(57)【要約】  【課題】  多層フレキシブルプリント基板の電気的接続安定性や形状等に悪影響を及ぼすことなく、超音波接合法により半導体素子を多層フレキシブルプリント基板に実装する方法を提供する。  【解決手段】  配線パターンの形成されたフレキシブルプリント基板が層間絶縁材を介して２層以上に積層されてなる多層フレキシブルプリント基板の前記配線パターンと、半導体素子に形成されたバンプとを超音波接合する半導体素子の実装方法であって、半導体素子が実装されるフレキシブルプリント基板に接する層間絶縁材の厚さを８０〜２５０μｍとし、且つ該層間絶縁材の硬化後の引張り弾性率を０．１５〜２．５ＧＰａとする。【選択図】          図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線パターンの形成されたフレキシブルプリント基板が層間絶縁材を介して２層以上に積層されてなる多層フレキシブルプリント基板の前記配線パターンと、半導体素子に形成されたバンプとを超音波接合する半導体素子の実装方法であって、
半導体素子が実装されるフレキシブルプリント基板に接する層間絶縁材の厚さを８０〜２５０μｍとし、且つ該層間絶縁材の硬化後の引張り弾性率を０．１５〜２．５ＧＰａとすることを特徴とする半導体素子の実装方法。
【請求項２】
前記半導体素子又はフレキシブルプリント基板の何れか一方の実装面に、実装前の厚みが前記バンプの高さの０．４〜１．１倍であり、硬化後の引張り弾性率が０．０１〜３ＧＰａであるアンダーフィル接着フィルムを予め貼り付けておくことを特徴とする請求項１記載の半導体素子の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子を超音波接合を用いたフェイスダウン方式で多層フレキシブルプリント基板に実装する半導体素子の実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の半導体デバイスの性能向上に伴って、半導体装置の薄型化や軽量化、情報伝達の高速化が要求されており、半導体素子をフェイスダウン形式で配線パターンが形成されたマザーボードやドーターボード等の配線回路基板上に実装される方法（フリップチップ方式、ダイレクトチップアタッチ方式等）が注目されている。
【０００３】
フェイスダウン形式の実装方法としては、従来、半導体素子を配線回路基板に対して高荷重あるいは長時間の圧接により実装する、いわゆる圧接工法による実装方式のものが採用されていたが、該圧接工法では、半導体素子や配線回路基板へのダメージが発生したり、残留応力が生じたりして接続信頼性が低下するという問題が指摘されていた。
そこで、近年では、半導体装置の接続信頼性向上の観点から、半導体素子に形成されたバンプと基板の電極部とを超音波を加えながら加熱加圧して接続する、いわゆる超音波接合法を用いたフリップチップ実装方法が検討されている（特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開２００２−２５２２５２号公報
【特許文献２】特開２００２−２９９３７４号公報
【０００４】
一方、電子機器の高密度化や軽薄短小化に伴い、可撓性に優れたフレキシブルプリント基板を層間絶縁材を介して積層してなる多層フレキシブルプリント基板が多用される傾向にあり、該多層フレキシブルプリント基板に対しても、超音波接合法を用いたフリップチップ実装方法を適用することが必要とされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の超音波接合法により半導体素子を多層フレキシブルプリント基板に実装すると、超音波接合の際に多層フレキシブルプリント基板に歪みが生じてしまい、電気的接続安定性を阻害するという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述のような従来の問題に鑑みてなされたものであり、多層フレキシブルプリント基板の電気的接続安定性や形状等に悪影響を及ぼすことなく、超音波接合法により半導体素子を多層フレキシブルプリント基板に実装する方法を提供することを一の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題に鑑み、本発明は、配線パターンの形成されたフレキシブルプリント基板が層間絶縁材を介して２層以上に積層されてなる多層フレキシブルプリント基板の前記配線パターンと、半導体素子に形成されたバンプとを超音波接合する半導体素子の実装方法であって、半導体素子が実装されるフレキシブルプリント基板に接する層間絶縁材の厚さを８０〜２５０μｍとし、且つ該層間絶縁材の硬化後の引張り弾性率を０．１５〜２．５ＧＰａとする半導体素子の実装方法を提供する。
【０００８】
また、本発明は、前記半導体素子の実装方法において、前記半導体素子又はフレキシブルプリント基板の何れか一方の実装面に、実装前の厚みが前記バンプの高さの０．４〜１．１倍であり、硬化後の引張り弾性率が０．０１〜３ＧＰａであるアンダーフィル接着フィルムを予め貼り付けておく半導体素子の実装方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る半導体素子の実装方法によれば、多層フレキシブルプリント基板に対して半導体素子を超音波実装した場合であっても、多層フレキシブルプリント基板に反りが生じ難く、また、電気的接続安定性を阻害することがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る半導体素子の実装方法の一最良の形態について説明する。
【００１１】
図１〜４は、本発明に係る半導体素子の実装方法の一例を示した概略図である。
本実施形態では、先ず図１に示すように、ポリイミドフィルム基材１上に配線パターン３を形成してフレキシブルプリント基板とし、さらに該フレキシブルプリント基板を層間絶縁材２を介して積層することにより、多層フレキシブルプリント基板１０を作製する。積層する際の具体的手段としては、フレキシブルプリント基板と層間絶縁材とを挟み、ローラーやプレス機などを用いて加熱、加圧する方法を採用することができる。
【００１２】
次に、Ａｕスタッドバンプ４を備えた半導体素子６に対し、該スタッドバンプ４の上からアンダーフィル接着フィルム５を仮接着し、図２に示すようなアンダーフィル接着フィルム５付きの半導体素子６を作製する。
【００１３】
そして、図３に示すように、該アンダーフィル接着フィルム５付きの半導体素子６を超音波フリップチップボンダーで多層フレキシブルプリント基板１０上に実装することにより、図４に示すように、Ａｕスタッドバンプと接続用電極部３ａとが電気的に接続された半導体装置２０を得ることができる。
【００１４】
前記アンダーフィル用接着フィルム５は、多層フレキシブルプリント基板１０上に仮接着しておき、同様に半導体素子６を多層フレキシブルプリント基板１０上に超音波接合によって実装してもよい。
【００１５】
アンダーフィル接着フィルム５を半導体素子６や多層フレキシブルプリント基板上１０に仮接着する方法としては、ローラーやプレス機などを用いて加熱、加圧して仮接着する方法が例示できる。仮接着する際の温度や圧力等については特に限定されず、アンダーフィル接着フィルムを一時的に接着させることができ、Ａｕスタッドバンプ等のバンプが変形しないような条件とすればよい。
例えば、ポリカルボジイミド樹脂組成物を用いてなるアンダーフィル接着フィルムを仮接着する場合、温度は常温〜１５０℃とすることが好ましく、４０〜１２０℃とすることがより好ましい。
また、バンプを変形させない圧力としては、例えば０．１〜３０ｇｆ／バンプとすることが好ましく、５〜２５g／バンプとすることがより好ましい。
【００１６】
さらに、半導体素子とフレキシブルプリント基板とを超音波接合し、且つアンダーフィル接着フィルムを該半導体素子と該フレキシブルプリント基板の空隙に充填させるための加圧条件としては、バンプの材質や個数等によって適宜設定されるものであるが、例えば、０．０１〜０．３ｋｇｆ／バンプの範囲に設定され、好ましくは０．０２〜０．１ｋｇｆ／バンプの範囲に設定される。
また、超音波の振幅は１〜３μｍ、発振時間は０．５〜１．０秒が好ましい。
【００１７】
本発明で用いる層間絶縁材は、低溶融粘度と高耐熱性とを備えたものが好ましいという観点から、熱硬化性樹脂組成物を用いて形成するのがよい。
該熱硬化性樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカルボジイミド樹脂、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、飽和ポリエステル樹脂などが挙げられる。
さらに、層間絶縁材のフィルムとしての保存性、接着性、間隙への充填性等の観点からは、ポリカルボジイミド樹脂を用いて形成されたものが好ましい。
【００１８】
以下に、熱硬化性樹脂の一例として、ポリカルボジイミド共重合体およびその製造方法について説明する。
【００１９】
好ましい一態様としてのポリカルボジイミド樹脂は、例えば下記式（１）および（２）で示される構造単位を合計ｍ個、並びに下記式（３）で示される構造単位をｎ個有し、且つ量末端にモノイソシアナートより誘導された末端構造単位を有する共重合体である。
【００２０】
【化１】
2005116624.tif 000003
【化２】
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【化３】
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【００２１】
ここで、ｍは通常、２以上１０００以下の整数であり、好ましくは２〜１０の整数である。また、ｎは通常１以上５００以下の整数であり、好ましくは１〜１０の整数である。さらに、ｍ＋ｎは３〜１５００、好ましくは３〜２０であり、ｍ／（ｍ＋ｎ）は１／５０〜１／３０、好ましくは１／１１〜１／３である。
【００２２】
また、前記末端構造単位としては、置換又は非置換のアリール基や、アルキル基があげられる。非置換のアリール基としては、フェニル、ナフチルなどが挙げられ、置換基を有するアリール基としては、代表的にはトリル、イソプロピルフェニル、メトキシフェニル、クロロフェニルなどが挙げられる。
また、アルキル基としては、ｎ−ブチル、ｎ−ヘキシル、ｎ−オクチルなどの炭素数１〜１０のアルキル基が挙げられる。
【００２３】
上述のようなポリカルボジイミド樹脂は、末端にカルボキシル基を有する２官能液状ゴムと有機ジイソシアナートとを非プロトン性溶媒中で反応させた後、鎖長制御のための有機モノイソシアナートとカルボジイミド化触媒を作用させることによって得ることができる。
【００２４】
２官能液状ゴムとしては、液状ポリブタジエン（例えば、宇部興産（株）製Ｈｙｃａｒ  ＣＴＢ（登録商標）や日本曹達（株）製Ｃ−１０００）、液状ポリブタジエン−アクリロニトリル共重合体（例えば、宇部興産（株）製Ｈｙｃａｒ  ＣＴＢＮ（登録商標）や日本曹達（株）製Ｃｌ−１０００）を例示することができる。
これらは単独で用いても２種以上を混合して用いてもよく、また、これらの変性品を用いてもよい。
【００２５】
有機ジイソシアナートとしては、芳香族又は脂肪族のジイソシアナートを使用することができる。これらは単独で用いても２種以上を混合して用いてもよい。
【００２６】
芳香族ジイソシアナートとしては、下式（４）又は（５）に示す構造のものを使用することができる。
【化４】
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（式中、Ｘ1は炭素数１〜５のアルキル基、アルコキシル基又はハロゲンを表す）
【化５】
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（式中、Ｘ2は炭素数０〜５のアルキレン基、オキシ基、スルホ基又はスルホキシル基、Ｘ3、Ｘ4は炭素数１〜５のアルキル基、アルコキシル基又はハロゲンを表す）
【００２７】
前記式（４）で示される構造の芳香族ジソシアナートとしては、例えば、ｍ−フェニレンジイソシアナート、２，４−トリレンジソシアナート、２，６−トリレンジソシアナート、６−メトキシ−２，４−フェニレンジイソシアナート、５−ブロモ−２，４−トリレンジイソシアナートを挙げることができる。
【００２８】
また、前記式（５）で示される構造の芳香族ジソシアナートとしては、例えば、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアナート、３，３’，５，５’−テトラエチル−４，４’−ジフェニルメタンジイソシアナート、４，４’−ジフェニルイソプロピリデンジイソシアナート、４，４’−ジフェニルエーテルジイソシアナート、４，４’−ジフェニルスルフィドジイソシアナート、４，４’−ジフェニルスルホキシドジソシアナート、３，３’，５，５’−テトラメチル−４，４’−ビフェニルジイソシアナート、３，３’−ジメトキシ−４，４’−ビフェニルジイソシアナート、３，３’−ジブロモ−４，４’−ビフェニルジイソシアナートを挙げることができる。
【００２９】
また、脂肪族ジイソシアナートとしては、下記（６）、（７）又は（８）で示される構造のものを使用することができる。
【化６】
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（式中、Ｘ5およびＸ6は炭素数０〜５のアルキレン基、Ｘ7は炭素数１〜５のアルキル基又は炭素数０〜５のアルキレン基を表す）
【化７】
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（式中、Ｘ8は炭素数１〜１８のアルキレン基を表す）
【化８】
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（式中、Ｘ9、Ｘ10は炭素数０〜５のアルキレン基を表す）
【００３０】
前記式（６）で示される構造の脂肪族ジイソシアナートとしては、例えば、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアナート、ノルボルナンジイソシアナート、４，４’−シクロヘキサンジイソシアナート、イソホロンジイソシアナート、メチルシクロヘキサン−２，４−ジイソシアナート、２，４−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサンを挙げることができる。
【００３１】
また、前記式（７）で示される構造の脂肪族ジイソシアナートとしては、ヘキサメチレンジイソシアナート、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート、２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート、オクタメチレンジイソシアナート、ドデカメチレンジソシアナートを挙げることができる。
【００３２】
また、前記式（８）で示される構造の脂肪族ジイソシアナートとしては、キシリレンジイソシアナート、α，α，α’，α’−テトラメチルキシリレンジイソシアナート、４−イソシアナトメチル−フェニルイソシアナートを挙げることができる。
【００３３】
鎖長制御のために用いるモノイソシアナートとしては、例えばフェニルイソシアナート、ナフチルイソシアナート、トリルイソシアナート、イソプロピルフェニルイソシアナート、メトキシフェニルイソシアナート、クロロフェニルイソシアナートなどの置換、非置換のアリール基を有するイソシアナート、或いはｎ−ブチルイソシアナート、ｎ−ヘキシルイソシアナート、ｎ−オクチルイソシアナートなどの炭素数１〜１０のアルキルイソシアナート等が挙げられる。
【００３４】
モノイソシアナートは、ジイソシアナート成分１００モルに対して１〜１０モルを用いるのが好ましい。モノイソシアナートの使用量がこれより少ないと、得られるポリカルボジイミドの分子量が大きくなりすぎたり架橋反応による溶液粘度の上昇や溶液の固化を生じたりして、ポリカルボジイミド溶液の保存安定性を著しく低下させるおそれがある。一方、モノイソシアナートの使用量がこれより多いと、得られるポリカルボジイミド溶液の溶液粘度が低すぎ、溶液の塗布乾燥によるフィルム成形において、成膜に悪影響を及ぼすおそれがある。
【００３５】
重合反応に用いる触媒は、種々のものを使用することができるが、中でも、３−メチル−１−フェニル−２−ホスホレン−１−オキシド、１−フェニル−２−ホスホレン−１−オキシド、１−フェニル−２−ホスホレン−１−スルフィド、１−エチル−３−メチル−２−ホスホレン−１−オキシド、３−メチル−１−フェニルホスホール−１−オキシドやこれらに対応する異性体、および３−ホスホレンが好ましい。また、トリフェニルホスフィンオキシド、トリトリルホスフィンオキシド、ビス（オキサジフェニルホスフィノ）エタンなどのホスフィンオキシド類も使用することができる。
【００３６】
触媒量は使用するイソシアナート成分全量に対して０．００１〜５モル％とすることが好ましい。使用量がこの範囲よりも少ないと重合に時間がかかりすぎ実用的でなく、一方、この範囲を超えると反応が速すぎて反応途中にゲル状に固化したり、保存安定性が著しく低下するおそれがある。
【００３７】
ポリカルボジイミド樹脂を得るには、非プロトン性有機溶媒中、両末端にカルボキシル基を有する鎖状液状ゴムとジイソシアナートをカルボジイミド化触媒の存在下に１０〜１５０℃、好ましくは４０〜１１０℃にて重合反応を行う。
重合時の反応温度が１５０℃を超えると、反応が速すぎたり、副反応が起きて反応途中にゲル状に固化したり、保存安定性が著しく低下するおそれがある。
また、重合時の反応温度が１０℃を下回ると反応が遅すぎたり、ポリカルボジイミド共重合体溶液にイソシアナート官能基が残存することによって溶液の安定性が低下するおそれがある。
【００３８】
非プロトン性有機溶媒としては、トルエン、キシレン、炭素数３〜５のアルキルトルエン、ベンゼン、炭素数３〜３６のアルキルベンゼン、ナフタレン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アセトン、ブタノン、シクロヘキサン、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等が挙げられる。
これらの溶媒は単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよく、また、反応に関与しない他成分が混在していてもよい。
これらの溶媒の使用量は、ポリマー溶液中で液状ゴムを７０重量部、トリレンジイソシアナートを３０重量部、１−ナフチルイソシアナートをトリレンジイソシアナートに対して２モル部を混合し、混合物を５０℃で１時間攪拌した後に混合物中にカルボジイミド化触媒を添加する。赤外分光法により反応の経過を確認しながら温度を１００℃に昇温し、この温度で２時間カルボジイミド化反応を行う。
【００３９】
本発明で用いる層間絶縁材を製造するには、例えば上述のポリカルボジイミド共重合体溶液のような樹脂溶液を、キャスティング、スピンコーティング、ロールコーティングなどの公知の方法を用いて適当な厚さに成膜する。成膜された膜は、通常、溶媒の除去に必要な温度で乾燥する。即ち、ポリカルボジイミド等の樹脂の硬化反応をあまり進行させずに乾燥させるよう、塗工温度は例えば２０〜３５０℃、好ましくは５０〜２５０℃、最も好ましくは７０〜２００℃とする。また、乾燥時間は、例えば３０秒〜３０分とし、好ましくは１〜１０分、最も好ましくは２〜５分とする。乾燥温度が２０℃よりも低いと、フィルム中に溶剤が残存し、フィルムの信頼性が乏しくなり好ましくない。また、乾燥温度が３５０℃より高いと、樹脂の熱硬化が進んでしまうおそれがある。乾燥温度が３０秒より短いと、フィルム中に溶剤が残存し、フィルムの信頼性が乏しくなり好ましくない。また、乾燥時間が３０分より長いと、樹脂の熱硬化が進んでしまうおそれがある。
【００４０】
本発明で用いる層間絶縁材の製造に際しては、その加工性、耐熱性を損なわない範囲で微細な無機充填材を配合してよい。また、表面平滑性を出すための平滑剤、レべリング剤、脱泡剤などの各種添加剤を必要に応じて添加してもよい。これらの配合量は、樹脂１００重量部に対して０．１〜１００重量部、好ましくは０．２〜５０重量部とする。
【００４１】
また、接着力向上のため、層間絶縁材にシランカップリング剤、チタン系カップリング剤、ノニオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、シリコーン系添加剤などの各種添加剤を必要に応じて添加してもよい。
【００４２】
さらに、弾性率の調節を図るべく、例えば、アルミナ、シリカ、マグネシア、窒化ケイ素などのセラミック、その他カーボンなどからなる種々の無機粉末を必要に応じて１種又は２種以上配合してもよい。
【００４３】
本発明で用いる層間絶縁材は、上述のような熱硬化性樹脂を用いて形成することにより、硬化後（即ち、半導体素子の実装後）の引張り弾性率が０．０５〜３．０ＧＰａ、好ましくは０．１５〜２．５ＧＰａとなるように構成する。斯かる層間絶縁材のうち、特に、半導体素子が実装されるフレキシブルプリント基板と接する層間絶縁材については、引張り弾性率を０．１５〜２．５ＧＰａとする必要がある。半導体素子が実装されるフレキシブルプリント基板と接する層間絶縁材は、特に超音波接合による悪影響を受けやすいが、硬化後の引張り弾性率を０．１５〜２．５ＧＰａとすることにより、層間絶縁材の反りや歪みなどの変形が防止されるという作用効果があり、これによって多層フレキシブルプリント基板の反りを防止して電気的接続安定性を高めることができる。
【００４４】
尚、本発明において、引張り弾性率（ＧＰａ）とは、動的粘弾性測定装置（セイコーインスツルメント社製、ＤＭＳ２１０）を用い、硬化したアンダーフィル接着フィルムのサンプル（１０ｍｍ幅×２０ｍｍ長さ）を測定対象とし、昇温速度を１０℃／分、周波数（正弦波）１０Ｈｚ、−５０〜３００℃の測定条件の下で測定した場合の３５℃での値をいう。
【００４５】
また、本発明で用いる層間絶縁材の厚みは、接続用電極部の電気的接続を妨げない範囲で適宜設定することができ、通常５０〜３００μｍ、好ましくは８０〜２５０μｍとする。斯かる層間絶縁材のうち、特に、半導体素子が実装されるフレキシブルプリント基板と接する層間絶縁材については、厚みを８０〜２５０μｍとする必要がある。該層間絶縁材の厚みを８０μｍ〜２５０μｍ以下とすることにより、半導体素子の実装性や超音波接合性が安定的に良好となるという作用効果があり、これによって多層フレキシブルプリント基板の反りを防止して電気的接続安定性を高めることができる。
【００４６】
一方、本発明で用いるアンダーフィル接着フィルムは、半導体素子に形成されたバンプとフレキシブルプリント基板との電気的接続を妨げないという観点から、該バンプの接合前の高さに対して０．４〜１．１倍、好ましくは０．６〜１．０倍の厚みとする。
該厚みがバンプの接合前の高さに対して０．４倍未満であれば、半導体素子とフレキシブルプリント基板との間が充分に充填されず、電極部分への応力集中を緩和するという機能を充分に果たすことが困難となり、長期にわたる電気的接続信頼性が悪化することとなる。また、１．１倍を超えると、半導体素子とフレキシブルプリント基板との超音波接合による電気的接続の妨げとなる。
【００４７】
尚、上記実施形態では、フレキシブルプリント基板としてポリイミドフィルム基材を用いることにより、寸法安定性や耐熱性が優れるという効果を奏し得るものとなるが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではない。
即ち、本発明においては、ポリイミドフィルム以外にも、ポリエステルフィルム、ポリエチレンテレフタレ−トフィルム、ポリエ−テルニトリルフィルム、ポリエ−テルスルホンフィルムなどを基材として用いたフレキシブルプリント基板を採用することも可能である。
【実施例】
【００４８】
次に、実施例および比較例を挙げて本発明についてさらに具体的に説明する。尚、樹脂の合成は全て窒素気流下で行った。
【００４９】
（実施例１）
層間絶縁材の作製
攪拌装置、滴下漏斗、還流冷却器、温度計を取りつけた５００ｍＬの四つ口フラスコに、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアナートを１１１．２６ｇ（４４４．６ｍｍｏｌ）、ナフタレンジイソシアナートを３１．１５ｇ（１４８．２ｍｍｏｌ）、ノルボルナンジソシアナートを２６．４１ｇ（１４８．２ｍｍｏｌ）、並びにトルエンを２０６．５４ｇを仕込み、これを混合した。この混合液を４０℃で１時間撹拌した後、１−ナフチルイソシアナート７．５２ｇ（４４．４６ｍｍｏｌ）と３−メチル−１−フェニル−２−ホスホレン−２−オキシド０．７１ｇ（３．７０５ｍｍｏｌ）をカルボジイミド化触媒として添加して攪拌しながら１００℃に昇温し、さらに２時間保持した。反応の進行は赤外分光法により確認した。具体的には、日本電子社製、ＦＴ／ＩＲ−２３０を用い、イソシアネートのＮ−Ｃ−Ｏ伸縮振動（２２７０ｃｍ-1）の吸収と、カルボジイミドのＮ−Ｃ−Ｎ伸縮振動（２１３５ｃｍ-1）の吸収と、結合部分のアミド基のＣ−Ｏ伸縮振動（１６９５ｃｍ-1）の吸収を観測しながら反応を行い、終点を確認した。反応終了後、反応液を室温まで冷却することによってポリカルボジイミド溶液を得た。
【００５０】
次いで、該ポリカルボジイミド溶液を剥離剤で処理したポリエチレンテレフタレートフィルムからなる厚さ５０μｍの離型性フィルム上に塗布し、１３０℃にて１分間加熱した後、１５０℃で１分間加熱することにより、厚さ２００μｍの層間絶縁材を作製した。
尚、得られた層間絶縁材を１７５℃で５時間アフタキュアすることによって硬化させ、硬化後の層間絶縁材について、動的粘弾性測定装置（セイコーインスツルメント社製、ＤＭＳ２１０）を用いてガラス転移温度（Ｔｇ）、熱機械分析装置（セイコーインスツルメント社製、ＴＭＡ  ＳＳ／１００）を用いて３５℃での引張り弾性率（Ｅ’）を測定したところ、ガラス転移温度（Ｔｇ）は２０５℃、引張り弾性率（Ｅ’）は２．３７ＧＰａであった。
【００５１】
アンダーフィル接着フィルムの作製
攪拌装置、滴下漏斗、還流冷却器、温度計を取りつけた５００ｍＬの四つ口フラスコに、ＴＤＩ（２，４−トリレンジイソシアナート８０％、２，６−トリレンジイソシアナート２０％の混合物）を１２．１９ｇ（７０ｍｍｏｌ）、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアナートを５２．５５ｇ（２１０ｍｍｏｌ）、Ｈｙｃａｒ  ＣＴＢＮ１３００Ｘ１３（Ｂ．Ｆ．Ｇｏｏｄｒｉｃｈ社製）を２５．５５ｇ、ＮＩＳＳＯ−ＰＢ  Ｃｌ−１０００（日本曹達社製）を５１．１０ｇ、トルエン２３０．１６ｇを仕込み、これを混合した。この混合液を４０℃で１時間撹拌した後、１−ナフチルイソシアナート１１．３７ｇ（６７．２ｍｍｏｌ）と３−メチル−１−フェニル−２−ホスホレン−２−オキシド０．５４ｇ（２．８ｍｍｏｌ）をカルボジイミド化触媒として添加して攪拌しながら１００℃に昇温し、さらに２時間保持した。上述の層間絶縁材と同様にして反応の進行を確認し、反応終了後、反応液を室温まで冷却することによってポリカルボジイミド溶液を得た。
該ポリカルボジイミド溶液を用いて上述の層間絶縁材と同様にしてアンダーフィル接着フィルムを作製した。また、同様にして硬化後のガラス転移温度（Ｔｇ）および引張り弾性率（Ｅ’）を測定したところ、ガラス転移温度（Ｔｇ）は２８６℃、引張り弾性率（Ｅ’）は０．１９ＧＰａであった。
【００５２】
このようにして作製した硬化前の層間絶縁材およびアンダーフィル接着フィルムを用い、上述のような半導体装置の製法に従って半導体装置を製造した。即ち、図１に示すように、ローラーを用いて加熱、加圧し、Ｃｕ配線パターン（高さ１８μｍ、無電解Ｎｉ／Ａｕめっき処理）が形成されたポリイミドフィルム基材（厚み２５μｍ）を、上述のようにして作製した層間絶縁材を介して３層に積層させ、多層フレキシブルプリント基板を作製した。
次に、Ａｕスタッドバンプを形成した厚さ１００μｍの半導体素子（バンプの高さ５０μｍ、１２８バンプ／ｃｈｉｐ、バンプピッチ２８０μｍ、ペリフェラル）のバンプ形成面に前記アンダーフィル接着フィルムを１００℃で貼り付けた後、前記多層フレキシブルプリント基板上に載置し、超音波フリップチップボンダー（日本アビオニクス（株）製、ＮＡＷ−１２６０Ｂ）を用い、加熱温度；ホーン１７０℃、ステージ常温、荷重；１１０ｇ／バンプ、超音波発振時間；０．５秒、発振周波数；４０ｋHｚ、の条件でアンダーフィル接着フィルムを加熱溶融させて半導体素子と多層フレキシブルプリント基板との空隙内に充填させると同時に、半導体素子のバンプと多層フレキシブルプリント基板上の接続用部とを当接させて金属接合させた。その後、１７５℃で５時間放置し、アンダーフィル接着フィルムを熱硬化することにより、図４に示すように半導体素子と多層フレキシブルプリント基板との空隙が該アンダーフィル接着フィルムで樹脂封止された半導体装置を１０個作製した。
【００５３】
（実施例２）
攪拌装置、滴下漏斗、還流冷却器、温度計を取りつけた５００ｍＬの四つ口フラスコに、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアナートを５１．０５ｇ（２０４ｍｍｏｌ）、ＴＤＩ（２，４−トリレンジイソシアナート８０％、２，６−トリレンジイソシアナート２０％の混合物）を１１．８４ｇ（６８ｍｍｏｌ）、Ｈｙｃａｒ  ＣＴＢＮ１３００Ｘ１３（Ｂ．Ｆ．Ｇｏｏｄｒｉｃｈ社製）を２４．６５ｇ、ＮＩＳＳＯ−ＰＢ  Ｃｌ−１０００（日本曹達社製）を４９．２９ｇ、並びにトルエンを１９３．３６ｇを仕込み、これを混合した。この混合液を４０℃で１時間撹拌した後、ｐ−イソプロピルフェニルイソシアナート１０．５２ｇ（６５．２８ｍｍｏｌ）と３−メチル−１−フェニル−２−ホスホレン−２−オキシド０．５２ｇ（２．７２ｍｍｏｌ）をカルボジイミド化触媒として添加して攪拌しながら１００℃に昇温し、さらに２時間保持した。実施例１と同様にして反応の進行を確認し、反応終了後、反応液を室温まで冷却することによってポリカルボジイミド溶液を得た。
得られたポリカルボジイミド溶液を、剥離剤で処理したポリエチレンテレフタレートフィルムからなるセパレータ（厚さ５０μｍ）上に塗布した。これを１３０℃にて１分間加熱した後、１５０℃で１分間加熱して層間絶縁材（厚さ２００μｍ）を得た。
得られた層間絶縁材について実施例１と同様にして硬化させた後、ガラス転移温度（Ｔｇ）と３５℃での引張り弾性率（Ｅ’）を測定したところ、ガラス転移温度（Ｔｇ）は２１８℃、引張り弾性率（Ｅ’）は０．３６ＧＰａであった。
また、アンダーフィル接着フィルムは、実施例１と同様のものを使用した。
このようにして得られた層間絶縁材とアンダーフィル接着フィルムとを用い、実施例１と同様の実装方法に従って半導体素子を実装した。
【００５４】
（比較例１）
攪拌装置、滴下漏斗、還流冷却器、温度計を取りつけた５００ｍＬの四つ口フラスコに、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアナートを７０．５７ｇ（２８２ｍｍｏｌ）、Ｈｙｃａｒ  ＣＴＢＮ２０００Ｘ１６２（Ｂ．Ｆ．Ｇｏｏｄｒｉｃｈ社製）を２７．３４ｇ、ＮＩＳＳＯ−ＰＢ  Ｃｌ−１０００（日本曹達社製）を５４．６８ｇ、シクロヘキサン２１７．９６ｇを仕込み、これを混合した。この混合液を４０℃で１時間撹拌した後、ｐ−イソプロピルフェニルイソシアナート１０．９１ｇ（６７．６８ｍｍｏｌ）と３−メチル−１−フェニル−２−ホスホレン−２−オキシド０．５４ｇ（２．８２ｍｍｏｌ）をカルボジイミド化触媒として添加して攪拌しながら１００℃に昇温し、さらに２時間保持した。実施例１と同様にして反応の進行を確認し、反応終了後、反応液を室温まで冷却することによってポリカルボジイミド溶液を得た。
該ポリカルボジイミド溶液を用いて実施例１と同様にして層間絶縁材（厚さ２００μｍ）を作製した。また、同様にして硬化後のガラス転移温度（Ｔｇ）および引張り弾性率（Ｅ’）を測定したところ、ガラス転移温度（Ｔｇ）は２３０℃、引張り弾性率（Ｅ’）は０．０３ＧＰａであった。
また、アンダーフィル接着フィルムは、実施例１と同様のものを使用した。
このようにして得られた層間絶縁材とアンダーフィル接着フィルムとを用い、実施例１と同様の実装方法に従って半導体素子を実装した。
【００５５】
（比較例２）
層間絶縁材の厚さを４００μｍとする以外は、実施例１と同様にして層間絶縁材を作製し、半導体装置についても実施例１と同様の実装方法に従って半導体素子を実装した。
【００５６】
（比較例３）
実施例１と同様の層間絶縁材およびアンダーフィル接着フィルムを用い、圧接工法によるフリップチップボンダー（澁谷工業製、ＤＢ１００）で加熱、加圧して半導体素子のバンプと多層フレキシブルプリント基板上の電極部とを接合させ、半導体装置を作製した。加熱加圧の条件としては、加熱温度；ホーン１７０℃、ステージ常温、圧力；１１０ｇｆ／バンプ、処理時間；６０秒とした。
【００５７】
以上のようにして得られた半導体装置全てについて、２５℃における初期の通電試験を行った。試験結果を下記表１に示す。
【００５８】
【表１】
2005116624.tif 000011
【００５９】
上記表１に示すように、実施例の半導体装置に関しては、初期の導通試験において、不良が全く発生しなかった。また、実装後の多層フレキシブルプリント基板の反りや変形などもみられなかった。
これに対し、比較例１の半導体装置では、半導体素子のＡｕスタッドバンプが多層フレキシブルプリント基板の電極部に接触せず、導通が得られなかった。比較例２の半導体装置では、硬化後に多層フレキシブルプリント基板の反りが発生し、接続不良が生じた。比較例３の半導体装置では、半導体素子の実装時に多層フレキシブルプリント基板が大きく変形し、半導体素子のＡｕスタッドバンプが電極部に接触せずに導通が得られなかった。
【００６０】
以上の結果から、本発明に係る半導体素子の実装方法によれば、超音波接合法を採用して低荷重且つ短時間で金属接合を行えると同時に、多層フレキシブルプリント基板に反りや変形を生じさせず、安定した通電状態の半導体装置を製造できることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】多層フレキシブルプリント基板の一例を示した断面図。
【図２】半導体素子の一例を示した断面図。
【図３】本発明の半導体素子の実装方法の一例を示した断面図。
【図４】本発明により半導体素子が実装された半導体装置の一例を示した断面図。
【符号の説明】
【００６２】
１        ポリイミドフィルム基材
２        層間絶縁材
３        配線パターン
３ａ      接続用電極部
４        Ａｕスタッドバンプ
５        アンダーフィル接着フィルム
６        半導体素子
１０      多層フレキシブルプリント基板
２０      半導体装置
【図１】
2005116624.tif 000012
【図２】
2005116624.tif 000013
【図３】
2005116624.tif 000014
【図４】
2005116624.tif 000015