KR19980063508A - 반도체 장치 성형용 금형을 위한 세정제 조성물 및 이를 사용한금형의 세정 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 미가황 고무, 세정제 및 세정제 조성물 전체 양을 기준으로 1 내지 30%의 양으로 물을 포함하는 반도체 장치 성형용 금형을 위한 세정제 조성물에 관한 것이다.
세정제 조성물은 바람직하게는 세정제 조성물 자체를 포함하는 쉬이트 형태로 사용되며, 여기서, 다수의 직선 커트가 쉬이트가 접힐 수 있도록 일정 간격으로 평행하게 일정 방향으로 쉬이트 표면에 형성되어 있고, 하나 이상의 절단 커트가 절단 커트가 다수의 커트에 수직으로 교차되도록 표면에 형성될 수 있다.
세정 쉬이트는 반도체 장치를 열경화성 수지 조성물을 사용하여 반복적으로 성형함으로써 형성된 금형 내면의 오염 물질을 제거하는데 매우 효과적이다.
Description
본 발명은 반도체 장치를 성형하기 위해 열경화성 수지 조성물을 사용하여 성형 작업을 반복함으로써 오염되는 반도체 장치 성형용 금형을 세정하고 재생하는데 사용되는 반도체 장치 성형용 금형을 위한 세정제 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 세정제 조성물을 사용하여 반도체 장치 성형용 금형을 세정하는 방법에 관한 것이다.
열경화성 수지 성형재 성형용 금형을 사용하여 성형하는데 있어, 열경화성 수지 성형재에 함유된 이형제가 금형 내면으로 흘러나와 이형 작용을 나타낸다. 그러나, 이러한 성형 단계가 반복될 경우, 성형품의 이형성이 감소되고 성형품의 외관이 불량한 불편함이 생긴다. 이러한 불편함은 수지 성형재에 함유된 이형제가 금형 내면으로 흘러나와 점차적으로 변질되면서, 성형 단계를 반복함으로써 금형 내면에 연속적으로 축적되고 이로 인해 이형제로서의 효과를 상실한 오염 물질 층이 형성됨으로 인한 것으로 생각되어 진다.
이러한 문제를 해결하고자, 금형의 세정 작업을 변질된 이형제 층인 오염 물질 층의 형성 단계에서 수행한다. 예를 들면, 이제까지는 열경화성 멜라민 수지 성형재를 금형에 놓고 성형 및 경화시켜 금형 내면의 오염 물질을 성형품과 일체화시켰으며, 오염 물질과 일체화된 성형재를 금형으로부터 취해 금형의 내면을 세정했다. 그러나, 이러한 세정 방법에서는, 악취가 나는 열경화성 멜라민 수지 성형재의 축합 생성물로서의 포르말린이 부산물로서 생성되고, 또한 성형품의 제거가 용이하지 않으며 장시간이 걸린다. 따라서, 작업 환경이 상당히 열악해 세정 작업성을 감소시킨다.
이에, 최근 한 방법이 제안되어 특히 실용적으로 사용되는데, 여기서, 미가황 고무 화합물이 상술한 열경화성 멜라민 수지 성형재 대신 사용되고, 미가황 고무가 금형 내에서 가황되어 가황 고무를 형성시키며, 금형 내면의 오염 물질이 가황 고무와 일체화되어 가황 고무를 형성하고, 가황 고무를 금형으로부터 취함으로써 금형 내면을 세정한다.
그러나, 열경화성 수지 성형재 조성물은 요구되는 특성이 다르며, 많은 종류의 열경화성 수지 성형재 조성물이 있고, 반복 성형으로 인한 오염 상태 및 오염 물질의 성분이 다양하다. 특히, 통상 사용되는 노볼락 에폭시 수지 대신 주성분으로서 비페닐 에폭시 수지, 다작용성 에폭시 수지 또는 디사이클로펜타디엔 에폭시 수지를 포함하는 성형재를 사용하여 성형을 반복적으로 수행하여 오염 물질이 금형 내면에 형성될 경우, 오염 물질이 금형 내면으로 심하게 베이킹되는 문제가 있어 미가황 고무 화합물을 사용하는 종래의 세정 방법으로 오염 물질을 완전히 제거하는 것은 불가능하다.
이러한 상황하에 본 발명이 완성되었다.
본 발명의 목적은 반도체 장치 성형용 금형을 위한 세정제 조성물을 제공하는 것으로서, 당해 조성물은 열경화성 수지 조성물을 사용하는 성형에 반복적으로 사용되는 반도체 장치 성형용 금형에 대해 탁월한 세정 효과가 있다.
본 발명의 다른 목적은 당해 조성물을 사용하여 반도체 장치 성형용 금형을 효과적으로 세정하는 세정 방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하고자 여러 가지로 연구한 결과, 본 발명에 이르러, 상술한 목적이 후술한 바와 같은 본 발명에 의해 달성됨이 밝혀졌다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시 양태인 반도체 장치 성형용 금형을 위한 쉬이트형 세정제 조성물을 도시한 사면도이다.
도 2는 쉬이트형 세정제 조성물의 표면에 커트를 형성시키는 상태를 도시한 사면도이다.
도 3은 커트 부분을 도시한 확대 측면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 양태인 쉬이트형 세정제 조성물을 도시한 사면도이다.
도 5는 본 발명의 또다른 실시 양태인 쉬이트형 세정제 조성물을 도시한 사면도이다.
도 6은 쉬이트형 세정제 조성물의 작용을 도시한 사면도이다.
도 7은 쉬이트형 세정제 조성물의 작용을 도시한 사면도이다.
도 8은 쉬이트형 세정제 조성물의 작용을 도시한 사면도이다.
도 9는 쉬이트형 세정제 조성물의 작용을 도시한 사면도이다.
본 발명의 제1 양태에 따라서, (a) 미가황 고무 및 (b) 세정제를 포함하며 세정제 조성물의 함수량이 세정제 조성물의 중량을 기준으로 1 내지 30%인, 열경화성 수지 조성물을 사용하여 반복적으로 성형하는데 사용되는 반도체 장치 성형용 금형을 위한 세정제 조성물이 제공된다.
본 발명의 제2 양태에 따라서,
반도체 장치 성형용 금형을 위한 세정제 조성물을 포함하고 이의 한 표면에 일정 간격으로 일정 방향으로 평행한 다수의 직선 커트가 형성되어 있는 세정 쉬이트를 제조하고,
쉬이트를 커트[커트를 갖는 표면이 외부이다]를 따라 구부려 이면을 서로 접촉시켜 다수의 단계로 축적(heap up)시키고,
축적된 상태의 쉬이트를 개방 금형의 내면에 놓고,
금형을 폐쇄하여 쉬이트를 축적된 상태로 금형 사이에 유지시키고 쉬이트를 가열하에 가압함으로써 금형 내면을 세정하는 단계를 포함하는, 반도체 장치 성형용 금형의 세정 방법이 제공된다.
본 발명의 제3 양태에 따라서,
반도체 장치 성형용 금형을 위한 세정제 조성물을 포함하고, 이의 한 표면에 일정 간격으로 일정 방향으로 평행한 다수의 직선 커트(A)가 형성되어 있고 또한 이의 표면에 하나 이상의 절단 커트(B)가 절단 커트(B)가 다수의 직선 커트(A)에 수직으로 교차되도록 형성된 세정 쉬이트를 제조하고,
쉬이트를 절단 커트(B)를 따라 절단하고,
이렇게 절단한 각각의 쉬이트를 커트(A)[커트(A)를 갖는 표면이 외부이다]를따라 구부려 이면을 서로 접촉시켜 다수의 단계로 축적시키고, 축적된 상태의 각각의 쉬이트를 개방 금형의 내면에 놓고,
금형을 폐쇄하여 각각의 쉬이트를 축적된 상태로 금형 사이에 유지시키고 각각의 쉬이트를 가열하에 가압함으로써 금형 내면을 세정하는 단계를 포함하는, 반도체 장치 성형용 금형의 세정 방법이 제공된다.
본 발명자들은 에폭시 수지로서 최근 널리 사용되는, 주성분으로서 비페닐 에폭시 수지, 다작용성 에폭시 수지 또는 디사이클로펜타디엔 에폭시 수지를 포함하는 성형재를 사용하여 성형을 반복적으로 수행하여 형성된 금형 내면의 오염 물질을 효과적으로 제거하기 위한 세정제에 관한 일련의 연구를 하였다. 즉, 본 발명자들은 미가황 고무와 함께 세정제 성분을 함유하는 금형 세정용 조성물을 이전에 제안하여 특허출원을 하였다. 그러나, 심지어 이러한 세정제 조성물을 사용하더라도 성형재를 사용하여 반도체 장치를 성형하는데 반복적으로 사용된 금형을 세정하기에는 불충분하다. 본 발명자들은 세정제 조성물을 구성하는 성분을 목적으로 다양한 연구를 하였다. 즉, 이제까지는 세정제 성분을 함유하는 미가황 고무를 사용하는 세정제 조성물이 물을 함유하는 경우, 물이 미가황 고무의 가황에서 가열에 의해 증발하여 증발된 증기가 반도체 장치 성형용 금형에 악영향을 미치는 것으로 일반적으로 생각되어졌다. 그러나, 상술한 연구의 결과, 본 발명자들은, 물을 특정 비율의 함수량으로 금형 세정용 조성물에 포함시켜 성형용 금형을 금형 세정용 조성물을 사용하여 세정할 경우, 주성분으로 상술한 에폭시 수지를 사용하여 성형을 반복함으로써 형성된 금형 내면에 축적되어 종래의 세정제 조성물에 의해서는 충분히 제거되기 곤란한 오염 물질이 금형 세정용 조성물을 포함하는 성형품과 일체화되고, 오염 물질이 금형으로부터 효과적으로 제거되며, 금형의 내면이 효과적으로 세정됨을 밝혀내었다. 본 발명은 이러한 발견을 기초로 이루어진 것이다.
또한, 일정 방향으로 평행한 다수의 직선 커트가 한 표면에 형성된, 반도체 장치 성형용 금형을 위한 세정제 조성물을 포함하는 쉬이트에서, 쉬이트를 사용할 때 커트를 따라 접음으로써 쉬이트를 용이하게 축적시킬 수 있다. 이 경우, 평행 커트에 의해 분배된 쉬이트의 블록 구획(block piece)이 커트의 최하 부분에서 서로 연결되기 때문에, 쉬이트는 빠져 나가지 않고 접음으로써 반듯하게 축적되고 또한 블록 구획은 교차된 상태에서 축적되지 않는다. 따라서, 수득된 축적품은 변형된 형태가 되지 않는다. 이렇게 반듯하게 축적된 쉬이트형 세정제 조성물로 금형 내면을 세정함으로써, 예를 들어 미가황 고무와 금형 내면의 불충분한 가압-접촉으로 생기는 불량한 세정은 일어나지 않는다. 또한 쉬이트의 크기를 명확히 측정하여 동일한 크기로 쉬이트를 절단하고 적절하게 배열하여 커트 쉬이트를 축적하는 복잡한 작업이 불필요해지며, 이로 인해 세정 작업이 간편해진다.
커트를 일정 간격으로 금형 세정용 조성물을 포함하는 쉬이트의 표면에 형성시킬 경우 커트는 척도로서 작용하며 따라서 각각 상이한 크기 및 형태를 갖는 금형을 세정할 때, 적합한 크기의 쉬이트를 용이하게 절단하고 축적하여 세정할 수 있다.
더욱이, 반도체 장치 성형용 금형을 위한 세정 조성물을 포함하고, 이의 한 표면에 일정 간격으로 일정 방향으로 평행한 다수의 직선 커트(A)가 형성되어 있고 또한 이의 표면에 하나 이상의 절단 커트(B)가 절단 커트(B)가 다수의 직선 커트(A)에 수직으로 교차되도록 형성된 세정 쉬이트에서 이를 사용할 때, 쉬이트를 절단 커트(B)를 따라 적합하게 절단하고, 이렇게 절단한 각각의 쉬이트를 커트(A)를따라 접음으로써 쉬이트를 용이하게 축적하여 축적된 쉬이트가 세정할 성형용 금형의 크기에 적합한 형태 및 크기를 갖는다. 이 경우, 커트(A)에 의해 분배된 쉬이트의 블록 구획이 커트(A)의 최하 부분에서 서로 연결되기 때문에, 쉬이트는 빠져 나가지 않고 접음으로써 반듯하게 축적되고 또한 블록 구획은 교차된 상태에서 축적되지 않는다. 따라서, 수득된 축적품은 변형된 형태가 되지 않는다. 이렇게 반듯하게 축적된 쉬이트형 세정제 조성물로 금형 내면을 세정함으로써, 예를 들어 미가황 고무와 금형 내면의 불충분한 가압-접촉으로 생기는 불량한 세정은 일어나지 않는다. 또한 절단 커트(B)를 형성시킴으로써 불규칙한 형태가 되지 않고 더 작은 크기의 금형 크기에 적합하게 용이하게 절단할 수 있다.
본 발명은 하기 본 발명의 실시 양태에 대하여 더 상세히 기술된다.
본 원에서 사용된 용어 커트(들)는 커트가 수직으로 하향됨을 의미하나, 도 1에 도시된 바와 같이 쉬이트가 최하 부분까지 완전히 절단되는 것은 아니다.
본 발명의 반도체 장치 성형용 금형을 위한 세정제 조성물(이하, 금형 세정용 조성물로 칭함)은 기제가 되는 미가황 고무(성분 A) 및 세정제(성분 B)를 사용하여 수득한다. 통상 가황제를 이들 성분과 함께 사용한다. 미가황 고무(성분 a)가 되는 고무 재료에 대한 특별한 제한은 없다. 그러나, 작업 환경의 관점에서, 에틸렌-프로필렌 고무(이하, EPR로 칭함)를 단독으로 또는 EPR과 부타디엔 고무(이하, BR로서 칭함)의 혼합물을 바람직하게 사용한다.
EPR과 BR의 혼합물에서 EPR(x)대 BR(y)의 혼합비(x/y)는 바람직하게는 100/0 내지 20/80의 범위이다. EPR과 BR를 함께 사용할 경우, 혼합비(x/y)는 바람직하게는 70/30 내지 30/70이다. 즉, 이들의 혼합비에서 EPR이 20 미만일 경우(BR은 80 초과), 성형 작업에서 수행되는 고무 성형품을 제거할 때, 성형품의 파손등과 같은 불편함이 성형품의 강도의 감소로 인해 생기고, 금형으로부터 성형품을 제거하는 작업이 곤란해지는 경향이 있다. 또한, 상술한 EPR은 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(EPDM)를 포함한다.
기제가 되는 미가황 고무에 함유된 세정제는 예를 들어 이미다졸 및 이미다졸린을 포함한다. 이들은 단독으로 또는 이의 혼합물로서 사용할 수 있다.
이미다졸로서, 하기 화학식 1의 이미다졸을 사용하여 바람직한 결과를 수득한다:
상기 화학식에서,
R은 수소 원자, 치환체를 갖는 탄소수 11 미만의 직쇄 탄화수소 그룹 또는 치환체를 갖지 않는 탄소수 11 미만의 직쇄 탄화수소 그룹이고, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
이미다졸의 예는 2-메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 1-벤질-2-메틸이미다졸 및 2,4-디아미노-6[2'-메틸이미다졸릴-(1)']-에틸-s-트리아진을 포함한다. 이들은 단독으로 또는 혼합물로서 사용할 수 있다.
이미다졸린으로서, 하기 화학식 2의 이미다졸린을 사용하여 우수한 결과를 수득한다:
상기 화학식에서,
R은 수소 원자, 치환체를 갖는 탄소수 11 미만의 직쇄 탄화수소 그룹 또는 치환체를 갖지 않는 탄소수 11 미만의 직쇄 탄화수소 그룹이고, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
이미다졸린의 예는 2-메틸이미다졸린, 2-메틸-4-에틸이미다졸린, 2-페닐이미다졸린, 1-벤질-2-메틸이미다졸린, 2-페닐-4-메틸-5-하이드록시-메틸이미다졸린, 2,4-디아미노-6[2'-메틸이미다졸릴-(1)']-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6[2'-메틸-4'-에틸이미다졸릴-(1)']에틸-s-트리아진, 1-시아노에틸-2-메틸이미다졸린 및 1-시아노에틸-2-메틸-4-에틸이미다졸린을 포함한다. 이들은 단독으로 또는 혼합물로서 사용할 수 있다.
이미다졸 또는 이미다졸린은 그대로 사용되거나 알콜(예:메탄올, 에탄올 및 n-프로판올), 톨루엔, 크실렌 등과 같은 유기 용매와의 혼합물로서 사용될 수 있다. 이미다졸 또는 이미다졸린을 유기 용매와 함께 사용할 경우, 유기 용매의 양은 하나 이상의 이미다졸 및 이미다졸린 100 중량부(이하 부로서 칭함)당 바람직하게는 50부 이하이고, 더 바람직하게는 20부 이하이다.
상술한 하나 이상의 이미다졸 및 이미다졸린과 같은 세정제(성분 B)의 배합량은 미가황 고무(성분 A) 100부당 바람직하게는 5 내지 20부이고, 더 바람직하게는 8 내지 16부이다. 즉, 세정제(성분 B)의 함량이 5부 미만인 경우, 금형에 충분한 세정력을 제공하기 곤란한 반면, 이의 함량이 20부를 초과하면, 수득된 금형 세정용 조성물을 사용하여 금형을 세정할 때 세정제 조성물이 금형에 부착되어 금형으로부터 이형 작업성을 감소시키는 경향이 있다.
본 발명의 금형 세정용 조성물은 통상 기제가 되는 미가황 고무(성분 A) 및 세정제(성분 B)와 함께 가황제와 배합된다.
가황제에 대한 특별한 제한은 없으며 통상의 물질이 사용된다. 가황제의 예는 n-부틸-4,4-비스(t-부틸퍼옥시) 발레레이트 및 1,1-디(t-부틸퍼옥시)-3,5,5-트리메틸사이클로헥산을 포함한다. 이들은 단독으로 또는 혼합물로서 사용될 수 있다. 가황제의 배합량은 바람직하게는 미가황 고무(성분 A) 100부당 1 내지 3부의 범위이다.
성분 A 및 성분 B 이외에 글리콜 에테르가 배합될 수 있다.
사용될 수 있는 글리콜 에테르는 하기 화학식 3의 화합물이다:
상기 화학식에서,
n은 양의 정수이고,
R1및 R2는 각각 수소 원자 또는 알킬 그룹이고;R1및 R2중의 하나가 수소 원자인 경우, 나머지 하나는 알킬 그룹이고, 둘 다 알킬 그룹인 경우, 이들은 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 화학식으로 나타낸 글리콜 에테르의 예는 에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 트리에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 테트라에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 폴리에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노프로필메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 프로필 에테르, 디에틸렌 글리콜 디부틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노프로필 에테르 및 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르를 포함한다.
상기 화학식 3으로 나타낸 글리콜 에테르에서, n이 1 또는 2이고; R1및 R2중의 하나가 수소 원자인 경우, 나머지 하나는 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹이고, R1및 R2가 알킬 그룹인 경우, 이들은 각각 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹인 것이 바람직하다. 또한, 화학식 3에서의 n이 3 이상인 경우, 글리콜 에테르와 고무의 혼화성이 감소하고, 알킬 그룹의 탄소수가 5 이상인 경우, 이형제의 산화되고 변질된 층으로의 침투성 등이 감소하는 경향이 있다.
더욱이, 글리콜 에테르의 비점은 바람직하게는 약 130 내지 250℃이다. 즉, 금형을 사용한 성형은 통상 150 내지 185℃ 온도에서 수행한다. 글리콜 에테르의 비점이 130℃ 미만일 경우, 세정용으로 사용할 때 글리콜 에테르의 기화가 현저하여 이로 인해 세정 작업 환경이 감소될 수 있는 반면, 글리콜 에테르의 비점이 250℃ 초과일 경우, 글리콜 에테르의 증발이 곤란해져 가황 고무 물질에 잔류한다. 따라서, 금형으로부터 가황 고무를 취하는 데 있어 세정 후 가황 고무의 농도가 낮아져 형태가 변형되며, 이로 인해 이형제가 금형 표면으로부터 산화되고 변질된 층 등을 충분히 이형하기에 곤란해지고 세정 작업성이 감소되는 경향이 있다.
글리콜 에테르는 그대로 사용되거나 알콜(예:메탄올, 에탄올 및 n-프로판올), 톨루엔, 크실렌 등과 같은 유기 용매와의 혼합물로서 사용될 수 있다. 유기 용매와 함께 혼합물이 사용될 경우, 사용된 유기 용매의 양은 통상 글리콜 에테르 100부당 50부 이하이고, 더 바람직하게는 20부 이하이다.
글리콜 에테르의 배합량은 미가황 고무(성분 A) 100부당 통상 10 내지 60부이고, 바람직하게는 15 내지 25부이다.
필요한 경우, 본 발명의 금형 세정용 조성물은 상술한 성분 A 및 B, 가황제 및 상술한 성분 이외에 이형제, 강화제 등을 적합하게 함유할 수 있다.
이형제에 대한 특별한 제한은 없고 통상의 이형제를 사용할 수 있다.
이형제의 예는 장쇄 지방산, 예를 들어 스테아르산, 베헨산 등; 장쇄 지방산의 염, 예를 들어 아연 스테아레이트, 칼슘 스테아레이트 등; 에스테르 왁스, 예를 들어 카나우바 왁스, 몬탄 왁스, 몬탄산의 부분 가황된 에스테르 등; 장쇄 지방산 아미드, 예를 들어 스테아릴에틸렌디아민 등; 및 파라핀, 예를 들어 폴리에틸렌 왁스 등을 포함한다. 이형제에서, 융점이 200℃ 이상이거나 비점이 200℃이상인 이형제를 사용하는 것이 바람직하다. 융점이 50 내지 150℃인 이형제를 사용하는 것이 더 바람직하다. 즉, 금형을 사용하는 성형은 통상 상술한 바와 같이 150 내지 200℃의 온도에서 수행한다. 따라서, 이형제의 융점이 200℃를 초과하면, 이형제가 금형의 내면으로 새어나오지 않는 반면, 이의 비점이 200℃ 미만이면, 금형의 내면으로 새어나온 이형제가 증발하여 이의 기능을 발휘하지 않는 경향이 있다.
이형제의 함량은 미가황 고무(성분 A) 100부당 바람직하게는 5 내지 20부이고, 더 바람직하게는 8 내지 16부이다. 즉, 이형제의 함량이 5부 미만인 경우,충분한 이형 효과를 수득하기 곤란한 반면, 이의 함량이 20부 초과인 경우는, 세정력이 감소되고 또한 재생 후 금형을 사용하여 성형품을 제조할 경우 성형품의 외관이 불량할 수 있다.
강화제의 예는 무기 충전재, 예를 들어 실리카, 알루미나, 탄산 칼슘, 수산화 알루미늄, 산화 티탄 등을 포함한다. 강화제의 배합량은 미가황 고무(성분 A) 100부당 바람직하게는 10 내지 50부이다.
본 발명의 금형 세정용 조성물은 다음과 같이 수득한다. 금형 세정용 조성물은 기제가 되는 미가황 고무(성분 A), 세정제(성분 B), 가황제, 특정한 함수량을 제공하는 물 및 기타의 첨가제를 배합하고, 배합된 혼합물을 혼련기로 혼련함으로써 수득한다. 이렇게 수득한 금형 세정용 조성물은 금형 세정용 조성물을 작업성, 취급의 용이성 등의 관점에서 예를 들어 압연 로울 등을 사용하여 쉬이트 형태로 성형하여 사용된다. 쉬이트 형태로서 사용하는 경우, 쉬이트의 두께는 통상 3 내지 10mm이다.
이렇게 수득한 금형 세정용 조성물은 함수량이 전체 세정제 조성물의 중량을 기준으로 1 내지 30중량%의 범위가 되도록 물을 함유하여야 한다. 이러한 경우에, 보다 나은 금형 세정 효과를 수득하는 관점에서, 함수량은 바람직하게는 3 내지 25중량%이다.
본 발명의 금형 세정용 조성물의 가장 중요한 특징은 기제가 되는 미가황 고무(성분 A) 및 세정제(성분 B)를 사용하고 특정량의 물을 이 세정제 조성물에 혼입시켜, 이로 인해 비록 종래의 세정제 조성물로는 금형의 완전한 세정이 불가능하지만, 예를 들어 비페닐 에폭시 수지, 다작용성 에폭시 수지 또는 디사이클로펜타디엔 에폭시 수지를 포함하는 에폭시 수지 조성물을 사용하여 반도체 장치 성형용 금형을 완전하게 세정할 수 있다는 것이다.
함수량이 1% 미만으로 너무 낮으면, 금형의 내면에 있는 오염 물질의 제거성능이 상당히 감소하며 금형의 오일 물질을 완전히 제거하는 것이 곤란해진다. 한편, 함수량이 30%를 초과하면, 세정 효과는 포화되고 물을 미가황 고무와 배합하는 문제가 증가하며, 이는 유용성이 없다. 또한 물이 분리되고, 이로 인해 세정 쉬이트로서의 형태를 수득하기 곤란해진다.
비페닐 에폭시 수지, 다작용성 에폭시 수지 또는 디사이클로펜타디엔 에폭시 수지를 포함하는 에폭시 수지 조성물을 사용하여 반도체 장치 성형용 금형을 세정하는데 본 발명의 금형 세정용 조성물을 사용할 경우, 함수량은 바람직하게는 5 내지 20중량%이다.
본 발명의 금형 세정용 조성물을 사용하는데 있어서, 금형 세정용 조성물을쉬이트 형태로 성형하여 사용하는 것이 통상 바람직하다. 금형 세정용 조성물을 쉬이트 형태로서 사용할 경우, 이를 사용하는 금형의 세정 작업의 용이성 등의 관점에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 한 표면에 다수의 직선 커트 11이 일정 간격으로 평행하게 형성되어 있어 커트를 따라 쉬이트 10을 접을 수 있으며, 금형 세정용 조성물 자체를 포함하는 쉬이트를 바람직하게 사용한다. 쉬이트는 쉬이트 10을 커트 11을 따라 접음으로써 반듯하게 축적될 수 있다.
이러한 커트 11이 형성된 쉬이트 10은 다음과 같이 제조한다. 수득된 압연 쉬이트를 일정 형태 및 크기로 절단하여 쉬이트 10을 형성시킨 후, 커트 11를 쉬이트의 표면에 형성시킨다. 이러한 커트 11의 성형은 다음과 같이 수행한다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 일정 간격으로 디스크형 절단 말단부 13으로 장착된 회전식 쉐프트 12로 이루어진 리본 슬리터를 사용하고 리본 슬리터를 쉬이트 표면에서 이동시키는데,이 때 쉬이트내의 절단 말단부 13을 쉬이트 10의 상부 표면으로부터 각각 일정 깊이로 절단하여 쉬이트 10의 폭 방향으로 평행한 커트 11를 형성시킨다. 조작을 반복함으로써 일정 간격으로 평행 커트 11를 쉬이트 전면에 형성시킨다. 쉬이트 10은 각각의 커트 11에 의해 동일한 크기를 갖는 각각의 블록 구획 10a로 분배된다. 커트 11를 일정 간격으로 형성시켰기 때문에, 커트 11은 쉬이트 10 등을 접는데 척도로서의 기능을 가지며, 쉬이트 10은 세정될 금형 및 공동의 크기에 적합하게 절단하거나 접을 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 커트 11의 하부 말단부와 이 하부 말단부에 접하는 쉬이트 10의 이면과의 거리는 바람직하게는 약 0.1 내지 0.8mm이고, 더 바람직하게는 약 0.2 내지 0.5mm이다. 거리가 0.1mm 미만이면, 블록 10a는 서로 분리되는 경향이 있는 반면, 거리가 0.8mm를 초과하면, 쉬이트가 원활하게 접히기 어렵다.
쉬이트 10은 백색이거나 회색과 같은 밝은 색이 바람직하다. 이러한 색상의 쉬이트 10을 사용함으로써, 세정 후, 금형의 내면으로부터 제거되고 쉬이트 10에 부착된 오염 물질을 육안으로 용이하게 확인할 수 있고 세정 상태를 용이하게 확인할 수 있다는 효과가 있다.
본 발명의 금형 세정용 조성물의 다른 양태를 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 금형 세정제 조성물을 포함하는 쉬이트 20을 접을 수 있는 다수의 직선 커트 11[커트(A)]가 쉬이트 20의 표면에 평행하게 형성되어 있고 또한 절단 커트 21[커트(B)]이 절단 커트가 쉬이트 20의 폭 길이 A를 두 부분으로 나누기 위해 직선 커트 11에 수직으로 교차하도록 형성되어 있다.
본 발명의 상술한 실시 양태의 쉬이트 20에서, 하나의 절단 커트(B)가 형성되어 있어 절단 커트(B)가 직선 커트 21에 수직으로 교차한다. 그러나, 절단 커트(B)는 당해 실시 양태로 제한되는 것이 아니고 목적하는 수의 직선 커트(B)가 세정될 성형용 금형의 크기에 따라 형성시킬 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 금형 세정용 조성물을 포함하는 쉬이트 30을 접을 수 있는 다수의 직선 커트 11[커트(A)]이 쉬이트 30의 표면에 평행하게 일정 간격으로 형성되어 있고 또한 2개의 절단 커트 31[커트(B)]이 쉬이트 30의 폭 방향으로 평행하게 일정 간격으로 형성되어 있어 절단 커트(B)가 직선 커트 11에 수직으로 교차된다.
쉬이트를 접을 수 있도록 일정 간격으로 평행하게 쉬이트의 표면에 형성된 다수의 직선 커트(A)에 수직으로 교차하는 쉬이트에 형성된 직선 절단 커트(B)의 수는 적절하게 결정된다. 그러나, 절단 커트(B)의 수가 너무 많으면, 커트(A)에 의해 접거나 절단하는데 불편함이 생긴다. 따라서, 절단 커트(B)의 수는 커트(A)의 수의 20% 이하가 바람직하다.
당해 커트(A) 및 커트(A)에 수직으로 교차하는 직선 절단 커트(들)(B)가 형성된 쉬이트를 다음과 같이 제조한다.
압연 쉬이트를 일정 형태 및 크기로 절단함으로써 쉬이트를 형성시킨 후, 커트를 쉬이트 표면에 형성시킨다. 예를 들면, 리본 슬리터(도 2 참조) 등을 사용하여, 평행 커트를 상술한 바와 같은 방법으로 쉬이트의 폭 방향으로 형성시킨다. 조작을 반복함으로써 다수의 평행 커트(A)를 쉬이트 전면에 일정 간격으로 형성시킨다. 리본 슬리터 등을 사용하여, 커트(B)를 커트(들)(B)가 평행 커트(A)에 수직으로 교차하도록 형성시킨다. 또는, 커트(들)(B)를 형성시킨 후, 커트(A)를 형성시킨다.
이렇게 수득한 금형 세정용 조성물의 쉬이트를 수 불침투성 필름, 예를 들어 플라스틱 필름, 금속제 필름 등을 사용하여 제조된 밀봉 백(bag)에 넣고 금형 세정용 조성물의 함수량을 상술한 일정 범위(즉,금형 세정용 조성물의 중량을 기준으로 1 내지 3%)로 유지시키면서 밀폐 상태로 저장한다.
쉬이트 형태로 제조된 본 발명의 금형 세정용 조성물을 사용하여 금형을 세정하는 것은 쉬이트를 반도체 장치 성형용 금형에 놓음으로써 수행된다. 예를 들어, 사실상 쉬이트는 미가황 상태이고 쉬이트를 금형에 놓고 쉬이트를 가열하여 가황시킴으로써 금형 내면에 있는 오염 물질이 쉬이트에 부착되어 쉬이트와 일체화된다. 금형으로부터 가황된 쉬이트를 취함으로써, 금형의 세정이 수행된다.
금형 세정용 쉬이트형 조성물을 사용하여 금형을 세정하는 방법을 순서대로 더 상세히 설명한다.
본 발명의 금형 세정용 쉬이트형 조성물을 제조한다. 본 발명의 금형 세정용 쉬이트형 조성물은 이의 표면에 형성된, 일정 간격으로 쉬이트 10을 접을 수 있는 다수의 직선 커트 11을 갖는다.
필요한 수의 블록 구획 10a를 커트 11의 부분으로부터 절단함으로써 쉬이트로부터 절단해 낸다. 절단은 쉬이트 10을 손으로 잡고, 반복적으로 커트 11을 따라 구부리고 블록 구획을 떼어내거나 나이프 등으로 절단함으로써 수행할 수 있다. 도 6(도 6에서, 4개의 블록 구획 10a가 차단된다)에 도시된 바와 같이, 쉬이트 10을 상부 쉬이트(커트 11이 형성된 표면)를 외부로 하여 커트 11를 따라 구부리고 쉬이트 10을 쉬이트의 이면이 서로 접촉하여 도 7에 도시된 바와 같이 블록 구획 10a가 축적될 때까지 접는다. 접을 때 블록 구획 10a가 최하 부분 11a에서 일렬로 연결되기 때문에 이들은 분리되지 않는다.
상술한 바와 같이, 단지 간단히 접기만 함으로써 각각의 블록 구획 10a가 종방향 및 폭 방향으로 정확하게 배열된 상태로 반듯하게 축적되며, 블록 구획 10a는 서로 교차된 상태로는 축적되지 않는다. 따라서, 쉬이트의 크기를 측정하고 이를 동일한 크기로 자르고 불규칙적으로 분리된 블록 구획 10a를 정렬시키는 일이 불필요하다.
도 7에서, 4개의 블록 구획이 차단되며, 블록 구획을 중앙선(커트 11)을 따라 접어 2개의 블록 구획 10a가 2개의 블록 구획 10a 위에 축적되는 상태가 형성된다. 그러나, 본 발명의 실시 양태가 이 양태로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 6개의 블록 구획 10a가 3개의 블록 구획 10a를 3개의 블록 구획 위에 축적시키는데 사용되고(도시되지 않음), 목적하는 수의 블록 구획을 세정할 금형 또는 공동의 크기에 알맞는 적당한 크기로 접어 축적함으로써 차단할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이,축적된 상태로 쉬이트 10을 하형 2의 금형 표면에 놓고 도 9에 도시된 바와 같이, 상형 1과 하형 2를 폐쇄시켜 쉬이트를 이들 사이에 유지시키고 가압하여 성형시킨다. 성형에서의 가압에 의해, 쉬이트 10을 공동 3으로 충전하고 금형의 내면을 압착시킨다. 그 상태에서, 미가황 고무를 성형할 때 열에 의해 가황시켜 가황 고무를 형성시킨다. 이 경우, 공동에 형성된 이형제의 산화 및 변질된 층은 가황 고무와 일체화된다. 이 경우, 이런 경우가 있을 수 있는데, 공동 주위에 버어(burr)가 또한 가황 고무와 일체화된다. 일정 시간 후, 금형이 개방되고 가황 고무 10을 포함하는 쉬이트 10을 금형으로부터 방출시킴으로써, 쉬이트 10과 일체화된 산화 및 변질된 층 등을 금형 내면으로부터 방출시킨다. 이 경우, 각각의 블록 구획이 반듯하게 축적되기 때문에, 공동에 쉬이트 10의 불충분한 충전으로 인한 불량한 세정은 일어나지 않는다.
본 발명의 금형 세정용 쉬이트형 조성물을 사용하여 금형을 세정하는 방법에서는, 일정 방향으로 평행하게 쉬이트를 접을 수 있도록 하는 다수의 직선 커트(A)가 형성되어 있고 또한 직선 커트(A)에 수직으로 교차하는 하나 이상의 직선 절단 커트(B)가 형성되어 있는 쉬이트를 사용한 세정 방법이 설명된다.
일정 방향으로 평행한 다수의 직선 커트(A) 및 또한 직선 커트(A)에 수직으로 교차하는 하나 이상의 직선 절단 커트(B)가 형성되어 있는, 금형 세정용 쉬이트형 조성물을 제조한다. 쉬이트를 절단 커트(들)(B)의 부분(들)로 절단한다. 절단은 쉬이트를 손으로 잡고, 반복적으로 절단 커트를 따라 반복적으로 구부리고 블록 구획을 떼어내거나 나이프 등으로 절단함으로써 수행할 수 있다. 상술한 바와 동일한 방법으로, 쉬이트를 상부 쉬이트(커트(A)가 형성된 표면)를 외부로 하여 커트를 따라 구부리고 이렇게 절단한 쉬이트를 쉬이트의 이면이 서로 접촉하여 블록 구획이 축적될 때까지 접는다. 상술한 바와 동일한 방법으로, 이렇게 축적된 블록 구획을 성형용 금형용으로 사용함으로써 금형 표면의 세정이 수행된다.
본 발명의 금형 세정용 조성물을 사용한 세정은 다음 메카니즘에 의한 것으로써 생각되어진다.
가열에 의한 가황에서 금형의 내부가 고온 및 폐쇄 상태에 있기 때문에, 미가황 고무에 함유된 물이 증발하고 물이 스팀의 압력에 의해 오염 물질 층으로 침투하여 금형 내면에 부착된 오염 물질이 팽창하고 이로 인해 오염 물질이 금형 표면으로부터 용이하게 방출되어 제거될 수 있다. 금형 표면으로부터 방출된 오염 물질이 가황 쉬이트에 부착되어 쉬이트와 일체화되고, 쉬이트를 금형으로부터 취함으로써, 금형 표면의 오염 물질을 제거하고 금형을 세정한다.
본 발명의 금형 세정용 조성물로 세정한 금형은 열경화성 수지 조성물을 사용한 반도체 장치의 성형을 반복적으로 수행하는 반도체 장치 성형용 금형이다.
본 발명의 금형 세정용 조성물로 세정한 금형인, 반도체 장치 성형용 금형에서, 봉입 수지 물질로서 사용되는 열경화성 수지 조성물은 예를 들어 에폭시 수지를 포함하는 에폭시 수지 조성물을 포함한다.
상술한 에폭시 수지에 대한 특별한 제한은 없으며, 각종의 에폭시 수지가 사용된다. 통상 사용되어 온 노볼락 에폭시 수지 및 또한 이의 경화품이 우수한 패키지 특성이 있어 최근 빈번히 사용되는 비페닐 에폭시, 다작용성에폭시 수지, 디사이클로펜타디엔 에폭시 수지 등이 에폭시 수지로서 사용된다.
에폭시 수지 조성물은 통상 경화제와 배합된다. 예를 들어, 경화제는 상술한 에폭시 수지와 유사하게 이의 경화품이 우수한 패키지 특성이 있어 최근 빈번히 사용되는, 하기 화학식 4의 반복 단위를 갖는 페놀아르알킬 수지이다. 페놀아르알킬 수지를 상술한 페닐 에폭시 수지의 경화제로서 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 금형 세정용 조성물로 세정된 금형에서, 오염물을 제거하고 금형 표면을 초기 상태의 금형 표면으로 되돌린다. 따라서, 성형재인 열가소성 수지 조성물을 사용하여 반도체 패키지를 성형할 때, 이형제를 통상 금형 표면에 사전에 피복하여야 한다. 예를 들어, 이형제로서 폴리에틸렌 왁스를 함유한 성형재를 성형할 때, 금형의 표면을 동일한 폴리에틸렌 왁스로 피복하는 것이 바람직하다. 폴리에틸렌 왁스를 금형의 표면에 피복하는 방법으로는,폴리에틸렌 왁스를 함유한 미가황 고무 조성물을 제조하고 미가황 고무로 형성된 쉬이트를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어,이형제와 배합된 성분(A)인 미가황 고무로 부터 형성된 쉬이트가 있다. 상술한 바와 같이 그 위에 커트가 형성된 쉬이트가 이러한 쉬이트로서 더 바람직하다. 세정 단계로 본 발명의 금형 세정용 쉬이트형 조성물을 사용하여 금형에 폴리에틸렌 왁스를 함유하는 미가황 고무 조성물을 포함하는 쉬이트를 놓은 다음 가열함으로써 쉬이트에 함유된 폴리에틸렌 왁스를 금형의 표면에 피복한다. 미가황 고무 조성물의 폴리에틸렌 왁스가 가열에 의한 가황에서 용융되어 금형 표면으로 새어나와 금형 표면에 이형제의 균일한 필름을 형성시킨다.
폴리에틸렌 왁스의 함량은 미가황 고무 조성물의 고무 물질 100부당 바람직하게는 15 내지 35부, 더 바람직하게는 20 내지 30부이다. 폴리에틸렌 함량이 15부 미만이면, 충분한 이형효과가 수득되지 않는 반면, 폴리에틸렌 함량이 35부를 초과하면, 폴리에틸렌 왁스가 금형 표면에 과다하게 피복되고 성형품을 세정 및 재생 후에 금형을 사용하여 성형할 때, 성형품의 외관이 변형되는 경향이 있다.
본 발명은 하기 실시예 및 비교 실시예에 의해 설명되지만, 이러한 실시예로 제한되지 않는다
실시예 1 내지 11 및 비교 실시예 1 내지 3
하기 표 1 및 표 2에 나타낸 성분을 각각 표에 나타낸 비로 혼합하고 혼합물은 혼련 로올에 의해 혼련시킨다. 혼련된 혼합물을 롤링 로올을 사용하여 두께가 5㎜인 쉬이트로 성형하여 각각의 금형 세정용 쉬이트형 조성물을 수득한다. 수득된 금형 세정용 조성물 중의 함수량도 또한 표 1 및 표 2에 나타낸다.
통상예
열경화성 멜라민 수지를 금형 세정용 물질로서 사용한다.
| 실시예 | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
| 성분(중량부) | ||||||||
| BR | 70 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
| EPR*1 | 30 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
| 스테아르산 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 실리카 분말 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 |
| Ti 산화물 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| 카나우바 왁스 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
| 이미다졸*2 | 10 | 10 | - | 5 | 10 | 10 | 20 | 10 |
| 이미다졸린*3 | - | - | 10 | 5 | - | - | - | - |
| OPO*4 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| 물 | 30 | 30 | 30 | 30 | 20 | 10 | 30 | 2 |
| 함수량(%) | 15 | 15 | 15 | 15 | 10.5 | 5.5 | 14.3 | 1 |
| 주:*1: 에틸렌(p) 대 프로필렌(q)의 중합비 (p)/(q)가 몰 비로 55/45이다.*2: 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]에틸-s-트리아진*3: 2-페닐이미다졸린*4: n-부틸-4,4-비스(t-부틸퍼옥시)발레레이트 |
| 실시예 | 비교 실시예 | 통상예 | |||||
| 9 | 10 | 11 | 1 | 2 | 3 | ||
| 성분(중량부) | |||||||
| BR | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | - |
| EPR*1 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | - |
| 스테아르산 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | - |
| 실리카 분말 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | - |
| Ti 산화물 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | - |
| 카나우바 왁스 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | - |
| 이미다졸*2 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | - |
| 이미다졸린*3 | - | - | - | - | - | - | - |
| OPO*4 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | - |
| 물 | 72 | 6 | 56 | - | 1 | 9 | - |
| 멜라민 수지 | - | - | - | - | - | - | - |
| 함수량(%) | 29.8 | 3.4 | 24.9 | 0 | 0.6 | 34.7 | - |
| *1 내지 *4: 표 1에서 정의한 바와 동일하다. |
실시예, 비교 실시예 및 통상예에서 수득된 각각의 금형 세정용 쉬이트형 조성물을 다음과 같은 조성물을 포함하는 성형용 에폭시 수지 조성물의 반복 성형에 의해 표면이 손상된 성형용 금형(1,000회 시도 후)에 놓는다. 170℃에서 5분 동안 가열하여 가황한 후에, 쉬이트를 금형으로부터 취하여 오염 물질의 제거 특성을 육안으로 확인하여 평가한다. 또한, 열경화성 멜라민 수지(통상예의 수지)를 175℃에서 3분 동안 가열하여 경화시킨 후에, 오염 물질의 제거 특성을 육안으로 확인하여 평가한다.
평가에서, 오염 물질이 완전히 제거되면 우수함으로 평가하고, 불충분하게 제거되면 불량함이라고 평가한다.
수득된 결과는 하기 표 3에 나타낸다.
| 성형용 에폭시 수지 조성물(부) | 양 |
| 비페닐 에톡시 수지(에폭시 당량 192) | 100 |
| 페닐아르알킬 수지(하이드록시 그룹 당량) | 90 |
| 실리카 분말 | 1,800 |
| 브롬화 에폭시 수지 | 15 |
| 삼산화안티몬 | 15 |
| 테트라페닐 포스포늄 테트라페닐 보레이트(4P4B) | 4 |
| 이온 포획제 | 3 |
| 카본 | 4 |
| 실란 커플링제 | 8 |
| 폴리에틸렌 왁스 | 5 |
| 실시예 | |||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | |
| 결과* | G | G | G | G | G | G | G | G | G | G | G |
| *: 금형의 세정성의 평가 결과G: 우수함 |
| 비교 실시예 | 통상예 | |||
| 1 | 2 | 3 | ||
| 평가 결과*1 | P | P | -*2 | P |
| *1: 금형의 세정성의 평가 결과*2: 쉬이트 형태를 수득할 수 없다P: 불량함 |
상기 표 3 및 표 4에 나타낸 결과로부터, 비교 실시예 1 및 2 및 통상예에서 수득된 생성물 각각은 금형 세정성이 불량하고 금형으로부터 오염 물질이 충분하게 제거되지 않는다. 한편, 본 발명의 실시예에서 수득된 각 생성물에서, 금형의 표면에 형성된 오염 물질이 이동하여 금형으로부터 취한 금형 세정용 쉬이트형 조성물의 표면에 붙는다는 것이 확인되고, 이로 인해 금형 표면이 충분하게 세정된다는 것도 확인된다.
또한, 성형용 에폭시 수지 조성물 중의 비페닐 에폭시 수지 대신에 다작용성 에폭시 수지를 함유하는 에폭시 수지 조성물을 사용하여 성형용 금형을 반복적으로 성형하는데, 당해 실시예, 비교 실시예 및 통상예에서 수득된 생성물 각각을 사용하여 금형 위에 형성된 오염 물질의 세정성을 상술한 바와 동일한 방법으로 확인하고 평가한다. 결과는 다음과 같다.
비교 실시예 및 통상예에서 수득된 각 생성물은 금형 세정성이 불량하고 금형으로부터 오염 물질을 충분하게 제거하지 않는다. 한편, 본 발명의 실시예에서 수득된 각 생성물에서, 금형의 표면에 형성된 오염 물질이 이동하여 금형으로부터 취한 금형 세정용 쉬이트형 조성물의 표면에 붙는다는 것이 확인되고, 이로 인해 금형 표면이 충분하게 세정된다는 것도 확인된다.
성형용 에폭시 수지 조성물 중에 비페닐 에폭시 수지 대신 디사이클로펜타디엔 에폭시 수지를 함유하는 에폭시 수지 조성물을 사용하여 성형용 금형을 반복적으로 성형하는데, 금형에 형성된 오염 물질의 세정성을 상술한 바와 동일한 방법으로 확인하고 평가한다. 결과는 다음과 같다.
비교 실시예 및 통상예에서 수득된 각 생성물은 금형 세정성이 불량하고 금형으로부터 오염 물질이 충분하게 제거되지 않는다. 한편, 본 발명의 실시예에서 수득된 각 생성물에서, 금형의 표면에 형성된 오염 물질이 이동하여 금형으로부터 취한 금형 세정용 쉬이트형 조성물의 표면에 붙는다는 것이 확인되고, 이로 인해 금형 표면이 충분하게 세정된다는 것도 확인된다.
커트가 형성된 금형 세정용 쉬이트형 조성물을 사용하는 실시예를 설명한다.
실시예 12
도 1에 도시한 바와 같이, 상기 실시예 1 내지 11에서 수득된 각각의 금형 세정용 쉬이트형 조성물[두께(도 1에서 T): 5㎜]을 폭(도 1에서 A) 230㎜와 길이(도 1에서 B) 300㎜로 절단한다. 커트 11간의 간격(도 1에서 C)이 15㎜이고 깊이 가 4.5㎜인 커트 11이 쉬이트 전체 표면 상의 폭 방향에 평행하게 형성된다. 따라서, 커트(11)의 하부 말단부와 커트 11의 하부 말단부와 직면하는 쉬이트 10의 이면 사이의 거리(도 3에서 D)는 0.5㎜이다. 이러한 양태에서, 블록 구획(10a) 20개가 형성된다.
커트 11이 형성된 금형 세정용 쉬이트용 조성물 각각을 각각 상이한 크기(1000회 시도 후에 각각 성형용 금형을 상술한 성형용 에폭시 수지 조성물을 사용하여 상술한 바와 같이 반복 성형한다)를 갖는 몇몇 트랜스퍼 성형기 각각에 적합하도록 절단하여 커트 11에서 축적시켜 접는다. 이렇게 축적된 각각의 쉬이트를 금형에 유지하여 세정한다. 이 결과는 금형의 세정성이 매우 우수하고 각 실시예에서 수득된 생성물을 사용하는 각각의 경우에 불량한 세정은 발생되지 않는다는 것을 나타낸다.
일정 간격으로 일정 방향으로 평행하게 형성된 다수의 직선 커트 (A)와 직선 커트 (A)에 수직으로 교차하는 하나 이상의 직선 절단 커트 (B)도 또한 갖는 금형 세정용 쉬이트형 조성물을 사용하는 실시예가 설명된다.
실시예 13
도 4에 도시한 바와 같이, 상기 실시예 1 내지 11에서 수득된 각각의 금형 세정용 쉬이트형 조성물[두께(도 4에서 T): 5㎜]을 폭(도 4에서 A) 230㎜와 길이(도 4에서 B) 300㎜로 절단한다. 커트 11 사이의 간격(도 4에서 C)이 15㎜이고 깊이가 4.5㎜인 커트 11이 쉬이트 전체 표면 상의 폭 방향에 평행으로 형성된다. 커트 11의 하부 말단부와 커트 11의 하부 말단부와 직면하는 쉬이트 20의 이면 사이의 거리(도 3에서 D)는 0.5㎜이다. 이러한 양태에서, 블록 구획(10a) 20개가 형성된다.
하나의 직선 절단 커트 21(폭: 4.5㎜)가 절단 커트 21이 쉬이트 20의 폭(도 4에서 A)을 두 부분으로 나눌 수 있도록 쉬이트 20의 종방향으로 형성되어 커트 11에 또한 수직으로 교차된다.
커트 11 및 21 두 종류를 갖는 금형 세정용 쉬이트 조성물 각각을 절단 커트 21에 의해 각각 상이한 크기(1000회 시도 후에 각각 성형용 금형을 상술한 성형용 에폭시 수지 조성물을 사용하여 상술한 바와 같이 반복 성형한다)를 갖는 몇몇 종류의 트랜스퍼 성형기 각각에 맞는 적당한 크기로 절단하여 축적하여 커트 11 부분에서 접는다. 이렇게 축적된 각각의 쉬이트를 금형에 취하여 세정한다. 이 결과는 금형의 세정성이 매우 우수하고 각 실시예에서 수득된 생성물을 사용하는 각각의 경우에 불량한 세정은 발생되지 않는다는 것을 나타낸다.
실시예 14
도 5에 도시한 바와 같이, 상기 실시예 1 내지 11에서 수득된 각각의 금형 세정용 쉬이트형 조성물[두께(도 5에서 T): 5㎜]을 폭(도 5에서 A) 230㎜와 길이(도 5에서 B) 300㎜로 절단한다. 커트 11 사이의 간격(도 5에서 C)이 15㎜이고 깊이가 4.5㎜인 커트 11이 쉬이트 전체 표면 상의 폭 방향에 평행으로 형성된다. 커트 11의 하부 말단부와 커트 11의 하부 말단부와 직면하는 쉬이트 30의 이면 사이의 거리(도 3에서 D)는 0.5㎜이다. 이러한 양태에서, 블록 구획(10a) 20개가 형성된다.
두개의 직선 절단 커트 31(폭: 4.5㎜)이 절단 커트 31이 쉬이트 20의 폭(도 5에서 A)을 세 분분으로 나눌 수 있도록 쉬이트 30의 종방향으로 형성되고 커트 11에 또한 수직으로 교차된다.
커트 11 및 31 두 종류를 갖는 금형 세정용 쉬이트 조성물 각각을 절단 커트 31에 의해 각각 상이한 크기(1000회 시도 후에 각각 성형용 금형을 상술한 성형용 에폭시 수지 조성물을 사용하여 상술한 바와 같이 반복 성형한다)를 갖는 몇몇 종류의 트랜스퍼 성형기 각각에 맞는 적당한 크기로 절단하여 축적하여 커트 11 부분에서 접는다. 이렇게 축적된 각각의 쉬이트를 금형에 취하여 세정한다. 이 결과는 금형의 세정성이 매우 우수하고 각 실시예에서 수득된 생성물을 사용하는 각각의 경우에 불량한 세정은 발생되지 않는다는 것을 나타낸다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 반도체 장치 성형용 금형을 위한 세정제 조성물은 기제가 되는 미가황 고무(성분 A) 및 세정제(성분 B)를 특정량의 물과 함께 함유한다. 따라서, 반도체 장치 성형용 금형의 표면을 본 발명의 세정제 조성물을 사용하여 세정할 때, 금형 표면에 형성된 오염 물질이 금형 세정용 조성물에 부착되어 금형 세정용 조성물과 일체화되어 오염 물질이 금형으로부터 효과적으로 제거된다. 특히, 통상의 세정제 조성물로는 금형의 충분한 세정이 곤란했지만, 비페닐 에폭시 수지, 다작용성 에폭시 수지 또는 디사이클로펜타디엔 에폭시 수지를 포함하는 에폭시 수지 조성물을 사용하여 반복적으로 성형함으로써 형성된 금형의 내면에 있는 오염 물질이 본 발명의 금형 세정용 조성물과 일체화되고 이로 인해, 오염 물질이 금형으로부터 효과적으로 제거되고 금형이 효과적으로 세정된다. 따라서, 본 발명의 금형 세정용 조성물은 외관이 탁월하다.
또한, 본 발명의 금형 세정용 조성물을 쉬이트 형태로 형성시키고 다수의 직선 커트를 일정 방향으로 쉬이트 표면에 형성시키고, 이러한 쉬이트를 사용할 경우, 쉬이트를 커트를 따라 접음으로써 용이하게 축적할 수 있다. 이 경우, 평행 커트에 의해 분배된 블록 구획이 커트의 최하 부분에서 서로 연결되기 때문에, 쉬이트는 빠져 나가지 않고 접음으로써 규칙적으로 축적되고 또한 블록 구획은 교차된 상태로 축적되지 않는다. 따라서, 수득된 축적품이 변형된 형태가 되지 않는다. 금형의 내면을 쉬이트형 세정제 조성물로 세정함으로써, 미가황 고무의 금형 표면과의 불충분한 가압 접촉으로 인한 열악한 세정이 일어나지 않는다. 또한, 쉬이트의 크기를 명확하게 측정하고 이를 동일한 크기로 절단하는 복잡한 작업이 불필요하게 되며 세정 작업이 간편해진다.
또한, 본 발명의 금형 세정용 조성물에서, 특히 일정 방향으로 다수의 직선 커트(A)가 형성되어 있고 또한 직선 커트(A)에 수직으로 교차하는 하나 이상의 직선 절단 커트(B)가 형성되어 있는 금형 세정용 조성물을 포함하는 쉬이트를 사용할 경우, 쉬이트를 절단 커트(B)를 따라 적절하게 절단하고 이러한 쉬이트를 직선 커트(A)를 따라 접은 후, 쉬이트를 접어 축적된 쉬이트가 세정될 성형용 금형의 크기에 알맞는 적합한 형태 및 크기로 된다. 이 경우, 평행 커트에 의해 분배된 블록 구획이 또한 커트의 최하 부분에서 서로 연결되기 때문에, 쉬이트는 빠져 나가지 않고 접음으로써 규칙적으로 축적되고 또한 블록 구획은 교차된 상태로 축적되지 않는다. 따라서, 수득된 축적품이 변형된 형태가 되지 않는다. 금형의 내면을 쉬이트형 세정제 조성물로 세정함으로써, 미가황 고무의 금형 표면과의 불충분한 가압 접촉으로 인한 열악한 세정이 일어나지 않는다. 또한, 커트(들)(B)를 형성시킴으로써, 쉬이트를 불규칙성을 유발하지 않고 더 작은 크기의 금형에 적합하도록 용이하게 절단할 수 있다.
또한, 본 발명의 금형 세정용 쉬이트형 조성물에서, 커트를 쉬이트의 표면에 일정 간격으로 형성시킬 경우, 커트는 척도로서의 기능을 나타내며, 상이한 유형 및 크기의 금형에 대해서도, 적당량의 쉬이트를 용이하게 절단하여 축적시켜 금형을 세정할 수 있다. 예를 들면, 트랜스퍼 성형기가 이러한 금형 세정용 조성물을 사용하여 세정할 성형용 금형으로서 적합하다.
더욱이, 본 발명의 금형 세정용 조성물을 수 불침투성 필름에 의해 제조된 밀봉백에 놓고 폐쇄된 상태로 저장하고, 이로 인해 특정한 함수량(1 내지 30%)을 유지할 수 있다.
본 발명을 특정의 실시 양태를 참조로 상세히 설명하였으나, 당분야의 숙련가에 의해 본 발명의 취지 및 범주를 벗어나지 않고 여러 가지 변형 및 수정이 이루어질 수 있음은 명백하다.
Claims (22)
- (A) 미가황 고무 및 (B) 세정제를 포함하며 세정제 조성물의 함수량이 1 내지 30 중량%인, 열경화성 수지 조성물을 사용하여 반복적으로 성형하는데 사용되는 반도체 장치 성형용 금형을 위한 세정제 조성물.
- 제1항에 있어서, 쉬이트 형태인 세정제 조성물.
- 제1항에 있어서, 가황제를 추가로 포함하는 세정제 조성물.
- 제1항에 있어서, 세정제(B)가 하나 이상의 이미다졸 및 이미다졸린인 세정제 조성물.
- 제1항에 있어서, 글리콜 에테르를 추가로 포함하는 세정제 조성물.
- 제1항에 있어서, 이형제를 추가로 포함하는 세정제 조성물.
- 제1항에 있어서, 열경화성 수지 조성물이 에폭시 수지 및 경화제를 포함하는 에폭시 수지 조성물인 세정제 조성물.
- 제7항에 있어서, 에폭시 수지가 비페닐 에폭시 수지, 다작용성 에폭시 수지 및 디사이클로펜타디엔 에폭시 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 에폭시 수지인 세정제 조성물.
- 제7항에 있어서, 경화제가 페놀 수지인 세정제 조성물.
- 제7항에 있어서, 경화제가 하기 화학식 4의 반복 단위를 갖는 페놀아르알킬 수지인 세정제 조성물.화학식 4
- 제1항에 있어서, 세정제 조성물이 쉬이트 형태이고 다수의 직선 커트가 쉬이트 자체 표면에 일정 간격으로 평행하게 일정 방향으로 형성되어 있는 세정제 조성물.
- 제11항에 있어서, 커트가 쉬이트 표면에 일정 간격으로 형성되어 있는 세정제 조성물.
- 제11항에 있어서, 커트의 하부 말단부와 커트의 하부 말단부에 접하는 이면의 거리가 0.1 내지 0.8mm인 세정제 조성물.
- 제11항에 있어서, 커트가 쉬이트를 접을 수 있도록 형성되어 있는 세정제 조성물.
- 제11항에 있어서, 커트가, 쉬이트를 커트 부분에서 절단할 수 있도록 형성되어 있는 세정제 조성물.
- 제11항에 있어서, 세정제 조성물이 쉬이트 형태이고, 다수의 직선 커트(A)가 쉬이트 자체의 표면에 일정 간격으로 평행하게 일정 방향으로 형성되어 있고 또한 쉬이트의 표면에 하나 이상의 직선 절단 커트(B)가 절단 커트(B)가 다수의 직선 커트(A)에 수직으로 교차되도록 형성되어 있는 세정제 조성물.
- 제16항에 있어서, 세정제 조성물을 포함하는 쉬이트가 거의 정사각형으로 형성되어 있으며, 일정 방향의 다수의 직선 커트(A)가 쉬이트의 폭 방향과 평행하게 형성되어 있고 일정 방향의 직선 커트(A)에 수직으로 교차하는 절단 커트(들)(B)가 쉬이트의 종방향과 평행하게 형성되어 있는 세정제 조성물.
- 제1항에 있어서, 세정제 조성물이 수 불침투성 필름에 의해 제조된 밀봉 백에 넣어지고 세정제 조성물의 함수량이 세정제 조성물의 전체 중량을 기준으로 1 내지 3%가 되도록 밀폐 상태로 저장되는 세정제 조성물.
- 쉬이트 자체의 표면에 일정 간격으로 일정 방향으로 평행한 다수의 직선 커트가 형성되어 있는 제11항에 따르는 세정제 조성물을 포함하는 세정 쉬이트를 제조하고, 쉬이트를 커트가 형성된 표면을 외부로 하여 커트를 따라 구부려 이면을 서로 접촉시켜 다수의 단계로 축적시키고, 축적된 상태의 쉬이트를 개방 금형의 내면에 놓고, 금형을 폐쇄하여 쉬이트를 축적된 상태로 유지시키고, 쉬이트를 가열하에 가압함으로써 금형 내면을 세정하는 단계를 포함하는, 반도체 장치 성형용 금형의 세정 방법.
- 쉬이트 자체의 표면에 일정 간격으로 일정 방향으로 평행한 다수의 직선 커트(A)가 형성되어 있고 또한 이의 표면에 하나 이상의 절단 커트(B)가 절단 커트(B)가 다수의 직선 커트(A)에 수직으로 교차되도록 형성되어 있는 제16항에 따르는 세정제 조성물을 포함하는 세정 쉬이트를 제조하고, 쉬이트를 절단 커트(B)를 따라 절단하고, 이렇게 절단한 쉬이트를 커트(A)가 형성된 표면을 외부로 하여 커트(A)를 따라 구부려 이면을 서로 접촉시켜 수개의 단계로 축적시키고, 축적된 상태의 쉬이트를 개방 금형의 내면에 놓고, 금형을 폐쇄하여 쉬이트를 축적된 상태로 금형 사이에 유지시키고, 쉬이트를 가열하에 가압함으로써 금형 내면을 세정하는 단계를 포함하는, 반도체 장치 성형용 금형의 세정 방법.
- 제1항에 있어서, 함수량이 3 내지 25 중량%인 세정제 조성물.
- 제8항에 있어서, 함수량이 5 내지 20 중량%인 세정제 조성물.
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