JP3186648B2 - フィルムの打抜き方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フィルムの打抜き方法
に関し、特に、フィルムを打抜く際に発生するフィルム
切断バリ及び切屑の発生を防止したフィルムの打抜き方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】高密度実装を可能にしたＬＯＣ（Ｌｅａ
ｄ ｏｎ Ｃｈｉｐ）構造のリードフレームには、予め
半導体チップ搭載用に、高耐熱ポリイミド系フィルムの
両面に接着剤（熱可塑性及び熱硬化性接着剤等）が塗布
された接着剤付フィルムを貼り付け、プレハブリードフ
レームとして実用化されているものがある。

【０００３】ところで、上記リードフレームにポリイミ
ド系フィルムを貼り付けるには、打抜き金型による打抜
き貼り付け方法、すなわち、例えば、短冊状に打ち抜い
たフィルムをその下方に位置させられたリードフレーム
のリードに貼り付ける方法が採用されている。ところ
が、この打抜き貼り付け方法では、フィルムを打抜く際
にフィルム切り口にフィルム切断バリやフィルム切屑等
が発生するという欠点がある。

【０００４】ここで、フィルム切断バリや切屑の発生メ
カニズムを説明する。図５（ａ）には、打抜きパンチ３
とダイ４とで両面に接着層７を有するポリイミドフィル
ム２を所定の形状に切断する場合の悪い切れ方が示され
ている。この場合は、パンチ３及びダイ４を接着層７に
押し当てたとき、接着層７が切断される前にポリイミド
系フィルム２に圧縮破壊点８が発生しており、これがバ
リ及び切屑発生の原因となる。また、図５（ｂ）には、
（ａ）と逆に良い切れ方が示されている。この場合は、
まず接着層７が切断され、その後ポリイミド系フィルム
が切断されるため、圧縮破壊点８が生じることはなく、
バリ及び切屑は発生しない。

【０００５】上述のように発生するフィルム切断バリ及
び切屑は、リードフレームのボンディングエリアに付着
し、ワイヤボンディングを阻害する等の弊害をもたらす
ため、図５（ｂ）のようにフィルムを切断し、フィルム
切屑の発生を防止する必要がある。

【０００６】そこで、現在用いられているフィルム切断
バリ及び切屑の発生を防止する手段としては、フィルム
打抜き金型のクリアランス等を調整することにより行う
方法等がある。

【０００７】なお、電子材料として用いられるポリイミ
ド系フィルムの機械的特性は、一般に表１に示す通りで
ある

【表１】 表１に示されるように、ポリイミド系フィルムの機械的
特性は、バラツキが大きく、電気的特性を重視した物性
を備えていることがわかる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
フィルム打抜き時に発生するフィルム切断バリ及び切屑
を低減する方法では、以下に説明する理由により不十分
であった。

【０００９】上記表１に示されるように、ポリイミド系
フィルムの機械的特性にバラツキが大きいため、金型に
よる打抜き状態、特に、切り口の面の状態が安定しな
い。したがって、これがフィルム切断バリ及び切屑の発
生の原因となっており、未だフィルム切断バリ及び切屑
を防止するには不十分といわれる理由となっている。

【００１０】半導体部品製造工程において、フィルム切
断バリ及び切屑が未だ発生するため、そのフィルム切断
バリ及び切屑がボンディングエリアに付着することがあ
る。したがって、その場合は、ワイヤボンディングを行
うことができない。

【００１１】フィルム切断バリ及び切屑が、金型のパン
チとダイとの間に堆積すると、フィルムの貼り付け位置
の精度を損なうことになる。

【００１２】フィルム切断バリ及び切屑が金型に付着す
ると、圧痕等の不良が発生し、金型のクリーニングが必
要となる。

【００１３】したがって、本発明の目的は、フィルム打
抜き時に発生するフィルム切断バリ及び切屑の発生を防
止し、生産性を向上させるフィルムの打抜き方法を提供
することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、両面接着層付きフィルムの基材フィルムの
端裂抵抗を所定の値、例えば，５０〜７０ｋｇｆ／２０
ｍｍに設定し、その両面接着層付きフィルムをパンチお
よびダイで打抜くとき、前記両面接着層を最初に切断
し、次に前記基材フィルムを切断することによって前記
両面接着層付きフィルムを打抜く方法を提供する。

【００１５】なお、上記基材フィルムは、ポリイミド系
フィルムであり、両面に接着剤を塗布して所定の厚さの
接着層が形成されるものである。

【００１６】

【作用】基材フィルムの端裂抵抗を５０〜７０ｋｇｆ／
２０ｍｍとしたため、両面に形成された接着層が打抜き
パンチで切断される前に基材フィルムが圧縮破壊される
ことがない。したがって、基材フィルム上に形成された
接着層が先に切断されるので、フィルム切屑発生率を低
減することができる。

【００１７】

【実施例１】半導体装置に使用される打抜きフィルムの
形状は、例えば、チップの形、チップ上のパッドの配置
及びリードフレームのリード引き回し設計等により決定
されるため、種々の形状が考えられる。このような種々
の形状のフィルムを得るために金型によるフィルム打抜
きが行われているが、その際、従来技術の欄で説明した
ようなフィルム切断バリ及び切屑の発生が問題となって
いる。そこで、発明者等は、このフィルム打抜きの際発
生するフィルム切断バリ及び切屑の原因をフィルムの硬
度にあると考え、打抜きフィルムの端裂抵抗との関係に
着目した。

【００１８】上記端裂抵抗とは、以下のようなものをい
う。幅２０ｍｍ、長さ約２００ｍｍの試験片（フィル
ム）を縦方向及び横方向から、それぞれ全幅にわたって
平均するように５枚の試験片をとる。この試験片を試験
金具に通し、フィルム面が接するように２つに折り合わ
せて試験機の下部のつかみにはさみ、１分間につき約２
００ｍｍの速さで試験片を引張る。このときの試験片が
引き裂けたときの力の平均値と最低値を求めるものであ
る（ＪＩＳ Ｃ２３１８ ６．３．４参照）が、平均値
で表されることが多い。

【００１９】以下に、本発明の第１実施例を詳細に説明
する。まず、本実施例の打抜きフィルムの製造過程を説
明する。最初に、ポリアミド酸等の出発物質に溶媒を加
え、これをワニスとする。次に、このワニスを金型やロ
ール等に塗布し、これを加熱することによって乾燥させ
る。その後、金型やロール等から、イミド化されたフィ
ルムを剥がすことによって、ポリイミド系フィルムを得
る。そして、ポリイミド系フィルムの両面に熱可塑性接
着剤又は熱硬化性接着剤を塗布し、接着層を有するポリ
イミド系フィルムが完成する。

【００２０】上記ポリイミド系フィルムの製造過程にお
いて、端裂抵抗を変化させるには、フィルム自体に含ま
れる水分が大きく影響する。したがって、所定の端裂抵
抗を得るには、フィルム中に含まれる水分の量を調整す
れば良い。そこで、ポリアミド酸等の出発物質に加えら
れる溶媒は、上述のように吸湿性を有するものを用いる
ことにした。よって、端裂抵抗が高いフィルムを製造す
るためには、製造過程の加熱・乾燥工程で、ある程度溶
媒を揮発させないようにし、吸湿性を有する溶媒を何％
か残存させる必要がある。

【００２１】次に、発明者等は、上記製造方法により複
数の端裂抵抗が異なる複数のポリイミド系フィルムを製
造し、端裂抵抗とフィルム切屑発生率との関係を以下の
方法で試験した。試験方法は、図１に示すように、１ピ
ース当り２枚のフィルム２を貼り付けたリードフレーム
１を３０ピース作成し、３０ピースのリードフレーム中
で切屑が発生したピースの割合を求めるというものであ
る。これを複数の異なる端裂抵抗を有するフィルムで試
験し、求めた切屑発生率を比較した。なお、１ピース中
に貼り付ける２枚のフィルムのうち、１枚でも切屑が発
生した場合は、切屑発生ピースとして数えることとし
た。

【００２２】図２に上記試験によって求めた端裂抵抗と
フィルム切屑発生率との関係を示す。この図２に示され
るように、フィルムの端裂抵抗が高い程、フィルム切屑
の発生頻度が低くなることが確認された。具体的には、
端裂抵抗が５０ｋｇｆ／２０ｍｍ以上のポリイミド系フ
ィルムを基材に用いると、フィルム切屑発生率が０％に
近づくことが確認された。

【００２３】ただし、端裂抵抗を高くするためには、溶
媒をフィルム基材中に多量に含ませる必要があり、端裂
抵抗が７０ｋｇｆ／２０ｍｍ以上であると、フィルム基
材としてワニス状のものからシート状のものを作製する
ことが著しく困難となることから、前記値が上限とされ
た。

【００２４】一方、溶媒残存量を減少させると、フィル
ムの吸湿性が低下し、端裂抵抗を高く保つことができな
くなる。

【００２５】よって、基材フィルムの端裂抵抗は、５０
〜７０ｋｇｆ／２０ｍｍが最も適しているということが
確認された。

【００２６】

【実施例２】以下に、本発明の第２実施例を図面を参照
しつつ詳細に説明する。図３には、第１実施例の両面接
着層付きフィルム２を予め打抜いて貼付けたＬＯＣ（Ｌ
ｅａｄ ｏｎ Ｃｈｉｐ）構造のリードフレームが示さ
れている。このリードフレームは、リードフレーム１
と、２ヶ所に貼り付けられた両面接着層付きフィルム２
とから構成されている。

【００２７】両面接着層付きフィルム２の基材は、上述
した第１実施例の方法で製造され、５０〜７０ｋｇｆ／
２０ｍｍの端裂抵抗を有するものである。

【００２８】図４は、両面接着層付きフィルム２をリー
ドフレーム１に貼り付けるための打抜き金型を示し、
（ａ）は、フィルム２を打抜く前の状態、（ｂ）は、フ
ィルム２を打ち抜いた後、リードフレーム１へ貼り付け
る状態を示している。この装置は、フィルム２を２枚に
打抜き、リードフレーム１へ貼り合わせる所定の形状の
打抜きパンチ３と、フィルム２を固定するダイ４及びス
トリッパ５と、ダイ４の下方に配置され、フィルム２を
支持し、所定の温度まで加熱する加熱ブロック６とから
構成されている。

【００２９】以上説明した装置を用い、以下に説明する
方法でリードフレームを製造する。まず、加熱ブロック
６上に、予めリードフレーム１を載せて所定の温度まで
加熱しておく。

【００３０】また、別の工程で、端裂抵抗５０〜７０ｋ
ｇｆ／２０ｍｍであって、両面に熱可塑性接着剤又は熱
硬化性接着剤等からなる接着層が形成された両面接着層
付きフィルム２を製造しておく。

【００３１】そして、接着層が形成されたフィルム２
を、図４（ａ）に示されるように、ダイ４とストリッパ
５との間にセットする。

【００３２】その後、図４（ｂ）に示されるように、フ
ィルム２は、打抜きパンチで打ち抜かれ、そのまま連続
して打抜きパンチ３で加熱されたリードフレーム１に押
し付けられる。打ち抜かれたフィルム２は、所定の時間
押し付けられ、フィルム２上に形成された接着層によっ
て、リードフレーム１に貼り付けられる。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、本発明のフィルム打抜き
方法によれば、基材フィルムの端裂抵抗を５０〜７０ｋ
ｇｆ／２０ｍｍとしたため、フィルム打抜き時に発生す
るフィルム切断バリ及び切屑の発生を防止でき、生産性
を向上させるとともに安定した品質を有するリードフレ
ームを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の試験資料を示す平面図で
ある。

【図２】本発明の第１実施例に試験結果を示すグラフで
ある。

【図３】本発明の第２実施例を示す平面図である。

【図４】本発明の第２実施例を示す断面図である。

【図５】従来のフィルム切断バリ及び切屑発生のメカニ
ズムを示した図である。

【符号の説明】

１ リードフレーム ２ 両面接
着層付きフィルム ３ 打抜きパンチ ４ ダイ ５ ストリッパ ６ 加熱ブ
ロック ７ 接着層 ８ 圧縮破
壊点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高坂 博之 茨城県日立市助川町３丁目１番１号 日 立電線株式会社電線工場内 (72)発明者 川村 敏雄 茨城県日立市助川町３丁目１番１号 日 立電線株式会社電線工場内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 23/50

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＬＯＣ（Ｌｅａｄ Ｏｎ Ｃｈｉｐ）構
   造の半導体装置に使用される両面接着層付きフィルムを
   パンチおよびダイで打抜くフィルムの打抜き方法におい
   て、 前記両面接着層付きフィルムの基材フィルムの端裂抵抗
   を所定の値に設定し、 前記ダイ上に前記所定の値の端裂抵抗の前記両面接着層
   付きフィルムを載置し、 前記ダイ上の前記両面接着層付きフィルムを前記パンチ
   および前記ダイで打抜くとき、前記両面接着層を最初に
   切断し、次に前記基材フィルムを切断し、これによって
   前記基材フィルムに圧縮破壊を生じさせないで前記両面
   接着層付きフィルムを打抜くことによりフィルム切屑発
   生率を低減することを特徴とするフィルムの打抜き方
   法。
2. 【請求項２】 前記基材フィルムの端裂抵抗の前記所定
   の値への設定は、５０〜７０ｋｇｆ／２０ｍｍにする請
   求項１記載のフィルムの打抜き方法。