JP7187906B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、被加工体及びその封止体を支持体に充分固定できるとともに、加工後の被加工体及び封止体から容易に破断なく剥離できる仮止め材の形成を可能とする半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、〔2〕 前記第三工程の被加工体がリードフレームであり、第五工程の半導体装置製造の加工が、リードフレームの露出面上のダイパッドに半導体素子を接着しワイヤボンディングにより、半導体素子とインナーリードとをワイヤで接続し、被加工体の露出面、半導体素子及びワイヤを封止材で封止するものである請求項1に記載の半導体装置の製造方法である。
本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、被加工体及びその封止体を支持体に充分固定できるとともに、加工後の被加工体及び封止体から容易に剥離できる仮固定材層を形成することができる。また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、支持体からも容易に剥離することができる。更に、本発明に係る仮固定材樹脂組成物から形成される仮固定材層は、溶剤に浸漬させる等の操作を行わなくとも、被加工体及び封止材、並びに支持体からの剥離を行うことができる。
ない。
本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、半硬化後の仮固定材層と被加工体とのラミネート後の密着力が10N/m以上で、半硬化後の仮固定材層に対する被加工体の埋め込み量が5μm以下とするため仮固定材樹脂組成物は、好ましくは熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、シリコーン化合物及び硬化促進剤を含有した樹脂組成物を用いて、被加工体と、該被加工体を封止する封止体とを仮止めするために用いられる。
〔熱可塑性樹脂〕
前記仮固定材樹脂組成物に用いる熱可塑性樹脂としては、仮固定材樹脂組成物から形成される仮固定材層(仮止め層)及び仮固定材層(仮止め用樹脂フィルム)の耐熱性及び低温貼付性に優れるという観点から、反応性基を有する(メタ)アクリル共重合体(以下、「反応性基含有(メタ)アクリル共重合体」という場合もある)が好ましい。なお、本明細書において、(メタ)アクリルとは、アクリル又はメタクリルのいずれかの意味で用いられる。
本実施形態で用いるシリコーン化合物としては、ポリシロキサン構造を有するものであれば特に制限なく用いることができる。例えば、シリコーン変性樹脂、ストレートシリコーンオイル、非反応性の変性シリコーンオイル、反応性の変性シリコーンオイル等が挙げられる。シリコーン化合物は、1種を単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。
硬化促進剤としては、例えば、イミダゾール類、ジシアンジアミド誘導体、ジカルボン酸ジヒドラジド、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、2-エチル-4-メチルイミダゾール-テトラフェニルボレート、1,8-ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン-7-テトラフェニルボレート等が挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。
熱硬化性樹脂としては、熱により硬化する樹脂であれば特に制限なく用いることができる。
本実施形態に係る仮固定材層(仮止め用樹脂フィルム)は、上記本実施形態に係る仮固定材樹脂組成物をフィルム状に形成してなるものである。
本実施形態に係る仮固定材層(仮止め用樹脂フィルム)は、例えば、仮固定材樹脂組成物を支持フィルムに塗布することにより容易に製造することができる。また、仮固定材樹脂組成物が有機溶剤で希釈されている場合、該樹脂組成物を支持フィルムに塗布し、有機溶剤を加熱乾燥により除去することにより製造することができる。
図3に示す本発明の半導体装置の製造方法は、(a)支持体に仮固定材層(仮止め用樹脂フィルム)を形成する工程、(b)支持体付きの仮固定材層(仮止め用樹脂フィルム)を半硬化させる工程、(c)被加工体であるリードフレームの片面に、支持体付き仮固定材層(仮止め用樹脂フィルム)を接着する工程、続いて仮接合後に本硬化を行い、(d)被加工体の露出面上のダイパッドに半導体素子を接着しワイヤボンディングにより、半導体素子とインナーリードとをワイヤで接続する工程、(e)被加工体の露出面、半導体素子及びワイヤを封止材で封止する工程、(f)仮固定材層(仮止め用樹脂フィルム)を支持体から剥離する工程、(i)並びに半導体装置から仮固定材層(仮止め用樹脂フィルム)を剥離する工程からなる。その後、個片化する工程を設けてもよい。
[仮固定材樹脂組成物ワニスの調整]
表1に示す質量部の組成で熱可塑性樹脂、シリコーン化合物、熱硬化性樹脂、及び硬化促進剤と溶剤としてシクロヘキサノンとを配合し、仮固定材樹脂組成物のワニス(固形分濃度30質量%)を調製した。
表1に示す質量部の組成で、仮固定材層(仮止め用樹脂フィルム)を形成するためのワニスを調製した。調製したワニスを、離型処理したポリエチレンテレフタレートフィルム(帝人フィルムソリューション株式会社製、A31、厚さ38μm)の離型処理面上に塗布し、90℃で5分間、140℃で5分間加熱乾燥した。その後、樹脂層上に上記フィルムをカバーフィルムとして更に貼り合わせ、カバーフィルム及び支持フィルムが付いた、仮固定材層(仮止め用樹脂フィルム)を得た。
仮固定材層(仮止め用樹脂フィルム)のカバーフィルムを剥離し、所定の条件にて加熱を行うことで、表2に示す実施例1~5及び比較例1~5のサンプルを得た。
仮固定材層(仮止め用樹脂フィルム)のカバーフィルムを剥離し、小型ラミネート機(大成ラミネーター株式会社製、FIRST LAMINATOR)を用いて60℃でリードフレーム用銅板EFTEC-64T(古河電気工業株式会社製)にラミネートした。これを10mm幅に切り出し、測定用フィルムとした。測定用フィルムを、剥離角度が90°となるように設定した剥離試験機で50mm/分の速度で剥離試験を実施し、そのときの剥離強度をラミネート後密着力とした。
仮固定材層(仮止め用樹脂フィルム)のカバーフィルムを剥離し、小型ラミネート機(大成ラミネーター株式会社製、FIRST LAMINATOR)を用いて60℃でリードフレーム用銅板EFTEC-64Tにパターンが形成されたリードフレーム(新光電気工業株式会社製)にラミネートした。得られたサンプルを130℃で30分間加熱し、続いて170℃で1時間加熱して硬化させ、得られたサンプルを剥離角度が150°となるように設定した剥離試験機で50mm/分の速度で剥離試験を実施し、剥離後の仮固定材層(仮止め用樹脂フィルム)の凹凸を接触式表面粗さ計にて測定し、その時の凹凸の高さを埋め込み性評価結果とした。
リードフレーム用銅板EFTEC-64T及び仮固定材層(仮止め用樹脂フィルム)の間の150°剥離強度を下記の方法により評価した。仮固定材層(仮止め用樹脂フィルム)のカバーフィルムを剥離し、小型ラミネート機(大成ラミネーター株式会社製、FIRST LAMINATOR)を用いて60℃でリードフレーム用銅板EFTEC-64Tにラミネートした。得られたサンプルを130℃で30分間加熱し、続いて170℃で1時間加熱して硬化させた。これを10mm幅に切り出し、測定用フィルムとした。測定用フィルムを、剥離角度が150°となるように設定した剥離試験機で50mm/分の速度で剥離試験を実施し、そのときの剥離強度を150°剥離強度とした。
仮固定材層(仮止め用樹脂フィルム)のカバーフィルムを剥離し、小型ラミネート機(大成ラミネーター株式会社製、FIRST LAMINATOR)を用いて60℃で厚み775μmのシリコンミラーウェハ(12インチ)にラミネートした。その後、表面を目視にて確認し、ボイドの有無を観察し、ラミネート性を評価した。評価基準は以下のとおりである。
×:ボイドが発生する場合、
○:ボイドが発生しない場合
仮固定材層(仮止め用樹脂フィルム)を被加工体から剥離する際の裂けの発生について、下記の方法にて評価した。仮固定材層(仮止め用樹脂フィルム)のカバーフィルムを剥離し、小型ラミネート機(大成ラミネーター株式会社製、FIRST LAMINATOR)を用いて60℃でリードフレーム用銅板EFTEC-64Tにパターンが形成されたリードフレーム(新光電気工業株式会社製)にラミネートした。得られたサンプルを130℃で30分間加熱し、続いて170℃で1時間加熱して硬化させ、裂け発生検討サンプルとした。得られたサンプルを剥離角度が150°となるように設定した剥離試験機で50mm/分の速度で剥離試験を実施し、そのときの仮固定材層(仮止め用樹脂フィルム)の裂け発生有無を確認した。評価基準は以下のとおりである。
×:仮止め用樹脂フィルムに裂けが発生する場合、
○:仮止め用樹脂フィルムに裂けが発生しない場合
仮固定材層(仮止め用樹脂フィルム)について、実施例及び比較例のずり粘度を下記の方法により評価した。仮固定材層(仮止め用樹脂フィルム)を厚さ120μmに調整した測定用単層フィルムを60℃でラミネートし、回転式粘弾性測定装置(ティー・エイ・インスツルメント株式会社製、ARES)を用いて、ずり粘度を測定した。測定方法は「parall plate」、測定冶具は直径8mmの円形の治具、測定モードは「Dynamic temperature ramp」、周波数は1Hzで行い、測定用単層フィルムに35℃で5%の歪みを与えながら20℃/分の昇温速度で120℃まで昇温し、実際にラミネートする際の温度領域である60℃に到達したときの測定用フィルムのずり粘度を測定した。
仮固定材層(仮止め用樹脂フィルム)について、実施例1~5及び比較例1~5の半硬化後の硬化反応率を下記の方法により評価した。
仮固定材層(仮止め用樹脂フィルム)10mgをアルミパンに入れた後、DSC(パーキンエルマー社製DSC-7型)を用いて昇温速度20℃/min、30~300℃の温度範囲で測定した。未処理のサンプルを測定した場合の発熱量ΔH(J/g)を「ΔH1」、表2に示した半硬化後のサンプルを測定した場合の発熱量ΔH(J/g)を「ΔH2」とし、以下の式で硬化反応率を算出した。
半硬化後の硬化反応率=(ΔH1-ΔH2)/ΔH1×100
仮固定材層(仮止め用樹脂フィルム)について、実施例1~5及び比較例1~5の応力緩和を下記の方法により評価した。仮固定材層(仮止め用樹脂フィルム)を厚さ120μmに調整した測定用単層フィルムを60℃でラミネートし、回転式粘弾性測定装置(ティー・エイ・インスツルメント株式会社製、ARES)を用いて、応力緩和を測定した。測定冶具は直径8mmの円形の治具、測定用単層フィルムに60℃で10%の歪みを与えた状態で保持し、200sec後に到達したときの測定用フィルムの応力緩和を下記式(1)にて算出した。
応力緩和(%)=(200sec到達後応力/測定開始時応力)x 100・・・式(1)
HTR-860P-3CSP;ナガセケムテックス株式会社製、重量平均分子量:80万、グリシジル官能基モノマー比率:3質量%、Tg:-7℃、
EXA830-CRP;DIC株式会社製、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、エポキシ当量:155-163g/eq、室温(25℃)で液状、
YDCN-700-10;新日鉄住金化学株式会社製、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量:210g/eq、軟化点:75~85℃、
TA31-209E;日立化成株式会社製、熱硬化型樹脂(シリコーン化合物)、5%重量減少温度:233℃。
SH3773M;東レ・ダウコーニング株式会社製、ポリエーテル変性シリコーンオイル、5%重量減少温度:215℃
2PZ-CN;四国化成工業株式会社製、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール
上記の半硬化の条件を表2に示した。
これに対し、ラミネート後の密着力が10N/m以上で、半硬化後の仮固定材層に対する埋め込み量が5μm以下である実施例1~5は、150℃での剥離強度が適度であり、ラミネート性に優れ、剥離時に裂けがなく、仮固定材層(仮止め用樹脂フィルム)として優れており、好適に半導体装置を製造することができる。
20…仮固定材層(仮止め用樹脂フィルム)
30…保護フィルム
100、200…仮止め用樹脂フィルムシート
Claims (8)
- 支持体上に、仮固定材樹脂組成物からなる仮固定材層を形成する第一工程と、
前記仮固定材層を半硬化する第二工程と、
前記半硬化を行った仮固定材層上に被加工体を仮接合する第三工程と、
前記仮接合後に本硬化を行う第四工程と、
前記本硬化後に半導体装置製造の加工を行う第五工程と、
前記第五工程を経た半導体装置から前記仮固定材層を剥離する第六工程と、
を備え、
前記半硬化後の仮固定材層と被加工体とのラミネート後の密着力が10N/m以上であり、
前記半硬化後の仮固定材層に対する被加工体の埋め込み量が5μm以下であり、
前記半硬化後の仮固定材層の応力緩和が75~90%である、
半導体装置の製造方法。 - 前記第三工程の被加工体がリードフレームであり、
前記第五工程の半導体装置製造の加工が、リードフレームの露出面上のダイパッドに半導体素子を接着しワイヤボンディングにより、半導体素子とインナーリードとをワイヤで接続し、被加工体の露出面、半導体素子及びワイヤを封止材で封止するものである、
請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記半硬化が熱による硬化反応である、
請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記半硬化の硬化温度条件が仮固定材層の反応開始温度以上である、
請求項1~3のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記半硬化後の仮固定材層の硬化反応率が15~35%である、
請求項1~4のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記仮固定材樹脂組成物が、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、シリコーン化合物及び硬化促進剤を含み、半硬化温度条件が90℃より高く150℃より低い、
請求項1~5のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記熱可塑性樹脂が反応性基を有する(メタ)アクリル共重合体である、
請求項6に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記シリコーン化合物が有機基で変性されたシリコーン化合物である、
請求項6又は請求項7に記載の半導体装置の製造方法。
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