(57)【要約】【課題】半導体チップを樹脂で封止して半導体パッケージを成形する際、製品の外観不良が発生することなく製品が容易に離型され、成形時間および不良率を低減し、良品パッケージの生産効率を向上させることを目的とする．【解決手段】半導体パッケージの離型性を担う層（Ａ層）と成形時の加熱に対する耐熱性を担う層（Ｂ層）との少なくとも２層を含む半導体パッケージ用離型シートであって、Ｂ層がポリアミド樹脂である半導体パッケージ用離型シート及びそれを用いた樹脂封止半導体装置の製造法を提供する。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体パッケージを樹脂成形する際に、半導体パッケージの離型性を担う層（Ａ層）と成形時の加熱に対する耐熱性を担う層（Ｂ層）との少なくとも２層を含む半導体パッケージ用離型シートであって、Ｂ層がポリアミド樹脂である半導体パッケージ用離型シート。
【請求項２】
Ｂ層が無延伸のナイロン６樹脂からなる請求項１記載の半導体パッケージ用離型シート。
【請求項３】
成形品からの剥離力が、０〜０．５Ｎ／２５ｍｍである請求項１又は２記載の半導体パッケージ用離型シート。
【請求項４】
Ａ層が主としてアクリル樹脂からなる請求項１〜３のいずれか記載の半導体パッケージ用離型シート。
【請求項５】
Ａ層が主としてシリコーン樹脂からなる請求項１〜３のいずれか記載の半導体パッケージ用離型シート。
【請求項６】
成形金型内の所定位置に樹脂封止すべき半導体装置を配置し、半導体装置の片面に請求項１〜５のいずれかに記載の半導体パッケージ用離型シートを覆うように配置して、型締めした後、半導体装置と離型シートとの間に封止樹脂が位置するように注入成形することを特徴とする樹脂封止半導体装置の製造法。
【請求項７】
成形金型内の所定位置に樹脂封止すべき半導体装置を配置し、半導体装置の両面に請求項１〜５のいずれかに記載の半導体パッケージ用離型シートを覆うように配置して、型締めした後、半導体装置と離型シートとの間に封止樹脂が位置するよう注入成形することを特徴とする樹脂封止半導体装置の製造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体パッケージ用離型シート及びそれを用いた樹脂封止半導体装置の製造法に関する。さらに詳しくは半導体装置の樹脂封止時の離型を容易にするとともに、封止樹脂等による金型キャビティ等の汚れを低減するとともに、成形時のシワ、破れ等がない半導体パッケージ用離型シート及びそれを用いた樹脂封止半導体装置の製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体チップは通常、外気からの遮断・保護のため樹脂で封止されパッケージと呼ばれる成形品として基板上に実装される。半導体パッケージは封止樹脂の流路であるランナーを介して連結した１チップ毎の成形品として注入成形されている。近年、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）方式やクワッドフラットノンリード（ＱＦＮ）方式などの実装が、パッケージの小型化、多ピン化の要請から用いられている。これら方式では端子がパッケージの底面に設置されるため、多数個のパッケージを成形する一括モールド法も提案されている。この方法は金型の低価格化、パッケージの生産性向上に有効である。
【０００３】
従来、半導体パッケージの離型は、金型に設けたエジェクトピンによる突き出しによりなされるが、半導体パッケージにダメージを与える恐れがあり、このような突き出し機構によって金型が高価格になるという問題がある。また、上述の一括モールド法では、成形品が大きくなるため、離型がより困難となる。さらに、金型のキャビティ等に封入樹脂等が付着して汚れるために頻繁にクリーニングする必要があるなどの問題がある。
【０００４】
これらの対策として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）系のシートを金型内に装着して離型を容易にすることが行われている。しかるに、ＰＴＦＥ系シートは、金型への装着時にシワが発生したり、破断し易いという欠点がある。
また、ＰＴＦＥ系シートは半導体チップ裏面との密着性が悪く、チップ裏面の端子に封止樹脂のバリを発生し易いという欠点がある。さらにＰＴＦＥ系シートは使用後の廃棄に際して、フッ素系ガスが発生するために焼却処理できないという欠点もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第１の目的は、半導体チップを樹脂で封止した半導体パッケージを金型から取り出す際、金型構造や離型剤によることなく容易に離型でき、半導体パッケージにダメージを与える恐れのない半導体パッケージ用離型シート及びそれを用いた半導体装置の製造法を提供することにある。
【０００６】
本発明の第２の目的は、金型に装着する際ならびに樹脂を成形する際に、シワ発生、破れがなく、封止樹脂による金型汚染が少なく、さらに焼却する際にフッ素系ガス、塩素系ガス等の有害ガスの発生がなく焼却処理可能な半導体パッケージ用離型シート及びそれを用いた半導体装置の製造法を提供するものである。
【０００７】
本発明の第３の目的は、半導体チップ裏面の端子に封止樹脂のバリが発生することを防止する半導体パッケージ用離型シート及びそれを用いた半導体装置の製造法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、次のものに関する。
【０００９】
（１）　半導体パッケージを樹脂成形する際に、半導体パッケージの離型性を担う層（Ａ層）と成形時の加熱に対する耐熱性を担う層（Ｂ層）との少なくとも２層を含む半導体パッケージ用離型シートであって、Ｂ層がポリアミド樹脂である半導体パッケージ用離型シート。
【００１０】
（２）　Ｂ層が無延伸のナイロン６樹脂からなる（１）に記載の半導体パッケージ用離型シート。
【００１１】
（３）　半導体パッケージからの剥離力が、０〜０．５Ｎ／２５ｍｍである（１）または（２）に記載の半導体パッケージ用離型シート。
【００１２】
（４）　Ａ層が主としてアクリル樹脂からなる（１）〜（３）のいずれかに記載の半導体パッケージ用離型シート。
【００１３】
（５）　Ａ層が主としてシリコーン樹脂からなる（１）〜（３）のいずれかに記載の半導体パッケージ用離型シート。
【００１４】
（６）　成形金型内の所定位置に樹脂封止すべき半導体装置を配置し、半導体装置の片面に（１）〜（５）のいずれかに記載の半導体パッケージ用離型シートを覆うように配置して、型締めした後、半導体装置と離型シートとの間に封止樹脂が位置するように注入成形することを特徴とする樹脂封止半導体装置の製造法。
【００１５】
（７）　成形金型内の所定位置に樹脂封止すべき半導体装置を配置し、半導体装置の両面に（１）〜（５）のいずれかに記載の半導体パッケージ用離型シートを覆うように配置して、型締めした後、半導体装置と離型シートとの間に封止樹脂が位置するように注入成形することを特徴とする樹脂封止半導体装置の製造法。
【００１６】
Ａ層は、半導体パッケージの離型性を担う層であって、半導体チップを樹脂で封止したパッケージに接触する層である。Ａ層は、パッケージ成形後の金型開放直後に自然に剥離するか、僅かな剥離力で剥離することが好ましい。さらに、Ａ層は、パッケージの半導体裏面の端子部分に発生し易い樹脂のバリを防止することが好ましい。これらを満たすためには、Ａ層のパッケージからの剥離力は、好ましくは０〜０．５Ｎ／２５ｍｍ、より好ましくは０．０１〜０．１Ｎ／２５ｍｍである（１８０℃、剥離角度１８０°、剥離速度２ｍ／分）。
主としてアクリル樹脂もしくはシリコーン樹脂からなる粘着剤でＡ層を形成することによって上記の剥離力が得られる。アクリル樹脂は、耐熱性を有するアクリル酸エステル及び／またはメタクリル酸エステルの重合体またはこれらの共重合体が好ましい。アクリル樹脂として、例えば、アクリル酸ブチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸、アクリロニトリル、アクリル酸ヒドロキシエチル等の重合物又はこれらの２種類以上の共重合物が挙げられる。特にアクリル樹脂は架橋を行うことが好ましい。架橋の方法としては、アクリル樹脂配合溶液に架橋剤を添加したものをＢ層上に配し、加熱乾燥とともに熱架橋する方法が一般的である。架橋剤としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）、トルイジンジイソシアネート（ＴＤＩ）等のイソシアネート系架橋剤、メラミン、バンゾグアナミン等のメラミン系架橋剤等が挙げられる。シリコーン樹脂としては、付加タイプ、縮合タイプのいずれも使用することができ、具体的には、例えば、ジメチルポリシロキサンとメチルハイドジェンポリシロキサンを有機錫等の触媒を用いて硬化させるシリコーン樹脂が挙げられる。また、紫外線、電子線等の放射線を利用して架橋することもできる。
【００１７】
Ａ層の厚みは特に限定されないが、０．１〜１００μｍであることが好ましい。
【００１８】
Ｂ層は、成型時の加熱に対する耐熱性を担う層であって、金型に接触する層であるか、成形時にＡ層より金型に近く配置するようにする層であってもよい。
【００１９】
Ｂ層は、封止樹脂の成形が高温（１５０〜２００℃）で行われることを考慮すると、この温度以上の耐熱性を要する。また、金型に装着する際及び成形中の樹脂流動の際に、封止樹脂にシワや破れが発生しないためには、高温時の弾性率及び伸びが重要である。本発明者らは、種々の材料を検討した結果、Ｂ層としてポリアミド樹脂が最適であることを見出した。ポリアミド樹脂として、例えば、ナイロン６、ナイロン６６，ナイロン１２、ナイロン６１０が挙げられる。ポリアミド樹脂の中でも、高温の金型に装着したときに、フィルムの収縮が小さく、シワが発生し難いことから、特に無延伸のナイロン６樹脂が好ましい。
【００２０】
Ｂ層の厚みは特に制限はないが、５〜５０μｍであることが望ましい。
【００２１】
Ｂ層は金型表面に接触する層であり、用いる材料によっては金型との剥離力が大きくなることがある。この様な場合には、成形型からの離型シートを剥離するための剥離力が０．５Ｎ／２５ｍｍ以下になるよう調整することが好ましく、Ｂ層のＡ層と接する反対の面、つまり、Ｂ層の金型側の面、に金型からの離型性をよくするように梨地加工等の表面加工したり、新たに別の層（Ｃ層）を設けたりしてもよい。
【００２２】
梨地加工する場合は、加熱発泡性添加剤をＢ層の樹脂に添加する。加熱発泡性添加剤としては、例えば、熱膨張性アクリル系樹脂ビーズ、熱膨張性粒子、無機発泡剤、ニトロソ系発泡剤、アゾ系発泡剤及びスルホニルヒドラジド系発泡剤が挙げられるが、取り扱いの容易さから熱膨張性粒子が好ましい。加熱発泡剤の添加量は特に限定するものではないが、Ｂ層の樹脂に対して１〜３０重量％が好ましく、２〜１５重量％であることが更に好ましい。１重量％未満では、離型性が低下する傾向にあり、３０重量％を超えるとバリ防止が不十分となる傾向がある。
【００２３】
Ｃ層の材料としては、Ａ層と同じ材料を使用してもよいが、耐熱性、非汚染性、金型からの剥離性を満たす材料であればよい。この様なＣ層の材料として、例えば、ポリ（４−メチルペンテン−１）、シリコーン樹脂等が挙げられる。Ｃ層の厚みは、特に限定されないが、０．１〜１０μｍであることが好ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられる離型シートは、次のようにして製造することができる。
【００２５】
例えば、溶剤に溶解し又は加熱溶融したＡ層材料やＣ層材料を、Ｂ層に塗布することにより離型シートを作製することができる。また、Ｔ型ダイやインフレーション用ダイをもつ押出機を用いて、共押出法により各層を所定の厚さをもつシートに加工し各層をラミネートして作製することもできる。ラミネートにあたっては必要に応じて適切な接着剤を介することやコロナ放電処理等の表面処理を施すこともある。
【００２６】
パッケージ成形工程ではＡ層面をキャビティ内側に向けて金型内にシートをセットし、必要に応じてバキューム等により金型内面に密着させる。型締めを行い、封止樹脂をトランスファーモールド法等により金型内に注入する。一定時間の保持の後、型を開き成形品を取り出す。使用するシートはロール状としておき、１回の成形が完了した段階でシートを金型の大きさだけ巻取り、金型内に新しいシートが供給されるようにすることが好ましい。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明の範囲はこれら実施例によって何等限定されるものではない。
【００２８】
（実施例１）
Ａ層としてアクリル樹脂（帝国化学産業（株）製：ＷＳ−０２３）１００重量部に対し、架橋剤としてコロネートＬ（日本ポリウレタン工業（株）商品名）を５重量部添加したものを１５％のトルエン溶液とし、Ｂ層である４０μｍの無延伸ナイロン６フィルム（三菱樹脂（株）製ダイアミロンＣ）をコロナ処理した後、ロールコータを用いて、乾燥後の厚みが１５μｍになるように塗工乾燥してＡ層を形成し、離型シートを得た。このシートを、下型に半導体ベアチップをセットしたトランスファーモールド金型の上型に装着し、真空で固定した後、型締めし、封止材をトランスファーモールドした。金型温度は１８０℃、成形圧力６．８６ＭＰａ（７０ｋｇｆ／ｃｍ２）、成形時間９０秒とした。離型シート装着・固定時のシワ発生の有無、成形時の破れ発生の有無、金型のクモリ発生の有無を観察した。
【００２９】
（実施例２）
Ｂ層である４０μｍの無延伸ナイロン６フィルム（三菱樹脂（株）製ダイアミロンＣ）にコロナ処理した後、ロールコータを用いて、Ａ層として縮合型シリコーン樹脂（ＧＥ東芝（株）製ＳＨＣ９００）を、乾燥後の厚みが５μｍになるように塗工乾燥してＡ層を形成し離型シートを得た。このシートを使用して、実施例１と同様に成形試験を行なった。
【００３０】
（実施例３）
Ｂ層である２５μｍの２軸延伸ナイロン６フィルム（ユニチカ（株）製ＯＮ―２５）を１８０℃にて５分間無張力状態で放置し、アニール処理した上で、コロナ処理した後、ロールコータを用いて、Ａ層として縮合型シリコーン樹脂（ＧＥ東芝（株）製ＳＨＣ９００）を、乾燥後の厚みが５μｍになるように塗工乾燥してＡ層を形成し離型シートを得た。このシートを使用して、実施例１と同様に成形試験を行なった。
【００３１】
（比較例１）
離型シートとしてポリテトラフルオロエチレン樹脂製シート（東レ製　トヨフロン）を使用し、実施例１と同様に成形試験を行なった。
【００３２】
（比較例２）
Ａ層としてアクリル樹脂（帝国化学産業（株）製：ＷＳ−０２３）１００重量部に対し、架橋剤としてコロネートＬ（日本ポリウレタン工業（株）商品名）を５重量部添加したものを１５％のトルエン溶液とし、Ｂ層である３８μｍの２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（ユニチカ（株）製Ｓ−３８）にコロナ処理した後、ロールコータを用いて、乾燥後の厚みが１５μｍになるように塗工乾燥してＡ層を形成し、離型シートを得た。このシートを使用して、実施例１と同様に成形試験を行なった。
【００３３】
これらについて、上述のようにして半導体パッケージを成形し、観察した結果を表に示す。
【００３４】
【表１】
2004079567.tif 000002
なお、「剥離力　」は、成型品取り出し後に成型品からの離型シートの剥離力を１８０℃において剥離角度１８０°剥離速度２ｍ／分で　　　　　　　　　　測定した。「離型シートのシワ」、「離型シートの破れ」、「端子部のバリ有無」及び「キャビティのクモリ」については、目視により判断した。
【００３５】
実施例、比較例ともに成形品の離型性は充分確保されていたが、比較例１ならびに比較例２では金型追従性に劣り、金型のゲート部分でシートの破れが発生した。このほか、比較例１では、離型シートの金型装着時にシワが発生すること、半導体パッケージの端子部分に封止材が侵入してバリが発生すること、金型キャビティにクモリが発生することの問題が生じた。実施例１、実施例２及び実施例３ともに、シートの破れやシワがなく、金型キャビティにクモリがなく、バリの発生のない良好な半導体パッケージが得られた。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、半導体チップを樹脂で封止して半導体パッケージを成形する際、特殊な金型構造や封止樹脂への離型剤添加をすることなく、シートを金型に装着することで良好な離型を実現し、装着時や成形時にシートが変形し、シワが入ったり、破損したりすることによって、成形品外観不良を発生せずにパッケージ成形することができる。