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JP5612403B2 - 樹脂封止用粘着テープ及び樹脂封止型半導体装置の製造方法 - Google Patents

樹脂封止用粘着テープ及び樹脂封止型半導体装置の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、樹脂封止用粘着テープ及び樹脂封止型半導体装置の製造方法に関する。
近年、ＬＳＩの実装技術において、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ／Ｓｃａｌｅ Ｐａｃｋａｇｅ）技術が注目されている。この技術のうち、ＱＦＮ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ ｐａｃｋａｇｅ）に代表されるような、リード端子がパッケージ内部に取り込まれた形態のパッケージが、小型化及び高集積化の面で特に注目されている。
このようなＱＦＮでは、リードフレーム面積あたりの生産性を飛躍的に向上させることができる製造方法が、特に注目されている。そのような方法として、複数のＱＦＮ用チップをリードフレームのダイパッド上に整列させ、金型のキャビティ内で封止樹脂にて一括封止し、その後、切断によって個別のＱＦＮ構造物に分割することを含む製造方法が挙げられる。
このような、複数の半導体チップを一括封止するＱＦＮの製造方法では、樹脂封止時のモールド金型によってクランプされるリードフレームの領域は、パッケージパターン領域を完全に被覆する樹脂封止領域の外側の一部のみである。従って、パッケージパターン領域、特にその中央部では、リードフレーム裏面をモールド金型に十分な圧力で押さえつけることができず、封止樹脂がリードフレーム裏面側に漏れ出すことを防止することが非常に難しく、ＱＦＮの端子等が樹脂で被覆されてしまうという問題が生じ易い。
このため、このようなＱＦＮの製造方法に対して、リードフレームの裏面側に粘着テープを貼り付け、この粘着テープの自着力を利用したシール効果により、樹脂封止時のリードフレーム裏面側への樹脂漏れを防ぐ製造方法が有効である。
ここで、リードフレームへの半導体チップの搭載後又はワイヤボンディングの実施後に耐熱性粘着テープをリードフレーム裏面に貼り合せることは、ハンドリングの面で実質的に困難であることから、まず、耐熱性粘着テープをリードフレームの裏面側に貼り合わせ、その後、半導体チップの搭載及びワイヤボンディングを経て、封止樹脂による封止を行い、耐熱性粘着テープを剥離することが望ましい。このような方法として、厚み１０μｍ以下の粘着剤層を有する耐熱性粘着テープを用いて、樹脂漏れを防止しつつワイヤボンディングなどの一連工程を実施する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
特開２００２−１８４８０１号公報
上述のような製造方法において、前記粘着テープには、単に封止樹脂の漏れ出しを防止する性能だけでなく、半導体チップの搭載工程の熱に耐える高度な耐熱性、ワイヤーボンディング工程における繊細な操作性に悪影響を及ぼさないこと及び樹脂封止後の優れた剥離性などが要求される。
これらの要求を全て満たす事は困難であり、特に、近年の多種多様化するＱＦＮの製造（特に多数のパッケージを同時に封止するＭＡＰタイプの製造）工程においては、熱履歴によって、粘着テープが影響を受け、粘着テープによる封止樹脂の樹脂漏れ防止の確実性が低下する場合、および粘着テープがワイヤーボンディングの確実性に悪影響を及ぼす場合がある。
従って、ＭＡＰ−ＱＦＮ製造プロセスのような過酷な条件下においても、樹脂漏れを高度に防止し、ワイヤーボンディングに悪影響を及ぼすことがなく、かつ樹脂封止後の剥離性にも優れる耐熱性粘着テープが求められている。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、ＭＡＰ−ＱＦＮ製造プロセスのような過酷な条件下においても、樹脂漏れを高度に防止し、ワイヤーボンディングの確実性に悪影響を及ぼすことがなく、かつ樹脂封止後の剥離性にも優れる耐熱性粘着テープを提供することを一目的とする。
また、上述した粘着テープを用いた半導体装置の製造方法を提供することを一目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成すべく、耐熱性粘着テープの物性、材料、厚み等について鋭意研究したところ、特定の温度領域でガラス転移温度（Ｔｇ）が認められない基材層を用いることにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の樹脂封止用粘着テープは、２６０℃以下の温度領域にガラス転移温度を有さない基材層と、当該基材層上に積層された粘着剤層とを備えることを特徴とする。
好ましくは、前記基材層は、３００℃以下の温度領域にガラス転移温度を有さない。
好ましくは、前記基材層の厚さが５〜１００μｍである。
好ましくは、前記基材層を１８０℃で３時間加熱したときの熱収縮率が０．４０％以下である。
好ましくは、前記粘着剤層が、前記基材層の片面上にのみ積層されている。
好ましくは、前記粘着剤層の厚さが２〜５０μｍである。
好ましくは、前記基材層の厚さ（Ａ）と粘着剤層の厚さ（Ｂ）の比率（Ｂ／Ａ）が３以下である。
好ましくは、前記粘着剤層を構成する粘着剤の、下記の測定条件の熱重量分析における５％重量減少温度が、２５０℃以上である。
［測定条件］
昇温温度：１０℃／分
雰囲気ガス：大気
ガス流量：２００ｍｌ／分
好ましくは、前記粘着剤層を構成する粘着剤を２００℃で１時間加熱したときの発生ガス量が１．０ｍｇ／ｇ以下である。
好ましくは、離角度１８０°でのリードフレームに対する粘着力が０．０１〜１０．０Ｎ／１９ｍｍ幅である。
好ましくは、２００℃雰囲気下で一時間加熱し、常温に冷却した後の剥離角度１８０°でのリードフレームへの粘着力が０．１〜６．０Ｎ／１９ｍｍ幅である。
好ましくは、封止樹脂との剥離角度１８０°での粘着力が１０．０Ｎ／１９ｍｍ幅以下である。
好ましくは、前記粘着剤層の２００℃での貯蔵弾性率が０．５０×１０５Ｐａ以上である。
好ましくは、前記粘着剤層を構成する粘着剤がシリコーン系粘着剤、アクリル系粘着剤、またはゴム系粘着剤である。
好ましくは、前記粘着剤層を構成する粘着剤のゲル分率が６０％以上である。
好ましくは、さらに、粘着剤層に接触する剥離シートを備え、かつ、当該剥離シートは、
剥離角度９０°±１５°での剥離強度が１．５Ｎ／５０ｍｍ幅以下、
剥離角度１２０°±１５°での剥離強度が１．２Ｎ／５０ｍｍ幅以下、
剥離角度１５０°±１５°での剥離強度が１．０Ｎ／５０ｍｍ幅以下、又は
剥離角度１８０°−１５°、＋０°での剥離強度が１．０Ｎ／５０ｍｍ幅以下である。
さらに、前記粘着テープは、端子部およびダイパッドを有する金属製リードフレームの前記ダイパッドを有する面とは反対側の面上に耐熱性粘着テープを貼付する工程と、
前記金属製リードフレームの前記ダイパッド上に、電極パッドを有する半導体チップをダイボンディングする工程と、
前記リードフレームの前記端子部先端と前記半導体チップ上の前記電極パッドとをボンディングワイヤで電気的に接続する工程と、
封止樹脂により前記金属製リードフレームの前記半導体チップ側を片面封止する工程と
を有する樹脂封止型半導体装置の製造方法に用いられることが好ましい。
本発明の半導体装置の製造方法は、端子部およびダイパッドを有する金属製リードフレームの前記ダイパッドを有する面とは反対側の面上に前記本発明の耐熱性粘着テープを貼付する工程と、
前記金属製リードフレームの前記ダイパッド上に、電極パッドを有する半導体チップをダイボンディングする工程と、
前記リードフレームの前記端子部先端と前記半導体チップ上の前記電極パッドとをボンディングワイヤで電気的に接続する工程と、
封止樹脂により前記金属製リードフレームの前記半導体チップ側を片面封止する工程と
を有することを特徴とする。
なお、本明細書中、数値範囲を表す記号「〜」は、特に記載の無い限り、その数値範囲が当該記号の両端の数値を含むことを意図して用いられる。
本発明の粘着テープは、ＭＡＰ−ＱＦＮ製造プロセスのような過酷な条件下においても、樹脂漏れを高度に防止し、ワイヤーボンディングの確実性に悪影響を及ぼすことがなく、かつ樹脂封止後の剥離性にも優れる。
また、本発明の半導体装置の製造方法は、ＭＡＰ−ＱＦＮ製造プロセスに用いられても、樹脂漏れが生じ難く、ワイヤーボンディングの確実性が高く、かつ樹脂封止後の樹脂封止用の粘着テープの剥離も容易である。
本発明の半導体装置の製造方法の一例を示す工程図である。 本発明の半導体装置の製造方法に用いるリードフレームの一例を示す平面図（ａ）、要部拡大図（ｂ）である。
［基材層］
本発明の粘着テープは、２６０℃以下の温度領域にガラス転移温度を有さない基材層を備える。
樹脂封止型半導体装置の製造における樹脂封止用の粘着テープは、使用時において、高温に曝される。特に、ワイヤーボンディング工程では、通常、約２００℃の高温に曝されうる。
本発明の粘着テープは、２６０℃以下の温度領域にガラス転移温度を有さない基材層を有することにより、ＭＡＰ−ＱＦＮ製造プロセスのような過酷な条件下においても、樹脂漏れを高度に防止し、ワイヤーボンディングの確実性に悪影響を及ぼすことがなく、かつ樹脂封止後の剥離性にも優れる。
本発明者らの検討によれば、意外な事に、基材層が上記ワイヤーボンディング温度である約２００℃にガラス転移温度を有さない場合でも、樹脂封止工程での樹脂漏れが生じること、および熱履歴によって影響を受けた粘着シートがワイヤーボンディングの確実性に悪影響を及ぼすことがあった。
より好ましくは、前記基材層は、３００℃以下の温度領域にガラス転移温度を有さない。
前記基材層としては、前記の温度領域にガラス転移温度を有さないものであれば、特に限定されるものではなく、当該分野で使用される粘着テープの基材層として用いられる材料からなるものであれば、どのようなものでも用いることができる。
このような材料としては、例えば、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂、ポリサルフォン（ＰＳＦ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリアリレート（ＰＡＲ）樹脂、アラミド樹脂、ポリイミド樹脂又は液晶ポリマー（ＬＣＰ）、およびアルミ等の金属箔等が挙げられる。
中でも、耐熱性、および基材強度の観点から、ポリイミド樹脂が好ましい。
本明細書中、「ガラス転移点」とは、ＤＭＡ法（引っ張り法）において、昇温速度５℃／ｍｉｎ、サンプル幅５ｍｍ、チャック間距離２０ｍｍ、周波数１０Ｈｚの条件において確認される損失正接（ｔａｎδ）のピークを示す温度を意味する。かかるガラス転移点は、市販の装置（例、レトメトリック サイエンティフィック ＦＥ社製 ＲＳＡ−ＩＩ）によって測定される。したがって、例えば、「２６０℃以下の温度領域にガラス転移温度を有さない」とは、２６０℃以下の温度領域に前記損失正接（ｔａｎδ）のピークが認められないことを意味する。
前記基材層の厚さは、粘着テープの取扱性（例えば、テープの折れ又は裂けが生じ難いこと）の観点からは、好ましくは５μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上であり、一方、粘着テープの剥離性の観点からは、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは７５μｍ以下である。
更に、前記基材層の１８０℃で３時間加熱した後の熱収縮率は、当該基材層の収縮に伴うリードフレームの反りを防止する観点からは、０．４０％以下であることが好ましい。
本明細書中、「熱収縮率」とは、５ｃｍ角のフィルムを１８０℃で３時間加熱したときの、加熱前寸法（５ｃｍ）１００％に対する、寸法変化の割合（％）を示す。かかる熱収縮率は、市販の投影機（ミツトヨ製投影機、ＰＪ−Ｈ３０００Ｆ）によって測定される。
［粘着剤層］
本発明の粘着テープは、前記基材層上に積層された粘着剤層を備える。
当該粘着剤層は、好ましくは、前記基材層の片面上にのみ積層される。
前記粘着剤層を構成する粘着剤としては、耐熱性のあるものであれば特に限定されず、 感圧型、感熱型、及び感光型のいずれの型でもよい。
前記粘着剤の例としては、例えば、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ゴム系粘着剤、およびエポキシ系粘着剤等の各種粘着剤が挙げられる。中でも、耐熱性の観点からは、好ましくは、シリコーン系粘着剤、アクリル系粘着剤であり、より好ましくはシリコーン系粘着剤である。
シリコーン系粘着剤としては、たとえば、ジメチルポリシロキサンを含有するものがあげられる。
アクリル系粘着剤としては、例えば、アルキル（メタ）アクリレートを少なくとも含むモノマーの共重合から得られたアクリル系共重合体からなるものが挙げられる。なお、本明細書において、アルキル（メタ）アクリレートとは、アルキルアクリレート及び／又はアルキルメタクリレートを意味する。
アルキル（メタ）アクリレートとしては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、イソアミル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、イソノニル（メタ）アクリレート、デシシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート等が挙げられる。なかでも、アクリル酸モノマーと、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレートモノマーとの共重合、メチル及び／又はエチル（メタ）アクリレートと、アクリル酸モノマーと、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレートモノマーとの共重合が好ましい。
粘着剤層は、必要に応じて、架橋剤を含有していてもよい。
このような架橋剤としては、例えば、イソシアネート架橋剤、エポキシ架橋剤、アジリジン系化合物、キレート系架橋剤等が挙げられる。
架橋剤の含有量は特に限定されないが、例えば、アクリル系粘着剤を用いる場合には、アクリル系ポリマー１００重量部に対して０．１〜１５重量部が好ましく、０．５〜１０重量部がより好ましい。架橋剤をこの範囲で用いることにより、粘着剤層の粘弾性を適度に設定することができ、リードフレーム又は封止樹脂に対する粘着剤層の適度の粘着力を確保することができる。よって、粘着テープの剥離時においても、封止樹脂を剥離又は破損したり、粘着剤層の一部がリードフレーム又は封止樹脂に付着すること（すなわち、糊残り）が抑制される。さらに、粘着剤層の過度の硬化を抑制することができる。
前記粘着剤層を構成する粘着剤のゲル分率は、本発明の粘着テープ剥離時の糊残りを防止する観点からは、６０％以上が好ましい。
糊残りを防ぐことによって、半導体チップの洗浄工程を省略することが可能になる。
粘着剤のゲル分率は、架橋度を調整すること等によって、調整することができる。
本明細書中、ゲル分率とは、粘着剤中の溶媒不溶成分の割合を意味し、下記の方法で測定および算出される。
（ゲル分率の測定方法）
粘着剤を剥離シート等の面上に塗工し、乾燥および硬化させて得られた粘着剤フィルムの約０．１ｇを、テトラフルオロエチレンシートに包んだ後、過剰量の溶媒(トルエン)中に室温で１週間浸漬し、粘着剤層の浸漬前後の重量を測定し、その比（浸漬後の重量／浸漬前の重量）×１００をゲル分率とする。
粘着剤層は、更に可塑剤、顔料、染料、老化防止剤、帯電防止剤、及び粘着剤層の物性（例、弾性率）改善のために加えられる充填剤等の、当該分野で通常使用される各種添加剤を添加してもよい。その含有量は、適当な粘着性を損なわない限り、特に限定されないが、粘着剤層全体１００重量部に対して、通常、０．５〜２０重量部、好ましくは１．０〜１５重量部である。
前記粘着剤層を２００℃で１時間の条件下で加熱した際の発生ガスは、発生ガス成分のリードフレーム表面への２次堆積によるワイヤーボンディング不良や、樹脂封止後のパッケージの耐湿信頼性低下を防止する観点から、１．０ｍｇ／ｇ以下であることが望ましい。
当該発生ガス量は、例えば、粘着剤の架橋度を高めること、及び粘着剤中の低分子を除去すること等によって、高くすることができる。
なお、本明細書中、当該「発生ガス量」は粘着剤層を１０ｍｇ採取し、ガスクロマトグラフィー用のバイアル内に封入し、加熱発生ガスをトラップして、ガスクロマトグラフィーにて測定される発生ガス量（総アウトガス量）（μｇ（ガス）／ｇ（粘着剤層））である。
当該発生ガス量は、例えば、下記の装置及び条件により測定することができる。
＜測定装置＞
ヘッドスペースオートサンプラー：Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ製 ７６９４
ＧＣ：Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ製 ６８９０Ｐｌｕｓ
ＭＳ：Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ製 ５９７３Ｎ
＜測定条件＞
［ヘッドスペースオートサンプラー］
加圧時間：０．１２分
ループ重点時間：０．１２分
ループ平衡時間：０．０５分
注入時間：３．００分
サンプルループ温度：２００℃
トランスファーライン温度：２２０℃
［ＧＣ］
カラム：ＨＰ−５ＭＳ（０．２５μｍ）０．２５ｍｍφ×３０ｍ
キャリアーガス：Ｈｅ １．０ｍｌ／分（定流モード）
カラムヘッド圧：４８．７ｋｐａ（４０℃）
注入口：スプリット（スプリット比４６：１）
注入口温度：２５０℃
カラム温度：４０℃（５分保持）−（＋１０℃／分）→３００℃（９分保持）
［ＭＳ］
イオン化法：ＥＩ
エミッション電流：３５μＡ
電子エネルギー：７０ｅＶ
Ｅ．Ｍ．電圧：１１４１Ｖ
ソース温度：２３０℃
Ｑ−ポール：１５０℃
インターフェイス：２８０℃
前記粘着剤の５％重量減少温度は、ダイアタッチ、ワイヤーボンディング等半導体製造工程時の熱工程による粘着剤の劣化に起因するテープ剥離後の糊残りを防止する観点から、２５０℃以上であることが望ましい。
この５％重量減少温度は、例えば、粘着剤の架橋度を高めること及び粘着剤中の低分子を除去すること等によって、高くすることができる。
当該５％重量減少温度は、昇温温度：１０℃／分、雰囲気ガス：大気、ガス流量：２００ｍｌ／分の条件下で測定される。
具体的には、下記の測定方法によって、測定される。
＜測定方法＞
測定項目：ＴＧ（熱重量）
測定装置：エスアイエス・ナノテクノロジー社製ＴＧ／ＤＴＡ６２００
測定操作：試料を白金容器に入れて下記条件にてＴＧ測定を行い、５％重量減少した際の値を測定する。
測定条件：
測定温度域：室温〜８５０℃
昇温温度：１０℃／分
雰囲気ガス：大気
ガス流量：２００ｍｌ／分
前記粘着テープは、リードフレームの端子部先端と前記半導体チップ上の電極パッドとをボンディングワイヤで電気的に接続する結線工程の前に、リードフレームへ貼付されることがあるが、その際に粘着剤層が柔らかいと十分なワイヤーボンディング性が得られない。したがって、前記粘着剤層の２００℃での貯蔵弾性率は、好ましくは、十分なワイヤーボンディング性の観点からは、５．０×１０４Ｐａ以上である。
一方、適当な粘着力を得る観点からは、当該貯蔵弾性率は、１．０×１０７Ｐａ以下である。
本明細書中、「貯蔵弾性率」とは、試料層を１．５ｍｍ〜２ｍｍの厚みで作製した後、これを直径７．９ｍｍのポンチで打ち抜いて得た試料を、Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製の粘弾性スペクトロメーター（ＡＲＥＳ）を用いて、チャック圧１００ｇ重、周波数１Ｈｚに設定して測定することによって求めた値である。
粘着剤層の厚みは、リードフレームとの十分な粘着力の観点からは、好ましくは、２μｍ以上、より好ましくは３μｍ以上、更に好ましくは４μｍ以上であり、一方、十分なワイヤーボンディング性の観点からは、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは４０μｍ以下、更に好ましくは３０μｍ以下である。
また、前記粘着テープの前記基材層の厚さ（Ａ）と前記粘着剤層の厚さ（Ｂ）の比（Ｂ／Ａ）は、剥離時にの糊残りの抑制の観点からは、３以下であることが好ましい。
［粘着テープの製造方法］
本発明の粘着テープは、当該分野で公知の方法によって製造することができる。例えば、上述の粘着剤層成分を用意し、これを基材層の片面上に塗工および乾燥することにより、粘着剤層を形成できる。粘着剤層成分の塗工方法としては、バーコーター塗工、エアナイフ塗工、グラビア塗工、グラビアリバース塗工、リバースロール塗工、リップ塗工、ダイ塗工、ディップ塗工、オフセット印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷など種々の方法を採用することができる。また、別途、剥離ライナーに粘着剤層を形成した後、それを基材フィルムに貼り合せる方法等を採用してもよい。
［粘着テープ］
このようにして得られる本発明の粘着テープは、樹脂封止型半導体装置の製造において、リードフレームへ貼り付けられるため、リードフレームへの適当な粘着性が必要とされる。
前記粘着テープのリードフレーム（特に、後述するような金属板によって形成されているリードフレーム）への剥離角度１８０°での粘着力は、リードフレームへの十分な（例えば、工程中のテープ剥離が発生しないような）粘着力の観点からは、好ましくは、０．０５Ｎ／１９ｍｍ幅以上、より好ましくは０．１０Ｎ／１９ｍｍ幅以上、更に好ましくは０．１５Ｎ／１９ｍｍ幅以上であり、一方、テープ貼付の失敗時のテープ剥離における糊残りおよびダイパッド部等の変形を防止する観点からは、好ましくは６．０Ｎ／１９ｍｍ幅以下、より好ましくは５．０Ｎ／１９ｍｍ幅以下、更に好ましくは４．０Ｎ／１９ｍｍ幅以下である。
このような剥離強度は、市販の測定装置（例、島津製作所製 オートグラフ ＡＧ−Ｘ等）によって測定される。
また、同様に、テープ剥離際の封止樹脂上への糊残りを防止する観点からは、前記粘着テープの封止樹脂（特に、後述するような封止樹脂）への剥離角度１８０°での粘着力は１０．０Ｎ以下／１９ｍｍ幅以下、好ましくは８．０Ｎ以下／１９ｍｍ幅以下、より好ましくは６．０Ｎ／１９ｍｍ幅以下である。
本発明の粘着テープは、樹脂封止工程後の任意の段階で、リードフレームから剥がされる。したがって、樹脂漏れを防止する観点からは、高温に曝された後もリードフレームへの粘着力を有している必要はあるが、粘着力が強すぎる粘着テープは、糊残りが生じ易いことや、引き剥がしが困難となることだけでなく、場合によっては引き剥がしのための応力によって、モールドした樹脂の剥離や破損を招く恐れもある。したがって、これらの観点から、封止樹脂のはみ出しを抑える粘着力以上に強粘着であることはむしろ好ましくない。したがって、前記粘着テープのリードフレーム（特に、後述するような金属板によって形成されているリードフレーム）への２００℃で１時間加熱した後の剥離角度１８０°での剥離強度（粘着力）は、好ましくは０．１Ｎ／１９ｍｍ幅以上、より好ましくは０．２Ｎ／１９ｍｍ幅以上、更に好ましくは０．３Ｎ／１９ｍｍ幅以上であり、一方、好ましくは６．０Ｎ／１９ｍｍ幅以下、より好ましくは５．０Ｎ／１９ｍｍ幅以下、更に好ましくは４．０Ｎ／１９ｍｍ幅以下である。
本明細書中、「剥離強度（粘着力）」とは、ＪＩＳ Ｚ０２３７：１９９９に準拠した方法によって測定される。
一方、粘着テープは、まず、リードフレームに貼着され、任意の段階でリードフレームから剥離されるが、あまりに強粘着力を有する場合は、引き剥がしが困難となるだけでなく、場合によっては引き剥がしのための応力によって、モールドした樹脂の剥離、破損を招く。従って、封止樹脂のはみ出しを抑える粘着力以上に強粘着であることはむしろ好ましくない。例えば、半導体装置の製造工程において、ＪＩＳ Ｚ０２３７に準拠した２５℃における粘着力が０．０５〜６．０Ｎ／１９ｍｍ程度であることが適している。さらに、２００℃にて１時間加熱した後のリードフレームへの粘着力が、０．１〜６．０Ｎ／１９ｍｍ幅程度であることが好ましく、０．１〜４．０Ｎ／１９ｍｍ幅程度であることがより好ましい。
本発明の粘着テープは、さらに、剥離シートを備えていることが好ましい。剥離シートは、粘着剤層を保護するために粘着剤層に接触して形成されているシートである。この粘着シートは、粘着剤層に含まれる粘着剤の種類等に応じて、特定の値の剥離強度を有していることが好ましい。剥離強度は、粘着テープを剥離する際の角度によって適宜調整することができる。例えば、以下に示す条件の少なくとも１つを満たすものが好ましく、より多くの条件を満たすものがより好ましい。
剥離角度９０°±１５°での剥離強度は、
１．５Ｎ／５０ｍｍ幅以下、好ましくは１．０Ｎ／５０ｍｍ幅以下、より好ましくは０．５Ｎ／５０ｍｍ幅以下、更に好ましくは０．３Ｎ／５０ｍｍ幅以下、更により好ましくは０．２Ｎ／５０ｍｍ幅以下。
剥離角度１２０°±１５°での剥離強度は、
１．２Ｎ／５０ｍｍ幅以下、好ましくは１．０Ｎ／５０ｍｍ幅以下、より好ましくは０．８Ｎ／５０ｍｍ幅以下、更に好ましくは０．６Ｎ／５０ｍｍ幅以下、更により好ましくは０．３Ｎ／５０ｍｍ幅以下。
剥離角度１５０°±１５°での剥離強度は、
１．０Ｎ／５０ｍｍ幅以下、好ましくは０．８Ｎ／５０ｍｍ幅以下、より好ましくは０．６Ｎ／５０ｍｍ幅以下、更に好ましくは０．５Ｎ／５０ｍｍ幅以下、更により好ましくは０．３Ｎ／５０ｍｍ以下、特に好ましくは０．２Ｎ／５０ｍｍ幅以下。
剥離角度１８０°＋０°、−１５°での剥離強度は、
１．０Ｎ／５０ｍｍ幅以下、好ましくは０．８Ｎ／５０ｍｍ幅以下、より好ましくは０．６Ｎ／５０ｍｍ幅以下、更に好ましくは０．５Ｎ／５０ｍｍ幅以下、更により好ましくは０．３Ｎ／５０ｍｍ幅以下、特に好ましくは０．２Ｎ／５０ｍｍ幅以下。
剥離強度をこのような範囲とすることにより、一般に利用されるテープ貼り付け装置等を用いた場合でも、剥離シートの剥離のために過度の剥離強度を必要とせず、粘着テープのしわ、貼り付け位置のずれを発生させず、粘着テープへ残留応力を負荷することを防止することができる。これによって、リードフレームの反り、封止樹脂の樹脂漏れ等の発生を抑制することができる。
剥離シートは、当該分野で一般的に用いられている材料、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン；低密度ポリエチレン、直鎖状ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、ランダム共重合ポリプロピレン、ブロック共重合ポリプロピレン、ホモポリプロレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン；ポリウレタン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル（ランダム、交互）共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−ヘキセン共重合体、フッ素樹脂、セルロース系樹脂及びこれらの架橋体などのポリマー等を用いて、単層又は多層構造で形成された剥離基材を含む。
また、剥離シートは、剥離基材の少なくとも粘着剤層と接触する面に、粘着剤層と実質的に接着しないように、離型処理が施されているものが適している。離型処理は、当該分野で公知の方法及び材料を用いて行うことができる。例えば、シリコン樹脂による離型処理、フッ素樹脂による離型処理等が挙げられる。具体的には、セラピール・シリーズ（東レフィルム加工株式会社）の軽剥離グレード及び中剥離グレード等が例示される。
［樹脂封止型半導体装置の製造方法］
本発明の粘着テープは、半導体装置の製造に、具体的には、樹脂封止する際に使用される粘着テープである。つまり、リードフレーム表面に搭載された半導体チップを樹脂封止する際にリードフレームの少なくとも一面、通常、裏面（半導体チップが搭載される面と反対側の面、以下同じ）に貼着し、封止後に剥離するために用いられる。
例えば、リードフレームの少なくとも一面、通常、裏面に本発明の粘着テープを貼り合わせ、このダイパッド表面に半導体チップを搭載し、半導体チップ側を封止樹脂により封止し、封止後に粘着テープを剥離する工程を含む半導体装置の製造方法において使用するためのものである。
以下に、本発明の粘着テープを用いた樹脂封止型半導体装置の製造方法を、説明する。
樹脂封止型半導体装置の製造方法は、通常、以下の工程を有する。
工程１：端子部およびダイパッドを有する金属製リードフレームの前記ダイパッドを有する面とは反対側の前記リードフレームの面上に耐熱性粘着テープを貼付する。
工程２：前記金属製リードフレームの前記ダイパッド上に、電極パッドを有する半導体チップをダイボンディングする。
工程３：前記リードフレームの前記端子部先端と前記半導体チップ上の前記電極パッドとをボンディングワイヤで電気的に接続する。
工程４：封止樹脂により前記金属製リードフレームの前記半導体チップ側を片面封止する。
ここで、工程２〜４はこの順に行われるが、工程１は工程４の前に行われればよく、工程２の前もしくは後（すなわち、工程３の前）または工程３の後に行うことができる。
好ましくは、工程１〜４はこの順に行われる。
また、上述のように、工程１で貼付された本発明の粘着テープは、工程４の後の任意の段階で、リードフレームから剥がされる。
具体的には、まず、図１（ａ）に示すように、本発明の粘着テープ２０を、リードフレーム１１の一面、つまり、裏面に貼り付ける。
リードフレーム１１は、通常、Ｃｕ系素材（Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐなど）、Ｆｅ系素材（Ｆｅ−Ｎｉなど）等の金属板によって形成されている。特に、リードフレーム内の電気接点部分（後述する半導体チップとの接続部分）に、銀、ニッケル、パラジウム、金等で被覆（めっき）されているものが好ましい。リードフレーム１１の厚みは、通常、１００〜３００μｍ程度が挙げられる。
リードフレーム１１は、後の切断工程にて切り分けやすいよう、所定の配置パターン（例えば、個々のＱＦＮの配置パターン）が複数並べられているものが好ましい。具体的には、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、リードフレーム１１上に、マトリックス状にパッケージパターン領域１０が配列されたものが、マトリックスＱＦＮ、ＭＡＰ−ＱＦＮ等と呼ばれ、もっとも好ましいもののひとつである。
リードフレーム１１は、通常、ダイパッド１１ｃ及びリード端子１１ｂを備える。これらは分離して備えられていてもよいが、図２（ｂ）に示すように、隣接した複数の開口１１ａによって規定された複数リード端子１１ｂと、開口１１ａの中央に配列されたダイパッド１１ｃと、任意に、ダイパッド１１ｃを開口１１ａの４角に支持するダイバー１１ｄとによって、一体的に備えられているものが好ましい。なお、ダイパッド１１ｃ及びリード端子１１ｂ等は、放熱等の別の機能が意図されたものとして形成されていてもよい。
粘着テープ２０のリードフレーム１１への貼り付けは、少なくとも、リードフレーム１１におけるパッケージパターン領域１０に、リードフレーム１１のパッケージパターン領域１０より外側の領域、つまり、樹脂封止される樹脂封止領域の外側の全周を含む領域に又はパッケージパターン領域１０及びパッケージパターン領域１０の外側の全周を含む領域に行われることが適している。
なお、樹脂封止領域の外側の全周を含む領域に本発明の粘着テープを貼着する場合は、リードフレームの裏面のみならず、表面にも貼着してもよい。パッケージパターン領域１０及びパッケージパターン領域１０の外側の全周を含む領域に貼着する場合は、リードフレームの裏面にのみ貼着することが好ましい。
なお、リードフレーム１０は、通常、樹脂封止時の位置決めを行うためのガイドピン用孔（例えば、図２（ａ）の１３）を端辺近傍に有しているため、それを塞がない領域に粘着テープを貼着するのが好ましい。また、パッケージパターン領域１０はリードフレーム１１の長手方向に複数配置されるため、それらの複数領域を渡るように連続して粘着テープ２０を貼着するのが好ましい。
次いで、図１（ｂ）に示すように、リードフレーム１１表面（粘着テープ２０が貼り付けられていない面）に、半導体チップ１５を搭載する。
通常、上述したように、リードフレーム１１は、半導体チップ１５を固定するためダイパッド１１ｃと呼ばれる固定エリアが設けられていることから、半導体チップ１５は、ダイパッド１１ｃ上に搭載される。
ダイパッド１１ｃヘの半導体チップ１５の搭載は、例えば、導電性ペースト１９、接着テープ、粘着剤（例えば、熱硬化性粘着剤）等を用いる各種の方法が利用される。導電性ペースト、粘着剤等を用いて搭載する場合、通常、１５０〜２００℃程度の温度で３０分〜９０分程度、加熱キュアされる。
続いて、任意に、図１（ｃ）に示すように、半導体チップ１５表面の電極パッド（図示せず）と、リードフレーム１１とをワイヤボンドする。
ワイヤボンドは、ボンディングワイヤ１６、例えば、金線又はアルミ線などによって行われる。通常、１５０〜２５０℃に加熱した状態で、超音波による振動エネルギーと印加加圧による圧着エネルギーとの併用により行われる。
次に、リードフレーム１１を上下金型（図示せず）にはさみ、封止樹脂１７を射出して、半導体チップ１５を封止する。この場合の封止は、上述したように、粘着テープを、リードフレームにおける樹脂封止領域の外側の全周を含む領域に、リードフレームの表裏面に行っている場合には、片面封止及び両面封止のいずれでもよい。また、パッケージパターン領域１０及びパッケージパターン領域１０の外側の全周を含む領域に貼着した場合には、片面封止を行うことが好ましい。中でも、片面封止を行う場合、本発明の粘着テープを好適に用いることができ、好ましい。
半導体チップの封止は、リードフレーム１０に搭載された半導体チップ１５及びボンディングワイヤ１６を保護するために行われる。例えば、エポキシ系樹脂等を用いて、金型中で成型されるのが代表的な方法である。この場合、複数のキャビティを有する上金型と下金型とからなる金型を用いて、複数の半導体チップを同時に封止することが好ましい。通常、樹脂封止時の加熱温度は１７０〜１８０℃程度であり、この温度で数分間キュアした後、さらに、ポストモールドキュアを数時間行う。
その後、図１（ｄ）に示すように、封止樹脂１７を含むリードフレーム１０を金型から取り出す。
図１（ｅ）に示すように、リードフレーム１１裏面に貼り付けられた粘着テープを剥離する。
封止後の粘着テープ２０の剥離は、上述したポストモールドキュアの前に行うことが好ましい。
その後、図１（ｆ）に示すように、封止樹脂１７を含むリードフレーム１１を、半導体チップ１５ごとに分割し、半導体装置２１を得ることができる。
半導体チップ１５ごとの分割は、ダイサー等の回転切断刃等を用いて行うことができる。
なお、本発明の粘着テープは、半導体チップの樹脂封止の際に、リードフレームの一面、好ましくは裏面に貼着されていればよく、上述した図１（ａ）〜図１（ｃ）の工程について、半導体チップを搭載した後に粘着テープを貼り付けてもよく、半導体チップをワイヤボンドした後に粘着テープを貼り付けてもよい。中でも、上述した図１（ａ）〜図１（ｃ）の順序で行うことが好ましい。また、半導体チップの構造によっては、ワイヤボンドを行わなくてもよい。
以下、本発明を実施例等によって更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例１
２５μｍ厚のポリイミドフィルム（東レデュポン、カプトン１００Ｈ（商品名）、線熱膨張係数２．７×１０−５／Ｋ、Ｔｇ ４０２℃）を基材層として用い、当該基材層の片面上に、東レ・ダウコーニングシリコーン社製シリコーン粘着剤 ＳＤ−４５８６ １００重量部に対して白金触媒を２．５重量部とトルエンを加えて均一に分散させた後、塗工・乾燥させて厚さ約６μｍの粘着剤層を有する耐熱性粘着テープを作製した。本粘着剤の２００℃における貯蔵弾性率は４．０×１０５Ｐａであった。なお、このテープの銅製のリードフレームへの剥離角度１８０°での粘着力は１．０Ｎ／１９ｍｍ幅であり、２００℃で１時間加熱した後の剥離角度１８０°での粘着力は２．７Ｎ／１９ｍｍ幅程度であった。また、本粘着テープの樹脂封止後の封止樹脂への剥離角度１８０°での粘着力は３．０Ｎ／１９ｍｍであった。
ここで、使用した銅製のリードフレームの表面粗さは約８０ｎｍである。当該表面粗さは、下記の測定装置および測定条件を採用し、接触式によって測定した。
［測定装置］
ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ Ｐ−１５
［測定条件］
測定幅：２ｍｍ
測定速度：５０μｍ／秒
なお、粘着剤の５％重量減少温度は３３０℃であり、２００℃で１時間加熱した後の発生ガス量は０．０３ｍｇ／ｇであった。さらに１８０℃で３時間加熱した後の基材層の熱収縮率は０．３５％であった。
実施例２
基材層として２５μｍ厚のポリイミドフィルム（カネカ、アピカル２５ＮＰＩ（商品名）、線熱膨張係数１．７×１０−５／Ｋ、Ｔｇ ４２１℃）を使用したこと以外は実施例１と同様の方法で粘着テープを得た。なお、このテープの銅製のリードフレームへの剥離角度１８０°での粘着力は１．１Ｎ／１９ｍｍ幅であり、２００℃で１時間加熱した後の剥離角度１８０°での粘着力は２．８Ｎ／１９ｍｍ幅程度であった。また、本粘着テープの樹脂封止後の封止樹脂への剥離角度１８０°での粘着力は３．２Ｎ／１９ｍｍであった。
なお、粘着剤の５％重量減少温度は３３０℃であり、２００℃で１時間加熱した後の発生ガス量は０．０３ｍｇ／ｇであった。さらに１８０℃で３時間加熱した後の基材層の熱収縮率は０．１１％であった。
実施例３
基材層として５０μｍ厚のポリイミドフィルム（東レデュポン、カプトン２００Ｈ（商品名）、線熱膨張係数２．７×１０−５／Ｋ、Ｔｇ ４０２℃）を使用したこと以外は実施例１と同様の方法で粘着テープを得た。なお、このテープの銅製のリードフレームへの剥離角度１８０°での粘着力は１．３Ｎ／１９ｍｍ幅であり、２００℃で１時間加熱した後の剥離角度１８０°での粘着力は３．５Ｎ／１９ｍｍ幅程度であった。また、本粘着テープの樹脂封止後の封止樹脂への剥離角度１８０°での粘着力は３．７Ｎ／１９ｍｍであった。
なお、粘着剤の５％重量減少温度は３３０℃であり、２００℃で１時間加熱した後の発生ガス量は０．０３ｍｇ／ｇであった。さらに１８０℃で３時間加熱した後の基材層の熱収縮率は０．３６％であった。
実施例４
粘着剤層の厚さを１５μｍにしたこと以外は実施例１と同様の方法で粘着テープを得た。なお、このテープの銅製のリードフレームへの剥離角度１８０°での粘着力は１．８Ｎ／１９ｍｍ幅であり、２００℃で１時間加熱した後の剥離角度１８０°での粘着力は４．２Ｎ／１９ｍｍ幅程度であった。また、本粘着テープの樹脂封止後の封止樹脂への剥離角度１８０°での粘着力は４．５Ｎ／１９ｍｍであった。
なお、粘着剤の５％重量減少温度は３３０℃であり、２００℃で１時間加熱した後の発生ガス量は０．０８ｍｇ／ｇであった。さらに１８０℃で３時間加熱した後の基材層の熱収縮率は０．３５％であった。
参考例５
粘着剤としてブチルアクリレート １００重量部に対してアクリル酸１０重量部を共重合させたポリマーに架橋剤としてイソシアネート系架橋剤５重量部を添加したものを使用したこと以外は実施例１と同様の方法で耐熱性粘着テープを作製した。本粘着剤の２００℃における貯蔵弾性率は１．０×１０６Ｐａであった。なお、このテープの銅製のリードフレームへの剥離角度１８０°での粘着力は０．５Ｎ／１９ｍｍ幅であり、２００℃で１時間加熱した後の剥離角度１８０°での粘着力は１．５Ｎ／１９ｍｍ幅程度であった。また、本粘着テープの樹脂封止後の封止樹脂への剥離角度１８０°での粘着力は４．０Ｎ／１９ｍｍであった。
なお、粘着剤の５％重量減少温度は２７０℃であり、２００℃で１時間加熱した後の発生ガス量は０．５ｍｇ／ｇであった。さらに１８０℃で３時間加熱した後の基材層の熱収縮率は０．３５％であった。
比較例１
基材層として２５μｍ厚のポリエチレンナフタレート（帝人デュポン、テオネックスＱ８１（商品名）、線熱膨張係数１．０×１０−５／Ｋ、Ｔｇ １５６℃）を用いたこと以外は実施例１と同様の方法にて粘着テープを得た。なお、このテープの銅製のリードフレームへの剥離角度１８０°での粘着力は０．９Ｎ／１９ｍｍ幅であり、２００℃で１時間加熱した後の剥離角度１８０°での粘着力は２．５Ｎ／１９ｍｍ幅程度であった。また、本粘着テープの樹脂封止後の封止樹脂への剥離角度１８０°での粘着力は２．８Ｎ／１９ｍｍであった。
なお、粘着剤の５％重量減少温度は２７０℃であり、２００℃で１時間加熱した後の発生ガス量は０．０３ｍｇ／ｇであった。さらに１８０℃で３時間加熱した後の基材層の熱収縮率は０．４２％であった。
比較例２
基材層として２５μｍ厚のポリフェニルサルファイド（東レ、トレリナ３０３０（商品名）、線熱膨張係数３．２×１０−５／Ｋ、Ｔｇ １２７℃）を用いたこと以外は実施例１と同様の方法にて粘着テープを得た。なお、このテープの銅製のリードフレームへの剥離角度１８０°での粘着力は０．９Ｎ／１９ｍｍ幅であり、２００℃で１時間加熱した後の剥離角度１８０°での粘着力は２．５Ｎ／１９ｍｍ幅程度であった。また、本粘着テープの樹脂封止後の封止樹脂への剥離角度１８０°での粘着力は２．９Ｎ／１９ｍｍであった。
なお、粘着剤の５％重量減少温度は２７０℃であり、２００℃で１時間加熱した後の発生ガス量は０．０３ｍｇ／ｇであった。さらに１８０℃で３時間加熱した後の基材層の熱収縮率は１．９％であった。
実施例６
基材層として１２．５μｍ厚のポリイミドフィルム（東レデュポン、カプトン５０Ｈ（商品名）、線熱膨張係数２．７×１０−５／Ｋ、Ｔｇ ４０４℃。）を用い、かつ粘着剤層の厚さを４０μｍにしたこと以外は、実施例１と同様の方法で粘着テープを得た。なお、このテープの銅製のリードフレームへの剥離角度１８０°での粘着力は３．８Ｎ／１９ｍｍ幅であり、２００℃で１時間加熱した後の剥離角度１８０°での粘着力は５．５Ｎ／１９ｍｍ幅程度であった。また、本粘着テープの樹脂封止後の封止樹脂への剥離角度１８０°での粘着力は６．５Ｎ／１９ｍｍであった。
なお、粘着剤の５％重量減少温度は３３０℃であり、２００℃で１時間加熱した後の発生ガス量は０．３２ｍｇ／ｇであった。さらに１８０℃で３時間加熱した後の基材層の熱収縮率は０．３５％であった。
実施例７
粘着剤として東レ・ダウコーニングシリコーン社製シリコーン粘着剤 ＳＤ−４５６０ １００重量部に対して白金触媒２重量部を添加したものを使用したこと以外は実施例１と同様の方法で粘着テープを得た。この粘着剤の２００℃における貯蔵弾性率は８．０×１０３Ｐａであった。またこのテープの銅製のリードフレームへの剥離角度１８０°での粘着力は１．２Ｎ／１９ｍｍ幅であり、２００℃で１時間加熱した後の剥離角度１８０°での粘着力は３．４Ｎ／１９ｍｍ幅程度であった。また、本粘着テープの樹脂封止後の封止樹脂への剥離角度１８０°での粘着力は４．１Ｎ／１９ｍｍであった。
なお、粘着剤の５％重量減少温度は３２０℃であり、２００℃で１時間加熱した後の発生ガス量は０．１２ｍｇ／ｇであった。さらに１８０℃で３時間加熱した後の基材層の熱収縮率は０．３５％であった。
実施例８
粘着剤として東レ・ダウコーニングシリコーン社製シリコーン粘着剤 ＳＤ−４２８４ １００重量部に対して架橋剤として過酸化ベンゾイルを０．６重量部を添加したものを使用したこと以外は実施例１と同様の方法で粘着テープを得た。このテープの銅製のリードフレームへの粘着力が７．０Ｎ／１９ｍｍであり、この粘着剤の２００℃における貯蔵弾性率は６．０×１０４Ｐａであった。また、このテープの銅製のリードフレームへの２００℃で１時間加熱した後の剥離角度１８０°での粘着力は１０．５Ｎ／１９ｍｍ幅程度であり、また、本粘着テープの樹脂封止後の封止樹脂への剥離角度１８０°での粘着力は１２．３Ｎ／１９ｍｍであった。
なお、粘着剤の５％重量減少温度は３１０℃であり、２００℃で１時間加熱した後の発生ガス量は０．２１ｍｇ／ｇであった。さらに１８０℃で３時間加熱した後の基材層の熱収縮率は０．３５％であった。
参考例９
粘着剤として２−エチルヘキシルアクリレート１００重量部に対してアクリル酸３重量部を共重合させたポリマーに架橋剤としてイソシアネート系架橋剤２重量部添加したものを使用したこと以外は実施例１と同様の方法にて耐熱性粘着テープを作製した。本粘着剤の２００℃における貯蔵弾性率は７．０×１０５Ｐａであり、粘着剤の５％重量減少温度は２３０℃であった。
このテープの銅製のリードフレームへの剥離角度１８０°での粘着力は１．２Ｎ／１９ｍｍ幅、テープの銅製のリードフレームへの２００℃で１時間加熱した後の剥離角度１８０°での粘着力は２．５Ｎ／１９ｍｍ幅程度であった。また、本粘着テープの樹脂封止後の封止樹脂への剥離角度１８０°での粘着力は５．５Ｎ／１９ｍｍであった。
なお、この粘着剤を２００℃で１時間加熱した後の発生ガス量は０．６５ｍｇ／ｇであった。さらに１８０℃で３時間加熱した後の基材層の熱収縮率は０．３５％であった。
実施例１０
粘着剤として東レ・ダウコーニングシリコーン社製シリコーン粘着剤 ＳＤ−４５８５ １００重量部に対して白金触媒２重量部を添加したものを使用したこと以外は実施例１と同様の方法で粘着テープを得た。この粘着剤の２００℃で１時間加熱した後の発生ガス量は１．２ｍｇ／ｇであった。また、この粘着剤の２００℃のは１．０×１０５Ｐａであり、このテープの銅製のリードフレームへの剥離角度１８０°での粘着力は１．３Ｎ／１９ｍｍ幅、テープの銅製のリードフレームへの２００℃で１時間加熱した後の剥離角度１８０°での粘着力は２．０Ｎ／１９ｍｍ幅程度であった。さらに、本粘着テープの樹脂封止後の封止樹脂への剥離角度１８０°での粘着力は４．０Ｎ／１９ｍｍであった。
なお、粘着剤の５％重量減少温度は３１０℃であり、さらに１８０℃で３時間加熱した後の基材層の熱収縮率は０．３５％であった。
試験例１
作製した上記サンプルに対して、下記の方法により、ワイヤーボンディング性、樹脂封止時のマスキング性、およびテープの剥離性に関して検証を行った。各試験の結果を表１に示す。
＜ワイヤーボンディング性評価＞
耐熱性粘着テープを、端子部に銀めっきが施された一辺１６ＰｉｎタイプのＱＦＮが４個×４個に配列された銅製のリードフレームのアウターパット側に、テープラミネート装置ＰＬ−５５ＴＲＭ（日東電工製）を用いて常温にて貼り合わせた。このリードフレームのダイパッド部分に半導体チップをエポキシフェノール系の銀ぺーストを用いて接着し、１８０℃にて１時間ほどキュアすることで固定した。
つぎに、リードフレームは耐熱性粘着テープ側から真空吸引する形で２００℃に加熱したヒートブロックに固定し、さらにリードフレームの周辺部分をウインドクランパーにて押さえて固定した。これらを、１１５ＫＨｚワイヤボンダー（新川製：ＵＴＣ−３００Ｂ１）を用いてφ２５μｍの金線（田中貴金属製ＧＭＧ−２５）にて下記の条件でワイヤーボンディングを行った。
ファーストボンディング加圧：１００ｇ
ファーストボンディング印加時間：１０ｍ秒
セカンドボンディング加圧：１５０ｇ
セカンドボンディング印加時間：１５ｍ秒
上記、手法にて結線作製したワイヤーのプル強度をプルテスター（レスカ、Ｂｏｎｄｉｎｇ ｔｅｓｔｅｒ ＰＴＲ−３０）を用いて測定した。ここで、以下の二つの条件を満たしたときを「成功」と評価し、リードフレームに各サンプル１００本のワイヤーボンディングを行った際の成功ワイヤ数／全ワイヤ数を、成功率とした。
［条件］
条件１．プル試験による破壊モードが、ファーストボンド（１ｓｔ Ｂｏｎｄ）およびセカンドボンド（２ｎｄ Ｂｏｎｄ）の界面破壊でない。
条件２．プル強度が４ｇｆ以上の値を示す。
＜マスキング性評価＞
耐熱性粘着テープを、端子部に銀めっきが施された一辺１６ＰｉｎタイプのＱＦＮが４個×４個に配列された銅製のリードフレームのアウターパット側に貼り合わせた。
上記粘着テープ付きリードフレームを前記ワイヤーボンド条件にてワイヤーボンドを行い、さらにエポキシ系封止樹脂（日東電工製ＨＣ−３００）により、これらをモールドマシン（ＴＯＷＡ製Ｍｏｄｅｌ−Ｙ−ｓｅｒｉｓｅ）を用いて、１７５℃で、プレヒート４０秒、インジェクション時間１１．５秒、キュア時間１２０秒にてモールドした後、耐熱性テープを剥離し、樹脂モレを確認した。本試験を３０枚のリードフレームにて行い樹脂モレ発生の割合を確認した。
＜糊残り性評価＞
前記マスキング性評価用サンプルのテープ剥離面の封止樹脂面およびリードフレーム面を目視にて確認した。表１中では、糊残りが観察されたものを「＋」と記載し、糊残りが観察されなかったものを「−」と記載し、測定不可能であったものを「ＮＤ」と記載した。
＜リワーク性＞
耐熱性粘着テープを、端子部に銀めっきが施された一辺１６ＰｉｎタイプのＱＦＮが４個×４個に配列された銅製のリードフレームのアウターパット側に貼り合わせ、剥離角度１８０°にて剥離し、テープ剥離後のリードフレームの形状を確認した。表１中では、リードフレームの形状に変形が認められないものを、「可能」と記載した。
作製したテープの特性及び評価結果をまとめたものを表１に示す。実施例１−４及び参考例５のサンプルはいずれの特性も満足するものであったが、比較例１、２ではワイヤーボンディング中に基材層の収縮を生じたため、十分なワイヤーボンディング性、マスキング性を得られなかった。
実施例６では粘着剤厚が厚いため、実施例７では粘着剤の弾性率が低いため封止樹脂のマスキング性に問題は確認されなかったが、粘着剤厚が厚いために十分なワイヤーボンディング性が得られなかった。
実施例８ではリードフレームへの粘着力が高すぎるため、テープを剥離するとリードフレームの変形が確認されただけでなく、加熱した後のリードフレームへの粘着力、および封止樹脂への粘着力が高いため樹脂封止後にテープを剥離したところリードフレームおよび封止樹脂上に糊残りが確認された。
また、参考例９では粘着剤の分解温度が低いため、樹脂封止後にテープを剥離したところリードフレームおよび封止樹脂上に糊残りが確認された。
さらに、実施例１０ではアウトガス量が多いためワイヤーボンディングが不可能であった。
以上の結果を表１にまとめた。
以上の結果より、多数のパッケージを同時に封止するＭＡＰタイプに対し、耐熱性粘着テープにより封止工程での樹脂漏れを好適に防止しながら、しかも貼着したテープが一連の工程で支障をきたしにくい耐熱性粘着テープが得られた。
Figure 0005612403
実施例１１
２５μｍ厚のポリイミドフィルム（東レデュポン製：カプトン１００Ｈ 前記ＤＭＡ法による基材Ｔｇ ４０２℃）を基材層として、シリコーン系粘着剤（東レダウコーニングシリコーン社製：ＳＤ４５８６ １００重量部に対して、白金触媒２．５重量部とトルエンを加えて均一に分散させた後、塗工・乾燥し、厚さ約１０μｍの粘着剤層を有する耐熱性粘着テープを作製した。この粘着剤をテフロン（登録商標）シートに包み、トルエン中に室温で１週間浸漬した前後の重量変化よりゲル分率を測定したところ、７２．１％であった。
この耐熱性粘着テープを、端子部に銀めっきが施された一辺１６ＰｉｎタイプのＱＦＮが４個×４個に配列された銅製のリードフレームのアウターパッド側（前記ダイパッドを有する面とは反対側の前記リードフレームの面上）にハンドローラーを用いて常温にて貼り合わせた。
半導体チップ搭載工程の加熱処理を再現するべく、リードフレームを２００℃にて１時間ほどキュアした。
次に、リードフレームは耐熱性粘着テープ側から真空吸引する形で２２５℃に加熱したヒートブロックに固定し、さらにリードフレームの周辺部分をウインドクランパーにて押さえて固定した。これらを、１１５ＫＨｚワイヤボンダー（新川製：ＵＴＣ−３００Ｂ１）を用いてφ２５μｍの金線（田中貴金属製：ＧＭＧ−２５）にて下記の条件でワイヤボンディングを行った。
ファーストボンディング加圧：１００ｇ
ファーストボンディング印加時間：１０ｍ秒
セカンドボンディング加圧：１５０ｇ
セカンドボンディング印加時間：１５ｍ秒
更に、エポキシ系封止樹脂（日東電工製：ＨＣ−３００Ｂ６）により、これらをモールドマシン（ＴＯＷＡ製：Ｍｏｄｅｌ−Ｙ−ｓｅｒｉｅｓ）を用いて、１７５℃で、プレヒート設定３秒、インジェクション時間１２秒、キュア時間９０秒にてモールドした後、耐熱性粘着テープを剥離してＱＦＮパッケージを作製した。
実施例１２
ブチルアクリレートモノマー１００重量部に対して、構成モノマーとしてのアクリル酸モノマーを５重量部配合してアクリル系共重合体を得た。このアクリル系共重合体１００重量部に対して、エポキシ系架橋剤（三菱ガス化学製：Ｔｅｔｒａｄ‐Ｃ）を１．０重量部、イソシアネート系架橋剤（日本ポリウレタン製：コロネート−L）１．５重量部を添加して、粘着剤組成物を調製した。この粘着剤のゲル分率を実施例１１と同様に測定したところ、９７．８％であった。以後、実施例１と同様の方法でＱＦＮパッケージを作製した。
比較例３
基材層に２５μｍ厚のポリエーテルイミド（三菱樹脂製：スペリオＵＴ、Ｔｇ ２３９℃（前記ＤＭＡ法））を用いる以外は、実施例１１と同様の方法でＱＦＮパッケージを作製した。
比較例４
基材層に比較例３と同様のポリエーテルイミドフィルムを用いる以外は、実施例２と同様の方法でＱＦＮパッケージを作製した。
実施例１３
粘着剤層にエポキシ系架橋剤を添加しない以外は、実施例１２と同様の方法でＱＦＮパッケージを作製した。この粘着剤のゲル分率を実施例１１と同様に測定したところ、４６．２％であった。
比較例５
基材層に比較例３と同様のポリエーテルイミドフィルムを用いる以外は、実施例１３と同様の方法でＱＦＮパッケージを作製した。
試験例２
以上のようにして作製したＱＦＮパッケージにおいて、ワイヤボンディング（表中ではＷ／Ｂと記載）成功率と工程終了後テープ剥離時の糊残り発生の有無を測定した。
ワイヤボンディング成功率は、１辺１６ＰｉｎタイプのＱＦＮの全辺６４Ｐｉｎに対してワイヤボンディングを実行し、正確にワイヤを打ち込むことができたＰｉｎの数から算出した。糊残り有無は、テープ剥離後のＱＦＮパッケージを目視することにより確認した。
その結果を表２に示す。
Figure 0005612403
実施例１１においては、ワイヤボンディング成功率は概ね良好であり、且つ糊残り無くテープを剥離することができた。
実施例１２においても実施例１１と同様に、ワイヤボンディング成功率は概ね良好であり、且つ糊残り無くテープを剥離することができた。
比較例３及び４においては、いずれも糊残り無く剥離することはできたが、基材のガラス転移点（Ｔｇ）がワイヤボンディング時の温度に近い為、ワイヤボンディング成功率が実施例１１及び１２よりも低下した。
実施例１３及び比較例５においては、粘着剤のゲル分率が低く弾性も低い為、ワイヤボンディングを全く行うことができず、また剥離時に全面に糊残りが発生した。
以上の結果より、使用工程中の熱による基材物性の著しい変化を抑制し、且つ使用後に糊残り無く剥離可能な半導体装置製造用耐熱性粘着テープを提供することができた。
実施例１４
２５μｍのポリイミドフィルム（東レデュポン製：カプトン１００Ｈ）を基材層として用い、当該基材層の片面上に、東レ・ダウコーニングシリコーン社製シリコーン粘着剤 ＳＤ−４５６０ １００重量部に対して白金触媒を２．５重量部とトルエンを加えて均一に分散させた後、塗工・乾燥させて厚さ約１５ｕｍの粘着剤層を有する耐熱性粘着テープを作製し、厚さ約５０μｍのＰＥＴセパレータ（三菱化学ポリエステルフィルム社製・ＭＲＳ−５０Ｓ）を貼り合わせて耐熱性粘着テープを作成した。なお、このテープの剥離角度１８０°でのセパレータ剥離力は０．２０Ｎ／５０ｍｍ、剥離角度９０°でのセパレータ剥離力は０．３０Ｎ／５０ｍｍであった（剥離速度：３００ｍｍ／分）。
実施例１５
２５μｍのポリイミドフィルム（東レデュポン製：カプトン１００Ｈ）を基材層として用い、当該基材層の片面上にアクリル酸ブチル―アクリル酸（１００重量部−５重量部）からなる共重合体ポリマー１００重量部に、エポキシ系架橋剤０．４重量部とトルエンを加えて均一に分散させた後、塗工・乾燥し厚さ約１５μｍの粘着剤層を有する耐熱性テープを作製し、厚さ約３８μｍのＰＥＴセパレータ（東レ加工フィルム社製・＃３８セラピール）を貼り合わせて耐熱性粘着テープを作成した。なお、このテープの剥離角度１２０°でのセパレータ剥離力は０．１０Ｎ／５０ｍｍ、剥離角度１５０°でのセパレータ剥離力０．０５Ｎ／５０ｍｍであった（剥離速度：３００ｍｍ／分）。
実施例１６
セパレータに厚さ約３８μｍのＰＥＴセパレータ（東レ加工フィルム社製・＃３８セラピール）を使用して貼り合わせた以外は、実施例１と同様の操作を行って、耐熱性粘着テープを得た。なお、このテープの剥離角度１８０°でのセパレータ剥離力は１．８０Ｎ／５０ｍｍ、９０°でのセパレータ剥離力は２．４０Ｎ／５０ｍｍであった（剥離速度：３００ｍｍ／分）。
実施例１７
セパレータに厚さ約３８μｍのＰＥＴフィルム（東レポリエステルフィルム社・ルミラー＃３８ Ｓ−１０）を使用して貼り合わせた以外は、実施例２と同様の操作を行って、耐熱性粘着テープを得た。なお、このテープの剥離角度１２０°でのセパレータ剥離力は３．５０Ｎ／５０ｍｍ、１５０°でのセパレータ剥離力は３．０Ｎ／５０ｍｍであった（剥離速度：３００ｍｍ／分）。
試験例３
実施例１４〜１７において製造した耐熱性粘着テープを、リードフレームバリ止め用モールドマスキングテープ貼り付け装置（日東精機社製・ＰＬ−５５ＴＲＭ）を使用して、一辺１６ＰｉｎタイプのＱＦＮが４個×４個配列された銅製のリードフレームのアウターパット側に貼り合わせた。その後、
（ａ）半導体チップのボンディング、キュア（１８０℃×１時間）
（ｂ）ワイヤボンディング
（ｃ）モールド（１７５℃、プレヒート４０秒、インジェクション時間１１．５秒、キュア時間１２０秒）
（ｄ）耐熱性粘着テープの剥離
（ｅ）ポストモールドキュア（１７５℃×３時間）
（ｆ）ダイサーによる切断（個片化）
を行って、個々のＱＦＮタイプの半導体装置を得た。このようにして得られたＱＦＮの樹脂漏れに関する観察結果を表３に示す。
Figure 0005612403
実施例１４、及び１５の耐熱性粘着テープでは、テープ貼り付け後のテープ位置のズレやしわは発生せず、またリードフレームの反りも起こらず、モールド時の樹脂漏れは全く発生しなかった。
これに対して実施例１６、及び１７の耐熱性粘着テープでは、セパレータ剥離力が重いためセパレータ剥離時にテープ位置がズレたり、しわが発生し、またテープの残留応力によってリードフレームに反りが発生することで、モールド時に適切にクランプされず大部分で樹脂漏れが発生した。
本発明の粘着テープは、ＭＡＰ−ＱＦＮ用途においても、耐熱性粘着テープにより封止工程での樹脂漏れを好適に防止しながら、しかも貼着したテープが一連の工程で支障をきたしにくく、かつ樹脂封止後の剥離性に優れるので、半導体装置の製造方法において広範に用いることができる。
１０ パッケージパターン領域
１１ リードフレーム
１１ａ 開口
１１ｂ リード端子
１１ｃ ダイパッド
１５ 半導体チップ
１６ ボンディングワイヤ
１７ 封止樹脂
１９ 導電性ペースト
２０ 粘着テープ
２１ 半導体装置

Claims (17)

  1. ２６０℃以下の温度領域にガラス転移温度を有さない基材層と、
    当該基材層上に積層された粘着剤層とを備え、
    前記粘着剤層は、シリコーン系粘着剤を含み、かつ下記の測定条件の熱重量分析における５％重量減少温度が３１０℃以上である粘着剤で構成される、樹脂封止型半導体装置の製造における樹脂封止用の粘着テープ。
    ［測定条件］
    昇音温度：１０℃／分
    雰囲気ガス：大気
    ガス流量：２００ｍｌ／分
  2. 前記シリコーン系粘着剤は、ジメチルポリシロキサンを含有する請求項１に記載の粘着テープ。
  3. 前記基材層は、３００℃以下の温度領域にガラス転移温度を有さない請求項１又は２に記載の粘着テープ。
  4. 前記基材層の厚さが５〜１００μｍである請求項１〜３のいずれか１項に記載の粘着テープ。
  5. 前記基材層を１８０℃で３時間加熱したときの熱収縮率が０．４０％以下である請求項１〜４のいずれか１項に記載の粘着テープ。
  6. 前記粘着剤層が、前記基材層の片面上にのみ積層されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の粘着テープ。
  7. 前記粘着剤層の厚さが２μｍ以上５０μｍ以下である請求項１〜６のいずれか１項に記載の粘着テープ。
  8. 前記基材層の厚さ（Ａ）と粘着剤層の厚さ（Ｂ）の比率（Ｂ／Ａ）が３以下である請求項１〜６のいずれか１項に記載の粘着テープ。
  9. 前記粘着剤層を構成する粘着剤を２００℃で１時間加熱したときの発生ガス量が１．０ｍｇ／ｇ以下である請求項１〜８のいずれか１項に記載の粘着テープ。
  10. 剥離角度１８０°でのリードフレームに対する粘着力が０．０５〜６．０Ｎ／１９ｍｍ幅である請求項１〜９のいずれか１項に記載の粘着テープ。
  11. ２００℃雰囲気下で一時間加熱し、常温に冷却した後の剥離角度１８０°でのリードフレームへの粘着力が０．１〜６．０Ｎ／１９ｍｍ幅である請求項１〜１０のいずれか１項に記載の粘着テープ。
  12. 封止樹脂との剥離角度１８０°での粘着力が１０．０Ｎ／１９ｍｍ幅以下である請求項１〜１１のいずれか１項に記載の粘着テープ。
  13. 前記粘着剤層の２００℃での貯蔵弾性率が０．５０×１０５Ｐａ以上である請求項１〜１２のいずれか１項に記載の粘着テープ。
  14. 前記粘着剤層を構成する粘着剤のゲル分率が６０％以上である請求項１〜１３のいずれか１項に記載の粘着テープ。
  15. さらに、粘着剤層に接触する剥離シートを備え、かつ、当該剥離シートは、
    剥離角度９０°±１５°での剥離強度が１．５Ｎ／５０ｍｍ幅以下、
    剥離角度１２０°±１５°での剥離強度が１．２Ｎ／５０ｍｍ幅以下、
    剥離角度１５０°±１５°での剥離強度が１．０Ｎ／５０ｍｍ幅以下又は
    剥離角度１８０°＋０°、−１５°での剥離強度が１．０Ｎ／５０ｍｍ幅以下である請求項１〜１４のいずれか１項に記載の粘着テープ。
  16. 端子部およびダイパッドを有する金属製リードフレームの前記ダイパッドを有する面とは反対側の面上に耐熱性粘着テープを貼付する工程と、
    前記金属製リードフレームの前記ダイパッド上に、電極パッドを有する半導体チップをダイボンディングする工程と、
    前記リードフレームの前記端子部先端と前記半導体チップ上の前記電極パッドとをボンディングワイヤで電気的に接続する工程と、
    封止樹脂により前記金属製リードフレームの前記半導体チップ側を片面封止する工程とを有する樹脂封止型半導体装置の製造方法に用いられる請求項１〜１５のいずれか１項に記載の粘着テープ。
  17. 端子部およびダイパッドを有する金属製リードフレームの前記ダイパッドを有する面とは反対側の面上に請求項１〜１５のいずれか１項に記載の耐熱性粘着テープを貼付する工程と、
    前記金属製リードフレームの前記ダイパッド上に、電極パッドを有する半導体チップをダイボンディングする工程と、
    前記リードフレームの前記端子部先端と前記半導体チップ上の前記電極パッドとをボンディングワイヤで電気的に接続する工程と、
    封止樹脂により前記金属製リードフレームの前記半導体チップ側を片面封止する工程とを有する樹脂封止型半導体装置の製造方法。
JP2010201905A 2010-09-09 2010-09-09 樹脂封止用粘着テープ及び樹脂封止型半導体装置の製造方法 Active JP5612403B2 (ja)

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