CN117334646A - 半导体密封成形用临时保护膜、带有临时保护膜的引线框、带有临时保护膜的密封成形体及制造半导体装置的方法 - Google Patents

半导体密封成形用临时保护膜、带有临时保护膜的引线框、带有临时保护膜的密封成形体及制造半导体装置的方法 Download PDF

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CN117334646A
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CN
China
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protective film
temporary protective
adhesive layer
lead frame
sealing
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黑田孝博
名儿耶友宏
友利直己
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Lishennoco Co ltd
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Lishennoco Co ltd
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    • H01L2224/451Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
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    • H01L2224/92Specific sequence of method steps
    • H01L2224/922Connecting different surfaces of the semiconductor or solid-state body with connectors of different types
    • H01L2224/9222Sequential connecting processes
    • H01L2224/92242Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector
    • H01L2224/92247Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector the second connecting process involving a wire connector
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    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49541Geometry of the lead-frame
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    • H01L24/28Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L24/29Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
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    • H01L24/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/31Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
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Abstract

本发明涉及半导体密封成形用临时保护膜、带有临时保护膜的引线框、带有临时保护膜的密封成形体及制造半导体装置的方法。本发明公开一种半导体密封成形用临时保护膜,其具备支撑膜和设置在支撑膜的单面或两面上且含有树脂和硅烷偶联剂的粘接层。半导体密封成形用临时保护膜中,硅烷偶联剂的含量相对于树脂总量可以超过5质量%且为35质量%以下。

Description

半导体密封成形用临时保护膜、带有临时保护膜的引线框、带 有临时保护膜的密封成形体及制造半导体装置的方法
本申请是申请日为2019年03月01日、发明名称为“半导体密封成形用临时保护膜、带有临时保护膜的引线框、带有临时保护膜的密封成形体及制造半导体装置的方法”的中国申请号为201980005923.7的分案申请。
技术领域
本发明涉及半导体密封成形用临时保护膜、带有临时保护膜的引线框、带有临时保护膜的密封成形体及制造半导体装置的方法。
背景技术
一直以来使用如下结构的半导体封装体:利用银糊料等粘接剂将半导体元件粘接在芯片焊盘上,利用导线将其与引线框接合之后,残留外部连接用的外部引线而将整体密封。但是,随着近年的半导体封装体的高密度化、小面积化、薄型化等要求的提高,提出了各种结构的半导体封装体。其中,例如有LOC(lead on chip,芯片上引线)、COL(chip onlead,引线上芯片)结构等,但在小面积化、薄型化的方面是有限的。
为了解决这些技术问题,开发出了将仅对封装体的单面(半导体元件一侧)进行密封而背面裸露出的引线框用于外部连接用的结构的封装体(专利文献1及2)。由于该结构的封装体的引线框不从密封树脂突出,因此可谋求小面积化及薄型化。作为制造该封装体结构的半导体装置的方法之一,有由以下所示工序组成的制造方法。
(1)在具有芯片焊盘及内引线的引线框的单面(背面)上粘贴半导体密封成形用临时保护膜的工序;
(2)在芯片焊盘的与临时保护膜相反一侧的面上搭载(粘接)半导体元件的工序;
(3)设置将半导体元件与内引线连接的导线的工序;
(4)形成对半导体元件及导线进行密封的密封层,获得具有引线框、半导体元件及密封层的密封成形体的工序;
(5)将临时保护膜从密封成形体上剥离的工序。
在利用该方法制造半导体封装体时,有时在密封成形时会发生密封树脂绕到引线框背面等不良情况。作为防止这种不良情况的方法,已知有下述方法:将临时保护膜作为半导体用粘接膜粘贴在引线框背面,对引线框背面进行保护,在对搭载于引线框表面侧的半导体元件进行密封成形之后,将临时保护膜剥去。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平5-129473号公报
专利文献2:日本特开平10-12773号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
目前,对于半导体封装体,装配工艺条件的高温化(Cu引线接合、回流连接(CuClip连接等))正在发展。与此相伴,在将临时保护膜从密封成形体上剥离的工序中,有时临时保护膜与引线框及密封层牢固地粘接,临时保护膜断裂而无法进行剥离。
因此,本发明的目的在于提供一种半导体密封成形用临时保护膜,其能够在不发生断裂的情况下容易地从引线框及密封层上剥离。
用于解决技术问题的手段
本发明的一个方面涉及一种半导体密封成形用临时保护膜,其为在形成对搭载于引线框的半导体元件进行密封的密封层的密封成形的期间、用于对引线框进行临时保护的半导体密封成形用临时保护膜,其具备支撑膜和设置在支撑膜的单面或两面上且含有树脂的粘接层。在按照粘接层与引线框接触的方式将所述临时保护膜粘贴在具有芯片焊盘及内引线的引线框上时,粘接层与引线框之间的90度剥离强度可以是在25℃下为5N/m以上。在按照粘接层与引线框接触的方式将所述临时保护膜粘贴在引线框上,在芯片焊盘的与临时保护膜相反一侧的面上搭载半导体元件,接着对半导体元件、引线框及所述临时保护膜进行加热,然后形成在与粘接层接触的同时将半导体元件密封的密封层时,粘接层与引线框及密封层之间的90度剥离强度可以是在180℃下为600N/m以下。
可以粘接层进一步含有硅烷偶联剂,硅烷偶联剂的含量相对于树脂总量超过5质量%且为35质量%以下。
本发明的一个方面涉及一种半导体密封成形用临时保护膜,其具备支撑膜和设置在支撑膜的单面或两面上且含有树脂和硅烷偶联剂的粘接层。硅烷偶联剂的含量相对于树脂总量可以超过5质量%且为35质量%以下。
硅烷偶联剂可以是下述式(I)所示的化合物。
[化学式编号1]
式中,R1、R2及R3各自独立地表示碳数为1~3的烷氧基、碳数为1~6的烷基或碳数为6~12的芳基,X由下述式(IIa)、(IIb)、(IIc)、(IId)、或(IIe)表示,
[化学式编号2]
这些化学式中,R4、R5及R6各自独立地表示碳数为1~6的烷基、碳数为6~12的芳基或氢原子,*表示与碳原子的键合部位。
粘接层的玻璃化转变温度可以为100~300℃。
树脂可以是具有酰胺基、酯基、酰亚胺基、醚基或磺基的热塑性树脂。
粘接层的200℃下的弹性模量可以是1MPa以上。
粘接层的厚度与支撑膜的厚度之比可以为0.5以下。粘接层的厚度可以为1~20μm。
支撑膜可以是选自芳香族聚酰亚胺、芳香族聚酰胺、芳香族聚酰胺酰亚胺、芳香族聚砜、芳香族聚醚砜、聚苯硫醚、芳香族聚醚酮、聚芳酯、芳香族聚醚醚酮及聚萘二甲酸乙二醇酯中的聚合物的膜。
支撑膜的玻璃化转变温度可以是200℃以上。支撑膜的厚度可以是5~100μm。
支撑膜的20~200℃下的线膨胀系数可以是3.0×10-5以下。
支撑膜在200℃下加热60分钟后的收缩率可以是0.15%以下。
可以在支撑膜的单面上设置有粘接层,上述临时保护膜进一步具备设置于支撑膜的与设置有粘接层的面相反一侧的面上的非粘接层。
本发明的一个方面涉及一种卷轴体,其具备卷芯和卷绕在卷芯上的上述临时保护膜。
本发明的一个方面涉及一种包装体,其具备上述卷轴体和收容有上述卷轴体的包装袋。
本发明的一个方面涉及一种捆包物,其具备上述包装体和收容有上述包装体的捆包箱。
本发明的一个方面涉及一种带有临时保护膜的引线框,其具备:具有芯片焊盘及内引线的引线框;和上述临时保护膜,上述临时保护膜按照其粘接层与引线框的单面接触的方式粘贴在引线框上。
本发明的一个方面涉及一种带有临时保护膜的密封成形体,其具备:具有芯片焊盘及内引线的引线框;搭载于芯片焊盘的半导体元件;将半导体元件与内引线连接的导线;将半导体元件及导线进行密封的密封层;以及上述临时保护膜,上述临时保护膜的粘接层粘贴在引线框的与搭载有半导体元件的面相反一侧的面上。
本发明的一个方面涉及一种制造半导体装置的方法,其依次具备以下工序:将上述临时保护膜以其粘接层与引线框接触的朝向来粘贴在具有芯片焊盘及内引线的引线框的单面上的工序;在芯片焊盘的与上述临时保护膜相反一侧的面上搭载半导体元件的工序;设置将半导体元件与内引线连接的导线的工序;形成将半导体元件及导线密封的密封层,从而获得具有引线框、半导体元件及密封层的密封成形体的工序;以及将临时保护膜从密封成形体上剥离的工序。
可以是引线框具有多个芯片焊盘,在多个芯片焊盘的各个芯片焊盘上搭载半导体元件,上述方法进一步具备以下工序:在将上述临时保护膜从密封成形体上剥离之前或之后,将密封成形体进行分割,获得具有1个芯片焊盘及半导体元件的半导体装置。
发明效果
根据本发明,可以提供一种能够在不发生断裂的情况下容易地从引线框及密封层上剥离的半导体密封成形用临时保护膜。
另外,本发明的半导体密封成形用临时保护膜在具有与引线框充分粘接的粘接层的同时还兼具卷曲、引线框的翘曲及残胶得以抑制这些半导体密封用途所需的诸多特性。
附图说明
图1为表示临时保护膜的一个实施方式的截面图。
图2为表示临时保护膜的一个实施方式的截面图。
图3为说明半导体装置的制造方法的一个实施方式的截面图。
图4为说明半导体装置的制造方法的一个实施方式的截面图。
图5为表示半导体装置的一个实施方式的截面图。
图6为表示带有临时保护膜的引线框的翘曲的测定点的图。
图7为表示卷轴体的一个实施方式的立体图。
图8为表示包装体的一个实施方式的正视图。
图9为表示捆包物的一个实施方式的正视图。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施方式详细地进行说明。但本发明并不受以下实施方式所限定。本说明书中记载的数值范围的上限值及下限值可以任意地组合。实施例中记载的数值也可作为数值范围的上限值或下限值进行使用。
<临时保护膜>
图1为表示一个实施方式的临时保护膜的截面图。图1所示的临时保护膜10由支撑膜1和设置在支撑膜1的单面上的粘接层2构成。也可在支撑膜1的两面上形成粘接层。图2也是表示一个实施方式的临时保护膜的截面图。图2的临时保护膜10’具有支撑膜1、设置在支撑膜1的一个主面上的粘接层2、和设置在支撑膜1的另一个主面上且实质上没有粘接性的树脂层(非粘接层3)。这些临时保护膜在形成对搭载于引线框的半导体元件进行密封的密封层的密封成形的工序中,通过粘贴在引线框的背面(与搭载半导体元件的面相反一侧的面)上,可以在对引线框进行密封成形的期间作为用于临时保护的半导体密封成形用临时保护膜进行使用。
在按照粘接层与引线框接触的方式将临时保护膜粘贴在具有芯片焊盘及内引线的引线框上时,粘接层与引线框之间的90度剥离强度(粘贴后剥离强度)可以是在25℃下为5N/m以上、还可以为50N/m以上、还可以为100N/m以上、还可以为150N/m以上。粘贴后剥离强度小于5N/m时,具有容易将临时保护膜从引线框上剥离、并且在密封成形时密封树脂进入到引线框与粘接层之间等问题。粘贴后剥离强度可以为2000N/m以下、还可以为1500N/m以下、还可以为1000N/m以下。
粘贴后剥离强度例如根据JIS Z 0237的90度剥离法,相对于引线框、以90度方向剥离临时保护膜来进行测定。具体地说,利用90度剥离试验机(Tester产业株式会社制),测定在25℃下以每分钟270~330mm、或每分钟300mm的速度剥离临时保护膜时的90度剥离强度。
粘贴后剥离强度由于依赖于粘接层的玻璃化转变温度(Tg)、粘接温度、被粘接材料的材质、粘接层的润湿性等,因此对于临时保护膜,为了使粘贴后剥离强度为5N/m以上,考虑粘接层的玻璃化转变温度(Tg)、粘接温度、引线框的材质、粘接层的润湿性等来适当选择最佳条件。其中,粘接层的玻璃化转变温度(Tg)及粘贴(粘接)温度对该剥离强度造成的影响较大,通常采用比粘接层的玻璃化转变温度(Tg)高0~30℃左右的粘接温度,但也可以考虑引线框的材质或粘接层的润湿性等来决定最佳条件。
作为为了测定粘贴后剥离强度而将临时保护膜与引线框进行粘接的条件并无特别限定,可以在后述的引线框的制造方法中的粘贴(粘接)条件下进行。例如,可以是作为引线框使用铜引线框、被覆有钯的铜引线框或42合金制引线框,在下述中的任一种粘接条件下进行粘贴:(1)温度为230℃、压力为6MPa、时间为10秒;(2)温度为350℃、压力为3MPa、时间为3秒;或者(3)温度为250℃、压力为6MPa、时间为10秒。
特别是,马上进行密封工序前的粘接层与引线框之间的90度剥离强度可以是在25℃下为5N/m以上、还可以为10N/m以上、还可以为50N/m以上。马上进行密封工序前的90度剥离强度小于5N/m时,会发生在密封工序时密封树脂进入到引线框与粘接层之间等问题。这里,马上进行密封工序前是指密封工序之前、且密封工序前进行的全部工序都结束之时。
在将临时保护膜粘贴(粘接)在引线框之后、进行密封工序之前,可以进行对带有临时保护膜的引线框进行加热的加热工序。由此,也可以提高粘接层与引线框的粘接强度。加热工序的加热温度并无特别限定,为了提高粘接层与引线框的粘接强度,可以为100℃以上。加热温度从引线框及临时保护膜的耐热性的方面出发,可以为400℃以下。根据同样的理由,加热温度可以为130℃以上且350℃以下。加热时间并无特别限定,为了充分地提高粘接层与引线框的粘接强度,可以为10秒钟以上。根据同样的理由,加热时间可以为1分钟以上且2小时以内。
从生产率的方面出发,可以通过移至密封工序之前的各工序(例如银糊料等粘接剂的固化工序(半导体元件的粘接工序)、回流连接工序、引线接合工序等)中的加热来进行上述加热工序。例如,如上所述,在半导体元件的粘接工序中,通常为了使粘接中使用的粘接剂固化,在140~200℃下进行30分钟~2小时的加热。因此,可以通过这些各工序中的加热来进行上述加热工序。
在按照粘接层与引线框接触的方式将临时保护膜粘贴在引线框上,将半导体元件搭载在芯片焊盘的与临时保护膜相反一侧的面上,接着对半导体元件、引线框及临时保护膜进行加热,然后形成在与粘接层接触的同时将半导体元件密封的密封层时,粘接层与引线框及密封层之间的90度剥离强度(密封后剥离强度)可以是在180℃下为600N/m以下、还可以为500N/m以下、还可以为400N/m以下。密封后剥离强度超过600N/m时,当对引线框及密封层施加应力时,有发生破损的情况。密封后剥离强度可以为0N/m以上、还可以为3N/m以上、还可以为5N/m以上。这里,对半导体元件、引线框及临时保护膜进行加热时的温度范围可以为250~400℃。在250~400℃的温度范围内加热引线框及临时保护膜的时间(加热时间)可以为1~5分钟。
密封后剥离强度根据JIS Z 0237的90度剥离法,相对于引线框及密封层、以90度方向将临时保护膜剥离来进行测定。具体地说,利用AUTOGRAPH AGS-1000G(株式会社岛津制作所制)测定在180℃下以每分钟270~330mm、或每分钟300mm的速度剥离临时保护膜时的90度剥离强度。
密封后剥离强度的测定在密封成形后进行。密封成形的条件并无特别限定,可以是后述的半导体装置制造方法中的密封条件。例如,可以是作为密封材料使用GE-300(日立化成株式会社制),在温度为180℃、压力为7MPa、时间为3分钟的条件下进行密封,接着在180℃下加热5小时,使密封材料固化。
<粘接层>
粘接层含有树脂。粘接层的形成中使用的树脂(以下也称作“树脂(a)”)可以是具有酰胺基(-NHCO-)、酯基(-CO-O-)、酰亚胺基(-NR2,其中R分别是-CO-)、醚基(-O-)或磺基(-SO2-)的热塑性树脂。树脂(a)可以是具有酰胺基、酯基、酰亚胺基或醚基的热塑性树脂。作为树脂(a)的具体例子,可举出芳香族聚酰胺、芳香族聚酯、芳香族聚酰亚胺、芳香族聚酰胺酰亚胺、芳香族聚醚、芳香族聚醚酰胺酰亚胺、芳香族聚醚酰胺、芳香族聚酯酰亚胺及芳香族聚醚酰亚胺。从耐热性及粘接性的方面出发,树脂(a)是选自芳香族聚醚酰胺酰亚胺、芳香族聚醚酰亚胺及芳香族聚醚酰胺中的至少1种。
树脂(a)可以通过使作为碱成分的芳香族二胺或双酚等与作为酸成分的二羧酸、三羧酸、四羧酸或芳香族氯化物或它们的反应性衍生物发生缩聚来制造。即,可以利用在胺与酸的反应中使用的通常的方法来进行,对于诸多条件等也并无特别限定。对于芳香族二羧酸、芳香族三羧酸或它们的反应性衍生物与二胺的缩聚反应,使用通常的方法。
作为芳香族聚醚酰亚胺、芳香族聚醚酰胺酰亚胺或芳香族聚醚酰胺的合成中使用的碱成分,例如可以使用2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜、4,4’-二氨基二苯基醚、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]醚、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)]六氟丙烷等具有醚基的芳香族二胺;4,4’-亚甲基双(2,6-二异丙基胺)等不具有醚基的芳香族二胺;1,3-双(3-氨基丙基)-四甲基二硅氧烷等硅氧烷二胺;及1,12-二氨基十二烷、1,6-二氨基己烷等α,ω-二氨基链烷烃。可以以碱成分总量中上述具有醚基的芳香族二胺为40~100摩尔%或50~97摩尔%、选自不具有醚基的芳香族二胺、硅氧烷二胺及α,ω-二氨基链烷烃中的至少1种为0~60摩尔%或3~50摩尔%的量来使用它们。作为碱成分的具体例子,可举出:(1)由60~89摩尔%或68~82摩尔%的具有醚基的芳香族二胺与1~10摩尔%或3~7摩尔%的硅氧烷二胺与10~30摩尔%或15~25摩尔%的α,ω-二氨基链烷烃组成的碱成分;(2)由90~99摩尔%或93~97摩尔%的具有醚基的芳香族二胺与1~10摩尔%或3~7摩尔%的硅氧烷二胺组成的碱成分;(3)由40~70摩尔%或45~60摩尔%的具有醚基的芳香族二胺与30~60摩尔%或40~55摩尔%的不具有醚基的芳香族二胺组成的碱成分。
作为芳香族聚醚酰亚胺、芳香族聚醚酰胺酰亚胺或芳香族聚醚酰胺的合成中使用的酸成分,例如可举出(A)偏苯三酸酐、偏苯三酸酐酰氯等偏苯三酸酐的反应性衍生物、均苯四酸二酐等单核芳香族三羧酸酐或单核芳香族四羧酸二酐,(B)双酚A双偏苯三酸二酐、氧双邻苯二甲酸酐等多核芳香族四羧酸二酐,(C)对苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸酰氯、间苯二甲酸酰氯等苯二甲酸的反应性衍生物等芳香族二羧酸等。其中,可以使用相对于每1摩尔上述碱成分(1)或(2)、使0.95~1.05摩尔或0.98~1.02摩尔的上述酸成分(A)发生反应而获得的芳香族聚醚酰胺酰亚胺;及相对于每1摩尔上述碱成分(3)、使0.95~1.05摩尔或0.98~1.02摩尔的上述酸成分(B)发生反应而获得的芳香族聚醚酰亚胺。
粘接层还可以进一步含有硅烷偶联剂。硅烷偶联剂例如可以是下述式(I)所示的化合物。
[化学式编号3]
式(I)中,R1、R2及R3各自独立地表示碳数为1~3的烷氧基、碳数为1~6的烷基或碳数为6~12的芳基。
作为R1、R2或R3的碳数为1~3的烷氧基的例子,例如可举出甲氧基、乙氧基、丙氧基。作为R1、R2或R3的碳数为1~6的烷基的例子,可举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基。作为R1、R2或R3的碳数为6~12的芳基的例子,可举出苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基。
式(I)中,X可以是由下述式(IIa)、(IIb)、(IIc)、(IId)或(IIe)所示的基团。
[化学式编号4]
这些式中,*表示与碳原子的键合部位。
硅烷偶联剂还可以是式(I)中的X为式(IIa)所示基团的下述式(IIIa)表示的化合物。
[化学式编号5]
式(IIIa)中,R4表示碳数为1~6烷基、碳数为6~12的芳基或氢原子。作为R4的碳数为1~6的烷基的例子,可举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基。作为R4的芳基的例子,可举出苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基等碳数为6~12的1价芳基。
作为式(IIIa)所示化合物的例子,例如可举出3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-苯基氨基丙基三甲氧基硅烷、3-苯基氨基丙基三乙氧基硅烷、3-苯基氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-苯基氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基氨基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基氨基丙基三乙氧基硅烷、3-乙基氨基丙基三甲氧基硅烷、3-乙基氨基丙基三乙氧基硅烷。
硅烷偶联剂可以是式(I)中的X为式(IIb)所示基团的下述式(IIIb)表示的化合物。
[化学式编号6]
式(IIIb)中,R5表示碳数为1~6的烷基、碳数为6~12的芳基或氢原子。作为R5的碳数为1~6的烷基及碳数为6~12的芳基的例子,可举出与式(IIIa)的R4相同者。
作为式(IIIb)所示化合物的例子,例如可举出N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(2-苯基氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-苯基氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-苯基氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-甲基氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-甲基氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-(2-乙基氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-乙基氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
硅烷偶联剂还可以是式(I)中的X为式(IIc)所示基团的下述式(IIIc)表示的化合物。
[化学式编号7]
作为式(IIIc)所示化合物的例子,例如可举出3-异氰酸基(isocyanato)丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-异氰酸基丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸基丙基甲基二乙氧基硅烷。
硅烷偶联剂还可以是式(I)中的X为式(IId)所示基团的下述式(IIId)表示的化合物。
[化学式编号8]
式(IIId)中,R5表示碳数为1~6的烷基、碳数为6~12的芳基或氢原子。作为R6的碳数为1~6的烷基及碳数为6~12的芳基的例子,可举出与式(IIIa)的R4相同者。
作为式(IIId)所示化合物的例子,例如可举出3-脲基丙基三甲氧基硅烷、3-脲基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-脲基丙基三乙氧基硅烷、3-脲基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-(3-苯基脲基)丙基三乙氧基硅烷、3-(3-甲基脲基)丙基三乙氧基硅烷、3-(3-乙基脲基)丙基三乙氧基硅烷、3-(3-丙基脲基)丙基三乙氧基硅烷、3-(3-丁基脲基)丙基三乙氧基硅烷、3-(3-己基脲基)丙基三乙氧基硅烷、3-(3-苯基脲基)丙基三甲氧基硅烷、3-(3-甲基脲基)丙基三甲氧基硅烷、3-(3-乙基脲基)丙基三甲氧基硅烷、3-(3-丙基脲基)丙基三甲氧基硅烷、3-(3-丁基脲基)丙基三甲氧基硅烷、3-(3-己基脲基)丙基三甲氧基硅烷。
硅烷偶联剂还可以是式(I)中的X为式(IIe)所示基团的下述式(IIIe)表示的化合物。
[化学式编号9]
作为式(IIIe)所示化合物的例子,例如可举出3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷。
硅烷偶联剂可单独使用1种,还可以组合使用2种以上。
硅烷偶联剂的含量相对于树脂(a)总量可以为1~40质量%、还可以为1~35质量%、还可以为2~35质量%、还可以为3~30质量%、还可以超过5质量%且为35质量%以下、还可以超过5质量%且为30质量%以下、还可以超过5质量%且为20质量%以下。硅烷偶联剂的含量为1质量%以上时,在密封后有粘接层与引线框及密封层的密合性充分地降低、在室温(25℃)下更容易将临时保护膜剥离的倾向。另外,硅烷偶联剂的含量为40质量%以下时,由于难以引起清漆的凝胶化、粘度降低等,因此有清漆的稳定性进一步提高、临时保护膜的制作变得更容易的倾向。
粘接层还可以含有陶瓷粉、玻璃粉、银粉、铜粉、树脂粒子、橡胶粒子等填充物、偶联剂(但相当于上述硅烷偶联剂的偶联剂除外)。粘接层含有填充物时,填充剂的含量相对于树脂(a)100质量份,可以为1~30质量份、还可以为5~15质量份。
作为偶联剂(但相当于上述硅烷偶联剂的偶联剂除外),例如可举出钛酸盐、铝螯合物、锆铝酸盐。偶联剂的含量相对于树脂(a)100质量份,可以为1~15质量份、还可以为2~10质量份。偶联剂的含量相对于树脂(a)100质量份,可以为1~30质量份、还可以为5~15质量份。
从粘接性、耐热性的观点出发,粘接层的玻璃化转变温度可以为100~300℃、还可以为130~280℃、还可以为150~250℃。玻璃化转变温度为100℃以上时,引线框及密封层与粘接层的粘接强度在密封工序后不会变得过高,另外在引线接合工序中,由于粘接层软化,因此导线连接时的力有所分散,难以引起导线的连接故障。另一方面,玻璃化转变温度为300℃以下时,由于可抑制对于引线框的粘接强度的降低,因此难以发生搬送工序中的剥离、密封时密封材料的泄露等。
粘接层的5%重量减少温度可以为300℃以上、还可以为350℃以上、还可以为400℃以上。粘接层的5%重量减少温度为300℃以上时,有抑制将临时保护膜粘贴在引线框上时的热量及引线接合工序的热量所导致的排气、引线框及导线难以被污染的倾向。此外,粘接层的5%重量减少温度可以利用示差热天平(Seiko Instruments株式会社制、TG/DTA220)、以10℃/分钟的升温速度进行测定来求得。
粘接层的200℃下的弹性模量可以为1MPa以上、还可以为3MPa以上。引线接合温度并无特别限定,一般来说为200~230℃左右,广泛使用200℃前后的温度。因此,200℃下的弹性模量为1MPa以上时,有抑制引线接合工序中的热量导致的粘接层软化、难以发生导线的接合故障的倾向。粘接层的200℃下的弹性模量的上限可以为2000MPa、还可以为1500MPa、还可以为1000MPa。粘接层的200℃下的弹性模量可如下测定:在动态粘弹性测定装置(株式会社UBM制、Rheogel-E4000)上以夹子间距离20mm进行安装,通过正弦波、升温速度为5℃/分钟、频率为10Hz的拉伸模式进行测定。
粘接层的厚度(A)从易于进一步抑制临时保护膜的卷曲的观点出发,可以为20μm以下、18μm以下、16μm以下、14μm以下、12μm以下、10μm以下、9μm以下、或8μm以下。另外,粘接层的厚度(A)可以为1μm以上、2μm以上、3μm以上、4μm以上、5μm以上、6μm以上、7μm以上、或8μm以上。粘接层的厚度(A)可以为1~20μm、还可以为1~15μm、还可以为1~8μm。粘接层的厚度为1μm以上时,能够确保充分的粘接性,有密封时密封材料难以泄露的倾向。粘接层的厚度(A)为20μm以下时,除了有临时保护膜的层厚变薄、经济性优异的倾向之外,可进一步抑制进行300℃以上热处理时的气孔的产生。进而,当粘接层的厚度(A)为20μm以下时,由于可抑制热处理时的润湿性提高、抑制被粘接材料与粘接层发生牢固的粘附,因此剥离性变得更为优异。
当在支撑膜的两面上设置有粘接层时,两粘接层的厚度比(设置在与引线框粘接一侧的粘接层的厚度:设置在相反侧的粘接层的厚度)可以为0.8:1~1.2:1、还可以为0.9:1~1.1:1、还可以为1:1。
<支撑膜>
支撑膜并无特别限定,可以是由能够耐受住粘接层或非粘接层的形成中使用的树脂的涂饰、干燥、半导体装置组装工序中的热量的树脂(耐热性树脂)形成的膜。支撑膜例如可以是选自芳香族聚酰亚胺、芳香族聚酰胺、芳香族聚酰胺酰亚胺、芳香族聚砜、芳香族聚醚砜、聚苯硫醚、芳香族聚醚酮、聚芳酯、芳香族聚醚醚酮及聚萘二甲酸乙二醇酯中的至少1种聚合物的膜。
为了提高耐热性,支撑膜的玻璃化转变温度可以为200℃以上、还可以为250℃以上。通过使用上述聚合物的膜,在芯片焊盘上粘接半导体元件的工序、引线接合工序、密封工序、将临时保护膜从密封成形体上剥离的工序等施加热量的工序中,支撑膜不会软化,可以效率良好地进行操作。
为了减少将临时保护膜粘贴在引线框上之后的引线框的翘曲,支撑膜的20~200℃下的线膨胀系数可以为3.0×10-5/℃以下、还可以为2.5×10-5/℃以下、还可以为2.0×10-5/℃以下。支撑膜的20~200℃下的线膨胀系数按照JIS K 7197进行。测定使用热机械分析装置(TMA)。以夹子间距离为10mm进行安装,算出20~200℃的热膨胀率。
为了减少将临时保护膜粘贴在引线框上之后的引线框的翘曲,支撑膜在200℃下加热60分钟后的收缩率(加热收缩率)可以为0.15%以下、还可以为0.13%以下、还可以为0.10%以下。加热收缩率的测定可以按照JIS K7133进行。加热收缩率的测定中,使用CNC图像测定系统(NEXIV)。加热收缩率可以通过测定热处理前后的支撑膜在MD方向(长度方向)或TD方向(垂直于MD方向的方向)上的尺寸的差来求得。热处理条件是温度为200℃、时间为60分钟。加热收缩率是在MD方向及TD方向中较大的那个方向上的测定值。
支撑膜优选对粘接层的密合性足够高。密合性低时,在100~300℃的温度下从引线框及密封材料上剥离时,在粘接层2与支撑膜的界面处易于发生剥离、树脂易于残留在引线框及密封材料上。由于优选具有耐热性、且对粘接层的密合性足够高,因此支撑膜可以是聚酰亚胺膜。
对于支撑膜,为了充分地提高对粘接层的密合性,还可以对表面进行处理。作为支撑膜的表面处理方法并无特别限定,可举出碱处理、硅烷偶联处理等化学处理、打砂磨砂处理等物理性处理、等离子体处理、电晕处理等。
支撑膜的厚度并无特别限定,可以为5~100μm、还可以为5~50μm。支撑膜的厚度小于5μm时,有临时保护膜易于产生皱褶、操作性差的倾向;超过100μm时,有将临时保护膜粘贴在引线框之后的引线框的翘曲增大的倾向。
支撑膜的材质还可以从上述聚合物以外的铜、铝、不锈钢及镍中选择。通过使支撑膜为上述金属,可以使引线框与支撑膜的线膨胀系数接近、减少将临时保护膜粘贴在引线框之后的引线框的翘曲。
粘接层的厚度T2与支撑膜的厚度T1之比T2/T1可以为0.5以下、也可以为0.3以下、还可以为0.2以下。这里所说的粘接层的厚度T2是形成于支撑膜上的粘接层的仅单面的厚度。当在支撑膜的两面上设置有粘接层时,粘接层的厚度T2是较厚那个粘接层的厚度。
当T2/T1超过0.5时,由于涂饰后的溶剂除去时的粘接层的体积减少,有膜易于卷曲、粘贴于引线框时的操作性易于降低的倾向。
<非粘接层>
非粘接层是在0~270℃下对引线框实质上没有粘接性(或压敏粘接性)的树脂层。非粘接层可以是在高温下难以软化的树脂层,例如具有高玻璃化转变温度的树脂层可作为非粘接层发挥功能。
非粘接层含有树脂。非粘接层的形成中所使用的树脂(以下也称作“树脂(b)”)的组成并无特别限定,热塑性树脂及热固化性树脂中的任一种均可以使用。热塑性树脂的组成并无特别限定,可以是具有酰胺基、酯基、酰亚胺基、醚基或磺基的热塑性树脂。另外,热固化性树脂的组成并无特别限定,例如可以是环氧树脂、酚醛树脂、双马来酰亚胺树脂(例如以双(4-马来酰亚胺苯基)甲烷为单体的双马来酰亚胺树脂)等。另外,还可组合使用热塑性树脂和热固化性树脂。将热塑性树脂和热固化性树脂组合时,相对于热塑性树脂100质量份,热固化性树脂可以为5~100质量份、还可以为20~70质量份。
非粘接层还可以含有陶瓷粉、玻璃粉、银粉、铜粉、树脂粒子、橡胶粒子等填充物,偶联剂等。非粘接层含有填充物时,填充物的含量相对于树脂(b)100质量份,可以为1~30质量份、还可以为5~15质量份。偶联剂的含量相对于树脂(b)100质量份,可以为1~20质量份、还可以为2~15质量份。
非粘接层的200℃下的弹性模量可以为10MPa以上、还可以为100MPa以上、还可以为1000MPa以上。非粘接层的200℃下的弹性模量为10MPa以上时,有在引线接合工序等施加热量的工序中难以软化、难以粘附在模具及夹具上的倾向。非粘接层的200℃下的弹性模量可以为2000MPa以下、还可以为1800MPa以下。
非粘接层的200℃下的弹性模量可以如下测定:在动态粘弹性测定装置(株式会社UBM制、Rheogel-E4000)中以夹子间距离20mm进行安装,通过正弦波、升温速度为5℃/分钟、频率为10Hz的拉伸模式进行测定。
非粘接层对于模具及夹具的粘接力只要是在工序上低达不会粘附在模具及/或夹具上的程度,则无特别限定,常温(例如25℃)下的非粘接层与模具及夹具之间的剥离角度90度的剥离强度可以小于5N/m、也可以为1N/m以下。该剥离强度例如在温度为250℃、压力为8MPa下压接在黄铜制模具10秒钟后进行测定。
非粘接层的玻璃化转变温度由于要使得在将半导体元件粘接在芯片焊盘上的工序、引线接合工序、密封工序、将临时保护膜从密封成形体上剥离的工序等中难以软化,且难以粘附在模具及夹具上,因此可以为150℃以上、还可以为200℃以上、还可以为250℃以上。非粘接层的玻璃化转变温度可以为350℃以下、还可以为300℃以下。
<临时保护膜的制造方法>
一个实施方式的临时保护膜例如可利用以下的方法进行制造。首先,将树脂(a)与N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、二乙二醇二甲基醚、四氢呋喃、环己酮、甲乙酮、二甲基甲酰胺等溶剂、以及根据需要使用的硅烷偶联剂等其它成分进行混合,制作含有树脂(a)或其前体的粘接层形成用的清漆。将所制作的粘接层形成用的清漆涂布在支撑膜的单面或两面上之后,利用加热处理将溶剂从涂膜中除去,在支撑膜的单面或两面上形成粘接层。由此,可以获得二层结构或三层结构的临时保护膜。另外,还可以代替树脂(a)而使用通过清漆涂布后的加热处理等、在溶剂被除去的同时变为树脂(a)(例如聚酰亚胺树脂)的树脂(a)的前体(例如聚酰亚胺树脂)。从涂饰面的表面状态等方面出发,宜使用含有树脂(a)的清漆。
在支撑膜的一个面上设有粘接层的二层结构的临时保护膜可以在另一个面上设置非粘接层而制成三层结构的临时保护膜。具备粘接层、支撑膜及非粘接层的三层结构的临时保护膜例如可利用以下的方法进行制造。首先,将树脂(b)与N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、二乙二醇二甲基醚、四氢呋喃、环己酮、甲乙酮、二甲基甲酰胺等溶剂、以及根据需要使用的硅烷偶联剂等其它成分进行混合,制作含有树脂(b)或其前体的非粘接层形成用的清漆。将所制作的非粘接层形成用的清漆涂布在二层结构的临时保护膜的支撑膜的与设置有粘接层的面相反一侧的面上之后,通过加热处理将溶剂从涂膜中除去,在支撑膜的与设置有粘接层的面相反一侧的面上形成非粘接层。由此,可以获得具备粘接层、支撑膜及非粘接层的三层结构的临时保护膜。另外,还可以代替树脂(b)而使用通过清漆涂布后的加热处理等、在溶剂被除去的同时变为树脂(b)(例如聚酰亚胺树脂)的树脂(b)的前体(例如聚酰亚胺树脂)。从涂饰面的表面状态等方面出发,宜使用含有树脂(b)的清漆。
作为将清漆涂布在支撑膜的单面上的方法,并无特别限定,例如可以使用辊涂法、反向辊涂法、凹版涂布法、棒涂法、逗号涂布法、模涂法、减压模涂法。涂布在支撑膜的两面上时,可以使支撑膜通过含有树脂或其前体的清漆中来进行涂布。
清漆涂布后,为了溶剂的除去、酰亚胺化等而对支撑膜进行加热处理时的处理温度在使用含有树脂(树脂(a)或(b))的清漆时、或者使用含有树脂前体的清漆时,可以是不同的。处理温度在使用含有树脂的清漆时,只要是能够除去溶剂的温度即可,在使用含有树脂前体的清漆时,为了使树脂的前体变为树脂(例如进行酰亚胺化),可以为粘接层或非粘接层的玻璃化转变温度以上。
非粘接层的厚度例如可以为10μm以下、9μm以下、8μm以下、或7μm以下。非粘接层的厚度例如可以为1μm以上、2μm以上、3μm以上、4μm以上、5μm以上、或6μm以上。非粘接层的厚度并无特别限定,例如可以为1~10μm或1~8μm。
<半导体装置的制造方法>
通过包含使用了一个实施方式的临时保护膜的半导体元件的密封成形工序的方法,可以制造半导体装置。所制造的半导体装置例如可以是具有引线框及搭载于其上的半导体元件、和在引线框的半导体元件一侧将半导体元件密封的密封层、且引线框的背面为了外部连接用而露出的Non Lead Type Package(无引线型封装体)。作为其具体例子,可举出QFN(Quad Flat Non-leaded Package,方形扁平无引脚封装体)、SON(Small OutlineNon-leaded Package,小外型无引脚封装体)。
图3及4是表示一个实施方式的半导体装置的制造方法的截面图。图5为表示通过图3及4的制造方法获得的半导体装置的一个实施方式的截面图。以下根据需要参照各附图说明各工序。
图3的实施方式的半导体装置的制造方法依次具备以下工序:将临时保护膜10以其粘接层与引线框接触的朝向粘贴在具有芯片焊盘11a及内引线11b的引线框11的单面(背面)上的工序;在芯片焊盘11a的与临时保护膜10相反一侧的面上搭载(粘接)半导体元件14的工序;设置将半导体元件14与内引线11b连接的导线12的工序;形成将半导体元件14及导线12密封的密封层13、获得具有引线框11、半导体元件14及密封层13的密封成形体20的工序;以及将临时保护膜10从密封成形体20上剥离的工序。
临时保护膜10在引线框11上的粘贴可以在常温(例如5~35℃)下进行。粘贴的方法并无特别限定,例如可以是辊式层压法。
临时保护膜10在引线框11上的粘接条件并无特别限定,粘接温度可以为150~400℃、还可以为180~350℃、还可以为200~300℃。粘接温度为150℃以上时,有引线框11与粘接层2的粘接强度进一步提高的倾向。另外,粘接温度为400℃以下时,有进一步抑制引线框11的劣化的倾向。
临时保护膜10在引线框11上的粘接压力可以是0.5~30MPa、还可以是1~20MPa、还可以是3~15MPa。粘接压力为0.5MPa以上时,有粘接层2与引线框11的粘接强度进一步提高的倾向。另外,粘接压力为30MPa以下时,有易于进一步抑制引线框11破损的倾向。
临时保护膜10在引线框11上的粘接时间可以为0.1~60秒之间,还可以为1~30秒、还可以为3~20秒。粘接时间为0.1秒以上时,有易于进一步提高粘接层2与引线框11的粘接强度的倾向。另外,粘接时间为60秒以内时,有易于进一步提高操作性和生产率的倾向。另外,在施加压力之前,还可以进行5~60秒左右的预加热。
引线框11的材质并无特别限定,例如可以是42合金等铁系合金、铜、或铜系合金。另外,使用铜及铜系合金时,还可以对引线框的表面实施钯、金、银等的被覆处理。
半导体元件14通常通过粘接剂(例如银糊料)搭载(粘接)在芯片焊盘11a上。还可以通过加热处理(例如140~200℃、30分钟~2小时)使粘接剂固化。
还可以在搭载(粘接)半导体元件之后,以最大温度为250~400℃的温度范围、1~30分钟的条件进行回流连接(CuClip连接等)。
导线12并无特别限定,例如可以是金线、铜线或钯被覆铜线。例如可以在200~270℃下加热3~60分钟,利用超声波及按压压力使半导体元件及内引线与导线12接合。
密封成形的工序中,使用密封材料形成密封层13。通过密封成形,获得具有多个半导体元件14及将它们一并密封的密封层13的密封成形体20。在密封成形的期间,由于设置有临时保护膜10,可抑制密封材料绕到引线框11的背面侧。
一个实施方式的带有临时保护膜的密封成形体具备:具有芯片焊盘11a及内引线11b的引线框11;搭载于芯片焊盘11a的半导体元件14;将半导体元件14与内引线11b连接的导线12;将半导体元件14及导线12密封的密封层13;以及临时保护膜10,临时保护膜10的粘接层2粘贴在引线框11的与搭载有半导体元件14的面相反一侧的面上。
形成密封层13的期间的温度(密封温度)可以是140~200℃、还可以是160~180℃。形成密封层的期间的压力(密封压力)可以是6~15MPa、还可以是7~10MPa。密封成形中的加热时间(密封时间)可以为1~5分钟、还可以为2~3分钟。
还可以根据需要将所形成的密封层13加热固化。用于密封层13的固化的加热温度(密封固化温度)可以是150~200℃、还可以是160~180℃。用于密封层13的固化的加热时间(密封固化时间)可以是4~7小时、还可以是5~6小时。
密封材料的材质并无特别限定,例如可举出甲酚酚醛清漆环氧树脂、苯酚酚醛清漆环氧树脂、联苯二环氧树脂、萘酚酚醛清漆环氧树脂等环氧树脂。密封材料中例如可添加有填充物、溴化合物等阻燃性物质、蜡成分等添加材料。
在形成密封层13(密封成形)之后,将临时保护膜10从所得密封成形体20的引线框11及密封层13上剥离。将密封层固化时,可以在密封层13的固化前或固化后的任一个时间点将临时保护膜10剥离。
将临时保护膜10从密封成形体上剥离的温度(剥离温度)可以是0~250℃之间。剥离温度为0℃以上时,粘接层更难残留在引线框11及密封层13上。另外,剥离温度为250℃以下时,有易于进一步抑制引线框11及密封层13的劣化的倾向。根据同样的理由,剥离温度可以为100~200℃、还可以为150~250℃。
半导体装置的制造方法还可根据需要进一步包含在剥离工序后将残留在引线框11及密封层13上的粘接层(残胶)除去的工序。在利用密封材料进行了密封之后在180℃下剥离临时保护膜10时,优选粘接层2不残留在引线框11及密封层13上。粘接层的残留量较多时,不仅外观差,而且当将引线框11用于外部连接用时,还易导致接触故障。因此,可以通过机械刷洗、溶剂等将残留在引线框11及密封层13上的粘接层除去。溶剂并无特别限定,可以是N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、二乙二醇二甲基醚、四氢呋喃、环己酮、甲乙酮、二甲基甲酰胺等。
引线框含有具有芯片焊盘及内引线的多个图案时,可以根据需要将密封成形体20进行分割,从而获得多个各具有1个半导体元件的图5的半导体装置100。
即,当引线框11具有多个芯片焊盘11a、在多个芯片焊盘11a的各个芯片焊盘上搭载半导体元件14时,一个实施方式的制造方法可以进一步具备下述工序:在将临时保护膜10(或10’)从密封成形体20上剥离之前或之后,将密封成形体20进行分割,获得具有1个芯片焊盘11a及半导体元件14的半导体装置100。
还可以将长条的临时保护膜卷绕在卷芯上,一边将临时保护膜从所得卷轴体上卷出,一边制造半导体装置。此时的卷轴体具有卷芯和卷绕在卷芯上的上述实施方式的临时保护膜。
图7为表示卷轴体的一个实施方式的立体图。图7所示的卷轴体30具备卷芯31、卷绕在卷芯31上的临时保护膜10和侧板32。
卷芯31及临时保护膜10的宽度(与卷绕方向正交的方向上的长度)例如可以为10μm以上、50μm以上或80μm以上,还可以为300μm以下。卷芯31及临时保护膜10的宽度(与卷绕方向正交的方向上的长度)例如可以为10μm以上且300μm以下、50μm以上且300μm以下或80μm以上且300μm以下。
上述实施方式的临时保护膜可以以将上述卷轴体收容在包装袋内的包装体的形式进行提供。图8表示包装体的一个实施方式。如图8所示,包装体50具备上述卷轴体30和收容有上述卷轴体30的包装袋40。卷轴体30通常单独地收容在包装袋中,但也可将多个(例如2~3个)卷轴体30收容在1个包装袋40中。
包装袋40可以由树脂膜形成,还可以由作为具有铝层的树脂膜的复合膜形成。作为包装袋40的具体例子,可举出涂覆有铝的塑料制的袋子等。作为树脂膜的原材料,可举出聚乙烯、聚酯、氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等塑料。卷轴体30例如可以以抽真空的状态收容在包装袋内。包装体50不限于被抽真空者。
在包装袋40中还可以与卷轴体30一起收容有干燥剂。作为干燥剂,例如可举出硅胶。包装体50还可以是进一步用缓冲材料对收容有卷轴体30的包装袋40进行包裹的包装体。
包装体50还可以以收容在捆包箱中的捆包物的形式进行提供。图9表示捆包物的一个实施方式。如图9所示,捆包物70具备上述包装体50和收容有上述包装体50的捆包箱60。捆包箱60中可收容1个或多个包装体50。作为捆包箱60,例如可以使用硬纸板。
使用一个实施方式的临时保护膜制造的半导体装置在高密度化、小面积化、薄型化等方面是优异的,例如可优选利用于手机、智能手机、个人笔记本电脑、平板电脑等电子设备。
实施例
以下通过实施例进一步具体地说明本发明,但本发明并非限定于以下的实施例。
<粘接层形成用的清漆的制作>
制造例1
(树脂的合成)
向安装有温度计、搅拌器、氮气导入管及分馏塔的5000ml的四口烧瓶中,在氮气环境气体下加入2,2-双[-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷270.9g(0.66摩尔)、1,3-双(3-氨基丙基)-四甲基二硅氧烷8.7g(0.035摩尔),将其溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)1950g中。然后将该溶液冷却至0℃,在该温度下添加偏苯三酸酐酰氯149.5g(0.71摩尔)。在偏苯三酸酐酰氯溶解后,添加三乙基胺100g。在室温下持续搅拌2小时后,升温至180℃,通过5小时的反应完成酰亚胺化。将反应液投入到甲醇中,将聚合物分离出。将其干燥后,溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮中,投入到甲醇中,再次将聚合物分离出。对分离出的聚合物进行减压干燥,获得经纯化的粉末状的聚醚酰胺酰亚胺。将其作为聚醚酰胺酰亚胺A。
(粘接层形成用的清漆的制作)
将聚醚酰胺酰亚胺A 22g及N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(信越化学工业株式会社制、商品名:KBM603)2.2g溶解在NMP 78g中,制作粘接层形成用的清漆1A。
将聚醚酰胺酰亚胺A 22g及3-异氰酸基丙基三乙氧基硅烷(信越化学工业株式会社制、商品名:KBE9007)4.4g溶解在NMP 78g中,制作粘接层形成用的清漆1B。
将聚醚酰胺酰亚胺A 22g溶解在NMP 78g中,制作粘接层形成用的清漆1C。
将聚醚酰胺酰亚胺A 22g及3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(Dow Corning ToraySilicon株式会社制、商品名:SH6040)6.6g溶解在NMP 78g中,制作粘接层形成用的清漆1D。
制造例2
(树脂的合成)
向具备搅拌器、温度计、氮气导入管及冷却管的1000ml的四口烧瓶中,在氮气环境气体下添加1,3-双(3-氨基苯氧基)苯120.9g(0.41摩尔)、1,3-双(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷44.0g(0.18摩尔),将其添加到NMP 538.3g中,均匀地溶解。然后将该溶液冷却至0℃,在该温度下添加偏苯三酸酐酰氯125.0g(0.59摩尔),在室温(25℃)下搅拌1小时。在反应溶液中添加三乙基胺72.6g,在室温(25℃)下搅拌1小时后,在180℃下搅拌6小时。将所得反应液投入到水中,将聚合物分离出。对其干燥后,溶解在NMP中,投入到水中,再次将聚合物分离出。对分离出的聚合物进行减压干燥,获得经纯化的粉末状的聚醚酰胺酰亚胺。将其作为聚醚酰胺酰亚胺B。
(粘接层形成用的清漆的制作)
将聚醚酰胺酰亚胺B 22g及3-氨基丙基三甲氧基硅烷(信越化学工业株式会社制、商品名:KBM903)2.2g溶解在NMP 78g中,制作粘接层形成用的清漆2A。
将聚醚酰胺酰亚胺B 22g及N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷(信越化学工业株式会社制、商品名:KBM602)2.2g溶解在NMP 78g中,制作粘接层形成用的清漆2B。
将聚醚酰胺酰亚胺B 22g溶解在NMP 78g中,制作粘接层形成用的清漆2C。
将聚醚酰胺酰亚胺B 22g及3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(Dow Corning ToraySilicon株式会社制、商品名:SH6040)0.66g溶解在NMP 78g中,制作粘接层形成用的清漆2D。
制造例3
(树脂的合成)
向具备搅拌器、温度计、氮气导入管及冷却管的5000ml的四口烧瓶中,在氮气环境气体下添加1,3-双(3-氨基苯氧基)苯253.3g(0.81摩尔)、1,3-双(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷8.7g(0.035摩尔),将其溶解在NMP 1500g中。然后将该溶液冷却至0℃,在该温度下添加偏苯三酸酐酰氯239.7g(1.14摩尔)。在室温下继续搅拌1小时后,升温到180℃,通过5小时的反应,完成酰亚胺化。将反应液投入到甲醇中,将聚合物分离出。对其干燥后,溶解在N-甲基-2-吡咯烷酮中,投入到甲醇中,再次将聚合物分离出。对分离出的聚合物进行减压干燥,获得经纯化的粉末状的聚醚酰胺酰亚胺。将其作为聚醚酰胺酰亚胺C。
(粘接层形成用的清漆的制作)
将聚醚酰胺酰亚胺C 22g及3-脲基丙基三乙氧基硅烷(50%甲醇溶液)(信越化学工业株式会社制、商品名:KBE585)6.6g溶解在NMP 78g中,制作粘接层形成用的清漆3A。
将聚醚酰胺酰亚胺C 22g及3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(Dow Corning ToraySilicon株式会社制、商品名:SH6040)2.2g溶解在NMP 78g中,制作粘接层形成用的清漆3B。
<非粘接层形成用的清漆的制作>
制造例4
向安装有温度计、搅拌器、氮气导入管及分馏塔的5升的四口烧瓶中,在氮气环境气体下添加2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷172.4g(0.42摩尔)、4,4’-亚甲基双(2,6-二异丙基苯胺)153.7g(0.42摩尔),将其溶解在NMP 1550g中。然后将该溶液冷却至0℃,在该温度下添加偏苯三酸酐酰氯174.7g(0.83摩尔)。在偏苯三酸酐酰氯溶解后,添加三乙基胺130g。在室温(25℃)下继续搅拌2小时后,升温到180℃,通过5小时的反应,完成酰亚胺化。将反应液投入到水中,将聚合物分离出。对其干燥后,溶解在NMP中,投入到水中,再次将聚合物分离出。对分离出的聚合物进行减压干燥,获得经纯化的粉末状的聚酰胺酰亚胺。
将该聚酰胺酰亚胺粉末120g及硅烷偶联剂(Dow Corning Toray Silicon株式会社制、商品名:SH6040)6g溶解在NMP 360g中,获得非粘接层形成用的清漆4。
(临时保护膜的制作及评价)
实施例1
将厚度为50μm的表面经化学处理的聚酰亚胺膜(宇部兴产株式会社制UPILEXSGA)作为支撑膜使用。在该聚酰亚胺膜的单面上涂布30μm厚度的粘接层形成用清漆2A。将涂膜在100℃下加热10分钟、并在300℃下加热10分钟,从而进行干燥,在支撑膜的单面上形成厚度为6μm的粘接层,获得实施例1的临时保护膜。
实施例1的临时保护膜中,粘接层的玻璃化转变温度为155℃、粘接层的5%重量减少温度为421℃、粘接层的200℃下的弹性模量为8MPa。粘接层的厚度T2与支撑膜的厚度T1之比T2/T1为0.12。
将实施例1的临时保护膜在温度为230℃、压力为6MPa、时间为10秒钟的条件下粘贴在铜引线框(50mm×200mm、AgCu)上之后,测定25℃下的粘接层与引线框的90度剥离强度(粘贴后剥离强度)(剥离速度:每分钟300mm)。结果是,粘贴后剥离强度为50N/m,搬送时未发生剥离不良情况。实施例1的临时保护膜虽然卷曲稍大,但粘贴时的操作性良好。接着,测定实施例1的临时保护膜的翘曲。图6为表示翘曲的评价方法的示意图。如图6所示,将在引线框11上粘贴有临时保护膜10的带有临时保护膜的引线框放在台200上,测定该带有临时保护膜的引线框的长度方向上的翘曲(X)。测定实施例1的临时保护膜产生的翘曲(X)的结果是,翘曲(X)为1.0mm。
使用粘贴有实施例1的临时保护膜的引线框,进行半导体元件的粘接、引线接合及密封层的形成。图4为表示所得封装体(带有临时保护膜的密封成形体)的示意图。在半导体元件的粘接中使用银糊料,在180℃下加热60分钟,使银糊料固化。接着,假设要进行回流连接,在最大温度400℃下加热2分钟。引线接合中作为导线使用金线,在230℃下加热10分钟来进行。形成密封层的密封工序中,作为密封材料使用GE-300(日立化成株式会社制),以温度为180℃、压力为7MPa、时间为3分钟进行,之后在180℃下进行5小时的加热,使密封材料固化。任何工序均未发生问题。在密封成形后,在180℃下将临时保护膜从引线框和密封层上剥离时(剥离速度:每分钟300mm),90度剥离强度(密封后剥离强度)为390N/m。此时,在粘接层没有附着残留在引线框及密封层的情况下容易地将其剥离。所得封装体是图5的封装体多个连接而成的结构。然后将该封装体分割,制作图5所示的各具有1个半导体元件的封装体,工序中没有问题。
实施例2
将厚度为25μm的表面经化学处理的聚酰亚胺膜(宇部兴产株式会社制UPILEXSGA)作为支撑膜使用。在该聚酰亚胺膜的单面上涂布15μm厚度的树脂清漆1A。对该涂膜在100℃下加热10分钟、并在300℃下加热10分钟,从而进行干燥,在支撑膜的单面上形成厚度为3μm的粘接层,制作实施例2的临时保护膜。
实施例2的临时保护膜中,粘接层的玻璃化转变温度为230℃、粘接层的5%重量减少温度为443℃、粘接层的200℃下的弹性模量为1500MPa。粘接层的厚度T2与支撑膜的厚度T1之比T2/T1为0.12。
将实施例2的临时保护膜在温度为250℃、压力为6MPa、时间为10秒钟的条件下粘贴在铜引线框(50mm×200mm、AgCu)上之后,测定25℃下的粘接层与引线框的90度剥离强度(粘贴后剥离强度)(剥离速度:每分钟300mm)。结果是,粘贴后剥离强度为20N/m,搬送时未发生剥离不良情况。实施例2的临时保护膜虽然卷曲稍大,但粘贴时的操作性良好。与实施例1同样地测定实施例2的临时保护膜产生的翘曲(X)的结果是,翘曲(X)为0.8mm。
使用粘贴有实施例2的临时保护膜的引线框,与实施例1同样地进行半导体元件的粘接、假设了回流连接的加热、引线接合及密封层的形成,制作图4所示的封装体,任何工序均未发生问题。在密封成形后,在180℃下将临时保护膜从引线框和密封层上剥离时(剥离速度:每分钟300mm),90度剥离强度(密封后剥离强度)为290N/m,在粘接层没有附着残留在引线框及密封层的情况下容易地将其剥离。所得封装体是图5的封装体多个连接而成的结构。然后将该封装体分割,制作图5所示的各具有1个半导体元件的封装体,工序中没有问题。
实施例3
作为支撑膜,使用厚度为25μm的聚酰亚胺膜(DU PONT-TORAY株式会社制、商品名:Kapton EN、20~200℃下的线膨胀系数为1.5×10-5/℃、200℃下加热60分钟后的加热收缩率为0.02%)。在该聚酰亚胺膜的单面上涂布25μm厚度的粘接剂形成用清漆3A。对该涂膜在100℃下加热10分钟、并在300℃下加热10分钟,从而进行干燥,在支撑膜的单面上形成厚度为5μm的粘接层,获得实施例3的临时保护膜。
粘接层的玻璃化转变温度为146℃、5%重量减少温度为410℃、粘接层的200℃下的弹性模量为3.8MPa。粘接层的厚度T2与支撑膜的厚度T1之比T2/T1为0.2。
将实施例3的临时保护膜在温度为170℃、压力为6MPa、时间为10秒钟的条件下粘贴在被覆有钯的铜引线框(50mm×200mm、PPF)上,测定25℃下的粘接层与引线框的90度剥离强度(粘贴后剥离强度)(剥离速度:每分钟300mm)。结果是,粘贴后剥离强度为110N/m,搬送时未发生剥离不良情况。实施例3的临时保护膜虽然卷曲稍大,但粘贴时的操作性良好。接着,与实施例1同样地测定实施例3的临时保护膜产生的翘曲(X)的结果是,翘曲(X)为0.9mm。
使用粘贴有实施例3的临时保护膜的引线框,与实施例1同样地进行半导体元件的粘接、假设了回流连接的加热、引线接合及密封层的形成,制作图4所示的封装体,任何工序均未发生问题。在密封成形后,在180℃下将临时保护膜从引线框和密封层上剥离时(剥离速度:每分钟300mm),90度剥离强度(密封后剥离强度)为370N/m,在粘接层没有附着残留在引线框及密封层的情况下容易地将其剥离。所得封装体是图5的封装体多个连接而成的结构。然后将该封装体分割,制作图5所示的各具有1个半导体元件的封装体,工序中没有问题。
实施例4
作为支撑膜,使用厚度为50μm的聚酰亚胺膜(DU PONT-TORAY株式会社制、商品名:Kapton EN、20~200℃下的线膨胀系数为1.5×10-5/℃、200℃下加热60分钟后的加热收缩率为0.02%)。在该聚酰亚胺膜的单面上涂布50μm厚度的粘接剂形成用清漆1B。对该涂膜在100℃下加热10分钟、并在300℃下加热10分钟,从而进行干燥,在支撑膜的单面上形成厚度为8μm的粘接层,获得二层结构的临时保护膜。
粘接层的玻璃化转变温度为230℃、5%重量减少温度为421℃、200℃下的弹性模量为1500MPa。粘接层的厚度T2与支撑膜的厚度T1之比T2/T1为0.16。
将制作例4中制作的非粘接层形成用清漆4以50μm的厚度涂布在支撑膜的与设置有粘接层的面相反一侧的面上。对涂膜在100℃下加热10分钟、300℃下加热10分钟,从而进行干燥,在支撑膜的单面上形成厚度为8μm的非粘接层。该非粘接层的玻璃化转变温度为253℃、5%重量减少温度为416℃、200℃下的弹性模量为1700MPa。由此,获得如图2所示在支撑膜的各单面上分别形成有粘接层和非粘接层的实施例4的临时保护膜。
将实施例4的临时保护膜在温度为250℃、压力为6MPa、时间为10秒钟的条件下粘贴在被覆有钯的铜引线框(50mm×200mm、PPF)上,测定25℃下的粘接层与引线框的90度剥离强度(粘贴后剥离强度)(剥离速度:每分钟300mm)。结果是,粘贴后剥离强度为40N/m,搬送时未发生剥离不良情况。将实施例4的临时保护膜的非粘接层的面上在250℃、压力为6MPa、时间为10秒钟的条件下粘贴在黄铜制的金属板上,测定25℃下的非粘接层与黄铜制金属板的90度剥离强度时,为0N/m,在工序中未发生粘附在模具或夹具上的不良情况。实施例4的临时保护膜的卷曲几乎没有、粘贴时的操作性良好。接着,与实施例1同样地测定实施例4的临时保护膜产生的翘曲(X)的结果是,翘曲(X)为0.2mm。
使用粘贴有实施例4的临时保护膜的引线框,与实施例1同样地进行半导体元件的粘接、假设了回流连接的加热、引线接合及密封层的形成,制作图4所示的封装体,任何工序均未发生问题。在密封成形后,在180℃下将临时保护膜从引线框和密封层上剥离时,90度剥离强度(密封后剥离强度)为420N/m,在粘接层没有附着残留在引线框及密封层的情况下容易地将其剥离。然后将该封装体分割,制作图5所示的各具有1个半导体元件的封装体,工序中没有问题。
实施例5
作为支撑膜,使用厚度为25μm的聚酰亚胺膜(DU PONT-TORAY株式会社制、商品名:Kapton EN、20~200℃下的线膨胀系数为1.5×10-5/℃、200℃下加热60分钟后的加热收缩率为0.02%)。在该聚酰亚胺膜的单面上涂布15μm厚度的粘接剂形成用清漆2B。对该涂膜在100℃下加热10分钟、在300℃下加热10分钟,从而进行干燥,在支撑膜的单面上形成厚度为3μm的粘接层,获得二层结构的临时保护膜。
粘接层的玻璃化转变温度为155℃、5%重量减少温度为415℃、200℃下的弹性模量为8MPa。粘接层的厚度T2与支撑膜的厚度T1之比T2/T1为0.12。
将制作例4中制作的非粘接层形成用清漆4以10μm的厚度涂布在支撑膜的与设置有粘接层的面相反一侧的面上。对涂膜在100℃下加热10分钟、300℃下加热10分钟,从而进行干燥,在支撑膜的单面上形成厚度为2μm的非粘接层。该非粘接层的玻璃化转变温度为253℃、5%重量减少温度为416℃、200℃下的弹性模量为1700MPa。由此,获得如图2所示在支撑膜的各单面上分别形成有粘接层和非粘接层的实施例5的临时保护膜。
将实施例5的临时保护膜在温度为230℃、压力为6MPa、时间为10秒钟的条件下粘贴在铜引线框(50mm×200mm、AgCu)上,测定25℃下的粘接层与引线框的90度剥离强度(粘贴后剥离强度)。结果是,粘贴后剥离强度为70N/m,搬送时未发生剥离不良情况。另外,将实施例5的临时保护膜的非粘接层的面上在250℃、压力为6MPa、时间为10秒钟的条件下粘贴在黄铜制的金属板上,测定25℃下的非粘接层与黄铜制金属板的90度剥离强度时,为0N/m,在工序中未发生粘附在模具或夹具上的不良情况。另外,实施例5的临时保护膜的卷曲几乎没有,粘贴时的操作性良好。接着,与实施例1同样地测定实施例5的临时保护膜产生的翘曲(X)的结果是,翘曲(X)为0.1mm。
使用粘贴有实施例5的临时保护膜的引线框,与实施例1同样地进行半导体元件的粘接、假设了回流连接的加热、引线接合及密封层的形成,制作图4所示的封装体,任何工序均未发生问题。在密封成形后,在180℃下将临时保护膜从引线框和密封层上剥离时,90度剥离强度(密封后剥离强度)为460N/m,在粘接层没有附着残留在引线框及密封层的情况下容易地将其剥离。然后将该封装体分割,制作图5所示的各具有1个半导体元件的封装体,工序中没有问题。
实施例6
作为支撑膜,使用厚度为25μm的聚酰亚胺膜(DU PONT-TORAY株式会社制、商品名:Kapton EN、20~200℃下的线膨胀系数为1.5×10-5/℃、200℃下加热60分钟后的加热收缩率为0.02%)。在该聚酰亚胺膜的单面上涂布10μm厚度的粘接剂形成用清漆3B。对该涂膜在100℃下加热10分钟、300℃下加热10分钟,从而进行干燥,在支撑膜的单面上形成厚度为2μm的粘接层,获得实施例6的临时保护膜。
粘接层的玻璃化转变温度为146℃、5%重量减少温度为409℃、200℃下的弹性模量为3.8MPa。粘接层的厚度T2与支撑膜的厚度T1之比T2/T1为0.08。
将实施例6的临时保护膜在温度为170℃、压力为6MPa、时间为10秒钟的条件下粘贴在被覆有钯的铜引线框(50mm×200mm、PPF)上,测定25℃下的粘接层与引线框的90度剥离强度(粘贴后剥离强度)。结果是90N/m,搬送时未发生剥离不良情况。
实施例6的临时保护膜的卷曲几乎没有,粘贴时的操作性良好。接着,与实施例1同样地测定实施例6的临时保护膜产生的翘曲(X)的结果是,翘曲(X)为0.3mm。
使用粘贴有实施例6的临时保护膜的引线框,与实施例1同样地进行半导体元件的粘接、假设了回流连接的加热、引线接合及密封层的形成,制作图4所示的封装体,任何工序均未发生问题。在密封成形后,在180℃下将临时保护膜从引线框和密封层上剥离(剥离速度:每分钟300mm)时,90度剥离强度(密封后剥离强度)为310N/m,在粘接层没有附着残留在引线框及密封层的情况下容易地将其剥离。所得封装体是图5的封装体多个连接而成的结构。然后将该封装体分割,制作图5所示的各具有1个半导体元件的封装体,工序中没有问题。
实施例7
作为支撑膜,使用厚度为25μm的聚酰亚胺膜(DU PONT-TORAY株式会社制、商品名:Kapton EN、20~200℃下的线膨胀系数为1.5×10-5/℃、200℃下加热60分钟后的加热收缩率为0.02%)。在该聚酰亚胺膜的单面上涂布5μm厚度的粘接剂形成用清漆1D。对该涂膜在100℃下加热10分钟、180℃下加热10分钟,从而进行干燥,在支撑膜的单面上形成厚度为1μm的粘接层,获得实施例7的临时保护膜。
粘接层的玻璃化转变温度为230℃、5%重量减少温度为435℃、200℃下的弹性模量为1500MPa。粘接层的厚度T2与支撑膜的厚度T1之比T2/T1为0.04。
将实施例7的临时保护膜在温度为230℃、压力为6MPa、时间为10秒钟的条件下粘贴在被覆有钯的铜引线框(50mm×200mm、PPF)上,测定25℃下的粘接层与引线框的90度剥离强度(粘贴后剥离强度)。结果为100N/m,搬送时未发生剥离不良情况。
实施例7的临时保护膜的卷曲几乎没有,粘贴时的操作性良好。接着,与实施例1同样地测定实施例7的临时保护膜产生的翘曲(X)的结果是,翘曲(X)为0.2mm。
使用粘贴有实施例7的临时保护膜的引线框,与实施例1同样地进行半导体元件的粘接、假设了回流连接的加热、引线接合及密封层的形成,制作图4所示的封装体,任何工序均未发生问题。在密封成形后,在180℃下将临时保护膜从引线框和密封层上剥离(剥离速度:每分钟300mm)时,90度剥离强度(密封后剥离强度)为430N/m,在粘接层没有附着残留在引线框及密封层的情况下容易地将其剥离。所得封装体是图5的封装体多个连接而成的结构。然后将该封装体分割,制作图5所示的各具有1个半导体元件的封装体,工序中没有问题。
比较例1
作为支撑膜,使用厚度为50μm的聚酰亚胺膜(DU PONT-TORAY株式会社制、商品名:Kapton EN、20~200℃下的线膨胀系数为1.5×10-5/℃、200℃下加热60分钟后的加热收缩率为0.02%)。在该聚酰亚胺膜的单面上涂布100μm厚度的粘接剂形成用清漆1C。对该涂膜在100℃下加热10分钟、300℃下加热10分钟,从而进行干燥,在支撑膜的单面上形成厚度为20μm的粘接层,获得图1构成的比较例1的临时保护膜。
粘接层的玻璃化转变温度为230℃、5%重量减少温度为452℃、200℃下的弹性模量为1500MPa。粘接层的厚度T2与支撑膜的厚度T1之比T2/T1为0.4。
接着,将制造例4制作的非粘接层形成用清漆4以95μm的厚度涂布在支撑膜的与设置有粘接层的面相反一侧的面上。对该涂膜在100℃下加热10分钟、300℃下加热10分钟,从而进行干燥,在支撑膜的单面上形成厚度为15μm的非粘接层。
该非粘接层的玻璃化转变温度为253℃、5%重量减少温度为416℃、200℃下的弹性模量为1700MPa。由此,获得如图2所示在支撑膜上的各单面上分别形成有粘接层和非粘接层的比较例1的临时保护膜。
将比较例1的临时保护膜在温度为230℃、压力为6MPa、时间为10秒钟的条件下粘贴在被覆有钯的铜引线框(50mm×200mm、PPF)上,测定25℃下的粘接层与引线框的90度剥离强度(粘贴后剥离强度)(剥离速度:每分钟300mm)。结果是,粘贴后剥离强度为15N/m,搬送时未发生剥离不良情况。将比较例1的临时保护膜的非粘接层的面上在250℃、压力为6MPa、时间为10秒钟的条件下粘贴在黄铜制的金属板上,测定25℃下的非粘接层与黄铜制金属板的90度剥离强度时,为0N/m,在工序中未发生粘附在模具或夹具上的不良情况。
比较例1的临时保护膜的卷曲几乎没有,粘贴时的操作性良好。接着,与实施例1同样地测定比较例1的临时保护膜产生的翘曲(X)的结果是,为0.2mm。
使用粘贴有比较例1的临时保护膜的引线框,与实施例1同样地进行半导体元件的粘接、假设了回流连接的加热、引线接合及密封层的形成,制作图4所示的封装体,任何工序均未发生问题。在密封成形后,在180℃下将临时保护膜从引线框和密封层上剥离时,由于粘接层与引线框及密封材料的粘接强度过强,因此膜断裂,未能剥下。粘接层与引线框及密封材料的180℃下的90度剥离强度由于膜断裂而未能测定,断裂时的剥离强度(密封后剥离强度)为2000N/m。
比较例2
作为支撑膜,使用厚度为25μm的表面经化学处理的聚酰亚胺膜(宇部兴产株式会社制UPILEX SGA)。在该聚酰亚胺膜的单面上涂布50μm厚度的粘接剂形成用清漆2C。对该涂膜在100℃下加热10分钟、300℃下加热10分钟,从而进行干燥,在支撑膜的单面上形成厚度为10μm的粘接层,获得图1构成的比较例2的临时保护膜。
粘接层的玻璃化转变温度为155℃、5%重量减少温度为421℃、200℃下的弹性模量为8MPa。粘接层的厚度T2与支撑膜的厚度T1之比T2/T1为0.4。
将制造例4制作的非粘接层形成用清漆4以40μm的厚度涂布在支撑膜的与设置有粘接层的面相反一侧的面上。对该涂膜在100℃下加热10分钟、300℃下加热10分钟,从而进行干燥,在支撑膜的单面上形成厚度为7μm的非粘接层。
该非粘接层的玻璃化转变温度为253℃、5%重量减少温度为416℃、200℃下的弹性模量为1700MPa。由此,获得如图6所示在支撑膜上的各单面上分别形成有粘接层和非粘接层的比较例2的临时保护膜。
将比较例2的临时保护膜在温度为210℃、压力为6MPa、时间为10秒钟的条件下粘贴在铜引线框(50mm×200mm、AgCu)上,测定25℃下的粘接层与引线框的90度剥离强度(粘贴后剥离强度)(剥离速度:每分钟300mm)。结果是,粘贴后剥离强度为150N/m,搬送时未发生剥离不良情况。
将比较例2的临时保护膜的非粘接层的面上在250℃、压力为6MPa、时间为10秒钟的条件下粘贴在黄铜制的金属板上,测定25℃下的非粘接层与黄铜制金属板的90度剥离强度时,为0N/m,在工序中未发生粘附在模具或夹具上的不良情况。
比较例2的临时保护膜的卷曲几乎没有,粘贴时的操作性良好。接着,与实施例1同样地测定比较例2的临时保护膜产生的翘曲(X)的结果是,为0.1mm。
使用粘贴有比较例2的临时保护膜的引线框,与实施例1同样地进行半导体元件的粘接、假设了回流连接的加热、引线接合及密封层的形成,制作图4所示的封装体,任何工序均未发生问题。在密封成形后,在180℃下将临时保护膜从引线框和密封层上剥离(剥离速度:每分钟300mm)时,90度剥离强度(密封后剥离强度)为900N/m,在剥离过程中胶带破损。
比较例3
作为支撑膜,使用具有经化学处理表面的厚度为25μm的聚酰亚胺膜(DU PONT-TORAY株式会社制、商品名:Kapton EN、20~200℃下的线膨胀系数为1.5×10-5/℃、200℃下加热60分钟后的加热收缩率为0.02%)。在该聚酰亚胺膜的单面上涂布25μm厚度的粘接剂形成用清漆2D。对该涂膜在100℃下加热10分钟、300℃下加热10分钟,从而进行干燥,在支撑膜的单面上形成厚度为10μm的粘接层,获得图1构成的比较例3的临时保护膜。
粘接层的玻璃化转变温度为155℃、5%重量减少温度为421℃、200℃下的弹性模量为8MPa。粘接层的厚度T2与支撑膜的厚度T1之比T2/T1为0.4。
将制造例4制作的非粘接层形成用清漆4以40μm的厚度涂布在支撑膜的与设置有粘接层的面相反一侧的面上。对该涂膜在100℃下加热10分钟、300℃下加热10分钟,从而进行干燥,在支撑膜的单面上形成厚度为7μm的非粘接层。
该非粘接层的玻璃化转变温度为253℃、5%重量减少温度为416℃、200℃下的弹性模量为1700MPa。由此,获得如图6所示在支撑膜上的各单面上分别形成有粘接层和非粘接层的比较例3的临时保护膜。
将比较例3的临时保护膜在温度为250℃、压力为8MPa、时间为10秒钟的条件下粘贴在被覆有钯的铜引线框(50mm×200mm、PPF)上,测定25℃下的粘接层与引线框的90度剥离强度(粘贴后剥离强度)(剥离速度:每分钟300mm)。结果是,粘贴后剥离强度为500N/m,搬送时未发生剥离不良情况。
将比较例3的临时保护膜的非粘接层的面上在250℃、压力为6MPa、时间为10秒钟的条件下粘贴在黄铜制的金属板上,测定25℃下的非粘接层与黄铜制金属板的90度剥离强度时,为0N/m,在工序中未发生粘附在模具或夹具上的不良情况。
比较例3的临时保护膜的卷曲几乎没有,粘贴时的操作性良好。接着,与实施例1同样地测定比较例3的临时保护膜产生的翘曲(X)的结果是,为0.1mm。
使用粘贴有比较例3的临时保护膜的引线框,与实施例1同样地进行半导体元件的粘接、假设了回流连接的加热、引线接合及密封层的形成,制作图4所示的封装体,任何工序均未发生问题。在密封成形后,在180℃下将临时保护膜从引线框和密封层上剥离(剥离速度:每分钟300mm)时,90度剥离强度(密封后剥离强度)为800N/m,在剥离过程中胶带破损。
实施例1~6的临时保护膜在180℃下可容易地从引线框及密封层上剥离。显示出通过使用实施例1~6的临时保护膜,能够以高的操作性和生产率制造半导体封装体。实施例1~6的临时保护膜在25℃下与引线框的密合性高,且即便经过最大温度400℃的回流连接的工序进行树脂密封后,也可在180℃下容易地从引线框及密封层上剥离,因此能够以高的操作性和生产率制造半导体封装体。与此相对,用密封材料对粘贴有临时保护膜的引线框进行密封后的粘接层与引线框及密封材料在180℃下的90度剥离强度超过600N/m的比较例1、2及3的临时保护膜由于粘接层与引线框及密封材料的粘接强度过强,因此膜断裂而未能剥下。
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表2
符号说明
1支撑膜、2粘接层、3非粘接层、10,10’临时保护膜、11引线框、11a芯片焊盘、11b内引线、12导线、13密封层、14半导体元件、20密封成形体、30卷轴体、31卷芯、32侧板、40包装袋、50包装体、60捆包箱、70捆包物、100半导体装置。

Claims (22)

1.一种半导体密封成形用临时保护膜,
其为在形成对搭载于引线框的半导体元件进行密封的密封层的密封成形的期间、用于对所述引线框进行临时保护的半导体密封成形用临时保护膜,
其具备支撑膜和设置在所述支撑膜的单面或两面上且含有树脂的粘接层,
在按照所述粘接层与所述引线框接触的方式将所述临时保护膜粘贴在具有芯片焊盘及内引线的所述引线框上时,所述粘接层与所述引线框之间的90度剥离强度在25℃下为5N/m以上,
在按照所述粘接层与所述引线框接触的方式将所述临时保护膜粘贴在所述引线框上,在所述芯片焊盘的与所述临时保护膜相反一侧的面上搭载半导体元件,接着对所述半导体元件、所述引线框及所述临时保护膜进行加热,然后形成在与所述粘接层接触的同时将所述半导体元件密封的密封层时,所述粘接层与所述引线框及所述密封层之间的90度剥离强度在180℃下为600N/m以下。
2.根据权利要求1所述的半导体密封成形用临时保护膜,其中,
所述粘接层进一步含有硅烷偶联剂,
所述硅烷偶联剂的含量相对于所述树脂的总量超过5质量%且为35质量%以下。
3.一种半导体密封成形用临时保护膜,其为在形成对搭载于引线框的半导体元件进行密封的密封层的密封成形的期间、用于对所述引线框进行临时保护的半导体密封成形用临时保护膜,
其具备支撑膜和设置在所述支撑膜的单面或两面上且含有树脂和硅烷偶联剂的粘接层,
所述硅烷偶联剂的含量相对于所述树脂的总量超过5质量%且为35质量%以下。
4.根据权利要求2或3所述的半导体密封成形用临时保护膜,其中,所述硅烷偶联剂由下述式(I)表示:
式中,R1、R2及R3各自独立地表示碳数为1~3的烷氧基、碳数为1~6的烷基或碳数为6~12的芳基,X由下述式(IIa)、(IIb)、(IIc)、(IId)或(IIe)表示:
这些化学式中,R4、R5及R6各自独立地表示碳数为1~6的烷基、碳数为6~12的芳基或氢原子,*表示与碳原子的键合部位。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的半导体密封成形用临时保护膜,其中,所述粘接层的玻璃化转变温度为100~300℃。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的半导体密封成形用临时保护膜,其中,所述树脂是具有酰胺基、酯基、酰亚胺基、醚基或磺基的热塑性树脂。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的半导体密封成形用临时保护膜,其中,所述粘接层的200℃下的弹性模量为1MPa以上。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的半导体密封成形用临时保护膜,其中,所述粘接层的厚度与所述支撑膜的厚度之比为0.5以下。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的半导体密封成形用临时保护膜,其中,所述粘接层的厚度为1~20μm。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的半导体密封成形用临时保护膜,其中,所述支撑膜是选自芳香族聚酰亚胺、芳香族聚酰胺、芳香族聚酰胺酰亚胺、芳香族聚砜、芳香族聚醚砜、聚苯硫醚、芳香族聚醚酮、聚芳酯、芳香族聚醚醚酮及聚萘二甲酸乙二醇酯中的聚合物的膜。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的半导体密封成形用临时保护膜,其中,所述支撑膜的玻璃化转变温度为200℃以上。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的半导体密封成形用临时保护膜,其中,所述支撑膜的厚度为5~100μm。
13.根据权利要求1~12中任一项所述的半导体密封成形用临时保护膜,其中,所述支撑膜的20~200℃下的线膨胀系数为3.0×10-5以下。
14.根据权利要求1~13中任一项所述的半导体密封成形用临时保护膜,其中,所述支撑膜在200℃下加热60分钟后的收缩率为0.15%以下。
15.根据权利要求1~14中任一项所述的半导体密封成形用临时保护膜,其中,
在所述支撑膜的单面上设置有所述粘接层,
该临时保护膜进一步具备设置于所述支撑膜的与设置有所述粘接层的面相反一侧的面上的非粘接层。
16.一种卷轴体,其具备卷芯和卷绕在所述卷芯上的权利要求1~15中任一项所述的半导体密封成形用临时保护膜。
17.一种包装体,其具备权利要求16所述的卷轴体和收容有所述卷轴体的包装袋。
18.一种捆包物,其具备权利要求17所述的包装体和收容有所述包装体的捆包箱。
19.一种带有临时保护膜的引线框,其具备:
具有芯片焊盘及内引线的引线框;和
权利要求1~15中任一项所述的半导体密封成形用临时保护膜,
所述临时保护膜按照其粘接层与所述引线框的单面接触的方式粘贴在所述引线框上。
20.一种带有临时保护膜的密封成形体,其具备:
具有芯片焊盘及内引线的引线框;
搭载于所述芯片焊盘的半导体元件;
将所述半导体元件与所述内引线连接的导线;
将所述半导体元件及所述导线密封的密封层;以及
权利要求1~15中任一项所述的半导体密封成形用临时保护膜,
所述临时保护膜按照其粘接层粘贴在所述引线框的与搭载有所述半导体元件的面相反一侧的面上。
21.一种制造半导体装置的方法,其依次具备以下工序:
将权利要求1~15中任一项所述的半导体密封成形用临时保护膜以其粘接层与引线框接触的朝向来粘贴在具有芯片焊盘及内引线的所述引线框的单面上的工序;
在所述芯片焊盘的与所述临时保护膜相反一侧的面上搭载半导体元件的工序;
设置将所述半导体元件与所述内引线连接的导线的工序;
形成将所述半导体元件及所述导线密封的密封层,从而获得具有所述引线框、所述半导体元件及所述密封层的密封成形体的工序;以及
将所述临时保护膜从所述密封成形体上剥离的工序。
22.根据权利要求21所述的方法,其中,
所述引线框具有多个所述芯片焊盘,在所述多个芯片焊盘的各个芯片焊盘上搭载所述半导体元件,
该方法进一步具备以下工序:在将所述临时保护膜从所述密封成形体上剥离之前或之后,将所述密封成形体进行分割,获得具有1个所述芯片焊盘及所述半导体元件的半导体装置。
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