KR102172867B1 - 공정용 이형 필름, 그 용도 및 이를 이용한 수지 밀봉 반도체의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
수지 밀봉 후 성형품을, 금속 거푸집 구조나 이형제(release agent)의 양에 의할 것 없이 쉽게 이형할 수 있을 뿐 아니라 주름(crease)이나 흠집 등의 외관 불량이 없는 성형품을 얻을 수 있는 공정용 이형 필름(process release film)을 제공한다.
상기 과제는, 이형층 A와 내열 수지층 B와 선택적을 이형층 A'를 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름으로서, 상기 이형층 A(및 존재하는 경우 이형층 A')의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°이고, 상기 적층 필름이 소정의 열 치수 변화율 및/또는 인장 탄성률을 갖는 상기 공정용 이형 필름, 또는 이형층 A와 내열 수지층 B와 선택적으로 이형층 A'를 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름으로서, 상기 적층 필름의 이형층 A(및 존재하는 경우 이형층 A')의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°이고, 이형층 A의 표면 고유 저항값이 1×1013Ω/□ 이하이며, 상기 내열 수지층 B가 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 B1을 포함하고, 상기 적층 필름이 소정의 열 치수 변화율 및/또는 인장 탄성률을 갖는 상기 공정용 이형 필름에 의해 해결된다.
상기 과제는, 이형층 A와 내열 수지층 B와 선택적을 이형층 A'를 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름으로서, 상기 이형층 A(및 존재하는 경우 이형층 A')의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°이고, 상기 적층 필름이 소정의 열 치수 변화율 및/또는 인장 탄성률을 갖는 상기 공정용 이형 필름, 또는 이형층 A와 내열 수지층 B와 선택적으로 이형층 A'를 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름으로서, 상기 적층 필름의 이형층 A(및 존재하는 경우 이형층 A')의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°이고, 이형층 A의 표면 고유 저항값이 1×1013Ω/□ 이하이며, 상기 내열 수지층 B가 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 B1을 포함하고, 상기 적층 필름이 소정의 열 치수 변화율 및/또는 인장 탄성률을 갖는 상기 공정용 이형 필름에 의해 해결된다.
Description
본원 제 1 및 제 2 발명은 공정용 이형 필름(process release film), 바람직하게는 반도체 밀봉 공정용 이형 필름에 관한 것으로, 특히 금속 거푸집(金型) 내에 반도체 칩 등을 배치하여 수지를 주입 성형할 때, 반도체 칩 등과 금속 거푸집 내면 사이에 배치되는 공정용 이형 필름, 및 이를 이용한 수지 밀봉 반도체의 제조 방법에 관한 것이다.
본원 제 3 및 제 4 발명은 성형품의 외관 불량, 특히 주름(crease)에 의한 외관 불량을 효과적으로 억제할 수 있는 공정용 이형 필름, 바람직하게는 반도체 밀봉 공정용 이형 필름에 관한 것으로, 특히 금속 거푸집 내에 반도체 칩 등을 배치하여 수지를 주입 성형할 때, 반도체 칩 등과 금속 거푸집 내면 사이에 배치되는 공정용 이형 필름 및 이를 이용한 수지 밀봉 반도체의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 반도체 패키지 등의 소형 경량화에 따라 밀봉 수지(sealing resin)의 사용량을 줄이는 것이 검토되고 있다. 또한, 밀봉 수지의 사용량을 줄이더라도 반도체 칩 등과 수지의 계면을 견고하게 접착시키기 위해 밀봉 수지에 포함되는 이형제의 양을 줄이는 것이 요구된다. 이로 인해, 경화 성형 후의 밀봉 수지와 금속 거푸집의 이형성을 얻는 방법으로써 금속 거푸집 내면과 반도체 칩 등 사이에 이형 필름을 배치하는 방법이 채택되고 있다.
이러한 이형 필름으로써, 이형성 및 내열성이 뛰어난 불소계 수지 필름(예를 들어, 특허문헌 1~2), 폴리 4-메틸-1-펜텐(poly 4-methyl-1-pentene) 수지 필름(예를 들어, 특허문헌 3) 등이 제안된다. 그러나, 이러한 이형 필름은 금속 거푸집 내면에 장착될 때 주름(crease)이 발생하기 쉽고, 이 주름은 성형품의 표면에 전사되어 외관 불량을 일으키는 문제가 있다.
이에 대해, 이형층과 내열층을 갖는 적층 이형 필름이 제안되고 있다. 이러한 이형 필름은 이형층에서 이형성을 얻는 것과 동시에 내열층에서 주름이나 외관 불량을 억제하려는 것이다. 이러한 제안의 대표적인 것은, 이형층과 내열층의 저장 탄성률의 관계에 착안한 것이다(예를 들어, 특허문헌 4-6 참조). 예를 들어, 특허문헌 4에는 이형층의 저장 탄성률이 비교적 낮고 내열층의 저장 탄성률이 비교적 높은 구성의 적층 이형 필름, 보다 구체적으로는, 이형층의 175℃에서의 저장 탄성률 E'가 45 MPa 이상 105 MPa 이하이고, 내열층 175℃에서의 저장 탄성률 E'가 100 MPa 이상 250 MPa 이하인 반도체 밀봉 공정용 이형 필름이 기재되어 있다.
또한, 이와 같은 공정용 이형 필름은 반도체 밀봉 공정 뿐만 아니라, 발광 다이오드 등의 발광 소자(light emitter)용 리플렉터의 성형 공정 등에서도 사용할 수 있는 것이다(예를 들면, 특허문헌 7 참조).
또한, 이형 필름의 대전도 성형품의 외관 불량의 원인이 된다. 반도체 밀봉 공정에서 사용되는 이형 필름은 상기와 같이 수지 필름이기 때문에 일반적으로 대전이 쉽다. 예를 들어 이형 필름을 감아서 사용하는 경우, 이형 필름의 박리시 정전기가 발생하여, 제조 환경에 존재하는 분진 등의 이물질이 대전된 이형 필름에 부착되어 성형품의 형상 이상(이물질 부착 등) 및 금속 거푸집 오염의 원인이 된다. 특히, 반도체 칩의 밀봉 장치 중에는 밀봉용 수지로서 과립 수지를 선택한 것이 있어, 이형 필름에 과립 수지에서 발생하는 분진이 부착하는 것에 의한 형상 이상이나 금속 거푸집 오염, 및 그로 인해 초래되는 외관 불량은 무시할 수 없는 것이다.
또한, 최근에는 패키지의 박형화나 방열성(heat dissipation) 향상의 요청에 따라 반도체 칩을 플립칩(flip chip) 접합하여 칩의 뒷면을 노출시키는 패키지가 늘어나고 있다. 이 공정은 몰디드 언더 필름(Molded Under Film; MUF) 공정이라고 불린다. MUF 공정에서는 반도체 칩의 보호 및 마스킹(masking)을 위해 이형 필름과 반도체 칩이 직접 접촉한 상태로 밀봉이 이루어진다. 이때, 이형 필름이 대전되기 쉽고 박리시 대전-방전에 의해 반도체 칩이 파괴될 우려가 있다.
따라서, 밀봉 필름의 대전을 방지하는 기술이 다양하게 제안되고 있다. 예를 들어, 특허문헌 6에는 형성시에 경화성 수지와 접하는 제 1 열가소성 수지층과, 금속 거푸집과 접하는 제 2 열가소성 수지층과, 제 1 열가소성 수지층 및 제 2 열가소성 지층 사이에 배치된 중간층을 배치하고, 상기 중간층이 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 이형 필름이 기재되어 있다.
그러나, 당해 기술 분야의 발전에 따라 반도체 밀봉 공정용 이형 필름 등의 공정용 이형 필름에 대한 요구 수준은 매년 높아지고 있어, 더 열악한 프로세스 조건에서도 주름의 발생이 억제된 공정용 이형 필름이 요구되고 있으며, 특히 이형성, 주름의 억제 및 금속 거푸집 추종성(trackability)이 더욱 높은 수준으로 균형잡힌 공정용 이형 필름이 강하게 요구되고 있다.
또한, 더 가혹한 공정 조건에서도 성형품의 외관 불량이 억제된 공정용 이형 필름이 요구되고 있으며, 특히, 이형성, 외관 불량의 억제 및 금속 거푸집 추종성이 매우 높은 수준 혹은 특히 높은 수준으로 균형잡힌 공정용 이형 필름이 강하게 요구되고 있다.
본원 제 1 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 수지 밀봉 후의 성형품을 금속 거푸집 구조나 이형제의 양에 의할 것 없이 쉽게 이형할 수 있고, 주름이나 흠집 등 외관 불량이 없는 성형품을 얻을 수 있는 공정용 이형 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본원 제 2 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 수지 밀봉 후의 성형품을 금속 거푸집 구조나 이형제에 의할 것 없이 쉽게 이형할 수 있고, 주름이나 흠집, 형상 이상(예를 들어, 상온에서 과립 형태의 밀봉 수지의 이형 필름으로의 정전기에 의한 부착 등에 기인하여 발생하는 거스러미(burr), 이물질 부착 등) 등의 외관 불량이 없는 성형품을 얻을 수 있는 공정용 이형 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본원 제 3 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 수지 밀봉 후의 성형품을 금속 거푸집 구조나 이형제의 양에 의할 것 없이 쉽게 이형할 수 있고, 주름이나 흠집 등의 외관 불량이 없는 성형품을 얻을 수 있는 공정용 이형 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본원 제 4 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 수지 밀봉 후의 성형품을 금속 거푸집 구조나 이형제에 의할 것 없이 쉽게 이형할 수 있고, 주름이나 흠집, 형상 이상(이물질 부착 등) 등의 외관 불량이 없는 성형품을 얻을 수 있는 공정용 이형 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 공정용 이형 필름의 특정 온도에서의 열 치수 변화율, 특히 공정용 이형 필름을 구성하는 적층 필름의 TD 방향(필름의 면 내인 것으로, 필름 제조시의 길이 방향에 대해 직교하는 방향. 이하, "가로 방향"이라고도 한다.)의 열 치수 변화율을 적절하게 제어하는 것이, 금속 거푸집 내면에 장착될 때 주름 억제에 중요하다는 것을 발견하고, 본원 제 1 발명을 완성하기에 이르렀다.
또한, 본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 공정용 이형 필름의 특정 온도에서의 열 치수 변화율, 특히 공정용 이형 필름을 구성하는 적층 필름의 TD 방향의 열 치수 변화율을 적절하게 제어하고, 또한 상기 적층 필름을 구성하는 내열 수지층에 고분자계 대전제(charged agent)를 함유하는 층을 마련하는 것이, 외관 불량의 억제에 중요하다는 것을 발견하고, 본원 제 2 발명을 완성하기에 이르렀다.
또한 본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 공정용 이형 필름의 특정 온도에서의 열 치수 변화율, 특히 공정용 이형 필름을 구성하는 적층 필름의 TD 방향(필름의 면 내인 것으로, 필름 제조시의 길이 방향에 대해 직교하는 방향. 이하 "가로 방향"이라고도 한다.)의 열 치수 변화율을 적절하게 제어하는 것이, 금속 거푸집 내면에 장착될 때 주름 억제에 중요하다는 것을 발견하고, 본원 제 3 발명을 완성하기에 이르렀다.
또한 본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 공정용 이형 필름의 특정 온도에서의 인장 탄성률을 적절히 제어하고, 또한 상기 적층 필름을 구성하는 내열 수지층에 고분자계 대전제를 함유하는 층을 구비하는 것이 외관 불량의 억제에 특히 중요하다는 것을 발견하여, 본원 제 4 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉 본원 제 1 발명 및 그의 각 양태는 하기 [1] 내지 [19]에 기재된 바와 같다.
[1]
이형층 1A 및 내열 수지층 1B를 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름으로서,
상기 이형층 1A의 물에 대한 접촉각(이하, '물에 대한 접촉각'을 '물접촉각'으로 표기하는 경우가 있음) 90° 내지 130°이며,
상기 내열 수지층 1B 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하인, 상기 공정용 이형 필름.
[2]
상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율의 합이 6% 이하인, [1]에 기재된 공정용 이형 필름.
[3]
이형층 1A 및 내열 수지층 1B를 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름으로서,
상기 이형층 1A의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°이며,
상기 내열 수지층 1B 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 4% 이하인, 상기 공정용 이형 필름.
[4]
상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율의 합이 7% 이하인, [3]에 기재된 공정용 이형 필름.
[5]
상기 내열 수지층 1B 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하인, [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름.
[6]
상기 내열 수지층 1B 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율의 합이 6% 이하인, [5]에 기재된 공정용 이형 필름.
[7]
상기 내열 수지층 1B 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하인, [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름.
[8]
상기 내열 수지층 1B 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율의 합이 4% 이하인, [7]에 기재된 공정용 이형 필름.
[9]
상기 이형층 1A가, 불소수지, 4-메틸-1-펜텐(공)중합체(4-methyl-1-pentene (co) polymer) 및 폴리스티렌계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 수지를 포함하는, [1] 내지 [8] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름.
[10]
상기 내열 수지층 1B가 연신 필름(stretch film)을 포함하는, [1] 내지 [9] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름.
[11]
상기 연신 필름은 연신 폴리에스테르 필름, 연신 폴리아미드 필름 및 연신 폴리프로필렌 필름으로 이루어진 군에서 선택되는, [10]에 기재된 공정용 이형 필름.
[12]
상기 내열 수지층 1B의, JISK7221에 준거한 시차주사열량계(differential scanning calorimetry; DSC)에 의해 측정된 제1회 승온 공정에서의 결정 융해 열량이 15 J/g 이상, 60 J/g 이하인, [1] 내지 [11] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름.
[13]
상기 적층 필름이 이형층 1A'를 추가적으로 갖고, 또한 상기 이형층 1A, 상기 내열 수지층 1B 및 상기 이형층 1A'를 순차적으로 포함하고,
상기 이형층 1A'의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°인, [1] 내지 [12] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름.
[14]
상기 이형층 1A 및 상기 이형층 1A'중 적어도 하나가 불소수지, 4-메틸-1-펜텐(공)중합체 및 폴리스티렌계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 수지를 포함하는, [13]에 기재된 공정용 이형 필름.
[15]
열경화성 수지에 의한 밀봉 공정에 사용하는, [1] 내지 [14]에 기재된 공정용 이형 필름.
[16]
반도체 밀봉 공정에 사용하는, [1] 내지 [15]에 기재된 공정용 이형 필름.
[17]
섬유 강화 플라스틱 성형 공정 또는 플라스틱 렌즈 성형 공정에 사용하는, [1] 내지 [15]에 기재된 공정용 이형 필름.
[18]
수지 밀봉 반도체의 제조 방법으로서,
금속 거푸집 내 소정 위치에 수지 밀봉된 반도체 장치를 배치하는 공정과,
상기 금속 거푸집 내면에, [1] 내지 [14] 중 어느 하나에 기재된 반도체 밀봉 공정용 이형 필름을, 상기 이형층 1A가 상기 반도체 장치와 대향(facing)하도록 배치하는 공정과,
상기 금속 거푸집을 몰드 클로징(mold closing)한 후, 상기 반도체 장치 및 상기 반도체 밀봉 공정용 이형 필름 사이에 밀봉 수지를 주입 성형하는 공정,
을 갖는, 상기 수지 밀봉 반도체의 제조 방법.
[19]
수지 밀봉 반도체의 제조 방법으로서,
성형 금속 거푸집 내 소정 위치에 수지 밀봉된 반도체 장치를 배치하는 공정과,
상기 금속 거푸집 내면에, [13] 또는 [14]에 기재된 반도체 밀봉 공정용 이형 필름을, 상기 이형층 1A'가 상기 반도체 장치와 대향하도록 배치하는 공정과,
상기 금속 거푸집을 몰드 클로징한 후, 상기 반도체 장치 및 상기 반도체 밀봉 공정용 이형 필름 사이에 밀봉 수지를 주입 성형하는 공정,
을 갖는, 상기 수지 밀봉 반도체의 제조 방법.
또한, 본원 제 2 발명 및 그의 각 양태는 하기 [20] 내지 [40]에 기재된 바와 같다.
[20]
이형층 2A 및 내열 수지층 2B를 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름으로서,
상기 적층 필름의, 이형층 2A의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°이며, 표면 고유 저항값이 1×1013Ω/□ 이하이고,
상기 내열 수지층 2B가, 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 2B1을 포함하며,
상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하인, 상기 공정용 이형 필름.
[21]
상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율의 합이 6% 이하인, [20]에 기재된 공정용 이형 필름.
[22]
이형층 2A 및 내열 수지층 2B를 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름으로서,
상기 적층 필름의, 이형층 2A의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°이며, 표면 고유 저항값이 1×1013Ω/□ 이하이고,
상기 내열 수지층 2B가, 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 2B1을 포함하고,
상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 4% 이하인, 상기 공정용 이형 필름.
[23]
상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율의 합이 7% 이하인, 공정용 이형 필름.
[24]
상기 내열 수지층 2B가, 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 2B1 및 접착제를 포함하는 접착층 2B2를 포함하는, [20] 내지 [23] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름.
[25]
상기 내열 수지층 2B 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하인, [20] 내지 [24] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름.
[26]
상기 내열 수지층 2B 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율의 합이 6% 이하인, [25]에 기재된 공정용 이형 필름.
[27]
상기 내열 수지층 2B 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하인, [20] 내지 [24] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름.
[28]
상기 내열 수지층 2B 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율의 합이 4% 이하인, [27]에 기재된 공정용 이형 필름.
[29]
상기 이형층 2A는 불소수지, 4-메틸-1-펜텐(공)중합체 및 폴리스티렌계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 수지를 포함하는, [20] 내지 [28] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름.
[30]
상기 내열 수지층 2B가 연신 필름을 포함하는, [20] 내지 [29] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름.
[31]
상기 연신 필름이 연신 폴리에스테르 필름, 연신 폴리아미드 필름 및 연신 폴리프로필렌 필름으로 이루어진 군에서 선택되는, [30]에 기재된 공정용 이형 필름.
[32]
상기 내열 수지층 2B의, JISK7221에 준거한 시차주사열량계(DSC)에 의해 측정된 제1회 승온 공정에서의 결정융해열량이 15 J/g 이상, 60 J/g 이하인, [20] 내지 [31] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름.
[33]
상기 적층 필름이 이형층 2A'를 추가적으로 가지며, 또한 상기 이형층 2A, 상기 내열 수지층 2B 및 상기 이형층 2A'를 순차적으로 포함하고,
상기 이형층 2A'의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°인, [20] 내지 [32] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름.
[34]
상기 이형층 2A'의 표면 고유 저항값이 1×1013Ω/□ 이하인, [33]에 기재된 공정용 이형 필름.
[35]
상기 이형층 2A 및 상기 이형층 2A'중 적어도 하나가 불소수지, 4-메틸-1-펜텐(공)중합체 및 폴리스티렌계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 수지를 포함하는, [14] 또는 [15]에 기재된 공정용 이형 필름.
[36]
열경화성 수지에 의한 밀봉 공정에 사용하는, [20] 내지 [35] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름.
[37]
반도체 밀봉 공정에 사용하는, [20] 내지 [36] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름.
[38]
섬유 강화 플라스틱 성형 공정 또는 플라스틱 렌즈 성형 공정에 사용하는, [20] 내지 [36] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름.
[39]
수지 밀봉 반도체의 제조 방법으로서,
금속 거푸집 내 소정 위치에 수지 밀봉된 반도체 장치를 배치하는 공정과,
상기 금속 거푸집 내면에, [20] 내지 [35] 중 어느 하나에 기재된 반도체 밀봉 공정용 이형 필름을, 상기 이형층 2A가 상기 반도체 장치와 대향하도록 배치하는 공정과,
상기 금속 거푸집을 몰드 클로징한 후, 상기 반도체 장치 및 상기 반도체 밀봉 공정용 이형 필름 사이에 밀봉 수지를 주입 성형하는 공정,
을 갖는, 상기 수지 밀봉 반도체의 제조 방법.
[40]
수지 밀봉 반도체의 제조 방법으로서,
금속 거푸집 내 소정 위치에 수지 밀봉된 반도체 장치를 배치하는 공정과,
상기 금속 거푸집 내면에, [33] 내지 [35] 중 어느 하나에 기재된 반도체 밀봉 공정용 이형 필름을, 상기 이형층 2A'가 상기 반도체 장치와 대향하도록 배치하는 공정과,
상기 금속 거푸집을 몰드 클로징한 후, 상기 반도체 장치 및 상기 반도체 밀봉 공정용 이형 필름 사이에 밀봉 수지를 주입 성형하는 공정,
을 갖는, 상기 수지 밀봉 반도체의 제조 방법.
또한, 본원 제 3 발명 및 그의 각 양태는 하기 [41] 내지 [61]에 기재된 바와 같다.
[41]
이형층 3A 및 내열 수지층 3B를 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름으로서,
상기 이형층 3A의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°이며,
상기 적층 필름의 120℃에서의 인장 탄성률이 75 Mpa 내지 500 Mpa인, 상기 공정용 이형 필름.
[42]
상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하인, [41]에 기재된 공정용 이형 필름.
[43]
상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율의 합이 6% 이하인, [41] 또는 [42]에 기재된 공정용 이형 필름.
[44]
이형층 3A 및 내열 수지층 3B를 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름으로서,
상기 이형층 3A의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°이며,
상기 적층 필름의 170℃에서의 인장 탄성률이 75 Mpa 내지 500 Mpa인, 상기 공정용 이형 필름.
[45]
상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 4% 이하인, [44]에 기재된 공정용 이형 필름.
[46]
상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율의 합이 7% 이하인, [44] 또는 [45]에 기재된 공정용 이형 필름.
[47]
상기 내열 수지층 3B 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하인, [41] 내지 [46] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름.
[48]
상기 내열 수지층 3B 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율의 합이 6% 이하인, [47]에 기재된 공정용 이형 필름.
[49]
상기 내열 수지층 3B 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하인, [41] 내지 [46] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름.
[50]
상기 내열 수지층 3B 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율의 합이 5% 이하인, [49]에 기재된 공정용 이형 필름.
[51]
상기 이형층 3A는 불소수지, 4-메틸-1-펜텐(공)중합체 및 폴리스티렌계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 수지를 포함하는, [41] 내지 [50] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름.
[52]
상기 내열 수지층 3B가 연신 필름을 포함하는, [41] 내지 [51] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름.
[53]
상기 연신 필름은 연신 폴리에스테르 필름, 연신 폴리아미드 필름 및 연신 폴리프로필렌 필름으로 이루어진 군에서 선택되는, [52]에 기재된 공정용 이형 필름.
[54]
상기 내열 수지층 3B의, JISK7221에 준거한 시차주사열량계(DSC)에 의해 측정된 제1회 승온 공정에서의 결정 융해 열량이 20 J/g 이상, 100 J/g 이하인, [41] 내지 [53] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름.
[55]
상기 적층 필름이 이형층 3A'를 추가적으로 가지며, 또한 상기 이형층 3A, 상기 내열 수지층 3B 및 상기 이형층 3A'를 순차적으로 포함하고,
상기 이형층 3A'의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°인, [41] 내지 [54] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름.
[56]
상기 이형층 3A 및 상기 이형층 3A'중 적어도 하나가 불소수지, 4-메틸-1-펜텐(공)중합체 및 폴리스티렌계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 수지를 포함하는, [55]에 기재된 공정용 이형 필름.
[57]
열경화성 수지에 의한 밀봉 공정에 사용하는, [41] 내지 [56] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름
[58]
반도체 밀봉 공정에 사용하는, [41] 내지 [57] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름.
[59]
섬유 강화 플라스틱 성형 공정, 또는 플라스틱 렌즈 성형 공정에 사용하는, [41] 내지 [57] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름.
[60]
수지 밀봉 반도체의 제조 방법으로서,
금속 거푸집 내 소정 위치에 수지 밀봉된 반도체 장치를 배치하는 공정과,
상기 금속 거푸집 내면에, [41] 내지 [56] 중 어느 하나에 기재된 반도체 밀봉 공정용 이형 필름을 상기 이형층 3A가 상기 반도체 장치와 대향하도록 배치하는 공정과,
상기 금속 거푸집을 몰드 클로징한 후, 상기 반도체 장치 및 상기 반도체 밀봉 공정용 이형 필름 사이에 밀봉 수지를 주입 성형하는 공정,
를 갖는, 상기 수지 밀봉 반도체의 제조 방법.
[61]
수지 밀봉 반도체의 제조 방법으로서,
금속 거푸집 내 소정 위치에 수지 밀봉된 반도체 장치를 배치하는 공정과,
상기 금속 거푸집 내면에, [55] 또는 [56]에 기재된 반도체 밀봉 공정용 이형 필름을 상기 이형층 3A'가 상기 반도체 장치와 대향하도록 배치하는 공정과,
상기 금속 거푸집을 몰드 클로징한 후, 상기 반도체 장치 및 상기 반도체 밀봉 공정용 이형 필름 사이에 밀봉 수지를 주입 성형하는 공정,
를 갖는, 상기 수지 밀봉 반도체의 제조 방법.
또한, 본원 제 4 발명 및 그의 각 양태는 하기 [62] 내지 [86]에 기재된 바와 같다.
[62]
이형층 4A 및 내열 수지층 4B를 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름으로서,
상기 이형층 4A의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°이며,
상기 내열 수지층 4B는, 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 4B1을 포함하고,
상기 적층 필름의 120℃에서의 인장 탄성률이 75 Mpa 내지 500 Mpa인, 상기 공정용 이형 필름.
[63]
상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하인, [62]에 기재된 공정용 이형 필름.
[64]
상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율의 합이 6% 이하인, [62] 또는 [63]에 기재된 공정용 이형 필름.
[65]
이형층 4A 및 내열 수지층 4B를 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름으로서,
상기 이형층 4A의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°이며,
상기 내열 수지층 4B는, 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 4B1을 포함하고,
상기 적층 필름의 170℃에서의 인장 탄성률이 75 Mpa 내지 500 Mpa인, 상기 공정용 이형 필름.
[66]
상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 4% 이하인, [65]에 기재된 공정용 이형 필름.
[67]
상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율의 합이 7% 이하인, [65] 또는 [66]에 기재된 공정용 이형 필름.
[68]
상기 내열 수지층 4B는, 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 4B1 및 접착제를 포함하는 접착층 4B2를 포함하는, [62] 내지 [67] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름.
[69]
상기 내열 수지층 4B는, 고분자계 대전 방지제 및 접착제를 함유하는 층 4B3를 포함하는, [62] 내지 [67] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름.
[70]
상기 내열 수지층 4B 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하인, [62] 내지 [69] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름.
[71]
상기 내열 수지층 4B 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율의 합이 6% 이하인, [70]에 기재된 공정용 이형 필름.
[72]
상기 내열 수지층 4B 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하인, [62] 내지 [69] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름.
[73]
상기 내열 수지층 4B 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율의 합이 5% 이하인, [72]에 기재된 공정용 이형 필름.
[74]
상기 이형층 4A는 불소수지, 4-메틸-1-펜텐(공)중합체 및 폴리스티렌계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 수지를 포함하는, [62] 내지 [73] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름.
[75]
상기 내열 수지층 4B가 연신 필름을 포함하는, [62] 내지 [74] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름.
[76]
상기 연신 필름은 연신 폴리에스테르 필름, 연신 폴리아미드 필름 및 연신 폴리프로필렌 필름으로 이루어진 군에서 선택되는, [75]에 기재된 공정용 이형 필름.
[77]
상기 내열 수지층 4B의, JISK7221에 준거한 시차주사열량계(DSC)에 의해 측정된 제1회 승온 공정에서의 결정 융해 열량이 20 J/g 이상, 100 J/g 이하인, [62] 내지 [76] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름.
[78]
상기 이형층 4A의 표면 고유 저항값이 1×1013Ω/□ 이하인, [62] 내지 [77] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름.
[79]
상기 적층 필름이 이형층 4A'를 추가적으로 가지며, 또한 상기 이형층 4A, 상기 내열 수지층 4B 및 상기 이형층 4A'을 순차적으로 포함하고,
상기 이형층 4A'의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°인, [62] 내지 [78] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름.
[80]
상기 이형층 4A 및 상기 이형층 4A'중 적어도 하나가 불소수지, 4-메틸-1-펜텐(공)중합체 및 폴리스티렌계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 수지를 포함하는, [79]에 기재된 공정용 이형 필름.
[81]
상기 이형층 4A'의 표면 고유 저항값이 1×1013Ω/□ 이하인, [79] 또는 [80]에 기재된 공정용 이형 필름.
[82]
열경화성 수지에 의한 밀봉 공정에 사용하는, [62] 내지 [81] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름
[83]
반도체 밀봉 공정에 사용하는, [62] 내지 [82] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름.
[84]
섬유 강화 플라스틱 성형 공정, 또는 플라스틱 렌즈 성형 공정에 사용하는, [62] 내지 [82] 중 어느 하나에 기재된 공정용 이형 필름.
[85]
수지 밀봉 반도체의 제조 방법으로서,
금속 거푸집 내 소정 위치에 수지 밀봉된 반도체 장치를 배치하는 공정과,
상기 금속 거푸집 내면에, [62] 내지 [83] 중 어느 하나에 기재된 반도체 밀봉 공정용 이형 필름을 상기 이형층 4A가 상기 반도체 장치와 대향하도록 배치하는 공정과,
상기 금속 거푸집을 몰드 클로징한 후, 상기 반도체 장치 및 상기 반도체 밀봉 공정용 이형 필름 사이에 밀봉 수지를 주입 성형하는 공정,
를 갖는, 상기 수지 밀봉 반도체의 제조 방법.
[86]
수지 밀봉 반도체의 제조 방법으로서,
금속 거푸집 내 소정 위치에 수지 밀봉된 반도체 장치를 배치하는 공정과,
상기 금속 거푸집 내면에, [79] 내지 [81] 중 어느 하나에 기재된 반도체 밀봉 공정용 이형 필름을 상기 이형층 4A'가 상기 반도체 장치와 대향하도록 배치하는 공정과,
상기 금속 거푸집을 몰드 클로징한 후, 상기 반도체 장치 및 상기 반도체 밀봉 공정용 이형 필름 사이에 밀봉 수지를 주입 성형하는 공정,
를 갖는, 상기 수지 밀봉 반도체의 제조 방법.
또한, 본원에서 "반도체 장치"란 반도체 소자(칩)도 포함하는 개념이다.
본원 제 1 발명의 공정용 이형 필름은 종래 기술에서는 실현할 수 없었던 높은 수준의 이형성, 주름의 억제 및 금속 거푸집 추종성을 겸비하기 때문에, 이를 이용함으로써 반도체 칩 등을 수지 밀봉 등 하여 얻어지는 성형품을 쉽게 이형할 수 있을 뿐만 아니라, 주름이나 흠집 등의 외관 불량이 없는 성형품을 높은 생산성으로 제조할 수 있다.
본원 제 2 발명의 공정용 이형 필름은 종래 기술에서는 실현할 수 없었던 높은 수준의 이형성, 외관 불량의 억제 및 금속 거푸집 추종성을 겸비하기 때문에, 이를 이용함으로써 반도체 칩 등을 수지 밀봉 등 하여 얻어지는 성형품을 쉽게 이형할 수 있으며, 주름이나 흠집, 형상 이상(이물질 부착 등) 등의 외관 불량이 없는 성형품을 높은 생산성으로 제조할 수 있다. 또한 밀봉 수지가 상온에서 고체의 과립 형태라 할지라도 정전기에 따른 이형 필름에 밀봉 수지의 부착으로 인한 거스러미 등의 성형 불량을 미연에 방지할 수 있다. 본원 제 2 발명의 공정용 이형 필름은 밀봉용 수지로서 과립 수지를 채용하는 밀봉 장치에의 사용에 특히 적합하다.
본원 제 3 발명의 공정용 이형 필름은 종래 기술에서는 실현할 수 없었던 높은 수준의 이형성, 주름의 억제 및 금속 거푸집 추종성을 겸비하기 때문에, 이를 이용함으로써 반도체 칩 등을 수지 밀봉 등 해서 얻어지는 성형품을 쉽게 이형할 수 있으며, 주름이나 흠집 등의 외관 불량이 없는 성형품을 높은 생산성으로 제조할 수 있다.
본원 제 4 발명의 공정용 이형 필름은 종래 기술에서는 실현할 수 없었던 높은 수준의 이형성, 외관 불량의 억제 및 금속 거푸집 추종성을 겸비하기 때문에, 이를 이용함으로써 반도체 칩 등을 수지 밀봉 등 하여 얻어지는 성형품을 쉽게 이형할 수 있으며, 주름이나 흠집, 형상 이상(이물질 부착 등) 등의 외관 불량이 없는 성형품을 높은 생산성으로 제조할 수 있다. 본원 제 4 발명의 공정용 이형 필름은 밀봉용 수지로서 과립 수지를 채용하는 밀봉 장치에의 사용에 특히 적합하다.
도 1은 본 발명의 공정용 이형 필름의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 공정용 이형 필름의 다른 예를 나타내는 모식도이다.
도 3-1은 본원 제 1 발명, 제 3 발명 및 제 4 발명의 공정용 이형 필름을 이용한 수지 밀봉 반도체의 제조 방법의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 3-2는 본원 제 2 발명의 공정용 이형 필름을 이용한 수지 밀봉 반도체의 제조 방법의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 4A는 본 발명의 공정용 이형 필름을 이용한 수지 밀봉 반도체의 제조 방법의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 4B는 본 발명의 공정용 이형 필름을 이용한 수지 밀봉 반도체의 제조 방법의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 5는 도 4A 및 도 4B의 수지 밀봉 반도체의 제조 방법으로 얻어진 수지 밀봉 반도체의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 공정용 이형 필름의 다른 예를 나타내는 모식도이다.
도 3-1은 본원 제 1 발명, 제 3 발명 및 제 4 발명의 공정용 이형 필름을 이용한 수지 밀봉 반도체의 제조 방법의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 3-2는 본원 제 2 발명의 공정용 이형 필름을 이용한 수지 밀봉 반도체의 제조 방법의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 4A는 본 발명의 공정용 이형 필름을 이용한 수지 밀봉 반도체의 제조 방법의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 4B는 본 발명의 공정용 이형 필름을 이용한 수지 밀봉 반도체의 제조 방법의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 5는 도 4A 및 도 4B의 수지 밀봉 반도체의 제조 방법으로 얻어진 수지 밀봉 반도체의 일례를 나타내는 모식도이다.
공정용 이형 필름
본원 제 1 발명의 공정용 이형 필름은 다음의 4가지 실시양태를 포함한다.
(제 1-1 실시양태)
이형층 1A 및 내열 수지층 1B를 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름으로서,
상기 이형층 1A의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°이며,
상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하인, 상기 공정용 이형 필름.
(제 1-2 실시양태)
이형층 1A 및 내열 수지층 1B를 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름으로서,
상기 이형층 1A의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°이며,
상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 4% 이하인, 상기 공정용 이형 필름.
(제 1-3 실시양태)
이형층 1A, 내열 수지층 1B 및 이형층 1A'을 순차적으로 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름으로서,
상기 이형층 1A, 상기 이형층 1A'의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°이며,
상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하인, 상기 공정용 이형 필름.
(제 1-4 실시양태)
이형층 1A, 내열 수지층 1B 및 이형층 1A'을 순차적으로 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름으로서,
상기 이형층 1A 및 상기 이형층 1A'의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°이며,
상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 4% 이하인, 상기 공정용 이형 필름.
상기 각 실시양태로부터 명백한 바와 같이, 본원 제 1 발명의 공정용 이형 필름 (이하, 간단히 "이형 필름"이라고도 함)은 성형품과 금속 거푸집에 대한 이형성을 갖는 이형층 1A, 및 선택적으로 이형층 1A', 그리고 상기 이형층을 지지하는 내열 수지층 1B를 포함하는 적층 필름이다.
본원 제 1 발명의 공정용 이형 필름은 성형 금속 거푸집 내부에 반도체 소자 등을 수지 밀봉할 때, 성형 금속 거푸집의 내면에 배치된다. 이때, 이형 필름의 이형층 1A(이형층 1A'가 존재하는 경우에는 이형층 1A'일 수 있음)를 수지 밀봉된 반도체 소자 등(성형품) 측에 배치하는 것이 바람직하다. 본원 제 1 발명의 이형 필름을 배치함으로써, 수지 밀봉된 반도체 소자 등을 금속 거푸집으로부터 쉽게 이형할 수 있다.
이형층 1A의 물에 대한 접촉각은 90° 내지 130°이며, 이와 같은 접촉각을 가짐으로써 이형층 1A는 습윤성(wettability)이 낮고, 경화된 밀봉 수지와 금속 거푸집 표면에 고착하는 일 없이 성형품을 쉽게 이형할 수 있다.
이형층 1A의 물에 대한 접촉각은 바람직하게는 95° 내지 120°이며, 보다 바람직하게는 98° 내지 115°, 더욱 바람직하게는 100° 내지 110°이다.
상기와 같이, 이형층 1A(경우에 따라서는 이형층 1A')는 성형품 측에 배치되기 때문에, 수지 밀봉 공정에서 이형층 1A(경우에 따라서는 이형층 1A')에서 주름의 발생을 억제하는 것이 바람직하다. 발생한 주름이 성형품에 전사되어 성형품의 외관 불량이 생길 가능성이 높기 때문이다.
본원 제 1 발명은, 상기 목적을 달성하기 위해 공정용 이형 필름을 구성하는 적층 필름으로서, 이형층 1A(및 선택적으로 이형층 1A'), 및 상기 이형층을 지지하는 내열 수지층 1B를 포함하는 적층 필름이고 그 가로(TD) 방향의 열 치수 변화율이 특정 값을 나타내는 적층 필름을 사용한다.
즉, 이형층 1A(및 선택적으로 이형층 1A'), 및 상기 이형층을 지지하는 내열 수지층 1B를 포함하는 적층 필름은, 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하이거나, 또는 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 4% 이하이다. 또한, 상기 적층 필름은 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하이고 동시에 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 4% 이하인 것이 보다 바람직하다.
상기 적층 필름의 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하이거나, 또는 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃에서 170℃까지 열 치수 변화율이 4% 이하인 것으로부터, 수지 밀봉 공정 등에서 이형층의 주름의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다. 공정용 이형 필름을 구성하는 적층 필름으로 가로(TD) 방향의 열 치수 변화율이 상기 특정 값을 나타내는 것을 사용하는 것으로부터, 이형층의 주름 발생이 억제되는 메커니즘은 반드시 명확한 것은 아니지만, 비교적 열팽창/수축이 작은 적층 필름을 사용함으로써 공정시 가열/냉각에 의한 이형층 1A(또는 이형층 1A')의 열팽창/수축이 억제되는 것과 관련이 있는 것으로 추측된다.
본원 제 1 발명의 공정용 이형 필름을 구성하는 적층 필름은 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 2.5% 이하인 것이 바람직하고, 2.0% 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.5% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 한편, 적층 필름은 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 -5.0% 이상인 것이 바람직하다.
본원 제 1 발명의 공정용 이형 필름을 구성하는 적층 필름은 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 3.5% 이하인 것이 바람직하고, 3.0% 이하인 것이 보다 바람직하고, 2.0% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 한편, 적층 필름은 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 -5.0% 이상인 것이 바람직하다.
내열 수지층 1B로, 가로(TD) 방향의 열 치수 변화율이 상기 특정 값을 나타내는 수지층을 이용하는 것으로부터, 보다 효과적으로 이형층의 주름 발생이 억제되는 메커니즘은 반드시 명확한 것은 아니지만, 비교적 열팽창/수축이 작은 내열 수지층 1B를 이용함으로써 공정시 가열/냉각에 의한 이형층 1A(또는 이형층 1A')의 열팽창/수축이 억제되는 것과 관련이 있는 것으로 추측된다.
이형층 1A(및 선택적으로 이형층 1A'), 및 상기 이형층을 지지하는 내열 수지층 1B를 포함하는 적층 필름인 본원 제 1 발명의 공정용 이형 필름은, 그 TD 방향(가로 방향)의 열 치수 변화율 및 MD 방향(필름의 제조시의 길이 방향. 이하 '세로 방향'이라고도 함)의 열 치수 변화율의 합이 특정 값 이하인 것이 바람직하다.
즉, 상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율의 합은 6% 이하인 것이 바람직하고, 한편, 상기 적층 필름은 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율의 합이 -5.0% 이상인 것이 바람직하다.
이형층 1A(및 선택적으로 이형층 1A'), 및 내열 수지층 1B를 포함하는 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율의 합이 6% 이하인 것으로부터, 금속 거푸집 내부에 장착되었을 때의 주름 발생을 더욱 효율적으로 억제할 수 있다.
또한, 이형층 1A(및 선택적으로 이형층 1A'), 및 내열 수지층 1B를 포함하는 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율의 합은 7% 이하인 것이 바람직하고, 한편, 상기 적층 필름은 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율의 합이 -5.0% 이상인 것이 바람직하다.
상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율의 합이 7% 이하인 것으로부터, 금속 거푸집 내면에 장착되었을 때의 주름 발생을 더욱 효율적으로 억제할 수 있다.
이형층
1A
본원 제 1 발명의 공정용 이형 필름을 구성하는 이형층 1A는, 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°이며, 바람직하게는 95° 내지 120°이며, 보다 바람직하게는 98° 내지 115°, 더욱 바람직하게는 100° 내지 110°이다. 성형품의 이형성의 우수성, 입수의 용이성 등으로부터, 불소수지, 4-메틸-1-펜텐(공)중합체 및 폴리스티렌계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 수지를 포함하는 것이 바람직하다.
이형층 1A에 사용할 수 있는 불소수지는, 테트라플루오로에틸렌(tetrafluoroethylene)에서 유래하는 구성 단위를 포함하는 수지일 수 있다. 테트라플루오로에틸렌 단독 중합체일 수 있지만, 다른 올레핀(olefin)과의 공중합체일 수 있다. 다른 올레핀의 예로는 에틸렌이 포함된다. 모노머 구성 단위로써 테트라플루오로에틸렌 및 에틸렌을 포함하는 공중합체는 바람직한 일례이며, 이와 같은 공중합체에서는 테트라플루오로에틸렌에서 유래하는 구성 단위의 비율이 55~100 질량%이며, 에틸렌에서 유래하는 구성 단위의 비율이 0~45 질량%인 것이 바람직하다.
이형층 1A에 사용할 수 있는 4-메틸-1-펜텐(공)중합체는, 4-메틸-1-펜텐의 단독 중합체일 수 있고, 또한 4-메틸-1-펜텐 및 그 외의 탄소원자 수 2~20의 올레핀(이하 '탄소원자 수 2~20의 올레핀'이라 함)의 공중합체일 수 있다.
4-메틸-1-펜텐과 탄소원자 수 2~20의 올레핀의 공중합체의 경우, 4-메틸-1-펜텐과 공중합되는 탄소원자 수 2~20의 올레핀은 4-메틸-1-펜텐에 가요성(flexibility)을 부여할 수 있다. 탄소원자 수 2~20의 올레핀의 예로는 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-데센(decene), 1-테트라데센(tetradecene), 1-헥사데센(hexadecene), 1-헵타데센, 1-옥타데센, 1-에이코센(eicosen) 등이 포함된다. 이러한 올레핀은 1종만을 이용할 수도 있고, 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다.
4-메틸-1-펜텐과, 탄소원자 수 2~20의 올레핀의 공중합체의 경우, 4-메틸-1-펜텐에서 유래하는 구성 단위의 비율이 96~99 질량%이고, 그 외의 탄소원자 수 2~20의 올레핀에서 유래하는 구성 단위의 비율이 1~4 질량%인 것이 바람직하다. 탄소원자 수 2~20의 올레핀 유래의 구성 단위의 함량을 적게 함으로써 공중합체를 단단하게, 즉 저장 탄성률 E'를 높게 할 수 있어, 밀봉 공정 등의 주름 발생 억제에 유리하다. 한편, 탄소원자 수 2~20의 올레핀 유래의 구성 단위의 함유량을 많게 함으로써 공중합체를 부드럽게, 즉 저장 탄성률 E'를 낮출 수 있어, 금속 거푸집 추종성을 향상시키는데 유리하다.
4-메틸-1-펜텐(공)중합체는 당업자에게 공지된 방법으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 지글러-나타 촉매(Ziegler-Natta catalyst), 메탈로센(metallocene)계 촉매 등의 공지의 촉매를 이용한 방법에 의해 제조될 수 있다. 4-메틸-1-펜텐(공)중합체는 결정성이 높은 (공)중합체인 것이 바람직하다. 결정성 공중합체로서, 아이소탁틱(isotactic) 구조를 갖는 공중합체, 신디오탁틱(syndiotactic) 구조를 갖는 공중합체 중 어느 것일 수 있으나, 특히 아이소탁틱 구조를 갖는 공중합체인 것이 물성의 관점에서도 바람직하고, 또한 입수가 용이하다. 또한, 4-메틸-1-펜텐(공)중합체는 필름 형태로 성형할 수 있어, 금속 거푸집 성형시의 온도나 압력 등에 견디는 강도를 가지고 있으면, 입체 규칙성이나 분자량도 특별히 제한되지 않는다. 4-메틸-1-펜텐 공중합체는 예를 들면, Mitsui Chemicals 주식회사제 TPX(등록 상표) 등, 시판되는 공중합체일 수 있다.
이형층 1A에 사용할 수 있는 폴리스티렌계 수지에는, 스티렌의 단독 중합체 및 공중합체가 포함되어, 그 중합체 중에 포함되는 스티렌 유래의 구조 단위는 적어도 60 중량% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 80 중량% 이상이다.
폴리스티렌계 수지는, 아이소탁틱 폴리스티렌, 신디오탁틱 폴리스티렌일 수 있지만, 투명성, 입수의 용이성 등의 관점에서 아이소탁틱 폴리스티렌이 바람직하고, 이형성, 내열성 등의 관점에서는 신디오탁틱 폴리스티렌이 바람직하다. 폴리스티렌은 1종을 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
이형층 1A는, 성형시 금속 거푸집의 온도(일반적으로 120~180℃)에서 견딜 수 있는 내열성을 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 관점에서, 이형층 1A로서는 결정성분을 갖는 결정성 수지를 포함하는 것이 바람직하고, 그 결정성 수지의 융점은 190℃ 이상인 것이 바람직하며, 200℃ 이상 300℃ 이하가 보다 바람직하다.
이형층 1A에 결정성을 갖기 위해, 예를 들어 불소수지에서는 테트라플루오로에틸렌으로부터 유도되는 구성 단위를 적어도 포함하는 것이 바람직하고, 4-메틸-1-펜텐(공)중합체에 있어서는 4-메틸-1-펜텐으로부터 유도되는 구성 단위를 적어도 포함하는 것이 바람직하며, 폴리스티렌계 수지에서는 신디오탁틱 폴리스티렌을 적어도 포함하는 것이 바람직하다. 이형층 1A를 구성하는 수지에 결정 성분이 포함됨으로써 수지 밀봉 공정 등에서 주름이 발생하기 어렵고, 주름이 성형품에 전사되어 외관 불량을 일으키는 것을 억제하는 데 적합하다.
이형층 1A를 구성하는 상기 결정성 성분을 함유하는 수지는, JISK7221에 준거한 시차주사열량계(DSC)에 의해 측정된 제1회 승온 공정에서의 결정 융해 열량이 15 J/g 이상, 60 J/g 이하인 것이 바람직하고, 20 J/g 이상, 50 J/g 이하인 것이 보다 바람직하다. 15 J/g 이상이면, 수지 밀봉 공정 등에서의 열 프레스 성형에 견딜 수 있는 내열성 및 이형성을 더 효과적으로 발현하는 것이 가능한 것과 더불어, 치수 변화율도 억제할 수 있기 때문에 주름의 발생도 방지할 수 있다. 한편, 상기 결정 융해 열량이 60 J/g 이하이면, 이형층 1A 적절한 경도가 되기 때문에, 수지 밀봉 공정 등에 있어서 필름의 금속 거푸집에의 충분한 추종성을 얻을 수 있기 때문에, 필름 손상의 우려도 없다.
이형층 1A는 불소수지, 4-메틸-1-펜텐 공중합체, 및/또는 폴리스티렌계 수지 외, 또 다른 수지를 포함할 수 있다. 이 경우 다른 수지의 경도가 비교적 높은 것이 바람직하다. 다른 수지의 예로는 폴리아미드-6, 폴리아미드-66, 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)가 포함된다. 이와 같이, 이형층 1A가, 예를 들면 부드러운 수지를 많이 포함하는 경우 (예를 들어, 4-메틸-1-펜텐 공중합체에서 탄소원자 수 2~20의 올레핀을 많이 포함한 경우)에서도 경도가 비교적 높은 수지를 추가적으로 포함함으로써, 이형층 1A를 단단하게 할 수 있고, 밀봉 공정 등에서 주름 발생 억제에 유리하다.
이러한 다른 수지의 함량은, 이형층 1A를 구성하는 수지 성분에 대해서 예를 들어 3~30 질량%인 것이 바람직하다. 다른 수지의 함유량을 3질량 이상으로 함으로써 첨가에 의한 효과를 실질적인 것으로 할 수 있고, 30 질량% 이하로 함으로써, 금속 거푸집 및 성형품에 대한 이형성을 유지할 수 있다.
또한 이형층 1A는 불소수지, 4-메틸-1-펜텐(공)중합체 및/또는 폴리스티렌계 수지 이외에, 본원 제 1 발명의 목적을 해치지 않는 범위에서 내열(thermostable) 안정제, 내후(weatherability) 안정제, 발녹(rusting) 방지제, 내동해(Copper harm-resistant) 안정제, 대전 방지제 등, 필름용 수지에 일반적으로 배합되는 공지의 첨가제를 포함할 수 있다. 이러한 첨가제의 함량은 불소수지, 4-메틸-1-펜텐 공중합체, 및/또는 폴리스티렌계 수지 100 중량부에 대하여, 예를 들면 0.0001~10 중량부로 할 수 있다.
이형층 1A의 두께는 성형품에 대한 이형성이 충분하다면 특별히 제한은 없지만, 통상 1~50 μm이며, 바람직하게는 5~30 μm이다.
이형층 1A의 표면은 필요에 따라 요철 형상을 가질 수 있고, 그로 인하여 이형성을 향상시킬 수 있다. 이형층 1A의 표면에 요철을 부여하는 방법은 특별히 제한은 없지만, 엠보싱(embossing) 가공 등의 일반적인 방법을 채용할 수 있다.
이형층
1A'
본원 제 1 발명의 공정용 이형 필름은 이형층 1A 및 내열 수지층 1B 이외에 추가적으로 이형층 1A'를 가질 수 있다. 즉, 본원 제 1 발명의 공정용 이형 필름은 이형층 1A, 내열 수지층 1B 및 이형층 1A'을 순차적으로 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름일 수 있다.
본원 제 1 발명의 공정용 이형 필름을 구성할 수 있는 이형층 1A'의 물에 대한 접촉각은 90° 내지 130°이며, 바람직하게는 95° 내지 120°이며, 보다 바람직하게는 98° 내지 115°, 더욱 바람직하게는 100° 내지 110°이다. 그리고 이형층 1A'의 바람직한 재질, 구성, 물성 등은 상기에서 이형층 1A에 대해 설명한 것과 마찬가지이다.
공정용 이형 필름이 이형층 1A, 내열 수지층 1B 및 이형층 1A'을 순차적으로 포함하는 적층 필름인 경우의 이형층 1A 및 이형층 1A'는 동일한 구성의 층일 수 있고, 서로 다른 구성의 층일 수 있다.
휨(curve) 방지나, 어느 면에서도 동일한 이형성을 갖는 것에 의한 취급의 용이성 등의 관점에서는, 이형층 1A 및 이형층 1A'는 동일하거나 거의 동일한 구성인 것이 바람직하고, 이형층 1A 및 이형층 1A'를 사용하는 공정과의 관계에서 각각 최적으로 설계하는 관점, 예를 들어, 이형층 1A를 금속 거푸집으로부터의 이형성이 우수한 것으로 하고, 이형층 1A'를 성형물로부터의 박리성이 우수한 것으로 하는 등의 관점에서는, 이형층 1A 및 이형층 1A'를 서로 다른 구성인 것으로 하는 것이 바람직하다.
이형층 1A 및 이형층 1A'를 서로 다른 구성의 것으로 하는 경우에는, 이형층 1A 및 이형층 1A'를 동일한 재료이지만 두께 등의 구성이 다른 것으로 할 수 있고, 재료도 그 이외의 구성도 서로 다른 것으로 할 수 있다.
내열 수지층 1B
본원 제 1 발명의 공정용 이형 필름을 구성하는 내열 수지층 1B는, 이형층 1A(및 경우에 따라 이형층 1A')를 지지하며, 더불어 금속 거푸집의 온도 등에 의한 주름 발생을 억제하는 기능을 갖는다.
본원 제 1 발명의 공정용 이형 필름에서는, 내열 수지층 1B 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하이거나 또는 내열 수지층 1B 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하인 것이 바람직하다. 또한 내열 수지층 1B는 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하이며 동시에 가로(TD) 방향의 23℃ 내지 170℃까지 열 치수 변화율이 3% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
내열 수지층 1B에는, 무연신 필름을 포함한 임의의 수지층을 사용할 수 있지만, 연신 필름을 포함하는 것이 특히 바람직하다.
연신 필름은, 제조 공정에서 연신의 영향으로 열팽창률이 낮거나 또는 마이너스가 되는 경향이 있고, 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하이거나 또는 내열 수지층 1B 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하인 특성을 실현하는 것이 비교적 용이하기 때문에 내열 수지층 1B로 적합하게 사용할 수 있다.
내열 수지층 1B 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율은 2% 이하인 것이 바람직하고, 1.5% 이하인 것이 보다 바람직하고, 1% 이하인 것이 더욱 바람직하고, 한편 -10% 이상인 것이 바람직하다.
내열 수지층 1B 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율은 2% 이하인 것이 바람직하고, 1.5% 이하인 것이 보다 바람직하고, 1% 이하인 것이 더욱 바람직하고, 한편 -10% 이상인 것이 바람직하다.
상기 연신 필름은 일축 연신 필름일 수 있고, 이축 연신 필름일 수도 있다. 일축 연신 필름인 경우에는 세로 연신, 가로 연신 중 어떤 것일 수 있지만, 적어도 가로(TD) 방향으로 연신이 진행된 것이 바람직하다.
상기 연신 필름을 얻기 위한 방법, 장치에도 특별히 한정은 없고, 당업계에 공지된 방법으로 연신을 실시할 수 있다. 예를 들어, 가열 롤 및 텐터식 연신기로 연신할 수 있다.
상기 연신 필름으로는, 연신 폴리에스테르 필름, 연신 폴리아미드 필름 및 연신 폴리프로필렌 필름으로 이루어진 군에서 선택되는 연신 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 연신 필름은 연신으로 인해 가로(TD) 방향의 열팽창률을 저하시키거나 마이너스로 하는 것이 비교적 용이하고, 기계적 물성이 본원 제 1 발명의 용도에 적합한 것이며 또한 저렴한 비용으로 입수가 비교적 쉽기 때문에 내열 수지층 1B에서 연신 필름으로 특히 적합하다.
연신 폴리에스테르 필름으로는 연신 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 연신 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 필름이 바람직하고, 이축 연신 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 필름이 특히 바람직하다.
연신 폴리아미드 필름을 구성하는 폴리아미드는 특별히 한정은 없지만, 바람직하게 폴리아미드-6, 폴리아미드-66 등을 사용할 수 있다.
연신 폴리프로필렌 필름으로는 바람직하게 일축 연신 폴리프로필렌 필름, 이축 연신 폴리프로필렌 필름 등을 사용할 수 있다.
연신 배율은 특별히 한정은 없고, 열 치수 변화율을 적절하게 제어하고 적합한 기계적 성질을 실현하기 위해 적절한 값을 적당히 설정하면 되지만, 예를 들면 연신 폴리에스테르 필름의 경우는 세로 방향, 가로 방향 모두 2.7~8.0 배의 범위인 것이 바람직하고, 연신 폴리아미드 필름의 경우ㄴ,s, 세로 방향, 가로 방향 모두 2.7~5.0 배의 범위인 것이 바람직하고, 연신 폴리프로필렌 필름의 경우, 이축 연신 폴리프로필렌 필름의 경우는, 세로 방향, 가로 방향 모두 5.0~10.0배의 범위인 것이 바람직하고, 일축 연신 폴리프로필렌 필름의 경우는 세로 방향으로 1. 5~10.0배의 범위인 것이 바람직하다.
내열 수지층 1B는, 필름의 강도와 그 열 치수 변화율을 적절한 범위로 제어하는 관점에서 성형시 금속 거푸집의 온도(일반적으로 120~180℃)에 견딜 수 있는 내열성을 가지는 것이 바람직하다. 이러한 관점에서, 내열 수지층 1B는 결정성분을 갖는 결정성 수지를 포함하는 것이 바람직하고, 해당하는 결정성 수지의 융점은 125℃ 이상인 것이 바람직하고, 융점이 155℃ 이상 300℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 185 이상 210℃ 이하인 것이 더욱 바람직하며, 185 이상 205℃ 이하인 것이 특히 바람직하다.
상기 서술한 1 실시양태에서, 내열 수지층 1B는 결정성분을 갖는 결정성 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 내열 수지층 1B에 함유되는 결정성 수지로는, 예를 들면 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 폴리프로필렌 수지 등의 결정성 수지를 일부 또는 전부를 이용할 수 있다. 구체적으로는 폴리에스테르 수지에 있어서는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리아미드 수지에 있어서는 폴리아미드 6이나 폴리아미드 66, 폴리프로필렌 수지에 있어서는 아이소탁틱 폴리프로필렌을 이용하는 것이 바람직하다.
내열 수지층 1B에 상기 결정성 수지의 결정성분을 포함시킴으로써, 수지 밀봉 공정 등에서 주름이 발생하기 어렵고, 주름이 성형품에 전사되어 외관 불량을 일으키는 것을 억제하는데 보다 유리하다.
내열 수지층 1B를 구성하는 수지는 JISK7221에 준거한 시차주사열량계(DSC)에 의해 측정된 제1회 승온 공정에서의 결정 융해 열량이 20 J/g 이상, 100 J/g 이하인 것이 바람직하고, 25 J/g 이상, 65 J/g 이하인 것이 보다 바람직하고, 25 J/g 이상, 55 J/g 이하인 것이 보다 바람직하고, 28 J/g 이상, 50 J/g 이하인 것이 보다 바람직하고, 28 J/g 이상, 40 J/g 이하인 것이 보다 바람직하고, 28 J/g 이상, 35 J/g 이하인 것이 더욱 바람직하다. 20 J/g 이상이면, 수지 밀봉 공정 등의 열 프레스 성형에 견딜 수 있는 내열성 및 이형성을 효과적으로 발현시킬 수 있으며, 또한 치수 변화율도 근소하게 억제할 수 있기 때문에 주름의 발생도 방지할 수 있다. 한편, 상기 결정 융해 열량이 100 J/g 이하인 것으로 인하여, 내열 수지층 1B에 적당한 경도를 부여할 수 있기 때문에 수지 밀봉 공정 등에서 필름의 충분한 금속 거푸집에 대한 추종성을 확보할 수 있는 것 외에도 필름이 파손되기 쉬워질 우려도 없다. 또한, 본 실시양태에서, 결정 융해 열량은 JISK7221에 준거한 시차주사열량계(DSC)에 의해 측정된 제1회 승온 공정에서 얻어진 세로축의 열량(J/g)과 가로축의 온도(℃)와의 관계를 나타내는 챠트 도에 있어서, 120℃ 이상에서 피크를 갖는 피크 면적의 합에 의해 구해지는 수치를 말한다.
내열 수지층 1B의 결정 융해 열량은 필름 제조시 가열, 냉각 조건 및 연신 조건을 적절히 설정하여 조절할 수 있다.
내열 수지층 1B의 두께는 필름 강도를 확보할 수 있다면 특별히 제한은 없지만, 통상 1~100 μm, 바람직하게는 5~50 μm이다.
그 이외의 층
본원 제 1 발명의 공정용 이형 필름은 본원 제 1 발명의 목적에 반하지 않는 한, 이형층 1A, 내열 수지층 1B 및 이형층 1A'이외의 층을 가지고 있을 수 있다. 예를 들어, 이형층 1A(또는 이형층 1A') 및 내열 수지층 1B 사이에 필요에 따라 접착층을 가질 수 있다. 접착층에 이용하는 재료는 이형층 1A 및 내열 수지층 1B를 강고하게 접착할 수 있고, 수지 밀봉 공정이나 이형 공정에 있어서도 박리하지 않는 것이라면 특별히 제한되지 않는다.
예를 들어, 이형층 1A(또는 이형층 1A')가 4-메틸-1-펜텐 공중합체를 포함하는 경우, 접착층은 불포화 카르복실산 등에 의해 그라프트 변성된 변성 4-메틸-1-펜텐계 공중합체 수지, 4-메틸-1-펜텐계 공중합체와 α-올레핀계 공중합체로 이루어진 올레핀계 접착 수지 등인 것이 바람직하다. 이형층 1A(또는 이형층 1A')가 불소수지를 포함하는 경우, 접착층은 폴리에스테르계, 아크릴계, 불소 고무계 등의 접착제인 것이 바람직하다. 접착층의 두께는 이형층 1A(또는 이형층 1A') 및 내열 수지층 1B의 접착성을 향상시킬 수 있으면 특별히 제한은 없지만, 예를 들면 0.5~10 μm이다.
본원 제 1 발명의 공정용 이형 필름의 총 두께는 특별히 제한은 없지만, 예를 들면 10~300 μm인 것이 바람직하고, 30~150 μm인 것이 보다 바람직하다. 이형 필름의 총 두께가 상기 범위에 있으면 두루마리로 사용할 때의 핸들링성이 양호함과 아울러, 필름의 폐기량이 적기 때문에 바람직하다.
이하, 본원 제 1 발명의 공정용 이형 필름의 바람직한 실시양태에 대해 더욱 구체적으로 설명한다. 도 1은, 3층 구조의 공정용 이형 필름의 일례를 나타내는 모식도이다. 도 1에 나타난 바와 같이, 이형 필름(10)은 내열 수지층(12) 및 그 한쪽 면에 접착층(14)을 통해 형성된 이형층(16)을 갖는다.
이형층(16)은 상술한 이형층 1A이고, 내열 수지층(12)은 상술한 내열 수지층 1B이며, 접착층(14)은 상술한 접착층이다. 이형층(16)은 밀봉 공정에서 밀봉 수지와 접하는 측에 배치되는 것이 바람직하고; 내열 수지층(12)은 밀봉 공정에서 금속 거푸집의 내면과 접하는 측에 배치되는 것이 바람직하다.
도 2는 5층 구조의 공정용 이형 필름의 일례를 나타내는 모식도이다. 도 1과 동일한 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호를 붙인다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 이형 필름(20)은 내열 수지층(12) 및 그 양면의 접착층(14)을 통해 형성된 이형층(16A) 및 이형층(16B)를 갖는다. 이형층(16A)는 상술한 이형층 1A이며, 내열 수지층(12)은 상술한 내열 수지층 1B이며, 이형층(16B)는 상술한 이형층 1A'이며, 접착층(14)은 각각 상술한 접착층이다.
이형층(16A) 및 (16B)의 조성은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 이형층(16A) 및 (16B)는 두께도 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 그러나 이형층(16A) 및 (16B)가 서로 동일한 조성 및 두께를 갖는다면 대칭적인 구조가 되어, 이형 필름 자체의 휨이 발생하기 어려워지기 때문에 바람직하다. 특히, 본원 제 1 발명의 이형 필름은 밀봉 공정에서 가열에 의해 응력이 발생할 수 있으므로 휨을 억제하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 이형층(16A) 및 (16B)이 내열 수지층(12)의 양면에 형성되어 있으면, 성형품 및 금속 거푸집 내면 중 어느 것에 있어서도, 좋은 이형성이 얻어지기 때문에 바람직하다.
공정용 이형 필름의 제조 방법
본원 제 1 발명의 공정용 이형 필름은 임의의 방법으로 제조될 수 있다. 예를 들면, 1) 이형층 1A 및 내열 수지층 1B를 공압출 성형하여 적층함으로써 공정용 이형 필름을 제조하는 방법(공압출 성형 방법), 2) 내열 수지층 1B가 되는 필름 상에 이형층 1A 및 접착층이 되는 수지의 용융수지를 도포 및 건조하거나, 또는 이형층 1A 및 접착층이 되는 수지를 용제에 용해시킨 수지 용액을 도포 및 건조하기도 하여, 공정용 이형 필름을 제조하는 방법(도포법), 3) 미리 이형층 1A가 되는 필름 및 내열 수지층 1B가 되는 필름을 제조해 두고, 이 필름을 적층(라미네이트)함으로써 공정용 이형 필름을 제조하는 방법(라미네이트법) 등이 있다.
3)의 방법에 있어서, 각 수지 필름을 적층하는 방법으로는 공지의 다양한 라미네이트 방법이 채용될 수 있으며, 예를 들면 압출 라미네이트법, 드라이 라미네이트법, 열 라미네이트법 등을 들 수 있다.
드라이 라미네이트법에서는 접착제를 사용하여 각 수지 필름을 적층한다. 접착제로는 드라이 라미네이트용 접착제로서 공지의 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 폴리아세트산 비닐계 접착제; 아크릴산 에스테르(아크릴산 에틸, 아크릴산 부틸, 아크릴산 2-에틸 헥실 에스테르 등)의 단독 중합체 또는 공중합체, 또는 아크릴산 에스테르 및 다른 단량체(메타크릴산 메틸, 아크릴로 니트릴, 스티렌 등)와의 공중합체 등으로 이루어지는 폴리아크릴산 에스테르계 접착제; 시아노아크릴레이트(cyanoacrylate)계 접착제; 에틸렌 및 다른 단량체(아세트산 비닐, 아크릴산 에틸, 아크릴산, 메타크릴산 등)의 공중합체 등으로 이루어지는 에틸렌 공중합체계 접착제; 셀룰로오스계 접착제; 폴리에스테르계 접착제; 폴리아미드계 접착제; 폴리이미드계 접착제; 우레아 수지 또는 멜라민 수지 등으로 이루어지는 아미노수지계 접착제; 페놀수지계 접착제; 에폭시계 접착제; 폴리올(폴리에테르폴리올(polyetherpolyol), 폴리에스테르폴리올(polyester polyol) 등)과 이소시아네이트 및/또는 이소시아누레이트와 가교시키는 폴리 우레탄계 접착제; 반응형(메타)아크릴 접착제; 클로로프렌 고무(chloroprene rubber), 니트릴 고무, 스티렌-부타디엔 고무 등으로 이루어지는 고무 접착제; 실리콘계 접착제; 알칼리 금속 실리케이트(silicate), 저융점 유리 등으로 이루어지는 무기계 접착제; 기타 등의 접착제를 사용할 수 있다. 3)의 방법으로 적층하는 수지 필름은 시판의 것을 이용해도 좋고, 공지의 제조 방법에 의해 제조한 것을 사용하여도 좋다. 수지 필름에는 코로나 처리, 대기압 플라즈마 처리, 진공 플라즈마 처리, 프라이머 도공 처리 등의 표면 처리가 될 수 있다. 수지 필름의 제조 방법으로는 특별히 한정되지 않고, 공지의 제조 방법을 이용할 수 있다.
1) 공압출 성형법은, 이형층 1A가 되는 수지층 및 내열 수지층 1B가 되는 수지층 사이에 이물질이 박히는 등에 의한 결함이나, 이형 필름의 휨이 발생하기 어려운 점에서 바람직하다. 3) 적층법(라미네이트법)은 내열 수지층 1B에 연신 필름을 사용하는 경우에 적합한 제조 방법이다. 이 경우 필요에 따라 필름끼리의 계면에 적절한 접착층을 형성하는 것이 바람직하다. 필름끼리의 접착성을 높인 뒤에 필름끼리의 계면에 필요에 따라 코로나 방전 처리(corona discharge treatment) 등의 표면 처리를 실시할 수 있다.
공정용 이형 필름은 필요에 따라 1축 또는 2축 연신되어 있을 수 있고, 그로 인하여 필름 막의 강도를 높일 수 있다.
상기 2) 도포법의 도포 수단은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 롤 코터(roll coater), 다이코터(die coater), 스프레이 코터 등 각종 코터가 사용된다. 용융 압출 수단은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 T형 다이 또는 인플레이션형 다이를 갖는 압출기 등이 이용된다.
제조 공정
본원 제 1 발명의 공정용 이형 필름은 금속 거푸집 내에 반도체 칩 등을 배치하여 수지를 주입 성형할 때, 반도체 칩 등과 금속 거푸집 내면 사이에 배치하여 사용할 수 있다. 본원 제 1 발명의 공정용 이형 필름을 이용하여 금속 거푸집으로부터 이형 불량, 거스러미의 발생 등을 효과적으로 방지할 수 있다.
상기 제조 공정에 사용되는 수지는 열가소성 수지, 열경화성 수지의 어느 것이라도 좋지만, 당해 기술 분야에서는 열경화성 수지가 널리 사용되고 있으며, 특히 에폭시계의 열경화성 수지를 이용하는 것이 바람직하다.
상기 제조 공정으로는, 반도체 칩의 밀봉이 가장 대표적이지만 이것에 한정되는 것이 아니고, 본원 제 1 발명은 섬유 강화 플라스틱 성형 공정, 플라스틱 렌즈 성형 공정 등에도 적용할 수 있다.
도 3-1, 도 4A 및 도 4B는 본원 제 1 발명의 이형 필름을 이용한 수지 밀봉 반도체의 제조 방법의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 3-1a와 같이, 본원 제 1 발명의 이형 필름(1)을, 롤 모양의 두루마리에서 롤(1-2) 및 롤(1-3)에 의해 성형 금속 거푸집(2) 내에 공급한다. 이어서, 이형 필름(1)을 상형(상부 거푸집)(2)의 내면에 배치한다. 필요에 따라 상형(2) 내면을 진공 흡인하여 이형 필름(1)을 상형(2)의 내면에 밀착시킬 수 있다. 몰딩 성형 장치 하형(하부 거푸집)(5)에는, 기판상에 배치한 반도체 칩(6)이 배치되어 있으며, 그 반도체 칩(6) 위에 밀봉 수지를 배치하거나 또는 반도체 칩(6)을 덮도록 액상 밀봉 수지를 주입함으로써 배기 흡인되어 밀착된 이형 필름(1)을 배치한 상부 금속 거푸집(2)과 하부 금속 거푸집(5)의 사이에 밀봉 수지(4)가 수용된다. 다음으로, 도 3-1b에 나타낸 바와 같이 상부 금속 거푸집(2) 및 하부 금속 거푸집(5)을, 본원 제 1 발명의 이형 필름(1)을 통해 거푸집을 닫고, 밀봉 수지(4)를 경화시킨다.
거푸집을 닫아 경화함으로써, 도 3-1c와 같이 밀봉 수지(4)가 금속 거푸집 내에 유동화하고, 밀봉 수지(4)가 공간부에 유입하여 반도체 칩(6)의 측면 주위를 둘러싸도록 충전되고, 밀봉된 반도체 칩(6)을 상형(2) 및 하형(5)의 거푸집을 열어 꺼낸다. 거푸집을 열고 성형품을 꺼낸 후, 이형 필름(1)을 여러번 반복하여 이용하거나 새로운 이형 필름을 공급하고 다음의 수지 몰딩 성형에 회부된다.
본원 제 1 발명의 이형 필름을 상부 금속 거푸집에 밀착시켜, 금속 거푸집과 밀봉 수지 사이에 개재시켜, 수지 몰드(resin mold)함으로써 금속 거푸집에 수지의 부착을 방지하고, 금속 거푸집의 수지 몰드 면을 더럽히지 않고 동시에 성형품을 쉽게 이형시킬 수 있다.
또한, 이형 필름은 한번의 수지 몰드 작업마다 새롭게 공급하여 수지 몰드할 수도 있고 여러번의 수지 몰드 작업마다 새롭게 공급하고 수지 몰드할 수도 있다.
밀봉 수지로는 액상 수지일 수도, 상온에서 고체상의 수지일 수도 있지만, 수지 밀봉시 액상이 되는 것 등의 밀봉재를 적절하게 채용할 수 있다. 밀봉 수지 재료로서, 구체적으로는 주로 에폭시계(비페닐형 에폭시 수지, 비스페놀 에폭시 수지, o-크레졸 노볼락형 에폭시 수지 등)이 사용되며, 에폭시 수지 이외의 밀봉 수지로 폴리이미드계 수지(비스말레이미드계), 실리콘계 수지(열 경화 부가형) 등 밀봉 수지로서 통상 사용되는 것을 사용할 수 있다. 또한 수지 밀봉 조건으로는 사용하는 밀봉 수지에 따라 다르지만, 예를 들어 경화 온도 120℃~180℃, 성형 압력 10~50 kg/cm2, 경화 시간 1~60분의 범위에서 적절히 설정할 수 있다.
이형 필름(1)을 성형 금속 거푸집(8)의 내면에 배치하는 공정과, 반도체 칩(6)을 성형 금속 거푸집(8) 내에 배치하는 공정의 전후는, 특별히 한정되지 않고, 동시에 수행할 수 있으며, 반도체 칩(6)을 배치한 후 이형 필름(1)을 배치할 수 있고, 이형 필름(1)을 배치한 후 반도체 칩(6)을 배치할 수도 있다.
이와 같이, 이형 필름(1)은 이형성이 높은 이형층 1A(및 선택적으로 이형층 1A')을 갖기 때문에 반도체 패키지(4-2)를 쉽게 이형할 수 있다. 또한 이형 필름(1)은 적당한 유연성이 있기 때문에, 금속 거푸집 형상에 대한 추종성이 우수하면서도 성형 금속 거푸집(8)의 열에 의해 주름이 생기기 힘들다. 이로 인해, 밀봉된 반도체 패키지(4-2)의 수지 밀봉 표면에 주름이 전사되거나 수지가 충전되지 않는 부분(수지 흠집)이 생기거나 하지 않고, 외관이 좋은 밀봉된 반도체 패키지(4-2)를 얻을 수 있다.
또한, 도 3-1에서 나타낸 바와 같은 고체의 밀봉 수지 재료(4)를 가압 가열하는 압축 성형 방법에 한정하지 않고, 후술하는 바와 같이 유동 상태의 밀봉 수지 재료를 주입하는 트랜스퍼 몰드법을 채용할 수 있다.
도 4A 및 도 4B는, 본원 제 1 발명의 이형 필름을 이용한 수지 밀봉 반도체의 제조 방법의 일례인 트랜스퍼 몰드법을 나타내는 모식도이다.
도 4A에 도시된 바와 같이, 본원 제 1 발명의 이형 필름(22)을, 롤 모양의 두루마리로부터 롤(24) 및 롤(26)에 의해 성형 금속 거푸집(28) 내에 공급한다(공정 a). 이어서, 이형 필름(22)을 상형(30)의 내면(30A)에 배치한다(공정 b). 필요에 따라 상형 내면(30A)을 진공 흡인하여 이형 필름(22)을 상형 내면(30A)에 밀착시킬 수 있다. 이어서, 성형 금속 거푸집(28) 내에, 수지 밀봉해야 하는 반도체 칩(34)(기판(34A)에 고정된 반도체 칩(34))을 배치함과 함께, 밀봉 수지 재료(36)를 설정(공정 c)하여, 몰드 클로징한다(공정 d).
이어서, 도 4B에 도시된 바와 같이, 소정의 가열 및 가압 조건 하에서, 성형 금속 거푸집(28) 내에 밀봉 수지 재료(36)를 주입한다(공정 e). 이때의 성형 금속 거푸집(28)의 온도(성형 온도)는, 예를 들어 165~185℃이며, 성형 압력은, 예를 들어 7~12 Mpa이며, 성형 시간은, 예를 들어 90초 정도이다. 그리고 일정 시간 유지한 후, 상형(30) 및 하형(32)을 열고 수지 밀봉된 반도체 패키지(40)나 이형 필름(22)을 동시에 또는 순차적 이형한다(공정 f).
그리고, 도 5에 도시된 바와 같이, 얻어진 반도체 패키지(40) 중 여분의 수지 부분(42)을 제거함으로써 원하는 반도체 패키지(44)를 얻을 수 있다. 이형 필름(22)은 그대로 다른 반도체 칩의 수지 밀봉에 사용할 수 있지만, 성형이 1회 종료할 때마다 롤을 조작하여 필름을 내보내고, 새롭게 이형 필름(22)을 성형 금속 거푸집(28)에 공급하는 것이 바람직하다.
이형 필름(22)을 성형 금속 거푸집(28)의 내면에 배치하는 공정과, 반도체 칩(34)을 성형 금속 거푸집(28) 내에 배치하는 공정의 전후는 특별히 한정되지 않고, 동시에 수행할 수 있으며, 반도체 칩(34)을 배치한 후, 이형 필름(22)을 배치할 수 있고, 이형 필름(22)을 배치한 후 반도체 칩(34)을 배치할 수도 있다.
이와 같이, 이형 필름(22)은 이형성이 높은 이형층 1A(및 선택적으로 이형층 1A')을 갖기 때문에 반도체 패키지(40)를 쉽게 이형할 수 있다. 또한 이형 필름(22)은 적당한 유연성이 있기 때문에, 금속 거푸집 형상에 대한 추종성이 우수하면서도 성형 금속 거푸집(28)의 열로 인해 주름이 생기기 힘들다. 이로 인해 반도체 패키지(40)의 수지 밀봉 표면에 주름이 전사되거나 수지가 충전되지 않는 부분(수지 흠집)이 생기거나 하지 않고 외관이 양호한 반도체 패키지(40)를 얻을 수 있다.
본원 제 1 발명의 이형 필름은 반도체 소자를 수지 밀봉 공정에 한정하지 않고, 성형 금속 거푸집을 이용하여 각종 성형품을 성형 및 이형하는 공정, 예를 들면 섬유 강화 플라스틱 성형 및 이형 공정, 플라스틱 렌즈 성형 및 이형 공정 등에서도 바람직하게 사용할 수 있다.
공정용 이형 필름
본원 제 2 발명의 공정용 이형 필름은 다음의 4가지 실시양태를 포함한다.
(제 2-1 실시양태)
이형층 2A 및 내열 수지층 2B를 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름으로서,
상기 적층 필름의, 이형층 2A의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°이며, 표면 고유 저항값이 1×1013Ω/□ 이하이고,
상기 내열 수지층 2B가, 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 2B1을 포함하고,
상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하인, 상기 공정용 이형 필름.
(제 2-2 실시양태)
이형층 2A 및 내열 수지층 2B를 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름으로서,
상기 적층 필름의, 이형층 2A의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°이며, 표면 고유 저항값이 1×1013Ω/□ 이하이고,
상기 내열 수지층 2B가, 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 2B1을 포함하며,
상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 4% 이하인, 상기 공정용 이형 필름.
(제 2-3 실시양태)
이형층 2A, 내열 수지층 2B 및 이형층 2A'를 순차적으로 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름으로서,
상기 적층 필름의 이형층 2A 및 상기 이형층 2A'의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°이며, 상기 이형층 2A의 표면 고유 저항값이 1×1013Ω/□ 이하이고,
상기 내열 수지층 2B가, 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 2B1을 포함하며,
상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하인, 상기 공정용 이형 필름.
(제 2-4 실시양태)
이형층 2A, 내열 수지층 2B 및 이형층 2A'를 순차적으로 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름으로서,
상기 적층 필름의 이형층 2A 및 상기 이형층 2A'의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°이며, 상기 이형층 2A의 표면 고유 저항값이 1×1013Ω/□ 이하이고,
상기 내열 수지층 2B가, 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 2B1을 포함하며,
상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 4% 이하인, 상기 공정용 이형 필름.
상기 각 실시양태로부터 명백한 것과 같이, 본원 제 2 발명의 공정용 이형 필름(이하, 간단히 '이형 필름'이라고도 함)은 성형품과 금속 거푸집에 대한 이형성을 갖는 이형층 2A, 및 선택적으로 이형층 2A' 그리고 상기 이형층을 지지하는 내열 수지층 2B를 포함하는 적층 필름이며, 상기 내열수지층 2B가 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 2B1를 포함하는 것이다.
본원 제 2 발명의 공정용 이형 필름은 성형 금속 거푸집 내부에 반도체 소자 등을 수지 밀봉할 때 금속 거푸집의 내면에 배치된다. 이때, 이형 필름의 이형층 2A(이형층 2A'가 존재하는 경우에는 이형층 2A'일 수도 있음)를 수지 밀봉된 반도체 소자 등(성형품) 측에 배치하는 것이 바람직하다. 본원 제 2 발명의 이형 필름을 배치함으로써, 수지 밀봉된 반도체 소자 등을 금속 거푸집으로부터 쉽게 이형할 수 있다.
이형층 2A의 물에 대한 접촉각은 90°에서 130°이며, 이와 같은 접촉각을 가짐으로써 이형층 2A는 습윤성이 낮고, 경화된 밀봉 수지와 금속 거푸집 표면에 고착하는 일 없이 성형품을 쉽게 이형할 수 있다.
이형층 2A의 물에 대한 접촉각은 바람직하게는 95° 내지 120°이며, 보다 바람직하게는 98° 내지 115°, 더욱 바람직하게는 100° 내지 110°이다.
또한 이형층 2A의 표면 고유 저항값이 1×1013Ω/□ 이하인 것으로부터, 이형 필름에 이물질이나 밀봉 수지 등의 부착을 효과적으로 방지할 수 있다. 이형층 2A의 표면 고유 저항값은 바람직하게는 5×1012Ω/□ 이하이며, 보다 바람직하게는 1×1012Ω/□ 이하, 더욱 바람직하게는 5×1011Ω/□ 이하이다.
상기와 같이, 이형층 2A(경우에 따라서는 이형층 2A')는 성형품 측에 배치되므로 성형품의 외관의 관점에서, 수지 밀봉 공정에서 이형층 2A(경우에 따라 이형층 2A')에서의 주름 발생을 억제하는 것이 바람직하다. 발생한 주름이 성형품에 전사되어 성형품의 외관 불량이 생길 가능성이 높기 때문이다.
본원 제 2 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 공정용 이형 필름을 구성하는 적층 필름으로, 이형층 2A(및 선택적으로 이형층 2A'), 및 상기 이형층을 지지하는 내열 수지층 2B를 포함하는 적층 필름으로 그 가로(TD) 방향의 열 치수 변화율이 특정 값을 나타내는 적층 필름을 사용하며 내열 수지층 2B로써 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 2B1를 포함하는 것을 사용한다. 여기서, 이형층 2A(및 선택적으로 이형층 2A'), 및 상기 이형층을 지지하는 내열 수지층 2B를 포함하는 적층 필름은, 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하이거나 또는 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 4% 이하이다.
가로(TD) 방향의 열 치수 변화율이 상기 특정 값을 나타내는 적층 필름 및 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층을 포함하는 내열 수지층을 결합함으로써, 성형품의 외관 불량이 극히 효과적으로 억제되는 메커니즘은 반드시 명확한 것은 아니지만, 적층 필름 가로(TD) 방향의 열 치수 변화율이 상기 특정 값에 의한 주름의 발생 억제와 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층을 갖는 것에 의한 정전기 억제 및 공정에의 분체 등의 이물질 혼입 억제가, 어떤 시너지 효과를 발휘하고 있는 것으로 추정된다. 즉, 분체 등의 이물질이 주름의 기점이 될 수 있는 것으로부터, 이물질의 혼입을 억제함으로써 주름 발생의 억제가 더욱 효과적으로 되는 반면, 주름이 이물질의 응집점이 될 수 있는 것으로부터, 주름의 발생을 억제함으로써 이물질의 응집, 성장이 더욱 효과적으로 억제되는 것이, 종래 기술에서는 예측하지 못한 높은 수준의 성형품 외관 불량의 억제와 어떤 관계가 있는 것으로 추정된다.
상술 한 바와 같이, 이형층 2A(및 선택적으로 이형층 2A'), 및 상기 이형층을 지지하는 내열 수지층 2B를 포함한 적층 필름은 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하이거나 또는 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 4% 이하이다. 또한, 상기 적층 필름은 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하임과 동시에 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 4% 이하인 것이 보다 바람직하다.
상기 적층 필름의 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하이거나 또는 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 4% 이하인 것으로부터, 수지 밀봉 공정 등의 이형층의 주름의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다. 공정용 이형 필름을 구성하는 적층 필름으로 가로(TD) 방향의 열 치수 변화율이 상기 특정 값을 나타내는 것을 사용하는 것으로부터, 이형층의 주름의 발생이 억제되는 메커니즘은 반드시 명확한 것은 아니지만, 비교적 열팽창/수축이 작은 적층 필름을 사용함으로써 공정시 가열/냉각에 의한 이형층 2A(또는 이형층 2A')의 열팽창/수축이 억제되는 것과 관련이 있는 것으로 추측된다.
본원 제 2 발명의 공정용 이형 필름을 구성하는 적층 필름은 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 2.5% 이하인 것이 바람직하고, 2.0% 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.5% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 한편, 적층 필름은 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 -5.0% 이상인 것이 바람직하다.
본원 제 2 발명의 공정용 이형 필름을 구성하는 적층 필름은 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 3.5% 이하인 것이 바람직하고, 3.0% 이하인 것이 보다 바람직하고, 2.0% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 한편, 적층 필름은 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 -5.0% 이상인 것이 바람직하다.
내열 수지층 2B로, 가로(TD) 방향의 열 치수 변화율이 상기 특정 값을 나타내는 수지층을 이용하는 것으로부터 보다 효과적으로 이형층의 주름의 발생이 억제되는 메커니즘은 반드시 명확한 것은 아니지만, 비교적 열팽창/수축이 작은 내열 수지층 2B를 이용함으로써 공정시 가열/냉각에 의한 이형층 2A(또는 이형층 2A')의 열팽창/수축이 억제되는 것과 관련이 있는 것으로 추측된다.
이형층 2A(및 선택적으로 이형층 2A'), 및 상기 이형층을 지지하는 내열 수지층 2B를 포함한 적층 필름인 본원 제 2 발명의 공정용 이형 필름은 그 TD 방향(가로 방향)의 열 치수 변화율 및 MD 방향(필름의 제조시의 길이 방향. 이하, '세로 방향'이라고도 함)의 열 치수 변화율의 합이 특정 값 이하인 것이 바람직하다.
즉, 상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율의 합은 6% 이하인 것이 바람직하고, 한편, 상기 적층 필름은 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율의 합이 -5.0% 이상인 것이 바람직하다.
이형층 2A(및 선택적으로 이형층 2A'), 및 내열 수지층 2B를 포함하는 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율의 합이 6% 이하인 것으로부터, 금속 거푸집 내부에 장착되었을 때 주름 발생을 더욱 효율적으로 억제할 수 있다.
또한, 이형층 2A(및 선택적으로 이형층 2A'), 및 내열 수지층 2B를 포함하는 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율의 합은 7% 이하인 것이 바람직하고, 한편, 상기 적층 필름은 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율의 합이 -5.0% 이상인 것이 바람직하다.
상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율의 합이 7% 이하인 것으로부터, 금속 거푸집 내면에 장착되었을 때 주름 발생을 더욱 효율적으로 억제할 수 있다.
이형층
2A
본원 제 2 발명의 공정용 이형 필름을 구성하는 이형층 2A는 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°이며, 바람직하게는 95° 내지 120°이며, 보다 바람직하게는 98° 내지 115°, 더욱 바람직하게는 100° 내지 110°이다. 또한 이형층 2A의 표면 고유 저항값은 1×1013Ω/□ 이하이며, 바람직하게는 5×1012Ω/□ 이하, 보다 바람직하게는 1×1012Ω/□ 이하, 더욱 바람직하게는 5×1011Ω/□ 이하이다.
성형품의 이형성의 우수성, 접근 용이성 등에서 불소수지, 4-메틸-1-펜텐(공)중합체 및 폴리스티렌계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 수지를 포함하는 것이 바람직하다.
이형층 2A에 사용할 수 있는 불소수지는 이형층 1A에 대해 설명한 것과 동일하다.
또한, 이형층 2A에 사용할 수 있는 4-메틸-1-펜텐(공)중합체는 이형층 1A에 대해 설명한 것과 동일하다.
또한, 이형층 2A에 사용할 수있는 폴리스티렌계 수지는 이형층 1A에 대해 설명한 것과 동일하다.
이형층 2A는 성형시 금속 거푸집의 온도(일반적으로 120~180℃)에 견딜 수 있는 내열성을 갖는 것이 바람직하다. 이에 대한 관점에서, 이형층 2A로는 결정성분을 갖는 결정성 수지를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 결정성 수지의 융점은 190℃ 이상인 것이 바람직하고, 200℃ 이상 300℃ 이하가 보다 바람직하다.
이형층 2A에 결정성을 가지기 위해, 예를 들어 불소수지에서는 테트라플루오로에틸렌으로부터 유도되는 구성 단위를 적어도 포함하는 것이 바람직하고, 4-메틸-1-펜텐(공)중합체에 있어서는 4-메틸-1-펜텐으로부터 유도되는 구성 단위를 적어도 포함하는 것이 바람직하며, 폴리스티렌계 수지에서는 신디오탁틱 폴리스티렌을 적어도 포함하는 것이 바람직하다. 이형층 2A를 구성하는 수지에 결정 성분이 포함됨으로써 수지 밀봉 공정 등에서 주름이 발생하기 어렵고, 주름이 성형품에 전사되어 외관 불량을 일으키는 것을 억제하는데 적합하다.
이형층 2A를 구성하는 상기 결정성 성분을 함유하는 수지는 JISK7221에 준거한 시차주사열량계(DSC)에 의해 측정된 제1회 승온 공정에서의 결정 융해 열량이 15 J/g 이상, 60 J/g 이하인 것이 바람직하고, 20 J/g 이상, 50 J/g 이하인 것이 보다 바람직하다. 15 J/g 이상이면, 수지 밀봉 공정 등의 열 프레스 성형에 견딜 수 있는 내열성 및 이형성을 더 효과적으로 발현할 수 있음과 더불어 치수 변화율도 억제할 수 있기 때문에 주름의 발생도 방지할 수 있다. 한편, 상기 결정 융해 열량이 60 J/g 이하이면, 이형층 2A 적절한 경도가 되기 때문에, 수지 밀봉 공정 등에서 필름의 금속 거푸집에 충분한 추종성을 얻을 수 있기 때문에, 필름 손상의 우려도 없다.
이형층 2A는 불소수지, 4-메틸-1-펜텐 공중합체, 및/또는 폴리스티렌계 수지 외에 또 다른 수지를 포함할 수 있다. 이 경우 다른 수지 및 그 함량은 이형층 1A에 대해 설명한 것과 마찬가지이다.
또한, 이형층 2A는 불소수지, 4-메틸-1-펜텐(공)중합체 및/또는 폴리스티렌계 수지 이외에, 본원 제 2 발명의 목적을 해치지 않는 범위에서 열 안정제, 내후 안정제, 발녹 방지제, 내동해 안정제, 대전 방지제 등 필름용 수지에 일반적으로 배합되는 공지의 첨가제를 포함할 수 있다. 이러한 첨가제의 함량은 불소수지, 4-메틸-1-펜텐 공중합체, 및/또는 폴리스티렌계 수지 100 중량부에 대하여, 예를 들면 0.0001~10 중량부로 할 수 있다.
이형층 2A의 두께는 성형품에 대한 이형성이 충분하다면 특별히 제한은 없지만, 통상 1~50 μm이며, 바람직하게는 5~30 μm이다.
이형층 2A의 표면은 필요에 따라 요철 형상을 가지고 있을 수 있고, 그로 인하여 이형성을 향상시킬 수 있다. 이형층 2A의 표면에 요철을 부여하는 방법은 특별히 제한은 없지만, 엠보싱 가공 등의 일반적인 방법을 채용할 수 있다.
이형층
2A'
본원 제 2 발명의 공정용 이형 필름은 이형층 2A 및 내열 수지층 2B 이외에 추가적으로 이형층 2A'를 가지고 있을 수 있다. 즉, 본원 제 2 발명의 공정용 이형 필름은 이형층 2A, 내열 수지층 2B 및 이형층 2A'를 순차적으로 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름일 수 있다.
본원 제 2 발명의 공정용 이형 필름을 구성할 수 있는 이형층 2A'의 물에 대한 접촉각은 90° 내지 130°이며, 바람직하게는 95° 내지 120°이며, 보다 바람직하게는 98° 내지 115°, 더욱 바람직하게는 100° 내지 110°이다. 그리고 이형층 2A'의 바람직한 재질, 구성, 물성 등은 상기에서 이형층 2A에 대해 설명한 것과 마찬가지이다.
또한, 이형층 2A'의 표면 고유 저항값은 1×1013Ω/□ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5×1012Ω/□ 이하, 더욱 바람직하게는 1×1012Ω/□ 이하, 특히 바람직하게는 5×1011Ω/□ 이하이다. 이형층 2A'의 표면 고유 저항값이 상기 범위에 있는 것으로, 공정시 등의 이물질 부착을 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.
공정용 이형 필름이 이형층 2A, 내열 수지층 2B 및 이형층 2A'를 순차적으로 포함하는 적층 필름인 경우의 이형층 2A 및 이형층 2A'는 동일한 구성층 일 수 있고, 서로 다른 구성층 일 수 있다.
휨 방지와, 어느 면에서도 같은 이형성을 갖는 것에 의한 취급 용이성 등의 관점에서는, 이형층 2A 및 이형층 2A'는 동일하거나 거의 동일한 구성인 것이 바람직하고, 이형층 2A 및 이형층 2A'을 사용하는 공정과의 관계에서 각각 최적으로 설계하는 관점, 예를 들어, 이형층 2A를 금속 거푸집으로부터의 이형성이 우수한 것으로 하고, 이형층 2A'를 성형물로부터의 박리성이 우수한 것으로 하는 등의 관점에서는, 이형층 2A 및 이형층 2A'는 서로 다른 구성의 것으로 하는 것이 바람직하다.
이형층 2A 및 이형층 2A'를 서로 다른 구성의 것으로 하는 경우에는 이형층 2A 및 이형층 2A'를 동일한 재료로써 두께 등의 구성이 다른 것으로 할 수 있고, 재료도 그 외의 구성도 다른 것으로 할 수 있다.
내열 수지층 2B
본원 제 2 발명의 공정용 이형 필름을 구성하는 내열 수지층 2B는, 이형층 2A(및 경우에 따라 이형층 2A')을 지지하며 금속 거푸집 온도 등에 의한 주름 발생을 억제하는 기능을 가지고 있다.
본원 제 2 발명의 공정용 이형 필름을 구성하는 내열 수지층 2B는 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 2B1를 포함하는 것이다. 여기서, 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 2B1를 "포함하는" 것이란, 내열 수지층 2B의 전체가 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 2B1로 구성되어 있는 경우 및 내열 수지층 2B의 일부가 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 2B1로 구성되어 있는 경우 모두를 포함하는 취지로 사용된다. 따라서 내열 수지층 2B는 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 2B1 이외의 다른 층을 추가로 포함할 수도 있고, 포함하지 않아도 된다.
본원 제 2 발명의 공정용 이형 필름을 구성하는 내열 수지층 2B는 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 2B1을 포함하는 것으로부터 이형층 2A(및 경우에 따라 이형층 2A')의 표면 고유 저항값이 낮아 대전 방지에 기여한다.
고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 2B1가 존재함으로써, 본원 제 2 발명의 공정용 이형 필름의 표면에서도 대전 방지성이 효과적으로 발현된다. 따라서 정전기에 의한 분진 등의 이물질의 부착을 효과적으로 억제할 수 있는 동시에, 예를 들어 반도체 패키지의 제조시에 반도체 소자의 일부가 공정용 이형 필름에 직접 접하는 경우에도 공정용 이형 필름 대전-방전에 의한 반도체 소자의 파괴를 효과적으로 억제할 수 있다.
내열 수지층 2B의 표면 저항값은 대전 방지의 관점에서 낮을수록 바람직하고, 하한은 특별히 한정되지 않는다. 내열 수지층 2B의 표면 저항값은 고분자계 대전 방지제의 도전(electrically-conductive) 성능이 높을수록, 또한 고분자계 대전 방지제의 함량이 많을수록 작아지는 경향이 있다.
고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 2B1 이외의 다른 층으로는, 예를 들어 접착제를 포함하는 접착층 2B2을 바람직하게 사용할 수 있다. 즉, 내열 수지층 2B는 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 2B1과, 접착제를 포함하는 접착층 2B2를 포함하는 것일 수 있다.
이 경우 내열 수지층 2B는 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 2B1 및 접착제를 포함하는 접착층 2B2 만으로 구성되어 있을 수 있고, 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 2B1 및 접착제를 포함하는 접착층 2B2 이외의 다른 층, 예를 들면 대전 방지제 및 접착제를 포함하지 않는 열가소성 수지의 층, 가스 배리어(gas barrier)층 등을 더 포함할 수도 있다.
본원 제 2 발명의 공정용 이형 필름에서는 내열 수지층 2B 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하이거나 또는 내열 수지층 2B 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하인 것이 바람직하다. 또한 내열 수지층 2B는 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하이면서 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
내열 수지층 2B에는 무연신 필름을 포함한 임의의 수지층을 사용할 수 있지만, 연신 필름을 포함하는 것이 특히 바람직하다.
연신 필름은 제조 과정에서 연신의 영향으로 열팽창률이 낮거나 또는 마이너스가 되는 경향이 있고, 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하이거나 또는 내열 수지층 2B 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하인 특성을 실현하는 것이 비교적 쉽기 때문에 내열 수지층 2B로 적합하게 사용할 수 있다.
내열 수지층 2B 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율은 2% 이하인 것이 바람직하고, 1.5% 이하인 것이 보다 바람직하고, 1% 이하인 것이 더욱 바람직하고, 한편 -10% 이상인 것이 바람직하다.
내열 수지층 2B 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율은 2% 이하인 것이 바람직하고, 1.5% 이하인 것이 보다 바람직하고, 1% 이하인 것이 더욱 바람직하고, 한편 -10% 이상인 것이 바람직하다.
상기 연신 필름의 자세한 내용은 내열 수지층 1B에 대해 설명한 것과 마찬가지이다.
내열 수지층 2B는, 필름의 강도와 그 열 치수 변화율을 적절한 범위로 제어하는 관점에서, 성형시 금속 거푸집의 온도(일반적으로 120~180℃)에 견딜 수 있는 내열성을 가지는 것이 바람직하다. 이에 따른 관점에서 내열 수지층 2B는 결정성분을 갖는 결정성 수지를 포함하는 것이 바람직하고, 그 결정성 수지의 융점은 125℃ 이상인 것이 바람직하고, 융점이 155℃ 이상 300℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 185 이상 210℃ 이하인 것이 더욱 바람직하며, 185 이상 205℃ 이하인 것이 특히 바람직하다.
상술한 바와 같이, 내열 수지층 2B는 결정성분을 갖는 결정성 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 내열 수지층 2B에 함유시키는 결정성 수지로서, 예를 들면 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 폴리프로필렌 수지 등의 결정성 수지를 일부 또는 전부를 이용할 수 있다. 구체적으로는 폴리에스테르 수지에 있어서는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리아미드 수지에 있어서는 폴리아미드 6 및 폴리아미드 66, 폴리프로필렌 수지에 있어서는 아이소탁틱 폴리프로필렌을 이용하는 것이 바람직하다.
내열 수지층 2B에 상기 결정성 수지의 결정성분을 포함시킴으로써, 수지 밀봉 공정 등에서 주름이 발생하기 어렵고, 주름이 성형품에 전사되어 외관 불량을 일으키는 것을 억제하는데 보다 유리하다.
내열 수지층 2B를 구성하는 수지는 JISK7221에 준거한 시차주사열량계(DSC)에 의해 측정된 제1회 승온 공정에서의 결정 융해 열량이 20 J/g 이상, 100 J/g 이하인 것이 바람직하고, 25 J/g 이상, 65 J/g 이하인 것이 보다 바람직하고, 25 J/g 이상, 55 J/g 이하인 것이 보다 바람직하고, 28 J/g 이상, 50 J/g 이하인 것이 보다 바람직하고, 28 J/g 이상, 40 J/g 이하인 것이 보다 바람직하고, 28 J/g 이상, 35 J/g 이하인 것이 더욱 바람직하다. 20 J/g 이상이면, 수지 밀봉 공정 등의 열 프레스 성형에 견딜 수 있는 내열성 및 이형성을 효과적으로 발현시킬 수 있으며, 또한 치수 변화율도 근소하게 억제할 수 있기 때문에 주름의 발생도 방지할 수 있다. 한편, 상기 결정 융해 열량이 100 J/g 이하인 것으로부터 내열 수지층 2B에 적당한 경도를 부여할 수 있기 때문에 수지 밀봉 공정 등에서 필름의 충분한 금속 거푸집에 대한 추종성을 확보할 수 있는 것 뿐만 아니라 필름이 손상되기 쉬워질 우려도 없다. 또한, 본 실시양태에서, 결정 융해 열량은 JISK7221에 준거한 시차주사열량계(DSC)에 의한 측정에서 제1회 승온 공정에서 얻어진 세로축의 열량(J/g)과 가로축의 온도(℃)와의 관계를 나타내는 챠트 도에 있어서 120℃ 이상에서 피크를 갖는 피크 면적의 합에 의해 구해지는 수치를 말한다.
내열 수지층 2B의 결정 융해 열량은 필름 제조시 가열, 냉각 조건 및 연신 조건을 적절히 설정하여 조절할 수 있다.
내열 수지층 2B의 두께는 필름 강도를 확보할 수 있으면 특별히 제한은 없지만, 통상 1~100 μm, 바람직하게는 5~50 μm이다.
고분자계 대전 방지제를 함유하는 층
2B1
본원 제 2 발명의 적층체를 구성하는 내열 수지층 2B에 적합하게 사용되는, 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 2B1의 고분자계 대전 방지제로는 대전 방지 기능을 갖는 것으로 알려져 있는 고분자 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들어, 측기(lateral group)에 4급 암모늄 염기를 갖는 양이온계 공중합체, 폴리스티렌 술폰산을 포함하는 음이온계 화합물, 폴리알킬렌 옥사이드 사슬을 갖는 화합물(폴리에틸렌 옥사이드 사슬, 폴리프로필렌 옥사이드 사슬이 바람직하다.), 폴리에틸렌 글리콜 메타크릴레이트 공중합체, 폴리에테르 에스테르 아미드(polyether ester amide), 폴리에테르 아미드 이미드(polyether amide imide), 폴리에테르 에스테르(polyether ester), 에틸렌 옥시드-에피클로로히드린(ethylene oxide-epichlorohydrin) 공중합체 등의 비이온계 고분자, π 공역계 도전성 고분자 등을 들 수 있다. 이들은 1종을 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
측기에 4급 암모늄 염기를 갖는 공중합체 중 4급 암모늄 염기는 유전분극ㅅ서성lectric polarization) 및 전도성에 의한 신속한 유전분극 완화성을 부여하는 효과를 갖는다.
상기 공중합체는 측기에 4급 암모늄 염기와 함께 카르복시 그룹을 갖는 것이 바람직하다. 카르복시 그룹을 가지면, 상기 공중합체는 가교성을 가지고 단독으로도 중간층 4를 형성할 수 있다. 또한 우레탄계 접착제 등의 접착제와 병용한 경우에 상기 접착제와 반응하여 가교 구조를 형성하고, 접착성, 내구성, 기타 역학 특성을 크게 향상시킬 수 있다.
상기 공중합체는 측기에 히드록시 그룹을 더 포함할 수 있다. 히드록시 그룹은 접착제 중의 작용기, 예를 들면 이소시아네이트 그룹과 반응하여 접착성을 높이는 효과가 있다.
상기 공중합체는 상기의 각 관능기를 갖는 단량체를 공중합하여 얻을 수 있다. 4급 암모늄 염기를 갖는 단량체의 구체적인 예로는 디메틸아미노 아크릴산 에틸(dimethylamino ethyl acrylate) 4급화물(쌍이온(counter ion)으로 클로라이드, 설페이트, 설포네이트, 알킬 설포네이트 등의 음이온을 포함) 등을 들 수 있다. 카르복시 그룹을 갖는 단량체의 구체적인 예로는 (메타)아크릴산, (메타)아크로일옥시에틸 숙신산((meta)acroyloxyethyl succinic acid), 프탈산, 헥사히드로프탈산(hexahydrophthalic acid) 등을 들 수 있다.
이 이외의 다른 단량체를 공중합시킬 수도 있다. 다른 단량체로는 알킬(메타)아크릴레이트, 스티렌, 아세트산 비닐, 할로겐화 비닐, 올레핀 등의 비닐 유도체 등을 들 수 있다.
상기 공중합체의 각 관능기를 갖는 공중합 단위의 비율은 적절하게 설정될 수 있다. 4급 암모늄 염기를 갖는 공중합 단위의 비율은 전체 공중합 단위의 합계에 대해 15~40 몰%가 바람직하다. 이 비율이 15 몰% 이상이면 대전 방지 효과에 뛰어나다. 40 몰%를 초과하면 공중합체의 친수성이 지나치게 높아질 우려가 있다. 카르복시 그룹을 갖는 단위의 비율은 전체 단위의 합계에 대하여 3~13 몰%가 바람직하다.
상기 공중합체가 측기에 카르복시 그룹을 갖는 경우, 상기 공중합체에 가교제(경화제)가 첨가되어 있다. 가교제로서는, 글리세린 디글리시딜 에테르(glycerin diglycidyl ether) 등의 2 관능 에폭시 화합물, 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르(trimethylolpropane triglycidyl ether) 등의 3 관능 에폭시 화합물, 트리메틸올프로판 트리아지리디닐 에테르 등의 에틸렌 이민 화합물 등의 다관능 화합물을 들 수 있다.
상기 공중합체에 상기 2 관능, 3 관능의 에폭시 화합물의 개환 반응 촉매로서, 2-메틸 이미다졸(2-methyl imidazole), 2-에틸, 4-메틸 이미다졸 등의 이미다졸 유도체 및 기타 아민류가 첨가될 수 있다.
π 공역계 도전성 고분자는 π 공역이 발달한 주쇄를 가진 전도성 고분자이다. π 공역계 도전성 고분자로는 공지의 것을 사용할 수 있으며, 예를 들어 폴리티오펜(polythiophene), 폴리피롤(polypyrrole), 폴리아닐린(polyaniline), 그 유도체 등을 들 수 있다.
고분자계 대전 방지제는 공지의 방법으로 제조한 것을 사용할 수 있고, 시판품을 사용할 수 있다. 예를 들어 PEDOT 폴리티오펜계 수지의 시판품으로는 kakensangyo 사제의 "MC-200"등을 들 수 있다.
고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 2B1의 바람직한 실시양태로는 하기의 층(1) 및 층(2) 등을 들 수 있다.
층(1): 고분자계 대전 방지제 자체가 필름 형성능을 갖는 것이며, 상기 고분자계 대전 방지제를 그대로 또는 용매에 용해시켜 습식 도포하고, 필요에 따라 건조하여 형성된 층.
층(2): 고분자계 대전 방지제 자체가 필름 형성능을 가지고 용융 가능한 것이며, 상기 고분자계 대전 방지제를 용융 도포하여 형성된 층.
층(1)에서 고분자계 대전 방지제 자체가 필름 형성능을 가진다는 것은, 고분자 대전 방지제가 유기 용제 등의 용매에 가용이고, 그 용액을 습식 도포하고 건조시킬 때에 막이 형성되는 것을 의미한다.
층(2)에서 고분자계 대전 방지제 자체가 용융 가능하다는 것은, 가열에 의해 용융하는 것을 의미한다.
층(1)의 고분자계 대전 방지제는 가교성을 갖는 것일 수 있고, 가교성을 가지지 않는 것일 수 있다. 고분자계 대전 방지제가 가교성을 갖는 경우 가교제를 병용할 수 있다.
필름 형성능 및 가교성을 갖는 고분자계 대전 방지제로서는 상기 측기에 4급 암모늄 염기 및 카르복시 그룹을 갖는 공중합체 등을 들 수 있다.
가교제로서는 상기와 같은 것을 들 수 있다.
층(1)의 두께는 0.01~1.0 μm가 바람직하고, 0.03~0.5 μm가 특히 바람직하다. 층(1)의 두께가 0.01 μm 이상인 것으로부터 충분한 대전 방지 효과를 쉽게 얻을 수 있으며, 1.0 μm 이하인 것으로부터 적층시에 충분한 접착성을 쉽게 얻을 수 있다.
층(2)의 고분자계 대전 방지제로는 계면 활성제와 카본 블랙(carbon black) 등을 함유한 폴리올레핀 수지 등을 들 수 있다. 시판품으로는 PELECTRON HS(Sanyo Chemical Industries 사제) 등을 들 수 있다. 층(2)의 두께의 바람직한 범위는 층(1)의 두께의 바람직한 범위와 동일하다.
고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 2B1은 1층일 수 있고 2층 이상일 수도 있다. 예를 들어 층(1)~(2) 중 어느 1종 만을 가질 수고 있고, 층(1) 및 층(2) 모두를 가질 수 있다.
고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 2B1로서는, 제조하기 쉬운 점에서 층(1)이 바람직하다. 층(1) 및 층(2)를 병용할 수고 있다.
접착층
2B2
본원 제 2 발명의 적층체를 구성하는 내열 수지층 2B에 적합하게 사용되는 접착층 2B2에 함유된 접착제로는 종래 공지의 접착제를 적절히 사용할 수 있다. 본원 제 2 발명의 적층체의 제조 효율의 관점에서, 드라이 라미네이트용 접착제를 바람직하게 사용할 수 있다. 예를 들어, 폴리아세트산 비닐 접착제; 아크릴산 에스테르(아크릴산 에틸, 아크릴산 부틸, 아크릴산 2-에틸 헥실 에스테르 등)의 단독 중합체 또는 공중합체, 또는 아크릴산 에스테르와 다른 단량체(메타크릴산 메틸, 아크릴로니트릴, 스티렌 등)의 공중합체 등으로 이루어지는 폴리아크릴산 에스테르계 접착제; 시아노아크릴레이트계 접착제; 에틸렌과 다른 단량체(아세트산 비닐, 아크릴산 에틸, 아크릴산, 메타크릴산 등)의 공중합체 등으로 이루어지는 에틸렌 공중합체계 접착제; 셀룰로오스계 접착제; 폴리에스테르계 접착제; 폴리아미드계 접착제; 폴리이미드계 접착제; 우레아 수지 또는 멜라민 수지 등으로 이루어지는 아미노 수지계 접착제; 페놀 수지계 접착제; 에폭시계 접착제; 폴리올(폴리에테르폴리올, 폴리에스테르 폴리올 등)과 이소시아네이트 및/또는 이소시아누레이트와 가교시키는 폴리 우레탄계 접착제; 반응형(메타) 아크릴계 접착제; 클로로프렌 고무, 니트릴 고무, 스티렌-부타디엔 고무 등으로 이루어지는 고무계 접착제; 실리콘계 접착제; 알칼리 금속 실리케이트, 저융점 유리 등으로 이루어지는 무기계 접착제; 기타 등의 접착제를 사용할 수 있다.
그 이외의 층
본원 제 2 발명의 공정용 이형 필름은 본원 제 2 발명의 목적에 반하지 아니하는 한, 이형층 2A, 내열 수지층 2B 및 이형층 2A'이외의 층을 가질 수 있다. 이러한 그 이외의 층의 자세한 내용은 본원 제 1 발명에 대해서 설명한 것과 마찬가지이다.
본원 제 2 발명의 공정용 이형 필름의 총 두께는 특별히 제한은 없지만, 예를 들면 10~300 μm인 것이 바람직하고, 30~150 μm인 것이 보다 바람직하다. 이형 필름의 총 두께가 상기 범위에 있으면 두루마리로 사용할 때의 핸들링성이 양호함과 아울러, 필름의 폐기량이 적기 때문에 바람직하다.
이하, 본원 제 2 발명의 공정용 이형 필름의 바람직한 실시양태에 대해 더욱 구체적으로 설명한다. 도 1은 3층 구조의 공정용 이형 필름의 일례를 나타내는 모식도이다. 도 1에 나타난 바와 같이, 이형 필름(10)은 내열 수지층(12)과 그 한쪽 면에 접착층(14)을 통해 형성된 이형층(16)을 갖는다.
이형층(16)은 상술한 이형층 2A이고, 내열 수지층(12)은 상술한 내열 수지층 2B이며, 접착층(14)은 상술한 접착층이다. 이형층(16)은 밀봉 공정에서 밀봉 수지와 접하는 측에 배치되는 것이 바람직하고; 내열 수지층(12)은 밀봉 공정에서 금속 거푸집의 내면과 접하는 측에 배치되는 것이 바람직하다.
도 2는 5층 구조의 공정용 이형 필름의 일례를 나타내는 모식도이다. 도 1과 동일한 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호를 붙인다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 이형 필름(20)은 내열 수지층(12)의 양면에 접착층(14)을 통해 형성된 이형층(16A) 및 이형층(16B)를 갖는다. 이형층(16A)는 상술한 이형층 2A이며, 내열 수지층(12)은 상술한 내열 수지층 2B이며, 이형층(16B)는 상술한 이형층 2A'이며, 접착층(14)은 각각 상술한 접착층이다.
이형층(16A) 및 (16B)의 조성은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 이형층(16A) 및 (16B)의 두께도 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 그러나 이형층(16A) 및 (16B)가 서로 동일한 조성 및 두께를 갖으면 대칭적인 구조가 되어, 이형 필름 자체의 휨이 발생하기 어려워지기 때문에 바람직하다. 특히, 본원 제 2 발명의 이형 필름은 밀봉 공정에서 가열에 의해 응력이 발생할 수 있으므로 휨을 억제하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 이형층(16A) 및 (16B)이 내열 수지층(12)의 양면에 형성되어 있으면, 성형 및 금속 거푸집 내면 중 어느 쪽에도 좋은 이형성이 얻어지기 때문에 바람직하다.
공정용 이형 필름의 제조 방법
본원 제 2 발명의 공정용 이형 필름은 임의의 방법으로 제조될 수 있으나, 그 바람직한 제조 방법은 본원 제 1 발명에 대해서 설명한 것과 마찬가지이다.
제조 공정
본원 제 2 발명의 공정용 이형 필름은 금속 거푸집 내에 반도체 칩 등을 배치하여 수지를 주입 성형할 때, 반도체 칩 등과 금속 거푸집 내면과의 사이에 배치하여 사용할 수 있다. 본원 제 2 발명의 공정용 이형 필름을 이용함으로써 금속 거푸집으로부터의 이형 불량, 거스러미의 발생 등을 효과적으로 방지할 수 있다.
상기 제조 공정에 사용되는 수지는 열가소성 수지, 열경화성 수지 중 어느 것이라도 좋지만, 당해 기술 분야에서는 열경화성 수지가 널리 사용되고 있으며, 특히 에폭시계의 열경화성 수지를 이용하는 것이 바람직하다.
상기 제조 공정으로서는 반도체 칩의 밀봉이 가장 대표적이지만, 이것에 한정되는 것이 아니고, 본원 제 2 발명은 섬유 강화 플라스틱 성형 공정, 플라스틱 렌즈 성형 공정 등에도 적용할 수 있다.
도 3, 도 4A 및 도 4B는 본원 제 2 발명의 이형 필름을 이용한 수지 밀봉 반도체의 제조 방법의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 본원 제 2 발명의 이형 필름(1)을 롤 모양의 두루마리로부터 롤(1-2) 및 롤(1-3)에 의해 성형 금속 거푸집(2) 내에 공급한다. 이어서, 이형 필름(1)의 상형(2)의 내면에 배치한다. 필요에 따라 상형(2) 내면을 진공흡인하여 이형 필름(1)을 상형(2) 내면에 밀착시킬 수 있다. 몰딩 성형 장치 하부 금속 거푸집(5)에, 기판 상에 배치된 반도체 칩(6)이 배치되어 있으며, 그 반도체 칩(6) 위에 바람직하게는 도시되어 있는 것과 같이 과립 형태의 밀봉 수지(4)를 배치하거나 또는 도시되어 있지 않지만 다른 방법으로 반도체 칩(6)을 덮도록 액상 밀봉 수지를 주입함으로써 배기 흡입되어 밀착된 이형 필름(1)을 배치한 상부 금속 거푸집(2)과 하부 금속 거푸집(5) 사이에 밀봉 수지가 수용된다. 다음으로 도 3b에 나타낸 바와 같이, 상부 금속 거푸집(2) 및 하부 금속 거푸집(5)을, 본원 제 2 발명의 이형 필름(1)을 통해 거푸집을 닫고, 바람직하게는 도시되어 있는 것 같이 과립 형태의 밀봉 수지를 경화시킨다.
거푸집을 닫아 경화함으로써, 도 3c에 나타낸 바와 같이 밀봉 수지(4)가 금속 거푸집 내에서 유동화하고, 밀봉 수지(4)가 공간부에 유입하여 반도체 칩(6) 측면 주위를 둘러싸도록 하여 충전되며, 밀봉된 반도체 칩(6)을 상부 금속 거푸집(2) 및 하부 금속 거푸집(5)을 열어 꺼낸다. 거푸집을 열고 성형품을 꺼낸 후 이형 필름(1)을 여러번 반복하여 이용하거나 새로운 이형 필름을 공급하고 다음의 수지 몰딩 성형에 회부된다.
본원 제 2 발명의 이형 필름을 상부 금속 거푸집에 밀착시켜 금속 거푸집과 밀봉 수지 사이에 개재시켜 수지 몰드함으로써 금속 거푸집에 수지의 부착을 방지하고, 금속 거푸집의 수지 몰드면을 더럽히지 않고 성형품을 쉽게 이형시킬 수 있다.
또한, 이형 필름은 한번의 수지 몰드 작업마다 새롭게 공급하여 수지 몰드할 수도 있고 여러 번의 수지 몰드 작업마다 새롭게 공급하여 수지 몰드할 수 있다.
밀봉 수지로는 액상 수지일 수도, 상온에서 고체 형태인, 예를 들면 과립형 수지일 수 있으나, 수지 밀봉시 액상이 되는 것 등의 밀봉재를 적절하게 채용할 수 있다. 밀봉 수지 재료로서, 구체적으로는 주로 에폭시계(비페닐형 에폭시 수지, 비스페놀 에폭시 수지, o-크레졸 노볼락형 에폭시 수지 등)이 사용되며, 에폭시 수지 이외의 밀봉 수지로 폴리이미드계 수지(비스말레이미드계), 실리콘계 수지(열 경화 부가형) 등 밀봉 수지로서 통상 사용되는 것을 사용할 수 있다. 또한 수지 밀봉 조건으로는, 사용하는 밀봉 수지에 따라 다르지만, 예를 들어 경화 온도 120℃~180℃, 성형 압력 10~50 kg/cm2, 경화 시간 1~60분의 범위에서 적절히 설정할 수 있다.
이형 필름(1)을 성형 금속 거푸집(8)의 내면에 배치하는 공정과, 반도체 칩(6)을 성형 금속 거푸집(8) 내에 배치하는 공정의 전후는 특별히 한정되지 않고, 동시에 수행할 수 있고, 반도체 칩(6) 배치한 후 이형 필름(1)을 배치할 수 있고, 이형 필름(1)을 배치한 후 반도체 칩(6)을 배치할 수도 있다.
이와 같이, 이형 필름(1)은 이형성이 높은 이형층 2A(및 선택적으로 이형층 2A')을 갖기 때문에 반도체 패키지(4-2)를 쉽게 이형할 수 있다. 또한 이형 필름(1)은 적당한 유연성이 있기 때문에, 금속 거푸집 형상에 대한 추종성이 우수하면서도 성형 금속 거푸집(8)의 열에 의해 주름이 생기기 힘들다. 이로 인해, 밀봉된 반도체 패키지(4-2)의 수지 밀봉 표면에 주름이 전사되거나 수지가 충전되지 않는 부분(수지 흠집)이 생기거나 하지 않고 외관이 좋은 밀봉된 반도체 패키지(4-2)를 얻을 수 있다. 또한 이형 필름(1)은 그 표면 저항이 비교적 작기 때문에, 과립 형태의 밀봉 수지의 이형 필름에 정전기에 의한 부착 등에 기인하는 외관 불량을 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 도 3에 나타낸 바와 같이 바람직하게는 과립 형태인 고체 밀봉 수지 재료(4)를 가압 가열하는 압축 성형 방법에 한정하지 않고, 후술하는 바와 같이 유동 상태의 밀봉 수지 재료를 주입하는 트랜스퍼 몰드법을 채용할 수 있다.
도 4A 및 도 4B는 본원 제 2 발명의 이형 필름을 이용한 수지 밀봉 반도체의 제조 방법의 일례인 트랜스퍼 몰드법을 나타내는 모식도이다.
도 4A에 도시된 바와 같이, 본원 제 2 발명의 이형 필름(22)을, 롤 모양의 두루마리로부터 롤(24) 및 롤(26)에 의해 성형 금속 거푸집(28) 내에 공급한다(공정 a). 이어서, 이형 필름(22)을 상형(30)의 내면(30A)에 배치한다(공정 b). 필요에 따라 상형 내면(30A)을 진공 흡인하여 이형 필름(22)을 상형 내면(30A)에 밀착시킬 수도 있다. 이어서, 성형 금속 거푸집(28) 내에, 수지 밀봉해야 하는 반도체 칩(34)(기판(34A)에 고정된 반도체 칩(34))을 배치함과 함께, 밀봉 수지 재료(36)를 설정(공정 c)하여, 몰드 클로징한다(공정 d).
이어서, 도 4B에 도시된 바와 같이, 소정의 가열 및 가압 조건 하에서, 성형 금속 거푸집(28) 내에 밀봉 수지 재료(36)를 주입한다(공정 e). 이때의 성형 금속 거푸집(28)의 온도(성형 온도)는, 예를 들어 165~185℃이며, 성형 압력은, 예를 들어 7~12 Mpa이며, 성형 시간은, 예를 들어 90초 정도이다. 그리고 일정 시간 유지한 후, 상형(30) 및 하형(32)를 열고 수지 밀봉된 반도체 패키지(40)나 이형 필름(22)을 동시에 또는 순차적 이형한다(공정 f).
그리고, 도 5에 도시된 바와 같이, 얻어진 반도체 패키지(40) 중 여분의 수지 부분(42)을 제거함으로써 원하는 반도체 패키지(44)를 얻을 수 있다. 이형 필름(22)은 그대로 다른 반도체 칩의 수지 밀봉에 사용할 수 있지만, 성형이 1회 종료할 때마다 롤을 조작하여 필름을 내보내고, 새롭게 이형 필름(22)을 성형 금속 거푸집(28)에 공급하는 것이 바람직하다.
이형 필름(22)을 성형 금속 거푸집(28)의 내면에 배치하는 공정과, 반도체 칩(34)을 금속 거푸집(28) 내에 배치하는 공정의 전후는 특별히 한정되지 않고, 동시에 수행할 수 있으며, 반도체 칩(34)을 배치한 후, 이형 필름(22)을 배치할 수 있고, 이형 필름(22)을 배치한 후 반도체 칩(34)을 배치할 수도 있다.
이와 같이, 이형 필름(22)은 이형성이 높은 이형층 2A(및 선택적으로 이형층 2A')을 갖기 때문에 반도체 패키지(40)를 쉽게 이형할 수 있다. 또한 이형 필름(22)은 적당한 유연성을 갖기 때문에, 금속 거푸집 형상에 대한 추종성이 우수하면서도 성형 금속 거푸집(28)의 열로 인해 주름이 생기기 힘들다. 이로 인해, 반도체 패키지(40)의 수지 밀봉 표면에 주름이 전사되거나 수지가 충전되지 않는 부분(수지 흠집)이 생기거나 하지 않고 외관이 양호한 반도체 패키지(40)를 얻을 수 있다.
본원 제 2 발명의 이형 필름은 반도체 소자를 수지 밀봉하는 공정에 한정하지 않고, 성형 금속 거푸집을 이용하여 각종 성형품을 성형 및 이형하는 공정, 예를 들면 섬유 강화 플라스틱 성형 및 이형 공정, 플라스틱 렌즈 성형 및 이형 공정 등에서도 바람직하게 사용할 수 있다.
공정용 이형 필름
본 명세서 제 3 발명의 공정용 이형 필름은 다음의 4가지 실시양태를 포함한다.
(제 3-1 실시양태)
이형층 3A 및 내열 수지층 3B를 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름으로,
상기 이형층 3A의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°이며,
상기 적층 필름의 120℃에서의 인장 탄성률이 75 Mpa 내지 500 Mpa인, 상기 공정용 이형 필름.
(제 3-2 실시양태)
이형층 3A 및 내열 수지층 3B를 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름으로,
상기 이형층 3A의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°이며,
상기 적층 필름의 170℃에서의 인장 탄성률이 75 Mpa 내지 500 Mpa인, 상기 공정용 이형 필름.
(제 3-3 실시양태)
이형층 3A, 내열 수지층 3B 및 이형층 3A’을 순차적으로 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름으로,
상기 이형층 3A, 상기 이형층 3A’의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°이며,
상기 적층 필름의 120℃에서의 인장 탄성률이 75 Mpa 내지 500 Mpa인, 상기 공정용 이형 필름.
(제 3-4 실시양태)
이형층 3A, 내열 수지층 3B 및 이형층 3A’을 순차적으로 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름으로,
상기 이형층 3A 및 상기 이형층 3A’의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°이며,
상기 적층 필름의 170℃에서의 인장 탄성률이 75 Mpa 내지 500 Mpa인, 상기 공정용 이형 필름.
상기 각 실시양태로부터 명백한 것과 같이, 본 명세서 제 3 발명의 공정용 이형 필름 (이하, ‘이형 필름’라고도 함)은 성형품과 금속 거푸집에 대한 이형성을 갖는 이형층 3A, 및 선택적으로 이형층 3A’, 그리고 상기 이형층을 지지하는 내열 수지층 3B를 포함하는 적층 필름이다.
본 명세서 제 3 발명의 공정용 이형 필름은 성형 금속 거푸집 내부에 반도체 소자 등을 수지 밀봉할 때, 성형 금속 거푸집의 내면에 배치된다. 이때, 이형 필름의 이형층 3A(이형층 3A’가 존재하는 경우에는 이형층 3A'일 수 있음)를 수지 밀봉된 반도체 소자 등(성형품) 측에 배치하는 것이 바람직하다. 본 명세서 제 3 발명의 이형 필름을 배치함으로써, 수지 밀봉된 반도체 소자 등을 금속 거푸집으로부터 쉽게 이형할 수 있다.
이형층 3A의 물에 대한 접촉각은 90°내지 130°이며, 이와 같은 접촉각을 가짐으로써 이형층 3A는 습윤성(wettability)이 낮고, 경화된 밀봉 수지와 금속 거푸집 표면에 고착하는 일 없이 성형품을 쉽게 이형할 수 있다.
이형층 3A의 물에 대한 접촉각은 바람직하게는 95°내지 120°이며, 보다 바람직하게는 98°내지 115°, 더욱 바람직하게는 100°내지 110°이다.
상기와 같이, 이형층 3A(경우에 따라서는 이형층 3A’)는 성형품 측에 배치되기 때문에, 수지 밀봉 공정에서 이형층 3A(경우에 따라서는 이형층 3A')에서 주름의 발생을 억제하는 것이 바람직하다. 이형층 3A (경우에 따라서는 이형층 3A’)에 주름이 발생하면 발생한 주름이 성형품에 전사되어 성형품의 외관 불량이 생길 가능성이 높기 때문이다.
본 명세서 제 3 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 공정용 이형 필름을 구성하는 적층 필름으로서 이형층 3A(및 선택적으로 이형층 3A’), 및 상기 이형층을 지지하는 내열 수지층 3B를 포함하는 적층 필름이고 그 인장 탄성률이 특정 값을 나타내는 적층 필름을 사용한다.
즉, 이형층 3A (및 선택적으로 이형층 3A’), 및 상기 이형층을 지지하는 내열 수지층 3B를 포함하는 적층 필름은 그 120℃에서의 인장 탄성률이 75 Mpa 내지 500 Mpa이거나 또는 그 170℃에서의 인장 탄성률이 75 Mpa 내지 500 Mpa이다. 또한, 상기 적층 필름은 120℃에서의 인장 탄성률이 75 Mpa 내지 500 Mpa이며, 또한 170℃에서의 인장 탄성률이 75 Mpa 내지 500 Mpa인 것이 바람직하다.
상기 적층 필름의 120℃에서의 인장 탄성률이 75 Mpa 내지 500 Mpa이거나 170℃에서의 인장 탄성률이 75 Mpa 내지 500 Mpa인 것으로부터, 수지 밀봉 공정 등에서 이형층의 주름 발생을 유효하게 억제할 수 있다. 공정용 이형 필름을 구성하는 적층 필름의 특정 온도에서의 인장 탄성률이 상기 특정 값을 나타내는 것으로 이형층의 주름의 발생이 억제되는 메커니즘은, 반드시 명확한 것은 아니지만, 공정시에 가열된 상태로 일정 값 이상의 인장 탄성률을 갖는 것으로 주름의 발생으로 이어지는 변형이 억제되는 동시에, 일정 값 이하의 인장 탄성률을 갖는 것으로 일그러짐이 분산되는 것과 관련이 있는 것으로 추측된다. 500 Mpa를 초과하면 금속 거푸집 추종성이 떨어지기 때문에 단부에서 밀봉 수지가 충전되어 어렵고, 수지 흠집이 발생하는 등의 외관 불량을 일으킬 가능성이 높다.
본 명세서 제 3 발명의 공정용 이형 필름을 구성하는 적층 필름은 그 120℃에서의 인장 탄성률이
80 Mpa 내지 400 Mpa인 것이 바람직하고,
85 Mpa 내지 350 Mpa인 것이 보다 바람직하고,
88 Mpa 내지 300 Mpa인 것이 더욱 바람직하고,
90 Mpa 내지 280 Mpa인 것이 특히 바람직하다.
본 명세서 제 3 발명의 공정용 이형 필름을 구성하는 적층 필름은 그 170℃에서의 인장 탄성률이
80 Mpa 내지 400 Mpa인 것이 바람직하고,
85 Mpa 내지 350 Mpa인 것이 보다 바람직하고,
88 Mpa 내지 300 Mpa인 것이 보다 바람직하고,
90 Mpa 내지 280 Mpa인 것이 보다 바람직하고,
95 Mpa 내지 200 Mpa인 것이 더욱 바람직하고,
105 Mpa 내지 170 Mpa인 것이 특히 바람직하다.
본 명세서 제 3 발명의 공정용 이형 필름을 구성하는 적층 필름은 그 120℃에서의 인장 탄성률 및 170℃에서의 인장 탄성률이 함께 상기 바람직한 범위내인 것이 가공시의 자유도 및 용도가 넓어지기 때문에 특히 바람직하다.
또한, 이형층 3A(및 선택적으로 이형층 3A’), 및 상기 이형층을 지지하는 내열 수지층 3B를 포함하는 적층 필름은, 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하이거나, 또는 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 4% 이하인 것이 바람직하다. 또한, 상기 적층 필름은 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하이고 동시에 TD 방향(가로 방향)의 23℃ 내지 170℃의 열 치수 변화 비율이 4% 이하인 것이 보다 바람직하다.
상기 적층 필름의 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하이거나, 또는 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃에서 170℃까지 열 치수 변화 비율이 4% 이하인 것으로부터, 수지 밀봉 공정 등의 이형층의 주름의 발생을 더욱 효과적으로 억제할 수 있다. 본 실시양태에서, 공정용 이형 필름을 구성하는 적층 필름으로 가로(TD) 방향의 열 치수 변화율이 상기 특정 값을 나타내는 것으로 사용하는 것으로부터 이형층의 주름 발생이 더욱 유효하게 억제되는 메커니즘은 반드시 명확한 것은 아니지만, 비교적 열팽창/수축이 작은 적층 필름을 사용함으로써, 공정시 가열/냉각에 의한 이형층 3A(또는 이형층 3A’)의 열팽창/수축이 억제되는 것과 관련이 있는 것으로 추측된다.
본 실시양태의 공정용 이형 필름을 구성하는 적층 필름은 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 2.5% 이하인 것이 바람직하고, 2.0% 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.5% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 한편, 적층 필름은 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 -5.0% 이상인 것이 바람직하다.
본 실시양태의 공정용 이형 필름을 구성하는 적층 필름은 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 3.5% 이하인 것이 바람직하고, 3.0% 이하인 것이 보다 바람직하고, 2.0% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 한편, 적층 필름은 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 -5.0% 이상인 것이 바람직하다.
이형층 3A(및 선택적으로 이형층 3A’), 및 상기 이형층을 지지하는 내열 수지층 3B를 포함하는 적층 필름인 본 명세서 제 3 발명의 공정용 이형 필름은, 그 TD 방향(가로 방향)의 열 치수 변화율 및 MD 방향(필름의 제조시의 길이 방향. 이하 ‘세로 방향’이라고도 함)의 열 치수 변화율의 합이 특정 값 이하인 것이 바람직하다.
즉, 상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율의 합은 6% 이하인 것이 바람직하고, 한편, 상기 적층 필름은 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율의 합이 -5.0% 이상인 것이 바람직하다.
이형층 3A(및 선택적으로 이형층 3A’), 및 내열 수지층 3B를 포함하는 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율의 합이 6% 이하인 것으로부터, 금속 거푸집 내부에 장착되었을 때의 주름 발생을 더욱 효율적으로 억제할 수 있다.
또한, 이형층 3A(및 선택적으로 이형층 3A’), 및 내열 수지층 3B를 포함하는 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율의 합은 7% 이하인 것이 바람직하고, 한편, 상기 적층 필름은 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율의 합이 -5.0% 이상인 것이 바람직하다.
상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율의 합이 7% 이하인 것으로부터, 금속 거푸집 내면에 장착되었을 때의 주름 발생을 더욱 효율적으로 억제할 수 있다.
이형층
3A
본 명세서 제 3 발명의 공정용 이형 필름을 구성하는 이형층 3A는, 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°이며, 바람직하게는 95°내지 120°이며, 보다 바람직하게는 98°내지 115°, 더욱 바람직하게는 100°내지 110°이다. 성형품의 이형성의 우수성, 입수의 용이성 등으로부터, 불소수지, 4-메틸-1-펜텐(공)중합체 및 폴리스티렌계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 수지를 포함하는 것이 바람직하다.
이형층 3A에 사용할 수 있는 불소수지는, 테트라플루오로에틸렌(tetrafluoroethylene)에서 유래하는 구성 단위를 포함하는 수지일 수 있다. 테트라플루오로에틸렌 단독 중합체일 수도 있지만, 다른 올레핀(olefin)과의 공중합체일 수도 있다. 다른 올레핀의 예로는 에틸렌이 포함된다. 모노머 구성 단위로써 테트라플루오로에틸렌 및 에틸렌을 포함하는 공중합체는 바람직한 일례이며, 이와 같은 공중합체에서는 테트라플루오로에틸렌에서 유래하는 구성 단위의 비율이 55~100 질량%이며, 에틸렌에서 유래하는 구성 단위의 비율이 0~45 질량%인 것이 바람직하다.
이형층 3A에 사용할 수 있는 4-메틸-1-펜텐(공)중합체는, 4-메틸-1-펜텐의 단독 중합체일 수 있고, 또한 4-메틸-1-펜텐 및 그 외의 탄소원자 수 2~20의 올레핀(이하 ‘탄소원자 수 2~20의 올레핀’이라 함)의 공중합체일 수 있다.
4-메틸-1-펜텐과 탄소원자 수 2~20의 올레핀의 공중합체의 경우, 4-메틸-1-펜텐과 공중합되는 탄소원자 수 2~20의 올레핀은 4-메틸-1-펜텐에 가요성(flexibility)을 부여할 수 있다. 탄소원자 수 2~20의 올레핀의 예로는 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-데센(decene), 1-테트라데센(tetradecene), 1-헥사데센(hexadecene), 1-헵타데센, 1-옥타데센, 1-에이코센(eicosen) 등이 포함된다. 이러한 올레핀은 1종만을 이용할 수도 있고, 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다.
4-메틸-1-펜텐과, 탄소원자 수 2~20의 올레핀의 공중합체의 경우, 4-메틸-1-펜텐에서 유래하는 구성 단위의 비율이 96~99 질량%이고, 그 외의 탄소원자 수 2~20의 올레핀에서 유래하는 구성 단위의 비율이 1~4 질량%인 것이 바람직하다. 탄소원자 수 2~20의 올레핀 유래의 구성 단위의 함량을 적게 함으로써 공중합체를 단단하게, 즉 저장 탄성률 E '를 높게 할 수 있어, 밀봉 공정 등의 주름 발생 억제에 유리하다. 한편, 탄소원자 수 2~20의 올레핀 유래의 구성 단위의 함유량을 많게 함으로써 공중합체를 부드럽게, 즉 저장 탄성률 E '를 낮출 수 있어, 금속 거푸집 추종성을 향상시키는데 유리하다.
4-메틸-1-펜텐(공)중합체는 당업자에게 공지된 방법으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 지글러-나타 촉매(Ziegler-Natta catalyst), 메탈로센(metallocene)계 촉매 등의 공지의 촉매를 이용한 방법에 의해 제조될 수 있다. 4-메틸-1-펜텐(공)중합체는 결정성이 높은 (공)중합체인 것이 바람직하다. 결정성 공중합체로서, 아이소탁틱(isotactic) 구조를 갖는 공중합체, 신디오탁틱(syndiotactic) 구조를 갖는 공중합체 중 어느 것일 수 있으나, 특히 아이소탁틱 구조를 갖는 공중합체인 것이 물성의 관점에서도 바람직하고, 또한 입수가 용이하다. 또한, 4-메틸-1-펜텐(공)중합체는 필름 형태로 성형할 수 있어, 금속 거푸집 성형시의 온도나 압력 등에 견디는 강도를 가지고 있으면, 입체 규칙성이나 분자량도 특별히 제한되지 않는다. 4-메틸-1-펜텐 공중합체는 예를 들면, Mitsui Chemicals 주식회사제 TPX(등록 상표) 등, 시판되는 공중합체일 수 있다.
이형층 3A에 사용할 수 있는 폴리스티렌계 수지에는, 스티렌의 단독 중합체 및 공중합체가 포함되어, 그 중합체 중에 포함되는 스티렌 유래의 구조 단위는 적어도 60 중량% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 80 중량% 이상이다.
폴리스티렌계 수지는, 아이소탁틱 폴리스티렌, 신디오탁틱 폴리스티렌일 수 있지만, 투명성, 입수의 용이성 등의 관점에서 아이소탁틱 폴리스티렌이 바람직하고, 이형성, 내열성 등의 관점에서는 신디오탁틱 폴리스티렌이 바람직하다. 폴리스티렌은 1종을 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
이형층 3A는, 성형시 금속 거푸집의 온도(일반적으로 120~180℃)에서 견딜 수 있는 내열성을 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 관점에서, 이형층 3A로써는 결정성분을 갖는 결정성 수지를 포함하는 것이 바람직하고, 그 결정성 수지의 융점은 190℃ 이상인 것이 바람직하며, 200℃ 이상 300℃ 이하가 보다 바람직하다.
이형층 3A에 결정성을 갖기 위해, 예를 들어 불소수지에서는 테트라플루오로에틸렌으로부터 유도되는 구성 단위를 적어도 포함하는 것이 바람직하고, 4-메틸-1-펜텐(공)중합체에 있어서는 4-메틸-1-펜텐으로부터 유도되는 구성 단위를 적어도 포함하는 것이 바람직하며, 폴리스티렌계 수지에서는 신디오탁틱 폴리스티렌을 적어도 포함하는 것이 바람직하다. 이형층 3A를 구성하는 수지에 결정 성분이 포함됨으로써 수지 밀봉 공정 등에서 주름이 발생하기 어렵고, 주름이 성형품에 전사되어 외관 불량을 일으키는 것을 억제하는 데 적합하다.
이형층 3A를 구성하는 상기 결정성 성분을 함유하는 수지는, JISK7221에 준거한 시차주사열량계(DSC)에 의해 측정한 제1회 승온 공정에서의 결정 융해 열량이 15 J/g 이상, 60 J/g 이하인 것이 바람직하고, 20 J/g 이상, 50 J/g 이하인 것이 보다 바람직하다. 15 J/g 이상이면, 수지 밀봉 공정 등에서의 열 프레스 성형에 견딜 수 있는 내열성 및 이형성을 더 효과적으로 발현하는 것이 가능한 것과 더불어, 치수 변화율도 억제할 수 있기 때문에 주름의 발생도 방지할 수 있다. 한편, 상기 결정 융해 열량이 60 J/g 이하이면, 이형층 3A 적절한 경도가 되기 때문에, 수지 밀봉 공정 등에 있어서 필름의 금속 거푸집에의 충분한 추종성을 얻을 수 있기 때문에, 필름 손상의 우려도 없다.
이형층 3A는 불소수지, 4-메틸-1-펜텐 공중합체, 및/또는 폴리스티렌계 수지 외, 또 다른 수지를 포함할 수 있다. 이 경우 다른 수지의 경도가 비교적 높은 것이 바람직하다. 다른 수지의 예로는 폴리아미드-6, 폴리아미드-66, 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)가 포함된다. 이와 같이, 이형층 3A가, 예를 들면 부드러운 수지를 많이 포함하는 경우 (예를 들어, 4-메틸-1-펜텐 공중합체에서 탄소원자 수 2~20의 올레핀을 많이 포함한 경우)에서도 경도가 비교적 높은 수지를 추가적으로 포함함으로써, 이형층 3A를 단단하게 할 수 있고, 밀봉 공정 등에서 주름 발생 억제에 유리하다.
이러한 다른 수지의 함량은, 이형층 3A를 구성하는 수지 성분에 대해서 예를 들어 3~30 질량%인 것이 바람직하다. 다른 수지의 함유량을 3질량 이상으로 함으로써 첨가에 의한 효과를 실질적인 것으로 할 수 있고, 30 질량% 이하로 함으로써, 금속 거푸집 및 성형품에 대한 이형성을 유지할 수 있다.
또한 이형층 3A는 불소수지, 4-메틸-1-펜텐(공)중합체 및/또는 폴리스티렌계 수지 이외에, 본 명세서 제 3 발명의 목적을 해치지 않는 범위에서 내열(thermostable) 안정제, 내후(weatherability) 안정제, 발녹(rusting) 방지제, 내동해(Copper harm-resistant) 안정제, 대전 방지제 등, 필름용 수지에 일반적으로 배합되는 공지의 첨가제를 포함할 수 있다. 이러한 첨가제의 함량은 불소수지, 4-메틸-1-펜텐 공중합체, 및/또는 폴리스티렌계 수지 100 중량부에 대하여, 예를 들면 0.0001~10 중량부로 할 수 있다.
이형층 3A의 두께는 성형품에 대한 이형성이 충분하다면 특별히 제한은 없지만, 통상 1~50 μm이며, 바람직하게는 5~30 μm이다.
이형층 3A의 표면은 필요에 따라 요철 형상을 가질 수 있고, 그로 인하여 이형성을 향상시킬 수 있다. 이형층 3A의 표면에 요철을 부여하는 방법은 특별히 제한은 없지만, 엠보싱(embossing) 가공 등의 일반적인 방법을 채용할 수 있다.
이형층
3A’
본 명세서 제 3 발명의 공정용 이형 필름은 이형층 3A 및 내열 수지층 3B 이외에 추가적으로 이형층 3A’를 가질 수 있다. 즉, 본 명세서 제 3 발명의 공정용 이형 필름은 이형층 3A, 내열 수지층 3B 및 이형층 3A’을 순차적으로 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름일 수 있다.
본 명세서 제 3 발명의 공정용 이형 필름을 구성할 수 있는 이형층 3A’의 물에 대한 접촉각은 90°내지 130°이며, 바람직하게는 95°내지 120°이며, 보다 바람직하게는 98°내지 115°, 더욱 바람직하게는 100°내지 110°이다. 그리고 이형층 3A’의 바람직한 재질, 구성, 물성 등은 상기에서 이형층 3A에 대해 설명한 것과 마찬가지이다.
공정용 이형 필름이 이형층 3A, 내열 수지층 3B 및 이형층 3A’을 순차적으로 포함하는 적층 필름인 경우의 이형층 3A 및 이형층 3A'는 동일한 구성의 층일 수 있고, 서로 다른 구성의 층일 수 있다.
휨 방지나, 어느 면에서도 동일한 이형성을 갖는 것에 의한 취급의 용이성 등의 관점에서, 이형층 3A 및 이형층 3A’는 동일하거나 거의 동일한 구성인 것이 바람직하고, 이형층 3A 및 이형층 3A’를 사용하는 공정과의 관계에서 각각 최적으로 설계하는 관점, 예를 들어, 이형층 3A를 금속 거푸집으로부터의 이형성이 우수한 것으로 하고, 이형층 3A’를 성형물로부터의 박리성이 우수한 것으로 하는 등의 관점에서는, 이형층 3A 및 이형층 3A’를 서로 다른 구성인 것으로 하는 것이 바람직하다.
이형층 3A 및 이형층 3A’를 서로 다른 구성의 것으로 하는 경우에는, 이형층 3A 및 이형층 3A'를 동일한 재료이지만 두께 등의 구성이 다른 것으로 할 수 있고, 재료도 그 이외의 구성도 서로 다른 것으로 할 수 있다.
내열 수지층 3B
본 명세서 제 3 발명의 공정용 이형 필름을 구성하는 내열 수지층 3B는, 이형층 3A(및 경우에 따라 이형층 3A’)를 지지하며, 더불어 금속 거푸집의 온도 등에 의한 주름 발생을 억제하는 기능을 갖는다.
본 명세서 제 3 발명의 공정용 이형 필름에서는, 내열 수지층 3B 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하이거나 또는 내열 수지층 3B 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하인 것이 바람직하다. 또한 내열 수지층 3B는 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하이며 동시에 가로(TD) 방향의 23℃ 내지 170℃까지 열 치수 변화 비율이 3% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
내열 수지층 3B 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하이거나 또는 내열 수지층 3B 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하인 것으로부터 금속 거푸집 내면에 장착되었을 때 주름의 발생을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
내열 수지층 3B로, 가로(TD) 방향의 열 치수 변화율이 상기 특정 값을 나타내는 수지층을 이용하는 것으로부터 보다 효과적으로 이형층의 주름 발생이 억제되는 메커니즘은 반드시 명확한 것은 아니지만, 비교적 열팽창/수축이 작은 내열 수지층 3B를 이용함으로써 공정시 가열/냉각에 의한 이형층 3A(또는 이형층 3A’)의 열팽창/수축이 억제되는 것과 관련이 있는 것으로 추측된다.
내열 수지층 3B에는, 무연신 필름을 포함한 임의의 수지층을 사용할 수 있지만, 연신 필름을 포함하는 것이 특히 바람직하다.
연신 필름은, 제조 공정에서 연신의 영향으로 열팽창률이 낮거나 또는 마이너스가 되는 경향이 있고, 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하이거나 또는 내열 수지층 3B 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하인 특성을 실현하는 것이 비교적 용이하기 때문에 내열 수지층 3B로 적합하게 사용할 수 있다.
내열 수지층 3B 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율은 2% 이하인 것이 바람직하고, 1.5% 이하인 것이 보다 바람직하고, 1% 이하인 것이 더욱 바람직하고, 한편 -10% 이상인 것이 바람직하다.
내열 수지층 3B 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율은 2% 이하인 것이 바람직하고, 1.5% 이하인 것이 보다 바람직하고, 1% 이하인 것이 더욱 바람직하고, 한편 -10% 이상인 것이 바람직하다.
본 명세서 제 3 발명의 공정용 이형 필름에서는, 내열 수지층 3B 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율의 합이 6% 이하이거나 또는 내열 수지층 3B 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율의 합이 5% 이하인 것이 바람직하다. 내열 수지층 3B 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율의 합이 6% 이하이며, 동시에 내열 수지층 3B 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율의 합이 5% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 내열 수지층 3B 가로(TD) 방향의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 열 치수 변화율의 합이 상기 범위에 있는 것으로부터, 금속 거푸집 내면에 장착되었을 때 주름의 발생을 더욱 융효하게 억제할 수 있다.
내열 수지층 3B 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율의 합은 -3.0% 이상 5.0% 이하인 것이 보다 바람직하고, -2.0% 이상 4.5% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
내열 수지층 3B 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율의 합은 -15.5% 이상 5.0% 이하인 것이 보다 바람직하고, -10.0% 이상 4.5% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
내열 수지층 3B 가로(TD) 방향의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 열 치수 변화율의 합을 상기 범위 내로 한다는 관점에서도, 연신 필름을 사용하는 것이 유리하며 연신 조건을 적절하게 제어하는 것이 특히 유리하다.
상기 연신 필름은 일축 연신 필름일 수 있고, 이축 연신 필름일 수도 있다. 일축 연신 필름인 경우에는 세로 연신, 가로 연신 중 어떤 것일 수 있지만, 적어도 가로(TD) 방향으로 연신이 진행된 것이 바람직하다.
상기 연신 필름을 얻기 위한 방법, 장치에도 특별히 한정은 없고, 당업계에 공지된 방법으로 연신을 실시할 수 있다. 예를 들어, 가열 롤 및 텐터식 연신기로 연신할 수 있다.
상기 연신 필름으로는, 연신 폴리에스테르 필름, 연신 폴리아미드 필름 및 연신 폴리프로필렌 필름으로 이루어진 군에서 선택되는 연신 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 연신 필름은 연신으로 인해 가로(TD) 방향의 열팽창률을 저하시키거나 마이너스로 하는 것이 비교적 용이하고, 기계적 물성이 본 명세서 제 3 발명의 용도에 적합한 것이며 또한 저렴한 비용으로 입수가 비교적 쉽기 때문에 내열 수지층 3B에서 연신 필름으로 특히 적합하다.
연신 폴리에스테르 필름으로는 연신 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 연신 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 필름이 바람직하고, 이축 연신 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 필름이 특히 바람직하다.
연신 폴리아미드 필름을 구성하는 폴리아미드는 특별히 한정은 없지만, 바람직하게 폴리아미드-6, 폴리아미드-66 등을 사용할 수 있다.
연신 폴리프로필렌 필름으로는 바람직하게 일축 연신 폴리프로필렌 필름, 이축 연신 폴리프로필렌 필름 등을 사용할 수 있다.
연신 배율은 특별히 한정은 없고, 열 치수 변화율을 적절하게 제어하고 적합한 기계적 성질을 실현하기 위해 적절한 값을 적당히 설정하면 되지만, 예를 들면 연신 폴리에스테르 필름의 경우는 세로 방향, 가로 방향 모두 2.7~8.0 배의 범위인 것이 바람직하고, 연신 폴리아미드 필름의 경우는, 세로 방향, 가로 방향 모두 2.7~5.0 배의 범위인 것이 바람직하고, 연신 폴리프로필렌 필름의 경우, 이축 연신 폴리프로필렌 필름의 경우는, 세로 방향, 가로 방향 모두 5.0~10.0배의 범위인 것이 바람직하고, 일축 연신 폴리프로필렌 필름의 경우는 세로 방향으로 1. 5~10.0배의 범위인 것이 바람직하다.
내열 수지층 3B는, 필름의 강도와 그 열 치수 변화율을 적절한 범위로 제어하는 관점에서 성형시 금속 거푸집의 온도(일반적으로 120~180℃)에 견딜 수 있는 내열성을 가지는 것이 바람직하다. 이러한 관점에서, 내열 수지층 3B는 결정성분을 갖는 결정성 수지를 포함하는 것이 바람직하고, 해당하는 결정성 수지의 융점은 125℃ 이상인 것이 바람직하고, 융점이 155℃ 이상 300℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 185 이상 210℃ 이하인 것이 더욱 바람직하며, 185 이상 205℃ 이하인 것이 특히 바람직하다.
상술한 바와 같이, 내열 수지층 3B는 결정성분을 갖는 결정성 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 내열 수지층 3B에 함유되는 결정성 수지로는, 예를 들면 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 폴리프로필렌 수지 등의 결정성 수지를 일부 또는 전부를 이용할 수 있다. 구체적으로는 폴리에스테르 수지에 있어서는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리아미드 수지에 있어서는 폴리아미드 6이나 폴리아미드 66, 폴리프로필렌 수지에 있어서는 아이소탁틱 폴리프로필렌을 이용하는 것이 바람직하다.
내열 수지층 3B에 상기 결정성 수지의 결정성분을 포함시킴으로써, 수지 밀봉 공정 등에서 주름이 발생하기 어렵고, 주름이 성형품에 전사되어 외관 불량을 일으키는 것을 억제하는데 보다 유리하다.
내열 수지층 3B를 구성하는 수지는 JISK7221에 준거한 시차주사열량계(DSC)에 의해 측정한 제1회 승온 공정에서의 결정 융해 열량이 20 J/g 이상, 100 J/g 이하인 것이 바람직하고, 25 J/g 이상, 65 J/g 이하인 것이 보다 바람직하고, 25 J/g 이상, 55 J/g 이하인 것이 보다 바람직하고, 28 J/g 이상, 50 J/g 이하인 것이 보다 바람직하고, 28 J/g 이상, 40 J/g 이하인 것이 보다 바람직하고, 28 J/g 이상, 35 J/g 이하인 것이 더욱 바람직하다. 20 J/g 이상이면, 수지 밀봉 공정 등의 열 프레스 성형에 견딜 수 있는 내열성 및 이형성을 효과적으로 발현시킬 수 있으며, 또한 치수 변화율도 근소하게 억제할 수 있기 때문에 주름의 발생도 방지할 수 있다. 한편, 상기 결정 융해 열량이 100 J/g 이하인 것으로 인하여, 내열 수지층 3B에 적당한 경도를 부여할 수 있기 때문에 수지 밀봉 공정 등에서 필름의 충분한 금속 거푸집에 대한 추종성을 확보할 수 있는 것 외에도 필름이 파손되기 쉬워질 우려도 없다. 또한, 본 실시양태에서, 결정 융해 열량은 JISK7221에 준거한 시차주사열량계(DSC)에 의해 측정된 제1회 승온 공정에서 얻어진 세로축의 열량(J/g)과 가로축의 온도(℃)와의 관계를 나타내는 챠트 도에 있어서, 120℃ 이상에서 피크를 갖는 피크 면적의 합에 의해 구해지는 수치를 말한다.
내열 수지층 3B의 결정 융해 열량은 필름 제조시 가열, 냉각 조건 및 연신 조건을 적절히 설정하여 조절할 수 있다.
내열 수지층 3B의 두께는 필름 강도를 확보할 수 있다면 특별히 제한은 없지만, 통상 1~100 μm, 바람직하게는 5~50 μm이다.
그 이외의 층
본 명세서 제 3 발명의 공정용 이형 필름은 본 명세서 제 3 발명의 목적에 반하지 않는 한, 이형층 3A, 내열 수지층 3B 및 이형층 3A’이외의 층을 가지고 있을 수 있다. 예를 들어, 이형층 3A(또는 이형층 3A’) 및 내열 수지층 3B 사이에 필요에 따라 접착층을 가질 수 있다. 접착층에 이용하는 재료는 이형층 3A 및 내열 수지층 3B를 강고하게 접착할 수 있고, 수지 밀봉 공정이나 이형 공정에 있어서도 박리하지 않는 것이라면 특별히 제한되지 않는다.
예를 들어, 이형층 3A(또는 이형층 3A’)가 4-메틸-1-펜텐 공중합체를 포함하는 경우, 접착층은 불포화 카르복실산 등에 의해 그라프트 변성된 변성 4-메틸-1-펜텐계 공중합체 수지, 4-메틸-1-펜텐계 공중합체와 α-올레핀계 공중합체로 이루어진 올레핀계 접착 수지 등인 것이 바람직하다. 이형층 3A(또는 이형층 3A’)가 불소수지를 포함하는 경우, 접착층은 폴리에스테르계, 아크릴계, 불소 고무계 등의 접착제인 것이 바람직하다. 접착층의 두께는 이형층 3A(또는 이형층 3A’) 및 내열 수지층 3B의 접착성을 향상시킬 수 있으면 특별히 제한은 없지만, 예를 들면 0.5~10 μm이다.
본 명세서 제 3 발명의 공정용 이형 필름의 총 두께는 특별히 제한은 없지만, 예를 들면 10~300 μm인 것이 바람직하고, 30~150 μm 인 것이 보다 바람직하다. 이형 필름의 총 두께가 상기 범위에 있으면 두루마리로 사용할 때의 핸들링성이 양호함과 아울러, 필름의 폐기량이 적기 때문에 바람직하다.
이하, 본 명세서 제 3 발명의 공정용 이형 필름의 바람직한 실시양태에 대해 더욱 구체적으로 설명한다. 도 1은, 3층 구조의 공정용 이형 필름의 일례를 나타내는 모식도이다. 도 1에 나타난 바와 같이, 이형 필름(10)은 내열 수지층(12) 및 그 한쪽 면에 접착층(14)을 통해 형성된 이형층(16)을 갖는다.
이형층(16)은 상술한 이형층 3A이고, 내열 수지층(12)은 상술한 내열 수지층 3B이며, 접착층(14)은 상술한 접착층이다. 이형층(16)은 밀봉 공정에서 밀봉 수지와 접하는 측에 배치되는 것이 바람직하고; 내열 수지층(12)은 밀봉 공정에서 금속 거푸집의 내면과 접하는 측에 배치되는 것이 바람직하다.
도 2는 5층 구조의 공정용 이형 필름의 일례를 나타내는 모식도이다. 도 1과 동일한 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호를 붙인다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 이형 필름(20)은 내열 수지층(12) 및 그의 양면에 접착층(14)을 통해 형성된 이형층(16A) 및 이형층(16B)를 갖는다. 이형층(16A)는 상술한 이형층 3A이며, 내열 수지층(12)은 상술한 내열 수지층 3B이며, 이형층(16B)는 상술한 이형층 3A’이며, 접착층(14)은 각각 상술한 접착층이다.
이형층(16A) 및 (16B)의 조성은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 이형층(16A) 및 (16B)의 두께도 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 그러나 이형층(16A) 및 (16B)가 서로 동일한 조성 및 두께를 갖는다면 대칭적인 구조가 되어, 이형 필름 자체의 휨이 발생하기 어려워지기 때문에 바람직하다. 특히, 본 명세서 제 3 발명의 이형 필름은 밀봉 공정에서 가열에 의해 응력이 발생할 수 있으므로 휨을 억제하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 이형층(16A) 및 (16B)이 내열 수지층(12)의 양면에 형성되어 있으면, 성형품 및 금속 거푸집 내면 중 어느것에 있어서도, 좋은 이형성이 얻어지기 때문에 바람직하다.
공정용 이형 필름의 제조 방법
본 명세서 제 3 발명의 공정용 이형 필름은 임의의 방법으로 제조될 수 있다. 예를 들면, 1) 이형층 3A 및 내열 수지층 3B를 공압출 성형하여 적층함으로써 공정용 이형 필름을 제조하는 방법(공압출 성형 방법), 2) 내열 수지층 3B가 되는 필름 상에 이형층 3A 및 접착층이 되는 수지의 용융수지를 도포 및 건조하거나, 또는 이형층 3A 및 접착층이 되는 수지를 용제에 용해시킨 수지 용액을 도포 및 건조하기도 하여, 공정용 이형 필름을 제조하는 방법(도포법), 3) 미리 이형층 3A가 되는 필름 및 내열 수지층 3B가 되는 필름을 제조해 두고, 이 필름을 적층(라미네이트)함으로써 공정용 이형 필름을 제조하는 방법(라미네이트법) 등이 있다.
3)의 방법에 있어서, 각 수지 필름을 적층하는 방법으로는 공지의 다양한 라미네이트 방법이 채용될 수 있으며, 예를 들면 압출 라미네이트법, 드라이 라미네이트법, 열 라미네이트법 등을 들 수 있다.
드라이 라미네이트법에서는 접착제를 사용하여 각 수지 필름을 적층한다. 접착제로는 드라이 라미네이트용 접착제로서 공지의 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 폴리아세트산 비닐계 접착제; 아크릴산 에스테르(아크릴산 에틸, 아크릴산 부틸, 아크릴산 2-에틸 헥실 에스테르 등)의 단독 중합체 또는 공중합체, 또는 아크릴산 에스테르 및 기타 단량체(메타크릴산 메틸, 아크릴로 니트릴, 스티렌 등)와의 공중합체 등으로 이루어지는 폴리아크릴산 에스테르계 접착제; 시아노아크릴레이트(Cyanoacrylate)계 접착제; 에틸렌 및 다른 단량체(아세트산 비닐, 아크릴산 에틸, 아크릴산, 메타크릴산 등)의 공중합체 등으로 이루어지는 에틸렌 공중합체계 접착제; 셀룰로오스계 접착제; 폴리에스테르계 접착제; 폴리아미드계 접착제; 폴리이미드계 접착제; 우레아 수지 또는 멜라민 수지 등으로 이루어지는 아미노수지계 접착제; 페놀수지계 접착제; 에폭시계 접착제; 폴리올(폴리에테르폴리올(polyetherpolyol), 폴리에스테르폴리올(polyester polyol) 등)과 이소시아네이트 및/또는 이소시아누레이트와 가교시키는 폴리 우레탄계 접착제; 반응형(메타)아크릴계 접착제; 클로로프렌 고무(chloroprene rubber), 니트릴 고무, 스티렌-부타디엔 고무 등으로 이루어지는 고무계 접착제; 실리콘계 접착제; 알칼리 금속 실리케이트(silicate), 저융점 유리 등으로 이루어지는 무기계 접착제; 기타 등의 접착제를 사용할 수 있다. 3)의 방법으로 적층하는 수지 필름은 시판의 것을 이용해도 좋고, 공지의 제조 방법에 의해 제조한 것을 사용하여도 좋다. 수지 필름에는 코로나 처리, 대기압 플라즈마 처리, 진공 플라즈마 처리, 프라이머 도공 처리 등의 표면 처리가 될 수 있다. 수지 필름의 제조 방법으로는 특별히 한정되지 않고, 공지의 제조 방법을 이용할 수 있다.
1) 공압출 성형법은, 이형층 3A가 되는 수지층 및 내열 수지층 3B가 되는 수지층 사이에 이물질이 박히는 등에 의한 결함이나, 이형 필름의 휨이 발생하기 어려운 점에서 바람직하다. 3) 적층법(라미네이트법)은 내열 수지층 3B에 연신 필름을 사용하는 경우에 적합한 제조 방법이다. 이 경우 필요에 따라 필름끼리의 계면에 적절한 접착층을 형성하는 것이 바람직하다. 필름끼리의 접착성을 높인 뒤에 필름끼리의 계면에 필요에 따라 코로나 방전 처리 등의 표면 처리를 실시할 수 있다.
공정용 이형 필름은 필요에 따라 1축 또는 2축 연신되어 있을 수 있고, 그로 인하여 필름 막의 강도를 높일 수 있다.
상기 2) 도포법의 도포 수단은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 롤 코터(roll coater), 다이코터(die coater), 스프레이 코터 등 각종 코터가 사용된다. 용융 압출 수단은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 T형 다이 또는 인플레이션형 다이를 갖는 압출기 등이 이용된다.
제조 공정
본 명세서 제 3 발명의 공정용 이형 필름은 금속 거푸집 내에 반도체 칩 등을 배치하여 수지를 주입 성형할 때, 반도체 칩 등과 금속 거푸집 내면 사이에 배치하여 사용할 수 있다. 본 명세서 제 3 발명의 공정용 이형 필름을 이용하여 금속 거푸집으로부터 이형 불량, 플래시의 발생 등을 효과적으로 방지할 수 있다.
상기 제조 공정에 사용되는 수지는 열가소성 수지, 열경화성 수지의 어느 것이라도 좋지만, 당해 기술 분야에서는 열경화성 수지가 널리 사용되고 있으며, 특히 에폭시계의 열경화성 수지를 이용하는 것이 바람직하다.
상기 제조 공정으로는, 반도체 칩의 밀봉이 가장 대표적이지만 이것에 한정되는 것이 아니고, 본 명세서 제 3 발명은 섬유 강화 플라스틱 성형 공정, 플라스틱 렌즈 성형 공정 등에도 적용할 수 있다.
도 3, 도 4A 및 도 4B는 본 명세서 제 3 발명의 이형 필름을 이용한 수지 밀봉 반도체의 제조 방법의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 3a와 같이, 본 명세서 제 3 발명의 이형 필름(1)을, 롤 모양의 두루마리에서 롤(1-2) 및 롤(1-3)에 의해 성형 금속 거푸집(2) 내에 공급한다. 이어서, 이형 필름(1)을 상형(2)의 내면에 배치한다. 필요에 따라 상형(2) 내면을 진공 흡인하여 이형 필름(1)을 상형(2)의 내면에 밀착시킬 수 있다. 몰딩 성형 장치 하부 금속 거푸집(5)에는, 기판 상에 배치한 반도체 칩(6)이 배치되어 있으며, 그 반도체 칩(6) 위에 밀봉 수지를 배치하거나 또는 반도체 칩(6)을 덮도록 액상 밀봉 수지를 주입함으로써 배기 흡인되어 밀착된 이형 필름(1)을 배치한 상부 금속 거푸집(2)과 하부 금속 거푸집(5)의 사이에 밀봉 수지(4)가 수용된다. 다음으로, 도 3b에 나타낸 바와 같이 상부 금속 거푸집(2) 및 하부 금속 거푸집(5)을, 본 명세서 제 3 발명의 이형 필름(1)을 통해 거푸집을 닫고, 밀봉 수지(4)를 경화시킨다.
거푸집을 닫아 경화함으로써, 도 3c와 같이 밀봉 수지(4)가 금속 거푸집 내에 유동화하고, 밀봉 수지(4)가 공간부에 유입하여 반도체 칩(6)의 측면 주위를 둘러싸도록 충전되고, 밀봉된 반도체 칩(6)을 상부 금속 거푸집(2) 및 하부 금속 거푸집(5)의 거푸집을 열어 꺼낸다. 거푸집을 열고 성형품을 꺼낸 후, 이형 필름(1)을 여러번 반복하여 이용하거나 새로운 이형 필름을 공급하고 다음의 수지 몰딩 성형에 회부된다.
본 명세서 제 3 발명의 이형 필름을 상부 금속 거푸집에 밀착시켜, 금속 거푸집과 밀봉 수지 사이에 개재시켜, 수지 몰드함으로써 금속 거푸집에 수지의 부착을 방지하고, 금속 거푸집의 수지 몰드면을 더럽히지 않고 동시에 성형품을 쉽게 이형시킬 수 있다.
또한, 이형 필름은 한번의 수지 몰드 작업마다 새롭게 공급하여 수지 몰드할 수도 있고 여러번의 수지 몰드 작업마다 새롭게 공급하고 수지 몰드할 수도 있다.
밀봉 수지로는 액상 수지일 수도, 상온에서 고체상의 수지일 수도 있지만, 수지 밀봉시 액상이 되는 것 등의 밀봉재를 적절하게 채용할 수 있다. 밀봉 수지 재료로서, 구체적으로는 주로 에폭시계(비페닐형 에폭시 수지, 비스페놀 에폭시 수지, o-크레졸 노볼락형 에폭시 수지 등)이 사용되며, 에폭시 수지 이외의 밀봉 수지로 폴리이미드계 수지(비스말레이미드계), 실리콘계 수지(열 경화 부가형) 등 밀봉 수지로서 통상 사용되는 것을 사용할 수 있다. 또한 수지 밀봉 조건으로는 사용하는 밀봉 수지에 따라 다르지만, 예를 들어 경화 온도 120℃~180℃, 성형 압력 10~50 kg/cm2, 경화 시간 1~60분의 범위에서 적절히 설정할 수 있다.
이형 필름(1)을 성형 금속 거푸집(8)의 내면에 배치하는 공정과, 반도체 칩(6)을 성형 금속 거푸집(8) 내에 배치하는 공정의 전후는, 특별히 한정되지 않고, 동시에 수행할 수 있으며, 반도체 칩(6)을 배치한 후 이형 필름(1)을 배치할 수 있고, 이형 필름(1)을 배치한 후 반도체 칩(6)을 배치할 수도 있다.
이와 같이, 이형 필름(1)은 이형성이 높은 이형층 3A(및 선택적으로 이형층 3A’)을 갖기 때문에 반도체 패키지(4-2)를 쉽게 이형할 수 있다. 또한 이형 필름(1)은 적당한 유연성이 있기 때문에, 금속 거푸집 형상에 대한 추종성이 우수하면서도 성형 금속 거푸집(8)의 열에 의해 주름이 생기기 힘들다. 이로 인해, 밀봉된 반도체 패키지(4-2)의 수지 밀봉 표면에 주름이 전사되거나 수지가 충전되지 않는 부분(수지 흠집)이 생기거나 하지 않고, 외관이 좋은 밀봉된 반도체 패키지(4-2)를 얻을 수 있다.
또한, 도 3에서 나타낸 바와 같은 고체의 밀봉 수지 재료(4)를 가압 가열하는 압축 성형 방법에 한정하지 않고, 후술하는 바와 같이 유동 상태의 밀봉 수지 재료를 주입하는 트랜스퍼 몰드법을 채용할 수 있다.
도 4A 및 도 4B는, 본 명세서 제 3 발명의 이형 필름을 이용한 수지 밀봉 반도체의 제조 방법의 일례인 트랜스퍼 몰드법을 나타내는 모식도이다.
도 4A에 도시된 바와 같이, 본 명세서 제 3 발명의 이형 필름(22)을, 롤 모양의 두루마리로부터 롤(24) 및 롤(26)에 의해 성형 금속 거푸집(28) 내에 공급한다(공정 a). 이어서, 이형 필름(22)을 상형(30)의 내면(30A)에 배치한다(공정 b). 필요에 따라 상형 내면(30A)을 진공 흡인하여 이형 필름(22)을 상형 내면(30A)에 밀착시킬 수 있다. 이어서, 성형 금속 거푸집(28) 내에, 수지 밀봉해야 하는 반도체 칩(34)(기판(34A)에 고정된 반도체 칩(34))을 배치함과 함께, 밀봉 수지 재료(36)를 설정(공정 c)하여, 몰드 클로징한다(공정 d).
이어서, 도 4B에 도시된 바와 같이, 소정의 가열 및 가압 조건 하에서, 성형 금속 거푸집(28) 내에 밀봉 수지 재료(36)를 주입한다(공정 e). 이때의 성형 금속 거푸집(28)의 온도(성형 온도)는, 예를 들어 165~185℃이며, 성형 압력은, 예를 들어 7~12 Mpa이며, 성형 시간은, 예를 들어 90초 정도이다. 그리고 일정 시간 유지한 후, 상형(30) 및 하형(32)를 열고 수지 밀봉된 반도체 패키지(40)나 이형 필름(22)을 동시에 또는 순차적 이형한다(공정 f).
그리고, 도 5에 도시된 바와 같이, 얻어진 반도체 패키지(40) 중 여분의 수지 부분(42)을 제거함으로써 원하는 반도체 패키지(44)를 얻을 수 있다. 이형 필름(22)은 그대로 다른 반도체 칩의 수지 밀봉에 사용할 수 있지만, 성형이 1회 종료할 때마다 롤을 조작하여 필름을 내보내고, 새롭게 이형 필름(22)을 성형 금속 거푸집(28)에 공급하는 것이 바람직하다.
이형 필름(22)을 성형 금속 거푸집(28)의 내면에 배치하는 공정과, 반도체 칩(34)을 성형 금속 거푸집(28) 내에 배치하는 공정의 전후는 특별히 한정되지 않고, 동시에 수행할 수 있으며, 반도체 칩(34)을 배치한 후, 이형 필름(22)을 배치할 수 있고, 이형 필름(22)을 배치한 후 반도체 칩(34)을 배치할 수도 있다.
이와 같이, 이형 필름(22)은 이형성이 높은 이형층 3A(및 선택적으로 이형층 3A’)을 갖기 때문에 반도체 패키지(40)를 쉽게 이형할 수 있다. 또한 이형 필름(22)은 적당한 유연성이 있기 때문에, 금속 거푸집 형상에 대한 추종성이 우수하면서도 성형 금속 거푸집(28)의 열로 인해 주름이 생기기 힘들다. 이로 인해, 반도체 패키지(40)의 수지 밀봉 표면에 주름이 전사되거나 수지가 충전되지 않는 부분(수지 흠집)이 생기거나 하지 않고 외관이 양호한 반도체 패키지(40)를 얻을 수 있다.
본 명세서 제 3 발명의 이형 필름은 반도체 소자를 수지 밀봉 공정에 한정하지 않고, 성형 금속 거푸집을 이용하여 각종 성형품을 성형 및 이형하는 공정, 예를 들면 섬유 강화 플라스틱 성형 및 이형 공정, 플라스틱 렌즈 성형 및 이형 공정 등에서도 바람직하게 사용할 수 있다.
공정용 이형 필름
본 명세서 제 4 발명의 공정용 이형 필름은 다음의 4가지 실시양태를 포함한다.
(제 4-1 실시양태)
이형층 4A 및 내열 수지층 4B를 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름으로,
상기 이형층 4A의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°이며,
상기 내열 수지층 4B가 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 4B1을 포함하고,
상기 적층 필름의 120℃에서의 인장 탄성률이 75 Mpa 내지 500 Mpa인, 상기 공정용 이형 필름.
(제 4-2 실시양태)
이형층 4A 및 내열 수지층 4B를 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름으로,
상기 이형층 4A의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°이며,
상기 내열 수지층 4B가 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 4B1을 포함하며,
상기 적층 필름의 170℃에서의 인장 탄성률이 75 Mpa 내지 500 Mpa인, 상기 공정용 이형 필름.
(제 4-3 실시양태)
이형층 4A, 내열 수지층 4B 및 이형층 4A’를 순차적으로 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름으로,
상기 이형층 4A 및 상기 이형층 4A’의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°이며,
상기 내열 수지층 4B가 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 4B1을 포함하며,
상기 적층 필름의 120℃에서의 인장 탄성률이 75 Mpa 내지 500 Mpa인, 상기 공정용 이형 필름.
(제 4-4 실시양태)
이형층 4A, 내열 수지층 4B 및 이형층 4A’를 순차적으로 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름으로,
상기 이형층 4A 및 상기 이형층 4A’의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°이며,
상기 내열 수지층 4B가 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 4B1을 포함하며,
상기 적층 필름의 170℃에서의 인장 탄성률이 75 Mpa 내지 500 Mpa인, 상기 공정용 이형 필름.
상기 각 실시양태로부터 명백한 것과 같이, 본 명세서 제 4 발명의 공정용 이형 필름(이하, 간단히 ‘이형 필름’라고도 함)은 성형품과 금속 거푸집에 대한 이형성을 갖는 이형층 4A, 및 선택적으로 이형층 4A’그리고 상기 이형층을 지지하는 내열 수지층 4B를 포함하는 적층 필름이며, 상기 내열수지층 4B가 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 4B1를 포함하는 것이다.
본 명세서 제 4 발명의 공정용 이형 필름은 성형 금속 거푸집 내부에 반도체 소자 등을 수지 밀봉할 때 금속 거푸집의 내면에 배치된다. 이때, 이형 필름의 이형층 4A(이형층 4A’가 존재하는 경우에는 이형층 4A'일 수도 있음)를 수지 밀봉된 반도체 소자 등(성형품) 측에 배치하는 것이 바람직하다. 본 명세서 제 4 발명의 이형 필름을 배치함으로써, 수지 밀봉된 반도체 소자 등을 금속 거푸집으로부터 쉽게 이형할 수 있다.
이형층 4A의 물에 대한 접촉각은 90°에서 130°이며, 이와 같은 접촉각을 가짐으로써 이형층 4A는 습윤성이 낮고, 경화된 밀봉 수지와 금속 거푸집 표면에 고착하는 일 없이 성형품을 쉽게 이형할 수 있다.
이형층 4A의 물에 대한 접촉각은 바람직하게는 95° 내지 120°이며, 보다 바람직하게는 98° 내지 115°, 더욱 바람직하게는 100° 내지 110°이다.
상기와 같이, 이형층 4A(경우에 따라서는 이형층 4A’)는 성형품 측에 배치되므로 성형품의 외관의 관점에서, 수지 밀봉 공정에서 이형층 4A(경우에 따라 이형층 4A’)에서의 주름 발생을 억제하는 것이 바람직하다. 이형층 4A(경우에 따라서는 이형층 4A’)에 주름이 발생하면 발생한 주름이 성형품에 전사되어 성형품의 외관 불량이 생길 가능성이 높기 때문이다.
본 명세서 제 4 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 공정용 이형 필름을 구성하는 적층 필름으로서 이형층 4A(및 선택적으로 이형층 4A’), 및 상기 이형층을 지지하는 내열 수지층 4B를 포함하는 적층 필름으로, 그 인장 탄성률이 특정 값을 나타내는 적층 필름을 사용하며 내열 수지층 4B로써 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 4B1를 포함하는 것을 사용한다. 여기서, 이형층 4A(및 선택적으로 이형층 4A’), 및 상기 이형층을 지지하는 내열 수지층 4B를 포함한 적층 필름은 그 120℃에서의 인장 탄성률이 75 Mpa 내지 500 Mpa이거나 또는 그 170℃에서의 인장 탄성률이 75 Mpa 내지 500 Mpa이다.
인장 탄성률이 상기 특정 값을 나타내는 적층 필름 및 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층을 포함하는 내열 수지층을 결합함으로써, 성형품의 외관 불량이 극히 효과적으로 억제되는 메커니즘은 반드시 명확한 것은 아니지만, 적층 필름의 인장 탄성률이 상기 특정 값에 의한 주름의 발생 억제와 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층을 갖는 것에 의한 정전기 억제 및 공정에의 분체 등의 이물질 혼입 억제가, 어떤 시너지 효과를 발휘하고 있는 것으로 추정된다. 즉, 분체 등의 이물질이 주름의 기점이 될 수 있는 것으로부터, 이물질의 혼입을 억제함으로써 주름 발생의 억제가 더욱 효과적으로 되는 반면, 주름이 이물질의 응집점이 될 수 있는 것으로부터, 주름의 발생을 억제함으로써 이물질의 응집, 성장이 더욱 효과적으로 억제되는 것이, 종래 기술에서는 예측하지 못한 높은 수준의 성형품 외관 불량의 억제와 어떤 관계가 있는 것으로 추정된다.
또한 적층 필름의 이형층 4A(및 선택적으로 이형층 4A’)의 표면 고유 저항값은 반도체 제조 공정에서 먼지 등의 부착 방지의 관점에서, 바람직하게는 1×1013Ω/□ 이하, 보다 바람직하게는 5×1012Ω/□ 이하, 더욱 바람직하게는 1×1012Ω/□ 이하, 특히 바람직하게는 5×1011Ω/□ 이하이다.
적층 필름의 이형층 4A(및 선택적으로 이형층 4A’)의 표면 고유 저항값은 예를 들어 본 명세서 실시예에 기재된 방법으로 측정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 이형층 4A(및 선택적으로 이형층 4A’), 및 상기 이형층을 지지하는 내열 수지층 4B를 포함한 적층 필름은 그 120℃에서의 인장 탄성률이 75 Mpa 내지 500 Mpa이거나 또는 그 170℃에서의 인장 탄성률이 75 Mpa 내지 500 Mpa이다. 또한, 상기 적층 필름은 120℃에서의 인장 탄성률이 75 Mpa 내지 500 Mpa이며, 또한 170℃에서의 인장 탄성률이 75 Mpa 내지 500 Mpa인 것이 바람직하다.
상기 적층 필름의 120℃에서의 인장 탄성률이 75 Mpa 내지 500 Mpa이거나 170℃에서의 인장 탄성률이 75 Mpa 내지 500 Mpa인 것으로부터, 수지 밀봉 공정 등에서 이형층의 주름 발생을 유효하게 억제할 수 있다. 공정용 이형 필름을 구성하는 적층 필름의 특정 온도에서의 인장 탄성률이 상기 특정 값을 나타내는 것으로 이형층의 주름의 발생이 억제되는 메커니즘은 반드시 명확한 것은 아니지만, 공정시에 가열된 상태로 일정 값 이상의 인장 탄성률을 갖는 것으로 주름의 발생으로 이어지는 변형이 억제되는 것과 함께, 일정 값 이하의 인장 탄성률을 갖는 것으로 일그러짐이 분산되는 것이 관련이 있는 것으로 추측된다. 500 Mpa를 초과하면 금속 거푸집 추종성이 떨어지기 때문에 단부에서 밀봉 수지가 충전되어 어렵고, 수지 흠집이 발생하는 등의 외관 불량을 일으킬 가능성이 높다.
본 명세서 제 4 발명의 공정용 이형 필름을 구성하는 적층 필름은 그 120℃에서의 인장 탄성률이
80 Mpa 내지 400 Mpa인 것이 바람직하고,
85 Mpa 내지 350 Mpa인 것이 보다 바람직하고,
88 Mpa 내지 300 Mpa인 것이 더욱 바람직하고,
90 Mpa 내지 280 Mpa인 것이 특히 바람직하다.
본 명세서 제 4 발명의 공정용 이형 필름을 구성하는 적층 필름은 그 170℃에서의 인장 탄성률이
80 Mpa 내지 400 Mpa인 것이 바람직하고,
85 Mpa 내지 350 Mpa인 것이 보다 바람직하고,
88 Mpa 내지 300 Mpa인 것이 보다 바람직하고,
90 Mpa 내지 280 Mpa인 것이 보다 바람직하고,
95 Mpa에서 200 Mpa인 것이 더욱 바람직하고,
105 Mpa 내지 170 Mpa인 것이 특히 바람직하다.
본 명세서 제 4 발명의 공정용 이형 필름을 구성하는 적층 필름은 그 120℃에서의 인장 탄성률 및 170℃에서의 인장 탄성률이 함께 상기 바람직한 범위 내인 것이 가공시의 자유도 및 용도가 넓어지기 때문에 특히 바람직하다.
또한, 이형층 4A(및 선택적으로 이형층 4A’), 및 상기 이형층을 지지하는 내열 수지층 4B를 포함한 적층 필름은 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하이거나 또는 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 4% 이하인 것이 바람직하다. 또한, 상기 적층 필름은 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하임과 동시에 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 4% 이하인 것이 보다 바람직하다.
상기 적층 필름의 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하이거나 또는 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 4% 이하인 것으로부터, 수지 밀봉 공정 등의 이형층의 주름의 발생을 더욱 효과적으로 억제할 수 있다. 본 실시양태에 있어서 공정용 이형 필름을 구성하는 적층 필름으로 가로(TD) 방향의 열 치수 변화율이 상기 특정 값을 나타내는 것으로 사용하는 것으로부터 이형층의 주름의 발생이 더욱 효과적으로 억제되는 메커니즘은 반드시 명확한 것은 아니지만, 비교적 열팽창/수축이 작은 적층 필름을 사용함으로써 공정시 가열/냉각에 의한 이형층 4A(또는 이형층 4A’)의 열팽창/수축이 억제되는 것과 관련이 있는 것으로 추측된다.
본 실시양태의 공정용 이형 필름을 구성하는 적층 필름은 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 2.5% 이하인 것이 바람직하고, 2.0% 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.5% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 한편, 적층 필름은 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 -5.0% 이상인 것이 바람직하다.
본 실시양태의 공정용 이형 필름을 구성하는 적층 필름은 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 3.5% 이하인 것이 바람직하고, 3.0% 이하인 것이 보다 바람직하고, 2.0% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 한편, 적층 필름은 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 -5.0% 이상인 것이 바람직하다.
이형층 4A(및 선택적으로 이형층 4A’), 및 상기 이형층을 지지하는 내열 수지층 4B를 포함한 적층 필름인 본 명세서 제 4 발명의 공정용 이형 필름은 그 TD 방향(가로 방향)의 열 치수 변화율 및 MD 방향(필름의 제조시의 길이 방향. 이하, ‘세로(MD) 방향’이라고도 함)의 열 치수 변화율의 합이 특정 값 이하인 것이 바람직하다.
즉, 상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율의 합은 6% 이하인 것이 바람직하고, 한편, 상기 적층 필름은 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율의 합이 -5.0% 이상인 것이 바람직하다.
이형층 4A(및 선택적으로 이형층 4A’), 및 내열 수지층 4B를 포함하는 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율의 합이 6% 이하인 것으로부터, 금속 거푸집 내부에 장착되었을 때 주름 발생을 더욱 효율적으로 억제할 수 있다.
또한 이형층 4A(및 선택적으로 이형층 4A’), 및 내열 수지층 4B를 포함하는 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율의 합은 7% 이하인 것이 바람직하고, 한편, 상기 적층 필름은 그 TD 방향(가로 방향)의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율의 합이 -5.0% 이상인 것이 바람직하다.
상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율의 합이 7% 이하인 것으로부터, 금속 거푸집 내면에 장착되었을 때 주름 발생을 더욱 효율적으로 억제할 수 있다.
이형층
4A
본 명세서 제 4 발명의 공정용 이형 필름을 구성하는 이형층 4A는 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°이며, 바람직하게는 95° 내지 120°이며, 보다 바람직하게는 98° 내지 115°, 더욱 바람직하게는 100° 내지 110°이다. 성형품의 이형성의 우수성, 접근 용이성 등에서 불소수지, 4-메틸-1-펜텐(공)중합체 및 폴리스티렌계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 수지를 포함하는 것이 바람직하다.
이형층 4A에 사용할 수 있는 불소수지는 이형층 1A에 대해 설명한 것과 동일하다.
또한, 이형층 4A에 사용할 수 있는 4-메틸-1-펜텐(공)중합체는 이형층 1A에 대해 설명한 것과 동일하다.
또한, 이형층 4A에 사용할 수있는 폴리스티렌계 수지는 이형층 1A에 대해 설명한 것과 동일하다.
이형층 4A는 성형시 금속 거푸집의 온도(일반적으로 120~180℃)에 견딜 수 있는 내열성을 갖는 것이 바람직하다. 이에 대한 관점에서, 이형층 4A로는 결정성분을 갖는 결정성 수지를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 결정성 수지의 융점은 190℃ 이상인 것이 바람직하고, 200℃ 이상 300℃ 이하가 보다 바람직하다.
이형층 4A에 결정성을 갖기 위해, 예를 들어 불소수지에서는 테트라플루오로에틸렌으로부터 유도되는 구성 단위를 적어도 포함하는 것이 바람직하고, 4-메틸-1-펜텐(공)중합체에 있어서는 4-메틸-1-펜텐으로부터 유도되는 구성 단위를 적어도 포함하는 것이 바람직하며, 폴리스티렌계 수지에서는 신디오탁틱 폴리스티렌을 적어도 포함하는 것이 바람직하다. 이형층 4A를 구성하는 수지에 결정 성분이 포함됨으로써 수지 밀봉 공정 등에서 주름이 발생하기 어렵고, 주름이 성형품에 전사되어 외관 불량을 일으키는 것을 억제하는데 적합하다.
이형층 4A를 구성하는 상기 결정성 성분을 함유하는 수지는 JISK7221에 준거한 시차주사열량계(DSC)에 의해 측정한 제1회 승온 공정에서의 결정 융해 열량이 15 J/g 이상, 60 J/g 이하인 것이 바람직하고, 20 J/g 이상, 50 J/g 이하인 것이 보다 바람직하다. 15 J/g 이상이면, 수지 밀봉 공정 등의 열 프레스 성형에 견딜 수 있는 내열성 및 이형성을 더 효과적으로 발현할 수 있음과 더불어 치수 변화율도 억제할 수 있기 때문에 주름의 발생도 방지할 수 있다. 한편, 상기 결정 융해 열량이 60 J/g 이하이면, 이형층 4A 적절한 경도가 되기 때문에, 수지 밀봉 공정 등에서 필름의 금속 거푸집에 충분한 추종성을 얻을 수 있기 때문에, 필름 손상의 우려도 없다.
이형층 4A는 불소수지, 4-메틸-1-펜텐 공중합체, 및/또는 폴리스티렌계 수지 외에 또 다른 수지를 포함할 수 있다. 이 경우 다른 수지 및 그 함량은 이형층 1A에 대해 설명한 것과 마찬가지이다.
또한 이형층 4A는 불소수지, 4-메틸-1-펜텐(공)중합체 및/또는 폴리스티렌계 수지 이외에, 본 명세서 제 4 발명의 목적을 해치지 않는 범위에서 열 안정제, 내후 안정제, 발녹 방지제, 내동해 안정제, 대전 방지제 등 필름용 수지에 일반적으로 배합되는 공지의 첨가제를 포함할 수 있다. 이러한 첨가제의 함량은 불소수지, 4-메틸-1-펜텐 공중합체, 및/또는 폴리스티렌계 수지 100 중량부에 대하여, 예를 들면 0.0001~10 중량부로 할 수 있다.
이형층 4A의 두께는 성형품에 대한 이형성이 충분하다면 특별히 제한은 없지만, 통상 1~50 μm이며, 바람직하게는 5~30 μm이다.
이형층 4A의 표면은 필요에 따라 요철 형상을 가지고 있을 수 있고, 그로 인하여 이형성을 향상시킬 수 있다. 이형층 4A의 표면에 요철을 부여하는 방법은 특별히 제한은 없지만, 엠보싱 가공 등의 일반적인 방법을 채용할 수 있다.
이형층
4A’
본 명세서 제 4 발명의 공정용 이형 필름은 이형층 4A 및 내열 수지층 4B 이외에 추가적으로 이형층 4A’를 가지고 있을 수 있다. 즉, 본 명세서 제 4 발명의 공정용 이형 필름은 이형층 4A, 내열 수지층 4B 및 이형층 4A’를 순차적으로 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름일 수 있다.
본 명세서 제 4 발명의 공정용 이형 필름을 구성할 수 있는 이형층 4A’의 물에 대한 접촉각은 90° 내지 130°이며, 바람직하게는 95° 내지 120°이며, 보다 바람직하게는 98° 내지 115°, 더욱 바람직하게는 100° 내지 110°이다. 그리고 이형층 4A’의 바람직한 재질, 구성, 물성 등은 상기에서 이형층 4A에 대해 설명한 것과 마찬가지이다.
공정용 이형 필름이 이형층 4A, 내열 수지층 4B 및 이형층 4A’를 순차적으로 포함하는 적층 필름인 경우의 이형층 4A 및 이형층 4A'는 동일한 구성층 일 수도 있고, 서로 다른 구성층 일 수도 있다.
변형 방지와, 어느 면에서도 같은 이형성을 갖는 것에 의한 취급 용이성 등의 관점에서는, 이형층 4A 및 이형층 4A’는 동일하거나 거의 동일한 구성인 것이 바람직하고, 이형층 4A 및 이형층 4A’을 사용하는 공정과의 관계에서 각각 최적으로 설계하는 관점, 예를 들어, 이형층 4A를 금속 거푸집으로부터의 이형성이 우수한 것으로 하고, 이형층 4A’를 성형물로부터의 박리성이 우수한 것으로 하는 등의 관점에서는, 이형층 4A 및 이형층 4A’는 서로 다른 구성의 것으로 하는 것이 바람직하다.
이형층 4A 및 이형층 4A’를 서로 다른 구성의 것으로 하는 경우에는 이형층 4A 및 이형층 4A'를 동일한 재료로써 두께 등의 구성이 다른 것으로 할 수 있고, 재료도 그 외의 구성도 다른 것으로 할 수 있다.
내열 수지층 4B
본 명세서 제 4 발명의 공정용 이형 필름을 구성하는 내열 수지층 4B는, 이형층 4A(및 경우에 따라 이형층 4A’)을 지지하며 금속 거푸집 온도 등에 의한 주름 발생을 억제하는 기능을 가지고 있다.
본 명세서 제 4 발명의 공정용 이형 필름을 구성하는 내열 수지층 4B는 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 4B1를 포함하는 것이다. 여기서, 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 4B1를 “포함하는” 것이란, 내열 수지층 4B의 전체가 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 4B1로 구성되어 있는 경우 및 내열 수지층 4B의 일부가 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 4B1로 구성되어 있는 경우 모두를 포함하는 취지로 사용된다. 따라서 내열 수지층 4B는 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 4B1 이외의 다른 층을 추가로 포함할 수도 있고, 포함하지 않아도 된다.
본 명세서 제 4 발명의 공정용 이형 필름을 구성하는 내열 수지층 4B는 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 4B1을 포함하는 것으로부터 표면 고유 저항값이 낮아 대전 방지에 기여한다.
내열 수지층 4B의 표면 고유 저항값은 본 명세서 제 4 발명 적층 필름의 이형층 4A에 먼지 등의 부착 방지의 관점에서 1010Ω/□ 이하가 바람직하고, 109Ω/□ 이하가 특히 바람직하다. 상기 표면 고유 저항값이 1010Ω/□ 이하이면, 본 발명의 공정용 이형 필름의 표면에서도 대전 방지성이 효과적으로 발현된다. 따라서 정전기에 의한 분진 등의 이물질의 부착을 효과적으로 억제할 수 있는 동시에, 예를 들어 반도체 패키지의 제조시에 반도체 소자의 일부가 공정용 이형 필름에 직접 접하는 경우에도 공정용 이형 필름 대전-방전에 의한 반도체 소자의 파괴를 효과적으로 억제할 수 있다.
내열 수지층 4B의 표면 고유 저항값은 본 명세서 제 4 발명 적측 필름의 이형층 4A에 분진 등의 부착 방지 관점에서 낮을수록 바람직하고, 하한은 특별히 한정되지 않는다. 내열 수지층 4B의 표면 고유저항값은 고분자계 대전 방지제의 도전(electrically-conductive) 성능이 높을수록, 또한 고분자계 대전 방지제의 함량이 많을수록 작아지는 경향이 있다.
내열 수지층 4B의 표면 고유 저항값은 예를 들어 본 명세서 실시예에 기재된 방법으로 측정할 수 있다. 단, 적층전의 내열 수지층 4B을 시료로 사용한다.
고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 4B1 이외의 다른 층으로는, 예를 들어 접착제를 포함하는 접착층 4B2을 바람직하게 사용할 수 있다. 즉, 내열 수지층 4B는 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 4B1과, 접착제를 포함하는 접착층 4B2를 포함하는 것일 수 있다.
이 경우 내열 수지층 4B는 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 4B1 및 접착제를 포함하는 접착층 4B2 만으로 구성되어 있을 수 있고, 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 4B1 및 접착제를 포함하는 접착층 4B2 이외의 다른 층, 예를 들면 대전 방지제 및 접착제를 포함하지 않는 열가소성 수지의 층, 가스 배리어(gas barrier)층 등을 더 포함할 수도 있다.
또한 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 4B1가 접착제도 함유할 수 있다. 즉, 내열 수지층 4B는 고분자계 대전 방지제 및 접착제를 함유하는 층 4B3을 포함한 것일 수 있다.
이 경우, 내열 수지층 4B는 고분자계 대전 방지제 및 접착제를 함유하는 층 4B3만으로 구성되어 있을 수 있고, 고분자계 대전 방지제 및 접착제를 함유하는 층 4B3 이외의 다른 층, 예를 들면 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 4B1, 접착제를 포함하는 접착층 4B2, 대전 방지제 및 접착제를 포함하지 않는 열가소성 수지층, 가스 배리어층 등을 더 포함할 수 있다.
본 명세서 제 4 발명의 공정용 이형 필름에서는 내열 수지층 4B 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하이거나 또는 내열 수지층 4B 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하인 것이 바람직하다. 또한 내열 수지층 4B는 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하이면서 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
내열 수지층 4B 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하이거나 또는 내열 수지층 4B 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하인 것으로부터 금속 거푸집 내부에 장착되었을 때의 주름 발생을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
내열 수지층 4B로, 가로(TD) 방향의 열 치수 변화율이 상기 특정 값을 나타내는 수지층을 이용하는 것으로부터 보다 효과적으로 이형층의 주름 발생이 억제되는 메커니즘은 반드시 명확한 것은 아니지만, 비교적 열팽창/수축이 작은 내열 수지층 4B를 이용함으로써 공정시 가열/냉각에 의한 이형층 4A(또는 이형층 4A’)의 열팽창/수축이 억제되는 것과 관련이 있는 것으로 추측된다.
내열 수지층 4B에는, 무연신 필름을 포함한 임의의 수지층을 사용할 수 있지만, 연신 필름을 포함하는 것이 특히 바람직하다.
연신 필름은 제조 과정에서 연신의 영향으로 열팽창률이 낮거나 또는 마이너스가 되는 경향이 있고, 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하이거나 또는 내열 수지층 4B 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하인 특성을 실현하는 것이 비교적 쉽기 때문에 내열 수지층 4B로 적합하게 사용할 수 있다.
내열 수지층 4B 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율은 2% 이하인 것이 바람직하고, 1.5% 이하인 것이 보다 바람직하고, 1% 이하인 것이 더욱 바람직하고, 한편 -10% 이상인 것이 바람직하다.
내열 수지층 4B 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율은 2% 이하인 것이 바람직하고, 1.5% 이하인 것이 보다 바람직하고, 1% 이하인 것이 더욱 바람직하고, 한편 -10% 이상인 것이 바람직하다.
본 명세서 제 4 발명의 공정용 이형 필름에서는 내열 수지층 4B 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율의 합이 6% 이하이거나 또는 내열 수지층 4B 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율의 합이 5% 이하인 것이 바람직하다. 내열 수지층 4B 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율의 합이 6% 이하이며 동시에 내열 수지층 4B 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율의 합이 5% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 내열 수지층 4B 가로(TD) 방향의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 열 치수 변화율의 합이 상기 범위에 있는 것으로부터, 금속 거푸집 내면에 장착되었을 때의 주름 발생을 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.
내열 수지층 4B 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율의 합은 -3.0% 이상 5.0% 이하인 것이 보다 바람직하고, -2.0% 이상 4.5% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
내열 수지층 4B 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율의 합은 -15.5% 이상 5.0% 이하인 것이 보다 바람직하고, -10.0% 이상 4.5% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
내열 수지층 4B 가로(TD) 방향의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 열 치수 변화율의 합을 상기 범위 내로 하는 관점에서도 연신 필름을 사용하는 것이 유리하며 연신 조건을 적절하게 제어하는 것이 특히 유리하다.
상기 연신 필름의 자세한 내용은 내열 수지층 1B에 대해 설명한 것과 마찬가지이다.
내열 수지층 4B는, 필름의 강도와 그 열 치수 변화율을 적절한 범위로 제어하는 관점에서, 성형시 금속 거푸집의 온도(일반적으로 120~180℃)에 견딜 수 있는 내열성을 가지는 것이 바람직하다. 이에 따른 관점에서 내열 수지층 4B는 결정성분을 갖는 결정성 수지를 포함하는 것이 바람직하고, 그 결정성 수지의 융점은 125℃ 이상인 것이 바람직하고, 융점이 155℃ 이상 300℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 185 이상 210℃ 이하인 것이 더욱 바람직하며, 185 이상 205℃ 이하인 것이 특히 바람직하다.
상술한 바와 같이, 내열 수지층 4B는 결정성분을 갖는 결정성 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 내열 수지층 4B에 함유시키는 결정성 수지로서, 예를 들면 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 폴리프로필렌 수지 등의 결정성 수지를 일부 또는 전부를 이용할 수 있다. 구체적으로는 폴리에스테르 수지에 있어서는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리아미드 수지에 있어서는 폴리아미드 6 및 폴리아미드 66, 폴리프로필렌 수지에 있어서는 아이소탁틱 폴리프로필렌을 이용하는 것이 바람직하다.
내열 수지층 4B에 상기 결정성 수지의 결정성분을 포함시킴으로써, 수지 밀봉 공정 등에서 주름이 발생하기 어렵고, 주름이 성형품에 전사되어 외관 불량을 일으키는 것을 억제하는데 보다 유리하다.
내열 수지층 4B를 구성하는 수지는 JISK7221에 준거한 시차주사열량계(DSC)에 의해 측정한 제1회 승온 공정에서의 결정 융해 열량이 20 J/g 이상, 100 J/g 이하인 것이 바람직하고, 25 J/g 이상, 65 J/g 이하인 것이 보다 바람직하고, 25 J/g 이상, 55 J/g 이하인 것이 보다 바람직하고, 28 J/g 이상, 50 J/g 이하인 것이 보다 바람직하고, 28 J/g 이상, 40 J/g 이하인 것이 보다 바람직하고, 28 J/g 이상, 35 J/g 이하인 것이 더욱 바람직하다. 20 J/g 이상이면, 수지 밀봉 공정 등의 열 프레스 성형에 견딜 수 있는 내열성 및 이형성을 효과적으로 발현시킬 수 있으며, 또한 치수 변화율도 근소하게 억제할 수 있기 때문에 주름의 발생도 방지할 수 있다. 한편, 상기 결정 융해 열량이 100 J/g 이하인 것으로부터 내열 수지층 4B에 적당한 경도를 부여할 수 있기 때문에 수지 밀봉 공정 등에서 필름의 충분한 금속 거푸집에 대한 추종성을 확보할 수 있는 것 뿐만 아니라 필름이 손상되기 쉬워질 우려도 없다. 또한, 본 실시양태에서, 결정 융해 열량은 JISK7221에 준거한 시차주사열량계(DSC)에 의해 측정된 제1회 승온 공정에서 얻어진 세로축의 열량(J/g)과 가로축의 온도(℃)와의 관계를 나타내는 챠트 도에 있어서 120℃ 이상에서 피크를 갖는 피크 면적의 합에 의해 구해지는 수치를 말한다.
내열 수지층 4B의 결정 융해 열량은 필름 제조시 가열, 냉각 조건 및 연신 조건을 적절히 설정하여 조절할 수 있다.
내열 수지층 4B의 두께는 필름 강도를 확보할 수 있으면 특별히 제한은 없지만, 통상 1~100 μm, 바람직하게는 5~50 μm이다.
고분자계 대전 방지제를 함유하는 층
4B1
본 명세서 제 4 발명의 적층체를 구성하는 내열 수지층 4B에 적합하게 사용되는, 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 4B1의 고분자계 대전 방지제로는 대전 방지 기능을 갖는 것으로 알려져 있는 고분자 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들어, 측기(lateral group)에 4급 암모늄 염기를 갖는 양이온계 공중합체, 폴리스티렌 술폰산을 포함하는 음이온계 화합물, 폴리알킬렌 옥사이드 사슬을 갖는 화합물(폴리에틸렌 옥사이드 사슬, 폴리프로필렌 옥사이드 사슬이 바람직하다.), 폴리에틸렌 글리콜 메타크릴레이트 공중합체, 폴리에테르 에스테르 아미드(polyether ester amide), 폴리에테르 아미드 이미드(polyether amide imide), 폴리에테르 에스테르(polyether ester), 에틸렌 옥시드-에피클로로히드린(ethylene oxide-epichlorohydrin) 공중합체 등의 비이온계 고분자, π 공역계 도전성 고분자 등을 들 수 있다. 이들은 1종을 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
측기에 4급 암모늄 염기를 갖는 공중합체 중 4급 암모늄 염기는 유전분극성(dielectric polarization) 및 전도성에 의한 신속한 유전분극 완화성을 부여하는 효과를 갖는다.
상기 공중합체는 측기에 4급 암모늄 염기와 함께 카르복시 그룹을 갖는 것이 바람직하다. 카르복시 그룹을 가지면, 상기 공중합체는 가교성을 가지고 단독으로도 층 4B1을 형성할 수 있다. 또한 우레탄계 접착제 등의 접착제와 병용한 경우에 상기 접착제와 반응하여 가교 구조를 형성하고, 접착성, 내구성, 기타 역학 특성을 크게 향상시킬 수 있다.
상기 공중합체는 측기에 히드록시 그룹을 더 포함할 수 있다. 히드록시 그룹은 접착제 중의 작용기, 예를 들면 이소시아네이트 그룹과 반응하여 접착성을 높이는 효과가 있다.
상기 공중합체는 상기의 각 관능기를 갖는 단량체를 공중합하여 얻을 수 있다. 4급 암모늄 염기를 갖는 단량체의 구체적인 예로는 디메틸아미노 아크릴산 에틸(dimethylamino ethyl acrylate) 4급화물(쌍이온(counter ion)으로 클로라이드, 설페이트, 설포네이트, 알킬 설포네이트 등의 음이온을 포함) 등을 들 수 있다. 카르복시 그룹을 갖는 단량체의 구체적인 예로는 (메타)아크릴산, (메타)아크로일옥시에틸 숙신산((meta)acroyloxyethyl succinic acid), 프탈산, 헥사히드로프탈산(hexahydrophthalic acid) 등을 들 수 있다.
이 이외의 다른 단량체를 공중합시킬 수도 있다. 다른 단량체로는 알킬(메타)아크릴레이트, 스티렌, 아세트산 비닐, 할로겐화 비닐, 올레핀 등의 비닐 유도체 등을 들 수 있다.
상기 공중합체의 각 관능기를 갖는 공중합 단위의 비율은 적절하게 설정될 수 있다. 4급 암모늄 염기를 갖는 공중합 단위의 비율은 전체 공중합 단위의 합계에 대해 15~40 몰%가 바람직하다. 이 비율이 15 몰% 이상이면 대전 방지 효과에 뛰어나다. 40 몰%를 초과하면 공중합체의 친수성이 지나치게 높아질 우려가 있다. 카르복시 그룹을 갖는 단위의 비율은 전체 단위의 합계에 대하여 3~13 몰%가 바람직하다.
상기 공중합체가 측기에 카르복시 그룹을 갖는 경우, 상기 공중합체에 가교제(경화제)가 첨가되어 있다. 가교제로서는, 글리세린 디글리시딜 에테르(glycerin diglycidyl ether) 등의 2 관능 에폭시 화합물, 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르(trimethylolpropane triglycidyl ether) 등의 3 관능 에폭시 화합물, 트리메틸올프로판 트리아지리디닐 에테르 등의 에틸렌 이민 화합물 등의 다관능 화합물을 들 수 있다.
상기 공중합체에 상기 2 관능, 3 관능의 에폭시 화합물의 개환 반응 촉매로서, 2-메틸 이미다졸(2-methyl imidazole), 2-에틸, 4-메틸 이미다졸 등의 이미다졸 유도체 및 기타 아민류가 첨가될 수 있다.
π 공역계 도전성 고분자는 π 공역이 발달한 주쇄를 가진 전도성 고분자이다. π 공역계 도전성 고분자로는 공지의 것을 사용할 수 있으며, 예를 들어 폴리티오펜(polythiophene), 폴리피롤(polypyrrole), 폴리아닐린(polyaniline), 그 유도체 등을 들 수 있다.
고분자계 대전 방지제는 공지의 방법으로 제조한 것을 사용할 수 있고, 시판품을 사용할 수도 있다. 예를 들어 측기에 4급 암모늄 염기 및 카르복시 그룹을 갖는 공중합체의 시판품으로, KONISHI 사제의 “본딥(BONDEIP, 상표명)-PA100 주요제제” 등을 들 수 있다.
고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 4B1의 바람직한 실시양태로는 하기의 층(1) 내지 (4) 등을 들 수 있다.
층(1): 고분자계 대전 방지제 자체가 필름 형성능을 갖는 것이며, 상기 고분자계 대전 방지제를 그대로 또는 용매에 용해시켜 습식 도포하고, 필요에 따라 건조하여 형성된 층.
층(2): 고분자계 대전 방지제 자체가 필름 형성능을 가지고 용융 가능한 것이며, 상기 고분자계 대전 방지제를 용융 도포하여 형성된 층.
층(3): 결합제가 필름 형성능을 갖고 있으며 또한 용융 가능한 것이며, 상기 결합제에 고분자계 대전 방지제를 분산 또는 용해시킨 조성물을 용융 도포하여 형성된 층.
층(4): 결합제가 필름 형성능을 갖는 것이며, 상기 결합제와 고분자계 대전 방지제를 포함하는 조성물을 그대로 또는 용매에 용해시켜 습식 도포하고, 필요에 따라 건조하여 형성된 층. 그러나 층(1)에 해당하는 것은 층(4)에 해당하지 않는 것으로 한다.
층(1)에서 고분자계 대전 방지제 자체가 필름 형성능을 가진다는 것은, 고분자 대전 방지제가 유기 용제 등의 용매에 가용이고, 그 용액을 습식 도포하고 건조시킬 때에 막이 형성되는 것을 의미한다.
층(2)에서 고분자계 대전 방지제 자체가 용융 가능하다는 것은, 가열에 의해 용융하는 것을 의미한다. 층(3)(4)의 결합제에 대한 “필름 형성능을 갖는”, “용융 가능한”도 같은 의미이다.
층(1)의 고분자계 대전 방지제는 가교성을 갖는 것일 수 있고, 가교성을 가지지 않는 것일 수 있다. 고분자계 대전 방지제가 가교성을 갖는 경우 가교제를 병용할 수 있다.
필름 형성능 및 가교성을 갖는 고분자계 대전 방지제로서는 상기 측기에 4급 암모늄 염기 및 카르복시 그룹을 갖는 공중합체 등을 들 수 있다.
가교제로서는 상기와 같은 것을 들 수 있다.
층(1)의 두께는 0.01~1.0 μm가 바람직하고, 0.03~0.5 μm가 특히 바람직하다. 층(1)의 두께가 0.01 μm 이상인 것으로부터 충분한 대전 방지 효과를 쉽게 얻을 수 있으며, 1.0 μm 이하인 것으로부터 적층시에 충분한 접착성을 쉽게 얻을 수 있다.
층(2)의 고분자계 대전 방지제로는 계면 활성제와 카본 블랙(carbon black) 등을 함유한 폴리올레핀 수지 등을 들 수 있다. 시판품으로는 PELECTRON HS(Sanyo Chemical Industries 사제) 등을 들 수 있다. 층(2)의 두께의 바람직한 범위는 층(1)의 두께의 바람직한 범위와 동일하다.
층(3)의 결합제로는, 범용 열가소성 수지를 들 수 있다. 열가소성 수지는 용융 성형시에 접착하도록 접착에 기여하는 관능기를 갖는 수지인 것이 바람직하다. 상기 관능기로는, 카르보닐 그룹 등을 들 수 있다.
층(3)의 고분자계 대전 방지제의 함량은, 층(3)의 전체 질량에 대하여 10~40 질량 부가 바람직하고, 10~30 질량부가 특히 바람직하다. 층(3)의 두께의 바람직한 범위는 층(1)의 두께의 바람직한 범위와 동일하다.
층(4)를 형성하는 조성물의 1예는 접착제이다. 접착제는 주요제제제와 경화제를 함유하고 가열 등에 의해 경화되어 접착력을 발휘하는 것을 의미한다.
이 때, 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 4B1은 고분자계 대전 방지제 및 접착제를 함유하는 층 4B3에도 해당된다.
접착제는 1액형 접착제일 수 있고, 2액형 접착제일 수 있다.
층(4)를 형성하는 접착제(이하, 층(4) 형성용 접착제라고도 한다.)로는, 예를 들어, 고분자계 대전 방지제를 함유하지 않는 접착제에 고분자계 대전 방지제를 첨가한 것 등을 들 수 있다.
접착제에 첨가하는 고분자계 대전 방지제는 필름 형성능을 가지는 것이 좋고, 필름 형성능이 없는 요소(예를 들어 π 공역계 도전성 고분자)일 수 있다.
고분자계 대전 방지제를 함유하지 않는 접착제로는, 드라이 라미네이트용 접착제로서 공지의 것을 사용할 수 있다. 예를 들어 폴리아세트산 비닐계 접착제; 아크릴산 에스테르(아크릴산 에틸, 아크릴산 부틸, 아크릴산 2-에틸 헥실 에스테르 등)과의 단독 중합체 또는 공중합체, 또는 아크릴산 에스테르와 다른 단량체(메타크릴산 메틸, 아크릴로니트릴, 스티렌 등)의 공중합체 등으로 이루어지는 폴리아크릴산 에스테르계 접착제; 시아노아크릴레이트계 접착제; 에틸렌 및 다른 단량체(아세트산 비닐, 아크릴산 에틸, 아크릴산, 메타크릴산 등)의 공중합체 등으로 이루어지는 에틸렌 공중합체계 접착제; 셀룰로오스계 접착제; 폴리에스테르계 접착제; 폴리아미드계 접착제; 폴리이미드계 접착제; 우레아 수지 또는 멜라민 수지 등으로 이루어지는 아미노 수지계열 접착제; 페놀 수지계 접착제; 에폭시계 접착제; 폴리올(폴리에테르폴리올, 폴리에스테르 폴리올 등)과 이소시아네이트 및/또는 이소시아누레이트와 가교시키는 폴리우레탄계 접착제; 반응형(메타) 아크릴계 접착제; 클로로프렌 고무, 니트릴 고무, 스티렌-부타디엔 고무 등으로 이루어지는 고무계 접착제; 실리콘계 접착제; 알칼리 금속 실리케이트, 저융점 유리 등으로 이루어지는 무기계 접착제; 기타 등의 접착제를 사용할 수 있다.
층(4) 형성용 접착제 중 고분자계 대전 방지제의 함량은, 층(4)의 표면 고유 저항값이 1010Ω/□ 이하가 되는 양이 바람직하고, 109Ω/□ 이하가 특히 바람직하다.
대전 방지의 관점에서, 층(4) 형성용 접착제 중 고분자계 대전 방지제의 함량이 많을수록 바람직하지만, 고분자계 대전 방지제가 π 공역계 도전성 고분자이며, 높은 분자계 대전 방지제를 함유하지 않는 접착제에 π 공역계 도전성 고분자를 첨가한 것을 층(4) 형성용 접착제로 사용하여 층 4B1을 형성하는 경우, 고분자계 대전 방지제의 함량이 많아지면 층(4)의 접착성이 저하되고, 제 1의 열가소성 수지층(2) 및 제 2의 열가소성 수지층(3) 사이의 밀착성이 불충분해질 우려가 있다. 따라서 이 경우 층(4) 형성용 접착제 중 고분자계 대전 방지제의 함량은 바인더가 되는 수지의 고형분에 대하여 40 질량% 이하인 것이 바람직하고, 30 질량% 이하가 특히 바람직하다. 하한은 1 질량%가 바람직하고, 5 질량%가 특히 바람직하다.
층(4)의 두께는 0.2~5 μm가 바람직하고, 0.5~2 μm가 특히 바람직하다. 층(4)의 두께가 상기 범위의 하한치 이상이 되면 제 1의 열가소성 수지층 및 제 2의 열가소성 수지층의 접착성이 우수하고, 또한 대전 방지성이 우수하다. 상기 범위의 상한치 이하가 되면 생산성이 우수하다.
층 4B1가 갖는 고분자계 대전 방지층은, 1층일 수도, 2층 이상일 수도 있다. 예를 들어 층(1)~(4) 중 1종만을 가질 수도 있고, 2종 이상을 가질 수도 있다.
고분자계 대전 방지층으로는, 제조하기 쉬운 점에서 층(1)이 바람직하다. 층(1)와 층(2)~(4) 중 1종 이상과 병용할 수도 있다.
접착층
4B2
본 명세서 제 4 발명의 적층체를 구성하는 내열 수지층 4B에 적합하게 사용되는 접착층 4B2에 함유된 접착제로는 종래 공지의 접착제를 적절히 사용할 수 있다. 본 명세서 제 4 발명의 적층체의 제조 정당의 관점에서, 드라이 라미네이트용 접착제를 바람직하게 사용할 수 있다. 예를 들어, 폴리아세트산 비닐계 접착제; 아크릴산 에스테르(아크릴산 에틸, 아크릴산 부틸, 아크릴산 2-에틸 헥실 에스테르 등)과의 단독 중합체 또는 공중합체, 또는 아크릴산 에스테르와 다른 단량체(메타크릴산 메틸, 아크릴로니트릴, 스티렌 등)의 공중합체 등으로 이루어지는 폴리아크릴산 에스테르계 접착제; 시아노아크릴레이트계 접착제; 에틸렌과 다른 단량체(아세트산 비닐, 아크릴산 에틸, 아크릴산, 메타크릴산 등)의 공중합체 등으로 이루어지는 에틸렌 공중합체계 접착제; 셀룰로오스계 접착제; 폴리에스테르계 접착제; 폴리아미드계 접착제; 폴리이미드계 접착제; 우레아 수지 또는 멜라민 수지 등으로 이루어지는 아미노 수지계 접착제; 페놀 수지계 접착제; 에폭시계 접착제; 폴리올(폴리에테르폴리올, 폴리에스테르 폴리올 등)과 이소시아네이트 및/또는 이소시아누레이트와 가교시키는 폴리 우레탄계 접착제; 반응형(메타) 아크릴계 접착제; 클로로프렌 고무, 니트릴 고무, 스티렌-부타디엔 고무 등으로 이루어지는 고무계 접착제; 실리콘계 접착제; 알칼리 금속 실리케이트, 저융점 유리 등으로 이루어지는 무기계 접착제; 기타 등의 접착제를 사용할 수 있다.
고분자계 대전 방지제 및 접착제를 함유하는 층
4B3
본 명세서 제 4 발명의 적층체를 구성하는 내열 수지층 4B에 적합하게 사용되는, 고분자계 대전 방지제 및 접착제를 함유하는 층 4B3에 함유된 고분자계 대전 방지제로는, 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 4B1에 관해서 상술한 것과 같은 고분자계 대전 방지제를 적절하게 사용할 수 있고, 접착제로는, 접착제를 포함하는 접착층 4B2에 관해서 상술한 것과 유사한 접착제를 적절하게 사용할 수 있다.
상술한 층(4)에서, 층(4)를 형성하는 조성물이 접착제인 경우는 고분자계 대전 방지제 및 접착제를 함유하는 층 4B3 양태로서 특히 바람직한 일례이다.
그 이외의 층
본 명세서 제 4 발명의 공정용 이형 필름은 본 명세서 제 4 발명의 목적에 반하지 아니하는 한, 이형층 4A, 내열 수지층 4B 및 이형층 4A’이외의 층을 가질 수 있다. 이러한 그 이외의 층의 자세한 내용은 본 명세서 제 3 발명에 대해 설명한 것과 마찬가지이다.
본 명세서 제 4 발명의 공정용 이형 필름의 총 두께는 특별히 제한은 없지만, 예를 들면 10~300 μm인 것이 바람직하고, 30~150 μm인 것이 보다 바람직하다. 이형 필름의 총 두께가 상기 범위에 있으면 두루마리로 사용할 때의 핸들링성이 양호함과 아울러, 필름의 폐기량이 적기 때문에 바람직하다.
이하, 본 명세서 제 4 발명의 공정용 이형 필름의 바람직한 실시양태에 대해 더욱 구체적으로 설명한다. 도 1은 3층 구조의 공정용 이형 필름의 일례를 나타내는 모식도이다. 도 1에 나타난 바와 같이, 이형 필름(10)은 내열 수지층(12)과 그 한쪽 면에서 접착층(14)을 통해 형성된 이형층(16)을 갖는다.
이형층(16)은 상술한 이형층 4A이고, 내열 수지층(12)은 상술한 내열 수지층 4B이며, 접착층(14)은 상술한 접착층이다. 이형층(16)은 밀봉 공정에서 밀봉 수지와 접하는 측에 배치되는 것이 바람직하고; 내열 수지층(12)은 밀봉 공정에서 금속 거푸집의 내면과 접하는 측에 배치되는 것이 바람직하다.
도 2는 5층 구조의 공정용 이형 필름의 일례를 나타내는 모식도이다. 도 1과 동일한 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호를 붙인다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 이형 필름(20)은 내열 수지층(12)의 양면에 접착층(14)을 통해 형성된 이형층(16A) 및 이형층(16B)를 갖는다. 이형층(16A)는 상술한 이형층 4A이며, 내열 수지층(12)은 상술한 내열 수지층 4B이며, 이형층(16B)는 상술한 이형층 4A’이며, 접착층(14)은 각각 상술한 접착층이다.
이형층(16A) 및 (16B)의 조성은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 이형층(16A) 및 (16B)의 두께도 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 그러나 이형층(16A) 및 (16B)가 서로 동일한 조성 및 두께를 갖으면 대칭적인 구조가 되어, 이형 필름 자체의 변형이 발생하기 어려워지기 때문에 바람직하다. 특히, 본 명세서 제 4 발명의 이형 필름은 밀봉 공정에서 가열에 의해 응력이 발생할 수 있으므로 변형을 억제하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 이형층(16A) 및 (16B)이 내열 수지층(12)의 양면에 형성되어 있으면, 성형 및 금속 거푸집 내면 중 어느 쪽에도 좋은 이형성이 얻어지기 때문에 바람직하다.
공정용 이형 필름의 제조 방법
본 명세서 제 4 발명의 공정용 이형 필름은 임의의 방법으로 제조될 수 있으나, 그 바람직한 제조 방법은 본 명세서 제 3 발명에 대해 설명한 것과 마찬가지이다.
제조 공정
본 명세서 제 4 발명의 공정용 이형 필름은 금속 거푸집 내에 반도체 칩 등을 배치하여 수지를 주입 성형할 때, 반도체 칩 등과 금속 거푸집 내면과의 사이에 배치하여 사용할 수 있다. 본 명세서 제 4 발명의 공정용 이형 필름을 이용함으로써 금속 거푸집으로부터의 이형 불량, 플래시의 발생 등을 효과적으로 방지할 수 있다.
상기 제조 공정에 사용되는 수지는 열가소성 수지, 열경화성 수지 중 어느 것이라도 좋지만, 당해 기술 분야에서는 열경화성 수지가 널리 사용되고 있으며, 특히 에폭시계의 열경화성 수지를 이용하는 것이 바람직하다.
상기 제조 공정으로는 반도체 칩의 밀봉이 가장 대표적이지만, 이것에 한정되는 것이 아니고, 본 명세서 제 4 발명은 섬유 강화 플라스틱 성형 공정, 플라스틱 렌즈 성형 공정 등에도 적용할 수 있다.
본 명세서 제 4 발명의 공정용 이형 필름을 이용하는 상기 제조 공정의 자세한 내용은 본 명세서 제 3 발명을 설명한 것과 마찬가지이다.
본 명세서 제 4 발명의 이형 필름은 반도체 소자를 수지 밀봉하는 공정에 한정하지 않고, 성형 금속 거푸집을 이용하여 각종 성형품을 성형 및 이형하는 공정, 예를 들면 섬유 강화 플라스틱 성형 및 이형 공정, 플라스틱 렌즈 성형 및 이형 공정 등에서도 바람직하게 사용할 수 있다.
[실시예]
이하, 본원 제 1 내지 제 4 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명하지만, 본원 제 1 및 제 2 발명은 이로 인해 어떤 한정이 되는 것은 아니다.
이하의 실시예/참고예에서 물성/특성 평가는 아래와 같은 방법으로 실시했다.
(열 치수 변화율)
필름 샘플을 필름의 세로(MD) 방향 및 가로(TD) 방향으로 각각 길이 20 mm, 폭 4 mm로 잘라, TA 인스트루먼트 사제 TMA(열 기계 분석 장치, 제품명: Q400)를 이용해 척(chuck) 간 거리 8 mm에서 0.005N의 하중을 건 상태로 23℃, 5분간 유지한 후 23℃에서 120℃까지 10℃/min의 승온 속도로 승온시켜 각 방향의 치수 변화를 측정, 하기 식 (1)에 의해 치수 변화율을 산출했다.
열 치수 변화율(%) (23 → 120℃) = {[(L2-L1)/L1]×100} ... (1)
L1 : 23℃일 때 샘플 길이(mm)
L2 : 120℃일 때 샘플 길이(mm)
마찬가지로, 23℃에서 170℃까지 10℃/min의 승온 속도로 승온시켜 각 방향의 치수 변화를 측정하여, 하기 식 (2)에 따라 치수 변화율을 산출했다.
열 치수 변화율(%) (23 → 170℃) = {[(L3-L1)/L1]×100} ... (2)
L1 : 23℃일 때 샘플 길이(mm)
L3 : 170℃일 때 샘플 길이(mm)
물에 대한 접촉각 (물 접촉각)
JIS R 3 2 5 7에 준거하여 접촉각 측정기(Kyowa Inter face Science 사제, FACECA-W)를 이용하여 이형층 A 등의 표면의 물 접촉각을 측정했다.
(인장 탄성률)
인장 탄성률의 측정 방법
JIS K7127에 준거하여, 23℃, 120℃, 170℃에서의 인장 탄성률을 구했다.
측정 조건: 인장 모드
측정 방향: 필름의 세로(MD) 방향(필름 반송 방향)
(표면 고유 저항값)
얻어진 이형 필름에서 잘라낸 10×10 cm의 시험편을, 온도 23℃, 습도 50% RH에서 24시간 보관하였다. 그 이후, Advantest 사제 디지털 초고저항/미량전류계(8340A) 및 레지스티비티 챔버(R12704)를 사용하여 인가 전압(applied voltage)을 0.10V, 온도 23℃, 습도 50% RH에서 측정했다.
(재의 부착 시험)
이형 필름의 대전 방지성은, 20℃, 50% RH의 조건 하에서 이형 필름을 폴리에스테르 섬유의 천으로 10회 마찰한 후 재의 부착을 조사하여,
부착 없음: ○
부착이 현저함: ×
으로 하였다.
(융점(Tm), 결정 융해 열량)
시차주사열량계(DSC)로 TA Instruments 사의 Q100를 사용하여 중합체 시료 약 5 mg을 정칭(precise weighing)하고, JISK7121에 준거하여 질소 가스 유입량: 50 ml/min의 조건으로 25℃에서부터 가열 속도: 10℃/min으로 280℃까지 승온하여 열 융해 곡선을 측정하여, 얻어진 열 융해 곡선으로부터 시료의 융점(Tm) 및 결정 융해 열량을 구했다.
(이형성)
각 실시예/참고예로 제작한 공정용 이형 필름을 도 3-1, 3-2에 나타낸 바와 같이, 상부 금속 거푸집(상형)과 하부 금속 거푸집(하형) 사이에 10N의 장력을 인가한 상태에서 배치한 후, 상형의 파팅(parting)면에 진공 흡착시켰다. 이어서, 반도체 칩을 덮도록 기판 상에 밀봉 수지를 충전한 후 기판에 고정된 반도체 칩을 하형에 배치하고 몰드 클로징(mold closing) 하였다. 이때, 성형 금속 거푸집의 온도(성형 온도)를 120℃, 성형 압력을 10 Mpa, 성형 시간을 400초로 하였다. 그리고 도 3-1c, 3-2c에 나타낸 바와 같이 반도체 칩을 밀봉 수지로 밀봉한 후, 수지 밀봉된 반도체 칩(반도체 패키지)을 이형 필름으로부터 이형하였다.
이형 필름의 이형성을 다음의 기준으로 평가했다.
◎ : 이형 필름이 금속 거푸집의 개방과 동시에 자연스럽게 벗겨짐
○ : 이형 필름은 자연스럽게는 벗겨지지는 않지만, 손으로 당기면 (장력을 가하면) 쉽게 벗겨짐
× : 이형 필름이 반도체 패키지의 수지 밀봉면에 밀착하고 있어 손으로 벗겨지지 않음
(주름)
상기 공정에서 이형을 실시한 후, 이형 필름 및 반도체 패키지의 수지 밀봉 표면의 주름 상태를 다음의 기준으로 평가했다.
◎ : 이형 필름 및 반도체 패키지 중 어느 것에도 주름이 전혀 없음
○ : 이형 필름에 약간 주름이 있지만, 반도체 패키지로의 주름 전사는 없음
× : 이형 필름은 물론 반도체 패키지에도 다수의 주름이 있음
(성형품의 외관)
상기 공정에서 이형을 실시한 후, 이형 필름 및 반도체 패키지의 수지 밀봉면의 모양을 다음과 같은 기준으로 평가했다.
◎ : 이형 필름 및 반도체 패키지 중 어느 것에도 주름이 전혀 없고, 반도체 패키지 외주부의 거스러미도 전혀 없음
○ : 이형 필름 및 반도체 패키지 중 어느 것에도 주름이 전혀 없거나 또는 약간의 주름이 있고 반도체 패키지 외주부에 약간 거스러미가 있음
× : 이형 필름은 물론 반도체 패키지에 다수의 주름 있거나, 반도체 패키지 외주부에 거스러미가 많음
(금속 거푸집 추종성)
상기 공정에서 이형을 수행했을 때의 이형 필름의 금속 거푸집 추종성을 다음의 기준으로 평가했다.
◎ : 반도체 패키지에 수지 흠집(수지가 충전되지 않는 부분)이 전혀 없음
○ : 반도체 패키지 단부(edge)에 수지 흠집이 약간 있음(그러나 주름에 의한 흠집은 제외)
×: 반도체 패키지 단부에 수지 흠집이 많이 있음(그러나 주름에 의한 흠집은 제외)
[실시예 1-1]
내열 수지층 1B로써, 두께 16 μm의 이축 연신(biaxial stretching) PET(polyethylene terephthalate) 필름(Toray 주식회사제, 제품명: Lumirror F865)을 사용했다. 상기 이축 연신 PET 필름의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율은 세로(MD) 방향에서 -1.6%, 가로(TD) 방향에서 -1.2%였다. 또한 상기 이축 연신 PET 필름의 융점은 187℃이고, 결정 융해 열량은 30.6 J/g이었다.
이형층 1A 및 1A'로써, 무연신의 4-메틸-1-펜텐(4-Methyl-1-pentene) 공중합 수지 필름을 사용했다. 구체적으로는, Mitsui Chemicals 주식회사제 4-메틸-1-펜텐 공중합 수지(제품명 : TPX, 브랜드명: MX022)를 270℃에서 용융 압출하여, T형 다이의 슬릿 폭을 조정함으로써 두께 15 μm의 무연신 필름을 성막한 것을 사용했다.
무연신의 4-메틸-1-펜텐 공중합 수지 필름은 한쪽 필름 표면이 JIS R3257에 따른 물 접촉각이 30° 이상인 경우 30 이하가 되도록, 접착제에 의한 접착성 향상 관점에서 코로나 처리를 실시했다.
상기 4-메틸-1-펜텐 공중합 수지 필름의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율은 세로(MD) 방향에서 6.5%, 가로(TD) 방향에서 3.1%였다.
(접착제)
각 필름을 붙여 맞추는 드라이 라미네이트(dry laminate) 공정에서 사용하는 접착제로는 하기의 우레탄계 접착제 A를 사용하였다.
[우레탄계 접착제 A]
주요제제: TAKELAC A-616 (Mitsui Chemicals 사제). 경화제: TAKENATE A-65 (Mitsui Chemicals 사제). 주요제제 및 경화제를 질량비(주요제제 : 경화제)이 16 : 1이 되도록 혼합하고 희석제로 에틸 아세테이트를 사용하였다.
(이형 필름의 제조)
이축 연신 PET(polyethylene terephthalate) 필름의 한쪽면에 그라비아 코트로 우레탄계 접착제 A를 1.5 g/m2로 코팅하고 무연신의 4-메틸-1-펜텐 공중합 수지 필름의 코로나 처리면을 드라이 라미네이트로 접합한 후 이어서, 이 라미네이트 필름의 이축 연신 PET(polyethylene terephthalate) 필름면 측에 우레탄계 접착제 A를 1.5 g/m2로 코팅하고 무연신의 4-메틸-1-펜텐 공중합 수지 필름의 코로나 처리면을 드라이 라미네이트로 접합하여 5층 구조(이형층 1A/접착층/내열 수지층 1B/접착층/이형층 1A')의 공정용 이형 필름을 얻었다.
드라이 라미네이트 조건은, 기재의 폭 900 mm, 반송 속도 30 m/min, 건조 온도 50~60℃, 라미네이트 롤의 온도 50℃, 롤 압력 3.0 Mpa로 하였다.
상기 공정용 이형 필름의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율은 세로(MD) 방향에서 2.1%, 가로(TD) 방향에서 1.5%였다.
이형성, 주름 및 금속 거푸집 추종성 평가 결과를 표 1-1에 나타내었다. 이형 필름이 금속 거푸집의 개방과 동시에 자연스럽게 벗겨지는 좋은 이형성을 보였으며 이형 필름 및 반도체 패키지 중 어느 것에도 주름이 전혀 없어, 즉 주름이 충분히 억제되어 반도체 패키지 수지 흠집이 전혀 없는 좋은 금속 거푸집 추종성을 보여주었다. 즉, 실시예 1-1의 공정용 이형 필름은 이형성, 주름의 억제 및 금속 거푸집 추종성이 좋은 공정용 이형 필름이었다.
[실시예 1-2~1-12]
표 1-1에 나타낸 조합으로 표 1-1에 기재된 각 필름을 이형층 1A 및 1A', 및 내열 수지층 1B로써 사용한 것 이외에, 실시예 1-1과 동일한 방법으로 공정용 이형 필름을 제작하여 밀봉, 이형을 수행하고, 특성을 평가하였다. 결과를 표 1-1에 나타내었다.
일부에서 주름의 억제 또는 금속 거푸집 추종성이 실시예 1-1에 미치지 않는 것도 있었지만, 어느 실시예도 이형성, 주름의 억제 및 금속 거푸집 추종성이 높은 수준에서 균형된 양호한 공정용 이형 필름이었다.
또한, 표 1-1에 기재된 각 필름의 자세한 내용은 다음과 같다.
(1A1) 무연신 4MP-1 (TPX) 필름
Mitsui Chemicals 주식회사제 4-메틸-1-펜텐 공중합 수지(제품명: TPX, 브랜드명: MX022)을 이용하여 두께 15 μm의 무연신 필름을 성막한 것. (융점: 229℃, 결정 융해 열량: 21.7 J/g)
(1A2) 무연신 4MP-1 (TPX) 필름
Mitsui Chemicals 주식회사제 4-메틸-1-펜텐 공중합 수지(제품명: TPX, 브랜드명: DX818)을 이용하여 두께 15 μm의 무연신 필름을 성막한 것. (융점: 235℃, 결정 융해 열량: 28.1 J/g)
(1A3) 무연신 4MP-1 (TPX) 필름
Mitsui Chemicals 주식회사제 4-메틸-1-펜텐 공중합 수지(제품명: TPX, 브랜드명: MX022)을 이용하여 두께 50 μm의 무연신 필름을 성막한 것. (융점: 229℃, 결정 융해 열량: 21.7 J/g)
(1A4) 무연신 4MP-1 (TPX) 필름
Mitsui Chemicals 주식회사제 4-메틸-1-펜텐 공중합 수지(제품명: TPX, 브랜드명: DX818)을 이용하여 두께 50 μm의 무연신 필름을 성막한 것. (융점: 235℃, 결정 융해 열량: 28.1 J/g)
(1A5) 불소수지 필름
두께 25 μm의 ETFE(Ethylene-tetrafluoroethylene) 필름 (Asahi Glass 주식회사제, 제품명: aflex 25N) (융점: 256℃, 결정 융해 열량: 33.7 J/g)
(1A6) 폴리스티렌계 수지 필름
두께 50μm의 폴리스티렌계 필름(Kurabo 주식회사제, 제품명: Oidys CA-F) (융점: 253℃, 결정 융해 열량: 19.2 J/g)
(1B1) 2축 연신 PET 필름
두께 16 μm의 이축 연신 PET(polyethylene terephthalate) 필름(Toray 주식회사제, 제품명: Lumirror F865) (융점: 187℃, 결정 융해 열량: 30.6 J/g)
(1B2) 2축 연신 PET 필름
두께 12μm의 이축 연신 PET(polyethylene terephthalate) 필름(Toray 주식회사제, 제품명: Lumirror S10) (융점: 258℃, 결정 융해 열량: 39.4 J/g)
(1B3) 2축 연신 나일론 필름
두께 15 μm의 이축 연신 나일론 필름(KOHJIN Film&Chemicals 주식회사제, 제품명: bonyl RX) (융점: 212℃, 결정 융해 열량: 53.1 J/g)
(1B4) 2축 연신 나일론 필름
두께 15 μm의 이축 연신 나일론 필름(Idemitsu Unitech 주식회사제, 제품명: unilon S330) (융점: 221℃, 결정 융해 열량: 60.3 J/g)
(1B5) 2축 연신 폴리프로필렌 필름
두께 20 μm의 이축 연신 폴리프로필렌 필름(Mitsui Chemicals Tohcello 주식회사제,제품명: U-2) (융점: 160℃, 결정 융해 열량: 93.3 J/g)
(1B6) 무연신 나일론 필름
두께 20 μm의 무연신 나일론 필름(Mitsubishi Plastics 주식회사, 제품명: 다이나미론 C) (융점: 220℃, 결정 융해 열량: 39.4 J/g)
(1B7) 2축 연신 PET 필름
두께 25 μm의 2축 연신 PET 필름(Teijin dupont films 주식회사, 제품명: FT3PE) (융점: 214℃, 결정 융해 열량: 40.3 J/g)
(1B8) 무연신 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate) 필름
Mitsubishi Engineering-Plastics 주식회사 제의 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지(브랜드명: 5020)를 이용하여 두께 20 μm의 무연신 필름을 성막한 것. (융점: 223℃, 결정 융해 열량: 49.8 J/g)
(1B9) 무연신 폴리부틸렌 테레프탈레이트 필름
Mitsubishi Engineering-Plastics 주식회사 제의 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지(브랜드명: 5505S)를 이용하여 두께 20 μm의 무연신 필름을 성막한 것. (융점: 219℃, 결정 융해 열량: 48.3 J/g)
(1B10) 무연신 폴리부틸렌 테레프탈레이트 필름
Mitsubishi Engineering-Plastics 주식회사 제의 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지(브랜드명: 5020)를 이용하여 두께 50 μm의 무연신 필름을 성막한 것. (융점: 223℃, 결정 융해 열량: 49.8 J/g)
(1B11) 무연신 폴리부틸렌 테레프탈레이트 필름
Mitsubishi Engineering-Plastics 주식회사 제의 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지(브랜드명: 5505S)를 이용하여 두께 50 μm의 무연신 필름을 성막한 것. (융점: 219℃, 결정 융해 열량: 48.3 J/g)
[참고예 1-1~1-4]
표 1-1에 나타낸 필름 1A3, 1A4, 1B10 및 1B11을 각각 단독으로 공정용 이형 필름으로써 사용하여, 실시예 1-1과 동일한 방법으로 밀봉, 이형을 수행하고, 공정용 이형 필름의 특성을 평가했다.
어느 참고예에서도, 종합적으로 실시예에 미치지 못하는 성능에 머물렀으며, 특히 주름의 발생을 억제할 수 없었다.
[실시예 13~20]
표 1-2에 나타낸 조합으로, 표 1-2에 기재된 각 필름을 이형층 1A 및 1A', 및 내열 수지층 1B로 한 이형 필름을 이용하여 실시예 1-1과 동일한 방법으로 공정 이형 필름을 제작하고, 밀봉, 이형을 수행하고 특성을 평가했다.
도 4에 나타난 바와 같이, 이형 필름을 상형 및 하형 사이에 20N의 장력을 인가한 상태에서 배치한 후, 상형의 파팅면에 진공 흡착시켰다. 이어서, 반도체 칩을 덮도록 기판 상에 밀봉 수지를 충전한 후 기판에 고정된 반도체 칩을 하형에 배치하고 몰드 클로징하였다. 이때, 금속 거푸집의 온도(성형 온도)를 170℃, 성형 압력을 10 Mpa, 성형 시간을 100초로 하였다. 그리고, 도 3-1c에 도시된 바와 같이 반도체 칩을 밀봉 수지로 밀봉한 후, 수지 밀봉된 반도체 칩(반도체 패키지)을 이형 필름으로부터 이형하였다. 결과를 표 1-2에 나타내었다.
일부에는 금속 거푸집 추종성이 실시예 1-1에 미치지 않는 것도 있었지만, 어느 실시예도 이형성, 주름의 억제 및 금속 거푸집 추종성이 높은 수준으로 균형된 양호한 공정용 이형 필름이며, 특히 실시예 1-11 및 실시예 1-13 내지 1-15는 이형성, 주름의 억제 및 금속 거푸집 추종성이 좋은 공정용 이형 필름이었다.
[참고예 1-5~1-7]
표 1-2에 나타낸 조합으로, 표 1-2에 기재된 각 필름을 이형층 1A 및 1A', 및 내열 수지층 1B로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1-11 내지 1-16과 동일하게 하여 공정용 이형 필름을 제작하고, 밀봉, 이형을 수행하고 특성을 평가했다. 결과를 표 1-2에 나타내었다.
이형성 및 금속 거푸집 추종성은 실시예와 마찬가지로 좋았지만, 주름의 발생을 억제할 수 없었다.
[참고예 1-8~1-11]
표 1-2에 나타낸 필름 1A1, 1A2, 1B10 및 1B11을 각각 단독으로 공정용 이형 필름으로 사용하여 실시예 1-11 내지 1-16과 동일하게 하여 밀봉, 이형을 수행하였고, 공정용 이형 필름의 특성을 평가했다.
어느 참고예에서도, 종합적으로 각 실시예에 미치지 못하는 성능에 머물렀으며, 특히 주름의 발생을 억제할 수 없었다.
[실시예 2-1]
내열 수지층 2B의 기재 2B0a로서 두께 16 μm의 이축 연신 PET(polyethylene terephthalate) 필름 (Toray 주식회사제, 제품명: Lumirror F865)을 사용했다.
대전 방지 수지 a로써, PEDOT 폴리티오펜(polythiophene)계 수지(kakensangyo 사제, 제품명: MC-200)를 사용하여 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층을 형성했다. 보다 구체적으로는, 대전 방지 수지 a를 내열 수지층 2B의 기재 2B0a의 한쪽 면에 0.1 g/m2의 도포량으로 코팅하고 건조하여 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 2B1a을 형성했다.
상기에서 얻어진 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층을 부여한 이축 연신 PET 필름(내열 수지층 2Ba)의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율은 세로(MD) 방향에서 -1.8%, 가로(TD) 방향에서 -1.4%였다. 또한 상기 이축 연신 PET 필름의 융점은 187℃이고, 결정 융해 열량은 30.6 J/g이었다.
이형층 2A 및 2A'으로써, 무연신의 4-메틸-1-펜텐 공중합 수지 필름 2Aa(2A'a)을 사용했다. 구체적으로는, Mitsui Chemicals 주식회사제 4-메틸-1-펜텐 공중합 수지(제품명: TPX 브랜드명: MX022)를 270℃에서 용융 압출하여 T형 다이의 슬릿 폭을 조정함으로써 두께 15 μm의 무연신 필름을 성막한 것을 사용했다.
무연신의 4-메틸-1-펜텐 공중합 수지 필름은 한쪽 필름 표면이 JIS R3257에 따른 물 접촉각이 30° 이상인 경우 30 이하가 되도록 접착제에 의한 접착성 향상 관점에서 코로나 처리를 실시했다.
상기 4-메틸-1-펜텐 공중합 수지 필름 Aa 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율은 세로(MD) 방향에서 6.5%, 가로(TD) 방향에서 3.1%이었다.
(접착제)
각 필름을 붙여 맞추는 드라이 라미네이트 공정에서 사용하는 접착제로는 하기의 우레탄계 접착제 α를 사용하였다.
[우레탄계 접착제 α]
주요제제: TAKELAC A-616 (Mitsui Chemicals 사제). 경화제 : TAKENATE A-65 (Mitsui Chemicals 사제). 주요제제 및 경화제를 질량비(주요제제 : 경화제)가 16 : 1이 되도록 혼합하고 희석제로 에틸 아세테이트를 사용하였다.
(이형 필름의 제조)
상기 대전 방지층을 부여한 이축 연신 PET 필름(내열 수지층 2Ba)의 한쪽면에 그라비아 코트로 우레탄계 접착제 α를 1.5 g/m2로 코팅하고 무연신의 4-메틸-1-펜텐 공중합 수지 필름 2Aa의 코로나 처리면을 드라이 라미네이트로 접합한 후, 이어서 이 라미네이트 필름의 이축 연신 PET 필름면 측에 우레탄계 접착제 α를 1.5 g/m2으로 도공하고 무연신의 4-메틸-1-펜텐 공중합 수지 필름 2A'a의 코로나 처리면을 드라이 라미네이트로 접합하여 5층 구조(이형층 2A/접착층/내열 수지층 2B/접착층/이형층 2A') 공정용 이형 필름을 얻었다.
드라이 라미네이트 조건은, 기재의 폭 900 mm, 반송 속도 30 m/min, 건조 온도 50~60℃, 라미네이트의 롤 온도 50℃, 롤 압력 3.0 Mpa로 하였다.
상기 공정용 이형 필름의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율은 세로(MD) 방향에서 2.2%, 가로(TD) 방향에서 1.4%였다.
이형성, 성형품의 외관 및 금속 거푸집 추종성 평가 결과를 표 2-1에 나타내었다. 이형 필름이, 금속 거푸집의 개방과 동시에 자연스럽게 벗겨지는 좋은 이형성을 보였고, 이형 필름 및 반도체 패키지 어느 것에도 주름이나 거스러미가 전혀 없고, 즉 주름이 충분히 억제되어 반도체 패키지에 수지 흠집이 전혀 없는 좋은 금속 거푸집 추종성을 보여 주었다. 즉, 실시예 2-1의 공정용 이형 필름은 이형성, 성형품의 외관 및 금속 거푸집 추종성이 좋은 공정용 이형 필름이었다.
[실시예 2-2~2-8]
표 2-1에 나타낸 필름 구성이 되도록 한 것을 제외하고는 실시예 2-1과 동일한 방법으로 공정용 이형 필름을 제작하고, 밀봉, 이형을 수행하고 특성을 평가했다. 결과를 표 2-1에 나타내었다.
또한, 표 2-1에 기재된 고분자계 대전 방지제 2b 내지 2e, 및 이를 포함하는 층 2B1b 내지 2B1e의 자세한 내용은 다음과 같다.
대전 방지 수지 2b로써 PEDOT 폴리티오펜계 수지(CHUKYO YUSHI 사제, 제품명: S-495)를 사용하여 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층을 형성했다. 보다 구체적으로는, 대전 방지 수지 2b를 내열 수지층 2B의 기재 2B0a 등의 한쪽 면에 0.3 g/m2의 도포량으로 코팅하고 건조하여 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 2B1b 을 형성했다. 상기에서 얻어진 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층을 부여한 이축 연신 PET 필름의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율은 표 2-1에 기재된 결과이다.
대전 방지 수지 2c로써 PEDOT 폴리티오펜계 수지(NAGASE 산업 사제, 제품명: P-530RL)를 사용하여 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층을 형성했다. 보다 구체적으로는, 대전 방지 수지 2c를 내열 수지층 2B의 기재 2B0a 등의 한쪽 면에 0.1 g/m2의 도포량으로 코팅하고 건조하여 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 2B1c 을 형성했다. 상기에서 얻어진 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층을 부여한 이축 연신 PET 필름의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율은 표 2-1에 기재된 결과이다.
대전 방지 수지 2d로써 4급 암모늄염 함유 수지(Taisei Fine Chemical 사제, 제품명: 1SX-1090)를 사용하여 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층을 형성했다. 보다 구체적으로는, 대전 방지 수지 2d를 내열 수지층 2B의 기재 2B0a 등의 한쪽 면에 0.4 g/m2의 도포량으로 코팅하고 건조하여 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 2B1d 을 형성했다. 상기에서 얻어진 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층을 부여한 이축 연신 PET 필름의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율은 표 2-1에 기재된 결과이다.
대전 방지 수지 2e로써 음이온계 합성 점토 광물 함유 폴리에스테르계 수지(TAKAMATSU Oil&Fat 사제, 제품명: ASA-2050)를 사용하여 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층을 형성했다. 구체적으로는, 대전 방지 수지 2e를 내열 수지층 2B의 기재 2B0a 등의 한쪽 면에 0.4 g/m2의 도포량으로 코팅하고 건조하여 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 2B1e을 형성했다. 상기에서 얻어진 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층을 부여한 이축 연신 PET 필름의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율, 물접촉각 등의 시험 항목 및 평가 결과는 표 2- 1에 나타낸대로 였다.
어떤 실시예도 이형성, 성형품의 외관, 금속 거푸집 추종성 및 재의 부착 시험의 모든 시험 항목에서 양호하였으며 성능면에 있어서 균형 잡힌 공정용 이형 필름이었다.
또한, 표에 기재된 각 필름의 자세한 내용은 다음과 같다.
(2Aa) 무연신 4MP-1 (TPX) 필름
Mitsui Chemicals 주식회사제 4-메틸-1-펜텐 공중합 수지(제품명: TPX 브랜드명: MX022)을 이용하여 두께 15 μm의 무연신 필름을 성막한 것. (융점: 229℃, 결정 융해 열량: 21.7 J/g)
(2Ab) 무연신 4MP-1 (TPX) 필름
Mitsui Chemicals 주식회사제 4-메틸-1-펜텐 공중합 수지(제품명: TPX 브랜드명: MX022)을 이용하여 두께 50 μm의 무연신 필름을 성막한 것. (융점: 229℃, 결정 융해 열량: 21.7 J/g)
(2Ac) 불소수지 필름
두께 25 μm의 ETFE(Ethylene-tetrafluoroethylene) 필름 (Asahi Glass 주식회사제, 제품명: aflex 25N) (융점: 256℃, 결정 융해 열량: 33.7 J/g)
(2B0a) 2축 연신 PET 필름
두께 16 μm의 이축 연신 PET(polyethylene terephthalate) 필름 (Toray 주식회사제,제품명: Lumirror F865) (융점: 187℃, 결정 융해 열량: 30.6 J/g)
(2B0b) 2축 연신 폴리프로필렌 필름
두께 20 μm의 이축 연신 폴리프로필렌 필름(Mitsui Chemicals Tohcello 주식회사제,제품명: U-2) (융점: 160℃, 결정 융해 열량: 93.3 J/g)
(2B0c) 무연신 폴리부틸렌 테레프탈레이트 필름
Mitsubishi Engineering-Plastics 주식회사제의 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지(브랜드명: 5505S)를 이용하여 두께 20 μm의 무연신 필름을 성막한 것. (융점: 219℃, 결정 융해 열량: 48.3 J/g)
(2B0d) 2축 연신 나일론 필름
두께 15 μm의 이축 연신 나일론 필름(Idemitsu Unitech 주식회사제, 제품명: unilon S330) (융점: 221℃, 결정 융해 열량: 60.3 J/g)
(2B0e) 무연신 나일론 필름
두께 20 μm의 무연신 나일론 필름(Mitsubishi Plastics 주식회사제, 제품명: 다이나미론 C) (융점: 220℃, 결정 융해 열량: 39.4 J/g)
(2B0f) 2축 연신 PET 필름
두께 25 μm의 2축 연신 PET 필름(Teijin dupont films 주식회사제, 제품명: FT3PE) (융점: 214℃, 결정 융해 열량: 40.3 J/g)
(2B0g) 무연신 폴리부틸렌 테레프탈레이트 필름
Mitsubishi Engineering-Plastics 주식회사제의 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지(브랜드명: 5020)를 이용하여 두께 20 μm의 무연신 필름을 성막한 것. (융점: 223℃, 결정 융해 열량: 49.8 J/g)
(2B0h) 무연신 폴리부틸렌 테레프탈레이트 필름
Mitsubishi Engineering-Plastics 주식회사제의 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지(브랜드명: 5020)를 이용하여 두께 50 μm의 무연신 필름을 성막한 것. (융점: 223℃, 결정 융해 열량: 49.8 J/g)
[참고예 2-1~2-4]
표 2-1에 나타낸 필름 구성이 되도록 한 것 이외에는 실시예 2-1과 동일하게 하여 밀봉, 이형을 수행하고 공정용 이형 필름의 특성을 평가했다.
어느 참고예도, 종합적으로 실시예에 미치지 못하는 성능에 머물렀으며 특히 성형품의 외관은 열등했다. 또한 재의 부착 시험에 있어서 참고예 2-2을 제외하고는 좋은 결과를 얻을 수 없었다.
[실시예 2-9~2-16]
표 2-2의 조합으로 표 2-2에 기재된 각 필름을 이형층 2A 및 2A', 및 내열 수지층 2B로 한 것 이외에는 실시예 2-1과 동일한 방법으로 공정용 이형 필름을 제작하고, 밀봉, 이형을 수행하고 특성을 평가했다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 이형 필름을 상형 및 하형 사이에 20N의 장력을 인가한 상태에서 배치한 후, 상형의 파팅면에 진공 흡착시켰다. 이어서, 반도체 칩을 덮도록 기판 상에 밀봉 수지를 충전한 후 기판에 고정된 반도체 칩을 하형에 배치하고 몰드 클로징하였다. 이때, 성형 금속 거푸집의 온도(성형 온도)를 170℃, 성형 압력을 10 Mpa, 성형 시간을 100초로 하였다. 그리고, 도 3c에 도시된 바와 같이 반도체 칩을 밀봉 수지로 밀봉한 후, 수지 밀봉된 반도체 칩(반도체 패키지)을 이형 필름으로부터 이형하였다. 결과를 표 2-2에 나타내었다.
어느 실시예도 170℃의 고온 영역의 평가임에도 불구하고, 이형성, 성형품의 외관, 금속 거푸집 추종성 및 재의 부착 시험의 모든 시험 항목에서 양호하였으며 성능면에서 균형잡힌 공정용 이형 필름이었다. 특히 실시예 2-11 및 실시예 2-13 내지 2-15는 이형성, 성형품의 외관 및 금속 거푸집 추종성이 좋은 공정용 이형 필름이었다.
[참고예 2-5~2-7]
표 2-2에 나타낸 필름 구성이 되도록 한 것 이외에는 실시예 2-11 내지 2-16과 동일하게 하여 공정용 이형 필름을 제작하고, 밀봉, 이형을 수행하고 특성을 평가하였다. 결과를 표 2-2에 나타내었다.
이형성은 실시예와 마찬가지로 좋았지만, 주름의 발생을 억제할 수 없었고 성형품의 외관은 열등했다. 또한 재의 부착 시험에서도 참고예 2-6을 제외하고는 좋은 결과는 얻지 못했다.
[참고예 2-8~2-10]
표 2-2에 나타낸 필름 구성이 되도록 한 것 이외에는 실시예 2-9과 동일하게 하여 밀봉, 이형을 수행하고 공정용 이형 필름의 특성을 평가했다. 결과를 표 2-2에 나타내었다.
어느 참고예도 종합적으로 각 실시예에 미치지 못하는 성능에 머물었으며 특히 주름의 발생을 억제할 수 없었고 성형품의 외관은 열등했다.
이하, 본원 제 3 및 제 4 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명하지만, 본원 제 3 및 제 4 발명은 이것에 의해 어떠한 한정이 되는 것은 아니다.
이하의 실시예/참고예에서 물성/특성 평가는 하기와 같은 방법으로 실시했다.
(열 치수 변화율)
필름 샘플을 필름의 세로(MD) 방향 및 가로(TD) 방향으로 각각 길이 20 mm, 폭 4 mm로 잘라, TA 인스트루먼트 사제 TMA(열 기계 분석 장치, 제품명: Q400)를 이용해 척 간 거리 8 mm에서 0.005N의 하중을 건 상태에서 23℃, 5분간 유지한 후 23℃에서 120℃까지 10℃/min의 승온 속도로 승온시켜 각 방향의 치수 변화를 측정, 하기 식 (1)에 의해 치수 변화율을 산출했다.
열 치수 변화율(%) (23 → 120℃) = {[(L2-L1)/L1]×100}... (1)
L1 : 23℃ 일 때 샘플 길이(mm)
L2 : 120℃ 일 때 샘플 길이(mm)
마찬가지로, 23℃에서 170℃까지 10℃/min의 승온 속도로 승온시켜 각 방향의 치수 변화를 측정하여 하기 식 (2)에 따라 치수 변화율을 산출했다.
열 치수 변화율(%) (23 → 170℃) = {[(L3-L1)/L1]×100}... (2)
L1 : 23℃ 일 때 샘플 길이(mm)
L3 : 170℃ 일 때 샘플 길이(mm)
물에 대한 접촉각(물 접촉각)
JIS R3257에 준거하여 접촉각 측정기(Kyowa Inter face Science 사제, FACECA-W)를 이용하여 이형층 A 등의 표면의 물 접촉각을 측정했다.
(인장 탄성률)
인장 탄성률의 측정 방법
JIS K7127에 준거하여, 23℃, 120℃, 170℃에서의 인장 탄성률을 구했다.
측정 조건: 인장 모드
측정 방향: 필름의 세로(MD) 방향(필름 반송 방향)
(표면 고유 저항값)
얻어진 이형 필름에서 잘라낸 10×10 cm의 시험편을 온도 23℃, 습도 50% RH에서 24시간 보관하였다. 그 후, Advantest 사제 디지털 초고저항/미량전류계(8340A) 및 레지스티비티 챔버(R12704)를 사용하여 인가 전압을 0.10V, 온도 23℃, 습도 50% RH에서 측정했다.
(재의 부착 시험)
이형 필름의 대전 방지성은, 20℃, 50% RH의 조건 하에서 이형 필름을 폴리에스테르 섬유의 천으로 10회 마찰한 후, 재의 부착을 조사하여,
부착 없음: ○
부착이 현저함: ×
로 하였다.
(융점(Tm), 결정 융해 열량)
시차주사열량계(DSC)로 TA 인스투르먼트 사의 Q100를 사용하여 중합체 시료 약 5 mg을 정칭하고 JISK7121에 준거하여 질소 가스 유입량: 50 ml/min의 조건으로 25℃에서부터 가열 속도: 10℃/min으로 280℃까지 승온하여 열 융해 곡선을 측정하고, 얻어진 열 융해 곡선으로부터 시료의 융점(Tm) 및 결정 융해 열량을 구했다.
(이형성)
각 실시예/참고예로 제작한 공정용 이형 필름을, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상형 및 하형 사이에 10N의 장력을 인가한 상태에서 배치한 후, 상형의 파팅면에 진공 흡착시켰다. 이어서, 반도체 칩을 덮도록 기판 상에 밀봉 수지를 충전한 후 기판에 고정된 반도체 칩을 하형에 배치하고 몰드 클로징하였다. 이때, 성형 금속 거푸집의 온도(성형 온도)를 120℃, 성형 압력을 10 Mpa, 성형 시간을 400초로 하였다. 그리고, 도 3c에 도시된 바와 같이 반도체 칩을 밀봉 수지로 밀봉한 후, 수지 밀봉된 반도체 칩(반도체 패키지)을 이형 필름으로부터 이형하였다.
이형 필름의 이형성을 다음의 기준으로 평가했다.
◎ : 이형 필름이 금속 거푸집의 개방과 동시에 자연스럽게 벗겨짐
○ : 이형 필름은 자연스럽게는 벗겨지지는 않지만, 손으로 당기면 (장력을 가하면) 쉽게 벗겨짐.
× : 이형 필름이 반도체 패키지의 수지 밀봉면에 밀착하고 있어 손으로 벗겨지지 않음
(주름)
상기 공정에서 이형을 실시한 후, 이형 필름 및 반도체 패키지의 수지 밀봉 표면의 주름 상태를 다음의 기준으로 평가했다.
◎ : 이형 필름 및 반도체 패키지 중 어느 것에도 주름이 전혀 없음
○ : 이형 필름에 약간 주름이 있지만, 반도체 패키지로의 주름 전사는 없음
× : 이형 필름은 물론 반도체 패키지에도 다수의 주름이 있음
(성형품의 외관)
상기 공정에서 이형을 실시한 후, 이형 필름 및 반도체 패키지의 수지 밀봉면의 모양을 다음과 같은 기준으로 평가했다.
◎ : 이형 필름 및 반도체 패키지 중 어느 것에도 주름이 전혀 없고, 반도체 패키지 외주부의 거스러미도 전혀 없음
○ : 이형 필름 및 반도체 패키지 중 어느 것에도 주름이 전혀 없거나 또는 약간의 주름이 있고 반도체 패키지 외주부에 약간 거스러미가 있음
× : 이형 필름은 물론 반도체 패키지에 다수의 주름 있거나, 반도체 패키지 외주부에 거스러미가 많음
(금속 거푸집 추종성)
상기 공정에서 이형을 수행했을 때의 이형 필름의 금속 거푸집 추종성을 다음의 기준으로 평가했다.
◎ : 반도체 패키지에 수지 흠집(수지가 충전되지 않는 부분)이 전혀 없음
○ : 반도체 패키지 단부(edge)에 수지 흠집이 약간 있음(그러나 주름에 의한 흠집은 제외)
×: 반도체 패키지 단부에 수지 흠집이 많이 있음(그러나 주름에 의한 흠집은 제외)
[실시예 3-1]
내열 수지층 3B로써, 두께 12 μm의 이축 연신 PET(polyethylene terephthalate) 필름(Toray 주식회사제, 제품명: Lumirror S10)을 사용했다. 상기 이축 연신 PET 필름의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율은 세로(MD) 방향에서 -0.3%, 가로(TD) 방향에서 -0.3%이었다. 또한 상기 이축 연신 PET 필름의 융점은 258℃이고, 결정 융해 열량은 39.4 J/g이었다.
이형층 3A 및 3A'로써, 무연신의 4-메틸-1-펜텐 공중합 수지 필름을 사용했다. 구체적으로는, Mitsui Chemicals 주식회사제 4-메틸-1-펜텐 공중합 수지(제품명: TPX 브랜드명: MX022)을 270℃에서 용융 압출하여 T형 다이의 슬릿 폭을 조정함으로써 두께 15 μm의 무연신 필름을 성막한 것을 사용했다.
무연신의 4-메틸-1-펜텐 공중합 수지 필름은 한쪽 필름 표면이, JIS R3257에 따른 물 접촉각이 30° 이상인 경우 30 이하가 되도록, 접착제에 의한 접착성 향상 관점에서 코로나 처리를 실시했다.
상기 4-메틸-1-펜텐 공중합 수지 필름의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율은 세로(MD) 방향에서 6.5%, 가로(TD) 방향에서 3.1%이었다.
(접착제)
각 필름을 붙여 맞추는 드라이 라미네이트 공정에서 사용하는 접착제로는 하기의 우레탄계 접착제 A를 사용하였다.
[우레탄계 접착제 A]
주요제제: TAKELAC A-616 (Mitsui Chemicals 사제). 경화제: TAKENATE A-65 (Mitsui Chemicals 사제). 주요제제 및 경화제의 질량비(주요제제 : 경화제)이 16 : 1이 되도록 혼합하고 희석제로 에틸 아세테이트를 사용하였다.
(이형 필름의 제조)
이축 연신 PET(polyethylene terephthalate) 필름의 한쪽 면에 그라비아 코트로 우레탄계 접착제 A를 1.5 g/m2로 코팅하고 무연신의 4-메틸-1-펜텐 공중합 수지 필름의 코로나 처리면을 드라이 라미네이트로 접합한 후, 이어서 이 라미네이트 필름의 이축 연신 PET(polyethylene terephthalate) 필름면의 측에 우레탄계 접착제 A를 1.5 g/m2로 코팅하고 무연신의 4-메틸-1-펜텐 공중합 수지 필름의 코로나 처리면을 드라이 라미네이트로 접합하여 5층 구조(이형층 3A/접착층/내열 수지층 3B/접착층/이형층 3A') 공정용 이형 필름을 얻었다.
드라이 라미네이트 조건은, 기재의 폭 900 mm, 반송 속도 30 m/min, 건조 온도 50~60℃, 라미네이트의 롤 온도 50℃, 롤 압력 3.0 Mpa로 하였다.
상기 공정용 이형 필름의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율은 세로(MD) 방향에서 2.1%, 가로(TD) 방향에서 1.5%이었다.
이형성, 주름 및 금속 거푸집 추종성 평가 결과를 표 3-1에 나타내었다. 이형 필름이, 금속 거푸집의 개방과 동시에 자연스럽게 벗겨지는 좋은 이형성을 보였으며 이형 필름 및 반도체 패키지 중 어느 것에도 주름이 전혀 없고, 즉 주름이 충분히 억제되어 반도체 패키지 수지 흠집이 전혀 없는 좋은 금속 거푸집 추종성을 보여주었다. 즉, 실시예 3-1의 공정용 이형 필름은 이형성, 주름의 억제 및 금속 거푸집 추종성이 좋은 공정용 이형 필름이었다.
[실시예 3-2~3-9]
표 3-1에 나타내는 조합 표 3-1 기재의 각 필름을 이형층 3A 및 3A', 및 내열 수지층 3B로 사용한 것을 제외하고는 실시예 3-1과 동일한 방법으로 공정용 이형 필름을 제작하여, 밀봉, 이형을 수행하고 특성을 평가했다. 결과를 표 3-1에 나타내었다.
일부에서 주름의 억제 또는 금속 거푸집 추종성이 실시예 3-1에 미치지 않는 것도 있었지만, 어느 실시예도 이형성, 주름의 억제 및 금속 거푸집 추종성이 높은 수준에서 균형된 양호한 공정용 이형 필름이었다.
또한, 표에 기재된 각 필름의 자세한 내용은 다음과 같다.
(3A1) 무연신 4MP-1 (TPX) 필름
Mitsui Chemicals 주식회사제 4-메틸-1-펜텐 공중합 수지(제품명: TPX 브랜드명: MX022)을 이용하여 두께 15 μm의 무연신 필름을 성막한 것. (융점: 229℃, 결정 융해 열량: 21.7 J/g)
(3A2) 무연신 4MP-1 (TPX) 필름
Mitsui Chemicals 주식회사제 4-메틸-1-펜텐 공중합 수지(제품명: TPX 브랜드명: DX818)을 이용하여 두께 15 μm의 무연신 필름을 성막한 것. (융점: 235℃, 결정 융해 열량: 28.1 J/g)
(3A3) 무연신 4MP-1 (TPX) 필름
Mitsui Chemicals 주식회사제 4-메틸-1-펜텐 공중합 수지(제품명: TPX 브랜드명: MX022)을 이용하여 두께 50 μm의 무연신 필름을 성막한 것. (융점: 229℃, 결정 융해 열량: 21.7 J/g)
(3B1) 2축 연신 PET 필름
두께 12 μm의 이축 연신 PET(polyethylene terephthalate) 필름(Toray 주식회사제, 제품명: Lumirror S10) (융점: 258℃, 결정 융해 열량: 39.4 J/g)
(3B2) 2축 연신 나일론 필름
두께 15 μm의 이축 연신 나일론 필름(KOHJIN Film&Chemicals 주식회사제, 제품명: bonyl RX) (융점: 212℃, 결정 융해 열량: 53.1 J/g)
(3B3) 2축 연신 나일론 필름
두께 15 μm의 이축 연신 나일론 필름(Idemitsu Unitech 주식회사제, 제품명: unilon S330) (융점: 221℃, 결정 융해 열량: 60.3 J/g)
(3B4) 2축 연신 폴리프로필렌 필름
두께 20 μm의 이축 연신 폴리프로필렌 필름(Mitsui Chemicals Tohcello 주식회사제, 제품명: U-2) (융점: 160℃, 결정 융해 열량: 93.3 J/g)
(3B5) 무연신 나일론 필름
두께 20 μm의 무연신 나일론 필름(Mitsubishi Plastics 주식회사제, 제품명: 다이나미론 C) (융점: 220℃, 결정 융해 열량: 39.4 J/g)
(3B6) 2축 연신 PET 필름
두께 25 μm의 2축 연신 PET 필름(Teijin dupont films 주식회사제, 제품명: FT3PE) (융점: 214℃, 결정 융해 열량: 40.3 J/g)
(3B7) 무연신 폴리부틸렌 테레프탈레이트 필름
Mitsubishi Engineering-Plastics 주식회사제의 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지(브랜드명: 5020)를 이용하여 두께 20 μm의 무연신 필름을 성막한 것. (융점: 223℃, 결정 융해 열량: 49.8 J/g)
(3B8) 무연신 폴리부틸렌 테레프탈레이트 필름
Mitsubishi Engineering-Plastics 주식회사제의 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지(브랜드명: 5505S)를 이용하여 두께 20 μm의 무연신 필름을 성막한 것. (융점: 219℃, 결정 융해 열량: 48.3 J/g)
(3B9) 무연신 폴리부틸렌 테레프탈레이트 필름
Mitsubishi Engineering-Plastics 주식회사제의 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지(브랜드명: 5020)를 이용하여 두께 50 μm의 무연신 필름을 성막한 것. (융점: 223℃, 결정 융해 열량: 49.8 J/g)
(3B10) 무연신 폴리부틸렌 테레프탈레이트 필름
Mitsubishi Engineering-Plastics 주식회사제의 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지 (브랜드명: 5505S)를 이용하여 두께 50 μm의 무연신 필름을 성막한 것. (융점: 219℃, 결정 융해 열량: 48.3 J/g)
[참고예 3-1~3-3]
표 3-1에 나타낸 필름 3A3, 3B9 및 3B10을 각각 단독으로 공정용 이형 필름으로써 사용하여, 실시예 3-1과 동일한 방법으로 밀봉, 이형을 수행하고 공정용 이형 필름의 특성을 평가했다.
어느 참고예도, 종합적으로 실시예에 미치지 못하는 성능에 머물렀으며 특히 주름의 발생을 억제할 수 없었다.
[실시예 3-10~3-14]
표 3-2에 나타낸 조합으로 표 3-2에 기재된 각 필름을 이형층 3A 및 3A', 및 내열 수지층 3B로 한 이형 필름을 이용하여, 실시예 3-1과 동일한 방법으로 공정 이형 필름을 제작하고, 밀봉, 이형을 수행하고 특성을 평가했다.
도 4에 나타난 바와 같이, 이형 필름을 상형 및 하형 사이에 20N의 장력을 인가한 상태에서 배치한 후, 상형의 파팅면에 진공 흡착시켰다. 이어서, 반도체 칩을 덮도록 기판 상에 밀봉 수지를 충전한 후 기판에 고정된 반도체 칩을 하형에 배치하고 몰드 클로징하였다. 이때, 금속 거푸집의 온도(성형 온도)를 170℃, 성형 압력을 10 Mpa, 성형 시간을 100초로 했다. 그리고, 도 3c에 도시된 바와 같이 반도체 칩을 밀봉 수지로 밀봉한 후, 수지 밀봉된 반도체 칩(반도체 패키지)을 이형 필름으로부터 이형하였다. 결과를 표 3-2에 나타내었다.
일부에서 금속 거푸집 추종성이 실시예 3-1에 미치지 않는 것도 있었지만, 어떤 실시예도 이형성, 주름의 억제 및 금속 거푸집 추종성이 높은 수준으로 균형된 양호한 공정용 이형 필름이며, 특히 실시예 3-11 내지 3-13은 이형성, 주름의 억제 및 금속 거푸집 추종성이 좋은 공정용 이형 필름이었다.
[참고예 3-4~3-6]
표 3-2에 나타낸 조합으로 표 3-2에 기재된 각 필름을 이형층 3A 및 3A', 및 내열 수지층 3B로 사용한 것을 제외하고는 실시예 3-10 내지 3-14과 동일하게 하여 공정용 이형 필름을 제작하고, 밀봉, 이형을 수행하고 특성을 평가하였다. 결과를 표 3-2에 나타내었다.
이형성 및 금속 거푸집 추종성은 실시예와 마찬가지로 좋았지만, 주름의 발생을 억제할 수 없었다.
[참고예 3-7~3-10]
표 3-2에 나타낸 필름 3A1, 3A2, 3B9 및 3B10을 각각 단독으로 공정용 이형 필름으로 사용하여, 실시예 3-10 내지 3-14와 동일하게 하여 밀봉, 이형을 실시하고 공정용 이형 필름의 특성을 평가했다.
어느 참고예도, 종합적으로 각 실시예에 미치지 못하는 성능에 머물렀으며 특히 주름의 발생을 억제할 수 없었다.
[실시예 4-1]
내열 수지층 4B의 기재 4B0a로써, 두께 12 μm의 이축 연신 PET(polyethylene terephthalate) 필름(Toray 주식회사제, 제품명: Lumirror S10)을 사용했다.
대전 방지 수지 4a로써, PEDOT 폴리티오펜계 수지(kakensangyo 사제, 제품명: MC-200)를 사용하여 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층을 형성했다. 보다 구체적으로는, 대전 방지 수지 4a를 내열 수지층 4B의 기재 4B0a의 한쪽 면에 0.1 g/m2의 도포량으로 코팅하고 건조하여 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 4B1a을 형성했다.
상기에서 얻어진 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층을 부여한 이축 연신 PET 필름(내열 수지층 4Ba)의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율은 세로(MD) 방향에서 -0.1%, 가로(TD) 방향에서 0.6%였다. 또한 상기 이축 연신 PET 필름의 융점은 258℃이고, 결정 융해 열량은 39.4 J/g이었다.
이형층 4A 및 4A'으로써, 무연신의 4-메틸-1-펜텐 공중합 수지 필름 4Aa(4A'a)을 사용했다. 구체적으로는, Mitsui Chemicals 주식회사제 4-메틸-1-펜텐 공중합 수지(제품명: TPX 브랜드명: MX022)을 이용하여 두께 15 μm의 무연신 필름을 성막한 것을 사용했다. (융점: 229℃, 결정 융해 열량: 21.7 J/g)
무연신의 4-메틸-1-펜텐 공중합 수지 필름은 한쪽 필름 표면이 JIS R3257에 따른 물 접촉각이 30° 이상인 경우 30 이하가 되도록 접착제에 의한 접착성 향상 관점에서 코로나 처리를 실시했다.
상기 4-메틸-1-펜텐 공중합 수지 필름 4Aa의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율은 세로(MD) 방향에서 6.5%, 가로(TD) 방향에서 3.1%이었다.
(접착제)
각 필름을 붙여 맞추는 드라이 라미네이트 공정에서 사용하는 접착제로는 하기의 우레탄계 접착제 α를 사용하였다.
[우레탄계 접착제 α]
주요제제: TAKELAC A-616 (Mitsui Chemicals 사제). 경화제 : TAKENATE A-65 (Mitsui Chemicals 사제). 주요제제 및 경화제를 질량비(주요제제 : 경화제)가 16 : 1이 되도록 혼합하고 희석제로 에틸 아세테이트를 사용하였다.
(이형 필름의 제조)
상기 대전 방지층을 부여한 이축 연신 PET 필름(내열 수지층 4Ba)의 한쪽면에 그라비아 코트로 우레탄계 접착제 α를 1.5 g/m2로 코팅하고 무연신의 4-메틸-1-펜텐 공중합 수지 필름 4Aa의 코로나 처리면을 드라이 라미네이트로 접합한 후, 이어서 이 라미네이트 필름의 이축 연신 PET 필름면 측에 우레탄계 접착제 α를 1.5 g/m2에서 도공하고 무연신의 4-메틸-1-펜텐 공중합 수지 필름 4A'a의 코로나 처리면을 드라이 라미네이트로 접합하여 5층 구조(이형층 4A/접착층/내열 수지층 4B/접착층/이형층 4A') 공정용 이형 필름을 얻었다.
드라이 라미네이트 조건은, 기재의 폭 900 mm, 반송 속도 30 m/min, 건조 온도 50~60℃, 라미네이트의 롤 온도 50℃, 롤 압력 3.0 Mpa로 하였다.
상기 공정용 이형 필름의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율은 세로(MD) 방향에서 1.0%, 가로(TD) 방향에서 1.4%였다.
인장 탄성률, 이형성, 성형품의 외관 금속 거푸집 추종성 표면 고유 저항값 및 재의 부착 시험의 평가 결과를 표 4-1에 나타내었다. 이형 필름이 금속 거푸집의 개방과 동시에 자연스럽게 벗겨지는 좋은 이형성을 보였으며, 이형 필름 및 반도체 패키지 어느 것에도 주름이나 거스러미가 전혀 없고, 즉 주름이 충분히 억제되어 반도체 패키지에 수지 흠집이 전혀 없는 좋은 금속 거푸집 추종성을 보여 주었다. 즉, 실시예 4-1의 공정용 이형 필름은 이형성, 성형품의 외관 및 금속 거푸집 추종성이 좋은 공정용 이형 필름이었다. 또한 재의 부착은 인정되지 않았다.
[실시예 4-2~4-9]
표 4-1에 나타낸 필름 구성이 되도록 한 것을 제외하고는 실시예 4-1과 동일한 방법으로 공정용 이형 필름을 제작하고, 밀봉, 이형을 수행하고 특성을 평가했다. 결과를 표 4-1에 나타내었다.
또한, 표 4-1에 기재된 고분자계 대전 방지제 4b 내지 4e 및 이를 포함하는 층 4B1b 내지 4B1e 대한 자세한 내용은 다음과 같다.
대전 방지 수지 4b로, PEDOT 폴리티오펜계 수지(CHUKYO YUSHI 사제, 제품명: S-495)를 사용하여 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층을 형성했다. 보다 구체적으로는, 대전 방지 수지 4b를 내열 수지층 4B의 기재 4B0a 등의 한쪽 면에 0.3 g/m2의 도포량으로 코팅하고 건조하여 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 4B1b 을 형성했다. 상기에서 얻어진 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층을 부여한 이축 연신 PET 필름의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율은 표 4-1에 나타낸 결과이다.
대전 방지 수지 4c로, PEDOT 폴리티오펜계 수지(NAGASE 산업 사제, 제품명: P-530RL)를 사용하여 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층을 형성했다. 보다 구체적으로는, 대전 방지 수지 4c를 내열 수지층 4B의 기재 4B0a 등의 한쪽 면에 0.1 g/m2의 도포량으로 코팅하고 건조하여 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 4B1c 을 형성했다. 상기에서 얻어진 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층을 부여한 이축 연신 PET 필름의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율은 표 4-1에 나타낸 결과이다.
대전 방지 수지 4d로, 4급 암모늄염 함유 수지(Taisei Fine Chemical 사제, 제품명: 1SX-1090)를 사용하여 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층을 형성했다. 보다 구체적으로는, 대전 방지 수지 4d를 내열 수지층 4B의 기재 4B0a 등의 한쪽 면에 0.4 g/m2의 도포량으로 코팅하고 건조하여 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 4B1d 을 형성했다. 상기에서 얻어진 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층을 부여한 이축 연신 PET 필름의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율은 표 4-1에 나타낸 결과이다.
대전 방지 수지 4e로, 음이온계 합성 점토 광물 함유 폴리에스테르계 수지(TAKAMATSU Oil&Fat 사제, 제품명: ASA-2050)를 사용하여 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층을 형성했다. 구체적으로는, 대전 방지 수지 4e를 내열 수지층 4B의 기재 4B0a 등의 한쪽 면에 0.4 g/m2의 도포량으로 코팅하고 건조하여 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 4B1e을 형성했다.
음이온계 합성 점토 광물 함유 폴리에스테르계 수지(TAKAMATSU Oil&Fat 사제, 제품명: ASA-2050)를 사용하여 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층을 형성했다. 구체적으로는, 대전 방지 수지 4e를 내열 수지층 4B의 기재 4B0a 등의 한쪽 면에 0.4 g/m2의 도포량으로 코팅하고 건조하여 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 4B1e을 형성했다. 상기에서 얻어진 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층을 부여한 이축 연신 PET 필름의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율, 물 접촉각 등의 시험 항목 및 평가 결과는 표 4- 1에 나타내는 대로 였다.
어느 실시예도 이형성, 성형품의 외관, 금속 거푸집 추종성 및 재의 부착 시험의 모든 시험 항목에서 양호하며 성능면에서 균형 잡힌 공정용 이형 필름이었다.
또한, 표 4-1에 기재된 각 필름의 자세한 내용은 다음과 같다.
(4Aa) 무연신 4MP-1 (TPX) 필름
Mitsui Chemicals 주식회사제 4-메틸-1-펜텐 공중합 수지(제품명: TPX 브랜드명: MX022)을 이용하여 두께 15 μm의 무연신 필름을 성막한 것. (융점: 229℃, 결정 융해 열량: 21.7 J/g)
(4Ab) 무연신 4MP-1 (TPX) 필름
Mitsui Chemicals 주식회사제 4-메틸-1-펜텐 공중합 수지(제품명: TPX 브랜드명: MX022)을 이용하여 두께 50 μm의 무연신 필름을 성막한 것. (융점: 229℃, 결정 융해 열량: 21.7 J/g)
(4B0a) 2축 연신 PET 필름
두께 12 μm의 이축 연신 PET(polyethylene terephthalate) 필름 (Toray 주식회사제, 제품명: Lumirror S10) (융점: 258℃, 결정 융해 열량: 39.4 J/g)
(4B0b) 2축 연신 나일론 필름
두께 15 μm의 이축 연신 나일론 필름(KOHJIN Film&Chemicals 주식회사제, 제품명: bonyl RX) (융점: 212℃, 결정 융해 열량: 53.1 J/g)
(B0c) 2축 연신 폴리프로필렌 필름
두께 20 μm의 이축 연신 폴리프로필렌 필름(Mitsui Chemicals Tohcello 주식회사제, 제품명: U-2) (융점: 160℃, 결정 융해 열량: 93.3 J/g)
(4B0d) 무연신 나일론 필름
두께 20 μm의 무연신 나일론 필름(Mitsubishi Plastics 주식회사제, 제품명: 다이나미론 C) (융점: 220℃, 결정 융해 열량: 39.4 J/g)
(4B0e) 무연신 폴리부틸렌 테레프탈레이트 필름
Mitsubishi Engineering-Plastics 주식회사 제의 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지(브랜드명: 5505S)를 이용하여 두께 20 μm의 무연신 필름을 성막한 것. (융점: 219℃, 결정 융해 열량: 48.3 J/g)
(4B0f) 무연신 폴리부틸렌 테레프탈레이트 필름
Mitsubishi Engineering-Plastics 주식회사 제의 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지(브랜드명: 5505S)를 이용하여 두께 50 μm의 무연신 필름을 성막한 것. (융점: 219℃, 결정 융해 열량: 48.3 J/g)
[참고예 4-1~4-3]
표 4-1에 나타낸 필름 구성이 되도록 한 것을 제외하고는 실시예 4-1과 동일하게 하여 밀봉, 이형을 수행하고 공정용 이형 필름의 특성을 평가했다.
어느 참고예도, 종합적으로 실시예에 미치지 못하는 성능에 머물렀고 특히 재의 부착 시험 결과는 열등했다. 또한 외관은 참고예 4-1을 제외하고 좋은 결과를 얻을 수 없었다.
[실시예 4-10~4-17]
표 4-2에 나타낸 조합으로 표 4-2에 기재된 각 필름을 이형층 4A 및 4A', 및 내열 수지층 4B로 한 것을 제외하고는 실시예 4-1과 동일한 방법으로 공정용 이형 필름을 제작하였고, 밀봉, 이형을 수행하여 특성을 평가했다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 이형 필름을 상형 및 하형 사이에 20N의 장력을 인가한 상태에서 배치한 후, 상형의 파팅면에 진공 흡착시켰다. 이어서, 반도체 칩을 덮도록 기판 상에 밀봉 수지를 충전한 후 기판에 고정된 반도체 칩을 하형에 배치하고 몰드 클로징하였다. 이때, 성형 금속 거푸집의 온도(성형 온도)를 170℃, 성형 압력을 10 Mpa, 성형 시간을 100초로 하였다. 그리고, 도 3c에 도시된 바와 같이 반도체 칩을 밀봉 수지로 밀봉한 후, 수지 밀봉된 반도체 칩(반도체 패키지)을 이형 필름으로부터 이형하였다. 결과를 표 4-2에 나타내었다.
어느 실시예도 170℃의 고온 영역의 평가임에도 불구하고, 이형성, 성형품의 외관, 금속 거푸집 추종성 및 재의 부착 시험의 모든 시험 항목에서 양호하였고, 성능면에서 균형잡힌 공정용 이형 필름이었다. 특히 실시예 4-15 내지 4-17은 이형성, 성형품의 외관, 금속 거푸집 추종성 및 재의 부착 시험 결과가 좋은 공정용 이형 필름이었다.
[참고예 4-4~4-9]
표 4-2에 나타낸 필름 구성이 되도록 한 것을 제외하고는 실시예 4-10 내지 4-17과 동일하게 하여 공정용 이형 필름을 제작하고, 밀봉, 이형을 수행하여 특성을 평가하였다. 결과를 표 4-2에 나타내었다.
어느 참고예도, 종합적으로 각 실시예에 미치지 못하는 성능에 머물렀으며 특히 성형품의 외관 및 재의 부착 시험 모두에서 좋은 결과를 얻은 것은 없었다.
또한, 표 4-2에 기재된 각 필름의 자세한 내용은 표 4-1에 기재된 각 필름에 대하여 상기에서 설명한 것과 동일하다.
표 4-2에만 기재된 내열 수지층의 기재 4B0g 및 4B0h 대한 자세한 내용은 다음과 같다.
(4B0g) 2축 연신 나일론 필름
두께 15 μm의 이축 연신 나일론 필름(Idemitsu Unitech 주식회사제, 제품명: unilon S330) (융점: 221℃, 결정 융해 열량: 60.3 J/g)
(4B0h) 2축 연신 PET 필름
두께 25 μm의 2축 연신 PET 필름(Teijin dupont films 주식회사제, 제품명: FT3PE) (융점: 214℃, 결정 융해 열량: 40.3 J/g)
본원 제 1 발명의 공정용 이형 필름은 종래 기술에서는 실현할 수 없었던 높은 수준의 이형성, 주름의 억제 및 금속 거푸집 추종성을 겸비하기 때문에 이를 이용하는 것으로부터 반도체 칩 등을 수지 밀봉 등 하여 얻어지는 성형품을 쉽게 이형할 수 있으며, 주름이나 흠집 등의 외관 불량이 없는 성형품을 높은 생산성으로 제조할 수 있다는 실용상 높은 가치를 갖는 기술적 효과를 가져올 것이며, 반도체 공정 산업을 비롯한 산업의 각 분야에서 높은 이용 가능성이 있다.
또한, 본원 제 1 발명의 공정용 이형 필름은 반도체 패키지뿐만 아니라 섬유 강화 플라스틱 성형 공정, 플라스틱 렌즈 성형 공정 등의 각종 금속 거푸집 성형에도 사용할 수 있기 때문에 반도체 산업 이외의 금속 거푸집 성형을 수행하는 산업의 각 분야에서도 높은 이용 가능성이 있다.
본원 제 2 발명의 공정용 이형 필름은 종래 기술에서는 실현할 수 없었던 높은 수준의 이형성, 외관 불량의 억제 및 금속 거푸집 추종성을 겸비하기 때문에 이를 이용함으로써 반도체 칩 등을 수지 밀봉 등 하여 얻어지는 성형품을 쉽게 이형할 수 있으며, 주름이나 흠집, 형상 이상(거스러미, 이물질 부착 등) 등의 외관 불량이 없는 성형품을 높은 생산성으로 제조할 수 있다는 실용상 높은 가치를 갖는 기술적인 효과를 가져올 것이며, 반도체 공정 산업을 비롯한 산업의 각 분야에서 높은 이용 가능성이 있다.
또한, 본원 제 2 발명의 공정용 이형 필름은 반도체 패키지뿐만 아니라 섬유 강화 플라스틱 성형 공정, 플라스틱 렌즈 성형 공정 등의 각종 금속 거푸집 성형에도 사용할 수 있기 때문에 반도체 산업 이외의 금속 거푸집 성형을 수행하는 산업의 각 분야에서도 높은 이용 가능성이 있다.
본원 제 3 발명의 공정용 이형 필름은 종래 기술에서는 실현할 수 없었던 높은 수준의 이형성, 주름의 억제 및 금속 거푸집 추종성을 겸비하기 때문에 이를 이용함으로써 반도체 칩 등을 수지 밀봉 등 하여 얻어지는 성형품을 쉽게 이형할 수 있으며, 주름이나 흠집 등의 외관 불량이 없는 성형품을 높은 생산성으로 제조할 수 있다는 실용상 높은 가치를 갖는 기술적 효과를 가져올 것이며, 반도체 공정 산업을 비롯한 산업의 각 분야에서 높은 이용 가능성이 있다.
또한, 본원 제 3 발명의 공정용 이형 필름은 반도체 패키지뿐만 아니라 섬유 강화 플라스틱 성형 공정, 플라스틱 렌즈 성형 공정 등의 각종 금속 거푸집 성형에도 사용할 수 있기 때문에 반도체 산업 이외의 금속 거푸집 성형을 수행하는 산업의 각 분야에서도 높은 이용 가능성이 있다.
본원 제 4 발명의 공정용 이형 필름은 종래 기술에서는 실현할 수 없었던 높은 수준의 이형성, 주름의 억제 및 금속 거푸집 추종성을 겸비하기 때문에 이를 이용함으로써 반도체 칩 등을 수지 밀봉 등 하여 얻어지는 성형품을 쉽게 이형할 수 있으며, 주름이나 흠집 등의 외관 불량이 없는 성형품을 높은 생산성으로 제조할 수 있다는 실용상 높은 가치를 갖는 기술적 효과를 가져올 것이며, 반도체 공정 산업을 비롯한 산업의 각 분야에서 높은 이용 가능성이 있다.
또한, 본원 제 4 발명의 공정용 이형 필름은 반도체 패키지뿐만 아니라 섬유 강화 플라스틱 성형 공정, 플라스틱 렌즈 성형 공정 등의 각종 금속 거푸집 성형에도 사용할 수 있기 때문에 반도체 산업 이외의 금속 거푸집 성형을 수행하는 산업의 각 분야에서도 높은 이용 가능성이 있다.
1,1-2,1-3 : 이형 필름
2 : 상부 금속 거푸집
3 : 흡인구
4 : 밀봉 수지
4-2 : 반도체 패키지
5 : 하부 금속 거푸집
6 : 반도체 칩
7 : 기판
8 : 성형 금속 거푸집
10,20,22 : 이형 필름
12 : 내열 수지층 1B, 2B, 3B, 4B
14 : 접착층
16,16A : 이형층 1A, 2A, 3A, 4A
16B : 이형층 1A'2A'3A'4A'
24,26 : 롤
28 : 성형 금속 거푸집
30 : 상부 거푸집
32 : 하부 거푸집
34 : 반도체 칩
34A : 기판
36 : 밀봉 수지
40,44 : 반도체 패키지
2 : 상부 금속 거푸집
3 : 흡인구
4 : 밀봉 수지
4-2 : 반도체 패키지
5 : 하부 금속 거푸집
6 : 반도체 칩
7 : 기판
8 : 성형 금속 거푸집
10,20,22 : 이형 필름
12 : 내열 수지층 1B, 2B, 3B, 4B
14 : 접착층
16,16A : 이형층 1A, 2A, 3A, 4A
16B : 이형층 1A'2A'3A'4A'
24,26 : 롤
28 : 성형 금속 거푸집
30 : 상부 거푸집
32 : 하부 거푸집
34 : 반도체 칩
34A : 기판
36 : 밀봉 수지
40,44 : 반도체 패키지
Claims (86)
- 이형층 1A 및 내열 수지층 1B를 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름으로서,
상기 이형층 1A의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°이며,
상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하인, 상기 공정용 이형 필름.
- 제 1항에 있어서, 상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율의 합이 6% 이하인, 공정용 이형 필름.
- 이형층 1A 및 내열 수지층 1B를 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름으로서,
상기 이형층 1A의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°이며,
상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 4% 이하인, 상기 공정용 이형 필름.
- 제 3항에 있어서, 상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율의 합이 7% 이하인, 공정용 이형 필름.
- 제 1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내열 수지층 1B 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하인, 공정용 이형 필름.
- 제 5항에 있어서, 상기 내열 수지층 1B 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율의 합이 6% 이하인, 공정용 이형 필름.
- 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내열 수지층 1B 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하인, 공정용 이형 필름.
- 제 7항에 있어서, 상기 내열 수지층 1B 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율의 합이 4% 이하인, 공정용 이형 필름.
- 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이형층 1A가, 불소수지, 4-메틸-1-펜텐(공)중합체(4-methyl-1-pentene(co)polymer) 및 폴리스티렌계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 수지를 포함하는, 공정용 이형 필름.
- 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내열 수지층 1B가 연신 필름(stretch film)을 포함하는, 공정용 이형 필름.
- 제 10항에 있어서, 상기 연신 필름은 연신 폴리에스테르 필름, 연신 폴리아미드 필름 및 연신 폴리프로필렌 필름으로 이루어진 군에서 선택되는, 공정용 이형 필름.
- 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내열 수지층 1B의, JISK7221에 준거한 시차주사열량계(differential scanning calorimetry; DSC)에 의해 측정된 제1회 승온 공정에서의 결정 융해 열량이 15 J/g 이상, 60 J/g 이하인, 공정용 이형 필름.
- 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적층 필름이 이형층 1A'를 추가적으로 갖고, 또한 상기 이형층 1A, 상기 내열 수지층 1B 및 상기 이형층 1A'를 순차적으로 포함하고,
상기 이형층 1A'의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°인, 공정용 이형 필름.
- 제 13항에 있어서, 상기 이형층 1A 및 상기 이형층 1A' 중 적어도 하나가 불소수지, 4-메틸-1-펜텐(공)중합체 및 폴리스티렌계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 수지를 포함하는, 공정용 이형 필름.
- 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 열경화성 수지에 의한 밀봉 공정에 사용하는, 공정용 이형 필름.
- 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 반도체 밀봉 공정에 사용하는, 공정용 이형 필름.
- 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유 강화 플라스틱 성형 공정 또는 플라스틱 렌즈 성형 공정에 사용하는, 공정용 이형 필름.
- 수지 밀봉 반도체의 제조 방법으로서,
성형 금속 거푸집 내 소정 위치에 수지 밀봉된 반도체 장치를 배치하는 공정과,
상기 성형 금속 거푸집 내면에, 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 반도체 밀봉 공정용 이형 필름을, 상기 이형층 1A가 상기 반도체 장치와 대향(facing)하도록 배치하는 공정과,
상기 성형 금속 거푸집을 몰드 클로징(mold closing)한 후, 상기 반도체 장치 및 상기 반도체 밀봉 공정용 이형 필름과의 사이에 밀봉 수지를 주입 성형하는 공정,
을 갖는, 상기 수지 밀봉 반도체의 제조 방법.
- 수지 밀봉 반도체의 제조 방법으로서,
금속 거푸집 내 소정 위치에 수지 밀봉된 반도체 장치를 배치하는 공정과,
상기 금속 거푸집 내면에, 제 13항의 반도체 밀봉 공정용 이형 필름을, 상기 이형층 1A'가 상기 반도체 장치와 대향하도록 배치하는 공정과,
상기 금속 거푸집을 몰드 클로징한 후, 상기 반도체 장치 및 상기 반도체 밀봉 공정용 이형 필름 사이에 밀봉 수지를 주입 성형하는 공정,
을 갖는, 상기 수지 밀봉 반도체의 제조 방법.
- 이형층 2A 및 내열 수지층 2B를 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름으로서,
상기 적층 필름의, 이형층 2A의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°이며, 표면 고유 저항값이 1×1013Ω/□ 이하이고,
상기 내열 수지층 2B가, 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 2B1을 포함하며,
상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하인, 상기 공정용 이형 필름.
- 제 20항에 있어서, 상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율의 합이 6% 이하인, 공정용 이형 필름.
- 이형층 2A 및 내열 수지층 2B를 포함하는 적층 필름인 공정용 이형 필름으로서,
상기 적층 필름의, 이형층 2A의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°이며, 표면 고유 저항값이 1×1013Ω/□ 이하이고,
상기 내열 수지층 2B가, 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 2B1을 포함하고,
상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 4% 이하인, 상기 공정용 이형 필름.
- 제 22항에 있어서, 상기 적층 필름 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율의 합이 7% 이하인, 공정용 이형 필름.
- 제 20항 내지 제 23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내열 수지층 2B가, 고분자계 대전 방지제를 함유하는 층 2B1 및 접착제를 포함하는 접착층 2B2를 포함하는, 공정용 이형 필름.
- 제 20항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내열 수지층 2B 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하인, 공정용 이형 필름.
- 제 25항에 있어서, 상기 내열 수지층 2B 가로(TD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율의 합이 6% 이하인, 공정용 이형 필름.
- 제 20항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내열 수지층 2B 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율이 3% 이하인, 공정용 이형 필름.
- 제 27항에 있어서, 상기 내열 수지층 2B 가로(TD) 방향의 23℃부터 170℃까지의 열 치수 변화율 및 세로(MD) 방향의 23℃부터 120℃까지의 열 치수 변화율의 합이 4% 이하인, 공정용 이형 필름.
- 제 20항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이형층 2A는 불소수지, 4-메틸-1-펜텐(공)중합체 및 폴리스티렌계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 수지를 포함하는, 공정용 이형 필름.
- 제 20항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내열 수지층 2B가 연신 필름을 포함하는, 공정용 이형 필름.
- 제 30항에 있어서, 상기 연신 필름이 연신 폴리에스테르 필름, 연신 폴리아미드 필름 및 연신 폴리프로필렌 필름으로 이루어진 군에서 선택되는, 공정용 이형 필름.
- 제 20항 내지 제 23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내열 수지층 2B의, JISK7221에 준거한 시차주사열량계(DSC)에 의해 측정된 제1회 승온 공정에서의 결정융해열량이 15 J/g 이상, 60 J/g 이하인, 공정용 이형 필름.
- 제 20항 내지 제 23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적층 필름이 이형층 2A'를 추가적으로 가지며, 또한 상기 이형층 2A, 상기 내열 수지층 2B 및 상기 이형층 2A'를 순차적으로 포함하고,
상기 이형층 2A'의 물에 대한 접촉각이 90° 내지 130°인, 공정용 이형 필름.
- 제 33항에 있어서, 상기 이형층 2A'의 표면 고유 저항값이 1×1013Ω/□ 이하인, 공정용 이형 필름.
- 제 33항에 있어서, 상기 이형층 2A 및 상기 이형층 2A'의 적어도 하나가 불소수지, 4-메틸-1-펜텐(공)중합체 및 폴리스티렌계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 수지를 포함하는, 공정용 이형 필름.
- 제 20항 내지 제 23항 중 어느 한 항에 있어서, 열경화성 수지에 의한 밀봉 공정에 사용하는, 공정용 이형 필름.
- 제 20항 내지 제 23항 중 어느 한 항에 있어서, 반도체 밀봉 공정에 사용하는, 공정용 이형 필름.
- 제 20항 내지 제 23항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유 강화 플라스틱 성형 공정 또는 플라스틱 렌즈 성형 공정에 사용하는, 공정용 이형 필름.
- 수지 밀봉 반도체의 제조 방법으로서,
성형 금속 거푸집 내 소정 위치에 수지 밀봉된 반도체 장치를 배치하는 공정과,
상기 성형 금속 거푸집 내면에, 제 20항 내지 제 23항 중 어느 한 항의 반도체 밀봉 공정용 이형 필름을, 상기 이형층 2A가 상기 반도체 장치와 대향하도록 배치하는 공정과,
상기 성형 금속 거푸집을 몰드 클로징한 후, 상기 반도체 장치 및 상기 반도체 밀봉 공정용 이형 필름과의 사이에 밀봉 수지를 주입 성형하는 공정,
을 갖는, 상기 수지 밀봉 반도체의 제조 방법.
- 수지 밀봉 반도체의 제조 방법으로서,
성형 금속 거푸집 내 소정 위치에 수지 밀봉된 반도체 장치를 배치하는 공정과,
상기 성형 금속 거푸집 내면에, 제 33항의 반도체 밀봉 공정용 이형 필름을, 상기 이형층 2A'가 상기 반도체 장치와 대향하도록 배치하는 공정과,
상기 성형 금속 거푸집을 몰드 클로징한 후, 상기 반도체 장치 및 상기 반도체 밀봉 공정용 이형 필름과의 사이에 밀봉 수지를 주입 성형하는 공정,
을 갖는, 상기 수지 밀봉 반도체의 제조 방법.
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