(57)【要約】  ツール保護シート１０の加圧フィルム１０ｂの側にシールドフィルム１８を有し、半導体チップ１をツール保護シート１０を介して加熱加圧する際に、シート固定治具９により加圧フィルム１０ｂを離型させ、加圧加熱ツール１１により加圧フィルムが膨張し、半導体チップ１の周辺からはみ出ている絶縁性樹脂膜５に当接し、外圧力をかけながら硬化させることを特徴とする。
2009128206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性のアンダーフィル樹脂を半導体チップと配線基板の間に介在させて半導体チップを配線基板にフリップチップ実装するに際し、
前記配線基板と前記半導体チップの間に熱硬化性のアンダーフィル樹脂を挟んで位置決め配設された前記半導体チップを、少なくともベースフィルムと加圧フィルムの２層フィルム構造からなるツール保護シートの上から加圧加熱し、前記半導体チップ下の前記アンダーフィル樹脂を硬化させながら、前記半導体チップの直上の加圧部以外の前記ツール保護シートから前記加圧フィルムを分離させ、前記分離した加圧フィルムが前記半導体チップの周囲の前記アンダーフィル樹脂に膨らみながら当接し加圧加熱しながら硬化させて、前記配線基板に前記半導体チップを固定させる
フリップチップ実装方法。
【請求項２】
前記ツール保護シートは、ベースフィルムと加圧フィルムの間に、固体、液体、気体の少なくともひとつ以上を密封してなる
請求項１に記載のフリップチップ実装方法。
【請求項３】
熱硬化性のアンダーフィル樹脂を半導体チップと配線基板の間に介在させて半導体チップを配線基板にフリップチップ実装するに際し、
前記配線基板と前記半導体チップの間に熱硬化性のアンダーフィル樹脂を挟んで位置決め配設された前記半導体チップを、ベースフィルムと加圧フィルムと前記加圧フィルムに貼り付けられたシールドフィルムの３層フィルム構造からなるツール保護シートの上から加圧加熱し、前記半導体チップ下の前記アンダーフィル樹脂を硬化させながら、前記半導体チップの直上の加圧部以外の前記ツール保護シートから前記加圧フィルムを分離させ、前記分離した加圧フィルムが前記シールドフィルムを介して前記半導体チップの周囲の前記アンダーフィル樹脂に膨らみながら当接し加圧加熱しながら硬化させて、前記配線基板に前記半導体チップを固定させるとともに、前記シールドフィルムを前記半導体チップの側に接着する
フリップチップ実装方法。
【請求項４】
前記ツール保護シートは、ベースフィルムと加圧フィルムの間に、固体、液体、気体の少なくともひとつ以上を密封してなる
請求項３に記載のフリップチップ実装方法。
【請求項５】
少なくともベースフィルムと加圧フィルムの２層フィルム構造からなり、加熱すると加圧されていない部分の前記加圧フィルムが前記ベースフィルムから分離して膨らむように構成した
ツール保護シート。
【請求項６】
前記ベースフィルムと加圧フィルムの間に、固体、液体、気体の少なくともひとつ以上を密封してなる
請求項５に記載のツール保護シート。
【請求項７】
少なくともベースフィルムと加圧フィルムと前記加圧フィルムに貼り付けられたシールドフィルムの３層フィルム構造からなり、加熱すると加圧されていない部分の前記加圧フィルムが前記ベースフィルムから分離して膨らむように構成した
ツール保護シート。
【請求項８】
前記ベースフィルムと加圧フィルムの間に、固体、液体、気体の少なくともひとつ以上を密封してなる
請求項７に記載のツール保護シート。
【請求項９】
熱硬化性のアンダーフィル樹脂を半導体チップと配線基板の間に介在させて半導体チップを配線基板にフリップチップ実装するフリップチップ実装装置であって、
少なくともベースフィルムと加圧フィルムの２層フィルム構造または少なくともベースフィルムと加圧フィルムと前記加圧フィルムに貼り付けられたシールドフィルムの３層フィルム構造のツール保護シートを保持して前記配線基板と前記半導体チップの間に熱硬化性のアンダーフィル樹脂を挟んで位置決め配設された前記半導体チップとその周囲に被せるシート固定治具と、
前記半導体チップを前記配線基板に加熱しながら押圧するとともに、前記シート固定治具の内周部と前記半導体チップの外周部分の間の前記ツール保護シートを、前記熱硬化性のアンダーフィル樹脂の外周部分に押圧する突部が形成された加圧加熱ツールと
を設けた
フリップチップ実装装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フリップチップ実装方法とフリップチップ実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型薄型化の要求により、裸（ベア）の半導体チップを配線基板上に直接に実装（ベアチップ実装）した半導体装置が要求されている。特に、半導体チップの回路面を配線基板上に向き合わさるようにひっくり返して実装（フリップチップ実装）された半導体装置が要求されている。【０００３】
従来、フリップチップタイプの半導体装置は、配線基板に金属バンプ電極などの内部接続端子を備えた半導体チップをフリップチップ接続により搭載することにより構成されている。【０００４】
配線基板は、その両面に配線パターンが形成されており、両者は配線基板に形成されたビア（貫通孔）などを介して電気的に接続されている。配線パターンの一方には半導体素子の内部接続端子が接続され、他方には半田ボールなどの外部接続端子が接続されている。半導体素子と配線基板の間であって半導体素子の内部接続端子が配線パターンに接続されている領域には、エポキシ樹脂などからなる熱硬化性樹脂が充填されて内部接続端子を保護している。【０００５】
図１４（ａ）に示すように、基台１００の上に配線基板１０１をセットし、この配線基板１０１に半導体チップ１０２を実装する場合、半導体チップ１０２の上に異方導電性接着フィルム１０３を貼り付け、半導体チップ１０２をフリップチップ状態で位置決め配設する。熱圧着ヘッド１０４の内側には、圧着部１０５としてゴム硬度が４０以上８０以下のエラストマーがセットされている。【０００６】
次に、図１４（ｂ）に示すように、熱圧着ヘッド１０４によって圧着部１０５を介して半導体チップ１０２の頂部とその側部を加熱加圧することで、異方導電性接着フィルム１０３を所定の圧力差をもって加圧硬化することができる。つまり、配線基板１０１と半導体チップ１０２接続部分に対して十分な圧力を加えることができるとともに、半導体チップ１０２の周囲のフィレット部に対してもボイドの生じないように加圧できる。
【特許文献１】特開２００５−３２９５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、半導体チップ１０２をエラストマーの圧着部１０５を介して熱圧着ヘッド１０４によって加熱加圧するために、熱圧着ヘッド１０４からの熱伝導が悪く温度上昇に時間がかかるため、半導体チップ１０２と配線基板１０１との間の異方導電性接着フィルム１０３の硬化にはさらに時間がかかってしまい、生産リードタイムが長くかかってしまう。【０００８】
一方で、圧着部１０５のエラストマーの温度を事前に上げておくためには、熱圧着ヘッド１０４をかなり高温状態で維持しておかなくてはならない。前記エラストマーの耐熱性、温度バラツキにより厚みがばらついてしまい、異方導電性接着フィルム１０３の硬化が不均一になってしまう。【０００９】
また、熱圧着ヘッド１０４と半導体チップ１０２とを面平行に加圧することが困難で、荷重により半導体チップ１０２のバンプ高さを均一に制御することが困難になる。しかも、半導体チップ１０２が多ピンである場合は、前記荷重の制御によってバンプ高さを制御することが、ますます困難になってしまう。【００１０】
本発明は、半導体チップのバンプ高さバラツキの少なく、半導体チップと配線基板との間のアンダーフィル樹脂に外圧をかけながら短時間硬化でき、短いリードタイムで生産性の高い、フリップチップ実装方法とフリップチップ実装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】
【００１１】
本発明の請求項１記載のフリップチップ実装方法は、熱硬化性のアンダーフィル樹脂を半導体チップと配線基板の間に介在させて半導体チップを配線基板にフリップチップ実装するに際し、前記配線基板と前記半導体チップの間に熱硬化性のアンダーフィル樹脂を挟んで位置決め配設された前記半導体チップを、少なくともベースフィルムと加圧フィルムの２層フィルム構造からなるツール保護シートの上から加圧加熱し、前記半導体チップ下の前記アンダーフィル樹脂を硬化させながら、前記半導体チップの直上の加圧部以外の前記ツール保護シートから前記加圧フィルムを分離させ、前記分離した加圧フィルムが前記半導体チップの周囲の前記アンダーフィル樹脂に膨らみながら当接し加圧加熱しながら硬化させて、前記配線基板に前記半導体チップを固定させることを特徴とする。【００１２】
本発明の請求項２記載のフリップチップ実装方法は、請求項１において、前記ツール保護シートは、ベースフィルムと加圧フィルムの間に、固体、液体、気体の少なくともひとつ以上を密封してなることを特徴とする。なお、固体は発泡体材料で、例えば、エーテル系樹脂、エステル系ウレタン樹脂や熱膨張性カプセルを粘着剤（アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、シリコーン粘着剤）と合わさった混合樹脂、リバアルファのようなものが好ましい。液体は、揮発性膨張材料の例えば、エタノールやＩＰＡのような低沸点の溶剤が好ましい。気体は、例えば空気（エアー、ドライエアー）や窒素等の不活性ガス、水素等、加熱時に膨張しやすい気体が好ましい。【００１３】
本発明の請求項３記載のフリップチップ実装方法は、熱硬化性のアンダーフィル樹脂を半導体チップと配線基板の間に介在させて半導体チップを配線基板にフリップチップ実装するに際し、前記配線基板と前記半導体チップの間に熱硬化性のアンダーフィル樹脂を挟んで位置決め配設された前記半導体チップを、ベースフィルムと加圧フィルムと前記加圧フィルムに貼り付けられたシールドフィルムの３層フィルム構造からなるツール保護シートの上から加圧加熱し、前記半導体チップ下の前記アンダーフィル樹脂を硬化させながら、前記半導体チップの直上の加圧部以外の前記ツール保護シートから前記加圧フィルムを分離させ、前記分離した加圧フィルムが前記シールドフィルムを介して前記半導体チップの周囲の前記アンダーフィル樹脂に膨らみながら当接し加圧加熱しながら硬化させて、前記配線基板に前記半導体チップを固定させるとともに、前記シールドフィルムを前記半導体チップの側に接着することを特徴とする。【００１４】
本発明の請求項４記載のフリップチップ実装方法は、請求項３において、前記ツール保護シートは、ベースフィルムと加圧フィルムの間に、固体、液体、気体の少なくともひとつ以上を密封してなることを特徴とする。【００１５】
本発明の請求項５に記載のツール保護シートは、少なくともベースフィルムと加圧フィルムの２層フィルム構造からなり、加熱すると加圧されていない部分の前記加圧フィルムが前記ベースフィルムから分離して膨らむように構成したことを特徴とする。【００１６】
本発明の請求項６記載のツール保護シートは、請求項５において、前記ベースフィルムと加圧フィルムの間に、固体、液体、気体の少なくともひとつ以上を密封してなることを特徴とする。【００１７】
本発明の請求項７記載のツール保護シートは、少なくともベースフィルムと加圧フィルムと前記加圧フィルムに貼り付けられたシールドフィルムの３層フィルム構造からなり、加熱すると加圧されていない部分の前記加圧フィルムが前記ベースフィルムから分離して膨らむように構成したことを特徴とする。【００１８】
本発明の請求項８記載のツール保護シートは、請求項７において、前記ベースフィルムと加圧フィルムの間に、固体、液体、気体の少なくともひとつ以上を密封してなることを特徴とする。【００１９】
本発明の請求項９記載のフリップチップ実装装置は、熱硬化性のアンダーフィル樹脂を半導体チップと配線基板の間に介在させて半導体チップを配線基板にフリップチップ実装するフリップチップ実装装置であって、少なくともベースフィルムと加圧フィルムの２層フィルム構造または少なくともベースフィルムと加圧フィルムと前記加圧フィルムに貼り付けられたシールドフィルムの３層フィルム構造のツール保護シートを保持して前記配線基板と前記半導体チップの間に熱硬化性のアンダーフィル樹脂を挟んで位置決め配設された前記半導体チップとその周囲に被せるシート固定治具と、前記半導体チップを前記配線基板に加熱しながら押圧するとともに、前記シート固定治具の内周部と前記半導体チップの外周部分の間の前記ツール保護シートを、前記熱硬化性のアンダーフィル樹脂の外周部分に押圧する突部が形成された加圧加熱ツールとを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
この構成によると、２層フィルム構造または３層フィルム構造のツール保護シートを介して半導体チップを加熱加圧して、前記半導体チップ下の前記アンダーフィル樹脂を硬化させながら、半導体チップの直上の加圧部以外の前記ツール保護シートから前記加圧フィルムを分離させ、前記分離した加圧フィルムが前記半導体チップの周囲の前記アンダーフィル樹脂に膨らみながら当接し加圧加熱しながら硬化させるため、短リードタイムで生産性の高い、高信頼性の半導体装置を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のフリップチップ実装方法の実施の形態１の前工程図
【図２Ａ】同実施の形態の後工程の最初の断面図
【図２Ｂ】同実施の形態の後工程の最初の一部切り欠き平面図
【図３】同実施の形態の後工程の工程図
【図４】本発明のフリップチップ実装方法の実施の形態２の後工程図
【図５】本発明のフリップチップ実装方法の実施の形態３で使用するツール保護シートの平面図と断面図
【図６】同実施の形態の後工程の工程図
【図７】本発明のフリップチップ実装方法の実施の形態４で使用するツール保護シートの断面図
【図８】同実施の形態の後工程の工程図
【図９】本発明のフリップチップ実装方法の実施の形態５で使用するツール保護シートの断面図
【図１０】同実施の形態で使用するツール保護シートの平面図とその側面図
【図１１Ａ】同実施の形態の後工程の最初の断面図
【図１１Ｂ】同実施の形態の後工程の最初の平面図
【図１２Ａ】同実施の形態の後工程の工程図
【図１２Ｂ】同実施の形態の後工程の工程図
【図１３】同実施の形態の後工程の工程図
【図１４】従来例の実装方法の工程図
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明のフリップチップ実装方法を具体的な各実施の形態に基づいて説明する。【００２３】
（実施の形態１）
図１，図２Ａ，図２Ｂ，図３は本発明の実施の形態１を示す。【００２４】
この実施の形態１のフリップチップ実装方法は、ツール保護シートを使用した実装方法で、配線基板に対して半導体チップを位置決めする図１（ａ）〜（ｃ）に示す前工程と、前工程に次いで実施されツール保護シートを介して半導体チップを押圧する図２Ａ，図２Ｂと図３（ａ）〜（ｅ）に示す後工程とで構成されている。【００２５】
図１（ａ）に示すように、半導体チップ１の電極パッド３上にバンプ２が設けられている。バンプ２は公知のワイヤーボンディング法によりスタッドバンプや引きちぎりバンプが形成されてもよいし、めっき法、印刷法により形成されてもよい。バンプ２は主に金、銅、パラジウム、ニッケル、錫、アルミニウム、半田等の少なくとも１種類から形成されている。また、バンプ２を形成するためのワイヤーには微量元素を添加、含有してもよい。この場合のバンプ高さは約５０μｍとした。【００２６】
配線基板６はガラスエポキシ基板（アラミド基板、シリコン基板、シリコンインターポーザでもよい）で、厚みが０．２〜０．４ｍｍ、端子電極は銅（ニッケル＋Ａｕメッキしてもよい）であり、半導体チップ１の厚みは０．１５〜０．２ｍｍを使用した。絶縁性樹脂膜５の樹脂はエポキシ樹脂、１８０℃で硬化するものを用いた。配線基板６の端子電極４上には半導体チップ１よりも必要に応じて若干大きな寸法にてカットされたアンダーフィル樹脂としての絶縁性樹脂膜５を貼り付けている。【００２７】
次に、半導体チップ搭載位置決め装置７により半導体チップ１をツールで吸着し、図１（ｂ）に示すように配線基板６上の端子電極４の所望の位置に、認識マーク等で位置決めし、半導体チップ１のバンプ２は各相対応する端子電極４上に重なり合うように搭載される。この時点で、バンプ２は絶縁性樹脂膜５に突き刺さった状態である。一部のバンプ２は絶縁性樹脂膜５を貫通し、端子電極４に当たって変形している。位置決め荷重は、１バンプ当たり１０ｇ程度である。半導体チップ搭載位置決め装置７は内蔵するヒータにより加熱してもよいが樹脂を１００％硬化させてはいけない。半導体チップ搭載位置決め装置７は半導体チップ１を搭載した後に離脱して、図１（ｃ）に示すものができる。【００２８】
なお、図１（ａ）において、絶縁性樹脂膜５は、配線基板６の上に粘着して貼り付けられるように、あらかじめ、５０℃程度の温度で配線基板６を加熱しておいてもよいし、貼り付け装置のツール（図示せず）が加熱されるようになっていてもよい。貼り付け荷重は、５〜１０ｋｇｆ／ｃｍ２。この絶縁性樹脂膜５の厚みは５０μｍのものを使用した。絶縁性樹脂膜５が保護用セパレータ（図示せず）と２層になっていれば、それを剥がす。絶縁性樹脂膜５の絶縁性樹脂は、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド、また、絶縁性熱可塑性樹脂では、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリカーボネイト、変性ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）、または、これら、絶縁性熱硬化性樹脂と絶縁性熱可塑性樹脂を混合したものなどが使用できる。無機フィラー量は５０ｗｔ％のものを使用した。フィラー量は半導体チップ１と配線基板６との熱膨張、反りにより発生する応力から決定する。また、吸湿リフロー試験や湿中バイアス試験等による耐湿密着性による信頼性で決定する。また、絶縁性樹脂膜５は、リフロー耐熱性（２６５℃１０秒間）を有することが好ましい。【００２９】
図２Ａでは、図１（ｃ）に示した加工品を加圧加熱ステージ８に搬送し、配線基板６の裏面を加圧加熱ステージ８に吸着させる。そして、半導体チップ１の上方に、２層フィルム構造からなるツール保護シート１０を配設し、さらにそのツール保護シート１０の上方に加圧加熱ツール１１を配設する。９はツール保護シート１０を保持するシート固定治具である。【００３０】
ツール保護シート１０の加圧加熱ツール１１側は、ベースシート１０ａで、耐熱性を有するフィルムが望ましい。ベースフィルム１０ａの材質は、例えば、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、フッ素樹脂等の耐熱性フィルムが好ましい。ベースフィルム１０ａの厚みは５〜１０μｍ程度のものを使用した。ツール保護シート１０の半導体チップ１側は加圧フィルム１０ｂで、こちらも耐熱性（ＮＣＦ硬化温度）を有するフィルムが望ましい。加圧フィルム１０ｂの材質は、例えば、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、フッ素樹脂等である。加圧フィルム１０ｂの厚みは５〜１０μｍ程度のものを使用した。【００３１】
ベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂとの間には、液体としての溶剤１２が密封されている。溶剤１２は、揮発性膨張材料の例えば、エタノールやＩＰＡのような低沸点の溶剤が膨張しやすいので好ましい。【００３２】
加圧加熱ツール１１は、半導体チップ１を配線基板６に加熱しながら押圧するとともに、シート固定治具９の内周部と半導体チップ１の外周部分の間のツール保護シート１０を、前記熱硬化性の絶縁性樹脂膜５の外周部分に押圧する突部２５が形成されており、ツール保護シート１０を介して半導体チップ１に熱を伝え、さらに、絶縁性樹脂膜５の硬化温度１８０℃になるようにするため、２１０℃に設定した。今回は、コンスタントヒートタイプを使用したが、セラミック高速昇温タイプのものを使用してもよい。図２Ｂは、加圧加熱ツール１１側から見た平面図である。シート固定治具９でツール保護シート１０をクランプ固定している。【００３３】
このように加圧加熱ツール１１の外周に環状に突部２５を形成したので、加圧加熱ツール１１の熱を、より早く、ツール保護シート１０に熱を伝達できる。【００３４】
次に図３（ａ）では、ツール保護シート１０を半導体チップ１に接するようにシート固定治具９で降下させると同時に、加圧加熱ツール１１でツール保護シート１０を半導体チップ１に押し当て挟みながら、半導体チップ１を加圧加熱していく。【００３５】
図３（ｂ）では、加圧加熱ツール１１で荷重を加えることによって、バンプ２すべてが絶縁性樹脂膜５を突き破り、配線基板６の端子電極４に接触しながら変形していく。なお、シート固定治具９によって保持されて半導体チップ１に押し付けられたツール保護シート１０のシート固定治具９の内側と半導体チップ１の外周部の間の部分は、配線基板６の近くまで傾斜している。【００３６】
図３（ｃ）では、ツール保護シート１０のうち、ベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂとの間の溶剤１２が、加圧加熱ツール１１からの熱で暖められて気化膨張していく。【００３７】
図３（ｄ）では、ベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂの間の溶剤１２がさらに膨張していく。かつ、加圧加熱ツール１１で半導体チップ１のバンプ２の高さを所望の値に近づいていく。加圧加熱ツール１１とシート固定治具９と配線基板６とで取り囲まれた空間に加圧フィルム１０ｂが膨らみ、半導体チップ１の端からはみ出ている絶縁性樹脂膜５を側面方向から半導体チップ１のフィレット部１９に圧力をかけながら押し付け、半導体チップ１の下の絶縁性樹脂膜５が加圧加熱されている状態の内圧を、加圧フィルム１０ｂによる外圧で抑制しながら絶縁性樹脂膜５を硬化していく。【００３８】
このときの変形荷重は１バンプ当たり５０ｇ程度である。バンプ２のサイズによって荷重をコントロールするが、この場合、バンプ高さは２５μｍｔとした。また、必要に応じて、加熱加圧ステージ８を加熱したり、冷却して、絶縁性樹脂膜５にかかる内圧をコントロールし、ボイドの発生を抑えてもよい。【００３９】
図３（ｅ）に、絶縁性樹脂膜５が加圧フィルム１０ｂによる外圧で硬化した後、加圧加熱ツール１１を解除して得られたフリップチップ実装体を示す。【００４０】
このように、薄いツール保護シート１０を使って加圧加熱することで半導体チップ１と周辺に熱を容易に伝導でき、絶縁性樹脂膜５を硬化させることもでき、薄いツール保護シート１０により、加圧加熱ツール１１で半導体チップ１を平行に均一に荷重を加えて加圧し、短リードタイムで硬化することができる。さらに、溶剤１２が気化膨張し膨らむことで加圧フィルム１０ｂが絶縁性樹脂膜に押し当たりながら、外圧をかけながら硬化することができる。【００４１】
また、ツール保護シート１０は薄いシートなのでゴムと異なり柔軟に曲がることができ、半導体チップ１の、周辺の絶縁性樹脂膜５のフィレット部１９を小さくすることができ、ボイド発生を抑えることができる。【００４２】
なお、絶縁性樹脂膜５に代えて、異方性導電膜（ＡＣＦ）を用いてもよく、さらに異方性導電膜に含まれる導電粒子（図示せず）として、ニッケル粉に金メッキを施したものを用いることにより、端子電極４とバンプ２との間での接続抵抗値を低下せしめることができて良好な接続信頼性が得られる。さらに、導電粒子は樹脂ボールにニッケルや金メッキを施した粒子を使ってもよい。さらに、導電粒子は、半田等の微粒子を使用することによって、端子電極４とバンプ２との間での接触状態の接続から、合金状態の接続を得ることもでき、さらに接続信頼性が向上させることができる。【００４３】
配線基板６としては、片面、両面あるいは多層板であり、半導体チップ１のバンプ２に対応した端子電極４が表面に形成されている。材質は、セラミックス基板、樹脂基板、樹脂フレキシート（ポリイミドフレキ等）、シリコンの基板でもよい。【００４４】
絶縁性樹脂膜５はエポキシ樹脂のＢステージ（半固体）状態でフィルム状のものを貼り付けてもよい。ペースト状のものを塗布あるいは印刷によって形成してもよい。また、無機の（シリカ）フィラーを含んでいてもよい。フィラー量をコントロールすることにより、絶縁性樹脂膜５の貼り付け性や熱膨張や弾性率を変化させ、量産性と信頼性を得ることができる。今回は５０ｗｔ％とした。【００４５】
なお、溶剤１２は、液状だけでなく粘着剤に混合して形成されていてもよい。【００４６】
（実施の形態２）
図１と図４は本発明の実施の形態２を示す。【００４７】
実施の形態１のフリップチップ実装方法では、図２Ａにおいてツール保護シート１０のベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂとの間に液状の溶剤１２が密封もしくは、粘着剤に混合して形成されていたが、この実施の形態２のツール保護シート１０のベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂとの間には、溶剤１２に代わって、図４（ａ）に示すように発泡体１３を含有している点が異なっている。その他は実施の形態１と同じである。【００４８】
図１に次いで、図４（ａ）では、図１（ｃ）に示した加工品を加圧加熱ステージ８に搬送し、配線基板裏面を加圧加熱ステージ８に吸着させる。半導体チップ１の上方に、シート固定治具９によって保持されたツール保護シート１０を配置する。【００４９】
ツール保護シート１０はベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂの２層フィルム構造となっており、ベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂとの間には、固体としての発泡体１３が形成されている。例えば、エーテル系樹脂、エステル系ウレタン樹脂や熱膨張性カプセルを粘着剤（アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、シリコーン粘着剤）と合わさった混合樹脂、リバアルファのようなものが好ましい。【００５０】
発泡体１３は、加熱処理による熱膨張性微粒子の膨脹ないし発泡を介して表面粗さの増大による被着体との接着面積の減少効果、表面膨張による接着界面での剥離応力の発生効果などが発現し、被着体に対する接着力が低下ないし消失するような粒子が含まれていてもよい。熱膨張性カプセルは、バリア性の熱可塑性樹脂を共重合させた外殻に発泡剤を内包したマイクロカプセルで、加熱することにより外殻が軟化し発泡剤の気化圧力によって膨張するものである。例えば、株式会社クレハ製マイクロスフェアー等を挙げることができる。特許第２８９８４８０号公報などを参照。高温でガス状になる揮発性膨張剤をマイクロカプセル化した熱膨張性マイクロカプセルでもよい。【００５１】
発泡体１３は、常温では接着力を有し低温で膨張剥離する熱剥離シート（具体的には、日東電工株式会社製のリバアルファ（Thermal Release Tape REVALPHA）等のようなもの）が好ましい。発泡体は液体でも半固体や固体であってもよい。【００５２】
発泡体１３は粘着剤とあわさってベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂとに密着されていてもよいし、加圧フィルム１０ｂの側が剥離しやすく、ベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂとの間に気体の入った閉空間が形成されてもよい。アクリル系、ゴム系、シリコーン粘着剤と混合されていてもよい。【００５３】
加圧加熱ツール１１は、ツール保護シート１０を介して半導体チップ１に熱を伝え、さらに、絶縁性樹脂膜５の硬化温度１８０℃になるようにするため、２１０℃に設定した。【００５４】
次に図４（ｂ）では、ツール保護シート１０を半導体チップ１に接するようにシート固定治具９でクランプしながら降下させると同時に、加圧加熱ツール１１でツール保護シート１０を半導体チップ１に押し当て挟みながら、半導体チップ１を加圧加熱していく。【００５５】
加圧加熱ツール１１で荷重を加えることによって、バンプ２すべてが絶縁性樹脂膜５を突き破り、配線基板６の端子電極４に接触しながら変形していく。なお、ツール保護シート１０はシート固定治具９で配線基板６の近くまで傾斜して配置されている。この時、加圧加熱ツール１１の外周は図４（ａ）のように半導体チップ１の周辺のフィレット部１９となる絶縁性樹脂膜５の側に傾斜していてもよい。傾斜２６をつけることによって、加圧加熱ツール１１の熱を、より早く、ツール保護シート１０に熱を伝達することができる。【００５６】
加圧加熱ツール１１がツール保護シート１０に近接または接し、加熱することによって、発泡体１３が加圧加熱ツール１１からの熱で暖められて発泡膨張していく。【００５７】
図４（ｃ）では、加圧加熱ツール１１がさらに下降し、ツール保護シート１０を加熱することで、発泡体１３がさらに膨張していく。シート固定治具９でツール保護シート１０はクランプ固定される。かつ、加圧加熱ツール１１で半導体チップ１のバンプ２の高さを所望の値に近づけていく。加圧加熱ツール１１とシート固定治具９と配線基板６とで取り囲まれた空間に発泡体１３が膨張することで加圧フィルム１０ｂが膨らみ、半導体チップ１の端からはみ出ているフィレット部１９となる絶縁性樹脂膜５を側面方向から圧力をかけながら硬化を進め、半導体チップ１の下の絶縁性樹脂膜５が加圧加熱されている時の内圧を、加圧フィルム１０ｂによる外圧で抑制しながら、絶縁性樹脂膜５の硬化を進めていく。バンプ２の変形荷重は１バンプ当たり５０ｇ程度である。バンプ２のサイズによって、荷重をコントロールするが、この場合、信頼性を考慮して、バンプ高さは２５μｍｔとした。また、必要に応じて、加熱加圧ステージ８を加熱したり、冷却して、絶縁性樹脂膜５にかかる内圧をコントロールし、ボイドの発生を抑えてもよい。【００５８】
図４（ｄ）に、絶縁性樹脂膜５が加圧フィルム１０ｂによる外圧で硬化した後、加圧加熱ツール１１を解除して得られたフリップチップ実装体を示す。【００５９】
このように、薄いツール保護シート１０を使って加圧加熱することで半導体チップ１と周辺に熱を容易に伝導でき、絶縁性樹脂膜５を硬化させることもでき、薄いツール保護シート１０により、加圧加熱ツール１１で半導体チップ１を平行に均一に荷重を加えて加圧することができる。短いリードタイムで硬化することができる。さらに、発泡体１３が気化膨張し膨らむことで加圧フィルム１０ｂが絶縁性樹脂膜５に押し当たりながら、外圧をかけながら硬化することができる。このことによって、ツール保護シート１０は薄いシートなのでゴムと異なり柔軟に曲がることができ、半導体チップ１の、周辺の絶縁性樹脂膜５のフィレット部１９を小さくすることができ、ボイド発生を抑えることができる。【００６０】
（実施の形態３）
図１と図５および図６は本発明の実施の形態３を示す。【００６１】
実施の形態１のフリップチップ実装方法では、図２Ａにおいてツール保護シート１０のベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂとの間に液状の溶剤１２が密封もしくは、粘着剤に混合して形成されていたが、図５（ａ）（ｂ）に示すように、この実施の形態３のツール保護シート１０のベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂとの間には、溶剤１２に代わって気体を間に挟んだ、閉空間１４が形成されたツール保護シート１０である点が異なっている。その他は実施の形態１と同じである。【００６２】
ツール保護シート１０の閉空間１４となる気体は、一般的なエアー、ドライエアー、窒素等の不活性ガス、水素等、加熱時に膨張しやすい気体であればよい。ベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂとの長辺側の閉じ方は、プロセス温度以上の熱によるラミネート融着や、耐熱性接着剤等、加熱時に袋状態を維持できればよい。【００６３】
図６（ａ）では、図１（ｃ）に示した加工品を加圧加熱ステージ８に搬送し、配線基板裏面を加圧加熱ステージ８に吸着させる。半導体チップ１の上方に、シート固定治具９によって保持されたツール保護シート１０を配置する。さらにそのツール保護シート１０の上方に加圧加熱ツール１１を配設する。【００６４】
図６（ｂ）では、ツール保護シート１０を半導体チップ１に接するようにシート固定治具９でクランプしながら降下させると同時に、加圧加熱ツール１１でツール保護シート１０を半導体チップ１に押し当て挟みながら、半導体チップ１を加圧加熱していく。ツール保護シート１０のベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂに挟まれた閉空間１４は加圧加熱ツール１１で潰れ、半導体チップ１の周辺に膨らみとなって、形成される。【００６５】
加圧加熱ツール１１で荷重を加えることによって、バンプ２のすべてが絶縁性樹脂膜５を突き破り、配線基板６の端子電極４に接触しながら、変形していく。なお、ツール保護シート１０はシート固定治具９で配線基板６近くまで傾斜して配置されている。【００６６】
この時、加圧加熱ツール１１の外周は図６（ｂ）のように半導体チップ１の周辺のフィレット部１９となる絶縁性樹脂膜５の側に傾斜していてもよい。傾斜２６をつけることによって、加圧加熱ツール１１の熱を、より早く、ツール保護シート１０に熱を伝達することができる。【００６７】
加圧加熱ツール１１がツール保護シート１０に近接または接し、加熱することによって閉空間１４が、加圧加熱ツール１１からの熱で暖められて膨張していく。【００６８】
図６（ｃ）では、加圧加熱ツール１１がさらに下降し、ツール保護シート１０を加熱することで、閉空間１４がさらに熱膨張していく。シート固定治具９でツール保護シート１０はクランプ固定され、かつ、加圧加熱ツール１１で半導体チップ１のバンプ２の高さを所望の値に近づけていく。【００６９】
加圧加熱ツール１１とシート固定治具９と配線基板６とで取り囲まれた空間に閉空間１４が膨張することで加圧フィルム１０ｂが膨らみ、半導体チップ１の端からはみ出ているフィレット部１９となる絶縁性樹脂膜５を側面方向から圧力をかけながら硬化を進め、また、半導体チップ１の下の絶縁性樹脂膜５が加圧加熱されている時の内圧を、加圧フィルム１０ｂによる外圧で抑制しながら、絶縁性樹脂膜５の硬化を進めていく。バンプ２の変形荷重は１バンプ当たり５０ｇ程度である。バンプ２のサイズによって、荷重をコントロールするが、この場合、信頼性を考慮して、バンプ高さは２５μｍｔとした。また、必要に応じて、加熱加圧ステージ８を加熱したり、冷却して、絶縁性樹脂膜５にかかる内圧をコントロールし、ボイドの発生を抑えてもよい。【００７０】
図６（ｄ）は絶縁性樹脂膜５が加圧フィルム１０ｂによる外圧で硬化した後、解除して得られたフリップチップ実装体である。【００７１】
このように、薄いツール保護シート１０を使って加圧加熱することで半導体チップ１と周辺に熱を容易に伝導でき、絶縁性樹脂膜５を硬化させることもでき、薄いツール保護シート１０により、加圧加熱ツール１１で半導体チップ１を上方から平行に均一に荷重を加えて加圧することができる。しかも、短リードタイムで硬化することができる。さらに、閉空間１４が気化膨張し膨らむことで加圧フィルム１０ｂが絶縁性樹脂膜５に押し当たりながら、外圧をかけながら硬化することができる。このことによって、ツール保護シート１０は薄いシートなのでゴムと異なり柔軟に曲がることができ、半導体チップ１の、周辺の絶縁性樹脂膜５のフィレット部１９を小さくすることができ、ボイド発生を抑えることができる。【００７２】
（実施の形態４）
図１と図７および図８は本発明の実施の形態４を示す。【００７３】
実施の形態１のフリップチップ実装方法では、図２Ａに示すようにツール保護シート１０のベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂとの間に液状の溶剤１２が密封もしくは、粘着剤に混合して形成されていたが、図７（ａ）に示すように、この実施の形態４のツール保護シート１０のベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂとの間には、溶剤１２に代わってベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂの間にＵＶ硬化型接着剤１５が形成されている。ベースフィルム１０ａにはＵＶカットする遮光性のフィルムを使用し、ツール保護シート１０は、使用部分のみが、ガイドから露出しているように構成されている。【００７４】
図７（ｂ）では、半導体チップ１の裏面と接する加圧フィルム１０ｂ側から、略半導体チップ１の裏面と接する部分にＵＶが入射しないように遮光マスク１６を配置した状態でＵＶ光１７を加圧フィルム１０ｂに照射する。これによって部分的にＵＶ硬化型接着剤１５が硬化して、その部分の接着力が低下してベースフィルム１０ａから加圧フィルム１０ｂが剥離し易くなる。【００７５】
図７（ｃ）では、シート固定治具９の加圧フィルム１０ｂ側に当たるローラー２７を内側に回転させて加圧フィルム１０ｂを巻き寄せることでベースフィルム１０ａから加圧フィルム１０ｂを部分的に剥離させ、ツール保護シートの中央部に向かってフィルム弛みを持たせる。なお、加圧フィルム１０ｂはＵＶ硬化型接着剤が剥離しやすくするために、光透過性のフィルムにすることが好ましい。なお、シート固定治具のフィルム剥離動作で閉空間が容易に形成されるように、ＵＶ硬化型接着剤の接着剤厚みや接着力を選定、コントロールしてもいい。【００７６】
図８（ａ）では、図１（ｃ）に示した加工品を加圧加熱ステージ８に搬送し、配線基板裏面を加圧加熱ステージ８に吸着させる。半導体チップ１の上方に、図７（ｃ）で示したＵＶ硬化型接着剤１５が剥離し閉空間１４が形成されたツール保護シート１０を配設し、さらにそのツール保護シート１０の上方に加圧加熱ツール１１を配設する。【００７７】
図８（ｂ）では、ツール保護シート１０を半導体チップ１に接するようにシート固定治具９でクランプしながら降下させると同時に、加圧加熱ツール１１でツール保護シート１０を半導体チップ１に押し当て挟みながら、半導体チップ１を加圧加熱していく。加圧フィルム１０ｂの弛みは半導体チップ１の周辺に膨らみとなって形成される。加圧加熱ツール１１で荷重を加えることによって、バンプ２すべてが絶縁性樹脂膜５を突き破り、配線基板６の端子電極４に接触しながら変形していく。【００７８】
なお、ツール保護シート１０はシート固定治具９で配線基板６の近くまで傾斜して配置されている。この時、加圧加熱ツール１１の外周に突部２５を設け、半導体チップ１の周辺のフィレット部１９となる絶縁性樹脂膜５の側に傾斜した傾斜２６を設けたほうが好ましい。傾斜２６をつけることによって、加圧加熱ツール１１の熱を、より早く、ツール保護シート１０に熱を伝達することができる。【００７９】
加圧加熱ツール１１がツール保護シート１０に近接または接し、加熱することによって、ベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂとの間の閉空間１４が、加圧加熱ツール１１からの熱で暖められて膨張していく。【００８０】
図８（ｃ）では、加圧加熱ツール１１がさらに下降し、ツール保護シート１０を加熱することで、ベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂの間の閉空間１４がさらに熱膨張していく。シート固定治具９でツール保護シート１０はクランプ固定され、かつ、加圧加熱ツール１１で半導体チップ１のバンプ２の高さを所望の値に近づけていく。加圧加熱ツール１１とシート固定治具９と配線基板６とで取り囲まれた空間に閉空間１４が膨張することで加圧フィルム１０ｂが膨らみ、半導体チップ１の端からはみ出ているフィレット部１９となる絶縁性樹脂膜５を側面方向から圧力をかけながら硬化を進め、また、半導体チップ１の下の絶縁性樹脂膜５が加圧加熱されている時の内圧を、加圧フィルム１０ｂによる外圧で抑制しながら、絶縁性樹脂膜５の硬化を進めていく。バンプ２の変形荷重は１バンプ当たり５０ｇ程度である。バンプ２のサイズによって、荷重をコントロールするが、この場合、信頼性を考慮してバンプ高さは２５μｍｔとした。また、必要に応じて、加熱加圧ステージ８を加熱したり、冷却して絶縁性樹脂膜５にかかる内圧をコントロールし、ボイドの発生を抑えてもよい。【００８１】
図８（ｄ）は、絶縁性樹脂膜５が加圧フィルム１０ｂによる外圧で硬化した後、解除して得られたフリップチップ実装体である。【００８２】
なお、ここでは図７（ｂ）を実行してＵＶ光１７をツール保護シート１０に照射し、その後に図１（ｃ）に示した加工品を加圧加熱ステージ８に搬送して加圧加熱ステージ８に吸着させたが、加工品を加圧加熱ステージ８に搬送して加圧加熱ステージ８に吸着させる工程とツール保護シート１０へのＵＶ光１７の照射処理とを並行して実行することによって製造タクトを短縮できる。【００８３】
このように、薄いツール保護シート１０を使って加圧加熱することで半導体チップ１と周辺に熱を容易に伝導でき、絶縁性樹脂膜５を硬化させることもでき、薄いツール保護シート１０により、加圧加熱ツール１１で半導体チップ１を上方から平行に均一に荷重を加えて加圧することができる。しかも、短いリードタイムで硬化することができる。さらに、閉空間１４が気化膨張し膨らむことで加圧フィルム１０ｂが絶縁性樹脂膜５に押し当たりながら、外圧をかけながら硬化することができる。このことによって、ツール保護シート１０は薄いシートなのでゴムと異なり柔軟に曲がることができ、半導体チップ１の周辺の絶縁性樹脂膜５のフィレット部１９を小さくすることができ、ボイド発生を抑えることができる。【００８４】
（実施の形態５）
図１と図９，図１０，図１１Ａ，図１１Ｂ，図１２Ａ，図１２Ｂ，図１３は本発明の実施の形態５を示す。【００８５】
実施の形態４ではツール保護シート１０がベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂの２層フィルム構造で、ベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂの間にＵＶ硬化型接着剤１５が形成されており、ベースフィルム１０ａが遮光性のフィルム、加圧フィルム１０ｂがＵＶ透過性のフィルムであったが、図９と図１０（ａ）（ｂ）に示す実施の形態５のツール保護シート１０は、ベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂとシールドフィルム１８との３層フィルム構造であって、ベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂの間にＵＶ硬化型接着剤１５が形成されており、加圧フィルム１０ｂの外面には個片化したシールドフィルム１８が弱粘着層２４で接着されている。シールドフィルム１８は、工程中の最大温度に耐える例えばポリイミドのような耐熱性樹脂フィルムにアルミニウム等の金属を蒸着したものでもよい。ベースフィルム１０ａはＵＶ透過性のフィルムで構成されている。このようなツール保護シート１０がシート固定治具９で保持されている。図１０（ａ）はツール保護シート１０をベースフィルム１０ａの側から見た平面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の側面図である。【００８６】
図９では、ツール保護シート１０のベースフィルム１０ａ側の半導体チップ１を略加熱加圧する部分に遮光マスク１６を配設し、ベースフィルム１０側からＵＶ光１７を照射して、ベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂとの接着が低下するようにしておく。加圧フィルム１０ｂは光に当たらないように、加圧フィルム１０ｂ側にＵＶカットする遮光性のフィルムを使用してもよい。ツール保護シート１０は、熱加圧に使用部分のみ、シート固定治具に供給するガイド（図示せず）から露出しているように装置構成がされている。【００８７】
図１１Ａでは、図１（ｃ）に示した加工品を加圧加熱ステージ８に搬送し、配線基板裏面を加圧加熱ステージ８に吸着させる。半導体チップ１の上方に、図９で示したシールドフィルム１８を含むツール保護シート１０を位置合わせして配設する。【００８８】
次に、ツール保護シート１０のうち、加圧フィルム１０ｂの側をシート固定治具９で剥離させ、加圧フィルム１０ｂにたわみを持たせる。具体的には、ＵＶ光１７の照射により接着力が低下したベースフィルム１０ａから加圧フィルム１０ｂが剥離しやすくなっており、シート固定治具９のローラ２７を半導体チップ１の側へ回転させることで剥離させて加圧フィルムを巻き寄せることでツール保護シート１０の中央部に向かってフィルム弛みを作る。シート固定治具９のフィルム剥離動作で閉空間が容易に形成されるように、ＵＶ硬化型接着剤の厚みや接着力を選定、コントロールしてもよい。【００８９】
加圧フィルム１０ｂの剥離は、半導体チップ１に加圧フィルム１０ｂが接し始めて０．１秒程度のちに加圧が安定に印加されてから、シート固定治具９のローラ２７を回転させることによって行なった。図１１Ｂは図１１Ａの平面図を示す。この実施の形態ではシート固定治具９のローラ２７は、半導体チップ１の外周を取り巻くように４個配置されている。この点は実施の形態４におけるシート固定治具９のローラ２７も同じである。【００９０】
次いで図１２Ａでは、ツール保護シート１０を半導体チップ１に接するようにシート固定治具９でクランプしながら降下させると同時に、加圧加熱ツール１１でツール保護シート１０を半導体チップ１に押し当て挟みながら、半導体チップ１を加圧加熱していく。加圧フィルム１０ｂの弛みは半導体チップ１の周辺に膨らみとなって形成される。【００９１】
加圧加熱ツール１１で荷重を加えることによって、バンプ２すべてが絶縁性樹脂膜５を突き破り、配線基板６の端子電極４に接触しながら変形していく。なお、ツール保護シート１０はシート固定治具９で配線基板６の近くまで傾斜して配置されている。【００９２】
この時、加圧加熱ツール１１の外周は図１２Ａのように半導体チップ１の周辺のフィレット部１９となる絶縁性樹脂膜５の側に傾斜していたほうが好ましい。傾斜２６をつけることによって、加圧加熱ツール１１の熱をより早くツール保護シート１０に伝達できる。【００９３】
加圧加熱ツール１１がツール保護シート１０に近接または接し、加熱することによって、ベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂとの間の閉空間１４が、加圧加熱ツール１１からの熱で暖められて膨張していき、シールドフィルム１８をフィレット部１９に押し当たり密着していく。【００９４】
さらに、加圧フィルム１０ｂの弛みである閉空間１４がさらに熱膨張することで、加圧加熱ツール１１とシート固定治具９と配線基板６とで取り囲まれた空間に加圧フィルム１０ｂが膨らみ、半導体チップ１の端からはみ出ている絶縁性樹脂膜５を側面方向から半導体チップ１のフィレット部１９をシールドフィルム１８で圧力をかけて押し当てながら形成し、半導体チップ１の下の絶縁性樹脂膜５が加圧加熱されている状態の内圧を、加圧フィルムによる外圧で抑制しながら、絶縁性樹脂膜５を硬化していく。図１２Ｂは図１２Ａの平面図である。【００９５】
図１３（ａ）では、加圧加熱ツール１１がさらに下降し、ツール保護シート１０を加熱することで、ベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂの間の閉空間１４がさらに熱膨張していく。シート固定治具９でツール保護シート１０はクランプ固定され、かつ、加圧加熱ツール１１で半導体チップ１のバンプ２の高さを所望の値に近づけていく。加圧加熱ツール１１とシート固定治具９と配線基板６とで取り囲まれた空間に閉空間１４が膨張することで加圧フィルム１０ｂが膨らむことで、シールドフィルム１８が半導体チップ１の端からはみ出ているフィレット部１９に押し当たり絶縁性樹脂膜５に一部埋め込まれるように側面方向から圧力をかけながら押さえ密着していく。半導体チップ１の下の絶縁性樹脂膜５が加圧加熱されている時の内圧を、加圧フィルム１０ｂによる外圧で抑制しながら、絶縁性樹脂膜５の硬化が行われる。バンプ２の変形荷重は１バンプ当たり５０ｇ程度である。バンプ２のサイズによって、荷重をコントロールするが、この場合、信頼性を考慮して、バンプ高さは２５μｍｔとした。また、必要に応じて、加熱加圧ステージ８を加熱したり、冷却して、絶縁性樹脂膜５にかかる内圧をコントロールし、ボイドの発生を抑えてもよい。【００９６】
図１３（ｂ）は、絶縁性樹脂膜５が加圧フィルム１０ｂによる外圧で硬化し、解除して得られた半導体チップがシールドフィルム１８で覆われたフリップチップ実装体を示す断面図である。図１３（ｃ）は図１３（ｂ）の平面図である。【００９７】
このように、薄いツール保護シート１０を使って加圧加熱することで半導体チップ１と周辺に熱を容易に伝導でき、絶縁性樹脂膜５を硬化させることもでき、薄いツール保護シート１０により、加圧加熱ツール１１で半導体チップ１を上方から平行に均一に荷重を加えて加圧することができる。しかも、短いリードタイムで硬化することができる。さらに、閉空間１４が気化膨張し膨らむことで加圧フィルム１０ｂが絶縁性樹脂膜５に押し当たりながら、外圧をかけながら硬化することができる。このことによって、ツール保護シート１０は薄いシートなのでゴムと異なり柔軟に曲がることができ、半導体チップ１の、周辺の絶縁性樹脂膜５のフィレット部１９を小さくすることができ、ボイド発生を抑えることができる。【００９８】
シールドフィルム１８が金属被膜付きであれば、電磁波等を遮断でき、樹脂であれば、半導体チップ上面、側面を含めて、外力や悪環境に対して、信頼性の高いフリップチップ実装構造体とすることができる。【００９９】
ベースフィルム１０ａとしては、耐熱性を有するフィルムが望ましい。例えば、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、フッ素樹脂等である。加圧フィルム１０ｂとしては、こちらも耐熱性（ＮＣＦ硬化温度以上）を有するフィルムが望ましい。例えば、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、フッ素樹脂等である。ベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂの厚みは５〜１０μｍ程度のものを使用した。【０１００】
シールドフィルム１８としては、絶縁性の金属の薄板フィルムもしくは、導電性の金属の薄板フィルムに絶縁被覆処理したものでもよい。さらに、電気的にシールドする以外では、信頼性用途によって、絶縁性、耐熱性、低吸水率、ガスバリア性の樹脂フィルムでもよい。この樹脂フィルムを用いることによって、半導体チップ１と絶縁性樹脂膜５との密着以外に、熱や応力による機械的、耐湿性の信頼性を向上させることが可能となる。【０１０１】
この実施の形態５では図１１Ａにおいて加圧フィルム１０ｂを部分的に剥離したが、加工品を加圧加熱ステージ８に搬送して加圧加熱ステージ８に吸着させる工程前の工程で行われるようにすると、工程タクトの短縮になるので好ましい。【０１０２】
この実施の形態５ではベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂの間にＵＶ硬化型接着剤１５を設けたが、ＵＶ硬化型接着剤１５に代わって微粘着型接着剤を設けて実施することもできる。【０１０３】
この実施の形態５ではシールドフィルム１８を加圧フィルム１０ｂに弱粘着層２４で接着したが、シールドフィルム１８を加圧フィルム１０ｂに静電気によって密着させて実施することもできる。【０１０４】
上記の各実施の形態において、閉空間が形成される工程では、そこに封入されていた材料を熱膨張させるだけであったが、そこに封入されていた材料を熱膨張させるとともに、強制的に、気体を注射することで、閉空間のサイズと成長をコントロールしてもよい。【０１０５】
上記の実施の形態５においては、ツール保護シート１０の側にシールドフィルム１８を付けておき、このシールドフィルム１８を半導体チップ１に移動させた。仕上がり形状が実施の形態５によく似たものは、シールドフィルム１８を微粘着性樹脂を介して半導体チップ１の上に貼り付けてから、この半導体チップ１を実施の形態１〜実施の形態４のようにツール保護シート１０で熱加圧することによっても実現できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、多層回路基板に半導体素子がフリップチップ実装された小型薄型の半導体装置等に利用できる。
【図１】
2009128206.tif 000003
【図２Ａ】
2009128206.tif 000004
【図２Ｂ】
2009128206.tif 000005
【図３】
2009128206.tif 000006
【図４】
2009128206.tif 000007
【図５】
2009128206.tif 000008
【図６】
2009128206.tif 000009
【図７】
2009128206.tif 000010
【図８】
2009128206.tif 000011
【図９】
2009128206.tif 000012
【図１０】
2009128206.tif 000013
【図１１Ａ】
2009128206.tif 000014
【図１１Ｂ】
2009128206.tif 000015
【図１２Ａ】
2009128206.tif 000016
【図１２Ｂ】
2009128206.tif 000017
【図１３】
2009128206.tif 000018
【図１４】
2009128206.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成22年9月7日(2010.9.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性のアンダーフィル樹脂を半導体チップと配線基板の間に介在させて半導体チップを配線基板にフリップチップ実装するに際し、
前記配線基板と前記半導体チップの間に熱硬化性のアンダーフィル樹脂を挟んで位置決め配設された前記半導体チップを、少なくともベースフィルムと加圧フィルムの２層フィルム構造からなるツール保護シートの上から加圧加熱し、前記半導体チップ下の前記アンダーフィル樹脂を硬化させながら、前記半導体チップの直上の加圧部以外の前記ツール保護シートから前記加圧フィルムを分離させ、前記分離した加圧フィルムが前記半導体チップの周囲の前記アンダーフィル樹脂に膨らみながら当接し加圧加熱しながら硬化させて、前記配線基板に前記半導体チップを固定させる
フリップチップ実装方法。
【請求項２】
前記ツール保護シートは、ベースフィルムと加圧フィルムの間に、固体、液体、気体の少なくともひとつ以上を密封してなる
請求項１に記載のフリップチップ実装方法。
【請求項３】
熱硬化性のアンダーフィル樹脂を半導体チップと配線基板の間に介在させて半導体チップを配線基板にフリップチップ実装するに際し、
前記配線基板と前記半導体チップの間に熱硬化性のアンダーフィル樹脂を挟んで位置決め配設された前記半導体チップを、ベースフィルムと加圧フィルムと前記加圧フィルムに貼り付けられたシールドフィルムの３層フィルム構造からなるツール保護シートの上から加圧加熱し、前記半導体チップ下の前記アンダーフィル樹脂を硬化させながら、前記半導体チップの直上の加圧部以外の前記ツール保護シートから前記加圧フィルムを分離させ、前記分離した加圧フィルムが前記シールドフィルムを介して前記半導体チップの周囲の前記アンダーフィル樹脂に膨らみながら当接し加圧加熱しながら硬化させて、前記配線基板に前記半導体チップを固定させるとともに、前記シールドフィルムを前記半導体チップの側に接着する
フリップチップ実装方法。
【請求項４】
前記ツール保護シートは、ベースフィルムと加圧フィルムの間に、固体、液体、気体の少なくともひとつ以上を密封してなる
請求項３に記載のフリップチップ実装方法。
【請求項５】
少なくともベースフィルムと加圧フィルムの２層フィルム構造からなり、加熱すると加圧されていない部分の前記加圧フィルムが前記ベースフィルムから分離して膨らむように構成した
ツール保護シート。
【請求項６】
前記ベースフィルムと加圧フィルムの間に、固体、液体、気体の少なくともひとつ以上を密封してなる
請求項５に記載のツール保護シート。
【請求項７】
少なくともベースフィルムと加圧フィルムと前記加圧フィルムに貼り付けられたシールドフィルムの３層フィルム構造からなり、加熱すると加圧されていない部分の前記加圧フィルムが前記ベースフィルムから分離して膨らむように構成した
ツール保護シート。
【請求項８】
前記ベースフィルムと加圧フィルムの間に、固体、液体、気体の少なくともひとつ以上を密封してなる
請求項７に記載のツール保護シート。
【請求項９】
熱硬化性のアンダーフィル樹脂を半導体チップと配線基板の間に介在させて半導体チップを配線基板にフリップチップ実装するフリップチップ実装装置であって、
少なくともベースフィルムと加圧フィルムの２層フィルム構造または少なくともベースフィルムと加圧フィルムと前記加圧フィルムに貼り付けられたシールドフィルムの３層フィルム構造のツール保護シートを保持して前記配線基板と前記半導体チップの間に熱硬化性のアンダーフィル樹脂を挟んで位置決め配設された前記半導体チップとその周囲に被せるシート固定治具と、
前記半導体チップを前記配線基板に加熱しながら押圧するとともに、前記シート固定治具の内周部と前記半導体チップの外周部分の間の前記ツール保護シートを、前記熱硬化性のアンダーフィル樹脂の外周部分に押圧する突部が形成された加圧加熱ツールと
を設けた
フリップチップ実装装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フリップチップ実装方法とフリップチップ実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型薄型化の要求により、裸（ベア）の半導体チップを配線基板上に直接に実装（ベアチップ実装）した半導体装置が要求されている。特に、半導体チップの回路面を配線基板上に向き合わさるようにひっくり返して実装（フリップチップ実装）された半導体装置が要求されている。
【０００３】
従来、フリップチップタイプの半導体装置は、配線基板に金属バンプ電極などの内部接続端子を備えた半導体チップをフリップチップ接続により搭載することにより構成されている。
【０００４】
配線基板は、その両面に配線パターンが形成されており、両者は配線基板に形成されたビア（貫通孔）などを介して電気的に接続されている。配線パターンの一方には半導体素子の内部接続端子が接続され、他方には半田ボールなどの外部接続端子が接続されている。半導体素子と配線基板の間であって半導体素子の内部接続端子が配線パターンに接続されている領域には、エポキシ樹脂などからなる熱硬化性樹脂が充填されて内部接続端子を保護している。
【０００５】
図１４（ａ）に示すように、基台１００の上に配線基板１０１をセットし、この配線基板１０１に半導体チップ１０２を実装する場合、半導体チップ１０２の上に異方導電性接着フィルム１０３を貼り付け、半導体チップ１０２をフリップチップ状態で位置決め配設する。熱圧着ヘッド１０４の内側には、圧着部１０５としてゴム硬度が４０以上８０以下のエラストマーがセットされている。
【０００６】
次に、図１４（ｂ）に示すように、熱圧着ヘッド１０４によって圧着部１０５を介して半導体チップ１０２の頂部とその側部を加熱加圧することで、異方導電性接着フィルム１０３を所定の圧力差をもって加圧硬化することができる。つまり、配線基板１０１と半導体チップ１０２接続部分に対して十分な圧力を加えることができるとともに、半導体チップ１０２の周囲のフィレット部に対してもボイドの生じないように加圧できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３２９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、半導体チップ１０２をエラストマーの圧着部１０５を介して熱圧着ヘッド１０４によって加熱加圧するために、熱圧着ヘッド１０４からの熱伝導が悪く温度上昇に時間がかかるため、半導体チップ１０２と配線基板１０１との間の異方導電性接着フィルム１０３の硬化にはさらに時間がかかってしまい、生産リードタイムが長くかかってしまう。
【０００９】
一方で、圧着部１０５のエラストマーの温度を事前に上げておくためには、熱圧着ヘッド１０４をかなり高温状態で維持しておかなくてはならない。前記エラストマーの耐熱性、温度バラツキにより厚みがばらついてしまい、異方導電性接着フィルム１０３の硬化が不均一になってしまう。
【００１０】
また、熱圧着ヘッド１０４と半導体チップ１０２とを面平行に加圧することが困難で、荷重により半導体チップ１０２のバンプ高さを均一に制御することが困難になる。しかも、半導体チップ１０２が多ピンである場合は、前記荷重の制御によってバンプ高さを制御することが、ますます困難になってしまう。
【００１１】
本発明は、半導体チップのバンプ高さバラツキが少なく、半導体チップと配線基板との間のアンダーフィル樹脂に外圧をかけながら短時間硬化でき、短いリードタイムで生産性の高い、フリップチップ実装方法とフリップチップ実装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】
【００１２】
本発明の請求項１記載のフリップチップ実装方法は、熱硬化性のアンダーフィル樹脂を半導体チップと配線基板の間に介在させて半導体チップを配線基板にフリップチップ実装するに際し、前記配線基板と前記半導体チップの間に熱硬化性のアンダーフィル樹脂を挟んで位置決め配設された前記半導体チップを、少なくともベースフィルムと加圧フィルムの２層フィルム構造からなるツール保護シートの上から加圧加熱し、前記半導体チップ下の前記アンダーフィル樹脂を硬化させながら、前記半導体チップの直上の加圧部以外の前記ツール保護シートから前記加圧フィルムを分離させ、前記分離した加圧フィルムが前記半導体チップの周囲の前記アンダーフィル樹脂に膨らみながら当接し加圧加熱しながら硬化させて、前記配線基板に前記半導体チップを固定させることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項２記載のフリップチップ実装方法は、請求項１において、前記ツール保護シートは、ベースフィルムと加圧フィルムの間に、固体、液体、気体の少なくともひとつ以上を密封してなることを特徴とする。なお、固体は発泡体材料で、例えば、エーテル系樹脂、エステル系ウレタン樹脂や熱膨張性カプセルを粘着剤（アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、シリコーン粘着剤）と合わさった混合樹脂、リバアルファのようなものが好ましい。液体は、揮発性膨張材料の例えば、エタノールやＩＰＡのような低沸点の溶剤が好ましい。気体は、例えば空気（エアー、ドライエアー）や窒素等の不活性ガス、水素等、加熱時に膨張しやすい気体が好ましい。
【００１４】
本発明の請求項３記載のフリップチップ実装方法は、熱硬化性のアンダーフィル樹脂を半導体チップと配線基板の間に介在させて半導体チップを配線基板にフリップチップ実装するに際し、前記配線基板と前記半導体チップの間に熱硬化性のアンダーフィル樹脂を挟んで位置決め配設された前記半導体チップを、ベースフィルムと加圧フィルムと前記加圧フィルムに貼り付けられたシールドフィルムの３層フィルム構造からなるツール保護シートの上から加圧加熱し、前記半導体チップ下の前記アンダーフィル樹脂を硬化させながら、前記半導体チップの直上の加圧部以外の前記ツール保護シートから前記加圧フィルムを分離させ、前記分離した加圧フィルムが前記シールドフィルムを介して前記半導体チップの周囲の前記アンダーフィル樹脂に膨らみながら当接し加圧加熱しながら硬化させて、前記配線基板に前記半導体チップを固定させるとともに、前記シールドフィルムを前記半導体チップの側に接着することを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項４記載のフリップチップ実装方法は、請求項３において、前記ツール保護シートは、ベースフィルムと加圧フィルムの間に、固体、液体、気体の少なくともひとつ以上を密封してなることを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項５に記載のツール保護シートは、少なくともベースフィルムと加圧フィルムの２層フィルム構造からなり、加熱すると加圧されていない部分の前記加圧フィルムが前記ベースフィルムから分離して膨らむように構成したことを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項６記載のツール保護シートは、請求項５において、前記ベースフィルムと加圧フィルムの間に、固体、液体、気体の少なくともひとつ以上を密封してなることを特徴とする。
【００１８】
本発明の請求項７記載のツール保護シートは、少なくともベースフィルムと加圧フィルムと前記加圧フィルムに貼り付けられたシールドフィルムの３層フィルム構造からなり、加熱すると加圧されていない部分の前記加圧フィルムが前記ベースフィルムから分離して膨らむように構成したことを特徴とする。
【００１９】
本発明の請求項８記載のツール保護シートは、請求項７において、前記ベースフィルムと加圧フィルムの間に、固体、液体、気体の少なくともひとつ以上を密封してなることを特徴とする。
【００２０】
本発明の請求項９記載のフリップチップ実装装置は、熱硬化性のアンダーフィル樹脂を半導体チップと配線基板の間に介在させて半導体チップを配線基板にフリップチップ実装するフリップチップ実装装置であって、少なくともベースフィルムと加圧フィルムの２層フィルム構造または少なくともベースフィルムと加圧フィルムと前記加圧フィルムに貼り付けられたシールドフィルムの３層フィルム構造のツール保護シートを保持して前記配線基板と前記半導体チップの間に熱硬化性のアンダーフィル樹脂を挟んで位置決め配設された前記半導体チップとその周囲に被せるシート固定治具と、前記半導体チップを前記配線基板に加熱しながら押圧するとともに、前記シート固定治具の内周部と前記半導体チップの外周部分の間の前記ツール保護シートを、前記熱硬化性のアンダーフィル樹脂の外周部分に押圧する突部が形成された加圧加熱ツールとを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
この構成によると、２層フィルム構造または３層フィルム構造のツール保護シートを介して半導体チップを加熱加圧して、前記半導体チップ下の前記アンダーフィル樹脂を硬化させながら、半導体チップの直上の加圧部以外の前記ツール保護シートから前記加圧フィルムを分離させ、前記分離した加圧フィルムが前記半導体チップの周囲の前記アンダーフィル樹脂に膨らみながら当接し加圧加熱しながら硬化させるため、短リードタイムで生産性の高い、高信頼性の半導体装置を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のフリップチップ実装方法の実施の形態１の前工程図
【図２Ａ】同実施の形態の後工程の最初の断面図
【図２Ｂ】同実施の形態の後工程の最初の一部切り欠き平面図
【図３】同実施の形態の後工程の工程図
【図４】本発明のフリップチップ実装方法の実施の形態２の後工程図
【図５】本発明のフリップチップ実装方法の実施の形態３で使用するツール保護シートの平面図と断面図
【図６】同実施の形態の後工程の工程図
【図７】本発明のフリップチップ実装方法の実施の形態４で使用するツール保護シートの断面図
【図８】同実施の形態の後工程の工程図
【図９】本発明のフリップチップ実装方法の実施の形態５で使用するツール保護シートの断面図
【図１０】同実施の形態で使用するツール保護シートの平面図とその側面図
【図１１Ａ】同実施の形態の後工程の最初の断面図
【図１１Ｂ】同実施の形態の後工程の最初の平面図
【図１２Ａ】同実施の形態の後工程の工程図
【図１２Ｂ】同実施の形態の後工程の工程図
【図１３】同実施の形態の後工程の工程図
【図１４】従来例の実装方法の工程図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明のフリップチップ実装方法を具体的な各実施の形態に基づいて説明する。
【００２４】
（実施の形態１）
図１，図２Ａ，図２Ｂ，図３は本発明の実施の形態１を示す。
【００２５】
この実施の形態１のフリップチップ実装方法は、ツール保護シートを使用した実装方法で、配線基板に対して半導体チップを位置決めする図１（ａ）〜（ｃ）に示す前工程と、前工程に次いで実施されツール保護シートを介して半導体チップを押圧する図２Ａ，図２Ｂと図３（ａ）〜（ｅ）に示す後工程とで構成されている。
【００２６】
図１（ａ）に示すように、半導体チップ１の電極パッド３上にバンプ２が設けられている。バンプ２は公知のワイヤーボンディング法によりスタッドバンプや引きちぎりバンプが形成されてもよいし、めっき法、印刷法により形成されてもよい。バンプ２は主に金、銅、パラジウム、ニッケル、錫、アルミニウム、半田等の少なくとも１種類から形成されている。また、バンプ２を形成するためのワイヤーには微量元素を添加、含有してもよい。この場合のバンプ高さは約５０μｍとした。
【００２７】
配線基板６はガラスエポキシ基板（アラミド基板、シリコン基板、シリコンインターポーザでもよい）で、厚みが０．２〜０．４ｍｍ、端子電極は銅（ニッケル＋Ａｕメッキしてもよい）であり、半導体チップ１の厚みは０．１５〜０．２ｍｍを使用した。絶縁性樹脂膜５の樹脂はエポキシ樹脂、１８０℃で硬化するものを用いた。配線基板６の端子電極４上には半導体チップ１よりも必要に応じて若干大きな寸法にてカットされたアンダーフィル樹脂としての絶縁性樹脂膜５を貼り付けている。
【００２８】
次に、半導体チップ搭載位置決め装置７により半導体チップ１をツールで吸着し、図１（ｂ）に示すように配線基板６上の端子電極４の所望の位置に、認識マーク等で位置決めし、半導体チップ１のバンプ２は各相対応する端子電極４上に重なり合うように搭載される。この時点で、バンプ２は絶縁性樹脂膜５に突き刺さった状態である。一部のバンプ２は絶縁性樹脂膜５を貫通し、端子電極４に当たって変形している。位置決め荷重は、１バンプ当たり１０ｇ程度である。半導体チップ搭載位置決め装置７は内蔵するヒータにより加熱してもよいが樹脂を１００％硬化させてはいけない。半導体チップ搭載位置決め装置７は半導体チップ１を搭載した後に離脱して、図１（ｃ）に示すものができる。
【００２９】
なお、図１（ａ）において、絶縁性樹脂膜５は、配線基板６の上に粘着して貼り付けられるように、あらかじめ、５０℃程度の温度で配線基板６を加熱しておいてもよいし、貼り付け装置のツール（図示せず）が加熱されるようになっていてもよい。貼り付け荷重は、５〜１０ｋｇｆ／ｃｍ２。この絶縁性樹脂膜５の厚みは５０μｍのものを使用した。絶縁性樹脂膜５が保護用セパレータ（図示せず）と２層になっていれば、それを剥がす。絶縁性樹脂膜５の絶縁性樹脂は、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド、また、絶縁性熱可塑性樹脂では、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリカーボネイト、変性ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）、または、これら、絶縁性熱硬化性樹脂と絶縁性熱可塑性樹脂を混合したものなどが使用できる。無機フィラー量は５０ｗｔ％のものを使用した。フィラー量は半導体チップ１と配線基板６との熱膨張、反りにより発生する応力から決定する。また、吸湿リフロー試験や湿中バイアス試験等による耐湿密着性による信頼性で決定する。また、絶縁性樹脂膜５は、リフロー耐熱性（２６５℃１０秒間）を有することが好ましい。
【００３０】
図２Ａでは、図１（ｃ）に示した加工品を加圧加熱ステージ８に搬送し、配線基板６の裏面を加圧加熱ステージ８に吸着させる。そして、半導体チップ１の上方に、２層フィルム構造からなるツール保護シート１０を配設し、さらにそのツール保護シート１０の上方に加圧加熱ツール１１を配設する。９はツール保護シート１０を保持するシート固定治具である。
【００３１】
ツール保護シート１０の加圧加熱ツール１１側は、ベースシート１０ａで、耐熱性を有するフィルムが望ましい。ベースフィルム１０ａの材質は、例えば、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、フッ素樹脂等の耐熱性フィルムが好ましい。ベースフィルム１０ａの厚みは５〜１０μｍ程度のものを使用した。ツール保護シート１０の半導体チップ１側は加圧フィルム１０ｂで、こちらも耐熱性（ＮＣＦ硬化温度）を有するフィルムが望ましい。加圧フィルム１０ｂの材質は、例えば、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、フッ素樹脂等である。加圧フィルム１０ｂの厚みは５〜１０μｍ程度のものを使用した。
【００３２】
ベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂとの間には、液体としての溶剤１２が密封されている。溶剤１２は、揮発性膨張材料の例えば、エタノールやＩＰＡのような低沸点の溶剤が膨張しやすいので好ましい。
【００３３】
加圧加熱ツール１１は、半導体チップ１を配線基板６に加熱しながら押圧するとともに、シート固定治具９の内周部と半導体チップ１の外周部分の間のツール保護シート１０を、前記熱硬化性の絶縁性樹脂膜５の外周部分に押圧する突部２５が形成されており、ツール保護シート１０を介して半導体チップ１に熱を伝え、さらに、絶縁性樹脂膜５の硬化温度１８０℃になるようにするため、２１０℃に設定した。今回は、コンスタントヒートタイプを使用したが、セラミック高速昇温タイプのものを使用してもよい。図２Ｂは、加圧加熱ツール１１側から見た平面図である。シート固定治具９でツール保護シート１０をクランプ固定している。
【００３４】
このように加圧加熱ツール１１の外周に環状に突部２５を形成したので、加圧加熱ツール１１の熱を、より早く、ツール保護シート１０に伝達できる。
【００３５】
次に図３（ａ）では、ツール保護シート１０を半導体チップ１に接するようにシート固定治具９で降下させると同時に、加圧加熱ツール１１でツール保護シート１０を半導体チップ１に押し当て挟みながら、半導体チップ１を加圧加熱していく。
【００３６】
図３（ｂ）では、加圧加熱ツール１１で荷重を加えることによって、バンプ２すべてが絶縁性樹脂膜５を突き破り、配線基板６の端子電極４に接触しながら変形していく。なお、シート固定治具９によって保持されて半導体チップ１に押し付けられたツール保護シート１０のシート固定治具９の内側と半導体チップ１の外周部の間の部分は、配線基板６の近くまで傾斜している。
【００３７】
図３（ｃ）では、ツール保護シート１０のうち、ベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂとの間の溶剤１２が、加圧加熱ツール１１からの熱で暖められて気化膨張していく。
【００３８】
図３（ｄ）では、ベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂの間の溶剤１２がさらに膨張していく。かつ、加圧加熱ツール１１で半導体チップ１のバンプ２の高さを所望の値に近づいていく。加圧加熱ツール１１とシート固定治具９と配線基板６とで取り囲まれた空間に加圧フィルム１０ｂが膨らみ、半導体チップ１の端からはみ出ている絶縁性樹脂膜５を側面方向から半導体チップ１のフィレット部１９に圧力をかけながら押し付け、半導体チップ１の下の絶縁性樹脂膜５が加圧加熱されている状態の内圧を、加圧フィルム１０ｂによる外圧で抑制しながら絶縁性樹脂膜５を硬化していく。
【００３９】
このときの変形荷重は１バンプ当たり５０ｇ程度である。バンプ２のサイズによって荷重をコントロールするが、この場合、バンプ高さは２５μｍｔとした。また、必要に応じて、加熱加圧ステージ８を加熱したり、冷却して、絶縁性樹脂膜５にかかる内圧をコントロールし、ボイドの発生を抑えてもよい。
【００４０】
図３（ｅ）に、絶縁性樹脂膜５が加圧フィルム１０ｂによる外圧で硬化した後、加圧加熱ツール１１を解除して得られたフリップチップ実装体を示す。
【００４１】
このように、薄いツール保護シート１０を使って加圧加熱することで半導体チップ１と周辺に熱を容易に伝導でき、絶縁性樹脂膜５を硬化させることもでき、薄いツール保護シート１０により、加圧加熱ツール１１で半導体チップ１を平行に均一に荷重を加えて加圧し、短リードタイムで硬化することができる。さらに、溶剤１２が気化膨張し膨らむことで加圧フィルム１０ｂが絶縁性樹脂膜に押し当たりながら、外圧をかけながら硬化することができる。
【００４２】
また、ツール保護シート１０は薄いシートなのでゴムと異なり柔軟に曲がることができ、半導体チップ１の、周辺の絶縁性樹脂膜５のフィレット部１９を小さくすることができ、ボイド発生を抑えることができる。
【００４３】
なお、絶縁性樹脂膜５に代えて、異方性導電膜（ＡＣＦ）を用いてもよく、さらに異方性導電膜に含まれる導電粒子（図示せず）として、ニッケル粉に金メッキを施したものを用いることにより、端子電極４とバンプ２との間での接続抵抗値を低下せしめることができて良好な接続信頼性が得られる。さらに、導電粒子は樹脂ボールにニッケルや金メッキを施した粒子を使ってもよい。さらに、導電粒子は、半田等の微粒子を使用することによって、端子電極４とバンプ２との間での接触状態の接続から、合金状態の接続を得ることもでき、さらに接続信頼性を向上させることができる。
【００４４】
配線基板６としては、片面、両面あるいは多層板であり、半導体チップ１のバンプ２に対応した端子電極４が表面に形成されている。材質は、セラミックス基板、樹脂基板、樹脂フレキシート（ポリイミドフレキ等）、シリコンの基板でもよい。
【００４５】
絶縁性樹脂膜５はエポキシ樹脂のＢステージ（半固体）状態でフィルム状のものを貼り付けてもよい。ペースト状のものを塗布あるいは印刷によって形成してもよい。また、無機の（シリカ）フィラーを含んでいてもよい。フィラー量をコントロールすることにより、絶縁性樹脂膜５の貼り付け性や熱膨張や弾性率を変化させ、量産性と信頼性を得ることができる。今回は５０ｗｔ％とした。
【００４６】
なお、溶剤１２は、液状だけでなく粘着剤に混合して形成されていてもよい。
【００４７】
（実施の形態２）
図１と図４は本発明の実施の形態２を示す。
【００４８】
実施の形態１のフリップチップ実装方法では、図２Ａにおいてツール保護シート１０のベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂとの間に液状の溶剤１２が密封もしくは、粘着剤に混合して形成されていたが、この実施の形態２のツール保護シート１０のベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂとの間には、溶剤１２に代わって、図４（ａ）に示すように発泡体１３を含有している点が異なっている。その他は実施の形態１と同じである。
【００４９】
図１に次いで、図４（ａ）では、図１（ｃ）に示した加工品を加圧加熱ステージ８に搬送し、配線基板裏面を加圧加熱ステージ８に吸着させる。半導体チップ１の上方に、シート固定治具９によって保持されたツール保護シート１０を配置する。
【００５０】
ツール保護シート１０はベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂの２層フィルム構造となっており、ベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂとの間には、固体としての発泡体１３が形成されている。例えば、エーテル系樹脂、エステル系ウレタン樹脂や熱膨張性カプセルを粘着剤（アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、シリコーン粘着剤）と合わさった混合樹脂、リバアルファのようなものが好ましい。
【００５１】
発泡体１３は、加熱処理による熱膨張性微粒子の膨脹ないし発泡を介して表面粗さの増大による被着体との接着面積の減少効果、表面膨張による接着界面での剥離応力の発生効果などが発現し、被着体に対する接着力が低下ないし消失するような粒子が含まれていてもよい。熱膨張性カプセルは、バリア性の熱可塑性樹脂を共重合させた外殻に発泡剤を内包したマイクロカプセルで、加熱することにより外殻が軟化し発泡剤の気化圧力によって膨張するものである。例えば、株式会社クレハ製マイクロスフェアー等を挙げることができる。特許第２８９８４８０号公報などを参照。高温でガス状になる揮発性膨張剤をマイクロカプセル化した熱膨張性マイクロカプセルでもよい。
【００５２】
発泡体１３は、常温では接着力を有し低温で膨張剥離する熱剥離シート（具体的には、日東電工株式会社製のリバアルファ（Thermal Release Tape REVALPHA）等のようなもの）が好ましい。発泡体は液体でも半固体や固体であってもよい。
【００５３】
発泡体１３は粘着剤とあわさってベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂとに密着されていてもよいし、加圧フィルム１０ｂの側が剥離しやすく、ベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂとの間に気体の入った閉空間が形成されてもよい。アクリル系、ゴム系、シリコーン粘着剤と混合されていてもよい。
【００５４】
加圧加熱ツール１１は、ツール保護シート１０を介して半導体チップ１に熱を伝え、さらに、絶縁性樹脂膜５の硬化温度１８０℃になるようにするため、２１０℃に設定した。
【００５５】
次に図４（ｂ）では、ツール保護シート１０を半導体チップ１に接するようにシート固定治具９でクランプしながら降下させると同時に、加圧加熱ツール１１でツール保護シート１０を半導体チップ１に押し当て挟みながら、半導体チップ１を加圧加熱していく。
【００５６】
加圧加熱ツール１１で荷重を加えることによって、バンプ２すべてが絶縁性樹脂膜５を突き破り、配線基板６の端子電極４に接触しながら変形していく。なお、ツール保護シート１０はシート固定治具９で配線基板６の近くまで傾斜して配置されている。この時、加圧加熱ツール１１の外周は図４（ａ）のように半導体チップ１の周辺のフィレット部１９となる絶縁性樹脂膜５の側に傾斜していてもよい。傾斜２６をつけることによって、加圧加熱ツール１１の熱を、より早く、ツール保護シート１０に熱を伝達することができる。
【００５７】
加圧加熱ツール１１がツール保護シート１０に近接または接し、加熱することによって、発泡体１３が加圧加熱ツール１１からの熱で暖められて発泡膨張していく。
【００５８】
図４（ｃ）では、加圧加熱ツール１１がさらに下降し、ツール保護シート１０を加熱することで、発泡体１３がさらに膨張していく。シート固定治具９でツール保護シート１０はクランプ固定される。かつ、加圧加熱ツール１１で半導体チップ１のバンプ２の高さを所望の値に近づけていく。加圧加熱ツール１１とシート固定治具９と配線基板６とで取り囲まれた空間に発泡体１３が膨張することで加圧フィルム１０ｂが膨らみ、半導体チップ１の端からはみ出ているフィレット部１９となる絶縁性樹脂膜５を側面方向から圧力をかけながら硬化を進め、半導体チップ１の下の絶縁性樹脂膜５が加圧加熱されている時の内圧を、加圧フィルム１０ｂによる外圧で抑制しながら、絶縁性樹脂膜５の硬化を進めていく。バンプ２の変形荷重は１バンプ当たり５０ｇ程度である。バンプ２のサイズによって、荷重をコントロールするが、この場合、信頼性を考慮して、バンプ高さは２５μｍｔとした。また、必要に応じて、加熱加圧ステージ８を加熱したり、冷却して、絶縁性樹脂膜５にかかる内圧をコントロールし、ボイドの発生を抑えてもよい。
【００５９】
図４（ｄ）に、絶縁性樹脂膜５が加圧フィルム１０ｂによる外圧で硬化した後、加圧加熱ツール１１を解除して得られたフリップチップ実装体を示す。
【００６０】
このように、薄いツール保護シート１０を使って加圧加熱することで半導体チップ１と周辺に熱を容易に伝導でき、絶縁性樹脂膜５を硬化させることもでき、薄いツール保護シート１０により、加圧加熱ツール１１で半導体チップ１を平行に均一に荷重を加えて加圧することができる。短いリードタイムで硬化することができる。さらに、発泡体１３が気化膨張し膨らむことで加圧フィルム１０ｂが絶縁性樹脂膜５に押し当たりながら、外圧をかけながら硬化することができる。このことによって、ツール保護シート１０は薄いシートなのでゴムと異なり柔軟に曲がることができ、半導体チップ１の、周辺の絶縁性樹脂膜５のフィレット部１９を小さくすることができ、ボイド発生を抑えることができる。
【００６１】
（実施の形態３）
図１と図５および図６は本発明の実施の形態３を示す。
【００６２】
実施の形態１のフリップチップ実装方法では、図２Ａにおいてツール保護シート１０のベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂとの間に液状の溶剤１２が密封もしくは、粘着剤に混合して形成されていたが、図５（ａ）（ｂ）に示すように、この実施の形態３のツール保護シート１０のベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂとの間には、溶剤１２に代わって気体を間に挟んだ、閉空間１４が形成されたツール保護シート１０である点が異なっている。その他は実施の形態１と同じである。
【００６３】
ツール保護シート１０の閉空間１４となる気体は、一般的なエアー、ドライエアー、窒素等の不活性ガス、水素等、加熱時に膨張しやすい気体であればよい。ベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂとの長辺側の閉じ方は、プロセス温度以上の熱によるラミネート融着や、耐熱性接着剤等、加熱時に袋状態を維持できればよい。
【００６４】
図６（ａ）では、図１（ｃ）に示した加工品を加圧加熱ステージ８に搬送し、配線基板裏面を加圧加熱ステージ８に吸着させる。半導体チップ１の上方に、シート固定治具９によって保持されたツール保護シート１０を配置する。さらにそのツール保護シート１０の上方に加圧加熱ツール１１を配設する。
【００６５】
図６（ｂ）では、ツール保護シート１０を半導体チップ１に接するようにシート固定治具９でクランプしながら降下させると同時に、加圧加熱ツール１１でツール保護シート１０を半導体チップ１に押し当て挟みながら、半導体チップ１を加圧加熱していく。ツール保護シート１０のベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂに挟まれた閉空間１４は加圧加熱ツール１１で潰れ、半導体チップ１の周辺に膨らみとなって、形成される。
【００６６】
加圧加熱ツール１１で荷重を加えることによって、バンプ２のすべてが絶縁性樹脂膜５を突き破り、配線基板６の端子電極４に接触しながら、変形していく。なお、ツール保護シート１０はシート固定治具９で配線基板６近くまで傾斜して配置されている。
【００６７】
この時、加圧加熱ツール１１の外周は図６（ｂ）のように半導体チップ１の周辺のフィレット部１９となる絶縁性樹脂膜５の側に傾斜していてもよい。傾斜２６をつけることによって、加圧加熱ツール１１の熱を、より早く、ツール保護シート１０に熱を伝達することができる。
【００６８】
加圧加熱ツール１１がツール保護シート１０に近接または接し、加熱することによって閉空間１４が、加圧加熱ツール１１からの熱で暖められて膨張していく。
【００６９】
図６（ｃ）では、加圧加熱ツール１１がさらに下降し、ツール保護シート１０を加熱することで、閉空間１４がさらに熱膨張していく。シート固定治具９でツール保護シート１０はクランプ固定され、かつ、加圧加熱ツール１１で半導体チップ１のバンプ２の高さを所望の値に近づけていく。
【００７０】
加圧加熱ツール１１とシート固定治具９と配線基板６とで取り囲まれた空間に閉空間１４が膨張することで加圧フィルム１０ｂが膨らみ、半導体チップ１の端からはみ出ているフィレット部１９となる絶縁性樹脂膜５を側面方向から圧力をかけながら硬化を進め、また、半導体チップ１の下の絶縁性樹脂膜５が加圧加熱されている時の内圧を、加圧フィルム１０ｂによる外圧で抑制しながら、絶縁性樹脂膜５の硬化を進めていく。バンプ２の変形荷重は１バンプ当たり５０ｇ程度である。バンプ２のサイズによって、荷重をコントロールするが、この場合、信頼性を考慮して、バンプ高さは２５μｍｔとした。また、必要に応じて、加熱加圧ステージ８を加熱したり、冷却して、絶縁性樹脂膜５にかかる内圧をコントロールし、ボイドの発生を抑えてもよい。
【００７１】
図６（ｄ）は絶縁性樹脂膜５が加圧フィルム１０ｂによる外圧で硬化した後、解除して得られたフリップチップ実装体である。
【００７２】
このように、薄いツール保護シート１０を使って加圧加熱することで半導体チップ１と周辺に熱を容易に伝導でき、絶縁性樹脂膜５を硬化させることもでき、薄いツール保護シート１０により、加圧加熱ツール１１で半導体チップ１を上方から平行に均一に荷重を加えて加圧することができる。しかも、短リードタイムで硬化することができる。さらに、閉空間１４が気化膨張し膨らむことで加圧フィルム１０ｂが絶縁性樹脂膜５に押し当たりながら、外圧をかけながら硬化することができる。このことによって、ツール保護シート１０は薄いシートなのでゴムと異なり柔軟に曲がることができ、半導体チップ１の、周辺の絶縁性樹脂膜５のフィレット部１９を小さくすることができ、ボイド発生を抑えることができる。
【００７３】
（実施の形態４）
図１と図７および図８は本発明の実施の形態４を示す。
【００７４】
実施の形態１のフリップチップ実装方法では、図２Ａに示すようにツール保護シート１０のベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂとの間に液状の溶剤１２が密封もしくは、粘着剤に混合して形成されていたが、図７（ａ）に示すように、この実施の形態４のツール保護シート１０のベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂとの間には、溶剤１２に代わってベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂの間にＵＶ硬化型接着剤１５が形成されている。ベースフィルム１０ａにはＵＶカットする遮光性のフィルムを使用し、ツール保護シート１０は、使用部分のみが、ガイドから露出しているように構成されている。
【００７５】
図７（ｂ）では、半導体チップ１の裏面と接する加圧フィルム１０ｂ側から、略半導体チップ１の裏面と接する部分にＵＶが入射しないように遮光マスク１６を配置した状態でＵＶ光１７を加圧フィルム１０ｂに照射する。これによって部分的にＵＶ硬化型接着剤１５が硬化して、その部分の接着力が低下してベースフィルム１０ａから加圧フィルム１０ｂが剥離し易くなる。
【００７６】
図７（ｃ）では、シート固定治具９の加圧フィルム１０ｂ側に当たるローラー２７を内側に回転させて加圧フィルム１０ｂを巻き寄せることでベースフィルム１０ａから加圧フィルム１０ｂを部分的に剥離させ、ツール保護シートの中央部に向かってフィルム弛みを持たせる。なお、加圧フィルム１０ｂはＵＶ硬化型接着剤が剥離しやすくするために、光透過性のフィルムにすることが好ましい。なお、シート固定治具のフィルム剥離動作で閉空間が容易に形成されるように、ＵＶ硬化型接着剤の接着剤厚みや接着力を選定、コントロールしてもいい。
【００７７】
図８（ａ）では、図１（ｃ）に示した加工品を加圧加熱ステージ８に搬送し、配線基板裏面を加圧加熱ステージ８に吸着させる。半導体チップ１の上方に、図７（ｃ）で示したＵＶ硬化型接着剤１５が剥離し閉空間１４が形成されたツール保護シート１０を配設し、さらにそのツール保護シート１０の上方に加圧加熱ツール１１を配設する。
【００７８】
図８（ｂ）では、ツール保護シート１０を半導体チップ１に接するようにシート固定治具９でクランプしながら降下させると同時に、加圧加熱ツール１１でツール保護シート１０を半導体チップ１に押し当て挟みながら、半導体チップ１を加圧加熱していく。加圧フィルム１０ｂの弛みは半導体チップ１の周辺に膨らみとなって形成される。加圧加熱ツール１１で荷重を加えることによって、バンプ２すべてが絶縁性樹脂膜５を突き破り、配線基板６の端子電極４に接触しながら変形していく。
【００７９】
なお、ツール保護シート１０はシート固定治具９で配線基板６の近くまで傾斜して配置されている。この時、加圧加熱ツール１１の外周に突部２５を設け、半導体チップ１の周辺のフィレット部１９となる絶縁性樹脂膜５の側に傾斜した傾斜２６を設けたほうが好ましい。傾斜２６をつけることによって、加圧加熱ツール１１の熱を、より早く、ツール保護シート１０に熱を伝達することができる。
【００８０】
加圧加熱ツール１１がツール保護シート１０に近接または接し、加熱することによって、ベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂとの間の閉空間１４が、加圧加熱ツール１１からの熱で暖められて膨張していく。
【００８１】
図８（ｃ）では、加圧加熱ツール１１がさらに下降し、ツール保護シート１０を加熱することで、ベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂの間の閉空間１４がさらに熱膨張していく。シート固定治具９でツール保護シート１０はクランプ固定され、かつ、加圧加熱ツール１１で半導体チップ１のバンプ２の高さを所望の値に近づけていく。加圧加熱ツール１１とシート固定治具９と配線基板６とで取り囲まれた空間に閉空間１４が膨張することで加圧フィルム１０ｂが膨らみ、半導体チップ１の端からはみ出ているフィレット部１９となる絶縁性樹脂膜５を側面方向から圧力をかけながら硬化を進め、また、半導体チップ１の下の絶縁性樹脂膜５が加圧加熱されている時の内圧を、加圧フィルム１０ｂによる外圧で抑制しながら、絶縁性樹脂膜５の硬化を進めていく。バンプ２の変形荷重は１バンプ当たり５０ｇ程度である。バンプ２のサイズによって、荷重をコントロールするが、この場合、信頼性を考慮してバンプ高さは２５μｍｔとした。また、必要に応じて、加熱加圧ステージ８を加熱したり、冷却して絶縁性樹脂膜５にかかる内圧をコントロールし、ボイドの発生を抑えてもよい。
【００８２】
図８（ｄ）は、絶縁性樹脂膜５が加圧フィルム１０ｂによる外圧で硬化した後、解除して得られたフリップチップ実装体である。
【００８３】
なお、ここでは図７（ｂ）を実行してＵＶ光１７をツール保護シート１０に照射し、その後に図１（ｃ）に示した加工品を加圧加熱ステージ８に搬送して加圧加熱ステージ８に吸着させたが、加工品を加圧加熱ステージ８に搬送して加圧加熱ステージ８に吸着させる工程とツール保護シート１０へのＵＶ光１７の照射処理とを並行して実行することによって製造タクトを短縮できる。
【００８４】
このように、薄いツール保護シート１０を使って加圧加熱することで半導体チップ１と周辺に熱を容易に伝導でき、絶縁性樹脂膜５を硬化させることもでき、薄いツール保護シート１０により、加圧加熱ツール１１で半導体チップ１を上方から平行に均一に荷重を加えて加圧することができる。しかも、短いリードタイムで硬化することができる。さらに、閉空間１４が気化膨張し膨らむことで加圧フィルム１０ｂが絶縁性樹脂膜５に押し当たりながら、外圧をかけながら硬化することができる。このことによって、ツール保護シート１０は薄いシートなのでゴムと異なり柔軟に曲がることができ、半導体チップ１の周辺の絶縁性樹脂膜５のフィレット部１９を小さくすることができ、ボイド発生を抑えることができる。
【００８５】
（実施の形態５）
図１と図９，図１０，図１１Ａ，図１１Ｂ，図１２Ａ，図１２Ｂ，図１３は本発明の実施の形態５を示す。
【００８６】
実施の形態４ではツール保護シート１０がベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂの２層フィルム構造で、ベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂの間にＵＶ硬化型接着剤１５が形成されており、ベースフィルム１０ａが遮光性のフィルム、加圧フィルム１０ｂがＵＶ透過性のフィルムであったが、図９と図１０（ａ）（ｂ）に示す実施の形態５のツール保護シート１０は、ベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂとシールドフィルム１８との３層フィルム構造であって、ベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂの間にＵＶ硬化型接着剤１５が形成されており、加圧フィルム１０ｂの外面には個片化したシールドフィルム１８が弱粘着層２４で接着されている。シールドフィルム１８は、工程中の最大温度に耐える例えばポリイミドのような耐熱性樹脂フィルムにアルミニウム等の金属を蒸着したものでもよい。ベースフィルム１０ａはＵＶ透過性のフィルムで構成されている。このようなツール保護シート１０がシート固定治具９で保持されている。図１０（ａ）はツール保護シート１０をベースフィルム１０ａの側から見た平面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の側面図である。
【００８７】
図９では、ツール保護シート１０のベースフィルム１０ａ側の半導体チップ１を略加熱加圧する部分に遮光マスク１６を配設し、ベースフィルム１０側からＵＶ光１７を照射して、ベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂとの接着が低下するようにしておく。加圧フィルム１０ｂは光に当たらないように、加圧フィルム１０ｂ側にＵＶカットする遮光性のフィルムを使用してもよい。ツール保護シート１０は、熱加圧に使用部分のみ、シート固定治具に供給するガイド（図示せず）から露出しているように装置構成がされている。
【００８８】
図１１Ａでは、図１（ｃ）に示した加工品を加圧加熱ステージ８に搬送し、配線基板裏面を加圧加熱ステージ８に吸着させる。半導体チップ１の上方に、図９で示したシールドフィルム１８を含むツール保護シート１０を位置合わせして配設する。
【００８９】
次に、ツール保護シート１０のうち、加圧フィルム１０ｂの側をシート固定治具９で剥離させ、加圧フィルム１０ｂにたわみを持たせる。具体的には、ＵＶ光１７の照射により接着力が低下したベースフィルム１０ａから加圧フィルム１０ｂが剥離しやすくなっており、シート固定治具９のローラ２７を半導体チップ１の側へ回転させることで剥離させて加圧フィルムを巻き寄せることでツール保護シート１０の中央部に向かってフィルム弛みを作る。シート固定治具９のフィルム剥離動作で閉空間が容易に形成されるように、ＵＶ硬化型接着剤の厚みや接着力を選定、コントロールしてもよい。
【００９０】
加圧フィルム１０ｂの剥離は、半導体チップ１に加圧フィルム１０ｂが接し始めて０．１秒程度のちに加圧が安定に印加されてから、シート固定治具９のローラ２７を回転させることによって行なった。図１１Ｂは図１１Ａの平面図を示す。この実施の形態ではシート固定治具９のローラ２７は、半導体チップ１の外周を取り巻くように４個配置されている。この点は実施の形態４におけるシート固定治具９のローラ２７も同じである。
【００９１】
次いで図１２Ａでは、ツール保護シート１０を半導体チップ１に接するようにシート固定治具９でクランプしながら降下させると同時に、加圧加熱ツール１１でツール保護シート１０を半導体チップ１に押し当て挟みながら、半導体チップ１を加圧加熱していく。加圧フィルム１０ｂの弛みは半導体チップ１の周辺に膨らみとなって形成される。
【００９２】
加圧加熱ツール１１で荷重を加えることによって、バンプ２すべてが絶縁性樹脂膜５を突き破り、配線基板６の端子電極４に接触しながら変形していく。なお、ツール保護シート１０はシート固定治具９で配線基板６の近くまで傾斜して配置されている。
【００９３】
この時、加圧加熱ツール１１の外周は図１２Ａのように半導体チップ１の周辺のフィレット部１９となる絶縁性樹脂膜５の側に傾斜していたほうが好ましい。傾斜２６をつけることによって、加圧加熱ツール１１の熱をより早くツール保護シート１０に伝達できる。
【００９４】
加圧加熱ツール１１がツール保護シート１０に近接または接し、加熱することによって、ベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂとの間の閉空間１４が、加圧加熱ツール１１からの熱で暖められて膨張していき、シールドフィルム１８をフィレット部１９に押し当たり密着していく。
【００９５】
さらに、加圧フィルム１０ｂの弛みである閉空間１４がさらに熱膨張することで、加圧加熱ツール１１とシート固定治具９と配線基板６とで取り囲まれた空間に加圧フィルム１０ｂが膨らみ、半導体チップ１の端からはみ出ている絶縁性樹脂膜５を側面方向から半導体チップ１のフィレット部１９をシールドフィルム１８で圧力をかけて押し当てながら形成し、半導体チップ１の下の絶縁性樹脂膜５が加圧加熱されている状態の内圧を、加圧フィルムによる外圧で抑制しながら、絶縁性樹脂膜５を硬化していく。図１２Ｂは図１２Ａの平面図である。
【００９６】
図１３（ａ）では、加圧加熱ツール１１がさらに下降し、ツール保護シート１０を加熱することで、ベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂの間の閉空間１４がさらに熱膨張していく。シート固定治具９でツール保護シート１０はクランプ固定され、かつ、加圧加熱ツール１１で半導体チップ１のバンプ２の高さを所望の値に近づけていく。加圧加熱ツール１１とシート固定治具９と配線基板６とで取り囲まれた空間に閉空間１４が膨張することで加圧フィルム１０ｂが膨らむことで、シールドフィルム１８が半導体チップ１の端からはみ出ているフィレット部１９に押し当たり絶縁性樹脂膜５に一部埋め込まれるように側面方向から圧力をかけながら押さえ密着していく。半導体チップ１の下の絶縁性樹脂膜５が加圧加熱されている時の内圧を、加圧フィルム１０ｂによる外圧で抑制しながら、絶縁性樹脂膜５の硬化が行われる。バンプ２の変形荷重は１バンプ当たり５０ｇ程度である。バンプ２のサイズによって、荷重をコントロールするが、この場合、信頼性を考慮して、バンプ高さは２５μｍｔとした。また、必要に応じて、加熱加圧ステージ８を加熱したり、冷却して、絶縁性樹脂膜５にかかる内圧をコントロールし、ボイドの発生を抑えてもよい。
【００９７】
図１３（ｂ）は、絶縁性樹脂膜５が加圧フィルム１０ｂによる外圧で硬化し、解除して得られた半導体チップがシールドフィルム１８で覆われたフリップチップ実装体を示す断面図である。図１３（ｃ）は図１３（ｂ）の平面図である。
【００９８】
このように、薄いツール保護シート１０を使って加圧加熱することで半導体チップ１と周辺に熱を容易に伝導でき、絶縁性樹脂膜５を硬化させることもでき、薄いツール保護シート１０により、加圧加熱ツール１１で半導体チップ１を上方から平行に均一に荷重を加えて加圧することができる。しかも、短いリードタイムで硬化することができる。さらに、閉空間１４が気化膨張し膨らむことで加圧フィルム１０ｂが絶縁性樹脂膜５に押し当たりながら、外圧をかけながら硬化することができる。このことによって、ツール保護シート１０は薄いシートなのでゴムと異なり柔軟に曲がることができ、半導体チップ１の、周辺の絶縁性樹脂膜５のフィレット部１９を小さくすることができ、ボイド発生を抑えることができる。
【００９９】
シールドフィルム１８が金属被膜付きであれば、電磁波等を遮断でき、樹脂であれば、半導体チップ上面、側面を含めて、外力や悪環境に対して、信頼性の高いフリップチップ実装構造体とすることができる。
【０１００】
ベースフィルム１０ａとしては、耐熱性を有するフィルムが望ましい。例えば、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、フッ素樹脂等である。加圧フィルム１０ｂとしては、こちらも耐熱性（ＮＣＦ硬化温度以上）を有するフィルムが望ましい。例えば、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、フッ素樹脂等である。ベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂの厚みは５〜１０μｍ程度のものを使用した。
【０１０１】
シールドフィルム１８としては、絶縁性の金属の薄板フィルムもしくは、導電性の金属の薄板フィルムに絶縁被覆処理したものでもよい。さらに、電気的にシールドする以外では、信頼性用途によって、絶縁性、耐熱性、低吸水率、ガスバリア性の樹脂フィルムでもよい。この樹脂フィルムを用いることによって、半導体チップ１と絶縁性樹脂膜５との密着以外に、熱や応力による機械的、耐湿性の信頼性を向上させることが可能となる。
【０１０２】
この実施の形態５では図１１Ａにおいて加圧フィルム１０ｂを部分的に剥離したが、加工品を加圧加熱ステージ８に搬送して加圧加熱ステージ８に吸着させる工程前の工程で行われるようにすると、工程タクトの短縮になるので好ましい。
【０１０３】
この実施の形態５ではベースフィルム１０ａと加圧フィルム１０ｂの間にＵＶ硬化型接着剤１５を設けたが、ＵＶ硬化型接着剤１５に代わって微粘着型接着剤を設けて実施することもできる。
【０１０４】
この実施の形態５ではシールドフィルム１８を加圧フィルム１０ｂに弱粘着層２４で接着したが、シールドフィルム１８を加圧フィルム１０ｂに静電気によって密着させて実施することもできる。
【０１０５】
上記の各実施の形態において、閉空間が形成される工程では、そこに封入されていた材料を熱膨張させるだけであったが、そこに封入されていた材料を熱膨張させるとともに、強制的に、気体を注射することで、閉空間のサイズと成長をコントロールしてもよい。
【０１０６】
上記の実施の形態５においては、ツール保護シート１０の側にシールドフィルム１８を付けておき、このシールドフィルム１８を半導体チップ１に移動させた。仕上がり形状が実施の形態５によく似たものは、シールドフィルム１８を微粘着性樹脂を介して半導体チップ１の上に貼り付けてから、この半導体チップ１を実施の形態１〜実施の形態４のようにツール保護シート１０で熱加圧することによっても実現できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明は、多層回路基板に半導体素子がフリップチップ実装された小型薄型の半導体装置等に利用できる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2009128206.tif 000020
【図２Ａ】
2009128206.tif 000021
【図２Ｂ】
2009128206.tif 000022
【図３】
2009128206.tif 000023
【図４】
2009128206.tif 000024
【図５】
2009128206.tif 000025
【図６】
2009128206.tif 000026
【図７】
2009128206.tif 000027
【図８】
2009128206.tif 000028
【図９】
2009128206.tif 000029
【図１０】
2009128206.tif 000030
【図１１Ａ】
2009128206.tif 000031
【図１１Ｂ】
2009128206.tif 000032
【図１２Ａ】
2009128206.tif 000033
【図１２Ｂ】
2009128206.tif 000034
【図１３】
2009128206.tif 000035
【図１４】
2009128206.tif 000036
【国際調査報告】
2009128206.tif 000037
2009128206.tif 000038
2009128206.tif 000039
2009128206.tif 000040