(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端子または電極が配設された半導体チップの被封止面と金型との間に離型フィルムを介在させ、樹脂を注入・硬化させ、離型フィルムに接した封止樹脂面に上記端子または電極の先端部を露出させる方法において使用する離型フィルムであり、１７５℃での圧縮弾性率が５０ＭPa以上である基材フィルムと、１７５℃での圧縮弾性率が３０ＭPa以下でチップの封止面側に向けられる補助層との複合体フィルムからなることを特徴とする半導体樹脂封止用離型フィルム。
【請求項２】
補助層がフッ素樹脂からなることを特徴とする請求項１記載の半導体樹脂封止用離型フィルム。
【請求項３】
補助層がフッ素ゴムからなることを特徴とする請求項１記載の半導体樹脂封止用離型フィルム。
【請求項４】
補助層の表面にフッ素樹脂薄膜が設けられていることを特徴とする請求項３記載の半導体樹脂封止用離型フィルム。
【請求項５】
端子または電極が配設された半導体チップの被封止面と金型との間に離型フィルムを介在させ、樹脂を注入・硬化させ、離型フィルムに接した封止樹脂面に上記端子または電極の先端部を露出させる方法において、離型フィルムとして、請求項１〜４何れか記載の半導体樹脂封止用離型フィルムを補助層をチップの被封止面側に向けて使用することを特徴とする半導体の樹脂封止方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体の樹脂封止方法及び半導体樹脂封止用離型フィルムに関し、ＱＦＮ（Ｑuad Ｆlat Ｎon-Ｌeaded Package）やＳ０Ｎ（Ｓmall Ｏutline-Ｌeaded Package）等のパッケ−ジ成形に有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂封止半導体装置においては、ＣＳＰ化に伴い封止樹脂使用量の低減が図られており、かかる樹脂使用量の減少下でも、封止界面の強固な接着性を保証するために、樹脂に配合する離型剤量の減少乃至は省略が要求されている。
而して、離型剤量の減少乃至は省略のもとでも、硬化成形後の樹脂と型との離型性を確保するために、半導体チップの被封止面と金型との間に離型フィルムを介在させることが行われており、この離型フィルムとして、金型温度１５０℃〜２００℃程度に対する耐熱性を勘案しポリテトラフルオロエチレンフィルム、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体フィルム、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体フィルム等のフッ素系樹脂フィルムを使用することが提案されている（特開平８−１９７５６７号、特開平８−１８６１４１号等）。
【０００３】
図４は、ＱＦＮを上記離型フィルムを用いて成形する方法を示し、まず図４の（イ）に示すように半導体チップ２'の電極とリ−ドフレ−ム２１'の端子２２'との間をワイヤ２３'でボンディングし、そのチップ２'を下金型３'のキャビティ３１'に端子２２'を上側にして収容し、離型フィルム１'を介して上金型４'で型閉し、更に、図４の（ロ）に示すように、トランスファ−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、図４の（ハ）に示すように型開し、而るのち、端子２２'を残してリ−ドフレ−ム２１'をトリミングしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者等の検討結果によれば、上記ＱＦＮ成形の離型フィルムに、上記したフッ素系樹脂フィルムを使用すると、図４の（ニ）に示すように〔図４の（イ）におけるニ−ニ断面図〕、離型フィルム１’が金型４’と端子２２’との間で圧縮され、横方向にフロ−されて端子２２’−２２’間の離型フィルム部分が膨出される結果、図４の（ホ）に示すように〔図４の（ロ）におけるホ−ホ断面図〕、端子２２’−２２’間を完全に樹脂５’で充填し得ずに、図４の（へ）に示すように〔図４の（ハ）におけるヘ−ヘ断面図〕端子２２’−２２’間に樹脂欠在部ａ’が生じて端子固定強度が不足し、リ−ドフレ−ムから端子をカットする際に、端子が脱落したり、端子埋着界面の樹脂が欠損することが往々にして観られる。
【０００５】
そこで、本発明者等は、上記離型フィルムの圧縮による横方向フロ−を防止して端子間の離型フィルム部分の膨出を排除するために、高圧縮弾性率のフィルム、例えばポリイミドフィルムを離型フィルムとして使用したところ、上記端子間の樹脂充填不足は回避できたが、端子と離型フィルムとの接触界面に樹脂が流入し、樹脂かぶりの発生が往々にして観られた。
これは、離型フィルムの弾性率が高すぎることに起因していると推定される。
【０００６】
このように、離型フィルムを用いてＱＦＮ等の樹脂封止を行う場合、離型フィルムには、一方では高弾性率または高硬度が要求される反面、他方では、低圧縮弾性率または軟さが要求され、二律背反する特性が要求される。
而るに、従来では、上記離型フィルムに単体のフィルムを使用しており、ＱＦＮ等を満足に樹脂封止することが至難である。
【０００７】
本発明の目的は、離型フィルムを使用して半導体チップを樹脂封止する場合、優れた歩留まりで容易に樹脂封止できる半導体の樹脂封止方法及び半導体樹脂封止用離型フィルムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る半導体樹脂封止用離型フィルムは、上記半導体の樹脂封止方法において使用する離型フィルムであり、１７５℃での圧縮弾性率が５０ＭPa以上である基材フィルムと、１７５℃での圧縮弾性率が３０ＭPa以下でチップの封止面側に向けられる補助層との複合体フィルムからなることを特徴とする構成であり、補助層にはフッ素樹脂またはフッ素ゴムを使用することができ、フッ素ゴム補助層の表面には、フッ素樹脂薄膜を設けることができる。
【０００９】
本発明に係る半導体の樹脂封止方法は、端子または電極が配設された半導体チップの被封止面と金型との間に離型フィルムを介在させ、樹脂を注入・硬化させ、離型フィルムに接した封止樹脂面に上記端子または電極の先端部を露出させる方法において、離型フィルムとして、請求項１〜４何れか記載の半導体樹脂封止用離型フィルムを補助層をチップの被封止面側に向けて使用することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明に係る半導体樹脂封止用離型フィルム１を示し、基材フィルム１１上に該基材フィルムよりも低圧縮弾性率の補助層１２を設けてある。
【００１１】
図２の（イ）乃至図２の（ニ）は、本発明に係る離型フィルムを使用した半導体の樹脂封止方法の一例を示し、封止対象物は図３の（イ）に示すリ−ドフレ−ム２００の各ユニット２１〔図３の（ロ）〕ごとに、図２の（イ）に示すようにインナ−端子２２とチップ電極とをワイヤ２３でボンディングした半導体チップであり、説明を簡潔にするためにリ−ドフレ−ムの１ユニット分についてのみ図示してある。
まず、図２の（イ）に示すようにトランスファ−射出装置の加熱された下金型３のキャビティ３１内に半導体チップ２を端子２２を上側に位置させて収容し、更に、図２の（ロ）に示すように上記の離型フィルム１を補助層１２をチップ２側に向けて挿入したうえで上金型４で型閉し、更にキャビティ３１内に樹脂５を注入し硬化させ、次いで図２の（ハ）に示すように上金型４を持ち上げて型開すると共に離型フィルム１を補助層１２において封止樹脂５から剥離し、而るのち、リ−ドフレ−ム２１を端子２２を残してトリミングしてＱＦＮを得る。
【００１２】
図２の（ニ）は、図２の（ロ）におけるニ−ニ断面図を示し、補助層１２がその低い圧縮弾性率のために凹凸面によくなじみシ−ル材として良好に作用するために、補助層１２と端子２２との接触界面への樹脂の侵入をよく防止でき、端子２２の樹脂かぶりを排除できる。
【００１３】
また、基材フィルム１１の高い圧縮弾性率のために、金型の締め付け圧力にもかかわらず、基材フィルム１１の圧縮歪を僅小に抑えてか横方向フロ−をよく防止でき、補助層１２が圧縮によって横方向にフロ−しようとしても、そのフロ−が補助層１２と一体の基材フィルム１１で阻止されるから、端子２２−２２間の離型フィルム部分の厚みをほぼ初期のままに保持でき、端子２２−２２間を充分な樹脂量で充填でき、端子２２を強固に埋着できる。
従って、リ−ドフレ−ムをトリミングする際、端子が脱落したり、樹脂が欠けたりするのを確実に排除でき、良好な歩留まりでＱＦＮを成形できる。
【００１４】
上記の基材フィルム１１としては、金型の締め付け圧力、金型温度のもとで圧縮変形を実質上防止できるものが使用され、１７５℃での圧縮弾性率が５０ＭPa以上のものを使用することが好ましく、例えば、ポリイミド、アラミド、ポリエ−テルケトン、ポリエ−テルサルホン等のプラスチックフィルム、銅、ステンレス、アルミニウム等の金属箔を使用できる。
【００１５】
上記の補助層１２には、金型の締め付け圧力、金型温度のもとで低圧縮弾性率を呈し端子面に対して優れたシ−ル性を保証できるものが使用され、１７５℃での圧縮弾性率が３０ＭPa以下、好ましくは２０ＭPa以下のものを使用することが望ましく、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パ−フロオロアルキルビニルエ−テル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、フッ素ゴム等を使用できる。これらの中でも、離型性の面からして、ポリテトラフルオロエチレンが最適である。
【００１６】
また、フッ素ゴムを補助層とする場合、表面にポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素樹脂薄膜を設けて離型性を補完することもできる。
【００１７】
上記補助層１２の厚みは、上記端子面に対するシ−ル性保証を前提として端子厚みに対し可及的に薄くすることが必要であり、通常５〜５０μｍ、好ましくは１０〜３０μｍとされる（５μｍ未満では、シ−ル性保証が困難になり、５０μｍを越えると、封止前の端子間に所定の空間を確保し難い）。
【００１８】
上記基材フィルムと補助層とは同種材質でも、基材フィルムとしての上記した高圧縮弾性率及び補助層としての上記した低圧縮弾性率を設定し得れば、分子量、結晶化度、多孔化度、配向性、延伸収縮特性の少なくとも一つを調整して異ならせることにより、所望の離型フィルムを得ることも可能である。
【００１９】
本発明に係る、基材フィルムと補助層との複合体フィルムからなる離型フィルムは、通常、接着や融着等による貼り合わせ、コ−ティング等による塗り重ね、フィルムの同時溶融押出し融着により製造できる。
【００２０】
本発明に係る半導体の樹脂封止方法は、リ−ド端子がパッケ−ジ内部に取り込まれ、端子上面が封止樹脂面より露出される半導体のパッケ−ジに使用され、上記ＱＦＮの外、例えば、はんだボ−ル等の外部接続端子と接触する端子が封止樹脂面より露出されるフリップチップタイプ若しくはウエハレベルのＣＳＰにも適用できる。
【００２１】
【実施例】
〔実施例１〕
基材フィルムとして厚さ５０μｍのポリイミド（ＰＩ）フィルムを使用し、この基材フィルム上に、テトラフルオロエチレン粉末濃度５０重量％の水性ディスパ−ジョンを塗布し、９０℃×２分の乾燥で、分散媒である水を除去し、次いで、３６０℃×２分の加熱で焼成することを２回行うことにより厚さ２５μｍのテトラフルオロエチレン補助層を形成して離型フィルムとした。離型フィルムの総厚みは７５μｍである。
【００２２】
〔実施例２〕
基材フィルムとして厚さ５０μｍのアルミウム（Ａｌ）箔を使用した以外、実施例１と同様にして、厚さ２５μｍのテトラフルオロエチレン補助層と厚み５０μｍのアルミウム箔基材とからなる離型フィルムを得た。離型フィルムの総厚みは７５μｍである。
【００２３】
〔実施例３〕
基材フィルムとして厚さ５０μｍのポリイミドフィルムを使用し、この基材フィルム上に、ビニリデンフルオロライドを主成分とし、ヘキサフルオロプロピレンを共重合したフッ素ゴム粉末濃度５０重量％及びポリアミン系硬化剤５重量％を配合した水溶液を塗布し、まず９０℃×２分の乾燥で分散媒である水を除去し、次いで、３００℃×１０分の加熱で焼成することを２回行うことにより厚さ２５μｍのフッ素ゴム補助層を形成して離型フィルムとした。離型フィルムの総厚みは７５μｍである。
【００２４】
〔実施例４〕
実施例３に対し塗布・焼成回数を１回にした以外、実施例３同様にして、厚さ７μｍのフッ素ゴム補助層と厚み５０μｍのポリイミドフィルム基材とからなる離型フィルムを得た。離型フィルムの総厚みは５７μｍである。
【００２５】
〔実施例５〕
実施例３に対し塗布・焼成回数を４回にした以外、実施例３同様にして、厚さ４７μｍのフッ素ゴム補助層と厚み５０μｍのポリイミドフィルム基材とからなる離型フィルムを得た。離型フィルムの総厚みは９７μｍである。
【００２６】
〔実施例６〕
実施例３に対し、フッ素ゴム補助層を形成したのち、そのフッ素ゴム補助層上にテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）粉末濃度２０重量％の水性ディスパ−ジョンを塗布し、９０℃×２分の乾燥で分散媒である水を除去し、次いで、３６０℃×２分の加熱で焼成することによりＦＥＰ薄膜を形成して、厚み１μｍのＦＥＰ表面薄膜と厚さ２５μｍのフッ素ゴム補助層と厚み５０μｍのポリイミドフィルム基材とからなる離型フィルムを得た。離型フィルムの総厚みは７６μｍである。
【００２７】
〔比較例１〕
厚み１００μｍのポリイミドシ−ト上に、テトラフルオロエチレン粉末濃度５０重量％の水性ディスパ−ジョンを塗布し、９０℃×２分の乾燥で分散媒である水を除去し、次いで、３６０℃×２分の加熱で焼成することを４回行い、更にポリイミドシ−トを剥離除去して厚み５０μｍのテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）離型フィルムを得た。
【００２８】
〔比較例２〕
厚さ５０μｍのポリイミドフィルムを離型フィルムとした。
【００２９】
これらの実施例品及び比較例品につき、５ｍｍ×５ｍｍの試料を採取し、粘弾性スペクトロメ−タを用い、針径０．５ｍｍφ、荷重速度５０ｇｆ／ｍｉｎにて針入法にて１７５℃、１０％圧縮率のもとでの弾性圧縮率を測定したところ（実施例品では、補助層を剥離除去のうえ、基材のみについて測定）、比較例１のテトラフルオロエチレンフィルムのみが３０ＭPa、実施例１及び実施例３〜６における基材フィルムとしてのポリイミドフィルム並びに比較例２のポリイミドフィルムが６０ＭPa、実施例２における基材フィルムとしてのアルミニウム箔が９０ＭPaであった。
【００３０】
上記の各実施例品及び比較例の離型フィルムを用い、図２において、１７５℃の加熱条件下で成形圧力５０kg/cm２にてトランスファ−モ−ルドを行い、成形時間１２０秒で樹脂硬化させ、更に、図２の（ハ）に示すように、上金型及び離型フィルムを持ち上げ、パッケ−ジの自重で離型フィルムとパッケ−ジ間を剥離させた。
このようにして封止した加工品中から５０個のパッケ−ジを抜き取り端子部の樹脂かぶりの有無を検査したところ、表１に示す通りであった。
更に、アフタ−キュアを行ったのち、リ−ドカットを行い、樹脂欠けの有無を検査したところ、表１に示す通りであった。
【００３１】
【表１】
0004443715.tif 000002
【００３２】
表１から明らかな通り、実施例品の離型フィルムを使用すれば、良好に樹脂封止できる。
これに対し、比較例１では、端子間の樹脂欠けを満足に排除できないことが明らかである。これは、離型フィルムの圧縮弾性率が低く、端子間での離型フィルム部分の膨れによる端子間への樹脂充填不足が生じた結果である。
また、比較例２では、端子上の樹脂かぶりを満足に排除できないことが明らかである。これは、離型フィルムの圧縮弾性率が高く、端子と離型フィルムとの接触界面のシ−ルを満足に行えなかった結果である。
而るに、本発明に係る離型フィルムにおいては、高圧縮弾性率の基材フィルムと低圧縮弾性率の補助層との複合化により、上記樹脂欠けと樹脂かぶりを共に防止し得ると帰結できる。
また、実施例６によれば、表面のテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体薄膜のために、特に離型性に優れ、パッケ−ジの自重で円滑に離型できることを確認できた。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、半導体チップを端子や電極の頂上を露出させて樹脂封止する場合、離型フィルムを使用するにもかかわらず、端子や電極頂上の樹脂かぶり及び端子間の樹脂欠けを確実に排除して優れた歩留まりで樹脂封止できるから、封止樹脂への離型剤の配合量の低減若しくは省略により封止性の向上、更には樹脂封止の小型化を図ることができ、ＣＳＰ化の促進に有用である。
さらに、金型クリ−ニング回数の低減による作業能率の向上、金型の長寿命化によるコスト低減、エジェクトピンの省略による金型構造の簡易化等を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る半導体チップ樹脂封止用離型フィルムを示す図面である。
【図２】  本発明に係る半導体チップの樹脂封止方法を示す図面である。
【図３】  図２におけるリ−ドフレ−ム２１を示す図面である。
【図４】  従来の半導体チップの樹脂封止方法を示す図面である。
【符号の説明】
１            離型フィルム
１１          基材フィルム
１２          補助層
２            半導体チップ
２２          端子
４            金型
５            樹脂
【図１】
0004443715.tif 000003
【図２】
0004443715.tif 000004
【図３】
0004443715.tif 000005
【図４】
0004443715.tif 000006