JP4529280B2 - 半導体封止用金型クリーニング材 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体封止用金型クリーニング材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子機器の小型化、軽量化、高性能化の市場動向において、半導体素子の高集積化が年々進み、又半導体装置の表面実装化が促進されるなかで、半導体封止用エポキシ樹脂組成物への要求は、益々厳しいものとなってきている。この要求に対応すべく様々な樹脂や添加剤が用いられている半導体封止用エポキシ樹脂組成物は、連続成形時に金型汚れが発生し、金型取られ、未充填等の成形不具合が起こりやすくなってきている。そのため定期的に金型表面をクリーニングすることが通常となっている。
【０００３】
このために用いられる半導体封止用金型クリーニング材は、アミノ系樹脂のような成形収縮率の大きい樹脂に、結晶破砕シリカ、ガラス繊維等の硬度の高い充填材を配合し、金型表面の汚れを削り落とすことが主流であった。従来のクリーニング材では、充填材の硬度が高いと、金型表面の汚れのクリーニング効果は高いものの、多量に用いると金型表面が摩耗するという問題がある。又充填材の硬度を低くすると十分なクリーニング効果が得られず多量にクリーニング材を使用する必要があり、生産効率が低下するという問題があった。充填材としての硬度は、高いが金型表面を摩耗させにくい球状シリカを用いて防止する方法も考えられたが、球状のため金型表面の汚れのクリーニング効果が少なく十分に満足出来るものではなかった。
従って金型表面を摩耗させることなく、十分なクリーニング効果が得られる半導体封止用金型クリーニング材の開発が望まれていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、金型表面を摩耗させることなく、クリーニング効果に優れた半導体封止用金型クリーニング材を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、（Ａ）常温で固形のレゾール型フェノール樹脂、（Ｂ）含水非晶質二酸化珪素を主成分とする充填材、及び（Ｃ）球状シリカからなることを特徴とし、特に含水非晶質二酸化珪素が、珪藻土である半導体封止用金型クリーニング材である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明で用いられる常温で固形のレゾール型フェノール樹脂としては、ジメチレンエーテル型レゾール樹脂、メチロール型レゾール樹脂等があり、これらは単独でも混合して用いてもよい。レゾール型フェノール樹脂の軟化点としては、５０〜１００℃が好ましい。１００℃を越えるとクリーニング材の流れが極端に低下し、５０℃未満だと樹脂の固結が激しく取り扱い性が極端に劣るという問題がある。
又成形品の剛性を調整するためにレゾール型フェノール樹脂の特性を損なわない範囲で、ノボラック型フェノール樹脂を併用することもできる。ノボラック型フェノール樹脂の配合量は特に限定しないが、レゾール型フェノール樹脂１００重量部に対して１００重量部以下が望ましい。ノボラック型フェノール樹脂の配合量が、１００重量部を越えると、成形品の剛性が十分に高くならず、金型表面のクリーニング時に成形品が金型に取られる等の不具合を生じるおそれがある。
【０００７】
本発明で用いられるレゾール型フェノール樹脂の硬化を促進する硬化触媒としては、酸触媒、アルカリ触媒のいずれでもよいが、酸触媒だと金型が腐食するという問題があるため、アルカリ触媒を用いることが望ましい。アルカリ触媒としては、消石灰、酸化マグネシウム等のアルカリ土類金属の水酸化物、金属酸化物が好ましいが、これらに限定されるものではない。又これらの硬化触媒は単独でも混合して用いてもよい。
【０００８】
本発明で用いられる含水非晶質二酸化珪素を主成分とする充填材としては、アエロジル等の合成シリカや放散虫岩、珪藻土岩等の珪質生物岩類が挙げられる。これら珪質生物岩類は生物遺骸が分解されて出来たものであり、不定型で無数の棘状の突起を有している。特に珪藻土は、結晶シリカに比べ硬度が低く金型表面を摩耗させることがなく、かつ棘状の突起を有していることから結晶シリカと同等のクリーニング効果を示すという特徴がある。充填材としては、これら珪質生物岩類そのもの若しくは粉砕したものを用いることができる。これらの充填材の粒度は、特に限定されるものではないが細部への充填性を維持するためには最大粒径１００μｍ以下、更に好ましくは７５μｍ以下のものが望ましい。
これらの含水非晶質二酸化珪素を主成分とする充填材の配合量は、特に限定されないが、全クリーニング材中に０．３重量％以上、更に好ましくは１〜１０重量％が望ましい。０．３重量％未満では十分なクリーニング効果を発現できず、１０重量％を越えてもそれ以上の効果は発現されない。
【０００９】
本発明で用いられる球状シリカは、充填材として一般的に用いられるものであり特に限定されるものではないが、細部への充填性を維持するために最大粒径１００μｍ以下、更に好ましくは７５μｍ以下のものが望ましい。これを満足するものとしては、溶融球状シリカ等が挙げられる。球状シリカは、クリーニング材の成形性を調整するものであり、特にクリーニング材の流れ性と充填性を向上させるためには、粒度分布がより広くなるように調整することが望ましい。これらの球状シリカは単独でも様々な粒度のものを混合して用いてもよい。特に最大粒径７５μｍ以下のシリカ１００重量部に対して、平均粒径５μｍ以下の球状シリカを２０〜５０重量部併用することで流れ性と充填性が向上するため好ましい。
【００１０】
本発明の半導体封止用金型クリーニング材は、これ以外にも必要に応じて離型剤、成形品強度を向上するためのカップリング剤、カーボンブラック等の着色剤等を用いてもよい。
本発明の半導体封止用金型クリーニング材は、各成分をミキサー等を用いて混合後、加熱ニーダ、熱ロール、押し出し機等を用いて加熱混練し、続いて冷却、粉砕することで得られる。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明を実施例で具体的に説明する。配合割合は重量部とする。

をミキサーを用いて混合した後、表面温度が９０℃と１５℃の２軸ロールを用いて２０回混練し、得られた混練物シートを冷却後粉砕して、クリーニング材とした。得られたクリーニング材の特性を以下の方法で評価した。評価結果を表１に示す。
【００１２】
評価方法
スパイラルフロー：ＥＭＭＩ−１−６６に準じたスパイラルフロー測定用の金型を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力７０ｋｇ／ｃｍ²、硬化時間２分で測定した。単位はｃｍ。
離型性：クリーニング材をトランスファー成形機を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力７５ｋｇ／ｃｍ²、硬化時間２分で１４４ｐＱＦＰ（２０×２０×１．７ｍｍ厚さ）を１０回連続で成形した。この１０回の成形で、離型時に金型に付着したり、成形品に割れ・欠けが発生した回数が５回以上のものを×、１〜４回のものを△、発生なしのものを○と判定した。
金型クリーニング性：評価用成形材料として、住友ベークライト（株）・製、半導体封止用エポキシ樹脂成形材料ＥＭＥ−７３５１を用いトランスファー成形機で、金型温度１７５℃、注入圧力７５ｋｇ／ｃｍ²、硬化時間４５秒で８０ｐＱＦＰ（１４×２０×２．０ｍｍ厚さ）を３００回連続で成形し金型表面を汚した。その後、クリーニング材を成形し金型が綺麗になるまでのショット数を目視で確認した。
金型摩耗量：Ｓ４５Ｃ製の１．０ｍｍΦのオリフィスを用い、高化式フローテスターで、クリーニング材の粘度を１０回測定し、測定前後のオリフィスの重量差を計り摩耗量とした。単位はｍｇ。
充填性：クリーニング材をトランスファー成形機を用い、金型温度１７５℃、注入圧力７５ｋｇ／ｃｍ²、硬化時間２分で１４４ｐＱＦＰ（２０×２０×１．７ｍｍ厚さ）を１０個成形し成形品を得た。得られた１０個全てのパッケージを観察し外部に３ヶ以上ボイドがあるものを×、１〜２ヶのものを△、ないものを○とした。
【００１３】
実施例２〜４、比較例１〜４
表１、表２の配合に従い、実施例１と同様にしてクリーニング材を作成し、同様に評価した。なお、実施例２，３のアエロジルは（日本アエロジル（株）・製、ＡＥＲＯＳＩＬ２００）を用いた。
【表１】

【００１４】
【表２】

【００１５】
【発明の効果】
本発明のクリーニング材は、金型摩耗が少なく、充填性、クリーニング効果に優れている。

Claims (2)

1. （Ａ）常温で固形のレゾール型フェノール樹脂、（Ｂ）含水非晶質二酸化珪素を主成分とする充填材、及び（Ｃ）溶融球状シリカからなることを特徴とする半導体封止用金型クリーニング材。
2. （Ａ）常温で固形のレゾール型フェノール樹脂、（Ｂ）珪藻土を主成分とする充填材、及び（Ｃ）溶融球状シリカからなる半導体封止用金型クリーニング材。