KR20130102292A - 수지 봉지용 점착 테이프 및 수지 봉지형 반도체 장치의 제조방법 - Google Patents

수지 봉지용 점착 테이프 및 수지 봉지형 반도체 장치의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 260℃ 이하의 온도 영역에 유리 전이 온도를 갖지 않는 기재층, 및 상기 기재층 상에 적층된 점착제층을 포함하는, 수지 봉지형 반도체 장치의 제조에 있어서의 수지 봉지용 점착 테이프, 및 상기 점착 테이프를 이용한 반도체 장치의 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따른 점착 테이프는 MAP-QFN 제조 프로세스 같은 가혹한 조건 하에서도 수지 누출을 고도로 방지하고, 와이어 본딩의 확실성에 악영향을 미치는 일이 없으며, 또한 수지 봉지 후의 박리성도 우수하다.

Description

수지 봉지용 점착 테이프 및 수지 봉지형 반도체 장치의 제조방법{PRESSURE-SENSITIVE ADHESIVE TAPE FOR RESIN ENCAPSULATION AND METHOD FOR PRODUCING RESIN ENCAPSULATION TYPE SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 발명은, 수지 봉지용 점착 테이프 및 수지 봉지형 반도체 장치의 제조방법에 관한 것이다.
최근 몇년 동안, LSI의 실장 기술에 있어서, CSP(Chip Size/Scale Package) 기술이 주목되고 있다. 이 기술 중, QFN(Quad Flat Non-leaded package)으로 대표되는 바와 같은, 리드 단자가 패키지 내부에 포함된 형태의 패키지가, 소형화 및 고집적화의 면에서 특별히 주목되고 있다.
이러한 QFN에서는, 리드 프레임 면적당의 생산성을 비약적으로 향상시킬 수 있는 제조방법이 특히 주목되고 있다. 그와 같은 방법으로서, 복수의 QFN용 칩을 리드 프레임의 다이 패드 상에 정렬시키고, 금형의 캐비티 내에서 봉지 수지로 일괄 봉지하고, 그 후, 절단하여 개별 QFN 구조물로 분할하는 것을 포함하는 제조방법을 들 수 있다.
이와 같은, 복수의 반도체 칩을 일괄 봉지하는 QFN의 제조방법에서는, 수지 봉지시의 몰드 금형에 의해서 클램핑(clamping)되는 리드 프레임의 영역은, 패키지 패턴 영역을 완전히 피복하는 수지 봉지 영역의 외측의 일부일 뿐이다. 따라서, 패키지 패턴 영역, 특히 그 중앙부에서는, 리드 프레임 이면을 몰드 금형에 충분한 압력으로 눌러 붙일 수 없어, 봉지 수지가 리드 프레임 이면측으로 누출되는 것을 방지하는 것이 매우 곤란하다. 그 결과, QFN의 단자 등이 수지로 피복되어 버린다고 하는 문제가 생기기 쉽다.
이 때문에, 이와 같은 QFN의 제조방법에 대하여, 리드 프레임의 이면측에 점착 테이프를 부착하여, 이 점착 테이프의 자착력(自着力)을 이용한 시일 효과에 의해, 수지 봉지시의 리드 프레임 이면측으로의 수지 누출을 막는 제조방법이 유효하다.
여기서, 리드 프레임에의 반도체 칩의 탑재 후 또는 와이어 본딩의 실시 후에 내열성 점착 테이프를 리드 프레임 이면에 접합하는 것은, 취급성 면에서 실질적으로 곤란하다. 따라서, 우선, 내열성 점착 테이프를 리드 프레임의 이면측에 부착하고, 그 후, 반도체 칩의 탑재 및 와이어 본딩을 거쳐, 봉지 수지에 의한 봉지를 행하고, 내열성 점착 테이프를 박리하는 것이 바람직하다. 이러한 방법으로서, 두께 10μm 이하의 점착제층을 갖는 내열성 점착 테이프를 이용하여, 수지 누출을 방지하면서 와이어 본딩 등의 일련 공정을 실시하는 방법이 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 1).
일본 특허공개 2002-184801호 공보
상술한 바와 같은 제조방법에 있어서, 상기 점착 테이프에는, 단지 봉지 수지의 누출을 방지하는 성능뿐만 아니라, 반도체 칩의 탑재 공정의 열에 견디는 고도한 내열성, 와이어 본딩 공정에 있어서의 섬세한 조작성에 악영향을 미치지 않는 것 및 수지 봉지 후의 우수한 박리성 등이 요구된다.
이들 요구를 모두 만족시키는 것은 곤란하며, 특히, 최근의 다종 다양화하는 QFN의 제조(특히 다수의 패키지를 동시에 봉지하는 MAP 타입의 제조) 공정에서는, 열이력에 의해서 점착 테이프가 영향을 받아, 점착 테이프에 의한 봉지 수지의 수지 누출 방지의 확실성이 저하되는 경우, 및 점착 테이프가 와이어 본딩의 확실성에 악영향을 미치는 경우가 있다.
위에 비추어, MAP-QFN 제조 프로세스 같은 가혹한 조건 하에서도, 수지 누출을 고도로 방지하고, 와이어 본딩에 악영향을 미치는 일이 없으며, 또한 수지 봉지 후의 박리성도 우수한 내열성 점착 테이프가 요구되고 있다.
본 발명은, 상기 과제에 비추어 이루어진 것이다.
따라서, 본 발명의 하나의 목적은, MAP-QFN 제조 프로세스 같은 가혹한 조건 하에서도, 수지 누출을 고도로 방지하고, 와이어 본딩의 확실성에 악영향을 미치는 일이 없으며, 또한 수지 봉지 후의 박리성도 우수한 내열성 점착 테이프를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 하나의 목적은, 상술한 점착 테이프를 이용한 반도체 장치의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위해, 내열성 점착 테이프의 물성, 재료, 두께 등에 대하여 다양하게 연구한 결과, 특정한 온도 영역에서 유리 전이 온도(Tg)가 관찰되지 않는 기재층을 이용하는 것에 의해 상기 목적을 달성할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명의 수지 봉지용 점착 테이프는, 260℃ 이하의 온도 영역에 유리 전이 온도를 갖지 않는 기재층과, 상기 기재층 상에 적층된 점착제층을 구비하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 기재층은 300℃ 이하의 온도 영역에 유리 전이 온도를 갖지 않는다.
바람직하게는, 상기 기재층의 두께는 5 내지 100μm이다.
바람직하게는, 상기 기재층을 180℃로 3시간 가열했을 때의 열수축률이 0.40% 이하이다.
바람직하게는, 상기 점착제층이, 상기 기재층의 한 면 상에만 적층되어 있다.
바람직하게는, 상기 점착제층의 두께가 2 내지 50μm이다.
바람직하게는, 상기 기재층의 두께(A)와 점착제층의 두께(B)의 비율(B/A)이 3 이하이다.
바람직하게는, 상기 점착제층을 구성하는 점착제는, 승온 온도가 10℃/분이고 분위기 가스가 대기이며 가스 유량이 200ml/분인 측정 조건 하에서의 열중량 분석에 따른 5% 중량 감소 온도가 250℃ 이상이다.
바람직하게는, 상기 점착제층을 구성하는 점착제를 200℃로 1시간 가열했을 때의 발생 가스량이 1.0mg/g 이하이다.
바람직하게는, 박리 각도 180°에서의 리드 프레임에 대한 점착력이 0.01 내지 10.0N/19mm폭이다.
바람직하게는, 200℃로 1시간 가열하고, 상온으로 냉각한 후의 박리 각도 180°에서의 리드 프레임에의 점착력이 0.1 내지 6.0N/19mm폭이다.
바람직하게는, 봉지 수지와의 박리 각도 180°에서의 점착력이 10.0N/19mm폭 이하이다.
바람직하게는, 상기 점착제층의 200℃에서의 저장 탄성률이 0.50×105Pa 이상이다.
바람직하게는, 상기 점착제층을 구성하는 점착제가 실리콘계 점착제, 아크릴계 점착제 또는 고무계 점착제이다.
바람직하게는, 상기 점착제층을 구성하는 점착제의 겔분율이 60% 이상이다.
바람직하게는, 점착제층에 접촉하는 박리 시트를 추가로 포함하고, 상기 박리 시트는 하기 요건 (a) 내지 (d) 중 적어도 하나를 만족한다:
(a) 박리 각도 90°±15°에서의 박리 강도가 1.5N/50mm폭 이하,
(b) 박리 각도 120°± 15°에서의 박리 강도가 1.2N/50mm폭 이하,
(c) 박리 각도 150°±15°에서의 박리 강도가 1.0N/50mm폭 이하, 및
(d) 박리 각도 180°+0° 및 180°-15°에서의 박리 강도가 1.0N/50mm폭 이하.
상기 점착 테이프는, 단자부 및 다이 패드를 갖는 금속제 리드 프레임의 상기 다이 패드를 갖는 면과는 반대측의 면 상에 내열성 점착 테이프를 부착하는 공정;
상기 금속제 리드 프레임의 상기 다이 패드 상에, 전극 패드를 갖는 반도체 칩을 다이 본딩하는 공정;
상기 리드 프레임의 상기 단자부 선단과 상기 반도체 칩 상의 상기 전극 패드를 본딩 와이어로 전기적으로 접속하는 공정; 및
봉지 수지에 의해 상기 금속제 리드 프레임의 상기 반도체 칩측 면을 봉지하는 공정을 포함하는 수지 봉지형 반도체 장치의 제조방법에 사용되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 단자부 및 다이 패드를 갖는 금속제 리드 프레임의 상기 다이 패드를 갖는 면과는 반대측의 면 상에 상기 본 발명의 내열성 점착 테이프를 부착하는 공정;
상기 금속제 리드 프레임의 상기 다이 패드 상에, 전극 패드를 갖는 반도체 칩을 다이 본딩하는 공정;
상기 리드 프레임의 상기 단자부 선단과 상기 반도체 칩 상의 상기 전극 패드를 본딩 와이어로 전기적으로 접속하는 공정; 및
봉지 수지에 의해 상기 금속제 리드 프레임의 상기 반도체 칩측 면을 봉지하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조방법을 제공한다.
본 명세서 중에서, 수치 범위를 나타내는 표현 "X 내지 Y"는, 특별히 기재가 없는 한, 그 수치 범위가 상기 기호의 양단의 수치를 포함하는 것을 의도하여 사용된다.
본 발명에 따르는 점착 테이프는, MAP-QFN 제조 프로세스와 같은 가혹한 조건 하에서도, 수지 누출을 고도로 방지하고, 와이어 본딩의 확실성에 악영향을 미치는 일이 없으며, 또한 수지 봉지 후의 박리성도 우수하다.
또한, 본 발명에 따르는 반도체 장치의 제조방법은, MAP-QFN 제조 프로세스에 사용되더라도, 수지 누출이 일어나기 어렵고, 와이어 본딩의 확실성이 높으며, 또한 수지 봉지 후의 수지 봉지용의 점착 테이프의 박리도 용이하다.
도 1a 내지 1f는 본 발명의 반도체 장치의 제조방법의 일례를 나타내는 공정도이다.
도 2a는 본 발명의 반도체 장치의 제조방법에 이용하는 리드 프레임의 일례를 나타내는 평면도이고, 도 2b는 상기 리드 프레임의 요부 확대도이다.
기재층
본 발명의 점착 테이프는, 260℃ 이하의 온도 영역에 유리 전이 온도를 갖지 않는 기재층을 포함한다.
수지 봉지형 반도체 장치의 제조에 있어서의 수지 봉지용 점착 테이프는, 사용시에 고온에 노출된다. 특히, 와이어 본딩 공정에서는 통상 약 200℃의 고온에 노출된다.
본 발명의 점착 테이프는, 260℃ 이하의 온도 영역에 유리 전이 온도를 갖지 않는 기재층을 포함한다. 따라서, MAP-QFN 제조 프로세스와 같은 가혹한 조건 하에서도, 수지 누출을 고도로 방지하고, 와이어 본딩의 확실성에 악영향을 미치는 일이 없으며, 또한 수지 봉지 후의 박리성도 우수하다.
본 발명자들의 검토에 따르면, 의외로, 기재층이 상기 와이어 본딩 온도인 약 200℃에 유리 전이 온도를 갖지 않는 경우에도, 수지 봉지 공정에서의 수지 누출이 생기는 일, 및 열이력에 의해 영향을 받은 점착 시트가 와이어 본딩의 확실성에 악영향을 미치는 일이 있었다.
보다 바람직하게는, 상기 기재층은, 300℃ 이하의 온도 영역에 유리 전이 온도를 갖지 않는다.
상기 기재층으로서는, 상기 온도 영역에 유리 전이 온도를 갖지 않는 것이라면 특별히 한정되는 것이 아니고, 상기 분야에서 사용되는 점착 테이프의 기재층으로서 사용되는 재료로 이루어지는 것이면, 어떠한 것이라도 이용할 수 있다.
이러한 재료로서는, 예컨대, 폴리에터 설폰(PES) 수지, 폴리에터 이미드(PEI) 수지, 폴리설폰(PSF) 수지, 폴리에터 에터 케톤(PEEK) 수지, 폴리알릴레이트(PAR) 수지, 아라미드 수지, 폴리이미드 수지, 액정 폴리머(LCP), 및 알루미늄 등의 금속 박 등을 들 수 있다.
그 중에서도, 내열성, 및 기재 강도의 관점에서, 폴리이미드 수지가 바람직하다.
본 명세서 중에서 "유리 전이 온도"란 용어는, DMA법(인장법)에 있어서, 승온 속도: 5℃/min, 샘플 폭: 5mm, 척간 거리: 20mm, 주파수: 10Hz의 조건 하에서 확인되는 손실 정접(tanδ)의 피크를 나타내는 온도를 의미한다. 이러한 유리 전이 온도는, 시판되는 장치(예, 레오메트릭 사이엔티픽 FE사(Rheometric Scientific FE Ltd.)제 RSA-II)에 의해서 측정된다. 따라서, 예컨대, "260℃ 이하의 온도 영역에 유리 전이 온도를 갖지 않는다"라는 표현은, 260℃ 이하의 온도 영역에서 상기 손실 정접(tanδ)의 피크가 관찰되지 않는 것을 의미한다.
상기 기재층의 두께는, 점착 테이프의 취급성(예컨대, 테이프의 접힘 또는 찢김이 일어나기 어려운 것)의 관점에서는, 바람직하게는 5μm 이상, 보다 바람직하게는 10μm 이상이다. 점착 테이프의 박리성의 관점에서는, 상기 기재층의 두께는 바람직하게는 100μm 이하, 보다 바람직하게는 75μm 이하이다.
또한, 상기 기재층의 180℃로 3시간 가열한 후의 열수축률은, 상기 기재층의 수축으로 인한 리드 프레임의 휨(warpage)을 방지하는 관점에서는, 0.40% 이하인 것이 바람직하다.
본 명세서 중에서, "열수축률"은 다음과 같이 측정된다. 즉, 5cm각(角)의 필름을 180℃로 3시간 가열했을 때의, 가열전 치수(5cm각)(100%)에 대한 치수 변화의 비율(%)을 "열수축률"로 잡는다. 열수축률은, 시판되는 투영기(미츠토요사(Mitsutoyo Corporation)제, PJ-H3000F)에 의해서 측정된다.
점착제층
본 발명의 점착 테이프는 상기 기재층 상에 적층된 점착제층을 갖는다. 여기서, 상기 점착제층은 상기 기재층의 한 면 상에만 제공될 수도 있고 상기 기재층의 양면 상에 제공될 수도 있다.
상기 점착제층은 바람직하게는 상기 기재층의 한 면 상에만 적층된다.
상기 점착제층을 구성하는 점착제로서는, 내열성이 있는 것이면 특별히 한정되지 않고, 감압형, 감열형, 및 감광형의 어느 형태이더라도 좋다.
상기 점착제의 예로서는, 예컨대 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 고무계 점착제, 및 에폭시계 점착제 등의 각종 점착제를 들 수 있다. 그 중에서도, 내열성의 관점에서는, 바람직하게는 실리콘계 점착제, 아크릴계 점착제이며, 보다 바람직하게는 실리콘계 점착제이다.
실리콘계 점착제로서는, 예컨대 다이메틸폴리실록산을 함유하는 것을 들 수 있다.
아크릴계 점착제로서는, 예컨대 알킬(메트)아크릴레이트를 적어도 포함하는 모노머의 공중합으로부터 수득된 아크릴계 공중합체로 이루어지는 것을 들 수 있다. 한편, 본 명세서에 있어서, "알킬 (메트)아크릴레이트"란 용어는 알킬 아크릴레이트 및/또는 알킬 메타크릴레이트를 의미한다.
알킬 (메트)아크릴레이트로서는, 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, 뷰틸 (메트)아크릴레이트, 아이소아밀 (메트)아크릴레이트, n-헥실 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 아이소옥틸 (메트)아크릴레이트, 아이소노닐 (메트)아크릴레이트, 데실 (메트)아크릴레이트, 도데실 (메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 아크릴산 모노머와 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트 모노머의 공중합체, 메틸 및/또는 에틸 (메트)아크릴레이트와, 아크릴산 모노머와, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트 모노머의 공중합체가 바람직하다.
점착제층은 필요에 따라 가교제를 함유하고 있더라도 좋다.
이러한 가교제로서는, 예컨대 아이소사이아네이트 가교제, 에폭시 가교제, 아지리딘계 화합물, 킬레이트계 가교제 등을 들 수 있다.
가교제의 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 아크릴계 점착제를 이용하는 경우에는, 아크릴계 폴리머 100중량부에 대하여 0.1 내지 15중량부가 바람직하고, 0.5 내지 10중량부가 보다 바람직하다. 가교제를 이 범위로 이용하는 것에 의해, 점착제층의 점탄성을 적절히 설정할 수 있어, 리드 프레임 또는 봉지 수지에 대한 점착제층의 적절한 점착력을 얻을 수 있다. 그 결과, 점착 테이프의 박리시에도, 봉지 수지를 박리 또는 파손하거나, 점착제층의 일부가 리드 프레임 또는 봉지 수지에 부착하는 것(즉, 접착제 잔존(adhesive residue))이 억제된다. 게다가, 점착제층의 과도한 경화를 억제할 수 있다.
상기 점착제층을 구성하는 점착제의 겔분율은, 본 발명의 점착 테이프 박리시의 접착제 잔존을 방지하는 관점에서는 60% 이상이 바람직하다.
접착제 잔존을 방지하는 것에 의해, 반도체 칩의 세정 공정을 생략할 수 있게 된다.
점착제의 겔분율은, 가교도를 조정하는 것 등에 의해서 조정할 수 있다.
본 명세서 중에서 "겔분율"이란 용어는, 점착제 중의 용매 불용 성분의 비율을 의미하고, 하기의 방법으로 측정 및 산출된다.
(겔분율의 측정 방법)
점착제를 박리 시트 등의 면 상에 도공하고, 건조 및 경화시켜 수득된 점착제 필름 약 0.1g을 테트라플루오로에틸렌 시트에 싼 후, 과잉량의 용매(톨루엔) 중에 실온에서 일주일 침지한다. 점착제층의 침지 전후의 중량을 측정하고, 그 비율 (침지 후의 중량/침지 전의 중량)×100을 겔분율로 한다.
점착제층에는, 가소제, 안료, 염료, 노화방지제, 대전방지제, 및 점착제층의 물성(예, 탄성률) 개선을 위해 첨가되는 충전제 등의, 상기 분야에서 통상 사용되는 각종 첨가제를 추가로 첨가할 수도 있다. 그 함유량은, 적당한 점착성을 손상하지 않는 한 특별히 한정되지 않지만, 점착제층 전체 100중량부에 대하여 통상 0.5 내지 20중량부, 바람직하게는 1.0 내지 15중량부이다.
상기 점착제층을 200℃로 1시간 동안 가열했을 때의 발생 가스는, 발생 가스 성분의 리드 프레임 표면에의 2차 퇴적에 의한 와이어 본딩 불량이나, 수지 봉지 후의 패키지의 내습 신뢰성 저하를 방지하는 관점에서, 1.0mg/g 이하인 것이 바람직하다.
상기 발생 가스량은, 예컨대 점착제의 가교도를 높이는 것, 및 점착제 중의 저분자를 제거하는 것 등에 의해서 높게 할 수 있다.
한편, 본 명세서 중에서 상기 "발생 가스량"이란 용어는 점착제층을 10mg 채취하고, 가스 크로마토그래피용 바이알 내에 봉입하고, 가열에 의해 발생한 가스를 트래핑하고, 발생 가스량을 가스 크로마토그래피로 측정하여 얻어지는 발생 가스량(총 아웃가스량)(μg(가스)/g(점착제층))이다.
상기 발생 가스량은, 예컨대 하기의 장치 및 조건에 의해 측정할 수 있다.
<측정 장치>
헤드 스페이스 오토 샘플러: 아질런트 테크놀러지즈(Agilent Techno1ogies)제 "7694"
GC: 아질런트 테크놀러지즈제 "6890Plus"
MS: 아질런트 테크놀러지즈제 "5973N"
<측정 조건>
(헤드 스페이스 오토샘플러)
가압 시간: 0.12분
루프 중점(重點; priority) 시간: 0.12분
루프 평형 시간: 0.05분
주입 시간: 3.00분
샘플 루프 온도: 200℃
트랜스퍼 라인 온도: 220℃
(GC)
컬럼: HP-5MS(0.25μm) 0.25mm 직경×30m
캐리어 가스: He 1.0ml/분(정류 모드)
컬럼 헤드 압력: 48.7kpa(40℃)
주입구: 스플릿(스플릿 비 46:1)
주입구 온도: 250℃
컬럼 온도: 40℃(5분 유지) - (+10℃/분) → 300℃(9분 유지)
(MS)
이온화법: EI
에미션 전류: 35μA
전자 에너지: 70eV
E. M. 전압: 1141V
소스 온도: 230℃
Q-폴(pole): 150℃
인터페이스: 280℃
상기 점착제의 5% 중량 감소 온도는, 다이 부착(die attach), 와이어 본딩 등 반도체 제조 공정시의 열 공정에 의한 점착제의 열화에 기인하는 테이프 박리 후의 접착제 잔존을 방지하는 관점에서, 250℃ 이상인 것이 바람직하다.
이 5% 중량 감소 온도는, 예컨대, 점착제의 가교도를 높이는 것 및 점착제 중의 저분자를 제거하는 것 등에 의해서 높게 할 수 있다.
상기 5% 중량 감소 온도는, 승온 온도: 10℃/분, 분위기 가스: 대기, 및 가스 유량: 200ml/분의 조건 하에서 측정된다.
구체적으로는, 하기의 측정 방법에 의해서 측정된다.
(측정 방법)
측정 항목: TG(열 중량)
측정 장치: 에스아이아이·나노테크놀러지사(SII NanoTechnology Inc.)제 "TG/DTA6200"
측정 조작: 시료를 백금 용기에 넣고 하기 조건에서 TG 측정을 행하여, 5% 중량 감소했을 때의 값을 측정한다.
측정 조건:
측정 온도역: 실온 내지 850℃
승온 온도: 10℃/분
분위기 가스: 대기
가스 유량: 200ml/분
상기 점착 테이프는, 리드 프레임의 단자부 선단과 상기 반도체 칩 상의 전극 패드를 본딩 와이어로 전기적으로 접속하는 결선 공정 전에 리드 프레임에 부착되는 경우가 있다. 이러한 경우, 점착제층이 부드러우면 충분한 와이어 본딩성이 얻어지지 않는다. 따라서, 상기 점착제층의 200℃에서의 저장 탄성률은, 바람직하게는 충분한 와이어 본딩성의 관점에서는 5.0×104Pa 이상이다.
한편, 적당한 점착력을 얻는 관점에서는, 상기 저장 탄성률은 1.0×107Pa 이하이다.
본 명세서 중에서 "저장 탄성률"이란 용어는, 시료층을 1.5mm 내지 2mm의 두께로 제작한 후, 이것을 직경 7.9mm의 펀치로 타발하여 얻은 시료를, 레오메트릭 사이언티픽사제 점탄성(viscoelastic) 스펙트로미터(ARES)를 이용하여, 척(chuck)압 100g중, 및 주파수 1Hz의 조건 하에 측정함으로써 구한 값이다.
점착제층의 두께는, 리드 프레임과의 충분한 점착력의 관점에서는, 바람직하게는 2μm 이상, 보다 바람직하게는 3μm 이상, 더욱 바람직하게는 4μm 이상이며, 한편, 충분한 와이어 본딩성의 관점에서는, 바람직하게는 50μm 이하, 보다 바람직하게는 40μm이하, 더욱 바람직하게는 30μm 이하이다.
또한, 상기 점착 테이프의 상기 기재층의 두께(A)와 상기 점착제층의 두께(B)의 비(B/A)는, 박리시의 접착제 잔존의 억제의 관점에서는, 3 이하인 것이 바람직하다.
점착 테이프의 제조방법
본 발명의 점착 테이프는, 당해 분야에 공지된 방법에 의해서 제조할 수 있다. 예컨대, 상기 점착제층 성분을 준비하고, 이것을 기재층의 한 면 상에 도공한 후 건조시킴으로써 점착제층을 형성할 수 있다. 점착제층 성분의 도공 방법으로서는, 바 코터 도공, 에어 나이프 도공, 그라비어 도공, 그라비어 리버스 도공, 리버스 롤 도공, 립 도공, 다이 도공, 딥 도공, 옵셋 인쇄, 플렉소 인쇄, 및 스크린 인쇄와 같은 여러 가지 방법을 채용할 수 있다. 또한, 별도로 박리 라이너에 점착제층을 형성한 후, 상기 점착제층을 기재 필름에 부착하는 방법 등을 채용할 수도 있다.
점착 테이프
이렇게 하여 얻어지는 본 발명의 점착 테이프는, 수지 봉지형 반도체 장치의 제조에 있어서, 리드 프레임에 부착되기 때문에, 리드 프레임에의 적당한 점착성이 요구된다.
상기 점착 테이프의 리드 프레임(특히, 후술하는 바와 같은 금속판에 의해 형성되는 리드 프레임)에의 박리 각도 180°에서의 점착력은, 리드 프레임에의 충분한(예컨대, 공정 중의 테이프 박리가 발생하지 않도록 하는) 점착력의 관점에서는, 바람직하게는 0.05N/19mm폭 이상, 보다 바람직하게는 0.10N/19mm폭 이상, 더욱 바람직하게는 0.15N/19mm폭 이상이다. 한편, 리드 프레임에 대한 테이프 부착 실패시에 테이프를 박리할 때 발생할 수 있는 접착제 잔존 및 다이 패드부 등의 변형을 방지하는 관점에서는, 바람직하게는 6.0N/19mm폭 이하, 보다 바람직하게는 5.0N/19mm폭 이하, 더욱 바람직하게는 4.0N/19mm폭 이하이다.
상기 박리 강도는, 시판의 측정 장치(예, 시마즈제작소(Shimadzu Corporation))제 오토그래프(Autograph) AG-X 등)에 의해서 측정된다.
또, 마찬가지로, 테이프 박리시의 봉지 수지 상에의 접착제 잔존을 방지하는 관점에서는, 상기 점착 테이프의 봉지 수지(특히, 후술하는 바와 같은 봉지 수지)에의 박리 각도 180°에서의 점착력은 10.0N 이하/19mm폭 이하, 바람직하게는 8.0N 이하/19mm폭 이하, 보다 바람직하게는 6.0N/19mm폭 이하이다.
본 발명의 점착 테이프는, 수지 봉지 공정 후의 임의의 단계에서, 리드 프레임으로부터 벗겨진다. 따라서, 수지 누출을 방지하는 관점에서는, 고온에 노출된 후에도 리드 프레임에의 점착력을 갖고 있을 필요는 있다. 그러나, 점착력이 지나치게 강한 점착 테이프는 접착제 잔존이 생기기 쉽고, 박리가 곤란하다. 게다가, 경우에 따라서는 박리를 위한 응력에 의해서, 몰드한 수지의 박리나 파손을 초래할 우려도 있다. 따라서, 이러한 관점에서, 봉지 수지의 돌출을 억제하는 점착력 이상으로 강점착인 것은 오히려 바람직하지 못하다. 따라서, 상기 점착 테이프의 리드 프레임(특히, 후술하는 바와 같은 금속판에 의해서 형성되어 있는 리드 프레임)에의 200℃로 1시간 가열한 후의 박리 각도 180°에서의 박리 강도(점착력)는, 바람직하게는 0.1N/19mm폭 이상, 보다 바람직하게는 0.2N/19mm폭 이상, 더욱 바람직하게는 0.3N/19mm폭 이상이며, 한편, 바람직하게는 6.0N/19mm폭 이하, 보다 바람직하게는 5.0N/19mm폭 이하, 더욱 바람직하게는 4.0N/19mm폭 이하이다.
본 명세서 중에서 "박리 강도(점착력)"는 JIS Z0237:1999에 준거한 방법에 의해서 측정된다.
한편, 점착 테이프는, 우선, 리드 프레임에 부착되고, 임의의 단계에서 리드 프레임으로부터 박리되지만, 너무나 강한 점착력을 갖는 경우는, 박리가 곤란해질 뿐만 아니라, 경우에 따라서는 박리를 위한 응력에 의해서, 몰딩된 수지의 박리, 파손을 초래한다. 따라서, 봉지 수지의 돌출을 억제하는 점착력 이상으로 강점착인 것은 오히려 바람직하지 못하다. 예컨대, 반도체 장치의 제조 공정에 있어서, JIS Z0237에 준거한 25℃에서의 점착력이 0.05 내지 6.0N/19mm폭 정도인 것이 적합하다. 또한, 200℃에서 1시간 가열한 후의 리드 프레임에의 점착력이, 0.1 내지 6.0N/19mm폭 정도인 것이 바람직하고, 0.1 내지 4.0N/19mm폭 정도인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 점착 테이프는, 박리 시트를 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 박리 시트는, 점착제층을 보호하기 위해서 점착제층에 접촉하여 형성되어 있는 시트이다. 이 점착 시트는, 점착제층에 포함되는 점착제의 종류 등에 따라, 특정한 값의 박리 강도를 갖고 있는 것이 바람직하다. 박리 강도는, 점착 테이프를 박리할 때의 각도에 의해서 적절히 조정할 수 있다. 예컨대, 이하에 나타내는 조건 (a) 내지 (d) 중 적어도 하나를 만족시키는 것이 바람직하고, 보다 많은 조건을 만족시키는 것이 보다 바람직하다.
(a) 박리 각도 90°±15°에서의 박리 강도는 1.5N/50mm폭 이하, 바람직하게는 1.0N/50mm폭 이하, 보다 바람직하게는 0.5N/50mm폭 이하, 더욱 바람직하게는 0.3N/50mm폭 이하, 보다 더 바람직하게는 0.2N/50mm폭 이하.
(b) 박리 각도 120°±15°에서의 박리 강도는 1.2N/50mm폭 이하, 바람직하게는 1.0N/50mm폭 이하, 보다 바람직하게는 0.8N/50mm폭 이하, 더욱 바람직하게는 0.6N/50mm폭 이하, 보다 더 바람직하게는 0.3N/50mm폭 이하.
(c) 박리 각도 150°±15°에서의 박리 강도는 1.0N/50mm폭 이하, 바람직하게는 0.8N/50mm폭 이하, 보다 바람직하게는 0.6N/50mm폭 이하, 더욱 바람직하게는 0.5N/50mm폭 이하, 보다 더 바람직하게는 0.3N/50mm폭 이하, 특히 바람직하게는 0.2N/50mm폭 이하.
(d) 박리 각도 180°+ 0° 및 180°-15°에서의 박리 강도는 1.0N/50mm폭 이하, 바람직하게는 0.8N/50mm폭 이하, 보다 바람직하게는 0.6N/50mm폭 이하, 더욱 바람직하게는 0.5N/50mm폭 이하, 보다 더 바람직하게는 0.3N/50mm폭 이하, 특히 바람직하게는 0.2N/50mm폭 이하.
박리 강도를 이러한 범위로 하는 것에 의해, 일반적으로 이용되는 테이프 부착 장치 등을 이용한 경우에도, 박리 시트의 박리를 위해 과도한 박리 강도를 필요로 하지 않아, 점착 테이프의 주름, 부착 위치의 어긋남을 발생시키지 않고, 점착 테이프에 잔류 응력이 인가되는 것을 방지할 수 있다. 이것에 의해서, 리드 프레임의 휨, 봉지 수지의 수지 누출 등의 발생을 억제할 수 있다.
박리 시트는, 상기 분야에서 일반적으로 이용되고 있는 재료, 예컨대 폴리염화바이닐, 폴리염화바이닐리덴, 폴리에스터(폴리에틸렌테레프탈레이트 등), 폴리이미드, 폴리에터 에터 케톤; 폴리올레핀(저밀도 폴리에틸렌, 직쇄상 폴리에틸렌, 중(中)밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 초저밀도 폴리에틸렌, 랜덤 공중합 폴리프로필렌, 블록 공중합 폴리프로필렌, 호모폴리프로필렌, 폴리뷰텐, 폴리메틸펜텐 등); 폴리우레탄, 에틸렌-아세트산 바이닐 공중합체, 아이오노머 수지, 에틸렌-(메트)아크릴산 공중합체, 에틸렌-(메트)아크릴산 에스터(랜덤, 교대) 공중합체, 에틸렌-뷰텐 공중합체, 에틸렌-헥센 공중합체, 불소 수지, 셀룰로스계 수지 및 이들의 가교체 등의 폴리머 등을 이용하여, 단층 또는 다층 구조로 형성된 박리 기재를 포함한다.
또, 박리 시트는, 박리 기재의 적어도 점착제층과 접촉하는 면에, 점착제층과 실질적으로 부착하지 않도록 이형 처리가 실시되어 있는 것이 적합하다. 이형 처리는, 상기 분야에서 공지된 방법 및 재료를 이용하여 행할 수 있다. 예컨대, 실리콘 수지에 의한 이형 처리, 불소 수지에 의한 이형 처리 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 세라필(CERAPEEL) 시리즈(도레이 필름가공 주식회사(Toray Advanced Film Co., Ltd.))의 경박리 그레이드(light peel grade) 및 중박리 그레이드(middle peel grade) 등이 예시된다.
수지 봉지형 반도체 장치의 제조방법
본 발명의 점착 테이프는, 반도체 장치의 제조에, 구체적으로는, 수지 봉지할 때에 사용되는 점착 테이프이다. 즉, 리드 프레임 표면에 탑재된 반도체 칩을 수지 봉지할 때에 리드 프레임의 적어도 일면, 통상적으로 이면(back face)(반도체 칩이 탑재되는 면과 반대측의 면, 이하 같음)에 부착하고, 봉지 후에 박리하기 위해서 사용된다.
예컨대, 리드 프레임의 적어도 일면, 통상적으로 이면에 본 발명의 점착 테이프를 접합하고, 이 다이 패드 표면에 반도체 칩을 탑재하고, 반도체 칩측을 봉지 수지에 의해 봉지하고, 봉지 후에 점착 테이프를 박리하는 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조방법에서 사용하기 위한 것이다.
이하에, 본 발명의 점착 테이프를 이용한 수지 봉지형 반도체 장치의 제조방법을 설명한다.
수지 봉지형 반도체 장치의 제조방법은 통상적으로 이하의 공정을 갖는다.
공정 1: 단자부 및 다이 패드를 갖는 금속제 리드 프레임의 상기 다이 패드를 갖는 면과는 반대측의 상기 리드 프레임의 면 상에 내열성 점착 테이프를 부착한다.
공정 2: 상기 금속제 리드 프레임의 상기 다이 패드 상에, 전극 패드를 갖는 반도체 칩을 다이 본딩한다.
공정 3: 상기 리드 프레임의 상기 단자부 선단과 상기 반도체 칩 상의 상기 전극 패드를 본딩 와이어로 전기적으로 접속한다.
공정 4: 봉지 수지에 의해 상기 금속제 리드 프레임의 상기 반도체 칩측 면을 봉지한다.
여기서, 공정 2 내지 4는 이 순서로 실시되지만, 공정 1은 공정 4 전에 행해지면 된다. 즉, 공정 1은 공정 2 전 또는 후(즉, 공정 3 전) 또는 공정 3 후에 행할 수도 있다.
바람직하게는 공정 1 내지 4는 이 순서로 실시된다.
또한, 전술한 바와 같이, 공정 1에서 부착된 본 발명의 점착 테이프는, 공정 4 후의 임의의 단계에서 리드 프레임으로부터 벗겨진다.
구체적으로는, 우선, 도 1a에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 점착 테이프(20)를, 리드 프레임(11)의 일면, 즉, 이면에 부착한다.
리드 프레임(11)은 통상적으로 Cu계 소재(Cu-Fe-P 등), Fe계 소재(Fe-Ni 등) 등의 금속판에 의해서 형성되어 있다. 특히, 리드 프레임 내의 전기 접점 부분(후술하는 반도체 칩과의 접속 부분)에, 은, 니켈, 팔라듐, 금 등으로 피복(도금)되어 있는 것이 바람직하다. 리드 프레임(11)의 두께는 통상적으로 100 내지 300μm 정도이다.
리드 프레임(11)은, 후의 절단 공정에서 쉽게 분할될 수 있도록, 소정의 배치 패턴(예컨대, 개개의 QFN의 배치 패턴)이 복수 배열되어 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 도 2a 및 b에 나타낸 바와 같이, 리드 프레임(11) 상에 매트릭스 형상으로 패키지 패턴 영역(10)이 배열된 것이, 매트릭스 QFN, MAP-QFN 등이라고 불리고, 가장 바람직한 것 중 하나이다.
리드 프레임(11)은 통상적으로 다이 패드(11c) 및 리드 단자(11b)를 갖는다. 구비한다. 다이 패드(11c) 및 리드 단자(11b)는 개별적으로 제공될 수도 있다. 그러나, 도 2b에 나타낸 바와 같이, 리드 프레임(11)은 인접한 복수의 개구(11a)에 의해서 규정된 복수의 리드 단자(11b), 개구(11a)의 중앙에 배열된 다이 패드(11c), 및 임의적으로 다이 패드(11c)를 개구(11a)의 4각에서 지지하는 다이 바(11d)가 일체적으로 구비되어 있는 것이 바람직하다. 한편, 다이 패드(11c) 및 리드 단자(11b) 등은, 방열 등의 다른 기능이 의도된 것으로서 형성되어 있더라도 좋다.
점착 테이프(20)의 리드 프레임(11)에의 부착은, 적어도, 리드 프레임(11)에 있어서의 패키지 패턴 영역(10)에, 리드 프레임(11)의 패키지 패턴 영역(10)보다 외측의 영역, 즉, 수지 봉지되는 수지 봉지 영역의 외측의 전체 주변(全周)을 포함하는 영역에 또는 패키지 패턴 영역(10) 및 패키지 패턴 영역(10)의 외측의 전체 주변을 포함하는 영역에 실시되는 것이 적합하다.
한편, 수지 봉지 영역의 외측의 전체 주변을 포함하는 영역에 본 발명의 점착 테이프를 부착하는 경우는, 리드 프레임의 이면뿐만 아니라, 표면에도 부착할 수도 있다. 패키지 패턴 영역(10) 및 패키지 패턴 영역(10)의 외측의 전체 주변을 포함하는 영역에 부착하는 경우는, 리드 프레임의 이면에만 부착하는 것이 바람직하다.
한편, 리드 프레임(10)은 통상적으로 수지 봉지시의 위치 결정을 행하기 위한 가이드 핀용 구멍(예컨대, 도 2a의 13)을 단변(端邊) 근방에 갖고 있기 때문에, 그것을 막지 않는 영역에 점착 테이프를 부착하는 것이 바람직하다. 또한, 패키지 패턴 영역(10)은 리드 프레임(11)의 긴 방향에 복수 배치되기 때문에, 그들의 복수 영역에 걸치도록 연속하여 점착 테이프(20)를 부착하는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 1b에 나타낸 바와 같이, 리드 프레임(11) 표면(점착 테이프(20)가 부착되어 있지 않은 면)에 반도체 칩(15)을 탑재한다.
통상적으로, 전술한 바와 같이, 리드 프레임(11)에는, 반도체 칩(15)을 고정하기 위해서 다이 패드(11c)라고 불리는 고정 영역이 설치되어 있다. 따라서, 반도체 칩(15)은 다이 패드(11c) 상에 탑재된다.
다이 패드(11c)에의 반도체 칩(15)의 탑재는, 예컨대 도전성 페이스트(19), 접착 테이프, 점착제(예컨대, 열경화성 점착제) 등을 이용하는 각종의 방법이 이용된다. 도전성 페이스트, 점착제 등을 이용하여 탑재하는 경우, 통상적으로 150 내지 200℃ 정도의 온도로 30분 내지 90분 정도 동안 가열 경화(cure)가 수행된다.
계속해서, 임의로, 도 1c에 나타낸 바와 같이, 반도체 칩(15) 표면의 전극 패드(도시하지 않음)와 리드 프레임(11)을 와이어 본딩한다.
와이어 본딩은, 본딩 와이어(16), 예컨대 금선 또는 알루미늄선 등에 의해 실시된다. 와이어 본딩은 통상적으로 150 내지 250℃로 가열한 상태로, 초음파에 의한 진동 에너지와 인가 가압에 의한 압착 에너지의 병용에 의해 실시된다.
다음으로 리드 프레임(11)을 상하 금형(도시하지 않음) 사이에 끼우고, 봉지 수지(17)를 사출하여, 반도체 칩(15)을 봉지한다. 이 경우의 봉지는, 전술한 바와 같이, 리드 프레임에 있어서의 수지 봉지 영역의 외측의 전체 주변을 포함하는 영역에서 리드 프레임의 표리면에 점착 테이프가 부착되어 있는 경우에는, 편면 봉지 및 양면 봉지의 어느 것이더라도 좋다. 또한, 패키지 패턴 영역(10) 및 패키지 패턴 영역(10)의 외측의 전체 주변을 포함하는 영역에 점착 테이프가 부착되어 있는 경우에는, 편면 봉지를 행하는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 편면 봉지를 행하는 경우, 본 발명의 점착 테이프를 적합하게 이용할 수 있어 바람직하다.
반도체 칩의 봉지는, 리드 프레임(10)에 탑재된 반도체 칩(15) 및 본딩 와이어(16)를 보호하기 위해서 실시된다. 예컨대, 에폭시계 수지 등을 이용하여, 금형 중에서 성형시키는 것이 대표적인 방법이다. 이 경우, 복수의 캐비티를 갖는 상금형과 하금형으로 이루어지는 금형을 이용하여, 복수의 반도체 칩을 동시에 봉지하는 것이 바람직하다. 통상, 수지 봉지시의 가열 온도는 170 내지 180℃ 정도이며, 이 온도로 수분간 경화시킨 후, 추가로 포스트몰드(post-mold) 경화를 수시간 행한다.
그 후, 도 1d에 나타낸 바와 같이, 봉지 수지(17)를 포함하는 리드 프레임(10)을 금형으로부터 빼낸다.
도 1e에 나타낸 바와 같이, 리드 프레임(11) 이면에 부착된 점착 테이프를 박리한다.
봉지 후의 점착 테이프(20)의 박리는, 상기 포스트몰드 경화 전에 행하는 것이 바람직하다.
그 후, 도 1f에 나타낸 바와 같이, 봉지 수지(17)를 포함하는 리드 프레임(11)을 각 반도체 칩(15)별로 분할하여 반도체 장치(21)를 얻을 수 있다.
반도체 칩(15)별로의 분할은, 다이서 등의 회전 절단칼 등을 이용하여 행할 수 있다.
한편, 본 발명의 점착 테이프는, 반도체 칩의 수지 봉지시에, 리드 프레임의 한 면, 바람직하게는 이면에 부착되어 있으면 된다. 전술한 도 1a 내지 도 1c의 공정에서는, 반도체 칩을 탑재한 후에 점착 테이프를 부착하더라도 좋으며, 반도체 칩을 와이어 본딩한 후에 점착 테이프를 부착하더라도 좋다. 그 중에서도, 전술한 도 1a 내지 도 1c의 순서로 행하는 것이 바람직하다. 또한, 반도체 칩의 구조에 따라서는, 와이어 본딩을 행하지 않더라도 좋다.
실시예
이하에서 본 발명을 실시예 등에 의해서 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것이 아니다.
실시예 1
25μm 두께의 폴리이미드 필름(도레이·듀퐁사(Du Pont-Toray Co., Ltd.)제 캅톤(KAPTON) 100H(상품명), 선 열팽창 계수: 2.7×10-5/K, Tg: 402℃)을 기재층으로서 이용했다. 도레이·다우코닝 실리콘사(Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.)제 실리콘 점착제 "SD-4586" 100중량부 및 백금 촉매 2.5중량부를 톨루엔에 가하여 톨루엔 중에 균일하게 분산시켰다. 생성된 분산액을 상기 기재층의 한 면 상에 도공한 후 건조시켰다. 이렇게 하여, 두께 약 6μm의 점착제층을 갖는 내열성 점착 테이프를 제작했다. 본 점착제의 200℃에서의 저장 탄성률은 4.0×105Pa이었다. 이 테이프의 구리제 리드 프레임에의 박리 각도 180°에서의 점착력은 1.0N/19mm폭이며, 200℃에서 1시간 가열한 후의 박리 각도 180°에서의 점착력은 2.7N/19mm폭 정도였다. 또한, 본 점착 테이프의 수지 봉지 후의 봉지 수지에의 박리 각도 180°에서의 점착력은 3.0N/19mm였다.
사용한 구리제 리드 프레임의 표면 조도는 약 80nm이다. 상기 표면 조도는, 하기의 측정 장치 및 측정 조건을 채용하여, 접촉법에 의해 측정했다.
(측정 장치)
KLA-Tencor Corporation P-15
(측정 조건)
측정 폭: 2mm
측정 속도: 50μm/초
점착제의 5% 중량 감소 온도는 330℃이며, 200℃에서 1시간 가열한 후의 발생 가스량은 0.03mg/g이었다. 또한, 180℃로 3시간 가열한 후의 기재층의 열수축률은 0.35%였다.
실시예 2
기재층으로서 25μm 두께의 폴리이미드 필름(가네카사(Kaneka Corporation)제 아피칼(APICAL) 25NPI(상품명), 선 열팽창 계수: 1.7×10-5/K, Tg: 421℃)을 사용한 것 이외는 실시예 1과 같은 방법으로 점착 테이프를 수득했다. 이 테이프의 구리제 리드 프레임에의 박리 각도 180°에서의 점착력은 1.1N/19mm폭이며, 200℃로 1시간 가열한 후의 박리 각도 180°에서의 점착력은 2.8N/19mm폭 정도였다. 또한, 본 점착 테이프의 수지 봉지 후의 봉지 수지에의 박리 각도 180°에서의 점착력은 3.2N/19mm였다.
점착제의 5% 중량 감소 온도는 330℃이며, 200℃에서 1시간 가열한 후의 발생 가스량은 0.03mg/g이었다. 또한, 180℃로 3시간 가열한 후의 기재층의 열수축률은 0.11%였다.
실시예 3
기재층으로서 50μm 두께의 폴리이미드 필름(도레이·듀퐁사제 캅톤 200H(상품명), 선 열팽창 계수: 2.7×10-5/K, Tg: 402℃)을 사용한 것 이외는 실시예 1과 같은 방법으로 점착 테이프를 수득했다. 이 테이프의 구리제 리드 프레임에의 박리 각도 180°에서의 점착력은 1.3N/19mm폭이며, 200℃로 1시간 가열한 후의 박리 각도 180°에서의 점착력은 3.5N/19mm폭 정도였다. 또한, 본 점착 테이프의 수지 봉지 후의 봉지 수지에의 박리 각도 180°에서의 점착력은 3.7N/19mm였다.
점착제의 5% 중량 감소 온도는 330℃이며, 200℃로 1시간 가열한 후의 발생 가스량은 0.03mg/g이었다. 또한, 180℃로 3시간 가열한 후의 기재층의 열수축률은 0.36%였다.
실시예 4
점착제층의 두께를 15μm로 한 것 이외는 실시예 1과 같은 방법으로 점착 테이프를 수득했다. 이 테이프의 구리제 리드 프레임에의 박리 각도 180°에서의 점착력은 1.8N/19mm폭이며, 200℃로 1시간 가열한 후의 박리 각도 180°에서의 점착력은 4.2N/19mm폭 정도였다. 또한, 본 점착 테이프의 수지 봉지 후의 봉지 수지에의 박리 각도 180°에서의 점착력은 4.5N/19mm였다.
점착제의 5% 중량 감소 온도는 330℃이며, 200℃로 1시간 가열한 후의 발생 가스량은 0.08mg/g이었다. 또한, 180℃로 3시간 가열한 후의 기재층의 열수축률은 0.35%였다.
실시예 5
점착제로서 뷰틸 아크릴레이트 100중량부에 대하여 아크릴산 10중량부를 공중합시킨 폴리머에 가교제로서 아이소사이아네이트계 가교제 5중량부를 첨가한 것을 사용한 것 이외는 실시예 1과 같은 방법으로 내열성 점착 테이프를 제작했다. 본 점착제의 200℃에서의 저장 탄성률은 1.0×106Pa이었다. 이 테이프의 구리제 리드 프레임에의 박리 각도 180°에서의 점착력은 0.5N/19mm폭이며, 200℃로 1시간 가열한 후의 박리 각도 180°에서의 점착력은 1.5N/19mm폭 정도였다. 또한, 본 점착 테이프의 수지 봉지 후의 봉지 수지에의 박리 각도 180°에서의 점착력은 4.0N/19mm였다.
점착제의 5% 중량 감소 온도는 270℃이며, 200℃로 1시간 가열한 후의 발생 가스량은 0.5mg/g이었다. 또한, 180℃로 3시간 가열한 후의 기재층의 열수축률은 0.35%였다.
비교예 1
기재층으로서 25μm 두께의 폴리에틸렌 나프탈레이트(데이진 듀퐁사(Teijin DuPont-Teijin Japan Limited)제 테오넥스(TEONX) Q81(상품명), 선 열팽창 계수: 1.0×10-5/K, Tg: 156℃)를 이용한 것 이외는 실시예 1과 같은 방법으로 점착 테이프를 수득했다. 이 테이프의 구리제 리드 프레임에의 박리 각도 180°에서의 점착력은 0.9N/19mm폭이며, 200℃로 1시간 가열한 후의 박리 각도 180°에서의 점착력은 2.5N/19mm폭 정도였다. 또한, 본 점착 테이프의 수지 봉지 후의 봉지 수지에의 박리 각도 180°에서의 점착력은 2.8N/19mm였다.
점착제의 5% 중량 감소 온도는 270℃이며, 200℃로 1시간 가열한 후의 발생 가스량은 0.03mg/g이었다. 또한, 180℃로 3시간 가열한 후의 기재층의 열수축률은 0.42%였다.
비교예 2
기재층으로서 25μm 두께의 폴리페닐 설파이드(도레이사(Toray Industries, Inc.)제 토렐리나(TORELINA) 3030(상품명), 선 열팽창 계수 3.2×10-5/K, Tg 127℃)를 이용한 것 이외는 실시예 1과 같은 방법으로 점착 테이프를 수득했다. 이 테이프의 구리제 리드 프레임에의 박리 각도 180°에서의 점착력은 0.9N/19mm폭이며, 200℃로 1시간 가열한 후의 박리 각도 180°에서의 점착력은 2.5N/19mm폭 정도였다. 또한, 본 점착 테이프의 수지 봉지 후의 봉지 수지에의 박리 각도 180°에서의 점착력은 2.9N/19mm였다.
점착제의 5% 중량 감소 온도는 270℃이며, 200℃로 1시간 가열한 후의 발생 가스량은 0.03mg/g이었다. 또한, 180℃로 3시간 가열한 후의 기재층의 열수축률은 1.9%였다.
실시예 6
기재층으로서 12.5μm 두께의 폴리이미드 필름(도레이·듀퐁사제 캅톤 50H(상품명), 선 열팽창 계수: 2.7×10-5/K, Tg: 404℃)을 이용하고, 또한 점착제층의 두께를 40μm로 한 것 이외는, 실시예 1과 같은 방법으로 점착 테이프를 수득했다. 이 테이프의 구리제 리드 프레임에의 박리 각도 180°에서의 점착력은 3.8N/19mm폭이며, 200℃로 1시간 가열한 후의 박리 각도 180°에서의 점착력은 5.5N/19mm폭 정도였다. 또한, 본 점착 테이프의 수지 봉지 후의 봉지 수지에의 박리 각도 180°에서의 점착력은 6.5N/19mm였다.
점착제의 5% 중량 감소 온도는 330℃이며, 200℃로 1시간 가열한 후의 발생 가스량은 0.32mg/g이었다. 또한, 180℃로 3시간 가열한 후의 기재층의 열수축률은 0.35%였다.
실시예 7
점착제로서 도레이·다우 코닝 실리콘사제 실리콘 점착제 "SD-4560" 100중량부에 대하여 백금 촉매 2중량부를 첨가한 것을 사용한 것 이외는 실시예 1과 같은 방법으로 점착 테이프를 수득했다. 이 점착제의 200℃에서의 저장 탄성률은 8.0×103pa이었다. 이 테이프의 구리제 리드 프레임에의 박리 각도 180°에서의 점착력은 1.2N/19mm폭이며, 200℃로 1시간 가열한 후의 박리 각도 180°에서의 점착력은 3.4N/19mm폭 정도였다. 또한, 본 점착 테이프의 수지 봉지 후의 봉지 수지에의 박리 각도 180°에서의 점착력은 4.1N/19mm였다.
점착제의 5% 중량 감소 온도는 320℃이며, 200℃로 1시간 가열한 후의 발생 가스량은 0.12mg/g이었다. 또한, 180℃로 3시간 가열한 후의 기재층의 열수축률은 0.35%였다.
실시예 8
점착제로서 도레이·다우코닝 실리콘사제 실리콘 점착제 "SD-4284" 100중량부에 대하여 가교제로서 과산화벤조일 0.6중량부를 첨가한 것을 사용한 것 이외는 실시예 1과 같은 방법으로 점착 테이프를 수득했다. 이 테이프의 구리제 리드 프레임에의 점착력이 7.0N/19mm폭이며, 이 점착제의 200℃에서의 저장 탄성률은 6.0×104Pa이었다. 이 테이프의 구리제 리드 프레임에의 200℃로 1시간 가열한 후의 박리 각도 180°에서의 점착력은 10.5N/19mm폭 정도였다. 또한, 본 점착 테이프의 수지 봉지 후의 봉지 수지에의 박리 각도 180°에서의 점착력은 12.3N/19mm였다.
한편, 점착제의 5% 중량 감소 온도는 310℃이며, 200℃로 1시간 가열한 후의 발생 가스량은 0.21mg/g이었다. 또한, 180℃로 3시간 가열한 후의 기재층의 열수축률은 0.35%였다.
실시예 9
점착제로서 2-에틸헥실 아크릴레이트 100중량부에 대하여 아크릴산 3중량부를 공중합시킨 폴리머에 가교제로서 아이소사이아네이트계 가교제 2중량부를 첨가한 것을 사용한 것 이외는 실시예 1과 같은 방법으로 내열성 점착 테이프를 제작했다. 본 점착제의 200℃에서의 저장 탄성률은 7.0×105pa이며, 점착제의 5% 중량 감소 온도는 230℃였다.
이 테이프의 구리제 리드 프레임에의 박리 각도 180°에서의 점착력은 1.2N/19mm폭, 테이프의 구리제 리드 프레임에의 200℃로 1시간 가열한 후의 박리 각도 180°에서의 점착력은 2.5N/19mm폭 정도였다. 또한, 본 점착 테이프의 수지 봉지 후의 봉지 수지에의 박리 각도 180°에서의 점착력은 5.5N/19mm였다.
이 점착제를 200℃로 1시간 가열한 후의 발생 가스량은 0.65mg/g이었다. 또한, 180℃로 3시간 가열한 후의 기재층의 열수축률은 0.35%였다.
실시예 10
점착제로서 도레이·다우코닝 실리콘사제 실리콘 점착제 "SD-4585" 100중량부에 대하여 백금 촉매 2중량부를 첨가한 것을 사용한 것 이외는 실시예 1과 같은 방법으로 점착 테이프를 수득했다. 이 점착제의 200℃로 1시간 가열한 후의 발생 가스량은 1.2mg/g이었다. 또한, 이 점착제의 200℃에서의 저장 탄성률은 1.0×105Pa이었다. 이 테이프의 구리제 리드 프레임에의 박리 각도 180°에서의 점착력은 1.3N/19mm폭, 테이프의 구리제 리드 프레임에의 200℃로 1시간 가열한 후의 박리 각도 180°에서의 점착력은 2.0N/19mm폭 정도였다. 또한, 본 점착 테이프의 수지 봉지 후의 봉지 수지에의 박리 각도 180°에서의 점착력은 4.0N/19mm였다.
점착제의 5% 중량 감소 온도는 310℃이며, 또한 180℃로 3시간 가열한 후의 기재층의 열수축률은 0.35%였다.
시험예 1
제작한 상기 샘플에 대하여, 하기의 방법에 의해, 와이어 본딩성, 수지 봉지시의 마스킹성, 및 테이프의 박리성에 관하여 검증을 했다. 각 시험의 결과를 표 1에 나타낸다.
<와이어 본딩성 평가>
내열성 점착 테이프를, 단자부에 은 도금이 실시된 1변 16핀(Pin) 타입의 QFN이 4개×4개로 배열된 구리제 리드 프레임의 아우터 팟(pat)측에, 테이프 라미네이트 장치 "PL-55TRM"(닛토덴코사(Nitto Denko Corporation)제)를 이용하여 상온에서 부착했다. 이 리드 프레임의 다이 패드 부분에 반도체 칩을 에폭시페놀계의 은 페이스트를 이용하여 부착하고, 180℃에서 1시간 정도 경화시킴으로써 고정했다.
이어서, 리드 프레임을 내열성 점착 테이프측으로부터 진공 흡인하는 형태로 200℃로 가열한 히트 블록에 고정한 후, 리드 프레임의 주변 부분을 윈드 클램퍼로 잡아 고정했다. 이들을, 115KHz 와이어 본더(신카와(Shinkawa Ltd.)제: UTC-300B1)을 이용하여 25μm 직경의 금선(다나카 귀금속(Tanaka Holdings Co., Ltd.)제 GMG-25)으로 하기의 조건으로 와이어 본딩을 행했다.
퍼스트 본딩 가압: 100g
퍼스트 본딩 인가 시간: 10밀리초
세컨드 본딩 가압: 150g
세컨드 본딩 인가 시간: 15밀리초
상기 수법으로 결선 제작한 와이어의 풀(pull) 강도를 풀 테스터(레스카사(Rhesca Corporation)제, Bonding tester PTR-30)를 이용하여 측정했다. 여기서, 이하의 두 가지 조건을 만족시켰을 때를 "성공"이라고 평가하고, 리드 프레임에 각 샘플 100개의 와이어 본딩을 행했을 때의 성공 와이어수/전체 와이어수를 "성공률"로 했다.
(조건)
조건 1: 풀 시험에 의한 파괴가, 퍼스트 본딩(1st Bond) 및 세컨드 본딩(2nd Bond)의 계면 파괴가 아니다.
조건 2: 풀 강도가 4gf 이상의 값을 나타낸다.
<마스킹성 평가>
내열성 점착 테이프를, 단자부에 은 도금이 실시된 1변 16핀 타입의 QFN이 4개×4개로 배열된 구리제 리드 프레임의 아우터 팟측에 부착했다.
상기 점착 테이프 붙은 리드 프레임을 상기 와이어 본딩 조건으로 와이어 본딩을 행하고, 또한 에폭시계 봉지 수지(닛토덴코사제 HC-300)에 의해, 이들을 몰드 머신(TOWA제 Model-Y-serise)을 이용하여, 175℃에서 프리히팅(preheating): 40초, 인젝션 시간: 11.5초, 경화 시간: 120초로 몰드한 후, 내열성 테이프를 박리하여, 수지 누출을 확인했다. 본 시험을 30장의 리드 프레임에 행하여 수지 누출 발생의 비율을 확인했다.
<접착제 잔존성 평가>
상기 마스킹성 평가용 샘플의 테이프 박리면의 봉지 수지면 및 리드 프레임면을 육안으로 확인했다. 표 1 중에서는, 접착제 잔존이 관찰된 것을 "+"라고 기재하고, 접착제 잔존이 관찰되지 않은 것을 "-"라고 기재하며, 측정 불가능했던 것을 "ND"라고 기재했다.
<리워크성>
내열성 점착 테이프를, 단자부에 은 도금이 실시된 1변 16핀 타입의 QFN이 4개×4개로 배열된 구리제 리드 프레임의 아우터 팟측에 부착하고, 박리 각도 180°로 박리하여, 테이프 박리 후의 리드 프레임의 형상을 확인했다. 표 1 중에서는, 리드 프레임의 형상에 변형이 관찰되지 않는 것을 「가능」이라고 기재했다.
제작한 테이프의 특성 및 평가 결과를 정리한 것을 표 1에 나타낸다. 실시예 1 내지 5의 샘플은 모든 특성을 만족했다. 그러나, 비교예 1 및 2에서는 와이어 본딩 중에 기재층의 수축이 일어났기 때문에, 충분한 와이어 본딩성 및 마스킹성을 얻을 수 없었다.
실시예 6에서는 점착제 두께가 두꺼웠고, 실시예 7에서는 점착제의 탄성률이 낮았다. 따라서, 봉지 수지의 마스킹성에 문제는 확인되지 않았지만, 충분한 와이어 본딩성이 얻어지지 않았다.
실시예 8에서는 리드 프레임에의 점착력이 지나치게 높았다. 따라서, 테이프를 박리하면 리드 프레임의 변형이 확인되었다. 게다가, 가열한 후의 리드 프레임에의 점착력, 및 봉지 수지에의 점착력이 높기 때문에, 수지 봉지 후에 테이프를 박리했을 때 리드 프레임 및 봉지 수지 상에 접착제 잔존이 확인되었다.
실시예 9에서는 점착제의 분해 온도가 낮았다. 따라서, 수지 봉지 후에 테이프를 박리했을 때 리드 프레임 및 봉지 수지 상에 접착제 잔존이 확인되었다.
실시예 10에서는 아웃가스량이 많았다. 따라서 와이어 본딩이 불가능했다.
이상의 결과를 표 1에 정리했다.
이상의 결과로부터, 다수의 패키지를 동시에 봉지하는 MAP 타입에 대하여, 내열성 점착 테이프에 의해 봉지 공정에서의 수지 누출을 적합하게 방지하면서, 더구나 부착된 테이프가 일련의 공정에서 지장을 초래하기 어려운 내열성 점착 테이프가 얻어졌다.
단위 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6
기재 Tg ℃ 402 421 402 402 402 406
기재 두께(A) μm 25 25 50 25 25 12.5
점착제층 두께(B) μm 6 6 6 15 6 40
(B/A) 0.24 0.24 0.12 0.6 0.24 3.2
점착제 탄성률 105Pa 4.0 4.0 4.0 4.0 10.0 4.0
기재 선 열팽창 계수 10-5/K-1 2.7 1.6 2.7 2.7 2.7 2.7
5% 중량 감소 온도 ℃ 330 330 330 330 270 330
발생 가스량 mg/g 0.03 0.03 0.03 0.08 0.50 0.32
열수축률 % 0.35 0.11 0.36 0.35 0.35 0.35
대 리드 프레임 점착력 N/19mm 1.0 1.1 1.5 1.8 0.5 3.8
대 리드 프레임 점착력(가열후) N/19mm 2.7 2.8 3.0 4.2 1.5 5.5
대 봉지 수지 점착력 N/19mm 3.0 3.2 3.5 4.5 4.0 6.5
와이어 본딩 성공률 % 100 100 100 100 100 25
마스킹 성공률 % 100 100 100 100 100 100
접착제 잔존성(리드 프레임) - - - - - -
접착제 잔존성(봉지 수지) - - - - - -
리워크성 가능 가능 가능 가능 가능 가능
단위 실시예 7 실시예 8 실시예 9 실시예 10 비교예 1 비교예 2
기재 Tg ℃ 402 402 402 402 156 127
기재 두께(A) μm 25 25 25 25 25 25
점착제층 두께(B) μm 6 6 6 6 6 6
(B/A) 0.24 0.24 0.24 0.24 0.24 0.24
점착제 탄성률 105Pa 0.08 0.6 7.0 1.0 4.0 4.0
기재 선 열팽창 계수 10-5/K-1 2.7 2.7 2.7 2.7 1.0 3.2
5% 중량 감소 온도 ℃ 320 310 230 310 330 330
발생 가스량 mg/g 0.12 0.21 0.65 1.20 0.03 0.03
열수축률 % 0.35 0.35 0.35 0.35 0.42 1.90
대 리드 프레임 점착력 N/19mm 1.2 7.0 1.2 1.3 0.9 0.9
대 리드 프레임 점착력(가열후) N/19mm 3.4 10.2 2.5 2.0 2.5 2.5
대 봉지 수지 점착력 N/19mm 4.1 12.3 5.5 4.0 2.8 2.9
와이어 본딩 성공률 % 30 100 100 0 0 0
마스킹 성공률 % 100 100 100 100 0 0
접착제 잔존성(리드 프레임) - + + - ND ND
접착제 잔존성(봉지 수지) - + + - ND ND
리워크성 가능 불가능 가능 가능 가능 가능
실시예 11
25μm 두께의 폴리이미드 필름(도레이·듀퐁사제 캅톤 100H, 상기 DMA법에 의한 기재 Tg: 402℃)을 기재층으로서 이용했다. 도레이 다우코닝 실리콘사제 실리콘계 점착제 "SD4586" 100중량부 및 백금 촉매 2.5중량부를 톨루엔에 가하고 톨루엔 중에 균일하게 분산시켰다. 생성된 분산액을 상기 기재층 상에 도공한 후 건조시켰다. 이렇게 하여, 두께 약 10μm의 점착제층을 갖는 내열성 점착 테이프를 제작했다. 이 점착제를 Teflon(등록상표) 시트에 싸서, 톨루엔 중에 실온에서 일주일침지한 전후의 중량 변화로부터 겔분율을 측정했다. 그 결과, 겔분율은 72.1%였다.
이 내열성 점착 테이프를, 단자부에 은 도금이 실시된 1변 16핀 타입의 QFN이 4개×4개로 배열된 구리제 리드 프레임의 아우터 패드측(상기 다이 패드를 갖는 면과는 반대측의 상기 리드 프레임의 면 상)에 핸드 롤러를 이용하여 상온에서 부착했다.
반도체 칩 탑재 공정의 가열 처리를 재현할 목적으로, 리드 프레임을 200℃로 1시간 정도 경화시켰다.
리드 프레임을 내열성 점착 테이프측으로부터 진공 흡인하는 형태로 225℃로 가열한 히트 블록에 고정하고, 추가로 리드 프레임의 주변 부분을 윈드 클램퍼로 잡아 고정했다. 이들을, 115KHz 와이어 본더(신카와제 UTC-300B1)를 이용하여 25μm 직경의 금선(다나카 귀금속제 GMG-25)으로 하기의 조건으로 와이어 본딩을 실시했다.
퍼스트 본딩 가압: 100g
퍼스트 폰딩 인가 시간: 10밀리초
세컨드 본딩 가압: 150g
세컨드 본딩 인가 시간: 15밀리초
에폭시계 봉지 수지(닛토덴코제 HC-300B6)에 의해, 이들을 몰드 머신(TOWA제: Model-Y-series)을 이용하여, 175℃에서 프리히팅 설정: 3초, 인젝션 시간: 12초, 경화 시간: 90초로 몰드한 후, 내열성 점착 테이프를 박리했다. 이렇게 하여 QFN 패키지를 제작했다.
실시예 12
뷰틸 아크릴레이트 모노머 100중량부 및 구성 모노머로서의 아크릴산 모노머 5중량부를 공중합하여 아크릴계 공중합체를 수득했다. 이 아크릴계 공중합체 100중량부에 대하여, 에폭시계 가교제(미쓰비시가스화학사(Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.)제 Tetrad-C)를 1.0중량부, 아이소사이아네이트계 가교제(닛폰폴리우레탄사(Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.)제 코로네이트(CORONATE)-L) 1.5중량부를 첨가하여 점착제 조성물을 조제했다. 이 점착제의 겔분율을 실시예 11과 같이 측정한 바, 97.8%였다. 이후, 실시예 1과 같은 방법으로 QFN 패키지를 제작했다.
비교예 3
기재층에 25μm 두께의 폴리에터 이미드(미쓰비시수지사(Mitsubishi Resin Co., Ltd.)제 수페리오(SUPERIO) UT, Tg: 239℃(상기 DMA법에 따름))를 이용하는 것 이외는 실시예 11과 같은 방법으로 QFN 패키지를 제작했다.
비교예 4
기재층에 비교예 3과 같은 폴리에터이미드 필름을 이용하는 것 이외는 실시예 2와 같은 방법으로 QFN 패키지를 제작했다.
실시예 13
점착제층에 에폭시계 가교제를 첨가하지 않는 것 이외는 실시예 12와 같은 방법으로 QFN 패키지를 제작했다. 이 점착제의 겔분율을 실시예 11과 같이 측정한 바, 46.2%였다.
비교예 5
기재층에 비교예 3과 같은 폴리에터이미드 필름을 이용하는 것 이외는 실시예 13과 같은 방법으로 QFN 패키지를 제작했다.
시험예 2
이상과 같이 하여 제작한 QFN 패키지에 있어서, 와이어 본딩(표 중에서는 "W/B"로 기재) 성공률과 공정 종료 후 테이프 박리시의 접착제 잔존 발생의 유무를 측정했다.
와이어 본딩 성공률은, 1변 16핀 타입의 QFN의 전체 변 64핀에 대하여 와이어 본딩을 실행하여, 정확히 와이어를 위치시킬 수 있었던 핀의 수로부터 산출했다. 접착제 잔존 유무는, 테이프 박리 후의 QFN 패키지를 육안으로 관찰하는 것에 의해 확인했다.
그 결과를 하기 표 2에 나타낸다.
기재 Tg
(℃)		 점착제 겔분율
(%)		 W/B 성공률
(%)		 접착제 잔존
실시예 11 402 72.1 100 없음
실시예 12 402 97.8 100 없음
비교예 3 239 72.1 8 없음
비교예 4 239 97.8 4 없음
실시예 13 402 46.2 0 전면에 관찰됨
비교예 5 239 46.2 0 전면에 관찰됨
실시예 11에 있어서는, 와이어 본딩 성공률은 대략 양호하며, 또한 접착제 잔존 없이 테이프를 박리할 수 있었다.
실시예 12에 있어서도 실시예 11과 같이, 와이어 본딩 성공률은 대략 양호하며, 또한 접착제 잔존 없이 테이프를 박리할 수 있었다.
비교예 3 및 4에 있어서는, 어느 것이나 접착제 잔존 없이 박리할 수 있었다. 그러나, 기재의 유리 전이점(Tg)이 와이어 본딩시의 온도에 가깝기 때문에, 와이어 본딩 성공률이 실시예 11 및 12보다도 저하되었다.
실시예 13 및 비교예 5에 있어서는, 점착제의 겔분율이 낮고 탄성도 낮기 때문에, 와이어 본딩을 전혀 행할 수 없고, 또한 박리시에 전면에 접착제 잔존이 발생했다.
이상의 결과로부터, 사용 공정 중의 열에 의한 기재 물성의 현저한 변화를 억제하고, 또한 사용 후에 접착제 잔존 없이 박리 가능한 반도체 장치 제조용 내열성 점착 테이프를 제공할 수 있었다.
실시예 14
25μm 두께의 폴리이미드 필름(도레이·듀퐁사제 캅톤 100H)을 기재층으로서 이용했다. 도레이·다우코닝 실리콘사제 실리콘 점착제 "SD-4560" 100중량부 및 백금 촉매 2.5중량부를 톨루엔에 가하고 톨루엔 중에 균일하게 분산시켜 분산액을 제조했다. 상기 분산액을 상기 기재층의 한 면 상에 도공한 후 건조시켜 두께 약 15μm의 점착제층을 갖는 내열성 점착 테이프를 제작했다. 두께 약 50μm의 PET 세퍼레이터(미쓰비시화학 폴리에스테르 필름사(Mitsubishi Chemical Polyester Film Co., Ltd.)제 MRS-50S)를 상기 내열성 점착 테이프에 부착시켰다. 이렇게 하여 내열성 점착 테이프를 작성했다. 이 테이프의 박리 각도 180°에서의 세퍼레이터 박리력은 0.20N/50mm, 박리 각도 90°에서의 세퍼레이터 박리력은 0.30N/50mm였다(박리 속도: 300mm/분).
실시예 15
25μm 두께의 폴리이미드 필름(도레이·듀퐁사제 캅톤 100H)을 기재층으로서 이용했다. 아크릴산 뷰틸-아크릴산(100중량부 및 15중량부)으로 이루어지는 공중합체 폴리머 100중량부 및 에폭시계 가교제 0.4중량부를 톨루엔에 가하고 톨루엔 중에 균일하게 분산시켜 분산액을 제조했다. 상기 분산액을 상기 기재층의 한 면 상에 도공한 후 건조시켜 두께 약 15μm의 점착제층을 갖는 내열성 점착 테이프를 제작했다. 두께 약 38μm의 PET 세퍼레이터(도레이 가공필름사제·#38 세라필)를 상기 내열성 점착 테이프에 부착했다. 이렇게 하여 내열성 점착 테이프를 작성했다. 이 테이프의 박리 각도 120°에서의 세퍼레이터 박리력은 0.10N/50mm, 박리 각도 150°에서의 세퍼레이터 박리력은 0.05N/50mm였다(박리 속도: 300mm/분).
실시예 16
세퍼레이터로 두께 약 38μm의 PET 세퍼레이터(도레이 가공필름사제·#38 세라필)를 사용하여 내열성 점착 테이프에 부착시킨 것 이외는 실시예 1과 같은 조작을 행하여 내열성 점착 테이프를 수득했다. 이 테이프의 박리 각도 180°에서의 세퍼레이터 박리력은 1.80N/50mm, 90°에서의 세퍼레이터 박리력은 2.40N/50mm였다(박리 속도: 300mm/분).
실시예 17
세퍼레이터로 두께 약 38μm의 PET 필름(도레이 폴리에스테르 필름사(Toray Polyester Film Co., Ltd.)제 루미러(LUMIRROR) #38 S-10)을 사용하여 내열성 점착 테이프에 부착시킨 것 이외는 실시예 2와 같은 조작을 행하여 내열성 점착 테이프를 수득했다. 이 테이프의 박리 각도 120°에서의 세퍼레이터 박리력은 3.50N/50mm, 150°에서의 세퍼레이터 박리력은 3.0N/50mm였다(박리 속도: 300mm/분).
시험예 3
실시예 14 내지 17에서 제조한 내열성 점착 테이프를, 리드 프레임 버-방지용(burr-preventing) 몰드 마스킹 테이프 부착 장치(닛토세이키사(Nitto Seiki Co., Ltd.)제 PL-55TRM)를 사용하여, 1변 16핀 타입의 QFN이 4개×4개 배열된 구리제 리드 프레임의 아우터 패드측에 부착했다.
그 후, 하기 조작
(a) 반도체 칩의 본딩, 및 경화(180℃×1시간)
(b) 와이어 본딩
(c) 몰드(175℃, 프리히팅: 40초, 인젝션 시간: 11.5초, 경화 시간: 120초)
(d) 내열성 점착 테이프의 박리
(e) 포스트몰드 경화(175℃×3시간)
(f) 다이서에 의한 절단(개편화)
을 행하여, 개개의 QFN 타입의 반도체 장치를 수득했다. 이렇게 하여 수득된 QFN의 수지 누출에 관한 관찰 결과를 하기 표 3에 나타낸다.
세퍼레이터 박리력(N/50mm) 테이프 접합 위치(어긋남 거리)(mm) 리드 프레임 휨(휨 높이)
(mm)		 수지 누출 비율
(%)
실시예 14 180°: 0.20
90°: 0.30		 0 0 0
실시예 15 120°: 0.10
150°: 0.05		 0 0 0
실시예 16 180°: 1.80
90°: 2.40		 3 1 50
실시예 17 120°: 3.50
150°: 3.00		 5(주름 발생) 1.5 80
실시예 14 및 15의 내열성 점착 테이프에서는, 테이프 부착 후의 테이프 위치의 어긋남이나 주름은 발생하지 않고, 또한 리드 프레임의 휨도 일어나지 않고, 몰딩시의 수지 누출은 전혀 발생하지 않았다.
한편, 실시예 16 및 17의 내열성 점착 테이프에서는, 세퍼레이터 박리력이 무겁기 때문에, 세퍼레이터 박리시에 테이프 위치가 어긋나거나, 주름이 발생하고, 또한 테이프의 잔류 응력에 의해서 리드 프레임에 휨이 발생함으로써, 몰딩시에 적절히 클램핑되지 않고 대부분에서 수지 누출이 발생했다.
본 발명의 점착 테이프는, MAP-QFN 용도에 있어서도, 내열성 점착 테이프에 의해 봉지 공정에서의 수지 누출을 적합하게 방지하면서, 더구나 부착된 테이프가 일련의 공정에서 지장을 초래하기 어렵고, 또한 수지 봉지 후의 박리성이 우수하기 때문에, 반도체 장치의 제조방법에 있어서 광범위하게 이용할 수 있다.
본 발명이 그의 특정한 실시형태를 참조하여 상세히 설명되었으나, 그 범위를 벗어나지 않고 많은 변화 및 변경이 이루어질 수 있음이 당업자에게 명확할 것이다.
본원은 2010년 9월 9일자로 출원된 일본 특허출원 제2010-201905호에 근거하였으나, 그 전체 내용은 본원에 참고로 인용된다.
10: 패키지 패턴 영역
11: 리드 프레임
11a: 개구
11b: 리드 단자
11c: 다이 패드
15: 반도체 칩
16: 본딩 와이어
17: 봉지 수지
19: 도전성 페이스트
20: 점착 테이프
21: 반도체 장치

Claims (18)

  1. 260℃ 이하의 온도 영역에 유리 전이 온도를 갖지 않는 기재층, 및
    상기 기재층 상에 적층된 점착제층을 포함하는,
    수지 봉지형 반도체 장치의 제조에 있어서의 수지 봉지용 점착 테이프.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기재층은 300℃ 이하의 온도 영역에 유리 전이 온도를 갖지 않는 점착 테이프.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기재층의 두께가 5 내지 100μm인 점착 테이프.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기재층을 180℃로 3시간 가열했을 때의 열수축률이 0.40% 이하인 점착 테이프.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 점착제층이, 상기 기재층의 한 면 상에만 적층되어 있는 점착 테이프.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 점착제층의 두께가 2μm 이상 50μm 이하인 점착 테이프.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기재층의 두께(A)와 점착제층의 두께(B)의 비율(B/A)이 3 이하인 점착 테이프.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 점착제층을 구성하는 점착제는, 승온 온도가 10℃/분이고 분위기 가스가 대기이며 가스 유량이 200ml/분인 측정 조건 하에서의 열중량 분석에 따른 5% 중량 감소 온도가 250℃ 이상인 점착 테이프.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 점착제층을 구성하는 점착제를 200℃로 1시간 가열했을 때의 발생 가스량이 1.0mg/g 이하인 점착 테이프.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    박리 각도 180°에서의 리드 프레임에 대한 점착력이 0.05 내지 6.0N/19mm폭인 점착 테이프.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    200℃ 분위기 하에서 1시간 가열하고, 상온으로 냉각한 후의 박리 각도 180°에서의 리드 프레임에의 점착력이 0.1 내지 6.0N/19mm폭인 점착 테이프.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    봉지 수지와의 박리 각도 180°에서의 점착력이 10.0N/19mm폭 이하인 점착 테이프.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 점착제층의 200℃에서의 저장 탄성률이 0.50×105Pa 이상인 점착 테이프.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 점착제층을 구성하는 점착제가 실리콘계 점착제, 아크릴계 점착제 또는 고무계 점착제인 점착 테이프.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 점착제층을 구성하는 점착제의 겔분율이 60% 이상인 점착 테이프.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    점착제층에 접촉하는 박리 시트를 추가로 포함하고, 상기 박리 시트는 하기 요건 (a) 내지 (d) 중 적어도 하나를 만족하는 점착 테이프:
    (a) 박리 각도 90°±15°에서의 박리 강도가 1.5N/50mm폭 이하,
    (b) 박리 각도 120°±15°에서의 박리 강도가 1.2N/50mm폭 이하,
    (c) 박리 각도 150°±15°에서의 박리 강도가 1.0N/50mm폭 이하, 및
    (d) 박리 각도 180°+0° 및 180°-15°에서의 박리 강도가 1.0N/50mm폭 이하.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    단자부 및 다이 패드를 갖는 금속제 리드 프레임의 상기 다이 패드를 갖는 면과는 반대측의 면 상에 내열성 점착 테이프를 부착하는 공정;
    상기 금속제 리드 프레임의 상기 다이 패드 상에, 전극 패드를 갖는 반도체 칩을 다이 본딩하는 공정;
    상기 리드 프레임의 상기 단자부 선단과 상기 반도체 칩 상의 상기 전극 패드를 본딩 와이어로 전기적으로 접속하는 공정; 및
    봉지 수지에 의해 상기 금속제 리드 프레임의 상기 반도체 칩측 면을 봉지하는 공정을 포함하는 수지 봉지형 반도체 장치의 제조방법에 사용되는 점착 테이프.
  18. 단자부 및 다이 패드를 갖는 금속제 리드 프레임의 상기 다이 패드를 갖는 면과는 반대측의 면 상에 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 기재된 내열성 점착 테이프를 부착하는 공정;
    상기 금속제 리드 프레임의 상기 다이 패드 상에, 전극 패드를 갖는 반도체 칩을 다이 본딩하는 공정;
    상기 리드 프레임의 상기 단자부 선단과 상기 반도체 칩 상의 상기 전극 패드를 본딩 와이어로 전기적으로 접속하는 공정; 및
    봉지 수지에 의해 상기 금속제 리드 프레임의 상기 반도체 칩측 면을 봉지하는 공정을 포함하는 수지 봉지형 반도체 장치의 제조방법.
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