JP2009059910A - Lead, wiring member, package component, metal component with resin and resin sealed semiconductor device, and manufacturing method of them - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、配線部材、パッケージ部品、樹脂付金属部品及び樹脂封止半導体装置、及びそれらの製造方法に関し、特に、リードを樹脂成型する際に発生する樹脂バリを除去する技術に関する。 The present invention relates to a wiring member, a package component, a resin-attached metal component, a resin-encapsulated semiconductor device, and a manufacturing method thereof, and more particularly to a technique for removing a resin burr generated when a lead is resin-molded.
LED、LSIなどの半導体素子との電気的接続用部品として、金属板体からなるリードが用いられている。半導体素子と電気的に接続されたリードは、半導体素子とともに被覆樹脂で被覆された状態で製品化される。
具体的には、半導体素子とリードとが被覆樹脂で一体成型される。一体成型は、金型内に、半導体素子が固着されたリードを挿入した後、金型内において、熱硬化性樹脂を射出成型することにより行われる(例えば、特許文献1参照)。
Leads made of metal plates are used as parts for electrical connection with semiconductor elements such as LEDs and LSIs. The lead electrically connected to the semiconductor element is commercialized with the semiconductor element covered with a coating resin.
Specifically, the semiconductor element and the lead are integrally molded with a coating resin. The integral molding is performed by inserting a lead to which a semiconductor element is fixed into a mold and then injection-molding a thermosetting resin in the mold (see, for example, Patent Document 1).
図7は、リード102の一部と半導体素子106が樹脂被覆される製造工程を示す図である。図7(a)は、リード102を示す。図7(b)は、リード102上に半導体素子106が固着され、リード102と電気的に接続された状態を示す。半導体素子106は、ダイボンディングにより、リード102上に固着され、ワイヤボンディングにより、リード102と半導体素子106とが電気接続用ワイヤ108で接続される。
FIG. 7 is a diagram showing a manufacturing process in which a part of the
図7(c)は、図7(b)の状態のリード102を含む半導体装置中間体を、樹脂被覆するために金型に装着した状態を示す。上記半導体装置中間体は、金型100、110を用いて被覆樹脂体160(図7(d)参照)で成型される。被覆樹脂体160の成型は、樹脂注入口120から被覆樹脂を注入し、空気抜き口140から空気を抜き出すことにより行われる。
FIG. 7C shows a state in which the semiconductor device intermediate including the
図7(d)は、被覆樹脂体160を成型した後の半導体装置中間体を示す。
リード102の中央部分は樹脂体160で被覆されているが、それより外側の周辺部分102aには、上下の金型100、110間に生ずる隙間を介して漏出する被覆樹脂によって樹脂バリが形成される。
樹脂バリが形成されると、半導体素子とリードとの電気的接続が妨げられたり、リードの半田性や外観が著しく損なわれるので、樹脂バリをなくすために、例えば、樹脂バリが形成された部位に液体を高圧噴射する方法、金型の一部を特定の表面粗さに粗面化処理することによってバリ表面に凹凸を形成してバリを剥離しやすくする方法が知られている(例えば、特許文献3参照)。
FIG. 7D shows the semiconductor device intermediate body after the
The central portion of the
If a resin burr is formed, the electrical connection between the semiconductor element and the lead is hindered, and the solderability and appearance of the lead are remarkably impaired. For example, in order to eliminate the resin burr, a part where the resin burr is formed A method of spraying a liquid at a high pressure and a method of forming irregularities on a burr surface by roughening a part of a mold to a specific surface roughness to facilitate peeling of the burr (for example, (See Patent Document 3).
図21も、樹脂封止されたQFP(Quad Flat Package)型の半導体装置の製造工程を示す図である。
配線リード93(ダイパッド93a,93b)のダイパッド93bに半導体チップ94を搭載し、当該半導体チップ94とダイパッド93a、93bとをワイヤ95で接続する。その後、配線リード93を固定金型92に載置する(図21(a))。
FIG. 21 is also a diagram showing a manufacturing process of a resin-sealed QFP (Quad Flat Package) type semiconductor device.
A
次に可動金型91を固定金型92に押圧し、可動金型91に設けられたゲート96を介して、キャビティ97内に熱硬化性樹脂を射出成型することによって、半導体チップ94を樹脂封止する(図21(b))。
樹脂硬化後に、金型を開き、エジェクターピン(不図示)で樹脂成型品9zを押し出す。
そして樹脂成型品9zのアウターリード931aを屈曲させることより、半導体装置9が完成する(図21(c))。
Next, the
After the resin is cured, the mold is opened, and the resin molded
Then, by bending the
半導体装置9を実装する時には、ハンダ90を介してアウターリード931aを基板99に接合する(図21(d))。
半導体装置としては上記の他にも、例えば発光ダイオード(LED)装置がある。これは、例えば、擂鉢状のリフレクタの内部に、配線リードの一部が露出するように形成された基板を用い、リフレクタ内部の配線リードに発光ダイオード素子を搭載・接続し、その後、リフレクタの内部に透明の封止樹脂を充填することによって製造される。
When the
In addition to the above, as a semiconductor device, for example, there is a light emitting diode (LED) device. This is because, for example, a substrate formed so that a part of the wiring lead is exposed inside the scalloped reflector, a light emitting diode element is mounted and connected to the wiring lead inside the reflector, and then the inside of the reflector It is manufactured by filling a transparent sealing resin.
封止樹脂としては、現在はエポキシ樹脂に代わり、より光透過度の高いシリコーン樹脂が広く普及しつつある。
さらに、IC、LSI等の電子部品の実装に用いられるTAB(Tape Automated Bonding)テープ、T−BGA(Tape Ball Grid Array)テープ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)テープ等のフィルムキャリアテープにおいては、ポリイミド等からなる絶縁フィルム、Cuからなる配線パターン層、及びソルダーレジスト層が同順に積層されて構成されており、前記絶縁フィルム及びソルダーレジスト層に樹脂材料が用いられている。
Furthermore, in film carrier tapes such as TAB (Tape Automated Bonding) tape, T-BGA (Tape Ball Grid Array) tape, and ASIC (Application Specific Integrated Circuit) tape used for mounting electronic parts such as IC and LSI, polyimide is used. An insulating film made of, etc., a wiring pattern layer made of Cu, and a solder resist layer are laminated in the same order, and a resin material is used for the insulating film and the solder resist layer.
このように樹脂成型で製造された半導体装置、LED装置並びにフィルムキャリアテープでは、以下のような課題がある。
第1の課題は、封止樹脂の射出成型時において、目的の樹脂成型に加え、本来樹脂成型を予定していない配線リードの領域にまで樹脂が付着する問題である。
すなわち、金型に樹脂をインジェクションする工程で、図21(b)のP部分拡大図に示されるように、配線リード93のアウターリード931a表面に、金型91,92間の精度不良による間隙900が存在するので、その間隙900から樹脂が流出して樹脂バリ98aが発生し得る(図21(c))。
Thus, the semiconductor device, LED device, and film carrier tape manufactured by resin molding have the following problems.
The first problem is that the resin adheres to the region of the wiring lead that is not originally scheduled for resin molding in addition to the target resin molding at the time of injection molding of the sealing resin.
That is, in the step of injecting the resin into the mold, as shown in the P partial enlarged view of FIG. 21B, the
そして、樹脂バリ98aがあると、次の工程においてアウターリード931aと基板99との接合強度、電気的接触性において問題が生じる。
金型91,92間を高精度に加工して間隙900をなくせば樹脂バリの発生は防げるが、金型を高精度加工するのは非常にコスト高になるほか、機械精度上、間隙900を完全になくすことは困難であるため、実際には樹脂バリの発生を完全に防げない。
If the
If the
従って、基板への接合工程に先立って樹脂バリ98aを除去する工程が必要となるので、製造効率の低下や製造コストの上昇につながる。
また、樹脂バリを除去するために、樹脂バリが形成された部位に高圧液体を噴射すると、樹脂体にクラックが生じ易い。又、粗面化処理する方法では、粗面化された金型の表面凹凸に、被覆樹脂が毛細管現象により浸透して金型と樹脂との離型性が悪くなり、金型のクリーニングサイクルが短くなるという問題がある。
Accordingly, a process for removing the
In addition, if the high-pressure liquid is sprayed on the portion where the resin burr is formed in order to remove the resin burr, a crack is likely to occur in the resin body. Also, in the method of roughening treatment, the coating resin penetrates into the surface irregularities of the roughened mold due to capillary action, resulting in poor mold releasability and mold cleaning cycles. There is a problem of shortening.
この他に、金型間の間隙を防止する対策として、特許文献4〜6に提案されているような技術もあり、特許文献4,5には、金型の配線リードに対するプレス力を強化する技術が開示されている。
しかし、この方法は、配線リードに過度の変形応力を加える危険性があり、金型及び配線リードの損傷を招くおそれがある。
In addition to this, there are techniques as proposed in
However, this method has a risk of applying excessive deformation stress to the wiring lead, and may cause damage to the mold and the wiring lead.
また、特許文献6には、金型間の間隙発生部分に予めテープを貼着して密閉性を図ろうとする技術が開示されているが、射出成型工程は、比較的高温下で行なわれ、機械的摩擦力も及ぶので、このようなテープを利用しても、実際にはテープの剥離・損傷等が生じやすいし、テープを設ける分、製造効率及び製造コスト面の問題もある。
第2の課題は、LED装置の封止樹脂にシリコーン樹脂を用いる場合の問題である。
The second problem is a problem when a silicone resin is used as the sealing resin for the LED device.
シリコーン樹脂は高い透明性を確保できる反面、エポキシ樹脂等と比べて線膨張率が高い。このため、基板上にシリコーン樹脂を射出成型する工程において、当該樹脂材料が受ける熱変化(いわゆる熱履歴)により、シリコーン樹脂が熱収縮しうる。これにより、シリコーン樹脂と配線リードとの間で剥離が生じ、接触不良による性能劣化、或いは接合強度不足等の問題を生じうる。 Silicone resin can ensure high transparency, but has a higher coefficient of linear expansion than epoxy resin. For this reason, in the process of injection-molding the silicone resin on the substrate, the silicone resin can be thermally contracted due to a thermal change (so-called thermal history) received by the resin material. As a result, peeling occurs between the silicone resin and the wiring lead, which may cause problems such as performance deterioration due to poor contact or insufficient bonding strength.
また、LED向けのリードでは、リード本体である金属板体の表面に可視光領域の反射率が高い銀被膜が施され、透明性の高い付加重合型シリコーン樹脂で被覆されることが多いが、付加重合型シリコーン樹脂の反応触媒として一般に塩化白金酸化合物を用いている為、銀被膜がこの塩化白金化合物と置換反応を起こして塩化銀を形成し、それが、LEDの発光により黒色に変化して銀被膜が変色するという課題も生じている。 In addition, in a lead for LED, a silver coating having a high reflectance in the visible light region is applied to the surface of a metal plate body that is a lead body, and is often coated with a highly transparent addition polymerization type silicone resin. Since a chloroplatinic acid compound is generally used as a reaction catalyst for the addition polymerization type silicone resin, the silver coating undergoes a substitution reaction with the platinum chloride compound to form silver chloride, which changes to black due to light emission of the LED. Thus, the problem that the silver coating is discolored has also arisen.
第3の課題として、配線リードに設けられたAgメッキ被膜に関する課題もある。Ag材料は長波長領域の可視光については反射率を高くできることが知られておりLED装置における発光効率向上に寄与する反面、短波長領域(約500nm以下)の光に対しては相対的に反射率が低い。従ってLED装置に青色発光・紫色発光、紫外線発光等のダイオードを実装する場合には、十分な反射率が得られず、発光効率を獲得できない問題が生じうる。 As a third problem, there is also a problem related to the Ag plating film provided on the wiring lead. It is known that Ag material can increase the reflectivity of visible light in the long wavelength region, and contributes to the improvement of the light emission efficiency in the LED device, but is relatively reflective to the light in the short wavelength region (about 500 nm or less). The rate is low. Therefore, when a diode for blue light emission, purple light emission, ultraviolet light emission or the like is mounted on the LED device, a sufficient reflectance cannot be obtained, and a problem that the light emission efficiency cannot be obtained may occur.
第4の課題は、フィルムキャリアテープにおいて、配線パターン層にSnメッキを施した場合の課題である。
配線パターン層の表面には、ハンダにより実装部品と接続するため、予めSnメッキ層が施されるが、このメッキ工程において、加熱雰囲気によりソルダーレジスト層の端部がめくれ上がり、このめくれ上がったソルダーレジスト層と配線パターン層表面との間と、これ以外の配線パターン層の表面領域との間で、Snイオン及びCuイオンのイオン化傾向の違いに伴う局所電池が発生する問題がある(図22(a))。局所電池が発生すると、配線パターン層表面に溶出したCuイオンによる浸蝕領域が発生する。このため、Snメッキ後のフィルムキャリアテープの機械的強度が低下するほか、均一なメッキ加工が施せない問題も生じうる。
A 4th subject is a subject at the time of giving Sn plating to a wiring pattern layer in a film carrier tape.
The surface of the wiring pattern layer is pre-coated with an Sn plating layer to be connected to the mounting component by soldering. In this plating process, the end of the solder resist layer is turned up by the heating atmosphere, and the solder that has been turned up. There is a problem that a local battery is generated due to a difference in ionization tendency of Sn ions and Cu ions between the resist layer and the surface of the wiring pattern layer and between the surface regions of other wiring pattern layers (FIG. 22 ( a)). When a local battery is generated, an erosion region due to Cu ions eluted on the surface of the wiring pattern layer is generated. For this reason, the mechanical strength of the film carrier tape after Sn plating is lowered, and there is a problem that uniform plating cannot be performed.
本発明は、上記課題に鑑み、第1に、リード及びリードの製造方法、リードを樹脂成型したパッケージ部品及びパッケージ部品の製造方法、半導体装置において、リードの変色を防止すること、あるいは、半導体装置を製造する際に、樹脂バリの発生を抑えることを目的とする。
第2に、LED装置において、シリコーン樹脂と配線リードとの密着性を向上させることで、良好な発光特性を発揮すること、並びにリード本体に銀被膜が形成されている場合にその耐蝕性を向上させることを目的とする。
In view of the above problems, the present invention firstly prevents lead discoloration in a lead and a lead manufacturing method, a package component in which a lead is resin-molded, a package component manufacturing method, a semiconductor device, or a semiconductor device. The purpose of this is to suppress the generation of resin burrs.
Secondly, in LED devices, by improving the adhesion between the silicone resin and the wiring lead, it exhibits good light-emitting characteristics, and when the silver film is formed on the lead body, the corrosion resistance is improved. The purpose is to let you.
第3に、LED装置において、比較的短波長領域の発光を行う場合であっても、十分な反射率を備えることで、優れた発光効率を呈するものを提供することを目的とする。
第4に、フィルムキャリアテープにおいて、良好な製造効率を維持しつつ、Snメッキ工程時の配線パターン層の損傷を回避して、優れたSnメッキ層の形成及び機械的強度、接合性が得られるものを提供することを目的とする。
Thirdly, an object of the present invention is to provide an LED device that exhibits excellent luminous efficiency by providing sufficient reflectance even when emitting light in a relatively short wavelength region.
Fourthly, in the film carrier tape, while maintaining good manufacturing efficiency, it avoids damage to the wiring pattern layer during the Sn plating step, and provides excellent formation of the Sn plating layer, mechanical strength, and bondability. The purpose is to provide things.
上記目的を達成するため、本発明は、樹脂体で部分的に被覆されてパッケージ部品、半導体装置などに用いられるリードにおいて、リード本体である金属板材を、プリン骨格を有する化合物を含む被膜で被覆することとした。
ここで、金属板材は、導電性の板体からなり、その表面には、ニッケル、パラジウム、錫、銅、銀、金などの金属が露出している。
In order to achieve the above object, according to the present invention, in a lead that is partially coated with a resin body and used for a package component, a semiconductor device, etc., a metal plate material that is a lead body is coated with a coating containing a compound having a purine skeleton It was decided to.
Here, the metal plate material is composed of a conductive plate body, and a metal such as nickel, palladium, tin, copper, silver, or gold is exposed on the surface thereof.
ここで、少なくとも樹脂体で被覆される部分以外の部分には、プリン骨格を有する化合物を含む被膜で被膜することが好ましい。
上記プリン骨格を有する化合物を含む被膜は、極性基を有するプリン骨格化合物で形成し、極性基を金属板材表面と結合するように被覆させることが好ましい。
上記化合物の極性基としては、含窒素複素環又はチオール基が好ましい。
Here, it is preferable to coat at least a portion other than the portion covered with the resin body with a coating containing a compound having a purine skeleton.
The film containing the compound having a purine skeleton is preferably formed of a purine skeleton compound having a polar group, and is coated so as to bind the polar group to the surface of the metal plate material.
The polar group of the above compound is preferably a nitrogen-containing heterocyclic ring or a thiol group.
プリン骨格化合物としては、一般式が下記化7または化8で示される化合物、あるいは、それらの誘導体が好ましい。
As the purine skeleton compound, a compound represented by the following
また上記目的を解決するため、本発明の樹脂付金属部品の製造方法では、プリン骨格の一端に金属に対する結合性を有する第一官能基、他端に所定の特性を持つ第二官能基を備える機能性有機分子を含む材料を、金属材料からなる配線リードに被着させ、当該配線リードを構成する金属原子に前記第一官能基を結合させた状態で各機能性有機分子を自己組織化させることによって有機被膜を形成する有機被膜形成工程と、有機被膜形成工程後に、有機被膜を配した配線リードの所定表面領域にわたり樹脂を固着させる樹脂固着工程とを経ることとした。
In order to solve the above-mentioned object, in the method for producing a metal part with a resin according to the present invention, a first functional group having a metal binding property is provided at one end of the purine skeleton, and a second functional group having predetermined characteristics is provided at the other end. A material containing a functional organic molecule is deposited on a wiring lead made of a metal material, and each functional organic molecule is self-assembled in a state where the first functional group is bonded to a metal atom constituting the wiring lead. Thus, an organic film forming process for forming the organic film and a resin fixing process for fixing the resin over a predetermined surface region of the wiring lead provided with the organic film after the organic film forming process are performed.
ここで、第二官能基が持つ所定の特性は、樹脂を硬化させる特性、樹脂の硬化を促進させる特性等である。
プリン骨格を持つ化合物としては、一般式が上記化7または化8で示される化合物、あるいはそれらの誘導体が挙げられ、第一官能基としては、チオール化合物、スルフィド化合物、含窒素複素環化合物が挙げられる。
Here, the predetermined characteristics possessed by the second functional group are a characteristic for curing the resin, a characteristic for promoting the curing of the resin, and the like.
Examples of the compound having a purine skeleton include compounds represented by
樹脂として熱硬化性樹脂を用いることが好ましく、その熱硬化性樹脂として、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテル樹脂が挙げられる。この場合、第二官能基として、水酸基、カルボン酸、酸無水物、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミン、アミド、チオール、スルフィド、イミド、ヒドラジド、イミダゾール、ジアザビシクロアルケン、有機フォスフィン、三フッ化ホウ素アミン錯体を用いればよい。 It is preferable to use a thermosetting resin as the resin, and as the thermosetting resin, epoxy resin, phenol resin, acrylic resin, melamine resin, urea resin, unsaturated polyester resin, alkyd resin, polyimide resin, polyamide resin, polyether Resin. In this case, as the second functional group, hydroxyl group, carboxylic acid, acid anhydride, primary amine, secondary amine, tertiary amine, amide, thiol, sulfide, imide, hydrazide, imidazole, diazabicycloalkene, An organic phosphine or boron trifluoride amine complex may be used.
また有機被膜形成工程では、樹脂固着工程において樹脂が固着されるべき配線リードの所定表面領域よりも広い面積にわたって、有機被膜を配線リード表面に形成することが好ましい。
熱硬化性樹脂としてシリコーン樹脂を用いる場合、第二官能基として、ビニル基、有機ハイドロジェンシランを含む化合物を用いればよい。
In the organic film forming step, the organic film is preferably formed on the surface of the wiring lead over an area larger than a predetermined surface region of the wiring lead to which the resin is to be fixed in the resin fixing step.
When a silicone resin is used as the thermosetting resin, a compound containing a vinyl group and an organic hydrogen silane may be used as the second functional group.
尚、熱硬化性樹脂としてエポキシ基もしくはアルコキシシリル基のいずれか、もしくは両方含有するシリコーン樹脂を用いる場合は、第二官能基として、水酸基、第一級アミン、第二級アミン、酸無水物を含む化合物を用いても良い。
熱硬化性樹脂としてシリコーン樹脂を用いる場合、第二官能基として、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウムから選択される一種以上を含む金属錯体を用いてもよい。
In addition, when using a silicone resin containing either or both of an epoxy group and an alkoxysilyl group as a thermosetting resin, a hydroxyl group, a primary amine, a secondary amine, and an acid anhydride are used as the second functional group. You may use the compound containing.
When a silicone resin is used as the thermosetting resin, a metal complex containing one or more selected from platinum, palladium, ruthenium, and rhodium may be used as the second functional group.
尚、樹脂固着工程で、シリコーン樹脂を固着させる場合に、シリコーン樹脂含有導電性ペースト(ダイボンディング剤)を用いても良い。
また第二官能基として、蛍光発光性化合物又はリン光発光性化合物を用いることもできる。
また、上記有機被膜形成工程は、溶媒に機能性有機分子を分散させて有機分子分散液を作製する分散液作製サブ工程と、配線リード表面のうち、樹脂が固着されるべき配線リードの所定表面領域よりも広い面積にわたり、配線リードを有機分子分散液に浸漬する浸漬サブ工程とで実施することができる。
In the case where the silicone resin is fixed in the resin fixing step, a silicone resin-containing conductive paste (die bonding agent) may be used.
As the second functional group, a fluorescent compound or a phosphorescent compound can be used.
In addition, the organic film forming step includes a dispersion preparation substep for preparing an organic molecule dispersion by dispersing functional organic molecules in a solvent, and a predetermined surface of the wiring lead to which the resin is to be fixed among the wiring lead surface. It can be carried out by an immersion sub-process in which the wiring lead is immersed in the organic molecular dispersion over an area larger than the region.
本発明の半導体装置の製造方法では、上記本発明の樹脂付金属部品の製造方法を用いて樹脂付金属部品を製造するのであるが、有機被膜形成工程と樹脂固着工程との間に、配線リードに半導体素子を電気的に接続する接続工程を設け、樹脂固着工程では、半導体素子を内包し、且つ配線リードの一部が外部に露出するように樹脂成型することとした。
また、本発明の配線部材は、金属材料からなる配線リードの表面に、機能性有機分子の自己組織化による有機被膜を被着させて構成し、機能性有機分子としては、プリン骨格の一端に配線リードの金属に対して、水素結合、若しくは配位結合の少なくともいずれかの結合態様を呈する第一官能基が配され、他端に樹脂硬化性若しくは樹脂硬化促進性を呈する第二官能基が配された化学構造を有するものを用い、第一官能基を配線リードに結合させた。
In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the metal part with resin is manufactured by using the method for manufacturing the metal part with resin of the present invention, and the wiring lead is formed between the organic film forming step and the resin fixing step. In the resin fixing step, resin molding is performed so that the semiconductor element is included and a part of the wiring lead is exposed to the outside.
In addition, the wiring member of the present invention is configured by depositing an organic coating by self-organization of functional organic molecules on the surface of a wiring lead made of a metal material, and the functional organic molecules are attached to one end of the purine skeleton. A first functional group exhibiting at least one of a hydrogen bond or a coordinate bond is arranged on the metal of the wiring lead, and a second functional group exhibiting resin curing property or resin curing acceleration property is provided at the other end. Using the one having the arranged chemical structure, the first functional group was bonded to the wiring lead.
また本発明の樹脂付金属部品は、上記本発明の配線部材の一部に樹脂を固着し、有機被膜を、樹脂固着される配線部材の表面積よりも広い面積にわたり被着させた構成とした。
また本発明の樹脂封止半導体装置は、上記本発明の配線部材に対し、配線リード上に半導体素子を電気接続し、配線部材を一部外部に露出させ、且つ、有機被膜が形成された領域内において半導体素子を樹脂封止して構成した。
The metal part with resin of the present invention has a configuration in which a resin is fixed to a part of the wiring member of the present invention and an organic coating is deposited over an area larger than the surface area of the wiring member to which the resin is fixed.
The resin-encapsulated semiconductor device of the present invention is a region in which a semiconductor element is electrically connected to a wiring lead to the wiring member of the present invention, a part of the wiring member is exposed to the outside, and an organic film is formed. The semiconductor element was sealed with resin.
本発明のフィルムキャリアテープは、金属材料からなる配線パターン層の表面に、有機被膜及びソルダーレジスト層を順次積層した構成とし、有機被膜を、機能性有機分子の自己組織化により形成し、機能性有機分子には、プリン骨格の一端に、配線パターン層の金属に対して結合性を有する第一官能基を配し、他端にソルダーレジスト層と化学結合性を持つ第二官能基を配し、第一官能基を配線パターン層に、第二官能基をソルダーレジスト層に結合させた。 The film carrier tape of the present invention has a structure in which an organic film and a solder resist layer are sequentially laminated on the surface of a wiring pattern layer made of a metal material, and the organic film is formed by self-organization of functional organic molecules. In the organic molecule, one end of the purine skeleton is provided with a first functional group having a binding property to the metal of the wiring pattern layer, and the other functional group is provided with a second functional group having a chemical binding property with the solder resist layer. The first functional group was bonded to the wiring pattern layer, and the second functional group was bonded to the solder resist layer.
フィルムキャリアテープの製造方法では、プリン骨格の一端に金属に対する結合性を有する第一官能基、他端に所定の特性を持つ第二官能基を備える機能性有機分子を含む材料を、配線パターン層の所定表面に被着させ、配線リードを構成する金属原子に第一官能基を結合させ、各々の機能性有機分子を自己組織化させることにより有機被膜を形成する有機被膜形成工程と、有機被膜の上に、機能性有機分子の第二官能基と化学結合させるように、ソルダーレジスト材料を塗布してソルダーレジスト層を形成するソルダーレジスト層形成工程とを設けた。 In the method for producing a film carrier tape, a wiring pattern layer comprising a material containing a functional organic molecule having a first functional group having a binding property to a metal at one end of a purine skeleton and a second functional group having a predetermined property at the other end An organic film forming step of forming an organic film by attaching a first functional group to a metal atom constituting a wiring lead and self-organizing each functional organic molecule; A solder resist layer forming step of applying a solder resist material to form a solder resist layer so as to be chemically bonded to the second functional group of the functional organic molecule is provided.
ここで第二官能基は、ソルダーレジスト材料との化学結合に際し、樹脂硬化性及び光重合開始性の少なくともいずれかを呈するものを用いることが好ましい。
また第二官能基に、樹脂硬化性を呈するものを用いて、酸無水物及び第一級アミン化合物から選択される一種以上を含むものを用いてもよい。
また第二官能基として、光重合開始性を呈するもの、具体的には、ベンゾフェノン類、アセトフェノン類、アルキルフェノン類、ベンゾイン類、アントラキノン類、ケタール類、チオキサントン類、クマリン類、ハロゲン化トリアジン類、ハロゲン化オキサジアゾール類、オキシムエステル類、アクリジン類、アクリドン類、フルオレノン類、フルオラン類、アシルフォスフィンオキサイド類、メタロセン類、多核芳香族類、キサンテン類、シアニン類、スクアリウム類、アクリドン類、チタノセン類、テトラアルキルチウラムスルフィド類から選択される一種以上を含むものを用い、ソルダーレジスト層形成工程では、光照射により第二官能基を励起させるとともにソルダーレジスト材料を有機被膜上に塗布し、レジスト材料を光重合させることも好ましい。
Here, it is preferable to use a second functional group that exhibits at least one of resin curability and photopolymerization initiating upon chemical bonding with the solder resist material.
Moreover, what contains 1 or more types selected from an acid anhydride and a primary amine compound may be used for the 2nd functional group using what exhibits resin curability.
Further, as the second functional group, those exhibiting photopolymerization initiating properties, specifically, benzophenones, acetophenones, alkylphenones, benzoins, anthraquinones, ketals, thioxanthones, coumarins, halogenated triazines, Halogenated oxadiazoles, oxime esters, acridines, acridones, fluorenones, fluorans, acylphosphine oxides, metallocenes, polynuclear aromatics, xanthenes, cyanines, squaliums, acridones, titanocenes In the solder resist layer forming step, the second functional group is excited by light irradiation and a solder resist material is applied on the organic film, and the resist material is a resist material that contains at least one selected from tetraalkylthiuram sulfides. Photopolymerize It is also preferred.
また有機被膜形成工程では、光重合開始性の第二官能基を有する機能性有機分子を用いて有機被膜を形成し、ソルダーレジスト層形成工程では、有機被膜を形成した配線パターン層を、光重合性分子を分散させてなる分散溶液に浸漬するとともに、配線パターン層に所定のパターンマスクを施して分散溶液中で光照射することにより、第二官能基に対して重合反応を生じさせて所定のパターンのソルダーレジスト層を重合形成してもよい。 In the organic film forming process, an organic film is formed using functional organic molecules having a photopolymerization-initiating second functional group. In the solder resist layer forming process, the wiring pattern layer formed with the organic film is photopolymerized. In addition to being immersed in a dispersion solution in which the functional molecules are dispersed, and applying a predetermined pattern mask to the wiring pattern layer and irradiating with light in the dispersion solution, a polymerization reaction is caused to the second functional group and a predetermined pattern is generated. A patterned solder resist layer may be formed by polymerization.
また配線パターン層をCu材料で形成し、被着ソルダーレジスト層形成工程の後、当該ソルダーレジスト層が形成された領域以外の配線パターン層の所定表面にSnメッキ層を形成するSnメッキ層形成工程を設けてもよい。 In addition, an Sn plating layer forming step of forming a wiring pattern layer with a Cu material and forming an Sn plating layer on a predetermined surface of the wiring pattern layer other than the region where the solder resist layer is formed after the deposition solder resist layer forming step. May be provided.
本発明にかかるリードは、上記のようにリード本体である金属板材を、プリン骨格を有する化合物を含む被膜で被覆している。従って、LEDのようにリード本体である金属板体の表面に銀薄膜が形成され、付加重合型シリコーン樹脂で被覆されるような場合、銀被膜とシリコーン樹脂中の塩化白金化合物触媒との置換反応による塩化銀の生成が抑えられるので、銀被膜の変色防止効果を奏する。 As described above, the lead according to the present invention covers the metal plate material, which is a lead body, with a coating containing a compound having a purine skeleton. Therefore, when a silver thin film is formed on the surface of a metal plate that is a lead body like an LED and is coated with an addition polymerization type silicone resin, the substitution reaction between the silver coating and the platinum chloride compound catalyst in the silicone resin. Since the formation of silver chloride due to is suppressed, the effect of preventing discoloration of the silver coating film is exhibited.
また、プリン骨格は、芳香族性を有するピリミジン環とイミダゾール環との縮合環からなる平面構造の含窒素縮合複素環であり、構造中の炭素のπ電子および窒素のn電子によって、プリン骨格同士の間にロンドン分散力が働いてスタッキング効果を奏する。従って、プリン骨格を有する化合物からなる自己組織化被膜は膜自体が極めて安定している。
その為、半導体素子の実装工程において高温工程(例えば、金錫共晶半田接合等では約300〜360℃)があったとしても、皮膜が分解し難く、リードの表面保護皮膜としての機能を十分に維持できる。
The purine skeleton is a nitrogen-containing condensed heterocyclic ring having a planar structure composed of a condensed ring of an aromatic pyrimidine ring and an imidazole ring, and the purine skeletons are bonded to each other by a carbon π electron and a nitrogen n electron in the structure. In the meantime, the dispersion force of London works to produce a stacking effect. Therefore, the self-assembled film made of a compound having a purine skeleton is very stable.
Therefore, even if there is a high-temperature process (for example, about 300 to 360 ° C. in the case of gold-tin eutectic solder bonding) in the semiconductor element mounting process, the film is difficult to be decomposed, and the function as a lead surface protective film is sufficient. Can be maintained.
なお、プリン骨格に限らず、縮合芳香族複素環や、他の芳香族環を持つ化合物を用いても、同様にロンドン分散力によるスタッキング効果を奏するが、縮合芳香族複素環の中でもプリン環は、骨格が非常に安定しており、被膜自体「耐熱性」が向上する為、好適である。
本発明にかかる樹脂付金属部品の製造方法によれば、有機被膜形成工程で、金属材料からなる配線リード表面に、上記の機能性有機分子の自己組織化により形成される有機被膜を配設するが、機能性有機分子は、プリン骨格の一末端に、金属に対する結合性を呈する第一官能基を備え、他端に所定の特性を持つ第ニ官能基を備えているので、機能性有機分子が配線リード表面で自己組織化するときには、第一官能基を配線リード表面に向け、第二官能基を上面に向けた状態で並ぶ。有機被膜の表面には第二官能基が露出することになる。
In addition, not only the purine skeleton but also a condensed aromatic heterocycle or a compound having another aromatic ring also exhibits a stacking effect due to the London dispersion force, but among the condensed aromatic heterocycles, the purine ring is also Since the skeleton is very stable and the coating itself improves the “heat resistance”, it is preferable.
According to the method for manufacturing a metal part with resin according to the present invention, an organic film formed by self-organization of the functional organic molecules is disposed on the surface of the wiring lead made of a metal material in the organic film forming step. However, the functional organic molecule has a first functional group exhibiting a binding property to a metal at one end of the purine skeleton and a second functional group having a predetermined property at the other end. Are self-organized on the surface of the wiring lead, the first functional group is aligned with the surface of the wiring lead and the second functional group is aligned with the top surface. The second functional group is exposed on the surface of the organic coating.
従って、樹脂固着工程において、樹脂材料を固着させるときに、有機被膜表面の第二官能基と樹脂材料との間で、第二官能基の特性に応じた化学作用を奏することによって、従来の諸課題を解決することができる。
すなわち、第二官能基が、樹脂材料と化学結合する結合性を持つ場合、有機被膜上に固着される樹脂材料と有機被膜との結合力が高まる。
Therefore, when the resin material is fixed in the resin fixing step, a chemical action corresponding to the characteristics of the second functional group is exerted between the second functional group on the surface of the organic coating and the resin material. The problem can be solved.
That is, when the second functional group has a binding property that chemically bonds to the resin material, the binding force between the resin material fixed on the organic coating and the organic coating is increased.
また、樹脂材料を硬化させる硬化性あるいは、樹脂材料の硬化を促進する効果促進性を持つ場合、樹脂材料を迅速に硬化させることができる。それによって、キャビティ内に充填された樹脂材料は有機被膜上で迅速に硬化し、例え射出成型時に金型の不要な間隙があったとしても、当該隙間を樹脂材料が流れようとすると瞬時に硬化するので、隙間から樹脂が漏出するのが抑制される。 Moreover, when it has the sclerosis | hardenability which hardens a resin material, or the effect acceleration property which accelerates | stimulates hardening of a resin material, a resin material can be hardened rapidly. As a result, the resin material filled in the cavity is quickly cured on the organic coating, and even if there is an unnecessary gap in the mold during injection molding, it instantly cures when the resin material tries to flow through the gap. As a result, leakage of the resin from the gap is suppressed.
よって、樹脂成型後に樹脂バリを除去するといった余分な工程が不要となる。
なお、上記本発明の効果は、射出成型装置を改変したり、別途装置を追加しなくても、得ることができる。従って、本発明によれば、低コスト且つ優れた製造効率で、良好な電気接続性を持つ半導体装置を実現することができる。
具体的に、第二官能基に、ビニル基、有機ハイドロジェンシランを含む化合物等を用いる場合、有機被膜とシリコーン樹脂との間に強固な化学結合を得ることができる。
Therefore, an extra step of removing the resin burr after the resin molding becomes unnecessary.
The effects of the present invention can be obtained without modifying the injection molding apparatus or adding a separate apparatus. Therefore, according to the present invention, it is possible to realize a semiconductor device having good electrical connectivity at low cost and with excellent manufacturing efficiency.
Specifically, when a compound containing a vinyl group or organic hydrogen silane is used as the second functional group, a strong chemical bond can be obtained between the organic coating and the silicone resin.
尚、熱硬化性樹脂としてエポキシ基もしくはアルコキシシリル基のいずれか、もしくは両方含有するシリコーン樹脂含有シリコーン樹脂を用いる場合は、第二官能基として、水酸基、第一級アミン、第二級アミン、酸無水物を用いることにより、シリコーン樹脂中のエポキシ基もしくはアルコキシシリル基のいずれか、もしくは両方と強固な化学結合を得る事ができる。 In addition, when using a silicone resin-containing silicone resin containing either or both of an epoxy group and an alkoxysilyl group as the thermosetting resin, the secondary functional group includes a hydroxyl group, a primary amine, a secondary amine, an acid. By using an anhydride, it is possible to obtain a strong chemical bond with either or both of the epoxy group and alkoxysilyl group in the silicone resin.
従って、このような機能性有機分子からなる有機被膜を、LED装置の配線リードに成膜しておけば、シリコーン樹脂と配線リードとの間の剥離・クラック等の発生や、高温下での接触不良による性能劣化、接合強度不足等の問題の発生を抑制し、LED装置の発光効率を安定させることができる。
またLED装置において、第二官能基として白金錯体を持つ機能性有機分子で、配線リード表面に有機被膜を配設すれば、この上に充填されるシリコーン樹脂が極めて早く硬化される。
Therefore, if an organic coating composed of such functional organic molecules is formed on the wiring lead of the LED device, peeling or cracking between the silicone resin and the wiring lead, or contact at a high temperature Generation | occurrence | production of problems, such as performance degradation by a defect and insufficient joint strength, can be suppressed, and the luminous efficiency of an LED apparatus can be stabilized.
Further, in the LED device, if a functional organic molecule having a platinum complex as the second functional group and an organic film is disposed on the surface of the wiring lead, the silicone resin filled thereon is cured very quickly.
従って、リフレクタと配線リードとの境界に不要な間隙があったとしても、当該間隙にシリコーン樹脂が流れ込むのが防止される。
なお、樹脂固着工程で、シリコーン樹脂含有導電性ペースト(Agペースト等のダイボンディング剤)を用いる場合、シリコーン樹脂含有導電性ペーストを、ダイボンディングすることによりLED等の半導体チップとダイパッドを強固に接合させる事が可能となる。シリコーン樹脂含有導電性ペーストを用いれば、従来のエポキシ樹脂含有導電性ペーストと比較して劣化が少ない為、導電率および熱伝導率の安定化を実現する事ができる。
Therefore, even if there is an unnecessary gap at the boundary between the reflector and the wiring lead, the silicone resin is prevented from flowing into the gap.
In addition, when using a silicone resin-containing conductive paste (die bonding agent such as an Ag paste) in the resin fixing step, a semiconductor chip such as an LED and a die pad are firmly bonded by die-bonding the silicone resin-containing conductive paste. It is possible to make it. When the silicone resin-containing conductive paste is used, since the deterioration is less than that of the conventional epoxy resin-containing conductive paste, it is possible to achieve stabilization of conductivity and thermal conductivity.
更に、シリコーン樹脂含有導電性ペーストにAg粒子を用いる場合、有機被膜をAg粒子に施しても良い。これにより、導電性ペースト中のAg粒子の変色を抑制することも可能になる。
またLED装置において、配線リードにAgメッキ被膜が施されているとAgメッキ被膜による短波長領域の反射効率が低くなりやすいが、第二官能基として蛍光発光性化合物又はリン光発光性化合物用いた機能性有機分子で、配線リード上に有機被膜を形成すれば、紫外光または可視光領域における短波長の光に対する反射率が向上するので、装置全体として良好な発光効率が期待できる。
Further, when Ag particles are used in the silicone resin-containing conductive paste, an organic coating may be applied to the Ag particles. Thereby, it is also possible to suppress discoloration of Ag particles in the conductive paste.
Further, in the LED device, when the Ag plating film is applied to the wiring lead, the reflection efficiency in the short wavelength region due to the Ag plating film tends to be low, but a fluorescent compound or a phosphorescent compound is used as the second functional group. When an organic film is formed on the wiring lead with functional organic molecules, the reflectance with respect to short-wavelength light in the ultraviolet light or visible light region is improved, so that good luminous efficiency can be expected as the whole device.
また、フィルムキャリアテープにおいて、金属材料からなる配線パターン層の表面に、有機被膜及びソルダーレジスト層を順次積層した構成とし、配線パターン層の金属に対して結合性を呈する第一官能基を持ち、ソルダーレジスト層に対して結合性を有する第二官能基を備える機能性有機分子を用いて有機被膜を形成すれば、配線パターンとソルダーレジスト層との層構造を安定に保持することができる。 In addition, in the film carrier tape, the surface of the wiring pattern layer made of a metal material has a structure in which an organic film and a solder resist layer are sequentially laminated, and has a first functional group that exhibits binding properties to the metal of the wiring pattern layer, If an organic film is formed using a functional organic molecule having a second functional group having a binding property to the solder resist layer, the layer structure of the wiring pattern and the solder resist layer can be stably maintained.
従って、その後にSnメッキを施す場合も、ソルダーレジスト層の端部が配線パターンからめくれ上がるのを防止し、局部電池の発生が抑制される。従って、高品質のフィルムキャリアテープを製造することができる。
なお、上記のように機能性有機分子が自己組織化して形成される有機被膜は基本的に単
分子膜であって、膜厚が単分子レベルの厚みであるためスペースをほとんど占めないが、配線リードに対する結合性が非常に優れており、有機被膜が施された配線リード領域の防腐、防錆、耐絶縁性を強化できる。また、樹脂固着後に、有機被膜を除去する必要もない。
Therefore, even when Sn plating is performed thereafter, the end of the solder resist layer is prevented from turning up from the wiring pattern, and the generation of local batteries is suppressed. Therefore, a high quality film carrier tape can be manufactured.
The organic film formed by self-organization of functional organic molecules as described above is basically a monomolecular film, and the film thickness is a monomolecular level, so it occupies almost no space. Bondability to the lead is extremely excellent, and the anticorrosion, rust prevention, and insulation resistance of the wiring lead region coated with the organic coating can be enhanced. Further, it is not necessary to remove the organic coating after the resin is fixed.
以上のように、本願発明は、機能性・構成等の点において、一般的な表面処理剤、界面活性剤、塗料等とは全く異なるものである。 As described above, the present invention is completely different from general surface treatment agents, surfactants, paints and the like in terms of functionality and configuration.
以下、本発明の各実施の形態を添付の図面を参照しながら説明するが、本発明はこれらの実施形式に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲で適宜変更して実施することができる。
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]
<構成>
図1は、本実施の形態にかかる半導体装置10の断面図である。この半導体装置10は、IC,LSI等に用いられる表面実装型半導体装置であって、同図に示す様に、リード11、半導体素子12、電気接続用ワイヤ13、被覆樹脂体14から構成されている。
(リード11)
リード11は、銅、銅合金、鉄、鉄合金などの金属薄板材11aの表面が金属被膜21で覆われて構成されている(図2参照)。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments, and may be modified as appropriate without departing from the technical scope of the present invention. Can be implemented.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Embodiment 1]
<Configuration>
FIG. 1 is a cross-sectional view of a
(Lead 11)
The
金属被膜21は、例えば、ニッケル、パラジウム、錫、銅、銀、金などの金属で、一層以上で構成され、リードの表面に湿式メッキ若しくは乾式メッキすることにより形成される。
この金属被膜21の最表面は、銀、金もしくは銅であることが好ましい。
(半導体素子12)
半導体素子12は、リード11上に、ダイボンディングされて固定され、電気接続用ワイヤ13でリード11の接続部とワイヤボンディングされている。
(電気接続用ワイヤ13)
電気接続用ワイヤ13は、半導体素子12とリード11とを電気的に接続している。
The
The outermost surface of the
(Semiconductor element 12)
The
(Electric connection wire 13)
The
電気接続用ワイヤ13としては、接続部とのオーミック性、機械的接続性、電気伝導性及び熱伝導性がよいものが望ましい。例えば、金、銅、白金、アルミニウム等及びそれらの合金を用いた導電性ワイヤを用いることができる。このような導電性ワイヤは、ワイヤボンディング機器によって容易に接続部と接続させることができる。
(被覆樹脂体14)
被覆樹脂体14は、半導体素子12とともにリード11の一部を被覆するように形成され、これらを封止する。
As the
(Coating resin body 14)
The covering
被覆樹脂体14は、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリフタルアミド樹脂、液晶ポリマーなどで形成される。
(被覆樹脂体14の周辺部分)
図1中において、リード11における被覆樹脂体14で被覆されていない部分(周辺部
分)を符号15で示している。この周辺部分15は、「背景技術」で説明したように、樹脂バリが生ずる部分である。
The covering
(A peripheral portion of the coating resin body 14)
In FIG. 1, a portion (peripheral portion) of the
リード11の周辺部分15では、金属被膜21の表面が、プリン骨格を有する化合物からなる被膜22で覆われている。
図2は、リード11における周辺部分15の構造を示す断面図である。当図に示すように、リード11の周辺部分15では、金属薄板材11aの外表面が、金属被膜21とプリン骨格を有する化合物からなる被膜22の2層被膜で覆われている。
In the
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of the
(プリン骨格を有する化合物を含む被膜22の構造)
プリン骨格を有する化合物を含む被膜22は、プリン骨格化合物、又はその誘導体からなる被膜剤で形成される。
ここでいうプリン骨格化合物は、金属と結合可能な極性基(例えば、チオール、スルフィド、ジスルフィド、チオール誘導体、含窒素複素環化合物など)と、プリン骨格とが含まれている化合物である。
(Structure of the coating film 22 containing a compound having a purine skeleton)
The film 22 containing a compound having a purine skeleton is formed of a film agent made of a purine skeleton compound or a derivative thereof.
The purine skeleton compound herein is a compound containing a polar group (for example, thiol, sulfide, disulfide, thiol derivative, nitrogen-containing heterocyclic compound, etc.) capable of binding to a metal and a purine skeleton.
プリン骨格化合物の具体例として、一般式が化9または化10で示される化合物又はそれらの誘導体が挙げられる。(但し、R1、R2、R3、R4のいずれかに、極性基を有し、その他は、水素、アミン、水酸基、ケトン、アルデヒド、カルボン酸、スルホン酸、アミド、ヒドラジド、ヒドラジン、アミジン、エーテル、ハロゲン、ニトリル、メチレン、アリール、シロキサン、グリコールを表す。)
Specific examples of the purine skeleton compound include compounds represented by
極性基としては、SH基をはじめ、含窒素複素環化合物でもよく、例えば、イミダゾール化合物、トリアゾール化合物、テトラゾール化合物、ジアジン化合物、トリアジン化合物、テトラジン化合物で形成しても良い。又、含窒素複素環化合物にチオールまたはチオール塩を修飾した化合物で形成してもよい。
The polar group may be an SH group or a nitrogen-containing heterocyclic compound, and may be formed of, for example, an imidazole compound, a triazole compound, a tetrazole compound, a diazine compound, a triazine compound, or a tetrazine compound. Moreover, you may form with the compound which modified the thiol or thiol salt to the nitrogen-containing heterocyclic compound.
上記プリン骨格化合物は、金属と結合可能な極性基を持つ機能性有機分子であるため、金属被膜21の表面上に被着されて、当該金属被膜21の表面上に、自己組織化単分子膜を形成する。
具体的には、極性基がチオール基(X−SH、ただしXはプリン骨格またはその誘導体)である場合、金(Au)や銀(Ag)など1価以上の陽イオンになりうる金属原子に配位し、Au−S−X又はAg−S−X等の共有結合により、金属被膜21の表面に結合する。
Since the purine skeleton compound is a functional organic molecule having a polar group capable of binding to a metal, the purine skeleton compound is deposited on the surface of the
Specifically, when the polar group is a thiol group (X-SH, where X is a purine skeleton or a derivative thereof), a metal atom that can be a monovalent or higher cation such as gold (Au) or silver (Ag) Coordinates and binds to the surface of the
同様に、極性基がジスルフィド基(X1−S−S−X2)の場合、Au(−S−X1)(−S−X2)又はAg(−S−X1)(−S−X2)等の共有結合によって、強固な結合構造が形成される。
極性基が、アゾール化合物、アジン化合物等の含窒素複素環化合物を含む場合は、当該化合物をなす分子中の窒素原子の非共有電子対が、2価以上の陽イオンになりうる金属に配位結合できる。例えば、イミダゾール化合物、ベンゾトリアゾール化合物、トリアジン化合物等は、主にCu等の金属と配位結合を形成しやすいため好適である。
Similarly, when the polar group is a disulfide group (X1-SS-X2), sharing of Au (-S-X1) (-S-X2) or Ag (-S-X1) (-S-X2), etc. The bond forms a strong bond structure.
When the polar group contains a nitrogen-containing heterocyclic compound such as an azole compound or an azine compound, the unshared electron pair of the nitrogen atom in the molecule forming the compound is coordinated to a metal that can be a divalent or higher cation. Can be combined. For example, an imidazole compound, a benzotriazole compound, a triazine compound, and the like are preferable because they easily form a coordinate bond with a metal such as Cu.
図3は、被膜22を構成するプリン骨格を有する化合物によって、金属被膜21の表面に自己組織化単分子膜が形成される例を模式的に表した図である。
図3では、チオール又はチオール誘導体を含む化合物が、チオール(SH)基(符号40で示す)を介して金属被膜21の表面の金属と結合し、それに伴ってプリン骨格41が外方に向いた状態で金属被膜21表面に配列されている。
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an example in which a self-assembled monolayer is formed on the surface of the
In FIG. 3, a compound containing a thiol or a thiol derivative is bonded to a metal on the surface of the
ここで、当該化合物が構造中に有している炭素のπ電子および窒素のn電子によって、となり合うプリン骨格41の間にはロンドン分散力(矢印42)が働いてスタッキング効果を奏し、互いに結合している。
このように、リード11の周辺部分15では、金属被膜21の表面上において、自己組織化による単分子膜からなる被膜22が形成され、当該被膜22の表面にプリン骨格41が緻密に配列する事によって、金属被膜21への水分や貴な金属イオンの侵入を抑制し、高い防錆効果・変色防止効果を有する。
Here, the dispersion force (arrow 42) acts between the
As described above, in the
なお、被膜22を構成する化合物として、プリン骨格を持つ化合物に限らず、縮合芳香族複素環、あるいは他の芳香族環を持つ化合物を用いても、同様にロンドン分散力によるスタッキング効果を奏するが、縮合芳香族複素環の中でもプリン環は、骨格が非常に安定しており、被膜自体の耐熱性が向上する点で好ましい。
図4は、プリン骨格を有する化合物からなる被膜22の存否によって、透光性の付加重合型シリコーン樹脂中に含まれる白金系金属触媒(H 2 P t C l 6 ・m H 2 O , K 2 P t C l 6, K H P t C l 6 ・m H 2 O , K 2 P t C l 4 , K 2 P t C l 4 ・m H 2 O ,( m は、正の整数) 等が銀金属被膜21に変色を及ぼす作用が相違する様子を示す模式図である。
It should be noted that the compound constituting the film 22 is not limited to a compound having a purine skeleton, but using a condensed aromatic heterocyclic ring or a compound having another aromatic ring also exhibits a stacking effect due to London dispersion force. Among the condensed aromatic heterocycles, the purine ring is preferable in that the skeleton is very stable and the heat resistance of the coating itself is improved.
FIG. 4 shows a platinum-based metal catalyst (H 2 PtCl 6 · m H 2 O, K 2) contained in a light-transmitting addition polymerization type silicone resin depending on the presence or absence of the coating 22 made of a compound having a purine skeleton. P t C l 6, K H P
図4(a)は、プリン骨格を有する化合物からなる被膜22が存在しない場合である。この場合、白金系金属触媒51が金属被膜21の表面に近づくと、その白金52が、銀金属被膜21の表面の金属と置換反応を起こす。
それにより、銀金属上に白金金属53が生成すると同時に、塩化銀54が生成する。
この塩化銀は、光エネルギー(hν)により容易に黒色変色する性質を持っている為、被膜21が変色してしまう。
FIG. 4A shows a case where the film 22 made of a compound having a purine skeleton does not exist. In this case, when the platinum-based
As a result,
Since this silver chloride has the property of being easily black-discolored by light energy (hν), the
図4(b)は、プリン骨格を有する化合物からなる被膜22が存在している場合であって、金属被膜21の表面は被膜22に含まれるチオール基40によって占有され、プリン骨格41が被膜22の表面側に表出されている。この場合、各白金系金属触媒51が白抜き矢印のように近づいても、プリン骨格41が存在することによって、白金系金属触媒51が持つ白金52が銀金属被膜21と接触するのが抑制され、銀金属被膜21表面の銀原子と置換反応することができない。その結果、塩化銀の生成が抑制され、銀金属被膜21の変色が抑制される。
FIG. 4B shows a case where a film 22 made of a compound having a purine skeleton is present. The surface of the
なお、リード11の製造工程を簡略化するため、プリン骨格を有する化合物を含む被膜22は、周辺部分15だけでなくリード11の全体に形成してもよい。
<製法>
(リード11のコーティング工程)
銅、銅合金、鉄、鉄合金等の金属薄板材をプレス加工又はエッチング加工してリード11を形成し、リード11の表面をニッケル、パラジウム、銀、金などの金属で金属メッキ処理をして、金属被膜21を形成する。
In order to simplify the manufacturing process of the
<Production method>
(Lead 11 coating process)
A lead 11 is formed by pressing or etching a thin metal plate material such as copper, copper alloy, iron, or iron alloy, and the surface of the
次に、上記に示す何れかのプリン骨格を有する化合物を含む被膜剤を、以下に示す条件で、金属被膜21の上にコーティングして、プリン骨格を有する化物を含む被膜22を形成する。その後、水やアルコール等の溶媒で洗浄する事により、余分なプリン骨格を含む被膜22を除去することによって、リード11のコーティング処理が完成する。
コーティング処理に用いるコーティング溶液は、被膜剤を溶媒に溶解して作製する。そのときの被膜剤の濃度は、被膜剤の種類によって異なるが、概ね0.1mg/L〜100g/Lの範囲内で調製するのが好ましい。この濃度が低すぎると処理に時間を要し、高すぎても一定以上の効果は期待できず、短分子皮膜が形成されると皮膜形成反応はそれ以上進行しない。
Next, a coating agent containing any of the compounds having a purine skeleton shown above is coated on the
The coating solution used for the coating treatment is prepared by dissolving a film agent in a solvent. The concentration of the coating agent at that time varies depending on the type of the coating agent, but is preferably prepared within a range of about 0.1 mg / L to 100 g / L. If this concentration is too low, it takes time for the treatment, and if it is too high, a certain effect cannot be expected. If a short molecular film is formed, the film formation reaction does not proceed any further.
被膜剤を溶解させる溶剤としては、水、アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール)、ケトン類(例えば、アセトン、メチルエチルケトン)を用いることができる。
金属上に皮膜を安定して形成する為に、必要に応じて、有機酸系、ホウ酸系、リン酸系のpH緩衝剤を添加しても良い。更に、被膜剤の溶解性・分散性を高める為に、必要に応じて、アニオン系、カチオン系、ノニオン系のいずれかの界面活性剤、またはこれらの混合物を添加しても良い。
As a solvent for dissolving the film agent, water, alcohols (for example, methanol, ethanol, propanol, butanol), and ketones (for example, acetone, methyl ethyl ketone) can be used.
In order to stably form a film on the metal, an organic acid-based, boric acid-based, or phosphoric acid-based pH buffering agent may be added as necessary. Furthermore, in order to improve the solubility and dispersibility of the coating agent, an anionic, cationic or nonionic surfactant or a mixture thereof may be added as necessary.
コーティング処理は、リード11を、プリン骨格を有する化合物を含む被膜剤を溶剤に溶解させた溶液に所定時間、浸漬することにより行っても良いし、上記溶液を、リード11に塗布したり、噴霧することによって行ってもよい。
例えば、金属メッキ処理の後、リード11の周辺部分15に、被膜剤を塗布又は噴霧することによって、周辺部分15のみにプリン骨格を有する化合物を含む被膜を形成することができる。
(パッケージ工程)
コーティング処理後のリード11に、導電性ペースト(銀ペースト、金錫共晶半田等)で半導体素子12を接着する。そして、ワイヤボンディング機器を用いて、電気接続用ワイヤ13をリード11の接続部にワイヤボンドすることによって、半導体素子12と接続部とを電気的に接続する。そして、成型金型を用いて、半導体素子12及びリード11を覆うように被覆樹脂体14を成型する。
The coating treatment may be performed by immersing the
For example, a coating containing a compound having a purine skeleton can be formed only on the
(Packaging process)
The
樹脂成型後、乾式又は湿式ブラスト装置もしくはウォータージェット処理等を用いて、樹脂バリを除去する処理を行うことによって、半導体装置10が完成する。
<補足>
(1)プリン骨格を有する化合物を含む被膜22で被覆されたリード11は、図5(e)に示すように、中空樹脂封止被覆型の半導体装置にも適用できる。
After the resin molding, the
<Supplement>
(1) The
具体的には、以下の(イ)〜(ホ)の各工程を通して、中空樹脂封止被覆型の半導体装置を製造することができる。
(イ)リード11における樹脂封止被覆が行われる部分の周辺部分(符号61で示す部分)を、上記半導体装置10におけるリード11のコーティング工程と同様に、コーティング処理してプリン骨格を有する化合物を含む被膜22を形成する。
Specifically, a hollow resin encapsulated semiconductor device can be manufactured through the following steps (a) to (e).
(A) The peripheral portion (portion denoted by reference numeral 61) of the portion of the
(ロ)コーティング処理後のリード11を、図5(b)に示す金型31,32間に挿入し、樹脂注入口30からモールド樹脂を注入することによって、図5(c)に示すようにリード11にモールド樹脂33が成型されて、樹脂体が作製される。
(ハ)乾式又は湿式ブラスト装置、もしくはウォータージェット処理等で樹脂バリを除去する。
(B) The
(C) Remove resin burrs by dry or wet blasting equipment or water jet treatment.
(ニ)図5(d)に示すように、半導体素子12を、導電性ペースト(例えば、銀ペースト、金錫共晶半田等)でリード11に固着し、ワイヤボンディング機器を用いて、電気接続用ワイヤ13をリード11の接続部にワイヤボンドすることによって、半導体素子12と接続部とを電気的に接続する。
(ホ)最後に図5(e)に示すように、上部の開口部を、樹脂製の蓋34で被覆する。
(D) As shown in FIG. 5D, the
(E) Finally, as shown in FIG. 5E, the upper opening is covered with a
また、リード11を樹脂体で被覆して、LED等の光半導体装置を作製することもできる。
光半導体装置の場合、リード11に発光素子を固着させた後、開口部をエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の透明性の樹脂で樹脂被覆することによって作製することができる。
光半導体装置に適用すると、以下の効果も奏する。
Moreover, the
In the case of an optical semiconductor device, the light emitting element can be fixed to the
When applied to an optical semiconductor device, the following effects are also achieved.
光半導体の場合、リード表面での光反射率を向上させるために、金属被膜21として銀被膜を施す事が好ましいが、銀被膜が形成されていると、銀の硫化や、シリコーン樹脂中の塩化白金化合物触媒とが置換反応して塩化銀が生成することによって黒色化が進行し易くなる。
これに対して、上記のように銀被膜を、プリン骨格を有する化合物を含む被膜でコーティングして銀被膜を保護しておくと、銀被膜の硫化や銀被膜と塩化白金化合物との置換反応による塩化銀の生成を抑制する事ができ、これにより、銀被膜の変色を防止する効果も奏する。
In the case of an optical semiconductor, it is preferable to apply a silver coating as the
On the other hand, if the silver film is coated with a film containing a compound having a purine skeleton as described above to protect the silver film, it is caused by the sulfurization of the silver film or the substitution reaction between the silver film and the platinum chloride compound. The production of silver chloride can be suppressed, and this also has the effect of preventing discoloration of the silver coating.
又、プリン骨格は、芳香族性を有するピリミジン環とイミダゾール環との縮合環からなる平面構造の含窒素縮合複素環であり、構造中の炭素のπ電子および構造中の窒素のn電子によって、隣り合うプリン骨格同士でロンドン分散力が働き、スタッキング効果を奏する。従って、プリン骨格を有する化合物を含む被膜は、極めて皮膜自体が安定している。その為、半導体素子の実装工程において高温(例えば、金錫共晶半田接合等では約300〜360℃になったとしても、皮膜が分解すること無く、リードの表面保護皮膜としての機能を十分維持することができる。その結果、光半導体素子とリードとの強固な結合性が確保できる為、輝度の信頼性が長期にわたって高い光半導体装置を作成することができる。 The purine skeleton is a nitrogen-containing condensed heterocyclic ring having a planar structure composed of a condensed ring of an aromatic pyrimidine ring and an imidazole ring. By the π electron of carbon in the structure and the n electron of nitrogen in the structure, London dispersive power works between adjacent pudding skeletons and has a stacking effect. Therefore, the coating containing the compound having a purine skeleton is extremely stable. For this reason, the function of the lead surface protection film is sufficiently maintained without being decomposed even when the temperature is high (for example, about 300 to 360 ° C. in the case of gold-tin eutectic solder bonding, etc.) in the semiconductor element mounting process. As a result, a strong bondability between the optical semiconductor element and the lead can be ensured, so that an optical semiconductor device having high luminance reliability over a long period can be produced.
なお、上記(ハ)の樹脂バリ除去工程の後、(二)の半導体素子接続工程の前に、リード11の被膜22で被覆された部分を銀や金などの金属でメッキするメッキ処理工程を挿入してもよい。これにより、リード11の被膜22で被覆された部分の半田性を向上させることができ、プリント基板への固着を容易に行うことができる。
また、プリン骨格を有する化合物を含む被膜のコーティング処理は、メッキ処理工程の後に行っても良い。これによって、メッキ処理被膜の耐蝕性、耐変色性を向上させることができる。
In addition, after the resin deburring step (c) and before the semiconductor element connecting step (2), a plating process step of plating the portion covered with the coating 22 of the
Moreover, you may perform the coating process of the film containing the compound which has a purine skeleton after a plating process process. As a result, the corrosion resistance and discoloration resistance of the plating film can be improved.
また、プリン骨格を有する化合物を含む被膜22を形成する領域に関して、上記説明では、周辺部分15だけに形成したが、リード11の製造工程を簡略化するため、被膜22をリード11全体に形成してもよい。
(2)上述したプリン骨格を有する化合物を含む被膜22は、ヒートシンクを有する半導体装置にも適用することができる。
Further, in the above description, the region for forming the coating 22 containing the compound having a purine skeleton is formed only in the
(2) The coating film 22 containing the compound having the purine skeleton described above can also be applied to a semiconductor device having a heat sink.
図6は、プリン骨格を有する化合物を含む被膜22でコーティングされたヒートシンクを有する中空樹脂封止被覆型の半導体装置(以下、「ヒートシンク付中空半導体装置」という。)の製造過程を示す図である。以下、図6を参照して、ヒートシンク付中空半導体装置の製造方法について説明する。
コーティング処理前のリード11に、銀ペーストや銀ロウ、かしめ等を用いて図6(a)に示すように、ヒートシンク72を接着してリード−ヒートシンク結合体(以下、「結合体」という。)を形成する。そして、熱可塑性樹脂により樹脂封止被覆が行われる部分(符号71で示すリード11の一部とヒートシンク72部分)に対して、半導体装置10におけるリード11のコーティング工程と同様に、コーティング処理することによって、プリン骨格を有する化合物を含む被膜22を形成する。
FIG. 6 is a diagram showing a manufacturing process of a hollow resin encapsulated semiconductor device having a heat sink coated with a coating 22 containing a compound having a purine skeleton (hereinafter referred to as “hollow semiconductor device with a heat sink”). . Hereinafter, with reference to FIG. 6, the manufacturing method of the hollow semiconductor device with a heat sink is demonstrated.
As shown in FIG. 6A, the
尚、リード−ヒートシンク結合体は、リード形成前に段付けした材料を用いて、圧延、プレスまたはエッチングにより形成しても良い。
被膜22形成後の製造工程は、図6(b)〜図6(e)に示すように、上記補足(1)の(ロ)〜(ホ)に記載した製造工程と同じであるので、説明を省略する。
なお、中空樹脂被覆型の半導体装置に限らず、補足(1)に記載のLED等の光半導体装置、実施の形態で説明した半導体装置10においても、同様にヒートシンクを接合して、被膜樹脂22をコーティング処理すれば、同様の効果が得られる。
Note that the lead-heatsink combination may be formed by rolling, pressing, or etching using a material stepped before lead formation.
The manufacturing process after the coating 22 is formed is the same as the manufacturing process described in (b) to (e) of the supplement (1), as shown in FIGS. 6 (b) to 6 (e). Is omitted.
In addition, not only in the hollow resin-coated semiconductor device, but also in the optical semiconductor device such as the LED described in the supplement (1) and the
また、このようなヒートシンクを備えた半導体装置においても、補足(1)で説明したように、リード表面に、銀被膜が金属被膜として施されている場合に、銀被膜にプリン骨格を有する化合物からなる被膜をコーティングすれば、塩化銀の生成を抑制する事ができ、銀被膜の変色を防止する効果を奏する。
また、プリン骨格を有する化合物からなる被膜は、皮膜自体が安定しているため、半導体素子の実装工程において高温工程で皮膜が分解すること無く、リードの表面保護皮膜としての機能を十分に維持することができ、光半導体素子とリードとの強固な結合性が確保できる為、輝度の長期信頼性の高い光半導体装置の作成が可能となる。
Also in a semiconductor device provided with such a heat sink, as described in supplement (1), when the silver coating is applied as a metal coating on the lead surface, the compound having a purine skeleton in the silver coating is used. If the coating film is coated, the production of silver chloride can be suppressed, and the effect of preventing discoloration of the silver coating film is exhibited.
In addition, since the film made of a compound having a purine skeleton is stable, the function as a surface protective film of the lead is sufficiently maintained without the film being decomposed in a high temperature process in the mounting process of the semiconductor element. In addition, since it is possible to secure strong bonding between the optical semiconductor element and the lead, it is possible to create an optical semiconductor device with high luminance long-term reliability.
[実施の形態2]
1.半導体装置の構成
図8(a)は、本実施形態にかかる半導体装置10の構成を示す外観斜視図である。図8(b)は半導体装置10のyz断面図である。図8(c)は、図8(b)におけるS1部分拡大図である。
[Embodiment 2]
1. Configuration of Semiconductor Device FIG. 8A is an external perspective view showing the configuration of the
この半導体装置10は、実施の形態1のものと同様、IC,LSI等に用いられる表面実装型半導体装置(QEP;Quad Flat Package )であって、半導体チップ4、配線リード3、ワイヤ5、正方形状に成型された樹脂体121等からなる。
配線リード3は、導電性に優れる金属板(例えば銅合金板)を打ち抜き加工したダイパッド3a、3bで構成され、樹脂体121の周囲からダイパッド3aの一部であるアウターリード301aが延出されている。
This
The
樹脂体121の内部では、図8(b)に示すように、ダイパッド3aに半導体チップ4が搭載され、不図示の電極パッド及びワイヤ5を介して、ダイパッド3a,3bと接続された構造であり、ダイパッド3bと半導体チップ4とは銀ペースト等の導電性ペーストで接合されている。
ダイパッド3aのうち、樹脂体121(121a,121b)内に密封される領域がインナーリード302a、外部露出される領域がアウターリード301aとなる。アウターリード301aは断面S字状に折り曲げ加工されている。
Inside the
Of the
この半導体装置10において、ダイパッド3a、3bのインナーリード302a及びアウターリード301aの境界領域(図8(b)のS1部分)の表面に有機被膜110が形成されている。
有機被膜110は、機能性有機分子を自己組織化することによって形成したもので、以下その詳細説明する。
In this
The
2.有機被膜110の構成
図9は、機能性有機分子111の構造を模式的に示す図である。プリン骨格は五員環と六員環の縮合環構造であるが、図では簡略に六角形で示している。
機能性有機分子111は、プリン骨格B1の一端に第一官能基A1が結合され、他端に第二官能基C1が結合され構成されており、一般式は、A1−B1−C1で表される。
2. Configuration of
The functional
このプリン骨格B1を持つ化合物としては、一般式が上記化9または化10で示される化合物 (但し、R1、R2、R3、R4のいずれかに、第一官能基および第二官能基を有し、その他は、水素、アミン、水酸基、ケトン、アルデヒド、カルボン酸、スルホン酸、アミド、ヒドラジド、ヒドラジン、アミジン、エーテル、ハロゲン、ニトリル、メチレン、アリール、シロキサン、グリコールを表す。)、あるいはそれらのフッ化物、あるいは、これに適宜側鎖などが結合された誘導体が挙げられる。
The compound having the purine skeleton B1 is a compound represented by the
第一官能基A1は、金属との結合性を呈する構造部分であって、チオール化合物、スルフィド化合物、含窒素複素環化合物から選択される一種以上、あるいはそれを含む化合物や化学構造体で構成されている。
第二官能基C1は、熱硬化性樹脂を硬化又は硬化促進する作用を呈する構造部分であって、例えば、水酸基、カルボン酸、酸無水物、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミン、アミド、チオール、スルフィド、イミド、ヒドラジド、イミダゾール、ジアザビシクロアルケン、有機フォスフィン、三フッ化ホウ素アミン錯体から選択される一種以上、あるいはそれを含む化合物や化学構造体で構成されている。
The first functional group A1 is a structural part exhibiting a binding property to a metal, and is composed of one or more selected from a thiol compound, a sulfide compound, and a nitrogen-containing heterocyclic compound, or a compound or chemical structure containing it. ing.
The second functional group C1 is a structural part that exhibits an action of curing or accelerating the curing of the thermosetting resin, and includes, for example, a hydroxyl group, a carboxylic acid, an acid anhydride, a primary amine, a secondary amine, and a tertiary. It is composed of one or more selected from amine, amide, thiol, sulfide, imide, hydrazide, imidazole, diazabicycloalkene, organic phosphine, boron trifluoride amine complex, or a compound or chemical structure containing it.
このような機能性有機分子111の各々は、図8(c)に示すように、自己組織化によって、金属材料からなるダイパッド3aの表面に第一官能基A1が結合した状態で緻密に配列されるので、有機被膜110は単分子膜で形成される。それに伴って、プリン骨格B1の他末端に配された第二官能基C1は、有機被膜110の外方表面側に向くので、有機被膜110の表面に第二官能基C1が露出した状態となり、有機被膜110の表面は、第ニ官能基の特性を帯びることになる。
As shown in FIG. 8C, each of such functional
有機被膜110の膜厚は、機能性有機分子111の大きさに依存するが、例えばnmオーダー(数nm)で形成される。
このように、有機被膜110は、ダイパッド3a表面を単分子のサイズで緻密に保護するので、酸素ガスや水分付着による腐食の防止機能、貴な金属塩との置換防止機能を発揮する。
The film thickness of the
Thus, since the
なお半導体装置10では、アウターリード301aに対して半導体素子4をワイヤボンディング、ダイボンディング等で電気接続する必要があるので、導電性を確保すべく、ダイパッドおよびリード3の接続領域に金属メッキ等の被膜を形成する場合がある。この金属メッキ工程で、ダイパッド3aの金属成分がイオン化してメッキ液中に溶出する可能性があるが、ダイパッド3a表面のメッキを施さない領域に有機被膜110を被覆形成しておけば、金属成分の溶出を抑制できる。
In the
以下、機能性有機分子111として取り得る化学的構造の詳細を説明する。
(第一官能基A1)
第一官能基A1は、金属材料に対する親和性、結合性(配位結合を含む)が要求され、この特性を有する化学構造体であればよい。
例えば、チオール及びこれを含むチオール化合物、スルフィド化合物(ジスルフィド化合物等)、含窒素複素環化合物(アゾール化合物、アジン化合物等)、またはこれらの一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体であれば、金属原子に対して水素結合性又は配位結合性を有するので好適である。
Hereinafter, the detail of the chemical structure which can be taken as the functional
(First functional group A1)
The first functional group A1 is required to have a chemical structure having an affinity and a binding property (including a coordination bond) to the metal material and having this characteristic.
For example, if it is a thiol and a thiol compound containing this, a sulfide compound (disulfide compound etc.), a nitrogen-containing heterocyclic compound (azole compound, azine compound etc.), or a compound, chemical structure or derivative containing one or more of these, It is preferable because it has hydrogen bonding or coordination bonding with a metal atom.
第一官能基A1にチオール基(X−SH、ただしXはプリン骨格またはその誘導体)が含まれる場合、金(Au)や銀(Ag)など1価以上の陽イオンになりうる金属原子に配位し、Au−S−X又はAg−S−X等の共有結合により、機能性有機分子111がダイパッド3aに被着される。同様に、第一官能基A1にジスルフィド基(X1−S−S−X2)が含まれる場合、Au(−S−X1)(−S−X2)又はAg(−S−X1)(−S−X2)等の共有結合がなされ、強固な結合構造が形成される。
When the first functional group A1 contains a thiol group (X-SH, where X is a purine skeleton or a derivative thereof), it is arranged on a metal atom that can be a monovalent or higher cation such as gold (Au) or silver (Ag). The functional
第一官能基A1が、アゾール化合物、アジン化合物を含む場合は、当該化合物中の窒素原子の非共有電子対が、2価以上の陽イオンになりうる金属に配位できる。例えば、イミダゾール化合物、ベンゾトリアゾール化合物、トリアジン化合物は、Cu等の金属に配位しやすいため好適である。
なお、上記化合物の種類によっては、共有結合や配位結合または水素結合等が同時に形成され得るが、そのように複数種類の結合がなされることでより強固な結合構造が期待できる。
When 1st functional group A1 contains an azole compound and an azine compound, the unshared electron pair of the nitrogen atom in the said compound can be coordinated to the metal which can become a cation more than bivalence. For example, an imidazole compound, a benzotriazole compound, and a triazine compound are preferable because they easily coordinate to a metal such as Cu.
Note that, depending on the type of the compound, a covalent bond, a coordination bond, a hydrogen bond, or the like can be formed at the same time, but a stronger bond structure can be expected by forming a plurality of types of bonds.
(プリン骨格B1)
プリン骨格は、上で列挙したとおり五員環と六員環の縮合環構造を有している。
プリン骨格B1がフッ化物を形成している場合、疎水性が強いので、有機被膜形成後に配線リード3と被膜との間に水分が浸入するのが抑制され、その結果、有機被膜と配線リードとの結合が良好に保たれ、熱履歴による有機被膜の剥離が生じにくくなる。
(Purine skeleton B1)
The purine skeleton has a condensed ring structure of a 5-membered ring and a 6-membered ring as listed above.
When the purine skeleton B1 forms a fluoride, the hydrophobicity is strong, so that moisture can be prevented from entering between the
プリン骨格B1にシロキサン鎖が付加している場合、耐熱性および耐候性に優れる特性が発揮される。このため、例えば半導体素子等の実装工程において、有機被膜が比較的高温環境下に曝された場合にも、当該被膜自体の変質・損傷が防止できる。
(第二官能基C1)
第二官能基C1は、熱硬化性樹脂を硬化する機能や硬化促進する機能が要求され、その機能を有する化学構造体であればよい。
When a siloxane chain is added to the purine skeleton B1, the characteristics excellent in heat resistance and weather resistance are exhibited. For this reason, for example, even when the organic coating is exposed to a relatively high temperature environment in a mounting process of a semiconductor element or the like, the alteration or damage of the coating itself can be prevented.
(Second functional group C1)
The second functional group C1 is required to have a function of curing a thermosetting resin or a function of promoting curing, and may be a chemical structure having such a function.
例えば、水酸基、カルボン酸、酸無水物、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミン、第四級アンモニウム塩、アミド基、イミド基、ヒドラジド基、イミン基、アミジン基、イミダゾール、トリアゾール、テトラゾール、チオール基、スルフィド基、ジスルフィド基、ジアザビシクロアルケン、有機フォスフィン、有機フォスフィン、三フッ化ホウ素アミン錯体でもよいし、これらを備えた化合物であってもよい。 For example, hydroxyl group, carboxylic acid, acid anhydride, primary amine, secondary amine, tertiary amine, quaternary ammonium salt, amide group, imide group, hydrazide group, imine group, amidine group, imidazole, triazole , Tetrazole, thiol group, sulfide group, disulfide group, diazabicycloalkene, organic phosphine, organic phosphine, boron trifluoride amine complex, or a compound provided with these.
熱硬化樹脂がこれら第ニ官能基C1に接触すると、瞬時に硬化反応を生じ、第二官能基C1と当該樹脂とが結合する。
第二官能基C1が第一級アミンの場合、エポキシ樹脂が接触するとエポキシ樹脂を硬化させる硬化剤として作用し、エポキシ樹脂中のエポキシ基に対して橋かけ重合により結合する。
When the thermosetting resin comes into contact with these second functional groups C1, a curing reaction occurs instantaneously, and the second functional group C1 and the resin are bonded.
When the second functional group C1 is a primary amine, it acts as a curing agent for curing the epoxy resin when it comes into contact with the epoxy resin, and bonds to the epoxy group in the epoxy resin by crosslinking polymerization.
第二官能基C1がジアザビシクロアルケンを有する化合物である1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン(DBU)の場合、エポキシ樹脂中のエポキシ基と水酸基や酸無水物等との硬化を促進する促進剤として作用し、エポキシ基と水酸基や酸無水物等との重合反応を加速させる。
3.半導体装置の製造方法
本実施形態にかかる半導体装置10の製造方法を説明する。
In the case of 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene (DBU) in which the second functional group C1 is a compound having a diazabicycloalkene, the epoxy group and the hydroxyl group or acid anhydride in the epoxy resin It acts as an accelerator that promotes curing with the like, and accelerates the polymerization reaction of epoxy groups with hydroxyl groups, acid anhydrides, and the like.
3. Manufacturing Method of Semiconductor Device A manufacturing method of the
半導体装置10は、有機被膜110をダイパッド3aの所定表面に被着させる有機被膜形成工程と、ダイパッド3aと半導体素子4等を樹脂封止する樹脂固着工程とを、順次経て製造される。
[有機被膜形成工程]
有機被膜形成工程では、分散液調整サブ工程と、成膜サブ工程と、洗浄サブ工程とを、この順で行なう(図10(a))。
The
[Organic film forming process]
In the organic film forming step, the dispersion adjusting sub-step, the film forming sub-step, and the cleaning sub-step are performed in this order (FIG. 10A).
(分散液調整サブ工程)
機能性有機分子111を所定の溶媒に分散させ、分散液を作製する。溶媒としては、有機溶媒,水またはその混合物が用いられる。溶媒に水を用いる際には、機能性有機分子111の分散性を得るため、必要に応じてアニオン系、カチオン系またはノニオン系の界面活性剤を添加することが好適である。さらに機能性有機分子111を安定化させるため、ホウ酸系、リン酸系等のpH緩衝剤を添加しても良い。
(Dispersion adjustment sub-process)
The functional
(成膜サブ工程)
次に、上で作製した分散液中に、ダイパッド3aの所定表面を浸漬させる。
分散液中では、各機能性有機分子111は、比較的高いギブス自由エネルギーを有し、単分子毎に互いに反発するように相互作用することによって、ランダムな運動(所謂ブラウン運動)をしている。
(Deposition sub-process)
Next, the predetermined surface of the
In the dispersion, each functional
この分散液中に、金属材料からなるダイパッド3aを浸漬すると、各機能性有機分子はより安定な状態に移行しようとして、その第一官能基がダイパッド3aの金属と結合するので、各機能性有機分子111は、プリン骨格B1及び第二官能基C1を同順に整列した状態で安定化する。(図10(b))。
以上の原理で、機能性有機分子111が自己組織化して単分子膜が形成されるので、分散液から引き上げれば、リード3a上に有機被膜110が形成された部材(以下、「配線部材10x」と称する。)が得られる。
When the
Based on the above principle, the functional
なお説明上、図10ではダイパッド3aの全表面に有機被膜110を形成する場合を例示しているが、当然ながら、所定形状の開口部を持つパターンマスクを予めリード3aの表面に配設しておき、当該開口部に対応するリード3a表面部分のみに有機被膜110を形成するようにしてもよい。
なお、有機被膜110を形成するのに分散液を利用した浸漬法を例示したが、これに限定されず、例えば噴き付け等の他の方法を用いても、同様の有機被膜110を形成できる。
For illustration purposes, FIG. 10 illustrates the case where the
In addition, although the immersion method using a dispersion liquid was illustrated to form the
(洗浄サブ工程)
上記配線部材10xについて、有機溶媒,水または両者の混合物を洗浄媒体として、余分な機能性有機分子111を除去する。この洗浄処理で、リード3aの金属に第一官能基A1が結合していない機能性有機分子111を容易に除去できる。以上で有機被膜形成工程を終了する。
(Washing sub-process)
For the
[樹脂固着工程]
樹脂固着工程では、配線部材載置サブ工程と、樹脂充填サブ工程とを順次経る。各サブ工程について、図11の概略工程図を用いて説明する。
(配線部材載置サブ工程)
上で作製した配線部材10xとダイパッド3bを用いる。まず、半導体チップ4をダイパッド3bに搭載する。そして、半導体チップ4と配線部材10xとをワイヤリード5等を介して接続し、得られたチップ付配線部材10yを、固定金型2に載置する(図11(a))。
[Resin fixing process]
In the resin fixing process, a wiring member placement sub-process and a resin filling sub-process are sequentially performed. Each sub-process will be described with reference to the schematic process diagram of FIG.
(Wiring member placement sub-process)
The
次に、可動金型1を矢印方向に移動させて金型1,2を閉じる。
このときチップ付配線部材10yの配線パターン3の表面には、機能性有機分子111の第二官能基C1が外方に配向した状態で、単分子レベルの厚みH1の緻密な有機被膜110が成膜されている(図11(a)のS4部分拡大図)。当該有機被膜110の形成領域は、金型1,2間に確保されるキャビティ1x,1y(内部空間)に直接臨まない領域を含んでいる。すなわち、有機被膜110の面積は、後に樹脂封止されるべき領域よりも広い領域になっている。
Next, the
At this time, a dense
(樹脂充填サブ工程)
金型1,2が閉じられた状態で、当該金型1,2を加熱し、ゲート6を通じ、外部から一定の圧力でキャビティ1x,1y内に流動状態の熱硬化性樹脂材料をインジェクション(射出成型)する。樹脂材料はチップ付配線部材10yの半導体チップ4を含む領域を中心にしてキャビティ1x,1y内に密に充填され、金型1,2から熱を受けて硬化する(図11(b))。一定時間後、樹脂材料が完全に硬化すれば、封止樹脂の形成は完了し、半導体装置10zが得られる。その後、アウターリード301aを折り曲げることで半導体装置10が完成する。
(Resin filling sub-process)
With the
この工程において、キャビティ1x,1yに注入された樹脂材料(図11(b)の「成型領域内」)は、有機被膜110と接触する部分においては第二官能基C1の作用(樹脂硬化作用又は樹脂硬化促進作用)で、比較的迅速に硬化される。
この作用より、例え金型1,2のキャビティ1x、1y周辺(図11(b)の「成型領域外」)合わせ目に間隙が存在していたとしても、樹脂材料はその間隙に漏出する前に硬化する。よって、その間隙に樹脂が流れて樹脂バリが発生するのが抑制される(図11(b)のS5部分拡大図)。
In this step, the resin material injected into the
Because of this action, even if there is a gap at the joint between the
これにより、封止樹脂形成後の半導体装置のアウターリード301aにおいて、樹脂バリの発生を極めて低く抑えることができる。よって、別途に樹脂バリを除去する後処理工程が不要となり、当該半導体装置を他の基板へ接続する等工程に迅速に移行できるため、効率よく製造できる。
また、このようにして製造された半導体装置10は、ダイパッド3aと成型樹脂体との密着性が強固である。従って、半導体装置10を他の基板に接続する際に、ハンダ付け等で熱の影響を受けても、樹脂が熱損傷して配線リードから剥離したり、クラックが生じたり破壊されたりすることもない。
Thereby, generation | occurrence | production of the resin burr | flash can be suppressed very low in the
Further, the
また、有機被膜110は単分子膜であるため、これを設けても半導体装置の厚みが増えることはほとんどなく、キャビティ内に有機被膜が体積を占めて樹脂材料の充填量が不足することもない。故に、従来と同様の製造設備を用いながら、上記効果を得ることができる。
[実施の形態3]
本実施形態では、発光ダイオード素子(LED)を備えるLED装置について説明する。
Further, since the
[Embodiment 3]
In the present embodiment, an LED device including a light emitting diode element (LED) will be described.
図12は、実施の形態3にかかるLED装置ユニット36xの配線リード部35及びリフレクタ122の構成を示す模式断面図である。
当該装置ユニット36xは、断面擂鉢状のリフレクタ122の底部に、配線リード部35が配設された構成を有する。リフレクタ122は、熱硬化性樹脂材料(エポキシ樹脂等)を成型することにより形成されている。
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view illustrating configurations of the
The
このような装置ユニット36xにおいても、樹脂バリの問題が生じ得る。すなわち、配線リード部35の中、リフレクタ122の底部に露出される領域301,302は、後にLEDチップ42が搭載されるため導電性を保持しておく必要があるが(図13(b)参照)、リフレクタ122の裾から金型間に存在する間隙を樹脂材料が流れて樹脂バリが発生し得る。
Even in such an
樹脂バリが発生すると別途に樹脂バリの除去処理が必要となり、LEDチップを良好な製造効率で搭載することができない。
これに対して、樹脂固着工程前に、配線リード部35の少なくとも露出領域301,302の表面にわたって、機能性有機分子111からなる有機被膜110を形成しておくことで、樹脂成型時に熱硬化性樹脂材料を迅速に硬化させることができる。これにより、リフレクタ122の裾から樹脂材料が漏出するのが防止され、樹脂バリの発生が抑えられる。
When the resin burrs are generated, it is necessary to separately remove the resin burrs, and the LED chips cannot be mounted with good manufacturing efficiency.
On the other hand, by forming the
[実施の形態2,3に関する変形例]
実施の形態2,3で説明した有機被膜110の硬化促進作用を用いて、微細な樹脂パターンを強固に形成することもできる。
例えば配線基板表面の一部にインクジェット法等を用いて局所的に樹脂成型を行う技術分野においては、精密な樹脂成型が要求される場合がある。この場合、配線リード部35上に直接樹脂成型を行う場合に比べて、有機被膜を形成した上から樹脂成型を行うことで、より迅速に樹脂成型を行える。この場合、硬化までの時間が短いので、樹脂の液ダレ・塗布後の型崩れが発生しにくく、設計通りの精密パターンに合わせて樹脂成型ができる。
[Modifications of
A fine resin pattern can be firmly formed by using the hardening accelerating action of the
For example, in a technical field in which resin molding is locally performed on a part of the surface of the wiring board using an inkjet method or the like, precise resin molding may be required. In this case, compared with the case where resin molding is directly performed on the
また実施の形態2,3では、有機被膜110を、ダイパッド又は配線リード部の上に直接成膜したが、これに限らず、例えば、予めダイパッド又は配線リード部の表面にメッキ被膜を形成しておき、この上に有機被膜を形成してもよい。但しこの場合、第一官能基A1として、メッキ被膜と結合性が得られるものを選択する必要がある。
[実施の形態4]
実施の形態4について、上記実施の形態3との差異を中心に説明する。
(LED装置の構成と効果)
図13は、LED装置36の構成及び製造工程を示す断面図である。
In the second and third embodiments, the
[Embodiment 4]
The fourth embodiment will be described focusing on differences from the third embodiment.
(Configuration and effect of LED device)
FIG. 13 is a cross-sectional view showing the configuration and manufacturing process of the
このLED装置36は、基本的には実施の形態3の装置ユニット36xを有し、さらに図13(b)に示すように、リフレクタ122に囲繞される配線リード部35上にペースト42aを介してLEDチップ42が接合されてなる。LEDチップ42は、配線リード部35とワイヤ53を介して接続されている。
そしてLEDチップ42等を封止するように、リフレクタ122内におけるリフレクタ面201及び露出領域301,302に、透明の封止樹脂82が充填されている。
This
A
封止樹脂82は、ここでは熱硬化性樹脂の一例としてシリコーン樹脂を使用している。
配線リード部35の露出領域301,302の表面には、機能性有機分子112の自己組織化により単分子膜からなる有機被膜120が形成されている。この機能性有機分子112はプリン骨格B2の一端に、金属に対する結合性を持つ第一官能基A2を備え、他端に、シリコーン樹脂に対する樹脂結合性を持つ第二官能基C2を備えている(図13(c))。
Here, the sealing
An
一般にシリコーン樹脂は、エポキシ樹脂等と比べて、耐褪色性・透明性に優れるものの、熱膨張率が高いため高温下では変形し易く、当該変形によって配線リード部35から剥離・脱離するおそれがある。
これに対して、本実施の形態では、機能性有機分子112からなる有機被膜120が、配線リード部35とシリコーン樹脂との間に介在することにより、配線リード部35とシリコーン樹脂との密着性が飛躍的に向上しているので、シリコーン樹脂の剥離が防止され、例えシリコーン樹脂が多少の熱変形等を生じても剥離・脱離等が生じることはない。
In general, silicone resin is superior in fading resistance and transparency as compared with epoxy resin or the like, but has a high coefficient of thermal expansion, so it is likely to be deformed at high temperature and may be peeled off or detached from the
On the other hand, in the present embodiment, the
そのため、高温になりやすい環境下や長時間駆動条件下でも、LED装置36の性能が安定して発揮される。
尚、上述のシリコーン樹脂の代わりに、シリコーン樹脂含有導電性ペースト(Agペースト等のダイボンディング剤)を用いても良い。シリコーン樹脂含有導電性ペーストを用いて、ダイボンディングすることによって、LED等の半導体チップとダイパッドを強固に接合させる事が可能になる。シリコーン樹脂含有導電性ペーストは、従来のエポキシ樹脂含有導電性ペーストと比べて劣化しくい為、安定した導電率および熱伝導率が確保できる。
Therefore, the performance of the
In place of the above-described silicone resin, a silicone resin-containing conductive paste (a die bonding agent such as an Ag paste) may be used. By die-bonding using a silicone resin-containing conductive paste, it becomes possible to firmly bond a semiconductor chip such as an LED and a die pad. Since the silicone resin-containing conductive paste is less deteriorated than the conventional epoxy resin-containing conductive paste, stable conductivity and thermal conductivity can be secured.
更に、前記シリコーン樹脂含有導電性ペーストにAg粒子を用いる場合、有機被膜をAg粒子に施しても良い。これにより、導電性ペースト中のAg粒子の変色を抑制することも可能になる。
(機能性有機分子112の構成、製法)
本実施の形態の機能性有機分子112における第一官能基A2には、実施の形態2の第一官能基A1と同様の官能基を用いることができ、プリン骨格B2も、実施の形態2のプリン骨格B1と同様のものを用いることができる。
Further, when Ag particles are used in the silicone resin-containing conductive paste, an organic coating may be applied to the Ag particles. Thereby, it is also possible to suppress discoloration of Ag particles in the conductive paste.
(Configuration and production method of functional organic molecule 112)
As the first functional group A2 in the functional
第二官能基C2には、熱硬化性樹脂、特にシリコーン樹脂に対して硬化性を呈する化合物、化学構造体若しくは誘導体を用いる。具体的には、ビニル基及び有機ハイドロジェンシランの中の一種以上を含む化合物、化学構造体若しくは誘導体を用いることができる。
(LED装置の製造方法)
LED装置は、以下の各工程を順次行うことで製造できる。尚、有機被膜形成工程以外は公知のLED装置の製造方法を採用できる。
For the second functional group C2, a compound, chemical structure or derivative exhibiting curability for a thermosetting resin, particularly a silicone resin, is used. Specifically, a compound, chemical structure or derivative containing one or more of a vinyl group and an organic hydrogen silane can be used.
(Manufacturing method of LED device)
The LED device can be manufactured by sequentially performing the following steps. In addition, the manufacturing method of a well-known LED apparatus is employable except an organic film formation process.
[有機被膜形成工程]
実施の形態2の有機被膜形成工程と同様の方法により、配線リード部35の表面に機能性有機分子112を自己組織化して有機被膜120を形成する。これにより、有機被膜が単分子膜として形成された配線リード部35が得られる。
[樹脂固着工程]
上記の有機被膜120を形成した配線リード部35を用い、図11に示した射出成型と同様の手順で、配線リード部35にポリフタルアミド樹脂等の熱可塑性樹脂材料を射出成型する。その後は樹脂を硬化させるため一定温度範囲で冷却する。これによりリフレクタ122を形成し、LED装置ユニット36xが得られる。
[Organic film forming process]
The
[Resin fixing process]
A thermoplastic resin material such as polyphthalamide resin is injection-molded on the
配線リード部35上にペースト42aを介してLEDチップ42を搭載し、配線リード部35及びLEDチップ42をワイヤ52で互いにボンディングする。
その後、流動状態にあるシリコーン樹脂材料をリフレクタ122内に充填し、熱硬化することによってLED装置36が得られる。
[実施の形態5]
実施の形態5について、実施の形態4との差異を中心に説明する。
The
Thereafter, the silicone resin material in a fluidized state is filled in the
[Embodiment 5]
The fifth embodiment will be described focusing on differences from the fourth embodiment.
実施の形態4では、有機被膜120を構成する機能性有機分子112の第二官能基C2として、シリコーン樹脂との化学結合性を有する官能基を選択したが、本実施の形態では、機能性有機分子112aの第二官能基C2’に瞬間硬化性官能基を用いる(S7部分拡大図14(b))。
第二官能基C2’として、具体的には、白金錯体、パラジウム錯体、ルテニウム錯体、ロジウム錯体の中の一種以上、もしくはそれらを含む化合物や化学構造体を用いる。
In the fourth embodiment, a functional group having a chemical bonding property with a silicone resin is selected as the second functional group C2 of the functional
Specifically, as the second functional group C2 ′, one or more of platinum complexes, palladium complexes, ruthenium complexes, and rhodium complexes, or a compound or chemical structure containing them is used.
本実施の形態のLED装置36は、上記実施の形態4のLED装置と同様にして製造できるが、リフレクタ122は、ポリフタルアミド樹脂等の熱可塑性樹脂を射出成型することにより作製する。
ところで、この際に、熱可塑性樹脂を冷却硬化させると樹脂の体積が収縮して、配線リード部20とリフレクタの間に間隙72が生じることがある(図14(b))。
The
By the way, if the thermoplastic resin is cooled and cured at this time, the volume of the resin contracts, and a
このような間隙72が生じると、シリコーン樹脂充填の際に、漏出樹脂82aの発生を招き、樹脂材料が無駄となる。また、漏出樹脂82aは配線リード部35におけるアウターリードの電気的接合性の劣化に繋がるため、後で別途の除去工程が必要となり、製造効率の低下を招く。さらに、LED装置36の背面に取着されたヒートシンク(不図示)との間に漏出樹脂82aが入り込むと、放熱性能が損われるため好ましくない。
When such a
これに対し本実施の形態では、機能性有機分子112aの第二官能基C2’が瞬時硬化性をもつので、シリコーン樹脂充填時に、リフレクタ122の内面に充填された樹脂は充填後直ちに硬化する。その結果、擂鉢状のリフレクタ122の底部に固形のシリコーン樹脂が迅速に形成されて間隙を閉塞するため、これに続いて充填されるシリコーン樹脂材料が間隙から外部に漏出するのを防止できる。従って、漏出樹脂82aを除去する工程は不要となり、その分製造効率を向上させることができる。
On the other hand, in the present embodiment, since the second functional group C2 'of the functional
また、配線リード部35におけるアウターリードに漏出樹脂82aが被着することが無いため、アウターリードを介した外部との通電性が阻害されることもない。よって、ハンダ接続等でLED装置36の電気接続を行なうときに高い信頼性が得られる。
また、間隙へのシリコーン樹脂の漏出を防止することで、当該間隙において樹脂中にボイド(気泡)が発生するのを抑制することもでき、シリコーン樹脂による封止性を高めることもできる。
Further, since the
Further, by preventing leakage of the silicone resin into the gap, it is possible to suppress the generation of voids (bubbles) in the resin in the gap, and it is possible to improve the sealing performance by the silicone resin.
なお、図14(b)はS7の部分拡大図である。上記効果を良好に得るために、当図に示すように、有機被膜120aを、リフレクタ122と配線リード部35との隙間72に対応する領域L22まで配設することが好ましい。そうすれば、シリコーン樹脂82が上記隙間72内に多少流れ込んでも、当該漏出が拡大する前に樹脂が硬化され、それ以上の漏出を防止することができる。
FIG. 14B is a partially enlarged view of S7. In order to obtain the above effect satisfactorily, it is preferable to dispose the
[実施の形態6]
実施の形態6について、実施の形態5との差異を中心に説明する。
本実施の形態のLED装置は、機能性有機分子113の第二官能基C3に蛍光又はリン光発光性官能基を用い、これによって発光効率を向上させる点に特徴がある。
配線リード部35の表面には、従来からAgメッキ被膜63(図15(a))が形成されることがある。このようにAgメッキ被膜を形成することにより配線リード部の反射率が向上してLEDチップ42の発光を有効利用できるが、Ag材料の有効反射波長は約500nm以上とされており、これ以下の短波長光(380〜500nm程度の青色発光・紫外発光等)では有効な反射率が得られにくい。
[Embodiment 6]
The sixth embodiment will be described focusing on differences from the fifth embodiment.
The LED device of the present embodiment is characterized in that a fluorescent or phosphorescent functional group is used as the second functional group C3 of the functional organic molecule 113, thereby improving luminous efficiency.
Conventionally, an Ag plating film 63 (FIG. 15A) may be formed on the surface of the
これに対し本発明では、配線リード部35の露出領域301,302に対応するAgメッキ被膜63上に、第二官能基C3に短波長光を受光して蛍光・燐光発光する官能基を持つ機能性有機分子113で有機被膜130を形成した(S8拡大図15(b))。これによって、Agメッキ被膜63による可視光の反射効率が補完される。
なお、本実施形態の第一官能基A3は上記第一官能基A1と同じものであり、プリン骨格B3も上記プリン骨格B1と同じものである。
On the other hand, in the present invention, on the
The first functional group A3 of the present embodiment is the same as the first functional group A1, and the purine skeleton B3 is the same as the purine skeleton B1.
以上の構成を有するLED装置36によれば、駆動時にLEDチップ42が発光する光の中、長波長光(約500nm以上の波長光)については、Agメッキ被膜63によって有効にチップ前面に直接反射される。このとき、有機被膜130を透過するが、有機被膜130は単分子膜で分子レベルの厚みしかないので、長波長光は当該有機被膜130をすり抜けてAgメッキ被膜63で反射される。
According to the
一方、LEDチップ42の発する短波長光(380〜500nm程度の波長光)については、長波長光よりもエネルギーレベルが高いため、有機被膜130内を進行しにくいが、この短波長光は、外界に近接する機能性有機分子113の第二官能基C3付近で吸収され、当該短波長光の光エネルギー(E=hν)で、第二官能基C3が励起状態(E0→E1)に移行し、第二官能基C3から蛍光・燐光を発光する。このように、LEDチップ42からの短波長光は、第二官能基C3で可視光に変換される。
On the other hand, the short wavelength light (wavelength light of about 380 to 500 nm) emitted from the
以上のように、LEDチップ42では、短波長・長波長いずれの波長範囲にわたっても発光が有効活用されるので、LED装置36は、従来に比べて発光効率の優れたものとなる。
また、メッキ被膜において直接反射される可視光と、第二官能基C3における発光とをブレンドすることで、LEDチップ42の発光特性を調節することもできる。
As described above, in the
Moreover, the light emission characteristic of the
なお、LED装置36において、上記Agメッキ被膜63の代わりに他の材料でメッキ被膜を形成してもよい。例えば金メッキ被膜を形成した場合、その有効反射波長は約600nm以上であるため、600nm付近の波長の可視光発光を反射させることができる。これに加えて、第二官能基C3において、約600〜約700nmの波長の赤色蛍光・燐光発光させれば、赤色の輝度向上に特化することができる。
In the
(第二官能基C3)
第二官能基C3には、上述の通り、短波長光による励起して蛍光またはリン光を発光する特性を有する化合物や化学構造体が用いられる。例示すると、ビススチリルビフェニル誘導体等のスチルベン誘導体、ビス(トリアジニルアミノ)スチルベンスルホン酸誘導体等のアゾール修飾スチルベン誘導体、クマリン誘導体、オキサゾール誘導体、ピラリゾン誘導体、ピレン誘導体、ポルフィリン誘導体等が利用できる。
(実施の形態1〜5の変形)
以上説明した有機被膜110等を、ダイパッド又は配線リード部の表面に形成した場合、さらに以下の効果が得られる。
(Second functional group C3)
As the second functional group C3, as described above, a compound or chemical structure having a characteristic of emitting fluorescence or phosphorescence when excited by short wavelength light is used. For example, stilbene derivatives such as bisstyryl biphenyl derivatives, azole-modified stilbene derivatives such as bis (triazinylamino) stilbene sulfonic acid derivatives, coumarin derivatives, oxazole derivatives, pyralizone derivatives, pyrene derivatives, porphyrin derivatives, and the like can be used.
(Modification of
When the above-described
IC、LSI等の半導体装置における配線リードの表面には、これに固着される樹脂(エポキシ樹脂等)との密着性を向上させる為に、樹脂の食いつきを良くするための粗面加工処理が施されることがある。
一方、製造される半導体装置の品質管理として外観検査工程が行われる。当該検査には、レーザ発信装置と受光素子を用いたレーザ測定法が一般的に用いられている。しかし、粗面加工された部材にレーザを照射すると乱反射してしまい、受光素子で受光量が低下したり、不要な受光が生じることによって、精密測定が困難になりうる。特に、微細な外観形状を微弱レーザで検査する場合にはこの問題が顕著となる。
The surface of the wiring lead in a semiconductor device such as an IC or LSI is subjected to a rough surface processing to improve the bite of the resin in order to improve the adhesion to the resin (epoxy resin or the like) fixed to the surface. May be.
On the other hand, an appearance inspection process is performed as quality control of the manufactured semiconductor device. A laser measurement method using a laser transmitter and a light receiving element is generally used for the inspection. However, when a roughened member is irradiated with laser, it is irregularly reflected, and the amount of light received by the light receiving element is reduced or unnecessary light is received, which may make accurate measurement difficult. In particular, this problem becomes significant when a fine external shape is inspected with a weak laser.
これに対し有機被膜110を、粗面処理されたダイパッド又は配線リード部表面に施しておけば、機能性有機分子が照射さえれるレーザの光を吸収することにより、粗面の凹凸によるレーザの乱反射を防ぐことができるので、外観検査工程を正確に効率良く行うことができ、製造効率向上が期待できる。また、第二官能基で照射エネルギーを蛍光または燐光に変換して発光すれば、外観検査工程をより効率良く行うことも期待できる。
On the other hand, if the
[実施の形態7]
実施の形態7では、IC、LSI等の電子部品の実装に用いられるTAB(Tape Automated Bonding)テープ、T-BGA(Tape Ball Grid Array)テープ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)テープ等のフィルムキャリアテープに関し、特に当該テープに被着されるソルダーレジスト層の密着性改善について説明する。
[Embodiment 7]
In the seventh embodiment, a film carrier tape such as a TAB (Tape Automated Bonding) tape, a T-BGA (Tape Ball Grid Array) tape, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) tape or the like used for mounting electronic parts such as IC and LSI. In particular, the improvement of the adhesion of the solder resist layer applied to the tape will be described.
図16は、本実施の形態にかかるフィルムキャリアテープ40の製造工程を模式的に示す断面図である。
図16(d)に示されるように、フィルムキャリアテープ40は、ポリイミド等からなる絶縁フィルム401、Cuからなる配線パターン層402、及びソルダーレジスト層403が同順に積層されてなる。
FIG. 16 is a cross-sectional view schematically showing a manufacturing process of the
As shown in FIG. 16D, the
絶縁フィルム401、ソルダーレジスト層403は、配線パターン層402の短絡を防止する絶縁手段として配され、絶縁性の樹脂材料(例えばポリイミド系、エポキシ系、ウレタン系樹脂)で形成されている。
配線パターン層402の表面には、予めSnメッキ層404が被覆されている。Sn材料はハンダ濡れ性、柔軟性、潤滑性等の特性を有しているので、このようにSnでメッキ層404を形成しておくと、フィルムキャリアテープをハンダで実装部品と接続するのに適したものとなる。
The insulating
The surface of the
フィルムキャリアテープ40にSnメッキ層404を形成する際には、予め絶縁フィルム401、配線パターン層402、ソルダーレジスト層403を同順に積層し、これを一定温度に加熱したSnメッキ液(一例としてBF4溶媒にSn含有化合物を溶解させたもの)を満たしたSnメッキ槽に浸漬し、電解メッキ法等によりSnメッキ工程を行う。錫成分は絶縁材料には付着しない性質があるので、配線パターン層402上に選択的にSnメッキ層404が形成される。
When the
本実施の形態では、上記Snメッキ工程に先立ち、配線パターン層402の上に、機能性有機分子114を自己組織化させて有機被膜140を形成した点に特徴を有する。
機能性有機分子114は、図17(a)に示すように、プリン骨格B4の一端に金属に対する結合性を有する第一官能基A4を持ち、他端に第二官能基C4を持つ。第二官能基C4は、ソルダーレジスト層403に対して高い密着性を有する官能基であって、一例として、無水フタル酸、ピロメリット酸二無水物等の酸無水物、或いは第一級アミン化合物、あるいはそれらの一種以上を含む化合物、化学構造体が挙げられる。
The present embodiment is characterized in that the
As shown in FIG. 17A, the functional
このような有機被膜140が配線パターン層402上に被着されていることにより、図17(b)に示すように、配線パターン層402とソルダーレジスト層403は、有機被膜140を介して互いに強固に結合されている。従って、所定温度に加熱されたSnメッキ槽に浸漬しても、当該Snメッキ工程中にソルダーレジスト層403の端部が配線パターン層402から剥がれることがなく、ソルダーレジスト層403の剥離が防止されるとともに、Snメッキ層404を良好に形成することができる。
Since the
また、配線パターン層402上において、所謂内部電池の発生が抑制されるので、配線パターン層402表面の浸蝕を防止する効果も奏する。その原理について、メッキ工程中の配線パターン層402及びソルダーレジスト層403付近の模式的な部分拡大図22(a)を参照しながら説明する。
ソルダーレジスト層403及び配線パターン層402は、各材料固有の線膨張係数を持っており、ソルダーレジスト硬化時にはソルダーレジスト層403が熱収縮して、各層に内部応力が発生する。
Further, since the generation of so-called internal batteries is suppressed on the
The solder resist
また、メッキ槽中のメッキ液は、約60℃付近まで加熱されている。
ソルダーレジスト層403を積層した配線パターン層402を、このメッキ液に投入すると、配線パターン層402よりも高い内部応力を持ったソルダーレジスト層403が引っ張られ、ソルダーレジスト層403の端部403xが、配線パターン層402の表面からめくれ上がることがある。
The plating solution in the plating tank is heated to about 60 ° C.
When the
その場合、メッキ液が端部403xと配線パターン層402との間に浸入することにより、ソルダーレジスト層403に残留する熱収縮力(内部応力)によって、端部403xはさらに浮き上がり、浮き上がった端部403xと配線パターン層402との間にメッキ液が侵入して、溶媒領域500が形成される。
SnとCuのイオン化傾向の違いにより、溶媒領域500のSnイオン濃度は低くなり、配線パターン層402表面から溶媒領域500に対して、Cuイオンが溶液中に溶け出す。
In that case, when the plating solution permeates between the
Due to the difference in the ionization tendency of Sn and Cu, the Sn ion concentration in the
さらに、Cuが溶液中に溶けるとともに、Cuイオン発生に伴って配線パターン層402中に放出される電子を、メッキ液中のSnイオンが受け取って、ソルダーレジスト層403の端部403x直下付近の配線パターン層402上に、Snが析出してSn堆積層408が形成される。
すなわち、錫と銅の一連の酸化還元反応を伴った局部電池が形成される(なお、局部電池の形成過程については、特許第3076342号を参照)。
Further, Cu dissolves in the solution, and electrons emitted into the
That is, a local battery with a series of tin and copper oxidation-reduction reactions is formed (refer to Japanese Patent No. 3073342 for the formation process of the local battery).
この局部電池反応がさらに進行すると、Cuが溶け出した部分は浸蝕領域406となる。
この浸蝕領域406は、その後も外観上は端部403xに覆われた状態で残存する(図22(b))。浸蝕領域406は外観上は目立たないが、フィルムキャリアテープを使用する時に引っ張り応力等が係ると、浸蝕領域406を基点としてフィルムキャリアテープが破断する等の不具合を生じ得る。
When this local battery reaction further proceeds, the portion where Cu has melted becomes an
The
これに対して本実施形態では、ソルダーレジスト層403と配線パターン層402とが有機被膜140を介して強固に結合されているので、ソルダーレジスト層403に多少の内部応力があっても、メッキ工程時に端部403xがめくれ上がることはない。
従って、ソルダーレジスト層403が配線パターン層402から剥離することがなく、浸蝕領域406の発生も回避できる。
On the other hand, in the present embodiment, the solder resist
Therefore, the solder resist
よって、本実施の形態によれば、Snメッキ層404を良好に形成でき、且つ、機械的強度に優れるフィルムキャリアテープを実現することができる。
なお、メッキ工程後に通常のアニール処理等の後処理を施せば、ソルダーレジスト層403に残存する内部応力を低減することもできる。
ところで、特許第3076342号には、図23に示すように、ソルダーレジスト層403を形成する前に予め配線パターン層402表面にCu成分を含む第一Snメッキ層402xを形成しておき、その後ソルダーレジスト層403と第二Snメッキ層407を形成する技術が開示されており、これによって、浸蝕領域の発生は防止できるが、メッキ工程が二度にわたっている。これに対して、本実施形態では、メッキ工程を二度にわたって実施する必要がないので、製造工程がより簡単で、メッキ液の使用量及び排液量が少ない。また、製造コスト低減及び環境問題の低減も期待できる。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to realize a film carrier tape in which the
It should be noted that the internal stress remaining in the solder resist
Incidentally, in Japanese Patent No. 3073342, as shown in FIG. 23, a first
(フィルムキャリアテープ製造方法)
フィルムキャリアテープ40の製造方法について説明する。
まず、絶縁フィルム401上に、フォトエッチング法等を用いて所定形状の配線パターン層402(Cu箔)を形成する(図16(a))。
次に、有機被膜形成工程として、配線パターン層402上に、機能性有機分子114を自己組織化させながら付着することによって、単分子膜からなる有機被膜140を形成する(図16(b)、S8拡大図17(a))。
(Film carrier tape manufacturing method)
A method for manufacturing the
First, a wiring pattern layer 402 (Cu foil) having a predetermined shape is formed on the insulating
Next, as an organic film forming step, the
次にソルダーレジスト層形成工程として、有機被膜140の上に、印刷法等を用いてソルダーレジスト材料のペーストを塗布することによって、ソルダーレジスト層403を形成する(図16(c))。このとき、第二官能基C4がソルダーレジスト材料を硬化させ、互いに化学結合することとなる(S9拡大図17(b))。
次に、有機被膜140の中、ソルダーレジスト層403が形成された領域以外の領域に設けられた膜部分を剥離する。なお、このような剥離処理を行なう代わりに、予めマスキングを施してから有機被膜140を形成してもよい。
Next, as a solder resist layer forming step, a solder resist
Next, a film portion provided in a region other than the region where the solder resist
次に、Snメッキ槽に投入し、配線パターン層402の所定領域にSnメッキ層を形成する(図16(d))。無電解置換メッキ法を用いることで、Snメッキ層は導電材料表面のみに形成される。以上でフィルムキャリアテープ40が完成する。
[実施の形態8]
(フィルムキャリアテープの構成と効果)
実施の形態8のフィルムキャリアテープ40について、実施の形態7との差異を中心に説明する。
Next, it is put into an Sn plating tank, and an Sn plating layer is formed in a predetermined region of the wiring pattern layer 402 (FIG. 16D). By using the electroless displacement plating method, the Sn plating layer is formed only on the surface of the conductive material. Thus, the
[Embodiment 8]
(Configuration and effect of film carrier tape)
The
図18(d)に示すように、本実施形態のフィルムキャリアテープ40は、配線パターン層402とソルダーレジスト層403とを、光重合開始性或いは光増感性を呈する第二官能基C5を持つ機能性有機分子115で結合させた点に特徴を持つ(S11拡大図19(b))。
第二官能基C5の例として、ベンゾフェノン類、アセトフェノン類、アルキルフェノン類、ベンゾイン類、アントラキノン類、ケタール類、チオキサントン類、クマリン類、ハロゲン化トリアジン類、ハロゲン化オキサジアゾール類、オキシムエステル類、アクリジン類、アクリドン類、フルオレノン類、フルオラン類、アシルフォスフィンオキサイド類、メタロセン類、多核芳香族類、キサンテン類、シアニン類、スクアリウム類、アクリドン類、チタノセン類、テトラアルキルチウラムスルフィド類が挙げられ、これらの一種以上を含む化合物、化学構造体を用いてもよい。
As shown in FIG. 18 (d), the
Examples of the second functional group C5 include benzophenones, acetophenones, alkylphenones, benzoins, anthraquinones, ketals, thioxanthones, coumarins, halogenated triazines, halogenated oxadiazoles, oxime esters, Acridines, acridones, fluorenones, fluorans, acylphosphine oxides, metallocenes, polynuclear aromatics, xanthenes, cyanines, squaliums, acridones, titanocenes, tetraalkylthiuram sulfides, You may use the compound and chemical structure containing these 1 or more types.
また、これら列挙した以外でも、光励起重合開始性または光増感性を有するものであれば用いることができる。
本実施の形態によれば、実施の形態7と同様に、配線パターン層402とソルダーレジスト層403とが機能性有機分子115で結合された状態でメッキ工程が行なわれるので、ソルダーレジスト層403の剥離を防止する効果を奏する。
In addition to those listed above, any one having photoexcitation polymerization initiation or photosensitization can be used.
According to the present embodiment, as in the seventh embodiment, the plating process is performed in a state where the
これに加え、光重合開始剤を励起しつつソルダーレジスト材料を塗布することで、迅速にレジスト材料を硬化させてソルダーレジスト層を形成できる。これにより、液ダレ、型崩れの発生を防止し、正確・緻密なパターンでソルダーレジスト層403を形成できる。
すなわち、ソルダーレジスト材料のペーストは、所定の粘度に調節されて、配線パターン層402上に予め配されたパターンマスクに沿って塗布される。そして、一定乾燥した後にマスクを除去するが、その後も、塗布されたペーストは若干拡散する傾向がある。このため、拡散規模を予め見込んで、パターニングマスクよりもやや小さい領域にペーストを塗布しても、塗布されたペーストの端部が鋭角状となって、その部分がメッキ工程時に剥がれ易いという問題がある。
In addition, by applying the solder resist material while exciting the photopolymerization initiator, the resist material can be rapidly cured to form the solder resist layer. As a result, the occurrence of dripping and loss of shape can be prevented, and the solder resist
That is, the solder resist material paste is adjusted to a predetermined viscosity and applied along a pattern mask previously arranged on the
これに対して、本実施の形態では、ペースト塗布直前に、有機被膜に紫外線照射を行い、光エネルギー(E=hν)を第二官能基C5に与えておくことで、塗布されたペーストは早期に熱硬化される。従って、上記の鋭角端部が発生することがなく、また、ペーストの流動が少ないので、パターンマスクに合わせて正確にペースト塗布が行え、ソルダーレジスト層の形状を高精度に形成できる。 On the other hand, in the present embodiment, the applied paste is brought into an early stage by irradiating the organic film with ultraviolet rays and giving light energy (E = hν) to the second functional group C5 immediately before applying the paste. Heat cured. Accordingly, the above-mentioned acute angle end portion does not occur, and the paste flow is small, so that the paste can be applied accurately according to the pattern mask, and the shape of the solder resist layer can be formed with high accuracy.
(フィルムキャリアテープ製造方法)
絶縁フィルム401上に、フォトエッチング法等を用いて所定の配線パターン層402(Cu箔)を形成する(図18(a))。次に、配線パターン層402上に機能性有機分子115を自己組織化させて付着し、単分子膜からなる有機被膜140を形成する(図18(b)、S10拡大図19(a))。
(Film carrier tape manufacturing method)
A predetermined wiring pattern layer 402 (Cu foil) is formed on the insulating
次に、有機被膜140に対し、外部から所定波長(一例として約340nm以上)の紫外線を照射する。これにより、機能性有機分子の表面に存在する第二官能基C5を基底状態から励起状態(E0→E1)に移行させる。そして励起状態が維持されている期間内に、ソルダーレジスト層の材料となるペースト材料を、ブレードBLを用いて所定厚みで塗布する(図18(c))。
Next, the
これによって、第二官能基の励起エネルギーが、ソルダーレジストに熱エネルギーとして伝達されてソルダーレジストが熱硬化され、フィルムキャリアテープ40が製造される(図18(d))。
[実施の形態9]
実施の形態9について、実施の形態7,8との差異を中心に説明する。
Thereby, the excitation energy of the second functional group is transmitted to the solder resist as thermal energy, the solder resist is thermally cured, and the
[Embodiment 9]
The ninth embodiment will be described focusing on differences from the seventh and eighth embodiments.
実施の形態8と同様の機能性有機分子115を用いて配線パターン層402上に有機被膜を形成するが、本実施の形態では、ソルダーレジスト層403を形成するのにバッチ式手法を用いる。
これによって、実施の形態8と同様にソルダーレジスト層403と配線パターン層402との結合性を強化できるほか、一般的な印刷法を用いる場合に比べて、ソルダーレジスト層403の厚み調整がより広範囲に行え、設計変更に柔軟に対応できる。
An organic film is formed on the
As a result, the bonding between the solder resist
図20は、実施の形態9のフィルムキャリアテープ40を製造する工程を示す図である。
まず、絶縁フィルム401上に所定のパターンで配線パターン層402を形成する(図20(a))。
次に、有機被膜形成工程として、配線パターン層402の表面に有機被膜150を成膜して中間生成物を得る(図20(b))。この成膜は、実施の形態2とほぼ同様の方法で行うことができる。
FIG. 20 is a diagram illustrating a process of manufacturing the
First, the
Next, as an organic film forming step, an
次に、ソルダーレジスト層形成工程では、溶媒にソルダーレジスト材料となる光重合性化合物を分散させた樹脂分散液を調整してバッチに満たす。光重合性化合物としては、分子中にアクリレート基を有する化合物、分子中にメタクリレート基を含む化合物、分子中にアクリルアミド基を有する化合物、分子中にウレタン基を有する化合物、分子中にイソシアネート基を有する化合物、分子中にビニル基を有する化合物等が挙げられ、モノマー或いはオリゴマーのいずれを用いてもよい。 Next, in the solder resist layer forming step, a resin dispersion liquid in which a photopolymerizable compound serving as a solder resist material is dispersed in a solvent is prepared to fill a batch. As a photopolymerizable compound, a compound having an acrylate group in the molecule, a compound having a methacrylate group in the molecule, a compound having an acrylamide group in the molecule, a compound having a urethane group in the molecule, and an isocyanate group in the molecule Examples thereof include compounds and compounds having a vinyl group in the molecule, and either monomers or oligomers may be used.
一方、上記中間生成物にソルダーレジスト層403を形成すべき領域に合わせたパターンマスクPMを施し、これをバッチの樹脂分散液中に浸漬し、液中で安定状態に保ちつつ、外部から紫外線を照射する(図20(c))。パターンマスクPMには、例えば公知の露光処理により形成したフォトレジスト層を用いる。
液中に分散された光重合性化合物が重合反応するが、このとき、パターンマスクPMの開口部(フォトレジスト層を用いた場合は、そのパターンギャップ)有機被膜150の第二官能基C5を中心に重合反応が開始する。従って、紫外線照射時間を極めて短時間にすれば、単分子レベルの厚みでソルダーレジスト層403が形成される。また反対に照射を長時間行えば、ソルダーレジスト層403の厚みを大きくでき、理論的には液中での第二官能基C5の深さに相当する厚みに形成できる。
On the other hand, the intermediate product is subjected to a pattern mask PM that matches the region where the solder resist
The photopolymerizable compound dispersed in the liquid undergoes a polymerization reaction. At this time, the opening of the pattern mask PM (or the pattern gap when a photoresist layer is used) is centered on the second functional group C5 of the
紫外線硬化反応後、バッチから中間生成物を取り出し、マスクを除去して適宜洗浄する(図20(d))。
その後、有機被膜150の中で、ソルダーレジスト層403の下以外の領域にある膜部分を除去し、Snメッキ層404を形成する(図20(e))ことによって、フィルムキャリアテープ40が製造される。
After the UV curing reaction, the intermediate product is taken out from the batch, and the mask is removed and washed appropriately (FIG. 20 (d)).
Thereafter, the
以上のように、本実施形態の製造方法によれば、ソルダーレジスト層403の厚みを任意に制御できる。
また、ソルダーレジスト層403は迅速に硬化するので、有機被膜150上に形成されるソルダーレジスト層403が分散液との比重差で浮力を受けて型崩れすることもなく、精密なパターン形状及び厚みを有するソルダーレジスト層403を形成できる。
As described above, according to the manufacturing method of the present embodiment, the thickness of the solder resist
In addition, since the solder resist
なお、ソルダーレジスト層403の厚みは、紫外線照射時間だけでなく、分散液中の化合物の分散濃度を調整することによっても制御することができる。
分散液の比重は、光重合性化合物が一定期間、良好に分散されるよう調整することが好ましい。
また、第二官能基周辺で光重合性化合物が重合反応する時に、光重合性化合物が局所的に不足すると、それによって反応が律速されるが、分散液中で光重合性化合物が徐々に沈降するように比重を調整すれば、光重合性化合物が局所的に不足するのを防止できる。
Note that the thickness of the solder resist
The specific gravity of the dispersion is preferably adjusted so that the photopolymerizable compound is well dispersed for a certain period.
In addition, when the photopolymerizable compound is polymerized around the second functional group, if the photopolymerizable compound is locally insufficient, the reaction is rate-determined, but the photopolymerizable compound gradually settles in the dispersion. If the specific gravity is adjusted as described above, it is possible to prevent local shortage of the photopolymerizable compound.
<その他の事項>
以上説明した各実施の形態においては、有機被膜を、機能性有機分子を自己組織化して単分子膜で形成したが、半導体装置の基板等への接着強度が劣化しない程度であれば、複数層で形成しても構わない。
複数層で形成する場合、機能性有機分子からなる第一層と第二層との間で、隣接する分子の第二官能基と第一官能基の結合性が要求される。従って、第一官能基として、配線リード部・ダイパッド等、金属に対して結合性を有し、且つ、第二官能基とも結合性を有する化合物・構造体を用いればよい。
<Other matters>
In each of the embodiments described above, the organic coating is formed as a monomolecular film by self-organizing functional organic molecules, but a plurality of layers can be used as long as the adhesive strength to the substrate of the semiconductor device does not deteriorate. You may form by.
In the case of forming with a plurality of layers, the bonding between the second functional group of the adjacent molecule and the first functional group is required between the first layer and the second layer made of functional organic molecules. Therefore, as the first functional group, a compound / structure having a binding property to a metal and having a binding property to the second functional group, such as a wiring lead portion or a die pad, may be used.
本発明は、IC、LSI、VLSI等、封止樹脂によりパッケージングされた半導体装置、LED素子を実装したLED照明装置、及びフレキシブル基板等に利用されるフィルムキャリアテープ等に利用できる。 The present invention can be used for ICs, LSIs, VLSIs, etc., semiconductor devices packaged with a sealing resin, LED lighting devices mounted with LED elements, film carrier tapes used for flexible substrates, and the like.
3 配線リード
3a,3b ダイパッド
10 半導体装置
11 リード
12 半導体素子
13 電気接続用ワイヤ
14,121 樹脂体
21 金属被膜
22 プリン骨格を含む被膜
31,32 金型
35 配線リード部
36 LED装置
40 フィルムキャリアテープ
42 LEDチップ
63 Agメッキ被膜
110,120,120a,130,140 有機被膜
111〜115,112a 機能性有機分子
122 リフレクタ
401 絶縁フィルム
402 配線パターン層
403 ソルダーレジスト層
404 Snメッキ層
A1〜A5 第一官能基
B1〜B5 プリン骨格
C1〜C5,C2’ 第二官能基
DESCRIPTION OF
Claims (39)
リード本体である金属板材が、プリン骨格を有する化合物を含む被膜で被覆されて構成されていることを特徴とするリード。 A lead partially covered with a resin body,
A lead comprising: a metal plate which is a lead body, coated with a film containing a compound having a purine skeleton.
当該極性基が前記金属板材の表面と結合した状態で、当該金属板材を被覆していることを特徴とする請求項1記載のリード。 The film containing the compound having a purine skeleton is composed of a compound having one or more polar groups in the structure,
2. The lead according to claim 1, wherein the metal group is covered with the polar group bonded to the surface of the metal sheet.
前記リードは、
リード本体である金属板材における前記樹脂体で被覆されている部分以外の部分が、
プリン骨格を有する化合物を含む被膜で被覆されていることを特徴とするパッケージ部品。 A package part in which a part of the lead is coated with a resin body,
The lead is
Parts other than the part covered with the resin body in the metal plate material that is the lead body,
A package component characterized by being coated with a film containing a compound having a purine skeleton.
前記リードは、プリン骨格を有する化合物を含む被膜で被覆されていることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor device in which a semiconductor element and a part of a lead are covered with a resin body,
The lead is covered with a film containing a compound having a purine skeleton.
前記金属板材における樹脂体で被覆される部分以外の部分を、プリン骨格を有する化合物を含む被膜で被覆する被覆ステップを含むことを特徴とするリードの製造方法。 A method of manufacturing a lead comprising a metal plate and partially covered with a resin body,
A method of manufacturing a lead, comprising: a coating step of coating a portion of the metal plate material other than the portion coated with a resin body with a coating containing a compound having a purine skeleton.
金属板材における前記樹脂体で被覆する部分以外の部分を、プリン骨格を有する化合物を含む被膜で被覆する被覆ステップと、
前記被膜で被覆したリードを被覆するように樹脂体を形成する樹脂体形成ステップとを含むことを特徴とするパッケージ部品製造方法。 A method of manufacturing a package component having a structure in which a lead is partially covered with a resin body,
A coating step of coating a part other than the part to be coated with the resin body in the metal plate with a film containing a compound having a purine skeleton,
And a resin body forming step of forming a resin body so as to cover the lead coated with the film.
前記有機被膜形成工程後に、前記有機被膜を配した配線リードの所定表面領域にわたり樹脂を固着させる樹脂固着工程とを備えることを特徴とする樹脂付金属部品の製造方法。 A material containing a functional organic molecule having a first functional group having a binding property to a metal at one end of a purine skeleton and a second functional group having a predetermined property at the other end is attached to a wiring lead made of a metal material, An organic film forming step of forming an organic film by self-organizing each functional organic molecule in a state where the first functional group is bonded to a metal atom constituting the wiring lead;
A method of manufacturing a metal part with resin, comprising: a resin fixing step of fixing a resin over a predetermined surface region of a wiring lead provided with the organic coating after the organic coating forming step.
前記第一官能基は、
チオール化合物、スルフィド化合物、含窒素複素環化合物から選択される一種以上を含むことを特徴とする請求項9記載の樹脂付金属部品の製造方法。
The first functional group is
The method for producing a resin-coated metal part according to claim 9, comprising at least one selected from a thiol compound, a sulfide compound, and a nitrogen-containing heterocyclic compound.
前記第二官能基は、水酸基、カルボン酸、酸無水物、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミン、アミド、チオール、スルフィド、イミド、ヒドラジド、イミダゾール、ジアザビシクロアルケン、有機フォスフィン、三フッ化ホウ素アミン錯体から選択される一種以上を含むことを特徴とする請求項11記載の樹脂付金属部品の製造方法。 The thermosetting resin comprises at least one selected from an epoxy resin, a phenol resin, an acrylic resin, a melamine resin, a urea resin, an unsaturated polyester resin, an alkyd resin, a polyimide resin, a polyamide resin, and a polyether resin,
The second functional group is a hydroxyl group, carboxylic acid, acid anhydride, primary amine, secondary amine, tertiary amine, amide, thiol, sulfide, imide, hydrazide, imidazole, diazabicycloalkene, organic phosphine. The method for producing a resin-coated metal part according to claim 11, comprising at least one selected from boron trifluoride amine complexes.
前記第二官能基は、ビニル基、有機ハイドロジェンシランから選択される一種以上を含むことを特徴とする請求項11記載の樹脂付金属部品の製造方法。 The thermosetting resin is a silicone resin,
The method for producing a resin-coated metal part according to claim 11, wherein the second functional group includes one or more selected from a vinyl group and an organic hydrogen silane.
前記第二官能基は、水酸基、酸無水物、第一級アミン、第二級アミンから選択される一種以上を含むことを特徴とする請求項11記載の樹脂付金属部品の製造方法。 The thermosetting resin is a silicone resin containing either an epoxy group or an alkoxysilyl group, or both,
The method for producing a resin-coated metal part according to claim 11, wherein the second functional group includes one or more selected from a hydroxyl group, an acid anhydride, a primary amine, and a secondary amine.
前記第二官能基は、
白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウムから選択される一種以上を有する金属錯体を含むことを特徴とする請求項11記載の樹脂付金属部品の製造方法。 The thermosetting resin is a silicone resin,
The second functional group is
12. The method for producing a resin-coated metal part according to claim 11, comprising a metal complex having at least one selected from platinum, palladium, ruthenium, and rhodium.
溶媒に前記機能性有機分子を分散させて有機分子分散液を作製する分散液作製サブ工程と、
前記配線リード表面のうち、前記樹脂が固着されるべき配線リードの前記所定表面領域よりも広い面積にわたり、当該配線リードを前記有機分子分散液に浸漬する浸漬サブ工程とを備えることを特徴とする請求項9〜17のいずれか記載の樹脂付金属部品の製造方法。 The organic film forming step includes
A dispersion preparation sub-process of preparing the organic molecule dispersion by dispersing the functional organic molecules in a solvent;
An immersion sub-step of immersing the wiring lead in the organic molecule dispersion over an area larger than the predetermined surface region of the wiring lead to which the resin is to be fixed, of the surface of the wiring lead. The manufacturing method of the metal part with resin in any one of Claims 9-17.
前記有機被膜形成工程と前記樹脂固着工程との間において、配線リードに半導体素子を電気的に接続する接続工程を有し、
前記樹脂固着工程では、前記半導体素子を内包し、且つ前記配線リードの一部が外部に露出するように樹脂成型することを特徴とする半導体装置の製造方法。 A method for producing a greased metal part according to claim 9 is included in the process,
Between the organic film forming step and the resin fixing step, having a connecting step of electrically connecting a semiconductor element to the wiring lead,
In the resin fixing step, the semiconductor device is molded so that the semiconductor element is contained and a part of the wiring lead is exposed to the outside.
前記機能性有機分子は、プリン骨格の一端に、
前記配線リードに対して、水素結合および配位結合の少なくともいずれかの結合態様を呈する第一官能基が配されるとともに、他端に樹脂硬化性若しくは樹脂硬化促進性を呈する第二官能基が配された化学構造を有し、
当該第一官能基が配線リードに結合されていることを特徴とする配線部材。 An organic coating by self-organization of functional organic molecules is deposited on the surface of wiring leads made of metal materials,
The functional organic molecule is at one end of the purine skeleton,
A first functional group exhibiting at least one of a hydrogen bond and a coordinate bond is disposed on the wiring lead, and a second functional group exhibiting resin curability or resin curing acceleration is provided at the other end. Has a arranged chemical structure,
A wiring member, wherein the first functional group is bonded to a wiring lead.
一般式が下記化5または化6で示される化合物の一種以上、またはそれらの誘導体からなり、
前記第一官能基は、チオール化合物、スルフィド化合物、含窒素複素環化合物から選択される一種以上を含むことを特徴とする請求項20記載の配線部材。
It consists of one or more compounds represented by the following general formula 5 or 6 or derivatives thereof,
The wiring member according to claim 20, wherein the first functional group includes one or more selected from a thiol compound, a sulfide compound, and a nitrogen-containing heterocyclic compound.
前記有機被膜は、前記樹脂固着される配線部材の表面積よりも広い面積にわたり被着されてなることを特徴とする樹脂付金属部品。 Resin is fixed to a part of the wiring member according to claim 20 or 21,
The resin-coated metal part, wherein the organic coating is deposited over an area larger than the surface area of the wiring member to which the resin is fixed.
前記第二官能基は、水酸基、カルボン酸、酸無水物、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミン、アミド、チオール、スルフィド、イミド、ヒドラジド、イミダゾール、ジアザビシクロアルケン、有機フォスフィン、三フッ化ホウ素アミン錯体から選択される一種以上を含むことを特徴とする請求項23記載の樹脂付金属部品。 The thermosetting resin is at least one selected from epoxy resin, phenol resin, acrylic resin, melamine resin, urea resin, unsaturated polyester resin, alkyd resin, polyimide resin, polyamide resin, polyether resin,
The second functional group is a hydroxyl group, carboxylic acid, acid anhydride, primary amine, secondary amine, tertiary amine, amide, thiol, sulfide, imide, hydrazide, imidazole, diazabicycloalkene, organic phosphine. 24. The resin-attached metal part according to claim 23, comprising at least one selected from boron trifluoride amine complexes.
前記第二官能基は、ビニル基、有機ハイドロジェンシランから選択される一種以上を含むことを特徴とする請求項23記載の樹脂付金属部品。 The thermosetting resin is a silicone resin,
24. The resin-attached metal part according to claim 23, wherein the second functional group includes at least one selected from a vinyl group and an organic hydrogen silane.
前記第二官能基は、水酸基、酸無水物、第一級アミン、第二級アミンから選択される一種以上を含むことを特徴とする請求項23記載の樹脂付金属部品。 The thermosetting resin is a silicone resin containing either an epoxy group or an alkoxysilyl group, or both,
The metal part with resin according to claim 23, wherein the second functional group includes one or more selected from a hydroxyl group, an acid anhydride, a primary amine, and a secondary amine.
前記第二官能基は、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウムから選択される一種以上を含む金属錯体化合物で構成されていることを特徴とする請求項23記載の樹脂付金属部品。 The thermosetting resin is a silicone resin;
The metal component with resin according to claim 23, wherein the second functional group is composed of a metal complex compound containing one or more selected from platinum, palladium, ruthenium, and rhodium.
前記配線リード上に半導体素子が電気接続され、
前記配線部材が一部外部に露出され、且つ、前記有機被膜が形成された領域内において前記半導体素子が樹脂封止されてなることを特徴とする樹脂封止半導体装置。 For the wiring member according to claim 20 or 21,
A semiconductor element is electrically connected on the wiring lead,
A resin-encapsulated semiconductor device, wherein the semiconductor element is resin-encapsulated in a region where the wiring member is partially exposed to the outside and the organic film is formed.
前記有機被膜の上に、前記機能性有機分子の第二官能基と化学結合させるように、ソルダーレジスト材料を塗布してソルダーレジスト層を形成するソルダーレジスト層形成工程とを備えることを特徴とするフィルムキャリアテープの製造方法。 A material containing a functional organic molecule having a first functional group having a binding property to a metal at one end of a purine skeleton and a second functional group having a predetermined property at the other end is attached to a predetermined surface of a wiring pattern layer, An organic film forming step of forming an organic film by bonding the first functional group to a metal atom constituting the wiring lead and self-organizing each functional organic molecule;
A solder resist layer forming step of forming a solder resist layer by applying a solder resist material so as to be chemically bonded to the second functional group of the functional organic molecule on the organic coating. Manufacturing method of film carrier tape.
前記ソルダーレジスト材料との化学結合に際し、樹脂硬化性及び光重合開始性の少なくともいずれかを呈することを特徴とする請求項30記載のフィルムキャリアテープの製造方法。 The second functional group is
31. The method for producing a film carrier tape according to claim 30, wherein the chemical bonding with the solder resist material exhibits at least one of resin curability and photopolymerization initiating property.
酸無水物及び第一級アミン化合物から選択される一種以上を含むことを特徴とする請求項31記載のフィルムキャリアテープの製造方法。 The second functional group exhibits resin curability,
32. The method for producing a film carrier tape according to claim 31, comprising at least one selected from an acid anhydride and a primary amine compound.
ベンゾフェノン類、アセトフェノン類、アルキルフェノン類、ベンゾイン類、アントラキノン類、ケタール類、チオキサントン類、クマリン類、ハロゲン化トリアジン類、ハロゲン化オキサジアゾール類、オキシムエステル類、アクリジン類、アクリドン類、フルオレノン類、フルオラン類、アシルフォスフィンオキサイド類、メタロセン類、多核芳香族類、キサンテン類、シアニン類、スクアリウム類、アクリドン類、チタノセン類、テトラアルキルチウラムスルフィド類から選択される一種以上を含み、
前記ソルダーレジスト層形成工程では、
光照射により第二官能基を励起させるとともにソルダーレジスト材料を有機被膜上に塗布し、当該レジスト材料を光重合させることを特徴とする請求項31記載のフィルムキャリアテープの製造方法。 The second functional group exhibits photopolymerization initiation,
Benzophenones, acetophenones, alkylphenones, benzoins, anthraquinones, ketals, thioxanthones, coumarins, halogenated triazines, halogenated oxadiazoles, oxime esters, acridines, acridones, fluorenones, Including one or more selected from fluorans, acylphosphine oxides, metallocenes, polynuclear aromatics, xanthenes, cyanines, squaliums, acridones, titanocenes, tetraalkylthiuram sulfides,
In the solder resist layer forming step,
32. The method for producing a film carrier tape according to claim 31, wherein the second functional group is excited by light irradiation, a solder resist material is applied onto the organic coating, and the resist material is photopolymerized.
光重合開始性の第二官能基を有する機能性有機分子を用いて有機被膜を形成し、
前記ソルダーレジスト層形成工程では、
前記有機被膜を形成した配線パターン層を、光重合性分子を分散させてなる分散溶液に浸漬するとともに、配線パターン層に所定のパターンマスクを施して前記分散溶液中で光照射することにより、第二官能基に対して重合反応を生じさせて所定のパターンのソルダーレジスト層を重合形成することを特徴とする請求項30記載のフィルムキャリアテープの製造方法。 In the organic film forming step,
An organic film is formed using a functional organic molecule having a photopolymerization-initiating second functional group,
In the solder resist layer forming step,
By immersing the wiring pattern layer on which the organic film is formed in a dispersion solution in which photopolymerizable molecules are dispersed, applying a predetermined pattern mask to the wiring pattern layer and irradiating with light in the dispersion solution, The method for producing a film carrier tape according to claim 30, wherein a polymerization reaction is caused on the bifunctional group to form a solder resist layer having a predetermined pattern.
前記被着ソルダーレジスト層形成工程の後、当該ソルダーレジスト層が形成された領域以外の配線パターン層の所定表面にSnメッキ層を形成するSnメッキ層形成工程を備えることを特徴とする請求項30または31記載のフィルムキャリアテープの製造方法。 The wiring pattern layer is made of a Cu material,
32. A Sn plating layer forming step of forming an Sn plating layer on a predetermined surface of the wiring pattern layer other than the region where the solder resist layer is formed after the depositing solder resist layer forming step. Or the manufacturing method of the film carrier tape of 31.
前記有機被膜は、機能性有機分子の自己組織化により形成され、
前記機能性有機分子には、プリン骨格の一端に、前記配線パターン層の金属に対して結合性を有する第一官能基が配されるとともに、他端にソルダーレジスト層と化学結合性を持つ第二官能基が配され、
前記第一官能基が配線パターン層に結合され、前記第二官能基がソルダーレジスト層に結合されていることを特徴とするフィルムキャリアテープ。 An organic film and a solder resist layer are sequentially laminated on the surface of the wiring pattern layer made of a metal material,
The organic coating is formed by self-organization of functional organic molecules,
In the functional organic molecule, a first functional group having a binding property to the metal of the wiring pattern layer is arranged at one end of the purine skeleton, and a chemical bonding property to the solder resist layer is provided at the other end. A bifunctional group,
The film carrier tape, wherein the first functional group is bonded to a wiring pattern layer, and the second functional group is bonded to a solder resist layer.
前記ソルダーレジスト材料と化学結合するに際し、樹脂硬化性及び光重合開始性の少なくともいずれかを呈することを特徴とする請求項36記載のフィルムキャリアテープ。 The second functional group is
The film carrier tape according to claim 36, wherein the film carrier tape exhibits at least one of resin curability and photopolymerization initiating property when chemically bonded to the solder resist material.
酸無水物及び第一級アミン化合物から選択される一種以上を含んでいることを特徴とする請求項37記載のフィルムキャリアテープ。 The second functional group exhibits resin curability,
38. The film carrier tape according to claim 37, comprising at least one selected from an acid anhydride and a primary amine compound.
ベンゾフェノン類、アセトフェノン類、アルキルフェノン類、ベンゾイン類、アントラキノン類、ケタール類、チオキサントン類、クマリン類、ハロゲン化トリアジン類、ハロゲン化オキサジアゾール類、オキシムエステル類、アクリジン類、アクリドン類、フルオレノン類、フルオラン類、アシルフォスフィンオキサイド類、メタロセン類、多核芳香族類、キサンテン類、シアニン類、スクアリウム類、アクリドン類、チタノセン類、テトラアルキルチウラムスルフィド類から選択される一種以上を含むことを特徴とする請求項37記載のフィルムキャリアテープ。 The second functional group exhibits photopolymerization initiation,
Benzophenones, acetophenones, alkylphenones, benzoins, anthraquinones, ketals, thioxanthones, coumarins, halogenated triazines, halogenated oxadiazoles, oxime esters, acridines, acridones, fluorenones, It includes at least one selected from fluorans, acylphosphine oxides, metallocenes, polynuclear aromatics, xanthenes, cyanines, squaliums, acridones, titanocenes, and tetraalkylthiuram sulfides. 38. A film carrier tape according to claim 37.
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