(57)【要約】【課題】半導体素子と基板との接合部分（半導体素子と基板との隙間）に充填する際のアンダーフィル剤の流動性を損なうことがなく、かつ、エックス線を用いたアンダーフィル剤の充填状況の検査の信頼性を向上することが可能な半導体装置の検査方法、および半導体装置を提供する。【解決手段】半導体モジュール１におけるＢＧＡパッケージ３と基板２との隙間にボール状はんだ４・４・・・を配置してＢＧＡパッケージ３を基板２に接合するとともに、前記隙間に少なくとも有機酸または有機ハロゲンのいずれかを含む添加剤を添加したアンダーフィル剤１１を充填する。【選択図】図１
2007180361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子と基板との隙間にはんだを配置して、該はんだにより前記半導体素子を前記基板に接合するとともに、前記隙間にアンダーフィル剤を充填して前記半導体素子と基板との接合を補強した半導体装置の検査方法において、
少なくとも有機酸または有機ハロゲンのいずれかを含む添加剤を添加したアンダーフィル剤を前記半導体素子と前記基板との隙間に充填する充填工程と、
前記アンダーフィル剤にエックス線を照射することにより前記アンダーフィル剤の半導体素子と基板との隙間への充填状況を検査する検査工程と、
を具備することを特徴とする半導体装置の検査方法。
【請求項２】
前記はんだは、
少なくとも錫、インジウムまたは鉛のいずれかを含み、
前記有機酸は、
少なくともアジピン酸、セバシン酸、安息香酸、ジフェニル酢酸、アゼライン酸、サリチル酸、ステアリン酸、フタル酸またはコハク酸のいずれかを含み、
前記有機ハロゲンは、
少なくともジブロモコハク酸、ジエチルアミン臭素酸塩、ジエチルアミン塩酸塩、シクロヘキシルアミン臭素酸塩、シクロヘキシルアミン塩酸塩またはアリルアミン臭素酸塩のいずれかを含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の検査方法。
【請求項３】
前記添加剤の前記アンダーフィル剤への添加量を５重量％以上２０重量％以下とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置の検査方法。
【請求項４】
半導体素子と基板との隙間にはんだを配置して、該はんだにより前記半導体素子を前記基板に接合するとともに、前記隙間にアンダーフィル剤を充填して前記半導体素子と基板との接合を補強した半導体装置において、
少なくとも有機酸または有機ハロゲンのいずれかを含む添加剤を添加したアンダーフィル剤を前記半導体素子と前記基板との隙間に充填することを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
前記はんだは、
少なくとも錫、インジウムまたは鉛のいずれかを含み、
前記有機酸は、
少なくともアジピン酸、セバシン酸、安息香酸、ジフェニル酢酸、アゼライン酸、サリチル酸、ステアリン酸、フタル酸またはコハク酸のいずれかを含み、
前記有機ハロゲンは、
少なくともジブロモコハク酸、ジエチルアミン臭素酸塩、ジエチルアミン塩酸塩、シクロヘキシルアミン臭素酸塩、シクロヘキシルアミン塩酸塩またはアリルアミン臭素酸塩のいずれかを含むことを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記添加剤の前記アンダーフィル剤への添加量を５重量％以上２０重量％以下とすることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の検査方法および半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からＩＣチップ等の半導体素子のパッケージ方法として、ＤＩＰ（Ｄｕａｌ  Ｉｎｌｉｎｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）やＱＦＰ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅ）が知られている。
ＤＩＰは平板状の直方体のパッケージの対向する二つの側面から外部入力／出力用の端子となるピンを出したものである。また、ＱＦＰは平板状の直方体のパッケージの四つの側面から外部入力／出力用の端子となるピンを出したものである。
【０００３】
近年、ＩＣチップ等の半導体素子は小型化（集積化）および多ピン化（外部入力／出力端子数の増加）が進み、ＤＩＰ型やＱＦＰ型のパッケージ（半導体素子を樹脂等で被覆したもの）で達成可能なピンの本数では対応が困難な事態も起こっている。
このような問題を解消するパッケージ方法の一つとして、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）が挙げられる。ＢＧＡは平板状の直方体のパッケージの下面に外部入力／出力用端子となるパッド等を並べる方法である。
ＢＧＡ型のパッケージは、側方にピンが張り出していないことから基板への実装時の所要面積を相対的に小さくすることが可能であること、複数のパッド等を短絡が起きない範囲で半導体素子の下面に密に配列することにより外部入力／出力用の端子数を増やすことが容易であること、といった点でＤＩＰ型やＱＦＰ型のパッケージよりも優れている。
【０００４】
しかし、ＤＩＰ型やＱＦＰ型のパッケージは側方にピンが張り出した形状であるため、はんだにより基板に接合されたピンが弾性変形することで、半導体素子の発熱に起因する熱サイクル（温度変化）に伴う半導体素子と基板との寸法変化の相違により半導体素子と基板との接合部分に生じる歪みを容易に緩和することができるのに対し、ＢＧＡ型のパッケージはピンを有さず、ボール状のはんだがパッケージ側の外部入力／出力用のパッドと基板とを接合する構造であるため、ＤＩＰ型やＱＦＰ型のパッケージのようにピンの弾性変形で熱サイクルによる接合部の歪みを緩和するメカニズムを利用することができない。従って、半導体素子（より厳密には、パッケージ側のパッド）と基板との接合部分が熱サイクルに起因して破断し、接合不良（導通不良）を起こす虞があるという問題がある。
【０００５】
このような問題を解消するため、ＢＧＡ型のパッケージを基板に実装する半導体装置においては、半導体素子と基板との接合部分に熱硬化性樹脂等からなるアンダーフィル剤を充填し、加熱炉内で所定の温度で所定の時間保持してアンダーフィル剤を硬化させることにより、半導体素子と基板との接合部分を補強して破断を防止している。
【０００６】
通常、ＢＧＡ型のパッケージを基板に実装する半導体装置においては、半導体素子と基板との接合部分、すなわちパッケージ側のパッド等および基板に溶着した略球状のはんだが並んだパッケージと基板との隙間に、アンダーフィル剤をディスペンサ等を用いて流し込むことにより充填する。
このとき、アンダーフィル剤が十分に充填されずに行き渡らない部分やアンダーフィル剤に気泡（ボイド）が巻き込まれた部分が形成されるといった充填不良が起こると、硬化後のアンダーフィル剤における充填不良が起こっている部分の強度が他の部分よりも低く、半導体素子と基板との接合部分の補強が十分でないという問題がある。
このような問題を解消するため、エックス線を用いてアンダーフィル剤のエックス線透過像を取得し、当該エックス線透過像に基づいて充填状況（充填不良が起こっているか否か）を検査し、アンダーフィル剤による半導体素子と基板との接合部分の補強が確実に行われていることを保証していた。
【０００７】
しかし、樹脂材料は一般的に比重がさほど大きくないため、充填不良が起こっている部分と充填不良が起こっていない部分との間でエックス線の透過量を大きく変化させることが容易でない。
従って、従来はコントラストが大きいエックス線透過像を得ることが困難であり、アンダーフィル剤の充填状況の検査結果の信頼性を向上することが困難であった。
【０００８】
そこで、導電性が低いもしくは絶縁性で、半導体素子と基板との接合部分の短絡の要因となることが無く、かつ、樹脂材料等に比べて比重が大きい金属塩等の粉末を予め混入・分散したアンダーフィル剤を半導体素子と基板との接合部分に充填することにより、アンダーフィル剤の充填不良が起こっている部分と充填不良が起こっていない部分との間でコントラストが大きいエックス線透過像を得ることを可能とし、アンダーフィル剤の充填状況の検査結果の信頼性を向上することが検討されている。例えば、特許文献１に記載の如くである。
【特許文献１】特開２００１−１５６５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、金属塩等の粉末を予め混入・分散したアンダーフィル剤は粘性が高くなるため流動性が低下し、半導体素子と基板との接合部分に充填するのに要する時間が長くなるという問題がある。
特に、近年はＢＧＡパッケージに設けられる外部入力／出力用のパッド数が増加する傾向にあり、当該パッドに溶着するボール状はんだの直径が益々小さくなっていることに伴って、ＢＧＡパッケージと基板との隙間が小さくなっている。その結果、ＢＧＡパッケージと基板との隙間（半導体素子と基板との接合部分）に金属塩等の粉末を予め混入・分散したアンダーフィル剤を充填するのに要する時間は通常のアンダーフィル剤の５〜１０倍となり、生産性を著しく低下させる要因となる。
【００１０】
本発明は以上の如き状況に鑑み、半導体素子と基板との接合部分（半導体素子と基板との隙間）に充填する際のアンダーフィル剤の流動性を損なうことがなく、かつ、エックス線を用いたアンダーフィル剤の充填状況の検査の信頼性を向上することが可能な半導体装置の検査方法、および半導体装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１２】
即ち、請求項１においては、
半導体素子と基板との隙間にはんだを配置して、該はんだにより前記半導体素子を前記基板に接合するとともに、前記隙間にアンダーフィル剤を充填して前記半導体素子と基板との接合を補強した半導体装置の検査方法において、
少なくとも有機酸または有機ハロゲンのいずれかを含む添加剤を添加したアンダーフィル剤を前記半導体素子と前記基板との隙間に充填する充填工程と、
前記アンダーフィル剤にエックス線を照射することにより前記アンダーフィル剤の半導体素子と基板との隙間への充填状況を検査する検査工程と、
を具備するものである。
【００１３】
請求項２においては、
前記はんだは、
少なくとも錫、インジウムまたは鉛のいずれかを含み、
前記有機酸は、
少なくともアジピン酸、セバシン酸、安息香酸、ジフェニル酢酸、アゼライン酸、サリチル酸、ステアリン酸、フタル酸またはコハク酸のいずれかを含み、
前記有機ハロゲンは、
少なくともジブロモコハク酸、ジエチルアミン臭素酸塩、ジエチルアミン塩酸塩、シクロヘキシルアミン臭素酸塩、シクロヘキシルアミン塩酸塩またはアリルアミン臭素酸塩のいずれかを含むものである。
【００１４】
請求項３においては、
前記添加剤の前記アンダーフィル剤への添加量を５重量％以上２０重量％以下とするものである。
【００１５】
請求項４においては、
半導体素子と基板との隙間にはんだを配置して、該はんだにより前記半導体素子を前記基板に接合するとともに、
前記隙間にアンダーフィル剤を充填して前記半導体素子と基板との接合を補強した半導体装置において、
少なくとも有機酸または有機ハロゲンのいずれかを含む添加剤を添加したアンダーフィル剤を前記半導体素子と前記基板との隙間に充填するものである。
【００１６】
請求項５においては、
前記はんだは、
少なくとも錫、インジウムまたは鉛のいずれかを含み、
前記有機酸は、
少なくともアジピン酸、セバシン酸、安息香酸、ジフェニル酢酸、アゼライン酸、サリチル酸、ステアリン酸、フタル酸またはコハク酸のいずれかを含み、
前記有機ハロゲンは、
少なくともジブロモコハク酸、ジエチルアミン臭素酸塩、ジエチルアミン塩酸塩、シクロヘキシルアミン臭素酸塩、シクロヘキシルアミン塩酸塩またはアリルアミン臭素酸塩のいずれかを含むものである。
【００１７】
請求項６においては、
前記添加剤の前記アンダーフィル剤への添加量を５重量％以上２０重量％以下とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１９】
請求項１においては、半導体素子と基板との隙間に充填する際のアンダーフィル剤の流動性を損なうことがなく、かつ、エックス線を用いた半導体素子と基板との隙間へのアンダーフィル剤の充填状況の検査の信頼性を向上することが可能である。
【００２０】
請求項２においては、半導体素子と基板との間の短絡を防止しつつ、エックス線を用いたアンダーフィル剤の充填状況の検査の信頼性向上に寄与する。
【００２１】
請求項３においては、アンダーフィル剤による半導体素子を基板に接合する強度を確保しつつ充填状況の検査の信頼性向上を図ることが可能である。
【００２２】
請求項４においては、半導体素子と基板との隙間に充填する際のアンダーフィル剤の流動性を損なうことがなく、かつ、エックス線を用いた半導体素子と基板との隙間へのアンダーフィル剤の充填状況の検査の信頼性を向上することが可能である。
【００２３】
請求項５においては、半導体素子と基板との間の短絡を防止しつつ、エックス線を用いたアンダーフィル剤の充填状況の検査の信頼性向上に寄与する。
【００２４】
請求項６においては、アンダーフィル剤による半導体素子を基板に接合する強度を確保しつつ充填状況の検査の信頼性向上を図ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下では、図１乃至図４を用いて本発明に係る半導体装置の実施の一形態である半導体モジュール１について説明する。
図１に示す如く、半導体モジュール１は基板２、ＢＧＡパッケージ３、ボール状はんだ４・４・・・、アンダーフィル層５等を具備する。
【００２６】
基板２は本発明に係る基板の実施の一形態であり、ガラスエポキシ樹脂（一般にエポキシ樹脂にガラス不織布を織り込んで積層プレスしてつくられた材料）からなる板状の部材である。基板２の表面には実装される半導体素子と導通可能なプリント回路が形成される。
なお、本発明に係る基板は本実施例の基板２に限定されず、半導体素子が実装される（はんだにより導通可能に接合される）部材を広く含む。
【００２７】
ＢＧＡパッケージ３は本発明に係る半導体素子の実施の一形態であり、板状の半導体（シリコン等）を樹脂で被覆し、その下面には外部入力／出力用端子となる複数のパッドが配置される。
なお、本発明に係る半導体素子は本実施例のＢＧＡパッケージ３に限定されず、半導体（半導体からなるものを樹脂等で被覆したものを含む）からなり、基板と対向する面にて、はんだにより基板に接合されるものを広く含む。本発明に係る半導体素子の別の実施例としてはＰＧＡ（Ｐｉｎ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）パッケージ等が挙げられる。
【００２８】
ボール状はんだ４・４・・・は本発明に係るはんだの実施の一形態であり、略球状に形成されたはんだである。ボール状はんだ４・４・・・はＢＧＡパッケージ３と基板２との隙間に配置される。ボール状はんだ４・４・・・はＢＧＡパッケージ３の下面に配置された複数のパッド（外部入力／出力用端子）にそれぞれ溶着するとともに基板２の表面（より厳密には、基板２の表面に形成されたプリント回路のランド）にも溶着することにより、ＢＧＡパッケージ３を基板２に接合する。
図２に示す如く、ボール状はんだ４・４・・・は、ＢＧＡパッケージ３を基板２に固定する部材としての機能だけでなく、各ボール状はんだ４がそれぞれＢＧＡパッケージ３と基板２との間の導通経路（入力信号および出力信号の経路）としての機能を兼ねる。そのため、ボール状はんだ４・４・・・は、隣り合うボール状はんだ４・４の間で短絡が起きることが無いように互いに所定の間隔を保持している。
従って、ＢＧＡパッケージ３と基板２との隙間において、ボール状はんだ４・４・・・が配置された部分以外の部分には「空間」が形成される。
【００２９】
アンダーフィル層５は、ＢＧＡパッケージ３と基板２との隙間（より厳密には、ＢＧＡパッケージ３と基板２との隙間においてボール状はんだ４・４・・・が配置された部分以外の部分に形成される空間）に充填されたアンダーフィル剤１１（図３参照）が硬化することにより形成され、ボール状はんだ４・４・・・によるＢＧＡパッケージ３と基板２との固定を補強するものである。
【００３０】
アンダーフィル剤１１は本発明に係るアンダーフィル剤の実施の一形態であり、通常は、その主成分として所定の温度に加熱すると硬化する熱硬化性樹脂を含む。
硬化前の熱硬化性樹脂は一般的に液体状で流動性を有し、例えばディスペンサ１２等（図３参照）で吐出することにより所望の位置に充填したり、ハケやスキージ等を用いて所望の面に塗布したりすることが可能である。
本発明に係るアンダーフィル剤の実施の一形態の主成分として含まれる熱硬化性樹脂の具体例としては熱硬化性のエポキシ樹脂が挙げられるが、本発明に係るアンダーフィル剤は他の熱硬化性樹脂等を主成分として含んでも良い。
【００３１】
また、アンダーフィル剤１１には、少なくとも有機酸または有機ハロゲンのいずれかを含む添加剤が添加される。
ここで、「有機酸」の例としては直鎖状有機酸または芳香族有機酸等が挙げられ、より具体的には、アジピン酸、セバシン酸、安息香酸、ジフェニル酢酸、アゼライン酸、サリチル酸、ステアリン酸、フタル酸、コハク酸等が挙げられる。
また、「有機ハロゲン」の例としては、ジブロモコハク酸、ジエチルアミン臭素酸塩、ジエチルアミン塩酸塩、シクロヘキシルアミン臭素酸塩、シクロヘキシルアミン塩酸塩、アリルアミン臭素酸塩等が挙げられる。
なお、本発明に係るアンダーフィル剤に添加される添加剤は、これらの有機酸や有機ハロゲンのうちのいずれか一種類のみを含むものであっても良く、複数種類を含むものであっても良い。
【００３２】
これらの有機酸や有機ハロゲンを含む添加剤をアンダーフィル剤１１に添加することにより、アンダーフィル剤１１をＢＧＡパッケージ３と基板２との隙間に充填すると、はんだボール４・４・・・の表面においてはんだボール４・４・・・の金属成分と添加剤とが化学反応を起こして種々の金属塩１３・１３・・・を形成し、金属塩１３・１３・・・がアンダーフィル剤１１の内部に分散することとなる。
アンダーフィル剤１１の内部に分散する金属塩１３・１３・・・はアンダーフィル剤１１の主成分である熱硬化性樹脂等よりも比重が大きいため、熱硬化性樹脂等よりもエックス線の吸収量が大きくなる。
そのため、添加剤が添加されるアンダーフィル剤１１（アンダーフィル層５）と添加物が添加されない通常のアンダーフィル剤（アンダーフィル層）とを比較すると、添加剤が添加されるアンダーフィル剤１１（アンダーフィル層５）は相対的にエックス線の透過量の減少幅が大きい。
従って、アンダーフィル剤１１がＢＧＡパッケージ３と基板２との隙間に十分に行き渡っていない場合やアンダーフィル剤１１の内部に気泡（ボイド）１４の巻き込みが有る場合（図４参照）等、いわゆる「充填不良」が起こっている場合には、当該充填不良が起こっている箇所と起こっていない箇所との間でエックス線の透過量の差が大きくなり、コントラストが大きいエックス線透過像を取得することが可能である。
結果として、アンダーフィル剤１１（アンダーフィル層５）にエックス線を照射することによりＢＧＡパッケージ３と基板２との隙間への充填状況（すなわち、充填不良を起こしている箇所が有るか否か）を検査する場合に、充填不良が起こっている箇所（図４中の矢印Ａが通過している箇所）と起こっていない箇所（図４中の矢印Ｂが通過している箇所）とを精度良く判別することが可能であり、検査の信頼性が向上する。
また、アンダーフィル剤１１の内部に金属塩が分散するのはアンダーフィル剤１１がＢＧＡパッケージ３と基板２との隙間に充填された後であるため、ＢＧＡパッケージ３と基板２との隙間に充填する際におけるアンダーフィル剤１１は流動性に富み、予め金属塩が分散されたアンダーフィル剤の如く充填に要する時間が長くなるという問題が発生することは無い。
さらに、添加剤として、ジカルボン酸以上のＣＯＯＨ基を複数有する有機酸を用いることにより、形成される金属塩の構造が鎖状となり、これがアンダーフィル剤１１の内部に分散すると、更にアンダーフィル剤１１の強度向上に寄与する。
【００３３】
なお、添加剤のアンダーフィル剤１１への添加量（＝｛（添加剤の重量）／（アンダーフィル剤１１の重量）｝×１００［単位：重量％］）は、５重量％以上２０重量％以下とすることが、アンダーフィル剤１１によるＢＧＡパッケージ３を基板２に接合する強度を確保しつつ充填状況の検査の信頼性向上を図る上で望ましい。
これは、添加剤のアンダーフィル剤１１への添加量が５重量％に満たない場合には形成される金属塩の量が少なく、検査が困難となるからであり、添加剤のアンダーフィル剤１１への添加量が２０重量％を超える場合にはアンダーフィル剤１１の主成分たる熱硬化性樹脂の量が少なくなり、硬化後のアンダーフィル層５の接合強度が不足する場合があるからである。
【００３４】
また、本実施例のアンダーフィル剤１１はＢＧＡパッケージ３と基板２との隙間へ充填される前に前に予め上記有機酸や有機ハロゲンを含む添加剤が添加されるものであるが、本発明に係るアンダーフィル剤はこれに限定されず、アンダーフィル剤を半導体素子と基板との隙間へ充填するときと同時に、または充填した後に、添加剤を半導体素子と基板との隙間に供給することによりアンダーフィル剤に添加剤を添加する構成としても同様の効果を奏する。
【００３５】
さらに、はんだボール４・４・・・を構成するはんだは、アンダーフィル剤１１に添加される添加剤に含まれる有機酸または有機ハロゲンと化学反応を起こして金属塩を形成し、かつ、形成された金属塩の導電性が低い（または絶縁性である）ことが、はんだボール４・４・・・間の短絡を防止する観点から望ましい。
このような条件を満たすはんだの金属成分の例としては、錫、インジウム、鉛等が挙げられる。
なお、上記はんだの金属成分の例以外の金属成分であって、従来のはんだに通常は添加されることが無い金属成分であっても、有機酸や有機ハロゲン等を含む添加剤と化学反応を起こして導電性が低い（または絶縁性である）金属塩を形成することが可能な金属成分であれば、これをはんだに添加しても良い。
【００３６】
以下では、図５を用いて本発明に係る半導体装置の検査方法の実施の一形態について説明する。
図５に示す如く、本発明に係る半導体装置の検査方法の実施の一形態は、充填工程１００、硬化工程２００、検査工程３００等を具備する。
【００３７】
充填工程１００は本発明に係る充填工程の実施の一形態であり、少なくとも有機酸または有機ハロゲンのいずれかを含む添加剤が添加されたアンダーフィル剤１１をＢＧＡパッケージ３と基板２との隙間に充填する工程である。
【００３８】
充填工程１００において、図３に示す如く、ボール状はんだ４・４・・・によりＢＧＡパッケージ３を基板２に接合したものを傾けた姿勢で保持し、傾けた姿勢において持ち上げられた方のＢＧＡパッケージ３を基板２との隙間の周縁部の近傍にディスペンサ１２の先端部を配置する。
そして、添加剤が添加されたアンダーフィル剤１１を吐出してＢＧＡパッケージ３と基板２との隙間に流し込み、傾斜した基板２の表面に沿って流下させることにより、添加剤が添加されたアンダーフィル剤１１をＢＧＡパッケージ３と基板２との隙間に充填する。
このとき、ボール状はんだ４・４・・・に含まれる金属成分とアンダーフィル剤１１に添加された添加剤とが化学反応を起こして金属塩１３・１３・・・を形成し、アンダーフィル剤１１の内部に分散する。
充填工程１００が終了したら、硬化工程２００に移行する。
【００３９】
硬化工程２００は、ボール状はんだ４・４・・・によりＢＧＡパッケージ３を基板２に接合し、ＢＧＡパッケージ３と基板２との隙間にアンダーフィル剤１１を充填したものを所定の温度で所定の時間保持し、アンダーフィル剤１１を硬化させてアンダーフィル層５を形成する工程である。
【００４０】
硬化工程２００において、ＢＧＡパッケージ３を基板２に接合したもののＢＧＡパッケージ３と基板２との隙間にアンダーフィル剤１１を充填したものを保温炉（不図示）の内部に収容し、該保温炉内の温度を所定の温度で所定の時間保持する。
ここで、「所定の温度」および「所定の時間」は、アンダーフィル剤の主成分となる熱可塑性樹脂の種類や性状、アンダーフィル剤に添加される添加剤の種類や性状、半導体素子および基板の材質や大きさ、はんだに含まれる金属成分の種類等により変動するものであるため、適宜選択することが望ましい。
このようにすることにより、アンダーフィル剤１１は硬化してアンダーフィル層５を形成する。
硬化工程２００が終了したら、検査工程３００に移行する。
【００４１】
検査工程３００は、本発明に係る検査工程の実施の一形態であり、アンダーフィル剤１１（本実施例の場合、厳密には硬化後のアンダーフィル層５）にエックス線を照射することによりアンダーフィル剤１１のＢＧＡパッケージ３と基板２との隙間への充填状況を検査する工程である。
検査工程３００において、ＢＧＡパッケージ３を基板２に接合したもののＢＧＡパッケージ３と基板２との隙間にアンダーフィル剤１１を充填し、アンダーフィル剤１１を硬化してアンダーフィル層５を形成したもの、すなわち半導体モジュール１を図示せぬエックス線装置にセットし、エックス線を照射してエックス線透過像を取得する。
そして、当該エックス線透過像に基づいて、アンダーフィル剤１１のＢＧＡパッケージ３と基板２との隙間への充填状況を検査する。
なお、画像解析ソフトが格納された画像解析装置により上記充填状況の検査を行っても良く、作業者がエックス線透過像を見て上記充填状況を判定することにより上記充填状況の検査を行っても良い。
【００４２】
また、本実施例では硬化後のアンダーフィル剤１１（すなわちアンダーフィル層５）にエックス線を照射することにより充填状況を検査する構成としたが、本発明に係る半導体装置の検査方法はこれに限定されず、半導体素子と基板との隙間に充填後、硬化する前のアンダーフィル剤にエックス線を照射することにより充填状況を検査する構成としても良い。
【００４３】
以上の如く、本発明に係る半導体装置の検査方法の実施の一形態は、
ＢＧＡパッケージ３と基板２との隙間にボール状はんだ４・４・・・を配置して、ボール状はんだ４・４・・・によりＢＧＡパッケージ３を基板２に接合するとともに、前記隙間にアンダーフィル剤１１を充填してＢＧＡパッケージ３と基板２との接合を補強した半導体モジュール１の検査方法において、
少なくとも有機酸または有機ハロゲンのいずれかを含む添加剤を添加したアンダーフィル剤１１をＢＧＡパッケージ３と基板２との隙間に充填する充填工程１００と、
アンダーフィル剤１１にエックス線を照射することによりアンダーフィル剤１１のＢＧＡパッケージ３と基板２との隙間への充填状況を検査する検査工程３００と、
を具備するものである。
このように構成することにより、ＢＧＡパッケージ３と基板２との隙間に充填する際のアンダーフィル剤１１の流動性を損なうことがなく、かつ、エックス線を用いたＢＧＡパッケージ３と基板２との隙間へのアンダーフィル剤１１の充填状況の検査の信頼性を向上することが可能である。
【００４４】
また、本発明に係る半導体装置の検査方法の実施の一形態におけるボール状はんだ４・４・・・は、
少なくとも錫、インジウムまたは鉛のいずれかを含み、
添加剤に含まれる有機酸は、
少なくともアジピン酸、セバシン酸、安息香酸、ジフェニル酢酸、アゼライン酸、サリチル酸、ステアリン酸、フタル酸またはコハク酸のいずれかを含み、
添加剤に含まれる有機ハロゲンは、
少なくともジブロモコハク酸、ジエチルアミン臭素酸塩、ジエチルアミン塩酸塩、シクロヘキシルアミン臭素酸塩、シクロヘキシルアミン塩酸塩またはアリルアミン臭素酸塩のいずれかを含むものである。
このように構成することにより、ＢＧＡパッケージ３と基板２との間の短絡を防止しつつ、エックス線を用いたアンダーフィル剤１１の充填状況の検査の信頼性向上に寄与する。
【００４５】
また、本発明に係る半導体装置の検査方法の実施の一形態は、
添加剤のアンダーフィル剤１１への添加量を５重量％以上２０重量％以下とするものである。
このように構成することにより、アンダーフィル剤１１によるＢＧＡパッケージ３を基板２に接合する強度を確保しつつ充填状況の検査の信頼性向上を図ることが可能である。
【００４６】
また、本発明に係る半導体装置の実施の一形態である半導体モジュール１は、
ＢＧＡパッケージ３と基板２との隙間にボール状はんだ４・４・・・を配置して、ボール状はんだ４・４・・・によりＢＧＡパッケージ３を基板２に接合するとともに、前記隙間にアンダーフィル剤１１を充填してＢＧＡパッケージ３と基板２との接合を補強した半導体装置において、
少なくとも有機酸または有機ハロゲンのいずれかを含む添加剤を添加したアンダーフィル剤１１をＢＧＡパッケージ３と基板２との隙間に充填するものである。
このように構成することにより、ＢＧＡパッケージ３と基板２との隙間に充填する際のアンダーフィル剤１１の流動性を損なうことがなく、かつ、エックス線を用いたＢＧＡパッケージ３と基板２との隙間へのアンダーフィル剤１１の充填状況の検査の信頼性を向上することが可能である。
【００４７】
また、半導体モジュール１のボール状はんだ４・４・・・は、
少なくとも錫、インジウムまたは鉛のいずれかを含み、
添加剤に含まれる有機酸は、
少なくともアジピン酸、セバシン酸、安息香酸、ジフェニル酢酸、アゼライン酸、サリチル酸、ステアリン酸、フタル酸またはコハク酸のいずれかを含み、
添加剤に含まれる有機ハロゲンは、
少なくともジブロモコハク酸、ジエチルアミン臭素酸塩、ジエチルアミン塩酸塩、シクロヘキシルアミン臭素酸塩、シクロヘキシルアミン塩酸塩またはアリルアミン臭素酸塩のいずれかを含むものである。
このように構成することにより、ＢＧＡパッケージ３と基板２との間の短絡を防止しつつ、エックス線を用いたアンダーフィル剤１１の充填状況の検査の信頼性向上に寄与する。
【００４８】
また、半導体モジュール１は、
添加剤のアンダーフィル剤１１への添加量を５重量％以上２０重量％以下とするものである。
このように構成することにより、アンダーフィル剤１１によるＢＧＡパッケージ３を基板２に接合する強度を確保しつつ充填状況の検査の信頼性向上を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係る半導体装置の実施の一形態を示す側面断面図。
【図２】アンダーフィル剤を充填する前の本発明に係る半導体装置の実施の一形態を示す側面断面図。
【図３】アンダーフィル剤を充填する際の本発明に係る半導体装置の実施の一形態を示す側面断面図。
【図４】本発明に係る半導体装置の実施の一形態の要部側面断面図。
【図５】本発明に係る半導体装置の検査方法の実施の一形態を示すフロー図。
【符号の説明】
【００５０】
１      半導体モジュール（半導体装置）
２      基板
３      ＢＧＡパッケージ（半導体素子）
４      ボール状はんだ（はんだ）
１１    アンダーフィル剤
１００  充填工程
３００  検査工程
【図１】
2007180361.tif 000003
【図２】
2007180361.tif 000004
【図３】
2007180361.tif 000005
【図４】
2007180361.tif 000006
【図５】
2007180361.tif 000007