(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端子および第２端子の少なくとも一方に設けられたバンプ電極と、第１面側に前記第１端子を備える実装基板と、第２面側に前記第２端子を備える半導体素子と、を準備し、前記第１端子と前記第２端子との間に接着フィルムを介在させ、前記バンプ電極の融点よりも低い第１温度に加熱しつつ、前記実装基板と前記半導体素子とを互いに押し付けることで、前記実装基板と前記半導体素子とを積層する積層方向に直交する方向から前記半導体素子をみたとき、前記第１端子と前記第２端子とが前記バンプ電極を介して接合されている接合面が当該端子の表面の長さに対して９０％以上の長さで接合する接合工程に用いられる当該接着フィルムであって、
フラックス機能を有する化合物と、
エポキシ樹脂と、
無機充填材と、を含み、
前記エポキシ樹脂は、トリス（ヒドロキシフェニル）メタン型エポキシ樹脂を含有し、
前記無機充填材は、その表面が疎水性の官能基で修飾されている表面疎水化無機充填材を含有する、接着フィルム。
【請求項２】
前記フラックス機能を有する化合物は、２２０℃以下でフラックス機能を発現するものである請求項１に記載の接着フィルム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の接着フィルムの形成に用いる、フラックス機能を有する樹脂組成物。
【請求項４】
第１面側に設けられる第１端子を備える実装基板と、
第２面側に設けられる第２端子を備える半導体素子と、
前記第１端子および前記第２端子の少なくとも一方に設けられるバンプ電極と、
前記第１面と前記第２面との間に設けられた、請求項１もしくは２に記載の接着フィルム、または請求項３に記載のフラックス機能を有する樹脂組成物からなる接着フィルムと、
を準備する準備工程と、
前記バンプ電極の融点よりも低い第１温度に加熱しつつ、前記実装基板と前記半導体素子とを互いに押し付けることで、前記実装基板と前記半導体素子とを積層する積層方向に直交する方向から前記半導体素子をみたとき、前記第１端子と前記第２端子とが前記バンプ電極を介して接合されている接合面が当該端子の表面の長さに対して９０％以上の長さで接合する接合工程と、を有することを特徴とする回路部材の接続方法。
【請求項５】
前記接合工程の後に、さらに、前記実装基板の前記第１端子と、前記半導体素子の前記第２端子と、前記バンプ電極との合金化を促進する合金促進工程を有する請求項４に記載の回路部材の接続方法。
【請求項６】
前記接合工程において、前記バンプ電極を加熱する前記第１温度は、前記バンプ電極に含まれる半田成分の融点よりも２０℃以上４５℃以下低い温度である請求項４または５に記載の回路部材の接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂組成物、接着フィルムおよび回路部材の接続方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化、軽量化、高性能化が要求され、多層プリント配線板においても、配線の微細化および高密度化が進んでいる。これに伴って、半導体チップを実装基板に実装する構造についても、薄型化および小型化の要請が強まっている。
【０００３】
そこで、半導体チップを実装基板に実装する方法として、半導体チップの電極表面に多数の突起電極（バンプ電極）を形成し、この突起電極を介してチップ側の電極と基板側の電極とを電気的に接続するフリップチップ実装が普及している。このようなフリップチップ実装によれば、接続構造の多ピン化および小型化が容易に実現される。
【０００４】
特許文献１には、バンプ電極（半田バンプ）を介して半導体チップを実装基板に接続することにより、半導体装置を製造することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３３２５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、耐熱性の向上が図られることで、接続用金属による接続を高い信頼性で実現することができる樹脂組成物および接着フィルム、ならびに、接続用金属による信頼性の高い接続が実現された回路部材の接続方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記（１）〜（６）の本発明により達成される。
（１）  第１端子および第２端子の少なくとも一方に設けられたバンプ電極と、第１面側に前記第１端子を備える実装基板と、第２面側に前記第２端子を備える半導体素子と、を準備し、前記第１端子と前記第２端子との間に接着フィルムを介在させ、前記バンプ電極の融点よりも低い第１温度に加熱しつつ、前記実装基板と前記半導体素子とを互いに押し付けることで、前記実装基板と前記半導体素子とを積層する積層方向に直交する方向から前記半導体素子をみたとき、前記第１端子と前記第２端子とが前記バンプ電極を介して接合されている接合面が当該端子の表面の長さに対して９０％以上の長さで接合する接合工程に用いられる当該接着フィルムであって、
フラックス機能を有する化合物と、
エポキシ樹脂と、
無機充填材と、を含み、
前記エポキシ樹脂は、トリス（ヒドロキシフェニル）メタン型エポキシ樹脂を含有し、
前記無機充填材は、その表面が疎水性の官能基で修飾されている表面疎水化無機充填材を含有する、接着フィルム。
【０００８】
（２）  前記フラックス機能を有する化合物は、２２０℃以下でフラックス機能を発現するものである上記（１）に記載の接着フィルム。
【０００９】
（３）  上記（１）または（２）に記載の接着フィルムの形成に用いる、フラックス機能を有する樹脂組成物。
【００１０】
（４）  第１面側に設けられる第１端子を備える実装基板と、
第２面側に設けられる第２端子を備える半導体素子と、
前記第１端子および前記第２端子の少なくとも一方に設けられるバンプ電極と、
前記第１面と前記第２面との間に設けられた、上記（１）もしくは（２）に記載の接着フィルム、または上記（３）に記載のフラックス機能を有する樹脂組成物からなる接着フィルムと、
を準備する準備工程と、
前記バンプ電極の融点よりも低い第１温度に加熱しつつ、前記実装基板と前記半導体素子とを互いに押し付けることで、前記実装基板と前記半導体素子とを積層する積層方向に直交する方向から前記半導体素子をみたとき、前記第１端子と前記第２端子とが前記バンプ電極を介して接合されている接合面が当該端子の表面の長さに対して９０％以上の長さで接合する接合工程と、を有することを特徴とする回路部材の接続方法。
【００１１】
（５）  前記接合工程の後に、さらに、前記実装基板の前記第１端子と、前記半導体素子の前記第２端子と、前記バンプ電極との合金化を促進する合金促進工程を有する上記（４）に記載の回路部材の接続方法。
【００１２】
（６）  前記接合工程において、前記バンプ電極を加熱する前記第１温度は、前記バンプ電極に含まれる半田成分の融点よりも２０℃以上４５℃以下低い温度である上記（４）または（５）に記載の回路部材の接続方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、耐熱性の向上が図られることで、接続用金属による接続を高い信頼性で実現することができる樹脂組成物および接着フィルムが得られる。
【００１５】
また、本発明によれば、接続用金属による信頼性の高い接続が実現して回路部材同士を接続することができる。
また、本発明によれば、信頼性の高い接続構造を備える半導体装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の回路部材の接続方法の実施形態を説明するための断面図である。
【図２】本発明の回路部材の接続方法の実施形態を説明するための断面図である。
【図３】本発明の回路部材の接続方法の実施形態を説明するための断面図であって、実装基板上に２つの半導体素子を積層する例を示す図である。
【図４】本発明の回路部材の接続方法の実施形態を説明するための断面図であって、実装基板上に２つの半導体素子を併設する例を示す図である。
【図５】実施形態に係る回路部材の接続方法の第１変形例を説明するための断面図である。
【図６】実施形態に係る回路部材の接続方法の第２変形例を説明するための断面図である。
【図７】実施形態に係る回路部材の接続方法の第３変形例を説明するための断面図である。
【図８】実施例１Ａ、比較例１Ａ、２Ａにおいて、接合および硬化工程を施した後における端子同士のバンプ電極を介した接合の状態を示す図である。
【図９】実施例１Ｃ、参考例１Ｃにおいて、接合および硬化工程を施した後における端子同士のバンプ電極を介した接合の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の樹脂組成物、接着フィルムおよび回路部材の接続方法を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
まず、本発明の樹脂組成物および接着フィルムを説明するのに先立って、本発明の回路部材の接続方法について説明する。なお、以下では、本発明の回路部材の接続方法を、実装基板上に半導体素子が搭載された半導体装置の製造に適用し、実装基板上への半導体素子の搭載に接着フィルムを用いた場合について説明する。
【００１９】
本実施形態に係る回路部材の接続方法の一形態は、［１］実装基板１（第１回路部材）と半導体素子２（第２回路部材）とバンプ電極３（接続用金属）と樹脂層４とを準備する準備工程と、［２］バンプ電極３をその融点よりも低い温度で加熱しつつ半導体素子２と実装基板１とを互いに押し付ける接合工程と、［３］実装基板１の端子１４と、半導体素子２の端子２４２と、バンプ電極３との合金化を促進する合金促進工程と、を有する。
【００２０】
以下、各工程について順次説明する。
［１］まず、実装基板１と半導体素子２（半導体部品）とを準備する（準備工程）。
図１に示す実装基板１（第１回路部材）は、基層１１、配線層１２および保護膜１３を備えており、これらが図１の下方からこの順で積層されている。このような実装基板１では、上面１５２（第１面）が、半導体素子２を搭載するための搭載面となっている。基層１１は、シリコンのような半導体材料で構成されている。基層１１には、必要に応じて、図示しないトランジスター、ダイオード、抵抗等の回路素子が形成されていてもよい。
【００２１】
また、配線層１２は、実装基板１に搭載される半導体素子２と上述した回路素子とを電気的に接続したり、半導体素子２や回路素子と外部回路とを電気的に接続したり、回路素子同士または半導体素子２同士を電気的に接続したりする電気配線を含んでおり、これにより回路が形成されている。
【００２２】
また、保護膜１３の構成材料としては、例えば、ポリイミド系樹脂、ポリベンゾオキサゾール系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂のような樹脂材料、ＳｉＮ、ＳｉＯのような無機系誘電材料等が挙げられる。
【００２３】
実装基板１は、さらに、配線層１２の上面１５２に設けられ、配線層１２中の回路と電気的に接続された端子１４（第１端子）を備えている。端子１４の上端は、保護膜１３よりも上方に突出しており、半導体素子２の端子と接触させ易くなっている。
【００２４】
なお、実装基板１は、上述のものに限定されず、例えば有機配線板、ガラス配線板、セラミック配線板等の各種回路部材で代替可能である。
【００２５】
図１に示す半導体素子２（第２回路部材）は、半導体チップ２１、配線層２２および保護膜２３を備えており、これらが図１の下方から順に積層されている。このような半導体素子２では、その下面２５１（第２面）が、実装基板１の上面１５２に搭載される際の搭載面となっている。すなわち、半導体素子２は、その下面２５１を、実装基板１の上面１５２と対向して、フェイスアップで実装基板１に搭載されるものである。
【００２６】
半導体チップ２１は、シリコンのような半導体材料で構成されている。半導体チップ２１には、図示しないトランジスター、ダイオード、抵抗等の回路素子が形成されている。
【００２７】
また、配線層２２は、上述した回路素子同士を電気的に接続したり、回路素子と実装基板１のような外部回路とを電気的に接続したりする電気配線を含んでおり、これにより回路が形成されている。
【００２８】
また、保護膜２３の構成材料としては、例えば、保護膜１３の構成材料として挙げた材料が用いられる。
【００２９】
半導体素子２は、さらに、半導体チップ２１を厚さ方向に貫通する貫通孔に設けられた貫通電極２４１と、貫通電極２４１の下端に設けられ、半導体チップ２１の下面２５１から下方に突出する端子２４２（第２端子）と、貫通電極２４１の上端に設けられ、半導体チップ２１の上面２５２から上方に突出する端子２４３と、を備えている。貫通電極２４１は、例えば、ＴＳＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ−Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｖｉａ）であり、この貫通電極２４１と、端子２４２との間および端子２４３との間は、それぞれ電気的に接続されている。
【００３０】
なお、半導体素子２は、上述のものに限定されず、例えば、有機配線板、ガラス配線板、セラミック配線板等の各種回路部材で代替可能である。
【００３１】
このような実装基板１と半導体素子２とを積層することにより、信頼性の高い電気的接合が実現された接続構造を有する半導体装置が得られる。
【００３２】
一方、バンプ電極３（接続用電極）および樹脂層４も準備する。
このうち、バンプ電極３は、本実施形態では、半導体素子２の端子２４２に設けられている。
【００３３】
バンプ電極３は、例えば、はんだバンプであり、半導体素子２の端子２４２と実装基板１の端子１４とを電気的および機械的に接続する。
【００３４】
バンプ電極３を構成するはんだとしては、例えば、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のような鉛フリーはんだ等が挙げられる。このうち、Ｓｎを主成分とし、Ａｇを副成分とする鉛フリーはんだが好ましく用いられる。この鉛フリーはんだは、他の鉛フリーはんだに比べて金属接合強度が高く、接続信頼性が高い。このため、バンプ電極３を構成するはんだとして有用である。
【００３５】
なお、バンプ電極３の融点は、はんだの種類に応じて変わるが、一例として１３０〜３００℃であるのが好ましく、１８０〜２３０℃であるのがより好ましい。これにより、バンプ電極３を溶融する際に、他の部材に対して及ぶ熱影響を最小限に留めつつ、後述する、樹脂層４が有するフラックス機能も十分に発現するため信頼性の高い電気的接続を図ることができる。
【００３６】
また、図１に示すバンプ電極３は、半導体素子２の端子２４２に設けられているが、その他、バンプ電極３が設けられる位置は、実装基板１の端子１４に設けられていてもよく、端子２４２と端子１４の双方に設けられていてもよい。
【００３７】
また、樹脂層４は、図１に示すように、半導体素子２の下面２５１に設けられている。この樹脂層４は、下面２５１を覆うとともに、端子２４２およびバンプ電極３をも覆うように設けられている。
【００３８】
この樹脂層４は、本発明の樹脂組成物もしくは樹脂組成物から形成された接着フィルムを、半導体素子２の下面２５１に貼付（接合）することで形成されたものであり、フラックス機能を有している。
【００３９】
このため、樹脂層４を介してバンプ電極３と端子１４とが接するとき、樹脂層４の加熱により樹脂層４のフラックス機能が発揮され、バンプ電極３を介して端子２４２と端子１４との間を強固に金属接合させることができる。
【００４０】
なお、本準備工程における樹脂層４は、フラックス機能を有する化合物と、エポキシ樹脂とを含み、未硬化または半硬化の状態である。かかる樹脂層４は、適度な熱時流動性を有しており、バンプ電極３と端子１４との間から樹脂層を排除することができる。また、その後の加熱処理（硬化処理）によって硬化させることが可能である。
【００４１】
また、図１の例では、樹脂層４が半導体素子２の下面２５１に設けられているが、樹脂層４は、実装基板１の上面１５２に設けられていてもよく、下面２５１と上面１５２の双方に設けられていてもよい。
【００４２】
以下、樹脂層４、すなわち、本発明の樹脂組成物についてさらに詳述する。
樹脂層４は、フラックス機能を有する化合物と、エポキシ樹脂としてのトリス（ヒドロキシフェニル）メタン型エポキシ樹脂とを含むものであるが、本実施形態では、下記（ａ）〜（ｆ）の成分を含む樹脂組成物で構成される。
【００４３】
（ａ）エポキシ樹脂
エポキシ樹脂は、樹脂層４に含まれることで、樹脂層４の加熱処理により硬化し、また、この加熱処理の前の未硬化または半硬化の状態では、樹脂層４に適度な熱時流動性を付与するために含まれる。
【００４４】
このエポキシ樹脂として、本発明では、下記化学式（２）で表わされるトリス（ヒドロキシフェニル）メタン型エポキシ樹脂（ＴＰＭ型エポキシ樹脂）を含有する。
【００４５】
半導体装置の耐熱性の向上のためには、樹脂層４の硬化物すなわち樹脂組成物の硬化後のガラス転移点Ｔｇを高くすることが望ましく、そのために、剛直な構造のエポキシ樹脂や多官能の固形エポキシ樹脂を用いることが多い。
【００４６】
ただし、固形エポキシ樹脂を用いると、樹脂組成物をフィルム形態で用いた場合に、硬化前の樹脂層４が脆くなってハンドリング性が低下したり、硬化前の樹脂層４の熱時流動性を損ない、接合時に樹脂噛みしやすくなったりすることがある。このなかで、硬化後における高いＴｇと、硬化前における樹脂層４（フィルム）の強靭性、さらには、接合工程での熱時流動性のバランスの観点で優れるのはＴＰＭ型エポキシ樹脂であるため、本発明では、エポキシ樹脂としてＴＰＭ型エポキシ樹脂を含有する。
【００４７】
エポキシ樹脂全体の中でＴＰＭ型エポキシ樹脂の比率は特に限定されないが、２０質量％以上、７０質量％以下であることが好ましく、より好ましくは、３０質量％以上、６０質量％以下である。
【００４８】
【化１】
0005962834.tif 000002
［式中、ｎは、１以上の整数を表す。］
【００４９】
また、ＴＰＭ型エポキシ樹脂の平均重量分子量は、特に限定されるものではないが、２００以上１５００以下であることが好ましく、３００以上１３００以下であることがより好ましい。平均重量分子量を前記範囲内に設定することにより、樹脂層４に優れた熱時流動性を付与しつつ、樹脂層４の高Ｔｇ化を図ることができる。
【００５０】
ＴＰＭ型エポキシ樹脂の含有量は、樹脂組成物の全体に対して、５質量％以上２０質量％以下であることが好ましく、６質量％以上１７質量％以下であることがより好ましく、７質量％以上１５質量％以下であることが特に好ましい。ＴＰＭ型エポキシ樹脂の含有量を前記下限値以上のものとすることにより、硬化後の樹脂層４の高Ｔｇ化を図ることができる。また、ＴＰＭ型エポキシ樹脂の含有量を前記上限値以下のものとすることにより、端子１４と、バンプ電極３との間に、樹脂層４が残存するのをより的確に抑制または防止することができるとともに、樹脂層（接着フィルム）４のハンドリング性を図ることができる。したがって、ＴＰＭ型エポキシ樹脂の含有量が上述した範囲内である場合、硬化後の樹脂層４は、耐熱性および信頼性が特に優れたものになる。ただし、ＴＰＭ型エポキシ樹脂の含有量は、上述した範囲に限定されるものではない。
【００５１】
なお、エポキシ樹脂は、トリス（ヒドロキシフェニル）メタン型エポキシ樹脂を必須成分として含んでいればよく、その他のエポキシ樹脂を含有していてもよい。
【００５２】
このような他のエポキシ樹脂としては、例えば、１分子中にエポキシ基を１個含んでいる単官能エポキシ樹脂、１分子中にエポキシ基を２個含んでいる二官能エポキシ樹脂、１分子中にエポキシ基を３個以上含んでいる多官能エポキシ樹脂等が挙げられこれらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができるが、中でも、１分子中にエポキシ基を２個以上含んでいる二官能エポキシ樹脂および多官能エポキシ樹脂であることが好ましい。
【００５３】
二官能エポキシ樹脂としては、例えば、ジアリルビスフェノール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、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ｏ−アリルビスフェノールＡ型エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００５４】
また、多官能エポキシ樹脂としては、例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールナフトール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ナフタレン骨格型エポキシ樹脂、３，３’，５，５’−テトラメチル４，４’−ジヒドロキシビフェニル型エポキシ樹脂、４，４’−ジヒドロキシビフェニル型エポキシ樹脂、１，６−ジヒドロキシビフェニル型エポキシ樹脂、臭素化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、１，６ナフタレンジオールのグリシジルエーテルのエポキシ樹脂、アミノフェノール類のトリグリシジルエーテルのエポキシ樹脂等が挙げられる。なお、樹脂組成物の信頼性を高めるために、エポキシ樹脂に含有されるイオン性不純物（例えば、Ｎａ＋またはＣｌ−）はできるだけ少ないことが好ましい。
【００５５】
また、このような他のエポキシ樹脂は、２５℃において少なくとも一部が液状であることが好ましい。これにより、樹脂層４を端子２４２の周辺にも良好に充填することができる。さらに、半導体素子２の下面２５１の凹凸（例えば、端子２４２によって生じる凹凸）を効果的に埋め込むことができる。さらに、接着フィルムとする際に、柔軟性および屈曲性を付与することができる。このため、硬化前のハンドリング性に優れた接着フィルムを得ることができる。
【００５６】
２５℃において少なくとも一部が液状であるエポキシ樹脂は、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、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ｏ−アリルビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、３，３’，５，５’−テトラメチル４，４’−ジヒドロキシビフェニル型エポキシ樹脂、４，４’−ジヒドロキシビフェニル型エポキシ樹脂、１，６−ジヒドロキシビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、臭素化クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、モノエポキシ化合物等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を含む。
【００５７】
２５℃において少なくとも一部が液状であるエポキシ樹脂は、２５℃における粘度が５．０×１０２ｍＰａ・ｓ以上５．０×１０４ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、２５℃における粘度が８．０×１０２ｍＰａ・ｓ以上４．０×１０４ｍＰａ・ｓ以下であることがさらに好ましい。２５℃における粘度を前記範囲内とすることで、作製したフィルム（樹脂層４）は適度な可撓性を有し、ハンドリング性に優れたものとなる。
【００５８】
なお、上述した単官能エポキシ樹脂（モノエポキシ化合物）は、例えば、１，６ナフタレンジオールのグリシジルエーテル、アミノフェノール類のトリグリシジルエーテル、およびエポキシ基から選択される１種または２種以上を分子内に１つ有する。
【００５９】
また、上述した他のエポキシ樹脂は、特に、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂またはビスフェノールＦ型エポキシ樹脂であることが好ましい。これにより、樹脂層４により優れた熱時流動性を付与し得ることから、端子１４と、バンプ電極３との間に、樹脂層４が残存するのをより的確に抑制または防止することができる。また、樹脂層４のハンドリング性を向上させることができる。さらに、樹脂層４は、硬化後の機械的特性に優れたものとなる。
【００６０】
さらに、樹脂層４（樹脂組成物）中には、エポキシ樹脂以外に、他の熱硬化性樹脂が含まれていてもよく、この熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノキシ樹脂、シアネート樹脂、シリコーン樹脂、オキセタン樹脂、フェノール樹脂、（メタ）アクリレート樹脂、ポリエステル樹脂（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、ポリイミド樹脂（ポリイミド前駆体樹脂）、ビスマレイミド−トリアジン樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を含むものが用いられる。
【００６１】
（ｂ）フラックス機能を有する化合物
本実施形態に係る樹脂組成物（樹脂層４）は、フラックス機能を有する化合物を含有する。これにより、バンプ電極３の表面酸化膜を除去することができ、電気的な接続を容易に行うことができる。
【００６２】
後述するように、本実施形態の半導体装置の製造方法においては、すなわち、後述する工程［２］においては、比較的低い温度にて端子同士の接続を行うこととなる。このように低い温度にて半田層表面の酸化膜を除去するため、当該フラックス機能を有する化合物を含ませ、さらに適切な配合および適切な化合物を選択することが特に好ましい態様であるといえる。
【００６３】
フラックス機能を有する化合物としては、半田表面の酸化膜を除去する働きがあれば、特に限定されるものではないが、カルボキシル基、あるいは、カルボキシル基およ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。
【００６４】
また、カルボキシル基を有さなくても、同様の効果を発現できる化合物として、酸無水物化合物を挙げることができる。
【００６５】
樹脂組成物全固形分中におけるフラックス機能を有する化合物の配合量は、特に限定されないが、１質量％以上３０質量％以下であるのが好ましく、３質量％以上２０質量％以下であるのがより好ましい。フラックス機能を有する化合物の配合量が、上記範囲であることにより、フラックス機能を向上させることができるとともに、樹脂組成物を硬化した際に、未反応のエポキシ樹脂やフラックス機能を有する化合物が残存するのを防止することができ、耐マイグレーション性を向上することができる。
【００６６】
また、エポキシ樹脂の硬化剤として作用する化合物の中には、フラックス機能を有する化合物が存在する（以下、このような化合物を、フラックス機能を有する硬化剤とも記載する。）。例えば、エポキシ樹脂の硬化剤として作用する、脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸等は、フラックス機能も有している。本実施形態では、このような、フラックス機能を有する化合物としても作用し、エポキシ樹脂の硬化剤としても作用するようなフラックス機能を有する硬化剤を、好適に用いることもできる。
【００６７】
なお、カルボキシル基を備えるフラックス機能を有する化合物とは、分子中にカルボキシル基が１つ以上存在するものをいい、液状であっても固体であってもよい。また、カルボキシル基およびフェノール性水酸基を備えるフラックス機能を有する化合物とは、分子中にカルボキシル基およびフェノール性水酸基がそれぞれ１つ以上存在するものをいい、液状であっても固体であってもよい。
【００６８】
これらのうち、カルボキシル基を備えるフラックス機能を有する化合物としては、脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸等が挙げられる。
【００６９】
カルボキシル基を備えるフラックス機能を有する化合物に係る脂肪族カルボン酸としては、例えば、下記一般式（１）で示される化合物や、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ピバル酸カプロン酸、カプリル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、オレイン酸、フマル酸、マレイン酸、シュウ酸、マロン酸、琥珀酸等が挙げられる。
【００７０】
ＨＯＯＣ−（ＣＨ２）ｎ−ＣＯＯＨ      （１）
（式（１）中、ｎは、１以上２０以下の整数を表す。）
【００７１】
カルボキシル基を備えるフラックス機能を有する化合物に係る芳香族カルボン酸としては、安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘミメリット酸、トリメリット酸、トリメシン酸、メロファン酸、プレーニト酸、ピロメリット酸、メリット酸、キシリル酸、ヘメリト酸、メシチレン酸、プレーニチル酸、トルイル酸、ケイ皮酸、サリチル酸（２−ヒドロキシ安息香酸）、３−ヒドロキシ安息香酸、４−ヒドロキシ安息香酸、２，３−ジヒドロキシ安息香酸、２，４−ジヒドロキシ安息香酸、ゲンチジン酸（２，５−ジヒドロキシ安息香酸）、２，６−ジヒドロキシ安息香酸、３，５−ジヒドロキシ安息香酸等またはこれらの誘導体が挙げられる。
【００７２】
これらの中でも、フラックス機能の高さと、エポキシ樹脂に対する適度な反応性とのバランスから、フラックス機能を有する化合物として、分子内にカルボキシル基と水酸基とを１つずつ有する化合物を用いることが好ましい。これにより、比較的低温での加熱条件においても、効果的にバンプ電極３の表面の金属酸化膜を除去することができる。
【００７３】
特に好ましいこのような化合物としては、分子内にフェノール性水酸基とカルボキシル基とを１つずつ有する化合物が挙げられ、具体的には、サリチル酸（２−ヒドロキシ安息香酸）、３−ヒドロキシ安息香酸、４−ヒドロキシ安息香酸を挙げることができる。
【００７４】
これらのカルボキシル基を備えるフラックス機能を有する化合物のうち、フラックス機能を有する化合物が有する活性度、樹脂組成物の硬化時におけるアウトガスの発生量、および硬化後の樹脂組成物の弾性率やガラス転移温度等のバランスが良い点で、前記一般式（１）で示される化合物が好ましい。そして、前記一般式（１）で示される化合物のうち、ｎが３〜１０である化合物が、硬化後の樹脂組成物における弾性率が増加するのを抑制することができるとともに、半導体チップ、基板等の回路部材同士の接着性を向上させることができる点で、好ましく用いることができる。
【００７５】
前記一般式（１）で示される化合物のうち、ｎが３〜１０である化合物としては、例えば、ｎ＝３のグルタル酸（ＨＯＯＣ−（ＣＨ２）３−ＣＯＯＨ）、ｎ＝４のアジピン酸（ＨＯＯＣ−（ＣＨ２）４−ＣＯＯＨ）、ｎ＝５のピメリン酸（ＨＯＯＣ−（ＣＨ２）５−ＣＯＯＨ）、ｎ＝８のセバシン酸（ＨＯＯＣ−（ＣＨ２）８−ＣＯＯＨ）およびｎ＝１０のＨＯＯＣ−（ＣＨ２）１０−ＣＯＯＨ等が挙げられる。
【００７６】
また、これらの誘導体についてもフラックス機能を有する化合物として有用であり、たとえば、グルタル酸、メチルグルタル酸、ジメチルグルタル酸、メチルアジピン酸、ジメチルアジピン酸、メチルピメリン酸、ジメチルピメリン酸、メチルセバシン酸、ジメチルセバシン酸等の誘導体も同様に用いることができる。
【００７７】
上述したようなカルボキシル基、あるいは、カルボキシル基およびフェノール水酸基の両方を備える化合物は、エポキシ樹脂との反応で三次元的に取り込まれる。
【００７８】
そのため、硬化後のエポキシ樹脂の三次元的なネットワークの形成を向上させるという観点からは、フラックス機能を有する化合物としては、フラックス作用を有し且つエポキシ樹脂の硬化剤として作用するフラックス活性を有する硬化剤を用いるのが好ましい。フラックス活性を有する硬化剤としては、例えば、１分子中に、エポキシ樹脂に付加することができる水酸基と、フラックス作用（酸化膜除去作用）を示すカルボキシル基とを備える化合物が挙げられる。
【００７９】
このようなフラックス機能を有する硬化剤としては、サリチル酸（２−ヒドロキシ安息香酸）、３−ヒドロキシ安息香酸、４−ヒドロキシ安息香酸、２，３−ジヒドロキシ安息香酸、２，４−ジヒドロキシ安息香酸、ゲンチジン酸（２，５−ジヒドロキシ安息香酸）、２，６−ジヒドロキシ安息香酸、３，４−ジヒドロキシ安息香酸等が挙げられ、これらは１種単独または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００８０】
これらの中でも、フラックス活性の高さと、熱硬化性樹脂に対する適度な反応性とのバランスから、フラックス機能を有する化合物として、分子内にカルボキシル基と水酸基とを１つずつ有する化合物を用いることが好ましい。
【００８１】
これにより、比較的低温での加熱条件においても、効果的に半田層の表面酸化膜を除去することができる。
【００８２】
特に好ましい化合物としては、分子内にフェノール性水酸基とカルボキシル基とを１つずつ有する化合物が挙げられ、具体的には、サリチル酸（２−ヒドロキシ安息香酸）、３−ヒドロキシ安息香酸、４−ヒドロキシ安息香酸等のヒドロキシ安息香酸を挙げることができる。
【００８３】
これら化合物は、比較的入手容易であり、また、極めて高いフラックス活性を有することから、本実施形態に特に好ましく用いることができる。
【００８４】
また、樹脂組成物の全固形分中における、フラックス機能を有する硬化剤の配合量は、特に限定されないが、１質量％以上３０質量％以下であるのが好ましく、１質量％以上２０質量％以下であるのがより好ましい。樹脂組成物中のフラックス機能を有する硬化剤の配合量が、上記範囲であることにより、樹脂組成物のフラックス活性を向上させることができるとともに、安定的に熱硬化性樹脂内に取り込まれる。特に、フラックス機能を有する硬化剤として、ヒドロキシ安息香酸が含まれる構成とする場合、樹脂組成物全固形分中における、ヒドロキシ安息香酸の配合量は、１質量％以上５質量％以下であるのが好ましい。これにより、前記効果をより顕著に発揮させることができる。なお、この場合、他のフラックス機能を有する硬化剤が含まれることにより、フラックス機能を有する硬化剤、全量としての配合量は、１質量％以上３０質量％以下であるのが好ましく、１質量％以上２０質量％以下であるのがより好ましい。これにより、樹脂組成物の低温硬化を維持しつつ、例えば、他のフラックス機能を有する硬化剤として、フェノールフタリンを用いた場合、樹脂組成物の硬化物の高Ｔｇ化が図られる。
【００８５】
また、フラックス機能を有する酸無水物としては、脂環式酸無水物、芳香族酸無水物等またはこれらの誘導体が挙げられる。
【００８６】
フラックス機能を有する化合物に係る脂環式酸無水物としては、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルシクロヘキセンジカルボン酸無水物等またはこれらの誘導体が挙げられる。
【００８７】
フラックス機能を有する化合物に係る芳香族酸無水物としては、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物等またはこれらの誘導体が挙げられる。
【００８８】
また、このようなフラックス機能を有する化合物は、２２０℃以下でフラックス機能を発現するものであることが好ましく、１６０℃以上２１０℃以下でフラックス機能を発現するものであることがより好ましい。このような温度特性を有する化合物を用いることにより、次工程［２］において、バンプ電極３の融点よりも低い温度で加熱した際に、この化合物に、フラックス機能を確実に発現させることができる。そのため、端子１４と、バンプ電極３との酸化膜を除去できるので、バンプ電極３と端子１４との接合をより確実なものとすることができる。
【００８９】
さらに、エポキシ樹脂として含有する上記化学式（２）で表わされるトリス（ヒドロキシフェニル）メタン型エポキシ樹脂との組み合わせでは、前記一般式（１）で示される化合物のうち、ｎが３〜１０である化合物または、その誘導体であることが好ましく、中でも、ｎ＝８のセバシン酸（ＨＯＯＣ−（ＣＨ２）８−ＣＯＯＨ）、ｎ＝３のグルタル酸（ＨＯＯＣ−（ＣＨ２）３−ＣＯＯＨ）または、これらの誘導体であることがより好ましい。これにより、次工程［２］において詳述する、バンプ電極３と端子１４との間およびバンプ電極３と端子２４２との間での原子拡散に伴う合金化や金属間化合物の生成、ならびに、後工程［３］における合金化の促進がより確実に行われることとなる。
【００９０】
なお、グルタル酸誘導体としては、例えば、２−メチルグルタル酸、２，２一ジメチルグルタル酸および３、３一ジメチルグルタル酸等が挙げられる。
【００９１】
また、フラックス機能を有する硬化剤として、前記一般式（１）で示される化合物を用いる場合、樹脂層４の全固形分中におけるフラックス機能を有する硬化剤（前記一般式（１）で示される化合物）の配合量は、１質量％以上１３質量％以下であるのが好ましく、５質量％以上１３質量％以下であることがより好ましい。これにより、前記効果をより顕著に発揮させることができる。なお、この場合、他のフラックス機能を有する硬化剤が含まれることにより、フラックス機能を有する硬化剤、全量としての配合量は、１質量％以上３０質量％以下であるのが好ましく、１質量％以上２０質量％以下であるのがより好ましい。これにより、樹脂組成物の低温硬化を維持しつつ、例えば、他のフラックス機能を有する硬化剤として、フェノールフタリンを用いた場合、樹脂組成物の硬化物の高Ｔｇ化が図られる。
【００９２】
また、フラックス機能を有する酸無水物としては、脂肪族酸無水物、脂環式酸無水物、芳香族酸無水物等が挙げられる。
【００９３】
フラックス機能を有する化合物に係る脂肪族酸無水物としては、無水コハク酸、ポリアジピン酸無水物、ポリアゼライン酸無水物、ポリセバシン酸無水物等が挙げられる。
【００９４】
フラックス機能を有する化合物に係る脂環式酸無水物としては、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルシクロヘキセンジカルボン酸無水物等が挙げられる。
【００９５】
フラックス機能を有する化合物に係る芳香族酸無水物としては、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、エチレングリコールビストリメリテート、グリセロールトリストリメリテート等が挙げられる。
【００９６】
なお、本発明のように、熱硬化性樹脂としてＴＰＭ型エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂を用いる構成とした場合、エポキシ樹脂とフラックス機能を有する化合物との配合比（質量比）は、特に限定されないが、（エポキシ樹脂／フラックス機能を有する化合物）が０．５以上１２以下であることが好ましく、２以上１０以下であることが特に好ましい。（エポキシ樹脂／フラックス機能を有する化合物）を上記範囲とすることで、安定的に樹脂組成物を硬化させることができ、耐マイグレーション性を向上させることができる。
【００９７】
また、本実施形態においては、これらのフラックス機能を有する化合物のなかでも、前述のヒドロキシ安息香酸、セバシン酸およびグルタル酸またはこれらの誘導体、無水フタル酸または無水フタル酸誘導体からなる群から一つ以上を選択することが好ましい態様である。
【００９８】
（ｃ）成膜性樹脂
成膜性樹脂は、樹脂層４の成膜性を良好にする。成膜性樹脂は、有機溶媒に可溶であり、単独で膜を形成することができる。
【００９９】
成膜性樹脂は、例えば、（メタ）アクリル系樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、シロキサン変性ポリイミド樹脂、ポリブタジエン、ポリプロピレン、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン共重合体、ポリアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ポリアミド樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−アクリル酸共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリ酢酸ビニル、ナイロン等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を含むものが用いられる。具体的には、成膜性樹脂は、（メタ）アクリル系樹脂、フェノキシ樹脂およびポリイミド樹脂からなる群から選択される少なくとも１種を含んでいることが好ましい。なお、成膜性樹脂は、その構造中に、エポキシ基、（メタ）アクリル基、カルボキシル基、フェノール性水酸基等を有していてもよい。成膜性樹脂は、好ましくは、（メタ）アクリル系樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂およびアクリロニトリル−ブタジエン共重合体のいずれかである。この場合、成膜性樹脂は、可撓性に優れるため温度サイクル信頼性が向上する。なお、本実施形態において、「（メタ）アクリル系樹脂」とは、（メタ）アクリル酸の重合体、（メタ）アクリル酸の誘導体の重合体、（メタ）アクリル酸と他の単量体との共重合体、または（メタ）アクリル酸の誘導体と他の単量体との共重合体を意味する。さらに、「（メタ）アクリル酸」とは、「アクリル酸」または「メタクリル酸」を意味する。
【０１００】
成膜性樹脂の重量平均分子量は、１万以上が好ましく、２万以上１００万以下がより好ましく、３万以上９０万以下がさらに好ましい。成膜性樹脂の重量平均分子量が前記範囲内であると、成膜性樹脂は、樹脂層４の成膜性を特に高めることができる。
【０１０１】
なお、樹脂層４をフィルムとして準備する場合、成膜性樹脂の含有量は、樹脂層４の全体に対して、０．５質量％以上５０質量％以下であるのが好ましく、１質量％以上４０質量％以下であることがより好ましく、３質量％以上３５質量％以下であることがさらに好ましい。成膜性樹脂の含有量が前記範囲内であると、樹脂層４の流動性を抑制することができ、フィルム（樹脂層４）の取り扱いが容易になる。ただし、成膜性樹脂の含有量は、上述した範囲に限定されるものではない。
【０１０２】
また、樹脂層４に含まれるフラックス機能を有する化合物およびエポキシ樹脂の組み合わせによっては、この成膜性樹脂の樹脂層４への添加を省略することができる。
【０１０３】
（ｄ）硬化促進剤
硬化促進剤は、上述した（ａ）エポキシ樹脂（ＴＰＭ型エポキシ樹脂）の硬化を促進する。
【０１０４】
硬化促進剤は、例えば、イミダゾール化合物である。イミダゾール化合物は、例えば、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルヒドロキシイミダゾール、および２−フェニル−４−メチルヒドロキシイミダゾールからなる群より選択される１種または２種以上を含む。イミダゾール化合物は、接合性と硬化性とのバランスに優れることから好ましく用いられる。さらに、イミダゾール化合物は、融点が１５０℃以上であることが好ましい。これにより、樹脂層４の硬化が完了する前に、バンプ電極３を構成する成分が、端子１４の表面や端子２４２の表面を移動し易くなる。これにより、端子１４とバンプ電極３との電気的接続および端子２４２とバンプ電極３との電気的接続を良好なものとすることができる。融点が１５０℃以上のイミダゾール化合物としては、例えば、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルヒドロキシイミダゾール、２−フェニル−４−メチルヒドロキシイミダゾール等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を含むものが用いられる。
【０１０５】
硬化促進剤の含有量は、樹脂層４の全体において０．００５質量％以上１０質量％以下であるのが好ましく、０．０１質量％以上５質量％以下であるのがより好ましい。これにより、バンプ電極３の溶融温度の近傍において樹脂層４の粘度が高くなりすぎることを抑制することができる。さらに、樹脂層４の保存性を更に向上させることができる。ただし、硬化促進剤の含有量は、上述した範囲に限定されるものではない。
【０１０６】
なお、樹脂層４に含まれるフラックス機能を有する化合物およびエポキシ樹脂の組み合わせによっては、この硬化促進剤の樹脂層４への添加を省略することができる。
【０１０７】
（ｅ）充填材
充填材は、樹脂層４の線膨張係数を低下させるとともに、樹脂層４の最低溶融粘度を調整する。充填材は、例えば、有機充填材および無機充填材の少なくとも一方を含んでいる。有機充填材としては、例えば、樹脂粒子、ゴム粒子等が挙げられる。無機充填材の構成材料としては、例えば、銀、酸化チタン、シリカ、マイカ、アルミナ、窒化アルミニウム、酸化チタン、窒化珪素、窒化ホウ素等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上が用いられる。
【０１０８】
充填材は、耐衝撃性の向上という観点からは、有機充填材を含んでいることが好ましい。この場合に用いる有機充填材は、例えば、ゴム成分を含むゴム粒子を含んでいることが好ましい。このゴム成分としては、例えば、アクリルゴム、シリコンゴム、ブタジエンゴム等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上が用いられる。これにより、樹脂層４の硬化物の靱性を高めることができ、実装基板１と半導体素子２の接続構造の耐衝撃性を向上させることができる。なお、有機充填材は、コアシェル構造を有していてもよい。コアシェル構造の有機充填材としては、例えば、接合した際の回路部材の反り抑制特性に優れる、有機微粒子（ダウケミカル製：パラロイドＥＸＬ２６５５  耐衝撃強化剤）、応力緩和剤（三菱レイヨン製：メタブレン  Ｊ−５８００、Ｗ−５５００）等を例示することができる。
【０１０９】
充填材は、回路部材の接続構造の信頼性の向上という観点からは、無機充填材を含んでいることが好ましい。これにより、樹脂層４の線膨張係数を低下させることができ、回路部材の接続構造の信頼性を向上させることができる。より具体的には、無機充填材は、硬化後の樹脂層４の熱伝導性の観点から、シリカを含んでいることが好ましい。シリカの形状は、例えば、破砕シリカおよび球状シリカの少なくとも一方である。本実施形態においては、シリカの形状が、球状シリカであることが好ましい。さらに、無機充填材は、熱伝導性の観点から、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化チタン、窒化珪素および窒化ホウ素からなる群から選択される１種または２種以上を含むことが好ましい。
【０１１０】
また、無機充填材は、その表面が疎水性の官能基で修飾されている表面疎水化無機充填材であることが好ましい。これにより、樹脂組成物中に含まれる、エポキシ樹脂（ａ）、フラックス機能を有する化合物（ｂ）等の樹脂成分と、無機充填材とのなじみ性を向上させることができ、その結果、樹脂組成物の低粘度化や、無機充填材の表面性状の改質が図られるため、接合工程における樹脂組成物の熱時流動性が向上することとなる。また、半田融点よりも低い温度で押しつけた際に良い接合状態を実現するためには、従来よりも低温で樹脂の流動性を持たせる必要があるが、表面疎水処理シリカはその高い熱時流動性から好適に用いることができる。 
【０１１１】
なお、本明細書において、「疎水性」とは、水に対する親和性が低く、水に溶解しにくい、あるいは水と混ざりにくい性質を有することをいう。
【０１１２】
この表面疎水化無機充填材としては、例えば、上述した無機充填材の表面を、シリル化処理したものが挙げられる。これらは、公知の処理剤（シリル化剤）を何ら制限されずに使用することができる。
【０１１３】
このシリル化剤としては、例えば、テトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ｏ−メチルフェニルトリメトキシシラン、ｐ−メチルフェニルトリメトキシシラン、ｎ−ブチルトリメトキシシラン、ｉ−ブチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ｉ−ブチルトリエトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロ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トリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン等のアルコキシシラン類、ヘキサメチルジシラザン等のシラザン類、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、ｔｅｒｔ−ブチルジメチルクロロシラン、ビニルトリクロロシラン等のクロロシラン類等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【０１１４】
この他、表面疎水化無機充填材を得るために、無機充填材の表面を処理する処理剤（疎水化剤）としては、例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、クロロアルキル変性シリコーンオイル、クロロフェニル変性シリコーンオイル、脂肪酸変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、アルコキシ変性シリコーンオイル、カルビノール変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、および、末端反応性シリコーンオイル等のシリコーンオイルが挙げられる。
【０１１５】
さらに、処理剤（疎水化剤）としては、脂肪酸およびその金属塩を用いることができ、その具体例として、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ドデシル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ペンタデシル酸、ステアリン酸、ヘプタデシル酸、アラキン酸、モンタン酸、オレイン酸、リノール酸、アラキドン酸のような長鎖脂肪酸、その金属塩としては亜鉛、鉄、マグネシウム、アルミニウム、カルシウム、ナトリウム、リチウムのような金属との塩等が挙げられる。
【０１１６】
このような表面疎水化無機充填材は、疎水性の官能基として、アルキル基を備えるものであることが好ましい。これにより、前記効果をより顕著に発揮させることができる。
【０１１７】
アルキル基としては、特に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ブチル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｉｓｏ−ペンチル基、ｎｅｏ−ペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ｉｓｏ−ヘキシル基等が挙げられ、中でも、メチル基およびエチル基のうちの少なくとも１種であることが好ましい。これにより、無機充填材の表面を効率的に疎水化処理することができる。
【０１１８】
さらに、上記、表面疎水化無機充填材（例えば、表面疎水処理シリカ）とトリス（ヒドロキシフェニル）メタン型エポキシ樹脂を組み合わせた場合、特に良い接続信頼性が得られる。その理由として、ＴＰＭ型エポキシ樹脂は、高Ｔｇを示すことから、温度サイクル時のバンプ保護効果が高いことに加え、表面疎水化無機充填材との親和性も良いのか、比較的高い樹脂流動性を示しており、接合レベルが良い。その結果、接続信頼性が向上していると推測される。
【０１１９】
さらに、充填材は、耐衝撃性の向上および回路部材の接続構造の信頼性の向上という観点からは、無機充填材および有機充填材の双方を含んでいることが好ましい。
【０１２０】
充填材の平均粒子径は、特に限定されないが、５００ｎｍ以下であることが好ましく、３００ｎｍ以下であることがより好ましい。一方、充填材の平均粒子径の下限値は、例えば５ｎｍとされる。充填材の平均粒子径が前記範囲内である場合、樹脂層４の粘度を適度なものとすることができる。さらに、樹脂層４内で充填材が凝集することを抑制することができる。さらに、樹脂層４を光が透過する際に、可視光の透過を充填材が阻害するのを低減することができる。この場合、端子２４２やバンプ電極３が樹脂層４に埋め込まれていても、可視光を用いて端子２４２の位置やバンプ電極３の位置を良好に認識することができる。なお、充填材がシリカを含む場合、可視光の透過性はさらに良好なものとなる。これにより、半導体素子２の位置合わせが容易になる。ただし、充填材の平均粒子径は、上述した範囲に限定されるものではない。
【０１２１】
また、充填材の平均粒子径は、例えば、レーザー回折法によって得られた体積基準の粒度分布において、累積粒度が５０％になるときの粒径とされる。
【０１２２】
充填材の含有量は、樹脂層４において、０．１質量％以上８０質量％以下であるのが好ましく、２０質量％以上７０質量％以下であるのがより好ましい。充填材の含有量が前記範囲内であると、樹脂層４を硬化させた後において、半導体素子２と樹脂層４の間の線膨張係数差を小さくすることができる。これにより、半導体素子２と樹脂層４との間に生じる応力を低減することができる。このため、半導体素子２が樹脂層４から剥離することをさらに確実に抑制することができる。さらに、充填材の含有量が前記範囲内であると、硬化後の樹脂層４の弾性率が高くなりすぎるのを抑制することができる。このため、回路部材の接続構造の信頼性が上昇する。ただし、充填材の含有量は、上述した範囲に限定されるものではない。
なお、樹脂層４への充填材の添加は、省略されていてもよい。
【０１２３】
（ｆ）その他の添加剤
さらに、樹脂層４は、必要に応じて、上述した（ａ）〜（ｅ）以外の成分を含んでいてもよい。例えば、本実施形態に係る樹脂層４は、重量平均分子量が３００以上２５００以下であるフェノール系硬化剤を含んでいてもよい。これにより、樹脂層４の硬化物のガラス転移温度を高め、接続信頼性を向上させることができる。また、樹脂層４に適度な柔軟性を付与することができる。
【０１２４】
フェノール系硬化剤は、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡ型ノボラック樹脂、ビスフェノールＦ型ノボラック樹脂、およびビスフェノールＡＦ型ノボラック樹脂からなる群から選択される１種または２種以上を含む。より具体的には、フェノール系硬化剤は、フェノールノボラック樹脂またはクレゾールノボラック樹脂であることが好ましい。
【０１２５】
フェノール系硬化剤の含有量は、樹脂層４の全体において、１質量％以上３０質量％以下であるのが好ましく、３質量％以上２５質量％以下であるのがより好ましい。フェノール系硬化剤の含有量を前記範囲内とすることで、半導体素子２の下面２５１の凹凸を樹脂層４で効果的に埋め込むことができる。さらに、フェノール系硬化剤の含有量を前記範囲内とすることで、樹脂層４の硬化物のガラス転移温度を効果的に高めることができる。ただし、フェノール系硬化剤の含有量は、上述した範囲に限定されるものではない。
【０１２６】
フェノール系硬化剤の重量平均分子量は、３００以上２５００以下であることが好ましく、４００以上２３００以下であることが特に好ましい。これにより、樹脂層４の硬化物のガラス転移温度を高めることができ、さらに耐イオンマイグレーション性を効率よく向上させることができる。また、樹脂層４に適度な柔軟性を付与することができる。ここで、重量平均分子量は、ＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラム）により測定することができる。
【０１２７】
樹脂層４は、シランカップリング剤をさらに含んでもよい。この場合、樹脂層４を半導体素子２に良好に接着させることができる。シランカップリング剤は、例えば、エポキシシランカップリング剤および芳香族含有アミノシランカップリング剤から選択される１種または２種を含む。シランカップリング剤の配合量は、樹脂層４の全体において、好ましくは０．０１質量％以上１０質量％以下であり、より好ましくは０．０５質量％以上５質量％以下であり、さらに好ましくは０．１質量％以上２質量％以下である。ただし、シランカップリング剤の配合量は、この範囲に限定されるものではない。
【０１２８】
樹脂層４は、上記の成分の他、さらに添加剤を含んでいてもよい。添加剤は、例えば、可塑剤、安定剤、粘着付与剤、滑剤、酸化防止剤、帯電防止剤、および顔料から選択される１種または２種以上を含んでいる。
【０１２９】
かかる構成の樹脂層４は、例えば、本発明の接着フィルムを、半導体素子２の下面２５１に貼付することで形成することができ、また、この接着フィルムは、上述した（ａ）〜（ｆ）の各成分を混合または分散させることによって調製された形成材料（樹脂組成物）を、薄膜状とした後に乾燥させることにより形成することができる。
【０１３０】
なお、前記形成材料を調製する際に用いる、各成分の混合方法および分散方法は、特に限定されず、従来公知の方法で混合または分散させることができる。より具体的には、例えば、上述した形成材料は、前記各成分を溶媒中でまたは無溶媒下で混合して液状（ワニス状）に調製される。このとき用いられる溶媒は、各成分に対して不活性である。溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、ジイソブチルケトン（ＤＩＢＫ）、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール（ＤＡＡ）のようなケトン類、ベンゼン、キシレン、トルエンのような芳香族炭化水素類、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコールのようなアルコール類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテートのようなセロソルブ類、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、二塩基酸エステル（ＤＢＥ）、３−エトキシプロピオン酸エチル（ＥＥＰ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を含むものが用いられる。
【０１３１】
溶媒の含有量は、溶媒の質量と形成材料の固形分の質量の合計に対する形成材料の質量の濃度が１０〜８０質量％となるように調整されるのが好ましい。
【０１３２】
［２］次に、バンプ電極３をその融点よりも低い温度に加熱しつつ、実装基板１に対してその上方から半導体素子２を押し付ける（接合工程；図２（ａ）参照）。すなわち、実装基板１と半導体素子２とを互いに押し付ける。このとき、実装基板１の端子１４と半導体素子２の端子２４２とが接近し、一定以上の距離で接近することで、バンプ電極３の変形が生じる。その結果、実装基板１の端子１４と半導体素子２の端子２４２とが変形したバンプ電極３を介して接合され、これにより、実装基板１に半導体素子２を搭載（実装）する（図２（ｂ）参照）。
【０１３３】
これにより、実装基板１の端子１４と半導体素子２の端子２４２に設けられたバンプ電極３とが、互いに接近し、接触する。このとき、端子１４とバンプ電極３との間に介在している樹脂層４は、端子１４と、バンプ電極３との接近によって押し退けられる。その結果、端子１４とバンプ電極３とが接触したとき、その接触点では、樹脂層４が除去された（押し退けられた）状態となる。なお、このとき、バンプ電極３は、その融点よりも低い温度で加熱され、溶融していない状態となっているため、端子１４と、バンプ電極３との接近により、樹脂層４を円滑に押し退けることができる。
【０１３４】
この際、樹脂層４に含まれるこのエポキシ樹脂として、本発明では、上記化学式（２）で表わされるトリス（ヒドロキシフェニル）メタン型エポキシ樹脂を含有する。そのため、樹脂層４の端子１４とバンプ電極３との接近による押し退けがより円滑に行われることから、端子１４と、バンプ電極３との間に、樹脂層４が残存するのを的確に抑制または防止し、バンプ電極３が端子１４の上表面全体に濡れ広がることができる。また、樹脂層４の硬化物のＴｇを高めることができる。
【０１３５】
バンプ電極３が端子１４の上表面全体に濡れ広がる状態とは、具体的に言うと、実装基板１と半導体素子２とを積層する積層方向に直交する方向から半導体素子２をみたとき、端子１４と端子２４２とがバンプ電極３を介して接合されている接合面が端子１４または端子２４２の表面の長さに対して９０％以上の長さで形成されていることが好ましく、９５％以上の長さで形成されていることがより好ましく、１００％の長さで形成されていることがさらに好ましい。
【０１３６】
本工程［２］では、バンプ電極３と端子１４との間の原子拡散に伴う合金や金属間化合物の生成が含まれることとなるが、エポキシ樹脂として、上記化学式（２）で表わされるトリス（ヒドロキシフェニル）メタン型エポキシ樹脂を含有することにより、バンプ電極３が、端子１４の上表面全体に濡れ広がっていることで、この原子拡散に伴う合金化や金属間化合物の生成をより円滑に行うことができる。
【０１３７】
さらに、トリス（ヒドロキシフェニル）メタン型エポキシ樹脂と、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂またはビスフェノールＦ型エポキシ樹脂のような液状エポキシ樹脂とを併用することにより、樹脂層４により優れた熱時流動性を付与し得ることから、端子１４と、バンプ電極３との間に、樹脂層４が残存するのをより的確に抑制または防止することができる。また、樹脂層４のハンドリング性を向上させることができる。さらに、樹脂層４は、硬化後の機械的特性に優れたものとなる。
【０１３８】
したがって、本工程［２］におけるバンプ電極３と端子１４との間での原子拡散に伴う合金化や金属間化合物の生成、ならびに、後工程［３］における合金化の促進により、端子１４と端子２４２とをバンプ電極３を介して強固に接合することができるため、得られる半導体装置の耐熱性の向上が図られる。
【０１３９】
なお、本工程における端子１４と端子２４２とのバンプ電極３を介した接合とは、バンプ電極３が、樹脂層４の残存が的確に排除され、かつ端子１４の上表面全体に濡れ広がり、円滑に原子拡散に伴う合金化や金属間化合物の生成が生じている状態のことを言う。これに対して、バンプ電極３を介した当接または接触とは、バンプ電極３が端子１４の上表面全体に濡れ広がらず、原子拡散に伴う合金化や金属間化合物の生成が円滑に生じていいない状態のことを言う。
【０１４０】
このような当接または接触した状態は、国際公開第２０１１／００７５３１号パンフレットの実施例３の条件において生じる。すなわち、この実施例３においては、接続用金属電極と、接続用半田電極とを当接させる第２の工程を１８０℃の温度で実施しているが、この系においては、フラックス機能を有する化合物として活性の低い化合物が用いられている。このため、半田層の濡れ拡がりが起こらず、半田層が端子に対して部分的に接触するにとどまる。なお、この実施例３においては、フリップチップボンダーを用いてまず端子同士を「当接」させる工程を実施している。この工程においては、フリップチップボンダーの位置制御も「当接」するように条件設定される。したがって、当接の状態よりもさらに端子同士が近接して濡れ拡がりが起こることはない。
【０１４１】
なお、本工程における加熱温度は、バンプ電極３の融点よりも低いので、樹脂層４の著しい軟化を抑えることができ、実装基板１と半導体素子２との間から樹脂層４がはみ出すのを抑制することができる。
【０１４２】
バンプ電極３が加熱されるとき、それに伴って実装基板１や半導体素子２の温度も上昇する。ところで、実装基板１や半導体素子２では、配線層や保護層が片面に配置しており、その不均一構造から高温では反りが発生する傾向があり、その反りは加熱される温度が高いほど、大きくなる。
【０１４３】
そこで、本実施形態のように、バンプ電極３がその融点よりも低い温度に加熱されることによって、本工程において実装基板１や半導体素子２が大きく反ってしまうのを抑制することができる。これにより、実装基板１や半導体素子２のサイズが大きい場合でも、反りに伴う変位量を小さく抑えることができる。その結果、例えば端子１４と端子２４２とを１対とする端子対が複数設けられている場合、端子対の位置によって端子間距離が不均一になるのを抑制することができる。その結果、端子対ごとの導電性の均一化を図ることができる。
【０１４４】
また、実装基板１や半導体素子２の反りが抑制されることから、バンプ電極３の端子１４および端子２４２からの剥離を的確に抑制することができる。
【０１４５】
なお、本工程［２］では、端子１４と端子２４２を接合する際の温度（第１温度）がバンプ電極３の融点よりも低く設定されている。そのため、バンプ電極３は溶融しないが、かかる構成であっても、バンプ電極３に含まれる原子が端子２４２側に熱拡散することで合金が形成される。端子２４２側からも原子がバンプ電極３に拡散する。また、端子１４と端子２４２との接近に伴うバンプ電極３の変形が可能である。したがって、端子１４および端子２４２は、バンプ電極３を介して接合されることとなる。
【０１４６】
さらに、樹脂層４は、前述したように、フラックス機能を有している。このため、バンプ電極３の表面に酸化膜が形成されていたとしても、この酸化膜は、樹脂層４のフラックス機能により還元され、その結果、除去される。そのため、バンプ電極３に含まれる原子の端子２４２側への熱拡散（端子２４２側からも原子がバンプ電極３に拡散する。）による、バンプ電極３を介した端子１４と端子２４２との接合が円滑に行われることとなる。
【０１４７】
また、樹脂層４に含まれるフラックス機能を有する化合物として、バンプ電極３の融点によりも低い温度において、フラックス機能が発現するものが選択されている。そのため、本工程における加熱温度が、たとえ、バンプ電極３の融点よりも低い温度のように低く設定されていたとしても、樹脂層４がフラックス機能を発現することから、良好な金属接合を実現することができる。
【０１４８】
本工程における加熱温度（第１温度）は、バンプ電極３の融点よりも低ければよいが、バンプ電極３の融点をＴｍ［℃］としたとき、Ｔｍ−５℃以下であるのが好ましく、Ｔｍ−１０℃以下であるのがより好ましい。さらに好ましくは−２０℃以下である。
【０１４９】
これにより、バンプ電極３を溶融させることがないので、本工程においてバンプ電極３が大きくつぶれてしまうのを避けることができる。また、実装基板１や半導体素子２の反りに伴う変位量を小さく抑えることができ、例えば端子対ごとの導電性の均一化を図ることができる。
【０１５０】
さらに、バンプ電極３を溶融させないものの、実装基板１に半導体素子２を押し付けることで、バンプ電極３は、ある程度、変形可能な状態であるため、端子１４とバンプ電極３との接触点において、樹脂層４をより効率的に排除することができる。さらに、バンプ電極３が溶融していないことから、実装基板１に半導体素子２を押し付けた際に、バンプ電極３が潰れ過ぎてしまうのを、より的確に抑制することができる。
【０１５１】
一方、本工程におけるの下限値は、特に設定されないが、Ｔｍ−７０℃以上であるのが好ましく、Ｔｍ−４５℃以上であるのがより好ましい。これにより、樹脂層４を十分に軟化させることができるので、端子１４とバンプ電極３との間に介在している樹脂層４をより確実に押し退けることができる。また、樹脂層４が有するフラックス機能が十分に発現するため、バンプ電極３の表面の金属酸化膜を本工程において除去することができる。
【０１５２】
なお、本工程における加熱温度とは、実装基板１と半導体素子２との間に熱電対を挾持し、バンプ電極３近傍部位の最高到達温度のことを表す。
【０１５３】
また、本工程における具体的な加熱温度（第１温度）は、バンプ電極３の融点に応じて適宜変化するが、一例として１６０℃以上２２０℃以下であるのが好ましく、１８０℃以上２２０℃以下であるのがより好ましく、１８０℃以上２００℃以下であるのがさらに好ましい。
【０１５４】
また、本工程において加熱しつつ加圧する時間（第１時間）は、特に限定されないが、０．２秒以上６０秒以下であるのが好ましく、１秒以上３０秒以下であるのがより好ましい。これにより、複数の端子対がある場合でも、それらの加熱温度を十分に揃えることができ、端子対ごとの導電性の均一化を図ることができる。また、樹脂層４を押し退けるのに十分な時間が確保される。
【０１５５】
なお、バンプ電極３の加熱は、実装基板１と半導体素子２を互いに押し付けるための治具（例えばフリップチップボンダーのステージやヘッド等）を介した熱伝導によって行われる。
【０１５６】
また、本工程において端子１４と端子２４２とを互いに押し付ける際の圧力（第１圧力）は、特に限定されないが、５０ｋＰａ以上５００ｋＰａ以下であるのが好ましく、１００ｋＰａ以上４００ｋＰａ以下であるのがより好ましい。圧力を前記範囲内に設定することにより、端子１４と端子２４２との距離が十分に接近し、端子１４とバンプ電極３との間にある樹脂層４をより確実に排除することができる。その結果、端子１４とバンプ電極３とが接触し、金属拡散が開始された接合した状態を作り出すことができる。本工程においてこのような状態が形成されることにより、後述する工程［３］においてバンプ電極３を溶融させた際に、短時間であっても速やかに金属接合（合金化の促進）が行われる。そして、最終的には、バンプ電極３を介して端子１４と端子２４２との間で、信頼性の高い電気的接続を図ることができる。
【０１５７】
なお、端子１４と端子２４２とを互いに押し付ける際の圧力は、実装基板１と半導体素子２とを互いに押し付ける際に加えた荷重を、実装基板１の上面１５２と半導体素子２の下面２５１とが重なっている部分の面積（共通部分の面積）で除することによって求められる。
【０１５８】
また、上記のようにして実装基板１上に搭載された半導体素子２上には、必要に応じて、さらに別の半導体素子２が積層されてもよい。これにより、複数の半導体素子２が積層されてなる積層体が得られる。
【０１５９】
図３は、実装基板１上に２つの半導体素子２を積層する例を示す図である。
図３に示す例では、図２に示す半導体素子２の上に、別の半導体素子２が積層されている。２つの半導体素子２は、互いに同じ構成である。また、下側の半導体素子２の端子２４３と上側の半導体素子２の端子２４２との間が、バンプ電極３を介して電気的に接続されている。さらに、下側の半導体素子２の上面２５２と上側の半導体素子２の下面２５１との間が、樹脂層４を介して接着されている。
【０１６０】
このような例において、下側の半導体素子２上に上側の半導体素子２を積層する際にも、本工程［２］を実施すればよい。これにより、複数の半導体素子２を積層する場合であっても、樹脂層４のはみ出しを抑制しつつ、信頼性の高い電気的接続を図ることができる。
なお、半導体素子２の積層数は、特に限定されないが、２〜５０程度とされる。
【０１６１】
また、図４は、実装基板１上に２つの半導体素子２を併設する例を示す図である。
図４に示す例では、１枚の実装基板１上に、所定の距離を隔てて２つの半導体素子２を搭載している。半導体素子２同士の離間距離は、限定されないが、例えば５０〜５００μｍ程度とされる。
【０１６２】
このような例において、一方の半導体素子２から樹脂層４がはみ出した場合、はみ出し量によっては、他方の半導体素子２の搭載領域に干渉し、他方の半導体素子２の搭載が阻害される。また、隣り合う搭載領域同士の間は、実装基板１を切断して個片化する際の切断線が引かれていることもあるが、一方の半導体素子２から樹脂層４が切断線上にはみ出した場合、切断ツールが切断線を認識することができず、切断することができないおそれがある。
【０１６３】
したがって、樹脂層４のはみ出しが抑制されることにより、上述したような問題が解消される。その結果、半導体素子２同士の離間距離を短縮することも可能になる。これにより、実装基板１上に搭載される半導体素子２の高密度実装が可能になったり、あるいは、１枚の実装基板１から切り出される個片の数を増やしたりすることができる。
【０１６４】
［３］次に、実装基板１の端子１４と、半導体素子２の端子２４２と、バンプ電極３との合金化を促進する（合金促進工程；図２（ｃ）参照）。
【０１６５】
この本工程において、端子１４と端子２４２とバンプ電極３との合金化を促進させる方法としては、特に限定されないが、例えば、以下に示す（Ａ）〜（Ｃ）の方法が好ましく用いられる。
【０１６６】
以下、これら（Ａ）〜（Ｃ）の方法について、説明する。
（Ａ）樹脂層４を硬化させた後、前記合金化を促進させる方法
［Ａ３−１］まず、バンプ電極３をバンプ電極３の融点よりも低い温度で加熱する（接合および硬化工程）
【０１６７】
これにより、樹脂層４を硬化させ、この硬化した樹脂層４により、実装基板１と半導体素子２とを接着する。また、この際、バンプ電極３と端子１４との間での原子拡散に伴う合金化が促進される。すなわち、バンプ電極３を介して端子１４と端子２４２とがより確実に接合される。
【０１６８】
ここで、前記工程［２］において、実装基板１と半導体素子２とが反りの発生が抑制された状態で積層されており、この状態で、本工程［Ａ３−１］では、樹脂層４を硬化させる。そのため、実装基板１と半導体素子２とは、ともに反りの発生が抑制された状態で接着される。
【０１６９】
また、樹脂層４に含まれるこのエポキシ樹脂として、本発明では、上記化学式（２）で表わされるトリス（ヒドロキシフェニル）メタン型エポキシ樹脂を含有することから、樹脂層４の高Ｔｇ化が図られている。そのため、本工程［Ａ３−１］における、硬化した樹脂層４による実装基板１と半導体素子２との接着を、より強固なものとすることができる。
【０１７０】
本工程における加熱温度（第２温度）は、前記工程［２］と同様に、バンプ電極３の融点よりも低く設定される。なお、第２温度は、第１温度よりも高くてもよいし、または低くてもよい。
【０１７１】
この本工程における具体的な加熱温度（第２温度）は、バンプ電極３の融点に応じて適宜変化するが、一例として、好ましくは１００℃以上、２５０℃以下、より好ましくは１３０℃以上２４０℃以下、さらに好ましくは１５０℃以上２００℃以下に設定される。
【０１７２】
また、本工程において加熱しつつ加圧する時間（第２時間）は、特に限定されないが、前記工程［２］における加熱時間（第１時間）よりも長く設定され、例えば、１時間以上５時間以下であることが好ましく、２時間以上３時間以下であることがより好ましい。
【０１７３】
さらに、本工程における雰囲気は、大気雰囲気下であっても、不活性ガス雰囲気下のいずれであってもよい。
【０１７４】
また、雰囲気の圧力は、常圧下であっても加圧下のいずれであってもよく、例えば、好ましくは０．４ＭＰａ以上１．２ＭＰａ以下に設定され、より好ましくは０．６ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下に設定される。なお、加圧下で樹脂層４を硬化させることにより、樹脂層４におけるボイドの発生を的確に抑制または防止することができる。
【０１７５】
なお、本工程における加熱温度（第２温度）は、その途中で、１５０℃から２００℃のように変更するようにしてもよく、１５０℃で２時間加熱した後、２００℃で２時間加熱する条件としてもよい。
【０１７６】
また、挟圧部材を用いて、これを半導体装置に接する位置に合わせて固定し、無加圧状態で加熱を行ってもよい。これにより、硬化時の反りを低減させることができる。
【０１７７】
なお、本工程［Ａ３−１］は、前記工程［２］において、樹脂層４の硬化が進行・完了している場合には、その実施を省略することができる。
【０１７８】
また、本工程［Ａ３−１］において、端子１４と端子２４２とバンプ電極３との合金化は、促進しても促進しなくてもよい。
【０１７９】
［Ａ３−２］次に、実装基板１の端子１４と、半導体素子２の端子２４２と、バンプ電極３とを加熱する。これにより、端子１４と端子２４２とバンプ電極３との合金化を促進させる。
【０１８０】
その結果、実装基板１の端子１４と半導体素子２の端子２４２とがバンプ電極３を介して、確実に電気的および機械的に接続される。
【０１８１】
ここで、前記工程［Ａ３−１］において、樹脂層４は、既に硬化されている。したがって、合金化のために、端子１４と端子２４２とバンプ電極３とを加熱しても、硬化された樹脂層４により、実装基板１と半導体素子２とが固定されているため半導体素子２の反りが生じるのが抑制される。
【０１８２】
この本工程における具体的な加熱温度（第３温度）は、特に限定されないが、一例として、半田融点の−３０℃以上＋２００℃以下であることが好ましく、半田融点の−１５℃以上＋５０℃以下であることがより好ましい。
【０１８３】
また、本工程において加熱する時間（第３時間）は、特に限定されないが、例えば、１秒以上３０分以下であることが好ましく、５秒以上１０分以下であることがより好ましい。
【０１８４】
かかる条件で加熱することにより、端子１４と端子２４２とバンプ電極３との合金化をより円滑に促進させることができる。
【０１８５】
（Ｂ）樹脂層４の硬化と、前記合金化の促進とを同時に実施する方法
［Ｂ３−１］この（Ｂ）の方法では、半導体素子２と実装基板１とが接合された半導体装置を加熱する。これにより、樹脂層４を硬化させるとともに、端子１４と端子２４２とバンプ電極３との合金化を促進させる。
【０１８６】
これにより、樹脂層４を硬化させ、この硬化した樹脂層４により、実装基板１と半導体素子２とを接合させ、かつ、実装基板１の端子１４と半導体素子２の端子２４２とをバンプ電極３を介して、電気的および強固に機械的に接続させる。
【０１８７】
ここで、前記工程［２］において、実装基板１と半導体素子２とが反りの発生が抑制された状態で積層されており、この状態で、本工程［Ｂ３−１］では、樹脂層４を硬化させる。そのため、実装基板１と半導体素子２とは、ともに反りの発生が抑制された状態で接合される。
【０１８８】
また、樹脂層４に含まれるこのエポキシ樹脂として、本発明では、上記化学式（２）で表わされるトリス（ヒドロキシフェニル）メタン型エポキシ樹脂を含有することから、樹脂層４の高Ｔｇ化が図られている。そのため、本工程［Ｂ３−１］における、硬化した樹脂層４による実装基板１と半導体素子２との接合を、より強固なものとすることができる。
【０１８９】
この本工程における具体的な加熱温度は、樹脂層４の硬化、および、端子１４と端子２４２とバンプ電極３との合金化が同時に行われる温度であれば、特に限定されないが、一例として、半田融点の−３０℃以上＋８０℃以下であることが好ましく、半田融点の−１５℃以上＋５０℃以下であることがより好ましい。
【０１９０】
また、本工程において加熱する時間は、特に限定されないが、例えば、３０分以上５時間以下であることが好ましく、１時間以上３時間以下であることがより好ましい。
【０１９１】
さらに、本工程における雰囲気は、大気雰囲気下であっても、不活性ガス雰囲気下のいずれであってもよい。
【０１９２】
また、雰囲気の圧力は、常圧下であっても加圧下のいずれであってもよく、例えば、好ましくは０．４ＭＰａ以上１．２ＭＰａ以下に設定され、より好ましくは０．６ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下に設定される。なお、加圧下で樹脂層４を硬化させることにより、樹脂層４におけるボイドの発生を的確に抑制または防止することができる。
【０１９３】
上記のような条件で加熱することにより、端子１４と端子２４２とバンプ電極３との合金化をより円滑に促進させることができる。
【０１９４】
なお、本工程では、挟圧部材を用いて、これを半導体装置に接する位置に合わせて固定し、無加圧状態で加熱を行ってもよい。これにより、硬化時の反りを低減させることができる。
【０１９５】
（Ｃ）前記合金化を促進させた後、樹脂層４を硬化させる方法
［Ｃ３−１］まず、半導体素子２と実装基板１とが接合された半導体装置を加熱しつつ、実装基板１と半導体素子２とを、前記工程［２］と比較して低荷重で互いに押し付ける。これにより、端子１４と端子２４２とバンプ電極３との合金化を促進させる。
【０１９６】
その結果、実装基板１の端子１４と半導体素子２の端子２４２とがバンプ電極３を介して、確実に電気的および機械的に接続される。
【０１９７】
ここで、本工程［Ｃ３−１］において、実装基板１と半導体素子２とを、前記工程［２］と比較して低荷重で互いに押し付ける。したがって、端子１４と端子２４２とバンプ電極３との合金化を促進させる際に、この荷重により、端子１４および端子２４２とバンプ電極３との間で高温時の半導体素子反りによる剥離が生じるのを防止しつつ、バンプ電極３が端子１４と端子２４２とにより押し潰されるのを的確に抑制または防止することができる。
【０１９８】
この本工程における具体的な加熱温度は、特に限定されないが、一例として、半田融点の−３０℃以上＋１６０℃以下であることが好ましく、半田融点の−１５℃以上＋１００℃以下であることがより好ましい。
【０１９９】
また、本工程において加熱する時間（第３時間）は、特に限定されないが、例えば、１秒以上３０分以下であることが好ましく、５秒以上１０分以下であることがより好ましい。
【０２００】
かかる条件で加熱することにより、端子１４と端子２４２とバンプ電極３との合金化をより円滑に促進させることができる。
【０２０１】
さらに、本工程において端子１４と端子２４２とを互いに押し付ける際の圧力（第２圧力）は、前記工程［２］における圧力（第１圧力）と比較して低荷重であり、具体的には、３０ｋＰａ以下、好ましくは２０ｋＰａ以下とされ、より好ましくは１０ｋＰａ以下とされる。これにより、樹脂のはみ出しを抑制することができる。
【０２０２】
一方、本工程において端子１４と端子２４２とを互いに押し付ける圧力の下限値は、特に設定されていなくてもよいが、１ｋＰａ以上であるのが好ましく、２ｋＰａ以上であるのがより好ましい。これにより、樹脂層４の反発力があっても、端子１４と端子２４２との距離を一定に維持し易くなるので、溶融したバンプ電極３と端子１４および端子２４２との間に生じる金属接合の信頼性をより高めることができる。
【０２０３】
また、係る温度に加熱した後に冷却する工程においては、端子１４と端子２４２とを互いに押し付ける際の圧力を、上記第２圧力より高く設定することが好ましい。
【０２０４】
なお、本工程［Ｃ３−１］において、樹脂層４の硬化は、進行するが、完了するには至っていない。
【０２０５】
［Ｃ３−２］次に、半導体素子２と実装基板１とが接合された半導体装置をバンプ電極３の融点よりも低い温度で加熱する（硬化工程）。
【０２０６】
これにより、樹脂層４を硬化させ、この硬化した樹脂層４により、実装基板１と半導体素子２とを接着する。
【０２０７】
ここで、実装基板１と半導体素子２とが反りの発生が抑制された状態で積層されており、この状態で、本工程［Ｃ３−２］では、樹脂層４を硬化させる。そのため、実装基板１と半導体素子２とは、ともに反りの発生が抑制された状態で接着される。
【０２０８】
また、樹脂層４に含まれるこのエポキシ樹脂として、本発明では、上記化学式（２）で表わされるトリス（ヒドロキシフェニル）メタン型エポキシ樹脂を含有することから、樹脂層４の高Ｔｇ化が図られている。そのため、本工程［Ｃ３−２］における、硬化した樹脂層４による実装基板１と半導体素子２との接着を、より強固なものとすることができる。
【０２０９】
本工程における加熱温度（第２温度）は、前記工程［２］と同様に、バンプ電極３の融点よりも低く設定される。なお、第２温度は、第１温度よりも高くてもよいし、または低くてもよい。
【０２１０】
この本工程における具体的な加熱温度（第２温度）は、バンプ電極３の融点に応じて適宜変化するが、一例として、好ましくは１００℃以上、２５０℃以下、より好ましくは１３０℃以上２４０℃以下、さらに好ましくは１５０℃以上２００℃以下に設定される。
【０２１１】
また、本工程において加熱しつつ加圧する時間（第２時間）は、特に限定されないが、前記工程［２］における加熱時間（第１時間）よりも長く設定され、例えば、１時間以上５時間以下であることが好ましく、２時間以上３時間以下であることがより好ましい。
【０２１２】
さらに、本工程における雰囲気は、大気雰囲気下であっても、不活性ガス雰囲気下のいずれであってもよい。
【０２１３】
また、雰囲気の圧力は、常圧下であっても加圧下のいずれであってもよく、例えば、好ましくは０．４ＭＰａ以上１．２ＭＰａ以下に設定され、より好ましくは０．６ＭＰａ以上１．０ＭＰａ以下に設定される。なお、加圧下で樹脂層４を硬化させることにより、樹脂層４におけるボイドの発生を的確に抑制または防止することができる。
【０２１４】
なお、本工程における加熱温度（第２温度）は、その途中で、１５０℃から２００℃のように変更するようにしてもよく、１５０℃で２時間加熱した後、２００℃で２時間加熱する条件としてもよい。
【０２１５】
また、挟圧部材を用いて、これを半導体装置に接する位置に合わせて固定し、無加圧状態で加熱を行ってもよい。これにより、硬化時の反りを低減させることができる。
【０２１６】
以上のような工程を経ることで、実装基板１上に半導体素子２を積層してなる積層体（半導体装置）が製造される。
なお、必要に応じて、半導体素子２を封止材によって封止するようにしてもよい。
【０２１７】
また、実装基板１上に２つ以上の半導体素子２が併設されている場合には、半導体素子２に対応して実装基板１をダイシングして個片化することで、複数の半導体装置が切り出され、これにより、複数の半導体装置が一括して製造される。
【０２１８】
なお、本実施形態では、前記工程［１］において、上記（ａ）〜（ｆ）の成分を含む樹脂組成物を用いて形成された接着フィルムを、半導体素子２の下面２５１に貼付することで、樹脂層４を形成する場合について説明したが、樹脂層４は、かかる方法で形成されたものに限定されず、例えば、ワニス状の前記樹脂組成物（本発明の樹脂組成物）を半導体素子２の下面２５１に供給したのち乾燥させることで形成しても良いし、ペースト状の前記樹脂組成物を半導体素子２の下面２５１もしくは実装基板１の上面１５２に供給することで形成されたものであっても良い。ただし、本実施形態のように接着フィルムを下面２５１に貼付して樹脂層４を形成することで、樹脂層４を形成する際のハンドリング性の向上を図ることができる。
【０２１９】
また、本実施形態では、第１回路部材としての実装基板１が備える端子１４と、第２回路部材としての半導体素子２が備える端子２４２とを、バンプ電極３を介して接合する場合について説明し、実装基板１が貫通電極を有さず、半導体素子２が端子２４２と端子２４３とを電気的に接続する貫通電極２４１を有するものであったが、かかる構成に限定されず、第１回路部材および第２回路部材は、それぞれ、貫通電極を有するものおよび有しないもののいずれであってもよい。
【０２２０】
＜第１変形例＞
図５は、実施形態に係る回路部材の接続方法の第１変形例を説明するための断面図である。
【０２２１】
図５に示す変形例は、バンプ電極３が、実装基板１の端子１４に設けられ、かつ、半導体素子２の端子２４２には設けられていない点が異なる以外、図１〜４に示す回路部材の接続方法と同様である。
【０２２２】
このようにバンプ電極３が設けられる位置を変えたとしても、前述したのと同様の効果、すなわち、樹脂層４のはみ出しを抑制しつつ、実装基板１と半導体素子２との間で信頼性の高い電気的接続を図ることができる。
【０２２３】
＜第２変形例＞
図６は、実施形態に係る回路部材の接続方法の第２変形例を説明するための断面図である。
【０２２４】
図６に示す変形例は、バンプ電極３が、半導体素子２の端子２４２と実装基板１の端子１４の双方に設けられている点が異なる以外、図１〜４に示す回路部材の接続方法と同様である。
【０２２５】
このようにバンプ電極３が設けられる位置を変えたとしても、前述したのと同様の効果、すなわち、樹脂層４のはみ出しを抑制しつつ、実装基板１と半導体素子２との間で信頼性の高い電気的接続を図ることができる。
【０２２６】
＜第３変形例＞
図７は、実施形態に係る回路部材の接続方法の第３変形例を説明するための断面図である。
【０２２７】
図７に示す変形例は、実装基板１に代えて半導体素子２を用いる、すなわち半導体素子２同士を積層する点、および、各半導体素子２を上下に反転させている点が異なる以外、図１〜４に示す回路部材の接続方法と同様である。換言すれば、本変形例では、２つの半導体素子２を積層する際に、上方の半導体素子２の素子面（半導体チップ２１に対して配線層２２が設けられている側の表面）が下方の半導体素子２側を向くようにフェイスダウンで積層されている。
【０２２８】
具体的には、本変形例に係る半導体素子２では、それぞれ、保護膜２３、配線層２２および半導体チップ２１が図７の下方からこの順に積層されている。また、本変形例に係る半導体素子２は、それぞれ、半導体チップ２１を厚さ方向に貫通する貫通電極２４１と、貫通電極２４１の下端に設けられ、半導体チップ２１の下面から下方に突出する端子２４３と、貫通電極２４１の上端に設けられ、半導体チップ２１の上面から上方に突出する端子２４２と、を備えている。
【０２２９】
ここで、本変形例では、バンプ電極３は、半導体素子２の端子２４３に設けられている。
【０２３０】
このように半導体素子２の積層面（搭載面）を変えたときでも、前述したのと同様の効果、すなわち、樹脂層４のはみ出しを抑制しつつ、半導体素子２同士の間（回路部材同士の間）で信頼性の高い電気的接続を図ることができる。
【０２３１】
以上、本発明の樹脂組成物、接着フィルムおよび回路部材の接続方法について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。
【０２３２】
また、接着フィルムは、樹脂層の一方の面および他方の面の少なくとも一方に樹脂層を保護する保護層を備えるものであってもよい。
【０２３３】
さらに、回路部材の接続方法では、前記実施形態に任意の工程が追加されていてもよい。
【実施例】
【０２３４】
以下、本発明の具体的実施例について説明する。
１．エポキシ樹脂の種類の検討
１−１．原材料の準備
まず、実施例および各比較例の樹脂組成物で用いた原材料を以下に示す。
なお、特に記載しない限り、各成分の配合量は、質量部とする。
【０２３５】
（フェノールノボラック樹脂）
フェノールノボラック樹脂として、住友ベークライト株式会社製：「ＰＲ−５５６１７」を用意した。
【０２３６】
（エポキシ樹脂１Ａ）
エポキシ樹脂１Ａとして、トリス（ヒドロキシフェニル）メタン型エポキシ樹脂（三菱化学株式会社製：「ｊＥＲ １０３２Ｈ６０」）を用意した。
【０２３７】
（エポキシ樹脂２Ａ）
エポキシ樹脂２Ａとして、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（新日鉄住金化学株式会社製：「ＹＤＣＮ−８００−７０」）を用意した。
【０２３８】
（エポキシ樹脂３Ａ）
エポキシ樹脂３Ａとして、フルオレン型エポキシ樹脂（株式会社大阪ガスケミカル製：「ＯＧＳＯＬ  ＣＧ−５００」）を用意した。
【０２３９】
（フラックス機能を有する化合物１Ａ）
フラックス機能を有する化合物１Ａとして、４−ヒドロキシ安息香酸（東京化成工業株式会社製）を用意した。
【０２４０】
（フラックス機能を有する化合物２Ａ）
フラックス機能を有する化合物２Ａとして、フェノールフタリン（東京化成工業株式会社製）を用意した。
【０２４１】
（成膜性樹脂１）
成膜性樹脂１として、ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂（新日化エポキシ製造株式会社製：「ＹＰ−５０」）を用意した。
【０２４２】
（硬化促進剤１）
硬化促進剤１として、２−フェニル−４−メチルイミダゾール（四国化成工業株式会社製：「２Ｐ４ＭＺ」）を用意した。
【０２４３】
（充填材１）
充填材１として、球状シリカフィラー（株式会社アドマテックス製：「ＳＣ１０５０」）を用意した。
【０２４４】
１−２．評価用サンプルの作製
（実施例１Ａ）
［１Ａ］樹脂層の作製
＜樹脂ワニスの調製＞
まず、フェノールノボラック樹脂、エポキシ樹脂、フラックス機能を有する化合物、成膜性樹脂、硬化促進剤および充填材として、それぞれ、表１に示すものを、表１に示す質量部で秤量し、これらを、メチルエチルケトンに溶解、分散し、成分濃度５０質量％の樹脂ワニスを調製した。
【０２４５】
＜樹脂フィルム（樹脂層）の作製＞
得られた樹脂ワニスを、基材ポリエステルフィルム（ベースフィルム、東レ株式会社製、商品名ルミラー）に厚さ５０μｍとなるように塗布して、１００℃、５分間乾燥して、厚さ２５μｍのフラックス機能を有する樹脂フィルム（樹脂層）を得た。
【０２４６】
［２Ａ］部材の準備
次に、回路素子および配線が形成されたシリコンウエハーを用意した。なお、このシリコンウエハーには、Ｃｕ製のパッドが露出しており、さらに、このパッドには融点２２１℃のＳｎＡｇ系の鉛フリーはんだで構成されたバンプ電極が設けられている。
【０２４７】
次に、このバンプ電極を覆うように、［１Ａ］で作製した樹脂フィルムをシリコンウエハーに貼り付けた。そして、基材ポリエステルフィルムを剥離して、樹脂フィルムのみを転移させた。
【０２４８】
次いで、樹脂フィルムを貼り付けたシリコンウエハーを、樹脂フィルムとともに切断して個片化し、樹脂フィルム付きの半導体素子を得た。なお、得られた半導体素子のサイズは１０ｍｍ×１０ｍｍであり、厚さは０．３ｍｍであった。
【０２４９】
一方、これとは別に、表面にＮｉ／Ａｕめっきが形成されたＣｕ製のパッド（端子）が形成されたシリコン製の実装基板を用意した。なお、実装基板のサイズは、６インチであり、厚さは０．６２５ｍｍであった。
【０２５０】
［３Ａ］部材同士の接続
次に、フリップチップボンダーにて樹脂フィルム付き半導体素子をピックアップし、実装基板上に載置した。
【０２５１】
このプロセスでは、まず、バンプ電極を１８０℃に加熱しつつ、１０Ｎで１０秒間、実装基板に対して半導体素子を押し付けた。
【０２５２】
続いて、接合工程を経た半導体素子および実装基板を、１８０℃、０．８ＭＰａ窒素雰囲気下で２時間、加熱した（３Ａ−１：接合および硬化工程）。この後、バンプ電極を２４０℃で５秒間加熱して、バンプ電極３における合金化を促進させた（３Ａ−２：合金促進工程）。
以上のようにして、実装基板上に半導体素子を積層してなる評価用サンプルを得た。
【０２５３】
（比較例１Ａ、２Ａ）
前記［１Ａ］樹脂層の作製において、フェノールノボラック樹脂、エポキシ樹脂、フラックス機能を有する化合物、成膜性樹脂、硬化促進剤および充填材として、それぞれ、表１に示すものを、表１に示す質量部で秤量したこと以外は、前記実施例１Ａの場合と同様にして評価用サンプルを得た。
【０２５４】
１−３．評価用サンプルの評価
１−３．１  接合工程における接続性の評価
まず、実施例および各比較例の評価用サンプルを得る際に、部材同士の接続［３Ａ］の接合および硬化工程［３Ａ−１］が完了した時点における端子同士のバンプ電極を介した接合の程度を電子顕微鏡で観察した。
電子顕微鏡で観察された、端子同士のバンプ電極を介した接合の状態を図８に示す。
【０２５５】
１−３．２  接続信頼性の評価
次に、実施例および各比較例で得られた評価用サンプルについて、それぞれ、リフロー試験に供した。このリフロー試験は、評価用サンプルを、２６０℃に５秒間曝した後に常温に復帰させるまでを１サイクルとし、これを５サイクル実施するものである。
【０２５６】
そして、リフロー試験を実施する前、５サイクル完了後の評価用サンプルのバンプ電極におけるクラックの発生の有無を、電子顕微鏡で観察した。そして、その観察結果に基づいて、以下の評価基準に照らして評価した。
【０２５７】
＜接続信頼性の評価基準＞
○：５サイクルのリフローにおいてクラックの発生が認められない。
×：５サイクルのリフローにおいてクラックの発生が認められる。
評価結果を表１に示す。
【０２５８】
【表１】
0005962834.tif 000003
【０２５９】
図８から明らかなように、実施例および各比較例ともに、実装基板と半導体素子とを積層する積層方向に直交する方向から半導体素子をみたとき、端子同士がバンプ電極を介して接合されている接合面が端子の表面の長さに対して９０％以上の長さで形成されており、実施例および各比較例とも、接続工程における接続性は、良好であると考えられた。
【０２６０】
これに対して、表１に示すとおり、リフロー試験による接続信頼性において、実施例では、優れた結果を示し、半導体素子と実装基板とが備える端子同士の間でバンプ電極を介して信頼性の高い電気的接続が行われているものの、各比較例では、実施例に劣る結果を示し、半導体素子と実装基板とが備える端子同士の間でバンプ電極を介して信頼性の高い電気的接続が行われているとは言えない結果を示した。
【０２６１】
すなわち、エポキシ樹脂として、ＴＰＭ型エポキシ樹脂を用いることにより、他のエポキシ樹脂を用いた場合と比較して、バンプ電極の劣化が生じにくく、その結果、半導体素子と実装基板とが備える端子同士の間でバンプ電極を介して信頼性の高い電気的接続を行い得ることが判った。
【０２６２】
これは、接続工程における接続性は、見かけ上それほど差異は認められないものの、樹脂かみ等が少なく良好な接合状態となっており、その結果、接合工程において、バンプ電極と端子との間における原子拡散に伴う合金化や金属間化合物の生成がより円滑に行われていること、さらには、硬化した樹脂成分が強固にバンプ電極を囲み、これにより、バンプ電極を安定的に保護していること等に起因すると推察される。
【０２６３】
２．フラックス機能を有する化合物の種類の検討
２−１．原材料の準備
まず、各実施例の樹脂組成物で用いた原材料を以下に示す。
なお、特に記載しない限り、各成分の配合量は、質量部とする。
【０２６４】
（フェノールノボラック樹脂）
フェノールノボラック樹脂として、住友ベークライト株式会社製：「ＰＲ−５５６１７」を用意した。
【０２６５】
（エポキシ樹脂１Ｂ）
エポキシ樹脂１Ｂとして、トリス（ヒドロキシフェニル）メタン型エポキシ樹脂（三菱化学株式会社製：「ｊＥＲ １０３２Ｈ６０」）を用意した。
【０２６６】
（フラックス機能を有する化合物１Ｂ）
フラックス機能を有する化合物１Ｂとして、４−ヒドロキシ安息香酸（東京化成工業株式会社製）を用意した。
【０２６７】
（フラックス機能を有する化合物２Ｂ）
フラックス機能を有する化合物２Ｂとして、フェノールフタリン（東京化成工業株式会社製）を用意した。
【０２６８】
（フラックス機能を有する化合物３Ｂ）
フラックス機能を有する化合物３Ｂとして、４−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸／ヘキサヒドロ無水フタル酸＝７０／３０（新日本理化株式会社製、「リカシッドＭＨ-７００」）を用意した。
【０２６９】
（フラックス機能を有する化合物４Ｂ）
フラックス機能を有する化合物４Ｂとして、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸（三菱化学株式会社製、「ＹＨ−３０７」）を用意した。
【０２７０】
（フラックス機能を有する化合物５Ｂ）
フラックス機能を有する化合物５Ｂとして、グルタル酸（東京化成工業株式会社製）を用意した。
【０２７１】
（フラックス機能を有する化合物６Ｂ）
フラックス機能を有する化合物６Ｂとして、セバシン酸（東京化成工業株式会社製）を用意した。
【０２７２】
（成膜性樹脂１）
成膜性樹脂１として、ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂（新日化エポキシ製造株式会社製：「ＹＰ−５０」）を用意した。
【０２７３】
（硬化促進剤１）
硬化促進剤１として、２−フェニル−４−メチルイミダゾール（四国化成工業株式会社製：「２Ｐ４ＭＺ」）を用意した。
【０２７４】
（充填材１）
充填材１として、球状シリカフィラー（株式会社アドマテックス製：「ＳＣ１０５０」）を用意した。
【０２７５】
２−２．評価用サンプルの作製
（実施例１Ｂ）
［１Ｂ］樹脂層の作製
＜樹脂ワニスの調製＞
まず、フェノールノボラック樹脂、エポキシ樹脂、フラックス機能を有する化合物、成膜性樹脂、硬化促進剤および充填材として、それぞれ、表２に示すものを、表２に示す質量部で秤量し、これらを、メチルエチルケトンに溶解、分散し、成分濃度５０質量％の樹脂ワニスを調製した。
【０２７６】
＜樹脂フィルム（樹脂層）の作製＞
得られた樹脂ワニスを、基材ポリエステルフィルム（ベースフィルム、東レ株式会社製、商品名ルミラー）に厚さ５０μｍとなるように塗布して、１００℃、５分間乾燥して、厚さ２５μｍのフラックス機能を有する樹脂フィルム（樹脂層）を得た。
【０２７７】
［２Ｂ］部材の準備
次に、回路素子および配線が形成されたシリコンウエハーを用意した。なお、このシリコンウエハーには、Ｃｕ製のパッドが露出しており、さらに、このパッドには融点２２１℃のＳｎＡｇ系の鉛フリーはんだで構成されたバンプ電極が設けられている。
【０２７８】
次に、このバンプ電極を覆うように、［１Ｂ］で作製した樹脂フィルムをシリコンウエハーに貼り付けた。そして、基材ポリエステルフィルムを剥離して、樹脂フィルムのみを転移させた。
【０２７９】
次いで、樹脂フィルムを貼り付けたシリコンウエハーを、樹脂フィルムとともに切断して個片化し、樹脂フィルム付きの半導体素子を得た。なお、得られた半導体素子のサイズは１０ｍｍ×１０ｍｍであり、厚さは０．３ｍｍであった。
【０２８０】
一方、これとは別に、表面にＮｉ／Ａｕめっきが形成されたＣｕ製のパッド（端子）が形成されたシリコン製の実装基板を用意した。なお、実装基板のサイズは、６インチであり、厚さは０．６２５ｍｍであった。
【０２８１】
［３Ｂ］部材同士の接続
次に、フリップチップボンダーにて樹脂フィルム付き半導体素子をピックアップし、実装基板上に載置した。
【０２８２】
このプロセスでは、まず、バンプ電極を２００℃に加熱しつつ、１０Ｎで１０秒間、実装基板に対して半導体素子を押し付けた。
【０２８３】
続いて、接合工程を経た半導体素子および実装基板を、１８０℃、０．８ＭＰａ窒素雰囲気下で２時間、加熱した（３Ｂ−１：接合および硬化工程）。この後、バンプ電極を２４０℃で５秒間加熱して、バンプ電極３における合金化を促進させた（３Ｂ−２：合金促進工程）。
以上のようにして、実装基板上に半導体素子を積層してなる評価用サンプルを得た。
【０２８４】
（実施例２Ｂ〜５Ｂ）
前記［１Ｂ］樹脂層の作製において、フェノールノボラック樹脂、エポキシ樹脂、フラックス機能を有する化合物、成膜性樹脂、硬化促進剤および充填材として、それぞれ、表２に示すものを、表２に示す質量部で秤量したこと以外は、前記実施例１Ｂの場合と同様にして評価用サンプルを得た。
【０２８５】
２−３．評価用サンプルの評価
２−３．１  接続信頼性の評価
次に、実施例および各比較例で得られた評価用サンプルについて、それぞれ、リフロー試験に供した。このリフロー試験は、評価用サンプルを、２６０℃に５秒間曝した後に常温に復帰させるまでを１サイクルとし、これを５サイクル実施するものである。
【０２８６】
そして、リフロー試験を実施する前、５サイクル完了後の評価用サンプルのバンプ電極におけるクラックの発生の有無を、電子顕微鏡で観察した。そして、その観察結果に基づいて、以下の評価基準に照らして評価した。
【０２８７】
＜接続信頼性の評価基準＞
○：５サイクルのリフローにおいてクラックの発生が認められない。
×：５サイクルのリフローにおいてクラックの発生が認められる。
評価結果を表２に示す。
【０２８８】
【表２】
0005962834.tif 000004
【０２８９】
表２に示すとおり、リフロー試験による接続信頼性において、各実施例では、優れた結果を示し、半導体素子と実装基板とが備える端子同士の間でバンプ電極を介して信頼性の高い電気的接続が行われる結果が得られた。
【０２９０】
３．接合工程における温度条件の検討
３−１．原材料の準備
まず、実施例および参考例の樹脂組成物で用いた原材料を以下に示す。
なお、特に記載しない限り、各成分の配合量は、質量部とする。
【０２９１】
（フェノールノボラック樹脂）
フェノールノボラック樹脂として、住友ベークライト株式会社製：「ＰＲ−５５６１７」を用意した。
【０２９２】
（エポキシ樹脂１Ｃ）
エポキシ樹脂１Ｃとして、トリス（ヒドロキシフェニル）メタン型エポキシ樹脂（三菱化学株式会社製：「ｊＥＲ １０３２Ｈ６０」）を用意した。
【０２９３】
（フラックス機能を有する化合物１Ｃ）
フラックス機能を有する化合物１Ｃとして、グルタル酸（東京化成工業株式会社製）を用意した。
【０２９４】
（成膜性樹脂１）
成膜性樹脂１として、ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂（新日化エポキシ製造株式会社製：「ＹＰ−５０」）を用意した。
【０２９５】
（硬化促進剤１）
硬化促進剤１として、２−フェニル−４−メチルイミダゾール（四国化成工業株式会社製：「２Ｐ４ＭＺ」）を用意した。
【０２９６】
（充填材１）
充填材１として、球状シリカフィラー（株式会社アドマテックス製：「ＳＣ１０５０」）を用意した。
【０２９７】
３−２．評価用サンプルの作製
（実施例１Ｃ）
［１Ｃ］樹脂層の作製
＜樹脂ワニスの調製＞
まず、フェノールノボラック樹脂、エポキシ樹脂、フラックス機能を有する化合物、成膜性樹脂、硬化促進剤および充填材として、それぞれ、表３に示すものを、表３に示す質量部で秤量し、これらを、メチルエチルケトンに溶解、分散し、成分濃度５０質量％の樹脂ワニスを調製した。
【０２９８】
＜樹脂フィルム（樹脂層）の作製＞
得られた樹脂ワニスを、基材ポリエステルフィルム（ベースフィルム、東レ株式会社製、商品名ルミラー）に厚さ５０μｍとなるように塗布して、１００℃、５分間乾燥して、厚さ２５μｍのフラックス機能を有する樹脂フィルム（樹脂層）を得た。
【０２９９】
［２Ｃ］部材の準備
次に、回路素子および配線が形成されたシリコンウエハーを用意した。なお、このシリコンウエハーには、Ｃｕ製のパッドが露出しており、さらに、このパッドには融点２２１℃のＳｎＡｇ系の鉛フリーはんだで構成されたバンプ電極が設けられている。
【０３００】
次に、このバンプ電極を覆うように、［１Ｃ］で作製した樹脂フィルムをシリコンウエハーに貼り付けた。そして、基材ポリエステルフィルムを剥離して、樹脂フィルムのみを転移させた。
【０３０１】
次いで、樹脂フィルムを貼り付けたシリコンウエハーを、樹脂フィルムとともに切断して個片化し、樹脂フィルム付きの半導体素子を得た。なお、得られた半導体素子のサイズは１０ｍｍ×１０ｍｍであり、厚さは０．３ｍｍであった。
【０３０２】
一方、これとは別に、表面にＮｉ／Ａｕめっきが形成されたＣｕ製のパッド（端子）が形成されたシリコン製の実装基板を用意した。なお、実装基板のサイズは、６インチであり、厚さは０．６２５ｍｍであった。
【０３０３】
［３Ｃ］部材同士の接続
次に、フリップチップボンダーにて樹脂フィルム付き半導体素子をピックアップし、実装基板上に載置した。
【０３０４】
このプロセスでは、まず、バンプ電極を２００℃に加熱しつつ、３０Ｎで１０秒間、実装基板に対して半導体素子を押し付けた。
【０３０５】
続いて、接合工程を経た半導体素子および実装基板を、１８０℃、０．８ＭＰａ窒素雰囲気下で２時間、加熱した（３Ｃ−１：接合および硬化工程）。この後、バンプ電極を２４０℃で５秒間加熱して、バンプ電極３における合金化を促進させた（３Ｃ−２：合金促進工程）。
以上のようにして、実装基板上に半導体素子を積層してなる評価用サンプルを得た。
【０３０６】
（参考例１Ｃ）
前記［３Ｃ］部材同士の接続における接合および硬化工程［３Ｃ−１］において、実装基板に対して半導体素子を押し付ける際の条件を、バンプ電極を１４０℃に加熱しつつ、３０Ｎで１０秒間、半導体素子を押し付ける条件としたこと以外は、前記実施例１Ｃの場合と同様にして評価用サンプルを得た。
【０３０７】
【表３】
0005962834.tif 000005
【０３０８】
３−３．評価用サンプルの評価
３−３．１  評価用サンプルの接続性の評価
まず、実施例および参考例の評価用サンプルについて、それぞれ、前記接合および硬化工程［３Ｃ−１］が完了した時点において、端子同士のバンプ電極を介した接合の程度を電子顕微鏡で観察した。電子顕微鏡で観察された、端子同士のバンプ電極を介した接合の状態を図９に示す。
【０３０９】
図９から明らかなように、実施例の評価用サンプルでは、実装基板と半導体素子とを積層する積層方向に直交する方向から半導体素子をみたとき、端子同士がバンプ電極を介して接合されている接合面が端子の表面の長さに対して９５％以上の長さで形成されており、端子同士がバンプ電極を介して十分に接合されていると言える接合面が形成されていた。これに対して、参考例の評価用サンプルでは、実装基板と半導体素子とを積層する積層方向に直交する方向から半導体素子をみたとき、端子同士がバンプ電極を介して接合されている接合面が端子の表面の長さに対して９０％未満の長さでしか形成されておらず、端子同士がバンプ電極を介して十分に接合されているとは言えない結果、すなわち、バンプ電極を介して当接または接触している結果を示した。
【０３１０】
すなわち、接合工程における加熱温度をバンプ電極の融点Ｔｍより２１℃低い条件とすることにより、接合工程における加熱温度をバンプ電極の融点Ｔｍより８１℃低い条件とした場合と比較して、端子同士を、バンプ電極を介して十分に接合させることが可能であった。
【０３１１】
なお、図での提示を省略したが、接合工程における加熱温度をバンプ電極の融点Ｔｍより２０℃未満低い条件とした場合には、実装基板と半導体素子との間から、硬化した樹脂組成物が漏出する傾向を示した。したがって、接合工程において、バンプ電極を加熱する温度を、バンプ電極の融点Ｔｍよりも２０℃以上７０℃以下低い条件に設定することにより、評価用サンプルにおけるバンプ電極を介した端子同士の接続性を、良好なものとし得ることが判った。
【０３１２】
４．充填材の疎水性処理の検討
４−１．原材料の準備
まず、各実施例の樹脂組成物で用いた原材料を以下に示す。
なお、特に記載しない限り、各成分の配合量は、質量部とする。
【０３１３】
（フェノールノボラック樹脂）
フェノールノボラック樹脂として、住友ベークライト株式会社製：「ＰＲ−５５６１７」を用意した。
【０３１４】
（エポキシ樹脂１Ｄ）
エポキシ樹脂１Ｄとして、トリス（ヒドロキシフェニル）メタン型エポキシ樹脂（三菱化学株式会社製：「ｊＥＲ １０３２Ｈ６０」）を用意した。
【０３１５】
（フラックス機能を有する化合物１Ｄ）
フラックス機能を有する化合物１Ｄとして、グルタル酸（東京化成工業株式会社製）を用意した。
【０３１６】
（成膜性樹脂１）
成膜性樹脂１として、ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂（新日化エポキシ製造株式会社製：「ＹＰ−５０」）を用意した。
【０３１７】
（硬化促進剤１）
硬化促進剤１として、２−フェニル−４−メチルイミダゾール（四国化成工業株式会社製：「２Ｐ４ＭＺ」）を用意した。
【０３１８】
（充填材１Ｄ）
充填材１Ｄとして、球状シリカフィラー（株式会社アドマテックス製：「ＳＣ１０５０」）を用意した。
【０３１９】
（充填材２Ｄ）
充填材１として、疎水性処理球状シリカフィラー（株式会社トクヤマ製：「ＳＳＰ−０２Ｍ」）を用意した。
【０３２０】
４−２．評価用サンプルの作製
（実施例１Ｄ）
［１Ｄ］樹脂層の作製
＜樹脂ワニスの調製＞
まず、フェノールノボラック樹脂、エポキシ樹脂、フラックス機能を有する化合物、成膜性樹脂、硬化促進剤および充填材として、それぞれ、表４に示すものを、表４に示す質量部で秤量し、これらを、メチルエチルケトンに溶解、分散し、成分濃度５０質量％の樹脂ワニスを調製した。
【０３２１】
＜樹脂フィルム（樹脂層）の作製＞
得られた樹脂ワニスを、基材ポリエステルフィルム（ベースフィルム、東レ株式会社製、商品名ルミラー）に厚さ５０μｍとなるように塗布して、１００℃、５分間乾燥して、厚さ２５μｍのフラックス機能を有する樹脂フィルム（樹脂層）を得た。
【０３２２】
［２Ｄ］部材の準備
次に、回路素子および配線が形成されたシリコンウエハーを用意した。なお、このシリコンウエハーには、Ｃｕ製のパッドが露出しており、さらに、このパッドには融点２２１℃のＳｎＡｇ系の鉛フリーはんだで構成されたバンプ電極が設けられている。
【０３２３】
次に、このバンプ電極を覆うように、［１Ｄ］で作製した樹脂フィルムをシリコンウエハーに貼り付けた。そして、基材ポリエステルフィルムを剥離して、樹脂フィルムのみを転移させた。
【０３２４】
次いで、樹脂フィルムを貼り付けたシリコンウエハーを、樹脂フィルムとともに切断して個片化し、樹脂フィルム付きの半導体素子を得た。なお、得られた半導体素子のサイズは１０ｍｍ×１０ｍｍであり、厚さは０．３ｍｍであった。
【０３２５】
一方、これとは別に、表面にＮｉ／Ａｕめっきが形成されたＣｕ製のパッド（端子）が形成されたシリコン製の実装基板を用意した。なお、実装基板のサイズは、６インチであり、厚さは０．６２５ｍｍであった。
【０３２６】
［３Ｄ］部材同士の接続
次に、フリップチップボンダーにて樹脂フィルム付き半導体素子をピックアップし、実装基板上に載置した。
【０３２７】
このプロセスでは、まず、バンプ電極を２００℃に加熱しつつ、３０Ｎで１０秒間、実装基板に対して半導体素子を押し付けた。
【０３２８】
続いて、接合工程を経た半導体素子および実装基板を、１８０℃、０．８ＭＰａ窒素雰囲気下で２時間、加熱した（３Ｄ−１：接合および硬化工程）。この後、バンプ電極を２４０℃で５秒間加熱して、バンプ電極３における合金化を促進させた（３Ｄ−２：合金促進工程）。
以上のようにして、実装基板上に半導体素子を積層してなる評価用サンプルを得た。
【０３２９】
（実施例２Ｄ）
前記［１Ｄ］樹脂層の作製において、フェノールノボラック樹脂、エポキシ樹脂、フラックス機能を有する化合物、成膜性樹脂、硬化促進剤および充填材として、それぞれ、表４に示すものを、表４に示す質量部で秤量したこと以外は、前記実施例１Ｄの場合と同様にして評価用サンプルを得た。
【０３３０】
４−３．評価用サンプルの評価
４−３．１  接続信頼性の評価
次に、各実施例で得られた評価用サンプルについて、それぞれ、リフロー試験に供した。このリフロー試験は、評価用サンプルを、２６０℃に５秒間曝した後に常温に復帰させるまでを１サイクルとし、これを１０サイクル実施するものである。
【０３３１】
そして、リフロー試験を実施する前、５サイクル完了後、および、１０サイクル完了後の評価用サンプルのバンプ電極におけるクラックの発生の有無を、電子顕微鏡で観察した。そして、その観察結果に基づいて、以下の評価基準に照らして評価した。
【０３３２】
＜接続信頼性の評価基準＞
◎：５サイクルおよび１０サイクルのリフローの何れにおいてもクラックの発生が認められない。
○：５サイクルのリフローおいてはクラックの発生が認められないものの、１０サイクルのリフローにおいてはクラックの発生が認められる。
×：５サイクルおよび１０サイクルのリフローの何れにおいてもクラックの発生が認められる。
評価結果を表４に示す。
【０３３３】
【表４】
0005962834.tif 000006
【０３３４】
表４に示すとおり、リフロー試験による接続信頼性において、各実施例では、優れた結果を示し、半導体素子と実装基板とが備える端子同士の間でバンプ電極を介して信頼性の高い電気的接続が行われており、特に、実施例２Ｄでは、より優れた接続信頼性を示す結果が得られた。
【０３３５】
すなわち、エポキシ樹脂として、ＴＰＭ型エポキシ樹脂を用い、無機充填材として表面疎水化無機充填材を用いる組み合わせとすることで、ＴＰＭ型エポキシ樹脂と、表面に疎水化処理が施されていない充填材との組み合わせと比較して、半導体素子と実装基板とが備える端子同士の間でバンプ電極を介してより信頼性の高い電気的接続を行い得ることが判った。
【０３３６】
５．その他評価の検討
５−１．原材料の準備
まず、各実施例および各比較例の樹脂組成物で用いた原材料を以下に示す。
なお、特に記載しない限り、各成分の配合量は、質量部とする。
【０３３７】
（フェノールノボラック樹脂）
フェノールノボラック樹脂として、住友ベークライト株式会社製：「ＰＲ−５５６１７」を用意した。
【０３３８】
（エポキシ樹脂１Ｅ）
エポキシ樹脂１Ｅとして、液状ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＤＩＣ株式会社製：「ＥＰＩＣＬＯＮ−８４０Ｓ」）を用意した。
【０３３９】
（エポキシ樹脂２Ｅ）
エポキシ樹脂２Ｅとして、液状ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン株式会社製：「ＹＬ９８３Ｕ」）を用意した。
【０３４０】
（エポキシ樹脂３Ｅ）
エポキシ樹脂３Ｅとして、トリス（ヒドロキシフェニル）メタン型エポキシ樹脂（三菱化学株式会社製：「ｊＥＲ １０３２Ｈ６０」）を用意した。
【０３４１】
（エポキシ樹脂４Ｅ）
エポキシ樹脂４Ｅとして、ナフタレン型エポキシ樹脂（ＤＩＣ株式会社製：「ＥＰＩＣＬＯＮＨＰ−４７００」）を用意した。
【０３４２】
（エポキシ樹脂５Ｅ）
エポキシ樹脂５Ｅとして、フルオレン型エポキシ樹脂（株式会社大阪ガスケミカル製：「ＯＧＳＯＬ  ＣＧ−５００」）を用意した。
【０３４３】
（フラックス機能を有する化合物１Ｅ）
フラックス機能を有する化合物１Ｅとして、３−ヒドロキシ安息香酸（東京化成工業株式会社製）を用意した。
【０３４４】
（フラックス機能を有する化合物２Ｅ）
フラックス機能を有する化合物２Ｅとして、４−ヒドロキシ安息香酸（東京化成工業株式会社製）を用意した。
【０３４５】
（フラックス機能を有する化合物３Ｅ）
フラックス機能を有する化合物３Ｅとして、フェノールフタリン（東京化成工業株式会社製）を用意した。
【０３４６】
（成膜性樹脂１）
成膜性樹脂１として、ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂(新日化エポキシ製造株式会社製：「ＹＰ−５０」)を用意した。
【０３４７】
（硬化促進剤１）
硬化促進剤１として、２−フェニル−４−メチルイミダゾール（四国化成工業株式会社製：「２Ｐ４ＭＺ」）を用意した。
【０３４８】
（充填材１）
充填材１として、球状シリカフィラー（株式会社アドマテックス製：「ＳＣ１０５０」）を用意した。
【０３４９】
５−２．評価用サンプルの作製
（実施例１Ｅ）
［１Ｅ］樹脂層の作製
＜樹脂ワニスの調製＞
まず、フェノールノボラック樹脂、エポキシ樹脂、フラックス機能を有する化合物、成膜性樹脂、硬化促進剤および充填材として、それぞれ、表５に示すものを、表５に示す質量部で秤量し、これらを、メチルエチルケトンに溶解、分散し、成分濃度５０質量％の樹脂ワニスを調製した。
【０３５０】
＜樹脂フィルム（樹脂層）の作製＞
得られた樹脂ワニスを、基材ポリエステルフィルム（ベースフィルム、東レ株式会社製、商品名ルミラー）に厚さ５０μｍとなるように塗布して、１００℃、５分間乾燥して、厚さ２５μｍのフラックス機能を有する樹脂フィルム（樹脂層）を得た。
【０３５１】
［２Ｅ］部材の準備
次に、回路素子および配線が形成されたシリコンウエハーを用意した。なお、このシリコンウエハーには、Ｃｕ製のパッドが露出しており、さらに、このパッドには融点２２１℃のＳｎＡｇ系の鉛フリーはんだで構成されたバンプ電極が設けられている。
【０３５２】
次に、このバンプ電極を覆うように、［１Ｅ］で作製した樹脂フィルムをシリコンウエハーに貼り付けた。そして、基材ポリエステルフィルムを剥離して、樹脂フィルムのみを転移させた。
【０３５３】
次いで、樹脂フィルムを貼り付けたシリコンウエハーを、樹脂フィルムとともに切断して個片化し、樹脂フィルム付きの半導体素子を得た。なお、得られた半導体素子のサイズは１０ｍｍ×１０ｍｍであり、厚さは０．３ｍｍであった。
【０３５４】
一方、これとは別に、表面にＮｉ／Ａｕめっきが形成されたＣｕ製のパッド（端子）が形成されたシリコン製の実装基板を用意した。なお、実装基板のサイズは、６インチであり、厚さは０．６２５ｍｍであった。
【０３５５】
［３Ｅ］部材同士の接続
次に、フリップチップボンダーにて樹脂フィルム付き半導体素子をピックアップし、実装基板上に載置した。
【０３５６】
このプロセスでは、まず、バンプ電極を２００℃に加熱しつつ、２０Ｎで２秒間、実装基板に対して半導体素子を押し付けた（接合工程）。
【０３５７】
続いて、接合工程を経た半導体素子および実装基板を、１８０℃、０．８ＭＰａ窒素雰囲気下で２時間、加熱した（３Ｅ−１：接合および硬化工程）。この後、バンプ電極を２４０℃で５秒間加熱して、バンプ電極３における合金化を促進させた（３Ｅ−２：合金促進工程）。
以上のようにして、実装基板上に半導体素子を積層してなる評価用サンプルを得た。
【０３５８】
（実施例２Ｅ）
前記［１Ｅ］樹脂層の作製において、フェノールノボラック樹脂、エポキシ樹脂、フラックス機能を有する化合物、成膜性樹脂、硬化促進剤および充填材として、それぞれ、表５に示すものを、表５に示す質量部で秤量し、前記［３Ｅ］部材同士の接続における、接合および硬化工程から評価サンプルを得るまでの工程を、以下のように変更したこと以外は、前記実施例１Ｅの場合と同様にして評価用サンプルを得た。
【０３５９】
（接合および硬化工程から評価サンプルを得るまでの工程）
接合工程を経た半導体素子および実装基板を、２６０℃、０．５Ｎで５秒間、加熱して合金化を促進させたのち、さらに、半導体素子および実装基板を１８０℃、０．８ＭＰａ窒素雰囲気下で２時間、加熱して樹脂層を硬化させた。
【０３６０】
（実施例３Ｅ）
前記［１Ｅ］樹脂層の作製において、フェノールノボラック樹脂、エポキシ樹脂、フラックス機能を有する化合物、成膜性樹脂、硬化促進剤および充填材として、それぞれ、表５に示すものを、表５に示す質量部で秤量し、前記［３Ｅ］部材同士の接続における、接合工程および接合および硬化工程から評価サンプルを得るまでの工程を、以下のように変更したこと以外は、前記実施例１Ｅの場合と同様にして評価用サンプルを得た。
【０３６１】
（接合工程）
バンプ電極を１９０℃に加熱しつつ、２０Ｎで２秒間、実装基板に対して半導体素子を押し付けた。
【０３６２】
（接合および硬化工程から評価サンプルを得るまでの工程）
接合工程を経た半導体素子および実装基板を、２２０℃、０．８ＭＰａ窒素雰囲気下で２時間、加熱した。これにより、樹脂フィルムを硬化させるとともに、合金化を促進させた。
【０３６３】
（比較例１Ｅ）
前記［１Ｅ］樹脂層の作製において、フェノールノボラック樹脂、エポキシ樹脂、フラックス機能を有する化合物、成膜性樹脂、硬化促進剤および充填材として、それぞれ、表５に示すものを、表５に示す質量部で秤量し、前記［３Ｅ］部材同士の接続における、接合工程および接合および硬化工程から評価サンプルを得るまでの工程を、以下のように変更したこと以外は、前記実施例１Ｅの場合と同様にして評価用サンプルを得た。
【０３６４】
（接合工程）
バンプ電極を２４０℃に加熱しつつ、２０Ｎで５秒間、実装基板に対して半導体素子を押し付けた。
【０３６５】
（接合および硬化工程から評価サンプルを得るまでの工程）
接合工程を経た半導体素子および実装基板を、１８０℃、０．８ＭＰａ窒素雰囲気下で２時間、加熱した。これにより、樹脂フィルムを硬化させた。
【０３６６】
（比較例２Ｅ）
前記［１Ｅ］樹脂層の作製において、フェノールノボラック樹脂、エポキシ樹脂、フラックス機能を有する化合物、成膜性樹脂、硬化促進剤および充填材として、それぞれ、表５に示すものを、表５に示す質量部で秤量し、前記［３Ｅ］部材同士の接続における、接合工程および接合および硬化工程から評価サンプルを得るまでの工程を、以下のように変更したこと以外は、前記実施例１Ｅの場合と同様にして評価用サンプルを得た。
【０３６７】
（接合工程）
バンプ電極を２１０℃に加熱しつつ、２０Ｎで２秒間、実装基板に対して半導体素子を押し付けた。
【０３６８】
（接合および硬化工程から評価サンプルを得るまでの工程）
接合工程を経た半導体素子および実装基板を、１８０℃、０．８ＭＰａ窒素雰囲気下で２時間、加熱した。これにより、樹脂フィルムを硬化させたのち、バンプ電極を２２０℃で１０分間オーブンを用いて加熱させた。
【０３６９】
（比較例３Ｅ）
前記［１Ｅ］樹脂層の作製において、フェノールノボラック樹脂、エポキシ樹脂、フラックス機能を有する化合物、成膜性樹脂、硬化促進剤および充填材として、それぞれ、表５に示すものを、表５に示す質量部で秤量し、前記［３Ｅ］部材同士の接続における、接合工程および接合および硬化工程から評価サンプルを得るまでの工程を、以下のように変更したこと以外は、前記実施例１Ｅの場合と同様にして評価用サンプルを得た。
【０３７０】
（接合工程）
バンプ電極を１８０℃に加熱しつつ、２０Ｎで２秒間、実装基板に対して半導体素子を押し付けた。
【０３７１】
（接合および硬化工程から評価サンプルを得るまでの工程）
接合工程を経た半導体素子および実装基板を、１８０℃、０．８ＭＰａ窒素雰囲気下で２時間、加熱した。これにより、樹脂フィルムを硬化させたのち、バンプ電極を２６０℃で５秒間加熱して、バンプ電極３をリフローさせた。
【０３７２】
５−３．評価用サンプルの評価
５−３．１  樹脂フィルムのハンドリング性の評価
まず、各実施例および各比較例で得られた樹脂フィルムについてハンドリング性を測定し、以下の評価基準に照らして評価した。
【０３７３】
＜樹脂フィルムのハンドリング性の評価基準＞
〇：樹脂フィルムを１８０°折り曲げた際にクラックが発生しない。
×：樹脂フィルムを１８０°折り曲げた際にクラックが発生する。
評価結果を表５に示す。
【０３７４】
５−３．２  接続性の評価
まず、各実施例および各比較例で得られた評価用サンプルについて、それぞれ、光学顕微鏡を用いて、バンプ電極により端子同士が接続されている領域を観察した。そして、観察されたかかる領域におけるバンプ電極による端子同士の接続状態により、以下の評価基準に照らして評価した。
【０３７５】
＜接続性の評価基準＞
◎：接続端子を２０個観測して樹脂噛みが端子幅の１／３以上の端子がない。
〇：接続端子を２０個観測して樹脂噛みが端子幅の１／２以上の端子がない。
×：接続端子を２０個観測して樹脂噛みが端子幅の１／２以上の端子が１個以上存在する。
評価結果を表５に示す。
【０３７６】
５−３．３  樹脂層のＴｇの評価
まず、各実施例および各比較例で得られた評価用サンプルが備える樹脂層について、それぞれ、ＴＭＡ装置（セイコーインスツル株式会社製、製品名「ＴＭＡ/ＳＳ６０００」）を用いて、そのＴｇを測定した。そして、測定された樹脂層のＴｇにより、以下の評価基準に照らして評価した。
【０３７７】
＜Ｔｇの評価基準＞
〇：１２０℃以上である
×：１２０℃未満である
評価結果を表５に示す。
【０３７８】
５−３．４  接続信頼性の評価
次に、各実施例および各比較例で得られた評価用サンプルを、それぞれ２０個ずつ用意した。次いで、これらを温度サイクル試験に供した。この温度サイクル試験は、評価用サンプルを、−５５℃に３０分間曝した後、１２５℃に３０分間曝す試験を１サイクルとし、これを１００サイクルするものである。
【０３７９】
次に、温度サイクル試験に供した評価用サンプルの導通試験を実施し、さらにサンプルを切断し、バンプ電極近傍の切断面を電子顕微鏡で観察した。そして、検査結果を以下の評価基準に照らして評価した。
【０３８０】
＜接続信頼性の評価基準＞
◎：導通試験で導通問題なし。また接続端子２０個の断面を確認し、電極内部にクラック等も確認されない。
○：導通試験で導通問題なし。また接続端子２０個の断面を確認し、電極内部にクラックが発生しているものが１個以上存在する。
×：導通試験で不通が発生。バンプ電極と端子との接合状態が１個以上不良である。
評価結果を表５に示す。
【０３８１】
【表５】
0005962834.tif 000007
【０３８２】
表５から明らかなように、各実施例、すなわち本発明に係る回路部材の接続方法では、樹脂フィルムのハンドリング性、接続性、樹脂層のＴｇおよび接続信頼性において、いずれも、優れた結果を示し、半導体素子と実装基板との間で信頼性の高い電気的接続が図られていることが認められた。
【０３８３】
一方、各比較例では、樹脂フィルムのハンドリング性、接続性、樹脂層のＴｇおよび接続信頼性のいずれかにおいて、各実施例に比較して劣る結果を示し、半導体素子と実装基板との間において信頼性の高い電気的接続が行われているとは言えない結果を示した。
【符号の説明】
【０３８４】
１              実装基板
２              半導体素子
３              バンプ電極
４              樹脂層
１１            基層
１２            配線層
１３            保護膜
１４            端子
２１            半導体チップ
２２            配線層
２３            保護膜
１５２          上面
２４１          貫通電極
２４２          端子
２４３          端子
２５１          下面
２５２          上面
【要約】
【課題】耐熱性の向上が図られることで、接続用金属による接続を高い信頼性で実現することができる接着フィルムおよび樹脂組成物、接続用金属による信頼性の高い接続が実現された回路部材の接続方法、ならびに、信頼性の高い接続構造を備える半導体装置を提供すること。
【解決手段】本発明の樹脂組成物は、上面１５２（第１面）と端子１４（第１端子）とを備える実装基板１（第１回路部材）と、下面２５１（第２面）と端子２４２（第２端子）とを備える半導体素子２（第２回路部材）との間に介在させ、端子２４２に設けられるバンプ電極３（接続用金属）を、バンプ電極３の融点よりも低い温度に加熱しつつ、端子１４と端子２４２とを互いに押し付けることでバンプ電極３を介して接合する際に用いられる、フラックス機能を有する樹脂組成物であり、フラックス機能を有する化合物と、トリス（ヒドロキシフェニル）メタン型エポキシ樹脂とを含む。
【選択図】図３【図１】
0005962834.tif 000008
【図２】
0005962834.tif 000009
【図３】
0005962834.tif 000010
【図４】
0005962834.tif 000011
【図５】
0005962834.tif 000012
【図６】
0005962834.tif 000013
【図７】
0005962834.tif 000014
【図８】
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【図９】
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