JP2000100836A

JP2000100836A - 半導体チップの実装方法

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Publication number: JP2000100836A
Application number: JP27325798A
Authority: JP
Inventors: Kazutaka Shibata; 和孝柴田
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1998-09-28
Filing date: 1998-09-28
Publication date: 2000-04-07
Anticipated expiration: 2018-09-28
Also published as: JP3872218B2

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体チップとダイパッドなどの実装対象物
とを接合する接着剤の厚みを大きく確保できるようにす
る。【解決手段】所定の実装対象物２Ａ（２）に半導体チ
ップ３を実装する方法であって、上記実装対象物２Ａ
（２）上に第１接着層７０を形成した後に、この第１接
着層７０上に第２接着層７１をさらに形成し、上記第１
および第２接着層７０，７１を介して上記実装対象物２
Ａ（２）上に半導体チップ３を実装する。好ましくは、
上記第１および第２接着層７０，７１を、熱硬化性の接
着剤によって形成し、また上記第１接着層７０が完全に
熱硬化していない状態において、上記第１接着層７０上
に上記第２接着層７１を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、リードフレーム
や配線基板などの所定の実装対象物に半導体チップを実
装する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体装置としては、図７に
示したような構成のものがある。この種の半導体装置１
は、ダイパッド２上に実装された半導体チップ３と、樹
脂パッケージ６の内に形成された複数の内部リード５０
と、各内部リード５０にそれぞれ連続するとともに樹脂
パッケージ６の外部に形成された複数の外部リード５１
と、を有しており、各内部リード５０と半導体チップ３
の端子部（図示略）との間がワイヤ４を介して接続され
た構成とされている。

【０００３】このような構成の半導体装置１を製造する
場合には、金属板を打ち抜き形成することによって得ら
れる、いわゆるリードフレームが使用される。図８に示
したように、まずダイパッド２上に、たとえば熱硬化性
樹脂製などの接着剤７を介して半導体チップ３が実装さ
れる。具体的には、ダイパッド２上に液状ないし固体状
の接着剤７を塗布または載置し、粘液状態とされた接着
剤７上に半導体チップ３を圧し付けるようにして載置し
た状態で接着剤７を加熱硬化することによってダイパッ
ド２上に半導体チップ３が実装固定される。そして、半
導体チップ３の上面に形成された端子部と、各内部リー
ド５０との間をワイヤ４を介して接続した後に半導体チ
ップ３、ワイヤ４および内部リード５０を封止するよう
にして樹脂パッケージ６が形成される。さらに、リード
カット工程およびリードフォーミング工程などを経て図
７に示したような半導体装置１が得られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した構
成の半導体装置１では、ダイパッド２上に半導体チップ
３を実装した後にワイヤボンディングを行い、樹脂パッ
ケージ６を形成することから、ワイヤボンディング工程
や樹脂パッケージング工程において半導体チップ３とダ
イパッド２とを接続している接着剤７が加熱されること
になる。また、上記構成の半導体装置１は、チップ抵抗
器などの他の電子部品とともにプリント配線基板などに
ハンダなどを用いて実装されるため、このときにも上記
接着剤７が加熱される。このように、上記接着剤７は、
半導体チップ３が実装された後においても、加熱・冷却
が繰り返され、このときに接着剤７と半導体チップ３お
よびダイパッド２との間に応力が集中することになる。
したがって、加熱・冷却の繰り返しによる応力集中を緩
和すべく、上記接着剤７の厚みを比較的に大きく（たと
えば５０μｍ以上）維持しつつ半導体チップ３をダイパ
ッド２上に実装する必要がある。

【０００５】しかしながら、従来においては、完全に液
状化された接着剤７上に半導体チップ３を圧し付けて載
置し、これを加熱硬化させることによって半導体チップ
３を実装していたため、接着剤７を厚みを比較的に大き
く維持しつつ半導体チップ３を実装するのは困難であっ
た。このため、半導体チップ３を圧し付けずに液状化し
た接着剤７上に自然状態で載置し、この状態で接着剤７
を硬化させることも考えられる。ところが、これでは接
着剤７の厚みが均一とならず、また所望部位に半導体チ
ップ３が実装固定されるとは限らないため、後に行われ
るワイヤボンディング工程におけるワイヤボンディング
精度に影響を与えかねないし、しかも半導体チップ３と
接着剤７との間の接合力の面においても問題がある。

【０００６】本願発明は、上記した事情のもとで考え出
されたものであって、半導体チップとダイパッドなどの
実装対象物とを接合する接着剤の厚みを大きく確保でき
るようにすることをその課題としている。

【０００７】

【発明の開示】上記の課題を解決するため、本願発明で
は、次の技術的手段を講じている。

【０００８】すなわち、本願発明により提供される半導
体チップの実装方法は、所定の実装対象物に半導体チッ
プを実装する方法であって、上記実装対象物上に第１接
着層を形成した後に、この第１接着層上に第２接着層を
さらに形成し、上記第１接着層および第２接着層を介し
て上記実装対象物上に半導体チップを実装することを特
徴としている。上記実装対象物としては、金属板を打ち
抜き形成することによって得られる半導体装置製造用の
リードフレーム、あるいは絶縁性基板の表面に上記半導
体チップの端子部と導通接続される端子部が形成された
配線基板などが挙げられる。なお、ここでいう「配線基
板」は、半導体装置を製造する際に使用されるポリイミ
ド樹脂製などの半導体装置製造用の基板や、半導体チッ
プやチップ抵抗器などの各種の電子部品が実装されるプ
リント配線基板の双方が含まれるものとする。

【０００９】実装対象物に対して半導体チップをフェイ
スダウン方式、すなわち半導体チップの端子部形成面を
実装対象物に対面させて実装する場合には、絶縁性を有
する組成物によって上記各接着層を形成するのが好まし
い。一方、フェイスアップ方式、すなわち半導体チップ
の端子部形成面を上方に向けるようにして半導体チップ
を実装する場合には、上記各接着層は必ずしも絶縁性を
有する組成物によって形成する必要はなく、導体成分に
よって各接着層を形成してもよい。

【００１０】好ましい実施の形態においては、上記第１
接着層および第２接着層は、熱硬化性の接着剤、たとえ
ばエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含む接着剤が好適
に採用される。

【００１１】熱硬化性の接着剤を用いた場合には、加熱
状態において第１接着層を形成し、引き続き加熱された
状態において第２接着層を形成すれば、まず第１接着層
が熱硬化し始め、次いで形成される第２接着層が熱硬化
し始めることになる。そして、第２接着層上には、この
第２接着層が完全に硬化しきらない粘液状態において半
導体チップを圧し付けられ、載置される。

【００１２】このようにして、第２接着層に半導体チッ
プを圧し付けた場合には、第１接着層が先に硬化し始め
ているので、第２接着層は容易に圧し潰されるが、第１
接着層は第２接着層に比較して圧し潰されにくい。この
ため、従来のように接着層が単層で構成されている場合
と比較して本願発明では接着層の厚みを大きくすること
ができる。

【００１３】したがって、本願発明では、たとえば半導
体チップの実装工程の後において行われるワイヤボンデ
ィング工程や樹脂パッケージング工程、あるいは半導体
装置をプリント配線基板に実装する工程において加熱・
冷却が繰り返されたとしても、厚みが大きくされた接着
層によって半導体チップと実装対象物との間に作用する
応力を緩和することができる。そして、半導体チップと
実装対象物の間の接合状態を良好に維持することができ
る。

【００１４】なお、上記接着剤としては、常温で固体状
あるいは液体状のいずれでもよく、また第１接着層を形
成する接着剤と第２接着層を形成する接着剤とは、同じ
組成物であっても異なる組成物であってもよい。

【００１５】好ましい実施の形態においてはさらに、上
記第１接着層が完全に熱硬化していない状態において、
上記第１接着層上に上記第２接着層が形成される。

【００１６】このようにすれば、第１接着層がある程度
硬化した状態において第２接着層が形成され、この第２
接着層上に半導体チップが圧し付けられて実装されるこ
とから、第１および第２からなる接着層全体の厚みをよ
り確実に大きくすることができる。そして、第１接着層
が完全に熱硬化していない状態において第２接着層が形
成されることから、第１接着層が完全に熱硬化した場合
と比較して第１接着層と第２接着層との間の接合性が良
好なものとされる。

【００１７】なお、第１接着層および第２接着層をそれ
ぞれ異なる接着剤によって形成してもよいのは上記した
通りであるが、この場合には、上記第１接着層を上記第
２接着層よりも熱硬化速度が小さい接着剤によって形成
してもよい。このようにすれば、第１接着層の硬化具合
を容易コントロールでき、所望の硬化状態とされた第１
接着層上に第２接着層を形成することができる。

【００１８】本願発明のその他の特徴および利点は、添
付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より
明らかとなろう。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の好ましい実施の
形態を、図面を参照して具体的に説明する。

【００２０】図１は、本願発明の係る半導体チップの実
装方法が適用された半導体装置の一例を表す全体斜視
図、図２は、図１のII−II線に沿う断面図である。な
お、従来の半導体チップの実装方法を説明するために参
照した図面に表されていた部材および要素などと同等な
ものには同一の符号を付してある。

【００２１】図１および図２に示したように、上記半導
体装置１は、ダイパッド２上に実装された半導体チップ
３と、この半導体チップ３とワイヤ４を介して導通接続
された複数のリード端子５と、を備えており、半導体チ
ップ３やワイヤ４などが樹脂パッケージ６によって封止
されている。

【００２２】半導体チップ３は、たとえばＩＣやＬＳＩ
などのベアチップであり、図２に良く表れているように
第１接着層７０および第２接着層７１からなる接着層７
を介してダイパッド２上に機械的に接続されている。各
接着層７０，７１は、たとえば熱硬化性樹脂としてのエ
ポキシ樹脂を含む接着剤などによってそれぞれ形成され
ている。

【００２３】リード端子５は、樹脂パッケージ６内に封
止された内部リード５０と、この内部リード５０に連続
するとともに樹脂パッケージ６の外部に形成された外部
リード５１とを有している。各外部リード５１は、クラ
ンク状に折り曲げられており、その先端部が樹脂パッケ
ージ６の底面と同一高さ位置において水平に延びるよう
になされている。すなわち、この水平状とされた部分に
おいてプリント配線基板などと接続されて半導体装置１
がプリント配線基板などに面実装されるようになされて
いる。

【００２４】次に、上記構成の半導体装置１の製造方法
を、本願発明に係る半導体チップの実装方法を含めて図
３ないし図６を参照しつつ具体的に説明する。便宜上、
半導体装置１の製造に使用されるリードフレーム２Ａに
ついて先に図３を参照しつつ説明する。

【００２５】図３に示したように、上記リードフレーム
２Ａは、長手方向に延びる一対のサイドフレーム２０，
２０を有しており、これらのサイドフレーム２０，２０
の間が幅方向に延びるようにして一定間隔毎に設けられ
た複数のクロスフレーム２１，…によって掛け渡されて
いる。各サイドフレーム２０，２０および隣合うクロス
フレーム２１，２１によって囲まれる領域内２Ｂには、
後において上記半導体装置１の構成要素となるべきダイ
パッド２、内部リード５０および外部リード５１が打ち
抜き形成されている。上記領域２Ｂ内には、４つのタイ
バー２２，…を四辺とする矩形領域２Ｃが規定されてお
り、この矩形領域２Ｃ内にダイパッド２の四隅部が吊り
リード２３，…を介して支持されている。各タイバー２
２からは、ダイパッド２側に向けて先端部が延びるよう
にして内部リード５０が複数形成されており、各内部リ
ード５０に連続して矩形領域２Ｃの外方側に外部リード
が延出形成されている。

【００２６】上記のような形態とされたリードフレーム
２Ａでは、まずダイパッド２上に半導体チップ３が実装
される。半導体チップ３の実装工程は、ダイパッド上に
第１接着層７０を形成する工程と、この第１接着層７０
上に第２接着層７１を形成する工程と、第２接着層７１
上に半導体チップ３を載置し、固定する工程からなる。

【００２７】ダイパッド上に第１接着層７０を形成する
工程は、図４に示したようにダイパッド２上に粘液状と
された接着剤７０を塗布することにより行われる。具体
的には、まずヒータなどが組み込まれた支持台９を予め
加熱しておき、この支持台９上にリードフレーム２Ａを
載置する。そして、シリンジ８などから粘液状とされた
接着剤７０を吐出させ、これをダイパッド２上に塗布す
る。

【００２８】なお、接着剤７０としては、エポキシ樹脂
などの熱硬化性樹脂を含むものが採用される。もちろ
ん、接着剤としては、シート状された固体接着剤をしよ
うしてもよいし、また常温硬化性の接着剤を用いてもよ
い。常温硬化性の接着剤を用い場合には、リードフレー
ム２Ａを予熱しておく必要はない。

【００２９】第２接着層７１を形成する工程は、図５に
示したように引き続き支持台９を加熱しておき、第１接
着層７１と同様にシリンジ８などから粘液状とされた接
着剤７０を吐出させ、これを第２接着層７１上に塗布す
ることにより行われる。第２接着層７１の形成工程は、
第１接着層７０が完全に硬化した状態において行っても
よいし、ほとんど硬化せずあるいはある程度硬化した状
態において行ってもよい。後述するように、第１接着層
７０と第２接着層７１との間の接合強度を十分に確保し
つつ、第１および第２接着層７０，７１からなる接着層
７を厚みを十分に確保するためには、第１接着層７０が
ある程度硬化した状態において第２接着層７１を形成す
るのが好ましい。

【００３０】なお、第２接着層７１を形成する接着剤と
しては、第１接着層７０を形成する接着剤と同種のもの
であってもよいが、第２接着層７１用としては、第１接
着層７０用よりも熱硬化速度が大きいものを採用するの
が好ましい。

【００３１】半導体チップ３を載置し、固定する工程
は、図６に示したように第２接着層７１が十分に熱硬化
していない状態において行われる。すなわち、粘液状態
が維持された第２接着層７１上に半導体チップ３を圧し
付けるようにして載置し、各接着層７０，７１を熱硬化
させることによって半導体チップ３がダイパッド２上に
実装固定される。

【００３２】この工程においては、十分に熱硬化せずに
粘液状態が維持された第２接着層７１上に、半導体チッ
プ３が圧し付けられることから、第２接着層７１が圧し
潰される。一方、第１接着層７０は、先に形成されてい
ることから、半導体チップ３が圧し付けられたときに
は、ある程度は熱硬化している。このため、第１接着層
７０がさほど圧し潰されずに接着層７が硬化するため、
従来のように接着層が単層とされた場合と比較て厚みを
大きくすることができる。

【００３３】また、第１接着層７０を意図的にある程度
まで熱硬化させた状態で第２接着層７１を形成した場合
には、より確実に接着層７の厚みを十分に確保すること
ができる。しかも、第１接着層７０が完全に熱硬化した
状態で第２接着層７１を形成するものではないため、当
然に第１接着層７０と第２接着層７１との間の接合性は
良好なものとされる。

【００３４】第１接着層７０を形成する接着剤として、
第２接着層７１を形成する接着剤よりも熱硬化速度の小
さいものを採用することができるのは上記した通りであ
る。この場合、第１接着層７０の熱硬化速度が比較的に
小さいために第１接着層の硬化具合をコントロールする
のが容易であり、第１接着層７０が所望の状態にまで熱
硬化したときに第２接着層７１を形成することが容易と
なる。

【００３５】このようにして半導体チップ３が実装され
た場合には、半導体チップ３に形成された端子部（図示
略）と、リードフレーム２Ａの内部リード５０との間が
ワイヤ４によって結線される。次に、ダイパッド２、半
導体チップ３、ワイヤ４および内部リード５０が樹脂パ
ッケージ６によって封止される。この工程は、たとえば
型締め状態においてキャビティ空間が形成される上下の
金型を用いたトランスファーモールド法などが採用され
る。そして、タイバーカット、リードカットおよびリー
ドフォーミング工程などを経て図１および図２に示した
ような半導体装置１が得られる。

【００３６】上記したワイヤボンディング工程では、ワ
イヤ４と内部リード５０や半導体チップ３の端子部との
間の接合性を高めるべく、リードフレーム２Ａが加熱さ
れる。また、樹脂パッケージング工程では、溶融した樹
脂が上記キャビティ空間内に注入されて半導体チップ３
ないしダイパッド２が加熱される。このように、半導体
チップ３をダイパッド２上に実装した後においても、ワ
イヤボンディング工程や樹脂パッケージング工程によっ
て半導体チップ３ないしダイパッド２、すなわちこれら
を接合している接着層７が加熱される。本願発明では、
接着層を２層構造とすることによって厚みが十分に確保
されているので、たとえワイヤボンディング工程や樹脂
パッケージング工程において加熱・冷却が繰り返された
としても、半導体チップ３とダイパッド２との間の接合
状態が良好に維持される。

【００３７】上記した製造方法によって得られた半導体
装置１は、既述の通りプリント配線基板などに面実装さ
れるが、この実装にはいわゆるハンダリフローの手法な
どが採用される。このため、半導体装置１を実装する工
程においも加熱・冷却が繰り返されるが、この場合も同
様に半導体チップ３とダイパッド２との間の接合状態が
良好に維持される。

【００３８】なお、本実施形態では、接着層７が２層構
造とされた場合について説明したが、接着層７が３層以
上とされた場合であっても同様な効果が得られるのはい
うまでもない。

【００３９】また、本実施形態では、リードフレーム２
Ａのダイパッド２上に半導体チップ３を実装する場合に
ついて説明したが、本願発明の技術思想はその他の実装
対象物に半導体チップ３を実装する場合にも適用するこ
とができる。すなわち、実装対象物としては、リードフ
レーム２Ａ（ダイパッド２）に限定されず、たとえばポ
リイミド樹脂製などの半導体装置製造用の基板なども挙
げられる。もちろん、、プリント配線基板上にベアチッ
プを実装する場合にも本願発明の技術思想を適用するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の係る半導体チップの実装方法が適用
された半導体装置の一例を表す全体斜視図である。

【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。

【図３】本願発明の係る半導体チップの実装方法におけ
る実装対象としてのリードフレームの一例を表す平面図
である。

【図４】本願発明の半導体チップの実装方法を説明する
ための要部断面図である。

【図５】本願発明の半導体チップの実装方法を説明する
ための要部断面図である。

【図６】本願発明の半導体チップの実装方法を説明する
ための要部断面図である。

【図７】従来の半導体チップの実装方法が適用された半
導体装置の一例を表す断面図である。

【図８】従来の半導体チップの実装方法を説明するため
の要部断面図である。

【符号の説明】

１半導体装置２Ａリードフレーム２ダイパッド３半導体チップ７０第１接着層７１第２接着層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の実装対象物に半導体チップを実装
する方法であって、上記実装対象物上に第１接着層を形成した後に、この第
１接着層上に第２接着層をさらに形成し、上記第１接着
層および第２接着層を介して上記実装対象物上に半導体
チップを実装することを特徴とする、半導体チップの実
装方法。
【請求項２】上記第１接着層および第２接着層は、熱
硬化性の接着剤によって形成される、請求項１に記載の
半導体チップの実装方法。
【請求項３】上記第１接着層が完全に硬化していない
状態において、上記第１接着層上に上記第２接着層を形
成する、請求項２に記載の半導体チップの実装方法。
【請求項４】上記第１接着層は、上記第２接着層より
も硬化速度が小さい接着剤によって形成される、請求項
２または３に記載の半導体チップの実装方法。
【請求項５】上記実装対象物は、金属板を打ち抜き形
成することによって得られる半導体装置製造用のリード
フレームである、請求項１ないし４のいずれかに記載の
半導体チップの実装方法。
【請求項６】上記実装対象物は、絶縁性基材の表面に
上記半導体チップの端子部と導通接続される端子部が形
成された配線基板である、請求項１ないし４のいずれか
に記載の半導体チップの実装方法。