TWI494409B - 半導體裝置製造用接著片及半導體裝置之製造方法 - Google Patents

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Description

半導體裝置製造用接著片及半導體裝置之製造方法 發明領域
本發明係有關於一種半導體裝置製造用接著片及半導體裝置之製造方法。
本申請係依據已於2012年3月26日於日本提出申請之特願2012-070401號主張優先權並於此引用其內容。
 發明背景
近年，伴隨著攜帶型電腦、手機等電子機器的小型化及多功能化，除了構成電子機器之電子零件的小型化及高積體化以外，更需要電子零件的高密度安裝技術。在該背景下，諸如QFP(Quad Flat Package：四面扁平封裝)及SOP(Small Outline Package：小輪廓封裝)等周邊安裝型之半導體裝置，取而代之地有一種可高密度安裝的CSP(Chip Scale Package：晶片尺寸封裝)等面安裝型之半導體裝置備受注目。又，在CSP中尤以QFN(Quad Flat Non-leaded：四面扁平無引線)封裝可適用習知之半導體裝置的製造技術來進行製造，尤為理想。所以，QFN封裝主要是作為100插 銷以下之少端子型半導體裝置使用。
作為QFN封裝之製造方法，概略上周知有下述方法。首先，在貼著步驟中將接著片貼著於引線框架之一面。接下來，在晶粒附接步驟中將各個IC晶片等半導體元件搭載至複數形成於引線框架的半導體元件搭載部(晶粒墊部)。接下來，在導線接合步驟中，藉由接合導線將沿著引線框架之各半導體元件搭載部外周而配設的複數引線及半導體元件電連接。接著，在密封步驟中將搭載至引線框架之半導體元件藉由密封樹脂密封。其後在剝離步驟中將前述接著片從引線框架剝離。藉由該等步驟可形成配列有複數QFN封裝的QFN組件。最後，在切割步驟中將該QFN組件沿著各QFN封裝之外周進行切割。藉由該步驟，可製造複數個QFN封裝。
習知在QFN封裝之製造方法中，迄今係使用利用矽酮黏著劑或丙烯酸黏著劑之半導體裝置製造用接著片。然而，一旦使用該等半導體裝置製造用接著片，結果皆曾在密封步驟中產生樹脂洩漏(模製溢料)。
再加上，一般係在導線接合步驟前設定施行電漿處理的步驟(電漿洗淨步驟)，以除去已附著於半導體元件及例如引線框架表面的雜質，藉此進一步提高導線接合特性。然而，當使用習知之半導體裝置製造用接著片時，半導體裝置製造用接著片之接著劑的露出面表層會因電漿洗淨而被粗化。其結果，在該半導體製造用接著片之剝離時，有時會產生接著劑移行至半導體裝置之連接端子或密封樹脂面 (以下有時會表記為「殘膠」)。當產生上述殘膠時，接著劑會附著至藉由密封樹脂進行密封的部分或其附近的引線之外部連接端子部分。因此，將所製造之半導體裝置安裝至配線基板等時，有產生連接不良之虞。
針對上述問題，有提議出一種具備含有熱硬化性樹脂成分、熱可塑性樹脂成分及氟系添加劑之接著劑層的半導體裝置製造用接著片(例如專利文獻1)。依據專利文獻1之發明，即便不施行電漿處理，導線接合特性仍佳，因此可減少電漿處理所致之殘膠。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：特開2007-123710號公報
 發明概要
然而，在專利文獻1之發明中，雖可減少殘膠但對於密封樹脂有強的接著強度而難以剝離之問題。再加上，針對半導體裝置製造用接著片，在具有電漿洗淨步驟之製造方法中會要求以較小的剝離力使其剝離之剝離性。
爰此，本發明目的在於提供一種剝離性佳的半導體裝置製造用接著片。
本發明之半導體裝置製造用接著片係具備基材及設於前述基材之一面且含有含氟添加劑之接著劑層，並 可剝離地貼著於半導體裝置之引線框架或配線基板者；其特徵在於：前述接著劑層以下述(I)式求算的表面氟復原率在70%以上。
表面氟復原率(%)=復原後表面氟含有率α÷初始表面氟含有率β×100…(I)
[(I)式中，復原後表面氟含有率α係在氬氣環境下，以輸出450W之條件對接著劑層施行1分鐘的電漿處理，接下來在220℃下將接著劑層加熱15分鐘後接著劑層的表面氟含有率(atom%)；初始表面氟含有率β係在施行前述電漿處理前接著劑層的表面氟含有率(atom%)。]
前述復原後表面氟含有率α在18atom%以上為佳。
本發明之半導體裝置之製造方法係使用前述本發明之半導體裝置製造用接著片者；該製造方法之特徵在於具備下述步驟：貼著步驟，將前述半導體裝置製造用接著片貼著至引線框架或配線基板；電漿洗淨步驟，對前述引線框架或前述配線基板施行電漿處理；加熱步驟，前述電漿洗淨步驟之後將前述接著劑層加熱；及剝離步驟，前述加熱步驟之後將前述半導體裝置製造用接著片自前述引線框架或前述配線基板剝離。
本發明之半導體裝置製造用接著片具有優異的 剝離性。
10‧‧‧接著片
20‧‧‧引線框架
21‧‧‧半導體元件搭載部(晶粒墊部)
22‧‧‧引線
30‧‧‧半導體元件
31‧‧‧接合導線
40‧‧‧密封樹脂
50‧‧‧QFN封裝
60‧‧‧QFN組件
圖1係顯示本發明之半導體裝置之製造方法使用的引線框架之一例的俯視圖。
圖2(a)~(f)係顯示說明本發明之半導體裝置之製造方法之一例的步驟圖。
 用以實施發明之形態
以下，詳細說明適用本發明之接著片及使用該接著片之半導體裝置之製造方法之例。惟，本發明並非僅受該等例限定。在不脫離本發明主旨之範圍下，可進行附加、省略、變更、置換及其他變更。
本發明之半導體裝置製造用接著片(以下有時僅稱為接著片)係可剝離地貼著於半導體裝置之引線框架或配線基板者。即，經接著後，藉由使用某種程度的力度即可輕易地剝離之片材。
引線框架係藉由對金屬板進行蝕刻或壓製等而形成導體圖案者。配線基板係於電絶緣性基板表面(或有時包含內面)以導電性材料形成導體圖案者。
本發明之接著片具備基材及設於前述基材之一面的接著劑層。
基材可任擇。具有耐熱性之基材可適當舉例如耐熱性樹脂膜及金屬箔等。
使用接著片來製造QFN封裝等之半導體裝置時，接著 片在晶粒附接步驟、導線接合步驟及密封步驟等步驟中會暴露在150~250℃之高溫下。作為基材使用耐熱性樹脂膜時，溫度一旦在其玻璃轉移溫度(Tg)以上，前述耐熱性膜之熱膨脹係數會急遽增加，而與金屬製引線框架之熱膨脹差增大。因此，恢復到室溫時，有在耐熱性膜及引線框架產生翹曲之虞。而且當在耐熱性膜及引線框架產生翹曲時，在密封步驟中恐無法將引線框架裝接至模具的定位插銷而產生位移不良之虞。
因此在作為基材而使用耐熱性膜時，宜使用玻璃轉移溫度在150℃以上的耐熱性膜，較理想係玻璃轉移溫度在165℃以上，且更理想係在180℃以上較佳。玻璃轉移溫度之上限值可任擇。又，基材的玻璃轉移溫度宜比上述步驟中之高溫時的溫度更高。
又，作為基材，以耐熱性膜在150~250℃下之熱膨脹係數為5~50ppm/℃為佳，在8~40ppm/℃較佳，且在10~30ppm/℃更佳。作為具有上述特性之耐熱性膜，可舉例如由聚醯亞胺、聚醯胺、聚醚碸、聚苯硫、聚醚酮、聚醚醚酮、三乙醯纖維素或聚醚醯亞胺等所構成之薄膜。
又，在作為基材而使用金屬箔的情況下，從與前述耐熱性膜相同之理由，金屬箔在150~250℃下之熱膨脹係數在5~50ppm/℃為佳，在8~40ppm/℃較佳，且更以在10~30ppm/℃較佳。作為金屬，可舉如由金、銀、銅、鉑、鋁、鎂、鈦、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、鋅、鈀、銦或錫所構成之箔及以該等金屬為主成分之合金箔或者該等之鍍箔。
使用本發明之接著片來製造半導體裝置時，為了 防止在後述剝離步驟中之殘膠，下述接著強度之比(接著強度比)Sa/Sb宜在1.5以上：接著強度Sa，基材與接著劑層之接著強度；接著強度Sb，密封樹脂及引線框架與接著劑層之接著強度或密封樹脂及配線基板與接著劑層之接著強度。
Sa/Sb低於1.5時，在接著片剝離步驟中容易產生殘膠。 而，為了使接著強度比Sa/Sb在1.5以上，在耐熱性膜的情況下宜在形成接著劑層之前，於耐熱性膜之形成接著劑層之側的表面預先施行電暈處理、電漿處理、底層塗料處理、及噴砂等諸如提高耐熱性膜與接著劑層之接著強度Sa的處理。又，在金屬箔的情況下，由其製法可分類成軋延金屬箔及電解金屬箔，而為了使接著強度比Sa/Sb在1.5以上，以使用電解金屬箔以及於其業經粗面化之側面調整設置接著劑層為佳。又，電解金屬箔中尤宜使用電解銅箔。而，接著強度可藉由從試驗片(加熱前試料)端部使用拉伸試驗機等將接著片剝離而測得。
基材厚度可任擇，可考慮材質等來決定。可舉例 如為10~100μm之厚度。
接著劑層含有含氟添加劑且後述之表面氟復原 率在70%以上。表面氟復原率只要在70%以上，即可發揮優異的剝離性。
接著劑層只要是含有含氟添加劑且對引線框架 或配線基板具有可任擇之接著強度者即可。可舉例如含有 含氟添加劑及樹脂者。
含氟添加劑可任擇。可舉例如含有全氟烷基之磺 酸鹽、含有全氟烷基之羧酸鹽等陰離子界面活性劑；及全氟烷基伸烷基氧化物加成物、含有含氟基及親油性基之寡聚物、含有含氟基及親水性基之寡聚物、含有含氟基、親水性基及親油性基之寡聚物等非離子界面活性劑等的含氟界面活性劑等。其中又以非離子界面活性劑為佳，且以含有含氟基及親油性基之寡聚物較佳。陰離子界面活性劑藉由離子化之官能基在樹脂中受靜電的相互作用，使界面活性劑之自由度下降而難以顯出於表面。親油性基可任擇，舉例而言可舉如烷基、烯丙基、乙烯基、烷基醚基、烷基酯基及丙烯酸酯基等。該等含氟添加劑可1種單獨使用亦可將2種以上組合使用。
摻混之含氟添加劑可為液體亦可為固體。從提高 接著劑層之表面氟復原率及進一步提高剝離性之觀點看來，以在25℃下為液體者為佳。
作為適當的含氟添加劑，可舉如在25℃下為液體 之含有含氟基及親油性基之寡聚物的MEGAFAC F-552、F-554、F-558(DIC股份有限公司製)等。
接著劑層中之含氟添加劑含量可考慮含氟添加 劑之種類、樹脂之種類及量等來適當決定。例如在接著劑層中佔0.5~20質量%為佳，佔0.7~15質量%較佳，佔1~10質量%更佳，佔1~7質量%又更佳，且佔2.5~5.0質量%尤佳。在低於上述下限值時，有剝離性降低之虞；而在超過 上述上限值時，則有接著強度變不充分而使模製溢料特性降低或後述之硬化前接著強度不夠充分之虞。
接著劑層中之樹脂可任擇，可舉如熱可塑性樹脂 及熱硬化性樹脂。
作為熱可塑性樹脂之例，可舉如聚丁二烯、聚丙烯腈、聚乙烯丁醛、聚醯胺、聚醯胺醯亞胺、聚醯亞胺、聚酯、聚胺基甲酸乙酯及丙烯酸橡膠等之樹脂。該等中又以對主鏈具有反應點之反應性彈性物為佳。
反應性彈性物具有羧基、胺基、乙烯基、環氧基 等之官能基，或於側鏈具有酸酐。藉此具有反應性。反應性彈性物例如可在製造彈性樹脂等時，使具有官能基之單體共聚合而製造。又，亦可藉由在製造出具有乙烯基鍵等不飽和鍵之彈性樹脂等後，於該乙烯基等不飽和鍵導入環氧基等之官能基而製造。而，作為具有官能基之單體，可舉例如丙烯酸、甲基丙烯酸等具有乙烯基鍵及官能基之單體。
作為反應性彈性物可舉例如：含羧基之苯乙烯- 乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物及含順丁烯二酸酐之苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物等苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(SEBS)；含羧基之苯乙烯-丁二烯共聚物、含順丁烯二酸酐之苯乙烯-丁二烯共聚物及含羧基之苯乙烯-丁二烯飽和共聚物等苯乙烯-丁二烯共聚物；含羧基之苯乙烯-異戊二烯共聚物及含羧基之苯乙烯-異戊二烯飽和共聚物等苯乙烯-異戊二烯共聚物；含環氧基之苯乙烯系嵌段共聚物及含順丁 烯二酸酐之苯乙烯-乙烯-丁烯共聚物等苯乙烯系熱可塑性彈性物；含羧基之丙烯腈-丁二烯共聚物、胺基改質丙烯腈-丁二烯共聚物及含氫化羧基之丙烯腈-丁二烯共聚物等丙烯腈-丁二烯共聚物(NBR)；以及胺基改質多元醇樹脂、胺基改質苯氧基樹脂、聚乙烯丁醛樹脂、聚乙烯縮醛樹脂、含羧基之丙烯酸橡膠、羥基末端飽和共聚聚酯樹脂、羧基末端飽和共聚物聚酯樹脂等。當中從耐熱性等觀點看來又以苯乙烯系熱可塑性彈性物為佳，且以SEBS較佳。而，「含順丁烯二酸酐」表示於側鏈具有酸酐。
該等熱可塑性樹脂可1種單獨使用，亦可將2種以上組合使用。
而，作為熱可塑性樹脂，亦可使用含有氟之熱可塑性樹脂(含氟熱可塑性樹脂)。
作為熱硬化性樹脂，可舉如習知使用於接著劑層 者，可任擇使用。可舉例如脲樹脂、三聚氫胺樹脂、苯胍胺樹脂、乙胍樹脂、苯酚樹脂、間苯二酚樹脂、二甲苯樹脂、呋喃樹脂、不飽和聚酯樹脂、酞酸二烯丙酯樹脂、異氰酸酯樹脂、環氧樹脂、順丁烯二醯亞胺樹脂及耐地醯亞胺(nadimide)樹脂等。該等熱硬化性樹脂可1種單獨使用，亦可將2種以上組合使用。
又，作為熱硬化性樹脂亦可使用含有氟之熱硬化性樹脂(含氟之熱硬化性樹脂)。
作為接著劑層中之樹脂，可適當使用反應性彈性 物或熱硬化性樹脂，且以反應性彈性物較佳。藉由將如上 述之樹脂與硬化劑併用，可較為提高剝離性且可提高模製溢料特性。
接著劑層中之樹脂含量可考慮樹脂之種類等來決定。例如以80~98質量%為佳，且以85~95質量%較佳。在低於上述下限值時，有接著強度變不充分而使模製溢料特性降低之虞；而在超過上述上限值時，則有含氟添加劑之含量變得過少而使剝離性降低之虞。
樹脂中之反應性彈性物含量可任擇，例如在50質量%以上為佳，在65質量%以上較佳，且在80質量%以上更佳。
作為樹脂而使用反應性彈性物或熱硬化性樹脂的情況下，亦可於接著劑層摻混硬化劑。
作為硬化劑可因應反應性彈性物及熱硬化性樹脂之種類來適當決定，可舉例如聚異氰酸酯等。
接著劑層中之硬化劑含量可考慮硬化劑、反應性彈性物及熱硬化性樹脂之種類來適當決定。例如，相對於樹脂100質量份，在0.5~10質量份為佳。因應需求，亦以例如1~8重量份或2~7重量份為佳。
又，接著劑層在不損及本發明效果之範圍下可含有硬化促進劑或抗氧化劑等之隨意成分。該等之量可任擇，例如相對於樹脂100質量份，可適當使用0.5~10質量份，亦以1~8重量份或2~7重量份為佳。
接著劑層係以下述(I)式求算的表面氟復原率在70%以上者。
接著劑層之表面氟復原率理想在75%以上且以在80% 以上更佳，更為理想在85%以上且以在90%以上尤佳，亦可在100%以上。表面氟復原率只要在上述下限值以上，即可發揮優異的剝離性。再加上表面氟復原率只要在上述下限值以上，即無須對接著劑層摻混過剩的含氟添加物，因此硬化前接著強度可為適當者，使在貼著步驟中對引線框架或配線基板之貼著性充分，且作業性良好。
而，表面氟復原率可藉由組合含氟添加劑之種類或量以及樹脂之種類或量來調節。
表面氟復原率(%)=復原後表面氟含有率α÷初始表面氟含有率β×100…(I)
[(I)式中，復原後表面氟含有率α係在氬氣環境下，以輸出450W之條件對接著劑層施行1分鐘的電漿處理，接下來在220℃下將接著劑層加熱15分鐘後接著劑層的表面氟含有率(atom%)。初始表面氟含有率β係在施行前述電漿處理前接著劑層的表面氟含有率(atom%)。]
復原後表面氟含有率α在18atom%以上為佳，且在20atom%以上較佳。在低於上述下限值時，接著片之剝離性有降低之虞。
初始表面氟含有率β在50atom%以下為佳，且在30atom%以下較佳。在超過上述上限值時，硬化前接著強度會變得不夠充分，而在後述之貼著步驟中使對引線框架或配線基板的貼著性降低。
具備本發明之接著劑層的接著片例如具備含有反應性彈性物及硬化劑或熱硬化性樹脂及硬化劑的熱硬化 型接著劑層之接著片中，相對於引線框架或配線基板之熱硬化前的接著劑層在25℃下之接著強度(硬化前接著強度)在0.05N/20mm以上為佳。硬化前接著強度只要在上述下限值以上，即便不使接著劑層熱硬化仍可以適度的接著強度貼著至引線框架或配線基板。因此，在後述之貼著步驟終無需將接著劑層加熱，可將貼著步驟簡化。相對於引線框架或配線基板在25℃下的接著強度之上限並無特別限定。
為了調整接著劑層之熱膨脹係數、熱傳導率、表 面黏性及接著性等，亦可於接著劑層摻混無機或有機填料。作為無機填料，可舉如由粉碎型二氧化矽、熔融型二氧化矽、氧化鋁、氧化鈦、氧化鈹、氧化鎂、碳酸鈣、氮化鈦、氮化矽、氮化硼、硼化鈦、硼化鎢、碳化矽、碳化鈦、碳化鋯、碳化鉬、雲母、氧化鋅、碳黑、羥化鋁、羥化鈣、羥化鎂及三氧化銻等所構成之填料，或者於該等表面導入三甲基矽氧烷基等者等。又，作為有機填料，可舉如由聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚醚酮、聚醚醯亞胺、聚酯醯亞胺、尼龍及矽氧樹脂等所構成之填料。
接著劑層之厚度並無特別限定，可任擇。例如可 設在2~20μm。乾燥後之厚度在2~10μm之範圍亦佳。
接著片亦可設為於接著劑層上貼著可剝離的保 護膜並在貼著至引線框架或配線基板等瞬前剝離保護膜之構成。此時，可防止接著劑層在接著片從製造至使用為止之間受到損傷。
作為保護膜，只要是具有脫模性者即可。可舉例如： 聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯等之薄膜或將該等薄膜之表面以矽氧樹脂或氟化合物加以脫模處理之薄膜等。
接著片之製造方法可任擇，以於基材上塗佈接著 劑並使其乾燥之鑄造法；或暫時將接著劑塗佈至脫模性薄膜上並使其乾燥後轉印至基材上之積層法等為佳。而，宜將構成接著劑層之成分溶解至有機溶劑例如選自於由甲苯、二甲苯、氯苯等芳香族系；丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮等酮系；及二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮等非質子系極性溶劑及四氫呋喃等所構成群組中之單獨物或該等之混合物，作為接著劑塗佈液使用。
使用本發明之接著片的半導體之製造方法具備 下述步驟：貼著步驟，將接著片貼著至引線框架或配線基板；電漿洗淨步驟，對引線框架或配線基板施行電漿處理；加熱步驟，電漿洗淨步驟之後將接著劑層加熱；及剝離步驟，加熱步驟之後將接著片自前述引線框架或前述配線基板剝離。
以下，參照圖1~2說明使用本發明之接著片的半 導體裝置之製造方法一例。圖1係從搭載半導體元件之側觀見之引線框架的俯視圖。圖2(a)~(f)係顯示使用圖1所示之引線框架來製造QFN封裝之方法的步驟圖，且為圖1之引線框架之A-A’截面圖。
而，在以下說明中，以使用具備含有含氟添加劑、反應性彈性物及硬化劑之熱硬化型接著劑層的接著片，以引 線框架為貼著對象來製造QFN封裝之情況為例加以說明。
本發明之半導體裝置之製造方法至少具備下述步驟：將接著片貼著至引線框架或配線基板之貼著步驟；電漿洗淨步驟；將接著劑層加熱之加熱步驟；及將接著片剝離之剝離步驟。
在本實施形態中係說明具備下述步驟之半導體裝置之製造方法：貼著步驟，將接著片貼著至引線框架；晶粒附接步驟，將半導體元件搭載至引線框架；電漿洗淨步驟，對引線框架施行電漿處理；導線接合步驟，將半導體元件與引線框架之引線電連接；加熱步驟，將接著片之接著劑層加熱；密封步驟，以密封樹脂將半導體元件密封；剝離步驟，從引線框架將接著片剝離而製得QFN組件；及切割步驟，將QFN組件分割而製得QFN封裝。而，將接著片之接著劑層加熱的加熱步驟亦可包含在導線接合步驟中。
首先，準備圖1中所示之概略構成的引線框架20。於引線框架20形成有呈矩陣狀之用以搭載IC晶片等半導體元件的複數半導體元件搭載部(晶粒墊部)21，此外沿著各半導體元件搭載部21之外周形成有多數的引線22。
作為引線框架20之材質，可舉如習知公知者並可隨意使用，舉如有於銅合金板或銅板的表面依序設有鍍鎳層、鍍鈀層及鍍金層者等。
(貼著步驟)
如圖2(a)顯示，於引線框架20之一面(下面)將接著片10貼著成接著劑層(省略圖示)抵接於引線框架20(貼著步 驟)。將接著片10貼著至引線框架20之方法可任擇，以積層法等為宜。若無特別問題，例如亦可在5~35℃等之常溫下進行貼著。此時，亦可在接著劑層已抵接於引線框架20之狀態下，在隨意溫度下將接著劑層加熱。作為加熱溫度之例，可列舉如50~100℃或100~200℃。藉由該加熱，可使接著劑層硬化而令接著片10較堅固地貼著至引線框架20。又，接著劑層之硬化前接著強度夠充分時，亦可在後述之晶粒附接步驟中施行加熱處理來取代在貼著步驟中將接著劑層加熱，而使接著劑層硬化。從提高半導體裝置之生產性的觀點看來，宜在晶粒附接步驟中將接著劑層硬化。加熱溫度同樣地可適當使用前述溫度範圍。
(晶粒附接步驟)
如圖2(b)顯示，於引線框架20之未貼著接著片10之側的半導體元件搭載部21上隔著晶粒附接劑(省略圖示)載置IC晶片等半導體元件30。其後，加熱至因應需求而選擇之溫度例如100~200℃左右且理想為150~180℃左右，使晶粒附接劑硬化，將半導體元件30固定搭載於半導體元件搭載部21(晶粒附接劑硬化處理。以上為晶粒附接步驟)。在此，接著劑層中之含氟添加劑一旦在貼著步驟或晶粒附接步驟中被加熱，其結果便會侷在於接著劑層表面。
(電漿洗淨步驟)
從接著片10或晶粒附接劑等產生之出氣成分一旦附著至引線框架20或半導體元件30，便容易在導線接合步驟中產生因導線接合不良而造成成品率降低。爰此，在晶粒附 接步驟之後且導線接合步驟之前會對引線框架20及半導體元件30施行電漿處理(電漿洗淨步驟)。作為電漿處理，可舉例如在氬氣或氬氣與氫氣之混合氣體等的環境下，將已貼著接著片10且已搭載半導體元件30之引線框架20(以下有時會稱為半成品)進行電漿照射之方法。電漿處理中之電漿的照射輸出可任擇，例如可設為150~600W或300~600W。又，電漿處理的時間可任擇，例如可設為0.01~5分鐘或0.5~5分鐘。
一旦施行電漿處理，接著劑層在未被引線框架覆蓋的部位便會被削去曾侷在有含氟添加劑的表面層，且接著劑層表面之含氟添加劑之量會減少。在此時間點，在接著劑層露出的表面上，用以提高剝離性的含氟添加劑之量會變得不夠充分，而使接著片10之剝離性降低。
(導線接合步驟)
如圖2(c)顯示，以金導線等接合導線31將半導體元件30及引線框架20之引線22電連接(導線接合步驟)。本步驟係一邊將半成品在加熱器組件上加熱至可任擇之溫度例如150~250℃左右且較理想在190~250℃左右而一邊進行。本步驟中之加熱時間例如可設為5~30分鐘且較理想在8~22分鐘左右。在本實施形態中，導線接合步驟亦可兼具將接著劑層加熱之加熱步驟。
一旦在導線接合步驟中將半成品加熱，分散在接著劑層中的含氟添加劑便會移行至接著劑層表面。在此，在本發明中係使用接著劑層之表面氟復原率在70%以上者。因 此，接著劑層表面之含氟添加劑之量可成為足以提高剝離性的充分量。而且，在後述的剝離步驟中很容易從引線框架20及密封樹脂40剝離接著片10。
(密封步驟)
如圖2(d)顯示，將圖2(c)顯示之半成品載置於模具內，並使用密封樹脂(模製材)來進行轉移模製(模具成型)。藉此藉由密封樹脂40將半導體元件30密封(密封步驟)。作為密封樹脂可使用習知公知者。可舉例如環氧樹脂及無機填料等之混合物。
(剝離步驟)
如圖2(e)顯示，將接著片10從密封樹脂40及引線框架20剝離。由此可製得包含配列有複數QFN封裝50的QFN組件60(剝離步驟)。此時，由於接著劑層表面存在有充分量的含氟添加劑，因此可輕易地從引線框架20及密封樹脂40剝離接著片10。
(切割步驟)
如圖2(f)顯示，沿著各QFN封裝50之外周切割QFN組件60。由此可製得已分割的複數QFN封裝50(切割步驟)。
如上述，藉由使用本實施形態之接著片10來製造QFN封裝等之半導體裝置，即便設有電漿洗淨步驟仍可輕易地從引線框架20及密封樹脂40剝離接著片10。因此，可提高作業效率並提高半導體裝置之生產性，可防止因殘膠所致之半導體裝置的不良品化。
而，在上述實施形態中，雖是以使用引線框架之 QFN封裝的製造方法為例進行說明，但本發明不受此限定。亦可適用於使用引線框架之QFN封裝以外的半導體裝置之製造方法及使用配線基板的半導體裝置之製造方法。
在上述實施形態中，導線接合步驟兼具加熱步 驟。但，本發明不受此限定。例如，將接著劑層加熱之加熱步驟亦可獨立設在電漿洗淨步驟與導線接合步驟之間、或導線接合步驟與密封步驟之間等。
加熱步驟中之加熱溫度可因應氟化合物等之種類等來決定，例如可設為150~250℃左右。又加熱步驟中之加熱時間可因應含氟化合物之種類等來決定，例如可設為5~30分鐘。
實施例
以下使用實施例來說明本發明，惟本發明不受該等實施例限定。
(使用原料)
<含氟添加劑>
MEGAFAC F-554：含有含氟基及親油性基之寡聚物的非離子界面活性劑，在25℃下為液體，DIC股份有限公司製。
MODIPER F600：甲基丙烯酸酯與丙烯酸氟化烷基之嵌段共聚物，在25℃下為固體(粉體)，日油股份有限公司製。
<反應性彈性物>
TUFTEC M-1943：含順丁烯二酸酐之SEBS(含順丁烯二酸酐之苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物)，S/EB比=20/80，酸值=10mgCH3 ONa/g，旭化成化學股份有限公司 製。
TUFTEC M-1911：含順丁烯二酸酐之SEBS，S/EB比=30/70，酸值=2mgCH3 ONa/g，旭化成化學股份有限公司製。
<其他樹脂>
LUMIFLON LF200F：含氟熱硬化性樹脂，旭硝子股份有限公司製。
<硬化劑>
DURANATE TSA-100：異氰酸酯，旭化成化學股份有限公司製。
<抗氧化劑>
IRGANOX1010FF：BASF公司製。
SUMILIZER GS(F)：住友化學股份有限公司製。
(實施例1~3、比較例1~4)
依照表1之組成，將各原料分散至適量的甲苯而分別調製出接著劑塗佈液。
接下來，作為耐熱性基材準備了聚醯亞胺樹脂膜(東麗杜邦股份有限公司製、商品名：KAPTON 100EN、厚度25μm、玻璃轉移溫度300℃以上、熱膨脹係數16ppm/℃)。於該耐熱性基材上塗佈上述接著劑塗佈液並使乾燥後之厚度為5μm。塗佈接著劑塗佈液後，在150℃下使其乾燥3分鐘而製得各例之接著片。針對所製得之接著片測出表面氟含有率及接著強度。並評估模製溢料之有無及殘膠之有無。而，接著片之尺寸為長60mm及寬50mm。
(測定方法)
<表面氟含有率之測定>
使接著劑層朝上，將各例之接著片放入恒溫器(PERFECT OVEN PHH-201、ESPEC股份有限公司製)，在175℃下加熱1小時使接著劑層硬化。藉由後述之≪表面氟含有率之測定方法≫來測定經硬化之接著劑層的表面氟含有率，並以此為初始表面氟含有率β。接下來，使接著劑層朝上，將接著片設置於電漿洗淨機裝置(YES-G1000、YIELD ENGINEERING SYSTEM公司製)，在氬氣環境(氬氣100質量%環境)下，在輸出450W之條件下對接著劑層施行1分鐘的電漿處理。藉由後述之≪表面氟含有率之測定方法≫來測定經施行電漿處理之瞬後接著劑層之表面氟含有率，並以此為電漿處理後之表面氟含有率。
使經施行電漿處理之接著劑層朝上，將接著片載置於熱板(EC-1200、井內盛榮堂製)，並在220℃下加熱15分鐘。加熱結束後，在25℃下靜置24小時後，藉由後述之≪表面氟含有率之測定方法≫來測定接著劑層之表面氟含有率，並視為復原後表面氟含有率α。
≪表面氟含有率之測定方法≫
使用掃描型X射線光電子分光分析裝置(XPS/ESCA、Quantera SXM、ULVAC-PHI股份有限公司製)，在下述條件下測定接著劑層之表面。表面氟含有率(atom%)係以相對於碳、氮、氧、氟、矽及金之合計100atom%的含有率為表示者。而，在各例中之表面氟含有率的測定中，皆未測出矽及金。
表面氟含有率之測定條件
X射線源：單色化AlK α
X射線輸出：25.0W
X射線照射徑：φ 100μm
測定區域：Point 100μm
光電子接受角：45deg
廣角掃瞄：280.0e；1.000eV/Step
<接著強度之測定>
作為引線框架，使用了依序於銅板設有鍍鎳層、鍍鈀層及鍍金層之下述規格者(32QFN(CD194、鍍覆；PD2L+Au)32LQFNPADSIZE3.0SQMM、新光電氣工業股份有限公司製)。使用裁紙機(壓紙NS型、內田洋行公司製)，將各例之接著片裁切成50mm×60mm。使用卓上壓膜機(MAII-700、大成壓膜機股份有限公司製)，在25℃、速度=1.0m/min、及壓力=0.37N/mm之條件下將經裁切之接著片貼著至引線框架，使接著層及引線框架相對向(貼著步驟)。而，有關實施例3、比較例1及比較例4，因在25℃下之貼著性不足，故在80℃下貼著至引線框架。
將貼著有接著片之上述引線框架放入恒溫器(PERFECT OVEN PHH-201、ESPEC股份有限公司製)，在175℃下加熱1小時，使接著劑層硬化(相當於晶粒附接步驟中之晶粒附接劑硬化處理)。
接下來，使接著劑層朝上，將接著片設置於電漿洗淨機裝置(YES-G1000、YIELD ENGINEERING SYSTEM公司 製)，在氬氣環境下，在輸出450W之條件下對接著劑層施行1分鐘的電漿處理(電漿洗淨步驟)。
電漿洗淨步驟之後，使接著片位於下側，並將貼著有接著片之引線框架載置於熱板(EC-1200、井內盛榮堂製)，在220℃下加熱15分鐘(相當於導線接合步驟)。
導線接合步驟結束後，使用轉移模製壓機(TEP12-16、藤和精機股份有限公司製)，在加熱溫度175℃、樹脂壓力69MPa、及模具壓力14MPa之條件下，以密封樹脂(KMC-3520L、信越化學工業股份有限公司製)將貼著有接著片之引線框架密封(密封步驟)。密封步驟後，在25℃下靜置24小時後，藉由後述之≪樹脂密封後與引線框架之接著強度的測定方法≫來測定樹脂密封後與引線框架之接著強度。
引線框架之規格
外形尺寸：55mm×58mm
用途：QFN用
QFN配列：8×8個(計64個)之矩陣配列
封裝尺寸：5mm×5mm
插銷數：32
≪樹脂密封後與引線框架之接著強度的測定方法≫
使用萬能拉伸試驗機(AGS-100B、股份有限公司島津製作所製)，在測定溫度25℃、剝離角度90°、及剝離速度50mm/min下進行拉伸試驗，並測出樹脂密封後與引線框架之接著強度。
<硬化前接著強度之測定方法>
使用卓上壓膜機(MAII-700、大成壓膜機股份有限公司製)，將各例之接著片(20mm寬)在25℃、速度=1.0m/min、壓力=0.37N/mm下貼著至銅板(銅打底電鍍板ELA601、25mm×100mm、新光電気工業股份有限公司製)作為測定試料。針對該測定試料使用萬能拉伸試驗機(AGS-100B、股份有限公司島津製作所製)，在測定溫度25℃、剝離角度90°且剝離速度50mm/min下進行拉伸試驗，測定硬化前接著強度。而，有關實施例3因在25℃下之貼著性不足，故以在80℃下貼著至銅板者作為測定試料。
<模製溢料產生之有無>
在上述<接著強度之測定>中將接著強度測定結束後，以光學顯微鏡(數位顯微鏡VHX-500、股份有限公司基恩斯製)觀察引線框架中之接著片的貼著面，來判斷模製溢料(樹脂洩漏)產生之有無。表中係記載在1個引線框架(64個QFN封裝)中確認有模製溢料之QFN封裝的數量。
<殘膠之有無>
在上述<接著強度之測定>中將接著強度測定結束後，以光學顯微鏡(數位顯微鏡VHX-500、股份有限公司基恩斯製)確認樹脂密封後於引線框架之殘膠之有無。表中係記載在1個引線框架(64個QFN封裝)中確認有殘膠之QFN封裝的數量。
[表1]
如表1顯示，確認各例之表面氟含有率皆經由電漿洗淨步驟而減少。
適用本發明之實施例1~3係樹脂密封後與引線框架之接著強度在15N/50mm以下並可輕易地剝離者。再加上，實施例1~3皆無模製溢料之產生且無殘膠。
另一方面，表面氟復原率低於70%之比較例1~4係樹脂密封後與引線框架之接著強度超過15N/50mm超且難以剝離者。由該等結果確認了藉由適用本發明，在剝離步驟中可發揮優異的剝離性。
如以上，本發明可提供一種剝離性佳的半導體裝置製造用接著片。
10‧‧‧接著片
20‧‧‧引線框架
21‧‧‧半導體元件搭載部(晶粒墊部)
22‧‧‧引線
30‧‧‧半導體元件
31‧‧‧接合導線
40‧‧‧密封樹脂
50‧‧‧QFN封裝
60‧‧‧QFN組件

Claims (17)

  1. 一種半導體裝置製造用接著片，係具備基材及設於前述基材之一面且含有含氟添加劑之接著劑層，並可剝離地貼著於半導體裝置之引線框架或配線基板者；其特徵在於：前述接著劑層以下述(I)式求算的表面氟復原率在70%以上，且前述含氟添加劑係選自於由：含有全氟烷基之磺酸鹽、含有全氟烷基之羧酸鹽、全氟烷基伸烷基氧化物加成物、含有含氟基及親油性基之寡聚物、含有含氟基及親水性基之寡聚物、含有含氟基及親水性基及親油性基之寡聚物所構成之群組；表面氟復原率(%)=復原後表面氟含有率α÷初始表面氟含有率β×100…(I)[(I)式中，復原後表面氟含有率α係在氬氣環境下，以輸出450W之條件對接著劑層施行1分鐘的電漿處理，接下來在220℃下將接著劑層加熱15分鐘後接著劑層的表面氟含有率(atom%)；初始表面氟含有率β係在施行前述電漿處理前接著劑層的表面氟含有率(atom%)]。
  2. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置製造用接著片，其中前述復原後表面氟含有率α在18atom%以上。
  3. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置製造用接著片，其中初始表面氟含有率β在50atom%以下。
  4. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置製造用接著片，其中初始表面氟含有率β在30atom%以下。
  5. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置製造用接著片，其中接著劑層含有樹脂且樹脂含量在接著劑層中為80~98質量%。
  6. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置製造用接著片，其中含氟添加劑之含量在接著劑層中為0.5~20質量%。
  7. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置製造用接著片，其中含氟添加劑之含量在接著劑層中為2.5~5.0質量%。
  8. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置製造用接著片，其中前述基材係厚度10~100μm且150~250℃下之熱膨脹係數為5~50ppm/℃的耐熱性樹脂膜或金屬箔。
  9. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置製造用接著片，其中前述含有含氟基及親水性基之寡聚物係選自於由MEGAFAC F-552、MEGAFAC F-554及MEGAFAC F-558所構成之群組。
  10. 如申請專利範圍第5項之半導體裝置製造用接著片，其中前述樹脂係選自於由：聚丁二烯、聚丙烯腈、聚乙烯丁醛、聚醯胺、聚醯胺醯亞胺、聚醯亞胺、聚酯、聚胺甲酸乙酯、丙烯酸橡膠、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、含羧基之苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、含順丁烯二酸酐之苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、含羧基之苯乙烯-丁二烯共聚物、含順丁烯二酸酐之苯乙烯-丁二烯共聚物、含羧基之苯乙烯- 丁二烯飽和共聚物、苯乙烯-異戊二烯共聚物、含羧基之苯乙烯-異戊二烯共聚物、含羧基之苯乙烯-異戊二烯飽和共聚物、含環氧基之苯乙烯系嵌段共聚物、含順丁烯二酸酐之苯乙烯-乙烯-丁烯共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物、含羧基之丙烯腈-丁二烯共聚物、胺基改質丙烯腈-丁二烯共聚物、含氫化羧基之丙烯腈-丁二烯共聚物、胺基改質多元醇樹脂、胺基改質苯氧樹脂、聚乙烯丁醛樹脂、聚乙烯縮醛樹脂、含羧基之丙烯酸橡膠、羥基末端飽和共聚合聚酯樹脂、及羧基末端飽和共聚物聚酯樹脂所構成之群組。
  11. 一種半導體裝置，其包含如申請專利範圍第1項之接著片、及引線框架或配線基板。
  12. 如申請專利範圍第11項之半導體裝置，其中下述接著強度Sa與接著強度Sb之比在1.5以上，接著強度Sa：基材與接著劑層之接著強度，接著強度Sb：密封樹脂及引線框架與接著劑層之接著強度、或密封樹脂及配線基板與接著劑層之接著強度。
  13. 一種半導體裝置之製造方法，其係使用如申請專利範圍第1或2項之半導體裝置製造用接著片者；該製造方法之特徵在於具備下述步驟：貼著步驟，將前述半導體裝置製造用接著片貼著至引線框架或配線基板之上；電漿洗淨步驟，對前述引線框架或前述配線基板施 行電漿處理；加熱步驟，前述電漿洗淨步驟之後將前述接著劑層加熱；及剝離步驟，前述加熱步驟之後將前述半導體裝置製造用接著片自前述引線框架或前述配線基板剝離。
  14. 如申請專利範圍第13項之半導體裝置之製造方法，其中在貼著步驟與電漿洗淨步驟之間包含將半導體元件載置於引線框架或配線基板之未貼著接著片側之表面的步驟；而電漿洗淨步驟與剝離步驟之間包含：連接步驟，以搭接線將半導體元件與引線框架或配線基板電連接；及密封步驟，藉由密封樹脂將半導體元件密封。
  15. 如申請專利範圍第13項之半導體裝置之製造方法，其中電漿洗淨步驟係藉由在電漿的照射輸出為150~600W且電漿處理時間為0.01~5分鐘下來進行。
  16. 如申請專利範圍第13項之半導體裝置之製造方法，其中在加熱步驟中加熱係在150~250℃下進行5~30分鐘。
  17. 如申請專利範圍第14項之半導體裝置之製造方法，其中加熱步驟係在前述連接步驟中進行。
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