專利名稱：半導(dǎo)體裝置組裝用屏蔽片及半導(dǎo)體裝置組裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在將半導(dǎo)體芯片搭載在金屬的引線架上封裝樹脂后，組裝QFN等的半導(dǎo)體裝置(半導(dǎo)體插件)時(shí)，為了由封裝樹脂對引線架進(jìn)行屏蔽而使用的半導(dǎo)體裝置組裝的屏蔽片，及使用它的半導(dǎo)體裝置組裝方法。
背景技術(shù)：
在攜帶型計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話普及的今天，對于電子設(shè)備要求更小型化、薄型化、多功能化。為了實(shí)現(xiàn)該要求，電子元件必須小型化、高集成化，進(jìn)而要求電子部件的高密度安裝技術(shù)。在此，代替以往的QFP(Quad Flat Package)及SOP(Small Outline Package)等的周邊安裝型，被稱為CSP(Chip Size Package)的面安裝型的，是以高密度安裝的IC插件登場。另外，在其中，特別是被稱為QFN(Quad Flat Non-lead)型的，可通過以往的引線架、金屬線連接、封裝樹脂(模塑)的技術(shù)及裝置而制作，所以主要用于100針以下的小端子型插件的制作。
以往，該QFN是按如下方法制作。即，首先在粘結(jié)板貼附工序中，在引線架的一個(gè)面上貼附由粘結(jié)板構(gòu)成的屏蔽片進(jìn)行屏蔽，接著，在芯片附著工序中，在引線架的相反面形成的多個(gè)的半導(dǎo)體元件搭載部(模墊部)上分別搭載半導(dǎo)體芯片等的半導(dǎo)體元件。接著，在金屬線連接工序中，通過金屬線等的接續(xù)線將多個(gè)引線和半導(dǎo)體元件電氣地連接。接著，在樹脂封裝工序中，通過封裝樹脂封裝搭載在引線架的半導(dǎo)體元件，然后，通過將屏蔽片從引線架剝離，形成排列多個(gè)QFN的QFN單元，最后，通過對于每個(gè)QFN切塊進(jìn)行單片化。
以往，作為上述方法使用的粘結(jié)板，使用在耐熱薄膜上涂敷將丙烯酸系粘結(jié)劑或者天然橡膠或SBR等橡膠作為主體的橡膠系粘結(jié)劑的。可是，在使用具有由丙烯酸系粘結(jié)劑構(gòu)成的粘結(jié)劑層的屏蔽片時(shí)，在將半導(dǎo)體芯片結(jié)合在引線架的芯片附著工序中，由于熱開始分解，其分解物污染引線架，產(chǎn)生金屬線接合不良。另外，在封裝樹脂(模塑)工序中，存在著與引線架的結(jié)合力變?nèi)酰庋b樹脂擠出到外部連接引線部分，成為“模塑飛邊”現(xiàn)象的問題。
另外，在使用具有由橡膠系粘結(jié)劑構(gòu)成的粘結(jié)劑層的屏蔽片時(shí)，由于與封裝樹脂和/或引線架的結(jié)合力過強(qiáng)，所以難以從插件上將屏蔽片剝離，因此，存在著橡膠系粘結(jié)劑殘留在引線架的“殘留糊劑”的問題以及引線架變形的問題。
本發(fā)明的目的在于解決以往技術(shù)所存在的上述問題。即，本發(fā)明的目的在于提供屏蔽片，其是在組裝半導(dǎo)體裝置時(shí)，沒有金屬線接合不良(金屬線連接不良)，抑制樹脂封裝劑擠出、殘留糊劑，可以穩(wěn)定地生產(chǎn)QFN等的半導(dǎo)體插件。本發(fā)明的其他目的在于提供使用這樣的屏蔽片高效地組裝半導(dǎo)體裝置的方法。

發(fā)明內(nèi)容
在QFN插件的制造工序中，屏蔽片在芯片附著工序及樹脂封裝工序中，在150～180℃下在環(huán)境中暴露1～6小時(shí)后，從引線架剝離，但上述環(huán)境下的耐熱性是最重要的性質(zhì)。本發(fā)明者進(jìn)行銳意地研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過使用特定的耐熱薄膜及硅氧烷系粘結(jié)劑制作屏蔽片，可得到耐上述環(huán)境的屏蔽片，從而完成本發(fā)明。
即，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置制造用屏蔽片(粘結(jié)板)是在耐熱性基材的一個(gè)面上具有粘結(jié)劑層，可剝離地貼附在引線架上的，其特征是作為耐熱性基材，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是150℃以上，150～200℃的線膨脹系數(shù)是10～50ppm/℃的耐熱薄膜，該粘結(jié)劑層是使用硅氧烷系粘結(jié)劑形成的，而且，將粘結(jié)劑層在180℃下加熱1小時(shí)的重量減少率是5％以下。
在本發(fā)明的上述屏蔽片中，上述粘結(jié)劑層是使用含有平均分子量10,000～1,500,000的聚有機(jī)硅氧烷的硅氧烷系粘結(jié)劑形成的，將粘結(jié)劑層在180℃下加熱1小時(shí)的重量減少率是5％以下。
本發(fā)明的上述屏蔽片中，優(yōu)選的是，上述粘結(jié)劑層是使用含有平均分子量10,000～1,500,000的聚有機(jī)硅氧烷的硅氧烷系粘結(jié)劑形成的，150～200℃的動(dòng)態(tài)彈性模數(shù)是1.0×104Pa以上。另外，作為硅氧烷系粘結(jié)劑最好是以聚二甲基硅氧烷為主成份及以聚烷基鏈烯基硅氧烷和聚烷基氫硅氧烷為主成份。
本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的組裝方法，是將屏蔽片壓接在引線架上，半導(dǎo)體元件搭載在壓接有屏蔽片的引線架上，用金屬線連接半導(dǎo)體元件及引線架，接著在金屬模內(nèi)用樹脂封裝劑進(jìn)行樹脂封裝，而后剝離該屏蔽片而構(gòu)成的，其特征是使用上述屏蔽片。


圖1是本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置組裝用屏蔽片的模式的斷面圖。
圖2是使用本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置組裝用屏蔽片制造QFN時(shí)所用的引線架一例的概要平面圖。
圖3(a)～(f)表示使用本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置組裝用屏蔽片組裝QFN方法一例的工序圖。
實(shí)施發(fā)明的最佳方式如圖1所示，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置組裝用屏蔽片10，在耐熱膜11的一個(gè)面，具有使用硅氧烷系粘結(jié)劑形成的粘結(jié)劑層12。
作為耐熱膜11，應(yīng)該是將屏蔽片10貼在引線架上時(shí)或者剝離時(shí)的操作是容易的，所以最好具有柔軟性。本發(fā)明中，耐熱膜，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)是150℃以上，而且，使用150～200℃的線膨脹系數(shù)是10～50ppm/℃的。制作QFN等的半導(dǎo)體裝置時(shí)，屏蔽片在芯片附著工序、金屬線粘結(jié)工序及樹脂封裝工序等是暴露在150～180℃的環(huán)境中，耐熱膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在Tg以上時(shí)，則線膨脹系數(shù)急劇地增加，所以與由金屬構(gòu)成的引線架的熱膨脹差增大。此時(shí)，回到室溫時(shí)，由于耐熱膜和引線架的熱膨脹差而發(fā)生翹曲，由于這樣的原因，在芯片附著工序后，發(fā)生翹曲，在后續(xù)的工序的樹脂封裝工序中，不能將引線架設(shè)定在模塑金屬的定位針上，產(chǎn)生位置錯(cuò)位引起不良的問題。因此，耐熱膜的Tg需要在150℃以上，最好是180℃以上。另外，耐熱膜的150℃～200℃的線膨脹系數(shù)是10～50ppm/℃，特別優(yōu)選的是15～40ppm/℃。為了滿足這些耐熱條件的具體耐熱膜可以舉出聚酰亞胺、聚酰胺、聚醚砜、聚苯硫、聚醚酮、聚醚醚酮、三乙?；w維素、聚醚亞胺等的膜。
本發(fā)明的耐熱膜的線膨脹系數(shù)可以用以下方法求出。即，將耐熱膜在200℃下加熱1小時(shí)后，將加熱后的耐熱膜切成5×25mm，裝在TMA上(Thermal Mechanical Analyzer，真空理工社制；TM9300)。接著用1g負(fù)載，測定從150到200℃以3℃/min的升溫速度升溫時(shí)的樣品的伸長量，用下式可以求出。
線膨脹系數(shù)＝ΔL/L·Δt
(ΔL樣品的伸長長度，(200℃時(shí)的長度-150℃時(shí)的長度)L樣品的原來長度Δt測定溫度差(200℃-150℃，即50℃))本發(fā)明的屏蔽片上的粘結(jié)層，與上述耐熱膜相同地需要在芯片附著工序、金屬線連接工序、樹脂封裝工序的熱過程中，分解、劣化等的變化少，具有穩(wěn)定的粘結(jié)力。另外，為了從引線架上可以剝離屏蔽片，屏蔽片的粘結(jié)劑層對耐熱膜的粘結(jié)強(qiáng)度需要大于對于樹脂封裝劑及引線架的粘結(jié)強(qiáng)度。硅氧烷系粘結(jié)劑滿足這樣的條件，可以形成適應(yīng)上述環(huán)境的粘結(jié)劑層。
因此，本發(fā)明中，粘結(jié)劑層是使用硅氧烷系粘結(jié)劑形成的，而且需要將粘結(jié)劑層在180℃下加熱1小時(shí)時(shí)的重量的減少率是5％以下，優(yōu)選的是3％以下。重量減少率超過5％時(shí)，則在芯片附著工序中，由于粘結(jié)劑層的分解物污染引線架，產(chǎn)生金屬線的接續(xù)不良的問題。
硅氧烷系粘結(jié)劑，從固化反應(yīng)形式可以分為使用過氧化物的有機(jī)過氧化物硬化型和使用鉑催化劑加成反應(yīng)型，有機(jī)過氧化物在其反應(yīng)過程中發(fā)生作為自由基的殘?jiān)牡头肿拥挠袡C(jī)物，可能污染引線架，所以本發(fā)明中最好使用加成反應(yīng)型的硅氧烷系粘結(jié)劑。具體地作為硅氧烷系粘結(jié)劑可以舉出聚二甲基硅氧烷或者聚甲基苯基硅氧烷為主成份的、及聚烷基鏈烯基硅氧烷和聚烷基氫硅氧烷為主成份的。進(jìn)而可舉出以聚有機(jī)硅氧烷為主體的硅氧烷生膠和三甲基硅氧烷硅酸為主體的硅氧烷樹脂結(jié)合而得到的。
更具體的是，作為聚有機(jī)硅氧烷使用聚二甲基硅氧烷或者聚甲基苯基硅氧烷時(shí)，由于這些不具有不飽和鍵，不進(jìn)行加成反應(yīng)，所以作為硬化劑添加過氧化物，可以作為有機(jī)過氧化物硬化型的硅氧烷系粘結(jié)劑使用。與此相反，作為聚有機(jī)硅氧烷使用聚烷基鏈烯基硅氧烷時(shí)，由于聚烷基鏈烯基硅氧烷具有不飽和鍵的乙烯基，所以作為硬化劑添加具有和乙烯基反應(yīng)的活性氫的聚烷基氫硅氧烷等，通過添加鉑催化劑，可以作為加成反應(yīng)的硅氧烷系粘結(jié)劑使用。這些加成反應(yīng)型的硅氧烷系粘結(jié)劑是在100～140℃下加熱數(shù)分鐘而固化的。
本發(fā)明中，粘結(jié)劑層是使用含有平均分子量10,000～1,500,000的聚有機(jī)硅氧烷的硅氧烷系粘結(jié)劑形成的，150～200℃的動(dòng)態(tài)彈性模數(shù)是1.0×104Pa以上。更優(yōu)選的平均分子量是100,000～1,000,000的范圍。通過將聚有機(jī)硅氧烷的平均分子量設(shè)定在上述范圍，可以提高粘結(jié)劑層硬化后的剝離性，從引線架上可容易地剝離屏蔽片。另外，上述的聚有機(jī)硅氧烷的含有量是超過10重量％以上，優(yōu)選的是50重量％以上，更優(yōu)選的是90重量％以上的范圍。通過它制作QFN等的半導(dǎo)體裝置時(shí)，可以防止金屬線的連接不良、模塑飛邊、殘留糊劑。
另外，聚有機(jī)硅氧烷的平均分子量低于10,000時(shí)，粘結(jié)劑層硬化后的凝聚力下降，從引線架上剝離時(shí)可能發(fā)生殘留糊劑。在聚有機(jī)硅氧烷的平均分子量大于1,500,000，在配制硅氧烷系粘結(jié)劑時(shí)，則聚有機(jī)硅氧烷對有機(jī)溶劑的溶解性下降，可能得不到均勻的粘結(jié)劑，在耐熱性基板上形成均勻的粘結(jié)劑層是困難的。此外，粘結(jié)劑層的膜厚不均勻時(shí)，由于屏蔽片和引線架間的密接力部分地下降，所以在樹脂封裝工序中容易地引起模塑飛邊，是不理想的。
作為硅氧烷系粘結(jié)劑使用含有聚烷基鏈烯基硅氧烷和聚烷基氫硅氧烷的加成反應(yīng)型粘結(jié)劑時(shí)，聚烷基氫硅氧烷的平均分子量最好是500～10,000。聚烷基氫硅氧烷的平均分子量小于500時(shí)，由于與作為主劑的有聚烷基鏈烯基硅氧烷混合時(shí)的反應(yīng)性過高，則在粘結(jié)劑涂敷在耐熱性基板前就進(jìn)行硬化反應(yīng)，所以難以形成均勻的粘結(jié)劑層。另外，聚烷基氫硅氧烷的平均分子量大于10,000時(shí)，與有聚烷基鏈烯基硅氧烷混合時(shí)的反應(yīng)性過低，所以粘結(jié)劑層硬化后的凝聚力降低，從引線架上剝離時(shí)可能殘留糊劑。
另外，使用上述平均分子量的聚有機(jī)硅氧烷時(shí)，粘結(jié)劑層150～200℃的動(dòng)態(tài)彈性模數(shù)需要是1.0×104Pa以上。通過它，在制造QNF等的半導(dǎo)體裝置時(shí)的金屬線連接工序中，粘結(jié)劑層不易吸收超聲波，其結(jié)果，可以減少與粘結(jié)劑層相接的引線架的振動(dòng)，防止金屬線連接不良。另外，粘結(jié)劑層150～200℃的動(dòng)態(tài)彈性模數(shù)低于1.0×104Pa時(shí)，在金屬線連接工序中，粘結(jié)劑層吸收超聲波，引線架的振動(dòng)產(chǎn)生金屬線連接不良。
通過粘結(jié)劑層具有上述的結(jié)構(gòu)，即使在150～200℃下屏蔽片也可以對粘結(jié)劑層有充分的貼敷力，在QFN等的半導(dǎo)體裝置組裝時(shí)，可以抑制樹脂封裝工序中引線架和屏蔽片的剝離，防止模塑飛邊。
本發(fā)明中，對硅氧烷系粘結(jié)劑，為了調(diào)節(jié)熱膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱率或者表面折縫、控制粘結(jié)性，可以含有無機(jī)或有機(jī)填料。作為無機(jī)填料可以舉出粉碎型氧化硅、熔融型氧化硅、氧化鋁、氧化鈦、氧化鈹、氧化鎂、碳酸鈣、氮化鈦、氮化硅、氮化硼、硼化鈦、硼化鎢、碳化硅、碳化鈦、碳化鋯、碳化鉬、云母、氧化鋅、碳黑、氫氧化鋁、氫氧化鈣、氫氧化鎂、三氧化銻或者這些表面用三甲基硅氧烷處理的。作為有機(jī)填料可以舉出聚酰亞胺、聚酰胺亞胺、聚醚醚酮、聚醚亞胺、聚酯亞胺、尼龍、硅氧烷等。這些填料的配合量，對于構(gòu)成粘結(jié)劑層的硅氧烷系樹脂100重量份是1～500重量份，優(yōu)選的是3～200重量份，更優(yōu)選的是5～100重量份。
將粘結(jié)劑層疊層在耐熱膜上的方法，可在耐熱膜上直接涂敷硅氧烷系粘結(jié)劑的溶液，干燥流延法，及在脫模性膜上涂敷硅氧烷系粘結(jié)劑溶液干燥，將形成的粘結(jié)劑層轉(zhuǎn)印在耐熱膜上的層疊方法。粘結(jié)劑層的膜厚一般是1～30μm的范圍。
粘結(jié)劑層上根據(jù)需要可以設(shè)置保護(hù)膜。作為保護(hù)膜，只要是具有脫模性可以使用任何的膜，例如，可以使用聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯等膜，以及其表面用硅氧烷樹脂或者氟化合物脫模處理了的膜。在半導(dǎo)體裝置制造開始前將保護(hù)膜剝離下來。
以下，在組裝本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的方法中，參照

作為半導(dǎo)體裝置制造QFN的例子。圖2是從搭載半導(dǎo)體元件側(cè)看引線架時(shí)的概略圖，圖3(a)～(f)是表示從圖2表示的引線架制造QFN的方法的工序圖，是沿著圖2的A-A’線切斷引線架時(shí)的概略斷面圖。
首先，準(zhǔn)備圖2的引線架20。引線架20具備搭載IC芯片等的半導(dǎo)體元件的島狀多個(gè)半導(dǎo)體元件搭載部(模墊部)21，沿著各半導(dǎo)體元件搭載部21的外周配設(shè)多個(gè)引線22。
接著，如圖3(a)所示，屏蔽片在貼付工序中，在引線架20的一個(gè)面上貼付本發(fā)明的屏蔽片10將粘結(jié)劑層側(cè)成為引線架側(cè)。貼付最好是層壓法等，例如在加熱下壓著，通過硅氧烷系粘結(jié)劑固化后形成的粘結(jié)劑層將耐熱薄膜粘結(jié)在引線架上。
接著，如圖3(b)所示，在芯片附著工序中，從沒有貼付屏蔽片10側(cè)，在引線架20的半導(dǎo)體元件搭載部21使用芯片附著劑(圖中未示出)搭載IC芯片等的半導(dǎo)體元件30。
接著，如圖3(c)所示，在金屬線連接工序中，通過金屬線等的連接線31電氣地連接半導(dǎo)體元件30和引線架20的引線22。
接著，如圖3(d)所示，在封裝樹脂工序中，將制造中的半導(dǎo)體裝置(圖3(c))載置在金屬模型內(nèi)，使用封裝樹脂(模塑劑)，例如，通過傳遞模塑成型等用封裝樹脂40封裝半導(dǎo)體元件30。
接著，如圖3(e)所示，從引線架20剝離屏蔽片10，可形成排列多個(gè)QFN50的QFN單元60。
最后，如圖3(f)所示，將QFN單元60按照每個(gè)QFN50進(jìn)行切斷，可制造多個(gè)QFN。
實(shí)施例以下，用實(shí)施例具體地說明本發(fā)明，但本發(fā)明不受這些實(shí)施例的限制。
實(shí)施例1(粘結(jié)劑層形成用涂敷液的配制)以重量比100∶1的比例混合聚烷基鏈烯基硅氧烷和聚烷基氫硅氧烷的混合溶液(X40-3103、信越化學(xué)社制)和鉑催化劑溶液(PL50T、信越化學(xué)社制)。
(屏蔽片的制作)作為支承體，使用Tg490℃、150～200℃的線膨脹系數(shù)為12ppm/℃的聚酰亞胺薄膜(厚度25μm)，在其上涂敷上述粘結(jié)劑層形成用涂敷液，使干燥后的厚度成為8μm，在160℃下干燥15分鐘，得到屏蔽片。
實(shí)施例2(粘結(jié)劑層形成用涂敷液的配制)以重量比100∶1的比例混合聚二甲基硅氧烷(KR120、信越化學(xué)社制)和芐基過氧化物(內(nèi)巴-B、日本油脂社制)。
(屏蔽片的制作)作為支承體，使用Tg490℃、150～200℃的線膨脹系數(shù)為12ppm/℃的聚酰亞胺薄膜(厚度25μm)，在其上涂敷上述粘結(jié)劑層形成用涂敷液，使干燥后的厚度成為8μm，在160℃下干燥15分鐘，得到屏蔽片。
比較例1(粘結(jié)劑層形成用涂敷液的配制)以重量比100∶1的比例將異氰酸酯(可絡(luò)奈特L-40、日本聚氨酯社制)與丙烯酸共聚物(SK代因1131B、總研化學(xué)社制)進(jìn)行混合。
(屏蔽片的制作)作為支承體，使用Tg490℃、150～200℃的線膨脹系數(shù)為12ppm/℃的聚酰亞胺薄膜(厚度25μm)，在其上涂敷上述粘結(jié)劑層形成用涂敷液，使干燥后的厚度成為8μm，在100℃下干燥5分鐘后，30℃下放置7天，制作屏蔽片。
比較例2(粘結(jié)劑層形成用涂敷液的配制)以重量比40∶30∶3混合環(huán)氧樹脂(埃皮可特828、油化殼社制)、環(huán)氧固化劑(萊其特普PSM4261、群榮化學(xué)社制)、丙烯腈-丁二烯共聚物(尼泡路1001、日本載因社制)。
(屏蔽片的制作)作為支承體，使用Tg490℃、150～200℃的線膨脹系數(shù)為12ppm/℃的聚酰亞胺薄膜(厚度25μm)，在其上涂敷上述粘結(jié)劑層形成用涂敷液，使干燥后的厚度成為8μm，在130℃下干燥5分鐘，制作屏蔽片。
比較例3(粘結(jié)劑層形成用涂敷液的配制)以重量比100∶1的比例混合聚烷基鏈烯基硅氧烷和聚烷基氫硅氧烷的混合溶液(X40-3103、信越化學(xué)社制)和鉑催化劑溶液(PL50T、信越化學(xué)社制)。
(屏蔽片的制作)作為支承體，使用Tg73℃、150～200℃的線膨脹系數(shù)為60ppm/℃的聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜(厚度25μm)，在其上涂敷上述粘結(jié)劑層形成用涂敷液，使干燥后的厚度成為8μm，在130℃下干燥5分鐘，制作屏蔽片。
評價(jià)項(xiàng)目及評價(jià)方法(重量減少率)由上述實(shí)施例1及2以及比較例1～3制作的屏蔽片的粘結(jié)劑層的重量減少率的測定如下。
將各實(shí)施例1及2以及比較例1～3中得到的粘結(jié)劑涂敷在表面平滑的帝氟隆(注冊商標(biāo))片使厚度1mm形成粘結(jié)劑層，與各實(shí)施例、比較例中制作屏蔽片時(shí)相同的條件下，進(jìn)行粘結(jié)劑層的干燥或著硬化，制作帶有粘結(jié)劑層的帝氟隆(注冊商標(biāo))片。然后，僅剝離粘結(jié)劑層，使用差示熱天平(精工儀器社制、TG/DTA3 20)，測定剝離了粘結(jié)劑層在180℃下加熱1小時(shí)的重量減少率。
(翹曲特性)將上述實(shí)施例1及2以及比較例1～3制作的屏蔽片疊層在外尺寸200×60mm的QFN用引線架上(鍍Au-Pd-Ni的Cu引線架、8×32個(gè)的矩陣排列、插件尺寸5×5mm、封裝樹脂區(qū)域180×40mm)，裁斷該QFN用引線架的大小制作膜疊層體。將該膜疊層體作為翹曲特性評價(jià)樣品。
將該評價(jià)樣品的屏蔽片朝上放置在水平臺上用數(shù)字測定顯微鏡(奧林帕斯社制STM-UM)，用Z軸坐標(biāo)測定端部的翹曲高度。其結(jié)果表示在表1中。
(金屬線連接性)將上述實(shí)施例1及2，及比較例1～3制作的屏蔽片層疊在外部尺寸200×60mm的QFN用引線架上(鍍Au-Pd-Ni的Cu引線架，排列成8×32個(gè)的矩陣，插件尺寸5×5mm，樹脂封裝區(qū)域180×40mm)。而后用環(huán)氧系芯片附著劑將鋁蒸鍍的空芯片(3×3mm，厚度0.4mm)粘結(jié)在引線架的模墊部，用金屬線粘合器(FB131，介助社制)，在溫度180℃、頻率60kHz、負(fù)載150gf、處理溫度10ms/pin的條件下，將引線針頂端和空芯片通過金屬線進(jìn)行電氣的連接。檢查得到的插件256個(gè)，將引線側(cè)接觸不良的插件數(shù)作為金屬線連接不良的個(gè)數(shù)檢測出來。
(模塑飛邊)將金屬線連接的引線架用環(huán)氧系封裝樹脂(鄰甲酚醛環(huán)氧系，填料量85％)，在加熱溫度180℃、壓力10Mpa、處理時(shí)間3分鐘的條件下，通過模塑成型(金屬模成型)封裝樹脂。而后，從樹脂封裝物剝離屏蔽片，觀察該樹脂封裝物的屏蔽片面，確認(rèn)在引線針的部分封裝樹脂漏出而附著樹脂的插件的數(shù)量。而且，在256個(gè)的插件中，檢測出由于封裝樹脂的漏出而發(fā)生不良的個(gè)數(shù)作為模塑飛邊的個(gè)數(shù)。
(殘留糊劑)與模塑飛邊相同地，在用模塑劑封裝空芯片后，從引線架以剝離速度500mm/min的條件下剝離屏蔽片。檢查剝離屏蔽片后的插件256個(gè)，檢測出在引線外部連接部分(貼著引線的屏蔽片側(cè)的面)所附著粘結(jié)劑的插件數(shù)作為殘留糊劑的個(gè)數(shù)。
(檢測結(jié)果)在表1表示了實(shí)施例1及2、比較例1～3中得到的評價(jià)結(jié)果。
表1

*1)沒有評價(jià)實(shí)施例3含有平均分子量500,000的聚烷基鏈烯基硅氧烷和鉑催化劑的溶液(TSR-1512，固形成份濃度60％，GE東芝有機(jī)硅社制)和聚烷基氫硅氧烷(CR-51，平均分子量1300，GE東芝有機(jī)硅社制)以重量比100∶1混合，配制含有加成反應(yīng)型的硅氧烷系粘結(jié)劑的粘結(jié)劑層形成用涂敷液。
接著，上述粘結(jié)劑層形成用涂敷液，在與實(shí)施例1相同的聚酰亞胺膜上涂敷上述的粘結(jié)劑使得干燥后的厚度達(dá)到8μm，形成粘結(jié)劑層后，在160℃下加熱15分鐘，干燥及硬化粘結(jié)劑層得到本發(fā)明的屏蔽片。
實(shí)施例4含有平均分子量400,000的聚烷基鏈烯基硅氧烷和鉑催化劑的溶液(TSR-1516，固形成份濃度60％，GE東芝有機(jī)硅社制)和聚烷基氫硅氧烷(CR-50，平均分子量2000，GE東芝有機(jī)硅社制)以重量比100∶1混合，配制含有加成反應(yīng)型的硅氧烷系粘結(jié)劑的粘結(jié)劑層形成用涂敷液。
接著，上述粘結(jié)劑層形成用涂敷液，在與實(shí)施例1相同的聚酰亞胺膜上涂敷上述的粘結(jié)劑使得干燥后的厚度達(dá)到8μm，形成粘結(jié)劑層后，在160℃下加熱15分鐘，干燥及硬化粘結(jié)劑層得到本發(fā)明的屏蔽片。
實(shí)施例5以重量比100∶1的比例混合聚二甲基硅氧烷(KR-101-10、平均分子量240,000、信越化學(xué)社制)和芐基過氧化物(內(nèi)巴-B、日本油脂社制)。配制含有有機(jī)過氧化物硬化型的硅氧烷系粘結(jié)劑的粘結(jié)劑層形成用涂敷液。
接著，上述粘結(jié)劑層形成用涂敷液，在與實(shí)施例1相同的聚酰亞胺膜上涂敷上述的粘結(jié)劑使得干燥后的厚度達(dá)到8μm，形成粘結(jié)劑層后，在160℃下加熱15分鐘，干燥及硬化粘結(jié)劑層得到本發(fā)明的屏蔽片。
此外，在上述實(shí)施例3～5中，粘結(jié)劑層形成用涂敷液中的硅氧烷樹脂的平均分子量用以下進(jìn)行測定。也就是，以四氫氟喃為溶劑配制0.2重量％的硅氧烷樹脂溶液，使用GPC(凝膠滲透色譜)裝置，將樹脂分離用的柱KF-806L(昭和電工制)串聯(lián)2根進(jìn)行測定，求出平均分子量。
<評價(jià)項(xiàng)目及評價(jià)方法>
(動(dòng)態(tài)彈性模數(shù))將各實(shí)施例3～5及比較例1及2中得到的粘結(jié)劑涂敷在帝氟隆(注冊商標(biāo))板上使得厚度達(dá)到1mm，形成粘結(jié)劑層，與制作各實(shí)施例、比較例的屏蔽片時(shí)相同的條件進(jìn)行粘結(jié)劑層的干燥或者硬化，制作帶有粘結(jié)劑層帝氟隆(注冊商標(biāo))板。
將得到的樣品切斷成直徑7mm的圓盤狀，使用彈性模數(shù)測定裝置(萊奧斯特萊斯、Haake社制)，在頻率為1Hz、升溫速度為3℃/min、溫度范圍為150～200℃、負(fù)荷為3N的條件下測定粘結(jié)劑層的動(dòng)態(tài)彈性模數(shù)。
(重量減少率)用與上述表1相同的方法評價(jià)。
(金屬線連接性)用與上述表1相同的方法評價(jià)。
(模塑飛邊)用與上述表1相同的方法評價(jià)。
(殘留糊劑)用與上述表1相同的方法評價(jià)。
評價(jià)結(jié)果表2中表示了實(shí)施例3～5及比較例1及2中得到的評價(jià)結(jié)果。但是，在表2中，動(dòng)態(tài)彈性模數(shù)是表示150～200℃下測定時(shí)的粘結(jié)劑層的動(dòng)態(tài)彈性模數(shù)的最小值。
表2

從表2可以看出，在使用含有平均分子量10,000～1,500,000的聚有機(jī)硅氧烷的硅氧烷系粘結(jié)劑形成粘結(jié)劑層，制作粘結(jié)劑層的150～200℃中的動(dòng)態(tài)彈性模數(shù)是1.0×104pa以上的屏蔽片的實(shí)施例3～5中，得到的粘結(jié)劑層的重量減少率小到0.8～3.2％，使用得到的屏蔽片進(jìn)行評價(jià)的結(jié)果，完全沒有發(fā)生金屬線連接不良、模塑飛邊、殘留糊劑，或者即使發(fā)生其發(fā)生的個(gè)數(shù)也是極其少的。
與此相反，使用丙烯酸系粘結(jié)劑形成粘結(jié)劑層，制作粘結(jié)劑層的150～200℃中的動(dòng)態(tài)彈性模數(shù)是1.0×104Pa以下的屏蔽片的比較例1中，粘結(jié)劑層的重量減少率大到5.6％，使用得到的屏蔽片進(jìn)行評價(jià)的結(jié)果，以高的概率發(fā)生金屬線連接不良、模塑飛邊、殘留糊劑。
另外，使用橡膠系粘結(jié)劑形成粘結(jié)劑層，制作粘結(jié)劑層的150～200℃中的動(dòng)態(tài)彈性模數(shù)是1.0×104Pa以上的屏蔽片的比較例2中，粘結(jié)劑層的重量減少率小到3.8％，使用得到的屏蔽片進(jìn)行評價(jià)的結(jié)果，雖然金屬線連接不良的個(gè)數(shù)少，但是以高概率發(fā)生殘留糊劑。
產(chǎn)業(yè)上的利用可行性本發(fā)明的屏蔽片具有上述的結(jié)構(gòu)，所以耐熱性優(yōu)良，芯片附著劑的老化時(shí)的熱過程中，分解物的揮發(fā)量少，不會污染引線架，所以可以得到用金屬線連接半導(dǎo)體芯片和引線架的高連續(xù)的可靠性。另外，由于引線架的翹曲少，所以不會引起定位不良。進(jìn)而，可以控制封裝樹脂從屏蔽片泄漏形成“模塑飛邊”，由于可抑制粘結(jié)劑的殘留糊劑，所以可穩(wěn)定地生產(chǎn)QFN等的半導(dǎo)體插件。因此，通過使用本發(fā)明的屏蔽片，可以高效地組裝半導(dǎo)體裝置。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置組裝用屏蔽片，其特征是在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是150℃以上，150～200℃的線膨脹系數(shù)是10～50ppm/℃的耐熱薄膜上，設(shè)置含有硅氧烷系粘結(jié)劑的粘結(jié)劑層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置組裝用屏蔽片，其特征是粘結(jié)劑層在180℃下加熱1小時(shí)的重量減少率是5％以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置組裝用屏蔽片，其特征是上述硅氧烷系粘結(jié)劑是含有聚二甲基硅氧烷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置組裝用屏蔽片，其特征是上述硅氧烷系粘結(jié)劑是含有聚烷基鏈烯基硅氧烷和聚烷基氫硅氧烷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置組裝用屏蔽片，其特征是上述粘結(jié)劑層是使用含有平均分子量10,000～1,500,000的聚有機(jī)硅氧烷的硅氧烷系粘結(jié)劑形成的，150～200℃的動(dòng)態(tài)彈性模數(shù)是1.0×104Pa以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體裝置組裝用屏蔽片，其特征是上述聚有機(jī)硅氧烷是聚二甲基硅氧烷。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體裝置組裝用屏蔽片，其特征是上述聚有機(jī)硅氧烷是聚烷基鏈烯基硅氧烷。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體裝置組裝用屏蔽片，其特征是硅氧烷系粘結(jié)劑含有聚烷基氫硅氧烷。
9.半導(dǎo)體裝置的組裝方法，將屏蔽片壓接在引線架上，將半導(dǎo)體元件搭載在壓接有屏蔽片的引線架上，用金屬線連接半導(dǎo)體元件及引線架，進(jìn)而在金屬模內(nèi)用樹脂封裝劑進(jìn)行樹脂封裝，而后剝離該屏蔽片而組裝半導(dǎo)體裝置，其特征是作為屏蔽片，使用權(quán)利要求1所述屏蔽片。
全文摘要
提供一種屏蔽片，該屏蔽片在半導(dǎo)體裝置組裝時(shí)可以抑制樹脂封裝劑的溢出、殘留粘結(jié)劑的糊劑，可以穩(wěn)定地生產(chǎn)QFN等的半導(dǎo)體插件。該屏蔽片可剝離地粘結(jié)在引線架上，并通過在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為150℃以上、150～200℃的線膨脹系數(shù)為10～50ppm/℃的耐熱薄膜上，設(shè)置由硅氧烷系粘結(jié)劑構(gòu)成的粘結(jié)劑層而形成，其在180℃下加熱1小時(shí)的重量減少率是5％以下。作為硅氧烷系粘結(jié)劑優(yōu)選的是以聚二甲基硅氧烷為主要成份的、和以聚烷基鏈烯基硅氧烷和聚烷基氫硅氧烷為主要成份的。在將屏蔽片使用在半導(dǎo)體裝置的組裝上時(shí)，首先將屏蔽片壓接在引線架上，形成半導(dǎo)體裝置后再剝離屏蔽片。
文檔編號H01L21/56GK1498420SQ0280677
公開日2004年5月19日 申請日期2002年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月21日
發(fā)明者中場勝治, 一, 守屋祐一, 中島敏博, 博 申請人:株式會社巴川制紙所