KR20190002363U - 릴체, 포장체 및 곤포물 - Google Patents

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KR20190002363U
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protective film
lead frame
degreec
film
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다카히로 구로다
도모히로 나고야
나오키 도모리
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히타치가세이가부시끼가이샤
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    • H01L2224/40245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
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    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
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    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
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    • H01L2224/85001—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector involving a temporary auxiliary member not forming part of the bonding apparatus, e.g. removable or sacrificial coating, film or substrate
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    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/852—Applying energy for connecting
    • H01L2224/85201—Compression bonding
    • H01L2224/85205—Ultrasonic bonding
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    • H01L2224/91—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
    • H01L2224/92—Specific sequence of method steps
    • H01L2224/922—Connecting different surfaces of the semiconductor or solid-state body with connectors of different types
    • H01L2224/9222—Sequential connecting processes
    • H01L2224/92242—Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector
    • H01L2224/92247—Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector the second connecting process involving a wire connector
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    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49541—Geometry of the lead-frame
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    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L24/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
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    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L24/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
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    • H01L24/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/36—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process
    • H01L24/37—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors prior to the connecting process of an individual strap connector
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    • H01L24/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/39—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L24/40—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
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Abstract

본 발명에서는 권취 코어와, 권취 코어에 권취된 반도체 밀봉 성형용 가보호 필름을 구비하는, 릴체가 개시된다. 가보호 필름은, 지지 필름과, 지지 필름의 편면 또는 양면 상에 마련되며, 수지와 실란 커플링제를 함유하는 접착층을 구비하고, 가보호 필름에 있어서, 실란 커플링제의 함유량은, 수지 전량에 대하여 5질량％ 초과 35질량％ 이하여도 된다.

Description

릴체, 포장체 및 곤포물
본 발명은, 릴체, 포장체 및 곤포물에 관한 것이다.
종래, 다이 패드 상에 은 페이스트 등의 접착제에 의해 반도체 소자를 접착하고, 이것과 리드 프레임을 와이어로 접합한 후에, 외부 접속용의 아우터 리드를 남기고 전체를 밀봉하는 구조의 반도체 패키지가 사용되어 왔다. 그러나, 최근 몇년간 반도체 패키지의 고밀도화, 소면적화, 박형화 등의 요구의 높아짐에 따라, 다양한 구조의 반도체 패키지가 제안되어 있다. 그 중에는, 예를 들어 LOC(lead on chip; 리드 온 칩), COL(chip on lead; 칩 온 리드) 구조 등이 있지만, 소면적화, 박형화의 면에서는 한계가 있다.
이들 과제를 해결하기 위해, 패키지의 편면(반도체 소자측)만을 밀봉하고, 이면이 드러난 리드 프레임을 외부 접속용에 사용하는 구조의 패키지가 개발되어 왔다(특허문헌 1 및 2). 이 구조의 패키지는 리드 프레임이 밀봉 수지로부터 돌출되어 있지 않기 때문에, 소면적화 및 박형화가 도모된다. 이 패키지 구조의 반도체 장치를 제조하는 방법 중 하나로서, 다음에 나타내는 공정을 포함하는 제조 방법이 있다.
(1) 다이 패드 및 이너 리드를 갖는 리드 프레임의 편면(이면) 상에 반도체 밀봉 성형용 가보호 필름을 부착하는 공정,
(2) 다이 패드의 가보호 필름과는 반대측의 면 상에 반도체 소자를 탑재(접착)하는 공정,
(3) 반도체 소자와 이너 리드를 접속하는 와이어를 마련하는 공정,
(4) 반도체 소자 및 와이어를 밀봉하는 밀봉층을 형성하여, 리드 프레임, 반도체 소자 및 밀봉층을 갖는 밀봉 성형체를 얻는 공정,
(5) 밀봉 성형체로부터 가보호 필름을 박리하는 공정.
이 방법에 의한 반도체 패키지의 제조에 있어서, 밀봉 성형시에 리드 프레임 이면에 밀봉 수지가 혼입된다는 등의 문제가 일어나는 경우가 있다. 이러한 문제를 방지하는 방법으로서, 리드 프레임 이면에 반도체용 접착 필름으로서 가보호 필름을 부착하여, 리드 프레임 이면을 보호하고, 리드 프레임 표면측에 탑재된 반도체 소자를 밀봉 성형한 후에, 가보호 필름을 박리하는 방법이 알려져 있다.
일본 특허 공개 평5-129473호 공보 일본 특허 공개 평10-12773호 공보
현재, 반도체 패키지에 있어서, 어셈블리 프로세스 조건의 고온화(Cu 와이어 본딩, 리플로우 접속(Cu Clip(클립) 접속 등))가 진행되고 있다. 그에 따라, 밀봉 성형체로부터 가보호 필름을 박리하는 공정에서, 가보호 필름과 리드 프레임 및 밀봉층이 견고하게 접착되어버려, 가보호 필름이 파단되어 박리할 수 없는 경우가 있었다.
상술한 가보호 필름은, 권취 코어에 권취함으로써, 얻어진 릴체로부터, 권출하면서 반도체 밀봉 성형에 사용되는 경우가 있다.
그래서, 본 발명의 목적은, 리드 프레임 및 밀봉층으로부터 파단되지 않고, 용이하게 박리할 수 있는 반도체 밀봉 성형용 가보호 필름을 구비하는 릴체를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일측면은, 권취 코어와, 권취 코어에 권취된 반도체 밀봉 성형용 가보호 필름을 구비하고, 반도체 밀봉 성형용 가보호 필름이, 지지 필름과, 지지 필름의 편면 또는 양면 상에 마련되며, 수지를 함유하는 접착층을 구비하는 릴체에 관한 것이다. 상기 가보호 필름을, 다이 패드 및 이너 리드를 갖는 리드 프레임에, 접착층이 리드 프레임에 접하도록 부착했을 때의 접착층과 리드 프레임 사이의 90도 필 강도는, 25℃에서 5N/ｍ 이상이어도 된다. 상기 가보호 필름을, 리드 프레임에, 접착층이 리드 프레임에 접하도록 부착하고, 다이 패드의 가보호 필름과는 반대측의 면 상에 반도체 소자를 탑재하고, 이어서 반도체 소자, 리드 프레임 및 상기 가보호 필름을 가열한 후, 접착층과 접하면서 반도체 소자를 밀봉하는 밀봉층을 형성했을 때에, 접착층과 리드 프레임 및 밀봉층 사이의 90도 필 강도는, 180℃에서 600N/m 이하여도 된다.
접착층이 실란 커플링제를 더 함유하고, 실란 커플링제의 함유량이, 수지 전량에 대하여 5질량％ 초과 35질량％ 이하여도 된다.
본 발명의 일측면은, 권취 코어와, 권취 코어에 권취된 반도체 밀봉 성형용 가보호 필름을 구비하고, 반도체 밀봉 성형용 가보호 필름이, 지지 필름과, 지지 필름의 편면 또는 양면 상에 마련되며, 수지와 실란 커플링제를 함유하는 접착층을 구비하는 릴체에 관한 것이다. 실란 커플링제의 함유량은, 수지 전량에 대하여 5질량％ 초과 35질량％ 이하여도 된다.
실란 커플링제는, 하기 식 (I):
Figure ptm00001
로 표시되는 화합물이어도 된다. 식 중, R1, R2 및 R3은, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 3의 알콕시기, 탄소수 1 내지 6의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴기를 나타내고, X는, 하기 식 (IIa), (IIb), (IIc), (IId) 또는 (IIe):
Figure ptm00002
로 표시되며, 이들 식 중, R4, R5 및 R6은, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기 또는 수소 원자를 나타내고, *는 탄소 원자와의 결합 부위를 나타낸다.
접착층의 유리 전이 온도는, 100 내지 300℃여도 된다.
수지는, 아미드기, 에스테르기, 이미드기, 에테르기 또는 술폰기를 갖는 열가소성 수지여도 된다.
접착층의 200℃에서의 탄성률은, 1MPa 이상이어도 된다.
지지 필름의 두께에 대한 접착층의 두께의 비는, 0.5 이하여도 된다. 접착층의 두께는, 1 내지 20㎛여도 된다.
지지 필름은, 방향족 폴리이미드, 방향족 폴리아미드, 방향족 폴리아미드이미드, 방향족 폴리술폰, 방향족 폴리에테르술폰, 폴리페닐렌술피드, 방향족 폴리에테르케톤, 폴리아릴레이트, 방향족 폴리에테르에테르케톤 및 폴리에틸렌나프탈레이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 중합체의 필름이어도 된다.
지지 필름의 유리 전이 온도는, 200℃ 이상이어도 된다. 지지 필름의 두께는, 5 내지 100㎛여도 된다.
지지 필름의 20 내지 200℃에서의 선팽창 계수는, 3.0×10-5 이하여도 된다.
지지 필름의 200℃에서 60분간 가열되었을 때의 수축률은, 0.15％ 이하여도 된다.
지지 필름의 편면 상에 접착층이 마련되어 있고, 상기 가보호 필름이, 지지 필름의 접착층이 마련된 면과는 반대측의 면 상에 마련된 비접착층을 더 구비하고 있어도 된다.
본 발명에 따르면, 리드 프레임 및 밀봉층으로부터 파단되지 않고, 용이하게 박리할 수 있는 반도체 밀봉 성형용 가보호 필름을 구비하는 릴체를 제공하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 반도체 밀봉 성형용 가보호 필름은, 리드 프레임에 대한 충분한 접착층을 가짐과 함께, 컬, 리드 프레임의 휨 및 접착제 잔류가 억제된다는, 반도체 밀봉 용도에 필요한 여러 특성을 겸비하고 있다.
도 1은 가보호 필름의 일 실시 형태를 도시하는 단면도이다.
도 2는 가보호 필름의 일 실시 형태를 도시하는 단면도이다.
도 3은 반도체 장치의 제조 방법의 일 실시 형태를 설명하는 단면도이다.
도 4는 반도체 장치의 제조 방법의 일 실시 형태를 설명하는 단면도이다.
도 5는 반도체 장치의 일 실시 형태를 도시하는 단면도이다.
도 6은 가보호 필름 구비 리드 프레임의 휨의 측정점을 도시하는 도면이다.
도 7은 릴체의 일 실시 형태를 도시하는 사시도이다.
도 8은 포장체의 일 실시 형태를 도시하는 정면도이다.
도 9는 곤포물의 일 실시 형태를 도시하는 정면도이다.
이하, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 본 명세서에 기재되는 수치 범위의 상한값 및 하한값은, 임의로 조합할 수 있다. 실시예에 기재되는 수치도, 수치 범위의 상한값 또는 하한값으로서 사용할 수 있다.
<릴체>
도 7은, 릴체의 일 실시 형태를 도시하는 사시도이다. 도 7에 도시하는 릴체(30)는, 권취 코어(31)와, 권취 코어(31)에 권취된 가보호 필름(10)과, 측판(32)을 구비한다. 반도체 장치는, 예를 들어 릴체로부터 가보호 필름을 권출하면서 제조할 수 있다.
권취 코어(31) 및 가보호 필름(10)의 폭(권취 방향과 직교하는 방향의 길이)은, 예를 들어 10㎛ 이상, 50㎛ 이상, 50㎛ 이상, 또는 80㎛ 이상이어도 되고, 300㎛ 이하여도 된다. 권취 코어(31) 및 가보호 필름(10)의 폭(권취 방향과 직교하는 방향의 길이)은, 예를 들어 10㎛ 이상 300㎛ 이하, 50㎛ 이상 300㎛ 이하, 또는 80㎛ 이상 300㎛ 이하여도 된다.
<가보호 필름>
도 1은, 일 실시 형태에 관한 가보호 필름을 도시하는 단면도이다. 도 1에 도시하는 가보호 필름(10)은, 지지 필름(1)과, 지지 필름(1)의 편면 상에 마련된 접착층(2)으로 구성된다. 지지 필름(1)의 양면 상에 접착층이 형성되어 있어도 된다. 도 2도, 일 실시 형태에 관한 가보호 필름을 도시하는 단면도이다. 도 2의 가보호 필름(10')은, 지지 필름(1)과, 지지 필름(1)의 한쪽의 주면 상에 마련된 접착층(2)과, 지지 필름(1)의 다른쪽의 주면 상에 마련된, 실질적으로 접착성을 갖지 않는 수지층(비접착층(3))을 갖는다. 이들 가보호 필름은, 리드 프레임에 탑재된 반도체 소자를 밀봉하는 밀봉층을 형성하는 밀봉 성형의 공정에 있어서, 리드 프레임의 이면(반도체 소자가 탑재되는 면과는 반대측의 면)에 부착함으로써, 리드 프레임을 밀봉 성형 동안, 가보호하기 위한 반도체 밀봉 성형용 가보호 필름으로서 사용할 수 있다. 즉, 일 실시 형태에 관한 가보호 필름은, 리드 프레임에 탑재된 반도체 소자를 밀봉하는 밀봉층을 형성하는 밀봉 성형 동안, 리드 프레임을 가보호하기 위해 사용할 수 있다.
가보호 필름을, 다이 패드 및 이너 리드를 갖는 리드 프레임에, 접착층이 리드 프레임에 접하도록 부착했을 때의 접착층과 리드 프레임 사이의 90도 필 강도(부착 후 필 강도)는, 25℃에서 5N/ｍ 이상이어도 되고, 50N/ｍ 이상이어도 되고, 100N/ｍ 이상이어도 되고, 150N/ｍ 이상이어도 된다. 부착 후 필 강도가 5N/m 미만인 경우, 가보호 필름이 리드 프레임으로부터 박리되기 쉽고, 또한 밀봉 성형시에, 리드 프레임과 접착층 사이에 밀봉 수지가 들어간다는 등의 문제가 있다. 부착 후 필 강도는 2000N/m 이하여도 되고, 1500N/m 이하여도 되고, 1000N/m 이하여도 된다.
부착 후 필 강도는, 예를 들어 JIS Z 0237의 90도 박리법에 준하여, 리드 프레임에 대하여 가보호 필름을 90도 방향으로 박리하여 측정한다. 구체적으로는, 25℃에서 매분 270 내지 330mm, 또는 매분 300mm의 속도로 가보호 필름을 박리할 때의 90도 필 강도를, 90도 박리 시험기(테스터 산교 가부시키가이샤제)로 측정한다.
부착 후 필 강도는, 접착층의 유리 전이 온도(Tg), 접착 온도, 피접착재의 재질, 접착층의 습윤성 등에 의존하고 있기 때문에, 가보호 필름에 있어서, 부착 후 필 강도를 5N/ｍ 이상으로 하기 위해서는, 접착층의 유리 전이 온도(Tg), 접착 온도, 리드 프레임의 재질, 접착층의 습윤성 등을 고려하여 최적 조건을 적절히 선택한다. 이들 중에서도 접착층의 유리 전이 온도(Tg) 및 부착(접착) 온도가 당해 필 강도에 끼치는 영향이 크고, 통상적으로는 접착층의 유리 전이 온도(Tg)보다 0 내지 30℃ 정도 높은 접착 온도가 채용되지만, 리드 프레임의 재질 또는 접착층의 습윤성 등도 감안하여 최적 조건을 정해도 된다.
부착 후 필 강도를 측정하기 위해 가보호 필름과 리드 프레임을 접착하는 조건으로서는 특별히 제한은 없지만, 후술하는 리드 프레임의 제조 방법에 있어서의 부착(접착) 조건으로 행해도 된다. 예를 들어, 리드 프레임으로서, 구리 리드 프레임, 팔라듐을 피복한 구리 리드 프레임 또는 42 알로이제 리드 프레임을 사용하여, (1) 온도 230℃, 압력 6MPa, 시간 10초, (2) 온도 350℃, 압력 3MPa, 시간 3초, 또는 (3) 온도 250℃, 압력 6MPa, 시간 10초 중 어느 것의 접착 조건으로 부착할 수 있다.
특히, 밀봉 공정을 행하기 직전의 접착층과 리드 프레임 사이의 90도 필 강도는, 25℃에서 5N/ｍ 이상이어도 되고, 10N/ｍ 이상이어도 되고, 50N/ｍ 이상이어도 된다. 밀봉 공정을 행하기 직전의 90도 필 강도가 5N/m 미만인 경우, 밀봉 공정시에 리드 프레임과 접착층 사이에 밀봉 수지가 들어간다는 등의 문제가 발생한다. 여기서, 밀봉 공정을 행하기 직전이란, 밀봉 공정 전이며, 또한 밀봉 공정 전에 행하는 모든 공정이 종료되었을 때를 의미한다.
가보호 필름을 리드 프레임에 부착한(접착한) 후, 밀봉 공정을 행하기 전에, 가보호 필름 구비 리드 프레임을 가열하는 가열 공정을 행해도 된다. 이에 의해, 접착층과 리드 프레임의 접착 강도를 향상시킬 수도 있다. 가열 공정에서의 가열 온도는 특별히 한정되지 않지만, 접착층과 리드 프레임의 접착 강도를 향상시키기 위해서는, 100℃ 이상이어도 된다. 가열 온도는, 리드 프레임 및 가보호 필름의 내열성의 관점에서, 400℃ 이하여도 된다. 마찬가지의 이유로, 가열 온도는 130℃ 이상 350℃ 이하여도 된다. 가열 시간은 특별히 한정되지 않지만, 접착층과 리드 프레임의 접착 강도를 충분히 향상시키기 위해 10초 이상이어도 된다. 마찬가지의 이유로 가열 시간은 1분 이상 2시간 이내여도 된다.
상기한 가열 공정을, 생산성의 관점에서, 밀봉 공정으로 이행하기 전의 여러 공정(예를 들어, 은 페이스트 등의 접착제의 경화 공정(반도체 소자의 접착 공정), 리플로우 접속 공정, 와이어 본드 공정 등)에 있어서의 가열에 의해 행해도 된다. 예를 들어, 상기한 바와 같이, 반도체 소자의 접착 공정에서는 통상, 접착에 사용하는 접착제를 경화시키기 위해 140 내지 200℃에서 30분 내지 2시간의 가열이 행해진다. 따라서, 상기한 가열 공정을 이들 여러 공정에서의 가열에 의해 행할 수 있다.
가보호 필름을, 리드 프레임에, 접착층이 리드 프레임에 접하도록 부착하고, 다이 패드의 가보호 필름과는 반대측의 면 상에 반도체 소자를 탑재하고, 이어서 반도체 소자, 리드 프레임 및 가보호 필름을 가열한 후, 접착층과 접하면서 반도체 소자를 밀봉하는 밀봉층을 형성했을 때에, 접착층과 리드 프레임 및 밀봉층 사이의 90도 필 강도(밀봉 후 필 강도)는, 180℃에서 600N/m 이하여도 되고, 500N/m 이하여도 되고, 400N/m 이하여도 된다. 밀봉 후 필 강도가 600N/m을 초과하는 경우, 리드 프레임 및 밀봉층에 응력이 가해졌을 때에, 파손되는 경우가 있다. 밀봉 후 필 강도는 0N/ｍ 이상이어도 되고, 3N/ｍ 이상이어도 되고, 5N/ｍ 이상이어도 된다. 여기서, 반도체 소자, 리드 프레임 및 가보호 필름을 가열할 때의 온도 범위는, 250 내지 400℃여도 된다. 리드 프레임 및 가보호 필름을 250 내지 400℃의 온도 범위에서 가열하는 시간(가열 시간)은, 1 내지 5분간이어도 된다.
밀봉 후 필 강도는, JIS Z 0237의 90도 박리법에 준하여, 리드 프레임 및 밀봉층에 대하여 가보호 필름을 90도 방향으로 박리하여 측정한다. 구체적으로는, 180℃에서 매분 270 내지 330mm, 또는 매분 300mm의 속도로 가보호 필름을 박리할 때의 90도 필 강도를, AUTOGRAPH AGS-1000G(가부시키가이샤 시마즈 세이사쿠쇼제)로 측정한다.
밀봉 후 필 강도의 측정은, 밀봉 성형 후에 행해진다. 밀봉 성형의 조건은 특별히 제한은 없지만, 후술하는 반도체 장치의 제조 방법에 있어서의 밀봉 조건이어도 된다. 예를 들어, 밀봉재로서 GE-300(히타치 가세이 가부시키가이샤제)을 사용하여, 온도 180℃, 압력 7MPa, 시간 3분의 조건으로 밀봉을 행하고, 이어서 180℃에서 5시간 가열하여 밀봉재를 경화시켜도 된다.
<접착층>
접착층은, 수지를 함유한다. 접착층의 형성에 사용되는 수지(이하, 「수지 (a)」라고도 한다.)는, 아미드기(-NHCO-), 에스테르기(-CO-O-), 이미드기(-NR2, 단 R은 각각 -CO-이다), 에테르기(-O-) 또는 술폰기(-SO2-)를 갖는 열가소성 수지여도 된다. 수지 (a)는, 아미드기, 에스테르기, 이미드기 또는 에테르기를 갖는 열가소성 수지여도 된다. 수지 (a)의 구체예로서는, 방향족 폴리아미드, 방향족 폴리에스테르, 방향족 폴리이미드, 방향족 폴리아미드 이미드, 방향족 폴리에테르, 방향족 폴리에테르아미드이미드, 방향족 폴리에테르아미드, 방향족 폴리에스테르이미드 및 방향족 폴리에테르이미드를 들 수 있다. 내열성 및 접착성의 관점에서, 수지 (a)는, 방향족 폴리에테르아미드이미드, 방향족 폴리에테르이미드 및 방향족 폴리에테르아미드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이다.
수지 (a)는, 염기 성분인 방향족 디아민 또는 비스페놀 등과, 산 성분인 디카르복실산, 트리카르복실산, 테트라카르복실산 혹은 방향족 염화물 또는 이들의 반응성 유도체를 중축합시켜 제조할 수 있다. 즉, 아민과 산의 반응에 사용되고 있는 통상의 방법으로 행할 수 있으며, 여러 조건 등에 대해서도 특별히 제한은 없다. 방향족 디카르복실산, 방향족 트리카르복실산 또는 이들의 반응성 유도체와 디아민의 중축합 반응에 대해서는, 통상의 방법이 사용된다.
방향족 폴리에테르이미드, 방향족 폴리에테르아미드이미드 또는 방향족 폴리에테르아미드의 합성에 사용되는 염기 성분으로서는, 예를 들어 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판, 비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]술폰, 4,4'-디아미노디페닐에테르, 비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]에테르, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)]헥사플루오로프로판 등의 에테르기를 갖는 방향족 디아민; 4,4'-메틸렌비스(2,6-디이소프로필아민) 등의 에테르기를 갖지 않는 방향족 디아민; 1,3-비스(3-아미노프로필)-테트라메틸디실록산 등의 실록산디아민; 및 1,12-디아미노도데칸, 1,6-디아미노헥산 등의 α,ω-디아미노알칸을 사용해도 된다. 염기 성분 총량 중, 상기한 에테르기를 갖는 방향족 디아민을 40 내지 100몰％, 또는 50 내지 97몰％, 에테르기를 갖지 않는 방향족 디아민, 실록산 디아민 및 α,ω-디아미노알칸으로부터 선택되는 적어도 1종을 0 내지 60몰％, 또는 3 내지 50몰％의 양으로 사용해도 된다. 염기 성분의 구체예로서는, (1) 에테르기를 갖는 방향족 디아민 60 내지 89몰％, 또는 68 내지 82몰％와, 실록산 디아민 1 내지 10몰％, 또는 3 내지 7몰％와, α,ω-디아미노알칸 10 내지 30몰％, 또는 15 내지 25몰％를 포함하는 염기 성분, (2) 에테르기를 갖는 방향족 디아민 90 내지 99몰％, 또는 93 내지 97몰％와, 실록산디아민 1 내지 10몰％, 또는 3 내지 7몰％를 포함하는 염기 성분, (3) 에테르기를 갖는 방향족 디아민 40 내지 70몰％, 또는 45 내지 60몰％와, 에테르기를 갖지 않는 방향족 디아민 30 내지 60몰％, 또는 40 내지 55몰％를 포함하는 염기 성분을 들 수 있다.
방향족 폴리에테르이미드, 방향족 폴리에테르아미드이미드 또는 방향족 폴리에테르아미드의 합성에 사용되는 산 성분으로서는, 예를 들어 (A) 무수 트리멜리트산, 무수 트리멜리트산클로라이드 등의 무수 트리멜리트산의 반응성 유도체, 피로멜리트산 이무수물 등의 단핵 방향족 트리카르복실산 무수물 또는 단핵 방향족 테트라카르복실산 이무수물, (B) 비스페놀 A 비스트리멜리테이트 이무수물, 옥시디프탈산 무수물 등의 다핵 방향족 테트라카르복실산 이무수물, (C) 테레프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산클로라이드, 이소프탈산클로라이드 등의 프탈산의 반응성 유도체 등의 방향족 디카르복실산 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 상기 염기 성분 (1) 또는 (2) 1몰당, 상기 산 성분 (A) 0.95 내지 1.05몰, 또는 0.98 내지 1.02몰을 반응시켜 얻어지는 방향족 폴리에테르아미드이미드, 및 상기 염기 성분 (3) 1몰당, 상기 산 성분 (B) 0.95 내지 1.05몰, 또는 0.98 내지 1.02몰을 반응시켜 얻어지는 방향족 폴리에테르이미드를 사용해도 된다.
접착층은, 실란 커플링제를 더 함유하고 있어도 된다. 실란 커플링제는, 예를 들어 하기 식 (I):
Figure ptm00003
로 표시되는 화합물이어도 된다. 식 (I) 중, R1, R2 및 R3은, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 3의 알콕시기, 탄소수 1 내지 6의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴기를 나타낸다.
R1, R2 또는 R3으로서의 탄소수 1 내지 3의 알콕시기의 예로서는, 예를 들어 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기를 들 수 있다. R1, R2 또는 R3으로서의 탄소수 1 내지 6의 알킬기의 예로서는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 헥실기를 들 수 있다. R1, R2 또는 R3으로서의 탄소수 6 내지 12의 아릴기의 예로서는, 페닐기, 톨릴기, 크실릴기, 나프틸기를 들 수 있다.
식 (I) 중, X는, 하기 식 (IIa), (IIb), (IIc), (IId) 또는 (IIe):
Figure ptm00004
로 표시되는 기여도 된다. 이들 식 중, *는 탄소 원자와의 결합 부위를 나타낸다.
실란 커플링제는, 식 (I) 중의 X가 식 (IIa)로 표시되는 기인, 하기 식 (IIIa):
Figure ptm00005
로 표시되는 화합물이어도 된다. 식 (IIIa) 중, R4는, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기 또는 수소 원자를 나타낸다. R4로서의 탄소수 1 내지 6의 알킬기의 예로서는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 헥실기를 들 수 있다. R4로서의 아릴기의 예로서는, 페닐기, 톨릴기, 크실릴기, 나프틸기 등의 탄소수 6 내지 12의 1가의 아릴기를 들 수 있다.
식 (IIIa)로 표시되는 화합물의 예로서는, 예를 들어 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필메틸디메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필메틸디에톡시실란, 3-페닐아미노프로필트리메톡시실란, 3-페닐아미노프로필트리에톡시실란, 3-페닐아미노프로필메틸디메톡시실란, 3-페닐아미노프로필메틸디에톡시실란, 3-메틸아미노프로필트리메톡시실란, 3-메틸아미노프로필트리에톡시실란, 3-에틸아미노프로필트리메톡시실란, 3-에틸아미노프로필트리에톡시실란을 들 수 있다.
실란 커플링제는, 식 (I) 중의 X가 식 (IIb)로 표시되는 기인, 하기 식 (IIIb):
Figure ptm00006
로 표시되는 화합물이어도 된다. 식 (IIIb) 중, R5는, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기 또는 수소 원자를 나타낸다. R5로서의 탄소수 1 내지 6의 알킬기 및 탄소수 6 내지 12의 아릴기의 예로서는, 식 (IIIa)의 R4와 마찬가지의 것을 들 수 있다.
식 (IIIb)로 표시되는 화합물의 예로서는, 예를 들어 N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디에톡시실란, N-(2-페닐아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-페닐아미노에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란, N-(2-페닐아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-메틸아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-메틸아미노에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란, N-(2-에틸아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-에틸아미노에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란을 들 수 있다.
실란 커플링제는, 식 (I) 중의 X가 식 (IIc)로 표시되는 기인, 하기 식 (IIIc):
Figure ptm00007
로 표시되는 화합물이어도 된다.
식 (IIIc)로 표시되는 화합물의 예로서는, 예를 들어 3-이소시아나토프로필트리메톡시실란, 3-이소시아나토프로필메틸디메톡시실란, 3-이소시아나토프로필트리에톡시실란, 3-이소시아나토프로필메틸디에톡시실란을 들 수 있다.
실란 커플링제는, 식 (I) 중의 X가 식 (IId)로 표시되는 기인, 하기 식 (IIId):
Figure ptm00008
로 표시되는 화합물이어도 된다. 식 (IIId) 중, R5는, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기 또는 수소 원자를 나타낸다. R6으로서의 탄소수 1 내지 6의 알킬기 및 탄소수 6 내지 12의 아릴기의 예로서는, 식 (IIIa)의 R4와 마찬가지의 것을 들 수 있다.
식 (IIId)로 표시되는 화합물의 예로서는, 예를 들어 3-우레이도프로필트리메톡시실란, 3-우레이도프로필메틸디메톡시실란, 3-우레이도프로필트리에톡시실란, 3-우레이도프로필메틸디에톡시실란, 3-(3-페닐우레이도)프로필트리에톡시실란, 3-(3-메틸우레이도)프로필트리에톡시실란, 3-(3-에틸우레이도)프로필트리에톡시실란, 3-(3-프로필우레이도)프로필트리에톡시실란, 3-(3-부틸우레이도)프로필트리에톡시실란, 3-(3-헥실우레이도)프로필트리에톡시실란, 3-(3-페닐우레이도)프로필트리메톡시실란, 3-(3-메틸우레이도)프로필트리메톡시실란, 3-(3-에틸우레이도)프로필트리메톡시실란, 3-(3-프로필우레이도)프로필트리메톡시실란, 3-(3-부틸우레이도)프로필트리메톡시실란, 3-(3-헥실우레이도)프로필트리메톡시실란을 들 수 있다.
실란 커플링제는, 식 (I) 중의 X가 식 (IIe)로 표시되는 기인, 하기 식 (IIIe):
Figure ptm00009
로 표시되는 화합물이어도 된다.
식 (IIIe)로 표시되는 화합물의 예로서는, 예를 들어 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란을 들 수 있다.
실란 커플링제는 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
실란 커플링제의 함유량은, 수지 (a) 전량에 대하여 1 내지 40질량％여도 되고, 1 내지 35질량％여도 되고, 2 내지 35질량％여도 되고, 3 내지 30질량％여도 되고, 5질량％ 초과 35질량％ 이하여도 되고, 5질량％ 초과 30질량％ 이하여도 되고, 5질량％ 초과 20질량％ 이하여도 된다. 실란 커플링제의 함유량이 1질량％ 이상인 경우, 밀봉한 후에 접착층과 리드 프레임 및 밀봉층의 밀착성이 충분히 저하되고, 실온(25℃)에서 가보호 필름을 박리하는 것이 보다 용이해지는 경향이 있다. 또한, 실란 커플링제의 함유량이 40질량％ 이하인 경우, 바니시의 겔화, 점도 저하 등이 일어나기 어려워지기 때문에, 바니시의 안정성이 보다 향상되고, 가보호 필름의 제작이 보다 용이해지는 경향이 있다.
접착층은, 세라믹 분말, 유리 분말, 은 분말, 구리 분말, 수지 입자, 고무 입자 등의 필러, 커플링제(단, 상술한 실란 커플링제에 해당하는 것을 제외한다.)를 함유하고 있어도 된다. 접착층이 필러를 함유하는 경우, 필러의 함유량은 수지 (a) 100질량부에 대하여 1 내지 30질량부여도 되고, 5 내지 15질량부여도 된다.
커플링제(단, 상술한 실란 커플링제에 해당하는 것을 제외한다.)로서는, 예를 들어 티타네이트, 알루미늄킬레이트, 지르코알루미네이트를 들 수 있다. 커플링제의 함유량은, 수지 (a) 100질량부에 대하여 1 내지 15질량부여도 되고, 2 내지 10질량부여도 된다. 커플링제의 함유량은, 수지 (a) 100질량부에 대하여 1 내지 30질량부여도 되고, 5 내지 15질량부여도 된다.
접착성, 내열성의 관점에서, 접착층의 유리 전이 온도는 100 내지 300℃여도 되고, 130 내지 280℃여도 되고, 150 내지 250℃여도 된다. 유리 전이 온도가 100℃ 이상인 경우, 리드 프레임 및 밀봉층과 접착층의 접착 강도가 밀봉 공정 후에 지나치게 높아지지 않고, 또한 와이어 본드 공정에 있어서, 접착층이 연화되기 때문에 와이어 접속시의 힘이 분산되어, 와이어의 접속 불량이 일어나기 어려워진다. 한편, 유리 전이 온도가 300℃ 이하인 경우, 리드 프레임에 대한 접착 강도의 저하가 억제되기 때문에, 반송 공정에서의 박리, 밀봉시에 밀봉재의 누설 등이 발생하기 어려워진다.
접착층의 5％ 중량 감소 온도는, 300℃ 이상이어도 되고, 350℃ 이상이어도 되고, 400℃ 이상이어도 된다. 접착층의 5％ 중량 감소 온도가 300℃ 이상인 경우, 리드 프레임에 가보호 필름을 부착할 때의 열 및 와이어 본드 공정의 열에 의한 아웃 가스가 억제되어, 리드 프레임 및 와이어가 오염되기 어려운 경향이 있다. 또한, 접착층의 5％ 중량 감소 온도는, 시차 열천칭(세이코 인스트루먼츠 가부시끼가이샤제, TG/DTA220)에 의해, 승온 속도 10℃/분으로 측정하여 구할 수 있다.
접착층의 200℃에서의 탄성률은 1MPa 이상이어도 되고, 3MPa 이상이어도 된다. 와이어 본드 온도는 특별히 제한은 없지만, 일반적으로는 200 내지 230℃ 정도이고, 200℃ 전후가 널리 사용된다. 따라서, 200℃에서의 탄성률이 1MPa 이상인 경우, 와이어 본드 공정에서의 열에 의한 접착층의 연화가 억제되어, 와이어의 접합 불량이 발생하기 어려운 경향이 있다. 접착층의 200℃에서의 탄성률의 상한은 2000MPa여도 되고, 1500MPa여도 되고, 1000MPa여도 된다. 접착층의 200℃에서의 탄성률은, 동적 점탄성 측정 장치(가부시키가이샤 유비엠제, Rheogel-E4000)에, 척간 거리 20mm로 세팅하고, 사인파, 승온 속도 5℃/분, 주파수 10Hz의 인장 모드에 의해 측정할 수 있다.
접착층의 두께 (A)는, 가보호 필름의 컬이 한층 더 억제되기 쉬워진다는 관점에서, 20㎛ 이하, 18㎛ 이하, 16㎛ 이하, 14㎛ 이하, 12㎛ 이하, 10㎛ 이하, 9㎛ 이하 또는 8㎛ 이하여도 된다. 또한, 접착층의 두께 (A)는, 1㎛ 이상, 2㎛ 이상, 3㎛ 이상, 4㎛ 이상, 5㎛ 이상, 6㎛ 이상, 7㎛ 이상 또는 8㎛ 이상이어도 된다. 접착층의 두께 (A)는 1 내지 20 이하여도 되고, 1 내지 15 이하여도 되고, 1 내지 8㎛ 이하여도 된다. 접착층의 두께가 1㎛ 이상인 경우, 충분한 접착성을 확보할 수 있으며, 밀봉시에 밀봉재가 누설되기 어려워지는 경향이 있다. 접착층의 두께 (A)가 20㎛ 이하인 경우에는, 가보호 필름의 층 두께가 얇아져 경제성이 우수한 경향이 있을 뿐만 아니라, 300℃ 이상의 열 처리를 행할 때의 보이드의 발생이 한층 더 억제된다. 또한, 접착층의 두께 (A)가 20㎛ 이하인 경우, 열 처리시의 습윤성의 상승이 억제되고, 피착재와 접착층이 견고하게 부착되는 것이 억제되기 때문에, 박리성이 한층 더 우수해진다.
지지 필름의 양면에 접착층을 마련한 경우에는, 양 접착층의 두께의 비(리드 프레임과 접착하는 측에 마련된 접착층의 두께:반대측에 마련된 접착층의 두께)는 0.8:1 내지 1.2:1이어도 되고, 0.9:1 내지 1.1:1이어도 되고, 1:1이어도 된다.
<지지 필름>
지지 필름은 특별히 제한되지 않지만, 접착층 또는 비접착층의 형성에 사용되는 수지의 도공, 건조, 반도체 장치 조립 공정 중의 열에 견딜 수 있는 수지(내열성 수지)를 포함하는 필름이어도 된다. 지지 필름은, 예를 들어 방향족 폴리이미드, 방향족 폴리아미드, 방향족 폴리아미드이미드, 방향족 폴리술폰, 방향족 폴리에테르술폰, 폴리페닐렌술피드, 방향족 폴리에테르케톤, 폴리아릴레이트, 방향족 폴리에테르에테르케톤 및 폴리에틸렌나프탈레이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 중합체의 필름이어도 된다.
지지 필름의 유리 전이 온도는, 내열성을 향상시키기 위해 200℃ 이상이어도 되고, 250℃ 이상이어도 된다. 상기한 중합체의 필름을 사용함으로써, 다이 패드에 반도체 소자를 접착하는 공정, 와이어 본드 공정, 밀봉 공정, 가보호 필름을 밀봉 성형체로부터 박리하는 공정 등의 열이 가해지는 공정에 있어서, 지지 필름이 연화되지 않고, 효율적으로 작업을 행할 수 있다.
가보호 필름을 리드 프레임에 부착한 후의 리드 프레임의 휨을 저감하기 위해, 지지 필름의 20 내지 200℃에서의 선팽창 계수는 3.0×10-5/℃ 이하여도 되고, 2.5×10-5/℃ 이하여도 되고, 2.0×10-5/℃ 이하여도 된다. 지지 필름의 20 내지 200℃에서의 선팽창 계수는, JIS K 7197에 준하여 행한다. 측정은 열 기계 분석 장치(TMA)를 사용한다. 척간 거리는 10mm로 세팅하고, 20 내지 200℃의 열팽창률을 산출한다.
가보호 필름을 리드 프레임에 부착한 후의 리드 프레임의 휨을 저감하기 위해, 지지 필름의 200℃에서 60분간 가열되었을 때의 수축률(가열 수축률)은 0.15％ 이하여도 되고, 0.13％ 이하여도 되고, 0.10％ 이하여도 된다. 가열 수축률의 측정은, JIS K 7133에 준하여 행할 수 있다. 가열 수축률의 측정에서는, CNC 화상 측정 시스템(NEXIV)을 사용한다. 가열 수축률은, 열 처리 전후의 지지 필름에 있어서의 MD 방향(길이 방향) 또는 TD 방향(MD 방향에 수직인 방향)의 치수의 차를 측정함으로써 구할 수 있다. 열 처리 조건은, 온도 200℃, 시간 60분간이다. 가열 수축률은, MD 방향 및 TD 방향 중, 어느 큰 방향에 있어서의 측정값이다.
지지 필름은, 접착층에 대하여 밀착성이 충분히 높은 것이 바람직하다. 밀착성이 낮으면, 100 내지 300℃의 온도에서 리드 프레임 및 밀봉재로부터 박리했을 때, 접착층(2)과 지지 필름의 계면에서 박리가 발생하기 쉽고, 리드 프레임 및 밀봉재에 수지가 잔류하기 쉽다. 지지 필름은 내열성을 갖고, 또한 접착층에 대한 밀착성이 충분히 높은 것이 바람직하다는 점에서, 폴리이미드 필름이어도 된다.
지지 필름은, 접착층에 대한 밀착성을 충분히 높이기 위해, 표면을 처리해도 된다. 지지 필름의 표면 처리 방법으로서는, 특별히 제한되지 않지만, 알칼리 처리, 실란 커플링 처리 등의 화학 처리, 샌드매트 처리 등의 물리적 처리, 플라스마 처리, 코로나 처리 등을 들 수 있다.
지지 필름의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 5 내지 100㎛여도 되고, 5 내지 50㎛ 이하여도 된다. 지지 필름의 두께가 5㎛ 미만인 경우에는, 가보호 필름에 주름이 들어가 쉬워 작업성이 떨어지는 경향이 있으며, 100㎛ 초과인 경우에는, 가보호 필름을 리드 프레임에 부착한 후의 리드 프레임의 휨이 커지는 경향이 있다.
지지 필름의 재질을, 상기한 중합체 이외의 구리, 알루미늄, 스테인리스 스틸 및 니켈로 이루어지는 군으로부터 선택할 수도 있다. 지지 필름을 상기한 금속으로 함으로써, 리드 프레임과 지지 필름의 선팽창 계수를 가깝게 하고, 가보호 필름을 리드 프레임에 부착한 후의 리드 프레임의 휨을 저감할 수 있다.
지지 필름의 두께 T1에 대한 접착층의 두께 T2의 비 T2/T1은, 0.5 이하여도 되고, 0.3 이하여도 되고, 0.2 이하여도 된다. 여기에서 말하는 접착층의 두께 T2는, 지지 필름에 형성된 접착층의 편면만의 두께이다. 지지 필름의 양면 상에 접착층이 마련되어 있는 경우, 접착층의 두께 T2는 두꺼운 쪽의 접착층의 두께이다.
T2/T1이 0.5를 초과하는 경우, 도공 후의 용제 제거시의 접착층의 부피 감소에 의해 필름이 컬링되기 쉽고, 리드 프레임에 부착할 때의 작업성이 저하되기 쉬운 경향이 있다.
<비접착층>
비접착층은, 리드 프레임에 대한 접착성(또는 감압 접착성)을 0 내지 270℃에서 실질적으로 갖지 않는 수지층이다. 비접착층은, 고온에서 연화되기 어려운 수지층이어도 되고, 예를 들어 높은 유리 전이 온도를 갖는 수지층이 비접착층으로서 기능할 수 있다.
비접착층은, 수지를 함유한다. 비접착층의 형성에 사용되는 수지(이하, 「수지 (b)」라 한다.)의 조성은 특별히 제한되지 않지만, 열가소성 수지 및 열경화성 수지를 모두 사용할 수 있다. 열가소성 수지의 조성은 특별히 제한은 없지만, 아미드기, 에스테르기, 이미드기, 에테르기 또는 술폰기를 갖는 열가소성 수지여도 된다. 또한, 열경화성 수지의 조성은 특별히 제한은 없지만, 예를 들어 에폭시 수지, 페놀 수지, 비스말레이미드 수지(예를 들어, 비스(4-말레이미드페닐)메탄을 단량체로 하는 비스말레이미드 수지) 등이어도 된다. 또한, 열가소성 수지와 열경화성 수지를 조합하여 사용할 수도 있다. 열가소성 수지와 열경화성 수지를 조합하는 경우, 열가소성 수지 100질량부에 대하여 열경화성 수지 5 내지 100질량부로 해도 되고, 20 내지 70질량부로 해도 된다.
비접착층은, 세라믹 분말, 유리 분말, 은 분말, 구리 분말, 수지 입자, 고무 입자 등의 필러, 커플링제 등을 함유해도 된다. 비접착층이 필러를 함유하는 경우, 필러의 함유량은, 수지 (b) 100질량부에 대하 여1 내지 30질량부여도 되고, 5 내지 15질량부여도 된다. 커플링제의 함유량은, 수지 (b) 100질량부에 대하여 1 내지 20질량부여도 되고, 2 내지 15질량부여도 된다.
비접착층의 200℃에서의 탄성률은 10MPa 이상이어도 되고, 100MPa 이상이어도 되고, 1000MPa 이상이어도 된다. 비접착층의 200℃에서의 탄성률이 10MPa 이상인 경우, 와이어 본드 공정 등의 열이 가해지는 공정에서 연화되기 어려워지고, 금형 및 지그에 부착되기 어려워지는 경향이 있다. 비접착층의 200℃에서의 탄성률은, 2000MPa 이하여도 되고, 1800MPa 이하여도 된다.
비접착층의 200℃에서의 탄성률은, 동적 점탄성 측정 장치(가부시키가이샤 유비엠제, Rheogel-E4000)에 척간 거리 20mm로 세팅하고, 사인파, 승온 속도 5℃/분, 주파수 10Hz의 인장 모드에 의해 측정할 수 있다.
비접착층의 금형 및 지그에 대한 접착력은, 공정상, 금형 및/또는 지그에 붙지 않을 정도로 낮으면 특별히 제한은 없지만, 상온(예를 들어 25℃)에서의 비접착층과 금형 및 지그 사이의 박리 각도 90도의 필 강도는, 5N/m 미만이어도 되고, 1N/m 이하여도 된다. 이 필 강도는, 예를 들어 놋쇠제의 금형에 온도 250℃, 압력 8MPa로 10초간 압착한 후에 측정한다.
비접착층의 유리 전이 온도는, 다이 패드에 반도체 소자를 접착하는 공정, 와이어 본드 공정, 밀봉 공정, 가보호 필름을 밀봉 성형체로부터 박리하는 공정 등에서 연화되기 어렵고, 또한 금형 및 지그에 부착되기 어렵게 하기 위해, 150℃ 이상이어도 되고, 200℃ 이상이어도 되고, 250℃ 이상이어도 된다. 비접착층의 유리 전이 온도는 350℃ 이하여도 되고, 300℃ 이하여도 된다.
<가보호 필름의 제조 방법>
일 실시 형태에 관한 가보호 필름은, 예를 들어 이하의 방법에 의해 제조할 수 있다. 우선, 수지 (a)와, N-메틸-2-피롤리돈, 디메틸아세트아미드, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 테트라히드로푸란, 시클로헥사논, 메틸에틸케톤, 디메틸포름아미드 등의 용제와, 필요에 따라 실란 커플링제 등의 다른 성분을 혼합하여, 수지 (a) 또는 그의 전구체를 포함하는 접착층 형성용의 바니시를 제작한다. 제작한 접착층 형성용의 바니시를 지지 필름의 편면 또는 양면 상에 도포한 후, 가열 처리에 의해 도막으로부터 용제를 제거하여, 지지 필름의 편면 또는 양면 상에 접착층을 형성한다. 이에 의해, 2층 구조 또는 3층 구조의 가보호 필름을 얻을 수 있다. 또한, 수지 (a) 대신에 바니시 도포 후의 가열 처리 등에 의해 용제가 제거됨과 함께, 수지 (a)(예를 들어 폴리이미드 수지)가 되는 수지 (a)의 전구체(예를 들어 폴리이미드 수지)를 사용해도 된다. 도공면의 표면 상태 등의 면에서, 수지 (a)를 포함하는 바니시를 사용해도 된다.
지지 필름의 한쪽의 면 상에 접착층이 마련된 2층 구조의 가보호 필름은, 다른쪽의 면 상에 비접착층을 마련하여, 3층 구조의 가보호 필름으로 해도 된다. 접착층, 지지 필름 및 비접착층을 구비하는 3층 구조의 가보호 필름은, 예를 들어 이하의 방법에 의해 제조할 수 있다. 우선, 수지 (b)와, N-메틸-2-피롤리돈, 디메틸아세트아미드, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 테트라히드로푸란, 시클로헥사논, 메틸에틸케톤, 디메틸포름아미드 등의 용제와, 필요에 따라 실란 커플링제 등의 다른 성분을 혼합하여, 수지 (b) 또는 그의 전구체를 포함하는 비접착층 형성용의 바니시를 제작한다. 제작한 비접착층 형성용의 바니시를 2층 구조의 가보호 필름의 지지 필름의 접착층이 마련된 면과는 반대측의 면 상에 도포한 후, 가열 처리에 의해 도막으로부터 용제를 제거하여, 지지 필름의 접착층이 마련된 면과는 반대측의 면 상에 비접착층을 형성한다. 이에 의해, 접착층, 지지 필름 및 비접착층을 구비하는 3층 구조의 가보호 필름을 얻을 수 있다. 또한, 수지 (b) 대신에, 바니시 도포 후의 가열 처리 등에 의해 용제가 제거됨과 함께, 수지 (b)(예를 들어 폴리이미드 수지)가 되는 수지 (b)의 전구체(예를 들어 폴리이미드 수지)를 사용해도 된다. 도공면의 표면 상태 등의 면에서, 수지 (b)를 포함하는 바니시를 사용해도 된다.
바니시를 지지 필름의 편면 상에 도포하는 방법으로서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 롤 코트, 리버스 롤 코트, 그라비아 코트, 바 코트, 콤마 코트, 다이 코트, 감압 다이 코트를 사용할 수 있다. 지지 필름의 양면 상에 도포하는 경우, 수지 또는 그의 전구체를 포함하는 바니시 중에 지지 필름을 통해 도포해도 된다.
바니시 도포 후에, 지지 필름을 용제의 제거, 이미드화 등을 위해 가열 처리하는 경우의 처리 온도는, 수지(수지 (a) 또는 (b))를 포함하는 바니시를 사용하는지, 수지의 전구체를 포함하는 바니시를 사용하는지로 상이해도 된다. 처리 온도는, 수지를 포함하는 바니시를 사용하는 경우에는, 용제를 제거할 수 있는 온도이면 되고, 수지의 전구체를 포함하는 바니시를 사용하는 경우에는, 수지의 전구체를 수지로 하기(예를 들어 이미드화하기) 위해 접착층 또는 비접착층의 유리 전이 온도 이상이어도 된다.
비접착층의 두께는, 예를 들어 10㎛ 이하, 9㎛ 이하, 8㎛ 이하 또는 7㎛ 이하여도 된다. 비접착층의 두께는, 예를 들어 1㎛ 이상, 2㎛ 이상, 3㎛ 이상, 4㎛ 이상, 5㎛ 이상 또는 6㎛ 이상이어도 된다. 비접착층의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 1 내지 10㎛ 또는 1 내지 8㎛여도 된다.
<반도체 장치의 제조 방법>
일 실시 형태에 관한 가보호 필름을 사용한 반도체 소자의 밀봉 성형 공정을 포함하는 방법에 의해, 반도체 장치를 제조할 수 있다. 제조되는 반도체 장치는, 예를 들어 리드 프레임 및 이에 탑재된 반도체 소자와, 리드 프레임의 반도체 소자측에서 반도체 소자를 밀봉하는 밀봉층을 갖고, 리드 프레임의 이면이 외부 접속용에 노출되어 있는 Non Lead Type Package여도 된다. 그의 구체예로서는, QFN(Quad Flat Non-leaded Package), SON(Small Outline Non-leaded Package)을 들 수 있다.
도 3 및 4는, 일 실시 형태에 관한 반도체 장치의 제조 방법을 도시하는 단면도이다. 도 5는, 도 3 및 4의 제조 방법에 의해 얻어지는 반도체 장치의 일 실시 형태를 도시하는 단면도이다. 이하, 필요에 따라 각 도면을 참조하여, 각 공정을 설명한다.
도 3의 실시 형태에 관한 반도체 장치의 제조 방법은, 다이 패드(11a) 및 이너 리드(11b)를 갖는 리드 프레임(11)의 편면(이면)에 가보호 필름(10)을, 그의 접착층이 리드 프레임에 접하는 방향에서 부착하는 공정과, 다이 패드(11a)의 가보호 필름(10)과는 반대측의 면 상에 반도체 소자(14)를 탑재(접착)하는 공정과, 반도체 소자(14)와 이너 리드(11b)를 접속하는 와이어(12)를 마련하는 공정과, 반도체 소자(14) 및 와이어(12)를 밀봉하는 밀봉층(13)을 형성하여, 리드 프레임(11), 반도체 소자(14) 및 밀봉층(13)을 갖는 밀봉 성형체(20)를 얻는 공정과, 밀봉 성형체(20)로부터 가보호 필름(10)을 박리하는 공정을 이 순서대로 구비한다.
리드 프레임(11)으로의 가보호 필름(10)의 부착은, 상온(예를 들어, 5 내지 35℃)에서 행할 수 있다. 부착의 방법은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 롤 라미네이트법이어도 된다.
리드 프레임(11)으로의 가보호 필름(10)의 접착 조건은 특별히 제한은 없지만, 접착 온도는 150 내지 400℃여도 되고, 180 내지 350℃여도 되고, 200 내지 300℃여도 된다. 접착 온도가 150℃ 이상인 경우, 리드 프레임(11)과 접착층(2)의 접착 강도가 보다 향상되는 경향이 있다. 또한, 접착 온도가 400℃ 이하인 경우, 리드 프레임(11)의 열화가 보다 억제되는 경향이 있다.
리드 프레임(11)으로의 가보호 필름(10)의 접착 압력은 0.5 내지 30MPa여도 되고, 1 내지 20MPa여도 되고, 3 내지 15MPa여도 된다. 접착 압력이 0.5MPa 이상인 경우, 접착층(2)과 리드 프레임(11)의 접착 강도가 보다 향상되는 경향이 있다. 또한, 접착 압력이 30MPa 이하인 경우, 리드 프레임(11)의 파손이 보다 억제되기 쉬운 경향이 있다.
리드 프레임(11)으로의 가보호 필름(10)의 접착 시간은 0.1 내지 60초의 사이여도 되고, 1 내지 30초여도 되고, 3 내지 20초여도 된다. 접착 시간이 0.1초 이상인 경우, 접착층(2)과 리드 프레임(11)의 접착 강도를 보다 향상시키기 쉬운 경향이 있다. 또한, 접착 시간이 60초 이내인 경우, 작업성과 생산성을 보다 향상시키기 쉬운 경향이 있다. 또한, 압력을 가하기 전에, 5 내지 60초 정도의 예비 가열을 행해도 된다.
리드 프레임(11)의 재질은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 42 알로이 등의 철계 합금, 구리, 또는 구리계 합금이어도 된다. 또한, 구리 및 구리계 합금을 사용하는 경우, 리드 프레임의 표면에 팔라듐, 금, 은 등의 피복 처리를 실시해도 된다.
반도체 소자(14)는, 통상, 접착제(예를 들어, 은 페이스트)를 통해 다이 패드(11a)에 탑재(접착)된다. 가열 처리(예를 들어, 140 내지 200℃, 30분 내지 2시간)에 의해, 접착제를 경화시켜도 된다.
반도체 소자를 탑재(접착)한 후에, 최대 온도 250 내지 400℃의 온도 범위에서, 1 내지 30분간의 조건으로 리플로우 접속(Cu Clip 접속 등)을 행해도 된다.
와이어(12)는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 금선, 구리선 또는 팔라듐 피복 구리선이어도 된다. 예를 들어, 200 내지 270℃에서 3 내지 60분간 가열하여 초음파와 누름 압력을 이용하여, 반도체 소자 및 이너 리드를 와이어(12)와 접합해도 된다.
밀봉 성형의 공정에서는, 밀봉재를 사용하여 밀봉층(13)이 형성된다. 밀봉 성형에 의해, 복수의 반도체 소자(14) 및 이들을 일괄하여 밀봉하는 밀봉층(13)을 갖는 밀봉 성형체(20)가 얻어진다. 밀봉 성형 동안, 가보호 필름(10)이 마련되어 있음으로써, 밀봉재가 리드 프레임(11)의 이면측에 혼입되는 것이 억제된다.
일 실시 형태에 관한 가보호 필름 구비 밀봉 성형체는, 다이 패드(11a) 및 이너 리드(11b)를 갖는 리드 프레임(11)과, 다이 패드(11a)에 탑재된 반도체 소자(14)와, 반도체 소자(14)와 이너 리드(11b)를 접속하는 와이어(12)와, 반도체 소자(14) 및 와이어(12)를 밀봉하고 있는 밀봉층(13)과, 가보호 필름(10)을 구비하고, 가보호 필름(10)이, 그의 접착층(2)이 리드 프레임(11)의 반도체 소자(14)가 탑재되어 있는 면과는 반대측의 면에 부착되어 있다.
밀봉층(13)을 형성하는 동안의 온도(밀봉 온도)는, 140 내지 200℃여도 되고, 160 내지 180℃여도 된다. 밀봉층을 형성하는 동안의 압력(밀봉 압력)은, 6 내지 15MPa여도 되고, 7 내지 10MPa여도 된다. 밀봉 성형에 있어서의 가열 시간(밀봉 시간)은, 1 내지 5분이어도 되고, 2 내지 3분이어도 된다.
형성된 밀봉층(13)을 필요에 따라 가열 경화시켜도 된다. 밀봉층(13)의 경화를 위한 가열 온도(밀봉 경화 온도)는, 150 내지 200℃여도 되고, 160 내지 180℃여도 된다. 밀봉층(13)의 경화를 위한 가열 시간(밀봉 경화 시간)은, 4 내지 7시간이어도 되고, 5 내지 6시간이어도 된다.
밀봉재의 재질은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 크레졸 노볼락 에폭시 수지, 페놀 노볼락 에폭시 수지, 비페닐디에폭시 수지, 나프톨 노볼락 에폭시 수지 등의 에폭시 수지를 들 수 있다. 밀봉재에는, 예를 들어 필러, 브롬 화합물 등의 난연성 물질, 왁스 성분 등의 첨가재가 첨가되어 있어도 된다.
밀봉층(13)의 형성(밀봉 성형) 후, 얻어진 밀봉 성형체(20)의 리드 프레임(11) 및 밀봉층(13)으로부터 가보호 필름(10)이 박리된다. 밀봉층을 경화하는 경우, 가보호 필름(10)을, 밀봉층(13)의 경화 전 또는 후 중 어느 시점에서 박리해도 된다.
밀봉 성형체로부터 가보호 필름(10)을 박리하는 온도(박리 온도)는, 0 내지 250℃의 사이여도 된다. 박리 온도가 0℃ 이상인 경우, 리드 프레임(11) 및 밀봉층(13)에 접착층이 보다 남기 어려워진다. 또한, 박리 온도가 250℃ 이하인 경우, 리드 프레임(11) 및 밀봉층(13)의 열화가 보다 억제되기 쉬워지는 경향이 있다. 마찬가지의 이유로, 박리 온도는 100 내지 200℃여도 되고, 150 내지 250℃여도 된다.
반도체 장치의 제조 방법은, 필요에 따라 박리 공정 후에 리드 프레임(11) 및 밀봉층(13) 상에 잔류한 접착층(접착제 잔류)을 제거하는 공정을 더 포함하고 있어도 된다. 밀봉재로 밀봉한 후에 가보호 필름(10)을 180℃에서 박리했을 때, 리드 프레임(11) 및 밀봉층(13)에 접착층(2)이 남지 않는 것이 바람직하다. 접착층의 잔류량이 많은 경우, 외관이 떨어질 뿐만 아니라, 리드 프레임(11)을 외부 접속용에 사용하면, 접촉 불량의 원인이 되기 쉽다. 따라서, 리드 프레임(11) 및 밀봉층(13)에 잔류한 접착층을 기계적 브러싱, 용제 등으로 제거해도 된다. 용제는 특별히 제한되지 않지만, N-메틸-2-피롤리돈, 디메틸아세트아미드, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 테트라히드로푸란, 시클로헥사논, 메틸에틸케톤, 디메틸포름아미드 등이어도 된다.
리드 프레임이 다이 패드 및 이너 리드를 갖는 복수의 패턴을 포함하는 경우, 필요에 따라 밀봉 성형체(20)를 분할하여, 각각 1개의 반도체 소자를 갖는 도 5의 반도체 장치(100)를 복수 얻을 수 있다.
즉, 리드 프레임(11)이 복수의 다이 패드(11a)를 갖고, 복수의 다이 패드(11a)의 각각에 반도체 소자(14)가 탑재되는 경우, 일 실시 형태에 관한 제조 방법은, 가보호 필름(10)(또는 10')을 밀봉 성형체(20)로부터 박리하기 전 또는 후에 밀봉 성형체(20)를 분할하여, 1개의 다이 패드(11a) 및 반도체 소자(14)를 갖는 반도체 장치(100)를 얻는 공정을 더 구비하고 있어도 된다.
<포장체>
상술한 실시 형태에 관한 가보호 필름은, 상기 릴체를 포장 주머니에 수용한 포장체로서 제공되어도 된다. 도 8은, 포장체의 일 실시 형태를 도시한다. 도 8에 도시한 바와 같이, 포장체(50)는 상기 릴체(30)와, 상기 릴체(30)를 수용한 포장 주머니(40)를 구비한다. 릴체(30)는, 통상 개별로 포장 주머니에 수용되지만, 복수개(예를 들어, 2 내지 3개)의 릴체(30)를 1개의 포장 주머니(40)에 수용해도 된다.
포장 주머니(40)는 수지 필름으로 형성되어 있어도 되고, 알루미늄층을 갖는 수지 필름인 복합 필름으로 형성되어 있어도 된다. 포장 주머니(40)의 구체예로서는, 알루미늄 코팅된 플라스틱제의 주머니 등을 들 수 있다. 수지 필름의 소재로서는, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 염화비닐, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 플라스틱을 들 수 있다. 릴체(30)는, 예를 들어 진공팩된 상태로 포장 주머니에 수용되어 있어도 된다. 포장체(50)는, 진공팩된 것으로 한정되지 않는다.
포장 주머니(40)에는, 릴체(30)와 함께 건조제가 수용되어 있어도 된다. 건조제로서는, 예를 들어 실리카겔을 들 수 있다. 포장체(50)는, 릴체(30)를 수용한 포장 주머니(40)를 완충재로 더 둘러싼 것이어도 된다.
<곤포물>
포장체(50)는, 곤포 상자에 수용된 곤포물로서 제공되어도 된다. 도 8은, 곤포물의 일 실시 형태를 도시한다. 도 9에 도시한 바와 같이, 곤포물(70)은 상기 포장체(50)와, 상기 포장체(50)를 수용한 곤포 상자(60)를 구비한다. 곤포 상자(60)에는, 1개 또는 복수개의 포장체(50)가 수용된다. 곤포 상자(60)로서는, 예를 들어 골판지를 사용할 수 있다.
일 실시 형태에 관한 가보호 필름을 사용하여 제조되는 반도체 장치는, 고밀도화, 소면적화, 박형화 등의 면에서 우수하고, 예를 들어 휴대 전화, 스마트폰, 퍼스널 컴퓨터, 태블릿 등의 전자 기기에 적합하게 이용할 수 있다.
실시예
이하에, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예로 한정되는 것은 아니다.
<접착층 형성용의 바니시의 제작>
제조예 1
(수지의 합성)
온도계, 교반기, 질소 도입관 및 분류탑을 설치한 5000ml의 4구 플라스크에 질소 분위기하, 2,2-비스[-(4-아미노페녹시)페닐]프로판 270.9g(0.66몰), 1,3-비스(3-아미노프로필)-테트라메틸디실록산 8.7g(0.035몰)을 넣고, 이것을 N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 1950g에 용해하였다. 또한 이 용액을 0℃로 냉각하고, 이 온도에서 무수 트리멜리트산클로라이드 149.5g(0.71몰)을 첨가하였다. 무수 트리멜리트산클로라이드가 용해된 후, 트리에틸아민 100g을 첨가하였다. 실온에서 2시간 교반을 계속한 후, 180℃로 승온하여 5시간의 반응에 의해 이미드화를 완결시켰다. 반응액을 메탄올 중에 투입하여 중합체를 단리하였다. 이것을 건조한 후, N-메틸-2-피롤리돈에 용해하고 메탄올 중에 투입하여 다시 중합체를 단리하였다. 단리한 중합체를 감압 건조하여 정제된 분말상의 폴리에테르아미드이미드를 얻었다. 이것을 폴리에테르아미드이미드 A로 하였다.
(접착층 형성용의 바니시의 제작)
폴리에테르아미드이미드 A 22g 및 N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란(신에쯔 가가꾸 고교 가부시키가이샤제, 상품명: KBM603) 2.2g을 NMP 78g에 용해하여, 접착층 형성용의 바니시 1A를 제작하였다.
폴리에테르아미드이미드 A 22g 및 3-이소시아나토프로필트리에톡시실란(신에쯔 가가꾸 고교 가부시키가이샤제, 상품명: KBE9007) 4.4g을 NMP 78g에 용해하여, 접착층 형성용의 바니시 1B를 제작하였다.
폴리에테르아미드이미드 A 22g을 NMP 78g에 용해하여, 접착층 형성용의 바니시 1C를 제작하였다.
폴리에테르아미드이미드 A 22g 및 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(도레이·다우코닝·실리콘 가부시키가이샤제, 상품명: SH6040) 6.6g을 NMP 78g에 용해하여, 접착층 형성용의 바니시 1D를 제작하였다.
제조예 2
(수지의 합성)
교반기, 온도계, 질소 가스 도입관 및 냉각관을 구비한 1000ml 4구 플라스크에 질소 분위기하, 1,3-비스(3-아미노페녹시)벤젠을 120.9g(0.41몰), 1,3-비스(3-아미노프로필)테트라메틸디실록산을 44.0g(0.18몰), 이것을 NMP 538.3g에 첨가하고, 균일하게 용해하였다. 또한 이 용액을 0℃까지 냉각하고, 이 온도에서 무수 트리멜리트산클로라이드를 125.0g(0.59몰) 가하고, 실온(25℃)에서 1시간 교반하였다. 반응 용액에 트리에틸아민을 72.6g 가하여 실온(25℃)에서 1시간 교반한 후, 180℃에서 6시간 교반하였다. 얻어진 반응액을 수중에 투입하여 중합체를 단리하였다. 이것을 건조한 후, NMP에 용해하고 수중에 투입하여 다시 중합체를 단리하였다. 단리한 중합체를 감압 건조하여 정제된 분말상의 폴리에테르아미드이미드를 얻었다. 이것을 폴리에테르아미드이미드 B로 하였다.
(접착층 형성용의 바니시의 제작)
폴리에테르아미드이미드 B 22g 및 3-아미노프로필트리메톡시실란(신에쯔 가가꾸 고교 가부시키가이샤제, 상품명: KBM903) 2.2g을 NMP 78g에 용해하여, 접착층 형성용의 바니시 2A를 제작하였다.
폴리에테르아미드이미드 B 22g 및 N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란(신에쯔 가가꾸 고교 가부시키가이샤제, 상품명: KBM602) 2.2g을 NMP 78g에 용해하여, 접착층 형성용의 바니시 2B를 제작하였다.
폴리에테르아미드이미드 B 22g을 NMP 78g에 용해하여, 접착층 형성용의 바니시 2C를 제작하였다.
폴리에테르아미드이미드 B 22g 및 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(도레이·다우코닝·실리콘 가부시키가이샤제, 상품명: SH6040) 0.66g을 NMP 78g에 용해하여, 접착층 형성용의 바니시 2D를 제작하였다.
제조예 3
(수지의 합성)
교반기, 온도계, 질소 가스 도입관 및 냉각관을 구비한 5000ml 4구 플라스크에 질소 분위기하, 1,3-비스(3-아미노페녹시)벤젠 253.3g(0.81몰)과 1,3-비스(3-아미노프로필)-테트라메틸디실록산 8.7g(0.035몰)을 넣고, 이것을 NMP 1500g에 용해하였다. 또한 이 용액을 0℃로 냉각하고, 이 온도에서 무수 트리멜리트산클로라이드 239.7g(1.14몰)을 첨가하였다. 실온에서 1시간 교반을 계속한 후, 180℃로 승온하여 5시간의 반응에 의해 이미드화를 완결시켰다. 반응액을 메탄올 중에 투입하여 중합체를 단리하였다. 이것을 건조한 후, N-메틸-2-피롤리돈에 용해하고 메탄올 중에 투입하여 다시 중합체를 단리하였다. 단리한 중합체를 감압 건조하여 정제된 분말상의 폴리에테르아미드이미드를 얻었다. 이것을 폴리에테르아미드이미드 C로 하였다.
(접착층 형성용의 바니시의 제작)
폴리에테르아미드이미드 C 22g 및 3-우레이도프로필트리에톡시실란(50％ 메탄올 용액)(신에쯔 가가꾸 고교 가부시키가이샤제, 상품명: KBE585) 6.6g을 NMP 78g에 용해하여, 접착층 형성용의 바니시 3A를 제작하였다.
폴리에테르아미드이미드 C 22g 및 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(도레이·다우코닝·실리콘 가부시키가이샤제, 상품명: SH6040) 2.2g을 NMP 78g에 용해하여, 접착층 형성용의 바니시 3B를 제작하였다.
<비접착층 형성용의 바니시의 제작>
제조예 4
온도계, 교반기, 질소 도입관 및 분류탑을 설치한 5리터의 4구 플라스크에 질소 분위기하, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판 172.4g(0.42몰), 4,4'-메틸렌비스(2,6-디이소프로필아닐린) 153.7g(0.42몰)을 넣고, 이것을 NMP 1550g에 용해하였다. 또한 이 용액을 0℃로 냉각하고, 이 온도에서 무수 트리멜리트산클로라이드 174.7g(0.83몰)을 첨가하였다. 무수 트리멜리트산클로라이드가 용해된 후, 트리에틸아민 130g을 첨가하였다. 실온(25℃)에서 2시간 교반을 계속한 후, 180℃로 승온하여 5시간의 반응에 의해 이미드화를 완결시켰다. 반응액을 수중에 투입하여 중합체를 단리하였다. 이것을 건조한 후, NMP에 용해하고 수중에 투입하여 다시 중합체를 단리하였다. 단리한 중합체를 감압 건조하여 정제된 분말상의 폴리아미드이미드를 얻었다.
이 폴리아미드이미드 분말 120g 및 실란 커플링제(도레이·다우코닝·실리콘 가부시키가이샤제, 상품명: SH6040) 6g을 NMP 360g에 용해하여, 접착층 형성용의 바니시 4를 얻었다.
(가보호 필름의 제작 및 평가)
실시예 1
두께 50㎛의 표면에 화학 처리를 실시한 폴리이미드 필름(우베 고산 가부시키가이샤제 유필렉스 SGA)을 지지 필름으로서 사용하였다. 이 폴리이미드 필름의 편면 상에, 접착층 형성용의 바니시 2A를 30㎛의 두께로 도포하였다. 도막을 100℃에서 10분 및 300℃에서 10분간 가열함으로써 건조하여, 지지 필름의 편면 상에 두께 6㎛의 접착층을 형성하여, 실시예 1의 가보호 필름을 얻었다.
실시예 1의 가보호 필름에 있어서, 접착층의 유리 전이 온도는 155℃, 접착층의 5％ 중량 감소 온도는 421℃, 접착층의 200℃에서의 탄성률은 8MPa였다. 지지 필름의 두께 T1에 대한 접착층의 두께 T2의 비 T2/T1은 0.12였다.
실시예 1의 가보호 필름을 온도 230℃, 압력 6MPa, 시간 10초의 조건으로 구리 리드 프레임(50mm×200mm, AgCu)에 부착한 후, 25℃에서의 접착층과 리드 프레임의 90도 필 강도(부착 후 필 강도)를 측정하였다(박리 속도: 매분 300mm). 그 결과, 부착 후 필 강도는 50N/m이며, 반송시에 박리되는 문제는 발생하지 않았다. 실시예 1의 가보호 필름의 컬은 약간 컸지만, 부착시의 작업성은 양호하였다. 이어서, 실시예 1의 가보호 필름의 휨을 측정하였다. 도 6은, 휨의 평가 방법을 도시하는 모식도이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 리드 프레임(11)에 가보호 필름(10)이 부착된, 가보호 필름 구비 리드 프레임을 대(200) 상에 싣고, 이 가보호 필름 구비 리드 프레임의 길이 방향의 휨(X)을 측정하였다. 실시예 1의 가보호 필름에 의한 휨(X)을 측정한 결과, 휨(X)은 1.0mm였다.
실시예 1의 가보호 필름이 부착된 리드 프레임을 사용하여, 반도체 소자의 접착, 와이어 본드 및 밀봉층의 형성을 행하였다. 도 4는, 얻어진 패키지(가보호 필름 구비 밀봉 성형체)의 모식도를 도시한다. 반도체 소자의 접착에는 은 페이스트를 사용하여, 180℃에서 60분간 가열하여 은 페이스트를 경화시켰다. 이어서, 리플로우 접속을 상정하고, 최대 온도 400℃에서 2분간 가열하였다. 와이어 본드는, 와이어로서 금선을 사용하여, 230℃에서 10분간 가열하여 행하였다. 밀봉층을 형성하는 밀봉 공정에서는, 밀봉재로서 GE-300(히타치 가세이 가부시키가이샤제)을 사용하여, 온도 180℃, 압력 7MPa, 시간 3분으로 행하고, 그 후 180℃에서 5시간의 가열을 행하여, 밀봉재를 경화시켰다. 어느 공정에서도 문제는 발생하지 않았다. 밀봉 성형 후에, 180℃에서 리드 프레임과 밀봉층으로부터 가보호 필름을 박리한 바(박리 속도: 매분 300mm), 90도 필 강도(밀봉 후 필 강도)는 390N/m이었다. 이때, 접착층이 리드 프레임 및 밀봉층에 부착 잔류하지 않아 간단하게 박리할 수 있었다. 얻어진 패키지는 도 5의 패키지가 복수 연결된 구조인 것이다. 또한, 이 패키지를 분할하여, 도 5에 도시한 각각 1개의 반도체 소자를 갖는 패키지를 제작했지만, 공정 중, 문제는 없었다.
실시예 2
두께 25㎛의 표면에 화학 처리를 실시한 폴리이미드 필름(우베 고산 가부시키가이샤제 유필렉스 SGA)을 지지 필름으로서 사용하였다. 이 폴리이미드 필름의 편면 상에, 수지 바니시 1A를 15㎛의 두께로 도포하였다. 도막을 100℃에서 10분 및 300℃에서 10분간 가열함으로써 건조하여, 지지 필름의 편면 상에 두께 3㎛의 접착층을 형성하여, 실시예 2의 가보호 필름을 제작하였다.
실시예 2의 가보호 필름에 있어서, 접착층의 유리 전이 온도는 230℃, 접착층의 5％ 중량 감소 온도는 443℃, 접착층의 200℃에서의 탄성률은 1500MPa였다. 지지 필름의 두께 T1에 대한 접착층의 두께 T2의 비 T2/T1은 0.12였다.
실시예 2의 가보호 필름을 온도 250℃, 압력 6MPa, 시간 10초의 조건으로 구리 리드 프레임(50mm×200mm, AgCu)에 부착하고, 25℃에서의 접착층과 리드 프레임의 90도 필 강도(부착 후 필 강도)를 측정하였다(박리 속도: 매분 300mm). 그 결과, 부착 후 필 강도는 20N/m이며, 반송시에 박리되는 문제는 발생하지 않았다. 실시예 2의 가보호 필름의 컬은 약간 컸지만, 부착시의 작업성은 양호하였다. 실시예 1과 마찬가지로 하여, 실시예 2의 가보호 필름에 의한 휨(X)을 측정한 결과, 휨(X)은 0.8mm였다.
실시예 2의 가보호 필름이 부착된 리드 프레임을 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 반도체 소자의 접착, 리플로우 접속을 상정한 가열, 와이어 본드 및 밀봉층의 형성을 행하여, 도 4에 도시하는 패키지를 제작했지만, 어느 공정에 있어서도 문제는 발생하지 않았다. 밀봉 성형 후에, 180℃에서 리드 프레임 및 밀봉층으로부터 가보호 필름을 박리한 바(박리 속도: 매분 300mm), 90도 필 강도(밀봉 후 필 강도)는 290N/m이며, 접착층이 리드 프레임 및 밀봉층에 부착 잔류하지 않아 간단하게 박리할 수 있었다. 얻어진 패키지는 도 5의 패키지가 복수 연결된 구조인 것이다. 또한, 이 패키지를 분할하여, 도 5에 도시한 각각 1개의 반도체 소자를 갖는 패키지를 제작했지만, 공정 중, 문제는 없었다.
실시예 3
지지 필름으로서, 두께 25㎛의 폴리이미드 필름(도레이·듀퐁 가부시키가이샤제, 상품명: 캡톤 EN, 20 내지 200℃에서의 선팽창 계수가 1.5×10-5/℃, 200℃에서 60분간 가열되었을 때의 가열 수축률이 0.02％)을 사용하였다. 이 폴리이미드 필름의 편면 상에, 접착제 형성용의 바니시 3A를 25㎛의 두께로 도포하였다. 도막을 100℃에서 10분 및 300℃에서 10분간 가열함으로써 건조하여, 지지 필름의 편면 상에 두께 5㎛의 접착층을 형성하여, 실시예 3의 가보호 필름을 얻었다.
접착층은, 유리 전이 온도는 146℃, 5％ 중량 감소 온도는 410℃, 접착층의 200℃에서의 탄성률은 3.8MPa였다. 지지 필름의 두께 T1에 대한 접착층의 두께 T2의 비 T2/T1은 0.2였다.
실시예 3의 가보호 필름을 온도 170℃, 압력 6MPa, 시간 10초의 조건으로 팔라듐을 피복한 구리 리드 프레임(50mm×200mm, PPF)에 부착하고, 25℃에서의 접착층과 리드 프레임의 90도 필 강도(부착 후 필 강도)를 측정하였다(박리 속도: 매분 300mm). 그 결과, 부착 후 필 강도는 110N/m이며, 반송시에 박리되는 문제는 발생하지 않았다. 실시예 3의 가보호 필름의 컬은 약간 컸지만, 부착시의 작업성은 양호하였다. 이어서 실시예 3의 가보호 필름에 의한 휨(X)을 실시예 1과 마찬가지로 하여 측정한 결과, 휨(X)은 0.9mm였다.
실시예 3의 가보호 필름이 부착된 리드 프레임을 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 반도체 소자의 접착, 리플로우 접속을 상정한 가열, 와이어 본드 및 밀봉층의 형성을 행하여, 도 4에 도시하는 패키지를 제작했지만, 어느 공정에 있어서도 문제는 발생하지 않았다. 밀봉 성형 후에, 180℃에서 리드 프레임과 밀봉층으로부터 가보호 필름을 박리한 바(박리 속도: 매분 300mm), 90도 필 강도(밀봉 후 필 강도)는 370N/m이며, 접착층이 리드 프레임 및 밀봉층에 부착 잔류하지 않아 간단하게 박리할 수 있었다. 얻어진 패키지는 도 5의 패키지가 복수 연결된 구조인 것이다. 또한, 이 패키지를 분할하여, 도 5에 도시한 각각 1개의 반도체 소자를 갖는 패키지를 제작했지만, 공정 중, 문제는 없었다.
실시예 4
지지 필름으로서, 두께 50㎛의 폴리이미드 필름(도레이·듀퐁 가부시키가이샤제, 상품명: 캡톤 EN, 20 내지 200℃에서의 선팽창 계수가 1.5×10-5/℃, 200℃에서 60분간 가열되었을 때의 가열 수축률이 0.02％)을 사용하였다. 이 폴리이미드 필름의 편면 상에, 접착층 형성용의 바니시 1B를 50㎛의 두께로 도포하였다. 도막을 100℃에서 10분, 300℃에서 10분간 가열함으로써 건조하여, 지지 필름의 편면 상에 두께 8㎛의 접착층을 형성하여, 2층 구조의 가보호 필름을 얻었다.
접착층의 유리 전이 온도는 230℃, 5％ 중량 감소 온도는 421℃, 200℃에서의 탄성률은 1500MPa였다. 지지 필름의 두께 T1에 대한 접착층의 두께 T2의 비 T2/T1은 0.16이었다.
지지 필름의 접착층이 마련된 면과는 반대측의 면 상에 제조예 4에서 제작한 비접착층 형성용의 바니시 4를 50㎛의 두께로 도포하였다. 도막을 100℃에서 10분, 300℃에서 10분간 가열함으로써 건조하여, 지지 필름의 편면 상에 두께 8㎛의 비접착층을 형성하였다. 이 비접착층의 유리 전이 온도는 253℃, 5％ 중량 감소 온도는 416℃, 200℃에서의 탄성률은 1700MPa였다. 이에 의해 도 2와 같이, 지지 필름에 접착층과 비접착층이 편면씩에 형성된 실시예 4의 가보호 필름을 얻었다.
실시예 4의 가보호 필름을 온도 250℃, 압력 6MPa, 시간 10초의 조건으로 팔라듐을 피복한 구리 리드 프레임(50mm×200mm, PPF)에 부착하고, 25℃에서의 접착층과 리드 프레임의 90도 필 강도(부착 후 필 강도)를 측정하였다(박리 속도: 매분 300mm). 그 결과, 부착 후 필 강도는 40N/m이며, 반송시에 박리되는 문제는 발생하지 않았다. 실시예 4의 가보호 필름의 비접착층의 면 상을 250℃, 압력 6MPa, 시간 10초의 조건으로 놋쇠제의 금속판에 부착하고, 25℃에서의 비접착층과 놋쇠제의 금속판의 90도 필 강도를 측정한 바 0N/m이며, 공정 중 금형 또는 지그에 붙는 문제는 발생하지 않았다. 실시예 4의 가보호 필름의 컬은 거의 없고, 부착시의 작업성은 양호하였다. 이어서, 실시예 4의 가보호 필름에 의한 휨(X)을 실시예 1과 마찬가지로 하여 측정한 결과, 휨(X)은 0.2mm였다.
실시예 4의 가보호 필름이 부착된 리드 프레임을 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 반도체 소자의 접착, 리플로우 접속을 상정한 가열, 와이어 본드 및 밀봉층의 형성을 행하여, 도 4에 도시하는 패키지를 제작했지만, 어느 공정에 있어서도 문제는 발생하지 않았다. 밀봉 성형 후에, 180℃에서 리드 프레임과 밀봉층으로부터 가보호 필름을 박리한 바, 90도 필 강도(밀봉 후 필 강도)는 420N/m이며, 접착층이 리드 프레임 및 밀봉층에 부착 잔류하지 않아 간단하게 박리할 수 있었다. 또한, 이 패키지를 분할하여, 도 5에 도시한 각각 1개의 반도체 소자를 갖는 패키지를 제작했지만, 공정 중, 문제는 없었다.
실시예 5
지지 필름으로서, 두께 25㎛의 폴리이미드 필름(도레이·듀퐁 가부시키가이샤제, 상품명: 캡톤 EN, 20 내지 200℃에서의 선팽창 계수가 1.5×10-5/℃, 200℃에서 60분간 가열되었을 때의 가열 수축률이 0.02％)을 사용하였다. 이 폴리이미드 필름의 편면 상에, 접착층 형성용의 바니시 2B를 15㎛의 두께로 도포하였다. 도막을 100℃에서 10분, 300℃에서 10분간 가열함으로써 건조하여, 지지 필름의 편면 상에 두께 3㎛의 접착층을 형성하여, 2층 구조의 가보호 필름을 얻었다.
접착층은, 유리 전이 온도가 155℃, 5％ 중량 감소 온도가 415℃, 200℃에서의 탄성률이 8MPa였다. 지지 필름의 두께 T1에 대한 접착층의 두께 T2의 비 T2/T1은 0.12였다.
지지 필름의 접착층이 마련된 면과는 반대측의 면 상에, 제조예 4에서 제작한 비접착층 형성용의 바니시 4를 10㎛의 두께로 도포하였다. 도막을 100℃에서 10분, 300℃에서 10분간 가열함으로써 건조하여, 지지 필름의 편면 상에 두께 2㎛의 비접착층을 형성하였다. 이 비접착층의 유리 전이 온도는 253℃, 5％ 중량 감소 온도는 416℃, 200℃에서의 탄성률은 1700MPa였다. 이에 의해, 도 2와 같이, 지지 필름 상에 접착층과 비접착층이 편면씩에 형성된 실시예 5의 가보호 필름을 얻었다.
실시예 5의 가보호 필름을 온도 230℃, 압력 6MPa, 시간 10초의 조건으로 구리 리드 프레임(50mm×200mm, AgCu)에 부착하고, 25℃에서의 접착층과 리드 프레임의 90도 필 강도(부착 후 필 강도)를 측정하였다. 그 결과, 부착 후 필 강도는 70N/m이며, 반송시에 박리되는 문제는 발생하지 않았다. 또한, 실시예 5의 가보호 필름의 비접착층의 면 상을 250℃, 압력 6MPa, 시간 10초의 조건으로 놋쇠제의 금속판에 부착하고, 25℃에서의 비접착층과 놋쇠제의 금속판의 90도 필 강도를 측정한 바 0N/m이며, 공정 중 금형 또는 지그에 붙는 문제는 발생하지 않았다. 또한, 실시예 5의 가보호 필름의 컬은 거의 없고, 부착시의 작업성은 양호하였다. 이어서, 실시예 5의 가보호 필름에 의한 휨(X)을 실시예 1과 마찬가지로 하여 측정한 결과, 휨(X)은 0.1mm였다.
실시예 5의 가보호 필름이 부착된 리드 프레임을 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 반도체 소자의 접착, 리플로우 접속을 상정한 가열, 와이어 본드 및 밀봉층의 형성을 행하여, 도 4에 도시하는 패키지를 제작했지만, 어느 공정에 있어서도 문제는 발생하지 않았다. 밀봉 성형 후에, 180℃에서 리드 프레임과 밀봉층으로부터 가보호 필름을 박리한 바, 90도 필 강도(밀봉 후 필 강도)는 460N/m이며, 접착층이 리드 프레임 및 밀봉층에 부착 잔류하지 않아 간단하게 박리할 수 있었다. 또한, 이 패키지를 분할하여, 도 5에 도시한 각각 1개의 반도체 소자를 갖는 패키지를 제작했지만, 공정 중, 문제는 없었다.
실시예 6
지지 필름으로서, 두께 25㎛의 폴리이미드 필름(도레이·듀퐁 가부시키가이샤제, 상품명: 캡톤 EN, 20 내지 200℃에서의 선팽창 계수가 1.5×10-5/℃, 200℃에서 60분간 가열되었을 때의 가열 수축률이 0.02％)을 사용하였다. 이 폴리이미드 필름의 편면 상에, 접착층 형성용의 바니시 3B를 10㎛의 두께로 도포하였다. 도막을 100℃에서 10분, 300℃에서 10분간 가열함으로써 건조하여, 지지 필름의 편면 상에 두께 2㎛의 접착층을 형성하여, 실시예 6의 가보호 필름을 얻었다.
접착층은, 유리 전이 온도가 146℃, 5％ 중량 감소 온도가 409℃, 200℃에서의 탄성률이 3.8MPa였다. 지지 필름의 두께 T1에 대한 접착층의 두께 T2의 비 T2/T1은 0.08이었다.
실시예 6의 가보호 필름을 온도 170℃, 압력 6MPa, 시간 10초의 조건으로 팔라듐을 피복한 구리 리드 프레임(50mm×200mm, PPF)에 부착하고, 25℃에서의 접착층과 리드 프레임의 90도 필 강도(부착 후 필 강도)를 측정하였다. 그 결과, 90N/m이며, 반송시에 박리되는 문제는 발생하지 않았다.
실시예 6의 가보호 필름의 컬은 거의 없고, 부착시의 작업성은 양호하였다. 이어서, 실시예 6의 가보호 필름에 의한 휨(X)을 실시예 1과 마찬가지로 하여, 측정한 결과, 휨(X)은 0.3mm였다.
실시예 6의 가보호 필름이 부착된 리드 프레임을 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 반도체 소자의 접착, 리플로우 접속을 상정한 가열, 와이어 본드 및 밀봉층의 형성을 행하여, 도 4의 패키지를 제작했지만, 어느 공정에 있어서도 문제는 발생하지 않았다. 밀봉 성형 후에, 180℃에서 리드 프레임과 밀봉층으로부터 가보호 필름을 박리한 바(박리 속도: 매분 300mm), 90도 필 강도(밀봉 후 필 강도)는 310N/m이며, 접착층이 리드 프레임 및 밀봉층에 부착 잔류하지 않아 간단하게 박리할 수 있었다. 얻어진 패키지는 도 5의 패키지가 복수 연결된 구조인 것이다. 또한, 이 패키지를 분할하여, 도 5에 도시한 각각 1개의 반도체 소자를 갖는 패키지를 제작했지만, 공정 중, 문제는 없었다.
실시예 7
지지 필름으로서, 두께 25㎛의 폴리이미드 필름(도레이·듀퐁 가부시키가이샤제, 상품명: 캡톤 EN, 20 내지 200℃에서의 선팽창 계수가 1.5×10-5/℃, 200℃에서 60분간 가열되었을 때의 가열 수축률이 0.02％)을 사용하였다. 이 폴리이미드 필름의 편면 상에, 접착층 형성용의 바니시 1D를 5㎛의 두께로 도포하였다. 도막을 100℃에서 10분, 180℃에서 10분간 가열함으로써 건조하여, 지지 필름의 편면 상에 두께 1㎛의 접착층을 형성하여, 실시예 7의 가보호 필름을 얻었다.
접착층은, 유리 전이 온도가 230℃, 5％ 중량 감소 온도가 435℃, 200℃에서의 탄성률이 1500MPa였다. 지지 필름의 두께 T1에 대한 접착층의 두께 T2의 비 T2/T1은 0.04였다.
실시예 7의 가보호 필름을 온도 20q℃, 압력 6MPa, 시간 10초의 조건으로 팔라듐을 피복한 구리 리드 프레임(50mm×200mm, PPF)에 부착하고, 25℃에서의 접착층과 리드 프레임의 90도 필 강도(부착 후 필 강도)를 측정하였다. 그 결과, 100N/m이며, 반송시에 박리되는 문제는 발생하지 않았다.
실시예 7의 가보호 필름의 컬은 거의 없고, 부착시의 작업성은 양호하였다. 이어서, 실시예 7의 가보호 필름에 의한 휨(X)을 실시예 1과 마찬가지로 하여, 측정한 결과, 휨(X)은 0.2mm였다.
실시예 7의 가보호 필름이 부착된 리드 프레임을 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 반도체 소자의 접착, 리플로우 접속을 상정한 가열, 와이어 본드 및 밀봉층의 형성을 행하여, 도 4의 패키지를 제작했지만, 어느 공정에 있어서도 문제는 발생하지 않았다. 밀봉 성형 후에, 180℃에서 리드 프레임과 밀봉층으로부터 가보호 필름을 박리한 바(박리 속도: 매분 300mm), 90도 필 강도(밀봉 후 필 강도)는 430N/m이며, 접착층이 리드 프레임 및 밀봉층에 부착 잔류하지 않아 간단하게 박리할 수 있었다. 얻어진 패키지는 도 5의 패키지가 복수 연결된 구조인 것이다. 또한, 이 패키지를 분할하여, 도 5에 도시한 각각 1개의 반도체 소자를 갖는 패키지를 제작했지만, 공정 중, 문제는 없었다.
비교예 1
지지 필름으로서, 두께 50㎛의 폴리이미드 필름(도레이·듀퐁 가부시키가이샤제, 상품명: 캡톤 EN, 20 내지 200℃에서의 선팽창 계수가 1.5×10-5/℃, 200℃에서 60분간 가열되었을 때의 가열 수축률이 0.02％)을 사용하였다. 이 폴리이미드 필름의 편면 상에, 접착층 형성용의 바니시 1C를 100㎛의 두께로 도포하였다. 도막을 100℃에서 10분, 300℃에서 10분간 가열함으로써 건조하여, 지지 필름의 편면 상에 두께 20㎛의 접착층을 형성하여, 도 1의 구성의, 비교예 1의 가보호 필름을 얻었다.
접착층은, 유리 전이 온도가 230℃, 5％ 중량 감소 온도가 452℃, 200℃에서의 탄성률은 1500MPa였다. 지지 필름의 두께 T1에 대한 접착층의 두께 T2의 비 T2/T1은 0.4였다.
이어서, 지지 필름의 접착층이 마련된 면과는 반대측의 면 상에, 제조예 4에서 제작한 비접착층 형성용의 바니시 4를 95㎛의 두께로 도포하였다. 도막을 100℃에서 10분, 300℃에서 10분간 가열함으로써 건조하여, 지지 필름의 편면 상에 두께 15㎛의 비접착층을 형성하였다.
이 비접착층의 유리 전이 온도는 253℃, 5％ 중량 감소 온도는 416℃, 200℃에서의 탄성률은 1700MPa였다. 이에 의해, 도 2과 같이, 지지 필름 상에 접착층과 비접착층이 편면씩에 형성된, 비교예 1의 가보호 필름을 얻었다.
비교예 1의 가보호 필름을 온도 230℃, 압력 6MPa, 시간 10초의 조건으로 팔라듐을 피복한 구리 리드 프레임(50mm×200mm, PPF)에 부착하고, 25℃에서의 접착층과 리드 프레임의 90도 필 강도(부착 후 필 강도)를 측정하였다(박리 속도: 매분 300mm). 그 결과, 부착 후 필 강도는 15N/m이며, 반송시에 박리되는 문제는 발생하지 않았다. 비교예 1의 가보호 필름의 비접착층의 면 상을 250℃, 압력 6MPa, 시간 10초로 놋쇠제의 금속판에 부착하고, 25℃에서의 비접착층과 놋쇠제의 금속판의 90도 필 강도를 측정한 바 0N/m이며, 공정 중 금형 또는 지그에 붙는 문제는 발생하지 않았다.
비교예 1의 가보호 필름의 컬은 거의 없고, 부착시의 작업성은 양호하였다. 이어서, 비교예 1의 가보호 필름에 의한 휨(X)을 실시예 1과 마찬가지로 하여, 측정한 결과, 0.2mm였다.
비교예 1의 가보호 필름이 부착된 리드 프레임을 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 반도체 소자의 접착, 리플로우 접속을 상정한 가열, 와이어 본드 및 밀봉층의 형성을 행하여, 도 4의 패키지를 제작했지만, 어느 공정에 있어서도 문제는 발생하지 않았다. 밀봉 성형 후에, 180℃에서 리드 프레임 및 밀봉층으로부터 가보호 필름을 박리하려고 한 바, 접착층과 리드 프레임 및 밀봉재의 접착 강도가 지나치게 강하기 때문에, 필름이 파단되어, 박리할 수 없었다. 접착층과 리드 프레임 및 밀봉재의 180℃에서의 90도 필 강도는 필름이 파단되었기 때문에 측정할 수 없었으며, 파단시의 필 강도(밀봉 후 필 강도)는 2000N/m이었다.
비교예 2
지지 필름으로서, 두께 25㎛의 표면에 화학 처리를 실시한 폴리이미드 필름(우베 고산 가부시키가이샤제 유필렉스 SGA)을 사용하였다. 이 폴리이미드 필름의 편면 상에, 접착층 형성용의 바니시 2C를 50㎛의 두께로 도포하였다. 도막을 100℃에서 10분, 300℃에서 10분간 가열함으로써 건조하여, 지지 필름의 편면 상에 두께 10㎛의 접착층을 형성하여, 도 1의 구성의, 비교예 2의 가보호 필름을 얻었다.
접착층은, 유리 전이 온도가 155℃, 5％ 중량 감소 온도가 421℃, 200℃에서의 탄성률은 8MPa였다. 지지 필름의 두께 T1에 대한 접착층의 두께 T2의 비 T2/T1은 0.4였다.
지지 필름의 접착층이 마련된 면과는 반대측의 면 상에, 제조예 4에서 제작한 비접착층 형성용의 바니시 4를 40㎛의 두께로 도포하였다. 도막을 100℃에서 10분, 300℃에서 10분간 가열함으로써 건조하여, 지지 필름의 편면 상에 두께 7㎛의 비접착층을 형성하였다.
이 비접착층의 유리 전이 온도는 253℃, 5％ 중량 감소 온도는 416℃, 200℃에서의 탄성률은 1700MPa였다. 이에 의해, 도 6과 같이, 지지 필름 상에 접착층과 비접착층이 편면씩에 형성된, 비교예 2의 가보호 필름을 얻었다.
비교예 2의 가보호 필름을 온도 210℃, 압력 6MPa, 시간 10초의 조건으로 구리 리드 프레임(50mm×200mm, AgCu)에 부착하고, 25℃에서의 접착층과 리드 프레임의 90도 필 강도(부착 후 필 강도)를 측정하였다(박리 속도: 매분 300mm). 그 결과, 부착 후 필 강도는 150N/m이며, 반송시에 박리되는 문제는 발생하지 않았다.
비교예 2의 가보호 필름의 비접착층의 면 상을 250℃, 압력 6MPa, 시간 10초의 조건으로 놋쇠제의 금속판에 부착하고, 25℃에서의 비접착층과 놋쇠제의 금속판의 90도 필 강도를 측정한 바 0N/m이며, 공정 중 금형 또는 지그에 붙는 문제는 발생하지 않았다.
비교예 2의 가보호 필름의 컬은 거의 없고, 부착시의 작업성은 양호하였다. 이어서 비교예 2의 가보호 필름에 의한 휨(X)을 실시예 1과 마찬가지로 하여 측정한 결과, 0.1mm였다.
비교예 2의 가보호 필름이 부착된 리드 프레임을 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 반도체 소자의 접착, 리플로우 접속을 상정한 가열, 와이어 본드 및 밀봉층의 형성을 행하여, 도 4의 패키지를 제작했지만, 어느 공정에 있어서도 문제는 발생하지 않았다. 밀봉 성형 후에, 180℃에서 리드 프레임과 밀봉층으로부터 가보호 필름을 박리한 바(박리 속도: 매분 300mm), 90도 필 강도(밀봉 후 필 강도)는 900N/m이며, 박리 도중에 테이프가 파손되었다.
비교예 3
지지 필름으로서, 화학 처리가 실시된 표면을 갖는 두께 25㎛의 폴리이미드 필름(도레이·듀퐁 가부시키가이샤제, 상품명: 캡톤 EN, 20 내지 200℃에서의 선팽창 계수가 1.5×10-5/℃, 200℃에서 60분간 가열되었을 때의 가열 수축률이 0.02％)을 사용하였다. 이 폴리이미드 필름의 편면 상에, 접착층 형성용의 바니시 2D를 25㎛의 두께로 도포하였다. 도막을 100℃에서 10분, 300℃에서 10분간 가열함으로써 건조하여, 지지 필름의 편면 상에 두께 10㎛의 접착층을 형성하여, 도 1의 구성의, 비교예 3의 가보호 필름을 얻었다.
접착층은, 유리 전이 온도가 155℃, 5％ 중량 감소 온도가 421℃, 200℃에서의 탄성률은 8MPa였다. 지지 필름의 두께 T1에 대한 접착층의 두께 T2의 비 T2/T1은 0.4였다.
지지 필름의 접착층이 마련된 면과는 반대측의 면 상에, 제조예 4에서 제작한 비접착층 형성용의 바니시 4를 40㎛의 두께로 도포하였다. 도막을 100℃에서 10분, 300℃에서 10분간 가열함으로써 건조하여, 지지 필름의 편면 상에 두께 7㎛의 비접착층을 형성하였다.
이 비접착층의 유리 전이 온도는 253℃, 5％ 중량 감소 온도는 416℃, 200℃에서의 탄성률은 1700MPa였다. 이에 의해, 도 6과 같이, 지지 필름 상에 접착층과 비접착층이 편면씩에 형성된, 비교예 3의 가보호 필름을 얻었다.
비교예 3의 가보호 필름을 온도 250℃, 압력 8MPa, 시간 10초의 조건으로, 팔라듐을 피복한 구리 리드 프레임(50mm×200mm, PPF)에 부착하고, 25℃에서의 접착층과 리드 프레임의 90도 필 강도(부착 후 필 강도)를 측정하였다(박리 속도: 매분 300mm). 그 결과, 부착 후 필 강도는 500N/m이며, 반송시에 박리되는 문제는 발생하지 않았다.
비교예 3의 가보호 필름의 비접착층의 면 상을 250℃, 압력 6MPa, 시간 10초의 조건으로 놋쇠제의 금속판에 부착하고, 25℃에서의 비접착층과 놋쇠제의 금속판의 90도 필 강도를 측정한 바 0N/m이며, 공정 중 금형 또는 지그에 붙는 문제는 발생하지 않았다.
비교예 3의 가보호 필름의 컬은 거의 없고, 부착시의 작업성은 양호하였다. 이어서 비교예 3의 가보호 필름에 의한 휨(X)을 실시예 1과 마찬가지로 하여 측정한 결과, 0.1mm였다.
비교예 3의 가보호 필름이 부착된 리드 프레임을 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 반도체 소자의 접착, 리플로우 접속을 상정한 가열, 와이어 본드 및 밀봉층의 형성을 행하여, 도 4의 패키지를 제작했지만, 어느 공정에 있어서도 문제는 발생하지 않았다. 밀봉 성형 후에, 180℃에서 리드 프레임과 밀봉층으로부터 가보호 필름을 박리한 바(박리 속도: 매분 300mm), 90도 필 강도(밀봉 후 필 강도)는 800N/m이며, 박리 도중에 테이프가 파손되었다.
실시예 1 내지 6의 가보호 필름은, 리드 프레임 및 밀봉층으로부터 180℃에서 용이하게 박리 가능하였다. 실시예 1 내지 6의 가보호 필름을 사용함으로써, 반도체 패키지를 높은 작업성과 생산성으로 제조할 수 있는 것이 나타났다. 실시예 1 내지 6의 가보호 필름은, 25℃에서 리드 프레임과의 밀착성이 높고, 게다가 최대 온도 400℃의 리플로우 접속의 공정을 통과시켜, 수지 밀봉한 후에도 180℃에서 리드 프레임 및 밀봉층으로부터 용이하게 박리할 수 있기 때문에, 반도체 패키지를 높은 작업성과 생산성으로 제조하는 것을 가능하게 하는 것이다. 이에 비해, 가보호 필름을 부착한 리드 프레임을 밀봉재로 밀봉한 후의 접착층과 리드 프레임 및 밀봉재의 180℃에서의 90도 필 강도가 600N/m을 초과하는 비교예 1, 2 및 3의 가보호 필름은, 접착층과 리드 프레임 및 밀봉재의 접착 강도가 지나치게 강하기 때문에, 필름이 파단되어, 박리할 수 없었다.
Figure ptm00010
Figure ptm00011
1…지지 필름
2…접착층
3…비접착층
10, 10'…가보호 필름
11…리드 프레임
11a…다이 패드
11b…이너 리드
12…와이어
13…밀봉층
14…반도체 소자
20…밀봉 성형체
30…릴체
31…권취 코어
32…측판
40…포장 주머니
50…포장체
60…곤포 상자
70…곤포물
100…반도체 장치

Claims (17)

  1. 권취 코어와, 상기 권취 코어에 권취된 반도체 밀봉 성형용 가보호 필름을 구비하고,
    상기 반도체 밀봉 성형용 가보호 필름이, 지지 필름과, 상기 지지 필름의 편면 또는 양면 상에 마련되며, 수지를 함유하는 접착층을 구비하고,
    상기 가보호 필름을, 다이 패드 및 이너 리드를 갖는 리드 프레임에, 상기 접착층이 상기 리드 프레임에 접하도록 부착했을 때의 상기 접착층과 상기 리드 프레임 사이의 90도 필 강도가, 25℃에서 5N/m 이상이고,
    상기 가보호 필름을, 상기 리드 프레임에, 상기 접착층이 상기 리드 프레임에 접하도록 부착하고, 상기 다이 패드의 상기 가보호 필름과는 반대측의 면 상에 반도체 소자를 탑재하고, 이어서 상기 반도체 소자, 상기 리드 프레임 및 상기 가보호 필름을 가열한 후, 상기 접착층과 접하면서 상기 반도체 소자를 밀봉하는 밀봉층을 형성했을 때에, 상기 접착층과 상기 리드 프레임 및 상기 밀봉층 사이의 90도 필 강도가, 180℃에서 600N/m 이하인, 릴체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 접착층이 실란 커플링제를 더 함유하고,
    상기 실란 커플링제의 함유량이, 상기 수지 전량에 대하여 5질량％ 초과 35질량％ 이하인, 릴체.
  3. 권취 코어와, 상기 권취 코어에 권취된 반도체 밀봉 성형용 가보호 필름을 구비하고,
    상기 반도체 밀봉 성형용 가보호 필름이, 지지 필름과, 상기 지지 필름의 편면 또는 양면 상에 마련되며, 수지와 실란 커플링제를 함유하는 접착층을 구비하고,
    상기 실란 커플링제의 함유량이, 상기 수지 전량에 대하여 5질량％ 초과 35질량％ 이하인, 릴체.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 실란 커플링제가, 하기 식 (I):
    Figure ptm00012

    로 표시되며, 식 중, R1, R2 및 R3은, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 3의 알콕시기, 탄소수 1 내지 6의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴기를 나타내고, X는, 하기 식 (IIa), (IIb), (IIc), (IId) 또는 (IIe):
    Figure ptm00013

    로 표시되며, 이들 식 중, R4, R5 및 R6은, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기 또는 수소 원자를 나타내고, *는 탄소 원자와의 결합 부위를 나타내는, 릴체.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착층의 유리 전이 온도가 100 내지 300℃인, 릴체.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수지가 아미드기, 에스테르기, 이미드기, 에테르기 또는 술폰기를 갖는 열가소성 수지인, 릴체.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착층의 200℃에서의 탄성률이 1MPa 이상인, 릴체.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 필름의 두께에 대한 상기 접착층의 두께의 비가 0.5 이하인, 릴체.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착층의 두께가 1 내지 20㎛인, 릴체.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 필름이, 방향족 폴리이미드, 방향족 폴리아미드, 방향족 폴리아미드이미드, 방향족 폴리술폰, 방향족 폴리에테르술폰, 폴리페닐렌술피드, 방향족 폴리에테르케톤, 폴리아릴레이트, 방향족 폴리에테르에테르케톤 및 폴리에틸렌나프탈레이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 중합체의 필름인, 릴체.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 필름의 유리 전이 온도가 200℃ 이상인, 릴체.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 필름의 두께가 5 내지 100㎛인, 릴체.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 필름의 20 내지 200℃에서의 선팽창 계수가 3.0×10-5 이하인, 릴체.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 필름의, 200℃에서 60분간 가열되었을 때의 수축률이 0.15％ 이하인, 릴체.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 필름의 편면 상에 상기 접착층이 마련되어 있고,
    당해 가보호 필름이, 상기 지지 필름의 상기 접착층이 마련된 면과는 반대측의 면 상에 마련된 비접착층을 더 구비하는, 릴체.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 기재된 릴체와, 상기 릴체를 수용한 포장 주머니를 구비하는, 포장체.
  17. 제16항에 기재된 포장체와, 상기 포장체를 수용한 곤포 상자를 구비하는, 곤포물.
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