(57)【要約】【課題】配線基板と、該配線基板にフリップチップ接続された半導体素子（ＩＣチップ）との隙間をアンダーフィル樹脂が浸透している状態を、観察できる形で擬似的に構成し、前記隙間を構成する各種部材表面とアンダーフィル樹脂との接触角θを、個別的に推測する方法およびそのための観察装置を提供することである。【解決手段】アンダーフィル樹脂が隙間で接触する表面と同じ表面状態を呈する試験片Ｂを、溶融したアンダーフィル樹脂溶液中Ａに、所定速度ｖで垂直に浸漬させ、浸漬途中のアンダーフィル樹脂と試験片がなす接触角を求めることを特徴とするアンダーフィル樹脂の接触角の測定方法であって、所定速度ｖが、基板と、該基板上にフリップチップ接続された半導体素子との隙間を、溶融したアンダーフィル樹脂が浸透する速度を模した速度である。【選択図】図４
2014138149.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板と、該配線基板上にフリップチップ接続された半導体素子との隙間を、溶融したアンダーフィル樹脂がキャピラリーフロー効果で浸透する際の接触角を推測するためのアンダーフィル樹脂の接触角の測定方法であって、
アンダーフィル樹脂が隙間で接触する表面と同じ表面状態を呈する試験片を、溶融したアンダーフィル樹脂溶液中に、所定速度で垂直に浸漬させ、浸漬途中のアンダーフィル樹脂と試験片がなす接触角を求めることを特徴とするアンダーフィル樹脂の接触角の測定方法。
【請求項２】
前記試験片が、ＦＣ−ＢＧＡ基板、半導体素子、はんだが塗布された基板もしくはこれらに表面処理を施した基板のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載のアンダーフィル樹脂の接触角の測定方法。
【請求項３】
前記試験片を、溶融したアンダーフィル樹脂液中に垂直に浸漬させる速度が、配線基板と、該配線基板上にフリップチップ接続された半導体素子との隙間を、溶融したアンダーフィル樹脂が浸透する速度を模した速度であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアンダーフィル樹脂の接触角の測定方法。
【請求項４】
少なくとも、アンダーフィル樹脂を溶融するための加熱手段と保持容器、試験片を、保持容器内のアンダーフィル樹脂溶融液中に垂直に深さ方向に所定速度で浸漬させる手段と、試験片の側面と溶融したアンダーフィル樹脂がなす接触状態を撮像する撮像手段と、
撮像画像から試験片の側面と溶融したアンダーフィル樹脂がなす接触角を算出する手段と、を有することを特徴とするアンダーフィル樹脂の接触角測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子配線基板に係り、特には半導体素子と配線基板との隙間を、アンダーフィル樹脂で充填する際に、該樹脂の隙間内でのぬれ広がりを規定する樹脂接触角の動的な評価方法および評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、配線基板にＩＣチップやＬＳＩチップ等の半導体素子を実装した半導体装置では、樹脂によって接続部を保護することが多い。例えば、ＦＣ−ＢＧＡ（Ｆｌｉｐ  Ｃｈｉｐ  Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）のような配線基板にＩＣチップを実装する半導体装置においては、ＩＣチップと配線基板とのはんだ接合部の信頼性を確保するために、はんだ接合部をアンダーフィル樹脂で保護することが必須となっている。
【０００３】
図１は、この種の半導体装置を製造する工程を説明するための要部断面図である。図１（Ａ）では、配線基板１にＩＣチップ２をアップサイドダウンにして対向させ、はんだ接合部４を介し適正な間隔（以下、隙間、ギャップと記すことがある。）を維持して接続する。図１（Ｂ）では、隙間Ｇにアンダーフィル樹脂３を、表面張力により浸透させて充填する。図１（Ｃ）では、充填されたアンダーフィル樹脂３を硬化させている。
【０００４】
さて、近年、半導体装置においては、高集積化が進められて配線密度が高まり、ＩＣチップのサイズも大きくなっている。一方高密度化に対応して接続端子数が増大する結果、ＩＣチップの接続端子に割り当てられる面積、及びこれに接続するべきはんだバンプの面積は、微細化され、配置ピッチも狭くなる傾向にある。この結果、アンダーフィル樹脂が充填されるＩＣチップと配線基板間の隙間は狭くなるが、浸透すべき面積は広くなっている。
【０００５】
このように大面積、且つ、狭い隙間になっている領域に毛細管現象を利用してアンダーフィル樹脂を浸透させている（キャピラリーフロー方式）。しかしながら、アンダーフィル樹脂の充填は、ＩＣチップと配線基板との隙間が数１０μｍ程度に狭くなると時間がかかるという問題がある。更にまた、ＩＣチップの表面・はんだが塗布された領域・基板表面等それぞれの領域のぬれ性の不足や、違いによる浸透（充填）速度の差により、アンダーフィル樹脂が空気を巻き込んでしまい、それがボイドとなって配線基板とＩＣチップとのはんだ接合部の信頼性低下をきたしている。
【０００６】
図２は、配線基板１とＩＣチップ２との隙間にアンダーフィル樹脂３を充填する過程を経時的に説明する断面視の図であり、図１に於いて用いた記号と同じ記号で指示した部分は、同一あるいは同効の部分を表すものとする。
【０００７】
溶融させたアンダーフィル樹脂３を、チップ下の一辺側から注入開始した場合、図２（Ａ）のように隙間を構成する上下の部材表面のぬれ性が充分で、ぬれ性の差が小さな場合、ボイドが生じる確率は低くなる。一方、図２（Ｂ）のようにぬれ性が不十分な場合、アンダーフィル樹脂３が充填される際にぬれない箇所が発生しボイド５となる可能性が高い。また、ぬれ性が充分であっても、部材によりぬれ性が異なった場合、図２（Ｃ）のようにボイド５が発生しやすくなる。このように、アンダーフィル樹脂３のぬれ性を把握し、制御することは重要である。
【０００８】
従来、アンダーフィル樹脂のぬれ性を評価する規格化された統一的な方法はなく、図３（Ａ）に示すように液滴法により接触角θＢを測定し、ぬれ性の指標とすることが多かっ
た。例えば、特許文献１には液滴法により、表面改質の効果を接触角と対比させ、実際にアンダーフィルを充填してボイドの有無を確認した結果が記載されている。
接触角を使用せず、アンダーフィル樹脂を充填してボイドの有無からアンダーフィル樹脂の良否（ぬれ性）を判断することも多かった、
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−０５９４４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、実際にアンダーフィルを隙間に充填してボイドの有無により評価する方法は、ばらつきが生じやすく、評価サンプル数を多く設ける必要があり、多額の費用を要する。また、液滴法によって得られた接触角θＢは、図３（Ｂ）に示すような実際にキャピラリーフローにより隙間Ｇを浸透しているときの接触角θとは異なり、小さな値を示してしまうため、ぬれ性を正確に評価できない場合が生じる。
【００１１】
アンダーフィルがキャピラリーフローにより隙間Ｇを浸透しているときの接触角θを予め把握できれば、ボイドの発生を防ぐことができるが、実際にキャピラリーフローにより浸透しているときの接触角θを直接観察することは難しく、上記の様に有効な評価方法も確立されていない。
【００１２】
本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたもので、配線基板と、該配線基板にフリップチップ接続された半導体素子（ＩＣチップ）との隙間をアンダーフィル樹脂が浸透している状態を、観察できる形で擬似的に構成し、前記隙間を構成する各種部材表面とアンダーフィル樹脂との接触角θを、個別的に推測する方法およびそのための観察装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を達成するための請求項１に記載の発明は、配線基板と、該配線基板上にフリップチップ接続された半導体素子との隙間を、溶融したアンダーフィル樹脂がキャピラリーフロー効果で浸透する際の接触角を推測するためのアンダーフィル樹脂の接触角の測定方法であって、アンダーフィル樹脂が前記隙間で接触する表面と同じ表面状態を呈する（板状）試験片を、溶融したアンダーフィル樹脂溶液中に、所定速度で垂直に浸漬させ、浸漬途中のアンダーフィル樹脂と試験片がなす接触角を求めることを特徴とするアンダーフィル樹脂の接触角の測定方法としたものである。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、前記板状試験片が、ＦＣ−ＢＧＡ基板、半導体素子、はんだが塗布された基板もしくはこれらに表面処理を施した基板のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載のアンダーフィル樹脂の接触角の測定方法としたものである。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、前記板状の試験片を、溶融したアンダーフィル樹脂溶液中に垂直に浸漬させる速度が、配線基板と、該配線基板上にフリップチップ接続された半導体素子との隙間を、溶融したアンダーフィル樹脂が浸透する速度を模した（に近い）速度であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアンダーフィル樹脂の接触角の測定方法としたものである。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、少なくとも、アンダーフィル樹脂を溶融するための加熱手段と保持容器、試験片を、保持容器内のアンダーフィル樹脂溶融液中に垂直に深さ方向に所定速度で浸漬させる手段と、試験片の側面と溶融したアンダーフィル樹脂がなす接触状態を撮像する撮像手段と、撮像画像から試験片の側面と溶融したアンダーフィル樹脂がなす接触角を算出する手段と、を有することを特徴とするアンダーフィル樹脂の接触角測定装置としたものである。
【発明の効果】
【００１７】
配線基板と、該配線基板上にフリップチップ接続された半導体素子との隙間を、溶融したアンダーフィル樹脂が表面張力により浸透する際の接触角は、直接観察が難しいから評価のしようがないが、それに似た環境は設定できる。
【００１８】
本発明は、基板を溶融したアンダーフィル樹脂溶液に垂直に沈ませる構成を採用して、横方向から接触角の観察を可能とし、基板と溶融したアンダーフィル樹脂液の相対速度を、アンダーフィル樹脂が隙間を浸透する速度にできるだけ一致するようにして似た環境とした。したがって、得られるアンダーフィル樹脂の接触角は、実際の接触角に近く信頼性が高いという効果がある。
【００１９】
さらに本発明では、基板として、隙間でアンダーフィル樹脂が接触する表面と概ね同じ表面状態を有する試験片を使用することが可能であり、アンダーフィル樹脂の試験片ごとの接触角の測定が可能である。したがって、隙間を構成するどの部材が浸透時の接触角に効いているか総合的に判断できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】半導体装置を作製する標準な工程を説明するための要部断面視の図である。
【図２】配線基板と半導体素子との隙間にアンダーフィル樹脂が充填する様子を模式的に説明するための断面視の図である。
【図３】接触角θＢと接触角θの定義を示した図である。
【図４】本発明に係る、樹脂接触角測定装置の構成の一例を示す上面視と断面視の図である。
【図５】接触角θＡの測定方法を示した図である。
【図６】実施例１におけるアンダーフィル樹脂Ｊの各評価試料に対する接触角θＡを示した評価結果である。
【図７】３つの構成Ｄ”、Ｅ”、Ｆ”を示した図である。
【図８】構成Ｄ”、Ｅ”、Ｆ”それぞれのアンダーフィル樹脂ボイド発生率を示した図である。
【図９】実施例２におけるリフロープロファイルＬ’、Ｍ’、Ｎ’を示した図である。
【図１０】実施例２におけるアンダーフィル樹脂Ｖの各評価試料に対する接触角θＡを示した評価結果である。
【図１１】構成Ｌ”、Ｍ”、Ｎ”それぞれのアンダーフィル樹脂中のボイド発生率を示した図である。
【図１２】実施例３におけるアンダーフィル樹脂Ｖの各評価試料に対する接触角θＡを示した評価結果である。
【図１３】構成Ｓ”、Ｔ”、Ｕ”それぞれのアンダーフィル樹脂中のボイド発生率を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して説明する。
【００２２】
アンダーフィル樹脂（以下、単に樹脂と記すこともある。）の隙間への浸透のしやすさが、隙間を構成する上下の材料表面に対するアンダーフィル樹脂のぬれ性によって決まると考えられている。アンダーフィル樹脂が被覆する基材自体、あるいは接触する表面の状
態等に対する接触角の大小が問題になるのは、ぬれ性が接触角測定から得られる判断の一つであるからである。一般に接触角が小さいほどぬれ性がよいとみなせる。
したがって、以下では、ぬれ性評価と接触角評価をほぼ同義として記載する。
【００２３】
本発明は、加熱溶融されたアンダーフィル樹脂液面に対して、垂直となる方向から深さ方向に試験片を浸漬させ、浸漬途中の接触角を計測できるようにしたものである。そして、試験片の下降（浸漬）速度を、アンダーフィル樹脂が実際のＩＣチップと基板のなす隙間を浸透する速度に近く設定している。速度は、充填するのに必要な時間と充填容積から、算出している。
【００２４】
つまり、実際に樹脂封止した時の充填開始時間と充填完了時間、充填する容積から、キャピラリーフロー時の樹脂の平均浸透速度を算出し、それを試験片の浸漬速度ｖとするものである。試験片を動かすのは、浸透時にはアンダーフィル樹脂が流動する状態を模したものである。接触角は、どちらが動くかにはよらず相対速度によると考えてのものである。
【００２５】
アンダーフィル樹脂の接触角測定（ぬれ性評価）を行なう試験片は、樹脂が隙間を浸透する際に接触する表面と同じ表面状態を有している必要がある。一般に隙間を形成する部材は、配線基板としてのＦＣ−ＢＧＡ基板、半導体素子（シリコンチップ）、または、はんだ、ソルダーレジストが塗布された配線基板であるから、試験片としてはこれらを直接使用するか、表面処理・表面加工が施されていれば同じ表面処理・表面加工を施した前記部材を用いる。別の基材に同じ表面状態を形成してもよい。浸漬速度ｖは、全ての基板について同じである。ｖを変化させることは問題ない。
【００２６】
したがって、接触部を観察し接触角を算出する測定装置は、少なくとも、アンダーフィル樹脂を溶融するための加熱手段と保持容器、試験片を、保持容器内のアンダーフィル樹脂溶融液中に垂直に深さ方向に所定速度で浸漬させる手段と、試験片の側面と溶融したアンダーフィル樹脂がなす接触状態を撮像する撮像手段と、撮像画像から試験片の側面と溶融したアンダーフィル樹脂がなす接触角を算出する手段とを備えている必要がある。
【００２７】
図４は、半導体素子を配線基板にキャピラリー方式で樹脂封止する際の、樹脂の接触角測定を実行するための装置の一例を、上面視（上段）と断面視（下段）で図示したものである。
【００２８】
図４において、ヒーター１１の中に、容器（以下、樹脂ホルダ１０と記す。）が配置されている。樹脂ホルダ１０は取外しができ、その中には樹脂Ａを入れることができる。また、ヒーター１１は温度制御装置１２に接続されている。温度制御装置１２はヒーター１１を制御することで樹脂ホルダ１０内の樹脂温度を制御することができる。また、樹脂ホルダ１０の上部には試料ホルダ１３が設けてあり、試験片Ｂを取り付けることができる。また、試料ホルダ１３は速度コントローラー１４にてその速度を制御しながら上下に移動することができる。
【００２９】
また、樹脂Ａの液面Ｃを観察できる撮像用カメラ２１が設けてありパーソナルコンピュータ（ＰＣ）２０に接続ざれている。ＰＣ２０はデータ記録・計算用のＰＣであり、出力された画像データが記録され、得られたデータから接触角θＡを算出できる。上記データが記録でき、計算できるものであればＰＣには限定されない。また、記録計と計算機を別々に設けても良い。
【００３０】
本発明においては、上記のような装置用い、半導体素子を配線基板にキャピラリー方式で樹脂封止する際の樹脂の接触角測定が行われる。これからぬれ性に関する知見が得られ
る。
以下に上記装置を用いた場合の接触角測定方法を説明する。
【００３１】
まず、評価したいアンダーフィル樹脂を用意する（樹脂Ａ）。樹脂Ａは評価したい温度で液状である必要がある。次に樹脂Ａを樹脂ホルダ１０に液面Ｃの位置まで入れ、ヒーター１１、温度制御装置１２で温度制御する。樹脂Ａの温度は、実際にＩＣチップと基板間の隙間を浸透する際の温度とする。
【００３２】
次に、評価したい半導体素子（ＩＣチップもしくはＬＳＩチップで材料はシリコンである。）と配線基板の表面を構成するいずれかの材料Ｄと実質的に同等の表面状態を呈する試験片Ｂを用意する。試験片Ｂの作成方法は特に限定されるものではないが、材料Ｄを、半導体素子もしくは配線基板上に同一条件で加工・表面処理したものを分割したものが望ましい。試験片Ｂの大きさは限定されるものではないが、試験片Ｂを樹脂Ａに浸漬した際に液面の変動がカメラ２１の撮影範囲に収まる必要がある。
【００３３】
次に、試験片Ｂを試料ホルダ１３に取り付け、速度ｖで樹脂Ａに浸漬させる。速度ｖは特に限定されるものではないが、評価したい半導体素子と電子配線基板間の隙間を、実際にアンダーフィル樹脂が浸透する時の充填開始時間と充填完了時間、充填する容積から、平均浸透速度ｖを算出し、その値と同じ速度とすることが望ましい。接触角が速度に大きく依存しないのであればこの限りではない。
【００３４】
その際カメラ２１にて試験片Ｂと、樹脂Ａの界面を観察し、図５に示すように得られた画像からＰＣ２０を用いて接触角θＡを得る。
【００３５】
例えば、ＩＣチップのシリコン表面を被覆するのに使用されるポリイミドと、実装材料としてよく用いられるはんだ皮膜、配線基板の最外層材料として用いられるソルダーレジストを表面に有する試験片Ｂ，Ｃ，Ｄ等をそれぞれ作成し、評価したいアンダーフィル樹脂とのそれぞれのθＡを求め、その大小を比較し、その値がより小さくかつ、その差がより小さくなるよう表面処理等を改善することで、図２（Ｂ），（Ｃ）に示すようなぬれ不足によるボイド５発生、構成部材のぬれ性のアンバランスによるボイド５発生の抑制につなげることができる。
【実施例１】
【００３６】
ＦＣ−ＢＧＡ用の配線基板の表面処理を検討するため、図４に示す評価装置を用い、以下の評価を行った。
まず、エポキシ樹脂を主剤としたアンダーフィル樹脂Ｊを用意した。次にアンダーフィル樹脂Ｊを樹脂ホルダ１０に液面Ｃの位置まで入れ、アンダーフィル樹脂Ｊを実際に隙間に浸透させる温度である１２０℃まで加熱した。
【００３７】
次に、銅板表面にソルダーレジストを均一に塗布して、プラズマ処理装置にて表面処理を施す効果を調べるために３種類の試験片（Ｄ、Ｅ、Ｆ）を用意した。試験片Ｄの表面処理Ｄ’はプラズマ処理なしとし、試験片Ｅの表面処理Ｅ’は酸素ガスよるダイレクトプラズマ処理を１００Ｗ×１分処理したものであり、試験片Ｆの表面処理Ｆ’はアルゴンガスによるダイレクトプラズマ処理を、１００Ｗ×１分処理したものとした。
また、銅板に実装材料であるＳｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕはんだペーストを塗布し、リフロー炉にて溶融させ、はんだを銅板表面に均一に形成した試験片Ｈを用意した。また、ＩＣやＬＳＩのパッシベーション膜としてよく用いられるポリイミドを均一に塗布し、硬化させた試験片Ｉも用意した。
【００３８】
次に、試験片Ｄを試料ホルダ１３に取り付け、２０ｍｍ／ｍｉｎの浸漬速度で加熱され
たアンダーフィル樹脂Ｊに浸漬させた。その際撮像用カメラ２１にて試験片Ｄと、アンダーフィル樹脂Ｊの界面を観察し、得られた画像からＰＣ２０における解析ソフトウェアを用いて接触角θＡを得た。２０ｍｍ／ｍｉｎの浸漬速度は、図７に示すＤ”の構成にて実際に樹脂封止した時の充填開始時間と充填完了時間、充填する距離から、キャピラリーフロー時の樹脂の平均浸透速度を算出した値である。
【００３９】
同様に、試験片Ｅ、Ｆ、Ｈ、Ｉを浸漬速度２０ｍｍ／ｍｉｎで加熱されたアンダーフィル樹脂Ｊに浸漬させ、それぞれの接触角θＡを得た。
【００４０】
図６の接触角測定の結果から、アンダーフィル樹脂Ｊの各試験片に対するぬれ性は、Ｄ＞９０°＞Ｆ＞Ｈ＞Ｅ＞Ｉと考えられる。一方、図７に示すように配線基板のソルダーレジスト表面処理条件をＤ’、Ｅ’、Ｆ’とした３つのＦＣ−ＢＧＡ構成Ｄ、Ｅ、Ｆのアンダーフィル樹脂のボイド発生率を比較した。ボイドの観察は超音波映像装置を用いて行なった。得られた観察データから、ボイド発生ピース数を作成ピース数で除した値をボイド発生率として算出した。図８に示すとおり、各構成のアンダーフィル樹脂ボイド発生率は、Ｄ＞Ｆ＞Ｅであった。
【００４１】
本発明による接触角測定の結果とアンダーフィル樹脂ボイド発生数の関係が一致し、接触角θＡが充分に小さく、部材間の接触角θＡの差が小さい構成では樹脂中のボイド発生数が少ないことが確認された。アンダーフィル樹脂のぬれ性の評価指針として、本発明における接触角θＡの採用が有効であることが確認された。
【実施例２】
【００４２】
ＦＣ−ＢＧＡの表面処理のひとつであるはんだの冷却条件を検討するため、図４に示す評価装置を用い、以下の評価を行った。はんだの表面はリフロー時の冷却条件により、表面粗さに差が生じる。表面粗さの違いにより、アンダーフィル樹脂に対するぬれ性も異なるため、本測定方法を用いて最適化を行った。
【００４３】
まず、エポキシ樹脂を主剤としたアンダーフィル樹脂Ｐを用意した。次にアンダーフィル樹脂Ｐを樹脂ホルダ１０に液面Ｃの位置まで入れ、アンダーフィル樹脂Ｐを実際に樹脂封止する際の温度である１３０℃まで加熱した。
【００４４】
次に、銅板表面にソルダーレジストを均一に塗布して、プラズマ処理装置にて表面処理を実施した試験片Ｋを用意した。試験片Ｋの表面処理は酸素ガスによるダイレクトプラズマ処理を１００Ｗ×１分処理したものとした。
また、銅板に実装材料であるＳｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕはんだペーストを塗布し、リフロー炉にて、図９に示す３種のプロファイル（Ｌ’，Ｍ’，Ｎ’）にてリフローして溶融させ、はんだを銅板表面に均一に形成した試験片Ｌ、Ｍ、Ｎを用意した。また、ＩＣチップのパッシベーション膜としてよく用いられるポリイミドを均一に塗布し、硬化させた試験片Ｏを用意した。
【００４５】
次に試験片Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｏを実施例１と同様に、アンダーフィル樹脂Ｐに浸漬させて接触角を測定し、図１０に示すようなそれぞれの接触角θＡを得た。
【００４６】
接触角測定結果から、アンダーフィル樹脂Ｐの各試験片に対するぬれ性は、Ｎ＞９０°＞Ｌ≒Ｍ＞Ｋ＞Ｏと考えられる。一方、リフロー時の冷却条件をＬ’、Ｍ’、Ｎ’とした３つのＦＣ−ＢＧＡ構成Ｌ、Ｍ、Ｎのアンダーフィル樹脂におけるボイド発生率を比較した。ＦＣ−ＢＧＡの材料構成としては、Ｌ、Ｍ、Ｎ共に、試験片Ｋと同様のソルダーレジスト、表面処理とし、接合材料にはＳｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕはんだを用い、パッシベーション膜には試験片Ｏと同様にポリイミドを使用し、アンダーフィル樹脂Ｐを用いた
。図１１に示すとおり、各構成の樹脂中のボイド発生率は、Ｎ＞Ｌ≒Ｍであった。
【００４７】
実施例２においても接触角測定による推測とアンダーフィル樹脂中のボイド発生数の関係が一致し、接触角θＡが充分に小さく部材間の接触角θＡ差の小さい構成ではボイド発生数が少ないことが確認された。アンダーフィル樹脂のぬれ性の評価指針として、本発明における接触角θＡの採用が有効であることが確認された。また、アンダーフィル樹脂ＰのはんだＬ、Ｍに対するぬれ性が同等であったことから、処理時間の短い条件Ｍ’を最適条件とした。
【実施例３】
【００４８】
ＦＣ−ＢＧＡにおけるＬＳＩのパッシベーション膜構成材料によるアンダーフィル樹脂ボイド発生傾向を把握するため、図４に示す評価装置を用い、以下の評価を行った。
まず、エポキシ樹脂を主剤としたアンダーフィル樹脂Ｗを用意した。次にアンダーフィル樹脂Ｗを樹脂ホルダ１０に液面Ｃの位置まで入れ、アンダーフィル樹脂Ｗを実際に樹脂封止する際の温度である１２０℃まで加熱した。
【００４９】
次に、銅板表面にソルダーレジストを均一に塗布して、プラズマ処理装置にて表面処理を実施した試験片Ｑを用意した。試験片Ｑの表面処理は酸素ガスにてダイレクトプラズマ処理を、１００Ｗ×１分処理したものとした。
また、銅板に実装材料であるＳｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕはんだペーストを塗布し、リフロー炉にてリフローして溶融させ、はんだを銅板表面に均一に形成した試験片Ｒを用意した。また、異なる３種のパッシベーション膜、ポリイミド系材料で構成されるＳ’、ポリベンゾオキサゾール系材料で構成されるＴ’、シリコン系材料で構成されるＵ’を形成した試験片Ｓ、Ｔ、Ｕを用意した。
【００５０】
次に試験片Ｑ、Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｕを実施例１と同様に、アンダーフィル樹脂Ｗに浸漬させ、それぞれの接触角θＡを得た。
図１２に示す通り、アンダーフィル樹脂Ｗの各試験片に対する接触角は、Ｕ＞Ｔ＞Ｑ＞Ｓ＞Ｒであった。一方、パッシベーション膜をＳ’、Ｔ’、Ｕ’とした３つのＦＣ−ＢＧＡ構成Ｓ、Ｔ、Ｕのアンダーフィル樹脂中におけるボイド発生率を比較した。ＦＣ−ＢＧＡのその構成としては、Ｓ、Ｔ、Ｕ共に、試験片Ｑと同様のソルダーレジスト、表面処理とし、接合材料にはＳｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕはんだを用い、アンダーフィル樹脂はＰを用いた。図１１に示すとおり、各構成のアンダーフィル樹脂中のボイド発生率は、Ｕ＞Ｔ＞Ｓであった。
【００５１】
実施例３においても本発明による評価とアンダーフィル樹脂ボイド発生数の関係が一致し、接触角θＡが充分に小さく部材間の接触角θＡの小さい構成ではボイド発生数が少ないことが確認された。アンダーフィル樹脂のぬれ性の評価指針として、本発明における接触角θＡの採用が有効であることが確認された。
【００５２】
上記に示すように、本発明が、各部材および各部材の表面処理選定，アンダーフィル樹脂選定の指標として有効な測定・評価手法と成り得ることが示唆された。
【符号の説明】
【００５３】
１…配線基板
２…ＬＳＩチップ
３…アンダーフィル樹脂
４…はんだ接合部（バンプ）
５…ボイド
Ｇ…隙間
θＢ…液滴法による接触角
θ…キャピラリーフロー時の接触角
１０…樹脂ホルダ
１１…ヒーター
１２…温度制御装置
１３…試料ホルダ
１４…速度制御装置
２０…パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
２１…カメラ
θＡ…本発明による接触角
Ｄ…実施例１におけるソルダーレジストを塗布し表面処理Ｄ’を実施した試験片
Ｅ…実施例１におけるソルダーレジストを塗布し表面処理Ｅ’を実施した試験片
Ｆ…実施例１におけるソルダーレジストを塗布し表面処理Ｆ’を実施した試験片
Ｄ’…実施例１における表面処理（１）
Ｅ’…実施例１における表面処理（２）
Ｆ’…実施例１における表面処理（３）
Ｈ…実施例１におけるはんだペーストを印刷、リフローした試験片
Ｉ…実施例１におけるポリイミドを塗布した試験片
Ｊ…実施例１におけるアンダーフィル樹脂
Ｋ…実施例２におけるソルダーレジストを塗布した試験片
Ｌ…実施例２におけるはんだペーストを印刷し、条件Ｌ’でリフローした試験片
Ｍ…実施例２におけるはんだペーストを印刷し、条件Ｍ’でリフローした試験片
Ｎ…実施例２におけるはんだペーストを印刷し、条件Ｎ’でリフローした試験片
Ｌ’…実施例２におけるはんだリフロー条件（１）
Ｍ’…実施例２におけるはんだリフロー条件（２）
Ｎ’…実施例２におけるはんだリフロー条件（３）
Ｏ…実施例２におけるポリイミドを塗布した試験片
Ｐ…実施例２におけるアンダーフィル樹脂
Ｑ…実施例３におけるソルダーレジストを塗布した試験片
Ｒ…実施例３におけるはんだペーストを印刷、リフローした試験片
Ｓ…実施例３におけるＳ’のパッシベーション膜を塗布した試験片
Ｔ…実施例３におけるＴ’のパッシベーション膜を塗布した試験片
Ｕ…実施例３におけるＵ’のパッシベーション膜を塗布した試験片
Ｓ’…実施例３におけるパッシベーション膜構成材料（１）
Ｔ’…実施例３におけるパッシベーション膜構成材料（２）
Ｕ’…実施例３におけるパッシベーション膜構成材料（３）
Ｗ…実施例３におけるアンダーフィル樹脂
【図１】
2014138149.tif 000003
【図２】
2014138149.tif 000004
【図３】
2014138149.tif 000005
【図４】
2014138149.tif 000006
【図５】
2014138149.tif 000007
【図６】
2014138149.tif 000008
【図７】
2014138149.tif 000009
【図８】
2014138149.tif 000010
【図９】
2014138149.tif 000011
【図１０】
2014138149.tif 000012
【図１１】
2014138149.tif 000013
【図１２】
2014138149.tif 000014
【図１３】
2014138149.tif 000015