CN103360969A - 半导体装置制造用粘结片及半导体装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及半导体装置制造用粘结片、半导体装置及半导体装置的制造方法。该半导体装置制造用粘结片包括基材以及设在所述基材的一面上的热固化型的粘结剂层，并且以可剥离状粘贴在半导体装置的引线框架（20）或配线基板的半导体装置制造用粘结片（10），所述粘结剂层在特定的剥离试验A中测量的加热前粘合强度a在0.07N/20mm以上，在特定的剥离试验B中测量的加热后粘合强度b在0.58N/20mm以上，在特定的剥离试验C中测量的加热后粘合强度c在1.17N/20mm以上。

Description

半导体装置制造用粘结片及半导体装置及其制造方法
相关申请的交叉参照
本申请基于并要求于2012年3月26日提交的日本专利申请特愿2012-70403号的优先权权益，其全部内容结合于此作为参照。
技术领域
本发明涉及半导体装置制造用粘结片以及半导体装置的制造方法。
背景技术
近年来，随着便携式个人电脑、移动电话等电子设备的小型化以及多功能化，除了需要构成电子设备的电子部件的小型化以及高集成化外，还需要电子部件的高密度安装技术。在这种情况下，能够高密度安装的CSP（Chip Scale Package：芯片尺寸封装）等表面安装型的半导体装置代替QFP（Quad Flat Package：四侧引脚扁平封装）或SOP（Small OutlinePackage：小型封装）等周边安装型的半导体装置受到人们的关注。并且，在CSP中，尤其是QFN封装（Quad Flat Non-leaded：四侧无引脚扁平封装），由于能够利用现有的半导体装置制造技术制造，因此较为优选。因此，QFN封装主要用作100引脚以下的少端子型半导体装置。
作为QFN封装的制造方法，主要公开有以下方法。首先，在粘贴工序中，在引线框架的一面上粘贴粘结片。接着，在芯片粘接工序中，在形成于引线框架上的多个半导体元件装载部（晶片垫部）分别装载IC芯片等半导体元件。然后，在丝键合（wire bonding（线焊））工序中，通过键合丝（bonding wire（焊线））电连接沿引线框架的各半导体元件装载部外周配置的多个引线和半导体元件。然后，在密封工序中，利用密封树脂密封装载在引线框架上的半导体元件。之后，在剥离工序中，从引线框架剥离所述粘结片。通过上述工序，能够形成排列有多个QFN封装的QFN单元。最后，在切割工序中，沿着各QFN封装的外周切割QFN单元。通过这些工序，能够制造出多个QFN封装。
目前，在QFN封装的制造方法中公开有常温粘结型粘结片或者加热粘结型粘结片，其中，常温粘结型粘结片在常温（5℃～35℃）下粘贴在引线框架上，加热粘结型粘结片具有热固化型的粘结剂层，通过在抵接于引线框架的状态下以任意温度加热而粘贴于引线框架。
将常温粘结型粘结片粘贴于引线框架的作业较为简单。但是，存在在之后的密封工序中容易发生树脂溢出（模子溢料）的问题。
加热粘结型粘结片与引线框架的粘结强度较高，难以产生模子溢料。
作为加热粘结型粘结片，例如公开有具有含有氟树脂以及反应性弹性体的粘结剂层的半导体装置制造用粘结片（例如，专利文献1）。根据专利文献1，能够防止模子溢料现象。
但是，现有的加热粘结型粘结片在常温下不会粘贴于引线框架或配线基板上。因此，在粘贴工序，需要事先进行加热处理，从而导致半导体装置的制造作业变为复杂。
并且，加热粘结型粘结片与引线框架或配线基板的热膨胀率上的差异较大，因此，被加热时，有可能使引线框架或配线基板翘曲。
近年来，为了应对电子设备的进一步的小型化以及高性能化，半导体装置越来越小型化、高性能化。随着半导体装置的小型化以及高性能化，引线框架或配线基板变得更薄，或者每单位面积的穿孔面积变得更大，从而刚性变低。因此，如果对这样的刚性较低的引线框架或配线基板等进行为粘贴加热粘结型粘结片的加热处理，则存在容易使引线框架或配线基板翘曲的问题。在粘贴工序中引线框架或配线基板出现较大翘曲，则在后续的芯片粘接工序或丝键合工序中的定位变得困难，有可能影响到半导体装置的生产率。
例如，根据对比文件1的发明，能够很好地抑制模子溢料现象，但是并不是能够充分抑制近年来薄型化的引线框架上产生的翘曲的发明。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-123711号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够良好地抑制模子溢料现象、并且提高半导体装置的生产率的半导体装置制造用粘结片。
本发明的半导体装置制造用粘结片是包括基材以及设在所述基材的一面上的热固化型粘结剂层、且能够可剥离地粘贴在半导体装置的引线框架或配线基板上的半导体装置制造用粘结片，其特征在于，所述粘结剂层在下述的剥离试验A中测得的加热前粘合强度a在0.07N/20mm以上，在下述的剥离试验B中测得的加热后粘合强度b在0.58N/20mm以上，在下述的剥离试验C中测得的加热后粘合强度c在1.17N/20mm以上。
〈剥离试验A〉
·将表面设有金镀层的铜板作为被粘贴板；
·把半导体装置制造用粘结片（宽度20mm）在25℃下以0.37N/mm的压力粘贴在所述被粘贴板上作为加热前试样；以及
·对所述加热前试样的半导体装置制造用粘结片在25℃的测量温度下以90°的剥离角度、50mm/min的剥离速度进行剥离，求出最大应力，将其作为加热前粘合强度a。
〈剥离试验B〉
·对在所述剥离试验A中准备的加热前试样在175℃下进行1小时的加热处理作为加热后试样；以及
·对所述加热后试样的半导体装置制造用粘结片在175℃的测量温度下以90°的剥离角度、10mm/min的剥离速度进行剥离，求出最大应力，将其作为加热后粘合强度b。
〈剥离试验C〉
·对在所述剥离试验B中准备的作为加热后试样的半导体装置制造用粘结片在175℃的测量温度下以90°的剥离角度、500mm/min的剥离速度进行剥离，求出最大应力，将其作为加热后粘合强度c。
根据本发明的半导体装置的制造方法是使用上述本发明的半导体装置制造用粘结片的半导体装置的制造方法，其特征在于，包括：在引线框架或配线基板上粘贴所述半导体装置制造用粘结片的粘贴工序；在所述引线框架或所述配线基板上装载半导体元件的芯片粘接工序；利用密封树脂对所述半导体元件进行密封的密封工序；以及在所述密封工序后从所述引线框架或所述配线基板剥离所述半导体装置制造用粘结片的剥离工序。
发明效果
根据本发明的半导体装置制造用粘结片，能够良好地抑制模子溢料现象，并且能够提高半导体装置的生产率。
附图说明
图1是示出本发明的半导体装置的制造方法中使用的引线框架的一个例子的俯视图；
图2是用于说明本发明的半导体装置的制造方法的一个例子的工序图。
具体实施方式
下面，对适用本发明的粘结片以及使用该粘结片的半导体装置的制造方法例子进行详细说明。但本发明并不仅限定于这些例子。在不脱离本发明宗旨的范围内可以进行添加、省略、变更、置换或其他变更。
本发明的半导体装置制造用粘结片（下面，有时仅称为粘结片）能够可剥离地粘贴在半导体装置的引线框架或配线基板上。即、是一种粘合后利用一定程度的力可以容易剥离的片材。
引线框架是指对金属板进行蚀刻或冲压等而形成有导体图案的引线框架。配线基板是指利用导电性材料在电绝缘性基板的表面（或有可能包括内表面）上形成导体图案的基板。
本发明的粘结片是包括基材以及设在所述基材的一面上的热固化型粘结剂层的所谓加热粘结型粘结片。
可以任意选择基材。优选为具有耐热性的基材，例如耐热性树脂膜或金属箔等。
当使用粘结片制造QFN封装等的半导体装置时，在芯片粘接工序、丝键合工序、密封工序等工序中，粘结片暴露于150℃～250℃的高温中。当作为基材使用耐热性树脂膜时，所述耐热性膜的热膨胀系数在其玻璃化转变温度（Tg）以上时急剧增加，与金属制的引线框架之间的热膨胀差变大。因此，返回室温时，耐热性膜和引线框架上有可能产生翘曲现象。此外，当耐热性膜和引线框架产生翘曲时，在密封工序，无法将引线框架安装在模具（die and mold）的定位销，有时导致错位等不良现象。
从而，当作为基材使用耐热性膜时，优选使用玻璃化转变温度在150℃以上的耐热性膜，更加优选为玻璃化转变温度在165℃以上，进一步优选为在180℃以上。可以任意选择玻璃化转变温度的上限值。并且，基材的玻璃化转变温度优选高于上述工序中的高温时的温度。
并且，作为基材的耐热性膜的150℃～250℃下的热膨胀系数优选为5ppm/℃～50ppm/℃，更加优选为8ppm/℃～40ppm/℃，进一步优选为10ppm/℃～30ppm/℃。具有这样的特性的耐热性膜例如有聚酰亚胺、聚酰胺、聚醚砜、聚苯硫醚、聚醚酮、聚醚醚酮、三醋酸纤维素和/或聚醚酰亚胺等构成的膜。
并且，在作为基材使用金属箔时，出于与所述耐热性膜相同的理由，金属箔的150℃～250℃下的热膨胀系数优选为5ppm/℃～50ppm/℃，更加优选为8ppm/℃～40ppm/℃，进一步优选为10ppm/℃～30ppm/℃。作为金属，例如有由金、银、铜、铂、铝、镁、钛、铬、锰、铁、钴、镍、锌、钯、铟、或者是锡构成的箔、以这些金属为主要成分的合金箔、或者其镀箔。
当使用本发明的粘结片制造半导体装置时，为了防止后述的剥离工序中粘性转移，基材和粘结剂层的粘合强度Sa与密封树脂以及引线框架或配线基板和粘结剂层的粘合强度Sb之比（粘合强度比）Sa/Sb优选在1.5以上。当Sa/Sb小于1.5时，粘结片剥离工序中容易产生粘性转移现象。另外，为了使粘合强度比Sa/Sb在1.5以上，当使用耐热性膜时，在形成粘结剂层前，优选对耐热性膜的形成粘结剂层的一侧的表面事先进行用于提高耐热性膜与粘结剂层的粘合强度Sa的电晕处理、等离子体处理、涂底处理、喷砂等处理。并且，当使用金属箔时，根据其制造方法，可分为压延金属箔和电解金属箔，但是为了使粘合强度比Sa/Sb在1.5以上，优选使用电解金属箔，同时在其粗面化的一侧表面上设置粘结剂层来进行调整。并且，电解金属箔中尤其优选使用电解铜箔。另外，可以使用拉伸试验机等测量粘合强度。
基材的厚度可以任意选择，考虑材质等来确定。例如，可以是10μm～100μm的厚度。
本发明的粘结片的粘结剂层具有特定的加热前粘合强度a、特定的加热后粘合强度b以及特定的粘合强度c。粘结片具有这种粘结剂层，从而能够良好地抑制模子溢料现象，并且提高半导体装置的生产率。
粘结剂层是通过加热固化而与引线框架或配线基板粘贴的热固化型的层。
作为热固化型的粘结剂层，例如有含有反应性弹性体和/或热固化型树脂并混合有固化剂的粘结剂层。其中，优选为含有反应性弹性体并混合了固化剂的粘结剂层。使用了反应性弹性体，从而能够使后述的加热前粘合强度a、加热后粘合强度b以及加热后粘合强度c更加适当。
反应性弹性体具有羧基、氨基、乙烯基、环氧基等官能基，或者在支链具有酸酐。从而，具有反应性。例如在制造弹性树脂等时，通过使具有官能基的单体共聚，从而制造反应性弹性体。并且，在制造具有乙烯键（vinyl bond）等不饱和键的弹性树脂等后，向该乙烯基等不饱和键导入环氧基等官能基，这样也可以制造出反应性弹性体。另外，作为具有官能基的单体，例如有丙烯酸、甲基丙烯酸等具有乙烯键和官能基的单体。
反应性弹性体例如有含羧基的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物以及含马来酸酐的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物等苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物（SEBS）；含羧基的苯乙烯-丁二烯共聚物、含马来酸酐的苯乙烯-丁二烯共聚物以及含羧基的苯乙烯-丁二烯饱和共聚物等苯乙烯-丁二烯共聚物；含羧基的苯乙烯-异戊二烯共聚物以及含羧基的苯乙烯-异戊二烯饱和共聚物等苯乙烯-异戊二烯共聚物；含环氧基的苯乙烯类嵌段共聚物以及含马来酸酐的苯乙烯-乙烯-丁烯共聚物等苯乙烯类热可塑性弹性体；含羧基的丙烯腈-丁二烯共聚物、氨基改性丙烯腈-丁二烯共聚物、氢化的含羧基的丙烯腈-丁二烯共聚物等丙烯腈-丁二烯共聚物（NBR）；氨基改性多元醇树脂、氨基改性苯氧基树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙烯醇缩乙醛树脂、含羧基的丙烯酸（酯）橡胶、端羟基饱和共聚聚酯树脂、端羧基饱和共聚物聚酯树脂等。其中，出于耐热性等观点，优选使用苯乙烯类热可塑性弹性体，更加优选为SEBS。另外，“含马来酸酐”表示在支链具有酸酐。
上述热可塑性树脂可以一种单独使用，还可以两种以上组合使用。
另外，作为热可塑性树脂，还可以使用含氟的热可塑性树脂（含氟热可塑性树脂）。
在SEBS中，以苯乙烯/乙烯以及丁烯表示的质量比（还称为S/EB比）优选为10/90以上且小于30/70，更加优选为15/85～25/75。
作为热固化性树脂，目前有用于粘结剂层的树脂，可以任意选择使用。例如，尿素树脂、三聚氰胺树脂、苯并胍胺树脂、乙酰胍胺树脂、酚醛树脂、间苯二酚树脂、二甲苯树脂、呋喃树脂、不饱和聚酯树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、异氰酸酯树脂、环氧树脂、马来酰亚胺树脂、纳特酰亚胺(nadimide)树脂等。可以单独使用这些热固化性树脂，还可以两种以上组合使用。
并且，作为热固化性树脂还可以使用含氟的热固化性树脂（含氟热固化性树脂）。
粘结剂层除了含有反应性弹性体和/或热固化性树脂外，还可以含有反应性弹性体外的热可塑性树脂。
作为热可塑性树脂的例子有聚丁二烯、聚丙烯腈、聚乙烯醇缩丁醛、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、聚酯、聚氨酯以及丙烯酸橡胶等。
另外，作为热可塑性树脂还可以使用含有氟的热可塑性树脂（含氟热可塑性树脂）。
粘结剂层中的树脂的含量可根据树脂的种类等确定。例如，优选为80质量%至98质量%，更加优选为85质量%至95质量%。当小于上述下限值时，加热后粘合强度b以及c下降，有可能降低模子溢料特性。如果超过上述上限值，则难以取得与其他原料配合平衡。可以任意选择树脂中的反应性弹性体的含量，例如，优选为50质量%以上，更加优选为65质量%以上，进一步优选为80质量%以上。
作为固化剂，可以根据反应性弹性体或热固化性树脂的种类适当确定，例如有聚异氰酸酯等。
可根据固化剂、反应性弹性体或热固化性树脂的种类适当确定粘结剂层中的固化剂的含量。例如，相对于树脂100质量份优选含有0.5质量份至10质量份。根据需要，例如优选含有1质量份至8质量份或者2质量份至7质量份。
在不影响本发明的效果的范围内，粘结剂层还可以含有各种品质改良剂、填充剂、固化促进剂以及抗氧化剂等任意成分。可以任意选择其含量，例如，相对于树脂100质量份，优选使用0.5质量份至10质量份，更加优选使用1质量份至8质量份或2质量份至7质量份。
作为品质改良剂，例如有含氟添加剂。由于含有含氟添加剂，从而在后述的剥离工序中提高粘结片的剥离性。可以任意选择含氟添加剂。例如可列举出含有全氟烷基的磺酸盐、含有全氟烷基的羧酸盐等阴离子表面活性剂、全氟烷基烯化氧加成物、含有含氟基以及亲油性基的低聚物、含有含氟基以及亲水性基的低聚物、含有含氟基以及亲水性基及亲油性基的低聚物等非离子表面活性剂等含氟表面活性剂等，其中，优选为非离子表面活性剂，更加优选为含有含氟基以及亲油性基的低聚物。阴离子表面活性剂通过离子化的官能基在树脂中受到静电性相互作用，从而表面活性剂的自由度下降，难以出现在表面。可以任意选择亲油性基，例如有烷基、烯丙基、乙烯基、烷醚基、烷酯基以及丙烯酸酯基等。这些含氟添加剂可以一种单独使用，还可以两种以上组合使用。
所混合的含氟添加剂可以是液体，还可以是固体。出于提高粘结剂层的表面氟复原率且提高剥离性的观点，优选使用在25℃下液体的物质。
作为优选的含氟添加剂，例如有在25℃下为液体的作为含有含氟基以及亲油性基的低聚物的メガファックF-552、F-554、F-558（DIC株式会社制造）等。
可以任意选择粘结剂层中的相对于树脂100质量份的含氟添加剂的含量。优选为0.5质量份至20质量份，更加优选为0.7质量%至15质量%，进一步优选为1质量份至10质量份，更进一步优选为1质量%至7质量%。如果少于上述下限值，则有可能降低剥离性，如果超过上述上限值，则粘合强度不够充分，降低模子溢料特性。
作为树脂使用反应性弹性体时，相对于反应性弹性体100质量份的含氟添加剂的含量优选为0.5质量%至20质量%，更加优选为0.7质量%至15质量%，进一步优选为1质量%至10质量%，更进一步优选为1质量%至7质量%，特别优选为2.5质量%至5.0质量%。如果少于上述下限值，则会降低剥离性，如果超过上述上限值，则粘合强度不够充分，降低模子溢料特性，可能导致后述的加热前粘合强度a不够充分。
可根据含氟添加剂的种类、树脂的种类和量等适当确定粘结剂层中的含氟添加剂的含量。例如，在粘结剂层中，其含量优选为0.5质量%至20质量%，更加优选为0.7质量%至15质量%，进一步优选为1质量%至10质量%，更进一步优选为1质量%至7质量%，特别优选为2.5质量%至5.0质量%。如果少于上述下限值，则会降低剥离性，如果超过上述上限值，则加热后粘合强度b或c不够充分，降低模子溢料特性，或者加热前粘合强度a有可能不够充分。
为了调整粘结剂层的热膨胀系数、热导率、表面折起（Tuck）、粘合性等，在粘结剂层还可以混合无机或有机填充剂。无机填充剂例如有粉碎型硅石、熔化型硅石、氧化铝、氧化钛、氧化铍、氧化镁、碳酸钙、氮化钛、氮化硅、氮化硼、硼化钛、硼化钨、碳化硅、碳化钛、碳化锆、碳化钼、云母、氧化锌、炭黑、氢氧化铝、氢氧化钙、氢氧化镁以及三氧化锑等构成的填充剂、或者向这些物质的表面导入了三甲硅氧基等的物质。并且，有机填充剂例如有聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、聚酯酰亚胺、尼龙以及硅树脂等构成的填充剂。
（加热前粘合强度a）
在剥离试验A中测量的粘结剂层的加热前粘合强度a为0.07N/20mm以上，优选为0.1N/20mm以上，进一步优选为0.15N/20mm以上。如果在上述下限值以上，则在粘贴工序中，无需进行热处理即可良好地粘贴在引线框架或配线基板上。对于加热前粘合强度a的上限没有特别的限定。
另外，在加热粘结型的粘结片的情况下，加热前粘合强度a是表示固化前的粘结剂层的粘贴性的指标。
〈剥离试验A〉
·将表面设有金镀层的铜板作为被粘贴板。
·将半导体装置制造用粘结片（宽度20mm）在25℃下以0.37Ｎ/mm的压力粘贴在所述被粘贴板上作为加热前试样。
·将所述加热前试样的半导体装置制造用粘结片在测量温度25℃下以剥离角度90°、剥离速度50mm/min进行剥离，求出最大应力，并将其作为加热前粘合强度a。
试验中使用的粘结片可以是例如20mm×100mm尺寸的粘结片。另外，从试验片（加热前试样）的端部利用拉伸试验机等剥离粘结片，从而能够测量粘合强度。并且，在准备粘结片时，还可以在不会完全固化的程度的任意选择的温度以及时间、例如150度左右的条件下，涂覆材料混合物之后干燥3分钟左右。
作为被粘贴板例如有在铜板上依次设置镍镀层、钯镀层、金镀层的被粘贴板。
（加热后粘合强度b）
粘结剂层的在下面的剥离试验B中测量的加热后粘合强度b在0.58N/20mm以上，优选在0.70N/20mm以上，更加优选在0.80N/20mm以上。如果在上述下限值以上，则可以良好地抑制模子溢料现象。剥离试验B是设想在密封工序中树脂被填充至模具内，以任意压力维持时（保持时）、即针对粘结剂层的变形速度较小的状态。加热后粘合强度b如果在上述下限值以上，则能够良好地抑制保持时的模子溢料现象。对于加热后粘合强度b的上限没有特别限定。
〈剥离试验B〉
·对上述的在〈剥离试验A〉中准备的加热前试样在175℃下进行1小时的加热处理，作为加热后试样。
·将所述加热后试样的粘结片在测量温度175℃下以剥离角度90°、剥离速度10mm/min进行剥离，并求出最大应力，将其作为加热后粘合强度b。
（加热后粘合强度c）
粘结剂层的在下面剥离试验C中测量的加热后粘合强度c在1.17N/20mm以上，优选在1.23N/20mm以上，更加优选在1.30N/20mm以上。如果在上述下限值以上，则能够良好地抑制模子溢料现象。剥离试验C是设想在密封工序中将树脂射出至模具内时（射出时）、即相对于粘结剂层的变形速度较大的状态。加热后粘合强度c如果在上述下限值以上，则能够良好地抑制射出时的模子溢料现象。对于加热后粘合强度c的上限没有特别限定。
〈剥离试验C〉
·将上述的在〈剥离试验B〉中准备的加热后试样的粘结片在测量温度175℃下以剥离角度90°、剥离速度500mm/min进行剥离，并求出最大应力，将其作为加热后粘合强度c。
粘结剂层的按照下面（Ｉ）式求出的表面氟复原率优选在70%以上，更加优选在80%以上，进一步优选在90%以上，即使在100%以上也可以。表面氟复原率如果在上述下限值以上，则能够更加提高剥离性。而且，表面氟复原率如果在上述下限值以上，则无需向粘结剂层混合过多的含氟添加物，因此变为加热前粘合强度a适当的粘结剂层，也可以充分保证在粘贴工序中粘贴于引线框架或配线基板的粘贴性。
另外，通过组合含氟添加剂的种类或量、树脂的种类或量来调节表面氟复原率。
表面氟复原率（%）=复原后表面氟含有率α÷初始表面氟含有率β×100  …（Ｉ）
［在（Ｉ）式中，复原后表面氟含有率α是对粘结剂层在氩气氛围下，以450W的输出条件进行1分钟的等离子体处理，然后将粘结剂层在220℃下加热15分钟后的粘结剂层的表面的氟含有率（atom%）。初始表面氟含有率β是进行所述等离子体处理前的粘结剂层的表面的氟含有率（atom%）。］
复原后表面氟含有率α优选在18atom%以上，更加优选在20atom%以上。如果小于上述下限值，则有可能降低粘结片的剥离性。
初始表面氟含有率β优选在50atom%以下，更加优选在30atom%以下。如果超过上述上限值，则有可能加热前粘合强度不够充分。
另外，表面氟含有率是利用扫描型Ｘ射线光电子能谱仪（XPS/ESCA，Quantera SXM，Ulvac-Phi公司制造）在下面条件下测量粘结剂层的表面而得出的值。表面氟含有率（atom%）表示相对于碳、氮、氧、氟、硅以及金的合计100atom%的含有率。
表面氟含有率的测量条件：
X射线源：单色化AlKα
Ｘ射线输出：25.0W
Ｘ射线照射直径：φ100μm
测量区域：Point100μm
光电子接收角：45deg
WideScan：280.0e；1.000eV/Step
在本发明中，对于粘结剂层的厚度没有特别限定，可以任意选择。例如，可以设2μm～20μm。优选干燥后的厚度在2μm～10μm的范围。
粘结片可以形成为在粘结剂层上粘贴有可剥离的保护膜，在粘贴至引线框架或配线基板等之前剥离保护膜。这时，防止粘结剂层在制造出粘结片起到使用粘结片的期间受损。
只要是具有脱模性的膜即可用作保护膜。例如，聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等膜或使用硅树脂或氟化合物对这些膜的表面进行脱模处理的膜等。
可以任意选择粘结片的制造方法，优选为在基材上涂覆粘结剂后进行干燥的铸造法，或者暂时将粘结剂涂覆在脱模性膜上，干燥后转印至基材上的层压法等。另外，优选将构成粘结剂层的成分溶解于有机溶剂、例如甲苯、二甲苯、氯苯等芳香族类、丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等酮类、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等非质子类极性溶剂以及四氢呋喃等构成的组中选择的单独物或其混合物中，用作粘结剂涂覆液。
使用本发明的粘结片的半导体的制造方法包括在引线框架或配线基板上粘贴粘结片的粘贴工序；在引线框架或配线基板上装载半导体元件的芯片粘接工序；利用密封树脂对半导体元件进行密封的密封工序；以及密封工序后从引线框架或配线基板剥离粘结片的剥离工序。
下面，参照图1～2对使用本发明的粘结片的半导体装置的制造方法的一个例子进行说明。图1是从装载半导体元件的一侧观察的引线框架俯视图。图2的（a）～（f）是示出了使用图1所示的引线框架制造QFN封装的方法的工序图，并且是图1的引线框架的A-A’截面图。
另外，在下面的说明中，对使用包括含有含氟添加剂、反应性弹性体以及固化剂的粘结剂层的粘结片、以引线框架为粘贴对象来制造QFN封装的例子进行说明。
本发明的半导体装置的制造方法至少包括：在引线框架或配线基板上粘贴粘结片的粘贴工序；等离子体清除工序；加热粘结剂层的加热工序以及剥离粘结片的剥离工序。
在本实施方式中，对包括以下工序的半导体装置的制造方法进行说明：在引线框架上粘贴粘结片的粘贴工序；在引线框架上装载半导体元件的芯片粘接工序；对引线框架进行等离子体处理的等离子体清除工序；将半导体元件和引线框架的引线电连接的丝键合工序；利用密封树脂对半导体元件进行密封的密封工序；从引线框架剥离粘结片从而获得QFN单元的剥离工序；以及分割QFN单元从而获得QFN封装的切割工序。
首先，准备图1所示的主要构成的引线框架20。在引线框架20上阵列状形成有用于装载IC芯片等半导体元件的多个半导体元件装载部（晶片垫部）21，并且，沿着各半导体元件装载部21的外周形成有多个引线22。
引线框架20的材质可以是现有公知的材质，可以任意选择使用。例如，可以使用铜合金板或者在铜板的表面上依次设置镍镀层、钯镀层、金镀层的板。
（粘贴工序）
如图2的（a）所示，以粘结剂层（未图示）抵接于引线框架20的方式在引线框架20的一面（下面）上粘贴粘结片10（粘贴工序）。可以任意选择将粘结片10粘贴于引线框架20上的方法，优选使用层压法等。可以任意选择该工序中的粘结片10的温度以及环境温度，例如，可以是常温（5℃～35℃）。粘结片10具有特定的加热前粘合强度a，因此，即使在常温下也可以很好地粘贴于引线框架20上。
另外，在该工序中如果引线框架20产生翘曲，则在芯片粘接工序或丝键合工序中的定位变得困难，有可能降低QFN封装的生产率。
（芯片粘接工序）
如图2的（b）所示，在引线框架20上的没有粘贴粘结片10的一侧的半导体元件装载部21上通过芯片粘接剂（未图示）装载IC芯片等的半导体元件30。这时，引线框架20的翘曲受到抑制，因此容易定位。此外，半导体元件30正确地配置在指定的位置上。之后，加热至根据需要选择的温度、例如100℃～200℃左右、优选为150℃～180℃左右，固化芯片粘接剂，将半导体元件30固定装载在半导体元件装载部21（芯片粘接剂固化処理。以上为芯片粘接工序。）。这时，粘结剂层被固化，粘结片10牢固地粘贴在引线框架上。并且，粘结剂层中的含氟添加剂一旦在芯片粘接工序中被加热，则向粘结剂层的表面不均匀地分布。
（等离子体清除工序）
如果从粘结片10或芯片粘接剂等产生的排气成分附着在引线框架20或半导体元件30上，则在丝键合工序中，引线的接合不良导致成品率下降。为此，在芯片粘接工序之后丝键合工序之前，对引线框架20或半导体元件30进行等离子体处理（等离子体清除工序）。等离子体处理例如有在氩气、或氩气和氢气的混合气体等的氛围下，对粘贴有粘结片10且装载有半导体元件30的引线框架20（下面还称为半成品）照射等离子体的方法。可以任意选择等离子体处理中的等离子体的照射输出，例如，可以是150W～600W或300W～600W。并且，还可以任意选择等离子体处理的时间，例如可以是0.01分钟至5分钟或0.5分钟至5分钟。
进行了等离子体处理，则在未被引线框架覆盖的位置，粘结剂层中含氟添加剂不均匀分布（偏在）的表面层被切削，粘结剂层表面的含氟添加剂的量减少。这时，在粘结剂层的露出的表面，用于提高剥离性的含氟添加剂的量不够充分，粘结片10的剥离性将会下降。
（丝键合工序）
如图2的（c）所示，将半导体元件30和引线框架20的引线22通过金丝等键合丝31来电连接（丝键合工序）。在加热区域上任意选择的温度、例如150℃～250℃左右、优选在190℃～250℃左右加热半成品的同时进行该工序。本工序中的加热时间例如为5分钟至30分钟，更加优选为8分钟至22分钟。
在丝键合工序中加热半成品，则分散在粘结剂层中的含氟添加剂转移到粘结剂层的表面。在本发明中，粘结剂层的表面氟复原率优选在70%以上。这时，粘结剂层的表面的含氟添加剂的量变为足以提高剥离性的量。因此，在后述的剥离工序中，粘结片10变得容易从引线框架20以及密封树脂40剥离。
（密封工序）
如图2的（ｄ）所示，将图2的（c）所示的半成品配置在模具内，利用密封树脂（模铸型材）向模具内喷射填充。在喷射时，粘结剂层具有特定的加热后粘合强度c，因此不会从引线框架剥离，能够抑制模子溢料现象。将任意量的树脂填充到模具内后，将模具内维持在任意压力，从而利用密封树脂40密封半导体元件30（密封工序）。在保持时，粘结剂层具有特定的加热后粘合强度b，因此能够抑制模子溢料现象。
作为密封树脂可以使用现有的公知的密封树脂。例如有环氧树脂以及无机填充剂等的混合物。
（剥离工序）
如图2的（e）所示，从密封树脂40以及引线框架20剥离粘结片10。从而获得包括排列的多个QFN封装50的QFN单元60（剥离工序）。这时，粘结剂层的表面上存在充分量的含氟添加剂，因此不会发生粘性转移，能够从引线框架20以及密封树脂40剥离粘结片10。
如图2的（f）所示，沿着各QFN封装50的外周切割QFN单元60。从而获得分割的多个QFN封装50（切割工序）。
如上所述，利用根据本实施方式的粘结片10制造QFN封装等的半导体装置，从而即使省略了粘贴工序中的加热处理，也能够将粘结片10粘贴于引线框架20上，能够抑制引线框架20翘曲。并且，能够通过芯片粘接剂固化処理固化粘结剂层，因此省略现有的粘贴工序中的加热处理，能够提高生产率。并且，粘结剂层的加热后粘合强度b在特定的范围内，并且粘结剂层的加热后粘合强度c在特定的范围内，因此，在密封工序中能够抑制模子溢料现象。因此，能够提高工作效率，提高半导体装置的生产率。
另外，在上述的实施方式中，对使用引线框架的QFN封装的制造方法例子进行了说明，但本发明并不限定于此。还适用于利用引线框架的QFN封装之外的半导体装置的制造方法以及利用配线基板的半导体装置的制造方法。
[实施例]
下面通过实施例来说明本发明，但本发明并不限定于这些实施例。
（使用原料）
〈反应性弹性体〉
TUF-TECH M-1943（タフテックM-1943）：含马来酸酐的SEBS（含马来酸酐的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物）、S/EB比=20/80、酸值=10mg CH3ONa/g、旭化成化学株式会社制造。
TUF-TECH M-1913タフテックM-1913)：含马来酸酐的SEBS、S/EB比=30/70、酸值=10mg CH3ONa/g、旭化成化学株式会社制造。
〈其他树脂原料〉
硅树脂系粘着剂：SD-4587L、储存弹性模量1.1×104N/cm2、道康宁东丽株式会社制造。
丙烯酸丁酯（BA）：丙烯酸丁酯、三菱化学株式会社制造。
丙烯酸（AA）：和光特级试药。
甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）：日产ブレンマーＧ、日油株式会社制造。
〈含氟添加剂〉
メガファックF-554：作为含有含氟基以及亲油性基的低聚物的非离子表面活性剂、25℃下液体、DIC株式会社制造。
〈固化剂〉
DURANATE TSA-100（デュラネートTSA-100）：异氰酸盐、旭化成化学株式会社制造。
〈抗氧化剂〉
IRGANOX1010FF：BASF公司制造。
（实施例1～3、比较例1）
按照表1所示的组成，将各原料分散于适量的甲苯中，分别调制出粘结剂涂覆液。
然后，作为耐热性基材准备了聚酰亚胺树脂膜（杜邦东丽公司制造、商品名：kapton100EN、厚度25μm、玻璃化转变温度300℃以上、热膨胀系数16ppm/℃）。在其之上涂覆上述粘结剂涂覆液，涂覆干燥后的厚度为5μm的量。另外，粘结片的尺寸为长度60mm、宽度50mm。涂覆粘结剂涂覆液之后，在150℃下干燥3分钟，获得了各例子的粘结片。对于所获得的粘结片，测量了加热前粘合强度a、加热后粘合强度b、加热后粘合强度c、翘曲量、树脂泄露数，其结果如表1所示。
（比较例2）
除了将粘结剂层形成为使用上述硅系粘着剂的厚度5μm的粘结剂层外，与实施例1相同的方法获得了粘结片。对于所获得的粘结片，测量了加热前粘合强度a、加热后粘合强度b、加热后粘合强度c、翘曲量、树脂泄露数，其结果如表1所示。
另外，该例子的粘结片是常温粘结型粘结片。
（比较例3）
将BA94.28质量份、AA1.92质量份、GMA3.80质量份分散于醋酸乙酯中，调制出固体含量30质量%的分散液。对该分散液使用V-65（和光特级试药）作为引发剂，使用量相对于单体为0.25质量%，氮置换后在50℃的水浴中使其聚合20小时，获得了分散有丙烯酸（酯）系粘着剂的前驱体液。
按照表1的组成，向所述的前驱体液添加抗氧化剂，还添加甲基乙基酮，获得了固体含量20质量%的丙烯酸（酯）系粘着剂涂覆液。
除了以上述丙烯酸（酯）系粘着剂涂覆液来代替粘结剂涂覆液外，与实施例1相同的方法获得了粘结片。对于所获得的粘结片，测量了加热前粘合强度a、加热后粘合强度b、加热后粘合强度c、翘曲量、树脂泄露数，其结果如表1所示。
另外，该例子的粘结片是常温粘结型粘结片。
（测量方法）
〈加热前粘合强度a的测量（剥离试验A）〉
作为被粘贴板准备了在Pd-PPF板（冲击镀铜板（copper strike plating）ELA601、在铜板上依次设置镍镀层、钯镀层、金镀层的板，长度100mm×宽度25mm×厚度125μm，新光电气工业株式会社制造）。利用台式层压机（MAII-700、大成层压机株式会社制造），以粘合层和粘贴板相对的方式在被粘贴板粘贴各例子的粘结片（20mm×100mm），作为加热前试样。粘贴条件为25℃、压力0.37Ｎ/mm、以及速度1.0mm/min。
利用万能拉伸试验机（AGS-100B、株式会社岛津制作所制造），将加热前试样的粘结片在测量温度25℃下以剥离角度90°、以及剥离速度50mm/min进行剥离，并测量最大应力。
另外，比较例1在上述粘贴条件下未能粘贴。因此，未测量加热前粘合强度a。从而对于比较例1，加热至100℃的同时利用台式层压机进行粘贴，并将其提供给后续的试验。
〈加热后粘合强度b的测量（剥离试验B）〉
对于上述的在〈剥离试验A〉中准备的加热前试样，在175℃下进行1小时的加热处理，作为加热后试样。加热处理中使用了恒温器（perfectoven PHH-201、爱斯佩克株式会社制造）。
将加热后试样放在调整为175℃的热板（EC-1200、井内盛荣堂制造），利用万能拉伸试验机（AGS-100B、株式会社岛津制作所制造），将加热后试样的粘结片在测量温度175℃下以剥离角度90°、以及剥离速度10mm/min进行剥离，并测量了最大应力。
〈加热后粘合强度c的测量（剥离试验C）〉
除了使剥离速度为500mm/min外，其他与上述的〈剥离试验B〉相同的方法测量了最大应力。
〈树脂泄露数的测量方法〉
作为引线框架使用了在铜板上依次设置镍镀层、钯镀层、金镀层的下面规格的引线框架（32QFN（CD194、电镀；PD2L＋Au）32LQFNPADSIZE3.0SQMM、新光电气工业株式会社制造）。利用台式层压机（大成层压机株式会社制造）在25℃、速度1.0M/min、压力0.37Ｎ/mm的条件下，在引线框架上粘贴粘结片（50mm×60mm）（粘贴工序）。另外，对于比较例1，在上述的粘贴条件下无法粘贴，因此在加热至100℃的同时利用台式层压机粘贴，并提供给后续的试验。
将粘贴有粘结片的上述引线框架导入恒温器（perfect oven PHH-201、爱斯佩克株式会社制造），在175℃下加热1小时，将粘结剂层固化（相当于芯片粘接工序中的芯片粘接剂固化処理）。
粘结片朝向下侧，将粘贴了粘结片的引线框架放在热板（EC-1200、井内盛荣堂制造），在220℃下加热15分钟（相当于丝键合工序）。
在结束丝键合工序后，将利用传递模压机（transfer molding press）（TEP12-16、藤和精机株式会社制造）在加热温度175℃、转移压力69MPa、以及夹压力14MPa的条件下利用密封树脂对粘贴有粘结片的引线框架（KMC-3520L、信越化学工业株式会社制造）进行密封（密封工序）。密封工序之后，在25℃下放置24小时，之后利用万能拉伸试验机（AGS-100B、株式会社岛津制作所制造），将加热后试样的粘结片在25℃下以剥离角度90°、以及剥离速度50mm/min进行剥离。
在剥离粘结片之后，利用数字测微计（VHX-500、透过光、100倍、株式会社基恩士制造）观察引线框架的表面以及粘结片的粘结剂层面，确认是否有树脂泄露。在表中，记载了一个引线框架（64个QFN封装）中有树脂泄露的QFN封装的数量。
引线框架的规格
外部尺寸：55mm×58mm
厚度：125μm
用途：用于QFN
QFN的排列：8×8个（合计64个）的阵列排列
封装尺寸：5mm×5mm
引脚数：32
〈翘曲量的测量〉
与上述的＜树脂泄露数的测量方法＞相同的方法，将各例子的粘结片粘贴在引线框架上。对于比较例1，在上述的粘贴条件下无法粘贴，因此在加热至100℃的同时利用台式层压机进行粘贴。
在25℃、湿度60%RH的环境下，将粘贴有粘结片的引线框架放在水平面上，观察了所述水平面与引线框架的边缘的分离程度。将水平面与引线框架的边缘的最大距离作为翘曲量。另外，利用测量显微镜（STM6-LM、奧林巴斯株式会社制造）进行了观察。
[表1]
Figure BDA00002955470000221
如表1所示，适用本发明的实施例1～3的加热前粘合强度a在0.11N/20mm以上，即使不进行热处理，也可以粘贴在引线框架上。并且，加热后粘合强度b以及加热后粘合强度c在本发明的范围内的实施例1～3的翘曲量较少，没有发生树脂泄露现象。
另一方面，在常温下没有粘贴性的比较例1的翘曲量非常大。加热后粘合强度b以及c在本发明的范围外的比较例2～3出现树脂泄露现象。
根据上述结果得知通过适用本发明能够防止模子溢料，并且能够抑制引线框架翘曲。
如上所述，在本发明提供能够良好地抑制模子溢料且提高半导体装置的生产率的半导体装置制造用粘结片。
符号说明
10 半导体装置制造用粘结片           20 引线框架
21 半导体元件装载部（晶片垫部）     22 引线
30 半导体元件                       31 键合丝
40 密封树脂                         50 QFN封装

Claims (17)

1.一种半导体装置制造用粘结片，其包括基材以及设在所述基材的一面上的热固化型的粘结剂层，并且能够剥离地粘贴在半导体装置的引线框架或配线基板上，所述半导体装置制造用粘结片的特征在于，
所述粘结剂层通过下述剥离试验A测得的加热前粘合强度a在0.07N/20mm以上，通过下述剥离试验B测得的加热后粘合强度b在0.58N/20mm以上，通过下述剥离试验C测得的加热后粘合强度c在1.17N/20mm以上，
剥离试验A：
把表面设有金镀层的铜板作为被粘贴板；
把宽度为20mm的半导体装置制造用粘结片在25℃下以0.37N/mm的压力粘贴在所述被粘贴板上作为加热前试样；以及
对所述加热前试样的半导体装置制造用粘结片在25℃的测量温度下以90°的剥离角度以及50mm/min的剥离速度进行剥离，并求出最大应力，将其作为加热前粘合强度a，
剥离试验B：
对在所述剥离试验A中准备的加热前试样在175℃下进行1小时的加热处理作为加热后试样；以及
对所述加热后试样的半导体装置制造用粘结片在175℃的测量温度下以90°的剥离角度以及10mm/min的剥离速度进行剥离，并求出最大应力，将其作为加热后粘合强度b，
剥离试验C：
对在所述剥离试验B中准备的加热后试样的半导体装置制造用粘结片在175℃的测量温度下以90°的剥离角度以及500mm/min的剥离速度进行剥离，并求出最大应力，将其作为加热后粘合强度c。
2.根据权利要求1所述的半导体装置制造用粘结片，其特征在于，
加热前粘合强度a在0.1N/20mm以上，加热后粘合强度b在0.70N/20mm以上，以及加热后粘合强度c在1.23N/20mm以上。
3.根据权利要求1所述的半导体装置制造用粘结片，其特征在于，
加热前粘合强度a在0.15N/20mm以上，加热后粘合强度b在0.80N/20mm以上，以及加热后粘合强度c在1.30N/20mm以上。
4.根据权利要求1所述的半导体装置制造用粘结片，其特征在于，
粘结剂层含有树脂，且树脂的含量在粘结剂层中为80质量%至98质量%。
5.根据权利要求1所述的半导体装置制造用粘结片，其特征在于，
所述基材是厚度为10μm～100μm、且150℃～250℃下的热膨胀系数为5 ppm/℃～50ppm/℃的耐热性树脂膜或金属箔。
6.根据权利要求1所述的半导体装置制造用粘结片，其特征在于，
粘结剂层的树脂中的反应性弹性体的含量在50质量%以上。
7.根据权利要求1所述的半导体装置制造用粘结片，其特征在于，
粘结剂层含有作为热可塑性树脂的反应性弹性体，反应性弹性体是选自由含羧基的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、含马来酸酐的苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物等、含羧基的苯乙烯-丁二烯共聚物、含马来酸酐的苯乙烯-丁二烯共聚物、以及含羧基的苯乙烯-丁二烯饱和共聚物、含羧基的苯乙烯-异戊二烯共聚物、含羧基的苯乙烯-异戊二烯饱和共聚物、含环氧基的苯乙烯类嵌段共聚物、含马来酸酐的苯乙烯-乙烯-丁烯共聚物、含羧基的丙烯腈-丁二烯共聚物、氨基改性丙烯腈-丁二烯共聚物、氢化含羧基丙烯腈-丁二烯共聚物、氨基改性多元醇树脂、氨基改性苯氧基树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙烯醇缩乙醛树脂、含羧基的丙烯酸橡胶、端羟基饱和共聚聚酯树脂、端羧基饱和共聚物聚酯树脂组成的组的至少一种反应性弹性体。
8.根据权利要求1所述的半导体装置制造用粘结片，其特征在于，
粘结剂层所包含的树脂仅由作为热可塑性树脂的反应性弹性体构成，
反应性弹性体是苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物，且以苯乙烯/乙烯以及丁烯表示的質量比在10/90以上且小于30/70。
9.根据权利要求1所述的半导体装置制造用粘结片，其特征在于，
粘结剂层所包含的树脂仅由作为热可塑性树脂的反应性弹性体构成，
粘结剂层含有含氟添加剂、抗氧化剂以及固化剂中的至少一个，
含氟添加剂的含量在粘结剂层中为0.5质量%至20质量%，
抗氧化剂相对于树脂100质量份为0.5质量份至10质量份，
固化剂相对于树脂100质量份为0.5质量份至10质量份。
10.根据权利要求1所述的半导体装置制造用粘结片，其特征在于，
粘结剂层包含含氟添加剂，该添加剂在粘结剂层中为1质量%至7质量%，
含氟添加剂选自由含有全氟烷基的磺酸盐、含有全氟烷基的羧酸盐、全氟烷基烯化氧加成物、含有含氟基团以及亲油性基团的低聚物、含有含氟基团以及亲水性基团的低聚物、含有含氟基团以及亲水性基团以及亲油性基团的低聚物组成的组。
11.根据权利要求1所述的半导体装置制造用粘结片，其特征在于，
粘结剂层含有树脂，所述树脂是选自由尿素树脂、三聚氰胺树脂、苯并胍胺树脂、乙酰胍胺树脂、酚醛树脂、间苯二酚树脂、二甲苯树脂、呋喃树脂、不饱和聚酯树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、异氰酸酯树脂、环氧树脂、马来酰亚胺树脂以及纳特酰亚胺树脂组成的组的至少一种热固化性树脂。
12.一种半导体装置，其特征在于，
包括权利要求1所述的粘结片以及引线框架或配线基板。
13.根据权利要求12所述的半导体装置，其特征在于，
基材和粘结剂层的粘合强度Sa与密封树脂和引线框架与粘结剂层的粘合强度Sb或密封树脂和配线基板与粘结剂层的粘合强度Sb之比在1.5以上。
14.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，其是使用权利要求1所述的半导体装置制造用粘结片的半导体装置的制造方法，所述半导体装置的制造方法包括：
在引线框架或配线基板上粘贴所述半导体装置制造用粘结片的粘贴工序；
在所述引线框架或所述配线基板上装载半导体元件的芯片粘接工序；
利用密封树脂密封所述半导体元件的密封工序；以及
在所述密封工序之后，从所述引线框架或所述配线基板剥离所述半导体装置制造用粘结片的剥离工序。
15.根据权利要求14所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，
在粘贴工序与等离子体清除工序之间包括：
在引线框架或配线基板的未粘贴粘结片的一侧表面上配置半导体元件的工序，
在等离子体清除工序与剥离工序之间包括：
把半导体元件和引线框架或配线基板利用键合丝电连接的连接工序；以及
利用密封树脂密封半导体元件的密封工序。
16.根据权利要求14所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，
等离子体清除工序在等离子体的照射输出为150W～600W、等离子体处理的时间为0.01分钟至5分钟的条件下进行。
17.根据权利要求14所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，
在加热工序中，在150℃～250℃下加热5分钟至30分钟。
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