CN116783259A - 膜和半导体封装体的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种膜,其依次具备基材、基底层和粘接层,上述基底层包含(甲基)丙烯酸聚合物与固化剂的反应固化物,通过拉伸试验在25℃、速度100mm/分钟下测定且由下式求得的上述基底层的伸长率为90%以上:伸长率(%)=(断裂时的伸长度(mm))×100/(拉伸前的夹具间距离(mm)),以及使用了该膜的半导体封装体的制造方法。

Description

膜和半导体封装体的制造方法
技术领域
本公开涉及膜和半导体封装体的制造方法。
背景技术
半导体元件以封装体的形态密封并安装在基板上,以阻隔外部气体及保护其免受外部气体的影响。在半导体元件的密封中,使用环氧树脂等固化性树脂。通过将半导体元件配置在模具内的规定位置,向模具内填充固化性树脂并使其固化,从而进行树脂密封。作为密封的方法,通常已知有传递成形法和压缩成形法。在半导体元件的密封中,为了提高封装体自模具的脱模性,大多在模具的内表面配置脱模用的膜。例如,专利文献1~3中记载了适合于半导体封装体制造的膜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2015/133630号
专利文献2:国际公开第2016/093178号
专利文献3:国际公开第2016/125796号
发明内容
发明所要解决的技术问题
半导体封装体中,为了散热性的提高和薄型化,有时使半导体元件、源电极、密封玻璃等电子部件从密封树脂露出。作为具有这种露出部的电子部件装置,代表性的是传感器。通过将想要露出的部分抵压在模具上同时填充固化性树脂并使其固化,从而制造电子部件的一部分从密封树脂露出的半导体封装体。
在具有该露出部的半导体封装体的制造中使用脱模用的膜的情况下,在使膜与电子部件的露出部直接接触的状态下进行密封。此时,将密封后的半导体封装体从膜剥离时膜的粘接层等的成分的一部分附着在电子部件上而残留,有时会造成对电子部件的污染。为了应对由膜的成分的迁移造成的对电子部件污染,专利文献3中提出了一种膜,其具备具有特定储能模量的基材、和包含具有特定官能团比率的丙烯酸聚合物和多官能异氰酸酯化合物的反应固化物的粘接层。
但是,随着近年来的半导体封装体形状的更加复杂化、具有露出部的半导体封装体的高低差的增加等,追随复杂的形状而使用膜的情况正在增加。此时发现,随着膜的拉伸,粘接层的成分容易向密封体迁移、即容易产生所谓的残胶,容易污染密封体。
本公开涉及提供一种即使拉伸也能抑制粘接层的成分向密封体迁移的膜、以及使用了该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
用于解决上述技术问题的技术方案包括以下形态。
<1>一种膜,其为依次具备基材、基底层和粘接层的膜,其特征是,所述基底层包含(甲基)丙烯酸聚合物与固化剂的反应固化物,通过拉伸试验在25℃、速度100mm/分钟下测定、且由下式求得的所述基底层的伸长率为90%以上,
伸长率(%)=(断裂时的伸长度(mm))×100/(拉伸前的夹具间距离(mm))。
<2>一种膜,其为依次具备基材、基底层和粘接层的膜,其特征是,所述基底层包含(甲基)丙烯酸聚合物与选自金属螯合物和环氧化合物的至少一种固化剂的反应固化物,所述(甲基)丙烯酸聚合物包含含羧基的(甲基)丙烯酸聚合物。
<3>如<2>所述的膜,其中,通过拉伸试验在25℃、速度100mm/分钟下测定、且由下式求得的上述基底层的伸长率为90%以上,
伸长率(%)=(断裂时的伸长度(mm))×100/(拉伸前的夹具间距离(mm))。
<4>如<1>~<3>中任一项所述的膜,其中,上述基底层的酸值为1~80mgKOH/g。
<5>如<1>~<4>中任一项所述的膜,其中,上述固化剂包含金属螯合物,相对于100质量份的上述(甲基)丙烯酸聚合物,上述金属螯合物的量为0.1~10质量份。
<6>如<1>~<5>中任一项所述的膜,其中,上述固化剂包含环氧化合物,相对于100质量份的上述(甲基)丙烯酸聚合物,上述环氧化合物的量为0.1~10质量份。
<7>如<1>~<6>中任一项所述的膜,其中,上述基材包含氟树脂。
<8>如<7>所述的膜,其中,上述氟树脂包含选自乙烯-四氟乙烯共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-全氟(烷基乙烯基醚)共聚物和四氟乙烯-六氟丙烯-偏二氟乙烯共聚物的至少一种。
<9>如<1>~<8>中任一项所述的膜,其中,上述基材经过电晕处理或等离子体处理。
<10>如<1>~<9>中任一项所述的膜,其中,上述粘接层包含含羟基的(甲基)丙烯酸聚合物与多官能异氰酸酯化合物的反应固化物。
<11>如<1>~<10>中任一项所述的膜,其中,在上述基底层和上述粘接层之间还具备防静电层。
<12>如<1>~<11>中任一项所述的膜,其中,其为在用固化性树脂密封半导体元件的工序中使用的脱模膜。
<13>一种半导体封装体的制造方法,其包括:
将上述<1>~<12>中任一项所述的膜配置在模具内表面;
在配置有上述膜的上述模具内配置固定有半导体元件的基板;
用固化性树脂密封上述模具内的半导体元件,制作密封体;以及
将上述密封体从上述模具脱模。
发明效果
根据本公开,提供一种即使拉伸也能抑制粘接层的成分向密封体迁移的膜、以及使用了该膜的半导体封装体的制造方法。
附图的简要说明
图1示出本公开的一形态中的膜的示意剖视图。
具体实施方式
以下,详细说明本公开的实施方式,但本公开的实施方式并不限定于以下的实施方式。
本公开中,术语“工序”包括独立于其他工序的工序,并且如果在不能与其他工序明确区别的情况下也能达到这一工序的目的时,则也包含该工序。
本公开中使用“~”表示的数值范围包括“~”的前后记载的数值分别作为最小值和最大值。
本公开中,各成分可以包含多种对应物质。组合物中存在多种对应于各成分的物质时,如果没有特别限定,则各成分的含有率或含量表示组合物中存在的该多种物质的合计含有率或合计量。
本公开中参照附图说明实施方式的情况下,该实施方式的构成并不限定于图中所示的构成。此外,各图中的构件的尺寸是概念性的,构件间的尺寸的相对关系并不限定于此。
本公开中,聚合物的“单元”表示存在于聚合物中并构成聚合物的来源于单体的部分。此外,将某单元的结构形成聚合物后进行化学转化而得的结构也称为单元。另外,根据情况,将来源于各单体的单元以该单体名加上“单元”的名称进行记述。
本公开中,膜和片不论其厚度如何,统称为“膜”。
本公开中,丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯统称为“(甲基)丙烯酸酯”,丙烯酸和甲基丙烯酸统称为“(甲基)丙烯酸”。
本公开中,有时将根据第一实施方式的膜和根据第二实施方式的膜统称为“本公开的膜”。
《膜》
本公开的第一实施方式的膜为依次具备基材、基底层和粘接层的膜,其中,上述基底层包含(甲基)丙烯酸聚合物与固化剂的反应固化物,通过拉伸试验在25℃、速度100mm/分钟下测定、且由下式求得的上述基底层的伸长率为90%以上。
伸长率(%)=(断裂时的伸长度(mm))×100/(拉伸前的夹具间距离(mm))
以下,将由上述方法测定的伸长率也简称为“伸长率”。
本公开的第二实施方式的膜为依次具备基材、基底层和粘接层的膜,其中,上述基底层包含(甲基)丙烯酸聚合物与选自金属螯合物和环氧化合物的至少一种固化剂的反应固化物,上述(甲基)丙烯酸聚合物包含含羧基的(甲基)丙烯酸聚合物。
发现了本公开的膜特别是在具有复杂形状的半导体封装体的元件密封中,能够抑制残胶的发生。当发明人在具有复杂形状的半导体封装体的元件密封中拉伸膜时,膜的粘接层无法追随复杂的形状而导致破裂,其结果是,推测粘接层从基材剥离并向半导体封装体的密封树脂迁移。于是,尝试制作粘接层也能追随复杂的形状而不易从基材剥离的膜,最终开发了本公开的膜。
第一实施方式的膜在基材和粘接层之间具有基底层,基底层包含(甲基)丙烯酸聚合物与固化剂的反应固化物,基底层的伸长率为90%以上。认为通过在基材和粘接层之间设置伸长率90%以上的基底层,由基材的拉伸引起的应力向粘接层的传播得到缓和,粘接层的破裂受到抑制。此外,认为藉此粘接层不易从基材剥离,粘接层的成分的迁移受到抑制。
第二实施方式的膜在基材和粘接层之间具有基底层,基底层包含(甲基)丙烯酸聚合物与选自金属螯合物和环氧化合物的至少一种的固化剂的反应固化物,其中上述(甲基)丙烯酸聚合物包含含羧基的(甲基)丙烯酸聚合物。当相对于(甲基)丙烯酸聚合物使用金属螯合物作为固化剂时,(甲基)丙烯酸聚合物中的羧基和金属螯合物形成基于配位键的松散交联结构,因此推测可获得拉伸性高的基底层。此外,发现即使使用环氧化合物作为固化剂,也能得到拉伸性高的基底层。认为通过在基材和粘接层之间设置该基底层,由基材的拉伸引起的应力向粘接层的传播得到缓和,粘接层的破裂受到抑制。此外,认为藉此粘接层不易从基材剥离,粘接层的成分的迁移受到抑制。
以下,参照附图说明膜的构成例。本公开的膜的不限定于附图的形态。
图1是示出本公开的膜的一形态的示意剖视图。膜1依次具备基材2、基底层3和粘接层4。膜被用于半导体元件的密封的情况下,基材2以与模具接触的方式配置,树脂密封后,粘接层4与密封体(即、半导体元件被密封的半导体封装体)接触。膜1还可以具备防静电层等其他层。
以下,对本公开的膜的各层进行详述。
<基材>
基材的材质没有特别限定,从膜的脱模性的角度考虑,优选包含具有脱模性的树脂(以下也记为“脱模性树脂”)。脱模性树脂是指仅由该树脂构成的层具有脱模性的树脂。作为脱模性树脂,可例举氟树脂、聚甲基戊烯、间规聚苯乙烯、聚环烯烃、有机硅橡胶、聚酯弹性体、聚对苯二甲酸丁二醇酯、非拉伸尼龙等。从自模具的脱模性、密封时模具的温度(例如180℃)下的耐热性、固化性树脂的流动和能够承受加压力的强度、高温下的伸长率等角度考虑,优选氟树脂、聚甲基戊烯、间规聚苯乙烯和聚环烯烃,从脱模性优异的角度考虑,更优选氟树脂。基材中所含的树脂可以单独使用1种,也可以2种以上组合使用。基材特别优选仅由氟树脂构成。
作为氟树脂,从脱模性及耐热性优异的角度考虑,优选氟化烯烃聚合物。氟化烯烃聚合物是具有基于氟化烯烃的单元的聚合物。氟化烯烃聚合物还可具有基于氟化烯烃的单元以外的其他单元。
作为氟化烯烃,可例举四氟乙烯(TFE)、氟乙烯、偏二氟乙烯、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。
作为氟化烯烃聚合物,可例举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-偏二氟乙烯共聚物(THV)等。氟化烯烃聚合物可单独使用1种,也可以2种以上组合使用。
作为氟化烯烃聚合物,从高温下的伸长率大的角度考虑,优选ETFE。ETFE是具有TFE单元和乙烯单元(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、和基于TFE及乙烯以外的第三单体的单元的聚合物。通过基于第三单体的单元的种类和含量容易调整ETFE的结晶度,藉此容易调整基材的储能模量或其他拉伸特性。例如,ETFE通过具有基于第三单体(特别是具有氟原子的单体)的单元,高温(特别是180℃左右)下的拉伸强度和伸长率有提高的倾向。
作为第三单体,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)表示的氟代烷基乙烯类。
单体(a3):氟代乙烯基醚类。
单体(a4):含官能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、偏二氟乙烯、氟乙烯、三氟氯乙烯等)、氟化丙烯类(六氟丙烯(HFP)、2-氢五氟丙烯等)等。
作为单体(a2),优选n为2~6的单体,更优选n为2~4的单体。另外,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(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=CFO(CF2)2CF3(全氟(丙基乙烯基醚)(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、5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐等。
第三单体可以单独使用1种,也可以2种以上组合使用。
作为第三单体,从容易调整结晶度的角度、以及高温(特别是180℃左右)下的拉伸强度和伸长率优异的观点考虑,优选单体(a2)、HFP、PPVE和乙酸乙烯酯,更优选HFP、PPVE、CF3CF2CH=CH2和PFBE,进一步优选PFBE。即,作为ETFE,优选具有基于TFE的单元、基于E的单元、基于PFBE的单元的共聚物。
ETFE中,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,进一步优选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异。
ETFE中的基于第三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%,进一步优选0.20~10摩尔%。基于第三单体的单元的比例如果在上述范围内,则ETFE的耐热性和机械强度优异。
基于第三单体的单元含有PFBE单元的情况下,PFBE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%,进一步优选1.0~3.6摩尔%。PFBE单元的比例如果在上述范围内,则能够将膜在180℃时的拉伸弹性模量调整至上述范围内。另外,高温(特别是180℃左右)下的拉伸强度和伸长率提高。
基材可以仅由脱模性树脂形成,除脱模性树脂外,还可以包含其他成分。作为其他成分,可例举润滑剂、抗氧化剂、防静电剂、增塑剂、脱模剂等。从不易污损模具的角度考虑,基材优选不含其他成分。
基材的厚度优选25~250μm,更优选25~100μm,进一步优选25~75μm。如果基材的厚度在上述范围的上限值以下,则膜能够容易地变形,模具顺应性优异。如果基材的厚度在上述范围的下限值以上,则膜容易操作,例如辊对辊中的操作容易,以拉伸膜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。
基材的厚度按照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测定方法)进行测定。以下,对膜的各层的厚度也同样测定。
基材的表面可以具有表面粗糙度。基材的表面的算术平均粗糙度Ra优选为0.2~3.0μm,更优选0.2~2.5μm。如果基材的表面的算术平均粗糙度Ra在上述范围的下限值以上,则自模具的脱模性更为优良。另外,基材的表面与模具不易发生粘黏(日文:ブロッキング),不易因粘黏而产生褶皱。如果基材的表面的算术平均粗糙度Ra在上述范围的上限值以下,则膜不易形成穿孔。
算术平均粗糙度Ra是根据JIS B 0601:2013(ISO 4287:1997,Amd.1:2009)测定的。粗糙度曲线用的基准长度lr(截断值λc)设定为0.8mm。
对基材的与其他层相邻的表面可以实施任意的表面处理。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。从基材与其他层的密合性的角度考虑,优选电晕处理或等离子体处理。
从基材与相邻层的密合性的角度考虑,基材的、基底层侧表面的润湿张力优选在20mN/m以上,更优选30mN/m以上,特别优选35mN/m以上。润湿张力的上限没有特别限定,可以是80mN/m以下。
基材可以是单层,也可以具有多层结构。作为多层结构,可例举各层含有脱模性树脂的多个层层叠而得的结构。这种情况下,多个层各自含有的脱模性树脂可以相同或不同。从模具顺应性、拉伸率、制造成本等观点考虑,基材优选是单层。从膜强度的角度考虑,基材优选具有多层结构。多层结构例如可以是将上述的含有脱模性树脂(优选氟树脂)的层与含有聚酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯(优选间规)、聚碳酸酯等树脂的树脂膜(可以是仅包含树脂的膜)层叠而得的结构,也可以是将含有第一脱模性树脂的层、上述树脂膜和含有第二脱模性树脂的层依次层叠而得的结构。含有脱模性树脂的层和树脂膜也可以通过粘合剂层叠。可以对各个含有脱模性树脂的层的单面或两面实施电晕处理或等离子体处理。基材具有该多层结构的情况下,含有脱模性树脂的层优选配置在基底层侧。基材具有该多层结构的情况下,配置在基底层侧的含有脱模性树脂的层的基底层侧的表面优选实施了电晕处理或等离子体处理。
<基底层>
基底层包含(甲基)丙烯酸聚合物与固化剂的反应固化物,并设置在基材和粘接层之间。
基底层的酸值没有特别限定,优选1~80mgKOH/g,更优选1~40mgKOH/g,进一步优选1~30mgKOH/g,特别优选5~30mgKOH/g。如果酸值在上述范围的上限值以下,则基底层的拉伸性优异。如果酸值在上述范围的下限值以上,则基底层的密合性优异。
基底层的酸值根据JIS K0070:1992中规定的方法进行测定。此外,基底层的酸值可由下式算出。
基底层的酸值(mgKOHg/g)=((使用的含羧基的(甲基)丙烯酸聚合物的总质量)×其酸值)÷(使用的(甲基)丙烯酸聚合物、金属螯合物及可追加添加的材料的固体成分总质量)
另外,基底层中使用多种含羧基的(甲基)丙烯酸聚合物的情况下,上式中“其酸值”是该多种含羧基的(甲基)丙烯酸聚合物总体的酸值的算术平均值。
((甲基)丙烯酸聚合物)
(甲基)丙烯酸聚合物是具有来源于具有(甲基)丙烯酰基的单体或(甲基)丙烯酸(以下将具有(甲基)丙烯酰基的单体或(甲基)丙烯酸也称为“(甲基)丙烯酸单体”)的构成单元的聚合物。来源于(甲基)丙烯酸单体的构成单元相对于(甲基)丙烯酸聚合物总体的比例没有特别限定,优选50质量%以上,更优选60质量%以上,进一步优选70质量%以上,特别优选80质量%以上。
(甲基)丙烯酸聚合物的聚合成分、即(甲基)丙烯酸单体可以是1种,也可以是2种以上。作为(甲基)丙烯酸单体,可例举不含羟基和羧基的(甲基)丙烯酸酯、含羟基的(甲基)丙烯酸酯、含羧基的(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸等。(甲基)丙烯酸聚合物可以是将这些(甲基)丙烯酸单体任意组合进行聚合而得的聚合物。
作为不含羟基和羧基的(甲基)丙烯酸酯,可例举(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸二甲苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸3-甲氧基丁酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸2-氨基乙酯、3-(甲基丙烯酰氧丙基)三甲氧基硅烷、(甲基)丙烯酸三氟甲基甲酯、(甲基)丙烯酸2-三氟甲基乙酯、(甲基)丙烯酸2-全氟乙基乙酯、(甲基)丙烯酸2-全氟乙基-2-全氟丁基乙酯、(甲基)丙烯酸2-全氟乙酯、(甲基)丙烯酸全氟甲酯、(甲基)丙烯酸二全氟甲基甲酯、(甲基)丙烯酸2-全氟甲基-2-全氟乙基甲酯、(甲基)丙烯酸2-全氟己基乙酯、(甲基)丙烯酸2-全氟癸基乙酯、(甲基)丙烯酸2-全氟十六烷基乙酯等。
作为(甲基)丙烯酸烷基酯,优选烷基的碳数为1~12的化合物,可例举(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸正庚酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯等。
作为含羟基的(甲基)丙烯酸酯,可例举(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟丁酯、1,4-环己烷二甲醇单丙烯酸酯、2-丙烯酰氧乙基-2-羟乙基-邻苯二甲酸等。
作为含羧基的(甲基)丙烯酸酯,可例举ω-羧基-聚己内酯单(甲基)丙烯酸酯等。
作为(甲基)丙烯酸,可例举丙烯酸和甲基丙烯酸。
在一形态中,(甲基)丙烯酸聚合物优选包含含羧基的(甲基)丙烯酸聚合物。作为含羧基的(甲基)丙烯酸聚合物,可例举以含羧基的单体作为构成成分的(甲基)丙烯酸聚合物,例如,以含羧基的(甲基)丙烯酸单体作为聚合成分的(甲基)丙烯酸聚合物。作为含羧基的(甲基)丙烯酸单体,可例举上述含羧基的(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸等。含羧基的(甲基)丙烯酸聚合物可以仅以含羧基的(甲基)丙烯酸单体作为构成成分,也可以是含羧基的(甲基)丙烯酸单体与其他单体的共聚物。
(甲基)丙烯酸聚合物的质均分子量(Mw)优选为1万~100万,更优选为5万~80万,进一步优选为10万~60万。如果Mw在上述范围的下限值以上,则基底层的强度优异。如果Mw在上述范围的上限值以下,则基底层的拉伸性优异。
含羧基的(甲基)丙烯酸聚合物的Mw优选为1万~100万,更优选为5万~80万,进一步优选为10万~60万。如果Mw在上述范围的下限值以上,则基底层的强度优异。如果Mw在上述范围的上限值以下,则基底层的拉伸性优异。
(甲基)丙烯酸聚合物的Mw是使用分子量已知的标准聚苯乙烯试样制成校正曲线、使用该校正曲线通过凝胶渗透色谱法进行测定而得的聚苯乙烯换算的值。
(甲基)丙烯酸聚合物的酸值没有特别限定,优选1~80mgKOH/g,更优选1~40mgKOH/g,进一步优选1~30mgKOH/g,特别优选5~30mgKOH/g。当酸值在上述范围的上限值以下时,基底层的拉伸性优异。当酸值在上述范围的下限值以上时,基底层的密合性优异。基底层使用多种(甲基)丙烯酸聚合物的情况下,上述范围是该多种(甲基)丙烯酸聚合物总体的酸值的优选范围。
含羧基的(甲基)丙烯酸聚合物的酸值没有特别限定,优选1~80mgKOH/g,更优选1~40mgKOH/g,进一步优选1~30mgKOH/g,特别优选5~30mgKOH/g。当酸值在上述范围的上限值以下时,基底层的拉伸性优异。当酸值在上述范围的下限值以上时,基底层的密合性优异。
(甲基)丙烯酸聚合物的酸值根据JIS K0070:1992中规定的方法进行测定。(甲基)丙烯酸聚合物的酸值是与固化剂反应时的形成交联的容易度的指标。
(固化剂)
固化剂只要是与(甲基)丙烯酸聚合物反应并发生固化者即可,无特别限定。作为固化剂,可例举多官能异氰酸酯化合物、金属螯合物、环氧化合物等。
作为多官能异氰酸酯化合物,可例举作为粘接层的成分在后面描述的多官能异氰酸酯化合物。
在一形态中,固化剂可以是选自金属螯合物和环氧化合物的至少一种。在一形态中,基底层包含:(甲基)丙烯酸聚合物与包含选自金属螯合物和环氧化合物的至少一种的固化剂的反应固化物,所述(甲基)丙烯酸聚合物包含含羧基的(甲基)丙烯酸聚合物。
-金属螯合物-
作为金属螯合物,可例举多价金属原子和有机化合物配位结合的化合物。金属螯合物可单独使用1种,也可以2种以上组合使用。
作为多价金属原子,可例举Al、Zr、Co、Cu、Fe、Ni、V、Zn、In、Ca、Mg、Mn、Y、Ce、Sr、Ba、Mo、La、Sn、Ti等。从低价和获得容易度的角度考虑,优选选自Al、Zr和Ti的至少一种,更优选Al。
作为与多价金属原子配位结合的有机化合物,可例举具有氧原子的有机化合物。作为具有氧原子的有机化合物,可例举烷基酯、醇化合物、羧酸化合物、醚化合物、酮化合物等。
从相对稳定和易于处理的角度考虑,作为金属螯合物,优选铝螯合物。作为铝螯合物,可例举三乙酰丙酮根合铝等。
当固化剂含有金属螯合物时,相对于100质量份的(甲基)丙烯酸聚合物,金属螯合物的量优选为0.1~10质量份,更优选为0.5~10质量份,进一步优选1.0~10重量份,特别优选2.5~10重量份。当金属螯合物的量在上述范围的上限值以下时,可以抑制由于未反应的金属螯合物的增加而导致的粘接层的剥离。当金属螯合物的量在上述范围的下限值以上时,可以抑制由于未反应的(甲基)丙烯酸聚合物的增加而导致的粘接层的剥离。
当固化剂含有金属螯合物、并与含羧基的(甲基)丙烯酸聚合物组合使用时,相对于100质量份的含羧基的(甲基)丙烯酸聚合物,金属螯合物的量优选为0.1~10质量份,更优选为0.5~10质量份,进一步优选1.0~10重量份,特别优选2.5~10重量份。当金属螯合物的量在上述范围的上限值以下时,可以抑制由于未反应的金属螯合物的增加而导致的粘接层的剥离。当金属螯合物的量在上述范围的下限值以上时,可以抑制由于未反应的含羧基的(甲基)丙烯酸聚合物的增加而导致的粘接层的剥离。
-环氧化合物-
作为环氧化合物,可例举在1分子中具有2个以上的环氧基的化合物。环氧化合物中的环氧基数优选为2个以上,更优选为2~6个。
作为环氧化合物,可例举N,N,N',N'-四缩水甘油基-间苯二甲胺、1,3-双(N,N-二缩水甘油氨基甲基)环己烷、间苯二酚二缩水甘油醚、甘油聚缩水甘油醚等。环氧化合物可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
作为环氧化合物,可使用市售品。作为市售品的示例,可例举三菱瓦斯化学株式会社制造的TETRAD-X(商品名)、TETRAD-C(商品名)、长濑ChemteX株式会社制造的Denacol(注册商标)EX-201(商品名)、Denacol(注册商标)EX-313(商品名)等。
从不过度增加交联密度而获得高拉伸性的角度考虑,环氧化合物的环氧当量优选为300g/eq以下,更优选为200g/eq以下,进一步优选为150g/eq以下,特别优选120g/eq以下。从提高基底层的强度的角度考虑,环氧化合物的环氧当量优选为30g/eq以上,更优选为50g/eq以上,进一步优选为90g/eq以上。
从该角度考虑,环氧化合物的环氧当量优选为30~300g/eq,更优选为50~200g/eq,进一步优选为90~120g/eq。
当固化剂含有环氧化合物时,相对于100质量份的(甲基)丙烯酸聚合物,环氧化合物的量优选为0.1~10质量份,更优选为0.5~10质量份,进一步优选1.0~10重量份,特别优选2.5~10重量份。当环氧化合物的量在上述范围的上限值以下时,可以抑制由于未反应的环氧化合物的增加而导致的粘接层的剥离。当环氧化合物的量在上述范围的下限值以上时,可以抑制由于未反应的(甲基)丙烯酸聚合物的增加而导致的粘接层的剥离。
当固化剂含有环氧化合物、并与含羧基的(甲基)丙烯酸聚合物组合使用时,相对于100质量份的(甲基)丙烯酸聚合物,环氧化合物的量优选为0.1~10质量份,更优选为0.5~10质量份,进一步优选1.0~10重量份,特别优选2.5~10重量份。当环氧化合物的量在上述范围的上限值以下时,可以抑制由于未反应的环氧化合物的增加而导致的粘接层的剥离。当环氧化合物的量在上述范围的下限值以上时,可以抑制由于未反应的含羧基的(甲基)丙烯酸聚合物的增加而导致的粘接层的剥离。
〔基底层的厚度〕
基底层的厚度优选为0.1~3.0μm,更优选0.2~2.5μm,进一步优选0.3~2.0μm。当基底层的厚度在上述范围的下限值以上时,基材的相对于伸长的应力缓和优异。当基底层的厚度在上述范围的上限值以下时,粘接层的涂布稳定性优异。
〔基底层的伸长率〕
基底层的伸长率优选为90%以上,更优选100%以上,进一步优选150%以上,特别优选200%以上,极优选300%以上。伸长率的上限没有特别限制,伸长率可以在600%以下,也可以在500%以下。基底层的伸长率在以下的条件下测定。
在25℃、速度100mm/分钟的条件下进行拉伸试验,用下式求出伸长率。
伸长率(%)=(断裂时的伸长度(mm))×100/(拉伸前的夹具间距离(mm))
具体而言,伸长率通过实施例中记载的方法测定。
对调整基底层的伸长率的方法没有特别限定,可通过调整基底层的成分的种类、配方等来进行。例如,通过掺和基底层的成分以降低交联密度、通过选择基底层的成分以使交联结构松散等,可将伸长率调整到90%以上。
<粘接层>
粘接层是对其他构件有粘接性的层。对粘接层的材质没有特别限定。在一形态中,粘接层可以包含含羟基的(甲基)丙烯酸聚合物与多官能异氰酸酯化合物的反应固化物。该情况下,含羟基的(甲基)丙烯酸聚合物与多官能异氰酸酯化合物反应并交联,形成反应固化物。粘接层也可以是含羟基的(甲基)丙烯酸聚合物、多官能异氰酸酯化合物和其他成分的反应固化物。
(含羟基的(甲基)丙烯酸聚合物)
含羟基的(甲基)丙烯酸聚合物所具有的羟基是与多官能异氰酸酯化合物中的异氰酸酯基反应的交联官能团。
含羟基的(甲基)丙烯酸聚合物的羟值优选为1~100mg KOH/g,更优选29~100mgKOH/g。羟值按照JIS K0070:1992中规定的方法进行测定。
含羟基的(甲基)丙烯酸聚合物可具有羧基,也可不具有羧基。与羟基同样,羧基是与多官能异氰酸酯化合物中的异氰酸酯基反应的交联官能团。
含羟基的(甲基)丙烯酸聚合物的酸值优选为0~100mg KOH/g,更优选0~30mgKOH/g。与羟值同样,酸值也按照JIS K0070:1992中规定的方法进行测定。
含羟基的(甲基)丙烯酸聚合物的交联官能团当量、即羟基和羧基的总当量优选在2000g/摩尔以下,更优选500~2000g/摩尔,进一步优选1000~2000g/摩尔。
交联官能团当量相当于交联点间分子量,是决定交联后的弹性模量、即反应固化物的弹性模量的物性值。当交联官能团当量在上述范围的上限值以下时,反应固化物的弹性模量高,粘接层的相对于树脂、电子部件等的脱模性优异。此外,可抑制粘接层的成分向树脂、电子部件等迁移。
含羟基的(甲基)丙烯酸聚合物中,羟基可存在于侧基,也可存在于主链末端,还可存在于侧链和主链的两者中。从羟基含量容易调整的角度考虑,优选至少存在于侧基。
作为羟基存在于侧基的含羟基的(甲基)丙烯酸聚合物,优选具有以下的单元(c1)和单元(c2)的共聚物。
单元(c1):含羟基的(甲基)丙烯酸酯单元。
单元(c2):单元(c1)以外的单元。
作为单元(c1),可例举例如以下的单元。
-(CH2-CR1(COO-R2-OH))-
单元(c1)中,R1是氢原子或甲基;R2是碳数2~10的亚烷基、碳数3~10的环亚烷基、或-R3-OCO-R5-COO-R4-。R3和R4分别独立地是碳数2~10的亚烷基,R5是亚苯基。
作为R1,优选氢原子。
R2、R3、R4中的亚烷基可为直链状,也可为支链状。
作为成为单元(c1)的单体的具体例,可例举(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、1,4-环己烷二甲醇单丙烯酸酯、2-丙烯酰氧基乙基-2-羟基乙基-邻苯二甲酸等。成为单元(c1)的单体可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
作为单元(c1),从羟基的反应性优良的角度考虑,优选R2为碳数2~10的亚烷基的单元。即,优选具有碳数2~10的羟烷基的(甲基)丙烯酸羟烷酯单元。
单元(c1)在构成含羟基的(甲基)丙烯酸聚合物的全部单元的合计(100摩尔%)中的比例优选为3~30摩尔%,更优选3~20摩尔%。当单元(c1)的比例在上述范围的下限值以上时,基于多官能异氰酸酯化合物的交联密度变得足够高,粘接层的相对于树脂、电子部件等的脱模性优异。当单元(c1)的比例在上述范围的上限值以下时,粘接层的密合性优异。
单元(c2)只要能够与形成单元(c1)的单体共聚即可,无特别限定。单元(c2)可具有羧基,优选不具有除羧基以外的能与异氰酸酯基反应的反应性基团(例如氨基)。
作为成为单元(c2)的单体,可例举不具有羟基的(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸、丙烯腈、含不饱和双键的大分子等。作为含不饱和双键的大分子,可例举聚乙二醇单烷基醚的(甲基)丙烯酸酯等具有聚氧化烯链的大分子等。
作为不含羟基的(甲基)丙烯酸酯,可例举(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸二甲苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸3-甲氧基丁酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸2-氨基乙酯、3-(甲基丙烯酰氧丙基)三甲氧基硅烷、(甲基)丙烯酸三氟甲基甲酯、(甲基)丙烯酸2-三氟甲基乙酯、(甲基)丙烯酸2-全氟乙基乙酯、(甲基)丙烯酸2-全氟乙基-2-全氟丁基乙酯、(甲基)丙烯酸2-全氟乙酯、(甲基)丙烯酸全氟甲酯、(甲基)丙烯酸二全氟甲基甲酯、(甲基)丙烯酸2-全氟甲基-2-全氟乙基甲酯、(甲基)丙烯酸2-全氟己基乙酯、(甲基)丙烯酸2-全氟癸基乙酯、(甲基)丙烯酸2-全氟十六烷基乙酯等。
作为(甲基)丙烯酸烷基酯,优选烷基的碳数为1~12的化合物,可例举(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸正庚酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯等。
单元(c2)优选至少含有(甲基)丙烯酸烷基酯单元。
(甲基)丙烯酸烷基酯单元在构成含羟基的(甲基)丙烯酸聚合物的全部单元的合计(100摩尔%)中的比例优选为60~97摩尔%,更优选70~97摩尔%,进一步优选80~97摩尔%。当(甲基)丙烯酸烷基酯单元的比例在上述范围的下限值以上时,来源于(甲基)丙烯酸烷基酯的结构的玻璃化温度、机械物性等呈现,粘接层的机械强度和粘接性优异。当丙烯酸烷基酯单元的比例在上述范围的上限值以下时,由于羟基的含量充足而交联密度,能够呈现出高弹性模量。
含羟基的(甲基)丙烯酸聚合物的Mw优选为10万~120万,更优选20万~100万,进一步优选20万~70万。当Mw在上述范围的下限值以上时,粘接层的相对于树脂、电子部件等的脱模性优异。当Mw在上述范围的上限值以下时,粘接层的密合性优异。
含羟基的(甲基)丙烯酸聚合物的Mw是使用分子量已知的标准聚苯乙烯试样制成校正曲线、使用该校正曲线通过凝胶渗透色谱法进行测定而得的聚苯乙烯换算的值。
含羟基的(甲基)丙烯酸聚合物的玻璃化温度(Tg)优选在20℃以下,更优选在0℃以下。当Tg在上述范围的下限值以上时,即使在低温下粘接层也呈现充分的可挠性,不易从基材剥离。
另外,Tg的下限无特别限定,但在上述分子量范围内,优选在-60℃以上。
Tg是指用差示扫描量热测定(DSC)法测定的中间点玻璃化温度。
(多官能异氰酸酯化合物)
多官能异氰酸酯化合物是具有2个以上的异氰酸酯基的化合物,优选为具有3~10个异氰酸酯基的化合物。
作为多官能异氰酸酯化合物,可例举例如六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、萘基二异氰酸酯(NDI)、邻联甲苯二异氰酸酯(TODI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、三苯甲烷三异氰酸酯、硫代磷酸三苯基异氰酸酯等。另外,可例举这些多官能异氰酸酯化合物的异氰脲酸酯体(三聚体)和缩二脲体、这些多官能异氰酸酯化合物与多元醇化合物的加合物等。
多官能异氰酸酯化合物如果具有异氰脲酸酯环,从该环结构的平面性带来的反应固化物(粘接层)呈现高弹性模量的角度考虑是优选的。
作为具有异氰脲酸酯环的多官能异氰酸酯化合物,可例举HDI的异氰脲酸酯体(异氰脲酸酯型HDI)、TDI的异氰脲酸酯体(异氰脲酸酯型TDI)、MDI的异氰脲酸酯体(异氰脲酸酯型MDI)等。
(其他成分)
作为粘接层中使用的其他成分,可例举交联催化剂(胺类、金属化合物、酸等)、增强性填料、着色性染料、颜料、防静电剂等。
交联催化剂在以多官能异氰酸酯化合物作为交联剂时,只要是对上述的含羟基的丙烯酸共聚物和交联剂的反应(氨基甲酸酯化反应)起催化作用的物质即可,能够使用一般的氨基甲酸酯化反应催化剂。作为交联催化剂,可例举叔胺等胺化合物;有机锡化合物、有机铅化合物、有机锌化合物等有机金属化合物等。作为叔胺,可例举三烷基胺、N,N,N’,N’-四烷基二胺、N,N-二烷基氨基醇、三亚乙基二胺、吗啉衍生物、哌嗪衍生物等。作为有机锡化合物,可例举氧化二烷基锡、二烷基锡的脂肪酸盐、二价锡(日文:第1錫)的脂肪酸盐等。
作为交联催化剂,优选有机锡化合物,更优选氧化二辛基锡、二月桂酸二辛锡、月桂酸二丁锡、二月桂酸二丁锡。另外,也可使用二烷基锡酯与乙酰丙酮在溶剂中反应而合成的、具有1原子的二烷基锡与2分子的乙酰丙酮配位而得的结构的二烷基乙酰丙酮锡络合物催化剂。
相对于含羟基的(甲基)丙烯酸聚合物100质量份,交联催化剂的使用量优选为0.01~0.5质量份。
作为防静电剂,可例举离子液体、导电性聚合物、金属离子传导型盐、导电性金属氧化物等。
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,可例举聚苯胺聚合物、聚乙炔聚合物、聚对亚苯基聚合物、聚吡咯聚合物、聚噻吩聚合物、聚乙烯基咔唑聚合物等。
作为金属离子传导型盐,可例举锂盐化合物等。
作为导电性金属氧化物,可例举氧化锡、掺锡氧化铟、掺锑氧化锡、掺磷氧化锡、锑酸锌、氧化锑等。
防静电剂的使用量可根据粘接层所需的表面电阻值来适当设定。
形成粘接层时所用的粘接层用组合物中的含羟基的(甲基)丙烯酸聚合物和多官能异氰酸酯化合物的合计含量相对于粘接层用组合物的总量优选为50质量%以上,更优选60质量%以上,进一步优选70质量%以上。另外,粘接层用组合物中不含液态介质。
〔粘接层的厚度〕
粘接层的厚度优选为0.05~3.0μm,更优选0.05~2.5μm,进一步优选0.05~2.0μm。当粘接层的厚度在上述范围的下限值以上时,脱模性优异。当粘接层的厚度在上述范围的上限值以下时,涂布稳定性优异。此外,当粘接层的厚度在上述范围的上限值以下时,涂布后的粘性不会变得过强,连续涂布工艺容易。
<其他层>
膜可以具备基材、基底层和粘接层以外的层,也可以不具备基材、基底层和粘接层以外的层。作为其他层,可例举阻气层、防静电层、着色层等。这些层可单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
从有效防止剥离时的放电导致的半导体元件等的破坏的角度考虑,在基材与粘接层之间或在基底层与粘接层之间优选具有防静电层。即、膜依次具备基材、防静电层、基底层和粘接层,也可以依次具备基材、基底层、防静电层和粘接层。
防静电层是含有防静电剂的层。作为防静电剂,可例举与所述相同的成分。
防静电层中,防静电剂优选分散于树脂粘合剂中。作为树脂粘合剂,优选具有能够耐受密封工序时的温度(例如180℃)的耐热性,可例举丙烯酸树脂、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-乙烯醇共聚物等。
树脂粘合剂也可为交联状态。树脂粘合剂如果交联,则与未交联的情况相比,耐热性优良。
防静电层的厚度优选为0.05μm~3.0μm,更优选0.1μm~2.5μm。当防静电层的厚度在上述范围的下限值以上时,呈现出导电性,防静电功能优异。当防静电层的厚度在上述范围的上限值以下时,以涂布面的外观稳定性为代表的生产工艺的稳定性优异。
防静电层的表面电阻值优选在1010Ω/□以下,更优选在109Ω/□以下。
〔膜的制造方法〕
膜例如通过以下的方法制造。
在基材的一个表面上涂覆包含含(甲基)丙烯酸聚合物和固化剂的基底层用组合物、和液态介质的基底层用涂布液并进行干燥,形成基底层。在所形成的基底层的、与基材相反侧的表面上涂覆包含粘接层用组合物和液态介质的粘接层用涂布液并进行干燥,形成粘接层。可以在形成基底层后形成防静电层,然后形成粘接层。也可以形成其他任意的层。在各层的形成中,为了促进固化可以进行加热。
〔膜的特性〕
(表面电阻值)
膜的表面电阻值没有特别限定,可以在10 17Ω/□以下,优选在10 11Ω/□以下,更优选在10 10Ω/□以下,进一步优选在10 9Ω/□以下。对表面电阻值的下限没有特别限定。
膜的表面电阻值根据IEC 60093:1980:双环电极法、在施加电压500V、施加时间1分钟的条件下进行测定。作为测定仪器,例如可以使用超高电阻计R8340(Advantec公司)。
〔膜的用途〕
本公开的膜例如可用作在用固化性树脂密封半导体元件的工序中使用的脱模膜。其中,特别是可用作具有复杂形状的半导体封装体、例如电子部件的一部分从所述树脂露出的密封体的制作工序中使用的脱模膜。
《半导体封装体的制造方法》
在一形态中,半导体封装体的制造方法包括:将本公开的膜配置在模具内表面;在配置有上述膜的上述模具内配置固定有半导体元件的基板;用固化性树脂密封上述模具内的半导体元件,制作密封体;以及将上述密封体从上述模具脱模。
作为半导体封装体,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(即、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,优选经过批量密封(日文:一括封止)和切割来制造的封装体,密封方式可例举MAP(模制阵列封装,Moldied Array Packaging)方式、或WL(晶圆勒贝尔封装Wafer Lebel packaging)方式的集成电路等。
作为固化性树脂,优选环氧树脂、有机硅树脂等热固性树脂,更优选环氧树脂。
在一形态中,半导体封装体除半导体元件外,还可具有或不具有源电极、密封玻璃等电子部件。此外,该半导体元件、源电极、密封玻璃等电子部件中的一部分可以从树脂露出。
上述半导体封装体的制造方法中,除了使用本公开的膜外,可采用公知的制造方法。例如作为半导体元件的密封方法,可例举传递成形法,作为此时使用的装置,可使用公知的传递成形装置。制造条件也可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。
实施例
以下,通过实施例具体说明本公开的实施方式,但本公开的实施方式并不限定于这些实施例。
以下的例中,例1~9和13~17是实施例,例10~12是比较例。
各层的形成中使用的材料如下所述。
<基材>
·ETFE膜1:将Fluon(注册商标)ETFE C-88AXP(AGC株式会社制)供于具备T模具的挤出机,从表面带有凹凸的按压辊和镜面金属辊之间拉出,制作了厚度50μm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。
·ETFE膜2:对ETFE膜1的镜面侧实施了电晕处理。电晕处理后的面的基于ISO8296:1987(JIS K6768:1999)的润湿张力为50mN/m。
·ETFE膜3:对ETFE膜1的两面在0.2托的气压、氩气氛下施加110KHz的高频电压,在300Wmin/m 2的放电功率密度下实施了等离子体处理。等离子体处理后的面的基于ISO8296:1987(JIS K6768:1999)的润湿张力为58mN/m。
·ETFE膜4:将Fluon(注册商标)ETFE C-88AXP(AGC株式会社制)供于具备T模具的挤出机,从表面不具有凹凸的按压辊和镜面金属辊之间拉出,制作了厚度12μm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0.2μm,在镜面侧为0.2μm。对所得的膜的两个面实施了电晕处理。电晕处理后的面的基于ISO8296:1987(JIS K6768:1999)的润湿张力为50mN/m。
·ETFE膜5:除了对所得的膜的镜面侧实施电晕处理、没有对按压辊侧实施电晕处理以外,与ETFE膜4同样。
·ETFE膜6:除了改为厚度25μm以外,与ETFE膜1同样地得到。所得的膜的表面Ra在按压辊侧为2.0μm,在镜面侧为0.2μm。
·层叠体1:在厚度12μm的聚酯膜(东洋纺株式会社制エステル(注册商标)NSCW)的单面上通过粘合剂(DIC株式会社制クリスボン(注册商标)NT-258:东曹株式会社制コロネート(注册商标)2096=16:1(质量比))粘贴ETFE膜4。接着,在聚酯膜的另一面上通过粘合剂(DIC株式会社制クリスボン(注册商标)NT-258:东曹株式会社制コロネート(注册商标)2096=16:1)粘贴ETFE膜5的镜面侧。
·层叠体2:在厚度25μm的聚酯膜(东洋纺株式会社制テトロンGEC)的单面上通过粘合剂(DIC株式会社制クリスボン(注册商标)NT-258:东曹株式会社制コロネート(注册商标)2096=16:1(质量比))粘贴ETFE膜4。接着,在聚酯膜的另一面上通过(DIC株式会社制クリスボン(注册商标)NT-258:东曹株式会社制コロネート(注册商标)2096=16:1(质量比))粘贴ETFE膜5的镜面侧。
·层叠体3:在厚度38μm的聚酯膜(东洋纺株式会社制テトロンGEC)的单面上通过粘合剂(DIC株式会社制クリスボン(注册商标)NT-258:东曹株式会社制コロネート(注册商标)2096=16:1)粘贴ETFE膜4。
·层叠体4:在厚度75μm的聚酯膜(佛山杜邦鸿基薄膜有限公司制テイジンテトロンHS74)的单面上通过粘合剂(DIC株式会社制クリスボン(注册商标)NT-258:东曹株式会社制コロネート(注册商标)2096=16:1)粘贴ETFE膜4。
·层叠体5:在厚度12μm的聚酯膜(东洋纺株式会社制エステル(注册商标)NSCW)的单面上通过粘合剂(DIC株式会社制クリスボン(注册商标)NT-258:东曹株式会社制コロネート(注册商标)2096=16:1)粘贴ETFE膜4。接着,在聚酯膜的另一面上通过粘合剂(DIC株式会社制クリスボン(注册商标)NT-258:东曹株式会社制コロネート(注册商标)2096=16:1(质量比))粘贴ETFE膜6的镜面侧。
<基底层用涂布液>
〔(甲基)丙烯酸聚合物〕
·(甲基)丙烯酸聚合物1:将以下的(甲基)丙烯酸单体1~3按照达到酸值18.7mgKOH/g、Mw15万的条件进行配比和聚合,得到了(甲基)丙烯酸聚合物1。
(甲基)丙烯酸单体1:甲基丙烯酸甲酯。
(甲基)丙烯酸单体2:丙烯酸2-乙基己酯。
(甲基)丙烯酸单体3:丙烯酸。
〔金属螯合物〕
·金属螯合物1:三乙酰丙酮根合铝(商品名:アルミキレートA、川研精细化学株式会社(川研ファインケミカル社)制)。
〔环氧化合物〕
·环氧化合物1:TETRAD-X(商品名、三菱瓦斯化学株式会社制、N,N,N’,N’-四缩水甘油基-间苯二甲胺、环氧当量95~110g/eq)。
<防静电层用涂布液>
含防静电剂的材料1:アラコート(注册商标)AS601D(荒川化学工业株式会社(荒川化学工業社)制),固体成分3.4质量%,导电性聚噻吩0.4质量%,丙烯酸树脂3.0质量%。
固化剂1:アラコート(注册商标)CL910(荒川化学工业株式会社制),固体成分10质量%,多官能氮丙啶化合物。
<粘接层用涂布液>
·(甲基)丙烯酸聚合物2稀释液:ニッセツ(注册商标)KP2562(NCI株式会社(日本カーバイド工業)制)、固体成分35%。(甲基)丙烯酸聚合物2含羟基、不含羧基。
·多官能异氰酸酯化合物1:ニッセツCK157(NCI株式会社制)、固体成分100%、异氰脲酸酯型六亚甲基二异氰酸酯、NCO含量21质量%。
<例1>
〔基底层的制作〕
用乙酸乙酯稀释(甲基)丙烯酸聚合物1,得到固体成分为45质量%的(甲基)丙烯酸聚合物1稀释液。
将金属螯合物1用甲苯和乙酰丙酮稀释,制成固体成分7质量%,得到了金属螯合物1稀释液。
将(甲基)丙烯酸聚合物1稀释液100质量份、金属螯合物1稀释液37质量份、及作为稀释溶剂的乙酸乙酯150质量份混合,制备了固体成分14质量%的基底层用涂布液。
用凹版涂布机在ETFE膜2的实施了电晕处理的镜面侧表面涂布基底层用涂布液并使之干燥,形成了厚0.8μm的基底层。使用Φ100mm×250mm宽的格子150#-深度40μm的辊作为凹版,用直接凹版方式进行了涂布。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19m/秒的风量进行了干燥。然后以40℃、120小时的条件进行养护,得到了基底层。
此时的基底层的酸值为17.7mgKOH/g。另外,基底层的酸值用下式算出。以下其他例的酸值也同样地算出。
基底层的酸值(mgKOHg/g)=((使用的含羧基的(甲基)丙烯酸聚合物的总质量)×其酸值)÷(使用的(甲基)丙烯酸聚合物、金属螯合物及可追加添加的材料的固体成分总质量)
此外,此时基底层中的金属螯合物含量相对于100质量份的(甲基)丙烯酸聚合物,为5.8质量份。上述金属螯合物的含量使用下式求出。以下其他例的金属螯合物的含量也同样地算出。
金属螯合物的含量(质量份)=涂布液中的金属螯合物固体成分质量/(涂布液中的(甲基)丙烯酸聚合物1和2的总质量)×100
〔粘接层的制作〕
将100质量份的(甲基)丙烯酸聚合物2稀释液、6质量份的多官能异氰酸酯化合物1、及乙酸乙酯混合,制备了粘接层用涂布液。乙酸乙酯的掺入量是使粘接层用涂布液的固体成分为14质量%的量。
使用凹版涂布机在基底层表面上涂布粘接层用涂布液并使其干燥,形成厚0.8μm的粘接层。使用Φ100mm×250mm宽的格子150#-深度40μm的辊作为凹版,用直接凹版方式进行了涂布。在100℃下以1分钟的时长通过辊支撑干燥炉,以19m/秒的风量进行了干燥。然后以40℃、120小时的条件进行养护,得到了膜。
<例2>
除了在例1的基底层上形成防静电层以外,与例1同样地得到了膜。防静电层的形成如下进行。
〔防静电层的制作〕
将100质量份的含防静电剂的材料1、和10质量份的固化剂1混合,制备了固体成分为2质量%的防静电层用涂布液。使用凹版涂布机在基底层表面上涂布防静电层用涂布液并使其干燥,形成厚0.2μm的防静电层。使用Φ100mm×250mm宽的格子150#-深度40μm的辊作为凹版,用直接凹版方式进行了涂布。在100℃下以1分钟的时长通过辊支撑干燥炉,以19m/秒的风量进行了干燥。
<例3>
将与例1同样的粘接层用涂布液、和与例1同样的基底层用涂布液按照质量比2:8的条件进行混合,制备了基底层用涂布液。除了使用该基底层用涂布液制作基底层以外,与例2同样地得到了膜。
<例4>
除了作为基材使用ETFE膜3代替ETFE膜2以外,与例2同样地得到了膜。另外,基底层形成于ETFE膜3的镜面侧表面。
<例5>
将与例1同样的粘接层用涂布液、和与例1同样的基底层用涂布液按照质量比5:5的条件进行混合,制备了基底层用涂布液。除了使用该基底层用涂布液制作基底层以外,与例2同样地得到了膜。
<例6>
除了作为基底层的固化剂使用将环氧化合物1用乙酸乙酯和异丙醇稀释后的固体成分7质量%的环氧化合物1稀释液来代替金属螯合物1稀释液以外,与例2同样地得到了膜。
<例7>
除了作为基材使用ETFE膜3代替ETFE膜2以外,与例6同样地得到了膜。另外,基底层形成于ETFE膜3的镜面侧表面。
<例8>
除了将粘接层的厚度改为0.1μm以外,与例2同样地得到了膜。
<例9>
将与例1同样的粘接层用涂布液、和与例1同样的基底层用涂布液按照质量比9:1的条件进行混合,制备了基底层用涂布液。除了使用该基底层用涂布液制作基底层以外,与例2同样地得到了膜。
<例10>
除了使用与例1同样的粘接层用涂布液作为基底层用涂布液来制作基底层以外,与例2同样地得到了膜。
<例11>
除了没有设置基底层以外,与例2同样地得到了膜。
<例12>
除了没有设置基底层和粘接层以外,与例2同样地得到了膜。
<例13>
除了作为基材使用层叠体1代替ETFE膜2以外,与例2同样地得到了膜。另外,基底层形成于ETFE膜4的与聚酯膜相反侧的面。
<例14>
作为基材,除了使用层叠体2代替ETFE膜2以外,与例2同样地得到了膜。另外,基底层形成于ETFE膜4的与聚酯膜相反侧的面。
<例15>
除了作为基材使用层叠体3代替ETFE膜2以外,与例2同样地得到了膜。另外,基底层形成于ETFE膜4的与聚酯膜相反侧的面。
<例16>
除了作为基材使用层叠体4代替ETFE膜2以外,与例2同样地得到了膜。另外,基底层形成于ETFE膜4的与聚酯膜相反侧的面。
<例17>
除了作为基材使用层叠体5代替ETFE膜2以外,与例2同样地得到了膜。另外,基底层形成于ETFE膜4的与聚酯膜相反侧的面。
[评价]
(厚度)
基材、基底层、防静电层和粘接层的厚度(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测定方法)进行测定。
(基底层的伸长率)
按照以下的1~4的步骤实施试验。
1.在有机硅涂布PET(NSセパレーターA(商品名)、中本包装株式会社(中本パックス)制)上涂布固化前的基底层用涂布液,使得固化后的厚度为100μm,使其干燥,制作了带基底层的PET。
2.将所得的带基底层的PET切割成20mm宽的长条状,剥离PET,得到仅有基底层的成形物。
3.将仅有基底层的成形物从端部卷起,制成圆柱状。
4.使用拉伸试验机(奥利安泰克公司(オリエンテック社)制RTC-131-A)以拉伸前的夹具间距离10mm宽、100mm/分钟的速度拉伸圆柱状的成形物,测定到断裂为止的伸长度(以下也记为“断裂时的伸长度”)(mm)。测定在25℃下进行。
伸长率(%)=断裂时的伸长度(mm)/拉伸前的夹具间距离(10mm)×100
(表面电阻值)
膜的表面电阻值(Ω/□)按照IEC 60093:1980:双环电极法进行了测定。使用超高电阻计R8340(先进技术株式会社(Advantec社))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。
(粘接层的剥离度)
将各例中制作的膜切割成长条状(宽50mm、长100mm)。使用拉伸试验机(奥利安泰克公司制RTC-131-A)将膜夹持在夹具中。以拉伸前的夹具间距离25mm、速度100mm/分钟拉伸膜,直到伸长度达到200%。根据JIS-K5600-5-6:1999中规定的附着性划格法对膜中央部进行划格后,粘贴Cellotape(注册商标)(尼其邦株式会社(ニチバン社)制CT-18),在Cellotape(注册商标)上用辊往返压接20次后,用手剥离。将与JIS-K5600-5-6:1999中规定的“试验结果的分类0切割边缘完全光滑、任何格子眼都没有剥落”相当者记为良(A),将与其不相当者记为不良(B)。
(脱模性)
在厚度3mm、尺寸15cm×15cm的正方形的第一金属板(SUS304)上放置厚度100μm、尺寸15cm×15cm的正方形的铝箔。在上述铝箔上放置厚度100mm、尺寸15cm×15cm的正方形且中央有10cm×8cm的长方形开孔的间隔物,在该孔的中心附近放置下述环氧树脂组合物2g。进一步在其上以粘接层侧的表面朝向上述间隔物侧的方式放置尺寸15cm×15cm的正方形的膜。在其上放置厚度3mm、尺寸15cm×15cm的正方形的第二金属板(SUS304),制作了层叠试样。以180℃、10MPa的条件将上述层叠试样压制5分钟,使上述环氧树脂组合物固化。将膜、环氧树脂组合物固化而得的层和铝板的层叠体切割成25mm的宽度,制作了5个试验片。使用拉伸试验机(奥利安泰克公司制的RTC-131-A)以100mm/分钟的速度测定了各试验片在180℃下的180°剥离力。求出力(N)-夹取移动距离曲线中从夹取移动距离25mm到125mm为止的剥离力的平均值(单位N/cm)。求出5个试验片的剥离力的平均值的算术平均,将该值作为180℃下的膜相对于环氧树脂的剥离力。将0.5N/cm以下记为良(A),将0.5N/cm以上记为不良(B)。
环氧树脂组合物是通过超级混合机将以下成分粉碎混合了5分钟而得的组合物。该环氧树脂组合物的固化物的玻璃化温度为135℃,130℃下的储能模量为6GPa,180℃下的储能模量为1GPa。
·含亚苯基骨架的苯酚芳烷基型环氧树脂(软化点58℃、环氧当量277g/eq):8质量份。
·双酚A型环氧树脂(熔点45℃、环氧当量172g/eq):2质量份。
·含亚苯基骨架的苯酚芳烷基树脂(软化点65℃、羟基当量165g/eq):2质量份。
·苯酚酚醛清漆树脂(软化点80℃、羟基当量105g/eq):2质量份。
·固化促进剂(三苯基膦):0.2质量份。
·无机填充材(中值径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。
(模具试验)
使用密封装置(传递成形装置G-LINE Manual System、APIC YAMADA株式会社(アピックヤマダ社)制)进行了密封试验。使用将半导体元件固定在70mm×230mm的铜制引线框上而得的部件。作为密封树脂,使用与脱模性评价中使用的同样的环氧树脂组合物。
在上模具以等间隔设置5个5mm×5mm尺寸的突起。在上模具上以辊对辊方式设置190mm宽的膜的辊。将固定有半导体元件的引线框配置于下模具后,将膜真空吸附于上模具,进行合模,合模后注入固化性树脂。此时,为了使半导体元件从树脂露出,使上模具的5个突起部分的膜的粘接面与固定于下模具的半导体元件直接接触,以在其周围填充密封树脂的方式进行了密封。加压5分钟后,打开模具,取出了密封体。以目视确认膜与树脂密封部的剥离状态、以及密封体的露出部的外观,按以下标准进行了评价。
-膜与树脂密封部的剥离状态-
良好(A):正常剥离。
不良(B):未正常剥离,引线框从下模具脱离。
-半导体元件的露出部的外观-
良好(A):粘接层从膜向半导体元件迁移少于2个。
不良(B):粘接层从膜向半导体元件迁移为2个以上。
另外,密封条件如下所示。
模具紧固压力:每个半导体芯片经受0.5MPa。
传递压力:5MPa。
模具温度(密封温度):180℃。
将评价结果示于表1和表2中。表1和2中,“-”表示不适用。
[表1]
[表2]
表1和表2中,例1~9和13~17具有本公开的基底层,因此确认即使拉伸也可抑制粘接层的成分向密封体迁移。
产业上利用的可能性
本公开的膜在用固化性树脂密封半导体元件时,脱模性优异,其不易发生由脱模膜导致的密封体的外观不良。本公开的膜可用作脱模膜,可制造集成了晶体管、二极管等半导体元件、源电极、密封玻璃等电子部件的集成电路等的半导体封装体。
日本专利申请第2021-005780号的公开全文通过引用纳入本说明书。
本说明书中记载的所有文献、专利申请和技术标准通过援引而纳入本说明书,其程度与各篇文献、专利申请和技术标准通过引用而纳入的部分具体且分别记载的情况相同。
符号说明
1 膜
2 基材
3 基底层
4 粘接层。

Claims (13)

1.一种膜,其为依次具备基材、基底层和粘接层的膜,其特征在于,
所述基底层包含(甲基)丙烯酸聚合物与固化剂的反应固化物,
通过拉伸试验在25℃、速度100mm/分钟下测定、且由下式求得的所述基底层的伸长率为90%以上,
伸长率(%)=(断裂时的伸长度(mm))×100/(拉伸前的夹具间距离(mm))。
2.一种膜,其为依次具备基材、基底层和粘接层的膜,其特征在于,
所述基底层包含(甲基)丙烯酸聚合物与选自金属螯合物和环氧化合物的至少一种固化剂的反应固化物,
所述(甲基)丙烯酸聚合物包含含羧基的(甲基)丙烯酸聚合物。
3.如权利要求2所述的膜,其中,通过拉伸试验在25℃、速度100mm/分钟下测定、且由下式求得的所述基底层的伸长率为90%以上,
伸长率(%)=(断裂时的伸长度(mm))×100/(拉伸前的夹具间距离(mm))。
4.如权利要求1~3中任一项所述的膜,其中,所述基底层的酸值为1~80mgKOH/g。
5.如权利要求1~4中任一项所述的膜,其中,所述固化剂包含金属螯合物,相对于100质量份的所述(甲基)丙烯酸聚合物,所述金属螯合物的量为0.1~10质量份。
6.如权利要求1~5中任一项所述的膜,其中,所述固化剂包含环氧化合物,相对于100质量份的所述(甲基)丙烯酸聚合物,所述环氧化合物的量为0.1~10质量份。
7.如权利要求1~6中任一项所述的膜,其中,所述基材包含氟树脂。
8.如权利要求7所述的膜,其中,所述氟树脂包含选自乙烯-四氟乙烯共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-全氟(烷基乙烯基醚)共聚物和四氟乙烯-六氟丙烯-偏二氟乙烯共聚物的至少一种。
9.如权利要求1~8中任一项所述的膜,其中,所述基材经过电晕处理或等离子体处理。
10.如权利要求1~9中任一项所述的膜,其中,所述粘接层包含含羟基的(甲基)丙烯酸聚合物与多官能异氰酸酯化合物的反应固化物。
11.如权利要求1~10中任一项所述的膜,其中,在所述基底层和所述粘接层之间还具备防静电层。
12.如权利要求1~11中任一项所述的膜,其中,其为在用固化性树脂密封半导体元件的工序中使用的脱模膜。
13.一种半导体封装体的制造方法,其包括:
将权利要求1~12中任一项所述的膜配置在模具内表面;
在配置有所述膜的所述模具内配置固定有半导体元件的基板;
用固化性树脂密封所述模具内的半导体元件,制作密封体;以及
将所述密封体从所述模具脱模。
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