(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線回路基板上に、複数の接続用電極部を介して半導体素子が搭載され、上記配線回路基板と半導体素子との間が封止樹脂層によって封止されてなる半導体装置の製法であって、上記封止樹脂層を、上記配線回路基板と半導体素子との間にシート状の下記（ａ）および（ｂ）成分を含有する固形樹脂を介在させてこの固形樹脂を溶融させ、上記配線回路基板と半導体素子からの加圧を利用して形成するとともに、上記固形樹脂中の塩素成分および有機酸成分の少なくとも一方により、上記接続用電極部表面の酸化膜の少なくとも一部を除去することを特徴とする半導体装置の製法。
（ａ）下記一般式（１）〜（３）で表されるエポキシ樹脂から選ばれた少なくとも１つのエポキシ樹脂。
【化１】
0003957244.tif 000011
【化２】
0003957244.tif 000012
【化３】
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（ｂ）フェノール樹脂。
【請求項２】
上記接続用電極部表面の酸化膜の少なくとも一部の除去が、固形樹脂中の塩素成分および有機酸成分とともに、固形樹脂中の無機質充填剤によってなされている請求項１記載の半導体装置の製法。
【請求項３】
上記接続用電極部表面の酸化膜の少なくとも一部を除去することが、上記接続用電極部が設けられた配線回路基板上に、接続用電極部を介して塩素成分および有機酸成分の少なくとも一方を含有する封止用樹脂シートを載置した後、上記封止用樹脂シート上に半導体素子を載置し、ついで、上記封止用樹脂シートを加熱溶融し、上記配線回路基板と半導体素子からの加圧を利用して、上記配線回路基板と半導体素子との間に、上記溶融状態の封止用樹脂を充填し硬化させるとともに、上記接続用電極部表面の酸化膜を除去することによって行われる請求項１記載の半導体装置の製法。
【請求項４】
上記接続用電極部表面の酸化膜の少なくとも一部を除去することが、上記接続用電極部が設けられた配線回路基板上に、接続用電極部を介して、塩素成分および有機酸成分の少なくとも一方とともに無機質充填剤を含有する封止用樹脂シートを載置した後、上記封止用樹脂シート上に半導体素子を載置し、ついで、上記封止用樹脂シートを加熱溶融し、上記配線回路基板と半導体素子からの加圧を利用して、上記配線回路基板と半導体素子との間に、上記溶融状態の封止用樹脂を充填し硬化させるとともに、上記接続用電極部表面の酸化膜を除去することによって行われる請求項２記載の半導体装置の製法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子をフェースダウン構造でマザーボード、あるいはドーターボードに実装する方式である半導体装置の製法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近の半導体デバイスの性能向上に伴う要求として、半導体素子をフェースダウン構造で、配線電極が形成されたマザーボード、あるいはドーターボードに実装される方法（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。これは、従来から用いられている方式、例えば、半導体素子から金ワイヤーでリードフレーム上にコンタクトをとりパッケージングされた形態でマザーボード、あるいはドーターボードに実装する方法では、配線による情報伝達の遅れ、クロストークによる情報伝達エラー等が生ずるという問題が発生していることに起因する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記フリップチップ方式、ダイレクトチップアタッチ方式のおける、半導体素子を上記ボードに実装する方法では、通常、配線回路基板と半導体素子のジョイント部分となる接続用電極部表面の酸化膜を、フラックス処理により溶解して強固な結合とし、この接続用電極部を介して配線回路基板と半導体素子を接続した後、施されたフラックスを洗浄していた（フラックス洗浄）。このように、上記半導体素子をフェースダウン構造で、マザーボードあるいはドーターボード等の配線回路基板に実装する際には、フラックス処理工程と、上記両者の接続後におけるフラックス洗浄工程を行わなければならず、製造工程が煩雑となっていた。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、上記半導体素子と配線回路基板の接続に際して、フラックス処理を必要とせずに、上記両者を強固に接続することができ、製造工程が簡略化された半導体装置の製法の提供をその目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の半導体装置の製法は、配線回路基板上に、複数の接続用電極部を介して半導体素子が搭載され、上記配線回路基板と半導体素子との間が封止樹脂層によって封止されてなる半導体装置の製法であって、上記封止樹脂層を、上記配線回路基板と半導体素子との間にシート状の下記（ａ）および（ｂ）成分を含有する固形樹脂を介在させてこの固形樹脂を溶融させ、上記配線回路基板と半導体素子からの加圧を利用して形成するとともに、上記固形樹脂中の塩素成分および有機酸成分の少なくとも一方により、上記接続用電極部表面の酸化膜の少なくとも一部を除去するという構成をとる。
（ａ）下記一般式（１）〜（３）で表されるエポキシ樹脂から選ばれた少なくとも１つのエポキシ樹脂。
【０００６】
【化４】
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【０００７】
【化５】
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【０００８】
【化６】
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【０００９】
（ｂ）フェノール樹脂。
【００１０】
すなわち、本発明では、複数の接続用電極部を介在して接続された、配線回路基板と半導体素子との間の空隙を封止樹脂層によって樹脂封止して半導体装置を製造するに際して、上記封止樹脂層を、上記配線回路基板と半導体素子との間にシート状の上記（ａ）および（ｂ）成分を含有する固形樹脂を介在させこの固形樹脂を溶融させ、上記配線回路基板と半導体素子からの加圧を利用して形成する。とともに、上記固形樹脂中の塩素成分および有機酸成分の少なくとも一方により、上記接続用電極部表面の酸化膜の少なくとも一部を除去する。このように、上記シート状の特有の固形樹脂を溶融させ、加圧することにより、上記配線回路基板と半導体素子との接合が完了させるため、樹脂封止が容易となる。また、上記固形樹脂中の塩素成分および有機酸成分の少なくとも一方により上記接続用電極部表面の酸化膜の少なくとも一部が除去されるため、従来のように、フラックス処理およびフラックス洗浄等を必要とせず、接続用電極部と接触し接合する部分との接着性が向上し、製造工程の簡略化が実現する。なお、上記接続用電極部表面の酸化膜の少なくとも一部の除去とは、酸化膜の一部が除去されて接続用電極部表面の一部が露呈した状態をいう。
【００１１】
さらに、上記固形樹脂中の塩素線分および有機成分の少なくとも一方とともに、固形樹脂中に含有された無機質充填剤によって上記接続用電極部表面の酸化膜の少なくとも一部の除去がなされることにより、効果的に酸化膜が除去され、接着性がより一層向上する。
【００１２】
そして、上記接続用電極部表面の酸化膜の少なくとも一部の除去は、例えば、上記接続用電極部が設けられた配線回路基板上に、接続用電極部を介して塩素成分および有機酸成分の少なくとも一方を含有する封止用樹脂シートを載置した後、上記封止用樹脂シート上に半導体素子を載置し、ついで、上記封止用樹脂シートを加熱溶融し、上記配線回路基板と半導体素子からの加圧を利用して、上記配線回路基板と半導体素子との間に、上記溶融状態の封止用樹脂を充填し硬化させるとともに、上記接続用電極部表面の酸化膜の除去が効果的に行われる。
【００１３】
また、上記接続用電極部表面の酸化膜の少なくとも一部の除去は、例えば、上記接続用電極部が設けられた配線回路基板上に、接続用電極部を介して塩素成分および有機酸成分の少なくとも一方とともに無機質充填剤を含有する封止用樹脂シートを載置した後、上記封止用樹脂シート上に半導体素子を載置し、ついで、上記封止用樹脂シートを加熱溶融し、上記配線回路基板と半導体素子からの加圧を利用して、上記配線回路基板と半導体素子との間に、上記溶融状態の封止用樹脂を充填し硬化させるとともに、上記接続用電極部表面の酸化膜の除去が効果的に行われる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【００１５】
本発明の半導体装置の製法により製造される半導体装置は、図１に示すように、配線回路基板１の片面に、複数の接続用電極部２を介して半導体素子３が搭載された構造をとる。そして、上記配線回路基板１と半導体素子３との間に封止樹脂層４が形成されている。
【００１６】
なお、上記配線回路基板１と半導体素子３とを電気的に接続する上記複数の接続用電極部２は、予め配線回路基板１面に配設されていてもよいし、半導体素子３面に配設されていてもよい。さらには、予め配線回路基板１面および半導体素子３面の双方にそれぞれ配設されていてもよい。
【００１７】
本発明において、接続用電極部とは、周知の電極のみでもよいが、電極とジョイントボール等の電極に配備される導電体を含む概念である。したがって、一般的に配線回路基板の接続用電極部と半導体素子の接続用電極部とは、両者とも電極のみで連絡されていてもよいが、通常、少なくとも一方が電極とジョイントボールからなる電極部であるようにして両者の電極部が連絡される。
【００１８】
したがって、通常の形態では上記配線回路基板１と半導体素子３とを電気的に接続する上記複数の接続用電極部２は、予め配線回路基板１面に、ジョイントバンプやジョイントボール等が配設されていてもよいし、半導体素子３面にジョイントバンプやジョイントボール等が配設されていてもよい。さらには、予め配線回路基板１面および半導体素子３面の双方にそれぞれにジョイントバンプやジョイントボール等が配設されていてもよく、また、両者の電極部は電極のみであってもよい。
【００１９】
上記複数の接続用電極部（ジョイントバンプ、ジョイントボール等）２の材質としては、特に限定するものではないが、例えば、金のスタッドバンプ、半田による低融点および高融点バンプ、銅・ニッケルコアの金めっきバンプ等があげられる。ただし、半導体素子側、配線回路基板側の両者がともに金めっきや金のスタッドバンプの形態による接合は除く。さらに、本発明でのシート状の固形樹脂を使用することにより、上記低融点半田のような、ある一定の温度で半田の形状が崩れてしまうような材質のものに対して、上記シート状の固形樹脂は、接続用電極部２の高さを制御するための目的としても使用が可能である。
【００２０】
そして、上記接続用電極部２の表面には、通常、酸化膜が形成されている。この酸化膜の形成は、例えば、それぞれ電極を形成する際の加熱や、バンプが形成されてから空気中に曝されることにより、表面に酸化膜が形成される。
【００２１】
また、上記配線回路基板１の材質としては、特に限定するものではないが、大別してセラミック基板、プラスチック基板があり、上記プラスチック基板としては、例えば、エポキシ基板、ビスマレイミドトリアジン基板等があげられる。そして、本発明のシート状の固形樹脂は、プラスチック基板と、低融点半田による接続用電極部２との組み合わせにおいて接合温度を高温に設定することができないような場合においても特に限定されることなく好適に用いられる。
【００２２】
本発明において、上記封止樹脂層４形成材料としては、シート状の固形樹脂が用いられ、例えば、固体のエポキシ樹脂組成物が用いられる。
【００２３】
上記エポキシ樹脂組成物は、上記特定のエポキシ樹脂（ａ成分）と、フェノール樹脂（ｂ成分）と、無機質充填剤（ｃ成分）とを用いて得られるものであり、常温で固体を示す。なお、上記常温とは２０℃である。
【００２４】
上記エポキシ樹脂（ａ成分）としては、常温で固体の上記の一般式（１），式（２），式（３）で表される構造のエポキシ樹脂が用いられる。溶融時に濡れ性が良好な低粘度のものを用いることが好ましい。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。
【００２５】
上記式（１）〜（３）で表される構造のエポキシ樹脂（ａ成分）において、特にエポキシ当量１５０〜２３０ｇ／ｅｑで、融点６０〜１６０℃のものを用いることが好ましい。また、樹脂成分の濡れ性向上のために一部液状エポキシ樹脂を用いることもできる。
【００２６】
上記エポキシ樹脂（ａ成分）とともに用いられるフェノール樹脂（ｂ成分）は、硬化剤として用いられる。上記フェノール樹脂としては、フェノールノボラック等が用いられ、特に低粘度のものを用いることが好ましい。なかでも、水酸基当量が８０〜１２０ｇ／ｅｑで、軟化点が８０℃以下のものを用いることが好ましい。より好ましくは、水酸基当量９０〜１１０ｇ／ｅｑで、軟化点５０〜７０℃である。特に好ましくは水酸基当量１００〜１１０ｇ／ｅｑで、軟化点５５〜６５℃である。
【００２７】
上記エポキシ樹脂（ａ成分）とフェノール樹脂（ｂ成分）の配合割合は、エポキシ樹脂中のエポキシ基１当量に対してフェノール樹脂中の水酸基当量を０．５〜１．６の範囲に設定することが好ましい。より好ましくは０．８〜１．２の範囲に設定することである。
【００２８】
上記ａ成分およびｂ成分とともに用いられる無機質充填剤（ｃ成分）としては、従来から用いられている各種無機質充填剤、例えば、シリカ粉末、炭酸カルシウム、チタン白等があげられる。なかでも、球状シリカ粉末、破砕状シリカ粉末が好ましく用いられ、特に球状シリカを用いることが好ましい。そして、上記無機質充填剤（ｃ成分）としては、最大粒径が１００μｍ以下のものを用いることが好ましい。特に好ましくは最大粒径が５０μｍ以下である。すなわち、最大粒径が１００μｍを超えると、配線回路基板と半導体素子間（封止用樹脂層を用いて樹脂封止される空間）の充填が不可能になる場合があるからである。また、上記最大粒径とともに、平均粒径が１〜２０μｍのものを用いることが好ましく、特に好ましくは２〜１０μｍである。したがって、このような観点から、上記無機質充填剤（ｃ成分）の最大粒径は、配線回路基板と半導体素子間（封止用樹脂層を用いて樹脂封止される空間）の距離の１／２以下に設定することが好ましい。より好ましくは１／１０〜１／３である。すなわち、最大粒径を１／２以下に設定することにより、上記配線回路基板と半導体素子間への溶融した封止用樹脂層の充填が、ボイド等が生じず良好になされるようになるからである。
【００２９】
上記無機質充填剤（ｃ成分）の含有割合は、エポキシ樹脂組成物全体の９０重量％以下の範囲に設定することが好ましい。より好ましくは２０〜９０重量％であり、特に好ましくは５５〜７５重量％である。すなわち、無機質充填剤（ｃ成分）の含有量が２０重量％未満では、封止用樹脂硬化物の特性、特に線膨張係数が大きくなり、このため、半導体素子と上記係数との差が大きくなって、樹脂硬化物や半導体素子にクラック等の欠陥を発生させるおそれがある。また、９０重量％を超えると、封止用樹脂の溶融粘度が高くなることから充填性が悪くなるからである。
【００３０】
本発明に用いられるエポキシ樹脂組成物には、上記ａ〜ｃ成分以外に、必要に応じて、シリコーン化合物（側鎖エチレングライコールタイプジメチルシロキサン等），アクリロニトリル−ブタジエンゴム等の低応力化剤、難燃剤、ポリエチレン、カルナバ等のワックス、シランカップリング剤（γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等）等のカップリング剤等を適宜に配合してもよい。
【００３１】
上記難燃剤としては、ブロム化エポキシ樹脂等があげられ、これに三酸化二アンチモン等の難燃助剤等が用いられる。
【００３２】
本発明に用いられる上記エポキシ樹脂組成物は、例えばつぎのようにして得られる。すなわち、上記樹脂成分であるａ成分およびｂ成分を混合溶融し、この溶融状態の樹脂成分中に上記ｃ成分および必要に応じて他の添加剤を配合し混合する。この後、反応性調整のための触媒を加えて均一系とした後、パレット上に受入れし、これを冷却後、例えば、プレス圧延してシート状化することにより得られる。
【００３３】
上記反応性調整のために配合される触媒としては、特に限定するものではなく従来から硬化促進剤として用いられるものがあげられる。例えば、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスフェート、テトラフェニルボレート、２−メチルイミダゾール等があげられる。
【００３４】
上記各成分の混合およびシートの作製方法については上記方法に限定するものではなく、例えば、上記混合においては、２軸ロール、３軸ロール等を用いることも可能である。また、上記シートの作製方法についても、ロール圧延によるシート化、あるいは溶媒を混合したものを塗工してシート化する方法も可能である。また、上記エポキシ樹脂組成物の供給形態において、テープ状の形態をとることにより、いわゆる、リール・トゥ・リールによる大量生産形式の適用が可能となる。
【００３５】
本発明において、シート、すなわち封止用樹脂シートの厚みは、通常、５〜２００μｍ、好ましくは１０〜１２０μｍ程度である。
【００３６】
本発明の半導体装置の製法は、先に述べたように、配線回路基板上に、複数の接続用電極部を介して半導体素子が搭載され、上記配線回路基板と半導体素子との間の空隙が封止樹脂層によって封止された半導体装置を製造する際、上記封止樹脂層を、上記配線回路基板と半導体素子との間にシート状の固形樹脂を介在させ、この固形樹脂を溶融させ、上記配線回路基板と半導体素子からの加圧を利用して形成する。とともに、上記固形樹脂中の塩素成分および有機酸成分の少なくとも一方により、上記接続用電極部表面の酸化膜を除去することを特徴とする。このような半導体装置の製法としては、具体的には大別して３つの態様があげられる。
【００３７】
（１）まず、本発明の半導体装置の製法の第１の態様を図面に基づき順を追って説明する。この製法（第１の態様）では、上記シート状の固形樹脂として、封止用樹脂シートが用いられる。
【００３８】
まず、図２に示すように、複数の球状の接続用電極部（ジョイントボール）２が設けられた配線回路基板１上に、上記接続用電極部２を介して固形の封止用樹脂シート１０を載置する。ついで、図３に示すように、上記封止用樹脂シート１０上の所定位置に、半導体素子３を載置し仮接着した後、上記封止用樹脂シート１０を加熱溶融して溶融状態とし、加圧して上記半導体素子３と上記配線回路基板１との間の空隙内に上記溶融状態の樹脂を充填し、硬化させることにより上記空隙を樹脂封止して封止樹脂層４を形成する。このようにして、図１に示す半導体装置を製造する。
【００３９】
なお、上記半導体装置の製法では、複数の球状の接続用電極部（ジョイントボール）２が設けられた配線回路基板１を用いた場合について述べたが、これに限定するものではなく、予め半導体素子３の片面（接続面側）に上記複数の球状の接続用電極部（ジョイントボール）２が配設されたものを用いてもよい。この場合（予め半導体素子３面に接続用電極部２が配設されたものを使用）は、図４に示すように、配線回路基板１面に固形の封止用樹脂シート１０を載置して、その上に、配線回路基板１と接続用電極部２配設面とが対峙するよう接続用電極部２が設けられた半導体素子３を載置する。さらに、接続用電極部２が、配線回路基板１および半導体素子３の双方に設けられたものを用いる場合は、図５に示すように、両者の接続用電極部２の間に封止用樹脂シート１０を配置する。後の工程は、上記と同様である。
【００４０】
そして、上記封止用樹脂シート１０を用いて樹脂封止する際、上記接続用電極部２表面に形成されている酸化膜の少なくとも一部が、上記シート１０中に含有される塩素成分および有機酸成分の少なくとも一方により除去される。さらには、上記シート１０中に含有される塩素成分および有機酸成分の少なくとも一方とともに、無機質充填剤が含有されていれば、上記封止用樹脂シート１０を加熱溶融して溶融状態とし、加圧して上記半導体素子３と上記配線回路基板１との間の空隙内に上記溶融状態の樹脂を充填する際、一層効果的に酸化膜が除去される。そして、上記に起因した酸化膜の除去により、接続用電極部２の地肌表面が露出して、接続用電極部２と接触し接合する部分の接着性が向上し、結果、半導体素子３電極部と配線回路基板１電極部とが強固に接続される。
【００４１】
上記シート１０中に含有される塩素成分、有機酸成分の含有量は、酸化膜の少なくとも一部を除去させうることができれば良く、それぞれ、塩素成分１００〜２０００ｐｐｍ、有機酸成分２００〜２０００ｐｐｍである。特に好ましい含有量は、塩素成分７００〜２０００ｐｐｍ、有機酸成分７００〜２０００ｐｐｍである。上記塩素成分および有機酸成分は、シート１０形成材料中の主剤成分であるエポキシ樹脂と硬化剤成分であるフェノール樹脂の中に主に含まれる。特に、塩素成分はエポキシ樹脂に多く含まれる。また、上記有機酸成分とは、蟻酸、酢酸、酪酸、乳酸等の封止樹脂中に含まれる有機酸成分をいう。
【００４２】
なお、上記塩素成分および有機酸成分の測定は、例えば、有機酸成分は、１６０℃加温下で発生する有機酸を水中に取り込み、その抽出量をイオンクロマト法で測定する。また、塩素成分は、全塩素量を測定した。より詳しく述べると、有機酸成分はつぎのようにして測定する。すなわち、抽出容器の中に、封止材５ｇを５０ｃｃのイオン交換水とともに入れ、蓋をして密封し、１６０℃の乾燥機中にて２０時間加熱抽出した後、この抽出液中の有機酸をイオンクロマト法にて測定する。また、塩素成分はつぎのようにして測定する。すなわち、エポキシ樹脂１ｇ中に含まれる全塩素分を１ＮのＫＯＨ−プロピレングリコール溶液と反応させ（冷却管を用いて１０分間加熱還流させる）生成したＫＣｌを０．０１ＮのＡｇＮＯ3 水溶液で電位差滴定する。
【００４３】
上記封止用樹脂シート１０としては、半導体素子３もしくは配線回路基板１に封止用樹脂シート１０を仮接着する場合には、タック性を備えたシート状のエポキシ樹脂組成物とすることが好ましい。そして、上記封止用樹脂シート１０の大きさとしては、上記搭載される半導体素子３の大きさ（面積）により適宜に設定され、通常、半導体素子３の大きさ（面積）より少し小さくなるように設定することが好ましい。また、上記封止用樹脂シート１０の厚みおよび重量は、上記と同様、搭載される半導体素子３の大きさおよび上記配線回路基板１に設けられた球状の接続用電極部２の大きさ、すなわち、半導体素子３と配線回路基板１との空隙を充填し樹脂封止することにより形成される封止樹脂層４の占める容積により適宜に設定される。
【００４４】
上記タック性を備えたシート状エポキシ樹脂組成物を得るには、例えば、エポキシ樹脂組成物中にアクリロニトリル−ブタジエン系共重合体等のゴム成分を添加しておくことにより達成される。
【００４５】
また、上記半導体装置の製造方法において、上記封止用樹脂シート１０を加熱溶融して溶融状態とする際の加熱温度としては、半導体素子３および配線回路基板１の劣化等を考慮して７０〜３００℃の範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは１２０〜２００℃である。そして、加熱方法としては、赤外線リフロー炉、乾燥機、温風機、熱板等があげられる。
【００４６】
さらに、上記溶融状態とした封止用樹脂を上記半導体素子３と上記配線回路基板１との間の空隙内に充填する際には、上記のように加圧する。その加圧条件としては、接続用電極部（ジョイントボール）２の個数等によって適宜に設定されるが、具体的には０．０２〜０．５ｋｇ／個の範囲に設定され、好ましくは０．０４〜０．２ｋｇ／個の範囲に設定される。
【００４７】
また、上記第１の態様の製法において、上記配線回路基板１上に封止用樹脂シート１０を載置し、さらにこの封止用樹脂シート１０上に半導体素子３を載置した後、あるいは、上記半導体素子３上に封止用樹脂シート１０を載置し、さらにこの封止用樹脂シート１０上に配線回路基板１を載置した後、所定時間加熱するとともに、上記封止用樹脂シート１０が下記の物性（イ）〜（ハ）の少なくとも一つを備えた状態になるまで加圧し、その状態で上記配線回路基板１と半導体素子３との間の空隙に、溶融状態の封止用樹脂を充填するという工程を経由させることが特に好ましい。このように、上記加圧によって封止用樹脂シート１０が下記の物性を有する（加圧終了時点）ことにより、充填された封止樹脂層部分に細かなボイドを巻き込むことなく、均質で良好な封止樹脂層が形成される。すなわち、封止用樹脂シート１０の樹脂粘度が５０００ｐｏｉｓｅ未満、ゲル化時間が初期ゲル化時間の３０％を超える、残存反応熱量が初期残存反応熱量の７０％を超える場合のように、単に配線回路基板１と半導体素子３を加圧して圧着させた際には、空隙部分に充填された封止用樹脂、つまり封止樹脂層部分に細かなボイドが形成される恐れがある。
【００４８】
（イ）樹脂粘度が５０００ｐｏｉｓｅ以上。
（ロ）封止用樹脂シートの加熱前の初期ゲル化時間を１００％とした場合、ゲル化時間が初期ゲル化時間の３０％以下である。
（ハ）示差走査熱量計（ＤＳＣ）により測定される封止用樹脂シートの加熱前の初期残存反応熱量を１００％とした場合、残存反応熱量が初期残存反応熱量の７０％以下である。
【００４９】
上記特性（イ）における樹脂粘度は、上記のように、５０００ｐｏｉｓｅ以上であることが好ましく、特に好ましくは１００００ｐｏｉｓｅ以上の範囲であり、その樹脂粘度の測定は、島津製作所社製のフローテスターを用いて１７５℃にて測定した。
【００５０】
また、上記特性（ロ）において、ゲル化時間が初期ゲル化時間の３０％以下に達したものが好ましく、特に好ましくは初期ゲル化時間の２０％以下であり、そのゲル化時間の測定は、例えば、つぎのようにして行われる。すなわち、熱板上に測定対象となる試料を載せ、この試料が溶融した時点（初期ゲル化時間）から、薄く広がった試料の表面上を針先で線をいれ、その線が広がり乱れた時点を終点としてゲル化時間を測定する。
【００５１】
そして、上記特性（ハ）において、残存反応熱量が初期残存反応熱量の７０％以下に達したものが好ましく、特に好ましくは初期残存反応熱量の６５％以下である。そして、その残存反応熱量の測定は、上記のように、ＤＳＣを用い、昇温速度５℃／ｍｉｎで、６０〜２００℃まで昇温させ、９０〜１８０℃の反応熱量を測定する。
【００５２】
さらに、上記製法において、封止用樹脂シートを所定時間加熱保持し、下記の条件（Ｘ）および（Ｙ）を満たす状態で配線回路基板と半導体素子を加圧接合することにより、上記封止用樹脂シートを溶融させ封止樹脂層を形成することが好ましい。
（Ｘ）示差走査熱量計（ＤＳＣ）により測定される封止用樹脂シートの加熱前の初期残存反応熱量を１００％とした場合、残存反応熱量が初期残存反応熱量の７０％以下である。
（Ｙ）配線回路基板の温度よりも半導体素子の温度を高く設定し、かつ両者の温度差が５０℃以上である。
【００５３】
このように、加圧によって封止用樹脂シート１０の残存反応熱量が特定の割合となる〔条件（Ｘ）〕こと（加圧終了時点）、および、配線回路基板１の温度よりも半導体素子３の温度を高く設定し、かつその温度差を５０℃以上とする〔条件（Ｙ）〕ことにより、得られる半導体装置において反りの発生が抑制され、結果、半導体素子３にかかる応力が大幅に低減されて信頼性に優れた半導体装置が得られるようになる。すなわち、封止用樹脂シート１０の残存反応熱量が初期残存反応熱量の７０％を超える場合、そして、配線回路基板１の温度が半導体素子３の温度と同じかもしくは高い、もしくは、配線回路基板１の温度よりも半導体素子３の温度が高くてもその温度差が５０℃未満の場合では、配線回路基板１と半導体素子３の熱収縮率の差に起因して半導体装置に反りが発生する傾向がみられ、結果、半導体装置の信頼性が低下するおそれがある。
【００５４】
前述のように、上記条件（Ｘ）では残存反応熱量が初期残存反応熱量の７０％以下に達することが好ましく、特に好ましくは初期残存反応熱量の６５％以下である。そして、その残存反応熱量の測定は、ＤＳＣを用い、昇温速度５℃／ｍｉｎで、６０〜２００℃まで昇温させ、９０〜１８０℃の反応熱量を測定する。
【００５５】
また、前述のように、上記条件（Ｙ）の半導体素子３および配線回路基板１の各温度は、例えば、各部分を熱電対を用いて測定することができる。
【００５６】
（２）つぎに、本発明の半導体装置の製法の第２の態様を図面に基づき順を追って説明する。この製法（第２の態様）では、上記シート状の固形樹脂として、接続用電極部が設けられた、配線回路基板面および半導体素子面の少なくとも一方に直接形成された封止用樹脂層が用いられる。
【００５７】
まず、図６に示すように、複数の球状の接続用電極部（ジョイントボール）２が設けられた配線回路基板１面上に、上記球状の接続用電極部２の頭頂部が露出するよう封止用樹脂層１３を形成する。つぎに、図７に示すように、上記封止用樹脂層１３からその頭頂部が露出した接続用電極部２と、半導体素子３の電極部が当接するよう上記配線回路基板１に半導体素子３を搭載する。ついで、全体を加熱して上記封止用樹脂層１３を溶融して溶融状態とし、加圧して半導体素子３と上記配線回路基板１との間の空隙内に上記溶融状態の封止用樹脂層１３を充填し、硬化させることにより上記空隙を樹脂封止して封止樹脂層４を形成する。このようにして、図１に示す半導体装置を製造する。
【００５８】
上記図６に示す、球状の接続用電極部２が設けられた配線回路基板１面に、上記接続用電極部２の頭頂部が露出するよう形成される封止用樹脂層１３は、例えば、つぎのようにして作製することができる。すなわち、図２に示すように、複数の球状の接続用電極部２が設けられた配線回路基板１上に、上記接続用電極部２を介して固形の封止用樹脂シート１０を載置する（前述の半導体装置の製法の第１の態様）。ついで、上記封止用樹脂シート１０を加熱溶融することにより、図６に示すように、球状の接続用電極部２が設けられた配線回路基板１面に、上記接続用電極部２の頭頂部が露出するよう封止用樹脂層１３が形成される。
【００５９】
さらに、上記のような封止用樹脂層１３の形成方法以外に、例えば、つぎのようにして作製することができる。すなわち、図８に示すように、予め、接続用電極部２が設けられた配線回路基板１を準備する。つぎに、上記接続用電極部２が設けられた配線回路基板１面上に、エポキシ樹脂組成物を用い、印刷塗工法により、封止用樹脂層１３を形成する。このようにして、上記図６に示す、接続用電極部２の頭頂部が露出するよう封止用樹脂層１３が形成される。
【００６０】
なお、上記半導体装置の製法では、複数の球状の接続用電極部（ジョイントボール）２が設けられた配線回路基板１を用いた場合について述べたが、これに限定するものではなく、先に述べた第１の態様と同様、予め半導体素子３の片面（接続面側）に上記複数の球状の接続用電極部（ジョイントボール）２が配設されたものを用いてもよい。この場合は、図９に示すように、複数の球状の接続用電極部（ジョイントボール）２が設けられた半導体素子３面上に、上記球状の接続用電極部２の頭頂部が露出するよう封止用樹脂層１３を形成する。ついで、上記封止用樹脂層１３からその頭頂部が露出した接続用電極部２と、配線回路基板１の電極部が当接するよう上記配線回路基板１を搭載する。
【００６１】
さらに、接続用電極部２が、配線回路基板１および半導体素子３の双方に設けられたものを用いる場合は、両者のうちの少なくとも一方の接続用電極部２形成面に、上記接続用電極部２の頭頂部が露出するよう封止用樹脂層１３を形成する。例えば、図１０に示すように、複数の球状の接続用電極部（ジョイントボール）２が設けられた半導体素子３面上に、上記球状の接続用電極部２の頭頂部が露出するよう封止用樹脂層１３を形成する。ついで、上記封止用樹脂層１３からその頭頂部が露出した接続用電極部２を有する半導体素子３を、接続用電極部を有する配線回路基板１に搭載する。あるいは、図１１に示すように、複数の球状の接続用電極部２が設けられた配線回路基板１面に、上記球状の接続用電極部２の頭頂部が露出するよう封止用樹脂層１３を形成する。つぎに、上記封止用樹脂層１３からその頭頂部が露出した接続用電極部２を有する配線回路基板１に、接続用電極部２を有する半導体素子３を搭載する。また、図１２に示すように、複数の球状の接続用電極部２が設けられた半導体素子３面上に、上記球状の接続用電極部２の頭頂部が露出するよう封止用樹脂層１３を形成する。一方、複数の球状の接続用電極部２が設けられた配線回路基板１面に、上記球状の接続用電極部２の頭頂部が露出するよう封止用樹脂層１３を形成する。つぎに、上記封止用樹脂層１３からその頭頂部が露出した接続用電極部２を有する配線回路基板１に、上記封止用樹脂層１３からその頭頂部が露出した接続用電極部２を有する半導体素子３を搭載する。後の工程は、上記と同様である。
【００６２】
上記図１０〜図１２において、接続用電極部２が設けられた配線回路基板１に封止用樹脂層１３を形成する方法は、先に述べた配線回路基板１に接続用電極部２が設けられた場合の形成方法と同様の方法に従って形成される。また、接続用電極部２が設けられた半導体素子３に封止用樹脂層１３を形成する方法は、上記形成方法と同様、封止用樹脂シート１０を用いて加熱溶融する、あるいは、接続用電極部２が設けられた半導体素子３面に、印刷塗工する方法に従って形成される。
【００６３】
そして、上記第２の態様において、上記形成された封止用樹脂層１３は、融点を超える温度において、半導体素子３と配線回路基板１との間を越えて、流出しないよう設計された封止用樹脂層１３とすることが好ましい。
【００６４】
また、上記第２の態様の製法において、封止用樹脂層１３の加熱温度としては、先に述べた第１の態様と同様、半導体素子３および配線回路基板１の劣化等を考慮して７０〜３００℃の範囲に設定することが好ましい。そして、加熱方法も上記と同様、赤外線リフロー炉、乾燥機、温風機、熱板等があげられる。さらに、上記加圧条件も、先に述べた第１の態様と同様、接続用電極部（ジョイントボール）２の個数等によって適宜に設定されるが、具体的には０．０２〜０．５ｋｇ／個の範囲に設定され、好ましくは０．０４〜０．２ｋｇ／個の範囲に設定される。
【００６５】
なお、上記第２の態様において、図１０〜図１２に示すように、接続用電極部２が配線回路基板１および半導体素子３の双方に設けられたものを用い、両者のうちの少なくとも一方の接続用電極部２形成面に、上記接続用電極部２の頭頂部が露出するよう封止用樹脂層１３が形成された場合において、さらに他の態様があげられる。これは、上記封止用樹脂層１３に加えて、配線回路基板１と半導体素子３との間に、さらに封止用樹脂シートを介在させるものである。
【００６６】
すなわち、図１０に示すタイプのさらに他の態様では、図１３に示すように、複数の球状の接続用電極部２が設けられた半導体素子３面上に、上記球状の接続用電極部２の頭頂部が露出するよう封止用樹脂層１３を形成する。ついで、上記封止用樹脂層１３からその頭頂部が露出した接続用電極部２を有する半導体素子３を、封止用樹脂シート１８を介して接続用電極部２を有する配線回路基板１に搭載する。
【００６７】
また、図１１に示すタイプのさらに他の態様では、図１４に示すように、複数の球状の接続用電極部２が設けられた配線回路基板１面に、上記球状の接続用電極部２の頭頂部が露出するよう封止用樹脂層１３を形成する。つぎに、上記封止用樹脂層１３からその頭頂部が露出した接続用電極部２を有する配線回路基板１に、封止用樹脂シート１８を介して接続用電極部２を有する半導体素子３を搭載する。
【００６８】
そして、図１２に示すタイプのさらに他の態様では、図１５に示すように、複数の球状の接続用電極部２が設けられた半導体素子３面上に、上記球状の接続用電極部２の頭頂部が露出するよう封止用樹脂層１３を形成する。一方、複数の球状の接続用電極部２が設けられた配線回路基板１面に、上記球状の接続用電極部２の頭頂部が露出するよう封止用樹脂層１３を形成する。つぎに、上記封止用樹脂層１３からその頭頂部が露出した接続用電極部２を有する配線回路基板１に、封止用樹脂シート１８を介して、上記封止用樹脂層１３からその頭頂部が露出した接続用電極部２を有する半導体素子３を搭載する。後の工程は、上記と同様である。
【００６９】
上記図１３〜図１５に示すさらに他の態様における製法においても、封止用樹脂層１３および封止用樹脂シート１８の加熱温度は、上記と同様、半導体素子３および配線回路基板１の劣化等を考慮して７０〜３００℃の範囲に設定することが好ましい。そして、加熱方法も上記と同様の方法があげられる。さらに、上記加圧条件も、先に述べた条件と同様、接続用電極部２の個数等によって適宜に設定されるが、具体的には０．０２〜０．５ｋｇ／個の範囲に設定され、好ましくは０．０４〜０．２ｋｇ／個の範囲に設定される。
【００７０】
そして、この第２の態様においても、上記第１の態様と同様、上記封止用樹脂層１３を用いて樹脂封止する際、上記接続用電極部２表面に形成されている酸化膜の少なくとも一部が、上記封止用樹脂層１３中に含有される塩素成分および有機酸成分の少なくとも一方により除去される。さらには、上記封止用樹脂層１３中に含有される塩素成分および有機酸成分の少なくとも一方とともに、無機質充填剤が含有されていれば、上記封止用樹脂層１３を加熱溶融して溶融状態とし、加圧して上記半導体素子３と上記配線回路基板１との間の空隙内に上記溶融状態の樹脂を充填する際、一層効果的に酸化膜が除去される。そして、上記に起因した酸化膜の除去により、接続用電極部２の地肌表面が露出して、接続用電極部２と接触し接合する部分の接着性が向上し、結果、半導体素子３電極部と配線回路基板１電極部とが強固に接続される。
【００７１】
上記封止用樹脂層１３中に含有される塩素成分、有機酸成分の含有量は、前述の第１の態様と同様である。
【００７２】
また、上記第２の態様の製法において、上記配線回路基板１面に設けられた接続用電極部２に半導体素子３の接続用電極部２が当接するよう半導体素子３を上記配線回路基板１に載置した後、あるいは、上記半導体素子３面に設けられた接続用電極部２に配線回路基板１の接続用電極部２が当接するよう配線回路基板１を上記半導体素子３に載置した後、所定時間加熱するとともに、上記封止用樹脂層１３が下記の物性（イ）〜（ハ）の少なくとも一つを備えた状態になるまで加圧し、その状態で上記配線回路基板１と半導体素子３との間の空隙に、溶融状態の封止用樹脂を充填するという工程を経由させることが特に好ましい。このように、先の第１の態様で述べた理由と同様、封止用樹脂層１３が下記の物性を有することにより、充填された封止樹脂層部分に細かなボイドを巻き込むことなく、均質で良好な封止樹脂層が形成される。
【００７３】
（イ）樹脂粘度が５０００ｐｏｉｓｅ以上。
（ロ）封止用樹脂層の加熱前の初期ゲル化時間を１００％とした場合、ゲル化時間が初期ゲル化時間の３０％以下である。
（ハ）示差走査熱量計（ＤＳＣ）により測定される封止用樹脂層の加熱前の初期残存反応熱量を１００％とした場合、残存反応熱量が初期残存反応熱量の７０％以下である。
【００７４】
また、上記特性（イ）における樹脂粘度の特に好適な範囲、上記特性（ロ）におけるゲル化時間の特に好適な範囲、および、上記特性（ハ）における残存反応熱量の特に好適な範囲は、前記の第１の態様で述べた特に好ましい範囲と同じである。さらに、上記樹脂粘度、ゲル化時間および残存反応熱量の各測定方法も前記第１の態様と同じである。
【００７５】
さらに、上記第２の態様において、封止用樹脂層を所定時間加熱保持し、下記の条件（Ｘ）および（Ｙ）を満たす状態で配線回路基板と半導体素子を加圧接合することにより、上記封止用樹脂層を溶融させ封止樹脂層を形成することが好ましい。
（Ｘ）示差走査熱量計（ＤＳＣ）により測定される封止用樹脂層の加熱前の初期残存反応熱量を１００％とした場合、残存反応熱量が初期残存反応熱量の７０％以下である。
（Ｙ）配線回路基板の温度よりも半導体素子の温度を高く設定し、かつ両者の温度差が５０℃以上である。
【００７６】
そして、前述のように、上記条件（Ｘ）における残存反応熱量の特に好適な範囲は、前記の第１の態様で述べた特に好ましい範囲と同じであり、その測定方法も前記第１の態様と同じである。
【００７７】
また、上記条件（Ｙ）の半導体素子３および配線回路基板１の各温度の測定も、前記第１の態様と同様、例えば、各部分を熱電対を用いて測定することができる。
【００７８】
（３）つぎに、本発明の半導体装置の製法の第３の態様を図面に基づき説明する。この製法（第３の態様）では、上記シート状の固形樹脂がそれ単独ではなく、予め、球状の接続用電極部の設けられていない半導体素子面あるいは配線回路基板面に封止用樹脂層を設けた状態のものを使用する。ただし、半導体素子および配線回路基板の双方ともに電極は設けられている。
【００７９】
まず、予め、封止用樹脂層を半導体素子面に貼着した状態のものを使用した例について述べる。すなわち、図１６に示すように、予め、半導体素子３の片面に封止用樹脂層１４を形成した状態のものを準備する。ついで、複数の球状の接続用電極部（ジョイントボール）２が設けられた配線回路基板１上の所定位置に、上記貼着された封止用樹脂層１４が上記接続用電極部２と当接するよう半導体素子３を載置する。載置した後、上記封止用樹脂層１４を加熱溶融して溶融状態とし、加圧して上記半導体素子３と上記配線回路基板１との間の空隙内に上記溶融状態の樹脂を充填し、硬化させることにより上記空隙を樹脂封止して封止樹脂層を形成する。このようにして、図１に示す半導体装置を製造する。
【００８０】
一方、上記第３の態様の他の例として、予め、封止用樹脂層を配線回路基板面に貼着した状態のものを使用した例について述べる。すなわち、図１７に示すように、予め、配線回路基板１の片面に封止用樹脂層１５を形成した状態のものを準備する。ついで、複数の球状の接続用電極部（ジョイントボール）２が設けられた半導体素子３を、上記接続用電極部２と封止用樹脂層１５とが当接するよう、上記配線回路基板１面の封止用樹脂層１５上に載置する。載置した後、上記封止用樹脂層１５を加熱溶融して溶融状態とし、加圧して上記半導体素子３と上記配線回路基板１との間の空隙内に上記溶融状態の樹脂を充填し、硬化させることにより上記空隙を樹脂封止して封止樹脂層を形成する。このようにして、図１に示す半導体装置を製造する。
【００８１】
上記図１６および図１７における、封止用樹脂層１４，１５の形成方法としては、半導体素子３面あるいは配線回路基板１面に封止用樹脂シートを貼着する、封止用樹脂層形成材料を印刷塗工により形成する方法等があげられる。
【００８２】
上記封止用樹脂層１４，１５としては、前記第１の態様と同様、その大きさは半導体素子３の大きさ（面積）により適宜に設定され、通常、半導体素子３の大きさ（面積）より少し小さくなるように設定することが好ましい。また、上記封止用樹脂層１４，１５の厚みおよび重量（封止用樹脂シートの場合）は、上記と同様、半導体素子３の大きさおよび上記接続用電極部２の大きさ、すなわち、半導体素子３と配線回路基板１との空隙を充填し樹脂封止することにより形成される封止樹脂層４の占める容積により適宜に設定される。
【００８３】
また、上記第３の態様の製法において、上記封止用樹脂層１４，１５を加熱溶融して溶融状態とする際の加熱温度としては、先に述べた第１および第２の態様と同様、半導体素子３および配線回路基板１の劣化等を考慮して７０〜３００℃の範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは１２０〜２００℃である。そして、加熱方法としては、赤外線リフロー炉、乾燥機、温風機、熱板等があげられる。さらに、上記溶融状態とした封止用樹脂を上記半導体素子３と上記配線回路基板１との間の空隙内に充填する際には、上記のように加圧することが好ましく、その加圧条件としては、接続用電極部（ジョイントボール）２の個数等によって適宜に設定されるが、具体的には０．０２〜０．５ｋｇ／個の範囲に設定され、好ましくは０．０４〜０．２ｋｇ／個の範囲に設定される。
【００８４】
そして、この第３の態様においても、上記第１，第２の態様と同様、上記封止用樹脂層１４，１５を用いて樹脂封止する際、上記接続用電極部２表面に形成されている酸化膜の少なくとも一部が、上記封止用樹脂層１４，１５中に含有される塩素成分および有機酸成分の少なくとも一方により除去される。さらには、上記封止用樹脂層１３中に含有される塩素成分および有機酸成分の少なくとも一方とともに、無機質充填剤が含有されていれば、上記封止用樹脂層１４，１５を加熱溶融して溶融状態とし、加圧して上記半導体素子３と上記配線回路基板１との間の空隙内に上記溶融状態の樹脂を充填する際、一層効果的に酸化膜が除去される。そして、上記に起因した酸化膜の除去により、接続用電極部２の地肌表面が露出して、接続用電極部２と接触し接合する部分の接着性が向上し、結果、半導体素子３電極部と配線回路基板１電極部とが強固に接続される。
【００８５】
上記封止用樹脂層１４，１５中に含有される塩素成分、有機酸成分の含有量は、前述の第１の態様と同様である。
【００８６】
さらに、上記第３の態様の製法において、半導体素子３の片面に設けられた封止用樹脂層１４と配線回路基板１の接続用電極部２とを当接した後、あるいは配線回路基板１の片面に設けられた封止用樹脂層１５と半導体素子３の接続用電極部２とを当接した後、所定時間加熱するとともに、上記各封止用樹脂層１４，１５がそれぞれ下記の物性（イ）〜（ハ）の少なくとも一つを備えた状態になるまで加圧し、その状態で上記配線回路基板１と半導体素子３との間の空隙に、溶融状態の封止用樹脂を充填するという工程を経由させることが特に好ましい。このように、封止用樹脂層１４，１５が下記の物性を有することにより、充填された封止樹脂層部分に細かなボイドを巻き込むことなく、均質で良好な封止樹脂層が形成される。
【００８７】
（イ）樹脂粘度が５０００ｐｏｉｓｅ以上。
（ロ）封止用樹脂層の加熱前の初期ゲル化時間を１００％とした場合、ゲル化時間が初期ゲル化時間の３０％以下である。
（ハ）示差走査熱量計（ＤＳＣ）により測定される封止用樹脂層の加熱前の初期残存反応熱量を１００％とした場合、残存反応熱量が初期残存反応熱量の７０％以下である。
【００８８】
また、上記特性（イ）における樹脂粘度の特に好適な範囲、上記特性（ロ）におけるゲル化時間の特に好適な範囲、および、上記特性（ハ）における残存反応熱量の特に好適な範囲は、前記の第１の態様で述べた特に好ましい範囲と同じである。さらに、上記樹脂粘度、ゲル化時間および残存反応熱量の各測定方法も前記第１の態様と同じである。
【００８９】
さらに、上記第３の態様において、封止用樹脂層を所定時間加熱保持し、下記の条件（Ｘ）および（Ｙ）を満たす状態で配線回路基板と半導体素子を加圧接合することにより、上記封止用樹脂層を溶融させ封止樹脂層を形成することが好ましい。
（Ｘ）示差走査熱量計（ＤＳＣ）により測定される封止用樹脂層の加熱前の初期残存反応熱量を１００％とした場合、残存反応熱量が初期残存反応熱量の７０％以下である。
（Ｙ）配線回路基板の温度よりも半導体素子の温度を高く設定し、かつ両者の温度差が５０℃以上である。
【００９０】
そして、前述のように、上記条件（Ｘ）における残存反応熱量の特に好適な範囲は、前記の第１，第２の態様で述べた特に好ましい範囲と同じであり、その測定方法も前記第１，第２の態様と同じである。
【００９１】
また、上記条件（Ｙ）の半導体素子３および配線回路基板１の各温度の測定も、前記第１，第２の態様と同様、例えば、各部分を熱電対を用いて測定することができる。
【００９２】
上記第１〜第３の態様に従って製造される半導体装置の一例としては、前述の図１に示すように、形成された封止樹脂層４が、搭載された半導体素子３の周囲からはみ出さないよう形成されたタイプがあげられるが、半導体装置の用途等によっては、図１８に示すように、形成された封止樹脂層４′が、搭載された半導体素子３の周囲からはみ出すよう形成されたタイプであってもよい。
【００９３】
そして、上記のようにして製造された半導体装置において、半導体素子３の大きさは、通常、幅２〜２０ｍｍ×長さ２〜３０ｍｍ×厚み０．１〜０．６ｍｍに設定される。また、半導体素子３を搭載する配線回路が形成された配線回路基板１の大きさは、通常、幅１０〜７０ｍｍ×長さ１０〜７０ｍｍ×厚み０．０５〜３．０ｍｍに設定される。そして、溶融した封止用樹脂が充填される、半導体素子３と配線回路基板１の空隙の両者間の距離は、通常、５〜１００μｍである。特に、本発明に用いられる封止用樹脂の特性等を考慮すると、上記両者間の距離は、１０〜７０μｍに設定することが好ましい。
【００９４】
上記封止用樹脂を用いて封止することにより形成された封止樹脂層４、すなわち、上記封止用樹脂の特性としては、各使用温度での溶融粘度が１〜１０００ｐｏｉｓｅ、ゲルタイムが１５０℃において０．５〜３０分、その硬化物としては、線膨脹係数が７〜５０ｐｐｍであることが好ましい。より好ましくは溶融粘度が１〜５００ｐｏｉｓｅ、ゲルタイムが１５０℃において１．０〜１５分間、線膨脹係数が１２〜４０ｐｐｍである。すなわち、溶融粘度が上記範囲内に設定されることにより、充填性が良好となる。また、ゲルタイムが上記範囲内に設定されることにより、成形作業性、特に硬化時間の短縮が可能となる。さらに、線膨脹係数が上記範囲内に設定されることにより、樹脂硬化体や半導体素子にクラック等の応力による欠陥防止が可能となる。なお、上記溶融粘度は、フローテスター粘度計により測定し、上記ゲルタイムは熱板上にて測定した。また、線膨脹係数は、熱機械分析（ＴＭＡ）により測定した。
【００９５】
本発明において、上記第１〜第３のいずれの態様においても、封止用樹脂シートもしくは封止用樹脂層を介して、半導体素子と配線回路基板の両電極部を当接させ、上記シート（または樹脂層）を加熱とともに加圧して硬化させることは前述のとおりである。
【００９６】
上記加圧は、好ましくは半田等の接続用電極部（ジョイントボール）を偏平化しつつ、または偏平化した後、封止用樹脂を硬化させる。
【００９７】
このとき、一般的には、上記接続用電極部を構成する材料としては、熱時流動可能な材料、例えば、半田により形成されている。そして、封止用樹脂層硬化後は、好ましくは接続用電極部を構成する半田を溶融させるために、上記半導体素子と配線回路基板の接着体は２１５℃程度に加温され、本発明の半導体装置とするのが一般的である。封止用樹脂シート（封止用樹脂層）硬化後に、接続用電極部を構成する半田等の材料をこのように溶融させる工程は、先に述べたそれぞれの製法において述べていないが、本願においては通常行われるものである。
【００９８】
本発明による封止用樹脂シート（封止用樹脂層）による封止では、たいていの場合、つぎに示すことが言える。
【００９９】
すなわち、接続用電極部として半田を用いた場合には、上記のように、フラックス処理を行うことなく、前記の半導体素子電極部と配線回路基板電極部（ランド部）の両者の溶融・結合が好適に行われる。
【０１００】
これは、先に述べたように、上記封止用樹脂シート，封止用樹脂層中に含有される塩素成分および有機酸成分、さらには、無機質充填剤により、上記半田等の接続用電極部表面に形成された酸化膜の少なくとも一部が除去されているためである。そして、上記半導体素子と配線回路基板の接合体が得られた段階では、接続用電極部である半田の周りは、硬化樹脂で覆われて酸素と遮断された状態となっており、例えば、半田等を溶融させるほどの高温状況下であっても接続用電極部表面の酸化が進行しない状態となっているからである。ついで、このような環境下で、２１５℃程度に加温することにより、上述の半導体素子電極部および配線回路基板電極部の両電極部が溶融する。
【０１０１】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【０１０２】
まず、実施例に先立って、下記に示す各成分を準備した。
【０１０３】
〔エポキシ樹脂ａ１〕
下記の式（４）で表される構造のビフェニル型エポキシ樹脂である。
【０１０４】
【化７】
0003957244.tif 000005
【０１０５】
〔エポキシ樹脂ａ２〕
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量：１９５ｇ／ｅｑ、融点：６０〜９０℃）である。
【０１０６】
〔硬化剤ｂ〕
フェノールノボラック樹脂（水酸基当量：１０５ｇ／ｅｑ、軟化点６０℃）である。
【０１０７】
〔無機質充填剤ｃ１〜ｃ５〕
下記の表１に示す球状シリカ粉末である。
【０１０８】
【表１】
0003957244.tif 000006
【０１０９】
〔触媒ｄ１〕
トリフェニルホスフィンである。
【０１１０】
〔触媒ｄ２〕
テトラフェニルホスフェートおよびテトラフェニルボレートの混合物（モル混合比１／１）である。
【０１１１】
〔低応力化剤〕
アクリロニトリル−ブタジエンゴムである。
【０１１２】
〔難燃剤〕
ブロム化エポキシフェノールノボラックである。
【０１１３】
〔難燃助剤〕
三酸化二アンチモンである。
【０１１４】
〔ワックス〕
ポリエチレンである。
【０１１５】
〔カップリング剤〕
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランである。
【０１１６】
【実施例１〜１３】
上記各成分を用い、下記の表２〜表３に示す割合で各成分を混合した。これをパレット上に受入れし、これを冷却後プレス圧延してシート状化することにより目的のシート状エポキシ樹脂組成物を作製した。また、得られたシート状エポキシ樹脂組成物中の塩素成分および有機酸成分の各含有量を併せて示した。なお、上記各成分の含有量の測定は、前述の方法にもとづき、有機酸成分はイオンクロマト測定機を用いて、全塩素量は電位差滴定を用いた。
【０１１７】
【表２】
0003957244.tif 000007
【０１１８】
【表３】
0003957244.tif 000008
【０１１９】
このようにして得られた各実施例のシート状エポキシ樹脂組成物（封止用樹脂シート）を用い、前述の半導体装置の製法における第１の態様（先の段落番号００３７に記載）に従って半導体装置を製造した。すなわち、図２に示すように、ボード１に設けられた球状のジョイントボール２を介して、上記ボード１上に上記各封止用樹脂シート１０を載置した後、図３に示すように、上記封止用樹脂シート１０上に半導体チップ３を載置した。その後、加熱温度１８０℃×荷重０．０６ｋｇ／個の条件で封止用樹脂シート１０を加熱溶融して、ボード１と半導体チップ３との空隙内に溶融状態の樹脂を充填し、熱硬化（条件：２００℃×２０分硬化）させることにより、図１に示すように、上記空隙が封止樹脂層４で樹脂封止された半導体装置を作製した。得られた半導体装置について、初期の通電チェックを行い、さらに、その半導体装置を用いて、プレッシャークッカーテスト〔ＰＣＴテスト（条件：１２１℃×２ａｔｍ×１００％ＲＨで２００時間放置）〕を行った後に通電チェックを行った。そして、不良が発生した割合（不良発生率）を算出した。この不良発生率とともに、不良が発生したものを×、全く不良が発生しなかったものを○として表示した。その結果を下記の表４〜表５に示す。
【０１２０】
【表４】
0003957244.tif 000009
【０１２１】
【表５】
0003957244.tif 000010
【０１２２】
上記表４〜表５の結果、初期の通電チェックおよびＰＣＴテスト２００時間後の通電チェックにおいて不良が全く発生しなかった。このことから、全ての実施例では、ボードと半導体チップとの空隙に封止樹脂層が形成されており、上記空隙内の封止用樹脂の充填が良好に行われているとともに、ボードと半導体チップとの接続がジョイントボールを介して強固に行われていることが明らかである。
【０１２３】
また、上記各実施例１〜１３のエポキシ樹脂組成物を用い、前述の半導体装置の製法の第２の態様（先の段落番号００５６に記載）に従って半導体装置を製造した。すなわち、図６に示すように、ジョイントボール２が設けられたボード１上に、上記ジョイントボール２を介して各封止用樹脂シート１０を載置した。ついで、この封止用樹脂シート１０を１８０℃で加熱溶融することにより、図６に示すように、上記ジョイントボール２の頭頂部が露出するよう、ボード１面に封止用樹脂層１３を形成した。つぎに、図７に示すように、上記封止用樹脂層１３からその頭頂部が露出したジョイントボール２と、半導体チップ３の電極部が当接するよう上記ボード１に半導体チップ３を搭載した。ついで、全体を加熱（１８０℃）して上記ボード１面に設けられた封止用樹脂層１３を溶融して溶融状態とし、加圧により半導体チップ３と上記ボード１とを接合（条件：２００℃×２０分で熱硬化）させることにより、図１に示すように、上記空隙が封止樹脂層４で樹脂封止された半導体装置を作製した。得られた半導体装置について、上記と同様、初期の通電チェックおよびＰＣＴテスト２００時間放置後の通電チェックを行った。その結果、先の評価結果と同様、初期の通電チェックおよびＰＣＴテスト２００時間後の通電チェックにおいて不良が全く発生しなかった。したがって、ボード１と半導体チップ３との空隙に封止樹脂層４が形成されており、上記空隙内の封止用樹脂の充填が良好に行われているとともに、ボードと半導体チップとの接続がジョイントボールを介して強固に行われていることが明らかである。
【０１２４】
さらに、上記各実施例１〜１３のエポキシ樹脂組成物を用い、前述の半導体装置の製法の第３の態様（先の段落番号００７８に記載）に従って半導体装置を製造した。すなわち、図１６に示すように、予め、半導体チップ３の片面に各封止用樹脂シート１４を貼着したものを準備した。ついで、複数のジョイントボール２が設けられたボード１上に、上記貼着された封止用樹脂シート１４が上記ジョイントボール２と当接するよう半導体チップ３を載置した。ついで、全体を加熱（１８０℃）することにより上記封止用樹脂シート１４を溶融して溶融状態とし、加圧により半導体チップ３と上記ボード１とを接合（条件：２００℃×２０分で熱硬化）させて、図１に示すように、半導体チップ３とボード１との空隙が封止樹脂層４で樹脂封止された半導体装置を作製した。得られた半導体装置について、上記と同様、初期の通電チェックおよびＰＣＴテスト２００時間放置後の通電チェックを行った。その結果、先の評価結果と同様、初期の通電チェックおよびＰＣＴテスト２００時間後の通電チェックにおいて不良が全く発生しなかった。したがって、ボード１と半導体チップ３との空隙に封止樹脂層４が形成されており、上記空隙内の封止用樹脂の充填が良好に行われているとともに、ボードと半導体チップとの接続がジョイントボールを介して強固に行われていることが明らかである。
【０１２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の半導体装置の製法は、複数の接続用電極部が介在して接続された、配線回路基板と半導体素子との間の空隙を封止樹脂層によって樹脂封止する際に、上記封止樹脂層を、上記配線回路基板と半導体素子との間にシート状の固形樹脂を介在させ、この固形樹脂を溶融させ、上記配線回路基板と半導体素子からの加圧を利用して形成する。とともに、上記固形樹脂中の塩素成分および有機酸成分の少なくとも一方により、上記接続用電極部表面の酸化膜の少なくとも一部を除去する。このように、上記シート状の固形樹脂を溶融させ、加圧することにより、上記配線回路基板と半導体素子との接合を完了させるため、樹脂封止が容易となる。また、上記固形樹脂中の塩素成分および有機酸成分の少なくとも一方により上記接続用電極部表面の酸化膜の少なくとも一部が除去されるため、従来のように、フラックス処理およびフラックス洗浄等を必要とせず、接続用電極部と接触し接合する部分との接着性が向上するとともに、製造工程の簡略化と低コスト化が実現する。
【０１２６】
さらに、上記固形樹脂中の塩素線分および有機成分の少なくとも一方とともに、固形樹脂中に含有された無機質充填剤によって上記接続用電極部表面の酸化膜の少なくとも一部の除去がなされることにより、効果的に酸化膜が除去され、接着性がより一層向上する。
【０１２７】
そして、上記接続用電極部表面の酸化膜の少なくとも一部の除去は、例えば、上記接続用電極部が設けられた配線回路基板上に、接続用電極部を介して塩素成分および有機酸成分の少なくとも一方を含有する封止用樹脂シートを載置した後、上記封止用樹脂シート上に半導体素子を載置し、ついで、上記封止用樹脂シートを加熱溶融し、上記配線回路基板と半導体素子からの加圧を利用して、上記配線回路基板と半導体素子との間に、上記溶融状態の封止用樹脂を充填し硬化させるとともに、上記接続用電極部表面の酸化膜の除去が効果的に行われる。
【０１２８】
また、上記接続用電極部表面の酸化膜の少なくとも一部の除去は、例えば、上記接続用電極部が設けられた配線回路基板上に、接続用電極部を介して塩素成分および有機酸成分の少なくとも一方とともに無機質充填剤を含有する封止用樹脂シートを載置した後、上記封止用樹脂シート上に半導体素子を載置し、ついで、上記封止用樹脂シートを加熱溶融し、上記配線回路基板と半導体素子からの加圧を利用して、上記配線回路基板と半導体素子との間に、上記溶融状態の封止用樹脂を充填し硬化させるとともに、上記接続用電極部表面の酸化膜の除去が効果的に行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の半導体装置の製法により得られた半導体装置の一例を示す断面図である。
【図２】  第１の態様における半導体装置の製造工程を示す説明断面図である。
【図３】  第１の態様における半導体装置の製造工程を示す説明断面図である。
【図４】  第１の態様における半導体装置の製造工程を示す説明断面図である。
【図５】  第１の態様における半導体装置の製造工程を示す説明断面図である。
【図６】  第２の態様における半導体装置の製造工程を示す説明断面図である。
【図７】  第２の態様における半導体装置の製造工程を示す説明断面図である。
【図８】  第２の態様における半導体装置の製造工程に用いる半導体素子搭載用基板の製造工程を示す説明断面図である。
【図９】  第２の態様における半導体装置の製造工程を示す説明断面図である。
【図１０】  第２の態様における半導体装置の製造工程を示す説明断面図である。
【図１１】  第２の態様における半導体装置の製造工程を示す説明断面図である。
【図１２】  第２の態様における半導体装置の製造工程を示す説明断面図である。
【図１３】  第２の態様のさらに他の例における半導体装置の製造工程を示す説明断面図である。
【図１４】  第２の態様のさらに他の例における半導体装置の製造工程を示す説明断面図である。
【図１５】  第２の態様のさらに他の例における半導体装置の製造工程を示す説明断面図である。
【図１６】  第３の態様における半導体装置の製造工程を示す説明断面図である。
【図１７】  第３の態様における半導体装置の製造工程を示す説明断面図である。
【図１８】  本発明の半導体装置の製法により得られた半導体装置の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１  配線回路基板
２  接続用電極部
３  半導体素子
４  封止樹脂層
１０  封止用樹脂シート
１４，１５  封止用樹脂層
１３  封止用樹脂層
１８  封止用樹脂シート
【図１】
0003957244.tif 000014
【図２】
0003957244.tif 000015
【図３】
0003957244.tif 000016
【図４】
0003957244.tif 000017
【図５】
0003957244.tif 000018
【図６】
0003957244.tif 000019
【図７】
0003957244.tif 000020
【図８】
0003957244.tif 000021
【図９】
0003957244.tif 000022
【図１０】
0003957244.tif 000023
【図１１】
0003957244.tif 000024
【図１２】
0003957244.tif 000025
【図１３】
0003957244.tif 000026
【図１４】
0003957244.tif 000027
【図１５】
0003957244.tif 000028
【図１６】
0003957244.tif 000029
【図１７】
0003957244.tif 000030
【図１８】
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