JP2002280403A

JP2002280403A - 半導体チップの樹脂封止方法及び半導体チップ樹脂封止用離型フィルム

Info

Publication number: JP2002280403A
Application number: JP2001077809A
Authority: JP
Inventors: Toshimitsu Tachibana; 俊光橘
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2001-03-19
Filing date: 2001-03-19
Publication date: 2002-09-27

Abstract

(57)【要約】【課題】離型フィルムの帯電による異物の吸着や放電
による回路の破損が生じにくい半導体チップの樹脂封止
方法、及びそれに用いる半導体チップ樹脂封止用離型フ
ィルムを提供する。【解決手段】半導体チップ２を配置した金型３，４内
に樹脂を注入・硬化させる際に、離型フィルムＦを樹脂
表面と金型内面とに介在させる半導体チップの樹脂封止
方法において、前記離型フィルムＦは、少なくとも片面
の表面抵抗率が１．０×１０¹⁰Ω／□以下のフッ素樹脂
フィルムであることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップを配
置した金型内に樹脂を注入・硬化させる際に、離型フィ
ルムを樹脂表面と金型内面とに介在させる半導体チップ
の樹脂封止方法、及びそれに用いる半導体チップ樹脂封
止用離型フィルムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体パッケージの小型軽量化に
伴ない、封止樹脂の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での強固な接着性を
保証する為に、樹脂に配合する離型剤量の低減が要求さ
れている。このため、硬化成型後の樹脂と金型との離型
性を確保すべく、離型性や耐熱性に優れるポリテトラフ
ルオロエチレン（以下ＰＴＦＥと略す）フィルム、エチ
レン−テトラフルオロエチレン共重合体（以下ＥＴＦＥ
と略す）フィルムなどのフッ素系樹脂フィルムを離型フ
ィルムとして使用することが提案されている（特開平８
−１９７５６７号公報、特開平８−１８６１４１号公
報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フッ素
系樹脂フィルムは、その分子構造に起因して非常に帯電
しやすく、特に上記の如き用途で使用する場合、ロール
状に巻回したものを使用するのが一般的であり、使用時
にロールから繰り出す際の剥離により、剥離帯電が生じ
易い。離型フィルムに帯電が生じた場合、成形を行う際
に半導体パッケージに接触するフィルム面に異物が吸着
され易くなり、この状態で成形を行うと、半導体パッケ
ージ表面に異物が転写される事となり、外観上の不具合
に繋がる問題が生じる。

【０００４】また、半導体チップを樹脂封止する際（成
形時）には、離型フィルムを介した状態で上下に配置さ
れた金型を閉じ、封止樹脂が充填されるが、フィルムの
帯電量が特に大きい場合には、半導体パッケージ部で放
電が起きる場合があり、半導体チップの回路に損傷が起
きる場合があるという問題もある。

【０００５】そこで、本発明の目的は、離型フィルムの
帯電による異物の吸着や放電による回路の破損が生じに
くい半導体チップの樹脂封止方法、及びそれに用いる半
導体チップ樹脂封止用離型フィルムを提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意研究した結果、離型フィルムとして特
定の表面抵抗率等を有するフッ素樹脂フィルムを用いれ
ば、上記の問題が発生することなく、良好に樹脂封止が
行なえることを見出し、本発明を完成するに至った。

【０００７】即ち、本発明の樹脂封止方法は、半導体チ
ップを配置した金型内に樹脂を注入・硬化させる際に、
離型フィルムを樹脂表面と金型内面とに介在させる半導
体チップの樹脂封止方法において、前記離型フィルム
は、少なくとも片面の表面抵抗率が１．０×１０¹⁰Ω／
□以下のフッ素樹脂フィルムであることを特徴とする。

【０００８】一方、本発明の離型フィルムは、半導体チ
ップの樹脂封止の際に樹脂表面と金型内面とに介在させ
て使用される離型フィルムであって、少なくとも片面の
表面抵抗率が１．０×１０¹⁰Ω／□以下のフッ素樹脂フ
ィルムであることを特徴とする。

【０００９】上記の離型フィルムは、１７５℃で１０分
間の加熱処理による縦方向及び横方向の寸法変化率が５
％以下であることが好ましい。

【００１０】［作用効果］本発明の樹脂封止方法による
と、樹脂表面と金型内面とに介在させる離型フィルムの
少なくとも片面の表面抵抗率が１．０×１０¹⁰Ω／□以
下のフッ素樹脂フィルムであるため、実施例の結果が示
すように、樹脂封止に伴う離型フィルムの帯電を効果的
に防止でき、異物の吸着や放電による回路の破損を生じ
にくくすることができる。このため、樹脂封止工程での
歩留りを向上させることが出来る。

【００１１】一方、本発明の離型フィルムによると、少
なくとも片面の表面抵抗率が１．０×１０¹⁰Ω／□以下
のフッ素樹脂フィルムであるため、これを金型内面に配
置することによって、上記の如く、樹脂封止に伴う離型
フィルムの帯電を効果的に防止でき、異物の吸着や放電
による回路の破損を生じにくくすることができ、樹脂封
止工程での歩留りを向上させることが出来る。

【００１２】また、離型フィルムが１７５℃で１０分間
の加熱処理による縦方向及び横方向の寸法変化率が５％
以下である場合、樹脂封止時の金型の加熱による寸法変
化が小さく、シワが発生し難いため、パッケージ表面の
外観が良好な加工をより確実に行なう事ができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００１４】本発明の半導体チップの樹脂封止方法は、
半導体チップを配置した金型内に樹脂を注入・硬化させ
る際に、離型フィルムを樹脂表面と金型内面とに介在さ
せるものである。本発明の対象となる半導体パッケージ
としては、半導体チップが樹脂で封止される構造のパッ
ケージであれば何れのパッケージについても適用可能で
ある。従って、半導体チップとしては、半導体チップが
基板や各種キャリアに搭載されているもの、電極や端子
を介してフレームに保持されているものなどが何れも使
用可能である。

【００１５】図１〜図２は、チップ２が予め基板６に搭
載された半導体チップの上部を樹脂で封止した構造を有
する半導体パッケージ（いわゆるＢＧＡ）を製造する際
の樹脂封止工程を示す工程図である。これを例にとり、
樹脂封止工程の概要をまず説明する。

【００１６】まず、図１に示すように、所定の温度に加
熱された樹脂封止用金型の下金型３にチップ２を搭載し
た基板６を配置し、上金型４に離型フィルムＦを配置す
る。その際、離型フィルムＦは、上金型４の吸引口４ａ
から真空吸着を行って、上金型４の内面に密着された状
態とするのが好ましい。吸引口４ａは、通常、四角形の
キャビティーの少なくとも４辺に設けられる。

【００１７】次いで図２に示すように、金型を閉じて、
加熱条件下で所定の成形圧力下で金型内に樹脂５を注入
して所定の成形時間で樹脂５を硬化させるトランスファ
ー成形を行なう。そして上金型４および離型フィルムＦ
を持ち上げ、パッケージの自重により離型フィルムＦを
剥離した後、ダイシング加工を行い基板１枚につき一つ
のチップが搭載された半導体パッケージを得る。

【００１８】本発明は、上記のような半導体チップの樹
脂封止方法において、離型フィルムが、少なくとも片面
の表面抵抗率が１．０×１０¹⁰Ω／□以下のフッ素樹脂
フィルムであることを特徴とし、好ましくは表面抵抗率
が１．０×１０⁸ 以下である。表面抵抗率が１．０×１
０¹⁰Ω／□を超える場合、目的とする帯電防止効果が得
られ難くなる為、好ましくない。なお、この離型フィル
ムは、少なくとも半導体パッケージと接触する側の面、
すなわち、封止加工時に封止樹脂と接触する側の面に、
上記表面抵抗率を有する面を配置するのが好ましい。

【００１９】このように、本発明の半導体チップの樹脂
封止方法は、少なくとも片面の表面抵抗率が１．０×１
０¹⁰Ω／□以下のフッ素樹脂フィルムである本発明の離
型フィルムを、半導体チップの樹脂封止の際に樹脂表面
と金型内面とに介在させて使用することを特徴とする。

【００２０】このようにフッ素樹脂フィルムの表面抵抗
率を下げる方法としては、金属被膜の形成、導電性塗膜
の形成、表面の親水化処理などの表面導電化処理、導電
性物質を樹脂に混入する体積的導電化処理、帯電防止剤
の使用などが挙げられる。本発明では、処理剤等の封止
樹脂表面への移行などを少なくして好適に樹脂封止を行
う上で、体積的導電化処理が好ましい。

【００２１】体積的導電化処理により本発明の離型フィ
ルムを得る方法としては、例えば耐熱性キャリアシート
上に、カーボンブラック、金属粉末、有機導電性化合物
等の導電性物質を配合したフッ素系のディスパージョン
を塗布し、これを樹脂の融点以上の温度で焼成すること
で製造することができる。この操作を複数回繰り返し所
定厚さのフィルムが得られた時点で、焼成フィルムをキ
ャリアシートから剥離して得ることができる。この場合
使用するディスパージョンとしては、ＰＴＦＥ、テトラ
フルオロエチレン−へキサフルオロプロピレン（以下Ｆ
ＥＰと略す）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロ
アルキルビニルエーテル共重合体（以下ＰＦＡと略す）
などを用いることが出来る。

【００２２】上記のようにキャスティング法で複数層が
積層形成された離型フィルムでは、その少なくとも１層
が導電性物質を含有していればよい。例えば裏表の何れ
か又は両側の表面が導電性物質を含有すると共に、残り
の層が導電性物質を含有しないものも、本発明における
表面抵抗率を得ながら機械的強度等を好適にする上で好
ましい。

【００２３】また、ＰＴＦＥモールディングパウダー等
に上記の粉末状等の導電性物質を配合し、これを加圧し
て予備成形した後、この予備成形体を加熱・焼成して円
筒状の成形体を得、この成形体を切削旋盤等により切削
して離型フィルムを製造してもよい。その場合、フィル
ムの歪みを取るために２５０〜３２０℃程度の加熱下で
１〜６％延伸する条件で加熱処理を行うことにより、１
７５℃で１０分間の加熱処理による縦方向及び横方向の
寸法変化率を小さく（例えば５％以下）することができ
る。

【００２４】更に、ＥＴＦＥ、ＦＥＰ等の溶融系のフッ
素樹脂に導電性物質を配合し、これを押出し機によりフ
ィルム状に押出す方法などでも製造可能である。

【００２５】従って、本発明の離型フィルムは、好まし
くは導電性物質をフィルム内部に含有（内添）するもの
であるが、導電性物質の平均粒子径としては、フィルム
の表面抵抗率、機械的強度、導電性物質の非脱離性など
を好適にする上で、１μｍ以下が好ましい。また、同様
の理由から、導電性物質の含有量は、フッ素樹脂１００
重量部に対して２〜１０重量部が好ましい。

【００２６】また、このフッ素系離型フィルムの１７５
℃で１０分間の加熱によるフィルムの縦方向および横方
向での寸法変化率が５％以下であることが好ましい。寸
法変化率が５％を超える場合、成形時に金型により離型
フィルムが加熱された時の収縮量または膨張量が大き
く、離型フィルムにシワが入りやすくなる。本発明で
は、離型フィルムにシワが発生した状態で成形を行う
と、シワの形状が半導体パッケージの封止樹脂面に直接
転写される事となる為、好ましくない。

【００２７】離型フィルムの厚さは１５μｍ以上１００
μｍ以下であることが好ましい。１５μｍ未満の場合、
封止加工時に金型面に真空吸着させた際、金型の凹凸部
でフィルムが伸ばされる事により、フィルムの裂けが生
じやすく、１００μｍを超える場合、真空吸着させても
金型の凹凸に追従しにくい傾向がある。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実
施例等について説明する。

【００２９】（実施例１）市販のＰＴＦＥ粉末濃度５０
重量％の水性ディスパージョン中に、平均粒子径０．２
μｍのカーボンブラックの水分散液をＰＴＦＥ１００重
量部に対し、カーボンブラック固形分が３重量部となる
ように配合する。この配合液を厚さ０．１ｍｍのポリイ
ミドシート（キャリアシート）に塗布する。そしてまず
９０℃で２分間加熱することにより分散媒である水の除
去を行い、次に３６０℃で２分間加熱することにより、
カーボンブラックを含むＰＴＦＥフィルムの形成および
該フィルムの焼成を行う。この操作を更に３回繰り返す
ことにより、製膜を行った後、ポリイミドシートから剥
離し、厚さ５０μｍの離型フィルムを得た。

【００３０】（実施例２）実施例１における、４回の積
層塗布の内、１回目と２回目については、カーボンブラ
ックの配合を行わず、ＰＴＦＥ粉末濃度５０重量％の水
性ディスパージョンのみの塗布を行う事以外は、実施例
１の内容に従い、厚さ５０μｍの離型フィルムを得た。

【００３１】（実施例３）カーボンブラック固形分の配
合を２重量部とする事以外は、実施例１の内容に従い、
厚さ５０μｍの離型フィルムを得た。

【００３２】（実施例４）ＰＴＦＥモールディングパウ
ダー中に、平均粒径が０．２μｍであるカーボンブラッ
ク粉末をＰＴＦＥ樹脂１００重量部に対し３重量部配合
する。次いで円筒形金型に充填し、２０ＭＰａで１時間
加圧する事により予備成形を行う。ついでこの予備成形
体を３８０℃で３時間加熱する事により円筒状の成形体
を得た。この成形体を切削旋盤により５５μｍ厚に切削
し、さらにシートの歪みを取るために３００℃に加熱し
た熱ロールに１分間接触させ、５％延伸する条件で加熱
処理を行うことによりＰＴＦＥフィルム（厚さ５０μ
ｍ）を得た。

【００３３】（比較例１）カーボンブラックの配合部数
を、１重量部とすること以外は実施例１の内容に従い、
厚さ５０μｍ離型フィルムを得た。

【００３４】（参考例１）シートの歪みを取る際の条件
を、８％延伸する条件で加熱処理を行う事以外は、実施
例４の内容に従い、厚さ４８μｍの離型フィルムを得
た。

【００３５】これらのフィルムを下記の方法により物性
評価を行ない、その結果を表１にまとめた。

【００３６】１．表面抵抗率以下に記す測定機を用い、印加電圧１００Ｖ、１分間の
測定条件にて２５℃、６０％ＲＨの雰囲気下で測定を実
施した。測定機：ハイレス夕ＩＰＭＣＰ−ＨＴ２６０
（三菱油化社製、プローブＨＲ）２．寸法変化率所定サイズに切り出したサンプルを１７５℃雰囲気下で
１０分間加熱処理を行ない、下式により加熱処理前の寸
法に対する加熱処理前後での寸法変化の絶対値の割合よ
り算出した。

【００３７】（寸法収縮率；％）＝｜ＬＩ−Ｌ２｜×１
００／Ｌ１ＬＩ：加熱処理前の寸法、Ｌ２：加熱処理後の寸法

【表１】 ※実施例２の表面抵抗率については、カーボン配合層側
の面の測定を行った。

【００３８】次に樹脂封止による評価について説明す
る。図１に示すように１７５℃に加熱された樹脂封止用
金型内にチップを搭載した状態の基板と封止用フィルム
を配置する。ここで、フィルムについては、真空吸着さ
れた状態で、上金型面に密着した状態にある。次いで図
２に示すように金型を閉じて１７５℃の加熱条件下で成
形圧力４．９ＭＰａで加圧した状態でトランスファーモ
ールドを行なった。なお成形時間１２０秒で樹脂を硬化
させた。そして上金型および封止用フィルムを持ち上げ
パッケージの自重により封止用フィルムを剥離させるこ
とにより、パッケージを得た。

【００３９】この様にして封止加工を行なった半導体パ
ッケージについて離型フィルムと接触している面の評価
および、成形性に関する評価を行った。実施例１〜４の
離型シートを用いた場合、問題とする異物の混入もな
く、またフィルムの破れによる樹脂漏れや、加熱による
寸法変化が原因となるシワの発生がほぼ起こることな
く、良好な成形を行う事が出来た。なお実施例２につい
ては、カーボンブラックを配合している面が封止樹脂に
接する側の面になるように使用した。

【００４０】これに対し、比較例１に関しては、フィル
ムの表面抵抗値が大きい事より、必要とする帯電防止効
果が不十分であり、成形時のフィルム面への異物の付着
および、成形後の半導体パッケージ表面に異物が混入す
る不具合の発生が生じる場合が見られた。参考例１に関
しては、帯電防止効果により異物の混入はなかったもの
の、フィルムの加熱による寸法変化率の特性差の影響
で、金型による加熱により、フィルムにシワが発生した
状態で上金型に吸着された。この状態で樹脂封止を行う
と、パッケージ面にもこのシワが転写する事となり、従
って外観上良好な加工を行なうためには、加熱による寸
法変化率の小さいフィルムが好適であることが確認され
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体チップの樹脂封止方法の一例を
示す工程図

【図２】本発明の半導体チップの樹脂封止方法の一例を
示す工程図

【符号の説明】

２半導体チップ３金型（下金型）４金型（上金型）５封止樹脂６基板Ｆ離型フィルム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体チップを配置した金型内に樹脂を
注入・硬化させる際に、離型フィルムを樹脂表面と金型
内面とに介在させる半導体チップの樹脂封止方法におい
て、前記離型フィルムは、少なくとも片面の表面抵抗率が
１．０×１０¹⁰Ω／□以下のフッ素樹脂フィルムである
ことを特徴とする半導体チップの樹脂封止方法。
【請求項２】半導体チップの樹脂封止の際に樹脂表面
と金型内面とに介在させて使用される離型フィルムであ
って、少なくとも片面の表面抵抗率が１．０×１０¹⁰Ω
／□以下のフッ素樹脂フィルムである半導体チップ樹脂
封止用離型フィルム。
【請求項３】１７５℃で１０分間の加熱処理による縦
方向及び横方向の寸法変化率が５％以下である請求項２
に記載の半導体チップ樹脂封止用離型フィルム。