JP7235936B1 - 半導体封止プロセス用熱可塑性離型フィルム、及びこれを用いた電子部品の製造方法 - Google Patents

半導体封止プロセス用熱可塑性離型フィルム、及びこれを用いた電子部品の製造方法 Download PDF

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Abstract

比較的に低コストで、ハロゲン非含有が可能であり、厚み精度及び離型性に優れるのみならず、高温でのコンプレッションモールド成型時のフィルム搬送性及び金型追従性が良好で皺の発生が少なく、樹脂モールド部の外観不良の発生を低減可能な、半導体封止プロセス用熱可塑性離型フィルム、及びこれを用いた電子部品の製造方法等を提供する。熱可塑性結晶性環状ポリオレフィン、及びポリオレフィン系熱可塑性エラストマーを少なくとも含有し、動的粘弾性スペクトル測定において、80~150℃の範囲での貯蔵弾性率の最低値E’1と175℃での貯蔵弾性率E’2とが下記式(1)及び(2)を満たす、半導体封止プロセス用熱可塑性離型フィルム。10MPa≦E’1≦100MPa ・・・(1)E’1≧E’2 ・・・(2)

Description

本発明は、半導体封止プロセス用熱可塑性離型フィルム、及びこれを用いた電子部品の製造方法等に関する。
従来、多層プリント配線板やフレキシブルプリント配線板等の各種パッケージ基板上の半導体素子の樹脂モールド工程時において、樹脂が硬化した後の封止樹脂と金型との離型性を得るために離型フィルムが一般的に用いられている(特許文献1及び2参照)。
この種の離型フィルムとしては、比較的に耐熱性、離型性、及び金型追従性に優れるエチレン-テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)やポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素樹脂フィルムが広く用いられている。例えば特許文献3には、熱可塑性のテトラフルオロエチレン系共重合体よりなる樹脂モールド成形用離型フィルムであって、フィルムの長手方向及び幅方向の長さの伸縮率が、ともに0~-10%の範囲にあることを特徴とする樹脂モールド成形用離型フィルムが開示されている。
しかしながら、フッ素樹脂フィルムを用いた離型フィルムは、ハロゲン原子であるフッ素原子が多量に含まれており、フッ素樹脂フィルムの熱分解生成物が金型内面に付着して金型を汚染することにより樹脂モールド部に外観不良を引き起こし易く、離型性に改善の余地があるばかりか、比較的に高価であるという問題があった。さらに、フッ素樹脂フィルムを廃棄する際の焼却時にフッ化水素やペルフルオロイソブテン等の有害物質の生成が懸念されることから、特殊な回収処理が必要とされ、汎用性に劣るという問題もあった。
そのため、この種の離型フィルムとして、非フッ素樹脂である特殊ポリスチレン(PS)やポリメチルペンテン(PMP)等の使用が検討されているが、これらは耐熱性に劣り、高温での封止プロセスにおいてフィルム搬送性が悪く、金型内面に装着された際に皺が発生しやすい、この皺が成形品の表面に転写されて外観不良を生じやすい、金型追従性が悪い等の問題があった。
一方、非フッ素樹脂として、架橋環状ポリオレフィン類の使用も検討されている。例えば、特許文献4には、メタセシス重合触媒とメタセシス重合可能なシクロオレフィン類を含んでなる液状物をキャリヤー上で重合させて得られる架橋樹脂フィルムが開示されており、これを離型フィルムとして使用することが検討されている。また、特許文献5には、架橋環状オレフィン重合体および該重合体と非相溶であるエラストマーを含む樹脂組成物からなる離型フィルムが開示されており、これを半導体封止工程において離型フィルムとして使用することが検討されている。
特開2000-167841号公報 特開2001-250838号公報 特開2001-310336号公報 特開2001-253934号公報 特開2011-178953号公報
しかしながら、特許文献4に記載の架橋樹脂フィルムは、柔軟性(金型追従性)に欠け、また、離型性にも劣るため、樹脂モールド工程時に使用する金型保護用の離型フィルムとしての適性に劣る。
一方、特許文献5に記載の離型フィルムは、柔軟性及び離型性は改善されているものの、架橋環状オレフィン重合体、該重合体と非相溶であるエラストマーを含む樹脂組成物、及び重合触媒を含む重合性組成物を塊状重合して得ているため、高粘性液の均一攪拌の困難性、未反応モノマーの残留、熱暴走抑制のための緻密な反応温度制御が問題となり、生産性に劣る。また、特許文献5に記載の離型フィルムは、比較的に引張強度が低いため、比較的に高温(例えば175℃)で金型保護用の離型フィルムとして用いた場合に、皺の発生が生じ易い等の外観不良を引き起こす。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、比較的に低コストで、ハロゲン非含有が可能であり、厚み精度及び離型性に優れるのみならず、高温でのコンプレッションモールド成型時のフィルム搬送性及び金型追従性が良好で皺の発生が少なく、樹脂モールド部の外観不良の発生を低減可能な、半導体封止プロセス用熱可塑性離型フィルム、及びこれを用いた電子部品の製造方法等を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決すべく各種離型フィルムを鋭意検討した結果、熱可塑性結晶性環状ポリオレフィン及びポリオレフィン系熱可塑性エラストマーを少なくとも含有する離型フィルムであって、動的粘弾性スペクトル測定において所定の貯蔵弾性率を有する新規な熱可塑性樹脂フィルムを新たに見出し、これを半導体封止プロセス用の離型フィルムとして用いることで、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、以下に示す種々の具体的態様を提供する。
(1)熱可塑性結晶性環状ポリオレフィン、及びポリオレフィン系熱可塑性エラストマーを少なくとも含有し、
動的粘弾性スペクトル測定において、80~150℃の範囲での貯蔵弾性率の最低値E’1と175℃での貯蔵弾性率E’2とが下記式(1)及び(2);を満たす、
半導体封止プロセス用熱可塑性離型フィルム。
10MPa≦E’1≦100MPa ・・・(1)
E’1≧E’2 ・・・(2)
(2)前記動的粘弾性スペクトル測定において、前記E’2が下記式(3);を満たす
(1)に記載の半導体封止プロセス用熱可塑性離型フィルム。
10MPa≦E'2≦100MPa・・・(3)
(3)前記熱可塑性結晶性環状ポリオレフィン15~75質量%、及び前記ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー5~75質量%を含有する
(1)又は(2)に記載の半導体封止プロセス用熱可塑性離型フィルム。
(4)高溶融張力ポリプロピレン3~45質量%をさらに含有する
(3)に記載の半導体封止プロセス用熱可塑性離型フィルム。
(5)前記高溶融張力ポリプロピレンは、3~30gの溶融張力(230℃)、及び0.9g~15g/10分以下のメルトフローレート(JIS K7210:1999準拠、230℃、2.16kg荷重)を有する長鎖分岐構造を有するプロピレン系重合体を含む
(4)に記載の半導体封止プロセス用熱可塑性離型フィルム。
(6)示差走査熱量測定において、冷結晶化熱量が5.0J/g以下である
(1)~(5)のいずれか一項に記載の半導体封止プロセス用熱可塑性離型フィルム。
(7)10μm以上300μm以下のフィルム厚みを有する
(1)~(6)のいずれか一項に記載の半導体封止プロセス用熱可塑性離型フィルム。
(8)前記ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーは、エチレン・α-オレフィン共重合体、プロピレン・α-オレフィン共重合体、及びエチレン-プロピレン-ジエン共重合体よりなる群から選択される1以上を含む
(1)~(7)のいずれか一項に記載の半導体封止プロセス用熱可塑性離型フィルム。
(9)前記熱可塑性結晶性環状ポリオレフィンは、250℃以上の融点を有する
(1)~(8)のいずれか一項に記載の半導体封止プロセス用熱可塑性離型フィルム。
(10)(1)~(9)のいずれか一項に記載の半導体封止プロセス用熱可塑性離型フィルムを、基板上に配列された半導体素子の一部ないしは全部を金型内で樹脂封止する封止装置の前記金型の内面に配する準備工程、
前記半導体封止プロセス用熱可塑性離型フィルムが配された前記金型内に樹脂を投入する工程、
前記金型を型締めして前記半導体素子と前記樹脂とを密着して前記半導体素子の一部ないしは全部を樹脂封止する封止工程、並びに
前記金型から前記半導体封止プロセス用熱可塑性離型フィルムを剥離させる離型工程、
を少なくとも有する
電子部品の製造方法。
(11)前記基板が、多層プリント配線板及び/又はフレキシブルプリント配線板である
(10)に記載の電子部品の製造方法。
本発明の一態様によれば、比較的に低コストで、ハロゲン非含有が可能であり、厚み精度及び離型性に優れるのみならず、高温でのコンプレッションモールド成型時のフィルム搬送性及び金型追従性が良好で皺の発生が少なく、樹脂モールド部の外観不良の発生を低減可能な、半導体封止プロセス用熱可塑性離型フィルム、及びこれを用いた電子部品の製造方法等を実現することができる。
一実施形態の熱可塑性離型フィルム100の使用例を示す模式図である。 実施例4及び比較例1の離型フィルムの動的粘弾性スペクトルの測定結果を示すグラフである。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。また、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。但し、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明はこれらに限定されるものではない。すなわち本発明は、その要旨を逸脱しない範囲内で任意に変更して実施することができる。なお、本明細書において、例えば「1~100」との数値範囲の表記は、その下限値「1」及び上限値「100」の双方を包含するものとする。また、他の数値範囲の表記も同様である。
(熱可塑性離型フィルム)
本実施形態の熱可塑性離型フィルムは、半導体素子の樹脂モールド工程時において、樹脂が硬化した後の封止樹脂と金型との離型性を得るために用いられる、半導体封止プロセス用の離型フィルムである。本実施形態の熱可塑性離型フィルムは、熱可塑性結晶性環状ポリオレフィン及びポリオレフィン系熱可塑性エラストマーを少なくとも含有し、動的粘弾性スペクトル測定において、80~150℃の範囲での貯蔵弾性率の最低値E’1と175℃での貯蔵弾性率E’2とが特定関係を満たすことを特徴とする。
〔熱可塑性結晶性環状ポリオレフィン〕
熱可塑性結晶性環状ポリオレフィンは、公知のものの中から適宜選択して用いることができ、その種類は特に限定されない。このように融点が高い熱可塑性結晶性環状ポリオレフィンを用いることで、フッ素樹脂フィルムを用いなくても高い耐熱性及び離型性を付与でき、高温での樹脂モールド工程において皺の発生を抑制し良好なフィルム搬送性を付与でき、また、フッ素樹脂フィルムを使用することによる樹脂モールド部の外観不良の発生を抑制できる。
熱可塑性結晶性環状ポリオレフィンの具体例としては、シクロオレフィン類が挙げられる。より具体的には、ノルボルネンを開環重合し水素添加した重合物、環状オレフィンモノマーの開環メタセシス重合体等の環状オレフィンポリマー(COP)等が挙げられるが、これらに特に限定されない。熱可塑性結晶性環状ポリオレフィンは、1種を単独で、又は2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いることができる。熱可塑性結晶性環状ポリオレフィンとしてシクロオレフィン類を用いることで、高い耐熱性と高い離型性を付与できる。
環状オレフィンポリマー(COP)や環状オレフィンコポリマー(COC)としては、例えば特開平5-317411号公報や特開2014-068767号公報に記載のポリオレフィン樹脂が例示され、これらの内容は本明細書に組み込まれる。なお、環状オレフィンポリマー(COP)の市販品としては、例えば日本ゼオン株式会社製のZEONEX(登録商標)やZEONOR(登録商標)、株式会社大協精工製のDaikyo Resin CZ(登録商標)等が知られている。また、環状オレフィンコポリマー(COC)の市販品としては、例えば三井化学株式会社製のアペル(登録商標)、Topas Advanced Polymers社製のTOPAS(登録商標)等が知られている。
上述した熱可塑性結晶性環状ポリオレフィンの融点は、特に限定されないが、より高い耐熱性や、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーとの良好な分散性等を確保する等の観点から、250℃以上が好ましく、より好ましくは255℃以上、さらに好ましくは260℃以上であり、上限側は特に限定されないが300℃以下が目安とされる。なお、本明細書において、融点は、DSC vesta(リガク社製)を用いて、温度区間30~350℃で、10℃/分の昇温速度で加熱したときの示差走査熱量測定法(DSC)における融解ピーク温度を意味する。
熱可塑性結晶性環状ポリオレフィンの含有割合は、要求性能に応じて適宜設定でき、特に限定されないが、金型追従性、フィルム搬送性、皺の発生等の観点から、熱可塑性離型フィルムに含まれる樹脂固形分の総量を基準に、15~75質量%が好ましく、より好ましくは20~75質量%、さらに好ましくは25~75質量%、特に好ましくは30~75質量%である。
〔ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー〕
ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーは、公知のものの中から適宜選択して用いることができ、その種類は特に限定されない。ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーを用いることで、離型性や金型追従性を高めることができる。
このようなポリオレフィン系熱可塑性エラストマーとしては、例えばエチレン系熱可塑性エラストマー;ポリプロピレン系熱可塑性エラストマー;必要に応じてこれらに高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン等のポリエチレン、ホモポリプロピレンやランダムポリプロピレン等のポリプロピレン等の熱可塑性樹脂を混合した組成物;が挙げられる。ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーとしては、エチレン系熱可塑性エラストマー及びプロピレン系熱可塑性エラストマーが好ましく、プロピレン系熱可塑性エラストマーがより好ましい。なお、「エチレン系熱可塑性エラストマー」とはエチレンのモノマー含量が50モル%以上であるものを意味し、「ポリプロピレン系熱可塑性エラストマー」とはプロピレンのモノマー含量が50モル%以上であるものを意味する。
ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーの具体例としては、エチレン・α-オレフィン共重合体、プロピレン・α-オレフィン共重合体、エチレン-プロピレン-ジエン共重合体等の直鎖又は分岐のオレフィン系ポリマーが挙げられるが、これらに特に限定されない。これらの中でも、エチレン・α-オレフィン共重合体、プロピレン・α-オレフィン共重合体がより好ましい。なお、エチレン・α-オレフィン共重合体は、エチレン単量体単位と、エチレン以外のα-オレフィン単量体単位とを含む共重合体を意味し、このエチレン・α-オレフィン共重合体は、α-オレフィン以外の単量体単位をさらに含む共重合体を包含する意味である。また、プロピレン・α-オレフィン共重合体は、プロピレン単量体単位と、プロピレン以外のα-オレフィン単量体単位(但し、ここでいう「α-オレフィン単量体単位」には、エチレンも含むものとする。)とを含む共重合体を意味し、このプロピレン・α-オレフィン共重合体は、α-オレフィン以外の単量体単位をさらに含む共重合体を包含する意味である。α-オレフィンとしては、炭素数4~20の、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-へプテン、1-オクテン、1-ノネン、1-デセン、1-ウンデセン、1-ドデセン、1-トリデセン、1-テトラデセン、1-ペンタデセン、1-ヘキサデセン、1-ヘプタデセン、1-オクタデセン、1-ノナデセン、1-エイコセン、3-メチル-1-ブテン、3-メチル-1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテン、2-エチル-1-ヘキセン、2,2,4-トリメチル-1-ペンテン等が挙げられるが、これらに特に限定されない。α-オレフィン以外の単量体単位としては、例えば、スチレン等のビニル芳香族化合物、ポリエン化合物等が挙げられる。なお、上述した共重合体は、モノマー成分が2元系でも3元系以上の多元系でもよく、ランダム共重合体であってもブロック共重合体であってもよく、イソタクチック、アタクチック、シンジオタクチック或いはこれらの混在した構造であってもよい。ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーは、1種を単独で、又は2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いることができる。
ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーの市販品としては、三井化学株式会社製のミラストマー(登録商標)、三井化学株式会社製の「タフマー(登録商標)H」、三井化学株式会社製の「タフマー(登録商標)A」、三井化学株式会社製の「タフマー(登録商標)P」、住友化学株式会社製の「エクセレン(登録商標)FX」、住友化学株式会社製の「エクセレン(登録商標)VL」、住友化学株式会社製の「タフセレン(登録商標)」、ダウ・ケミカル株式会社製の商品名「エンゲージ(Engage)」、「アフィニティー(Affinity)」、「インフューズ(Infuse)」、エクソンモービル株式会社製の商品名「エグザクト(Exact)」、エクソンモービル株式会社製の商品名「ビスタマックス(Vistamaxx)」、LG化学株式会社の商品名「LUCENE」、日本ポリエチレン株式会社製の商品名「カーネル(Karnel)」、株式会社プライムポリマー製の商品名「エボリューP(Evolue P)」、「エボリューH(Evolue H)」、「ネオゼックス(NEOZEX)」、日本ポリプロ株式会社「ウェルネクス(WELNEX)」等が知られている。
ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーのメルトフローレート(MFR)は、特に限定されないが、フィルム搬送性、離型性の向上、厚みムラや皺の発生等を抑制等の観点から、0.1g/10分以上であることがより好ましく、さらに好ましくは0.2g/10分以上、特に好ましくは0.3g/10分以上であり、10g/10分以下であることがより好ましく、さらに好ましくは9.0g/10分未満、特に好ましくは8.0g/10分未満、最も好ましくは7.0g/10分未満である。なお、本明細書において、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーのメルトフローレートは、JIS K7210:1999「プラスチック-熱可塑性プラスチックのメルトマスフローレイト(MFR)およびメルトボリュームフローレイト(MVR)の試験方法」のA法、条件M(230℃、2.16kg荷重)に準拠して測定した値を意味する。
上述したポリオレフィン系熱可塑性エラストマーの含有割合は、要求性能に応じて適宜設定でき、特に限定されないが、金型追従性、フィルム搬送性、皺の発生等の観点から、熱可塑性離型フィルムに含まれる樹脂固形分の総量を基準に、5~75質量%が好ましく、より好ましくは5~70質量%、さらに好ましくは5~65質量%、特に好ましくは10~60質量%である。
〔高溶融張力ポリプロピレン〕
本実施形態の熱可塑性離型フィルムは、熱可塑性結晶性環状ポリオレフィン及びポリオレフィン系熱可塑性エラストマーの他に、必要に応じて、高溶融張力ポリプロピレンをさらに含有していてもよい。一般的に汎用ポリプロピレンは線状の分子構造を持つため溶融張力が低い傾向にあるが、ここで用いる高溶融張力ポリプロピレンは、メルトフローレートが同等の汎用ポリプロピレンに比して高い溶融張力を示し、流動性とのバランスに優れ、高い歪硬化性を発現する。そのため、高溶融張力ポリプロピレンを配合することで熱可塑性離型フィルムの厚みムラや皺の発生等を抑制したりすることができる。高溶融張力ポリプロピレンは、好ましくは、3~30gの溶融張力(230℃)、及び0.9g~15g/10分以下のメルトフローレート(JIS K7210:1999準拠、230℃、2.16kg荷重)を有する長鎖分岐構造を有するプロピレン系重合体である。ここで、プロピレン系重合体は、プロピレン単独重合体であっても、プロピレン共重合体であってもよい。プロピレン共重合体である場合、コモノマーは、エチレン及び炭素数4~10のα-オレフィンからなる群から選ばれる少なくとも1種のオレフィンであることが好ましい。このとき、プロピレン共重合体中のコモノマーの含量は0.1~20質量%が好ましく、より好ましくは0.1~10質量%、さらに好ましくは0.1~3質量%である。これらの中でも、高溶融張力ポリプロピレンは、耐熱性や剛性等の観点から、プロピレン単独重合体が好ましい。なお、上記のポリオレフィン系熱可塑性エラストマーに該当するものであって高溶融張力ポリプロピレンにも該当するものは、本明細書においては、高溶融張力ポリプロピレンとして取り扱い、上記のポリオレフィン系熱可塑性エラストマーから除外するものとする。
ここで、上記の長鎖分岐構造とは、主鎖炭素数が数十以上、分子量では数百以上からなる分子鎖による分岐構造を意味し、1-ブテン等のα-オレフィンと共重合を行うことにより形成される炭素数が数個の短鎖分岐とは区別される。長鎖分岐構造の導入方法としては、例えば高エネルギーイオン化放射線を用いて長鎖分岐を形成する方法や有機過酸化物を用いて長鎖分岐を形成する方法や、メタロセン系触媒を用いて長鎖分岐を有するプロピレン系重合体を重合する方法等が知られている。また、プロピレン系重合体中に長鎖分岐があるかどうかを調べる方法は、当業界で公知の方法により行うことができ、特に限定されないが、溶融張力による方法、伸張粘度の測定における上記対数歪み等の樹脂のレオロジー特性による方法、分子量と粘度との関係を用いた分岐指数の算出、13C-NMRを用いる方法等が挙げられる。
厚みムラや皺の発生等を抑制等の観点から、高溶融張力ポリプロピレンの溶融張力は、4g以上であることがより好ましく、さらに好ましくは5g以上、特に好ましくは6g以上であり、28g以下であることがより好ましく、さらに好ましくは26g以下である。なお。本明細書において、高溶融張力ポリプロピレンの溶融張力は、以下の条件で測定した値を意味する。ここで、溶融張力は、例えば分子量Mw/Mn、長鎖の炭素数、長鎖分岐の数、メルトフローレート等に応じて、調整することができる。
[溶融張力の測定条件]
測定装置 :(株)東洋精機製作所製キャピログラフ1B
キャピラリー :直径2.0mm、長さ40mm
シリンダー径 :9.55mm
ピストン押出速度:20mm/分
引き取り速度 :4.0m/分
(但し、溶融張力が高すぎて樹脂が破断してしまう場合には、
引き取り速度を下げ、引き取りが可能な最高速度で測定する。)
温度:230℃
一方、フィルム搬送性、厚みムラや皺の発生等を抑制等の観点から、高溶融張力ポリプロピレンのメルトフローレートは、1.0g/10分以上であることがより好ましく、さらに好ましくは1.1g/10分以上であり、14g/10分以下であることがより好ましく、さらに好ましくは13g/10分以下である。ここで、メルトフローレートは、例えば分子量分布Mw/Mn、長鎖の炭素数、長鎖分岐の数、重合時に添加する水素の量等に応じて調整することができる。なお、本明細書において、高溶融張力ポリプロピレンのメルトフローレートは、JIS K7210:1999「プラスチック-熱可塑性プラスチックのメルトマスフローレイト(MFR)およびメルトボリュームフローレイト(MVR)の試験方法」のA法、条件M(230℃、2.16kg荷重)に準拠して測定した値を意味する。
また、好ましい高溶融張力ポリプロピレンとしては、190℃における対数歪み0.3での伸長粘度をη0.3、190℃における対数歪み3.0での伸長粘度をη3.0としたときの、η0.3/η3.0が10~500であるものが挙げられる。η0.3/η3.0は、より好ましくは15~450であり、さらに好ましくは20~400である。η0.3/η3.0の値がこれらの範囲内にある高溶融張力ポリプロピレンを用いることで、フィルム搬送性、厚みムラや皺の発生等を抑制等においてバランスに優れる熱可塑性離型フィルムが得られやすい傾向にある。ここで、η0.3/η3.0は、例えば分子量Mw/Mn、長鎖の炭素数、長鎖分岐の数、メルトフローレート等に応じて、調整することができる。なお、本明細書において、η0.3/η3.0は、以下の条件で測定される伸張粘度の値から、以下の方法で算出される値を意味する。
[伸張粘度の測定条件]
測定装置 :TA Instruments社製DHR-2
測定温度 :190℃
歪み速度 :0.5/sec
試験片の作成方法:プレス成型
試験片の形状 :厚さ0.5mm、幅10mm×長さ20mmのシート
上記の高溶融張力ポリプロピレンは、公知の製造方法で得ることができ、その製法は特に限定されない。好ましい製法としては、例えば1種以上のメタロセン触媒を用いたマクロマー共重合法が挙げられ、例えば、特表2001-525460号公報、特開2009-275207号公報、特開2009-293020号公報、特開2009-299029号公報、特開2009-57542号公報等に記載の方法等が挙げられるが、これらに特に限定されない。また、高溶融張力ポリプロピレンの市販品が既に上市されており、例えば日本ポリプロ株式会社製のウェイマックス(登録商標)WAYMAXTM(MFX3、MFX6、MFX8、EX8000、EX6000、EX4000)、Borealis社製のDaploy(登録商標)HMS-PP(WB130HMS、WB135HMS、WB140HMS)等が知られている。
上述した高溶融張力ポリプロピレンの含有割合は、要求性能に応じて適宜設定でき、特に限定されないが、金型追従性、フィルム搬送性、皺の発生等の観点から、熱可塑性離型フィルムに含まれる樹脂固形分の総量を基準に、3~45質量%が好ましく、より好ましくは3~40質量%、さらに好ましくは3~35質量%、特に好ましくは3~30質量%である。
本実施形態の熱可塑性離型フィルムは、本発明の効果を過度に損なわない範囲で、上述した熱可塑性結晶性環状ポリオレフィンとポリオレフィン系熱可塑性エラストマー以外に、さらに必要に応じて含有される高溶融張力ポリプロピレン以外に、例えばアセテート系重合体、ポリ(メタ)アクリル系重合体、ポリエステル系重合体、ポリエーテルスルホン系重合体、ポリスルホン系重合体、ポリカーボネート系重合体、ポリアミド系重合体、ポリイミド系重合体、ポリオレフィン系重合体、ポリアリレート系重合体、ポリスチレン系重合体、ポリビニルアルコール系重合体等の、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等の他の樹脂成分を含有していてもよい。また、本実施形態の熱可塑性離型フィルムは、本発明の効果を過度に損なわない範囲で、当業界で公知の添加剤、例えば炭素数10~25の高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸アミド、高級脂肪酸金属塩、ポリシロキサン、フッ素樹脂等の離型改良剤;染料、顔料等の着色剤;有機充填剤;無機充填材;酸化防止剤;熱安定剤;光安定剤;紫外線吸収剤;難燃剤;帯電防止剤;界面活性剤;防錆剤;消泡剤;蛍光剤等を含んでいてもよい。他の樹脂成分や添加剤は、それぞれ1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。他の樹脂成分や添加剤は、例えば熱可塑性離型フィルムの製膜時に調製する樹脂組成物に含ませることができる。他の樹脂成分や添加剤の含有量は、特に限定されないが、成型加工性や熱安定等の観点から、熱可塑性離型フィルムの総量に対して、それぞれ0.01~10質量%が好ましく、より好ましくはそれぞれ0.1~7質量%、さらに好ましくはそれぞれ0.5~5質量%である。
ここで、本実施形態の熱可塑性離型フィルムは、樹脂モールド部の外観不良の発生をより高次元に抑制し汎用性を高める観点から、ハロゲン非含有又はハロゲン低含有であることが好ましい。かかる観点から、ハロゲン原子であるフッ素原子が多量に含まれているフッ素含有ポリマーの含有割合が、0.0~3.0質量%であることが好ましく、より好ましくは0.0~1.0質量%、さらに好ましくは0.0~0.1質量%である。
本実施形態の熱可塑性離型フィルムの製膜方法としては、特に限定されないが、溶融押出法が好ましく用いられる。好ましい一態様としては、上述した各成分を含む樹脂組成物を、溶融押出製膜法によりフィルム状に押し出して製膜し、その後に必要に応じて溶融押出フィルムを加圧加熱処理して、溶融押出フィルムを得る方法が挙げられる。このとき、樹脂組成物の調製は、常法にしたがって行えばよく、特に限定されない。上述した各成分を、例えば混練、溶融混錬、造粒、押出成形、プレス又は射出成形等の公知の方法によって製造及び加工することができる。なお、溶融混練を行う際には、一般に使用されている一軸式又は二軸式の押出機や各種ニーダー等の混練装置を用いることができる。これらの溶融混練装置に各成分を供給するに際し、各成分を予めタンブラーやヘンシェルミキサー等の混合装置を用いてドライブレンドしてもよい。また、得られた溶融押出フィルムは、半導体封止プロセス用の未延伸の離型フィルムとしてそのまま用いることができるが、フィルム強度の向上、耐熱性の向上、フィルム結晶性の調整等の観点から、必要に応じて、1軸又は2軸の加熱延伸処理や後加熱処理(アニーリング処理)を行ってもよい。フィルム搬送性、離型性の向上、厚みムラや皺の発生等を抑制等の観点から、本実施形態の熱可塑性離型フィルムは、1軸延伸フィルム又は2軸延伸フィルムであることが好ましく、2軸延伸フィルムであることがより好ましい。また、本実施形態の熱可塑性離型フィルムは、低コスト化、再利用ないしは再生利用等の観点から、単層フィルム(非積層フィルム)であることが好ましい。
溶融押出の際の設定条件は、使用する樹脂組成物の種類や組成、目的とする熱可塑性離型フィルムの所望性能等に応じて適宜設定すればよく、特に限定されない。例えば、押出機のシリンダーの設定温度は、230~300℃が好ましく、より好ましくは250~2900℃である。
加熱延伸処理の際の設定条件は、使用する樹脂組成物の種類や組成、目的とする熱可塑性離型フィルムの所望性能等に応じて適宜設定すればよく、特に限定されない。例えば、溶融押出フィルムを好ましくはMD方向(Machine Direction;長手方向)に70~180℃で1.1~6.0倍に延伸して1軸延伸フィルムとした後、さらにTD方向(Transverse Direction;横手方向)に90~180℃で1.1~6.0倍に延伸することができ、その後に例えば100~240℃で1~600秒間の熱処理(熱セット)を行うことが好ましい。このとき、逐次延伸ではなく同時二軸延伸をすることもできる。延伸倍率は、特に限定されないが、フィルム搬送性、離型性の向上、厚みムラや皺の発生等を抑制等の観点から、MD方向*TD方向の総延伸倍率(MD方向の延伸倍率をmとし、TD方向の延伸倍率をnとしたとき、m×nで表される延伸倍率)で2.00倍以上が好ましく、より好ましくは4.00倍以上、さらに好ましくは6.25倍以上である。なお、その上限は特に限定されないが、30倍が目安とされ、好ましくは20倍である。また、熱セットの際には、当業界で公知の方法、例えば接触式の熱処理、非接触性の熱処理等を行うことができ、その種類は特に限定されない。例えば非接触式ヒーター、オーブン、ブロー装置、熱ロール、冷却ロール、熱プレス機、ダブルベルト熱プレス機等の公知の機器を用いて熱セットすることができる。このとき、必要に応じて、延伸溶融押出フィルムの表面に、当業界で公知の剥離フィルムや多孔質フィルムを配して、熱圧処理を行うことができる。
後加熱処理(アニーリング処理)の際の設定条件は、使用する樹脂組成物の種類や組成、目的とする熱可塑性離型フィルムの所望性能等に応じて適宜設定すればよく、特に限定されない。例えば、溶融押出フィルム又は延伸溶融押出フィルムに、例えば100~240℃で1~600秒間の熱処理を行うことが好ましい。この後加熱処理は、当業界で公知の方法、例えば接触式の熱処理、非接触性の熱処理等を用いて行うことができ、その種類は特に限定されない。例えば非接触式ヒーター、オーブン、ブロー装置、熱ロール、冷却ロール、熱プレス機、ダブルベルト熱プレス機等の公知の機器を用いて後加熱処理を行うことができる。このとき、必要に応じて、溶融押出フィルム又は延伸溶融押出フィルムの表面に、当業界で公知の剥離フィルムや多孔質フィルムを配して、熱圧処理を行うことができる。
本実施形態の熱可塑性離型フィルムの厚みは、要求性に応じて適宜設定でき、特に限定されない。取扱性や生産性等を考慮すると、1μm以上600μm以下が好ましく、より好ましくは5μm以上500μm以下、さらに好ましくは10μm以上300μm以下、特に好ましくは15μm以上250μm以下である。なお、本明細書において、熱可塑性離型フィルムの厚みは、無作為に抽出した4箇所の平均値を意味する。
ここで、本実施形態の熱可塑性離型フィルムは、動的粘弾性スペクトル測定において、80~150℃の範囲での貯蔵弾性率の最低値E’1と175℃での貯蔵弾性率E’2とが下記式(1)及び(2)を満たすことを特徴とする。半導体封止プロセス用途で用いる場合、1つの要求指標として成形温度(例えば175℃)での貯蔵弾性率E’2が高いことが求められる。これは、成形温度において、柔軟性を高めて金型の内面に装着された際の皺の発生を抑制し金型追従性を向上させる等の観点からである。さらに、本発明者らの知見によれば、熱可塑性結晶性環状ポリオレフィンとポリオレフィン系熱可塑性エラストマーの2元系以上の併用系やさらに高溶融張力ポリプロピレンを併用した3元系以上の併用系においては80~150℃の範囲で貯蔵弾性率が大きく低減し得ることが見出され、この80~150℃の範囲での貯蔵弾性率の最低値E’1が過度に低い場合に、樹脂組成物が流動しやすくなり、厚み精度、フィルム搬送性、金型追従性、皺の発生、樹脂モールド部の外観不良等に悪影響があることが見出された。そして、本実施形態の熱可塑性離型フィルムでは、80~150℃の範囲での貯蔵弾性率の最低値E’1と175℃での貯蔵弾性率E’2とが下記式(1)及び(2)を満たす場合に、これらのトレードオフの関係にある諸性能がいずれも高く維持され得ることが見出された。また、前記の動的粘弾性スペクトル測定において、前記E’2が下記式(3)を満たすことがさらに好ましい。
10MPa≦E’1≦100MPa ・・・(1)
E’1≧E’2 ・・・(2)
10MPa≦E‘2≦100MPa ・・・(3)
上記において、80~150℃の範囲での貯蔵弾性率の最低値E’1は、好ましくは10MPa以上90MPa以下であり、より好ましくは10MPa以上80MPa以下であり、さらに好ましくは15MPa以上75MPa以下である。また、175℃での貯蔵弾性率E’2は、好ましくは10MPa以上90MPa以下であり、より好ましくは10MPa以上80MPa以下、さらに好ましくは10MPa以上70MPa以下である。なお、熱可塑性離型フィルムの80~150℃の範囲での貯蔵弾性率の最低値E’1と175℃での貯蔵弾性率E’2は、目的とする熱可塑性離型フィルムの所望性能等に応じて適宜調整することができる。例えば、使用する各成分種類、樹脂組成物の配合割合、加熱延伸や後加熱の処理条件等を変更することにより、貯蔵弾性率を調整することができる。また、延伸処理や熱処理によっても貯蔵弾性率を調整することができる。
また、本実施形態の熱可塑性離型フィルムは、要求性能に応じて適宜設定でき、特に限定されないが、柔軟性を高めて金型の内面に装着された際の皺の発生を抑制し金型追従性を向上させる等の観点から、動的粘弾性スペクトル測定において、175℃における損失正接Tanδが0.05以上0.20以下の範囲内にあることが好ましく、より好ましくは0.05以上0.18以下の範囲内である。
ここで、本明細書において、熱可塑性離型フィルムの貯蔵弾性率及び損失正接Tanδは、JIS K7244-4に準拠し、動的粘弾性装置RSA-3(TA Instruments社製)を用いて、周波数1Hzで測定される値を意味する。その他の詳細については、後述する実施例に記載の測定条件に従うものとする。
また、本実施形態の熱可塑性離型フィルムは、フィルム搬送性、離型性の向上、厚みムラや皺の発生等を抑制等の観点から、示差走査熱量(DSC)測定において、冷結晶化熱量が10.0J/g以下であることが好ましく、より好ましくは7.0J/g以下、さらに好ましくは5.0J/g以下、特に好ましくは3.0J/g以下である。なお、その下限値側は、特に限定されないが、0J/g以上(検出限界以上)であればよい。本実施形態の熱可塑性離型フィルムは、結晶性ポリマー(すなわち、熱可塑性結晶性環状ポリオレフィン)を使用しているもののポリオレフィン系熱可塑性エラストマーを併用しさらに必要に応じて高溶融張力ポリプロピレンを併用しているものの、冷結晶化熱量が上記のように小さくフィルム製膜時の結晶化が十分に進行していることにより、得られるフィルムの柔軟性が過度に損なわれることなく、比較的に高い耐熱性と良好な金型追従性とを兼備することができ、高温での樹脂モールド工程においてフィルム搬送性が良好で皺の発生が少なくなり、しかもフッ素樹脂フィルムに起因する樹脂モールド部の外観不良の発生が低減される傾向にある。なお、熱可塑性離型フィルムの冷結晶化熱量は、目的とする熱可塑性離型フィルムの所望性能等に応じて適宜調整することができる。例えば、使用する各成分種類、樹脂組成物の配合割合、加熱延伸や後加熱の処理条件等を変更することにより、冷結晶化熱量を調整することができる。
本明細書において、熱可塑性離型フィルムの冷結晶化熱量は、JIS K7121:2012に準拠し、示差走査熱量計を用いて、熱可塑性離型フィルムから分取したサンプルを測定した熱分析結果に基づいて算出される値である。その他の詳細については、後述する実施例に記載の測定条件に従うものとする。
本実施形態の熱可塑性離型フィルムは、上述した構成を採用することで、比較的に低コストで、ハロゲン非含有が可能であり、厚み精度及び離型性に優れるのみならず、高温での樹脂モールド工程においてフィルム搬送性及び金型追従性が良好で皺の発生が少なく、樹脂モールド部の外観不良の発生が抑制されている。そのため、本実施形態の熱可塑性離型フィルムは、半導体素子の樹脂モールド工程時において、樹脂が硬化した後の封止樹脂と金型との離型性を得るための半導体封止プロセス用の離型フィルムとして好適に用いることができる。とりわけ、本実施形態の熱可塑性離型フィルムは、皺の発生や樹脂モールド部の外観不良の発生が抑制されているため、従来から汎用されているトランスファー成型法よりも精密な成型条件が求められるコンプレッション成型法の半導体封止プロセス用熱可塑性離型フィルムとして、要求性能を十分に満たすものとなる。また、本実施形態の熱可塑性離型フィルムは、必要に応じて、サンドブラスト加工、ウェットブラスト加工、熱エンボス加工等の表面処理が施されていてもよい。これらの表面処理により所望の表面凹凸を付与することで、離型性、フィルム搬送性及び金型追従性がさらに高められ、皺の発生や樹脂モールド部の外観不良等をさらに抑制することができる。
本実施形態の熱可塑性離型フィルムは、半導体装置の製造における半導体素子の樹脂封止工程の離型フィルムとして好適に用いられる。本実施形態の熱可塑性離型フィルムを用いて半導体素子の樹脂封止を行う方法は特に限定されない。成形金型の内部で半導体素子を樹脂封止するときに、成形金型の内面に本実施形態の熱可塑性離型フィルムを配置すればよい。例えば、トランスファー成型法やコンプレッション成型法等の公知の樹脂モールド成型において好適に用いることができる。とりわけ、コンプレッション方式の樹脂封止法は、金型のキャビティ内に樹脂を入れ、樹脂を溶融した後に型締めして半導体素子と溶融樹脂とを密着させて樹脂封止する方法であり、樹脂の流動がほとんどなく、チップやワイヤへの影響を最小限に抑えることが可能であるためワイヤの細線化が可能で、近年のパッケージの最小化、薄型化、高集積化、高生産性、コスト低減を実現するプロセスニーズに適合するものとして、採用が広がっている。コンプレッション方式では、トランスファー方式におけるゲートやランナ等が不要になり、樹脂の使用効率もほぼ100%となるため、コスト削減や廃棄量の低減にもつながることにも起因する。
したがって、本実施形態の熱可塑性離型フィルムは、コンプレッション方式の樹脂モールド成型において殊に有用なものとなる。その使用例の一例を挙げると、図1に示すように、上型D1及び下型D2を備える金型Dを用い、下型D2の内面側に熱可塑性離型フィルム100を介在させた状態で、必要に応じて真空引きして下型D2の内面或いはパーティング面に熱可塑性離型フィルム100を密着させ、下型D2のキャビティC内にモールド樹脂Mを投入し、必要に応じて加熱してモールド樹脂Mを溶融ないしは液状化させた後、上型D1及び下型D2を型締めして半導体素子を搭載した基板11をモールド樹脂Mに密着(ないしは圧着或いは圧縮)させて、必要に応じて加熱及び加圧して、半導体素子を樹脂封止する。なお、熱可塑性離型フィルム100は上型D1の内面又は下型D2の内面の少なくとも一方の側に介在させればよい。このときの成形条件は、常法にしたがって行えばよく特に限定されないが、金型温度(成形温度)は例えば160~190℃であり、成形圧力は例えば5~12MPaであり、成形時間は例えば1~600秒程度が目安とされる。このように樹脂モールド時に熱可塑性離型フィルム100を介在させることで、モールド樹脂Mと金型Dの内面との接触を回避でき、樹脂封止後の基板11を金型Dから離型することが容易になる。なお、ここで樹脂封止の対象とする基板11としては、例えば、多層プリント配線板、フレキシブルプリント配線板等が挙げられるが、その種類は特に限定されない。
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明するが、本発明は、これらによりなんら限定されるものではない。すなわち、以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜変更することができる。また、以下の実施例における各種の製造条件や評価結果の値は、本発明の実施態様における好ましい上限値又は好ましい下限値としての意味をもつものであり、好ましい数値範囲は前記の上限値又は下限値と、下記実施例の値又は実施例同士の値との組み合わせで規定される範囲であってもよい。
実施例及び比較例で用いた材料は、以下のとおりである。
(樹脂A)
(A-1)熱可塑性結晶性環状ポリオレフィン、日本ゼオン社製、「ZEONEX(登録商標)C2420」、融解温度:263℃
(樹脂B)
(B-1)ポリオレフィン系エラストマー樹脂、エクソンモービル株式会社製の商品名「ビスタマックス(登録商標) Vistamaxx 3020FL」、メルトフローレート:2.4g/10分(JIS K7210:1999準拠、230℃、2.16kg荷重)
(樹脂C)
(C-1)高溶融張力ポリプロピレン、日本ポリプロ社製「ウェイマックス(登録商標)MFX8」、溶融張力(230℃):25g、メルトフローレート:1.1g/10分(JIS K7210:1999準拠、230℃、2.16kg荷重)
(二軸延伸PETフィルム)
(D-1)ポリエチレンテレフタレートフィルム、東レ株式会社製「ルミラー(登録商標)#350-S10」
(実施例1)
80℃にて8時間以上乾燥させた樹脂Aと、樹脂Bとを、表1に記載の組成及び配合比でドライブレンドし、得られたブレンド物を280℃に加熱した同方向回転タイプのベント式2軸混練押出機にて溶融混練させ、得られたストランドをペレタイザーにてカットすることで、樹脂組成物(ブレンドチップ)を調製した。得られた樹脂組成物を、ホッパードライヤー等を用いて80℃にて8時間以上乾燥させ、280℃に加熱した押出機に備えられたホッパーに投入して溶融混練し、その押出機先端のTダイからフィルム状に共押出し、冷却して、厚み500μmを有する未延伸の溶融押出フィルムを得た。得られた未延伸の溶融押出フィルムを、逐次二軸延伸機にて130℃でMD方向に2.5倍及びTD方向に2.5倍(総合倍率:6.25倍)に二軸延伸し、130℃で2分間熱セットすることで、平均厚み120μmの実施例1の熱可塑性離型フィルムを得た。
(実施例2~11)
表1に記載の組成及び配合割合にそれぞれ変更する以外は、実施例1と同様に行い、実施例2~11の熱可塑性離型フィルムをそれぞれ得た。
(実施例12)
延伸倍率をMD方向に1.5倍及びTD方向に1.5倍(総合倍率:2.25倍)に変更し熱セットを省略する以外は、実施例4と同様に行い、平均厚み240μmの実施例12の熱可塑性離型フィルムを得た。
(実施例13)
延伸倍率をMD方向に1.5倍及びTD方向に1.5倍(総合倍率:2.25倍)に変更し熱セットを1分間に変更する以外は、実施例4と同様に行い、平均厚み240μmの実施例13の熱可塑性離型フィルムを得た。
(実施例14)
未延伸の溶融押出フィルムの厚みを50μmに変更する以外は、実施例4と同様に行い、平均厚み5μmの実施例14の熱可塑性離型フィルムを得た。
(実施例15)
未延伸の溶融押出フィルムの厚みを100μmに変更する以外は、実施例4と同様に行い、平均厚み20μmの実施例15の熱可塑性離型フィルムを得た。
(実施例16)
延伸倍率をMD方向に1.3倍及びTD方向に1.3倍(総合倍率:1.69倍)に変更する以外は、実施例4と同様に行い、平均厚み280μmの実施例16の熱可塑性離型フィルムを得た。
(実施例17)
延伸倍率をMD方向に1.1倍及びTD方向に1.1倍(総合倍率:1.21倍)に変更する以外は、実施例4と同様に行い、平均厚み400μmの実施例17の熱可塑性離型フィルムを得た。
(比較例1)
延伸処理及び熱セットを省略する以外は、実施例4と同様に行い、平均厚み500μmの比較例1の熱可塑性離型フィルムを得た。
(比較例2)
表1に記載の組成及び配合割合に変更する以外は、実施例4と同様に行い、平均厚み120μmの比較例2の熱可塑性離型フィルムを得た。
(比較例3)
表1に記載の組成及び配合割合に変更し、延伸温度及び熱セット温度を140℃に変更する以外は、実施例4と同様に行い、平均厚み120μmの比較例3の熱可塑性離型フィルムを得た。
(参考例1)
参考例1として(D-1)の平均厚み350μmの二軸延伸PETフィルムの諸物性を測定した。
得られた各離型フィルムの諸物性の測定条件は、以下のとおりである。
〔貯蔵弾性率E’及び損失係数Tanδ〕
装置:動的粘弾性装置RSA-3(TA Instruments社製)
測定条件:引張モード
振動周波数:1Hz
測定温度:23℃から5℃/分の速度で200℃まで昇温
測定方向:フィルムの長手方向(フィルム搬送方向)
評価項目:80~150℃の範囲での貯蔵弾性率の最低値E’1
175℃における貯蔵弾性率E’2
175℃における損失係数Tanδ
〔冷結晶化熱量〕
装置:示差走査熱量測定装置(DSC vesta(リガク社製))
測定温度:23℃から200℃まで、5℃/分の速度で昇温。
サンプル量:各サンプル5mg。
評価項目:冷結晶化熱量
〔平均厚み〕
ランダムに4点の厚みを測定し、その平均値とした。
得られた各離型フィルムの性能評価を、以下のとおり行った。
(厚み精度)
得られた各フィルムにおいて、ランダムに30点の厚みを測定し、その平均値と標準偏差から、次式にしたがって膜厚偏差を算出し、以下の基準に基づいて評価した。
膜厚偏差(%)=(標準偏差/平均値)×100
Very Good(◎):膜厚偏差3%未満
Good(〇) :膜厚偏差3%以上8%未満
Bad(×) :膜厚偏差8%以上
(離型性)
15cm×15cmの正方形状の金属板(厚さ3mm)の上に、大きさ25cm×25cmの正方形状のポリイミドフィルム(商品名:ユーピレックス(登録商標)125S、宇部興産社製、厚さ125μm)を載せた。該ポリイミドの上にさらに、スペーサーとして、20cm×20cmの正方形状で、中央に10cm×8cmの長方形状の穴が開いたポリイミドフィルム(厚さ0.2mm)を載せた。その穴の中心付近に半導体封止用エポキシ顆粒樹脂(商品名:スミコンEME G770H type F ver. GR、住友ベークライト社製)を3g載せた。さらにその上に、20cm×20cmの正方形状の離型フィルムを、第1面を下側(エポキシ樹脂側)に向けて乗せ、最後にその上に25cm×25cmの正方形状の金属板(厚さ3mm)を載せて、積層サンプルとした。そして、積層サンプルを、180℃で熱したプレス機に入れ、30秒予熱した後、10MPaの圧力で5分間プレスして、エポキシ樹脂を硬化させた。積層サンプルを取り出して金属板とポリイミドフィルムを取り除き、常温に戻した。離型フィルムの先端をつかみ、剥離角90°でエポキシ樹脂から引き剥がしたときの荷重を標準型デジタルフォースゲージZTS-5N(イマダ製)を用いて測定した。
Very Good(◎):剥離荷重1.0N未満
Good(〇) :剥離荷重1.0以上5.0N未満
Bad(×) :剥離荷重5.0N以上(10N以上では測定不可)
(モールド試験)
図1に示すように、半導体封止用圧縮成形装置PMC1040の上側金型と下側金型との間に1MPaの張力を印加した状態でロール原反から熱可塑性離型フィルムを引き出して配置した後、下側金型のパーティング面に熱可塑性離型フィルムを真空吸着させ、一定長さに切断する。上側金型のパーティング面には基板に固定された半導体素子を配置する。次いで、パーティング面が熱可塑性離型フィルムによって保護された下側金型のキャビティC内にモールド樹脂Mを投入し、金型温度を180℃まで加熱してモールド樹脂Mを溶融ないしは液状化させた後、上側金型と下側金型を型締めし、キャビティ周縁部の真空吸着孔から真空ポンプで空気を抜き、所定の最終深さおよびクランプ力で所定時間密着させて基板に固定された半導体素子のコンプレッション方式の樹脂封止(圧縮成型)を行い、樹脂封止された基板(半導体パッケージ)を金型及び熱可塑性離型フィルムから離型して取り出す。このときの各熱可塑性離型フィルムの性能評価を、以下の基準で行った。
<封止条件>
金型温度:175℃
キャビティ大きさ:220mm×55mm
キャビティの最終深さ:0.5mm
硬化性樹脂:スミコンEME G770H type F Ver.GR(住友ベークライト社製)
キャビティ面への追従時の真空度:-85kPa
硬化性樹脂気泡抜き時の真空度:-80kPa
硬化性樹脂気泡抜き時間:10秒
クランプ時間:120秒
成型圧力:8.0MPa
(フィルム搬送性)
ロール原反から熱可塑性離型フィルムを繰り出して金型のパーティング面にまで搬送して真空吸着する際の熱可塑性離型フィルムの性状を、目視にて観察して、以下の基準で判断した。
Very Good(3):熱可塑性離型フィルムが、金型の熱により伸長せずに搬送可能
Good(2) :熱可塑性離型フィルムが、金型の熱によりわずかに伸長した
Bad(1) :熱可塑性離型フィルムが、金型の熱により伸長し搬送できなかった
(金型追従性)
Very Good(3):半導体パッケージに樹脂欠けが全くない
Good(2) :半導体パッケージに樹脂欠けが端部に一部あった
Bad(1) :熱可塑性離型フィルムが金型に追従せず、真空吸着できなかった
(皺、破れ、噛みこみ)
Very Good(3):熱可塑性離型フィルムに皺、破れが全くない
Good(2) :熱可塑性離型フィルムにわずかに皺があるが、破れは生じなかった
Bad(1) :熱可塑性離型フィルムに多数の皺があるか、破れが生じた
Figure 0007235936000001
図2に、実施例4及び比較例1の離型フィルムの動的粘弾性スペクトルの測定結果を示す。
本発明の熱可塑性離型フィルムは、比較的に低コストで、ハロゲン非含有が可能であり、厚み精度及び離型性に優れるのみならず、高温でのモールド成型時のフィルム搬送性及び金型追従性が良好で皺の発生が少なく、樹脂モールド部の外観不良の発生を低減可能であるため、半導体素子の樹脂モールド工程時において使用する、半導体封止プロセス用の離型フィルムとして広く且つ有効に利用可能であり、とりわけコンプレッションモールド成型時の半導体封止プロセス用の離型フィルムとして、殊に有効に利用可能である。
100 ・・・熱可塑性離型フィルム
11 ・・・半導体素子が搭載された基板
C ・・・キャビティ
D ・・・金型
D1・・・上型
D2・・・下型
M ・・・モールド樹脂

Claims (11)

  1. 熱可塑性結晶性環状ポリオレフィン、及びポリオレフィン系熱可塑性エラストマーを少なくとも含有し、
    動的粘弾性スペクトル測定において、80~150℃の範囲での貯蔵弾性率の最低値E’1と175℃での貯蔵弾性率E’2とが下記式(1)及び(2);
    10MPa≦E’1≦100MPa ・・・(1)
    E’1≧E’2 ・・・(2)
    を満たす、
    半導体封止プロセス用熱可塑性離型フィルム。
  2. 前記動的粘弾性スペクトル測定において、前記E’2が下記式(3);
    10MPa≦E'2≦100MPa ・・・(3)
    を満たす
    請求項1に記載の半導体封止プロセス用熱可塑性離型フィルム。
  3. 前記熱可塑性結晶性環状ポリオレフィン15~75質量%、及び前記ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー5~75質量%を含有する
    請求項1に記載の半導体封止プロセス用熱可塑性離型フィルム。
  4. 高溶融張力ポリプロピレン3~45質量%をさらに含有する
    請求項3に記載の半導体封止プロセス用熱可塑性離型フィルム。
  5. 前記高溶融張力ポリプロピレンは、3~30gの溶融張力(230℃)、及び0.9g~15g/10分以下のメルトフローレート(JIS K7210:1999準拠、230℃、2.16kg荷重)を有する長鎖分岐構造を有するプロピレン系重合体を含む
    請求項4に記載の半導体封止プロセス用熱可塑性離型フィルム。
  6. 示差走査熱量測定において、冷結晶化熱量が5.0J/g以下である
    請求項1に記載の半導体封止プロセス用熱可塑性離型フィルム。
  7. 10μm以上300μm以下のフィルム厚みを有する
    請求項1に記載の半導体封止プロセス用熱可塑性離型フィルム。
  8. 前記ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーは、エチレン・α-オレフィン共重合体、プロピレン・α-オレフィン共重合体、及びエチレン-プロピレン-ジエン共重合体よりなる群から選択される1以上を含む
    請求項1に記載の半導体封止プロセス用熱可塑性離型フィルム。
  9. 前記熱可塑性結晶性環状ポリオレフィンは、250℃以上の融点を有する
    請求項1に記載の半導体封止プロセス用熱可塑性離型フィルム。
  10. 請求項1~9のいずれか一項に記載の半導体封止プロセス用熱可塑性離型フィルムを、基板上に配列された半導体素子の一部ないしは全部を金型内で樹脂封止する封止装置の前記金型の内面に配する準備工程、
    前記半導体封止プロセス用熱可塑性離型フィルムが配された前記金型内に樹脂を投入する工程、
    前記金型を型締めして前記半導体素子と前記樹脂とを密着して前記半導体素子の一部ないしは全部を樹脂封止する封止工程、並びに
    前記金型から前記半導体封止プロセス用熱可塑性離型フィルムを剥離させる離型工程、
    を少なくとも有する
    電子部品の製造方法。
  11. 前記基板が、多層プリント配線板及び/又はフレキシブルプリント配線板である
    請求項10に記載の電子部品の製造方法。
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