CN114599495B - 脱模膜以及半导体封装的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供如下的脱模膜,其用于制造半导体封装,所述脱模膜具有:基材层,其在温度170℃时的拉伸弹性模量小于或等于150MPa并且在温度170℃时的恢复率大于或等于70%;以及包含树脂粒子的脱模层,其配置于所述基材层的单面。并且提供如下的脱模膜,其用于制造半导体封装,所述脱模膜具有基材层、以及配置于所述基材层的单面且包含树脂粒子的脱模层,所述脱模膜在温度170℃时的拉伸弹性模量小于或等于150MPa并且在温度170℃时的恢复率大于或等于70%。
Description
技术领域
本公开涉及一种脱模膜以及半导体封装的制造方法。
背景技术
半导体芯片通常为了隔绝外部空气和保护其不受外部空气影响而利用树脂进行密封,并以被称为封装的成型品的形式安装于基板上。以往,成型品被成型为经由作为密封树脂流路的流道而连结的每一个芯片的封装。成型品从模具脱模的脱模性是通过模具的结构、向密封树脂添加脱模剂等来确保的。
近年来,因封装的小型化、多引脚化等要求,Ball Gird Array(BGA,球栅阵列)方式、Quad Flat Non-leaded(QFN,四侧扁平无引脚)方式、晶片级芯片尺寸封装(WL-CSP,Wafer Level-Chip Size Package)方式等的封装增加。在QFN方式中,为了确保间隙(standoff)以及防止在端子部产生密封材毛边,另一方面,在BGA方式和WL-CSP方式中,为了提高封装从模具的脱模性,使用树脂制脱模膜(例如,参照专利文献1)。使用脱模膜的成型方法被称为“膜辅助成型”。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2002-158242号公报
发明内容
发明要解决的课题
在膜辅助成型中,由于脱模膜的脱模性,较容易使密封后的半导体封装从模具上脱模。但是,在BGA方式和WL-CSP方式中,在成型方式从以往的转移模塑方式变更为压缩模塑方式的情况下,有时脱模膜对模具的追随性不足。如果脱模膜对模具的追随性不足,则成型时脱模膜会产生褶皱或松弛,剥离脱模膜时有可能对半导体封装造成损伤。另外,由于脱模膜的褶皱或松弛,有可能在半导体封装发生外观不良。另外,由于脱模膜的褶皱或松弛,半导体封装的密封会产生缺陷,有可能在半导体封装发生性能不良。预计半导体封装今后会进一步小型化、薄型化和高集成化,要求提高脱模膜的追随性。
本公开的实施方式基于上述状况而完成。
本公开的实施方式的课题在于提供一种脱模膜以及使用该脱模膜的半导体封装的制造方法,所述脱模膜在半导体封装的树脂成型中,在成型时对模具的追随性优异,能够容易地从成型后的密封树脂剥离,不易使半导体封装产生外观不良。
用于解决课题的方法
用于解决上述课题的具体方法包括以下的方式。
<1>一种脱模膜,其用于制造半导体封装,所述脱模膜具有:基材层,其在温度170℃时的拉伸弹性模量小于或等于150MPa并且在温度170℃时的恢复率大于或等于70%;以及包含树脂粒子的脱模层,其配置于所述基材层的单面。
<2>根据<1>所述的脱模膜,所述树脂粒子在所述脱模层中所占的体积比例为5体积%~65体积%。
<3>根据<1>或<2>所述的脱模膜,所述基材层为聚酯膜。
<4>一种脱模膜,其用于制造半导体封装,所述脱模膜具有:基材层、以及配置于所述基材层的单面且包含树脂粒子的脱模层,所述脱模膜在温度170℃时的拉伸弹性模量小于或等于150MPa并且在温度170℃时的恢复率大于或等于70%。
<5>根据<4>所述的脱模膜,所述树脂粒子在所述脱模层中所占的体积比例为5体积%~65体积%。
<6>根据<4>或<5>所述的脱模膜,所述基材层为聚酯膜。
<7>根据<1>~<6>中任一项记载的脱模膜,其用于半导体封装的压缩成型。
<8>一种半导体封装的制造方法,使用配置有<1>~<7>中任一项所述的脱模膜的模具,利用密封材密封半导体芯片而将半导体封装成型。
发明效果
根据本公开的实施方式,提供一种脱模膜以及使用该脱模膜的半导体封装的制造方法,所述脱模膜在半导体封装的树脂成型中,在成型时对模具的追随性优异,能够容易地从成型后的密封树脂剥离,不易使半导体封装产生外观不良。
附图说明
图1是概略性地表示本公开的脱模膜的层构成的一例的图。
具体实施方式
本公开中,关于“工序”一词,除了独立于其他工序的工序以外,即使在与其他工序不能明确区分的情况下,只要能够实现该工序的目的,则也包含该工序。
本公开中,使用“~”来表示的数值范围包含“~”前后所记载的数值分别作为最小值和最大值。
在本公开中阶段性记载的数值范围中,一个数值范围所记载的上限值或下限值可以替换为其他阶段性记载的数值范围的上限值或下限值。另外,在本公开中记载的数值范围中,其数值范围的上限值或下限值也可以替换为实施例所示的值。
本公开中,可以包含多种相当于各成分的物质。在组合物中存在多种相当于各成分的物质的情况下,只要没有特别说明,各成分的含有率或含量就是指组合物中存在的该多种物质的合计含有率或含量。
本公开中,可以包含多种相当于各成分的粒子。在组合物中存在多种相当于各成分的粒子的情况下,只要没有特别说明,各成分的粒径就是指针对组合物中存在的该多种粒子的混合物的值。
本公开中,关于“层”一词,除了在观察存在该层的区域时形成于该区域的整体的情况以外,也包含形成于该区域的一部分的情况。
本公开中,“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸和甲基丙烯酸中的至少一者,“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯中的至少一者。
在本公开中参照附图来说明实施方式的情况下,该实施方式的构成不限于附图所示的构成。另外,各图中的构件大小是概念性的,构件间的大小的相对关系不限于此。
本公开中,脱模膜所具有的层的平均厚度设为:对作为对象的层的5处厚度进行测定,以其算术平均值的形式所获得的值。层的厚度可使用千分尺进行测定。在测定所层叠的其中一层的厚度或多层的总厚度的情况下,可通过使用电子显微镜观察脱模膜的截面来进行测定。
本公开中,“MD方向”是指制造成长条状的膜的长边方向,“TD方向”是指与“MD方向”正交的方向。本公开中,“MD方向”也称为“机械方向”,“TD方向”也称为“宽度方向”。
<脱模膜>
本公开的第一实施方式的脱模膜具有:基材层,其在温度170℃时的拉伸弹性模量小于或等于150MPa并且在温度170℃时的恢复率大于或等于70%;以及包含树脂粒子的脱模层,其配置于所述基材层的单面。
本公开的第二实施方式的脱模膜具有:基材层、以及配置于所述基材层的单面且包含树脂粒子的脱模层,上述脱模膜在温度170℃时的拉伸弹性模量小于或等于150MPa并且在温度170℃时的恢复率大于或等于70%。
以下,对于第一实施方式的脱模膜和第二实施方式的脱模膜共同的事项,统称为“本公开的脱模膜”来记载。
图1中概略性地示出本公开的脱模膜的层构成的一例。图1所示的脱模膜10具备:基材层20、以及配置于基材层20上的脱模层30。脱模层30在该层中包含树脂粒子。
本公开的脱模膜不限于图1所示的构成。本公开的脱模膜例如可以在基材层20的与设有脱模层30的面相反的面上具有第二脱模层,也可以在基材层20与脱模层30之间具有其他层(例如,抗静电层、着色层等)。
本公开的脱模膜中包含树脂粒子的脱模层在制造半导体封装时与密封树脂接触。
关于本公开的脱模膜,在半导体封装的树脂成型中,在成型时对模具的追随性优异,能够容易地从成型后的密封树脂(例如环氧树脂)剥离,不易使半导体封装产生外观不良。本公开的脱模膜显示出上述性能的理由不一定明确,但推测如下。
第一实施方式的脱模膜所具有的基材层由于在温度170℃时的拉伸弹性模量小于或等于150MPa并且在温度170℃时的恢复率大于或等于70%,因此呈现在施加热和外力时虽然适度变形但尽量维持形状的性质,其结果可推测,在安装于模具时和成型时密封树脂流动时不易产生褶皱或松弛,对模具的追随性优异。
以脱模膜整体计,第二实施方式的脱模膜在温度170℃时的拉伸弹性模量小于或等于150MPa并且在温度170℃时的恢复率大于或等于70%,因此呈现在施加热和外力时虽然适度变形但尽量维持形状的性质,其结果可推测,在安装于模具时和成型时密封树脂流动时不易产生褶皱或松弛,对模具的追随性优异。
而且,本公开的脱模膜所具有的脱模层包含树脂粒子。推测:树脂粒子在脱模层的外表面形成微细的凹凸,树脂粒子的微细凹凸提高脱模层的外表面的滑动性,有助于提高脱模性。另外,由于该微细凹凸抑制密封树脂的流痕产生,因此推测在半导体封装中不易产生外观不良。进一步,再加上拉伸弹性模量和恢复率为上述范围,从而树脂粒子与无机粒子相比不易从脱模层脱落,因此包含树脂粒子的脱模层与不包含树脂粒子而包含无机粒子的脱模层相比,不易污染半导体封装的表面、模具的表面。
本公开的脱模膜对成型用模具的追随性优异,因此成型时不易产生褶皱或松弛。因此,根据本公开的脱模膜,(a)剥离脱模膜时对半导体封装造成损伤的可能性低,(b)在半导体封装中不易产生由脱模膜的褶皱或松弛引起的外观不良,(c)不易产生由脱模膜的褶皱或松弛引起的半导体封装的密封缺陷。
本公开的脱模膜从成型后的密封树脂的脱模性优异,因此剥离脱模膜所需的力很小即可。因此,根据本公开的脱模膜,剥离脱模膜时对半导体封装造成损伤的可能性低。
本公开的脱模膜在成型时对模具的追随性优异,且从成型后的密封树脂的脱模性优异,因此可应对具有复杂形状的模具或具有较深的槽的模具。另外,本公开的脱模膜适合于通过真空吸附等将脱模膜配置于模具的压缩成型。
以下,针对本公开的脱模膜,说明各层的特性、各层所包含的成分等。
[基材层]
本公开的脱模膜具有基材层。作为基材层没有特别限定,优选从本技术领域中使用的树脂膜中选择在温度170℃时的拉伸弹性模量小于或等于150MPa并且在温度170℃时的恢复率大于或等于70%的树脂膜。
(拉伸弹性模量)
在第一实施方式的脱模膜中,基材层在温度170℃时的拉伸弹性模量小于或等于150MPa。在第二实施方式的脱模膜中,基材层在温度170℃时的拉伸弹性模量优选小于或等于150MPa。
基材层的拉伸弹性模量通过下述试验方法来求出。
准备作为制造脱模膜的材料的基材层,或者从脱模膜剥离基材层以外的层而准备基材层。将基材层切成以JIS K6251:2010为标准的哑铃状1号形试验片的形状。在试验片的中央部隔开40mm而设置平行的两条标线。根据以JIS K6251:2010为标准的试验方法,在温度170℃下,使用拉伸试验机(例如,(株)A&D制,型号RTC-1210)进行拉伸试验,求出拉伸弹性模量。
具体而言,将试验片设置于拉伸试验机(例如,(株)A&D制,型号RTC-1210),在温度170℃下,以拉伸速度500mm/分钟将试验片延伸100%(即,2条标线之间延伸至80mm)。根据此时测定的应力-应变曲线,求出应变ε1=0.0005(0.05%)时的应力σ1(MPa)、和应变ε2=0.0025(0.25%)时的应力σ2(MPa),根据下述式子算出拉伸弹性模量。
(式)···拉伸弹性模量(MPa)=(σ2-σ1)÷(ε2-ε1)
此处,在基材层为制造成长条状的树脂膜的情况下,制作试验片的长度方向与树脂膜的MD方向一致的试验片和试验片的长度方向与树脂膜的TD方向一致的试验片。将MD方向的试验片的拉伸弹性模量与TD方向的试验片的拉伸弹性模量的平均值作为基材层的拉伸弹性模量。
从提高脱模膜对模具的追随性的观点出发,第一实施方式的脱模膜中基材层在温度170℃时的拉伸弹性模量小于或等于150MPa。从提高脱模膜对模具的追随性的观点出发,第二实施方式的脱模膜中基材层在温度170℃时的拉伸弹性模量优选小于或等于150MPa。从上述观点出发,本公开的脱模膜中基材层在温度170℃时的拉伸弹性模量更优选小于或等于130MPa,进一步优选小于或等于110MPa,进一步优选小于或等于100MPa。从确保基材层所要求的强度的观点出发,本公开的脱模膜中基材层在温度170℃时的拉伸弹性模量的下限例如大于或等于1MPa、大于或等于2MPa、大于或等于3MPa。
以脱模膜整体计,第一实施方式的脱模膜优选在温度170℃时的拉伸弹性模量小于或等于150MPa。以脱模膜整体计,第二实施方式的脱模膜在温度170℃时的拉伸弹性模量小于或等于150MPa。以脱模膜整体计,本公开的脱模膜在温度170℃时的拉伸弹性模量更优选小于或等于130MPa,进一步优选小于或等于110MPa,进一步优选小于或等于100MPa,特别优选小于或等于80MPa。从确保脱模膜所要求的强度的观点出发,本公开的脱模膜在温度170℃时的拉伸弹性模量的下限例如大于或等于1MPa、大于或等于2MPa、大于或等于3MPa。
脱模膜的拉伸弹性模量的求出方法与基材层的拉伸弹性模量的求出方法相同,作为试验片,使用脱模膜。将脱模膜制造成长条状时,制作试验片的长度方向与脱模膜的MD方向一致的试验片和试验片的长度方向与脱模膜的TD方向一致的试验片。将MD方向的试验片的拉伸弹性模量与TD方向的试验片的拉伸弹性模量的平均值作为脱模膜的拉伸弹性模量。
(恢复率)
在第一实施方式的脱模膜中,基材层在温度170℃时的恢复率大于或等于70%。在第二实施方式的脱模膜中,基材层在温度170℃时的恢复率优选大于或等于70%。
基材层的恢复率通过下述的试验方法来求出。
准备作为制造脱模膜的材料的基材层,或者从脱模膜剥离基材层以外的层而准备基材层。将基材层切成以JIS K6251:2010为标准的哑铃状1号形试验片的形状。在试验片的中央部隔开40mm而设置平行的两条标线。将试验片设置于拉伸试验机(例如,(株)A&D制,型号RTC-1210),在温度170℃下,以拉伸速度500mm/分钟将试验片延伸100%(即,2条标线之间延伸至80mm),接着使拉伸试验机的试验片夹具返回到原来的位置。静置1分钟后,从试验机卸下试验片,测量两条标线间的距离L(mm),根据下述式子算出恢复率。
(式)···恢复率(%)=(80-L)÷40×100
此处,基材层为制造成长条状的树脂膜时,制作试验片的长度方向与树脂膜的MD方向一致的试验片和试验片的长度方向与树脂膜的TD方向一致的试验片。将MD方向的试验片的恢复率与TD方向的试验片的恢复率的平均值作为基材层的恢复率。
从提高脱模膜对模具的追随性的观点出发,第一实施方式的脱模膜中基材层在温度170℃时的恢复率大于或等于70%。从提高脱模膜对模具的追随性的观点出发,第二实施方式的脱模膜中基材层在温度170℃时的恢复率优选大于或等于70%。从上述观点出发,本公开的脱模膜中基材层在温度170℃时的恢复率更优选为75%~100%,进一步优选为80%~100%,进一步优选为90%~100%。
以脱模膜整体计,第一实施方式的脱模膜在温度170℃时的恢复率优选大于或等于70%。以脱模膜整体计,第二实施方式的脱模膜在温度170℃时的恢复率大于或等于70%。以脱模膜整体计,本公开的脱模膜在温度170℃时的恢复率更优选为75%~100%,进一步优选为80%~100%,进一步优选为90%~100%。
脱模膜的恢复率的求出方法与基材层的恢复率的求出方法相同,作为试验片,使用脱模膜。将脱模膜制造成长条状时,制作试验片的长度方向与脱模膜的MD方向一致的试验片和试验片的长度方向与脱模膜的TD方向一致的试验片。将MD方向的试验片的恢复率与TD方向的试验片的恢复率的平均值作为脱模膜的恢复率。
(基材层的成分)
考虑到在高温(100℃~200℃程度)进行半导体封装的树脂成型,基材层优选具有大于或等于该温度的耐热性。
从耐热性和高温时的拉伸弹性模量的观点出发,基材层优选包含聚酯树脂。作为聚酯树脂,例如可列举聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、它们的共聚物或改性树脂。
作为基材层,优选由聚酯树脂成型而成的聚酯膜,从对模具的追随性的观点出发,更优选双轴延伸聚酯膜。
在使用聚酯膜作为基材层的情况下,基材层的拉伸弹性模量和恢复率可以通过制造聚酯膜时的延伸倍率或延伸温度来控制。
(基材层的平均厚度)
基材层的平均厚度没有特别限定,优选为5μm~200μm,更优选为10μm~100μm。基材层的平均厚度大于或等于5μm时,具有处理性优异、不易产生褶皱的倾向。基材层的平均厚度小于或等于200μm时,成型时对模具的追随性更优异,因此能够进一步抑制在半导体封装中产生褶皱等。
为了容易从模具剥离,可以对基材层的外表面(与模具接触的面)实施表面加工。
[脱模层]
本公开的脱模膜在基材层的单面具有包含树脂粒子的脱模层。脱模层至少包含树脂粒子,可以进一步包含粘合剂树脂、其他成分。
(树脂粒子)
树脂粒子优选包含选自由丙烯酸系树脂、聚烯烃树脂、聚苯乙烯树脂、聚丙烯腈树脂和有机硅树脂组成的组中的至少一种。从脱模层的脱模性的观点出发,树脂粒子更优选包含选自丙烯酸系树脂、聚苯乙烯树脂和聚丙烯腈树脂中的至少一种。
作为树脂粒子中包含的丙烯酸系树脂,可列举(甲基)丙烯酸系单体的均聚物或共聚物,可列举(甲基)丙烯酸树脂、(甲基)丙烯酸酯树脂(例如,(甲基)丙烯酸烷基酯树脂、和(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯树脂)等。作为(甲基)丙烯酸系单体,可列举(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸二十烷基酯、(甲基)丙烯酸二十二烷基酯、(甲基)丙烯酸环戊酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸环庚酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基丙酯、(甲基)丙烯酸2-氯乙酯、(甲基)丙烯酸2-氟乙酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯等。它们可单独使用或将两种以上组合使用。
作为树脂粒子中包含的聚烯烃树脂,只要是烯烃单体或烯属烃(alkene)单体的均聚物或共聚物就没有特别限定。具体而言,可列举聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯等。
作为树脂粒子中包含的聚苯乙烯树脂,可列举苯乙烯或苯乙烯衍生物的均聚物或共聚物。作为苯乙烯衍生物,可列举:α-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、2-乙基苯乙烯、3-乙基苯乙烯、4-乙基苯乙烯等具有烷基链的烷基取代苯乙烯;2-氯苯乙烯、3-氯苯乙烯、4-氯苯乙烯等卤素取代苯乙烯;4-氟苯乙烯、2,5-二氟苯乙烯等氟取代苯乙烯;乙烯基萘等。
作为树脂粒子中包含的聚丙烯腈树脂,可列举丙烯腈单体的均聚物或共聚物。
从半导体封装的外观均匀性的观点出发,树脂粒子优选在可用于调制脱模层形成用组合物的有机溶剂(例如甲苯、甲基乙基酮、乙酸乙酯)中为不溶性或难溶性。此处,所谓在有机溶剂中为不溶性或难溶性,是指在依据JIS K6769:2013的凝胶分率试验中,将树脂粒子分散于甲苯等有机溶剂中并以50℃保持24小时后的凝胶分率大于或等于97%。从抑制树脂粒子相对于有机溶剂的溶解性的观点出发,树脂粒子中包含的树脂优选为交联树脂。
树脂粒子的平均粒径优选为1μm~55μm。树脂粒子的平均粒径大于或等于1μm时,能够在脱模层的外表面充分地形成凹凸,脱模层的脱模性更优异。从该观点出发,树脂粒子的平均粒径更优选大于或等于3μm,进一步优选大于或等于5μm。树脂粒子的平均粒径小于或等于55μm时,不需要为了将树脂粒子保持于脱模层中而过度地增大脱模层的厚度。从该观点出发,树脂粒子的平均粒径更优选小于或等于45μm,进一步优选小于或等于35μm。
树脂粒子的平均粒径通过下述的测定方法来求出。
切下一部分脱模膜,包埋在树脂中后,在脱模膜的厚度方向上切断,制作薄片试样。用扫描型电子显微镜(SEM)对该薄片试样进行拍摄。在SEM图像中,随机选择100个脱模层中包含的树脂粒子,测量100个的长径。将100个的长径的算术平均作为树脂粒子的平均粒径。
脱模层所包含的树脂粒子的形状没有特别限定,可以为球状、板状、不定形中的任一种。
作为树脂粒子的具体例子,可列举作为丙烯酸系树脂粒子的TAFTIC FH-S010(东洋纺(株))等TAFTIC系列。
从提高脱模层的脱模性的观点和抑制半导体封装表面的污染的观点出发,树脂粒子在脱模层中所占的体积比例优选为5体积%~65体积%。树脂粒子的体积比例大于或等于5体积%时,能够在脱模层的外表面充分形成凹凸,脱模层的脱模性更优异。从该观点出发,树脂粒子的体积比例更优选大于或等于10体积%,进一步优选大于或等于20体积%。树脂粒子的体积比例小于或等于65体积%时,不易引起树脂粒子从脱模层的脱落,能够抑制半导体封装表面的污染。从该观点出发,树脂粒子的体积比例更优选小于或等于60体积%,进一步优选小于或等于50体积%。
关于树脂粒子在脱模层中所占的体积比例,可以用SEM观察脱模层的切断面,通过下述方法来求出。
在通过上述方法制作的薄片试样的SEM图像中,针对脱模层确定任意的面积S,求出面积S中包含的树脂粒子的总面积A。假设脱模层是均质的,将树脂粒子的总面积A除以面积S所得的值换算成百分率(%),作为树脂粒子在脱模层中所占的体积比例。
面积S设为相对于树脂粒子大小而言足够大的面积。例如,设为包含大于或等于100个树脂粒子的大小。面积S可以为多个切断面的合计。
(粘合剂树脂)
脱模层可以包含粘合剂树脂。通过包含粘合剂树脂,树脂粒子被保持于脱模层内。
脱模层的粘合剂树脂没有特别限定。从相对于半导体封装的脱模性、脱模层的耐热性等观点出发,粘合剂树脂优选为丙烯酸系树脂或有机硅树脂,更优选为交联型丙烯酸系树脂(以下,也称为“交联型丙烯酸系共聚物”。)。
丙烯酸系树脂优选为丙烯酸系共聚物,该丙烯酸系共聚物通过将丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸2-乙基己酯等低玻璃化转变温度(Tg)单体为主要单体,将主要单体与丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟基乙酯、丙烯酸羟基乙酯、丙烯酰胺、丙烯腈等官能团单体进行共聚而获得。交联型丙烯酸系共聚物可以通过使用交联剂将上述单体交联来制造。
作为在交联型丙烯酸系共聚物的制造中使用的交联剂,可列举异氰酸酯化合物、三聚氰胺化合物、环氧化合物等公知的交联剂。为了在丙烯酸系树脂中形成缓慢扩大的网眼状结构,交联剂优选为3官能、4官能等多官能交联剂。由于使用多官能交联剂制造的交联型丙烯酸系共聚物具有缓慢扩大的网眼状结构,因此包含该交联型丙烯酸系聚合物的脱模层容易追随基材层的延伸,从而使脱模膜对模具的追随性提高。
在交联型丙烯酸系共聚物的制造中使用的交联剂的量相对于丙烯酸系共聚物100质量份优选为3质量份~100质量份,更优选为5质量份~70质量份。如果交联剂的量相对于丙烯酸系共聚物100质量份为大于或等于3质量份,则能够确保脱模层的强度,从而不易引起树脂粒子的脱落,能够抑制半导体封装表面的污染。如果交联剂的量相对于丙烯酸系共聚物100质量份为小于或等于100质量份,则交联型丙烯酸共聚物的柔软性提高,脱模层的延伸性提高。
(其他成分)
脱模层只要起到本公开的脱模膜的效果,就可以根据需要包含溶剂、锚定提高剂、交联促进剂、抗静电剂、着色剂等。
(脱模层的平均厚度)
脱模层的平均厚度没有特别限定,可以考虑脱模层所含的树脂粒子的粒径来设定。从在脱模层的外表面形成凹凸而提高脱模层的脱模性的观点出发,脱模层的厚度优选不过厚。另一方面,如果脱模层中包含的树脂粒子从脱模层脱落,则半导体封装表面被污染,脱模层的厚度优选为能够将树脂粒子保持在脱模层中的厚度。具体而言,脱模层的平均厚度优选为0.1μm~100μm,更优选为1μm~50μm。
(脱模层的表面粗糙度)
脱模层的外表面优选具有微细凹凸。脱模层的外表面的微细凹凸可以通过算术平均粗糙度(Ra)或十点平均粗糙度(Rz)进行评价。从提高脱模层的脱模性的观点出发,脱模层的外表面的算术平均粗糙度(Ra)优选为0.5μm~5μm,脱模层的外表面的十点平均粗糙度(Rz)优选为5μm~50μm。脱模层的外表面的表面粗糙度可以通过调整树脂粒子的平均粒径和脱模层的厚度来调整。
关于脱模层的外表面的算术平均粗糙度(Ra)和十点平均粗糙度(Rz),使用表面粗糙度测定装置(例如,(株)小坂研究所,型号SE-3500),在触针前端直径2μm、扫描速度0.5mm/s和扫描距离8mm的条件下进行测定,将测定的结果通过JIS B0601:2013或ISO 4287(1997)进行解析来求出。
[其他层]
本公开的脱模膜可以在基材层与脱模层之间具有抗静电层、着色层等。
为了使脱模膜容易从模具剥离,本公开的脱模膜可以在基材层的一个面上,即在与设有包含树脂粒子的脱模层(第一脱模层)的面相反的面上具有第二脱模层。作为第二脱模层的材料,考虑到从模具的脱模性、耐热性等,优选从上述粘合剂树脂中选择。第二脱模层的厚度没有特别限定,但优选为0.1μm~100μm。
<脱模膜的制造方法>
本公开的脱模膜可以通过公知的方法制造。例如,可以调制包含树脂粒子的脱模层形成用组合物,将脱模层形成用组合物供给至基材层的单面并使其干燥,从而制造本公开的脱模膜。本公开的脱模膜可以根据需要设置上述其他层。
[脱模层形成用组合物的调制]
脱模层形成用组合物的调制方法没有特别限定,例如可列举将树脂粒子分散在溶剂中的方法。脱模层形成用组合物除了树脂粒子以外,还可以包含粘合剂树脂和其他成分。
脱模层形成用组合物的调制中使用的溶剂没有特别限定。作为脱模层形成用组合物的调制中使用的溶剂,优选为可分散树脂粒子且可溶解粘合剂树脂的有机溶剂。作为有机溶剂,可列举甲苯、甲基乙基酮、乙酸乙酯等。
[脱模层形成用组合物的供给和干燥]
将脱模层形成用组合物赋予至基材层的单面的方法没有特别限定,可采用辊涂、棒涂、吻涂等公知的涂布方法。在对基材层的单面赋予脱模层形成用组合物时,优选按照干燥后的组合物层(脱模层)的厚度成为0.1μm~100μm的方式赋予。
对赋予至基材层单面的脱模层形成用组合物进行干燥的方法没有特别限定,可采用公知的干燥方法。例如可列举在温度50℃~150℃的气氛中放置0.1分钟~60分钟的干燥方法。
<半导体封装的制造方法>
本公开的脱模膜用于制造半导体封装。即,使用配置有本公开的脱模膜的模具,利用密封材将半导体芯片密封并将半导体封装成型。
本公开的脱模膜可适合地用于压缩成型。一般的压缩成型的工序如下所述。
将脱模膜配置于压缩成型装置的模具,通过真空吸附等使脱模膜追随模具的形状。接着,将半导体封装的密封材(例如,环氧树脂等)装入模具中,将半导体芯片配置于其上,一边进行加热一边压缩模具,从而使密封材固化,将半导体封装成型。接着,打开模具,取出成型后的半导体封装。
由于在压缩成型中,通常通过真空吸附等将脱模膜配置于模具,因此要求脱模膜对模具形状的追随性优异。本公开的脱模膜对模具的追随性优异,适合于压缩成型。
使用本公开的脱模膜成型的半导体封装的外观良好。另外,使用本公开的脱模膜成型的半导体封装抑制了由脱模膜的褶皱或松弛引起的半导体封装的密封缺陷,抑制了剥离脱模膜时可能受到的损伤。
实施例
以下,通过实施例对本公开的实施方式具体地进行说明,但本公开的实施方式并不限定于这些实施例。
<实施例1>
[脱模膜的制作]
将100质量份丙烯酸系树脂(帝国化学产业(株)、商品名WS-023)、10质量份交联剂(日本聚氨酯工业(株)、商品名CORONATE L)以及10质量份丙烯酸系树脂粒子(东洋纺(株)、商品名TAFTIC FH-S010、平均粒径10μm)添加于甲苯中,制成固体成分量15质量%的甲苯溶液,调制脱模层形成用组合物。
准备双轴延伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(Teijin Film Solutions(株)、商品名FT3、厚度25μm)作为基材层,通过前文所述的试验方法求出该双轴延伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的拉伸弹性模量和恢复率。
对双轴延伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜进行电晕处理后,使用辊涂机以干燥后的平均厚度成为10μm的方式在单面涂布脱模层形成用组合物,并进行干燥,形成脱模层,得到脱模膜。
通过使用SEM的前文所述的试验方法,求出所获得的脱模膜中脱模层所包含的树脂粒子的平均粒径和体积比例。另外,通过前文所述的试验方法求出所获得的脱模膜的拉伸弹性模量和恢复率。将测定结果示于表1。
[脱模膜的性能评价]
在压缩成型用模具的下模设置半导体裸芯片。将脱模膜配置于压缩成型用模具的上模,在真空中固定后,进行合模。将密封材(日立化成(株)、商品名CEL-9750ZHF10)压缩成型而获得半导体封装。模具温度设为180℃,成型压力设为6.86MPa(70kgf/cm2),成型时间设为180秒。作为脱模膜的性能,评价下述的项目(1)~(3)。将评价结果示于表1。
(1)成型时对模具的追随性
在压缩成型时目视观察脱模膜对模具的追随性,如下所述进行分类。
A+(◎):褶皱、松弛和隆起均没有观察到,对模具的追随充分。
A(○):观察到褶皱、松弛或隆起,但轻微,实用上没有问题。
B(△):观察到褶皱、松弛或隆起,但在实用上的允许范围内。
C(×):褶皱、松弛和隆起均观察到,对模具的追随不充分。
所谓“隆起”,是指脱模膜未充分追随模具,成为脱模膜从模具的角部浮起的状态,看起来就像在该角部搭起了帐篷的状态。
(2)从成型后的密封树脂的脱模性
进行从成型后的密封树脂以剥离角度180°、剥离速度300mm/分钟剥离脱模膜的剥离试验,测定剥离所需的力,如下所述进行分类。
A(○):小于0.5N/50mm
B(△):大于或等于0.5N/50mm且小于5.0N/50mm
C(×):大于或等于5.0N/50mm
(3)半导体封装的外观
目视观察成型后的半导体封装的外观,如下所述对有无由脱模膜的褶皱或松弛引起的外观不良进行分类。
A(○):由褶皱引起的外观不良和由松弛引起的外观不良均没有观察到。
B(△):观察到由褶皱引起的外观不良或由松弛引起的外观不良。
C(×):由褶皱引起的外观不良和由松弛引起的外观不良均观察到。
<实施例2~3>
除了将基材层变更为其他双轴延伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜以外,与实施例1同样地制作脱模膜,并评价性能。将评价结果示于表1。
<实施例4~7>
除了变更添加至脱模层形成用组合物中的丙烯酸系树脂粒子(TAFTIC FH-S010)的添加量,并如表1记载那样变更树脂粒子在脱模层中所占的体积比例以外,与实施例1同样地制作脱模膜,并评价性能。将评价结果示于表1。
<比较例1>
在实施例1中使用的双轴延伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(Teijin Film Solutions(株)、商品名FT3、厚度25μm)上不设置脱模层而用作脱模膜,并评价性能。将评价结果示于表1。
<比较例2>
除了不使用丙烯酸系树脂粒子(TAFTIC FH-S010)而调制脱模层形成用组合物以外,与实施例1同样地制作脱模膜,并评价性能。将评价结果示于表1。
<比较例3>
除了使用二氧化硅粒子(东亚合成(株)、商品名HPS-3500、平均粒径3.5μm)代替丙烯酸系树脂粒子(TAFTIC FH-S010)来调制脱模层形成用组合物以外,与实施例1同样地制作脱模膜,并评价性能。将评价结果示于表1。
<比较例4>
除了将基材层变更为其他双轴延伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜以外,与实施例1同样地制作脱模膜,并评价性能。将评价结果示于表1。
<比较例5>
除了将基材层变更为未延伸聚对苯二甲酸丁二酯膜以外,与实施例1同样地制作脱模膜,并评价性能。将评价结果示于表1。
[表1]
实施例1~7的脱模膜在成型时对模具的追随性优异,从成型后的密封树脂的脱模性良好,半导体封装的外观也良好。但是,树脂粒子在脱模层中所占的体积比例超过65体积%的实施例7中,观察到树脂粒子从脱模层的脱落。
通过在半导体封装的压缩成型中使用本实施方式的脱模膜,能够在不对半导体封装造成损伤的情况下容易地使密封材与模具脱模,且能够提供具有良好外观的半导体封装。
比较例1的脱模膜(不具有脱模层的脱模膜)无法从成型后的密封树脂剥离脱模膜。
比较例2的脱模膜(脱模层中不含树脂粒子的脱模膜)无法容易地从成型后的密封树脂剥离脱模膜。另外,半导体封装表面的外观不均匀,看到了密封材的流痕。
比较例3的脱模膜(脱模层中代替树脂粒子而包含二氧化硅粒子的脱模膜)无法容易地从成型后的密封树脂剥离脱模膜。另外,无论是目视还是显微镜观察,都观察到二氧化硅粒子从脱模层脱落。
日本专利申请2019-193307号的公开内容整体通过参照而引入本说明书中。
本说明书所记载的全部文献、专利申请和技术标准,与具体且分别记载了通过参照而引入各个文献、专利申请和技术标准的情况相同程度地,通过参照而引入本说明书中。
符号说明
10 脱模膜
20 基材层
30 脱模层。
Claims (8)
1.一种脱模膜,其用于制造半导体封装,所述脱模膜具有:
基材层,其在温度170℃时的拉伸弹性模量小于或等于150MPa并且在温度170℃时的恢复率大于或等于70%;以及
包含树脂粒子的脱模层,其配置于所述基材层的单面,
所述恢复率通过下述的试验方法来求出:将基材层切成以JIS K6251:2010为标准的哑铃状1号形试验片的形状,在试验片的中央部隔开40mm而设置平行的两条标线,将试验片设置于拉伸试验机,在温度170℃下,以拉伸速度500mm/分钟将试验片延伸100%,接着使拉伸试验机的试验片夹具返回到原来的位置,静置1分钟后,从试验机卸下试验片,测量两条标线间的距离L,单位为mm,根据下述式子算出恢复率,
恢复率(%)=(80-L)÷40×100。
2.根据权利要求1所述的脱模膜,所述树脂粒子在所述脱模层中所占的体积比例为5体积%~65体积%。
3.根据权利要求1或2所述的脱模膜,所述基材层为聚酯膜。
4.一种脱模膜,其用于制造半导体封装,所述脱模膜具有:
基材层;以及
包含树脂粒子的脱模层,其配置于所述基材层的单面,
所述脱模膜在温度170℃时的拉伸弹性模量小于或等于150MPa并且在温度170℃时的恢复率大于或等于70%,
将脱模膜切成以JIS K6251:2010为标准的哑铃状1号形试验片的形状,在试验片的中央部隔开40mm而设置平行的两条标线,将试验片设置于拉伸试验机,在温度170℃下,以拉伸速度500mm/分钟将试验片延伸100%,接着使拉伸试验机的试验片夹具返回到原来的位置,静置1分钟后,从试验机卸下试验片,测量两条标线间的距离L,单位为mm,根据下述式子算出恢复率,
恢复率(%)=(80-L)÷40×100。
5.根据权利要求4所述的脱模膜,所述树脂粒子在所述脱模层中所占的体积比例为5体积%~65体积%。
6.根据权利要求4或5所述的脱模膜,所述基材层为聚酯膜。
7.根据权利要求1、2、4、5中任一项所述的脱模膜,其用于半导体封装的压缩成型。
8.一种半导体封装的制造方法,使用配置有权利要求1~7中任一项所述的脱模膜的模具,利用密封材密封半导体芯片并将半导体封装成型。
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