JP2006216829A - 半導体モールド用バリ防止シート - Google Patents

Abstract

【課題】 従来、ＱＦＮ製造に用いられるバリ防止シートとしては、ダイボンドやワイヤーボンドにおける２５０℃以上の高温に耐えるために特殊な耐熱性フィルムを基材に用いていた。しかしながら、特殊耐熱性フィルムは高温でも弾性率が大きく、金型内で加圧されたときのリードフレーム形状への追従性が乏しいため、端子部のバリ発生を完全に抑止できるものではなかった。
【解決手段】 少なくとも基材樹脂層と粘着剤層の２層からなり、基材樹脂の１８０℃での引張弾性率が５ＭＰａ以上３００ＭＰａ以下である半導体モールド用バリ防止シート。前記基材樹脂がポリエチレンテレフタレートあるいはポリアミド樹脂あるいはポリカーボネートであることが好ましい。
【選択図】 なし

Description

本発明は、半導体モールド用のバリ防止シートに関し、さらに詳しくはＱＦＮ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｎｏｎ−ｌｅａｄ）タイプの半導体装置の製造に使用されるバリ防止シートに関する。
すなわち、リードフレームに半導体チップを実装し樹脂封止して半導体装置を製造する際に、リードフレームが形成する端子部へのモールド樹脂の浸入を防止する半導体モールド用バリ防止シートに関する。

パソコン、携帯電話、ゲーム機器等電子機器の小型化、薄型化、多機能化が進むなか、これらの機器に使用される電子部品の小型化、高集積化が必須となっている。
こうしたなかで従来のＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）、ＳＯＰ（Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ）等の周辺実装型に代わって、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）と呼ばれる面実装型のものが高密度実装可能なＩＣパッケージとして脚光を浴びている。ＣＳＰには、端子であるハンダボールをパッケージの底面に設置したＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｌｌｅｙ）やリードフレームを用いてＱＦＰの端子を小型化しパッケージ内に配したＱＦＮ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｎｏｎ−ｌｅａｄ）と呼ばれるものがある。ＱＦＮは、従来のリードフレーム、ワイヤーボンディング、樹脂封止（モールド）の技術および装置によって製造できるために、主に１００ピン以下のパッケージに採用されている。

このＱＦＮの製造方法としては以下のようなものがある。
リードフレームの片面に、耐熱性基材上に粘着剤層が形成されたバリ防止シート（「新型フィルム」又は「リリーフフィルム」ともいう）を圧着して貼り付ける。ついで、そのリードフレームのシート貼り付けの反対面に半導体チップを搭載し、ワイヤーによりリードと半導体チップを接続する。すべての半導体チップの搭載・接続後、トランスファーモールド法により封止樹脂で樹脂封止した後、リードフレームからバリ防止シートを剥がす。最後に１個のパッケージ毎にダイシングして個片化する（以上特許文献１〜４参照）。

特開２０００−１７４０６５号公報 特開２００１−２１７２６９号公報 特開２００１−２８４３７８号公報 特開２００２−２４００４６号公報

従来、ＱＦＮ製造に用いられるバリ防止シートとしては、ダイボンドやワイヤーボンドにおける２５０℃以上の高温に耐えるために特殊な耐熱性フィルムを基材に用いていた。
しかしながら、特殊耐熱性フィルムは高温でも弾性率が大きく、金型内で加圧されたときのリードフレーム形状への追従性が乏しいため、端子部のバリ発生を完全に抑止できるものではなかった。

本発明は、少なくとも基材樹脂層と粘着剤層の２層からなり、基材樹脂の１８０℃での引張弾性率が５ＭＰａ以上３００ＭＰａ以下である半導体モールド用バリ防止シートに関する。
また、本発明は、前記基材樹脂がポリエチレンテレフタレートあるいはポリアミド樹脂あるいはポリカーボネートである請求項１に記載の半導体モールド用バリ防止シートに関する。

本発明のバリ防止シートは、低温ワイヤーボンドに対応する適度な弾性率を有しワイヤーボンド時の不良が殆ど発生させず、またモールド時に封止材のバリを防止する。
このためＱＦＮタイプの半導体パッケージのバリ防止シートとして好適である。

近年、ＱＦＮ製造工程のうち高温となるダイボンド工程やワイヤーボンド工程の低温化が急速に進んでいる。そのため、バリ防止シートに２５０℃以上に耐えるような高度な耐熱性が必要ではなくなってきた。このような背景を受けて、本発明に係るバリ防止シートとして、基材にやや耐熱性の小さい１８０℃での引張弾性率が５ＭＰａ以上３００ＭＰａ以下である樹脂シートを使用することで、金型内で加圧されたときに金型とリードフレームとの間に介在してリードフレーム形状に追従することで密着し、端子部のバリ発生を防止するものである。１８０℃での引張弾性率が５ＭＰａ未満ではワイヤーボンド時にリードフレームを固定できず、ワイヤー切れ等の不具合が発生しやすくなる。また、型締め力をリードフレームに十分伝達できず、封止材の注入圧により密着が解かれバリが発生しやすくなる。また３００ＭＰａを超えるとリードフレーム形状への追従性が著しく低下しバリが発生しやすくなる。

１８０℃での引張弾性率が５ＭＰａ以上３００ＭＰａ以下である樹脂シートとしては、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂（ナイロン１２樹脂、ナイロン６樹脂、ナイロン６，６樹脂等）等がある。とくにコストの面からポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂が好ましい。

また、基材樹脂のＴｇは１８０℃以下であることが好ましい。１８０℃を超えるとモールド時の型締めによりフィルムが破壊される可能性がある。基材層の厚さは２０μｍ乃至１００μｍが好ましい。２０μｍ未満では十分な凹凸吸収性が得られず、バリが発生しやすくなる。また１００μｍを超えると一般的な金型の許容を超え、完全な型締めができなくなるとともに、コスト高となる。

粘着層材料としてはアクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、合成ゴム系粘着剤等が好適に用いられる。粘着層厚さはそれぞれの材料により適切な粘着力が得られる厚さとするが、好ましくは、１乃至４０μｍである。１μｍ未満では十分な密着性が得られず、４０μｍを超えるとコスト高となる。基材に粘着剤層を形成する前に、必要に応じ基材の粘着剤層を設ける面にコロナ処理、プラズマ処理、プライマー処理等の基材と粘着剤層とのアンカリング性を高くするような処理を予め施すことも可能である。

基材の上に粘着剤層を設置する方法としては、基材上に直接粘着剤の溶液あるいは融液を塗布し、乾燥あるいは冷却固着させるコーティング法、および剥離性フィルム上に粘着剤の溶液を塗布乾燥し、形成された粘着剤層を基材上に転写するラミネート法が使用される。

以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明の範囲はこれら実施例によって何等限定されるものではない。

厚さ５０μｍの２軸延伸ポリエチレンテレフタレートシート（ユニチカ製Ｓ−５０）を基材として使用し、片面にコロナ放電処理を施した本シートに、アクリルゴム（帝国化学産業（株）製：ＷＳ−０２３）１００重量部に対し、架橋剤としてコロネートＬ（日本ポリウレタン工業（株）商品名）を５重量部添加したものを７％のトルエン溶液として乾燥後の厚さが５μｍとなるように塗工乾燥してバリ防止シートを得た。

厚さ４０μｍの無延伸ナイロン６フィルム（宇部興産製ダイアミロン）を基材として使用し、片面にコロナ放電処理を施した本シートに、アクリルゴム（帝国化学産業（株）製：ＷＳ−０２３）１００重量部に対し、架橋剤としてコロネートＬ（日本ポリウレタン工業（株）商品名）を５重量部添加したものを７％のトルエン溶液として乾燥後の厚さが５μｍとなるように塗工乾燥してバリ防止シートを得た。

厚さ５０μｍのポリカーボネートフィルム（インターナショナルケミカル製ＬＥＸＬＯＮ）を基材としてを使用し、片面にコロナ放電処理を施した本シートに、アクリルゴム（帝国化学産業（株）製：ＷＳ−０２３）１００重量部に対し、架橋剤としてコロネートＬ（日本ポリウレタン工業（株）商品名）を５重量部添加したものを７％のトルエン溶液として乾燥後の厚さが５μｍとなるように塗工乾燥してバリ防止シートを得た。

比較例１
厚さ４０μｍのポリイミドフィルム（宇部興産製ユーピレックス）を基材としてを使用し、片面にコロナ放電処理を施した本シートに、アクリルゴム（帝国化学産業（株）製：ＷＳ−０２３）１００重量部に対し、架橋剤としてコロネートＬ（日本ポリウレタン工業（株）商品名）を５重量部添加したものを７％のトルエン溶液として乾燥後の厚さが５μｍとなるように塗工乾燥してバリ防止シートを得た。

比較例２
厚さ４０μｍのポリフェニルサルフォンフィルム（東レ製トレリナ）を基材としてを使用し、片面にコロナ放電処理を施した本シートに、アクリルゴム（帝国化学産業（株）製：ＷＳ−０２３）１００重量部に対し、架橋剤としてコロネートＬ（日本ポリウレタン工業（株）商品名）を５重量部添加したものを７％のトルエン溶液として乾燥後の厚さが５μｍとなるように塗工乾燥してバリ防止シートを得た。

比較例３
厚さ４０μｍの４・メチルペンテン・１フィルム（三井化学製オピュラン）を基材としてを使用し、片面にコロナ放電処理を施した本シートに、アクリルゴム（帝国化学産業（株）製：ＷＳ−０２３）１００重量部に対し、架橋剤としてコロネートＬ（日本ポリウレタン工業（株）商品名）を５重量部添加したものを７％のトルエン溶液として乾燥後の厚さが５μｍとなるように塗工乾燥してバリ防止シートを得た。

（バリ防止性確認試験）
上記実施例１〜３、比較例１〜３で作成したバリ防止シートを外寸１８０×５０ｍｍのＱＦＮ用リードフレーム（Ａｕ−Ｐｄ−ＮｉメッキＣｕリードフレーム、４×１５個の６０個マトリックス配列、パッケージサイズ１０×１０ｍｍ、６４ピン）にラミネートした。その後エポキシ系ダイアタッチ材でアルミ蒸着のダミーチップ（２．５ｍｍ角、厚さ０．５ｍｍ）をリードフレームのダイパット部に接着し、ワイヤーボンダー（カイジョー社製 商品名：ＦＢ１３１）で温度：１８０℃、周波数：１００ｋＨｚ、荷重：１５０ｇｆ、時間：１５ｍｓｅｃ／ピンの条件にてリードピン先端とダミーチップを金ワイヤーで接続した。このワイヤーボンドしたリードフレームをエポキシ系モールド樹脂（ビフェニルエポキシ系、フィラー量：７５重量％）で温度：１８０℃、圧力：１０ＭＰａ、トランスファー時間：３分間の条件でトランスファーモールドした。
バリ防止シートを剥離後、剥離面を顕微鏡で観察しリードピン、ダイパッドの部分に封止材が侵入しているパッケージの数量を計測した。

試験結果を表１に示す。バリは３００個のパッケージ中、封止材のバリが発生した比率を示す。

表１から明らかなように、本発明のバリ防止シートは、モールド時のバリ発生がなく良好であった。一方、比較例１〜３ではモールド時の封止材バリが発生した。

Claims (2)

1. 少なくとも基材樹脂層と粘着剤層の２層からなり、基材樹脂の１８０℃での引張弾性率が５ＭＰａ以上３００ＭＰａ以下である半導体モールド用バリ防止シート
2. 前記基材樹脂がポリエチレンテレフタレートあるいはポリアミド樹脂あるいはポリカーボネートである請求項１に記載の半導体モールド用バリ防止シート。