JP2007123710A - 半導体装置製造用接着シート及び半導体装置並びにその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シリコーン粘着剤等を使用することによって生じる様なアウトガス成分の発生を抑制することができるとともに、ＱＦＮ等の半導体装置の製造に用いた場合に、熱硬化型接着剤のワイヤボンディング性、モールドフラッシュ特性を維持したまま、糊残りを防止することができ、半導体装置の不良品化を防止することができる半導体装置製造用接着シート及び半導体装置並びにその製造方法を提供すること。
【解決手段】半導体装置のリードフレーム２０または配線基板に剥離可能に貼着される半導体装置製造用接着シート１０において、基材、及び熱硬化性樹脂成分（ａ）と、熱可塑性樹脂成分（ｂ）と、フッ素系添加剤（ｃ）とを含有した接着剤層を具備することを特徴とする半導体装置製造用接着シート。
【選択図】図２

Description

本発明は半導体装置製造用接着シート及び半導体装置並びにその製造方法に関する。

近年、携帯型パソコン、携帯電話等の電子機器の小型化、多機能化に伴い、電子機器を構成する電子部品の小型化、高集積化の他、電子部品の高密度実装技術が必要になっている。このような背景下、従来のＱＦＰ(Quad Flat Package)やＳＯＰ(Small Outline Package)等の周辺実装型の半導体装置に代わって、高密度実装が可能なＣＳＰ(Chip Scale Pakeage)等の面実装型の半導体装置が注目されている。また、ＣＳＰの中でも特にＱＦＮ(Quad Flat Non-leaded)は、従来の半導体装置の製造技術を適用して製造できるため好適であり、主に１００ピン以下の少端子型の半導体装置として用いられている。

従来、ＱＦＮの製造方法として、概略下記の方法が知られている。
はじめに、接着シート貼着工程において、リードフレームの一方の面に接着シートを貼着し、次いで、ダイアタッチ工程において、リードフレームに複数形成された半導体素子搭載部（ダイパッド部）に、ＩＣチップ等の半導体素子を各々搭載する。次に、ワイヤボンディング工程において、リードフレームの各半導体素子搭載部の外周に沿って配設された複数のリードと半導体素子とをボンディングワイヤにより電気的に接続する。次に、樹脂封止工程において、リードフレームに搭載された半導体素子を封止樹脂により封止する。その後、接着シート剥離工程において、接着シートをリードフレームから剥離することにより、複数のＱＦＮが配列されたＱＦＮユニットを形成することができる。最後に、ダイシング工程において、このＱＦＮユニットを各ＱＦＮの外周に沿ってダイシングすることにより、複数のＱＦＮを同時に製造することができる。

従来、上記概略説明したＱＦＮの製造方法においては、シリコーン粘着剤を使用した接着シートが使用されてきた（例えば、特許文献１参照）。しかし、シリコーン粘着剤を使用した場合においては、シリコン粘着剤に起因するモールドフラッシュの問題や、リードフレームの半導体素子搭載部に半導体を搭載した後、ワイヤボンディング工程直前までにかかる熱履歴で、接着シートのシリコーン粘着剤から発生するアウトガス成分がリードフレーム表面に付着し、ボンディングワイヤの接合不良による歩留低下問題、リードフレームと封止樹脂との密着性低下による半導体装置の信頼性の低下を生じることがあった。
そこで、この問題の改善を目的として、熱硬化型接着剤を適用した接着テープの開発が行われている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００２−１８４８０１号公報 特開２００３−３３６０１５号公報

ところで、ワイヤボンディング工程前にプラズマクリーニングを実施して表面に付着した不純物を除去することにより、ワイヤボンディング特性をさらに向上させることが一般化している。
しかしながら、上記熱硬化型接着剤を使用した従来の半導体装置製造用接着シートを用いた場合、半導体装置製造用接着シートの接着剤露出面表層がプラズマクリーニングにより粗化され、半導体用接着シートの剥離時に、半導体装置の接続端子、封止樹脂面への接着剤移行（以下「糊残り」と表記することがある）が発生することがある。このような糊残りが発生した場合に、封止樹脂により封止した部分や、その近傍のリードの外部接続端子部分に接着剤が付着するため、製造された半導体装置を配線基板等に実装する際に、接続不良が発生する恐れがある。

本発明は前記課題を解決するためになされたもので、シリコーン粘着剤等を使用することによって生じる様なアウトガス成分の発生を抑制することができるとともに、ＱＦＮ等の半導体装置の製造に用いた場合に、熱硬化型接着剤のワイヤボンディング性、モールドフラッシュ特性を維持したまま、糊残りを防止することができ、半導体装置の不良品化を防止することができる半導体装置製造用接着シート及び半導体装置並びにその製造方法を提供することを目的とする。
また、ワイヤボンディング工程前にプラズマクリーニングを実施しなくてもワイヤボンディング特性が良好であり、リードフレームと封止樹脂との密着性低下が生じにくく半導体装置の信頼性が優れる半導体装置を得ることができる半導体装置製造用接着シート及び半導体装置並びにその製造方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、半導体装置のリードフレームまたは配線基板に剥離可能に貼着される半導体装置製造用接着シートにおいて、基材及び、熱硬化性樹脂成分（ａ）と、熱可塑性樹脂成分（ｂ）と、フッ素系添加剤（ｃ）とを含有した接着剤層を具備することを特徴とする半導体装置製造用接着シートである。
前記フッ素系添加剤（ｃ）は、含フッ素グラフトポリマー、含フッ素ブロックコポリマー及び含フッ素脂肪族系ポリマーエステルからなる群から選ばれる１種以上であることが好ましい。
また、本発明の半導体装置製造用接着シートにおいては、半導体装置のリードフレームに貼着して硬化した接着剤層の１５０〜２００℃における接着強度が０.０３〜５Ｎ／ｃｍであることが好ましい。
また、前記基材が、ガラス転移温度が１５０℃以上、熱膨張係数が５〜５０ｐｐｍ／℃の耐熱性フィルムであることが好ましい。
さらに、接着剤層の片面に保護フィルムが設けられていることが好ましい。

本発明の第２の態様は、本発明の半導体装置製造用接着シートを用いて製造されたことを特徴とする半導体装置である。

本発明の第３の態様は、本発明の半導体装置製造用接着シートを用いて製造することを特徴とする半導体装置の製造方法である。

本発明においては、シリコーン粘着剤等を使用することによって生じる様なアウトガス成分の発生を抑制することができるとともに、ＱＦＮ等の半導体装置の製造に用いた場合に、熱硬化型接着剤のワイヤボンディング性、モールドフラッシュ特性を維持したまま、糊残りを防止することができ、半導体装置の不良品化を防止することができる半導体装置製造用接着シート及び半導体装置並びにその製造方法を提供することができる。
また、ワイヤボンディング工程前にプラズマクリーニングを実施しなくてもワイヤボンディング特性が良好であり、リードフレームと封止樹脂との密着性低下が生じにくく半導体装置の信頼性が優れる半導体装置を得ることができる半導体装置製造用接着シート及び半導体装置並びにその製造方法を提供することができる。

以下、本発明について詳述する。
本発明の接着シートは、半導体装置のリードフレームまたは配線基板に剥離可能に貼着されるものである。ここで、リードフレームとは、金属板をエッチング又はプレス等により導体パターンを形成したものであり、配線基板とは、電気絶縁性基板の表面（または内面を含むことがある）に、導体パターンを導電性材料で形成し、固着したもののことである。
尚、以下の説明では、便宜的に、リードフレームを貼着対象として説明するが、配線基板に対しても同様である。

本発明の接着シートは、基材と、接着剤層とを有するものである。
基材としては、耐熱性のあるもの、例えば、耐熱性樹脂フィルムや金属箔等を挙げることができる。
本発明の接着シートを用いてＱＦＮ等の半導体装置を製造する際に、接着シートは、ダイアタッチ工程、ワイヤボンディング工程、樹脂封止工程において、１５０〜２５０℃の高温に曝されるが、基材として耐熱性樹脂フィルムを用いる場合、該耐熱性フィルムの熱膨張係数はガラス転移温度（Ｔｇ）以上になると急激に増加し、金属製のリードフレームとの熱膨張差が大きくなるため、室温に戻した際に、耐熱性フィルムとリードフレームに反りが発生する恐れがある。そして、このように、耐熱性フィルムとリードフレームに反りが発生した場合には、樹脂封止工程において、金型の位置決めピンにリードフレームを装着することができず、位置ずれ不良を起こす恐れがある。
したがって、基材として耐熱性フィルムを用いる場合、ガラス転移温度が１５０℃以上の耐熱性フィルムであることが好ましく、更に１８０℃以上であることがより好ましい。
また、耐熱性フィルムの１５０〜２５０℃における熱膨張係数が５〜５０ｐｐｍ／℃であることが好ましく、更に１０〜３０ｐｐｍ／℃であることがより好ましい。かかる特性を有する耐熱性フィルムとしては、ポリイミド、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、トリアセチルセルロース、ポリエーテルイミド等からなるフィルムを例示することができる。

また、基材として金属箔を用いる場合においても、前記耐熱性フィルムと同様の理由から、金属箔の１５０〜２５０℃における熱膨張係数が５〜５０ｐｐｍ／℃であることが好ましく、更に１０〜３０ｐｐｍ／℃であることがより好ましい。金属としては、金、銀、銅、白金、アルミニウム、マグネシウム、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛、パラジウム、カドミウム、インジウム、錫、鉛からなる箔や、これらの金属を主成分とした合金箔、あるいはこれらのメッキ箔を例示することができる。

また、本発明の接着シートを用いて半導体装置を製造する際に、接着シート剥離工程における糊残りを防止するためには、基材と接着剤層との接着強度Ｓａと、封止樹脂及びリードフレームと接着剤層との接着強度Ｓｂとの比（接着強度比）Ｓａ／Ｓｂが１.５以上であることが好ましい。Ｓａ／Ｓｂが１.５未満の場合では、接着シート剥離工程において糊残りが発生しやすいため好ましくない。なお、接着強度比Ｓａ／Ｓｂを１.５以上とするためには、耐熱性フィルムの場合には、接着剤層を形成する前に、耐熱性フィルムの接着剤層を形成する側の表面に、コロナ処理、プラズマ処理、プライマー処理、サンドブラスト等の、耐熱性フィルムと接着剤層との接着強度Ｓａを高くするような処理をあらかじめ施しておくことが好適である。また、金属箔の場合では、その製法から圧延金属箔と電解金属箔とに分類されるが、接着強度比Ｓａ／Ｓｂを１.５以上とするために、電解金属箔を用いると共に粗面化された側の面に接着剤層を設けて調整することが好ましい。また、電解金属箔の中でも特に、電解銅箔を用いることが特に好ましい。
また、リードフレームに対する接着剤層の硬化後の１５０〜２００℃における接着強度が０.０３〜５Ｎ／ｃｍであることがモールドフラッシュを防止できるので好ましい。０.０３Ｎ／ｃｍ未満では、モールドフラッシュが発生し易く、５Ｎ／ｃｍ超では糊残りが生じやすい。また、リードフレームに対する接着剤層の未硬化における常温の接着強度は０.９８Ｎ／ｃｍ以上であることが製造工程上、好ましい。０.９８Ｎ／ｃｍ未満では、製造工程における搬送時にリードフレームから接着剤層が剥離し易くなるからである。なお、測定方法の詳細は後述する実施例において説明する。

本発明において、「熱硬化性樹脂成分（ａ）と、熱可塑性樹脂成分（ｂ）と、フッ素系添加剤（ｃ）とを含有した接着剤層」とは、接着剤層が、接着剤のベース［主成分（マトリクス）］を構成する熱硬化性樹脂成分（ａ）と熱可塑性樹脂成分（ｂ）を含み、さらにフッ素添加剤（ｃ）を含むことを示す。
すなわち、接着剤層は、必ずフッ素系添加剤（ｃ）を含み、さらにフッ素系添加剤（ｃ）とは種類（化学構造や分子量等）が異なる熱硬化性樹脂成分（ａ）と熱可塑性樹脂成分（ｂ）とを含むことにより、必ず３成分以上から構成されているものであることを示す。

フッ素系添加剤（ｃ）は、フッ素を含む化合物であればよく、樹脂（オリゴマーでもよい）であることが好ましい。好ましくは熱可塑性樹脂である。
熱硬化性樹脂成分（ａ）と熱可塑性樹脂成分（ｂ）の合計量は、接着剤層１００質量部中に９５質量部以上、好ましくは９７〜９９．９質量部とされる。下限値以上であることにより、接着剤層としての機能が充分に得られる。熱硬化性樹脂成分（ａ）と熱可塑性樹脂成分（ｂ）の質量比率（ａ）／（ｂ）は０.０５〜２が好ましく、０.３〜１．６がより好ましい。
（ａ）／（ｂ）が上記の範囲であることにより、両者のバランスが良好で成分同士の分離や凝集力の向上効果が得られる。
なお、熱硬化性樹脂成分（ａ）と熱可塑性樹脂成分（ｂ）においては、後述する様にこれらの一方あるいは両方がフッ素樹脂を含んでいてもよい。このとき、（ａ）／（ｂ）が２以下であることにより、フッ素を含有している樹脂成分とフッ素を含有していない樹脂成分とが、塗料作製時に分離せず、接着剤層が良好に形成できる。（ａ）／（ｂ）が０.０５以上であることにより、接着剤層の凝集力が低下せず、樹脂封止工程でモールドフラッシュをより発生しにくくすることができる。

半導体装置を製造するための樹脂封止工程においては、１５０〜２００℃に加熱しながら、５〜１０ＧＰａの圧力をかけて半導体素子を樹脂封止により封止する。そのため、接着シートの接着剤層が高温に曝される結果、接着剤層の接着力（接着剤層とリードフレームとの接着強度）が低下し、封止樹脂の圧力により、接着剤層がリードフレームから部分的に剥離してモールドフラッシュが発生する場合があるが、本発明の接着シートでは、接着剤層の接着力がより低下しないため上記問題は生じない。

「熱硬化性樹脂成分（ａ）」
熱硬化性樹脂成分（ａ）としては、尿素樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、アセトグアナミン樹脂、フェノール樹脂、レゾルシノール樹脂、キシレン樹脂、フラン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、イソシアナート樹脂、エポキシ樹脂、マレイミド樹脂、ナジイミド樹脂等を例示することができる。なお、これらの樹脂は単独で用いても良いし、２種以上を併用しても良い。この中でもエポキシ樹脂とフェノール樹脂の少なくとも１種を含有することによって、ワイヤボンディング工程における処理温度下で高弾性率を有すると共に、樹脂封止工程における処理温度下でリードフレームとの接着強度が高い接着剤層が得られるため好ましい。

熱硬化性樹脂成分（ａ）においてはフッ素樹脂を用いることもできる。このフッ素樹脂はフッ素系添加剤（ｃ）とは添加量が異なる。また、併用するフッ素系添加剤（ｃ）とは化学構造の異なるものである。なお本明細書において、「フッ素樹脂」は広くフッ素を含む樹脂を言うものとする。
ここで用いるフッ素樹脂としては、尿素樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、アセトグアナミン樹脂、フェノール樹脂、レゾルシノール樹脂、キシレン樹脂、フラン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、イソシアナート樹脂、エポキシ樹脂、マレイミド樹脂、ナジイミド樹脂等の熱硬化性樹脂成分にフッ素を導入したものや、あるいは、二フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン、パーフルオロメチルビニルエーテル等のオレフィン系樹脂に官能基（反応性基）を有するモノマーを含有（共重合）させた重合体またはそれらの２種類以上を組み合わせた共重合体等を例示することができる。更にエチレンやプロピレン、アルキルビニルエーテル等を加えて重合させてなる共重合体でも良い。これらの中でも特に官能基を有するフッ素含有オレフィン系樹脂が含有するフッ素量が多くワイヤボンディング前のプラズマクリーニングへの耐性が高いことからより好ましい。

さらに具体的には、（１）フルオロオレフィンと、（２）ビニルエーテル、ビニルエステル等の炭化水素系モノマーとを含むモノマー原料を重合させてなる共重合体であり、かつ水酸基、カルボキシ基、エポキシ基等の官能基を有するフッ素樹脂が挙げられる。
なお、ここでの「フルオロオレフィン」はオレフィンの水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換されているものを包含する概念とする。例えばオレフィンの水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換されている化合物と、下記に例示する様に、オレフィンの水素原子がフッ素原子で置換されるとともに、残りの水素原子の一部または全部が塩素原子等の他の原子で置換されている化合物とを包含する概念とする。
前記官能基を有するフッ素樹脂は、例えば原料モノマーに、上記（１）と（２）のモノマーに加えて、官能基を有するモノマーを配合し、共重合させることによって得ることができる。またビニル基等の不飽和結合を有するフッ素樹脂を製造した後、このビニル基等の不飽和結合にエポキシ基等の官能基を導入することによって得ることができる。
官能基を有するモノマーとしては、例えばアクリル酸、メタクリル酸等のビニル結合と官能基を有するモノマーを挙げることができる。
この様なフッ素樹脂は、各種製品が販売されている。

この中でも特にモールド樹脂漏れ防止及び糊残りなく剥離可能とできるため、フルオロオレフィンとビニルエーテルを含むモノマー原料を重合させてなる共重合体及び／またはフルオロオレフィンとビニルエステルを含むモノマー原料を重合させてなる共重合体であり、かつ水酸基、カルボキシ基、エポキシ基等の官能基を有するフッ素樹脂が好ましい。

さらに好適なものとして、具体的には、（１）−１ トリフルオロエチレンと、（２）−１ シクロヘキシルビニルエーテル、アルキルビニルエーテル、及びヒドロキシアルキルビニルエーテルから選ばれる１種以上のモノマーを共重合させてなる共重合体であって、かつ官能基を有する樹脂；
（１）−２ トリフルオロエチレンと、（２）−２ アルキルビニルエーテル及びアリルアルコールから選ばれる１種以上のモノマーを共重合させてなる共重合体であって、かつ官能基を有する樹脂；
（１）−３ トリフルオロエチレンと、（２）−３ 脂肪族カルボン酸ビニルエステル、及びヒドロキシアルキルビニルエステルから選ばれる１種以上のモノマーを共重合させてなる共重合体であって、かつ官能基を有する樹脂等が挙げられる。

この中で市販されているものとしては、例えば官能基を有するフルオロエチレンビニルエーテル共重合体（旭硝子社製 商品名：ルミフロン；官能基は水酸基やカルボキシ基）等を挙げることができる。
上記例示したフッ素樹脂を含有させる場合、その含有量は接着剤層１００質量部に対して５〜４０質量部、好ましくは２０〜３０質量部であることが好ましい。５質量部以上にすることにより剥離性がより良好となり糊残りをより生じにくくすることができる。一方４０質量部以下とすることにより、他の樹脂成分との相溶性が向上し、製造上有利である。
熱硬化性樹脂成分（ａ）は１種または２種以上混合して用いることができる。

「熱可塑性樹脂成分（ｂ）」
熱可塑性樹脂成分（ｂ）としては、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体（ＮＢＲ）、アクロロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ）、スチレン−ブタジエン−エチレン樹脂（ＳＥＢＳ）、スチレン−ブタジエン−スチレン樹脂（ＳＢＳ）、ポリブタジエン、ポリアクリロニトリル、ポリビニルブチラール、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリウレタン、アクリルゴム等が例示できる。
熱可塑性樹脂成分（ｂ）においては、フッ素樹脂を配合することもできる。熱可塑性樹脂成分（ｂ）に配合するフッ素樹脂としては、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体（ＮＢＲ）、アクロロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ）、スチレン−ブタジエン−エチレン樹脂（ＳＥＢＳ）、スチレン−ブタジエン−スチレン樹脂（ＳＢＳ）、スチレン−エチレン−ブチレン樹脂、ポリブタジエン、ポリアクリロニトリル、ポリビニルブチラール、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリウレタン、アクリルゴム等の熱可塑性樹脂成分にフッ素を導入したものや、オレフィン系樹脂として、二フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン、パーフルオロメチルビニルエーテル等の重合体または２種類以上を組み合わせた共重合体を例示することができる。更にエチレンやプロピレン、アルキルビニルエーテル等を加えた共重合体でも良い。特にオレフィン系樹脂によるものがフッ素量を多くすることができ、ワイヤボンディング前のプラズマクリーニングへの耐久性が高いことからより好ましい。

さらに具体的には、（１）フルオロオレフィンと、（２）ビニルエーテル、ビニルエステル等の炭化水素系モノマーとを含むモノマー原料を重合させてなる共重合体が挙げられる。
この中でも特にモールド樹脂漏れ防止及び糊残りなく剥離可能とできるため、フルオロオレフィンとビニルエーテルを含むモノマー原料を重合させてなる共重合体及び／またはフルオロオレフィンとビニルエステルを含むモノマー原料を重合させてなる共重合体が好ましい。

さらに好適なものとして、具体的には、（１）−１ トリフルオロエチレンと、（２）−１ シクロヘキシルビニルエーテル、アルキルビニルエーテル、及びヒドロキシアルキルビニルエーテルから選ばれる１種以上のモノマーを共重合させてなる共重合体；
（１）−２ トリフルオロエチレンと、（２）−２ アルキルビニルエーテル及びアリルアルコールから選ばれる１種以上のモノマーを共重合させてなる共重合体；
（１）−３ トリフルオロエチレンと、（２）−３ 脂肪族カルボン酸ビニルエステル、及びヒドロキシアルキルビニルエステルから選ばれる１種以上のモノマーを共重合させてなる共重合体等が挙げられる。

熱可塑性樹脂成分（ｂ）にフッ素樹脂を含有させる場合、その含有量は接着剤層１００質量部に対して５〜４０質量部、好ましくは２０〜３０質量部であることが好ましい。５質量部以上であることにより、剥離性がより良好になり糊残りがより生じにくくなる。一方、４０質量部以下にすることにより、他の樹脂成分との相溶性がより良好となり、製造上有利である。
また、熱可塑性樹脂成分（ｂ）には反応性エラストマーを配合すると、本発明の効果が向上するため好ましい。
反応性エラストマーとしては、カルボキシ基、アミノ基、ビニル基、エポキシ基等の官能基やマレイン酸無水物等の酸無水物モノマーから誘導される構成単位を有することにより、反応性を有する弾性樹脂である。
反応性エラストマーは、弾性樹脂を製造する際に官能基を有するモノマーや酸無水物モノマーを共重合させることによって製造することができる。また、ビニル結合等の不飽和結合を有する弾性樹脂を製造した後、このビニル基等の不飽和結合にエポキシ基等の官能基を導入することによって製造することができる。なお、官能基を有するモノマーとしては、例えばアクリル酸、メタクリル酸等のビニル結合と官能基を有するモノマーを挙げることができる。

具体的には、カルボキシ基含有スチレン−ブタジエン共重合体、カルボキシ基含有スチレン−イソプレン共重合体、カルボキシ基含有スチルン−ブタジエン飽和共重合体、カルボキシ基含有スチレン−イソプレン飽和共重合体、カルボキシ基含有スチレン−エチレン−ブテン−スチレン共重合体、カルボキシ基含有スチレン−エチレン−ブテン−スチレン飽和共重合体、カルボキシ基含有アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アミノ基変性ポリオール樹脂、アミノ基変性フェノキシ樹脂、アミノ基変性アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、カルボキシ基含有アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、水添カルボキシ基含有アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、カルボキシ基含有アクリルゴム、無水マレイン酸含有スチレン−ブタジエン共重合体、無水マレイン酸含有スチレン−エチレン−ブテン−スチレン共重合体、ヒドロキシ基末端飽和共重合ポリエステル樹脂、カルボキシ基末端飽和共重合体ポリエステル樹脂、エポキシ基含有スチレン系ブロック共重合体、無水マレイン酸含有スチレン−エチレン−ブチレン共重合体等が挙げられる。なお、「無水マレイン酸含有」とは、無水マレイン酸を共重合したものであることを示す。

この中で市販されているものとしては次のものが挙げられる。
カルボキシ基含有アクリロニトリル−ブタジエン共重合体としては、日本ゼオン社製 商品名：Ｎｉｐｏｌ １０７２Ｊ、同社製 商品名：Ｎｉｐｏｌ ＤＮ６３１、宇部興産社製 商品名：Ｈｙｃａｒ ＣＴＢＮ、ＪＳＲ社製 商品名：ＰＮＲ−１Ｈ等が挙げられる。
アミノ基含有アクリロニトリル−ブタジエン共重合体としては、宇部興産社製 商品名：Ｈｙｃａｒ ＡＴＢＮ等が挙げられる。
無水マレイン酸含有スチレン−エチレン−ブチレン共重合体としては、旭化成社製 商品名：タフテックＭシリーズ等が挙げられる。
エポキシ基含有スチレン系ブロック共重合体としては、ダイセル化学工業社製 商品名：エポフレンド等が挙げられる。
この中でも特にモールド樹脂漏れ防止及び糊残りなく剥離可能とできるため無水マレイン酸含有スチレン−エチレン−ブチレン共重合体が好ましい。当該共重合体において、無水マレイン酸：スチレン：エチレン−ブチレン（エチレン−ブチレンの合計）の質量比は、好ましくは０．３〜３：１０〜４０：６０〜９０であり、特には０．５〜１：２０〜３０：７０〜８０であることが好ましい。

反応性エラストマーは１種または２種以上混合して用いることができる。
反応性エラストマーは接着剤層１００質量部に対して３０〜９５質量部、好ましくは４０〜９０質量部用いられる。３０質量部以上であることにより、モールドフラッシュや糊残りをより発生しにくくすることができる。９５質量部以下にすることにより、剥離性がより向上し、より糊残りを生じにくくすることができる。

熱可塑性樹脂成分（ｂ）の質量平均分子量が２,０００〜１,０００,０００、好ましくは５,０００〜８００,０００、更に好ましくは１０,０００〜５００,０００である場合には、接着剤層の凝集力を高めることができ、接着シート剥離工程における糊残りを更に防止することができるため好ましい。
熱可塑性樹脂成分（ｂ）は１種または２種以上混合して用いることができる。

「フッ素系添加剤（ｃ）」
フッ素系添加剤（ｃ）は、樹脂（オリゴマーでもよい）であることが好ましく、含フッ素グラフトポリマー、含フッ素ブロックコポリマー、含フッ素脂肪族系ポリマーエステル等を挙げることができる。これらは熱可塑性樹脂であることが好ましい。
含フッ素グラフトポリマーとしては、含フッ素アクリル系グラフトポリマーである綜研化学社製の商品名：ケミトリー ＬＦ−７００等を挙げることができる。なお、含フッ素アクリル系グラフトポリマーは、幹ポリマーと、この幹ポリマーから伸びる複数の枝ポリマーとからなり、幹ポリマーはアクリル系ポリマーからなり、枝ポリマーはフッ素を含有するポリマーからなるものである。
含フッ素ブロックコポリマーとしては、フッ化アルキル基含有重合体セグメントとアクリル系重合体セグメントからなるブロックコポリマーが、日本油脂社製の商品名：モディパーＦシリーズ、例えばモディパーＦ２００、モディパーＦ２２０、モディパーＦ２０２０、モディパーＦ３０３５、モディパーＦ６００として市販されている。
また、含フッ素脂肪族系ポリマーエステルとしては、ノニオン界面活性剤としての特性を有するものが好ましく、スリーエム社製の商品名：ノベック ＦＣ−４４３０等を挙げることができる。
この中でも特にモールド樹脂漏れ防止及び糊残りなく剥離可能とできるため含フッ素グラフトポリマーまたは含フッ素ブロックコポリマーが好ましい。

フッ素系添加剤（ｃ）は１種または２種以上混合して用いることができる。
フッ素系添加剤（ｃ）の配合量は接着剤層１００質量部に対して好ましくは０．１〜 ５質量部、好ましくは０．５〜３質量部とされる。下限値以上にすることにより本発明の効果が向上する。上限値以下にすることは、接着剤層のベースを構成する材料とのバランスや効果の飽和、経済性の観点から好ましい。

また、接着剤層の熱膨張係数、熱伝導率、表面タック、接着性等を調整するために、接着剤層に無機、または有機フィラーを添加することが好ましい。ここで、無機フィラーとしては、粉砕型シリカ、溶融型シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、窒化チタン、窒化珪素、窒化硼素、硼化チタン、硼化タングステン、炭化珪素、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化モリブデン、マイカ、酸化亜鉛、カーボンブラック、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、三酸化アンチモン等からなるフィラー、あるいはこれらの表面にトリメチルシロキシル基等を導入したもの等を例示することができる。また、有機フィラーとしては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエステルイミド、ナイロン、シリコーン樹脂等からなるフィラーを例示することができる。

基材の一方の面に接着剤層を形成する方法としては、基材上に直接接着剤を塗布し、乾燥させるキャスティング法や、接着剤を離型性フィルム上に一旦塗布し、乾燥させた後、基材上に転写させるラミネート法等が好適である。なお、熱硬化性樹脂成分（ａ）、熱可塑性樹脂成分（ｂ）のいずれも有機溶剤、例えばトルエン、キシレン、クロルベンゼン等の芳香族系、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等の非プロトン系極性溶剤、テトラヒドロフラン等の単独あるいは混合物に対して１質量％以上好ましくは５質量％以上溶解して接着剤塗布液として使用することが好ましい。
また、本発明の接着剤層は熱硬化性樹脂成分（ａ）を含むため、接着剤塗布液には２−エチル−４−メチルイミダゾール等の硬化剤を配合し、必要に応じてさらに硬化促進剤を配合する。

本発明の接着シートの接着剤層上に剥離可能な保護フィルムを貼着し、半導体装置製造直前に保護フィルムを剥離する構成としても良い。この場合には、接着シートが製造されてから使用されるまでの間に、接着剤層が損傷されることを防止することができる。保護フィルムとしては離型性を有するものであればいかなるフィルムを用いても良いが、例えばポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等のフィルムや、これらフィルムの表面をシリコーン樹脂又はフッ素化合物で離型処理したフィルム等を例示することができる。

また、１５０℃から２５０℃の温度範囲全てにおける前記接着剤層の硬化後の貯蔵弾性率は、０.１ＭＰａ以上、好ましくは１ＭＰａ以上、更に５ＭＰａ以上であることが好ましい。なお、ここでいう硬化後とは、ダイアタッチ工程において加熱処理された状態における接着剤層のことをいう。半導体装置を製造するためのワイヤボンディング工程においては、ボンディングワイヤを用いて半導体素子とリードフレームとを接続するために、該ボンディングワイヤの両端を１５０〜２５０℃に加熱して６０〜１２０ｋＨｚの超音波で融着する際、リードフレームの直下に位置する接着シートの接着剤層は、上記加熱による高温に曝されて低弾性化し、超音波を吸収し易くなり、その結果リードフレームが振動してワイヤボンディング不良が発生しやすいが、上記貯蔵弾性率を有する接着剤層をもつ接着シートの場合は、このような問題が発生しにくくなる。

（半導体装置の製造方法）
図１、図２に基づいて、本発明の接着シートを用いて、半導体装置を製造する方法の一例について説明する。以下、半導体装置としてＱＦＮを製造する場合を例として説明する。なお、図１はリードフレームを半導体素子を搭載する側から見たときの概略平面図であり、図２（ａ）〜（ｆ）は、図１に示すリードフレームからＱＦＮを製造する方法を示す工程図であって、リードフレームを図１のＡ−Ａ’線の拡大概略断面図である。

はじめに、図１に示す概略構成のリードフレーム２０を用意する。リードフレーム２０は、ＩＣチップ等の半導体素子を搭載する島状の複数の半導体素子搭載部（ダイパッド部）２１を具備し、各半導体素子搭載部２１の外周に沿って多数のリード２２が配設されたものである。次に、図２（ａ）に示すように、接着シート貼着工程において、リードフレーム２０の一方の面上（下面）に、本発明の接着シート１０を接着剤層（図示略）側がリードフレーム２０側となるように貼着する。なお、接着シート１０をリードフレーム２０に貼着する方法としては、ラミネート法等が好適である。次に、図２（ｂ）に示すように、ダイアタッチ工程において、リードフレーム２０の半導体素子搭載部２１に、接着シート１０が貼着されていない側からＩＣチップ等の半導体素子３０を、ダイアタッチ剤（図示略）を用いて搭載する。

次に、ワイヤボンディング直前までにかかる熱履歴で、接着シートや、ダイアタッチ剤等から発生するアウトガス成分が、リードフレームに付着し、ワイヤの接合不良による歩留低下を防止するため、ワイヤボンディング工程実施前に、前記接着シート、ダイアタッチ剤、ＩＣチップが搭載されたリードフレームをプラズマクリーニングしてもよい。

次に、図２（ｃ）に示すように、ワイヤボンディング工程において、半導体素子３０とリードフレーム２０のリード２２とを、金ワイヤ等のボンディングワイヤ３１を介して電気的に接続する。次に、図２（ｄ）に示すように、樹脂封止工程において、図２（ｃ）に示す製造途中の半導体装置を金型内に載置し、封止樹脂（モールド材）を用いてトランスファーモールド（金型成型）することにより、半導体素子３０を封止樹脂４０により封止する。
次に、図２（ｅ）に示すように、接着シート剥離工程において、接着シート１０を封止樹脂４０及びリードフレーム２０から剥離することにより、複数のＱＦＮ５０が配列されたＱＦＮユニット６０を形成することができる。最後に、図２（ｆ）に示すように、ダイシング工程において、ＱＦＮユニット６０を各ＱＦＮ５０の外周に沿ってダイシングすることにより、複数のＱＦＮ５０を製造することができる。

このように本発明の接着シート１０を用いてＱＦＮ等の半導体装置を製造することにより、シリコーン粘着剤等を使用することによって生じる様なアウトガス成分の発生を抑制することができるとともに、ＱＦＮ等の半導体装置の製造に用いた場合に、熱硬化型接着剤のワイヤボンディング性、モールドフラッシュ特性を維持したまま、糊残りを防止することができ、半導体装置の不良品化を防止することができる半導体装置製造用接着シート及び半導体装置並びにその製造方法を提供することができる。

以下に実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
［接着シートの製造］
各実施例、比較例において、接着剤を調製して接着シートを作製し、得られた接着剤層や接着シートの評価を行った。
すなわち以下に示す組成及び配合比（質量部）でトルエンに混合し接着剤溶液を作製した。
次に、耐熱性基材としてポリイミド樹脂フィルム（東レ・デュポン社製 商品名：カプトン１００ＥＮ、厚さ２５μｍ、ガラス転移温度３００℃以上、熱膨張係数１６ｐｐｍ／℃）を用い、その上に乾燥後の厚さが６μｍになるように、上記接着剤溶液を塗布した後、１２０℃で５分間乾燥させ、接着剤層を有する接着シートを得た。

［接着剤層の配合組成及び配合比］
実施例１
含フッ素アクリル系グラフトポリマー［フッ素系添加剤（ｃ）］ １．５質量部
（綜研化学社製 商品名：ケミトリー ＬＦ−７００）
（上記ＬＦ−７００は、トルエン・メチルエチルケトン溶液に固形分７．５質量％で含有するもので、実施例１においては固形分換算で１．５質量部含有させた。）
アクリロニトリル−ブタジエン共重合体 ４０質量部
［非反応性エラストマー；熱可塑性樹脂成分（ｂ）］
（日本ゼオン社製 商品名：Ｎｉｐｐｏｌ １００１）
エポキシ樹脂［熱硬化性樹脂成分（ａ）］ ３０質量部
（大日本インキ工業社製 商品名：ＨＰ−７２００）
フェノール樹脂［熱硬化性樹脂成分（ａ）］ ３０質量部
（日本化薬社製 商品名：ＴＰＭ）
２−エチル−４−メチルイミダゾール（硬化剤） ０．５質量部
（東京化成社製）

実施例２
含フッ素ブロックコポリマー［フッ素系添加剤（ｃ）］ ０．５質量部
（日本油脂社製 商品名：モディパーＦ２００）
（上記モディパーＬＦ−２００は、メチルエチルケトン・メチルイソブチルケトン溶液に固形分３０質量％で含有するもので、実施例２においては固形分換算で０．５質量部含有させた。）
無水マレイン酸含有スチレン−エチレン−ブチレン共重合体 ５０質量部
［反応性エラストマー；熱可塑性樹脂成分（ｂ）］
（旭化成社製 商品名：タフテックＭ−１９１１）
エポキシ樹脂［熱硬化性樹脂成分（ａ）］ ２５質量部
（大日本インキ工業社製 商品名：ＨＰ−７２００）
フェノール樹脂 ［熱硬化性樹脂成分（ａ）］ ２５質量部
（日本化薬社製 商品名：ＴＰＭ）
２−エチル−４−メチルイミダゾール（硬化剤） ０．５質量部
（東京化成社製）

実施例３
含フッ素脂肪族系ポリマーエステル［フッ素系添加剤（ｃ）］ １．５質量部
（スリーエム社製 商品名：ノベック ＦＣ−４４３０）
アクリロニトリル−ブタジエン共重合体 ４０質量部
［非反応性エラストマー；熱可塑性樹脂成分（ｂ）］
（日本ゼオン社製 商品名：Ｎｉｐｐｏｌ １００１）
エポキシ樹脂［熱硬化性樹脂成分（ａ）］ ２５質量部
（大日本インキ工業社製 商品名：ＨＰ−７２００）
フェノール樹脂［熱硬化性樹脂成分（ａ）］ ２５質量部
（日本化薬社製 商品名：ＴＰＭ）
２−エチル−４−メチルイミダゾール（硬化剤） ０．５質量部
（東京化成社製）

実施例４
含フッ素アクリル系グラフトポリマー［フッ素系添加剤（ｃ）］ ０．５質量部
（綜研化学社製 商品名：ケミストリー ＬＦ−７００）
（上記ＬＦ−７００はトルエン・メチルエチルケトン溶液に固形分７．５質量％で含有するもので、実施例４においては固形分換算で０．５質量部含有させた）
無水マレイン酸含有スチレン−エチレン−ブチレン共重合体 ７０質量部
［反応性エラストマー；熱可塑性樹脂成分（ｂ）］
（旭化成社製 商品名：タフテックＭ１９１１）
官能基を有するフルオロエチレンビニルエーテル共重合体 ３０質量部
［フッ素樹脂；熱硬化性樹脂成分（ａ）］
（旭硝子社製 商品名：ルミフロンＬＦ９１６）
硬化剤
（日本ポリウレタン工業社製 商品名：コロネートＬ） １質量部

比較例１
アクリロニトリル−ブタジエン共重合体 ４０質量部
［反応性エラストマー；熱可塑性樹脂成分（ｂ）］
（日本ゼオン社製 商品名：Ｎｉｐｐｏｌ １００１）
エポキシ樹脂［熱硬化性樹脂成分（ａ）］ ４５質量部
（大日本インキ工業社製 商品名：ＨＰ−７２００）
フェノール樹脂［熱硬化性樹脂成分（ａ）］ ２５質量部
（日本化薬社製 商品名：ＴＰＭ）
２−エチル−４−メチルイミダゾール（硬化剤） ０．５質量部
（東京化成社製）

比較例２
エポキシ化スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体 ３０質量部
［反応性エラストマー；熱可塑性樹脂成分（ｂ）］
（ダイセル化学社製 商品名：エポフレンドＡＴ５０１）
エポキシ樹脂［熱硬化性樹脂成分（ａ）］ ３５質量部
（大日本インキ工業社製 商品名：ＨＰ−７２００）
フェノール樹脂［熱硬化性樹脂成分（ａ）］ ３５質量部
（日本化薬社製 商品名：ＴＰＭ）
２−エチル−４−メチルイミダゾール（硬化剤） ０．５質量部
（東京化成社製）

比較例３
シリコーンオイル １．５質量部
（信越化学工業社製 商品名：ＫＦ−１０５）
アクリロニトリル−ブタジエン共重合体 ４０質量部
［反応性エラストマー；熱可塑性樹脂成分（ｂ）］
（日本ゼオン社製 商品名：Ｎｉｐｐｏｌ １００１）
エポキシ樹脂［熱硬化性樹脂成分（ａ）］ ４０質量部
（ジャパンエポキシレジン社製 商品名：エピコート１００１）
フェノール樹脂［熱硬化性樹脂成分（ａ）］ ２０質量部
（昭和高分子社製 商品名：ＣＫＭ−２４００）
２−エチル−４−メチルイミダゾール（硬化剤） ０．５質量部
（東京化成社製）

比較例４
シリコーンオイル ２質量部
（信越化学工業社製 商品名：ＫＦ−１０５）
エポキシ化スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体 ３０質量部
［反応性エラストマー；熱可塑性樹脂成分（ｂ）］
（ダイセル化学社製 商品名：エポフレンドＡＴ５０１）
エポキシ樹脂［熱硬化性樹脂成分（ａ）］ ３５質量部
（大日本インキ工業社製 商品名：ＨＰ−７２００）
フェノール樹脂［熱硬化性樹脂成分（ａ）］ ３５質量部
（日本化薬社製 商品名：ＴＰＭ）
２−エチル−４−メチルイミダゾール（硬化剤） ０．５質量部
（東京化成社製）

比較例５
シリコーンゴム １００質量部
（東レダウコーニング社製 商品名：ＳＤ４５８０）
シリコーンゴム ０．５質量部
（東レダウコーニング社製 商品名：ＳＲＸ２１２）

［評価方法］

＜接着シートの評価＞
１．ワイヤボンディング不良
各実施例及び比較例において得られた接着シートを、外寸２００ｍｍ×６０ｍｍのＱＦＮ用リードフレーム（Ａｕ−Ｐｄ−ＮｉメッキＣｕリードフレーム、４×１６個（計６４個）のマトリックス配列、パッケージサイズ１０ｍｍ×１０ｍｍ、８４ピン）にラミネート法により貼着した。次いで、エポキシ系ダイアタッチ剤を用いてアルミニウムが蒸着されたダミーチップ（６ｍｍ×６ｍｍ、厚さ０.４ｍｍ）をリードフレームの半導体素子搭載部に搭載した。その後、プラズマクリーニングを実施しないで、ワイヤボンダー（新川社製、ＵＴＣ−４７０ＢＩ）を用い、加熱温度を２１０℃、ＵＳ ＰＯＷＥＲを３０、荷重を０.５９Ｎ、処理時間を１０ｍｓｅｃ／ピンとして、ダミーチップとリードとを金ワイヤにより電気的に接続した。得られた半導体装置６４個を検査し、リード側接続不良が発生した半導体装置数を、ワイヤボンディング不良の発生個数として検出し、その結果を表１に示した。

２．モールドフラッシュ
ワイヤボンディング不良の評価後のリードフレームを用いてモールドフラッシュの評価を行った。それぞれエポキシ系モールド剤（ビフェニルエポキシ系、フイラー量８５質量％）を用い、加熱温度を１８０℃、圧力を１０ＭＰａ、処理時間を３分間として、トランスファーモールド（金型成型）により、ダミーチップを封止樹脂により封止した。樹脂封止後の半導体装置６４個を検査し、リードの外部接続用部分（リードの接着シート側の面）に封止樹脂が付着している半導体装置数を、モールドフラッシュの発生個数として検出し、その結果を表１に示した。

３．糊残り
モールドフラッシュの評価後のリードフレームを用い、糊残りの評価を行った。先ず接着シートをリードフレームから剥離速度５００ｍｍ／ｍｉｎの条件で剥離した。接着シートの剥離後の半導体装置６４個を検査し、リードの外部接続用部分、モールド樹脂面を含む接着シート剥離面に接着剤が付着している半導体装置個数を、糊残りの発生数として表１に示した。

４．接着強度
各実施例及び比較例において得られた接着シートを１ｃｍ幅に切断し、５０ｍｍ×１００ｍｍ×０.２５ｍｍｔの銅板（三菱メテックス社製 商品名：ＭＦ−２０２）、及びに銅板に金メッキした板に、ロールラミネーションにより圧着させた。次にダイアタッチキュア（１７５℃ １時間）、モールド樹脂キュア（１８０℃ ４時間）相当の熱履歴後、常温に戻した。これらの板を１５０℃に加熱し、得られた積層体の接着剤層を板に対して９０°方向に引き剥がしたときの剥離強度を測定した。同様に、この剥離強度の測定を、板の加熱温度を１５０℃から２００℃まで５℃ごとに上昇させて行った。そして、１５０〜２００℃の各測定温度における剥離強度のうち最小値を接着シートの接着強度とし、その結果を表１に示した。

５．接着シートのアウトガス量測定
熱質量減少測定装置（セイコーインスツルメンツ社製、ＥＺＳＴＡＲ６０００シリーズ、ＴＧ／ＤＴＡ６３００）を用いて、昇温速度１０℃／分、測定温度３０〜３００℃で接着シートにおける質量減少率の測定を行った。質量減少率が小さい程アウトガス量が少ないことを示す。結果を表２に示した。

表に示した結果より、本発明においては良好な特性が得られることが確認できた。

本発明の半導体装置製造用接着シートを用いてＱＦＮを製造する際に用いて好適なリードフレームの一例を示す概略平面図である。 ＱＦＮの製造工程例を示すもので、図１のＡ−Ａ’断面図である。

符号の説明

１０ 半導体装置製造用接着シート ２０ リードフレーム ３０ 半導体素子 ３１ ボンディングワイヤ ４０ 封止樹脂

Claims (7)

1. 半導体装置のリードフレームまたは配線基板に剥離可能に貼着される半導体装置製造用接着シートにおいて、基材、及び熱硬化性樹脂成分（ａ）と、熱可塑性樹脂成分（ｂ）と、フッ素系添加剤（ｃ）とを含有した接着剤層を具備することを特徴とする半導体装置製造用接着シート。
2. 前記フッ素系添加剤（ｃ）が、含フッ素グラフトポリマー、含フッ素ブロックコポリマー及び含フッ素脂肪族系ポリマーエステルからなる群から選ばれる１種以上であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置製造用接着シート。
3. 半導体装置のリードフレームに貼着して硬化した接着剤層の１５０〜２００℃における接着強度が０.０３〜５Ｎ／ｃｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置製造用接着シート。
4. 前記基材が、ガラス転移温度が１５０℃以上、熱膨張係数が５〜５０ｐｐｍ／℃の耐熱性フィルムであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体装置製造用接着シート。
5. 接着剤層の片面に保護フィルムが設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の半導体装置製造用接着シート。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の半導体装置製造用接着シートを用いて製造されたことを特徴とする半導体装置。
7. 請求項１〜５のいずれかに記載の半導体装置製造用接着シートを用いて製造することを特徴とする半導体装置の製造方法。
   
   
   

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