JPH11219962A - 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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JPH11219962A
JPH11219962A JP10019182A JP1918298A JPH11219962A JP H11219962 A JPH11219962 A JP H11219962A JP 10019182 A JP10019182 A JP 10019182A JP 1918298 A JP1918298 A JP 1918298A JP H11219962 A JPH11219962 A JP H11219962A
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wafer
film
carrier film
semiconductor device
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真二郎 藤井
Iwao Maekawa
磐雄 前川
Osamu Suwa
修 諏訪
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Abstract

(57)【要約】 ウエハに大きな反りを生じることなく、幅広い温度で接
着剤をウエハに接着できる接着剤付半導体素子のダイボ
ンディング方法及びその方法で製造された耐リフロー性
に優れた半導体装置を製造する。 【解決手段】多数の半導体素子が形成されたウエハ４の
裏面にフィルム状単層接着剤１を熱圧着して得る接着剤
付ウエハに更にダイシングテープ６を貼り付け固着後、
個別の半導体素子７に分割し、このフィルム状接着剤付
き半導体素子を、ダイパットを持つリードフレームや有
機基板などにダイボンディングして半導体装置を製造す
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、半導体装置の製造
方法及びそれを用いた半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体素子のダイボンディング
(半導体素子のリードフレームへの接合)方法としては、
リードフレーム上のタブ部分にダイボンド材料を供給し
その上に半導体素子を載せ接着する方法が用いられてき
た。これらのダイボンディング材料としては、例えばＡ
ｕ−Ｓｉ共晶、半田、樹脂ペーストなどが知られてい
る。
【０００３】これらダイボンディング材料のうち現在樹
脂ペーストを用いるダイボンディング方法が多用されて
いる。樹脂ペーストをリードフレームに供給する方法と
しては、スタンピング方式、ディスペンシング方式、ス
クリーン印刷方式が採用されているが、ディスペンシン
グ方式が最もよく使われている。
【０００４】ディスペンシング方式は、シリンジ内に樹
脂ペーストを充填し、ディスペンサーと呼ばれる装置に
よる気圧でペーストをタブ上に吐出する方法である。
【０００５】しかしながら、当該方法では、半導体素子
が大きくなるに従って樹脂ペーストをタブ全面に均一に
塗布することが難しいという欠点がある。又樹脂ペース
トを用いた場合、硬化時接着層にボイドが発生するとい
う問題もある。
【０００６】一方、これらのペーストの欠点を避ける手
法として、フィルム状の接着剤を用いる方法が特開昭６
３−２８９８２２号公報、特開平１−１９７３５号公報
に示されている。しかし、この方法は、素子のサイズに
応じてフィルムを切断しなければならないこと又、切断
フィルムを位置ずれしないように貼り付ける専用の高価
な装置が必要となるという問題がある。
【０００７】さらに、この問題を解決する手法として、
特開平６−３０２６２９号公報には、次のような方法が
開示されている。まず、キャリアフィルム上に接着剤を
膜状に塗布乾燥し、離型フィルムをかぶせて接着剤付き
キャリアーシートを作成しする。ついで、離型フィルム
をはがしてウエハの裏面にキャリアーシート上の接着剤
を熱転写して、接着剤付きウエハとする。次に、接着剤
付きウエハをダイシングテープ上に貼り付けた後、ダイ
シング（分割切断）して接着剤付き半導体素子に分割す
る。さらに、接着剤付き半導体素子をダイシングテープ
から引き剥がしてリードフレームに熱圧着し、半導体素
子をリードフレームに接着させる半導体素子の取り付け
る。
【０００８】しかしながら、この方法によれば、第一
に、接着剤を熱転写する際、接着剤と積層しているキャ
リアフィルムが熱収縮するためウエハに大きな反りが生
じる問題がある。第二に、熱転写する温度は、キャリア
フィルムの耐熱温度以上に設定できないため、接着剤を
ウエハに熱転写する温度が制限される問題がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ウエ
ハに大きな反りを生じることなく、幅広い温度で接着剤
をウエハに接着でき、かつ簡単な装置でダイボンディン
グできる接着剤を用いた半導体装置の製造方法を提供す
ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、多数の半導体
素子が形成されたウエハ裏面にフィルム状単層接着剤を
熱圧着して接着剤付ウエハとし、該接着剤付ウエハをダ
イシングテープに貼り付け固着して個別半導体素子に分
割切断した後、前記ダイシングテープを剥離して得られ
る接着剤付き半導体素子を支持部材にダイボンディング
することを特徴とする半導体装置の製造方法に関する。
【００１１】本発明は、また、前記フィルム状単層接着
剤が、塗工用ワニスをキャリアフィルムの上に塗布し、
加熱して得られたキャリアフィルム付接着剤から、前記
キャリアフィルムを除去したものである前記半導体装置
の製造方法に関する。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図１、図２により本発明の
実施形態を説明する。図１は、フィルム状単層接着剤を
ウエハ裏面に接着する工程からダイシングして接着剤付
半導体素子とする工程の説明図である。
【００１３】図１（ａ）において、１はフィルム状単層
接着剤、２はキャリァフィルムとしてのポリプロピレン
フィルムである。このフィルム状単層接着剤１は、例え
ば次のように作製する。まず、ポリイミド樹脂を有機溶
剤に溶解する。ここで用いられる有機溶媒は、均一に溶
解又は混練できるものであれば特に制限はない。つい
で、必要に応じ添加剤を加え、混合する。こうして得た
ワニスを、例えば、ポリエステル製シート等のキャリア
フィルム２の上に均一に塗布し、使用した溶媒が十分に
揮発する条件、すなわち、おおむね６０〜２００℃の温
度で、０．１〜３０分間加熱し、ベースフィルム（キャ
リァフィルム）付接着フィルムすなわちフィルム状単層
接着剤１とする。使用時には、キャリアフィルム２を除
去してフィルム状単層接着剤１のみを接着に用いる。
【００１４】次ぎに、図１（ｂ）において、フィルム状
単層接着剤１をシリコンウエハ４に接着する。３はヒー
ト付ロール、５は熱板であり、このフィルム状単層接着
剤１をシリコンウエハ４にヒート付ロール３を用いて熱
板５と挟み込むようにして加圧加熱し、およそ、６０℃
から２００℃の温度で０．１〜１０分間アニールし、接
着剤付きウエハ（図１，(c)）とする。
【００１５】次に、図１の（ｄ）はダイシング工程を示
し、６はダイシングテープである。接着フィルム（フィ
ルム状単層接着剤）１付きウエハのフィルム側にダイシ
ングテーブ６を貼付け、ダイシングし、図１（ｅ）に示
すような接着剤付半導体素子７に分割する。
【００１６】次に、図２は、接着剤付半導体素子７をリ
ードフレームタブ部に接着し、半導体装置を製造する工
程の説明図である。図２において、８は吸引コレット、
９は突き上げコレット、１０はダイパット部、１１はリ
ードフレーム、１２はヒートブロック、１３はワイヤ、
１４は封止樹脂である。
【００１７】図２（ａ）において、接着剤付き半導体素
子７をダイシングテープ６から吸引コレット８、突き上
げコレット９を用いて引き剥がす。次に、（ｂ）に示す
ように、支持部、例えばリードフレーム１１上のダイパ
ット部１０に圧着し、ヒートブロック１２上で後硬化し
て接着する。次に、図２、（ｃ）に示すように、ワイヤ
ー１３のボンディングを行い、さらに、樹脂１４で封止
して半導体装置１５とする。（図２（ｄ））本発明にお
いて、用いられるフィルム状単層接着剤１としては、フ
ィルム状になるものであれば種々のものを使用できる。
例えば、熱可塑性ポリイミド樹脂などの熱可塑性樹脂や
エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、またはその混合物か
らなる樹脂を主体としたもの、前記樹脂に無機フィラー
を混合したもの等が挙げられる。また、フィルム状単層
接着剤１の表面は粘着性がないものが好ましい。
【００１８】本発明において、ウエハ４に貼り付ける条
件としては、接着フィルム（フィルム状単層接着剤１）
のガラス転移温度Ｔg(動的粘弾性測定におけるα緩和ピ
ーク温度)以上で熱分解温度(熱重量分析における重量減
少開始温度)以下が好ましい。接着フィルムの圧着温度
がＴg未満では、貼り付け性が低下し、熱分解温度を超
えると接着フィルムが熱分解し接着性が低下するので好
ましくない。おおよそ、１２０℃から２００℃が好まし
い。ウエハ４に貼り付ける圧力は、０．０３ＭＰａ〜２
ＭＰａが好ましい。０．０３ＭＰａ未満では圧力が弱す
ぎてボイドが残留してしまい、２ＭＰａを超えると圧力
が強すぎてウエハが割れる心配があるからである。
【００１９】本発明を適用できるウエハとしては、シリ
コンウエハ、化合物ウエハなどがあり、特に限定されな
い。
【００２０】接着剤付半導体素子７をリードフレーム１
１等の支持部材上に接着する温度は、Ｔgより７０℃以
上高い温度で熱分解温度以下であることが好ましい。接
着剤付半導体素子７の接着温度がＴgより70℃未満であ
ると接着性が低下する傾向があり、熱分解温度を超える
とフィルム状接着剤１が熱分解し接着力が低下する傾向
があるので好ましくない。具体的には、温度はおおよそ
１６０℃〜２４０℃が好ましい。また、圧力は０．０３
MPa〜２MPaが好ましい。０．０３MPa未満では圧力が弱
すぎてボイドが残留することがあり、２MPaを超えると
圧力が強すぎて半導体素子が割れる心配があるからであ
る。
【００２１】本発明で、接着剤付半導体素子７を圧着す
る支持部材としては、実施例で述べたリードフレームの
ダイパット部の他に、セラミック配線板、ガラスエポキ
シ配線板、ポリイミド配線板等の半導体素子搭載部が挙
げられる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例についてより
詳しく説明するが、本発明はこれにより限定きれるもの
ではない。
【００２３】実施例１〜３ 熱可塑性ポリイミド（ガラス転移温度１２０度℃）１０
０重量部及びビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂（エポ
キシ当量１７５）５部、硬化剤フェノールボラック樹脂
５部に、シクロヘキサノンとジメチルアセトアミドの等
重量混合溶剤（有機溶媒）２８０重量部を加えて溶解さ
せる。ここに、銀粉を７０重量部加えて、よく攪拌し、
均一に分散させ、塗工用ワニスとする。
【００２４】この塗工ワニスをキャリアフィルム(ポリ
プロピレン)上に塗工し、熱風循環式乾燥機の中で加熱
して、溶媒を揮発乾燥させ、キャリアフィルムから剥離
して、フィルム状単層接着剤を製造した。
【００２５】フィルム状単層接着剤をウエハのサイズよ
りも大きめに切り、ウエハ裏面を上にして、フィルム状
接着剤を載せ０．１５MPaで加圧，１８０℃で加熱する
事により、フィルム状接着剤付きウエハを得る。
【００２６】フィルム状接着剤付きウエハは、約３０秒
間１８０℃でアニールし、残存揮発分を除く。その後、
ウエハに接着後のウエハ(５インチ)の外観を観察し、ま
た、反りを測定した。
【００２７】フィルム状接着剤付きウエハの接着剤面に
ダイシングテープを貼付、ダイシング装置でフルカット
する事により接着剤付き半導体素子へ分割し、展張す
る。ダイシングテープ上に分割された接着剤付き半導体
素子はダイボンダーによりダイシングテープの下からピ
ンで突き上げられ、吸引コレットにより引き剥がされ
る。
【００２８】リードフレームへ、温度２２０℃、荷重５
０g、時間５秒で接着剤付き半導体素子をマウントす
る。日立化成工業株式会社製封止材(商品名CEL9200)で
モールドし、半導体装置とする。
【００２９】封止後のサンプルを８５℃、８５％ＲＨの
恒温恒湿器中で１６８時間処理した後、IRリフロー炉で
２４０℃、１０sec加熱する。その後、サンプルをポリ
エステル樹脂で注型し、ダイアモンドカッターで切断し
た断面を顕微鏡で観察して、リフロークラックの発生数
を評価する事により耐リフロークラック性の評価を行っ
た。結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】本発明の各実施例ともに、接着層のボイド
の発生が無く、ウエハの反りが５０μｍ／５インチと小
さく、また、リフロークラックの発生も見られなかっ
た。
【００３２】比較例１、２ 熱可塑性ポリイミド（ガラス転移温度１２０度℃）１０
０重量部及びビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂（エポ
キシ当量１７５）５部、硬化剤フェノールボラック樹脂
５部に、シクロヘキサノンとジメチルアセトアミドの等
重量混合溶剤（有機溶媒）２８０重量部を加えて溶解さ
せる。ここに、銀粉を７０重量部加えて、よく攪拌し、
均一に分散させ、塗工用ワニスとする。
【００３３】この塗工ワニスをキャリアフィルム(ポリ
エチレンテレフタート)上に塗工し、熱風循環式乾燥機
の中で加熱して、溶媒を揮発乾燥させ、キャリアフィル
ム付きフィルム状接着剤を製造した。
【００３４】キャリアフィルム付きフィルム状接着剤を
ウエハのサイズよりも大きめに切る。ウエハ裏面を上に
し、そこへ、キャリアフィルム付きフィルム状接着剤を
のせ０．１５MPaで加圧，１５０℃〜１８０℃で加熱す
る事により、キャリアフィルム付きフィルム状接着剤付
きウエハを得る。キャリアフィルムを剥離した後、フィ
ルム状接着剤付きウエハは、約３０秒間１５０℃〜１８
０℃でアニールし、残存揮発分を除く。その後、ウエハ
に接着後のウエハ(５インチ)の外観を観察し、また、反
りを測定した。
【００３５】フィルム状接着剤付きウエハの接着剤面に
ダイシングテープを貼付、ダイシング装置でフルカット
する事により接着剤付き半導体素子へ分割し、展張す
る。ダイシングテープ上に分割された接着剤付き半導体
素子はダイボンダーによりダイシングテープの下からピ
ンで突き上げられ、吸引コレットにより引き剥がされ
る。
【００３６】リードフレームへ、温度２２０℃、荷重５
０g、時間５秒で接着剤付き半導体素子をマウントす
る。日立化成工業株式会社製封止材(商品名CEL9200)で
モールドし半導体装置とする。
【００３７】封止後のサンプルを８５℃、８５％ＲＨの
恒温恒湿器中で１６８時間処理した後、IRリフロー炉で
２４０℃、１０sec加熱する。その後、サンプルをポリ
エステル樹脂で注型し、ダイアモンドカッターで切断し
た断面を顕微鏡で観察して、リフロークラックの発生数
を評価する事により耐リフロークラック性の評価を行っ
た。結果を前記表１に示す。
【００３８】比較例１、２ともに、接着層のボイドの発
生が有り、ウエハの反りも大きく、また、リフロークラ
ックの発生率も高かった。
【００３９】前記表１から、フィルム状接着剤がキャリ
アフィルムを有するか否かが、接着層のボイドの発生、
ウエハの反り及びリフロークラックの発生率に大きく影
響することが明らかである。
【００４０】
【発明の効果】請求項１または２における方法によれ
ば、キャリアフィルムの無いフィルム状接着剤を用いて
半導体素子のダイボンディングを行うことにより、ウエ
ハに大きな反りを生じることなく、幅広い温度で接着剤
をウエハに接着でき、また、接着層にボイドが無く、耐
リフロー性に優れた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】本発明の一実施例になる、フィルム状接着剤を
ウエハ裏面に接着する工程からダイシングして接着剤付
半導体素子とする工程の説明図。
【図２】図１の方法で得られた接着剤付半導体素子を、
リードフレームに接着し、半導体装置を製造する工程の
説明図。
【符号の説明】
１.フィルム状単層接着剤 ２.ポリプロピレンフィルム ３.ヒート付ロール ４.シリコンウエハ ５.熱板 ６.ダイシングテープ ７.接着剤付半導体素子 ８.吸引コレット ９.突き上げコレット １０.ダイパット部 １１.リードフレーム １２.ヒートブロック １３.ワイヤ １４.封止樹脂

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】多数の半導体素子が形成されたウエハ裏面
    にフィルム状単層接着剤を熱圧着して接着剤付ウエハと
    し、該接着剤付ウエハをダイシングテープに貼り付け固
    着して個別半導体素子に分割切断した後、前記ダイシン
    グテープを剥離して得られる接着剤付き半導体素子を支
    持部材にダイボンディングすることを特徴とする半導体
    装置の製造方法。
  2. 【請求項２】前記フィルム状単層接着剤が、塗工用ワニ
    スをキャリアフィルムの上に塗布し、加熱して得られた
    キャリアフィルム付接着剤から、前記キャリアフィルム
    を除去したものであることを特徴とする請求項１記載の
    半導体装置の製造方法。
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