(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置の電極と配線基板の電極とがバンプを介して電気的に接続され、前記半導体装置と前記配線基板との間を熱硬化性樹脂により封止してなる半導体装置の実装方法において、
前記配線基板上に熱硬化性樹脂を塗布する工程と、前記半導体装置を前記配線基板上に搭載するに際し、前記半導体装置と前記熱硬化性樹脂とが接触する直前に、前記半導体装置を載置するツールの移動速度を減速又は一旦停止させる工程と、前記半導体装置の電極と前記配線基板の電極とが前記バンプを介して接触した状態で、前記半導体装置を加熱して前記半導体装置の電極と前記配線基板間の電極とを電気的に接続するバンプ接続工程と、前記半導体装置の搭載が完了した前記配線基板を、前記バンプ接続工程以下の温度雰囲気中に保持し、前記熱硬化性樹脂を硬化させる樹脂硬化工程と、を含むこと特徴とする半導体装置の実装方法。
【請求項２】
前記半導体装置と前記熱硬化性樹脂とが接触する前における前記ツールの移動速度が、略１０ｍｍ／ｓ以下に設定されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の実装方法。
【請求項３】
半導体装置の電極と配線基板の電極とがバンプを介して電気的に接続され、前記半導体装置と前記配線基板との間を熱硬化性樹脂により封止してなる半導体装置の実装方法において、
前記配線基板上に熱硬化性樹脂を塗布する工程と、前記半導体装置を前記配線基板上に搭載するに際し、前記半導体装置と前記熱硬化性樹脂とが接触する前に、前記半導体装置を少なくとも前記配線基板より高い温度で加熱する予備加熱工程と、前記半導体装置と前記熱硬化性樹脂とが接触する直前に、前記半導体装置を載置するツールの移動速度を減速又は一旦停止させる工程と、前記半導体装置の電極と前記配線基板の電極とが前記バンプを介して接触した状態で、前記半導体装置を前記予備加熱工程以上の温度に加熱して前記半導体装置の電極と前記配線基板間の電極とを電気的に接続するバンプ接続工程と、前記半導体装置の搭載が完了した前記配線基板を、前記バンプ接続工程以下の温度雰囲気中に保持し、前記熱硬化性樹脂を硬化させる樹脂硬化工程と、を含むこと特徴とする半導体装置の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の実装方法に関し、特に、半導体装置と配線基板との間の熱硬化性樹脂におけるボイドの発生を抑制し、高い接続信頼性が得られる半導体層装置の実装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のはんだバンプを用いたフリップチップ実装方法を図７に示す。図７に示すように、従来は、バンプ２形成後のＬＳＩチップ等の半導体装置１のバンプ先端または配線基板３にフラックス１０を付着させた後、配線基板３に位置合わせして半導体装置１を搭載した後、リフローを行い、その後、フラックス１０を洗浄した後、毛細管現象により半導体装置１と配線基板３のギャップにアンダーフィル樹脂（熱硬化性樹脂６）の充填を行い、最後に熱硬化性樹脂６を硬化させる方法が行われている。
【０００３】
また、はんだを有するフリップチップ実装方法のうち、あらかじめ配線基板３上に封止樹脂６を塗布しておき、半導体装置１をマウント後、加熱することではんだ接続および樹脂硬化を行なう実装方法として、例えば、特開平１１−２３３５５８号公報に開示されている方法がある。この方法による実装プロセスを図８に示す。
【０００４】
まず、半導体装置１を配線基板３上に搭載する前工程として、半導体装置１の端子電極にバンプ２を形成し（ステップ１）、パッド４にはんだ５を形成する（ステップ２）。次に、予め配線基板３の半導体装置１が搭載される部分に、半導体装置１と配線基板３の間を充分に介在させる量の樹脂６を塗布する（ステップ３）。次に、この樹脂６を塗布したパッド４上のはんだ５にバンプ２が位置するように半導体装置１を配線基板３に位置決め搭載する。その後、半導体装置１を吸着したボンディングツ−ル７に備えられたヒ−タ−等の加熱手段により、位置決め搭載した半導体装置１を加熱すると同時に、配線基板３を載せた基板ステ−ジ８に備えられたヒ−タ−等の加熱手段で加熱を行なう（ステップ４）。この加熱工程では、最初、はんだ融点以上の温度に加熱してバンプ２とはんだ５との接合部を金属結合させた後、はんだ融点以下に加熱温度を下げて樹脂６を硬化させて実装が完了する。
【０００５】
他の従来例として、バンプ２がはんだバンプであり、樹脂６に酸化膜除去作用を含んだ樹脂を用いる場合がある。これらの方法により、半導体装置と基板のギャップにアンダーフィル樹脂充填する工程を削除し、生産性を向上させている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図７に示すフラックスを用いてはんだバンプを接続する従来のフリップチップ実装方法では、以下の問題点がある。
【０００７】
まず、第１の問題点は、ＬＳＩの高密度化による狭ピッチ化が進むにつれ、バンプ２が微細化し、半導体装置１と配線基板３間の隙間が狭くなる傾向があり、フラックス洗浄が益々困難な状況となってきている。フラックス残渣が引き起こす問題点としては、活性剤がＬＳＩ等の電子部品に残留し、この残留した活性剤が吸湿すると、そのイオン成分が電気的絶縁性を低下させ、マイグレーション等により製造された電子部品の信頼性を低下させるといった問題を引き起こす。また、アンダーフィル充填をも阻害することとなり、樹脂封止層にボイドが発生するなど実装信頼性を低下させるという問題がある。
【０００８】
第２の問題点は、フラックス洗浄工程やアンダ−フィル充填工程などのプロセスを必要とする為、フラックス洗浄に必要な設備を必要としたり、アンダ−フィル充填に時間がかかる等、生産コストが高くなることである。
【０００９】
このような問題に関して、図８に示すようなあらかじめ配線基板３上に熱硬化性樹脂６を塗布しておき、半導体装置１を搭載後、熱硬化性樹脂６を硬化させる一括プロセスが提案されている。しかしながら、この方法では、半導体装置１を熱硬化性樹脂６が塗布された配線基板３上に搭載する際に、半導体装置１側の突起電極間凹部の外気が抜けきれずに残ったり、樹脂６を外側に強制的に押し出すこととなるため、バンプ２や配線基板３の凹凸があると樹脂６が乱流になって外気を巻き込む等の影響でボイドが発生しやすい。
【００１０】
この現象は、半導体装置１と配線基板３を接続する電極が半導体装置１表面全体に配置しているエリア配置の場合に特に顕著に発生する。電極間にボイドがある状態では、ボイド部のバンプ２に応力が集中して接続破壊を起こすことがあるだけでなく、装置動作時に発生する熱応力で電極金属を塑性変形させ、場合によってはボイドを介して隣り合った電極が連結してしまうショ−トを引き起こす等、接続信頼性に対して重大な問題となる。
【００１１】
また、はんだ酸化膜除去作用を含む樹脂を使用し、はんだ接続を行なう場合、ボイドがあると酸化膜除去作用が弱くなり、はんだ表面の酸化膜を除去しにくくなる為、ボイド部分のバンプは接続不良を起こしやすくなる。
【００１２】
前記のようなボイドが引き起こす問題は、接続信頼性を向上させるために熱硬化性樹脂の熱膨張係数を調整する手段として樹脂中にシリカ等のフィラ−を添加すると、樹脂粘度が相対的に上昇する為、樹脂がなめらかに流れず半導体装置や配線基板に濡れにくくなるためさらに顕著になることから、信頼性の高い実装品を得ることは困難である。
【００１３】
本発明の目的は、はんだバンプが形成されたベアチップまたはチップサイズパッケージ等の半導体装置において、接続信頼性を確保するとともに生産性に優れた実装方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体装置の実装方法は、半導体装置の電極と配線基板の電極とがバンプを介して電気的に接続され、前記半導体装置と前記配線基板との間を熱硬化性樹脂により封止してなる半導体装置の実装方法において、前記配線基板上に熱硬化性樹脂を塗布する工程と、前記半導体装置を前記配線基板上に搭載するに際し、前記半導体装置と前記熱硬化性樹脂とが接触する直前に、前記半導体装置を載置するツールの移動速度を減速又は一旦停止させる工程と、前記半導体装置の電極と前記配線基板の電極とが前記バンプを介して接触した状態で、前記半導体装置を加熱して前記半導体装置の電極と前記配線基板間の電極とを電気的に接続するバンプ接続工程と、前記半導体装置の搭載が完了した前記配線基板を、前記バンプ接続工程以下の温度雰囲気中に保持し、前記熱硬化性樹脂を硬化させる樹脂硬化工程と、を含むものである。
【００１５】
本発明においては、前記半導体装置と前記熱硬化性樹脂とが接触する前における前記ツールの移動速度が、略１０ｍｍ／ｓ以下に設定される構成とすることができる。
【００１７】
また、本発明の半導体装置の実装方法は、半導体装置の電極と配線基板の電極とがバンプを介して電気的に接続され、前記半導体装置と前記配線基板との間を熱硬化性樹脂により封止してなる半導体装置の実装方法において、前記配線基板上に熱硬化性樹脂を塗布する工程と、前記半導体装置を前記配線基板上に搭載するに際し、前記半導体装置と前記熱硬化性樹脂とが接触する前に、前記半導体装置を少なくとも前記配線基板より高い温度で加熱する予備加熱工程と、前記半導体装置と前記熱硬化性樹脂とが接触する直前に、前記半導体装置を載置するツールの移動速度を減速又は一旦停止させる工程と、前記半導体装置の電極と前記配線基板の電極とが前記バンプを介して接触した状態で、前記半導体装置を前記予備加熱工程以上の温度に加熱して前記半導体装置の電極と前記配線基板間の電極とを電気的に接続するバンプ接続工程と、前記半導体装置の搭載が完了した前記配線基板を、前記バンプ接続工程以下の温度雰囲気中に保持し、前記熱硬化性樹脂を硬化させる樹脂硬化工程と、を含むものである。
【００２２】
本発明の実装方法の場合、半導体装置の搭載に際し、半導体装置と熱硬化性樹脂とが接触する前に半導体装置を少なくとも前記配線基板より高い温度で加熱することで、配線基板側に塗布した熱硬化性樹脂が半導体装置と接触すると、瞬時に樹脂粘度が低下して半導体装置側に濡れやすくなる。このため、半導体装置側の突起電極間の凹部にも樹脂が入り込みやすくなる。また、中央部の樹脂が押し出されることにより、樹脂充填される半導体装置外周については樹脂が濡れやすくなることで押し出される樹脂速度に対して樹脂の濡れが追従可能となる。このため、搭載時に発生するボイドを防止することが可能となる。
【００２３】
また、フィラ−添加した時など粘度が高い樹脂の場合、樹脂の濡れ性や流動性が不足するが、加熱に加えて半導体装置と熱硬化性樹脂が接触する直前に半導体装置の搭載速度を減速させることにより、突起電極間の凹部へ樹脂が入り込みやすくなり、樹脂の濡れが樹脂押し出し速度に追従可能となるため、搭載時に発生するボイドを防止することが可能となる。
【００２４】
また、使用する樹脂によっては、高温で長時間加熱すると樹脂自体からボイドが発生するものがあるが、短時間の高温加熱で接続を行い、低い温度で樹脂硬化させる方法にすれば、ボイドを防止できる。
【００２５】
従って、本実装方法を行なえば、熱硬化性樹脂の熱膨張係数を調整する為にシリカ等のフィラ−を添加した場合であっても、搭載時のボイドや接続不良を生じることがない為、信頼性の高い実装品を得ることが出来る。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図２を参照して、エリアに配列されたＣｕパッド９上に高融点バンプ２が形成されたＬＳＩを、同一配列位置にＣｕパッド４を形成し、且つパッド４上に共晶はんだ５が予備はんだとして形成されたプリント配線基板３上に実装する時の一例について説明する。
【００２７】
まず、図２（ａ）に示すように、予備はんだ５が形成されたプリント配線基板３を加熱されたステ−ジ８上に置き、昇温する。昇温の目的は、熱硬化性樹脂６を塗布する際にプリント配線基板３表面の樹脂の濡れ性を向上させ、樹脂塗布時に配線基板３表面の凹凸の影響で空気を巻き込みにくくする為である。この時の温度は熱硬化性樹脂６の硬化反応があまり進まないことが望ましく、６０℃〜１００℃程度が良い。プリント配線基板３は、濡れ性改善のためにステ−ジ８に置く前にプラズマ等の表面処理により、表面改質することも有効である。
【００２８】
次に、図２（ｂ）に示すように、プリント配線基板３上の半導体装置１搭載位置に熱硬化性樹脂６をディスペンサ−等により塗布する。塗布形状は、中央部分に１点塗布する方法が一般的であるが、半導体装置１搭載位置の対角線上に「×」を描くように塗布する方法、数点に分けて塗布する方法等がある。
【００２９】
次に、図２（ｃ）に示すように、ツ−ル７に吸着された半導体装置１をプリント配線基板３上に位置合わせした後、ツ−ル７に内蔵された加熱ヒ−タにより、半導体装置１を加熱する。加熱の目的は、半導体装置１のバンプ２と熱硬化性樹脂６とが接触した際に、接触した熱硬化性樹脂６の粘度を瞬時に低下させ、バンプ２へ濡れやすくさせる為であり、この作用により半導体装置１搭載時にバンプ２間の凹部の空気が取り残されてボイドになることを未然に防いでいる。この時のツ−ル７の加熱温度は１５０℃以上であることが望ましい。また半導体装置１は、ツ−ル７に吸着する前にプラズマ等の表面処理により、表面改質することも有効である。
【００３０】
また、使用する熱硬化性樹脂６にフィラ−を添加する場合、その添加量が５０％以上になると加熱時の樹脂粘度が低下しにくくなり、半導体装置１の加熱によるボイド防止効果が薄れる為、半導体装置１の加熱と同時に半導体装置１と熱硬化性樹脂６とが接触する直前に、半導体装置１の搭載速度を減速させると効果がある。この場合の搭載速度は１０ｍｍ／ｓ以下が効果的である。ツ−ル７の搭載速度を制御する方法として、半導体装置１と熱硬化性樹脂６とが接触する直前に一度停止させてもよい。
【００３１】
次に、図２（ｄ）に示すように、半導体装置１に対して所定の荷重をかけ、はんだ融点以上に昇温する事で電極部のはんだ接続を行なう。この際、熱硬化性樹脂６に付与されているはんだ酸化膜除去作用も加わり、短時間で確実なはんだ結合が行なわれる。このとき、熱硬化性樹脂６は硬化反応がほとんど進んでいない状態であるため、樹脂粘度は十分に低くはんだ接続を阻害することはない。なお、半導体装置１に加える荷重は半導体装置１のサイズやバンプ２のピッチ、サイズ、数などにより異なるが、目安として１バンプあたり０．１〜５ｇ程度が望ましく、加熱温度ははんだ融点温度より２０〜５０℃高いことが望ましく、この条件にてはんだ接続を行なう時間は、３〜１０秒程度が望ましい。
【００３２】
また、半導体装置１をプリント配線基板３に搭載する際に、振動を加えながら加熱して搭載し、電気的接続を行う方法を用いれば、熱硬化性樹脂６にはんだ酸化膜除去作用を添加する必要が無くなる。
【００３３】
次に、はんだ接続が完了した上記実装品の熱硬化性樹脂６を硬化させるが、樹脂を完全に硬化させる手段としては、はんだ接続を行った後の実装品を複数個まとめて樹脂硬化可能な温度雰囲気に保たれた恒温槽等に移して行なうと良い。これにより、個々の搭載サイクルタイムははんだ接続に必要な時間のみで良いため、時間の短縮が可能となり、かつ一定の樹脂硬化時間で複数個の半導体装置１の樹脂硬化が可能となるため、生産性が向上する。
【００３４】
図１に、実装が完了した本実施の形態の一例として、バンプ２にはんだバンプを用いて製作した場合のフリップチップ実装構造体の断面図を示す。図１において、配線基板３のパッド４上にプリコ−トされたはんだ５と半導体装置１の突起電極であるバンプ２とがそれぞれ対応する位置にて金属接合されることで、半導体装置１と配線基板３の電気的接続が行われている。半導体装置１と配線基板３の間の封止樹脂は、熱硬化性樹脂６で構成されている。
【００３５】
はんだ５の材質の例としてはＳｎ／Ｐｂ共晶はんだがあるが、Ｓｎ／Ｐｂ共晶はんだに限定されず、たとえばＳｎ／Ｐｂ（共晶を除く）、Ｓｎ／Ａｇ、Ｓｎ／Ｃｕ、Ｓｎ／Ｓｂ、Ｓｎ／Ｚｎ、Ｓｎ／Ｂｉおよびこれら前記した材料に特定の添加元素をさらに加えた材料を挙げることができ、これらが適宜用いられる。また、バンプ２ははんだ５と同じでも異なる材質であってもよく、融点の異なるはんだであっても良い。よく用いられる材料はＰｂリッチなＳｎ／Ｐｂがあげられる。異なる材質の一例としてはＡｕバンプがあげられる。
【００３６】
また、電気的接続部を除く半導体装置１と配線基板３の間は、電気的接続部を保護すると共に、半導体装置１と配線基板３の熱膨張係数の違いにより生じる熱応力が電気的接続部に集中することを緩和し、接続信頼性を向上させる目的で熱硬化性樹脂６により樹脂封止されている。
【００３７】
熱硬化性樹脂６は、はんだ接続を行なう場合、活性樹脂（はんだ酸化膜を除去する効果がある熱硬化性樹脂）を用いることが望ましい。例えば、基材となる熱硬化性樹脂６にフラックス効果を有する剤を添加した構成であり、はんだおよび被はんだ接続面の酸化膜を除去する作用を持つ。すなわち、はんだ接続での硬化前の加熱状態において、フラックス作用を有する剤が作用し、はんだおよび被はんだ接続面の酸化膜が除去される。活性樹脂は、硬化後は基材樹脂と結合することにより化学的に安定となり、十分な電気的絶縁性を有する。
【００３８】
また、熱硬化性樹脂６にフラックス作用を与えるには、（メタ）アクリル酸、マレイン酸などの不飽和酸、蓚酸、マロン酸などの有機二酸、クエン酸などの有機酸をはじめ、炭化水素の側鎖に、ハロゲン基、水酸基、ニトリル基、ベンジル基、カルボキシル基等を少なくとも１つ以上を添加することにより可能である。また、(メタ)アクリルアルコールなどの不飽和アルコール、トリメリット酸、テトラメリット酸および一般的に知られているキレート剤を用いることもできる。このような前記フラックス作用を有する剤は、二種以上組合せて用いることができる。なお、フラックスには、公知のゲル化剤を含むこともできる。
【００３９】
また、半導体装置実装工程においては、熱硬化性樹脂６に活性樹脂を使用することで、フラックスを使用する必要が無くなるため、フラックス洗浄工程を省略でき、また、洗浄不良によって生じるフラックス残渣に起因する信頼性への悪影響を防止することができる。
【００４０】
熱硬化性樹脂の基材としては、エポキシ、ポリエステル（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の組合せなど）、アクリレート（（メタ）アクリロキシプロピルポリシロキサンなどのシリコンアクリレート、エポキシアクリレートを含む）などである。熱硬化時に前記した熱硬化性樹脂と反応して硬化を促進する促進剤、および／または硬化剤（加熱によって硬化するためのラジカル等が発生するラジカル開始剤、アニオン開始剤またはカチオン開始剤）等を有している。なお、αーシアノアクリレートなどの常温で硬化する接着剤等を用いることもできる。前記熱硬化性樹脂、促進剤、硬化剤および開始剤等は、２種以上、組合せて用いることができる。さらに、熱硬化性樹脂には、熱膨張係数等を調整し接続信頼性を向上させる目的でシリカ等のフィラ−を添加しても良い。
【００４１】
なお、バンプ形成された半導体装置１を短時間で確実にはんだ接続させる為に、搭載時に加熱とともに加圧を行なったり、振動によりはんだ接続させることもできる。
【００４２】
図３は、プリント配線基板３上に予備はんだが形成されていない場合のはんだバンプを用いた本発明の実施の形態を示す図である。実装方法に関しては図２で示した例と同様であるが、この場合、加熱加圧時にバンプ２を潰してしまわないように、半導体装置１と配線基板３との隙間を一定に保つような位置制御を行なう必要がある。
【００４３】
【実施例】
上記した本発明の実施の形他についてさらに詳細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照して説明する。本実施例では、上記実装方法により、半導体装置を熱硬化性樹脂が塗布された配線基板上に搭載する際に、半導体装置側の突起電極間凹部の外気が抜けきれずに残り、ボイドとなる不具合が発生しないことを確認するとともに、その際の接続信頼性を確認するため以下の実験を行なった。まず、使用機材について説明する。
【００４４】
半導体装置１は、サイズ１０ｍｍ□であり、はんだバンプが０．２４ｍｍピッチで半導体装置１表面全面に配置されているフルグリッドエリア配置である。はんだバンプ材質はＰｂ９５％、Ｓｎ５％である。配線基板３は、半導体装置１に対応した電極が配置されており、パッド４上には予備はんだが約２０μｍの高さで形成されている。予備はんだ材質は共晶はんだである。なお、実装後の半導体装置１と配線基板３は電気的接続の確認が行なえる構造となっている。
【００４５】
熱硬化性樹脂６はエポキシであり、フェノ−ル系硬化剤を使用した樹脂Ａと酸無水物系硬化剤を使用した樹脂Ｂを用い、共にはんだ酸化膜除去作用を有する樹脂である。さらにこれらの樹脂にシリカフィラ−を添加したものについても評価を行なった。ここで、熱硬化性樹脂６は、エポキシに限られるものではなく、上述したように、ポリエステルやアクリレートなどでも良い。
【００４６】
次に、実装方法について説明する。
【００４７】
まず、半導体装置１にＡｒプラズマ処理を行い、プラズマの表面改質効果による半導体装置１と樹脂６の濡れ性向上及びはんだバンプ２の接続性向上を図った。続いて、配線基板３をステ−ジ８上に置き、ディスペンサ−により熱硬化性樹脂６を配線基板３上の半導体装置１が搭載される中央部に約２０ｍｇ塗布した。続いて、半導体装置１をツ−ル７に吸着し、配線基板３との位置合わせを行ない、半導体装置１を配線基板３上に搭載し、半導体装置１のはんだバンプ２と配線基板３の予備はんだ５が接触後、半導体装置１を２３０℃に加熱しながら３ｇ／バンプの加圧を５秒間行ない、電極間のはんだ接続をした。なお、接続の際、加圧を行なわない方法も試みたが、この場合、フィラー添加量４０％以上の樹脂は、ほとんどの接続部ではんだ濡れ不良が発生し、未接続となった。
【００４８】
続いて、はんだ接続の完了した実装品を１５０℃大気雰囲気中の恒温槽に９０分間入れて、熱硬化性樹脂６の硬化を行ない実装を完了した。
【００４９】
半導体装置搭載時のボイド評価として、半導体装置１の搭載速度とステ−ジ８及びツ−ル７の温度条件を変えて比較評価を行なった。本実施例で使用した樹脂における温度と樹脂粘度の関係を、表１に示す。２５℃に比べ５０℃ではかなり樹脂粘度が低下しており、７０℃近傍から昇温に連れて急に樹脂粘度が低下している事がわかる。
【００５０】
評価条件詳細および結果として、表２は常温で搭載速度が速い従来条件に対して搭載速度を遅くし、ツ−ル温度及びステ−ジ温度を変化させたときのボイド観察結果、表３は表２の条件でボイドが発生しなかった温度条件に関して、樹脂にフィラ−添加し、搭載速度を速くしたときのボイド観察結果を示す。ボイドの観察方法としては、実装が完了したサンプルについて、樹脂層部分の断面を顕微鏡で観察した。
【００５１】
また、それぞれの搭載時の加熱及びツ−ル変位を示すプロファイル図を図４乃至図６に示す。なお、表２又は表３の搭載プロファイル欄の番号と図４乃至図６の番号とが対応している。図４乃至図６に示す▲１▼は、はんだバンプと熱硬化性樹脂とが接触した時点であり、▲２▼ははんだバンプと基板（基板上のパッド）とが接触した時点である。また、ツール温度は、▲２▼以降はんだバンプの融点以上の温度に上昇されている。表２および表３において、ツール温度は、はんだバンプと熱硬化性樹脂が接触した時点での温度である。
【００５２】
【表１】
0004626839.tif 000002
【００５３】
【表２】
0004626839.tif 000003
【００５４】
【表３】
0004626839.tif 000004
【００５５】
表２に関して、ツール及びステージを常温にて４０ｍｍ／ｓで搭載した従来条件の場合は、封止樹脂全面に多数発生した。これに対し、半導体装置と樹脂が接触する直前に搭載速度を０．１ｍｍ／ｓと遅くした場合、ボイドが減っていることは確認できたが、主に樹脂塗布した中央部分にはボイドが残っており、完全にボイドを無くすまでには至らなかった。さらにツール及びステージ温度を変化させていくと、ツール温度１５０℃、ステージ温度６０℃以下のときボイドが発生しなかった。
【００５６】
次に、表３に示すように、ボイドが発生しなかったツール温度１５０℃、ステージ温度６０℃の温度条件において、再び搭載速度を４０ｍｍ／ｓとし、樹脂にシリカフィラーを添加したものを含め、ボイド観察を行なった。結果はフィラー添加量４０％まではボイドが発生しなかったが、フィラー添加量６０％の場合、ボイドが発生した。そこでフィラー添加量６０％については、この温度条件のまま搭載速度を１０ｍｍ／ｓとするとボイドが発生しなかった。
【００５７】
この結果から、フィラ−添加量が４０％以下の樹脂に関しては、半導体装置１側を配線基板３側より高い温度で加熱しておき、半導体装置１に熱硬化性樹脂６が接触した際、半導体装置１側に熱硬化性樹脂６が濡れやすくなる状況を作り出す本実装方法を行なうことで、半導体装置１搭載時のボイドを未然に防げることを確認した。ここで、ツール温度は、１５０℃としたが、ツール温度は、基板３よりも高い温度であれば、半導体装置１の搭載速度と使用する熱硬化性樹脂６の温度による樹脂粘度の変化によって変える事が可能である事はもちろんである。
【００５８】
また、フィラ−添加量の割合が多く樹脂粘度が４０Ｐａ・s（２５℃の時）以上の樹脂は半導体装置側の加熱と共に搭載速度を減速させることで、半導体装置搭載時のボイドを未然に防げることを確認した。また、これらのサンプルのうち、フィラー添加量４０％以上のものについて−４０℃〜１２５℃の温度サイクル試験を行い接続信頼性を評価した結果、樹脂Ａ，Ｂ共に１０００サイクル以上接続信頼性が確保できていることを確認した。この結果から、本発明の実装方法により、樹脂層にボイドが無く接続信頼性が高い実装品が得られることを確認した。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の半導体装置の実装方法によれば、配線基板上に熱硬化性樹脂を塗布後、半導体装置を配線基板上に搭載するに際し、半導体装置と熱硬化性樹脂とが接触する前に、半導体装置を少なくとも配線基板より高い温度で加熱、又は、半導体装置の搭載速度を減速又は一旦停止、又はこれらを組み合わせて、半導体装置側に熱硬化性樹脂を濡れやすくすることにより、樹脂層に発生しやすいボイドを未然に防ぐとともに、シリカフィラ−を添加し、熱膨張係数を調整した熱硬化性樹脂を用いてもはんだ接続を行うことができ、接続信頼性の高い実装品を得る事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実装方法により実装したフリップチップ実装構造体を示す断面図である。
【図２】配線基板に予備はんだが形成された場合における本発明の実装方法を示す工程断面図である。
【図３】配線基板に予備はんだが形成されていない場合における本発明の実装方法を示す工程断面図である。
【図４】半導体装置搭載時の加熱及びツ−ル変位を示すプロファイル図である。
【図５】半導体装置搭載時の加熱及びツ−ル変位を示すプロファイル図である。
【図６】半導体装置搭載時の加熱及びツ−ル変位を示すプロファイル図である。
【図７】従来のフラックスによるはんだ接合を行なった場合の実装方法を示す工程断面図である。
【図８】従来の配線基板に樹脂塗布して半導体装置を搭載する実装方法を示す工程断面図である。
【符号の説明】
１  半導体装置
２  バンプ
３  配線基板
４  パッド(配線基板)
５  はんだ
６  熱硬化性樹脂
７  ツ−ル
８  ステ−ジ
９  パッド（半導体装置）
１０  フラックス
【図１】
0004626839.tif 000005
【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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