(57)【要約】【課題】圧痕均一性が高く、良好な接続抵抗が得られる半導体モジュールの製造方法を提供する。【解決手段】配線基板１４の半導体チップ１２を実装する領域に異方性導電フィルム１３を配置し、半導体チップ１２を異方性導電フィルム１３上に配置する配置工程と、半導体チップ１２を、シート状の緩衝材１１を介して、押圧加熱部材１０により押圧及び加熱して、半導体チップ１２と配線基板１４を電気的に接続する圧着工程とを含み、半導体チップ１２は、バンプ形成面の一方の辺側に千鳥状に配置された複数列の出力バンプ１５が形成されると共に、対向する辺側に１列の入力バンプ１６が形成されていて、緩衝材１１は、複数列の出力バンプ１５に対応する部分１１ａが１列の入力バンプ１６に対応する部分１１ｂよりも厚い構成となっている。【選択図】図１
2016195200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板に異方性導電フィルムを介して半導体チップを実装する半導体モジュールの製造方法であって、
上記配線基板の上記半導体チップを実装する領域に上記異方性導電フィルムを配置し、該半導体チップを該異方性導電フィルム上に配置する配置工程と、
上記半導体チップを、シート状の緩衝材を介して、押圧加熱部材により押圧及び加熱して、該半導体チップと上記配線基板を電気的に接続する圧着工程とを含み、
上記半導体チップは、バンプ形成面の一方の辺側に千鳥状に配置された複数列の出力バンプが形成されると共に、対向する辺側に１列の入力バンプが形成されていて、
上記緩衝材は、上記複数列の出力バンプに対応する部分が上記１列の入力バンプに対応する部分よりも厚い構成となっていることを特徴とする半導体モジュールの製造方法。
【請求項２】
上記複数列の出力バンプは、２列に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体モジュールの製造方法。
【請求項３】
上記緩衝材は、上記複数列の出力バンプに対応する部分が、上記１列の入力バンプに対応する部分よりも、２０μｍ〜４０μｍの範囲で厚い構成となっていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体モジュールの製造方法。
【請求項４】
上記緩衝材は、上記複数列の出力バンプに対応する部分が、上記１列の入力バンプに対応する部分よりも、３０μｍ厚い構成となっていることを特徴とする請求項３に記載の半導体モジュールの製造方法。
【請求項５】
上記緩衝材は、上記１列の入力バンプに対応する部分を上記複数列の出力バンプに対応する部分よりも薄くするように削られることによって、該複数列の出力バンプに対応する部分が該１列の入力バンプに対応する部分よりも厚い構成となっていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の半導体モジュールの製造方法。
【請求項６】
上記緩衝材は、上記複数列の出力バンプに対応する部分に、さらに他の緩衝材を載置されているによって、該複数列の出力バンプに対応する部分が上記１列の入力バンプに対応する部分よりも厚い構成となっていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の半導体モジュールの製造方法。
【請求項７】
上記緩衝材は、上記複数列の出力バンプに対応する部分として該出力バンプが設けられる部位に対向する部位のみが上記１列の入力バンプに対応する部分よりも厚い構成となっていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の半導体モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体チップを配線基板に異方性導電フィルムにより接続する半導体モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体チップの高密度化や半導体実装用の基板の更なる小型化等に伴って、バンプ配列も高密度化している。このようにファインピッチに配列されたバンプを有する半導体チップを、異方性導電フィルムを介して配線基板に各バンプ間で導通抵抗を相違させないように確実に接続するためには、押圧の不均一性を解消する必要がある。
【０００３】
駆動回路基板と表示パネルの接続方法として、例えば特許文献１には、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）及びＣＯＦ（Chip on Film）のような異なる材質であり導体部の厚みに差がある場合に、基板に段差を設けるか、押圧ツールに段差を設けるか、あるいはクッション材に段差を設けることが記載されている。これにより、複数の駆動回路基板の中で、導体部の厚みが異なるものが存在する場合に、加圧・加熱手段で加圧した際、総厚みの大きい位置のＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）に掛かる実効圧力が、総厚みの小さい他の駆動回路基板の位置の異方性導電膜に掛かる実効圧力より大きくなるようにしたことが記載されている。
【０００４】
また、液晶ディスプレイにおける半導体チップは、ディスプレイの高精細化に伴い処理能力を高めるために、サイズが従来品よりも長く、幅広になっている。加えて、半導体チップの厚さも薄くなっている。このような幅広の半導体チップは、バンプのレイアウトによって千鳥状に配列された出力バンプの内側又は外側の圧痕均一性が低くなり、良好な接続抵抗が得られない場合がある。
【０００５】
この原因として、接続する際の圧力によって半導体チップの中央部が撓んだり、又は半導体チップとガラスの温度差で接続により形成された半導体モジュールに反りが生じることがある。また、高圧での圧着時や低温での圧着時に、ＡＣＦの凝集力が不十分となり、押圧及び加熱後に押し込まれた半導体チップの中央部が押し込まれる前に戻ろうとする。
【０００６】
そこで、例えば特許文献２には、半導体チップ内に複数のダミーバンプを設けることでＡＣＦ樹脂の充分な流れを確保することにより、ＡＣＦ樹脂の流量不足に起因してコーナー部付近の出力バンプの接続不良の発生を抑制することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３０３１３０号公報
【特許文献２】国際公開第２０１０／１４６８８４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
半導体チップの高密度のバンプ配列の例として、半導体チップのバンプ形成面の周縁部に複数列の千鳥状にバンプ配列することが挙げられる。しかしながら、出力バンプ側が、入力バンプ側と異なり、千鳥状に配列された複数列に半導体チップ上に形成されているので、バンプ間の密度が非常に高いために異方性導電フィルムの溶融物が均一に流動しないといった問題がある。
【０００９】
例えば、特許文献１には、ＦＰＣ及びＣＯＦのような異なる材質及び高さを有する２つの部品を同時に実装させるために押圧均一性を持たせる方法について記載されているが、半導体チップ上に、千鳥状に配列された出力バンプを形成したような密度の高いものについて接続抵抗を改善するための方法について記載がない。
【００１０】
また、半導体チップの実装構造について、例えば特許文献２には、半導体チップ上に、複数の入力バンプ及び出力バンプを設けるだけでなく、ダミーバンプも設けているので、バンプを設けた面積が増えるため、圧着時の推力が上昇するという問題がある。このような実装構造は、半導体チップ上に流動するＡＣＦ樹脂の排除不足が発生し、良好な接続状態が得られない場合がある。さらに、半導体チップ上にダミーバンプを設ける場合には、実装の際に半導体チップを作製し直さなければならず、多大なコストや手間が掛かる。
【００１１】
そこで、本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、圧痕均一性が高く、良好な接続抵抗が得られる半導体モジュールの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様は、配線基板に異方性導電フィルムを介して半導体チップを実装する半導体モジュールの製造方法であって、配線基板の半導体チップを実装する領域に異方性導電フィルムを配置し、半導体チップを異方性導電フィルム上に配置する配置工程と、半導体チップを、シート状の緩衝材を介して、押圧加熱部材により押圧及び加熱して、半導体チップと配線基板を電気的に接続する圧着工程とを含み、半導体チップは、バンプ形成面の一方の辺側に千鳥状に配置された複数列の出力バンプが形成されると共に、対向する辺側に１列の入力バンプが形成されていて、緩衝材は、複数列の出力バンプに対応する部分が１列の入力バンプに対応する部分よりも厚い構成となっていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の一態様によれば、押圧加熱部材により押圧及び加熱した場合に、密度の高い千鳥状に配列された複数列の出力バンプと入力バンプに対して、異方性導電フィルムの溶融物を均等に流動させることができる。
【００１４】
本発明の一態様では、複数列の出力バンプは、２列に配列されていることとしてもよい。
【００１５】
このようにすれば、押圧加熱部材により押圧及び加熱した場合に、２列の出力バンプが千鳥状に形成されているときには、異方性導電フィルムの溶融物が千鳥配列の長手方向の中央部近辺に滞留せずに圧着領域から排除されやすい。
【００１６】
本発明の一態様では、緩衝材は、複数列の出力バンプに対応する部分が、１列の入力バンプに対応する部分よりも、２０μｍ〜４０μｍの範囲で厚い構成となっていることとしてもよい。
【００１７】
このようにすれば、異方性導電フィルムの溶融物の流動性を上げることができ、その溶融物が密度の高い千鳥状に配列された出力バンプ間を均一に流動することができる。
【００１８】
本発明の一態様では、緩衝材は、複数列の出力バンプに対応する部分が、１列の入力バンプに対応する部分よりも、３０μｍ厚い構成となっていることとしてもよい。
【００１９】
このようにすれば、特に異方性導電フィルムの溶融物の流動性を上げることができ、その溶融物が密集している千鳥状に配列された出力バンプ間をより均一に流動することができるようになる。
【００２０】
本発明の一態様では、緩衝材は、１列の入力バンプに対応する部分を複数列の出力バンプに対応する部分よりも薄くするように削られることによって、複数列の出力バンプに対応する部分が１列の入力バンプに対応する部分よりも厚い構成となっていることとしてもよい。また、緩衝材は、複数列の出力バンプに対応する部分のみに、さらに他の緩衝材を載置されていることによって、複数列の出力バンプに対応する部分が１列の入力バンプに対応する部分よりも厚い構成となっていることとしてもよい。また、緩衝材は、複数列の出力バンプに対応する部分として出力バンプが設けられる部位に対向する部位のみが１列の入力バンプに対応する部分よりも厚い構成となっていることとしてもよい。
【００２１】
このようにすれば、出力バンプに対応する部分の厚さと入力バンプに対応する部分の厚さとが、最適な厚さの段差となるような緩衝材を容易に作製することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の半導体モジュールの製造方法によれば、異方性導電フィルムを押圧及び加熱することにより、千鳥状に配列された出力バンプ間にも異方性伝導フィルムの溶融物を均一に流動させることができる。このため、圧痕均一性が高く接続抵抗が良好な半導体モジュールを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体モジュールの製造方法を示す図であり、（Ａ）は配置工程を説明するための断面図であり、（Ｂ）は圧着工程を説明するための断面図であり、（Ｃ）は製造された半導体モジュールの断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る半導体モジュールの製造方法で使用する半導体チップの一例を示す平面図である。
【図３】（Ａ）乃至（Ｄ）は、本発明の実施形態における半導体モジュールの製造方法で使用する緩衝材の形状の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を具体的な実施形態（以下、「本実施の形態」という。）について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない限りにおいて適宜変更することができる。
【００２５】
［１．半導体モジュールの製造方法］
本実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る半導体モジュールの製造方法を示す図であり、（Ａ）は配置工程を説明するための断面図であり、（Ｂ）は圧着工程を説明するための断面図であり、（Ｃ）は製造された半導体モジュールの断面図である。図２は、本発明の実施形態に係る半導体モジュールの製造方法で使用する半導体チップの一例を示す平面図である。
【００２６】
本実施の形態に係る半導体モジュール１の製造方法は、押圧加熱部材１０と緩衝材１１と半導体チップ１２と異方性導電フィルム１３と配線基板１４とを配置する配置工程と、半導体チップ１２を、緩衝材１１を介して配線基板１４に接続する圧着工程とを有する。
【００２７】
＜１−１．配置工程＞
配置工程では、配線基板１４の半導体チップ１２を実装する領域に異方性導電フィルム１３を配置し、半導体チップ１２を異方性導電フィルム１３上に配置する。具体的には、半導体チップ１２を配線基板１４に実装する場合に、異方性導電フィルム１３を、半導体チップ１２を実装する領域に配置する。そして、位置合わせした半導体チップ１２を異方性導電フィルム１３上に配置する。
【００２８】
（半導体チップ）
本実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法で使用する半導体チップ１２は、複数列、例えば、図２に示すように２列の出力バンプ１５と１列の入力バンプ１６が形成されている。ここで、２列の出力バンプ１５は、半導体チップ１２の長手方向に沿って、一方の辺側に千鳥状に形成されていて、外側の出力バンプ１５ａと内側の出力バンプ１５ｂとからなる。一方、１列の入力バンプ１６は、半導体チップ１２の長手方向に対向する辺側に形成されている。
【００２９】
半導体チップ１２の形状は、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、長方形や正方形等が挙げられる。
【００３０】
半導体チップ１２に形成される出力バンプ１５と入力バンプ１６は、例えば、高さが数μｍ〜数十μｍ程度のＡｕやＣｕ等の導電性金属により形成されている。電極は、メッキ等により形成することができ、例えば表面のみを金メッキとすることも可能である。
【００３１】
（異方性導電フィルム）
異方性導電フィルム１３の含有成分としては、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、導電性粒子１７を少なくとも含有し、好ましくは膜形成樹脂と、硬化性樹脂と、硬化剤と、シランカップリング剤とを含有し、更に必要に応じて含有されるその他の成分が挙げられる。
【００３２】
導電性粒子１７としては、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、金、銀、ニッケル等の金属粒子、ベンゾグアナミン樹脂をＮｉ／Ａｕ薄膜で被膜した金属被覆樹脂粒子、これらの表面に絶縁樹脂薄膜で被覆した絶縁被覆導電性粒子等が挙げられる。これらの粒径は、一般に１μｍ〜１０μｍ、好ましくは２μｍ〜５μｍである。
【００３３】
導電性粒子１７は、異方性導電フィルム１３において、接続信頼性及び絶縁信頼性の点から、平均粒子密度が５００個／ｍｍ２〜５００００個／ｍｍ２が好ましい。
【００３４】
膜形成樹脂としては、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フェノキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ブタジエン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂等が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、製膜性、加工性、接続信頼性の点から、特にフェノキシ樹脂を単独で使用することが好ましい。
【００３５】
硬化性樹脂としては、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エポキシ樹脂やアクリレート樹脂等が挙げられる。ここで、エポキシ樹脂には、液状タイプのエポキシ樹脂や固体タイプのエポキシ樹脂等がある。
【００３６】
エポキシ樹脂としては、目的に応じて適宜選択することができ、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、ノボラック型エポキシ樹脂、これらの変性エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３７】
アクリレート樹脂としては、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、イソブチルアクリレート、エポキシアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート、テトラメチレングリコールテトラアクリレート、２−ヒドロキシ−１，３−ジアクリロキシプロパン、２，２−ビス［４−（アクリロキシメトキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（アクリロキシエトキシ）フェニル］プロパン、ジシクロペンテニルアクリレート、トリシクロデカニルアクリレート、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、ウレタンアクリレート等が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。また、前述したアクリレートをメタクリレートにしたものが挙げられ、これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３８】
硬化剤としては、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、２−エチル４−メチルイミダゾールに代表されるイミダゾール類；ラウロイルパーオキサイド、ブチルパーオキサイド、ベンジルパーオキサイド、ジラウロイルパーオキサイド、ジブチルパーオキサイド、ベンジルパーオキサイド、パーオキシジカーボネート、ベンゾイルパーオキサイド等の有機過酸化物；有機アミン類等のアニオン系硬化剤；スルホニウム塩、オニウム塩、アルミニウムキレート剤等のカチオン系硬化剤等が挙げられる。これらの中でも、低温速硬化性やポットライフ等の点から、芳香族スルホニウム塩を使用することが特に好ましい。
【００３９】
その他の成分としては、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トルエン等の有機溶剤等、顔料、防錆剤、充填剤、軟化剤、硬化促進剤等が挙げられる。その他の成分の添加量としては、目的に応じて適宜選択することができる。
【００４０】
異方性導電フィルム１３は、常法に従ってフィルム状に加工して得ることができる。なお、異方性導電フィルム１３の厚さは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００４１】
（配線基板）
配線基板１４は、図１（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、半導体チップ１２に接続する出力電極１８及び入力電極１９がパターン形成されている。本実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法で用いる配線基板１４の出力電極１８は、配線基板１４の外縁側の出力電極１８ａとその内側の出力電極１８ｂとからなる。
【００４２】
本実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法で使用する配線基板１４では、出力電極１８は出力バンプ１５と同一形状にしてもよく、入力電極１９は入力バンプ１６と同一形状にしてもよい。また、本実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法で使用する配線基板１４では、図１（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、外縁側の出力バンプ１５ａが外縁側の出力電極１８ａに対応し、内側の出力バンプ１５ｂが内側の出力電極１８ｂに対応し、入力バンプ１６が入力電極１９に対応する構成となっている。
【００４３】
なお、配線基板１４としては、異方性導電フィルム１３を用いた電気的な接続の対象となり得るものであれば、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フレキシブル配線基板、ガラス基板、ガラスエポキシ基板、積層配線基板、ディスプレイ用透明基板、樹脂配線基板等が挙げられる。これらの中でも、異方性導電フィルム１３にシランカップリング剤を含有する場合に、異方性導電フィルム１３と配線基板１４の接着性が向上するので、ガラス基板が特に好ましい。
【００４４】
＜１−２．圧着工程＞
圧着工程では、半導体チップ１２を、シート状の緩衝材１１を介して、押圧加熱部材１０により押圧及び加熱して、半導体チップ１２と配線基板１４を電気的に接続する。具体的には、まず、半導体チップ１２を、シート状の緩衝材１１を介して、押圧加熱部材１０により押圧及び加熱する。次に、押圧及び加熱により異方性導電フィルム１３が溶融して、その溶融した溶融物が千鳥状に配列された複数列の出力バンプ１５間と入力バンプ１６間に流動し、硬化する。そして、半導体チップ１２の出力バンプ１５と配線基板１４の出力電極１８の間及び入力バンプ１６と入力電極１９の間に導電性粒子１７をそれぞれ挟持することで、半導体チップ１２と配線基板１４を電気的に接続する。
【００４５】
（緩衝材）
緩衝材１１は、図１（Ａ）に示すように、複数列の出力バンプ１５に対応する部分１１ａの厚さｈ１が１列の入力バンプ１６に対応する部分１１ｂの厚さｈ２よりも厚い構成となるように形成されている。すなわち、緩衝材１１には、厚さｈ３の段差が設けられる形状となっている。ここで、出力バンプ１５に対応する部分１１ａとは、押圧加熱部材１０により半導体チップ１２に設けられている出力バンプ１５を押圧する領域を示し、入力バンプに対応する部分１１ｂとは、押圧加熱部材１０により半導体チップ１２に設けられている入力バンプ１６を押圧する領域を示している。
【００４６】
従来の方法では、押圧加熱部材１０により段差のない平滑なシート状の緩衝材を介して、千鳥状に配列された出力バンプ１５を有する半導体チップ１２と配線基板１４を電気的に接続した場合に、圧痕均一性の高い半導体モジュール１を得ることができなかった。その理由は、半導体チップ１２を、シート状の緩衝材１１を介して配線基板１４に電気的に接続した場合に、半導体チップ１２上の出力バンプ１５が千鳥状に複数配列されてバンプ間の密度が高いので、出力バンプ１５に対応する部分１１ａと入力バンプ１６に対応する部分１１ｂとを均一に押圧しても、異方性導電フィルム１３の溶融物が入力バンプ１６間を均一に流動する一方、出力バンプ１５間を均一に流動しないために、半導体チップ１２と配線基板１４間で接続不良となりうるからである。
【００４７】
そこで、本実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法では、複数列の出力バンプ１５に対応する部分１１ａが１列の入力バンプ１６に対応する部分１１ｂよりも厚い構成となるように形成された厚さｈ３の段差からなる緩衝材１１を用いることによって、異方性導電フィルム１３に対して出力バンプ１５に対応する部分１１ａを入力バンプ１６に対応する部分１１ｂよりも圧力を掛けることができる。これにより、押圧加熱部材により押圧した際に、入力バンプ１６に対応する部分１１ｂよりも出力バンプ１５に対応する部分１１ａに圧力が掛かり、異方性導電フィルム１３の溶融物が出力側の千鳥状に配列された複数列の出力バンプ１５間を流動することできる。このため、圧痕均一性が高くなり、接続抵抗が良好な半導体モジュール１を得ることができる。
【００４８】
本実施形態では、緩衝材１１は、複数列の出力バンプ１５に対応する部分１１ａが、１列の入力バンプ１６に対応する部分１１ｂよりも、２０μｍ〜４０μｍの範囲で厚い構成とすることを特徴とする。緩衝材１１の厚さｈ３の段差が２０μｍ未満である場合には、バンプ間の密度が高い出力バンプ１５に必要な圧力を掛けることができないので、異方性導電フィルムの溶融物が出力バンプ１５間に隅々まで流動せずに、圧痕均一性が低い半導体モジュール１が作製される。一方、緩衝材１１の厚さｈ３の段差が４０μｍを超える場合には、入力バンプ１６に圧力が掛からないので、異方性導電フィルムの溶融物が流動せず、圧痕均一性が低い半導体モジュール１が作製される。
【００４９】
したがって、押圧加熱部材１０により、緩衝材１１の厚さｈ３の段差が２０μｍ〜４０μｍの範囲である緩衝材１１を介して半導体チップ１２と配線基板１４を接続するのに押圧及び加熱した場合には、密度の高い千鳥状に配列された出力バンプ１５を入力バンプ１６よりも圧力を強く掛けることができ、異方性導電フィルム１３の溶融物が出力バンプ１５間を均一に流動することができる。
【００５０】
特に、複数列の出力バンプ１５に対応する部分１１ａが、１列の入力バンプ１６に対応する部分１１ｂよりも厚く、緩衝材１１の厚さｈ３の段差が３０μｍである場合には、上述した作用・効果が顕著に現れる。すなわち、異方性導電フィルム１３の溶融物の流動性を上げることができ、その溶融物が密集している千鳥状に配列された出力バンプ１５間をより均一に流動することができるようになる。
【００５１】
緩衝材１１の材質としては、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、テフロン（登録商標）やシリコーンゴム等を使用することが好ましい。これらの材質は、耐熱性や絶縁性等の点において優れている。
【００５２】
前述したように、本実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法では、緩衝材１１が複数列の出力バンプ１５に対応する部分１１ａが１列の入力バンプ１６に対応する部分１１ｂよりも厚い構成となっていることを特徴としている。このような緩衝材１１には、厚さｈ３の段差を設けたものとして各種態様がある。ここで、本実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法で使用する緩衝材１１の具体的な態様について、図３（Ａ）乃至（Ｄ）を参照して説明する。図３（Ａ）乃至（Ｄ）は、本発明の実施形態における半導体モジュールの製造方法で使用する緩衝材の形状の一例を示す断面図である。
【００５３】
緩衝材１１は、例えば、図３（Ａ）に示すように複数列の出力バンプ１５に対応する部分１１ａの厚さｈ１より入力バンプ１６に対応する部分１１ｂの厚さｈ２を薄く削ることによって、複数列の出力バンプ１５に対応する部分１１ａが１列の入力バンプ１６に対応する部分よりも厚い構成となるように形成された厚さｈ３の段差を設ける形状としている。これにより、最適な厚さｈ３の段差からなる緩衝材１１を容易に作製することができ、圧痕均一性を高めることができる。
【００５４】
また、緩衝材２１は、例えば、図３（Ｂ）に示すように複数列の出力バンプ１５に対応する部分２１ａとして出力バンプ１５が設けられる部位に対向する部位のみの厚さｈ１が１列の入力バンプ１６に対応する部分２１ｂの厚さｈ２よりも厚い構成となるように形成された厚さｈ３の段差を設ける形状としている。このような緩衝材２１は、半導体チップ１２の出力バンプ１５が形成されている領域に対向している部位のみが他の領域よりも厚い構成となっている。これにより、最適な厚さｈ３の段差からなる緩衝材２１を容易に作製することができ、圧痕均一性を高めることができる。
【００５５】
また、緩衝材３１は、例えば、図３（Ｃ）に示すように複数列の出力バンプ１５に対応する部分３１ａにさらに他の緩衝材３１ｂを載置されていることによって、複数列の出力バンプ１５に対応する部分３１ａの厚さｈ１が入力バンプ１６に対応する部分３１ｃの厚さｈ２より厚い構成となるように形成された厚さｈ３の段差を設ける形状としている。これにより、最適な厚さｈ３の段差からなる緩衝材３１を容易に作製することができ、圧痕均一性を高めることができる。
【００５６】
また、緩衝材４１は、例えば、図３（Ｄ）に示すように複数列の出力バンプ１５に対応する部分４１ａの厚さｈ１の緩衝材と入力バンプ１６に対応する部分４１ｂの厚さｈ２の緩衝材とを隣接するように載置され、複数列の出力バンプ１５に対応する部分４１ａの厚さｈ１が入力バンプ１６に対応する部分４１ｂの厚さｈ２より厚い構成となるように形成された厚さｈ３の段差を設ける形状としている。これにより、最適な厚さｈ３の段差からなる緩衝材１１を容易に作製することができ、圧痕均一性を高めることができる。なお、緩衝材４１は、例えば、出力バンプ１５に対応する部分として出力バンプ１５が設けられる部位に対向する部位のみ及び入力バンプ１６に対応する部分として入力バンプ１６が設けられる部位に対向する部位のみに、分離して載置されてもよい。
【００５７】
（押圧加熱部材）
押圧加熱部材１０としては、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ヒートツールや加熱ボンダー等の押圧及び加熱手段が挙げられる。
【００５８】
押圧加熱部材１０の形状としては、目的に応じて適宜選択することができるが、半導体チップ１２と配線基板１４とを接続することを考慮して、押圧加熱部材１０の接触面がシート状の緩衝材１１の底面と同じ、又はそれ以上の大きさであることが好ましい。
【００５９】
押圧加熱部材１０の加熱温度としては、目的に応じて適宜選択することができるが、１４０℃〜２００℃に設定することが好ましい。また、押圧加熱部材１０の圧力としては、目的に応じて適宜選択することができるが、０．１ＭＰａ〜８０ＭＰａに設定することが好ましい。さらに、押圧加熱部材１０による押圧及び加熱の時間としては、目的に応じて適宜選択することができるが、０．５秒間〜１２０秒間に設定することが好ましい。
【００６０】
前述した緩衝材１１と押圧加熱部材１０を用いて圧着を行う圧着工程で、押圧加熱部材１０により押圧及び加熱が開始されると、異方性導電フィルム１３が溶融し、その溶融した溶融物により配線基板１４に対して接着性を生じさせる。次に、その溶融物が千鳥状に配列された複数列の出力バンプ１５の中央部付近に滞留せずに、出力バンプ１５の端部まで流動し、熱硬化する。そして、図１（Ｂ）に示すように、導電性粒子１７が半導体チップ１２の出力バンプ１５と配線基板１４の出力電極１８間及び半導体チップ１２の入力バンプ１６と配線基板の入力電極１９間に存在するように分散された状態で、挟持されて固定されることにより、出力バンプ１５と出力電極１８及び入力バンプ１６と入力電極１９が、電気的に導通する。
【００６１】
したがって、図１（Ｃ）に示すように、半導体チップ１２を、シート状の緩衝材１１を介して配線基板１４と異方性導電フィルム１３により電気的に接続されている半導体モジュール１が得られる。
【００６２】
以上より、本実施の形態に係る半導体モジュールの製造方法では、入力バンプに対応する部分１１ｂよりも出力バンプに対応する部分１１ａが厚い緩衝材１１を用いている。このため、入力バンプ１６に対応する部分１１ｂよりも出力バンプ１５に対応する部分１１ａに圧力を掛けることができ、異方性導電フィルム１３の溶融物が密の出力バンプ１５間と疎の入力バンプ１６間を均一に流動することができることにより、圧痕均一性が高く接続抵抗が良好な半導体モジュール１を提供することができる。
【実施例】
【００６３】
［２．実施例］
以下、実施例及び比較例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これらによって限定されるものではない。
【００６４】
（異方性導電フィルムの作製方法）
ジビニルベンゼン、スチレン、ブチルメタクリレートの混合比を調整したモノマー溶液に、重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイドを投入し、得られた混合液を高速で均一に撹拌しながら加熱することによりモノマーの重合反応を行い、それにより微粒子分散液を得た。この微粒子分散液から微粒子を濾別し、減圧乾燥することにより微粒子の凝集体であるブロック体を得た。さらに、このブロック体を粉砕することにより、平均粒子径３．０μｍのスチレン系樹脂粒子を得た。
【００６５】
得られた平均粒子径３．０μｍのスチレン系樹脂粒子（５ｇ）に、パラジウム触媒を浸漬法により担持させた。次に、このスチレン系樹脂粒子に対し、硫酸ニッケル六水和物、次亜リン酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、トリエタノールアミン及び硝酸タリウムから調製された無電解ニッケルメッキ液（ｐＨ１２、メッキ液温５０℃）を用いて無電解ニッケルメッキを行い、ニッケルメッキ層（金属層）が表面に形成されたニッケル被覆樹脂粒子を導電性粒子として得た。得られた導電性粒子の平均粒子径は３μｍ〜４μｍの範囲であった。
【００６６】
温度計、窒素導入管、撹拌機及びコンデンサーを備えたガラス製反応器に、水３００質量部、部分鹸化ポリビニルアルコール（ゴーセーノールＫＨ−１７、日本合成化学工業社製）の１％水溶液１５質量部及びハイドロキシアパタイトの１０％水分散液（スーパータイト１０、日本化学工業社製）１５質量部を仕込んだ。ポリメリックペルオキシド類０．５質量部を上記水溶液に室温下で１時間分散させた後に酢酸ビニル３０質量部を仕込み、反応器内に窒素を導入しながら、撹拌下６０℃で２時間重合（第一段重合）を行った。その後、室温まで冷却し、反応器にスチレン７０質量部を仕込み、室温で１時間撹拌した。更に、反応器に窒素を導入しながら、８０℃で８時間撹拌した後に、撹拌下９０℃で３０分間重合を行った（第二段重合）。その後、反応混合物を室温まで冷却して沈殿物として重合物を得た。得られた重合物を５％塩酸１３０質量部で洗浄し、続いて水で洗浄して濾別した。得られた重合物を乾燥することにより白色粒子状のスチレン系ブロック共重合体を収率８５％で得た。このブロック共重合体中の、スチレンと酢酸ビニルの共重合組成比は７０：３０であった。
【００６７】
次に、得られたスチレン系ブロック共重合体１０質量部と、フェノキシ樹脂（品名：ＹＰ−５０、新日鉄住友化学社製）６０質量部と、液状エポキシ樹脂（品名：ＥＰ８２８、三菱化学社製）３５質量部と、カチオン系硬化剤（品名：サンエイドＳＩ−６０Ｌ、三新化学工業社製）４質量部と、シランカップリング剤（品名：ＫＢＭ−４０３、信越化学工業社製）１質量部とを、遊星撹拌機を用いて均一に混合することで塗料を調製した。その調製された塗料を、シリコーンからなる剥離剤をコーティングした剥離フィルム（ＰＥＴ）に塗布し、８０℃で５分間プリベークすることで異方性導電フィルムを得た。なお、導電性粒子の配合量は、粒子密度５００００個／ｍｍ２となるようにした。
【００６８】
（接続方法）
そして、得られた異方性導電フィルムを用いて、試験用半導体チップ（厚さ０．１５ｍｍ、長さ１．４ｍｍ）と、電極としての配線基板が形成されたガラス基板（厚さ０．３ｍｍ）とを接続した。ここで、試験用半導体チップは、図２に示すように２列に千鳥状に配列された金バンプを有し、バンプ高さが１５μｍ、外側の出力バンプ列と内側の出力バンプ列の距離が２０μｍ、各列内の距離が２０μｍであった。
【００６９】
接続条件として、試験用半導体チップを、緩衝材であるテフロン（登録商標）シートを介して、押圧加熱部材である加熱ボンダーによって、ガラス基板に電気的に接続するのに、１５０℃、６０ＭＰａで５秒間の押圧及び加熱を同時に行った。その後、押圧を開放して、半導体モジュールを得た。
【００７０】
＜実施例１＞
実施例１では、テフロンシートを、出力バンプに対応する部分の厚さを８０μｍとし、入力バンプに対応する部分の厚さを５０μｍとして、半導体モジュールを得た。
【００７１】
＜実施例２＞
実施例２では、テフロンシートを、出力バンプに対応する部分の厚さを１８０μｍとし、入力バンプに対応する部分の厚さを１５０μｍとして、半導体モジュールを得た。
【００７２】
＜実施例３＞
実施例３では、テフロンシートを、出力バンプに対応する部分の厚さを５０μｍとし、入力バンプに対応する部分の厚さを３０μｍとして、半導体モジュールを得た。
【００７３】
＜実施例４＞
実施例４では、テフロンシートを、出力バンプに対応する部分の厚さを８０μｍとし、入力バンプに対応する部分の厚さを４０μｍとして、半導体モジュールを得た。
【００７４】
＜比較例１＞
比較例１では、テフロンシートを、出力バンプに対応する部分の厚さを５０μｍとし、入力バンプに対応する部分の厚さを５０μｍとして、半導体モジュールを得た。
【００７５】
＜比較例２＞
比較例２では、テフロンシートを、出力バンプに対応する部分の厚さを１００μｍとし、入力バンプに対応する部分の厚さを５０μｍとして、半導体モジュールを得た。
【００７６】
＜比較例３＞
比較例３では、テフロンシートを、出力バンプに対応する部分の厚さを５０μｍとし、入力バンプに対応する部分の厚さを４０μｍとして、半導体モジュールを得た。
【００７７】
（圧痕の観察）
実施例１〜４と比較例１〜３では、異方性導電フィルムを、半導体チップと挟持したガラス基板側から、異方性導電フィルムの異方性導電接続部における、圧着部の中央部と中央部から圧着部全体の長さの４０％離れた箇所（端部）である計３箇所の圧痕を、倍率１０倍に設定した顕微鏡でそれぞれ観測し、圧着後の圧痕の均一性について下記の基準に基づいて４段階に分けて評価した。得られた結果を表１に示した。
【００７８】
ランク  基準
◎：  圧着部の中央部、中央部から圧着部全体の長さの４０％離れた箇所（端部）の圧痕をそれぞれ観測し、３箇所の領域の目視による１０点測定の結果、中央部及び両方の端部について１０点が観測された場合
○：  圧着部の中央部、中央部から圧着部全体の長さの４０％離れた箇所（端部）の圧痕をそれぞれ観測し、３箇所の領域の目視による１０点測定の結果、中央部及び両方の端部について８点以上が観測された場合
△：  圧着部の中央部、中央部から圧着部全体の長さの４０％離れた箇所（端部）の圧痕をそれぞれ観測し、３箇所の領域の目視による１０点測定の結果、中央部及び両方の端部について６点以上が観測された場合
×：  圧着部の中央部、中央部から圧着部全体の長さの４０％離れた箇所（端部）の圧痕をそれぞれ観測し、３箇所の領域の目視による１０点測定の結果、中央部及び両方の端部について５点以下が観測された場合
【００７９】
【表１】
2016195200.tif 000003
【００８０】
実施例１〜４の結果によると、表１に示すように、出力バンプに対応する部分と入力バンプに対応する部分についてテフロンシートの厚さが２０μｍ〜４０μｍである場合には、圧痕均一性が良好であり、接続抵抗が良好な半導体モジュールを得ることを確認した。また、テフロンシートの厚さが３０μｍである場合には、圧痕均一性が特に良好であり、接続抵抗が良好な半導体モジュールを得ることを確認した。
【００８１】
一方、比較例１〜３の結果によると、表１に示すように、テフロンシートの厚さが２０μｍ〜４０μｍでない場合には、圧痕均一性が良好でないため、接続抵抗が良好な半導体モジュールを得られないことを確認した。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明の半導体モジュールの製造方法は、半導体チップを配線基板に異方性導電フィルムにより電気的に接続する半導体モジュールの製造方法として、工業的に有用である。
【符号の説明】
【００８３】
１  半導体モジュール、１０  押圧加熱部材、１１，２１，３１，４１  緩衝材、１１ａ，２１ａ，３１ａ，４１ａ  出力バンプに対応する部分、１１ｂ，２１ｂ，３１ｃ，４１ｂ  入力バンプに対応する部分、１２  半導体チップ、１３  異方性導電フィルム、１４  配線基板、１５  出力バンプ、１５ａ  外縁側の出力バンプ、１５ｂ  内側の出力バンプ、１６  入力バンプ、１７  導電性粒子、１８  出力電極、１８ａ  外縁側の出力電極、１８ｂ  内側の出力電極、１９  入力電極、３１ｂ  他の緩衝材
【図１】
2016195200.tif 000004
【図２】
2016195200.tif 000005
【図３】
2016195200.tif 000006