JPS63190345A - 半導体ペレツトの樹脂接着方法 - Google Patents

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 本発明は半導体ペレットをリードフレームや基板上に樹
脂ペーストで接着し硬化する方法に関するものである。

従来の技術 半導体装置の製造工程は大別するとウェハー製造工程と
組立工程に分けることができる。

本発明は組立工程の中でも主要な工程であるダイ接着工
程に関するものである。

ダイ接着工程は半導体ペレットをリードフレーム上のダ
イパッドや基板上のダイツク・ソドヘ機械的に接着固定
する工程である。接着固定する方法としては金・シリコ
ンの共晶接着方式、ガラス接着方式、ハンダ接着方式、
樹脂接着方式などがとられる。これらの方式の中、樹脂
接着方式が最近では最も広（採用されるようになった。

その理由は、他の方式にくらべて低コストであることや
、接着応力が小さいので大チ・ツブの接着に適している
ためである。

樹脂接着方式はいろいろな名称で呼ばれ、たとえば、銀
ペースト接着方式とか、グルーダイボンディングとか、
エポキシ樹脂接着方式とも呼ばれている。

ここで従来の樹脂ペーストを用いたダイ接着工程を第９
図〜第１１図に示した図面を参照して説明する。

第９図にダイ接着、硬化工程のフローチャートが示され
ている。最初に半導体ペレ・ソトを載置するリードフレ
ームのダイパッド、あるいは基板上のダイパッドの上へ
樹脂ペーストを塗布し、次ぎに、この上に半導体ペレッ
トを載置する。そして加熱炉内でこれを加熱硬化するの
である。

第１０図には、リードフレームのダイパッド１の上に樹
脂ペースト２を滴下塗布した状態を示している。塗布す
る方法としてはディスペンサーと呼ばれるノズルから適
量を滴下させる方法や転写する方法、あるいはスクリー
ン印刷する方法がある。第１１図ａ、ｂはこの上に半導
体ペレット４を載置した斜視図、断面図である。樹脂ペ
ースト２はその名の示すようにペースト状であるので、
加熱硬化しないことには半導ペレット４を接着固定する
ことはできない。半導体ペレット４を載置し、加熱硬化
すると樹脂ペースト２は硬化するが内部に気泡（ボイド
）２ａが発生している。

グイ接着をより確実にする目的で樹脂ペーストの上に半
導体ペレットを載せた時に治具を用いて半導体ペレット
を前後あるいは左右にスクラビング（振動）させる方法
がとられる。このようにすると樹脂ペーストが拡がって
、半導体ペレット下面の接着面が拡大する。この様子が
第１２図ａおよび同図すに示しである。

いずれにしても、このように半導体ペレットを樹脂ペー
ストで接着したリードフレームを治具に入れて、加熱炉
中で１５０℃〜２００℃の温度で数時間ないしは数１０
分程度加熱硬化するのである。第４図にリードフレーム
６に樹脂ペーストで接着された半導体ペレット４が示さ
れ、第５図にはこのリードフレーム６をアルミニウム等
で作られたマガジン（収納治具）７に入れている状態が
示されている。

発明が解決しようとする問題点 従来の樹脂ペーストを用いたグイ接着硬化工程では接着
層に気泡が生じる欠点があった。特に半導体ペレットサ
イズが大きい超ＬＳＩ等では気泡（ボイド）を無くすこ
とは非常に困難であった。

グイ接着の目的は半導体ペレットをリードフレームのダ
イパッドに機械的に接着固定することの他に、半導体素
子で発生した熱を外部へ放熱する役割がある。その際に
接着層に気泡があると熱の伝導も悪くなるのは容易に理
解できる。第１１図ａ、ｂの各図は従来方式による樹脂
ペースト２を用いて半導体ペレット４をリードフレーム
上のダイパッド１に接着し、加熱硬化した状態を示して
いるが、気泡２ａが接着層に生じている。第１２図ａ、
第１２図すはグイ接着時に半導ペレットを軽く上から押
さえながら水平方向にスクラビングして樹脂ペーストが
半導体ペレット４の下面全体に拡がるようにして接着し
、加熱硬化したものであるが、やはり気泡２ａが残留し
ている。

このように気泡が生じる原因として、１つには樹脂ペー
ストの塗布が不適切で気泡が閉じ込められること、２つ
には樹脂ペースト自体から生じるガスが残留することが
あげられる。前者に対しては半導体ペレットの下面全体
が樹脂ペーストで濡れるように塗布することが必要であ
り、１点塗布だけでなく、複数点に塗布したり、ダイパ
ッドに塗布後、半導体ペレットを載せる前に、治具で上
から軽く叩き、平坦な面にする工夫がなされている。

ところが後者に対しては有効な解決がなされていなかっ
た。最も良く知られている樹脂ペーストとして銀ペース
トがある。これを例にとって組成を調べると、約７０％
程度は銀粉であり、これにエポキシレジンや硬化剤、硬
化促進剤、溶剤等が添加されている。塗布性を良くする
ために適度に粘性が保たれている。このため、１５０℃
前後で数１０分〜数時間加熱すると摘発成分が揮発し、
このガスが接着層に残留して気泡（ボイド）を形成する
という問題を生じていた。

この気泡は熱の伝導を悪くするだけでなく、温度サイク
ルテストや、熱衝撃テストのような信頼性試験を行うと
、半導体ペレットとリードフレームのダイパッド、ある
いは基板との接着力を低下させる不都合をも生じるので
ある。

問題点を解決するための手段 本発明による半導体ペレットの樹脂ペースト接着、硬化
方法は、先ず、リードフレームのダイパッドに樹脂ペー
ストを塗布し、その上に半導体ペレットを載置する。そ
して、治具に入れてから、排気室へ入れ、真空に引（、
この場合の真空度は０．１気圧内外で良い。真空度が上
がると、脱泡の時間を短くすることができるが、特に高
真空を必要とはしない。次に、排気を止めて、徐々にリ
ークさせ、常圧に戻す。そして今後は高圧エアーまたは
高圧窒素ガスを入れる。圧力は１　、２　ｋｇ　／　ｏ
ｎ？程度かそれをや＼土建わる程度が適当で、時間は数
分で充分である。

そして、次に加熱硬化する。この時の雰囲気は常圧で良
い。加熱硬化条件は樹脂ペースト材料の最適条件に従う
。

通常は１５０℃〜２００℃で数時間〜数１０分で良い。

真空処理、加圧処理、加熱硬化処理は別々の装置で行っ
てもいいし、同一装置で行っても良い。また真空処理を
する時に８０℃〜１００℃程度に加熱すると脱泡効果が
促進されることもある。

作用 本発明による半導体ペレットの樹脂ペースト接着、硬化
方法では、真空脱泡処理で樹脂接着層から揮発ガス成分
や残留気泡が吸い出され、ボイドのない均質な接着層が
得られる。そして高圧処理を行うことで、半導体ペレッ
トの下面全体が樹脂ペーストで接着されると共に、接着
層の厚みも５〜３０μｍ程度の良好な厚みにすることが
できる。

実施例 本発明の半導体ペレットの樹脂ペースト接着。

硬化方法を第１図〜第８図を参照しながら説明する。

第１図は本発明の工程図である。半導体ペースト塗布工
程から半導体ペレットを載置する工程迄は従来の方式と
同じであるが、真空脱泡処理、高圧処理が本発明の付加
工程となっている。

第２図はリードフレームのグイパッド１上に樹脂ペース
ト２を塗布した状態を示す。この図では１点塗布である
が、複数点に塗布するとか、塗布後に治具を用いて樹脂
ペースト表面を軽く叩いて平坦化する方法もとることが
ある。第３図ａはこの上に半導体ペレット４を載置した
状態を示している。この状態では樹脂接着層に気泡（ボ
イド）２ａが残留している。第３図すはこれを横方向か
ら見た断面図である。第４図には、半導体ペレット４を
載置したリードフレーム６を示しているが、次ぎにこの
リードフレーム６を収納すべきアルミニウム製などのマ
ガジン７に入れた状態が第５図に示した。これを第６図
に示す真空脱泡、高圧処理、硬化処理のための密封装置
に入れる。この図では１つの装置にまとめであるが、そ
れぞれ独立した装置で行っても良い。製品を入れたマガ
ジン７を装置に入れて密閉した後、リークバルブ８と高
圧ガス（例えばドライエアーや窒素ガス）バルブ１０を
閉め、真空バルブ９を開き、密封室１１内を排気する。

真空度としては０．１気圧内外である。密封室内の温度
は常温でも良いが、８０℃〜１００℃程度にした方が脱
泡効果が高い。時間は５〜１０分程度である。

次ぎに、真空バルブを閉めて、リークバルブ８を開く。

密封室内が大気圧に戻って後にリークパルブ８を閉めて
、高圧ガスバルブ１０を徐々に開く。圧力は１　、２　
ｋｇ　／　ｃａ程度かややこれを土建わる圧力で良い。

時間は密封室内の圧力が充分高圧になってから数分間で
良い。

そして次ぎに加熱硬化を行う。温度は樹脂ペースト材料
の推奨硬化条件に合わせて行う。前述したように１５０
６Ｃ〜２００℃で数時間ないしは数１０分である。この
間、密封室内の雰囲気は窒素ガスを一定流量流すことが
望ましい。

第７図ａは本発明による真空脱泡処理効果で樹脂ペース
ト層内に気泡が見られない様子を示している。第７図す
はその断面図である。第８図ａは真空脱泡処理に引き続
き高圧処理を行い、加熱硬化を行ったものの斜視図、第
８図すはその断面図を示している。

発明の効果 本発明によれば、真空脱泡処理により、グイ接着層であ
る樹脂ペースト内の気泡や摘発成分が排気され、気泡の
少いグイ接着が実現されたことと、この他に高圧処理の
効果として、樹脂ペーストの厚み（グイ接着層の厚み）
を５〜３０μｍ程度の適度な薄さにコントロールするこ
とができる。

このように、従来の樹脂ペーストを用いた半導体ペレッ
トのグイ接着、硬化工程で問題で゛あったダイ接着層の
気泡の発生や、ダイ接着層の厚みのバラツキが、本発明
による真空脱泡処理と高圧処理によって著しく改善され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例のフローチャート、第２図はリー
ドフレームのダイパッド１上に樹脂ペースト２を適量塗
布した状態の斜視図、第３図ａ。 ｂは樹脂ペースト２の上から半導体ペレット４を載置し
た状態の斜視図、断面図、第４図はリードフレーム全体
を示す平面投影図、第５図はリードフレーム収納用マガ
ジン７の斜視図、第６図は真空脱泡、高圧処理、加熱硬
化を行う装置の概要側面図、第７図ａ、ｂは真空脱泡処
理後の状態斜視図、断面図、第８図ａ、ｂは高圧ガス雰
囲気下で加圧した状態の斜視図、断面図、第９図は従来
方式によるフローチャート、第１０図は従来方式による
リードフレームのダイパッド１に樹脂ペースト２を塗布
した状態の斜視図、第１１図ａ＋ｂは従来例の硬化した
状態の斜視図、断面図、第１２図ａ、ｂは半導体ペレッ
トを載せた状態の斜視図、断面図である。 １・・・・・・ダイパッド、２・旧・・樹脂ペースト、
３・・・・・・インナーリード、４・・・・・・半導体
ペレット代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はが１名第
１図 第３図 ”“１，６ −−「１ 第　５　図 第７図　　　　　４ ＠６図 第８図 （α］ 第９図 第１０図 第１１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体ペレットを載置するリードフレーム、あるいは基
   板上に樹脂ペーストを塗布し、その上に半導体ペレット
   を載置し、この後排気中で前記樹脂ペースト層中にある
   気泡を脱泡処理する工程と、次いで、高圧処理する工程
   と、加熱硬化する工程とをそなえたことを特徴とする半
   導体ペレットの樹脂接着方法。