(57)【要約】【課題】樹脂層のはみ出しを抑制しつつ、互いに積層される回路部材同士の間で信頼性の高い電気的接続を実現する回路部材の接続方法を提供すること。【解決手段】本発明の回路部材の接続方法は、実装基板１（第１回路部材）と半導体素子２（第２回路部材）と半導体素子３（第３回路部材）と１／２間バンプ電極４１（１／２間接続用金属）と２／３間バンプ電極４３（２／３間接続用金属）と１／２間樹脂層５１と２／３間樹脂層５３とを準備する準備工程と、１／２間バンプ電極４１をその融点よりも低い温度に加熱しつつ実装基板１と半導体素子２とを１／２荷重で互いに押し付け、１／２実装体を得る１／２実装工程と、２／３間バンプ電極４３をその融点よりも低い温度に加熱しつつ１／２実装体と半導体素子３とを１／２荷重よりも大きい２／３荷重で互いに押し付け、１／２／３実装体を得る１／２／３実装工程と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面と、前記第１面側に設けられる第１端子と、を備える第１回路部材と、
第２ａ面と、前記第２ａ面側に設けられる第２ａ端子と、前記第２ａ面とは反対側に位置する第２ｂ面と、前記第２ｂ面側に設けられる第２ｂ端子と、を備える第２回路部材と、
第３面と、前記第３面側に設けられる第３端子と、を備える第３回路部材と、
前記第１端子および前記第２ａ端子の少なくとも一方に設けられる１／２間接続用金属と、
前記第２ｂ端子および前記第３端子の少なくとも一方に設けられる２／３間接続用金属と、
前記第１面および前記第２ａ面の少なくとも一方に設けられ、フラックス機能を有する１／２間樹脂層と、
前記第２ｂ面および前記第３面の少なくとも一方に設けられ、フラックス機能を有する２／３間樹脂層と、
を準備する準備工程と、
前記１／２間接続用金属をその融点よりも低い温度で加熱しつつ、前記１／２間接続用金属および前記１／２間樹脂層を介して、前記第１端子と前記第２ａ端子とを１／２荷重で互いに押し付け、１／２実装体を得る１／２実装工程と、
前記２／３間接続用金属をその融点よりも低い温度で加熱しつつ、前記２／３間接続用金属および前記２／３間樹脂層を介して、前記１／２実装体の前記第２ｂ端子と前記第３端子とを前記１／２荷重よりも大きい２／３荷重で互いに押し付け、１／２／３実装体を得る１／２／３実装工程と、
を有することを特徴とする回路部材の接続方法。
【請求項２】
前記１／２荷重は、前記２／３荷重の２０％以上９５％以下である請求項１に記載の回路部材の接続方法。
【請求項３】
前記準備工程は、さらに、
複数の前記第２回路部材として、第２Ａａ面と、前記第２Ａａ面側に設けられる第２Ａａ端子と、前記第２Ａａ面とは反対側に位置する第２Ａｂ面と、前記第２Ａｂ面側に設けられる第２Ａｂ端子と、を備える第２Ａ回路部材、および、第２Ｂａ面と、前記第２Ｂａ面側に設けられる第２Ｂａ端子と、前記第２Ｂａ面とは反対側に位置する第２Ｂｂ面と、前記第２Ｂｂ面側に設けられる第２Ｂｂ端子と、を備える第２Ｂ回路部材と、
前記第２Ａｂ端子および前記第２Ｂａ端子の少なくとも一方に設けられる２／２間接続用金属と、
前記第２Ａｂ面および前記第２Ｂａ面の少なくとも一方に設けられ、フラックス機能を有する２／２間樹脂層と、
を準備する工程であり、
前記１／２実装工程は、前記１／２間接続用金属をその融点よりも低い温度で加熱しつつ、前記１／２間接続用金属および前記１／２間樹脂層を介して、前記第１端子と前記第２Ａａ端子とを１／２荷重で互いに押し付け、１／２実装体を得る工程であり、
さらに、前記２／２間接続用金属をその融点よりも低い温度で加熱しつつ、前記２／２間接続用金属および２／２間樹脂層を介して、前記１／２実装体の前記第２Ａｂ端子と前記第２Ｂａ端子とを前記１／２荷重よりも大きい２／２荷重で互いに押し付け、１／２／２実装体を得る工程を有し、
前記１／２／３実装工程は、前記２／３間接続用金属をその融点よりも低い温度で加熱しつつ、前記２／３間接続用金属および前記２／３間樹脂層を介して、前記１／２／２実装体の前記第２Ｂｂ端子と前記第３端子とを前記２／２荷重よりも大きい２／３荷重で互いに押し付け、１／２／３実装体を得る工程である請求項１または２に記載の回路部材の接続方法。
【請求項４】
前記第２回路部材および前記第３回路部材は、それぞれ半導体部品である請求項１ないし３のいずれか１項に記載の回路部材の接続方法。
【請求項５】
前記半導体部品は、貫通電極を備える請求項４に記載の回路部材の接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路部材の接続方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化、軽量化、高性能化が要求され、多層プリント配線板においても、配線の微細化および高密度化が進んでいる。これに伴って、半導体チップを実装基板に実装する構造についても、薄型化および小型化の要請が強まっている。
【０００３】
そこで、半導体チップを実装基板に実装する方法として、半導体チップの電極表面に多数の突起電極（バンプ電極）を形成し、この突起電極を介してチップ側の電極と基板側の電極とを電気的に接続するフリップチップ実装が普及している。このようなフリップチップ実装によれば、接続構造の多ピン化および小型化が容易に実現される。
【０００４】
特許文献１には、バンプ電極（半田バンプ）を介して半導体チップを実装基板に接続することにより、半導体装置を製造することが開示されている。
【０００５】
また、この接続前の実装基板には、実装面を被覆する接着剤を被着させておき、接続の際には、この接着剤を介した状態で実装基板に対して半導体チップを加熱しつつ加圧する。これにより、半導体チップ側の電極と実装基板側の電極とが電気的に接続されるとともに、余分な接着剤が半導体チップの外側にはみ出す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３３２５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の接続方法では、半導体チップの外側にはみ出した余分な接着剤が、半導体チップや実装基板に付着し、不良品が発生したり、接続装置に付着したりする。また、複数の半導体チップを並べて実装する際には、はみ出した接着剤が実装を阻害することとなる。
【０００８】
また、近年では、複数の半導体チップを積層することによって高密度化を図る実装構造が検討されている。
【０００９】
しかしながら、このような実装構造では、半導体チップが順次積層されるため、一部の接続界面には、複数回の加圧力が累積されることとなる。このため、かかる接続界面では、接着剤のはみ出しが特に助長される。
【００１０】
本発明の目的は、樹脂層のはみ出しを抑制しつつ、互いに積層される回路部材同士の間で信頼性の高い電気的接続を実現する回路部材の接続方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような目的は、下記（１）〜（５）の本発明により達成される。
（１）  第１面と、前記第１面側に設けられる第１端子と、を備える第１回路部材と、
第２ａ面と、前記第２ａ面側に設けられる第２ａ端子と、前記第２ａ面とは反対側に位置する第２ｂ面と、前記第２ｂ面側に設けられる第２ｂ端子と、を備える第２回路部材と、
第３面と、前記第３面側に設けられる第３端子と、を備える第３回路部材と、
前記第１端子および前記第２ａ端子の少なくとも一方に設けられる１／２間接続用金属と、
前記第２ｂ端子および前記第３端子の少なくとも一方に設けられる２／３間接続用金属と、
前記第１面および前記第２ａ面の少なくとも一方に設けられ、フラックス機能を有する１／２間樹脂層と、
前記第２ｂ面および前記第３面の少なくとも一方に設けられ、フラックス機能を有する２／３間樹脂層と、
を準備する準備工程と、
前記１／２間接続用金属をその融点よりも低い温度で加熱しつつ、前記１／２間接続用金属および前記１／２間樹脂層を介して、前記第１端子と前記第２ａ端子とを１／２荷重で互いに押し付け、１／２実装体を得る１／２実装工程と、
前記２／３間接続用金属をその融点よりも低い温度で加熱しつつ、前記２／３間接続用金属および前記２／３間樹脂層を介して、前記１／２実装体の前記第２ｂ端子と前記第３端子とを前記１／２荷重よりも大きい２／３荷重で互いに押し付け、１／２／３実装体を得る１／２／３実装工程と、
を有することを特徴とする回路部材の接続方法。
【００１２】
（２）  前記１／２荷重は、前記２／３荷重の２０％以上９５％以下である上記（１）に記載の回路部材の接続方法。
【００１３】
（３）  前記準備工程は、さらに、
複数の前記第２回路部材として、第２Ａａ面と、前記第２Ａａ面側に設けられる第２Ａａ端子と、前記第２Ａａ面とは反対側に位置する第２Ａｂ面と、前記第２Ａｂ面側に設けられる第２Ａｂ端子と、を備える第２Ａ回路部材、および、第２Ｂａ面と、前記第２Ｂａ面側に設けられる第２Ｂａ端子と、前記第２Ｂａ面とは反対側に位置する第２Ｂｂ面と、前記第２Ｂｂ面側に設けられる第２Ｂｂ端子と、を備える第２Ｂ回路部材と、
前記第２Ａｂ端子および前記第２Ｂａ端子の少なくとも一方に設けられる２／２間接続用金属と、
前記第２Ａｂ面および前記第２Ｂａ面の少なくとも一方に設けられ、フラックス機能を有する２／２間樹脂層と、
を準備する工程であり、
前記１／２実装工程は、前記１／２間接続用金属をその融点よりも低い温度で加熱しつつ、前記１／２間接続用金属および前記１／２間樹脂層を介して、前記第１端子と前記第２Ａａ端子とを１／２荷重で互いに押し付け、１／２実装体を得る工程であり、
さらに、前記２／２間接続用金属をその融点よりも低い温度で加熱しつつ、前記２／２間接続用金属および２／２間樹脂層を介して、前記１／２実装体の前記第２Ａｂ端子と前記第２Ｂａ端子とを前記１／２荷重よりも大きい２／２荷重で互いに押し付け、１／２／２実装体を得る工程を有し、
前記１／２／３実装工程は、前記２／３間接続用金属をその融点よりも低い温度で加熱しつつ、前記２／３間接続用金属および前記２／３間樹脂層を介して、前記１／２／２実装体の前記第２Ｂｂ端子と前記第３端子とを前記２／２荷重よりも大きい２／３荷重で互いに押し付け、１／２／３実装体を得る工程である上記（１）または（２）に記載の回路部材の接続方法。
【００１４】
（４）  前記第２回路部材および前記第３回路部材は、それぞれ半導体部品である上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の回路部材の接続方法。
【００１５】
（５）  前記半導体部品は、貫通電極を備える上記（４）に記載の回路部材の接続方法。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、樹脂層のはみ出しを抑制しつつ、互いに積層される回路部材同士の間で信頼性の高い電気的接続を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の回路部材の接続方法の第１実施形態を説明するための断面図である。
【図２】本発明の回路部材の接続方法の第１実施形態を説明するための断面図である。
【図３】本発明の回路部材の接続方法の第１実施形態を説明するための断面図である。
【図４】本発明の回路部材の接続方法の第１実施形態を説明するための断面図である。
【図５】実装基板上に２つの半導体素子を併設するとともに、各半導体素子上にさらに半導体素子を積層する例を示す図である。
【図６】第１実施形態に係る回路部材の接続方法の第１変形例を説明するための断面図である。
【図７】第１実施形態に係る回路部材の接続方法の第２変形例を説明するための断面図である。
【図８】第１実施形態に係る回路部材の接続方法の第３変形例を説明するための断面図である。
【図９】本発明の回路部材の接続方法の第２実施形態を説明するための断面図である。
【図１０】本発明の回路部材の接続方法の第２実施形態を説明するための断面図である。
【図１１】本発明の回路部材の接続方法の第２実施形態を説明するための断面図である。
【図１２】本発明の回路部材の接続方法の第２実施形態を説明するための断面図である。
【図１３】本発明の回路部材の接続方法の第２実施形態を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の回路部材の接続方法について添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
≪第１実施形態≫
まず、本発明の回路部材の接続方法の第１実施形態について説明する。
【００２０】
図１〜４は、それぞれ、本発明の回路部材の接続方法の第１実施形態を説明するための断面図である。なお、以下の説明では、説明の便宜上、図１〜４の上方を「上」、下方を「下」として説明する。
【００２１】
本実施形態に係る回路部材の接続方法は、［１］実装基板１（第１回路部材）と半導体素子２（第２回路部材）と半導体素子３（第３回路部材）と１／２間バンプ電極４１（１／２間接続用金属）と２／３間バンプ電極４３（２／３間接続用金属）と１／２間樹脂層５１と２／３間樹脂層５３とを準備する準備工程と、［２］１／２間バンプ電極４１をその融点よりも低い温度に加熱しつつ実装基板１と半導体素子２とを１／２荷重で互いに押し付け、１／２実装体６を得る１／２実装工程と、［３］２／３間バンプ電極４３をその融点よりも低い温度に加熱しつつ１／２実装体６と半導体素子３とを前記１／２荷重よりも大きい２／３荷重で互いに押し付け、１／２／３実装体８を得る１／２／３実装工程と、を有する。
【００２２】
以下、各工程について順次説明する。
［１］まず、実装基板１と半導体素子２（半導体部品）と半導体素子３（半導体部品）とを準備する（準備工程）。
【００２３】
図１に示す実装基板１（第１回路部材）は、基層１１、配線層１２および保護膜１３を備えており、これらが図１の下方からこの順で積層されている。このような実装基板１では、上面１５ｂ（第１面）が、半導体素子２を搭載するための搭載面となっている。
【００２４】
基層１１は、シリコンのような半導体材料で構成されている。基層１１には、必要に応じて、図示しないトランジスター、ダイオード、抵抗等の回路素子が形成されていてもよい。
【００２５】
また、配線層１２は、実装基板１に搭載される半導体素子２と上述した回路素子とを電気的に接続したり、半導体素子２や回路素子と外部回路とを電気的に接続したり、回路素子同士または半導体素子２同士を電気的に接続したりする電気配線を含んでおり、これにより回路が形成されている。なお、各図では、回路素子や電気配線を省略または簡略化して図示している。
【００２６】
また、保護膜１３の構成材料としては、例えば、ポリイミド系樹脂、ポリベンゾオキサゾール系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂のような有機材料、酸化ケイ素、窒化ケイ素のような無機材料等が挙げられる。
【００２７】
実装基板１は、さらに、配線層１２の上面側に設けられ、配線層１２中の回路と電気的に接続された端子１４ｂ（第１端子）を備えている。端子１４ｂの上端は、保護膜１３よりも上方に突出しており、半導体素子２の端子と接触させ易くなっている。
【００２８】
なお、実装基板１は、上述のものに限定されず、例えば有機配線板、ガラス配線板、セラミック配線板等の各種回路部材で代替可能である。
【００２９】
図１に示す半導体素子２（第２回路部材）は、半導体チップ２１、配線層２２および保護膜２３を備えており、これらが図１の下方から順に積層されている。このような半導体素子２では、その下面２５ａ（第２ａ面）が、実装基板１に搭載される際の搭載面となっている。一方、半導体素子２の上面２５ｂ（第２ｂ面）は、半導体素子３が搭載される際の搭載面となっている。
【００３０】
半導体チップ２１は、シリコンのような半導体材料で構成されている。半導体チップ２１には、図示しないトランジスター、ダイオード、抵抗等の回路素子が形成されている。
【００３１】
また、配線層２２は、上述した回路素子同士を電気的に接続したり、回路素子と実装基板１のような外部回路とを電気的に接続したりする電気配線を含んでおり、これにより回路が形成されている。
【００３２】
また、保護膜２３の構成材料としては、例えば、保護膜１３の構成材料として挙げた材料が用いられる。
【００３３】
半導体素子２は、さらに、半導体チップ２１を厚さ方向に貫通する貫通電極２４１と、貫通電極２４１の下端に設けられ、半導体チップ２１の下面から下方に突出する端子２４ａ（第２端子）と、貫通電極２４１の上端に設けられ、半導体チップ２１の上面から上方に突出する端子２４ｂと、を備えている。貫通電極２４１と端子２４ａとの間および貫通電極２４１と端子２４ｂとの間は、それぞれ電気的に接続されている。
【００３４】
なお、貫通電極２４１は、例えばＴＳＶ（Through-Silicon Via）であり、具体的には銅、アルミニウム、鉄、ニッケル、金、銀等を含む金属材料で構成される。また、端子２４ａおよび端子２４ｂも、これらの金属材料で構成される。
【００３５】
また、半導体素子２が貫通電極２４１を備えることにより、半導体素子２を介してその下方と上方との間で電気的接続を図ることができる。このため、半導体素子２は、３次元的な積層構造を可能にする。このような積層構造は、半導体装置の小型化を可能にするとともに、集積回路の高密度化も可能にする。
【００３６】
なお、半導体素子２は、上述のもの、すなわち半導体部品に限定されず、例えば有機配線板、ガラス配線板、セラミック配線板等の各種回路部材で代替可能である。
【００３７】
このような半導体素子２を実装基板１上に積層することにより、信頼性の高い電気的接続が実現された接続構造を有する半導体装置が得られる。そして、実装基板１と半導体素子２とにより、後述する１／２実装体６が構成されることとなる。
【００３８】
図１に示す半導体素子３（第３回路部材）は、半導体チップ３１、配線層３２および保護膜３３を備えており、これらが図１の下方から順に積層されている。このような半導体素子３では、その下面３５ａ（第３面）が、１／２実装体６に搭載される際の搭載面となっている。
【００３９】
半導体チップ３１は、半導体チップ２１と同様、シリコンのような半導体材料で構成されている。半導体チップ２１には、図示しないトランジスター、ダイオード、抵抗等の回路素子が形成されている。
【００４０】
また、配線層３２は、配線層２２と同様の構成を有しており、保護膜３３も、保護膜２３と同様の構成を有している。
【００４１】
半導体素子３は、さらに、半導体チップ３１を厚さ方向に貫通する貫通電極３４１と、貫通電極３４１の下端に設けられ、半導体チップ３１の下面から下方に突出する端子３４ａ（第３端子）と、貫通電極３４１の上端に設けられ、半導体チップ３１の上面から上方に突出する端子３４ｂと、を備えている。貫通電極３４１と端子３４ａとの間および貫通電極３４１と端子３４ｂとの間は、それぞれ電気的に接続されている。
【００４２】
なお、貫通電極３４１は、例えばＴＳＶ（Through-Silicon Via）であり、具体的には銅、アルミニウム、鉄、ニッケル、金、銀等を含む金属材料で構成される。また、端子３４ａおよび端子３４ｂも、これらの金属材料で構成される。
【００４３】
また、半導体素子３は、上述のもの、すなわち半導体部品に限定されず、例えば有機配線板、ガラス配線板、セラミック配線板等の各種回路部材で代替可能である。
【００４４】
このような半導体素子３を１／２実装体６上に積層することにより、信頼性の高い電気的接続が実現された接続構造を有する半導体装置が得られる。そして、１／２実装体６と半導体素子３とにより、後述する１／２／３実装体８が構成されることとなる。
【００４５】
一方、準備工程では、１／２間バンプ電極４１および２／３間バンプ電極４３、ならびに、１／２間樹脂層５１および２／３間樹脂層５３も準備される。
【００４６】
このうち、１／２間バンプ電極４１は、例えばはんだバンプであり、半導体素子２の端子２４ａに設けられている。また、２／３間バンプ電極４３は、例えばはんだバンプであり、半導体素子３の端子３４ａに設けられている。
【００４７】
１／２間バンプ電極４１は、半導体素子２の端子２４ａと実装基板１の端子１４ｂとを電気的および機械的に接続し、２／３間バンプ電極４３は、半導体素子２の端子２４ｂと半導体素子３の端子３４ａとを電気的および機械的に接続している。
【００４８】
１／２間バンプ電極４１および２／３間バンプ電極４３を構成するはんだとしては、例えば、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のような鉛フリーはんだ等が挙げられる。このうち、Ｓｎを主成分とし、Ａｇを副成分とする鉛フリーはんだが好ましく用いられる。この鉛フリーはんだは、他の鉛フリーはんだに比べて金属接合強度が高く、接続信頼性が高い。このため、１／２間バンプ電極４１および２／３間バンプ電極４３を構成するはんだとして有用である。
【００４９】
また、１／２間バンプ電極４１および２／３間バンプ電極４３の融点は、構成するはんだの種類に応じて変わるが、一例として１３０〜３００℃であるのが好ましく、１８０〜２３０℃であるのがより好ましい。これにより、１／２間バンプ電極４１および２／３間バンプ電極４３を溶融する際に、他の部材に対して及ぶ熱影響を最小限に留めつつ、１／２間樹脂層５１および２／３間樹脂層５３が有するフラックス機能も十分に発現するため信頼性の高い電気的接続を図ることができる。
【００５０】
なお、１／２間バンプ電極４１を構成するはんだの種類と、２／３間バンプ電極４３を構成するはんだの種類とは、互いに同じであっても異なっていてもよいが、同じであることにより、加熱されたときの原子拡散の挙動が１／２間バンプ電極４１と２／３間バンプ電極４３との間で制御され易くなる。
【００５１】
また、図１に示す１／２間バンプ電極４１は、半導体素子２の端子２４ａに設けられているが、１／２間バンプ電極４１は、実装基板１の端子１４ｂに設けられていてもよく、端子２４ａと端子１４ｂの双方に設けられていてもよい。
【００５２】
同様に、図１に示す２／３間バンプ電極４３は、半導体素子３の端子３４ａに設けられているが、２／３間バンプ電極４３は、半導体素子２の端子２４ｂに設けられていてもよく、端子３４ａと端子２４ｂの双方に設けられていてもよい。
【００５３】
また、１／２間樹脂層５１は、半導体素子２の下面２５ａに設けられている。この１／２間樹脂層５１は、下面２５ａを覆うように設けられているとともに、端子２４ａおよび１／２間バンプ電極４１も覆うように設けられている。
【００５４】
この１／２間樹脂層５１は、フラックス機能を有している。このため、１／２間樹脂層５１を介して１／２間バンプ電極４１と端子１４ｂとが接するとき、１／２間樹脂層５１のフラックス機能が発揮され、１／２間バンプ電極４１を介して端子２４ａと端子１４ｂとの間を強固に金属接合することができる。
【００５５】
同様に、２／３間樹脂層５３は、半導体素子３の下面３５ａに設けられている。この２／３間樹脂層５３は、下面３５ａを覆うように設けられているとともに、端子３４ａおよび２／３間バンプ電極４３も覆うように設けられている。
【００５６】
この２／３間樹脂層５３は、フラックス機能を有している。このため、２／３間樹脂層５３を介して２／３間バンプ電極４３と端子２４ｂとが接するとき、２／３間樹脂層５３のフラックス機能が発揮され、２／３間バンプ電極４３を介して端子３４ａと端子２４ｂとの間を強固に金属接合することができる。
【００５７】
なお、本準備工程における１／２間樹脂層５１および２／３間樹脂層５３は、それぞれ未硬化または半硬化の状態である。かかる１／２間樹脂層５１および２／３間樹脂層５３は、それぞれ加熱によって適度な流動性を呈するため、バンプ電極と端子との間から樹脂層を排除することができ、樹脂噛みなく接合することができる。
【００５８】
また、図１の例では、１／２間樹脂層５１が半導体素子２の下面２５ａに設けられているが、１／２間樹脂層５１は、実装基板１の上面１５ｂに設けられていてもよく、下面２５ａと上面１５ｂの双方に設けられていてもよい。
【００５９】
同様に、図１の例では、２／３間樹脂層５３が半導体素子３の下面３５ａに設けられているが、２／３間樹脂層５３は、半導体素子２の上面２５ｂに設けられていてもよく、下面３５ａと上面２５ｂの双方に設けられていてもよい。
【００６０】
以下、１／２間樹脂層５１および２／３間樹脂層５３についてさらに詳述する。
本実施形態に係る１／２間樹脂層５１および２／３間樹脂層５３は、それぞれ例えば下記（ａ）〜（ｆ）の成分を含んでいる。なお、以下の説明では、１／２間樹脂層５１について代表に説明する。
【００６１】
（ａ）熱硬化性樹脂
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、シアネート樹脂、シリコーン樹脂、オキセタン樹脂、フェノール樹脂、（メタ）アクリレート樹脂、ポリエステル樹脂（不飽和ポリエステル樹脂）、ジアリルフタレート樹脂、マレイミド樹脂、ポリイミド樹脂（ポリイミド前駆体樹脂）、ビスマレイミド−トリアジン樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を含むものが用いられる。具体的には、熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、（メタ）アクリレート樹脂、フェノキシ樹脂、シアネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、マレイミド樹脂およびビスマレイミド−トリアジン樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種を含んでいることが好ましく、エポキシ樹脂を含んでいることがより好ましい。エポキシ樹脂は、硬化性および保存性に優れている。さらに、硬化後のエポキシ樹脂は、耐熱性、耐湿性および耐薬品性に優れている。なお、上述した熱硬化性樹脂は、上述した例に限定されるものではない。
【００６２】
上述したエポキシ樹脂は、例えば、１分子中にエポキシ基を２個以上含んでいる。具体的には、エポキシ樹脂としては、単官能エポキシ樹脂、二官能エポキシ樹脂、多官能エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００６３】
このうち、二官能エポキシ樹脂としては、例えば、ジアリルビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ｏ−アリルビスフェノールＡ型エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００６４】
また、多官能エポキシ樹脂としては、例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールナフトール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ナフタレン骨格型エポキシ樹脂、３，３’，５，５’−テトラメチル４，４’−ジヒドロキシビフェニル型エポキシ樹脂、４，４’−ジヒドロキシビフェニル型エポキシ樹脂、１，６−ジヒドロキシビフェニル型エポキシ樹脂、臭素化クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリス（ヒドロキシフェニル）メタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、１，６ナフタレンジオールのグリシジルエーテルのエポキシ樹脂、アミノフェノール類のトリグリシジルエーテルのエポキシ樹脂等が挙げられる。
【００６５】
そして、上述した熱硬化性樹脂は、これらのエポキシ樹脂の中から選択される１種または２種以上を含む。なお、樹脂組成物の信頼性を高めるために、エポキシ樹脂に含有されるイオン性不純物（例えば、Ｎａ＋またはＣｌ−）はできるだけ少ないことが好ましい。
【００６６】
上述したエポキシ樹脂は、２５℃において少なくとも一部が液状であることが好ましい。これにより、１／２間樹脂層５１を端子２４ａの周辺にも良好に充填することができる。さらに、半導体素子２の下面２５ａの凹凸（例えば、端子２４ａによって生じる凹凸）を効果的に埋め込むことができる。さらに、１／２間樹脂層５１をフィルム状にした場合、このフィルムに柔軟性および屈曲性を付与することができる。このため、ハンドリング性に優れたフィルムを得ることができる。
【００６７】
２５℃において少なくとも一部が液状であるエポキシ樹脂は、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ｏ−アリルビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、３，３’，５，５’−テトラメチル４，４’−ジヒドロキシビフェニル型エポキシ樹脂、４，４’−ジヒドロキシビフェニル型エポキシ樹脂、１，６−ジヒドロキシビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、臭素化クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、モノエポキシ化合物等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を含む。
【００６８】
なお、上述したモノエポキシ化合物は、例えば１，６ナフタレンジオールのグリシジルエーテル、アミノフェノール類のトリグリシジルエーテル、およびエポキシ基から選択される１種または２種以上を分子内に１つ有する。
【００６９】
また、上述したエポキシ樹脂は、特に、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂またはビスフェノールＦ型エポキシ樹脂であることが好ましい。これにより、１／２間樹脂層５１は半導体素子２に良好に密着し得るものとなる。さらに、１／２間樹脂層５１は、硬化後の機械的特性に優れたものとなる。
【００７０】
２５℃において少なくとも一部が液状であるエポキシ樹脂は、２５℃における粘度が５．０×１０２ｍＰａ・ｓ以上５．０×１０４ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、２５℃における粘度が８．０×１０２ｍＰａ・ｓ以上４．０×１０４ｍＰａ・ｓ以下であることがさらに好ましい。２５℃における粘度を前記範囲内とすることで、作製したフィルム（１／２間樹脂層５１）は適度な可撓性を有し、ハンドリング性に優れたものとなる。
【００７１】
また、エポキシ樹脂は、トリス（ヒドロキシフェニル）メタン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂等であってもよい。この場合、エポキシ樹脂は、ガラス転移点Ｔｇが高いため、熱信頼性が高くなる。また、エポキシ樹脂は、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂であってもよい。この場合、吸水性が低いものとなる。なお、ナフタレン型エポキシ樹脂とジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂を併用すると、ガラス転移点Ｔｇが高くなり、吸水性が低いものとなり、難燃性が向上する。
【００７２】
熱硬化性樹脂の含有量は、樹脂組成物の全体に対して、１０質量％以上７５質量％以下であることが好ましい。より具体的には、熱硬化性樹脂の含有量は、樹脂組成物の全体に対して、１５質量％以上４５質量％以下であることが好ましい。熱硬化性樹脂の含有量が上述した範囲内である場合、硬化後の１／２間樹脂層５１は、耐熱性および機械的特性が特に優れたものになる。ただし、熱硬化性樹脂の含有量は、上述した範囲に限定されるものではない。
【００７３】
（ｂ）フラックス機能を有する化合物
１／２間樹脂層５１は、前述したようにフラックス機能を有する。このフラックス機能は、１／２間樹脂層５１がフラックス機能を有する化合物を含むことによって発現する。フラックス機能が発現することによって、１／２間バンプ電極４１の表面に存在する金属酸化膜を除去し易くなり、良好な金属接合が実現される。
【００７４】
なお、１／２間バンプ電極４１は、後述する実装工程においては、その融点よりも低い温度において、端子１４ｂと端子２４ａとの接続に供される。したがって、１／２間バンプ電極４１がフラックス機能を有する化合物を含むことにより、低温であっても良好な金属接合を実現することができる。
【００７５】
フラックス機能を有する化合物としては、１／２間バンプ電極４１の表面の金属酸化膜を除去する機能を有するものであれば、特に限定されないが、カルボキシル基またはフェノール性水酸基のいずれか一方あるいは双方を備える化合物が好ましい。
【００７６】
また、フラックス機能を有する化合物としては、この他に、酸無水物化合物が挙げられる。
【００７７】
１／２間樹脂層５１の全固形分中におけるフラックス機能を有する化合物の配合量は、特に限定されないが、０．１質量％以上３０質量％以下であるのが好ましく、０．５質量％以上２０質量％以下であるのがより好ましく、１．０質量％以上１０質量％以下であるのが特に好ましい。
【００７８】
フラックス機能を有する化合物の配合量が、前記範囲内であることにより、フラックス機能を向上させることができるとともに、１／２間樹脂層５１を硬化した際に、未反応のエポキシ樹脂やフラックス機能を有する化合物が残存するのを防止することができ、耐マイグレーション性を向上することができる。
【００７９】
また、エポキシ樹脂の硬化剤として作用する化合物の中には、フラックス機能を有する化合物が存在する（以下、このような化合物を、「フラックス機能を有する硬化剤」ともいう。）。例えば、エポキシ樹脂の硬化剤として作用する、脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸等は、フラックス機能も有している。本実施形態では、このような、フラックス機能を有する硬化剤を、好適に用いることもできる。
【００８０】
なお、カルボキシル基を備えるフラックス機能を有する化合物は、分子中にカルボキシル基が１つ以上存在するものであり、液状であっても固体であってもよい。また、フェノール性水酸基を備えるフラックス機能を有する化合物は、分子中にフェノール性水酸基が１つ以上存在するものであり、液状であっても固体であってもよい。また、カルボキシル基およびフェノール性水酸基を備えるフラックス機能を有する化合物は、分子中にカルボキシル基およびフェノール性水酸基がそれぞれ１つ以上存在するものであり、液状であっても固体であってもよい。
【００８１】
これらのうち、カルボキシル基を備えるフラックス機能を有する化合物としては、脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸等が挙げられる。
【００８２】
カルボキシル基を備えるフラックス機能を有する化合物に係る脂肪族カルボン酸としては、例えば、下記一般式（１）で示される化合物や、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ピバル酸カプロン酸、カプリル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、オレイン酸、フマル酸、マレイン酸、シュウ酸、マロン酸、琥珀酸等が挙げられる。
【００８３】
ＨＯＯＣ−（ＣＨ２）ｎ−ＣＯＯＨ      （１）
（式（１）中、ｎは、１以上２０以下の整数を表す。）
【００８４】
カルボキシル基を備えるフラックス機能を有する化合物に係る芳香族カルボン酸としては、安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘミメリット酸、トリメリット酸、トリメシン酸、メロファン酸、プレーニト酸、ピロメリット酸、メリット酸、キシリル酸、ヘメリト酸、メシチレン酸、プレーニチル酸、トルイル酸、ケイ皮酸、サリチル酸（２−ヒドロキシ安息香酸）、３−ヒドロキシ安息香酸、４−ヒドロキシ安息香酸、２，３−ジヒドロキシ安息香酸、２，４−ジヒドロキシ安息香酸、ゲンチジン酸（２，５−ジヒドロキシ安息香酸）、２，６−ジヒドロキシ安息香酸、３，５−ジヒドロキシ安息香酸、浸食子酸（３，４，５−トリヒドロキシ安息香酸）、１，４−ジヒドロキシ−２−ナフトエ酸、３，５−ジヒドロキシ−２−ナフトエ酸等のナフトエ酸誘導体、フェノールフタリン、ジフェノール酸等が挙げられる。
【００８５】
これらのカルボキシル基を備えるフラックス機能を有する化合物のうち、フラックス機能を有する化合物が有する活性度、樹脂組成物の硬化時におけるアウトガスの発生量、および硬化後の樹脂組成物の弾性率やガラス転移温度等のバランスが良いという観点で、前記一般式（１）で示される化合物が好ましい。そして、前記一般式（１）で示される化合物のうち、ｎが３〜１０である化合物が、硬化後の１／２間樹脂層５１における弾性率が増加するのを抑制することができるとともに、半導体素子２や実装基板１等の回路部材同士の接着性を向上させることができる点で、好ましく用いることができる。
【００８６】
前記一般式（１）で示される化合物のうち、ｎが３〜１０である化合物としては、例えば、ｎ＝３のグルタル酸（ＨＯＯＣ−（ＣＨ２）３−ＣＯＯＨ）、ｎ＝４のアジピン酸（ＨＯＯＣ−（ＣＨ２）４−ＣＯＯＨ）、ｎ＝５のピメリン酸（ＨＯＯＣ−（ＣＨ２）５−ＣＯＯＨ）、ｎ＝８のセバシン酸（ＨＯＯＣ−（ＣＨ２）８−ＣＯＯＨ）およびｎ＝１０のＨＯＯＣ−（ＣＨ２）１０−ＣＯＯＨ−等が挙げられる。
【００８７】
フェノール性水酸基を備えるフラックス機能を有する化合物としては、フェノール類が挙げられる。具体的には、例えば、フェノール、ｏ−クレゾール、２，６−キシレノール、ｐ−クレゾール、ｍ−クレゾール、ｏ−エチルフェノール、２，４−キシレノール、２，５キシレノール、ｍ−エチルフェノール、２，３−キシレノール、メジトール、３，５−キシレノール、ｐ−ターシャリブチルフェノール、カテコール、ｐ−ターシャリアミルフェノール、レゾルシノール、ｐ−オクチルフェノール、ｐ−フェニルフェノール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＡＦ、ビフェノール、ジアリルビスフェノールＦ、ジアリルビスフェノールＡ、トリスフェノール、テトラキスフェノール等のフェノール性水酸基を含有するモノマー類等が挙げられる。
【００８８】
上述したようなカルボキシル基またはフェノール性水酸基のいずれか、あるいは、カルボキシル基およびフェノール性水酸基の両方を備える化合物は、エポキシ樹脂との反応で三次元的に取り込まれる。そのため、硬化後のエポキシ樹脂の三次元的なネットワークの形成を向上させるという観点からは、フラックス機能を有する化合物としては、フラックス機能を有する硬化剤を用いるのが好ましい。フラックス機能を有する硬化剤としては、例えば、１分子中に、エポキシ樹脂に付加することができる水酸基と、フラックス機能（酸化膜除去機能）を示すカルボキシル基と、を備える化合物が挙げられる。
【００８９】
このようなフラックス機能を有する硬化剤としては、サリチル酸（２−ヒドロキシ安息香酸）、３−ヒドロキシ安息香酸、４−ヒドロキシ安息香酸、２，３−ジヒドロキシ安息香酸、２，４−ジヒドロキシ安息香酸、ゲンチジン酸（２，５−ジヒドロキシ安息香酸）、２，６−ジヒドロキシ安息香酸、３，４−ジヒドロキシ安息香酸、没食子酸（３，４，５−トリヒドロキシ安息香酸）のような安息香酸誘導体、１，４−ジヒドロキシ−２−ナフトエ酸、３，５−ジヒドロキシ−２−ナフトエ酸、３，７−ジヒドロキシ−２−ナフトエ酸のようなナフトエ酸誘導体、フェノールフタリン、ジフェノール酸等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上が組み合わされて用いられる。
【００９０】
これらの中でも、フラックス機能の高さと、熱硬化性樹脂に対する適度な反応性とのバランスから、フラックス機能を有する化合物として、分子内にカルボキシル基と水酸基とを１つずつ有する化合物を用いることが好ましい。これにより、比較的低温での加熱条件においても、効果的に１／２間バンプ電極４１の表面の金属酸化膜を除去することができる。
【００９１】
特に好ましい化合物としては、分子内にフェノール性水酸基とカルボキシル基とを１つずつ有する化合物が挙げられ、具体的には、サリチル酸（２−ヒドロキシ安息香酸）、３−ヒドロキシ安息香酸、４−ヒドロキシ安息香酸を挙げることができる。
【００９２】
これらの化合物は、比較的入手容易であり、また、極めて高いフラックス活性を有することから、本実施形態に特に好ましく用いることができる。
【００９３】
また、１／２間樹脂層５１の全固形分中における、フラックス機能を有する硬化剤の配合量は、特に限定されないが、０．１質量％以上３０質量％以下であるのが好ましく、０．５質量％以上２０質量％以下であるのがより好ましく、１．０質量％以上１０質量％以下であるのが特に好ましい。これにより、１／２間樹脂層５１のフラックス機能を向上させることができるとともに、安定的に熱硬化性樹脂内に取り込まれる。
【００９４】
また、フラックス機能を有する酸無水物としては、脂肪族酸無水物、脂環式酸無水物、芳香族酸無水物等が挙げられる。
【００９５】
フラックス機能を有する化合物に係る脂肪族酸無水物としては、無水コハク酸、ポリアジピン酸無水物、ポリアゼライン酸無水物、ポリセバシン酸無水物等が挙げられる。
【００９６】
フラックス機能を有する化合物に係る脂環式酸無水物としては、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイミック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルシクロヘキセンジカルボン酸無水物等が挙げられる。
【００９７】
フラックス機能を有する化合物に係る芳香族酸無水物としては、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、エチレングリコールビストリメリテート、グリセロールトリストリメリテート等が挙げられる。
【００９８】
熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合、エポキシ樹脂とフラックス機能を有する化合物との配合比（質量比）は、特に限定されないが、（エポキシ樹脂／フラックス機能を有する化合物）が０．５以上１２以下であることが好ましく、２以上１０以下であることが特に好ましい。（エポキシ樹脂／フラックス機能を有する化合物）を前記範囲内とすることで、安定的に１／２間樹脂層５１を硬化させることができ、耐マイグレーション性を向上させることができる。
【００９９】
（ｃ）成膜性樹脂
成膜性樹脂は、１／２間樹脂層５１の成膜性を良好にする。成膜性樹脂は、有機溶媒に可溶であり、単独で膜を形成することができる。
【０１００】
成膜性樹脂は、例えば、（メタ）アクリル系樹脂、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、シロキサン変性ポリイミド樹脂、ポリブタジエン、ポリプロピレン、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン共重合体、ポリアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ポリアミド樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−アクリル酸共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリ酢酸ビニル、ナイロン等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を含むものが用いられる。具体的には、成膜性樹脂は、（メタ）アクリル系樹脂、フェノキシ樹脂およびポリイミド樹脂からなる群から選択される少なくとも１種を含んでいることが好ましい。なお、成膜性樹脂は、その構造中に、エポキシ基、（メタ）アクリル基、カルボキシル基、フェノール性水酸基等を有していてもよい。成膜性樹脂は、好ましくは、（メタ）アクリル系樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂およびアクリロニトリル−ブタジエン共重合体のいずれかである。この場合、成膜性樹脂は、可撓性に優れるため温度サイクル信頼性が向上する。なお、本実施形態において、「（メタ）アクリル系樹脂」とは、（メタ）アクリル酸の重合体、（メタ）アクリル酸の誘導体の重合体、（メタ）アクリル酸と他の単量体との共重合体、または（メタ）アクリル酸の誘導体と他の単量体との共重合体を意味する。さらに、「（メタ）アクリル酸」とは、「アクリル酸」または「メタクリル酸」を意味する。
【０１０１】
成膜性樹脂の重量平均分子量は、１万以上が好ましく、２万以上１００万以下がより好ましく、３万以上９０万以下がさらに好ましい。成膜性樹脂の重量平均分子量が前記範囲内であると、成膜性樹脂は、１／２間樹脂層５１の成膜性を特に高めることができる。
【０１０２】
なお、１／２間樹脂層５１をフィルムとして準備する場合、成膜性樹脂の含有量は、１／２間樹脂層５１の全体に対して、０．５質量％以上５０質量％以下であるのが好ましく、１質量％以上４０質量％以下であることがより好ましく、３質量％以上３５質量％以下であることがさらに好ましい。成膜性樹脂の含有量が前記範囲内であると、１／２間樹脂層５１の流動性を抑制することができ、フィルム（１／２間樹脂層５１）の取り扱いが容易になる。ただし、成膜性樹脂の含有量は、上述した範囲に限定されるものではない。
【０１０３】
（ｄ）硬化促進剤
硬化促進剤は、上述した（ａ）熱硬化性樹脂の硬化を促進する。硬化促進剤は、熱硬化性樹脂の種類に応じて適宜選択することができる。硬化促進剤は、例えば、イミダゾール化合物である。イミダゾール化合物は、例えば、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルヒドロキシイミダゾール、および２−フェニル−４−メチルヒドロキシイミダゾールからなる群より選択される１種または２種以上を含む。イミダゾール化合物は、接合性と硬化性とのバランスに優れ、特に、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ナフタレン骨格型エポキシ樹脂、トリス（ヒドロキシフェニル）メタン型エポキシ樹脂、またはジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂と組み合わせて用いることにより、その効果を高く発現することができる。さらに、イミダゾール化合物は、融点が１５０℃以上であることが好ましい。これにより、１／２間樹脂層５１の硬化が完了する前に、１／２間バンプ電極４１を構成する成分が、端子１４ｂの表面や端子２４ａの表面を移動し易くなる。これにより、端子１４ｂと１／２間バンプ電極４１との電気的接続および端子２４ａと１／２間バンプ電極４１との電気的接続を良好なものとすることができる。融点が１５０℃以上のイミダゾール化合物としては、例えば、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルヒドロキシイミダゾール、２−フェニル−４−メチルヒドロキシイミダゾール等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を含むものが用いられる。
【０１０４】
硬化促進剤の含有量は、１／２間樹脂層５１の全体において０．００５質量％以上１０質量％以下であるのが好ましく、０．０１質量％以上５質量％以下であるのがより好ましい。これにより、１／２間バンプ電極４１の溶融温度の近傍において１／２間樹脂層５１の粘度が高くなりすぎることを抑制することができる。さらに、１／２間樹脂層５１の保存性を更に向上させることができる。ただし、硬化促進剤の含有量は、上述した範囲に限定されるものではない。
【０１０５】
（ｅ）充填材
充填材は、１／２間樹脂層５１の線膨張係数を低下させるとともに、１／２間樹脂層５１の最低溶融粘度を調整する。充填材は、例えば、有機充填材および無機充填材の少なくとも一方を含んでいる。有機充填材としては、例えば、樹脂粒子、ゴム粒子等が挙げられる。無機充填材の構成材料としては、例えば、銀、酸化チタン、シリカ、マイカ、アルミナ、窒化アルミニウム、酸化チタン、窒化珪素、窒化ホウ素等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上が用いられる。
【０１０６】
充填材は、耐衝撃性の向上という観点からは、有機充填材を含んでいることが好ましい。この場合に用いる有機充填材は、例えば、ゴム成分を含むゴム粒子を含んでいることが好ましい。このゴム成分としては、例えば、アクリルゴム、シリコンゴム、ブタジエンゴム等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上が用いられる。これにより、１／２間樹脂層５１の硬化物の靱性を高めることができ、実装基板１と半導体素子２の接続構造の耐衝撃性を向上させることができる。なお、有機充填材は、コアシェル構造を有していてもよい。コアシェル構造の有機充填材としては、例えば、接合した際の回路部材の反り抑制特性に優れる、有機微粒子（ダウケミカル製：パラロイドＥＸＬ２６５５  耐衝撃強化剤）、応力緩和剤（三菱レイヨン製：メタブレン  Ｊ−５８００、Ｗ−５５００）等を例示することができる。
【０１０７】
充填材は、回路部材の接続構造の信頼性の向上という観点からは、無機充填材を含んでいることが好ましい。これにより、１／２間樹脂層５１の線膨張係数を低下することができ、回路部材の接続構造の信頼性を向上させることができる。より具体的には、無機充填材は、硬化後の１／２間樹脂層５１の熱伝導性の観点から、シリカを含んでいることが好ましい。シリカの形状は、例えば、破砕シリカおよび球状シリカの少なくとも一方である。本実施形態においては、シリカの形状が、球状シリカであることが好ましい。さらに、無機充填材は、熱伝導性を考慮した場合は、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化チタン、窒化珪素および窒化ホウ素からなる群から選択される１種または２種以上を含むことが好ましい。
【０１０８】
充填材は、耐衝撃性の向上および回路部材の接続構造の信頼性の向上という観点からは、無機充填材および有機充填材の双方を含んでいることが好ましい。
【０１０９】
充填材の平均粒子径は、特に限定されないが、５００ｎｍ以下であることが好ましく、３００ｎｍ以下であることがより好ましい。一方、充填材の平均粒子径の下限値は、例えば５ｎｍとされる。充填材の平均粒子径が前記範囲内である場合、１／２間樹脂層５１の粘度を適度なものとすることができる。さらに、１／２間樹脂層５１内で充填材が凝集することを抑制することができる。さらに、１／２間樹脂層５１を光が透過する際に、可視光の透過を充填材が阻害するのを低減することができる。この場合、端子２４ａや１／２間バンプ電極４１が１／２間樹脂層５１に埋め込まれていても、可視光を用いて端子２４ａの位置や１／２間バンプ電極４１の位置を良好に認識することができる。なお、充填材がシリカを含む場合、可視光の透過性はさらに良好なものとなる。これにより、半導体素子２の位置合わせが容易になる。ただし、充填材の平均粒子径は、上述した範囲に限定されるものではない。
【０１１０】
また、充填材の平均粒子径は、例えば、レーザー回折法によって得られた体積基準の粒度分布において、累積粒度が５０％になるときの粒径とされる。
【０１１１】
充填材の含有量は、１／２間樹脂層５１において、０．１質量％以上８０質量％以下であるのが好ましく、２０質量％以上７０質量％以下であるのがより好ましい。充填材の含有量が前記範囲内であると、１／２間樹脂層５１を硬化させた後において、半導体素子２と１／２間樹脂層５１の間の線膨張係数差を小さくすることができる。これにより、半導体素子２と１／２間樹脂層５１との間に生じる応力を低減することができる。このため、半導体素子２が１／２間樹脂層５１から剥離することをさらに確実に抑制することができる。さらに、充填材の含有量が前記範囲内であると、硬化後の１／２間樹脂層５１の弾性率が高くなりすぎるのを抑制することができる。このため、回路部材の接続構造の信頼性が上昇する。ただし、充填材の含有量は、上述した範囲に限定されるものではない。
【０１１２】
（ｆ）その他の添加剤
１／２間樹脂層５１は、必要に応じて、上述した（ａ）〜（ｅ）以外の成分を含んでいてもよい。例えば、本実施形態に係る１／２間樹脂層５１は、重量平均分子量が３００以上２５００以下であるフェノール系硬化剤を含んでいてもよい。これにより、１／２間樹脂層５１の硬化物のガラス転移温度を高めることができ、さらに、耐イオンマイグレーション性を向上させることが可能となる。また、１／２間樹脂層５１に適度な柔軟性を付与することができる。
【０１１３】
フェノール系硬化剤は、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡ型ノボラック樹脂、ビスフェノールＦ型ノボラック樹脂、およびビスフェノールＡＦ型ノボラック樹脂からなる群から選択される１種または２種以上を含む。より具体的には、フェノール系硬化剤は、フェノールノボラック樹脂またはクレゾールノボラック樹脂であることが好ましい。
【０１１４】
フェノール系硬化剤の含有量は、１／２間樹脂層５１の全体において、１質量％以上３０質量％以下であるのが好ましく、３質量％以上２５質量％以下であるのがより好ましい。フェノール系硬化剤の含有量を前記範囲内とすることで、半導体素子２の下面２５ａの凹凸を１／２間樹脂層５１で効果的に埋め込むことができる。さらに、フェノール系硬化剤の含有量を前記範囲内とすることで、１／２間樹脂層５１の硬化物のガラス転移温度を効果的に高めることができる。ただし、フェノール系硬化剤の含有量は、上述した範囲に限定されるものではない。
【０１１５】
フェノール系硬化剤の重量平均分子量は、３００以上２５００以下であることが好ましく、４００以上２３００以下であることが特に好ましい。これにより、１／２間樹脂層５１の硬化物のガラス転移温度を高めることができ、さらに耐イオンマイグレーション性を効率よく向上させることができる。また、１／２間樹脂層５１に適度な柔軟性を付与することができる。ここで、重量平均分子量は、ＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラム）により測定することができる。
【０１１６】
１／２間樹脂層５１は、シランカップリング剤をさらに含んでもよい。この場合、１／２間樹脂層５１を半導体素子２に良好に接着させることができる。シランカップリング剤は、例えば、エポキシシランカップリング剤および芳香族含有アミノシランカップリング剤から選択される１種または２種を含む。シランカップリング剤の配合量は、１／２間樹脂層５１の全体において、好ましくは０．０１質量％以上１０質量％以下であり、より好ましくは０．０５質量％以上５質量％以下であり、さらに好ましくは０．１質量％以上２質量％以下である。ただし、シランカップリング剤の配合量は、この範囲に限定されるものではない。
【０１１７】
１／２間樹脂層５１は、添加剤をさらに含んでいてもよい。添加剤は、例えば、可塑剤、安定剤、粘着付与剤、滑剤、酸化防止剤、帯電防止剤、および顔料から選択される１種または２種以上を含んでいる。
【０１１８】
１／２間樹脂層５１の形成材料は、上述した（ａ）〜（ｆ）の各成分を混合または分散させることによって調製することができる。各成分の混合方法および分散方法は特に限定されず、従来公知の方法で混合または分散させることができる。より具体的には、例えば、上述した形成材料は、前記各成分を溶媒中でまたは無溶媒下で混合して液状に調製される。このとき用いられる溶媒は、各成分に対して不活性である。溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、ジイソブチルケトン（ＤＩＢＫ）、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール（ＤＡＡ）のようなケトン類、ベンゼン、キシレン、トルエンのような芳香族炭化水素類、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコールのようなアルコール類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）、ブチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテートのようなセロソルブ類、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、二塩基酸エステル（ＤＢＥ）、３−エトキシプロピオン酸エチル（ＥＥＰ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を含むものが用いられる。溶媒の含有量は、溶媒の質量と形成材料の固形分の質量の合計に対する形成材料の質量の濃度が１０〜８０質量％となるように調整されるのが好ましい。
【０１１９】
［２］次に、１／２間バンプ電極４１をその融点よりも低い温度に加熱しつつ、図２（ａ）に示すように、実装基板１に対してその上方から半導体素子２を押し付ける（１／２実装工程）。すなわち、実装基板１と半導体素子２とを互いに押し付ける。これにより、実装基板１の端子１４ｂと半導体素子２の端子２４ａに設けられた１／２間バンプ電極４１とが、互いに接近し、接触する（図２（ｂ）参照）。
【０１２０】
そして、端子１４ｂと１／２間バンプ電極４１との間に介在している１／２間樹脂層５１は、端子１４ｂと１／２間バンプ電極４１との接近によって押し退けられる。その結果、端子１４ｂと１／２間バンプ電極４１とが接触したとき、その接触点では、１／２間樹脂層５１が除去された状態となる。
【０１２１】
ここで、本工程における加熱温度は、前述したように１／２間バンプ電極４１の融点よりも低い温度に設定される。このような温度では、１／２間バンプ電極４１は溶融しないものの、接触界面では相互に原子拡散が生じる。このため、端子１４ｂと１／２間バンプ電極４１との間で金属接合が生じ、端子１４ｂと端子２４ａとの間が１／２間バンプ電極４１を介して電気的および機械的に接続される（図２（ｃ）参照）。その結果、図３に示すように、実装基板１と半導体素子２とが積層されてなる１／２実装体６が得られる。
【０１２２】
また、このような温度に設定されることで、１／２間樹脂層５１の著しい軟化を抑えることができ、実装基板１と半導体素子２との間から１／２間樹脂層５１がはみ出すのを抑制することができるとともに、１／２間バンプ電極４１が溶融しないため、効率的に１／２間樹脂層５１を押し退けることができる。
【０１２３】
また、１／２間バンプ電極４１が加熱されるとき、それに伴って実装基板１や半導体素子２の温度も上昇する。ところで、実装基板１や半導体素子２では、それぞれ、主に半導体材料で構成された部材と主に樹脂材料で構成された部材とが積層されているので、反りが発生し易い。この反りは、加熱される温度が高いほど、大きくなる。
【０１２４】
そこで、本実施形態のように、１／２間バンプ電極４１がその融点よりも低い温度に加熱されることによって、本工程において実装基板１や半導体素子２が大きく反ってしまうのを抑制することができる。これにより、実装基板１や半導体素子２のサイズが大きい場合でも、反りに伴う変位量を小さく抑えることができる。その結果、例えば端子１４ｂと端子２４ａとを１対とする端子対が複数設けられている場合、端子対の位置によって端子間距離が不均一になるのを抑制することができる。その結果、端子対ごとの導電性の均一化を図ることができる。
【０１２５】
本工程における加熱温度は、１／２間バンプ電極４１の融点よりも低ければよいが、１／２間バンプ電極４１の融点をＴｍ１［℃］としたとき、Ｔｍ１−５℃以下であるのが好ましく、Ｔｍ１−１０℃以下であるのがより好ましく、Ｔｍ１−２０℃以下であることがさらに好ましい。これにより、１／２間バンプ電極４１を溶融させることがないので、本工程において１／２間バンプ電極４１が大きくつぶれてしまうのを避けることができる。また、実装基板１や半導体素子２の反りに伴う変位量を小さく抑えることができ、例えば端子対ごとの導電性の均一化を図ることができる。
【０１２６】
一方、本工程における加熱温度の下限値は、特に設定されないが、Ｔｍ１−７０℃以上であるのが好ましく、Ｔｍ１−５０℃以上であるのがより好ましい。これにより、１／２間樹脂層５１を十分に軟化させることができるので、端子１４ｂと１／２間バンプ電極４１との間に介在している１／２間樹脂層５１をより確実に押し退けることができる。また、１／２間樹脂層５１が有するフラックス機能が十分に発現するため、１／２間バンプ電極４１の表面の金属酸化膜を本工程において除去することができるので、良好な金属接合を生じさせることができる。
【０１２７】
なお、１／２間バンプ電極４１と端子１４ｂとの間および１／２間バンプ電極４１と端子２４ａとの間では、それぞれ原子拡散に伴う合金や金属間化合物の生成が生じていることが好ましい。
【０１２８】
また、本工程における具体的な加熱温度は、１／２間バンプ電極４１の融点に応じて適宜変化するが、一例として１５０℃以上２２０℃以下であるのが好ましく、１８０℃以上２２０℃以下であるのがより好ましい。
【０１２９】
また、本工程において加熱しつつ加圧する時間は、特に限定されないが、０．１秒以上６０秒以下であるのが好ましく、１秒以上１０秒以下であるのがより好ましい。これにより、複数の端子対がある場合でも、それらの加熱温度を十分に揃えることができ、端子対ごとの導電性の均一化を図ることができる。また、１／２間樹脂層５１を押し退けるのに十分な時間が確保される。
【０１３０】
なお、１／２間バンプ電極４１の加熱は、実装基板１と半導体素子２を互いに押し付けるための治具（例えばフリップチップボンダーのステージやヘッド等）を介した熱伝導によって行われる。
【０１３１】
また、本工程では、実装基板１の端子１４ｂと半導体素子２の端子２４ａとを互いに押し付けることにより、端子１４ｂと端子２４ａとの距離が十分に接近し、端子１４ｂと１／２間バンプ電極４１との間にある１／２間樹脂層５１をより確実に排除することができる。その結果、端子１４ｂと１／２間バンプ電極４１とが接触した状態をより確実に作り出すことができる。その結果、１／２間バンプ電極４１を介して端子１４ｂと端子２４ａとの間で、信頼性の高い電気的接続を図ることができる。一方、実装基板１の上面１５ｂと半導体素子２の下面２５ａとの間は、１／２間樹脂層５１を介して接着される。
【０１３２】
なお、本明細書では、本工程において実装基板１と半導体素子２とを互いに押し付ける際に加える荷重を、「１／２荷重」と称する。そして、後に詳述するが、この１／２荷重は、後述する２／３荷重よりも小さくなるように設定される。したがって、１／２荷重の大きさは、後述する２／３荷重の大きさに応じて適宜設定される。
【０１３３】
［３］次に、２／３間バンプ電極４３をその融点よりも低い温度に加熱しつつ、図３（ａ）に示すように、１／２実装体６に対してその上方から半導体素子３を押し付ける（１／２／３実装工程）。すなわち、１／２実装体６と半導体素子３とを互いに押し付ける。これにより、１／２実装体６の端子２４ｂと半導体素子３の端子３４ａに設けられた２／３間バンプ電極４３とが、互いに接近し、接触する（図３（ｂ）参照）。
【０１３４】
そして、端子２４ｂと２／３間バンプ電極４３との間に介在している２／３間樹脂層５３は、端子２４ｂと２／３間バンプ電極４３との接近によって押し退けられる。その結果、端子２４ｂと２／３間バンプ電極４３とが接触したとき、その接触点では、２／３間樹脂層５３が除去された状態となる。
【０１３５】
ここで、本工程における加熱温度は、前述したように２／３間バンプ電極４３の融点よりも低い温度に設定される。このような温度では、２／３間バンプ電極４３は溶融しないものの、接触界面では相互に原子拡散が生じる。このため、端子２４ｂと２／３間バンプ電極４３との間で金属接合が生じ、端子２４ｂと端子３４ａとの間が２／３間バンプ電極４３を介して電気的および機械的に接続される。その結果、図４に示すように、１／２実装体６と半導体素子３とが積層されてなる１／２／３実装体８が得られる。
【０１３６】
また、このような温度に設定されることで、２／３間樹脂層５３の著しい軟化を抑えることができ、２／３間樹脂層５３や１／２実装体６中の１／２間樹脂層５１がはみ出すのを抑制することができるとともに、２／３間バンプ電極４３や１／２間バンプ電極４１が溶融しないため、効率的に２／３間樹脂層５３や１／２間樹脂層５１を押し退けることができる。
【０１３７】
また、１／２実装工程と同様、１／２実装体６や半導体素子３が大きく反ってしまうのを抑制し、端子対ごとの導電性の均一化を図ることができる。
【０１３８】
本工程における加熱温度は、２／３間バンプ電極４３の融点よりも低ければよいが、２／３間バンプ電極４３の融点をＴｍ３［℃］としたとき、Ｔｍ３−５℃以下であるのが好ましく、Ｔｍ３−１０℃以下であるのがより好ましく、Ｔｍ３−２０℃以下であるのがさらに好ましい。これにより、２／３間バンプ電極４３を溶融させることがないので、本工程において１／２間バンプ電極４１や２／３間バンプ電極４３が大きくつぶれてしまうのを避けることができる。また、１／２実装体６や半導体素子３の反りに伴う変位量を小さく抑えることができ、例えば端子対ごとの導電性の均一化を図ることができる。
【０１３９】
一方、本工程における加熱温度の下限値は、特に設定されないが、Ｔｍ３−７０℃以上であるのが好ましく、Ｔｍ３−５０℃以上であるのがより好ましい。これにより、２／３間樹脂層５３を十分に軟化させることができるので、端子２４ｂと２／３間バンプ電極４３との間に介在している２／３間樹脂層５３をより確実に押し退けることができる。また、２／３間樹脂層５３が有するフラックス機能が十分に発現するため、２／３間バンプ電極４３の表面の金属酸化膜を本工程において除去することができるので、良好な金属接合を生じさせることができる。
【０１４０】
なお、２／３間バンプ電極４３と端子２４ｂとの間および２／３間バンプ電極４３と端子３４ａとの間では、それぞれ原子拡散に伴う合金や金属間化合物が生じていることが好ましい。
【０１４１】
また、本工程における具体的な加熱温度は、２／３間バンプ電極４３の融点に応じて適宜変化するが、一例として１５０℃以上２２０℃以下であるのが好ましく、１８０℃以上２２０℃以下であるのがより好ましい。
【０１４２】
また、本工程において加熱しつつ加圧する時間は、特に限定されないが、０．１秒以上６０秒以下であるのが好ましく、１秒以上１０秒以下であるのがより好ましい。これにより、複数の端子対がある場合でも、それらの加熱温度を十分に揃えることができ、端子対ごとの導電性の均一化を図ることができる。また、２／３間樹脂層５３を押し退けるのに十分な時間が確保される。
【０１４３】
なお、２／３間バンプ電極４３の加熱は、１／２実装体６と半導体素子３を互いに押し付けるための治具（例えばフリップチップボンダーのステージやヘッド等）を介した熱伝導によって行われる。
【０１４４】
また、本工程では、１／２実装体６の端子２４ｂと半導体素子３の端子３４ａとを互いに押し付ける際、前述した１／２荷重よりも大きい荷重を付与する。これにより、その分、１／２荷重を小さくすることができる。これは、本工程で付与する荷重を「２／３荷重」としたとき、２／３荷重が、端子２４ｂと端子３４ａとの間のみでなく、すでに１／２荷重が付与されている端子１４ｂと端子２４ａとの間にも付与されるためである。すなわち、端子１４ｂと端子２４ａとの間には、１／２荷重と２／３荷重の双方が付与されることになるため、荷重が累積して付与されることとなる。このような荷重の累積を考慮した場合、１／２荷重をある程度小さくしても、最終的に１／２間バンプ電極４１と端子１４ｂおよび端子２４ａとの間を接合しつつ、１／２間樹脂層５１のはみ出しを抑制することができる。
【０１４５】
換言すれば、端子１４ｂと端子２４ａとの間では、１／２間バンプ電極４１に荷重が累積されることを利用し、累積前の荷重では十分な金属接合が得られないとしても、累積後の荷重によって十分な金属接合が得られるように、１／２荷重を小さくすることが可能になる。
【０１４６】
また、本実施形態の場合、端子２４ｂと端子３４ａとの間には、荷重は累積されないので、２／３荷重は、それ自体が、２／３間バンプ電極４３と端子２４ｂおよび端子３４ａとの間に十分な金属接合が生じるような大きさである必要がある。したがって、仮に１／２荷重が２／３荷重と等しい場合、端子１４ｂと端子２４ａとの間には、２／３荷重の２倍の荷重が累積することとなり、累積後の荷重が過剰になってしまうおそれがある。これに対し、本実施形態のように、１／２荷重を２／３荷重よりも小さくすることによって、かかる過剰な荷重が累積的に付与されるのが防止される。
【０１４７】
ここで、端子１４ｂと端子２４ａとの間に加わる累積の荷重が過剰になると、前述したように、１／２間バンプ電極４１が大きくつぶれる。１／２間バンプ電極４１が大きくつぶれると、端子１４ｂと端子２４ａとの距離が縮まるとともに、実装基板１の上面１５ｂと半導体素子２の下面２５ａとの距離も縮まる。その結果、上面１５ｂと下面２５ａとの間に設けられた１／２間樹脂層５１が面方向に押しつぶされることとなり、１／２実装体６の縁部からはみ出してしまう。このようにして１／２実装体６の縁部からはみ出した１／２間樹脂層５１は、例えば、実装基板１上に複数の半導体素子２を搭載しようとするとき、隣り合う半導体素子２の搭載を阻害したり、あるいは、隣り合う半導体素子２同士の間の実装基板１を切断しようとするときに、その切断を阻害したりする。
【０１４８】
なお、端子１４ｂと端子２４ａとの間に位置する１／２間バンプ電極４１や１／２間樹脂層５１には、先に１／２荷重が付与された後、時間をおいて、２／３荷重が付与されることとなる。このとき、１／２間バンプ電極４１では、相対的に小さい１／２荷重が付与された時点で、１／２間樹脂層５１の硬化が進んでいる。このような硬化が進むことによって、１／２間樹脂層５１では、加熱や加圧に対する許容度が拡大し、その後に相対的に大きい２／３荷重が付与されたとしても、大きくつぶれ難くなる。
【０１４９】
つまり、１／２間樹脂層５１は、いきなり大きな荷重が付与されるのではなく、小さな荷重が付与された後、大きな荷重が付与されるという手順が踏まれることによって、累積後の荷重に対する許容範囲を拡大することができる。したがって、１／２間バンプ電極４１や１／２間樹脂層５１は、累積後の荷重が過剰でなければ、荷重が累積した場合でも大きくつぶれるのを避けることができる。
【０１５０】
以上のことから、本実施形態によれば、端子１４ｂと端子２４ａとの間に過剰な荷重が累積するのを防止することができるので、１／２間樹脂層５１が１／２実装体６の縁部からはみ出すのを抑制することができ、かつ、実装基板１と半導体素子２との間および半導体素子２と半導体素子３との間でそれぞれ信頼性の高い電気的接続が図られる。
【０１５１】
２／３荷重は、１／２荷重より大きければよいが、好ましくは１／２荷重に対して所定の割合に設定される。具体的には、１／２荷重が、好ましくは２／３荷重の２０％以上９５％以下となるように、より好ましくは３０％以上８０％以下となるように、２／３荷重が設定されればよい。これにより、１／２実装体６に対して複数回の荷重が加わったとしても、１／２間バンプ電極４１に過剰な荷重が累積されるのを抑制することができる。また、それとともに、１／２荷重によって実装基板１と半導体素子２とが互いに押し付けられたときに、実装基板１に対して半導体素子２を仮固定するのに必要な荷重が確保される。その結果、本工程において２／３荷重が付与されたとき、端子１４ｂと端子２４ａとの間がずれ難くなり、実装基板１に対する半導体素子２の搭載位置の精度が低下するのを防止することができる。
【０１５２】
なお、１／２荷重が前記下限値を下回る場合、１／２荷重が不十分になるので、端子１４ｂと端子２４ａとの間で金属接合がほとんど生じないおそれがある。このため、実装基板１に対して半導体素子２を仮固定するのが難しくなるおそれがある。一方、１／２荷重が前記上限値を上回る場合、端子１４ｂと端子２４ａとの間に過剰な荷重が累積される確率が高くなり、１／２間バンプ電極４１がつぶれ易くなって、１／２間樹脂層５１が１／２実装体６の縁部からはみ出すおそれがある。
【０１５３】
ここで、図５は、実装基板１上に２つの半導体素子２を併設するとともに、各半導体素子２上にさらに半導体素子３を積層する例を示す図である。
【０１５４】
図５に示す例では、１枚の実装基板１上に、所定の距離を隔てて２つの半導体素子２を搭載している。そして、各半導体素子２上には、半導体素子３をさらに積層している。半導体素子２同士の離間距離は、限定されないが、例えば５０〜５００μｍ程度とされる。
【０１５５】
このような例において、一方の半導体素子２の縁部から１／２間樹脂層５１がはみ出した場合、はみ出し量によっては、他方の半導体素子２の搭載領域に干渉し、他方の半導体素子２の搭載が阻害される。また、隣り合う搭載領域同士の間は、実装基板１を切断して個片化する際の切断線が引かれていることもあるが、一方の半導体素子２から１／２間樹脂層５１が切断線上にはみ出した場合、切断ツールが切断線を認識することができず、切断することができないおそれがある。
【０１５６】
したがって、１／２間樹脂層５１のはみ出しが抑制されることにより、上述したような問題の解消が図られることとなる。その結果、半導体素子２同士の離間距離を短縮することも可能になる。これにより、実装基板１上に搭載される半導体素子２や半導体素子３の高密度実装が可能になったり、あるいは、１枚の実装基板１から切り出される個片の数を増やしたりすることができる。
【０１５７】
１／２間樹脂層５１のはみ出し量は、８０μｍ以下であるのが好ましく、５０μｍ以下であるのがより好ましい。これにより、上述した樹脂層のはみ出しに伴う課題を解消することができる。また、本発明によれば、１／２間樹脂層５１のはみ出し量をこのような範囲内に抑える確率を高めることができる。
【０１５８】
以上のようにして１／２間樹脂層５１のはみ出しが抑制される一方、半導体素子２の端子２４ｂと半導体素子３の端子３４ａとの間では、荷重が累積されないので、前述したように、２／３荷重自体が、２／３間バンプ電極４３と端子２４ｂおよび端子３４ａとの間に十分な金属接合が生じるような大きさである必要がある。
【０１５９】
したがって、２／３荷重によって、端子２４ｂと端子３４ａとの間に付与される圧力は、５０ｋＰａ以上５００ｋＰａ以下であるのが好ましく、１００ｋＰａ以上３００ｋＰａ以下であるのがより好ましい。圧力を前記範囲内に設定することにより、本工程において２／３間バンプ電極４３と端子２４ｂおよび端子３４ａとの間でそれぞれ十分な原子拡散を生じさせるとともに、端子２４ｂと端子３４ａとの間にある２／３間樹脂層５３を十分に排除することができる。
【０１６０】
また、圧力が前記下限値を下回ると、２／３間バンプ電極４３を構成するはんだの種類や端子２４ｂおよび端子３４ａの構成材料によっては、２／３間バンプ電極４３と端子２４ｂおよび端子３４ａとの間に十分な金属接合が生じ難くなるおそれがある。一方、圧力が前記上限値を上回ると、２／３荷重自体が、２／３間バンプ電極４３と端子２４ｂおよび端子３４ａとの間に金属接合を生じさせるにあたって大き過ぎるため、１／２荷重の大きさによっては、端子１４ｂと端子２４ａとの間に過剰な荷重が累積されるおそれがある。
【０１６１】
なお、端子２４ｂと端子３４ａとを互いに押し付ける際の圧力は、１／２実装体６と半導体素子３とを互いに押し付ける際に加えた荷重を、半導体素子２の上面２５ｂと半導体素子３の下面３５ａとが重なっている部分の面積（共通部分の面積）で除することによって求められる。例えば、共通部分の面積が１００ｍｍ２である場合（１０ｍｍ×１０ｍｍの半導体素子２を用いた場合）、１０ｋＰａ以上５００ｋＰａ以下は、実装基板１と半導体素子２との間に１Ｎ以上５０Ｎ以下の荷重を加えたときに発生する圧力に相当する。
【０１６２】
［４］次に、得られた１／２／３実装体８を加熱する（加熱工程）。これにより、１／２間樹脂層５１および２／３間樹脂層５３を硬化させる。また、それとともに、１／２間バンプ電極４１と端子１４ｂおよび端子２４ａとの間、ならびに、２／３間バンプ電極４３と端子２４ｂおよび端子３４ａとの間において、それぞれ合金化が良好に進行する。
【０１６３】
ここで、上記加熱工程においては、１／２間樹脂層５１および２／３間樹脂層５３を硬化させた後に合金化を促進させる方法、１／２間樹脂層５１および２／３間樹脂層５３の硬化とともに合金化を促進させ、その後、さらに硬化を促進させる方法、１／２間樹脂層５１および２／３間樹脂層５３の硬化と合金化とを同時に行う方法などを採ることができる。
【０１６４】
なお、本工程は、必要に応じて行えばよく、例えば、前述した工程までの間で１／２間樹脂層５１および２／３間樹脂層５３が硬化している場合には、省略されてもよい。
【０１６５】
以上のようにして、実装基板１上に半導体素子２と半導体素子３とを積層してなる積層体（半導体装置）が得られる。
【０１６６】
このようにして複数の半導体素子が積層されることにより、半導体素子を３次元的に実装することが可能になる。これにより、小型でかつ高密度化が図られた半導体装置が実現される。また、半導体素子同士の配線長を短くすることができるので、半導体装置の低消費電力化および高性能化を図ることができる。
【０１６７】
その後、必要に応じて、半導体素子２や半導体素子３を封止材によって封止するようにしてもよい。
また、その後、必要に応じて、実装基板１を切断し、個片化するようにしてもよい。
【０１６８】
＜第１変形例＞
図６は、第１実施形態に係る回路部材の接続方法の第１変形例を説明するための断面図である。
【０１６９】
図６に示す変形例は、１／２間バンプ電極４１が、実装基板１の端子１４ｂに設けられ、かつ、半導体素子２の端子２４ａには設けられていない点が異なる以外、図１〜４に示す回路部材の接続方法と同様である。
【０１７０】
このように１／２間バンプ電極４１が設けられる位置を変えたとしても、前述したのと同様の効果、すなわち、１／２間樹脂層５１のはみ出しを抑制しつつ、実装基板１、半導体素子２および半導体素子３の間で信頼性の高い電気的接続を図ることができる。
【０１７１】
＜第２変形例＞
図７は、第１実施形態に係る回路部材の接続方法の第２変形例を説明するための断面図である。
【０１７２】
図７に示す変形例は、１／２間バンプ電極４１が、半導体素子２の端子２４ａと実装基板１の端子１４ｂの双方に設けられている点が異なる以外、図１〜４に示す回路部材の接続方法と同様である。
【０１７３】
このように１／２間バンプ電極４１が設けられる位置を変えたとしても、前述したのと同様の効果、すなわち、１／２間樹脂層５１のはみ出しを抑制しつつ、実装基板１、半導体素子２および半導体素子３の間で信頼性の高い電気的接続を図ることができる。
【０１７４】
＜第３変形例＞
図８は、第１実施形態に係る回路部材の接続方法の第３変形例を説明するための断面図である。なお、以下の説明では、説明の便宜上、図８の上方を「上」、下方を「下」として説明する。
【０１７５】
図８に示す変形例は、第１回路部材として、実装基板１に代えて半導体素子２と同様の半導体素子１’を用いるとともに、半導体素子１’、半導体素子２および半導体素子３が、それぞれ上下を反転させた状態で互いに積層されている点が異なる以外、図１〜４に示す回路部材の接続方法と同様である。換言すれば、本変形例に係る半導体素子１’、半導体素子２および半導体素子３は、それぞれ、素子面（基層２１、３１に対して配線層２２、３２が設けられている側の表面）が下方を向くようにフェイスダウンで配置されている。
【０１７６】
具体的には、本変形例に係る半導体素子１’、２は、それぞれ、保護膜２３、配線層２２および半導体チップ２１が図８の下方からこの順に積層されている。また、本変形例に係る半導体素子１’、２は、それぞれ、半導体チップ２１を厚さ方向に貫通する貫通電極２４１と、貫通電極２４１の下端に設けられ、半導体チップ２１の下面から下方に突出する端子２４ｂと、貫通電極２４１の上端に設けられ、半導体チップ２１の上面から上方に突出する端子２４ａと、を備えている。同様に、本変形例に係る半導体素子３は、貫通電極３４１と、貫通電極３４１の下端に設けられた端子３４ｂと、貫通電極３４１の上端に設けられた端子３４ａと、を備えている。
【０１７７】
ここで、本変形例では、バンプ電極４１’が、半導体素子１’の端子２４ｂに設けられている。また、１／２間バンプ電極４１は、半導体素子２の端子２４ｂに設けられており、２／３間バンプ電極４３は、半導体素子３の端子３４ｂに設けられている。
【０１７８】
このように半導体素子１’、半導体素子２および半導体素子３の配置方向を変えたときでも、前述したのと同様の効果、すなわち、１／２間樹脂層５１や２／３間樹脂層５３のはみ出しを抑制しつつ、半導体素子１’、半導体素子２および半導体素子３の間で信頼性の高い電気的接続を図ることができる。
【０１７９】
≪第２実施形態≫
次に、本発明の回路部材の接続方法の第２実施形態について説明する。
【０１８０】
図９〜１３は、本発明の回路部材の接続方法の第２実施形態を説明するための断面図である。なお、以下の説明では、説明の便宜上、図９〜１３の上方を「上」、下方を「下」として説明する。また、図９〜１３において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【０１８１】
以下、第２実施形態について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
【０１８２】
本実施形態は、実装基板１上に、３つの半導体素子を積層する方法である以外、第１実施形態と同様である。
【０１８３】
すなわち、本実施形態に係る回路部材の接続方法は、［１］実装基板１（第１回路部材）と半導体素子２Ａ（第２Ａ回路部材）と半導体素子２Ｂ（第２Ｂ回路部材）と半導体素子３（第３回路部材）と１／２間バンプ電極４１（１／２間接続用金属）と２／２間バンプ電極４２（２／２間接続用金属）と２／３間バンプ電極４３（２／３間接続用金属）と１／２間樹脂層５１と２／２間樹脂層５２と２／３間樹脂層５３とを準備する工程と、［２］１／２間バンプ電極４１をその融点よりも低い温度に加熱しつつ実装基板１と半導体素子２Ａとを１／２荷重で互いに押し付け、１／２実装体６を得る１／２実装工程と、［３］２／２間バンプ電極４２をその融点よりも低い温度に加熱しつつ１／２実装体６と半導体素子２Ｂとを前記１／２荷重よりも大きい２／２荷重で互いに押し付け、１／２／２実装体７を得る１／２／２実装工程と、［４］２／３間バンプ電極４３をその融点よりも低い温度に加熱しつつ１／２／２実装体７と半導体素子３とを前記２／２荷重よりも大きい２／３荷重で互いに押し付け、１／２／３実装体８を得る１／２／３実装工程と、を有する。
【０１８４】
以下、各工程について順次説明する。
［１］まず、実装基板１と半導体素子２Ａと半導体素子２Ｂと半導体素子３とを準備する（準備工程）。
【０１８５】
半導体素子２Ａおよび半導体素子２Ｂは、それぞれ第１実施形態に係る半導体素子２と同様の構成を有する。
【０１８６】
具体的には、半導体素子２Ａは、その下面２５Ａａ（第２Ａａ面）が、実装基板１に搭載される際の搭載面となっている。一方、半導体素子２Ａの上面２５Ａｂ（第２Ａｂ面）は、半導体素子２Ｂが搭載される際の搭載面となっている。
【０１８７】
一方、半導体素子２Ｂは、その下面２５Ｂａ（第２Ｂａ面）が、半導体素子２Ａに搭載される際の搭載面となっている。一方、半導体素子２Ｂの上面２５Ｂｂ（第２Ｂｂ面）は、半導体素子３が搭載される際の搭載面となっている。
【０１８８】
また、半導体素子２Ａは、貫通電極２４１の下端に設けられ、半導体チップ２１の下面から下方に突出する端子２４Ａａ（第２Ａａ端子）と、貫通電極２４１の上端に設けられ、半導体チップ２１の上面から上方に突出する端子２４Ａｂ（第２Ａｂ端子）と、を備えている。
【０１８９】
一方、半導体素子２Ｂは、貫通電極２４１の下端に設けられ、半導体チップ２１の下面から下方に突出する端子２４Ｂａ（第２Ｂａ端子）と、貫通電極２４１の上端に設けられ、半導体チップ２１の上面から上方に突出する端子２４Ｂｂ（第２Ｂｂ端子）と、を備えている。
【０１９０】
また、準備工程では、１／２間バンプ電極４１、２／２間バンプ電極４２および２／３間バンプ電極４３、ならびに、１／２間樹脂層５１、２／２間樹脂層５２および２／３間樹脂層５３も準備される。
【０１９１】
このうち、１／２間バンプ電極４１は、半導体素子２Ａの端子２４Ａａに設けられ、２／２間バンプ電極４２は、半導体素子２Ｂの端子２４Ｂａに設けられ、２／３間バンプ電極４３は、半導体素子３の端子３４ａに設けられている。
【０１９２】
２／２間バンプ電極４２は、第１実施形態に係る１／２間バンプ電極４１および２／３間バンプ電極４３と同様の構成を有する。
【０１９３】
なお、図９に示す２／２間バンプ電極４２は、半導体素子２Ｂの端子２４Ｂａに設けられているが、２／２間バンプ電極４２は、半導体素子２Ａの端子２４Ａｂに設けられていてもよく、端子２４Ｂａと端子２４Ａｂの双方に設けられていてもよい。
【０１９４】
また、１／２間樹脂層５１は、半導体素子２Ａの下面２５Ａａに設けられている。この１／２間樹脂層５１は、下面２５Ａａを覆うように設けられているとともに、端子２４Ａａおよび１／２間バンプ電極４１も覆うように設けられている。
【０１９５】
同様に、２／２間樹脂層５２は、半導体素子２Ｂの下面２５Ｂａに設けられている。この２／２間樹脂層５２は、下面２５Ｂａを覆うように設けられているとともに、端子２４Ｂａおよび２／２間バンプ電極４２も覆うように設けられている。
【０１９６】
この２／２間樹脂層５２は、フラックス機能を有している。このため、２／２間樹脂層５２を介して２／２間バンプ電極４２と端子２４Ａｂとが接するとき、２／２間樹脂層５２のフラックス機能が発揮され、２／２間バンプ電極４２を介して端子２４Ｂａと端子２４Ａｂとの間を強固に金属接合することができる。
【０１９７】
なお、本準備工程における２／２間樹脂層５２は、未硬化または半硬化の状態である。かかる２／２間樹脂層５２は、加熱によって適度な流動性を呈するため、２／２間バンプ電極４２と端子２４Ａｂとの間から２／２間樹脂層５２を排除することができ、いわゆる樹脂噛みを発生させることなく接合することができる。
【０１９８】
また、図９の例では、２／２間樹脂層５２が半導体素子２Ｂの下面２５Ｂａに設けられているが、２／２間樹脂層５２は、半導体素子２Ａの上面２５Ａｂに設けられていてもよく、下面２５Ｂａと上面２５Ａｂの双方に設けられていてもよい。
【０１９９】
［２］次に、１／２間バンプ電極４１をその融点よりも低い温度に加熱しつつ、図１０に示すように、実装基板１に対してその上方から半導体素子２Ａを押し付ける（１／２実装工程）。すなわち、実装基板１と半導体素子２Ａとを互いに押し付ける。これにより、実装基板１の端子１４ｂと半導体素子２Ａの端子２４Ａａに設けられた１／２間バンプ電極４１とが、互いに接近し、接触する。その結果、図１１に示すように、実装基板１と半導体素子２Ａとが積層されてなる１／２実装体６が得られる。
【０２００】
なお、本明細書では、本工程において実装基板１と半導体素子２Ａとを互いに押し付ける際に加える荷重を、「１／２荷重」と称する。そして、後に詳述するが、この１／２荷重は、後述する２／２荷重よりも小さくなるように設定される。したがって、１／２荷重の大きさは、後述する２／２荷重の大きさに応じて適宜設定される。
【０２０１】
［３］次に、２／２間バンプ電極４２をその融点よりも低い温度に加熱しつつ、図１１に示すように、１／２実装体６に対してその上方から半導体素子２Ｂを押し付ける（１／２／２実装工程）。すなわち、１／２実装体６と半導体素子２Ｂとを互いに押し付ける。これにより、１／２実装体６の端子２４Ａｂと半導体素子２Ｂの端子２４Ｂａに設けられた２／２間バンプ電極４２とが、互いに接近し、接触する。それとともに、端子２４Ａｂと２／２間バンプ電極４２とが接触し、その接触点では、２／２間樹脂層５２が除去された状態となる。
【０２０２】
ここで、本工程における加熱温度は、前述したように２／２間バンプ電極４２の融点よりも低い温度に設定される。このような温度では、２／２間バンプ電極４２は溶融しないものの、接触界面では相互に原子拡散が生じる。このため、端子２４Ａｂと端子２４Ｂａとの間が２／２間バンプ電極４２を介して電気的および機械的に接続される。その結果、図１２に示すように、１／２実装体６と半導体素子２Ｂとが積層されてなる１／２／２実装体７が得られる。
【０２０３】
また、このような温度に設定されることで、２／２間樹脂層５２の著しい軟化を抑えることができ、２／２間樹脂層５２や１／２実装体６中の１／２間樹脂層５１がはみ出すのを抑制することができるとともに、２／２間バンプ電極４２が溶融しないため、効率的に２／２間樹脂層５２を押し退けることができる。
【０２０４】
また、１／２実装工程と同様、１／２実装体６や半導体素子２Ｂが大きく反ってしまうのを抑制し、端子対ごとの導電性の均一化を図ることができる。
【０２０５】
本工程における加熱温度は、２／２間バンプ電極４２の融点よりも低ければよいが、２／２間バンプ電極４２の融点をＴｍ２［℃］としたとき、Ｔｍ２−５℃以下であるのが好ましく、Ｔｍ２−１０℃以下であるのがより好ましく、Ｔｍ２−２０℃以下であるのがさらに好ましい。これにより、２／２間バンプ電極４２を溶融させることがないので、本工程において１／２間バンプ電極４１や２／２間バンプ電極４２が大きくつぶれてしまうのを避けることができる。また、１／２実装体６や半導体素子２Ｂの反りに伴う変位量を小さく抑えることができ、例えば端子対ごとの導電性の均一化を図ることができる。
【０２０６】
一方、本工程における加熱温度の下限値は、特に設定されないが、Ｔｍ２−７０℃以上であるのが好ましく、Ｔｍ２−５０℃以上であるのがより好ましい。これにより、２／２間樹脂層５２を十分に軟化させることができるので、端子２４Ａｂと２／２間バンプ電極４２との間に介在している２／２間樹脂層５２をより確実に押し退けることができる。また、２／２間樹脂層５２が有するフラックス機能が十分に発現するため、２／２間バンプ電極４２の表面の金属酸化膜を本工程において除去することができるので、良好な金属接合を生じさせることができる。
【０２０７】
なお、２／２間バンプ電極４２と端子２４Ａｂとの間および２／２間バンプ電極４２と端子２４Ｂａとの間では、それぞれ原子拡散に伴う合金や金属間化合物が生じていることが好ましい。
【０２０８】
また、本工程における具体的な加熱温度は、２／２間バンプ電極４２の融点に応じて適宜変化するが、一例として１５０℃以上２２０℃以下であるのが好ましく、１８０℃以上２２０℃以下であるのがより好ましい。
【０２０９】
また、本工程において加熱しつつ加圧する時間は、特に限定されないが、０．１秒以上６０秒以下であるのが好ましく、１秒以上１０秒以下であるのがより好ましい。これにより、複数の端子対がある場合でも、それらの加熱温度を十分に揃えることができ、端子対ごとの導電性の均一化を図ることができる。また、２／２間樹脂層５２を押し退けるのに十分な時間が確保される。
【０２１０】
なお、２／２間バンプ電極４２の加熱は、１／２実装体６と半導体素子２Ｂを互いに押し付けるための治具（例えばフリップチップボンダーのステージやヘッド等）を介した熱伝導によって行われる。
【０２１１】
また、本工程では、１／２実装体６の端子２４Ａｂと半導体素子２Ｂの端子２４Ｂａとを互いに押し付ける際、後述する２／３荷重よりも小さければ、前述した１／２荷重より小さい荷重を付与しても、あるいは１／２荷重と等しい荷重を付与してもよいが、好ましくは１／２荷重よりも大きい荷重を付与する。
【０２１２】
これにより、その分、１／２荷重を小さくすることができる。これは、本工程で付与する荷重を「２／２荷重」としたとき、２／２荷重が、端子２４Ａｂと端子２４Ｂａとの間のみでなく、すでに１／２荷重が付与されている端子１４ｂと端子２４Ａａとの間にも付与されるためである。すなわち、端子１４ｂと端子２４Ａａとの間には、１／２荷重と２／３荷重の双方が付与されることになるため、荷重が累積して付与されることとなる。このような荷重の累積を考慮した場合、１／２荷重をある程度小さくしても、最終的に１／２間バンプ電極４１と端子１４ｂおよび端子２４Ａａとの間を接合しつつ、１／２間樹脂層５１のはみ出しを抑制することができる。
【０２１３】
換言すれば、端子１４ｂと端子２４Ａａとの間では、１／２間バンプ電極４１に荷重が累積されることを利用し、累積前の荷重では十分な金属接合が得られないとしても、累積後の荷重によって十分な金属接合が得られるように、１／２荷重を小さくすることが可能になる。
【０２１４】
ここで、端子１４ｂと端子２４Ａａとの間に加わる累積の荷重が過剰になると、前述したように、１／２間バンプ電極４１が大きくつぶれる。１／２間バンプ電極４１が大きくつぶれると、端子１４ｂと端子２４Ａａとの距離が縮まるとともに、実装基板１の上面１５ｂと半導体素子２Ａの下面２５Ａａとの距離も縮まる。その結果、上面１５ｂと下面２５Ａａとの間に設けられた１／２間樹脂層５１が面方向に押しつぶされることとなり、１／２実装体６の縁部からはみ出してしまう。このようにして１／２実装体６の縁部からはみ出した１／２間樹脂層５１は、第１実施形態と同様、様々な悪影響を及ぼす。
【０２１５】
なお、端子１４ｂと端子２４Ａａとの間に位置する１／２間バンプ電極４１や１／２間樹脂層５１には、先に１／２荷重が付与された後、時間をおいて、２／２荷重が付与されることとなる。このとき、１／２間バンプ電極４１では、相対的に小さい１／２荷重が付与された時点で、１／２間樹脂層５１の硬化が進んでいる。このような硬化が進むことによって、１／２間樹脂層５１では、加熱や加圧に対する許容度が拡大し、その後に相対的に大きい２／２荷重が付与されたとしても、大きくつぶれ難くなる。
【０２１６】
つまり、１／２間樹脂層５１は、いきなり大きな荷重が付与されるのではなく、小さな荷重が付与された後、大きな荷重が付与されるという手順が踏まれることによって、累積後の荷重に対する許容範囲を拡大することができる。したがって、１／２間バンプ電極４１や１／２間樹脂層５１は、累積後の荷重が過剰でなければ、荷重が累積した場合でも大きくつぶれるのを避けることができる。
【０２１７】
以上のことから、本実施形態によれば、端子１４ｂと端子２４Ａａとの間に過剰な荷重が累積するのを防止することができるので、１／２間樹脂層５１が１／２実装体６の縁部からはみ出すのを抑制することができる。
【０２１８】
２／２荷重は、前述したように、後述する２／３荷重より小さければ、１／２荷重と等しくても、あるいは１／２荷重よりも小さくてもよいが、好ましくは前述したように１／２荷重より大きくなるように設定される。
【０２１９】
そして、より好ましくは、第１実施形態における１／２荷重と２／３荷重との関係と同様の関係が成り立つように、１／２荷重と２／２荷重との関係が設定される。具体的には、１／２荷重が、好ましくは２／２荷重の２０％以上９５％以下となるように、より好ましくは３０％以上８０％以下となるように、２／２荷重が設定されればよい。これにより、１／２実装体６に対して複数回の荷重が加わったとしても、１／２間バンプ電極４１に過剰な荷重が累積されるのを抑制することができる。また、それとともに、１／２荷重によって実装基板１と半導体素子２Ａとが互いに押し付けられたときに、実装基板１に対して半導体素子２Ａを仮固定するのに必要な荷重が確保される。その結果、本工程において２／２荷重が付与されたとき、端子１４ｂと端子２４Ａａとの間がずれ難くなり、実装基板１に対する半導体素子２Ａの搭載位置の精度が低下するのを防止することができる。
【０２２０】
なお、１／２荷重が前記下限値を下回る場合、１／２荷重が不十分になるので、端子１４ｂと端子２４Ａａとの間で金属接合がほとんど生じないおそれがある。このため、実装基板１に対して半導体素子２Ａを仮固定するのが難しくなるおそれがある。一方、１／２荷重が前記上限値を上回る場合、端子１４ｂと端子２４Ａａとの間に過剰な荷重が累積される確率が高くなり、１／２間バンプ電極４１がつぶれ易くなって、１／２間樹脂層５１が１／２実装体６の縁部からはみ出すおそれがある。
【０２２１】
［４］次に、２／３間バンプ電極４３をその融点よりも低い温度に加熱しつつ、図１２に示すように、１／２／２実装体７に対してその上方から半導体素子３を押し付ける（１／２／３実装工程）。すなわち、１／２／２実装体７と半導体素子３とを互いに押し付ける。これにより、図１３に示すように、１／２／２実装体７と半導体素子３とが積層されてなる１／２／３実装体８が得られる。
【０２２２】
本工程は、前記第１実施形態に係る１／２／３実施工程と同様に行うことができる。
【０２２３】
また、本工程では、１／２／２実装体７の端子２４Ｂｂと半導体素子３の端子３４ａとを互いに押し付ける際、前述した１／２荷重および２／２荷重よりも大きい荷重を付与する。これにより、その分、１／２荷重および２／２荷重を小さくすることができる。これは、本工程で付与する荷重を「２／３荷重」としたとき、２／３荷重が、端子２４Ｂｂと端子３４ａとの間のみでなく、すでに１／２荷重と２／２荷重とが付与されている端子１４ｂと端子２４Ａａとの間や、すでに２／２荷重が付与されている端子２４Ａｂと端子２４Ｂａとの間にも付与されるためである。すなわち、端子１４ｂと端子２４Ａａとの間には、１／２荷重、２／２荷重および２／３荷重の全てが付与されることになるため、荷重が累積して付与されることとなる。このような荷重の累積を考慮した場合、１／２荷重や２／２荷重をある程度小さくしても、最終的に１／２間バンプ電極４１と端子１４ｂおよび端子２４Ａａとの間、ならびに、２／２間バンプ電極４２と端子２４Ａｂおよび端子２４Ｂａとの間を接合しつつ、１／２間樹脂層５１や２／２間樹脂層５２のはみ出しを抑制することができる。
【０２２４】
以上のことから、本実施形態によれば、端子１４ｂと端子２４Ａａとの間、および、端子２４Ａｂと端子２４Ｂａとの間に過剰な荷重が累積するのを防止することができるので、１／２間樹脂層５１および２／２間樹脂層５２が１／２／２実装体７の縁部からはみ出すのを抑制することができ、かつ、実装基板１と半導体素子２Ａとの間、半導体素子２Ａと半導体素子２Ｂとの間、および半導体素子２Ｂと半導体素子３との間でそれぞれ信頼性の高い電気的接続が図られる。
【０２２５】
２／３荷重は、１／２荷重および２／２荷重より大きければよいが、好ましくは２／２荷重に対して所定の割合に設定される。具体的には、２／２荷重が、好ましくは２／３荷重の２０％以上９５％以下となるように、より好ましくは３０％以上８０％以下となるように、２／３荷重が設定されればよい。これにより、前述した１／２／２実装工程において過剰な荷重が累積されるのを抑制するとともに、２／２荷重によって１／２実装体６と半導体素子２Ｂとが互いに押し付けられたときに、１／２実装体６に対して半導体素子２Ｂを仮固定するのに必要な荷重が確保される。その結果、本工程において２／３荷重が付与されたとき、端子２４Ｂｂと端子３４ａとの間がずれ難くなり、１／２／２実装体７に対する半導体素子３の搭載位置の精度が低下するのを防止することができる。
【０２２６】
なお、２／２荷重が前記下限値を下回る場合、２／２荷重が不十分になるので、端子２４Ａｂと端子２４Ｂａとの間で金属接合がほとんど生じないおそれがある。このため、１／２実装体６に対して半導体素子２Ｂを仮固定するのが難しくなるおそれがある。一方、２／２荷重が前記上限値を上回る場合、端子１４ｂと端子２４Ａａとの間や端子２４Ａｂと端子２４Ｂａとの間に過剰な荷重が累積される確率が高くなり、１／２間樹脂層５１や２／２間樹脂層５２が１／２／２実装体７の縁部からはみ出すおそれがある。
【０２２７】
２／２間樹脂層５２のはみ出し量は、８０μｍ以下であるのが好ましく、５０μｍ以下であるのがより好ましい。これにより、上述した樹脂層のはみ出しに伴う課題を解消することができる。本発明によれば、２／２間樹脂層５２のはみ出し量をこのような範囲内に抑える確率を高めることができる。
【０２２８】
［５］次に、得られた１／２／３実装体８を加熱する（加熱工程）。これにより、１／２間樹脂層５１、２／２間樹脂層５２および２／３間樹脂層５３を硬化させる。また、それとともに、１／２間バンプ電極４１と端子１４ｂおよび端子２４Ａａとの間、２／２間バンプ電極４２と端子２４Ａｂおよび端子２４Ｂａとの間、ならびに、２／３間バンプ電極４３と端子２４Ｂｂおよび端子３４ａとの間において、それぞれ合金化が良好に進行する。
本工程は、前記第１実施形態に係る加熱工程と同様に行うことができる。
【０２２９】
なお、本工程は、必要に応じて行えばよく、例えば、前述した工程までの間で１／２間樹脂層５１、２／２間樹脂層５２および２／３間樹脂層５３が硬化している場合には、省略されてもよい。以上のようにして、４つ以上の回路部材を積層する際にも、累積される荷重が過剰になるのを防止することができるので、樹脂層のはみ出しを抑制しつつ、信頼性の高い電気的接続が図られる。
【０２３０】
また、半導体素子の積層数を増やす場合には、例えば、半導体素子２Ａおよび半導体素子２Ｂと同等の半導体素子２を、半導体素子２Ｂと半導体素子３との間に追加すればよい。例えば、半導体素子２Ｂと半導体素子３との間に半導体素子２Ｃが追加される場合、半導体素子２Ｃと半導体素子２Ｂとの間には、前述した半導体素子２Ｂと半導体素子２Ａとの間で成り立つ関係性と同様の関係性が成り立つようにすればよい。これにより、半導体素子２の積層数によらず、各バンプ電極に累積する荷重が過剰になるのを防止し、樹脂層のはみ出しを抑制しつつ、信頼性の高い電気的接続が図られる。なお、半導体素子２の積層数は、特に限定されないが、合計で２〜５０程度とされる。
以上のような第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０２３１】
以上、本発明について、好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０２３２】
例えば、回路部材の接続方法では、前記実施形態に任意の工程が追加されていてもよい。
【実施例】
【０２３３】
以下、本発明の具体的実施例について説明する。
１．評価用サンプルの作製
（サンプルＮｏ．１）
［１］樹脂フィルム（樹脂層）の準備
＜樹脂ワニスの調製＞
まず、表１に示す成分を、表１に示す質量比率で混合するとともに、メチルエチルケトンに溶解・分散し、成分濃度５０質量％の樹脂ワニスを調製した。
【０２３４】
【表１】
2016219763.tif 000003
【０２３５】
＜樹脂フィルム（樹脂層）の作製＞
次いで、得られた樹脂ワニスを、基材ポリエステルフィルム（ベースフィルム、東レ株式会社製、商品名ルミラー）に厚さ５０μｍとなるように塗布して、１００℃、５分間乾燥して、厚さ２５μｍのフラックス機能を有する樹脂フィルム（樹脂層）を得た。
【０２３６】
［２］回路部材の準備
次に、回路素子および配線が形成されたシリコンウエハーを用意した。このウエハーの回路面にはＣｕ製の端子が形成されており、端子上部にＮｉとＡｕがそれぞれ約１μｍずつの厚さでめっきされている。さらに、このウエハーの裏面にもＣｕ製のパッドが露出しており、さらに、このパッドには融点２２１℃のＳｎＡｇ系の鉛フリーはんだで構成されたバンプ電極が設けられている。
【０２３７】
次に、このバンプ電極を覆うように、［１］で作製した樹脂フィルムをシリコンウエハーに貼り付けた。そして、基材ポリエステルフィルムを剥離して、樹脂フィルムのみを転移させた。
【０２３８】
次いで、樹脂フィルムを貼り付けたシリコンウエハーを、樹脂フィルムとともに切断して個片化し、樹脂フィルム付きの半導体素子を得た。なお、得られた半導体素子のサイズは１０ｍｍ×１０ｍｍであり、厚さは０．３ｍｍであった。
このようにして、同様の「樹脂フィルム付き半導体素子」を合計で７個準備した。
【０２３９】
一方、これとは別に、Ｃｕ製のパッド（端子）が形成され、Ｃｕ端子の上部にＮｉとＡｕがそれぞれ約１μｍずつの厚さでめっきされたシリコン製の実装基板を用意した。なお、実装基板のサイズは、６インチであり、厚さは０．６２５ｍｍであった。
【０２４０】
［３］回路部材同士の接続
次に、フリップチップボンダーにて、７個の樹脂フィルム付き半導体素子を順次ピックアップするとともに実装基板上に載置した。
【０２４１】
このプロセスでは、まず、１個目の樹脂フィルム付き半導体素子２Ａをピックアップし、バンプ電極を２００℃に加熱しつつ、１００ｋＰａ（１０．０Ｎ）で２秒間、実装基板に対して押し付けた（１／２実装工程）。
【０２４２】
次に、２個目の樹脂フィルム付き半導体素子２Ｂをピックアップし、バンプ電極を２００℃に加熱しつつ、１２５ｋＰａ（１２．５Ｎ）で２秒間、１個目の樹脂フィルム付き半導体素子２Ａに対して押し付けた（１／２／２実装工程）。
【０２４３】
次に、３個目の樹脂フィルム付き半導体素子２Ｃをピックアップし、バンプ電極を２００℃に加熱しつつ、１５０ｋＰａ（１５．０Ｎ）で２秒間、２個目の樹脂フィルム付き半導体素子２Ｂに対して押し付けた（１／２／２実装工程）。
【０２４４】
次に、４個目の樹脂フィルム付き半導体素子２Ｄをピックアップし、バンプ電極を２００℃に加熱しつつ、１７５ｋＰａ（１７．５Ｎ）で２秒間、３個目の樹脂フィルム付き半導体素子２Ｃに対して押し付けた（１／２／２実装工程）。
【０２４５】
次に、５個目の樹脂フィルム付き半導体素子２Ｅをピックアップし、バンプ電極を２００℃に加熱しつつ、２００ｋＰａ（２０．０Ｎ）で２秒間、４個目の樹脂フィルム付き半導体素子２Ｄに対して押し付けた（１／２／２実装工程）。
【０２４６】
次に、６個目の樹脂フィルム付き半導体素子２Ｆをピックアップし、バンプ電極を２００℃に加熱しつつ、２２５ｋＰａ（２２．５Ｎ）で２秒間、５個目の樹脂フィルム付き半導体素子２Ｅに対して押し付けた（１／２／２実装工程）。
【０２４７】
次に、７個目の樹脂フィルム付き半導体素子３をピックアップし、バンプ電極を２００℃に加熱しつつ、２５０ｋＰａ（２５．０Ｎ）で２秒間、６個目の樹脂フィルム付き半導体素子２Ｆに対して押し付けた（１／２／３実装工程）。このようにして１／２／３実装体を得た。
【０２４８】
なお、表２には、１／２実装工程における荷重（１／２荷重）および１／２／２実装工程における荷重（２／２荷重）が、１／２／３実装工程における荷重（２／３荷重）に対してどの程度の割合であるかを求め、「圧力比」として表示している。
【０２４９】
次に、１／２／３実装体を１８０℃、０．８ＭＰａ窒素雰囲気下で２時間、加熱した。これにより、樹脂フィルムを硬化させたのち、さらにリフロー炉にて２６０℃で５秒間加熱して、端子電極間の合金化を促進した。以上のようにして、実装基板上に７個の半導体素子を積層してなる評価用サンプルを得た（加熱工程）。
【０２５０】
（サンプルＮｏ．２）
実装工程の条件を表２に示すように変更し、加熱工程の条件を下記の通り変更した以外は、サンプルＮｏ．１の場合と同様にして評価用サンプルを得た。
【０２５１】
（サンプルＮｏ．２の加熱工程）
１／２／３実装体を２６０℃、０．５Ｎで５秒間、加熱して合金化を促進させたのち、さらに、半導体素子および実装基板を１８０℃、０．８ＭＰａ窒素雰囲気下で２時間、加熱して樹脂層を硬化させた。
【０２５２】
（サンプルＮｏ．３）
実装工程の条件を表２に示すように変更し、加熱工程の条件を下記の通り変更した以外は、サンプルＮｏ．１の場合と同様にして評価用サンプルを得た。
【０２５３】
（サンプルＮｏ．３の加熱工程）
１／２／３実装体を２２０℃、０．８ＭＰａ窒素雰囲気下で２時間、加熱した。これにより、樹脂フィルムを硬化させるとともに、端子電極間の合金化を促進させた。
【０２５４】
（サンプルＮｏ．４、５）
実装工程の条件を表２に示すように変更し、加熱工程の条件を下記の通り変更した以外は、それぞれ、サンプルＮｏ．１の場合と同様にして評価用サンプルを得た。
【０２５５】
（サンプルＮｏ．４とＮｏ．５の加熱工程）
１／２／３実装体を１８０℃、０．８ＭＰａ窒素雰囲気下で２時間、加熱した。これにより、樹脂フィルムを硬化させたのち、さらにリフロー炉にて２６０℃で５秒間加熱して、端子電極間の合金化を促進した。
【０２５６】
以上の作製条件を表２に示す。なお、表２では、本発明に相当するサンプルについて「実施例」とし、本発明に相当しないサンプルについて「比較例」としている。
【０２５７】
２．評価用サンプルの評価
２．１  樹脂フィルム（樹脂層）のはみ出し量の評価
まず、各実施例および比較例で得られた評価用サンプルを、光学顕微鏡で観察した。次いで、半導体素子の縁部からはみ出した樹脂フィルムのはみ出し長さを測定した。そして、測定したはみ出し長さを以下の評価基準に照らして評価した。
【０２５８】
＜樹脂フィルム（樹脂層）のはみ出し長さの評価基準＞
◎：樹脂フィルムのはみ出し長さが６０μｍ以下である
〇：樹脂フィルムのはみ出し長さが６０μｍ超８０μｍ以下である
△：樹脂フィルムのはみ出し長さが８０μｍ超１２０μｍ以下である
×：樹脂フィルムのはみ出し長さが１２０μｍ超である
評価結果を表２に示す。
【０２５９】
２．２  接続信頼性の評価
次に、各実施例および比較例で得られた評価用サンプルを、それぞれ２０個ずつ用意した。次いで、これらを温度サイクル試験に供した。この温度サイクル試験は、評価用サンプルを、−５５℃に３０分間曝した後、１２５℃に３０分間曝す試験を１サイクルとし、これを１００サイクルするものである。
【０２６０】
次に、温度サイクル試験に供した評価用サンプルを切断し、バンプ電極近傍の切断面を電子顕微鏡で観察した。続いて、観察像および端子間の導通状態に基づき、バンプ電極と端子との接合状態を検査した。そして、検査結果を以下の評価基準に照らして評価した。
【０２６１】
＜接続信頼性の評価基準＞
〇：バンプ電極と端子との接合状態が２０個全てで良好である
×：バンプ電極と端子との接合状態が１個以上不良である
評価結果を表２に示す。
【０２６２】
【表２】
2016219763.tif 000004
【０２６３】
表２から明らかなように、本発明に係る回路部材の接続方法では、樹脂層のはみ出しを抑制しつつ、半導体素子同士の間および半導体素子と実装基板との間で、それぞれ信頼性の高い電気的接続が図られていることが認められた。
一方、比較例では、樹脂層のはみ出しが大きいことが認められた。
【符号の説明】
【０２６４】
１                実装基板
１’              半導体素子
２                半導体素子
２Ａ              半導体素子
２Ｂ              半導体素子
３                半導体素子
６                １／２実装体
７                １／２／２実装体
８                １／２／３実装体
１１              基層
１２              配線層
１３              保護膜
１４ｂ            端子
１５ｂ            上面
２１              半導体チップ
２２              配線層
２３              保護膜
２４Ａａ          端子
２４Ａｂ          端子
２４Ｂａ          端子
２４Ｂｂ          端子
２４ａ            端子
２４ｂ            端子
２５Ａａ          下面
２５Ａｂ          上面
２５Ｂａ          下面
２５Ｂｂ          上面
２５ａ            下面
２５ｂ            上面
３１              半導体チップ
３２              配線層
３３              保護膜
３４ａ            端子
３４ｂ            端子
３５ａ            下面
４１              １／２間バンプ電極
４１’            バンプ電極
４２              ２／２間バンプ電極
４３              ２／３間バンプ電極
５１              １／２間樹脂層
５２              ２／２間樹脂層
５３              ２／３間樹脂層
２４１            貫通電極
３４１            貫通電極
【図１】
2016219763.tif 000005
【図２】
2016219763.tif 000006
【図３】
2016219763.tif 000007
【図４】
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【図５】
2016219763.tif 000009
【図６】
2016219763.tif 000010
【図７】
2016219763.tif 000011
【図８】
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【図９】
2016219763.tif 000013
【図１０】
2016219763.tif 000014
【図１１】
2016219763.tif 000015
【図１２】
2016219763.tif 000016
【図１３】
2016219763.tif 000017