JP2005166904A - 半導体モールド用離型シート - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、シートを利用して半導体パッケージをモールドする際に、離型シートへの封止材等に起因する異物の付着を防止する半導体モールド用離型シートを提供するものである。これにより、パッケージに異物が付着するのを防止し、さらには離型シートとリードフレームの間に異物の噛み込みが原因となるバリを防止することができ、パッケージの生産効率向上が望める。
【解決手段】
１層もしくは２層以上の層からなるプラスチックフィルムの片面に帯電防止層を積層し、その層の上に離型層を設けるか、帯電防止剤含有離型層を設けてなる半導体モールド用離型シート、離型層表面の表面固有抵抗値が１×１０^１３Ω／□以下であることが好ましい。
【選択図】 なし

Description

本発明は離型シートに関し、さらに詳しくは半導体パッケージのモールド時の離型を容易にするための離型シートでかつ離型層表面に帯電防止性を有する離型シートに関する。

半導体チップは通常、外気からの遮断・保護のため樹脂で封止されパッケージと呼ばれる成形品として基板上に実装される。従来、成形品は封止樹脂の流路であるランナーを介して連結した１チップ毎のパッケージ成形品として成形されている。この場合の離型は金型構造、封止樹脂への離型剤添加等によりなされている。一方、パッケージの小型化、多ピン化の要請からＢＧＡ方式やＱＦＮ方式、さらにはウエハレベルＣＳＰ（Ｗ−ＣＳＰ）のパッケージが増加している。ＱＦＮ方式では、スタンドオフの確保および端子部への封止材バリ発生を防止するため、またＢＧＡ方式およびＷ−ＣＳＰ方式では、金型からパッケージの離型性向上のため、樹脂製シート（例えば、特許文献１参照）が用いられる。
ところが離型シートを巻き出して使用する際に、シートの剥離時に静電気が発生するため、製造雰囲気下に存在する粉塵等の異物がシートに付着してパッケージの形状変化（バリ発生、異物付着等）の原因になる。
特開２００２−１５８２４２号公報

本発明は、シートを利用して半導体パッケージをモールドする際に、離型シートへの封止材等に起因する異物の付着を防止する半導体モールド用離型シートを提供するものである。これにより、パッケージに異物が付着するのを防止し、さらには離型シートとリードフレームの間に異物の噛み込みが原因となるバリを防止することができ、パッケージの生産効率向上が望める。

本発明は、次のものに関する。
１． １層もしくは２層以上の層からなるプラスチックフィルムの片面に帯電防止層を積層し、その層の上に離型層を設けることを特徴とする半導体モールド用離型シート。
２． １層もしくは２層以上の層からなるプラスチックフィルムの片面に帯電防止剤を添加した離型層を設けることを特徴とする半導体モールド用離型シート。
３． 離型層表面の表面固有抵抗値が１×１０^１３Ω／□以下であることを特徴とする項１又は項２記載の半導体モールド用離型シート。
４． 帯電防止層の成分が、第４級アンモニウム塩を有するカチオン性帯電防止剤であることを特徴とする項１〜３のいずれかに記載の表面保護用粘着フィルム。
５． 帯電防止層の成分が、スルホン酸塩を有するカチオン性帯電防止剤であることを特徴とする項１〜３のいずれかに記載の表面保護用粘着フィルム。
６． プラスチックフィルムの少なくとも１層がポリエチレンテレフタレート又はポリエチレンテレフタレートを主成分とする樹脂又はポリエチレンテレフタレートを含む共重合体であることを特徴とする項１〜５のいずれかに記載の半導体モールド用離型シート。

本発明によれば、半導体パッケージを離型シートを使用して成形する際のシートの帯電を防止でき、異物の付着やそれによるバリの発生の低減が期待でき、生産効率の向上が望める。

本発明に用いられるプラスチックフィルムの素材としては、４−メチルペンテン、シンジオタクチックポリスチレン樹脂、トリアセチルセルロース樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、６−ナイロン、６，６−ナイロン等がある。このプラスチックフィルムはＴ型ダイやインフレーション用ダイをもつ押出機による押出法、または流延法などにより製造される。また、２軸延伸を加えて所定の厚さに加工する方法等で加工しても良い。これらのフィルムは次の方法で２層以上の多層フィルムにして用いることができる。即ち、シート状材料を２枚以上ラミネートする方法、共押出法により所定の厚さをもつシートに加工する方法、シートの表面に溶剤分散あるいは乳化した樹脂をコーティングする方法、これらの方法の適切な組合せにより製造される。ラミネートにあたっては適切な接着剤を介してもよい。シートの厚さは特に規定されないが、金型内面に設置されるため、パッケージ肉厚に影響する場合があり、２０〜７０μｍであることが好ましく、更に好ましくは３８〜５０μｍである。

本発明に用いられる離型層の主成分にはパッケージとの離型性や耐熱性の観点から、アクリル系樹脂やシリコーン樹脂が用いられ、より好適には架橋型アクリル系粘着剤が用いられる。この架橋型アクリル系粘着剤はアクリル酸ブチル、アクリル酸エチル、２−エチルヘキシルアクリレート等の低Ｔｇモノマーを主モノマーとし、アクリル酸、メタクリル酸、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、アクリルアミド、アクリロニトリル等の官能基モノマーと共重合することで得られ、架橋剤にて架橋することができる。上記アクリル共重合体に添加する架橋剤としては、ヘキサメチレンジイソシアネート、トルイジンジイソシアネート等のイソシアネート系架橋剤、メラミン、ベンゾグアナミン等のメラミン系架橋剤、エポキシ樹脂等の公知の架橋剤を用いることができる。また、この架橋剤としては、樹脂中に緩やかに広がった網目状構造を形成するために、３官能、４官能といった多官能架橋剤がより好ましく用いられる。
また、本発明の離型層は半導体パッケージからの剥離性および基材層との接着性を考慮すると、その表面自由エネルギーが１５〜２６ｍＮ／ｍの範囲であることが好ましい。

本発明では離型シート剥離時の帯電防止および作業雰囲気下の異物がシートに付着することを防止するため、帯電防止剤が用いられる。帯電防止性は、表面固有抵抗で１０^１３Ω／□以下、さらには１０^１１Ω／□以下が好ましい。ここでの帯電防止剤としては、透明性が良好な、例えば、第４級アンモニウム塩、ピリジニウム塩、第１〜３級アミノ基等のカチオン性基を有する各種カチオン性帯電防止剤、スルホン酸塩基、硫酸エステル塩基、リン酸エステル塩基、スルホン酸塩基等のアニオン性基を有するアニオン系帯電防止剤、アミノ酸系、アミノ硫酸エステル系等の両性帯電防止剤、アミノアルコール系、グリセリン系、ポリエチレングリコール系等のノニオン性帯電防止剤等の各種帯電防止剤、更には、これらの帯電防止剤を高分子量化した高分子型帯電防止剤等が挙げられる。特に第４級アンモニウム塩を有するカチオン性帯電防止剤は帯電防止性に優れるため、好適に用いられる。帯電防止層の厚みは０．０１〜１．０μｍであり更に好ましくは０．０３〜０．５μｍである。厚みが０．０１μｍ未満であると十分な帯電防止効果が得られないことがあり、一方１．０μｍを超える層は、過剰品質であり不経済である。

帯電防止層を形成する場合、帯電防止剤がフィルム系形成能を有するものであれば、そのまま、又は、適当な有機溶剤に溶解させて塗布乾燥する方法、それが溶融可能であれば溶融塗布する方法などにより形成することが出来る。帯電防止剤がフィルム系形成能を有しないものであれば、適当な結合剤に分散又は溶解させて、上記と同様に塗布乾燥する方法、溶融塗布する方法などにより形成することができる。結合剤としては上気した剥離層に使用する材料やその他ポリメチルメタクリレート等の熱可塑性樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂などの材料を使用することができる。この場合、帯電防止剤の量は、帯電防止層全体に対して０．５〜２０重量部が好ましく、更には１〜１０重量部が好ましい。

また、帯電防止剤を離型層中に含有させて使用する時には含有量は離型層構成成分の０．５〜２０重量部が好ましく、更には１〜１０重量部が好ましい。添加量が０．５部未満であると十分な帯電防止効果が得られないことがあり、一方２０重量部を超える場合は過剰品質でありさらにはブリードアウトによりパッケージに転着する可能性がある。

本発明の離型シートは、プラスチックフィルムに、静電防止層のための材料及び離型層のための材料を順次、溶解塗工、溶融塗工、ラミネート等することにより、また、静電防止剤をむくむ離型層を形成するための材料を溶解塗工、溶融塗工、ラミネート等することにより製造することができる。

本発明の離型シートは、プラスチックフィルムの剥離層と反対の面に金型からの離型性を良くしたり、金型汚染を防止する層をさらに備えていてもよい。この層の材質、厚さは耐熱性、非汚染性、金型からの剥離性等の所望の効果により適宜決定すればよく、限定されないが、例えば、材質としては、ポリ（４−メチルペンテン−１）、シンジオタクチック・ポリスチレン、ポリ４フッ化エチレン、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体等のフッ素樹脂が好ましく、その厚さは、１〜３０μｍであることが好ましく、１〜１０μｍであることがより好ましい。

本発明の離型シートを半導体パッケージの樹脂封止工程において使用する方法としては、金型内に樹脂封止すべき半導体チップを載置し、離型層が半導体チップ側になるように本発明の離型シートをセットし、必要に応じてバキューム等により金型内面に離型シートを密着させ、型締めを行い、封止樹脂をトランスファーモールド法等により金型内に注入し、一定時間保持した後、金型を開き半導体パッケージ成型品を取り出す等の方法でよく、従来公知の剥離シートと同様である。ここで、離型シートをロール状にしてセットしている場合には、１回の樹脂封止が完了した段階で金型の大きさだけシートを巻き取り、金型内に容易に新しい離型シートを供給することができるため、好ましい。
図１を用いて、さらに具体的に説明する。図１は本発明の離型シートを使用した半導体パッケージの樹脂封止工程を示す概略図であり、金型（上下）と内部の断面図及び下型平面図を示す。剥離シート１がロール状で供給されるようになっている。この剥離シート１の下方に基板２がセットされ、基板２には半導体チップ３が搭載されている。剥離シート１は、その離型層が半導体チップ３に向かうようにされている。基板２は封止剤注入孔４を有する金型（下型）７の上に載置されており、離型シート１の上にバキューム吸引孔５を有する金型（上型）６が配置されるようになっている。金型を閉じて封止樹脂を注入成形後、金型を開き、離型シートを剥離し、封止された半導体チップが搭載された基板が取り出される。次の工程のために必要な分だけロールで巻き取られ、金型内に新しい離型シート１が送られると共に次の半導体チップ搭載基板が金型（下型）７に載置される。
成形終了後に、成形型からの本発明における離型シート（成形時または成形直後には成形品と離型シートの離型層が接している）を剥離するための力（剥離力）が０．５Ｎ／２５ｍｍ以下になるように調節されることが好ましい。

厚さ５０μｍの２軸延伸ポリエチレンテレフタレートシート（ユニチカ製Ｓ−５０）のコロナ処理面に、第４級アンモニウム塩を有するカチオン性帯電防止剤（コニシ株式会社製、ボンディップＰＡ−１００主剤／ボンディップＰＡ−１００硬化剤＝１００重量部／２５重量部）を混合溶剤（水／イソプロピルアルコール＝１／１）で２．５重量％に希釈したものを塗工乾燥し、その上にアクリルゴム（帝国化学産業（株）製：ＷＳ−０２３）１００重量部に対し、架橋剤としてコロネートＬ（日本ポリウレタン工業（株）商品名）を５重量部添加したものを７％のトルエン溶液として乾燥後の厚さが２μｍとなるように塗工乾燥して離型シートを得た。このシートを、下型にダミーのＴＡＢ基板をセットした図１のようなトランスファーモールド金型の上型に装着し、真空で固定した後、型締めし、封止材をトランスファーモールドした。金型温度は１８０℃、成形圧力７０ｋｇｆ／ｃｍ^２、成形時間９０秒とした。
このモールドを繰り返し実施し、パッケージのバリ発生頻度を観察した。

ポリ（４−メチルペンテン−１）樹脂（三井化学（株）製ＴＰＸ）をＴダイ法で厚さ５０μｍのシートに製膜した。このシートを実施例１の２軸延伸ポリエチレンテレフタレートシートの代わりに用いたこと以外は実施例１と同様に離型シートを製造し、実施例１と同様の成形試験を行なった。

厚さ５０μｍの２軸延伸ポリエチレンテレフタレートシート（ユニチカ製Ｓ−５０）のコロナ処理面に、アクリルゴム（帝国化学産業（株）製：ＷＳ−０２３）１００重量部に対し、架橋剤としてコロネートＬ（日本ポリウレタン工業（株）商品名）を５重量部添加し、帯電防止剤（帝国化学産業（株）製：Ｐ−５０２Ｓ）を５重量部添加したものを７％のトルエン溶液として乾燥後の厚さが２μｍとなるように塗工乾燥して離型シートを得た。このシートを離型シートとして実施例１と同様に成形試験を行なった。

（比較例１）
厚さ５０μｍの２軸延伸ポリエチレンテレフタレートシート（ユニチカ製Ｓ−５０）のコロナ処理面に、アクリルゴム（帝国化学産業（株）製：ＷＳ−０２３）１００重量部に対し、架橋剤としてコロネートＬ（日本ポリウレタン工業（株）商品名）を５重量部添加したものを７％のトルエン溶液として乾燥後の厚さが２μｍとなるように塗工乾燥して離型シートを得た。このシートを離型シートとして実施例１と同様に成形試験を行なった。

（比較例２）
厚さ５０μｍの２軸延伸ポリエチレンテレフタレートシート（ユニチカ製Ｓ−５０）のコロナ処理面に、アクリルゴム（帝国化学産業（株）製：ＷＳ−０２３）１００重量部に対し、架橋剤としてコロネートＬ（日本ポリウレタン工業（株）商品名）を５重量部添加し、帯電防止剤（帝国化学産業（株）製：Ｐ−５０２Ｓ）を０．１重量部添加したものを７％のトルエン溶液として乾燥後の厚さが２μｍとなるように塗工乾燥して離型シートを得た。このシートを離型シートとして実施例１と同様に成形試験を行なった。

上記の各実施例および比較例の離型シートの特性値を下記の方法で測定した。それぞれの結果を表１にまとめた。
（１）離型層厚み
ダイヤルゲージで離型層を塗布する前後での厚みの変化を測定した。
（２）表面固有抵抗
セパレータを剥離した状態で２５℃、６５％ＲＨ雰囲気下に１時間放置した後、５００Ｖの電圧を１分間印加した後の表面抵抗を測定した。
（３）シートのまといつき
重ねた離型シートから１枚をはがし、再度離型シート同士を近づけたときのシート同士の引き合いの有無を観察した。

本発明の離型シートを使用した半導体パッケージの樹脂封止工程を示す概略図。

符号の説明

１ 離型シート
２ 基板
３ 半導体チップ
４ 封止剤注入孔
５ バキューム吸引孔
６ 金型（上型）
７ 金型（下型）

Claims (6)

1. １層もしくは２層以上の層からなるプラスチックフィルムの片面に帯電防止層を積層し、その層の上に離型層を設けることを特徴とする半導体モールド用離型シート。
2. １層もしくは２層以上の層からなるプラスチックフィルムの片面に帯電防止剤を添加した離型層を設けることを特徴とする半導体モールド用離型シート。
3. 離型層表面の表面固有抵抗値が１×１０^１３Ω／□以下であることを特徴とする請求項１〜２記載の半導体モールド用離型シート。
4. 帯電防止層の成分が、第４級アンモニウム塩を有するカチオン性帯電防止剤であることを特徴とする請求項１〜３記載の半導体モールド用離型シート。
5. 帯電防止層の成分が、スルホン酸塩を有するカチオン性帯電防止剤であることを特徴とする請求項１〜３記載の半導体モールド用離型シート。
6. プラスチックフィルムの少なくとも１層がポリエチレンテレフタレート又はポリエチレンテレフタレートを主成分とする樹脂又はポリエチレンテレフタレートを含む共重合体であることを特徴とする請求項１〜５記載の半導体モールド用離型シート。
   
   
   
   
   

Images