(57)【要約】【課題】回路基板として比較的柔軟な樹脂基板を用いる場合に、低反りの半導体素子実装体を得られるようにする。【解決手段】回路基板７を両面接着シート６の接着層を介して反り抑制拘束体５に貼り付けた後、半導体素子１を回路基板７にフリップチップ実装し、回路基板７と半導体素子１との間隙に熱硬化性の封止樹脂９を充填し、封止樹脂９を硬化させる。そして、封止樹脂９の硬化温度ＴＫとガラス転移温度ＴＧのうち低い方の温度よりも低い温度で両面接着シート６から半導体素子実装体１０を取り外す。半導体素子実装体１０がストレスフリー状態に戻らないため、反り状態が抑制された状態の半導体装置が得られる。【選択図】　図１
2004031757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板を反り抑制拘束体に固定した上で、前記反り抑制拘束体上の前記回路基板に半導体素子を搭載し、
前記回路基板と前記半導体素子との間に介在させた封止樹脂の熱印加を通じて前記半導体素子を前記回路基板に接合し、
前記回路基板と前記半導体素子との接合体である半導体素子実装体を、前記封止樹脂における硬化温度およびガラス転移温度のうちの低い方の温度よりもさらに低い温度条件下で前記反り抑制拘束体から取り外すことを特徴とする半導体素子の実装方法。
【請求項２】
前記反り抑制拘束体に対する前記回路基板の固定は、接着層を介しての貼り付けである請求項１に記載の半導体素子の実装方法。
【請求項３】
前記反り抑制拘束体として、少なくとも前記回路基板を貼り付ける平面が平坦性のある平坦板を用いる請求項２に記載の半導体素子の実装方法。
【請求項４】
前記反り抑制拘束体からの前記半導体素子実装体の取り外しは、昇温によって前記接着層を軟化することを伴うものである請求項２または請求項３に記載の半導体素子の実装方法。
【請求項５】
前記反り抑制拘束体からの前記半導体素子実装体の取り外しは、有機溶剤を用いて前記接着層の接着界面の化学的結合を切断することを伴うものである請求項２または請求項３に記載の半導体素子の実装方法。
【請求項６】
前記反り抑制拘束体からの前記半導体素子実装体の取り外しは、高圧・高湿を印加することにより前記接着層の接着界面の化学的結合を切断することを伴うものである請求項２または請求項３に記載の半導体素子の実装方法。
【請求項７】
前記反り抑制拘束体として、前記半導体素子よりも曲げ剛性が大きいものを用いる請求項１から請求項６までのいずれかに記載の半導体素子の実装方法。
【請求項８】
前記回路基板として、樹脂基板を用いる請求項１から請求項７までのいずれかに記載の半導体素子の実装方法。
【請求項９】
前記樹脂基板として、厚みが０．８ｍｍ以下で、弾性率が２０〜６０ＧＰａのものを用いる請求項８に記載の半導体素子の実装方法。
【請求項１０】
前記接着層として、熱硬化性シートを用いる請求項２から請求項９までのいずれかに記載の半導体素子の実装方法。
【請求項１１】
前記熱硬化性シートとして、ガラス転移温度が前記封止樹脂の硬化温度およびガラス転移温度のうちの前記低い方の温度以下のものを用いる請求項１０に記載の半導体素子の実装方法。
【請求項１２】
前記接着層として、熱可塑性シートを用いる請求項２から請求項９までのいずれかに記載の半導体素子の実装方法。
【請求項１３】
前記熱可塑性シートとして、反復使用されるものを用いる請求項１２に記載の半導体素子の実装方法。
【請求項１４】
前記接着層として、前記回路基板と前記接着層の界面の接着強度よりも、前記接着層と前記反り抑制拘束体の界面の接着強度の方が大きいものを用いる請求項２から請求項１３までのいずれかに記載の半導体素子の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子の実装方法、主としてフリップチップ実装方式の半導体素子の実装方法にかかわり、特には、半導体素子実装体の反りを抑制する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ベア半導体素子を回路基板上に直接実装する方法として、例えば以下に示すような方法がある。
【０００３】
▲１▼　あらかじめ回路基板に封止フィルムまたは封止ペーストを塗布しておき、突起電極付き半導体素子を回路基板上の所定の位置に加熱・加圧しながら搭載すると同時に、封止フィルムまたは封止ペーストを硬化させ、半導体素子と回路基板との接続を得る方法。
【０００４】
▲２▼　半導体素子に形成された突起電極に導電性接着剤を転写し、回路基板上の所定の位置に搭載した後、硬化炉で導電性接着剤を硬化させ、続いて半導体素子と回路基板の間隙に封止ペーストを注入し、さらにその封止ペーストを硬化炉にて硬化させ、半導体素子と回路基板との接続を得る方法。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような従来の半導体素子の実装体には次のような問題点がある。すなわち、封止フィルムまたは封止ペーストを硬化させるには、その硬化温度（例えば１５０℃）以上になるように熱印加する必要がある。この硬化温度において、半導体素子および回路基板からなる半導体素子実装体は応力のかからないストレスフリー状態となる。そして、ストレスフリー状態から常温までの降温復帰過程において、半導体素子と回路基板との熱膨張係数のミスマッチに起因して、半導体素子実装体に半導体素子側が凸となる反りが生じる。完成した半導体素子実装体をマザーボードにはんだ等を介して２次実装する際、反りのために接合不良や局部当接などが生じ、２次実装が良好に行えない。特に回路基板としてセラミック基板に比べて安価な樹脂基板を用いる場合には、樹脂基板は比較的に柔らかいため、反りおよび２次実装不良の問題が顕著に現れる。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みて創案されたものであり、反りの発生を抑制できる半導体素子の実装方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
回路基板に半導体素子をフリップチップ実装する方法に関し、本発明は、次のような手段を講じることにより上記の課題を解決する。すなわち、新たな構成要素として反り抑制拘束体を用いる。反り抑制拘束体は、金属板、ガラス板、セラミック板のような半導体素子材料よりも剛性の高いもので、フリップチップ実装に先立って、この反り抑制拘束体に対して回路基板を固定し、回路基板の反りをあらかじめ抑制しておく。反り抑制拘束体に対する回路基板の固定の仕方は、接着層を介しての貼り付けが好ましい。
【０００８】
回路基板を反り抑制拘束体に固定した後、反り抑制拘束体上の回路基板の所定の位置に対して突起電極付き半導体素子を搭載しフリップチップ実装する。
【０００９】
次いで、半導体素子と回路基板との間に介在させた封止樹脂に対する熱印加を通じて半導体素子を回路基板に接合する。この封止樹脂については、反り抑制拘束体上の回路基板に半導体素子を搭載したのちに、回路基板と半導体素子との間隙に封止樹脂を注入する場合と、半導体素子搭載の前から回路基板または半導体素子の少なくともいずれか一方に封止樹脂を配置しておく場合とがある。熱硬化性の封止樹脂の場合は、熱印加による硬化によって接合が行われる。熱可塑性の封止樹脂の場合は、熱印加に伴う乾燥によって接合が行われる。
【００１０】
半導体素子を接合する対象の回路基板はあらかじめ反り抑制拘束体に貼り付け等により固定されているため、温度上昇および温度降下に起因する半導体素子と回路基板との熱膨張係数のミスマッチによる半導体素子実装体の反りは小さなものになる。それは、反り抑制拘束体と回路基板との合体物は、回路基板単独の場合に比べて、剛性がより高くなっていることによる。つまり、比較的薄くて柔軟な回路基板における変形の傾向を、反り抑制拘束体への固定によってあらかじめ抑制しているのである。
【００１１】
封止樹脂への熱印加により半導体素子と回路基板との接着が行われると、引き続いて常温までの温度降下が行われる。この降温過程において、半導体素子搭載の回路基板は反り抑制拘束体への固定状態にある。したがって、半導体素子と回路基板との熱膨張係数のミスマッチに起因する反りは、剛性のある反り抑制拘束体に回路基板を固定しておくことによって抑制される。反り抑制拘束体が反りに対する抵抗体となるからである。
【００１２】
半導体素子を回路基板上に搭載してなる半導体素子実装体は、反り抑制拘束体がマザーボードでもない限り、反り抑制拘束体への固定状態のままでは利用することができない。半導体素子実装体は反り抑制拘束体から取り外す必要がある。
【００１３】
本発明は、単に降温時の反り抑制のために反り抑制拘束体を用いるだけでなく、半導体素子実装体を反り抑制拘束体から取り外すことにおいても特徴を有している。すなわち、半導体素子実装体を反り抑制拘束体から取り外す際に、昇温すれば、容易に取り外すことができるのであるが、封止樹脂がストレスフリーとなる温度以上で取り外すと、実質的に、半導体素子実装体を反り抑制拘束体に拘束しなかったと同じことになる。
【００１４】
そこで、本発明では、封止樹脂における硬化温度ＴＫおよびガラス転移温度ＴＧのうちの低い方の温度よりも低い温度とする条件下で、反り抑制拘束体上の接着層から半導体素子実装体を取り外すということである。
【００１５】
以下の説明では、上記の「封止樹脂における硬化温度ＴＫおよびガラス転移温度ＴＧのうち低い方の温度」のことを選択的臨界温度ＴＣＲと称する。したがって、選択的臨界温度ＴＣＲよりも低い温度の条件下で反り抑制拘束体上の接着層から半導体素子実装体を取り外すことになる。なお、選択的臨界温度ＴＣＲはいわゆるストレスフリー温度に相当するものであって、このストレスフリー温度以上の高温で反り抑制拘束体上の接着層から半導体素子実装体を取り外してしまうと、ストレスフリー温度から常温までの降温復帰過程において、半導体素子と回路基板との熱膨張係数のミスマッチに起因して、反り抑制拘束体を用いなかったと同様に、半導体素子実装体に半導体素子側が凸となる反りが生じることになる。
【００１６】
封止樹脂には、それを硬化させる硬化温度ＴＫと、樹脂の力学的挙動がガラス状からゴム状に変化するガラス転移温度ＴＧとがある。硬化温度ＴＫとガラス転移温度ＴＧとの高低関係は、ＴＫ＞ＴＧの場合もあるし、ＴＫ＜ＴＧの場合もあり、ＴＫ＝ＴＧの場合もある。硬化温度ＴＫ以上の温度に昇温すると、封止樹脂は軟化状態になり、半導体素子実装体がストレスフリー状態に戻ってしまう。また、ガラス転移温度ＴＧ以上の温度に昇温すると、弾性率が急激に低下し、半導体素子実装体がストレスフリー状態に近い状態となる。
【００１７】
反り抑制拘束体を用いて回路基板を平坦状態に拘束しているのであるから、半導体素子実装体をストレスフリー状態に戻すことは許されない。したがって、半導体素子実装体を反り抑制拘束体から取り外すに当たっては、封止樹脂における硬化温度ＴＫとガラス転移温度ＴＧのうち低い方の温度である選択的臨界温度ＴＣＲよりも低い温度の条件下で取り外すことが要件となる。
【００１８】
ここでは取り外しの際の温度条件について述べている。取り外しの態様についてはまだ言及していない。半導体素子実装体の取り外しについては、昇温による軟化が１つの態様であり、有機溶剤で溶かすことが別の態様であり、高圧・高湿を印加することでもよい。
【００１９】
反り抑制拘束体に対する回路基板の固定は接着層を介しての貼り付けが一般的な態様となる。したがって、反り抑制拘束体からの半導体素子実装体の取り外しは、接着層での解離ということになる。接着層での解離には、接着層の軟化と溶融が代表となる。軟化させるには昇温が一般的である。軟化の場合の昇温は前記の選択的臨界温度ＴＣＲよりも低い温度範囲での昇温とする。アセトン、酢酸ブチルなどの有機溶剤を用いての接着層の溶融の場合には、常温での処理が可能である。常温であるから温度のコントロールは特別に必要としない。常温ということ自体がすでに条件（選択的臨界温度ＴＣＲよりも低いという条件）を満たしているからである。
【００２０】
ところで、本発明に一見類似するものとして特開平１１−２１９９８５号公報があるが、そこでは上記のような温度関係は言及しておらず、これは無関係である。
【００２１】
以上を要するに、本発明の半導体素子の実装方法は、回路基板を反り抑制拘束体に固定した上で、前記反り抑制拘束体上の前記回路基板に半導体素子を搭載し、前記回路基板と前記半導体素子との間に介在させた封止樹脂の熱印加を通じて前記半導体素子を前記回路基板に接合し、前記回路基板と前記半導体素子との接合体である半導体素子実装体を、前記封止樹脂における硬化温度とガラス転移温度のうち低い方の温度である選択的臨界温度よりもさらに低い温度の条件下で前記反り抑制拘束体から取り外すことを特徴とするものである。
【００２２】
これによれば、回路基板と半導体素子との熱膨張係数のミスマッチのために降温復帰時に半導体素子実装体が反りを起こす傾向がある場合においても、反り抑制拘束体への予めの回路基板の固定によって、降温復帰時の反りを抑制することができる。反り抑制拘束体から半導体素子実装体を取り外す必要があるが、選択的臨界温度よりも低い温度条件下での取り外しとするため、半導体素子実装体をストレスフリー状態へ戻さない状態で半導体素子実装体を反り抑制拘束体から取り外すことができる。すなわち、反りを抑制した低反り状態のままの半導体素子実装体（半導体装置）を作製することができる。この半導体素子実装体をマザーボードへ２次実装する場合には、接合不良や局部当接のない良好な２次実装を行うことができる。
【００２３】
回路基板については、樹脂基板とセラミック基板がある。セラミック基板は熱膨張係数が充分に小さく反りの問題は生じにくい反面、低コスト化に一定の限界がある。これに対して、樹脂基板は比較的低廉であり採用しやすいが、その反面、セラミック基板より剛性が低く、板厚が薄いと反りが発生しやすくなる。本発明が課題としている点はセラミック基板には当てはまらない。
【００２４】
樹脂基板で板厚を薄くすることは、軽薄短小化に好ましい。厚み０．８ｍｍ以下とするのが好ましい。厚み０．８ｍｍ以下の樹脂基板は、その弾性率が２０〜６０ＧＰａとなることが多い。これには特にガラスエポキシ基板が該当する。弾性率２０〜６０ＧＰａは、半導体素子を変形させるには充分であるが、セラミック基板のように基板自身が変形できないほど大きな弾性率ではない。セラミック基板は弾性率が充分大きく、剛性が高いため、反りの問題は生じにくい。もし、樹脂基板の弾性率が充分に小さければ、半導体素子を変形させる能力がないので、反りの問題は生じにくい。上記の中間の弾性率をもつ樹脂基板は、降温復帰に伴って半導体素子を変形させ、結果として、反り誘発の問題が生じる。
【００２５】
以上のような理由で、厚みが０．８ｍｍ以下で、弾性率が２０〜６０ＧＰａの樹脂基板を用いる場合に、本発明の半導体素子の実装方法は有効性を最大限に発揮する。
【００２６】
上記において、回路基板を貼り付ける場合の反り抑制拘束体としては、平面が平坦性のある平坦板を用いることが好ましい。作製すべき半導体素子実装体は高度な平坦性を要求される。半導体素子実装体における回路基板を拘束する反り抑制拘束体の機能は、第一義には半導体素子のフリップチップ実装が完了するまでは回路基板を強固に保持することである。この機能を有するのであれば、反り抑制拘束体は必ず平坦でなければならないというものではない。一部分が凹んでいて平坦な回路基板の一部分に対する支持が欠けるようなものであってもよい。もっとも、反り抑制拘束体に接着層を介して回路基板を貼り付ける場合には、接着層の形成を容易にすることから、反り抑制拘束体を平坦板にすることが好ましい。
【００２７】
反り抑制拘束体上の接着層から半導体素子実装体を取り外すことについては、昇温によって接着層を軟化することを通じて半導体素子実装体を取り外す態様がある。軟化の場合には昇温が一般的である。軟化の場合の昇温は前記の選択的臨界温度ＴＣＲよりも低い温度範囲での昇温とする。
【００２８】
また、反り抑制拘束体上の接着層から半導体素子実装体を取り外すことについては、有機溶剤を用いて接着層の接着界面の化学的結合を切断することを通じて半導体素子実装体を取り外す態様がある。この場合には、昇温を行うことなく常温での処理が可能である。常温であるから温度のコントロールは特別に必要としない。常温ということ自体がすでに条件（選択的臨界温度ＴＣＲよりも低いという条件）を満たしている。ただし、有機溶剤と昇温との併用でもよく、この場合には昇温の程度を低めに抑えることができる。
【００２９】
また、反り抑制拘束体上の接着層から半導体素子実装体を取り外すことについては、高圧・高湿を印加することにより前記接着層の接着界面の化学的結合を切断することを通じて半導体素子実装体を取り外す態様がある。高圧下で、大量の水分を接着槽に含浸させることにより、昇温を行うことなく常温での取り外しが可能となる。ただし、高圧・高湿印加と昇温との併用でもよく、この場合には昇温の程度を低めに抑えることができる。さらには、昇温と有機溶剤と高圧・高湿に組み合わせでもよい。
【００３０】
また、半導体素子よりも曲げ剛性が大きい反り抑制拘束体を用いることが好ましい。半導体素子の主成分はシリコンであるが、これよりも曲げ剛性が大きいものとして例えばステンレス製の反り抑制拘束体が好ましい。この場合、反り抑制拘束体は半導体素子よりも曲がりにくく、半導体素子実装体における反りの発生の抑制をさらに効果的に行うことができる。
【００３１】
上記において、反り抑制拘束体に対して回路基板を貼り付けるための接着層としては、熱硬化性シート、熱可塑性シートのいずれも採用可能である。
【００３２】
接着層を熱硬化性シートとする場合には、その熱硬化性シートのガラス転移温度ＴＧＳが封止樹脂の選択的臨界温度ＴＣＲ以下のものを用いる。封止樹脂の選択的臨界温度ＴＣＲは、封止樹脂の硬化温度ＴＫとガラス転移温度ＴＧのうち低い方の温度である。熱硬化性シートから半導体素子実装体を取り外す態様が、接着層である熱硬化性シートの昇温を伴う場合には、選択的臨界温度ＴＣＲよりも低い温度の条件下で熱硬化性シートから半導体素子実装体を取り外すことが本発明の中心テーマである。封止樹脂の選択的臨界温度ＴＣＲよりも低い温度範囲での昇温で熱硬化性シートを軟化させることで取り外しを行うに際して、封止樹脂の選択的臨界温度ＴＣＲより低いガラス転移温度ＴＧＳをもつ熱硬化性シートを用いることで、より低い温度で熱硬化性シートを軟化させることができ、取り外しがより容易に行える。
【００３３】
接着層を熱可塑性シートとする場合には、回路基板に対する拘束力が相対的に低く、使用できる回路基板の仕様に制限がかかるものの、熱可塑性シートの反復使用が可能であり、コストダウンおよび作業性向上に有効である。
【００３４】
また、接着層として、回路基板と接着層の界面の接着強度よりも、接着層と反り抑制拘束体の界面の接着強度の方が大きいものを用いることが好ましい。逆の関係であれば、接着層と反り抑制拘束体との界面での剥離が優先され、その結果として、半導体素子実装体が接着層から剥離されなくなってしまう。したがって、本構成のようにすることにより、接着層と回路基板との界面での剥離が優先され、半導体素子実装体の剥離が迅速・容易に行われる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる半導体素子の実装方法の実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。
【００３６】
図１（ａ）は本発明の実施の形態における半導体素子の実装方法で用いる半導体素子の断面図である。図１（ａ）において、１は半導体素子、２はＩ／Ｏ電極、３は突起電極、４は導電性接着剤である。図１（ｂ）は回路基板を反り抑制拘束体に固定した状態を示す断面図である。図１（ｂ）において、５は反り抑制拘束体、６は両面接着シート、７は回路基板、８は電極パッドである。
【００３７】
まず、図１（ａ）に示すように、半導体素子１のＩ／Ｏ電極２にワイヤボンディング装置を用いて二段状の突起電極３を形成し、さらに突起電極３の先端に導電性接着剤４を転写する。一方、図１（ｂ）のように、平坦板からなる反り抑制拘束体５に両面接着シート６を貼り付け、続いて両面接着シート６に回路基板７を貼り付け、回路基板７を反り抑制拘束体５によって拘束する。反り抑制拘束体５はステンレス製の平坦板である。回路基板７は樹脂基板である。樹脂基板としては、例えばガラスがエポキシ樹脂中に分散されている基板、アラミドがエポキシ樹脂中に分散されている基板、ポリイミド基板、液晶ポリマー基板等の樹脂基板が挙げられる。上記の貼り付けは、５０℃から１５０℃の温度雰囲気で行う。
【００３８】
次に、図２に示すように、反り抑制拘束体５に貼り付けられた回路基板７の電極パッド８に対して半導体素子１の突起電極３を高精度に位置合わせし、突起電極３上の導電性接着剤４を介して電気的かつ機械的に接合する。この場合、導電性接着剤４を１１０℃程度で硬化させる。
【００３９】
次いで、図３に示すように、半導体素子１と回路基板７との間隙に封止樹脂９を注入充填し、１５０℃程度で硬化させる。次いで、放置することにより、常温まで温度降下させる。この温度降下に伴って、回路基板７と半導体素子１と封止樹脂９とが一体化され、半導体素子実装体１０となる。
【００４０】
ただし、この状態では、半導体素子実装体１０が両面接着シート６を介して反り抑制拘束体５に貼り付けられたままの状態であるので、半導体素子実装体１０を反り抑制拘束体５から取り外す必要がある。半導体素子実装体１０は反り抑制拘束体５に対して両面接着シート６を介して強固に固定されており、これを取り外すには、昇温を行うか、有機溶剤で溶かすか、高圧・高湿を印加する必要がある。
【００４１】
封止樹脂９のガラス転移温度ＴＧと硬化温度ＴＫとのうちより低い方の温度を、上述のように選択的臨界温度ＴＣＲと称する。
【００４２】
いま、封止樹脂９のガラス転移温度ＴＧと硬化温度ＴＫとの高低関係につき、硬化温度ＴＫがガラス転移温度ＴＧよりも低いとする。この場合、より低い温度である硬化温度ＴＫが選択的臨界温度ＴＣＲとなる。
【００４３】
半導体素子実装体１０を反り抑制拘束体５から取り外すに際しては、選択的臨界温度ＴＣＲよりも低いという温度条件を満たす必要がある。
【００４４】
ここで、昇温によって取り外す場合を説明する。昇温には限度があって、それは選択的臨界温度ＴＣＲである硬化温度ＴＫよりも低い温度である。この条件で昇温することにより、両面接着シート６を軟化させる。この結果、両面接着シート６と半導体素子実装体１０との界面の接着強度が低下し、両面接着シート６から半導体素子実装体１０を取り外すことができる。
【００４５】
上記のように、封止樹脂９の硬化温度ＴＫがそのガラス転移温度ＴＧよりも低ければ、半導体素子実装体１０の選択的臨界温度ＴＣＲ（ストレスフリー温度）はより低い方の硬化温度ＴＫとなる。この選択的臨界温度ＴＣＲ（＝硬化温度ＴＫ）にて、半導体素子１と回路基板７の熱膨張係数のミスマッチに起因する反りは抑制されることになる。ささ
半導体素子実装体１０を反り抑制拘束体５から取り外す際に、もし仮に、選択的臨界温度ＴＣＲ以上の温度まで昇温すると、半導体素子実装体１０はストレスフリー状態に戻ってしまう。その結果、反り抑制拘束体５から外された半導体素子実装体１０は、ストレスフリー温度から常温までの温度差分の反りを生じ、実質的に、反り抑制拘束体５を用いないのと同じことになる。
【００４６】
これに対して、本実施の形態のように、選択的臨界温度ＴＣＲよりも低い温度で半導体素子実装体１０を取り外せば、半導体素子実装体１０がストレスフリー状態に戻ることなく取り外せるので、反りが抑制された半導体素子実装体１０（半導体装置）が得られる。
【００４７】
反りの抑制のためには、できるたげ常温に近い低い温度で取り外すのが好ましい。
【００４８】
温度関係が上記とは逆に、封止樹脂９のガラス転移温度ＴＧがその硬化温度ＴＫよりも低い場合は、半導体素子実装体１０の選択的臨界温度ＴＣＲはより低い方のガラス転移温度ＴＧとなる。この選択的臨界温度ＴＣＲ（＝ガラス転移温度ＴＧ）よりも低い温度を昇温上限温度として昇温を行い、両面接着シート６を軟化させて半導体素子実装体１０を取り外す。
【００４９】
図４は、以上のようにして取り外されて得られた半導体素子実装体１０を示す。
【００５０】
回路基板７を反り抑制拘束体５に貼り付けずに、上記工程を経た場合の半導体素子実装体１０は、図５に示すように、封止樹脂硬化温度ＴＫから常温までの降温復帰時に、半導体素子１と回路基板７との熱膨張係数のミスマッチに起因する反りを生じている。半導体素子実装体１０をマザーボードにはんだ等を介して２次実装する際、この反りのために接合不良や局部当接などの不具合が生じる。
【００５１】
ここで回路基板７として厚みが０．８ｍｍ以下のガラスエポキシ基板を考える。その弾性率は２０〜６０ＧＰａである。従来技術の場合、封止樹脂硬化温度ＴＫから常温までの降温復帰時に、半導体素子１と回路基板７との熱膨張係数のミスマッチに起因して大きな反りが発生する。これは、半導体素子とガラスエポキシ基板との熱膨張差が大きいことと、ガラスエポキシ基板の弾性率が２０〜６０ＧＰａと、半導体素子を変形させるには充分であるが、セラミック基板のように基板自身が変形できないほど大きな弾性率を有していないことによる。
【００５２】
以上のような状況から、比較的に柔軟な樹脂基板を回路基板７として用いる場合に本発明を適用すれば、フリップチップ実装に先立って、反り抑制拘束体５に回路基板７を貼り付けることによる反り抑制の効果が大きいものとなる。
【００５３】
さらに反り抑制拘束体５が、半導体素子１よりも大きな曲げ剛性を有していれば（弾性率が高いか厚みが分厚いため半導体素子よりも曲がりにくい。）、半導体素子１の反り抑制により大きな効果が現れる。
【００５４】
ここで両面接着シート６の接着層が熱硬化性であれば、封止樹脂の硬化温度ＴＫから常温までの降温復帰時において、回路基板７と反り抑制拘束体５とをリジッド（堅くて撓まない様子）に固定しているため、より反り抑制拘束体５に貼り付ける効果が増大する。
【００５５】
また、両面接着シート６の接着層のガラス転移温度ＴＧＳとの関係では、次のことがいえる。封止樹脂９の硬化温度ＴＫとそのガラス転移温度ＴＧのうちより低い温度が選択的臨界温度ＴＣＲであるが、両面接着シート６の接着層のガラス転移温度ＴＧＳが選択的臨界温度ＴＣＲよりも低ければ、自動的に確実に選択的臨界温度ＴＣＲ（ストレスフリー温度）よりも低い接着層の軟化温度で、反り抑制拘束体５から半導体素子実装体１０を取り外すことができ、低反りの半導体素子実装体１０が得られる。
【００５６】
ここで、両面接着シート６の接着層が熱可塑性であれば、回路基板７の保持力が低下するため、使用できる回路基板の種類が限定されるものの、繰り返し利用することができるため、コストダウンおよび作業性向上を図ることができる。
【００５７】
ここで、回路基板７と両面接着シート６との間の接着強度よりも、両面接着シート６と反り抑制拘束体５との間の接着強度の方がより大きいことが好ましい。それは、反り抑制拘束体５から半導体素子実装体１０を取り外す際、両面接着シート６と反り抑制拘束体５との界面で剥がれることを回避できるからである。このような接着強度の差を持たせるには、例えば、接着シート６の両面の接着層の厚みを異ならせてもよいし、あるいは、材質を異ならせてもよい。
【００５８】
ここで、両面接着シート６を例えばアセトン、酢酸ブチルといった溶剤に浸漬することにより、回路基板７と両面接着シート６との界面の化学結合を切断し、半導体素子実装体１０の取り外しを行えば、作業を常温で行えるため、半導体素子実装体１０の反りが充分に抑制された状態での取り外しが可能である。
【００５９】
ここで、両面接着シート６に高圧・高湿を印加することにより、回路基板７と両面接着シート６との界面の化学結合を切断して半導体素子実装体１０の取り外しを行ってもよい。この場合も作業を常温で行えるため、半導体素子実装体１０は、その反りを充分に抑制された平坦性のすぐれた状態で取り外すことができる。
【００６０】
このようにして作製した半導体素子実装体１０は反りが小さい。したがって、マザーボードに半導体素子実装体を２次実装する場合に、回路基板裏面の基板電極をマザーボード上の半田に確実に濡れさせることができる。半田リフローによって一旦ストレスフリー状態となるが、常温までの降温復帰時に半田が固体化するため、今度は半田に支えられて反りが矯正される。それゆえ、２次実装の接続不良は発生しない。ここで、２次実装に使う接続材料は、半田に限らず、導電性接着剤でもよい。
【００６１】
実験結果について説明する。
【００６２】
１００ｍｍ×１００ｍｍ×２ｍｍｔのステンレス製の反り抑制拘束体５に５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．０６５ｍｍｔの熱可塑性の両面接着シート６を貼り付け、その両面接着シート６に３０ｍｍ×３０ｍｍ×０．４ｍｍｔのガラスエポキシ基板を貼り付けた。金バンプの先に導電性接着剤が転写された１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．４ｍｍｔのシリコンの半導体素子を、前記のガラスエポキシ基板に搭載し、導電性接着剤を１１０℃で硬化させた。次いで、半導体素子とガラスエポキシ基板の間隙に、硬化後のガラス転移温度ＴＧが１２５℃の封止樹脂を注入し、１５０℃で硬化させた。硬化温度ＴＫが１５０℃である。したがって、この場合、ガラス転移温度ＴＧ＝１２５℃と硬化温度ＴＫ＝１５０℃のうちより低い方の温度である選択的臨界温度ＴＣＲはガラス転移温度ＴＧの１２５℃となる。
【００６３】
図７は、上記のようにして作製した半導体素子実装体１０を反り抑制拘束体５から選択的臨界温度ＴＣＲ（＝１２５℃）以上である１５０℃で取り外した場合において、取り外し後の半導体素子実装体１０の上面（半導体素子のアクティブ面と逆面）の凹凸測定結果を示している。ここで横軸は、矩形の半導体素子の１つの頂点を原点とし、対角線方向に沿ってスキャンした際の距離を示し、縦軸は反り量を示す。図より、半導体素子の中心付近で最大反り量が３７μｍであることが分かる。
【００６４】
一方、図６は、５０℃で取り外した場合の反り量である。ここでは半導体素子の中心付近の最大反り量が２８μｍであった。選択的臨界温度ＴＣＲ（ここではガラス転移温度ＴＧ）よりも低い温度で取り外すことにより、半導体素子実装体１０の反りを低減することができる。なお、図６においては、図７における反り量を仮想線で示している。
【００６５】
上記では半導体素子の実装に限って説明したが、本発明を電子部品のフリップチップ実装に適応してもよい。また、上記では導電性接着剤を用いたフリップチップ実装工法について説明したが、熱印加してフリップチップ実装する工法にはすべて適応できることは言うまでもない。また、両面接着シートではなく、ペースト状の樹脂を反り抑制拘束体５に塗布して接着層としても構わない。
【００６６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、予め回路基板を反り抑制拘束体へ固定しておいた上で、その拘束された回路基板へ半導体素子を実装し、反り抑制拘束体で反りを抑制した状態で降温し、封止樹脂における硬化温度およびガラス転移温度のうちの低い方の温度よりも低い温度条件下で半導体素子実装体を反り抑制拘束体から取り外すため、ストレスフリー状態へ戻さないで半導体素子実装体を反り抑制拘束体から取り外すことができる。したがって、反りを抑制した低反り状態のままの半導体素子実装体（半導体装置）を作製することができる。
【００６７】
ひいては、マザーボードへの２次実装において、接合不良や局部当接のない良好な２次実装を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における半導体素子の実装方法で用いる半導体素子の断面図および回路基板を反り抑制拘束体に固定した状態を示す断面図
【図２】本発明の実施の形態における半導体素子の実装方法で反り抑制拘束体上に固定された回路基板に対してさらに半導体素子を搭載した状態の断面図
【図３】本発明の実施の形態における半導体素子の実装方法で半導体素子と回路基板との間隙に封止樹脂を注入充填し、硬化させた状態を示す断面図
【図４】本発明の実施の形態における半導体素子の実装方法で反り抑制拘束体から取り外した状態の半導体素子実装体の断面図
【図５】比較対象としての従来の技術における半導体素子実装体の断面図
【図６】本発明の実施の形態における反り状態を示す特性図
【図７】従来の技術における反り状態を示す特性図
【符号の説明】
１　半導体素子
２　Ｉ／Ｏ電極
３　突起電極
４　導電性接着剤
５　反り抑制拘束体
６　両面接着シート（接着層）
７　回路基板
８　電極パッド
９　封止樹脂
１０　半導体素子実装体
【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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【図７】
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