JP5004351B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
(1)フリップチップ接続用の半田バンプを備えたシリコンウエハの、該半田バンプを備えた表面上にアンダーフィル剤を塗付し、次いで、塗付されたアンダーフィル剤をB−ステージ化する工程、及び
(2)B−ステージ状態のアンダーフィル剤付きの前記シリコンウエハを切断して個片化する工程、
(3)前記個片を、基板上の接続すべき位置に、位置決めする工程、及び
(4)前記個片を、前記半田バンプを溶融して基板に接続する工程、
を含む半導体装置の製造方法において、
前記アンダーフィル剤が、第1アンダーフィル剤と第2アンダーフィル剤からなり、
前記工程(1)が、
(i)第1アンダーフィル剤をシリコンウエハの表面上に塗付し、次いで、該第1アンダーフィル剤をB−ステージ化することにより、半田バンプの高さの0.5〜1.0倍の厚みの、B−ステージ状態の第1アンダーフィル剤の層を形成する工程、
及び
(ii)B−ステージ状態の第1アンダーフィル剤の層の上に、第2アンダーフィル剤を塗付し、次いで、該第2アンダーフィル剤をB−ステージ化して、前記B−ステージ状態の第1アンダーフィル剤の層と合計の厚みが、半田バンプの高さの1.0〜1.3倍である層を形成する工程を含み、
第1アンダーフィル剤はエポキシ樹脂及び固形分の30〜85質量%の充填剤を含有し、及び第2アンダーフィル剤はエポキシ樹脂と、樹脂分100重量部に対し0.5〜3重量部となる量のフラックス剤及び/又はエポキシ樹脂中のエポキシ基に対する該エポキシ基と反応性の基の量がモル比で0.95〜1.25の範囲となるフラックス性を有する硬化剤とを含有することを特徴とする方法。
以下実施例及び比較例を用い本発明を詳細に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。
実施例1、比較例1〜3
表1に示す量(質量%)で、各成分を室温で、プラネタリーミキサーで混合した後、3本ロールを通過させ、再度プラネタリーミキサーで混合して、アンダーフィル剤組成物A〜Cを得た。
エポキシ樹脂:クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量200、室温で固形
硬化剤:フェノールノボラック樹脂、フェノール当量110、室温で固形
充填剤:平均粒子径 2.0μm、最大粒径 30μmの真球状シリカ
微粉シリカ:アエロジル130(商品名、日本アエロジル(株)製、平均粒径:0.15μm)
希釈剤:ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセタート
硬化触媒A:トラフェニルホスフィン・テトラフェニルボレート、北興化学製TPP-K
硬化触媒B:2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(2PHZ)、四国化成製
熱可塑性樹脂:重量平均分子量10000のフェノキシ樹脂
第1アンダーフィル剤として組成物Aを用い、個片化する前、即ちウエハの状態である評価用TEGに、ステンシル印刷法を用いて塗布した。その後、ウエハを110℃のオーブンに2時間投入し、希釈剤を除去して、B−ステージ状態にした。B−ステージ状態での平均膜厚を膜厚計で測定したところ、60μmであった。得られた組成物A層上に、第2アンダーフィル剤として、組成物Bを、スピンコート法を用いて塗布後、組成物Aと同様の条件にてB−ステージ化した。組成物AとBの合計平均膜厚が90μmであった。
第2アンダーフィル剤として、組成物Bに代えて組成物Aを用いことを除き、実施例1と同様にして、評価TEGウエハ上に平均膜厚が90μmの層を形成した。
第1アンダーフィル剤として、組成物Aに代えて組成物Bを用いことを除き、実施例1と同様にして、評価TEGウエハ上に平均膜厚が90μmの層を形成した。
(1)位置決め性
ダイシングにより得られた個片を、フリップチップボンダー(アスリート社製 CB−50)を用い、困難なく基板上のパッドと位置合わせできるかどうかを評価した。
(2)半田接続性
フリップチップボンダーで位置決めして、チップを配置した後、IRリフロー炉(最高温度260℃)を通し、次いで、150℃のオーブンに4時間入れて、アンダーフィル剤を硬化させた。得られた装置10個につき、テスターを用い導通性を確認した。
(3)信頼性
試験(2)で得られた装置を、熱サイクル試験(TCT)(−55℃〜125℃)を1000サイクル行なった後、テスターを用い導通性を確認した。
表3に示す量(質量%)で、各成分を室温で、プラネタリーミキサーで混合した後、3本ロールを通過させ、再度プラネタリーミキサーで混合して、アンダーフィル剤組成物D〜Fを得た。
第2アンダーフィル剤として、組成物Cを使用した点を除き、実施例1と同様にして、評価TEGウエハ上に平均合計膜厚が90μmの層を形成した。
第1アンダーフィル剤として組成物E、第2アンダーフィル剤として組成物Fを用い、実施例1と同様の方法で、評価TEGウエハ上に平均合計膜厚が90μmの層を形成した。
第2アンダーフィル剤として組成物Fを用いたことを除き、実施例1と同様にして、評価TEGウエハ上に平均合計膜厚が90μmの層を形成した。
第2アンダーフィル剤として組成物Gを使用した点を除き、実施例3と同様にして、評価TEGウエハ上に平均合計膜厚が90μmの層を形成した。
第1アンダーフィル剤として組成物Dを、第2アンダーフィル剤として組成物Cを用い、実施例1と同様の方法で、評価TEGウエハ上に平均合計膜厚が90μmの層を形成した。
第1アンダーフィルとして組成物D、第2アンダーフィル剤として組成物Gを用い、実施例1と同様の方法で、評価TEGウエハ上に平均合計膜厚が90μmの層を形成した。
(1)半田接続性
フリップチップボンダーで位置決めされたものを更にIRリフロー炉(最高温度260℃)を通して半田バンプを接合し、次いで、150℃のオーブンに4時間入れて、アンダーフィル剤を硬化させた。得られた装置10個につき、テスターを用い導通の確認を行なった。
(2)ボイド
接続性試験を行なった半導体装置を、超音波断面観察装置(SAT)を用いボイドの発生状況を観察した。
Claims (8)
- (1)フリップチップ接続用の半田バンプを備えたシリコンウエハの、該半田バンプを備えた表面上にアンダーフィル剤を塗付し、次いで、塗付されたアンダーフィル剤をB−ステージ化する工程、及び
(2)B−ステージ状態のアンダーフィル剤付きの前記シリコンウエハを切断して個片化する工程、
(3)前記個片を、基板上の接続すべき位置に、位置決めする工程、及び
(4)前記個片を、前記半田バンプを溶融して基板に接続する工程、
を含む半導体装置の製造方法において、
前記アンダーフィル剤が、第1アンダーフィル剤と第2アンダーフィル剤からなり、
前記工程(1)が、
(i)第1アンダーフィル剤をシリコンウエハの表面上に塗付し、次いで、該第1アンダーフィル剤をB−ステージ化することにより、半田バンプの高さの0.5〜1.0倍の厚みの、B−ステージ状態の第1アンダーフィル剤の層を形成する工程、
及び
(ii)B−ステージ状態の第1アンダーフィル剤の層の上に、第2アンダーフィル剤を塗付し、次いで、該第2アンダーフィル剤をB−ステージ化して、前記B−ステージ状態の第1アンダーフィル剤の層と合計の厚みが、半田バンプの高さの1.0〜1.3倍である層を形成する工程を含み、
第1アンダーフィル剤はエポキシ樹脂及び固形分の30〜85質量%の充填剤を含有し、及び第2アンダーフィル剤はエポキシ樹脂と、樹脂分100重量部に対し0.5〜3重量部となる量のフラックス剤及び/又はエポキシ樹脂中のエポキシ基に対する該エポキシ基と反応性の基の量がモル比で0.95〜1.25の範囲となるフラックス性を有する硬化剤とを含有することを特徴とする方法。 - 前記工程(3)が、第1アンダーフィル剤及び第2アンダーフィル剤の表面が液状となる温度に基板及び/又は個片を加熱して、基板に圧着する工程を含む、請求項1記載の方法。
- 第2アンダーフィル剤が充填剤を含有し、該充填剤の含有量が該第2アンダーフィル剤の固形分の質量に対し30質量%未満であることを特徴とする請求項1または2記載の方法。
- 第1アンダーフィル剤がフラックス性を有する硬化剤を含有し、該硬化剤の含有量が、該硬化剤中のエポキシ基に対し反応性を有する基のモル量がエポキシ樹脂中のエポキシ基のモル量に対しモル比で1.0未満となる量である、請求項1〜3のいずれか1項記載の方法。
- 前記フラックス性を有する硬化剤が、フェノール樹脂、酸無水物硬化剤及びアミン硬化剤から選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜4のいずれか1項記載の方法。
- 前記工程(i)及び(ii)における塗付が、ステンシル印刷又はスピンコートにより行なわれる、請求項1〜5のいずれか1項記載の方法。
- 第1アンダーフィル剤がフラックス剤を含有しないことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 第1アンダーフィル剤がフラックス剤を含有し、該フラックス剤の含有量が樹脂分100重量部に対して0.5重量部未満であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
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