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

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 Download PDF

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Description

本発明は、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に関する。
従来、ダイパッド上に銀ペースト等の接着剤により半導体素子を接着し、これとリードフレームをワイヤで接合した後に、外部接続用のアウターリードを残して全体を封止する構造の半導体パッケージが用いられてきた。しかし、近年の半導体パッケージの高密度化、小面積化、薄型化等の要求の高まりに伴い、様々な構造の半導体パッケージが提案されている。このような半導体パッケージとして、パッケージの片面（半導体素子側）のみを封止し、裏面がむき出したリードフレームを外部接続用に用いる構造の半導体パッケージが開発されている（例えば、ＱＦＮ（ＱｕａｄＦｌａｔ Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ）パッケージ）。この構造の半導体パッケージでは、リードフレームが封止樹脂から突出していないため、小面積化及び薄型化が図れる。しかし、封止成形時にリードフレーム裏面に封止樹脂がまわり込む等の不具合が起きる場合がある。
このような不具合を防ぐ方法として、リードフレーム裏面に半導体用接着フィルムを仮保護フィルムとして貼り付けてリードフレーム裏面を保護し、リードフレーム表面側に搭載された半導体素子を封止成形した後に、仮保護フィルムを引き剥がす方法が知られている（例えば、特許文献１）。
国際公開第２００１／０３５４６０号
半導体封止成形に用いられる仮保護フィルムをリードフレームに貼り付け後、リードフレームが反らないことが望ましい。リードフレームの反りが大きいと、リードフレームが搬送中に引っかかり搬送できない、リードフレームを装置にバキューム固定できない、ワイヤ変形が生じる等、量産性の点で問題が発生する場合がある。
特許文献１の半導体用接着フィルムは反りの発生を生じさせやすいフィルムであったが、従来のリードフレームに用いる場合には、大きな問題とならなかった。しかし、近年のリードフレームの薄膜化・幅広化・高密度化（チップサイズ小型化）によって、リードフレームの反りに対する要求が厳しくなり、特許文献１の半導体用接着フィルムでは、高温・高圧条件下（例えば、２００〜２５０℃、３〜８ＭＰａ）での貼り付け後、及び吸湿後の反りの影響を避けることが困難であることが判明した。
そこで、本発明の目的は、高温・高圧条件下での貼り付け後及び吸湿後のリードフレームの反りを抑制することが可能な半導体封止成形用仮保護フィルムを提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、線膨張係数（ＣＴＥ）を調整し上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明の一側面は、支持フィルムと、上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、を備える、半導体封止成形用仮保護フィルムであって、上記仮保護フィルムの３０℃〜２００℃における線膨張係数が、上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／℃以下となる、半導体封止成形用仮保護フィルムに関する。
上記仮保護フィルムの３０℃における弾性率は、９ＧＰａ以下であってよい。
上記接着層の２３０℃における弾性率は、１ＭＰａ以上であってよい。
上記接着層は、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していてよく、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していてもよい。
上記支持フィルムは、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ってよい。
上記支持フィルムの片面上に上記接着層が設けられており、上記支持フィルムの厚さに対する上記接着層の厚さの比は、０．２以下であってよい。
上記仮保護フィルムは、上記支持フィルムの上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備えていてよい。
上記非接着層の厚さに対する上記接着層の厚さの比は、１．０〜２．０であってよい。
本発明の一側面は、巻芯と、巻き芯に巻き取られた上記仮保護フィルムとを備えるリール体に関する。
本発明の一側面は、上記リール体と、上記リール体を収容した包装袋と、を備える、包装体に関する。
本発明の一側面は、上記包装体と、上記包装体を収容した梱包箱と、備える、梱包物に関する。
本発明の一側面は、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と、上記仮保護フィルムと、を備え、上記仮保護フィルムが、その接着層がリードフレームの片面に接すると共に、上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、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、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リードフレームに貼り付けられている、仮保護フィルム付きリードフレームに関する。
本発明の一側面は、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と、ダイパッドに搭載された半導体素子と、半導体素子とインナーリードとを接続するワイヤと、半導体素子及びワイヤを封止している封止層と、上記半導体封止成形用仮保護フィルムと、を備え、仮保護フィルムが、その接着層がリードフレームの半導体素子が搭載されている面とは反対側の面に貼り付けられている、仮保護フィルム付き封止成形体に関する。
本発明の一側面は、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上に、上記半導体封止成形用仮保護フィルムを、その接着層がリードフレームに接すると共に、上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、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、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、ダイパッドの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、半導体素子とインナーリードとを接続するワイヤを設ける工程と、半導体素子及びワイヤを封止する封止層を形成して、リードフレーム、半導体素子及び封止層を有する封止成形体を得る工程と、封止成形体から仮保護フィルムを剥離する工程と、をこの順に備える、半導体装置を製造する方法に関する。
リードフレームが複数のダイパッドを有し、複数のダイパッドの各々に半導体素子が搭載される場合、上記半導体装置を製造する方法は、仮保護フィルムを封止成形体から剥離する前又は後に封止成形体を分割して、１個のダイパッド及び半導体素子を有する半導体装置を得る工程を更に備えていてよい。
本発明によれば、高温・高圧条件下で貼り付け後、冷却時の収縮によるリードフレームの反り、及び吸湿によるフィルムの膨張に起因したリードフレームの反りを抑制可能な半導体封止成形用仮保護フィルムが提供される。これにより、半導体装置を高い作業性と生産性で製造することが可能となる。
従来の仮保護フィルムでは、貼り付け後はリードフレームの反りが大きいが、吸湿膨張後に反りが小さくなる状態であった場合でも製造工程において熱がかかることにより排湿され、反りが元の大きい状態に戻る場合があった。本発明の仮保護フィルムでは、このような排湿に起因する反りも抑制されている。
仮保護フィルムの一実施形態を示す断面図である。 仮保護フィルムの一実施形態を示す断面図である。 半導体装置の製造方法の一実施形態を説明する断面図である。 半導体装置の一実施形態を示す断面図である。 仮保護フィルム付きリードフレームの反り量を測定する方法を説明するための模式図である。 リール体の一実施形態を示す斜視図である。 包装体の一実施形態を示す正面図である。 梱包物の一実施形態を示す正面図である。
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。本明細書に記載される数値範囲の上限値及び下限値は、任意に組み合わせることができる。実施例に記載される数値も、数値範囲の上限値又は下限値として用いることができる。
＜仮保護フィルム＞
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。
仮保護フィルムの３０℃〜２００℃における線膨張係数は、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／℃以下であってよい。少なくとも一つの面内方向は、ＭＤ方向（Ｍａｃｈｉｎｅ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）、及び、ＴＤ方向（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）からなる群より選択される少なくとも一つの面内方向であってよく、ＴＤ方向であってよい。ＭＤ方向とは、通常、支持フィルムの長手方向である。ＴＤ方向とは、ＭＤ方向とは垂直な方向である。線膨張係数の測定は、熱機械分析装置（例えば、セイコーインスツル株式会社製、ＳＳＣ５２００型）により測定することができる。仮保護フィルムの少なくとも一つの方向の３０℃〜２００℃における線膨張係数は、例えば、接着層の厚さを調整することにより、調整することができる。
仮保護フィルムの３０℃における弾性率は、９ＧＰａ以下であってよい。仮保護フィルムの３０℃における弾性率は、８ＧＰａ以下、又は７ＧＰａ以下であってもよく、４ＧＰａ以上、又は５ＧＰａ以上であってもよい。仮保護フィルムの３０℃における弾性率は、以下の方法により測定することができる。まず、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（例えば、株式会社ユービーエム製、Ｒｈｅｏｇｅｌ−Ｅ４０００）に、チャック間距離２０ｍｍでセットする。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することにより求めることができる。
＜接着層＞
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。
接着層を支持フィルム上に形成する方法は、特に制限されないが、例えば、接着層の形成に用いられる樹脂（以下、「樹脂（ａ）」ともいう。）をＮ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルアセトアミド、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミド等の溶剤に溶解して作製した接着層形成用のワニス（樹脂ワニス）を、支持フィルムの片面又は両面上に塗工した後、加熱処理して溶剤を除去することにより、支持フィルムの片面又は両面上に、樹脂（ａ）を含む接着層を形成することができる。ワニス塗布後の加熱処理等によって樹脂（ａ）となる、樹脂（ａ）（例えば、ポリイミド樹脂）の前駆体（例えばポリアミド酸）を溶剤に溶解した接着層形成用のワニス（前駆体ワニス）を、支持フィルムの片面又は両面上に塗工した後、加熱処理することで、樹脂（ａ）を含む接着層を形成することもできる。この場合、前駆体ワニス塗工後の加熱処理により、溶剤が除去されると共に、樹脂（ａ）の前駆体が樹脂（ａ）となる（例えば、イミド化）。樹脂（ａ）は、耐熱性樹脂であってよい。塗工面の表面状態等の点から、樹脂ワニスを用いてよい。
接着層形成用のワニスを塗工した後の支持フィルムを溶剤の除去、イミド化等のために加熱処理する際の処理温度は、樹脂ワニスであるか前駆体ワニスであるかで異なっていてよい。処理温度は、樹脂ワニスの場合、溶剤が除去できる温度であればよく、前駆体ワニスの場合、前駆体から樹脂を形成（例えば、イミド化）させるために、接着層のガラス転移温度以上であってよい。
樹脂ワニス又は前駆体ワニスを支持フィルムの片面に塗工する方法としては、特に制限されないが、例えば、ロールコート、リバースロールコート、グラビアコート、バーコート、コンマコート、ダイコート、減圧ダイコートを用いることができる。樹脂ワニス又は前駆体ワニス中に支持フィルムを通して塗工してもよい。
接着層のガラス転移温度（Ｔｇ）は１００℃以上であってよく、１５０℃以上であってよい。接着層のガラス転移温度（Ｔｇ）は３００℃以下であってよく、２５０℃以下であってよい。ガラス転移温度が１００℃以上の場合、仮保護フィルムをリードフレーム及び封止材から引き剥がした際、接着層と支持フィルムとの界面での剥離が抑制されやすくなると共に、接着層が凝集破壊されにくくなる傾向がある。ガラス転移温度が１００℃以上の場合、リードフレーム及び封止材に接着層が残留しにくく、ワイヤボンド工程での熱によって接着層が軟化しにくく、ワイヤの接合不良が発生しにくくなる傾向がある。さらには、封止工程での熱によって樹脂層が軟化しにくく、リードフレームと接着層との間に封止材が入り込むなどの不具合が起きにくくなる傾向がある。ガラス転移温度が３００℃以内の場合、接着時に接着層の軟化が充分に抑制され、常温（例えば２５℃）における、仮保護フィルムとリードフレームとの剥離角度９０度のピール強度の低下が抑制されやすくなる傾向がある。
ガラス転移温度は熱機械分析装置（セイコーインスツル株式会社製、ＳＳＣ５２００型）を用いて引っ張りモード、チャック間距離１０ｍｍ、温度範囲３０℃〜３００℃、昇温速度１０℃／分の条件で測定することができる。
接着層の５％重量減少温度は、３００℃以上であってよく、３５０℃以上であってよく、４００℃以上であってよい。接着層が５重量％減少する温度が３００℃以上の場合、リードフレームに仮保護フィルムを貼り付ける際の熱、及びワイヤボンド工程での熱によるアウトガスが生じにくくなり、リードフレーム、ワイヤ等の汚染が抑制されやすい傾向がある。５％重量減少温度は、示差熱天秤（例えば、セイコーインスツル株式会社製、ＳＳＣ５２００型）を用いて、空気雰囲気下、昇温速度１０℃／分の条件で測定することができる。
接着層の２３０℃における弾性率は１ＭＰａ以上であってよく、３ＭＰａ以上であってよい。ここで、半導体装置の製造工程において、ワイヤボンド工程における温度（ワイヤボンド温度）は、特に制限されないが、一般には２００〜２６０℃程度であり、２３０℃前後が広く用いられる。したがって、２３０℃における弾性率が１ＭＰａ以上の場合、ワイヤボンド工程での熱による接着層の軟化が抑制され、ワイヤの接合不良が生じにくい傾向がある。接着層の２３０℃における弾性率の上限は、２０００ＭＰａであってよく、１５００ＭＰａであってよく、１０００ＭＰａあってよい。
接着層の２３０℃における弾性率は、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、正弦波、昇温速度５℃／分、周波数１０Ｈｚの引張モードによって測定することができる。
接着層の形成に用いられる樹脂（ａ）は、アミド基（−ＮＨＣＯ−）、エステル基（―ＣＯ−Ｏ−）、イミド基（−ＮＲ２、ただしＲはそれぞれ−ＣＯ−である）、エーテル基（−Ｏ−）又はスルホン基（−ＳＯ２−）を有する熱可塑性樹脂であってよい。樹脂（ａ）は、特に、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であってよい。具体的には、樹脂（ａ）としては、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、芳香族ポリアミドイミド、芳香族ポリエーテル、芳香族ポリエーテルアミドイミド、芳香族ポリエーテルアミド、芳香族ポリエステルイミド及び芳香族ポリエーテルイミド等が挙げられる。これらのなかで、樹脂（ａ）は、耐熱性、接着性の点から、芳香族ポリエーテルアミドイミド、芳香族ポリエーテルイミド及び芳香族ポリエーテルアミドからなる群より選択される少なくとも１種の樹脂であってよい。
上記の樹脂はいずれも、塩基成分である芳香族ジアミン又はビスフェノール等と、酸成分であるジカルボン酸、トリカルボン酸、テトラカルボン酸若しくは芳香族塩化物又はこれらの反応性誘導体とを重縮合させて製造することができる。すなわち、アミンと酸との反応に用いられている通常の方法で行うことができ、諸条件等についても特に制限はない。芳香族ジカルボン酸、芳香族トリカルボン酸又はこれらの反応性誘導体とジアミンとの重縮合反応については、通常の方法が用いられる。
芳香族ポリエーテルイミド、芳香族ポリエーテルアミドイミド又は芳香族ポリエーテルアミドの合成に用いられる塩基成分としては、例えば、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］エーテル、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）］ヘキサフルオロプロパン等のエーテル基を有する芳香族ジアミン；４，４’−メチレンビス（２，６−ジイソプロピルアミン）等のエーテル基を有しない芳香族ジアミン；１，３−ビス（３−アミノプロピル）−テトラメチルジシロキサン等のシロキサンジアミン；及び１，１２−ジアミノドデカン、１，６−ジアミノヘキサン等のα，ω−ジアミノアルカンを用いてよい。塩基成分総量中、上記のエーテル基を有する芳香族ジアミンを４０〜１００モル％、又は５０〜９７モル％、エーテル基を有しない芳香族ジアミン、シロキサンジアミン及びα，ω−ジアミノアルカンから選ばれる少なくとも１種を０〜６０モル％、又は３〜５０モル％の量で用いてよい。塩基成分の具体例としては、（１）エーテル基を有する芳香族ジアミン６０〜８９モル％、又は６８〜８２モル％と、シロキサンジアミン１〜１０モル％、又は３〜７モル％と、α，ω−ジアミノアルカン１０〜３０モル％、又は１５〜２５モル％と、からなる塩基成分、（２）エーテル基を有する芳香族ジアミン９０〜９９モル％、又は９３〜９７モル％と、シロキサンジアミン１〜１０モル％、又は３〜７モル％と、からなる塩基成分、（３）エーテル基を有する芳香族ジアミン４０〜７０モル％、又は４５〜６０モル％と、エーテル基を有しない芳香族ジアミン３０〜６０モル％、又は４０〜５５モル％と、からなる塩基成分が挙げられる。
芳香族ポリエーテルイミド、芳香族ポリエーテルアミドイミド又は芳香族ポリエーテルアミドの合成に用いられる酸成分としては、例えば、（Ａ）無水トリメリット酸、無水トリメリット酸クロライド等の無水トリメリット酸の反応性誘導体、ピロメリット酸二無水物等の単核芳香族トリカルボン酸無水物又は単核芳香族テトラカルボン酸二無水物、（Ｂ）ビスフェノールＡビストリメリテート二無水物、オキシジフタル酸無水物等の多核芳香族テトラカルボン酸二無水物、（Ｃ）テレフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸クロライド、イソフタル酸クロライド等のフタル酸の反応性誘導体等の芳香族ジカルボン酸などが挙げられる。中でも、上記塩基成分（１）又は（２）１モル当たり、上記酸成分（Ａ）０．９５〜１．０５モル、又は０．９８〜１．０２モルを反応させて得られる芳香族ポリエーテルアミドイミド、及び、上記塩基成分（３）１モル当たり、上記酸成分（Ｂ）０．９５〜１．０５モル、又は０．９８〜１．０２モルを反応させて得られる芳香族ポリエーテルイミドを用いてよい。
接着層は、樹脂（ａ）以外の他の成分を含有してもよい。他の成分としては、例えば、セラミック粉、ガラス粉、銀粉、銅粉、樹脂粒子、ゴム粒子等のフィラー、カップリング剤が挙げられる。
接着層が他の成分としてフィラーを含有する場合、フィラーの含有量は、樹脂（ａ）１００質量部に対して、１〜３０質量部であってよく、５〜１５質量部であってよい。
カップリング剤としては、ビニルシラン、エポキシシラン、アミノシラン、メルカプトシラン、チタネート、アルミキレート、ジルコアルミネート等のカップリング剤が使用できるが、シランカップリング剤であってよい。シランカップリング剤としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、Ｎ−β−（ アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等の末端に有機反応性基を有するシランカップリング剤で、これらの内、エポキシ基を有するエポキシシランカップリング剤を用いてよい。ここで有機反応性基とは、エポキシ基、ビニル基、アミノ基、メルカプト基等の官能基である。シランカップリング剤の添加は、樹脂の支持フィルムに対する密着性を向上させ、１００〜３００℃の温度で引き剥がした際に、接着層と支持フィルムとの界面で剥離が生じにくくするためである。接着層が他の成分として、カップリング剤を含有する場合、カップリング剤の含有量は、樹脂（ａ）１００質量部に対して、１〜１５質量部であってよく、２〜１０質量部であってよい。
接着層の厚さ（Ａ）は、２０μｍ以下、１８μｍ以下、１６μｍ以下、１４μｍ以下、１２μｍ以下、１０μｍ以下、９μｍ以下、又は８μｍ以下であってよい。接着層の厚さ（Ａ）は、１μｍ以上、２μｍ以上、３μｍ以上、４μｍ以上、５μｍ以上、６μｍ以上、７μｍ以上、又は８μｍ以上であってよい。接着層の厚さ（Ａ）は１〜２０以下であってよく、１〜１５以下であってよく、１〜８μｍ以下であってよい。接着層の厚さが１μｍ以上である場合、充分な接着性を確保でき、封止時に封止材が漏れにくくなる傾向にある。接着層の厚さ（Ａ）が２０μｍ以下である場合は、仮保護フィルムの層厚みが薄くなり経済性に優れる傾向にあることに加えて、３００℃以上の熱処理を行う際のボイドの発生がより一層抑制される。更に、接着層の厚さ（Ａ）が２０μｍ以下である場合、熱処理時の濡れ性の上昇が抑制され、被着材と接着層とが強固に貼りつくことが抑制されるため、剥離性により一層優れることとなる。
＜非接着層＞
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。
非接着層の２３０℃における弾性率は１０ＭＰａ以上であってよく、１００ＭＰａ以上であってよく、１０００ＭＰａ以上であってよい。非接着層の２３０℃における弾性率が１０ＭＰａ以上の場合、ワイヤボンド工程等の熱の加わる工程で軟化しにくくなり、金型及びジグに貼り付きにくくなる傾向がある。非接着層の２３０℃における弾性率は、２０００ＭＰａ以下であってよく、１８００ＭＰａ以下であってよい。
非接着層の２３０℃での弾性率は、上述の接着層の２３０℃における弾性率と同様にして測定することができる。
非接着層の金型及びジグに対する接着力は、工程上、金型及び／又はジグに貼り付かない程度に低ければ特に制限はないが、常温（例えば２５℃）における非接着層と金型及びジグとの剥離角度９０度のピール強度が５Ｎ／ｍ未満であってよく、１Ｎ／ｍ以下であってよい。このピール強度は、例えば、真鍮製の金型に温度２５０℃、圧力８ＭＰａで１０秒間圧着した後に測定する。
非接着層のガラス転移温度は、ダイパッドに半導体素子を接着する工程、ワイヤボンド工程、封止工程、仮保護フィルムを封止成形体から引き剥がす工程等で軟化しにくく、かつ、金型及びジグに貼り付きにくくするため、１５０℃以上であってよく、２００℃以上であってよく、２５０℃以上であってよい。非接着層のガラス転移温度は、３５０℃以下であってよく、３００℃以下であってよい。
非接着層の形成に用いられる樹脂（以下、「樹脂（ｂ）」ともいう。）の組成には、特に制限はなく、例えば、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂のいずれも用いることができる。熱可塑性樹脂の組成は、特に制限はないが、前記した樹脂と同様の、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であってよい。特に、上記の塩基成分（３）１モルと上記の酸成分（Ａ）０．９５〜１．０５モル、又は０．９８〜１．０２モルを反応させて得られる芳香族ポリエーテルアミドイミドであってよい。熱硬化性樹脂の組成には、特に制限はないが、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ビスマレイミド樹脂（例えば、ビス（４−マレイミドフェニル）メタンをモノマーとするビスマレイミド樹脂）などであってよい。熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂を組み合せて用いることもできる。熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とを組み合わせて用いる場合、熱可塑性樹脂１００質量部に対し、熱硬化性樹脂５〜１００質量部としてよく、２０〜７０質量部としてもよい。
非接着層は、樹脂（ｂ）以外の他の成分を含有してもよい。他の成分としては、例えば、上述のフィラー、カップリング剤が挙げられる。非接着層が他の成分としてフィラーを含有する場合、フィラーの含有量は、樹脂（ｂ）１００質量部に対して、１〜３０質量部であってよく、５〜１５質量部であってよい。非接着層が他の成分としてカップリング剤を含有する場合、カップリング剤の含有量は、樹脂（ｂ）１００質量部に対して１〜２０質量部としてよく、５〜１５質量部としてよい。
非接着層を支持フィルム上に形成する方法としては、特に制限されないが、通常、樹脂（ｂ）をＮ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルアセトアミド、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミド等の溶剤に溶解して作製した非接着層形成用のワニス（樹脂ワニス）を、支持フィルム上に塗工した後、加熱処理して溶剤を除去することにより形成することができる。ワニス塗布後の加熱処理等によって樹脂（ｂ）（例えば、耐熱性樹脂）となる、樹脂（ｂ）（例えば、ポリイミド樹脂）の前駆体（例えばポリアミド酸）を溶剤に溶解した前駆体ワニスを支持フィルム上に塗工した後、加熱処理することで、樹脂（ｂ）を含む非接着層を形成することもできる。この場合、前駆体ワニス塗工後の加熱処理により、溶剤が除去されると共に、樹脂（ｂ）の前駆体が樹脂（ｂ）となる（例えば、イミド化）。塗工面の表面状態等の点から、樹脂ワニスを用いてよい。
上記のワニスを塗工した支持フィルムを溶剤の除去、イミド化等のために加熱処理する場合の処理温度は、樹脂ワニスであるか前駆体ワニスであるかで異なっていてよい。処理温度は、樹脂ワニスの場合、溶剤が除去できる温度であればよく、前駆体ワニスの場合、イミド化させるために樹脂層のガラス転移温度以上であってよい。
樹脂（ｂ）として熱硬化性樹脂を用いる場合、又は熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とを組み合わせて用いる場合は、塗工後の加熱処理によって、熱硬化性樹脂を硬化させ、非接着層の弾性率を１０ＭＰａ以上にすることもできる。この加熱処理は、溶剤の除去及び／又はイミド化と同時に行うこともできるし、別途行うこともできる。
支持フィルムの接着層が設けられた面とは反対側の面上に非接着層を設ける場合、溶剤除去時の非接着層の体積減少、イミド化、熱硬化性樹脂の硬化等の際の収縮により、接着層の体積減少に起因する仮保護フィルムのカールが相殺される。
樹脂（ｂ）を含む樹脂ワニス、又は樹脂（ｂ）の前駆体を含む前駆体ワニスを支持フィルム上に塗工する方法は、特に制限されないが、例えば、ロールコート、リバースロールコート、グラビアコート、バーコート、コンマコート、ダイコート、減圧ダイコート等を用いて行なうことができる。
非接着層の厚さは、例えば、１０μｍ以下、９μｍ以下、８μｍ以下、又は７μｍ以下であってよい。非接着層の厚さは、例えば、１μｍ以上、２μｍ以上、３μｍ以上、４μｍ以上、５μｍ以上、又は６μｍ以上であってよい。非接着層の厚さは、特に制限されないが、例えば、１〜１０μｍ、又は１〜８μｍであってもよい。
非接着層の厚さ（Ｃ）に対する接着層の厚さ（Ａ）の比（Ａ／Ｃ）は、１．０〜２．０、又は１．３〜２．０であってよい。
＜支持フィルム＞
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。
支持フィルムのガラス転移温度は、耐熱性を向上させるために２００℃以上であってよく、２５０℃以上であってよい。上記のポリマーのフィルムを用いることにより、ダイパッドに半導体素子を接着する工程、ワイヤボンド工程、封止工程、仮保護フィルムを封止成形体から引き剥がす工程等の熱の加わる工程において、支持フィルムが軟化せず、効率よく作業を行うことができる。
支持フィルムは、接着層に対して密着性が十分高いことが好ましい。密着性が低いと、１００〜３００℃の温度でリードフレーム及び封止材から引き剥がした際、接着層２と支持フィルムとの界面で剥離が生じやすく、リードフレーム及び封止材に樹脂が残留しやすい。支持フィルムは、耐熱性を有し、かつ接着層に対する密着性が十分高いことが好ましいことから、ポリイミドフィルムであってよい。
ポリイミドフィルムの種類は特に限定されないが、３０〜２００℃における線膨張係数が、３．０×１０−５／℃以下であってよく、２．５×１０−５℃以下であってよく、２．０×１０−５／℃以下であってよい。２００℃で２時間加熱した際の加熱収縮率は、０．１５％以下であってよく、０．１％以下であってよく、０．０５％以下であってよい。
支持フィルムは、接着層に対する密着性を十分高めるために、表面を処理してよい。支持フィルムの表面処理方法としては、特に制限されないが、アルカリ処理、シランカップリング処理等の化学的処理、サンドマット処理等の物理的処理、プラズマ処理、コロナ処理等が挙げられる。
支持フィルムの厚さは特に制限されないが、仮保護フィルムをリードフレームに貼り付けた後のリードフレームの反りを低減するために、１００μｍ以下であってよく、５０μｍ以下であってよく、２５μｍ以下であってよい。支持フィルムの厚さは、５μｍ以上であってよく、１０μｍ以上であってよい。
支持フィルムの材質を、上記した樹脂以外の、銅、アルミニウム、ステンレススティール及びニッケルよりなる群から選ぶこともできる。支持フィルムを上記の金属とすることにより、リードフレームと支持フィルムの線膨張係数を近くし、仮保護フィルムをリードフレームに貼り付けた後のリードフレームの反りを低減することができる。
支持フィルムの片面に接着層が設けられた仮保護フィルムの場合、塗工後の溶剤除去時の接着層の体積減少によるフィルムのカールがより抑制されやすくなる観点から、支持フィルムの厚さ（Ｂ）に対する接着層の厚さ（Ａ）の比（Ａ／Ｂ）は、０．２以下であってよく、０．１以下であってよく、０．０５以下であってよい。支持フィルムの厚さ（Ｂ）に対する接着層の厚さ（Ａ）の比（Ａ／Ｂ）が０．２以下である場合、塗工後の溶剤除去時の樹脂層の体積減少によるフィルムのカールが抑制されやすく、リードフレームに接着する際の作業性、生産性等の低下が抑制されやすくなる傾向がある。
仮保護フィルムのカールがより抑制されやすくなる観点から、仮保護フィルムは、支持フィルムの両面上に接着層が設けられていてよく、支持フィルムの接着層が設けられた面とは反対側の面上に、非接着層が設けられていてよい。支持フィルムの両面上に接着層が設けられた３層構造の仮保護フィルムの場合、上述の接着層の厚さ（Ａ）は、接着層のどちらか一方の層の厚さを意味する。この場合、接着層の厚さ（Ａ）どうしの厚さの比（Ａ／Ａ）は１であってよい。
＜カバーフィルム＞
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。
上記カバーフィルムの厚さは、１０μｍ以上であってもよく、２０μｍ以上であってもよく、１００μｍ以下であってもよい。
＜半導体装置の製造方法＞
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。
図３は、一実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。図４は、図３の製造方法によって得られる半導体装置の一実施形態を示す断面図である。以下、必要に応じて各図面を参照して、各工程を説明する。
図３の実施形態に係る半導体装置の製造方法は、ダイパッド１１ａ及びインナーリード１１ｂを有するリードフレーム１１の片面（裏面）に仮保護フィルム１０（又は１０’）を、その接着層がリードフレームに接すると共に、仮保護フィルム１０（又は１０’）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、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、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、ダイパッド１１ａの仮保護フィルム１０（又は１０’）とは反対側の面上に半導体素子１４を搭載（接着）する工程と、半導体素子１４とインナーリード１１ｂとを接続するワイヤ１２を設ける工程と、リードフレーム１１の半導体素子１４側の表面、半導体素子１４及びワイヤ１２を覆う封止層１３を形成して半導体素子１４を封止する工程と、仮保護フィルム１０（又は１０’）をリードフレーム１１、半導体素子１４及び封止層１３を有する封止成形体２０を得る工程と、封止成形体２０から仮保護フィルム１０（又は１０’）を剥離する工程とをこの順に備える。
リードフレーム１１への仮保護フィルム１０（又は１０’）の貼り付け条件は特に制限されないが、接着温度は１５０℃以上であってよく、１８０℃以上であってよく、２００℃以上であってよい。接着温度は４００℃以下であってよく、３５０℃以下であってよく、３００℃以下であってよい。接着温度が１５０℃以上の場合、リードフレームと樹脂層２との剥離角度９０度のピール強度がより向上する傾向がある。接着温度が４００℃以下の場合、リードフレームの劣化がより抑制される傾向がある。
リードフレーム１１への仮保護フィルム１０（又は１０’）の接着圧力は０．５ＭＰａ以上であってよく、１ＭＰａ以上であってよく、３ＭＰａ以上であってよい。接着圧力は３０ＭＰａ以下であってよく、２０ＭＰａ以下であってよく、１５ＭＰａ以下であってよく。接着圧力が０．５ＭＰａ以上の場合、接着層とリードフレームとの剥離角度９０度のピール強度がより向上する傾向がある。接着圧力が３０ＭＰａ以下の場合、リードフレームの破損がより抑制されやすい傾向がある。本発明において、リードフレームへの仮保護フィルムの接着時間は０．１〜６０秒の間であってよく、１〜３０秒であってよく、３〜２０秒であってよい。接着時間が０．１秒以上である場合、接着層とリードフレームとの９０度ピール強度をより向上させやすい傾向がある。接着時間が６０秒以下である場合、作業性と生産性をより向上させやすい傾向がある。圧力を加える前に、５〜６０秒程度の予備加熱を行ってもよい。
一実施形態に係る仮保護フィルム付きリードフレームは、ダイパッド１１ａ及びインナーリード１１ｂを有するリードフレーム１１と、仮保護フィルム１０（又は１０’）と、を備え、仮保護フィルム１０（又は１０’）が、その接着層２がリードフレーム１１の片面に接すると共に、仮保護フィルム１０（又は１０’）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、リードフレーム１１の外周が長方形状である場合にはその短辺に、リードフレーム１１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リードフレーム１１に貼り付けられている。
リードフレーム１１の材質は、特に制限されないが、例えば、４２アロイ等の鉄系合金、銅、又は銅系合金であってもよい。銅及び銅系合金のリードフレームを用いる場合、リードフレームの表面に、パラジウム、金、銀等の被覆処理を施してもよい。封止材との密着力を向上させるため、リードフレーム表面を、物理的に粗化処理してもよい。銀ペーストのブリードアウトを防止するエポキシブリードアウト（ＥＢＯ）防止処理等の化学的処理をリードフレーム表面に施してもよい。リードフレームの厚さは、例えば、３０〜１５０μｍであってよい。リードフレームの厚さがこの範囲内であると、半導体封止成形に用いられる仮保護フィルムをリードフレームに貼り付け後に、リードフレームの反りが発生しやすい傾向があるが、本実施形態に係る仮保護フィルムによれば、リードフレームの反りの発生が抑制される。
半導体素子１４は、通常、接着剤（例えば、銀ペースト）を介してダイパッド１１ａに接着される。加熱処理（例えば、１４０〜２００℃、３０分〜２時間）によって、接着剤を硬化させてもよい。
ダイパッド１１ａの延在方向の長さ及び／又は延在方向と直交する方向の長さは、５μｍ以下、３μｍ以下、２μｍ以下、又は１μｍ以下であってよい。ダイパッド１１ａの上記長さが小さくなると、仮保護フィルムをリードフレームに貼り付け後に、リードフレームの反りが発生しやすくなる。本実施形態に係る仮保護フィルムによれば、上記長さのダイパッド１１ａを用いた場合であっても、リードフレームの反りの発生が抑制される。
ワイヤ１２は、特に制限されないが、例えば、金線、銅線、又はパラジウム被覆銅線であってもよい。例えば、２００〜２７０℃で３〜６０分加熱して超音波と押し付け圧力を利用して、半導体素子及びインナーリードをワイヤ１２と接合してもよい。
ワイヤ１２によるワイヤボンディングの後、封止成形体２０を得る（封止層１３を形成する）封止成形の工程の前に、リードフレーム１１にプラズマ処理を施してもよい。プラズマ処理により、封止層とリードフレームとの密着性をより高め、半導体装置の信頼性をより向上させることができる。プラズマ処理としては、例えば、減圧条件（例えば、９．３３Ｐａ以下）で、アルゴン、窒素、酸素等のガスを所定のガス流量で注入して、プラズマ照射する方法が挙げられる。プラズマ処理におけるプラズマの照射出力は、例えば、１０〜５００Ｗであってもよい。プラズマ処理の時間は、例えば、５〜５０秒間であってもよい。プラズマ処理におけるガス流量は、５〜５０ｓｃｃｍであってもよい。
封止成形の工程では、封止材を用いて封止層１３が形成される。封止成形によって、複数の半導体素子１４及びそれらを一括して封止する封止層１３を有する封止成形体２０が得られる。封止成形の間、仮保護フィルム１０（又は１０’）が設けられていることにより、封止材がリードフレーム１１の裏面側に回り込むことが抑制される。
一実施形態に係る仮保護フィルム付き封止成形体は、ダイパッド１１ａ及びインナーリード１１ｂを有するリードフレーム１１と、ダイパッド１１ａに搭載された半導体素子１４と、半導体素子１４とインナーリード１１ｂとを接続するワイヤ１２と、半導体素子１４及びワイヤ１２を封止している封止層１３と、仮保護フィルム１０（又は１０’）と、を備え、仮保護フィルム１０（又は１０’）が、その接着層２がリードフレーム１１の半導体素子１４が搭載されている面とは反対側の面に貼り付けられている。
封止層を形成する間の温度（封止温度）は、１４０〜２００℃であってもよく、１６０〜１８０℃であってもよい。封止層を形成する間の圧力（封止圧力）は、６〜１５ＭＰａであってもよく、７〜１０ＭＰａであってもよい。封止成形における加熱時間（封止時間）は、１〜５分であってもよく、２〜３分であってもよい。
形成された封止層１３を必要に応じて加熱硬化させてもよい。封止層の硬化のための加熱温度（封止硬化温度）は、１５０〜２００℃であってもよく、１６０〜１８０℃であってもよい。封止層の硬化のための加熱時間（封止硬化時間）は、４〜７時間であってもよく、５〜６時間であってもよい。
封止材の材質は特に制限されないが、例えば、クレゾールノボラックエポキシ樹脂、フェノールノボラックエポキシ樹脂、ビフェニルジエポキシ樹脂、ナフトールノボラックエポキシ樹脂等のエポキシ樹脂が挙げられる。封止材には、例えば、フィラー、ブロム化合物等の難燃性物質、ワックス成分等の添加材が添加されていてもよい。
封止層１３の形成（封止成形）の後、得られた封止成形体２０のリードフレーム１１及び封止層１３から、仮保護フィルム１０（又は１０’）が剥離される。封止層を硬化する場合、仮保護フィルム１０（又は１０’）を、封止層の硬化の前又は後のいずれの時点で剥離してもよい。
仮保護フィルムを剥離する際の温度は、特に制限されないが、剥離温度は、０〜２５０℃の間であってよい。温度が０℃以上の場合、リードフレーム及び封止材に接着層が残りにくい。温度が２５０℃以下であると、リードフレーム及び封止材の劣化が抑制される傾向がある。上記同様の理由から、剥離温度は、１００〜２５０℃であってよく、１５０〜２００℃であってよい。
半導体装置の製造方法は、必要に応じて、剥離工程後にリードフレーム１１及び封止層１３上に残留した接着層（糊残り）を除去する工程を更に含んでいてもよい。本発明において、封止材で封止した後に仮保護フィルムを０〜２５０℃で引き剥がした際、リードフレーム及び封止材に接着層が残らないことが好ましい。接着層の残留量が多い場合、外観が劣るだけでなく、リードフレームを外部接続用に用いると、メッキ不良や接触不良の原因になりやすい。従って、リードフレーム及び封止材に残留した接着層を機械的ブラッシング、溶剤等で除去してもよい。溶剤としては、特に制限されないが、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルアセトアミド、ジエチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミド等が用いられる。
リードフレームがダイパッド及びインナーリードを有する複数のパターンを含む場合、必要に応じて、封止成形体２０を分割して、それぞれ１個の半導体素子を有する図４の半導体装置１００を複数得ることができる。
すなわち、リードフレーム１１が複数のダイパッド１１ａを有し、複数のダイパッド１１ａの各々に半導体素子１４が搭載される場合、一実施形態に係る製造方法は、仮保護フィルム１０（又は１０’）を封止成形体２０から剥離する前又は後に封止成形体２０を分割して、１個のダイパッド１１ａ及び半導体素子１４を有する半導体装置１００を得る工程を更に備えていてよい。
長尺の仮保護フィルムを巻芯に巻き取り、得られたリール体から仮保護フィルムを巻き出しながら、半導体装置を製造してもよい。この場合のリール体は、巻芯と、巻芯に巻き取られた上述の実施形態に係る仮保護フィルムとを有する。
図６は、リール体の一実施形態を示す斜視図である。図６に示すリール体３３は、巻芯３１と、巻芯３１に巻き取られた仮保護フィルム１０と、側板３２と、を備える。
巻芯３１及び仮保護フィルム１０の幅（巻取方向と直交する方向の長さ）は、例えば、１０μｍ以上、５０μｍ以上、５０μｍ以上、又は８０μｍ以上であってよく、３００μｍ以下であってよい。巻芯３１及び仮保護フィルム１０の幅（巻取方向と直交する方向の長さ）は、例えば、１０μｍ以上３００μｍ以下、５０μｍ以上３００μｍ以下、又は８０μｍ以上３００μｍ以下であってよい。
上述の実施形態に係る仮保護フィルムは、上記リール体を包装袋に収容した包装体として提供されてもよい。図７は、包装体の一実施形態を示す。図７に示すように、包装体５０は、上記リール体３３と、上記リール体３３を収容した包装袋４０と、を備える。リール体３３は、通常個別に包装袋に収容されるが、複数個（例えば、２〜３個）のリール体３３を一個の包装袋４０に収容してもよい。
包装袋４０は、樹脂フィルムから形成されていてよく、アルミニウム層を有する樹脂フィルムである複合フィルムから形成されていてもよい。包装袋４０の具体例としては、アルミニウムコーティングされたプラスチック製の袋等が挙げられる。樹脂フィルムの素材としては、ポリエチレン、ポリエステル、塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチックが挙げられる。リール体３３は、例えば、真空パックされた状態で包装袋に収容されていてもよい。包装体５０は、真空パックされたものに限られない。
包装袋４０には、リール体３３とともに、乾燥剤が収容されていてもよい。乾燥剤としては、例えば、シリカゲルが挙げられる。包装体５０は、リール体３３を収容した包装袋４０を更に緩衝材で包んだものであってもよい。
包装体５０は、梱包箱に収容された梱包物として提供されてもよい。図８は、梱包物の一実施形態を示す。図８に示すように、梱包物７０は、上記包装体５０と、上記包装体５０を収容した梱包箱６０と、を備える。梱包箱６０には、一個又は複数個の包装体５０が収容される。梱包箱６０としては、例えば、段ボールを用いることができる。
一実施形態に係る仮保護フィルムを用いて製造される半導体装置は、高密度化、小面積化、薄型化等の点で優れており、例えば、携帯電話、スマートフォン、パソコン、タブレット等の電子機器に好適に利用することができる。
以下に、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
＜実施例１〜１５及び比較例１〜４の仮保護フィルムの製造＞
（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。
製造例２：接着層形成用のワニス２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２５８．６ｇ（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。
製造例３：非接着層形成用のワニス３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。
製造例４：接着層形成用のワニス４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。
製造例５：接着層形成用のワニス５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。
製造例６：接着層形成用のワニス６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］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。
製造例７：接着層形成用のワニス７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。
（仮保護フィルムの作製）
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。
比較例１〜９
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。
ワニス１〜２及び４〜７を用いて作製された接着層のＴｇ（℃）、５％重量減少温度（５％重量分解温度）（℃）、及び２３０℃における弾性率（ＭＰａ、２３０℃）は表１に示すとおりであった。ワニス３（製造例３）を用いて作製された非接着層のＴｇ（℃）、５％重量減少温度（℃）、及び、２３０℃における弾性率（ＭＰａ、２３０℃）は、それぞれ２６０℃、４２１℃及び１７００ＭＰａ（２３０℃）であった。
＜評価＞
（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。
図５は、反り量の測定方法を説明するための模式図である。図５Ｂに示すとおり、仮保護フィルム付きリードフレーム３０は、仮保護フィルム１０（又は１０’）が測定ステージＳに接する向きで測定ステージＳ上に置いた。次に、図５Ａに示すリードフレーム１１外周の短辺側端部に設けられた６箇所の測定点ａ〜ｆにおける測定ステージＳからの仮保護フィルム１０（又は１０’）下面の高さを測定した。反り量は、測定点ａ〜ｆの高さから、次式により、算出した。
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）
反り量は、仮保護フィルムの貼付直後、及び、２４℃、５０％ＲＨ（相対湿度）の条件で２４時間静置後（吸湿後）に測定した。
（引張弾性率（弾性率）の測定）
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。
（線膨張係数（ＣＴＥ）の測定）
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。
Figure 0006747621
Figure 0006747621
１…支持フィルム、２…接着層、３…非接着層、１０,１０’…仮保護フィルム、１１…リードフレーム、１１ａ…ダイパッド、１１ｂ…インナーリード、１２…ワイヤ、１３…封止層、１４…半導体素子、２０…封止成形体、３０…仮保護フィルム付きリードフレーム、３１…巻芯、３２…側板、３３…リール体、４０…包装袋、５０…包装体、６０…梱包箱、７０…梱包物、１００…半導体装置。

Claims (15)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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。
  11. 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。
  12. 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。
  13. 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。
  14. 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。
  15. 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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