JP2015032646A - 成形体の製造方法 - Google Patents

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剛 武田
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Abstract

【課題】面積が広い成形体を製造する場合であっても、所望の形状の成形体を製造することができる成形体の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】屈曲可能な第１支持体１１と、第１支持体１１より硬い第２支持体１２とを積層した積層支持体の、第１支持体１１側の主面上で、樹脂組成物を硬化させて、成形体１４を形成する成形体形成工程と、成形体形成工程の後に、第１支持体１１から第２支持体１２を剥離する第２支持体剥離工程と、第２支持体剥離工程の後に、第１支持体１１を屈曲させながら、成形体１４から第１支持体１１を剥離する第１支持体剥離工程とを備え、第１支持体１１は、成形体形成工程における樹脂組成物を硬化させる硬化温度で、形状を維持できる支持体である成形体の製造方法を用いる。【選択図】図１

Description

本発明は、成形体の製造方法に関する。
樹脂組成物を硬化させて成形体を製造する方法においては、樹脂組成物の硬化時に発生する反り等を充分に抑制し、所望の形状の成形体が得られることが求められる。製造する成形体が、比較的広い面積のもの、すなわち、厚みに対する面積の比率が比較的大きいものである場合、反りの発生が顕著になる傾向がある。このことから、比較的広い面積の成形体を製造する場合であっても、樹脂組成物の硬化時に発生する反りを充分に抑制することができる方法が求められている。具体的には、以下のような半導体パッケージを製造する際において、上述したような、反りが抑制された成形体を製造する方法が、求められるようになってきている。
半導体パッケージとしては、ワイヤボンドタイプやフリップチップタイプのＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）等が用いられている。一方、電子機器の高品質化に伴って新たに発生する問題等を解決するために、電子機器に用いられる半導体パッケージには、コストの過剰な増加を抑えながら、高密度配線化、高機能化、小型・薄型化、及び高速化等のさらなる高品質化が求められている。具体的には、例えば、ワイヤボンドタイプのＢＧＡでは、金ワイヤを使用するため高価であったり、微細化が困難であったり、ワイヤースイープ等による信頼性の低下等の課題がある。また、フリップチップタイプのＢＧＡでは、ワイヤボンドタイプと比較して、半導体チップの電極と基板の回路との接続距離が短いため、電気特性が良好であったり、パッケージの小型化ができる等の利点がある。しかしながら、フリップチップタイプのＢＧＡでも、上記のさらなる要求を満たすために、微細化に伴う多ピン化（多Ｉ／Ｏ化）が求められ、それに伴い、はんだバンプのさらなる微細化や、それに対応するインターポーザのコストの増加等が問題となっている。
そこで、ワイヤーボンド、はんだバンプ、及びインターポーザを使用しない、新たな半導体パッケージの形態として、ウエハ状態のままでパッケージングまで行うＷＬＰ（Ｗａｆｅｒ ｌｅｖｅｌ Ｐａｃｋａｇｅ）が提案されている。ＷＬＰとしては、具体的には、ＷＬ−ＣＳＰ（Ｗａｆｅｒ ｌｅｖｅｌ Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）等が挙げられる。
ＷＬ−ＣＳＰは、ウエハプロセスで、電極形成だけでなく、樹脂封止等を行い、最終的には、チップ化するために、切断までを行って得られたパッケージである。このため、ＷＬ−ＣＳＰは、最終的にウエハを切断して得られた大きさがそのままパッケージの大きさであるため、小型化及び軽量化の観点から理想的であると言える。しかしながら、このようなＷＬ−ＣＳＰでは、パッケージサイズが半導体チップの大きさによって決まることになるので、Ｉ／Ｏ数の増加には限界がある。
そこで、ファンアウトタイプのＷＬＰ（ｆａｎ ｏｕｔ ＷＬＰ：ＦＯＷＬＰ）が提案されている。このようなＦＯＷＬＰは、多ピン化（多Ｉ／Ｏ化）の要求をさらに満たすために、個片化された半導体チップを、後に除去する支持体の上に複数個並べ、樹脂封止等を行った後に、切断することによって得られたパッケージである。このため、ＦＯＷＬＰを製造する際の樹脂封止としては、例えば、複数個の半導体チップが載置された支持体上を、封止材としての樹脂組成物で覆い、その樹脂組成物を硬化させる方法等が挙げられる。このような方法の場合、樹脂組成物で覆う面積が、比較的広いことになる。そして、上述したように、このような比較的広い面積の樹脂組成物を硬化させると、反り等が発生しやすいという傾向があった。このため、ＦＯＷＬＰを製造する際の樹脂封止として、比較的広い面積の成形体であっても、樹脂組成物の硬化時に発生する反り等が充分に抑制された成形体が得られる方法が求められている。また、得られた成形体の面積が広いほど、支持体と成形体との接触面積が広くなるので、支持体からの成形体の剥離が困難になるという問題もあった。
そこで、このような半導体パッケージを製造する方法として、特許文献１に記載の方法が挙げられる。
特許文献１には、所定温度以上で粘着性能を失う感温性粘着剤を用いた方法が記載されている。具体的には、前記感温性粘着剤を表面上に有する支持体の、前記感温性粘着剤側に、複数の半導体チップを配置し、配置された半導体チップをプラスチックで埋め込んだ後に、所定温度以上に加熱して、前記感温性粘着剤の粘着性能を失わせて、支持体を剥離する半導体パッケージの製造方法が記載されている。
米国特許出願公開第２００６／０１８３２６９号明細書
本発明者等の検討によれば、最終的に剥離する支持体上で、樹脂組成物の硬化物を含む成形体を製造する際、その支持体が、硬くて曲がらない、いわゆるリジットな基板を用いた場合、支持体上で成形体を形成した後、成形体を支持体から剥離する際、成形体が損傷して、所望の形状の成形体が得られない場合があった。
また、支持体として、屈曲可能な、いわゆるフレキシブルな基板を用いた場合、支持体上で、樹脂組成物を硬化する際に発生する反りを充分に抑制することができない場合があった。すなわち、得られた成形体が、反ったものとなる場合があった。
また、特許文献１に記載の方法は、支持体としてリジットな基板を用いた場合、反りの発生を抑制でき、また、加熱により粘着性能が失われるので、剥離時の問題が発生しにくいと考えられる。
しかしながら、半導体チップを封止するために用いる樹脂組成物を硬化する際、感温性粘着剤の粘着性能が低下してしまうおそれがある。また、感温性粘着剤の粘着性能の低下を抑制するためには、感温性粘着剤の粘着性能が低下する温度より、ある程度低い温度で、樹脂組成物を硬化させる必要があり、半導体チップを封止するために用いる樹脂組成物の材料選択性が低くなるという問題があった。また、感温性のない粘着剤を用いた場合、上述したように、成形体を支持体から剥離する際、成形体が損傷する場合があった。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、面積が広い成形体を製造する場合であっても、所望の形状の成形体を製造することができる成形体の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の一形態に係る成形体の製造方法は、屈曲可能な第１支持体と、前記第１支持体より硬い第２支持体とを積層した積層支持体の、前記第１支持体側の主面上で、樹脂組成物を硬化させて、成形体を形成する成形体形成工程と、前記成形体形成工程の後に、前記第１支持体から前記第２支持体を剥離する第２支持体剥離工程と、前記第２支持体剥離工程の後に、前記第１支持体を屈曲させながら、前記成形体から前記第１支持体を剥離する第１支持体剥離工程とを備え、前記第１支持体は、前記成形体形成工程における前記樹脂組成物を硬化させる硬化温度で、形状を維持できる支持体であることを特徴とする。
また、前記成形体の製造方法において、前記成形体形成工程は、前記積層支持体の前記主面上に、半導体チップを載置する工程と、前記半導体チップを前記樹脂組成物で被覆する工程と、前記樹脂組成物を硬化させる工程とを備えることが好ましい。
また、前記成形体の製造方法において、前記第１支持体は、第１基材と、前記第１基材上に形成された第１粘着層とを備え、前記第１粘着層は、前記成形体との粘着強度が、前記第１基材との粘着強度より弱いことが好ましい。
また、前記第１支持体において、前記第１基材は、融点を持たない樹脂フィルム又は融点が１５０℃以上の樹脂フィルムであることが好ましい。
また、前記成形体の製造方法において、前記第２支持体は、第２基材と、前記第２基材上に形成された第２粘着層とを備え、前記第２粘着層は、前記第１支持体との粘着強度が、前記第２基材との粘着強度より弱いことが好ましい。
また、前記成形体の製造方法において、前記第１支持体は、半径５ｍｍの円柱状体に巻付角１８０°で巻き付け可能であることが好ましい。
また、前記成形体の製造方法において、前記第２支持体のヤング率は、２０ＧＰａ以上であることが好ましい。
本発明によれば、面積が広い成形体を製造する場合であっても、所望の形状の成形体を製造することができる成形体の製造方法を提供することができる。
本発明の実施形態に係る成形体の製造方法の一例を説明するための図（その１）である。 本発明の実施形態に係る成形体の製造方法の一例を説明するための図（その２）である。 本発明の実施形態との対比を説明するための成形体の製造方法の一例を示す図である。
以下、本発明に係る実施形態について説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。
本実施形態に係る成形体の製造方法は、まず、屈曲可能な第１支持体と、前記第１支持体より硬い第２支持体とを積層した積層支持体の、前記第１支持体側の主面上で、樹脂組成物を硬化させて、成形体を形成する成形体形成工程を備える。
このように、第２支持体が積層された積層支持体の上で、樹脂組成物を硬化させて、成形体を形成するので、屈曲可能な第１支持体からなる支持体上で成形体を形成するより、反りの発生等が抑制されると考えられる。このため、得られた成形体が所望の形状により近いものとなると考えられる。
また、本実施形態に係る成形体の製造方法は、前記成形体形成工程の後に、前記第１支持体から前記第２支持体を剥離する第２支持体剥離工程を備える。
第１支持体より硬い第２支持体を剥離すると、第１支持体を傷つける等、第１支持体を損傷させるおそれがある。しかしながら、前記成形体形成工程で形成された成形体と第２支持体とは、第１支持体を介して存在しているので、第２支持体を剥離しても、第１支持体が損傷しても、成形体への損傷は、充分に抑制できると考えられる。また、損傷の起こりやすいと考えられる面積の広い場合であっても、剥離時に発生する損傷は、成形体より第１支持体に対して起こると考えられる。
また、本実施形態に係る成形体の製造方法は、前記第２支持体剥離工程の後に、前記第１支持体を屈曲させながら、前記成形体から前記第１支持体を剥離する第１支持体剥離工程を備える。
このように、成形体から第１支持体を屈曲させながら剥離すると、成形体にかかる負荷を低減しながら剥離できると考えられる。このため、成形体の面積が広い場合であっても、第１支持体を剥離する際の、成形体の損傷の発生を充分に抑制できると考えられる。
また、本実施形態に係る成形体の製造方法は、前記第１支持体としては、屈曲可能であって、前記第２支持体より柔らかく、前記成形体形成工程における前記樹脂組成物を硬化させる硬化温度で、形状を維持できる支持体を用いる。このため、屈曲可能な支持体は、熱等により変形しやすい傾向があるが、このような第１支持体を用いることによって、樹脂組成物の硬化時に、第１支持体が変形することによる、成形体の形状異常の発生は、充分に抑制されると考えられる。
以上のことから、本実施形態に係る成形体の製造方法は、面積が広い成形体を製造する場合であっても、所望の形状の成形体を製造することができると考えられる。
また、前記成形体としては、樹脂組成物を硬化させて得られる成形体であれば、特に限定されない。例えば、樹脂組成物の硬化物のみからなる成形体等が挙げられる。このような場合、成形体形成工程は、積層支持体の上で、所定の形状の成形体となるように、樹脂組成物を硬化させる工程であればよい。また、前記成形体としては、例えば、半導体チップが内包した成形体、すなわち、半導体パッケージ等も挙げられる。このような場合は、例えば、成形体形成工程は、以下のような工程を備える製造方法等が挙げられる。
このような成形体形成工程は、前記積層支持体の前記主面上に、半導体チップを積層する積層工程と、前記半導体チップを前記樹脂組成物で被覆する工程と、前記樹脂組成物を硬化させる工程とを備えるものが挙げられる。成形体形成工程として、このような工程を用いれば、本実施形態に係る成形体の製造方法で、半導体チップを内包した成形体を、所望の形状で形成することができる。すなわち、好適な半導体パッケージが得られる。また、前記積層工程は、半導体チップの電極が形成されている電極面を、積層支持体の第１支持体に接するように、半導体チップを載置してもよいし、電極面の裏面を、積層支持体の第１支持体に接するように、半導体チップを載置してもよい。電極面を積層支持体の第１支持体に接するように載置した場合、得られる成形体は、電極が露出したものが得られる。
また、第１支持体としては、後述するような、第１基材と、第１基材上に形成された第１粘着層とを備えるものが挙げられる。このような第１粘着層を備えた支持体を用いることによって、後述する方法により積層支持体の第１支持体上に形成された成形体を、積層支持体上に保持したまま、積層支持体から第２支持体を剥離することができると考えられる。また、第１粘着層は、前記成形体との粘着強度が、前記第１基材との粘着強度より弱いことが好ましい。第１粘着層が、このような粘着強度であれば、成形体から第１支持体を剥離しやすい。また、第１支持体を成形体から剥離する際、第１支持体の第１基材側に第１粘着層を形成させたまま剥離でき、成形体側への第１粘着層の移行を充分に抑制することができると考えられる。これらのことにより、第２支持体の剥離や第１支持体の剥離を好適に実施できるので、成形体の形状の損傷を抑制でき、より好適な形状の成形体を製造することができると考えられる。
また、第２支持体としては、第２基材と、第２基材上に形成された第２粘着層とを備えるものが挙げられる。このような第１粘着層を備えた支持体を用いることによって、第１支持体上で成形体を形成する際に、第２支持体が、第１支持体から剥離したり、ずれたりすることを抑制することができる。よって、成形体を好適に製造できる。また、第２粘着層は、第１支持体との粘着強度が、第２基材との粘着強度より弱いことが好ましい。第２粘着層が、このような粘着強度であれば、第１支持体から第２支持体を剥離しやすい。また、第２支持体を第１支持体から剥離する際、第２支持体の第２基材側に第２粘着層を形成したまま剥離でき、第１支持体側への第２粘着層の移行を充分に抑制することができると考えられる。これらのことにより、第２支持体の剥離を好適に実施できるので、より好適な形状の成形体を製造することができると考えられる。
以下、本実施形態に係る成形体の製造方法の一例を説明する。具体的には、半導体パッケージの製造方法を例に挙げて説明する。なお、図１及び図２は、本発明の実施形態に係る成形体の製造方法の一例を説明するための図である。
まず、図１（Ａ）に示すように、第１支持体１１を用意する。第１支持体１１は、屈曲可能であって、後述する第２支持体より柔らかく、成形体形成工程における樹脂組成物を硬化させる硬化温度で、形状を維持できる支持体であれば、特に限定されない。すなわち、第１支持体１１は、耐熱性の比較的高いフレキシブルな支持体である。また、第１支持体１１としては、図１（Ａ）に示すように、第１基材１１１と、第１基材１１１上に形成された第１粘着層１１２を備えるものが挙げられる。また、第１粘着層１１２は、この表面上に形成する成形体との粘着強度が、第１基材１１１との粘着強度より弱くなるような粘着層であることが好ましい。このような第１支持体１１を得る方法としては、粘着強度が上記関係になるような方法であれば、特に限定されない。具体的には、第１基材１１１の、第１粘着層１１２を形成する面に対して、第１粘着層１１２との粘着強度を高める処理を予め施した後に、第１基材１１１に第１粘着層１１２を形成する方法等が挙げられる。また、粘着強度を高める処理としては、例えば、粗化処理等が挙げられる。
また、第１支持体１１は、上述したように、まず、屈曲可能である。屈曲可能とは、例えば、ロール状に巻くことが可能であり、かつロール状に巻いても損傷が充分に抑制される程度の柔軟性を有していること等が挙げられる。また、第１支持体１１は、半径５ｍｍの円柱状体に巻付角１８０°で巻き付き可能であることが好ましい。より具体的には、第１支持体１１は、半径５ｍｍの鉄製の円柱状体（鉄芯）に１８０°巻き付けても、折り目やクラック等の損傷が発生しないことが好ましい。第１支持体が、上記のような柔軟性を有していれば、第１支持体を屈曲させながらの剥離を好適に行うことができることによると考えられる。また、第１支持体１１は、上述したように、成形体を形成する際における樹脂組成物の硬化温度で、形状を維持できる耐熱性を有している。例えば、第１支持体の第１基材は、融点を持たない樹脂フィルム又は融点が１５０℃以上の樹脂フィルムであることが好ましい。また、融点を持たない樹脂フィルムとしては、融点を持たない熱硬化性ポリイミドフィルムが好ましい。また、融点を持つ樹脂フィルムの場合は、融点が１５０℃以上であることが好ましく、２００℃以上であることが好ましい。また、融点は、高ければ高いほうが好ましいが、樹脂フィルム（プラスチックフィルム）のうち、融点が高いものとしては、融点が３３５℃程度のものが一般的に知られている。このため、融点の上限値は、３３５℃程度であることが一般的である。すなわち、樹脂フィルムの融点が１５０〜３３５℃であることが好ましい。このような第１基材を有する第１支持体は、前記成形体形成工程における前記樹脂組成物を硬化させる硬化温度での形状維持をより実現できる。このような第１支持体を用いることによって、前記樹脂組成物の硬化時に、第１支持体が変形することによる、成形体の形状異常の発生をより抑制できると考えられる。また、上記のような第１基材を有する第１支持体であれば、第１基材の厚みが薄かったとしても、第２支持体と貼り合せることにより反りの発生を充分に抑制できると考えられる。これらのことから、上記のような第１基材を有する第１支持体を用いることによって、より好適な形状の成形体を製造することができると考えられる。なお、ここでの融点は、公知の方法で測定することができる。例えば、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により、測定することができる。
また、第１基材１１１及び第１粘着層１１２は、上記第１支持体１１になりうるものであれば、特に限定されない。第１基材１１１は、第１支持体１１の屈曲性及び耐熱性を満たす基材であれば、厚みや素材等も特に限定されない。第１基材１１１としては、例えば、プラスチックフィルムであっても、金属箔であってもよいが、コストや取扱性の観点から、プラスチックフィルムが好ましい。また、プラスチックフィルムとしては、ポリイミドフィルム、及びポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等が挙げられる。また、第１基材１１１の厚みは、特に限定されないが、例えば、２５〜３００μｍであることが好ましい。また、第１粘着層１１２は、表面に成形体を粘着することができる層であり、第１支持体１１の屈曲性及び耐熱性を満たす粘着層であれば、厚みや素材等も特に限定されない。また、第１粘着層１１２は、上記のような粘着層であれば、特に限定されず、例えば、粘着剤からなる層等が挙げられる。この粘着剤としては、例えば、シリコーン系粘着剤、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、及びウレタン系粘着剤等が挙げられる。また、この中でも、耐熱性の観点から、シリコーン系粘着剤、及びアクリル系粘着剤が好ましい。また、第１粘着層１１２の粘着剤としては、紫外線硬化タイプのものであっても、感圧タイプのものであっても使用することができるが、工程簡略化の観点から、感圧タイプが好ましい。
次に、図１（Ｂ）に示すように、第２支持体１２を用意し、この第２支持体１２上に第１支持体１１を積層する。具体的には、第１支持体１１の第１基材１１１が、第２支持体１２に接するように積層する。また、第２支持体１２の第２粘着層１２２が、第１支持体１１に接するように積層する。そうすることによって、第１支持体１１と第２支持体１２とを積層した積層支持体とした。
第２支持体１２は、第１支持体１１より硬い支持体であれば、特に限定されない。第２支持体１２は、具体的には、以下の硬さを有する支持体であればよい。第２支持体１２は、第１支持体１１と積層支持体を構成し、この積層支持体上で、樹脂組成物を硬化させて、成形体を得る際に、積層支持体のたわみ等によって、得られた成形体の反り等の不具合の発生を充分に抑制できる硬さを有するものであればよい。また、第２支持体１２は、第１支持体１１と同様、成形体形成工程における樹脂組成物を硬化させる硬化温度で、形状を維持できる支持体であることが好ましい。すなわち、第２支持体１２は、リジットな支持体であり、その耐熱性は高いほうが好ましい。また、第２支持体１２としては、図１（Ｂ）に示すように、第２基材１２１と、第２基材１２１上に形成された第２粘着層１２２を備えるものが挙げられる。また、第２粘着層１２２は、第１支持体１１との粘着強度が、第２基材１２１との粘着強度より弱くなるような粘着層であることが好ましい。このような第２支持体１２を得る方法としては、粘着強度が上記関係になるような方法であれば、特に限定されない。具体的には、第２基材１２１の、第２粘着層１２２を形成する面に対して、第２粘着層１２２との粘着強度を高める処理を予め施した後に、第２基材１２１に第２粘着層１２２を形成する方法等が挙げられる。また、粘着強度を高める処理としては、例えば、粗化処理等が挙げられる。
また、第２支持体１２は、上述したように、まず、第１支持体１１より硬く、第１支持体１１と積層支持体を構成した際にたわみ等の発生を充分に抑制できることが好ましい。また、成形体を製造する際、例えば、成形体を形成した後等の搬送性を高めることもできる。より具体的には、第２支持体１２は、ヤング率が、２０ＧＰａ以上であることが好ましく、５０ＧＰａ以上であることがより好ましく、１００ＧＰａ以上であることがさらに好ましい。ここでのヤング率は、例えば、室温〜２００℃におけるヤング率等が挙げられる。なお、室温とは、例えば、２５℃等が挙げられる。また、ヤング率は、公知の方法で測定することができる。例えば、引張り試験機（株式会社島津製作所製のＡＧ−ＩＳ型オートグラフ万能機）等を用いて測定することができる。また、第２支持体のヤング率は、高ければ高いほうが好ましいが、表面上で樹脂組成物を硬化させて成形体を得る際に用いる支持体のうち、ヤング率が高いものとしては、ヤング率が２３０ＧＰａ程度のものが一般的に知られている。このため、ヤング率の上限値は、２３０ＧＰａ程度であることが一般的である。すなわち、第２支持体のヤング率が２０〜２３０ＧＰａであることが好ましい。第２支持体のヤング率が、上記範囲内であれば、成形体自体の硬さ等にも影響されるが、成形体形成工程で、反りの発生等をより抑制することができると考えられる。また、搬送性も充分に高めることができる。
また、第２基材１２１及び第２粘着層１２２は、上記第２支持体１２になりうるものであれば、特に限定されない。第２基材１２１は、第２支持体の硬さを満たす基材であれば、厚みや素材等も特に限定されない。また、第２支持体１２の第２基材１２１の熱膨張係数は、成形体を形成する際の反りを抑制するために、低いほうが好ましい。具体的には、第２基材の熱膨張係数は、室温〜２００℃の平均熱膨張係数で、４０×１０−６／℃以下であることが好ましく、３０×１０−６／℃以下であることがより好ましく、２０×１０−６／℃以下であることがより好ましい。また、第２基材の熱膨張係数は、上述したように、低ければ低いほうが好ましいが、表面上で樹脂組成物を硬化させて成形体を得る際に用いる支持体の基材のうち、熱膨張係数の低いものとしては、室温〜２００℃の平均熱膨張係数が０．５×１０−６／℃程度のものが一般的に知られている。このため、室温〜２００℃の平均熱膨張係数の下限値は、０．５×１０−６／℃程度であることが一般的である。すなわち、第２基材の熱膨張係数は、室温〜２００℃の平均熱膨張係数で、０．５×１０−６〜４０×１０−６／℃であることが好ましい。第２支持体の第２基材の熱膨張係数が、上記範囲内であれば、成形体自体の硬さ等にも影響されるが、成形体を形成する際の反り等の発生を充分に抑制できると考えられる。なお、平均熱膨張係数は、公知の方法で測定することができ、例えば、示差熱膨張計を用いて測定することができる。また、第２基材１２１としては、例えば、ガラス板やステンレス鋼製の板（ＳＵＳ板）等が挙げられる。また、第２基材１２１の厚みは、特に限定されないが、例えば、０．５〜３ｍｍであることが好ましい。また、第２粘着層１２２は、表面に第１支持体１１を粘着することができれば、厚みや素材等も特に限定されない。また、第２粘着層１２２は、例えば、粘着剤からなる層等が挙げられる。この粘着剤としては、硬化後に、第１支持体１１との粘着性を維持しつつ、第１支持体１１を剥離することができれば、特に限定されない。第２粘着層１２２の粘着剤としては、例えば、シリコーン系粘着剤、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、及びウレタン系粘着剤等が挙げられる。また、この中でも、耐熱性の観点から、シリコーン系粘着剤、及びアクリル系粘着剤が好ましい。また、第１粘着層１１２の粘着剤としては、紫外線硬化タイプのものであっても、感圧タイプのものであっても使用することができるが、工程簡略化の観点から、感圧タイプが好ましい。また、この第２粘着層１２２は、後の工程で、第２支持体を第１支持体から剥離する際に、突き当て治具等を挿入できるような空間を有する層であることが好ましい。
また、第１支持体１１と第２支持体１２とを積層する方法は、特に限定されない。例えば、真空ラミネータを用いて積層する方法等が挙げられる。
次に、図１（Ｃ）に示すように、積層支持体の第１支持体１１上に、半導体チップ１３を載置する。その際、半導体チップ１３の電極１３ａが第１支持体１１に接するように載置する。また、半導体チップ１３は、第１支持体１１上に１個載置してもよいし、複数個載置してもよい。本実施形態に係る製造方法によれば、面積の比較的広い成形体でも好適に製造できるので、複数個載置することによって、複数個の半導体パッケージを同時に製造することができる。また、複数個の半導体チップを内包した半導体パッケージを製造することもできる。
次に、図１（Ｄ）（図２（Ａ））に示すように、半導体チップ１３を樹脂組成物で被覆した後、その樹脂組成物を硬化させることによって、成形体１４を形成する。すなわち、第１支持体１１の、半導体チップ１３を載置した面を、樹脂組成物で被覆した後、その樹脂組成物を硬化させることによって、成形体１４を形成する。なお、この工程が、成形体形成工程に相当する。この樹脂組成物としては、硬化させて成形体を形成することができるものであれば、特に限定されない。樹脂組成物としては、例えば、半導体チップの封止材等として用いられる樹脂組成物等が挙げられる。また、樹脂組成物は、液状の樹脂組成物であっても、シート状の樹脂組成物であってもよいが、シート状の樹脂組成物であることが、面積の広い成形体を得る点で、好ましい。また、樹脂組成物は、熱硬化性のものであっても、紫外線硬化性のものであってもよい。
次に、図２（Ｂ）に示すように、成形体形成工程の後に、第１支持体１１から第２支持体１２を剥離する。この工程が、第２支持体剥離工程に相当する。この第２支持体を剥離する方法としては、第２支持体が第１支持体から剥離できれば、特に限定されない。具体的には、第２支持体と第１支持体との間に、カッター等の突き当て治具等を挿入して、第２支持体を剥離する方法等が挙げられる。どのような剥離方法であっても、第２支持体に接触しているのは、第１支持体であるので、第１支持体が損傷しても、成形体の損傷は抑制される。
次に、図２（Ｃ）に示すように、半導体チップ１３が内包された成形体１４から、第１支持体１１を屈曲させながら、剥離する。この工程が、第１支持体剥離工程に相当する。このように第１支持体を屈曲させながらの剥離なので、例えば、シールを剥がすような剥離であり、成形体１４の損傷の発生を抑制できる。
以上のことから、図２（Ｄ）に示すように、面積が広い成形体を製造する場合であっても、所望の形状の成形体１４を製造することができる。また、このような製造方法であれば、図２（Ｄ）に示すように、半導体チップ１３を内包した成形体１４である、半導体パッケージを製造することができる。また、このような製造方法によれば、成形体形成工程で用いる樹脂組成物として、シート状の樹脂組成物を用いることによって、面積が広い成形体を製造することができる。また、従来の半導体パッケージの製造方法では製造することができなかったサイズの半導体パッケージを製造することができる。例えば、６００ｍｍ×５１０ｍｍサイズ等のプリント配線板のプロセスのような大きな成形体を得ることができる。
上記の製造方法に対して、２種の支持体を積層しない場合について、図３を用いて説明する。なお、図３は、本発明の実施形態との対比を説明するための成形体の製造方法の一例を示す図である。
まず、図３（Ａ）に示すように、基材２１１の表面に粘着層２１２を備えた支持体２１を用意する。そして、図３（Ｂ）に示すように、支持体２１の粘着層２１２上に、半導体チップ２２を載置する。その後、図３（Ｃ）に示すように、半導体チップ２２を内包した成形体２３を形成する。この成形体２３の形成方法は、上記成形体形成工程と同様の方法等であってもよい。次に、図３（Ｄ）に示すように、成形体２３から支持体２１を剥離する。そうすることによって、半導体チップ２２を内包した成形体２３である、半導体パッケージを製造することができる。
上記のような製造方法の場合、まず、支持体２１として、フレキシブルな支持体を用いた場合、成形体形成工程時に、支持体２１がたわむことによる、成形体の反り等の形状異常を充分に抑制できない場合がある。
また、支持体２１として、リジットな支持体を用いた場合、支持体２１を成形体２３から剥離する際、成形体２３が損傷する可能性が高く、得られた成形体２３が割れる場合もある。また、支持体２１として、リジットな支持体を用いた場合であっても、粘着層２１２が、所定温度以上で粘着性能を失う感温性粘着剤かるなる層である支持体２１を用いることが考えられる。このような場合、剥離時に加熱して、粘着層２１の粘着性能を低下させた後に剥離することが考えられる。そうすることによって、成形体の損傷の発生を抑制することができる場合もある。しかしながら、実際には、成形体形成工程時に、粘着層２１の粘着性能が低下してしまい、好適な成形体を得ることができない場合がある。また、このようなことを防止するためには、成形体形成工程時に、粘着層２１の粘着性能が低下しない温度で、樹脂組成物を硬化させる必要がある。このことにより、成形体を得るための樹脂組成物の材料が制限される。
以上のことから、本実施形態に係る製造方法によれば、面積が広い成形体を製造する場合であっても、所望の形状の成形体を製造することができる。また、本実施形態に係る製造方法は、使用する材料の選択に制限が少なく、種々の材料を用いて、実施することができる。
本明細書は、上述したように、様々な態様の技術を開示しているが、そのうち主な技術を以下に纏める。
本発明の一形態に係る成形体の製造方法は、屈曲可能な第１支持体と、前記第１支持体より硬い第２支持体とを積層した積層支持体の、前記第１支持体側の主面上で、樹脂組成物を硬化させて、成形体を形成する成形体形成工程と、前記成形体形成工程の後に、前記第１支持体から前記第２支持体を剥離する第２支持体剥離工程と、前記第２支持体剥離工程の後に、前記第１支持体を屈曲させながら、前記成形体から前記第１支持体を剥離する第１支持体剥離工程とを備え、前記第１支持体は、前記成形体形成工程における前記樹脂組成物を硬化させる硬化温度で、形状を維持できる支持体であることを特徴とする。
このような構成によれば、面積が広い成形体を製造する場合であっても、所望の形状の成形体を製造することができる成形体の製造方法を提供することができる。
このことは、以下のことによると考えられる。
まず、成形体形成工程で、第２支持体が積層された積層支持体の上で、樹脂組成物を硬化させて、成形体を形成することができる。この積層支持体は、屈曲可能な第１支持体より硬い第２支持体が積層されているので、屈曲可能な第１支持体からなる支持体より撓みにくい。これらのことから、樹脂組成物を硬化させる際、屈曲可能な第１支持体からなる支持体上で行うより、積層支持体の上で行うほうが、反りの発生等が抑制され、所望の形状の成形体を製造することができると考えられる。
次に、第２支持体剥離工程で、第１支持体から第２支持体を剥離する。第２支持体は比較的硬いので、剥離時に、相手材を傷つける等の、相手材を損傷させるおそれがある。この場合、相手材が成形体ではなく、第１支持体になるので、第２支持体の剥離時に相手材を損傷させたとしても、第１支持体が損傷することになるので、成形体に対する損傷の発生は、充分に抑制されると考えられる。さらに、この第２支持体剥離工程では、上述したように、剥離時に発生しうる損傷は、第１支持体に起こると考えられる。このため、相手材の損傷が起こりやすいと考えられる面積が広い場合であっても、成形体の損傷は充分に抑制されると考えられる。
その後、第１支持体剥離工程で、第１支持体を屈曲させながら、成形体から第１支持体を剥離する。この剥離は、第１支持体を屈曲させながらの剥離なので、成形体にかかる負荷を低減しながらの剥離であると考えられる。このため、第１支持体の剥離による、成形体に対する損傷の発生を充分に抑制することができると考えられる。さらに、第１支持体剥離工程での剥離は、成形体にかかる負荷を低減しながらの剥離であるので、面積が広い成形体を製造する場合であっても、その効果を充分に発揮できると考えられる。すなわち、面積が広い成形体を製造する場合であっても、第１支持体の剥離による、成形体に対する損傷の発生を充分に抑制することができると考えられる。
また、第１支持体としては、屈曲可能であり、かつ、前記成形体形成工程における前記樹脂組成物を硬化させる硬化温度で、形状を維持できる支持体を用いる。このため、屈曲可能な支持体は、熱等により変形しやすい傾向があるが、上記第１支持体を用いることによって、硬化時に、第１支持体が変形することによる、成形体の形状異常の発生は、充分に抑制されると考えられる。
以上のことから、面積が広い成形体を製造する場合であっても、所望の形状の成形体を製造することができる成形体の製造方法を提供することができる。
また、前記成形体の製造方法において、前記成形体形成工程は、前記積層支持体の前記主面上に、半導体チップを載置する工程と、前記半導体チップを前記樹脂組成物で被覆する工程と、前記樹脂組成物を硬化させる工程とを備えることが好ましい。
このような構成によれば、半導体チップを内包した成形体を、所望の形状で形成することができる。すなわち、半導体パッケージを好適に製造することができる。
また、前記成形体の製造方法において、前記第１支持体は、第１基材と、前記第１基材上に形成された第１粘着層とを備え、前記第１粘着層は、前記成形体との粘着強度が、前記第１基材との粘着強度より弱いことが好ましい。
このような構成によれば、より好適な形状の成形体を製造することができる。このことは、以下のことによると考えられる。まず、第２支持体剥離工程では、第１支持体の第１粘着層により、積層支持体上に成形体を好適に保持したまま、第１支持体から第２支持体を剥離できると考えられる。そして、第１支持体剥離工程では、成形体との粘着強度が、第１基材との粘着強度より弱いので、成形体から第１支持体を剥離しやすい。また、第１支持体を成形体から剥離する際、第１支持体の第１基材側に第１粘着層を形成させたまま剥離でき、成形体側への第１粘着層の移行を充分に抑制することができると考えられる。これらのことにより、第２支持体剥離工程及び第１支持体剥離工程を好適に実施できるので、より好適な形状の成形体を製造することができると考えられる。
また、前記第１支持体において、前記第１基材は、融点を持たない樹脂フィルム又は融点が１５０℃以上の樹脂フィルムであることが好ましい。
このような構成によれば、より好適な形状の成形体を製造することができる。このことは、以下のことによると考えられる。このような第１基材を有する第１支持体は、前記成形体形成工程における前記樹脂組成物を硬化させる硬化温度での形状維持をより実現できる。このような第１支持体を用いることによって、前記樹脂組成物の硬化時に、第１支持体が変形することによる、成形体の形状異常の発生をより抑制できると考えられる。このために、より好適な形状の成形体を製造することができると考えられる。
また、前記成形体の製造方法において、前記第２支持体は、第２基材と、前記第２基材上に形成された第２粘着層とを備え、前記第２粘着層は、前記第１支持体との粘着強度が、前記第２基材との粘着強度より弱いことが好ましい。
このような構成によれば、より好適な形状の成形体を製造することができる。このことは、以下のことによると考えられる。まず、第２支持体を、第１支持体に密着させることができ、成形体形成工程等の際に、第２支持体が、第１支持体から剥離したり、ずれたりすることを抑制することができる。そして、第２支持体剥離工程では、第１支持体の第１粘着層により、積層支持体上に成形体を好適に保持したまま、第１支持体から第２支持体を剥離できると考えられる。そして、第２支持体剥離工程において、第１支持体との粘着強度が、前記第２基材との粘着強度より弱いので、第１支持体から第２支持体を剥離しやすい。また、第２支持体を第１支持体から剥離する際、第２支持体の第２基材側に第２粘着層を形成したまま剥離でき、第１支持体側への第２粘着層の移行を充分に抑制することができると考えられる。これらのことにより、第２支持体剥離工程を好適に実施できるので、より好適な形状の成形体を製造することができると考えられる。
また、前記成形体の製造方法において、前記第１支持体は、半径５ｍｍの円柱状体に巻付角１８０°で巻き付け可能であることが好ましい。
このような構成によれば、より好適な形状の成形体を製造することができる。このことは、第１支持体が、上記のような柔軟性を有していれば、第１支持体を屈曲させながらの剥離を好適に行うことができることによると考えられる。
また、前記成形体の製造方法において、前記第２支持体のヤング率は、２０ＧＰａ以上であることが好ましい。
このような構成によれば、より好適な形状の成形体を製造することができる。このことは、第２支持体のヤング率が、上記範囲内であれば、成形体形成工程で、反りの発生等をより抑制することができることによると考えられる。
以下に、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。
［実施例１］
図１及び図２に示す製造方法で、半導体チップとしてダミーチップを用いた成形体（半導体パッケージ）を製造した。具体的には、まず、第１支持体としては、５０μｍ厚のポリイミドフィルムを基材（第１基材）とし、基材の表面に、シリコーン系粘着剤からなる粘着層（第１粘着層）を備えた、３００ｍｍ×３００ｍｍのマジキャリータイプＳ（株式会社京写製）を用いた。この第１支持体は、屈曲可能である。具体的には、この第１支持体は、半径５ｍｍの鉄製の円柱状体に１８０°の巻付角で巻き付けても、折り目やクラック等の損傷が発生しないものである。また、第１支持体の第１基材であるポリイミドフィルムは、ＤＳＣにより融点を測定しても、融点が確認できないものである。
また、第２支持体としては、１ｍｍ厚のＳＵＳ板を基材（第２基材）とし、基材の表面に、シリコーン系粘着剤からなる粘着層（第２粘着層）を備えた、３００ｍｍ×３００ｍｍのマジキャリータイプＳ（株式会社京写製）を用いた。この第２支持体は、第１支持体より硬く、室温〜２００℃におけるヤング率が、１９３ＧＰａである。
そして、第２支持体の粘着層上に、第１支持体の基材側を重ねた後、真空ラミネータを用いて、第１支持体と第２支持体とを貼り合せた。そして、第１支持体と第２支持体とを貼り合せた積層支持体の第１支持体上に、３００μｍ厚のダミーチップを、行列をなすように、一定間隔で載置した。そして、このダミーチップが載置された側の、第１支持体の全面を覆うように、シート状の樹脂組成物を被覆し、真空ラミネータを用いて、第１支持体とシート状の樹脂組成物とを貼り合せた。この樹脂組成物としては、シート状封止材（パナソニック株式会社製のＣＶ２３０６）を用いた。その後、熱風乾燥機で、硬化温度１７５℃で３０分間の条件で、樹脂組成物を硬化させて、ダミーチップが内包された成形体を形成した。このとき得られた成形体には、反りの発生が確認されなかった。なお、第１支持体及び第２支持体は、この硬化温度で、形状を維持できるものである。
そして、第２支持体と第１支持体との間にカッターを差し込み、第１支持体から第２支持体を剥離した。その後、第１支持体を手で屈曲させながら、成形体から、第１支持体を剥離した。この第２支持体の剥離や第１支持体の剥離では、成形体が割れることもなく、損傷することもなかった。
そして、得られた成形体の反り量を測定した。具体的には、得られた成形体を、平板に載置し、その状態での成形体と平板との最大距離を反り量として測定した。その結果、反り量は、１ｍｍであった。さらに、得られた成形体を目視で確認したところ、粘着剤の残存もなかった。
なお、実施例１において、ダミーチップを用いないこと以外、同様の方法で、成形体を作製した。その際、第１支持体を剥離する際の、９０°ピール強度を、引っ張り試験機を用いて測定した。その結果、０．５ｋＮ／ｍであった。このことから、成形体に大きな負荷をかけることなく、第１支持体を剥離できることがわかる。
［実施例２］
第１支持体を、以下のものに変えたこと以外、実施例１と同様である。
第１支持体としては、７５μｍ厚のＰＥＴフィルムを基材（第１基材）とし、基材の表面に、アクリル系粘着剤からなる粘着層（第１粘着層）を備えた、３００ｍｍ×３００ｍｍの加工工程用耐熱再剥離シート（日栄化工株式会社製のＰＥＴ７５−Ｈ１２０（１５））を用いた。この第１支持体は、屈曲可能である。具体的には、この第１支持体は、半径５ｍｍの鉄製の円柱状体に１８０°の巻付角で巻き付けても、折り目やクラック等の損傷が発生しないものである。また、第１支持体の第１基材であるＰＥＴフィルムは、ＤＳＣにより融点を測定したところ、融点が２６０℃であった。また、第１支持体は、樹脂組成物の硬化温度で、形状を維持できるものである。
得られた成形体には、反りの発生が確認されなかった。また、得られた成形体を目視で確認したところ、粘着剤の残存もなかった。さらに、第２支持体の剥離や第１支持体の剥離では、成形体が割れることもなく、損傷することもなかった。
そして、上記の方法で、得られた成形体の反り量を測定した。その結果、反り量は、０ｍｍであった。
なお、実施例２において、ダミーチップを用いないこと以外、同様の方法で、成形体を作製した。その際、第１支持体を剥離する際の、９０°ピール強度を、引っ張り試験機を用いて測定した。その結果、０．２ｋＮ／ｍであった。このことから、成形体に大きな負荷をかけることなく、第１支持体を剥離できることがわかる。
［比較例１］
第１支持体を、以下のものに変えたこと以外、実施例１と同様である。
第１支持体としては、１４５μｍ厚の、ポリエステルとエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）とからなるフィルムを基材（第１基材）とし、基材の表面に、アクリル系粘着剤からなる粘着層（第１粘着層）を備えた、３００ｍｍ×３００ｍｍのバックグラインド用フィルム（三井化学東セロ株式会社製のＳＢ−２２８ＬＢＰ−ＣＨ８−ＰＢ２）を用いた。この第１支持体は、屈曲可能である。具体的には、この第１支持体は、半径５ｍｍの鉄製の円柱状体に１８０°の巻付角で巻き付けても、折り目やクラック等の損傷が発生しないものである。また、第１支持体は、樹脂組成物の硬化温度で、形状を維持できないものである。
得られた成形体を目視で確認したところ、成形体の表面に、第１支持体の熱変形によるしわ等が転写されていた。
［比較例２］
図３に示す製造方法で、半導体チップとしてダミーチップを用いた成形体（半導体パッケージ）を製造した。具体的には、まず、支持体としては、実施例１で用いた第１支持体を用いた。
そして、この支持体上に、３００μｍ厚のダミーチップを、行列をなすように、一定間隔で載置した。そして、このダミーチップが載置された側の、支持体の全面を覆うように、シート状の樹脂組成物を被覆し、真空ラミネータを用いて、支持体とシート状の樹脂組成物とを貼り合せた。この樹脂組成物としては、シート状封止材（パナソニック株式会社製のＣＶ２３０６）を用いた。その後、熱風乾燥機で、硬化温度１７５℃で３０分間の条件で、樹脂組成物を硬化させて、ダミーチップが内包された成形体を形成した。このとき得られた成形体に、反りの発生が確認された。
そして、支持体を手で屈曲させながら、成形体から、支持体を剥離した。この支持体の剥離の剥離では、成形体が割れることもなく、損傷することもなかった。
そして、上記の方法で、得られた成形体の反り量を測定した。その結果、反り量は、５５ｍｍであった。
このことから、支持体として、第２支持体を用いず、第１支持体のみを用いた場合、反り量が大きくなってしまうことがわかる。
［比較例３］
図３に示す製造方法で、半導体チップとしてダミーチップを用いた成形体（半導体パッケージ）を製造した。具体的には、まず、支持体としては、実施例１で用いた第２支持体を用いた。
そして、この支持体上に、３００μｍ厚のダミーチップを、行列をなすように、一定間隔で載置した。そして、このダミーチップが載置された側の、支持体の全面を覆うように、シート状の樹脂組成物を被覆し、真空ラミネータを用いて、支持体とシート状の樹脂組成物とを貼り合せた。この樹脂組成物としては、シート状封止材（パナソニック株式会社製のＣＶ２３０６）を用いた。その後、熱風乾燥機で、硬化温度１７５℃で３０分間の条件で、樹脂組成物を硬化させて、ダミーチップが内包された成形体を形成した。このとき得られた成形体には、反りの発生が確認されなかった。
そして、支持体と成形体との間にカッターを差し込み、成形体から支持体を剥離した。その際、成形体に負荷がかかり、成形体が割れた。
このことから、支持体として、第１支持体を用いず、第２支持体のみを用いた場合、支持体の剥離時に、成形体に割れ等の損傷が発生する可能性が高くなることがわかる。
以上のことから、本実施形態に係る製造方法によれば、成形体に割れ等の損傷の発生を充分に抑制でき、さらに、反りの発生も充分に抑制できる。このことから、本実施形態に係る製造方法によれば、面積が広い成形体を製造する場合であっても、所望の形状の成形体を製造することができることがわかった。
１１ 第１支持体
１２ 第２支持体
１３ 半導体チップ
１３ａ 電極
１４ 成形体
１１１ 第１基材
１１２ 第１粘着層
１２１ 第１基材
１２２ 第２粘着層

Claims (7)

  1. 屈曲可能な第１支持体と、前記第１支持体より硬い第２支持体とを積層した積層支持体の、前記第１支持体側の主面上で、樹脂組成物を硬化させて、成形体を形成する成形体形成工程と、
    前記成形体形成工程の後に、前記第１支持体から前記第２支持体を剥離する第２支持体剥離工程と、
    前記第２支持体剥離工程の後に、前記第１支持体を屈曲させながら、前記成形体から前記第１支持体を剥離する第１支持体剥離工程とを備え、
    前記第１支持体は、前記成形体形成工程における前記樹脂組成物を硬化させる硬化温度で、形状を維持できる支持体であることを特徴とする成形体の製造方法。
  2. 前記成形体形成工程は、
    前記積層支持体の前記主面上に、半導体チップを載置する工程と、
    前記半導体チップを前記樹脂組成物で被覆する工程と、
    前記樹脂組成物を硬化させる工程とを備える請求項１に記載の成形体の製造方法。
  3. 前記第１支持体は、第１基材と、前記第１基材上に形成された第１粘着層とを備え、
    前記第１粘着層は、前記成形体との粘着強度が、前記第１基材との粘着強度より弱い請求項１又は請求項２に記載の成形体の製造方法。
  4. 前記第１基材は、融点を持たない樹脂フィルム又は融点が１５０℃以上の樹脂フィルムである請求項３に記載の成形体の製造方法。
  5. 前記第２支持体は、第２基材と、前記第２基材上に形成された第２粘着層とを備え、
    前記第２粘着層は、前記第１支持体との粘着強度が、前記第２基材との粘着強度より弱い請求項１〜４のいずれか１項に記載の成形体の製造方法。
  6. 前記第１支持体は、半径５ｍｍの円柱状体に巻付角１８０°で巻き付け可能である請求項１〜５のいずれか１項に記載の成形体の製造方法。
  7. 前記第２支持体のヤング率は、２０ＧＰａ以上である請求項１〜６のいずれか１項に記載の成形体の製造方法。
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