JP2947223B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子等を搭載
する半導体装置の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体素子を搭載する部分を熱伝導性の
良い厚めの金属板とし、これをリードフレームのほぼ中
央に張り付け、この金属板に半導体素子を固定した半導
体装置の構造が最近注目されるようになった。この構造
により金属板が半導体素子で発生した熱を効率よく熱拡
散すると共に、金属板をアースに接続して電位的に安定
させ、信号線間の相互容量および相互インダクタンス成
分を低下させることが可能となり、電気雑音対策をも可
能とする。
【0003】この種の構造の半導体装置の従来技術によ
る製造方法の製造工程の概要を、図2(a)−(c)に
示す工程断面略図で説明する。
【0004】これまでこの構造の実現にとられてきた工
程断面図を図2(a)−(c)に示す。リードフレーム
のリード1に金属板4が接着テープ3を用いて張り合わ
され、その金属板の張り合わされたリードフレームを図
2(b)に示すような複合リードフレームとし、その後
マウント材5を用いて半導体素子6を金属板に固定し、
図2(c)の形態としてきた。マウント材5は一般に熱
硬化タイプのものを用い、その場合仮付け及び高温下で
マウント材の硬化を行うベーク工程が必要となる。とこ
ろで、金属板とリードフレームの接着を行う接着テープ
には一般にポリイミドテープが用いられているが、この
ポリイミドテープの耐熱温度は260℃であるため、ポ
リイミドの変質を避けるため上記半導体素子のベークは
260℃以下で行われていた。
【0005】すなわち従来技術では半導体素子固定時の
温度はリードフレームと金属板を貼り合わせる接着テー
プの耐熱温度以下で行わなければならないという制約を
受けるという問題点がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】近年、半導体素子の微
細加工技術が進み、同一規模の回路構成では半導体素子
の大きさは小さくなりつつあるが、その一方でボンディ
ング時の半導体素子の振動により半導体素子上の電極で
の金属細線の不着の問題が顕在化してきており、その対
策としてボンディング工程における作業時の温度におい
ても、半導体素子を強固に固定することが不可欠となっ
てきている。それにはAu−Si共晶方式による半導体
素子の固定、或いは高温でのAgペーストのベークによ
る半導体素子の固定が有効であることがわかってはいる
が、Au−Si共晶方式においては通常、半導体素子の
固定が可能な共晶温度は400℃以上であり、Agペー
ストにおいても300℃以上のベーク温度が要求される
ため、従来から使用されている金属板とリードを接着テ
ープを用いて貼りつけるタイプの複合リードフレームを
用いた場合、300℃以上或いは400℃以上での半導
体素子の固定は一部の極めて特殊なテープ材を用いれば
可能ではあったものの、前記したとおり、一般に用いら
れているポリイミドテープの場合には不可能であった。
【0007】本発明は上記問題点解決のためなされたも
のであり、その課題は、テープ材の耐熱温度がマウント
温度、すなわちマウント材を用いて半導体素子を金属板
に固定する際のベーク温度、よりも低いテープ材の使用
を可能にする半導体装置の製造方法を提供することであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、(1)マウント材を用いて半導体素子を金属
板上に固定する第1の工程と、(2)該金属板上にリー
ドフレームのリードを接着する第2の工程とを、上記の
順に行なうことを特徴とする半導体装置の製造方法であ
る。
【0009】本発明方法に於いては、金属板上にリード
フレームのリードを接着するより前に金属板に半導体素
子の固定を行なうので、その固定には上記Au−Si共
晶方式による固定、ならびに高温でのAgペーストのベ
ークによる固定を行なうことが可能となる。それにより
半導体素子固定後のマウント材の高弾性率化が実現で
き、それによりボンディング時の半導体素子の振動防止
につながり、半導体素子上の電極と金属細線の接合信頼
性向上が可能となる。また、電極と金属細線の不着の問
題を防止できるので、生産性向上を図ることができる。
【0010】また、本発明方法によれば半導体素子の固
定時の温度の制限がなくなるため、硬化時の温度が接着
テープの耐熱温度以下という制限のあったマウント材に
ついての制限がなくなる。更に一方では、耐熱温度が高
いことを要求されていたテープや接着剤への制限もなく
なる。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の好適な実施の形態に於い
て、第2工程の金属板上へのリードフレームのリードの
接着は、接着テープを用いて行なわれる。この際、接着
テープのテープ材の耐熱温度は、第1工程におけるマウ
ント材を用いての半導体素子の金属板への固定のための
ベーク温度に対して、高いものであっても低いものであ
っても本発明の実施の形態のうちではあるが、本発明が
解決しようとしている前述の課題を考慮すると、好適な
実施の形態としては、テープ材の耐熱温度は固定のため
の第1工程のベーク温度より低いテープ材を使用する場
合である。
【0012】接着テープを使用しない第2工程の接着法
としては、たとえば接着剤のみの使用の場合がある。
【0013】以下、本発明方法の好適な実施の形態を、
更に図面を参照しながら説明する。図1(a)−(c)
は、その製造工程の概要を示す工程断面図である。ま
ず、板厚が50〜500μm程度の金属板4に半導体素
子6をAuリボンやAgペーストなどのマウント材を用
いて高温で固定を行い、図1(b)に示すような半導体
素子が金属板に固定された形態とする(第1工程)。続
いてこの図1(b)で示される半導体素子が搭載された
金属板を基材が高分子フィルム等である絶縁性の接着テ
ープを用いて、42合金材やCu合金材でエッチングや
プレス加工によりリードを形成したリードフレームに張
り合わせ、図1(c)の形態とする(第2工程)。この
とき、半導体素子の搭載された金属板とリードフレーム
を接着テープを用いて張り合わせるタイミングは金属板
の温度が接着テープの耐熱温度以下で有れば可能である
が、貼り付け後のリードの変形防止や貼り付け精度を考
慮するとテープ材のガラス転移温度以下になった温度で
行うのが望ましい。
【0014】
【実施例】以下、実施例を示して本発明を更に説明す
る。
【0015】Cu合金からなり板厚が200μmである
Cu合金板に半導体素子をAuリボンを用いてAu−S
i共晶方式により窒素雰囲気中で400℃の温度で固
定、あるいはAgペーストを用いて半導体素子を金属板
に仮付けした後にベーク装置を用い窒素雰囲気中で30
0℃、60秒で速硬化方式のベークを行い固定し、半導
体素子がCu合金金属板に搭載された状態とした(第1
工程)。続いて、第1工程で得られた半導体素子が固定
されたCu合金板を、基材がポリイミドである接着テー
プを用いて、Cu合金材でエッチングされパターン形成
されたリードフレーム中央部分に張り合わせた。このと
き、半導体素子の固定されたCu合金板とリードフレー
ムを接着テープを用いて張り合わせるタイミングは金属
板の温度がテープ材・接着材の耐熱温度である260℃
以下の200℃で行った(第2工程)。
【0016】本実施例ではCu合金板に半導体素子の固
定を行っているが、Cu合金板の代わりに他の金属板や
セラミックス等の絶縁性の基盤を用いてもよい。また、
リードについてもCu材でエッチングあるいはプレス加
工されたものに限らず、42合金やTABテープ等の高
分子フィルムに形成されたリードであってもよい。金属
板とリードフレームの接着については接着テープに限ら
ず接着剤のみとしても良いし、アース等の目的でリード
の一部を金属板に接続しても良い。
【0017】
【発明の効果】第1の効果は、半導体素子固定に用いる
マウント材として高温でマウントしなければならない材
料を選択可能とする。その理由はテープの耐熱温度以上
のベークが可能となるからである。
【0018】第2の効果は、マウント材としてチップ仮
付け後に高温でベークが必要な材料を選択可能とする。
その理由はテープの耐熱温度以上のベークが可能となる
からである。
【0019】第3の効果は、金属板とリードフレームを
張り合わせる接着剤やテープの制限がなくなる。その理
由はテープや接着剤の耐熱温度は低くても良いからであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の概要を説明するための工
程断面図で、(a)は第1工程開始前、(b)は第1工
程終了時、(c)は第2工程終了時である。
【図2】従来技術によるプロセスの概要を説明するため
の工程断面図で、(a)はリードに金属板を接着する
前、(b)は接着後の複合リードフレーム、(c)は半
導体素子を固定した状態を示す。
【符号の説明】
1 リード 2 メッキ 3 接着テープ 4 金属板 5 マウント材 6 半導体素子
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/60 311 H01L 21/50 H01L 21/52

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (1)マウント材を用いて半導体素子を
    金属板上に固定する第1の工程と、 (2)耐熱温度が前
    記第1の工程における固定のためのベーク温度よりも低
    温の接着材を用いて、該金属板上にリードフレームのリ
    ードを接着する第2の工程とを、上記の順に行なうこと
    を特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記第2の工程が、接着テ−プを用いる
    接着である、請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
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