KR102389429B1 - 이형 필름, 그 제조 방법, 및 반도체 패키지의 제조 방법 - Google Patents

이형 필름, 그 제조 방법, 및 반도체 패키지의 제조 방법 Download PDF

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KR102389429B1
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마사미 스즈키
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에이지씨 가부시키가이샤
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Abstract

대전 및 컬이 잘 발생하지 않고, 금형을 오염시키지 않고, 또한 금형 추종성이 우수한 이형 필름, 그 제조 방법, 및 상기 이형 필름을 사용한 반도체 패키지의 제조 방법의 제공. 반도체 소자를 금형 내에 배치하고, 경화성 수지로 봉지하여 수지 봉지부를 형성하는 반도체 패키지의 제조 방법에 있어서, 금형의 경화성 수지가 접하는 면에 배치되는 이형 필름으로서, 수지 봉지부의 형성시에 경화성 수지와 접하는 제 1 열 가소성 수지층과, 수지 봉지부의 형성시에 금형과 접하는 제 2 열 가소성 수지층과, 제 1 열 가소성 수지층과 제 2 열 가소성 수지층 사이에 배치된 중간층을 구비하고, 제 1 열 가소성 수지층 및 제 2 열 가소성 수지층 각각의 180 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률이 10 ∼ 300 ㎫ 이고, 25 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률의 차가 1,200 ㎫ 이하이고, 두께가 12 ∼ 50 ㎛ 이고, 중간층이 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층을 포함하는 이형 필름.

Description

이형 필름, 그 제조 방법, 및 반도체 패키지의 제조 방법{MOLD RELEASE FILM, METHOD FOR MANUFACTURING SAME, AND METHOD FOR MANUFACTURING SEMICONDUCTOR PACKAGE}
본 발명은, 반도체 소자를 금형 내에 배치하고, 경화성 수지로 봉지하여 수지 봉지부를 형성하는 반도체 패키지의 제조 방법에 있어서, 금형의 캐비티면에 배치되는 이형 필름, 그 제조 방법, 및 상기 이형 필름을 사용한 반도체 패키지의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 칩은 통상적으로, 외기로부터의 차단·보호를 위하여 수지로 봉지되고, 패키지라고 불리는 성형품으로서 기판 상에 실장되어 있다. 반도체 칩의 봉지에는, 에폭시 수지계 등의 열 경화성 수지 등의 경화성 수지가 사용된다. 반도체 칩의 봉지 방법으로는, 예를 들어, 반도체 칩이 실장된 기판을, 그 반도체 칩이 금형의 캐비티 내의 소정의 장소에 위치하도록 배치하고, 캐비티 내에 경화성 수지를 충전하여 경화시키는, 이른바 트랜스퍼 성형법 또는 압축 성형법이 알려져 있다.
종래, 패키지는, 경화성 수지의 유로인 러너를 개재하여 연결된 1 칩별 패키지 성형품으로서 성형되어 있다. 이 경우, 금형으로부터의 패키지의 이형성 향상은, 금형 구조의 조정, 경화성 수지에 대한 이형제의 첨가 등에 의해 이루어지는 경우가 많다. 한편, 패키지의 소형화, 다핀화의 요청으로부터 BGA 방식이나 QFN 방식, 나아가 웨이퍼 레벨 CSP (WL-CSP) 방식의 패키지가 증가하고 있다. QFN 방식에서는, 스탠드 오프의 확보 및 단자부에 대한 수지 버 발생을 방지하기 위해서, 또한 BGA 방식 및 WL-CSP 방식에서는, 금형으로부터의 패키지의 이형성 향상을 위해서, 금형의 캐비티면에 이형 필름이 배치되는 경우가 많다.
금형의 캐비티면에 대한 이형 필름의 배치는, 일반적으로, 감아서 겹쳐진 상태의 장척의 이형 필름을 권출 롤로부터 권출하고, 권출 롤 및 권취 롤에 의해 인장된 상태로 금형 상에 공급하고, 진공에서 캐비티면에 흡착시키는 것에 의해 실시된다. 또한, 최근에는, 미리 금형에 맞추어 커트한 단척의 이형 필름을 금형에 공급하는 것도 실시되고 있다 (특허문헌 1).
이형 필름으로는, 수지 필름이 일반적으로 이용되고 있다. 그러나, 이러한 이형 필름은 대전되기 쉬운 문제가 있다. 예를 들어 권출하여 사용하는 경우, 이형 필름의 박리시에 정전기가 발생하고, 제조 분위기하에서 존재하는 분진 등의 이물질이 대전된 이형 필름에 부착되어 패키지의 형상 이상 (버 발생, 이물질 부착 등) 이나 금형 오염의 원인이 된다. 특히, 반도체 칩의 봉지 장치로서 과립 수지를 채용하는 장치가 증가하고 있고 (예를 들어 특허문헌 2), 이형 필름에 과립 수지로부터 발생하는 분진이 부착되는 것에 의한 형상 이상이나 금형 오염은 무시할 수 없게 되어 있다.
또한, 최근에는 패키지의 박형화나, 방열성의 향상의 요청으로부터, 반도체 칩을 플립 칩 접합하고, 칩의 배면을 노출시키는 패키지가 증가해오고 있다. 이 공정은 몰드 언더 필 (Molded Underfill ; MUF) 공정이라고 불린다. MUF 공정에서는, 반도체 칩을 보호와 마스킹을 위해서, 이형 필름과 반도체 칩이 직접 접촉한 상태로 봉지가 실시된다 (예를 들어 특허문헌 3). 이 때, 이형 필름이 대전되기 쉬우면, 박리시의 대전-방전에 의해 반도체 칩이 파괴될 염려가 있다.
이 대책으로서, (1) 이형 필름이 금형에 운반되기 전에, 고전압이 인가된 전극 사이를 통과하여, 이온화된 에어를 이형 필름에 분사하여 제전하는 방법 (특허문헌 4), (2) 카본 블랙을 함유시켜 이형 필름의 표면 저항치를 낮추는 방법 (특허문헌 5), (3) 이형 필름을 구성하는 기재에 대전 방지제를 도공하고, 추가로 가교형 아크릴계 점착제를 도공하고 가교시켜, 이형 필름에 이형층을 형성하는 방법 (특허문헌 6, 7) 등이 제안되어 있다.
일본 공개특허공보 2009-272398호 일본 공개특허공보 2008-279599호 일본 공개특허공보 2013-123063호 일본 공개특허공보 2000-252309호 일본 공개특허공보 2002-280403호 일본 공개특허공보 2005-166904호 일본 공개특허공보 2013-084873호
그러나, (1) 의 방법에서는, 이형 필름은 제전되지만, 에어에 의한 먼지의 일어남의 리스크가 높아지고, 게다가 박리시의 대전-방전을 방지할 수 없다.
(2) 의 방법에서는, 표면 저항치를 충분히 낮출 만큼의 카본 블랙을 함유하면, 이형 필름으로부터 카본 블랙이 탈리하기 쉽고, 탈리한 카본 블랙이 금형을 오염시키는 문제가 있다.
(3) 의 방법에서는, 가교형 아크릴계 점착제를 기재의 편면에 도공하여 가교시키기 때문에, 기재에 어느 정도의 두께와 탄성률이 없으면 이형 필름이 컬된다. 이형 필름이 컬되면, 이형 필름을 금형에 흡착시킬 때에, 이형 필름이 금형에 잘 흡착되지 않는 경우가 있다. 특히 특허문헌 1 에 기재된 바와 같은, 단척의 이형 필름을 금형에 공급하는 장치를 사용하는 경우, 컬의 문제는 현저하다. 고탄성률 혹은 두꺼운 기재를 포함하는 이형 필름은 컬되지 않지만, 금형 추종성이 불충분하여, 금형 추종성이 요구되는 용도에는 사용할 수 없다.
본 발명의 목적은, 대전 및 컬이 잘 발생하지 않고, 금형을 오염시키지 않고, 또한 금형 추종성이 우수한 이형 필름, 그 제조 방법, 및 상기 이형 필름을 사용한 반도체 패키지의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명은, 이하의 [1] ∼ [9] 의 구성을 갖는 이형 필름, 그 제조 방법, 및 반도체 패키지의 제조 방법을 제공한다.
[1] 반도체 소자를 금형 내에 배치하고, 경화성 수지로 봉지하여 수지 봉지부를 형성하는 반도체 패키지의 제조 방법에 있어서, 금형의 상기 경화성 수지가 접하는 면에 배치되는 이형 필름으로서,
상기 수지 봉지부의 형성시에 경화성 수지와 접하는 제 1 열 가소성 수지층과, 상기 수지 봉지부의 형성시에 금형과 접하는 제 2 열 가소성 수지층과, 제 1 열 가소성 수지층과 제 2 열 가소성 수지층 사이에 배치된 중간층을 구비하고,
상기 제 1 열 가소성 수지층 및 상기 제 2 열 가소성 수지층 각각의 180 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률이 10 ∼ 300 ㎫ 이고, 25 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률의 차가 1,200 ㎫ 이하이고, 두께가 12 ∼ 50 ㎛ 이고,
상기 중간층이, 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 이형 필름.
[2] 상기 중간층이, 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층과, 고분자계 대전 방지제를 함유하지 않는 접착제로부터 형성된 접착층을 갖는 것이거나, 또는, 고분자계 대전 방지제를 함유하는 접착제로부터 형성된 층을 갖는 것인, [1] 의 이형 필름.
[3] 상기 제 1 열 가소성 수지층 및 상기 제 2 열 가소성 수지층이 모두 무기계 첨가제를 포함하지 않는, [1] 또는 [2] 의 이형 필름.
[4] JIS K 6854-2 에 준거하여, 180 ℃ 에서 측정되는, 상기 제 1 열 가소성 수지층과 상기 제 2 열 가소성 수지층 사이의 박리 강도가, 0.3 N/㎝ 이상인, [1] ∼ [3] 의 어느 하나의 이형 필름.
[5] 상기 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층의 표면 저항치가 1010 Ω／□ 이하인, [1] ∼ [4] 의 어느 하나의 이형 필름.
[6] 이하의 측정 방법으로 측정되는 컬이 1 ㎝ 이하인, [1] ∼ [5] 의 어느 하나의 이형 필름.
(컬의 측정 방법)
20 ∼ 25 ℃ 에서, 평평한 금속판 상에 10 ㎝ × 10 ㎝ 의 정방형상의 이형 필름을 30 초간 정치하고, 상기 이형 필름의 금속판으로부터 부상한 부분의 최대 높이 (㎝) 를 측정하고, 그 값을 컬로 한다.
[7] 반도체 소자와, 경화성 수지로부터 형성되고, 상기 반도체 소자를 봉지하는 수지 봉지부를 갖는 반도체 패키지의 제조 방법으로서,
금형의 상기 경화성 수지가 접하는 면에, [1] ∼ [6] 의 어느 하나의 이형 필름을 배치하는 공정과,
반도체 소자가 실장된 기판을 상기 금형 내에 배치하고, 상기 금형 내의 공간에 경화성 수지를 채워 경화시켜, 수지 봉지부를 형성함으로써, 상기 기판과 상기 반도체 소자와 상기 수지 봉지부를 갖는 봉지체를 얻는 공정과,
상기 봉지체를 상기 금형으로부터 이형하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조 방법.
[8] 상기 봉지체를 얻는 공정에서, 상기 반도체 소자의 일부가 상기 이형 필름에 직접 접하는, [7] 의 반도체 패키지의 제조 방법.
[9] 제 1 열 가소성 수지층을 형성하는 제 1 필름과 제 2 열 가소성 수지층을 형성하는 제 2 필름을, 접착제를 사용하여 드라이 라미네이트하는 공정을 포함하고,
상기 제 1 필름 및 상기 제 2 필름 중 일방의 필름의, 드라이 라미네이트 온도 t (℃) 에 있어서의 저장 탄성률 E1' (㎫), 두께 T1 (㎛), 폭 W1 (㎜) 및 필름에 가해지는 장력 F1 (N) 과, 타방의 필름의, 드라이 라미네이트 온도 t (℃) 에 있어서의 저장 탄성률 E2' (㎫), 두께 T2 (㎛), 폭 W2 (㎜) 및 필름에 가해지는 장력 F2 (N) 가, 이하의 식 (I) 을 만족하는 것을 특징으로 하는 [2] 에 기재된 이형 필름의 제조 방법.
0.8 ≤ {(E1' × T1 × W1) × F2}/{(E2' × T2 × W2) × F1} ≤ 1.2…(I)
단, 180 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률 E1' (180) 과 E2' (180) 이 10 ∼ 300 ㎫ 이고, 25 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률의 차 ｜E1' (25) - E2' (25)｜ 는 1,200 ㎫ 이하이고, T1 및 T2 는 각각 12 ∼ 50 (㎛) 이다.
본 발명의 이형 필름은, 대전 및 컬이 잘 발생하지 않고, 금형을 오염시키지 않고, 또한 금형 추종성이 우수하다.
본 발명의 이형 필름의 제조 방법에 의하면, 잘 대전되지 않고, 잘 컬되지 않고, 또한 금형 추종성이 우수한 이형 필름을 제조할 수 있다.
본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법에 의하면, 이형 필름의 박리시의 대전-방전에 의해 발생하는 문제, 예를 들어 대전된 이형 필름에 대한 이물질의 부착, 그에 수반하는 반도체 패키지의 형상 이상이나 금형 오염, 이형 필름으로부터의 방전에 의한 반도체 칩의 파괴 등, 을 억제할 수 있다. 또한, 이형 필름의 금형에 대한 흡착을 양호하게 실시할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 이형 필름의 제 1 실시형태의 개략 단면도이다.
도 2 는 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법으로 얻어지는 반도체 패키지의 일례의 개략 단면도이다.
도 3 은 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법으로 얻어지는 반도체 패키지의 다른 일례의 개략 단면도이다.
도 4 는 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법의 제 1 실시형태의 공정 (α3) 을 나타내는 모식 단면도이다.
도 5 는 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법의 제 1 실시형태의 공정 (α4) 를 나타내는 모식 단면도이다.
도 6 은 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법의 제 1 실시형태의 공정 (α4) 를 나타내는 모식 단면도이다.
도 7 은 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법의 제 2 실시형태에 사용하는 금형의 일례의 모식 단면도이다.
도 8 은 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법의 제 2 실시형태의 공정 (β1) 을 나타내는 모식 단면도이다.
도 9 는 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법의 제 2 실시형태의 공정 (β2) 를 나타내는 모식 단면도이다.
도 10 은 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법의 제 2 실시형태의 공정 (β3) 을 나타내는 모식 단면도이다.
도 11 은 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법의 제 2 실시형태의 공정 (β4) 를 나타내는 모식 단면도이다.
도 12 는 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법의 제 2 실시형태의 공정 (β5) 를 나타내는 모식 단면도이다.
도 13 은 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법의 제 3 실시형태의 공정 (γ1) 을 나타내는 모식 단면도이다.
도 14 는 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법의 제 3 실시형태의 공정 (γ3) 을 나타내는 모식 단면도이다.
도 15 는 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법의 제 3 실시형태의 공정 (γ4) 를 나타내는 모식 단면도이다.
도 16 은 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법의 제 3 실시형태의 공정 (γ5) 를 나타내는 모식 단면도이다.
도 17 은 실시예에서 사용한 180 ℃ 에 있어서의 추종성 시험의 장치를 나타내는 도면이다.
본 명세서에 있어서의 이하의 용어는, 각각, 다음의 의미로 사용된다.
「열 가소성 수지층」 은, 열 가소성 수지로 이루어지는 층이다. 열 가소성 수지에는, 필요에 따라, 무기 첨가제, 유기 첨가제 등의 첨가물이 배합되어 있어도 된다.
수지에 있어서의 「단위」 는, 당해 수지를 구성하는 구성 단위 (모노머 단위) 를 나타낸다.
「불소 수지」 란, 구조 중에 불소 원자를 포함하는 수지를 나타낸다.
「(메트)아크릴산」 이란, 아크릴산과 메타크릴산의 총칭이다.
「(메트)아크릴레이트」 란, 아크릴레이트와 메타크릴레이트의 총칭이다.
「(메트)아크릴로일」 이란, 아크릴로일과 메타크릴로일의 총칭이다.
열 가소성 수지층의 두께는, ISO 4591 : 1992 (JIS K 7130 : 1999 의 B1 법, 플라스틱 필름 또는 시트로부터 취한 시료의 질량법에 의한 두께의 측정 방법) 에 준거하여 측정된다.
열 가소성 수지층의 저장 탄성률 E' 는, ISO 6721-4 : 1994 (JIS K 7244-4 : 1999) 에 기초하여 측정된다. 주파수는 10 ㎐, 정적력은 0.98 N, 동적 변위는 0.035 ％ 로 한다. 온도 t (℃) 에서 측정된 저장 탄성률 E' 를 E'(t) 라고도 적는다. 온도를 20 ℃ 로부터 2 ℃／분의 속도로 상승시켜, 25 ℃ 및 180 ℃ 의 값에 있어서 측정한 E' 를, 각각, 25 ℃ 에 있어서의 E'(25), 180 ℃ 에 있어서의 E'(180) 이라고 한다.
산술 평균 거칠기 (Ra) 는, JIS B 0601 : 2013 (ISO 4287 : 1997, Amd.1 : 2009) 에 기초하여 측정되는 산술 평균 거칠기이다. 거칠기 곡선용의 기준 길이 lr (컷오프치 λc) 은 0.8 ㎜ 로 하였다.
이형 필름은, 반도체 소자를 금형 내에 배치하고, 경화성 수지로 봉지하여 수지 봉지부를 형성하는 반도체 패키지의 제조 방법에 있어서 사용되는, 금형의 상기 경화성 수지가 접하는 면에 배치되는 필름이다. 본 발명의 이형 필름은, 예를 들어, 반도체 패키지의 수지 봉지부를 형성할 때에, 그 수지 봉지부의 형상에 대응하는 형상의 캐비티를 갖는 금형의 캐비티면을 덮도록 배치되고, 형성한 수지 봉지부와 금형의 캐비티면 사이에 배치됨으로써, 얻어진 반도체 패키지의 금형으로부터의 이형을 용이하게 한다.
[제 1 실시형태의 이형 필름]
도 1 은, 본 발명의 이형 필름의 제 1 실시형태를 나타내는 개략 단면도이다.
제 1 실시형태의 이형 필름 (1) 은, 수지 봉지부의 형성시에 경화성 수지와 접하는 제 1 열 가소성 수지층 (2) 과, 상기 수지 봉지부의 형성시에 금형과 접하는 제 2 열 가소성 수지층 (3) 과, 그들 사이에 배치된 중간층 (4) 을 구비한다.
이형 필름 (1) 은, 반도체 패키지의 제조시에, 제 1 열 가소성 수지층 (2) 측의 표면 (2a) 을 금형의 캐비티를 향하여 배치되고, 수지 봉지부의 형성시에 경화성 수지와 접촉한다. 또한, 이 때, 제 2 열 가소성 수지층 (3) 측의 표면 (3a) 은 금형의 캐비티면에 밀착한다. 이 상태로 경화성 수지를 경화시킴으로써, 금형의 캐비티의 형상에 대응한 형상의 수지 봉지부가 형성된다.
(제 1 열 가소성 수지층)
제 1 열 가소성 수지층 (2) 은, 180 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률 E' (180) 이 10 ∼ 300 ㎫ 이고, 30 ∼ 150 ㎫ 가 특히 바람직하다. 180 ℃ 는, 통상적인 성형시의 금형 온도이다.
E'(180) 이 상기 범위의 상한치 이하이면, 이형 필름은 금형 추종성이 우수하다. 반도체 소자의 봉지시에, 이형 필름이 확실하게 캐비티면에 밀착하고, 수지 봉지부에 금형 형상이 모서리부까지 정확하게 전사된다. 그 결과, 정밀도가 높은 수지 봉지부가 형성되고, 봉지된 반도체 패키지의 수율이 높다.
상기 E'(180) 이 상기 범위의 상한치를 초과하면, 이형 필름을 진공에서 금형에 추종시킬 때에, 이형 필름의 금형 추종성이 불충분해진다. 그 때문에, 트랜스퍼 성형에서는, 형체 (型締) 시에, 반도체 소자가 완전히 추종되어 있지 않은 필름에 닿아 파손되거나, 봉지부의 모서리부가 결손되는 경우가 있다. 압축 성형에서는, 이형 필름의 금형 추종성이 불충분하기 때문에, 필름 상에 경화성 수지를 뿌렸을 때에 금형으로부터 넘치거나, 봉지부의 모서리부가 결손되는 경우가 있다.
E'(180) 이 상기 범위의 하한치 이상이면, 이형 필름이 잘 컬되지 않는다. 또한, 이형 필름을 인장하면서 금형의 캐비티를 덮도록 배치할 때에, 이형 필름이 지나치게 부드럽지 않기 때문에, 이형 필름에 장력이 균일하게 가해지고, 주름이 잘 발생하지 않는다. 그 결과, 이형 필름의 주름이 수지 봉지부의 표면에 전사되지 않고, 수지 봉지부의 표면의 외관이 우수하다.
제 1 열 가소성 수지층 (2) 의 저장 탄성률 E' 는, 제 1 열 가소성 수지층 (2) 을 구성하는 열 가소성 수지의 결정화도에 따라 조정할 수 있다. 구체적으로는, 상기 열 가소성 수지의 결정화도가 낮을 수록, E' 는 낮아진다. 열 가소성 수지의 결정화도는, 공지된 방법에 의해 조정할 수 있다. 예를 들어, 에틸렌/테트라플루오로에틸렌 공중합체의 경우, 테트라플루오로에틸렌과 에틸렌에 기초하는 단위의 비율, 테트라플루오로에틸렌 및 에틸렌 이외의 다른 모노머에 기초하는 단위의 종류나 함유량에 의해 조정할 수 있다.
제 1 열 가소성 수지층 (2) 의 두께는 12 ∼ 50 ㎛ 이고, 25 ∼ 40 ㎛ 가 바람직하다.
제 1 열 가소성 수지층 (2) 의 두께가 상기 범위의 하한치 이상임으로써, 이형 필름 (1) 이 잘 컬되지 않는다. 또한, 이형 필름 (1) 의 취급이 용이하고, 이형 필름 (1) 을 인장하면서 금형의 캐비티를 덮도록 배치할 때에, 주름이 잘 발생하지 않는다.
제 1 열 가소성 수지층 (2) 의 두께가 상기 범위의 상한치 이하임으로써, 이형 필름 (1) 은, 용이하게 변형 가능하고, 금형 추종성이 우수하다.
제 1 열 가소성 수지층 (2) 은, 이형 필름 (1) 의 제 1 열 가소성 수지층 (2) 측의 표면 (2a) 과 접한 상태로 경화한 경화성 수지 (수지 봉지부) 를 이형 필름 (1) 으로부터 용이하게 박리할 수 있는 이형성을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 성형시의 금형의 온도, 전형적으로는 150 ∼ 180 ℃ 에 견딜 수 있는 내열성을 갖는 것이 바람직하다.
제 1 열 가소성 수지층 (2) 을 구성하는 열 가소성 수지 (이하, 열 가소성 수지 I 이라고도 한다) 로는, 전술한 이형성 및 내열성, 그리고 경화성 수지의 유동이나 가압력에 견딜 수 있는 강도, 고온에 있어서의 신장 등의 점에서, 불소 수지, 폴리스티렌, 및 융점 200 ℃ 이상의 폴리올레핀으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종이 바람직하다. 이들 열 가소성 수지는, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
불소 수지로는, 이형성 및 내열성의 점에서, 플루오로올레핀계 중합체가 바람직하다. 플루오로올레핀계 중합체는, 플루오로올레핀에 기초하는 단위를 갖는 중합체이다. 플루오로올레핀으로는, 테트라플루오로에틸렌, 불화비닐, 불화비닐리덴, 트리플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 클로로트리플루오로에틸렌 등을 들 수 있다. 플루오로올레핀은, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
플루오로올레핀계 중합체로는, 에틸렌/테트라플루오로에틸렌 공중합체 (이하, ETFE 라고도 한다), 폴리테트라플루오로에틸렌, 퍼플루오로(알킬비닐에테르)/테트라플루오로에틸렌 공중합체 등을 들 수 있다. 플루오로올레핀계 중합체는, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
폴리스티렌으로는, 내열성 및 금형 추종성의 점에서, 신디오택틱 폴리스티렌이 바람직하다. 폴리스티렌은, 연신되어 있어도 되고, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
융점 200 ℃ 이상의 폴리올레핀으로는, 이형성 및 금형 추종성의 점에서, 폴리메틸펜텐이 바람직하다. 폴리올레핀은, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
열 가소성 수지 I 로는, 폴리메틸펜텐 및 플루오로올레핀계 중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종이 바람직하고, 플루오로올레핀계 중합체가 보다 바람직하다. 그 중에서도, 고온에서의 신장이 큰 점에서, ETFE 가 특히 바람직하다. ETFE 는, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
ETFE 는, 테트라플루오로에틸렌 (이하, TFE 라고도 한다) 에 기초하는 단위와, 에틸렌 (이하, E 라고도 한다) 에 기초하는 단위를 갖는 공중합체이다.
ETFE 로는, TFE 에 기초하는 단위와, E 에 기초하는 단위와, TFE 및 E 이외의 제 3 모노머에 기초하는 단위를 갖는 것이 바람직하다. 제 3 모노머에 기초하는 단위의 종류나 함유량에 따라 ETFE 의 결정화도, 즉 제 1 열 가소성 수지층 (2) 의 저장 탄성률을 조정하기 쉽다. 또한, 제 3 모노머 (특히 불소 원자를 갖는 모노머) 에 기초하는 단위를 가짐으로써, 고온 (특히 180 ℃ 전후) 에 있어서의 인장 강신도가 향상된다.
제 3 모노머로는, 불소 원자를 갖는 모노머와, 불소 원자를 가지지 않는 모노머 등을 들 수 있다.
불소 원자를 갖는 모노머로는, 하기의 모노머 (a1) ∼ (a5) 를 들 수 있다.
모노머 (a1) : 탄소수 3 이하의 플루오로올레핀류.
모노머 (a2) : X(CF2)nCY=CH2 (단, X, Y 는, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 불소 원자이고, n 은 2 ∼ 8 의 정수이다) 로 나타내는 퍼플루오로알킬에틸렌.
모노머 (a3) : 플루오로비닐에테르류.
모노머 (a4) : 관능기 함유 플루오로비닐에테르류.
모노머 (a5) : 지방족 고리 구조를 갖는 함불소 모노머.
모노머 (a1) 로는, 플루오로에틸렌류 (트리플루오로에틸렌, 불화비닐리덴, 불화비닐, 클로로트리플루오로에틸렌 등), 플루오로프로필렌류 (헥사플루오로프로필렌 (이하, HFP 라고도 한다), 2-하이드로펜타플루오로프로필렌 등) 등을 들 수 있다.
모노머 (a2) 로는, n 이 2 ∼ 6 인 모노머가 바람직하고, n 이 2 ∼ 4 인 모노머가 특히 바람직하다. 또한, X 가 불소 원자, Y 가 수소 원자인 모노머, 즉 (퍼플루오로알킬)에틸렌이 특히 바람직하다.
모노머 (a2) 의 구체예로는, 하기의 화합물을 들 수 있다.
CF3CF2CH=CH2,
CF3CF2CF2CF2CH=CH2 ((퍼플루오로부틸)에틸렌. 이하, PFBE 라고도 한다),
CF3CF2CF2CF2CF=CH2,
CF2HCF2CF2CF=CH2,
CF2HCF2CF2CF2CF=CH2 등.
모노머 (a3) 의 구체예로는, 하기의 화합물을 들 수 있다. 또한, 하기 중 디엔인 모노머는 고리화 중합할 수 있는 모노머이다.
CF2=CFOCF3,
CF2=CFOCF2CF3,
CF2=CF(CF2)2CF3 (퍼플루오로(프로필비닐에테르). 이하, PPVE 라고도 한다),
CF2=CFOCF2CF(CF3)O(CF2)2CF3,
CF2=CFO(CF2)3O(CF2)2CF3,
CF2=CFO(CF2CF(CF3)O)2(CF2)2CF3,
CF2=CFOCF2CF(CF3)O(CF2)2CF3,
CF2=CFOCF2CF=CF2,
CF2=CFO(CF2)2CF=CF2 등.
모노머 (a4) 의 구체예로는, 하기의 화합물을 들 수 있다.
CF2=CFO(CF2)3CO2CH3,
CF2=CFOCF2CF(CF3)O(CF2)3CO2CH3,
CF2=CFOCF2CF(CF3)O(CF2)2SO2F 등.
모노머 (a5) 의 구체예로는, 퍼플루오로(2,2-디메틸-1,3-디옥솔), 2,2,4-트리플루오로-5-트리플루오로메톡시-1,3-디옥솔, 퍼플루오로(2-메틸렌-4-메틸-1,3-디옥소란) 등을 들 수 있다.
불소 원자를 가지지 않는 모노머로는, 하기의 모노머 (b1) ∼ (b4) 를 들 수 있다.
모노머 (b1) : 올레핀류.
모노머 (b2) : 비닐에스테르류.
모노머 (b3) : 비닐에테르류.
모노머 (b4) : 불포화 산무수물.
모노머 (b1) 의 구체예로는, 프로필렌, 이소부텐 등을 들 수 있다.
모노머 (b2) 의 구체예로는, 아세트산비닐 등을 들 수 있다.
모노머 (b3) 의 구체예로는, 에틸비닐에테르, 부틸비닐에테르, 시클로헥실비닐에테르, 하이드록시부틸비닐에테르 등을 들 수 있다.
모노머 (b4) 의 구체예로는, 무수 말레산, 무수 이타콘산, 무수 시트라콘산, 무수 하이믹산 (5-노르보르넨-2,3-디카르복실산 무수물) 등을 들 수 있다.
제 3 모노머는, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
제 3 모노머로는, 결정화도의 조정 즉 저장 탄성률의 조정이 용이한 점, 제 3 모노머 (특히 불소 원자를 갖는 모노머) 에 기초하는 단위를 가짐으로써 고온 (특히 180 ℃ 전후) 에 있어서의 인장 강신도가 우수한 점에서, 모노머 (a2), HFP, PPVE, 아세트산비닐이 바람직하고, HFP, PPVE, CF3CF2CH=CH2, PFBE 가 보다 바람직하고, PFBE 가 특히 바람직하다.
즉, ETFE 로는, TFE 에 기초하는 단위와, E 에 기초하는 단위와, PFBE 에 기초하는 단위를 갖는 공중합체가 특히 바람직하다.
ETFE 에 있어서, TFE 에 기초하는 단위와, E 에 기초하는 단위의 몰비 (TFE/E) 는, 80/20 ∼ 40/60 이 바람직하고, 70/30 ∼ 45/55 가 보다 바람직하고, 65/35 ∼ 50/50 이 특히 바람직하다. TFE/E 가 상기 범위 내이면, ETFE 의 내열성 및 기계적 물성이 우수하다.
ETFE 중의 제 3 모노머에 기초하는 단위의 비율은, ETFE 를 구성하는 전체 단위의 합계 (100 몰％) 에 대하여 0.01 ∼ 20 몰％ 가 바람직하고, 0.10 ∼ 15 몰％ 가 보다 바람직하고, 0.20 ∼ 10 몰％ 가 특히 바람직하다. 제 3 모노머에 기초하는 단위의 비율이 상기 범위 내이면, ETFE 의 내열성 및 기계적 물성이 우수하다.
제 3 모노머에 기초하는 단위가 PFBE 에 기초하는 단위를 포함하는 경우, PFBE 에 기초하는 단위의 비율은, ETFE 를 구성하는 전체 단위의 합계 (100 몰％) 에 대하여 0.5 ∼ 4.0 몰％ 가 바람직하고, 0.7 ∼ 3.6 몰％ 가 보다 바람직하고, 1.0 ∼ 3.6 몰％ 가 특히 바람직하다. PFBE 에 기초하는 단위의 비율이 상기 범위 내이면, 이형 필름의 180 ℃ 에 있어서의 인장 탄성률을 상기 범위 내로 조정할 수 있다. 또한, 고온 (특히 180 ℃ 전후) 에 있어서의 인장 강신도가 향상된다.
ETFE 의 용융 유량 (MFR) 은, 2 ∼ 40 g/10 분이 바람직하고, 5 ∼ 30 g/10 분이 보다 바람직하고, 10 ∼ 20 g/10 분이 특히 바람직하다. ETFE 의 MFR 이 상기 범위 내이면, ETFE 의 성형성이 향상되고, 이형 필름의 기계 특성이 우수하다.
ETFE 의 MFR 은, ASTM D3159 에 준거하여, 하중 49 N, 297 ℃ 에서 측정되는 값이다.
제 1 열 가소성 수지층 (2) 은, 열 가소성 수지 I 만으로 이루어지는 것이어도 되고, 무기계 첨가제, 유기계 첨가제 등의 첨가물을 함유해도 된다. 무기계 첨가제로는, 카본 블랙, 실리카, 산화티탄, 산화세륨, 산화알루미늄코발트, 마이카 (운모), 산화아연 등을 들 수 있다. 유기계 첨가제로는, 실리콘 오일, 금속 비누 등을 들 수 있다.
제 1 열 가소성 수지층 (2) 의 저장 탄성률을 낮게 하여 금형 추종성을 향상시키는 등의 관점에서, 제 1 열 가소성 수지층 (2) 은, 무기계 첨가제를 포함하지 않는 것이 바람직하다.
제 1 열 가소성 수지층 (2) 은, 단층 구조여도 되고 다층 구조여도 된다. 금형 추종성, 인장 신도, 제조 비용 등의 점에서는, 단층 구조인 것이 바람직하다.
제 1 열 가소성 수지층 (2) 은, 이형성이 우수한 점에서, 불소 수지로 이루어지는 단층 구조이거나, 또는 적어도 표면 (2a) 측의 최외층에 불소 수지로 이루어지는 층 (이하, 불소 수지층이라고도 한다) 을 포함하는 다층 구조인 것이 바람직하고, 불소 수지로 이루어지는 단층 구조인 것이 특히 바람직하다.
상기 다층 구조로는, 예를 들어, 복수의 불소 수지층으로 이루어지는 것, 1 층 이상의 불소 수지층과 1 층 이상의 불소 수지 이외의 수지로 이루어지는 층 (이하, 그 밖의 층이라고도 한다) 을 포함하고, 적어도 표면 (2a) 측의 최외층에 불소 수지층이 배치된 것 등을 들 수 있다. 그 밖의 층을 포함하는 경우의 다층 구조의 예로는, 표면 (2a) 측으로부터 불소 수지층과 그 밖의 층이 이 순서대로 적층된 2 층 구조, 표면 (2a) 측으로부터 불소 수지층, 그 밖의 층, 불소 수지층이 이 순서대로 적층된 3 층 구조 등을 들 수 있다.
제 1 열 가소성 수지층 (2) 이 불소 수지로 이루어지는 경우, 이형 필름 (1) 은, 이형성이 우수하고, 또한, 성형시의 금형의 온도 (전형적으로는 150 ∼ 180 ℃) 에 견딜 수 있는 내열성, 경화성 수지의 유동이나 가압력에 견딜 수 있는 강도 등을 충분히 갖고, 고온에 있어서의 신장도 우수하다. 특히, 제 1 열 가소성 수지층 (2) 이 단층 구조이면, 다층 구조인 경우에 비하여, 금형 추종성, 인장 신도 등의 물성이 우수하고, 이형 필름으로서의 적합성이 향상되고, 나아가 제조 비용도 적은 경향이 있다.
제 1 열 가소성 수지층 (2) 의, 수지 봉지부의 형성시에 경화성 수지와 접하는 면, 즉 이형 필름 (1) 의 제 1 열 가소성 수지층 (2) 측의 표면 (2a) 은, 평활해도 되고 요철이 형성되어 있어도 된다. 이형성의 점에서는, 요철이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
평활한 경우의 표면 (2a) 의 산술 평균 거칠기 (Ra) 는, 0.01 ∼ 0.2 ㎛ 가 바람직하고, 0.05 ∼ 0.1 ㎛ 가 특히 바람직하다.
요철이 형성되어 있는 경우의 표면 (2a) 의 Ra 는, 1.0 ∼ 2.1 ㎛ 가 바람직하고, 1.2 ∼ 1.9 ㎛ 가 특히 바람직하다.
요철이 형성되어 있는 경우의 표면 형상은, 복수의 볼록부 및/또는 오목부가 랜덤으로 분포된 형상이어도 되고, 복수의 볼록부 및/또는 오목부가 규칙적으로 배열된 형상이어도 된다. 또한, 복수의 볼록부 및/또는 오목부의 형상이나 크기는 동일해도 되고 상이해도 된다.
볼록부로는, 이형 필름의 표면에 연장되는 장척의 철조 (凸條), 점재하는 돌기 등을 들 수 있다. 오목부로는, 이형 필름의 표면에 연장되는 장척의 홈, 점재하는 구멍 등을 들 수 있다.
철조 또는 홈의 형상으로는, 직선, 곡선, 절곡 형상 등을 들 수 있다. 이형 필름 표면에 있어서는, 복수의 철조 또는 홈이 평행하게 존재하여 호상을 이루고 있어도 된다. 철조 또는 홈의, 길이 방향에 직교하는 방향의 단면 형상으로는, 삼각형 (V 자형) 등의 다각형, 반원형 등을 들 수 있다.
돌기 또는 구멍의 형상으로는, 삼각추형, 사각추형, 육각추형 등의 다각추형, 원추형, 반구형, 다면체형, 그 외 각종 부정형 등을 들 수 있다.
(제 2 열 가소성 수지층)
제 2 열 가소성 수지층 (3) 의 180 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률 E'(180) 및 두께, 그들의 바람직한 범위는 제 1 열 가소성 수지층 (2) 과 동일하다.
제 2 열 가소성 수지층 (3) 의 E'(180) 및 두께는 각각, 제 1 열 가소성 수지층 (2) 의 E'(180) 및 두께와 동일해도 되고 상이해도 된다.
단, 제 1 열 가소성 수지층의 25 ℃ 에 있어서의 E'(25) 와 제 2 열 가소성 수지층의 25 ℃ 에 있어서의 E'(25) 의 차 (｜제 1 열 가소성 수지층의 E'(25) - 제 2 열 가소성 수지층의 E'(25)｜) 는 1,200 ㎫ 이하이고, 1,000 ㎫ 이하가 특히 바람직하다. E'(25) 의 차가 상기 범위의 하한치 이하이면, 컬을 억제할 수 있다. 컬의 억제의 점에서, 제 1 열 가소성 수지층 (2) 과의 두께의 차는 20 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.
제 2 열 가소성 수지층 (3) 을 구성하는 열 가소성 수지 (이하, 열 가소성 수지 II 라고도 한다) 로는, 이형 필름 (1) 의 금형으로부터의 이형성, 성형시의 금형의 온도 (전형적으로는 150 ∼ 180 ℃) 에 견딜 수 있는 내열성, 경화성 수지의 유동이나 가압력에 견딜 수 있는 강도, 고온에 있어서의 신장 등의 점에서, 불소 수지, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 폴리아미드 및 에틸렌/비닐알코올 공중합체, 및 융점 200 ℃ 이상의 폴리올레핀으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종이 바람직하다. 이들 열 가소성 수지는, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
불소 수지, 폴리스티렌, 융점 200 ℃ 이상의 폴리올레핀으로는 각각, 상기 열 가소성 수지 I 과 동일한 것을 들 수 있다.
폴리에스테르로는, 내열성, 강도의 점에서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (이하, PET 라고도 한다), 성형 용이 PET, 폴리부틸렌테레프탈레이트 (이하, PBT 라고도 한다), 폴리나프탈렌테레프탈레이트가 바람직하다.
성형 용이 PET 란, 에틸렌글리콜 및 테레프탈산 (혹은 디메틸테레프탈레이트) 에 더하여, 그 밖의 모노머를 공중합하여 성형성을 개량한 것이다. 구체적으로는, 이하의 방법으로 측정되는 유리 전이 온도 Tg 가 105 ℃ 이하인 PET 이다.
Tg 는, ISO 6721-4 : 1994 (JIS K 7244-4 : 1999) 에 기초하여 측정되는 저장 탄성률 E' 및 손실 탄성률 E" 의 비인 tanδ (E"/E') 가 최대치를 취할 때의 온도이다. Tg 는 주파수는 10 ㎐, 정적력은 0.98 N, 동적 변위는 0.035 ％ 로 하고, 온도를 20 ℃ 부터 180 ℃ 까지, 2 ℃／분으로 승온시켜 측정한다.
폴리에스테르는 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
폴리아미드로는, 내열성, 강도, 가스 배리어성의 점에서, 나일론 6, 나일론 MXD6 이 바람직하다. 폴리아미드는 연신된 것이어도 되고 연신되어 있지 않은 것이어도 된다. 폴리아미드는 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
열 가소성 수지 II 로는, 상기 중에서도, 폴리메틸펜텐, 플루오로올레핀계 중합체, 성형 용이 PET 및 PBT 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종이 바람직하고, ETFE, 성형 용이 PET 및 PBT 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종이 특히 바람직하다.
제 2 열 가소성 수지층 (3) 은, 열 가소성 수지 II 만으로 이루어지는 것이어도 되고, 무기계 첨가제, 유기계 첨가제 등의 첨가물이 배합되어 있어도 된다. 무기계 첨가제, 유기계 첨가제로는 각각 상기와 동일한 것을 들 수 있다.
금형의 오염을 방지하고, 제 2 열 가소성 수지층 (3) 의 저장 탄성률을 낮게 하여 금형 추종성을 향상시키는 등의 관점에서, 제 2 열 가소성 수지층 (3) 은, 무기계 첨가제를 포함하지 않는 것이 바람직하다.
제 2 열 가소성 수지층 (3) 은, 단층 구조여도 되고 다층 구조여도 된다. 금형 추종성, 인장 신도, 제조 비용 등의 점에서는, 단층 구조인 것이 바람직하다.
제 2 열 가소성 수지층 (3) 의, 수지 봉지부의 형성시에 금형과 접하는 면, 즉 이형 필름 (1) 의 제 2 열 가소성 수지층 (3) 측의 표면 (3a) 은, 평활해도 되고 요철이 형성되어 있어도 된다.
평활한 경우의 표면 (3a) 의 산술 평균 거칠기 (Ra) 는, 0.01 ∼ 0.2 ㎛ 가 바람직하고, 0.05 ∼ 0.1 ㎛ 가 특히 바람직하다. 요철이 형성되어 있는 경우의 표면 (3a) 의 Ra 는, 1.5 ∼ 2.1 ㎛ 가 바람직하고, 1.6 ∼ 1.9 ㎛ 가 특히 바람직하다.
요철이 형성되어 있는 경우의 표면 형상은, 복수의 볼록부 및/또는 오목부가 랜덤으로 분포된 형상이어도 되고, 복수의 볼록부 및/또는 오목부가 규칙적으로 배열된 형상이어도 된다. 또한, 복수의 볼록부 및/또는 오목부의 형상이나 크기는, 동일해도 되고 상이해도 된다. 볼록부, 오목부, 철조, 돌기 또는 구멍의 구체예로는 상기와 동일한 것을 들 수 있다.
표면 (2a) 및 표면 (3a) 의 양면에 요철이 형성되어 있는 경우, 각 표면의 Ra 나 표면 형상은 동일해도 되고 상이해도 된다.
(중간층)
중간층 (4) 은, 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 (이하, 고분자계 대전 방지층이라고도 한다) 을 포함한다. 고분자계 대전 방지층은, 고분자계 대전 방지제를 함유함으로써 표면 저항치가 낮고, 이형 필름 (1) 의 대전 방지에 기여한다. 중간층은, 고분자계 대전 방지층 이외의 다른 층을 추가로 포함해도 된다.
중간층 (4) 의 표면 저항치는, 대전 방지의 관점에서, 1010 Ω／□ 이하가 바람직하고, 109 Ω／□ 이하가 특히 바람직하다. 상기 표면 저항치가 1010 Ω／□ 이하이면, 이형 필름 (1) 의 제 1 열 가소성 수지층 (2) 측의 표면 (2a) 에 있어서의 대전 방지성을 발현할 수 있다. 그 때문에, 반도체 패키지의 제조시에, 반도체 소자의 일부가 이형 필름 (1) 에 직접 접하는 것과 같은 경우에도, 이형 필름의 대전-방전에 의한 반도체 소자의 파괴를 충분히 억제할 수 있다.
중간층 (4) 의 표면 저항치는, 대전 방지의 관점에서는 낮을 수록 바람직하고, 하한은 특별히 한정되지 않는다. 중간층 (4) 의 표면 저항치는, 고분자계 대전 방지제의 도전 성능이 높을 수록, 또한 고분자계 대전 방지제의 함유량이 많을수록, 작아지는 경향이 있다.
＜고분자계 대전 방지층＞
고분자계 대전 방지제로는, 대전 방지제로서 공지된 고분자 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들어, 측기에 4 급 암모늄염기를 갖는 카티온계 공중합체, 폴리스티렌술폰산을 포함하는 아니온계 화합물, 폴리알킬렌옥사이드 사슬을 갖는 화합물 (폴리에틸렌옥사이드 사슬, 폴리프로필렌옥사이드 사슬이 바람직하다), 폴리에틸렌글리콜메타크릴레이트 공중합체, 폴리에테르에스테르아미드, 폴리에테르아미드이미드, 폴리에테르에스테르, 에틸렌옥사이드-에피클로르하이드린 공중합체 등의 비이온계 고분자, π 공액계 도전성 고분자 등을 들 수 있다. 이들은, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
측기에 4 급 암모늄염기를 갖는 공중합체 중의 4 급 암모늄염기는, 유전 분극성과 도전성에 의한 신속한 유전 분극 완화성을 부여하는 효과를 갖는다.
상기 공중합체는, 측기로, 4 급 암모늄염기와 함께, 카르복실기를 갖는 것이 바람직하다. 카르복실기를 가지면, 상기 공중합체는 가교성을 갖고, 단독으로도 중간층 (4) 을 형성할 수 있다. 또한, 우레탄계 접착제 등의 접착제와 병용한 경우에, 그 접착제와 반응하여 가교 구조를 형성하고, 접착성, 내구성, 그 외 역학 특성을 현저하게 향상시킬 수 있다.
상기 공중합체는, 측기에 하이드록시기를 추가로 가져도 된다. 하이드록시기는 접착제 중의 관능기, 예를 들어 이소시아네이트기와 반응하여 접착성을 높이는 효과를 갖는다.
상기 공중합체는, 상기의 각 관능기를 갖는 단량체를 공중합함으로써 얻을 수 있다. 4 급 암모늄염기를 가지는 단량체의 구체예로는 디메틸아미노에틸아크릴레이트 4 급화물 (카운터 이온으로서의 클로라이드, 설페이트, 술포네이트, 알킬술포네이트 등의 아니온을 포함한다) 등을 들 수 있다. 카르복실기를 갖는 단량체의 구체예로는 (메트)아크릴산, (메트)아크릴로일옥시에틸숙신산, 프탈산, 헥사하이드로프탈산 등을 들 수 있다.
이들 이외의 다른 단량체를 공중합시킬 수도 있다. 다른 단량체로는, 알킬(메트)아크릴레이트, 스티렌, 아세트산비닐, 할로겐화비닐, 올레핀 등의 비닐 유도체 등을 들 수 있다.
상기 공중합체 중의 각 관능기를 갖는 단위의 비율은 적절히 설정할 수 있다. 4 급 암모늄염기를 갖는 단위의 비율은, 전체 단위의 합계에 대하여 15 ∼ 40 몰％ 가 바람직하다. 이 비율이 15 몰％ 이상이면, 대전 방지 효과가 우수하다. 40 몰％ 를 초과하면, 공중합체의 친수성이 지나치게 높아질 우려가 있다. 카르복실기를 갖는 단위의 비율은, 전체 단위의 합계에 대하여 3 ∼ 13 몰％ 가 바람직하다.
상기 공중합체가 측기에 카르복실기를 갖는 경우, 상기 공중합체에, 가교제 (경화제) 가 첨가되어도 된다. 가교제로는, 글리세린디글리시딜에테르 등의 2 관능 에폭시 화합물, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르 등의 3 관능 에폭시 화합물, 트리메틸올프로판트리아지리디닐에테르 등의 에틸렌이민 화합물 등의 다관능 화합물을 들 수 있다.
상기 공중합체에, 상기 2 관능, 3 관능의 에폭시 화합물의 개환 반응 촉매로서, 2-메틸이미다졸, 2-에틸, 4-메틸이미다졸 등의 이미다졸 유도체나 그 외 아민류가 첨가되어도 된다.
π 공액계 도전성 고분자는, π 공액이 발달한 주사슬을 가지는 도전성 고분자이다. π 공액계 도전성 고분자로는, 공지된 것을 사용할 수 있고, 예를 들어 폴리티오펜, 폴리피롤, 폴리아닐린, 그들의 유도체 등을 들 수 있다.
고분자계 대전 방지제는, 공지된 방법에 의해 제조한 것을 사용해도 되고, 시판품의 것을 사용해도 된다. 예를 들어 측기에 4 급 암모늄염기 및 카르복실기를 갖는 공중합체의 시판품으로서, 코니시사 제조의 「본딥 (BONDEIP, 상표명) -PA100 주제」 등을 들 수 있다.
고분자계 대전 방지층으로는, 이하의 층 (1) ∼ (4) 등을 들 수 있다.
층 (1) : 고분자계 대전 방지제가 필름 형성능을 갖는 것으로, 상기 고분자계 대전 방지제를 그대로, 또는 용매에 용해시켜 습식 도포하고, 필요에 따라 건조시켜 형성된 층.
층 (2) : 고분자계 대전 방지제가 필름 형성능을 갖고, 또한 용융 가능한 것으로, 상기 고분자계 대전 방지제를 용융 도포하여 형성된 층.
층 (3) : 결합제가 필름 형성능을 갖는 것이고, 또한 용융 가능한 것으로, 상기 결합제에 고분자계 대전 방지제를 분산 또는 용해시킨 조성물을 용융 도포하여 형성된 층.
층 (4) : 결합제가 필름 형성능을 갖는 것으로, 상기 결합제와 고분자계 대전 방지제를 포함하는 조성물을 그대로, 또는 용매에 용해시켜 습식 도포하고, 필요에 따라 건조시켜 형성된 층. 단 층 (1) 에 해당하는 것은, 층 (4) 에는 해당하지 않는 것으로 한다.
층 (1) 에 있어서, 고분자계 대전 방지제가 필름 형성능을 갖는다는 것은, 고분자 대전 방지제가 유기 용제 등의 용매에 가용이고, 그 용액을 습식 도포하고, 건조시켰을 때에 막이 형성되는 것을 의미한다.
층 (2) 에 있어서, 고분자계 대전 방지제가 용융 가능하다는 것은, 가열에 의해 용융되는 것을 의미한다. 층 (3) (4) 에 있어서의 결합제에 대한 「필름 형성능을 갖는다」, 「용융 가능」 도 동일한 의미이다.
층 (1) 에 있어서의 고분자계 대전 방지제는 가교성을 갖는 것이어도 되고, 가교성을 가지지 않는 것이어도 된다. 고분자계 대전 방지제가 가교성을 갖는 경우, 가교제를 병용해도 된다.
필름 형성능 및 가교성을 갖는 고분자계 대전 방지제로는, 상기 측기에 4 급 암모늄염기 및 카르복실기를 갖는 공중합체 등을 들 수 있다.
가교제로는 상기와 동일한 것을 들 수 있다.
층 (1) 의 두께는, 0.01 ∼ 1.0 ㎛ 가 바람직하고, 0.03 ∼ 0.5 ㎛ 가 특히 바람직하다. 층 (1) 의 두께가 0.01 ㎛ 미만이면 충분한 대전 방지 효과가 얻어지지 않는 경우가 있고, 한편, 1.0 ㎛ 를 초과하면, 그 위에 접착층을 도공하는 경우에, 제 1 열 가소성 수지층 (2) 과 제 2 열 가소성 수지층 (3) 사이의 접착성을 저하시킬 우려가 있다.
층 (2) 에 있어서의 고분자계 대전 방지제로는, 계면 활성제나 카본 블랙 등을 함유한 폴리올레핀 수지 등을 들 수 있다. 시판품으로는, 펠렉트론 HS (산요 화성 공업사 제조) 등을 들 수 있다. 층 (2) 의 두께의 바람직한 범위는, 층 (1) 의 두께의 바람직한 범위와 동일하다.
층 (3) 에 있어서의 결합제로는, 범용의 열 가소성 수지를 들 수 있다. 열 가소성 수지는, 용융 성형시에 접착하도록, 접착에 기여하는 관능기를 가지는 수지인 것이 바람직하다. 그 관능기로는, 카르보닐기 등을 들 수 있다. 층 (3) 에 있어서의 고분자계 대전 방지제의 함유량은, 층 (3) 의 전체의 질량에 대하여 10 ∼ 40 질량부가 바람직하고, 10 ∼ 30 질량부가 특히 바람직하다. 층 (3) 의 두께의 바람직한 범위는, 층 (1) 의 두께의 바람직한 범위와 동일하다.
층 (4) 를 형성하는 조성물의 1 예는, 접착제이다. 접착제는, 주제와 경화제를 함유하고, 가열 등에 의해 경화하여 접착성을 발휘하는 것을 의미한다.
접착제는, 1 액형 접착제여도 되고, 2 액형 접착제여도 된다.
층 (4) 를 형성하는 접착제 (이하, 층 (4) 형성용 접착제라고도 한다) 로는, 예를 들어, 고분자계 대전 방지제를 함유하지 않는 접착제에 고분자계 대전 방지제를 첨가한 것 등을 들 수 있다.
접착제에 첨가하는 고분자계 대전 방지제는, 필름 형성능을 갖는 것이어도 되고, 필름 형성능을 가지지 않는 것 (예를 들어 π 공액계 도전성 고분자) 이어도 된다.
고분자계 대전 방지제를 함유하지 않는 접착제로는, 드라이 라미네이트용의 접착제로서 공지된 것을 사용할 수 있다. 예를 들어 폴리아세트산비닐계 접착제 ; 아크릴산에스테르 (아크릴산에틸, 아크릴산부틸, 아크릴산 2-에틸헥실에스테르 등) 의 단독 중합체 혹은 공중합체, 또는 아크릴산에스테르와 다른 단량체 (메타크릴산메틸, 아크릴로니트릴, 스티렌 등) 의 공중합체 등으로 이루어지는 폴리아크릴산에스테르계 접착제 ; 시아노아크릴레이트계 접착제 ; 에틸렌과 다른 단량체 (아세트산비닐, 아크릴산에틸, 아크릴산, 메타크릴산 등) 의 공중합체 등으로 이루어지는 에틸렌 공중합체계 접착제 ; 셀룰로오스계 접착제 ; 폴리에스테르계 접착제 ; 폴리아미드계 접착제 ; 폴리이미드계 접착제 ; 우레아 수지 또는 멜라민 수지 등으로 이루어지는 아미노 수지계 접착제 ; 페놀 수지계 접착제 ; 에폭시계 접착제 ; 폴리올 (폴리에테르폴리올, 폴리에스테르폴리올 등) 과 이소시아네이트 및/또는 이소시아누레이트와 가교시키는 폴리우레탄계 접착제 ; 반응형 (메트)아크릴계 접착제 ; 클로로프렌 고무, 니트릴 고무, 스티렌-부타디엔 고무 등으로 이루어지는 고무계 접착제 ; 실리콘계 접착제 ; 알칼리 금속 실리케이트, 저융점 유리 등으로 이루어지는 무기계 접착제 ; 그 외 등의 접착제를 사용할 수 있다.
층 (4) 형성용 접착제 중의 고분자계 대전 방지제의 함유량은, 층 (4) 의 표면 저항치가 1010 Ω／□ 이하가 되는 양이 바람직하고, 109 Ω／□ 이하가 특히 바람직하다.
대전 방지의 관점에서는, 층 (4) 형성용 접착제 중의 고분자계 대전 방지제의 함유량은 많을수록 바람직하지만, 고분자계 대전 방지제가 π 공액계 도전성 고분자이고, 고분자계 대전 방지제를 함유하지 않는 접착제에 π 공액계 도전성 고분자를 첨가한 것을 층 (4) 형성용 접착제로서 사용하여 중간층 (4) 을 형성하는 경우, 고분자계 대전 방지제의 함유량이 많아지면, 층 (4) 의 접착성이 저하하고, 제 1 열 가소성 수지층 (2) 과 제 2 열 가소성 수지층 (3) 사이의 밀착성이 불충분해질 우려가 있다. 그 때문에, 이 경우의 층 (4) 형성용 접착제 중의 고분자계 대전 방지제의 함유량은, 바인더가 되는 수지의 고형분에 대하여, 40 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 30 질량％ 이하가 특히 바람직하다. 하한치는 1 질량％ 가 바람직하고, 5 질량％ 가 특히 바람직하다.
층 (4) 의 두께는, 0.2 ∼ 5 ㎛ 가 바람직하고, 0.5 ∼ 2 ㎛ 가 특히 바람직하다. 층 (4) 의 두께가 상기 범위의 하한치 이상이면, 제 1 열 가소성 수지층과 제 2 열 가소성 수지층의 접착성이 우수하고, 또한, 대전 방지성이 우수하다. 상기 범위의 상한치 이하이면 생산성이 우수하다.
중간층 (4) 이 갖는 고분자계 대전 방지층은, 1 층이어도 되고 2 층 이상이어도 된다. 예를 들어 층 (1) ∼ (4) 의 어느 1 종만을 가져도 되고, 2 종 이상을 가져도 된다.
고분자계 대전 방지층으로는, 제조하기 쉬운 점에서, 층 (1) 이 바람직하다. 층 (1) 과 층 (2) ∼ (4) 의 어느 1 종 이상을 병용해도 된다.
＜다른 층＞
고분자계 대전 방지층 이외의 다른 층으로는, 열 가소성 수지층, 고분자계 대전 방지제를 함유하지 않는 접착제로부터 형성된 층 (이하, 비대전 방지성 접착층이라고도 한다), 가스 배리어층 등을 들 수 있다. 열 가소성 수지층으로는, 제 1 열 가소성 수지층 (2), 제 2 열 가소성 수지층 (3) 과 동일한 것을 들 수 있다. 비대전 방지성 접착층에 있어서의 접착제로는, 상기와 동일한 것을 들 수 있다. 가스 배리어층으로는, 예를 들어, 금속층, 금속 증착층, 금속 산화물 증착층 등을 들 수 있다.
＜중간층의 층 구성＞
중간층 (4) 으로는, 고분자계 대전 방지층과, 비대전 방지성 접착층을 갖는 것이거나, 또는, 층 (4) 를 갖는 것이 바람직하다. 중간층 (4) 이 이와 같은 구성이면, 드라이 라미네이트법에 의해 이형 필름 (1) 을 제조할 수 있다.
중간층 (4) 의 바람직한 층 구성으로는, 이하의 (11) ∼ (15) 등을 들 수 있다.
(11) 제 1 열 가소성 수지층 (2) 측으로부터 순서대로, 층 (1) ∼ (3) 의 어느 층과, 비대전 방지성 접착층이 적층된 층.
(12) 제 1 열 가소성 수지층 (2) 측으로부터 순서대로, 층 (4) 와, 비대전 방지성 접착층이 적층된 층.
(13) 1 층의 층 (4) 로 이루어지는 층.
(14) 제 1 열 가소성 수지층 (2) 측으로부터 순서대로, 층 (4) 와, 제 3 열 가소성 수지층과, 비대전 방지성 접착층이 적층된 층.
(15) 제 1 열 가소성 수지층 (2) 측으로부터 순서대로, 층 (4) 와, 제 3 열 가소성 수지층과, 가스 배리어층과, 비대전 방지성 접착층이 적층된 층.
상기 중에서는, (11) 또는 (13) 이 바람직하고, (11) 이 보다 바람직하고, 층 (1) ∼ (3) 의 어느 층이 층 (1) 인 것이 특히 바람직하다.
제 3 열 가소성 수지층을 구성하는 열 가소성 수지로는, 전술한 열 가소성 수지 II 와 동일한 수지를 들 수 있다. 제 3 열 가소성 수지층의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 6 ∼ 50 ㎛ 가 바람직하다.
중간층 (4) 의 두께는, 0.1 ∼ 55 ㎛ 가 바람직하고, 0.5 ∼ 25 ㎛ 가 특히 바람직하다. 중간층 (4) 의 두께가 상기 범위의 하한치 이상이면, 대전 방지성과 접착성이 충분히 우수하고, 상한치 이하이면, 금형 추종성이 우수하다.
(이형 필름의 두께)
이형 필름 (1) 의 두께는, 25 ∼ 100 ㎛ 가 바람직하고, 40 ∼ 75 ㎛ 가 특히 바람직하다. 두께가 상기 범위의 하한치 이상이면, 이형 필름이 잘 컬되지 않는다. 또한, 이형 필름의 취급이 용이하고, 이형 필름을 인장하면서 금형의 캐비티를 덮도록 배치할 때에, 주름이 잘 발생하지 않는다. 두께가 상기 범위의 상한치 이하이면, 이형 필름을 용이하게 변형할 수 있고, 금형의 캐비티의 형상에 대한 추종성이 향상되기 때문에, 이형 필름이 확실하게 캐비티면에 밀착할 수 있어, 고품질의 수지 봉지부를 안정적으로 형성할 수 있다. 이형 필름 (1) 의 두께는, 금형의 캐비티가 클수록, 상기 범위 내에 있어서 얇은 것이 바람직하다. 또한, 다수의 캐비티를 갖는 복잡한 금형일수록, 상기 범위 내에 있어서 얇은 것이 바람직하다.
(이형 필름의 컬)
이형 필름 (1) 은, 이하의 측정 방법으로 측정되는 컬이 1 ㎝ 이하인 것이 바람직하고, 0.5 ㎝ 이하가 특히 바람직하다.
(컬의 측정 방법)
20 ∼ 25 ℃ 에서, 평평한 금속판 상에 10 ㎝ × 10 ㎝ 의 정방형상의 이형 필름을 30 초간 정치하고, 상기 이형 필름의 금속판으로부터 부상한 부분의 최대 높이 (㎝) 를 측정하여, 그 값을 컬로 한다.
이형 필름에 컬이 있으면, 이형 필름이 금형에 잘 흡착하지 않는다. 반도체 패키지의 제조시에 있어서의 금형에 대한 이형 필름의 공급은, 롤 투 롤 방식 (감아서 겹쳐진 상태의 장척의 이형 필름을 권출 롤로부터 권출하고, 권출 롤 및 권취 롤에 의해 인장된 상태로 금형 상에 공급하는 방식) 이 일반적이지만, 최근에는 프리컷 방식 (미리 금형에 맞추어 커트한 단척의 이형 필름을 금형에 공급하는 방식) 도 채용되고 있다. 이형 필름에 컬이 있으면, 특히 프리컷 방식의 경우, 이형 필름이 금형에 잘 흡착하지 않는 문제가 발생한다.
상기 컬이 1 ㎝ 이하이면, 프리컷 방식의 경우에도, 이형 필름의 금형에 대한 흡착을 양호하게 실시할 수 있다.
상기 컬의 크기는, 제 1 열 가소성 수지층 (2) 및 제 2 열 가소성 수지층 (3) 의 저장 탄성률 및 두께, 드라이 라미네이트 조건 등에 의해 조정할 수 있다.
(이형 필름 (1) 의 제조 방법)
이형 필름 (1) 은, 제 1 열 가소성 수지층 (2) 을 형성하는 제 1 필름과 제 2 열 가소성 수지층 (3) 을 형성하는 제 2 필름을, 접착제를 사용하여 드라이 라미네이트하는 공정을 포함하는 제조 방법에 의해 제조하는 것이 바람직하다.
드라이 라미네이트는, 공지된 방법에 의해 실시할 수 있다.
예를 들어 제 1 필름 및 제 2 필름 중 일방의 필름의 편면에, 접착제를 도포하여, 건조시키고, 그 위에 다른 필름을 겹쳐, 소정의 온도 (드라이 라미네이트 온도) 로 가열된 1 쌍의 롤 (라미네이트 롤) 사이에 통과시켜 압착한다. 이에 의해, 제 1 열 가소성 수지층 (2) 과, 접착층을 갖는 중간층 (4) 과, 제 2 열 가소성 수지층 (3) 이 이 순서대로 적층된 적층체를 얻을 수 있다.
접착제는, 고분자계 대전 방지제를 함유해도 되고, 함유하지 않아도 된다.
고분자계 대전 방지제를 함유하지 않는 접착제를 사용하는 경우 (접착층이 비대전 방지성 접착층인 경우) 에는, 드라이 라미네이트하는 공정 전에, 제 1 필름 및 제 2 필름의 어느 일방 또는 양방의 표면 (중간층 (4) 측) 에, 고분자계 대전 방지층을 형성하는 공정을 실시한다.
예를 들어, 제 1 필름 및 제 2 필름 중 일방의 필름의 편면에, 필름 형성능을 갖는 고분자계 대전 방지제를 도포하여 건조시키고, 그 위에, 고분자계 대전 방지제를 함유하지 않는 접착제를 도포하여 건조시키고, 추가로 그 위에 다른 필름을 겹쳐, 소정의 온도 (드라이 라미네이트 온도) 로 가열된 1 쌍의 롤 (라미네이트 롤) 사이에 통과시켜 압착한다. 이에 의해, 제 1 열 가소성 수지층 (2) 과, 중간층 (4) 으로서의 층 (1) 및 비대전 방지성 접착층과, 제 2 열 가소성 수지층 (3) 이 이 순서대로 적층된 적층체를 얻을 수 있다.
드라이 라미네이트하는 공정 전, 또한 고분자계 대전 방지층을 형성하는 공정 전 또는 후에, 비대전 방지성 접착층 및 고분자계 대전 방지층 이외의 다른 층을 형성하는 공정을 실시해도 된다.
고분자계 대전 방지제를 함유하는 접착제를 사용하는 경우 (접착층이 층 (4) 인 경우) 에는, 고분자계 대전 방지층을 형성하는 공정이나 다른 층을 형성하는 공정을 실시해도 되고, 실시하지 않아도 된다.
드라이 라미네이트 후, 필요에 따라, 양생, 절단 등을 실시해도 된다.
상기 드라이 라미네이트하는 공정에 있어서는, 상기 제 1 필름 및 상기 제 2 필름 중 일방의 필름의, 드라이 라미네이트 온도 t (℃) 에 있어서의 저장 탄성률 E1' (㎫), 두께 T1 (㎛), 폭 W1 (㎜) 및 필름에 가해지는 장력 F1 (N) 과, 타방의 필름의, 드라이 라미네이트 온도 t (℃) 에 있어서의 저장 탄성률 E2' (㎫), 두께 T2 (㎛), 폭 W2 (㎜) 및 필름에 가해지는 장력 F2 (N) 가, 이하의 식 (I) 을 만족하는 것이 바람직하고, 이하의 식 (II) 를 만족하는 것이 특히 바람직하다.
0.8 ≤ {(E1' × T1 × W1) × F2}/{(E2' × T2 × W2) × F1} ≤ 1.2…(I)
0.9 ≤ {(E1' × T1 × W1) × F2}/{(E2' × T2 × W2) × F1} ≤ 1.1…(II)
단, 180 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률 E1' (180) 과 E2' (180) 이 10 ∼ 300 ㎫ 이고, 25 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률의 차 ｜E1' (25) - E2' (25)｜ 는 1,200 ㎫ 이하이고, T1 및 T2 는 각각 12 ∼ 50 (㎛) 이다.
식 (I) 을 만족하도록 상기 드라이 라미네이트하는 공정을 실시함으로써, 드라이 라미네이트시의 2 장의 필름에 잔류하는 응력의 차가 최소가 되기 때문에, 얻어지는 이형 필름이, 잘 컬되지 않는 것이 된다.
드라이 라미네이트하는 필름으로는, 시판되는 것을 사용해도 되고, 공지된 제조 방법에 의해 제조한 것을 사용해도 된다. 필름에는, 코로나 처리, 플라즈마 처리, 프라이머 도공 처리 등의 표면 처리가 실시되어도 된다.
필름의 제조 방법으로는, 특별히 한정되지 않고, 공지된 제조 방법을 이용할 수 있다.
양면이 평활한 열 가소성 수지 필름의 제조 방법으로는, 예를 들어, 소정의 립 폭을 갖는 T 다이를 구비하는 압출기로 용융 성형하는 방법 등을 들 수 있다.
편면 또는 양면에 요철이 형성되어 있는 필름의 제조 방법으로는, 예를 들어, 열 가공으로 필름의 표면에 원형 (元型) 의 요철을 전사하는 방법을 들 수 있고, 생산성의 점에서, 하기의 방법 (i), (ii) 등이 바람직하다. 방법 (i), (ii) 에서는, 롤상의 원형을 사용하는 것에 의해, 연속된 가공이 가능해지고, 요철이 형성된 필름의 생산성이 현저하게 향상된다.
(i) 필름을 원형 롤과 압동 (壓胴) 롤 사이에 통과시키고, 필름의 표면에 원형 롤의 표면에 형성된 요철을 연속적으로 전사하는 방법.
(ii) 압출기의 다이스로부터 압출된 열 가소성 수지를 원형 롤과 압동 롤 사이에 통과시키고, 그 열 가소성 수지를 필름상으로 성형함과 동시에, 그 필름상의 열 가소성 수지의 표면에 원형 롤의 표면에 형성된 요철을 연속적으로 전사하는 방법.
방법 (i), (ii) 에 있어서, 압동 롤로서 표면에 요철이 형성된 것을 사용하면, 양면에 요철이 형성되어 있는 열 가소성 수지 필름이 얻어진다.
이상, 본 발명의 이형 필름에 대하여, 제 1 실시형태를 나타내어 설명했지만, 본 발명은 이것에 상기 실시형태에 한정되지 않는다. 상기 실시형태에 있어서의 각 구성 및 그들의 조합 등은 일례이고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서, 구성의 부가, 생략, 치환, 및 그 밖의 변경이 가능하다.
(작용 효과)
본 발명의 이형 필름은, 대전 및 컬이 잘 발생하지 않고, 금형을 오염시키지 않고, 또한 금형 추종성이 우수하다.
즉, 본 발명의 이형 필름은, 고분자계 대전 방지층을 갖기 때문에, 열 가소성 수지층 (제 1 열 가소성 수지층, 제 2 열 가소성 수지층 등) 에 카본 블랙 등의 무기 필러를 포함하지 않아도, 대전 방지 성능을 발현할 수 있다. 그 때문에, 반도체 패키지의 제조시에, 이형 필름의 박리시의 대전-방전에 의해 발생하는 문제, 예를 들어 대전한 이형 필름에 대한 이물질의 부착, 이형 필름으로부터의 방전에 의한 반도체 칩의 파괴 등, 을 억제할 수 있다. 또한, 이형 필름에 부착된 이물질이나 이형 필름으로부터의 무기 필러의 탈리에 의한 반도체 패키지의 형상 이상이나 금형 오염이 잘 발생하지 않는다. 또한, 본 발명의 이형 필름은, 컬되기 어렵고, 또한 반도체 패키지의 제조에 있어서 요구되는 금형 추종성을 충분히 구비한다. 그 때문에, 반도체 패키지의 제조시에, 이형 필름의 금형에 대한 흡착을 양호하게 실시할 수 있다.
[반도체 패키지]
본 발명의 이형 필름을 사용하여, 후술하는 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법에 의해 제조되는 반도체 패키지로는, 트랜지스터, 다이오드 등의 반도체 소자를 집적한 집적 회로 ; 발광 소자를 갖는 발광 다이오드 등을 들 수 있다.
집적 회로의 패키지 형상으로는, 집적 회로 전체를 덮는 것이어도 되고 집적 회로의 일부를 덮는 (집적 회로의 일부를 노출시키는) 것이어도 된다. 구체예로는, BGA (Ball Grid Array), QFN (Quad Flat Non-leaded package), SON (Small Outline Non-leaded package) 등을 들 수 있다.
반도체 패키지로는, 생산성의 점에서, 일괄 봉지 및 싱귤레이션을 거쳐 제조되는 것이 바람직하고, 예를 들어, 봉지 방식이 MAP (Moldied Array Packaging) 방식, 또는 WL (Wafer Lebel packaging) 방식인 집적 회로 등을 들 수 있다.
도 2 는, 반도체 패키지의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
이 예의 반도체 패키지 (110) 는, 기판 (10) 과, 기판 (10) 상에 실장된 반도체 칩 (반도체 소자) (12) 과, 반도체 칩 (12) 을 봉지하는 수지 봉지부 (14) 와, 수지 봉지부 (14) 의 상면 (14a) 에 형성된 잉크층 (16) 을 갖는다. 반도체 칩 (12) 은, 표면 전극 (도시없음) 을 갖고, 기판 (10) 은, 반도체 칩 (12) 의 표면 전극에 대응하는 기판 전극 (도시없음) 을 갖고, 표면 전극과 기판 전극은 본딩 와이어 (18) 에 의해 전기적으로 접속되어 있다.
수지 봉지부 (14) 의 두께 (기판 (10) 의 반도체 칩 (12) 설치면으로부터 수지 봉지부 (14) 의 상면 (14a) 까지의 최단 거리) 는, 특별히 한정되지 않지만, 「반도체 칩 (12) 의 두께」 이상 「반도체 칩 (12) 의 두께 ＋ 1 ㎜」 이하가 바람직하고, 「반도체 칩 (12) 의 두께」 이상 「반도체 칩 (12) 의 두께 ＋ 0.5 ㎜」 이하가 특히 바람직하다.
도 3 은, 반도체 패키지의 다른 일례를 나타내는 개략 단면도이다. 이 예의 반도체 패키지 (120) 는, 기판 (70) 과, 기판 (70) 상에 실장된 반도체 칩 (반도체 소자) (72) 과, 언더 필 (수지 봉지부) (74) 을 갖는다. 언더 필 (74) 은, 기판 (20) 과 반도체 칩 (72) 의 주면 (기판 (70) 측의 표면) 사이의 간극을 충전하고 있고, 반도체 칩 (72) 의 배면 (기판 (70) 측과는 반대측의 표면) 은 노출되어 있다.
[반도체 패키지의 제조 방법]
본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법은, 반도체 소자와, 경화성 수지로부터 형성되고, 상기 반도체 소자를 봉지하는 수지 봉지부를 갖는 반도체 패키지의 제조 방법으로서,
금형의 상기 경화성 수지가 접하는 면에, 전술한 본 발명의 이형 필름을, 상기 제 1 열 가소성 수지층측의 표면 또는 상기 제 1 이형층측의 표면이 상기 금형 내의 공간을 향하도록 배치하는 공정과,
반도체 소자가 실장된 기판을 상기 금형 내에 배치하고, 상기 금형 내의 공간에 경화성 수지를 채워 경화시켜, 수지 봉지부를 형성함으로써, 상기 기판과 상기 반도체 소자와 상기 수지 봉지부를 갖는 봉지체를 얻는 공정과, 상기 봉지체를 상기 금형으로부터 이형하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법은, 본 발명의 이형 필름을 사용하는 것 이외에는, 공지된 제조 방법을 채용할 수 있다.
예를 들어 수지 봉지부의 형성 방법으로는, 압축 성형법 또는 트랜스퍼 성형법을 들 수 있고, 이 때에 사용하는 장치로는, 공지된 압축 성형 장치 또는 트랜스퍼 성형 장치를 사용할 수 있다. 제조 조건도, 공지된 반도체 패키지의 제조 방법에 있어서의 조건과 동일한 조건으로 하면 된다.
(제 1 실시형태)
반도체 패키지의 제조 방법의 일 실시형태로서, 이형 필름으로서 전술한 이형 필름 (1) 을 사용하여, 도 2 에 나타낸 반도체 패키지 (110) 를 압축 성형법에 의해 제조하는 경우에 대하여 상세하게 설명한다. 본 실시형태의 반도체 패키지의 제조 방법은, 하기의 공정 (α1) ∼ (α7) 을 갖는다.
(α1) 이형 필름 (1) 을, 이형 필름 (1) 이 금형의 캐비티를 덮고 또한 이형 필름 (1) 의 제 1 열 가소성 수지층 (2) 측의 표면 (2a) 이 캐비티 내의 공간을 향하도록 (제 2 열 가소성 수지층 (3) 측의 표면 (3a) 이 캐비티면을 향하도록) 배치하는 공정.
(α2) 이형 필름 (1) 을 금형의 캐비티면의 측에 진공 흡인하는 공정.
(α3) 캐비티 내에 경화성 수지를 충전하는 공정.
(α4) 복수의 반도체 칩 (12) 이 실장된 기판 (10) 을 캐비티 내의 소정의 위치에 배치하고, 경화성 수지에 의해 상기 복수의 반도체 칩 (12) 을 일괄 봉지하여 수지 봉지부를 형성함으로써, 기판 (10) 과 그 기판 (10) 상에 실장된 복수의 반도체 칩 (12) 과 상기 복수의 반도체 칩 (12) 을 일괄 봉지하는 수지 봉지부를 갖는 일괄 봉지체를 얻는 공정.
(α5) 금형 내로부터 상기 일괄 봉지체를 취출하는 공정.
(α6) 상기 복수의 반도체 칩 (12) 이 분리되도록, 상기 일괄 봉지체의 기판 (10) 및 상기 수지 봉지부를 절단함으로써, 기판 (10) 과 그 기판 (10) 상에 실장된 적어도 1 개의 반도체 칩 (12) 과 반도체 칩 (12) 을 봉지하는 수지 봉지부 (14) 를 갖는 개편화 봉지체를 얻는 공정.
(α7) 개편화 봉지체의 수지 봉지부 (14) 의 표면에, 잉크를 사용하여 잉크층 (16) 을 형성하고, 반도체 패키지 (1) 를 얻는 공정.
금형 :
제 1 실시형태에 있어서의 금형으로는, 압축 성형법에 사용하는 금형으로서 공지된 것을 사용할 수 있고, 예를 들어, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 고정 상형 (20) 과, 캐비티 저면 부재 (22) 와, 그 캐비티 저면 부재 (22) 의 주연에 배치된 프레임상의 가동 하형 (24) 을 갖는 금형을 들 수 있다.
고정 상형 (20) 에는, 기판 (10) 과 고정 상형 (20) 사이의 공기를 흡인하는 것에 의해 기판 (10) 을 고정 상형 (20) 에 흡착하기 위한 진공 벤트 (도시 생략) 가 형성되어 있다. 또한, 캐비티 저면 부재 (22) 에는, 이형 필름 (1) 과 캐비티 저면 부재 (22) 사이의 공기를 흡인하는 것에 의해 이형 필름 (1) 을 캐비티 저면 부재 (22) 에 흡착하기 위한 진공 벤트 (도시 생략) 가 형성되어 있다.
이 금형에 있어서는, 캐비티 저면 부재 (22) 의 상면 및 가동 하형 (24) 의 내측 측면에 의해, 공정 (α4) 에서 형성하는 수지 봉지부의 형상에 대응하는 형상의 캐비티 (26) 가 형성된다. 이하, 캐비티 저면 부재 (22) 의 상면 및 가동 하형 (24) 의 내측 측면을 총칭하여 캐비티면이라고도 한다.
공정 (α1) :
가동 하형 (24) 상에, 캐비티 저면 부재 (22) 의 상면을 덮도록 이형 필름 (1) 을 배치한다. 이 때 이형 필름 (1) 은, 제 2 열 가소성 수지층 (3) 측의 표면 (3a) 을 하측 (캐비티 저면 부재 (22) 방향) 을 향하여 배치된다.
이형 필름 (1) 은, 권출 롤 (도시 생략) 로부터 보내져, 권취 롤 (도시 생략) 로 권취된다. 이형 필름 (1) 은, 권출 롤 및 권취 롤에 의해 인장되기 때문에, 길게 늘어진 상태로, 가동 하형 (24) 상에 배치된다.
공정 (α2) :
별도, 캐비티 저면 부재 (22) 의 진공 벤트 (도시 생략) 를 통해서 진공 흡인하고, 캐비티 저면 부재 (22) 의 상면과 이형 필름 (1) 사이의 공간을 감압하고, 이형 필름 (1) 을 잡아 늘여 변형시켜, 캐비티 저면 부재 (22) 의 상면에 진공 흡착시킨다. 또한, 캐비티 저면 부재 (22) 의 주연에 배치된 프레임상의 가동 하형 (24) 을 잡고, 이형 필름 (1) 을 전체 방향으로부터 인장하여, 긴장 상태로 만든다.
또한, 고온 환경하에서의 이형 필름 (1) 의 강도, 두께, 캐비티 저면 부재 (22) 의 상면과 가동 하형 (24) 의 내측 측면에 의해 형성된 오목부의 형상에 의해, 이형 필름 (1) 은, 캐비티면에 밀착된다고는 할 수 없다. 공정 (α2) 의 진공 흡착의 단계에서는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 이형 필름 (1) 과 캐비티면 사이에 공극이 조금 남아 있어도 된다.
공정 (α3) :
도 4 에 나타내는 바와 같이, 경화성 수지 (40) 를, 어플리케이터 (도시 생략) 에 의해, 캐비티 (26) 내의 이형 필름 (1) 상에 적당량 충전한다. 또한, 별도, 고정 상형 (20) 의 진공 벤트 (도시 생략) 를 통해서 진공 흡인하고, 고정 상형 (20) 의 하면에, 복수의 반도체 칩 (12) 이 실장된 기판 (10) 을 진공 흡착시킨다.
경화성 수지 (40) 로는, 반도체 패키지의 제조에 이용되고 있는 각종 경화성의 수지를 사용해도 된다. 에폭시 수지, 실리콘 수지 등의 열 경화성 수지가 바람직하고, 에폭시 수지가 특히 바람직하다.
에폭시 수지로는, 예를 들어 스미토모 베이크라이트사 제조의 스미콘 EME G770H type Fver. GR, 나가세 켐텍스사 제조의 T693/R4719-SP10 등을 들 수 있다. 실리콘 수지의 시판품으로는, 신에츠 화학 공업사 제조의 LPS-3412AJ, LPS-3412B 등을 들 수 있다.
경화성 수지 (40) 에는, 카본 블랙, 용융 실리카, 결정 실리카, 알루미나, 질화규소, 질화알루미늄 등이 포함되어도 된다. 또한, 여기서는, 경화성 수지 (40) 로서 고체의 것을 충전하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 액상의 경화성 수지를 충전해도 된다.
공정 (α4) :
도 5 에 나타내는 바와 같이, 캐비티 (26) 내의 이형 필름 (1) 상에 경화성 수지 (40) 를 충전한 상태로, 캐비티 저면 부재 (22) 및 가동 하형 (24) 을 상승시키고, 고정 상형 (20) 과 형체한다. 이어서, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 캐비티 저면 부재 (22) 만 상승시킴과 함께 금형을 가열하여 경화성 수지 (40) 를 경화시켜, 복수의 반도체 칩 (12) 을 일괄 봉지하는 수지 봉지부를 형성한다.
공정 (α4) 에 있어서는, 캐비티 저면 부재 (22) 를 상승시켰을 때의 압력에 의해, 캐비티 (26) 내에 충전된 경화성 수지 (40) 가 더욱 캐비티면에 압입된다. 이에 의해 이형 필름 (1) 이 길게 늘어져 변형되고, 캐비티면에 밀착한다. 그 때문에, 캐비티 (26) 의 형상에 대응한 형상의 수지 봉지부가 형성된다.
금형의 가열 온도, 즉 경화성 수지 (40) 의 가열 온도는, 100 ∼ 185 ℃ 가 바람직하고, 140 ∼ 175 ℃ 가 특히 바람직하다. 가열 온도가 상기 범위의 하한치 이상이면, 반도체 패키지 (110) 의 생산성이 향상된다. 가열 온도가 상기 범위의 상한치 이하이면, 경화성 수지 (40) 의 열화가 억제된다.
경화성 수지 (40) 의 열 팽창률에서 기인하는 수지 봉지부 (14) 의 형상 변화를 억제하는 점에서, 반도체 패키지 (110) 의 보호가 특별히 요구되는 경우에는, 상기 범위 내에 있어서 가능한 한 낮은 온도에서 가열하는 것이 바람직하다.
공정 (α5) :
고정 상형 (20) 과 캐비티 저면 부재 (22) 와 가동 하형 (24) 을 형개 (型開) 하고, 일괄 봉지체를 취출한다.
일괄 봉지체를 이형함과 동시에, 이형 필름 (1) 의 사용이 완료된 부분을 권취 롤 (도시 생략) 에 이송하고, 이형 필름 (1) 의 미사용 부분을 권출 롤 (도시 생략) 로부터 송출한다. 권출 롤로부터 권취 롤에 반송할 때의 이형 필름 (1) 의 두께는 25 ㎛ 이상이 바람직하다. 두께가 25 ㎛ 미만에서는, 이형 필름 (1) 의 반송시에 주름이 발생하기 쉽다. 이형 필름 (1) 에 주름이 발생하면, 주름이 수지 봉지부 (14) 에 전사되어 제품 불량이 될 우려가 있다. 두께가 25 ㎛ 이상이면, 이형 필름 (1) 에 장력을 충분히 가하는 것에 의해, 주름의 발생을 억제할 수 있다.
공정 (α6) :
금형 내로부터 취출한 일괄 봉지체의 기판 (10) 및 수지 봉지부를, 복수의 반도체 칩 (12) 이 분리되도록 절단 (개편화) 하여, 기판 (10) 과 적어도 1 개의 반도체 칩 (12) 과 반도체 칩 (12) 을 봉지하는 수지 봉지부 (14) 를 갖는 개편화 봉지체를 얻는다.
개편화는, 공지된 방법에 의해 실시할 수 있고, 예를 들어 다이싱법을 들 수 있다. 다이싱법은, 다이싱 블레이드를 회전시키면서 대상물을 절단하는 방법이다. 다이싱 블레이드로는, 전형적으로는, 다이아몬드 가루를 원반의 외주에 소결한 회전날 (다이아몬드 커터) 이 사용된다. 다이싱법에 의한 개편화는, 예를 들어, 절단 대상물인 일괄 봉지체를, 지그를 통하여 처리대 상에 고정시키고, 절단 대상물의 절단 영역과 상기 지그 사이에 다이싱 블레이드를 삽입할 공간이 있는 상태에서 상기 다이싱 블레이드를 주행시키는 방법에 의해 실시할 수 있다.
공정 (α6) 에 있어서는, 상기와 같이 일괄 봉지체를 절단하는 공정 (절단 공정) 후, 상기 다이싱 블레이드를 덮는 케이스로부터 떨어진 위치에 배치되는 노즐로부터 상기 절단 대상물을 향하여 액체를 공급하면서 상기 처리대를 이동시키는 이물질 제거 공정이 포함되어도 된다.
공정 (α7) :
공정 (α6) 에서 얻어진 개편화 봉지체의 수지 봉지부 (14) 의 상면 (이형 필름 (1) 과 접하고 있던 면) (14a) 에, 임의의 정보를 표시하기 위해서, 잉크를 도포하고, 잉크층 (16) 을 형성하여 반도체 패키지 (110) 를 얻는다.
잉크층 (16) 에 의해 표시되는 정보로는, 특별히 한정되지 않고, 시리얼 넘버, 제조 메이커에 관한 정보, 부품의 종별 등을 들 수 있다. 잉크의 도포 방법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 잉크젯법, 스크린 인쇄, 고무판으로부터의 전사 등의 각종 인쇄법을 적용할 수 있다.
잉크로는, 특별히 한정되지 않고, 공지된 잉크 중에서 적절히 선택할 수 있다. 잉크층 (16) 의 형성 방법으로는, 경화 속도가 빠르고 패키지 상에서의 번짐이 적고, 또한 열풍을 맞히지 않기 때문에 패키지의 위치 어긋남이 적은 등의 점에서, 광 경화형의 잉크를 사용하고, 그 잉크를 잉크젯법에 의해 수지 봉지부 (14) 의 상면 (14a) 에 부착시키고, 그 잉크를 광의 조사에 의해 경화시키는 방법이 바람직하다.
광 경화형의 잉크로는, 전형적으로는, 중합성 화합물 (모노머, 올리고머 등) 을 포함하는 것이 사용된다. 잉크에는, 필요에 따라, 안료, 염료 등의 색재, 액체 매체 (용매 또는 분산매), 중합 금지제, 광 중합 개시제, 그 외 각종 첨가제 등이 첨가된다. 그 밖의 첨가제로는, 예를 들어, 슬립제, 중합 촉진제, 침투 촉진제, 습윤제 (보습제), 정착제, 방미제, 방부제, 산화 방지제, 방사선 흡수제, 킬레이트제, pH 조정제, 증점제 등을 들 수 있다.
광 경화형의 잉크를 경화시키는 광으로는, 자외선, 가시광선, 적외선, 전자선, 방사선 등을 들 수 있다.
자외선의 광원으로는, 살균등, 자외선용 형광등, 카본 아크, 크세논 램프, 복사용 고압 수은등, 중압 또는 고압 수은등, 초고압 수은등, 무전극 램프, 메탈 할라이드 램프, 자외선 발광 다이오드, 자외선 레이저 다이오드, 자연광 등을 들 수 있다.
광의 조사는, 상압하에서 실시해도 되고, 감압하에서 실시해도 된다. 또한, 공기 중에서 실시해도 되고, 질소 분위기, 이산화탄소 분위기 등의 불활성 가스 분위기에서 실시해도 된다.
(제 2 실시형태)
반도체 패키지의 제조 방법의 다른 실시형태로서, 이형 필름으로서 전술한 이형 필름 (1) 을 사용하여, 도 2 에 나타낸 반도체 패키지 (110) 를 트랜스퍼 성형법에 의해 제조하는 경우에 대하여 상세하게 설명한다.
본 실시형태의 반도체 패키지의 제조 방법은, 하기의 공정 (β1) ∼ (β7) 을 갖는다.
(β1) 이형 필름 (1) 을, 이형 필름 (1) 이 금형의 캐비티를 덮고 또한 이형 필름 (1) 의 제 1 열 가소성 수지층 (2) 측의 표면 (2a) 이 캐비티 내의 공간을 향하도록 (제 2 열 가소성 수지층 (3) 측의 표면 (3a) 이 캐비티면을 향하도록) 배치하는 공정.
(β2) 이형 필름 (1) 을 금형의 캐비티면의 측에 진공 흡인하는 공정.
(β3) 복수의 반도체 칩 (12) 이 실장된 기판 (10) 을 캐비티 내의 소정의 위치에 배치하는 공정.
(β4) 캐비티 내에 경화성 수지를 충전하고, 그 경화성 수지에 의해 복수의 반도체 칩 (12) 을 일괄 봉지하여 수지 봉지부를 형성함으로써, 기판 (10) 과 그 기판 (10) 상에 실장된 복수의 반도체 칩 (12) 과 상기 복수의 반도체 칩 (12) 을 일괄 봉지하는 수지 봉지부를 갖는 일괄 봉지체를 얻는 공정.
(β5) 금형 내로부터 상기 일괄 봉지체를 취출하는 공정.
(β6) 상기 복수의 반도체 칩 (12) 이 분리되도록, 상기 일괄 봉지체의 기판 (10) 및 상기 수지 봉지부를 절단함으로써, 기판 (10) 과 그 기판 (10) 상에 실장된 적어도 1 개의 반도체 칩 (12) 과 상기 반도체 칩 (12) 을 봉지하는 수지 봉지부 (14) 를 갖는 개편화 봉지체를 얻는 공정.
(β7) 개편화 봉지체의 수지 봉지부 (14) 의 표면에, 잉크를 사용하여 잉크층을 형성하고, 반도체 패키지 (1) 를 얻는 공정.
금형 :
제 2 실시형태에 있어서의 금형으로는, 트랜스퍼 성형법에 사용하는 금형으로서 공지된 것을 사용할 수 있고, 예를 들어, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 상형 (50) 과 하형 (52) 을 갖는 금형을 들 수 있다. 상형 (50) 에는, 공정 (α4) 에서 형성하는 수지 봉지부 (14) 의 형상에 대응하는 형상의 캐비티 (54) 와, 캐비티 (54) 에 경화성 수지 (40) 를 유도하는 오목형의 수지 도입부 (60) 가 형성되어 있다. 하형 (52) 에는, 반도체 칩 (12) 을 탑재한 기판 (10) 을 설치하는 기판 설치부 (58) 와, 경화성 수지 (40) 를 배치하는 수지 배치부 (62) 가 형성되어 있다. 또한, 수지 배치부 (62) 내에는, 경화성 수지 (40) 를 상형 (50) 의 수지 도입부 (60) 로 압출하는 플런저 (64) 가 설치되어 있다.
공정 (β1) :
도 8 에 나타내는 바와 같이, 상형 (50) 의 캐비티 (54) 를 덮도록 이형 필름 (1) 을 배치한다. 이형 필름 (1) 은, 캐비티 (54) 및 수지 도입부 (60) 의 전체를 덮도록 배치하는 것이 바람직하다. 이형 필름 (1) 은, 권출 롤 (도시 생략) 및 권취 롤 (도시 생략) 에 의해 인장되기 때문에, 길게 늘어진 상태에서 상형 (50) 의 캐비티 (54) 를 덮도록 배치된다.
공정 (β2) :
도 9 에 나타내는 바와 같이, 상형 (50) 의 캐비티 (54) 의 외부에 형성된 홈 (도시 생략) 을 통해서 진공 흡인하고, 이형 필름 (1) 과 캐비티면 (56) 사이의 공간, 및 이형 필름 (1) 과 수지 도입부 (60) 의 내벽 사이의 공간을 감압하고, 이형 필름 (1) 을 잡아 늘여 변형시켜, 상형 (50) 의 캐비티면 (56) 에 진공 흡착시킨다.
또한, 고온 환경하에서의 이형 필름 (1) 의 강도, 두께, 또한 캐비티 (54) 의 형상에 의해, 이형 필름 (1) 은, 캐비티면 (56) 에 밀착된다고는 할 수 없다. 도 9 에 나타내는 바와 같이, 공정 (β2) 의 진공 흡착의 단계에서는, 이형 필름 (1) 과 캐비티면 (56) 사이에는, 공극이 조금 남는다.
공정 (β3) :
도 10 에 나타내는 바와 같이, 복수의 반도체 칩 (12) 을 실장한 기판 (10) 을, 기판 설치부 (58) 에 설치하여 상형 (50) 과 하형 (52) 을 형체하고, 복수의 반도체 칩 (12) 을 캐비티 (54) 내의 소정의 위치에 배치한다. 또한, 수지 배치부 (62) 의 플런저 (64) 상에는, 경화성 수지 (40) 를 미리 배치해 둔다. 경화성 수지 (40) 로는, 방법 (α) 에서 예시한 경화성 수지 (40) 와 동일한 것을 들 수 있다.
공정 (β4) :
도 11 에 나타내는 바와 같이, 하형 (52) 의 플런저 (64) 를 밀어 올려, 수지 도입부 (60) 를 통해서 캐비티 (54) 내에 경화성 수지 (40) 를 충전한다. 이어서, 금형을 가열하고, 경화성 수지 (40) 를 경화시켜, 복수의 반도체 칩 (12) 을 봉지하는 수지 봉지부를 형성한다.
공정 (β4) 에 있어서는, 캐비티 (54) 내에 경화성 수지 (40) 가 충전되는 것에 의해, 수지 압력에 의해 이형 필름 (1) 이 더욱 캐비티면 (56) 측에 압입되고, 길게 늘어져 변형되는 것에 의해 캐비티면 (56) 에 밀착된다. 그 때문에, 캐비티 (54) 의 형상에 대응한 형상의 수지 봉지부 (14) 가 형성된다.
경화성 수지 (40) 를 경화시킬 때의 금형의 가열 온도, 즉 경화성 수지 (40) 의 가열 온도는, 방법 (α) 에 있어서의 온도 범위와 동일한 범위로 하는 것이 바람직하다.
경화성 수지 (40) 의 충전시의 수지압은, 2 ∼ 30 ㎫ 가 바람직하고, 3 ∼ 10 ㎫ 가 특히 바람직하다. 수지압이 상기 범위의 하한치 이상이면, 경화성 수지 (40) 의 충전 부족 등의 결점이 잘 발생하지 않는다. 수지압이 상기 범위의 상한치 이하이면, 우수한 품질의 반도체 패키지 (110) 가 얻어지기 쉽다. 경화성 수지 (40) 의 수지압은, 플런저 (64) 에 의해 조정할 수 있다.
공정 (β5) :
도 12 에 나타내는 바와 같이, 기판 (10) 과 기판 (10) 상에 실장된 복수의 반도체 칩 (12) 과 상기 복수의 반도체 칩 (12) 을 일괄 봉지하는 수지 봉지부 (14A) 를 갖는 일괄 봉지체 (110A) 를, 금형으로부터 취출한다. 이 때, 수지 도입부 (60) 내에서 경화성 수지 (40) 가 경화한 경화물 (19) 이, 일괄 봉지체 (110A) 의 수지 봉지부 (14A) 에 부착된 상태로 일괄 봉지체 (110A) 와 함께 금형으로부터 취출된다. 그 때문에, 취출된 일괄 봉지체 (110A) 에 부착되어 있는 경화물 (19) 을 절제하여, 일괄 봉지체 (110A) 를 얻는다.
공정 (β6) :
공정 (β5) 에서 얻어진 일괄 봉지체 (110A) 의 기판 (10) 및 수지 봉지부 (14A) 를, 복수의 반도체 칩 (12) 이 분리되도록 절단 (개편화) 하여, 기판 (10) 과 적어도 1 개의 반도체 칩 (12) 과 반도체 칩 (12) 을 봉지하는 수지 봉지부 (14) 를 갖는 개편화 봉지체를 얻는다. 공정 (β6) 은, 공정 (α6) 과 동일하게 하여 실시할 수 있다.
공정 (β7) :
얻어진 개편화 봉지체의 수지 봉지부 (14) 의 상면 (이형 필름 (1) 의 제 1 면과 접하고 있던 면) (14a) 에, 임의의 정보를 표시하기 위해서, 잉크를 도포하고, 잉크층 (16) 을 형성하여 반도체 패키지 (110) 를 얻는다. 공정 (β7) 은, 공정 (α7) 과 동일하게 하여 실시할 수 있다.
(제 3 실시형태)
반도체 패키지의 제조 방법의 다른 실시형태로서, 이형 필름으로서 전술한 이형 필름 (1) 을 사용하여, 도 3 에 나타낸 반도체 패키지 (120) 를 트랜스퍼 성형법에 의해 제조하는 경우에 대하여 상세하게 설명한다.
본 실시형태의 반도체 패키지의 제조 방법은, 하기의 공정 (γ1) ∼ (γ5) 를 갖는다.
(γ1) 이형 필름 (1) 을, 상형과 하형을 갖는 금형의 상기 상형의 캐비티를 덮고 또한 이형 필름 (1) 의 제 1 열 가소성 수지층 (2) 측의 표면 (2a) 이 캐비티 내의 공간을 향하도록 (제 2 열 가소성 수지층 (3) 측의 표면 (3a) 이 상기 상형의 캐비티면을 향하도록) 배치하는 공정.
(γ2) 이형 필름 (1) 을 상기 상형의 캐비티면의 측에 진공 흡인하는 공정.
(γ3) 반도체 칩 (72) 이 실장된 기판 (70) 을 하형 상에 배치하고, 상형과 하형을 형체하여, 반도체 칩 (72) 의 배면 (기판 (70) 측과는 반대측의 표면) 에 이형 필름 (1) 을 밀착시키는 공정.
(γ4) 상형과 하형 사이의 캐비티 내에 경화성 수지를 충전하고, 언더 필 (74) 을 형성함으로써, 기판 (70) 과 반도체 칩 (72) 과 언더 필 (74) 을 갖는 반도체 패키지 (120) (봉지체) 를 얻는 공정.
(γ5) 금형 내로부터 상기 반도체 패키지 (120) 를 취출하는 공정.
금형 :
제 3 실시형태에 있어서의 금형으로는, 제 2 실시형태에 있어서의 금형과 동일한 것을 사용할 수 있다.
공정 (γ1) :
도 13 에 나타내는 바와 같이, 상형 (50) 의 캐비티 (54) 를 덮도록 이형 필름 (1) 을 배치한다. 공정 (γ1) 은, 공정 (β1) 과 동일하게 하여 실시할 수 있다.
공정 (γ2) :
상형 (50) 의 캐비티 (54) 의 외부에 형성한 홈 (도시 생략) 을 통해서 진공 흡인하고, 이형 필름 (1) 과 캐비티면 (56) 사이의 공간, 및 이형 필름 (1) 과 수지 도입부 (60) 의 내벽 사이의 공간을 감압하고, 이형 필름 (1) 을 잡아 늘여 변형시켜, 상형 (50) 의 캐비티면 (56) 에 진공 흡착시킨다. 공정 (γ2) 은, 공정 (β2) 와 동일하게 하여 실시할 수 있다.
공정 (γ3) :
도 14 에 나타내는 바와 같이, 반도체 칩 (72) 을 실장한 기판 (70) 을, 하형 (52) 의 기판 설치부 (58) 에 설치한다.
그리고, 상형 (50) 과 하형 (52) 을 형체하고, 반도체 칩 (12) 을 캐비티 (54) 내의 소정의 위치에 배치함과 함께, 반도체 칩 (72) 의 배면 (기판 (70) 측과는 반대측의 표면) 에 이형 필름 (1) 을 밀착시킨다. 또한, 수지 배치부 (62) 의 플런저 (64) 상에는, 경화성 수지 (40) 을 미리 배치해 둔다.
경화성 수지 (40) 로는, 방법 (α) 에서 예시한 경화성 수지 (40) 와 동일한 것을 들 수 있다.
공정 (γ4) :
도 15 에 나타내는 바와 같이, 하형 (52) 의 플런저 (64) 를 밀어 올려, 수지 도입부 (60) 를 통해서 캐비티 (54) 내에 경화성 수지 (40) 를 충전한다. 이어서, 금형을 가열하고, 경화성 수지 (40) 를 경화시켜, 언더 필 (74) 을 형성한다. 공정 (γ4) 는, 공정 (β4) 와 동일하게 하여 실시할 수 있다.
공정 (γ5) :
도 16 에 나타내는 바와 같이, 기판 (70) 과 기판 (70) 상에 실장된 반도체 칩 (72) 과 반도체 칩 (72) 의 측면 및 저면을 봉지하는 언더 필 (74) 을 갖는 반도체 패키지 (120) 를, 금형으로부터 취출한다. 이 때, 수지 도입부 (60) 내에서 경화성 수지 (40) 가 경화한 경화물 (76) 이, 반도체 패키지 (12) 의 언더 필 (74) 에 부착된 상태로 반도체 패키지 (12) 와 함께 금형으로부터 취출된다. 그 때문에, 취출된 반도체 패키지 (120) 에 부착되어 있는 경화물 (76) 을 절제하여, 반도체 패키지 (120) 를 얻는다.
본 실시형태에서는, 공정 (γ4) 에서, 반도체 칩 (72) 의 일부 (배면) 가 이형 필름 (1) 에 직접 접한 상태로 경화성 수지 (40) 를 충전한다. 이에 의해, 반도체 칩 (72) 의, 이형 필름 (1) 에 직접 접한 부분에는 경화성 수지가 접촉하지 않아, 반도체 칩 (72) 의 일부가 노출된 반도체 패키지 (120) 가 얻어진다.
이상, 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법에 대하여, 제 1 ∼ 제 3 실시형태를 나타내어 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않는다. 상기 실시형태에 있어서의 각 구성 및 그들의 조합 등은 일례이고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서, 구성의 부가, 생략, 치환, 및 그 밖의 변경이 가능하다.
예를 들어, 제 1 실시형태에 있어서는, 공정 (α5) 후에, 공정 (α6), 공정 (α7) 을 이 순서로 실시하는 예를 나타냈지만, 공정 (α6), 공정 (α7) 을 반대 순서로 실시해도 된다. 즉, 금형으로부터 취출된 일괄 봉지체의 수지 봉지부의 표면에, 잉크를 사용하여 잉크층을 형성하고, 그 후, 일괄 봉지체의 상기 기판 및 상기 수지 봉지부를 절단해도 된다.
동일하게, 제 2 실시형태에 있어서는, 공정 (β5) 후에, 공정 (β6), 공정 (β7) 을 이 순서로 실시하는 예를 나타냈지만, 공정 (β6), 공정 (β7) 을 반대의 순서로 실시해도 된다. 즉, 금형으로부터 취출한 일괄 봉지체의 수지 봉지부의 표면에, 잉크를 사용하여 잉크층을 형성하고, 그 후, 일괄 봉지체의 상기 기판 및 상기 수지 봉지부를 절단해도 된다.
이형 필름으로부터 수지 봉지부를 박리하는 타이밍은, 금형으로부터 수지 봉지부를 취출할 때에 한정되지 않고, 금형으로부터 이형 필름과 함께 수지 봉지부를 취출하고, 그 후, 수지 봉지부로부터 이형 필름을 박리해도 된다.
일괄 봉지하는 복수의 반도체 칩 (12) 각각의 사이의 거리는 균일해도 되고 균일하지 않아도 된다. 봉지가 균질로 가능하고, 복수의 반도체 칩 (12) 각각에 균일하게 부하가 가해지는 (즉 부하가 가장 작아지는) 점에서, 복수의 반도체 칩 (12) 각각의 사이의 거리를 균일하게 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법에 의해 제조하는 반도체 패키지는, 반도체 패키지 (110, 120) 에 한정되지 않는다.
제조하는 반도체 패키지에 따라서는, 제 1 실시형태에 있어서의 공정 (α6) ∼ (α7), 제 2 실시형태에 있어서의 공정 (β6) ∼ (β7) 은 실시하지 않아도 된다. 예를 들어 수지 봉지부의 형상은, 도 2 ∼ 3 에 나타내는 것에 한정되지 않고, 단차 등이 있어도 된다. 수지 봉지부에 봉지되는 반도체 소자는 1 개여도 되고 복수여도 된다. 잉크층은 필수는 아니다.
반도체 패키지로서 발광 다이오드를 제조하는 경우, 수지 봉지부는 렌즈부로서도 기능하기 때문에, 통상적으로, 수지 봉지부의 표면에는 잉크층은 형성되지 않는다. 렌즈부인 경우, 수지 봉지부의 형상은, 대략 반구형, 포탄형, 프레넬 렌즈형, 어묵형, 대략 반구 렌즈 어레이형 등의 각종의 렌즈 형상을 채용할 수 있다.
실시예
이하, 실시예를 나타내어 본 발명을 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 기재에 의해서는 한정되지 않는다. 후술하는 예 1 ∼ 13 중, 예 1 ∼ 9 는 실시예이고, 예 10 ∼ 13 은 비교예이다. 이하에 각 예에서 사용한 재료 및 평가 방법을 나타낸다.
[사용 재료]
＜열 가소성 수지＞
ETFE (1) : 후술하는 제조예 1 에서 얻은, 테트라플로로에틸렌/에틸렌/PFBE = 52.5/46.3/1.2 (몰비) 의 공중합체 (MFR : 12 g/10 분).
ETFE (2) : 후술하는 제조예 2 에서 얻은, 테트라플로로에틸렌/에틸렌/PFBE = 56.3/40.2/3.5 (몰비) 의 공중합체 (MFR : 12.5 g/10 분).
PBT : 폴리부틸렌테레프탈레이트, 「노바 듀란 5020」 (미츠비시 엔지니어링 플라스틱사 제조).
폴리메틸펜텐 : 「TPX MX004」 (미츠이 화학사 제조).
＜제조예 1 : ETFE (1) 의 제조＞
내용적이 1.3 ℓ 인 교반기가 부착된 중합조를 탈기하여, 1-하이드로트리데카플루오로헥산의 881.9 g, 1,3-디클로로-1,1,2,2,3-펜타플루오로프로판 (상품명 「AK225cb」 아사히 유리사 제조, 이하, AK225cb 라고도 한다) 의 335.5 g, CH2=CHCF2CF2CF2CF3 (PFBE) 의 7.0 g 을 주입하고, TFE 의 165.2 g, 에틸렌 (이하, E 라고도 한다) 의 9.8 g 을 압입하고, 중합조 내를 66 ℃ 로 승온하고, 중합 개시제 용액으로서 터셔리 부틸퍼옥시피발레이트 (이하, PBPV 라고 한다) 의 1 질량％ 의 AK225cb 용액의 7.7 ㎖ 를 주입하고, 중합을 개시시켰다.
중합 중 압력이 일정해지도록 TFE/E = 54/46 의 몰비의 모노머 혼합 가스를 연속적으로 주입하였다. 또한, 모노머 혼합 가스의 주입에 맞추어, TFE 와 E 의 합계 몰수에 대하여 1.4 몰％ 에 상당하는 양의 PFBE 를 연속적으로 주입하였다. 중합 개시로부터 2.9 시간 후, 모노머 혼합 가스의 100 g 을 주입한 시점에서, 중합조 내온을 실온까지 강온함과 함께 중합조의 압력을 상압까지 퍼지하였다.
그 후, 얻어진 슬러리를 유리 필터로 흡인 여과하고, 고형분을 회수하여 150 ℃ 에서 15 시간 건조시킴으로써, ETFE (1) 의 105 g 을 얻었다.
＜제조예 2 : ETFE (2) 의 제조＞
중합조의 내용적을 1.2 ℓ 로 하고, 중합을 개시시키기 전에 주입하는 1-하이드로트리데카플루오로헥산의 양을 881.9 g 으로부터 0 g 으로, AK225cb 의 양을 335.5 g 으로부터 291.6 g 으로, PFBE 의 양을 7.0 g 으로부터 16.0 g 으로, TFE 의 양을 165.2 g 으로부터 186.6 g 으로, E 의 양을 9.8 g 으로부터 6.4 g 으로, PBPV 의 1 질량％ 의 AK225cb 용액의 양을 5.8 ㎖ 로부터 5.3 ㎖ 로 각각 변경하고, 중합 중에 연속적으로 주입하는 모노머 혼합 가스의 TFE/E 의 몰비를 54/46 으로부터 58/42 로, PFBE 의 양을 (TFE 와 E 의 합계 몰수에 대하여) 0.8 몰％ 로부터 3.6 몰％ 로 변경하고, 중합 개시로부터 3 시간 후, 모노머 혼합 가스 90 g 을 주입한 시점에서 중합조 내온을 실온까지 강온한 것 이외에는 제조예 1 과 동일하게 하여, ETFE (2) 의 90 g 을 얻었다.
＜열 가소성 수지 필름＞
ETFE 필름 (1-1) : 두께 30 ㎛. 편면은 요철이 있고 Ra 가 1.5 이고, 다른 일방의 편면은 평활하고 Ra 가 0.1 이다. ETFE 필름 (1-1) 은, 이하의 순서로 제조하였다.
ETFE (1) 을, 필름의 두께가 30 ㎛ 가 되도록 립 개도를 조정한 압출기에 의해, 320 ℃ 에서 용융 압출을 하였다. 원형 롤, 제막 속도, 닙 압력을 조정하여, ETFE 필름을 제조하였다.
ETFE 필름 (1-2) : 두께 25 ㎛. 양면이 평활하고, 양면의 Ra 가 0.1 이다. ETFE 필름 (1-2) 은, 원형 롤, 제막 속도, 닙 압력 조건을 조정한 것 이외에는 ETFE 필름 (1-1) 과 동일하게 하여 제조하였다.
ETFE 필름 (2-1) : 두께 25 ㎛. 양면이 평활하고, 양면의 Ra 가 0.1 이다. ETFE 필름 (2-1) 은, ETFE (1) 대신에 ETFE (2) 를 사용하고, 압출 온도를 300 ℃ 로 한 것 이외에는 ETFE 필름 (1-2) 와 동일하게 하여 제조하였다.
ETFE 필름 (1-3) : 두께 12 ㎛. 양면이 평활하고, 양면의 Ra 가 0.1 이다. ETFE 필름 (1-3) 은, 두께 12 ㎛ 가 되도록 각 조건을 조정한 것 이외에는 ETFE 필름 (1-2) 와 동일하게 하여 제조하였다.
ETFE 필름 (1-4) : 두께 50 ㎛. 양면이 평활하고, 양면의 Ra 가 0.1 이고, 두께 50 ㎛ 가 되도록 각 조건을 조정한 것 이외에는 ETFE 필름 (1-2) 와 동일하게 하여 제조하였다.
또한, 각각의 필름은, ISO 8296 : 1987 (JIS K 6768 : 1999) 에 기초하는 젖음 장력이 40 mN/m 이상이 되도록, 코로나 처리를 실시하였다.
PBT 필름 (1-1) : 두께 25 ㎛. 편면은 요철이 있고 Ra 가 0.8 이고, 다른 일방의 편면은 평활하고 Ra 가 0.1 이다. PBT 필름 (1-1) 은, 이하의 순서로 제조하였다.
폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 「노바 듀란 5020」 (미츠비시 엔지니어링 플라스틱사 제조) 을, 두께 25 ㎛ 가 되도록 립 개도를 조정한 압출기에 의해, 280 ℃ 에서 용융 압출을 하였다. 원형 롤, 제막 속도, 닙 압력을 조정하여, PBT 필름을 제조하였다.
PBT 필름 (1-2) : 두께 50 ㎛. 양면에 요철이 있고, 양면의 Ra 는 1.5 이다. PBT 필름 (1-2) 는, 원형 롤, 제막 속도, 닙 압력 조건을 조정한 것 이외에는 PBT 필름 (1-1) 과 동일하게 하여 제조하였다.
TPX 필름 (1-1) : 두께 25 ㎛. 편면은 요철이 있고 Ra 가 0.8 이고, 다른 일방의 편면은 평활하고 Ra 가 0.1 이다. TPX 필름 (1-1) 은, 이하의 순서로 제조하였다.
폴리메틸펜텐 수지 「TPX MX004」 (미츠비시 엔지니어링 플라스틱사 제조) 를, 두께 25 ㎛ 가 되도록 립 개도를 조정한 압출기에 의해, 280 ℃ 에서 용융 압출을 하였다. 원형 롤, 제막 속도, 닙 압력을 조정하여 TPX 필름을 제조하였다. ISO 8296 : 1987 (JIS K 6768 : 1999) 에 기초하는 젖음 장력이 40 mN/m 이상이 되도록, 코로나 처리를 실시하였다.
PET 필름 (1-1) : 두께 25 ㎛. 「테트론 G2 25 ㎛」 (테이진 듀퐁 필름사 제조) 를 사용하였다. 양면이 평탄하여, 양면의 Ra 는 0.2 이다.
PET 필름 (1-2) : 두께 50 ㎛. 「테트론 G2 50 ㎛」 (테이진 듀퐁사 제조) 를 사용하였다. 양면이 평탄하여, 양면의 Ra 는 0.2 이다.
폴리아미드 필름 (1-1) : 두께 25 ㎛. 「다이아미론 C-Z」(미츠비시 수지사 제조) 를 사용하였다. 양면이 평탄하여, 양면의 Ra 는 0.1 이다.
ETFE (카본 블랙 3 질량부 혼련) 필름 (1-1) : 두께 50 ㎛. 양면에 요철이 있고, 양면의 Ra 가 1.5 이다. ETFE (카본 블랙 3 질량부 혼련) 필름 (1-1) 은, 이하의 순서로 제조하였다.
ETFE (1) 의 펠릿의 100 질량부에 대하여, 카본 블랙 「덴카 블랙 입상」 (덴키 화학 공업사 제조) 의 3 질량부를 첨가하고, 320 ℃ 의 2 축 압출기로 혼련하여 콤파운드 펠릿을 제조하였다. 그 펠릿을 320 ℃ 의 압출기로 용융 압출하여, ETFE (카본 블랙 3 질량부 혼련) 필름을 제조하였다.
＜그 밖의 재료＞
본딥 (BONDEIP, 상표명) -PA100 : 본딥 (상표명) PA100 주제, 본딥 (상표명) PA100 경화제 (코니시사 제조).
도전성 고분자 A : 폴리피롤 분산액 「CORERON YE」(카켄 산업사 제조).
접착 조성물 1 : 주제로서 폴리에스테르폴리올 「크리스본 NT-258」 (DIC 사 제조), 경화제로서 헥사메틸렌디이소시아네이트 「콜로네이트 2096」 (닛폰 폴리우레탄 공업사 제조).
펠레스탯 (상표명) NC6321 : 폴리에틸렌옥사이드 사슬을 갖는 수지.
[이형 필름의 제조 방법]
(드라이 라미네이트)
드라이 라미네이트는, 모든 예에 있어서, 그라비아 코트에 의해 기재 (제 2 열 가소성 수지층에 대응하는 필름) 에 각종 도포액을 도공하고, 기재 폭 : 1,000 ㎜, 반송 속도 : 20 m/분, 건조 온도 : 80 ∼ 100 ℃, 라미네이트 롤 온도 : 25 ℃, 압력 : 3.5 ㎫ 로 실시하였다.
[평가 방법]
(180 ℃ 에 있어서의 박리 강도)
각 예에서 제조한 이형 필름 중, 2 장의 필름 (제 1 열 가소성 수지층 및 제 2 열 가소성 수지층) 을, 접착제를 사용하여 드라이 라미네이트한 필름 구성의 이형 필름에 대하여, JIS K 6854-2 : 1999 에 준거하여, 이하와 같이, 180 도 박리 시험을 실시하여, 2 장의 열 가소성 수지 필름 사이의 180 ℃ 에 있어서의 박리 강도 (N/㎝) 를 측정하였다.
(a) 제작한 이형 필름을, 25 ㎜ 폭 × 15 ㎝ 길이로 잘라내어 평가 샘플로 하였다.
(b) 180 ℃ 로 가열한 항온조 내에서, 인장 시험기 (오리엔테크사 제조 RTC-1310A) 를 사용하여, 평가 샘플의 제 2 열 가소성 수지층을 하측의 잡기 도구로, 제 1 열 가소성 수지층을 상측의 잡기 도구로 잡고, 상측의 잡기 도구를 100 ㎜／분의 속도로 상방으로 움직여 180 도의 각도에서의 박리 강도를 측정하였다.
(c) 힘 (N)-잡기 이동 거리 곡선에 있어서의, 잡기 이동 거리 30 ㎜ 부터 100 ㎜ 까지의 박리력 (N/㎝) 의 평균치를 구하였다.
(d) 동일한 이형 필름으로부터 제작한 평가 샘플 5 개의 박리력의 평균치를 구하였다. 그 값을, 이형 필름의 180 ℃ 에 있어서의 박리 강도로 하였다.
(대전 방지층의 표면 저항치)
각 예에 있어서, 제 2 열 가소성 수지층에 대전 방지층을 형성한 후, 제 1 열 가소성 수지층을 적층하지 않고, IEC 60093 에 준거하여 표면 저항치를 측정하였다. 대전 방지층을 형성하지 않은 예 7 에 대해서는, 이형 필름의 표면 저항치를 그대로 측정하였다. 측정 환경은 23 ℃ 50 ％ RH 였다.
(탄성률)
제 1 열 가소성 수지층 및 제 2 열 가소성 수지층의 각 층에 대응하는 필름의 25 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률 E'(25) 및 180 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률 E'(180) 을 이하의 순서로 측정하였다.
동적 점탄성 측정 장치 솔리드 L-1 (도요 정기사 제조) 을 이용하여, ISO 6721-4 : 1994 (JIS K 7244-4 : 1999) 에 기초하여 저장 탄성률 E' 를 측정하였다. 주파수는 10 ㎐, 정적력은 0.98 N, 동적 변위는 0.035 ％ 로 하고, 온도를 20 ℃ 로부터 2 ℃／분의 속도로 상승시켜, 25 ℃ 및 180 ℃ 에 있어서 측정한 E' 를 각각, 25 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률 E'(25) 및 180 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률 E'(180) 으로 하였다.
(재 부착 시험)
금속제의 기판 상에, 두께 1 ㎝, 10 ㎝ × 10 ㎝ 의 정방형상이고, 중앙에 8 ㎝ × 8 ㎝ 의 정방형의 구멍이 뚫린 스펀지를 올리고, 그 구멍의 중앙 부분에 담배의 재를 1 g 두고, 스펀지 상에 이형 필름을, 제 1 열 가소성 수지층측을 하측을 향하여 올리고, 온도 23 ∼ 26 ℃, 습도 50 ± 5 ％ RH 에서 1 분간 방치하였다. 그 후, 이형 필름에 대한 재의 부착의 유무를 육안으로 확인하였다. 그 결과를 이하의 기준으로 평가하였다. 재의 부착이 적을 수록, 이형 필름이 잘 대전되지 않는 것을 나타낸다.
○ (양호) : 재는 전혀 부착되지 않는다.
× (불량) : 재가 부착된다.
(180 ℃ 추종 시험)
도 17 에 나타내는 본 장치는, 중앙에 11 ㎜ × 11 ㎜ 의 정방형의 구멍이 있는 스테인리스제의 프레임재 (두께 3 ㎜) (90) 와, 내부에 프레임재 (90) 를 수용 가능한 공간 (S) 을 갖는 지그 (92) 와, 지그 (92) 상에 배치된 추 (94) 와, 지그 (92) 아래에 배치된 핫 플레이트 (96) 를 구비한다.
지그 (92) 는, 상부 부재 (92A) 와 하부 부재 (92B) 를 구비한다. 상부 부재 (92A) 와 하부 부재 (92B) 사이에, 평가 대상의 이형 필름 (30) 을 끼우고, 추 (94) 를 올림으로써, 이형 필름 (30) 이 고정됨과 함께, 기밀한 공간 (S) 이 형성되는 사양이 되어 있다. 이 때 프레임재 (90) 는, 구멍 안에 스테인리스제의 팽이 (10.5 ㎜ × 10.5 ㎜) (98) 및 스테인리스제의 메시 (10.5 ㎜ × 10.5 ㎜) (80) 가 수용된 상태에서, 지그 (92) 내의 상부 부재 (92A) 측에 수용되어, 이형 필름 (30) 과 접한다.
상부 부재 (92A) 의 윗면에는 배기구 (84) 가 형성되고, 배기구 (84) 의 공간 (S) 측의 개구면에는 스테인리스제의 메시 (10.5 ㎜ × 10.5 ㎜) (82) 가 배치되어 있다. 또한, 추 (94) 의 배기구 (84) 에 대응한 위치에는 관통공 (86) 이 형성되어 있고, 관통공 (86) 을 통하여 배관 (L1) 이 배기구 (84) 에 접속되어 있다. 배관 (L1) 에는 진공 펌프 (도시 생략) 가 접속되어 있고, 진공 펌프를 작동시키는 것에 의해 지그 (92) 내의 공간 (S) 을 감압할 수 있게 되어 있다. 하부 부재 (92B) 에는 배관 (L2) 이 접속되어 있고, 배관 (L2) 을 통하여 지그 (92) 내의 공간 (S) 에 압축 공기를 공급할 수 있게 되어 있다.
이 장치에 있어서는, 프레임재 (90) 의 구멍의 내면과 메시 (80) 및 팽이 (98) 각각의 외연 사이에는 약간의 간극이 있어, 메시 (80) 및 팽이 (98) 는, 프레임재 (90) 의 구멍 안을 상하 방향으로 이동 가능하다. 또한, 상기 간극을 통하여 이형 필름 (30) 과 팽이 (98) 사이의 공기를 진공 펌프로 진공 흡인하여, 프레임재 (90) 의 하면과 이형 필름 (30) 사이의 공간을 감압할 수 있게 되어 있다.
프레임재 (90) 의 하면과 이형 필름 (30) 사이의 공간을 감압하고, 필요에 따라 배관 (L2) 으로부터 압축 공기를 공간 (S) 내에 공급함으로써, 이형 필름 (30) 을, 프레임재 (90) 의 구멍의 내주면 및 팽이 (98) 의 하면에 밀착하도록 잡아 늘릴 수 있다.
이 장치에 있어서는, 프레임재 (90) 의 구멍 안에 넣는 팽이 (98) 의 두께를 바꿈으로써, 추종 깊이, 즉 프레임재 (90) 의 하면 (이형 필름 (30) 이 접촉하는 면) 과, 팽이 (98) 의 하면 (이형 필름 (30) 측의 면) 사이의 거리를 바꿀 수 있다.
시험에 있어서는, 먼저, 팽이 (98) 로서 추종 깊이가 0.8 ㎜ 가 되는 것을 사용하고, 이형 필름 (30) 을 프레임재 (90) 에 밀착시켜 지그 (92) 에 고정시켰다. 이 때, 이형 필름 (30) 은, 제 2 열 가소성 수지층측의 표면을 상측 (프레임재 (90) 측) 을 향하여 배치하였다. 다음으로, 핫 플레이트 (96) 로 지그 (92) 전체를 180 ℃ 까지 가열한 후, 진공 펌프를 작동시켜 팽이 (98) 와 이형 필름 (30) 사이의 공기를 빼냈다. 또한 배관 (L2) 으로부터 압축 공기 (0.5 ㎫) 를 공간 (S) 내에 공급하여, 이형 필름 (30) 을 프레임재 (90) 와 팽이 (98) 에 추종시켰다. 그 상태를 3 분간 유지하고, 진공 펌프의 진공도를 체크한 후에, 이형 필름 (30) 이 모서리부 (프레임재 (90) 의 구멍의 내주면과 팽이 (98) 의 하면에 의해 형성되는 모서리) 에 추종하고 있는지 여부를 육안으로 확인하였다. 그 후, 진공 펌프의 작동 및 압축 공기의 공급을 정지하고, 신속하게 이형 필름 (30) 을 취출하였다. 취출한 이형 필름 (30) 에 대하여, 층간의 박리가 없는지 여부를 육안으로 확인하였다. 그 결과를 이하의 기준으로 평가하였다.
○ (양호) : 이형 필름이 금형에 완전하게 추종하고, 층간의 박리도 볼 수 없었다.
△ (가능) : 이형 필름이 금형에 추종했지만, 이형 필름의 층간이 박리되었다.
× (불량) : 이형 필름이 금형에 완전히 추종하지 않았다.
(컬 시험)
이하의 순서로 이형 필름의 컬을 측정하였다.
25 ℃ 에서, 평평한 금속판 상에 10 ㎝ × 10 ㎝ 의 정방형상의 이형 필름을 30 초간 정치하고, 상기 이형 필름의 금속판으로부터 부상한 부분의 최대 높이 (㎝) 를 측정하고, 그 값을 컬로 하였다. 그 결과를 이하의 기준으로 평가하였다.
○ (양호) : 컬이 1 ㎝ 미만.
× (불량) : 컬이 1 ㎝ 이상.
(금형 오염)
180 ℃ 환경하의 트랜스퍼 몰드의 하금형에 미몰드 기판을 세트하고, 이형 필름을 상금형에 진공 흡착 후, 상하 금형을 닫고, 반도체 몰드용 에폭시 수지를 이용하여, 7 ㎫, 180 초에서 트랜스퍼 몰드를 실시하였다. 상기 조건으로 반복하여 몰드 쇼트를 실시하여, 1,000 회 반복하였다. 그 때의 금형의 오염을 육안으로 체크하였다. 그 결과를 이하의 기준으로 평가하였다.
○ (양호) : 금형의 오염은 볼 수 없다.
× (불량) : 금형의 오염을 볼 수 있다.
[예 1]
제 1 열 가소성 수지층으로서 ETFE 필름 (1-1), 제 2 열 가소성 수지층으로서 ETFE 필름 (1-1) 을 사용하였다.
본딥 (상표명) PA100 주제/본딥 (상표명) PA100 경화제/이소프로판올/물을 1/1/2/1.5 의 질량 비율로 혼합하여, 대전 방지층 형성용 조성물 1 을 얻었다.
대전 방지층 형성용 조성물 1 을, 제 2 열 가소성 수지층의 편면 (평활한 쪽의 면) 에 0.3 g/㎡ 의 도공량으로 도공하고 건조시켜 대전 방지층을 형성하였다. 이어서, 그 대전 방지층의 표면에, 크리스본 NT-258/콜로네이트 2096/아세트산에틸을 18/1/80 의 질량 비율로 혼합하여 얻은 접착 조성물 1 을 0.5 g/㎡ 의 도공량으로 도공하고, 건조시켜 접착층을 형성하였다. 접착층에 제 1 열 가소성 수지층을, 요철이 있는 측이 이형 필름의 외측이 되도록 적층하고, 제 1 열 가소성 수지층, 제 2 열 가소성 수지층 모두 가해지는 장력을 8 N 의 조건으로 드라이 라미네이트함으로써, 제 1 실시형태의 이형 필름 (1) 과 동일한 구성의 이형 필름을 제조하였다.
[예 2]
제 1 열 가소성 수지층 및 제 2 열 가소성 수지층을 ETFE 필름 (1-2) 로 변경한 것 이외에는 예 1 과 동일하게 하여 이형 필름을 제조하였다.
[예 3]
제 1 열 가소성 수지층 및 제 2 열 가소성 수지층을 ETFE 필름 (2-1) 로 변경한 것 이외에는 예 1 과 동일하게 하여 이형 필름을 제조하였다.
[예 4]
제 2 열 가소성 수지층을 PBT 필름 (1-1) 로 변경하고, 드라이 라미네이트시의 제 2 열 가소성 수지층에 가해지는 장력을 8 N 에서 13 N 으로 변경한 것 이외에는 예 1 과 동일하게 하여 이형 필름을 제조하였다.
[예 5]
제 2 열 가소성 수지층을 폴리아미드 필름 (1-1) 로 변경하고, 드라이 라미네이트시의 제 2 열 가소성 수지층에 가해지는 장력을 8 N 에서 9 N 으로 변경한 것 이외에는 예 1 과 동일하게 하여 이형 필름을 제조하였다.
[예 6]
제 1 열 가소성 수지층을 TPX 필름 (1-1) 로 변경하고, 드라이 라미네이트시의 제 1 열 가소성 수지층에 가해지는 장력을 8 N 에서 9 N 으로 변경한 것 이외에는 예 4 와 동일하게 하여 이형 필름을 제조하였다.
[예 7]
제 1 열 가소성 수지층을 ETFE 필름 (1-3) 으로 변경하고, 드라이 라미네이트시의 제 1 열 가소성 수지층에 가해지는 장력을 3 N 으로 변경한 것 이외에는 예 1 과 동일하게 하여 이형 필름을 제조하였다.
[예 8]
접착 조성물 1 에 도전성 고분자 A 를 첨가함으로써, 대전 방지층 형성용 조성물 2 를 조제하였다. 도전성 고분자 A 의 첨가량은, 고형분 환산으로, 접착 성분에 대하여 30 질량％ 로 하였다. 대전 방지층 형성용 조성물 1 과 접착 조성물 1 대신에, 대전 방지층 형성용 조성물 2 를 사용한 것 이외에는 예 1 과 동일하게 하여 이형 필름을 제조하였다.
[예 9]
펠레스탯 NC6321 을 아세트산에틸에 10 질량％ 가 되도록 용해시키고, 대전 방지층 형층용 조성물 3 을 얻었다. 대전 방지층 형성용 조성물 1 대신에, 대전 방지층 형성용 조성물 3 을 사용한 것 이외에는 예 1 과 동일하게 하여 이형 필름을 제조하였다.
[예 10]
ETFE (카본 블랙 3 질량부 혼련) 필름 (1-1) 을 그대로 이형 필름으로 하였다.
[예 11]
대전 방지층 형성용 조성물 1 을 이용하지 않은 것 이외에는 예 1 과 동일하게 하여 이형 필름을 제조하였다.
[예 12]
제 2 열 가소성 수지층을 PET 필름 (1-2) 로 변경하고, 드라이 라미네이트시의 제 2 열 가소성 수지층에 가해지는 장력을 8 N 에서 26 N 으로 변경한 것 이외에는 예 1 과 동일하게 하여 이형 필름을 제조하였다.
[예 13]
제 2 열 가소성 수지층을 PET 필름 (1-1) 로 변경하고, 드라이 라미네이트시의 제 2 열 가소성 수지층에 가해지는 장력을 8 N 에서 30 N 으로 변경한 것 이외에는 예 1 과 동일하게 하여 이형 필름을 제조하였다.
예 1 ∼ 13 의 이형 필름에 대하여, 드라이 라미네이트시의 {(E1' × T1 × W1) × F2}/{(E2' × T2 × W2) × F1} 의 값, 180 ℃ 에 있어서의 박리 강도, 대전 방지층의 표면 저항치, 제 1 열 가소성 수지층 및 제 2 열 가소성 수지층 각각의 탄성률 (25 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률 E'(25) 및 180 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률 E'(180)), 재 부착 시험, 180 ℃ 추종 시험, 컬 시험, 금형 오염의 결과를 표 1 ∼ 2 에 나타낸다.
Figure 112016095403990-pct00001
Figure 112016095403990-pct00002
상기 결과에 나타내는 바와 같이, 예 1 ∼ 9 의 이형 필름은, 재 부착 시험에서 재의 부착을 볼 수 없어, 잘 대전되지 않는 것이었다. 또한, 180 ℃ 추종 시험, 컬 시험, 금형 오염의 평가 결과도 양호하였다. 이에 반하여 카본 블랙을 혼합한 예 10 의 이형 필름은, 금형 오염을 볼 수 있었다. 중간층이 고분자계 대전 방지제를 포함하지 않는 예 11 의 이형 필름은, 재 부착 시험에서 재가 부착되었다. 제 1 열 가소성 수지층과 제 2 열 가소성 수지층의 25 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률의 차가 1,200 ㎫ 초과였던 예 12 의 이형 필름은, 컬이 컸다.
제 1 열 가소성 수지층과 제 2 열 가소성 수지층의 25 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률의 차가 1,200 ㎫ 초과이고 또한 제 2 열 가소성 수지층의 180 ℃ 에 있어서의 탄성률이 300 ㎫ 초과였던 예 13 의 이형 필름은, 금형 추종성이 나쁘고 게다가, 컬이 컸다.
산업상 이용가능성
본 발명의 이형 필름은, 반도체 패키지 모듈 등의 제조에 있어서 널리 사용된다.
또한, 2014년 3월 7일에 출원된 일본 특허 출원 2014-045460호의 명세서, 특허 청구의 범위, 도면 및 요약서의 전체 내용을 여기에 인용하고, 본 발명의 명세서의 개시로서 받아들이는 것이다.
1 ; 이형 필름,
2 ; 제 1 열 가소성 수지층,
3 ; 제 2 열 가소성 수지층,
4 ; 중간층,
10 ; 기판,
12 ; 반도체 칩 (반도체 소자),
14 ; 수지 봉지부,
14a ; 수지 봉지부 (14) 의 상면,
16 ; 잉크층,
18 ; 본딩 와이어,
19 ; 경화물,
20 ; 고정 상형,
22 ; 캐비티 저면 부재,
24 ; 가동 하형,
26 ; 캐비티,
30 ; 이형 필름,
40 ; 경화성 수지,
50 ; 상형,
52 ; 하형,
54 ; 캐비티,
56 ; 캐비티면,
58 ; 기판 설치부,
60 ; 수지 도입부,
62 ; 수지 배치부,
64 ; 플런저,
70 ; 기판,
72 ; 반도체 칩 (반도체 소자),
74 ; 언더 필 (수지 봉지부),
80 ; 메시,
82 ; 메시,
84 ; 배기구,
90 ; 프레임재,
92 ; 지그,
92A ; 상부 부재,
92B ; 하부 부재,
94 ; 추,
96 ; 핫 플레이트,
98 ; 팽이,
S ; 공간,
L1 ; 배관,
L2 ; 배관,
110 ; 반도체 패키지,
120 ; 반도체 패키지

Claims (11)

  1. 반도체 소자를 금형 내에 배치하고, 경화성 수지로 봉지하여 수지 봉지부를 형성하는 반도체 패키지의 제조 방법에 있어서, 금형의 상기 경화성 수지가 접하는 면에 배치되는 이형 필름으로서,
    상기 수지 봉지부의 형성시에 경화성 수지와 접하는 제 1 열 가소성 수지층과, 상기 수지 봉지부의 형성시에 금형과 접하는 제 2 열 가소성 수지층과, 제 1 열 가소성 수지층과 제 2 열 가소성 수지층 사이에 배치된 중간층을 구비하고,
    상기 제 1 열 가소성 수지층 및 상기 제 2 열 가소성 수지층 각각의 180 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률이 10 ∼ 40 ㎫ 이고, 25 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률의 차가 1,200 ㎫ 이하이고, 두께가 12 ∼ 50 ㎛ 이고,
    상기 중간층이, 두께 0.03 ∼ 0.5 ㎛ 의 고분자계 대전 방지제 함유층과, 비대전 방지성 접착제층을 갖는 것을 특징으로 하는 이형 필름.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 열 가소성 수지층 및 상기 제 2 열 가소성 수지층이 모두 무기계 첨가제를 포함하지 않는, 이형 필름.
  4. 제 1 항에 있어서,
    JIS K 6854-2 에 준거하여, 180 ℃ 에서 측정되는, 상기 제 1 열 가소성 수지층과 상기 제 2 열 가소성 수지층 사이의 박리 강도가, 0.3 N/㎝ 이상인, 이형 필름.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 고분자계 대전 방지제 함유층의 표면 저항치가 1010 Ω／□ 이하인, 이형 필름.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 고분자계 대전 방지제 함유층의 표면 저항치가 1010 Ω／□ 이하인, 이형 필름.
  7. 제 1 항에 있어서,
    이하의 측정 방법으로 측정되는 컬이 1 ㎝ 이하인, 이형 필름.
    (컬의 측정 방법)
    20 ∼ 25 ℃ 에서, 평평한 금속판 상에 10 ㎝ × 10 ㎝ 의 정방형상의 이형 필름을 30 초간 정치하고, 상기 이형 필름의 금속판으로부터 부상한 부분의 최대 높이 (㎝) 를 측정하고, 그 값을 컬로 한다.
  8. 제 4 항에 있어서,
    이하의 측정 방법으로 측정되는 컬이 1 ㎝ 이하인, 이형 필름.
    (컬의 측정 방법)
    20 ∼ 25 ℃ 에서, 평평한 금속판 상에 10 ㎝ × 10 ㎝ 의 정방형상의 이형 필름을 30 초간 정치하고, 상기 이형 필름의 금속판으로부터 부상한 부분의 최대 높이 (㎝) 를 측정하고, 그 값을 컬로 한다.
  9. 반도체 소자와, 경화성 수지로부터 형성되고, 상기 반도체 소자를 봉지하는 수지 봉지부를 갖는 반도체 패키지의 제조 방법으로서,
    금형의 상기 경화성 수지가 접하는 면에, 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 이형 필름을 배치하는 공정과,
    반도체 소자가 실장된 기판을 상기 금형 내에 배치하고, 상기 금형 내의 공간에 경화성 수지를 채워 경화시켜, 수지 봉지부를 형성함으로써, 상기 기판과 상기 반도체 소자와 상기 수지 봉지부를 갖는 봉지체를 얻는 공정과,
    상기 봉지체를 상기 금형으로부터 이형하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 봉지체를 얻는 공정에서, 상기 반도체 소자의 일부가 상기 이형 필름에 직접 접하는, 반도체 패키지의 제조 방법.
  11. 제 1 열 가소성 수지층을 형성하는 제 1 필름과 제 2 열 가소성 수지층을 형성하는 제 2 필름을, 접착제를 사용하여 드라이 라미네이트하는 공정을 포함하고,
    상기 제 1 필름 및 상기 제 2 필름 중 일방의 필름의, 드라이 라미네이트 온도 t (℃) 에 있어서의 저장 탄성률 E1' (㎫), 두께 T1 (㎛), 폭 W1 (㎜) 및 필름에 가해지는 장력 F1 (N) 과, 타방의 필름의, 드라이 라미네이트 온도 t (℃) 에 있어서의 저장 탄성률 E2' (㎫), 두께 T2 (㎛), 폭 W2 (㎜) 및 필름에 가해지는 장력 F2 (N) 가, 이하의 식 (I) 을 만족하는 것을 특징으로 하는 제 1 항에 기재된 이형 필름의 제조 방법.
    0.8 ≤ {(E1' × T1 × W1) × F2}/{(E2' × T2 × W2) × F1} ≤ 1.2…(I)
    단, 180 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률 E1' (180) 과 E2' (180) 이 10 ∼ 40 ㎫ 이고, 25 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률의 차 ｜E1' (25) - E2' (25)｜ 는 1,200 ㎫ 이하이고, T1 및 T2 는 각각 12 ∼ 50 (㎛) 이다.
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