JPH02256251A

JPH02256251A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JPH02256251A
Application number: JP1249563A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Takaoka; 高岡　清; Nariyuki Uenishikubo; 上西窪　成幸; Hiroyoshi Yoshida; 浩芳吉田
Original assignee: Matsushita Electronics Corp
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-09-27
Filing date: 1989-09-26
Publication date: 1990-10-17
Anticipated expiration: 2011-09-25
Also published as: JP2538071B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は半導体装置およびその製造方法、詳しくはグイ
ボンド技術に関するものである。

−従来の技術近年、半導体装置は品質への要望が厳しくなってきてお
り、半導体装置のダイボンド方法においても、接着層に
気泡がないことや接着層の厚みをコントロールできるこ
と、チップが傾かないことなどが要求されてきている。

以下、図面を参照しながら、上述した従来の半導体装置
のグイボンド方法の一例について説明する。

第１３図〜第１６図は従来の半導体装置のダイボンド方
法の一例を説明するための図である。第１３図、第１４
図において、１はリードフレーム、２はリードフレーム
の一部でチップを載せる部分であるダイパッド、３はチ
ップを前記ダイパッド２に接着するための銀ペースト等
の接着剤、４は前記接着剤３を吐出するための治具であ
るマルチノズル、５は前記接着剤３の容器であるシリン
ジ、６は半導体集積回路のチップ、７は前記チップ６を
搬送し、前記ダイパッド２へ圧着するための治具するた
めの治具であるコレットである。

まず、第１３図でシリンジ５に圧力をかけ、マルチノズ
ル４から接着剤３をリードフレーム１の一部であるダイ
パッド２に吐出する。次に、第１４図で接着剤３の塗布
されたダイパッド２の上に、コレット７でチップ６を押
し付ける。この後に接着剤３を硬化すれば、チップ６は
ダイパッド２上に固定される。

発明が解決しようとする課題しかしながら、上記従来例の構成では、接着剤３をマル
チノズル４でグイバッド２上に吐出するため、接着剤３
が点在し、チップ６をコレット７で圧着した後に、第１
５図に示すように接着剤３の中に気泡８が残ったり、あ
るいは第１６図に示すように接着剤３の硬化時に気泡８
が膨張してチップ６が傾いたりして、半導体装置の品質
を損なっていた。これは、気泡８が接着剤３の中に残留
すると、チップ６からの熱をグイパッド２に逃がすこと
ができなかったり、接着剤３の強度が低下したり、接着
剤３が導電性のものである場合には、チップ６の裏面の
−様な電気的接続を損なうからである。また、チップ６
が傾くと次の工程でワイヤーボンドを行う場合に荷重が
かかりすぎたり、あるいは逆に少なかったりして、良好
なワイヤーボンド品質を損なうことになる。

また、従来の接着方法においては、接着剤３を十分に延
ばし、安定な接着状態を得るために、チップ６を圧着し
た状態でチップ６を水平方向にわずかに振動させる、い
わゆるスクライブという操作が必要である。このため１
つのチップ６を接着するのに、通常４秒近くもの時間が
かかる。このため半導体装置の生産性（いわゆるスルー
ブツト）が上がらないという問題もある。

本発明は上記従来例の問題点を解決するもので、接着剤
を均等の厚みに気泡の残留なく供給することのできる半
導体装置およびその製造方法を提供することを目的とす
る。

課題を解決するための手段この目的を達成するために本発明の半導体装置およびそ
の製造方法は、半硬化状態の樹脂または熱可塑性樹脂か
らなり、実質的に均一の厚さをもつ接着剤を用いてチッ
プをダイパッドに接着するものである。

作用この構成によれば、厚みが均一な半硬化状態の熱硬化性
樹脂または熱可塑性樹脂接着剤を用いてチップをダイパ
ッドに接着するため、気泡の発生もなく、チップの傾き
のない、高品質の半導体装置が実現できる。また、半硬
化状態の樹脂、熱可塑性樹脂からなる接着剤は、従来の
銀ペーストに比べて硬化時間が短く、しかもスクライブ
の必要がないから、グイボンド時間を大幅に短縮するこ
とができ、その結果、半導体装置の生産性を飛躍的に高
めることができる。

実施例以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。第１図、第２図は本発明の一実施例における
半導体装置の製造方法を示す図である。第１図、第２図
において、９は半硬化状態の樹脂または熱可塑性樹脂か
らなる接着剤、１０は前記接着剤９を保護するための剥
離紙、１１は前記接着剤９及び前記剥離紙１０を巻くた
めのリールである。接着剤９はテープ状の剥離紙１０に
対し実質的に均一な厚さでスクリーン印刷されている。

また、１２はヒーター　１３は前記ヒーターの熱を前記
剥離紙１０を通して前記接着剤９に加えるための加熱転
写治具である。なお、１はリードフレーム、２はダイパ
ッド、６はチップ、７はコレットで、これらは従来例の
構成と同じである。

まず、第１図のり−ル１１から、接着剤９及び剥離紙１
０を引き出し、グイパッド２の上まで来た時に、８０〜
１５０℃に熱せられた加熱転写治具１３で、剥離紙１０
を通して接着剤９に熱を伝えつつ、接着剤９をダイパッ
ド２に押し付ける。

次に、加熱転写治具１３を上方に引き上げると、押し付
けられた部分のうち、加熱された部分の接着剤９はダイ
パッド２の面に転写され、剥離紙１０のみが加熱転写治
具１３と共に上方に上がる。さらに第１図右側のリール
を巻くことにより新たに接着剤９が加熱転写治具１３に
供給される。一方、リードフレーム１を、新たなダイパ
ッド２が加熱転写治具１３の下方に来るように、移動さ
せ、上記の接着剤９の転写工程を繰り返せば、容易にリ
ードフレーム１のダイパッド２に接着剤９を熱転写する
ことができる。

そして第２図に示すように、ダイパッド２に転写された
接着剤９を加熱しながら、コレット７によりチップ６を
圧着し、接着剤９が半硬化状態の樹脂の場合には完全硬
化のための熱処理をすることにより、チップ６をダイパ
ッド２に接着する。

以上のように本実施例によれば、均一の厚みを持った気
泡のない接着剤９を、加熱転写治具１３により、連続し
てダイパッド２に容易に熱転写できるため、第３図に示
すように均一の厚みを持った気泡のない接着層が得られ
、なおかつ、チップ６が傾くことを防ぐことができる。

ところで、第１図〜第３図の実施例では、接着剤９をあ
らかじめグイパッド２側に熱転写したが、逆に接着剤９
をあらかじめチップ６の裏面に熱転写しておき、その後
、接着剤９を介してチップ６をダイパッド２に接着して
もよい。このようにチップ６側に接着剤９を熱転写する
場合には、チップ６の両端を何らかの手段で固定してお
き、チップ６の裏側よりテープ状の剥離紙１０および接
着剤９に圧力を加えなければならないから、作業自体は
多少困難になる。

この点、第１図〜第３図に示すようにダイパッド２に接
着剤９を熱転写する場合には、従来から使用されている
ダイスボンド装置にリードフレーム１を載置し、従来の
銀ペースト等の接着剤を塗布する装置を熱転写装置に置
き替えるだけでよいから、従来のダイスボンド装置がほ
ぼそのまま利用できるという利点がある。また、この方
法によれば、接着剤９の熱転写までの工程を、リードフ
レームメーカで実施することも可能である。すなワチ、
リードフレームメーカは、通常、リードフレームのリー
ドを固定するためのポリイミドサポートテープを貼る設
備を所有しており、この設備をそのまま利用して第１図
〜第３図の熱転写を実施することができる。したがって
、半導体メーカは、リードフレーム上に接着剤９を熱転
写したものをリードフレームメーカから納入することも
可能であり、現行の取引の実態に合った製造、納入が可
能となる。

次に、接着剤９の転写方法について述べる。

転写方法のひとつとして、テープ状の接着剤をあらかじ
め必要な寸法に切断した後、ダイパッド２の表面に転写
する方法がある。第４図〜第６図はその一例を示すもの
である。第４図に示すように、リール１１から引き出さ
れたテープ（接着剤９および剥離紙１０）の一部をカッ
ター１４で切断し、必要な大きさのテープ片１５を得る
。このテープ片１５を第５図に示すように真空チャック
１６で吸着し、第６図に示すようにリードフレーム１の
ダイパッド２に圧着する。このとき、リードフレーム１
を予め加熱しておけば、接着剤９がダイパッド２の表面
に熱転写され、剥離紙１０のみが真空チャック１６に吸
着されて除去される。

一方、第１図に示すようにテープ状の接着剤をテープ状
のまま送り、剥離紙１０を剥離しながら順次接着剤９を
熱転写する方法もある。第１図の実施例ではリールから
リールへ巻取るリール方式のものを示したが、第７図、
第８図に示すようなカセット方式を用いてもよい。

第７図、第８図において、カセットケース１７内には供
給リール１８と巻取り−ル１９が設けられ、リール駆動
軸２０の回転によってこれらのリール１８．１９間をガ
イドピン２１．２２に案内されながらテープ２３が矢印
Ａ方向に送られる。カセットケース１７の下端中央には
切欠部１７ａが設けられており、切欠部１７ａ内のテー
プ２３の上方にヒータープレート２４の先端部が差し込
まれている。ヒータープレート２４は軸２５に上下動自
在に取付けられており、軸２５にはめ込まれたコイルス
プリング２６によって常時上方向に押し上げられ、通常
はストッパ２７に当たる位置に静止している。

この状態から、駆動手段（図示せず）によりヒータープ
レート２４をスプリング２６の付勢力に抗して押し下げ
ると、ヒータープレート２４の先端部がテープ２３をカ
セット１７の切欠部１７ａから下へ押し下げる。したが
ってカセットケース１７の下方にリードフレームを配置
しておけば、リードフレームのダイパッド表面にテープ
２３の接着剤を圧着し、かつヒータープレート２４の熱
によって接着剤をダイパッド表面に転写させた後、剥離
紙のみを巻取り−ル１９へ巻取ることができる。

第７図、第８図に示すカセット方式を用いた場合、第１
図のリール方式に比べて加熱転写装置を小型化できる。

しかも品種毎にカセットを簡単に取替えることができる
から、多品種少量生産に対応しやすいという利点がある
。

第１図に示すリール方式、第７図、第８図に示すカセッ
ト方式のいずれにおいても、ヒーターの加熱方式として
コンスタントヒート方式とパルスヒート方式の２通りが
採用できる。

コンスタントヒート方式とは、ヒータ一部分を常時加熱
する方式である。この方式によれば、常時十分な加熱状
態が得られるから、転写時間が少なくて済むという利点
がある。その反面、ヒータ一部分が常にテープの近くに
あるような加熱転写装置においては、テープの未接着部
分まで多少加熱されるため、未接着部分の硬化が促進さ
れ、逆に好ましくない場合があるから注意を要する。

一方、パルスヒート方式とは、転写時のみヒータ一部分
を加熱する方式である。この方式によれば、コンスタン
トヒート方式のような欠点は解消されるが、十分な転写
温度まで上昇させるのに多少時間がかかるため、コンス
タントヒート方式に比べ接着時間が長くなる欠点がある
。

したがって、求められるダイスボンドの品質や、チップ
サイズ等々の諸条件を勘案して、コンスタントヒツト方
式、パルスヒート方式のいずれかを採用する必要がある
。

次に加熱転写治具の形状について述べる。

第１図の実施例に示したリール用の加熱転写治具１３お
よび第７図、第８図に示したカセント用のヒータープレ
ート２４は、いずれもその先端（テープ押圧面）が平坦
である。この場合、テープ押圧面の面粗度（平坦度）お
よび平行度が厳しく要求される。発明者らの実験によれ
ば、面粗度、平行度共に２〜３μｍ以内であれば良好な
熱転写が行われる。

ところで、このようにテープ押圧面が平坦な熱転写治具
を用いて熱転写を行なった場合、第９図（ａｌ、　ｌｂ
ｌに示すように、剥離紙１０から剥離された後の接着剤
９の両端の切断面にギザギザが生じ、ダイスボンド品質
の向上のために好ましくない場合がある。

この問題を解決するためには第１０図（ａ）、　ｆｂ）
に示すように熱転写治具１３（または第７図、第８図に
示すヒータープレート２４）の先端部の一端または両端
に接着剤切断用の刃２８を設けるとよい。

第１１図は第１０図（ａｌに示した片刃の熱転写治具１
３を用いて熱転写する状態を示したものである。テープ
の流れの上流側の端に刃２８を設けることにより、接着
剤９に適度な切れ目が出来るため、加圧転写後の切断が
容易になり、ギザギザのないシャープな切断面が得られ
、ダイスボンド品質を向上させることができる。なお、
刃２８の高さは、加熱時の接着剤９のやわらかさや、熱
転写治具１３の圧力等によって最適の高さに設定する必
要があるが、発明者らの実験によれば、テープの厚み（
接着剤９と剥離紙１０の合計の厚み）が２０μｍの場合
、刃２８の高さを５〜１５μｍに設定すると良好な結果
が得られた。

次にテープの材料について述べる。

まず接着剤９について述べる。接着剤９は、導電状の接
着剤と非導電性の接着剤とに大別される。

導電性の接着剤は銀粉（鱗片状又は球状）を混入して導
電性をもたせたものである。導電性の接着剤は銀粉が基
材として作用するため、非導電性のものに比べて「のび
」が少なく、いわゆる「腰」の強いものになる。このた
め切断部にばらつきやギザギザが少なく、ンヤープな形
状が得られる。

一方、非導電性の接着剤はエポキシ系のものが主流であ
り、導電性のものに比べて安いという利点がある。しか
し、非導電性の接着剤は、基材として作用するものが含
まれていないため、「のび」が多く、いわゆる「腰」が
弱いため、切断しに＜＜、切断面の形状も不揃いになり
やすい。したがって非導電性の接着剤を用いる場合には
、第１０図（ａｌ、　（ｂ）に示したような刃２８をも
った熱転写治具１３を用いることが望ましい。

次に剥離紙１０について述べる。

本発明においては、第１２図ｔａ＋に示すような接着剤
９のみで剥離紙のないテープ、第１２図（ｂｌに示すよ
うな接着剤９の片面のみに剥離紙１０を貼りつけたテー
プ、第１２図（Ｃ）に示すような接着剤１０の両面に剥
離紙１０を貼りつけたテープの３種類が使用できる。

接着剤９自体に十分な「腰」と「張り」がある場合は第
１２図（ａ）のような接着剤９のみのテープを使用すれ
ばよい。ただし、このテープは、第４図〜第６図に示し
た実施例、すなわち真空チャック１６で吸着して、予め
加熱したリードフレーム１上に圧着する方法には使用で
きるが、第１図や第７図、第８図に示すような熱転写方
式には使用できない。第１２図（ａ）のテープは両面と
も剥離紙で覆われていないため湿気を吸収しやすい。し
たがって、テープの保管等には十分な注意を要する。

第１２図ｔｂ＋に示す接着剤９の片面に剥離紙１０を貼
りつけたテープは、第４図〜第６図に示した真空チャッ
クで吸着する方式、第１図、第７図第８図に示した熱転
写方式のいずれにも利用できる。しかもリールに巻いて
おけば湿気を吸収することもないから、取扱いが容易に
なる。

第１２図（Ｃ１に示す接着剤９の両面に剥離紙１０を貼
りつけｔこテープは吸湿しにくいという点では最も有利
である。しかし真空チャック方式、カセットタイプの熱
転写方式には使用できない。

リール方式の場合は、上面の剥離紙１０を第１図に示す
ような巻取リールに巻取り、下面の剥離紙１０を、熱転
写治具の上流側で別の巻取リールに巻取ればよい。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明のよ
うに半硬化状態の樹脂または熱可塑性樹脂の接着剤を用
いた場合、従来の銀ペーストを用いる方法に比べて次の
ような効果が得られない。

まず、硬化時間が短い。銀ペーストの硬化時間は、ホッ
トプレート上で１０〜４０秒であるが、半硬化状態の樹
脂又は熱可塑性樹脂接着剤の硬化時間は、ホットプレー
ト上で１〜１０秒であり、１７４〜１／１０に短縮でき
る。

次に、スクライブが不要である。銀ペーストを用いる場
合、チップを圧着した後、気泡をつぶしながら銀ペース
トを十分にのばす必要があるため、チップを微小振動さ
せる、いわゆるスクライブ工程が必要である。ところが
、半硬化状態の樹脂又は熱可塑性樹脂は、チップ裏面あ
るいはグイパッド表面に対する十分な「濡れ性」が得ら
れるから、スクライブをする必要がない。発明者らの実
験によれば、本発明を用いると、４胴平方のチップでは
、従来の銀ペーストを用いた場合に比べて約０．３秒短
縮でき、また１０ｎ＋ｍ平方のチップでは３秒近くもの
時間短縮ができることを確認した。

このように、半硬化状態の樹脂又は熱可塑性樹脂接着剤
を用いると、硬化時間そのものが短い上、スクライブが
不要であるため、トータルのダイスボンド時間を大幅に
短縮することができ、生産性（スルーブツト）の向上を
図ることができる。

更に、銀ペーストを用いた場合、気泡が出来たり、硬化
時に気泡が膨張して、チップが傾くため、ダイスボンド
品質およびその後のワイヤボンド品質を低下させるとい
う問題があったが、本発明の実施例によれば、気泡が出
来る−ともなく、チップが傾くこともない。したがって
ダイスボンド品質、ワイヤボンド品質を共に良好なもの
にすることができる。

発明の効果本発明は半硬化状態の樹脂または熱可塑性樹脂の接着剤
を用いてチップをグイパッドに接着するものであるから
、気泡が出来ることもなく、チップが傾くこともなく、
きわめて高品質な半導体装置が得られる。しかも従来の
銀ペーストを用いる方法に比べて接着時間の短縮が図れ
るから、生産性を大幅に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は本発明の第１の実施例におけ
る半導体装置の製造方法を示す側面図、第４図、第５図
、第６図は本発明の第２の実施例における半導体装置の
製造方法を示す側面図、第７図、第８図は本発明の第３
の実施例に用いる熱転写装置の要部を示す正面断面図お
よび側面断面図、第９図、第１０図、第１１図は本発明
の第４の実施例に用いる熱転写治具およびその効果を説
明するための図、第１２図は本発明の各実施例に用いる
テープを示す側面図、第１３図、第１４図、第１５図、
第１６図は従来の半導体装置の製造方法を説明するため
の側面図である。１・・・・・・リードフレーム、２・・・・・・ダイパ
ッド、９・・・・・接着剤、１０・・・・・・剥離紙、
１１，１８．１９・・・・リール、１２・・・・・・ヒ
ーター　１３・・・・・・加熱転写治具、１４・・・・
・・カッター　１５・・・・・・テープ片、１６・・・
・・真空チャック、１７・・・・・・カセットケース、
１７ａ・・・・・・切欠部、２４・・・・・・ヒーター
プレート、２８・・・・・・刃。代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　ほか１８第名２図図橿　箇　斎Ｊｇ／４１１　　板・リールーカ・ｌターテープｈ第７図第５図第８図第　６ｒｉ！Ｊ９　・−璋　ｌｌＬ　　削１０　−−一　剥　ｍｊ＆１１−ｍ−リ　　−　　ルカセットケースリールリール５勤釉カイトピンテープ仁−テープし一ト細コイルスプリングスト・ソバ。第１０図第１１図 ■ ＩＱ）（ｂ）第１２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）半硬化状態の樹脂または熱可塑性樹脂からなり、
実質的に均一な厚さをもつ接着剤を介して、チップをリ
ードフレームのダイパッドに接着したことを特徴とする
半導体装置。
（２）半硬化状態の樹脂または熱可塑性樹脂からなり、
実質的に均一な厚みをもつ接着剤を介して、チップをリ
ードフレームのダイパッドに接着することを特徴とする
半導体装置の製造方法。
（３）接着剤をあらかじめリードフレームのダイパッド
表面に接着し、その後チップを上記接着剤に接着するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の半導体装置
の製造方法。
（４）接着剤をあらかじめチップの裏面に接着し、その
後上記接着剤をリードフレームのダイパッド表面に接着
することを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の半導
体装置の製造方法。
（５）半硬化状態の樹脂または熱可塑性樹脂からなり、
実質的に均一な厚みをもつ接着剤をチップの裏面または
リードフレームのダイパッドの表面に熱転写し、その後
上記接着剤を介して上記チップを上記ダイパッドに接着
することを特徴とする半導体装置の製造方法。
（６）半硬化状態の樹脂または熱可塑性樹脂からなり、
実質的に均一な厚みをもつテープ状の接着剤を順次送り
出し、送り出されたテープ状の接着剤を所定の寸法に切
断し、切断されたテープ片を加熱したリードフレームの
ダイパッド表面に転写し、その後、上記ダイパッド表面
に転写された接着剤の表面にチップの裏面を押しつけ、
上記チップを上記接着剤を介して上記ダイパッドに接着
することを特徴とする半導体装置の製造方法。
（７）テープ状の接着剤層のみからなる接着剤またはテ
ープ状の接着剤層の片面のみにテープ状の剥離紙を貼り
つけた接着剤を用いたことを特徴とする特許請求の範囲
第６項記載の半導体装置の製造方法。
（８）　半硬化状態の樹脂または熱可塑性樹脂からなり
、実質的に均一な厚みをもつテープ状の接着剤をテープ
状の剥離紙を貼りつけた接着テープをリードフレームの
ダイパッド表面に沿わせて順次送り出し、加熱転写治具
を用いて上記接着テープを上記剥離紙側から上記ダイパ
ッド表面に加熱しながら押しつけて上記接着剤のみを上
記ダイパッド表面に転写し、その後上記ダイパッド表面
に転写された接着剤の表面にチップの裏面を押しつけ、
上記チップを上記接着剤を介して上記ダイパッドに接着
することを特徴とする半導体装置の製造方法。
（９）テープ状の接着剤の片面のみにテープ状の剥離紙
を貼りつけた接着テープを供給リールから順次送り出し
、上記接着剤を転写した後の剥離紙のみを順次巻取リー
ルに巻取ることを特徴とする特許請求の範囲第８項記載
の半導体装置の製造方法。
（１０）テープ状の接着剤の両面にテープ状の剥離紙を
貼りつけた接着テープを供給リールから順次送り出し、
熱転写位置の上流側に設けた第１の巻取リールで一方の
剥離紙のみを巻取り、上記接着剤を転写した後の他方の
剥離紙を上記熱転写位置の下流側に設けた第２の巻取リ
ールで巻取ることを特徴とする特許請求の範囲第８項記
載の半導体装置の製造方法。
（１１）供給リールと巻取りリールをカセットケース内
に収納し、上記供給リールから上記巻取リールに向かっ
て順次送られる接着テープを、上記カセットケースに設
けた切欠部を通過させ、上記切欠部内に配置した加熱転
写治具によって上記接着テープの接着剤をダイパッド表
面に転写することを特徴とする特許請求の範囲第９項記
載の半導体装置の製造方法。
（１２）加熱転写治具を常時加熱することを特徴とする
特許請求の範囲第８項記載の半導体装置の製造方法。
（１３）加熱転写治具を、接着剤の転写時のみ加熱する
ことを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の半導体装
置の製造方法。
（１４）加熱転写治具のテープ押圧面のテープ上流側端
部、またはテープ上流側および下流側の両端部に、接着
剤切断用の刃を設けたことを特徴とする特許請求の範囲
第８項記載の半導体装置の製造方法。