(57)【要約】      （修正有）【課題】硬化されたアンダーフィル樹脂中にボイドが残りにくく、セルフアライメント作用を阻害することなくアンダーフィルの形成を行うことができる、表面実装方法を提供する。【解決手段】バンプ電極５または実装用電極１の何れか一方がハンダで形成されており、実装用電極の形成面及びバンプ電極の形成面の少なくともいずれか一方の面に、電極を覆わないようにアンダーフィル用の液状硬化性樹脂組成物３を塗布する塗布工程と、塗布工程の後、バンプ電極と実装用電極とが対向するように表面実装部品４を回路基板２に搭載する搭載工程と、表面実装部品を搭載した回路基板をリフロー処理することにより、ハンダを溶融させるとともに、液状硬化性樹脂組成物を硬化させるためのリフロー工程とを備え、液状硬化性樹脂組成物の、ハンダの融点におけるゲル化時間が３５〜７５秒の範囲であることを特徴とする表面実装方法を用いる。【選択図】図２
2010171118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バンプ電極を有するフリップチップ型の表面実装部品を、前記バンプ電極と接合される実装用電極を有する回路基板に実装するための表面実装方法であって、
前記バンプ電極または前記実装用電極の何れか一方がハンダで形成されており、
前記実装用電極の形成面及び前記バンプ電極の形成面の少なくともいずれか一方の面に、該電極を覆わないようにアンダーフィル用の液状硬化性樹脂組成物を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程の後、前記バンプ電極と前記実装用電極とが対向するように前記表面実装部品を前記回路基板に搭載する搭載工程と、
前記表面実装部品を搭載した前記回路基板をリフロー処理することにより、前記ハンダを溶融させるとともに、前記液状硬化性樹脂組成物を硬化させるためのリフロー工程とを備え、
前記液状硬化性樹脂組成物の、前記ハンダの融点におけるゲル化時間が３５〜７５秒の範囲であることを特徴とする表面実装方法。
【請求項２】
前記液状硬化性樹脂組成物がフラックス活性剤を含有せず、且つ、前記バンプ電極または前記実装用電極にはフラックス活性剤が塗布または混合されている請求項１に記載の表面実装方法。
【請求項３】
前記回路基板として、前記バンプ電極と接合される実装用電極を有するフリップチップ型の表面実装部品を用いる請求項１または２に記載の表面実装方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の表面実装方法を用いて、フリップチップ型の表面実装部品を回路基板に実装して得られることを特徴とする実装部品構造体。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載された表面実装方法に用いられる、前記ハンダの融点におけるゲル化時間が３５〜７５秒の範囲であることを特徴とするアンダーフィル用液状エポキシ樹脂組成物。
【請求項６】
フラックス活性剤を含有しない請求項５に記載のアンダーフィル用液状エポキシ樹脂組成物。
【請求項７】
下記化学式（Ｉ）：
【化１】
2010171118.tif 000006
または化学式（ＩＩ）：
【化２】
2010171118.tif 000007
で表される硬化剤を含有する請求項５または６に記載のアンダーフィル用液状エポキシ樹脂組成物。
【請求項８】
最大粒径が５μm以下である無機充填材を、樹脂組成物全量に対して真比重換算で２０〜４０質量％の割合で含有する請求項５〜７の何れか１項に記載のアンダーフィル用液状エポキシ樹脂組成物。
【請求項９】
前記無機充填材が、球状非晶質シリカ又はアルミナの少なくとも何れか一方を含有する請求項８に記載のアンダーフィル用液状エポキシ樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面実装部品の実装方法、及びその方法に用いられるアンダーフィル用液状エポキシ樹脂組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＢＧＡ(Ball grid array)、ＬＧＡ(Land grid array)、ＣＳＰ(Chip size package)等のパッケージを有するフリップチップ型の電子部品の高密度化が求められており、それに伴い、回路の狭ピッチ化がますます求められている。
【０００３】
フリップチップ型の電子部品の実装においては、実装部品にハンダによりバンプ電極を形成しておき、バンプ電極に対応するように設けられた実装用の電極パッドが形成された回路基板に、フェースダウンで実装部品を載置し、リフロー処理することによりハンダを溶融させてバンプ電極と電極パッドとを直接接続する。このリフロー処理においては、溶融したハンダの界面張力により、電極同士の接続位置がより正確になるように補正される、いわゆる、セルフアライメント作用が発揮される。このようなセルフアライメントにより、実装部品が正確な位置に実装されて、良好に接続される。
【０００４】
フリップチップ型の電子部品の実装による接続においては、例えば、温度サイクル試験時において、熱応力による歪により、電気的な接合不良を引き起こすおそれがある等、信頼性が問題になることがあった。信頼性を高める方法として、リフロー処理により電極同士を接合した後、電子部品と回路基板との間に形成される隙間を樹脂組成物で封止することにより、接合部の信頼性を高めるアンダーフィル技術が広く用いられている。
【０００５】
アンダーフィル技術としては、実装部品を回路基板上に搭載し、リフロー処理することにより電極同士を接合した後に、回路基板と表面部品との隙間にアンダーフィル樹脂を注入する、いわゆる後入れアンダーフィル工法が広く用いられている。
【０００６】
後入れアンダーフィル工法は、リフロー処理と、アンダーフィル樹脂の充填工程やその後の硬化処理工程とがそれぞれ別の工程であるために、工程が増加して煩雑になり、生産性が低下するという問題があった。
【０００７】
このような問題を解決するために、近年、例えば、下記特許文献１に開示されているような、回路基板にリフロー処理により実装部品を接合する前に、予め、回路基板にアンダーフィル樹脂を塗布した後に、実装部品を搭載し、これらをリフロー処理することにより電極間の接合と併せて、リフロー処理時の加熱によりアンダーフィル樹脂を硬化させる、リフロー硬化同時工法が注目を集めてきている。
【０００８】
一般的な、リフロー硬化同時工法の各工程を図１（Ａ）〜図１（Ｃ）を参照して説明する。
【０００９】
リフロー硬化同時工法においては、図１（Ａ）に示すように、はじめに、回路基板１０の電極パッド１１が形成された側の表面の全面に液状のアンダーフィル樹脂１３を塗布する。そして、図１（Ｂ）に示すように、回路基板１０に表面実装部品１４を搭載する。表面実装部品１４には、バンプ電極１５が形成されている。そして、図１（Ｃ）に示すようにリフロー処理することにより、バンプ電極１５を溶融させて電極パッド１１と接合するとともに、リフロー処理の際の加熱によりアンダーフィル樹脂１３が硬化する。なお、電極パッド１１の表面には、酸化膜が形成されているために、リフロー処理に際しては、電極表面の金属酸化膜を除去する必要がある。このような、電極表面の金属酸化膜を除去するために、通常、アンダーフィル樹脂１３には、酸化還元反応を促進するためのフラックス活性剤が配合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−２３９８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来の、リフロー硬化同時工法においては、上述したように、回路基板表面の表面全体、にアンダーフィル樹脂が塗布される。この場合においては、回路基板表面の電極もアンダーフィル樹脂で被覆される。この場合においては、以下のような問題があった。
【００１２】
上述のように、アンダーフィル樹脂には、通常、フラックス活性剤が配合されており、リフロー工程において、電極表面の金属酸化膜が水分等の発生を伴う酸化還元反応により除去される。この場合において、従来のリフロー硬化同時工法においては、電極がアンダーフィル樹脂で被覆されているために、酸化還元反応により発生した水分は逃げ場を失い、硬化したアンダーフィル樹脂中にボイドとして残される。また、ボイドの発生原因としては、回路基板表面を保護するソルダーレジストに含有される未硬化低分子成分や、ソルダレジスト中に含まれる水分も挙げられる。これらも、リフロー工程において、ソルダレジスト中から湧き上がるようにして、未硬化のアンダーフィル樹脂中に侵入し、最終的に硬化されたアンダーフィル樹脂中にボイドとして残される。このようなボイドは、実装部品と回路基板との接合の信頼性を低下させる原因になる。
【００１３】
また、従来のリフロー硬化同時工法においては、回路基板表面の電極もアンダーフィル樹脂で被覆されるために、溶融したハンダの界面張力による変形が阻害され、充分なセルフアライメント作用を発揮させることができない場合があった。特に、アンダーフィル樹脂に比較的無機充填材が多く含まれている場合においては、液状樹脂組成物の粘度が高くなるために、この傾向が顕著であった。
【００１４】
本発明は、フリップチップ型の表面実装部品を回路基板に実装する実装方法において、硬化されたアンダーフィル樹脂中にボイドが残りにくく、また、セルフアライメント作用を阻害することなくアンダーフィルの形成を行うことができる、リフロー硬化同時工法による表面実装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】
【００１５】
本発明の表面実装方法は、バンプ電極を有するフリップチップ型の表面実装部品を、前記バンプ電極と接合される実装用電極を有する回路基板に実装するための表面実装方法であって、前記バンプ電極または前記実装用電極の何れか一方がハンダで形成されており、前記実装用電極の形成面及び前記バンプ電極の形成面の少なくともいずれか一方の面に、電極を覆わないようにアンダーフィル用の液状硬化性樹脂組成物を塗布する塗布工程と、前記塗布工程の後、前記バンプ電極と前記実装用電極とが対向するように前記表面実装部品を前記回路基板に搭載する搭載工程と、前記表面実装部品を搭載した前記回路基板をリフロー処理することにより、前記ハンダを溶融させるとともに、前記液状硬化性樹脂組成物を硬化させるためのリフロー工程とを備え、前記液状硬化性樹脂組成物の、前記ハンダの融点におけるゲル化時間が３５〜７５秒の範囲であることを特徴とする。このような方法によれば、リフロー硬化同時工法により、フリップチップ型の実装部品を回路基板に実装してアンダーフィル構造を形成する場合において、ボイドの原因となりうる発生したガスを、樹脂で被覆されていない電極部分から逃がすことができるために、硬化したアンダーフィル樹脂中にボイドが残りにくくなる。また、電極が液状硬化性樹脂組成物により被覆されていないので、溶融したハンダは、界面張力により自由に変形することができるために、セルフアライメント作用を全く阻害しない。さらに、ハンダの融点に対する液状エポキシ樹脂組成物のゲル化時間が上記範囲にある場合には、溶融したハンダによるセルフアライメントに要する時間を充分に確保することができるとともに、ボイドの発生を低減することができる。
【００１６】
また、前記液状硬化性樹脂組成物がフラックス活性剤を含有せず、且つ、前記バンプ電極または前記実装用電極にはフラックス活性剤が塗布または混合されていることが好ましい。従来のリフロー硬化同時工法においては、電極上に液状エポキシ樹脂組成物を塗布するために、液状樹脂組成物中にフラックス活性剤を配合して、リフロー処理の際にフラックス活性剤により電極表面の金属酸化膜を除去する必要があった。このような場合、リフロー処理の際にフラックス活性剤自身が揮発や分解することによりガス化することもあった。本発明の方法においては、電極表面には液状硬化性樹脂組成物を塗布しないので、液状樹脂組成物中にフラックス活性剤を配合する必要がないために、バンプ電極にフラックス活性剤を予め転写形成したり、ハンダ中に含有されるフラックス活性剤により、接合部のみにフラックス活性剤を付着させることができる。これにより、残留するボイドの量を大幅に低減することができる。
【００１７】
前記回路基板として、前記バンプ電極と接合される実装用電極を有する、フリップチップ型の表面実装部品を用いることが好ましい。このような場合には、パッケージオンパッケージやチップオンチップと呼ばれる、積層型の半導体装置が得られる。
【００１８】
また、本発明の実装部品構造体は、上記何れかの表面実装方法を用いて、フリップチップ型の表面実装部品を回路基板に実装して得られるものである。
【００１９】
また、本発明のアンダーフィル用液状エポキシ樹脂組成物は、電極を構成するハンダの融点におけるゲル化時間が３５〜７５秒の範囲であることを特徴とする。このようなエポキシ樹脂組成物は、上記実装方法において、セルフアライメント性を充分に確保することができる。
【００２０】
また、前記アンダーフィル用液状エポキシ樹脂組成物は、フラックス活性剤を含有しないことが好ましい。
【００２１】
また、前記アンダーフィル用液状エポキシ樹脂組成物は、下記化学式（Ｉ）：
【００２２】
【化１】
2010171118.tif 000003
【００２３】
または化学式（ＩＩ）：
【００２４】
【化２】
2010171118.tif 000004
【００２５】
で表される硬化剤を含有することが好ましい。このような硬化剤は、比較的高温のリフロー条件においても、揮発しにくいために、ボイドの発生をより低減することができる。
【００２６】
また、前記アンダーフィル用液状エポキシ樹脂組成物は、最大粒径が５μm以下である無機充填材を、樹脂組成物全量に対して真比重換算で２０〜４０質量％含有することが好ましい。最大粒径が５μm以下の無機充填材上記割合で配合する場合には、セルフアライメントを阻害することなく、硬化したアンダーフィル樹脂の線膨張率を低下させることができる。
【００２７】
また、前記無機充填材が、球状非晶質シリカ又はアルミナの少なくとも何れか一方を含有することが好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、フリップチップ型の表面実装部品の実装工程において、アンダーフィル樹脂にボイドが残りにくく、また、溶融したハンダによるセルフアライメント作用を充分に発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１（Ａ）〜（Ｃ）は従来のリフロー硬化同時工法を説明する模式断面図である。
【図２】図２（Ａ）〜（Ｃ）は本発明に係る実施形態のリフロー硬化同時工法を説明するための模式断面図である。
【図３】図３は本発明に係る実施形態における、塗布工程を説明するための上面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明に係る表面実装方法は、バンプ電極を有するフリップチップ型の表面実装部品を、前記バンプ電極と接合される実装用電極を有する回路基板に実装するための表面実装方法であって、前記バンプ電極または前記実装用電極の何れか一方がハンダで形成されており、前記実装用電極の形成面及び前記バンプ電極の形成面の少なくともいずれか一方の面に、電極を覆わないようにアンダーフィル用の液状硬化性樹脂組成物を塗布する塗布工程と、前記塗布工程の後、前記バンプ電極と前記実装用電極とが対向するように前記表面実装部品を前記回路基板に搭載する搭載工程と、前記表面実装部品を搭載した前記回路基板をリフロー処理することにより、前記ハンダを溶融させるとともに、前記液状硬化性樹脂組成物を硬化させるためのリフロー工程とを備え、前記液状硬化性樹脂組成物の、前記ハンダの融点におけるゲル化時間が３５〜７５秒の範囲であることを特徴とする。
【００３１】
以下、本発明に係る表面実装方法の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００３２】
本実施形態の表面実装方法においては、図２（Ａ）に示すように、フリップチップ型の表面実装部品を実装するための回路基板２の表面の実装用電極である電極パッド１の形成面に、電極パッド１を覆わないようにアンダーフィル用の液状硬化性樹脂組成物３を塗布する（塗布工程）。具体的には、図３に示す上面模式図のように、複数の電極パッド１が形成された回路基板２の表面において、電極パッド１が形成されている部分を避けるように、液状硬化性樹脂組成物３が塗布される。なお、回路基板２の表面に塗布する代わりに、搭載される表面実装部品４のバンプ電極の形成面に、バンプ電極を覆わないように液状硬化性樹脂組成物を塗布してもよい。
【００３３】
回路基板２の表面がソルダレジスト処理されている場合には、保護を必要としない電極パッド１を覆うソルダレジストは、レーザ加工や選択的エッチングにより、予め除去されていることが好ましい。
【００３４】
液状硬化性樹脂組成物３の塗布方法としては、電極パッド１を覆わないように、選択的に回路基板２の表面に塗布する方法であれば、特に限定されない。その具体例としては、例えば、ディスペンサー、スクリーン印刷、インクジェット等の塗布手段が挙げられる。
【００３５】
液状硬化性樹脂組成物３としては、セルフアライメント性を確保するために、接合に用いられるハンダの融点におけるゲル化時間が３５〜７５秒の範囲、さらには、３５〜５０秒の範囲であるような液状の硬化性樹脂組成物であることが好ましい。このような液状の硬化性樹脂組成物を用いた場合には、後述するリフロー工程において、溶融したハンダによるセルフアライメントに要する時間を充分に確保することができる。なお、前記ゲル化時間が３５秒未満の場合には、セルフアライメントによる位置補正が充分に行われる前に、液状硬化性樹脂組成物３の硬化が進行し、回路基板２に実装される表面実装部品の位置が硬化樹脂により固定されてしまうために、セルフアライメントが充分に行われなくなり、導通不良が発生しやすくなる。また、ゲル化時間が７５秒を超える場合には、硬化に要する時間が掛かりすぎて、液状硬化性樹脂組成物３中の成分の分解や揮発等によりボイドが発生しやすくなるとともに、リフロー後の後硬化に長時間を要するために生産性が低下する。
【００３６】
液状硬化性樹脂組成物３としては、液状のエポキシ樹脂を樹脂成分とし、硬化剤、及び硬化促進剤、無機充填材等を含有するエポキシ樹脂組成物が好ましく用いられる。
【００３７】
エポキシ樹脂としては、１分子中に２個以上のエポキシ基を有する化合物であれば特に限定されない。具体的には、例えば、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、ビフェニル型エポキシ樹脂、ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン環含有エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ブロム含有エポキシ樹脂、これらの水素添加型エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００３８】
また、硬化剤としては、エポキシ樹脂の硬化剤として作用する化合物であれば、特に限定なく用いられうる。その具体例としては、例えば、酸無水物、アミン類、イミダゾール類、フェノール樹脂、ポリチオール、シアネート等を用いることができる。このような硬化剤のうちでは、上述した化学式（Ｉ）または（ＩＩ）で表されるような硬化剤が、揮発性が低いために、リフロー工程においてボイドの発生の原因になりにくい点から好ましい。
【００３９】
また、硬化促進剤として、エポキシ樹脂の硬化を促進するアミン系、ポリアミド系、イミダゾール系、ルイス酸系等の硬化促進剤であれば、特に限定なく用いられる。とくには、上述した化合物がエポキシ樹脂成分等を殻としてマイクロカプセル化された、所望の設定温度でのみ効率良く硬化を促進する性質を有するような、いわゆる潜在性硬化促進剤が好ましい。
【００４０】
また、エポキシ樹脂組成物には、硬化された樹脂の線膨張係数を低下させたり、耐熱性を付与することを目的として無機充填材を含有することが好ましい。このような無機充填材の具体例としては、例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、窒化珪素等が挙げられる。
【００４１】
なお、含有される無機充填材の粒子径が大きすぎる場合には、リフロー工程におけるセルフアライメントが阻害されるおそれがある。そのために、無機充填材の粒子径としては、含有される粒子の最大粒径が５μｍ以下、さらには３μｍ以下であることが好ましい。
【００４２】
また、無機充填材の配合割合としては、樹脂組成物全量に対して真比重換算で２０〜４０質量％であることが好ましい。
【００４３】
なお、上述したように液状硬化性樹脂組成物３は、接合に用いられるハンダの融点におけるゲル化時間が３５〜７５秒の範囲であることが必要である。このようなゲル化時間を有する液状エポキシ樹脂組成物は、硬化剤及び硬化促進剤の種類及び配合割合を適宜調整することにより得ることができる。硬化剤及び硬化促進剤の種類にもよるが、特に、硬化促進剤の配合割合を比較的低く設定することが好ましい。具体的には、例えば、後述する実施例で用いたような、樹脂成分からなるマイクロカプセルに、アミン系の促進剤成分が含有されてなるような潜在性硬化促進剤を用いる場合には、組成物全量中に促進剤成分の比率が０．５質量％以下になるように調製することが好ましい。
【００４４】
また、液状エポキシ樹脂組成物は、必要に応じて、分散安定剤、難燃剤、低弾性化剤、密着性付与剤、チクソ性付与剤、着色剤、希釈剤、消泡剤、カップリング剤等を含有してもよい。
【００４５】
液状エポキシ樹脂組成物は、液状のエポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤、無機充填材、その他、必要に応じて配合される各種成分を配合し、分散・混合することにより得られる。なお、塗布性を向上させるために、必要に応じて、有機溶剤を添加してもよい。有機溶剤としては、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、アセトン、メチルセロソルブ、ブチルカルビトール等が用いられる。
【００４６】
次に、図２（Ｂ）に示すように、先の塗布工程の後に、回路基板２の表面に表面実装部品４を搭載する（搭載工程）。
【００４７】
表面実装部品４としては、ＢＧＡ，ＬＧＡ、ＣＳＰ等のフリップチップ型のパッケージを有する表面実装部品であれば、特に限定なく用いられうる。なお、本実施形態においては、ＢＧＡ型の表面実装部品を用いた例を用いて説明する。
【００４８】
ＢＧＡ型の表面実装部品４は、回路基板２の上面の複数の電極パッド１に対応するように、ハンダからなる複数のバンプ電極５を有する。なお、複数のバンプ電極５の表面には、公知の方法により、予め、別工程において、フラックス６が転写塗布されている。
【００４９】
そして、図２（Ｃ）に示すように、表面実装部品４を搭載した回路基板２をリフロー処理することにより、バンプ電極５を溶融させるとともに、液状硬化性樹脂組成物３を硬化させる（リフロー工程）。リフロー工程は、リフロー炉を用いた一括リフローでも、ボンダやマウンタを用いた局所リフローであってもよい。
【００５０】
リフロー工程においては、所定のプロファイルに従って温度制御しながら、ハンダの融点以上に昇温することによりバンプ電極５を溶融させた後、降温してハンダを固化させることにより、電極間の接合を形成する。この場合において、表面実装部品４は、溶融ハンダの界面張力によるセルフアライメントにより、複数の電極パッド１から形成される実装領域により正確に配置されるとともに、液状硬化性樹脂組成物３の硬化が進行する。なお、本実施形態においては、バンプ電極５を形成するハンダの融点におけるゲル化時間が、３５〜７５秒の範囲である液状硬化性樹脂組成物３を用いるために、セルフアライメントに要する時間を充分に確保できるとともに、生産性にも優れている。前記ゲル化時間が短すぎる場合には、セルフアライメントが完了しないまま硬化が進行するおそれがあり、前記ゲル化時間が短すぎる場合には、液状硬化性樹脂組成物３中の成分が揮発や分解することによりボイドの発生が多くなるとともに、生産性が低下するおそれがある。
【００５１】
本実施形態の構成によれば、リフロー処理の際に、電極パッド１が液状硬化性樹脂組成物で覆われないために、例え、ソルダレジスト等からガスが発生したとしても、速やかに、電極パッド１の周囲の開放部分から、ガスを逃がすことができる。また、電極パッド１は液状硬化性樹脂組成物３で覆われていないために、液状硬化性樹脂組成物３によっては、セルフアライメントが全く阻害されない。さらに、液状硬化性樹脂組成物３の、バンプ電極１１を形成するハンダの融点におけるゲル化時間が３５〜７５秒の範囲であるために、セルフアライメントの時間を充分に確保できるとともに、ボイドの発生を抑制することができる。また、液状硬化性樹脂組成物３自身にはフラックス活性剤を配合しなくとも、電極部分にのみフラックス６を塗布することにより、酸化被膜の除去を行うことができる。
【００５２】
以上説明した、本実施形態の表面実装方法によれば、回路基板に表面実装部品を実装することにより半導体装置のような実装部品構造体を得ることができる。本実施形態の表面実装方法は、複数のフリップチップ型の表面実装部品を積み重ねて接合するパッケージオンパッケージ（チップオンチップパッケージ）の実装を行う場合、あるいは、フリップチップ型の半導体チップをＩＣサブストレートに実装する場合など、特に、限定されることなく用いられうる。
【００５３】
また、リフロー工程において溶融するハンダ成分は、表面実装部品のバンプ電極の側であっても、回路基板側の表面実装部品が実装される実装用電極の側にあってもよい。
【００５４】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。なお、本発明の範囲は、下記実施例により、何ら、限定して解釈されるものではない。
【実施例】
【００５５】
はじめに、本実施例で用いた液状エポキシ樹脂組成物の調製に用いた原材料について説明する。
【００５６】
（エポキシ樹脂）
・ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂：ジャパンエポキシレジン（株）製「エピコート１００１」（エポキシ当量４７０）
・ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂：東都化成工業（株）「ＹＤＦ８１７０」（エポキシ当量１６０）
・ナフタレン環含有エポキシ樹脂：ＤＩＣ（株）製「エピクロンＨＰ−４０３２Ｄ」（エポキシ当量１４３）
（硬化剤）
・フェノール樹脂型硬化剤：上記化（Ｉ）で表される、明和化成（株）製「ＭＥＨ８０００Ｈ」（水酸基当量１４１）
・酸無水型硬化剤：上記化（ＩＩ）で表される、ジャパンエポキシレジン（株）製「エピキュアＹＨ３０６」（酸無水物当量２３４）
（硬化促進剤）
・アミン系マイクロカプセル型潜在性硬化促進剤：旭化成ケミカルズ製「ノバキュアＨＸ３７２２」
・  アミン系硬化促進剤：味の素（株）製「アミキュアＰＮ２３」
（無機充填材）
・溶融シリカ：ＭＲＣユニテック製「ＱＳ０７」（平均粒径０．７μｍ、最大粒径３μｍ、真比重２．２）を用いた。
・溶融シリカ：ＭＲＣユニテック製「ＱＳ０４」（平均粒径４μｍ、最大粒径１０μｍ、真比重２．２）を用いた。
・アルミナ：住友化学製「ＡＡ０４」（平均粒径０．５μｍ、最大粒径３μｍ、真比重４．０）
・アクリル系消泡剤：楠本化成（株）製「ＯＸ７７」
上記原材料を用いて、下記表１に記載した配合組成により、実施例１〜８及び比較例１〜４の液状エポキシ樹脂組成物を調製した。なお、各液状エポキシ樹脂組成物はそれぞれ、表１で特定された、下記製造方法Ａ、Ｂ、Ｃのいずれかの方法により混合調製された
（製造方法Ａ）
下記表１に示す配合割合で各成分を配合し、ホモディスパー（特殊機化工業製）を用いて、３００〜５００ｒｐｍの条件で分散・混合した。
（製造方法Ｂ）
下記表１に示す配合割合で各成分を配合し、プラネタリーミキサーで混合した後、３本ロールを用いて分散した。
（製造方法Ｃ）
下記表１に示す配合割合で各成分を配合し、ビーズミル（ビューラー（株）製）を用いて分散・混合した後、さらにホモディスパー（特殊機化工業製）にて３００〜５００ｒｐｍの条件で分散・混合した。
【００５７】
なお、得られた液状エポキシ樹脂組成物は以下の方法により評価した。
【００５８】
（１）ゲル化時間
２１７±２℃に設定したホットプレートに、約１ｇの液状エポキシ樹脂組成物を載置し、これを１秒間隔で攪拌して、攪拌不能になるまでの時間を測定した。
【００５９】
（２）粘度
調製直後の液状エポキシ樹脂組成物を、室温（２５℃）において、Ｂ型粘度計を用いて測定した。
【００６０】
（３）接着強度
セラミック基板上に液状エポキシ樹脂組成物を塗布し、２×２ｍｍのチップを貼り合わせ、後述する条件でリフロー処理したもの、及びリフロー処理後１２５℃３時間のアフターキュアを行ったものについてダイシェア強度の測定を行った。
【００６１】
［実施例１〜８、比較例１〜２］
回路基板として、ＢＧＡ搭載部としてディジーチェーン電極を有する、ＦＲ−４グレード回路基板（３２×１１５×０．８（ｍｍ））を用いた。なお、回路基板は１２０℃でベーキングした後、２４時間室温に放置したものを用いた。また、実装部品として、Ｓｎ−３．５Ａｇ−０．５Ｃｕの鉛フリーハンダ（融点２１７℃）からなる、ディジーチェーン電極に対応するペリフェラル配列のハンダボールが形成された電極を有するＰＫＧサイズ０．５ピッチのミニＢＧＡを用いた。
【００６２】
はじめに、回路基板の表面に、電極部に載せないようにして、ディジーチェーンの中央部分等に、約０．０１gの液状エポキシ樹脂組成物をディスペンサーで塗布した。
【００６３】
そして、ミニＢＧＡのハンダボールにフラックス（株式会社日本スペリア社 RM-5）を転写塗布した後、回路基板のディジーチェーン電極とミニＢＧＡのハンダボールとを位置合わせして搭載した。そして、それらを、ソーク温度１５０℃で１２０秒間、最高温度２４０℃で２２０℃以上を３０秒間のプロファイル条件に設定したリフロー炉に導入した（リフロー処理）。リフロー処理により、電極の接合と樹脂硬化が行われ半導体装置が得られた。なお、半導体装置は各実施例及び比較例につき、２５個作成した。
【００６４】
そして、得られた半導体装置を次のような評価方法により評価した。
【００６５】
（４）初期接続性
回路基板表面の導体配線に形成された測定用端子にデジタルマルチメーターのプローブを当てて、電気的動作確認を行い、任意に選んだ２０個の半導体装置のうち、導通不良が発生したものの個数により初期接続性を評価した。
【００６６】
（５）ＤＳＣ反応率
任意に選んだ５個の半導体装置の、搭載されたミニＢＧＡを引き剥がし、硬化した樹脂成分を回収した。そして、回収された樹脂成分の発熱量を示差走査熱量計（ＤＳＣ）により測定した。そして、予め測定された未硬化樹脂の発熱量に対する、回収された樹脂成分の発熱量の割合を算出した。
【００６７】
（６）残留ボイド量評価
得られた半導体装置のミニＢＧＡ側から研削し、ミニＢＧＡと回路基板との間に形成された硬化樹脂層におけるボイドの発生の有無を断面観察により確認した。そして、硬化樹脂中に残留するボイドの大きさが３０μｍ未満であって、かつ全残留ボイドの合計面積が半導体素子の面積に対して５％未満であるものを「○」、硬化樹脂中に残留するボイドの大きさが３０μｍ未満であって、かつ全残留ボイドの合計面積が半導体素子の面積に対して５％以上３０％未満であるものを「△」、硬化樹脂中に残留するボイドの大きさを問わず、全残留ボイドの合計面積が半導体素子の面積に対して３０％以上であるものを「×」と評価した。
【００６８】
（７）発生ボイド量評価
また、ミニＢＧＡの代わりにカバーガラス（ガラスチップ）を搭載し、上述したのと同様のプロファイル条件を作成することができるリフローシミュレーターと呼ばれる高温観察装置を用い、カバーガラス越しに上面からボイドの発生をリアルタイムに観察した。そして、１０個未満のボイドがガラスカバーの端部に向かって湧き上がるのが観察された場合を「○」、１０個以上５０個未満のボイドがガラスカバーの端部に向かって湧き上がるのが観察された場合を「△」、それ以上のボイドが連続的に湧き上がったものを「×」と評価した。
【００６９】
（８）温度サイクル（ＴＣ）性
初期接続性（４）の評価において、断線不良が認められない半導体装置を１０個用意し、これらの温度サイクル性を評価した。これらのサンプルに−５５℃で３０分間、１２５℃で３０分間を１サイクルとする気相中での温度サイクルを与え、２０００サイクルまで１００サイクルごとに半導体装置の動作確認を導通確認により行い、１０％異常抵抗値が上昇したものを動作不良と判定した。そして、１０個のサンプルのうち動作不良が発生した個数が５個に達したときのサイクル数により評価した。
【００７０】
（９）落下試験
初期接続性（４）の評価において、断線不良が認められない半導体装置を５個用意し、これらの落下信頼性を評価した。所定のホルダーに半導体装置をセットし、総重量を１００gとなるようにして１７０ｃｍからの落下試験を実施し、樹脂クラックの発生回数及び電気的な瞬断が発生するまでの回数を評価した。
【００７１】
結果を表１に示す。
【００７２】
【表１】
2010171118.tif 000005
【００７３】
本発明に係る実施例１〜８においては、初期接続性評価において、導通不良が全く見られなかった。一方、ゲル時間が短かった比較例１においては、２０個中３個の導通不良が発生した。これは、リフロー時における液状硬化樹脂の硬化速度が速すぎることにより、セルフアライメントが行われる時間が充分に確保できなかったためであると思われる。また、ゲル化時間が長すぎる比較例２においては、発生ボイド量及び残留ボイド量の何れも多かった。これは、リフロー処理において硬化が速やかに進行しないために、未反応成分が揮発したためであると思われる。
【符号の説明】
【００７４】
１，１１    電極パッド
２，１０    回路基板
３，１３    液状熱硬化性樹脂組成物（アンダーフィル樹脂）
４，１４    表面実装部品
５，１５    バンプ電極
６    フラックス
【図１】
2010171118.tif 000008
【図２】
2010171118.tif 000009
【図３】
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