的に接続する接続工程を更に備えている。
【００７８】
準備工程では、まず、配線回路基板（第１の基板）１１と、配線回路基板１１の主面１１ａ上に配置された複数の接続部（第１の接続部）１３と、を有する部材を準備する（図９（ａ））。接続部１３は、配線回路基板１１の主面１１ａ上に配置された配線１５と、配線１５のそれぞれの上に配置された接続バンプ（例えばハンダバンプ）１７と、を有している。接続バンプ１７は、例えば、配線１５上に印刷されて形成されている。
【００７９】
次に、配線回路基板１１の主面１１ａ上に熱硬化性の接着剤層１９を、接着剤層１９が接続部１３（配線１５及び接続バンプ１７）の全体を埋めるように供給して回路部材１０を得る（図９（ｂ））。回路部材１０では、接続部１３の側面の全てが接着剤層１９に接しており、接続部１３の基端部の外周が接着剤層１９により埋められているため、配線回路基板１１の主面１１ａと接続部１３との段差部の隅に隙間が形成されることが抑制されている。
【００８０】
続いて、半導体チップ（第２の基板）２１と、半導体チップ２１の主面２１ａ上に配置された複数の接続部（第２の接続部）２３と、を有する部材を準備する（図６（ａ））。接続部２３は、半導体チップ２１の主面２１ａ上に配置された配線２５と、配線２５のそれぞれの上に配置された接続バンプ（例えばハンダバンプ）２７と、を有している。接続バンプ２７は、例えば、配線２５上に印刷されて形成されている。
【００８１】
次に、半導体チップ２１の主面２１ａ上に熱硬化性の接着剤層２９を、接着剤層２９が接続部２３（配線２５及び接続バンプ２７）の全体を埋めるように供給して回路部材２０を得る。回路部材２０では、接続部２３の側面の全てが接着剤層２９に接しており、接続部２３の基端部の外周が接着剤層２９により埋められているため、半導体チップ２１の主面２１ａと接続部２３との段差部の隅に隙間が形成されることが抑制されている。
【００８２】
接着剤層１９，２９を主面１１ａ，２１ａ上に供給する方法としては、ラミネータを用いて半導体封止用フィルム状接着剤を主面１１ａ，２１ａに貼り付けてもよく、ワニス状の半導体封止用接着剤を主面１１ａ，２１ａにスピンコートしてもよく、半導体封止用ペースト状接着剤を主面１１ａ，２１ａに塗布してもよい。
【００８３】
半導体封止用フィルム状接着剤の貼付は、加熱プレス、ロールラミネート、真空ラミネート等によって行うことができる。半導体封止用フィルム状接着剤の供給面積や厚みは、半導体チップや配線回路基板のサイズ、接続バンプの高さ等によって適宜設定される。半導体封止用フィルム状接着剤は、半導体封止用接着剤の粘度が低くなるような条件で供給される。半導体封止用フィルム状接着剤は、配線回路基板上に貼付してもよく、半導体チップに貼付してもよい。半導体封止用接着剤をフィルム状にすることで、作業性を向上させることができる。
【００８４】
半導体封止用ペースト状接着剤は、配線回路基板に塗布されてもよく、半導体チップに塗布されてもよい。半導体封止用ペースト状接着剤を塗布した後、スピンコート又は印刷によって整形することができる。半導体封止用ペースト状接着剤が溶媒を含んでいる場合は、乾燥工程を行なってもよい。半導体封止用ペースト状接着剤の供給面積や厚みは、配線回路基板又は半導体チップのサイズやバンプ高さ等によって適宜設定される。半導体封止用ペースト状接着剤を用いる場合、接続部の接続方法や接続条件を含めた半導体装置の製造方法等は半導体封止用フィルム状接着剤と同様にすることができる。
【００８５】
互いに接続される回路部材のそれぞれの接着剤層を構成する接着剤組成物の構成成分、溶融粘度等は、互いに同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。接着剤層の構成成分が異なる場合の一例として、一方の接着剤層がエポキシ樹脂、硬化剤、フィラを含み、他方の接着剤層がフラックス剤を含む構成であってもよい。
【００８６】
互いに接続される回路部材の接着剤層の両方が、同等の半導体封止用フィルム状接着剤を有していてもよい。また、接続部と基板又は絶縁層の主面との段差部の隅を空隙なく充填することが容易であることから、互いに接続される回路部材において凹凸の大きい側（接続部と基板又は絶縁層の主面との段差が大きい側）に、溶融粘度の低い半導体封止用フィルム状接着や半導体封止用ペースト状接着剤を供給することが好ましい。
【００８７】
互いに接続される回路部材の接着剤層の少なくとも一方は、（ａ）エポキシ樹脂及び（ｂ）硬化剤を含有することが好ましい。これにより、接続部を構成する材料の融点以上の加熱プロセスを経るような接続工程中において、半導体封止用接着剤の一部の硬化反応が十分に進行しないことでスプリングバックによるボイドの発生や接続不良が生じることを抑制し易くなる。
【００８８】
上記のとおり、パッケージの接続部（バンプや配線）に用いられる主な金属としては、ハンダ、錫、金、銀、銅、ニッケル及びこれらを含んだ導電材料が挙げられる。この場合、銅及びハンダ等は、酸化物や不純物を生じやすい場合があるため、互いに接続される回路部材の接着剤層の少なくとも一方は、（ｃ）フラックス剤を含有することが好ましい。
【００８９】
互いに接続される回路部材の接続部の少なくとも一方が、酸化物や不純物を除去する必要性が高い（フラックス性の必要性が高い）銅やハンダ等の金属を含む場合、当該金属を含む接続部を有する回路部材に優先的に、フラックス活性が発現する半導体封止用接着剤を供給することが好ましい。
【００９０】
圧着工程では、まず、図６（ａ）に示すように、配線回路基板１１の主面１１ａと半導体チップ２１の主面２１ａとが対向するように回路部材１０及び回路部材２０を配置すると共に、接続バンプ１７と接続バンプ２７とが対向するように接続バンプ１７及び接続バンプ２７をフリップチップボンダー等の接続装置を用いて位置合わせする。次に、接続バンプ１７及び接続バンプ２７が互いに接するように回路部材１０上に回路部材２０を搭載する。
【００９１】
次に、配線回路基板１１及び半導体チップ２１の間に接着剤層１９及び接着剤層２９が介在した状態で、回路部材１０及び回路部材２０を圧着する。圧着温度は例えば１５０〜３５０℃であり、圧着圧力は例えば０．０５〜２ＭＰａである。圧着工程において接着剤層３２を硬化させる場合には、接続バンプ１７及び接続バンプ２７が互いに接した状態で固定される。上記圧着により、接着剤層１９及び接着剤層２９が一体化されて接着剤層３２が形成され、接着剤層３２を介して配線回路基板１１及び半導体チップ２１が接続される。また、接着剤層３２によって配線回路基板１１及び半導体チップ２１間の空隙が封止充てんされる。
【００９２】
接続工程では、例えば接続バンプ１７，２７を構成する材料の融点以上の温度で接続バンプ１７，２７を加熱する。これにより、図６（ｂ）に示すように、接続バンプ１７及び接続バンプ２７が一体化されて接続バンプ３０が形成され、接続バンプ３０を介して配線１５及び配線２５が電気的に接続される。第１実施形態では、配線回路基板１１の主面１１ａと配線１５との段差部の隅、及び、半導体チップ２１の主面２１ａと配線２５との段差部の隅に隙間が形成されることが抑制された状態で、配線１５及び配線２５を電気的に接続することができる。接続工程では、加圧下において接続バンプ１７，２７を加熱してもよい。以上により、半導体装置１００（図１参照）が得られる。
【００９３】
第２実施形態に係る回路接続構造体の製造方法は、準備工程及び圧着工程を備えており、圧着工程において、回路部材の接続部を互いに電気的に接続する。準備工程では、第１実施形態と同様に回路部材１０及び回路部材２０を準備する。
【００９４】
圧着工程では、まず、第１実施形態と同様に、配線回路基板１１の主面１１ａと半導体チップ２１の主面２１ａとが対向するように回路部材１０及び回路部材２０を配置すると共に、接続バンプ１７と接続バンプ２７とが対向するように接続バンプ１７及び接続バンプ２７を位置合わせする（図６（ａ））。次に、接続バンプ１７及び接続バンプ２７が互いに接するように回路部材１０上に回路部材２０を搭載する。
【００９５】
続いて、配線回路基板１１及び半導体チップ２１の間に接着剤層１９及び接着剤層２９が介在した状態で、例えば接続バンプ１７，２７を構成する材料の融点以上の温度で回路部材１０及び回路部材２０を熱圧着する。これにより、図６（ｂ）に示すように、接着剤層１９及び接着剤層２９が一体化されて接着剤層３２が形成され、接着剤層３２を介して配線回路基板１１及び半導体チップ２１が接続される。また、接着剤層３２によって配線回路基板１１及び半導体チップ２１間の空隙が封止充てんされている。さらに、接続バンプ１７及び接続バンプ２７が一体化されて接続バンプ３０が形成され、接続バンプ３０を介して配線１５及び配線２５が電気的に接続される。第２実施形態では、配線回路基板１１の主面１１ａと配線１５との段差部の隅、及び、半導体チップ２１の主面２１ａと配線２５との段差部の隅に隙間が形成されることが抑制された状態で、配線１５及び配線２５を電気的に接続することができる。以上により、半導体装置１００（図１参照）が得られる。
【００９６】
第３実施形態に係る回路接続構造体の製造方法は、回路部材１０に代えて回路部材１０ａ（図７（ａ））を用いる点で、第１実施形態及び第２実施形態と異なる。準備工程では、まず、配線回路基板（第１の基板）１１と、配線回路基板１１の主面１１ａ上に配置された複数の接続部（第１の接続部）１３と、配線回路基板１１の主面１１ａ上に配置されたソルダーレジスト（絶縁層）３４と、を有する部材を準備する。接続部１３は、配線回路基板１１の主面１１ａ上に配置された配線１５と、配線１５のそれぞれの上に配置された接続バンプ（例えばハンダバンプ）１７と、を有している。接続部１３の基端部はソルダーレジスト３４により埋め込まれており、例えば、配線１５の全体がソルダーレジスト３４により埋め込まれており、接続バンプ１７の先端部がソルダーレジスト３４から露出している。これにより、接続部１３と配線回路基板１１の主面１１ａとの段差部の隅に隙間が形成されることが抑制されている。
【００９７】
次に、ソルダーレジスト３４上に接着剤層１９を、接着剤層１９が接続部１３及びソルダーレジスト３４の全体を埋めるように供給して回路部材１０ａを得る。回路部材１０ａでは、接続部１３の側面の全てが接着剤層１９及びソルダーレジスト３４に接しており、接続部１３におけるソルダーレジスト３４から露出した部分の基端部が接着剤層１９により埋め込まれるため、接続部１３とソルダーレジスト３４との段差部の隅に隙間が形成されることが抑制されている。
【００９８】
続いて、第１実施形態及び第２実施形態と同様に回路部材２０を準備する。そして、第１実施形態及び第２実施形態と同様の圧着工程や接続工程を行って、回路部材１０ａと回路部材２０とを接続する。以上により、半導体装置２００（図２参照）が得られる。第３実施形態では、互いに接続される回路部材１０ａ，２０のいずれにおいても、接続部と基板の主面との段差部、及び、接続部とソルダーレジストとの段差部に隙間が形成されることが抑制されている。
【００９９】
第４実施形態に係る回路接続構造体の製造方法は、回路部材２０に代えて回路部材２０ａ（図７（ｂ））を用いる点で、第３実施形態と異なる。準備工程では、まず、第３実施形態と同様に回路部材１０ａを準備する。次に、半導体チップ（第２の基板）２１と、半導体チップ２１の主面２１ａ上に配置された複数の接続部（第２の接続部）２３と、半導体チップ２１の主面２１ａ上に配置されたソルダーレジスト（絶縁層）３６と、を有する部材を準備する。接続部２３は、半導体チップ２１の主面２１ａ上に配置された配線２５と、配線２５のそれぞれの上に配置された接続バンプ（例えばハンダバンプ）２７と、を有している。接続部２３の基端部はソルダーレジスト３６により埋め込まれており、例えば、配線２５の全体がソルダーレジスト３６により埋め込まれており、接続バンプ２７の先端部がソルダーレジスト３６から露出している。これにより、接続部２３と半導体チップ２１の主面２１ａとの段差部の隅に隙間が形成されることが抑制されている。
【０１００】
次に、ソルダーレジスト３６上に接着剤層２９を、接着剤層２９が接続部２３及びソルダーレジスト３６の全体を埋めるように供給して回路部材２０ａを得る。回路部材２０ａでは、接続部２３の側面の全てが接着剤層２９及びソルダーレジスト３６に接しており、接続部２３におけるソルダーレジスト３６から露出した部分の基端部が接着剤層２９により埋め込まれるため、接続部２３とソルダーレジスト３６との段差部の隅に隙間が形成されることが抑制されている。
【０１０１】
続いて、第１実施形態及び第２実施形態と同様の圧着工程や接続工程を行って、回路部材１０ａと回路部材２０ａとを接続する。以上により、半導体装置３００（図３参照）が得られる。第４実施形態では、互いに接続される回路部材１０ａ，２０ａのいずれにおいても、接続部と基板の主面との段差部、及び、接続部とソルダーレジストとの段差部に隙間が形成されることが抑制されている。
【０１０２】
上記の各実施形態において接続部同士を電気的に接続するための接続部の温度（接続温度）は、接続バンプ１７，２７を構成する材料の融点以上となることが好ましいが、それぞれの接続部（バンプや配線）の金属接合が形成される温度であればよい。接続バンプ３０がハンダバンプである場合、接続温度は、２４０℃以上が好ましく、２４０〜３４０℃がより好ましく、２４０〜２８０℃が更に好ましい。
【０１０３】
接続荷重は、バンプ数に依存するが、バンプの高さばらつき吸収や、バンプ変形量の制御を考慮して設定される。接続荷重は、例えば０．０５〜２ＭＰａである。接続時間は、生産性向上の観点から、短時間であるほど好ましく、ハンダを溶融させ、酸化膜や表面の不純物を除去し、金属接合を接続部に形成するには、２０秒以下が好ましく、１０秒以下がより好ましく、５秒以下が更に好ましい。
【０１０４】
なお、回路接続構造体の製造方法は上記に限られるものではない。例えば、位置合わせをして一方の回路部材上に他方の回路部材を搭載した後、リフロー炉で加熱処理することによって接続バンプ（例えばハンダバンプ）を溶融させて回路部材同士を接続することによって半導体装置を製造してもよい。回路部材の搭載時は、金属接合を形成する必要性が顕著に要求されないため、上記方法では、上述の本圧着に比べて低荷重、短時間、低温度でもよく、生産性向上、接続部の劣化防止等のメリットが得られる。
【０１０５】
また、回路部材同士を接続した後、オーブン等で加熱処理を行って半導体封止用接着剤を硬化させて、更に接続信頼性・絶縁信頼性を高めてもよい。加熱温度は、半導体封止用接着剤の硬化が進行する温度が好ましく、半導体封止用接着剤が完全に硬化する温度がより好ましい。この場合、半導体装置１００における接着剤層３２は、例えば、接着剤組成物の硬化物である。加熱温度、加熱時間は適宜設定される。
【０１０６】
また、半導体ウエハに半導体封止用フィルム状接着剤を貼付した後、ダイシングして、半導体チップに個片化することによって、半導体封止用フィルム状接着剤が貼り付けられた半導体チップを作製することができる。半導体ウエハに半導体封止用ペースト状接着剤を塗布した後、ダイシングして、半導体チップに個片化することによって、半導体封止用ペースト状接着剤を供給した半導体チップを作製することもできる。
【０１０７】
回路部材の構成は上記に限られるものではない。例えば、互いに接続される回路部材の一方の配線上にのみ接続バンプが形成されていてもよい。また、回路部材のそれぞれは、少なくとも一つの接続部を有していればよい。
【０１０８】
また、準備工程では、それぞれの回路部材において、接続部の基端部が接着剤層又は絶縁層により埋め込まれていることが好ましい。上記のとおり、一方の接続部の全体が接着剤層、又は、接着剤層及び絶縁層により埋め込まれていると共に、他方の接続部の全体が接着剤層、又は、接着剤層及び絶縁層により埋め込まれている態様であってもよい。また、一方の接続部の全体が接着剤層、又は、接着剤層及び絶縁層により埋め込まれていると共に、他方の接続部の先端部が接着剤層から露出している態様であってもよい。接続部の先端部が接着剤層から露出している場合、当該接続部の基端部は、接着剤層により埋め込まれていてもよく、絶縁層により埋め込まれていてもよい。接続部の基端部が絶縁層により埋め込まれている場合、接続部における絶縁層から露出した部分の先端は、接着剤層により埋め込まれていてもよく、接着剤層から露出していてもよい。
【０１０９】
例えば、図８（ａ）では、回路部材１０と回路部材２０ｂとが圧着される。回路部材２０ｂは、回路部材２０と同様の半導体チップ２１及び接続部２３と、半導体チップ２１の主面２１ａ上に配置された接着剤層２９ａとを備えている。接続部２３の基端部は接着剤層２９ａにより埋め込まれており、接続部２３の先端部は接着剤層２９ａから露出している。具体的には、配線２５の基端側の部分は接着剤層２９ａにより埋め込まれており、配線２５の先端側の部分と接続バンプ２７の全体とは接着剤層２９ａから露出している。圧着工程において回路部材１０と回路部材２０ｂとが圧着されると、配線２５の先端側の部分と接続バンプ２７の全体とは、接着剤層１９と接着剤層２９ａとが一体化して形成される接着剤層により埋め込まれる。
【０１１０】
なお、このような構成に代えて、接続部１３の基端部が接着剤層により埋め込まれており、接続部１３の先端が接着剤層から露出しており、接続部２３の全体が接着剤層により埋め込まれた構成を採用してもよい。
【０１１１】
また、接着剤層は、単層であってもよく、複数の層を有していてもよい。例えば、図８（ｂ）では、回路部材１０と回路部材２０ｃとが圧着される。回路部材２０ｃは、回路部材２０と同様の半導体チップ２１及び接続部２３と、半導体チップ２１の主面２１ａ上に配置された接着剤層２９ａと、接着剤層２９ａ上に配置された接着剤層２９ｂとを備えている。配線２５の基端側の部分は接着剤層２９ａにより埋め込まれており、配線２５の先端側の部分と接続バンプ２７の全体とは接着剤層２９ｂにより埋め込まれている。
【０１１２】
なお、準備工程は、一方の接続部の先端部が接着剤層及び絶縁層から露出していると共に、他方の接続部の先端部が接着剤層及び絶縁層から露出している態様であってもよい。このような場合においても、接続温度や接続荷重を調整することにより、接続部同士を接続することができる。
【実施例】
【０１１３】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【０１１４】
（１）半導体封止用接着剤の作製
実施例及び比較例で使用した半導体封止用接着剤の構成成分を以下に示す。
（ａ）エポキシ樹脂
トリフェノールメタン骨格含有多官能固形エポキシ（ジャパンエポキシレジン株式会社、ＥＰ１０３２Ｈ６０、以下「ＥＰ１０３２」と表記する）
（ｂ）硬化剤
２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール（四国化成株式会社製、２ＰＨＺ−ＰＷ、以下「２ＰＨＺ」と表記する)
（ｃ）フラックス剤
ジフェノール酸（東京化成株式会社製）
（ｄ）フィラ
０．５μｍシリカフィラ（アドマテックス株式会社、ＳＥ２０５０）
メタブレン型有機フィラ（三菱レイヨン、Ｗ５５００）
（ｅ）重量平均分子量１００００以上の高分子成分
下記合成ポリイミド（重量平均分子量Ｍｗ：４５０００、Ｔｇ：３０℃）
【０１１５】
（合成ポリイミドの合成方法）
温度計、攪拌機及び塩化カルシウム管を備えた３００ｍｌフラスコに、１，１２−ジアミノドデカン２．１０ｇ（０．０３５モル）、ポリエーテルジアミン（ＢＡＳＦ製、ＥＤ２０００（重量平均分子量：１９２３））１７．３１ｇ（０．０３モル）、１，３−ビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサン（信越化学製、ＬＰ−７１００）２．６１ｇ（０．０３５モル）及びＮ−メチル−２−ピロリドン（関東化学製）１５０ｇを仕込み攪拌した。ジアミンの溶解後、フラスコを氷浴中で冷却しながら、無水酢酸で再結晶精製した４，４´−（４，４´−イソプロピリデンジフェノキシ）ビス（フタル酸二無水物）（ＡＬＤＲＩＣＨ製、ＢＰＡＤＡ）１５．６２ｇ（０．１０モル）を少量ずつ添加した。室温で８時間反応させた後、キシレン１００ｇを加え、窒素ガスを吹き込みながら１８０℃で加熱し、水と共にキシレンを共沸除去し、ポリイミド溶液を得た（ポリイミド樹脂のＴｇ：３０℃、重量平均分子量：４５０００）。
【０１１６】
上記構成成分を用いて下記のとおり半導体封止用接着剤を作製した。まず、合成ポリイミド：２．０ｇ、エポキシ樹脂（ＥＰ１０３２）：２ｇ、２ＰＨＺ：０．２ｇ、ジフェノール酸：０．４ｇ、ＳＥ２０５０：３．０ｇ、Ｗ５５００：０．３ｇを、固形分濃度（ＮＶ）６０％になるように有機溶媒（トルエンと酢酸エチル１：１の混合溶媒）に添加した。次に、Φ０．８ｍｍ、Φ２．０ｍｍのビーズを固形分と同質量加え、ビーズミル（フリッチュ・ジャパン株式会社、遊星型微粉砕機Ｐ−７）で３０分撹拌した。その後、撹拌に用いたビーズをろ過によって除去してワニスを得た。作製したワニスを小型精密塗工装置（廉井精機）で基材フィルム（帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名「ピューレックスＡ５３」）上に塗工した後、クリーンオーブン（ＥＳＰＥＣ製）で乾燥（１１０℃／１０ｍｉｎ）し、フィルム状接着剤を得た。
【０１１７】
（２）半導体装置の作製
（実施例１）
まず、上記半導体封止用接着剤（フィルム状：縦２０．５ｍｍ×横２０．５ｍｍ×厚さ４０μｍ）を、ガラスエポキシ基板（図２の配線回路基板１１、縦３５ｍｍ×横３５ｍｍ×厚さ０．８〜１．０ｍｍ、コア：Ｅ６７９ＦＧＲ（０．８ｍｍ）、ソルダーレジストＰＳＲ４０００、ランド表面Ｃｕ無垢（配線）＋ハンダバンプ（ＳＡＣ：Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕハンダ、先端部分の高さ：ソルダーレジストの上面から２５μｍ）、ソルダーレジスト開口０．０８ｍｍ、バンプピッチ１５０μｍ、１４８８４ピン、ＷＡＬＴＳ製）上に供給して回路部材Ａ１を得た。回路部材Ａ１では、配線及びハンダバンプの全体が半導体封止用接着剤に埋め込まれていた。
【０１１８】
また、上記半導体封止用接着剤（フィルム状：縦２０．５ｍｍ×横２０．５ｍｍ×厚さ６０μｍ）を、ハンダバンプ付き半導体チップ（図２の半導体チップ２１、チップサイズ：縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×厚さ０．７２５ｍｍ、バンプ高さ：銅ピラー＋ハンダバンプ計約５０μｍ、バンプピッチ１５０μｍ、１４８８４ピン、表面：日立化成デュポンＰＬ−Ｈ７０８、ＷＡＬＴＳ製）上に供給して回路部材Ａ２を得た。回路部材Ａ２では、銅ピラー及びハンダバンプの全体が半導体封止用接着剤に埋め込まれていた。回路部材Ａ２を４つ準備した。
【０１１９】
そして、４つの回路部材Ａ２をフリップチップ実装装置「ＦＣＢ３」（パナソニック製）で回路部材Ａ１上に搭載した後に実装して、図２と同様の構成を有する半導体装置を作製した。４つの回路部材Ａ２は、互いに離隔するように正方形の各頂点の位置に配置した。半導体チップ搭載後の接続条件は、半導体封止用接着剤到達温度１８０℃／１０秒／８０Ｎの後、半導体封止用接着剤到達温度２５０℃／１０秒／８０Ｎとした。半導体チップ搭載時に半導体封止用接着剤にかかる温度は、半導体装置を設置するステージの温度で調整し、１００℃で搭載した。
【０１２０】
（比較例１）
まず、上記半導体封止用接着剤（フィルム状：縦２０．５ｍｍ×横２０．５ｍｍ×厚さ１００μｍ）を、実施例１と同様のガラスエポキシ基板の主面上に供給して回路部材Ｂ１を得た。回路部材Ｂ１では、配線及びハンダバンプの全体が半導体封止用接着剤に埋め込まれていた。次に、半導体封止用接着剤を供給することなく、実施例１と同様のハンダバンプ付き半導体チップを回路部材Ｂ２として準備した。回路部材Ｂ２においてハンダバンプの先端部分はチップの主面から５０μｍ突出しており、回路部材Ｂ２には、５０μｍの段差を有する凹凸が形成されていた。回路部材Ｂ２を４つ準備した。そして、４つの回路部材Ｂ２をフリップチップ実装装置「ＦＣＢ３」（パナソニック製）で回路部材Ｂ１上に搭載した後に実装して半導体装置を作製した。半導体チップ搭載後の接続条件・接続方法は、実施例１と同様にした。
【０１２１】
（比較例２）
まず、半導体封止用接着剤を供給することなく、実施例１と同様のガラスエポキシ基板を回路部材Ｃ１として準備した。回路部材Ｃ１においてハンダバンプの先端部分はソルダーレジストの上面から２５μｍ突出しており、回路部材Ｃ１には、２５μｍの段差を有する凹凸が形成されていた。次に、上記半導体封止用接着剤（フィルム状：縦２０．５ｍｍ×横２０．５ｍｍ×厚さ１００μｍ）を、実施例１と同様のハンダバンプ付き半導体チップの主面上に供給して回路部材Ｃ２を得た。回路部材Ｃ２では、銅ピラー及びハンダバンプの全体が半導体封止用接着剤に埋め込まれていた。回路部材Ｃ２を４つ準備した。そして、４つの回路部材Ｃ２をフリップチップ実装装置「ＦＣＢ３」（パナソニック製）で回路部材Ｃ１上に搭載した後に実装して半導体装置を作製した。半導体チップ搭載後の接続条件・接続方法は、実施例１と同様にした。
【０１２２】
（３）接続評価
上記ガラスエポキシ基板とハンダバンプ付き半導体チップ（デイジーチェーン接続）をＦＣＢ３で実装後に、マルチメータ（ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ製、Ｒ６８７１Ｅ）を用いて初期導通の可否を測定した。各半導体チップの四隅の計８箇所について導通の可否を測定した。８箇所全ての初期接続抵抗値が１２〜１７ΩであるサンプルをＡ（接続良好）と評価し、初期接続抵抗値が１２〜１７Ω以外の不安定な数値であるサンプルをＢ（接続不良：ハンダ濡れ不足、硬化性制御不足等の接続不良）と評価し、未接続のサンプルをＣ（接続不良）と評価した。評価結果を表１に示す。
【０１２３】
（４）ボイド発生率評価方法
上記（２）で作製したサンプル（接続部の金属の融点以上の接続加熱プロセスを経たサンプル）を超音波映像診断装置（Ｉｎｓｉｇｈｔ−３００、インサイト製）により、外観画像を撮り、スキャナＧＴ−９３００ＵＦ（ＥＰＳＯＮ社製）でチップ上の半導体封止用接着剤層の画像を取り込み、画像処理ソフトＡｄｏｂｅ Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐを用いて、色調補正、二階調化によりボイド部分を識別し、ヒストグラムによりボイド部分の占める割合を算出した。チップ上の半導体封止用接着剤部分の面積を１００％とした。ボイド発生率が１０％未満である場合をＡと評価し、１０〜２０％である場合をＢと評価し、２０％より多い場合をＣと評価した。評価結果を表１に示す。
【０１２４】
【表１】
【０１２５】
比較例１及び比較例２の対比により示されるように、凹凸の大きい側に半導体封止用接着剤を予め供給して、半導体封止用接着剤を供給していない側の凹凸の大きさ（バンプや配線高さ）を小さくすることでボイドが減少することが確認された。また、実施例１により示されるように、回路部材同士の圧着に際してそれぞれの回路部材に予め接着剤を供給した実施例１では、最もボイドが抑制されていることが確認された。
【符号の説明】
【０１２６】
１０，１０ａ，２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…回路部材、１１，５１…配線回路基板、１１ａ，２１ａ，４１ａ，５１ａ，６１ａ，７１ａ…主面、１３，２３…接続部、１９，２９，２９ａ，２９ｂ…接着剤層、２１，４１，６１，７１…半導体チップ、３４…ソルダーレジスト、３６…ソルダーレジスト、５３，６３，７３…バンプ、１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００…半導体装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路接続構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置等の回路接続構造体の製造に際し、例えば半導体チップと基板の接続には、金ワイヤ等の金属細線を用いるワイヤーボンディング方式が広く適用されている。一方、回路接続構造体に対する高機能・高集積・高速化等の要求に対応するため、半導体チップ又は基板にバンプと呼ばれる導電性突起を形成して、半導体チップと基板とを直接接続するフリップチップ接続方式（ＦＣ接続方式）が広まりつつある。
【０００３】
フリップチップ接続方式としては、ハンダ、スズ、金、銀又は銅等を用いて金属接合させる方法、超音波振動を印加して金属接合させる方法、樹脂の収縮力によって機械的接触を保持する方法等が知られている。これらの中でも、フリップチップ接続方式としては、接続部の信頼性の観点から、ハンダ、スズ、金、銀又は銅等を用いて金属接合させる方法が一般的である。例えば、基板と半導体チップとの接続においては、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）等に盛んに用いられているＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）型の接続方式もフリップチップ接続方式である。
【０００４】
また、フリップチップ接続方式は、半導体チップ上にバンプ又は配線を形成して、半導体チップ間で接続するＣＯＣ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｃｈｉｐ）型の接続方式にも広く用いられている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００５】
さらに、更なる小型化、薄型化、高機能化の要求に対応するため、上述した接続方式を積層・多段化したチップスタック型パッケージやＰＯＰ（Ｐａｃｋａｇｅ Ｏｎ Ｐａｃｋａｇｅ）、ＴＳＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ−Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｖｉａ）等も広く普及し始めている。このような技術は、積層対象を二次元的（平面状）ではなく三次元的（立体状）に配置することで、パッケージを小さくできる。そのため、上記の技術は多用されており、半導体の性能向上、ノイズ低減、実装面積の削減及び省電力化に有効であり、次世代の半導体配線技術として注目されている。
【０００６】
フリップチップ実装方式（接続方式）は、大きく分けて二つあり、Ｃａｐｉｌｌａｒｙ−Ｆｌｏｗ方式と、Ｐｒｅ−ａｐｐｌｉｅｄ方式とがある（例えば、下記特許文献２〜５参照）。Ｃａｐｉｌｌａｒｙ−Ｆｌｏｗ方式は、リフロー炉等で接続部の金属（ハンダ等）を溶融させる加熱プロセスを経て接続部同士を接続した後に、接続部に半導体封止用接着剤を供給する方式である。Ｐｒｅ−ａｐｐｌｉｅｄ方式は、前記半導体封止用接着剤を供給した状態で、接続部を構成する材料の融点以上に接続部を加熱する加熱プロセスを経て接続部同士を接続する方式である。
【０００７】
ＣＰＵ、ＭＰＵ等に用いられるエリアアレイ型の半導体パッケージでは、高機能化が強く要求され、チップの大型化、ピン（バンプ、配線）数の増加、及び、ピッチやギャップの高密度化が求められている。これに対し、Ｃａｐｉｌｌａｒｙ−Ｆｌｏｗ方式では、チップの大型化、多ピン化、及び、バンプの狭ピッチ化や狭ギャップ化に伴い、半導体封止用接着剤の注入に時間を要するようになり、生産性が低下する場合がある。一方、Ｐｒｅ−ａｐｐｌｉｅｄ方式では、接着剤の注入に関する上記懸念事項はない。
【０００８】
しかし、Ｐｒｅ−ａｐｐｌｉｅｄ方式では、半導体封止用接着剤を供給した状態で、接続部を構成する材料の融点以上に加熱する加熱プロセス（例えば、接続部がハンダであれば、２４０℃以上の加熱プロセス）を経ると、チップの大型化、多ピン化、及び、バンプの狭ピッチ化や狭ギャップ化に伴い、ボイドが発生しやすくなる。また、ボイドは、接続部を構成する材料の融点以上に加熱する加熱プロセスを経るような接続工程中や、接続工程の後続の工程においても発生する。
【０００９】
チップの大型化、多ピン化、及び、狭ピッチ化や狭ギャップ化が進展する中、ボイドの発生原因は多々ある。ボイドとしては、例えば、アンダーフィルを供給する際の凹凸部分の埋め込み不足（充填不足）により生じる巻き込みボイドや、バンプや配線の段差部等に空気等の気体を巻き込む等して生じる巻込みボイド等が挙げられる。また、半導体接着剤自身が加熱プロセスにおいて揮発することにより、埋め込みボイドにより形成された微細な空隙を起点に更にボイドが生じる場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−２９４３８２号公報
【特許文献２】特開２００１−２２３２２７号公報
【特許文献３】特開２００２−２８３０９８号公報
【特許文献４】特開２００５−２７２５４７号公報
【特許文献５】特開２００６−１６９４０７号公報
【特許文献６】特開２００６−１８８５７３号公報
【特許文献７】国際公開ＷＯ２００４／１１１１４８号パンフレット
【特許文献８】特開２００６−０５４２２６号公報
【特許文献９】特開２００７−０９２０８３号公報
【特許文献１０】特開２００９−１１７８１１号公報
【特許文献１１】特開２００９−２６０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記のようなボイドは、外観評価の結果を低下させるだけでなく、半導体封止用接着剤の強度を低下させる等のように材料の信頼性に大きな影響を与える（例えば、上記特許文献６〜１１参照）。そのため、回路接続構造体の製造方法においては、このようなボイドの発生を抑制して接続不良を抑制することが求められている。
【００１２】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、ボイドの発生に起因する接続不良を抑制することができる回路接続構造体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
図９，１０は、従来の回路接続構造体の製造方法の一例を示す模式断面図である。従来の製造方法では、まず、配線回路基板１１と、配線回路基板１１の主面１１ａ上に配置された複数の接続部１３と、を有する部材を準備する（図９（ａ））。接続部１３は、配線回路基板１１の主面１１ａ上に配置された配線１５と、配線１５のそれぞれの上に配置された接続バンプ（例えばハンダバンプ）１７と、を有している。次に、配線回路基板１１の主面１１ａ上に接着剤層１９を、接着剤層１９が接続部１３の全体を埋めるように供給して回路部材１０を得る（図９（ｂ））。
【００１４】
続いて、半導体チップ９１と、半導体チップ９１の主面９１ａ上に配置された複数の接続部９３と、を有する回路部材９０を準備する（図１０（ａ））。接続部９３は、半導体チップ９１の主面９１ａ上に配置された配線９５と、配線９５のそれぞれの上に配置された接続バンプ（例えばハンダバンプ）９７と、を有している。そして、配線回路基板１１の主面１１ａと半導体チップ９１の主面９１ａとが対向するように回路部材１０及び回路部材９０を配置した後、回路部材１０及び回路部材９０の間に接着剤層１９が介在した状態で、接続バンプを構成する金属の融点以上の温度で回路部材１０及び回路部材９０を熱圧着して、接着剤層１９を介して配線回路基板１１及び半導体チップ９１を接続すると共に、接続部１３及び接続部９３を電気的に接続する（図１０（ｂ））。この場合、接続バンプ１７及び接続バンプ９７が一体化されて接続バンプ３０が形成される。
【００１５】
本発明者らは、鋭意検討の結果、上記従来の方法に関して下記の知見を見出した。すなわち、従来の接続方法においては、一方の回路部材１０のみに接着剤層１９を設けて回路部材１０，９０同士を圧着することにより回路部材１０，９０同士を接続している。この場合、回路部材１０及び回路部材９０の圧着に際して、接着剤層が設けられていない回路部材９０の接続部９３と半導体チップ９１の主面９１ａとの段差部の隅に十分に接着剤が供給されず、回路部材１０，９０同士を接続した状態において、接着剤が供給されていない隙間Ｓが当該段差部の隅に形成される場合がある（図１０（ｂ））。これは、一方の回路部材１０のみに接着剤層１９が設けられている状態でもう一方の回路部材９０を圧着する回路部材同士の圧着となるため、圧着と同時に隙間Ｓを埋め込むことが困難な場合があるからであると考えられる。隙間Ｓには、空気等の気体が閉じ込められることとなり、当該気体は、圧着工程時に巻き込みボイドを生じる原因となり得ることに加えて、その後の加熱プロセスを伴う工程においてボイドが更に発生する原因となり得る。このような知見に基づき本発明者らは、接続部が存在する基板のそれぞれの主面上に予め接着剤層を配置することにより、回路部材における接続部の基端部（接続部の底面の外周）を接着剤層により埋め込むことができることから、接続部と基板の主面との段差部の隅（接続部と基板の主面との間の空間の隅）を接着剤層で満たすことが可能となり、上記課題を解決可能であることを見出した。これは、接続部が存在する基板のそれぞれの主面上に予め接着剤層を配置するプロセスを採ることにより、圧着のプロセスの制約を受けずに接着剤層を設けることができ、回路部材における接続部の基端部（接続部の底面の外周）を接着剤層により埋め込むことができるためであると考えられる。
【００１６】
本発明の第１側面に係る回路接続構造体の製造方法は、第１の基板の主面上に配置された第１の接続部と、第２の基板の主面上に配置された第２の接続部と、を互いに対向した状態で電気的に接続させてなる回路接続構造体の製造方法であって、第１の基板、第１の接続部、及び、第１の基板の主面上に配置された第１の接着剤層、を有する第１の回路部材と、第２の基板、第２の接続部、及び、第２の基板の主面上に配置された第２の接着剤層、を有する第２の回路部材と、を準備する準備工程と、第１の基板及び第２の基板の間に第１の接着剤層及び第２の接着剤層を介在させて第１の回路部材及び第２の回路部材を圧着する圧着工程と、を備える。
【００１７】
本発明の第１側面に係る回路接続構造体の製造方法では、準備工程における第１の回路部材及び第２の回路部材において、基板の主面上に接続部が配置されていると共に、当該主面上に接着剤層が配置されている。この場合、第１の接続部の基端部を第１の接着剤層により埋め込むことができると共に、第２の接続部の基端部を第２の接着剤層により埋め込むことができるため、接続部と基板の主面との段差部の隅を接着剤層で満たしておくことができる。これにより、圧着工程において巻き込みボイドの発生を抑制できると共に、加熱プロセスを経る場合であってもボイドが更に発生することを抑制できる。したがって、本発明の第１側面に係る回路接続構造体の製造方法では、ボイドの発生に起因する接続不良を抑制することができる。
【００１８】
さらに、本発明者らは、鋭意検討の結果、上記従来の方法において、絶縁層が半導体チップ９１の主面９１ａ上に配置されている場合に関して下記の知見を見出した。すなわち、この場合にも、回路部材１０及び回路部材９０の圧着に際して、回路部材９０の接続部９３と絶縁層との段差部の隅に十分に接着剤が供給されず、回路部材１０，９０同士を接続した状態において、接着剤層１９により十分に埋められていない隙間が当該段差部の隅に形成される場合があり、当該隙間はボイドが発生する要因となり得る。このような知見に基づき本発明者らは、回路部材における基板の主面上に接続部と共に絶縁層が配置されている場合であっても、絶縁層上に予め接着剤層を配置することにより、接続部と絶縁層との段差部の隅（接続部と絶縁層の表面との間の空間の隅）を接着剤層で満たすことが可能となり、上記課題を解決可能であることを見出した。
【００１９】
本発明の第２側面に係る回路接続構造体の製造方法は、第１の基板の主面上に配置された第１の接続部と、第２の基板の主面上に配置された第２の接続部と、を互いに対向した状態で電気的に接続させてなる回路接続構造体の製造方法であって、第１の基板、第１の接続部、第１の基板の主面上に配置された絶縁層、及び、絶縁層上に配置された第１の接着剤層、を有する第１の回路部材と、第２の基板、第２の接続部、及び、第２の基板の主面上に配置された第２の接着剤層、を有する第２の回路部材と、を準備する準備工程と、第１の基板及び第２の基板の間に第１の接着剤層及び第２の接着剤層を介在させて第１の回路部材及び第２の回路部材を圧着する圧着工程と、を備える。
【００２０】
本発明の第２側面に係る回路接続構造体の製造方法では、準備工程における第１の回路部材において、第１の基板の主面上に第１の接続部が配置されていると共に当該主面上に絶縁層が配置されており、さらに、絶縁層上に第１の接着剤層が配置されている。この場合、第１の接続部の基端部を絶縁層により埋め込むことができるため、第１の接続部と第１の基板の主面との段差部の隅を絶縁層で満たしておくことができると共に、第１の接続部が絶縁層から露出する場合であっても、第１の接続部における絶縁層から露出した部分の基端部を第１の接着剤層により埋め込むことができるため、第１の接続部と絶縁層との段差部の隅を第１の接着剤層で満たしておくことができる。また、本発明の第２側面に係る回路接続構造体の製造方法では、準備工程における第２の回路部材において、第２の基板の主面上に第２の接続部が配置されていると共に、当該主面上に第２の接着剤層が配置されている。この場合、第２の接続部の基端部を第２の接着剤層により埋め込むことができるため、第２の接続部と第２の基板の主面との段差部の隅を第２の接着剤層で満たしておくことができる。そのため、本発明の第２側面に係る回路接続構造体の製造方法では、圧着工程において巻き込みボイドの発生を抑制できると共に、加熱プロセスを経る場合であってもボイドが更に発生することを抑制できる。したがって、本発明の第２側面に係る回路接続構造体の製造方法では、ボイドの発生に起因する接続不良を抑制することができる。
【００２１】
本発明の第３側面に係る回路接続構造体の製造方法は、第１の基板の主面上に配置された第１の接続部と、第２の基板の主面上に配置された第２の接続部と、を互いに対向した状態で電気的に接続させてなる回路接続構造体の製造方法であって、第１の基板、第１の接続部、第１の基板の主面上に配置された第１の絶縁層、及び、第１の絶縁層上に配置された第１の接着剤層、を有する第１の回路部材と、第２の基板、第２の接続部、第２の基板の主面上に配置された第２の絶縁層、及び、第２の絶縁層上に配置された第２の接着剤層、を有する第２の回路部材と、を準備する準備工程と、第１の基板及び第２の基板の間に第１の接着剤層及び第２の接着剤層を介在させて第１の回路部材及び第２の回路部材を圧着する圧着工程と、を備える。
【００２２】
本発明の第３側面に係る回路接続構造体の製造方法では、準備工程における第１の回路部材において、第１の基板の主面上に第１の接続部が配置されていると共に当該主面上に第１の絶縁層が配置されており、さらに、第１の絶縁層上に第１の接着剤層が配置されている。この場合、第１の接続部の基端部を第１の絶縁層により埋め込むことができるため、第１の接続部と第１の基板の主面との段差部の隅を第１の絶縁層で満たしておくことができると共に、第１の接続部が第１の絶縁層から露出する場合であっても、第１の接続部における第１の絶縁層から露出した部分の基端部を第１の接着剤層により埋め込むことができるため、第１の接続部と第１の絶縁層との段差部の隅を第１の接着剤層で満たしておくことができる。また、本発明の第３側面に係る回路接続構造体の製造方法では、準備工程における第２の回路部材において、第２の基板の主面上に第２の接続部が配置されていると共に当該主面上に第２の絶縁層が配置されており、さらに、第２の絶縁層上に第２の接着剤層が配置されている。この場合、第２の接続部の基端部を第２の絶縁層により埋め込むことができるため、第２の接続部と第２の基板の主面との段差部の隅を第２の絶縁層で満たしておくことができると共に、第２の接続部が第２の絶縁層から露出する場合であっても、第２の接続部における第２の絶縁層から露出した部分の基端部を第２の接着剤層により埋め込むことができるため、第２の接続部と第２の絶縁層との段差部の隅を第２の接着剤層で満たしておくことができる。そのため、本発明の第３側面に係る回路接続構造体の製造方法では、圧着工程において巻き込みボイドの発生を抑制できると共に、加熱プロセスを経る場合であってもボイドが更に発生することを抑制できる。したがって、本発明の第３側面に係る回路接続構造体の製造方法では、ボイドの発生に起因する接続不良を抑制することができる。
【００２３】
上記回路接続構造体の製造方法のそれぞれは、準備工程において、第１の接続部の先端部が第１の接着剤層に埋め込まれており、第２の接続部の先端部が第２の接着剤層に埋め込まれている態様であってもよい。また、上記回路接続構造体の製造方法のそれぞれは、準備工程において、第１の接続部の先端部が第１の接着剤層に埋め込まれていると共に第２の接続部の先端部が第２の接着剤層から露出している、又は、第１の接続部の先端部が第１の接着剤層から露出していると共に第２の接続部の先端部が第２の接着剤層に埋め込まれている態様であってもよい。さらに、上記回路接続構造体の製造方法のそれぞれは、準備工程において、第１の接続部の先端部が第１の接着剤層から露出しており、第２の接続部の先端部が第２の接着剤層から露出している態様であってもよい。
【００２４】
第１の接着剤層及び第２の接着剤層の少なくとも一方は、エポキシ樹脂及び硬化剤を含有していてもよい。この場合、接着剤層の硬化が進行し易くなり、接着剤層の硬化不足に起因するスプリングバックボイドの発生や接続不良の発生を抑制し易くなる。
【００２５】
ところで、上述したパッケージの多くの接続部（例えばバンプや配線）には、ハンダ、錫、金、銀、銅及びニッケル等の金属や、これらを含んだ導電材料が用いられる。接続部が銅、ハンダ等の金属により形成されている場合、当該金属が酸化して接続部に酸化物が生じやすい傾向があると共に、金属表面に酸化物等の不純物が付着しやすい傾向がある。これらの酸化物や不純物が存在していると、回路部材間の接続信頼性や絶縁信頼性が十分に確保し難くなる場合があり、パッケージを組み立て難くなる場合がある。これに対し、上記第１の接着剤層及び第２の接着剤層の少なくとも一方は、フラックス剤を含有していてもよい。この場合、フラックス剤が除去剤として作用してフラックス活性を十分に発現させることができる。これにより、酸化物や不純物を生じやすい金属によって接続部が形成されている場合であっても、酸化物や不純物を除去することができるため、回路部材間の接続信頼性や絶縁信頼性を更に向上させることができる。また、Ｐｒｅ−ａｐｐｌｉｅｄ方式では、接続部同士の接続と同時に酸化物や不純物を除去できるため、このような酸化物や不純物の除去方法をＰｒｅ−ａｐｐｌｉｅｄ方式で採用すると、Ｃａｐｉｌｌａｒｙ−Ｆｌｏｗ方式に比べて作業性や生産性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、ボイドの発生に起因する接続不良を抑制することができる回路接続構造体の製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、作業性や生産性を向上させることも可能であり、回路接続構造体を低コストに製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る回路接続構造体の製造方法により得られる回路接続構造体を示す模式断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係る回路接続構造体の製造方法により得られる回路接続構造体を示す模式断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る回路接続構造体の製造方法により得られる回路接続構造体を示す模式断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る回路接続構造体の製造方法により得られる回路接続構造体を示す模式断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る回路接続構造体の製造方法により得られる回路接続構造体を示す模式断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る回路接続構造体の製造方法を示す模式断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る回路接続構造体の製造方法を示す模式断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る回路接続構造体の製造方法を示す模式断面図である。
【図９】従来の回路接続構造体の製造方法の一例を示す模式断面図である。
【図１０】従来の回路接続構造体の製造方法の一例を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、場合により図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。但し、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。なお、以下の説明において、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２９】
＜回路接続構造体＞
本実施形態に係る回路接続構造体の製造方法により得られる回路接続構造体について、図１〜図４を用いて説明する。図１は、第１実施形態に係る回路接続構造体の製造方法により得られる回路接続構造体を示す模式断面図である。図２は、第２実施形態に係る回路接続構造体の製造方法により得られる回路接続構造体を示す模式断面図である。図３は、第３実施形態に係る回路接続構造体の製造方法により得られる回路接続構造体を示す模式断面図である。図４は、他の実施形態に係る回路接続構造体の製造方法により得られる回路接続構造体を示す模式断面図である。
【００３０】
図１に示される半導体装置（回路接続構造体）１００では、ＣＯＢ型の接続方式が採用されている。半導体装置１００は、互いに対向する配線回路基板（第１の基板）１１及び半導体チップ（第２の基板）２１と、配線回路基板１１の主面１１ａ上に配置された複数の配線１５と、半導体チップ２１の主面２１ａ上に配置された複数の配線２５と、配線１５及び配線２５を電気的に接続する接続バンプ３０と、配線回路基板１１及び半導体チップ２１間に隙間なく充填された接着剤組成物から形成された接着剤層３２と、を備えている。配線回路基板１１及び半導体チップ２１は、配線１５，２５及び接続バンプ３０によりフリップチップ接続されている。配線１５，２５及び接続バンプ３０は、接着剤層３２により封止されており外部環境から遮断されている。半導体装置１００は、例えば、配線１５として銅配線を備え、配線２５として銅ピラーを備え、接続バンプ３０としてハンダバンプを備えたパッケージである。接続バンプ３０の配置構成は、例えば、フルアレイ配置である。
【００３１】
図２に示される半導体装置（回路接続構造体）２００では、ＣＯＢ型の接続方式が採用されている。半導体装置２００は、ソルダーレジスト（絶縁層）３４が配線回路基板１１の主面１１ａ上に配置されており、接着剤層３２がソルダーレジスト３４及び半導体チップ２１間に配置されている点を除き、半導体装置１００と同様の構成を有している。
【００３２】
図３に示される半導体装置（回路接続構造体）３００では、ＣＯＢ型の接続方式が採用されている。半導体装置３００は、ソルダーレジスト３４が配線回路基板１１の主面１１ａ上に配置されており、ソルダーレジスト（絶縁層）３６が半導体チップ２１の主面２１ａ上に配置されており、接着剤層３２がソルダーレジスト３４及びソルダーレジスト３６間に配置されている点を除き、半導体装置１００と同様の構成を有している。
【００３３】
ソルダーレジスト３４，３６には、接続バンプ３０が配置される位置に開口が形成されている。ソルダーレジスト３４，３６を設けることにより、配線間のブリッジの発生を抑制し、接続信頼性・絶縁信頼性を更に向上させることができる。ソルダーレジスト３４，３６は、例えば、市販のソルダーレジスト用インキを用いて形成することができる。市販のソルダーレジスト用インキとしては、具体的には、ＳＲシリーズ（日立化成工業株式会社製、商品名）及びＰＳＲ４０００−ＡＵＳシリーズ（太陽インキ製造（株）製、商品名）等が挙げられる。
【００３４】
図４（ａ）に示される半導体装置（回路接続構造体）４００では、ＣＯＣ型の接続方式が採用されている。半導体装置４００は、配線回路基板１１と配線１５とに代えて半導体チップ４１と半導体チップ４１の主面４１ａ上に配置された複数の配線４５とを備え、半導体チップ２１及び半導体チップ４１が配線２５，４５及び接続バンプ３０によりフリップチップ接続されている点を除き、半導体装置１００と同様の構成を有している。
【００３５】
図４（ｂ）に示される半導体装置（回路接続構造体）５００は、互いに対向する配線回路基板５１及び半導体チップ６１と、配線回路基板５１の主面５１ａ上に配置された複数のバンプ５３と、半導体チップ６１の主面６１ａ上に配置された複数のバンプ６３と、配線回路基板５１及び半導体チップ６１間に隙間なく充填された接着剤組成物から形成された接着剤層３２とを備えている。配線回路基板５１及び半導体チップ６１は、バンプ５３，６３によりフリップチップ接続されている。バンプ５３，６３は、接着剤層３２により封止されており外部環境から遮断されている。
【００３６】
図４（ｃ）に示される半導体装置（回路接続構造体）６００は、配線回路基板５１とバンプ５３とに代えて半導体チップ７１と半導体チップ７１の主面７１ａ上に配置された複数のバンプ７３とを備え、半導体チップ６１及び半導体チップ７１がバンプ６３，７３によりフリップチップ接続されている点を除き、半導体装置５００と同様の構成を有している。
【００３７】
なお、上記のとおり、半導体装置の構成は、互いに対向する基板のうちの一方が半導体チップであり、他方が配線回路基板又は半導体チップである構成であってもよい。また、半導体装置の構成は、配線回路基板同士が接続された構成であってもよい。
【００３８】
配線やバンプが主面に配置された基板同士の接続は、フリップチップ接続であればよく、バンプと配線、バンプとバンプによる金属接合のいずれであってもよい。バンプは、半導体チップ及び配線回路基板のいずれに形成されていてもよい。
【００３９】
半導体チップの構成材料としては、特に限定はなく、シリコン、ゲルマニウム等の同一種類の元素から構成される元素半導体や、ガリウムヒ素、インジウムリン等の化合物半導体など、各種半導体を用いることができる。半導体チップの厚さは、例えば１０〜７６０μｍである。
【００４０】
配線を有する配線回路基板（半導体基板）としては、通常の回路基板であれば特に制限はなく、ガラスエポキシ、ポリイミド、ポリエステル、セラミック、エポキシ又はビスマレイミドトリアジン等を主な成分とする絶縁基板の表面に、金属膜の不要な個所をエッチング除去して形成された配線パターンを有する回路基板、上記絶縁基板の表面に金属めっき等によって形成された配線パターンを有する回路基板、上記絶縁基板の表面に導電性物質を印刷して形成された配線パターンを有する回路基板等を用いることができる。配線回路基板の厚さは、例えば１００〜１５００μｍである。
【００４１】
配線（配線パターン）やバンプ（導電性突起）の材質としては、金、銀、銅、ハンダ（主成分は、例えばスズ−銀、スズ−鉛、スズ−ビスマス、スズ−銅、スズ−銀−銅等）、スズ、ニッケル等を主な成分とする材質が用いられる。これらの中でも、安価であることから一般的に使用されている銅やハンダが好ましい。この場合、フラックス活性が付与されていることが好ましい。配線及びバンプは、単一の成分のみで構成されていてもよく、複数の成分から構成されていてもよい。また、配線及びバンプは、単層であってもよく、複数の金属層が積層された構造を有していてもよい。配線及びバンプの高さは、例えば５〜５０μｍである。
【００４２】
上記配線及びバンプの表面には、金、銀、銅、ハンダ（主成分は、例えばスズ−銀、スズ−鉛、スズ−ビスマス、スズ−銅、スズ−銀−銅等）、スズ、ニッケル等を主な成分とする金属層が形成されていてもよい。これらの中でも、安価であることから一般的に使用されている銅やハンダが好ましい。この場合、フラックス活性が付与されていることが好ましい。この金属層は、単一の成分のみで構成されていてもよく、複数の成分から構成されていてもよい。また、上記金属層は、単層であってもよく、複数の金属層が積層された構造を有していてもよい。
【００４３】
また、回路接続構造体は、半導体装置１００〜６００に示すような構造（パッケージ）が複数積層されていてもよい。この場合、半導体装置１００〜６００は、金、銀、銅、ハンダ（主成分は、例えばスズ−銀、スズ−鉛、スズ−ビスマス、スズ−銅、スズ−銀−銅等）、スズ又はニッケル等を含むバンプや配線で互いに電気的に接続されていてもよい。バンプや配線の材質としては、安価であることから一般的に使用されている銅やハンダが好ましい。この場合、フラックス活性が付与されていることが好ましい。
【００４４】
半導体装置を複数積層する手法としては、例えばＴＳＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ−Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｖｉａ）技術のように、複数の回路部材をフリップチップ接続又は積層し、回路部材を貫通する孔を形成し、パターン面の接続部（電極等）をつなげる手法が挙げられる。図５に示される半導体装置（回路接続構造体）７００では、インターポーザ８２上に配置された配線８４が接続バンプ３０を介して半導体チップ２１の配線２５と接続されることにより、半導体チップ２１とインターポーザ８２とはフリップチップ接続されている。半導体チップ２１とインターポーザ８２との間の空隙には、接着剤組成物が隙間なく充填されて接着剤層３２が形成されている。上記半導体チップ２１におけるインターポーザ８２と反対側の表面上には、配線２５、接続バンプ３０及び接着剤層３２を介して半導体チップ２１が繰り返し積層されている。
【００４５】
半導体チップ２１の表裏におけるパターン面の配線２５は、半導体チップ２１の内部を貫通する孔内に充填された貫通電極８６により互いに接続されている。なお、貫通電極８６の材質としては、銅やアルミニウム等を用いることができる。
【００４６】
このようなＴＳＶ技術により、通常は使用されない半導体チップの裏面からも信号を取得することが可能となる。さらには、半導体チップ２１内に貫通電極８６を垂直に通すため、対向する半導体チップ２１間や、半導体チップ２１及びインターポーザ８２間の距離を短くし、柔軟な接続が可能である。接着剤組成物は、このようなＴＳＶ技術において、積層チップとインターポーザとの間にも用いることができる。
【００４７】
また、エリアバンプチップ技術等の自由度の高いバンプ形成方法では、インターポーザを介さないでそのまま半導体チップをマザーボードに直接実装できる。本実施形態では、このように半導体チップをマザーボードに直接実装してもよい。
【００４８】
ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵ等の半導体パッケージは、実装チップの大型化や狭ピッチ化、狭ギャップ化と相まって多ピン化が進んでいる。本実施形態では、このような半導体パッケージに対してもボイドを抑制できる。
【００４９】
＜半導体封止用接着剤＞
以下、接着剤組成物を構成する半導体封止用接着剤の構成成分について説明する。
【００５０】
（ａ）エポキシ樹脂
半導体封止用接着剤は、エポキシ樹脂を含有することができる。エポキシ樹脂は、分子内に２個以上のエポキシ基を有するものであれば特に制限はなく、例えば、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ナフタレン型、フェノールノボラック型、クレゾールノボラック型、フェノールアラルキル型、ビフェニル型、トリフェニルメタン型及びジシクロペンタジエン型のエポキシ樹脂、並びに、各種多官能エポキシ樹脂等を使用することができる。これらは１種を単独で又は２種以上の混合体として使用することができる。エポキシ樹脂の配合量は、半導体封止用接着剤の全体１００質量部に対して、例えば１０〜５０質量部である。
【００５１】
（ｂ）硬化剤
半導体封止用接着剤は、硬化剤を含有することができる。硬化剤としては、例えば、フェノール樹脂系硬化剤、酸無水物系硬化剤、アミン系硬化剤、イミダゾール系硬化剤及びホスフィン系硬化剤が挙げられる。以下、各硬化剤について説明する。
【００５２】
（ｉ）フェノール樹脂系硬化剤
フェノール樹脂系硬化剤としては、分子内に２個以上のフェノール性水酸基を有するものであれば特に制限はなく、例えば、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、フェノールアラルキル樹脂、クレゾールナフトールホルムアルデヒド重縮合物、トリフェニルメタン型多官能フェノール、各種多官能フェノール樹脂等を使用することができる。これらは１種を単独で又は２種以上の混合体として使用することができる。フェノール性水酸基を含むフェノール樹脂系硬化剤は、酸化膜を除去するフラックス活性を示すことから、フェノール樹脂系硬化剤を用いることにより、接続信頼性や絶縁信頼性を更に向上させることができる。
【００５３】
（ａ）エポキシ樹脂に対する（ｉ）フェノール樹脂系硬化剤の当量比（フェノール性水酸基／エポキシ基、モル比）は、硬化性、接着性、保存安定性等の観点から、０．３〜１．５が好ましく、０．４〜１．０がより好ましく、０．５〜１．０が更に好ましい。当量比が０．３より小さいと、硬化性が低下し、接着力が低下する傾向がある。当量比が１．５を超えると、未反応のフェノール性水酸基が過剰に残存し、吸水率が高くなり、絶縁信頼性が低下する傾向がある。
【００５４】
（ｉｉ）酸無水物系硬化剤
酸無水物系硬化剤としては、例えば、メチルシクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、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二無水物、エチレングリコールビスアンヒドロトリメリテート等を使用することができる。これらは１種を単独で又は２種以上の混合体として使用することができる。酸無水物を含む酸無水物系硬化剤は、酸化膜を除去するフラックス活性を示すことから、酸無水物系硬化剤を用いることにより、接続信頼性や絶縁信頼性を更に向上させることができる。
【００５５】
（ａ）エポキシ樹脂に対する（ｉｉ）酸無水物系硬化剤の当量比（酸無水物基／エポキシ基、モル比）は、硬化性、接着性、保存安定性等の観点から、０．３〜１．５が好ましく、０．４〜１．０がより好ましく、０．５〜１．０が更に好ましい。当量比が０．３より小さいと、硬化性が低下し、接着力が低下する傾向がある。当量比が１．５を超えると、未反応の酸無水物が過剰に残存し、吸水率が高くなり、絶縁信頼性が低下する傾向がある。
【００５６】
（ｉｉｉ）アミン系硬化剤
アミン系硬化剤としては、例えば、アンモニアの水素原子を炭化水素基で１つ以上置換した化合物であればよく、ジシアンジアミド等を使用することができる。アミン類を含むアミン系硬化剤は、酸化膜を除去するフラックス活性を示すことから、アミン系硬化剤を用いることにより、接続信頼性や絶縁信頼性を更に向上させることができる。
【００５７】
（ａ）エポキシ樹脂に対する（ｉｉｉ）アミン系硬化剤の当量比（アミン／エポキシ基、モル比）は、硬化性、接着性、保存安定性等の観点から、０．３〜１．５が好ましく、０．４〜１．０がより好ましく、０．５〜１．０が更に好ましい。当量比が０．３より小さいと、硬化性が低下し、接着力が低下する傾向がある。当量比が１．５を超えると、未反応のアミンが過剰に残存し、絶縁信頼性が低下する傾向がある。
【００５８】
（ｉｖ）イミダゾール系硬化剤
イミダゾール系硬化剤としては、例えば、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、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、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、１−シアノ−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾールトリメリテイト、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、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−（１’）］−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、２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジンイソシアヌル酸付加体、２−フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加体、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシ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、エポキシ樹脂とイミダゾール類の付加体等が挙げられる。これらの中でも、硬化性、保存安定性、接続信頼性の観点から、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、１−シアノ−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾールトリメリテイト、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、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’−エチル−４’−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’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジンイソシアヌル酸付加体、２−フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加体、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシ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が好ましい。前述したイミダゾールの類似構造（置換基が異なるもの等）で液状のものを用いてもよい。これらは１種を単独で又は２種以上を併用してもよい。また、これらをマイクロカプセル化して潜在性を高めたものを用いてもよい。
【００５９】
イミダゾール系硬化剤の配合量は、（ａ）エポキシ樹脂１００質量部に対して、０．１〜２０質量部が好ましく、０．１〜１０質量部がより好ましい。イミダゾール系硬化剤の配合量が０．１質量部より少ないと、硬化性が低下する傾向がある。イミダゾール系硬化剤の配合量が２０質量部を超えると、金属−金属の接続部が形成される前に硬化してしまい、接続不良が発生する傾向がある。
【００６０】
（ｖ）ホスフィン系硬化剤
ホスフィン系硬化剤としては、例えば、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウムテトラ（４−メチルフェニル）ボレート、テトラフェニルホスホニウム（４−フルオロフェニル）ボレート等が挙げられる。
【００６１】
ホスフィン系硬化剤の配合量は、（ａ）エポキシ樹脂１００質量部に対して、０．１〜１０質量部が好ましく、０．１〜５質量部がより好ましい。ホスフィン系硬化剤の配合量が０．１質量部より少ないと、硬化性が低下する傾向がある。ホスフィン系硬化剤の配合量が１０質量部を超えると、金属−金属の接続部が形成される前に硬化してしまい、接続不良が発生する傾向がある。
【００６２】
フェノール樹脂系硬化剤、酸無水物系硬化剤及びアミン系硬化剤は、それぞれ１種を単独で又は２種以上の混合物として使用することができる。イミダゾール系硬化剤及びホスフィン系硬化剤は、（ａ）エポキシ樹脂に対してそれぞれ単独で用いてもよいが、硬化促進剤として、フェノール樹脂系硬化剤、酸無水物系硬化剤又はアミン系硬化剤と共に用いてもよい。
【００６３】
（ｃ）フラックス剤
半導体封止用接着剤は、フラックス活性（酸化物や不純物を除去する活性）を示す化合物であるフラックス剤を含有することができる。フラックス活性剤としては、イミダゾール類やアミン類のように非共有電子対を有する含窒素化合物；カルボン酸類；フェノール類；アルコール類が挙げられる。これらの中でも、カルボン酸類はフラックス活性が強く、（ａ）エポキシ樹脂と容易に反応し、接着剤組成物の硬化物中に遊離した状態で存在しないため、絶縁信頼性の低下を防ぐことができる。
【００６４】
カルボン酸類としては、エタン酸、プロパン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ドデカン酸、テトラデカン酸、ヘキサデカン酸、ヘプタデカン酸、オクタデカン酸等の飽和脂肪族カルボン酸；オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、ドコサヘサエン酸、エイコサペンタエン酸等の不飽和脂肪族カルボン酸；シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸等の脂肪族ジカルボン酸；安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、トリメシン酸、ヘミメリット酸、ピロメリット酸、ペンタンカルボン酸、メシン酸、ジフェノール酸等の芳香族カルボン酸；マレイン酸及びフマル酸が挙げられる。また、カルボン酸類は、乳酸、りんご酸、クエン酸及びサリチル酸等のヒドロキシル基を有するカルボン酸であってもよい。フェノール類としては、例えばフェノール、クレゾール等の１価フェノール；カテコール、レゾルシノール等の２価フェノール（ジフェノール）；ピロガロール、フロログルシノール等の３価フェノール（トリフェノール）が挙げられる。アルコール類としては、例えば上述のカルボン酸のカルボキシル基をヒドロキシル基に変換したもの等が挙げられる。フラックス剤の配合量は、（ａ）エポキシ樹脂１００質量部に対して、例えば３〜３０質量部である。
【００６５】
（ｄ）フィラ
半導体封止用接着剤は、粘度や硬化物の物性を制御するため、及び、回路接続部材同士を接続した際のボイドの発生や吸湿率の抑制のために、フィラを更に含有していてもよい。フィラとしては、絶縁性無機フィラ、ウィスカー又は樹脂フィラを用いることができる。
【００６６】
絶縁性無機フィラとしては、ガラス、シリカ、アルミナ、酸化チタン、カーボンブラック、マイカ、窒化ホウ素等が挙げられ、その中でも、シリカ、アルミナ、酸化チタン、窒化ホウ素等が好ましく、シリカ、アルミナ、窒化ホウ素がより好ましい。ウィスカーとしては、ホウ酸アルミニウム、チタン酸アルミニウム、酸化亜鉛、珪酸カルシウム、硫酸マグネシウム、窒化ホウ素等が挙げられる。樹脂フィラとしては、ポリウレタン、ポリイミド等を用いることができる。これらのフィラ及びウィスカーは、１種を単独で又は２種以上の混合体として使用することもできる。（ｄ）フィラの形状、粒径及び含有量は特に制限されない。（ｄ）フィラの配合量は、（ａ）エポキシ樹脂１００質量部に対して、例えば５０〜１５０質量部である。
【００６７】
（ｅ）重量平均分子量１００００以上の高分子成分
半導体封止用接着剤は、重量平均分子量１００００以上の高分子成分を含有していてもよい。半導体封止用接着剤が上記高分子成分を含有していると、フィルム形成性が向上する。半導体封止用接着剤をフィルム状にすると作業性、生産性が向上する。重量平均分子量１００００以上の高分子成分を配合するか否かや配合量等は、その他物性を考慮して適宜決めることができる。なお、本明細書において、重量平均分子量とは、高速液体クロマトグラフィー（島津製作所製Ｃ−Ｒ４Ａ）を用いて、ポリスチレン換算で測定したときの重量平均分子量を意味する。
【００６８】
重量平均分子量１００００以上の高分子成分とは、例えば、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカルボジイミド樹脂、シアネートエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ウレタン樹脂、アクリルゴム等が挙げられる。これらは１種を単独で又は２種以上を併用してもよい。
【００６９】
（その他の成分）
半導体封止用接着剤は、酸化防止剤、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、レベリング剤、イオントラップ剤等の添加剤を更に含有していてもよい。これらは１種を単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。これらの配合量については、各添加剤の効果が発現するように適宜調整すればよい。
【００７０】
上記接着剤層は、フィルム状の半導体封止用接着剤（以下、「半導体封止用フィルム状接着剤」という）やペースト状の半導体封止用接着剤（以下、「半導体封止用ペースト状接着剤」という）を用いて形成することができる。
【００７１】
半導体封止用フィルム状接着剤は、以下の作製方法により得ることができる。まず、エポキシ樹脂、硬化剤、フラックス剤、フィラ、重量平均分子量１００００以上の高分子成分、添加剤等を有機溶媒中に加えた後、攪拌混合又は混錬等により各成分を溶解又は分散させて、樹脂ワニスを調製する。そして、離型処理を施した基材フィルム上に、ナイフコーター、ロールコーターやアプリケーターを用いて樹脂ワニスを塗布した後、加熱により有機溶媒を減少させて、基材フィルム上にフィルム状接着剤を形成する。また、重量平均分子量１００００以上の高分子成分（例えばポリイミド樹脂）を配合する場合、重量平均分子量１００００以上の高分子成分を合成した後に単離することなく、合成後に得られるワニス中に各成分を加えて上記樹脂ワニスを調製してもよい。
【００７２】
基材フィルムとしては、有機溶媒を揮発させる際の加熱条件に耐え得る耐熱性を有するものであれば特に制限はなく、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリイミドフィルム、ポリエーテルイミドフィルム、ポリエーテルナフタレートフィルム、メチルペンテンフィルム等が例示できる。基材フィルムは、これらのフィルムからなる単層のものに限られず、２種以上の材料からなる多層フィルムであってもよい。
【００７３】
塗布後の樹脂ワニスから有機溶媒を揮発させる際の条件は、有機溶媒が十分に揮発する条件とすることが好ましく、具体的には、５０〜２００℃、０．１〜９０分間の加熱を行うことが好ましい。
【００７４】
半導体封止用ペースト状接着剤は、エポキシ樹脂、硬化剤、フラックス剤、フィラ、重量平均分子量１００００以上の高分子成分、添加剤等を有機溶媒中に加えた後、攪拌混合又は混錬等により各成分を溶解又は分散させることにより作製することができる。
【００７５】
＜回路接続構造体の製造方法＞
本実施形態に係る回路接続構造体の製造方法は、複数の回路部材を準備する準備工程と、回路部材同士を圧着する圧着工程と、をこの順に備えている。本実施形態に係る回路接続構造体の製造方法は、接続部を構成する材料の融点以上の温度で接続部を加熱する加熱プロセス（接続プロセス）を経て回路部材の接続部同士を電気的に接続することができる。
【００７６】
以下、本実施形態に係る回路接続構造体の製造方法について、図６，７及び上記図９を用いて説明する。図６は、第１実施形態及び第２実施形態に係る回路接続構造体の製造方法を示す模式断面図である。図７は、第３実施形態及び第４実施形態に係る回路接続構造体の製造方法を示す模式断面図である。第１実施形態及び第２実施形態では、半導体装置１００が作製され、第３実施形態では、半導体装置２００が作製され、第４実施形態では、半導体装置３００が作製される。
【００７７】
第１実施形態に係る回路接続構造体の製造方法は、準備工程及び圧着工程に加えて、圧着工程の後に回路部材の接続部を互いに電気的に接続する接続工程を更に備えている。
【００７８】
準備工程では、まず、配線回路基板（第１の基板）１１と、配線回路基板１１の主面１１ａ上に配置された複数の接続部（第１の接続部）１３と、を有する部材を準備する（図９（ａ））。接続部１３は、配線回路基板１１の主面１１ａ上に配置された配線１５と、配線１５のそれぞれの上に配置された接続バンプ（例えばハンダバンプ）１７と、を有している。接続バンプ１７は、例えば、配線１５上に印刷されて形成されている。
【００７９】
次に、配線回路基板１１の主面１１ａ上に熱硬化性の接着剤層１９を、接着剤層１９が接続部１３（配線１５及び接続バンプ１７）の全体を埋めるように供給して回路部材１０を得る（図９（ｂ））。回路部材１０では、接続部１３の側面の全てが接着剤層１９に接しており、接続部１３の基端部の外周が接着剤層１９により埋められているため、配線回路基板１１の主面１１ａと接続部１３との段差部の隅に隙間が形成されることが抑制されている。
【００８０】
続いて、半導体チップ（第２の基板）２１と、半導体チップ２１の主面２１ａ上に配置された複数の接続部（第２の接続部）２３と、を有する部材を準備する（図６（ａ））。接続部２３は、半導体チップ２１の主面２１ａ上に配置された配線２５と、配線２５のそれぞれの上に配置された接続バンプ（例えばハンダバンプ）２７と、を有している。接続バンプ２７は、例えば、配線２５上に印刷されて形成されている。
【００８１】
次に、半導体チップ２１の主面２１ａ上に熱硬化性の接着剤層２９を、接着剤層２９が接続部２３（配線２５及び接続バンプ２７）の全体を埋めるように供給して回路部材２０を得る。回路部材２０では、接続部２３の側面の全てが接着剤層２９に接しており、接続部２３の基端部の外周が接着剤層２９により埋められているため、半導体チップ２１の主面２１ａと接続部２３との段差部の隅に隙間が形成されることが抑制されている。
【００８２】
接着剤層１９，２９を主面１１ａ，２１ａ上に供給する方法としては、ラミネータを用いて半導体封止用フィルム状接着剤を主面１１ａ，２１ａに貼り付けてもよく、ワニス状の半導体封止用接着剤を主面１１ａ，２１ａにスピンコートしてもよく、半導体封止用ペースト状接着剤を主面１１ａ，２１ａに塗布してもよい。
【００８３】
半導体封止用フィルム状接着剤の貼付は、加熱プレス、ロールラミネート、真空ラミネート等によって行うことができる。半導体封止用フィルム状接着剤の供給面積や厚みは、半導体チップや配線回路基板のサイズ、接続バンプの高さ等によって適宜設定される。半導体封止用フィルム状接着剤は、半導体封止用接着剤の粘度が低くなるような条件で供給される。半導体封止用フィルム状接着剤は、配線回路基板上に貼付してもよく、半導体チップに貼付してもよい。半導体封止用接着剤をフィルム状にすることで、作業性を向上させることができる。
【００８４】
半導体封止用ペースト状接着剤は、配線回路基板に塗布されてもよく、半導体チップに塗布されてもよい。半導体封止用ペースト状接着剤を塗布した後、スピンコート又は印刷によって整形することができる。半導体封止用ペースト状接着剤が溶媒を含んでいる場合は、乾燥工程を行なってもよい。半導体封止用ペースト状接着剤の供給面積や厚みは、配線回路基板又は半導体チップのサイズやバンプ高さ等によって適宜設定される。半導体封止用ペースト状接着剤を用いる場合、接続部の接続方法や接続条件を含めた半導体装置の製造方法等は半導体封止用フィルム状接着剤と同様にすることができる。
【００８５】
互いに接続される回路部材のそれぞれの接着剤層を構成する接着剤組成物の構成成分、溶融粘度等は、互いに同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。接着剤層の構成成分が異なる場合の一例として、一方の接着剤層がエポキシ樹脂、硬化剤、フィラを含み、他方の接着剤層がフラックス剤を含む構成であってもよい。
【００８６】
互いに接続される回路部材の接着剤層の両方が、同等の半導体封止用フィルム状接着剤を有していてもよい。また、接続部と基板又は絶縁層の主面との段差部の隅を空隙なく充填することが容易であることから、互いに接続される回路部材において凹凸の大きい側（接続部と基板又は絶縁層の主面との段差が大きい側）に、溶融粘度の低い半導体封止用フィルム状接着や半導体封止用ペースト状接着剤を供給することが好ましい。
【００８７】
互いに接続される回路部材の接着剤層の少なくとも一方は、（ａ）エポキシ樹脂及び（ｂ）硬化剤を含有することが好ましい。これにより、接続部を構成する材料の融点以上の加熱プロセスを経るような接続工程中において、半導体封止用接着剤の一部の硬化反応が十分に進行しないことでスプリングバックによるボイドの発生や接続不良が生じることを抑制し易くなる。
【００８８】
上記のとおり、パッケージの接続部（バンプや配線）に用いられる主な金属としては、ハンダ、錫、金、銀、銅、ニッケル及びこれらを含んだ導電材料が挙げられる。この場合、銅及びハンダ等は、酸化物や不純物を生じやすい場合があるため、互いに接続される回路部材の接着剤層の少なくとも一方は、（ｃ）フラックス剤を含有することが好ましい。
【００８９】
互いに接続される回路部材の接続部の少なくとも一方が、酸化物や不純物を除去する必要性が高い（フラックス性の必要性が高い）銅やハンダ等の金属を含む場合、当該金属を含む接続部を有する回路部材に優先的に、フラックス活性が発現する半導体封止用接着剤を供給することが好ましい。
【００９０】
圧着工程では、まず、図６（ａ）に示すように、配線回路基板１１の主面１１ａと半導体チップ２１の主面２１ａとが対向するように回路部材１０及び回路部材２０を配置すると共に、接続バンプ１７と接続バンプ２７とが対向するように接続バンプ１７及び接続バンプ２７をフリップチップボンダー等の接続装置を用いて位置合わせする。次に、接続バンプ１７及び接続バンプ２７が互いに接するように回路部材１０上に回路部材２０を搭載する。
【００９１】
次に、配線回路基板１１及び半導体チップ２１の間に接着剤層１９及び接着剤層２９が介在した状態で、回路部材１０及び回路部材２０を圧着する。圧着温度は例えば１５０〜３５０℃であり、圧着圧力は例えば０．０５〜２ＭＰａである。圧着工程において接着剤層３２を硬化させる場合には、接続バンプ１７及び接続バンプ２７が互いに接した状態で固定される。上記圧着により、接着剤層１９及び接着剤層２９が一体化されて接着剤層３２が形成され、接着剤層３２を介して配線回路基板１１及び半導体チップ２１が接続される。また、接着剤層３２によって配線回路基板１１及び半導体チップ２１間の空隙が封止充てんされる。
【００９２】
接続工程では、例えば接続バンプ１７，２７を構成する材料の融点以上の温度で接続バンプ１７，２７を加熱する。これにより、図６（ｂ）に示すように、接続バンプ１７及び接続バンプ２７が一体化されて接続バンプ３０が形成され、接続バンプ３０を介して配線１５及び配線２５が電気的に接続される。第１実施形態では、配線回路基板１１の主面１１ａと配線１５との段差部の隅、及び、半導体チップ２１の主面２１ａと配線２５との段差部の隅に隙間が形成されることが抑制された状態で、配線１５及び配線２５を電気的に接続することができる。接続工程では、加圧下において接続バンプ１７，２７を加熱してもよい。以上により、半導体装置１００（図１参照）が得られる。
【００９３】
第２実施形態に係る回路接続構造体の製造方法は、準備工程及び圧着工程を備えており、圧着工程において、回路部材の接続部を互いに電気的に接続する。準備工程では、第１実施形態と同様に回路部材１０及び回路部材２０を準備する。
【００９４】
圧着工程では、まず、第１実施形態と同様に、配線回路基板１１の主面１１ａと半導体チップ２１の主面２１ａとが対向するように回路部材１０及び回路部材２０を配置すると共に、接続バンプ１７と接続バンプ２７とが対向するように接続バンプ１７及び接続バンプ２７を位置合わせする（図６（ａ））。次に、接続バンプ１７及び接続バンプ２７が互いに接するように回路部材１０上に回路部材２０を搭載する。
【００９５】
続いて、配線回路基板１１及び半導体チップ２１の間に接着剤層１９及び接着剤層２９が介在した状態で、例えば接続バンプ１７，２７を構成する材料の融点以上の温度で回路部材１０及び回路部材２０を熱圧着する。これにより、図６（ｂ）に示すように、接着剤層１９及び接着剤層２９が一体化されて接着剤層３２が形成され、接着剤層３２を介して配線回路基板１１及び半導体チップ２１が接続される。また、接着剤層３２によって配線回路基板１１及び半導体チップ２１間の空隙が封止充てんされている。さらに、接続バンプ１７及び接続バンプ２７が一体化されて接続バンプ３０が形成され、接続バンプ３０を介して配線１５及び配線２５が電気的に接続される。第２実施形態では、配線回路基板１１の主面１１ａと配線１５との段差部の隅、及び、半導体チップ２１の主面２１ａと配線２５との段差部の隅に隙間が形成されることが抑制された状態で、配線１５及び配線２５を電気的に接続することができる。以上により、半導体装置１００（図１参照）が得られる。
【００９６】
第３実施形態に係る回路接続構造体の製造方法は、回路部材１０に代えて回路部材１０ａ（図７（ａ））を用いる点で、第１実施形態及び第２実施形態と異なる。準備工程では、まず、配線回路基板（第１の基板）１１と、配線回路基板１１の主面１１ａ上に配置された複数の接続部（第１の接続部）１３と、配線回路基板１１の主面１１ａ上に配置されたソルダーレジスト（絶縁層）３４と、を有する部材を準備する。接続部１３は、配線回路基板１１の主面１１ａ上に配置された配線１５と、配線１５のそれぞれの上に配置された接続バンプ（例えばハンダバンプ）１７と、を有している。接続部１３の基端部はソルダーレジスト３４により埋め込まれており、例えば、配線１５の全体がソルダーレジスト３４により埋め込まれており、接続バンプ１７の先端部がソルダーレジスト３４から露出している。これにより、接続部１３と配線回路基板１１の主面１１ａとの段差部の隅に隙間が形成されることが抑制されている。
【００９７】
次に、ソルダーレジスト３４上に接着剤層１９を、接着剤層１９が接続部１３及びソルダーレジスト３４の全体を埋めるように供給して回路部材１０ａを得る。回路部材１０ａでは、接続部１３の側面の全てが接着剤層１９及びソルダーレジスト３４に接しており、接続部１３におけるソルダーレジスト３４から露出した部分の基端部が接着剤層１９により埋め込まれるため、接続部１３とソルダーレジスト３４との段差部の隅に隙間が形成されることが抑制されている。
【００９８】
続いて、第１実施形態及び第２実施形態と同様に回路部材２０を準備する。そして、第１実施形態及び第２実施形態と同様の圧着工程や接続工程を行って、回路部材１０ａと回路部材２０とを接続する。以上により、半導体装置２００（図２参照）が得られる。第３実施形態では、互いに接続される回路部材１０ａ，２０のいずれにおいても、接続部と基板の主面との段差部、及び、接続部とソルダーレジストとの段差部に隙間が形成されることが抑制されている。
【００９９】
第４実施形態に係る回路接続構造体の製造方法は、回路部材２０に代えて回路部材２０ａ（図７（ｂ））を用いる点で、第３実施形態と異なる。準備工程では、まず、第３実施形態と同様に回路部材１０ａを準備する。次に、半導体チップ（第２の基板）２１と、半導体チップ２１の主面２１ａ上に配置された複数の接続部（第２の接続部）２３と、半導体チップ２１の主面２１ａ上に配置されたソルダーレジスト（絶縁層）３６と、を有する部材を準備する。接続部２３は、半導体チップ２１の主面２１ａ上に配置された配線２５と、配線２５のそれぞれの上に配置された接続バンプ（例えばハンダバンプ）２７と、を有している。接続部２３の基端部はソルダーレジスト３６により埋め込まれており、例えば、配線２５の全体がソルダーレジスト３６により埋め込まれており、接続バンプ２７の先端部がソルダーレジスト３６から露出している。これにより、接続部２３と半導体チップ２１の主面２１ａとの段差部の隅に隙間が形成されることが抑制されている。
【０１００】
次に、ソルダーレジスト３６上に接着剤層２９を、接着剤層２９が接続部２３及びソルダーレジスト３６の全体を埋めるように供給して回路部材２０ａを得る。回路部材２０ａでは、接続部２３の側面の全てが接着剤層２９及びソルダーレジスト３６に接しており、接続部２３におけるソルダーレジスト３６から露出した部分の基端部が接着剤層２９により埋め込まれるため、接続部２３とソルダーレジスト３６との段差部の隅に隙間が形成されることが抑制されている。
【０１０１】
続いて、第１実施形態及び第２実施形態と同様の圧着工程や接続工程を行って、回路部材１０ａと回路部材２０ａとを接続する。以上により、半導体装置３００（図３参照）が得られる。第４実施形態では、互いに接続される回路部材１０ａ，２０ａのいずれにおいても、接続部と基板の主面との段差部、及び、接続部とソルダーレジストとの段差部に隙間が形成されることが抑制されている。
【０１０２】
上記の各実施形態において接続部同士を電気的に接続するための接続部の温度（接続温度）は、接続バンプ１７，２７を構成する材料の融点以上となることが好ましいが、それぞれの接続部（バンプや配線）の金属接合が形成される温度であればよい。接続バンプ３０がハンダバンプである場合、接続温度は、２４０℃以上が好ましく、２４０〜３４０℃がより好ましく、２４０〜２８０℃が更に好ましい。
【０１０３】
接続荷重は、バンプ数に依存するが、バンプの高さばらつき吸収や、バンプ変形量の制御を考慮して設定される。接続荷重は、例えば０．０５〜２ＭＰａである。接続時間は、生産性向上の観点から、短時間であるほど好ましく、ハンダを溶融させ、酸化膜や表面の不純物を除去し、金属接合を接続部に形成するには、２０秒以下が好ましく、１０秒以下がより好ましく、５秒以下が更に好ましい。
【０１０４】
なお、回路接続構造体の製造方法は上記に限られるものではない。例えば、位置合わせをして一方の回路部材上に他方の回路部材を搭載した後、リフロー炉で加熱処理することによって接続バンプ（例えばハンダバンプ）を溶融させて回路部材同士を接続することによって半導体装置を製造してもよい。回路部材の搭載時は、金属接合を形成する必要性が顕著に要求されないため、上記方法では、上述の本圧着に比べて低荷重、短時間、低温度でもよく、生産性向上、接続部の劣化防止等のメリットが得られる。
【０１０５】
また、回路部材同士を接続した後、オーブン等で加熱処理を行って半導体封止用接着剤を硬化させて、更に接続信頼性・絶縁信頼性を高めてもよい。加熱温度は、半導体封止用接着剤の硬化が進行する温度が好ましく、半導体封止用接着剤が完全に硬化する温度がより好ましい。この場合、半導体装置１００における接着剤層３２は、例えば、接着剤組成物の硬化物である。加熱温度、加熱時間は適宜設定される。
【０１０６】
また、半導体ウエハに半導体封止用フィルム状接着剤を貼付した後、ダイシングして、半導体チップに個片化することによって、半導体封止用フィルム状接着剤が貼り付けられた半導体チップを作製することができる。半導体ウエハに半導体封止用ペースト状接着剤を塗布した後、ダイシングして、半導体チップに個片化することによって、半導体封止用ペースト状接着剤を供給した半導体チップを作製することもできる。
【０１０７】
回路部材の構成は上記に限られるものではない。例えば、互いに接続される回路部材の一方の配線上にのみ接続バンプが形成されていてもよい。また、回路部材のそれぞれは、少なくとも一つの接続部を有していればよい。
【０１０８】
また、準備工程では、それぞれの回路部材において、接続部の基端部が接着剤層又は絶縁層により埋め込まれていることが好ましい。上記のとおり、一方の接続部の全体が接着剤層、又は、接着剤層及び絶縁層により埋め込まれていると共に、他方の接続部の全体が接着剤層、又は、接着剤層及び絶縁層により埋め込まれている態様であってもよい。また、一方の接続部の全体が接着剤層、又は、接着剤層及び絶縁層により埋め込まれていると共に、他方の接続部の先端部が接着剤層から露出している態様であってもよい。接続部の先端部が接着剤層から露出している場合、当該接続部の基端部は、接着剤層により埋め込まれていてもよく、絶縁層により埋め込まれていてもよい。接続部の基端部が絶縁層により埋め込まれている場合、接続部における絶縁層から露出した部分の先端は、接着剤層により埋め込まれていてもよく、接着剤層から露出していてもよい。
【０１０９】
例えば、図８（ａ）では、回路部材１０と回路部材２０ｂとが圧着される。回路部材２０ｂは、回路部材２０と同様の半導体チップ２１及び接続部２３と、半導体チップ２１の主面２１ａ上に配置された接着剤層２９ａとを備えている。接続部２３の基端部は接着剤層２９ａにより埋め込まれており、接続部２３の先端部は接着剤層２９ａから露出している。具体的には、配線２５の基端側の部分は接着剤層２９ａにより埋め込まれており、配線２５の先端側の部分と接続バンプ２７の全体とは接着剤層２９ａから露出している。圧着工程において回路部材１０と回路部材２０ｂとが圧着されると、配線２５の先端側の部分と接続バンプ２７の全体とは、接着剤層１９と接着剤層２９ａとが一体化して形成される接着剤層により埋め込まれる。
【０１１０】
なお、このような構成に代えて、接続部１３の基端部が接着剤層により埋め込まれており、接続部１３の先端が接着剤層から露出しており、接続部２３の全体が接着剤層により埋め込まれた構成を採用してもよい。
【０１１１】
また、接着剤層は、単層であってもよく、複数の層を有していてもよい。例えば、図８（ｂ）では、回路部材１０と回路部材２０ｃとが圧着される。回路部材２０ｃは、回路部材２０と同様の半導体チップ２１及び接続部２３と、半導体チップ２１の主面２１ａ上に配置された接着剤層２９ａと、接着剤層２９ａ上に配置された接着剤層２９ｂとを備えている。配線２５の基端側の部分は接着剤層２９ａにより埋め込まれており、配線２５の先端側の部分と接続バンプ２７の全体とは接着剤層２９ｂにより埋め込まれている。
【０１１２】
なお、準備工程は、一方の接続部の先端部が接着剤層及び絶縁層から露出していると共に、他方の接続部の先端部が接着剤層及び絶縁層から露出している態様であってもよい。このような場合においても、接続温度や接続荷重を調整することにより、接続部同士を接続することができる。
【実施例】
【０１１３】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【０１１４】
（１）半導体封止用接着剤の作製
実施例及び比較例で使用した半導体封止用接着剤の構成成分を以下に示す。
（ａ）エポキシ樹脂
トリフェノールメタン骨格含有多官能固形エポキシ（ジャパンエポキシレジン株式会社、ＥＰ１０３２Ｈ６０、以下「ＥＰ１０３２」と表記する）
（ｂ）硬化剤
２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール（四国化成株式会社製、２ＰＨＺ−ＰＷ、以下「２ＰＨＺ」と表記する)
（ｃ）フラックス剤
ジフェノール酸（東京化成株式会社製）
（ｄ）フィラ
０．５μｍシリカフィラ（アドマテックス株式会社、ＳＥ２０５０）
メタブレン型有機フィラ（三菱レイヨン、Ｗ５５００）
（ｅ）重量平均分子量１００００以上の高分子成分
下記合成ポリイミド（重量平均分子量Ｍｗ：４５０００、Ｔｇ：３０℃）
【０１１５】
（合成ポリイミドの合成方法）
温度計、攪拌機及び塩化カルシウム管を備えた３００ｍｌフラスコに、１，１２−ジアミノドデカン２．１０ｇ（０．０３５モル）、ポリエーテルジアミン（ＢＡＳＦ製、ＥＤ２０００（重量平均分子量：１９２３））１７．３１ｇ（０．０３モル）、１，３−ビス（３−アミノプロピル）テトラメチルジシロキサン（信越化学製、ＬＰ−７１００）２．６１ｇ（０．０３５モル）及びＮ−メチル−２−ピロリドン（関東化学製）１５０ｇを仕込み攪拌した。ジアミンの溶解後、フラスコを氷浴中で冷却しながら、無水酢酸で再結晶精製した４，４´−（４，４´−イソプロピリデンジフェノキシ）ビス（フタル酸二無水物）（ＡＬＤＲＩＣＨ製、ＢＰＡＤＡ）１５．６２ｇ（０．１０モル）を少量ずつ添加した。室温で８時間反応させた後、キシレン１００ｇを加え、窒素ガスを吹き込みながら１８０℃で加熱し、水と共にキシレンを共沸除去し、ポリイミド溶液を得た（ポリイミド樹脂のＴｇ：３０℃、重量平均分子量：４５０００）。
【０１１６】
上記構成成分を用いて下記のとおり半導体封止用接着剤を作製した。まず、合成ポリイミド：２．０ｇ、エポキシ樹脂（ＥＰ１０３２）：２ｇ、２ＰＨＺ：０．２ｇ、ジフェノール酸：０．４ｇ、ＳＥ２０５０：３．０ｇ、Ｗ５５００：０．３ｇを、固形分濃度（ＮＶ）６０％になるように有機溶媒（トルエンと酢酸エチル１：１の混合溶媒）に添加した。次に、Φ０．８ｍｍ、Φ２．０ｍｍのビーズを固形分と同質量加え、ビーズミル（フリッチュ・ジャパン株式会社、遊星型微粉砕機Ｐ−７）で３０分撹拌した。その後、撹拌に用いたビーズをろ過によって除去してワニスを得た。作製したワニスを小型精密塗工装置（廉井精機）で基材フィルム（帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名「ピューレックスＡ５３」）上に塗工した後、クリーンオーブン（ＥＳＰＥＣ製）で乾燥（１１０℃／１０ｍｉｎ）し、フィルム状接着剤を得た。
【０１１７】
（２）半導体装置の作製
（実施例１）
まず、上記半導体封止用接着剤（フィルム状：縦２０．５ｍｍ×横２０．５ｍｍ×厚さ４０μｍ）を、ガラスエポキシ基板（図２の配線回路基板１１、縦３５ｍｍ×横３５ｍｍ×厚さ０．８〜１．０ｍｍ、コア：Ｅ６７９ＦＧＲ（０．８ｍｍ）、ソルダーレジストＰＳＲ４０００、ランド表面Ｃｕ無垢（配線）＋ハンダバンプ（ＳＡＣ：Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕハンダ、先端部分の高さ：ソルダーレジストの上面から２５μｍ）、ソルダーレジスト開口０．０８ｍｍ、バンプピッチ１５０μｍ、１４８８４ピン、ＷＡＬＴＳ製）上に供給して回路部材Ａ１を得た。回路部材Ａ１では、配線及びハンダバンプの全体が半導体封止用接着剤に埋め込まれていた。
【０１１８】
また、上記半導体封止用接着剤（フィルム状：縦２０．５ｍｍ×横２０．５ｍｍ×厚さ６０μｍ）を、ハンダバンプ付き半導体チップ（図２の半導体チップ２１、チップサイズ：縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×厚さ０．７２５ｍｍ、バンプ高さ：銅ピラー＋ハンダバンプ計約５０μｍ、バンプピッチ１５０μｍ、１４８８４ピン、表面：日立化成デュポンＰＬ−Ｈ７０８、ＷＡＬＴＳ製）上に供給して回路部材Ａ２を得た。回路部材Ａ２では、銅ピラー及びハンダバンプの全体が半導体封止用接着剤に埋め込まれていた。回路部材Ａ２を４つ準備した。
【０１１９】
そして、４つの回路部材Ａ２をフリップチップ実装装置「ＦＣＢ３」（パナソニック製）で回路部材Ａ１上に搭載した後に実装して、図２と同様の構成を有する半導体装置を作製した。４つの回路部材Ａ２は、互いに離隔するように正方形の各頂点の位置に配置した。半導体チップ搭載後の接続条件は、半導体封止用接着剤到達温度１８０℃／１０秒／８０Ｎの後、半導体封止用接着剤到達温度２５０℃／１０秒／８０Ｎとした。半導体チップ搭載時に半導体封止用接着剤にかかる温度は、半導体装置を設置するステージの温度で調整し、１００℃で搭載した。
【０１２０】
（比較例１）
まず、上記半導体封止用接着剤（フィルム状：縦２０．５ｍｍ×横２０．５ｍｍ×厚さ１００μｍ）を、実施例１と同様のガラスエポキシ基板の主面上に供給して回路部材Ｂ１を得た。回路部材Ｂ１では、配線及びハンダバンプの全体が半導体封止用接着剤に埋め込まれていた。次に、半導体封止用接着剤を供給することなく、実施例１と同様のハンダバンプ付き半導体チップを回路部材Ｂ２として準備した。回路部材Ｂ２においてハンダバンプの先端部分はチップの主面から５０μｍ突出しており、回路部材Ｂ２には、５０μｍの段差を有する凹凸が形成されていた。回路部材Ｂ２を４つ準備した。そして、４つの回路部材Ｂ２をフリップチップ実装装置「ＦＣＢ３」（パナソニック製）で回路部材Ｂ１上に搭載した後に実装して半導体装置を作製した。半導体チップ搭載後の接続条件・接続方法は、実施例１と同様にした。
【０１２１】
（比較例２）
まず、半導体封止用接着剤を供給することなく、実施例１と同様のガラスエポキシ基板を回路部材Ｃ１として準備した。回路部材Ｃ１においてハンダバンプの先端部分はソルダーレジストの上面から２５μｍ突出しており、回路部材Ｃ１には、２５μｍの段差を有する凹凸が形成されていた。次に、上記半導体封止用接着剤（フィルム状：縦２０．５ｍｍ×横２０．５ｍｍ×厚さ１００μｍ）を、実施例１と同様のハンダバンプ付き半導体チップの主面上に供給して回路部材Ｃ２を得た。回路部材Ｃ２では、銅ピラー及びハンダバンプの全体が半導体封止用接着剤に埋め込まれていた。回路部材Ｃ２を４つ準備した。そして、４つの回路部材Ｃ２をフリップチップ実装装置「ＦＣＢ３」（パナソニック製）で回路部材Ｃ１上に搭載した後に実装して半導体装置を作製した。半導体チップ搭載後の接続条件・接続方法は、実施例１と同様にした。
【０１２２】
（３）接続評価
上記ガラスエポキシ基板とハンダバンプ付き半導体チップ（デイジーチェーン接続）をＦＣＢ３で実装後に、マルチメータ（ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ製、Ｒ６８７１Ｅ）を用いて初期導通の可否を測定した。各半導体チップの四隅の計８箇所について導通の可否を測定した。８箇所全ての初期接続抵抗値が１２〜１７ΩであるサンプルをＡ（接続良好）と評価し、初期接続抵抗値が１２〜１７Ω以外の不安定な数値であるサンプルをＢ（接続不良：ハンダ濡れ不足、硬化性制御不足等の接続不良）と評価し、未接続のサンプルをＣ（接続不良）と評価した。評価結果を表１に示す。
【０１２３】
（４）ボイド発生率評価方法
上記（２）で作製したサンプル（接続部の金属の融点以上の接続加熱プロセスを経たサンプル）を超音波映像診断装置（Ｉｎｓｉｇｈｔ−３００、インサイト製）により、外観画像を撮り、スキャナＧＴ−９３００ＵＦ（ＥＰＳＯＮ社製）でチップ上の半導体封止用接着剤層の画像を取り込み、画像処理ソフトＡｄｏｂｅ Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐを用いて、色調補正、二階調化によりボイド部分を識別し、ヒストグラムによりボイド部分の占める割合を算出した。チップ上の半導体封止用接着剤部分の面積を１００％とした。ボイド発生率が１０％未満である場合をＡと評価し、１０〜２０％である場合をＢと評価し、２０％より多い場合をＣと評価した。評価結果を表１に示す。
【０１２４】
【表１】
【０１２５】
比較例１及び比較例２の対比により示されるように、凹凸の大きい側に半導体封止用接着剤を予め供給して、半導体封止用接着剤を供給していない側の凹凸の大きさ（バンプや配線高さ）を小さくすることでボイドが減少することが確認された。また、実施例１により示されるように、回路部材同士の圧着に際してそれぞれの回路部材に予め接着剤を供給した実施例１では、最もボイドが抑制されていることが確認された。
【符号の説明】
【０１２６】
１０，１０ａ，２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…回路部材、１１，５１…配線回路基板、１１ａ，２１ａ，４１ａ，５１ａ，６１ａ，７１ａ…主面、１３，２３…接続部、１９，２９，２９ａ，２９ｂ…接着剤層、２１，４１，６１，７１…半導体チップ、３４…ソルダーレジスト、３６…ソルダーレジスト、５３，６３，７３…バンプ、１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００…半導体装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板の主面上に配置された第１の接続部と、第２の基板の主面上に配置された第２の接続部と、を互いに対向した状態で電気的に接続させてなる回路接続構造体の製造方法であって、
前記第１の基板、前記第１の接続部、及び、前記第１の基板の主面上に配置された第１の接着剤層、を有する第１の回路部材と、前記第２の基板、前記第２の接続部、及び、前記第２の基板の主面上に配置された第２の接着剤層、を有する第２の回路部材と、を準備する準備工程と、
前記第１の基板及び前記第２の基板の間に前記第１の接着剤層及び前記第２の接着剤層を介在させて前記第１の回路部材及び前記第２の回路部材を圧着する圧着工程と、を備える、回路接続構造体の製造方法。
【請求項２】
第１の基板の主面上に配置された第１の接続部と、第２の基板の主面上に配置された第２の接続部と、を互いに対向した状態で電気的に接続させてなる回路接続構造体の製造方法であって、
前記第１の基板、前記第１の接続部、前記第１の基板の主面上に配置された絶縁層、及び、前記絶縁層上に配置された第１の接着剤層、を有する第１の回路部材と、前記第２の基板、前記第２の接続部、及び、前記第２の基板の主面上に配置された第２の接着剤層、を有する第２の回路部材と、を準備する準備工程と、
前記第１の基板及び前記第２の基板の間に前記第１の接着剤層及び前記第２の接着剤層を介在させて前記第１の回路部材及び前記第２の回路部材を圧着する圧着工程と、を備える、回路接続構造体の製造方法。
【請求項３】
第１の基板の主面上に配置された第１の接続部と、第２の基板の主面上に配置された第２の接続部と、を互いに対向した状態で電気的に接続させてなる回路接続構造体の製造方法であって、
前記第１の基板、前記第１の接続部、前記第１の基板の主面上に配置された第１の絶縁層、及び、前記第１の絶縁層上に配置された第１の接着剤層、を有する第１の回路部材と、前記第２の基板、前記第２の接続部、前記第２の基板の主面上に配置された第２の絶縁層、及び、前記第２の絶縁層上に配置された第２の接着剤層、を有する第２の回路部材と、を準備する準備工程と、
前記第１の基板及び前記第２の基板の間に前記第１の接着剤層及び前記第２の接着剤層を介在させて前記第１の回路部材及び前記第２の回路部材を圧着する圧着工程と、を備える、回路接続構造体の製造方法。
【請求項４】
前記準備工程において、前記第１の接続部の先端部が前記第１の接着剤層に埋め込まれており、前記第２の接続部の先端部が前記第２の接着剤層に埋め込まれている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の回路接続構造体の製造方法。
【請求項５】
前記準備工程において、前記第１の接続部の先端部が前記第１の接着剤層に埋め込まれていると共に前記第２の接続部の先端部が前記第２の接着剤層から露出している、又は、前記第１の接続部の先端部が前記第１の接着剤層から露出していると共に前記第２の接続部の先端部が前記第２の接着剤層に埋め込まれている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の回路接続構造体の製造方法。
【請求項６】
前記準備工程において、前記第１の接続部の先端部が前記第１の接着剤層から露出しており、前記第２の接続部の先端部が前記第２の接着剤層から露出している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の回路接続構造体の製造方法。
【請求項７】
前記第１の接着剤層及び第２の接着剤層の少なくとも一方が、エポキシ樹脂及び硬化剤を含有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の回路接続構造体の製造方法。
【請求項８】
前記第１の接着剤層及び第２の接着剤層の少なくとも一方が、フラックス剤を含有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の回路接続構造体の製造方法。
【請求項１】
第１の基板の主面上に配置された第１の接続部と、第２の基板の主面上に配置された第２の接続部と、を互いに対向した状態で電気的に接続させてなる回路接続構造体の製造方法であって、
前記第１の基板、前記第１の接続部、及び、前記第１の基板の主面上に配置された第１の接着剤層、を有する第１の回路部材と、前記第２の基板、前記第２の接続部、及び、前記第２の基板の主面上に配置された第２の接着剤層、を有する第２の回路部材と、を準備する準備工程と、
前記第１の基板及び前記第２の基板の間に前記第１の接着剤層及び前記第２の接着剤層を介在させて前記第１の回路部材及び前記第２の回路部材を圧着する圧着工程と、を備える、回路接続構造体の製造方法。
【請求項２】
第１の基板の主面上に配置された第１の接続部と、第２の基板の主面上に配置された第２の接続部と、を互いに対向した状態で電気的に接続させてなる回路接続構造体の製造方法であって、
前記第１の基板、前記第１の接続部、前記第１の基板の主面上に配置された絶縁層、及び、前記絶縁層上に配置された第１の接着剤層、を有する第１の回路部材と、前記第２の基板、前記第２の接続部、及び、前記第２の基板の主面上に配置された第２の接着剤層、を有する第２の回路部材と、を準備する準備工程と、
前記第１の基板及び前記第２の基板の間に前記第１の接着剤層及び前記第２の接着剤層を介在させて前記第１の回路部材及び前記第２の回路部材を圧着する圧着工程と、を備える、回路接続構造体の製造方法。
【請求項３】
第１の基板の主面上に配置された第１の接続部と、第２の基板の主面上に配置された第２の接続部と、を互いに対向した状態で電気的に接続させてなる回路接続構造体の製造方法であって、
前記第１の基板、前記第１の接続部、前記第１の基板の主面上に配置された第１の絶縁層、及び、前記第１の絶縁層上に配置された第１の接着剤層、を有する第１の回路部材と、前記第２の基板、前記第２の接続部、前記第２の基板の主面上に配置された第２の絶縁層、及び、前記第２の絶縁層上に配置された第２の接着剤層、を有する第２の回路部材と、を準備する準備工程と、
前記第１の基板及び前記第２の基板の間に前記第１の接着剤層及び前記第２の接着剤層を介在させて前記第１の回路部材及び前記第２の回路部材を圧着する圧着工程と、を備える、回路接続構造体の製造方法。
【請求項４】
前記準備工程において、前記第１の接続部の先端部が前記第１の接着剤層に埋め込まれており、前記第２の接続部の先端部が前記第２の接着剤層に埋め込まれている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の回路接続構造体の製造方法。
【請求項５】
前記準備工程において、前記第１の接続部の先端部が前記第１の接着剤層に埋め込まれていると共に前記第２の接続部の先端部が前記第２の接着剤層から露出している、又は、前記第１の接続部の先端部が前記第１の接着剤層から露出していると共に前記第２の接続部の先端部が前記第２の接着剤層に埋め込まれている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の回路接続構造体の製造方法。
【請求項６】
前記準備工程において、前記第１の接続部の先端部が前記第１の接着剤層から露出しており、前記第２の接続部の先端部が前記第２の接着剤層から露出している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の回路接続構造体の製造方法。
【請求項７】
前記第１の接着剤層及び第２の接着剤層の少なくとも一方が、エポキシ樹脂及び硬化剤を含有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の回路接続構造体の製造方法。
【請求項８】
前記第１の接着剤層及び第２の接着剤層の少なくとも一方が、フラックス剤を含有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の回路接続構造体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−７３９５５（Ｐ２０１３−７３９５５Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０９７０３（Ｐ２０１１−２０９７０３）
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（０００００４４５５）日立化成株式会社 (4,649)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（０００００４４５５）日立化成株式会社 (4,649)
【Ｆターム（参考）】
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