CN107000268A - 脱模膜以及半导体封装体的制造方法 - Google Patents

脱模膜以及半导体封装体的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供在高温环境下也具有优良的防静电作用且透明性优良的脱模膜以及使用了该脱模膜的半导体封装体的制造方法。脱模膜是在模具内配置半导体元件后用固化性树脂密封来形成树脂密封部的半导体封装体的制造中、配置于模具的与固化性树脂接触的面的脱模膜,其具备在树脂密封部的形成时与固化性树脂接触的脱模性基材(2)(其中不含防静电剂)和在树脂密封部的形成时与模具接触的防静电层(3),防静电层(3)含有选自导电性聚合物和导电性金属氧化物中的至少一种防静电剂,总光线透射率在80%以上。

Description

脱模膜以及半导体封装体的制造方法
技术领域
本发明涉及在将半导体元件配置于模具内、用固化性树脂密封而形成树脂密封部的半导体封装体的制造中配置于模具的型腔面的脱模膜以及使用了该脱模膜的半导体封装体的制造方法。
背景技术
为了隔绝外部气体并进行保护,半导体元件通常由树脂密封,作为称作封装体的成形品安装于基板上。使用环氧树脂等的热固化性树脂等固化性树脂进行半导体元件的密封。作为半导体元件的密封方法,例如已知有配置安装有半导体元件的基板、使得该半导体元件位于模具的型腔内的规定部位,在型腔内填充固化性树脂后使之固化的方法,即所谓的传递成形法或压缩成形法。
以往,将封装体作为通过作为固化性树脂的流通通道的浇道(日文:ランナー)而连接的每一个元件的封装体成形品进行成形。这种情况下,为了提高封装体从模具的脱模性,多进行模具结构的调整、向固化性树脂添加脱模剂等。另一方面,针对封装体的小型化和多引脚化的要求,BGA形式和QFN形式的封装体、进一步晶圆级CSP(WL-CSP)形式的封装体正在增加。QFN形式中,为了确保托脚(日文:スタンドオフ)并防止端子部产生树脂飞边,另外在BGA形式和WL-CSP形式中,为了提高封装体从模具的脱模性,多将脱模膜配置于模具的型腔面。
通常以如下方式将脱模膜配置于模具的型腔面:将卷绕状态的长的脱模膜从放卷辊放出,以被放卷辊和收卷辊拉伸的状态供给于模具,抽真空以使其吸附于型腔面。另外,最近也将预先剪切为与模具吻合的短的脱模膜供给于模具(专利文献1)。
作为脱模膜,通常使用树脂膜。但是,所述脱模膜存在容易带电的问题。例如,将卷绕成辊状的状态的脱模膜放出进行使用时,脱模膜在剥离时产生静电,导致脱模膜带电。这种情况下,存在于制造气氛中的粉尘等异物附着于带电的脱模膜,导致封装体的形状异常(产生飞边、异物附着等)和模具污损。另外,带电的脱模膜与半导体元件接触时,存在由放电导致半导体元件破坏的可能性。尤其是将采用颗粒树脂的装置作为半导体元件密封装置的情况增多(例如专利文献2),无法忽视由颗粒树脂产生的粉尘附着于脱模膜而引起的形状异常和模具污损。
另外,随着近年来针对封装体的薄型化和提高散热性的需求,对半导体元件进行倒装片接合并将芯片的背面露出的封装体正在逐步增加。该工艺被称作模塑底部填充(Molded Underfill;MUF)工艺。MUF工艺中,为了保护并遮蔽半导体元件,以脱模膜和半导体芯片直接接触的状态进行密封(例如专利文献3)。如果脱模膜容易带电,则剥离固化后的固化性树脂与脱模膜时,脱模膜带电,然后放电,存在破坏半导体元件的可能性。
作为对策,提出了(1)将脱模膜转移至模具之前使其从施加有高电压的电极之间通过,将离子化的空气吹附于脱模膜而除电的方法(专利文献4);(2)使脱模膜含有炭黑而降低表面电阻值的方法(专利文献5);(3)在构成脱模膜的基材上施涂防静电剂,进一步施涂交联型丙烯酸类粘接剂来进行交联,从而在脱模膜上设置脱模层的方法(专利文献6)等。(3)的方法中,含有季铵盐的阳离子性防静电剂的防静电性优良,因此优选作为防静电剂。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2009-272398号公报
专利文献2:日本专利特开2008-279599号公报
专利文献3:日本专利特开2013-123063号公报
专利文献4:日本专利特开2000-252309号公报
专利文献5:日本专利特开2002-280403号公报
专利文献6:日本专利特开2005-166904号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
但是,(1)的方法中,脱模膜虽然被除电,但是由空气引起尘埃飞扬的风险增加,而且脱模膜与半导体元件接触时脱模膜带电,因此无法防止剥离时的带电-放电。
(2)的方法中,如果仅仅为了充分降低表面电阻值而含有炭黑,则存在脱模膜丧失透明性、无法隔着脱模膜识别模具、炭黑脱落而污损模具等问题。如果无法隔着脱模膜识别模具,则容易产生模具上脱模膜的位置偏差以及随之产生的吸附不良。
(3)的方法中,存在密封工序(例如180℃)过程中脱模膜丧失防静电作用的问题。
本发明的目的在于提供在高温环境下(例如180℃)也具有优良的防静电作用且透明性优良的脱模膜以及使用了该脱模膜的半导体封装体的制造方法。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明提供使具有以下[1]~[15]的构成的脱模膜以及半导体封装体的制造方法。
[1]脱模膜,它是在模具内配置半导体元件后用固化性树脂密封来形成树脂密封部的半导体封装体的制造中、配置于模具的与固化性树脂接触的面的脱模膜,其中,
具备在树脂密封部形成时与固化性树脂接触的脱模性基材和在所述树脂密封部形成时与模具接触的防静电层,
所述防静电层含有选自导电性聚合物和导电性金属氧化物中的至少一种防静电剂,
总光线透射率在80%以上。
[2]如[1]所述的脱模膜,其中,按以下测定方法测定的密封后膜静电压在200V以下,
(密封后膜静电压(日文:帯電圧)的测定方法)
在13cm×13cm的第一不锈钢板上放置13cm×13cm、厚100μm的铝箔(JIS H4000:2006的AIN30P),在其上放置10cm×12cm、厚125μm的中央有8cm×10cm大小的镂空的聚酰亚胺膜作为间隔物,进一步在所述聚酰亚胺膜的镂空部分处散布2.7g的半导体密封用环氧树脂スミコンEME G770H F型ver.GR(住友电木株式会社(住友ベークライト社)制)作为固化性树脂,在其上载置预先除电后的13cm×13cm的所述脱模膜,使得所述脱模膜的防静电层侧相反的面与所述固化性树脂接触,再于其上放置13cm×13cm的第二不锈钢板,制成试样,
用压机以温度180℃、压力1MPa、时间3分钟的条件压制按以上步骤制成的试样,从压机取出后,将整个试样放置在180℃的热板上,将第二不锈钢板移除后,用5秒的时间剥离脱模膜,在之后5秒以内,使用表面电位计,将脱模膜与测定端子之间的距离固定在3cm,测定剥下的脱模膜的与固化性树脂接触侧的静电压。
[3]如[1]或[2]所述的脱模膜,其中,所述防静电层的表面电阻值在1010Ω/□以下。
[4]如[1]~[3]中任一项所述的脱模膜,其中,所述防静电层侧的表面的算术平均粗糙度Ra为0.2~2.5μm。
[5]如[1]~[4]中任一项所述的脱模膜,其中,所述防静电层的厚度为100~1000nm。
[6]如[1]~[5]中任一项所述的脱模膜,其中,所述防静电层含有所述防静电剂和树脂粘合剂。
[7]如[6]所述的脱模膜,其中,所述树脂粘合剂由选自丙烯酸树脂、有机硅树脂、氨基甲酸酯树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、乙酸乙烯酯树脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、三氟氯乙烯-乙烯醇共聚物和四氟乙烯-乙烯醇共聚物中的至少一种构成。
[8]如[6]或[7]所述的脱模膜,其中,所述防静电剂的含量相对于所述树脂粘合剂为3~50质量%。
[9]如[1]~[8]中任一项所述的脱模膜,其中,所述脱模性基材侧的表面的算术平均粗糙度Ra为0.1~2.5μm。
[10]如[1]~[9]中任一项所述的脱模膜,其中,所述脱模性基材的厚度为12~100μm。
[11]如[1]~[10]中任一项所述的脱模膜,其中,所述脱模性基材由单层或多层结构的透明树脂体构成,至少构成与固化性树脂接触的表面的层由脱模性透明树脂构成。
[12]如[11]所述的脱模膜,其中,所述脱模性基材是由脱模性透明树脂构成的单层结构体。
[13]如[11]或[12]所述的脱模膜,其中,所述脱模性透明树脂是氟树脂、聚甲基戊烯、间规聚苯乙烯(日文:シンジオタクチックポリスチレン)或有机硅树脂。
[14]如[11]或[12]所述的脱模膜,其中,所述脱模性透明树脂是乙烯-四氟乙烯共聚物。
[15]半导体封装体的制造方法,它是具有半导体元件、和将所述半导体元件密封的由固化了的固化性树脂形成的树脂密封部的半导体封装体的制造方法,其包括:
将[1]~[14]中任一项所述的脱模膜配置于模具的与固化性树脂接触的面的工序;
将安装有半导体元件的基板配置于所述模具内、用固化性树脂充满所述模具内的空间后使之固化而形成树脂密封部,藉此获得具有所述安装有半导体元件的基板以及所述树脂密封部的密封体的工序;以及
使所述密封体从所述模具脱模的工序。
发明效果
本发明的脱模膜即便在高温环境下(例如180℃)也具有优良的防静电作用,透明性优良。
附图说明
图1是表示本发明的脱模膜的第1实施方式的简要剖视图。
图2是表示本发明的脱模膜的第2实施方式的简要剖视图。
图3是表示通过本发明的半导体封装体的制造方法制造的半导体封装体的一例的简要剖视图。
图4是表示通过本发明的半导体封装体的制造方法制造的半导体封装体的另一例的简要剖视图。
图5是示意性地说明本发明的半导体封装体的制造方法的第1实施方式的工序(α1)~(α3)的剖视图。
图6是示意性地说明本发明的半导体封装体的制造方法的第1实施方式的工序(α4)的剖视图。
图7是示意性地说明本发明的半导体封装体的制造方法的第1实施方式的工序(α4)的剖视图。
图8是表示本发明的半导体封装体的制造方法的第2实施方式的工序(β1)的剖视图。
图9是表示本发明的半导体封装体的制造方法的第2实施方式的工序(β2)~(β3)的剖视图。
图10是表示本发明的半导体封装体的制造方法的第2实施方式的工序(β4)的剖视图。
图11是表示本发明的半导体封装体的制造方法的第2实施方式的工序(β5)的剖视图。
具体实施方式
以下术语的定义适用于本说明书和权利要求书。
树脂的“单元”表示构成该树脂的构成单元(单体单元)。
“氟树脂”表示结构中含有氟原子的树脂。
本发明的脱模膜是在模具内配置半导体元件并用固化性树脂密封而形成树脂密封部的半导体封装体的制造中、配置于模具的与固化性树脂接触的面的膜。本发明的脱模膜在例如形成半导体封装体的树脂密封部时,以覆盖具有形状与该树脂密封部的形状对应的型腔的模具的型腔面的方式进行配置,并将其配置于所形成的树脂密封部与模具的型腔面之间,藉此能够容易地使所得的半导体封装体从模具脱模。
下面,对本发明的脱模膜进行详细说明。
本发明的脱模膜具备在树脂密封部的形成时与固化性树脂接触的脱模性基材和在所述树脂密封部的形成时与模具接触的防静电层。
脱模性基材由单层结构或多层结构的透明树脂体构成,至少构成与固化性树脂接触的表面的层由脱模性透明树脂构成。本发明中,“脱模性透明树脂”是指,具有脱模性且脱模膜的总光线透射率在80%以上的具有充分的透明性的树脂。另外,“具有脱模性”是指,仅由该树脂形成的层能够起到脱模层的作用。
防静电层可仅由作为防静电剂的导电性聚合物构成,优选由含有防静电剂和树脂粘合剂的层构成。含有防静电剂和树脂粘合剂的防静电层优选通过将含有防静电剂、树脂粘合剂和溶剂等液态介质的涂布液涂布于脱模性基材的单面后将液态介质除去而形成。另外,也可通过将含有防静电剂和树脂粘合剂的膜层叠于脱模性基材的一面而形成。
〔第1实施方式的脱模膜〕
图1是表示本发明的脱模膜的第1实施方式的简要剖视图。
第1实施方式的脱模膜1具备在树脂密封部的形成时与固化性树脂接触的脱模性基材2和在所述树脂密封部的形成时与模具接触的防静电层3。脱模性基材2是单层结构。
在制造半导体封装体时,将脱模膜1的脱模性基材2侧的表面2a朝向模具的型腔进行配置,在树脂密封部形成时与固化性树脂接触。而且,此时防静电层3侧的表面3a与模具的型腔面密合。通过在该状态下使固化性树脂固化来形成形状与模具的型腔的形状对应的树脂密封部。
(总光线透射率)
脱模膜1的总光线透射率在80%以上,优选在85%以上。总光线透射率如果在80%以上,则实际将脱模膜1配置于半导体密封装置时,容易隔着脱模膜1识别模具的位置。因此,容易使脱模膜1与模具的位置吻合,不易产生由固定脱模膜的真空吸附孔与脱模膜的位置偏差导致的吸附不良。另外,模具与脱模膜1之间混入异物的情况下能够以目视识别,因此异物的形状隔着脱模膜1转印于树脂密封部而得的不良品的几率降低。
该总光线透射率的上限没有特别限定,在99%以下即可。
(脱模性基材)
作为脱模性基材2,可例举含有脱模性透明树脂的基材(其中不含防静电剂)。
作为脱模性透明树脂,从脱模性、半导体封装体在密封温度(例如180℃)下的耐热性、模具顺应性优良的角度考虑,优选氟树脂、聚甲基戊烯、间规聚苯乙烯、脱模性的有机硅树脂等。其中,从脱模性优良的角度考虑,优选氟树脂、聚甲基戊烯、间规聚苯乙烯,特别优选氟树脂。这些树脂可以单独使用1种,也可以2种以上组合使用。
作为氟树脂,从脱模性及耐热性优良的角度考虑,优选氟化烯烃类聚合物。氟化烯烃类聚合物是具有基于氟化烯烃的单元的聚合物。氟化烯烃类聚合物还可具有基于氟化烯烃的单元以外的单元。
作为氟化烯烃,可例举四氟乙烯(以下也记为“TFE”)、氟乙烯、偏氟乙烯、三氟乙烯、六氟丙烯、三氟氯乙烯等。氟化烯烃可单独使用1种,也可以2种以上组合使用。
作为氟化烯烃类聚合物,可例举乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯-全氟(烷基乙烯基醚)共聚物(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物(THV)等。氟化烯烃类聚合物可单独使用1种,也可以2种以上组合使用。
作为氟化烯烃类聚合物,从高温时的伸长率大的角度考虑,特别优选ETFE。ETFE是具有基于TFE的单元(以下也记为“TFE单元”)和基于乙烯的单元(以下也记为“E单元”)的共聚物。
作为ETFE,优选具有TFE单元、E单元、基于TFE及乙烯以外的第3单体的单元的聚合物。通过基于第3单体的单元的种类和含量容易调整ETFE的结晶度,进而容易调整脱模性基材2的拉伸特性。例如,通过具有基于第3单体(特别是具有氟原子的单体)的单元,高温(特别是180℃左右)时的拉伸强度和伸长率得到提高。
作为第3单体,可例举含有氟原子的单体和不含氟原子的单体。
作为含有氟原子的单体,可例举下述单体(a1)~(a5)。
单体(a1):碳数2或3的氟化烯烃类。
单体(a2):以X(CF2)nCY=CH2(其中,X和Y分别独立地是氢原子或氟原子,n是2~8的整数。)表示的含氟单体。
单体(a3):氟代乙烯基醚类。
单体(a4):含官能基团的氟代乙烯基醚类。
单体(a5):具有脂肪族环结构的含氟单体。
作为单体(a1),可例举氟化乙烯类(三氟乙烯、偏氟乙烯、氟乙烯、三氟氯乙烯等)、氟化丙烯类(六氟丙烯(以下也记为“HFP”)、2-氢五氟丙烯等)等。
作为单体(a2),优选n为2~6的单体,特别优选n为2~4的单体。另外,特别优选X为氟原子、Y为氢原子的单体,即(全氟烷基)乙烯。
作为单体(a2)的具体例可例举下述化合物。
CF3CF2CH=CH2
CF3CF2CF2CF2CH=CH2((全氟丁基)乙烯。以下也记为“PFBE”。)、
CF3CF2CF2CF2CF=CH2
CF2HCF2CF2CF=CH2
CF2HCF2CF2CF2CF=CH2等。
作为单体(a3)的具体例可例举下述化合物。另外,下述化合物中作为二烯的单体是能够环化聚合的单体。
CF2=CFOCF3
CF2=CFOCF2CF3
CF2=CF(CF2)2CF3(全氟(丙基乙烯基醚)。以下也记为“PPVE”。)、
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等。
作为单体(a4)的具体例可例举下述化合物。
CF2=CFO(CF2)3CO2CH3
CF2=CFOCF2CF(CF3)O(CF2)3CO2CH3
CF2=CFOCF2CF(CF3)O(CF2)2SO2F等。
作为单体(a5)的具体例,可例举全氟(2,2-二甲基-1,3-间二氧杂环戊烯)、2,2,4-三氟-5-三氟甲氧基-1,3-间二氧杂环戊烯、全氟(2-亚甲基-4-甲基-1,3-二氧戊环)等。
作为不含氟原子的单体,可例举下述单体(b1)~(b4)。
单体(b1):烯烃类。
单体(b2):乙烯酯类。
单体(b3):乙烯醚类。
单体(b4):不饱和酸酐。
作为单体(b1)的具体例,可例举丙烯、异丁烯等。
作为单体(b2)的具体例,可例举乙酸乙烯酯等。
作为单体(b3)的具体例,可例举乙基乙烯基醚、丁基乙烯基醚、环己基乙烯基醚、羟基丁基乙烯基醚等。
作为单体(b4)的具体例,可例举马来酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐、纳迪克酸酐(5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐)等。
第3单体可以单独使用1种,也可以2种以上组合使用。
作为第3单体,从容易调整结晶度的角度、以及从通过具有基于第3单体(特别是含氟原子的单体)的单元而在高温时(特别是180℃左右)的拉伸强度和伸长率优良的角度考虑,优选单体(a2)、HFP、PPVE、乙酸乙烯酯,更优选HFP、PPVE、CF3CF2CH=CH2、PFBE,特别优选PFBE。即,作为ETFE,特别优选具有TFE单元、E单元、基于PFBE的单元的共聚物。
ETFE中的TFE单元与E单元的摩尔比(TFE单元/E单元)优选80/20~40/60,更优选70/30~45/55,特别优选65/35~50/50。TFE单元/E单元如果在上述范围内,则ETFE的耐热性以及机械强度优良。
ETFE中的基于第3单体的单元相对于构成ETFE的所有单元的合计(100摩尔%)的比例优选0.01~20摩尔%,更优选0.10~15摩尔%,特别优选0.20~10摩尔%。基于第3单体的单元的比例如果在所述范围内,则ETFE的耐热性和机械强度优良。
基于第3单体的单元含有基于PFBE的单元的情况下,基于PFBE的单元相对于构成ETFE的所有单元的合计(100摩尔%)的比例优选0.5~4.0摩尔%,更优选0.7~3.6摩尔%,特别优选1.0~3.6摩尔%。基于PFBE的单元的比例如果在所述范围内,则能够将脱模膜在180℃时的拉伸弹性模量调整至所述范围内。另外,高温(特别是180℃左右)时的拉伸强度和伸长率得到提高。
ETFE的熔体流动速率(MFR)优选为2~40g/10分钟,更优选5~30g/10分钟,特别优选10~20g/10分钟。MFR是分子量的指标,存在MFR越大则分子量越小的倾向。ETFE的MFR如果在所述范围内,则ETFE的成形性得到提高,脱模膜的机械强度优良。
ETFE的MFR是按照ASTM D3159在负荷49N、297℃的条件下测定的值。
脱模性基材2可仅由脱模性透明树脂构成,也可除了脱模性透明树脂还含有脱模性透明树脂以外的成分。
例如,在不损害透明性、以及脱模性基材2和防静电层3之间的密合性的范围内,也可含有脱模性透明树脂以外的脱模成分。作为该脱模成分,可例举硅油、氟类表面活性剂等。
从本发明的实用性的角度考虑,脱模性基材2优选不含防静电剂。
作为脱模性基材2,优选为含有氟树脂的层,特别优选仅由氟树脂构成的层。此时,脱模膜1的脱模性优良,且充分具有能够耐受成形时模具的温度(通常是150~180℃)的耐热性、能够承受固化性树脂的流动和加压力的强度等,在高温时的伸长率也优良。
脱模性基材2的在树脂密封部的形成时与固化性树脂接触的面、即脱模膜1的脱模性基材2侧的表面2a可以是平滑的,也可形成凹凸。从脱模性优良的角度考虑,优选形成有凹凸。
形成有凹凸时的表面形状可以是多个凸部和/或凹部随机分布的形状,也可以是多个凸部和/或凹部规则排列的形状。多个凸部和/或凹部的形状和大小既可相同也可不同。
作为凸部,可例举在脱模膜的表面延伸的长条状的凸条、散布的突起等,作为凹部,可例举在脱模膜的表面延伸的长条状的沟、散布的孔等。
作为凸条或沟的形状,可例举直线、曲线、弯折形状等。在脱模膜表面,多条凸条或沟也可平行存在而形成条纹状。作为凸条或沟的与长边方向正交的方向的截面形状,可例举三角形(V字形)等多边形、半圆形等。
作为突起或孔的形状,可例举三角锥形、四角锥形、六角锥形等多角锥形,圆锥形、半球形、多面体形、其他各种不定形等。
表面2a的算术平均粗糙度Ra优选0.1~2.5μm,特别优选0.2~2.0μm。表面2a的算术平均粗糙度Ra如果在所述范围的下限值以上,则形成的树脂密封部的树脂流动痕迹不明显。表面2a的算术平均粗糙度Ra如果在所述范围的上限值以下,则在树脂密封部形成后在树脂密封部上施加的标记的识别性更为优良。
脱模性基材2的防静电层3侧的表面的算术平均粗糙度Ra优选0.2~2.5μm,特别优选0.2~2.0μm。防静电层3侧的表面的算术平均粗糙度Ra如果在所述范围内,则脱模性基材2上形成有防静电层3的情况下,防静电层3的脱模性基材2侧的相反侧的表面、即脱模膜1的防静电层3侧的表面3a的算术平均粗糙度Ra容易落入后述的范围内。
算术平均粗糙度Ra是根据JIS B 0601:2013(ISO 4287:1997,Amd.1:2009)测定的值。粗糙度曲线用的基准长度lr(截断值λc)设定为0.8mm。
脱模性基材2的厚度优选为12~100μm,特别优选25~75μm。脱模性基材2的厚度如果在所述范围的下限值以上,则不易发生由脱模性基材2的“断裂”导致的防静电层3的“破裂”,防静电性不易受损。另外,脱模膜1容易操作(例如辊对辊的操作(日文:ロール·トゥ·ロール)),以拉伸脱模膜1的同时使其覆盖模具的型腔的方式进行配置时,不易产生褶皱。脱模性基材2的厚度如果在所述范围的上限值以下,则防静电层3带来的防静电效果可充分惠及脱模性基材2侧的表面(密封面)。另外,脱模膜1能够容易地变形,模具顺应性优良。
(防静电层)
防静电层3含有选自导电性聚合物和导电性金属氧化物中的至少一种防静电剂(以下也记为“防静电剂(I)”)。
导电性聚合物是指电子通过聚合物的骨架移动和扩散的聚合物。作为导电性聚合物,可例举例如聚苯胺类聚合物、聚乙炔类聚合物、聚对亚苯基类聚合物、聚吡咯类聚合物、聚噻吩类聚合物、聚乙烯基咔唑类聚合物等。
导电性聚合物的质均分子量优选20000~500000,特别优选40000~200000。导电性聚合物的质均分子量如果在所述范围外(即,低于20000或超过500000的情况),导电性聚合物对水的分散稳定性存在降低的可能性。质均分子量例如通过使用沃特世株式会社(ウォーターズ社)制的ultrahydrogel500(超级水凝胶500)柱等由凝胶渗透色谱法(GPC)测定。
作为导电性金属氧化物,可例举例如掺锡氧化铟、掺锑氧化锡、掺磷氧化烯、锑酸锌、氧化锑等。
防静电剂(I)可以单独使用一种,也可以两种以上并用。
作为防静电剂(I),从耐热性及导电性优良的角度考虑,优选聚苯胺类聚合物、聚吡咯类聚合物、聚噻吩类聚合物。
防静电层3中,防静电剂(I)优选分散于树脂粘合剂中。即,防静电层3优选为防静电剂(I)分散于树脂粘合剂中而得的层。
作为树脂粘合剂,具有能够耐受密封工序中的热(例如180℃)的耐热性即可,无特别限制。从耐热性优良的角度考虑,树脂粘合剂优选含有选自丙烯酸树脂、有机硅树脂、氨基甲酸酯树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、乙酸乙烯酯树脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、三氟氯乙烯-乙烯醇共聚物和四氟乙烯-乙烯醇共聚物中的至少一种。其中,从机械强度优良的角度考虑,优选由选自丙烯酸树脂、有机硅树脂、氨基甲酸酯树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、乙酸乙烯酯树脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、三氟氯乙烯-乙烯醇共聚物和四氟乙烯-乙烯醇共聚物中的至少一种(例如仅丙烯酸树脂)构成。
作为树脂粘合剂,从耐热性及防静电剂(I)的分散性优良的角度考虑,特别优选聚酯树脂、丙烯酸树脂。
防静电层3中,树脂粘合剂也可交联。树脂粘合剂如果交联,则与未交联的情况相比,耐热性优良。
在不损害本发明的效果的范围内,防静电层3也可含有防静电剂(I)以外的防静电剂。
作为其他防静电剂,例如可例举湿度依赖性的防静电剂。湿度依赖性的防静电剂是自身不具有导电性的防静电剂,例如可例举侧基具有季铵盐基的阳离子类共聚物,含有聚苯乙烯磺酸的阴离子类高分子,含有聚醚酯酰胺、环氧乙烷-表氯醇低聚物、聚醚酯等的非离子类高分子,硅酸盐低聚物等。这些防静电剂通过吸附空气中的水分、使电荷介由水分释放来防静电。但是,在100℃以上的高温中,吸附的水分会脱离,无法释放电荷,从而丧失防静电性。
另一方面,防静电剂(I)自身具有导电性,因此由防静电剂(I)而得的防静电作用不依赖于湿度(非湿度依赖性),在100℃以上的高温下也能发挥作用。
在不损害防静电性和透明性的范围内,防静电层3也可含有防静电剂以外的添加剂。作为该添加剂,可例举提高与模具的脱模性的润滑剂、着色剂、偶联剂等。作为润滑剂,可例举由热塑性树脂构成的微球、气相二氧化硅、聚四氟乙烯(PTFE)微粒等。作为着色剂,可使用各种有机、无机的着色剂,例如可例举钴蓝、氧化铁红、酞菁蓝等。作为偶联剂,可例举硅烷偶联剂、钛酸盐偶联剂等。
防静电层3中的防静电剂(I)的含量优选为使防静电层3的表面电阻值在1010Ω/□以下的量。防静电层3的表面电阻值特别优选在109Ω/□以下。该表面电阻值如果在所述上限值以下,则剥离半导体封装体与脱模膜1时能够充分中和脱模性基材2的静电,使表观上(日文:見掛け上)带电为0。防静电层3的下限无特别限制,优选在104Ω/□以上。
防静电层3为防静电剂(I)分散于树脂粘合剂中而得的层的情况下,防静电剂(I)的含量相对于树脂粘合剂(100质量%)优选为3~50质量%、特别优选为5~20质量%。防静电剂(I)的含量如果在所述范围的下限值以上,则虽与防静电剂(I)的种类也有关,防静电层3的表面电阻值容易在所述上限值以下。防静电剂(I)的含量如果在所述范围的上限值以下,则防静电层3与脱模性基材的密合性良好。
防静电层3中的湿度依赖性的防静电剂的含量无特别限定,如果考虑成本和分散性等,则相对于防静电剂(I)(100质量%)优选在10质量%以下,特别优选为0质量%。即,防静电层3特别优选不含湿度依赖性的防静电剂。
防静电层3的厚度优选为100~1000nm,特别优选200~800nm。防静电层3的厚度如果在所述范围的下限值以上,则防静电层3容易形成为连续的涂膜,容易获得优良的防静电性。该厚度如果在所述范围的上限值以下,则防静电层3不易剥离。
防静电层3的脱模性基材2侧的相反侧的表面、即脱模膜1的防静电层3侧的表面3a的算术平均粗糙度Ra优选0.2~2.5μm,特别优选0.2~2.0μm。表面3a的算术平均粗糙度Ra如果在所述范围的下限值以上,则表面3a与模具不易发生粘黏(日文:ブロッキング),不易由粘黏导致褶皱。表面3a的算术平均粗糙度Ra如果在所述范围的上限值以下,则形成防静电层3时,防静电层3的表面附近不易形成树脂粘合剂的膜(不含防静电剂(I)的膜),易于充分发挥防静电性。
(密封后膜静电压)
脱模膜1的用以下测定方法测定的密封后膜静电压优选在200V以下,特别优选在100V以下。
该密封后膜静电压是表示树脂密封部形成后将树脂密封部与脱模膜剥离时的脱模膜的带电难易度的指标。密封后膜静电压越小,则剥离树脂密封部与脱模膜时越不易带电。
<密封后膜静电压的测定方法>
在13cm×13cm的第一不锈钢(以下也记为“SUS”)板上放置13cm×13cm、厚100μm的铝箔(JIS H4000:2006的AIN30P),在其上放置10cm×12cm、厚125μm的中央有8cm×10cm大小的镂空的聚酰亚胺膜作为间隔物,进一步在所述聚酰亚胺膜的镂空部分中散布2.7g的半导体密封用环氧树脂スミコンEME G770H F型ver.GR(住友电木株式会社(住友ベークライト社)制)作为固化性树脂。在其上载置预先除电后的13cm×13cm的所述脱模膜,使得防静电层侧的相反侧与所述固化性树脂接触,进一步在其上放置13cm×13cm的第二SUS板,作为试样。
用压机以温度180℃、压力1MPa、时间3分钟的条件压制按以上步骤制作的试样,从压机取出后,将整个试样放置在180℃的热板上,将第二SUS板移除后,用5秒的时间剥离脱模膜。在之后5秒以内,使用表面电位计,将脱模膜与测定端子的距离固定为3cm,测定剥离后的脱模膜的与固化性树脂接触侧的静电压。
(脱模膜的制造方法)
脱模膜1可通过例如具有以下工序(i)的制造方法来制造。
(i)在脱模性基材2的一侧的面上涂布含有防静电剂(I)、树脂粘合剂和液态介质的涂布液(以下也记为“防静电液”)并使之干燥,根据需要使所述树脂粘合剂交联而形成防静电层3的工序。
干燥后,也可根据需要使所述树脂粘合剂交联。
为了提高与防静电层3的密合性,脱模性基材2的涂布防静电液的表面上也可实施表面处理。作为表面处理,可例举电晕处理、等离子体处理、硅烷偶联剂涂布、粘接剂涂布等。
<防静电液>
防静电剂(I)、树脂粘合剂分别与上述相同。
作为液态介质,可例举水、有机溶剂等。作为有机溶剂,可例举醇化合物、酯化合物等。
使所述树脂粘合剂交联的情况下,所述防静电液还可含有交联剂。作为交联剂可使用公知的交联剂,例如可例举异氰酸酯化合物、环氧树脂、三聚氰胺树脂、氮丙啶化合物等。
防静电液的固体成分浓度优选1~10质量%,特别优选2~8质量%。固体成分浓度如果在所述范围的下限值以上,则涂布性优良,如果在上限值以下,则防静电剂(I)等的分散性优良。
<工序(i)>
作为防静电液的涂布方法,可使用公知的各种湿式涂布法,可例举例如凹版涂布法、模涂法。干燥温度优选50~100℃。
作为树脂粘合剂的交联方法,可例举紫外线(UV)交联、热交联等。干燥工序也可兼作热交联工序。
(作用效果)
脱模膜1的在树脂密封部的形成时与模具接触的防静电层含有防静电剂(I),因此即便在高温环境下(例如180℃)也发挥优良的防静电作用。具体而言,利用脱模膜1,则用半导体封装体的制造方法来形成密封半导体元件的树脂密封部时,脱模膜与半导体元件接触时脱模膜不易带电。另外,用半导体封装体的制造方法形成密封半导体元件的树脂密封部后,剥离树脂密封部与脱模膜时脱模膜不易带电。其结果是,能够充分抑制剥离时的带电-放电,半导体元件不易被破坏。
另外,脱模膜1的总光线透射率在80%以上,透明度高。因此,在制造半导体封装体时,脱模膜吸附于模具时不易发生吸附不良。
为了在高温环境下(例如180℃)也能获得优良的防静电作用,脱模膜的防静电层的位置与防静电层所含的防静电剂的种类是重要的。
通过使树脂密封部的形成时与模具接触的层为防静电层3,防静电层3与模具的金属部接触。因此,由于剥离而滞留于脱模性基材2的电荷快速扩散,能够使静电压为0。脱模膜是防静电层3不与模具直接接触的结构的情况下,产生的少量的电荷在长时间内无法被除去而持续残留。特别是对静电灵敏的半导体元件露出的结构的半导体封装体的生产中,半导体元件与脱模膜接触的瞬间,即便脱模膜仅带有少量的静电,也会由该静电导致半导体元件带电,容易被破坏。因此,脱模膜吸附于模具并接触时的静电压优选为0。
另外,防静电剂(I)如上所述是非湿度依赖性的防静电剂,在高温(例如180℃)的半导体封装体的密封温度下也能发挥防静电作用。防静电剂为湿度依赖性防静电剂(例如含有季铵盐的阳离子性防静电剂)的情况下,由于其防静电作用的原理在于吸附空气中的水分来释放电荷,在半导体封装体的密封温度下,吸附的水分脱离而导致其丧失防静电作用。
〔第2实施方式的脱模膜〕
图2是表示本发明的脱模膜的第2实施方式的简要剖视图。另外,以下对与第1实施方式对应的构成要素标以相同的符号,省略其详细说明。
第2实施方式的脱模膜4具备在树脂密封部的形成时与固化性树脂接触的脱模性基材5和在所述树脂密封部的形成时与模具接触的防静电层3。脱模性基材5在基材主体5A的一面(与防静电层3侧相反侧的面)具备涂布脱模层形成剂而形成的脱模层5B。
在制造半导体封装体时,将脱模膜4的脱模性基材5侧的表面5a朝向模具的型腔进行配置,在树脂密封部形成时与固化性树脂接触。而且,此时防静电层3侧的表面3a与模具的型腔面密合。通过在该状态下使固化性树脂固化来形成形状与模具的型腔的形状对应的树脂密封部。
(脱模性基材)
作为基材主体5A,可选择透明且能够在半导体封装体的密封温度(例如180℃)下使用的任何材质的材料。作为基材主体5A的材质,可例举例如聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚碳酸酯树脂、聚氨酯弹性体、聚酯弹性体等。
作为形成脱模层5B的脱模层形成剂,可例举例如所述脱模性透明树脂的溶液、作为脱模性有机硅树脂的液态的固化性有机硅树脂等。
脱模性基材5的在树脂密封部的形成时与固化性树脂接触的面、即脱模膜4的脱模性基材5侧的表面5a可以是平滑的,也可形成有凹凸。从脱模性的角度考虑,优选形成有凹凸。凹凸的优选形态与所述脱模性基材2相同,表面5a的优选形态与所述表面2a相同。
脱模性基材5的厚度的优选范围与脱模性基材2相同。
脱模层5B的厚度优选0.2~5μm,特别优选0.5~2μm。脱模层5B的厚度如果在所述范围的下限值以上,则脱模性更为优良,如果在上限值以下,则防静电性优良。
(脱模膜的制造方法)
除了使用脱模性基材5替代脱模性基材2以外,可与第1实施方式的脱模膜1同样地制造脱模膜4。
脱模性基材5可使用市售的基材,也可使用由公知的方法制造的基材。
(密封后膜静电压)
脱模膜4的用上述测定方法测定的密封后膜静电压与脱模膜1同样,优选在200V以下,特别优选在100V以下。
(作用效果)
脱模膜4与第1实施方式的脱模膜1同样地在高温环境下(例如180℃)也发挥优良的防静电作用。而且透明性优良。
以上,针对本发明的脱模膜示出第1~2实施方式进行了说明,但本发明不限于上述实施方式。上述实施方式中的各种构成及其组合等是一种示例,只要在不脱离本发明的思想的范围内,可进行构成的增加、省略、替换以及其他变更。
第1实施方式的脱模性基材2也可是多片透明树脂膜层叠而得的多层结构体。此时,至少构成与固化性树脂接触的表面的层由脱模性透明树脂构成。分别构成多个层的透明树脂可相同或不同,多个层也可均由脱模性透明树脂构成。作为脱模性透明树脂以外的透明树脂,可例举例如丙烯酸树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚碳酸酯树脂、聚氨酯弹性体、聚酯弹性体等。
从模具顺应性、拉伸强度、制造成本等角度考虑,脱模性基材2优选是所述脱模性透明树脂的单层结构体。
第1~2实施方式中示出了脱模性基材与防静电层直接层叠而得的脱模膜,但是本发明的脱模膜也可在脱模性基材和防静电层之间具有其他层。
作为其他层,可例举例如阻气层、着色层、刚性层(PET膜等)等。这些层可以单独使用任1种,也可以2种以上组合使用。
作为本发明的脱模膜,从树脂密封部的形成时与固化性树脂接触的一侧起,优选具有脱模性基材/防静电层、脱模性基材/阻气层/防静电层、脱模性基材/着色层/防静电层中的任一种层结构。其中,从防静电性优良的角度考虑,优选防静电层与脱模性基材直接接触的脱模性基材/防静电层的层结构,特别优选如第1实施方式所示的单层结构的脱模性基材/防静电层的两层结构。
〔半导体封装体〕
作为使用本发明的脱模膜并通过后述的本发明的半导体封装体的制造方法制造的半导体封装体,可例举集成了晶体管、二极管等半导体元件的集成电路;具有发光元件的发光二极管等。
作为集成电路的封装形状,可以是覆盖集成电路整体的形状,也可以是覆盖集成电路的一部分(使集成电路的一部分露出)的形状。作为具体示例,可例举BGA(球栅阵列,Ball Grid Array)、QFN(四方形扁平无引脚封装,Quad Flat Non-leaded package)、SON(小轮廓无引脚封装,Small Outline Non-leaded package)等。
作为半导体封装体,从生产性的角度考虑,优选经过批量封装(日文:一括封止)和切割来制造的封装体,例如,可例举密封方式为MAP(模制阵列封装,Moldied ArrayPackaging)方式、或WL(晶圆级封装Wafer Lebel packaging)方式的集成电路等。
图3是表示半导体封装体的一个示例的简要剖视图。
该示例的半导体封装体110具有基板10、安装于基板10上的半导体芯片12、密封半导体芯片12的树脂密封部14、在树脂密封部14的上表面14a形成的油墨层16。
半导体芯片12具有表面电极(未图示),基板10具有与半导体芯片12的表面电极对应的基板电极(未图示),表面电极和基板电极通过连接线18进行电连接。
树脂密封部14的厚度(从基板10的半导体芯片12设置面到树脂密封部14的上表面14a为止的最短距离)无特别限定,优选在“半导体芯片12的厚度”以上“半导体芯片12的厚度+1mm”以下,特别优选在“半导体芯片12的厚度”以上“半导体芯片12的厚度+0.5mm”以下。
图4是表示半导体封装体的另一个示例的简要剖视图。
该示例的半导体封装体120具有基板70、安装于基板70上的半导体芯片72、和底部填充材(树脂密封部)74。
底部填充材74填充于基板70和半导体芯片72的主面(基板70侧的表面)之间的间隙,半导体芯片72的背面(与基板70侧相反侧的表面)露出。
〔半导体封装体的制造方法〕
本发明的半导体封装体的制造方法除了使用本发明的脱模膜以外,可采用公知的制造方法。例如作为树脂密封部的形成方法,可例举压缩成形法或传递成形法,作为此时使用的装置,可使用公知的压缩成形装置或传递成形装置。制造条件也采用与公知的半导体封装体的制造方法的条件相同的条件即可。
(第1实施方式)
使用图5~7来说明本发明的半导体封装体的制造方法的第1实施方式。本实施方式是使用所述脱模膜1作为脱模膜、通过压缩成形法制造图3所示的半导体封装体110的示例。
本实施方式的半导体封装体的制造方法包含下述工序(α1)~(α7)。
(α1)在具有固定上模20、型腔底面构件22、配置于型腔底面构件22的周缘的框状的可动下模24的模具中配置脱模膜1,使脱模膜1覆盖所述模具的型腔26且脱模膜1的脱模性基材2侧的表面2a朝向型腔26内的空间(使防静电层3侧的表面3a与模具的型腔面接触)的工序(图5)。
(α2)使脱模膜1真空吸附于模具的型腔面侧的工序(图5)。
(α3)在由脱模膜1覆盖了型腔面的型腔26内填充固化性树脂40的工序(图5)。
(α4)将安装有多个具备半导体芯片12等的半导体元件的基板10配置于型腔26内的规定位置并将模具合模(图6)、用固化性树脂40将所述半导体元件批量密封来形成树脂密封部14(图7),藉此得到具有基板10、安装于基板10上的多个半导体元件、将所述多个半导体元件批量密封的树脂密封部14的批量密封体的工序。
(α5)从模具内取出所述批量密封体的工序。
(α6)将所述批量密封体的基板10和树脂密封部14切割以使所述多个半导体元件分离,藉此得到具有基板10、安装于基板10上的至少一个半导体元件、将该半导体元件密封的树脂密封部14的单片化密封体的工序。
(α7)使用油墨在单片化密封体的树脂密封部14的上表面14a形成油墨层16、得到半导体封装体110的工序。
(第2实施方式)
使用图8~11来说明本发明的半导体封装体的制造方法的第2实施方式。本实施方式是使用所述脱模膜1作为脱模膜、通过传递成形法制造图4所示的半导体封装体120的示例。
本实施方式的半导体封装体的制造方法包含下述工序(β1)~(β5)。
(β1)配置脱模膜1,使脱模膜1覆盖具有上模50和下模52的模具的上模50的型腔54且脱模膜1的脱模性基材2侧的表面2a朝向型腔54内的空间(使防静电层3侧的表面3a与上模50的型腔面56接触)的工序(图8)。
(β2)使脱模膜1真空吸附于上模50的型腔面56侧的工序(图9)。
(β3)将安装有具备半导体芯片72等的半导体元件的基板70配置于下模52的基板设置部58并将上模50和下模52合模、使脱模膜1密合于半导体芯片72的背面(与基板70侧相反侧的表面)的工序(图9)。
(β4)上推下模52的树脂配置部62的柱塞64,通过上模50的树脂导入部60将预先配置于树脂配置部62的固化性树脂40填充至型腔54内并使之固化来形成底部填充材74,藉此得到具有基板70、半导体元件和底部填充材74的半导体封装体120(密封体)的工序(图10)。
(β5)从模具内取出半导体封装体120的工序(图11)。此时取出的半导体封装体120的底部填充材74上附着有在树脂导入部60内由固化性树脂40固化而得的固化物76。切除固化物76以得到半导体封装体120。
以上,针对本发明的半导体封装体的制造方法,示出第1~2实施方式进行了说明,但是本发明不限于上述实施方式。上述实施方式中的各种构成及其组合等是一种示例,只要在不脱离本发明的思想的范围内,可进行构成的增加、省略、替换以及其他变更。
在第1实施方式中示出了在工序(α5)之后依次实施工序(α6)和工序(α7)的示例,也可将工序(α6)和工序(α7)的顺序进行交换。即,也可在从模具中取出的批量密封体的树脂密封部的表面使用油墨形成油墨层,之后再将批量密封体的所述基板和所述树脂密封部切割。
将树脂密封部从脱模膜剥离的时机不限于从模具取出树脂密封部时,也可以同时从模具取出脱模膜和树脂密封部,之后再从树脂密封部剥离脱模膜。
批量密封的多个半导体元件各自之间的距离可以是均一的,也可不均一。从能够均匀地密封、多个半导体元件各自承受均匀的负荷(即负荷最小)的观点出发,多个半导体元件各自之间的距离优选是均一的。
可按照第2实施方式用传递成形法制造半导体封装体110,也可按照第1实施方式用压缩成形法制造半导体封装体120。
脱模膜是本发明的脱模膜即可,不限于脱模膜1。也可使用例如脱模膜4。
作为第1实施方式的模具,不限于图5所示的模具,可使用作为压缩成形法所用的模具的公知的模具。作为第2实施方式的模具,不限于图8所示的模具,可使用作为传递成形法所用的模具的公知的模具。
通过本发明的半导体封装体的制造方法制造的半导体封装体不限于半导体封装体110、120。根据所要制造的半导体封装体,也可不实施第1实施方式中的工序(α6)~(α7)。例如,树脂密封部的形状不限于图3和图4所示的形状,也可具有阶梯差等。被树脂密封部密封的半导体元件可以是一个或多个。油墨层不是必需的。制造发光二极管作为半导体封装体的情况下,树脂密封部也作为透镜部起作用,因此在树脂密封部的表面通常不形成油墨层。在作为透镜部时,树脂密封部的形状可采用大致半球型、炮弹型、菲涅耳透镜型、拱型(日文:蒲鉾型)、大致半球透镜阵列型等各种透镜形状。
实施例
以下示出实施例对本发明进行详细说明。但是,本发明不限于以下的记载。
后述的例1~18中,例1~13是实施例,例14~18是比较例。
各例中使用的评价方法和材料在以下示出。
〔评价方法〕
(厚度)
基材的厚度(μm)按照ISO 4591:1992(JIS K7130:1999的B1法,从塑料膜或塑料片采集的试料的利用质量法的厚度的测定方法)进行测定。
防静电层的厚度(nm)通过透射型红外线膜厚仪RX-100(仓敷纺织株式会社(倉敷紡績社)制)测定。
(算术平均粗糙度Ra)
表面的算术平均粗糙度Ra(μm)根据JIS B 0601:2013(ISO 4287:1997,Amd.1:2009)进行了测定。基准长度lr(截断值λc)设定为0.8mm,测定长度为8mm。测定时,使用SURFCOM 480A(东京精密株式会社(東京精密社)制),求出与膜的制造时的行进方向垂直的方向上的3处位置、以及平行方向上的3处位置共计6处位置的Ra,将其平均值作为该表面的Ra。
(表面电阻值)
表面电阻值(Ω/□)按照IEC 60093、双环电极法(日文:二重リング電極法)进行了测定。使用超高电阻计R8340(先进技术株式会社(Advantec社)制)作为测定仪器,以施加电压500V、施加时间1分钟的条件进行了测定。
(密封后膜静电压(密封后的剥离带电))
通过剥离后立即测定脱模膜的静电压,确认剥离时脱模膜的防静电性。
在13cm×13cm的第一SUS板上放置切割成13cm×13cm的厚100μm的铝箔(JISH4000:2006的AIN30P)。在其上放置10cm×12cm、厚125μm的具有8cm×10cm的镂空的聚酰亚胺膜(ユーピレックス125S、宇部兴产株式会社(宇部興産社)制)作为间隔物。进一步在所述聚酰亚胺膜的镂空部分中散布适量的半导体密封用环氧树脂スミコンEME G770H F型ver.GR(住友电木株式会社制)作为固化性树脂。在其上载置预先除电后的切为13cm×13cm大小的脱模膜,使得防静电层侧的相反面与固化性树脂接触。最后放置13cm×13cm的第二SUS板。
用压机以温度180℃、压力1MPa、时间3分钟的条件压制按以上步骤制作的试样。从压机取出后,将整个试样放置在180℃的热板上,将第二SUS板移除后,用5秒的时间将脱模膜翻起并剥离。
迅速测定了剥离后的脱模膜的与固化性树脂接触侧的静电压。使用表面电位计MP-520-1(绿色安全株式会社(ミドリ安全社)制)作为测定仪器,脱模膜与测定端子的距离固定为3cm。另外,将电压值的个位数(1V)四舍五入,求出了测定值(装置的测定上限为2000V)。其结果按照以下标准进行了评价。
A(良好):0~100V。
B(尚可):101~200V。
×(不良):201V以上。
另外,所述环氧树脂(スミコンEME G770H F型ver.GR(住友电木株式会社制)是将以下原材料用超级搅拌器(日文:スーパーミキサ)粉碎混合5分钟进行颗粒化而得的树脂。
含亚苯基骨架的苯酚芳烷基型环氧树脂(日本化药株式会社(日本化薬社)制的NC-3000,软化点58℃、环氧当量277):8质量份。
双酚A型环氧树脂(日本环氧树脂株式会社(ジャパンエポキシレジン社)制的YL6810,熔点45℃、环氧当量172):2质量份。
含亚苯基骨架的苯酚芳烷基树脂(三井化学株式会社(三井化学社)制的XLC-4L,软化点65℃、羟基当量165):2质量份。
线型酚醛清漆树脂(住友电木株式会社制的PR-HF-3,软化点80℃、羟基当量105):2质量份。
固化促进剂(三苯基膦):0.2质量份。
无机填充材(平均粒径16μm的熔融球状二氧化硅):84质量份。
巴西棕榈蜡:0.1质量份。
碳黑:0.3质量份。
偶联剂(3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷):0.2质量份。
(总光线透射率)
使用雾度仪NDH5000(日本电色工业株式会社(日本電色工業社)制)按照ISO14782:1999测定了脱模膜的总光线透射率(%)。
(模具吸附试验)
将卷绕于3英寸塑料芯的200mm宽的各脱模膜设置于转印成形装置YPS60(TOWA株式会社(TOWA社)制)。配置并放卷脱模膜,使得脱模膜的防静电层侧的表面与模具面相向(但是,对于未设置防静电层的脱模膜,进行配置使得Ra较大的面与模具面相向),使其真空吸附于加热至180℃的模具。此时与膜输送方向正交的方向的位置匹配通过摄像机自动调整。之后,通过解除真空来松开脱模膜,回收使用后的脱模膜以及将未使用的脱模膜输送至模具。将这一系列的工序(真空吸附、松开、膜输送)重复100次,测定了由脱模膜位置偏差导致的吸附不良的次数。其结果按照以下标准进行了评价。
A(良好):0次。
×(不良):1次以上。
(模具吸附时的静电压)
通过测定脱模膜吸附于模具时脱模膜的静电压,确认半导体元件与脱模膜接触时的脱模膜的防静电性。
上述模具吸附试验中,脱模膜吸附于模具时的静电压通过接触式表面电位计MODEL821HH(TREK日本公司(トレックジャパン社)制)进行了测定。
(模具粘黏试验)
除了将模具温度设置为175℃、型腔设置为宽70mm、长200mm、深0.5mm以外,与上述模具吸附试验同样地重复100次脱模膜的真空吸附、松开和膜输送,记录了模具吸附时脱模膜上褶皱的发生次数。其结果按照以下标准进行了评价。
A(良好):0次。
B(尚可):1~5次。
×(不良):超过5次。
[使用材料]
(脱模性基材)
ETFE膜1:
将Fluon(注册商标)ETFE C-88AXP(旭硝子株式会社(旭硝子社)制)供于具备T模具的挤出机,从表面形成有凹凸的按压辊和镜面的金属辊之间拉出,制作了50μm厚的膜。挤出机和T模具的温度为320℃,按压辊和金属辊的温度为100℃。
所得的膜的表面Ra在按压辊侧为2.0μm,在镜面侧为0.2μm。在防静电液涂布面实施电晕处理,使基于ISO 8296:1987(JIS K6768:1999)的湿润张力在40mN/m以上。
另外,膜的“防静电液涂布面”是指涂布了防静电液的面,是具有后述表1~3所示的“涂布面Ra”的面。
ETFE膜2:
将Fluon(注册商标)ETFE C-88AXP(旭硝子株式会社制)供于具备T模具的挤出机,从表面形成有凹凸的按压辊和镜面的金属辊之间拉出,制作了50μm厚的膜。挤出机和T模具的温度为320℃,按压辊和金属辊的温度为50℃。
所得的膜的表面Ra在按压辊侧为1.3μm,在镜面侧为0.1μm。防静电液涂布面与ETFE膜1同样地实施电晕处理。
ETFE膜3:
将Fluon(注册商标)ETFE C-88AXP(旭硝子株式会社制)供于具备T模具的挤出机,从表面形成有凹凸的按压辊和镜面的金属辊之间拉出,制作了100μm厚的膜。挤出机和T模具的温度为320℃,按压辊和金属辊的温度为100℃。
所得的膜的表面Ra在按压辊侧为2.2μm,在镜面侧为0.3μm。防静电液涂布面与ETFE膜1同样地实施电晕处理。
ETFE膜4:
将Fluon(注册商标)ETFE C-88AXP(旭硝子株式会社制)供于具备T模具的挤出机,从表面形成有凹凸的按压辊和镜面的金属辊之间拉出,制作了50μm厚的膜。挤出机和T模具的温度为330℃,按压辊和金属辊的温度为150℃。
所得的膜的表面Ra在按压辊侧为2.7μm,在镜面侧为0.3μm。防静电液涂布面与ETFE膜1同样地实施电晕处理。
LM-ETFE膜:
将Fluon(注册商标)LM-ETFE LM-720AP(旭硝子株式会社制)供于具备T模具的挤出机,从表面形成有凹凸的按压辊和镜面的金属辊之间拉出,制作了50μm厚的膜。挤出机和T模具的温度为320℃,按压辊和金属辊的温度为100℃。
所得的膜的表面Ra在按压辊侧为2.0μm,在镜面侧为0.2μm。防静电液涂布面与ETFE膜1同样地实施电晕处理。
PMP(聚甲基戊烯)膜:
将TPX(注册商标)MX004(三井化学株式会社制)供于具备T模具的挤出机,从表面形成有凹凸的按压辊和镜面的金属辊之间拉出,制作了50μm厚的膜。挤出机和T模具的温度为300℃,按压辊和金属辊的温度为100℃。
所得的膜的表面Ra在按压辊侧为2.0μm,在镜面侧为0.2μm。
SPS(间规聚苯乙烯)膜:
将ザレック(注册商标)142ZE(出光兴产株式会社(出光興産社)制)供于具备T模具的挤出机,从镜面的金属辊之间拉出,在膜的行进方向和与行进方向垂直的方向上同时拉伸,制作了50μm厚的膜。挤出机和T模具的温度为270℃,冷却辊的温度为100℃,拉伸温度为115℃,行进方向和与行进方向垂直的方向上的拉伸倍率均为3.3倍,拉伸速度为500%/分钟。另外,拉伸工序后以215℃实施热处理。进一步,为了在膜的一面形成凹凸,实施用砂吹附的喷砂处理。
所得的膜的表面Ra在喷砂处理面为1.3μm,在未处理面为0.1μm。在防静电液涂布面实施电晕处理,使基于ISO 8296:1987(JIS K6768:1999)的湿润张力在40mN/m以上。
有机硅涂布PET膜:
使用了NSセパレータMA100(中本包装株式会社(中本パックス)制,厚100μm)。该膜是在PET膜的一面设置脱模性的有机硅涂布层而得的膜,有机硅涂布层的厚度为5μm。
具有脱模层的TPU(聚氨酯弹性体)膜:
相对于パンデックス(注册商标)T8166DN(DIC拜耳聚合物公司(ディーアイシーバイエルポリマー社)制)100质量份,添加3-(2-全氟己基乙氧基)-1,2-二羟基丙烷(商品名:エフトップ(注册商标)MF100)0.1质量份,供于具备T模具的挤出机并挤出,在拉制机内从按压辊侧供入凹凸加工PET膜作为间隔物,从金属冷却辊侧供入镜面加工PET膜作为间隔物,将其夹持在按压辊和金属冷却辊之间进行了冷却。挤出机和T模具的温度为220℃,辊的温度均为50℃。然后,以80℃对该膜实施24小时的熟化,接着以40℃实施150小时的熟化,之后剥离了两面的PET间隔物。膜的厚度为50μm。
然后,在贴付有镜面加工PET膜的面涂布以下的脱模层用材料,使之干燥而形成厚1μm的脱模层,得到了具有脱模层的TPU膜。涂布通过凹版涂布法来实施。通过输送热风来实施干燥。
脱模层用材料:将含有反应性有机硅作为共聚单元的含氟共聚物エフクリア(注册商标)KD270(关东电化工业株式会社(関東電化工業社)制)与六亚甲基二异氰酸酯类异氰脲酸酯型化合物デュラネート(注册商标)TSE-100(旭化成株式会社制)混合,使得NCO/OH比为1,用乙酸乙酯稀释,使得固体成分浓度为7质量%,藉此得到脱模层用材料。
所得的膜的表面Ra在凹凸加工PET膜贴付面为2.1μm,在镜面加工PET膜贴付面(脱模面)为0.2μm。
(防静电层用材料)
防静电液1:
将以下各材料(份数为固体成分的质量)混合。用甲乙酮/甲苯=1/1(质量比)的混合溶剂稀释所得的混合物,使得固体成分为5质量%,藉此得到防静电液1。
聚吡咯类导电性聚合物分散液CDP-310M(固体成分5质量%,日本佳里多株式会社(日本カーリット社)制)2份。
丙烯酸树脂テイサンレジン(注册商标)WS-023(固体成分30质量%,长濑化成株式会社(ナガセケムテックス社)制)10份。
异氰酸酯类固化剂コロネート(注册商标)L(固体成分70质量%、日本聚氨酯工业株式会社(日本ポリウレタン工業社)制)0.5份。
防静电液2:
将以下各材料(份数为固体成分的质量)混合。用异丙醇/甲苯/水=50/40/10(质量比)的混合溶剂稀释所得的混合物,使得固体成分为5质量%,藉此得到防静电液2。
导电性氧化锡溶胶(掺磷酸化锡)セルナックス(注册商标)CX-S204IP(固体成分20质量%、日产化学工业株式会社(日産化学工業社)制)2份。
聚酰胺树脂マクロメルト6827(颗粒、汉高公司(ヘンケル社)制)5份。
防静电液3:
将以下各材料(份数为液体的质量)混合。用异丙醇/甲苯/水=50/40/10(质量比)的混合溶剂稀释所得的混合物,使得固体成分为5质量%,藉此得到防静电液2。
含丙烯酸树脂的聚噻吩类导电性聚合物分散液アラコート(注册商标)AS601D(固体成分4质量%,荒川化学工业株式会社(荒川化学工業社)制)10份。
多官能团氮丙啶化合物固化剂アラコートCL910(固体成分10质量%、荒川化学工业株式会社)1份。
防静电液4:
将以下各材料(份数为固体成分的质量)混合。用乙酸乙酯稀释所得的混合物,使得固体成分为5质量%,藉此得到防静电液4。
聚苯胺类导电性聚合物分散液CORERON YE(固体成分10质量%,宝丽迈瑞茨公司(Porymerits corporation)制)2份。
聚酯树脂ポリエスター(注册商标)SP181(颗粒、日本合成化学株式会社(日本合成化学社)制)5份。
异氰酸酯类固化剂コロネートL(固体成分70质量%、日本聚氨酯工业株式会社制)0.5份。
防静电液5:
含有机硅树脂的聚噻吩类导电性聚合物涂料用甲乙酮将セプルジーダ(注册商标)AS-F(固体成分15质量%、信越聚合物株式会社(信越ポリマー社)制)稀释,使得固体成分为3质量%,藉此得到防静电液5。
防静电液6:
将以下各材料(份数为液体的质量)混合。用异丙醇/水=40/30(质量比)的混合溶剂稀释所得的混合物,使得固体成分为7质量%,藉此得到防静电液6。
含季铵盐单体的丙烯酸树脂ボンディップ(注册商标)PA100主剂(固体成分30质量%,科昵西株式会社(コニシ社)制)1份。
胺类固化剂ボンディップPA100固化剂(固体成分10质量%、科昵西株式会社制)1份。
防静电液7:
将以下各材料(份数为固体成分的质量)混合。用乙酸乙酯稀释所得的混合物,使得固体成分为5质量%,藉此得到防静电液7。
碳黑1.3份。
聚酯树脂ポリエスターMSP640(颗粒、日本合成化学株式会社制)5份。
异氰酸酯类固化剂コロネートL(日本聚氨酯工业株式会社制)0.5份。
〔例1〕
用凹版涂布机在ETFE膜1的Ra为0.2μm侧的表面涂布防静电液1并使之干燥,形成了厚200nm的防静电层。作为凹版,使用Φ100mm×250mm宽的格子150#-深度40μm的辊,用直接凹版方式进行涂布,涂布速度为4m/分钟。在100℃下以1分钟的时长通过辊支撑干燥炉(日文:ロールサポート乾燥炉),以15m/秒的风量进行了干燥。之后,在40℃的烘箱内熟化3天,得到了脱模膜。
[例2~13、例15~17]
除了将防静电液的种类、脱模性基材的涂布面、脱模性基材的种类或防静电层的厚度按表1~3中的记载进行变更以外,与例1同样地获得了脱模膜。
〔例14〕
直接将ETFE膜1作为例14的脱模膜。
〔例18〕
将以下各材料(份数为固体成分的质量)混合。用甲乙酮/甲苯=1/1(质量比)的混合溶剂稀释所得的混合物,使得固体成分为5质量%,藉此得到面涂液1(从防静电液1中除去聚吡咯分散液的组成的液体)。
丙烯酸树脂テイサンレジンWS-023(长濑化成株式会社制)10份。
コロネートL(日本聚氨酯工业株式会社制)0.5份。
与例1同样地在ETFE膜1上形成防静电层后,进一步用凹版涂布机在其上涂布面涂液1并使之干燥,形成了厚2μm的面涂层。通过输送热风来实施干燥。之后,在40℃的烘箱内熟化3天,得到了脱模膜。
对于例1~18的脱模膜,将所用的脱模性基材的种类、厚度以及涂布面的Ra、防静电液的种类、防静电层的厚度、脱模膜的防静电层侧(仅例18为面涂层侧)的表面电阻值、密封后膜静电压、总光线透射率、模具吸附试验的结果、模具吸附时的静电压、模具粘黏试验的结果示于表1~3。
[表1]
[表2]
[表3]
测定了例1~13、例15~17的脱模膜的防静电层侧的表面的Ra,结果与脱模性基材的涂布面的Ra相同。
如上述结果所示,例1~13的脱模膜的防静电层侧的表面电阻值低,模具吸附时静电压为0,具有优良的防静电作用。另外,密封后膜静电压低,暴露于高温后也充分保持了优良的防静电作用。
另外,例1~13的脱模膜的总光线透射率在80%以上,透明性优良,模具吸附试验中未发生吸附不良。
进一步,例1~13的脱模膜在模具吸附时脱模膜上产生褶皱的次数少,特别是防静电层侧的表面的Ra为0.2~2.5μm的例中,该次数为0。
另一方面,不具有防静电层的例14的脱模膜的防静电作用不充分。
防静电剂为含季铵盐的丙烯酸树脂的例15的脱模膜在刚制造后的防静电作用优良,但是密封后膜静电压高,由于高温而导致防静电作用大幅降低。认为其原因在于,含季铵盐基团的阳离子类防静电剂的防静电作用的原理在于吸附空气中的水分来释放电荷,在半导体元件的密封温度150℃以上的高温环境下,吸附的水分脱离而无法释放电荷。
总光线透射率低于80%的例16~17的脱模膜的透明性低,在模具吸附试验中发生了吸附不良。认为原因在于,例17的防静电层虽然使用了与例1的防静电层相同的液体,但防静电层的厚度高达500nm而导致透射率变低。
防静电层上设置有面涂层、防静电层不与模具直接接触的结构的例18的脱模膜虽然表面电阻值与例10相同,但是模具吸附时静电压为90V。认为其原因在于,滞留的电荷未迅速扩散。
另外,这里引用2014年12月9日提出申请的日本专利申请2014-248936号的说明书、权利要求书、附图和摘要的全部内容作为本发明的说明书的揭示。
符号说明
1脱模膜、2脱模性基材、3防静电层、4脱模膜、5脱模性基材、5A基材主体、5B脱模层、10基板、12半导体芯片、14树脂密封部、14a树脂密封部14的上表面、16油墨层、18连接线、20固定上模、22型腔底面构件、24可动下模、26型腔、40固化性树脂、50上模、52下模、54型腔、56型腔面、58基板设置部、60树脂导入部、62树脂配置部、64柱塞、70基板、72半导体芯片、74底部填充材(树脂密封部)、76固化物、110半导体封装体、120半导体封装体。

Claims (15)

1.脱模膜,它是在模具内配置半导体元件后用固化性树脂密封来形成树脂密封部的半导体封装体的制造中、配置于模具的与固化性树脂接触的面的脱模膜,其特征在于,
具备在树脂密封部形成时与固化性树脂接触的脱模性基材和在所述树脂密封部形成时与模具接触的防静电层,
所述防静电层含有选自导电性聚合物和导电性金属氧化物中的至少一种防静电剂,
总光线透射率在80%以上。
2.如权利要求1所述的脱模膜,其特征在于,按以下测定方法测定的密封后膜静电压在200V以下,
密封后膜静电压的测定方法
在13cm×13cm的第一不锈钢板上放置13cm×13cm、厚100μm的铝箔(JIS H4000:2006的AIN30P),在其上放置10cm×12cm、厚125μm的中央有8cm×10cm大小的镂空的聚酰亚胺膜作为间隔物,进一步在所述聚酰亚胺膜的镂空部分处散布2.7g的住友电木株式会社制的半导体密封用环氧树脂スミコンEME G770H F型ver.GR作为固化性树脂,在其上载置预先除电后的13cm×13cm的所述脱模膜,使得所述脱模膜的与防静电层侧相反的面与所述固化性树脂接触,再于其上放置13cm×13cm的第二不锈钢板,制成试样,
用压机以温度180℃、压力1MPa、时间3分钟的条件压制按以上步骤制成的试样,从压机取出后,将整个试样放置在180℃的热板上,将第二不锈钢板移除后,用5秒的时间剥离脱模膜,在之后5秒以内,使用表面电位计,将脱模膜与测定端子之间的距离固定在3cm,测定剥下的脱模膜的与固化性树脂接触侧的静电压。
3.如权利要求1或2所述的脱模膜,其特征在于,所述防静电层的表面电阻值在1010Ω/□以下。
4.如权利要求1~3中任一项所述的脱模膜,其特征在于,所述防静电层侧的表面的算术平均粗糙度Ra为0.2~2.5μm。
5.如权利要求1~4中任一项所述的脱模膜,其特征在于,所述防静电层的厚度为100~1000nm。
6.如权利要求1~5中任一项所述的脱模膜,其特征在于,所述防静电层含有所述防静电剂和树脂粘合剂。
7.如权利要求6所述的脱模膜,其特征在于,所述树脂粘合剂由选自丙烯酸树脂、有机硅树脂、氨基甲酸酯树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、乙酸乙烯酯树脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、三氟氯乙烯-乙烯醇共聚物和四氟乙烯-乙烯醇共聚物中的至少一种构成。
8.如权利要求6或7所述的脱模膜,其特征在于,所述防静电剂的含量相对于所述树脂粘合剂为3~50质量%。
9.如权利要求1~8中任一项所述的脱模膜,其特征在于,所述脱模性基材侧的表面的算术平均粗糙度Ra为0.1~2.5μm。
10.如权利要求1~9中任一项所述的脱模膜,其特征在于,所述脱模性基材的厚度为12~100μm。
11.如权利要求1~10中任一项所述的脱模膜,其特征在于,所述脱模性基材由单层或多层结构的透明树脂体构成,至少构成与固化性树脂接触的表面的层由脱模性透明树脂构成。
12.如权利要求11所述的脱模膜,其特征在于,所述脱模性基材是由脱模性透明树脂构成的单层结构体。
13.如权利要求11或12所述的脱模膜,其特征在于,所述脱模性透明树脂是氟树脂、聚甲基戊烯、间规聚苯乙烯或有机硅树脂。
14.如权利要求11或12所述的脱模膜,其特征在于,所述脱模性透明树脂是乙烯-四氟乙烯共聚物。
15.半导体封装体的制造方法,它是具有半导体元件、和将所述半导体元件密封的由固化了的固化性树脂形成的树脂密封部的半导体封装体的制造方法,其特征在于,包括:
将权利要求1~14中任一项所述的脱模膜配置于模具的与固化性树脂接触的面的工序;
将安装有半导体元件的基板配置于所述模具内、用固化性树脂充满所述模具内的空间后使之固化而形成树脂密封部,藉此获得具有所述安装有半导体元件的基板以及所述树脂密封部的密封体的工序;以及
使所述密封体从所述模具脱模的工序。
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