JPH11233532A - リードフレームと半導体素子の接着方法 - Google Patents

リードフレームと半導体素子の接着方法

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JPH11233532A
JPH11233532A JP10029439A JP2943998A JPH11233532A JP H11233532 A JPH11233532 A JP H11233532A JP 10029439 A JP10029439 A JP 10029439A JP 2943998 A JP2943998 A JP 2943998A JP H11233532 A JPH11233532 A JP H11233532A
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lead frame
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bonding
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JP10029439A
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Masahiko Kato
正彦 加藤
Hironori Shimazaki
洋典 嶋崎
Masato Aida
誠人 会田
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    • H10W90/00Package configurations
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    • H10W90/731Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of die-attach connectors
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  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体素子と接着用フィルム間における空隙の
発生を効果的に抑制することのできるリードフレームへ
の半導体素子の接着方法を提供する。 【解決手段】予め片面に接着用フィルム7を貼り付けた
リードフレーム3と半導体素子4とをマウントヘッド
1、マウントステージ2間に供給し、これらマウントヘ
ッド1とマウントステージ2により加熱加圧することに
よって半導体素子4をリードフレーム3へ熱接着する際
に、リードフレーム3側のマウントヘッド1の加熱温度
を半導体素子4側のマウントステージ2よりも低温に設
定し、さらに、マウントステージ2の加熱温度を接着用
フィルム7の接着層6のガラス転移温度よりも高く設定
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子の接着
方法に関し、特に、リードフレームへ良好な状態で半導
体素子を接着することのできる半導体素子の接着方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】図5(イ)、(ロ)は、リードフレーム
3と半導体素子4とを接着用フィルム7によって接着し
た構成を示す。
【0003】リードフレーム3は、たとえば、鉄−ニッ
ケル42%合金(熱膨張係数:4.5×10-5/℃)に
よって形成され、インナーリード3Aおよびアウターリ
ード3Bを有する。
【0004】接着用フィルム7は、ポリイミドテープ3
(熱膨張係数:17×10-5/℃)と、その両面に設け
られた接着層6によって形成されている。
【0005】従来のリードフレームと半導体素子の接着
方法によると、内蔵したヒータにより所定の温度に加熱
されたマウントステージに半導体素子4を載置し、接着
フィルム7をインナーリード3Aの先端に接着したリー
ドフレーム3を半導体素子4の上へ搬送し、リードフレ
ーム3の上方より内蔵したヒータによってマウントステ
ージと同一、あるいはそれより高い温度に加熱されたマ
ウントヘッドを下降して、マウントヘッドとマウントス
テージの間でリードフレーム3のインナーリード3A、
接着フィルム7および半導体素子4を加熱加圧する。
【0006】図6(イ)、(ロ)は、このようにして接
着フィルム7によって接着されたインナーリード3Aと
半導体素子4を示し、図5(イ)、(ロ)と異なった向
きおよび断面で示している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の半導体素子の接着方法によると、ポリイミドテープ
5がリードフレーム3より大きな熱膨張係数を有するた
め、ポリイミドテープ5の伸びによって半導体素子4と
ポリイミドテープ5との間に空隙8が発生することがあ
り、このため、空隙8の発生面積が大きな場合には、樹
脂封止後の半導体装置としての特性、たとえば、耐リフ
ロークラック性や耐サーマルショック性のような熱的特
性面において、問題を起こすことがあった。
【0008】従って、本発明の目的は、半導体素子と接
着用フィルム間における空隙の発生を効果的に抑制する
ことのできる半導体素子の接着方法を提供することにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、両面に接着層を有する接着用フィルムを
リードフレームと半導体素子との間に介在させ、これら
の両側より加熱加圧して、前記リードフレームへ半導体
素子を接着する接着方法において、前記リードフレーム
側の加熱温度を前記半導体素子側の加熱温度より予め設
定した温度だけ低くし、前記半導体素子側の加熱温度を
前記接着層のガラス転移温度より高くすることを特徴と
するリードフレームと半導体素子の接着方法を提供する
ものである。
【0010】上記の接着用フィルムとしては、たとえ
ば、ポリイミドテープのようなベースフィルムの両面
に、熱可塑性ポリエーテルアミドイミドや熱可塑性ポリ
エーテルアミドなどの接着層を形成したものが使用され
る。
【0011】リードフレームと半導体素子間への接着用
フィルムの供給は、半導体素子の接着時に行ってもよい
が、作業性の面からすると、予めリードフレームへ貼り
付けておくことが望ましい。
【0012】リードフレーム側の加熱温度を半導体素子
側よりも低温に設定する度合は、少なくとも20℃は必
要であり、温度差がこれ以下になると、空隙発生抑制効
果を得にくゝなるので、好ましくない。
【0013】加熱加圧は、2〜6秒間継続して行うべき
であり、上下限ともこの範囲を外れると、空隙発生抑止
効果を得にくゝなる。
【0014】加熱加圧時の加圧力は、4Kgf/cm2
以上に設定することが望ましく、これ以下になると、空
隙発生抑制効果が不充分なものとなる。
【0015】
【発明の実施の形態】次に、本発明による半導体素子の
接着方法の実施形態について説明する。
【0016】図1において、1はマウントヘッド、2は
マウントヘッド1と対向配置されたマウントステージを
示し、これらはいずれもヒータを内蔵し、上下動するよ
うに構成されている。
【0017】3は、マウントヘッド1とマウントステー
ジ2の間に導入された鉄−ニッケル42%合金製(熱膨
張係数:4.5×10-5/℃)のリードフレーム、4は
リードフレーム3の下側になるように導入された半導体
素子を示す。
【0018】リードフレーム3には、ポリイミドテープ
5(熱膨張係数:17×10-5/℃)の両面に接着層6
を形成した接着用フィルム7が、前記接着層6の1つに
よって予め貼り付けられており、リードフレーム3は、
この接着用フィルム7が半導体素子4側になるようにし
てマウントヘッド1、マウントステージ2間へ導入され
る。
【0019】リードフレーム3と半導体素子4は、マウ
ントヘッド1が下降することによって加圧され、同時に
加熱されることによって熱接着される。
【0020】図2は、以上のようにして得られた接着体
における半導体素子4と接着用フィルム7間の空隙の発
生状況を、マウントヘッド1およびマウントステージ2
の温度と関連づけてまとめたものである。
【0021】すなわち、この図は、得られた接着体にお
ける図5のE部での空隙の発生度合を示したもので、E
部の面積に占める空隙の面積比率が2%以上5%未満の
ものをA、5%以上10%未満のものをB、10%以上
20%未満のものをC、20%以上のものをDとして表
示した。
【0022】なお、マウントヘッド1とマウントステー
ジ2による加熱加圧時の圧力と加熱加圧時間とは、それ
ぞれ5Kgf/cm2と4秒に設定し、接着用フィルム
の接着層を構成する材料としては、ガラス転移温度(T
g)が230℃のものを適用した。
【0023】この図2によれば、図1において、リード
フレーム3側のマウントヘッド1の温度を半導体素子4
側のマウントステージ2よりも低温に設定したものは、
その多くがA〜Bを示し、特に、マウントヘッド1をマ
ウントステージ2よりも20℃以上低く設定したものに
Aが集中していることが認められる。
【0024】一方、これに比べ、マウントヘッド1の温
度をマウントステージ2の温度よりも高温に設定したも
のは、CないしDが多く、これら両者を比べれば、本発
明による空隙発生抑制効果は明白である。
【0025】図3は、マウントステージ2の温度を40
0℃に設定し、加圧力を5Kgf/cm2に設定した状
態での、マウントヘッド1の温度と加熱加圧時間との関
係を示したもので、これによれば、加熱加圧時間は2〜
6秒であることが望ましい。
【0026】また、図4は、リードフレーム側のマウン
トヘッド1と半導体素子側のマウントステージ2の温度
をそれぞれ380℃と400℃とに設定し、加圧力と加
熱加圧時間とを変更したときの空隙の発生度合を示した
ものである。
【0027】これによれば、加圧力が4Kgf/cm2
以上のものと、4Kgf/cm2 未満のものとの間に
は、明確な差が認められ、この結果から加圧力として
は、4Kgf/cm2以上に設定することが望ましい。
【0028】また、加熱加圧時間おいて、2〜6秒と8
秒とを比べてみると、8秒に設定されたものには大きな
空隙が発生しており、従って、このことから加熱加圧時
間としては、2〜6秒の範囲に設定することが望まし
い。なお、図4においてAAは、空隙面積比が2%未満
のものを意味する。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるリー
ドフレームと半導体素子の接着方法によれば、リードフ
レーム側の加熱温度を半導体素子側の加熱温度より予め
設定した温度だけ低くし、さらに、半導体素子側の加熱
温度を接着用フィルムの接着層のガラス転移温度よりも
高く設定することにより、接着用フィルムと半導体素子
間における空隙の発生を効果的に抑制できるものであ
り、従って、耐リフロークラック性や耐ヒートショック
性などの熱的特性に優れた半導体装置を提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるリードフレームと半導体素子の接
着方法の一実施形態説明図。
【図2】図1の実施形態において、マウントヘッドおよ
びマウントステージの温度と、空隙の発生度合との関係
をまとめたグラフ。
【図3】図1の実施形態において、マウントヘッドの温
度と加熱加圧時間とが、空隙の発生に及ぼす影響度合を
まとめたグラフ。
【図4】図1の実施形態において、加圧力と加熱加圧時
間とが、空隙の発生に及ぼす影響度合をまとめたグラ
フ。
【図5】リードフレームへの半導体素子の接着構造を示
す説明図であり、(イ)は平面図、(ロ)は(イ)のA
−A断面図である。
【図6】従来の接着方法の問題点を示す説明図であり、
(イ)は部分平面図、(ロ)は(イ)のD−D断面図で
ある。
【符号の説明】
1 マウントヘッド 2 マウントステージ 3 リードフレーム 4 半導体素子 6 接着層 7 接着用フィルム 8 空隙

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】両面に接着層を有する接着用フィルムをリ
    ードフレームと半導体素子との間に介在させ、これらの
    両側より加熱加圧して、前記リードフレームへ前記半導
    体素子を接着する半導体素子の接着方法において、 前記リードフレーム側の加熱温度を前記半導体素子側の
    加熱温度より予め設定した温度だけ低くし、 前記半導体素子側の加熱温度を前記接着層のガラス転移
    温度より高くすることを特徴とするリードフレームと半
    導体素子の接着方法。
  2. 【請求項2】前記リードフレーム側の加熱温度は、前記
    半導体素子側の加熱温度よりも、前記予め設定した温度
    として少なくとも20℃低い温度に設定されることを特
    徴とする請求項第1項記載のリードフレームと半導体素
    子の接着方法。
  3. 【請求項3】前記加熱加圧は、2〜6秒間継続して行わ
    れることを特徴とする請求項第1項記載のリードフレー
    ムと半導体素子の接着方法。
  4. 【請求項4】前記加熱加圧は、4Kgf/cm2以上の
    圧力下で行われることを特徴とする請求項第1項記載の
    リードフレームと半導体素子の接着方法。
  5. 【請求項5】前記接着用フィルムは、前記両面の接着層
    の1つによって前記リードフレームに予め貼り付けられ
    ていることを特徴とする請求項第1項ないし第5項のい
    ずれかに記載のリードフレームと半導体素子の接着方
    法。
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