KR101395520B1 - 반도체 수지 몰드용 이형 필름 - Google Patents

반도체 수지 몰드용 이형 필름 Download PDF

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Abstract

가스 투과성이 낮고, 몰드 수지에 의한 금형 오염이 적고, 높은 이형성을 갖는 반도체 수지 몰드용 이형 필름을 제공한다. 적어도 이형성이 우수한 이형층 (I) 과, 이것을 지지하는 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 을 갖는 이형 필름으로서, 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 의 170℃ 에 있어서의 200％ 신장시 강도가 1MPa ∼ 50MPa 이며, 또한, 당해 이형 필름의 170℃ 에 있어서의 자일렌 가스 투과성이 5×10-15(kmol·m/(s·㎡·kPa)) 이하인 가스 배리어성 반도체 수지 몰드용 이형 필름. 이형층 (I) 은 에틸렌/테트라플루오로에틸렌계 공중합체 등의 불소 수지로 형성되는 것이 바람직하고, 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 이 에틸렌/비닐알코올 공중합체로 형성되는 것이 바람직하다.
반도체 수지 몰드용 이형 필름, 플라스틱 지지층, 에틸렌/테트라플루오로에틸렌계 공중합체, 에틸렌/비닐알코올 공중합체

Description

반도체 수지 몰드용 이형 필름{MOLD RELEASE FILM FOR THE RESIN ENCAPSULATION OF SEMICONDUCTORS}
기술분야
본 발명은 반도체 수지 몰드용 이형 필름에 관한 것으로, 특히 금형 추종성이 우수하고, 또 금형 오염을 저감시킬 수 있는 반도체 수지 몰드용 이형 필름에 관한 것이다.
배경기술
반도체 소자 (칩) 는 통상적으로 외부 환경 (외기, 오염 물질, 광, 자기, 고주파, 충격 등) 으로부터의 보호, 차단을 위해, 수지 (몰드 수지) 로 봉지하고, 칩을 내부에 수용한 반도체 패키지의 형태로 기판에 실장된다. 대표적으로는, 에폭시 수지 등의 열경화성 수지 (몰드 수지) 를 가열 용융시킨 후, 반도체 칩을 세트한 금형 내에 이송하고, 충전하여, 경화시키는 트랜스퍼 성형에 의해 형성되는 것이다. 몰드 수지에는, 경화제, 경화 촉진제, 충전제 등과 함께, 금형으로부터 성형된 반도체 패키지의 매끄러운 이형성을 확보하기 위해, 이형제가 첨가되어 있다.
한편, 반도체 패키지의 대폭적인 생산성 향상이 요구됨에 따라, 금형에 몰드 수지가 부착되어, 오염된 금형을 빈번하게 클리닝할 필요가 있는 것이 문제였다. 또, 대형 반도체 패키지의 성형에 대응할 수 있는 저수축성 몰드 수지의 경우에 는, 이형제의 첨가에 의해서도 충분한 이형성이 얻어지지 않는 것이 문제였다. 이 때문에, 금형의 수지 성형부 (캐비티면) 를 이형 필름으로 피복한 상태에서 몰드 수지를 금형 내에 주입함으로써, 금형의 캐비티면에 몰드 수지를 직접 접촉시키지 않고 반도체 패키지를 형성하는 수지 몰드용 이형 필름 (이하 간단히 「이형 필름」 이라고도 한다.) 을 사용하는 기술이 개발되어 일정한 성과를 얻고 있다 (예를 들어, 특허 문헌 1 ∼ 특허 문헌 3 등을 참조.).
그러나, 최근, 반도체 소자의 패키지에 사용되는 몰드 수지가 환경 대응의 관점에서 비할로겐화 몰드 수지로 변경되고 있다. 또, 반도체의 파인 피치화, 박형화, 적층 칩 패키지화, 및 LED 용도에 대한 적용 등에 대응하여, 몰드 수지의 저점도화나 액상 수지화가 더욱 진행되고 있다. 그 때문에, 반도체 소자의 수지 몰드 공정에 있어서, 고온 환경 하의 용융 몰드 수지로부터의 가스나 저점도 물질의 발생량이 증대하고, 상기한 수지 몰드용 이형 필름을 투과하기 때문에, 가스나 저점도 물질이 고온의 금형과 접촉하여, 금형 오염이 심해졌다.
또, 이형 필름에 의한 금형 내면의 피복은 금형 내면에 당해 이형 필름을 진공으로 흡착 지지시켜 행해지지만, 이형 필름 중의 올리고머 등의 휘발성 성분이 상기 흡착된 금형측으로 이행되어, 금형 오염을 일으키는 경우도 있다.
이와 같이, 이형 필름을 사용하는 경우에 있어서도, 필름 장착측의 금형이 오염되고 쉬워지고, 또 일단, 금형에 오염이 발생한 경우에는, 그 세정을 위해서, 반도체의 몰드 공정을 휴지하지 않을 수 없어, 반도체의 생산 효율을 저하시킨다는 문제가 생기고 있다.
또한, 이러한 관점에서, 상기한 특허 문헌 1 ∼ 특허 문헌 2 에 있어서는, 투과하는 오염 물질을 저감시키기 위해서, 이형 필름의 편면 (금형면과 접촉하는 면) 에 금속이나 금속 산화물의 증착층을 형성하는 것이 기재되어 있다. 그러나, 당해 금속 증착층 등은 직접 금형면에 물리적으로 접촉하여 사용되는 것으로, 필름면 혹은 필름의 절단면으로부터 금속분 등이 박리되기 쉽고, 반도체 수지 몰드 공정에서의 사용이 제한되어 있었다.
또, 특허 문헌 1 ∼ 특허 문헌 2 에 있어서는, 이형 필름의 가스 투과성을 이산화탄소 가스의 투과율로 규정하고 있지만, 이것은 몰드 수지 등으로부터의 저점도 물질 등의 투과성을 평가하는 지표로서 타당하지 않다.
또한 이형 필름에는, 지금까지보다, 몰드 수지와의 보다 높은 이형성이 요구되지만, 상기의 이형 필름에 대해서는, 몰드한 수지 표면에 이형 필름의 이형층의 잔사가 발생하는 것에 대해서는 조금도 고려되고 있지 않아, 이형성이 충분하지 않다는 문제도 있었다.
또, 요철이 큰 형상의 금형이 사용되는 경우, 수지 몰드 전에 이형 필름이 금형에 진공 흡착되기 때문에, 당해 이형 필름에는 금형의 당해 요철에 추종하여 그 대응하는 둘레 길이까지 충분히 연신할 수 있는 금형 추종성이 요구되는 경우가 있었다.
특허 문헌 1: 일본 공개특허공보 2002-361643호 (특허 청구의 범위 (청구항 1 ∼ 청구항 3, 〔0002〕 ∼ 〔0028〕),
특허 문헌 2: 일본 공개특허공보 2004-79566호 (특허 청구의 범위 (청구항 1 ∼ 청구항 3), 〔0002〕 ∼ 〔0015〕)
특허 문헌 3: 일본 공개특허공보 2001-250838호 (특허 청구의 범위 (청구항 1 ∼ 청구항 6), 〔0002〕 ∼〔0032〕)
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
본 발명의 목적은 상기한 배경 하에 강하게 요청되고 있는, 종래와 비교하여 가스 투과성이 충분히 낮고, 몰드 수지에 의한 금형 오염이 적은 반도체 수지 몰드용 이형 필름을 제공하는 것이다.
또, 본 발명의 목적은 금형 오염 물질인 수지 등으로부터의 저점도 물질에 보다 현실적으로 대응한 가스 투과율에 의해 당해 금형 오염을 유효하게 억제하는 이형 필름에 필요한 가스 투과성을 규정하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 몰드 수지와의 보다 높은 이형성을 갖는 반도체 수지 몰드용 이형 필름을 제공하는 것이다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명은 이하의 구성의 반도체 수지 몰드용 이형 필름을 제공한다.
〔1〕 적어도 이형성이 우수한 이형층 (I) 과, 이것을 지지하는 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 을 갖는 이형 필름으로서, 상기 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 의 170℃ 에 있어서의 200％ 신장시 강도가 1MPa ∼ 50MPa 이며, 또한, 당해 이형 필름의 170℃ 에 있어서의 자일렌 가스 투과성이 5×10-15(kmol·m/(s·㎡·kPa)) 이하인 것을 특징 으로 하는 가스 배리어성 반도체 수지 몰드용 이형 필름.
〔2〕 상기 이형층 (I) 이 불소 수지로 형성되는 〔1〕 에 기재된 반도체 수지 몰드용 이형 필름.
〔3〕 상기 불소 수지가 에틸렌/테트라플루오로에틸렌계 공중합체인 〔2〕 에 기재된 반도체 수지 몰드용 이형 필름.
〔4〕 상기 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 이 에틸렌/비닐알코올 공중합체로 형성되는 〔1〕 내지 〔3〕 중 어느 하나에 기재된 반도체 수지 몰드용 이형 필름.
〔5〕 상기 이형층 (I) 의 두께가 3㎛ ∼ 75㎛ 이며, 상기 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 의 두께가 1㎛ ∼ 700㎛ 인 〔1〕 내지 〔4〕 중 어느 하나에 기재된 반도체 수지 몰드용 이형 필름.
〔6〕 상기 이형층 (I) 의 두께가 6㎛ ∼ 30㎛ 이며, 상기 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 의 두께가 6㎛ ∼ 200㎛ 인 〔1〕 내지 〔4〕 중 어느 하나에 기재된 반도체 수지 몰드용 이형 필름.
〔7〕 상기 이형층 (I) 의 두께가 6㎛ ∼ 30㎛ 이며, 상기 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 의 두께가 10㎛ ∼ 100㎛ 인 〔1〕 내지 〔4〕 중 어느 하나에 기재된 반도체 수지 몰드용 이형 필름.
〔8〕 상기 필름의 적어도 편면이 요철 가공되어 있는 〔1〕 내지 〔7〕 중 어느 하나에 기재된 반도체 수지 몰드용 이형 필름.
〔9〕 상기 요철 가공된 면의 표면의 산술 표면 조도가 0.01㎛ ∼ 3.5㎛ 인 〔8〕 에 기재된 반도체 수지 몰드용 이형 필름.
〔10〕 상기 요철 가공된 면의 표면의 산술 표면 조도가 0.15㎛ ∼ 2.5㎛ 인 〔8〕 에 기재된 반도체 수지 몰드용 이형 필름.
〔11〕 상기 이형층 (I) 과 상기 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 사이에 접착층을 갖고, 또한 접착되는 측의 상기 이형층 (I) 의 표면에 표면 처리가 실시되어 있는 〔1〕 내지 〔8〕 중 어느 하나에 기재된 반도체 수지 몰드용 이형 필름.
발명의 효과
본 발명에 의하면, 종래와 비교하여 가스 투과성이 충분히 낮고, 몰드 수지에 의한 금형 오염이 적은 반도체 수지 몰드용 이형 필름이 제공된다. 또, 본 발명에 있어서, 금형 오염 물질인 몰드 수지 등으로부터의 저점도 물질에, 보다 현실적으로 대응한 가스 투과율에 의해, 당해 금형 오염을 유효하게 억제하는 이형 필름에 필요한 가스 투과성이 규정된다. 또한 본 발명에 의하면, 몰드 수지와의, 보다 높은 이형성을 갖는 이형 필름이 제공된다. 또, 본 발명의 이형 필름은 금형 추종성이 우수하다.
따라서, 본 발명의 이형 필름을 적용함으로써, 반도체의 수지 몰드 공정에 있어서, 금형 오염이 적고, 금형 세정 횟수를 충분히 저감시킬 수 있기 때문에, 반도체 소자의 수지 몰드 공정의 생산 효율을 상당히 향상시키는 것이 가능해진다. 도면의 간단한 설명
도 1 은 본 발명의 반도체 수지 몰드용 이형 필름의 기본적인 층 구성을 나타내는 설명도이다.
도 2 는 본 발명의 반도체 수지 몰드용 이형 필름을 구성하는 경우의 설명도 이다.
도 3 은 본 발명의 반도체 수지 몰드용 이형 필름의 다른 구성을 나타내는 설명도이다.
부호의 설명
1 : 반도체 수지 몰드용 이형 필름
I : 이형층
Ⅱ : 플라스틱 지지층
a : 이형층의 플라스틱 지지층과 접착하는 면
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 반도체 수지 몰드용 이형 필름 (1) 은 기본적으로 도 1 에 나타내는 바와 같이, 적어도 이형성이 우수한 이형층 (I) 과, 이것을 지지하는 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
(이형층 (I))
본 발명의 이형 필름 (1) 에 있어서의 이형층 (I) 이란, 반도체 소자의 피봉지면을 향하여 배치되고, 금형 내에 주입된 몰드 수지와 접하게 되는 층이고, 경화 후의 몰드 수지에 대한 충분한 이형성을 부여하는 층이다.
이형층을 형성하는 수지로는, 에폭시 수지 등의 몰드 수지에 대한 이형성을 갖는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 이형성이 우수한 불소 수지로 형성되는 것이 특히 바람직하다.
불소 수지로는, 에틸렌/테트라플루오로에틸렌계 공중합체 (이하, 「ETFE」 라고 한다.), 클로로트리플루오로에틸렌계 수지 (이하, 「CTFE」 라고 한다.), 폴리테트라플루오로에틸렌 (이하, 「PTFE」 라고 한다.), 불화비닐리덴계 수지 (이하, 「VdF」 라고 한다.), 불화비닐계 수지 (이하, 「VF」 라고 한다.), 테트라플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌계 공중합체 (이하, 「FEP」 라고 한다.), 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로(프로필비닐에테르)계 공중합체 (이하,「PFA」 라고 한다.), 테트라플루오로에틸렌/불화비닐리덴 공중합체 및 이들의 수지의 복합물 등을 들 수 있다. 바람직하게는, ETFE, PTFE, FEP 및 PFA 이며, 보다 바람직하게는 ETFE 이다. ETFE 에 있어서의 에틸렌/테트라플루오로에틸렌의 공중합 몰비는 70/30 ∼ 30/70 이 바람직하고, 60/40 ∼ 35/65 가 보다 바람직하고, 55/45 ∼ 40/60 이 가장 바람직하다.
ETFE 는 또, 이형성 부여라는 본질적인 특성을 저해하지 않는 범위에서 다른 모노머의 1 종류 이상에 기초하는 반복 단위를 함유해도 된다.
다른 모노머로는, 프로필렌, 부텐 등의 α-올레핀류 ; CH2=CX(CF2)nY (여기서, X 및 Y 는 독립적으로 수소 또는 불소 원자, n 은 1 ∼ 8 인 정수이다.) 로 나타내는 화합물; 불화비닐리덴, 불화비닐, 디플루오로에틸렌 (DFE), 트리플루오로에틸렌 (TFE), 펜타플루오로프로필렌 (PFP), 헥사플루오로이소부틸렌 (HFIB) 등의 불포화기에 수소 원자를 갖는 플루오로올레핀; 헥사플루오로프로필렌 (HFP), 클로로트리플루오로에틸렌 (CTFE), 퍼플루오로(메틸비닐에테르) (PMVE), 퍼플루오로(에틸 비닐에테르) (PEVE), 퍼플루오로(프로필비닐에테르) (PPVE), 퍼플루오로(부틸비닐에테르) (PBVE), 그 외 퍼플루오로(알킬비닐에테르) (PAVE) 등의 불포화기에 수소 원자를 갖지 않는 플루오로올레핀 (단, TFE 를 제외한다.) 등을 들 수 있다. 이들 다른 모노머는 1 종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다.
다른 모노머에 기초하는 반복 단위의 함유량은 전체 중합 단위의 몰수에 대해, 0.01 몰% ∼ 30 몰％ 가 바람직하고, 0.05 몰% ∼ 15 몰％ 가 보다 바람직하고, 0.1 몰% ∼ 10 몰％ 가 가장 바람직하다.
본 발명의 이형 필름 (1) 에 있어서는 도 1 에 나타내는 바와 같이, 이형층 (I) 의 두께로는, 이형성을 부여하는 데에 필요 충분한 두께이면 된다. 통상 두께로는, 통상적으로 3㎛ ∼ 75㎛, 바람직하게는 6㎛ ∼ 30㎛ 이다.
또, 이형층 (I) 을 지지층 (Ⅱ) 에 적층하여 당해 이형 필름 (1) 을 형성하는 경우에 있어서, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 지지층 (Ⅱ) 과 대향하며, 당해 지지층에 적층·접착되는 측의 이형층 (I) 의 표면 (a) 은 그 접착성을 향상시키기 위해서, 통상적인 방법에 따라 표면 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 표면 처리법으로는, 그 자체에 공지된, 공기 중에서의 코로나 방전 처리, 유기 화합물의 존재 하에서의 코로나 방전 처리, 유기 화합물의 존재 하에서의 플라즈마 방전 처리, 불활성 가스, 중합성 불포화 화합물 가스 및 탄화수소 산화물 가스로 이루어지는 혼합 가스 중에서의 방전 처리 등이 적용되고, 특히 공기 중에서의 코로나 방전 처리가 바람직하다.
(플라스틱 지지층 (Ⅱ))
본 발명의 이형 필름에 있어서의 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 은 그 기능으로서 일의적으로는, 이형층 (I) 과 적층되고, 이것을 지지하여, 이형 필름에 필요한 강성이나 강도 등의 기계적 특성을 부여하는 층이지만, 동시에, 이형층 (I) 만으로는 얻어지지 않는 충분한 가스 배리어성을 당해 이형 필름에 부여하는 층이다.
종래, 특허 문헌 1 ∼ 특허 문헌 2 등에 있어서는, 투과하는 오염 물질을 저감시키기 위해서, 이형 필름의 편면에 금속이나 금속 산화물의 증착층을 형성하는 것이 행해지고 있다. 그러나, 앞서 기술한 바와 같이, 당해 금속 증착층에 의한 가스 배리어층은 직접 금형면에 물리적으로 접촉하여 사용되기 때문에, 필름면 혹은 필름의 절단면으로부터 금속분 등이 박리되기 쉽고, 반도체 수지 몰드 공정에서의 사용이 제한되는 문제를 갖는 것이었다.
이것에 대해, 본 발명에 있어서는, 이러한 금속 증착층 없이, 특정한 기계적 특성을 갖는 특정 수지층으로 이루어지는 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 을 직접 이형층에 적층하여 사용함으로써, 이형 필름에 원하는 기계적 강도 및 가스 배리어성을 부여시킨 것이다. 이것은 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 자체에, 의외인 것으로, 상당한 가스 배리어성이 있다는 본 발명자들의 신규 견지에 의한 것이다.
본 발명의 이형 필름 (1) 에 있어서, 당해 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 의 170℃ 에 있어서의 200％ 신장시 강도는 1MPa ∼ 50MPa, 바람직하게는 2MPa ∼ 30MPa 이다.
플라스틱 지지층의 강도가 이것보다 너무 크면, 당해 이형 필름의 신장이 충분하지 않게 된다. 그 때문에, 요철이 큰 형상의 금형을 사용하는 경우, 금형 에 이형 필름을 진공 흡착에 의해 배치할 때에 진공 흡착된 이형 필름과 금형 사이에 간극이 생겨, 이형 필름의 파단 (破斷) 이나 수지 누설의 요인이 되기 쉬워, 바람직하지 않다.
또, 플라스틱 지지층의 강도가 이것보다 너무 작으면, 당해 지지층의 두께에 따라 다르기도 하지만, 금형 내에 가압 사출된 몰드 수지의 압력 등에 의해, 당해 플라스틱 지지층의 수지가 가압 유동화되어, 지지층으로서의 기능을 잃는다. 또한 심한 경우에는, 지지층의 수지가 이형 필름 밖으로 스며 나와 장치를 오염시키는 요인이 된다.
이상과 같이, 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 이 상기 규정 범위의 신장시 강도를 유지함으로써, 당해 이형 필름은 고온에서도, 적당히 부드럽고, 요철이 큰 형상의 금형에 대한 금형 추종성이 우수한 것이 된다.
그 플라스틱 지지층을 형성하는 수지로는, 상기와 같은 기계적 특성을 갖는 것이면 특별히 한정되는 것이 아니고, 예를 들어 결정화를 억제한 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 수지; 6-나일론, 6,6-나일론, 12-나일론 등의 폴리아미드; 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀; 아크릴 수지, 폴리카보네이트, 폴리에테르이미드, 염화비닐리덴, 에틸렌/비닐알코올 공중합체 등을 사용할 수 있는 것으로 들 수 있다. 그 중에서도, 결정화를 억제한 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 에틸렌/비닐알코올 공중합체가 바람직하다. 에틸렌/비닐알코올 공중합체에 있어서의 에틸렌/비닐알코올의 공중합 몰비는 80/20 ∼ 50/50 이 바람직하다.
특히, 요철이 큰 형상의 금형 등과 같이, 이형 필름에 특히 금형 추종성이 요구되는 경우, 당해 플라스틱 지지층으로는, 에틸렌/비닐알코올 공중합체로 구성되는 것이 보다 바람직하다.
지지층 (Ⅱ) 을 구성하는 플라스틱 필름 또는 플라스틱 시트의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상적으로 1㎛ ∼ 700㎛, 바람직하게는 6㎛ ∼ 200㎛, 더욱 바람직하게는 10㎛ ∼ 100㎛ 정도이다.
본 발명의 이형 필름 (1) 에 있어서는, 상기한 바와 같이, 적어도 이형 필름 (1) 에 강성을 부여하는 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 의 170℃ 에 있어서의 200％ 신장시 강도 (이하, 간단히 「신장시 강도」 라고 하는 경우가 있다.) 가 기본적으로 1MPa ∼ 50MPa 인 것을 규정한다. 또, 이형층 (I) 의 신장시 강도에 관해서는, 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 과의 관계에서 이하와 같이, 서로 상이한 바와 같이 선택하는 것이 바람직하다.
즉, 이형 필름 (1) 을 요철이 큰 형상의 금형에 적용하는 경우에 있어서, 수지 봉지 전에 당해 이형 필름을 금형에 진공 흡착시킬 때에, 당해 이형 필름에 금형의 당해 요철에 추종하여 그 대응하는 둘레 길이까지 충분히 연신할 수 있는 금형 추종성이 특히 요구되는 경우에는, 이형층 (I) 과 비교하여, 보다 부드러운 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 을 선택하는 것이 바람직하다. 한편 또, 당해 이형 필름에 관하여, 신장을 억제하고, 필름의 주름을 저감시키는 것이 요구되는 경우에는, 당해 이형층 (I) 과 비교하여, 보다 단단한 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 을 선택하면 된다.
또, 본 발명에 있어서는, 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 으로서 예를 들어 상기한 플 라스틱 지지층을 형성하는 수지 중에서, 특히 이형층 (I) 의 그것과 비교하여, 보다 우수한 고온 가스 배리어성을 갖고 있는 것을 선택함으로써, 형성되는 이형 필름 (1) 은 단층 (이형층만의) 이형 필름과 비교하여, 동일한 두께라도 우수한 고온 가스 배리어성을 갖는 것이 되기 때문에, 보다 바람직하다.
(자일렌 가스 투과성)
본 발명에 있어서의 이형 필름은 170℃ 에 있어서의 자일렌 가스 투과성이 5×10-15(kmol·m/(s·㎡·kPa)) 이하인 가스 배리어성 반도체 수지 몰드용 이형 필름이다.
본래 이형 필름의 가스 투과성은 몰드 수지인 에폭시 수지 등으로부터의 저점도 물질 등에 대한 당해 필름의 투과성으로서 평가하는 것이 바람직하다. 종래에는 앞서 기술한 특허 문헌 1 ∼ 특허 문헌 2 에 기재된 바와 같이, 이산화탄소 가스의 필름 투과성에 의해 평가하였으나, 당해 저점도 물질과 이산화탄소 가스에서는 화학 물질로서 큰폭으로 상이한 것으로, 상관성은 충분하다고는 말할 수 없었다. 본 발명자들은 이것에 대해, 자일렌 증기 (가스) 를 모델 화합물로서 선택하고, 170℃ 에 있어서의 당해 자일렌 가스의 필름 투과성에 의해, 에폭시 수지 등 유래 물질의 가스 투과성과 양호하게 관련지을 수 있는 것을 알아냈다. 즉, 자일렌 가스의 투과 계수는 에폭시 수지 등의 반도체 수지 몰드 수지로부터 발생하는 유기물에 대한 배리어성의 양호한 지표이며, 이 값이 작을수록, 반도체 수지 몰드 공정에서의 금형 오염이 보다 적은 것을 나타내는 것을 알아냈다.
그리고, 본 발명에 있어서는, 이형 필름의 당해 자일렌 가스 투과성을 특정의 값, 구체적으로는, 170℃ 에 있어서의 자일렌 가스 투과성을 5×10-15(kmol·m/(s·㎡·kPa)) 이하의 것으로 함으로써, 금형의 오염성을 충분히 만족시킬 수 있는 정도로 감소시키는 것을 알아낸 것이다. 이형 필름의 자일렌 가스 투과성을 4×10-15(kmol·m/(s·㎡·kPa)) 이하의 것으로 하는 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 있어서, 이형 필름의 가스 투과성의 측정 방법은 후기 실시예에 기재된 바와 같이, 상부 셀과 하부 셀의 연통구 (개구면) 를 투과율 측정 필름 (시료 필름) 에 의해 폐쇄하고, 170℃ 로 유지한 상부 셀에 자일렌 가스를 도입하고, 당해 시료 필름을 통하여, 진공으로 유지한 하부 셀에 자일렌 가스를 투과시켜, 투과된 당해 자일렌 가스의 농도 (압력) 의 시간 변화를 측정하고, 그 정상 상태에 있어서의 압력 변화로부터 170℃ 환경 하에 있어서의 자일렌 가스의 투과 계수를 산출하는 것이다.
(이형 필름의 층 구성)
본 발명의 이형 필름의 구성은, 도 1 에 나타낸 바와 같은 불소 수지층 등 이형층 (I)/플라스틱 지지층 (Ⅱ) 의 구성을 기본으로 하지만, 도 3 에 나타낸 바와 같은 불소 수지층 등 이형층 (I)/플라스틱 지지층 (Ⅱ)/불소 수지층 등 이형층 (I) 의 구성의 필름이어도 된다. 이 경우에는, 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 의 양면에 이형층 (I) 이 형성되어 있기 때문에 이형 필름의 표리를 구별하는 것이 불필요해지고, 금형에 당해 이형 필름을 배치하는 경우의 작업이 보다 용이하게 실시할 수 있다.
어느 층 구성에 있어서도, 불소 수지층 등 이형층 (I) 과 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 사이에 접착층이 있어도 된다. 접착층을 형성하는 경우에는, 상기와 같이, 접착되는 측의 이형층 (I) 의 표면이 표면 처리가 실시되어 있는 것이 바람직하다. 접착제로는, 예를 들어 이소시아네이트계, 폴리우레탄계, 폴리에스테르계 등 어느 것이어도 된다. 당해 접착층의 두께는 0.1㎛ ∼ 5㎛ 의 범위가 바람직하고, 0.2㎛ ∼ 2㎛ 의 범위가 보다 바람직하다.
(각 층 두께)
본 발명의 가스 배리어성 이형 필름의 각 층의 두께에 대해 정리하여 말하면 각 층의 두께는 이형층 (I) 은 통상적으로 3㎛ ∼ 75㎛, 바람직하게는 6㎛ ∼ 30㎛ 이며, 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 은 통상적으로 1㎛ ∼ 700㎛, 바람직하게는 6㎛ ∼ 200㎛, 더욱 바람직하게는 10㎛ ∼ 100㎛ 이다.
(요철 형성)
본 발명의 이형 필름에 있어서, 표면층인 불소 수지층 등, 및 플라스틱 지지층에는, 요철 가공이 실시되어 있어도 된다. 요철 가공이 실시되는 경우의 표면층의 표면의 산술 표면 조도는 0.01㎛ ∼ 3.5㎛ 의 범위가 바람직하고, 0.15㎛ ∼ 2.5㎛ 의 범위가 보다 바람직하다. 표면 조도가 이 범위에 있으면, 성형품의 외관 불량을 방지하여, 수율을 향상시킴과 함께, 성형품에 마킹되는 로트 번호의 시인성을 향상시키는 효과가 우수하다. 표면층이 요철 가공이 되어 있으면, 이형 필름이 금형에 진공 흡착될 때, 이형 필름과 금형 사이의 공기가 용이하게 빠 지기 때문에, 금형 흡착성이 향상된다.
(몰딩)
본 발명의 반도체 수지 몰드용 이형 필름 자체는 반도체 소자의 수지 몰딩 공정에 있어서, 종래의 이형 필름과 동일하게 사용할 수 있다. 즉, 성형 금형 내의 소정 위치에, 몰드해야 할 반도체 소자와 본 발명의 이형 필름을 설치하고, 형 조임 후, 진공 흡인하여 당해 이형 필름을 금형면에 흡착시키고, 반도체 소자와 금형면을 피복하고 있는 반도체 수지 몰드용 이형 필름 사이에 몰드 수지를 트랜스퍼 성형하면 된다. 경화 후의 몰드 수지와 본 발명의 이형 필름은 용이하게 이형된다.
실시예
이하, 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 기술적 범위가 이것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 있어서의 자일렌 가스의 투과 계수는 이하와 같이 하여 측정한 것이다.
〔자일렌 가스 투과 계수 (kmol·m/ (s·㎡·kPa)) 의 측정〕
JIS K 7126-1987 에 준하여 차압법으로 측정하였다. 단, 시험 온도는 170℃, 시료 기체는 자일렌 가스, 고압측 압력은 5kPa, 시료 필름의 투과면 직경은 50㎜ 로 하였다.
170℃ 로 유지한 상부 셀에 자일렌 가스를 도입하고, 투과율 측정 필름 (시료 필름) 을 통하여, 진공으로 유지한 하부 셀에 자일렌 가스를 투과시키고, 투과된 당해 자일렌 가스의 농도 (압력) 의 시간 변화를 측정하고, 그 정상 상태에 있 어서의 압력 변화로부터 170℃ 환경 하에 있어서의 자일렌 가스의 투과 계수를 산출한다.
〔실시예 1〕
(1) 이형층 (I) 으로서 두께 12㎛ 인 ETFE 필름 (아사히 글라스사 제조, 상품명: 플루온 ETFE 필름) 을 사용하였다. 또한, 당해 ETFE 필름의 편면 (지지층과 대향하는 면 (접착면)) 에 접착성을 향상시키기 위해 40W·min/㎡ 의 방전량으로 코로나 방전 처리를 실시하였다.
또, 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 으로서 12㎛ 의 에틸렌/비닐알코올 공중합체 (쿠라레사 제조, 상품명: 에발 EF-F) 의 필름을 준비하였다. 당해 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 의 170℃ 에 있어서의 200％ 신장시 강도는 5MPa 이었다.
(2) 상기 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 의 양면에 폴리에스테르계 접착제 (아사히 글라스사 제조, 상품명: AG-9014A) 를 드라이 막 두께 0.4㎛ 환산으로 도공, 건조시키고, 도 2 와 같이 하여 대향시킨 이형층 (I) 과 각각 드라이 라미네이트를 실시하여, 도 3 에 나타내는 층 구성 ((I)/(Ⅱ)/(I)) 의 이형 필름 (이하, 「이형 필름 1」이라고 한다.) 을 얻었다.
(3) 얻어진 이형 필름 1 에 대해, 상기한 방법에 의해, 170℃ 환경 하에서 자일렌의 가스 투과 계수를 측정한 결과, 2×10-15(kmol·m/(s·㎡·kPa)) 이었다. 또 이형 필름 1 의 170℃ 에 있어서의 200％ 신장시 강도를 측정한 결과를 아울러 표 1 에 나타냈다.
(4) 상기 얻어진 이형 필름 1 의 몰드용 에폭시 수지와의 이형성을 이하와 같이 하여 측정하였다. 즉, 이형 필름 1 과 캡톤 필름 (폴리이미드 필름, 듀퐁사 상표) (대조 필름) 사이에, ㅁ 자 형상으로 재단한 0.1㎜ 두께의 Al 을 프레임 (스페이서) 으로 하여 설치하고, 이 Al 프레임 내에 반도체용 몰드용 에폭시 수지를 주입하였다. 175℃ 환경 하의 평판 프레스로 프레스하고, 이형 필름 1 과 캡톤 필름을 이 몰드용 에폭시 수지로 접착하였다 (또한, 이형 필름 1 의 층 구성으로부터, 그 이형층 (I) 이 에폭시 수지와 접하도록 배치된다.). 당해 반도체용 몰드용 수지가 접착되어 있는 이형 필름 1 을 폭 25㎜ 의 직사각 형상으로 절단하고, 이 단부를 박리하면서, 반도체 몰드 수지와의 180°필 시험을 실시한 결과, 당해 박리 강도는 0(N/m) 이었다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
(5) 175℃ 환경 하의 트랜스퍼 몰드의 하 (下) 금형에 미 (未) 몰드 기판을 세트하고, 이형 필름 1 을 상 (上) 금형에 진공 흡착 후, 상하 금형을 닫아, 반도체 몰드용 에폭시 수지를 7MPa, 90sec. 로 트랜스퍼 몰드를 실시하였다. 상기 조건으로 반복하여 몰드 쇼트를 실시하고, 금형의 오염을 육안으로 체크한 결과, 2,000 회까지의 반복에 대해서는, 금형 오염은 전혀 보이지 않았다. 또한 2,000 회를 초과하여 반복한 결과, 미소한 금형 오염이 발생되었다.
(6) 오목부를 갖는 금형을 170℃ 로 유지하고, 이형 필름 1 을 당해 금형 오목부에 진공 흡착시킨 결과, 당해 이형 필름과 금형 사이에는 간극이 거의 없고, 당해 이형 필름 1 은 금형 추종성이 매우 우수한 것을 알 수 있었다.
〔실시예 2〕
(1) 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 으로서 25㎛ 의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(테이진 듀퐁 필름사 제조, 상품명: 테플렉스 FT3) 을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 이형 필름 (이하, 「이형 필름 2」 라고 한다.) 을 얻었다.
당해 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 의 170℃ 에 있어서의 200％ 신장시 강도는 25MPa 이었다.
(2) 이형 필름 2 에 대해, 실시예 1 과 동일하게 하여 170℃ 환경 하에 있어서 자일렌 가스 투과 계수를 측정하고, 또 170℃ 환경 하에 있어서 200％ 신장시 강도를 측정하였다. 또한 180°필 시험으로 박리 강도를 측정하였다.
당해 이형 필름 2 의 자일렌 가스 투과 계수는 3×10-15(kmol·m/(s·㎡·kPa)) 이고, 170℃ 에 있어서의 200％ 신장시 강도는 15MPa 이었다.
또, 180°필에 의한 박리 강도는 0(N/m) 이었다. 결과를 표 1 에 나타냈다.
(3) 또한 실시예 1 과 동일하게 하여 이형 필름 2 를 사용하여 반복 몰드 쇼트를 실시한 결과, 2000 회까지의 반복에 대해서는 금형 오염은 전혀 보이지 않았다. 또한 2,000 회를 초과하여 반복한 결과, 미소한 금형 오염이 발생되었다.
〔비교예 1〕
(1) 두께 50㎛ 의 단체 ETFE 필름 (아사히 글라스사 제조, 상품명: 플루온 ETFE) 을 그대로 이형 필름 샘플 (이하, 「이형 필름 3」 이라고 한다.) 로서 시험에 사용하였다. 당해 ETFE 필름의 170℃ 에 있어서의 200％ 신장시 강도를 측 정한 결과 5MPa 이었다.
(2) 상기 이형 필름 1 대신에 이 이형 필름 3 을 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 170℃ 환경 하에 있어서 자일렌 가스 투과 계수를 측정하고, 또, 동일하게 하여 180°필 시험을 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타냈다.
(3) 또한 실시예 1 과 동일하게 하여, 이형 필름 3 을 사용하여 반복 몰드 쇼트를 실시한 결과, 2,000 회 미만에서 금형 오염이 현저해졌다.
Figure 112009000753873-pct00001
표 1 에 정리한 실시예 1, 실시예 2, 및 비교예 1 의 결과로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 이형 필름 1 및 이형 필름 2 는 그 180° 필 시험 (N/cm) 에서 나타나 있는 바와 같이 반도체 몰드용 에폭시 수지와의 이형성이 매우 우수한 것임은 물론, 그 자일렌 가스 투과 계수가 2×10-15(kmol·m/(s·㎡·kPa)), 또는 3×10-15(kmol·m/(s·㎡·kPa)) 로 본 발명에서 규정하는 값보다 작다. 이 때문에, 당해 이형 필름 1 및 이형 필름 2 를 사용한 트랜스퍼 몰드 시험에서는, 2000 회까지의 반복에 대해서는 금형 오염은 전혀 보이지 않고, 또한 2,000 회를 초과하여 반복한 시점에서, 미소한 금형 오염이 발생되는 것으로, 금형 오염이 충분히 억제되어 있는 것이었다.
이것에 대해, ETFE 필름 자체를 이형 필름 3 으로서 사용한 경우에는, 이형성은 우수하지만, 그 자일렌 가스 투과 계수가 1×10-14(kmol·m/(s·㎡·kPa)) 로, 본 발명에서 규정하는 값보다 열등한 것으로서, 당해 필름을 통한 에폭시 수지 성분의 금형으로의 투과가 우려된다. 예상 대로, 당해 이형 필름 3 을 사용하는 트랜스퍼 몰드 시험에서는, 2,000 회 미만에서 금형 오염이 현저해지는 것이었다.
산업상이용가능성
본 발명에 의하면, 종래와 비교하여, 가스 투과성이 충분히 낮고, 몰드 수지에 의한 금형 오염이 적은 이형 필름이 제공되고, 또, 본 발명에 의하면, 몰드 수지와의, 보다 높은 이형성을 갖는 이형 필름이 제공된다. 또한, 본 발명의 이형 필름은 금속 증착층을 형성하고 있지 않기 때문에, 필름 양단으로부터 금속분 등이 박리되는 문제는 없다.
따라서, 본 발명의 반도체 수지 몰드용 이형 필름을 적용함으로써, 반도체의 수지 몰드 공정에 있어서, 금형 오염이 충분히 적어, 금형 세정 횟수를 크게 저감시킬 수 있고, 반도체 소자의 수지 몰드의 생산 효율을 향상시키는 것이 가능해지기 때문에 그 산업상의 이용 가능성은 매우 크다.
본 발명의 반도체 수지 몰드용 이형 필름은 반도체 수지 몰드 용도로 특히 적합한 것이지만, 그 외에, 이형성이 필요한 각종 용도에도 바람직하게 적용할 수 있다.
또한, 2006 년 8 월 18 일에 출원된 일본 특허출원 2006-223565호의 명세서, 특허 청구의 범위, 도면 및 요약서의 전체 내용을 여기에 인용하여, 본 발명의 명세서의 개시로서 도입하는 것이다.

Claims (11)

  1. 적어도 이형성이 우수한 이형층 (I) 과, 이것을 지지하는 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 을 갖는 이형 필름으로서, 상기 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 의 170℃ 에 있어서의200％ 신장시 강도가 1MPa ∼ 50MPa 이며, 또한, 상기 이형 필름의 170℃ 에 있어서의 자일렌 가스 투과성이 5×10-15(kmol·m/(s·㎡·kPa)) 이하인 것을 특징으로 하는 가스 배리어성 반도체 수지 몰드용 이형 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이형층 (I) 이 불소 수지로 형성되는, 반도체 수지 몰드용 이형 필름.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 불소 수지가 에틸렌/테트라플루오로에틸렌계 공중합체인, 반도체 수지 몰드용 이형 필름.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 이 에틸렌/비닐알코올 공중합체로 형성되는, 반도체 수지 몰드용 이형 필름.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이형층 (I) 의 두께가 3㎛ ∼ 75㎛ 이며, 상기 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 의 두께가 1㎛ ∼ 700㎛ 인, 반도체 수지 몰드용 이형 필름.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이형층 (I) 의 두께가 6㎛ ∼ 30㎛ 이며, 상기 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 의 두께가 6㎛ ∼ 200㎛ 인, 반도체 수지 몰드용 이형 필름.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이형층 (I) 의 두께가 6㎛ ∼ 30㎛ 이며, 상기 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 의 두께가 10㎛ ∼ 100㎛ 인, 반도체 수지 몰드용 이형 필름.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필름의 적어도 편면이 요철 가공되어 있는, 반도체 수지 몰드용 이형 필름.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 요철 가공된 면의 표면의 산술 표면 조도가 0.01㎛ ∼ 3.5㎛ 인, 반도체 수지 몰드용 이형 필름.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 요철 가공된 면의 표면의 산술 표면 조도가 0.15㎛ ∼ 2.5㎛ 인, 반도체 수지 몰드용 이형 필름.
  11. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이형층 (I) 과 상기 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 사이에 접착층을 갖고, 또한 접착되는 측의 이형층 (I) 의 표면에 표면 처리가 실시되어 있는, 반도체 수지 몰드용 이형 필름.
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