(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐熱性基材の一方の面に接着剤層を具備し、リードフレームに剥離可能に貼着される半導体装置製造用接着シートにおいて、前記接着剤層が、質量平均分子量が１０，０００〜５００，０００の熱可塑性ポリイミド樹脂と熱硬化性樹脂とを含有する（但し、熱可塑性ポリイミド樹脂が８０質量％以上）と共に、１５０〜２５０℃における前記接着剤層の弾性率が１ＭＰａ以上である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】
前記ポリイミド樹脂のガラス転位温度が１７０℃以上である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】
１５０〜２００℃における前記接着剤層と前記リードフレームとの接着強度が１０ｇ／ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置製造用接着シート。
【請求項４】
前記耐熱性基材が耐熱性樹脂フィルムであると共に、前記耐熱性基材のガラス転位温度が１５０℃以上であり、かつ、ガラス転位温度以下における熱膨張係数が５〜５０ｐｐｍ／℃であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の半導体装置製造用接着シート。
【請求項５】
前記耐熱性基材が金属箔であると共に、前記耐熱性基材の熱膨張係数が５〜５０ｐｐｍ／℃であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の半導体装置製造用接着シート。
【請求項６】
前記耐熱性基材が電解金属箔であると共に、前記耐熱性基材の粗面化された側の面に前記接着剤層が形成されていることを特徴とする請求項５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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リードフレームに剥離可能に貼着され、ＱＦＮ等の半導体装置（半導体パッケージ）を製造する際に用いて好適な半導体装置製造用接着シートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯型パソコン、携帯電話等の電子機器の小型化、多機能化に伴い、電子機器を構成する電子部品の小型化、高集積化の他、電子部品の高密度実装技術が必要になっている。
このような背景下、従来のＱＦＰ（Quad Flat Package）やＳＯＰ（Small Outline Package）等の周辺実装型の半導体装置に代わって、高密度実装が可能なＣＳＰ（Chip Size Package）等の面実装型の半導体装置が注目されている。また、ＣＳＰの中でも特にＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded）は、従来の半導体装置の製造技術を適用して製造できるため好適であり、主に１００ピン以下の少端子型の半導体装置として用いられている。
【０００３】
従来、ＱＦＮの製造方法として、概略下記の方法が知られている。
はじめに、接着シート貼着工程において、リードフレームの一方の面に接着シートを貼着し、次いで、ダイアタッチ工程において、リードフレームに複数形成された半導体素子搭載部（ダイパッド部）に、ＩＣチップ等の半導体素子を各々搭載する。次に、ワイヤボンディング工程において、リードフレームの各半導体素子搭載部の外周に沿って配設された複数のリードと半導体素子とをボンディングワイヤにより電気的に接続する。
次に、樹脂封止工程において、リードフレームに搭載された半導体素子を封止樹脂により封止し、その後、接着シート剥離工程において、接着シートをリードフレームから剥離することにより、複数のＱＦＮが配列されたＱＦＮユニットを形成することができる。最後に、ダイシング工程において、このＱＦＮユニットを各ＱＦＮの外周に沿ってダイシングすることにより、複数のＱＦＮを同時に製造することができる。
【０００４】
以上概略説明したＱＦＮの製造方法において、リードフレームに貼着する接着シートとしては、耐熱性フィルムを基材とし、この基材の一方の面に、アクリル系接着剤、ゴム系接着剤、シリコーン系接着剤等を用いて形成された接着剤層を具備するものが広く用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成の従来の接着シートを用いた場合、ワイヤボンディング工程において、ボンディングワイヤとリードとの間の接続不良が発生することがあった。以下、ボンディングワイヤとリードとの接続不良のことを「ワイヤボンディング不良」と称する。また、樹脂封止工程において、接着シートの接着力が低下して、リードフレームと接着シートとが部分的に剥離し、その結果、リードフレームと接着シートとの間に封止樹脂が流入し、リードの外部接続用部分（リードの接着シートを貼着した側の面）に封止樹脂が付着する、いわゆる「モールドフラッシュ」が発生することがあった。なお、このように、モールドフラッシュが発生した場合には、リードの外部接続用部分に封止樹脂が付着するため、製造された半導体装置を配線基板等に実装する際に、接続不良が発生する恐れがある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ＱＦＮ等の半導体装置の製造に用いた場合に、ワイヤボンディング不良、モールドフラッシュの双方を防止することができ、半導体装置の不良品化を防止することができる半導体装置製造用接着シートを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記課題を解決するべく検討を行った結果、以下のようなことを見出した。
第１に、ワイヤボンディング工程においては、１５０〜２５０℃に加熱しながら、６０〜１２０ｋＨｚの超音波を用いて、ボンディングワイヤの両端部を半導体素子とリードフレームに各々融着するが、リードフレームの直下に位置する接着シートの接着剤層が高温に曝されて低弾性化し、超音波を吸収しやすくなる結果、リードフレームが振動し、ワイヤボンディング不良が発生する場合があることを見出した。
第２に、樹脂封止工程においては、１５０〜２００℃に加熱しながら、５〜１０ＧＰａの圧力をかけて、半導体素子を封止樹脂により封止するが、接着シートの接着剤層が高温に曝される結果、接着剤層の接着力（接着剤層とリードフレームとの接着強度）が低下するため、封止樹脂の圧力により、接着剤層がリードフレームから部分的に剥離し、モールドフラッシュが発生する場合があることを見出した。
本発明者は以上の点に着目し、本発明を完成した。
【０００８】
本発明の半導体装置製造用接着シート（以下、「接着シート」と略記することがある。）は、耐熱性基材の一方の面に接着剤層を具備し、リードフレームに剥離可能に貼着される半導体装置製造用接着シートにおいて、前記接着剤層が、熱可塑性ポリイミド樹脂を含有すると共に、１５０〜２５０℃における前記接着剤層の弾性率が１ＭＰａ以上であることを特徴とする。また、前記ポリイミド樹脂のガラス転位温度が１７０℃以上であることが好ましい。
【０００９】
本発明者は、ポリイミド樹脂を用いて接着剤層を構成することにより、ワイヤボンディング工程における処理温度下で高弾性率を有すると共に、樹脂封止工程における処理温度下でリードフレームとの接着強度が高い接着剤層が得られることを見出し、この接着剤層を備えた本発明の接着シートを用いてＱＦＮ等の半導体装置を製造することにより、ワイヤボンディング不良、モールドフラッシュの双方を防止することができ、半導体装置の不良品化を防止できることを見出した。
具体的には、ポリイミド樹脂を用いて接着剤層を構成することにより、１５０〜２５０℃における接着剤層の弾性率を１ＭＰａ以上とすることができ、ワイヤボンディング不良を防止することを見出した。また、１５０〜２００℃における接着剤層とリードフレームとの接着強度を１０ｇ／ｃｍ以上とすることができ、モールドフラッシュを防止できることを見出した。
【００１０】
また、前記接着剤層が、前記ポリイミド樹脂を６０質量％以上含有することが好ましい。また、前記ポリイミド樹脂の質量平均分子量が１０，０００〜５００，０００であることが好ましい。かかる構成とすることにより、上述の効果を安定して得ることができる。
また、「従来の技術」の項において述べたように、接着シートを用いて半導体装置を製造する際には、接着シート剥離工程において、接着シートは封止樹脂及びリードフレームから剥離されるが、その際に接着剤層を構成する接着剤が封止樹脂及びリードフレームに残る、いわゆる「糊残り」が発生してしまうと、製造される半導体装置を配線基板等に実装する際に、接続不良が発生する恐れがある。しかしながら、ポリイミド樹脂の含有量や質量平均分子量を上述のように規定することにより、接着剤層の凝集力を高めることができ、接着シート剥離工程における糊残りを防止することができるという効果も合わせて得られる。
【００１１】
また、本発明の半導体装置製造用接着シートにおいて、前記耐熱性基材が耐熱性樹脂フィルムである場合には、前記耐熱性基材のガラス転位温度が１５０℃以上であると共に、ガラス転位温度以下における熱膨張係数が５〜５０ｐｐｍ／℃であることが好ましい。
また、本発明の半導体装置製造用接着シートにおいて、前記耐熱性基材が金属箔である場合には、前記耐熱性基材の熱膨張係数が５〜５０ｐｐｍ／℃であることが好ましい。また、前記耐熱性基材が電解金属箔であると共に、前記耐熱性基材の粗面化された側の面に前記接着剤層が形成されていることがより好ましい。また、前記耐熱性基材と前記接着剤層との接着強度Ｓａと、前記リードフレームに搭載する半導体素子を封止するための封止樹脂及び前記リードフレームと前記接着剤層との接着強度Ｓｂとの比Ｓａ／Ｓｂが、１．５以上であることが好ましい。Ｓａ／Ｓｂが１．５未満の場合には、接着シート剥離工程において、糊残りが発生しやすくなるため、好ましくない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳述する。
［半導体装置製造用接着シートの構造］
本発明の半導体装置製造用接着シートの構造について詳述する。
本発明の接着シートは、耐熱性基材の一方の面に、熱可塑性ポリイミド樹脂を含有する接着剤層を具備して構成されたものである。すなわち、本発明の接着シートでは、ポリイミド樹脂を含有する接着剤を用いて、接着剤層を構成することが最大の特徴となっている。
【００１３】
（耐熱性基材）
耐熱性基材としては、耐熱性樹脂フィルムや金属箔等が好適である。
また、本発明の接着シートを用いてＱＦＮ等の半導体装置を製造する際に、本発明の接着シートは、ダイアタッチ工程、ワイヤボンディング工程、樹脂封止工程において、１５０〜２５０℃の高温に曝されるが、耐熱性基材として耐熱性樹脂フィルムを用いる場合、耐熱性基材の熱膨張係数はガラス転位温度（Ｔｇ）以上になると急激に増加し、金属製のリードフレームとの熱膨張差が大きくなるため、室温に戻した際に、耐熱性基材とリードフレームに反りが発生する恐れがある。そして、このように、耐熱性基材とリードフレームに反りが発生した場合には、樹脂封止工程において、金型の位置決めピンにリードフレームを装着することができず、位置ずれ不良を起こす恐れがある。
【００１４】
したがって、耐熱性基材として耐熱性樹脂フィルムを用いる場合、用いる耐熱性樹脂フィルムのガラス転位温度は１５０℃以上であることが好ましく、１８０℃以上であることがより好ましい。また、用いる耐熱性フィルムの１５０〜２５０℃における熱膨張係数が５〜５０ｐｐｍ／℃であることが好ましく、１０〜３０ｐｐｍ／℃であることがより好ましい。
かかる特性を有する耐熱性樹脂フィルムとしては、ポリイミド、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、トリアセチルセルロース、ポリエーテルイミド等からなるフィルムを例示することができる。
【００１５】
また、本発明の接着シートを用いて半導体装置を製造する際に、接着シート剥離工程における糊残りを防止するためには、耐熱性基材と接着剤層との接着強度Ｓａと、封止樹脂及びリードフレームと接着剤層との接着強度Ｓｂとの比（接着強度比）Ｓａ／Ｓｂが１．５以上であることが好ましい。なお、接着強度比Ｓａ／Ｓｂを１．５以上とするためには、耐熱性樹脂フィルムに接着剤層を形成する前に、耐熱性樹脂フィルムの接着剤層を形成する側の表面に、コロナ処理、プラズマ処理、プライマー処理等の、耐熱性樹脂フィルムと接着剤層との接着強度Ｓａを高くするような処理をあらかじめ施しておくことが好適である。
【００１６】
また、耐熱性基材として金属箔を用いる場合においても、同様の理由から、用いる金属箔の１５０〜２５０℃における熱膨張係数が５〜５０ｐｐｍ／℃であることが好ましく、１０〜３０ｐｐｍ／℃であることがより好ましい。金属箔としては、金、銀、銅、白金、アルミニウム、マグネシウム、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛、パラジウム、カドミウム、インジウム、錫、鉛等からなる箔や、これらの金属を主成分とした合金箔、あるいはこれらのメッキ箔を例示することができる。
【００１７】
また、耐熱性樹脂フィルムを用いる場合と同様、接着シート剥離工程における糊残りを防止するために、耐熱性基材と接着剤層との接着強度Ｓａと、封止樹脂及びリードフレームと接着剤層との接着強度Ｓｂとの比（接着強度比）Ｓａ／Ｓｂが１．５以上であることが好ましい。また、接着強度比Ｓａ／Ｓｂをできる限り大きくすることがより好ましい。
ここで、金属箔は、その製法から圧延金属箔と電解金属箔とに分類されるが、接着強度比Ｓａ／Ｓｂを大きくするためには、電解金属箔を用いると共に、粗面化された側の面に接着剤層を設けることが好ましい。また、電解金属箔の中でも特に、電解銅箔を用いることが特に好ましい。
【００１８】
（接着剤層）
接着剤層は、熱可塑性ポリイミド樹脂を主成分とする接着剤からなる層である。ポリイミド樹脂は主鎖中に酸イミド結合を有する重合体の総称であり、テトラカルボン酸無水物とジアミンの環化重縮合によって合成することができる。また、ポリイミド樹脂としては、可溶性若しくは可溶融性のものが好適である。
【００１９】
ここで、 テトラカルボン酸としては、３，３’，４，４’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２’，３，３’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３’，３，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、２，２’，３，３’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、２，２’，３，３’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、２，３’，３，４’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、４，４’−（ヘキサフルオロイソプロピリデン）フタル酸二無水物、エチレングリコールビストリメリテート二無水物、ピロメリト酸二無水物等を例示することができる。
【００２０】
また、ジアミンとしては、１，３−ビス［１−（３−アミノフェニル）−１−メチルエチル］ベンゼン、１，３−ビス［１−（４−アミノフェニル）−１−メチルエチル］ベンゼン、１，４−ビス［１−（３−アミノフェニル）−１−メチルエチル］ベンゼン、１，４−ビス［１−（４−アミノフェニル）−１−メチルエチル］ベンゼン、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、３，３’−ビス（３−アミノフェノキシ）ジフェニルエーテル、３，３’−ビス（４−アミノフェノキシ）ジフェニルエーテル、３，４’−ビス（３−アミノフェノキシ）ジフェニルエーテル、３，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ジフェニルエーテル、４，４’−ビス（３−アミノフェノキシ）ジフェニルエーテル、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ジフェニルエーテル、３，３’−ビス（３−アミノフェノキシ）ビフェニル、３，３’−ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル、３，４’−ビス（３−アミノフェノキシ）ビフェニル、３，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル、４，４’−ビス（３−アミノフェノキシ）ビフェニル、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］スルホン、２，２−ビス［３−（３−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［３−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［３−（３−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス［３−（４−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、９，９−ビス（３−アミノフェニル）フルオレン、９，９−ビス（４−アミノフェニル）フルオレン、３，３’−ジアミノ−２，２’，４，４’−テトラメチルジフェニルメタン、３，３’−ジアミノ−２，２’，４，４’−テトラエチルジフェニルメタン、３，３’−ジアミノ−２，２’，４，４’−テトラプロピルジフェニルメタン、３，３’−ジアミノ−２，２’，４，４’−テトライソプロピルジフェニルメタン、３，３’−ジアミノ−２，２’，４，４’−テトラブチルジフェニルメタン、３，４’−ジアミノ−２，３’，４，５’−テトラメチルジフェニルメタン、３，４’−ジアミノ−２，３’，４，５’−テトラエチルジフェニルメタン、３，４’−ジアミノ−２，３’，４，５’−テトラプロピルジフェニルメタン、３，４’−ジアミノ−２，３’，４，５’−テトライソプロピルジフェニルメタン、３，４’−ジアミノ−２，３’，４，５’−テトラブチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラメチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラエチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラプロピルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトライソプロピルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラブチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジエチル−５，５’−ジメチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジメチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジエチルジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラメトキシジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラエトキシジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラプロポキシジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトライソプロポキシジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’，５，５’−テトラブトキシジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジメトキシジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジエトキシジフェニルメタン等を例示することができる。
【００２１】
このように、ポリイミド樹脂は、テトラカルボン酸無水物とジアミンとを用いて合成されるものであるが、ポリイミド樹脂として、さらにジメチルシロキサンの２〜２０量体を用いてシロキサン変性させたシロキサン変性ポリイミド樹脂等の変性ポリイミド樹脂を用いても良い。
【００２２】
また、本発明の接着シートを用いて半導体装置を製造する際に、接着剤層は、ダイアタッチ工程、ワイヤボンディング工程、樹脂封止工程において、１５０〜２５０℃の温度に曝されるため、ガラス転位温度が１７０℃以上の耐熱性に優れたポリイミド樹脂を用いることが好ましい。
【００２３】
本発明の接着剤シートは以上のように概略構成され、本発明の接着シートでは、ポリイミド樹脂を主成分とした接着剤を用いて接着剤層を構成しているので、接着剤層が、ワイヤボンディング工程における処理温度下でも高弾性率を維持できると共に、樹脂封止工程における処理温度下でも高接着力を維持することができる。その結果、本発明の接着シートを用いて半導体装置を製造することにより、ワイヤボンディング不良、モールドフラッシュの双方を防止することができ、半導体装置の不良品化を防止できる。
具体的には、ポリイミド樹脂を用いて接着剤層を構成することにより、１５０〜２５０℃における接着剤層の弾性率を１ＭＰａ以上、好ましくは１０ＭＰａ以上、より好ましくは５０ＭＰａ以上とすることができ、ワイヤボンディング不良を防止することができる。また、１５０〜２００℃における接着剤層とリードフレームとの接着強度を１０ｇ／ｃｍ以上、好ましくは２０ｇ／ｃｍとすることができ、モールドフラッシュを防止できる。
【００２４】
また、用いるポリイミド樹脂の質量平均分子量は１０，０００〜５００，０００であることが好ましい。かかる構成とすることにより、上述の効果が安定して得られると共に、接着剤層の凝集力を高めることができ、接着シート剥離工程における糊残りを防止することができるという効果も得られ、好適である。
【００２５】
また、本発明の接着シートの接着剤層を形成するために用いる接着剤には、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、ポリイミド樹脂以外の成分を適宜配合することができる。
但し、接着剤層が、ポリイミド樹脂を６０質量％以上含有するように、他の成分を配合することが好ましい。このように、接着剤層中に、ポリイミド樹脂を６０質量％以上配合することにより、上述の効果が安定して得られると共に、接着剤層の凝集力を高めることができ、接着シート剥離工程における糊残りを防止することができるという効果も得られ、好適である。
【００２６】
以下、本発明の接着シートの接着剤層を形成するために用いる接着剤に配合可能な成分について具体的に説明する。
接着剤層の耐熱性を向上させるために、接着剤に熱硬化性樹脂を添加することは好適である。ここで、熱硬化性樹脂としては、尿素樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、アセトグアナミン樹脂、フェノール樹脂、シノール樹脂、キシレン樹脂、フラン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、イソシアナート樹脂、エポキシ樹脂、マレイミド樹脂、ナジイミド樹脂等を例示することができる。なお、これらの樹脂は単独で用いても良いし、２種以上を併用しても良い。
【００２７】
また、接着剤層の熱膨張係数、熱伝導率、表面タック、接着性等を調整するために、接着剤に無機又は有機フィラーを添加することは好適である。
ここで、無機フィラーとしては、粉砕型シリカ、溶融型シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、窒化チタン、窒化珪素、窒化硼素、硼化チタン、硼化タングステン、炭化珪素、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化モリブデン、マイカ、酸化亜鉛、カーボンブラック、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、三酸化アンチモン等からなるフィラー、あるいはこれらの表面にトリメチルシロキシル基等を導入したもの等を例示することができる。
また、有機フィラーとしては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエステルイミド、ナイロン、シリコーン樹脂等からなるフィラーを例示することができる。
【００２８】
また、本発明の接着シートの接着剤層上に剥離可能な保護フィルムを貼着し、半導体装置製造直前に保護フィルムを剥離する構成としても良い。この場合には、接着シートが製造されてから使用されるまでの間に、接着剤層が損傷されることを防止することができる。
保護フィルムとしては離型性を有するものであればいかなるフィルムを用いても良いが、例えばポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等のフィルムや、これらフィルムの表面をシリコーン樹脂又はフッ素化合物で離型処理したフィルム等を例示することができる。
【００２９】
また、耐熱性基材の一方の面に接着剤層を形成する方法としては、耐熱性基材上に直接接着剤を塗布し、乾燥させるキャスティング法や、接着剤を離型性フィルム上に一旦塗布し、乾燥させた後、耐熱性基材上に転写させるラミネート法等が好適である。
【００３０】
（半導体装置の製造方法）
次に、図１、図２に基づいて、以上の本発明の接着シートを用いて、半導体装置を製造する方法の一例について簡単に説明する。以下、半導体装置としてＱＦＮを製造する場合を例として説明する。なお、図１はリードフレームを半導体素子を搭載する側から見た時の概略平面図であり、図２（ａ）〜（ｆ）は、図１に示すリードフレームからＱＦＮを製造する方法を示す工程図であって、リードフレームを図１のＡ−Ａ’線に沿って切断した時の拡大概略断面図である。
【００３１】
はじめに、平面視、図１に示す概略構成のリードフレーム２０を用意する。リードフレーム２０は、ＩＣチップ等の半導体素子を搭載する島状の複数の半導体素子搭載部（ダイパッド部）２１を具備し、各半導体素子搭載部２１の外周に沿って多数のリード２２が配設されたものである。
次に、図２（ａ）に示すように、接着シート貼着工程において、リードフレーム２０の一方の面上に、本発明の接着シート１０を接着剤層（図示略）側がリードフレーム２０側となるように貼着する。なお、接着シート１０をリードフレーム２０に貼着する方法としては、ラミネート法等が好適である。
次に、図２（ｂ）に示すように、ダイアタッチ工程において、リードフレーム２０の半導体素子搭載部２１に、接着シート１０が貼着されていない側からＩＣチップ等の半導体素子３０を、ダイアタッチ剤（図示略）を用いて搭載する。
【００３２】
次に、図２（ｃ）に示すように、ワイヤボンディング工程において、半導体素子３０とリードフレーム２０のリード２２とを、金ワイヤ等のボンディングワイヤ３１を介して電気的に接続する。
次に、図２（ｄ）に示すように、樹脂封止工程において、図２（ｃ）に示す製造途中の半導体装置を金型内に載置し、封止樹脂（モールド剤）を用いてトランスファーモールド（金型成型）することにより、半導体素子３０を封止樹脂４０により封止する。
次に、図２（ｅ）に示すように、接着シート剥離工程において、接着シート１０を封止樹脂４０及びリードフレーム２０から剥離することにより、複数のＱＦＮ５０が配列されたＱＦＮユニット６０を形成することができる。
最後に、図２（ｆ）に示すように、ダイシング工程において、ＱＦＮユニット６０を各ＱＦＮ５０の外周に沿ってダイシングすることにより、複数のＱＦＮ５０を製造することができる。
【００３３】
このように本発明の接着シート１０を用いてＱＦＮ等の半導体装置を製造することにより、ワイヤボンディング不良、モールドフラッシュ、糊残りを防止することができ、半導体装置の不良品化を防止することができる。
【００３４】
【実施例】
次に、本発明に係る実施例及び比較例について説明する。
各実施例、比較例において、接着剤を調製して接着シートを作製し、得られた接着剤や接着シートの評価を行った。
【００３５】
（実施例１）
表１に示すジアミンとテトラカルボン酸無水物を、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に溶解した後、氷温下で１時間撹拌した。なお、ジアミンとテトラカルボン酸無水物の配合比は、表１に示す通りとした。次いで、この溶液を室温下に放置し、ジアミンとテトラカルボン酸無水物を３時間反応させてポリアミド酸を合成した。さらに、得られたポリアミド酸にトルエンとｐ−トルエンスルホン酸を添加した後、１６０℃で加熱し、トルエンと共沸した水分を分離しながら、ポリアミド酸のイミド化反応を３時間行った。最後に、トルエンを留去し、ポリイミド樹脂Ｃを得た。
得られたポリイミド樹脂Ｃをテトラヒドロフラン（以下、「ＴＨＦ」と略記する。）に２５質量％の濃度で溶解した後、エポキシ樹脂（エポキシ樹脂エピコート８２８、油化シェル社製）を、質量比で、ポリイミド樹脂：エポキシ樹脂＝８０：２０となるように添加し、接着剤を調製した。
次に、耐熱性基材として、ポリイミド樹脂フィルム（カプトン１００ＥＮ、厚さ２５μｍ、ガラス転位温度３００℃以上、熱膨張係数１６ｐｐｍ／℃、東レデュポン社製）を用い、その上に乾燥後の厚さが６μｍになるように上記接着剤を塗布した後、１００℃で５分間乾燥させ、ポリイミド樹脂Ｃを８０質量％含有する接着剤層を具備する本発明の接着シートを得た。
【００３６】
（比較例Ａ）
用いるジアミンとテトラカルボン酸無水物の種類及び配合比を表１に示す通りとした以外は、実施例１と同様にしてポリイミド樹脂Ｂを得た。
得られたポリイミド樹脂ＢをＴＨＦに２５質量％の濃度で溶解し、接着剤を調製し、ポリイミド樹脂Ｂのみ（ポリイミド樹脂Ｂ１００質量％）からなる接着剤層を具備する接着シートを得た。
【００３９】
【表１】
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【００４０】
（質量平均分子量及びガラス転位温度の測定）
実施例、比較例において得られたポリイミド樹脂Ｂ〜Ｃの質量平均分子量及びガラス転位温度の測定を以下のようにして行った。
得られたポリイミド樹脂をＴＨＦに０．２質量％の濃度で溶解した溶液を調製し、ＧＰＣ（Ｇｅｌ−Ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ−Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ、ゲル浸透クロマトグラフィ）装置を用い、質量平均分子量を測定した。なお、樹脂分離用のカラムとして、ＫＦ−８０Ｍ（昭和電工社製）２本を直列に並べて測定を行った。
また、得られたポリイミド樹脂のガラス転位温度を示差熱分析（ＤＳＣ）により測定した。なお、窒素雰囲気下で、１０℃／ｍｉｎの昇温速度で昇温させて、測定を行った。
得られた結果を表２に示す。表２に示すように、得られたポリイミド樹脂の質量平均分子量は３９，０００〜７４，０００、ガラス転位温度は１７８〜２１０℃であった。
【００４１】
【表２】
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【００４２】
（比較例１）
ポリアルキルアラルキルシロキサン（ＴＳＲ−１５１２、質量平均分子量５００，０００、固形分濃度６０％、ＧＥ東芝シリコーン社製）とポリアルキル水素シロキサン（ＣＲ−５１、質量平均分子量１３００、ＧＥ東芝シリコーン社製）を質量比１００：１で混合し、シリコーン系接着剤を調製した。
実施例１と同様に、得られた接着剤を耐熱性基材上に塗布した後、１６０℃で１５分間乾燥、硬化させて、接着シートを得た。
【００４３】
（比較例２）
アクリル共重合体（ＳＫダイン１１３１Ｂ、固形分濃度４０％、総研化学社製）にイソシアネート（コロネートＬ−４０、日本ポリウレタン社製）を質量比１００：１で混合し、アクリル系接着剤を調製した。
実施例１と同様に、得られた接着剤を耐熱性基材上に塗布した後、１００℃で５分間乾燥させ、さらに、３０℃で７日間放置し硬化させて、接着シートを得た。
【００４４】
（比較例３）
エポキシ樹脂（エピクロンＨＰ−７２００、大日本インキ社製）、エポキシ硬化剤（カヤハードＴＰＭ、）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体（１０７２、日本ゼオン社製）を質量比４５：１５：４０で混合し、ゴム系接着剤を調製した。
実施例１と同様に、得られた接着剤を耐熱性基材上に塗布した後、１３０℃で５分間乾燥させて、接着シートを得た。
【００４５】
（評価項目及び評価方法）
＜ワイヤボンディング不良＞
各実施例、比較例において得られた接着シートを、外寸２００×６０ｍｍのＱＦＮ用リードフレーム（Ａｕ−Ｐｄ−ＮｉメッキＣｕリードフレーム、４×１６個（計６４個）のマトリックス配列、パッケージサイズ１０×１０ｍｍ、８４ピン）にラミネート法により貼着した。次いで、エポキシ系ダイアタッチ剤を用いてアルミニウムが蒸着されたダミーチップ（３ｍｍ□、厚さ０．４ｍｍ）をリードフレームの半導体素子搭載部に搭載した後、ワイヤボンダー（ＦＢ１３１、カイジョー社製）を用い、加熱温度を２１０℃、周波数を１００ｋＨｚ、荷重を１５０ｇｆ、処理時間を１０ｍｓｅｃ／ピンとして、ダミーチップとリードとを金ワイヤにより電気的に接続した。得られたパッケージ６４個を検査し、リード側接続不良が発生したパッケージ数を、ワイヤボンディング不良の発生個数として検出した。
【００４６】
＜モールドフラッシュ＞
ワイヤボンディング不良の評価後のリードフレームを用いてモールドフラッシュの評価を行った。
エポキシ系モールド剤（ビフェニルエポキシ系、フィラー量８５質量％）を用い、加熱温度を１８０℃、圧力を１０ＭＰａ、処理時間を３分間として、トランスファーモールド(金型成型)により、ダミーチップを封止樹脂により封止した。樹脂封止後のパッケージ６４個を検査し、リードの外部接続用部分（リードの接着シート側の面）に封止樹脂が付着しているパッケージ数を、モールドフラッシュの発生個数として検出した。
【００４７】
＜弾性率＞
各実施例、比較例において調製した接着剤を離型性フィルム上に塗布した後、接着シートを作製する際と同じ乾燥条件にて乾燥し、さらに、ダイアタッチ工程の熱処理条件（１７５℃で２時間）で熱処理を行い、接着剤層付き離型性フィルムを作製した。なお、乾燥後の厚さが１ｍｍになるように接着剤の塗布、乾燥を行った。
得られたサンプルを直径７ｍｍの円盤状に切断し、弾性率測定装置（レオストレス、ｈａａｋｅ社製）を用い、周波数を１Ｈｚ、昇温速度を３℃／ｍｉｎ、測定温度範囲を１５０〜３００℃、荷重を１０Ｎとして、接着剤層の弾性率の測定を行った。
【００４８】
＜リードフレームとの接着強度＞
各実施例、比較例において得られた接着シートを１ｃｍ幅に切断し、５０ｍｍ×１００ｍｍ×０．２５ｍｍｔの平板に、ロールラミネーションにより圧着させた。なお、平板としては、リードフレームに使用される材質のものを用い、銅板（ＭＦ−２０２、）及びそれに金メッキを施したもの（以下、「金メッキ板」と称す。）を用いた。また、各実施例、比較例における圧着条件（圧着時の温度、圧着速度）は表３に示す通りとした。
接着強度の測定方法は次の通りとした。すなわち、上記の平板を１５０℃に加熱し、得られたサンプルの接着剤層を平板に対して９０°方向に引き剥がした時の剥離強度を測定した。同様に、この剥離強度の測定を、平板の加熱温度を１５０℃から２００℃まで５℃ごとに上昇させて行った。そして、１５０〜２００℃の各測定温度における剥離強度のうち最小値をサンプルの接着強度とした。
【００４９】
【表３】
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【００５０】
（結果）
各実施例、比較例において得られた評価結果を表４に示す。但し、表４において、弾性率は１５０〜２５０℃における弾性率の最小値を示している。
表４に示すように、ポリイミド樹脂を含有する接着剤を用いて接着剤層を形成した実施例において、得られた接着剤層の１５０〜２５０℃における弾性率の最小値は高く、得られた接着シートを用いて評価を行った結果、ワイヤボンディング不良は全く発生しなかった。また、得られた接着剤層の平板との接着強度は高く、得られた接着シートを用いて評価を行った結果、モールドフラッシュは全く発生しなかった。
【００５１】
これに対して、シリコーン系接着剤を用いて接着剤層を形成した比較例１においては、得られた接着剤層の平板との接着強度は１６〜２０ｇ／ｃｍと高く、得られた接着シートを用いて評価を行った結果、モールドフラッシュの発生個数は極めて少なかったものの、得られた接着剤層の１５０〜２５０℃における弾性率の最小値は５．１×１０4Ｐａと、実施例に比較して著しく低く、得られた接着シートを用いて評価を行った結果、ほとんどのパッケージについてワイヤボンディング不良が発生した。
【００５２】
また、アクリル系接着剤を用いて接着剤層を形成した比較例２において、得られた接着剤層の１５０〜２５０℃における弾性率の最小値は１．０×１０3Ｐａ以下と、実施例に比較して著しく低く、得られた接着シートを用いて評価を行った結果、すべてのパッケージについてワイヤボンディング不良が発生した。また、得られた接着剤層の平板との接着強度は１〜２ｇ／ｃｍと、実施例に比較して著しく低く、得られた接着シートを用いて評価を行った結果、多くのパッケージについてモールドフラッシュが発生した。
【００５３】
また、ゴム系接着剤を用いて接着剤層を形成した比較例３において、得られた接着剤層の１５０〜２５０℃における弾性率の最小値は６．３×１０6Ｐａ（６．３ＭＰａ）と高く、得られた接着シートを用いて評価を行った結果、ワイヤボンディング不良の発生個数は少なかったものの、得られた接着剤層の平板との接着強度は５〜８ｇ／ｃｍと、実施例に比較して低く、得られた接着シートを用いて評価を行った結果、多くのパッケージについてモールドフラッシュが発生した。
【００５４】
【表４】
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【００５５】
以上の結果から、ポリイミド樹脂を用いて接着剤層を構成することにより、ワイヤボンディング工程における処理温度下で高弾性率を有すると共に、樹脂封止工程における処理温度下でリードフレームとの接着強度が高い接着剤層が得られることが判明した。また、この接着剤層を備えた接着シートを用いて、半導体装置を製造することにより、ワイヤボンディング不良、モールドフラッシュの双方を防止することができ、半導体装置の不良品化を防止できることが判明した。
【００５６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の半導体装置製造用接着シートにおいては、熱可塑性ポリイミド樹脂を用いて接着剤層を構成したので、接着剤層が、高温に曝されても、高弾性率、高接着力を維持することができ、本発明の接着シートを用いて、ＱＦＮ等の半導体装置を製造することにより、ワイヤボンディング不良、モールドフラッシュの双方を防止することができ、半導体装置の不良品化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明の半導体装置製造用接着シートを用いてＱＦＮを製造する際に用いて好適なリードフレームの構造を示す概略平面図である。
【図２】  図２（ａ）〜（ｆ）は、本発明の半導体装置製造用接着シートを用いてＱＦＮを製造する方法の一例を示す工程図である。
【符号の説明】
１０  半導体装置製造用接着シート
２０  リードフレーム
３０  半導体素子
３１  ボンディングワイヤ
４０  封止樹脂
【図１】
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【図２】
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