(57)【要約】【課題】半導体装置の製造方法において、最終的に除去される接着フィルムであって、導体の一部が封止樹脂から突出したいわゆるスタンドオフを有する半導体装置の製造に好適に用いられる半導体装置製造用接着フィルムを提供すること。【解決手段】（ａ）  導体の少なくとも一部を接着フィルムに埋没させて導体を形成する工程、（ｂ）  導体上に半導体チップを搭載する工程、（ｃ）  半導体チップと導体とを結線する工程、（ｄ）  封止樹脂により半導体チップを封止する工程、及び（ｅ）  接着フィルムを除去する工程を有する半導体装置の製造方法に使用される半導体装置製造用接着フィルムであって、該接着フィルムが熱硬化性接着剤層と耐熱性基材層を有してなる半導体装置製造用接着フィルム。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）  導体の少なくとも一部を接着フィルムに埋没させて導体を形成する工程、
（ｂ）  導体上に半導体チップを搭載する工程、
（ｃ）  半導体チップと導体とを結線する工程、
（ｄ）  封止樹脂により半導体チップを封止する工程、及び
（ｅ）  接着フィルムを除去する工程
を有する半導体装置の製造方法に使用される半導体装置製造用接着フィルムであって、該接着フィルムが熱硬化性接着剤層と耐熱性基材層を有してなる半導体装置製造用接着フィルム。
【請求項２】
熱硬化性接着剤層の硬化前の１２０℃での弾性率が１×１０2 〜１×１０4 Ｐａであり、硬化後の２００℃での弾性率が１ＭＰａ以上である、請求項１記載の半導体装置製造用接着フィルム。
【請求項３】
熱硬化性接着剤層の硬化後の２３℃での銅箔に対する接着力が１〜２０Ｎ／２０ｍｍである、請求項１又は２記載の半導体装置製造用接着フィルム。
【請求項４】
熱硬化性接着剤層が、ゴム成分及びエポキシ樹脂成分を含む接着剤を含有してなり、前記ゴム成分がアクリロニトリルブタジエンゴム又はアクリルゴムからなる請求項１〜３いずれか記載の半導体装置製造用接着フィルム。
【請求項５】
熱硬化性接着剤層が、ゴム成分及びエポキシ樹脂成分を含む接着剤を含有してなり、前記ゴム成分の含有量が、接着剤中、５〜４０重量％である請求項４記載の半導体装置製造用接着フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置製造用接着フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＳＩ（Large Scale IC）の実装技術において、ＣＳＰ（Chip Size/Scale Package ）技術が注目されている。この技術のうち、ＱＦＮ（Quad Flat 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込まれた形態のパッケージは、小型化と高集積の面で特に注目されるパッケージ形態のひとつである。このようなＱＦＮの製造方法のなかでも、近年では複数のＱＦＮ用チップをリードフレームのパッケージパターン領域のダイパッド上に整然と配列し、金型のキャビティ内で、封止樹脂にて一括封止したのち、切断によって個別のＱＦＮ構造物に切り分けることにより、リードフレーム面積あたりの生産性を飛躍的に向上させる製造方法が特に注目されている。
【０００３】
このような、複数の半導体チップを一括封止するＱＦＮの製造方法においては、樹脂封止時のモールド金型によってクランプされる領域はパッケージパターン領域より更に外側に広がった樹脂封止領域の外側だけである。従って、パッケージパターン領域、特にその中央部においては、アウターリード面をモールド金型に十分な圧力で押さえることができず、アウターリード側への封止樹脂の漏れだしを防止することが非常に困難であり、ＱＦＮの端子等が樹脂で被覆されるという問題が生じ易い。
【０００４】
そこで、ＱＦＮの製造方法において、リードフレームのアウターパット面に粘着テープを貼り付け、この粘着テープのマスキングによるシール効果により、封止樹脂のアウター側への漏れだしを防止する方法が提案されている（特許文献１参照）。かかる方法において、粘着テープは、最初の段階でリードフレームのアウターパット面に貼り合わせられ、その後、半導体チップの搭載工程やワイヤボンディングの工程を経て、封止樹脂による封止工程まで貼り合わせられる。
【０００５】
また、近年では、更なる薄型化を目的に基材上に銅箔を貼り合わせエッチングにより導体を形成する、いわゆるリードレスの半導体装置の製造方法も提案されている（特許文献２参照）。かかる方法では、基材上で導体を形成するため、導体の薄型化が可能であり、また、封止樹脂にて成型した半導体装置を個片化する場合、リードフレームを切断する必要が無いため、ダイシング時のブレードの磨耗等も少ない。
【０００６】
前記方法に用いられる粘着テープや基材には、単に封止樹脂の漏れ出しを防止するだけでなく、半導体チップの搭載工程に耐え得る高い耐熱性を有すること、ワイヤボンデイング工程における繊細な操作性に支障をきたさないこと、封止工程終了後に糊残り無く良好に剥離し得ることなど、これらのすべての工程を満足する特性が要求される。
【０００７】
そこで、半導体装置の製造過程において、最終的に剥離される接着フィルムの接着剤層には、優れた耐熱性と適度な弾性率及び粘着力を有するシリコーン系粘着剤が一般的に使用されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２９４５８０号公報（請求項１）
【特許文献２】特開平９−２５２０１４号公報（請求項１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、耐熱性粘着テープに使用されているシリコーン系粘着剤は、耐熱性を高めるために高度に架橋されており、弾性率が高く流動性が乏しいため、導体の一部が封止樹脂から突出したいわゆるスタンドオフを有する半導体装置を製造する場合には、その製造過程において導体の一部を接着剤層に埋没させることが困難であるという欠点を有する。
【００１０】
本発明の目的は、半導体装置の製造方法において、最終的に除去される接着フィルムであって、導体の一部が封止樹脂から突出したいわゆるスタンドオフを有する半導体装置の製造に好適に用いられる半導体装置製造用接着フィルムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、
（ａ）  導体の少なくとも一部を接着フィルムに埋没させて導体を形成する工程、
（ｂ）  導体上に半導体チップを搭載する工程、
（ｃ）  半導体チップと導体とを結線する工程、
（ｄ）  封止樹脂により半導体チップを封止する工程、及び
（ｅ）  接着フィルムを除去する工程
を有する半導体装置の製造方法に使用される半導体装置製造用接着フィルムであって、該接着フィルムが熱硬化性接着剤層と耐熱性基材層を有してなる半導体装置製造用接着フィルム
に関する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の接着フィルムを用いて、スタンドオフを有する、実装信頼性の高い半導体装置を安定に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の接着フィルムは、熱硬化性接着剤層と耐熱性基材層を有する。
【００１４】
熱硬化性接着剤層に含有される接着剤としては、シリコーン系、アクリル系等の各種感圧性接着剤、エポキシ／ゴム系、ポリイミド系等の各種接着剤が挙げられるが、なかでも耐熱性及び接着性の観点より、エポキシ樹脂及びゴム成分を含有したエポキシ／ゴム系の熱硬化性接着剤が好ましい。
【００１５】
エポキシ樹脂としては、分子内に２個以上のエポキシ基を含有する化合物が好ましく、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、スピロ環含有エポキシ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹脂等が挙げられ、これらは単独で又は２種以上を混合して用いることができる。
【００１６】
エポキシ樹脂の含有量は、耐熱性及び柔軟性の観点から、接着剤中、４０〜９５重量％が好ましく、６０〜８０重量％がより好ましい。
【００１７】
エポキシ樹脂のエポキシ当量は、剥離後の糊残りを防止する観点から、１０００ｇ／ｅｑ以下が好ましく、６５０ｇ／ｅｑ以下がより好ましい。
【００１８】
ゴム成分としては、ＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム）、アクリルゴム等のエポキシ系接着剤に従来使用されるものが挙げられるが、これらの中では、封止樹脂を成型した後の接着フィルムの剥離の容易さの観点から、アクリロニトリルを５重量％以上共重合したゴムが好ましく、またカルボキシル基で変性したゴムがより好ましい。このようなゴムとしては、「Ｎｉｐｏｌ１０７２Ｊ」（日本ゼオン（株）製）等のアクリロニトリルブタジエンゴム、「パラクロンＭＥ２０００」（根上工業（株）製）等のアクリルゴム等が挙げられる。なお、アクリロニトリルの共重合割合は、５〜３０重量％が好ましく、より好ましくは５〜２０重量％である。
【００１９】
ゴム成分の含有量は、柔軟性及び耐熱性の観点から、接着剤中、５〜４０重量％が好ましく、５〜３０重量％がより好ましい。
【００２０】
さらに、接着剤には、硬化成分であるエポキシ樹脂を硬化させるための硬化剤が添加されていることが好ましい。かかる硬化剤としては、フェノール樹脂、各種イミダゾール系化合物及びその誘導体、ヒドラジド化合物、ジシアンジアミド及びこれらをマイクロカプセル化したもの等が挙げられ、例えば、硬化剤としてフェノール樹脂が含有されている場合は、さらに硬化促進剤としてトリフェニルフォスフィン等のリン系化合物等が併用されていてもよい。
【００２１】
硬化剤の含有量は、その種類によって異なるために一概には決定できないが、例えば、フェノール樹脂の場合、エポキシ樹脂と当量となるように含有することが好ましい。その他の硬化剤及び硬化促進剤の含有量は、それぞれ、エポキシ樹脂１００重量部に対して、０．０５〜５重量部が好ましく、０．１〜３重量部がより好ましい。
【００２２】
さらに、熱硬化性接着剤層には、接着フィルムの諸特性を劣化させない範囲で、無機充填剤、有機充填剤、顔料、老化防止剤、シランカップリング剤、粘着付与剤等の公知の各種の添加剤が適宜含有されていてもよい。これらの添加剤のなかでも、老化防止剤は高温での劣化を防止するうえで有効な添加剤である。
【００２３】
熱硬化性接着剤層の厚みは、製膜性の観点から、１〜５０μｍ程度が好ましく、５〜３０μｍ程度がより好ましい。
【００２４】
本発明において、熱硬化性接着剤層は、特定の弾性を有することが好ましい。即ち、半導体装置の製造に用いられる際、後述する工程（ａ）において、導体の一部を接着剤層中に埋没させるために、接着フィルムと導体を張り合わせる温度においては、低粘度であることが好ましく、また、加熱硬化後は、導体を安定に固定させるために、高粘度であることが好ましい。さらに、半導体装置の製造に際しては、結線工程や樹脂封止工程において、２００℃近い熱履歴が加わることもあるため、接着フィルムは、そのような環境下においても安定な製造が可能な、優れた耐熱性を有することが好ましい。以上の観点から、熱硬化性接着剤層の硬化前の１２０℃での弾性率は、１×１０2 〜１×１０4 Ｐａが好ましく、１×１０2 〜１×１０3 Ｐａがより好ましい。また、硬化後の２００℃での弾性率は１ＭＰａ以上が好ましく、１．５〜１００ＭＰａがより好ましい。
【００２５】
また、本発明の接着フィルムは、後述する工程（ｅ）においては、導体を封止樹脂から剥離することなく、接着フィルムのみを半導体装置から容易に剥離できるものが好ましい。かかる観点から、例えば、導体が銅箔である場合、熱硬化性接着剤層の硬化後２３℃での銅箔に対する接着力は、１〜２０Ｎ／２０ｍｍが好ましく、３〜１０Ｎ／２０ｍｍがより好ましい。
【００２６】
耐熱性基材としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート等のプラスチック基材及びその多孔質基材；グラシン紙、上質紙、和紙等の紙基材；セルロース、ポリアミド、ポリエステル、アラミド等の不織布基材；銅箔、アルミ箔、ＳＵＳ箔、ニッケル箔等の金属フィルム基材等が挙げられる。これらの中では、取扱いの容易さの観点から、金属フィルム基材が好ましい。
【００２７】
耐熱性基材層の厚みは、ハンドリング性の観点から、１０〜２００μｍ程度が好ましく、２５〜１００μｍがより好ましい。
【００２８】
本発明の接着フィルムは、接着剤を有機溶剤に溶解させた溶液を耐熱性基材に塗布し、加熱乾燥する方法、接着剤を水系媒体に分散させた分散液を耐熱性基材に塗布し、加熱乾燥する方法等により製造することができる。接着剤を溶解させる有機溶剤としては、溶解性の観点から、メチルエチルケトン等のケトン系溶剤が好ましい。
【００２９】
熱硬化性接着剤層が複数層からなる接着フィルムは、耐熱性基材層の上に順次接着剤層を形成する方法や、剥離ラミネート等を用いて予め別途作製した接着剤層を他の接着材層や耐熱性基材層上に張り合わせる方法、又はこれらの方法を適宜組み合わせて製造することができる。
【００３０】
本発明の接着フィルムの形状は、シート状、テープ状等、特に限定されない。
【００３１】
本発明の接着フィルムは、
（ａ）  導体の少なくとも一部を接着フィルムに埋没させて導体を形成する工程、
（ｂ）  導体上に半導体チップを搭載する工程、
（ｃ）  半導体チップと導体とを結線する工程、
（ｄ）  封止樹脂により半導体チップを封止する工程、及び
（ｅ）  接着フィルムを除去する工程
を有する半導体装置の製造方法に使用されるものであり、その製造方法は少なくとも上記工程（ａ）〜（ｅ）を有する方法であれば特に限定されないが、以下にその一実施態様を図１に従って説明する。
【００３２】
工程（ａ）は、熱硬化性接着剤層１と耐熱性基材層２からなる本発明の接着フィルム３上に、導体４の少なくとも一部を接着フィルム３の熱硬化性接着剤層１中に埋没させて導体４を形成する工程である。
【００３３】
工程（ａ）において用いられる導体としては、例えば、開口部を設け縦横マトリックス状に導電部が配置されたリードフレームを用いることができる。リードフレームとは、銅、銅を含む合金等の金属を素材として、ＣＳＰの端子パターンが刻まれたものであり、その電気接点部分は、銀、ニッケル、パラジウム、金等の素材により被覆（めっき）されている場合もある。リードフレームの厚みは、通常、５〜３００μｍ程度が好ましい。
【００３４】
リードフレームは、後の切断工程にて切り分けやすいよう、個々のＱＦＮの配置パターンが整然と並べられているものが好ましい。例えば、リードフレーム上に導電部が縦横のマトリックス状に配列された形状等の、マトリックスＱＦＮあるいはＭＡＰ−ＱＦＮ等と呼ばれている形状は、本発明において好ましいリードフレームの形状の一つである。
【００３５】
一般的なＱＦＮの場合、リードフレーム上の各々の基板デザインは、例えば、開口部の周囲に配列された端子部と、開口部の中央に配置されるダイパッドと、ダイパッドを開口部の４角に支持させるダイバーとで構成されている。
【００３６】
接着フィルムに埋没させる導体の厚みは、スタンドオフを有する半導体装置の実装信頼性を高める観点から、導体全体の厚みの５〜３０％程度が好ましい。
【００３７】
接着フィルムにその一部を埋没させて形成した導体は、熱硬化接着材層を加熱硬化することにより、固定することができる。
【００３８】
工程（ｂ）は、導体４上に半導体チップ５を搭載する工程である。半導体チップ５の搭載は、例えば、半導体チップ５の電極が形成されていない面を、導体４のダイパッド面に、接着剤６等を用いて固着させて、行うことができる。
【００３９】
工程（ｃ）は、半導体チップ５と導体４とを結線する工程である。これは、導体４の導電部と半導体チップ５の電極とをワイヤ７等により、電気的に接続する工程である。
【００４０】
工程（ｄ）は、封止樹脂８により半導体チップ５を封止する工程である。半導体チップ５を封止樹脂８による封止する方法は、特に限定されないが、例えば、通常のトランスファー成型法により、金型を用いて行うことができる。なお、トランスファー成型後、必要に応じてモールド樹脂の後硬化加熱を行ってもよい。後硬化加熱は、続く工程（ｅ）の前であっても、後であってもよい。
【００４１】
工程（ｅ）は、接着フィルム３を除去する工程である。接着フィルム３を除去する方法は、特に限定されないが、ピーリング等の方法により行うことができる。
【００４２】
以上の工程を経て得られる半導体装置の一例を図２に示す。かかる半導体装置は、導体４の一部が封止樹脂８から突出した、いわゆるスタンドオフを有する半導体装置である。
【実施例】
【００４３】
次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は当該実施例のみに限定されるものではない。
【００４４】
実施例１
アクリロニトリルブタジエンゴム（日本ゼオン（株）製、Ｎｉｐｏｌ１０７２Ｊ、アクリロニトリルの含有量：１８重量％）３０重量部、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製、エピコート８２８；エポキシ当量１９０ｇ／ｅｑ）６５重量部及びイミダゾール（四国化成（株）製、Ｃ１１Ｚ）５重量部を混合し、固形分濃度が３５重量％となるようにメチルエチルケトン溶媒に溶解させ、接着剤溶液を調製した。
【００４５】
得られた接着剤溶液を、耐熱性基材として厚さ１００μｍの銅箔上に塗布した後、１５０℃で３分乾燥させることにより、耐熱性基材層上に厚さ２０μｍの熱硬化性接着剤層を形成して、接着フィルムを得た。
【００４６】
得られた接着フィルムの熱硬化性接着剤層の硬化前の１２０℃での弾性率は、５×１０2 Ｐａであり、硬化後の２００℃での弾性率は１．５ＭＰａであった。また、前記熱硬化性接着剤層の硬化後の２３℃における銅箔に対する接着力は８Ｎ／２０ｍｍであった。ここで、弾性率及び接着力は、以下の方法により測定した値である。
【００４７】
〔弾性率の測定方法〕
評価機器：レオメトリツクス社製の粘弾性スペクトルメ―タ（ＡＲＥＳ）
昇温速度：５℃／ｍｉｎ
周波数：１Ｈｚ
測定モード：剪断モード
【００４８】
〔接着力の測定方法〕
幅２０ｍｍ、長さ５０ｍｍの接着フィルムの接着剤層の面に、厚さ３５μｍの銅箔（ＢＨＹ−138 Ｔ、ジャパンエナジー社製）を重ね、１２０℃×０．５ＭＰａ×０．５ｍ／ｍｉｎの条件でラミネートした後、１５０℃の熱風オーブンにて１時間放置する。放置後、温度２３℃、湿度６５％ＲＨの雰囲気条件で、接着フィルムを、速度３００ｍｍ／ｍｉｎで１８０°方向に引張り、その中心値を接着力とする。
【００４９】
次に、得られた接着フィルムの熱硬化性接着剤層の面に、端子部分に銀めっきが施された一辺が９Ｐｉｎ×２列配列タイプのＬＬＧＡが３個×３個に配列された２００μｍ銅製のリードフレームのアウター側を重ね、１２０℃に加熱してラミネートし、リードフレームの一部を接着剤層に埋没させた。ここで、埋没したリードフレームの厚みは、約８μｍであった。次いで、熱硬化性接着剤層を１５０℃で１時間硬化させて、リードフレームを接着フィルムに固定した。
【００５０】
リードフレームのダイパッド部分に、エポキシフェノール系の銀ペーストを接着剤として用いて半導体チップを接着し、接着剤を１８０℃にて１時間硬化させて、ダイパッド上に半導体チップを搭載した。
【００５１】
次に、接着フィルムと導体の積層物を、接着フィルム側から真空吸引する形で２００℃に加熱したヒートブロックに固定し、さらに、積層物の周辺部分をウインドクランパーにて押さえて固定した。半導体チップの電極とリードフレームとの導電部とを、新川（株）製の１１５ＫＨｚワイヤボンダーを用いて、２５μｍの金線（田中貴金属（株）製、ＧＬＤ−２５）により結線した。
【００５２】
さらに、エポキシ系モールド樹脂（日東電工製、ＨＣ−３００）により、これらをモールドマシン（ＴＯＷＡ製、Ｍｏｄｅｌ−Ｙ−ｓｅｒｉｓｅ）を用いて、１７５℃で、プレヒート４０秒、インジェクション時間１１．5 秒、キュア時間１２０秒にてモールドした。
【００５３】
半導体チップをエポキシ樹脂により封止した後、接着フィルムを剥離し、さらに、１７５℃にて３時間、後硬化加熱を行って、樹脂を十分に硬化させた。その後、ダイサーによって切断して、個々のＬＬＧＡタイプ半導体装置を得た。このようにして得られたＬＬＧＡは、樹脂のはみ出しもなく、また各リード端子部分におよそ８μｍのスタンドオフを有していた。
【００５４】
比較例１
耐熱性基材として厚さ１００μｍの銅箔上に、シリコーン系粘着材（東レダウコーニング製ＳＤ−４５８７Ｌ）を用いた厚さ５μｍの粘着層を形成し、接着フィルムを得た。
【００５５】
得られた接着フィルムを用いて、実施例１と同様に半導体装置を製造したが、端子部分への樹脂の廻りこみを充分に抑えることができず、約６０％以上の端子にフラッシュバリが認められた。また、スタンドオフも実質的にほとんど確認できなかった。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の接着フィルムは、半導体装置の製造に用いられるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の接着フィルムを用いた半導体装置の製造方法の一実施態様を示す概略工程図である。
【図２】本発明の接着フィルムを用いて得られる半導体装置の一実施態様の断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  熱硬化性接着剤層
２  耐熱性基材層
３  接着フィルム
４  導体
５  半導体チップ
６  接着剤
７  ワイヤ
８  封止樹脂
【図１】
2005183734.tif 000002
【図２】
2005183734.tif 000003