JP3189181B2 - 穴付き半導体用接着テープ、接着テープ付きリードフレームの製造法、接着テープ付きリードフレーム及びこれを用いた半導体装置 - Google Patents

穴付き半導体用接着テープ、接着テープ付きリードフレームの製造法、接着テープ付きリードフレーム及びこれを用いた半導体装置

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義行 田辺
好弘 野村
博 桐原
羊一 細川
真志 飯岡
諭 柳沢
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は穴付き半導体用接着テープに関するものであ
り、特にリードフレームと半導体素子（チップ）とを接
着する半導体装置において使用される接着テープ、接着
テープ付きリードフレームの製造法、接着テープ付きリ
ードフレーム及びこれを用いた半導体装置に関するもの
である。
背景技術 現在、樹脂封止型の半導体装置内におけるリードフレ
ームと半導体素子（チップ）の接着剤として、接着テー
プが多く用いられるようになっている。
前記のような用途に用いられる接着テープに異物等が
混入していたり欠陥部分があったりすると、使用された
半導体装置の信頼性が低下するおそれがある。従って、
被着体であるリードフレームに接着テープを貼り付ける
前に接着テープ中の異物等の存否の判別を行い、異物や
欠陥部分を含む接着テープの貼り付けを防ぐ必要があ
る。
ごく簡単な異物除去の方法としては、接着テープ中の
異物を取り除くために、接着テープの異物を含む部分を
切断除去することにより、異物を含まない接着テープを
得る方法があるが、人手もかかり作業性に乏しい。
そこで、前記の方法に対して、異物上にシールを貼
る、インクでマーキングを付ける等の方法により該当部
分のマーキングを行い、異物部分を避けて接着を行うこ
とにより異物混入を防止するという方法もとられてい
る。しかしながら、このような方法の場合においても、
マーキングによる接着テープの汚染による被着体である
チップを汚染する問題を起こすことが考えられるため、
改善が求められている。
発明の開示 本発明の目的は、前記問題を解決し、作業性に優れた
半導体用接着テープ、このテープを用いた接着テープ付
きリードフレームの製造法、接着テープ付きリードフレ
ーム及びこれを用いた半導体装置を提供することにあ
る。本発明者らは、接着テープを切断せず、かつシール
やインクによるマーキングを施すことで接着テープを汚
染することなく異物混入を防止する方法について検討し
た結果、接着テープ中の異物部分や欠陥部分又はその近
傍を打ち抜く方法が作業性に優れ、上記問題点を解決で
きると考え、本発明に至った。
即ち本発明は、基材フィルムとその片面又は両面に形
成された接着剤層からなる接着テープの、異物又は欠陥
を含む部分又はその近傍に穴を形成してなる穴付き半導
体用接着テープを提供するものである。
本発明は、また、基材フィルムとその片面又は両面に
形成された接着剤層からなる接着テープを、異物又は欠
陥を含む部分又はその近傍で打ち抜いてパンチ穴を形成
して得られるパンチ穴付き半導体用接着テープを提供す
るものである。
この穴付き半導体用接着テープは、主にリードフレー
ムと半導体チップとの接着に用いられるが、その他、TA
Bテープへの半導体チップの接着等、半導体装置の製造
工程において広く用いることができる。
また、本発明は、上記の穴付き半導体用接着テープの
穴を検出し、穴を含む部分をスキップして該穴付き半導
体用接着テープを打ち抜き、打ち抜かれた接着テープ片
を一方の接着剤層をリードフレームに当接させてリード
フレームに貼り付けることからなる接着テープ付きリー
ドフレームの製造法を提供するものである。
また、本発明は、上記の方法により得られた接着テー
プ付きリードフレームを提供するものである。
また、本発明は、上記の接着テープ付きリードフレー
ムを用いた半導体装置を提供するものである。
以下、本発明をパンチ穴付き半導体用接着テープにつ
いて説明する。
図面の簡単な説明 図１は、本発明のパンチ穴付き半導体用接着テープの
一実施態様を示す平面図である。
図２は、図１のパンチ穴付き半導体用接着テープの切
断線Ａ−Ａの断面拡大図である。
図３は、本発明の半導体装置の一実施態様を示す断面
図である。
発明を実施するための最良の形態 次に、本発明のパンチ穴付き半導体用接着テープ及び
これを用いた接着テープ付きリードフレームの製造法に
ついて詳しく説明する。
本発明に用いる基材フィルムとしては、例えば、ポリ
イミド、ポリエーテルアミド、ポリエーテルアミドイミ
ド、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケ
トン、ポリカーボネート等の絶縁性耐熱性樹脂フィルム
が挙げられる。基材フィルムとしては、透明なフィルム
を用いることが好ましい。基材フィルムの厚みは、５〜
200μｍが好ましく、25〜50μｍが更に好ましい。基材
フィルムの厚みが200μｍを越えると樹脂封止型半導体
装置の厚みを薄くすることが困難になり、５μｍ未満で
は接着剤を塗る時の作業性が悪くなり好ましくない。
本発明のパンチ穴付き半導体用接着テープの接着剤層
を形成する接着剤としては、特に制限はないが、例え
ば、芳香族ポリアミド、芳香族ポリエステル、芳香族ポ
リイミド、芳香族ポリエーテル、芳香族ポリエーテルア
ミドイミド、芳香族ポリエステルイミド、芳香族ポリエ
ーテルイミド等の熱可塑性樹脂、アクリル樹脂、エポキ
シ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を用いた接着
剤を挙げることができる。
本発明のパンチ穴付き半導体用接着テープの接着剤層
の厚みは、１層あたり通常１〜100μｍ、好ましくは、
５〜50μｍ、更に好ましくは、10〜25μｍである。
本発明のパンチ穴付き半導体用接着テープの製造に用
いられる接着テープは、例えば、上記基材フィルムの片
面又は両面に接着剤を溶媒に溶解したワニスを塗布し、
加熱により溶媒を除去して乾燥させ、基材フィルムの片
面又は両面に接着剤層を形成することにより製造され
る。熱硬化性樹脂を用いた接着剤の場合、この乾燥によ
り半硬化状態、通常Ｂ−ステージまで硬化させることが
好ましい。また、接着剤層は、透明であることが好まし
い。
また、接着テープには、一方又は両方の接着剤層上
に、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリエチレ
ンテレフタレートフィルム、離型処理したポリエチレン
テレフタレートフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリ
プロピレンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム等の
剥離可能な透明保護フィルムがラミネートされていても
よい。接着テープが保護フィルムを有する場合には、保
護フィルムがついたまま打ち抜きによりパンチ穴を形成
してもよいし、又は保護フィルムを剥がした後にパンチ
穴を形成してもよい。保護フィルムの厚みは、５〜100
μｍが好ましく、10〜50μｍがより好ましい。
本発明のパンチ穴付き半導体用接着テープのパンチ穴
（打ち抜き穴）を形成するパンチング（打ち抜き）方法
は特に制限するものではないが、例えば、テープ打ち抜
き金型と、それを往復動作できるエアープレスからなる
装置を用いて行うことができる。接着テープを、異物又
は欠陥を含む部分で打ち抜くことにより、異物が欠陥や
除去される。また、必ずしも異物又は欠陥部分そのもの
全体を打ち抜かなくてもよく、その一部、又はその近傍
を打ち抜いてもよい。このようにしても、パンチ穴及び
その近傍をスキップして接着テープ片を打ち抜くことに
より、異物や欠陥を含まない接着テープ片を得ることが
できる。異物又は欠陥を含む部分の近傍を打ち抜く場
合、パンチ穴の中心と異物又は欠陥との距離が10cm以下
となるように打ち抜くことが好ましく、5cm以下とする
ことがより好ましい。
なお、本明細書中、異物とは、接着剤層や基材フィル
ム中に混入している接着剤層及び基材フィルムの材料以
外の物質で半導体装置の信頼性低下の原因となる物質、
例えば微細な導電性物質、ゴミ等を意味し、欠陥とは、
接着不良の原因となる接着剤層中の接着剤欠損部、接着
剤層の厚みむらなどを意味する。
打ち抜きによりあけるパンチ穴の形状は特に制限はな
いが、通常は円形であることが好ましい。穴の大きさ
は、接着フィルムを切断しない大きさであれば特に制限
はない。通常、直径が0.5〜10mm、さらに好ましくは２
〜5mmの円形のパンチ穴が好ましい。パンチ穴の径が10m
mを越えると、接着テープの引張り強度が弱くなり、使
用中に破断するおそれがある。また0.5mm未満ではパン
チ穴を開けにくくなるため好ましくない。
接着テープを異物又は欠陥を含む部分で打ち抜くこと
により、接着テープを切断することなく異物や欠陥部分
の除去ができ、接着テープの長尺化が可能になる。ま
た、接着テープ巻き出し部、CCDカメラ（charge−coupl
ed device camera）、パンチング（打ち抜き）部、接着
テープ巻き取り部からなる異物（欠陥）検出機を用いる
ことにより、接着テープ巻き出し部より接着テープを連
続的に繰り出し、CCDカメラで外観検査を行い、異物や
欠陥を検出した場合は接着テープを減速停止させ、異物
又は欠陥を含む部分をパンチング部で打ち抜いてパンチ
穴（打ち抜き穴）を形成し、次いで接着テープの繰り出
しを再開始し巻き取るといった連続作業ができる。
図１は、本発明のパンチ穴付き半導体用接着テープの
一実施態様の平面図であり、図２は図１の半導体接着テ
ープの切断線Ａ−Ａの断面拡大図である。基材フィルム
（２）の両面に形成された接着剤層（３、３）からなる
パンチ穴付き半導体用接着テープ１には、円形のパンチ
穴（４）が打ち抜きにより形成されている。パンチ穴
（４）の打ち抜きにより、接着テープの異物又は欠陥を
含む部分が除去されている。
本発明の接着剤付きリードフレームの製造法は、パン
チ穴付き半導体用接着テープのパンチ穴を検出し、パン
チ穴を含む部分をスキップして該パンチ穴付き半導体用
接着テープを打ち抜き、打ち抜かれた接着テープ片を一
方の接着剤層をリードフレームに当接させてリードフレ
ームに貼り付けることからなる。
本発明の方法に用いられるリードフレームの構造は特
に制限はなく、例えば、COL（Chip on Lead）やLOC
（Lead on Chip）構造の半導体装置用のリードフレー
ムが挙げられる。リードフレームの材質としては、42ア
ロイ、銅合金等が挙げられる。本発明に用いられるリー
ドフレームの典型的な構造としては、インナーリード
部、アウターリード部及びバスバー部を含む構造があ
り、リードフレームの構造及び被着物などに応じて所定
箇所に１枚又は２枚以上の接着テープ片を貼り付けるこ
とができる。例えば、半導体チップの接着に用いる場合
には、半導体チップの形、半導体チップ上のパッドの配
置及びリードフレームの設計等に応じ、貼り付け位置を
適宜選択する。
この方法においては、パンチ穴付き半導体用接着テー
プとして、基材フィルムの両面に接着剤層を有する接着
テープを用いること好ましい。基材フィルムの片面のみ
に接着剤層を有する接着テープを用いた場合、接着テー
プを介して半導体チップ等を接着する場合には、リード
フレーム上の接着テープ片の基材フィルム上に更に接着
剤を塗布するなどして接着剤層を形成する。
パンチ穴付き半導体用接着テープに保護フィルムが積
層されている場合は、リードフレームに当接する接着剤
層上の保護フィルムを剥離して打ち抜く。リードフレー
ムに当接しない接着剤層上の保護フィルムは、打ち抜き
前に剥離してもよいし、剥離せずに打ち抜き、貼り付け
を行い半導体チップ等の被着物を接着するときに剥離し
てもよい。
パンチ穴付き半導体用接着テープから打ち抜かれる接
着テープ片の形状は、リードフレームの形状、リードフ
レームに接着する被着物などによって異なる。例えば、
半導体チップの接着に用いる場合には、半導体チップの
形、半導体チップ上のパッドの配置及びリードフレーム
の設計等により適宜決定される。
接着テープ片をリードフレームに貼り付ける際、通
常、リードフレームは150〜450℃に加熱されるが、接着
テープ片が基材フィルムの両面に熱硬化性の接着剤層を
有するものである場合、少なくとも、リードフレームに
接していない方の接着剤層が完全に硬化することなく、
半硬化状態で残るようにすることが必要である。リード
フレームに接していない方の接着剤層が完全に硬化して
しまうと、後に半導体チップ等を接着することが不可能
となる。
本発明のパンチ穴付き半導体用接着テープを用いた接
着フィルム付きリードフレームの製造法としては、例え
ば、接着テープ巻き出し、接着テープ打ち抜き（リード
フレームに貼り付ける接着テープ片の打ち抜き）、貼り
付け、接着テープ巻き取りといった一般的なリードフレ
ームへの貼り付け工程中において、貼り付け用の接着テ
ープ片の打ち抜き前に、パンチ穴の検出を行う方法が好
ましい。パンチ穴の検出は、目視で行ってもよいが、CC
Dカメラを用い、人手をかけることなく自動的にパンチ
穴の検出を行うのが良い。
この時検出されたパンチ穴を含む部分をテープを打ち
抜かずに所定量、例えばパンチ穴の中心から接着テープ
の長さ方向に±20cm、好ましくは±10cm巻き取ること
（スキップ）によって、異物や欠陥を含む接着テープ片
がリードフレームへ貼り付けられることを防ぐことがで
きる。また、接着テープの異物や欠陥を含む部分又はそ
の近傍をパンチングによりマーキングしているため、異
物（欠陥）部分にシールを貼る、インクによるマーキン
グを行う等、チップ汚染の外的要因が解消されている。
さらに、前記したように、長尺の接着テープを切断せず
にそのまま使用することができることから、接着テープ
貼り付け作業中の材料交換が少なくでき、作業時間の短
縮がはかれる。以上のことから、被着体であるリードフ
レームへの貼り付けが作業性、歩留まり良く行える。
本発明のパンチ穴付き半導体用接着テープを用いた接
着テープ付きリードフレームは、作業性、歩留まりよく
製造でき、生産性が高まるという観点から、安価に製造
することができる特長を有する。また、この接着テープ
付きリードフレームを用いることにより、半導体装置に
おいても不良を低減でき安価に製造することができる特
長を有する。
本発明の半導体装置は、本発明の接着テープ付きリー
ドフレームを用いて作製されたものであれば、その構造
に特に制限はない。図３は、本発明の半導体装置の一実
施態様の断面図であり、インナーリード（51）、アウタ
ーリード（52）及びバスバー（53）からなるリードフレ
ーム（５）に半導体チップ（７）が搭載されている。イ
ンナーリード（51）と半導体チップ（７）のダイパッド
とが金線（８）等により接合されている。この半導体装
置は、封止材（９）でモールドされている。この半導体
装置の製造にはリードフレーム（５）とそれに貼り付け
られた接着剤テープ片（６）からなる接着テープ付きリ
ードフレームが用いられており、半導体チップ（７）は
その接着テープ片（６）を介してリードフレーム（５）
に接着されている。
本発明の半導体装置は、例えば、リードフレームに貼
り付けられた接着テープ上に半導体チップを加熱加圧に
より接着させ、接着剤が熱硬化性樹脂接着剤である場合
には接着剤層を硬化（Ｃ−ステージ）させ、その後、リ
ードフレームのインナーリードと半導体チップのダイパ
ッドとをワイヤボンディングにより接合し、次いでエポ
キシ樹脂成形材料等の成形材料で封止して製造すること
ができる。
次に、本発明を実施例により説明するが、本発明はこ
れらによりなんら制限されるものではない。
実施例１ 巾9mm、長さ10mの接着テープ（商品名:HM−122U、日
立化成工業製、３層構造接着テープ：接着剤層（芳香族
ポリエーテルアミドイミド）（25μｍ）／基材フィルム
（ポリイミドフィルム）（50μｍ）／接着剤層（芳香族
ポリエーテルアミドイミド）（25μｍ）に対して、接着
テープ巻き出し部、CCDカメラ（エクセル社製TECEYE T1
5000H）、パンチング部、接着テープ巻き取り部からな
る異物（欠陥）検出機（長瀬産業製SCANTEC−5000）を
用いて外観検査を実施した。このときCCDカメラによっ
て検出された異物及び欠陥部分又はその近傍をパンチン
グ部で打ち抜いた（パンチ穴：直径3mmの円形）。その
結果、接着テープを途中で切断することなく、テープ長
さ10mのパンチ穴付き半導体用接着テープを得ることが
できた。
実施例２ 巾9mm、長さ50mの接着テープ（日立化成工業製、HM−
122U）に対して、接着テープ巻き出し部、CCDカメラ、
パンチング部、接着テープ巻き取り部からなる異物（欠
陥）検出機を用いて外観検査を実施した。このときCCD
カメラによって検出された異物及び欠陥部分又はその近
傍をパンチング部で打ち抜いた（パンチ穴：直径3mmの
円形）。その結果、接着テープを途中で切断することな
く、テープ長さ50mのパンチ穴付き半導体用接着テープ
を得ることができた。
実施例３ 巾9mm、長さ300mの接着テープ（日立化成工業製、HM
−122U）に対して、接着テープ巻き出し部、CCDカメ
ラ、パンチング部、接着テープ巻き取り部からなる異物
（欠陥）検出機を用いて外観検査を実施した。このとき
CCDカメラによって検出された異物及び欠陥部分又はそ
の近傍をパンチング部で打ち抜いた（パンチ穴：直径3m
mの円形）。その結果、接着テープを途中で切断するこ
となく、テープ長さ300mのパンチ穴付き半導体用接着テ
ープを得ることができた。
実施例４ 実施例１により得られたパンチ穴付き半導体用接着テ
ープを用いて、接着テープ付きリードフレームの製造を
行った。リードフレームとしては、42アロイ製のインナ
ーリード部、アウターリード部及びバスバー部等を有す
るリードフレームを用い、そのインナーリード部及びバ
スバー部に接着テープ片（1mm×6mm）を貼り付けた。製
造に際しては、接着テープ巻き出し、パンチ穴検出、接
着テープ片の打ち抜き、接着テープ片の貼り付け、接着
テープ巻き取りという工程をとった。接着テープ片のリ
ードフレームの貼り付けは、温度400℃、圧力3MPa、加
圧時間３秒の条件で行った。このときパンチ穴の検出は
CCDカメラで行い、パンチ穴が検出された場合は、その
パンチ穴を中心にして、接着テープの長さ方向に±5cm
の範囲が打ち抜き貼り付けされないように、接着テープ
を長さ方向に10cm巻き取った。このようにして順次リー
ドフレームに貼り付けられた接着テープの全数検査を行
ったが、異物や欠陥部分は確認されなかった。
実施例５ 実施例４で得られたパンチ穴付き半導体用接着剤テー
プを貼り付けたリードフレームの接着テープ側に半導体
チップ（サイズ:6.6mm×15mm×0.28mm）を温度350℃、
圧力3MPa、加圧時間３秒で接着させた。その後、金線を
用いてインナーリードと半導体チップとをワイヤーボン
ドしたところ問題はなかった。次いで、エポキシ樹脂封
止材（商品名:CEL−920、日立化成工業（株）製）でモ
ールドして半導体装置を作製した。これを85℃、相対湿
度85％の条件で168時間吸湿させた後、最大245℃のIR炉
でリフローを行ったところ、半導体装置はいずれも正常
に作動し不具合は生じなかった。
比較例１ 巾9mm、長さ10mの接着テープ（日立化成工業製、HM−
122U）に対し、接着テープ巻き出し部、CCDカメラ、テ
ープ巻き取り部からなる異物（欠陥）検出機を用いて外
観検査を実施した。このときCCDカメラによって異物及
び欠陥部分が確認される毎に接着フィルムを途中で切断
し、異物及び欠陥を含む部分を長さ20〜30cmにわたって
除去した。その結果、長さ3mと6.7mの半導体用接着テー
プを得た。
比較例２ 巾9mm、長さ50mの接着テープ（日立化成工業製、HM−
122U）を、接着テープ巻き出し部、CCDカメラ、接着テ
ープ巻き取り部からなる異物（欠陥）検出機を用いて外
観検査を実施した。このときCCDカメラによって異物及
び欠陥部分が確認される毎に接着フィルムを途中で切断
し、異物及び欠陥を含む部分を長さ20〜30cmにわたって
除去した。その結果、長さ10m3巻と7m2巻、5m1巻の半導
体用接着テープを得た。
比較例３ 巾9mm、長さ300mの接着テープ（日立化成工業製、HM
−122U）に対し、接着テープ巻き出し部、CCDカメラ、
接着テープ巻き取り部からなる異物（欠陥）検出機を用
いて外観検査を実施した。このときCCDカメラによって
異物及び欠陥部分が確認される毎に接着フィルムを途中
で切断し、異物及び欠陥を含む部分を長さ20〜30cmにわ
たって除去した。その結果、長さ50m3巻と20m4巻、7m5
巻、5m6巻の半導体用接着テープを得た。
実施例１〜３及び比較例１〜３で得られた半導体接着
テープにつき、パンチ穴の数、１巻毎の長さ、合計の長
さ、リードフレームへの貼り付け時に生ずるテープロス
のパーセンテージ、リードフレームへの貼り付け時の接
着テープの交換回数を表１に示す。
表１から明らかなように、接着テープ原反を切断した
場合と比較して、接着テープ原反にパンチ穴を設けた場
合には、接着テープを歩留よく使え、しかも作業効率が
向上することがわかる。
産業上の利用可能性 本発明の穴付き半導体用接着テープは、接着テープの
異物及び欠陥部分をパンチングによりマーキングしてい
るため、穴を検出することで接着テープの欠陥部分がリ
ードフレームへの貼り付けに用いられことを防止でき
る。また、異物や欠陥部分にシールを貼ったりインクに
よりマーキングを行う場合に生ずるチップ汚染の外的要
因が解消されている。さらに、接着テープの長尺化がは
かれることから、接着テープ貼り付け作業中の材料交換
が少なくでき、作業時間の短縮がはかれる。以上のこと
から、本発明の穴付き半導体用接着テープを用いること
により、被着体であるリードフレームへの貼り付けが作
業性、歩留まり良く行える。
また、本発明の穴付き半導体用接着テープを用いて作
製される接着テープ付きリードフレームは、作業性、歩
留まりよく製造でき、生産性が高まるという観点から、
安価に製造することができ、このリードフレームを用い
た半導体装置においても不良を低減でき安価に製造する
ことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯岡 真志 千葉県市原市飯沼173 飯沼ハウス146号 (72)発明者 柳沢 諭 千葉県市原市飯沼173 飯沼ハウス133号 (56)参考文献 特開 平６−342869（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−92696（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−125449（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 23/50 H01L 21/60 311 H01L 21/52

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基材フィルムとその片面又は両面に形成さ
    れた接着剤層からなる接着テープの、異物又は欠陥を含
    む部分又はその近傍に穴を形成してなる穴付き半導体用
    接着テープ。
  2. 【請求項２】基材フィルムとその片面又は両面に形成さ
    れた接着剤層からなる接着テープを、異物又は欠陥を含
    む部分又はその近傍で打ち抜いてパンチ穴を形成して得
    られる穴付き半導体用接着テープ。
  3. 【請求項３】穴が直径が0.5〜10mmの円形穴である請求
    の範囲１又は２記載の穴付き半導体用接着テープ。
  4. 【請求項４】請求の範囲１〜３何れか記載の穴付き半導
    体用接着テープの穴を検出し、穴を含む部分をスキップ
    して該穴付き半導体用接着テープを打ち抜き、打ち抜か
    れた接着テープ片を一方の接着剤層をリードフレームに
    当接させてリードフレームに貼り付けることからなる接
    着テープ付きリードフレームの製造法。
  5. 【請求項５】穴が直径が0.5〜10mmの円形穴である請求
    の範囲４記載の方法。
  6. 【請求項６】請求の範囲４又は５記載の方法により得ら
    れた接着テープ付きリードフレーム。
  7. 【請求項７】請求の範囲６記載の接着テープ付きリード
    フレームを用いた半導体装置。
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