JP2003188334A - 半導体装置製造用接着シート - Google Patents
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Abstract
に、ワイヤボンディング不良、モールドフラッシュの双
方を防止することができ、半導体装置の不良品化を防止
することができる半導体装置製造用接着シートを提供す
る。 【解決手段】 本発明の半導体装置製造用接着シート
は、耐熱性基材の一方の面に接着剤層を具備し、リード
フレーム20に剥離可能に貼着される半導体装置製造用
接着シート10において、前記接着剤層が、熱可塑性ポ
リイミド樹脂を含有すると共に、150〜250℃にお
ける前記接着剤層の弾性率が1MPa以上であることを
特徴とする。
Description
剥離可能に貼着され、QFN等の半導体装置(半導体パ
ッケージ)を製造する際に用いて好適な半導体装置製造
用接着シートに関するものである。
の小型化、多機能化に伴い、電子機器を構成する電子部
品の小型化、高集積化の他、電子部品の高密度実装技術
が必要になっている。このような背景下、従来のQFP
(Quad Flat Package)やSOP(Small Outline Packa
ge)等の周辺実装型の半導体装置に代わって、高密度実
装が可能なCSP(Chip Size Package)等の面実装型
の半導体装置が注目されている。また、CSPの中でも
特にQFN(Quad Flat Non-leaded)は、従来の半導体
装置の製造技術を適用して製造できるため好適であり、
主に100ピン以下の少端子型の半導体装置として用い
られている。
の方法が知られている。はじめに、接着シート貼着工程
において、リードフレームの一方の面に接着シートを貼
着し、次いで、ダイアタッチ工程において、リードフレ
ームに複数形成された半導体素子搭載部(ダイパッド
部)に、ICチップ等の半導体素子を各々搭載する。次
に、ワイヤボンディング工程において、リードフレーム
の各半導体素子搭載部の外周に沿って配設された複数の
リードと半導体素子とをボンディングワイヤにより電気
的に接続する。次に、樹脂封止工程において、リードフ
レームに搭載された半導体素子を封止樹脂により封止
し、その後、接着シート剥離工程において、接着シート
をリードフレームから剥離することにより、複数のQF
Nが配列されたQFNユニットを形成することができ
る。最後に、ダイシング工程において、このQFNユニ
ットを各QFNの外周に沿ってダイシングすることによ
り、複数のQFNを同時に製造することができる。
て、リードフレームに貼着する接着シートとしては、耐
熱性フィルムを基材とし、この基材の一方の面に、アク
リル系接着剤、ゴム系接着剤、シリコーン系接着剤等を
用いて形成された接着剤層を具備するものが広く用いら
れている。
成の従来の接着シートを用いた場合、ワイヤボンディン
グ工程において、ボンディングワイヤとリードとの間の
接続不良が発生することがあった。以下、ボンディング
ワイヤとリードとの接続不良のことを「ワイヤボンディ
ング不良」と称する。また、樹脂封止工程において、接
着シートの接着力が低下して、リードフレームと接着シ
ートとが部分的に剥離し、その結果、リードフレームと
接着シートとの間に封止樹脂が流入し、リードの外部接
続用部分(リードの接着シートを貼着した側の面)に封
止樹脂が付着する、いわゆる「モールドフラッシュ」が
発生することがあった。なお、このように、モールドフ
ラッシュが発生した場合には、リードの外部接続用部分
に封止樹脂が付着するため、製造された半導体装置を配
線基板等に実装する際に、接続不良が発生する恐れがあ
る。
れたものであり、QFN等の半導体装置の製造に用いた
場合に、ワイヤボンディング不良、モールドフラッシュ
の双方を防止することができ、半導体装置の不良品化を
防止することができる半導体装置製造用接着シートを提
供することを目的とする。
決するべく検討を行った結果、以下のようなことを見出
した。第1に、ワイヤボンディング工程においては、1
50〜250℃に加熱しながら、60〜120kHzの
超音波を用いて、ボンディングワイヤの両端部を半導体
素子とリードフレームに各々融着するが、リードフレー
ムの直下に位置する接着シートの接着剤層が高温に曝さ
れて低弾性化し、超音波を吸収しやすくなる結果、リー
ドフレームが振動し、ワイヤボンディング不良が発生す
る場合があることを見出した。第2に、樹脂封止工程に
おいては、150〜200℃に加熱しながら、5〜10
GPaの圧力をかけて、半導体素子を封止樹脂により封
止するが、接着シートの接着剤層が高温に曝される結
果、接着剤層の接着力(接着剤層とリードフレームとの
接着強度)が低下するため、封止樹脂の圧力により、接
着剤層がリードフレームから部分的に剥離し、モールド
フラッシュが発生する場合があることを見出した。本発
明者は以上の点に着目し、本発明を完成した。
下、「接着シート」と略記することがある。)は、耐熱
性基材の一方の面に接着剤層を具備し、リードフレーム
に剥離可能に貼着される半導体装置製造用接着シートに
おいて、前記接着剤層が、熱可塑性ポリイミド樹脂を含
有すると共に、150〜250℃における前記接着剤層
の弾性率が1MPa以上であることを特徴とする。ま
た、前記ポリイミド樹脂のガラス転位温度が170℃以
上であることが好ましい。
剤層を構成することにより、ワイヤボンディング工程に
おける処理温度下で高弾性率を有すると共に、樹脂封止
工程における処理温度下でリードフレームとの接着強度
が高い接着剤層が得られることを見出し、この接着剤層
を備えた本発明の接着シートを用いてQFN等の半導体
装置を製造することにより、ワイヤボンディング不良、
モールドフラッシュの双方を防止することができ、半導
体装置の不良品化を防止できることを見出した。具体的
には、ポリイミド樹脂を用いて接着剤層を構成すること
により、150〜250℃における接着剤層の弾性率を
1MPa以上とすることができ、ワイヤボンディング不
良を防止することを見出した。また、150〜200℃
における接着剤層とリードフレームとの接着強度を10
g/cm以上とすることができ、モールドフラッシュを
防止できることを見出した。
脂を60質量%以上含有することが好ましい。また、前
記ポリイミド樹脂の質量平均分子量が10,000〜5
00,000であることが好ましい。かかる構成とする
ことにより、上述の効果を安定して得ることができる。
また、「従来の技術」の項において述べたように、接着
シートを用いて半導体装置を製造する際には、接着シー
ト剥離工程において、接着シートは封止樹脂及びリード
フレームから剥離されるが、その際に接着剤層を構成す
る接着剤が封止樹脂及びリードフレームに残る、いわゆ
る「糊残り」が発生してしまうと、製造される半導体装
置を配線基板等に実装する際に、接続不良が発生する恐
れがある。しかしながら、ポリイミド樹脂の含有量や質
量平均分子量を上述のように規定することにより、接着
剤層の凝集力を高めることができ、接着シート剥離工程
における糊残りを防止することができるという効果も合
わせて得られる。
トにおいて、前記耐熱性基材が耐熱性樹脂フィルムであ
る場合には、前記耐熱性基材のガラス転位温度が150
℃以上であると共に、ガラス転位温度以下における熱膨
張係数が5〜50ppm/℃であることが好ましい。ま
た、本発明の半導体装置製造用接着シートにおいて、前
記耐熱性基材が金属箔である場合には、前記耐熱性基材
の熱膨張係数が5〜50ppm/℃であることが好まし
い。また、前記耐熱性基材が電解金属箔であると共に、
前記耐熱性基材の粗面化された側の面に前記接着剤層が
形成されていることがより好ましい。また、前記耐熱性
基材と前記接着剤層との接着強度Saと、前記リードフ
レームに搭載する半導体素子を封止するための封止樹脂
及び前記リードフレームと前記接着剤層との接着強度S
bとの比Sa/Sbが、1.5以上であることが好まし
い。Sa/Sbが1.5未満の場合には、接着シート剥
離工程において、糊残りが発生しやすくなるため、好ま
しくない。
[半導体装置製造用接着シートの構造]本発明の半導体
装置製造用接着シートの構造について詳述する。本発明
の接着シートは、耐熱性基材の一方の面に、熱可塑性ポ
リイミド樹脂を含有する接着剤層を具備して構成された
ものである。すなわち、本発明の接着シートでは、ポリ
イミド樹脂を含有する接着剤を用いて、接着剤層を構成
することが最大の特徴となっている。
性樹脂フィルムや金属箔等が好適である。また、本発明
の接着シートを用いてQFN等の半導体装置を製造する
際に、本発明の接着シートは、ダイアタッチ工程、ワイ
ヤボンディング工程、樹脂封止工程において、150〜
250℃の高温に曝されるが、耐熱性基材として耐熱性
樹脂フィルムを用いる場合、耐熱性基材の熱膨張係数は
ガラス転位温度(Tg)以上になると急激に増加し、金
属製のリードフレームとの熱膨張差が大きくなるため、
室温に戻した際に、耐熱性基材とリードフレームに反り
が発生する恐れがある。そして、このように、耐熱性基
材とリードフレームに反りが発生した場合には、樹脂封
止工程において、金型の位置決めピンにリードフレーム
を装着することができず、位置ずれ不良を起こす恐れが
ある。
フィルムを用いる場合、用いる耐熱性樹脂フィルムのガ
ラス転位温度は150℃以上であることが好ましく、1
80℃以上であることがより好ましい。また、用いる耐
熱性フィルムの150〜250℃における熱膨張係数が
5〜50ppm/℃であることが好ましく、10〜30
ppm/℃であることがより好ましい。かかる特性を有
する耐熱性樹脂フィルムとしては、ポリイミド、ポリア
ミド、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルフ
ァイド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケ
トン、トリアセチルセルロース、ポリエーテルイミド等
からなるフィルムを例示することができる。
装置を製造する際に、接着シート剥離工程における糊残
りを防止するためには、耐熱性基材と接着剤層との接着
強度Saと、封止樹脂及びリードフレームと接着剤層と
の接着強度Sbとの比(接着強度比)Sa/Sbが1.
5以上であることが好ましい。なお、接着強度比Sa/
Sbを1.5以上とするためには、耐熱性樹脂フィルム
に接着剤層を形成する前に、耐熱性樹脂フィルムの接着
剤層を形成する側の表面に、コロナ処理、プラズマ処
理、プライマー処理等の、耐熱性樹脂フィルムと接着剤
層との接着強度Saを高くするような処理をあらかじめ
施しておくことが好適である。
合においても、同様の理由から、用いる金属箔の150
〜250℃における熱膨張係数が5〜50ppm/℃で
あることが好ましく、10〜30ppm/℃であること
がより好ましい。金属箔としては、金、銀、銅、白金、
アルミニウム、マグネシウム、チタン、クロム、マンガ
ン、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛、パラジウム、カド
ミウム、インジウム、錫、鉛等からなる箔や、これらの
金属を主成分とした合金箔、あるいはこれらのメッキ箔
を例示することができる。
同様、接着シート剥離工程における糊残りを防止するた
めに、耐熱性基材と接着剤層との接着強度Saと、封止
樹脂及びリードフレームと接着剤層との接着強度Sbと
の比(接着強度比)Sa/Sbが1.5以上であること
が好ましい。また、接着強度比Sa/Sbをできる限り
大きくすることがより好ましい。ここで、金属箔は、そ
の製法から圧延金属箔と電解金属箔とに分類されるが、
接着強度比Sa/Sbを大きくするためには、電解金属
箔を用いると共に、粗面化された側の面に接着剤層を設
けることが好ましい。また、電解金属箔の中でも特に、
電解銅箔を用いることが特に好ましい。
ミド樹脂を主成分とする接着剤からなる層である。ポリ
イミド樹脂は主鎖中に酸イミド結合を有する重合体の総
称であり、テトラカルボン酸無水物とジアミンの環化重
縮合によって合成することができる。また、ポリイミド
樹脂としては、可溶性若しくは可溶融性のものが好適で
ある。
3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボ
ン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラ
カルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ビフェニル
テトラカルボン酸二無水物、2,3’,3,4’−ビフ
ェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’
−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,
2’,3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無
水物、2,2’,3,3’−ジフェニルエーテルテトラ
カルボン酸二無水物、2,3’,3,4’−ジフェニル
エーテルテトラカルボン酸二無水物、4,4’−(ヘキ
サフルオロイソプロピリデン)フタル酸二無水物、エチ
レングリコールビストリメリテート二無水物、ピロメリ
ト酸二無水物等を例示することができる。
[1−(3−アミノフェニル)−1−メチルエチル]ベ
ンゼン、1,3−ビス[1−(4−アミノフェニル)−
1−メチルエチル]ベンゼン、1,4−ビス[1−(3
−アミノフェニル)−1−メチルエチル]ベンゼン、
1,4−ビス[1−(4−アミノフェニル)−1−メチ
ルエチル]ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノ
キシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキ
シ)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)
ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベン
ゼン、3,3’−ビス(3−アミノフェノキシ)ジフェ
ニルエーテル、3,3’−ビス(4−アミノフェノキ
シ)ジフェニルエーテル、3,4’−ビス(3−アミノ
フェノキシ)ジフェニルエーテル、3,4’−ビス(4
−アミノフェノキシ)ジフェニルエーテル、4,4’−
ビス(3−アミノフェノキシ)ジフェニルエーテル、
4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ジフェニルエ
ーテル、3,3’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフ
ェニル、3,3’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフ
ェニル、3,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフ
ェニル、3,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフ
ェニル、4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフ
ェニル、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフ
ェニル、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニ
ル]スルホン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フ
ェニル]スルホン、2,2−ビス[3−(3−アミノフ
ェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[3−
(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2
−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロ
パン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フ
ェニル]プロパン、2,2−ビス[3−(3−アミノフ
ェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2
−ビス[3−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキ
サフルオロプロパン、2,2−ビス[4−(3−アミノ
フェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,
2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘ
キサフルオロプロパン、9,9−ビス(3−アミノフェ
ニル)フルオレン、9,9−ビス(4−アミノフェニ
ル)フルオレン、3,3’−ジアミノ−2,2’,4,
4’−テトラメチルジフェニルメタン、3,3’−ジア
ミノ−2,2’,4,4’−テトラエチルジフェニルメ
タン、3,3’−ジアミノ−2,2’,4,4’−テト
ラプロピルジフェニルメタン、3,3’−ジアミノ−
2,2’,4,4’−テトライソプロピルジフェニルメ
タン、3,3’−ジアミノ−2,2’,4,4’−テト
ラブチルジフェニルメタン、3,4’−ジアミノ−2,
3’,4,5’−テトラメチルジフェニルメタン、3,
4’−ジアミノ−2,3’,4,5’−テトラエチルジ
フェニルメタン、3,4’−ジアミノ−2,3’,4,
5’−テトラプロピルジフェニルメタン、3,4’−ジ
アミノ−2,3’,4,5’−テトライソプロピルジフ
ェニルメタン、3,4’−ジアミノ−2,3’,4,
5’−テトラブチルジフェニルメタン、4,4’−ジア
ミノ−3,3’,5,5’−テトラメチルジフェニルメ
タン、4,4’−ジアミノ−3,3’,5,5’−テト
ラエチルジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−3,
3’,5,5’−テトラプロピルジフェニルメタン、
4,4’−ジアミノ−3,3’,5,5’−テトライソ
プロピルジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−3,
3’,5,5’−テトラブチルジフェニルメタン、4,
4’−ジアミノ−3,3’−ジエチル−5,5’−ジメ
チルジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’
−ジメチルジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−
3,3’−ジエチルジフェニルメタン、4,4’−ジア
ミノ−3,3’,5,5’−テトラメトキシジフェニル
メタン、4,4’−ジアミノ−3,3’,5,5’−テ
トラエトキシジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−
3,3’,5,5’−テトラプロポキシジフェニルメタ
ン、4,4’−ジアミノ−3,3’,5,5’−テトラ
イソプロポキシジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ
−3,3’,5,5’−テトラブトキシジフェニルメタ
ン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメトキシジフェ
ニルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジエトキ
シジフェニルメタン等を例示することができる。
ルボン酸無水物とジアミンとを用いて合成されるもので
あるが、ポリイミド樹脂として、さらにジメチルシロキ
サンの2〜20量体を用いてシロキサン変性させたシロ
キサン変性ポリイミド樹脂等の変性ポリイミド樹脂を用
いても良い。
装置を製造する際に、接着剤層は、ダイアタッチ工程、
ワイヤボンディング工程、樹脂封止工程において、15
0〜250℃の温度に曝されるため、ガラス転位温度が
170℃以上の耐熱性に優れたポリイミド樹脂を用いる
ことが好ましい。
構成され、本発明の接着シートでは、ポリイミド樹脂を
主成分とした接着剤を用いて接着剤層を構成しているの
で、接着剤層が、ワイヤボンディング工程における処理
温度下でも高弾性率を維持できると共に、樹脂封止工程
における処理温度下でも高接着力を維持することができ
る。その結果、本発明の接着シートを用いて半導体装置
を製造することにより、ワイヤボンディング不良、モー
ルドフラッシュの双方を防止することができ、半導体装
置の不良品化を防止できる。具体的には、ポリイミド樹
脂を用いて接着剤層を構成することにより、150〜2
50℃における接着剤層の弾性率を1MPa以上、好ま
しくは10MPa以上、より好ましくは50MPa以上
とすることができ、ワイヤボンディング不良を防止する
ことができる。また、150〜200℃における接着剤
層とリードフレームとの接着強度を10g/cm以上、
好ましくは20g/cmとすることができ、モールドフ
ラッシュを防止できる。
子量は10,000〜500,000であることが好ま
しい。かかる構成とすることにより、上述の効果が安定
して得られると共に、接着剤層の凝集力を高めることが
でき、接着シート剥離工程における糊残りを防止するこ
とができるという効果も得られ、好適である。
成するために用いる接着剤には、本発明の趣旨を逸脱し
ない範囲において、ポリイミド樹脂以外の成分を適宜配
合することができる。但し、接着剤層が、ポリイミド樹
脂を60質量%以上含有するように、他の成分を配合す
ることが好ましい。このように、接着剤層中に、ポリイ
ミド樹脂を60質量%以上配合することにより、上述の
効果が安定して得られると共に、接着剤層の凝集力を高
めることができ、接着シート剥離工程における糊残りを
防止することができるという効果も得られ、好適であ
る。
成するために用いる接着剤に配合可能な成分について具
体的に説明する。接着剤層の耐熱性を向上させるため
に、接着剤に熱硬化性樹脂を添加することは好適であ
る。ここで、熱硬化性樹脂としては、尿素樹脂、メラミ
ン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、アセトグアナミン樹
脂、フェノール樹脂、シノール樹脂、キシレン樹脂、フ
ラン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレー
ト樹脂、イソシアナート樹脂、エポキシ樹脂、マレイミ
ド樹脂、ナジイミド樹脂等を例示することができる。な
お、これらの樹脂は単独で用いても良いし、2種以上を
併用しても良い。
表面タック、接着性等を調整するために、接着剤に無機
又は有機フィラーを添加することは好適である。ここ
で、無機フィラーとしては、粉砕型シリカ、溶融型シリ
カ、アルミナ、酸化チタン、酸化ベリリウム、酸化マグ
ネシウム、炭酸カルシウム、窒化チタン、窒化珪素、窒
化硼素、硼化チタン、硼化タングステン、炭化珪素、炭
化チタン、炭化ジルコニウム、炭化モリブデン、マイ
カ、酸化亜鉛、カーボンブラック、水酸化アルミニウ
ム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、三酸化ア
ンチモン等からなるフィラー、あるいはこれらの表面に
トリメチルシロキシル基等を導入したもの等を例示する
ことができる。また、有機フィラーとしては、ポリイミ
ド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、
ポリエーテルイミド、ポリエステルイミド、ナイロン、
シリコーン樹脂等からなるフィラーを例示することがで
きる。
剥離可能な保護フィルムを貼着し、半導体装置製造直前
に保護フィルムを剥離する構成としても良い。この場合
には、接着シートが製造されてから使用されるまでの間
に、接着剤層が損傷されることを防止することができ
る。保護フィルムとしては離型性を有するものであれば
いかなるフィルムを用いても良いが、例えばポリエステ
ル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレ
フタレート等のフィルムや、これらフィルムの表面をシ
リコーン樹脂又はフッ素化合物で離型処理したフィルム
等を例示することができる。
形成する方法としては、耐熱性基材上に直接接着剤を塗
布し、乾燥させるキャスティング法や、接着剤を離型性
フィルム上に一旦塗布し、乾燥させた後、耐熱性基材上
に転写させるラミネート法等が好適である。
2に基づいて、以上の本発明の接着シートを用いて、半
導体装置を製造する方法の一例について簡単に説明す
る。以下、半導体装置としてQFNを製造する場合を例
として説明する。なお、図1はリードフレームを半導体
素子を搭載する側から見た時の概略平面図であり、図2
(a)〜(f)は、図1に示すリードフレームからQF
Nを製造する方法を示す工程図であって、リードフレー
ムを図1のA−A’線に沿って切断した時の拡大概略断
面図である。
リードフレーム20を用意する。リードフレーム20
は、ICチップ等の半導体素子を搭載する島状の複数の
半導体素子搭載部(ダイパッド部)21を具備し、各半
導体素子搭載部21の外周に沿って多数のリード22が
配設されたものである。次に、図2(a)に示すよう
に、接着シート貼着工程において、リードフレーム20
の一方の面上に、本発明の接着シート10を接着剤層
(図示略)側がリードフレーム20側となるように貼着
する。なお、接着シート10をリードフレーム20に貼
着する方法としては、ラミネート法等が好適である。次
に、図2(b)に示すように、ダイアタッチ工程におい
て、リードフレーム20の半導体素子搭載部21に、接
着シート10が貼着されていない側からICチップ等の
半導体素子30を、ダイアタッチ剤(図示略)を用いて
搭載する。
ンディング工程において、半導体素子30とリードフレ
ーム20のリード22とを、金ワイヤ等のボンディング
ワイヤ31を介して電気的に接続する。次に、図2
(d)に示すように、樹脂封止工程において、図2
(c)に示す製造途中の半導体装置を金型内に載置し、
封止樹脂(モールド剤)を用いてトランスファーモール
ド(金型成型)することにより、半導体素子30を封止
樹脂40により封止する。次に、図2(e)に示すよう
に、接着シート剥離工程において、接着シート10を封
止樹脂40及びリードフレーム20から剥離することに
より、複数のQFN50が配列されたQFNユニット6
0を形成することができる。最後に、図2(f)に示す
ように、ダイシング工程において、QFNユニット60
を各QFN50の外周に沿ってダイシングすることによ
り、複数のQFN50を製造することができる。
てQFN等の半導体装置を製造することにより、ワイヤ
ボンディング不良、モールドフラッシュ、糊残りを防止
することができ、半導体装置の不良品化を防止すること
ができる。
て説明する。各実施例、比較例において、接着剤を調製
して接着シートを作製し、得られた接着剤や接着シート
の評価を行った。
カルボン酸無水物を、N−メチル−2−ピロリドン(N
MP)に溶解した後、氷温下で1時間撹拌した。なお、
ジアミンとテトラカルボン酸無水物の配合比は、表1に
示す通りとした。次いで、この溶液を室温下に放置し、
ジアミンとテトラカルボン酸無水物を3時間反応させて
ポリアミド酸を合成した。さらに、得られたポリアミド
酸にトルエンとp−トルエンスルホン酸を添加した後、
160℃で加熱し、トルエンと共沸した水分を分離しな
がら、ポリアミド酸のイミド化反応を3時間行った。最
後に、トルエンを留去し、ポリイミド樹脂Aを得た。得
られたポリイミド樹脂Aをテトラヒドロフラン(以下、
「THF」と略記する。)に25質量%の濃度で溶解
し、接着剤を調製した。次に、耐熱性基材として、ポリ
イミド樹脂フィルム(カプトン100EN、厚さ25μ
m、ガラス転位温度300℃以上、熱膨張係数16pp
m/℃、東レデュポン社製)を用い、その上に乾燥後の
厚さが6μmになるように上記接着剤を塗布した後、1
00℃で5分間乾燥させ、ポリイミド樹脂Aのみ(ポリ
イミド樹脂A100質量%)からなる接着剤層を具備す
る本発明の接着シートを得た。
ボン酸無水物の種類及び配合比を表1に示す通りとした
以外は、実施例1と同様にしてポリイミド樹脂Bを得
た。得られたポリイミド樹脂Bを用い、実施例1と同様
にして、接着剤を調製し、ポリイミド樹脂Bのみ(ポリ
イミド樹脂B100質量%)からなる接着剤層を具備す
る本発明の接着シートを得た。
ボン酸無水物の種類及び配合比を表1に示す通りとした
以外は、実施例1と同様にしてポリイミド樹脂Cを得
た。得られたポリイミド樹脂Cを用い、実施例1と同様
にして、接着剤を調製し、ポリイミド樹脂Cのみ(ポリ
イミド樹脂C100質量%)からなる接着剤層を具備す
る本発明の接着シートを得た。
イミド樹脂Cを得た。得られたポリイミド樹脂CをTH
Fに25質量%の濃度で溶解した後、エポキシ樹脂(エ
ポキシ樹脂エピコート828、油化シェル社製)を、質
量比で、ポリイミド樹脂:エポキシ樹脂=80:20と
なるように添加し、接着剤を調製した。得られた接着剤
を用い、実施例1と同様にして、ポリイミド樹脂Cを8
0質量%含有する接着剤層を具備する本発明の接着シー
トを得た。
定)実施例1〜4において得られたポリイミド樹脂A〜
Cの質量平均分子量及びガラス転位温度の測定を以下の
ようにして行った。得られたポリイミド樹脂をTHFに
0.2質量%の濃度で溶解した溶液を調製し、GPC
(Gel−Permeation−Chromatog
raphy、ゲル浸透クロマトグラフィ)装置を用い、
質量平均分子量を測定した。なお、樹脂分離用のカラム
として、KF−80M(昭和電工社製)2本を直列に並
べて測定を行った。また、得られたポリイミド樹脂のガ
ラス転位温度を示差熱分析(DSC)により測定した。
なお、窒素雰囲気下で、10℃/minの昇温速度で昇
温させて、測定を行った。得られた結果を表2に示す。
表2に示すように、実施例1〜4において得られたポリ
イミド樹脂の質量平均分子量は39,000〜74,0
00、ガラス転位温度は178〜250℃であった。
キサン(TSR−1512、質量平均分子量500,0
00、固形分濃度60%、GE東芝シリコーン社製)と
ポリアルキル水素シロキサン(CR−51、質量平均分
子量1300、GE東芝シリコーン社製)を質量比10
0:1で混合し、シリコーン系接着剤を調製した。実施
例1と同様に、得られた接着剤を耐熱性基材上に塗布し
た後、160℃で15分間乾燥、硬化させて、接着シー
トを得た。
ン1131B、固形分濃度40%、総研化学社製)にイ
ソシアネート(コロネートL−40、日本ポリウレタン
社製)を質量比100:1で混合し、アクリル系接着剤
を調製した。実施例1と同様に、得られた接着剤を耐熱
性基材上に塗布した後、100℃で5分間乾燥させ、さ
らに、30℃で7日間放置し硬化させて、接着シートを
得た。
P−7200、大日本インキ社製)、エポキシ硬化剤
(カヤハードTPM、)、アクリロニトリル−ブタジエ
ン共重合体(1072、日本ゼオン社製)を質量比4
5:15:40で混合し、ゴム系接着剤を調製した。実
施例1と同様に、得られた接着剤を耐熱性基材上に塗布
した後、130℃で5分間乾燥させて、接着シートを得
た。
得られた接着シートを、外寸200×60mmのQFN
用リードフレーム(Au−Pd−NiメッキCuリード
フレーム、4×16個(計64個)のマトリックス配
列、パッケージサイズ10×10mm、84ピン)にラ
ミネート法により貼着した。次いで、エポキシ系ダイア
タッチ剤を用いてアルミニウムが蒸着されたダミーチッ
プ(3mm□、厚さ0.4mm)をリードフレームの半
導体素子搭載部に搭載した後、ワイヤボンダー(FB1
31、カイジョー社製)を用い、加熱温度を210℃、
周波数を100kHz、荷重を150gf、処理時間を
10msec/ピンとして、ダミーチップとリードとを
金ワイヤにより電気的に接続した。得られたパッケージ
64個を検査し、リード側接続不良が発生したパッケー
ジ数を、ワイヤボンディング不良の発生個数として検出
した。
グ不良の評価後のリードフレームを用いてモールドフラ
ッシュの評価を行った。エポキシ系モールド剤(ビフェ
ニルエポキシ系、フィラー量85質量%)を用い、加熱
温度を180℃、圧力を10MPa、処理時間を3分間
として、トランスファーモールド(金型成型)により、ダ
ミーチップを封止樹脂により封止した。樹脂封止後のパ
ッケージ64個を検査し、リードの外部接続用部分(リ
ードの接着シート側の面)に封止樹脂が付着しているパ
ッケージ数を、モールドフラッシュの発生個数として検
出した。
した接着剤を離型性フィルム上に塗布した後、接着シー
トを作製する際と同じ乾燥条件にて乾燥し、さらに、ダ
イアタッチ工程の熱処理条件(175℃で2時間)で熱
処理を行い、接着剤層付き離型性フィルムを作製した。
なお、乾燥後の厚さが1mmになるように接着剤の塗
布、乾燥を行った。得られたサンプルを直径7mmの円
盤状に切断し、弾性率測定装置(レオストレス、haa
ke社製)を用い、周波数を1Hz、昇温速度を3℃/
min、測定温度範囲を150〜300℃、荷重を10
Nとして、接着剤層の弾性率の測定を行った。
例、比較例において得られた接着シートを1cm幅に切
断し、50mm×100mm×0.25mmtの平板
に、ロールラミネーションにより圧着させた。なお、平
板としては、リードフレームに使用される材質のものを
用い、銅板(MF−202、)及びそれに金メッキを施
したもの(以下、「金メッキ板」と称す。)を用いた。
また、各実施例、比較例における圧着条件(圧着時の温
度、圧着速度)は表3に示す通りとした。接着強度の測
定方法は次の通りとした。すなわち、上記の平板を15
0℃に加熱し、得られたサンプルの接着剤層を平板に対
して90°方向に引き剥がした時の剥離強度を測定し
た。同様に、この剥離強度の測定を、平板の加熱温度を
150℃から200℃まで5℃ごとに上昇させて行っ
た。そして、150〜200℃の各測定温度における剥
離強度のうち最小値をサンプルの接着強度とした。
た評価結果を表4に示す。但し、表4において、弾性率
は150〜250℃における弾性率の最小値を示してい
る。表4に示すように、ポリイミド樹脂を含有する接着
剤を用いて接着剤層を形成した実施例1〜4において、
得られた接着剤層の150〜250℃における弾性率の
最小値は8.5×107〜9.0×108Pa(85〜9
00MPa)と高く、得られた接着シートを用いて評価
を行った結果、ワイヤボンディング不良は全く発生しな
いか、発生してもその発生個数は極めて少なかった。ま
た、得られた接着剤層の平板との接着強度は12〜43
g/cmと高く、得られた接着シートを用いて評価を行
った結果、モールドフラッシュは全く発生しなかった。
て接着剤層を形成した比較例1においては、得られた接
着剤層の平板との接着強度は16〜20g/cmと高
く、得られた接着シートを用いて評価を行った結果、モ
ールドフラッシュの発生個数は極めて少なかったもの
の、得られた接着剤層の150〜250℃における弾性
率の最小値は5.1×104Paと、実施例1〜4に比
較して著しく低く、得られた接着シートを用いて評価を
行った結果、ほとんどのパッケージについてワイヤボン
ディング不良が発生した。
を形成した比較例2において、得られた接着剤層の15
0〜250℃における弾性率の最小値は1.0×103
Pa以下と、実施例1〜4に比較して著しく低く、得ら
れた接着シートを用いて評価を行った結果、すべてのパ
ッケージについてワイヤボンディング不良が発生した。
また、得られた接着剤層の平板との接着強度は1〜2g
/cmと、実施例1〜4に比較して著しく低く、得られ
た接着シートを用いて評価を行った結果、多くのパッケ
ージについてモールドフラッシュが発生した。
成した比較例3において、得られた接着剤層の150〜
250℃における弾性率の最小値は6.3×106Pa
(6.3MPa)と高く、得られた接着シートを用いて
評価を行った結果、ワイヤボンディング不良の発生個数
は少なかったものの、得られた接着剤層の平板との接着
強度は5〜8g/cmと、実施例1〜4に比較して低
く、得られた接着シートを用いて評価を行った結果、多
くのパッケージについてモールドフラッシュが発生し
た。
接着剤層を構成することにより、ワイヤボンディング工
程における処理温度下で高弾性率を有すると共に、樹脂
封止工程における処理温度下でリードフレームとの接着
強度が高い接着剤層が得られることが判明した。また、
この接着剤層を備えた接着シートを用いて、半導体装置
を製造することにより、ワイヤボンディング不良、モー
ルドフラッシュの双方を防止することができ、半導体装
置の不良品化を防止できることが判明した。
置製造用接着シートにおいては、熱可塑性ポリイミド樹
脂を用いて接着剤層を構成したので、接着剤層が、高温
に曝されても、高弾性率、高接着力を維持することがで
き、本発明の接着シートを用いて、QFN等の半導体装
置を製造することにより、ワイヤボンディング不良、モ
ールドフラッシュの双方を防止することができ、半導体
装置の不良品化を防止できる。
トを用いてQFNを製造する際に用いて好適なリードフ
レームの構造を示す概略平面図である。
製造用接着シートを用いてQFNを製造する方法の一例
を示す工程図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 耐熱性基材の一方の面に接着剤層を具備
し、リードフレームに剥離可能に貼着される半導体装置
製造用接着シートにおいて、 前記接着剤層が熱可塑性ポリイミド樹脂を含有すると共
に、150〜250℃における前記接着剤層の弾性率が
1MPa以上であることを特徴とする半導体装置製造用
接着シート。 - 【請求項2】 前記ポリイミド樹脂のガラス転位温度が
170℃以上であることを特徴とする請求項1に記載の
半導体装置製造用接着シート。 - 【請求項3】 150〜200℃における前記接着剤層
と前記リードフレームとの接着強度が10g/cm以上
であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の
半導体装置製造用接着シート。 - 【請求項4】 前記接着剤層が、前記ポリイミド樹脂を
60質量%以上含有することを特徴とする請求項1から
請求項3までのいずれか1項に記載の半導体装置製造用
接着シート。 - 【請求項5】 前記ポリイミド樹脂の質量平均分子量が
10,000〜500,000であることを特徴とする
請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の半導
体装置製造用接着シート。 - 【請求項6】 前記耐熱性基材が耐熱性樹脂フィルムで
あると共に、 前記耐熱性基材のガラス転位温度が150℃以上であ
り、かつ、ガラス転位温度以下における熱膨張係数が5
〜50ppm/℃であることを特徴とする請求項1から
請求項5までのいずれか1項に記載の半導体装置製造用
接着シート。 - 【請求項7】 前記耐熱性基材が金属箔であると共に、
前記耐熱性基材の熱膨張係数が5〜50ppm/℃であ
ることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれ
か1項に記載の半導体装置製造用接着シート。 - 【請求項8】 前記耐熱性基材が電解金属箔であると共
に、前記耐熱性基材の粗面化された側の面に前記接着剤
層が形成されていることを特徴とする請求項7に記載の
半導体装置製造用接着シート。
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