JP3018881B2 - リードフレームへのフィルム貼付け方法及びリードフレームへのチップ貼付け方法 - Google Patents

リードフレームへのフィルム貼付け方法及びリードフレームへのチップ貼付け方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、接着剤を介してフィル
ムをリードフレームに貼り付けるリードフレームへのフ
ィルム貼付け方法、及び半導体チップをリードフレーム
に貼り付けるリードフレームへのチップ貼付け方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】高密度実装を可能にしたCOL(Chip on
Lead)や、LOC(Lead on Chip)構造のパッケージで
は、チップ搭載用として、予め高耐熱ポリイミドフィル
ムの片面又は両面に接着剤を塗布した接着剤付きフィル
ムをリードフレームに貼り付けて、プレハブリードフレ
ームとしたものが実用化されている。
【0003】このリードフレームへのフィルム貼り付け
方法は図2(A)に示すように、金型6の定位置まで搬
送したリードフレーム9に、予め所定温度に加熱したヒ
ータブロック5をリードフレーム下面から接触させ、接
着剤付きフィルム7をパンチ1とダイ2で打ち抜く。そ
して図2(B)に示すように、リードフレーム9を介し
て打ち抜いたフィルム8をダイ2の直下のヒータブロッ
ク5に押し付け、フィルム8をリードフレーム9に熱圧
着する。なお、図中3はストリッパ、4はパンチ1にフ
ィルム7を吸着させる吸引口、10はパイロットホー
ル、11はパイロットピン、12はガイドレール、17
はガイドポストである。
【0004】ところで、リードフレームに貼り付けられ
るフィルム7の形状は、初期のものは図3(A)に示す
ように、リードフレーム9のパターンに合わせてリード
9a間をつなぐ単純なな矩形形状を呈するものが主流で
あった。
【0005】しかし、このような単純な矩形形状を呈し
ていると、ポリイミドフィルムは吸湿性が高いので使用
面積を最小限に止める必要があるが、リード9a間の不
要な部分にも貼り付けられているため面積が大きい。ま
た、フィルム面積が大きいと、図3(B)に示すよう
に、リード9a間のフィルム7はダイボンド時(チップ
貼付け時)の加圧によって撓み13を生じ、チップ14
とフィルム7間に隙間が生じる。これらの面積や隙間の
問題は、いずれも製品後パッケージクラックの原因とな
るため好ましくなかった。
【0006】そこでごく最近では、リード9a間の不要
なフィルムを切り取るような検討が行なわれている。例
えば、図4(A)はDRAMのLOC用リードフレーム
例を示すが、配線長を短くし、アクセスタイムを高速化
するためにリード9aの内側にバスバ9bを設けてい
る。このため、打ち抜きフィルム7として、チップ固定
に必要なエリアのリード周囲に沿ってトレースした複雑
な形状(櫛形)が要求されるようになってきた。この場
合、フィルムの使用面積が最小限に止まり、また図4
(B)に示すように、ダイボンド時の加圧によるフィル
ムの隙間問題が生じない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のものでは、リードフレームに貼り付けるフィルムが複
雑な形状になってきたために、リードフレームへのフィ
ルム貼り付け工程で、次のような問題が新たに生じた。
【0008】(1) 使用するフィルムの物性にばらつきが
あったり、あるいはフィルム打ち抜き形状が複雑であっ
たりすると、フィルムの切り口から繊維状のバリが発生
する場合が多く、生産性を大幅に阻害する。すなわち図
5に示すように、打ち抜き時に発生するバリ18が、リ
ード9aの先端のボンディング面や、ワイヤボンダのキ
ャピラリ16の先端に付着すると、ワイヤが圧着されな
かったり、キャピラリが目詰りを起こしたりしてボンデ
ィング不良を起こす。
【0009】(2) 半導体パッケージは高精度に加工され
たリードフレームにSiチップを搭載し組み立てを行な
っているが、フィルムを貼付けたLOC等の接着剤付き
リードフレームでは、高温度(約400℃)でフィルム
を貼り付けた後、ガラス転位温度Tg(約250℃)で
硬化開始するため、常温になるとフィルムとリードフレ
ーム材料の線膨張係数の差から、リードフレームにバイ
メタルのように大きく反りが発生し、半導体装置の組立
てに支障を来す場合があった。
【0010】(3) フィルムの打ち抜きと貼付けを同一金
型で行なっているため、貼付けに必要な発熱部の組込み
と強制水冷を必要とし、金型形状が複雑で高価になる。
【0011】(4) リードフレームへのフィルム貼付けに
限らず、チップ貼付けの場合も同様な高温乾燥工程を経
るので、チップ下のリードフレームに反りが発生する。
【0012】本発明の目的は、フィルムの貼付け性を改
善することによって、従来技術の欠点を解消し、フィル
ムの打ち抜き時に発生したバリに起因するボンディング
不良を無くし、しかもフィルム貼付け後にリードフレー
ムの反りを大幅に低減することが可能なリードフレーム
へのフィルム貼付け方法を提供することにある。
【0013】また、本発明の目的は、チップの貼付け性
を改善することによって、チップの貼付け後にリードフ
レームの反りを大幅に低減することが可能なリードフレ
ームへのチップ貼付け方法を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、絶縁性または
導電性フィルムを接着剤を介してリードフレームに貼り
付けるリードフレームへのフィルム貼付け方法におい
て、上記フィルムをその被接着面に接着剤を塗布してか
ら金型で所定形状に打ち抜き、打ち抜いたフィルムの被
接着面に塗布された接着剤を溶剤で膨潤溶解させ、該膨
潤溶解させた接着剤を介して上記フィルムをリードフレ
ームに貼り付け、貼付け後100℃前後で低温乾燥する
ようにしたものである。
【0015】また、本発明は、リードフレームに貼り付
けた絶縁性または導電性フィルムの被接着面に塗布され
た接着剤を介して半導体チップを貼り付けるリードフレ
ームへのチップ貼付け方法において、上記フィルムの被
接着面に塗布された接着剤を溶剤で膨潤溶解させ、該膨
潤溶解させた接着剤を介して上記半導体チップをリード
フレームへ貼り付け、貼付け後100℃前後で低温乾燥
するようにしたものである。
【0016】これらの場合において、上記接着剤には熱
可塑性又は熱硬化性接着剤などを、また溶剤にはこれら
を膨潤溶解する公知の溶剤を使用することができるが、
特に接着剤にポリエーテルアミドイミドを使用した場合
には、溶剤は膨潤溶解が短時間で始まるNMPとするこ
とが好ましい。
【0017】
【作用】金型で所定形状にフィルムを打ち抜くと、フィ
ルムの切り口から繊維状のバリが発生する。しかし、接
着剤を塗布したフィルムの被接着面を溶剤槽に浸漬する
と、溶剤により接着剤が膨潤し溶解するので、このとき
バリは溶解除去される。残った接着剤は粘性を帯び、常
温でも直に接着が可能な状態となる。
【0018】この状態でフィルムをリードフレームに押
しつけて貼り付ける。貼付け後、雰囲気温度100℃前
後で乾燥し接着を完了すると、常温との温度差が小さい
ため、フィルムとリードフレーム材料の線膨張係数の差
があっても、リードフレームに反りが発生しないか、発
生してもきわめて小さい。
【0019】フィルムを貼り付けたリードフレームに、
フィルム表面に塗布した接着剤で半導体チップを貼り付
ける場合も、上述したフィルムの貼り付けと全く同様の
方法で貼り付けることができ、リードフレームに反りが
発生しない。
【0020】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図1は、
LOC用リードフレームへのフィルム貼り付け方法の実
施例を示す工程図である。フィルム貼付け金型は、打ち
抜きと貼り付けを同一金型で行なっていた従来例(図2
参照)のものと異なり、打ち抜きと貼り付けを別の金型
とステージで行なうようにしている。
【0021】すなわち、打ち抜き金型は、フィルムの搬
送上、上からではなく下からの打ち抜き方式とし、パン
チ1、ストリッパ3、ダイ2を備えるが、ダイ2の上に
貼付け用のヒータブロックは設けない。その代りに、打
ち抜いたフィルム8を搬送するためにダイ吸着用のコレ
ット23を利用する(図1(A))。また、貼り付けス
テージは、上下に対向配設した2個のヒートブロック
5、5を備え、雰囲気温度100℃前後の低温に制御さ
れる(図1(E))。
【0022】さて、接着剤としてポリエーテルアミドイ
ミドを両面に塗布した接着剤付きポリイミドフィルム7
を用意し、これを打ち抜き金型の定位置に供給した後
(図1(A))、パンチ1でフィルム7を所定形状に打
ち抜き、この打ち抜いたフィルム8をコレット23で吸
着する(図1(B))。
【0023】吸着したフィルム8はそのまま溶剤24と
してNMP等の入った溶剤槽25上に搬送し、リードフ
レーム9に貼り付けられる被接着面のみを溶剤24に接
触させ接着剤の表面を膨潤溶解する(図1(C))。被
接着面のみを接触させるのは、フィルムを損傷させない
ためである。発明者らは実験では、接着剤がポリエーテ
ルアミドイミドの場合、NMPに浸漬すると約10秒後
に接着層の表面が粘性を帯び、約20秒で常温接着が可
能な状態となることを確認している。
【0024】次に、フィルム8を吸着したままコレット
23をリードフレーム9の所定位置に移送し、粘性を帯
びた接着剤でフィルム8をリードフレーム9に押し付け
る(図1(D))。その後、貼付けステージのヒートブ
ロック5間に移送し、雰囲気温度100℃前後の低温で
乾燥し接着を完了する(図1(E))。
【0025】このように本実施例によれば、リードフレ
ームへの貼り付け前に、打ち抜いたフィルム8の被接着
面のみを溶剤24に接触させて接着剤を膨潤溶解するの
で、フィルム打ち抜き時のバリも一緒に膨潤して溶解す
るため、バリ発生を無視できる。このことはバリの発生
が特に多い複雑なフィルム形状の打ち抜き時に、バリ対
策を考慮しなくてもよいのでメリットが大きい。従っ
て、リードフレーム製造工程において絶対に防止しなけ
ればならないバリ18に起因するワイヤ圧着不良や、キ
ャピラリ目詰りなどによるボンディング不良をなくすこ
とができる。
【0026】また、本実施例によれば、リードフレーム
にフィルムを押し付けた後、高々100℃前後の低温で
乾燥するようにしたので、400℃近い高温度でフィル
ム貼付け後、ガラス転位温度Tgで硬化開始するように
した従来工程と異なり、常温になっても材料の線膨張係
数の差に起因する反りがリードフレームに発生せず、半
導体装置の組立てが円滑になる。
【0027】さらに、打ち抜きと貼り付けを別に行なう
ようにし、打ち抜き金型から発熱部や強制水冷機構を排
除したので、金型形状が単純となり安価に構成できる。
【0028】ところで上記実施例では、リードフレーム
へのフィルム貼り付け方法を説明したが、この方法は、
リードフレームに半導体チップを搭載する場合にも全く
同様に適用できる。というのは、両面に接着剤を塗布し
た接着剤付きフィルムのそれぞれの面で、リード及びチ
ップの貼り付けを行なうからである。チップの場合は、
従ってリードフレームに貼り付けたチップ貼付け面とな
るフィルムの被接着面のみを溶剤に浸漬させて、塗布さ
れた接着剤を膨潤溶解させ、この溶解防塵した接着剤を
介して半導体チップをリードフレームの所定位置へ貼り
付ける。貼付け後、同じく100℃前後で低温乾燥する
と、チップ下のリードフレームに反りが発生しない。
【0029】打ち抜いたフィルムを溶剤に浸漬すると
き、フィルムの片面のみならず両面を浸漬しておけば、
リードフレームにフィルムを貼り付けた後、引き続きリ
ードフレームへのチップ貼り付けができるので、リード
フレームの製造が容易になる。なお、上記実施例ではL
OC用リードフレームについて説明したが、本発明はC
OL用リードフレームについても適用できる。また、リ
ードフレームに貼り付けるフィルムは絶縁層(ポリイミ
ドフィルム)に限らず、導電性フィルムであってもよ
い。また、熱可塑性接着剤としてハイマル(日立化成工
業株式会社製)を使うこともできる。
【0030】また、打ち抜き金型は下からの打ち抜き方
式としたが、従来同様に上からの打ち抜き方式としても
よく、その場合、溶剤は浸漬ではなく、塗布方式とする
ことが好ましい。
【0031】
【発明の効果】(1) 請求項1に記載の発明によれば、フ
ィルムの貼付け後の乾燥時の温度が100℃前後である
ため、材料間の線膨張差によるリードフレームの反りが
極めて少ない。また、フィルムの打ち抜き時に発生した
バリは膨潤し溶解するためバリ発生を無視して作業でき
る。従って、貼付け作業性やボンディング性が格段に向
上し信頼性に優れる。
【0032】(2) 請求項2に記載の発明によれば、チッ
プ貼付けの場合においても、乾燥時の温度が100℃前
後であるため材料の線膨張差によるリードフレームの反
りが極めて少ない。
【0033】(3) 請求項3に記載の発明によれば、接着
剤にポリエーテルアミドイミドを使用してNMPに浸漬
するようにしたので、短時間に接着が可能な状態を作り
出すことができ、作業効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のリードフレームへのフィルム貼付け方
法の実施例を説明する作業工程図。
【図2】従来のLOCパッケージのフィルム貼付け方法
を説明する金型装置の概略断面図であって、(A)はフ
ィルム貼付け前の説明図、(B)はフィルム打抜き貼付
け後の説明図。
【図3】従来のLOCパッケージ用リードフレームのフ
ィルム貼付け状態を示す説明図であって、(A)はフィ
ルム貼付け状態の平面図、(B)はダイボンド時のフィ
ルム変形状態を示す断面図。
【図4】従来の改善されたLOCパッケージ用リードフ
レームのフィルム貼付け状態を示す説明図であって、
(A)はリード間フィルムを切除したフィルム貼付け状
態の平面図、(B)はダイボンド時のフィルム貼付け状
態を示す断面図。
【図5】従来のワイヤボンド時の不具合状況を示す説明
図。
【符号の説明】
1 パンチ 2 ダイ 3 ストリッパ 5 ヒートブロック 7 フィルム 8 打ち抜いたフィルム 9 リードフレーム 23 コレット 24 溶剤 25 溶剤槽

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】接着剤を介してリードフレームにフィルム
    を貼り付けるリードフレームへのフィルム貼付け方法に
    おいて、上記フィルムをその被接着面に接着剤を塗布し
    てから金型で所定形状に打ち抜き、打ち抜いたフィルム
    の被接着面に塗布された接着剤を溶剤で膨潤溶解させ、
    該膨潤溶解させた接着剤を介して上記フィルムをリード
    フレームに貼り付け、貼付け後100℃前後で低温乾燥
    するようにしたことを特徴とするリードフレームへのフ
    ィルム貼付け方法。
  2. 【請求項2】リードフレームに貼り付けたフィルムの被
    接着面に塗布された接着剤を介して半導体チップを貼り
    付けるリードフレームへのチップ貼付け方法において、
    上記フィルムの被接着面に塗布された接着剤を溶剤で膨
    潤溶解させ、該膨潤溶解させた接着剤を介して上記半導
    体チップをリードフレームへ貼り付け、貼付け後100
    ℃前後で低温乾燥するようにしたことを特徴とするリー
    ドフレームへのチップ貼付け方法。
  3. 【請求項3】上記接着剤がポリエーテルアミドイミドで
    あり、上記溶剤がNメチルピロリドン(NMP)である
    ことを特徴とする請求項1に記載のリードフレームへの
    フィルム貼付け方法、または請求項2に記載のリードフ
    レームへのチップ貼付け方法。
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US6379571B1 (en) * 1998-06-11 2002-04-30 Canon Kabushiki Kaisha Etching method for processing substrate, dry etching method for polyetheramide resin layer, production method of ink-jet printing head, ink-jet head and ink-jet printing apparatus
KR200482294Y1 (ko) * 2016-06-28 2017-01-10 주식회사 아이엠테크놀로지 회로기판용 금형장치
CN110421635A (zh) * 2019-07-26 2019-11-08 苏州峰之建精密设备有限公司 薄膜自动裁切贴附机构

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