(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
その表面に電極パッドが形成された配線基板と、この配線基板上に配置されその表面に電極が形成された半導体素子と、前記電極を前記電極パッドに接続するはんだにより形成されたバンプと、前記配線基板と前記半導体素子との間に充填され前記バンプを埋め込むアンダーフィル樹脂と、を有し、前記配線基板は前記電極パッドが形成されている側の表面に配置されたソルダーレジストを有し、このソルダーレジストには前記電極パッドを露出させる開口部が形成されており、前記配線基板と前記半導体素子との間において、前記電極パッドの直上域を除く領域における前記ソルダーレジストの厚さが、前記領域における前記ソルダーレジスト上に配置された前記アンダーフィル樹脂の厚さ以上であることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記ソルダーレジスト上に配置された前記アンダーフィル樹脂の厚さが５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記バンプの体積は前記開口部の容積よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記ソルダーレジストの厚さが３０μｍ以上であることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項６】
その表面に電極パッドが形成された配線基板及びその表面に電極が形成された半導体素子を備え、前記配線基板は前記電極パッドが形成された側の表面に配置され前記電極パッドを露出させる開口部が形成されたソルダーレジストを備えた半導体装置の製造方法において、前記電極パッド上及び前記電極上のうち少なくとも一方にバンプを形成する工程と、前記配線基板上における前記半導体素子が搭載される予定の領域の少なくとも一部に液体状の樹脂材料を被着させる工程と、前記半導体素子を前記配線基板に押し付けて前記電極パッド、前記バンプ及び前記電極を相互に接続する工程と、前記バンプを溶融させた後凝固させて前記電極を前記バンプを介して前記電極パッドに接合する工程と、前記樹脂材料を硬化させて前記配線基板と前記半導体素子との間に前記バンプを埋め込むようにアンダーフィル樹脂を形成する工程と、を有し、前記接合する工程において、前記バンプの溶融中に前記配線基板と前記半導体素子との間の距離を制御し、前記アンダーフィル樹脂の形成後において、前記配線基板と前記半導体素子との間において、前記電極パッドの直上域を除く領域における前記ソルダーレジストの厚さを、前記領域における前記ソルダーレジスト上に配置された前記アンダーフィル樹脂の厚さ以上とすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記バンプを形成する工程において、前記バンプの体積を、前記開口部の容積よりも小さくすることを特徴とする請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記ソルダーレジストの厚さを３０μｍ以上とすることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記接合する工程において、前記配線基板と前記半導体素子との間の距離の制御は、前記配線基板に対する前記半導体素子の相対的な位置を制御することによって行うことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記樹脂材料には、酸化膜除去作用を持つ薬品が添加された樹脂材料を使用することを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記バンプを形成する工程と前記樹脂材料を被着させる工程との間に、前記配線基板における前記電極パッドが形成されている側の表面及び前記半導体素子における前記電極が形成されている側の表面のうち少なくとも一方にプラズマ処理を施す工程を有することを特徴とする請求項６乃至９，１１のいずれか１項に記載の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、半導体素子を配線基板に搭載し、この半導体素子と配線基板との隙間を樹脂からなるアンダーフィル樹脂によって封止することにより作製される半導体装置及びその製造方法に関し、特に、フリップチップ又はチップサイズパッケージ等の実装構造を持つ半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の小型化、軽量化及び高機能化に伴い、ＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit：大規模集積回路）チップ等の半導体素子を配線基板に実装する方法として、フリップチップ実装が広く行われている。フリップチップ実装とは、半導体素子の配線パターン面にバンプを形成し、これを配線基板の電極に接合する実装方式である。【０００３】
図７（ａ）乃至（ｄ）は、従来の半導体装置の製造方法をその工程順に示す断面図である。先ず、図７（ａ）に示すように、配線基板１及び半導体素子２を準備する。配線基板１の一方の表面には複数の電極パッド５が形成されており、配線基板１の表面における電極パッド５の周囲の領域には、ソルダーレジスト７が設けられている。また、半導体素子２の一方の表面には複数の電極４が形成されている。そして、半導体素子２の電極４上及び配線基板１の電極パッド５上に夫々バンプ３を形成する。また、配線基板１における電極パッド５が形成されている表面上に、フラックス８を被着させる。フラックス８は電極パッド５及びこの電極パッド５上に形成されたバンプ３を覆うように被着させる。なお、このとき、フラックス８を半導体素子２上に形成されたバンプ３の先端に付着させることもある。【０００４】
次に、図７（ｂ）に示すように、半導体素子２上に形成されたバンプ３が配線基板１上に形成されたバンプ３に当接するように、半導体素子２を配線基板１上に位置させ、リフローを行ってバンプ３を溶融させ、凝固させる。これにより、相互に当接している半導体素子２上のバンプ３と配線基板１上のバンプ３とが一体化し、半導体素子２の電極４がバンプ３を介して配線基板１の電極パッド５に接続される。【０００５】
次に、図７（ｃ）に示すように、この配線基板１に半導体素子２を実装した実装品を洗浄してフラックス８を除去する。次に、図７（ｄ）に示すように、配線基板１と半導体素子２との間の隙間に、毛細管現象を利用して液体状の樹脂材料を浸透させ、この隙間内に充填する。このとき、配線基板１上における前記隙間及び半導体素子２の周囲にも樹脂材料を被着させる。そして、この樹脂材料を加熱により硬化させて、配線基板１と半導体素子２との間の隙間、その周辺及び半導体素子２の周囲にアンダーフィル樹脂６を形成する。これにより、半導体装置が作製される。【０００６】
このような半導体装置においては、配線基板と半導体素子との間の接続部分に、高い接続信頼性が要求される。即ち、接続破壊を起こすことなく、半導体素子が配線基板に長期間安定して接続されていることが要求される。このためには、半導体素子と配線基板との間の隙間に、樹脂材料を十分に充填し硬化させてアンダーフィル樹脂を形成し、これにより半導体素子と配線基板との接続部を保護すると共に、アンダーフィル樹脂の物性値、例えば、弾性率及び熱膨張係数といった物性値を適正化し、半導体素子と配線基板との間の熱膨張係数差に起因する熱応力のうち接続部に加わる応力を低減させることが必要である。しかし、近時、ＬＳＩの高性能化の要請に伴いＬＳＩの大型化が進められており、この結果、半導体素子と配線基板との間に発生する熱応力の影響がさらに顕著となっている。このため、アンダーフィル樹脂の物性値をさらに向上させないと十分な接続信頼性が得られないという現象が顕在化している。【０００７】
このような問題は、例えば、アンダーフィル樹脂に大量のフィラーを含有させてアンダーフィル樹脂の高弾性率化及び低熱膨張係数化を図ることにより解決可能である。しかしながら、フィラーを含有させると硬化前の樹脂材料の粘度が高くなってしまうため、半導体素子と配線基板との隙間に樹脂材料を十分に充填させることができないという問題が生じてしまう。また、前記隙間に樹脂材料を十分に充填させることができたとしても、例えば半導体素子と配線基板間の隙間にボイドが発生した場合等においては、装置作動時等に発生する熱応力によりバンプ、電極及び電極パッドが塑性変形を起こし、場合によってはボイドを介して隣り合ったバンプ同士が連結してショートを引き起こす虞もある。【０００８】
このように、半導体装置の接続信頼性を向上させるためには、アンダーフィル樹脂の弾性率及び熱膨張係数等の物性値と樹脂材料の隙間充填性とを両立させなくてはならないという困難な問題がある。こうした問題は、ＬＳＩの大型化及び微細ピッチ化が進むと、樹脂材料を浸透させなくてはならない充填距離が長くなったり、半導体素子と配線基板との間の隙間がますます狭くなったりするため、上述の問題は更に顕著になることが予想される。【０００９】
そこで、このような課題に対し、予め配線基板上にアンダーフィル樹脂形成用の樹脂材料を塗布しておき、半導体素子を配線基板上に搭載した後加熱することで、はんだ接続及び樹脂硬化を行う実装方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。図８（ａ）乃至（ｃ）はこの従来の半導体装置の製造方法をその工程順に示す断面図である。先ず、図８（ａ）に示すように、半導体素子２を配線基板１上に搭載する前工程として、半導体素子２の電極４上にバンプ３を形成する。なお、配線基板１の表面には電極パッド５が形成されており、電極パッド５の周囲にはソルダーレジスト７が設けられている。【００１０】
そして、図８（ｂ）に示すように、ステージ（図示せず）上に配線基板１を載置し、配線基板１における半導体素子２が搭載される側の面を上方に向け、この面上に半導体素子２を配線基板１に搭載したときに両者の間を十分に充填する量のアンダーフィル樹脂形成用の樹脂材料６ａを塗布する。【００１１】
次に、図８（ｃ）に示すように、半導体素子２をボンディングツ−ル（図示せず）により吸着し、電極４が形成されている面が下方を向くようにして保持し、半導体素子２を配線基板１に対して位置決めする。そして、バンプ３が樹脂材料６ａを押しのけて電極パッド５に当接するように、半導体素子２を配線基板１に対して押圧する。その後、半導体素子２を吸着したボンディングツ−ルに備えられたヒータ等の加熱手段により半導体素子２を加熱すると共に、配線基板１を載せたステージに備えられたヒータ等の加熱手段により配線基板１を加熱し、バンプ３をリフローさせて半導体素子２の電極４と配線基板１のパッド５とをバンプ３を介して接続した後、樹脂材料６ａを熱硬化させてアンダーフィル樹脂６を形成する。これにより、半導体素子２の実装が完了する。【００１２】
【特許文献１】特開２００１−３３２５８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上述の特許文献１に記載された従来の技術には以下に示すような問題点がある。第１の問題点は、半導体素子と配線基板との間のアンダーフィル樹脂にボイドが発生した場合、十分な接続信頼性が得られないということである。ボイドが発生する原因は、リフロー前に既に半導体素子と配線基板との間に樹脂材料が充填されているため、リフロー時に配線基板等が加熱されることにより、配線基板等から発生した揮発成分がアンダーフィル樹脂内に残ることである。アンダーフィル樹脂にボイドが発生すると、装置作動時等に発生する熱応力によりバンプが塑性変形し、場合によってはボイドを介して隣り合ったバンプが相互に接続されてショートを引き起こす虞がある。このため、半導体装置の接続信頼性が低下する。【００１４】
第２の問題点は、安定したはんだ接続が得られないということである。その原因は、はんだ接続前に配線基板上に樹脂材料を塗布していることにある。即ち、はんだバンプのりフロー時には既にバンプの周囲にアンダーフィル樹脂形成用の樹脂材料が存在するため、はんだバンプのリフロー中にこの樹脂材料の硬化が進んで粘度が高くなり、はんだが溶融した際に粘度上昇した樹脂材料が電極パッド上にはんだが濡れ広がることを妨げてしまう。また、接続信頼性を向上させるために樹脂材料にシリカ等のフィラーを添加すると、樹脂材料の粘度が更に上昇するだけでなく、接続部にフィラーが噛みこむことで電極パッドに対するはんだの濡れ性がますます低下する。【００１５】
この場合、はんだ接続性を改善させる手段として、リフロー時に荷重を加えて、電極パッドに対するはんだの濡れ広がりを促進する手段が有効であるが、はんだ溶融後も荷重をかけ続けると、溶融したはんだバンプが潰れて隣のバンプに接触し、ショートするという問題がある。【００１６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、半導体素子と配線基板との隙間を樹脂で封止して作製される半導体装置及びその製造方法において、配線基板と半導体素子との間の安定した接続が可能であり、接続信頼性が高い半導体装置及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明に係る半導体装置は、その表面に電極パッドが形成された配線基板と、この配線基板上に配置されその表面に電極が形成された半導体素子と、前記電極を前記電極パッドに接続するバンプと、前記配線基板と前記半導体素子との間に充填され前記バンプを埋め込むアンダーフィル樹脂と、を有し、前記配線基板は前記電極パッドが形成されている側の表面に配置されたソルダーレジストを有し、このソルダーレジストには前記電極パッドを露出させる開口部が形成されており、前記配線基板と前記半導体素子との間において、前記電極パッドの直上域を除く領域における前記ソルダーレジストの厚さが、前記領域における前記ソルダーレジスト上に配置された前記アンダーフィル樹脂の厚さ以上であることを特徴とする。【００１８】
本発明においては、ソルダーレジストの厚さがこのソルダーレジスト上に配置されたアンダーフィル樹脂の厚さ以上であるため、電極パッド、バンプ及び電極からなる接続部の半分以上の部分がソルダーレジストにより覆われることになり、アンダーフィル樹脂にボイドが発生した場合でも、熱応力によるバンプの変形を抑制でき、バンプ同士のショートが発生することを防止できる。【００１９】
このとき、前記ソルダーレジスト上に配置された前記アンダーフィル樹脂の厚さが５０μｍ以下であることが好ましい。これにより、ソルダーレジストの厚さを過剰に厚くする必要がなくなり、ソルダーレジストの開口部が深くなりすぎることがなくなるため、バンプの形成が容易になる。【００２０】
また、前記バンプの体積は前記開口部の容積よりも小さいことが好ましい。これにより、バンプを溶融させて電極又は電極パッドに接合させる際に、接続性を向上させるために荷重をかけながらバンプを溶融させても、バンプが潰れて開口部から流出し、他のバンプに接続されてしまうことがない。従って、バンプ同士をショートさせることなく、荷重をかけることができ、電極パッド、バンプ及び電極の間で、安定した接続を得ることができる。【００２１】
このとき、前記ソルダーレジストの厚さが３０μｍ以上であることが好ましい。これにより、開口部の容積を大きくなり、バンプの体積をある程度以上の体積とすることができるため、電極パッドと電極との間の接続信頼性を向上させることができる。【００２２】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、その表面に電極パッドが形成された配線基板及びその表面に電極が形成された半導体素子を備え、前記配線基板は前記電極パッドが形成された側の表面に配置され前記電極パッドを露出させる開口部が形成されたソルダーレジストを備えた半導体装置の製造方法において、前記電極パッド上及び前記電極上のうち少なくとも一方にバンプを形成する工程と、前記配線基板上における前記半導体素子が搭載される予定の領域の少なくとも一部に液体状の樹脂材料を被着させる工程と、前記半導体素子を前記配線基板に押し付けて前記電極パッド、前記バンプ及び前記電極を相互に接続する工程と、前記バンプを溶融させた後凝固させて前記電極を前記バンプを介して前記電極パッドに接合する工程と、前記樹脂材料を硬化させて前記配線基板と前記半導体素子との間に前記バンプを埋め込むようにアンダーフィル樹脂を形成する工程と、を有し、前記接合する工程において、前記バンプの溶融中に前記配線基板と前記半導体素子との間の距離を制御し、前記アンダーフィル樹脂の形成後において、前記配線基板と前記半導体素子との間において、前記電極パッドの直上域を除く領域における前記ソルダーレジストの厚さを、前記領域における前記ソルダーレジスト上に配置された前記アンダーフィル樹脂の厚さ以上とすることを特徴とする。【００２３】
また、前記バンプを形成する工程において、前記バンプの体積を、前記開口部の容積よりも小さくすることが好ましい。これにより、バンプを溶融させて電極又は電極パッドに接合させる際に、接続性を向上させるために荷重をかけながらバンプを溶融させても、バンプが潰れて開口部から流出し、他のバンプに接続されてしまうことがない。これにより、バンプ同士のショートを防止しつつ、バンプに荷重をかけることができるため、配線基板上に樹脂材料を被着させた後に電極パッドと電極との接合を行っても、接合部に樹脂材料が介在することによる接続不良が発生しにくい。このため、接続部の接続信頼性を向上させることができる。【００２４】
更に、前記接合する工程において、前記配線基板と前記半導体素子との間の距離の制御は、前記配線基板に対する前記半導体素子の相対的な位置を制御することによって行ってもよい。又は、前記接合する工程において、前記バンプの溶融は前記半導体素子を前記配線基板に押し付けながら行い、前記配線基板と前記半導体素子との間の距離の制御は、前記押し付け力を制御することによって行ってもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、ソルダーレジストの厚さをこのソルダーレジスト上に配置されたアンダーフィル樹脂の厚さ以上とすることにより、接続部の半分以上の部分をソルダーレジストにより覆うことができ、バンプ同士のショートが発生することを防止できる。これにより、バンプを介して電極を電極パッドに安定して接続することができ、接続信頼性が高い半導体装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る半導体装置を示す断面図であり、（ｂ）はその接続部を示す一部拡大断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の接続部を示す一部拡大断面図である。
【図３】（ａ）乃至（ｃ）は、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法をその工程順に示す断面図である。
【図４】（ａ）乃至（ｃ）は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す一部拡大断面図である。
【図５】（ａ）乃至（ｃ）は、本発明の第４の実施形態に係る半導体装置の製造方法をその工程順に示す断面図である。
【図６】（ａ）乃至（ｃ）は、本発明の第５の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す一部拡大断面図である。
【図７】（ａ）乃至（ｄ）は、従来の半導体装置の製造方法をその工程順に示す断面図である。
【図８】（ａ）乃至（ｃ）は他の従来の半導体装置の製造方法をその工程順に示す断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１；配線基板
２；半導体素子
３；バンプ
４；電極
５；電極パッド
６；アンダーフィル樹脂
６ａ；樹脂材料
７；ソルダーレジスト
７ａ；開口部
８；フラックス
Ａ；ソルダーレジスト７上のアンダーフィル樹脂６の厚さ
Ｂ；ソルダーレジスト７の厚さ
Ｃ；電極パッド５及びバンプ３の高さの和
Ｄ；バンプ３の高さ
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。本実施形態は半導体装置の実施形態である。図１（ａ）は本実施形態に係る半導体装置を示す断面図であり、（ｂ）はその接続部を示す一部拡大断面図である。図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態に係る半導体装置においては、配線基板１が設けられており、配線基板１の上面には複数の電極パッド５が設けられている。また、配線基板１の表面上にはソルダーレジスト７が設けられている。そして、ソルダーレジスト７における電極パッド５の直上域に相当する領域には、開口部７ａが形成されており、配線基板１の表面に垂直な方向から見て（以下、平面視で、という）、ソルダーレジスト７の各開口部７ａの内部に、各１個の電極パッド５が配置されている。これにより、開口部７ａにおいて電極パッド５が露出している。即ち、配線基板１の表面における電極パッド５の周囲の領域に、ソルダーレジスト７が設けられている。【００２９】
また、配線基板１の上方には、ＬＳＩ等の半導体素子２が設けられている。半導体素子２の下面、即ち、配線基板１側の表面には、複数の電極４が形成されている。平面視で、電極４は配線基板１の電極パッド５と同じ位置にある。例えば、電極４及び電極パッド５の厚さは相互に等しくなっている。また、電極４及び電極パッド５の表面は平坦である。そして、平面視で同じ位置にある電極パッド５と電極４との間には夫々バンプ３が設けられており、電極４はバンプ３を介して電極パッド５に電気的に接続されている。電極パッド５、バンプ３及び電極４により、接続部が形成されている。接続部の高さは、ソルダーレジスト７の厚さより大きく、ソルダーレジスト７の厚さの２倍以下である。なお、図１（ａ）においては、図示を簡略化するために、接続部が４個のみ示されているが、本発明はこれに限定されず、通常はより多くの接続部が設けられている。【００３０】
更に、配線基板１と半導体素子２との間の空間におけるバンプ３を除く部分、及び配線基板１上における半導体素子２の側部を覆う領域には、樹脂からなるアンダーフィル樹脂６が設けられている。そして、配線基板１と半導体素子２との間において、ソルダーレジスト７の厚さＢは、ソルダーレジスト７上のアンダーフィル樹脂６の厚さＡ以上となっている。即ち、Ａ≦Ｂである。このため、接続部におけるソルダーレジスト７により覆われている下部分の体積は、接続部全体の体積の半分以上となる。そして、電極４及び電極パッド５の厚さは相互に等しいため、バンプ３の半分以上は、その周囲をソルダーレジスト７により覆われている。【００３１】
なお、アンダーフィル樹脂６はソルダーレジスト７と半導体素子２との間の空間を充填しているため、前記厚さＡはソルダーレジスト７の上面と半導体素子２の下面との間の距離に等しい。また、ソルダーレジスト７の厚さＢとその上方に位置するアンダーフィル樹脂６の厚さＡとの和（Ａ＋Ｂ）は、接続部分の高さに等しく、また、配線基板１における電極パッド５及びソルダーレジスト７を除く部分と、半導体素子２における電極４を除く部分との間の距離に等しい。【００３２】
また、アンダーフィル樹脂６の厚さＡは５０μｍ以下であることが好ましい。アンダーフィル樹脂６の厚さＡを５０μｍ以下とすることにより、前述のＡ≦Ｂの関係を満たすために、ソルダーレジスト７の厚さＢを過剰に厚くする必要がなくなる。これにより、ソルダーレジスト７の開口部７ａが深くなりすぎることを防止でき、また、バンプ３を過剰に大きくする必要がなくなるため、バンプ３の形成が容易になる。【００３３】
上述の各寸法の具体的な数値は、電極４及び電極パッド５のサイズ並びにそれらのピッチによって決定される。例えば、平面視で、電極４及び電極パッド５の形状が、直径が１００乃至２００μｍの円形又は１辺の長さが１００乃至２００μｍの矩形であり、電極４及び電極パッド５のピッチが０．２乃至０．５ｍｍであるとき、ソルダーレジスト７の厚さＢがアンダーフィル樹脂６の厚さＡ以上である（Ｂ≧Ａ）という条件を満たした上で、ソルダーレジスト７の厚さＢは３０μｍ以上（Ｂ≧３０μｍ）、アンダーフィル樹脂６の厚さＡは５０μｍ以下（Ａ≦５０μｍ）に選定される。【００３４】
また、バンプ３の体積Ｖｂは、ソルダーレジスト７の開口部７ａの容積Ｖｓよりも小さい。即ち、Ｖｓ＞Ｖｂである。そして、電極４の体積をＶｅ、電極パッド５の体積をＶｐとすると、接続体の体積（Ｖｂ＋Ｖｅ＋Ｖｐ）は、ソルダーレジスト７の開口部７ａの容積Ｖｓよりも小さいことが好ましい。即ち、Ｖｓ＞Ｖｂ＋Ｖｅ＋Ｖｐであることが好ましい。【００３５】
更に、ソルダーレジスト７の厚さＢは３０μｍ以上であることが好ましい。これにより、前述のＶｓ＞Ｖｂの関係を満たすために、バンプ３を過剰に小さくする必要がなくなり、バンプ３の体積をある程度の大きさとすることができる。この結果、電極パッド５と電極４との間の接続信頼性を高くすることができる。【００３６】
バンプ３ははんだにより形成されており、例えば、Ｓｎ−Ｐｂ共晶はんだ、Ｓｎ−Ｐｂ非共晶はんだ、Ｓｎ−Ａｇはんだ、Ｓｎ−Ｃｕはんだ、Ｓｎ−Ｓｂはんだ、Ｓｎ−Ｚｎはんだ若しくはＳｎ−Ｂｉはんだ、又はこれらのはんだに特定の添加元素を加えた低融点の金属材料等により形成されている。特に、Ｓｎ−Ｐｂ共晶はんだ又はＳｎ−Ａｇ−Ｃｕはんだ等が好適であるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。なお、半導体素子２の電極４及び配線基板１の電極パッド５は、はんだの濡れ性が良好なＣｕ単層膜又は（Ａｕ／Ｎｉ）二層膜により形成されている。【００３７】
アンダーフィル樹脂６は、半導体素子と配線基板間の隙間に充填された液体状の樹脂材料が硬化して形成されている。アンダーフィル樹脂６を形成するための樹脂材料としては、熱硬化性樹脂を主成分とし、無機質充填剤（フィラー）を０乃至６５質量％含む材料を用いることが好ましい。無機質充填剤の含有量の好適範囲の下限を０質量％としたのは、アンダーフィル樹脂６中に無機質充填剤が含まれていなくてもよいことを示すものであり、その上限を６５質量％としたのは、それを超える場合には樹脂材料の粘度上昇が著しいばかりでなく、酸化膜除去作用を有する樹脂成分が少なくなるため、はんだ接続性が悪くなるためである。無機質充填剤としては、シリカフィラー等を好ましく用いることができるが、その他の無機質充填剤であってもよく、特に限定されない。【００３８】
アンダーフィル樹脂６の基材である熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂（不飽和ポリエステル、不飽和ポリエステルと活性水素基を有する化合物との組合せ等）、アクリレート樹脂（（メタ）アクリロキシプロピルポリシロキサン等のシリコンアクリレート、エポキシアクリレートを含む）等を使用することができる。また、α−シアノアクリレート等の常温で硬化する接着剤等を、アンダーフィル樹脂６を形成する樹脂材料として用いることもできる。【００３９】
アンダーフィル樹脂６を形成する樹脂材料には、熱硬化時に前記熱硬化性樹脂と反応して硬化を促進させる促進剤、並びに熱硬化性樹脂を硬化させるラジカルを加熱により発生させるラジカル開始剤、アニオン開始剤及びカチオン開始剤等の硬化剤を、１種又は２種以上組み合わせて含有させることが好ましい。【００４０】
また、アンダーフィル樹脂６を形成する樹脂材料には、酸化膜除去作用を有する薬品、例えば、有機酸等の金属表面清浄化剤を添加してもよい。更に、樹脂材料の硬化反応時に酸化膜除去作用を有する成分が生成される薬品を添加してもよく、これにより、樹脂材料を加熱することにより酸化膜除去作用を有する活性樹脂材料となり、特に酸化が進行しやすいＣｕ電極又はＣｕ電極パッドとバンプとを接続する際においても、フラックスを使用する必要がなくなる。【００４１】
ソルダーレジスト７は、一般に市販されているものを使用すればよく、一例として太陽インキ（株）製の市販品又はタムラ化研（株）製の市販品等を用いることができる。【００４２】
次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態においては、バンプ３の半分以上がソルダーレジスト７で覆われているため、アンダーフィル樹脂６にボイドが発生した場合においても、熱応力によるバンプ３の変形を抑制でき、はんだショート等の問題が発生しにくくなる。これにより、接続信頼性を向上させることができる。また、本実施形態においては、ソルダーレジスト７の開口部７ａの容積Ｖｓがバンプ３の体積Ｖｂよりも大きいため、半導体素子２を配線基板１に搭載する際に、バンプ３をリフローしながら半導体素子２及び配線基板１に相互に近づく方向に荷重をかけ続けても、溶融したバンプ３が開口部７内から流出して他のバンプ３に接触し、バンプ３同士が短絡してしまうことがない。このため、接続部の信頼性が高く、且つ安定した半導体装置を得ることができる。【００４３】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図２は、本実施形態に係る半導体装置の接続部を示す一部拡大断面図である。図２に示すように、本実施形態に係る半導体装置においては、配線基板１において、ソルダーレジスト７の端部が電極パッド５の端部に乗り上げている。即ち、電極パッド５の周辺部はソルダーレジスト７により覆われている。また、バンプ３はソルダーレジスト７の開口部７ａの側面に接している。更に、平面視で、電極パッド５は電極４よりも大きくなっている。【００４４】
この場合、前述の第１の実施形態において説明したソルダーレジスト７の厚さＢは、ソルダーレジスト７における電極パッド５に乗り上げていない部分における厚さとし、アンダーフィル樹脂６の厚さＡは、アンダーフィル樹脂６において、ソルダーレジスト７における電極パッド５に乗り上げていない部分の直上域に相当する部分の厚さとする。そして、前述の第１の実施形態と同様に、Ａ≦Ｂである。このため、接続部におけるソルダーレジスト７により覆われている下部分の体積は、接続部全体の体積の半分以上となる。そして、電極４及び電極パッド５の厚さが相互に等しい場合、バンプ３の半分以上は、その周囲をソルダーレジスト７により覆われることになる。【００４５】
また、前述の第１の実施形態において説明したソルダーレジスト７の開口部７ａの容積Ｖｓは、開口部７ａ内における電極パッド５を除いた部分の容積とする。そして、この容積Ｖｓはバンプ３の体積Ｖｂよりも大きい。即ち、Ｖｓ＞Ｖｂである。また、電極４の体積をＶｅとすると、Ｖｓ＞Ｖｂ＋Ｖｅであることが好ましい。本実施形態における上記以外の構成及び効果は、前述の第１の実施形態と同様である。【００４６】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態は、前述の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法の実施形態である。図３（ａ）乃至（ｃ）は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法をその工程順に示す断面図であり、図４（ａ）乃至（ｃ）は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す一部拡大断面図である。【００４７】
先ず、図３（ａ）に示すように、表面に複数の電極パッド５が形成されており、電極パッド５の周囲にソルダーレジスト７が設けられた配線基板１を用意する。電極パッド５の表面は平坦である。また、ソルダーレジスト７の厚さは例えば３０μｍ以上である。ソルダーレジスト７における電極パッド５の直上域に相当する部分には開口部７ａが形成されており、この開口部７ａにおいて電極パッド５が露出している。そして、この配線基板１を、例えばヒータを内蔵したステージ（図示せず）上に、電極パッド５及びソルダーレジスト７が設けられた面が上方を向くように載置する。そして、電極パッド５上に夫々はんだからなるバンプ３を形成する。一方、表面に電極４が形成された半導体素子２を用意する。電極４の表面は平坦である。【００４８】
このとき、図４（ａ）に示すように、ソルダーレジスト７の厚さＢよりも、電極パッド５及びバンプ３の高さの和Ｃを高くする。即ち、Ｃ＞Ｂとする。また、図４（ｂ）に示すバンプ３の体積Ｖｂを、図４（ｃ）に示すソルダーレジスト７の開口部７ａの容積Ｖｓよりも小さくする。即ち、Ｖｓ＞Ｖｂとする。より望ましくは、図４（ｂ）に示すように、電極４の体積をＶｅとし、電極パッド５の体積をＶｐとするとき、電極４、バンプ３及び電極パッド５の体積の和（Ｖｅ＋Ｖｂ＋Ｖｐ）を、開口部７ａの容積Ｖｓよりも小さくする。即ち、Ｖｓ＞Ｖｅ＋Ｖｂ＋Ｖｐとする。【００４９】
次に、図３（ｂ）に示すように、配線基板１上の半導体素子２の搭載領域にアンダーフィル樹脂形成用の樹脂材料６ａを被着させる。樹脂材料６ａは液体状の樹脂材料であり、例えば活性樹脂を使用する。樹脂材料６ａは、例えば、基材となる熱硬化性樹脂にフラックス効果を有する薬品を添加したものであってもよく、はんだからなるバンプ３並びに被はんだ接続部材である電極４及び電極パッド５の表面の酸化膜を除去する酸化膜除去作用を持つ樹脂材料であってもよい。【００５０】
配線基板１への樹脂材料６ａの被着方法は、例えば、配線基板１の中央部分に材料樹脂６ａを１点滴下する方法でもよく、半導体素子２が大きい場合においては、材料樹脂６ａを搭載領域の対角線上に「×」を描くように塗布する方法でもよく、又は材料樹脂６ａを数点に分けて配線基板１上に滴下する方法であってもよい。【００５１】
次に、例えばヒータを内蔵したボンディングツ−ル（図示せず）により半導体素子２を吸着し、電極４が形成された面を下方に向けて保持する。そして、ボンディングツ−ルにより半導体素子２を配線基板１上に位置させ、半導体素子２の電極４が配線基板１の電極パッド５の直上域に位置するように、半導体素子２を配線基板１に対して位置合わせする。【００５２】
次に、図３（ｃ）に示すように、半導体素子２を、配線基板１に対して、所定の荷重を加えながら押し当てる。そして、半導体素子２の電極４をバンプ３に当接させる。これにより、電極パッド５、バンプ３及び電極４が相互に接続される。このとき、液体状の樹脂材料６ａは、配線基板１と半導体素子２との間で挟圧され、また、バンプ３に押しのけられて、配線基板１と半導体素子２との間の隙間に充填される。また、樹脂材料６ａは配線基板１上における半導体素子２の側部を覆う領域にも配置される。【００５３】
次に、半導体素子２に配線基板１に向かう方向に荷重をかけたまま、ステージに内蔵されたヒータ及びボンディングツールに内蔵されたヒータのうち少なくとも一方を使用してバンプ３を加熱して溶融させる。これにより、溶融したバンプ３が電極４の表面上を濡れ広がる。バンプ３が溶融した後、荷重の印加を停止し、ボンディングツールにより半導体素子２の位置を制御する。即ち、配線基板１に対する半導体素子２の相対的な位置を制御する。このとき、図１（ｂ）に示すように、ソルダーレジスト７の上面と半導体素子２の下面との間の距離Ａが、ソルダーレジスト７の厚さＢ以下となるようにする。その後、ヒータを切り、バンプ３を冷却して凝固させる。これにより、電極４がバンプ３を介して電極パッド５に電気的に接続すると共に、機械的に接合する。これにより、電極パッド５、バンプ３及び電極４からなる接続部が形成される。【００５４】
次に、配線基板１、バンプ３及び半導体素子２からなる実装品を、所定の温度に設定された恒温層等に所定の時間投入して樹脂材料６ａを熱硬化させ、アンダーフィル樹脂６を形成する。このとき、アンダーフィル樹脂６のうち、配線基板１と半導体素子２との間の隙間におけるソルダーレジスト７上に相当する部分の厚さは、前述の距離Ａとなる。これにより、配線基板１に半導体素子２が搭載され、前述の第１の実施形態に係る半導体装置が製造される。【００５５】
以下、本実施形態の効果について説明する。本実施形態においては、バンプ３を電極４に当接させて溶融させた後、ボンディングツールにより半導体素子２の位置を制御することにより、配線基板１と半導体素子２との間の距離を調整している。これにより、前述のアンダーフィル樹脂６の厚さＡを容易に制御することができる。【００５６】
また、本実施形態においては、配線基板１に半導体素子２を搭載する前に、配線基板１上に樹脂材料６ａを被着させておくため、配線基板１に半導体素子２を搭載した後に、配線基板１と半導体素子２との隙間に樹脂材料を封入する必要がない。従って、樹脂材料として、弾性率が高く熱膨張係数が低い材料を使用することができ、半導体装置の接続信頼性が向上する。また、樹脂材料の封入を容易にするために、隙間内のフラックス洗浄を行う必要がない。更に、樹脂材料の封入を容易にするために、バンプの高さを必要以上に高くして配線基板１と半導体素子２との間の隙間を大きくする必要がないため、半導体装置を極めて薄く形成することが可能となる。【００５７】
更に、本実施形態においては、バンプ３の体積Ｖｂをソルダーレジスト７の開口部７ａの容積Ｖｓよりも小さくしているため、溶融したバンプ３が開口部７ａの外部に流出し、他のバンプ３に接触し、短絡することがない。【００５８】
このとき、本実施形態においては、ソルダーレジスト７の厚さＢを３０μｍ以上としているため、開口部７ａの容積Ｖｓをある程度以上の大きさとすることができ、バンプ３の体積Ｖｂを過剰に小さくしなくても、前述のＶｓ＞Ｖｂの関係を満たすことができる。これにより、電極パッド５上にバンプ３を形成したときに、バンプ３の頂部がソルダーレジスト７の上面から突出する距離をある程度以上の大きさに確保することができ、バンプ３の先端を電極４に当接しやすくすることができる。この結果、電極パッド５と電極４との間の接続信頼性を向上させることができる。【００５９】
更にまた、本実施形態においては、アンダーフィル樹脂形成用の樹脂材料６ａとして活性樹脂を使用することにより、フラックスを使用しなくても、活性樹脂自体が持つフラックス作用により、はんだ接続時の加熱に伴い、バンプ３の表面及び電極４の表面に酸化膜が形成されることを抑制できる。この結果、バンプ３と電極４との間の接続信頼性が向上する。また、活性樹脂に添加されているはんだ酸化膜除去作用を持つ薬品は、樹脂硬化後においては基材樹脂と結合して化学的に安定となるため、硬化後のアンダーフィル樹脂は十分な電気的絶縁性を持つことができる。【００６０】
なお、本実施形態においては、バンプ３を電極４に当接させて溶融させた後、荷重の印加を停止して、ボンディングツールにより半導体素子２の位置を制御することにより、アンダーフィル樹脂６の厚さＡを制御する例を示したが、本実施形態はこれに限定されない。即ち、バンプ３が溶融した後も、配線基板１及び半導体素子２に荷重をかけ続け、半導体素子２を配線基板１に向かって押し付けながらバンプ３のリフローを行ってもよい。これにより、バンプ３と電極４との間に樹脂材料６ａが介在することを防止でき、接続部の接続を良好なものとすることができる。また、接続部の接続信頼性を確保しつつ、半導体装置を薄型化することができる。【００６１】
このとき、本実施形態においては、バンプ３の体積Ｖｂをソルダーレジスト７の開口部７ａの容積Ｖｓよりも小さくしているため、半導体素子２を配線基板１に向かって押し付けながらバンプ３のリフローを行っても、溶融したはんだが開口部７ａの外部に流出し、他のバンプ３に接触し、短絡することがない。【００６２】
このように、本実施形態によれば、予め配線基板１上にはんだ酸化膜除去作用のある樹脂材料を塗布しておくと共に、電極パッド５及びバンプ３の高さ和Ｃとソルダーレジスト７の厚さＢとの関係、及びバンプ３の体積Ｖｂとソルダーレジスト７の開口部７ａの容積Ｖｓとの関係を前述の如く適正化することにより、荷重をかけながらバンプ３をリフローしてもバンプショート等の問題を未然に防ぐことが可能となり、安定したバンプ接続が可能となる。【００６３】
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。図５（ａ）乃至（ｃ）は本実施形態に係る半導体装置の製造方法をその工程順に示す断面図である。前述の第３の実施形態においては、配線基板１の電極パッド５上にバンプ３を形成したが、本実施形態においては、図５（ａ）に示すように、半導体素子２の電極４上にバンプ３を形成する。このとき、電極４及びバンプ３の高さの和が、ソルダーレジスト７の厚さよりも大きくなるようにし、また、バンプ３の体積（Ｖｂ）を、ソルダーレジスト７の開口部７ａの容積（Ｖｓ）よりも小さくする。【００６４】
そして、図５（ｂ）に示すように、配線基板１上における半導体素子２の搭載領域に樹脂材料６ａを被着させる。次に、図５（ｃ）に示すように、半導体素子２を配線基板１に押し付け、バンプ３を電極パッド５に当接させる。その後、半導体素子２を配線基板１に押し付けたまま、バンプ３をリフローさせて、バンプ３を電極パッド５に接続する。そして、バンプ３を溶融させた後、配線基板１と半導体素子２との間の距離を制御し、ソルダーレジスト７の上面と半導体素子２の下面との間の距離を調整する。その後、バンプ３を冷却して凝固させる。これにより、電極４がバンプ３を介して電極パッド５に接続される。次に、樹脂材料６ａを熱硬化させて、アンダーフィル樹脂６を形成する。これにより、前述の第１の実施形態に係る半導体装置を製造することができる。本実施形態における上記以外の構成及び効果は、前述の第３の実施形態と同様である。【００６５】
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。本実施形態は、前述の第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法の実施形態である。図６（ａ）乃至（ｃ）は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す一部拡大断面図である。図６（ａ）に示すように、本実施形態は、前述の第３の実施形態と比較して、配線基板１において、ソルダーレジスト７の端部が電極パッド５の端部に乗り上げている点が異なっている。【００６６】
本実施形態においては、図６（ａ）に示すように、バンプ３をリフローさせる前の段階において、バンプ３の高さＤをソルダーレジスト７の厚さＢよりも大きくする。また、図６（ｂ）及び（ｃ）に示すように、ソルダーレジスト７の開口部７ａの容積のうち、電極パッド５を除く部分の容積をＶｓとするとき、バンプ３の体積Ｖｂを、前記容積Ｖｓよりも小さくする。即ち、Ｖｓ＞Ｖｂとする。より好ましくは、バンプ３の体積Ｖｂ及び電極４の体積Ｖｅの和（Ｖｂ＋Ｖｅ）を、開口部７ａの容積Ｖｓよりも小さくする。即ち、Ｖｓ＞Ｖｂ＋Ｖｅとする。本実施形態における上記以外の構成は、前述の第３の実施形態と同様である。これにより、前述の第２の実施形態に係る半導体装置を製造することができる。本実施形態における上記以外の効果は、前述の第３の実施形態と同様である。【００６７】
なお、前述の第３乃至第５の実施形態においては、バンプ３を配線基板１の電極パッド５上及び半導体素子２の電極４上のうちいずれか一方に形成する例を示したが、バンプ３は、電極パッド５上及び電極４上の双方に形成してもよい。【００６８】
また、前述の第３乃至第５の実施形態においては、ボンディングツール又はステージに内蔵されたヒータによりバンプ３のリフローを行う例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、配線基板１、バンプ３及び半導体素子２からなる組立体を、所定の温度に加熱されたリフロー炉に通すことにより、バンプ３のリフローを行ってもよい。この場合も、配線基板１及び半導体素子２に相互に近づく方向に荷重をかけながら接続すると、接続部の信頼性をより向上させることができる。【００６９】
更に、前述の第３乃至第５の実施形態において、バンプ３を形成した後、配線基板１に樹脂材料６ａを被着させる前に、配線基板１における電極パッド５が形成されている表面及び半導体素子２における電極４が形成されている表面のうち少なくとも一方にプラズマ処理等を施すことにより、表面改質を行ってもよい。これにより、バンプ３の接続をより良好なものとすることができる。【００７０】
更にまた、前述の第１乃至第５の実施形態においては、半導体素子２の電極４の表面が平坦である例を示したが、本発明はこれに限定されず、電極４の表面に凸部が形成されていてもよい。これにより、電極４とバンプ３との間の接続強度を向上させることができる。
【実施例】
【００７１】
以下、本発明の実施例の効果について、その特許請求の範囲から外れる比較例と比較して具体的に説明する。前述の第３の実施形態において説明した方法により、前述の第１の実施形態に係る半導体装置を製造した。先ず、図３（ａ）に示すように、表面に複数の電極パッド５が形成され、電極パッド５の周囲にソルダーレジスト７が設けられた配線基板１を５枚用意した。配線基板１の形状は、平面視で、縦が４５ｍｍ、横が４５ｍｍの正方形状とした。また、電極パッド５の形状は、平面視で、直径が１３５μｍの円形とし、電極パッド５の配列ピッチは２４０μｍとした。配線基板１のソルダーレジスト７には、タムラ化研（株）製の市販品を使用し、その厚さ、即ち、図４（ａ）に示す厚さＢは３０μｍとし、ソルダーレジスト７の開口部７ａの直径は約１５０μｍとした。【００７２】
一方、表面に複数の電極４が形成された半導体素子２を５個用意した。半導体素子２の形状は、平面視で、縦が１４．８ｍｍ、横が１４．８ｍｍの正方形状とした。電極４の表面には、（Ａｕ／Ｎｉ）２層めっきを施した。電極４の形状は、平面視で、直径が１３５μｍの円形とし、電極４の配列ピッチは２４０μｍとした。即ち、平面視で、電極４と電極パッド５とは相互に重なるようにした。半導体素子２の表面における電極４が形成されていない領域にはポリイミド膜を設け、このポリイミド膜により、電極４の表面を、半導体素子２の表面における電極４が形成されていない領域よりも約２μｍ凹ませた。なお、配線基板１及び半導体素子２の配線構造は、実装後に電気的接続の確認を行えるような配線構造とした。【００７３】
そして、電極パッド５上にバンプ３を夫々形成した。バンプ３は、その組成が（Ｓｎ−３質量％Ａｇ−０．５質量％Ｃｕ）である鉛フリーはんだにより形成した。このとき、電極パッド５及びバンプ３の高さ和、即ち、図４（ａ）に示す高さＣの値を５０μｍとした。また、６個の半導体素子２のうち、３個の半導体素子２については、電極４上にバンプを形成しなかった。残りの２個の半導体素子２については、電極４上に電極パッド５上に形成したものと同じバンプを形成した。【００７４】
次に、図３（ｂ）に示すように、配線基板１をステージ（図示せず）上に載置し、ディスペンサー（図示せず）により、配線基板１上における半導体素子２が実装される予定の領域に、樹脂材料６ａを約２０ｍｇ被着させた。樹脂材料６ａには、酸化膜除去作用のある熱硬化性樹脂、即ち、酸化膜除去作用を持つ薬品を含有する活性樹脂を使用した。具体的には、樹脂材料６ａには、主成分が液状エポキシ樹脂であり、フェノール系硬化剤が主成分の３０〜４０質量％添加されたものを使用した。【００７５】
このとき、５枚の配線基板１のうち２枚の配線基板１上には、無機質充填剤であるシリカフィラーを主成分の６５質量％添加した樹脂材料を被着させ、他の１枚の配線基板１上には、シリカフィラーを主成分の３０質量％添加した樹脂材料を被着させ、残りの２枚の配線基板１上には、シリカフィラーを添加していない樹脂材料を被着させた。【００７６】
次に、図３（ｃ）に示すように、上述の５枚の配線基板１と５個の半導体素子２とを組み合わせて、５個の半導体装置を作製した。表１に、これらの半導体装置におけるアンダーフィル樹脂のフィラー量を示す。表１に示すように、シリカフィラーを６５質量％含有する樹脂材料６ａが被着された配線基板１に、バンプが形成されていない半導体素子２を実装したものを実施例Ｎｏ．１とし、シリカフィラーを３０質量％含有する樹脂材料６ａが被着された配線基板１に、バンプが形成されていない半導体素子２を実装したものを実施例Ｎｏ．２とし、シリカフィラーを含有しない樹脂材料６ａが被着された配線基板１に、バンプが形成されていない半導体素子２を実装したものを実施例Ｎｏ．３とした。また、シリカフィラーを６５質量％含有する樹脂材料６ａが被着された配線基板１に、バンプが形成された半導体素子２を実装したものを比較例Ｎｏ．４とし、シリカフィラーを含有しない樹脂材料６ａが被着された配線基板１に、バンプが形成された半導体素子２を実装したものを比較例Ｎｏ．５とした。【００７７】
半導体素子２をボンディングツールに吸着させ、配線基板１に対して位置合わせを行い、半導体素子２を配線基板１に対して押し付けた。このとき、半導体素子２上にバンプを形成していない実施例Ｎｏ．１乃至Ｎｏ．３については、マウンタのヒータツールを使用して２４０℃の温度に加熱しながら、バンプ１個当たり２ｇ重の加圧力を５秒間印加して行った。これにより、バンプ３がリフローして電極４と電極パッド５とがバンプ３を介して相互に接続された。一方、半導体素子２上にバンプを形成した比較例Ｎｏ．４及びＮｏ．５については、実施例Ｎｏ．１乃至Ｎｏ．３と同様に２４０℃に加熱したが、バンプの接合時に荷重をかけ続けるとバンプ同士がショートするため、バンプが溶融した後は荷重の印加を停止し、半導体素子２の位置を制御することにより、接続を試みた。【００７８】
次に、配線基板１に半導体素子２を接続した実装品を、温度が１５０℃で雰囲気が大気雰囲気である恒温槽に１２０分間装入した。これにより、樹脂材料６ａを硬化させ、アンダーフィル樹脂６を形成した。これにより、半導体装置を製造した。【００７９】
そして、アンダーフィル樹脂６における配線基板１と半導体素子２との間のソルダーレジスト７上の部分の厚さ、即ち、図１（ｂ）に示す厚さＡを測定したところ、バンプが形成されていない半導体素子２を使用した半導体装置、即ち実施例Ｎｏ．１乃至Ｎｏ．３に係る半導体装置においては、厚さＡは平均１０μｍ、最大３０μｍであった。これに対して、バンプが形成された半導体素子２を使用した半導体装置、即ち比較例Ｎｏ．４及びＮｏ．５に係る半導体装置においては、厚さＡは平均８０μｍであった。この結果を表１に示す。【００８０】
次に、上述のように作製した５個の半導体装置について、はんだ接続性、耐リフロー性及び耐温度サイクル性を評価した。評価結果を表１に示す。なお、表１において、「○」は評価結果が良好であったことを示し、「×」は評価結果が不良であったことを示し、「−」は評価を行っていないことを示す。【００８１】
先ず、はんだ接続性を評価した。はんだ接続性の評価は、バンプの未接続箇所の有無を調査することにより行った。その結果を表１に示す。表１に示すように、比較例Ｎｏ．４においては、バンプの未接続箇所の存在が確認された。これに対して、実施例Ｎｏ．１乃至Ｎｏ．３及び比較例Ｎｏ．５については、全ての接続部が電気的に接続されており、はんだ接続性が良好であった。【００８２】
次に、耐リフロー性を評価した。耐リフロー性の評価は、接合時に未接続箇所が発生した比較例Ｎｏ．４を除く全ての半導体装置を、最高温度が２５０℃であるリフロー炉に３回通し、その後の状態を調査して行った。その結果、全ての半導体装置においてボイドの発生が確認されたが、比較例Ｎｏ．５については、リフロー後にボイドを介してバンプ同士のショートが発生していることが確認された。実施例Ｎｏ．１乃至Ｎｏ．３については、バンプ同士のショートは確認されず、耐リフロー性が良好であった。【００８３】
次に、耐温度サイクル性を評価した。耐温度サイクル性の評価は、耐リフロー性が良好であった３個の半導体装置、即ち、実施例Ｎｏ．１乃至Ｎｏ．３に係る半導体装置に対して、−４０℃から＋１２５℃の範囲で加熱及び冷却を繰り返す温度サイクル試験を実施し、１０００サイクル経過後に接続不良が発生するか否かを調査して行った。その結果、実施例Ｎｏ．１乃至Ｎｏ．３は、１０００サイクル経過後にも接続不良が発生せず、良好な状態を保っていた。即ち、実施例Ｎｏ．１乃至Ｎｏ．３は、耐温度サイクル性が良好であった。【００８４】
【表１】
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【００８５】
上述の如く、実施例Ｎｏ．１乃至Ｎｏ．３は、ソルダーレジスト７の厚さＢが３０μｍであり、アンダーフィル樹脂６の厚さＡが３０μｍ以下であり、Ａ≦Ｂを満たしているため、はんだ接続性、耐リフロー性及び耐温度サイクル性がいずれも良好であった。これに対して、比較例Ｎｏ．４及びＮｏ．５は、ソルダーレジスト７の厚さＢが３０μｍであり、アンダーフィル樹脂６の厚さＡが８０μｍであり、Ａ≦Ｂを満たしていないため、はんだ接続性又は耐リフロー性が不良であった。このように、本発明の実施例Ｎｏ．１乃至Ｎｏ．３は、比較例Ｎｏ．４及びＮｏ．５と比較して、アンダーフィル樹脂の種類によらず接続信頼性が優れていた。この結果、本発明の優位性を確認することができた。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明は、半導体素子を配線基板に搭載し、その接続部をアンダーフィル樹脂により封止した半導体装置及びその製造方法に好適に利用することができ、特に、フリップチップ又はチップサイズパッケージ等の半導体装置及びその製造方法に好適に利用することができる。
【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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【図８】
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