WO2004038799A1

WO2004038799A1 - 電子部材及びその製造方法、並びに半導体装置

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Publication number: WO2004038799A1
Application number: PCT/JP2003/013493
Authority: WO
Inventors: Takeshi Hashimoto
Original assignee: Tomoegawa Paper Co Ltd
Current assignee: Tomoegawa Co Ltd
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2003-10-22
Publication date: 2004-05-06
Anticipated expiration: 2005-04-23
Also published as: CN100339987C; JP2004146526A; KR20040083094A; US7312145B2; TW200414478A; KR100741030B1; CN1692496A; US20050067703A1; TWI321353B

Abstract

高温乾燥下や高温高湿下で使用しても、回路を構成する複数の金属体が接着剤層を介して導通される恐れがなく絶縁信頼性の高い電子部材、及びその製造方法、並びに該電子部材を用いて得られる半導体装置。金属体がパターン形成された回路が接着剤層を介して絶縁性基材に固定された電子部材において、隣接する前記金属体に接する接着剤層が互いに分断されている。典型的には、前記電子部材は、リードフレーム固定テープ付きリードフレーム、TABテープ、フレキシブルプリント配線板のうちいずれかである。

Description

電子部材及ぴその製造方法、並びに半導体装置技術分野

本発明は、金属体がパターン形成された回路が接着剤層を介して絶縁性基材に固定された電子部材、及びその製造方法、並びに該電子部材を用いて得られる半導体装置に関するものである。背景技術

絶縁性基材表面に回路を有する電子部材を用いて、半導体装置を製造することが広く行われている。以下、従来の電子部材の構成例について簡単に説明する。図 4に示す電子部材 1 0 0は、絶縁性基材 1 1 0の片面全体に接着剤層 1 2 0 が形成され、その表面に回路 1 3 0が形成されたものである。回路 1 3 0は、鲖等からなる金属体 1 3 1がパターン形成されたもので、例えば金属箔を貼着しパターニングすることにより形成される。

かかる構成の電子部材ゃこれを用いて製造された半導体装置を使用すると、回路を構成する金属がイオン化して接着剤層内に徐々に移行して、接着剤層の絶縁性が低下し、回路を構成する複数の金属体が接着剤層を介して導通されてしまうことがあった。この問題は特に高温乾燥下や高温高湿下で使用する場合に顕著であつた。

そこで、接着剤層を、回路を構成する金属がイオン化しても移行しにくい特殊な樹脂組成物により構成することが提案されている（例えば、特開平 8— 2 3 8 7 1 3号、特開平 1 1— 1 8 1 2 3 3号公報等参照）。しかしながら、高温乾燥下や高温高湿下で使用する場合には、接着剤層の処方を変更するだけでは、上述の問題を完全に回避することはできなかった。発明の開示

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、高温乾燥下や高温高湿下で使用しても、回路を構成する複数の金属体が接着剤層を介して導通される恐れがなく絶縁信頼性の高い電子部材、及ぴその製造方法、並びに該電子部材を用いて得られる半導体装置を提供することを目的とする。

従って、本発明は、金属体がパターン形成された回路が接着剤層を介して絶縁性基材に固定された電子部材において、隣接する前記金属体に接する接着剤層が互いに分断されている電子部材を提供する。

典型的には、前記電子部材は、リードフレーム固定テープ付きリードフレーム、 T A Bテープ、フレキシブルプリント配線板のうちいずれかである。

本発明はまた、金属体がパターン形成された回路が接着剤層を介して絶縁性基材に固定された電子部材の製造方法であって、

絶縁性基材の表面上に、パターン形成されていない接着剤層と、金属体がパターン形成された回路とを順次有する積層体を調製する過程と、

前記積層体に対し、前記回路側から、接着剤層を選択的に除去することが可能なレーザー光を照射し、隣接する前記金属体に接する接着剤層を分断する過程とを有する電子部材の製造方法を提供する。

典型例として、前記レーザー光はエキシマレーザー光である。

前記積層体において隣接する前記金属体間に位置する接着剤層に対して選択的にレーザー光を照射し、隣接する前記金属体に接する接着剤層を分断する過程とを有する電子部材の製造^法を提供する。

金属体がパターン形成された回路の表面に、回路形状に沿って接着剤層をパターン形成する過程と、

前記接着剤層上に絶縁性基材を貼着する過程と

を有する電子部材の製造方法を提供する。典型例として、印刷法又はディスペンス法により、前記接着剤層をパターン形成する。

固定すべき回路を構成する隣接する金属体に接する接着剤層が互いに分断されるように、絶縁性基材の表面上に接着剤層をパターン形成する過程と、

前記回路を前記接着剤層を介して前記絶縁性基材上に形成する過程とを有する電子部材の製造方法を提供する。

典型例として、印刷法又はディスペンス法により、前記接着剤層をパターン形成する。

本発明はまた、上記のような電子部材を用いて製造された半導体装置を提供する。

本発明によれば、高温乾燥下や高温高湿下で使用しても、回路を構成する複数の金属体が接着剤層を介して導通される恐れがなく絶縁信頼性の高い電子部材、及ぴその製造方法を提供することができる。また、本発明の電子部材を用いることにより、絶縁信頼性の高い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は、本発明に係る実施形態の電子部材の構成例を示す図である。

図 2は、本発明に係る実施形態の電子部材の別の構成を示す図である。

図 3 A〜 3 Cは、本発明に係る実施形態の電子部材の製造方法を示す工程図である。 '

図 4は、従来の電子部材の構成例を示す図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施形態例を、図面を参照して詳細に説明する。電子部材の構成

まず、図 1に基づいて、本発明に係る実施形態の電子部材の構成について説明する。図 1は、絶縁性基材の面に対して垂直方向に切断した例を示す断面図である。

本実施形態の電子部材 1は、金属体 3 1がパターン形成された回路 3 0が接着剤層 2 0を介して絶縁性基材 1 0に固定されたものであり、従来の電子部材と異なる点は、回路 3 0と絶縁性基材 1 0との間にのみ接着剤層 2 0が形成されており、隣接する金属体 3 1に接する接着剤層 2 0が互いに分断されている点にある。電子部材 1としては、リードフレーム固定テープ付きリードフレームや、 T A B (Tape Automated Bonding) テープ、フレキシブルプリント配/線板等が具体的に挙げられる。

絶縁性基材 1 0としては特に限定されないが、ポリイミド、ポリエチレンナフタレ^ ト、ボリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテノレエーテノレケトン、ポリフエ二レンサノレフアイド、フノレ才ロエチレンプロピレン、液晶ポリマー等からなる耐熱フィルムや耐熱テープ、フヱノール樹脂等が含浸された不織布や紙、エポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等が含浸されたガラスクロス等が好適に用いられる。

中でも、耐熱性に優れることから、ポリイミドからなるフィルムやテープが好ましい。市販のポリイミドフィルムとしては、宇部興産社製ユーピレックス s、東レデュポン社製カプトン H , V , E N、鐘淵化学社製アビカル N P I , H P , A H等が挙げられる。

接着剤層 2 0を構成する接着剤としては、絶縁性を有し絶縁性基材 1 0と回路 3 0とを接着できるものであれば特に限定されないが、ポリアミド樹脂等のフ.レキシブルな樹脂とフエノール樹脂等の硬質樹脂とを主成分として、エポキシ樹脂、ィミダゾール類等を含むものが好適に用いられる。

中でも、 C _{3 6}ダイマー酸ベースのポリアミド樹脂、常温固体のフエノール樹脂、常温液状のエポキシ樹脂等を適度に混合したものが好ましい。

ポリアミド榭脂としては、特に質量平均分子量が 5 0 0 0〜 1 0 0 0 0 0のものが好適である。さらに、ポリアミド樹脂原料のカルボン酸とァミンとによりァミド樹脂の凝集力も変化するため、フエノール樹脂やエポキシ樹脂の分子量、軟化点等を適宜選択することが好ましい。 ' - なお、ポリアミド樹脂の代わりに、ポリエステル樹脂、アクリロニトリルブタジェン榭脂、ポリイミド樹脂、プチラール樹脂や、これらがシリコーン変性された樹脂等を用いることもできる。また、フエノール樹脂やエポキシ樹脂の代わりに、マレイミド樹脂、レゾール樹脂、トリアジン樹脂等を用いることもできる。回路 3 0 (金属体 3 1 ) を構成する金属としては、良好な導電性を有するものであれば特に限定されないが、鲖、アルミニウム、金、銀、白金、クロム、ニッケル、タングステン等やこれらの合金等が好適に用いられる。

本実施形態の電子部材 1では、隣接する金属体 3 1に接する接着剤層 2 0を互いに分断する構成を採用した。したがって、回路 3 0を構成する金属がイオン化して接着剤層 2 0内に移行したとしても、回路 3 0を構成する複数の金属体 3 1 が接着剤層 2 0を介して導通される恐れが全くなく、絶縁信頼性に極めて優れる。そして、このように絶縁信頼性に優れた本実施形態の電子部材 1を用いて半導体装置を製造することにより、絶縁信頼性の高い半導体装置を提供することができる。

また、回路を構成する金属がイオン化して接着剤層内に移行する問題は特に高温乾燥下や高温高湿下で使用する場合に顕著なため、本実施形態の電子部材 1やこれを用いて得ちれる半導体装置は、このような環境下で使用する場合に特に好適である。

なお、本実施形態では、隣接する金属体 3 1間には接着剤層 2 0が全く形成されていない場合についてのみ説明したが、隣接する金属体 3 1に接する接着剤層 2 0が互いに分断されていれば、例えば、図 2に示すように、隣接する金属体 3 1間に接着剤層 2 0が形成されていても良い。電子部材の製造方法

次に、本発明に係る実施形態の電子部材の製造方法について説明する。本実施形態では、図 1に示した電子部材 1の製造方法を取り上げて説明する。

はじめに、図 3 Aに示すように、絶縁性基材 1 0の片面全体に接着剤層 2 O A が形成された接着剤層付き絶縁性基材 4 0を用意する。接着剤層付き絶縁性基材 4 0は市販されており、例えば、巴川製紙所社製の接着テープ「エレファン R 7 2 2」や巴川製紙所社製の T A B用テープ「エレファン F C X」等が挙げられる。なお、市販のものを用いる代わりに、絶縁性基材に接着剤を塗布し半硬化するなどして調製し、用いることもできる。

次に、同図に示すように、接着剤層付き絶縁性基材 4 0の接着剤層 2 O A側の面に、金属体 3 1がパターン形成された回路 3 0を形成する。回路 3 0は、接着剤層付き絶縁性基材 4 0に銅箔等の金属箔を貼着し、これをパター-ングすることによって形成できる。金属箔のパターニングは、フォトレジスト膜の形成、露光、現像、金属箔のエッチング、フォトレジスト膜の剥離を順次行うフォトリソグラフィ一法により行うことができる。また、金属箔の代わりに、あらかじめ所定のパターンの回路が形成されたリ一ドフレーム等を貼着することによっても、接着剤層付き絶縁性基材 4 0の表面に回路 3 0を形成することができる。

以上のようにして、絶縁性基材 1 0表面に、パターン形成されていない接着剤層 2 0 Aと回路 3 0とを順次有する積層体 4 1を調製することができる。

なお、本発明においては、金属体がパターン形成された回路の形状や大きさ、接着剤層の形状や大きさ、および絶縁性基材の形状や大きさ等は、特に限定されない。

次に、図 3 Bに示すように、積層体 4 1の全面に回路 3 0側から、接着剤層 2 O Aを選択的にエッチング（除去）することが可能なレーザー光 Lを照射する。金属からなる回路 3 0はエッチングせずに、有機物からなる接着剤層 2 0 Aのみを選択的にエッチングすることが可能なレーザー光としては、エキシマレーザー光等が挙げられる。

レーザー光 Lの 1回の照射面積は適宜設計することができるので、積層体 4 1 を複数の領域に分割して照射することもできるし、積層体 4 1の全面を一括照射することもできる。特に、作業を簡略化できることから、積層体 4 1の全面を一括照射することが好ましい。.

積層体 4 1の全面に特定のレーザー光 Lを照射することによって、回路 3 0がマスクとして機能し、図 3 Cに示すように、回路 3 0が形成されていない部分の接着剤層 2 O Aが選択的に除去され、回路 3 0と絶縁性基ネオ 1 0との間に位置する接着剤層 2 O Aのみが残存する。その結果、回路 3 0と絶縁性基材 1 0との間にのみ接着剤層 2 0が形成され、隣接する金属体 3 1に接する接着剤層 2 0が互いに分断された電子部材 1が'完成する。

なお、一度に広い範囲にレーザー光を照射する代わりに、ビーム状のレーザー光を走査して照射することもできる。この場合には、隣接する金属体 3 1間に位置する接着剤層 2 O Aに対して選択的にレーザー光を照射し、隣接する金属体 3 1に接する接着剤層 2 O Aを分断することもできる。この場合には、接着剤層 2 0 Aに対してのみレーザー光の照射を行うので、有機物のみならず金属をエッチングするレーザー光を用いることもできる。また、この場合には、隣接する金属体 3 1間に位置する接着剤層 2 O Aを部分的に除去し、図 2に示したような電子部材 1を製造することも可能である。

本実施形態の電子部材の製造方法によれば、'既存の接着剤層付き絶縁性基材を用い、従来と同様に回路を形成した後、レーザー光を照射するだけの簡易な操作で、回路を構成する隣接する金属体に接する接着剤層が互いに分断された本発明の電子部材を製造することができる。したがって、既存のプロセスを大きく変えることなく、簡易に本発明の電子部材を製造することができ、好適である。電子部材のその他の製造方法

本発明の電子部材は上記実施形態以外の製造方法によっても製造することがでさる。

例えば、あらかじめ所定のパターンの回路が形成されたリ一ドフレーム等を用意し、回路表面に、回路形状に沿って接着剤層をパターン形成した後、接着剤層上に絶縁性基材を貼着することによつても、本発明の電子部材を製造することができる。また、絶縁性基材表面に、回路を構成する隣接する金属体に接する接着剤層が互いに分断されるように接着剤層をパターン形成した後、回路を形成することによつても、本発明の電子部材を製造することができる。

なお、接着剤層をパターン形成する方法としては、印刷法ゃデイスペンス法等が挙げられる。

これらの製造方法を採用すれば、絶縁性基材の全面に形成された接着剤層をパターユングする工程が不要であるので、接着剤の使用量を削減できる等の利点がある。

以下、本発明に係る実施例及び比較例について説明する実施例 1

絶縁性基材の片面全体に接着剤層が形成された接着テープ（巴川製紙所社製エレファン R 7 2 2) を打ち抜き、外形寸法 20 mmX 2 Omm、内形寸法 1 0 mm X 1 0 mm, 幅 5mmの枠状に加工し、リードフレーム固定テープを得た。次いで、このテープの接着剤層側に、 20 8ピンリードフレームを載置した後、 1 6 0°Cで 1秒間加熱しながら圧着し固定した。

次に、得られた積層体の全面にリ一ドフレーム側からエキシマレーザー光を一括照射し、リードフレームが存在しない部分（即ち、ピン間の部分）の接着剤層を除去した。最後に、熱風循環型乾燥機にて 1 5' 0°Cで 1時間加熱することにより、接着剤層を硬化させ、本発明の電子部材（リードフレーム固定テープ付きリードフレーム）を得た。実施例 2

絶縁性基材の片面全体に接着剤層が形成された TAB用テープ（巴川製紙所社製エレファン F CX) と 3 4オンスの電解銅箔とを接着剤層を介して貼着した。次いで、熱風循環型乾燥機にて、 70°Cで 6時間、 1 20°Cで 6時間、 1 6 0°Cで 6時間順次加熱し、接着剤層を硬化させた。さらに銅箔上にフォトレジスト膜を形成し、露光、現像、銅箔のエッチング、フォトレジスト膜の剥離を順次行うことにより、銅箔をパターユングし回路を形成した。

次に、得られた積層体の全面に回路側からエキシマレーザー光を一括照射し、回路が形成されていない部分の接着剤層を除去し、本発明の電子部材（TABテープ）を得た。実施例 3

208ピンリードフレーム上に、その形状に沿って接着剤ワニス（巴川製紙所社製、エレファン R 7 2 2用ワニス）をデイスペンス法により塗布しだ後、熱風循環型乾燥機にて 1 5 0°Cで 3分間加熱乾燥し、接着剤層を形成した。次に、ポリイミドフィルム（東レデュポン社製、カプトン 20 OH) を打ち抜き、外形寸法 20 mm X 2 0 mm、内开寸法 1 0 mm X 1 0 mm, 幅 5 mmの枠状 (こ刀ロしたリードフレーム固定テープを接着剤層上に載置した後、 1 6 0°Cで 1秒間加熱しながら圧着し固定した。最後に、熱風循環型乾燥機にて 1 5 0°Cで 1時間加熱することにより接着剤層を硬化させ、本発明の電子部材（リードフレーム固定テ —プ付きリードフレーム）を得た。 · 実施例 4

20 8ピンリードフレーム上に、その形状に沿って接着剤ワニス（巴川製紙所社製、エレファン R 7 2 2用ワニス）をスクリーン印刷法により塗布した後、熱風循環型乾燥機にて 1 5 0°Cで 3分間加熱乾燥し、接着剤層を形成した。次に、ポリイミドフィルム（東レデュポ.ン社製、カプトン 200 H) を打ち抜き、外形寸法 2 0 mm X 2 0 mm、内开寸法 1 0 mm X 1 0 mm、 Φ畐 5 mmの枠状にカロェしたリ一ドフレーム固定テープを接着剤層上に載置した後、 1 6 0°Cで 1秒間加熱しながら圧着し固定した。最後に、熱風循環型乾燥機にて 1 50 で 1時間加熱することにより接着剤層を硬化させ、本発明の電子部材（リードフレーム固定テープ付きリードフレーム）を得た。比較例

エキシマレーザー光の照射を行わなかった以外は実施例 1と同様にして、比較用の電子部材を得た。評価試験及び評価結果

各実施例、比較例において得られた電子部材について、以下の電気絶縁信頼性試験を実施した。

1 3 0°C、相対湿度 8 5%、 2気圧（約 20 26 h P a) の雰囲気下で、回路に電圧を印加してから、絶縁破壊され回路を構成する金属体間に電流が流れ始めるまでの時間を測定した。印加電圧は 1 0Vとした。回路を構成する隣接する金属体に接する接着剤層が互いに分断されるように接着剤層をパターン形成した実施例 1〜4では、 2 0 0 0時間経過後も抵抗値に変化はなく、回路を構成する金属体間に電流は流れず、絶縁信頼性が良好であった, これに対して、接着剤層をパターン形成しなかった比較例では、 3 3 6時間経過後に、回路を構成する金属体間にショートが発生し、絶縁信頼性が不鸟であった,

Claims

請求の範囲

1 . 金属体がパターン形成された回路が接着剤層を介して絶縁性基材に固定された電子部材において、

隣接する前記金属体に接する接着剤層が互いに分断されている電子部材。

2 . 前記電子部材が、リードフレーム固定テープ付きリードフレーム、 T A B テープ、フレキシブルプリント配線板のうちいずれかである請求項 1に記載の電子部材。

3 . 金属体がパターン形成された回路が接着剤層を介して絶縁性基材に固定された電子部材の製造方法であって、

前記積層体に対し、前記回路側から、接着剤層を選択的に除去することが可能なレーザー光を照射し、' 隣接する前記金属体に接する接着剤層を分断する過程とを有する電子部材の製造方法。

4 . 前記レーザー光がエキシマレーザー光である請求項 3に記載の電子部材の製造方法。

5 . 金属体がパターン形成された回路が接着剤層を介して絶縁性基材に固定された電子部材の製造方法であって、

前記積層体において隣接する前記金属体間に位置する接着剤層に対して選択的にレーザー光を照射し、隣接する前記金属体に接する接着剤層を分断する過程とを有する電子部材の製造方法。

6 . 金属体がパターン形成された回路が接着剤層を介して絶縁性基材に固定された電子部材の製造方法であって、

前記接着剤層上に絶縁性基材を貼着する過程と

を有する電子部材の製造方法。

7 . 印刷法又はディスペンス法により、前記接着剤層をパターン形成する請求項 6に記載の電子部材の製造方法。

8 . 金属体がパターン形成された回路が接着剤層を介して絶縁性基材に固定された電子部材の製造方法であって、

前記回路を前記接着剤層を介して前記絶縁性基材上に形成する過程とを有する電子部材の製造方法。

9 . 印刷法又はディスペンス法により、前記接着剤層をパターン形成する請求項 8に記載の電子部材の製造方法。

1 0 . 請求項 1に記載の電子部材を用いて製造された半導体装置。

1 1 . 請求項 2に記載の電子部材を用いて製造された半導体装置。