(57)【要約】【課題】  大径化させた半田バンプでも一次実装基板側の根元部分を補強可能であるとともに、二次実装基板との良好な電気的接続を図ることができるバンプ根元補強用シートを提供すること。【解決手段】  基材シートと該基材シート上に積層された熱硬化性樹脂シートとを備え、  前記基材シートの厚みｔ［μｍ］と前記熱硬化性樹脂シートの５０〜１８０℃における最低溶融粘度η［Ｐａ・ｓ］とが下記関係式を満たすバンプ根元補強用シート。      １５０≦ｔ・η≦１０００００【選択図】  図２Ａ
2020161839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材シートと該基材シートに隣接して積層された熱硬化性樹脂シートとを備え、
前記基材シートの１７５℃における貯蔵弾性率Ｅ’が５×１０６Ｐａ以上５×１０７Ｐａ以下であり、
前記基材シートの厚みｔ［μｍ］と前記熱硬化性樹脂シートの５０〜１８０℃における最低溶融粘度η［Ｐａ・ｓ］とが下記関係式を満たすバンプ根元補強用シート。
１５０≦ｔ・η≦１０００００
【請求項２】
前記基材シートの厚みが５０〜１００μｍである請求項１に記載のバンプ根元補強用シート。
【請求項３】
前記基材シートがフッ素系シートである請求項１又は２に記載のバンプ根元補強用シート。
【請求項４】
前記フッ素系シートが、フッ素含有モノマーとエチレンモノマーとの共重合体を含む請求項３に記載のバンプ根元補強用シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バンプ根元補強用シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の小型・薄型化による高密度実装の要求が、特に、携帯電話等の携帯用電子機器用途において急激に増加している。このため、半導体パッケージは、従来のピン挿入型に代わり、高密度実装に適した表面実装型が主流になっている。この表面実装型では、半導体素子が樹脂封止された半導体装置を半田バンプ等の接続用端子を介して二次実装用のプリント基板等に直接はんだ付けする。
【０００３】
ここで、携帯用電子機器用途では落下衝撃が加わることが多いことから、耐衝撃性が要求される。これに対し、上記のような二次実装においては、一次実装半導体装置と配線基板との間の接続信頼性を確保するべく、一次実装半導体装置と基板との間の空間への封止樹脂の充填が行われている。このような封止樹脂としては、液状の封止樹脂が広く用いられているものの、液状であるがゆえに封止樹脂の注入位置や注入量の調整が困難となったり、二次実装用の比較的大きい半田バンプでは半田バンプと基板との間の間隔が広くなって注入量が多量になったりする。そこで、熱硬化樹脂シートを用いて半導体装置と基板との間の空間全体ではなく半田バンプと二次実装基板との接続部付近の領域を集中的に補強する技術が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４６９９１８９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特に径（高さ）を２００μｍ程度にまで大きくした半田バンプでは、携帯用電子機器に加わった落下衝撃や半田バンプと一次実装基板との線膨張係数の差等により、二次実装基板側のハンダ接続部ではなく、半田バンプの一次実装基板側の根元部分においてクラックが生じてしまい、接続不良等の機能障害を引き起こすことがある。また、大径の半田バンプでは、半田バンプの熱硬化樹脂シートへの埋め込みが不十分となって半田バンプが露出しなかったり、半田バンプが押し潰されたりして、二次実装基板との電気的接続を図れなくなる場合がある。
【０００６】
本発明は、大径化させた半田バンプでも一次実装基板側の根元部分を補強可能であるとともに、二次実装基板との良好な電気的接続を図ることができるバンプ根元補強用シート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】
【０００７】
本発明者らは鋭意検討したところ、下記構成を採用することにより前記目的を達成できることを見出して、本発明を完成させるに至った。
【０００８】
すなわち、本発明のバンプ根元補強用シートは、基材シートと該基材シート上に積層された熱硬化性樹脂シートとを備え、
前記基材シートの厚みｔ［μｍ］と前記熱硬化性樹脂シートの５０〜１８０℃における最低溶融粘度η［Ｐａ・ｓ］とが下記関係式を満たす。
１５０≦ｔ・η≦１０００００
【０００９】
当該バンプ根元補強用シートでは、シートの厚みｔ［μｍ］と熱硬化性樹脂シートの５０〜１８０℃における最低溶融粘度η［Ｐａ・ｓ］とが所定の関係式（以下、「ｔ・η関係式」ともいう。）を満たす。これにより、バンプ根元補強用シートを一次実装半導体の半田バンプ側に貼り合わせる際に、熱硬化性樹脂シートを半田バンプの一次実装基板側の根元部分まで埋め込むことができ、半田バンプの根元部分を補強することができる。その結果、一次実装半導体装置と半田バンプとの線膨張係数の差の影響が緩和されて、半田バンプの根元部分でのクラックを防止することができ、二次実装半導体装置の信頼性を向上させることができる。また、上記関係を満たすことにより、半田バンプの潰れを起こすことなく半田バンプを熱硬化性樹脂シートから露出させることができ、その結果、半田バンプと二次実装基板との良好な電気的接続を図ることができる。ｔ・η関係式の下限未満の範囲では、基材シートの厚み又は熱硬化性樹脂シートの最低溶融粘度が小さくなってバンプ根元補強用シートの強度ないし剛性が低下し、熱硬化性樹脂シートを半田バンプの根元付近にまで埋め込むことができなかったり、半田バンプを熱硬化性樹脂シートから露出させることができなかったりする。一方、ｔ・η関係式の上限を超える範囲では、基材シートの厚み又は熱硬化性樹脂シートの最低溶融粘度が大き過ぎてバンプ根元補強用シートの強度（剛性）が強まり過ぎ、半田バンプを押し潰したり、半田バンプの熱硬化性樹脂シートからの露出が困難となったりする。
【００１０】
前記基材シートの厚みが５０〜１００μｍであることが好ましい。基材シートの厚みを上記範囲とすることで、ｔ・η関係式を好適に満足させることができ、半田バンプ根元の補強及び二次実装基板との電気的接続を効率良く達成することができる。
【００１１】
前記基材シートの１７５℃における貯蔵弾性率Ｅ’が５×１０６Ｐａ以上５×１０７Ｐａ以下であることが好ましい。上記上限以下とすることにより、基材シートが半田バンプ形状に追従可能な柔軟性を付与することができ、半田バンプを押し潰すことなく半田バンプの頭頂部を熱硬化性樹脂シートから露出させることができる。また、上記下限以上とすることにより、基材シートに適度な剛性を付与可能となり、半田バンプの頭頂部付近に存在する樹脂を押し流すことができ、半田バンプの頭頂部を熱硬化性樹脂シートから露出させることができる。
【００１２】
前記基材シートがフッ素系シートであることが好ましい。フッ素系シートは柔軟性と剛性とのバランスが良好である。また、フッ素系シートは離型性を有しているので、従来のＰＥＴシート等に設けていた離型材を必要とせず、これにより熱硬化性樹脂シートへの離型材の転写も防止することができる。
【００１３】
前記フッ素系シートが、フッ素含有モノマーとエチレンモノマーとの共重合体を含むことが好ましい。このような共重合体を含むことで、基材シートの柔軟性と剛性とをより高いレベルで両立させることができる。また、両モノマーの配合比率を変更することにより基材シートの特性を制御することができるので、バンプ根元補強用シートの設計の自由度が高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るバンプ根元補強用シートを示す断面模式図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造工程の一工程を示す断面模式図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造工程の一工程を示す断面模式図である。
【図２Ｃ】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造工程の一工程を示す断面模式図である。
【図２Ｄ】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造工程の一工程を示す断面模式図である。
【図２Ｅ】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造工程の一工程を示す断面模式図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る半導体装置の製造工程の一工程を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。ただし、図の一部又は全部において、説明に不要な部分は省略し、また説明を容易にするために拡大または縮小等して図示した部分がある。上下等の位置関係を示す用語は、単に説明を容易にするために用いられており、本発明の構成を限定する意図は一切ない。
【００１６】
《第１実施形態》
まず、バンプ根元補強用シートについて説明した後、これを用いる二次実装半導体装置の製造方法について説明する。第１実施形態では、一次実装半導体装置として半導体チップがインターポーザーにフリップチップ実装されたパッケージを用いる。
【００１７】
（バンプ根元補強用シート）
図１に示すように、バンプ根元補強用シート（以下、単に「補強用シート」ともいう。）８は、基材シート１と、基材シート１上に積層された熱硬化性樹脂シート２とを備える。なお、熱硬化性樹脂シート２は、一次実装半導体装置１０（図２Ａ参照）の樹脂封止集合体との貼り合わせに十分なサイズで設けられている限り、基材シート１の全面に積層されていてもよく、基材シート１の一部に積層されていてもよい。
【００１８】
補強用シート８では、基材シート１の厚みｔ［μｍ］と熱硬化性樹脂シート２の５０〜１８０℃における最低溶融粘度η［Ｐａ・ｓ］とが下記関係式を満たす。
１５０≦ｔ・η≦１０００００
【００１９】
さらに、補強用シート８では、基材シート１の厚みｔ［μｍ］と熱硬化性樹脂シート２の５０〜１８０℃における最低溶融粘度η［Ｐａ・ｓ］とは下記関係式を満たすことが好ましい。
２００≦ｔ・η≦８００００
【００２０】
上記ｔ・η関係式を満たすことにより、バンプ根元補強用シートを一次実装半導体の半田バンプ形成面に貼り合わせる際に、熱硬化性樹脂シートを半田バンプの一次実装基板側の根元部分まで埋め込むことができ、半田バンプの根元部分を補強することができる。その結果、一次実装半導体装置と半田バンプとの線膨張係数の差の影響が緩和されて、半田バンプの根元部分でのクラックを防止することができ、二次実装半導体装置の信頼性を向上させることができる。また、半田バンプの潰れを起こすことなく半田バンプを熱硬化性樹脂シートから露出させることができ、その結果、半田バンプと二次実装基板との良好な電気的接続を図ることができる。
【００２１】
（基材シート）
基材シート１は、補強用シート８の強度母体となる部材である。基材シート１の形成材料は、柔軟性と剛性とを付与可能であれば特に限定されない。基材シート１はフッ素系シートであることが好ましい。フッ素系シートとしては、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニールエーテルの共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体（ＦＥＰ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンとエチレンの共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶｄＦ）、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）等により形成されたシートが挙げられる。中でも、柔軟性と剛性とのバランスの観点から、フッ素含有モノマーとエチレンモノマーとの共重合体が好ましく、テトラフルオロエチレンとエチレンの共重合体（ＥＴＦＥ）がより好ましい。フッ素系シートであるとそれ自体が離型性を有することから、特段離型剤を用いる必要がない。これにより、補強用シートの製造プロセスの簡素化やコストダウンを図ることができる。
【００２２】
フッ素含有モノマーとエチレンモノマーとの配合割合としては、モル比でフッ素含有モノマー１００に対してエチレンモノマーが６０〜１１０であることが好ましい。このような配合割合とすることにより、基材シートの柔軟性と剛性とのバランスが良好になるとともに、目的とする補強対象に応じて基材シートの柔軟性と剛性とを制御することができる。
【００２３】
前記基材シートの厚みは４０〜１００μｍであることが好ましく、５０〜７５μｍであることがより好ましい。基材シートの厚みを上記範囲とすることで、ｔ・η関係式を好適に満足させることができ、半田バンプ根元の補強及び二次実装基板との電気的接続を効率良く達成することができる。
【００２４】
基材シート１の１７５℃における貯蔵弾性率Ｅ’は５×１０６Ｐａ以上５×１０７Ｐａ以下であることが好ましく、９×１０６Ｐａ以上４×１０７Ｐａ以下であることがより好ましい。上記上限以下とすることにより、基材シートが半田バンプ形状に追従可能な柔軟性を付与することができ、半田バンプを押し潰すことなく半田バンプの頭頂部を熱硬化性樹脂シートから露出させることができる。また、上記下限以上とすることにより、基材シートに適度な剛性を付与可能となり、半田バンプの頭頂部付近に存在する樹脂を押し流すことができ、半田バンプの頭頂部を熱硬化性樹脂シートから露出させることができる。
【００２５】
基材シートの貯蔵弾性率は、次のように測定される。基材シートを長さ２０ｍｍ×幅２ｍｍ×厚さ２００μｍとして測定試料を得る。この測定試料の貯蔵弾性率をＴＡインスツルメント製ＲＳＡ３で測定する。具体的には、−５０〜３００℃の温度域での貯蔵弾性率を、周波数１Ｈｚ、歪み０．０５％、昇温速度１０℃／ｍｉｎの条件下で測定し、１７５℃での貯蔵弾性率（Ｅ’）を読み取ることにより求めることができる。
【００２６】
基材シート１の表面は、隣接する熱硬化性樹脂シート２との密着性、保持性等を高めるため、慣用の表面処理、例えば、プラズマ処理、クロム酸処理、オゾン暴露、火炎暴露、高圧電撃暴露、イオン化放射線処理等の化学的又は物理的処理を施すことができる。
【００２７】
（熱硬化性樹脂シート）
本実施形態における熱硬化性樹脂シート２は、表面二次実装された一次実装半導体装置の半田バンプの一次実装基板側の根元部分を補強する補強用フィルムとして好適に用いることができる。
【００２８】
熱硬化性樹脂シートを形成する樹脂組成物の好適な態様について以下説明する。樹脂組成物としては、熱硬化性樹脂シート硬化後の耐熱性や安定性を向上させる観点から、熱硬化性樹脂を含むことが好ましい。具体的な成分として以下のＡ成分からＥ成分を含有するエポキシ樹脂組成物が好適な一例として挙げられる。
Ａ成分：エポキシ樹脂
Ｂ成分：フェノール樹脂
Ｃ成分：エラストマー
Ｄ成分：無機充填剤
Ｅ成分：硬化促進剤
【００２９】
（Ａ成分）
熱硬化性樹脂としてのエポキシ樹脂（Ａ成分）としては、特に限定されるものではない。例えば、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、変性ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、変性ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂等の各種のエポキシ樹脂を用いることができる。これらエポキシ樹脂は単独で用いてもよいし２種以上併用してもよい。
【００３０】
エポキシ樹脂の硬化後の靭性及びエポキシ樹脂の反応性を確保する観点からは、エポキシ当量１５０〜２５０、軟化点もしくは融点が５０〜１３０℃の常温で固形のものが好ましく、中でも、信頼性の観点から、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂が好ましい。
【００３１】
また、低応力性の観点から、アセタール基やポリオキシアルキレン基等の柔軟性骨格を有する変性ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が好ましく、アセタール基を有する変性ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂は、液体状で取り扱いが良好であることから、特に好適に用いることができる。
【００３２】
エポキシ樹脂（Ａ成分）の含有量は、エポキシ樹脂組成物全体に対して１〜１０重量％の範囲に設定することが好ましい。
【００３３】
（Ｂ成分）
フェノール樹脂（Ｂ成分）は、熱硬化性樹脂として用いることができるとともに、エポキシ樹脂（Ａ成分）との間で硬化反応を生起するものであれば特に限定されるものではない。例えば、フェノールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ビフェニルアラルキル樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、クレゾールノボラック樹脂、レゾール樹脂、等が用いられる。これらフェノール樹脂は単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
【００３４】
フェノール樹脂としては、エポキシ樹脂（Ａ成分）との反応性の観点から、水酸基当量が７０〜２５０、軟化点が５０〜１１０℃のものを用いることが好ましく、中でも硬化反応性が高いという観点から、フェノールノボラック樹脂を好適に用いることができる。また、信頼性の観点から、フェノールアラルキル樹脂やビフェニルアラルキル樹脂のような低吸湿性のものも好適に用いることができる。
【００３５】
エポキシ樹脂（Ａ成分）とフェノール樹脂（Ｂ成分）の配合割合は、硬化反応性という観点から、エポキシ樹脂（Ａ成分）中のエポキシ基１当量に対して、フェノール樹脂（Ｂ成分）中の水酸基の合計が０．７〜１．５当量となるように配合することが好ましく、より好ましくは０．９〜１．２当量である。
【００３６】
（Ｃ成分）
エポキシ樹脂（Ａ成分）及びフェノール樹脂（Ｂ成分）とともに用いられるエラストマー（Ｃ成分）は特に限定するものではなく、例えば、各種アクリル系共重合体やゴム成分等を用いることができる。エポキシ樹脂（Ａ成分）への分散性や、得られる熱硬化性樹脂シートの耐熱性、可撓性、強度を向上させることができるという観点から、ゴム成分を含むことが好ましい。このようなゴム成分としては、ブタジエン系ゴム、スチレン系ゴム、アクリル系ゴム、シリコーン系ゴムからなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。これらは単独で用いてもよいし、２種以上併せて用いてもよい。
【００３７】
エラストマー（Ｃ成分）の含有量は、エポキシ樹脂組成物全体の１．０〜３．５重量％であることが好ましく、１．０〜３．０重量％であることがより好ましい。エラストマー（Ｃ成分）の含有量が１．０重量％未満では、熱硬化性樹脂シート２の柔軟性及び可撓性を得るのが困難となり、さらには熱硬化性樹脂シートの反りを抑えた樹脂封止も困難となる。逆に上記含有量が３．５重量％を超えると、熱硬化性樹脂シート２の溶融粘度が高くなって半田バンプの埋まり込み性が低下するとともに、熱硬化性樹脂シート２の硬化体の強度及び耐熱性が低下する傾向がみられる。
【００３８】
（Ｄ成分）
無機質充填剤（Ｄ成分）は、特に限定されるものではなく、従来公知の各種充填剤を用いることができ、例えば、石英ガラス、タルク、シリカ（溶融シリカや結晶性シリカ等）、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化ホウ素の粉末が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。
【００３９】
中でも、エポキシ樹脂組成物の硬化体の熱線膨張係数が低減することにより内部応力を低減し、その結果、一次実装半導体装置の補強後の熱硬化性樹脂シート２の反りを抑制できるという点から、シリカ粉末を用いることが好ましく、シリカ粉末の中でも溶融シリカ粉末を用いることがより好ましい。溶融シリカ粉末としては、球状溶融シリカ粉末、破砕溶融シリカ粉末が挙げられるが、流動性という観点から、球状溶融シリカ粉末を用いることが特に好ましい。中でも、平均粒径が５５μｍ以下の範囲のものを用いることが好ましく、０．１〜３０μｍの範囲のものを用いることがより好ましく、０．５〜２０μｍの範囲のものを用いることが特に好ましい。上記平均粒径が上記上限を超えると、熱硬化性樹脂シートと一次実装基板との間への無機粒子の噛み込みが生じやすくなり、補強レベルが低下して二次実装半導体装置の耐衝撃性や接続信頼性が低下するおそれがある。上記無機充填剤の平均粒径が上記下限を下回ると、粒子の凝集が発生しやすくなり、熱硬化性樹脂シートの形成が困難となると同時に、無機充填剤の充填可能量が少なくなり熱硬化性樹脂シートの封止、硬化後に反りが生じる場合がある。
【００４０】
なお、平均粒径は、母集団から任意に抽出される試料を用い、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置を用いて測定することにより導き出すことができる。
【００４１】
無機質充填剤（Ｄ成分）の含有量は、好ましくはエポキシ樹脂組成物全体の７０〜９０体積％（シリカ粒子の場合、比重２．２ｇ／ｃｍ３であるので、８１〜９４重量％）であり、より好ましくは７４〜８５体積％（シリカ粒子の場合、８４〜９１重量％）であり、さらに好ましくは７６〜８３体積％（シリカ粒子の場合、８５〜９０重量％）である。無機質充填剤（Ｄ成分）の含有量が７０体積％未満では、有機成分量が多いため熱硬化による収縮量が増大し、封止後に樹脂を熱硬化させた際の一次実装半導体装置に反りが生じる場合がある。また貯蔵弾性率が低下し半田バンプの根元領域の応力緩和信頼性が大きく損なわれる場合がある。一方、上記含有量が９０体積％を超えると、熱硬化性樹脂シート２の柔軟性や流動性が悪くなるために、一次実装基板の凹凸や半田バンプの根元の空間に十分に埋まり込まずにボイドやクラックの原因となったりする場合がある。
【００４２】
（Ｅ成分）
硬化促進剤（Ｅ成分）は、エポキシ樹脂とフェノール樹脂の硬化を進行させるものであれば特に限定されるものではないが、硬化性と保存性の観点から、トリフェニルホスフィンやテトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート等の有機リン系化合物や、イミダゾール系化合物が好適に用いられる。これら硬化促進剤は、単独で用いても良いし、他の硬化促進剤と併用しても構わない。
【００４３】
硬化促進剤（Ｅ成分）の含有量は、エポキシ樹脂（Ａ成分）及びフェノール樹脂（Ｂ成分）の合計１００重量部に対して０．１〜５重量部であることが好ましい。
【００４４】
（その他の成分）
エポキシ樹脂組成物には、Ａ成分からＥ成分に加えて、難燃剤成分を加えてもよい。難燃剤組成分としては、例えば水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化鉄、水酸化カルシウム、水酸化スズ、複合化金属水酸化物等の各種金属水酸化物を用いることができる。また、難燃剤成分としては上記金属水酸化物のほか、ホスファゼン化合物を用いることができる。ホスファゼン化合物としては、例えばＳＰＲ−１００、ＳＡ−１００、ＳＰ−１００（以上、大塚化学株式会社）、ＦＰ−１００、ＦＰ−１１０（以上、株式会社伏見製薬所）等が市販品として入手可能である。環状ホスファゼンオリゴマーは、例えばＦＰ−１００、ＦＰ−１１０（以上、株式会社伏見製薬所）等が市販品として入手可能である。少量でも難燃効果を発揮するという観点から、ホスファゼン化合物に含まれるリン元素の含有率は、１２重量％以上であることが好ましい。
【００４５】
なお、エポキシ樹脂組成物は、上記の各成分以外に必要に応じて他の添加剤を適宜配合することができ、例えばカーボンブラックをはじめとする顔料、シランカップリング剤又はイオントラップ剤等が挙げられる。前記シランカップリング剤としては、例えば、β−（３、４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等が挙げられる。これらの化合物は、単独で又は２種以上を併用して用いることができる。前記イオントラップ剤としては、例えばハイドロタルサイト類、水酸化ビスマス等が挙げられる。これらは、単独で又は２種以上を併用して用いることができる。
【００４６】
熱硬化性樹脂シート２には、半田バンプの表面の酸化膜を除去して一次実装半導体装置の配線基板への実装を容易にするために、フラックスを添加してもよい。フラックスとしては特に限定されず、従来公知のフラックス作用を有する化合物を用いることができ、例えば、ジフェノール酸、アジピン酸、アセチルサリチル酸、安息香酸、ベンジル酸、アゼライン酸、ベンジル安息香酸、マロン酸、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）プロピオン酸、サリチル酸、ｏ−メトキシ安息香酸、ｍ−ヒドロキシ安息香酸、コハク酸、２，６−ジメトキシメチルパラクレゾール、安息香酸ヒドラジド、カルボヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、サリチル酸ヒドラジド、イミノジ酢酸ジヒドラジド、イタコン酸ジヒドラジド、クエン酸トリヒドラジド、チオカルボヒドラジド、ベンゾフェノンヒドラゾン、４，４’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド及びアジピン酸ジヒドラジド等が挙げられる。フラックスの添加量は上記フラックス作用が発揮される程度であればよく、通常、熱硬化性樹脂シートに含まれる樹脂成分１００重量部に対して０．１〜２０重量部程度である。
【００４７】
本実施形態において、熱硬化前の熱硬化性樹脂シート２の５０〜１８０℃における最低溶融粘度ηは１０００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましく、６０Ｐａ・ｓ以上５００Ｐａ・ｓ以下であることがより好ましい。貼り合わせ時温度に相当する５０〜１８０℃での最低溶融粘度ηを上記範囲とすることにより、半田バンプ４（図２Ａ参照）の熱硬化性樹脂シート２への進入を容易にすることができるとともに、半田バンプ上の樹脂の押し流しが容易となって半田バンプの露出が可能となる。上記上限を超えると、封止時に半田バンプ上の樹脂が流動しにくくなり、そのまま半田バンプ頭頂部を被覆した状態のままになってしまうか、そのまま樹脂を押し込んでしまい半田バンプを潰してしまう場合がある。
【００４８】
熱硬化性樹脂シート２の厚み（複層の場合は総厚）は特に限定されず、半田バンプ４において補強すべき根元部分の範囲を考慮して適宜設定すればよい。熱硬化性樹脂シート２の強度や半田バンプ４の根元部分の補強性を考慮すると、熱硬化性樹脂シート２の厚みは半田バンプの高さよりも薄いことが好ましく、具体的には３０μｍ以上１００μｍ以下程度であってもよい。
【００４９】
熱硬化性樹脂シート２の基材シート１とは反対側の面は、セパレータにより保護されていることが好ましい（図示せず）。セパレータは、実用に供するまで熱硬化性樹脂シート２を保護する保護材としての機能を有している。セパレータは補強用シート８の熱硬化性樹脂シート２上に一次実装半導体装置１０を貼着する際に剥がされる。セパレータとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン、ポリプロピレンや、フッ素系剥離剤、長鎖アルキルアクリレート系剥離剤等の剥離剤により表面コートされたプラスチックフィルムや紙等も使用可能である。
【００５０】
（熱硬化性樹脂シートの作製方法）
熱硬化性樹脂シートの作製方法としては、混練押出法や塗工法を好適に採用することができる。以下それぞれ説明する。
【００５１】
（混練押出法）
混練押出法は、混練物を調製する混練工程、及び前記混練物をシート状に成形して熱硬化性樹脂シートを得る成形工程を含む。
【００５２】
まず、上述の各成分を混合することによりエポキシ樹脂組成物を調製する。混合方法は、各成分が均一に分散混合される方法であれば特に限定するものではない。その後、各配合成分を直接ニーダー等で混練することにより混練物を調製する。
【００５３】
具体的には、上記Ａ〜Ｅ成分及び必要に応じて他の添加剤の各成分をミキサーなど公知の方法を用いて混合し、その後、溶融混練することにより混練物を調製する。溶融混練する方法としては、特に限定されないが、例えば、ミキシングロール、加圧式ニーダー、押出機などの公知の混練機により、溶融混練する方法などが挙げられる。このようなニーダーとしては、例えば、軸方向の一部においてスクリュー羽のスクリュー軸からの突出量が他の部分のスクリュー羽のスクリュー軸からの突出量よりも小さい部分を有する混練用スクリュー、又は軸方向の一部においてスクリュー羽がない混練用スクリューを備えたニーダーを好適に用いることができる。スクリュー羽の突出量が小さい部分又はスクリュー羽がない部分では低せん断力かつ低攪拌となり、これにより混練物の圧縮率が高まって噛みこんだエアを排除可能となり、得られる混練物における気孔の発生を抑制することができる。
【００５４】
混練条件としては、温度が、上記した各成分の軟化点以上であれば特に制限されず、例えば３０〜１５０℃、エポキン樹脂の熱硬化性を考慮すると、好ましくは４０〜１４０℃、さらに好ましくは６０〜１２０℃であり、時間が、例えば１〜３０分間、好ましくは５〜１５分間である。これによって、混練物を調製することができる。
【００５５】
得られる混練物をシート状に押出成形により成形することにより、熱硬化性樹脂シート２を得ることができる。具体的には、溶融混練後の混練物を冷却することなく高温状態のままで、押出成形することで、熱硬化性樹脂シート２を形成することができる。このような押出方法としては、特に制限されず、Ｔダイ押出法、ロール圧延法、ロール混練法、共押出法、カレンダー成形法などが挙げられる。押出温度としては、上記した各成分の軟化点以上であれば、特に制限されないが、エポキシ樹脂の熱硬化性および成形性を考慮すると、例えば４０〜１５０℃、好ましくは、５０〜１４０℃、さらに好ましくは７０〜１２０℃である。以上により、熱硬化性樹脂シート２を形成することができる。
【００５６】
このようにして得られた熱硬化性樹脂シートは、必要により所望の厚みとなるように積層して使用してもよい。すなわち、熱硬化性樹脂シートは、単層構造にて使用してもよいし、２層以上の多層構造に積層してなる積層体として使用してもよい。
【００５７】
（塗工法）
塗工法では、熱硬化性樹脂シートの各成分を有機溶剤等に溶解又は分散したワニスを塗工してシート状に形成する。
【００５８】
ワニスを用いる具体的な作製手順としては、上記Ａ〜Ｅ成分及び必要に応じて他の添加剤を常法に準じて適宜混合し、有機溶剤に均一に溶解あるいは分散させ、ワニスを調製する。ついで、上記ワニスをポリエステル等の支持体上に塗布し乾燥させることにより封止シートを得ることができる。そして必要により、封止シートの表面を保護するためにポリエステルフィルム等の剥離シートを貼り合わせてもよい。
【００５９】
上記有機溶剤としては、特に限定されるものではなく従来公知の各種有機溶剤、例えばメチルエチルケトン、アセトン、シクロヘキサノン、ジオキサン、ジエチルケトン、トルエン、酢酸エチル等を用いることができる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上併せて用いてもよい。また通常、ワニスの固形分濃度が３０〜９５重量％の範囲となるように有機溶剤を用いることが好ましい。
【００６０】
有機溶剤乾燥後のシートの厚みは、特に制限されるものではないが、厚みの均一性と残存溶剤量の観点から、通常、５〜１００μｍに設定することが好ましく、より好ましくは２０〜７０μｍである。また、乾燥後のシートを複数枚積層させて所望の厚さとしてもよい。なお、ワニス塗工後の乾燥条件としては、１００〜１５０℃で１〜５分間程度である。
【００６１】
（二次実装半導体装置の製造方法）
本発明の一実施形態において、二次実装半導体装置の製造方法は、第１主面に半田バンプが形成された一次実装半導体装置が、該半田バンプを介して配線基板に電気的に接続された二次実装半導体装置の製造方法であって、（Ａ）前記一次実装半導体装置の第１主面に当該バンプ根元補強用シートを、熱硬化性樹脂シートから半田バンプを露出させながら貼り合わせる工程、（Ｂ）前記バンプ根元補強用シートにおける熱硬化性樹脂シートと基材シートとを剥離して前記熱硬化性樹脂シート付きの一次実装半導体装置を得る工程、（Ｃ）前記熱硬化性樹脂シートを加熱処理する工程、及び（Ｄ）前記熱硬化性樹脂層付きの一次実装半導体装置を配線基板に前記半田バンプを介して電気的に接続する工程を含む。
【００６２】
［工程（Ａ）］
工程（Ａ）では、一次実装半導体装置の第１主面（半田バンプ形成面）に所定の補強用シートを貼り合わせる。このとき、半田バンプの頭頂部は熱硬化性樹脂シートから露出している。
【００６３】
（一次実装半導体装置）
図２Ａに示すように、本実施形態に係る一次実装半導体装置１０は、第１主面３ａに半田バンプ４が形成された半導体装置であればよい。例えば、半導体チップ又は半導体素子５が、いわゆるインターポーザー又は基板３を介して、半田バンプ４（ハンダボール、導電性ボールなどともいう。）と接続された形態の半導体装置を指し、通常は、封止樹脂６により封止されてパッケージを構成している。従って、厳密には、図２Ａに示されているのは複数の一次実装半導体装置が樹脂封止された封止集合体ということになるが、本明細書では両者を区別せずに一次実装半導体装置ということがある。また、マルチ・チップ・モジュール（ＭＣＭ）やチップ・サイズ・パッケージ（ＣＳＰ）、ボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）等も一次実装半導体装置に含まれる。
【００６４】
具体的には、本実施形態の一次実装半導体装置１０は、主として、切り出し可能なインターポーザー３と、インターポーザー３上にＸＹ平面状に配列されて封止樹脂６によって封止された半導体チップ５と、インターポーザー３を挟んで半導体チップ５に形成された電極（図示せず）と電気的に接続された半田バンプ４とから形成される。なお、半導体チップ５は、インターポーザー３との間で電極接合が行われており、複数が一括して封止樹脂６によって封止されていることが好ましい。
【００６５】
インターポーザー３としては特に限定されず、例えば、セラミック基板、プラスチック（エポキシ、ビスマレイミドトリアジン、ポリイミド等）基板、シリコン基板等が挙げられる。
【００６６】
半導体チップ５とインターポーザー３との電極接合の形態は、特に限定されるものではなく、金線、銅線によるワイヤーボンドや、バンプ接合等が挙げられる。また、半田バンプとしては、金、銅、ニッケル、アルミ、ハンダ及びこれらの組み合わせ等が挙げられる。半田バンプのサイズは特に限定されないが、例えば、直径１００〜３００μｍ程度が挙げられる。
【００６７】
補強用シート８では、熱硬化性樹脂シート２の厚みは、半田バンプ４の高さより薄いことが好ましく、半田バンプ４の高さの６０％以下であることがより好ましく、５８％以下がよりさらに好ましく、５５％以下が特に好ましい。これにより半田バンプ４が熱硬化性樹脂シート２を越えて基材シート１まで到達することができる。その結果、その後の基材シート１の剥離の際には、半田バンプ４は熱硬化性樹脂シート２から露出することになるので（図２Ｂ参照）、配線基板との良好な電気的接続を達成可能となる。同時に、半田バンプの熱硬化性樹脂シートからの露出量の調整が容易となるので、半田バンプの根元部分の集中的な補強を効率良く行うことができる。
【００６８】
（貼り合わせ）
図２Ａに示すように、一次実装半導体装置１０の半田バンプ４が形成された第１主面３ａに、補強用シート８を貼り合わせる。貼り合わせは、汎用性および生産性の観点から加熱加圧条件下で行うことが好ましく、ロール圧着又はプレス圧着方式等が好適に用いられる。
【００６９】
貼り合わせ温度は、熱硬化性樹脂シート２の流動性の観点から、熱硬化性樹脂シート２を構成する樹脂の軟化点以上かつ硬化反応開始温度以下で行うことが好ましい。そのような温度としては、通常、１５０℃〜２００℃程度の温度範囲から選択される。これにより、樹脂の流動性を確保して、半田バンプ間を熱硬化性樹脂シート２によって十分埋め込むことができるとともに、インターポーザー３の第１主面３ａに対する十分な密着性を得ることができる。また、基材シート１も軟化し得るので、熱硬化性樹脂シート２を越えた半田バンプ４に追従可能となり、半田バンプ４の押し潰しを防止することができる。
【００７０】
加圧は、半導体装置の強度および熱硬化樹脂シートの流動性の観点から、好ましくは０．５〜５ＭＰａ、より好ましくは１〜３ＭＰａの圧力を負荷して押圧しながら行われる。また必要に応じて、減圧雰囲気下（１〜１０００Ｐａ）で圧着してもよい。
【００７１】
工程（Ａ）の後、上記一次実装半導体装置１０の第１主面３ａとは反対側の第２主面（すなわち、裏面）３ｂ側から研削を行う裏面研削工程を行ってもよい（図示せず）。裏面研削工程では、封止樹脂６のみの研削を行ってもよく、半導体チップ５の裏面を研削するようにしてもよい。半導体チップ５の裏面が樹脂封止されていない場合は、そのまま半導体チップ５の裏面を研削することになる。一次実装半導体装置１０の裏面研削に用いる薄型加工機としては特に限定されず、例えば研削機（バックグラインダー）、研磨パッド等を例示できる。また、エッチング等の化学的方法にて裏面研削を行ってもよい。裏面研削は、一次実装半導体装置が所望の厚み（例えば、１０〜５００μｍ）になるまで行われる。
【００７２】
［工程（Ｂ）］
貼り合わせ工程後、熱硬化性樹脂シート２を貼り付けた状態で一次実装半導体装置１０を基材シート１から剥離する（図２Ｂ）。基材シート１がフッ素系シートである場合、それ自体の離型性により基材シート１をスムーズに剥離することができる。
【００７３】
［工程（Ｃ）］
加熱処理工程では、熱硬化性樹脂シート２に加熱処理を施して硬化させる。熱硬化性樹脂シート２の加熱処理の条件は、加熱温度として好ましくは１００℃から２００℃、より好ましくは１１０℃から１８０℃、加熱時間として好ましくは３分から２００分、より好ましくは３０分から１２０分の間、必要に応じて加圧しても良い。加圧の際は、好ましくは０．１ＭＰａから１０ＭＰａ、より好ましくは０．５ＭＰａから５ＭＰａを採用することができる。基材シート１が耐熱性を有し、かつ加熱処理後でも離型性を維持するのであれば、熱硬化性樹脂シート２の加熱処理後に基材シート１を剥離してもよい。
【００７４】
（ダイシング工程）
本実施形態のように、半導体素子５が基板３を介して半田バンプ４と接続された一次実装半導体装置が封止樹脂６により複数封止されたパッケージが構成されている場合、１つの一次実装半導体装置を１単位とするパッケージに個片化するダイシング工程を行うことができる。
【００７５】
まず、熱硬化性樹脂シート２付き一次実装半導体装置１０とダイシングテープ１１とを貼り合わせる（図２Ｃ参照）。ダイシングテープ１１との貼り合わせの際、一次実装半導体装置の第２主面３ｂ側とダイシングテープ１１の粘着剤層１１ｂとが対向するように貼り合わせる。従って、一次実装半導体装置１０の第１主面３ａに貼り合わされた熱硬化性樹脂シート２は露出した状態（図２Ｃ中、上向き）となる。
【００７６】
ダイシングテープ１１は、基材層１１ａ上に粘着剤層１１ｂが積層された構造を有する。また、市販のダイシングテープも好適に用いることができる。
【００７７】
（基材層）
上記基材層１１ａはダイシングテープ１１の強度母体となるものである。例えば、低密度ポリエチレン、直鎖状ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、ランダム共重合ポリプロピレン、ブロック共重合ポリプロピレン、ホモポリプロレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル（ランダム、交互）共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−ヘキセン共重合体、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、全芳香族ポリアミド、ポリフェニルスルフイド、アラミド（紙）、ガラス、ガラスクロス、フッ素樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、セルロース系樹脂、シリコーン樹脂、金属（箔）、紙等が挙げられる。粘着剤層１１ｂが紫外線硬化型である場合、基材層１１ａは紫外線に対し透過性を有するものが好ましい。
【００７８】
また基材層１１ａの材料としては、上記樹脂の架橋体等のポリマーが挙げられる。上記プラスチックフィルムは、無延伸で用いてもよく、必要に応じて一軸又は二軸の延伸処理を施したものを用いてもよい。
【００７９】
基材層１１ａの表面は、隣接する層との密着性、保持性等を高めるため、慣用の表面処理、例えば、クロム酸処理、オゾン暴露、火炎暴露、高圧電撃暴露、イオン化放射線処理等の化学的又は物理的処理、下塗剤（例えば、後述する粘着物質）によるコーティング処理を施すことができる。
【００８０】
上記基材層１１ａは、同種又は異種のものを適宜に選択して使用することができ、必要に応じて数種をブレンドしたものを用いることができる。また、基材層１１ａには、帯電防止能を付与するため、上記の基材層１１ａ上に金属、合金、これらの酸化物等からなる厚みが３０〜５００Å程度の導電性物質の蒸着層を設けることができる。基材層に帯電防止剤を添加することによっても帯電防止能を付与することができる。基材層１１ａは単層又は２種以上の複層でもよい。
【００８１】
基材層１１ａの厚みは適宜に決定でき、一般的には５μｍ以上２００μｍ以下程度であり、好ましくは３５μｍ以上１２０μｍ以下である。
【００８２】
なお、基材層１１ａには、各種添加剤（例えば、着色剤、充填剤、可塑剤、老化防止剤、酸化防止剤、界面活性剤、難燃剤等）が含まれていてもよい。
【００８３】
（粘着剤層）
粘着剤層１１ｂの形成に用いる粘着剤は、ダイシングの際に一次実装半導体装置１０の封止体をしっかり保持するとともに、ダイシング後に熱硬化性樹脂シート付きの一次実装半導体装置を剥離可能に制御できるものであれば特に制限されない。例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤等の一般的な感圧性接着剤を用いることができる。上記感圧性接着剤としては、半導体ウェハやガラス等の汚染をきらう電子部品の超純水やアルコール等の有機溶剤による清浄洗浄性などの点から、アクリル系ポリマーをベースポリマーとするアクリル系粘着剤が好ましい。
【００８４】
上記アクリル系ポリマーとしては、アクリル酸エステルを主モノマー成分として用いたものが挙げられる。上記アクリル酸エステルとしては、例えば、（メタ）アクリル酸アルキルエステル（例えば、メチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、イソプロピルエステル、ブチルエステル、イソブチルエステル、ｓ−ブチルエステル、ｔ−ブチルエステル、ペンチルエステル、イソペンチルエステル、ヘキシルエステル、ヘプチルエステル、オクチルエステル、２−エチルヘキシルエステル、イソオクチルエステル、ノニルエステル、デシルエステル、イソデシルエステル、ウンデシルエステル、ドデシルエステル、トリデシルエステル、テトラデシルエステル、ヘキサデシルエステル、オクタデシルエステル、エイコシルエステル等のアルキル基の炭素数１〜３０、特に炭素数４〜１８の直鎖状又は分岐鎖状のアルキルエステル等）及び（メタ）アクリル酸シクロアルキルエステル（例えば、シクロペンチルエステル、シクロヘキシルエステル等）の１種又は２種以上を単量体成分として用いたアクリル系ポリマー等が挙げられる。なお、（メタ）アクリル酸エステルとはアクリル酸エステル及び／又はメタクリル酸エステルをいい、本発明の（メタ）とは全て同様の意味である。
【００８５】
上記アクリル系ポリマーは、凝集力、耐熱性などの改質を目的として、必要に応じ、上記（メタ）アクリル酸アルキルエステル又はシクロアルキルエステルと共重合可能な他のモノマー成分に対応する単位を含んでいてもよい。このようなモノマー成分として、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、カルボキシエチル（メタ）アクリレート、カルボキシペンチル（メタ）アクリレート、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸などのカルボキシル基含有モノマー；無水マレイン酸、無水イタコン酸などの酸無水物モノマー；（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸４−ヒドロキシブチル、（メタ）アクリル酸６−ヒドロキシヘキシル、（メタ）アクリル酸８−ヒドロキシオクチル、（メタ）アクリル酸１０−ヒドロキシデシル、（メタ）アクリル酸１２−ヒドロキシラウリル、（４−ヒドロキシメチルシクロヘキシル）メチル（メタ）アクリレートなどのヒドロキシル基含有モノマー；スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、（メタ）アクリルアミドプロパンスルホン酸、スルホプロピル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロイルオキシナフタレンスルホン酸などのスルホン酸基含有モノマー；２−ヒドロキシエチルアクリロイルホスフェートなどのリン酸基含有モノマー；アクリルアミド、アクリロニトリルなどがあげられる。これら共重合可能なモノマー成分は、１種又は２種以上使用できる。これら共重合可能なモノマーの使用量は、全モノマー成分の４０重量％以下が好ましい。
【００８６】
さらに、上記アクリル系ポリマーは、架橋させるため、多官能性モノマーなども、必要に応じて共重合用モノマー成分として含むことができる。このような多官能性モノマーとして、例えば、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレートなどがあげられる。これらの多官能性モノマーも１種又は２種以上用いることができる。多官能性モノマーの使用量は、粘着特性等の点から、全モノマー成分の３０重量％以下が好ましい。
【００８７】
上記アクリル系ポリマーは、単一モノマー又は２種以上のモノマー混合物を重合に付すことにより得られる。重合は、溶液重合、乳化重合、塊状重合、懸濁重合等の何れの方式で行うこともできる。清浄な被着体への汚染防止等の点から、低分子量物質の含有量が小さいのが好ましい。この点から、アクリル系ポリマーの数平均分子量は、好ましくは３０万以上、さらに好ましくは４０万〜３００万程度である。
【００８８】
また、上記粘着剤には、ベースポリマーであるアクリル系ポリマー等の数平均分子量を高めるため、外部架橋剤を適宜に採用することもできる。外部架橋方法の具体的手段としては、ポリイソシアネート化合物、エポキシ化合物、アジリジン化合物、メラミン系架橋剤などのいわゆる架橋剤を添加し反応させる方法があげられる。外部架橋剤を使用する場合、その使用量は、架橋すべきベースポリマーとのバランスにより、さらには、粘着剤としての使用用途によって適宜決定される。一般的には、上記ベースポリマー１００重量部に対して、５重量部程度以下、さらには０．１〜５重量部配合するのが好ましい。さらに、粘着剤には、必要により、上記成分のほかに、従来公知の各種の粘着付与剤、老化防止剤などの添加剤を用いてもよい。
【００８９】
粘着剤層１１ｂは放射線硬化型粘着剤により形成することができる。放射線硬化型粘着剤は、紫外線等の放射線の照射により架橋度を増大させてその粘着力を容易に低下させることができ、熱硬化性樹脂シート付きの一次実装半導体装置の剥離を容易に行うことができる。放射線としては、Ｘ線、紫外線、電子線、α線、β線、中性子線等が挙げられる。
【００９０】
放射線硬化型粘着剤は、炭素−炭素二重結合等の放射線硬化性の官能基を有し、かつ粘着性を示すものを特に制限なく使用することができる。放射線硬化型粘着剤としては、例えば、上記アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤等の一般的な感圧性粘着剤に、放射線硬化性のモノマー成分やオリゴマー成分を配合した添加型の放射線硬化性粘着剤を例示できる。
【００９１】
配合する放射線硬化性のモノマー成分としては、例えば、ウレタンオリゴマー、ウレタン（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリストールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリストールモノヒドロキシペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレートなどがあげられる。また放射線硬化性のオリゴマー成分はウレタン系、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリカーボネート系、ポリブタジエン系など種々のオリゴマーがあげられ、その重量平均分子量が１００〜３００００程度の範囲のものが適当である。放射線硬化性のモノマー成分やオリゴマー成分の配合量は、上記粘着剤層の種類に応じて、粘着剤層の粘着力を低下できる量を、適宜に決定することができる。一般的には、粘着剤を構成するアクリル系ポリマー等のベースポリマー１００重量部に対して、例えば５〜５００重量部、好ましくは４０〜１５０重量部程度である。
【００９２】
また、放射線硬化型粘着剤としては、上記説明した添加型の放射線硬化性粘着剤のほかに、ベースポリマーとして、炭素−炭素二重結合をポリマー側鎖または主鎖中もしくは主鎖末端に有するものを用いた内在型の放射線硬化性粘着剤があげられる。内在型の放射線硬化性粘着剤は、低分子成分であるオリゴマー成分等を含有する必要がなく、または多くは含まないため、経時的にオリゴマー成分等が粘着剤在中を移動することなく、安定した層構造の粘着剤層を形成することができるため好ましい。
【００９３】
上記炭素−炭素二重結合を有するベースポリマーは、炭素−炭素二重結合を有し、かつ粘着性を有するものを特に制限なく使用できる。このようなベースポリマーしては、アクリル系ポリマーを基本骨格とするものが好ましい。アクリル系ポリマーの基本骨格としては、上記例示したアクリル系ポリマーがあげられる。
【００９４】
上記アクリル系ポリマーへの炭素−炭素二重結合の導入法は特に制限されず、様々な方法を採用できるが、炭素−炭素二重結合はポリマー側鎖に導入するのが分子設計が容易である。例えば、予め、アクリル系ポリマーに官能基を有するモノマーを共重合した後、この官能基と反応しうる官能基および炭素−炭素二重結合を有する化合物を、炭素−炭素二重結合の放射線硬化性を維持したまま縮合または付加反応させる方法があげられる。
【００９５】
これら官能基の組合せの例としては、カルボン酸基とエポキシ基、カルボン酸基とアジリジル基、ヒドロキシル基とイソシアネート基などがあげられる。これら官能基の組合せのなかでも反応追跡の容易さから、ヒドロキシル基とイソシアネート基との組合せが好適である。また、これら官能基の組み合わせにより、上記炭素−炭素二重結合を有するアクリル系ポリマーを生成するような組合せであれば、官能基はアクリル系ポリマーと上記化合物のいずれの側にあってもよいが、上記の好ましい組み合わせでは、アクリル系ポリマーがヒドロキシル基を有し、上記化合物がイソシアネート基を有する場合が好適である。この場合、炭素−炭素二重結合を有するイソシアネート化合物としては、例えば、メタクリロイルイソシアネート、２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート、ｍ−イソプロペニル−α，α−ジメチルベンジルイソシアネートなどがあげられる。また、アクリル系ポリマーとしては、上記例示のヒドロキシ基含有モノマーや２−ヒドロキシエチルビニルエーテル、４−ヒドロキシブチルビニルエーテル、ジエチレングルコールモノビニルエーテルのエーテル系化合物などを共重合したものが用いられる。
【００９６】
上記内在型の放射線硬化性粘着剤は、上記炭素−炭素二重結合を有するベースポリマー（特にアクリル系ポリマー）を単独で使用することができるが、特性を悪化させない程度に上記放射線硬化性のモノマー成分やオリゴマー成分を配合することもできる。放射線硬化性のオリゴマー成分等は、通常ベースポリマー１００重量部に対して３０重量部の範囲内であり、好ましくは０〜１０重量部の範囲である。
【００９７】
上記放射線硬化型粘着剤には、紫外線等により硬化させる場合には光重合開始剤を含有させることが好ましい。光重合開始剤としては、例えば、４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル（２−ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン、α−ヒドロキシ−α，α´−ジメチルアセトフェノン、２−メチル−２−ヒドロキシプロピオフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンなどのα−ケトール系化合物；メトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフエノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）−フェニル］−２−モルホリノプロパン−１などのアセトフェノン系化合物；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、アニソインメチルエーテルなどのベンゾインエーテル系化合物；ベンジルジメチルケタールなどのケタール系化合物；２−ナフタレンスルホニルクロリドなどの芳香族スルホニルクロリド系化合物；１−フェニル−１，２―プロパンジオン−２−（Ｏ−エトキシカルボニル）オキシムなどの光活性オキシム系化合物；ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、３，３′−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系化合物；チオキサンソン、２−クロロチオキサンソン、２−メチルチオキサンソン、２，４−ジメチルチオキサンソン、イソプロピルチオキサンソン、２，４−ジクロロチオキサンソン、２，４−ジエチルチオキサンソン、２，４−ジイソプロピルチオキサンソンなどのチオキサンソン系化合物；カンファーキノン；ハロゲン化ケトン；アシルホスフィノキシド；アシルホスフォナートなどがあげられる。光重合開始剤の配合量は、粘着剤を構成するアクリル系ポリマー等のベースポリマー１００重量部に対して、例えば０．０５〜２０重量部程度である。
【００９８】
なお、放射線照射の際に、酸素による硬化阻害が起こる場合は、放射線硬化型の粘着剤層１１ｂの表面よりなんらかの方法で酸素（空気）を遮断するのが望ましい。例えば、上記粘着剤層１１ｂの表面をセパレータで被覆する方法や、窒素ガス雰囲気中で紫外線等の放射線の照射を行う方法等が挙げられる。
【００９９】
なお、粘着剤層１１ｂには、各種添加剤（例えば、着色剤、増粘剤、増量剤、充填剤、粘着付与剤、可塑剤、老化防止剤、酸化防止剤、界面活性剤、架橋剤等）が含まれていてもよい。
【０１００】
粘着剤層１１ｂの厚みは特に限定されないが、破断強度の調整や熱硬化性樹脂シート２の固定保持の両立性等の観点から１〜１００μｍ程度であるのが好ましい。好ましくは２〜８０μｍ、さらには好ましくは５〜６０μｍである。
【０１０１】
ダイシング工程では、図２Ｄに示すように一次実装半導体装置１０及び熱硬化性樹脂シート２をダイシングして個片化された熱硬化性樹脂シート２付きの一次実装半導体装置１０を形成する。ここで得られる一次実装半導体装置１０は同形状に切断された熱硬化性樹脂シート２と一体になっている。ダイシングは、一次実装半導体装置１０の熱硬化性樹脂シート２を貼り合わせた第１主面３ａ側から常法に従い行われる。
【０１０２】
本工程では、例えば、ダイシングテープ１１まで切込みを行うフルカットと呼ばれる切断方式等を採用できる。本工程で用いるダイシング装置としては特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。
【０１０３】
なお、ダイシング工程に続いてダイシングテープのエキスパンドを行う場合、該エキスパンドは従来公知のエキスパンド装置を用いて行うことができる。エキスパンド装置は、ダイシングリングを介してダイシングテープを下方へ押し下げることが可能なドーナッツ状の外リングと、外リングよりも径が小さくダイシングテープを支持する内リングとを有している。このエキスパンド工程により、熱硬化性樹脂シート２付きの一次実装半導体装置１０のピックアップの際に、隣り合うもの同士が接触して破損するのを防ぐことが出来る。
【０１０４】
次に、二次実装工程である工程（Ｄ）に先立ち、個片化された一次実装半導体装置１０を回収するために、ピックアップを行う。ピックアップの方法としては特に限定されず、従来公知の種々の方法を採用できる。例えば、個々の一次実装半導体装置１０をダイシングテープの基材層側からニードルによって突き上げ、突き上げられた一次実装半導体装置１０をピックアップ装置によってピックアップする方法等が挙げられる。なお、ピックアップされた一次実装半導体装置１０は、第１主面３ａに貼り合わされた熱硬化性樹脂シート２と一体となって積層体を構成している。
【０１０５】
ここでピックアップは、粘着剤層１１ｂが紫外線硬化型の場合、該粘着剤層１１ｂに紫外線を照射した後に行う。これにより、粘着剤層１１ｂの一次実装半導体装置１０に対する粘着力が低下し、一次実装半導体装置１０の剥離が容易になる。その結果、一次実装半導体装置１０を損傷させることなくピックアップが可能となる。紫外線照射の際の照射強度、照射時間等の条件は特に限定されず、適宜必要に応じて設定すればよい。また、紫外線照射に使用する光源としては、例えば低圧水銀ランプ、低圧高出力ランプ、中圧水銀ランプ、無電極水銀ランプ、キセノン・フラッシュ・ランプ、エキシマ・ランプ、紫外ＬＥＤ等を用いることができる。
【０１０６】
［工程（Ｄ）］
工程（Ｄ）では、熱硬化性樹脂シート２付きの一次実装半導体装置１０を配線基板２３に半田バンプ４を介して電気的に接続する（図２Ｅ参照）。具体的には、一次実装半導体装置１０の第１主面３ａが配線基板２３と対向する形態で、配線基板２３に常法に従い固定させる。例えば、一次実装半導体装置１０に形成されている半田バンプ４を、配線基板２３の接続パッドに被着された接合用の導電材（図示せず）に接触させて押圧しながら導電材を溶融させることにより、一次実装半導体装置１０と配線基板２３との電気的接続を確保することができる。一次実装半導体装置１０の第１主面３ａ側には熱硬化性樹脂シート２が貼り付けられているので、半田バンプ４の根元部分を補強しつつ、半田バンプ４と配線基板２３との電気的接続を図ることができる。
【０１０７】
二次実装工程における一般的な加熱条件としては２００〜３００℃であり、加圧条件としては０〜１０００Ｎである。また、二次実装工程での熱圧着処理を多段階で行ってもよい。例えば、１５０℃、５０Ｎで１０秒間処理した後、２８０℃、１０〜１００Ｎで１０秒間処理するという手順を採用することができる。多段階で熱圧着処理を行うことにより、半田バンプ４とパッド間の樹脂を効率よく除去し、より良好な金属間接合を得ることが出来る。
【０１０８】
配線基板２３としては、リジッド配線基板やフレキシブル配線基板、セラミック配線基板、メタルコア配線基板、有機基板等の公知の配線基板が挙げられる。
【０１０９】
なお、二次実装工程では、半田バンプ４及び導電材の一方又は両方を溶融させて、両者を接続させているが、この半田バンプ４及び導電材の溶融時の温度としては、通常、２６０℃程度（例えば、２５０℃〜３００℃）となっている。本実施形態に係る補強用シートは、熱硬化性樹脂シート２をエポキシ樹脂等により形成することにより、この実装工程における高温にも耐えられる耐熱性を有するものとすることができる。
【０１１０】
なお、熱硬化性樹脂シート２の硬化は、基材シート１の剥離後に行うのに代えて、二次実装の際の熱の付与によって行ってもよく、二次実装工程後に硬化工程を設けて行ってもよい。
【０１１１】
［二次実装半導体装置］
次に、当該補強用シートを用いて得られる二次実装半導体装置について図面を参照しつつ説明する（図２Ｆ参照）。本実施形態に係る半導体装置２０では、一次実装半導体装置１０と配線基板２３とが、一次実装半導体装置１０上に形成された半田バンプ４及び配線基板２３上に設けられた導電材（図示せず）を介して電気的に接続されている。また、半田バンプ４の根元部分には、当該部分を補強するように熱硬化性樹脂シート２が配置されていることから、優れた耐衝撃性を発揮することができる。
【０１１２】
《第２実施形態》
第１実施形態では、一次実装半導体装置として、半導体チップがインターポーザーにフリップチップ実装されたパッケージを用いたが、第２実施形態では、ウェハ・レベル・チップ・サイズ・パッケージ（ＷＳ−ＣＳＰ。以下、「ＣＳＰ」ともいう。）を用いる。
【０１１３】
図３には、配線基板４３にＣＳＰが二次実装された二次実装半導体装置４０を示している。ＣＳＰはチップ４５と、チップ４５の片面に形成された導電性ピラー４９及び再配線層４６と、再配線層４６上に積層された封止樹脂層４７と、導電性ピラー４９の先端に設けられた半田バンプ４４とを備えており、このＣＳＰの封止樹脂層４７上にさらに半田バンプの根元部分を補強するための熱硬化性樹脂シート４２が積層されている。二次実装半導体装置４０は、ＣＳＰを一次実装半導体装置として用いること以外は、第１実施形態で説明した工程を経ることで好適に製造することができる。
【実施例】
【０１１４】
以下に、この発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている材料や配合量等は、特に限定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、部とあるのは、重量部を意味する。
【０１１５】
実施例で使用した成分について説明する。
エポキシ樹脂１：新日鐵化学（株）製のＹＳＬＶ−８０ＸＹ（ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、エポキン当量２００ｇ／ｅｑ．、軟化点８０℃）
エポキシ樹脂２：三菱化学社製のＪＥＲ８２８（エポキシ当量１８５ｇ／ｅｑ．、室温で液状）
エポキシ樹脂３：日本化薬社製のＥＰＰＮ−５０１ＨＹ（エポキシ当量１６９ｇ／ｅｑ．、軟化点６０℃）
エポキシ樹脂４：ＤＩＣ社製のＨＰ７２００（エポキシ当量２５９ｇ／ｅｑ．、軟化点６１℃）
エポキシ樹脂５：三菱化学社製のＹＸ４０００Ｈ（エポキシ当量１９３ｇ／ｅｑ．、軟化点１０５℃）
フェノール樹脂１：明和化成社製のＭＥＨ７５００−３Ｓ（水酸基当量１０３ｇ／ｅｑ．、軟化点８３℃）
フェノール樹脂２：群栄化学工業社製のＬＶＲ８２１０ＤＬ（水酸基当量１０４ｇ／ｅｑ．、軟化点６９℃）
無機充填剤１：電気化学工業社製のＦＢ−５ＳＤＣ（溶融球状シリカ、平均粒子径５μｍ）
無機充填剤２：（株）アドマテックス製のＳＯ−２５Ｒ（溶融球状シリカ、平均粒子径０．５μｍ）
無機充填剤３：電気化学工業社製のＦＢ−９４５４ＦＣ（溶融球状シリカ、平均粒子径２０μｍ）
エラストマー１：東レダウコーニング社製のＥＰ−２６０１（シリコーン系粒子）
エラストマー２：（株）カネカ製のＳＩＢＳＴＥＲ  ０７２Ｔ（スチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体）
硬化促進剤：四国化成工業社製の２ＰＨＺ−ＰＷ（２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール）
シランカップリング剤：信越化学社製のＫＢＭ−４０３（３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン）
カーボンブラック：三菱化学社製の＃２０
【０１１６】
＜実施例１〜９及び比較例１〜４＞
基材シートとして、表１に示す厚みのフッ素系シート（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）含有）を準備した。フッ素系シートにプラズマ処理を施した。
【０１１７】
表１に記載の配合比に従い、各成分を配合し、ロール混練機により６０〜１２０℃、１０分間、減圧条件下（０．０１ｋｇ／ｃｍ２）で溶融混練し、混練物を調製した。次いで、得られた混練物を剥離ライナー上に載置し、平板プレス法によりシート状（５０ｍｍ×５０ｍｍ）に成形することで、厚み５０μｍの熱硬化性樹脂シートを作製した。
【０１１８】
基材シートのプラズマ処理面と熱硬化性樹脂シートとをハンドローラーで貼り合わせることで（貼り合わせ温度７０℃）バンプ根元補強用シートを作製した。
【０１１９】
＜評価＞
作製したそれぞれのバンプ根元補強用シートについて以下の評価を行った。評価結果を表１に示す。
【０１２０】
（最低溶融粘度）
各熱硬化性樹脂シートの５０〜１８０℃の範囲内での最低溶融粘度を次の手順で測定した。バンプ根元補強用シートから直径２５ｍｍの円状の小片を複数切り出した。小片から基材シート及び剥離ライナーを剥離しながら、厚みが約１ｍｍとなるまで熱硬化性樹脂シートを積層させて測定サンプルとした。この測定サンプルについて、Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製の粘弾性測定装置「ＡＲＥＳ」（測定条件：測定温度範囲５０〜１８０℃、昇温速度１０℃／ｍｉｎ、周波数１Ｈｚ、歪み量１０％）で粘度変化を追跡した際、粘度の最低値を読み取ることで最低溶融粘度を求めた。
【０１２１】
（半田バンプの根元部分への樹脂充填性）
評価チップとほぼ同サイズとした熱硬化性樹脂シート上の剥離ライナーを剥離した後、貼り合わせ装置（ミカドテクノス社製のＶＳ００８−１５１５）を用い、補強用シートの熱硬化性樹脂シートを平板真空プレス（１０秒陰圧とし、その後６０秒プレス）によりチップの半田バンプ形成面へ貼り合わせて補強用シート付きチップを作製した。
＜評価チップ＞
平面視サイズ：４．３ｍｍ×４ｍｍ
チップ厚み：７００μｍ
半田バンプ高さ：２００μｍ
＜貼り合わせ条件＞
温度：１７５℃
圧力：２ＭＰａ
減圧雰囲気：−１００ｋＰａ（ゲージ圧力）
【０１２２】
次に、基材シートを剥離し、１５０℃のオーブンにて熱硬化性樹脂シートを６０分間加熱処理して硬化させた。顕微鏡観察用の包埋樹脂にてチップ全体を包埋し、半田バンプのチップとの接合部分が現れるまで研磨した。断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ；７００倍）にて観察し、半田バンプの頭頂部の潰れがなく、かつ熱硬化性樹脂シートが半田バンプの頭頂部を被覆していなかった（半田バンプが熱硬化性樹脂シートから露出していた）場合を「○」、半田バンプの頭頂部が潰れていたか、又は熱硬化性樹脂シートが半田バンプの頭頂部を被覆していた（半田バンプが熱硬化性樹脂シートから露出していなかった）場合を「×」として評価した。
【０１２３】
【表１】
2020161839.tif 000003
【０１２４】
表１より、実施例では半田バンプの潰れもなく、半田バンプが熱硬化性樹脂シートから露出しており、半田バンプの根元部分が熱硬化性樹脂シートにて充填されていた。一方、比較例１では、半田バンプの潰れはなかったものの、熱硬化性樹脂シートが半田バンプの頭頂部を被覆しており、半田バンプの頭頂部は露出していなかった。これはｔ・η関係式の下限値を下回っており、バンプ根元補強用シートの剛性が不十分となって、半田バンプ上に存在する樹脂を押し流すことができなかったことに起因すると考えられる。比較例２では、半田バンプの頭頂部の潰れが確認された。これはｔ・η関係式の上限値を上回っており、バンプ根元補強用シートの柔軟性が低下して剛性が高くなり過ぎたことに起因すると考えられる。
【符号の説明】
【０１２５】
１    基材シート
２    熱硬化性樹脂シート
３、４３    インターポーザー
３ａ  インターポーザーの第１主面
３ｂ  インターポーザーの第１主面とは反対側の第２主面
４、４４    半田バンプ
５、４５    半導体チップ（半導体素子）
６    封止樹脂
８  バンプ根元補強用シート
１１  ダイシングテープ
１０  一次実装半導体装置
２０、４０  二次実装半導体装置
【図１】
2020161839.tif 000004
【図２Ａ】
2020161839.tif 000005
【図２Ｂ】
2020161839.tif 000006
【図２Ｃ】
2020161839.tif 000007
【図２Ｄ】
2020161839.tif 000008
【図２Ｅ】
2020161839.tif 000009
【図３】
2020161839.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和2年7月8日(2020.7.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材シートと該基材シートに隣接して積層された熱硬化性樹脂シートとを備えるバンプ根元補強用シートであって、
前記熱硬化性樹脂シートの厚みは、バンプの高さより薄く、
前記基材シートの厚みｔ［μｍ］と前記熱硬化性樹脂シートの５０〜１８０℃における最低溶融粘度η［Ｐａ・ｓ］とが下記関係式を満たすバンプ根元補強用シート。
１５０≦ｔ・η≦１０００００
【請求項２】
前記基材シートの厚みが５０〜１００μｍである請求項１に記載のバンプ根元補強用シート。
【請求項３】
前記基材シートの１７５℃における貯蔵弾性率Ｅ’が５×１０６Ｐａ以上５×１０７Ｐａ以下である請求項１又は２に記載のバンプ根元補強用シート。
【請求項４】
前記基材シートがフッ素系シートである請求項１〜３のいずれか１項に記載のバンプ根元補強用シート。
【請求項５】
前記フッ素系シートが、フッ素含有モノマーとエチレンモノマーとの共重合体を含む請求項４に記載のバンプ根元補強用シート。