(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体部品の製造に使用され、開口に配列した端子部が銅製であるリードフレームと、そのリードフレームの開口及び端子部を少なくとも覆う基材フィルム層とを、粘着層を介して積層してあるリードフレーム積層物であって、
前記粘着層は、シリコーン系バインダー及び酸化防止剤を含有し、
前記基材フィルム層は、ポリイミドフィルムの層であるリードフレーム積層物。
【請求項２】
前記粘着層は、前記シリコーン系バインダー１００重量部に対して、前記酸化防止剤を０．５〜３０重量部含有する請求項１記載のリードフレーム積層物。
【請求項３】
前記粘着層は、前記リードフレームとの界面近傍に、前記酸化防止剤が偏在するものである請求項１又は２に記載のリードフレーム積層物。
【請求項４】
開口に配列した端子部が銅製であるリードフレームを使用して、その端子部に半導体チップを接続した状態で樹脂封止を行う成型工程と、前記端子部にはんだをメッキするメッキ工程を有する半導体部品の製造方法において、
請求項１〜３いずれかに記載のリードフレーム積層物を使用して前記成型工程を行った後に、前記メッキ工程を行う前に、前記基材フィルム層を前記粘着層と共に剥離することを特徴とする半導体部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体部品の製造に使用され、開口に配列した端子部が銅製であるリードフレームを、基材フィルム層と積層したリードフレーム積層物、それを使用する半導体部品の製造方法、並びにリードフレーム積層物を製造するためのリードフレーム用粘着テープに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＬＳＩの実装技術においてＣＳＰ (Ｃｈｉｐ  Ｓｃａｌｅ／Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ) 技術が注目されている。この技術の内、ＱＦＮ (Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ  ｐａｃｋａｇｅ) 、ＳＯＮ (Ｓｍａｌｌ  Ｏｕｔｌｉｎｅ  Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ  ｐａｃｋａｇｅ) に代表されるリード端子がパッケージ内部に取りこまれた形態のパッケージについては、端子が封止樹脂面より露出した形状となる。
【０００３】
このようなＣＳＰの一般的な製造方法は、図４（イ）〜（ハ）に示すように、半導体チップ２の電極とリードフレーム２１のリード端子２１ｂとの間をワイヤ２３でボンディングしたものを、下金型３のキャビティ３１内に配置し、離型フィルム１を介在させて又は介在させずに（図示した例は介在させる場合）上金型４で型閉し、トランスファー成形によりキャビティ３１内に樹脂５を注入・硬化させ、次いで型開した後、リード端子２１ｂを残してリードフレーム２１をトリミングによりカットしている。
【０００４】
その際、通常、銅製のリードフレームを用いて、離型フィルム１を介在させずに樹脂成型を行い、その後、樹脂成型時のフラッシュや端子部に付着したダストをデフラッシュした後、端子部にはんだメッキしていた。つまり、リードフレーム単体を用いて製造を行う場合、成型時に封止樹脂がリードフレーム裏面への回り込むフラッシュが発生し、実装時の端子部を覆ってしまうため、デフラッシュ工程を新たに設け、端子部を露出させる必要があった。その結果、工程が増えてしまい、コスト高や製造納期が長期化するなどの弊害があった。
【０００５】
また、離型フィルムを介在させる場合、端子部を露出させる効果が幾分得られるものの、端子部へのフラッシュを完全に防止することは困難であった。
【０００６】
一方、半導体装置の製造方法として、デバイスホールを有する基板の裏面に粘着テープを貼着してデバイスホールを塞ぎ、次いでデバイスを接続し、さらに樹脂封止を行なった後、前記粘着テープを剥離することにより裏面が樹脂で汚損されるのを防止する方法が公知である（特開昭６０−２２４２３８号公報）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者らが、上記のように粘着テープを銅製のリードフレームに使用することを試みたところ、加熱に耐えうるシリコーン系粘着テ−プにより樹脂漏れは防げるものの、加熱により銅製のリードフレームが酸化することが判明した。更に、この酸化によって、粘着テープの剥離時にリードフレームヘのシリコーン付着量が増加し、このままでははんだメッキが均一に行えないため、はんだメッキの前にシリコーン除去作業を行う必要があった。なお、リードフレームが酸化しない加熱条件で製造を行おうとすると、短時間しか加熱できず、製造条件が著しい制約を受けることになる。
【０００８】
一方、酸化を防止すべく窒素ガス中で加熱する方法についても検討したが、シリコーン付着量は低減できるものの、加熱部分の密閉や窒素ガス置換などに要する時間、コスト、及び作業性を考慮すると、実用的なものとは言えなかった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、雰囲気ガスを調整しなくても、加熱によるリードフレームの酸化を抑制して、シリコーン付着量を少なくし、その除去を不要にすることができるリードフレーム積層物、半導体部品の製造方法、並びにリードフレーム用粘着テープを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成すべく、リードフレームの酸化防止方法について鋭意研究したところ、酸化防止剤を含有する粘着層を介して、端子部を覆う基材フィルム層を積層することにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
即ち、本発明のリードフレーム積層物は、半導体部品の製造に使用され、開口に配列した端子部が銅製であるリードフレームと、そのリードフレームの開口及び端子部を少なくとも覆う基材フィルム層とを、粘着層を介して積層してあるリードフレーム積層物であって、前記粘着層は、シリコーン系バインダー及び酸化防止剤を含有し、前記基材フィルム層は、ポリイミドフィルムの層であることを特徴とする。
【００１２】
上記において、前記粘着層は、前記シリコーン系バインダー１００重量部に対して、前記酸化防止剤を０．５〜３０重量部含有することが好ましい。
【００１３】
また、前記粘着層は、前記リードフレームとの界面近傍に、前記酸化防止剤が偏在するものである好ましい。
【００１４】
また、前記酸化防止剤は、完全に相溶せずに前記シリコーン系バインダー中に分散していることが好ましい。
【００１５】
一方、本発明の半導体部品の製造方法は、開口に配列した端子部が銅製であるリードフレームを使用して、その端子部に半導体チップを接続した状態で樹脂封止を行う成型工程と、前記端子部にはんだをメッキするメッキ工程を有する半導体部品の製造方法において、上記いずれかに記載のリードフレーム積層物を使用して前記成型工程を行った後に、前記メッキ工程を行う前に、前記基材フィルム層を前記粘着層と共に剥離することを特徴とする。
【００１６】
他方、本発明のリードフレーム用粘着テープは、上記いずれかに記載のリードフレーム積層物を製造するために使用され、前記基材フィルム層と前記粘着層とを備えるものである。
【００１７】
［作用効果］
本発明のリードフレーム積層物によると、実施例の結果が示すように、酸化防止剤を含有する粘着層が端子部を覆うため、空気中で加熱しても酸化がすすむことを遅らせ、その結果シリコーン付着量を減少させ、容易にはんだメッキができるようになる。また、粘着層のシリコーン系バインダーは、半導体製造工程で加熱される２００℃程度・数時間の工程では、大きく劣化するようなことはなく、粘着層にて封止樹脂のフラッシュを防止することができる。更に、粘着層を介して開口及び端子部を少なくとも覆う基材フィルム層を積層することにより、金型の離型効果なども得られるようになる。
【００１８】
前記粘着層は、前記シリコーン系バインダー１００重量部に対して、前記酸化防止剤を０．５〜３０重量部含有する場合、酸化防止効果がより高まると共に、粘着層の粘着性をより良好にすることができる。
【００１９】
また、前記粘着層は、前記リードフレームとの界面近傍に、前記酸化防止剤が偏在する場合、より効果的に酸化防止剤の効果が発揮され、少ない酸化防止剤量で済むようになる。なお、シリコーン系バインダー自体は、酸化防止剤の必要性が低いものである。
【００２０】
一方、本発明の半導体部品の製造方法によると、本発明のリードフレーム積層物を使用して成型工程を行うため、上記の如き作用効果により、雰囲気ガスを調整しなくても、加熱によるリードフレームの酸化を抑制して、シリコーン付着量を少なくし、その除去を不要にすることができるようになる。また、リードフレーム積層物を貼着した状態でＰＭＣ（ポストモールドキュア）工程を行うなどして、メッキ工程を行う直前に剥離することにより、ダストの端子付着を好適に防ぐことができる。
【００２１】
他方、本発明のリードフレーム用粘着テープによると、上記の如き作用効果を奏するリードフレーム積層物を、リードフレームに貼着するだけで容易に得ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２３】
図１は本発明に用いられるリードフレームの例を示すものであり、（イ）は全体を示す斜視図、（ロ）はその１ユニット分を示す平面図である。リードフレーム２１は、図１に示すように、半導体チップ２を配置して接続を行うための開口２１ａを有しており、その開口２１ａには複数の端子部２１ｂを配列している。本発明では少なくとも端子部２１ｂが銅製であればよいが、リードフレーム２１全体が銅製であってもよい。
【００２４】
本発明において、半導体チップ２は端子部２１ｂにワイヤボンディング等によって電気的に接続されるが、リードフレーム積層物とした状態で半導体チップ２を接続してもよく、また積層物とする前に接続を行ってもよい。従って、本発明のリードフレーム積層物は、予め半導体チップ２を接続してあるものも包含される。
【００２５】
端子部２１ｂの形状や配列は何れでもよく、長方形に限らず、パターン化した形状や円形部を有する形状等でもよく、また、開口２１ａの全周に配列されたものに限らず、開口２１ａの全面や対向する２辺に配列したもの等でもよい。
【００２６】
本発明のリードフレーム積層物は、図１（ロ）のＩ−Ｉ断面図である図２に示すように、上記のようなリードフレーム２１と、その開口２１ａ及び端子部２１ｂを少なくとも覆う基材フィルム層１０とを粘着層１１を介して積層してある。つまり、リードフレーム２１に接する形で粘着層１１が存在し、更に、粘着層１１のリードフレーム２１に接触する反対面には、金型等に貼りついてしまうことを防止する為に基材フィルム１０が積層されている。
【００２７】
本発明は、上記のようなリードフレーム積層物において、粘着層１１がシリコーン系バインダー及び酸化防止剤を含有することを特徴とする。酸化防止剤としては、例えばヒンダートフェノール系酸化防止剤、燐系酸化防止剤、ラクトン系酸化防止剤等が挙げられ、これらは単体または組み合わせて使用できる。
【００２８】
これら酸化防止剤は、シリコーン系バインダーに対して、相溶性が悪い場合が多い。例えばヒンダートフェノール系の中のペンタエリスリチル−テトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］（商品名ＩＲＧＡＮＯＸ１０１０）の場合、少量配合しただけで、粘着層は白濁してしまい、通常の粘着層と考えると好ましいものではないが、本発明においては、リードフレームの酸化が防げれば良いため、特に問題は発生しないばかりか、酸化防止剤の選定の自由度が広がる。そればかりか、フィラーを入れた効果を期待でき、酸化防止剤の配合部数により、接着性を調整することができる。
【００２９】
粘着層１１は、シリコーン系バインダー１００重量部に対して、酸化防止剤を０．５〜３０重量部含有することが好ましく、１〜１５重量部含有することが更に好ましい。３０重量部を超えると、粘着層１１の除去時に酸化防止剤がリードフレーム２１に残り、汚染したり貼りつき難くなる傾向がある。また、０．５重量部未満では、酸化防止効果が不十分になる傾向がある。ここで言う重量部は酸化防止剤の存在部分の割合であり、酸化防止剤が存在しない部分を必ずしも含めなくてよい。
【００３０】
そして、粘着層１１は、リードフレーム２１との界面近傍に酸化防止剤が偏在するものでもよく、酸化防止剤を含有する粘着層と酸化防止剤の無い粘着層とが積層されたものでも同様な効果が発揮される。また、酸化防止剤は、完全に相溶せずにシリコーン系バインダー中に分散していてもよく、ブリード等が生じたものでもよい。
【００３１】
シリコーン系バインダーとしては、シリコーン系粘着剤に使用されるものが何れも使用でき、各種のものが市販されている。また、シリコーン系バインダーには、架橋剤や触媒を添加して常温や加熱下などで架橋させるものが存在するが、その場合、必要な成分を添加して、適宜処理すればよい。また、接着性を調整するために、カーボニッケル等のフィラー類等を添加してもよい。
【００３２】
基材フィルム１０は、粘着層１１の金型などへの貼りつき防止のマスク材として使用される。従って、基材フィルム１０の材質としては、粘着層１１が基材フィルム１０の裏面側へ移行しにくいもの（例えば無孔フィルム）で、かつ加熱時に溶融しにくいようにある程度の耐熱性を有するものが好ましい。また、基材フィルム１０を剥離・除去することを考えると、破れ・切れの発生し難いものが望ましい。
【００３３】
例えば、目止めしたガラスクロス、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等の樹脂、各種金属箔類（例えばＳＵＳ、アルミ、銅等）等が挙げられる。中でも耐熱性に優れたＰＩフィルムがより望ましい。
【００３４】
本発明において、基材フィルム１０の厚みは１０〜２５０μｍ、粘着層１１の厚みは１〜７５μｍが好ましい。
【００３５】
本発明のリードフレーム積層物を作製する為には、基材フィルム１０上に粘着層１１を形成したテープ状、シート状のものを予め作製しておくことにより、リードフレーム２１の各種形状に関わらず、貼り合わせるだけで短時間で容易に積層物を得ることができる。つまり、基材フィルム層１０と粘着層１１とを備える本発明のリードフレーム用粘着テープを好適に使用できる。
【００３６】
更にリードフレーム２１上に粘着層１１を塗布・形成すると、封止樹脂で成型する際、逆方向、つまり、ＩＣチップを乗せる面側に、粘着層１１がはみ出てしまい、汚染の原因となる。また、リードフレーム２１のパターンにあわせて、マスク材を用意しなくてはならず、汎用性にかけたり、厚みが均一とならずに樹脂封止時に金型と隙間が生じ、フラッシュの原因となる。加えてリードフレーム２１上のみでは、封止樹脂が端子部２１ｂよりも盛り上がってしまい、端子部２１ｂを基板上に乗せるタイプの場合は実装できなくなってしまう。
【００３７】
更に、基材フィルム１０に粘着層１１を塗布・形成することにより、二者の密着性が上がり、半導体部品製造後の、粘着層１１の剥離・除去がより確実となる。なお、基材フィルム１０と粘着層１１の密着性を上げる為に、プライマー層などを設けてもよい。
【００３８】
また剥離時にリードフレーム２１と粘着層１１の界面の接着性の高いものは、除去時に成型した半導体部品を変形しやすく、半導体部品の不良の原因となる。これを防止する為、２００℃で１時間加熱後に、粘着層１１がＳＵＳ又は銅に対して、４Ｎ／２０ｍｍ以下の接着力（ＪＩＳ  Ｃ２１０４に準拠）を有するのが好ましい。
【００３９】
一方、本発明の半導体部品の製造方法は、開口に配列した端子部が銅製であるリードフレームを使用して、その端子部に半導体チップを接続した状態で樹脂封止を行う成型工程（図３参照）と、前記端子部にはんだをメッキするメッキ工程を有する半導体部品の製造方法において、本発明のリードフレーム積層物を使用して前記成型工程を行った後に、前記メッキ工程を行う前に、基材フィルム層１０を粘着層１１と共に剥離することを特徴とする。
【００４０】
例えば、予め基材フィルム層１０と粘着層１１からなる粘着テープを、半導体チップ２の電極と端子部２１ｂとの間をワイヤ２３でボンディングしたリードフレーム２１に貼着して積層物を得る。この積層物を使用して、図３（イ）〜（ハ）に示すように、半導体チップ２が下金型３のキャビティ３１内に位置するように配置し、上金型４で型閉し、トランスファー成形によりキャビティ３１内に樹脂５を注入・硬化させ、次いで型開する。必要に応じて、粘着テープを貼着した状態で加熱装置内でＰＭＣ（ポストモールドキュア）工程を行う。粘着テープを剥離除去した後、端子部２１ｂにはんだをメッキするメッキ工程を行う。その後又はそれまでの適当な時期に、端子部２１ｂを残してリードフレーム２１をトリミングによりカットする。
【００４１】
【実施例】
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。
【００４２】
（実施例１）
粘着層のシリコーン系バインダーとしてＳＤ−４５８７  Ｌ  １００重量部、触媒ＳＲＸ−２１２（東レダウコーニング製）０．６重量部、ヒンダートフェノール系酸化防止剤（イルガノックス１０１０）１重量部を混合して均一に塗布することにより、厚さ３０μｍの粘着層を基材フィルムであるポリイミドフィルム（カプトン１００Ｈ、厚さ２５μｍ）上に形成し、これを銅製のリードフレームに貼合せリードフレーム積層物を得た。
【００４３】
このリードフレーム積層物を用いてｌ７５℃×９０秒でリードフレーム上に樹脂成型を行ない、樹脂バリ（フラッシュ）の発生を確認した。その後、基材フィルムを粘着層と共に剥離し、リードフレームの変形を確認した。また、積層物を１７５℃で７時間空気中で加熱し、その後、基材フィルムを粘着層と共に剥離し、リードフレーム上のＳｉ量（単位：ｇ／ｍ2 ＣＰＳ量を粘着剤標準で換算）を蛍光Ｘ線分析により確認した。
【００４４】
（実施例２）
実施例１において、ヒンダートフエノール系酸化防止剤（イルガノックス１０１０）の量を５重量部にした以外は実施例１と同様にして、リードフレーム積層物を得た後、同様にして各評価を行った。
【００４５】
（実施例３）
実施例１において、ヒンダートフエノール系酸化防止剤（イルガノックス１０１０）の量を１０重量部にした以外は実施例１と同様にして、リードフレーム積層物を得た後、同様にして各評価を行った。
【００４６】
（実施例４）
実施例１において、ヒンダートフエノール系酸化防止剤としてイルガノックス１３３０を使用した以外は実施例１と同様にして、リードフレーム積層物を得た後、同様にして各評価を行った。
【００４７】
（実施例５）
実施例１において、ヒンダートフエノール系酸化防止剤としてイルガノックス１３３１を使用した以外は実施例１と同様にして、リードフレーム積層物を得た後、同様にして各評価を行った。
【００４８】
（比較例ｌ）
実施例１において、リードフレーム積層物の代わりに銅製のリードフレームをそのまま使用した以外は実施例１と同様にして各評価を行った。
【００４９】
（比較例２）
実施例１において、酸化防止剤を使用しないこと以外は実施例１と同様にして、リードフレーム積層物を得た後、同様にして各評価を行った。
【００５０】
（比較例３）
比較例２において、空気中での１７５℃×７時間の加熱の代わりに窒素ガス置換中で加熱した以外は比較例２と同様にして、リードフレーム積層物を得た後、同様にして各評価を行った。
【００５１】
（比較例４）
比較例２において、リードフレームをＮｉ／Ｐｄ／Ａｕに変更した以外は比較例２と同様にして、リードフレーム積層物を得た後、同様にして各評価を行った。
【００５２】
（参考例１）
実施例１において、ヒンダートフエノール系酸化防止剤（イルガノックス１０１０）の量を５０重量部にした以外は実施例１と同様にして、リードフレーム積層物を得た後、同様にして各評価を行った。
【００５３】
【表１】
0004619486.tif 000002
注１：接着性がほとんど無く、貼合せが困難であった。
【００５４】
表１の結果が示すように、酸化防止剤を含む粘着層を積層したリードフレーム積層物にすることにより、空気中で酸化防止剤無しの場合に比べて、Ｓｉ付着量を１／１００〜１／１０に減少でき、酸化しない窒素ガス中や、Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕリードフレーム（酸化しない）と同等の成型品を得ることができ、且つフラッシュも止まっていることが明らかである。
【００５５】
たとえば、この事実より、樹脂成型工程だけでなく、通常５〜７時間程度１７５℃で加温されるＰＭＣ（ポストモールドキュア）工程までも、シリコーン付着量が少なく積層物の形状で加熱でき、ダストの端子付着を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いるリードフレームの一例を示す図
【図２】図１（ロ）のＩ−Ｉ断面を示す断面図
【図３】本発明の樹脂成型工程の例を示す工程図
【図４】従来の樹脂成型工程の例を示す工程図
【符号の説明】
２    半導体チップ
３    金型（下型）
４    金型（上型）
５    封止樹脂
１０    基材フィルム層
１１    粘着層
２１    リードフレーム
２１ａ  開口
２１ｂ  端子部
【図１】
0004619486.tif 000003
【図２】
0004619486.tif 000004
【図３】
0004619486.tif 000005
【図４】
0004619486.tif 000006