(57)【要約】【課題】樹脂封止工程終了後の接着シート除去工程を簡便にかつデバイスに対してダメージを与えることなく行えるようにした半導体装置製造用接着シートを提供すること。【解決手段】基材フィルム１に接着剤層２を積層した接着シートにおける接着面上に部分的に複数の導電部を形成する導電部形成工程と、電極が形成されている複数個の半導体素子を接着シートの接着面上に固着し、複数の導電部と各半導体素子の電極とをワイヤーにより電気的に接続する半導体素子搭載工程と、半導体素子とワイヤーと導電部とを封止樹脂で封止して接着シート上に半導体装置を形成する樹脂封止工程と、半導体装置から接着シートを分離する接着シート除去工程とを少なくとも行う半導体装置の製造方法に使用される接着シートＳであって、接着面における導電部を形成しない部分に、封止樹脂と易剥離性の離型剤層３を設けた構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材フィルムに接着剤層を積層した接着シートにおける接着面上に部分的に複数の導電部を形成する導電部形成工程と、電極が形成されている複数個の半導体素子を接着シートの接着面上に固着し、複数の導電部と各半導体素子の電極とをワイヤーにより電気的に接続する半導体素子搭載工程と、半導体素子とワイヤーと導電部とを封止樹脂で封止して接着シート上に半導体装置を形成する樹脂封止工程と、半導体装置から接着シートを分離する接着シート除去工程とを少なくとも行う半導体装置の製造方法に使用される接着シートであって、接着面における導電部を形成しない部分に、封止樹脂と易剥離性の離型剤層を設けたことを特徴とする半導体装置製造用接着シート。
【請求項２】
離型剤層を形成する離型剤に、精製カルナバワックス、酸化ポリエチレンワックス、モンタン酸化合物、アルキル燐酸エステルのうちの何れかを用いたことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置製造用接着シート。
【請求項３】
接着剤層を形成する接着剤組成物に、ゴム成分と、硬化成分としてのエポキシ樹脂及びその硬化剤とからなる熱硬化性接着剤を用いた接着シートを用いたことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置製造用接着シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の技術分野に属し、詳しくは、表面実装型の半導体装置を製造する工程で用いられる半導体装置製造用接着シートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＳＩの実装技術において、ＣＳＰ(Chip Size Package, Chip Scale Package）技術が注目されている。このＣＳＰ技術のうち、ＱＦＮ(Quad Flatpack 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、小型化と高集積化の面で特に注目されるパッケージ形態の一つである。このようなＱＦＮの製造方法のなかでも、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後、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、複数の半導体素子を一括封止する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さらに広がった樹脂封止領域の外側だけである。したがって、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ないことから、封止樹脂がアウターリード側に漏れ出すことを抑えることが非常に難しく、ＱＦＮの端子等が樹脂で被覆されるという問題が生じやすい。
【０００４】
このため、上記の如きＱＦＮの製造方法において、リードフレームのアウター側に粘着テープ（接着シート）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、樹脂封止時のアウター側への樹脂漏れを防ぐ製造方法が特許文献１に開示されている。また、特許文献２には、さらなる薄型化を可能とする方法、すわなち基材上に銅箔を貼り合わせてエッチングにより導電部を形成する、いわゆるリードレス構造をした半導体装置の製造方法が提案されている。この特許文献２に記載の方法では、接着シートである基材上で導電部を形成するため、導電部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際にリードフレームを切断する必要がないため、ダイシング時のブレードの摩耗等も少ない。
【特許文献１】特開２０００−２９４５８０号公報
【特許文献２】特開平９−２５２０１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した特許文献１に記載の方法に使用する接着シートは、最初の段階でリードフレームのアウターパッド面に貼り合わせられ、その後、半導体素子の搭載工程やワイヤーボンディング工程を経て、封止樹脂による封止工程まで貼り合わせられている。また、特許文献２に記載の方法に使用する接着シートは、最初に金属箔を貼り付け、その金属箔を所定のパターンにエッチングし、その後、半導体素子の搭載工程やワイヤーボンディング工程を経て、封止樹脂による封止工程まで貼り合わせられている。したがって、これらの方法に使用される接着シートとしては、単に封止樹脂の漏れ出しを防止するだけでなく、半導体素子の搭載工程に耐える高度な耐熱性を有すること、ワイヤーボンディ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を生じることなく良好に剥離可能であることなど、これらすべての工程を満足する特性が要求される。
【０００６】
そして、このような製造工程で使用する接着シートは、封止工程終了後にピーリングによって剥離する必要がある。すなわち、封止工程終了後の接着シートの除去は、手動もしくは機械的に自動で行うにしても、剥離工程が別途必要であり、このため、生産性の低下もしくは剥離の際のデバイスの損傷が懸念されていた。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、樹脂封止工程終了後の接着シート除去工程を簡便にかつデバイスに対してダメージを与えることなく行えるようにした半導体装置製造用接着シートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明の半導体装置製造用接着シートは、基材フィルムに接着剤層を積層した接着シートにおける接着面上に部分的に複数の導電部を形成する導電部形成工程と、電極が形成されている複数個の半導体素子を接着シートの接着面上に固着し、複数の導電部と各半導体素子の電極とをワイヤーにより電気的に接続する半導体素子搭載工程と、半導体素子とワイヤーと導電部とを封止樹脂で封止して接着シート上に半導体装置を形成する樹脂封止工程と、半導体装置から接着シートを分離する接着シート除去工程とを少なくとも行う半導体装置の製造方法に使用される接着シートであって、接着面における導電部を形成しない部分に、封止樹脂と易剥離性の離型剤層を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の半導体装置製造用接着シートは、これを半導体装置の製造工程に用いることにより、樹脂封止工程後の接着シート除去工程において、接着シートを封止樹脂から簡単に剥がすことができるので、デバイスに対するダメージの少ない安定した製造工程を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は本発明に係る半導体装置製造用接着シートの一例を示す断面図である。この接着シートＳは、耐熱性の基材フィルム１の上に接着剤層２が積層され、その上に封止樹脂と易剥離性の離型剤層３がパターン状に設けられている。すなわち、離型剤層３は、接着シートＦの接着面における導電部を形成しない部分に離型剤をパターン塗布することにより形成されている。
【００１１】
接着シートＳの基材フィルム１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、アルミ箔、ＳＵＳ箔、Ｎｉ箔等の金属フィルム基材等が用いられる。基材フィルムの厚みは、通常１０〜２００μｍ、好ましくは２５〜１００μｍである。基材フィルムとして１０μｍより薄いものを用いるとハンドリング性が低下し、２００μｍより厚いものではコストアップになる。
【００１２】
離型剤層３を形成する離型剤としては、精製カルナバワックス、酸化ポリエチレンワックス、モンタン酸化合物、アルキル燐酸エステルなどが挙げられる。その塗布量については特に限定するものではないが、通常は０．０１〜０．５μｍ程度の厚さ、好ましくは０．０５〜０．３μｍの厚さに形成される。また、形成方法についても特に限定するものではないが、パターン形成するために、通常はグラビアコーター、スクリーン印刷などが採用される。
【００１３】
接着剤層２を形成する接着剤組成物としては、シリコーン系、アクリル系等の各種感圧性接着剤や、エポキシ／ゴム系、ポリイミド系等の各種接着剤を用いることができる。中でも耐熱性、接着性の観点からエポキシ／ゴム系の熱硬化性接着剤が好ましい。
【００１４】
ここで使用されるゴム成分としては、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ているものが挙げられ、市販品としては「Ｎｉｐｏｌ１０７２」（日本ゼオン製）、「ＮｉｐｏｌＡＲ５１」（日本ゼオン製）等がある。このゴム成分は、接着剤に柔軟性を与えるために添加されるが、含有量が多くなると耐熱性が低下する。かかる観点から、接着剤層中の有機物に占めるゴム成分の割合は５〜４０重量％が好ましく、さらには１０〜３０重量％が好ましい。５重量％より少なくなると、接着剤層の柔軟性が低下して加工性が悪くなり、４０重量％より多くなると耐熱性の低下及び糊残りが発生しやすくなる。
【００１５】
硬化成分である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であり、グリシジルアミン酸エポキシ樹脂、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、これらを単独もしくは２種以上混合して用いる。これらの使用割合は、有機物１００重量部に対し、好適には６０〜９５重量％、さらに好ましくは７０〜９０重量％である。６０重量％より少ないと硬化が不十分で耐熱性が不足し、９５重量％より多くなると柔軟性が低下し加工性が悪くなる。また、エポキシ樹脂のエポキシ当量は１０００ｇ／ｅｑ以下、好ましくは５００ｇ／ｅｑ以下である。エポキシ当量が１０００ｇ／ｅｑより大きくなると、架橋密度が小さくなることから硬化後の接着強度が大きくなり、樹脂封止工程後の剥離の際に糊残りが発生しやすくなる。
【００１６】
また、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を添加してもよい。このエポキシ樹脂の硬化剤としては、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が使用できる。特に、フェノール樹脂を硬化剤とした場合は、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も使用できる。このような硬化剤の使用割合は、硬化剤としてフェノール樹脂を選択した場合は、エポキシ樹脂と当量となるようにエポキシ樹脂の添加量の一部をフェノール樹脂に置き換えることができる。その他の硬化剤及び硬化促進剤の使用割合は、有機物１００重量部に対して０．５〜５重量％、好ましくは０．５〜３重量％である。
【００１７】
また、接着剤層２を形成する接着剤組成物には、接着剤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、粘着付与剤などの公知の各種添加剤を、必要により添加することができる。特に、老化防止剤の添加は、高温での劣化を防止する上で有効である。
【００１８】
このように調整される接着剤組成物を用いて一般的な方法で接着シートを製造することができる。例えば、溶剤へ溶解して基材フィルムへ塗布し、加熱乾燥により接着シートを形成する方法、組成物を水系のディスパージョン溶液として基材フィルムへ塗布し、加熱乾燥により接着シートを形成する方法が挙げられる。ここで、溶剤としては特に限定はないが、メチルエチルケトン等のケトン系溶剤が溶解性が良好であり好適に用いられる。
【００１９】
接着シートは、このようにして製造される厚さが通常１〜５０μｍの接着剤層を基材フィルム上に層として設けたものであり、シート状やテープ状などにして使用する。そして、その接着シートの接着面における導電部を形成しない部分に離型剤をパターン塗布して本発明の半導体装置製造用接着シートＳが得られる。
【００２０】
図２は本発明の半導体装置製造用接着シートを使用して半導体装置を製造する手順を示す工程図であり、この工程図について説明すると次のようである。
【００２１】
まず、図２（ａ）に示すように、接着シートＳにおける接着剤層２上に部分的に複数の導電部４を形成する。この導電部４は、搭載すべき複数の半導体素子の電極数に対応した数がパターン状に形成される。接着シートＳの接着面上に導電部４を形成する方法としては、リードフレームのアウター側に接着シートＳを貼着する方法や、接着シートＳに銅箔を貼り合わせてエッチングにより導電部を形成する方法がある。
【００２２】
次に、図２（ｂ）に示すように、電極１１が形成されている半導体素子１０を接着剤層２を介して所定位置に固着し、複数の導電部４と半導体素子１０の電極１１とをワイヤー１２により電気的に接続する。なお、チップサイズが小さくて接着シートＳによる固着力が不十分な場合は、銀ペースト、ダイアタッチフィルム等の市販のダイアタッチ材にて半導体素子１０を接着シートＳ上にしっかりと固着するようにしても構わない。
【００２３】
次いで、図２（ｃ）に示すように、半導体素子１０とワイヤー１２と導電部４とを封止樹脂１３で封止して接着シートＳ上に半導体装置を形成する。封止樹脂１３による封止は、通常のトランスファーモールド法により金型を用いて行う。なお、モールド後には、必要に応じて封止樹脂１３の後硬化加熱を行うようにする。後硬化加熱は、後述する接着テープＳの分離前であっても後であっても構わない。
【００２４】
続いて、半導体装置から接着シートを除去する。この場合、ピーリングにより接着シートＳを剥離するが、封止樹脂１３との間には易剥離性の離型剤層３があるので、接着シートＳは半導体素子１０にダメージを与えることなく簡単に剥がれ、その結果、図２（ｄ）に示す半導体装置が得られる。
【００２５】
このようにして製造される半導体装置は、半導体素子１０の上側にある複数の電極１１と複数の導電部４の上部とがそれぞれワイヤー１２で電気的に接続され、半導体素子１０とワイヤー１２と導電部４とが外部環境から保護するために封止樹脂１３で封止されている。そして、半導体素子１０の電極１１が形成されていない下側と導電部４のワイヤー１２に接続していない下側とが封止樹脂１３の裏面に露出している。このように、本発明の製造方法で得られる半導体装置は、半導体素子１０の下面と導電部４の下面とが封止樹脂１３の表面に露出する構造で、ダイパッドや半導体素子固着用の接着剤層を有しないリードレス構造である。
【００２６】
なお、半導体装置は複数個まとめて製造するのが実用的である。したがって、複数個の半導体素子を一括して樹脂封止し、その樹脂封止後に接着テープを分離してから、ダイサーカットもしくはパンチングで所定の寸法に切断して個片化することで半導体装置を得ることになる。
【実施例１】
【００２７】
アクリロニトリルブタジエンゴム（日本ゼオン製「Ｎｉｐｏｌ１０７２Ｊ」）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製「エビコート８２８」、エポキシ当量：１９０ｇ／ｅｑ）６５重量部、イミダゾール（四国化成製「Ｃ１１Ｚ」）５重量部を配合し、固形分濃度４０重量％となるようにメチルエチルケトン溶媒に溶解して接着剤溶液を得た。この接着剤溶液を厚さ３５μｍの銅箔上に塗布した後、１５０℃で３分間乾燥させることにより、厚さ２０μｍの接着剤層を形成して接着シートとした。そして、精製カルナバワックスを溶剤にて希釈して０．５ｗｔ％となるように調整したものを用い、それを接着シートの接着面上にグラビアコーターにてパターン塗工し、パターン状の離型剤層を設けて半導体装置製造用接着シートを得た。
【実施例２】
【００２８】
アクリロニトリルブタジエンゴム（日本ゼオン製「Ｎｉｐｏｌ１０７２Ｊ」）２４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製「エビコート１００２」、エポキシ当量：６５０ｇ／ｅｑ）６５重量部、フェノール樹脂（荒川化学製「Ｐ−１８０」）１０重量部、トリフェニルフォスフィン（北興化成製「ＴＰＰ」）１重量部を配合し、固形分濃度４０重量％となるようにメチルエチルケトン溶媒に溶解して接着剤溶液を得た。この接着剤溶液を厚さ３５μｍの銅箔上に塗布した後、１５０℃で３分間乾燥させることにより、厚さ２０μｍの接着剤層を形成して接着シートとした。次に、酸化ポリエチレンワックスを溶剤に分散して０．５ｗｔ％となるように調整したものを用い、それを接着シートの接着面上にグラビアコーターにてパターン塗工し、パターン状の離型剤層を設けて半導体装置製造用接着シートを得た。
【００２９】
比較例として、実施例１で離型剤層を設けない接着シートを作製した。そして、実施例１，２の接着シートと比較例の接着シートについて、以下の方法により剥離性、糊残り性の評価を行った。これらの結果は表１に示されるとおりであった。
【００３０】
〔剥離性〕
各接着シートを１５０℃×１ｈｒの条件で硬化した。次いで、モールドマシン（ＴＯＷＡ製「Ｍｏｄｅｌ−Ｔ−ｓｅｒｉｅｓ）を使用し、これらをエポキシ系封止樹脂（日東電工製「ＨＣ−３００」）によりモールドした。モールド条件は、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秒である。続いて、接着シートを剥離することで、封止樹脂と接着シートの剥離性を確認した。
【００３１】
〔糊残り性〕
各接着シートを、一辺１６ＰｉｎタイプのＱＦＮが４個×４個に配列された銅製のリードフレーム（Ｃｕ−Ｌ／Ｆ）のアウターパット側に、１００℃×０．５ＭＰａ×５０ｍｍ／分のラミネート条件にて貼り合わせた。次いで、実施例の接着シートに関しては、１５０℃×１ｈｒの条件で硬化した。さらに、モールドマシン（ＴＯＷＡ製「Ｍｏｄｅｌ−Ｔ−ｓｅｒｉｅｓ）を使用し、エポキシ系封止樹脂（（日東電工製「ＨＣ−３００」）によりモールドした。モールド条件は、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秒である。続いて、接着シートを剥離し、封止樹脂面への糊残りの有無を確認した。
【００３２】
【表１】
2005142208.tif 000003
【００３３】
この表１から明らかなように、実施例１，２の接着シートを使用した場合は、封止樹脂に対する剥離性に優れており糊残りも見られない。これに対して、比較例の接着シートを使用した場合は、糊残りは見られないものの、剥離の際に封止樹脂に対して応力が発生し、６４個中５個についてデバイスの破壊を生じていた。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る半導体装置製造用接着シートの一例を示す断面図である。
【図２】本発明の半導体装置製造用接着シートを使用して半導体装置を製造する手順を示す工程図である。
【符号の説明】
【００３５】
Ｓ  接着剤シート
１  基材フィルム
２  接着剤層
３  離型剤層
４  導電部
１０  半導体素子
１１  電極
１２  ワイヤー
１３  封止樹脂
【図１】
2005142208.tif 000004
【図２】
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