(57)【要約】【課題】ボイドレス実装及び良好なハンダ接合性を実現するアンダーフィル材、及びこれを用いた半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】エポキシ樹脂と、硬化剤とを含有し、示差走査熱量計を用いた小沢法により算出された２４０℃での反応率の２０％に到達する時間が、２．０ｓｅｃ以下であり、該反応率の６０％に到達する時間が、３．０ｓｅｃ以上であるアンダーフィル材を用いる。これにより、ボイドレス実装及び良好なハンダ接合性を実現することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンダ付き電極が形成された半導体チップを、ハンダ付き電極と対向する対向電極が形成された電子部品に搭載する前に、半導体チップに予め貼り合わされるアンダーフィル材であって、
エポキシ樹脂と、硬化剤とを含有し、
示差走査熱量計を用いた小沢法により算出された２４０℃での反応率の２０％に到達する時間が、２．０ｓｅｃ以下であり、該反応率の６０％に到達する時間が、３．０ｓｅｃ以上であるアンダーフィル材。
【請求項２】
前記反応率が２０％のときの粘度が、０．２×１０４Ｐａ・ｓ以上であり、前記反応率が６０％のときの粘度が、５００×１０４Ｐａ・ｓ以下である請求項１記載のアンダーフィル材。
【請求項３】
前記エポキシ樹脂が、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂であり、
前記硬化剤が、脂肪族酸無水物又はイミダゾール系硬化剤である請求項１又は２記載のアンダーフィル材。
【請求項４】
アクリル樹脂と、有機過酸化物とをさらに含有する請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアンダーフィル材。
【請求項５】
前記アクリル樹脂が、２官能（メタ）アクリレートであり、
前記有機過酸化物が、パーオキシエステルである請求項４に記載のアンダーフィル材。
【請求項６】
ハンダ付き電極が形成され、該電極面にアンダーフィル材が貼り合わされた半導体チップを、前記ハンダ付き電極と対向する対向電極が形成された電子部品に搭載する搭載工程と、
前記半導体チップと前記電子部品とを熱圧着する熱圧着工程とを有し、
前記アンダーフィル材は、エポキシ樹脂と、酸無水物とを含有し、示差走査熱量計を用いた小沢法により算出された２４０℃での反応率の２０％に到達する時間が、２．０ｓｅｃ以下であり、該反応率の６０％に到達する時間が、３．０ｓｅｃ以上である半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップの実装に用いられるアンダーフィル材、及びこれを用いた半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体チップの実装方法において、工程短縮を目的に、半導体ＩＣ（Integrated Circuit）電極上にアンダーフィルフィルムを貼り付ける「先供給型アンダーフィルフィルム（ＰＵＦ：Pre-applied Underfill Film）」の使用が検討されている。
【０００３】
この先供給型アンダーフィルフィルムを使用した実装方法は、例えば、以下のように行われる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
工程Ａ：ウエハにアンダーフィルフィルムを貼り付け、ダイシングして半導体チップを得る。
工程Ｂ：アンダーフィルフィルムが貼り合わされた状態で、半導体チップを位置合わせして搭載する。
工程Ｃ：半導体チップを熱圧着し、ハンダバンプの金属結合による導通確保、及びアンダーフィルフィルムの硬化による接着を行う。
【０００５】
このような実装方法において、ハンダバンプを接合する接着剤としてエポキシ樹脂を用いた熱硬化接着剤が考案されている。この接着剤において、エポキシ樹脂の硬化剤としてフェノール、酸無水物、アミン系硬化剤等の様々な硬化剤を用いた配合組成が考案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
高温圧着のボイド対策として、硬化剤として過酸化物等を用い、硬化速度を速くすることで、ボイドレスが可能であるものの、ハンダ接合性が悪化してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２８７３４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１０６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、ボイドレス実装及び良好なハンダ接合性を実現するアンダーフィル材、及びこれを用いた半導体装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本件発明者は、鋭意検討を行った結果、第１の反応率に至るまでの時間が所定時間以下であり、第１の反応率よりも高い第２の反応率に至るまでの時間が所定時間以上であることにより、ボイドレス実装及び良好なハンダ接合性が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、ハンダ付き電極が形成された半導体チップを、ハンダ付き電極と対向する対向電極が形成された電子部品に搭載する前に、半導体チップに予め貼り合わされるアンダーフィル材であって、エポキシ樹脂と、硬化剤とを含有し、示差走査熱量計を用いた小沢法により算出された２４０℃での反応率の２０％に到達する時間が、２．０ｓｅｃ以下であり、該反応率の６０％に到達する時間が、３．０ｓｅｃ以上であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、ハンダ付き電極が形成され、該電極面にアンダーフィル材が貼り合わされた半導体チップを、前記ハンダ付き電極と対向する対向電極が形成された電子部品に搭載する搭載工程と、前記半導体チップと前記電子部品とを熱圧着する熱圧着工程とを有し、前記アンダーフィル材は、エポキシ樹脂と、硬化剤とを含有し、示差走査熱量計を用いた小沢法により算出された２４０℃での反応率の２０％に到達する時間が、２．０ｓｅｃ以下であり、該反応率の６０％に到達する時間が、３．０ｓｅｃ以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、２４０℃での反応率の２０％に到達する時間が２．０ｓｅｃ以下であり、反応率の６０％に到達する時間が３．０ｓｅｃ以上であることにより、ボイドレス実装及び良好なハンダ接合性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】搭載前の半導体チップと回路基板とを模式的に示す断面図である。
【図２】搭載時の半導体チップと回路基板とを模式的に示す断面図である。
【図３】熱圧着後の半導体チップと回路基板とを模式的に示す断面図である。
【図４】本実施の形態における半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図５】ウエハ上にアンダーフィルフィルムを貼り付ける工程を模式的に示す斜視図である。
【図６】ウエハをダイシングする工程を模式的に示す斜視図である。
【図７】半導体チップをピックアップする工程を模式的に示す斜視図である。
【図８】ＤＳＣ−小沢法により算出された反応時間に対するアンダーフィルフィルムの反応率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、下記順序にて詳細に説明する。
１．アンダーフィル材
２．半導体装置の製造方法
３．実施例
【００１５】
＜１．アンダーフィル材＞
本実施の形態に係るアンダーフィル材は、ハンダ付き電極が形成された半導体チップを、ハンダ付き電極と対向する対向電極が形成された電子部品に搭載する前に、半導体チップに予め貼り合わされるものである。
【００１６】
図１は、搭載前の半導体チップと回路基板とを模式的に示す断面図、図２は、搭載時の半導体チップと回路基板とを模式的に示す断面図、及び、図３は、熱圧着後の半導体チップと回路基板とを模式的に示す断面図である。
【００１７】
図１〜図３に示すように、本実施の形態におけるアンダーフィル材２０は、ハンダ付き電極が形成された半導体チップ１０の電極面に予め貼り合わされて使用され、アンダーフィル材２０が硬化した接着層２１により半導体チップ１０と、ハンダ付き電極と対向する対向電極が形成された回路基板３０とを接合する。
【００１８】
半導体チップ１０は、シリコンなどの半導体１１表面に集積回路が形成され、バンプと呼ばれる接続用のハンダ付き電極を有する。ハンダ付き電極は、銅などからなる電極１２上にハンダ１３を接合したものであり、電極１２の厚みとハンダ１３の厚みとを合計した厚みを有する。
【００１９】
ハンダとしては、Ｓｎ−３７Ｐｂ共晶ハンダ（融点１８３℃）、Ｓｎ−Ｂｉハンダ（融点１３９℃）、Ｓｎ−３．５Ａｇ（融点２２１℃）、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ（融点２１７℃）、Ｓｎ−５．０Ｓｂ（融点２４０℃）などを用いることができる。
【００２０】
回路基板３０は、例えばリジット基板、フレキシブル基板などの基材３１に回路が形成されている。また、半導体チップ１０が搭載される実装部には、半導体チップ１０のハンダ付き電極と対向する位置に所定の厚みを有する対向電極３２が形成されている。
【００２１】
アンダーフィル材２０は、膜形成樹脂と、エポキシ樹脂と、酸無水物とを含有する。膜形成樹脂は、重量平均分子量が１０×１０４以上の高分子量樹脂に相当し、フィルム形成性の観点から、１０×１０４〜１００×１０４の重量平均分子量であることが好ましい。膜形成樹脂としては、アクリルゴムポリマー、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の種々の樹脂を用いることができる。これらの膜形成樹脂は、１種を単独で用いても、２種類以上を組み合わせて用いても良い。これらの中でも、本実施の形態では、膜強度及び接着性の観点から、フェノキシ樹脂、及びグリシジル基を有するアクリルゴムポリマーが好適に用いられる。また、アクリルゴムポリマーのガラス転移温度Ｔｇは、−３０℃以上２０℃以下であることが好ましい。これにより、アンダーフィル材２０の可撓性を向上させることができる。
【００２２】
エポキシ樹脂としては、例えば、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、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、スピロ環型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、テルペン型エポキシ樹脂、テトラブロムビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、α−ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂などを挙げることができる。これらのエポキシ樹脂は、１種を単独で用いても、２種類以上を組み合わせて用いても良い。これらの中でも、本実施の形態では、高接着性、耐熱性の点から、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂を用いることが好ましい。
【００２３】
硬化剤としては、エポキシ化合物の硬化剤として公知のものを使用でき、潜在性であってもよい。例えば、酸無水物系硬化剤、イミダゾール系硬化剤、アミン系硬化剤などを使用できる。
【００２４】
酸無水物は、ハンダ表面の酸化膜を除去するフラックス機能を有するため、優れた接続信頼性を得ることができる。酸無水物としては、例えばテトラプロペニル無水コハク酸、ドデセニル無水コハク酸、などの脂肪族酸無水物、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸などの脂環式酸無水物、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸などの芳香族酸無水物などを挙げることができる。これらのエポキシ硬化剤は、１種を単独で用いても、２種類以上を組み合わせて用いても良い。これらのエポキシ硬化剤の中でもこれらのうちハンダ接続性の点から、脂肪族酸無水物を用いることが好ましい。
【００２５】
また、硬化促進剤を添加することが好ましい。硬化促進剤の具体例としては、２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾールなどのイミダゾ−ル類、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７塩（ＤＢＵ塩）、２−（ジメチルアミノメチル）フェノールなどの第３級アミン類、トリフェニルホスフィンなどのホスフィン類、オクチル酸スズなどの金属化合物などが挙げられる。
【００２６】
また、アンダーフィル材２０は、エポキシ樹脂と、酸無水物とをさらに含有する。アクリル樹脂としては、単官能（メタ）アクリレート、２官能以上の（メタ）アクリレートを使用可能である。単官能（メタ）アクリレートとしては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、ｉ−プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート等が挙げられる。２官能以上の（メタ）アクリレートとしては、ビスフェノールＦ―ＥＯ変性ジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡ−ＥＯ変性ジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンＰＯ変性（メタ）アクリレート、多官能ウレタン（メタ）アクリレート等を挙げることができる。これらのアクリル樹脂は、単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、本実施の形態では、２官能（メタ）アクリレートが好適に用いられる。
【００２７】
有機過酸化物としては、例えば、パーオキシエステル、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシジカーボネート等を挙げることができる。これらの有機過酸化物は、単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、本実施の形態では、パーオキシエステルが好適に用いられる。
【００２８】
また、その他の添加組成物として、無機フィラーを含有することが好ましい。無機フィラーを含有することにより、圧着時における樹脂層の流動性を調整することができる。無機フィラーとしては、シリカ、タルク、酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム等を用いることができる。
【００２９】
さらに、必要に応じて、エポキシ系、アミノ系、メルカプト・スルフィド系、ウレイド系などのシランカップリング剤を添加してもよい。
【００３０】
このような構成からなるアンダーフィル材２０は、示差走査熱量計（ＤＳＣ：Differential Scanning Calorimeter）を用いた小沢法により算出された２４０℃での反応率の２０％に到達する時間が、２．０ｓｅｃ以下であり、反応率の６０％に到達する時間が、３．０ｓｅｃ以上である。反応率の２０％に到達する時間が２．０ｓｅｃ超の場合、ボイドが発生し、反応率の６０％に到達する時間が３．０ｓｅｃ未満の場合、良好なハンダ接合が得られない。
【００３１】
また、反応率が２０％のときの粘度は、０．２×１０４Ｐａ・ｓ以上であり、反応率が６０％のときの粘度は、５００×１０４Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。反応率が２０％のときの粘度が０．２×１０４Ｐａ・ｓ未満の場合、ボイルが残ってしまい、反応率が６０％のときの粘度が５００×１０４Ｐａ・ｓ超の場合、良好なハンダ接合が得られない。
【００３２】
ＤＳＣ−小沢法による反応率の算出方法は、次の通りである。先ず、サンプルについての等速昇温データよりピーク全体の熱量、ピーク温度及びピークトップまでの変化率を算出する。次に、昇温スピードの常用対数値を縦軸にとり、ピーク温度の逆数値を横軸にとることにより小沢プロットを作成し、サンプルについての活性化エネルギー、頻度因子、及び反応次数を求める。そして、活性エネルギー、頻度因子及び反応次数より反応予測図を作成することにより、所定温度での所定反応率に到達する時間を算出することができる。
【００３３】
次に、前述したアンダーフィル材が膜状に形成された先供給型アンダーフィルフィルムの製造方法について説明する。先ず、膜形成樹脂と、エポキシ樹脂と、酸無水物と、アクリル樹脂と、有機過酸化物とを含有する接着剤組成物を溶剤に溶解させる。溶剤としては、トルエン、酢酸エチルなど、又はこれらの混合溶剤を用いることができる。樹脂組成物を調整後、バーコーター、塗布装置などを用いて剥離基材上に塗布する。
【００３４】
剥離基材は、例えば、シリコーンなどの剥離剤をＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate）、ＯＰＰ（Oriented Polypropylene）、ＰＭＰ（Poly-4-methylpentene-1）、ＰＴＦＥ（Polytetrafluoroethylene）などに塗布した積層構造からなり、組成物の乾燥を防ぐとともに、組成物の形状を維持するものである。
【００３５】
次に、剥離基材上に塗布された樹脂組成物を熱オーブン、加熱乾燥装置などにより乾燥させる。これにより、所定の厚さの先供給型アンダーフィルフィルムを得ることができる。
【００３６】
＜２．半導体装置の製造方法＞
次に、前述した先供給型アンダーフィルフィルムを用いた半導体装置の製造方法について説明する。
【００３７】
図４は、本実施の形態における半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。図４に示すように、本実施の形態における半導体装置の製造方法は、アンダーフィルフィルム貼付工程Ｓ１と、ダイシング工程Ｓ２と、半導体チップ搭載工程Ｓ３と、熱圧着工程Ｓ４とを有する。
【００３８】
図５は、ウエハ上にアンダーフィルフィルムを貼り付ける工程を模式的に示す斜視図である。図６に示すように、アンダーフィルフィルム貼付工程Ｓ１では、ウエハ１の直径よりも大きな直径を有するリング状又は枠状のフレームを有する治具３によりウエハ１を固定し、ウエハ１上にアンダーフィルフィルム２を貼り付ける。アンダーフィルフィルム２は、ウエハ１のダイシング時にウエハ１を保護・固定し、ピックアップ時に保持するダイシングテープとして機能する。なお、ウエハ１には多数のＩＣ（Integrated Circuit）が作り込まれ、ウエハ１の接着面には、図１に示すようにスクライブラインによって区分される半導体チップ１０毎にハンダ付き電極が設けられている。
【００３９】
図６は、ウエハをダイシングする工程を模式的に示す斜視図である。図６に示すように、ダイシング工程Ｓ２では、ブレード４をスクライブラインに沿って押圧してウエハ１を切削し、個々の半導体チップに分割する。
【００４０】
図７は、半導体チップをピックアップする工程を模式的に示す斜視図である。図７に示すように、各アンダーフィルフィルム付き半導体チップ１０は、アンダーフィルフィルムに保持されてピックアップされる。
【００４１】
半導体チップ搭載工程Ｓ３では、図２に示すように、アンダーフィルフィルム付き半導体チップ１０と回路基板３０とをアンダーフィルフィルムを介して配置する。また、アンダーフィルフィルム付き半導体チップ１０をハンダ付き電極と対向電極３２とが対向するように位置合わせして配置する。そして、加熱ボンダーによって、アンダーフィルフィルムに流動性は生じるが、本硬化は生じない程度の所定の温度、圧力、時間の条件で加熱押圧し、搭載する。
【００４２】
搭載時の温度条件は、３０℃以上１５５℃以下であることが好ましい。また、圧力条件は５０Ｎ以下であることが好ましく、より好ましくは４０Ｎ以下である。また、時間条件は０．１秒以上１０秒以下であることが好ましく、より好ましくは０．１秒以上１．０秒以下である。これにより、ハンダ付き電極が溶融せずに回路基板３０側の電極と接している状態とすることができ、アンダーフィルフィルムが完全硬化していない状態とすることができる。また、低い温度で固定するため、ボイドの発生を抑制し、半導体チップ１０へのダメージを低減することができる。
【００４３】
次の熱圧着工程Ｓ４では、例えば第１の温度から第２の温度まで所定の昇温速度で昇温させるボンディング条件で、ハンダ付き電極のハンダを溶融させて金属結合を形成させるとともに、アンダーフィルフィルムを完全硬化させる。
【００４４】
第１の温度は、アンダーフィル材の最低溶融粘度到達温度と略同一であることが好ましく、５０℃以上１５０℃以下であることが好ましい。これによりアンダーフィル材の硬化挙動をボンディング条件に合致させることができ、ボイドの発生を抑制することができる。
【００４５】
また、昇温速度は、５０℃／ｓｅｃ以上１５０℃／ｓｅｃ以下であることが好ましい。また、第２の温度は、ハンダの種類にもよるが、２００℃以上２８０℃以下であることが好ましく、より好ましくは２２０℃以上２６０℃以下である。これにより、ハンダ付き電極と基板電極とを金属結合させるとともに、アンダーフィルフィルムを完全硬化させ、半導体チップ１０の電極と回路基板３０の電極とを電気的、機械的に接続させることができる。
【００４６】
また、熱圧着工程Ｓ４において、ボンダーヘッドは、搭載後のアンダーフィルフィルムの溶融開始温度まで樹脂の弾性率により一定の高さに保たれた後、昇温に伴う樹脂溶融により一気に下降し、ヘッドの最下点に達する。この最下点は、ヘッドの下降速度と樹脂の硬化速度との関係により決まる。樹脂硬化がさらに進行した後、ヘッドの高さは、樹脂とヘッドの熱膨張により徐々に上昇する。このように、第１の温度から第２の温度に昇温する時間内にボンダーヘッドを最下点まで下降させることにより、樹脂溶融に伴うボイドの発生を抑制することができる。
【００４７】
このように本実施の形態における半導体装置の製造方法は、エポキシ樹脂と、硬化剤とを含有し、示差走査熱量計を用いた小沢法により算出された２４０℃での反応率の２０％に到達する時間が、２．０ｓｅｃ以下であり、反応率の６０％に到達する時間が、３．０ｓｅｃ以上であるアンダーフィル材を、ハンダ付き電極が形成された半導体チップに予め貼り合わせることにより、ボイドレス実装及び良好なハンダ接合性を実現することができる。
【００４８】
なお、前述の実施の形態では、アンダーフィルフィルムをダイシングテープとして機能させることとしたが、これに限られるものではなく、ダイシングテープを別に用い、ダイシング後にアンダーフィルフィルムを使用してフリップチップ実装を行ってもよい。
【００４９】
［他の実施の形態］
また、本技術は、半導体チップに設けた小さな孔に金属を充填することによって、サンドイッチ状に積み重ねた複数のチップ基板を電気的に接続するＴＳＶ（Through Silicon Via）技術にも適用可能である。
【００５０】
すなわち、ハンダ付き電極が形成された第１の面と、第１の面の反対側にハンダ付き電極と対向する対向電極が形成された第２の面を有する複数のチップ基板を積層する半導体装置の製造方法にも適用可能である。
【００５１】
この場合、第１のチップ基板の第１の面側にアンダーフィルフィルムを貼り付けた状態で、第２のチップ基板の第２の面に搭載する。その後、第１のチップ基板の第１の面と第２のチップ基板の第２の面とをハンダ付き電極のハンダの融点以上の温度で熱圧着することにより、複数のチップ基板を積層した半導体装置を得ることができる。
【実施例】
【００５２】
＜３．実施例＞
以下、本発明の実施例について説明する。本実施例では、先供給型のアンダーフィルフィルムを作製し、ＤＳＣ−小沢法により所定反応率に到達する時間を算出し、所定反応率の粘度を算出した。そして、アンダーフィルフィルムを用いてハンダ付き電極を有する第１のＩＣチップと、これに対向する電極を有する第２のＩＣチップとを接続させて実装体を作製し、ボイド及びハンダ接合性について評価した。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５３】
実装体の作製、所定反応率に到達する時間を算出、所定反応率の粘度算出、ボイドの評価及びハンダ接合性の評価は、次のように行った。
【００５４】
［実装体の作製］
アンダーフィルフィルムをウエハ上にプレス機にて、５０℃−０．５ＭＰａの条件で貼り合わせ、ダンシングしてハンダ付き電極を有する第１のＩＣチップを得た。
【００５５】
第１のＩＣチップは、その大きさが７ｍｍ□、厚み２００μｍであり、厚み１０μｍのＣｕからなる電極の先端に厚み１０μｍのハンダ（Ｓｎ−３．５Ａｇ、融点２２１℃）が形成されたペリフェラル配置のバンプ（φ３０μｍ、８５μｍピッチ、２８０ピン）を有するものであった。
【００５６】
また、これに対向する第２のＩＣチップは、同様に、その大きさは８ｍｍ□、厚み１００μｍであり、厚み１０μｍのＣｕからなる電極の先端に厚み１０μｍのハンダ（Ｓｎ−３．５Ａｇ、融点２２１℃）が形成されたペリフェラル配置のバンプ（φ３０μｍ、８５μｍピッチ、２８０ピン）を有するものであった。
【００５７】
次に、フリップチップボンダーを用いて、６０℃−０．５秒−３０Ｎの条件で第２のＩＣチップ上に第１のＩＣチップを搭載した。
【００５８】
その後、フリップチップボンダーを用いて、１０秒間に６０℃から２５０℃まで温度を上げて熱圧着した（３０Ｎ）。さらに、１５０℃−２時間の条件でキュアし、実装体を得た。なお、フリップチップボンダー使用時における温度は、熱電対によりサンプルの実温を測定したものである。
【００５９】
［所定反応率に到達する時間の算出］
所定反応率に到達する時間の算出は、以下の手順により算出した。
（１）示差走査熱量計（ＤＳＣ）を使用して、同装置に添付されているＤＳＣ小沢法ソフトウエアのマニュアルの記述に従い、各試料についての等速昇温データ（昇温スピード５℃／ｍｉｎ，１０℃／ｍｉｎ，２０℃／ｍｉｎ）よりピーク全体の熱量、ピーク温度、及びピークトップまでの変化率を求めた。変化率は、ピーク温度までの熱量をピーク全体の熱量で除した値である。
（２）昇温スピードの常用対数値を縦軸にとり、ピーク温度の逆数値を横軸にとることにより小沢プロットを作成後、各試料についての活性化エネルギー、頻度因子、反応次数を求めた。
（３）（２）で求めた活性エネルギー、頻度因子及び反応次数より反応予測図を作成し、この図より２４０℃での２０％の反応率、及び６０％の反応率に到達する時間を算出した。
【００６０】
［所定反応率の粘度算出］
各アンダーフィルフィルムについて、レオメータ（ＴＡ社製ＡＲＥＳ）を用いて、５℃／ｍｉｎ、１Ｈｚの条件で溶融粘度を測定した。また示差走査熱量計（ＤＳＣ）を使用して、５℃／ｍｉｎの条件でピーク全体の熱量、ピーク温度、及びピークトップまでの変化率を求めた。変化率は、ピーク温度までの熱量をピーク全体の熱量で除した値である。ＤＳＣデータより２０％反応率に対応する温度、及び６０％反応率に対応する温度を求め、その温度に対応する溶融粘度をレオメータデータから求め、反応率２０％、６０％に対応する溶融粘度を求めた。
【００６１】
［ボイドの評価］
各実装体について、ＳＡＴ（Scanning Acoustic Tomograph, 超音波映像装置）を用いて観察し、ボイドがＩＣチップ面積の５％以下であるものを○、ボイドがＩＣチップ面積の５％超であるものを×とした。
【００６２】
［ハンダ接合性の評価］
各実装体を切断し、断面研磨を行い、電極間のハンダの接合界面をＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）観察した。ハンダの接合界面がない場合を○、樹脂を挟み込んでしまい、ハンダの接合界面がある場合を×と評価した。
【００６３】
＜実施例１＞
表１に示すように、アクリルゴムポリマー（品名：テイサンレジンＳＧ−Ｐ３、ナガセケムテックス社製）を５．０質量部、フェノキシ樹脂（品名：ＰＫＨＨ、ユニオンカーバイド社製）を１０．０質量部、エポキシ樹脂（品名：ＨＰ７２００Ｈ、大日本インキ化学社製）を１５．０質量部、酸無水物（品名：ＭＨ−７００、新日本理化社製)を９．０質量部、イミダゾール（品名：２ＭＺ−Ａ、四国化成工業社製）を０．３質量部、アクリル樹脂（品名：ＤＣＰ、新中村化学社製）を２４．０質量部、開始剤（品名：パーブチルＺ、日本油脂社製）を０．３質量部、フィラーＡ（品名：ＳＯ−Ｅ５、アドマテックス社製）を３１．５質量部、及びフィラーＢ（品名：アエロジルＲＹ２００、日本アエロジル社製）を５．０質量部配合し、アンダーフィルフィルムの樹脂組成物を調製した。これを、剥離処理されたＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）にバーコーターを用いて塗布し、８０℃のオーブンで３分間乾燥させ、厚み４０μｍのアンダーフィルフィルムを作製した（カバー剥離ＰＥＴ（２５μｍ）／アンダーフィルフィルム（４０μｍ）／ベース剥離ＰＥＴ（５０μｍ））。
【００６４】
図８に示すように、実施例１のアンダーフィルフィルムの２０％の反応率に到達する時間は０．０４ｓｅｃであり、６０％の反応率に到達する時間は４．８３ｓｅｃであった。また、２０％の反応率の溶融粘度は５．５Ｅ＋０４Ｐａ・ｓであり、６０％の反応率の溶融粘度は１．８Ｅ＋０６Ｐａ・ｓであった。また、ボイドの評価は○であり、ハンダ接合性の評価は○であった。
【００６５】
＜実施例２＞
表１に示すように、アクリルゴムポリマー（品名：テイサンレジンＳＧ−Ｐ３、ナガセケムテックス社製）を５．０質量部、フェノキシ樹脂（品名：ＰＫＨＨ、ユニオンカーバイド社製）を１０．０質量部、エポキシ樹脂（品名：ＨＰ７２００Ｈ、大日本インキ化学社製）を４７．５質量部、イミダゾール（品名：２ＭＺ−Ａ、四国化成工業社製）を１．０質量部、フィラーＡ（品名：ＳＯ−Ｅ５、アドマテックス社製）を３１．５質量部、及びフィラーＢ（品名：アエロジルＲＹ２００、日本アエロジル社製）を５．０質量部配合し、アンダーフィルフィルムの樹脂組成物を調製した。これを、剥離処理されたＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）にバーコーターを用いて塗布し、８０℃のオーブンで３分間乾燥させ、厚み４０μｍのアンダーフィルフィルムを作製した（カバー剥離ＰＥＴ（２５μｍ）／アンダーフィルフィルム（４０μｍ）／ベース剥離ＰＥＴ（５０μｍ））。
【００６６】
図８に示すように、実施例２のアンダーフィルフィルムの２０％の反応率に到達する時間は０．５８ｓｅｃであり、６０％の反応率に到達する時間は４．８０ｓｅｃであった。また、２０％の反応率の溶融粘度は５．６Ｅ＋０４Ｐａ・ｓであり、６０％の反応率の溶融粘度は１．４Ｅ＋０６Ｐａ・ｓであった。また、ボイドの評価は○であり、ハンダ接合性の評価は○であった。
【００６７】
＜実施例３＞
表１に示すように、アクリルゴムポリマー（品名：テイサンレジンＳＧ−Ｐ３、ナガセケムテックス社製）を５．０質量部、フェノキシ樹脂（品名：ＰＫＨＨ、ユニオンカーバイド社製）を１０．０質量部、エポキシ樹脂（品名：ＨＰ７２００Ｈ、大日本インキ化学社製）を２７．０質量部、酸無水物（品名：ＭＨ−７００、新日本理化社製)を１６．２質量部、イミダゾール（品名：２ＭＺ−Ａ、四国化成工業社製）を０．５質量部、アクリル樹脂（品名：ＤＣＰ、新中村化学社製）を４．８質量部、開始剤（品名：パーブチルＺ、日本油脂社製）を０．１質量部、フィラーＡ（品名：ＳＯ−Ｅ５、アドマテックス社製）を３１．５質量部、及びフィラーＢ（品名：アエロジルＲＹ２００、日本アエロジル社製）を５．０質量部配合し、アンダーフィルフィルムの樹脂組成物を調製した。これを、剥離処理されたＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）にバーコーターを用いて塗布し、８０℃のオーブンで３分間乾燥させ、厚み４０μｍのアンダーフィルフィルムを作製した（カバー剥離ＰＥＴ（２５μｍ）／アンダーフィルフィルム（４０μｍ）／ベース剥離ＰＥＴ（５０μｍ））。
【００６８】
図８に示すように、実施例３のアンダーフィルフィルムの２０％の反応率に到達する時間は１．７１ｓｅｃであり、６０％の反応率に到達する時間は８．１８ｓｅｃであった。また、２０％の反応率の溶融粘度は６．３Ｅ＋０４Ｐａ・ｓであり、６０％の反応率の溶融粘度は１．６Ｅ＋０６Ｐａ・ｓであった。また、ボイドの評価は○であり、ハンダ接合性の評価は○であった。
【００６９】
＜比較例１＞
表１に示すように、アクリルゴムポリマー（品名：テイサンレジンＳＧ−Ｐ３、ナガセケムテックス社製）を５．０質量部、フェノキシ樹脂（品名：ＰＫＨＨ、ユニオンカーバイド社製）を１０．０質量部、エポキシ樹脂（品名：ＨＰ７２００Ｈ、大日本インキ化学社製）を３０．０質量部、酸無水物（品名：ＭＨ−７００、新日本理化社製)を１８．０質量部、イミダゾール（品名：２ＭＺ−Ａ、四国化成工業社製）を０．５質量部、フィラーＡ（品名：ＳＯ−Ｅ５、アドマテックス社製）を３１．５質量部、及びフィラーＢ（品名：アエロジルＲＹ２００、日本アエロジル社製）を５．０質量部配合し、アンダーフィルフィルムの樹脂組成物を調製した。これを、剥離処理されたＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）にバーコーターを用いて塗布し、８０℃のオーブンで３分間乾燥させ、厚み４０μｍのアンダーフィルフィルムを作製した（カバー剥離ＰＥＴ（２５μｍ）／アンダーフィルフィルム（４０μｍ）／ベース剥離ＰＥＴ（５０μｍ））。
【００７０】
図８に示すように、比較例１のアンダーフィルフィルムの２０％の反応率に到達する時間は２．４５ｓｅｃであり、６０％の反応率に到達する時間は６．４８ｓｅｃであった。また、２０％の反応率の溶融粘度は１．０Ｅ＋０３Ｐａ・ｓであり、６０％の反応率の溶融粘度は２．３Ｅ＋０５Ｐａ・ｓであった。また、ボイドの評価は×であり、ハンダ接合性の評価は○であった。
【００７１】
＜比較例２＞
表１に示すように、アクリルゴムポリマー（品名：テイサンレジンＳＧ−Ｐ３、ナガセケムテックス社製）を５．０質量部、フェノキシ樹脂（品名：ＰＫＨＨ、ユニオンカーバイド社製）を１０．０質量部、アクリル樹脂（品名：ＤＣＰ、新中村化学社製）を４８．０質量部、開始剤（品名：パーブチルＺ、日本油脂社製）を０．５質量部、フィラーＡ（品名：ＳＯ−Ｅ５、アドマテックス社製）を３１．５質量部、及びフィラーＢ（品名：アエロジルＲＹ２００、日本アエロジル社製）を５．０質量部配合し、アンダーフィルフィルムの樹脂組成物を調製した。これを、剥離処理されたＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）にバーコーターを用いて塗布し、８０℃のオーブンで３分間乾燥させ、厚み４０μｍのアンダーフィルフィルムを作製した（カバー剥離ＰＥＴ（２５μｍ）／アンダーフィルフィルム（４０μｍ）／ベース剥離ＰＥＴ（５０μｍ））。
【００７２】
図８に示すように、比較例２のアンダーフィルフィルムの２０％の反応率に到達する時間は０．０２ｓｅｃであり、６０％の反応率に到達する時間は０．０７ｓｅｃであった。また、２０％の反応率の溶融粘度は１．１Ｅ＋０６Ｐａ・ｓであり、６０％の反応率の溶融粘度は１．０Ｅ＋０７Ｐａ・ｓ以上であった。また、ボイドの評価は○であり、ハンダ接合性の評価は×であった。
【００７３】
【表１】
2015070043.tif 000003
【００７４】
比較例１は、反応率の２０％に到達する時間が２．０ｓｅｃ超であるため、ボイドが発生した。また、比較例１は、反応率が２０％のときの粘度が０．２×１０４Ｐａ・ｓ未満であるため、ボイルが残っていた。
【００７５】
また、比較例２は、反応率の６０％に到達する時間が３．０ｓｅｃ未満であるため、良好なハンダ接合が得られなかった。また、比較例２は、反応率が６０％のときの粘度が５００×１０４Ｐａ・ｓ超であるため、良好なハンダ接合が得られなかった。
【００７６】
一方、実施例１〜３は、２４０℃での反応率の２０％に到達する時間が、２．０ｓｅｃ以下であり、反応率の６０％に到達する時間が、３．０ｓｅｃ以上であるため、ボイドレス実装及び良好なハンダ接合性を実現することができた。
【符号の説明】
【００７７】
１  ウエハ、  ２  アンダーフィルフィルム、  ３  治具、  ４  ブレード、  １０  半導体チップ、１１  半導体、１２  電極、１３  ハンダ、２０  アンダーフィル材、２１  第１の接着剤層、２２  第２の接着剤層、  ３０  回路基板、３１  基材、３２  対向電極
【図１】
2015070043.tif 000004
【図２】
2015070043.tif 000005
【図３】
2015070043.tif 000006
【図４】
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【図５】
2015070043.tif 000008
【図６】
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【図７】
2015070043.tif 000010
【図８】
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