(57)【要約】【課題】電子部品を低い加圧力で接続することができ且つ高い接続信頼性を確保できる簡易な実装構造および電子部品実装体を形成する。【解決手段】微細配線層と脆弱な低誘電率絶縁膜とから成る多層配線層１ｂを持った半導体素子１の電極端子１ａと、回路基板６の電極端子６ａ（ここではその上に形成した突起電極５）とを導電性接着剤２を介して接続し、半導体素子１と回路基板６との間に封止樹脂４を充填した実装構造において、導電性接着剤２による接続部の周囲に応力緩和層３を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電子部品の電極と第２の電子部品の電極とを導電性接着剤を介して接続し、前記第１および第２の電子部品の間に封止樹脂を充填した電子部品の実装構造において、前記導電性接着剤による接続部の周囲に応力緩和層を有することを特徴とする電子部品の実装構造。
【請求項２】
導電性接着剤および応力緩和層の弾性率が封止樹脂の弾性率よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の電子部品の実装構造。
【請求項３】
応力緩和層は、導電性接着剤中の樹脂成分と封止樹脂中の樹脂成分とが相溶して形成されており、前記応力緩和層中の非導電フィラー体積密度が前記封止樹脂中の非導電フィラー体積密度よりも低いことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の電子部品の実装構造。
【請求項４】
導電性接着剤は、可撓性を付与した樹脂を樹脂成分としていることを特徴とする請求項１記載の電子部品の実装構造。
【請求項５】
第２の電子部品の電極面に突起状電極が形成されていることを特徴とする請求項１記載の電子部品の実装構造。
【請求項６】
請求項１記載の実装構造を有する電子部品実装体の製造方法であって、
第１の電子部品の電極と第２の電子部品の電極との一方または双方にペースト状の導電性接着剤を供給する工程と、前記第１および第２の電子部品の電極を前記導電性接着剤を介して対向させる工程と、前記導電性接着剤を乾燥または硬化させる工程と、前記第１および第２の電子部品の間に封止樹脂を充填する工程と、前記導電性接着剤による接続部の周囲に応力緩和層を形成する工程と、前記応力緩和層と封止樹脂とを硬化させる工程とを有することを特徴とする電子部品実装体の製造方法。
【請求項７】
導電性接着剤を供給する工程の前に、第２の電子部品の電極面に突起状電極を形成する工程を有しており、前記導電性接着剤を供給する工程では、前記突起状電極または第１の電子部品の電極に導電性接着剤を供給することを特徴とする請求項６記載の電子部品実装体の製造方法。
【請求項８】
応力緩和層は、封止樹脂の硬化速度を抑制して当該封止樹脂中の樹脂成分と導電性接着剤中の樹脂成分とを相溶させることにより形成することを特徴とする請求項６記載の電子部品実装体の製造方法。
【請求項９】
応力緩和層は、低弾性の高分子材料を蒸着させることにより形成することを特徴とする請求項６記載の電子部品実装体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子部品の実装構造および電子部品実装体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体素子の高密度化を進めるべく、半導体素子の電極端子の狭ピッチ化および面積縮小化が図られている。そのため半導体素子を実装基板にフリップチップ実装するために電極端子の表面に形成される突起電極（導電性バンプ）についても厳しい要求がなされている。
【０００３】
通常、フリップチップ実装においては、ＬＳＩなどの半導体素子の電極端子上にはんだバンプなどの突起電極を形成し、その半導体素子をフェイスダウンで実装基板の接続端子に対して圧接・加熱してバンプ接続させることで実装している。
【０００４】
しかしフリップチップ実装方法では、例えば２６０℃を超える高い温度が必要であるだけでなく、突起電極形成工程や実装工程で高い加圧力が必要となるなど、半導体素子へ大きな機械的負荷が掛かる。また半導体素子の電極端子の狭ピッチ化に対応した実装基板の隣接電極端子間で短絡が発生したり、半導体素子と実装基板との熱膨張係数の差から発生する応力により接続不良などが発生することがある。
【０００５】
配線ルールの微細化や高速信号処理に対応する目的で半導体素子の層間絶縁膜に低誘電率膜（いわゆるlow-k膜やＵＬＫ（Ultra Low-k）膜など）が用いられている場合は、低誘電率膜自体が、誘電率を下げるために多数の数ｎｍの空孔を有するポーラス状とされているため、応力負荷に弱く、実装時の圧接工程や使用環境下での応力集中により破断することもある。
【０００６】
そのため、突起電極形成や実装工程を低い加圧力で実施すること、および実装・封止後の応力負荷を吸収することが強く求められている。特に、携帯電話、ノートパソコン、ＰＤＡ、デジタルビデオカメラなどに代表される移動体電子機器では落下による衝撃を受ける可能性があるため、電極端子間の接続強度などの信頼性が不充分であると機器の不良につながることにもなる。
【０００７】
このような要求に対応するものとして、半導体素子のＡｌ電極端子上に突起電極として凸形状のＡｕスタッドバンプを形成し、その上にクリームはんだを転写して接続する方法がある（例えば、特許文献１参照）。しかしＡｌ電極端子上へのスタッドバンプ形成工程で超音波と高い加圧力が必要であるため、電極端子直下に設けられた脆弱な層間絶縁膜が破壊する可能性がある。さらにこの接続方法は、半導体素子のリペア性が可能になるとされている反面、凸形状という２段構造の突起電極を形成するために複数の工程を必要とし、コストの上昇を招くという問題もある。
【０００８】
また、半導体素子の電極端子上に熱硬化性導電接着剤により円錐状や角錐状といった先細状のコア部分を形成し、その外表面にさらに導電性接着剤を付与した突起電極の構造がある（例えば、特許文献２参照）。しかし、電極端子間が狭ピッチの半導体素子において実装後の導電性接着剤の広がり量を制御できず、電極間のショート不良が発生する可能性がある。半導体素子を接続する圧接時に突起電極の先端に応力が集中して、半導体素子や脆弱な層間絶縁膜に損傷等を来たす可能性もある。
【０００９】
半導体素子の電極端子と配線基板の接続端子との間に、導電部材を表面に形成した高分子球からなる応力吸収球を配置し、この導電部材を電極端子および接続端子と拡散接合させることにより、圧接・加熱工程で生じる応力を応力吸収球に吸収させて接続不良を低減し、かつ拡散接合により電気抵抗を下げるようにしたものがある（例えば、特許文献３参照）。しかしこの応力吸収球はサイズが微小になるほど製造コストが高くなり、またかかる微小な応力吸収球を電極端子上に配置してバンプ電極とするので、微細化に対応して高アスペクト比で配置することが難しく、高密度実装が困難になっている。
【００１０】
そこで、半導体ウェハーのＡｌ電極端子上に形成する突起電極を、弾性を有する突起状の絶縁体からなる突起電極核とその表面に蒸着やスパッタリングなどで形成する金属膜とにより構成し、半導体ウェハーより個片化される半導体素子の突起電極の高さばらつきや接続先の配線基板の平面度の影響による接続時の歩留まりの低下を突起電極核の弾性変形を利用して抑えることが提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開平５−１９０５９９号公報
【特許文献２】特開平１１−３１２７１１号公報
【特許文献３】特開平５−２１５１９号公報
【特許文献４】特開平３−６２９２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし特許文献４の接続構造でも、突起電極を形成するために、上述した弾性突起電極核の準備および蒸着などの複雑な工程を要し、コスト上昇にもつながる。またこの突起電極は、表面の金属膜で半導体素子および配線基板の接続端子に対して金属間接合により電気的接続を得るものであるため、実装時に一定の高い加圧力が必要であり、依然として、半導体素子、特にその層間絶縁膜の破損の問題は残る。
【００１２】
本発明は、上記問題に鑑み、電子部品を低い加圧力で接続することができ且つ高い接続信頼性を確保できる簡易な実装構造および電子部品実装体を形成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するために本発明は、第１の電子部品の電極と第２の電子部品の電極とを導電性接着剤を介して接続し、前記第１および第２の電子部品の間に封止樹脂を充填した電子部品の実装構造において、前記導電性接着剤による接続部の周囲に応力緩和層を有することを特徴とする。第１および第２の電子部品の一方が回路基板である場合も含む。
【００１４】
また本発明は、上述の実装構造を有する電子部品実装体を製造する際に、第１の電子部品の電極と第２の電子部品の電極との一方または双方に導電性接着剤を供給する工程と、前記第１および第２の電子部品の電極を前記導電性接着剤を介して対向させる工程と、前記導電性接着剤を乾燥または硬化させる工程と、前記第１および第２の電子部品の間に封止樹脂を充填する工程と、前記導電性接着剤による接続部の周囲に応力緩和層を形成する工程と、前記応力緩和層と封止樹脂とを硬化させる工程とを行うことを特徴とする。
【００１５】
上記の各構成によれば、第１および第２の電子部品の接続は導電性接着剤を用いて行われるため高い圧力を要さない。また応力緩和層が存在しているため、封止樹脂を硬化させる際の圧接・加熱工程で生じる応力や実装後の使用環境下で印加される圧力や熱応力を応力緩和層によって吸収して、第１および／または第２の電子部品の電極面への応力集中を防ぐことができる。簡易な実装構造でありながら、高い接続信頼性を確保できるものである。
【００１６】
導電性接着剤および応力緩和層の弾性率が封止樹脂の弾性率よりも小さいことを特徴とする。実装（接続）時、および、実装後の使用環境下で印加される圧力や熱応力を、弾性を有する応力緩和層および導電性接着剤によって吸収できるものである。
【００１７】
応力緩和層は、たとえば封止樹脂の硬化速度を抑制して、当該封止樹脂中の樹脂成分と導電性接着剤中の樹脂成分とを相溶させることにより形成することができる。この場合、前記応力緩和層中の非導電フィラー体積密度が前記封止樹脂中の非導電フィラー体積密度よりも低くなる。低弾性の応力緩和層を圧力をかけずに容易に作製できることとなる。導電性接着剤は、可撓性を付与した樹脂を樹脂成分とするものを好適に使用できる。
【００１８】
応力緩和層は、低弾性の高分子材料を蒸着させることにより形成することができる。均一な応力緩和層を複雑な工程を用いずに作製できることとなる。
第２の電子部品の電極面に突起状電極が形成されていてよい。そのためには、導電性接着剤を供給する工程の前に、第２の電子部品の電極面に突起状電極を形成する工程を行い、前記導電性接着剤を供給する工程で、前記突起状電極または第１の電子部品の電極に導電性接着剤を供給するようにしてよい。このように高いアスペクトの接続構造をとると、接続部の電極面へのせん断応力が小さくなり、より優れた接続信頼性が確保できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の電子部品の実装構造及び電子部品実装体の製造方法によれば、第１および第２の電子部品の接続は導電性接着剤を用いるため高い圧力を要さず、また応力緩和層を存在せしめるため、封止樹脂を硬化させる際の圧接・加熱工程で生じる応力や実装後の使用環境下で印加される圧力や熱応力を前記応力緩和層によって吸収して、第１および／または第２の電子部品の電極面への応力集中を防ぐことができる。よって、電子部品が脆弱な半導体素子である場合、ＵＬＫ材料からなる層間絶縁膜を有する場合などに、破損を防止して、高い接続信頼性を確保することができ、低コスト、高い生産性も実現可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における電子部品の実装構造を概念的に示す断面図である。電子部品たる半導体素子１の電極面には微細配線層と脆弱な低誘電率絶縁膜（例えば、Low-k層やUltra low-k層）とから成る多層配線層１ｂが設けられており、その最表面に複数の電極端子１ａがエリア配置で設けられている。
【００２１】
半導体素子１を実装した回路基板６（例えば、ガラスエポキシ多層基板、アラミド多層基板、シリコン基板）は、半導体素子１の電極端子１ａに対向する配置の電極端子６ａを有しており、各電極端子６ａ上に金属の突起電極５（いわゆるバンプ）が形成されている。電極端子１ａ，６ａは、金、アルミニウム、ニッケル、あるいは銅からなり、突起電極５は金や銅からなる。
【００２２】
半導体素子１の電極端子１ａと回路基板６の突起電極５とは導電性接着剤２により電気的・機械的に接続されている。半導体素子１の電極面と回路基板６との間には封止樹脂４が充填されている。電極端子１ａと突起電極５との接続部分には、少なくとも導電性接着剤２を覆う応力緩和層３が形成されている。
【００２３】
導電性接着剤２は、電気的接続を得るために少なくとも導電性フィラーと樹脂成分とを含んで構成されるが、ここでは半導体素子１の接続部の応力を緩和するために低弾性であることが必要であり、例えば弾性率１×１０８〜４×１０９Ｐａを有するものが用いられる。導電性フィラーとしては、例えばＡｇ、Ａｕ、Ａｇ−Ｐｄ合金、Ｃｕ、Ａｕめっき樹脂ボールまたははんだ粒子の少なくともいずれかが用いられる。低弾性を実現するためには、例えば、低弾性率の樹脂を用いるか、通常は高弾性率を有する樹脂に可撓性を付与して用いる。低弾性率の樹脂としては、例えばシリコーン樹脂や、ブタジエンゴム、シリコーンゴム、ウレタンなどのゴム系樹脂が挙げられる。可撓性を付与して用いる樹脂としては、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ポリイミド系樹脂などが挙げられる。可撓性を付与する手段としては、シリコーンなどを重合して変性する方法や、熱可塑性成分の含有率を増加させる方法などが知られている。
【００２４】
封止樹脂４は、少なくとも無機フィラー４ａと樹脂成分４ｂとを含んで構成されており、例えば弾性率３×１０9〜４×１０１０Ｐａを有している。無機フィラーとしては、例えばシリカ、アルミナのいずれかが用いられる。樹脂成分としては、例えば、エポキシ、アクリル、ポリエステル、ウレタンのいずれかが用いられる。応力緩和層３は、例えば弾性率１×１０８〜４×１０９Ｐａを有するものであるが、詳細は後述する。
【００２５】
上記の実装構造を持った電子部品実装体の製造方法について、図２および図３を用いて説明する。
図３（ａ）に示すように、回路基板６の電極端子６ａ上にワイヤボンディング法（メッキ法、インクジェット法などでもよい）により突起電極５を形成する（ステップＳ１）。
【００２６】
図３（ｂ）（ｃ）に示すように、突起電極５上に導電性接着剤２を転写法（スクリーン印刷、ディスペンス法などでもよい）により供給し（ステップＳ２）、半導体素子１を電極端子１ａを基板側に向けて且つ電極端子６ａと位置合わせして回路基板６上に搭載し（ステップＳ３）、熱風炉などで導電性接着剤２を乾燥または硬化させる（ステップＳ４）。
【００２７】
図３（ｄ）に示すように、半導体素子１と回路基板６との間の空隙にディスペンサ１１などで封止樹脂４を供給して充填する（ステップＳ５）。
半導体素子１と回路基板６との一体物を熱風炉などに投入して、図３（ｅ）に示すように、導電性接着剤２を取り囲む応力緩和層３を形成し（ステップＳ６）、さらに温度を上げて、応力緩和層３と封止樹脂４を硬化させる（ステップＳ７）。
【００２８】
応力緩和層３の形成のメカニズムは明らかでないが、次のようなものであると考えられる。導電性接着剤２を、固化するまで、硬化又は乾燥（例えば、硬化温度：１２０〜１８０℃、硬化時間：５〜１２０分、圧力：大気圧）させておき、固化した導電性接着剤２の周囲に封止樹脂４を注入して接触させると、液状の封止樹脂４の樹脂成分の中に導電性接着剤２中の樹脂成分が溶解し始める。
【００２９】
この状態で封止樹脂４の硬化工程に移行すると、液状の封止樹脂４が常温から例えば１２０〜１８０℃の高温まで加熱されるため、導電性接着剤２中の樹脂成分の溶解が加速され、封止樹脂４と導電性接着剤２の樹脂成分が相溶した新たな樹脂層（以下、相溶層という）が形成される。所定の温度に達した後は、封止樹脂４中の主剤と硬化剤との架橋反応が始まり、封止樹脂４が硬化し、封止樹脂４層が形成されるとともに、相溶層に相応する応力緩和層３が形成される。
【００３０】
応力緩和層３を形成するためには、封止樹脂４の硬化反応が完了する前に導電性接着剤２中の樹脂成分の溶解が始まり、新たな相溶層が形成されるようにすることが必要であると言える。そのための手法としては、封止樹脂４の硬化速度を抑えること、たとえば、材料設計でゲル時間を長くする、昇温速度を遅くする、多段プロファイルにするなどが挙げられる。
【００３１】
このときに同時に、相溶層の形成領域に存在していた無機フィラー４ａが、相溶層が形成される際の対流現象と自重とにより層外周側、封止樹脂４層中に集まるため、その分、形成される応力緩和層３中の無機フィラー４ａの体積密度が低くなり、低弾性となる。無機フィラー４ａが微粉であると自重が小さく、浮力との関係で、対流現象によっても相溶層の外周側、つまり応力緩和層３外に集まりにくいため、フィラー粒径は１．０μｍ以上であることが望ましく、３．０μｍ以上であると更に好ましい。
【００３２】
再び図１を参照する。樹脂硬化後に得られる電子部品実装体では、応力緩和層３は、少なくとも導電性接着剤２部分を覆うように、たとえば図示したように突起電極５の一部から電極端子１ａの周囲の半導体素子１の電極面までを覆うように形成され、各応力緩和層３の外側は封止樹脂４で満たされる。半導体素子１への応力緩和層３の広がり面積（Ｄ２と示す）は導電性接着剤２の広がり面積（Ｄ１と示す）よりも大きくなる。例えば電極端子ピッチが１８０μｍの時には、導電性接着剤２や封止樹脂４の種類等にもよるが、導電性接着剤２の広がり径Ｄ１は直径７０〜９０μｍ、応力緩和層３の広がり径Ｄ２は直径９０〜１２０μｍとなる。この構造及び寸法は、断面研磨やＦＩＢなどの切断方法を用いて半導体素子１の接合部を露出させた後、測定機能付電子顕微鏡を用いて測定した。
【００３３】
一般に、電子部品実装体を温度変化の激しい環境下で使用すると、半導体素子１と封止樹脂４とで弾性率の差が大きいことから、破損が発生しやすい。特に接続部の弾性率が封止樹脂４よりも高いときには、図示したコーナー部の接続端子部Ａに応力が集中し、Ａを起点として脆弱な絶縁膜（多層配線層１ｂの内の一層）に亀裂、絶縁層剥離が発生あるいは進展する可能性がある。
【００３４】
たとえば、回路基板６（８×１０９Ｐａ；弾性率、以下同様）、半導体素子１(１．７×１０１１Ｐa)、突起電極５（スタッドバンプ）(８×１０１０Ｐa)のときに、封止樹脂４（３×１０9〜４×１０１０Ｐａ）、導電性接着剤２（１×１０８〜４×１０９Ｐａ）を用いると、半導体素子１側の接続部ではこの順に弾性率が低くなっており、半導体素子１と封止樹脂４の弾性率の差が大きい。
【００３５】
しかし本実施形態の構造では、応力緩和層３（１×１０８〜４×１０９Ｐａ）という、導電性接着剤２と同等に低弾性の層が形成されることとなり、半導体素子１側の最大応力負荷点は接続端子部ＡからＢへと離れる方向に移動するため、接続端子部Ａにかかる負荷を低減することができる。一方、導電性接着剤２や応力緩和層３に比べて突起電極５は弾性率が高いため、応力緩和層の端部Ｂにかかる応力よりも回路基板６上の接続端子部Ｃに集中する応力の方が高いが、Ｃの直下には脆弱な絶縁膜は無いため、回路基板６上には亀裂や剥離は発生せず、安定した接続が得られる。
【００３６】
このように、本実施形態の実装構造によれば、電極端子が狭ピッチで且つ脆弱な絶縁膜を有する半導体素子１を低圧力で接続できるだけでなく、加圧・加熱工程、実装後の信頼性において安定した接続を実現することができ、その方法および材料も容易、低コストである。導電性接着剤２を低弾性にし、広がり径Ｄ１を増すことにより、応力集中を防ぐことはできるが、導電性接着剤２の広がり径を広げれば、ショートが発生し、狭ピッチ化に対応できない。本実施形態の構造をとれば、ショートは発生せず、狭ピッチ化に対応できる。
【００３７】
なお上述の導電性接着剤２、応力緩和層３、封止樹脂４などの弾性率は、接続部が観察できるように実装体を切断し、断面研磨を行った後、ダイナミック超微小硬度計を用いて負荷・除荷試験を行い、その応力ひずみ曲線から算出した。
【００３８】
ただし、応力緩和層３を形成する導電性接着剤２や封止樹脂４を選定する際の指標は、弾性率に限られるものではなく、例えば硬度を用いても構わない。弾性率と硬度とは次のような関係にある。異なる材料に同じ圧力を加えると、材料の弾性率が低いほど押し込み深さが大きくなり、その一方でダイナミック硬度は押し込み深さの２乗に反比例し、これらから、弾性率が低いほどダイナミック硬度は小さくなる。上述の各材料のダイナミック硬度は、突起電極５、封止樹脂４、導電性接着剤２、応力緩和層３の順に、８０、２０、１０、５であり、大小関係は弾性率と一致している。
【００３９】
応力緩和層３を形成できる導電性接着剤２、封止樹脂４を、電子部品実装体を試作して調べた。回路基板は、４層多層基板（アラミドから成る）で、基板表面に、最表面が金から成るφ７０〜１００μｍの電極端子が２２５μｍピッチでエリア配置で形成されているものを用いた。半導体素子は、回路基板に対応する形で、最表面が金からなるφ７０〜１００μｍの電極端子が形成されているものを用いた。
【００４０】
導電性接着剤は、可撓性付与エポキシ樹脂（硬化剤不含）を樹脂成分とする銀ペーストを溶剤（例えばブチルカルビトールアセテート、エタノールなど）で希釈して低粘度化して用い、回路基板と半導体素子とを接続した後、１２０℃１ｈで乾燥して固化させた。
【００４１】
封止樹脂は４種類準備し、それぞれ、回路基板と半導体素子との空隙に注入してから１０分放置し、バッチ炉で、硬化速度３０〜１００℃/分、最高温度１５０〜１８０℃になるよう温度制御した。封止樹脂の硬化後に、断面観察によって、無機フィラーの含有密度が疎である応力緩和層の有無を評価した。具体的には、応力緩和層の有無を、半導体素子１の電極面への導電性接着剤の広がり径をＤ１、応力緩和層の広がり径をＤ２とした時の、Ｄ１からＤ２を引いた値で判断した。結果を図４に示す。
【００４２】
ゲル時間が長い封止樹脂Ａ、Ｂ、Ｃ（５０〜１２０ｓ）では、応力緩和層が３０〜６０μｍ形成された。ゲル時間が短い封止樹脂Ｄ（１０ｓ）では、１μｍ以上の応力緩和層の形成は確認できなかった。溶解が始まる前に、硬化反応が始まったためと考えられる。
【００４３】
試作した全ての電子部品実装体で初期導通は確保できたが、環境信頼性試験において、封止樹脂Ｄを用いた電子部品実装体で脆弱なＬｏｗ−ｋ層の破断が確認された。封止樹脂Ａ、Ｂ、Ｃを用いた電子部品実装体では破断は確認されなかった。
（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２における電子部品の実装構造を概念的に示す断面図である。半導体素子１（以下、第１の半導体素子１という）は実施の形態１と同様のもので、その電極面には微細配線層と脆弱な低誘電率絶縁膜（例えば、Low-k層やUltra low-k層）とから成る多層配線層１ｂが設けられており、最表面に複数の電極端子１ａがエリア配置で設けられている。
【００４４】
第１の半導体素子１に対向して配置されている第２の半導体素子７は、電極端子１ａに対向する配置で電極端子７ａが設けられており、電極端子７ａの下にポーラスな低誘電率絶縁膜７ｂが設けられている。
【００４５】
第１の半導体素子１の電極端子１ａと第２の半導体素子７の電極端子７ａとは、導電性接着剤２により、電気的・機械的に接続されている。この接続部以外の第１の半導体素子１と第２の半導体素子７との間の空隙には、封止樹脂４が充填されている。
【００４６】
電極端子１ａと電極端子７ａとの接続部分の周囲には、つまり、導電性接着剤２の周囲、電極端子１ａの周囲の電極面、電極端子７ａの周囲の電極面を覆うように、応力緩和層３が形成されている。
【００４７】
封止樹脂４に比べて導電性接着剤２および応力緩和層３は低弾性であり、たとえば、封止樹脂４が弾性率３×１０9〜４×１０１０Ｐａであるのに対して、導電性接着剤２、応力緩和層３は弾性率１×１０８〜４×１０９Ｐａ、厚み４〜２０μｍである。そのほかは実施の形態１と同様である。
【００４８】
このように、電極端子１ａ，７ａの接合部は低弾性な導電性接着剤２と応力緩和層３とで構成されており、電極端子１ａ，７ａの周囲の電極面は応力緩和層３で覆われているため、電極端子１ａ，７ａ付近には応力が集中せず、脆弱な絶縁膜における亀裂の進展を防ぐことができる。
【００４９】
上記の実装構造を持った電子部品実装体を製造する際には、図６に示すように、第２の半導体素子７の電極端子７ａ上に導電性接着剤２を供給し（ステップＳ１１）、この第２の半導体素子７上に第１の半導体素子１を電極端子１ａを電極端子７ａと位置合わせして搭載する（ステップＳ１２）。
【００５０】
導電性接着剤２を乾燥させ（ステップＳ１３）、第１の半導体素子１と第２の半導体素子２との間の空隙に封止樹脂４を供給して充填する（ステップＳ１４）。
その後にこの第１の半導体素子１と第２の半導体素子２との一体物を熱風炉などに投入して、導電性接着剤２を取り囲む応力緩和層３を形成し（ステップＳ１５）、応力緩和層３と封止樹脂４を硬化させる（ステップＳ１６）。
【００５１】
本実施形態の方法によれば、狭ピッチでかつ脆弱な絶縁膜を有する半導体素子どうしを接続した電子部品実装体を、低圧力で、かつ容易に低コストで生産できる。搭載する第１の半導体素子１の電極端子１ａ上に予め導電性接着剤を供給し硬化させていても構わない。それにより高アスペクトの接合部が形成でき、より応力緩和硬化が増す。
【００５２】
（実施の形態３）
図７は本発明の実施の形態３における電子部品の実装構造を概念的に示す断面図である。
【００５３】
この電子部品実装構造が実施の形態１のものと異なるのは、回路基板６の電極端子６ａ上に突起電極を形成していない点である。半導体素子１の電極端子１ａと回路基板６の電極端子６ａとは、導電性接着剤２によって電気的・機械的に接続されている。
【００５４】
電極端子１ａと電極端子７ａとの接続部分の周囲には、導電性接着剤２の周囲、電極端子１ａの周囲の電極面、電極端子７ａの周囲の電極面を覆うように、応力緩和層３が形成されている。半導体素子１と回路基板６との間には封止樹脂４が充填されている。
【００５５】
封止樹脂４は、例えば弾性率３×１０9〜４×１０１０Ｐａを有している。導電性接着剤２および応力緩和層３は、封止樹脂４よりも低弾性で、例えば弾性率１×１０８〜４×１０９Ｐａ、厚み４〜２０μｍである。導電性接着剤２および封止樹脂４の材料は実施の形態１と同様である。応力緩和層３については後述する。
【００５６】
このように、電極端子１ａ，６ａの接合部は低弾性な導電性接着剤２と応力緩和層３とで構成されており、電極端子１ａ，６ａの周囲の電極面は応力緩和層３で覆われているため、電極端子１ａ，６ａ付近には応力が集中せず、脆弱な絶縁膜における亀裂の進展を防ぐことができる。
【００５７】
上記の実装構造を持った電子部品実装体の製造方法を図８および図９を参照して説明する。
図９（ａ）に示すように、回路基板６の電極端子６ａ上に導電性接着剤５を供給する（ステップＳ２１）。図９（ｂ）（ｃ）に示すように、回路基板６上に半導体素子１を電極端子１ａを基板側に向けて且つ電極端子６ａと位置合わせして搭載し（ステップＳ２２）、導電性接着剤２を乾燥させる（ステップＳ２３）。
【００５８】
次に、この半導体素子１を実装した回路基板６を真空炉に投入し、図９（ｄ）に示す応力緩和層３を蒸着により形成する（ステップＳ２４）。この際には、ターゲット電極に対して垂直になるように回路基板６を治具に並べて立て、不活性ガス雰囲気中で、ポリイミドあるいはポリパラキシレンなどの低弾性の高分子材料をスパッタリングし、その後に回路基板６を９０度回転させることを繰り返して、計４回のスパッタリングを行う。この方法をとることで、半導体素子１のコーナー部の接続部（最外郭の接合部）の周辺に確実に応力緩和層３を蒸着により形成することが可能となる。
【００５９】
その後に、図９（ｅ）に示すように、半導体素子１と回路基板６の間の空隙に封止樹脂４を注入し、硬化炉などを用いて封止樹脂４を硬化させる（ステップＳ２５）。
本実施形態の方法によれば、封止樹脂４の材料の種類によらず応力緩和層３を形成することが可能である。狭ピッチで、かつ脆弱な絶縁膜を有する半導体素子を実装した電子部品実装体を、低圧力で、かつ容易に低コストで生産できることは、実施の形態１、２と同様である。
【００６０】
上述にように形成した応力緩和層３は、電子部品実装体を切断し、断面研磨後に顕微ラマン分光やＦＴ−ＩＲを用いることにより材料組成が解析できる。また露出した断面に微小硬度計のプローブを当てることにより、硬度や弾性率を測定することができる。
【００６１】
以上の各実施の形態では、電子部品として半導体素子、回路基板を例示して説明したが、これに限られない。脆弱なコンデンサ、コイル、抵抗などの受動部品や、電子部品実装済基板を用いる場合も同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、一般に低弾性である導電ペーストを用いた接続構造とその周囲を囲む応力緩和層を形成するもので、低い加圧力で、狭ピッチの接続を実現することができ、薄型化が進展する半導体素子や、高速動作を実現するlow-k材料などからなる層間絶縁膜を有する半導体素子などを実装する実装分野において特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施の形態１における電子部品の実装構造を概念的に説明する断面図
【図２】図１の実装構造を有する電子部品実装体の製造方法を説明するフロー図
【図３】図１の実装構造を有する電子部品実装体の製造方法を説明する一部拡大断面図
【図４】図１の実装構造の構成材料の説明図
【図５】本発明の実施の形態２における電子部品の実装構造を概念的に説明する断面図
【図６】図５の実装構造を有する電子部品実装体の製造方法を説明するフロー図
【図７】本発明の実施の形態３における電子部品の実装構造を概念的に説明する断面図
【図８】図７の実装構造を有する電子部品実装体の製造方法を説明するフロー図
【図９】図７の実装構造を有する電子部品実装体の製造方法を説明する一部拡大断面図
【符号の説明】
【００６４】
１    半導体素子
１ａ  電極端子
１ｂ  多層配線層
３    応力緩和層
４    封止樹脂
４ａ  無機フィラー
４ｂ  ベース樹脂
５    突起電極
６    回路基板
６ａ  電極端子
７    第２の半導体素子
７ａ  電極端子
７ｂ  絶縁膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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