JPH11274390A - 打抜き性に優れたフィルム及びこれを用いたリードフレーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィルムを打抜く際に発生するフィルム切断
バリ及び切り屑の発生を防止した打抜き性に優れたフィ
ルム及びこれを用いたリードフレームを提供することを
目的とする。 【解決手段】 本発明に係るフィルム及びこれを用いた
リードフレームは、８０〜１３０ｋｇｆの最大剪断荷重
を有するポリイミド系フィルムの片面または両面に所定
の厚さの接着層が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップを搭
載するため、パンチ及びダイで打抜き加工が施された打
抜きフィルムが貼り付けられたリードフレームに関し、
特にフィルムを打ち抜く際に発生するフィルム切断バリ
及び切り屑の発生を防止した打抜き性に優れたフィルム
及びこれを用いたリードフレームに関する。

【０００２】

【従来の技術】高密度実装を可能にしたＣＯＬ（Chip o
n Lead) や、ＬＯＣ（Lead 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
系フィルムの片面又は両面に接着剤( 熱可塑性及び熱硬
化性接着剤など) が設けら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。このような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。

【０００３】この打抜き貼り付け方法では、フィルムを
打ち抜く際に、ポリイミド系フィルムの機械的特性が安
定しないために、フィルム切り口にフィルム切断バリや
フィルム切り屑が発生する場合がある。このフィルム切
断バリやフィルム切り屑がボンディングの際周辺に付着
すると、ボンディング工程を行なうことができない。ま
た、金型に付着すると、圧着等の不良が発生し、金型の
クリーニングが必要となる。

【０００４】この欠点を解決するために、特開平６−３
３４１１０号では、５０〜７０ｋｇｆ／２０ｍｍの端裂
抵抗を有するポリイミド系フィルムを用いて、フィルム
を打ち抜く際、フィルム切断バリやフィルム切り屑が発
生しない機械的特性の均一化を図るとしている。この理
由として、バリや切り屑が発生するのは、接着剤が切断
される前にポリイミド系フィルムに圧縮破壊点が発生
し、切断バリやフィルム切り屑が発生することと考えて
いた。そのため、ポリイミド系フィルムの端裂抵抗を大
きくすると、打抜きフィルムが圧縮破壊されず、切り屑
発生率が０％に近づくとされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法によっては、ポリイミド系フィルムに接着層を形成
したものを打ち抜く際に、必ずしも端裂抵抗の大きなフ
ィルムが良いとは限らないことがフィルムのバリや切り
屑の発生と端裂抵抗の関係を子細に検討をした結果、本
発明者らにより判明した。

【０００６】具体的には、端裂抵抗が、上記の範囲にあ
るポリイミド系フィルムにおいても、フィルムのバリや
切り屑の発生があるものもあった。端裂抵抗の値を限定
することのみでは、フィルムの打ち抜きに対する機械的
特性にばらつきがあり、良好な打抜きフィルムを安定し
て得ることは困難である場合があった。

【０００７】ここで、フィルムを打ち抜いた場合の、フ
ィルム切断バリや切り屑の発生の様子を示したフィルム
の断面図を図１に示す。図１（ａ）は、打抜きパンチ４
とダイ２で、両面に接着層６を有するポリイミド系フィ
ルム８を打ち抜く様子を示している。

【０００８】図１（ｂ）は、良好な切れ方の断面を示
し、図１（ｃ）では、悪い切れ方の断面を示している。
図１（ｂ）に示すように良好な切れ方の場合は、ポリイ
ミド系フィルムが均等に切れているのに対し、図１
（ｃ）のように悪い切れ方の場合は、ポリイミド系フィ
ルムが切断した端面のどちらかに偏り、一方は接着層の
切断線よりも内側に食い込み、接着層の一部に下に何も
ない中空に浮いた接着層の部分が生じる。この部分１０
が、バリや切り屑になり、例えば、このフィルムをリー
ドフレームに使用した場合は、ワイヤボンディングを阻
害することとなり、導通不良の原因となる。

【０００９】本願発明者らは、これら接着層を形成した
フィルムを打抜いた場合のフィルム切断バリや切り屑の
発生の様子に差が生じる原因について、鋭意研究を重ね
た結果、「ＪＩＳ ７２１４ プラスチックのうち抜き
による剪断試験方法」による、ポリイミド系フィルムの
最大剪断荷重とバリの発生の関係を見出し、その結果、
構造に限定されずいずれのポリイミド系フィルムにおい
ても、最大剪断荷重が特定の範囲にある場合、打抜きの
際のバリの発生率が低下するという現象を見出し、本発
明に至ったのである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明にかか
る打抜き性に優れたフィルムの要旨とするところは、ポ
リイミド系フィルムの表面に接着層を設けてなる半導体
用接着フィルムにおいて、８０〜１３０ｋｇｆの最大剪
断荷重を有するポリイミド系フィルムと、該ポリイミド
系フィルムの片面又は両面に形成された接着層とから構
成されていることにある。

【００１１】また、本発明にかかる打抜き性に優れたリ
ードフレームの要旨とするところは、ポリイミド系フィ
ルムと、該ポリイミドフィルムの片面又は両面に形成さ
れた接着層とから構成されており、パンチ及びダイで打
抜き加工を施した打抜きフィルムが貼り付けられている
リードフレームにおいて、該ポリイミド系フィルムが、
８０〜１３０ｋｇｆの最大剪断荷重を有することにあ
る。

【００１２】なお、本発明における「最大剪断荷重」と
は、「ＪＩＳ Ｋ ７２１４ プラスチックの打抜きに
よる剪断試験方法」に準拠したもので、以下のようなこ
とをいう。すなわち、ダイ内径が２５．４０ｍｍ、ポン
チ直径が２５．３７ｍｍの剪断ジグで、１辺５０ｍｍの
正方形の試験片に荷重を加える。その時の試験片に生じ
た剪断荷重を剪断面積で除した値を「剪断応力」とい
い、剪断応力の最大値が「剪断強さ」である。そこで、
剪断強さ×剪断面積を最大剪断荷重とする。「剪断面
積」とは、ポンチによって試験片を打ち抜くことが想定
される部分の試験片の層面積で、ポンチの円周と試験片
の厚さの積で表す。「「ＪＩＳ Ｋ ７２１４ プラス
チックの打抜きによる剪断試験方法」では、試験片の厚
みは、１．０〜１２．５ｍｍであるが、ここでは、５０
ミクロン前後を用いているので準拠と記載した。その他
は、ＪＩＳに従う。単位は、ｋｇｆである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる打抜き性に
優れたフィルムおよびこれを用いたリードフレームの実
施の形態の１例について説明する。

【００１４】本発明にかかる打抜き性に優れたフィルム
は、特定の範囲の最大剪断荷重を有するポリイミド系フ
ィルムをコアフィルムとして、その片面又は両面に接着
層が形成されている。

【００１５】本発明にかかる打抜き性に優れたフィルム
に用いるコアフィルムとしてのフィルムは、基本的に
は、あらゆるフィルムが該当し、特に特定の範囲の最大
剪断荷重を有するフィルムであれば、制限はない。しか
し、打抜き性に優れたフィルムは電子機器に使用する目
的から、耐熱性、低温特性、耐薬品性、電気特性等の特
性を有するものが好ましい。これらの性質を有するフィ
ルムとして、ポリイミド系フィルムが挙げられる。これ
らの機械的特性はバラツキがあり、一定の端裂抵抗を有
することをフィルム安定性の指標とすることができない
ものもある。しかし、本発明で示すように最大剪断荷重
を一定の範囲内に制限したものは、優れた機械的特性を
有しフィルム安定性を担保するフィルムを選択すること
が可能となる。

【００１６】ここで、上記のコアフィルム用ポリイミド
系フィルム、及び接着層用フィルムの製造方法について
説明する。コアフィルム用ポリイミド系フィルム、及び
接着層用フィルムは、ジアミンと無水カルボン酸無水物
を有機溶媒中で重合反応させ、ポリアミド酸有機溶媒溶
液を得る。または、ジクロロカルボジイミド等のジイミ
ド及びトリフルオロ酢酸等のカルボン酸から、ポリイソ
イミド重合体有機溶媒溶液を得る。このようにして得ら
れたポリアミド酸有機溶媒溶液またはポリイソイミド重
合体有機溶媒溶液をフィルム状に形成して、熱的及び／
又は化学的に脱水閉環（イミド化）して、ポリイミド系
フィルムを得る。熱的にイミド化する方法より、化学的
方法による方が、ポリイミド系フィルムの機械的強度が
大きく、熱膨張係数が小さくなる利点がある。また、自
己支持性を有するフィルムを得るための乾燥時間、及び
イミド化を完結させるための加熱時間を短縮できる等の
利点より熱的方法と化学的方法を併用する方法が好まし
く用いられる。

【００１７】本発明にかかるフィルムに使用されるコア
フィルムは、例えば以下のように製造される。上記ポリ
アミド酸溶液等に、化学量論以上の脱水剤と触媒量の第
３級アミンを加え、ワニスとした。次に、このワニス
を、支持板、ＰＥＴなどの有機フィルム、ドラムあるい
はエンドレスベルト等の支持体上に一定の粘度調整した
ポリアミド酸有機溶媒溶液を、流延または塗布して、フ
ィルム状に形成し、加熱することにより乾燥させて自己
支持性を有するフィルムを得る。具体的には、エンドレ
スベルト上に、連続的に流延塗布し、加熱することで乾
燥させ、エンドレスベルトから引き剥がした。続いて、
引き剥がしたゲル状のフィルムの両端を固定し、焼成炉
に送り込み、焼成し、ポリイミド系フィルムを得た。

【００１８】最大剪断荷重は、一般に試験片の厚みに比
例して大きくなる。しかし、本発明にかかる打抜き性に
優れたフィルムは、半導体部品に使用されるという用途
要求から、接着層と併せても１００μｍ前後が望まし
い。従って、接着層を除いたコアフィルムの膜厚は、こ
のフィルム単体で、２５μｍ〜８０μｍが好ましい。最
大剪断荷重を調整するためには、フィルム組成やフィル
ムの厚さを変化させることによっても可能である。

【００１９】また、他の方法として、最大剪断荷重の調
節には、例えば、上記焼成条件の設定によりすることが
できる。所定の膜厚のポリイミド系フィルムで所定の最
大剪断荷重を得るには、例えば、焼成において、最高温
度３５０℃〜５００℃、望ましくは４００℃〜４５０℃
で１分〜５分の焼成を行なうことが好ましい。剪断強さ
の調節には、この温度範囲で焼成条件を変化させること
が望ましい。この範囲より焼成温度が低かったり、焼成
時間が短いとイミド化が不充分となり、また、この範囲
を越えて焼成温度が高すぎたり焼成時間が長いとフィル
ムが分解するため、共に剪断強さは小さくなり、所望の
フィルムを得ることは困難である。その他、溶媒量・溶
媒中のポリアミド酸固形分濃度の調節、添加剤の添加等
によりイミド化の速度を調整することも、剪断強さの調
節方法として可能である。

【００２０】上記のようにして調整し、本発明にかかる
ポリイミド系フィルムは、８０〜１３０ｋｇｆの最大剪
断荷重を有することが必要である。なお、最大剪断荷重
が１３０ｋｇｆを越えると、剛性が強くなりすぎて好ま
しくない。また、８０ｋｇｆ以下であると、最大剪断荷
重を小さくするほど必然的にフィルムの厚さをより厚く
しなければならず、実用上問題となってくる。

【００２１】上記得られた、コアフィルム用ポリイミド
系フィルムの片面又は両面に、接着層用のポリイミドフ
ィルムを積層させ、ポリイミドフィルムのガラス転移温
度付近の温度にてラミネートすることにより、本発明に
かかる打抜き性に優れたフィルムを得ることができる。

【００２２】また、接着層は、上記のように接着層用フ
ィルムを形成してからコアフィルムに形成する方法の
他、接着剤となるポリアミド酸有機溶媒溶液を、直接コ
アフィルムとなるポリイミド系フィルム上に膜状に塗布
し、乾燥、イミド化を完成させる方法も用いられる。

【００２３】本発明にかかる打抜き性に優れたフィルム
を構成する接着層は、基本的には、エポキシ系樹脂、ア
クリル系樹脂等接着性に富む材料であれば特に限定され
ないが、リードフレーム等の半導体部品に使用されると
いう用途要求から、耐熱性、機械的強度を有しており、
また優れた電気特性等の諸特性を有することが好まし
い。従って、特に、ポリイミド系樹脂が好ましく、熱硬
化性ポリイミド樹脂フィルム、熱可塑性ポリイミド樹脂
フィルム等好ましく用いられる。

【００２４】

【００２５】このようにして、得られたフィルムは、打
抜き性が良好であり、打抜き工程におけるバリ及び切り
屑の発生を減少することができる。

【００２６】次に、本発明にかかるリードフレームは、
ダイパット、リードなどが形成されそれらにチップマウ
ント、ワイヤボンド及びモールド加工がなされるリード
フレームにおいて、上記で得られた打抜き用フィルムを
打抜き金型により短冊型に打抜いたものをリードに貼り
付けて製造される。

【００２７】なお、本願発明にかかる打抜き性に優れた
フィルムは、ＬＯＣ構造やＣＯＬ構造のリードフレーム
にも適用可能である。

【００２８】以上、本発明にかかる打抜き性に優れたフ
ィルム及びこれを用いたリードフレームについて、製造
方法も含め説明したが、本発明は、これらの実施の形態
のみに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない
範囲内で、当業者の知識に基づき種々なる改良、修正、
変形を加えた態様で実施しうるものである。

【００２９】

【実施例】次に、本発明の実施例をより具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例のみによって、限定され
るものではない。

【００３０】

【実施例１〜３、比較例１〜３】芳香族ジアミンと芳香
族テトラカルボン酸二無水物からポリアミック酸を合成
し、その後イミド化を行なってポリイミドフィルムを得
た。芳香族ジアミンと芳香族テトラカルボン酸二無水物
の種類及びイミド化条件を得ることにより種々のポリイ
ミドフィルムを作成し試験を行なった。その結果を表１
に示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】表１に示したように端裂抵抗ではなく、コ
アフィルムの最大剪断荷重の大きさとバリ・切り屑発生
の数は関係し、コアフィルムの最大剪断荷重が８０ｋｇ
ｆから１３０ｋｇｆの範囲にあると、バリ・切り屑発生
が少ないことが確認された。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、本発明の打抜き性に優れ
たフィルム及びこれを用いたリードフレームによれば、
コアフィルムの最大剪断荷重を８０〜１３０ｋｇｆの範
囲に設定すると、フィルム打抜き時のフィルム切断バリ
及び切り屑の発生の少ないフィルムを得ることができ、
特に、その特有の構造から端裂抵抗が低く測定され、打
ち抜き性が劣ると判断されてしまう樹脂フィルムにおい
ても、コアフィルムの最大剪断荷重が８０〜１３０ｋｇ
ｆの範囲に設定されたものは、フィルム切断バリ及び切
り屑の発生のないものであり、生産性を向上させるとと
もに安定した品質を有する打抜き性に優れたフィルムで
ある。

【００３４】また、コアフィルムの最大剪断荷重を８０
〜１３０ｋｇｆの範囲である打抜き用フィルムを用いる
ことにより、フィルム打抜き時に発生するフィルム切断
バリ及び切り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打抜き性に優れたフィル
ムを用いたリードフレームを得ることができる。

【００３５】

【図面の簡単な説明】

【図１】 フィルムの打抜きによるバリ、切り屑の発生
を説明するための断面図である。

【符号の説明】

２； ダイ ４； 打抜きパンチ ６； 接着層 ８； ポリイミド系フィルム １０； バリ・切り屑となる接着層の部分

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリイミド系フィルムの表面に接着層を
   設けてなる半導体用接着フィルムにおいて、８０〜１３
   ０ｋｇｆの最大剪断荷重を有するポリイミド系フィルム
   と、該ポリイミド系フィルムの片面又は両面に形成され
   た接着層とから構成されていることを特徴とする打抜き
   性に優れたフィルム。
2. 【請求項２】 ポリイミド系フィルムと、該ポリイミド
   フィルムの片面又は両面に形成された接着層とから構成
   されており、パンチ及びダイで打抜き加工を施した打抜
   きフィルムが貼り付けられているリードフレームにおい
   て、該ポリイミド系フィルムが、８０〜１３０ｋｇｆの
   最大剪断荷重を有することを特徴とする打抜き性に優れ
   たリードフレーム。