TW454273B - Method of resin-encapsulating semiconductor chip and mold-releasing film used for the method - Google Patents

Description

4· 5 4 琴 7 3 —> 五、發明說明（1) 發明之領jg. 方導體晶片之樹脂封包方法，及使用於該 發明之背j； 用在ίΚϋίϊί中’已進行csp(晶片級封裝）之使 脫模性質，因而脫:萬劑與封包樹脂混料以提高 率，經由延長握具清潔頻率而改良工作效 、 長模具哥命而降低成本等等。在此情況中，右 々提出使用聚四氟乙烯薄膜作為剝離薄膜 二_-8:197:广 i」fA」係指「未經審查已公開的曰本專利申請 ，圖1顯示經由_移除下表面模具部分，及自模呈側面 =掉邊的引線所形成之結構的㈣(四怒線組平面 t ；t, ；；ck；ge)) ° ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^. 將半導體晶片2置於下方模具1之腔IdL 子2 2位在上侧’如圖1 ( A )所示，利用上且 :乙1薄膜F將模具封閉，及利用壓鑄將樹脂注乂至腔： 並同b固化’如圖1(B)戶斤*，然後將模具打開， 所示，及將引線框架修整而留下端子。 ； $樹月旨封=法中’預料端子將由於模具封閉塵力而咬 入聚四氟*乙烯薄膜中，因而在樹脂封包過程中，端 四氟乙烯薄膜將始終保持於接觸狀態，而不會發生樹脂覆 第5頁 89103220.ptd 五、發明說明（2) 蓋端子的狀況。 如吾人所熟知 四氟乙烯之分散 將燒結薄膜自載 氣乙稀棒，並利 製得。 然而，當本發 進行半導體晶片 差異，且樹脂覆 '細·由將端子切入 子與聚四氟乙烯 態，但經發現根 述端子之樹脂覆 上’不良率之差 因此，本發明 於在脫模薄膜之 的差異。換言之 性質時，將會對 之力，因而造成 *因此，本發明 膜作為脫模.薄膜 其中樹脂封包可 端子或電極之上 ，聚四氟乙烯薄膜可經由流延方法（將聚 液塗布於载體片材上，隨後再行燒結，~及 體片材剝離之方法）、裁切方法（^聚四 用裁切車床將棒裁切成薄膜之方法）等等 明人使用聚 之樹脂封包 i端子之發 聚四氟乙烯 薄膜在樹脂 據聚四氟乙 盍（不良率） 異在自0至1 人對其原因 縱.長..方向及 ，據推測當 薄膜、施加.一 皺褶。 四氟乙 時，儘 生的排 薄膜中 封包過 烯薄膜 的產生0/50 之 進行研 、寬度方 薄膜之 歪斜地 烯薄膜作為 管彈性模數 除與藉由模 所預料者類 程中始終維 之前述製法 比有顯著的 範圍内）。 究，並發現 向之間之熱 熱收縮百分 剪切薄膜及 脫模薄膜而 沒有實質的 具封閉壓力 似’而使端 持於接觸狀 的差異，前 差異（實際 其原因係在 收縮百分比 比具有方向 使薄膜變形 目的在於提供一種使用聚四氟乙烯薄 ’而進行半導體晶片之樹脂封包的方法， 以優異的良率進行，、同時可避免樹脂覆蓋 表面的發生。 之

4 5 4^ 五、發明說明（3) 才參之 包方i^本發明之第一態樣係一種半導體晶片之樹脂封 其上之矣二糸利用上方模具藉由在有端子或柱電極設置於 模薄膜封Π與上方模具之間之由聚四氟乙烯薄膜製成之脫 設有端子二Ζ ΐ模具：此下方模具具有設置於其模腔内之 模具之腔二回！極之半導體晶片，然後將樹脂注入至下方 及寬产方5蛉並固化，其中聚四氟乙烯薄膜滿足在縱向 的之熱收縮百分比為5%以下，熱收縮百分比之間 度方向之二L "旨封包過程中，.縱向之彈性模數對寬 太旅模數之比係自0. 5至2. 0之條件。 法之^模Ϊ 3二ί樣係一種用於半導體晶片之樹脂封包方 鐘之ΐΐ 2官該脫模薄膜係由滿足在175 °c下1〇分 百分比之向之熱收縮百分比為5%以"F，熱收縮 性模數對ΐ在内’及在樹脂封包過程中，縱向之彈 :模數f寬度方向之彈性模數之比係自〇. 5至2〇，及= 取至1. 5較佳之條件的聚四氟乙烯薄膜 -四氣乙烯薄膜製成之脫模薄 二在由則述 在^方向中之斷裂伸長百分比皆至少為6。。%較 卜、表面糙度Ra(利用JIS B 〇6〇1 較佳，及〇. 2微米以下更佳。 做木以下 fA.之詳細説明 接著將詳細說明本發明。 在本發明中用於半導體晶片之樹脂封包之聚 即滿足W75h10分鐘之在縱向及寬度方向之熱烯/ 縮百分比為5%以下’熱收縮百分比之間的差在3%内，及縱 891〇3220.ptd 第7頁

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五、發明說明（5) 固體成份濃度以自20至80重量百分比較佳，及自4〇至6〇重 量百分比為特佳。 曰示使用本發明之脫模薄膜進行半導體 :曰片具體例。待封包的物體係半導體 的内部端子22藉由電線而結合至晶片f ( )} 1 (C)中，為簡化說明，僅展示引線框架之一個單元。 首先，如圖1(A)所示，將半導體晶片2置於 tr^^e^i,n!ec,tion) ^ ^ ^ M ^ ^ T ^ M11 中使而子22位在上側，此外，如圖j (β)所示 聚：敗乙稀製成之脫模薄膜F將模具封閉，將 树月曰4注入至腔令隨後並固化。然後如圖1(〇 夺 抬起上方模具3而將模具打開，然後將由擎 =模薄戲自封包樹脂4剝離。其後修整^乙席製/ 端子，而製得QFN。 丨咏汇木邊下 在前述的程序中，樹脂封包條件為 及成型壓力50公斤/平方公分，且此種加熱， j膜傾向於收縮，但由於聚四氟乙烯薄膜之動摩擦烯 ，低（通常為〇. 2以下），因而摩擦阻力並不會作用於聚非 氟乙烯薄膜之熱收縮’且可推測只有聚四氟乙烯之、分四 鏈會抵抗熱收縮。因此，當聚四敦間 …其在縱長方向之彈性模二， 氟乙烯》專膜在寬度方向之熱收縮^•分比 ^ 度方向之彈性模數為E”在縱長方向之應力為

89103220.ptd 第9頁 454^73 _ > 五、發明說明（6) 寬度方向之應力為 ^ x = /5 X · Εχ 占 y = /5 y · £y 在本發明，由於 内，及Ex對Ey之比 相等且相當小，應 氟乙烯薄膜在剪切 排除，及可充分地 因此’在本發明 膜與端子之間的表 子咬入聚四氟乙烯 與端子之間之表面 樹脂覆蓋端子之發 此可由比較說明 此外，在本發明 在寬度方向中之斷 四氟乙烯薄膜，以 具封閉壓力下，在 斷裂較佳。 占y時，玎得到以下關係； (1) (2) /5x及/Sy為5%以下，/5X及之差在3% 係定為0.5至2.0 ’因而及占丫可幾乎 力之方向性質可受到良好的限制，聚四 中之歪斜變形的發生可受到相當良好地 避免皺褶的發生。 ，經由防止敏褶擴展.至在聚四氟乙綠薄 面邊界，在樹脂封包過程中可經由將端 薄膜中而穩定地維持在聚四就乙稀.薄磨^ 邊界的密切接觸狀態，因而可確實防止 生。 於下的實施例與比較實施例而證實/ 中使用更滿足在175 °C下在縱長方向& 裂伸長百分比皆至少為600%之條件@ $ 致聚四I乙稀薄膜不會在上方模具之才莫 聚四I乙婦薄膜與端子邊緣接觸之部义 並且’由於當聚四氟乙烯薄膜之表面糖度大時，聚四 乙烯薄膜與端子之接觸表面邊界的精密度將降低，其導致 不利於排除樹脂在樹脂封包時之進入，因而聚四氟乙缔 月莫之表面f造度R a為0. 3微米以下較佳。 " 此外，在根據本發明之半導體晶片的樹脂封包方法中，

89103220.ptd 第10頁 454^73 —^___ 五、發明說明（7) 圖 以 待封包樹脂的物體係具有使電極電流通過元 UA)及2(B)中之端子22)暴露於經封包樹脂之表面° 鐘晶片時可將其焊接並結合至基材之構造的 +導體Βθ片，及其例子包括具有柱電極，其之 月旨封包後應暴露之半導體晶片。 、 ；樹 以下之實施例係要用來實際說明本發明， 式限制本發明。 叩升Μ任何方 實施例1 經由將固體成份濃度為5〇重量百分比

0 ：2 5 M ^} ^^ ^ ^ ^ Μ ^ ^ ^ ^ J

Qa❶加”.、至90 C 2分鐘而移除水份，然後將塗布声在 60 °C下燒結2分鐘之方法重複四次，而製備 θ 之聚四氟乙烯脫模薄膜。 予及Μ彳政未 方L量烯薄臈於加熱至175。°10分鐘後之在縱長 方向和寬度方向兩者中的I缩百分比及在縱長方向和 方向兩者中的彈性模數，其結果如下表丨所示。 - 當使用聚四氟乙烯薄膜作為脫模薄膜時，利用圖i 1(c)所示之方法，將50個奸1^在175。(：之溫度及5〇公斤 方公分之壓力下成型120秒之成型時間’有成形 於端子上之產品數目為零（即不良率為0/50)。 覆盍 並且，當使聚四氟乙烯薄膜經由旋轉90。而定型， 用與以上相同之方式進行樹脂封包時，不良率亦為〇。 此外’關於使用於此實施例中之聚四氟乙烯薄膜 向的表面糙度為〇.06微米，在寬度方向的表面繞度為〇在= 454^73 1 ---·Γ)/ 五、發明說明（8) 微米’在縱長方向的斷裂伸長百分比為820%，在寬度方向 的斷裂伸長百分比為780%，及動摩擦係數為0.16。& ° 實施例2 經由將固體成份》辰度為60重1百分比之聚四氟乙婦粉末 (顆粒大小約為〇· 25微米）之水性分散液蘸塗於聚醯亞胺 體上’於加熱至90 °C 2分鐘而移除水份後，將塗布層在 36 0 °C下燒結2分鐘之方法重複三次，而製備得厚度5〇 之聚四氟乙烯脫模薄膜。 卡 測量聚四氟乙烯薄膜於加熱至175。(： 1〇分鐘後之在縱長 方向和寬度方向兩者中的收縮百分比及在縱長方向和寬产 方向兩者中的彈性模數，其結果如下表丨所示。 又 當使用聚四氟乙烯薄膜作為脫模薄獏時，利用與實施例 產^數之個QFN成型，有成形樹“蓋於端子上之 屋0口數目為U即不良率為1/50)。 :且，當使聚四說乙烯薄膜經由旋轉9 用與以上相同之方式進行樹脂封u利 比較實施你小艮早並未改變。 公；，稀成型粉末裝填於圓柱形的模具中，柳 么千。方么分之壓力下預成型丨小時， 品在38 0 C下燒結3小時，利 ’，二 玄·勺產 成55微米之厚声，乃於# #用裁刀車床將經燒結產品裁切 分鐘以移除應；後m 熱輥在300。°下接觸1 此，製備得厚S微ΐΓ; 拉伸的熱處理。因 測量聚四氟Sit 氟乙稀脫模薄膜。 乙烯缚膜於加熱至175t 10分鐘後之在縱長 89103220.ptd 第12頁 4 5 4 3 丨 1 _ _ 五、發明說明（9) 方向和寬度方向兩者中的收縮百分比及在縱長方 方向兩者中的彈性模數，其結果如下表丨所示。 見度 當使用聚四氟乙烯薄膜作為脫模薄膜時， 1相同之方式將50個QFN成型，有成形樹脂覆蓋於端^也例 產品數目為7(即不良率為7/50)。 之 二用於此實施例中之聚四說乙烯薄膜，在縱 向的表面糙度為0.32微求，在寬度方向的表面糙度在2 微未，在縱長方向的斷裂伸長百分比為66〇%，在寬^大9 的斷裂伸長百分比為77η，及動摩擦係數為〇】5。X向 比較實施你丨9. ' 使用經由依照與比較實施例丨相同之 膜’除了經由進臟拉伸之熱處 2例1中之5%拉伸之熱處理，而將薄膜厚度改變成48微 測1聚四氟乙烯薄膜於加熱至丨7 5 I丨〇 方向兩者中的收縮百分比及在縱長方ίίίί 方向兩者中的彈性模數，其結果如下表丨所示。 見度 當使用聚四I乙稀薄膜作為脫模薄膜時，利 個QFN成型’有成形樹脂覆蓋於端子上之 產σ 口數目為17(即不良率為17/50)。 / 於使：於此比較實施例中之聚四氟乙烯薄膜， 在=向的表面糙度為〇.34微米，在寬度方向的表面糙度為 0.35微未，在縱長方向的斷裂伸長百分比為58〇% ,在寬度 方向的斷裂伸長百分比為78〇%，及動摩擦係數為〇 15。 89103220.ptd 第13頁 454^7 3

达較實施例3 =用τ型模頭擠塑機器，在34(rc之模頭溫度、〇 6 =杈唇間隔、及5米/分鐘之引出速度下將乙烯—四氟乙、 ί ί型’❿製備得由乙烯_四氟乙烯共聚物製成，厚 度5 0微米之脫模薄膜。 測1乙烯—四氟乙烯共聚物薄膜於加熱至1 75 t 1 〇分鐘 ^在縱長方向#寬度方向兩者中的&縮百分比及在 方向和寬度方向兩者中的彈性模數，其結果如下表 示〇 . 2，用乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜作為脫模薄膜時，利 用”實施例1相同之方式將50個QFN成型，有成形樹脂 於鳊子上之產品數目為丨6 (即不良率為丨6 / 5 〇 )。 X此外，關於使用於此比較實施例中之乙烯_四氟乙烯共 $物薄膜、’在縱向的表面糙度為〇.13微米，在寬度方向的 7糙度為0. 1 9微米，在縱長方向的斷裂伸長百分比為 720% ’在寬度方向的斷裂伸長百分比為ιΐ2〇%，及 係數為0 . 41。 說明於上之各薄膜之性質的測量方法如下。 弹性模數 使用黏彈性光譜儀DMS 61〇〇(精工儀器公司（Seik〇 = s^uments Inc.)製造）在2它/分鐘之升溫速度及工赫茲 (Z)之頻率的條件下測量各薄膜之20毫米X 1 〇毫米的儲能 彈性模數。 熱收縮百公士

89103220.ptd 第14頁 454^73 ---_ 五、發明說明（1" ' --- ' - 23 f付於將樣品加熱至1 75 °C 1 0分鐘後之樣品長度（在約 c下）對加熱前之樣品長度（在約2 3 〇c下）之改變量之比 的百分比。 百分比 根據JIS K7113 ’使用2號形狀作為試樣，在200毫米/ 分^鐘之引出速度及175。〇之溫度下測量十字頭之移動距離 (毫米）T ’及求得1 〇〇T%/S，其中S係在標誌線之間的距離 (25毫米）。 表面綠麿 根據JIS B0 60 1，測量Ra(微米）。 動摩擦係數 利用波登-李本（Bowden-Leben)方法，在1〇()克之荷重 600毫米/分鐘之傳動速度下進行對铜球的評估。 A1 彈七 (xl —---- t模數 〇8 Pa) Γ 1 —- — — 熱收縮百分比（％) 縱長方向 寬度方向 縱長方向 寬度方 實施例1 1.5 — 一 1.7 3 ^ ^ >V Tol -- 2 實施例2 1.7 2.5 5 0 比較實施例1 2.0 4.3 5 ό η 比較實施例2 1.8 4.1 7 υ 〜1 比較實施例3 1.4 1.7 11 6

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表1中之結果顯示如下。 ，比較實施例1中，相當容易發生樹脂進入在聚四氟乙 烯薄膜與端子之間的表面邊界。此似乎係由於引出應力僅 在縱長方向發生，及引出應力並未在寬度方向發生，換言 之’引出應力狀態的方向性質顯著所致。 口 在比較實施例2中，顯著地發生樹脂進入聚四氟乙烯薄 膜與端子之表面邊界中。此似乎係由於在聚四氟乙烯薄膜 之寬度方向發生伸長，而造成聚四氟乙烯薄膜之鬆弛 致。 在比較實施例3巾’乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜在縱向對 在寬度方向之彈性模數的比係歸屬於自〇. 5至2. 〇之範 内，但據推測由於其熱收縮百分比太大（5%以上）， 顯著地發生樹脂進入乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜 表面邊界中。 、升嘀于之 另一方面，在使用滿足在縱長方向及寬度方向 熱收縮百分比為5 %以下’其熱收縮百分比之差在^ 之 在樹脂封包過程中，其之縱向對寬度方向之彈 ΰ 2，及 係在自0. 5至2· 0之範圍内之條件，因而由前述=數之比 及（2)求得之在縱向及寬度方向兩者中之應力\ 式（Ο 充分地相等且值小，而充分地排除應力之方向5 y可 氟乙烯薄膜的實施例1及2中，樹脂之進入聚二’質之聚四 與端子之表面邊界為零或非常少》 C '彿薄膜 如前所述’在使用脫模薄膜進行半導體晶片 包，同時使端子之表面及電極柱之頂部暴露 $樹脂封 情況中，根

89103220.ptd 第16頁 4 5 4- S 7 3 案號 89103220 曰 修正 修 五、發明說明（13) 據本發明，可確實地排除樹脂覆蓋端子之表面及¥主€ 頂部的發生，而以優異的良率進行半導體晶片之樹脂 包，及由於其之結果，而可經由降低清潔模具之次數 工作效率，經由延長模具之壽命而降低成本，及經由 頂出銷而簡化模具之結構等等。 雖然本發明已經詳細說明並經參照其之特定具體例 熟悉技藝人士當明瞭可不脫離其精神及範圍而於其中 各種變化及修改。 元件編號說明 極之 封 改良 省略 ，但 進行

_!画 1 下 方 模 具 2 半 導 體 晶 片 3 上 方 模 具 4 封 包 樹 脂 11 腔 20 引 線 框 架 21 引 線 框 架 之 單 元 22 端 子 F 聚 四 氟 乙 烯 薄 膜 89103220.ptc 第17頁 修正頁 4 5 4^7 3

89103220.ptc 第18頁 修正頁

Claims (1)

1. 454^7 3 六、申請專利範圍 1. 一種半導體 藉由在有端子或 之由聚四氟乙烯 方模具具有設置 晶片，然後將樹 氟乙烯薄膜滿足 以下，熱收縮百 中’縱向之彈性 至2. 0之條件。 2. —種用於半 中該脫模薄膜係 方向之熱收縮百 3%内，及在樹脂 之彈性模數之比 製成。 晶片之樹脂封包U),其係利用上方模具 柱電極設置於其上之表面與上方模具之間 薄膜製成之脫模薄膜封閉下方模具，此下 於其模腔内之設有端子或柱電極之半導體 脂注入至下方模具之腔内並固化，此聚四 在縱向及寬度方向中之熱收縮百分比為5〇/〇 分比之間的差在3%内，及在樹脂封包過程 模數對寬度方向之彈性模數之比係自〇, 5 導體晶片之樹脂封包方法之脫模翁藏)，其 由滿足在175 °C下10分鐘之在縱向〜及^寬度 分比為5 %以下，熱收縮百分比之間的差在 封包過程中，縱向之彈性模數對寬度方向 係自〇· 5至2. 0之條件的聚四氟乙烯薄膜所 項之脫模薄膜，其更滿足其在 向中之斷裂伸長百分比皆至少為 3 ·如申請專利範圍第2 175°C下在縱向及寬度方 6 0 0 %之條件。 其更滿足表面糙 其更滿足表面糙 4.如申睛專利範圍第2項之脫模薄膜’ 度Ra為〇. 3微米以下之條件。 5 ·如申睛專利範圍第3項之脫模薄膜， 度Ra為〇. 3微米以下之條件。