(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板に半導体素子がフリップチップ実装され封止樹脂により封止された半導体パッケージを準備する工程と、
前記プリント基板側の外側面に第一の板を設置し、前記半導体素子側の外側面に第二の板を配置して、前記半導体パッケージを間に挟持するよう、前記第一の板と前記第二の板を対向して設置する工程と、
前記第一の板と前記第二の板の間に荷重を加えて前記半導体パッケージを固定する工程と、
前記固定された前記半導体パッケージに、前記封止樹脂を溶解する処理液を付与する工程と、を備え、
前記処理液が、アルカリ金属リン酸類の塩又はその水和物、及び溶媒としてモノアルコールを含有する、前記封止樹脂を除去する半導体パッケージの開封方法。
【請求項２】
前記第一の板と前記第二の板の間の荷重が、５Ｎ以上３５０Ｎ以下である請求項１に記載の半導体パッケージの開封方法。
【請求項３】
前記第一の板及び前記第二の板の曲げ弾性率が、付与する前記処理液の温度において、それぞれ１ＧＰａ以上２００ＧＰａ以下である請求項１又は請求項２に記載の半導体パッケージの開封方法。
【請求項４】
前記半導体素子の面方向の面積を短辺ａ（ｍｍ）×長辺ｂ（ｍｍ）とし、前記第二の板の面方向の面積を短辺ｘ（ｍｍ）×長辺ｙ（ｍｍ）とし、短辺ａと短辺ｘ、長辺ｂと長辺ｙとが同じ方向となるように第二の板を配置したときに、ｘ及びｙの値がａ≦ｘ≦ａ＋１０及びｂ≦ｙ≦ｂ＋１０の少なくとも一方の関係を満たす請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の半導体パッケージの開封方法。
【請求項５】
前記第一の板の可視光領域における光透過率が、７０％以上９８％以下である請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の半導体パッケージの開封方法。
【請求項６】
前記半導体パッケージに付与するときの前記処理液の温度が１３０℃以上２１０℃以下であり、前記処理液を付着させる時間が５０分以上１２０分以下である請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の半導体パッケージの開封方法。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の半導体パッケージの開封方法を用いて、前記半導体パッケージから封止樹脂を除去した後、下記第１〜第６の工程のうちの少なくとも１工程を行う、半導体パッケージの検査方法。
第１の工程：前記半導体パッケージのプリント基板側の外側面に配置された第一の板および半導体素子側の外側面に配置された第二の板を配置したまま、電気的検査を行う。
第２の工程：前記第一の板および前記第二の板を配置したまま、前記第一の板を介して外観観察を行う。
第３の工程：前記第一の板および前記第二の板を取り外した後、外観観察を行う。
第４の工程：前記第一の板および前記第二の板を取り外した後、更にプリント基板を取り外して前記半導体素子および前記プリント基板の少なくとも一方の外観観察を行う。
第５の工程：前記第一の板および前記第二の板を取り外した後、更にプリント基板を取り外して前記半導体素子および前記プリント基板の少なくとも一方の表面に存在する成分の分析を行う。
第６の工程：前記第一の板および前記第二の板を取り外した後、プリント基板を取り外し、更に切断、研磨又は掘削加工を行い、前記半導体素子および前記プリント基板の少なくとも一方の内部構造の外観観察および構成成分の少なくとも一方の分析を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体パッケージの開封方法、及び半導体パッケージの検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤボンディング接続やフリップチップ接続によって基板やリードフレーム上に実装される半導体素子は、物理的保護や絶縁を目的としてその一部もしくは全体が封止樹脂によって封止され、半導体パッケージとして使用されている。封止の方式には、半導体素子実装体を金型に入れて封止樹脂を注入、硬化させるトランスファーモールド方式や、フリップチップ接続で実装された半導体素子と実装基板との隙間に封止樹脂を注入し硬化させるアンダーフィル方式などが採用されている。近年では半導体素子の大容量化、高集積化や回路のファインピッチ化が進んだことにより、極めて狭いギャップや複雑な半導体素子積層体に封止樹脂が充填されることが多い。
【０００３】
前記半導体パッケージは電子機器に組み込まれるに先立ち、種々の試験による信頼性評価が行われ、半導体素子や接続端子部分の観察、分析が行われる。また電子機器として使用された後も、駆動時間の経過と共に発生した不具合の解析や、故障原因の究明を目的として、電気的な検査、半導体素子や接続端子部分の観察、分析が行われる。このような検査、観察、分析を行う際は、その目的に応じて適切な手段で半導体パッケージを解体し、又は封止樹脂を除去（開封）する必要が生じる。
【０００４】
半導体パッケージを解体、開封する方法として、一般的なトランスファーモールド型の半導体パッケージを参考に例示すると、第一の方法として、「観察、分析部位近傍を切断し、或いは機械的応力を加えて破壊する方法」、第二の方法として、「レーザーによって封止樹脂を除去する方法」、第三の方法として、「溶液中に浸漬し、或いは溶液を滴下して封止樹脂を溶解する方法」などが挙げられる。
【０００５】
特許文献１〜２に示される第一の方法では、半導体パッケージを注型用エポキシ樹脂中に埋め込んで硬化させ、観察、分析部位近傍をカッターなどで切断したのち切断面を研磨することで、断面を観察することができる（第一の従来技術）。
【０００６】
特許文献３〜４に示される第二の方法では、レーザーの焦点を絞ることで観察、分析を行う部分のみ封止樹脂を除去することができ、また開封後も半導体素子を動作させるための電気的な検査が可能である（第二の従来技術）。
【０００７】
特許文献５〜７に示される第三の方法では、発煙硝酸や混酸等の溶液を用いて封止樹脂を溶解（エッチング）することで半導体パッケージを開封する。半導体素子と基板との接続を保持したまま観察、分析も可能であり、半導体素子を動作させるための電気的な検査も可能である（第三の従来技術）。
【０００８】
さらに特許文献３に示すように、第二の方法と第三の方法とを併用することも可能である。また、特許文献８〜９に示すように、半導体パッケージの開封が目的ではないが、樹脂硬化物を溶解しうる溶液を積極的に応用することでも封止樹脂を溶解することが可能である。
【０００９】
特に第三の方法は、半導体パッケージを切断したり、電気的接続を断線したりすることなく、またレーザーのような特殊な設備を必要とせずに半導体パッケージを開封できる特徴がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平７−１３０３１８号公報
【特許文献２】特開平１０−１５０２５５号公報
【特許文献３】特開２０００−２１９１２号公報
【特許文献４】特開２００６−３４４６５５号公報
【特許文献５】特開平６−６１２８６号公報
【特許文献６】特開２００１−３５８１５８号公報
【特許文献７】特開２００６−１９６５９２号公報
【特許文献８】特許第４４２８０５２号明細書
【特許文献９】特許第３６２４９６７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、半導体素子や配線に与える損傷を低減し、半導体素子を動作させるための電気的な検査が可能な状態で、半導体パッケージを開封することが可能な半導体パッケージの開封方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは半導体パッケージの開封方法について検討を行った。上述の第一の従来技術を用いて半導体パッケージを開封した場合には、半導体パッケージが部分的に破壊されるため、半導体素子を動作させる電気的な検査ができないという問題がある。
また、第一の従来技術とは異なるが、Ｃｈｉｐ  ｏｎ  Ｆｉｌｍ（ＣＯＦ）特有の手法として、図５に示すように半導体素子３から樹脂基板４を引き剥がすことによって、より詳細に半導体素子３の回路面や接続端子９部分を観察する方法も考えられる。しかしこの方法は配線８の切断を伴うため、半導体素子３を動作させる電気的な検査が困難という問題がある。
また、第二の従来技術では、レーザーを使用するための特殊な設備を予め準備しなければならないという問題がある。
【００１３】
本発明者らは半導体素子を動作させるための電気的な検査を行うことを想定し、またレーザーのような特殊な設備を必要とせずに半導体パッケージを開封できる第三の方法での検討を行った。そして近年ファインピッチ化が進んでいる半導体パッケージの一例としてフリップチップ接続方式の半導体パッケージの開封を試みた。その結果、以下のことが明らかになった。
【００１４】
第三の従来技術により開封処理を施したフレキシブル基板（ＣＯＦ）を注意深く観察した結果、封止樹脂の溶解除去は可能であったが、図６に示すように半導体素子３に設けられた接続端子９とＦＰＣの配線８との接続部分付近で、配線の一部に断線１０が生じていることが分かった。さらに接続端子９直下のＦＰＣの配線８において、ＦＰＣにおける樹脂基板４と配線８の間に剥離１１が発生する場合があることが分かった。
【００１５】
これはＣＯＦの組立工程のうち、ＦＰＣに半導体素子３を接続する工程（ＩＬＢ：インナーリードボンディング）および封止樹脂の熱硬化の工程において接続部付近の配線８に応力が加わったこと、封止樹脂の開封によってこの応力が開放されたこと、開封処理の際に溶解液が封止樹脂中に浸入し封止樹脂が膨潤したこと、さらに溶解液の対流や溶解後に用いる洗浄液の対流によって損傷を受けたこと等が原因と考えられるが、封止樹脂の溶解前に断線１０や剥離１１が発生していた場合も想定される。このため断線１０や剥離１１の原因を特定することが困難となり、また半導体素子を動作させるための電気的な検査も困難な場合があることが分かった。
【００１６】
このように、フリップチップ接続方式の半導体パッケージではファインピッチな接続端子間隔および配線間隔を有するため、半導体素子や接続端子、配線に損傷を与えることなく、かつ封止樹脂のみを効率よく除去することが、トランスファーモールドタイプの半導体パッケージと比較して極めて困難であることが分かった。また封止樹脂が除去できた場合であっても、配線の断線が生じることがあり、半導体素子を動作させるための電気的な検査が困難となることが課題として明らかになった。
【００１７】
上記現象を踏まえ、上記課題を解決する方法として本発明に至った。すなわち、本発明の半導体パッケージの開封方法は、プリント基板に半導体素子がフリップチップ実装され樹脂封止された半導体パッケージを開封する方法であり、封止樹脂を溶解する処理液を付与する際に、半導体パッケージを挟持するよう２枚の板を配置し、この２枚の板に荷重を加え半導体パッケージを固定するというものである。具体的に、本発明は以下の通りである。
【００１８】
＜１＞  プリント基板に半導体素子がフリップチップ実装され封止樹脂により封止された半導体パッケージを準備する工程と、
前記プリント基板側の外側面に第一の板を設置し、前記半導体素子側の外側面に第二の板を配置して、前記半導体パッケージを間に挟持するよう、前記第一の板と前記第二の板を対向して設置する工程と、
前記第一の板と前記第二の板の間に荷重を加えて前記半導体パッケージを固定する工程と、
前記固定された前記半導体パッケージに、前記封止樹脂を溶解する処理液を付与する工程と、を備え、
前記処理液が、アルカリ金属リン酸類の塩又はその水和物、及び溶媒としてモノアルコールを含有する、前記封止樹脂を除去する半導体パッケージの開封方法。
【００１９】
＜２＞  前記第一の板と前記第二の板の間の荷重が、５Ｎ以上３５０Ｎ以下である前記＜１＞に記載の半導体パッケージの開封方法。
【００２０】
＜３＞  前記第一の板及び前記第二の板の曲げ弾性率が、付与する前記処理液の温度において、それぞれ１ＧＰａ以上２００ＧＰａ以下である前記＜１＞又は＜２＞に記載の半導体パッケージの開封方法。
【００２１】
＜４＞  前記半導体素子の面方向の面積を短辺ａ（ｍｍ）×長辺ｂ（ｍｍ）とし、前記第二の板の面方向の面積を短辺ｘ（ｍｍ）×長辺ｙ（ｍｍ）とし、短辺ａと短辺ｘ、長辺ｂと長辺ｙとが同じ方向となるように第二の板を配置したときに、ｘ及びｙの値がａ≦ｘ≦ａ＋１０及びｂ≦ｙ≦ｂ＋１０の少なくとも一方の関係を満たす前記＜１＞〜＜３＞のいずれか１項に記載の半導体パッケージの開封方法。
【００２２】
＜５＞  前記第一の板の可視光領域における光透過率が、７０％以上９８％以下である前記＜１＞〜＜４＞のいずれか１項に記載の半導体パッケージの開封方法。
【００２４】
＜６＞  前記半導体パッケージに付与するときの前記処理液の温度が１３０℃以上２１０℃以下であり、前記処理液を付着させる時間が５０分以上１２０分以下である前記＜１＞〜＜５＞のいずれか１項に記載の半導体パッケージの開封方法。
【００２５】
＜７＞  前記＜１＞〜＜６＞のいずれか１項に記載の半導体パッケージの開封方法を用いて、前記半導体パッケージから封止樹脂を除去した後、下記第１〜第６の工程のうちの少なくとも１工程を行う、半導体パッケージの検査方法。
第１の工程：前記半導体パッケージのプリント基板側の外側面に配置された第一の板および半導体素子側の外側面に配置された第二の板を配置したまま、電気的検査を行う。
第２の工程：前記第一の板および前記第二の板を配置したまま、前記第一の板を介して外観観察を行う。
第３の工程：前記第一の板および前記第二の板を取り外した後、外観観察を行う。
第４の工程：前記第一の板および前記第二の板を取り外した後、更にプリント基板を取り外して前記半導体素子および前記プリント基板の少なくとも一方の外観観察を行う。
第５の工程：前記第一の板および前記第二の板を取り外した後、更にプリント基板を取り外して前記半導体素子および前記プリント基板の少なくとも一方の表面に存在する成分の分析を行う。
第６の工程：前記第一の板および前記第二の板を取り外した後、プリント基板を取り外し、更に切断、研磨又は掘削加工を行い、前記半導体素子および前記プリント基板の少なくとも一方の内部構造の外観観察および構成成分の少なくとも一方の分析を行う。
【発明の効果】
【００２６】
本発明により、半導体素子や配線に与える損傷を低減し、半導体素子を動作させるための電気的な検査が可能な状態で半導体パッケージを開封することが可能な半導体パッケージの開封方法を提供することができ、また検査及び不良解析の精度向上が図られた半導体パッケージの検査方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】半導体パッケージに荷重を加え保持した状態を示す概略断面図である。
【図２】封止樹脂を除去し、開封した半導体パッケージを示す図である。
【図３】開封後の半導体パッケージから第一の板、第二の板および固定治具を取り外した状態を示す図であり、図３(a)はチップ長辺から見た断面図であり、図３(b)はチップ短辺から見た断面図である。
【図４】本発明の半導体パッケージの検査方法の第４又は第５の工程におけるプリント基板を取り外した様子の一例を示す図である。
【図５】従来技術によって故障解析を行うために半導体パッケージを部分的に破壊する過程を示す図である。
【図６】第三の従来技術により開封した半導体パッケージに配線の剥離や断線が生じた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の半導体パッケージの開封方法は、プリント基板に半導体素子がフリップチップ実装され封止樹脂により封止された半導体パッケージを開封する方法であり、封止樹脂を溶解する処理液を付与する際に、半導体パッケージを挟持するよう２枚の板を配置し、この２枚の板に荷重を加え半導体パッケージを固定するというものである。ここで、「半導体パッケージの開封」とは、半導体パッケージから封止樹脂を除去することをいい、封止樹脂を除去した後においても電気的接続が保持された状態にあることをいう。電気的接続が保持された状態にある点で、解体とは異なる。
【００２９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下の実施形態では開封する半導体パッケージとしてＣｈｉｐ  ｏｎ  Ｆｉｌｍ（ＣＯＦ）方式の半導体パッケージを対象に例示するが、フリップチップ実装される半導体パッケージであれば対象は特に限定されない。
【００３０】
＜半導体パッケージの開封方法＞
本発明の半導体パッケージの開封方法は、（１）プリント基板に半導体素子がフリップチップ実装され封止樹脂により封止された半導体パッケージを準備する工程と、（２）前記プリント基板側の外側面に第一の板を設置し、前記半導体素子側の外側面に第二の板を配置して、前記半導体パッケージを間に挟持するよう、前記第一の板と前記第二の板を対向して設置する工程と、（３）前記第一の板と前記第二の板の間に荷重を加えて前記半導体パッケージを固定する工程と、（４）前記固定された前記半導体パッケージに、前記封止樹脂を溶解する処理液を付与する工程と、を備える。これらの工程を経て前記封止樹脂が除去され、半導体パッケージが開封される。
【００３１】
（１）半導体パッケージを準備する工程
本発明の開封方法に用いる半導体パッケージは、プリント基板に半導体素子がフリップチップ実装されたものであり、プリント基板と半導体素子との隙間が封止樹脂により封止されている。図１を参照しながら、本発明に用いる半導体パッケージを説明する。図１は半導体素子の長辺から見た断面を示している。なお、一般的にＬＣＤ用ドライバＩＣに用いられる半導体素子は積層方向から見たときに長方形であることが多く、長辺と短辺を有している。
【００３２】
図１に示すように、本発明の開封方法の対象物である半導体パッケージにおいて、半導体素子３はプリント基板（以下「フレキシブル基板（ＦＰＣ）」として説明する）の配線８上にフリップチップ実装されており、半導体素子３と配線８は接続端子（バンプ）９において接続されている。ＣＯＦの場合、ＦＰＣ側にはＳｎめっきされたＣｕ配線８が、半導体素子３側にはＡｕ又はＡｕめっきされたＣｕを用いたバンプ９が形成されており、両者はＡｕ／Ｓｎの共晶によって接続される。また、フリップチップ接続方式の半導体パッケージでは、はんだバンプによる接続も多く行われている。なお、フレキシブル基板（ＦＰＣ）は、樹脂基板４の上に配線８が配置されている。
【００３３】
隣接する接続端子９間のギャップは１０μｍ〜１５μｍ程度であり、半導体素子３とＦＰＣの隙間は２０μｍ〜３０μｍ程度である。この狭い隙間に封止樹脂５が充填されており、接続端子９間の絶縁と物理的保護の役割を果たしている。また、ソルダレジスト７は封止樹脂５がＦＰＣ上で流れ拡がらないよう堰としての役割も担っている。
【００３４】
本発明では、封止樹脂５を除去して半導体パッケージを開封する。封止樹脂５としては、接続端子９間および配線８間を絶縁すると共に、半導体素子３とＦＰＣとを接着し、物理的強度を保持するものであれば、特に制限されない。このような効果を有する封止樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂硬化物、フェノール樹脂硬化物、不飽和ポリエステル樹脂硬化物、アルキド樹脂硬化物などを挙げることができ、接着性、耐薬品性、電気絶縁性、充填性などの観点から、半導体パッケージの封止樹脂として広くエポキシ樹脂硬化物が採用されている。
【００３５】
前記エポキシ樹脂硬化物は、エポキシ樹脂組成物を硬化して得られる。エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂、エポキシ樹脂用硬化剤などを含有し、さらに必要に応じて硬化促進剤、カップリング剤、溶剤、エラストマ、難燃剤、充填剤、着色剤などを含んでいてもよい。
【００３６】
エポキシ樹脂は、分子内にエポキシ基を有するものであればどのようなものでもよく、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ＡＤ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族鎖状エポキシ樹脂、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、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、ビフェノールのジグリシジルエーテル化物、ナフタレンジオールのジグリシジルエーテル化物、フェノール類のジグリシジルエーテル化物、アルコール類のジグリシジルエーテル化物、およびこれらのアルキル置換体、ハロゲン化物、水素添加物などがある。これらは、複数種が併用されていてもよい。
【００３７】
上記のエポキシ樹脂のうち、ハロゲン化ビスフェノール化合物（テトラブロモビスフェノールＡなど）とエピクロルヒドリンとを反応させて得られるエポキシ樹脂（ハロゲン化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ハロゲン化ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ハロゲン化ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂など）のように、エーテル基が結合しているベンゼン環の、エーテル基に対してオルト位が塩素、臭素等のハロゲン原子で置換されているエポキシ樹脂が用いられている場合、電子吸引性のハロゲン原子がベンゼン環に結合することによりエーテル結合の開裂が起こりやすくなり、その結果、処理液によるエポキシ樹脂硬化物の分解・溶解の効率が特に良好になる傾向にある。
【００３８】
エポキシ樹脂用硬化剤は、エポキシ樹脂を硬化させるものであれば特に限定されず、例えば、多官能フェノール類、アミン類、イミダゾール化合物、酸無水物、有機リン化合物およびこれらのハロゲン化物などが挙げられる。これらは単独で使用されていてもよいし、２種以上を任意の組み合わせで用いられていてもよい。
【００３９】
エポキシ樹脂用硬化剤の配合量は、エポキシ基の硬化反応を進行させることができれば特に限定はされず、好ましくは、エポキシ基１モルに対して、０．０１当量〜５．０当量の範囲で、より好ましくは０．８当量〜１．２当量の範囲で使用される。
【００４０】
多官能フェノール類としては、ヒドロキノン、レゾルシノール、カテコール等の単環二官能フェノール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ナフタレンジオール、ビフェノール等の多環二官能フェノール、およびこれらのハロゲン化物、アルキル基置換体などが挙げられる。さらに、これらのフェノール類とアルデヒド類との重縮合物であるノボラック、レゾールを用いることもできる。
【００４１】
アミン類としては、脂肪族または芳香族の第一級アミン、第二級アミン、第三級アミン、第四級アンモニウム塩および脂肪族環状アミン類、グアニジン類、尿素誘導体などが挙げられる。これらの化合物の一例としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、２−（ジメチルアミノメチル）フェノール、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、テトラメチルグアニジン、トリエタノールアミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルピペラジン、１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］−７−ウンデセン、１，５−ジアザビシクロ［４．４．０］−５−ノネン、ヘキサメチレンテトラミン、ピリジン、ピコリン、ピペリジン、ピロリジン、ジメチルシクロヘキシルアミン、ジメチルヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、ジイソブチルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミン、ジフェニルアミン、Ｎ−メチルアニリン、トリ−ｎ−プロピルアミン、トリ−ｎ−オクチルアミン、トリ−ｎ−ブチルアミン、トリフェニルアミン、テトラメチルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムブロマイド、テトラメチルアンモニウムアイオダイド、トリエチレンテトラミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルエーテル、ジシアンジアミド、トリルビグアニド、グアニル尿素、ジメチル尿素などが挙げられる。
【００４２】
イミダゾール化合物としては、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、２−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール、４，５−ジフェニルイミダゾール、２−メチルイミダゾリン、２−フェニルイミダゾリン、２−ウンデシルイミダゾリン、２−ヘプタデシルイミダゾリン、２−イソプロピルイミダゾール、２，４−ジメチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾリン、２−フェニル−４−メチルイミダゾリン、ベンゾイミダゾール、１−シアノエチルイミダゾールなどが挙げられる。
【００４３】
酸無水物としては、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、ピロメリット酸二無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、無水マレイン酸、メチルハイミック酸無水物、ハイミック酸無水物、無水コハク酸、テトラヒドロ無水フタル酸、クロレンド酸無水物、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、３−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、４−メチルヘキサ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マレイン酸付加物、メチルヘキサヒドロフタル酸、無水トリメリット酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、水素化メチルナジック酸無水物、無水マレイン酸とジエン化合物からディールス・アルダー反応で得られ、複数のアルキル基を有するトリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、ドデセニル無水コハク酸などが挙げられる。
【００４４】
有機リン化合物は、有機基を有するリン化合物であれば特に限定されず、例えば、ヘキサメチルリン酸トリアミド、リン酸トリス（ジクロロプロピル）、リン酸トリス（クロロプロピル）、亜リン酸トリフェニル、リン酸トリメチル、フェニルホスホン酸、トリフェニルホスフィン、トリ−ｎ−ブチルホスフィン、ジフェニルホスフィンなどが挙げられる。
【００４５】
以上のような構成成分を含有するエポキシ樹脂組成物を任意の方法で硬化させることにより、本発明の処理対象となる半導体パッケージの封止樹脂を得ることができる。その硬化条件は、反応が進行する条件を任意に選択すればよい。例えば、温度に関しては、反応が進行するのであればどのような温度でもよいが、一般には室温（２５℃程度）〜２５０℃の範囲で硬化させることが好ましい。また、この硬化反応は、加圧下、大気圧下または減圧下のいずれの条件で行ってもよい。
【００４６】
（２）第一の板及び第二の板を設置する工程
次に、ＦＰＣ側の外側面に第一の板１を設置し、半導体素子３側の外側面に第二の板２を配置して、前記半導体パッケージを間に挟持するよう、第一の板１と第二の板２を対向して設置する。
【００４７】
第一の板１及び第二の板２は後工程において処理液に晒されるため、処理液に対して耐性を有するものであればよい。また、第一の板１及び第二の板２に荷重を加えるため、荷重によって割れや変形がない材料であればよい。
【００４８】
第一の板１及び第二の板２のそれぞれの曲げ弾性率は、半導体パッケージに付与される際の処理液の温度において、好ましくは１ＧＰａ以上２００ＧＰａ以下、より好ましくは１０ＧＰａ以上１００ＧＰａ以下である。１ＧＰａ以上とすることで固定治具６により固定した際の板のたわみや、半導体パッケージに加わる荷重の不均一化を避けることができる。また、２００ＧＰａ以下となる板を選択することにより、半導体素子３を固定するための適切なサイズに加工することが容易となる利点がある。
【００４９】
なお、樹脂基板４側に配置される第一の板１は、封止樹脂を除去した後に第一の板１を取り外すことなく半導体素子３の回路面を観察する観点からは、透明であることが望ましい。具体的には、第一の板１の可視光領域における光透過率が、好ましくは７０％以上９８％以下、さらに好ましくは８０％以上９５％以下である。
第一の板１の可視光領域における光透過率を７０％以上とすることで、封止樹脂を溶解した後で、半導体素子の回路面を容易に観察することができ、また９８％以下とすることで価格や弾性率、耐薬品性との両立を図ることができる。
【００５０】
第一の板１において、上記物性を有する材料の一例としては、可視光領域における光透過率が７０％以上の石英ガラス、ソーダガラス、及び硼珪酸ガラス等を挙げることができる。第一の板１の厚さとしては、０.５ｍｍ〜５ｍｍ程度であることが好ましく、１ｍｍ〜２ｍｍ程度であることがより好ましい。
【００５１】
第一の板１の寸法については樹脂基板４と同程度であることが好ましく、具体的には樹脂基板４の寸法が短辺ｐ（ｍｍ）×長辺ｑ（ｍｍ）とし、第一の板１の寸法が短辺ｒ（ｍｍ）×長辺ｓ（ｍｍ）とし、短辺ｐと短辺ｒ、長辺ｑと長辺ｓ、が同じ方向となるように第一の板１を配置したときに、「０.７×ｐ≦ｒ≦１.２×ｐ」および「０.７×ｑ≦ｓ≦１.２×ｑ」の少なくとも一方の式を満たすことが好ましく、両式を同時に満たすことがより好ましい。更に好ましくは「０.８×ｐ≦ｒ≦１.１×ｐ」および「０.８×ｑ≦ｓ≦１.１×ｑ」の少なくとも一方の式を満たす場合であり、両式を同時に満たすことがより好ましい。特に好ましくは「０.９×ｐ≦ｒ≦ｐ」および「０.９×ｑ≦ｓ≦ｑ」の少なくとも一方の式を満たす場合であり、両式を同時に満たすことがより好ましい。なお、「ｐ＝ｑ」、「ｒ＝ｓ」と樹脂基板４、第一の板１がそれぞれ正方形であってもよい。
【００５２】
「０.７×ｐ≦ｒ」とすることで、樹脂基板４に加わる荷重を均一化し、封止樹脂を除去した際の配線８の断線を防ぎ、また樹脂基板４の割れを防ぐことができる。また「ｒ≦１.２×ｐ」とすることで、第一の板１のたわみによって樹脂基板４に加わる荷重が不均一となることを防ぎ、また封止樹脂５を開封する処理液を浸透しやすくすることができる。「０.７×ｑ≦ｓ」の場合や「ｓ≦１.２×ｑ」の場合についても、「０.７×ｐ≦ｒ」や「ｒ≦１.２×ｐ」とする場合と同様のことが言える。
【００５３】
ただし、半導体素子３と樹脂基板４の面積の差によっては固定治具６で加重を加えることが物理的に困難となる場合が生じる。この場合は半導体素子３の電気的な検査や観察、分析に支障のない範囲で適宜樹脂基板４を切断することで適切な大きさに加工し、この加工した樹脂基板４の面積に合わせて第一の板１の大きさを選択することができる。
【００５４】
また、第二の板２の大きさは、以下の関係を満たすことが好ましい。
第二の板２のサイズを短辺ｘ（ｍｍ）×長辺ｙ（ｍｍ）とし、フリップチップ実装された半導体素子３のサイズを短辺ａ（ｍｍ）×長辺ｂ（ｍｍ）とし、短辺ａと短辺ｘ、長辺ｂと長辺ｙ、が同じ方向となるように第二の板２を配置したときに、「ａ≦ｘ≦ａ＋１０」及び「ｂ≦ｙ≦ｂ＋１０の少なくとも一方の式を満たすことが好ましく、両式を同時に満たすことがより好ましい。
【００５５】
ａ≦ｘとすることで、半導体素子３に加わる荷重を均一化し、封止樹脂を除去した際の配線８の断線を防ぎ、また半導体素子３の割れを防ぐことができる。さらに固定治具６を取り外すことなく第一の板１を介して半導体素子３の回路面を観察する場合に、固定治具６に妨げられることなく観察することができる。
【００５６】
また「ｘ≦ａ＋１０（ｍｍ）」とすることで、第二の板２のたわみによって半導体素子３に加わる荷重が不均一となることを防ぎ、また封止樹脂５を開封する処理液を浸透しやすくすることができる。「ｂ≦ｙ」の場合や「ｙ≦ｂ＋１０（ｍｍ）」の場合についても、「ａ≦ｘ」や「ｘ≦ａ＋１０」とする場合と同様のことが言える。
【００５７】
第二の板２としての材料は、石英ガラスや金属が好適に使用できる。第二の板２の厚さとしては、０.５ｍｍ〜５ｍｍ程度であることが好ましく、１ｍｍ〜２ｍｍ程度であることがより好ましい。
【００５８】
（３）荷重を加えて半導体パッケージを固定する工程
図１に示すように、第一の板１及び第二の板２は、固定治具６によって荷重を加えた状態で固定される。荷重を加えて第一の板１及び第二の板２、更には半導体パッケージを固定する方法としては、公知の方法を適宜採用することができる。
【００５９】
固定治具６は、樹脂を溶解する処理液に浸漬することを考慮して、処理液を入れる試験管やビーカー等の容器に入る程度の大きさであることが好ましく、また処理液の進入を阻害しないような形状であることが好ましい。
また、固定治具６は、処理液によって腐食、溶解、強度低下が生じることのない材質で構成されていることが好ましい。
【００６０】
固定治具６として具体的には、図１に示すような半導体パッケージ両端から挟み込んで固定するネジ式の金属製治具およびばね式金属製クリップ等を挙げることができる。
【００６１】
固定治具６の固定位置は、半導体素子３の回路面の観察を妨げない範囲で第二の板２の端部とすることが好ましい。前記端部で固定することにより、封止樹脂を溶解した後、半導体素子３の回路面や接続端子９部分の観察を行うことができる。図１では、固定治具６を半導体素子３の短辺側から挟む構造を示しているが、長辺側から挟む構造であってもよい。
【００６２】
固定治具６によって第一の板１及び第二の板２に加える荷重は、好ましくは５Ｎ以上３５０Ｎ以下、より好ましくは１０Ｎ以上３００Ｎ以下である。５Ｎ以上とすることで、処理液に浸漬し、洗浄する工程において、固定治具６から半導体パッケージが外れて配線８が断線する現象を避けることができる。また３５０Ｎ以下とすることで半導体素子３の割れを避けることができる。
固定治具６によって第一の板１及び第二の板２並びに半導体パッケージに加わる荷重は、例えば簡易的なフォースゲージ等によって実測することができる。
【００６３】
（４）処理液を付与する工程
固定治具６によって第一の板１及び第二の板２が固定され、そして荷重が加えられた状態の前記半導体パッケージに、封止樹脂５を溶解する処理液を付与する。
【００６４】
封止樹脂を溶解する処理液としては、例えば発煙硝酸、混酸等の酸性溶液、エチレングリーコル等のグリコール溶液、水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ溶液、Ｎ−メチル２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド溶液、濃硫酸、クロム酸溶液、過マンガン酸溶液などを用いることができる。
【００６５】
常圧で開封処理が可能であり、半導体素子や配線の腐食を生じる恐れが少なく、封止樹脂のみを効率良く除去できる処理液としては、アルカリ金属化合物を含む触媒（以下「特定触媒」と称する場合がある）を含有することが好ましい。アルカリ金属化合物を含む触媒は、エポキシ樹脂硬化物のエーテル結合開裂のための触媒として作用する。
【００６６】
アルカリ金属化合物としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム等のアルカリ金属の水素化物、水酸化物、ホウ水素化物、アミド化合物、フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物、ホウ酸塩、リン酸塩、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、有機酸塩、アルコラート、フェノラートなどが挙げられる。なかでも、有機溶剤への溶解性が良好で、触媒効果（イオン活性）が高く、イオンとしての毒性が低いなどの観点から、アルカリ金属塩を用いることが好ましく、さらに半導体パッケージの封止樹脂をより効率的に分解するための化合物としては、アルカリ金属リン酸類の塩が好ましい。
【００６７】
アルカリ金属塩としては、上記アルカリ金属のフッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物、ホウ酸塩、リン酸塩、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、有機酸塩、アルコラート、フェノラートなどが挙げられる。リン酸類としては、リン酸、メタリン酸、次リン酸、亜リン酸（ホスホン酸）、次亜リン酸（ホスフィン酸）、ピロリン酸、トリメタリン酸、テトラメタリン酸、ピロ亜リン酸などが挙げられ、リン酸類の塩は、これらのリン酸類の陰イオンと、アルカリ金属の陽イオンとの塩である。なかでも、有機溶剤への溶解性の観点から、アルカリ金属リン酸類の塩の水和物を用いることが好ましい。これらの塩は、１個の金属イオンと２個の水素イオンを有する第一塩、２個の金属と１個の水素を有する第二塩、３個の金属を有する第三塩のいずれでもよく、酸性塩、アルカリ性塩、中性塩のいずれでもよい。
【００６８】
特定触媒は、アルカリ金属化合物を含んでいれば、その他の任意の化合物が含有されていてもよいし、不純物が含まれていてもよい。充分なエポキシ樹脂硬化物の分解を鑑みれば、特定触媒中のアルカリ金属化合物の含有率は、９０質量％以上であることが好ましく、９５質量％以上であることがより好ましく、９９質量％以上であることが更に好ましく、実質的にアルカリ金属化合物のみで構成されていることが望ましい。
【００６９】
特定触媒は、総量として、有機溶剤中に０．００１質量％〜８０質量％の濃度で含有することが好ましく、０．１質量％〜３０質量％の濃度で含有することがより好ましい。０．００１質量％以上とすることで充分なエポキシ樹脂硬化物の分解速度が得られやすくなる。また、８０質量％以下とすることで処理液を容易に調製することができる。
【００７０】
特定触媒は、必ずしもすべてが溶解している必要はない。非溶解分が存在する飽和溶液においては、溶質は平衡状態にあり、溶解した化合物が失活した場合には非溶解分が溶解してそれを補うことになるので、そのような飽和溶液の使用も有用である。
【００７１】
特定触媒は、エポキシ樹脂硬化物を効果的に分解させる観点から、乾燥処理してから使用することが好ましい。乾燥した特定触媒は、カールフィッシャー滴定法により測定する水分量として、５％以下であることが好ましく、２％以下であることがより好ましい。
【００７２】
特定触媒は、有機溶剤とともに用いることが好ましい。有機溶剤としては、前記特定触媒の少なくとも一部の量が溶解することができるものであれば特に限定されない。前記特定触媒がアルカリ金属化合物の塩のようにイオン性触媒である場合には、イオン性触媒の溶解性の観点から、アミド系溶剤、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤の中から選ばれる１種以上を好ましく用いることができるが、これらに限定されることはなく、炭化水素、ハロゲン化炭化水素、フェノール類、アセタール、脂肪酸、酸無水物、エステル、窒素化合物、硫黄化合物（ジメチルスルホキシドなど）等の溶剤や、２以上の官能基を持つ溶剤（エステルとエーテル、アルコールとエーテルなど）も用いることができる。
【００７３】
これらの有機溶剤は、単独で使用しても、数種類を組み合わせて（例えば、アミド系溶剤どうし、または、アミド系溶剤とアミド系以外の溶剤）使用してもよい。また、これらの有機溶剤以外に、任意の溶剤を併用してもよく、無機溶剤である水、アンモニアなどを混合することも可能である。
【００７４】
アミド系溶剤としては、例えば、ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、アセトアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル尿素、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、カプロラクタム、カルバミド酸エステルなどを好ましく使用できる。
【００７５】
アルコール系溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、ｉｓｏ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、１−ペンタノール、２−ペンタノール、３−ペンタノール、２−メチル−１−ブタノール、ｉｓｏ−ペンチルアルコール、ｔｅｒｔ−ペンチルアルコール、３−メチル−２−ブタノール、ネオペンチルアルコール、１−ヘキサノール、２−メチル−１−ペンタノール、４−メチル−２−ペンタノール、２−エチル−１−ブタノール、１−ヘプタノール、２−ヘプタノール、３−ヘプタノール、シクロヘキサノール、１−メチルシクロヘキサノール、２−メチルシクロヘキサノール、３−メチルシクロヘキサノール、４−メチルシクロヘキサノール、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール（分子量２００〜４００）、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、グリセリン、ジプロピレングリコール、ベンジルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルベンジルアルコール、メチルベンジルアルコール、クロロベンジルアルコール及びこれらの異性体などが挙げられる。封止樹脂を効率よく開封する観点からは、モノアルコールが好適である。
【００７６】
ケトン系溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、２−ペンタノン、３−ペンタノン、２−ヘキサノン、メチルイソブチルケトン、２−ヘプタノン、４−ヘプタノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、ホロン、イソホロンなどが挙げられる。
【００７７】
エーテル系溶剤としては、例えば、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジヘキシルエーテル、アニソール、フェネトール、ジオキサン、テトラヒドロフラン、アセタール、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテルなどが挙げられる。
【００７８】
これらの有機溶剤の中でも、エポキシ樹脂硬化物の除去性、人体への有害性、取扱いの安全性の観点からアルコール系溶剤であることが好ましく、更にその中でもモノアルコールであることが好適である。この理由は明らかではないが次のように推測される。本発明の処理方法では、エポキシ樹脂硬化物に含まれるエステル結合が切断されることによってエポキシ樹脂硬化物が除去される。この際、イオン化した触媒と共に溶媒のアルコール性水酸基が、前記切断箇所に作用することによって、エステル交換反応が効果的に進むと考えられる。また、一般に水酸基を２つ以上有する多価アルコールは粘性が高くなる傾向が見られるため、半導体パッケージの微小な隙間に進入し、エポキシ樹脂硬化物を効率良く除去する観点からはモノアルコールを使用することが好ましい。
【００７９】
前記モノアルコールの中でも、沸点が１００℃〜２５０℃のモノアルコールが好ましく、沸点が１３０℃〜２１０℃のモノアルコールが更に好ましい。有機溶剤としてのモノアルコールの沸点が上記範囲内にあると、エポキシ樹脂硬化物を溶解させるときの加熱温度での分解や蒸発を抑えることができる。
【００８０】
また、半導体パッケージの微小な隙間に進入し、エポキシ樹脂硬化物を効率良く除去するためには、室温における粘度が０.１ｍＰａ・Ｓ〜１００ｍＰａ・Ｓのモノアルコールが好ましく、０.５ｍＰａ・Ｓ〜１０ｍＰａ・Ｓのモノアルコールがさらに好ましい。粘度は低いほうが微少な隙間への侵入しやすいことから、粘度の下限値は特に制限はないが、粘度が低い有機溶媒は、沸点が低い傾向があり、沸点とのバランスの観点からは、０．１ｍＰａ・ｓ以上が好ましく、０．５ｍＰａ・ｓ以上がより好ましい。
【００８１】
さらにエポキシ樹脂硬化物との親和性、相溶性の観点から、芳香族基を有するモノアルコールが好ましく、沸点や粘度の観点からフェニル基を有するモノアルコールであることがより好ましい。このようなモノアルコールとしては、具体的には、ベンジルアルコール、メチルベンジルアルコール、ｔ−ブチルベンジルアルコール、２，４―ジメチルベンジルアルコール、および３−フェニル−１−プロパノールなどが挙げられ、エポキシ樹脂硬化物の溶解性、人体への有害性、薬品の安全性を考慮するとベンジルアルコールであることが好適である。
【００８２】
前記処理液の好適な態様としては、特定触媒としてアルカリ金属リン酸類の塩又はその水和物と、溶媒としてモノアルコールとを含有するものを挙げることができる。
【００８３】
封止樹脂を溶解する処理液の温度は使用する処理液に応じて適切な値に設定する必要がある。例えば前記発煙硝酸や混酸の場合は室温（約２５℃）〜１２０℃の範囲で使用されることが多い。
また、特定触媒としてアルカリ金属リン酸類の塩又はその水和物、及び溶媒としてモノアルコールを含む処理液を使用する場合について例示すれば、好ましくは１３０℃以上２１０℃以下であり、より好ましくは１５０℃以上２００℃以下である。１３０℃以上とすることで溶解反応が十分に進み、封止樹脂５を完全に溶解することが容易になる。また、２１０℃以下とすることで、樹脂基板４や封止樹脂５に著しく処理液が浸透し、樹脂基板４や封止樹脂５が膨潤して配線が断線する現象を避けることができ、取り扱いに困難を伴う高沸点の溶媒を選択する必要性を避けることができる。
【００８４】
半導体パッケージに処理液を付与する方法としては、処理液中に半導体パッケージを浸漬することによって行ってもよいし、スプレーなどによって処理液を半導体パッケージに吹き付けてもよい。処理液は、撹拌機、ポンプ、気体の吹き込みなどによって撹拌してもよいし、また、浸漬処理を行う場合には、超音波により振動を与えながら処理を行うこともできる。本発明では、第一の板１及び第二の板２によって半導体パッケージが固定されるため、浸漬方法が好適に適用できる。
【００８５】
封止樹脂５を溶解する処理液を半導体パッケージに付与させておく時間（例えば浸漬時間）は使用する処理液の種類や付与方法に応じて適切な値に設定する必要がある。例えば前記発煙硝酸や混酸に浸漬する場合は１分〜１０分の範囲で使用されることが多い。
また、特定触媒としてアルカリ金属リン酸類の塩又はその水和物、及び溶媒としてモノアルコールを含む処理液に浸漬する場合について例示すれば、５０分以上１２０分以下が好ましく、より好ましくは６０分以上９０分以下である。５０分以上とすることで溶解反応が十分に進み、封止樹脂５を除去することができる。また、１２０分以下とすることで、半導体素子に異物等の欠陥があった場合に欠陥部分を保持したまま封止樹脂５のみを除去することができる。
【００８６】
また、処理液を調製する際の雰囲気は、大気中でも不活性気体中でもよく、大気圧下（常圧下）、減圧下、加圧下のいずれでもよい。また、このようにして得られた処理液に、界面活性剤などを添加して使用することもできる。
【００８７】
処理液の粘度は、適用する半導体パッケージの接続端子９間のギャップや、半導体素子３とＦＰＣの隙間の大きさに合わせて適宜調整することが好ましく、例えば、室温における粘度が０.５ｍＰａ・ｓ〜１０ｍＰａ・ｓ程度の処理液を使用することが好適である。また、処理液のエポキシ樹脂硬化物に対する接触角は５０°以下さらに好ましくは４０°以下とすることで封止樹脂をより効率的に除去することができる。
【００８８】
前記処理液の粘度は、公知のＥ型粘度計によって室温（２５℃）の条件下で測定したときの値である。また、前記処理液の接触角は、公知の接触角測定装置を用い、液滴法によってエポキシ樹脂硬化物表面の接触角を室温（２５℃）の条件下で測定したときの値である。
【００８９】
封止樹脂５を除去した半導体パッケージは、室温に冷却後、半導体パッケージに付着した処理液を除去する。処理液を除去するための洗浄液としては、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、イソプロピルアルコール、アセトン、純水およびこれらの組み合わせによって行うことが好ましい。半導体パッケージに付着した処理液を除去した後は、洗浄液を除去するための乾燥を行うことが好ましい。
【００９０】
本発明の半導体パッケージの開封方法では、半導体素子３や配線８に与える損傷が低減されるため、半導体パッケージの開封前の電気的接続の状態を実質的に変えずに、半導体パッケージを開封することが可能となる。それゆえ、本発明の半導体パッケージの開封方法によれば、半導体素子３を動作させるための電気的な検査や、観察、分析が可能な状態で半導体パッケージを開封することが可能となる。これによって半導体パッケージの検査、不良解析の精度向上を図ることができるため、その工業的価値は大である。特にリジッドおよびフレキシブル配線板などに実装されたファインピッチな半導体パッケージの開封方法として有用である。
【００９１】
＜半導体パッケージの検査方法＞
洗浄、乾燥が完了した開封済みの半導体パッケージは、図２のように封止樹脂５が除去されており、電気的検査や観察を行うことができる。本発明の半導体パッケージの検査方法では、開封済み半導体パッケージについて、下記第１〜第６の工程のうちの少なくとも１工程を行う。
【００９２】
第１の工程：前記半導体パッケージのプリント基板側の外側面に配置された第一の板および半導体素子側の外側面に配置された第二の板を配置したまま、電気的検査を行う。
第２の工程：前記第一の板および前記第二の板を配置したまま、前記第一の板を介して外観観察を行う。
第３の工程：前記第一の板および前記第二の板を取り外した後、外観観察を行う。
第４の工程：前記第一の板および前記第二の板を取り外した後、更にプリント基板を取り外して前記半導体素子および前記プリント基板の少なくとも一方の外観観察を行う。
第５の工程：前記第一の板および前記第二の板を取り外した後、更にプリント基板を取り外して前記半導体素子および前記プリント基板の少なくとも一方の表面に存在する成分の分析を行う。
第６の工程：前記第一の板および前記第二の板を取り外した後、プリント基板を取り外し、更に切断、研磨又は掘削加工を行い、前記半導体素子および前記プリント基板の少なくとも一方の内部構造の外観観察および構成成分の少なくとも一方の分析を行う。
【００９３】
本発明の半導体パッケージの開封方法によれば、配線および半導体素子の腐食が抑えられるため、上記第１の工程のように、前記半導体パッケージの開封前の電気的接続の状態を実質的に変えずに、電気的検査を行うことが可能となる。
【００９４】
前記電気的検査としては、前記半導体素子の電源端子に動作用電源、信号入力端子にディジタル信号もしくは／およびアナログ信号を印加し、出力端子から得られる応答をデータロガーや各種の信号解析装置、オシロスコープ等で観測する方法、外部回路と連動させて実際の動作状態を再現する方法、半導体検査装置を使用した動作検証方法などが挙げられる。
また、第２の工程のように前記半導体パッケージの開封前の電気的接続の状態を実質的に変えずに外観観察を行うことが可能であることから、電気的接続の不良箇所を外観から特定することも可能である。
【００９５】
更に第一の板１が透明である場合には、上記第２の工程のように、第一の板１および第二の板２を配置したまま、前記プリント基板側の外側面に配置された前記第一の板１を介して、半導体素子３の回路面、接続端子９、配線８等を観察し、不具合や異常の有無を検査することができる。これにより、第一の板１および第二の板２を配置したまま、これらの部位における異物などによる電気的接続の異常を外観から確認することができる。このとき上記第１の工程で示した電気的な検査を同時に行うことも可能である。
【００９６】
第１の工程による電気的な検査の結果、例えば接続不良が発生していることが明らかとなった場合は、第３の工程のように、第一の板１および第二の板２を取り外すことで、更には、上記第４の工程のようにＦＰＣを半導体素子３から取り離すことで、半導体素子３の回路面や接続端子９周辺等の外観をより詳細に観察することが可能である。図３に開封後の半導体パッケージから第一の板、第二の板および固定治具を取り外した状態を示す。なお、図３（ａ）はチップ長辺から見た断面図であり、図３（ｂ）はチップ短辺から見た断面図である。
【００９７】
半導体素子３の回路面や接続端子９周辺等の外観のより詳細な観察では、具体的には、接続端子間の異物の有無や絶縁不良発生箇所の有無、半導体素子および/またはプリント基板の回路面の異常個所等を確認することができる。
【００９８】
前記外観観察としては、金属顕微鏡、蛍光顕微鏡等の光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、走査型イオン顕微鏡（ＳＩＭ）等を用いて、半導体素子および／またはプリント基板の回路面や、これらの接続端子部分を観察したり、回路面に付着した異物、絶縁破壊痕、イオンマイグレーション等によって生じた配線や接続端子の絶縁劣化痕の形状の観察が挙げられる。
【００９９】
また、上記第５の工程のように、前記半導体素子３および/またはプリント基板の回路面に存在する成分の分析を精密に行うことも可能である。前記成分分析の方法としては、エネルギー分散型Ｘ線分析法（ＥＤＸ）、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）、オージェ電子分光法、質量分析法（ＭＳ、ＴＯＦ−ＳＩＭＳ等）、赤外分光法（ＩＲ）等を用いて半導体素子および／またはプリント基板の回路面を構成する金属・非金属元素、有機物を分析したり、回路面に付着した異物の成分、絶縁破壊痕、イオンマイグレーション等によって生じた配線や接続端子の劣化生成物の分析が挙げられる。なお、異物としては製造工程中で発生しうる人体起因の異物、製造工程の環境中、および搬送トレイやラック等の容器から発生しうる有機物、金属等が考えられる。
【０１００】
図４は、第４または第５の工程の一例を示す図である。本発明の方法を用いて半導体パッケージを開封し、それから第一の板１、第二の板２および固定治具６を取り外したのち、樹脂基板４も取り外す。この状態の半導体素子３やプリント基板について、第４の工程では外観観察を行い、第５の工程では表面に存在する成分の分析を行う。図４に示されるように、樹脂基板４を取り外す際に、配線８の一部が切断されてもよい。
【０１０１】
更には第６の工程のように、第５の工程で確認した分析対象を詳細に調査することを目的に、研磨装置や切断装置によって切断した断面を形成し、或いはＦＩＢ（Focused Ion Beam）法やＣＰ（Cross-section Polishing）法等を用いて前記半導体素子や前記プリント基板の特定箇所の断面を形成して、内部構造の観察や成分の分析を行うことも可能である。
【０１０２】
これらの電気的検査、外観観察、及び成分分析は、適宜これらの方法を組み合わせて実施することもでき、これにより例えばイオンマイグレーションによる絶縁不良箇所や異物の分析も可能となる。
【実施例】
【０１０３】
以下の実施例および比較例では半導体パッケージを開封する対象としてＣＯＦ方式の半導体パッケージを例示するが、プリント基板上にフリップチップ実装される半導体パッケージであれば対象は特に限定されない。なお、以下の実施例において、％は質量％を表す。
【０１０４】
［実施例１］
＜半導体パッケージの準備＞
半導体パッケージのＦＰＣのサイズは短辺２５ｍｍ×長辺４０ｍｍ、ＦＰＣ上に実装されている半導体素子のサイズは短辺２ｍｍ×長辺２０ｍｍのものを使用した。また、フリップチップ実装に先立ち、半導体素子の回路面には異物を模擬して油性ペンで予め点状のマーキングを１点施した。ＦＰＣとしては、住友金属鉱山社製の製品名Ｓ’ｐｅｒｆｌｅｘ（厚み３０μｍ）を用いた。
【０１０５】
ＦＰＣにはＳｎめっきされたＣｕ配線が形成され、半導体素子にはＡｕバンプが形成され、Ｃｕ配線とＡｕバンプとがＡｕ／Ｓｎの共晶によって接続されている。隣接するＡｕバンプ間のギャップは約１０μｍであり、半導体素子とＦＰＣの隙間は約２０μｍである。この隙間にエポキシ樹脂硬化物が充填されている。
【０１０６】
また、前記エポキシ樹脂硬化物は、以下のようにして形成した。
エポキシ当量１６０のビスフェノールＦ型液状エポキシ樹脂（東都化成株式会社製商品名ＹＤＦ−８１７０Ｃ）８０質量部、エポキシ当量１４０のナフタレン型エポキシ樹脂（大日本インキ工業株式会社製商品名ＨＰ−４０３２Ｄ）２０質量部、硬化剤として環状酸無水物（ジャパンエポキシレジン株式会社商品名エポキュアＹＨ３０６）１３５質量部、硬化促進剤として２−エチル−４−メチルイミダゾール（四国化成工業株式会社製商品名２Ｅ４ＭＺ）１質量部、カップリング剤としてγ―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（チッソ株式会社製商品名サイラエースＳ５１０）１質量部を配合し、らいかい機にて混練分散した後、真空脱泡して液状エポキシ樹脂組成物を調整した。
調整した液状エポキシ樹脂組成物を上記隙間にディスペンス方式でアンダーフィルした後、１５０℃、１２０分間加熱処理して硬化することで作製した。
【０１０７】
＜半導体パッケージの固定＞
第一の板及び第二の板として、２枚の透明石英ガラス板（ジーエルサイエンス株式会社製）を準備した。透明石英ガラス板の厚さは１ｍｍであり、１８０℃における曲げ弾性率は６５ＧＰａであった。可視光領域における光透過率は９０％であった。第一の板のサイズはＦＰＣと同じサイズ（短辺２５ｍｍ×長辺４０ｍｍ）とし、第二の板のサイズは短辺７ｍｍ×長辺２５ｍｍとした。
【０１０８】
前記半導体パッケージを２枚の前記透明石英ガラス板で挟み、２つの金属製クランプ（株式会社ライオン事務器社製、蛇の目クリップ＃５４）により荷重を加えて固定した。なお、第一の板はＦＰＣ側に、第二の板は半導体素子側に配置した。また、第一の板及び第二の板は、それぞれが半導体素子と短辺同士および長辺同士が同一の方向となるように配置し、短辺をそれぞれクランプで挟んだ。第一の板及び第二の板に加えた荷重は１２０Ｎであった。
【０１０９】
＜処理液の調製＞
試験管に１０ｇのベンジルアルコールと０．７ｇのリン酸三カリウムを入れて処理液Ａを調製した。アルカリ金属化合物は乾燥処理してから使用した。アルカリ金属化合物の乾燥処理は、３００℃の乾燥機中で１時間加熱して行った。乾燥後の水分量をカールフィッシャー滴定法により測定した結果、２％程度であった。また、調製した処理液の粘度は、５Ｐａ・ｓ程度であった。この試験管をオイルバス中にて１８０℃に保持した。
【０１１０】
＜半導体パッケージの開封＞
第一の板及び第二の板に挟持され荷重が加えられた状態の半導体パッケージを、試験管の処理液Ａの中に浸漬し、７０分間保持したのち取り出した。取り出した半導体パッケージは室温まで冷却した後、イソプロピルアルコール、アセトン、純水の順に洗浄し、その後８０℃の乾燥機中で１時間乾燥した。
【０１１１】
［実施例２〜１３］
実施例１において、第一の板の材質または光透過率；第二の板の大きさ、材質または曲げ弾性率；処理液の種類、温度または時間；第一の板及び第二の板に加える荷重；を表１に示す種々の条件に変えて処理した。
【０１１２】
［比較例１］
半導体パッケージに第一の板及び第二の板を配置せずに、実施例１と同じ処理液、溶解条件で処理した。処理条件を表１に示す。
【０１１３】
［比較例２〜３］
半導体パッケージに第一の板及び第二の板を配置せずに、処理液として発煙硝酸または混酸を使用した。処理条件を表１に示す。
【０１１４】
［比較例４］
半導体パッケージを注型用エポキシ樹脂中に埋め込んで硬化させ、半導体素子のＡｕバンプ近傍をカッターで切断した後、切断面を研磨した。注型用エポキシ樹脂はビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製エピコート８１５）１０質量部にアミン系硬化剤（和光純薬社製トリエチレンテトラミン）１質量部を配合したものを使用した。
【０１１５】
［比較例５］
ビルドアップ基板の製造等に使用されるレーザービア穴あけ装置（日立ビアメカニクス社製、ＣＯ２レーザー加工機ＬＣＯ−１Ｂ２１）を使用し、炭酸ガスレーザーを半導体パッケージのＦＰＣ面から照射した。レーザーの焦点は半導体素子の回路面に施した前記の模擬異物に設定した。照射条件は、ビーム径８０μｍ、周波数１０００Ｈｚ、パルス幅８μｓｅｃ、ショット数５とした。
【０１１６】
【表１】
0005793991.tif 000002
【０１１７】
表１における表記は、以下のものを示す。
・着色石英ガラス：実施例１で使用した石英ガラスにＰｔスパッタ処理を施したもの。石英ガラスの厚さは実施例と同じ１ｍｍである。
・フッ素樹脂：ニチアス株式会社社製、商品名ナフロン、厚さ１ｍｍ
【０１１８】
実施例１〜１３および比較例１〜５を以下の評価項目で評価した。評価結果を表２に示す。
【０１１９】
１）配線の断線の有無：
半導体パッケージのＦＰＣ面から顕微鏡で観察し、配線の断線の有無および断線した配線の数を検査した。評価基準は以下の通りである。
Ｇ１：断線なし
Ｇ２：一箇所以上３割未満の配線に断線が見られた
Ｇ３：３割以上の配線に断線が見られた
【０１２０】
２）封止樹脂残り：
ＦＰＣを半導体素子から剥離し、半導体素子の回路面を蛍光顕微鏡で観察して回路面上に付着した樹脂の有無を検査した。評価基準は以下の通りである。
Ｇ１：樹脂残りなし
Ｇ２：接続端子間に樹脂残りあり
Ｇ３：樹脂溶解なし
【０１２１】
３）接続端子や配線の腐食状態：
前記２）の検査の後、顕微鏡で接続端子や配線の腐食状態を検査した。評価基準は以下の通りである。
Ｇ１：腐食なし
Ｇ２：接続端子、配線の一部が腐食により欠けている
Ｇ３：接続端子、配線の一部が腐食により消失している
【０１２２】
４）その他：
半導体素子の割れや封止樹脂溶解後の異物の残存状態等、１）〜３）以外に半導体素子の電気的検査や観察を妨げる現象を検査した。
【０１２３】
【表２】
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【０１２４】
表２に示すように、本発明に係る半導体パッケージの封止樹脂の開封方法によれば、配線の断線、封止樹脂残りがなく、また接続端子や配線の腐食がなく封止樹脂を除去し、半導体素子の観察や可能であることが示された。さらに半導体素子の回路面に異物が存在した場合は、異物の観察も可能であることが示された。
なお、３５０Ｎを超えて荷重を加えた場合には、半導体素子の割れが発生する場合があった。
【符号の説明】
【０１２５】
１  第一の板
２  第二の板
３  半導体素子
４  樹脂基板
５  封止樹脂
６  固定治具
７  ソルダレジスト
８  配線
９  接続端子（バンプ）
１０  配線の断線箇所
１１  樹脂基板４と配線８の剥離箇所
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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