TW201338060A - 用於樹脂包封之感壓性黏著膠帶及用於製造樹脂包封型半導體裝置之方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係提供一種在製造樹脂包封型半導體裝置時用於樹脂包封之感壓性黏著膠帶，該膠帶包括一基底材料層，其不具有於260℃或更低之溫度區內之玻璃轉化溫度，及一層合於該基底材料層上之感壓性黏著層；以及一種使用該感壓性黏著膠帶來製造樹脂包封型半導體裝置之方法。根據本發明之感壓性黏著膠帶係高度避免樹脂滲漏且即使在嚴苛條件，例如在MAP-QFN製程，也不影響引線接合之確定性並具有於樹脂包封後之絕佳剝離能力。

Description

用於樹脂包封之感壓性黏著膠帶及用於製造樹脂包封型半導體裝置之方法 發明領域
本發明係關於一種用於樹脂包封之感壓性黏著膠帶及一種用於製造樹脂包封型半導體裝置之方法。
發明背景
近年來，CSP(晶片尺寸/級封裝)技術在LSI安裝技術很著名。在該技術中，引線終端包括在封裝內的封裝形式-以QFN(四方扁平無引線封裝)表示-在論及尺寸縮減與高積體化時特別著名。
在該類QFN中，可顯著增進每個引線架區產率的製備方法係尤其著名。該類方法包括包含下列之製備方法：將QFN用的複數個晶片排列在引線架晶粒座(die pad)上，在模具腔中以包封樹脂將彼等整體包封，然後切割彼等，以劃分成個別QFN結構。
在QFN製備方法中，其中複數個半導體晶片被整個包封，引線架被樹脂包封之模製模具夾持的一區域僅是完全覆蓋封裝圖案區之樹脂包封區域的外面一部分。因此，在封裝圖案區，尤其在其中央部分，無法以足夠壓力將引線架背面下壓至模製模具，所以很難避免包封樹脂滲漏至引線架背面。結果，很容易發生QFN的終端或類似物被樹脂覆蓋的問題。
為此，將感壓性黏著膠帶黏附至引線架背面並利用感 壓性黏著膠帶自黏力之密封效應來避免樹脂滲漏至引線架背面之製備方法係有效於QFN之製備方法。
在此，就操作特性而言，實質上很難在半導體晶片安裝至引線架上後或引線接合後將耐熱感壓性黏著膠帶黏附至引線架背面。因此所欲的是先將耐熱感壓性黏著膠帶黏附至引線架背面，在通過安裝半導體晶片與引線接合後，以包封樹脂進行包封，然後將耐熱感壓性黏著膠帶剝離。已提出在使用具有具10 μm或更少之厚度的感壓性黏著層之耐熱感壓性黏著膠帶防止樹脂滲漏的同時實行一連串引線接合及類似步驟的方法作為該類方法的例子(舉例來說，JP-A-2002-184801)。
發明概要
在上述製備方法中，除了避免包封樹脂滲漏的性能之外，該感壓性黏著膠帶亦需要具有足以抵抗半導體晶片安裝步驟之熱的高耐熱性、而不有害地影響引線接合步驟的精細操作特性並具有於樹脂包封後之絕佳剝離能力。
很難滿足所有該等需求。尤其，在近年各式多元化QFN製備方法(尤其是MAP型之製備，其中大量封裝被整個包封)中，有感壓性黏著膠帶被熱歷程影響、感壓性黏著膠帶避免包封樹脂之樹脂滲漏的確定性降低且感壓性黏著膠帶不利地影響引線接合確定性的情況。
鑑於上述，對高度避免樹脂滲漏且即使在嚴苛條件，例如MAP-QFN製程，也不有害地影響引線接合、亦具有樹 脂包封後之絕佳剝離能力的耐熱感壓性黏著膠帶係有所需求。
因應以上課題而進行本發明。
因此，本發明之目的係提供高度避免樹脂滲漏且即使在嚴苛條件，例如MAP-QFN製程，仍不有害地影響引線接合確定性、亦具有樹脂包封後之絕佳剝離能力的耐熱感壓性黏著膠帶。
本發明另一目的係提供使用該感壓性黏著膠帶製造半導體裝置之方法。
為達到上述目的，經過對耐熱感壓性黏著膠帶的特性、材料、厚度等等的各式調查，本案發明人已發現上述目的可藉由使用在特定溫度區內未觀察到玻璃轉化溫度(Tg)之基底材料層達到，並已達成而完成本發明。
亦即，本發明係提供在一種製造樹脂包封型半導體裝置時用於樹脂包封之感壓性黏著膠帶，該感壓性黏著膠帶包含：一基底材料層，其不具有於260℃或更低之溫度區內之玻璃轉化溫度；及一感壓性黏著層，其層合於該基底材料層上。
較佳的是該基底材料層不具有於300℃或更低之溫度區內之玻璃轉化溫度。
較佳的是該基底材料層具有5至100 μm之厚度。
較佳的是當於180℃加熱3小時，該基底材料層具有0.40%或更少之熱收縮度。
較佳的是該感壓性黏著層係層合於基底材料層之僅只 一側上。
較佳的是該感壓性黏著層具有2 μm至50 μm之厚度。
較佳的是感壓性黏著層厚度(B)對基底材料層厚度(A)之比例(B/A)為3或更少。
較佳的是根據溫度上升率為10℃/min、大氣氣體為空氣且氣體流速為200 ml/min之測量條件下的熱重分析，構成該感壓性黏著層之感壓性黏著劑具有250℃或更高之5%重量耗損溫度。
較佳的是構成該感壓性黏著膠帶之感壓性黏著劑於200℃加熱1小時所產生的氣體量為1.0 mg/g或更少。
較佳的是於180°剝離角度，該感壓性黏著膠帶對引線架具有0.05至6.0 N/19 mm寬度之黏著力。
較佳的是在200℃加熱1小時後冷卻至常溫時，並於180°剝離角度，-該感壓性黏著膠帶對引線架具有0.1至6.0 N/19 mm寬度之黏著力。
較佳的是於180°剝離角度，該感壓性黏著膠帶對包封樹脂具有10.0 N/19 mm寬度或更少之黏著力。
較佳的是於200℃下，該感壓性黏著層具有-0.50 x 105 Pa或更多之儲存模量。
較佳的是構成該感壓性黏著層之感壓性黏著劑為矽膠感壓性黏著劑、丙烯酸系感壓性黏著劑或橡膠感壓性黏著劑。
較佳的是構成該感壓性黏著層之感壓性黏著劑具有60%或更多之凝膠分率。
較佳的是該感壓性黏著膠帶進一步包含與感壓性黏著層接觸之離型片，該離型片符合下列要求(a)至(d)中至少一者：(a)於剝離角度90°±15°之剝離強度為1.5 N/50 mm寬度或更少，(b)於剝離角度120°±15°之剝離強度為1.2 N/50 mm寬度或更少，(c)於剝離角度150°±15°之剝離強度為1.0 N/50 mm寬度或更少，以及(d)於剝離角度180°+0°與180°-15°之剝離強度為1.0 N/50 mm寬度或更少。
較佳的是該感壓性黏著膠帶係用於製造樹脂包封型半導體裝置之方法，該方法包含：將感壓性黏著膠帶黏附至具有終端部分與晶粒座(die pad)之金屬引線架的一面，該面係相對於上方設置有晶粒座之金屬引線架面；將具有電極座(electrode pad)之半導體晶片晶粒接合至金屬引線架之晶粒座上；以接合引線電性連接金屬引線架終端部分的尖端與半導體晶片上的電極座；及以包封樹脂包封上方設置有半導體晶片之金屬引線架面。
此外，本發明係提供一種用於製造樹脂包封型半導體裝置之方法，該方法包含： 將上述本發明感壓性黏著膠帶黏附至具有終端部分與晶粒座之金屬引線架的一面，該面係相對於上方設置有晶粒座之金屬引線架面；將具有電極座之半導體晶片晶粒接合至金屬引線架之晶粒座上；以接合引線電性連接金屬引線架終端部分的尖端與半導體晶片上的電極座；及以包封樹脂包封上方設置有半導體晶片之金屬引線架面。
在本說明書中，除非另有指示，否則顯示數字範圍之“X至Y(X與Y各為數值)”表達係用於意指該數字範圍包括表達兩端的數值(即，包括X與Y)。
根據本發明之感壓性黏著膠帶係高度避免樹脂滲漏且即使在嚴苛條件，例如在MAP-QFN製程，也不影響引線接合確定性，亦具有樹脂包封後之絕佳剝離能力。
此外，依照根據本發明之製造半導體裝置的方法，即便該方法係用於MAP-QFN製程，亦難以發生樹脂滲漏，引線接合確定性很高，極易在樹脂包封後剝離用於樹脂包封之感壓性黏著膠帶。
圖式簡單說明
第1A至1F圖代表展示一根據本發明之半導體裝置製備方法例子的製程流程圖。
第2A圖為展示用於根據本發明之半導體裝置製備方法的一引線架例子的平面圖，第2B圖為引線架主要部分的放 大圖。
實行發明之最佳模式 基底材料層
本發明之感壓性黏著膠帶包括基底材料層，其不具有於260℃或更低之溫度區內之玻璃轉化溫度。
在樹脂包封型半導體裝置製備中的用於樹脂包封之感壓性黏著膠帶在使用時係暴露至高溫。尤其，該感壓性黏著膠帶在引線接合步驟中係一般暴露至約200℃之高溫。
本發明之感壓性黏著膠帶包括基底材料層，其不具有於260℃或更低之溫度區內之玻璃轉化溫度。因此，該感壓性黏著膠帶係高度避免樹脂滲漏且即使在嚴苛條件，如在MAP-QFN製程，也不影響引線接合確定性，亦具有樹脂包封後之絕佳剝離能力。
根據本案發明人的調查，出乎意料地，即使在基底材料層不具有於上述引線接合溫度之約200℃之玻璃轉化溫度的情況中，仍有樹脂包封步驟發生樹脂滲漏且受到熱歷程影響之感壓性黏著片影響到引線接合確定性的若干情況。
較佳地，基底材料層不具有於300℃或更低之溫度區內之玻璃轉化溫度。
基底材料層不特別限制，只要其不具有於上述溫度區內之玻璃轉化溫度即可，有可能使用任何基底材料層，只要其為本技術領域使用的感壓性黏著膠帶之基底材料層所 用的材料構成的即可。
該類材料的例子包括聚醚碸(PES)樹脂、聚醚醯亞胺(PET)樹脂、聚碸(PSF)樹脂、聚醚醚酮(PEEK)樹脂、聚芳基化物(PAR)樹脂、芳醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、液晶聚合物(LCP)、及金屬箔，例如鋁箔。
其中，以耐熱性與基底材料強度的立場而言較佳使用聚醯亞胺樹脂。
在本說明書中，“玻璃轉化溫度”一詞意指在DMA法(拉伸法)以下列條件確認之顯示損耗正切(tan δ)峰的溫度，溫度上升率：5℃/min，樣本寬度：5 mm，夾頭距離：20 mm及頻率：10 Hz。玻璃轉化溫度係以市面上可取得的設備(舉例來說，RSA-II，Rheometric Scientific FE Ltd.製造)測量。因此，舉例來說，“不具有於260℃或更低之溫度區內之玻璃轉化溫度”表達係意指在260℃或更低之溫度區內未觀察到損耗正切(tan δ)峰。
就感壓性黏著膠帶之操作特性(舉例來說，很難發生膠帶彎曲或撕裂)立場而言，基底材料層具有較佳5 μm或更多、更佳10 μm或更多之厚度。另一方面，就感壓性黏著膠帶之剝離能力立場而言，基底材料層具有較佳100 μm或更少、更佳75 μm或更少之厚度。
就避免由於基底材料層收縮所致之引線架翹曲的立場而言，基底材料層較佳具有-於180℃加熱3小時-0.40%或更少之熱收縮度。
在本說明書中，“熱收縮度”一詞係如下測量。亦即， 使5 cm平方膜於180℃加熱3小時並以相對於加熱前(100%)尺寸(5 cm平方)的空間變化比例(%)當作“熱收縮度”。收縮度係以市面上可取得的投影機(PJ-H3000F，Mitsutoyo Corporation製造)測量。
感壓性黏著劑
感壓性黏著膠帶具有層合於基底材料層上之感壓性黏著層。在此，感壓性黏著層可設置在基底材料層之僅只一側上並可設置在基底材料層兩側上。
感壓性黏著層較佳層合在基底材料層之僅只一側上。
構成感壓性黏著層之感壓性黏著劑並無特別限制，只要其具有耐熱性即可，可為感壓類、感熱類與感光類之任何種類。
感壓性黏著劑例子包括各式感壓性黏著劑，例如丙烯酸系感壓性黏著劑、矽膠感壓性黏著劑、橡膠感壓性黏著劑及環氧感壓性黏著劑。
其中，就耐熱性立場而言，較佳使用矽膠感壓性黏著劑與丙烯酸系感壓性黏著劑，更佳使用矽膠感壓性黏著劑。
矽膠感壓性黏著劑例子包括含二甲基聚矽氧烷之感壓性黏著劑。
丙烯酸系感壓性黏著劑的例子包括了包括由含至少一烷基(甲基)丙烯酸酯的單體共聚合所得之丙烯酸系共聚物的感壓性黏著劑。在本說明書中，“烷基(甲基)丙烯酸酯”一詞意指烷基丙烯酸酯及/或烷基甲基丙烯酸酯。
烷基(甲基)丙烯酸酯的例子包括甲基(甲基)丙烯酸 酯、乙基(甲基)丙烯酸酯、丁基(甲基)丙烯酸酯、異戊基(甲基)丙烯酸酯、n-己基(甲基)丙烯酸酯、2-乙基己基(甲基)丙烯酸酯、異辛基(甲基)丙烯酸酯、異壬基(甲基)丙烯酸酯、癸基(甲基)丙烯酸酯、及十二烷基(甲基)丙烯酸酯。其中，丙烯酸單體與2-乙基己基(甲基)丙烯酸酯單體的共聚物以及甲基(甲基)丙烯酸酯及/或乙基(甲基)丙烯酸酯、丙烯酸單體與2-乙基己基(甲基)丙烯酸酯單體的共聚物是較佳的。
若必要，感壓性黏著層可含交聯劑。
交聯劑的例子包括異氰酸酯交聯劑、環氧交聯劑、氮丙啶化合物與螯合交聯劑。
添加的交聯劑份量並無特別限制。舉例來說，在使用丙烯酸系感壓性黏著劑的情況中，添加的交聯劑份量較佳為以每100重量份丙烯酸系感壓性黏著劑計之0.1至15重量份、更佳0.5至10重量份。當交聯劑係於此範圍內使用時，可適當地設定感壓性黏著層的黏彈性，可獲得感壓性黏著層對引線架或包封樹脂之適當黏著力。結果，可避免甚至在剝離感壓性黏著膠帶時，包封樹脂被剝離或破損以及一部分感壓性黏著層黏附至引線架或包封樹脂(也就是黏著劑殘渣)的現象。另外，可抑制感壓性黏著層過度固化。
就避免在剝離本發明感壓性膠帶時之黏著劑殘渣的立場而言，構成感壓性黏著層之感壓性黏著劑較佳具有60%或更多之凝膠分率。
避免黏著劑殘渣使得有可能省略半導體晶片的清潔步驟。
感壓性黏著劑的凝膠分率可藉由，舉例來說，調整交聯度來調整。
在本說明書中，“凝膠分率”一詞意指感壓性黏著劑中不溶於溶劑之成分的比例，並以下列方法測量計算。
(凝膠分率的測量法)
將感壓性黏著劑塗至離型片或類似物的表面，接著乾燥與固化。以四氟乙烯片覆蓋依此獲得的約0.1 g感壓性黏著膜，並於室溫在過量溶劑(甲苯)中浸漬1周。測量浸漬前後的感壓性黏著層重量，比例(浸漬後重量/浸漬前重量)x 100係用作凝膠分率。
感壓性黏著層可又包括本領域慣用的各式添加劑，例如添加以改善感壓性黏著層特性(舉例來說，彈性模量)的塑化劑、色素、染料、防老化劑、抗靜電劑、及填料。所添加之添加劑份量並無特別限制，只要不損害感壓性黏著層的適宜黏著性即可。所添加之添加劑份量一般為以每100重量份全部感壓性黏著層計之0.5至20重量份且較佳1.0至15重量份。
就避免由於生成氣體在引線架表面上二次沉降所致之引線接合變差及樹脂包封後封裝的耐濕性信賴度降低的立場而言，感壓性黏著層於200℃加熱1小時所產生的氣體量係所欲為1.0 mg/g或更少。
產生的氣體量可藉由，舉例來說，增加感壓性黏著劑交聯度、及移除感壓性黏著劑的低分子量成分來降低。
在本說明書中，“產生的氣體量”一詞意指藉由下列所 獲得的產生氣體量(總逸氣量，μg(氣體)/g(感壓性黏著層))：收集10 mg感壓性黏著層，包封在用於氣相層析的小玻璃瓶中，捕獲因加熱產生的氣體，並以氣相層析測量產生的氣體量。
產生的氣體量可藉由，舉例來說，下列裝置與條件測量。
<測量裝置>
頂空自動取樣機：“7694”，Aglilent Technologies製造
GC：“6890 Plus”，Aglilent Technologies製造
MS：“5973N”，Aglilent Technologies製造
<測量條件>
(頂空自動取樣機)
壓力時間：0.12 min
迴圈優先時間：0.12 min
迴圈平衡時間：0.05 min
注射時間：3.00 min
樣本迴圈溫度：200℃
傳送線溫度：220℃
(GC)
管柱：HP-5MS(0.25 μm)，0.25 mm直徑x 30 m
載體氣體：He，1.0 ml/min(固定流量模式)
管柱頭部壓力：48.7 kPa(40℃)
入口：分裂(分裂比46：1)
入口溫度：250℃
管柱溫度：40℃(維持5 mm)-(+10℃/mm)->300℃(維持9 mm)
(MS)
電離方法：EI
發射電流：35 μA
電子能量：70 eV
E.M.電壓：1141V
來源溫度：230℃
Q-極：150℃
界面：280℃
就避免由於感壓性黏著劑因半導體製備步驟-例如晶粒附著或引線接合-期間的加熱步驟而變差所致之剝離膠帶後有黏著劑殘渣的立場而言，感壓性黏著劑所欲地具有250℃或較高之5%重量耗損溫度。
5%重量耗損溫度可藉由，舉例來說，增加感壓性黏著劑交聯度及移除感壓性黏著劑的低分子量成分來增加。
5%重量耗損溫度係於溫度上升率：10℃/min，大氣氣體：空氣及氣體流速：200 ml/min之條件測量。
明確地說，5%重量耗損溫度係藉由下列測量方法測量。
(測量方法)
測量項目：TG(熱重法)
測量裝置：“TG/DTA 6200”，SII NanoTechnology Inc.製造
測量操作：將樣本置於鉑容器內，以下列條件進行TG測量，測量5%重量耗損當時的數值。
測量條件：
測量溫度區：室溫至850℃
溫度上升率：10℃/min
大氣氣體：空氣
氣體流速：200 ml/min
感壓性黏著膠帶有時在以接合引線電性連接引線架終端部分的尖端和半導體晶片上的電極座之引線連接步驟前黏附至引線架。在該類情況中，感壓性黏著層太軟，沒獲得足夠的引線接合能力。因此，就足夠引線接合能力之立場而言，感壓性黏著層較佳具有-於200℃-5.0x 104 Pa或更多之儲存模量。
另一方面，就獲得適宜黏著力之立場而言，儲存模量為1.0x107 Pa或更少。
在本說明書中，“儲存模量”一詞係藉由下列所獲數值：製備1.5 mm至2 mm厚度的樣本層，以7.9 mm直徑之沖壓機將樣本層打穿，以獲得樣本，並以Rheometric Scientific製造的黏彈性光譜儀(ARES)在夾頭壓力：100 g重量及頻率：1 Hz之條件下測量。
就對引線架有足夠黏著力之立場而言，感壓性黏著層具有較佳2 μm或更多、更佳3 μm或更多且進一步較佳4 μm或更多之厚度。另一方面，就足夠引線接合能力的立場而言，該厚度為較佳50 μm或更少、更佳40 μm或更少且進一 步較佳30 μm或更少。
就剝離膠帶時抑制黏著劑殘渣之立場而言，在感壓性黏著膠帶中，感壓性黏著層厚度(B)對基底材料層厚度(A)之比例(B/A)較佳為3或更少。
感壓性黏著膠帶之製備方法
本發明之感壓性黏著膠帶可以本技術領域習用製造方法製備。舉例來說，製備上述感壓性黏著層成分，並塗至基底材料層一側，接著乾燥。於是，可形成感壓性黏著層。作為感壓性黏著層成分之塗覆法，可應用各式方法，例如塗佈機塗覆、氣刀塗覆、凹印塗覆、凹印反向塗覆、反向輥塗、唇塗、模具噴塗、浸塗、膠印、柔印和網印。亦可使用分別地在釋放襯上形成感壓性黏著層並將該感壓性黏著層黏附至基底材料膜的方法。
感壓性黏著膠帶
依此獲得的本發明感壓性黏著膠帶係於製造樹脂包封型半導體裝置時黏附至引線架，因此需要具有對引線架之適當感壓黏著性。
就對引線架有足夠黏著力(舉例來說，俾使製程期間不發生膠帶剝離的黏著力)之立場而言，感壓性黏著膠帶具有-於180°剝離角度對引線架(尤其此後說明的由金屬板形成的引線架)-較佳0.05 N/19 mm寬度或更多、更佳0.10 N/19 mm寬度或更多且又較佳0.15 N/19 mm寬度或更多之黏著力。另一方面，就避免無法成功將膠帶黏附至引線架而剝離膠帶時可能發生之黏著劑殘渣與晶粒座部分或類似 物變形之立場而言，感壓性黏著膠帶具有較佳6.0 N/19 mm寬度或更少、更佳5.0 N/19 mm寬度或更少且又較佳4.0 N/19 mm或更少之黏著力。
剝離強度係以市面上可取得的測量設備(舉例來說，Autograph AG-X，Shimadzu Corporation製造)測量。
同樣地，就避免剝離膠帶時包封樹脂上有黏著劑殘渣之立場而言，感壓性黏著膠帶-於180°剝離角度對包封樹脂(尤其此後說明的包封樹脂)-10.0 N/19 mm寬度或更少、較佳8.0 N/19 mm寬度或更少且更佳6.0 N/19 mm或更少之黏著力。
本發明之感壓性黏著膠帶係於樹脂包封步驟後的任擇階段從引線架剝離。因此，就避免樹脂滲漏之立場而言，該感壓性黏著膠帶即使在暴露至高溫後仍需具有對引線架之黏著力。然而，具有太強黏著力的感壓性黏著膠帶容易造成黏著劑殘渣，而且很難剝離。另外，如該情況可能會有該類感壓性黏著膠帶因剝離感壓性黏著膠帶之應力而導致成模樹脂剝離與破損的顧慮。就該等立場而言，相當不偏好抑制包封樹脂突出之比黏著力更強的黏附性。為此，該感壓性黏著膠帶在200℃加熱1小時後具有-於180°剝離角度對引線架(尤其此後說明的由金屬板形成的引線架)-較佳0.1 N/19 mm寬度或更多、更佳0.2 N/19 mm寬度或更多且又較佳0.3 N/19 mm寬度或更多之剝離強度(黏著力)，另一方面，其較佳6.0 N/19 mm寬度或更少、更佳5.0 N/19 mm寬度或更少且又較佳4.0 N/19 mm寬度或更少。
在本說明書中，“剝離強度(黏著力)”係根據JIS Z0237：1999測量。
另一方面，先將感壓性黏著膠帶黏附至引線架，然後在任擇階段從引線架剝離。當感壓性黏著膠帶具有太強黏著力時，很難剝離感壓性黏著膠帶，如該情況可能會因剝離感壓性黏著膠帶之應力而導致成模樹脂剝離與破損。因此，相當不偏好抑制包封樹脂突出之比黏著力更強的黏附性。舉例來說，在半導體裝置製程中適宜的是根據JIS Z0237於25℃之黏著力為約0.05至6.0 N/19 mm寬度。再者，在200℃加熱感壓性黏著膠帶1小時後，對引線架之黏著力係較佳約0.1至6.0 N/19 mm寬度且更佳約0.1至4.0 N/19 mm寬度。
較佳的是本發明之感壓性黏著膠帶又包括離型片。離型片是形成和感壓性黏著層接觸的薄片，以保護感壓性黏著層。離型片較佳具有特定數值的剝離強度，取決於內含於感壓性黏著層之感壓性黏著劑的種類等等。剝離強度可藉由剝離感壓性黏著膠帶時的角度來適當調整。舉例來說，符合下列要求(a)至(d)中至少一者之剝離強度係較佳的，符合更多要求之剝離強度是更佳的。
(a)於剝離角度90°±15°之剝離強度為1.5 N/50 mm寬度或更少、較佳1.0 N/50 mm寬度或更少、更佳0.5 N/50 mm寬度或更少、進一步較佳0.3 N/50 mm寬度或更少且又更佳0.2 N/50 mm寬度或更少。
(b)於剝離角度120°±15°之剝離強度為1.2 N/50 mm寬 度或更少、較佳1.0N/50 mm或更少、更佳0.8 N/50 mm寬度或更少、進一步較佳0.6 N/50 mm寬度或更少且又更佳0.3 N/50 mm寬度或更少。
(c)於剝離角度150°±15°之剝離強度為1.0 N/50 mm寬度或更少、較佳0.8 N/50 mm寬度或更少、更佳0.6 N/50 mm寬度或更少、進一步較佳0.5 N/50 mm寬度或更少、又更佳0.3 N/50 mm寬度或更少且尤其較佳0.2 N/50 mm寬度或更少。
(d)於剝離角度180°+0°與180°-15°之剝離強度為1.0 N/50 mm寬度或更少、較佳0.8 N/50 mm寬度或更少、更佳0.6 N/50 mm寬度或更少、進一步較佳0.5 N/50 mm寬度或更少、又更佳0.3 N/50 mm寬度或更少且尤其較佳0.2 N/50 mm寬度或更少。
當剝離強度落於上述範圍內時，即使在使用通常利用之膠帶層合裝置或類似物的情況中，亦不需要用於剝離離型片的多餘剝離強度，不會發生感壓性膠帶皺褶與黏附位置偏離，可避免殘餘應力施加至感壓性黏著膠帶。因此，可抑制引線架翹曲、包封樹脂樹脂滲漏等等的發生。
離型片包括形成單層結構或多層結構之釋放基板並運用本技術領域慣用的材料，舉例來說，聚合物，例如聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚酯(例如聚對苯二甲酸乙二酯)、聚醯亞胺、聚醚醚酮、聚烯烴(例如低密度聚乙烯、線性聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、任意共聚合聚丙烯、嵌段共聚合聚丙烯、均聚丙烯、聚丁烯 與聚甲基戊烯)、聚胺基甲酸酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、離聚物樹脂、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸酯(任意或交替)共聚物)、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、氟樹脂、纖維素樹脂、以及該等的交聯產物。
作為離型片，適宜的是使用下列離型片，其中和感壓性黏著層接觸之至少一面係接受釋放處理，使得離型片不會實質上黏附至感壓性黏著層。釋放處理可使用本技術領域習用方法與材料進行。釋放處理的例子包括藉由矽樹脂之釋放處理與藉由氟樹脂之釋放處理。明確地說，CERAPEEL系列的輕度剝離級與中度剝離級(Toray Advanced Film Co.,Ltd.)係作為例示。
樹脂包封型半導體裝置之製備方法
本發明之感壓性黏著膠帶為用於半導體裝置製備、特別是進行樹脂包封時之感壓性黏著膠帶。即，感壓性黏著膠帶係用於在安裝於引線架前面上的半導體晶片進行樹脂包封時黏附至引線架至少一面，通常為背面(上方安裝有半導體晶片那面的相對面，此後亦同)，並在包封後剝離。
舉例來說，本發明之感壓性黏著膠帶係用於製造半導體裝置之方法，該方法包括下列步驟：將感壓性黏著膠帶黏附至引線架至少一面，通常為背面，將半導體晶片安裝在晶粒座表面上，以樹脂包封半導體晶片側，並在包封後剝離感壓性黏著膠帶。
使用本發明之感壓性黏著膠帶製造樹脂包封型半導體晶片的方法係說明於下。
製造樹脂包封型半導體晶片的方法一般包括下列步驟。
步驟1：將感壓性黏著膠帶(耐熱感壓性黏著膠帶)黏附至具有終端部分與晶粒座之金屬引線架的一面，該面係相對於上方設置有晶粒座之金屬引線架面。
步驟2：將具有電極座之半導體晶片晶粒接合至金屬引線架之晶粒座上。
步驟3：以接合引線電性連接金屬引線架終端部分的尖端與半導體晶片上的電極座。
步驟4：以包封樹脂包封上方設置有半導體晶片之金屬引線架面。
步驟2至4係以此順序進行，但步驟1在步驟4之前進行就足夠了。亦即，步驟1可在步驟2之前或之後(亦即，在步驟3之前)、或在步驟3之後進行。
較佳地，步驟1至4係以此順序進行。
如前所述，在步驟1中黏附至引線架之本發明感壓性黏著膠帶係於步驟4後的任擇階段從引線架剝離。
明確地說，如第1A圖所示，本發明感壓性黏著膠帶20係黏附至引線架11的一面，即背面。
引線架11一般由金屬板形成，例如Cu-基材料(例如Cu-Fe-P)或Fe-基材料(例如Fe-Ni)。尤其，較佳的是電接觸部分(對半導體晶片之連接部分，此後將說明)覆蓋(鍍覆)有銀、鎳、鈀、金或類似物的引線架。引線架11一般具有約100至300 μm之厚度。
引線架11較佳為排列有複數個給定構形圖案(舉例來說，個別QFN的構形圖案)的引線架，使得可於後續切割步驟輕易劃分。明確地說，如第2A與2B圖所示，封裝圖案區10以矩陣形狀排列在引線架11上的構形稱作QFN、MAP-QFN或等等，並為最佳構形之一。
引線架11一般具有晶粒座11c與引線終端11b。晶粒座11c與引線終端11b可分開設置。然而，如第2B圖所示，整合地設置有由複數個毗鄰開口11a界定之複數個引線終端11b、排列在開口11a中央之晶粒座11c、及任擇地於開口11a四個角落支承晶粒座11c之晶粒桿11d的引線架11是較佳的。晶粒座11c與引線終端11b可為其他功能而形成，例如熱釋放。
感壓性黏著膠帶20對引線架11的黏附係較佳進行至引線架11之至少封裝圖案區10、引線架封裝圖案區10以外的區域，即包括欲被樹脂包封的樹脂包封區域整個外緣之區域、或封裝圖案區10與包括封裝圖案區整個外緣之區域。
在本發明感壓性黏著膠帶黏附至包括樹脂包封區域整個外緣之區域的情況中，感壓性黏著膠帶可不只黏附至引線架背面，還有其前面。在感壓性黏著膠帶黏附至封裝圖案區10與包括欲被樹脂包封的樹脂包封區域整個外緣之區域的情況中，感壓性黏著膠帶較佳只黏附至引線架背面。
引線架11一般具有鄰近其邊側之導引針腳孔(舉例來說，第2A圖的13)，其用於在樹脂包封時進行定位。因此，感壓性黏著膠帶較佳黏附至不擋住該孔之區。複數個封裝 圖案區10係以引線架11的縱向排列。因此，感壓性黏著膠帶20較佳連續地黏附，以便覆蓋該等複數區域。
半導體晶片15係安裝在引線架11表面上(未黏附感壓性黏著膠帶20那面)，如第1B圖所示。
通常，引線架11係設置有用於固定半導體晶片15、稱作晶粒座11c的固定區，如上所述。因此，半導體晶片係安裝在晶粒座11c上。
使用，舉例來說，導電膠19、黏著膠帶或感壓性黏著劑(舉例來說，熱固感壓性黏著劑)的各式方法係用於將半導體晶片15安裝在晶粒座11c上。在使用導電膠、感壓性黏著劑或類似物的情況中，通常於約150至200℃之溫度進行熱固化約30至90分鐘。
在半導體晶片15與引線架11表面上的電極座(未顯示)係如第1C圖所示任擇地引線接合。
引線接合係以接合引線16，舉例來說，金線或鋁線進行。引線接合通常以超聲波之振動能量及於150至250℃加熱的狀態施加壓力之壓接能量之組合進行。
接著，引線架11被夾在上下模具中間(未顯示)，注射包封樹脂17以包封半導體晶片。在感壓性黏著膠帶黏附至引線架前面與背面之引線架內包括樹脂包封區域整個外緣之區域的情況中，包封在此情況中可為一側包封與兩側包封。在感壓性黏著膠帶黏附至封裝圖案區10與包括封裝圖案區10整個外緣之區域的情況中，較佳進行一側包封。總之，在進行一側包封的情況中，較佳可使用本發明之感壓 性黏著膠帶。
進行半導體晶片包封是為了保護安裝在引線架11上的半導體晶片15與接合引線16。舉例來說，使用環氟樹脂或類似物在模具中製模的方法是典型方法。在此情況中，較佳的是使用包括具有複數空腔之上模與下模的模具同時地包封複數個半導體晶片。通常，樹脂包封時的加熱溫度係約170至180℃，固化係於此溫度進行數分鐘，然後進行模後固化數小時。
之後，將包括包封樹脂17的引線架11從模具取出，如第1D圖所示。
將黏附至引線架11背面的感壓性黏著膠帶剝離，如第1E圖所示。
感壓性黏著膠帶20於包封後之剝離係較佳在上述模後固化之前實行。
之後，將含有包封樹脂17的引線架11劃分成每各半導體晶片15，藉此可獲得半導體裝置21，如第1F圖所示。
引線架每各半導體晶片15之劃分可使用切割機的旋轉切割刀或類似物執行。
順帶一提，本發明感壓性黏著膠帶在半導體晶片樹脂包封時黏附至引線架一面-較佳為背面-就夠了。在第1A至第1C圖所示步驟中，感壓性黏著膠帶可在安裝半導體晶片後黏附，可在引線接合半導體晶片後黏附。總之，該等步驟係較佳以上述第1A至第1C圖所示順序實行。再者，視半導體晶片結構而定，可能不會進行引線接合。
實施例
本發明係參照實施例等等更詳細說明，但本發明並不解讀成限於該等實施例。
實施例1
25 μm厚聚醯亞胺膜(KAPTON 100H(商品名)，Dupont-Toray Co.,Ltd.製造，線性熱膨脹係數：2.7x10-5/K，Tg：402℃)係用作基底材料層。將Dow Corning Toray Silicone Co.,Ltd.製造的100重量份矽膠感壓性黏著劑“SD-4586”與2.5重量份鉑催化劑加至甲苯並均勻地分散於甲苯。將所得分散液塗至基底材料層一側，接著乾燥。於是，製成具有約6 μm厚感壓性黏著層之耐熱感壓性黏著膠帶。該感壓性黏著劑於200℃之儲存模量為4.0x105 Pa。該膠帶具有-於180°剝離角度對銅引線架-1.0 N/19 mm寬度之黏著力，及-於180°剝離角度對在200℃加熱1小時後的銅引線架-約2.7 N/19 mm寬度之黏著力。再者，該膠帶具有-於180°剝離角度對樹脂包封後的包封樹脂-3.0 N/19 mm之黏著力。
使用的銅引線架具有約80 nm之表面粗糙度。表面粗糙度係使用下列測量設備與測量條件以接觸法測量。
(測量設備)
KLA-Tencor Corporation‘P-15”
(測量條件)
測量寬度：2 mm
測量速度：50 μm/sec
該感壓性黏著劑具有330℃之5%重量耗損溫度，感壓性黏著劑於200℃加熱1小時後產生的氣體量為0.03 mg/g。再者，基底材料層於180℃加熱3小時後的熱收縮度為0.35%。
實施例2
以如同實施例1之相同方式獲得感壓性黏著膠帶，除了使用25 μm厚聚醯亞胺膜(商品名：APICAL 25NPI(商品名)，Kaneka Corporation製造，線性熱膨脹係數：1.7x10-5K，Tg：421℃)作為基底材料層以外。該膠帶具有-於180°剝離角度對銅引線架-1.1 N/19 mm寬度之黏著力，及-於180°剝離角度對在200℃加熱1小時後的銅引線架-約2.8 N/19 mm寬度之黏著力。再者，該膠帶具有-於180°剝離角度對樹脂包封後的包封樹脂-3.2 N/19 mm之黏著力。
該感壓性黏著劑具有330℃之5%重量耗損溫度，感壓性黏著劑於200℃加熱1小時後產生的氣體量為0.03 mg/g。再者，基底材料層於180℃加熱3小時後的熱收縮度為0.11%。
實施例3
以如同實施例1之相同方式獲得感壓性黏著膠帶，除了使用50 μm厚聚醯亞胺膜(KAPTON 200H(商品名)，Dupont-Toray Co.,Ltd.製造，線性熱膨脹係數：2.7x10-5/K，Tg：402℃)作為基底材料層以外。該膠帶具有-於180°剝離角度對銅引線架-1.3 N/19 mm寬度之黏著力，及-於180°剝離角度對在200℃加熱1小時後的銅引線架-約3.5 N/19 mm寬度之黏著力。再者，該膠帶具有-於180°剝離角度對樹脂包封後的包封樹脂-3.7 N/19 mm之黏著力。
該感壓性黏著劑具有330℃之5%重量耗損溫度，感壓性黏著劑於200℃加熱1小時後產生的氣體量為0.03 mg/g。再者，基底材料層於180℃加熱3小時後的熱收縮度為0.36%。
實施例4
以如同實施例1之相同方式獲得感壓性黏著膠帶，除了感壓性黏著層的厚度變成15 μm以外。該膠帶具有-於180°剝離角度對銅引線架-1.8 N/19 mm寬度之黏著力，及-於180°剝離角度對在200℃加熱1小時後的銅引線架-約4.2 N/19 mm寬度之黏著力。再者，該膠帶具有-於180°剝離角度對樹脂包封後的包封樹脂-4.5 N/19 mm之黏著力。
該感壓性黏著劑具有330℃之5%重量耗損溫度，感壓性黏著劑於200℃加熱1小時後產生的氣體量為0.08 mg/g。再者，基底材料層於180℃加熱3小時後的熱收縮度為0.35%。
實施例5
以如同實施例1之相同方式獲得耐熱感壓性黏著膠帶，除了使用以5重量份異氰酸酯交聯劑作為交聯劑加至100重量份丙烯酸丁酯與10重量份丙烯酸共聚合獲得之聚合物中所得材料作為感壓性黏著劑以外。該膠帶具有-於200℃-1.0x106 Pa之儲存模量。該膠帶具有-於180°剝離角度對銅引線架-0.5 N/19 mm寬度之黏著力，及-於180°剝 離角度對在200℃加熱1小時後的銅引線架-約1.5 N/19 mm寬度之黏著力。再者，該膠帶具有-於180°剝離角度對樹脂包封後的包封樹脂-4.0 N/19 mm之黏著力。
該感壓性黏著劑具有270℃之5%重量耗損溫度，感壓性黏著劑於200℃加熱1小時後產生的氣體量為0.5 mg/g。再者，基底材料層於180℃加熱3小時後的熱收縮度為0.35%。
比較實施例1
以如同實施例1之相同方式獲得感壓性黏著膠帶，除了使用25 μm厚聚對苯二甲酸乙二酯膜(TEONX Q81(商品名)，Teijin DuPont-Teijin Japan Limited製造，線性熱膨脹係數：1.0x10-5/K，Tg：156℃)作為基底材料層以外。該膠帶具有-於180°剝離角度對銅引線架-0.9 N/19mm寬度之黏著力，及-於180°剝離角度對在200℃加熱1小時後的銅引線架-約2.5 N/19 mm寬度之黏著力。再者，該膠帶具有-於180°剝離角度對樹脂包封後的包封樹脂-2.8 N/19 mm之黏著力。
該感壓性黏著劑具有270℃之5%重量耗損溫度，感壓性黏著劑於200℃加熱1小時後產生的氣體量為0.03 mg/g。再者，基底材料層於180℃加熱3小時後的熱收縮度為0.42%。
比較實施例2
以如同實施例1之相同方式獲得感壓性黏著膠帶，除了使用25 μm厚聚二苯硫膜(TOREL1NA 3030(商品名)，Toray Industries,Inc.製造，線性熱膨脹係數：3.2x10-5/K，Tg：127℃) 作為基底材料層以外。該膠帶具有-於180°剝離角度對銅引線架-0.9 N/19 mm寬度之黏著力，及-於180°剝離角度對在200℃加熱1小時後的銅引線架-約2.5 N/19 mm寬度之黏著力。再者，該膠帶具有-於180°剝離角度對樹脂包封後的包封樹脂-2.9 N/19 mm之黏著力。
該感壓性黏著劑具有270℃之5%重量耗損溫度，感壓性黏著劑於200℃加熱1小時後產生的氣體量為0.03 mg/g。再者，基底材料層於180℃加熱3小時後的熱收縮度為1.9%。
實施例6
以如同實施例1之相同方式獲得感壓性黏著膠帶，除了使用12.5 μm厚聚醯亞胺膜(KAPTON 50H(商品名)，Dupont-Toray Co.,Ltd.製造，線性熱膨脹係數：2.7x10-5K，Tg：404℃)作為基底材料層且感壓性黏著層厚度變為40 μm以外。該膠帶具有-於180°剝離角度對銅引線架-3.8 N/19 mm寬度之黏著力，及-於180°剝離角度對在200℃加熱1小時後的銅引線架-約5.5 N/19 mm寬度之黏著力。再者，該膠帶具有-於180°剝離角度對樹脂包封後的包封樹脂-6.5 N/19 mm之黏著力。
該感壓性黏著劑具有330℃之5%重量耗損溫度，感壓性黏著劑於200℃加熱1小時後產生的氣體量為0.32 mg/g。再者，基底材料層於180℃加熱3小時後的熱收縮度為0.35%。
實施例7
以如同實施例1之相同方式獲得感壓性黏著膠帶，除了 使用對Dow Corning Toray Silicone Co.,Ltd.製造的100重量份矽膠感壓性黏著劑“SD-4560”添加2重量份鉑催化劑所得的材料作為感壓性黏著劑以外。該感壓性黏著劑具有-於200℃-8.0x 103 Pa之儲存模量。該膠帶具有-於180°剝離角度對銅引線架-1.2N/19 mm寬度之黏著力，及-於180°剝離角度對在200℃加熱1小時後的銅引線架-約3.4 N/19 mm寬度之黏著力。再者，該膠帶具有-於180°剝離角度對樹脂包封後的包封樹脂-4.1 N/19 mm之黏著力。
該感壓性黏著劑具有320℃之5%重量耗損溫度，感壓性黏著劑於200℃加熱1小時後產生的氣體量為0.12 mg/g。再者，基底材料層於180℃加熱3小時後的熱收縮度為0.35%。
實施例8
以如同實施例1之相同方式獲得感壓性黏著膠帶，除了使用對Dow Corning Toray Silicone Co.,Ltd.製造的100重量份矽膠感壓性黏著劑“SD-4284”添加0.6重量份過氧化苯甲醯作為交聯劑所得的材料作為感壓性黏著劑以外。該膠帶具有-於180°剝離角度對銅引線架-7.0 N/19 mm寬度之黏著力，該感壓性黏著劑具有-於200℃-6.0x104 Pa之儲存模量。該膠帶具有-於180°剝離角度對在200℃加熱1小時後的銅引線架-約10.5 N/19 mm寬度之黏著力。再者，該膠帶具有-於180°剝離角度對樹脂包封後的包封樹脂-12.3 N/19 mm之黏著力。
該感壓性黏著劑具有310℃之5%重量耗損溫度，感壓 性黏著劑於200℃加熱1小時後產生的氣體量為0.21 mg/g。再者，基底材料層於180℃加熱3小時後的熱收縮度為0.35%。
實施例9
以如同實施例1之相同方式獲得耐熱感壓性黏著膠帶，除了使用以2重量份異氰酸酯交聯劑作為交聯劑加至3重量份丙烯酸與100重量份2-乙基己基丙烯酸酯共聚合之聚合物中所得材料作為感壓性黏著劑以外。感壓性黏著劑具有-於200℃-7.0x105 Pa之儲存模量，及230℃之5%重量耗損溫度。
該膠帶具有-於180°剝離角度對銅引線架-1.2 N/19 mm寬度之黏著力，及-於180°剝離角度對在200℃加熱1小時後的銅引線架-約2.5 N/19 mm寬度之黏著力。再者，該膠帶具有-於180°剝離角度對樹脂包封後的包封樹脂-5.5 N/19 mm之黏著力。
感壓性黏著劑於200℃加熱1小時後產生的氣體量為0.65 mg/g。再者，基底材料層於180℃加熱3小時後的熱收縮度為0.35%。
實施例10
以如同實施例1之相同方式獲得感壓性黏著膠帶，除了使用對Dow Corning Toray Silicone Co.,Ltd.製造的100重量份矽膠感壓性黏著劑“SD-4585”添加2重量份鉑催化劑所得的材料作為感壓性黏著劑以外。該感壓性黏著劑於200℃加熱1小時後產生的氣體量為1.2 mg/g。再者，該感壓性黏著 劑具有-於200℃-1.0x105 Pa之儲存模量。該膠帶具有-於180°剝離角度對銅引線架-1.3 N/19 mm寬度之黏著力，及-於180°剝離角度對在200℃加熱1小時後的銅引線架-約2.0 N/19 mm寬度之黏著力。再者，該膠帶具有-於180°剝離角度對樹脂包封後的包封樹脂-4.0 N/19 mm之黏著力。
該感壓性黏著劑具有310℃之5%重量耗損溫度再者，基底材料層於180℃加熱3小時後的熱收縮度為0.35%。
測試實施例1
對以上製備樣本，以下列方法驗證引線接合能力、樹脂包封之遮蔽特性、以及膠帶剝離能力。各測試結果顯示於下表1。
<評估引線接合能力>
使用膠帶層合裝置“PL 55TRM”(Nitto Denko Corporation製造)於常溫將耐熱感壓性黏著膠帶黏附至上方排列有4x4塊具有鍍銀終端區之一側16針腳型QFN的銅引線架外緣側。使用環氧-酚型銀膠將半導體晶片黏附至引線架的晶粒座區並藉由於180℃固化1小時固定至該區。
以從耐熱感壓性黏著膠帶側真空抽吸之形式將引線架固定至加熱至200℃之熱塊，然後藉由以風夾固持引線架周邊部分來固定。該等係使用115 KHz引線接合機(UTC-300B1，Shinkawa Ltd.製造)以25 μm直徑金線(GMG-25，Tanaka Holdings Co.,Ltd.製造)在下列條件引線接合。
第一接合壓力：100 g
第一接合施加時間：10毫秒
第二接合壓力：150 g
第二接合施加時間：15毫秒
以拉拔測試機(接合測試機PTR-30，Rhesca Corporation製造)測量藉由以上方法引線連接製備之引線的拉拔強度。當符合下列兩條件時，評估為“成功”，在各樣本中對引線架進行100條引線之引線接合的成功引線數目/所有引線數目係指為“成功率”。
(條件)
條件1：拉拔測試造成的斷裂不是第一接合(1st接合)與第二接合(2nd接合)之界面斷裂。
條件2：拉拔強度顯示4 gf或更多之值。
<評估遮蔽特性>
將耐熱感壓性黏著膠帶黏附至上方排列有4x4塊具有鍍銀終端區之一側16針腳型QFN的銅引線架外緣側。
該引線架連同感壓性黏著膠帶係以上述引線接合條件進行引線接合，然後以環氧包封樹脂(HC-300，Nitto Denko Corporation製造)於175℃以預熱：40秒、注射時間：11.5秒與固化時間：120秒之條件使用壓模機(型號-Y-系列，TOWA製造)成模。將耐熱膠帶剝離，並確認樹脂滲漏。對30塊引線架施加測試，並確認樹脂滲漏發生比例。
<評估黏著劑殘渣>
以目視觀察用於評估遮蔽特性之樣本的膠帶剝離面的包封樹脂面、以及引線架面。在表1中，當觀察到黏著劑殘 渣時，指為“+”，而當未觀察到黏著劑殘渣時，則指為“-”。再者，當測量不可行時，指為“ND”。
<重加工特性>
將耐熱感壓性黏著膠帶黏附至上方排列有4x4塊具有鍍銀終端區之一側16針腳型QFN的銅引線架外緣側，並以180°剝離角度剝離。確認剝離膠帶後的引線架形狀。在表1中，當引線架形狀未觀察到變形時，指為“可能”。
製成膠帶的特性與評估結果顯示於下表1。實施例1至5的樣本滿足所有特性。然而，在比較實施例1與2中，因為在引線接合期間基底材料層發生收縮，故無獲得足夠引線接合能力與遮蔽特性。
在實施例6中，感壓性黏著層的厚度太厚且在實施例7中，感壓性黏著劑的彈性模量太低。因此，儘管包封樹脂遮蔽特性的問題還沒確認，但無獲得足夠引線接合能力。
在實施例8中，對引線架的黏著力太強。因此，當膠帶被剝離時，確認了引線架變形。另外，因為對加熱後引線架的黏著力及對包封樹脂的黏著力太強，當膠帶被剝離時，確認引線架與包封樹脂上有黏著劑殘渣。
在實施例9中，感壓性黏著劑的分解溫度太低。因此，當膠帶在樹脂包封後被剝離時，確認引線架與包封樹脂上有黏著劑殘渣。
在實施例10中，逸氣量太大了。因此，引線接合是不可能的。
以上所獲結果顯示於下表1。
由以上結果，獲得的有在包封步驟中可適宜地避免樹脂滲漏且在製造同時包封大量封裝之MAP型的一連串步驟中很難造成麻煩的耐熱感壓性黏著膠帶。
實施例11
25 μm厚聚醯亞胺膜(KAPTON 100H(商品名)，Dupont-Toray Co.,Ltd.製造，以DMA法測得Tg：402℃)係用作基底材料層。將Dow Corning Toray Silicone Co.,Ltd.製造的100重量份矽膠感壓性黏著劑“SD-4586”與2.5重量份鉑催化劑加至甲苯並均勻地分散於甲苯。將所得分散液塗至基底材料層，接著乾燥。於是，製成具有約10 μm厚感壓性黏著層之耐熱感壓性黏著膠帶。以鐵氟龍(Teflon，註冊商標)包覆該感壓性黏著劑並於室溫浸在甲苯裡1周。浸漬前後的 凝膠分率係以重量變化測量。結果，凝膠分率為72.1%。
使用手動輥筒於常溫將耐熱感壓性黏著膠帶黏附至上方(在引線架具有晶粒座那面的相對面上)排列有4x4塊具有鍍銀終端區之一側16針腳型QFN的銅引線架外緣側。
為再現半導體晶片安裝製程中的熱處理，使引線架於200℃固化1小時。
以從耐熱感壓性黏著膠帶側真空抽吸之形式將引線架固定至加熱至225℃之熱塊，然後以風夾固持引線架周邊部分來進一步固定。該等係使用115 KHz引線接合機(UTC-300B1，Shinkawa Ltd.製造)以具25 μm直徑之金線(GMG-25，Tanaka Holdings Co.,Ltd.製造)在下列條件引線接合。
第一接合壓力：100 g
第一接合施加時間：10毫秒
第二接合壓力：150 g
第二接合施加時間：15毫秒
該等係以環氧包封樹脂(HC-300B6，Nitto Denko Corporation製造)於175℃以預熱設定：3秒、注射時間：12秒與固化時間：90秒之條件使用壓模機(型號-Y-系列，TOWA製造)成模。將耐熱感壓性黏著膠帶剝離。於是，製成了QFN封裝。
實施例12
使作為構成單體之100重量份丙烯酸丁酯單體與5重量份丙烯酸單體共聚合，以獲得丙烯酸系共聚物。將1.0重量 份環氧交聯劑(Tetrad-C，Mitsubishi Gas Chemical Company,Inc.製造)與1.5重量份異氰酸酯交聯劑(CORONATE-L，Nippon Polyurethane Industry Co.,Ltd.製造)加至100重量份丙烯酸系共聚物，以製備感壓性黏著劑組成物。以如同實施例11之相同方式測量感壓性黏著劑的凝膠分率。凝膠分率為97.8%。之後，以如同實施例11之相同方式製備QFN封裝。
比較實施例3
以如同實施例11之相同方式製備QFN封裝，除了使用25 μm厚聚醚醯亞胺膜(SUPERIO UT，Mitsubishi Resin Co.,Ltd.製造，Tg：239℃(根據DMA法))作為基底材料層以外。
比較實施例4
以如同實施例12之相同方式製備QFN封裝，除了使用比較實施例3所用之相同聚醚醯亞胺膜作為基底材料層以外。
實施例13
以如同實施例12之相同方式製備QFN封裝，除了不將環氧交聯劑加至感壓性黏著層以外。作為以如同實施例11之相同方式測量感壓性黏著劑凝膠分率的結果，凝膠分率為46.2%。
比較實施例5
以如同實施例13之相同方式製備QFN封裝，除了使用比較實施例3所用之相同聚醚醯亞胺膜作為基底材料層以外。
測試實施例2
測量以上製備之QFN封裝的引線接合成功率(於表2顯示為“W/B”)與製程完成後剝離膠帶時黏著劑殘渣的發生。
引線接合成功率係藉由對一側16針腳型QFN的所有側64針腳執行引線接合，並計算可精確放置引線之針腳數目而獲得。剝離膠帶後黏著劑殘渣的發生係以目視觀察QEN封裝來確認。
所得結果顯示於下表2。
在實施例11中，引線接合成功率最好，並可剝離膠帶而無黏著劑殘渣。
在實施例12中，引線接合成功率最好，並可剝離膠帶而無黏著劑殘渣，類似於實施例11。
在比較實施例3與4中，可剝離膠帶而無黏著劑殘渣。然而，因為基底材料的玻璃轉化點(Tg)接近引線接合時的溫度，所以相較於實施例11與12，引線接合成功率降低了。
在實施例13與比較實施例5中，因為感壓性黏著劑的凝膠分率很少且其彈性低，所以完全無法執行引線接合，在 剝離膠帶時，整個表面皆發生黏著劑殘渣。
由以上結果，可提供抑制由於使用步驟期間之熱所致之基底材料特性異常變化並可在使用後剝離而無黏著劑殘渣之用於半導體裝置製備之耐熱感壓性黏著膠帶。
實施例14
25 μm厚聚醯亞胺膜(KAPTON 100H(商品名)，Dupont-Toray Co,Ltd.製造)係用作基底材料層。將100重量份矽膠感壓性黏著劑(SD-4560，Dow Coring Toray Silicone Co.,Ltd.製造)與2.5重量份鉑催化劑加至甲苯並均勻地溶於其中，以製備分散液。將所得分散液塗至基底材料層一側並乾燥，以製備具有約15 μm厚度之感壓性黏著層之耐熱感壓性黏著膠帶。將具有約50 μm厚度之PET分隔物(MRS-50S，Mitsubishi Chemical Polyester Film Co.,Ltd.製造)黏附至該耐熱感壓性黏著膠帶。於是，製成耐熱感壓性黏著膠帶。該膠帶具有-於180°剝離角度-0.20 N/50 mm之分隔物剝離力(剝離強度)，以及-於90°剝離角度-0.30/50 mm之分隔物剝離力(剝離速度：300 mm/min)。
實施例15
25 μm厚聚醯亞胺膜(KAPTON 100H(商品名)，Dupont-Toray Co.,Ltd.製造)係用作基底材料層。將包括丙烯酸丁酯與丙烯酸(100重量份與5重量份)之100重量份共聚物與0.4重量份環氧交聯劑加至甲苯並均勻地分散於其中，以製備分散液。將所得分散液塗至基底材料層一側並乾燥，以製備具有約15 μm厚度之感壓性黏著層之耐熱感壓性黏著 膠帶。將具有約38 μm厚度之PET分隔物(#38 CERAPEEL，Toray Advanced Film Co.,Ltd.製造)黏附至該耐熱感壓性黏著膠帶。於是，製成耐熱感壓性黏著膠帶。該膠帶具有-於120°剝離角度-0.10 N/50 mm之分隔物剝離力，以及-於150°剝離角度-0.05/50 mm之分隔物剝離力(剝離速度：300 mm/min)。
實施例16
以如同實施例1之相同方式獲得耐熱感壓性黏著膠帶，除了使用具有約38 μm厚度之PET分隔物(#38 CERAPEEL，Toray Advanced Film Co.,Ltd.製造)作為分隔物並黏附至該耐熱感壓性黏著膠帶以外。該膠帶具有-於180°剝離角度-1.80 N/50 mm之分隔物剝離力，以及-於90°剝離角度-2.40/50 mm之分隔物剝離力(剝離速度：300 mm/min)。
實施例17
以如同實施例2之相同方式獲得耐熱感壓性黏著膠帶，除了使用具有約38 μm厚度之PET膜(LUMIRROR #38 S-10，Toray Polyester Film Co.,Ltd.製造)作為分隔物並黏附至該耐熱感壓性黏著膠帶以外。該膠帶具有-於120°剝離角度-3.50 N/50 mm之分隔物剝離力，以及-於150°剝離角度-3.0/50 mm之分隔物剝離力(剝離速度：300 mm/min)。
測試實施例3
使用引線架防毛邊成模遮蔽膠帶層合裝置(PL-55TRM，Nitto Seiki Co.,Ltd.製造)將實施例14至17製造 的各耐熱感壓性黏著膠帶黏附至上方排列著4單位x4單位之一側16針腳型QFN的銅引線架外緣側。
之後，進行下列操作：
(a)接合半導體晶片，並固化(180℃，1小時)
(b)引線接合
(c)成模(175℃，預熱：40秒，注射時間：11.5秒，固化時間：120秒)
(d)剝離耐熱感壓性黏著膠帶
(e)模後固化(175℃，3小時)
(f)以切割機分割(個別劃分)以獲得個別QFN型半導體裝置。
關於依此獲得之QFN的樹脂滲漏觀察結果係顯示於下表3。
在實施例14與15的耐熱感壓性黏著膠帶中，未發生膠帶位置偏離與黏附膠帶後的皺褶，而且成模時完全沒發生樹脂滲漏。
另一方面，在實施例16與17的耐熱感壓性黏著膠帶 中，膠帶位置偏離了且由於沉重分隔物剝離力所致，剝離分隔物時產生皺褶。再者，引線架因膠帶殘餘應力而發生翹曲。結果，在成模時，引線架未被適當地夾持，絕大部分發生樹脂滲漏。
本發明之感壓性黏著膠帶適宜地避免包封步驟之樹脂滲漏，而且即使在MAP-QFN應用之一連串步驟中也很難造成麻煩，亦有樹脂包封後之絕佳剝離能力。因此，該膠帶可廣泛用於製造半導體裝置之方法。
儘管本發明已詳細說明並參照其特定具體例，但就熟習此藝者而言極明顯的是可對該等進行各式變化與修飾而無逸離其範疇。
本申請案係基於2010年9月9日提申之日本專利申請案號2010-201905，茲此將其整體內容併入以供參照。
10‧‧‧封裝圖案區
11‧‧‧引線架
11a‧‧‧開口
11b‧‧‧引線終端
11c‧‧‧晶粒座
11d‧‧‧晶粒桿
13‧‧‧導引針腳孔
15‧‧‧半導體晶片
16‧‧‧接合引線
17‧‧‧包封樹脂
19‧‧‧導電膠
20‧‧‧感壓性黏著膠帶
21‧‧‧半導體裝置
第1A至1F圖代表展示一根據本發明之半導體裝置製備方法例子的製程流程圖。
第2A圖為展示用於根據本發明之半導體裝置製備方法的一引線架例子的平面圖，第2B圖為引線架主要部分的放大圖。
10‧‧‧封裝圖案區
11‧‧‧引線架
11a‧‧‧開口
11b‧‧‧引線終端
11c‧‧‧晶粒座
20‧‧‧感壓性黏著膠帶

Claims (18)

  1. 一種在製造樹脂包封型半導體裝置時用於樹脂包封之感壓性黏著膠帶，該感壓性黏著膠帶包含：一基底材料層，其不具有於260℃或更低之溫度區內之玻璃轉化溫度，及一感壓性黏著層，其層合在該基底材料層上。
  2. 如申請專利範圍第1項之感壓性黏著膠帶，其中該基底材料層不具有於300℃或更低之溫度區內之玻璃轉化溫度。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之感壓性黏著膠帶，其中該基底材料層具有5至100 μm之厚度。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之感壓性黏著膠帶，其中當於180℃加熱3小時，該基底材料層具有0.40%或更少之熱收縮度。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之感壓性黏著膠帶，其中該感壓性黏著層係層合於基底材料層之僅只一側上。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之感壓性黏著膠帶，其中該感壓性黏著層具有2 μm至50 μm之厚度。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之感壓性黏著膠帶，其中感壓性黏著層厚度(B)對基底材料層厚度(A)之比例(B/A)為3或更少。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之感壓性黏著膠帶，其中根據溫度上升率為10℃/min、大氣氣體為空氣 且氣體流速為200 ml/min之測量條件下的熱重分析，構成該感壓性黏著層之感壓性黏著劑具有250℃或更高之5%重量耗損溫度。
  9. 如申請專利範圍第1至8項中任一項之感壓性黏著膠帶，其中構成該感壓性黏著膠帶之感壓性黏著劑於200℃加熱1小時所產生的氣體量為1.0 mg/g或更少。
  10. 如申請專利範圍第1至9項中任一項之感壓性黏著膠帶，其中於180°剝離角度，該膠帶對引線架具有0.05至6.0 N/19 mm寬度之黏著力。
  11. 如申請專利範圍第1至10項中任一項之感壓性黏著膠帶，其中在200℃加熱1小時後冷卻至常溫時，並於180°剝離角度，該膠帶對引線架具有0.1至6.0 N/19 mm寬度之黏著力。
  12. 如申請專利範圍第1至11項中任一項之感壓性黏著膠帶，其中於180°剝離角度，該膠帶對包封樹脂具有10.0 N/19 mm寬度或更少之黏著力。
  13. 如申請專利範圍第1至12項中任一項之感壓性黏著膠帶，其中於200℃，該感壓性黏著層具有0.50×105 Pa或更多之儲存模量。
  14. 如申請專利範圍第1至13項中任一項之感壓性黏著膠帶，其中構成該感壓性黏著層之感壓性黏著劑為矽膠感壓性黏著劑、丙烯酸系感壓性黏著劑或橡膠感壓性黏著劑。
  15. 如申請專利範圍第1至14項中任一項之感壓性黏著膠 帶，其中構成感壓性黏著層之感壓性黏著劑具有60%或更多之凝膠分率。
  16. 如申請專利範圍第1至15項中任一項之感壓性黏著膠帶，該膠帶進一步包含與感壓性黏著層接觸之離型片，該離型片符合下列要求(a)至(d)中至少一者：(a)於剝離角度90°±15°之剝離強度為1.5 N/50 mm寬度或更少，(b)於剝離角度120°±15°之剝離強度為1.2 N/50 mm寬度或更少，(c)於剝離角度150°±15°之剝離強度為1.0 N/50 mm寬度或更少，以及(d)於剝離角度180°+0°與180°-15°之剝離強度為1.0 N/50 mm寬度或更少。
  17. 如申請專利範圍第1至16項中任一項之感壓性黏著膠帶，該膠帶係用於製造樹脂包封型半導體裝置之方法，該方法包含：將感壓性黏著膠帶黏附至具有終端部分與晶粒座(die pad)之金屬引線架的一面，該面係相對於上方設置有晶粒座之金屬引線架面；將具有電極座(electrode pad)之半導體晶片晶粒接合至金屬引線架之晶粒座上；以接合引線電性連接金屬引線架終端部分的尖端與半導體晶片上的電極座；及以包封樹脂包封上方設置有半導體晶片之金屬引 線架面。
  18. 一種用於製造樹脂包封型半導體裝置之方法，該方法包含：將如申請專利範圍第1至16項中任一項之感壓性黏著膠帶黏附至具有終端部分與晶粒座之金屬引線架的一面，該面係相對於上方設置有晶粒座之金屬引線架面；將具有電極座之半導體晶片晶粒接合至金屬引線架之晶粒座上；以接合引線電性連接金屬引線架終端部分的尖端與半導體晶片上的電極座；及以包封樹脂包封上方設置有半導體晶片之金屬引線架面。
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