JP2668576B2 - 接着テープ - Google Patents

接着テープ

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JP2668576B2
JP2668576B2 JP1041637A JP4163789A JP2668576B2 JP 2668576 B2 JP2668576 B2 JP 2668576B2 JP 1041637 A JP1041637 A JP 1041637A JP 4163789 A JP4163789 A JP 4163789A JP 2668576 B2 JP2668576 B2 JP 2668576B2
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征則 作本
茂幸 横山
章広 渋谷
淳 越村
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株式会社 巴川製紙所
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、樹脂封止型半導体装置内において使用され
る接着テープに関する。
(従来の技術) 樹脂封止型半導体装置内において使用される接着テー
プには、リードフレーム固定用テープ、ダイパッドテー
プ、タブテープなどがあり、例えば、リードフレーム固
定用接着テープの場合は、リードフレームのリードピン
を固定し、リードフレーム自体及び半導体装置のアセン
ブリ工程全体の生産歩留まり及び生産性の向上を目的と
して使用されるので、一般にリードフレームメーカーに
おいてリードフレーム上にテーピングされ、半導体メー
カーに持ち込まれ、IC搭載後、樹脂封止される。このた
めリードフレーム固定用接着テープには、半導体レベル
での一般的な信頼性及びテーピング時の作業性等は勿論
のこと、テーピング直後の十分な室温接着力、IC組立工
程での加熱後の十分に高い接着力が要求される。
従来、リードフレームのリードピン間を固定するため
の接着テープとしては、例えばポリイミドフィルムなど
のベースフィルム上にポリアクリルニトリル樹脂、ポリ
アクリル酸エステル樹脂或いはアクリルニトリル−ブタ
ジエン共重合体などの合成ゴム系樹脂などを単独或いは
他の樹脂で変性または混合した接着剤を塗工し、Bステ
ージ状態とした接着テープが使用されてきた。
ところが、近来の半導体素子の集積度の向上には著し
いものがあり、さらに半導体の小型化も急速に進んでい
る状況にある。このためリードフレームのピン数の増
大、及びリードフレームのインナーリードピンの各ピン
が細くなり、そのピン間が狭くなる傾向にあるため、各
ピンの位置精度に対する要求が厳しくなってきている。
このため、このような多ピンQFPなどのファインピッチ
リードフレームにおいては、アセンブリ工程でのリード
ピンのばたつき防止や、リードピンの位置精度向上など
の目的で、接着テープを用いてリードピンを固定するこ
とが多い。
(発明が解決しようとする課題) ところが半導体装置のアセンブリ工程では、半導体チ
ップをリードフレームに接着するダイボンディング工程
で、150〜250℃/1〜3時間、リードフレームのインナー
リードピン先端と半導体チップ上の配線用パッドとを金
線で接続するためのワイヤーボンディング工程で150〜3
50℃/1〜30分程度の加熱処理が行われるが、その場合、
リードフレーム上にテーピングされた接着テープも、当
然これらの加熱工程での熱履歴を受けることになる。従
来の接着テープをテーピングしたリードフレームでは、
この熱履歴によりリードピンの位置ずれが生じて、いわ
ゆるリードシフトを起こすという問題があった。
このリードシフト現象について図面を参酌して説明す
る。第1図は、リードフレーム固定用接着テープをテー
ピングした4方向多ピンリードフレームを示すもので、
接着テープ1a、1bが井桁状にテーピングされたものであ
る。第2図は、その一部の拡大図であり、(a)は熱履
歴を受ける前の状態を示し、(b)は熱履歴を受けた後
の状態を示す。第2図において、テープ1a及び1bがリー
ドピン2の上に井桁状に貼り付けられている。なお、3
は中心部と連結しているサポートバーである。第2図
(a)に示される状態のリードフレームを、例えば300
℃で3分間加熱すると、(b)に示されるように、サポ
ートバー3とそれと隣接したリードピン2aとの間隔(第
2図(a)ではA、(b)ではBとして示す)が広が
り、リードピンの位置ずれが生じる。その結果、半導体
チップとリードピンとを接続するワイヤーボンディング
工程が適格に行われなくなり、アセンブリ工程中のワイ
ヤーボンディング効率の低下をきたしたり、シフトした
リードピンが隣接するリードピンに接触して配線間がシ
ョートし、半導体装置として使用出来なくなる等の問題
が生じる。
上記したような接着テープを貼り付けたリードフレー
ムにおけるリードシフトの問題と同様の問題が、一般に
この種の樹脂封止型半導体装置用接着テープ類に存在
し、その改良が急がれていた。
したがって、本発明は、樹脂封止型半導体装置内にお
いて使用される接着テープに要求される諸要求特性、特
に、従来技術の欠点とされる加熱後のリードシフトの問
題を改善することを目的とするものである。すなわち、
本発明の目的は、熱履歴によるリードシフト、その他の
問題が解消された樹脂封止型半導体装置用接着テープを
提供することにある。
上記リードシフトの問題は、1985年頃より表面化し始
めた比較的新しい問題であり、その発生原因は、リード
フレーム固定用に用いられている接着テープのアセンブ
リ工程での加熱による収縮であるものと推測されてい
た。すなわち、リードフレーム上にテーピングされた接
着テープが加熱により収縮し、室温に戻されたときに収
縮した状態になり、リードピンを引き寄せることによ
り、リードシフトを生じるものと思われていた。ところ
が、本発明者等は、検討の結果、リードシフトの主原因
は、接着テープの加熱収縮だけでなく、熱膨張率も関与
していることを解明した。すなわち、アセンブリ工程中
の加熱で、接着テープのベースフィルムが膨脹し、膨脹
した状態で接着剤が加熱温度付近の温度でもずれない程
度に本硬化し、固定され、その結果、接着テープは、以
前よりも伸びた状態でリードフレームに貼り付けられた
ことになり、そしてそれが室温に戻されると、リードピ
ンを内側に引き寄せ、リードシフトを発生させるという
ことを解明した。
本発明は、この様な知見に基づいて完成されたもので
ある。
(課題を解決するための手段及び作用) 本発明は、予め熱処理を施した耐熱性ベースフィルム
の表面に耐熱性接着層を積層してなる樹脂封止型半導体
装置用接着テープであって、(1)20℃〜300℃におけ
る耐熱性ベースフィルムの幅方向の平均線熱膨脹係数
が、0.4×10-5〜2.5×10-5cm/cm/℃の範囲にあり、かつ
(2)300℃/3分間加熱した場合における耐熱性ベース
フィルムの幅方向の加熱寸法変化率が、0.15%以下であ
ることを特徴とする。
次に、本発明の樹脂封止型半導体装置用接着テープを
構成する各層について説明する。
〈耐熱性ベースフィルム〉 厚さ5〜300μm、好ましくは12.5〜150μmの、例え
ばポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサ
ルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリパラバ
ン酸等の耐熱フィルムや、エポキシ樹脂−ガラスクロ
ス、エポキシ樹脂−ポリイミド−ガラスクロス等の複合
耐熱フィルムが使用される。これら耐熱性ベースフィル
ムは、予め熱処理を施すことによって、その熱膨張率及
び加熱収縮率が、次の条件を満たすようにすることが必
要である。
熱膨脹率:20℃〜300℃における耐熱性ベースフィルムの
幅方向の平均線熱膨脹係数(測定方法:ASTM D-696-44に
準じる)が、0.4×10-5〜2.5×10-5cm/cm/℃であるこ
と。
加熱収縮率:300℃/3分間加熱した場合における耐熱性ベ
ースフィルムの幅方向の加熱寸法変化率(測定方法:JIS
C2318-6.3.5に準じる)が、0.,5%以下であること。
一般に、この種の接着テープとしては、約50〜100cm
の幅で卷回されて製造されているベースフィルム原反に
接着剤層を形成させた後、その巻き取り方向に平行に、
例えば17mm幅または20mm幅に、裁断して製造される市販
の巻き取りテープが用いられる。
本発明における接着テープは、上記した巻き取りテー
プを、さらに幅方向(巻き取り方向の垂直方向)に1〜
3mm程度の間隔で裁断して得られるもの(例.17mm×1.5m
m)を、それぞれ、第1図の接着テープ1a及び接着テー
プ1bとして示すように、その長手方向がリードピンを横
断するように貼付して使用されるものである。このこと
から、本発明における耐熱性ベースフィルムの幅方向と
は、巻き取りテープまたはベースフィルム原反の巻き取
り方向の垂直方向(ロール幅方向)を意味している。
その幅方向の膨脹率及び加熱収縮率が、上記の条件を
満たすような耐熱性ベースフィルムを得るには、次のよ
うにすればよい。
(1)熱膨脹率: 一般に各種有機フィルムの20〜300℃における平均熱
膨張率は1.0×10-5〜15×10-5cm/cm/℃の範囲にあり、
したがって、一部のものを除き、その殆んどが上記の範
囲を逸脱している。そこで、熱膨張係数を低下させるた
めには次のような処置を施せばよい。
有機フィルムの系内に、無機フィラーを添加する。
有機フィルムの主要構成材料として、熱膨張率の低い
ものを使用する。例えば、下記構造単位を含むポリイミ
ド系材料を使用する。
(2)加熱収縮率 一般に各種有機フィルムの加熱収縮は、次に二つの原
因により引き起こされる。エポキシ樹脂、ポリイミド
等の熱硬化性樹脂をベースとした有機フィルムでは、フ
ィルムを構成する樹脂の加熱硬化反応が十分に行われて
おらず、その為その後の加熱によりフィルムが収縮す
る。樹脂を引き延ばしフィルム化する際に、延伸等に
よりフィルム内に歪み応力が生じ、この歪み応力が加熱
により解放されて収縮する。
そこで、上記のような収縮原因を有する有機フィルム
は、それを予め熱処理することによって、アセンブリ工
程中の加熱による熱収縮を上記の範囲になるように抑え
ることができる。熱処理は、例えば、有機フィルムを、
対向する二つの赤外線ヒーターの間を通過させるか、或
いは、加熱ロールの表面に接触した状態で複数の加熱ロ
ール間を通過させることにより、280〜360℃の処理温度
で1〜10分間処理すればよい。
〈耐熱性接着層〉 一般にはNBR系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリ
イミド系接着剤等を厚さ2〜50μm、好ましくは7〜30
μm程度に塗布し、Bステージまで硬化したものが使用
される。また、場合により、各種熱可塑性樹脂(ポリエ
ーテルエーテルケトン、ポリエステル、ポリアミドイミ
ド等)を単独又は熱硬化性樹脂と配合して使用すること
もできる。
〈保護フィルム〉 上記耐熱性接着層の上には、必要に応じて、厚さ1〜
200μm、好ましくは10〜100μmの保護フィルムを、加
熱圧着等の手段を用いて設けることができる。保護フィ
ルムとして使用可能なものとしては、ポリプロピレンフ
ィルム、フッ素樹脂系フィルム、ポリエチレンフィル
ム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、紙、及びこ
れらにシリコーン樹脂等では剥離性を付与したもの等が
あげられる。
(実施例) 以下、本発明を実施例によって説明する。
例1 第1表に示す各種ベースフィルムを使用し、その上
に、接着剤として、アクリル系接着剤(テイサンレジン
SG-70L、帝国化学産業(株)製)を塗布し、熱風循環式
乾燥機中で150℃において10分間乾燥して、膜厚15±2
μmのBステージ化した耐熱性接着層を形成した。得ら
れた接着シートを幅20mm及び幅17mmに、ベースフィルム
の走行方向(マシン方向)に沿って裁断して接着テープ
を得、リードシフト測定用のサンプルとした。これらの
接着テープを用い、下記方法によってリードシフトを測
定した。その結果を第2表に示す。
リードシフトの測定方法 サンプル リードシフトを測定する接着テープをベースフィルム
の走行方向(マシン方向)に沿って幅17mm及び20mmに裁
断する。
測定リードフレーム リードシフト測定用リードフレームとして、128ピンQ
FPリードフレームを使用する。前もってこのリードフレ
ームの第2図(a)で示された部位の距離(A)を測定
限界1μmにて測定し、その値をAとする。
テーピング リードフレームテーピングマシンとして、住友金属鉱
山(株)製4方向テーピングマシンを使用してテーピン
グする。
加熱処理 テーピングしたリードフレームを、半導体装置のアセ
ンブリ工程中の熱履歴を想定し、ホットプレート上で30
0℃において3分間加熱処理する。
リードシフトの測定 第2図(b)で示された部位の距離(B)を測定限界
1μmにて測定し、これをBとし、下記の計算式にした
がってリードシフト率α(%)を計算する。
なお、リードシフト率が10%以内の場合は、実用上問
題のないことを意味する。
上記第2表の結果から、本発明のサンプルはリードフ
シフト率が低いことが分かる。
例2 第3表に示す各種ベースフィルムを使用し、その上
に、接着剤として、ナイロン系接着剤(トレジンFS-41
0、帝国化学産業(株)製)を塗布し、熱風循環式乾燥
機中で150℃において10分間乾燥して、膜厚15±2μm
のBステージ化した耐熱性接着層を形成した。得られた
接着シートを幅20mm及び幅17mmに、ベースフィルムの走
行方法(マシン方向)に沿って裁断して接着テープを
得、リードシフト測定用のサンプルとした。これらの接
着テープを用い、実施例1と同様にしてシードシフトを
測定した。その結果を第4表に示す。
例3 第5表に示す各種ベースフィルムを使用した以外は、
実施例1と同様にして接着テープを作製した。またリー
ドフレームとして42アロイ(平均熱膨張係数α=0.4×1
0-5cm/cm/℃)およびCuアロイ(α=1.5×10-5cm/cm/
℃)を使用した以外は、実施例1と同様にしてリードシ
フト率を測定した。その結果を第6表に示す。
例4 第7表に示す各種ベースフィルムを使用した以外は、
実施例1と同様にして接着テープを作製した。またリー
ドフレームとして42アロイ(平均熱膨張係数α=0.4×1
0-5cm/cm/℃)を使用した以外は、実施例1と同様にし
てリードシフト率を測定した。その結果を第8表に示
す。
上記表1、表3、表5及び第7表中のベースフィルム
欄に示す商品名の「ユーピレックスS」及び「ユーピレ
ックス50R」は、ともに、ポリビフェニルテトラカルボ
ン酸イミド系のポリイミドであり、また、同じく「カプ
トン200H」、「カプトン100V」、「カプトンE」、「カ
プトンV」及び「アピカル50AH」は、いずれも、ポリピ
ロメリット酸イミド系のポリイミドである。
(発明の効果) 本発明は、上記構成を有するので、多ピンQFP等のフ
ァインピッチリードフレームをパッケージ内に有する半
導体装置において、リードフレーム固定用接着テープと
して使用した場合、アセンブリ工程中の加熱により生じ
るリードシフトの問題が解消される。したがって、従来
の接着テープではテーピング不可能とされていたファイ
ンピッチリードフレームにテーピング可能になり、これ
らのリードフレームを使用した半導体の生産効率及び生
産歩留まりが大巾に改善される。また、樹脂封止型半導
体パッケージ内におけるリードフレーム固定以外の用
途、例えばダイパッドテープとして使用した場合にも、
テーピングされたり、リードフレームのアセンブリ工程
中での加熱によるリードフレームの反りの問題等が解決
され、生産の安定性が確保できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、リードフレームに接着テープが貼り付けられ
た状態を示すためのリードフレームの平面図、第2図は
第1図の一部の拡大図である。 1a、1b……接着テープ、2……リードピン、3……サポ
ートバー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渋谷 章広 静岡県静岡市用宗巴町3番1号 株式会 社巴川製紙所技術研究所内 (72)発明者 越村 淳 静岡県静岡市用宗巴町3番1号 株式会 社巴川製紙所技術研究所内 (56)参考文献 実開 昭63−110034(JP,U) 実開 昭57−146337(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】予め熱処理を施した耐熱性ベースフィルム
    の表面に耐熱性接着層を積層してなる樹脂封止型半導体
    装置用接着テープであって、(1)20℃〜300℃におけ
    る耐熱性ベースフィルムの幅方向の平均線熱膨張係数
    が、0.4×10-5〜2.5×10-5cm/cm/℃の範囲にあり、か
    つ、(2)300℃/3分間加熱した場合における耐熱性ベ
    ースフィルムの幅方向の加熱寸法変化率が、0.15%以下
    であることを特徴とする樹脂封止型半導体装置用接着テ
    ープ。
JP1041637A 1988-09-29 1989-02-23 接着テープ Expired - Lifetime JP2668576B2 (ja)

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JPH073636Y2 (ja) * 1987-01-09 1995-01-30 株式会社巴川製紙所 半導体素子固定用耐熱接着フイルム

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