(57)【要約】【課題】表面に端子を有する複数の電子部品を、樹脂層を挟んで積層し、加熱しながら荷重をかけて、半田接合は行わずに、端子、半田層、端子を繋げて積層後、複数の電子部品間（端子間）の半田接合をまとめて行う技術において、上記荷重の開放に起因して生じ得る樹脂噛み（端子間に樹脂が入り込み、端子、半田層、端子の連結状態が解消されること）を抑制すること。【解決手段】第１積層工程、第１開放工程、第２積層工程、第２開放工程、第１接合工程、半田ボール形成工程、を有し、第１接合工程における第３の荷重は、第１積層工程における第１の荷重、及び、第２積層工程における第２の荷重のいずれよりも大きいものである半導体装置の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面に第２電子部品接続用の第１ａ端子を有するとともに、第２の面に第３電子部品接続用の第１ｂ端子と半田ボール形成用の第１ｃ端子を有する第１電子部品、第１樹脂層、第１電子部品接続用の第２端子を有する第２電子部品、第２樹脂層、第１電子部品接続用の第３端子を有する第３電子部品と、を用意する工程と、
前記第１ａ端子と、前記第２端子とが、前記第１樹脂層を挟んで対峙するように積層し、前記第１樹脂層が溶融し、かつ、前記第１ａ端子及び前記第２端子の少なくとも一方が備える第１半田層が溶融しない温度で加熱しながら、一対の挟圧部材で第１の荷重を加える第１積層工程と、
前記第１積層工程後、前記第１の荷重を開放して第１積層体を形成する第１開放工程と、
前記第１ｂ端子と、前記第３端子とが、前記第２樹脂層を挟んで対峙するように積層し、前記第２樹脂層が溶融し、かつ、前記第１ｂ端子及び前記第３端子の少なくとも一方が備える第２半田層が溶融しない温度で加熱しながら、一対の挟圧部材で第２の荷重を加える第２積層工程と、
前記第２積層工程後、前記第２の荷重を開放して第２積層体を形成する第２開放工程と、
前記第２積層体に、前記第１樹脂層、及び、前記第２樹脂層が溶融し、かつ、前記第１半田層、及び、前記第２半田層が溶融しない温度で加熱しながら、一対の挟圧部材で第３の荷重を加えることで、各端子間に介在する樹脂層を排斥し、前記第１ａ端子、前記第１半田層、及び、前記第２端子、ならびに、前記第１ｂ端子、前記第２半田層、及び、前記第３端子と、を各々直接つなげ、
次いで、前記第１半田層、及び、前記第２半田層が溶融する温度で加熱しながら一対の挟圧部材で第４の荷重を加えることで、前記第１ａ端子と前記第２端子とを前記第１半田層を介して、ならびに、前記第１ｂ端子と前記第３端子とを前記第２半田層を介して、各々半田接合して第３積層体を形成する第１接合工程と、
前記第１電子部品が有する前記第１ｃ端子に半田ボールを設けて第１電子装置を形成する半田ボール形成工程と、
を有する電子装置の製造方法であって、前記第１接合工程において加える前記第３の荷重は、前記第１積層工程において加える前記第１の荷重、及び、前記第２積層工程において加える前記第２の荷重のいずれよりも大きいものであることを特徴とする、電子装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電子装置の製造方法において、
前記第１接合工程では、前記第１樹脂層、及び、前記第２樹脂層が溶融し、かつ、前記第１半田層、及び、前記第２半田層が溶融しない温度で加熱しながら、一対の挟圧部材で第３の荷重を加えると、前記第１半田層、及び、前記第２半田層が変形しながら、各端子間に存在する樹脂層を当該端子間から排斥するものである、電子装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれか１項に記載の電子装置の製造方法において、
前記第１接合工程の後に、前記第３積層体を加熱することで、前記第１樹脂層、及び、前記第２樹脂層の硬化を進行させ、第４積層体を形成する、電子装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電子装置の製造方法において、
さらに、第４端子を有する第４電子部品を準備する工程と、
前記第１電子装置に形成された半田ボールと前記第４端子とが対峙するように前記第４電子部品上に前記第１電子装置を設置する設置工程と、
前記第１電子装置と前記第４電子部品とを半田接合して第２電子装置を形成する第２接合工程と、
を有する電子装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電子装置の製造方法において、
前記第１樹脂層は、前記第１電子部品の前記第１ａ端子が設けられた面、及び、前記第２電子部品の第２端子が設けられた面のうち、少なくともいずれか一方の面上に形成されたものである、電子装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の電子装置の製造方法において、
前記第２樹脂層は、前記第１電子部品の前記第１ｂ端子が設けられた面、及び、前記第３電子部品の第３端子が設けられた面のうち、少なくともいずれか一方の面上に形成されたものである、電子装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電子装置の製造方法において、
前記第１接合工程は、２つ以上の前記第２積層体をまとめて同時に実施するものである、電子装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の電子装置の製造方法において、
前記第１電子部品は、インターポーザ基板である、電子装置の製造方法。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の電子装置の製造方法において、
前記第２電子部品、及び、前記第３電子部品は、半導体素子である、電子装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の電子装置の製造方法において、
前記第１樹脂層、及び、前記第２樹脂層は、熱硬化性樹脂と、フラックス活性化合物とを含有するものである、電子装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の半導体素子を積層して構成された電子装置（積層体）が使用されている。
例えば、特許文献１には、インターポーザ上に樹脂層を介して半導体チップを複数段に積層した半導体装置（積層体）が開示されている。このような半導体装置は、以下のようにして製造されていると考えられる。
【０００３】
まず、あらかじめインターポーザ上に接続用バンプを形成する。その後、当該インターポーザ上にフィルム状接着剤（樹脂層）を設け、次いで、半導体チップを積層し、半田接合を行う。そして、このような作業を繰り返すことで、インターポーザ上に半導体素子を複数段に積層した半導体装置（積層体）を得ていると考えられる。
また、特許文献２では、４つの半導体基板を積層した後、対向する半導体基板同士を半田接合し、その後、樹脂で封止して半導体基板間に樹脂を注入する製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２９３９２号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７８３３４号公報
【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、特許文献１に記載された半導体装置の製造方法では、半導体チップを積層する度に、半田接合を繰り返し行っているため、生産性が低下するという問題があった。
【０００６】
また、特許文献２に記載された半導体装置の製造方法では、半導体基板同士を接合した後、半導体基板間の隙間に樹脂を充填しているため、樹脂の充填が難しく、生産性の面においても問題があった。
【０００７】
さらに、本発明は、表面に端子を有する複数の電子部品を積層するに際して、これら複数の電子部品間（端子間）の半田接合時に発生し得る端子間の樹脂噛みに起因した端子間の接続不良の問題をも解決することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、
第１の面に第２電子部品接続用の第１ａ端子を有するとともに、第２の面に第３電子部品接続用の第１ｂ端子と半田ボール形成用の第１ｃ端子とを有する第１電子部品、第１樹脂層、第１電子部品接続用の第２端子を有する第２電子部品、第２樹脂層、第１電子部品接続用の第３端子を有する第３電子部品と、を用意する工程と、
前記第１ａ端子と、前記第２端子とが、前記第１樹脂層を挟んで対峙するように積層し、前記第１樹脂層が溶融し、かつ、前記第１ａ端子及び前記第２端子の少なくとも一方が備える第１半田層が溶融しない温度で加熱しながら、一対の挟圧部材で第１の荷重を加える第１積層工程と、
前記第１積層工程後、前記第１の荷重を開放して第１積層体を形成する第１開放工程と
、
前記第１ｂ端子と、前記第３端子とが、前記第２樹脂層を挟んで対峙するように積層し、前記第２樹脂層が溶融し、かつ、前記第１ｂ端子及び前記第３端子の少なくとも一方が備える第２半田層が溶融しない温度で加熱しながら、一対の挟圧部材で第２の荷重を加える第２積層工程と、
前記第２積層工程後、前記第２の荷重を開放して第２積層体を形成する第２開放工程と、
前記第２積層体に、前記第１樹脂層、及び、前記第２樹脂層が溶融し、かつ、前記第１半田層、及び、前記第２半田層が溶融しない温度で加熱しながら、一対の挟圧部材で第３の荷重を加えることで、各端子間に介在する樹脂層を排斥し、前記第１ａ端子、前記第１半田層、及び、前記第２端子、ならびに、前記第１ｂ端子、前記第２半田層、及び、前記第３端子と、を各々直接つなげ、
次いで、前記第１半田層、及び、前記第２半田層が溶融する温度で加熱しながら一対の挟圧部材で第４の荷重を加えることで、前記第１ａ端子と前記第２端子とを前記第１半田層を介して、ならびに、前記第１ｂ端子と前記第３端子とを前記第２半田層を介して、各々半田接合して第３積層体を形成する第１接合工程と、
前記第１電子部品が有する第１ｃ端子に半田ボールを設けて第１電子装置を形成する半田ボール形成工程と、
を有する電子装置の製造方法であって、前記第１接合工程において加える前記第３の荷重は、前記第１積層工程において加える前記第１の荷重、及び、前記第２積層工程において加える前記第２の荷重のいずれよりも大きいものであることを特徴とする、電子装置の製造方法、
が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、両面に端子を有する第１電子部品と、第１部品接続用の端子を有する第２電子部品、及び、第１部品接続用の端子を有する第３電子部品とを、樹脂層を挟んで積層体を形成後、電子部品間（端子間）の半田接合を行う技術において、効率良く半田接合ができるとともに、電子部品間の充填性にも優れ、電子部品間（端子間）の樹脂噛みに起因した端子間の接続不良の発生を抑制することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態の電子装置の製造方法の処理の流れを示すフローチャートの一例である。
【図２】本実施形態の電子装置の製造工程の一例を示す断面図である。
【図３】本実施形態の電子装置の製造工程の一例を示す断面図である。
【図４】本実施形態の電子装置の製造工程の一例を示す断面図である。
【図５】本実施形態の電子装置の製造工程の一例を示す断面図である。
【図６】本実施形態の電子装置の製造工程の一例を示す断面図である。
【図７】本実施形態の電子装置の製造工程の一例を示す断面図である。
【図８】本実施形態の電子装置の製造工程の一例を示す断面図である。
【図９】本実施形態の電子装置の製造工程の一例を示す断面図である。
【図１０】本実施形態の電子装置の製造工程の一例を示す断面図である。
【図１１】本実施形態の電子装置の製造工程の一例を示す断面図である。
【図１２】本実施形態の電子装置の製造工程の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、同様の構成要素には同じ符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１２】
本発明者らは、本発明の課題（生産性向上、充填性向上、端子間の樹脂噛み防止）を解決する手段として、電子部品の端子間の半田接合を行う接合工程において、電子部品が備える端子間に介在する樹脂層を当該領域から排斥し、半田層を介して端子どうしを繋げる手段を検討した。
【００１３】
上記課題に対して、例えば、第１電子部品、第１樹脂層、第２電子部品を積層した積層体を形成する場合、加熱・加圧を行っている時点ではこれら電子部品の端子間に介在している樹脂層を当該領域から排斥し、半田層を介して端子どうしを繋げることができる。
しかし、その後、別の積層体を形成するために荷重を開放すると、端子間に樹脂層が入り込み（樹脂噛みの発生）、端子−半田層−端子の連結状態が解消されることがある。そして、その後これら端子間の接合を行っても、上記荷重開放時に端子間に侵入した樹脂層を十分に排斥できない場合がある。
【００１４】
本発明者らは、接合時に端子間に介在する樹脂層を十分に排斥できない理由を検討した結果、積層体形成時に作用させる圧力により半田層を潰し過ぎていること、すなわち、接合工程の前の段階で半田層が充分な高さを有していないことが原因であることを見出した。そして、積層体形成時に半田層が潰れ過ぎないように制御し、接合工程の前の段階で充分な半田層の高さを確保しておき、第３の荷重を加える際に半田層が十分に押し潰されるように制御することにより、接合時に端子間に介在する樹脂層を当該領域から排斥でき、接合工程を含めた電子装置の製造に際して生産性を向上させることができることを見出した。
以下、このような新たな知見に基づいた本発明の第１の実施形態の構成を、図１〜図１２を用いて詳細に説明する。
【００１５】
図１には、本実施形態の電子装置の製造方法の工程の流れの一例を示すフローチャートが示されている。図２〜１２には、本実施形態の電子装置の製造工程の模式図の一例が示されている。
【００１６】
図１に示した、本発明の電子装置の製造方法は、第１積層工程Ｓ１０と、第１開放工程Ｓ２０と、第２積層工程Ｓ３０と、第２開放工程Ｓ４０と、第１接合工程Ｓ５０と、半田ボール形成工程Ｓ６０と、設置工程Ｓ７０と、第２接合工程Ｓ８０とを有するものである。
＜第１積層工程Ｓ１０＞
第１積層工程Ｓ１０は、第１の面に第２電子部品接続用の第１ａ端子を有するとともに、第２の面に第３電子部品接続用の第１ｂ端子と半田ボール形成用の第１ｃ端子を有する第１電子部品、第１樹脂層、第１電子部品接続用の第２端子を有する第２電子部品を、上記第１ａ端子と、上記第２端子とが、上記第１樹脂層を挟んで対峙するように積層するとともに、上記第１樹脂層が溶融し、かつ、上記第１ａ端子及び上記第２端子の少なくとも一方が備える第１半田層が溶融しない温度で加熱しながら、一対の挟圧部材で第１の荷重を加えるものであり、第１積層体を形成する前段工程に相当するものである。
以下、具体例を用いて、当該工程を詳細に説明する。
【００１７】
まず、例えば、図２に示すように、第１電子部品としてインターポーザ基板１０を、第２電子部品として半導体素子１２Ａを用意する。
【００１８】
インターポーザ基板１０は、基板表面に、半導体素子１２Ａに接続される第１ａ端子１０１Ａが設けられたものである。インターポーザ基板１０の他方の基板表面（裏面）側には、第１ｂ端子１０１Ｂ、第１ｃ端子１０１Ｃが設けられている。
【００１９】
上記第１ａ端子１０１Ａと第１ｂ端子１０１Ｂとは、インターポーザ基板１０に埋め込
まれたビア１０２で接続されている。
【００２０】
インターポーザ基板１０が有する第１ａ端子１０１Ａ、第１ｂ端子１０１Ｂ、第１ｃ端子１０１Ｃを構成する成分としては、導電性を有するものであれば特に限定されないが、例えば、基板側から、銅層、ニッケル層、金層の順に積層された構造とすることができる。
【００２１】
また、ビア１０２は、例えば、銅等の金属や、不純物がドープされた導電性のポリシリコンで構成することができる。
インターポーザ基板１０を構成する素材としては特に限定されないが、例えば、ガラス繊維樹脂含浸基材を用いた有機基板、シリコン基板、ガラス基板、セラミック基板などの無機基板などが挙げられる。
上記シリコン基板の場合、ＴＳＶ構造（Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｖｉａ）構造を有するものを適用することができる。また、ガラス基板の場合、ＴＧＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｇｌａｓｓ  Ｖｉａ）構造を有するものを適用することができる。
さらに、シリコン基板、ガラス基板ともに、例えば、ポリイミド、ベンゾシクロブテン等から構成されるビルドアップ層を有していてもよい。
これらのインターポーザ基板の中でも、シリコン基板、ガラス基板が好ましい。これにより、熱膨張挙動を小さく抑えることができる。
第１電子部品としてインターポーザ基板を用いるとき、その厚みとしては特に限定されないが、例えば、５０μｍ以上、より好ましくは１００μｍ以上とすることができる。また、厚みは、６００μｍ以下、より好ましくは５００μｍ以下とすることができる。これにより、電子装置の反りを抑制することができる。
また、第２電子部品としては、上記に例示した半導体素子として、例えば、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ等のメモリチップやロジックチップ、ＣＭＯＳイメージセンサー、ＭＥＭＳチップなどを挙げることができる。
【００２２】
半導体素子１２Ａには、インターポーザ基板の端子１０１Ａと半田層１２２Ａを介して接合される第２端子１２１Ａが設けられている。
【００２３】
図２に示した形態では、第２端子１２１Ａは、表面に第１半田層１２２Ａを有する。第２端子１２１Ａは、例えば、銅層上にニッケル層を積層し、さらにこのニッケル層を被覆するように第１半田層１２２Ａを設けた構造である。
【００２４】
なお、図２には、第２電子部品として、一層構造の半導体素子を示したが、この形態に限定されるものではなく、二層以上の半導体素子が積層された積層形態のものを適用することもできる。
第１半田層１２２Ａの材料は、特に限定されず、錫、銀、鉛、亜鉛、ビスマス、インジウム及び銅からなる群から選択される少なくとも１種以上を含む合金等が挙げられる。これらのうち、錫、銀、鉛、亜鉛及び銅からなる群から選択される少なくとも１種以上を含む合金が好ましい。第１半田層１２２Ａの融点は、好ましくは１１０℃以上、さらに好ましくは１７０℃以上であり、また、好ましくは２５０℃以下、さらに好ましくは２３０℃以下である。
【００２５】
なお、上記第１半田層１２２Ａは、接続される第１電子部品の第１ａ端子１０１Ａと、第２電子部品の第２端子１２１Ａとの少なくとも一方に形成されていればよい。
図２では、第２端子１２１Ａが第１半田層１２２Ａを有しているが、この形態に限定されるものではなく、第２端子１２１Ａの代わりに第１ａ端子１０１Ａが第１半田層を有していてもよいし、あるいは、第１ａ端子１０１Ａ、及び、第２端子１２１Ａの両方が第１半田層を有していても構わない。
【００２６】
第２電子部品である半導体素子１２Ａの第２端子１２１Ａが設けられた側の表面には、第１樹脂層１１Ａが設けられている。第１樹脂層１１Ａは、第２端子１２１Ａ、及び、第１半田層１２２Ａを被覆している。この第１樹脂層１１Ａは、第１電子部品と第２電子部品とを積層後、第１電子部品と第２電子部品との隙間を埋めて封止するのに用いられるものである。
【００２７】
なお、本発明の場合、互いに接続される電子部品、すなわち、第１電子部品、及び、第２電子部品の少なくとも一方が第１樹脂層を有していればよい。
図２に示した例では、第２電子部品である半導体素子１２Ａの第２端子１２１Ａ側に第１樹脂層１１Ａを有しているが、この形態に限定されず、第１電子部品であるインターポーザ基板の第１ａ端子１０１Ａ側に第１樹脂層を有してもよいし、あるいは、第１電子部品、及び、第２電子部品の両方が第１樹脂層を有していても構わない。
【００２８】
本発明で用いられる第１樹脂層、及び、第２樹脂層（以下、単に「樹脂層」と呼称することがある）は、特に限定されないが、例えば、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物から形成されていてもよい。
また、上記樹脂層を形成する樹脂組成物は、フラックス活性を有するフラックス活性化合物を含有することができる。フラックス活性化合物を含むことにより、第１電子部品と第２電子部品、及び、第１電子部品と第３電子部品とを半田接合した際の接続信頼性を向上させることができる。
【００２９】
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、フェノール樹脂、（メタ）アクリレート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、マレイミド樹脂等を用いることができる。これらは、単独または２種以上を混合して用いることができる。
これらの中でも、硬化性と保存性、硬化物の耐熱性、耐湿性、耐薬品性に優れるエポキシ樹脂が好適に用いられる。
樹脂層が熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物から形成されている場合、樹脂組成物全体に対する熱硬化性樹脂の含有量は特に限定されないが、１５質量％以上であることが好ましく、３０質量％以上であることがより好ましい。また、７５質量％以下であることが好ましく、７０質量％以下であることがより好ましい。
【００３０】
樹脂層を形成する樹脂組成物に含有されるフラックス活性化合物としては、半田接合に用いられるものであれば特に制限されないが、カルボキシル基、又は、フェノール性水酸基のいずれか、あるいは、カルボキシル基、及び、フェノール性水酸基の両方を備える化合物が好ましい。
【００３１】
樹脂層がフラックス活性化合物を含む樹脂組成物から形成されている場合、樹脂組成物全体に対するフラックス活性化合物の含有量は特に限定されないが、１質量％以上であることが好ましく、さらに好ましくは３質量％以上である。また、３０質量％以下であることが好ましく、さらに好ましくは２０質量％以下である。
【００３２】
このような樹脂組成物を用いて樹脂層を形成した場合、フラックス活性化合物が有するフラックス作用により、半田接合の際に、半田層や端子の表面の酸化被膜を除去することができる。
上記樹脂層は、特に限定されないが、無機充填材を含む樹脂組成物から形成されていてもよい。樹脂層中に無機充填材を含有させることで、樹脂層の最低溶融粘度を高め、電子部品間に隙間が形成されてしまうことを抑制することができるとともに、樹脂層の熱膨張係数を小さくすることができる。
無機充填材としては特に限定されないが、例えば、シリカや、アルミナ等が挙げられる。
【００３３】
上述したように、第１電子部品及び／又は第２電子部品は第１樹脂層を有していればよいが、例えば、図２に示したように、第２電子部品として半導体素子を用い、第２電子部品の第２端子側に第１樹脂層を設ける場合は、例えば、以下の方法により実施することができる。また、以下の方法は、第３電子部品の第３端子側に第２樹脂層を設ける場合、第１電子部品の第１ａ端子側に第１樹脂層を設ける場合、及び、第１電子部品の第１ｂ端子側に第２樹脂層を設ける場合においても、同様の方法を採用することができる。
【００３４】
なお、第１電子部品の第１ａ端子側に第１樹脂層を設ける場合、及び、第１電子部品の第１ｂ端子側に第２樹脂層を設ける場合は、通常、第２電子部品、第３電子部品が搭載される領域に各樹脂層を形成する。
（１）個片化後の第２電子部品（例えば、半導体素子）に対し、フィルム状の第１樹脂層を貼り付けることで、第１樹脂層付きの第２電子部品を得る。
（２）複数の第２電子部品（例えば、半導体素子）が個片化される前のウェハに、フィルム状の第１樹脂層を貼り付ける。その後、ウェハをダイシングすることで、第１樹脂層付きの第２電子部品を得る。
（３）複数の第２電子部品（例えば、半導体素子）が個片化される前のウェハに、スピンコート法により第１樹脂層を形成する。その後、ウェハをダイシングすることで、第１樹脂層付きの第２電子部品を得る。
【００３５】
本発明の形態で用いられる第２電子部品として、半導体素子を用いる場合、その厚みとしては特に限定されないが、１０μｍ以上が好ましく、４０μｍ以上がさらに好ましく、４５μｍ以上が特に好ましい。また、４００μｍ以下が好ましく、１５０μｍ以下がさらに好ましく、１１０μｍ以下が特に好ましい。
これにより、本発明により製造された電子装置を非常に薄いものとすることができる。
【００３６】
上述したように、第１電子部品１０としてインターポーザ基板、第２電子部品１２Ａとして半導体素子（第１樹脂層付き半導体素子）を用意した後、第１電子部品に設けられた第１ａ端子１０１Ａと、第２電子部品１２Ａに設けられた第２端子１２１Ａとが、第１樹脂層１１Ａを介して対峙するように、第１電子部品１０、第１樹脂層１１Ａ、第２電子部品１２Ａを積層した積層体を形成する。
【００３７】
このとき、第１電子部品１０に形成されたアライメントマークと、第２電子部品１２Ａに形成されたアライメントマークとを確認し、位置あわせを行ってもよい。
【００３８】
その後、この積層体に対して、第１樹脂層１１Ａが溶融し、かつ、第１半田層１２２Ａが溶融しない温度で加熱しながら、一対の挟圧部材で第１の荷重を加えることで、図３に示すように、第１電子部品１０、第１樹脂層１１Ａ、及び、第２電子部品１２Ａがこの順に圧着した積層体を形成することができる。
【００３９】
上記第１積層工程は、図３に示したように、例えば、ヒータが内蔵された一対の挟圧部材５１及び５２で加熱しながら、第１電子部品１０、第１樹脂層１１Ａ、第２電子部品１２Ａを挟みこみ（挟圧し）、荷重を加えることで、第１電子部品１０、第１樹脂層１１Ａ、及び、第２電子部品１２Ａを圧着する。フリップチップボンダーを使用して、大気圧下、大気中で、当該加熱を行うとともに荷重を加えることもできる。
【００４０】
ここで、上記第１積層工程における、「第１樹脂層１１Ａが溶融し、かつ、第１半田層１２２Ａが溶融しない温度」としては、例えば、６０℃以上とすることが好ましく、８０℃以上とすることがさらに好ましい。また、２２０℃以下とすることが好ましく、１８０
℃以下とすることがさらに好ましい。
第１積層工程における温度を上記範囲とすることにより、第１樹脂層の溶融粘度を適切に制御とすることができる。
なお、本工程における加熱は、第１樹脂層１１Ａの硬化反応は進行してもよいが、完全硬化しないような加熱条件で実施する。
【００４１】
また、上記第１積層工程において、一対の挟圧部材で加える第１の荷重の大きさとしては、具体的には、０．００５ＭＰａ以上とすることが好ましい。また、０．４ＭＰａ以下とすることが好ましく、０．２ＭＰａ以下とすることがさらに好ましい。
第１の荷重の大きさを上記範囲とすることにより、第１半田層１２２Ａを大きく押し潰すことを抑制することができ、これにより、後述する接合工程において高い信頼性を有する半田接合を行うことができる。
ここで、上記第１の荷重の大きさは、積層時の第１樹脂層の溶融粘度を考慮した上で、上記の数値範囲内で、適宜調整することができる。
上記第１Ａの荷重を大きくし過ぎると、第１半田層１２２Ａが端子１０１Ａ及び端子１２１Ａ間に挟まれて強く挟圧され、その結果、大きく押し潰されてしまう。そして、このように第１半田層１２２Ａが大きく押し潰されてしまうと、上述した通り、第１半田層１２２Ａの高さが低くなり過ぎ、その後の半田接合工程を経ても端子間の樹脂層を十分に排斥できなくなる。
【００４２】
そこで、本実施形態では、第１半田層１２２Ａが潰れ過ぎないように、この荷重（第１の荷重）を制御する。
これにより、第１半田層１２２Ａが潰れ過ぎず、かつ、後述する第１接合工程において押し潰されることで端子間に介在する樹脂層を当該領域から排斥でき、端子間の接続信頼性を確保することができる。
【００４３】
なお、第１積層工程（加熱及び加圧下）においては、第１ａ端子１０１Ａ、第１半田層１２２Ａ、及び、第２端子１２１Ａが直接繋がってもよい。この時、半田層１２２Ａは、第１ａ端子１０１Ａ及び第２端子１２１Ａ間に挟まれて多少変形した状態であってもよいし、ほとんど変形していない状態であってもよいし、または、全く変形していない状態であってもよい。また、第１ａ端子１０１Ａ、第１半田層１２２Ａ、及び、第２端子１２１Ａが直接繋がらず、第１ａ端子１０１Ａと第１半田層１２２Ａとの間に、第１樹脂層１１Ａがわずかに存在する状態であってもよい。
＜第１開放工程Ｓ２０＞
第１開放工程Ｓ２０は、第１積層工程Ｓ１０の後に行われる。第１開放工程Ｓ２０では、挟圧部材による積層体への荷重を開放する工程であり、第１積層体１４を得る後段の工程に相当するものである。
【００４４】
例えば、図３に示すように一対の挟圧部材５１及び５２で挟み込み、所定の荷重を加えていた第１電子部品、第１樹脂層、第２電子部品の積層体から、荷重を開放することにより、第１積層体を得ることができる。
【００４５】
本発明者らは、当該荷重の開放により、第１ａ端子１０１Ａと第１半田層１２２Ａとの間に、第１樹脂層１１Ａが侵入し得ることを確認している。
【００４６】
当該工程の後、第１積層体１４における第１電子部品と第２電子部品の位置が正確であるかどうかを確認してもよい。当該確認は、例えば、Ｘ線顕微鏡や、赤外線顕微鏡を使用して行うことができる。
＜第２積層工程Ｓ３０＞
第２積層工程Ｓ３０は、上記第１開放工程Ｓ２０の後に行われる。
第２積層工程Ｓ３０は、図４、図５に示すように、第１電子部品１０の、第２電子部品１２Ａを積層した側とは反対側に、第３電子部品１２Ｂを積層し、第２積層体１５を形成する前段工程に相当するものである。
【００４７】
具体的には、第１電子部品が備える第１ｂ端子と、第３電子部品が備える第３端子とが、第２樹脂層を挟んで対峙するように積層し、第２樹脂層が溶融し、かつ、第１ｂ端子及び第３端子の少なくとも一方が備える第２半田層が溶融しない温度で加熱しながら、一対の挟圧部材で第２の荷重を加えるものであり、第２積層体を形成する前段工程に相当するものである。
以下、具体例を用いて、当該工程を詳細に説明する。
【００４８】
まず、例えば、図４に示すように、本工程の前工程により得られた第１積層体１４、第３電子部品として半導体素子１２Ｂを用意する。
【００４９】
第１積層体を構成するインターポーザ基板１０は、基板表面に、半導体素子１２Ｂに接続される第１ｂ端子１０１Ｂが設けられている。
【００５０】
半導体素子１２Ｂには、第１積層体を構成するインターポーザ基板の端子１０１Ｂと半田層１２２Ｂを介して接合される第３端子１２１Ｂが設けられている。
【００５１】
図４に示した形態では、第３端子１２１Ｂは、表面に第２半田層１２２Ｂを有する。第３端子１２１Ｂは、例えば、銅層上にニッケル層を積層し、さらにこのニッケル層を被覆するように第２半田層１２２Ｂを設けた構造である。
【００５２】
なお、図４には、第３電子部品として、一層構造の半導体素子を示したが、この形態に限定されるものではなく、二層以上の半導体素子が積層された積層形態のものを適用することもできる。
第２半田層１２２Ｂの材料は、特に限定されず、例えば、第１半田層と同様のものを用いることができる。
【００５３】
なお、第２半田層１２２Ｂは、接続される第１電子部品の第１ｂ端子１０１Ｂと、第３電子部品の第３端子１２１Ｂとの少なくとも一方に形成されていればよい。
図４では、第３端子１２１Ｂが第１半田層１２２Ｂを有しているが、この形態に限定されるものではなく、第３端子１２１Ｂの代わりに第１ｂ端子１０１Ｂが第２半田層を有していてもよいし、あるいは、第１ｂ端子１０１Ｂ、及び、第３端子１２１Ｂの両方が第２半田層を有していても構わない。
【００５４】
第３電子部品である半導体素子１２Ｂの第３端子１２１Ｂが設けられた側の表面には、第２樹脂層１１Ｂが設けられている。第２樹脂層１１Ｂは、第３端子１２１Ｂ、及び、第２半田層１２２Ｂを被覆している。この第２樹脂層１１Ｂは、第１電子部品と第３電子部品とを積層後、第１電子部品と第３電子部品との隙間を埋めて封止するのに用いられるものであり、例えば、第１樹脂層を構成する樹脂組成物と同じものを用いることができる。
【００５５】
なお、本発明の場合、互いに接続される電子部品、すなわち、第１電子部品、及び、第３電子部品の少なくとも一方が第２樹脂層を有していればよい。
図４に示した例では、第３電子部品である半導体素子１２Ｂの第２端子１２１Ｂ側に第２樹脂層１１Ｂを有しているが、この形態に限定されず、第１電子部品であるインターポーザ基板の第１ｂ端子１０１Ｂ側に第２樹脂層を有してもよいし、あるいは、第１電子部品、及び、第３電子部品の両方が第２樹脂層を有していても構わない。
【００５６】
上記第３電子部品として、半導体素子を用いる場合、その厚みとしては特に限定されないが、１０μｍ以上が好ましく、４０μｍ以上がさらに好ましく、４５μｍ以上が特に好ましい。また、４００μｍ以下が好ましく、１５０μｍ以下がさらに好ましく、１１０μｍ以下が特に好ましい。
これにより、本発明の半導体装置を非常に薄いものとすることができる。
【００５７】
本工程では、第１電子部品１０と第２電子部品１２Ａとを積層した第１積層体１４と、第３電子部品１２Ｂとして、例えば、半導体素子（第１樹脂層付き半導体素子）を用意した後、第１積層体１４を構成する第１電子部品１０に設けられた第１ｂ端子１０１Ｂと、第３電子部品１２Ｂに設けられた第３端子１２１Ｂとが、第２樹脂層１１Ｂを介して対峙するように、第１積層体１４、第２樹脂層１１Ｂ、第３電子部品１２Ｂを積層した積層体を形成する。
【００５８】
このとき、第１積層体１４を構成する第１電子部品１０に形成されたアライメントマークと、第３電子部品１２Ｂに形成されたアライメントマークとを確認し、位置あわせを行ってもよい。
【００５９】
その後、この積層体に対して、第２樹脂層１１Ｂが溶融し、かつ、第２半田層１２２Ｂが溶融しない温度で加熱しながら、一対の挟圧部材で第２の荷重を加えることで、図５に示すように、第２電子部品１２Ａ、第１樹脂層１１Ａ、第１電子部品１０、第２樹脂層１１Ｂ、及び、第３電子部品１２Ｂがこの順に圧着した積層体を形成することができる。
【００６０】
上記第２積層工程は、図５に示したように、例えば、ヒータが内蔵された一対の挟圧部材５１及び５２で加熱しながら、第１積層体１４、第２樹脂層１１Ｂ、第３電子部品１２Ｂを挟みこみ（挟圧し）、荷重を加えることで、第１積層体１４、第２樹脂層１１Ｂ、第３電子部品１２Ｂを圧着する。フリップチップボンダーを使用して、大気圧下、大気中で、当該加熱を行うとともに荷重を加えることもできる。
【００６１】
ここで、上記第２積層工程における、「第２樹脂層１１Ｂが溶融し、かつ、第２半田層１２２Ｂが溶融しない温度」としては、例えば、６０℃以上とすることが好ましく、８０℃以上とすることがさらに好ましい。また、２２０℃以下とすることが好ましく、１８０℃以下とすることがさらに好ましい。
第２積層工程における温度を上記範囲とすることにより、第２樹脂層の溶融粘度を適切に制御とすることができる。
なお、本工程における加熱は、第２樹脂層１１Ｂの硬化反応は進行してもよいが、完全硬化しないような加熱条件で実施する。
【００６２】
また、上記第２積層工程において、一対の挟圧部材で加える第２の荷重の大きさとしては、具体的には、０．００５ＭＰａ以上とすることが好ましい。また、０．４ＭＰａ以下とすることが好ましく、０．２ＭＰａ以下とすることがさらに好ましい。
第２の荷重の大きさを上記範囲とすることにより、第２半田層１２２Ｂを大きく押し潰すことを抑制することができ、これにより、後述する接合工程において高い信頼性を有する半田接合を行うことができる。
ここで、上記第２の荷重の大きさは、積層時の第２樹脂層の溶融粘度を考慮した上で、上記の数値範囲内で、適宜調整することができる。
上記第２の荷重を大きくし過ぎると、第２半田層１２２Ｂが端子１０１Ｂ及び端子１２１Ｂ間に挟まれて強く挟圧され、その結果、大きく押し潰されてしまう。そして、このように第２半田層１２２Ｂが大きく押し潰されてしまうと、上述した通り、第１半田層１２２Ｂの高さが低くなり過ぎ、その後の半田接合工程を経ても端子間の樹脂層を十分に排斥できなくなる。
【００６３】
そこで、本実施形態では、第２半田層１２２Ｂが潰れ過ぎないように、この荷重（第２の荷重）を制御する。
これにより、第２半田層１２２Ｂが潰れ過ぎず、かつ、後述する第１接合工程において押し潰されることで端子間に介在する樹脂層を当該領域から排斥でき、端子間の接続信頼性を確保することができる。
【００６４】
なお、第２積層工程（加熱及び加圧下）においては、第１ｂ端子１０１Ｂ、第１半田層１２２Ｂ、及び、第３端子１２１Ｂが直接繋がってもよい。この時、半田層１２２Ｂは、第１ｂ端子１０１Ｂ及び第３端子１２１Ｂ間に挟まれて多少変形した状態であってもよいし、ほとんど変形していない状態であってもよいし、または、全く変形していない状態であってもよい。また、第１ｂ端子１０１Ｂ、第１半田層１２２Ｂ、及び、第３端子１２１Ｂが直接繋がらず、第１ｂ端子１０１Ｂと第１半田層１２２Ｂとの間に、第２樹脂層１１Ｂがわずかに存在する状態であってもよい。
＜第２開放工程Ｓ４０＞
第２開放工程Ｓ４０は、第２積層工程Ｓ３０の後に行われる。第２開放工程Ｓ４０では、挟圧部材による積層体への荷重を開放し、これにより、第２積層体１５が得られる。
【００６５】
例えば、図５に示すように一対の挟圧部材５１及び５２で挟み込み、所定の荷重を加えていた第１積層体、第２樹脂層、第３電子部品の積層体から、荷重を開放することにより、第２積層体を得ることができる。
【００６６】
本発明者らは、当該荷重の開放により、第１ｂ端子１０１Ｂと第２半田層１２２Ｂとの間に、第２樹脂層１１Ｂが侵入し得ることを確認している。
【００６７】
当該工程の後、第２積層体１５における第１電子部品と第３電子部品との位置が正確であるかどうかを確認してもよい。当該確認は、例えば、Ｘ線顕微鏡や、赤外線顕微鏡を使用して行うことができる。
【００６８】
なお、第１積層体において、第１電子部品に積層された第１樹脂層と第２電子部品との大きさ（面積）は、同じであってもよいし、第１樹脂層のほうが大きくてもよいし、第２電子部品のほうが大きくてもよい。同様に、第２積層体において、第１電子部品に積層された第２樹脂層と第３電子部品との大きさ（面積）は、同じであってもよいし、第２樹脂層のほうが大きくてもよいし、第３電子部品のほうが大きくてもよい。
＜第１接合工程Ｓ５０＞
次に、第１接合工程について説明する。
第１接合工程Ｓ５０は、上述した方法により得られた第２積層体を、第１樹脂層、及び、第２樹脂層が溶融し、かつ、第１半田層、及び、第２半田層が溶融しない温度で加熱しながら、一対の挟圧部材で第３の荷重を加えることで、各端子間に介在する樹脂層を排斥し、第１ａ端子、第１半田層、及び、第２端子、ならびに、第１ｂ端子、第２半田層、及び、第３端子を直接繋げ、
次いで、第１半田層、及び、第２半田層が溶融する温度で加熱しながら一対の挟圧部材で第４の荷重を加えることで、第１ａ端子と第２端子間、ならびに、第１ｂ端子と第３端子間を各々半田接合して第３積層体を形成するものである。
【００６９】
第１接合工程は、前段工程と後段工程を有する。まず、前段工程について説明する。
前段工程は、第２積層体１５を、第１樹脂層１１Ａ、及び、第２樹脂層１１Ｂが溶融し、かつ、第１半田層１２２Ａ、及び、第２半田層１２２Ｂが溶融しない温度で加熱しながら、一対の挟圧部材５３、５４で第３の荷重を加え、各端子間（本実施形態の場合は、第１ａ端子１０１Ａと第１半田層１２２Ａとの間、及び、第１ｂ端子１０１Ｂと第２半田層１
２２Ｂとの間）に介在する樹脂層を排斥し、第１ａ端子、第１半田層、及び、第２端子、ならびに、第１ｂ端子、第２半田層、及び、第３端子を直接繋げ、例えば、図７に示された状態とするものである。
ここで、「第１樹脂層、及び、第２樹脂層が溶融し、かつ、第１半田層、及び、第２半田層が溶融しない温度」としては、例えば、６０℃以上とすることが好ましく、８０℃以上とすることがさらに好ましい。また、２２０℃以下とすることが好ましく、１８０℃以下とすることがさらに好ましい。
前段工程における温度を上記範囲内とすることにより、端子間に介在する樹脂層を排斥とすることができる。
【００７０】
この方法としては、例えば、ヒータが内蔵された一対の挟圧部材５３及び５４で加熱しながら、第２積層体１５を挟みこみ（挟圧し）、荷重をかけることで、第２電子部品、第１樹脂層、第１電子部品、第２樹脂層、第３電子部品をこの順序で圧着する方法を採用することができる。また、フリップチップボンダーを使用して、大気圧下、大気中で、当該加熱を行いながら荷重を作用させてもよい。
【００７１】
なお、いずれの方法においても、第１樹脂層、及び、第２樹脂層の硬化反応は進行してよいが、完全硬化しないような加熱条件で実施する。
【００７２】
上記第１接合工程の前段工程においては、第１積層工程において第１の荷重を制御し、第２積層工程において第２の荷重を制御したのと同様に、第３の荷重を制御する。
【００７３】
具体的には、第１接合工程の前段工程において加える第３の荷重は、第１積層工程において加える第１の荷重、及び、第２積層工程において加える第２の荷重のいずれよりも大きいものである。
【００７４】
これにより、第１半田層は、第１積層工程において変形量（押し潰される量）が小さくなるように制御され、第３の荷重を加える前の段階で充分な高さを有している。そして、このような状態の第１半田層に第１の荷重よりも大きい第３の荷重を加えることにより、第１半田層を充分に押し潰すことができ、端子間に介在する樹脂層を当該領域から排斥することができ、電子装置の接続信頼性を確保することができる。
【００７５】
同様に、第２半田層は、第２積層工程において変形量（押し潰される量）が小さくなるように制御され、第３の荷重を加える前の段階で充分な高さを有している。そして、このような状態の第２半田層に第２の荷重よりも大きい第３の荷重を加えることにより、第２半田層を充分に押し潰すことができ、端子間に介在する樹脂層を当該領域から排斥することができ、電子装置の接続信頼性を確保することができる。
【００７６】
上記第３の荷重は、具体的には、０．１ＭＰａ以上とすることが好ましい。また、１ＭＰａ以下とすることが好ましく、０．５ＭＰａ以下とすることがさらに好ましい。
第３の荷重の大きさを上記範囲内とすることにより、上記作用をより効果的に発現させることができる。
【００７７】
ここで、上記第３の荷重の大きさは、積層時の第１樹脂層、及び、第２樹脂層の溶融粘度を考慮した上で、上記の数値範囲内で、適宜調整することができる。
【００７８】
なお、第１樹脂層１１Ａ、及び、第２樹脂層１１Ｂが溶融し、かつ、第１半田層１２２Ａ、及び、第２半田層１２２Ｂが溶融しない温度で加熱しながら、一対の挟圧部材５３、５４で第３の荷重を加えている状態（加熱及び加圧下）においては、図７に示すように、第１ａ端子１０１Ａ、第１半田層１２２Ａ、及び、第２端子１２１Ａ、ならびに、第１ｂ
端子１０１Ｂ、第２半田層１２２Ｂ、及び、第３端子１２１Ｂが、各々直接繋がった状態となる。このとき、第１半田層は、第１ａ端子及び第２端子間に挟まれ、通常、変形した状態となっており、同様に、第２半田層は、第１ｂ端子及び第３端子間に挟まれ、通常、変形した状態となっている。
【００７９】
ここまでの工程では、端子間に位置する第１半田層は溶融しておらず、第１ａ端子と第２端子どうしは、半田接合していない。同様に、端子間に位置する第２半田層は溶融しておらず、第１ｂ端子と第３端子どうしは、半田接合していない。
【００８０】
次に、第１接合工程の後段工程について説明する。
第１接合工程の後段工程では、図８に示すように、第１半田層、及び、第２半田層が溶融する温度で加熱しながら、一対の挟圧部材で第４の荷重を加えることで、第１ａ端子と第２端子とが第１半田層を介して半田接合されるとともに、第１ｂ端子と第３端子とが第２半田層を介して半田接合される。これにより、第３積層体が形成される。第３積層体１６が形成された状態を図９に示す。
ここで、「第１半田層、及び、第２半田層が溶融する温度」としては、例えば、１１０℃以上、２８０℃以下とすることができる。後段工程における温度を上記範囲内とすることにより、第１半田層、及び、第２半田層を均一に溶融させることができる。
【００８１】
上記第１接合工程の後段工程は、例えば、第１接合工程の前段工程の後、ヒータが内蔵された一対の挟圧部材５３及び５４で加熱しながら、第２積層体を挟みこみ（挟圧し）、荷重を加えることで、第２積層体に荷重をかけている状態を維持したまま、装置の加熱及び加圧の設定を変更し、そのまま連続的に行うことができる。すなわち、第１接合工程の前段工程と後段工程とは、連続して実施することができる。図面では、図７が前段工程、図８が後段工程に相当する。
【００８２】
第１接合工程の後段工程で加えられる第４の荷重の大きさは、具体的には、０．００５ＭＰａ以上とすることが好ましい。また、１ＭＰａ以下とすることが好ましく、０．５ＭＰａ以下とすることがさらに好ましい。
【００８３】
第４の荷重の大きさを上記下限値以上とすることにより、接合する端子間に介在する樹脂層を当該領域から排斥した状態を保持することができる。
また、上記上限値以下とすることにより、接合する端子間の位置ずれを抑制することができる。
【００８４】
ここで、上記第４の荷重の大きさは、接合時の第１樹脂層、第２樹脂層の溶融粘度を考慮した上で、上記の数値範囲内で、適宜調整することができる。
【００８５】
ここで、第１接合工程において、各端子間が半田接合されるとは、次のことをいう。
すなわち、第２積層体が第１半田層の融点以上に加熱され、第１電子部品と第２電子部品との接合に使用される第１半田層が溶融するとともに、各端子（１０１Ａと１２１Ａ）どうしが第１半田層を介して接合し、少なくとも一部が合金を形成している状態である。
同様に、第２積層体が第２半田層の融点以上に加熱され、第１電子部品と第３電子部品との接合に使用される第２半田層が溶融するとともに、各端子（１０１Ｂと１２１Ｂ）どうしが第２半田層を介して接合し、少なくとも一部が合金を形成している状態である。
なお、上記第１接合工程において、第２積層体の各端子間を半田接合して形成した第３積層体を、さらに加熱することで、第１樹脂層、及び、第２樹脂層の硬化を進行させた第４積層体を得ることができる。
第３積層体をさらに加熱し、第１樹脂層、及び、第２樹脂層を硬化させる方法としては特に限定されないが、例えば、上記第１接合工程において、挟圧部材を用いて第３積層体を
形成する際に、所定温度・時間で加熱することにより、第３積層体の形成と第４積層体の形成を実質的に同時に実施する方法、あるいは、加熱した流体を入れることができる容器内に第３積層体を設置し、加熱した流体により第３積層体を加熱・加圧する方法などを適用することができる。ここで流体としては、気体が好ましく、例えば、空気、不活性ガス（窒素ガス、希ガス）等が挙げられる。加熱した流体により加熱・加圧する方法により電子部品間のボイドの発生を低減することができる。
第４積層体の形態も、図９に示したものと同じである。
＜半田ボール形成工程＞
次に、上記第３積層体あるいは第４積層体を構成する第１電子部品が備える半田ボール形成用の第１ｃ端子１０１Ｃに、半田ボール１３１を形成する。これにより、第１電子装置１７を製造することができる。第１電子装置１７を図１０に示す。
【００８６】
本工程において、第１電子部品の第１ｃ端子に半田ボールを形成する方法としては特に限定されないが、例えば、第１電子部品の第１ｃ端子のパッドにマイクロボールマウンタなどを用いて半田ボールを搭載した後、ＩＲリフロー装置などを用いて加熱し、半田ボールと第１電子部品の第１ｃ端子とを接合することにより形成することができる。
＜設置工程＞
本工程は、第４端子を有する第４電子部品を準備する工程と、第１電子装置が備える半田ボールと第４端子とが対峙するように、第４電子部品上に第１電子装置を設置する工程である。設置した状態を図１１に示す。
【００８７】
第４端子を有する第４電子部品としては特に限定されないが、例えば、樹脂基板、シリコン基板、ガラス基板、セラミック基板などを適用することができる。
【００８８】
第４電子部品１３の表面には、第４端子１４１（第１電子装置１７接続用端子）が形成されている。第４端子１４１は、第１電子部品の第１ａ端子などと同様の構造、材料で構成することができ、表面に半田層を有することもできる。
【００８９】
第４電子部品上に第１電子装置を設置する方法としては特に限定されないが、例えば、マウンターなどを適用することができる。
＜第２接合工程＞
本工程は、上記設置工程の後、第１ｃ端子と第４端子とを溶融した半田ボールを介して半田接合する工程である。これにより、第２電子装置１８を製造することができる。第２接合工程が終了した第２電子装置を図１２に示す。
本工程を実施する方法としては特に限定されないが、例えば、半田リフロー装置などを適用することができる。
半田リフロー装置を用いた場合の処理条件としては、例えば、ピーク温度２４５〜２６０℃、時間１０〜２０秒間とすることができる。
（第１の実施形態以外の実施形態）
以上、本願発明の電子装置の製造方法の第１の実施形態について説明したが、本願発明の実施形態はこれに限定されるものではない。
【００９０】
例えば、上記第１接合工程は、２つ以上の第２積層体をまとめて同時に実施することができる。これにより、効率的に半田接合を行い、第３積層体を得ることができる。
また、上記第２接合工程においても、２つ以上の第１電子部品をまとめて同時に実施することができる。これにより、効率的に半田接合を行い、第２電子装置を得ることができる。
【００９１】
以上説明したように、本願発明の電子装置の製造方法では、第１電子部品、第１樹脂層、第２電子部品を接合する際、ならびに、第１電子部品、第２樹脂層、第３電子部品を接
合する際に、半田接合を行わずに積層した後、半田接合をまとめて行う技術において発生しうる端子間の樹脂噛みに起因した端子間の接続不良の問題を解決することができる。
また、本願発明の電子装置の製造方法では、第１電子部品と第２電子部品との半田接合と、第１電子部品と第３電子部品との半田接合を別々に実施した場合と比較して、半田接合回数を１回とすることができ、電子装置を効率良く製造することができる。
さらに、上記半田接合を１回とすることができることから、電子装置製造時の電子部品に対する熱ダメージを低減させることができる。
【００９２】
また、本実施形態では、第１積層工程において第１半田層、第２積層工程において第２半田層を、いずれも潰れ過ぎないように制御しているので、半田接合前の段階で第１半田層、第２半田層の高さを十分に確保することができる。
これにより、第１接合工程の前段工程において第３の荷重を加えた際に第１半田層、第２半田層が十分に押し潰され、各端子間に介在する樹脂層を当該領域から排斥し、第１半田層、第２半田層を介して各端子間を繋げることができる。そして、当該状態を維持したまま半田接合を行うことで、端子間に樹脂層が介在しない状態で、端子間を半田接合できるので、良好な端子間接続ができ、高い接続信頼性を得ることができる。
【実施例】
【００９３】
（実施例１）
１．樹脂フィルム（第１樹脂層、第２樹脂層）の作製
フェノールノボラック樹脂９ｇ（住友ベークライト株式会社製、商品名：ＰＲ−５５６１７）と、液状ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂２６．８ｇ（ＤＩＣ株式会社製、商品名：ＥＰＩＣＬＯＮ−８４０Ｓ）と、フェノールフタリン９ｇ（東京化成工業株式会社製）と、ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂１４．８ｇ（新日化エポキシ製造株式会社製、商品名：ＹＰ−５０）と、２−フェニル−４−メチルイミダゾール０．１ｇ（四国化成工業株式会社製、商品名：２Ｐ４ＭＺ）と、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０．５ｇ（信越化学工業株式会社製、商品名：ＫＢＭ−４０３）と、をメチルエチルケトンに溶解し、ここに、球状シリカフィラー４０ｇ（株式会社アドマテックス製、商品名：ＳＣ１０５０、平均粒径０．２５μｍ）を、混合・撹拌し、固形分濃度５０質量％の樹脂ワニスを得た。
【００９４】
この樹脂ワニスを、ポリエステルフィルム（東レ株式会社製、商品名：ルミラー）に塗布し、１００℃／５ｍｉｎの条件で乾燥し、樹脂厚み２６μｍの樹脂フィルムを得た。
【００９５】
この樹脂フィルムの８０℃における溶融粘度は１，２００Ｐａ・ｓ、１５０℃における溶融粘度は２３０Ｐａ・ｓであった。
２．樹脂フィルム付きシリコンチップ１の作製（第１樹脂層＋第２電子部品）
ダイシングフィルムが形成された８インチシリコンウエハーを準備した。このシリコンウエハーの厚みは１００μｍｔで、ダイシングフィルムが形成された面と反対側の面には、φ４０μｍ、高さ８μｍの銅バンプが形成されており、その上に厚み６μｍのＳｎ−３．５Ａｇ半田層が形成されている。ダイシングフィルムが形成された面側には、バンプは形成されていない。
真空ラミネーター（名機製作所株式会製、型番：ＭＶＬＰ−５００／６００−２Ａ）を用い、９５℃／３０ｓｅｃ／０．８ＭＰａの条件で、８インチシリコンウエハーの銅バンプが形成されている面側に上記で得られた樹脂フィルムをラミネートした。
次に、ダイシング装置（株式会社ディスコ製、型番：ＤＦＤ−６３４０）を用い、以下の条件で（ダイシングフィルム／シリコンウエハー／樹脂フィルム）積層体をダイシングし、サイズが６ｍｍ角、半田バンプ数１，０８９（バンプピッチ１８０μｍ、エリアアレイ配置）である樹脂フィルム付きシリコンチップ１を得た。
＜ダイシング条件＞
ダイシング速度      ：２０ｍｍ／ｓｅｃ
スピンドル回転数    ：４０，０００ｒｐｍ
刃品番              ：ＺＨ０５−ＳＤ  ３５００−Ｎ１−５０  ＢＢ（株式会社ディスコ製）
３．樹脂フィルム付きシリコンチップ２の作製（第２樹脂層＋第３電子部品）
ダイシングフィルムが形成された８インチシリコンウエハーを準備した。このシリコンウエハーの厚みは１００μｍｔで、ダイシングフィルムが形成された面と反対側の面には、φ４０μｍ、高さ８μｍの銅バンプが形成されており、その上に厚み６μｍのＳｎ−３．５Ａｇ半田層が形成されている。ダイシングフィルムが形成された面側には、バンプは形成されていない。
真空ラミネーターを用い、９５℃／３０ｓｅｃ／０．８ＭＰａの条件で、８インチシリコンウエハーの銅バンプが形成されている面側に上記で得られた樹脂フィルムをラミネートした。
次に、ダイシング装置を用い、以下の条件で（ダイシングフィルム／シリコンウエハー／樹脂フィルム）積層体をダイシングし、サイズが６ｍｍ角、半田バンプ数１，０８９（バンプピッチ１８０μｍ、エリアアレイ配置）である樹脂フィルム付きシリコンチップ２を得た。
＜ダイシング条件＞
ダイシング速度      ：２０ｍｍ／ｓｅｃ
スピンドル回転数    ：４０，０００ｒｐｍ
刃品番              ：ＺＨ０５−ＳＤ  ３５００−Ｎ１−５０  ＢＢ（株式会社ディスコ製）
４．シリコン基板（第１電子部品）の準備
第１電子部品として、第２電子部品が搭載される側（表側：第１ａ端子側）にφ４０μｍ、高さ１０μｍのパッドが１，０８９個（パッドピッチ１８０μｍ、エリアアレイ配置）形成され、第３電子部品が搭載される側（裏側：第１ｂ端子側）に、φ４０μｍ、高さ１０μｍのパッドが１，０８９個（パッドピッチ１８０μｍ、エリアアレイ配置）形成され、半田ボールが搭載される側（裏側：第１ｃ端子側）に、φ２００μｍのパッドが１，０７１個（パッドピッチ５００μｍ、第３電子部品周辺にエリアアレイ配置）形成されたシリコン基板を準備した。シリコン基板の表側と裏側のパッド表面には、Ｎｉ／Ａｕめっきが形成されており、シリコン基板のサイズは２０ｍｍ×２０ｍｍ、厚みは０．４ｍｍである。
５．積層体（第１積層体）の作製
フリップチップボンダー（パナソニックファクトリーソリューションズ株式会社製、型番：ＦＣＢ３）を用いて、上記で得られた樹脂フィルム付きシリコンチップ１をシリコン基板上に積層した。
フリップチップボンダーの下側ステージを１００℃に設定し、その上にシリコン基板を搭載した。次に、１５０℃に設定したボンディングツールに樹脂フィルム付きシリコンチップ１を吸着し、フリップチップボンダーの上下カメラでシリコン基板と樹脂フィルム付きシリコンチップ１を位置合せし、荷重０．１４ＭＰａ／２ｓｅｃの条件で積層した後、荷重を開放して、（シリコン基板／樹脂フィルム／シリコンチップ１）積層体（第１積層体）を作製した。
６．積層体（第２積層体）の作製
次に、上記で得られた（シリコン基板／樹脂フィルム／シリコンチップ１）第１積層体を、シリコン基板を上側にして、１００℃に設定したフリップチップボンダーの下側ステージに搭載し、１５０℃に設定したボンディングツールに樹脂フィルム付きシリコンチップ２を吸着し、フリップチップボンダーの上下カメラでシリコン基板と樹脂フィルム付きシリコンチップ２を位置合せし、荷重０．１４ＭＰａ／２ｓｅｃの条件で積層した後、荷重を開放して（シリコンチップ２／樹脂フィルム／シリコン基板／樹脂フィルム／シリコンチップ１）積層体（第２積層体）を得た。
７．積層体の接合（第１接合工程：第３積層体の製造）
フリップチップボンダーを用いて、上記で得られた第２積層体をボンディングツールで加圧・加熱して、積層体の（半田バンプ／パッド）間の接合を行った。
まず、フリップチップボンダーの下側ステージを１００℃に設定し、上記積層体を搭載した。１５０℃に設定したボンディングツールで、荷重０．５ＭＰａ／１２ｓｅｃの条件で積層体を加圧し、次いで、ボンディングツールを急昇温し、ボンディングツールの温度を２８０℃に設定し、０．５ＭＰａ／１２ｓｅｃで加圧して、積層体の（半田バンプ／パッド）間を半田接合し、第３積層体を得た。
次に、加圧・加熱装置（株式会社協真エンジニアリング製、型番：ＨＰＶ−５０５０ＭＡＨ−Ｄ）を用いて、第３積層体を加圧・加熱硬化した。
加圧・加熱流体として空気を用い、１８０℃／２ｈｒ／０．８ＭＰａの条件で加圧・加熱硬化し、第４積層体を得た。
８．半田ボール形成（第１電子装置の製造）・２次実装（設置工程及び第２接合工程／第２電子装置の製造）
第４積層体の裏側（第１電子部品の第１ｃ端子側）のパッドに手動式マイクロボールマウンタを用いて、φ２５０μｍの半田ボールを搭載した後、ＩＲリフロー装置（株式会社大和製作所製、型番：ＮＲＹ−３２５−５Ｚ）を用いて、最高温度２６０℃、最高温度±５℃以内である時間１５秒間、の条件で第１ｃ端子と半田ボールとを接合して、第１電子装置を得た。
その後、第４端子を有するマザーボード（第４電子部品）としてＦＲ−５基板を用意し、第４端子と上記第１電子装置の半田ボールとが対峙するように設置した後、半田リフロー装置を用いて、最高温度２６０℃、最高温度±５℃以内である時間１５秒間、の条件で半田接合して、第１電子装置を第４電子部品に実装し、第２電子装置を得た。
９．電子装置の評価
上記で得られた第１電子装置をエポキシ樹脂で包埋し、断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。その結果（シリコン基板／シリコンチップ）間の半田接合は良好であり、また、シリコンチップのクラックが観察されなかった。さらに、（シリコン基板／シリコンチップ）間の樹脂層に空隙は観察されなかった。
（実施例２）
１．積層体の接合（第１接合工程：第３積層体の製造）・半田ボール形成（第１電子装置の製造）・２次実装（設置工程及び第２接合工程／第２電子装置の製造）
実施例１と同様の手法、手順により、第２積層体２個を作製した。
フリップチップボンダーを用いて、この第２積層体２個をボンディングツールで加圧・加熱して、積層体の（半田バンプ／パッド）間の接合を行った。
まず、フリップチップボンダーの下側ステージを１００℃に設定し、上記積層体２個を搭載した。１５０℃に設定したボンディングツールで、荷重０．５ＭＰａ／１２ｓｅｃの条件で積層体を加圧し、次いで、ボンディングツールを急昇温し、ボンディングツールの温度を２８０℃に設定し、０．５ＭＰａ／１２ｓｅｃで加圧して、積層体の（半田バンプ／パッド）間を半田接合し、第３積層体２個を得た。その後、実施例１と同様にして第１電子装置、第２電子装置を作製した。
２．電子装置の評価
上記で得られた第１電子装置をエポキシ樹脂で包埋し、断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。その結果（シリコン基板／シリコンチップ）間の半田接合は良好であり、また、シリコンチップのクラックが観察されなかった。さらに、（シリコン基板／シリコンチップ）間の樹脂層に空隙は観察されなかった。
（比較例１）
１．積層体の接合
フリップチップボンダーを用いて、樹脂フィルム付きシリコンチップ１をシリコン基板上に下記の手順で積層・接合した。
フリップチップボンダーの下側ステージを１００℃に設定し、その上に実施例１で用いた
のと同じシリコン基板を搭載した。次に、１５０℃に設定したボンディングツールに実施例１で用いたのと同じ樹脂フィルム付きシリコンチップ１を吸着し、フリップチップボンダーの上下カメラでシリコン基板とシリコンチップを位置合せし、荷重０．５ＭＰａ／１２ｓｅｃの条件で積層体を加圧し、次いでボンディングツールを急昇温し、ボンディングツールの温度を２８０℃に設定し、０．５ＭＰａ／１２ｓｅｃの条件で加圧して、（半田バンプ／パッド）間を半田接合し、積層体（ａ）を得た。
次に、上記で得られた積層体（ａ）を、シリコン基板を上側にして、１００℃に設定した下側ステージに搭載し、１５０℃に設定したボンディングツールに、実施例１で用いたのと同じ樹脂フィルム付きシリコンチップ２を吸着し、フリップチップボンダーの上下カメラでシリコン基板と樹脂フィルム付きシリコンチップ２を位置合せし、荷重０．５ＭＰａ／１２ｓｅｃの条件で積層体を加圧し、次いでボンディングツールを急昇温し、ボンディングツールの温度を２８０℃に設定し、０．５ＭＰａ／１２ｓｅｃの条件で加圧して、（半田バンプ／パッド）間を半田接合し、積層体（ｂ）を得た。
次に、実施例１で用いたのと同じ加圧・加熱装置を用いて、積層体（ｂ）を加圧・加熱硬化した。
加圧・加熱流体として空気を用い、１８０℃／２ｈｒ／０．８ＭＰａの条件で加圧・加熱硬化し、積層体（積層体（ｃ））を得た。
２．はんだボール搭載
積層体（ｃ）の裏側のパッドに手動式マイクロボールマウンタを用いて、φ２５０μｍの半田ボールを搭載した後、ＩＲリフロー装置を用いて、最高温度２６０℃、最高温度±５℃以内である時間１５秒間、の条件で、積層体（ｃ）の裏側のパッドと半田ボールとを接合して、電子装置を得た。
３．電子装置の評価
比較例１では、２回目の半田接合工程の前段で、ボンディングツールを２８０℃から１５０℃に冷却する必要があるが、その冷却時間は３０秒間であった。しかし、実施例においては、冷却する必要が無く、その分生産性が向上していることが確認できた。
（比較例２）
１．液状封止樹脂組成物の作製（下記質量％は液状封止樹脂組成物全体に対する含有割合を示す）
液状エポキシ樹脂（Ａ）として、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を１５．９５５質量％およびグリシジルアミン型エポキシ樹脂を１５．９５５質量％、硬化剤（Ｂ）として、芳香族１級アミン型硬化剤を１６．３８３質量％、無機充填剤（Ｃ）として平均粒径０．５μｍ、最大粒径２４μｍの球状シリカを５０．０００質量％、アミノ基を有する液状シリコーン化合物（Ｄ）を０．０１６質量％、シランカップリング剤としてエポキシシランカップリング剤を１．５９６質量％、着色剤を０．０９５質量％、配合し、プラネタリーミキサーと３本ロールを用いて混合し、真空脱泡処理することにより液状封止樹脂組成物を得た。
２．シリコンチップの作製
ダイシングフィルムが形成された８インチシリコンウエハー（実施例１で用いたものと同じもの）をダイシングして、チップサイズ６ｍｍ角のシリコンチップ１を得た。
また、同様に、８インチシリコンウエハーをダイシングして、チップサイズ６ｍｍ角のシリコンチップ２を得た。
３．積層体の接合
実施例１で用いたものと同じシリコン基板の表面側のパッド形成面にフラックスを塗布し、フリップチップボンダーの下側ステージに搭載した。ボンディングツールにシリコンチップ１を吸着し、フリップチップボンダーの上下カメラでシリコン基板とシリコンチップ１を位置合せして、シリコンチップのバンプ形成面とシリコン基板のパッド形成面とが向かい合わせになるよう積層した。これを、半田リフロー装置を用いて、最高温度２６０℃、最高温度±５℃以内である時間１５秒間、の条件で半田接合した。
次に、シリコン基板を上側にして、シリコン基板のパッド形成面（上記の裏面側）にフラ
ックスを塗布し、フリップチップボンダーの下側ステージに搭載した。ボンディングツールにシリコンチップ２を吸着し、フリップチップボンダーの上下カメラでシリコン基板とシリコンチップ２を位置合せして、シリコンチップのバンプ形成面とシリコン基板のパッド形成面とが向かい合わせになるよう積層した。これを、半田リフロー装置を用いて、最高温度２６０℃、最高温度±５℃以内である時間１５秒間、の条件で半田接合した。
次いで、フラックス除去洗浄を行い、積層体（積層体（ｄ））を得た。
４．シリコンチップ間の封止
上記で得られた積層体（ｄ）を１１０℃の熱板上で加熱し、積層体（ｄ）のシリコンチップ１の１辺に上記液状封止樹脂組成物をディスペンスし、シリコン基板／シリコンチップ１間を充填させた後、液状封止樹脂組成物を１５０℃のオーブンで１２０分間加熱硬化させた。
【００９６】
次に、積層体（ｄ）を再び１１０℃の熱板上で加熱し、積層体（ｄ）のシリコンチップ２の１辺に上記液状封止樹脂組成物をディスペンスし、シリコン基板／シリコンチップ２間を充填させた後、液状封止樹脂組成物を１５０℃のオーブンで１２０分間加熱硬化させ、積層体（積層体（ｅ））を得た。
５．はんだボール搭載
積層体（ｅ）の裏側のパッドに手動式マイクロボールマウンタを用いて、φ２５０μｍの半田ボールを搭載した後、ＩＲリフロー装置を用いて、最高温度２６０℃、最高温度±５℃以内である時間１５秒間、の条件で、積層体（ｅ）の裏側のパッドと半田ボールとを接合して、電子装置を得た。
６．電子装置の評価
得られた電子装置をエポキシ樹脂で包埋し、断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。その結果（シリコン基板／シリコンチップ１、シリコン基板／シリコンチップ２）間に多数の空隙が観察された。
【００９７】
以上の結果から明らかなように、本発明の電子装置の製造方法で得られた電子装置は、半田の融点以上の熱処理を１回実施することで、各電子部品間の半田接合を一括して行えるため、生産性に優れていた。また、得られた電子装置における電子部品にクラックは観察されず、半田接合性も良好であり、信頼性に優れていた。
一方、比較例１では、２個の半導体部品を逐次半田接合するために、半田の融点以上での熱処理を２回実施する必要があり、生産性が劣っていた。また、実施例１、２においては半田接合のための加熱によりシリコンチップが受ける熱ダメージは１回であるが、比較例１においては２回の熱ダメージを受けることとなった。
そして、比較例２では、電子部品間を接合した後に、液状封止樹脂組成物を用いて樹脂封止するため、電子部品間に多数の空隙が観察された。さらに、比較例１と同様、２回の熱ダメージを受けることとなった。
【符号の説明】
【００９８】
１０      第１電子部品
１１Ａ    第１樹脂層
１１Ｂ    第２樹脂層
１２Ａ    第２電子部品
１２Ｂ    第３電子部品
１３      第４電子部品
１４      第１積層体
１５      第２積層体
１６      第３積層体（第４積層体）
１７      第１電子装置
１８      第２電子装置
５１      挟圧部材
５２      挟圧部材
５３      挟圧部材
５４      挟圧部材
１０１Ａ    第１ａ端子
１０１Ｂ    第１ｂ端子
１０１Ｃ    第１ｃ端子
１０２      ビア
１２１Ａ    第２端子
１２１Ｂ    第３端子
１２２Ａ    第１半田層
１２２Ｂ    第２半田層
１３１      半田ボール
１４１      第４端子
【図１】
2014127473.tif 000003
【図２】
2014127473.tif 000004
【図３】
2014127473.tif 000005
【図４】
2014127473.tif 000006
【図５】
2014127473.tif 000007
【図６】
2014127473.tif 000008
【図７】
2014127473.tif 000009
【図８】
2014127473.tif 000010
【図９】
2014127473.tif 000011
【図１０】
2014127473.tif 000012
【図１１】
2014127473.tif 000013
【図１２】
2014127473.tif 000014