JPH0372585A - 接着シート及び半導体装置 - Google Patents

接着シート及び半導体装置

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JPH0372585A
JPH0372585A JP2098287A JP9828790A JPH0372585A JP H0372585 A JPH0372585 A JP H0372585A JP 2098287 A JP2098287 A JP 2098287A JP 9828790 A JP9828790 A JP 9828790A JP H0372585 A JPH0372585 A JP H0372585A
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茂幸 横山
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渋谷　章広
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、リードフレームのダイパッド、セラミックボ
ード、金属板、樹脂回路基板等の被着体上に接着可能な
接着シートに関し、特に半導体装置のワイヤーボンディ
ングに使用するための接着シート、及びそれを用いて作
成された半導体装置に関する。
〈従来の技術〉 従来、半導体装置においては、第１１図に示されるよう
に、リードフレームのダイパッド９ａに接着剤ＩＯによ
って半導体チップ７を固定し、半導体チップ７とリード
フレームのリードピン９ｂとの間を金ワイヤ−８によっ
てワイヤーボンディングすることが行われている。そし
てワイヤーボンディングされた半導体チップは、金ワイ
ヤーと共に、樹脂で封止される。
近年、これら半導体装置においては、情報量の増大に伴
ない、リードフレームを構成するリードピンの多ピン化
が要求され、その一方で、実装密度の増大、低コスト指
向に伴なう半導体チップの小型化が要求されるようにな
る。したがってり−ドピンの長さが長くなり、それに伴
なってリードピンの幅およびリードピンの間隔が狭くな
るので、リードピンの先端部の精密さが必要になってい
る。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、リードフレームの作成にあたり、そのエ
ツチングの精度には限界があり、上記の要求を満たすこ
とは不可能である。すなわち、従来の技術において、小
型チップと多ピンのリードピンの先端部をワイヤーボン
ディング可能な位置に接近させると、リードフレームの
エツチング精度又は打抜き精度の限界からリードピンの
先端同士が接触するか、又はリードを形成できないとい
う問題を生じる。それを回避するためには、小型チップ
とリードピンの先端部との間隔を広げる必要があるが、
その場合には半導体チップとり−ドピンの先端との距離
が長くなるため、それらを接続する金ワイヤｒ同士が樹
脂封止時のワイヤー流れ等により、接触するという問題
を発生する。
本発明は、従来の技術における上記のような問題点に鑑
みてなされたものである。すなわち本発明の目的は、小
型の半導体チップと多数本のり一ドピンの先端を信頼性
よくワイヤーボンディングさせる為に使用する接着シー
トを提供することにある。
本発明の他の目的は、上記接着シートを使用した半導体
装置を提供することにある。
く課題を解決するための手段〉 本発明の接着シートは、少なくとも１層からなる耐熱性
支持体の一面に銅箔をしけ、他面に半硬化状接着剤層お
よび保護フィルムを順次設けてなることを特徴とする。
本発明の接着シートには、次の三つの場合が包含される
。
すなわち、第１の接着シートは、耐熱性支持体が、耐熱
性フィルムと、銅箔を積層するための接着層とよりなる
場合であって、耐熱性フィルムの一面に、接着層を介し
て銅箔を積層し、他面に半硬化状接着剤層および保護フ
ィルムを順次設けてなる構造を有する。
第２の接着シートは、耐熱性支持体が、銅箔上に形成さ
れた耐熱性樹脂層からなる場合であって、銅箔上に形成
された耐熱性樹脂層を有する積層体の、該耐熱性樹脂層
の表面に、半硬化状接着剤層および保護フィルムを順次
設けてなる構造を有する。
第３の接着シートは、耐熱性支持体が、銅箔上に形成さ
れた耐熱性樹脂層と、接着層と、耐熱性フィルムからな
る場合であって、耐熱性フィルムの一面に、銅箔上に形
成された耐熱性樹脂層を有する積層体を、該耐熱性樹脂
層が耐熱性フィルムに面するように接着層を介して積層
し、該耐熱性フィルムの他面に半硬化状接着剤層および
保護フィルムを順次設けてなる構造を有する。
また、本発明の第１の半導体装置は、上記の接着テープ
を使用して作成されるものであって、その第１のものは
、少なくとも１層からなる耐熱性支持体の一面に、半導
体チップを載置する部分と、それを取巻く多数の条線と
よりなる銅箔パターンが形成された銅箔層を有し、他面
に半硬化状接着剤層を有する接着テープを、リードフレ
ームのダイパッド上に接着し、該接着テープの半導体チ
ップを載置する部分に半導体チップを固定し、半導体チ
ップと各条線の一端との間及び各条線の他端とリードフ
レームのり−ドピンとの間にワイヤーボンディングを施
し、半導体チップをワイヤーボンディング部と共に樹脂
で封止してなり、半導体チップとリードピンが、接着テ
ープの銅箔層に形成された条線を介して電気的に接続さ
れてなることを特徴とする。
また、本発明の第２の半導体装置は、少なくとも１層か
らなる耐熱性支持体の一面に、多数の条線よりなる銅箔
パターンが形成された銅箔層を有し、他面に半硬化状接
着剤層を有し、かつ、中央に打ち抜き孔部分を有するリ
ング状の接着テープを、リードフレームのダイパッド上
に接着し、ダイパッド上の該接着テープ中央の打ち抜き
孔部分に半導体チップを固定し、半導体チップと各条線
の一端の間及び各条線の他端とリードフレームのリード
ピンとの間にワイヤーボンディングを施し、半導体チッ
プをワイヤーボンディング部と共に樹脂で封止してなり
、半導体チップとリードピンが、接着テープの銅箔層に
形成された条線を介して電気的に接続されてなることを
特徴とする。
次に、本発明の接着シートについて、図面を参酌して説
明する。
第１図ないし第３図は、それぞれ、第１ないし第３の接
着シートの断面図を示すものであって、第１図は、耐熱
性フィルムと、銅箔を積層するための接着層とよりなる
場合を示し、第２図は、耐熱性支持体が、銅箔上に形成
された耐熱性樹脂層からなる場合を示し、第３図は、耐
熱性支持体が、銅箔上に形成された耐熱性樹脂層と、接
着層と、耐熱性フィルムからなる場合を示す。
第１図においては、耐熱性フィルムｌの一面に接着層２
を介して銅箔３が積層されており、また、他面に、半硬
化状接着剤層４および保護フィルム５が順次設けられて
いる。
第２図においては、銅箔３上にキャスティング塗工又は
押出し成形法により耐熱性樹脂層６が形成され、その耐
熱性樹脂層６の表面に、半硬化状接着剤層４および保護
フィルム５が順次設けられている。第２図に示す構造を
有するものは、キャスティング法又は押出し成形法が使
用できるので、製造コストの低減をはかることができ、
また、Ｔｇの高い耐熱性接着層を設ける必要がないとい
う利点がある。
第３図においては、銅箔３上にキャスティング塗工によ
り形成された耐熱性樹脂層８を有する積層体が、耐熱性
フィルムｌの一面に、接着層２を介して積層されている
。また、耐熱フィルムｌの他面には、半硬化状接着剤層
４および保護フィルム５が順次設けられている。第３図
に示す構造を有する場合は、キャスティング塗工により
形成する耐熱性樹脂層の膜厚が薄過ぎて、作業が困難で
ある場合に適用することができる。
次に、本発明の接着シートの各層を構成する材料につい
て説明する。
（銅箔） 厚さ３オンス（ｌ平方フィート当りの銅箔の重さ、以下
省略する）以下、好ましくは１オンス以下の圧延又は電
解鋼箔又は合金銅箔が使用される。
また、場合によっては、銅箔の表面には酸化を抑えるた
めにクロメート処理を、裏面には銅箔裏面からの隣接層
への銅の拡散を抑えるためにＺｎ、Ｎｉ等のメツキ処理
を行うこともできる。
（接着層） 接着層を構成する接着剤としては、ポリイミド系接着剤
、エポキシ／ポリアミド系接着剤、ポリアミドイミド系
接着剤、エポキシ系接着剤、ポリエステル系接着剤等が
使用でき、更にまた、ＮＢＲ／フェノール系接着剤、ポ
リアミド系接着剤、ポリブチラール／フェノール系接着
剤、及びこれらをエポキシ変性した接着剤等も使用でき
る。ポリイミド系接着剤としては、Ｔｇが１８０℃以上
で分子内にイミド環又は縮合してイミド環を形成する付
加型ポリイミド、縮合型ポリイミド等が用いられる。接
着層は、この接着剤を耐熱性フィルムの一面、或いは銅
箔表面又は耐熱性樹脂層表面に、乾燥後の塗布厚が５〜
５０−１好ましくは２０Ｉｍ以下になるように塗布し、
乾燥した後、ラミネートされた状態で完全硬化させるこ
とによって形成されるもので、それによって耐熱性フィ
ルムと銅箔又は耐熱性樹脂層とが接着される。
ポリイミド系接着剤の代表的なものとしては、縮重合反
応によってイミド環を形成する下記構造式で示される単
量体単位を有するポリアミック酸（例えば、商品名ＬＡ
ＲＫ−ＴＰＩ）、両末端にアセチレン基を有するポリイ
ミド（例えば、商品名：　ＭＣ−ＢＯＧ、ＩＰ−６００
１、ＩＰ−６３０、ＦＡ−７００１等）があげられる。
（耐熱性フィルム） 厚さｌＯ〜１５０即、好ましくは２５〜７５Ｊｍ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等の耐熱性
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性フィルム
が使用される。また、耐熱性フィルムと隣接する層との
接着力を高めるために、コロナ放電処理、プラズマ処理
を行うこともできる。
（耐熱性樹脂層） 銅箔上にキャスティング塗工また押出し成形法により形
成されるもので、キャスティング法に使用する耐熱性樹
脂としては、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミ
ドイミド樹脂等があげられ、例えば、カプトン型分子構
造をもち、比較的高いＴｇ（１８０℃以上）を有するポ
リイミドワニスを主成分とする接着剤を用いるのが好ま
しい。なお耐熱性樹脂層は、キャスティング塗工の代わ
りに、押出し塗工を用いて形成することもでき、例えば
ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテ
ルケトン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミトイ
、ミド樹脂等が使用できる。
（半硬化状接着剤層） 半硬化状接着剤層は、ポリイミド系、ポリイミド／ポリ
アミド系、又はエポキシ系接着剤を塗布することによっ
て形成することができる。これらの接着剤には充填剤が
配合されていてもよい。
本発明において、これら接着剤を塗布して形成される接
着剤層は、Ｂステージの半硬化状の状態にあることが必
−要である。
半硬化状接着剤層の膜厚は、通常５〜５０ｍの範囲に設
定するのが好ましい。
（保護フィルム） 厚みｌＯ〜１００　ｍの、シリコーン樹脂等で剥離性を
付与したポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリプ
ロピレンフィルム、フッ素樹脂系フィルム、離型処理し
た紙等が適用され、前記した半硬化状接着剤層には貼着
するが、容易に剥離することができる性質を持つもので
ある。
本発明の接着シートを用いた半導体装置について説明す
る。本発明の半導体装置は、上記第１図ないし第３図の
いずれの接着テープを使用して形成してもよいが、説明
が重複するのを避けるために第１図に示される構造を有
する場合を例にとって説明する。
第１図に示される構造の接着シートの銅箔をエツチング
処理することにより所定の銅箔パターンを形成し、その
後、銅箔パターンにニッケル又は金メツキを施し、リー
ドフレームのダイパッド部に接着可能な所定の大きさに
打ち抜き加工を行い、第４図に示されるような銅箔パタ
ーンが形成された接着シート片を作成する。なお、第４
図（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図であり、図中、ｌ〜
５は前記の通りのものを意味し、３ａは、銅箔層に形成
された銅箔パターンの半導体チップを載置する部分、３
ｂは条線を示す。
次に、保護フィルム５を剥離した後、この接着シート片
をリードフレームのダイパッドに載置し、半硬化状接着
剤層を加熱硬化させることによって、接着させる。第５
図は、その状態を示す平面図である。図中、３ａは半導
体チップを載置する部分、３ｂは条線を示し、９はリー
ドフレームであって、９ａはリードフレームのダイパッ
ド、９ｂはリードピンである。
次いで、銅箔パターンの半導体チップを載置する部分３
ａ上に、半導体チップを接着ペーストを用いて接着し、
金ワイヤーによってワイヤーボンディングが施される。
〈実施例〉 次に、本発明の半導体装置の実施例を図面によって説明
する。
第６図は、本発明の半導体装置の一実施例の断面図であ
り、第７図は、その要部の断面図である。
それら図面において、リードフレームのダイパッド９ａ
の上に、第４図に示される銅箔パターンが形成された接
着シート片が載置され、半硬化状接着剤層によって接着
されている。なお、４ａは半硬化状接着剤層が硬化した
状態の接着層を示す。また、銅箔パターンの半導体チッ
プを載置する部分３ａの上には、半導体チップ７が接着
剤１０によって接着されている。半導体チップと銅箔パ
ターンの条線３ｂとの間、および銅箔パターンの条線３
ｂとリードフレームのリードピン９ｂとの間には、それ
ぞれ金ワイヤ−８８および８ｂによってワイヤーボンデ
ィングが施されている。それにより、半導体チップ７と
リードビン９ｂが、接着テープの銅箔層に形成された条
線３ｂを介して電気的に接続される。そしてこれら全体
は、樹脂１１によって封止されている。
第８図は、本発明の半導体装置の他の実施例の断面図で
あり、第９図は、その要部の断面図である。第８図にお
いては、第４図における銅箔パターンの半導体装置する
部分３ａが打ち抜き加工によって打ち抜かれた孔を有す
るリング状の形状のものが使用されている。この場合、
第９図に示すように、半導体チップ７は、接着剤ＩＯに
よってダイパッド９ａ上に直接接着されている。そして
、半導体チップと銅箔パターンの条線３ｂとの間、およ
び銅箔パターンの条線８ｂとリードフレームのり−ドピ
ン９ｂとの間には、それぞれ金ワイヤ−８ａおよび８ｂ
によってワイヤーボンディングが施されている。それに
より、半導体チップ７とリードビン９ｂが、接着テープ
の銅箔層に形成された条線３ｂを介して電気的に接続さ
れる。そして半導体チップ及びワイヤーボンディング部
の全体が、樹脂１１によって封止されている。
上記第６図ないし第９図の場合、接着シートとして、第
１図に示されるものを用いた場合について説明したが、
第２図又は第３図に示されるものを使用した場合も、同
様にして半導体装置を作成することができる。
次に、本発明の接着シートについて、実施例を示す。
実施例１ 厚さｌオンスの電解銅箔（日本鉱業社製）にポリイミド
樹脂（商品名：サーミッドＩＰ−８８０、カネボーエメ
エスシー社製、固形分濃度２０％のジメチルアセトアミ
ド溶液）を塗布厚１５Ｒになるように塗布し、１２０℃
で５分間加熱乾燥して接着層を設けた。
形成された接着層の表面にポリイミドフィルム（商品名
：カプトン５００Ｖ、東しデュボン社製）からなる耐熱
性フィルムをラミネーターによって１２０℃、１ｍ／ｗ
ｉｎの条件で貼り合わせ、さらに１８０℃で５時間加熱
して、接着層を硬化させた。
その後、上記耐熱性フィルムの表面に、エポキシ／ポリ
アミド系樹脂（商品名：エスダインａｅｔｔ。
積木化学社製）からなる接着剤を厚さ２０ｘになるよう
に塗布し、１５０℃で５分間加熱して、半硬化状接着剤
層を設けた。
さらに、形成された半硬化状接着剤層の表面に、厚さ３
８−のポリエチレンテレフタレートフィルムからなる保
護フィルムを貼り合わせ、第１図に示す構造の接着シー
トを作成した。
実施例２ 厚さ１オンスの圧延銅箔（日本鉱業社製）に耐熱性ポリ
イミド樹脂（商品名：サーミッドＩＰ−６８０、カネボ
ウエヌエスシー社製）の固形分濃度２０％のＮ−メチル
ピロリドン溶液をキャスティング塗工し、さらに２００
℃で１時間加熱硬化して、銅箔の片面に厚さ３０ｍの耐
熱性樹脂層を形状した。
上記耐熱性樹脂層の表面に、エポキシ／ポリアミド系樹
脂（商品名：エスダイン３ｅｌｌ、積木化学社製）から
なる接着剤を厚さ２０−になるように塗布し、１５０℃
で５分間加熱して、半硬化状接着剤層を設けた。
その後、形成された半硬化状接着剤層の表面に、厚さ３
８ａ＋のポリエチレンテレフタレートフィルムからなる
保護フィルムを貼り合わせ、第２図に示す構造の接着シ
ートを作成した。
実施例３ 厚さ！オンスの圧延鋼箔（日本鉱業社製）に耐熱性ポリ
イミド樹脂（商品名：サーミッドＩＰ−６３０、カネボ
ウエヌエスシー社製）の固形分濃度２０％のＮ−メチル
ピロリドン溶液をキャスティング塗工し、さらに２００
℃で１時間加熱硬化して、銅箔の片面に厚さ８０−の耐
熱性樹脂層を形成した。
上記耐熱性樹脂層の表面に、エポキシ／ポリアミド系樹
脂（商品名：エヌダイン３８１１．積水化学社製）から
なる接着剤を厚さ１０／ｆｆｉになるように塗布し、乾
燥した後、ポリイミド樹脂（商品名ニュービレツクスフ
５３８．宇部興産社製）からなる耐熱性フィルムを貼り
合わせ、１６０℃で２時間加熱処理して、接着層を硬化
させた。
その後、上記耐熱性フィルムの表面に、上記と同一のエ
ポキシ／ポリアミド系樹脂からなる接着剤を、厚さ３０
ｍになるように塗布し、１５０℃で５分間加熱して、半
硬化状接着剤層を設けた。
次いで、形状された半硬化状接着剤層の表面に、厚さ３
８偶のポリエチレンテレフタレートフィルムからなる保
護フィルムを貼り合わせ、第３図に示す構造の接着シー
トを作成した。
上記の実施例１〜３において作成された本発明の接着シ
ートについて、銅箔を常法によりエツチングして銅箔パ
ターンを作成し、Ｎｉおよび金メツキ処理した後、打ち
抜き加工を施して第４図に示される状態の形状の接着シ
ート片を得た。保護フィルムを剥離した後、第６図に示
されるように、リードフレームのダイパッド上に接着し
た。これら一連の工程を通して、エツチング性、耐メツ
キ性、打ち抜き加工性及びダイパッドへの接着性は、い
ずれも良好であった。
次に、接着シート片の中央部の銅箔パターン上に半導体
チップを接着して搭載した後、超音波を利用し、２５０
℃でワイヤーボンディングを施した（第６図参照）。
これらのものについて、ワイヤーボンディングの状態を
調査した。すなわち、第１０図に示されるＡ、Ｂ及びＣ
の３ＩＩ所の接着強度をワイヤーボンディングテスター
で測定した。その結果、下記表に示す通り、いずれの場
合においても十分な接着強度を有することが確認された
。
また、Ｘ線観察の結果、ワイヤーボンディング後の樹脂
モールド性には何等異状がないことが確認され、これら
接着シートが半導体装置の構成要素として、十分な信頼
性を有していることが確認できた。
〈発明の効果〉 従来の半導体装置においては、半導体チップとリードピ
ンとが直接ワイヤーボンディングされていたため、半導
体チップが小型化したり、リードビンが多ピン化した場
合、リードピン先端が接触したり、ワイヤーが接触した
りする問題があったが、本発明の接着シートを用いるこ
とによって、これらの問題が解決される。すなわち、本
発明の接着シートは、その表面の銅箔にエツチングによ
り銅箔パターンを形成させることができるため、半導体
チップとリードピンとの間のワイヤーボンディングが、
形成された銅箔パターンを介して二段階的に施されるこ
とになる。したがって、それぞれのワイヤーの長さが短
くなり、ワイヤー同士が接触するという欠点が解消され
る。また、上記銅箔パターンは固定された状態で形成さ
れているため、信頼性よくワイヤーボンディングを施す
ことが可能になる。
本発明の接着シートは、リードフレームのダイパッドの
みならず、セラミックボード、金属板、樹脂回路基板等
の被着体上に接着して使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
第１図ないし第３図は、それぞれ本発明の接着シートの
断面図、第４図（ａ）は表面に銅箔パターンが形成され
た接着シート片の断面図、第４図（ｂ）はその平面図、
第５図は、第４図の接着シート片をリードフレームに接
着した状態を示す平面図、第６図は、本発明の半導体装
置の一実施例の断面図、第７図は、第６図の半導体装置
の要部を示す説明図、第８図は、本発明の半導体装置の
他の実施例の断面図、第９図は、第８図の半導体装置の
要部を説明する説明図、第１０図はワイヤーボンディン
グの接着強度を測定する位置を説明する説明図、第１１
図は従来の半導体装置におけるワイヤーボンディングが
施された状態を説明する説明図である。 ｌ・・・耐熱性フィルム、２・・・接着層、３・・・銅
箔、３ａ・・・半導体チップを載置する部分、３ｂ・・
・条線、４・・・半硬化状接着剤層、５・・・保護フィ
ルム、６・・・耐熱性樹脂層、７・・・半導体チップ、
８．８ａおよび８ｂ・・・金ワイヤ−，９・・・リード
フレーム、９ａ・・・ダイパッド、９ｂ・・・リードビ
ン、１０・・・接着剤、１１・・・樹脂。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）少なくとも１層からなる耐熱性支持体の一面に銅
    箔を設け、他面に半硬化状接着剤層および保護フィルム
    を順次設けてなることを特徴とする接着シート。
  2. （２）耐熱性支持体が、耐熱性フィルムと、銅箔を積層
    するための接着層とよりなることを特徴とする特許請求
    の範囲第１項に記載の接着シート。
  3. （３）耐熱性支持体が、銅箔上に形成された耐熱性樹脂
    層からなることを特徴とする接着シート。
  4. （４）耐熱性支持体が、銅箔上に形成された耐熱性樹脂
    層と、接着層と、耐熱性フィルムからなることを特徴と
    する接着シート。
  5. （５）接着シートが、半導体装置のワイヤーボンディン
    グに使用するためものである特許請求の範囲第１項、第
    ２項、第３項及び第４項のいずれかに記載の接着シート
    。
  6. （６）少なくとも１層からなる耐熱性支持体の一面に、
    半導体チップを載置する部分と、それを取巻く多数の条
    線とよりなる銅箔パターンが形成された銅箔層を有し、
    他面に半硬化状接着剤層を有する接着テープを、リード
    フレームのダイパッド上に接着し、該接着テープの半導
    体チップを載置する部分に半導体チップを固定し、半導
    体チップと各条線の一端との間及び各条線の他端とリー
    ドフレームのリードピンとの間にワイヤーボンディング
    を施し、半導体チップをワイヤーボンディング部と共に
    樹脂で封止してなり、半導体チップとリードピンが、接
    着テープの銅箔層に形成された条線を介して電気的に接
    続されてなることを特徴とする半導体装置。
  7. （７）少なくとも１層からなる耐熱性支持体の一面に、
    多数の条線よりなる銅箔パターンが形成された銅箔層を
    有し、他面に半硬化状接着剤層を有し、かつ、中央に打
    ち抜き孔部分を有するリング状の接着テープを、リード
    フレームのダイパッド上に接着し、ダイパッド上の該接
    着テープ中央の打ち抜き孔部分に半導体チップを固定し
    、半導体チップと各条線の一端の間及び各条線の他端と
    リードフレームのリードピンとの間にワイヤーボンディ
    ングを施し、半導体チップをワイヤーボンディング部と
    共に樹脂で封止してなり、半導体チップとリードピンが
    、接着テープの銅箔層に形成された条線を介して電気的
    に接続されてなることを特徴とする半導体装置。
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