JP6747621B2 - 半導体封止成形用仮保護フィルム、仮保護フィルム付きリードフレーム、仮保護フィルム付き封止成形体及び半導体装置を製造する方法 - Google Patents
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図1は、一実施形態に係る仮保護フィルムを示す断面図である。図1に示す仮保護フィルム10は、支持フィルム1と、支持フィルム1の片面上に設けられた接着層2と、から構成される。支持フィルム1の両面上に接着層が形成されていてもよい。図2も、一実施形態に係る仮保護フィルムを示す断面図である。図2の仮保護フィルム10’は、支持フィルム1と、支持フィルム1の一方の主面上に設けられた接着層2と、支持フィルム1の他方の主面上に設けられた、実質的に接着性を有しない樹脂層(非接着層3)とを有する。これらの仮保護フィルムは、リードフレームに搭載された半導体素子を封止する封止層を形成する封止成形の工程において、リードフレームの裏面(半導体素子が搭載される面とは反対側の面)に貼り付けることで、リードフレームを封止成形の間、仮保護するための半導体封止成形用仮保護フィルムとして用いることができる。
接着層は、支持フィルムの片面上に設けられていてもよく、溶剤除去時の接着層の体積減少に起因する仮保護フィルムのカールを相殺するために、支持フィルムの両面上に設けられていてもよい。
非接着層は、リードフレームに対する接着性(又は感圧接着性)を0〜270℃において実質的に有しない樹脂層である。非接着層は、高温で軟化しにくい樹脂層であってよく、例えば、高いガラス転移温度を有する樹脂層が、非接着層として機能することができる。
支持フィルムは、特に制限されないが、接着層又は非接着層の形成に用いられる樹脂の塗工、乾燥、半導体装置組立工程中の熱に耐えられる樹脂(耐熱性樹脂)からなるフィルムであってよい。支持フィルムは、例えば、芳香族ポリイミド、芳香族ポリアミド、芳香族ポリアミドイミド、芳香族ポリスルホン、芳香族ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、芳香族ポリエーテルケトン、ポリアリレート、芳香族ポリエーテルエーテルケトン及びポリエチレンナフタレートよりなる群から選ばれる少なくとも1種のポリマーのフィルムであってよい。
上記半導体封止成形用仮保護フィルムは、上記接着層の上記支持フィルムが設けられた面とは反対側の面上に設けられたカバーフィルムを備えていてよい。つまり、上記半導体封止成形用仮保護フィルムは、カバーフィルム付き半導体封止成形用仮保護フィルムの形態であってもよい。上記カバーフィルムは、特に制限はないが、ポリエチレンテレタレートフィルムであってもよく、剥離層を設けたポリエチレンテレフタレートフィルムであってもよい。
一実施形態に係る仮保護フィルムを用いた半導体素子の封止成形工程を含む方法によって、半導体装置を製造することができる。製造される半導体装置は、例えば、リードフレーム及びこれに搭載された半導体素子と、リードフレームの半導体素子側で半導体素子を封止する封止層とを有し、リードフレームの裏面が外部接続用に露出している、Non Lead Type Packageであってもよい。その具体例としては、QFN(QuadFlat Non−leaded Package)、SON(Small Outline Non−leaded Package)が挙げられる。
(塗工用ワニスの作製)
製造例1:接着層形成用のワニス1の製造
温度計、撹拌機、窒素導入管及び分留塔をとりつけた5リットルの4つ口フラスコに窒素雰囲気下、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン258.3g(0.63モル)、1,3−ビス(3−アミノプロピル)−テトラメチルジシロキサン10.4g(0.042モル)を入れ、これらをN−メチル−2−ピロリドン1450gに溶解した。この溶液を70℃に昇温し、この温度で1,12−ジアミノドデカン33.6g(0.168モル)を添加し、溶解した。さらにこの溶液を0℃に冷却し、この温度で無水トリメリット酸クロライド180.4g(0.857モル)を添加した。無水トリメリット酸クロライドが溶解した後、トリエチルアミン130gを添加した。室温で2時間撹拌を続けた後、180℃に昇温して5時間の反応によりイミド化を完結させた。反応液をメタノール中に投入して重合体を単離した。これを乾燥した後、N−メチル−2−ピロリドンに溶解しメタノール中に投入して再度重合体を単離した。単離した重合体を減圧乾燥して精製された粉末状のポリエーテルアミドイミドを得た。このポリエーテルアミドイミド120g及びシランカップリング剤(東レ・ダウコーニング株式会社製、商品名:SH6040)6gをN−メチル−2−ピロリドン360gに溶解し、接着層形成用のワニス1を得た。
温度計、撹拌機、窒素導入管及び分留塔をとりつけた5リットルの4つ口フラスコに窒素雰囲気下、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン258.6g(0.63モル)、及び、1,3−ビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン67.0g(0.27モル)を入れ、これらをN−メチル−2−ピロリドン1550gに溶解した。さらにこの溶液を0℃に冷却し、この温度で無水トリメリット酸クロライド187.3g(0.89モル)を添加した。無水トリメリット酸クロライドが溶解した後、トリエチルアミン100gを添加した。室温で2時間撹拌を続けた後、180℃に昇温して5時間の反応によりイミド化を完結させた。反応液をメタノール中に投入して重合体を単離した。これを乾燥した後、N−メチル−2−ピロリドンに溶解しメタノール中に投入して再度重合体を単離した。単離した重合体を減圧乾燥して精製された粉末状のポリエーテルアミドイミドを得た。このポリエーテルアミドイミド120g及びシランカップリング剤(東レ・ダウコーニング株式会社製、商品名:SH6040)3.6gをN−メチル−2−ピロリドン360gに溶解し、接着層形成用のワニス2を得た。
温度計、撹拌機、窒素導入管及び分留塔をとりつけた5リットルの4つ口フラスコに窒素雰囲気下、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン172.4g(0.42モル)、及び、4,4’−メチレンビス(2,6−ジイソプロピルアニリン)153.7g(0.42モル)を入れ、これらをN−メチル−2−ピロリドン1550gに溶解した。さらにこの溶液を0℃に冷却し、この温度で無水トリメリット酸クロライド174.7g(0.83モル)を添加した。無水トリメリット酸クロライドが溶解した後、トリエチルアミン130gを添加した。室温で2時間撹拌を続けた後、180℃に昇温して5時間の反応によりイミド化を完結させた。反応液をメタノール中に投入して重合体を単離した。これを乾燥した後、N−メチル−2−ピロリドンに溶解しメタノール中に投入して再度重合体を単離した。単離した重合体を減圧乾燥して精製された粉末状のポリエーテルアミドイミドを得た。このポリエーテルアミドイミド120g及びシランカップリング剤(東レ・ダウコーニング株式会社製、商品名:SH6040)6gをN−メチル−2−ピロリドン360gに溶解し、非接着層形成用のワニス3を得た。
温度計、撹拌機、窒素導入管及び分留塔をとりつけた5リットルの4つ口フラスコに窒素雰囲気下、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン270.9g(0.66モル)、1,3−ビス(3−アミノプロピル)−テトラメチルジシロキサン8.7g(0.035モル)を入れ、これらをN−メチル−2−ピロリドン1950gに溶解した。さらにこの溶液を0℃に冷却し、この温度で無水トリメリット酸クロライド149.5g(0.71モル)を添加した。無水トリメリット酸クロライドが溶解した後、トリエチルアミン100gを添加した。室温で2時間撹拌を続けた後、180℃に昇温して5時間の反応によりイミド化を完結させた。反応液をメタノール中に投入して重合体を単離した。これを乾燥した後、N−メチル−2−ピロリドンに溶解しメタノール中に投入して再度重合体を単離した。単離した重合体を減圧乾燥して精製された粉末状のポリエーテルアミドイミドを得た。このポリエーテルアミドイミド120g及びシランカップリング剤(東レ・ダウコーニング株式会社製、商品名:SH6040)3.6gをN−メチル−2−ピロリドン360gに溶解し、接着層形成用のワニス4を得た。
温度計、撹拌機、窒素導入管及び分留塔をとりつけた5リットルの4つ口フラスコに窒素雰囲気下、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン102.5g(0.25モル)、4,4−メチレンビス(2,6−ジイソプロピルアニリン)91.5g(0.25モル)を入れ、これらをN−メチル−2−ピロリドン1900gに溶解した。さらにこの溶液を0℃に冷却し、この温度でビスフェノールAビストリメリテート二無水物282.2g(0.49モル)を添加した。その後、室温で20分間、60℃で2時間撹拌を続けた後、180℃に昇温して5時間の反応によりイミド化を完結させた。反応液をメタノール中に投入して重合体を単離した。これを乾燥した後、N−メチル−2−ピロリドンに溶解しメタノール中に投入して再度重合体を単離した。単離した重合体を減圧乾燥して精製された粉末状のポリエーテルイミドを得た。このポリエーテルイミド120gをN−メチル−2−ピロリドン360gに溶解し、接着層形成用のワニス5を得た。
温度計、撹拌機、窒素導入管及び分留塔をとりつけた5リットルの4つ口フラスコに窒素雰囲気下、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン250.9g(0.58モル)、1,3−ビス(3−アミノプロピル)−テトラメチルジシロキサン7.4g(0.03モル)を入れ、これらをN−メチル−2−ピロリドン1500gに溶解した。さらにこの溶液を0℃に冷却し、この温度で無水トリメリット酸クロライド126.3g(0.6モル)を添加した。無水トリメリット酸クロライドが溶解した後、トリエチルアミン67gを添加した。室温で2時間撹拌を続けた後、180℃に昇温して5時間の反応によりイミド化を完結させた。反応液をメタノール中に投入して重合体を単離した。これを乾燥した後、N−メチル−2−ピロリドンに溶解しメタノール中に投入して再度重合体を単離した。単離した重合体を減圧乾燥して精製された粉末状のポリエーテルアミドイミドを得た。このポリエーテルアミドイミド120g及びシランカップリング剤(東レ・ダウコーニング株式会社製、商品名:SH6040)6.0gをN−メチル−2−ピロリドン360gに溶解し、接着層形成用のワニス6を得た。
温度計、撹拌機、窒素導入管及び分留塔をとりつけた5リットルの4つ口フラスコに窒素雰囲気下、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン295.2g(0.72モル)、シリコーンジアミン(東レ・ダウコーニング株式会社製、商品名:X−22−161B)540g(0.18モル)を入れ、これらをジエチレングリコールジメチルエーテル2400gに溶解した。さらにこの溶液を−10℃に冷却し、この温度でイソフタル酸クロライド188.8g(0.93モル)を添加した。その後、1時間撹拌した後、プロピレンオキサイド214gを添加した。さらに室温で30分間撹拌を続けた後、40℃に昇温して5時間の反応を行った。反応液をメタノール中に投入して重合体を単離した。これを乾燥した後、ジメチルホルムアミドに溶解しメタノール中に投入して再度重合体を単離した。単離した重合体を減圧乾燥して精製された粉末状のポリシロキサンポリアミドブロック共重合体を得た。このポリシロキサンポリアミドブロック共重合体120g及びシランカップリング剤(東レ・ダウコーニング株式会社製、商品名:SH6040)6.0gをN−メチル−2−ピロリドン360gに溶解し、接着層形成用のワニス7を得た。
実施例1〜19
接着層形成用の各ワニス1、2、4、5、又は6を表1に示す支持フィルム上に塗布した。塗膜を100℃で10分間、及び300℃で10分加熱することによって乾燥し、支持フィルム上に表1に示す厚さ(膜厚)の接着層を形成した。三層構造の仮保護フィルムを作製する場合、非接着層形成用のワニス3を用いて、上記同様に、支持フィルムの接着層とは反対側の面上に表1に示す厚さ(膜厚)の非接着層を形成した。以上の方法により、実施例1〜19の仮保護フィルムを形成した。
接着層形成用のワニス1、2、4、5、6又は7を表2に示す支持フィルム上に塗布した。塗膜を100℃で10分間、及び300℃で10分加熱することによって乾燥し、支持フィルム上に表2に示す厚さの接着層を形成した。三層構造の仮保護フィルムを作製する場合、非接着層形成用のワニス3を用いて、上記同様に、支持フィルム上に表2に示す厚さの非接着層を形成した。以上の方法により、比較例1〜9の仮保護フィルムを得た。
(反り量の測定)
仮保護フィルムを220mm×54mmサイズに切り、250℃/10秒間テーププリベークを行った。このフィルムをリードフレーム(新光電気工業株式会社製、EL−D912S)上に置き、上金型250℃、下金型250℃の条件に設定されたプレス機を用いて、6MPa、12秒の条件で熱圧着した。実施例5においては貼り付け温度260℃の条件で、熱圧着した。
式:反り量(μm)={(a、b及びcの高さの最大値)+(d、e及びfの高さの最大値)}/2−100(リードフレームの膜厚)(μm)−仮保護フィルムの膜厚(μm)
仮保護フィルムを4mm×30mmサイズに切って得た試験片を動的粘弾性測定装置(株式会社ユービーエム製、Rheogel−E4000)に、チャック間距離20mmでセットした。セットした試験片を正弦波、温度範囲30℃一定、周波数10Hzの条件で引張弾性率を測定した。
仮保護フィルムを300℃に加熱したホットプレート上に10分間放置し、仮保護フィルムの残留応力を取り除いた。その後、仮保護フィルムを支持フィルムのTD(Transverse direction)方向が長手方向になるように3mm×30mmサイズに切って試験片を得た。試験片を熱機械分析装置(セイコーインスツル株式会社製、SSC5200型)に、引っ張りモードで、チャック間距離20mmでセットした。セットした試験片を温度範囲30℃〜300℃、昇温速度10℃/分の条件で処理し、試験片の線膨張係数を測定した。測定結果から、30℃〜200℃における線膨張係数(CTE)を読み取った。
Claims (15)
- 支持フィルムと、前記支持フィルムの片面又は両面上に設けられた接着層と、を備え、リードフレームの半導体素子が搭載される面とは反対側の面に150℃以上400℃以下の接着温度で貼り付けることにより、半導体素子を封止する封止層を形成する封止成形の間、リードフレームを仮保護するために用いられる半導体封止成形用仮保護フィルムであって、
前記仮保護フィルムの30℃〜200℃における線膨張係数が、前記仮保護フィルムの少なくとも一つの面内方向において、16ppm/℃以上20ppm/℃以下である、半導体封止成形用仮保護フィルム。 - 前記接着層の厚さが9μm以下である、請求項1に記載の半導体封止成形用仮保護フィルム。
- 前記仮保護フィルムの30℃における弾性率が9GPa以下である、請求項1又は2に記載の半導体封止成形用仮保護フィルム。
- 前記接着層の230℃における弾性率が1MPa以上である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の半導体封止成形用仮保護フィルム。
- 前記接着層がアミド基、エステル基、イミド基、エーテル基又はスルホン基を有する熱可塑性樹脂を含有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の半導体封止成形用仮保護フィルム。
- 前記接着層がアミド基、エステル基、イミド基又はエーテル基を有する熱可塑性樹脂を含有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の半導体封止成形用仮保護フィルム。
- 前記支持フィルムが芳香族ポリイミド、芳香族ポリアミド、芳香族ポリアミドイミド、芳香族ポリスルホン、芳香族ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、芳香族ポリエーテルケトン、ポリアリレート、芳香族ポリエーテルエーテルケトン及びポリエチレンナフタレートよりなる群から選ばれるポリマーのフィルムである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の半導体封止成形用仮保護フィルム。
- 前記支持フィルムの片面上に前記接着層が設けられており、
前記支持フィルムの厚さに対する前記接着層の厚さの比が、0.2以下である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の半導体封止成形用仮保護フィルム。 - 前記支持フィルムの片面上に前記接着層が設けられており、
当該仮保護フィルムが、前記支持フィルムの前記接着層が設けられた面とは反対側の面上に設けられた非接着層をさらに備える、請求項1〜8のいずれか一項に記載の半導体封止成形用仮保護フィルム。 - 前記非接着層の厚さに対する前記接着層の厚さの比が、1.0〜2.0である、請求項9に記載の半導体封止成形用仮保護フィルム。
- 巻芯と、前記巻芯に巻き取られた請求項1〜10のいずれか一項に記載の半導体封止成形用仮保護フィルムと、を備える、リール体。
- 請求項11に記載のリール体と、前記リール体を収容した包装袋と、を備える、包装体。
- 請求項12に記載の包装体と、前記包装体を収容した梱包箱と、備える、梱包物。
- ダイパッド及びインナーリードを有するリードフレームの片面に、請求項1〜10のいずれか一項に記載の半導体封止成形用仮保護フィルムを、その接着層が前記リードフレームに接すると共に、前記仮保護フィルムの30℃〜200℃における線膨張係数が、16ppm/℃以上20ppm/℃以下である面内方向が、前記リードフレームの外周が長方形状である場合にはその短辺に、前記リードフレームの外周が正方形状である場合にはそのいずれか一辺に沿う向きで貼り付ける工程と、
前記ダイパッドの前記仮保護フィルムとは反対側の面上に半導体素子を搭載する工程と、
前記半導体素子と前記インナーリードとを接続するワイヤを設ける工程と、
前記半導体素子及び前記ワイヤを封止する封止層を形成して、前記リードフレーム、前記半導体素子及び前記封止層を有する封止成形体を得る工程と、
前記封止成形体から前記仮保護フィルムを剥離する工程と、
をこの順に備え、
前記半導体封止成形用仮保護フィルムが、前記リードフレームの片面に150℃以上400℃以下の接着温度で貼り付けられる、
半導体装置を製造する方法。 - 前記リードフレームが複数の前記ダイパッドを有し、前記複数のダイパッドの各々に前記半導体素子が搭載され、
当該方法が、前記仮保護フィルムを前記封止成形体から剥離する前又は後に前記封止成形体を分割して、1個の前記ダイパッド及び前記半導体素子を有する半導体装置を得る工程を更に備える、請求項14に記載の方法。
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