(57)【要約】【課題】安定したフラックス作用を発現し、はんだ接合の形成性に優れ、作業性及び保存安定性が良好で、環境への負荷が低いフラックスである、フラックスフィルム、及び当該フラックスフィルムを用いたフリップチップ接続方法、並びに当該接続方法によりチップと基板とが接続された半導体装置を提供する。【解決手段】ポリビニルアルコールに由来する構造を有する樹脂（Ａ１）、もしくはポリビニルピロリドンに由来する構造を有する樹脂（Ａ２）とフラックス剤（Ｂ）とを含む、フラックスフィルム。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリビニルアルコールに由来する構造を有する樹脂（Ａ１）、もしくはポリビニルピロリドンに由来する構造を有する樹脂（Ａ２）とフラックス剤（Ｂ）とを含む、フラックスフィルム。
【請求項２】
樹脂（Ａ１）とフラックス剤（Ｂ）とを含む、請求項１に記載のフラックスフィルム。
【請求項３】
前記フラックス剤（Ｂ）の含有量が、樹脂（Ａ１）又は樹脂（Ａ２）１００質量部に対して、１〜５０質量部である、請求項１又は２に記載のフラックスフィルム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のフラックスフィルムを用いたフリップチップ接続方法であって、下記工程（１）〜（４）を有する、フリップチップ接続方法。
工程（１）：電極を備える基板の電極面側に、前記フラックスフィルムを載置する工程
工程（２）：はんだバンプを備えるチップを前記基板に搭載する工程であって、前記はんだバンプを前記フラックスフィルムを介して前記基板の電極上に位置するように載置して固定する工程
工程（３）：前記チップに備わったはんだバンプの融解温度以上であって、且つ樹脂成分（Ａ）が液状化する温度以上で加熱処理する工程
工程（４）：工程（３）の終了後に、前記フラックスフィルムを溶媒により溶解除去する工程
【請求項５】
工程（３）において、不活性ガス雰囲気下で前記加熱処理を行う、請求項４に記載のフリップチップ接続方法。
【請求項６】
工程（３）において、チップから基板へ向けて押圧した状態で前記加熱処理を行う、請求項４又は５に記載のフリップチップ接続方法。
【請求項７】
工程（４）で使用する溶媒が、水、アルコール、及び水とアルコールの混合溶媒のいずれかである、請求項４〜６のいずれか１項に記載のフリップチップ接続方法。
【請求項８】
工程（４）において、超音波を照射しながら前記フラックスフィルムを溶媒により溶解除去する、請求項４〜７のいずれか１項に記載のフリップチップ接続方法。
【請求項９】
はんだバンプを備えるチップと電極を備える基板とが、請求項４〜８のいずれか１項に記載のフリップチップ接続方法により接続される、半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品、配線板、基板、半導体チップ等のはんだ接合等に使用されるフラックスフィルム、及び、当該フラックスフィルムを用いたフリップチップ接続方法、並びに当該接続方法によりチップと基板とが接続された半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器の小型薄型化と多機能高性能化の要求により、半導体パッケージにおいては、Ｉ／Ｏ電極（端子）数が増加し、電極（端子）間距離が短くなっている（狭ピッチ化）。そのため、半導体パッケージの形態は、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅ）のようなリードによる接続から、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）やＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｃａｌｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）のようなバンプをチップ下部に配置して接続する方式であるフリップチップ接続へと変化してきた。フリップチップ接続方法は、回路基板の電極の上に、予めはんだバンプを形成したチップを載せて、はんだバンプと回路基板の電極とを接合する接続方法である（特許文献１参照）。
【０００３】
はんだ接合が形成されるためには、はんだ成分と電極成分が、はんだ／電極界面で相互に拡散しなければいけない。そのためには、はんだバンプと電極が直接接している必要がある。
しかしながら、バンプ材料であるはんだは、酸化されやすいため、はんだバンプの表面は金属酸化物で覆われており、はんだ成分と電極成分は直接触れていない。鉛フリーはんだを実装するリフロー温度（通常の鉛フリーはんだの場合、加熱工程の最高温度は２６０℃程度）まで加熱しても、はんだバンプの表面に形成される金属酸化物は、高融点であるため、当該温度では融解しない。その結果、はんだのみが融解し、融解したはんだは金属酸化物の皮膜の中に閉じ込められた状態となる。
そのため、はんだが直接電極に触れていない場合、はんだ成分と電極成分が、はんだ／電極界面で相互に拡散しておらず、はんだ接合の形成性が不良となる。
【０００４】
このような問題点を解決するため、例えば、非特許文献１、２や特許文献２に記載されたように、液状又はペースト状のフラックスを予めはんだバンプに塗布し、はんだバンプの表面に形成される金属酸化物を取り除くことが行われている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】岩佐山大、電子材料、４７巻、１号、ｐ８５−８７、２００８年１月
【非特許文献２】Ｙａｓｕｍｉｔｓｕ  Ｏｒｉｉ，  Ｋａｚｕｓｈｉｇｅ  Ｔｏｒｉｙａｍａ，  Ｈｉｒｏｋａｚｕ  Ｎｏｍａ，  Ｙｕｋｉｆｕｍｉ  Ｏｙａｍａ，  Ｈｉｄｅｔｏｓｈｉ  Ｎｉｓｈｉｗａｋｉ，  Ｍｉｓｔｕｙａ  Ｉｓｈｉｄａ，  Ｔｏｓｈｉｈｉｋｏ  Ｎｉｓｈｉｏ，  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，  ｐ９４８−９５３，  ２００９．
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−９７７９１号公報
【特許文献２】特許第４６８７４２１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、液状又はペースト状フラックスは、塗布量の調整が難しく、作業性に劣ると共に、フラックスの塗布量が少ないバンプでは、フラックス作用が弱いため、はんだ接合の不良を起こすことが多い。さらに、液状又はペースト状フラックスは、流動性があるため、分散性の悪いフラックス剤が保管容器内で凝集するため、保存安定性の点でも問題がある。
【０００８】
本発明は、安定したフラックス作用を発現し、はんだ接合の形成性に優れ、作業性及び保存安定性が良好で、環境への負荷が低いフラックスである、フラックスフィルム、及び当該フラックスフィルムを用いたフリップチップ接続方法、並びに当該接続方法によりチップと基板とが接続された半導体装置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】
【０００９】
本発明者らは、鋭意研究を行った結果、特定の熱可塑性樹脂を含むフラックスフィルムが上記課題を解決することを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、以下の（１）〜（９）に関する。
（１）ポリビニルアルコールに由来する構造を有する樹脂（Ａ１）、もしくはポリビニルピロリドンに由来する構造を有する樹脂（Ａ２）とフラックス剤（Ｂ）とを含む、フラックスフィルム。
（２）樹脂（Ａ１）とフラックス剤（Ｂ）とを含む、上記（１）に記載のフラックスフィルム。
（３）フラックス剤（Ｂ）の含有量が、樹脂（Ａ１）又は樹脂（Ａ２）１００質量部に対して、１〜５０質量部である、上記（１）又は（２）に記載のフラックスフィルム。
（４）上記（１）〜（３）のいずれか１項に記載のフラックスフィルムを用いたフリップチップ接続方法であって、下記工程（１）〜（４）を有する、フリップチップ接続方法。
工程（１）：電極を備える基板の電極面側に、前記フラックスフィルムを載置する工程
工程（２）：はんだバンプを備えるチップを前記基板に搭載する工程であって、前記はんだバンプを前記フラックスフィルムを介して前記基板の電極上に位置するように載置して固定する工程
工程（３）：前記チップに備わったはんだバンプの融解温度以上であって、且つ樹脂成分（Ａ）が液状化する温度以上で加熱処理する工程
工程（４）：工程（３）の終了後に、前記フラックスフィルムを溶媒により溶解除去する工程
（５）工程（３）において、不活性ガス雰囲気下で前記加熱処理を行う、上記（４）に記載のフリップチップ接続方法。
（６）工程（３）において、チップから基板へ向けて押圧した状態で前記加熱処理を行う、上記（４）又は（５）に記載のフリップチップ接続方法。
（７）工程（４）で使用する溶媒が、水、アルコール、及び水とアルコールの混合溶媒のいずれかである、上記（４）〜（６）のいずれか１項に記載のフリップチップ接続方法。
（８）工程（４）において、超音波を照射しながら前記フラックスフィルムを溶媒により溶解除去する、上記（４）〜（７）のいずれか１項に記載のフリップチップ接続方法。
（９）はんだバンプを備えるチップと電極を備える基板とが、上記（４）〜（８）のいずれか１項に記載のフリップチップ接続方法により接続される、半導体装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のフラックスフィルムは、安定したフラックス作用を発現し、はんだ接合の形成性に優れ、作業性及び保存安定性が良好で、環境への負荷が低いフラックスとなり得る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例及び比較例で用いた電極を備える基板の概略平面図である。
【図２】実施例及び比較例で用いた半導体チップの概略平面図である。
【図３】実施例及び比較例で用いたはんだバンプを備える半導体チップの概略断面図である。
【図４】実施例及び比較例で用いた、銅ピラー上にはんだキャップが取り付けられているバンプを備える半導体チップの概略断面図である。
【図５】はんだバンプを備える半導体チップを基板の電極上にフリップチップ接続する方法の一例を示す、半導体チップ及び基板の概略断面図である。
【図６】銅ピラー上にはんだキャップが取り付けられているバンプを備える半導体チップを基板の電極上にフリップチップ接続する方法の一例を示す、半導体チップ及び基板の概略断面図である。
【図７】工程（１）における、電極を備える基板の電極面側に、本発明のフラックスフィルムを載置する方法の一例を示した図である。
【図８】工程（２）における、はんだバンプを本発明のフラックスフィルムを介して、基板の電極上に位置するように載置する方法の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１３】
〔フラックスフィルム〕
本発明のフラックスフィルムは、ポリビニルアルコールに由来する構造を有する樹脂（Ａ１）、もしくはポリビニルピロリドンに由来する構造を有する樹脂（Ａ２）とフラックス剤（Ｂ）とを含むフィルムである。
本発明において、「フラックスフィルム」とは、はんだ接合の形成のために用いられるフィルムであって、熱可塑性樹脂（以下、単に「樹脂」ともいう）中にフラックス成分が分散したフィルム状の固体をいう。
また、ここでいう「フラックス成分」とは、フラックス作用を示すフラックス剤、又は熱可塑性樹脂中に含まれるフラックス作用を示す官能基をいう。
【００１４】
樹脂自体にフラックス作用のある樹脂としては、例えば、多価アルコールであるポリビニルアルコール、多価カルボン酸であるポリアクリル酸、スチレンマレイン酸樹脂、多価アミンのポリエチレンイミン等が挙げられる。
本発明のフラックスフィルムにおいて、ポリビニルアルコールに由来する構造を有する樹脂（Ａ１）を含む場合は、樹脂（Ａ１）自体にフラックス作用を有するため、フラックス剤を配合しなくても、はんだ接合の形成性に優れる。ただし、よりフラックス作用を向上させる観点から、樹脂（Ａ１）とフラックス剤（Ｂ）とを含むフラックスフィルムが好ましい。
一方、ポリビニルピロリドンに由来する構造を有する樹脂（Ａ２）を用いる場合は、樹脂（Ａ２）自体にフラックス作用を有しないため、樹脂（Ａ２）とフラックス剤（Ｂ）とを併用する必要がある。
また、樹脂（Ａ１）及び樹脂（Ａ２）は、水溶性であるため、使用後のフラックスフィルムを溶解除去する際に、溶媒として水を使用することが出来、環境への負荷も低い。
なお、以下、本発明のフラックスフィルムに含まれる樹脂成分（Ａ）について説明する。本発明においては、樹脂成分（Ａ）は、少なくとも樹脂（Ａ１）又は樹脂（Ａ２）を含む。
【００１５】
＜樹脂成分（Ａ）＞
本発明のフラックスフィルムは、樹脂成分（Ａ）として、少なくともポリビニルアルコールに由来する構造を有する樹脂（Ａ１）又はポリビニルピロリドンに由来する構造を有する樹脂（Ａ２）を含有する。樹脂（Ａ１）又は樹脂（Ａ２）を用いることで、フィルムの形成に優れるため、作業性及び保存安定性が良好であり、また水溶性であるため、環境への負荷が低いフラックスフィルムを得ることができる。
加えて、自重又は荷重によりフラックスフィルムを溶融させ、フラックスフィルムの内部に、はんだバンプが押し込まれる過程において、樹脂（Ａ１）又は樹脂（Ａ２）は、樹脂間でのネットワークの形成がされ難いため、バンプが電極に直接接触し易くなる。そのため、本発明のフラックスフィルムは、はんだ接合の形成性にも優れる。
さらに、樹脂（Ａ１）の構成由来のポリビニルアルコールは、樹脂自身にはんだ粒子の酸化皮膜を除去する効果があると共に、生分解性樹脂であり廃液の処理が容易にできることから、樹脂成分（Ａ）として、樹脂（Ａ１）を含むことが好ましい。
【００１６】
樹脂成分（Ａ）中の樹脂（Ａ１）及び樹脂（Ａ２）の合計含有量は、樹脂成分（Ａ）の全量に対して、好ましくは７０〜１００質量％、より好ましくは８０〜１００質量％、より好ましくは９０〜１００質量％、更に好ましくは９５〜１００質量％、より更に好ましくは９９〜１００質量％である。
【００１７】
なお、樹脂成分（Ａ）として、上記樹脂（Ａ１）及び樹脂（Ａ２）を併用してもよいが、相溶性の観点、及びフラックス作用の向上の観点から、樹脂（Ａ１）又は樹脂（Ａ２）をそれぞれ単独で用いることが好ましい。
【００１８】
また、樹脂成分（Ａ）として、さらに樹脂（Ａ１）及び樹脂（Ａ２）以外のその他の樹脂を含有してもよい。
その他の樹脂としては、樹脂（Ａ１）及び樹脂（Ａ２）以外の熱可塑性樹脂を用いることが好ましく、フラックスフィルムを溶解除去する際に、溶媒として水の使用が可能との観点から、水溶性の熱可塑性樹脂がより好ましい。
このような水溶性の熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリアクリル酸、スチレンマレイン酸樹脂、ポリエチレンイミン、ポリアクリルアミド、デンプン、変性セルロース等が挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は、単独で又は二種以上を混合して使用してもよい。
【００１９】
樹脂（Ａ１）及び樹脂（Ａ２）以外のその他の樹脂の含有量は、樹脂成分（Ａ）の全量に対して、好ましくは３０質量％以下、より好ましくは２０質量％以下、より好ましくは１０質量％以下、更に好ましくは５質量％以下、より更に好ましくは１質量％以下である。
【００２０】
なお、本発明において、樹脂成分（Ａ）として、熱硬化性樹脂を含まないことが好ましい。熱可塑性樹脂の代わりに熱硬化性樹脂を用いた場合、熱硬化性樹脂では、加熱すると樹脂のネットワークが形成され、はんだ接合後の樹脂の溶解除去工程において、溶媒に溶けなくなる恐れがある。また、加熱したとき、フィルムの流動性は、熱硬化性樹脂のネットワークにより抑制され、はんだバンプへのフラックス剤の拡散が十分にできなくなることではんだ接合の不良の原因となる。さらに、自重又は荷重により溶融したフィルム内部において、はんだバンプが押し込まれる途中の過程でネットワークが形成されると、バンプが電極に直接接触し難くなり、はんだ接合の不良を引き起こし易くなる。
仮に、本発明のフラックスフィルム中に熱硬化性樹脂を含まれてしまう場合においても、その熱硬化性樹脂の含有量は、樹脂成分（Ａ）の全量に対して、好ましくは５質量％以下、より好ましくは１質量％以下、更に好ましくは０．１質量％以下、より更に好ましくは０．０１質量％以下である。
【００２１】
本発明のフラックスフィルムの全質量に対する樹脂成分（Ａ）の含有量としては、好ましくは５０〜１００質量％、より好ましくは６５〜１００質量％、更に好ましくは７０〜９９質量％である。
【００２２】
樹脂成分（Ａ）の粘度としては、はんだバンプの溶融温度以上、且つ樹脂が液状化する温度以上にする加熱工程において、フィルム内のフラックス成分が拡散できる程度の低い粘度であることが好ましい。樹脂の粘度が低いほど、フラックス成分はフィルム内を活発に動き回り、はんだ接合部位にフラックス剤を補填できるので、フラックス成分の不足によるはんだ接合の不良を起こしにくい。
樹脂成分（Ａ）の２５℃における粘度としては、上記観点から、好ましくは０．１〜１００ｍＰａ・ｓ、より好ましくは１．０〜５０ｍＰａ・ｓ、更に好ましくは１．５〜３０ｍＰａ・ｓ、より更に好ましくは１．８〜１０ｍＰａ・ｓである。
当該粘度が０．１ｍＰａ・ｓ以上であれば、フィルム形成性が良好となる。一方、当該粘度が１００ｍＰａ・ｓ以下であれば、リフロー時のフラックスフィルム中のフラックス剤（Ｂ）の拡散性が良好であり、またバンプと電極との接触性も良好となる。
なお、樹脂成分（Ａ）の２５℃における粘度は、ＪＩＳ  Ｋ  ６７２６に準拠して測定された値を意味する。
【００２３】
なお、樹脂成分（Ａ）の軟化点は、低いことが好ましいが、軟化点が低いだけでは、必ずしもフラックス剤が流動するほど低い粘度になるとは限らない。すなわち、軟化点以上の温度になると樹脂は軟らかくはなるが、樹脂の重合度（分子量）が高すぎる場合には分子鎖の絡み合いがほどけにくいので、フラックス剤が流動できるほどの粘度低下は起きにくい。
そこで、樹脂成分（Ａ）の粘度を低くするためには、樹脂成分（Ａ）の重合度（分子量）を低くして絡み合いを少なくすることが好ましい。加熱工程後の樹脂の溶解除去工程でも、一般的に樹脂の重合度（分子量）が低いほど速く溶解することから、溶解除去の観点からも重合度が低い樹脂が好ましいが、常温でのフィルム形成能を良好取る観点から、所定値以上の重合度を有する樹脂が好ましい。
【００２４】
以上の観点から、樹脂成分（Ａ）の平均重合度としては、好ましくは１００〜１０００、より好ましくは１５０〜８００、更に好ましくは２００〜７００、より更に好ましくは２５０〜６００である。
なお、本発明において、樹脂の平均重合度は、ＪＩＳ  Ｋ  ６７２６で規定の方法に基づいて測定された値を意味する。
【００２５】
（樹脂（Ａ１））
樹脂（Ａ１）は、ポリビニルアルコールに由来する構造を含む樹脂である。
樹脂（Ａ１）は、ポリビニルアルコール以外のモノマーに由来する構造を含む共重合体であってもよい。
そのようなモノマーとしては、例えば、アクリル酸、マレイン酸、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、アクリルアミド等の付加重合反応性モノマーが挙げられる。また、これらの付加重合反応性モノマー以外に、縮重合反応のモノマーである、エチレングリコール、プロピレングリコール、グルコース、セルロース等のモノマー成分として用いることもできるが、これらのモノマー成分の重合は、反応様式が異なるので、一反応で前記モノマーを導入することはできない。そのため、付加重合反応が終わった後に、ブロック成分として、縮重合反応により、これらのモノマーの縮重合体を導入することとなる。
【００２６】
樹脂（Ａ１）中のポリビニルアルコールに由来する構造の含有割合は、水溶性、環境面、及びはんだ接合の形成性の観点から、樹脂（Ａ１）中の全構造単位に対して、好ましくは５０〜１００質量％、より好ましくは７０〜１００質量％、より好ましくは８５〜１００質量％、更に好ましくは９５〜１００質量％、より更に好ましくは９９〜１００質量％である。
また、樹脂（Ａ１）としては、上記観点から、ポリビニルアルコールに由来する構造のみからなる単独重合体であることが好ましい。
【００２７】
樹脂（Ａ１）のけん化度は、好ましくは２７〜９９モル％、より好ましくは２８〜９９モル％、更に好ましくは２８〜９８モル％である。
なお、樹脂（Ａ１）のけん化度は、ＪＩＳ  Ｋ  ６７２６に準拠して測定した値を意味する。
【００２８】
また、けん化度８５〜９０モル％の樹脂（Ａ１）の平均重合度は、フィルム形成能、フラックス成分の流動性やバンプの押し込み性に起因するはんだ接合の形成性の向上、及び溶解性の観点から、好ましくは１００〜１０００、より好ましくは１５０〜８００、更に好ましくは２００〜７００、より更に好ましくは２５０〜５００である。
【００２９】
（樹脂（Ａ２））
樹脂（Ａ２）は、ポリビニルピロリドンに由来する構造を含む樹脂である。
樹脂（Ａ２）は、ポリビニルアルコール以外のモノマーに由来する構造を含む共重合体であってもよい。そのようなモノマーとしては、樹脂（Ａ１）で例示したものが挙げられる。
【００３０】
樹脂（Ａ２）中のポリビニルピロリドンに由来する構造の含有割合は、水溶性、環境面、及びはんだ接合の形成性の観点から、樹脂（Ａ２）中の全構造単位に対して、好ましくは５０〜１００質量％、より好ましくは７０〜１００質量％、より好ましくは８５〜１００質量％、更に好ましくは９５〜１００質量％、より更に好ましくは実質的に１００質量％である。
また、樹脂（Ａ２）としては、上記観点から、ポリビニルピロリドンに由来する構造のみを含む単独重合体であることが好ましい。
【００３１】
＜フラックス剤（Ｂ）＞
本発明のフラックスフィルムは、樹脂成分（Ａ）として、樹脂（Ａ１）を用いる場合、樹脂（Ａ１）自体にフラックス作用があるため、必ずしもフラックス剤を加える必要がないが、よりフラックス作用を発現させ、はんだ接合の形成性を良好すると共に、電気伝導性を向上させる観点から、樹脂（Ａ１）とフラックス剤とを含有することが好ましい。
一方、ポリビニルピロリドンに由来する構造を有する樹脂（Ａ２）を用いる場合は、樹脂（Ａ２）自体にフラックス作用を有しないため、樹脂（Ａ２）とフラックス剤（Ｂ）とを併用する必要がある。
【００３２】
フラックス剤（Ｂ）は、はんだ表面にある高融点の金属酸化物を取り除き、融解したはんだが電極と直接触れるようにするために配合される成分である。一般的に、はんだは、錫（Ｓｎ）のような酸にも塩基にも溶ける両性元素を主成分としているので、その酸化物である両性酸化物も酸にも塩基にも溶解する。したがって、はんだ表面の金属酸化物を除去するには、酸性物質及び塩基性物質が有効である。また、これらの他に、アルコール類等も高温でフラックス作用があることから、フラックス剤として使用することができる。
【００３３】
具体的なフラックス剤としては、例えば、サリチル酸、安息香酸、ｍ−ジヒドロキシ安息香酸、セバシン酸、ロジン樹脂等が挙げられる。
なお、樹脂とフラックス剤の組み合わせによっては、フラックスフィルムが流動しなくなる場合もあるので、適宜フラックス剤を選択して使用することが好ましい。
本発明のフラックスフィルム中に含まれるフラックス剤（Ｂ）としては、はんだ粒子の酸化皮膜の除去性、フィルムの流動性、はんだ接合後の樹脂の溶解除去性、はんだとの濡れ性向上の観点から、サリチル酸、安息香酸、ｍ−ジヒドロキシ安息香酸、セバシン酸が好ましく、サリチル酸がより好ましい。
【００３４】
フラックス剤（Ｂ）の含有量は、はんだバンプの数、大きさ、表面の酸化皮膜の厚さ、及びフラックスフィルムの厚さ等により適宜設定することができるが、フラックス性を発現させ、はんだ接合の形成性を向上させると共に、電気伝導性を向上させる観点から、樹脂（Ａ１）又は樹脂（Ａ２）１００質量部に対して（樹脂（Ａ１）と樹脂（Ａ２）とを併用する場合は、樹脂（Ａ１）及び樹脂（Ａ２）の合計１００質量部に対して）、好ましくは１〜５０質量部、より好ましくは２〜３０質量部、より好ましくは３〜２０質量部、更に好ましくは３〜１５質量部、より更に好ましくは４〜１２質量部である。
上記範囲内であれば酸化皮膜が充分に除去でき、樹脂にネットワークが形成されてフラックス剤が流動しにくくなるのを抑制する傾向にある。また、樹脂の洗浄工程後に残存するフラックス剤による、はんだバンプが腐食する現象も抑制することができる。
【００３５】
なお、本発明のフラックスフィルムの全質量に対する樹脂成分（Ａ）の含有量としては、好ましくは０．５〜３５質量％、より好ましくは１．０〜２５質量％、より好ましくは１．５〜２０質量％、更に好ましくは２．０〜１５質量％、より更に好ましくは２．５〜１２質量％である。
【００３６】
＜その他の添加剤＞
本発明のフラックスフィルムには、本発明の効果を損なわない範囲で、上記の樹脂成分（Ａ）及びフラックス剤（Ｂ）の他に、一般的なフラックスに含まれる添加剤を含有してもよい。
このような添加剤としては、例えば、ジエチルアミン臭化水素酸塩、シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩等のアミンのハロゲン化水素酸塩；アジピン酸、ステアリン酸等の有機酸類；トリブチルアミン等の有機アミン類；トランス−２，３−ジブロモ−２−ブテン−１，４−ジオール等の有機ハロゲン化物等の活性剤等が挙げられる。
【００３７】
＜フラックスフィルムの作製方法＞
フラックスフィルムの作製方法としては、特に限定はされないが、例えば、樹脂成分（Ａ）を溶媒に溶解させ、必要に応じてフラックス剤（Ｂ）を添加して、樹脂溶液を調製し、この樹脂溶液を、表面に離型処理がされた支持体に、公知の方法により塗布して塗膜を形成し、該塗膜を乾燥させて溶媒を除去して得る方法が挙げられる。
【００３８】
樹脂成分（Ａ）を溶解させる溶媒としては、水、アルコール、水とアルコールの混合溶媒等が挙げられるが、環境負荷の低減の観点から、水が好ましい。
水を用いて樹脂成分（Ａ）を溶解させる場合、溶解速度を上げる観点から、４０〜９５℃に加熱した水を用いてもよい。樹脂成分（Ａ）を水に溶解させた水溶液の形態とする場合、当該水溶液中の樹脂成分（Ａ）の濃度は、好ましくは０．１〜４０質量％である。
また、フラックス剤（Ｂ）が液体のときは、そのままフラックス剤（Ｂ）を添加してもよいが、フラックス剤（Ｂ）が固体のときは、水、アルコール、水とアルコールの混合溶媒等の溶媒に溶かして溶液の形態とし、当該溶液を添加するのが好ましい。このようにすることで、適切な粘度を有する樹脂溶液を得ることができ、粘度が高過ぎることによって、スジが発生して塗布膜表面の平滑性が悪くなる現象や、粘度が低過ぎることによる、ピンフォールの発生を抑制することができる。
【００３９】
塗膜の乾燥温度及び乾燥時間は、樹脂溶液用溶媒、膜厚等により、適宜設定することができるが、例えば、リフロー時にフィルムの流動性が低下する等の得られるフラックスフィルムの物性の変化を抑制する観点から、乾燥温度が２５〜１８０℃（より好ましくは４０〜１００℃）で、乾燥時間が５〜６０分間（より好ましくは１０〜５０分間）で、乾燥処理を行うことが好ましい。
【００４０】
＜フラックスフィルムの厚さと大きさ（面積）＞
本発明のフラックスフィルムの厚さは、チップ／基板間距離、フラックス活性、仮固定力、洗浄性等を考慮して適宜設定することができるが、好ましくは１〜５００μｍ、より好ましくは２〜３５０μｍ、更に好ましくは３〜２００μｍである。
なお、チップ／基板間距離より厚いフラックスフィルムを用いたときは、チップ／基板間を隙間なくフラックスフィルムで充填されているので、フラックス量が多いので接合不良が起こりにくく、チップ面及び基板面全体にフラックスフィルムが貼付しているので仮固定力が強くなる傾向がある。
また、チップ／基板間距離より薄いフラックスフィルムを用いたときには、チップ又は基板のどちらかの面にフラックスフィルムが接着しているが、前記フラックスフィルムが接着している面の裏面では、フラックスフィルムは接していないので空間が形成される。そのため、水の浸透性が良く洗浄性は向上する。
【００４１】
また、フラックスフィルムの大きさ（面積）としては、使用する基板の大きさを考慮して、適宜設定することができる。具体的には、電極（群）が位置する領域よりも若干広い面積に設定することが好ましい。あるいは、予め使用する予定の大きさよりも大きく形成し、使用時に所望の大きさに切り取って使用してもよい。
【００４２】
＜フラックスフィルムの特徴＞
本発明のフラックスフィルムは、樹脂（Ａ１）又は樹脂（Ａ２）が含まれているため、フラックス剤の拡散性がよく、また、自重又は荷重によりフラックスフィルムを溶融させ、フラックスフィルムの内部に、はんだバンプが押し込まれる過程において、樹脂（Ａ１）又は樹脂（Ａ２）は、樹脂間でのネットワークの形成がされ難いため、バンプが電極に直接接触し易くなる。そのため、本発明のフラックスフィルムを用いることで、はんだ接合の不良を抑制することができる。
また、樹脂（Ａ１）を含むフラックスフィルムにおいては、当該フラックスフィルムの厚さが薄く、金属酸化物と反応しうるフラックス成分量が不足していたとしても、リフロー温度に加熱するとフィルムが液状化してフラックス成分がフィルム内全体を拡散するので、はんだ接合に充分な量のフラックス成分を補填することが可能である。そのため、フラックス成分の不足によるはんだ接合の不良を起こしにくく、安定したフラックス作用を示して良好なはんだ接合を形成できる。
【００４３】
本発明のフラックスフィルムは、フィルム状の固体中に、樹脂（Ａ１）又は樹脂（Ａ２）が均一分散していているので、液状及びペースト状フラックスで多発する長期保管によるフラックス剤の凝集が発生しにくく、保存安定性に優れる。フラックスフィルムは、固形状のフィルムであり、室温では流動性がないため、長期保管によるフラックス剤の凝集が起こりにくく、均一分散性は維持できる。
【００４４】
液状及びペースト状フラックスは、接合される部位である電極又ははんだバンプのみに塗布され、これらと点で接触する部分でのみ仮固定されるので、仮固定力が弱い。それに対して、本発明のフラックスフィルムは、ラミネートすることで、フィルム全面において、チップ／基板間と貼り合わせることができるため、仮固定力が強い。
【００４５】
液状及びペースト状フラックスを印刷等で塗布する場合、塗布量のはらつきが大きいので、適宜、塗布量の調整等が必要であり、作業性が劣る。それに対して、本発明のフラックスフィルムは、所定量のフィルムをチップ上のバンプと基板上の電極の間に載置するのみでよく、作業性に優れる。また、載置する場所を間違えても、フィルムを剥がして所定の場所に載置し直すことが可能なので、リペアー性にも優れる。
【００４６】
本発明のフラックスフィルムで用いる樹脂（Ａ１）及び樹脂（Ａ２）は水溶性樹脂であるため、フラックスフィルムの作製時や実装時には水を使用でき、揮発して大気中に放出される有機溶媒を用いる必要が無いため、環境への負荷が低い。また、樹脂（Ａ１）を用いたフラックスフィルムを使用後に洗浄して回収した廃液は、微生物により分解処理（活性汚泥法）できることから、環境への負荷が著しく低い。
【００４７】
〔フリップチップ接続方法〕
本発明のフリップチップ接続方法によれば、上述した本発明のフラックスフィルムを用いて、フリップチップ接続によりはんだ接合を形成することができる。
本発明のフリップチップ接続方法は、下記工程（１）〜（４）を有する。
工程（１）：電極を備える基板の電極面側に、前記フラックスフィルムを載置する工程
工程（２）：はんだバンプを備えるチップを前記基板に搭載する工程であって、前記はんだバンプを前記フラックスフィルムを介して前記基板の電極上に位置するように載置して固定する工程
工程（３）：前記チップに備わったはんだバンプの融解温度以上であって、且つ樹脂成分（Ａ）が液状化する温度以上で加熱処理する工程
工程（４）：工程（３）の終了後に、前記フラックスフィルムを溶媒により溶解除去する工程
【００４８】
本発明に係るフリップチップ接続方法では、煩雑な印刷等の塗布工程が不要で、チップのバンプと、基板の電極との間にフラックスフィルムを載置するのみでよく作業性に優れている。また、ラミネートで貼付した場合は、仮固定力が強いので対向するバンプ／電極の位置合わせ後のズレが起こりにくい。また、フラックス剤が均一に分散したフラックスフィルムを用いているので、安定なフラックス作用を発現して良好なはんだ接合が形成される。また、フラックスフィルムの樹脂として、樹脂（Ａ１）を用いている場合は、大気中に放出される有機溶媒が少なく、廃液は微生物により分解する活性汚泥法により処理できることから、環境への負荷が低いフリップチップ接続方法となり得る。
以下、上記接続方法に用いる基板及びチップについて説明した上で、各工程の詳細について、図面を参照しながら、説明する。
【００４９】
（基板）
本発明のフリップチップ接続方法で用いる基板は、電極を備える基板であって、一つ以上の電極を備えていればよく、例えば、図１に示された基板等が挙げられる。
図１に示される基板１０は、複数の電極１２を有し、電極１２は、基板周辺部の電極（群）１２ａと基板中央部の電極（群）１２ｂとからなる。また、基板上面の電極以外の領域１１には、ソルダーレジストが形成されている。
【００５０】
このような電極を備える基板としては、例えば、半導体チップ、インターポーザ、マザーボードのような、各種電子部品を搭載するプリント配線板等が挙げられる。
電極には、はんだバンプとの濡れ性を向上させるために、電極表面に、ＵＢＭ（Ｕｎｄｅｒ  Ｂｕｍｐ  Ｍｅｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ）層を形成していることが好ましい。
回路には、一般的に銅が用いられているが、その銅回路表面に施されるＵＢＭ層としては、例えば、Ｃｕ／Ｎｉ／Ａｕ、Ｃｕ／Ｎｉ−Ｐ／Ａｕ等が挙げられる。電極の最表面にあるＡｕははんだとのぬれ性を良好にして、その下のＮｉ層は、銅の拡散を抑制することで、はんだ接合の信頼性に影響するとされるＩＭＣ（Ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｉｃ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）層の形成を抑えている。
【００５１】
また、基板の電極表面に油脂等の汚れが付着しているときには、はんだバンプとのぬれ性が低下し接合性に悪影響を及ぼすので、予め有機溶媒、酸性水溶液、塩基性水溶液等で脱脂するのが好ましい。脱脂の際には、超音波をかけると洗浄効果がさらに高くなるのでより好ましい。
電極表面にＵＢＭ層がない場合には、電極表面に酸化皮膜が形成されやすく、酸化物除去後も徐々に酸化される傾向があるが、この電極表面に形成された酸化物を除去する観点から、酸性水溶液や塩基性水溶液等により基板を洗浄することが好ましい。
【００５２】
（チップ）
本発明のフリップチップ接続方法で用いるチップは、はんだバンプを備えるチップであって、実装する基板上の電極と対向する位置にバンプが配置されたものであり、例えば、図２に示されるチップ等が挙げられる。
図２に示されるチップ２０は、複数のバンプ２２を有する。なお、バンプ２２以外の領域のチップ表面のシリコン２１の表面は、通常保護層として、バッファーコートで覆われていてもよい。
【００５３】
通常、フリップチップ接続というと、米国ＩＢＭ社（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｂｕｓｉｎｅｓｓ  Ｍａｃｈｉｎｅｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）で開発されたＣ４（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ＣｏｌｌａｐｓｅＣｈｉｐ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）を意味する。
Ｃ４は、球状のはんだバンプが搭載されたチップを用いて基板とはんだ接合を形成する方法である。Ｃ４では、例えば、図３に示されるような、シリコン基板上に、電極３１を有し、さらに電極３１上に、球状のはんだバンプ３２が搭載されたチップ２０ａが使用される。
ただ、Ｃ４は、リフローのときにチップの重みでバンプが横に膨らむため、１５０μｍ未満の狭ピッチでは隣接バンプ間で短絡（バンプショート）が起こるので狭ピッチ接続には用いることが難しい。
そこで、１５０μｍ未満の狭ピッチでもフリップチップ接続できる方法として、金属ピラー先端に、半球状のはんだでキャップしたバンプを搭載したチップを用いるＣ２（Ｃｈｉｐ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）が日本アイ・ビー・エム株式会社で開発されている（特許文献１、非特許文献２参照）。Ｃ２では、例えば、図４に示されるような、シリコン基板上に、銅等の金属ピラー４１を有し、金属ピラー４１の先端をキャップした半球状のはんだバンプ４２が搭載されたチップ２０ｂが使用される。
【００５４】
本発明のフリップチップ接続方法に用いるチップとしては、Ｃ４に用いる球状のはんだバンプが搭載されたチップでも、Ｃ２に用いる金属ピラー先端に半球状のはんだでキャップしたバンプを搭載したチップでもよく、電極間ピッチに応じて両チップから適宜選択することができる。他に、金スタッドバンプを備えたチップを用いて、はんだプリコート付き電極を備える基板に実装してもよい。
なお、チップと基板との接続に、はんだを用いるものであれば、バンプの種類に特に制限はない。
【００５５】
（はんだバンプの組成）
本発明のフィリップチップ接続方法で使用するはんだバンプの組成としては、例えば、ＳｎＰｂ系、鉛フリーのＳｎＡｇＣｕ系、ＳｎＡｇ系、ＳｎＣｕ系、ＳｎＺｎＢｉ系、ＳｎＡｇＢｉＩｎ系等が挙げられる。また、鉛フリーで、且つ低融点はんだであるＳｎＢｉ系（Ｓｎ５８Ｂｉの融解温度は１３８℃）やＩｎＳｎ系（Ｉｎ４８Ｓｎの融解温度は１１８℃）のはんだハンプも使用することができる。
ＳｎＰｂ系は、機械特性や信頼性の観点においては好ましいが、ＥＵにおいて環境保全のために鉛等の有害物質の使用を禁止するＲｏＨＳ指令が発効されたため、本発明では、鉛を含有しない鉛フリーはんだハンプを用いることが好ましい。
鉛フリーはんだハンプの中では、機械特性、信頼性の観点から、ＳｎＡｇＣｕ系のはんだハンプが好ましい。
【００５６】
ＳｎＡｇＣｕ系のはんだ粒子の溶融温度は２００℃を超えるため（例えば、Ｓｎ３Ａｇ０．５Ｃｕの融解温度は約２１７℃）、エポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂を含有するフラックスを用いた場合、樹脂の硬化が進行してしまい、フラックス剤が拡散できなくなる可能性が高い。
本発明のフラックスフィルムは、熱可塑性樹脂である樹脂（Ａ１）又は樹脂（Ａ２）を含有するため、２００℃を超える高温でもフラックス剤が拡散するので、はんだ接合部位にフラックス剤を補填でき、はんだ接合の形成性を良好とすることができる。
なお、２００℃を超える高温プロセスにおいて、液晶のような材料自体が劣化してしまう材料に対しては、鉛フリーで低融点のはんだハンプを用いてもよい。鉛フリーで低融点のはんだハンプとしては、例えば、ＳｎＢｉ系、ＩｎＳｎ系のはんだバンプ等が挙げられる。
【００５７】
以下、本発明のフリップチップ接続方法の各工程について、図５〜８を適宜参照しながら説明する。図５及び６は、本発明のフラックスフィルムを用いたフリップチップ接続方法の一例を示す概略断面図であり、図５では、球状のはんだバンプを用いたＣ４による接続方法を、図６では、金属ピラー先端に半球状のはんだでキャップしたバンプを用いたＣ２による接続方法を示している。
【００５８】
＜工程（１）＞
本工程は、電極を備える基板の電極面側に、本発明のフラックスフィルムを載置する工程である。
図５（１）及び図６（１）に示すように、基板１０の電極１２ｂを備える電極面側に、本発明のフラックスフィルム５１を載置する。
フラックスフィルム５１を載置する前に、上述の方法に基づいて、基板を、予め脱脂しておくことが好ましい。
基板１０上にフラックスフィルム５１を載置する方法は、特に限定されず、図５（１）及び図６（１）のようにそのまま置くのみでもよいが、フラックスフィルム５１を置いた後、ラミネートを用いて仮固定することが好ましい（図７参照）。
ラミネートする際の温度は、樹脂成分（Ａ）の軟化点以上の温度で行うことが好ましい。
【００５９】
＜工程（２）＞
本工程は、はんだバンプを備えるチップを基板に搭載する工程であって、はんだバンプをフラックスフィルムを介して基板の電極上に位置するように載置して固定する工程である。
使用するチップは、図５（２）で示すように、Ｃ４で用いる、電極３１上に球状のはんだバンプ３２を備えるチップ２０ａでもよく、図６（２）に記載されたような、Ｃ２で用いる、金属ピラー４１の先端をキャップした半球状のはんだバンプ４２を備えるチップ２０ｂでもよい。
【００６０】
基板の電極に対向する位置にチップのバンプを位置合わせする方法としては、位置合わ
せの精度を向上させる観点から、フリップチップボンダーを用いることが好ましい。
また、フラックスフィルムを介してチップと基板に仮固定するために、チップを載置する際、フラックスフィルム中の樹脂成分（Ａ）の軟化点以上の温度で加熱することが好ましい。
【００６１】
なお、Ｃ４用の球状のはんだバンプ３２を備えるチップ２０ａを使用している場合、チップ２０ａを、フラックスフィルム５１を介して基板１０の電極１２ｂ上に載置した後、ラミネートすることが好ましい。図８に示されたように、ラミネートすることにより、電極１２ｂ及びバンプ３２の凹凸がフラックスフィルム５１中に埋まるため、チップ２０ａとフラックスフィルム５１及び基板１０との密着性が向上する。
なお、ラミネートは、樹脂成分（Ａ）の軟化点以上の温度で、ロールにより押圧しながら行うことが好ましい。
【００６２】
＜工程（３）＞
本工程は、チップに備わったはんだバンプの融解温度以上であって、且つ樹脂成分（Ａ）が液状化する温度以上で加熱処理する工程である。
上記温度で加熱処理をすることで、フラックスフィルムのフラックス作用により、はんだバンプの表面に形成される金属酸化物を除去することができる。また、はんだハンプの表面だけでなく、電極の表面に存在する酸化物も併せて除去できる。
なお、本発明においては、樹脂（Ａ１）又は樹脂（Ａ２）を含むフラックスフィルムを用いているため、本工程（３）において、樹脂間でのネットワークの形成がされ難いため、バンプが電極に直接接触し易く、はんだ接合の形成性が良好となる。
【００６３】
加熱温度（最高到達温度）及び、当該温度での加熱時間（保持時間）は、用いるはんだバンプの融解温度、樹脂成分（Ａ）が液状化する温度、樹脂成分（Ａ）の粘度、フラックス剤の沸点、基板の電極の大きさ、電極間ピッチ等の条件により、適宜設定することができる。
加熱温度（最高到達温度）としては、はんだバンプの融解温度もしくは樹脂成分（Ａ）が液状化する温度のうち高いほうの温度をＴ（℃）としたとき、好ましくはＴ＋１０℃以上Ｔ＋８０℃以下、より好ましくはＴ＋２０℃以上Ｔ＋７０℃以下、更に好ましくはＴ＋３０℃以上Ｔ＋４５℃以下である。
加熱時間としては、加熱温度（最高到達温度）によって適宜設定できるが、加熱温度（最高到達温度）が上記範囲の温度である場合、加熱時間（保持時間）としては、好ましくは２０秒〜１０分間、より好ましくは３０秒〜５分間、更に好ましくは４０秒〜３分間である。
【００６４】
また、本工程は、窒素等の不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
大気中と比べて、窒素等の不活性ガス雰囲気下で加熱処理を行うことで、樹脂成分（Ａ）とフラックス剤（Ｂ）とが縮合反応してしまうことを抑え、ネットワークが形成されてしまう現象を抑制することができる。ネットワークの形成を抑制することで、後述の工程により、フラックスフィルムの水溶性が維持され、溶媒として水を用いて、フラックスフィルムを容易に溶解除去することができる。
【００６５】
また、加熱処理によって微量の低沸点成分の蒸発によりはんだバンプと電極との位置ずれの発生を抑制すると共に、はんだバンプと電極間とを十分に接触させる観点から、本工程において、チップから基板へ向けて、圧力をかけて押圧した状態で加熱処理を行うことが好ましい。
この場合、対向するバンプ／電極間の位置合わせ後、連続して加熱工程へ移れるフリップチップボンダーを用いるのが好ましい。フリップチップボンダーを用いずに加熱処理を行う場合は、微量の低沸点成分の蒸発により、上に搭載した基板が動く可能性があるので、基板を積載した後、クランプのような治具で固定することが好ましい。
また、加熱処理を行うことで、樹脂成分が流動すると、バンプ／電極間に挟まれていたフラックスフィルムが、チップ自体の重さで外側に漏れて、はんだバンプと電極が直接接する場合がある。ここで、バンプ／電極間の接触をより確実にする観点から、クランプ等の治具で押圧することが好ましい。
【００６６】
本工程終了後、図５（３）及び図６（３）に示すように、対向する電極３１，１２ｂ間が、はんだ接合部位６１、６２によって、はんだ接合した状態となる。
【００６７】
＜工程（４）＞
本工程は、工程（３）の終了後に、本発明のフラックスフィルムを溶媒により溶解除去する工程である。
工程（３）の終了時点では、図５（３）及び図６（３）に示されるように、チップのバンプと、基板の電極との間で、はんだ接合部位６１、６２によって、はんだ接合が形成されている。本工程によって、はんだ接合した以外の領域に存在しているフラックスフィルム５１を溶媒により溶解除去され、図５（４）及び図６（４）に示されるように、はんだ接合部位６１、６２が露出した状態となる。
【００６８】
なお、図６（３）に示されるように、Ｃ２では、フラックスフィルム５１の表面と、チップのシリコン基板の面との間で隙間があるので、当該隙間に溶媒が侵入するため、本工程の処理時間は、Ｃ４よりも短い傾向にある。
【００６９】
フラックスフィルムを溶解除去する洗浄用の溶媒としては、特に制限はなく、水、アルコール、水とアルコールとの混合溶媒、有機溶媒等が挙げられるが、環境負荷が低く、入手しやすいとの観点から、水が好ましい。
なお、樹脂成分（Ａ）が水に溶けにくい場合は、アルコール、又は水とアルコールとの混合溶媒を用いることが好ましい。水とアルコールとの混合溶媒において、混合比は、特に制限はないが、環境負荷の低減の観点から、アルコールの比率が低いほうが好ましい。
水は蒸留水、イオン交換水、水道水等を使うことができ、不純物の少ない蒸留水やイオン交換水が好ましい。
アルコールの例としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール等を挙げられ、極性の高い溶媒であるとの観点から、メタノール、エタノールが好ましい。
極性の高い水やアルコールを洗浄溶媒として用いることで、極性の高い溶媒は表面張力が高いので、毛細管現象で狭い空間にも入りやすく、チップと基板との間、隣接するはんだ接合部位間等の狭い間隙の洗浄に好適である。
【００７０】
使用する溶媒の温度としては、フラックスフィルム中に含まれる樹脂成分（Ａ）により適宜設定することができるが、作業性の観点から、室温で行うのが好ましい。なお、フラックスフィルムを溶解しにくいときや、溶解するのに時間がかかるときには、加熱した溶媒を用いてもよい。この加熱した溶媒の温度としては、高いほどフラックスフィルムを溶解しやすくなるが、その溶媒の沸点未満の温度であることが好ましい。
【００７１】
また、フラックスフィルムの溶解除去の効率を向上させる観点から、超音波を照射しながらフラックスフィルムを溶媒により溶解除去することが好ましく、超音波を照射した溶媒を用いてダイレクトパス方式により洗浄処理を行うことがより好ましい。
洗浄後にフラックスフィルム中のフラックス剤が残存すると、はんだ接合部位を腐食する可能性があり、長期使用の信頼性低下を招く原因となる。超音波を照射しながら溶解除去することで、フラックス剤の除去効率を向上させることができ、更に超音波を照射した溶媒を用いてダイレクトパス方式により洗浄処理を行うことで、フラックス剤の除去効率をより向上させることができる。なお、超音波の強さとしては、形成したはんだ接合が切れない程度に調整することが好ましい。
【００７２】
（廃液の処理方法）
フラックスフィルムの洗浄により回収される廃液の処理方法は、例えば、ポリビニルアルコール由来の構造を有する樹脂（Ａ１）を用いた場合は、微生物により分解する活性汚泥法により容易に処理できる。
【００７３】
（はんだ接合部位）
以上のようにして、図５（４）及び図６（４）に示されるように、対向する電極３１、１２ｂ間に、露出したはんだ接合部位６１、６２が形成される。
本発明のフリップチップ接続方法により形成されるはんだ接合部位は、チップ／基板間等の接合材料として好ましい。液状又はペースト状フラックスではリフロー工程で溶媒が蒸発するので、はんだ接合部位内にボイドが発生する傾向にあるが、フラックスフィルムは溶媒を含まないので、はんだ接合部位内でのボイド量を大幅に低減できる。ボイドの少ない前記はんだ接合部位は、ヒートショックによるクラック発生が起こりにくく、接合材料として接続信頼性の観点で好ましい。また、前記はんだ接合部位は、安定したフラックス作用により良好なはんだ接合を形成できるので、低い電気抵抗を示し、接合材料として電気抵抗の観点で好ましい。
【００７４】
〔半導体装置〕
図５（４）及び図６（４）には、本発明のラックスフィルムを用いたフリップチップ接続方法により作製された、本発明に係るチップ／基板間のはんだ接合部位を有する本発明の半導体装置が示されている。
本発明の半導体装置は、電気抵抗が低く、クラックが発生しにくい等接続信頼性が高い。また、この半導体装置は、本発明に係るフラックスフィルムを用いた簡便なプロセスで形成されるので、簡便に作ることができる利点もある。
【実施例】
【００７５】
以下に、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例で使用した各成分の物性値については、下記の方法に基づいて測定した値を使用した。
【００７６】
（１）樹脂（Ａ１）の平均重合度
ＪＩＳ  Ｋ  ６７２６に準拠して測定した。
（２）粘度
ＪＩＳ  Ｋ  ６７２６に準拠して測定した。
【００７７】
（実施例１）
（１）樹脂溶液の作製
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）（日本合成化学工業株式会社製、商品名「ゴーセノール（登録商標）ＧＬ−０３」；けん化度８６．５〜８９．０モル％、粘度３．０〜３．７ｍＰａ・ｓ、平均重合度３００；表１中では「ＰＶＡ（ＧＬ０３）」と記載する）を蒸留水に溶解して、樹脂溶液を作製した。
（２）フィルムの作製
支持体である、表面に離型処理が施されたポリエチレンテレフタレートフィルム上に、上記調製した樹脂溶液を塗布し、塗膜を形成した。そして、この塗膜を、５０℃、３０分間加熱乾燥して、支持体上に、膜厚が５μｍ、３０μｍ、及び１００μｍのフラックスフィルムをそれぞれ作製した。
【００７８】
（実施例２）
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）（日本合成化学工業株式会社製、商品名「ゴーセノール（登録商標）ＧＬ−０３」；けん化度８６．５〜８９．０モル％、粘度３．０〜３．７ｍＰａ・ｓ、平均重合度３００）１００質量部（有効成分）を蒸留水に溶解した水溶液に、フラックス剤として、安息香酸５質量部（有効成分比）を蒸留水に溶解した水溶液を加えて撹拌し、樹脂溶液を作製した。
そして、この調製した樹脂溶液を用いて、実施例１と同様の方法により、膜厚が５μｍ、３０μｍ、及び１００μｍのフラックスフィルムをそれぞれ作製した。
【００７９】
（実施例３）
フラックス剤として、安息香酸に代えて、サリチル酸１０質量部（有効成分比）を用いた以外は、実施例２と同様にして樹脂溶液を作製し、実施例１と同様の方法により、膜厚が５μｍ、３０μｍ、及び１００μｍのフラックスフィルムをそれぞれ作製した。
【００８０】
（実施例４）
フラックス剤として、安息香酸に代えて、サリチル酸３０質量部（有効成分比）を用いた以外は、実施例２と同様にして樹脂溶液を作製し、実施例１と同様の方法により、膜厚が５μｍ、３０μｍ、及び１００μｍのフラックスフィルムをそれぞれ作製した。
【００８１】
（実施例５）
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）（日本合成化学工業株式会社製、商品名「ゴーセファイマー（登録商標）Ｌ−７５１４」；けん化度３４．０〜４１．０モル％、粘度２０．０〜２８．０ｍＰａ・ｓ、平均重合度６００；表１中では「ＰＶＡ（Ｌ−７５１４）」と記載する）１００質量部（有効成分）を、メタノール／蒸留水＝１／１（質量比）の混合溶媒に溶解した溶液に、フラックス剤として、セバシン酸１０質量部（有効成分比）をメタノール／蒸留水＝１／１（質量比）の混合溶媒に溶解した溶液を加えて撹拌し、樹脂溶液を作製した。
そして、この調製した樹脂溶液を用いて、実施例１と同様の方法により、膜厚が５μｍ、３０μｍ、及び１００μｍのフラックスフィルムをそれぞれ作製した。
【００８２】
（実施例６）
ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）（株式会社日本触媒製、商品名「Ｋ−３０」；表１中では「ＰＶＰ（Ｋ−３０）」と記載する）１００質量部（有効成分）を蒸留水に溶解した水溶液に、フラックス剤として、サリチル酸１０質量部（有効成分比）を蒸留水に溶解した水溶液を加えて撹拌し、樹脂溶液を作製した。
そして、この調製した樹脂溶液を用いて、実施例１と同様の方法により、膜厚が５μｍ、３０μｍ、及び１００μｍのフラックスフィルムをそれぞれ作製した。
【００８３】
（比較例１）
エポキシ樹脂である、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル（ＤＩＣ株式会社製、商品名「エピクロン（登録商標）ＥＸＡ−８３０」、エポキシ当量１７５ｇ／ｅｑ）１００質量部（有効成分）、フラックス剤として、サリチル酸１０質量部（有効成分比）、硬化促進剤として、２−フェニル−４−メチルイミダゾール（２Ｐ４ＭＺ）（四国化成工業株式会社製、商品名「キュアゾール（登録商標）２Ｐ４ＭＺ」；表１中では「２Ｐ４ＭＺ」と記載する）０．５質量部（有効成分比）を配合して、ペースト状フラックスを作製した。
【００８４】
（比較例２）
ロジン樹脂である、水素添加ロジン（荒川化学工業株式会社製、商品名「パインクリスタル（登録商標）ＫＲ−８５」、酸価１７４ｍｇＫＯＨ／ｇ、軟化点８７℃）３０質量部（有効成分）、活性剤として、トリエチルアミン塩酸塩（ＴＭＡ塩酸塩）０．１質量部（有効成分比）、アジピン酸１．０質量部（有効成分比）、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）６８．９質量部（有効成分比）を配合して、粘性液状フラックスを作製した。
【００８５】
［フリップチップ接続］
フリップチップ接続にあたり、使用した、基材（インターポーザ）及び半導体チップについては、以下のとおりである。
【００８６】
（基板（インターポーザ））
図１に示されるような構成を有する、基板１０（インターポーザ）を使用した。
用いた基板１０（インターポーザ）は、ＦＲ−４基板（ガラスエポキシ基板）で、電極１２ａ、１２ｂは銅からなり、電極表面のＵＢＭ層は、Ｃｕ／Ｎｉ／Ａｕ（Ｎｉ層の厚さは５μｍ、Ａｕ層の厚さは０．０５μｍ）からなるものである。
電極群は、基板周辺部の電極（群）１２ａと基板中央部の電極（群）１２ｂとからなる。基板中央部の電極１２ｂは、４ブロックあり、電極の直径１００μｍ、電極間ピッチ２００μｍである。また、基板周辺部の電極１２ａは、電極の直径１．５ｍｍ、電極間ピッチ３ｍｍである。基板上面の電極以外の領域１１には、ソルダーレジストが形成されている。１ブロックの電極数は２２×２２＝４８４であり、１チップが実装される領域にある電極数は４８４×４＝１９３６である。
【００８７】
（半導体チップ）
図２に示されるような構成を有するチップ２０を使用した。
用いたチップ２０は、上述の基板１０（インターポーザ）の中央部の４ブロックにある電極１２ｂに対向して実装するように作られている。チップ２０は、シリコン製であり、チップサイズは１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．７ｍｍ、バンプ２２はエリアアレイで４ブロックに配置されている。
チップ２０のバンプは、Ｃ４で用いる球状のはんだと、Ｃ２で用いる銅ピラーの先端に半球状のはんだでキャップした２種類のバンプを用いた。
Ｃ４で用いる球状のはんだバンプを備える半導体チップは、図３に示されるチップ２０ａと同じ構造を有するものであり、チップ２０ａの電極３１上に、直径９０μｍの球状はんだバンプ３２を備えた構造となっている。
Ｃ２で用いる銅ピラーの先端に半球状のはんだバンプでキャップしたバンプを備える半導体チップは、図４に示されるチップ２０ｂと同じ構造を有するものであり、直径９６μｍ、高さ４０μｍの銅からなる金属ピラー４１上に、直径９０μｍ半球状はんだバンプ４２を備えた構造となっている。
用いたはんだ組成は、Ｃ４では、Ｓｎ３Ａｇ０．５Ｃｕ（Ｓｎ９６．５質量％、Ａｇ３質量％、Ｃｕ０．５質量％、融解温度：約２１７℃）、Ｃ２では、Ｓｎ３．５Ａｇ（Ｓｎ９６．５質量％、Ａｇ３．５質量％、融解温度：２２１℃）のものを使用した。
また、実施例３においては、Ｃ４及びＣ２ともに、上記の組成以外に、Ｓｎ５８Ｂｉ（Ｓｎ４２質量％、Ｂｉ５８質量％、融解温度：１３８℃）の組成のはんだも使用した。
【００８８】
実施例１〜６で得られたフラックスフィルム及び比較例１〜２のペースト状又は液状フラックスを用いて、フリップチップ接続により、はんだ接合を形成し、半導体装置を作製した。なお、フィルム状サンプルである実施例１〜６は、フィルムを適当なサイズに切り取って使用した。
【００８９】
〔実施例１〜６のフラックスフィルムを用いた場合のフリップチップ接続〕
まず、適当な大きさに裁断した実施例１〜６で作製したフラックスフィルムを、上記基板（インターポーザ）の基板中央部の４ブロックにある電極１２ａ（直径１００μｍ、電極間ピッチは２００μｍ）面側に、載置し、ポリイミドテープを用いて固定した（工程（１））。
【００９０】
次に、上記のＣ４もしくはＣ２で用いる、はんだバンプを備えるチップを、フラックスフィルムを介して、基板の電極上に位置するように載置し、フリップチップボンダーＦＣＢ３（製品名、パナソニック株式会社製）を用いて仮固定した（工程（２））。
【００９１】
そして、チップを搭載した基板を、使用するはんだバンプの融解温度以上であって、且つ該樹脂フィルムが液状化する温度以上である、２６０℃で１分間、窒素雰囲気下で加熱処理を行った（工程（３））。但し、実施例３において、はんだ組成がＳｎ５８Ｂｉであるはんだバンプを有するチップを用いたときには、加熱温度のみを、２００℃に変えて加熱処理を行い、はんだ接合を形成した。
【００９２】
加熱処理の後、はんだ接合を形成した基板を、超音波洗浄機「ＶＳ−１００  ＳＵＮＰＡＲ」（製品名、井内社製）を用いて、４５Ｈｚで揺動した８０℃に加熱した蒸留水（Ｈ2Ｏ）に浸漬し、ダイレクトパス方式にて１０分間の洗浄処理を行った（工程（４））。なお、実施例５においては、蒸留水の代わりに、メタノール（ＭｅＯＨ）／蒸留水（Ｈ2Ｏ）＝１／１（質量比）の混合溶媒を用いた。
以上の工程を経て、フラックスフィルムを用いた場合のフリップチップ接続を行い、半導体装置を得た。
【００９３】
〔比較例１のペースト状フラックスを用いたフリップチップ接続〕
比較例１のペースト状フラックスを、メタルマスクを用いて、上記基板の基板中央部の４ブロックにある電極１２ａ（直径１００μｍ、電極間ピッチは２００μｍ）面上に印刷した。その後の工程は、実施例１〜６と同様にして、はんだ接合を形成し、半導体装置を得た。
【００９４】
〔比較例２の液状フラックスを用いたフリップチップ接続〕
比較例２の液状フラックスを、上記基板の基板中央部の４ブロックにある電極１２ａ（直径１００μｍ、電極間ピッチは２００μｍ）面上に、スプレー塗布した。その後の工程は、実施例１〜６と同様にして、はんだ接合を形成し、半導体装置を得た。
【００９５】
［評価方法］
下記（１）〜（７）の項目について、以下の方法に基づいて評価した。評価結果を表１に示す。
【００９６】
（１）作業性
Ａ：フラックスを基板上に載置する作業を簡便に行うことができた。
Ｃ：フラックスを基板上に載置する作業を行う際、基板への塗布量の調整が必要で作業性が悪かった。
【００９７】
（２）フリップチップ接続後の電気伝導性
フリップチップ接続によりはんだ接合した半導体装置の１ブロックの電極群において、全ての対向電極（４８４箇所）を通過するデイジーチェーン回路について、Ｒ６８７１Ｅ  ＤＩＧＩＴＡＬ  ＭＵＬＴＩＭＥＴＥＲ（製品名、ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ社製）及び電流計（製品名「ＭＯＤＥＬ５９６４」、メカトロニクス社製）を用いて、電流を１ｍＡと一定にして、４端子法（ケルビンダブルブリッジ）にて電気抵抗を測定した。電気抵抗の測定値によって、下記の基準により評価した。
なお、デイジーチェーン回路とは、上下のチップと基板を糸で縫うような形態の回路で、「・・→下基板→内部回路→基板側電極→はんだ接合部位→対向するチップ側電極→チップ内部回路→隣接するチップ側電極→はんだ接合部位→対向する基板側電極→基板内部回路→隣接する基板側電極→はんだ接合部位→対向するチップ側電極→チップ内部回路→隣接するチップ側電極→はんだ接合部位→・・・」を繰り返した回路である。電気抵抗が低いときには、はんだバンプ／電極間に良好なはんだ接合が形成されていて、安定したフラックス活性が発現されたといえる。
Ａ：電気抵抗の測定値が１７Ω未満である。
Ｂ：電気抵抗の測定値が１７Ω以上１９Ω以下である。
Ｃ：電気抵抗の測定値が１９Ωを超える。
【００９８】
（３）はんだブリッジ
「マイクロフォーカスＸ線検査装置ＭＦ１６０Ｃ」（製品名、日立建機ファインテック株式会社製）を用いて、隣接電極間等で、はんだブリッジが形成され、短絡が見られるかを観察した。電極間で短絡している箇所の数によって、下記の基準により評価した。
Ａ：電極間で短絡している箇所が見られない。
Ｂ：電極間で短絡が１〜３箇所観察される。
Ｃ：電極間で短絡が４箇所以上観察される。
【００９９】
（４）はんだ接合部位内ボイド
マイクロフォーカスＸ線検査装置（日立建機ファインテック株式会社製、製品名「ＭＦ１６０Ｃ」）を用いて、はんだ接合部位の内部のボイドの有無を観察した。一般的に、Ｘ線透過観察では、重元素は暗く、軽元素は明く表示されたコントラスト像が得られる。これより、はんだバンプは暗く（黒く）、ボイドは明るく（白く）表示されることから、ボイドの有無を観察することができる。基板にバンプを形成した後、任意の３０バンプをＸ線透過観察し、観察されたボイドの数によって、下記の基準により評価した。
Ａ：バンプ中にボイドが観察されなかった。
Ｂ：１〜３箇所のボイドが観察された。
Ｃ：４箇所以上のボイドが観察された。
【０１００】
（５）保存安定性
実施例及び比較例で調製したフラックスを、室温（２５℃）で３ヶ月放置後、上述の方法と同様にして、フリップチップ接続を行い、上述のフリップチップ接続後の電気伝導性の方法にしたがって、電気抵抗を測定し、保存前の電気抵抗の測定値と比較し、下記の基準により評価した。なお、保存前の電気伝導性の評価がＣのときは、保存安定性の評価は行わなかった。
Ａ：３ヶ月保存後のフラックスを使用した場合の電気抵抗の測定値が、保存前の測定値と比べて、同一又は向上した。
Ｃ：３ヶ月保存後のフラックスを使用した場合の電気抵抗の測定値が、保存前の測定値と比べて、下がった。
【０１０１】
（６）溶解除去性
（目視及びルーペによる観察）
目視及びルーペを用いて、溶媒による洗浄後のチップ／基板間の隙間に残存するフラックス（樹脂成分）の有無を観察し、以下の基準により評価した。
Ａ：残存するフラックス（樹脂成分）が観察されない。
Ｃ：残存するフラックス（樹脂成分）が観察される。
（Ｘ線による観察）
目視及びルーペでは、チップの最外周はんだ接合部位のみしか観察できないので、詳細な観察として、マイクロフォーカスＸ線検査装置（日立建機ファインテック株式会社製、製品名「ＭＦ１６０Ｃ」）を用いて、溶媒による洗浄後のチップ／基板間の隙間に残存するフラックス（樹脂成分）の有無を観察し、以下の基準により評価した。
Ａ：残存するフラックス（樹脂成分）が観察されない。
Ｂ：電極の面積以上の残存するフラックス（樹脂成分）が１〜３箇所観察される。
Ｃ：電極の面積以上の残存するフラックス（樹脂成分）が４箇所以上で観察される。
【０１０２】
（７）環境負荷
（フラックス作製時の環境負荷）
フラックス作成時における環境への負荷について、揮発性有機溶媒の使用の有無、乾燥工程の有無によって、下記基準により評価した。
Ａ：フラックスを作製時に、揮発性有機溶媒を一切使用しなかった。
Ｂ：フラックスを作製時に、揮発性有機溶媒を用いたが、乾燥工程を経なかったため、揮発性有機溶媒の排出は無かった。
Ｃ：フラックスを作製時に、揮発性有機溶媒を用いており、乾燥工程が経たため、揮発性あるときはＣとした。
（実装時の環境負荷）
フリップチップ実装時における環境への負荷について、実施例及び比較例のフラックス１ｇを１５０℃で１時間乾燥した後の質量を測定し、下記基準により評価した。
Ａ：質量減少が１０％未満である。
Ｂ：重量減少が１０％以上２０％以下である。
Ｃ：質量減少が２０％を超える。
（廃液処理）
廃液処理の観点から、下記基準により、環境負荷を評価した。なお、上記生分解性の有機化合物の含有割合は、フラックス中に含まれる成分の配合比から算出した値を用いている。また、溶解除去性の評価がＣである場合は、洗浄不可と判断し、廃液処理の評価は行わなかった。
Ａ：洗浄液として水を用いており、廃液中に含まれる有機化合物のうち生分解性の有機化合物が７０質量％以上である。
Ｂ：洗浄液として水を用いており、廃液中に含まれる有機化合物のうち生分解性の有機化合物が７０質量％未満である。
Ｃ：洗浄液として有機溶媒を用いている。
【０１０３】
【表１】
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【０１０４】
実施例１〜４、６は、作業性、電気伝導性、はんだブリッジ、はんだ接合部位内のボイドの有無、保存安定性、溶解除去性、環境負荷のいずれの評価においても、良好な結果が得られた。
なお、実施例２等は、フラックス剤を使用しているため、実施例１に比べて、電気伝導性がさらに良好である結果が得られた。
また、実施例５では、フラックスフィルムの作成時、及び洗浄工程において、メタノールを用いているため、環境負荷の評価の一部がＣとなっているが、それ以外の評価は良好な結果となった。
【０１０５】
一方、比較例１では、用いたフラックスがペースト状であるため、塗布量の調整が煩雑であり、作業性が劣る評価となった。また、電気伝導性に関しては、フラックス剤を加えているが、フラックスの流動性が低いので、Ｃ４ではＢ評価となり、Ｃ２ではＣ評価となり、フラックス活性が悪く、良好なはんだ接合が形成されなかった。また、揮発性のあるエポキシ樹脂等の低分子量成分が含まれているため、はんだ接合部位内でのボイド、及び、実装時の環境負荷の評価が、実施例に比べて劣る結果となった。また、熱硬化性樹脂を用いているため、樹脂の溶解除去性が悪い評価となった。さらに、保存安定性も劣る結果となった。
【０１０６】
また、比較例２では、用いたフラックスが液状であるため、塗布量の調整が煩雑であり、作業性が劣る結果となった。また、揮発性成分である、イソプロピルアルコールを溶媒に用いているので、はんだ接合部位内でのボイドが多発し、実装時の環境負荷の評価も劣る。また、生分解できないロジン樹脂を含むため、廃液処理の観点からも、環境への負荷がかかる。また、保存安定性に関しては、Ｃ４、Ｃ２共に実施例に比べて劣る結果となった。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明のフラックスフィルムは、フリップチップ接続の際に用いるフラックスとして好適であり、ペースト状又は液状フラックスに比べて、作業性、電気伝導性、はんだブリッジ、はんだ接合部内ボイド、樹脂の溶解除去性、保存安定性、環境負荷の低減の観点において優れている。また、はんだブリッジがなく、はんだ接合部位にボイドがないことから、電気伝導性が良好で、高信頼性の半導体装置を作ることができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１０  基板
１１  基板上面の電極以外の領域
１２  電極
１２ａ  基板周辺部の電極（群）
１２ｂ  基板中央部の電極（群）
２０、２０ａ、２０ｂ  チップ
２１  チップ表面のシリコン
２２  バンプ
３１  電極
３２  球状のはんだバンプ
４１  金属ピラー
４２  半球状のはんだバンプ
５１  フラックスフィルム
６１  Ｃ４で形成されたはんだ接合部位
６２  Ｃ２で形成されたはんだ接合部位
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2014168791.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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