JPH10150060A - 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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JPH10150060A
JPH10150060A JP30968696A JP30968696A JPH10150060A JP H10150060 A JPH10150060 A JP H10150060A JP 30968696 A JP30968696 A JP 30968696A JP 30968696 A JP30968696 A JP 30968696A JP H10150060 A JPH10150060 A JP H10150060A
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JP
Japan
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chip
bonding agent
insulating
resin
solvent
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP30968696A
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English (en)
Inventor
Ayako Fujii
綾子 藤井
Osamu Matsuda
理 松田
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Kyocera Chemical Corp
Original Assignee
Toshiba Chemical Corp
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Publication date
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Publication of JPH10150060A publication Critical patent/JPH10150060A/ja
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/741Apparatus for manufacturing means for bonding, e.g. connectors
    • H01L24/743Apparatus for manufacturing layer connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/741Apparatus for manufacturing means for bonding, e.g. connectors
    • H01L2224/743Apparatus for manufacturing layer connectors
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    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大量の溶剤を含む絶縁性接着剤をディスペン
サーによってフレーム上に滴下塗布した場合、滴下塗布
量のバラツキが比較的大きいことから、素子によっては
硬化時において接着剤層にボイドやチップクラックが発
生して接着力の低下を引き起こし、信頼性の低下を招く
恐れがあった。 【解決手段】 熱可融性樹脂、絶縁性粉末および溶剤を
必須成分とする絶縁性接着剤をスタンピング法によって
リードフレーム上の所定位置に塗布した後、加熱等によ
って乾燥させて溶剤を除去することによって、従来のデ
ィスペンサー滴下法より溶剤残存率の少ない、また、組
成の自由度の高い絶縁性接着層が形成される。これによ
り、大型チップの反り変形や、接着層でのボイドやチッ
プクラックが発生することがなくなり、接着強度の安定
した信頼性の高い半導体装置を製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、IC、LSI等の
半導体装置の製造方法に係り、特に、リードフレーム上
に半導体チップを接着固定する方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】リードフレーム上の所定部分にIC、L
SI等の半導体チップを接続する工程は、素子の長期信
頼性に影響を与える重要な工程の一つである。従来から
この接続方法としては、半導体チップのシリコン面をリ
ードフレーム上の金メッキ面に加熱圧着するAu−Si
共晶法が主流であった。
【0003】しかし、樹脂封止型の半導体装置では、近
年の貴金属、特に金の高騰を契機として、Au−Si共
晶法から、半田を使用する方法や、ディスペンサーを用
いた方法(シリンダ詰めしたペースト状の接着剤を適量
滴下する方法)等に急速に移行してきている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、半田を使用す
る方法は、半田や半田ボールが飛散して電極等に付着
し、腐食断線の原因となることが問題として指摘されて
いる。
【0005】一方、ディスペンサーにより接着剤を滴下
塗布して接着する方法では、近年のIC、LSI等の半
導体チップの大形化に伴う反りの問題に対応するため、
樹脂中にゴム成分やその他の熱可塑性樹脂を導入して接
着剤層の低応力化を図っている。しかし、ゴム成分がペ
ースト中に存在するとディスペンサー等による滴下塗布
において、作業性が著しく悪化するという問題があっ
た。また、その他の熱可塑性樹脂を導入する方法では、
エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂とは相溶
性が悪く、接着剤をペースト状に維持するために溶剤や
反応性液状物で希釈している。特に、熱可塑性樹脂は希
釈効率が一般的に悪く、大量の希釈溶剤を必要とする。
そのため、硬化時に接着剤層にボイドが発生し、さらに
チップクラックや接着力の低下を引き起こし、素子の信
頼性の低下を招く恐れがあった。
【0006】本発明はこのような課題を解決するための
もので、大型チップの反り変形や、接着層でのボイドや
チップクラックが発生することがなく、接着強度の安定
した信頼性の高い半導体装置を製造できる方法を提供し
ようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成しようと鋭意研究を重ねた結果、後述する組成の
絶縁性接着剤をスタンピング法により塗布、乾燥させ、
乾燥した接着剤層を加熱しながら半導体チップをマウン
トすることによって、上記の目的を達成できることを見
いだし、本発明を完成したものである。
【0008】すなわち、本発明の半導体装置の製造方法
の特徴は、熱可融性樹脂、絶縁性粉末および溶剤を必須
成分とする絶縁性接着剤を、リードフレーム上のベッド
またはリード部分にスタンピング法により塗布乾燥した
後、加熱しながら半導体チップを接着固定する点にあ
る。
【0009】スタンピング法は、具体的にはプローブ
(転写針)によって、一定量のペースト状の絶縁性接着
剤をリードフレーム上に転写する方法であり、プローブ
の先端にペースト状の絶縁性接着剤を付着して、そのプ
ローブ先端をフレーム上のベットまたはリード部分に接
触或いは近接させてペースト状の絶縁性接着剤を転写す
る方法である。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施する場合の形
態について説明する。
【0011】本発明を実施する場合に用いる熱可融性樹
脂としては、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂のなかか
ら選ばれ、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹
脂、レゾルシノール樹脂、エポキシ樹脂、酢酸ビニル樹
脂、ポリビニルアルコール樹脂、アクリル樹脂、ポリア
クリロニトリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリウレタン樹
脂、ビニルウレタン樹脂、シリコーン樹脂、α−オレフ
ィン無水マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド
樹脂等が挙げられる。これらの熱可融性樹脂は、分子量
等に制限されるものではなく、広く使用することができ
る。これらの熱可融性樹脂はそれぞれ単独又は2種以上
混合して使用することができる。
【0012】本発明を実施する場合に用いる絶縁性粉末
としては、アルカリ金属イオン、ハロゲンイオン等の不
純物の含有がごく少量であることが望ましく、そのた
め、必要であればイオン交換水或いはイオン交換樹脂で
洗浄し、不純物を取り除いたものであることが好まし
い。具体的な絶縁性粉末としては、結晶性シリカ、溶融
性シリカ、タルク、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウ
ム、ベントナイト等の絶縁性粉末が挙げられ、これらは
それぞれ単独又は2種以上混合して使用することができ
る。また、バインダーとなる熱可融性樹脂と絶縁性粉末
との配合割合は、重量比で80:20〜20:80の範囲である
ことが望ましい。絶縁性粉末が20重量部未満では十分な
接着強度が得られず、80重量部を越えると作業性や密着
性が低下し好ましくない。
【0013】本発明を実施する場合に用いる溶剤として
は、ジオキサン、ヘキサン、ベンゼン、トルエン、ソル
ベントナフサ、工業用ガソリン、酢酸セロソルブ、エチ
ルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ブチルセロソルブア
セテート、ブチルカルビトールアセテート、ジメチルホ
ルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリ
ドン等が挙げられ、これらは単独又は2種以上混合して
使用することができる。 本発明に用いる絶縁性接着剤
は、上述した熱可融性樹脂、絶縁性粉末および溶剤を必
須成分とするが、本発明の目的に反しない限り、また、
必要に応じて他の成分、例えば、消泡剤、カップリング
剤、その他の添加剤を配合することができる。
【0014】本発明に用いる絶縁性接着剤は、常法に従
い上述した各成分を十分混合した後、更に例えば三本ロ
ール等により均一に混練処埋を行い、その後、減圧脱泡
して製造することができる。
【0015】こうして製造した絶縁性接着剤を、リード
フレーム上のベッドあるいはリード部分にスタンピング
法により塗布した後、加熱等の方法で溶剤を除去して、
厚さ5〜 100μm程度の絶縁性接着剤層を形成させる。
この絶縁性接着剤層の形成において、該接着剤層に含ま
れる溶剤残量は 1重量%以下であることが望ましい。溶
剤残量が 1重量%を超えると残留溶剤の影響により、マ
ウント工程においてボイドが発生し好ましくない。
【0016】接着剤層を形成したリードフレーム上に、
通常のアッセンブリー工程同様、各ダイシング済半導体
チップをマウントし、 120〜 300℃の温度で数十秒から
数分間ヒートブロック上で加熱硬化させる。また、オー
ブンで 150〜 200℃の温度で数分間から数時間硬化させ
てもよい。
【0017】その後、ワイヤボンディングを行い、樹脂
封止材で封止して半導体装置を完成させる。
【0018】かくして本発明の半導体装置の製造方法に
よれば、熱可融性樹脂、絶縁性粉末および溶剤を必須成
分とする絶縁性接着剤を、特に、溶剤残留が 1重量%以
下となるようにスタンピング法によって塗布した後、加
熱等によって乾燥させて溶剤を除去することによって、
従来のディスペンサー滴下法より溶剤残存率の少ない、
また、組成の自由度の高い絶縁性接着層が形成される。
これにより、大型チップの反り変形や、接着層でのボイ
ドやチップクラックが発生することがなくなり、接着強
度の安定した信頼性の高い半導体装置を製造することが
できる。
【0019】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【0020】なお、以下の実施例の説明において「部」
は「重量部」を意昧する。
【0021】スタンピング法は次のような手順で行っ
た。図1に示すように、表面に溝1を設けた円板状の金
属板(リンカーディスク)2の上にペースト状の絶縁性
接着剤3を注ぎ、リンカーディスク2を回転させなが
ら、こて板4によって絶縁性接着剤3をならして溝1に
入れる。プローブ(転写針)5の先端をリンカーディス
ク2の溝1のなかに入れ、先端に付着したペースト状の
絶縁性接着剤3をフレーム6のベッド或いはリード部分
に接触或いは接近させて転写・塗布する。
【0022】(実施例1)熱可塑性樹脂のアクリル樹脂
A−195(大日本インキ化学工業社製、商品名30部、
シリカ粉末50部、溶剤20部を混合し、さらにディスパー
スにより混練して絶縁性接着剤(A)を製造し、この絶
縁性接着剤(A)をリードフレーム上に、上述したスタ
ンピング法により塗布し、加熱、乾燥した。 150℃に加
熱しながら半導体チップを 5秒間加圧して接着固定し
た。
【0023】(実施例2)熱硬化性樹脂のエポキシ樹脂
エピコート1004(油化シェルエポキシ社製、商品
名)25部をブチルセロソルブアセテート25部に溶解し、
これにシリカ粉末50部を混合し、さらにディスパースに
より混練して絶縁性接着剤(B)を製造し、この絶縁性
接着剤(B)をリードフレーム上に、上述したスタンピ
ング法により塗布し、加熱、乾燥した。その後、 150℃
に加熱しながら半導体チップを 5秒間加圧して接着固定
した。
【0024】(比較例)市販のエポキシ樹脂ベースの溶
剤型半導体用絶縁性接着剤を入手し、これを絶縁性接着
剤(C)としてディスペンサーを用いてリードフレーム
上に吐出し、半導体チップをマウントした後、加熱硬化
して接着固定した。
【0025】これらの半導体装置について、接着強度、
接着剤層のボイドの有無、半導体チップの反りの試験を
行った。これらの結果を表1に示す。この表から明らか
なように、いずれも本発明が優れており、本発明の顕著
な効果が認められた。
【0026】
【表1】 *1:銀メッキしたリードフレーム(銅系、 200μm
厚)上に 4×12mmの半導体チップを接着し、25℃の温
度でプッシュプルゲージを用いて剪断力を測定した。 *2:半導体チップ裏面のボイドについて目視で評価し
た。○印はボイド発生無し、×印はボイド発生有りを示
す。 *3:ワイヤボンディング後の半導体チップの表面を表
面粗さ計で測定し、半導体チップ中央部と端部との距離
を測定した。
【0027】
【発明の効果】以上の説明および表1から明らかなよう
に、本発明の半導体装置の製造方法によれば、熱可融性
樹脂、絶縁性粉末および溶剤を必須成分とする絶縁性接
着剤をスタンピング法によって塗布した後、加熱等によ
って乾燥させて溶剤を除去することによって、従来のデ
ィスペンサー滴下法より溶剤残存率の少ない、また、組
成の自由度の高い絶縁性接着層が形成される。これによ
り、大型チップの反り変形や、接着層でのボイドやチッ
プクラックが発生することがなくなり、接着強度の安定
した信頼性の高い半導体装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る実施例で採用したペースト状絶縁
性接着剤のフレームへのスタンピング法について説明す
るための図
【符号の説明】
1………溝 2………リンカーディスク 3………絶縁性接着剤 4………こて板 5………プローブ(転写針) 6………フレーム

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱可融性樹脂、絶縁性粉末および溶剤を
    必須成分とする絶縁性接着剤を、リードフレーム上のベ
    ッドまたはリード部分にスタンピング法により塗布、乾
    燥した後、加熱しながら半導体チップを接着固定するこ
    とを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP30968696A 1996-11-20 1996-11-20 半導体装置の製造方法 Withdrawn JPH10150060A (ja)

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JP30968696A JPH10150060A (ja) 1996-11-20 1996-11-20 半導体装置の製造方法

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ID=17996068

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101122137B1 (ko) 2009-09-04 2012-03-16 주식회사 프로텍 엘이디 본더의 접착제 스탬핑 장치

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Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

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Effective date: 20040203