JPH11286662A - 半導体用接着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】 打ち抜き加工時の切断バリ及び切屑が発生す
るのを防止して、生産性及び品質を向上させることがで
きる半導体用接着フィルム及びこれを用いたリードフレ
ームを提供する。 【解決手段】 絶縁性フィルム２２と接着剤層２３が、
室温（２０〜３０℃）において６００ｇ／ｃｍ以下のピ
ール強度で密着している。

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の搭載
に使用される半導体用接着フィルム及びこれを用いたリ
ードフレームに関し、特に、打ち抜き加工時に切断バリ
及び切屑が発生するのを防止して、生産性及び品質を向
上させた半導体用接着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】高密度実装が可能なＣＯＬ（Chip on Le
ad）構造や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
系フィルム等の絶縁性フィルムの片面又は両面に熱可塑
性接着剤，熱硬化性接着剤等の接着剤が塗布された半導
体用接着フィルムを貼り付けたものがある。

【０００３】ところで、上記リードフレームに半導体用
接着フィルムを貼り付けるには、フィルム打抜き貼付け
金型（パンチ及びダイを有する）による打ち抜き貼り付
け方法、即ち、金型により所定の形状、例えば、短冊状
に打ち抜いた半導体用接着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。

【０００４】図６は半導体用接着フィルムを打ち抜いて
リードフレームに貼り付けるフィルム打抜き貼付け金型
を示す。このフィルム打抜き貼付け金型は、パンチホル
ダー１を介して昇降部材２に固定された打抜きパンチ３
と、昇降部材２をガイドポスト４に沿って昇降させるエ
アーシリンダ５と、打抜きパンチ３が貫通する貫通孔７
Ａを有し、打ち抜かれる半導体用接着フィルム６が載置
されたダイ７と、ダイ７上において打抜きパンチ３の昇
降をガイドするパンチガイド８と、ダイ７の下方に配置
され、リードフレーム９が載置されると共にリードフレ
ーム９を所定の温度で加熱する加熱ブロック１０を備え
て構成されている。

【０００５】以上の構成において、上記打ち抜き貼り付
け方法を更に詳細に説明すると、まず、加熱ブロック１
０上に、リードフレーム９を載せて所定の温度まで加熱
しておく。そして、エアーシリンダ５を作動させ、昇降
部材２をガイドポスト４に沿って下降させることにより
打抜きパンチ３を下降させる。打抜きパンチ３が下降す
ると、半導体用接着フィルム６が所定の形状に打ち抜か
れてリードフレーム９上に供給されると同時に、打ち抜
かれた半導体用接着フィルム６がリードフレーム９に押
し付けられ、半導体用接着フィルム６に形成された接着
剤層によってリードフレーム９に貼り付けられる。

【０００６】ところが、以上の打ち抜き貼り付け方法で
は、半導体用接着フィルム６を打ち抜く際に切り口に切
断バリやフィルム切屑等が発生するという欠点がある。

【０００７】ここで、切断バリや切り屑の発生メカニズ
ムを説明する。図７は絶縁性フィルム６１の両面に接着
剤層６２が設けられた半導体用接着フィルム６の打ち抜
き加工時の状態を示している。半導体用接着フィルム６
の打ち抜きは打抜きパンチ３の先端部３Ａのエッヂとダ
イ７の表面７Ｂのエッヂで半導体用接着フィルム６に剪
断力を与えることによって行うことから、半導体用接着
フィルム６は打抜きパンチ３とダイ７から大きな圧縮応
力を受けることになる。その結果、図８の拡大図に示す
ように、この大きな圧縮応力が半導体用接着フィルム６
の切断部に複数のクラックＣを発生させ、これが原因で
切り口に細長い糸状の切断バリや微小な切屑が発生す
る。

【０００８】このような切断バリや切屑は、飛び散り易
く、リードフレームのリード部、つまりボンディング領
域に付着し易い。切断バリや切屑がリードフレームのリ
ード部に付着すると、ワイヤボンディングを阻害する等
の弊害をもたらすため、半導体用接着フィルムの打ち抜
き加工時の切断バリ及び切屑の発生を防止する必要があ
る。

【０００９】そこで現在では、フィルム切断バリ及び切
屑の発生を防止する手段として、フィルム打抜き貼付け
金型のクリアランス等を調整することによって行う方法
が用いられている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の半導体
用接着フィルムによると、金型のクリアランス等を調整
することによってフィルム切断バリ及び切屑の発生を防
止しているが、ポリイミド系フィルムは機械的特性にバ
ラツキが大きく、金型による打ち抜き状態、特に、切断
面の状態が安定しない。従って、フィルム切断バリ及び
切屑の発生を完全に防止することができない。

【００１１】従って、本発明の目的は打ち抜き加工時の
切断バリ及び切屑が発生するのを防止して、生産性及び
品質を向上させることができる半導体用接着フィルム及
びこれを用いたリードフレームを提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点に鑑
み、打ち抜き加工時の切断バリ及び切屑が発生するのを
抑制して、生産性及び品質を向上させるため、絶縁性フ
ィルムの片面又は両面に接着剤層を設けて構成され、パ
ンチ及びダイで打ち抜き加工されてＣＯＬ（Chip on Le
ad）構造やＬＯＣ（Lead on Chip）構造の半導体装置に
使用される半導体用接着フィルムにおいて、前記絶縁性
フィルムと前記接着剤層は、室温（２０〜３０℃）にお
いて６００ｇ／ｃｍ以下のピール強度で密着し、打ち抜
き加工時に切断バリおよび切屑が発生しないように構成
された半導体用接着フィルムを提供するものである。

【００１３】また、本発明は上記の目的を達成するた
め、ＣＯＬ（Chip on Lead）構造やＬＯＣ（Lead on Ch
ip）構造の半導体装置を構成する半導体チップを接着し
て搭載するため、パンチ及びダイで打ち抜き加工された
半導体用接着フィルムが貼り付けられたリードフレーム
において、前記半導体用接着フィルムは、絶縁性フィル
ムの片面又は両面に接着剤層を設けて構成され、前記絶
縁性フィルムと前記接着剤層は、室温（２０〜３０℃）
において６００ｇ／ｃｍ以下のピール強度で密着し、打
ち抜き加工時に切断バリ及び切屑が発生しないように構
成された半導体用接着フィルムを用いたリードフレーム
を提供するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体用接着フィ
ルム及びこれを用いたリードフレームを添付図面を参照
しながら詳細に説明する。

【００１５】半導体装置に使用される打抜きフィルムの
形状は、例えば、チップの形状，チップ上のパッドの配
置及びリードフレームの引き回し設計等により決定され
るため、種々の形状が考えられる。このような種々の形
状の打抜きフィルムを得るためにフィルム打抜き金型に
よる半導体用接着フィルムの打ち抜きが行われている
が、その際、従来の技術の欄で説明したようなフィルム
切断バリ及び切屑の発生が問題となっている。そこで、
発明者等は、この半導体用接着フィルムの打ち抜き加工
の際発生するフィルム切断バリ及び切屑の原因を半導体
用接着フィルムの絶縁性フィルムと接着剤層の密着性に
あると考え、絶縁性フィルムと接着剤層のピール強度と
の関係に着目した。

【００１６】図１は本発明の第１の実施の形態に係る半
導体用接着フィルムを示す。この半導体用接着フィルム
２１は、ポリイミド系フィルムよりなる絶縁性フィルム
２２の両面に、熱可塑性接着剤又は熱硬化性接着剤より
なる接着剤層２３を設けて構成され、絶縁性フィルム２
２と接着剤層２３が、室温（２０〜３０℃）において６
００ｇ／ｃｍ以下のピール強度で密着している。

【００１７】以下、上記半導体用接着フィルムの製造方
法を説明する。まず、ポリアミド酸等の出発物質に溶媒
を加え、これをワニスとする。次に、このワニスを金型
やロール等に塗布し、これを加熱することによって乾燥
させる。その後、金型やロール等からイミド化されたフ
ィルムを剥がすことによってポリイミド系の絶縁性フィ
ルム２２を得る。そして、後工程で施される接着剤層２
３との密着性を向上させるため、絶縁性フィルム２２の
両面を表面処理する。この場合の表面処理方法として
は、いろいろな方法があるが、例えば、一般的なプラズ
マ処理あるいはコロナ放電処理による方法があげられ
る。この処理条件，時間を調整することによって、ポリ
イミドフィルムと接着剤の接着強度を調整することがで
きる。最後に、絶縁性フィルム２２の両面に熱可塑性接
着剤又は熱硬化性接着剤を塗布して、絶縁性フィルム２
２の両面に接着剤層２３を設け、完成品とする。

【００１８】上記半導体用接着フィルムの製造方法にお
いて、絶縁性フィルム２２と接着剤層２３の密着性は、
絶縁性フィルム２２と接着剤層２３の密着性を向上させ
るために絶縁性フィルム２２の表面に行う表面処理の条
件によって変化する。従って、絶縁性フィルム２２と接
着剤層２３の密着性（ピール強度）を室温で６００ｇ／
ｃｍ以下にするには、表面処理の条件を調整すれば良
い。

【００１９】次に、発明者等は、上記製造方法により絶
縁性フィルム２２と接着剤層２３の密着性が異なる２０
種の半導体用接着フィルム２１を製造し、絶縁性フィル
ム２２と接着剤層２３の密着性について調査した。

【００２０】図２は半導体用接着フィルム２１の絶縁性
フィルム２２と接着剤層２３の密着性の調査方法を示
し、絶縁性フィルム２２と接着剤層２３を１８０°の方
向に引っ張り、引き剥がし強度（ピール強度）を測定し
た。

【００２１】図３は各半導体用接着フィルム２１の絶縁
性フィルム２２と接着剤層２３のピール強度を示し、ロ
ット数（試料番号）１〜１０の半導体用接着フィルム２
１の絶縁性フィルム２２と接着剤層２３のピール強度は
６００ｇ／ｃｍ以下になっており、ロット数（試料番
号）１１〜２０の半導体用接着フィルム２１の絶縁性フ
ィルム２２と接着剤層２３のピール強度は６００ｇ／ｃ
ｍを超えた値になっている。なお、このときの絶縁性フ
ィルム２２の厚さは５０μｍ、接着剤層２３の厚さは、
表裏ともに２５μｍである。

【００２２】これらロット数（試料番号）１〜２０の半
導体用接着フィルム２１を打ち抜き加工したところ、ロ
ット数（試料番号）１〜１０の半導体用接着フィルム２
１には切断バリ及び切屑の発生がなかったが、ロット数
（試料番号）１１〜２０の半導体用接着フィルム２１に
は切断バリ及び切屑の発生が確認された。このことから
半導体用接着フィルム２１の絶縁性フィルム２２と接着
剤層２３のピール強度が大きく影響していることが明ら
かである。

【００２３】図４は半導体用接着フィルム２１の絶縁性
フィルム２２と接着剤層２３の密着性（ピール強度）と
フィルム打ち抜き加工時の切断バリ及び切屑の発生率の
関係を示す。この図から判るように、絶縁性フィルム２
２と接着剤層２３の密着性（ピール強度）が高い程、切
断バリ及び切屑の発生率が高く、絶縁性フィルム２２と
接着剤層２３の密着性（ピール強度）が低い程、切断バ
リ及び切屑の発生率が低くなることが確認された。具体
的には、絶縁性フィルム２２と接着剤層２３の密着性
（ピール強度）が６００ｇ／ｃｍ以下の半導体用接着フ
ィルム２１を用いると、切断バリ及び切屑の発生率が０
％に近づき、５００ｇ／ｃｍ以下では０％になることが
確認された。ただし、絶縁性フィルム２２と接着剤層２
３との密着性が極端に低い場合、打ち抜き加工時に絶縁
性フィルム２２と接着剤層２３が剥離してしまう問題が
発生する。このことから最低でも剥離が発生しない密着
性が必要である。実験的には５０ｇ／ｃｍ以上のピール
強度を有していれば、剥離が発生しないことが確認され
ているが、打ち抜き形状，大きさによっては５０ｇ／ｃ
ｍ以下でも剥離が発生しない場合もあるので、特にこの
値に限定されるものではない。

【００２４】図５は上記半導体用接着フィルム２１を予
め打ち抜いて貼り付けたＬＯＣ（Lead on Chip）構造の
リードフレームを示す。このリードフレームは、アウタ
ーリード２６Ａ及びインナーリード２６Ｂからなる複数
のリード２６が外枠２５によって支持されたリードフレ
ーム２４と、リードフレーム２４のインナーリード２６
Ｂの先端に貼り付けられた半導体用接着フィルム２１か
ら構成されている。

【００２５】半導体用接着フィルム２１は、前述した方
法で製造され、絶縁性フィルム２２と接着剤層２３の密
着性を向上させるために行われる表面処理の条件が調整
されることにより、絶縁性フィルム２２と接着剤層２３
の密着性（ピール強度）が６００ｇ／ｃｍ以下になって
いるものである。

【００２６】次に、上記リードフレームの製造方法を説
明する。まず、従来の技術の欄で説明したフィルム打抜
き貼付け金型（図６）において、加熱ブロック１０上
に、予めリードフレーム２４を載せて所定の温度まで加
熱しておく。そして、エアーシリンダ５を作動させ、昇
降部材２をガイドポスト４に沿って下降させることによ
り打抜きパンチ３を下降させる。打抜きパンチ３が下降
すると、半導体用接着フィルム２１が所定の形状に打ち
抜かれてリードフレーム２４上に供給されると同時に、
打ち抜かれた半導体用接着フィルム２１がリードフレー
ム２４に押し付けられ、半導体用接着フィルム２１の接
着剤層２３によってリードフレーム２４に貼り付けられ
る。

【００２７】このとき、半導体用接着フィルム２１の絶
縁性フィルム２２と接着剤層２３の密着性（ピール強
度）が６００ｇ／ｃｍ以下になっているため、切断バリ
及び切屑の発生がなく、品質が安定したリードフレーム
が高い生産性で得られる。

【００２８】なお、以上の実施の形態では、絶縁性フィ
ルム２２の両面に接着剤層２３を設けた半導体用接着フ
ィルム２１において、絶縁性フィルム２２と接着剤層２
３の密着性（ピール強度）が絶縁性フィルム２２の両面
何れも６００ｇ／ｃｍ以下になっていることが好ましい
が、片面のみが６００ｇ／ｃｍ以下になっている場合で
も、フィルムの打ち抜き方向を選定することにより切断
バリ及び切屑の発生を防止できることから、片面（パン
チ側の面）のみが６００ｇ／ｃｍ以下でも特に差し支え
ない。絶縁性フィルムとしては、ユーピレックス（商品
名），カプトン（商品名）などのポリイミドフィルムが
一般的に使用され、その厚さは、１５〜１２５μｍが一
般的である。接着剤層の厚さは、５〜５０μｍが一般的
であり、これらの範囲の構成の半導体用接着フィルムに
おいては、本発明の６００ｇ／ｃｍ以下の接着強度は有
効である。

【００２９】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の半導体用接
着フィルム及びこれを用いたリードフレームによると、
絶縁性フィルムと接着剤層が、室温（２０〜３０℃）に
おいて６００ｇ／ｃｍ以下のピール強度で密着している
ため、打ち抜き加工時の切断バリ及び切屑が発生するの
を防止して、生産性及び品質を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る半導体用接着
フィルムを示す断面図。

【図２】絶縁性フィルムと接着剤層の密着性の調査方法
を示す説明図。

【図３】各半導体用接着フィルムの絶縁性フィルムと接
着剤層のピール強度を示すグラフ。

【図４】半導体用接着フィルムの絶縁性フィルムと接着
剤層の密着性（ピール強度）と切断バリ及び切屑の発生
率の関係を示すグラフ。

【図５】本発明の第１の実施の形態に係る半導体用接着
フィルムを用いたリードフレームを示す平面図。

【図６】半導体用接着フィルムの打ち抜き貼り付けに使
用されるフィルム打抜き貼付け金型を示す断面図。

【図７】半導体接着フィルムの打ち抜き時の状態を示す
説明図。

【図８】半導体接着フィルムの打ち抜き時の状態を示す
説明図。

【符号の説明】

１ パンチホルダー ２ 昇降部材 ３ 打抜きパンチ ３Ａ 先端部 ４ ガイドポスト ５ エアーシリンダ ６ 半導体用接着フィルム ７ ダイ ７Ａ 貫通孔 ７Ｂ 先端部 ８ パンチガイド ９ リードフレーム １０ 加熱ブロック ２１ 半導体用接着フィルム ２２ 絶縁性フィルム ２３ 接着剤層 ２４ リードフレーム ２５ 外枠 ２６ リード ２６Ａ アウターリード ２６Ｂ インナーリード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川村 敏雄 茨城県日立市助川町３丁目１番１号 日立 電線株式会社電線工場内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性フィルムの片面又は両面に接着剤
   層が密着して構成され、パンチ及びダイで打ち抜き加工
   されてＣＯＬ（Chip on Lead）構造やＬＯＣ（Lead on
   Chip）構造の半導体装置に使用される半導体用接着フィ
   ルムにおいて、 前記絶縁性フィルムと前記接着剤層は、室温（２０〜３
   ０℃）において６００ｇ／ｃｍ以下のピール強度で密着
   し、打ち抜き加工時に切断バリ及び切屑が発生しないよ
   うに構成されていることを特徴とする半導体用接着フィ
   ルム。
2. 【請求項２】 前記絶縁性フィルムは、ポリイミド製フ
   ィルムによって構成され、 前記接着剤層は、熱により溶融接着可能な熱可塑性接着
   剤又は熱により硬化接着可能な熱硬化性接着剤によって
   構成される請求項１記載の半導体用接着フィルム。
3. 【請求項３】 ＣＯＬ（Chip on Lead）構造やＬＯＣ
   （Lead on Chip）構造の半導体装置を構成する半導体チ
   ップを接着して搭載するため、パンチ及びダイで打ち抜
   き加工された半導体用接着フィルムが貼り付けられたリ
   ードフレームにおいて、 前記半導体用接着フィルムは、絶縁性フィルムの片面又
   は両面に接着剤層を設けて構成され、 前記絶縁性フィルムと前記接着剤層は、室温（２０〜３
   ０℃）において６００ｇ／ｃｍ以下のピール強度で密着
   し、打ち抜き加工時に切断バリ及び切屑が発生しないよ
   うに構成されていることを特徴とする半導体用接着フィ
   ルムを用いたリードフレーム。
4. 【請求項４】 前記絶縁性フィルムは、ポリイミド製フ
   ィルムによって構成され、 前記接着剤層は、熱により溶融接着可能な熱可塑性接着
   剤又は熱により硬化接着可能な熱硬化性接着剤によって
   構成される請求項３記載の半導体用接着フィルムを用い
   たリードフレーム。