(57)【要約】【課題】構成部品の一部がモールド樹脂から外部に露出する外部露出型半導体パッケージを製造するに際して、構成部品の高さに、例えば公差に基づくバラつきがある場合でも、モールド工程において、構成部品の破損および樹脂モレが生じるのを容易に防止することのできるモールド用離型フィルムを提供する。【解決手段】モールド用離型フィルム１は、１００〜２５０℃であるモールドプロセス温度において、圧縮方向で塑性変形と弾性変形の双方の挙動を示すことを特徴とする。構成部品の高さのバラつきをモールド用離型フィルム１が塑性変形することで吸収して、構成部品に過大な押圧力が作用しないようにする。また、塑性変形した後でも弾性変形の挙動を示すので、樹脂モレも回避できる。【選択図】図３
2015153961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モールド用離型フィルムであって、モールドプロセス温度において、圧縮方向で塑性変形と弾性変形の双方の挙動を示すことを特徴とするモールド用離型フィルム。
【請求項２】
請求項１に記載のモールド用離型フィルムであって、１００〜２５０℃の温度範囲において、圧縮方向で塑性変形と弾性変形の双方の挙動を示すことを特徴とするモールド用離型フィルム。
【請求項３】
請求項１に記載のモールド用離型フィルムであって、圧縮方向での弾性変形量は塑性変形量の２０％以下であることを特徴とするモールド用離型フィルム。
【請求項４】
請求項１または２に記載のモールド用離型フィルムであって、モールドプロセス温度における圧縮方向の貯蔵弾性率が１〜５００ＭＰａであり、かつ損失弾性率より大きいことを特徴とするモールド用離型フィルム。
【請求項５】
請求項１または２に記載のモールド用離型フィルムであって、モールドプロセス温度における圧縮方向の損失弾性率が１〜１００ＭＰａであり、かつ貯蔵弾性率より小さいことを特徴とするモールド用離型フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モールド用離型フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体パッケージは、セラミックパッケージと樹脂パッケージに分類され、このうち樹脂パッケージは、リードフレーム上に半導体チップを搭載し、全体を樹脂で封止するトランスファーモールド法により製造される場合が多い。このトランスファーモールド法により製造された半導体パッケージは、半導体チップの周囲がモールド樹脂で覆われるため、外部環境から機械的に遮断された構造となっている。
【０００３】
近年、モールド樹脂の一部を開口し、従来はモールド樹脂内に覆われていた半導体チップやリードフレームや放熱部品等を外部環境に露出する、外部露出型の半導体パッケージが使われるようになっている。例えば、特許文献１に記載されている外部露出型の半導体パッケージは、放熱板の一部をパッケージ外部に露出することにより、半導体チップの発生する熱を低熱抵抗で外部に放熱する効果を発揮している。また、同様に、半導体センサ等の一部をパッケージ外部に露出させることで、センサの感度を向上させるなどの目的で使用されている場合もある。
【０００４】
このようなトランスファーモールド法による半導体パッケージの製造に際して、半導体チップの被封止面とモールド金型との間には、一般に、離型フィルムを介在させる。その理由は、半導体チップを樹脂でモールドする際に、モールド樹脂と金型との間の離型性を確保し、製造を円滑に進めるためである。この種のモールド用離型フィルムの一例が、特許文献２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１５２２５号公報
【特許文献２】特開２００６−４９８５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記した外部露出型の半導体パッケージを製造する場合、内蔵する製品の外部に露出したい部分とモールド金型の間に、離型フィルムを挟んだ上で押圧し、その状態でトランスファーモールドを行って露出部を形成させる場合がある。このとき、押圧力が過大だと半導体チップ等のパッケージ構成部品が破損し、押圧力が過小だと、モールド用離型フィルムと外部に露出したい部品との間にモールド樹脂が侵入し、外部露出部分にモールド樹脂がかぶった状態（以下、樹脂モレという）となる恐れがある。押圧力が過大、過小となる主な要因は、半導体チップ等のパッケージ構成部品の厚さ方向の寸法バラつきによるものが多い。この厚さ方向の寸法のバラつきは、積層する構成部品の公差に主に起因するものであり、実質的に完全にバラつきをなくすことはできない。したがって、同じ金型を用いても、部品高さが高い場合には押圧力が大きくなり、部品高さが低い場合には押圧力が小さくなるので、型締めや樹脂封入に慎重な作業が求められている。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、構成部品の一部がモールド樹脂から外部に露出する外部露出型半導体パッケージにおいて、構成部品の高さに、例えば公差に基づくバラつきがある場合でも、モールド工程において、構成部品の破損および樹脂モレが生じるのを容易に防止することのできるモールド用離型フィルムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決すべく、本発明者らは多くの実験と研究を行うことにより、モールド用離型フィルムとして、モールドプロセス温度において圧縮方向で塑性変形をしかつ弾性変形もすることができるフィルムを用いることで、課題を解決できることを知見して、本発明をなすにいたった。
【０００９】
すなわち、本発明によるモールド用離型フィルムは、モールドプロセス温度において、圧縮方向で塑性変形と弾性変形の双方の挙動を示すことを特徴とする。
【００１０】
トランスファーモールド法により半導体パッケージを製造する場合、本発明によるモールド用離型フィルムを用いることにより、部品高さが基準よりも高いときには、その差分をモールド用離型フィルムが塑性変形することで吸収することができ、型締め時あるいは樹脂注入時に、構成部品に作用する押圧力が過大になるのを回避できる。それにより、構成部品に破損が生じるのを防止できる。また、塑性変形した後でも、モールド用離型フィルムは弾性変形領域を保有しており、金型による押圧力が過小になるのも回避でき、液モレが生じるのも防止できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によるモールド用離型フィルムを用いることにより、外部露出型の半導体パッケージのモールド工程において、構成部品の高さばらつきがある場合でも、構成部品の破損および樹脂モレを起こさずに、かつ容易に成形することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】モールド用離型フィルムの弾性変形の調査方法を説明するための概念図。
【図２】本発明によるモールド用離型フィルムの常温における応力歪曲線を示す図。
【図３】本発明によるモールド用離型フィルムのモールド温度における応力歪曲線を示す図。
【図４】モールドプロセスの概略図であり、モールド樹脂充填前の説明図。
【図５】モールドプロセスの概略図であり、モールド樹脂充填後の説明図。
【図６】モールド完成後、金型より製品を取り出した形状の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
本発明によるモールド用離型フィルムは、モールドプロセス温度において、圧縮方向で塑性変形と弾性変形の双方の挙動を示すことを特徴とする。より好ましくは、常温においては、圧縮方向で主に弾性変形を示し、モールドプロセス温度において、圧縮方向で塑性変形と弾性変形の双方の挙動を示す。
【００１４】
図１は、モールド用離型フィルムの弾性変形の調査方法の一例を示す概念図であり、離型フィルム１を測定ステージ２に乗せ、離型フィルム１の上面から測定用圧子３を押し付けて測定する。測定器には、一般に、マイクロインデンタ等が用いられる。
【００１５】
図２は、そのようにして測定した、本発明によるモールド用離型フィルムの一実施例での常温における応力歪曲線を示している。図２に示すように、圧縮方向で、常温では主に弾性特性を示すことが好ましい。通常、モールド金型に離型フィルムを張り付ける際、フィルムを均一に密着させるために、フィルムに引張り力を加えるが、常温で弾性率が高いことで、フィルムを均一に伸ばすことが可能となり、皺や折れなく、モールド金型にモールド用離型フィルムを張ることができる。
【００１６】
図３に、図２に示したモールド用離型フィルムのモールド温度（一般的に、１００〜２５０℃の温度範囲）における圧縮方向での応力歪曲線を示す。圧縮を行うと変位が発生するが、減圧に移行すると、元の変位量に戻らない。すなわちこの図に示すモールド用離型フィルムは、弾性変形と塑性変形の両方の特性を示す。より好ましくは、図示されるように、圧縮方向での弾性変形量は塑性変形量の２０％以下であることが望ましい。
【００１７】
なお、このような挙動を示すフィルム材料としては、フッ素系樹脂などを例示することができる。また、フィルムは、同じ材料の単層フィルムであってもよく、物性値の異なる２枚以上のフィルムを積層した積層フィルムであってもよい。積層フィルム例としては、フッ素系樹脂とポリイミド系樹脂などの積層体を挙げることができる。
【００１８】
図４、図５を参照して、本発明によるモールド用離型フィルム１を用いて行うモールドプロセスの一例を説明する。図４は、モールド樹脂充填前の説明図であり、リードフレーム４上に半導体チップ５がダイボンド剤６を介して接着されている。半導体チップ５とリードフレーム４は、金ワイヤ７により電気的に接続されている。この積層体（製品）をモールド上金型８とモールド下金型９の間にセットする。この際、モールド後に外部露出したい場所に、本発明によるモールド用離型フィルム１を挟み込む。
【００１９】
図５は、モールド樹脂充填後の説明図である。モールド上金型８とモールド下金型９の間にモールド樹脂１０が充填される。このとき、モールドプロセス温度（一般的に、１００〜２５０℃）において、図３に示すような、圧縮方向で弾性変形と塑性変形の双方の挙動を示す特性を持つ本発明の離型フィルム１を用いることで、モールド金型８、９をクランプ時に、離型フィルム１は、塑性変形することで、金型と製品間の機械的な緩衝材として働き、積層体に過度な押圧力が作用するのを回避することができる。また、弾性変形の挙動を示すことで、モールド下金型９とリードフレーム４では隙間なく密着し、モールド樹脂１０がモールド下金型９とリードフレーム４間に侵入することを防ぐ効果を発揮する。
【００２０】
図６は、モールド完成後、金型より製品を取り出した状態を示しており、リードフレーム４側を開放した、樹脂モールドされた半導体パッケージが得られる。図示のように、本発明による離型フィルム１を使うことで、リードフレーム４の直下（下面）４ａにモールド樹脂１０が付着することなく、製品が完成する。
【００２１】
上記したように、モールド用離型フィルム１は、常温において圧縮方向で主に弾性変形をし、モールドプロセス温度において、圧縮方向で弾性変形と塑性変形をする特性を合わせ持つことは、より好ましい態様である。しかし、少なくとも、モールドプロセス温度において、圧縮方向で塑性変形と弾性変形の双方の挙動を示すことができるフィルムであれば、所期の目的を達成することができる。
【００２２】
本発明によるモールド用離型フィルムの好適な一態様として、モールドプロセス温度における圧縮方向の貯蔵弾性率が１〜５００ＭＰａであり、かつ損失弾性率より大きいことを特徴とするモールド用離型フィルムが挙げられる。一般に、貯蔵弾性率が非常に小さくなると、モールド用離型フィルムの伸びが非常に大きくなり、実用性に欠ける。また、損失弾性率が非常に大きくなると、硬さのためにロール状にするのが困難になる。したがって、上記範囲の貯蔵弾性率と損失弾性率を備えたモールド用離型フィルムは、実使用上において、好適なものとなる。
【００２３】
本発明によるモールド用離型フィルムの好適な他の態様として、モールドプロセス温度における圧縮方向の損失弾性率が１〜１００ＭＰａであり、かつ貯蔵弾性率より小さいことを特徴とするモールド用離型フィルムが挙げられる。前記のように、損失弾性率が非常に大きくなると、硬さのためにロール状にするのが困難になり、また、貯蔵弾性率が非常に小さくなると、モールド用離型フィルムの伸びが非常に大きくなり、実用性に欠ける。したがって、上記範囲の貯蔵弾性率と損失弾性率を備えたモールド用離型フィルムは、やはり、実使用上において、好適なものとなる。
【００２４】
次に、図４〜図６に示すようにして、半導体パッケージを製造する場合の一つの具体例を説明する。パッケージ構成部品を積層したときに、部品公差の関係で、パッケージ構成部品の設計高さｈに対して、最大ｘの高さのバラつきが不可避的に生じるものとする。また、モールド用離型フィルム１の厚みｙ、金型８、９で形成されるキャビティ空間の高さｔは、（ｈ＋ｙ）よりわずか（ｓだけ）に小さいとする。
【００２５】
パッケージ構成部品がｈのときは、モールド用離型フィルム１は距離ｓだけ塑性変形することで、モールド用離型フィルム１の厚みに起因して、型締め時に積層体に押圧力が作用するのを回避することができる。また、モールド用離型フィルム１は塑性変形しない弾性変形領域を残しているので、前記した「樹脂モレ」も回避できる。
【００２６】
そして、パッケージ構成部品がｈ以上ｈ+ｘまでの間では、モールド用離型フィルム１は次第に塑性変形量を大きくしていき、最大ｓ＋ｘまでの範囲で塑性変形する。その塑性変形により、厚さのバラつきが大きくなっても、型締め時に積層体に過大な押圧力が作用するのを回避することができる。また、モールド用離型フィルム１は塑性変形しない弾性変形領域を依然として残しているので、前記した「樹脂モレ」も回避できる。
【符号の説明】
【００２７】
１  離型フィルム
２  測定ステージ
３  測定用圧子
４  リードフレーム
５  半導体チップ
６  ダイボンド剤
７  金ワイヤ
８  モールド上金型
９  モールド下金型
１０  モールド樹脂
４ａ  リードフレームの直下
【図１】
2015153961.tif 000003
【図２】
2015153961.tif 000004
【図３】
2015153961.tif 000005
【図４】
2015153961.tif 000006
【図５】
2015153961.tif 000007
【図６】
2015153961.tif 000008