JPH0936278A

JPH0936278A - 金属箔被覆半導体装置及びその製造方法とこれに用いる金属箔材料

Info

Publication number: JPH0936278A
Application number: JP7178688A
Authority: JP
Inventors: Yuji Hotta; 祐治堀田; Seiji Kondo; 誠司近藤; Shinichi Oizumi; 新一大泉
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1995-07-14
Filing date: 1995-07-14
Publication date: 1997-02-07

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は半導体素子を樹脂で封止してなる半導
体装置の表面に固着されてなる金属箔材料、及びこれを
備えた半導体装置と半導体装置の製造方法を提供するこ
とを目的とする。【構成】金属箔材料上に設けた接着剤層により金型キャ
ビテイ面に金属箔材料を仮固定し、次いで半導体素子を
セット後金型を閉じて封止樹脂を注入し成形することに
より金属箔被覆半導体装置を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体素子を樹脂で封止
してなる半導体装置の表面に固着されてなる金属箔材
料、及びこれを備えた半導体装置と半導体装置の製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】トランジスタ、ＩＣ及びＬＳＩ等の半導
体素子は、従来、セラミックにより封止され半導体装置
化されていたが、コスト及び量産性の観点から樹脂封止
が主流になっている。この樹脂封止には従来からエポキ
シ樹脂が使用されており良好な成績を収めている。一
方、半導体分野の技術革新によって集積度の増大化とと
もに半導体素子サイズの大型化が進んでいる反面、半導
体装置の小型化、薄型化の要請が強く、そのため、封止
用樹脂材料の占める容積率が減少しており、封止材料に
ついては、より高度な信頼性が要求されてきている。特
に近年、半導体素子サイズの大型化に伴って、半導体封
止樹脂の性能評価用の加速試験である熱サイクル試験
（ＴＣＴテスト）に対して、従来以上の性能の向上が要
求されている。また、半導体装置の配線基板への実装方
法として表面実装が主流となってきており、このため、
半導体装置を吸湿した状態で半田付けした際に半導体装
置にクラックや膨れが発生しないという特性が要求され
ている。

【０００３】これらの要求に対して従来から、ＴＣＴテ
ストで評価される耐熱応力性の向上のために封止用樹脂
の中にゴムの微粒子を添加したり、シリコーン化合物で
エポキシ樹脂を変性して熱応力を低減させることが検討
されている。また、半田付け時の耐クラック性の向上の
ために、吸湿量の小さな封止樹脂を採用したり、リード
フレームとの密着性の向上等も検討されてきたが、その
効果はいまだ充分でなかった。

【０００４】そこで本願発明者らは、半導体装置が薄型
化しても、耐湿性、耐熱応力性、半田付け時の耐クラッ
ク性に優れ、高信頼性をもつ半導体装置を得るために、
特願平６−８０１５８号にて金属箔によりプラスチック
パッケージ表面を被覆することを提案し、その方法とし
て、半導体素子を封止する樹脂を金型を用いて成形加工
する際に、金型の成形面に金属箔材料を仮固定した後樹
脂を注入、成形することにより、プラスチックパッケー
ジ表面に金属箔材料を直接固着させる方法を提案してい
る。その場合の金型成形面への仮固定方法としては、金
属箔材料面に仮固定用の接着剤層を設けて仮固定する方
法を提案している。また特願平７−３３６７７号では金
属箔材料と封止材料との親和性をあげると剥離防止に効
果があることを見いだし、成形時に封止用樹脂と接触す
ることとなる当該金属箔材料面の水に対する接触角が１
１０゜以下であるもので構成されている金属箔の使用を
提案した。また特開昭６３−２５０８４６号では接着剤
層を設けずに真空吸着、磁力、重力等の物理的手段によ
り仮固定する方法が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、仮固定
用の接着剤層を設けた金属箔材料をその接着層を介して
金型に仮固定した後、封止用樹脂を注入、成形し、製造
する方法において、（１）金属箔と半導体装置間の接着力が不十分なため封
止樹脂の成形時や成形後の硬化時、あるいは配線基板へ
の当該半導体装置の実装時などの熱応力負荷時に金属箔
が剥がれることが有り、その結果、半導体装置表面を金
属箔で被覆したことにより得られるはずの効果、例えば
ＴＣＴテストに於ける信頼性の向上や半田付け時の耐ク
ラック性の向上等の効果が一部損なわれるという問題が
生じていた。（２）さらに金型キャビテイ表面に仮固定して用いられ
る金属箔材料については、金属箔上に形成された接着剤
層の種類によっては、成形時の金属箔材料のキャビテイ
面での位置ズレや金型汚れが発生することが有った。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような問題
に鑑みてなされたものであって、半導体素子を封止する
樹脂を金型を用いて成形する際に、（１）金属箔材料を
金型キャビテイ表面に仮固定して、その後の金型内への
封止用樹脂の注入、成形により半導体装置表面に金属箔
材料を固着させる金属箔被覆半導体装置の製造方法と
（２）該金属箔材料と該製造方法を用いて得られる半導
体装置を提供するものである。

【０００７】以下発明の詳細を説明するが、参考のため
に、その成形加工方法の一例を図面を参考にしながら説
明する。先ず、図１の（A）に示すように、開かれた金
型１、２のキャビテイ面に金属箔材料７を接着剤層８を
介して仮固定する。次いで、同図（Ｂ）に示すように、
封止すべき半導体素子４にリードフレーム５を伴ったも
のを供給する。次に、同図（ｃ）に示すように、金型２
を閉じた後その金型内に封止樹脂６を注入して成形・硬
化させる。硬化後、金型１、２を開いて、同図（Ｄ）に
示すように樹脂６の表面に金属箔材料７が固着された半
導体装置を取り出す。尚、上記の場合において、仮固定
とは、金型の開閉動作によっても脱落せず、さらに成形
中にも位置ずれを生じず、樹脂成形後は金型から容易に
剥離させ得る程度の固着性を意味する。

【０００８】図２に金属箔構造材料３の構造例を模式的
に拡大して示す。ここに例示した金属箔構造材料３にお
いては、金属箔材料７の片面に金型キャビテイ面への仮
固定用の接着剤層８が設けられている。これは、金型
１、２のキャビテイ部へ樹脂６を注入する際に金属箔構
造材料３のセット位置が変化したり、樹脂６が金属箔構
造材料３と金型キャビテイ面との間に流れ込んだりしな
いようにするためのものである。この際後述する金属箔
材料を金型キャビテイ面に仮固定し、半導体素子を成形
し樹脂封止し金属箔被覆半導体装置を製造するにあたり
金型キャビテイ面の表面粗さ（１０点平均粗さ；Ｒｚ；
ＪＩＳＢ０６０１−１９８２）が４〜１５μｍの金型
を用い、封止用樹脂を注入、成形することを特徴として
いる。即ち金属箔材料上に形成された接着剤層の種々の
工夫と相俟って、生産性良く金属箔被覆半導体装置が製
造できるとともに、表面外観の良好な半導体装置が得ら
れる。金型キャビテイ部の表面粗さが4μｍ未満の場合
は金属箔未被覆部の離型性不良、また１５μｍを越える
場合には金属箔仮固定時の固定不良が起こるので好まし
くない。

【０００９】次ぎに本発明に用いられる金属箔材料につ
いて述べる。ここで用いられる金属箔材料は、成形時の
樹脂温度や金型温度に耐え得るように３００℃以上の融
点を有する金属であれば、特に制限するものではない。
このようなものとしては、例えば、アルミニウム、ステ
ンレスステイール、銅、ニッケル等があげられる。また
金属箔材料の厚みは１μｍ〜３００μｍの範囲、好まし
くは５〜２００μｍの範囲に設定される。厚さが１μm
以下のものはその取扱が困難であり、厚さが３００μm
をこえると、半導体素子を包む樹脂の厚さが減少し、成
形時における樹脂の流動性が悪くなる。更に上記金属箔
材料は金型キャビテイ表面に仮固定するための接着剤層
がその片面に予め設けられる。

【００１０】この接着剤層に用いられる接着剤は、高温
に熱せられている金型に仮固定可能であり、かつ、封止
樹脂注入時には注入樹脂の圧力による金属箔材料の流動
を起こさないものでなければならない。また、成形後
は、接着剤層での凝集破壊あるいは金属箔と接着剤層界
面での界面破壊が起こることなく金型と接着剤層での界
面破壊により、金型から半導体装置を離型性良く取り出
すことができなければならない。これらの要求を満たす
ものとして、高温下でも接着性のある接着剤、例えば、
フェノキシ樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリエ
ステル樹脂等、あるいはエポキシ樹脂等の熱硬化樹脂を
ベースに無機質充填材を含有させた接着剤層を用いるこ
とができる。接着層の厚みは５μｍ〜２０μｍが好まし
い。この場合無機質充填材は、接着剤層の凝集力を上げ
るため、金型キャビテイ面への接着剤残存を防止する効
果を発現する。

【００１１】無機質充填材としてはシリカ、酸化アルミ
ニウム、酸化ジルコニウム、銀粉末、アルミニウム粉末
等を使用することができる。この時使用する充填材の平
均粒径で所望の機能発現範囲を検討してみると接着剤層
の厚みとの相関がある事がわかり、無機質充填材の平均
粒径が接着剤層の厚みの０．０５〜０．８倍であると好
適であることが判明した。０．０５倍未満のときは成形
後の半導体装置の離型時に金型キャビテイ面に接着剤が
残存しやすく、０．８倍を越えると金型への金属箔材料
の仮固定が不良となるため好ましくない。接着剤層の好
ましく使用される厚みは５〜２０μｍであるから、この
場合に使用される無機質充填材の平均粒径は一般的には
１〜１０μｍのものが好適に使用できる。その添加量は
接着剤層１００重量部に対して３〜４０重量部にするこ
とにより凝集力と金型キャビテイ面との接着性とのバラ
ンスがとれて好適である。３重量部未満では成形後の半
導体装置の金型からの離型時に金型キャビテイ面に接着
剤が残存しやすく、４０重量部を越えると金型への金属
箔材料の仮固定不良となりやすい。

【００１２】またこの際使用する無機質充填材の最大粒
径についてその効果を確認した結果、無機質充填材はそ
れぞれ固有の粒度分布をもっている為平均粒径だけで説
明できない状況も発生する事がわかった。特に本発明の
ように膜厚の薄い層に無機質充填材を分散させて使用す
る場合には最大粒径の影響がでやすい。検討の結果最大
粒径の大きさを接着剤層の厚みの１．５〜３倍の範囲で
使用することにより金型キャビテイ面との接着力を成形
時のせん断力に耐え得る接着力を保持するのに有効であ
ることを見いだした。尚ここでいう最大粒径とは累積重
量％が90％の時の粒径を意味する。おそらく接着層の厚
みよりやや大きめの無機質充填材粒子が適当量接着剤層
面から飛び出ることにより金型キャビテイ面との接着力
を低下させ、金属箔材料を半導体装置側に転写しやすく
する為と思われる。また本発明で使用される無機質充填
材としてアルミナ、酸化鉄、銀粉末などがあるがこの中
でシリカが有利に使用できる。即ちシリカには無定形シ
リカと結晶性シリカが有りまたその粒径分布の異なるも
のが多く存在する上に、不純物イオンが少ないため半導
体装置に対しては好適に使用できる。

【００１３】このように充填材を用いた接着剤層を構成
する有機材料としては熱硬化性樹脂が好ましい。その理
由は一般的に熱硬化性樹脂は耐熱性、接着性が優れるの
で無機質充填材を使用した場合でも接着力の極度の低下
を押さえられ、仮固定としての接着力のコントロールが
可能であるからである。代表的な熱硬化性樹脂としては
エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート
樹脂、ポリイミド樹脂などが上げられ、好ましくはエポ
キシ樹脂が使用される。エポキシ樹脂を用いる場合、接
着剤層に可とう性を付与するためにゴム系接着剤を接着
剤全量の５〜４０重量％配合することが好ましい。接着
層厚みは、５μｍ〜２０μｍの範囲が好ましい。また、
シリコーンオイル、ワックス類、フィラーなど金型に対
して離型効果を有する離型剤を接着剤全量の０．０１〜
５重量％含有させることができる。

【００１４】金型キャビテイ面に仮固定した金属箔材料
を生産性良く半導体装置表面に転写し、金属箔被覆半導
体装置を得るためには、仮固定用接着剤層と金型キャビ
テイ面との離型性、および接着剤の金型キャビテイ面へ
の接着剤が残存することによる金型汚れの問題を解決す
る必要がある。そこで本発明は、このような問題に対処
するために、仮固定用接着剤層と金型キャビテイ面との
離型性を向上させ、かつ、同接着剤の金型成形面への糊
残りを低減させうる金属箔材料を提供し、あわせてその
金属箔材料により被覆された半導体装置を生産性良く提
供することも目的としている。

【００１５】詳述すれば接着剤層の金型キャビテイ面に
対する１７５℃における引張接着強さが０．３〜５．０
ｋｇｆ／ｃｍ２、好ましくは０．５〜４．０ｋｇｆ／ｃ
ｍ２である接着剤を用いるのがよい。０．３ｋｇｆ／ｃ
ｍ２未満の場合は、金型キャビテイ面に仮固定した金属
箔材料が封止樹脂の注入時に位置の移動、変形、剥離な
どをおこしやすく、また５．０ｋｇｆ／ｃｍ２を越える
と、成形後の半導体装置の金型からの離型の際、半導体
装置に損傷を与えるため好ましくない。ここで、本発明
でいう引張接着強さとは、、１７５℃で１００ｋｇｆ／
ｃｍ２の圧力を加えて接着させたものを、ＪＩＳＫ
６８４９に準じた測定法で、１７５℃雰囲気下，引張速
度が３００ｍｍ／ｍｉｎの条件で測定した値である。こ
の範囲の接着力を得るためには上記した金型キャビテイ
表面粗さと金属箔材料のいずれかを任意に選ぶことがで
きる。

【００１６】さらに金属箔材料の接着層を形成する面と
は逆の面で封止樹脂と接触する側の面の水に対する接触
角が１１０゜以下、好ましくは１００〜２５゜である有
機下塗層を設け、封止樹脂と金属箔材料との接着性向上
を図る事も有効である。１１０゜より大きいと封止用樹
脂との濡れ性不足のために、金属箔材料と封止樹脂との
界面にエアポケットを生じ、その結果、成形時や成形後
の硬化時、あるいは実装時などの熱応力負荷時に金属箔
材料が剥がれる恐れがあるからである。使用される有機
下塗層としては、シランカップリング剤層やポリイミド
樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、エポキシ樹脂、カルボ
ジイミド樹脂等の材料を０．１〜２０μｍの厚み範囲で
通常使用される。因みに封止用樹脂の水に対する接触角
は６０〜１００°であり封止樹脂と金属箔材料との親和
性の影響が明かにあることが伺える。

【００１７】次いで金属箔被覆半導体装置について述べ
る。上記した金属箔材料のいずれかに該当する金属箔材
料が表面に固着された半導体装置に関するものであり、
金属箔で被覆したことにより耐湿性、耐熱応力性、半田
付け時クラック性等半導体装置の信頼性が向上する。こ
の時、上記金属箔材料を用いて半導体装置を被覆する場
合、その半導体装置表面積の２０％以上を被覆するのが
好ましく特に８０％以上が好ましい。２０％以上被覆す
ることにより、得られる半導体装置のＴＣＴテストにお
ける信頼性や半田付け時の耐クラック性が向上し、特に
８０％以上の場合にそのような性能向上効果が著しいか
らである。

【００１８】図３に仮固定用として接着剤層を用いた金
属箔被覆半導体装置の模式的断面図を示した。この特徴
は金属箔材料７の表面９が周囲の封止樹脂表面より陥没
していることである。そして封止樹脂と接着剤層の面が
同一平面になるため、金属箔材料は接着剤層の厚み分だ
け埋設されて固着される点が特徴である。そのため半導
体装置に金属箔を貼付した場合と比較して半導体装置寸
法と金型寸法と一致する点や金属箔が半導体装置から剥
がれにくいなどの利点がある。金属箔上の接着剤層は仮
固定を経て半導体装置表面に固着された状態では、実用
上支障無い硬度を有している。尚、図３は本発明の半導
体装置の一例を示したもので、本発明の半導体装置がこ
れに限られないことは勿論である。例えば、同図に示し
た半導体装置では半導体装置の両面に金属箔材料７が固
着されているが、本発明の半導体装置には、半導体装置
の片面にしか金属箔材料が固着されていないようなもの
も含まれる。

【００１９】また、この時に使用される半導体素子の封
止用樹脂材料としては熱硬化性樹脂が用いられ、例えば
エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹
脂、ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、架橋
型ポリフェニレンサルファイド等が上げられる。この中
でもエポキシ樹脂を使用することが好ましい。エポキシ
樹脂としてはビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェノ
ールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック
型エポキシ樹脂、環状脂肪族型エポキシ樹脂、ナフトー
ル型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、ジシ
クロペンタジエン型エポキシ樹脂などが挙げられる。こ
の場合、エポキシ樹脂には、硬化剤、硬化促進剤、充填
材、金型に対する離型剤等の従来公知の添加剤が配合さ
れエポキシ樹脂組成物として使用される。

【００２０】更に上記半導体装置において、金属箔材料
上に形成された接着剤層に、当該半導体装置に関する固
体識別情報が記録されている半導体装置も本発明の一態
様である。半導体装置の製品名、製造ロット番号等の個
体識別情報は、一般的には成形後に、半導体装置表面に
記録されるが、本発明においては、半導体装置表面を被
覆した金属箔材料上の硬化もしくは固化後の硬度を有す
る接着剤層表面に記録されることが好ましい。この個体
識別情報は、一般的な方法であるレーザーマーキング、
スタンプなどの方法により記録してもよい。またよりコ
ントラストを得るために通常はカーボンなどの顔料や染
料を接着剤層に添加し、接着剤層を着色し、余分な反射
光の影響を除去し、広い角度から固体識別情報を正確に
認識可能にすることができる。

【００２１】

【作用】本発明の金属箔被覆半導体装置は、金属箔材料
を金型キャビテイ面に成形中に位置ずれのない程度の接
着力を持たせて仮固定した後、リードフレーム上に配置
された半導体素子を金型にセットし、次いで金型を閉じ
た後封止樹脂を注入して成形・硬化させて得られる。金
属箔材料を金型キャビテイに仮固定するために金属箔材
料のキャビテイと接触する側には接着剤層を設け、当該
接着剤層に無機質充填材を適量含有させることにより、
金属箔材料の金型キャビテイ面への仮固定力と、成形後
の金型キャビテイからの半導体装置の離型性とをコント
ロールできるため安定した金属箔被覆製造が可能とな
る。この時接着剤層に用いる構成樹脂が熱硬化性である
と、無機質充填材使用による接着力低下をカバーできる
ため、さらに離型性コントロールが容易となる。さらに
その金属箔材料上の接着剤層とは逆の金属箔材料面に、
水に対する接触角は１１０°以下である有機下塗層を設
けると、封止樹脂とのなじみも良く、成形時や成形後硬
化時、或るいは実装時などの熱応力負荷時に金属箔材料
の剥離を防止することができる。これらの経過を通じて
見いだした金型キャビテイと金属箔上の接着層との１７
５℃に於ける引っ張り接着強さの最適範囲を使用すると
生産性良く金属箔被覆半導体装置が得られる。また金属
箔材料を金型キャビテイに仮固定する際、金型表面粗さ
を４〜１５μｍに選定すると、仮固定用として種々の工
夫がなされた金属箔材料上に設けられた接着剤層との組
合せにより生産性良く金属箔被覆半導体装置が製造でき
るとともに、表面外観の良好な半導体装置が得られる。
得られた金属箔被覆半導体装置の金属箔材料上には硬化
もしくは固化した接着剤層が存在するので、これを利用
して半導体装置の固体識別情報の記録も可能な、熱応力
負荷時に損傷の受けにくい半導体装置が提供できる。

【００２２】

【実施例】以下に本発明の実施例について説明する。金
属箔被覆半導体装置は次のようにして作成した。（１）金属箔の金型キャビテイ表面への仮固定金属箔サイズは１６×１２ｍｍで、厚みが４０μｍのも
のを用い、この金属箔上に形成した１０μｍの厚みの仮
固定用接着剤層は、下記組成からなるエポキシ系接着剤
を使用した。エポキシ樹脂（ビスフェノールＡ型）；５重量部ゴム（カルボキシル化ニトリルゴム）；２重量部硬化剤（フェノール樹脂）；３重量部硬化触媒（燐系）；０．３重量部（２）金型への半導体素子とフレームのセット８０ｐｉｎＱＦＰ（サイズ２０×１４×２ｍｍ）、ダイ
パッド（サイズ８×８ｍｍ）上に半導体素子（サイズ６
×６ｍｍ）が接着された部材を金型にセット。（３）金型を閉じ、封止樹脂を注入し１７５℃×２分間
成形し、金属箔被覆半導体装置を得た。得られた金属箔
被覆半導体装置の金属箔材料７は図３に示すように周囲
の封止樹脂表面よりも陥没していた。

【００２３】本発明の実施例１、２では、上記金属箔材
料を構成する水に対する接触角が８０°のアルミニウム
基材を用い、接着剤層としては、次のようなものをそれ
ぞれ使用した。

【実施例１】平均粒径０．８μｍ、最大粒径２０μｍの
溶融シリカを前記接着剤１００重量部に対して２０重量
分含有させ、平均粒径が接着層厚みの０．０８倍で、最
大粒径が接着剤層厚みの２．０倍の接着剤層を形成させ
た。

【実施例２】平均粒径３．０μｍ、最大粒径２５μｍの
結晶性シリカを前記接着剤１００重量部に対して２０重
量部含有させ、平均粒径が接着剤層厚みの０．３０倍
で、最大粒径が接着剤層厚みの２．５倍の接着剤層を形
成させた。

【００２４】このようにして得られた実施例１、２の金
属箔被覆半導体装置の性能を調べるため、−５０℃／５
分〜１５０℃／５分のＴＣＴテストと、８５℃／８５％
相対湿度の恒温層中に当該半導体装置を放置して吸湿さ
せた後半田浴に２６０℃１０秒浸漬する耐半田性テスト
をそれぞれ行ない、各場合のクラック発生個数を測定し
た。また、封止樹脂の成形後、硬化後ならびにＴＣＴテ
スト後の各場合において、封止樹脂表面（半導体装置表
面）からアルミニウム材が剥離しているかどうかを超音
波探査装置を用いて観察した。これらの結果を表１に示
す。表１からも明らかなように金属箔は半導体装置表面
にしっかりと固着されているため熱応力負荷されても金
属箔の剥離は見られず、また金属箔の効果によりＴＣＴ
テスト後や耐半田性テスト後でも殆どクラックの発生が
見られなかった。また金型との離型性は良好で、接着剤
層による金型汚れや金型への接着不良による成形不良は
発生しなかった。

【００２５】実施例１、２に対応する比較例として、金
属箔材料は実施例１と同様のものを使用したが、接着剤
層は次に示すものを用いた。

【比較例１】平均粒径０．２μｍ、最大粒径１０μｍの
溶融シリカを前記接着剤１００重量部に対して２０重量
部含有させ、平均粒径が接着層厚みの０．０２倍で、最
大粒径が接着層厚みの１．０倍の接着剤層を形成させ
た。

【比較例２】平均粒径１０μｍ、最大粒径４０μｍの溶
融シリカを前記接着剤１００重量部に対して２０重量部
含有させ、平均粒径が接着層厚みの１．０倍で、最大粒
径が接着層厚みの４．０倍の接着剤層を形成させた。表
１に示すように実施例１、２に対し比較例１では金型汚
れも著しく、離型性が不良となり、また、比較例２では
接着不良による成形不良も多く発生した。

【００２６】本発明の実施例４、５では、上記金属箔構
造材料を構成する仮固定用接着剤層に、平均粒径７μ
ｍ、最大粒径２８μｍの溶融シリカを適当量含有させ、
平均粒径が接着層厚みの０．７倍で、最大粒径が接着層
厚みの２．８倍の接着剤層を形成させた。金型キャビテ
ィ面に対する１７５℃における引張接着強さは当該シリ
カの含有量によりコントロールした。また、この時金型
キャビティ部の表面粗さも適宜変更した。

【実施例４】接着剤１００重量部に対するシリカ含有量
が２０重量部の１７５℃における引張接着強さが４．５
ｋｇｆ／ｃｍ２の接着剤層を有する実施例１で使用のア
ルミニウム材を用い、キャビティ部の表面粗さが５μｍ
の金型を用いて成形した。

【実施例５】接着剤１００重量部に対するシリカ含有量
が３０重量部の１７５℃における引張接着強さが２．０
ｋｇｆ／ｃｍ２の接着剤層を有する実施例２で使用のア
ルミニウム材を用い、キャビティ部の表面粗さが５μｍ
の金型を用いて成形した。表１に示すように、本発明の
実施例４、５では、金型との離型性は良好で、接着剤層
による金型汚れや金型への接着不良による成形不良は発
生せず、実施例４では熱応力負荷後のクラックも認めら
れなかった。

【００２７】実施例４、５に対応する比較例として実施
例１で使用の金属箔材料を用い、接着剤の組成及び金型
キャビテイ表面粗さを適宜変更することによりにより接
着力のコントロールを行ない成形した。

【比較例３】キャビティ部の表面粗さが２０μｍの金型
を用い、１７５℃における引張接着強さが０．１ｋｇｆ
／ｃｍ２の接着剤層を実施例1で使用のアルミニウム材
上に形成させた金属箔構成材料を用いて成形した。

【比較例４】キャビティ部の表面粗さが２μｍの金型を
用い、１７５℃における引張接着強さ７．５ｋｇｆ／ｃ
ｍ２の接着剤層を実施例1で使用のアルミニウム材上に
形成させた金属箔構成材料を用いて成形した。比較例３
では金属箔材料の仮固定接着力が低いため、成形中に金
属箔の位置づれが発生し良好な半導体装置が得られなか
った。また比較例４では金型キャビテイ部への接着力が
強すぎ、金型汚れが発生し、また離型も不良であった。
そのためか熱応力負荷時の半導体装置のクラックが発生
していた。

【００２８】

【実施例６】実施例１で使用の金属箔材料の封止材と接
触する側に厚さ１０μｍのポリカルボジイミド樹脂から
なる下塗層（水に対する接触角は７８°）を設け仮固定
用接着剤層は実施例２のものをそのまま用いて実施例２
と同様成形し、半導体装置を得た。

【比較例５】実施例１で使用の金属箔材料の封止材と接
触する側に厚さ１０μｍのシリコーン樹脂からなる下塗
層（水に対する接触角は１１２°）を設け仮固定用接着
剤層は実施例２のものをそのまま用いて実施例２と同様
成形し、半導体装置を得た。表１に示すように接触角が
７８°の実施例６では熱応力負荷後の金属箔材料の剥離
も見られず、また半導体装置のクラックの発生もなかっ
たが、接触角が１１２°の比較例の場合には熱応力負荷
後に金属箔材料の剥離が見られ、半導体装置のクラック
も一部見られた。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、金属箔
材料を半導体装置の表面に固着するにあたり、熱応力負
荷時の損傷を保護し得る特定の金属箔材料を用い、当該
金属箔材料を金型キャビテイ表面に仮固定した後に成形
して半導体装置を製造するに適した金型キャビテイ表面
粗さ及び金属箔材料上に設けられた接着剤層を選定する
ことにより、熱応力負荷時の損傷を受けにくい金属箔被
覆半導体装置を生産性良く製造することが可能となる。
また金属箔材料上には接着剤層が存在するのでこれを用
いた半導体装置に関する固体識別情報の記録も可能とな
る。さらに本発明で得られる金属箔被覆半導体装置は、
出来上がった半導体装置に金属箔を貼付する場合と異な
り、金属箔材料が周囲の封止樹脂表面より陥没している
ため、外径寸法は金属箔未使用の半導体装置と同じにな
り、実装時に支障なく取扱えるという効果も有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における各工程を示すもので、
金型を開いた状態で、１対の金属箔材料を仮固定した
（Ａ）、半導体素子の搭載されたリードフレームをセッ
トした（Ｂ）、金型を閉じ封止樹脂を注入し成形した
（Ｃ）、及び成形後金型から取り出して得られる金属箔
被覆半導体装置（Ｄ）の各断面図を示す。

【図２】金属箔構造材料の断面図を示す。

【図３】金属箔被覆半導体装置の断面図を示す。

【符号の説明】

１、２・・・金型３・・・金属箔構造材料４・・・半導体素子５・・・リードフレーム６・・・封止樹脂７・・・金属箔材料８・・・接着剤層９・・・金属箔材料表面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体素子を封止する樹脂を金型を用い
て成形する際に、該金型のキャビテイ面に仮固定され、
その後の金型内への封止用樹脂の注入、成形により半導
体装置表面に固着される金属箔材料であって、金型キャ
ビテイ面へ仮固定可能で成形時に位置ずれの生じる事の
ない接着剤層が金属箔材料の片面に設けられていること
を特徴とする半導体装置被覆用金属箔材料。
【請求項２】接着剤層が無機質充填材を含有すること
を特徴とする請求項１に記載の金属箔材料。
【請求項３】接着剤層に含有する無機質充填材の平均
粒径が接着剤層の厚みの０．０５〜０．８倍であること
を特徴とする請求項２に記載の金属箔材料。
【請求項４】接着剤層に含有する無機質充填材の最大
粒径が接着剤層の厚みの１．５〜３倍であることを特徴
とする請求項２、３に記載の金属箔材料。
【請求項５】無機質充填材がシリカである事を特徴と
する請求項２〜４に記載の金属箔材料。
【請求項６】接着剤層が熱硬化性樹脂と無機質充填材
を主成分とする事を特徴とする請求項２〜５に記載の金
属箔材料。
【請求項７】接着剤層の金型キャビテイ面に対する１
７５℃に於ける引っ張り接着強さが０．３〜５．０ｋｇ
ｆ／ｃｍ２であることを特徴とする請求項１〜６に記載
の金属箔材料。
【請求項８】金属箔材料の他面に、水に対する接触角
が１１０゜以下である有機下塗層を有する事を特徴とす
る請求項１〜７記載の金属箔材料。
【請求項９】請求項１〜８のいずれかに記載の金属箔
材料が表面に固着されている事を特徴とする半導体装
置。
【請求項１０】請求項９において、金属箔材料が封止
樹脂と接着剤層から形成される面より接着剤層の厚み分
だけ埋設されて固着されていることを特徴とする半導体
装置。
【請求項１１】金属箔材料上の接着剤層に半導体装置
に関する固体識別情報が記録されている事を特徴とする
請求項９、１０に記載の半導体装置。
【請求項１２】半導体素子を成形し樹脂封止するにあ
たり、金型キャビテイ部の表面粗さ（１０点平均粗さ；
Ｒｚ；ＪＩＳＢ０６０１−１９８２）が４〜１５μ
ｍのキャビテイ面に請求項１〜８のいずれかに記載の金
属箔材料を仮固定した後封止用樹脂を注入、成形するこ
とにより半導体装置の表面に金属箔材料を固着すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。