KR20090018032A

KR20090018032A - 반도체 수지 몰드용 이형 필름

Info

Publication number: KR20090018032A
Application number: KR1020087025892A
Authority: KR
Inventors: 다마오 오쿠야; 히로시 아루가; 요시아키 히구치
Original assignee: 아사히 가라스 가부시키가이샤
Priority date: 2006-04-25
Filing date: 2007-04-20
Publication date: 2009-02-19
Also published as: CN101427358A; US8268218B2; US20090053528A1; SG171589A1; CN101427358B; JPWO2007125834A1; TW200804052A; EP2012351A1; US20100096772A1; WO2007125834A1; JP5234419B2; EP2012351A4

Abstract

가스 투과성이 현저하게 낮고, 몰드 수지에 의한 금형 오염이 매우 적은 높은 이형성을 갖는 이형 필름을 제공한다.

이형성이 우수한 이형층 (I) 과, 이것을 지지하는 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 과, 당해 이형층과 지지층 사이에 형성된, 금속 또는 금속 산화물로 이루어지는 가스 투과 억제층 (Ⅲ) 을 가지고, 또한, 170℃ 에 있어서의 자일렌 가스 투과성이 10^-15(kmol·m/(s·㎡·kPa)) 이하인 것을 특징으로 하는 가스 배리어성 반도체 수지 몰드용 이형 필름. 이형층 (I) 은, 에틸렌/테트라플루오로에틸렌계 공중합체 등의 불소 수지로 형성되는 것이 바람직하고, 또 금속 산화물층으로는, 산화알루미늄, 산화규소, 또는 산화마그네슘 등의 산화물층이 바람직하다.

Description

반도체 수지 몰드용 이형 필름{MOLD RELEASE FILM FOR SEMICONDUCTOR RESIN MOLD}

본 발명은 반도체 수지 몰드용 이형 필름에 관한 것으로서, 특히 금형 오염을 저감시킬 수 있는 반도체 수지 몰드용 이형 필름에 관한 것이다.

반도체 소자 (칩) 는 통상적으로 외부 환경 (외기, 오염 물질, 광, 자기, 고주파, 충격 등) 으로부터의 보호, 차단을 위해, 수지 (몰드 수지) 로 밀봉하고, 칩을 내부에 수용한 반도체 패키지의 형태로 기판에 실장된다. 대표적으로는, 에폭시 수지 등의 열경화성 수지 (몰드 수지) 를 가열 용융시킨 후, 반도체 칩을 세트한 금형 내에 이송하여, 충전·경화시키는 트랜스퍼 성형에 의해 형성되는 것이다. 몰드 수지에는, 경화제, 경화 촉진제, 충전제 등과 함께, 금형에 의하여 성형된 패키지의 스무스한 이형성을 확보하기 위해, 이형제가 첨가되어 있다.

한편, 반도체 패키지의 대폭적인 생산성 향상이 요구됨에 따라, 금형에 수지가 부착되어, 오염된 금형을 빈번하게 클리닝할 필요가 있는 점이나, 대형 패키지에 대응하는 저수축성 밀봉 수지의 경우에는, 이형제의 첨가에 의해서도 충분한 이형성이 얻어지지 않는 등의 문제가 있고, 이 때문에 금형의 수지 성형부 (캐비티면) 를 이형 필름으로 피복한 상태에서 수지를 금형 내에 주입함으로써, 금형의 캐 비티면에 밀봉 수지를 직접 접촉시키지 않고 반도체 패키지를 형성하는 수지 몰드용 이형 필름 (이하 단순히 「이형 필름」이라고도 한다.) 을 사용하는 기술이 개발되어 일정한 성과를 얻고 있다 (예를 들어, 특허 문헌 1 ∼ 3 등을 참조.).

그러나, 최근 들어, 반도체 소자의 패키지에 사용되는 몰드 수지가, 환경 대응을 위해서 비할로겐화 몰드 수지로 변경되고 있고, 또, 반도체의 파인 피치화, 박형화, 적층 칩 패키지화, 및 LED 등에 대응하여, 몰드 수지의 저점도화나 액상 수지화가 더욱 진행되고 있다. 그 때문에 반도체 소자의 수지 몰드 공정에 있어서, 고온 환경하의 용융 몰드 수지로부터의 가스나 저점도 물질의 발생량이 증대되고, 상기한 몰드용 이형 필름을 투과하는 가스나 저점도 물질이 고온의 금형과 접촉하여, 금형을 심하게 오염시키게 되었다.

또 이형 필름의 피복은, 금형면에 당해 필름을 진공에서 흡착 지지시켜 실시되는데, 필름 중의 올리고머 등의 휘발성 성분이 상기 흡착된 금형측으로 이행되어, 금형 오염을 일으키는 경우도 있다.

이와 같이 하여, 이형 필름을 사용하는 경우에 있어서도, 필름 장착측의 금형이 오염되기 쉬워지고, 또 일단 오염이 발생한 경우에는, 그 세정을 위해서 반도체의 몰드 공정을 휴지시키지 않을 수 없어, 반도체의 생산 효율을 저하시킨다는 문제가 발생하게 되었다.

또한, 이러한 관점에서, 상기한 특허 문헌 1 ∼ 2 에 있어서는, 투과되는 오염 물질을 저감시키기 위해서, 이형 필름의 편면 (금형면과 접촉하는 면) 에 금속이나 금속 산화물의 증착층을 형성하는 것이 기재되어 있다. 그러나, 당해 금 속 증착층 등은 직접 금형면에 물리적으로 접촉시켜 사용되는 것으로서, 필름면 혹은 필름의 절단면으로부터 금속 분말 등이 박리되기 쉬워, 반도체 수지 몰드 공정에서의 사용이 제한되고 있었다.

또, 특허 문헌 1 ∼ 2 에 있어서는 이형 필름의 가스 투과성을 이산화탄소 가스의 투과율로 규정하고 있는데, 이것은 수지 등에서의 저점도 물질 등의 투과성을 평가하는 지표로서 타당하지 않다.

또한, 이형 필름은 몰드 수지와의 보다 높은 이형성이 요구되고 있지만, 상기의 이형 필름에 대해서는, 이것들이 조금도 고려되지 않아, 이형성이 불충분하다는 문제도 있었다.

또, 요철이 큰 형상의 금형이 사용되는 경우, 수지 밀봉 전에 이형 필름을 금형에 진공 흡착시킬 때에, 당해 이형 필름에는, 금형의 당해 요철에 추종하여 그 대응하는 둘레 길이까지 충분히 연신할 수 있는 금형 추종성이 요구되는 경우가 있었다.

특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2002-361643호 (특허 청구의 범위 (청구항 1 ∼ 청구항 3),〔0002〕∼〔0028〕)

특허 문헌 2 : 일본 공개특허공보 2004-79566호 (특허 청구의 범위 (청구항 1 ∼ 청구항 3),〔0002〕∼〔0015〕)

특허 문헌 3 : 일본 공개특허공보 2001-250838호 (특허 청구의 범위 (청구항 1 ∼ 6),〔0002〕∼〔0032〕)

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

본 발명의 목적은 상기한 배경하에 강하게 요청되고 있는, 종래와 비교하여 가스 투과성이 현저하게 낮고, 또한, 몰드 수지에 의한 금형 오염이 매우 적은 이형 필름을 제공하는 것이다.

또, 본 발명의 목적은 금형 오염 물질인 수지 등에서 발생되는 저점도 물질에, 보다 현실적으로 대응한 가스 투과율에 의해, 당해 금형 오염을 유효하게 억제하는 이형 필름에 필요한 가스 투과성을 규정하는 것이다.

또한 본 발명의 목적은, 몰드 수지와의 보다 높은 이형성을 갖는 이형 필름을 제공하는 것이다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명에 따르면, 이하의 접착층을 구비한 적층체가 제공된다.

〔1〕이형성이 우수한 이형층 (I) 과, 이것을 지지하는 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 과, 당해 이형층과 지지층 사이에 형성된, 금속 또는 금속 산화물로 이루어지는 가스 투과 억제층 (Ⅲ) 을 가지고, 또한, 170℃ 에 있어서의 자일렌 가스 투과성이 10^-15(kmol·m/(s·㎡·kPa)) 이하인 것을 특징으로 하는 가스 배리어성 반도체 수지 몰드용 이형 필름.

〔2〕상기 이형층 (I) 이 불소 수지로 형성되는 상기〔1〕에 기재된 이형 필름.

〔3〕상기 불소 수지가 에틸렌/테트라플루오로에틸렌계 공중합체인 상기〔2〕에 기재된 이형 필름.

〔4〕상기 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 의 170℃ 에 있어서의 200% 신장시 강도가 1MPa ∼ 100MPa 인 상기〔1〕∼〔3〕중 어느 하나에 기재된 이형 필름.

〔5〕상기 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 이 에틸렌/비닐알코올 공중합체로 형성되는 상기〔1〕∼〔4〕중 어느 하나에 기재된 이형 필름.

〔6〕상기 가스 투과 억제층 (Ⅲ) 이 상기 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 상에 형성되는 상기〔1〕∼〔5〕 중 어느 하나에 기재된 이형 필름.

〔7〕상기 가스 투과 억제층 (Ⅲ) 이 산화알루미늄, 산화규소 및 산화마그네슘으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 산화물인 상기〔1〕∼〔6〕중 어느 하나에 기재된 이형 필름.

〔8〕상기 가스 투과 억제층 (Ⅲ) 이, 알루미늄, 주석, 크롬 및 스테인리스스틸로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 금속층인 상기〔1〕∼〔6〕중 어느 하나에 기재된 이형 필름.

〔9〕상기 가스 투과 억제층 (Ⅲ) 상에 수지 보호층 (Ⅲ') 이 형성되어 있는 상기〔1〕 ∼〔8〕중 어느 하나에 기재된 이형 필름.

〔10〕 상기 이형 필름의 적어도 편면이 요철 가공되어 있는 상기〔1〕∼〔9〕중 어느 하나에 기재된 이형 필름.

발명의 효과

본 발명에 의하면, 종래와 비교하여 가스 투과성이 현저하게 낮고, 몰드 수지에 의한 금형 오염이 매우 적은 이형 필름이 제공된다. 또, 금형 오염 물질인 수지 등에서 발생되는 저점도 물질에, 보다 현실적으로 대응한 가스 투과율에 의해, 당해 금형 오염을 유효하게 억제하는 이형 필름에 필요한 가스 투과성이 규정된다. 또한 본 발명에 의하면, 몰드 수지와의 보다 높은 이형성을 갖는 이형 필름이 제공된다. 또, 본 발명의 이형 필름은 금형 추종성이 우수한 이형 필름이 제공된다.

따라서, 본 발명의 이형 필름을 적용함으로써, 반도체의 수지 몰드 공정에 있어서, 금형 오염이 매우 적고, 금형 세정 횟수를 매우 저감시킬 수 있기 때문에, 반도체 소자의 수지 몰드의 생산 효율을 대폭 향상시키는 것이 가능해진다.

도 1 은 본 발명의 가스 배리어성 이형 필름의 층 구성을 나타내는 설명도이다.

도 2 는 본 발명의 가스 배리어성 이형 필름의 층 구성을 나타내는 설명도이다.

도 3 은 본 발명의 가스 배리어성 이형 필름의 층 구성을 나타내는 설명도이다.

도 4 는 본 발명의 가스 배리어성 이형 필름의 층 구성을 나타내는 설명도이다.

도 5 는 본 발명의 가스 배리어성 이형 필름의 층 구성을 나타내는 설명도이다.

도 6 은 본 발명의 가스 배리어성 이형 필름의 층 구성을 나타내는 설명도이다.

부호의 설명

1 ; 가스 배리어성 이형 필름

I : 이형층

Ⅱ : 플라스틱 지지층

Ⅲ : 금속 산화물 증착층 등의 가스 배리어층 (가스 투과 억제층)

Ⅲ' : 수지 보호층

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명의 반도체 수지 몰드용 이형 필름 (1) 은, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 적어도 이형성이 우수한 이형층 (I) 과, 이것을 지지하는 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 으로 이루어지고, 당해 이형층과 지지층 사이에 금속 또는 금속 산화물로 이루어지는 가스 투과 억제층 (Ⅲ) 이 형성되는 층 구성을 가짐과 함께, 그 170℃ 에 있어서의 자일렌 가스 투과성이 10^-15(kmol·m/(s·㎡·kPa)) 이하인 것을 특징으로 한다.

(이형층 (I))

본 발명의 이형 필름에 있어서의 이형층 (I) 이란, 반도체 소자의 피밀봉면 을 향하여 배치되고, 금형 내에 주입된 몰드 수지와 접하게 되는 층으로, 경화 후 의 몰드 수지에 대한 충분한 이형성을 부여하는 층이다.

이형층을 형성하는 수지로서는, 에폭시 수지 등의 몰드 수지에 대해 이형성을 갖는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 특히 이형성이 우수한 불소 수지로 형성되는 것이 바람직하다.

불소 수지로서는, 에틸렌/테트라플루오로에틸렌계 공중합체 (이하,「ETFE」라고 한다.), 클로로트리플루오로에틸렌계 수지 (이하,「CTFE」라고 한다.), 폴리테트라플루오로에틸렌 (이하,「PTFE」라고 한다.), 불화비닐리덴계 수지 (이하,「VdF」라고 한다), 불화비닐계 수지 (이하,「VF」라고 한다.), 테트라플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌계 공중합체 (이하,「FEP」라고 한다.), 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로(프로필비닐에테르)계 공중합체 (이하,「PFA」라고 한다.), 테트라플루오로에틸렌/불화비닐리덴 공중합체 및 이들 수지의 복합물 등을 들 수 있다. 바람직하게는, ETFE, PTFE, FEP 및 PFA 이고, 보다 바람직하게는 ETFE 이다.

ETFE 는 또, 이형성 부여라는 본질적인 특성을 손상시키지 않는 범위에서 다른 모노머의 1 종류 이상에 기초하는 반복 단위를 포함하여도 된다.

다른 모노머로서는, 프로필렌, 부텐 등의 α-올레핀류 ; CH₂=CX(CF₂)_nY (여기에서, X 및 Y 는 독립적으로 수소 또는 불소 원자, n 은 1 ∼ 8 의 정수이다.) 로 나타내는 화합물 ; 불화비닐리덴, 불화비닐, 디플루오로에틸렌 (DFE), 트리플루오로에틸렌 (TFE), 펜타플루오로프로필렌 (PFP), 헥사플루오로이소부틸렌 (HFIB) 등의 불포화기에 수소 원자를 갖는 플루오로올레핀 ; 헥사플루오로프로필렌 (HFP), 클로로트리플루오로에틸렌 (CTFE), 퍼플루오로(메틸비닐에테르) (PMVE), 퍼플루오로(에틸비닐에테르) (PEVE), 퍼플루오로(프로필비닐에테르) (PPVE), 퍼플루오로(부틸비닐에테르) (PBVE), 그 외 퍼플루오로(알킬비닐에테르) (PAVE) 등의 불포화기에 수소 원자를 갖지 않는 플루오로올레핀 등을 들 수 있다. 이들 외 다른 모노머는 1 종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다.

본 발명의 이형 필름 (1) 에 있어서는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 이형층 (I) 은, 필요한 강성을 갖는 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 에 지지되는 것이므로, 이형층의 두께로서는, 이형성을 부여하는 데 필요 충분한 두께이면 된다. 통상, 두께로서는, 통상적으로 3 ∼ 75㎛, 바람직하게는 6 ∼ 30㎛ 이다. 또한, 도면에 있어서, (Ⅲ) 은 후기 상세히 서술하는 바와 같이 가스 투과 억제층이다.

또, 당해 이형 필름에 있어서는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 지지층 (Ⅱ) 과 대향하고, 가스 투과 억제층 (Ⅲ) 등과 적층·접착되는 측의 이형층 (I) 의 표면은, 접착성을 향상시키기 위해서 통상적인 방법에 따라 표면 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 표면 처리법으로는, 그 자체 공지된, 공기 중에서의 코로나 방전 처리, 유기 화합물의 존재하에서의 코로나 방전 처리, 유기 화합물의 존재하에서의 플라즈마 방전 처리, 불활성 가스, 중합성 불포화 화합물 가스 및 탄화수소 산화물 가스로 이루어지는 혼합 가스 중에서의 방전 처리 등이 적용되고, 특히 공기 중에서의 코로나 방전 처리가 바람직하다.

(플라스틱 지지층 (Ⅱ))

본 발명의 이형 필름에 있어서의 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 은, 이형층 (I) 을 적층하고, 이것을 지지하여 이형 필름에 필요한 강성이나 강도를 부여하는 층이다. 또, 이형층 (I) 은 당해 지지층에 적층됨으로써 고가의 ETFE 등의 사용량을 적게 할 수 있다.

이와 같은 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 을 형성하는 수지로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 일반적인 이형 필름에 사용되는 것이 모두 바람직하게 적용되고, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 수지, 6-나일론, 6,6-나일론, 12-나일론 등의 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 아크릴 수지, 폴리카보네이트, 폴리에테르술폰, 폴리에테르이미드, 폴리페닐렌 술파이드, 에틸렌/비닐알코올 공중합체 등을 사용 가능한 것으로서 들 수 있다. 그 중에서도, 폴리에스테르 수지가 바람직하고, 폴리에틸렌테레프탈레이트가 더욱 바람직하다. 또 이들은, 연신 또는 미연신의 어느 필름이어도 된다.

또, 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 의 170℃ 에 있어서의 200% 신장시 강도는, 1MPa ∼ 100MPa 인 것이 바람직하다. 당해 지지층의 강도가 이것보다 너무 크면 이형 필름의 신장이 충분하지 않기 때문에, 요철이 큰 형상의 금형을 사용하는 경우 등, 진공 흡착된 이형 필름과 금형 사이에 간극이 생겨 이형 필름의 파단이나 수지 누출의 요인이 된다.

또, 강도가 이것보다 작으면 플라스틱 지지층의 두께에 따라서도 밀봉 수지 압력 등에 의해 플라스틱 지지층의 수지가 이형 필름 밖으로 스며 나와 장치를 오염시키는 요인이 된다. 플라스틱 지지층이 상기 규정의 신장시 강도를 가지면, 이형 필름은 고온에서 부드럽고, 요철이 큰 형상의 금형에 대한 금형 추종성이 우수하기 때문에 바람직하다.

이와 같이, 요철이 큰 형상의 금형 등과 같이, 이형 필름에 특히 금형 추종성이 요구되는 경우, 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 으로는, 에틸렌/비닐알코올 공중합체 등의 수지로 구성되는 것이 바람직하다.

플라스틱 지지층 (Ⅱ) 을 구성하는 플라스틱 필름 또는 플라스틱 시트의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상적으로 1 ∼ 300㎛, 바람직하게는 6 ∼ 200㎛, 더욱 바람직하게는 10 ∼ 100㎛ 정도이다.

(금속 또는 금속 산화물로 이루어지는 가스 투과 억제층 (Ⅲ))

본 발명의 이형 필름은, 예를 들어 도 1 에 나타내는 바와 같이, 이형층 (I) 과 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 사이에 금속 또는 금속 산화물로 이루어지는 가스 투과 억제층 (Ⅲ) 이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

가스 투과 억제층 (Ⅲ) 을 형성하는 금속으로는, 예를 들어 알루미늄, 주석, 크롬, 및 스테인리스 스틸 등이, 또 금속 산화물로서는, 산화알루미늄, 산화규소, 산화마그네슘, 산화지르코늄 등을 들 수 있다. 이 중, 바람직하게는, 산화알루미늄, 산화규소, 산화마그네슘이고, 보다 바람직하게는 산화알루미늄, 산화규소이다. 이와 같은 금속 산화물에 의해 가스 투과 억제층을 형성했을 경우, 이형 필름은 가스 배리어성이 우수하고, 반도체 수지 몰드 공정에서의 금형 오염이 현저하게 적기 때문에 바람직하다.

이들 금속 산화물로 이루어지는 가스 투과 억제층 (Ⅲ) 을 형성하는 경우에 는, 예를 들어 도 2 에 나타내는 바와 같이, 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 인 플라스틱 필름 상에 진공 증착, 스퍼터링, 화학 기상 증착 (CVD), 이온 도금 등의 통상적인 박막 형성 수단에 의해 형성하고, 이 위에 이형층 (Ⅰ) 인 ETFE 계 수지 필름 등을, 바람직하게는 접착제를 통하여 드라이 라미네이트, 열 경화, UV 경화 등의 수단으로 접착시켜, 적층하여 이형 필름으로 하는 것이 바람직하다. 또, 알루미늄 등의 금속박을 지지층에 드라이 라미네이트할 수도 있다.

금속 산화물로 이루어지는 가스 투과 억제층 (Ⅲ) 의 두께는, 통상적으로 1 ∼ 100nm 이고, 바람직하게는 5 ∼ 50nm, 더욱 바람직하게는 10 ∼ 30nm 이다. 당해 두께가 이것보다 얇으면 가스 투과 억제 효과가 충분히 발휘되지 않고, 이것을 초과하는 두께라고 하여도 그 이상의 가스 억제 효과는 발휘되지 않고, 또, 이형 필름으로서의 핸들링성이 나빠져 바람직하지 않다.

(수지 보호층 (Ⅲ'))

본 발명의 이형 필름에 있어서는, 금속 또는 금속 산화물로 이루어지는 가스 투과 억제층 (Ⅲ) 상에, 외부 충격 등으로부터 보호를 위한 수지 보호층 (Ⅲ') 이 형성되어 있는 것도 바람직한 양태이다.

이러한 수지 보호층 (Ⅲ') 으로는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 인 플라스틱 필름 상에 형성된 가스 투과 억제층 (Ⅲ) 상에, 도포, 인쇄, 딥핑 등의 코팅 수단에 의해 형성할 수 있는 것이면 특별히 한정되는 것이 아니고, 예를 들어, 멜라민 수지, 아크릴계 수지, 폴리염화비닐리덴, 에틸렌-비닐알코올계 수지 및 폴리비닐알코올계 수지 등의 수지를 바람직한 것으로서 들 수 있 다. 이 중, 멜라민 수지, 또는 아크릴계 수지가 보다 바람직하고, 멜라민 수지가 가장 바람직하다.

또한, 경우에 따라서는 비정질 카본에 의해 수지 보호층 (Ⅲ') 을 형성할 수도 있다.

당해 보호층 (Ⅲ') 의 두께는 통상적으로 1 ∼ 1500nm, 바람직하게는 10 ∼ 1000nm, 더욱 바람직하게는 50 ∼ 400nm 정도이다.

(자일렌 가스 투과성)

본 발명의 이형 필름은, 170℃ 에 있어서의 자일렌 가스 투과성이 10^-15(kmol·m/(s·㎡·kPa)) 이하인 가스 배리어성 반도체 수지 몰드용 이형 필름이다.

본래, 이형 필름의 가스 투과성은 몰드 수지인 에폭시 수지 등에서 발생되는 저점도 물질 등의 당해 필름에 대한 투과성으로서 평가하는 것이 바람직하다. 종래에는, 이미 언급한 특허 문헌 1, 및 특허 문헌 2 에 기재된 바와 같이, 이산화탄소 가스의 필름 투과성에 의해 평가되고 있었지만, 당해 저점도 물질과 이산화탄소 가스는 화학 물질로서 대폭 상이한 것이며, 상관성은 충분하다고는 할 수 없었다. 본 발명자들은, 이에 대해 자일렌 증기 (가스) 의 170℃ 에 있어서의 필름 투과성은, 에폭시 수지 등 유래의 물질의 가스 투과성과 양호하게 관련지을 수 있는 것을 알아내었다. 즉, 자일렌 가스의 투과 계수는, 에폭시 수지 등의 반도체 수지 몰드 수지로부터 발생하는 유기물의 배리어성이 양호한 지표로서, 이 값이 작을수록, 반도체 수지 몰드 공정에서의 금형 오염이 보다 적은 것을 나타내는 것 을 알아내었다.

그리고, 본 발명에 있어서는, 이형 필름의 가스 투과성을 특정한 값, 구체적으로는 170℃ 에 있어서의 자일렌 가스의 투과성을 10^-15(kmol·m/(s·㎡·kPa)) 이하, 바람직하게는 5×10^-15(kmol·m/(s·㎡·kPa)) 이하로 함으로써, 금형의 오염성이 현격히 감소되는 것을 알아낸 것이다.

본 발명에 있어서, 이형 필름의 가스 투과성은, 후기 실시예에 기재된 바와 같이, 상부 셀과 하부 셀의 연통구 (개구면) 를 투과율 측정 필름 (시료 필름) 에 의해 폐쇄하고, 170℃ 로 유지한 상부 셀에 자일렌 가스를 도입하여, 당해 시료 필름을 통해, 진공으로 유지한 하부 셀에 자일렌 가스를 투과시켜, 투과되어 온 당해 자일렌 가스의 농도 (압력) 의 시간 변화를 측정하고, 그 정상 상태에 있어서의 압력 변화로부터, 170℃ 환경하에 있어서의 자일렌 가스의 투과 계수로서 산출하는 것이다.

(이형 필름의 층 구성)

본 발명의 이형 필름은, 도 1 에 나타내는 바와 같은, 이형층 (Ⅰ)/가스 투과 억제층 (Ⅲ)/플라스틱 지지층 (Ⅱ) 으로 이루어지는 층 구성을 기본으로 하지만, 도 3 에 나타내는 바와 같은 이형층 (I)/수지 보호층 (Ⅲ')/가스 투과 억제층 (Ⅲ)/플라스틱 지지층 (Ⅱ) 으로 이루어지는 층 구성 ; 도 4 에 나타내는 이형층 (I)/가스 투과 억제층 (Ⅲ)/플라스틱 지지층 (Ⅱ)/이형층 (I) 으로 이루어지는 층 구성 ; 또는 도 5 에 나타내는 이형층 (I)/수지 보호층 (Ⅲ')/가스 투과 억제층 (Ⅲ)/플라스틱 지지층 (Ⅱ)/이형층 (I) 으로 이루어지는 층 구성 ; 나아가서는 도 6 에 나타내는 이형층 (I)/가스 투과 억제층 (Ⅲ)/플라스틱 지지층 (Ⅱ)/가스 투과 억제층 (Ⅲ) /이형층 (I) 으로 이루어지는 층 구성 등의 필름이어도 된다. 또, 가스 투과 억제층 (Ⅲ) 과 수지 보호층 (Ⅲ') 은 여러 층으로 적층되어 있어도 되고, 이 경우에는 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 상에 수지 보호층 (Ⅲ') 이 있고, 그 위에 가스 투과 억제층 (Ⅲ), 추가로 수지 보호층 (Ⅲ') 과 적층을 중첩하여도 된다.

어느 층 구성에 있어서도, 이형층 (I) 과 가스 투과 억제층 (Ⅲ), 혹은, 이형층 (I) 과 수지 보호층 (Ⅲ') 사이에 접착층이 있어도 된다. 당해 접착층을 형성하는 접착제로서는, 예를 들어 이소시아네이트계, 폴리우레탄계, 폴리에스테르계 등 중 어느 하나이어도 된다. 당해 접착층은 드라이 환산으로 0.1 ∼ 5㎛ 의 범위가 바람직하고, 0.2 ∼ 2㎛ 의 범위가 보다 바람직하다.

또, 적층 순서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 도 2 에 나타내는 바와 같이, 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 상에 가스 투과 억제층 (Ⅲ) 을 진공 증착 등의 수단으로 형성하고, 추가로 이형층 (I) 을 적층하는 것이 바람직하다. 이 경우, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 가스 투과 억제층 (Ⅲ) 상에 추가로 수지 보호층 (Ⅲ') 을 형성하고 나서, 이형층 (I) 을 적층하는 것도 바람직하다.

또 본 발명의 이형 필름에 있어서는, 사용시에는 금형면에 흡착되는 점에서, 이형 필름의 성분이 금형면으로 이행하는 것을 저감시키기 위해, 금형면에 가까운 측에 가스 투과 억제층 (Ⅲ) 등이 있어도 된다.

(각 층 두께)

본 발명의 가스 배리어성 이형 필름의 각 층의 두께에 대해 정리하여 서술하면 각 층의 두께는, 이형층 (I) 은 통상적으로 3 ∼ 75㎛, 바람직하게는 6 ∼ 30㎛ 이다. 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 은 통상적으로 1 ∼ 300㎛, 바람직하게는 6 ∼ 200㎛, 더욱 바람직하게는 10 ∼ 100㎛ 이다. 플라스틱 지지층 상에 형성된 가스 투과 억제층 (Ⅲ) 은, 통상적으로 1 ∼ 100nm, 바람직하게는 5 ∼ 50nm, 더욱 바람직하게는 10 ∼ 30nm 이다. 가스 투과 억제층 (Ⅲ) 등의 위에 형성된 수지 보호층 (Ⅲ') 은 통상적으로 1 ∼ 1500nm, 바람직하게는 10 ∼ 1000nm, 더욱 바람직하게는 50 ∼ 400nm 정도이다.

(요철 형성)

본 발명의 이형 필름에 있어서, 표면층인 이형층 (I), 및 플라스틱 지지층에는, 요철 가공이 실시되어 있어도 된다. 요철 가공이 실시되는 경우의 표면층 표면의 산술 표면 거침도는 0.01 ∼ 3.5㎛ 의 범위가 바람직하고, 0.15 ∼ 2.5㎛ 의 범위가 보다 바람직하다. 표면 거침도가 이 범위에 있으면, 성형품의 외관 불량을 방지하고, 생산성을 향상시킴과 함께, 성형품에 마킹되는 로트 번호의 시인성을 향상시키는 효과가 우수하다.

(몰딩)

본 발명의 반도체 몰드용 이형 필름 자체는, 반도체 소자의 수지 몰딩 공정에 있어서, 종래의 이형 필름과 동일하게 사용할 수 있다. 즉, 성형 금형 내의 소정 위치에 몰드해야 하는 반도체 소자와 본 발명의 이형 필름을 설치하고, 형체(型締) 후, 진공 흡인하여 당해 이형 필름을 금형면에 흡착시켜, 반도체 소자와 금 형면을 피복하고 있는 반도체 몰드용 이형 필름 사이에 몰드 수지를 사출 성형하면 된다. 경화 후의 몰드 수지와 본 발명의 이형 필름은 용이하게 이형된다.

이하, 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 기술적 범위가 이것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 자일렌 가스의 투과 계수는 이하와 같이 하여 측정하였다.

〔자일렌 가스 투과 계수 (kmol·m/(s·㎡·kPa)) 의 측정 방법〕

JIS K 7126-1987 에 준하여 차압법으로 측정하였다. 단, 시험 온도는 170℃, 시료 기체는 자일렌 가스, 고압측 압력은 5kPa, 시료 필름의 투과면 직경은 50mm 로 하였다.

170℃ 로 유지한 상부 셀에 자일렌 가스를 도입하고, 투과율 측정 필름 (시료 필름) 을 사이에 두고, 진공으로 유지한 하부 셀에 자일렌 가스를 투과시켜, 투과되어 온 당해 자일렌 가스의 농도 (압력) 의 시간 변화를 측정하고, 그 정상 상태에 있어서의 압력 변화로부터 170℃ 환경하에 있어서의 자일렌 가스의 투과 계수를 산출하였다.

〔실시예 1〕

(1) 이형층 (I) 으로서 두께 12㎛ 의 ETFE 필름 (아사히 가라스사 제조, 상품명 : 플루온 ETFE) 를 사용하였다. 또한, 당해 ETFE 필름의 편면 (지지층과 대향하는 면 (접착면)) 에, 접착성을 향상시키기 위해 40W·min/㎡ 의 방전량으로 코로나 방전 처리를 실시하였다.

또, 12㎛ 의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 으로 하고, 이 편면에 금속 산화물로서 알루미나를 증착하여 가스 투과 억제층 (Ⅲ) 으로 하고, 추가로 그 위에, 코팅에 의해 수지 보호층 (Ⅲ') 을 형성한 필름 (톱판 인쇄사 제조, 상품명 : GX 필름) 을 준비하였다.

(2) 상기 필름 (GX 필름) 의 수지 보호층 (Ⅲ') 면 상에, 폴리에스테르계 접착제 (아사히 가라스사 제조, 상품명 : AG-9014A) 를 드라이 막 두께 0.4㎛ 환산으로 도공, 건조시켜, 도 3 과 같이 하여 대향시킨 이형층 (I) 과 드라이 라미네이트를 실시하여, 층 구성 (I)/(Ⅲ')/(Ⅲ)/(Ⅱ)) 의 이형 필름 (이하, 「이형 필름 1」이라고 한다.) 을 얻었다.

(3) 얻어진 이형 필름 (1) 에 대해, 상기한 방법에 의해, 170℃ 환경하에 있어서의 자일렌 가스의 투과 계수를 측정하였다. 결과를 표 1 에 나타내었다.

(4) 상기에서 얻어진 이형 필름 (1) 의 몰드용 에폭시 수지에 대한 이형성을 이하와 같이 하여 측정하였다. 즉, 이형성 필름 (1) 과, 플렉시블 프린트 기판의 기판 재료인 캡톤 필름 (폴리이미드 필름, 듀퐁사 상표) (대조 필름) 사이에, 口 자 형상으로 재단한 0.1mm 두께의 Al 을 프레임 (스페이서) 으로서 설치하고, 이 Al 범위 내에 반도체용 몰드용 에폭시 수지를 주입하였다. 175℃ 환경하의 평판 프레스로 프레스하고, 이형 필름 (1) 과 카프톤 필름을 이 몰드용 에폭시 수지로 접착하였다. (단, 이형 필름 (1) 의 이형층 (I) 이 에폭시 수지와 접하도록 배치하였다.) 당해 반도체용 몰드용 수지가 접착되어 있는 이형 필름 (1) 을 폭 25mm 의 직사각형상으로 절단하고, 이 단부를 박리하면서, 반도체 몰드 수지와 의 180˚필 시험을 실시하여 이형 강도를 측정하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

(5) 175℃ 환경하의 트랜스퍼 몰드의 하 금형에 미 (未) 몰드 기판을 세트하고, 이형 필름 (1) 을 상 금형에 진공 흡착 후, 상하 금형을 폐쇄하여 반도체 몰드용 에폭시 수지를 7MPa, 90sec. 에서 트랜스퍼 몰드를 실시하였다. 상기 조건에서 반복하여 몰드 쇼트를 실시하고, 금형의 오염을 육안으로 체크한 결과, 2,000 회 이상 반복하여도 금형 오염은 관찰되지 않았다.

〔비교예 1〕

(1) 두께 50㎛ 의 단체 ETFE 필름 (아사히 가라스사 제조, 상품명 : 플루온 ETFE) 을, 그대로 이형 필름 샘플 (이하, 「이형 필름 2」라고 한다.) 로 하여 시험에 사용하였다.

(2) 상기 이형 필름 (1) 대신에, 이 이형 필름 (2) 을 사용한 것 이외에는, 실시예와 동일하게 하여 170℃ 환경하에 있어서의 자일렌 가스 투과 계수를 산출하고, 또, 실시예 1 과 동일하게 하여 180˚필 시험을 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타내었다.

(3) 추가로 실시예 1 과 동일하게 하여, 이형 필름 (2) 을 사용하여 반복 몰드 쇼트를 실시한 결과, 2,000 회 미만에서 금형 오염이 현저해졌다.

〔실시예 2〕

(1) 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 으로서, 12㎛ 의 에틸렌/비닐알코올 공중합체 (구라레사 제조, 상품명 : 에발EF-F) 를 사용하고, 그 편면에 금속으로서 알루미를 10nm 스퍼터하여 가스 투과 억제층 (Ⅲ) 을 형성한 필름을 사용하고, 수지 보호층 (Ⅲ') 을 형성하지 않은 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 이형 필름 (이하,「이형 필름 3」이라고 한다.) 을 얻었다.

(2) 이형 필름 (3) 에 대해, 실시예와 동일하게 하여 170℃ 환경하에 있어서의 자일렌 가스 투과 계수를 산출하고, 또, 실시예 1 과 동일하게 하여 180˚필 시험으로 박리 강도를 측정하였다.

이형 필름 (3) 의 자일렌 가스 투과 계수는 1×10^-16(kmol·m/(s·㎡·kPa)) 이고, 180˚필 시험에 의한 이형 강도는 0(N/㎝) 이었다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

(3) 추가로 실시예 1 과 동일하게 하여, 이형 필름 (3) 을 사용하여 반복 몰드 쇼트를 실시한 결과, 2,000 회 이상 몰드 쇼트를 반복하여도 금형 오염은 확인되지 않았다.

(4) 오목부를 갖는 금형을 170℃ 로 유지하고, 이형 필름 (3) 을, 당해 금형 오목부에 진공 흡착시킨 결과, 당해 이형 필름과 금형 사이에는 간극이 거의 없고, 실시예 1 과 동일하게, 금형 추수(追隨)성이 우수한 것을 알 수 있었다.

실험 번호	이형 필름	자일렌 가스 투과 계수 (kmol·m/(s·㎡·kPa))	180˚필 시험 (N/㎝)
실시예 1	이형 필름 1	8×10^-17	0
실시예 2	이형 필름 3	1×10^-16	0
비교예 1	이형 필름 2	1×10^-14	0

표 1 의 실시예 1 및 2, 그리고 비교예 1 의 결과로부터, 본 발명의 이형 필름 (1) 및 (3) 은, 그 180˚필 시험 (N/cm) 으로부터 분명한 바와 같이, 반도체 몰드용 에폭시 수지와의 이형성이 매우 우수한 것임은 물론, 그 자일렌 가스 투과 계수가 8×10^-17(kmol·m/(s·㎡·kPa)), 또는 1×10^-16(kmol·m/(s·㎡·kPa)) 로, 본 발명에서 규정하는 값보다 충분히 작다. 이 때문에, 당해 이형 필름 (1) 및 (3) 을 사용하는 트랜스퍼 몰드 시험에서는, 모두 2,000 회 이상 반복하여도 금형 오염은 확인되지 않는다는 우수한 효과를 발휘하는 것으로 나타났다.

이것에 대해, ETFE 필름 자체를 이형 필름 (2) 로서 사용한 경우에는 이형성은 우수하지만, 그 자일렌 가스 투과 계수가 1×10^-14(kmol·m/(s·㎡·kPa)) 로, 본 발명에서 규정하는 값보다 열등한 것이고, 당해 필름을 통한 에폭시 수지 성분의 금형에 대한 투과가 염려된다. 예상대로, 당해 이형 필름 (2) 을 사용한 트랜스퍼 몰드 시험에서는, 2,000 회 미만에서 금형 오염이 현저해졌다.

본 발명에 의하면, 종래와 비교하여 가스 투과성이 현저하게 낮고, 몰드 수지에 의한 금형 오염이 현저하게 적은 이형 필름이 제공되고, 또, 몰드 수지에 대한 이형성을 갖는 이형 필름이 제공된다.

따라서, 본 발명의 가스 배리어성 이형 필름을 적용함으로써, 반도체의 수지 몰드 공정에 있어서, 금형 오염이 매우 적고, 금형 세정 횟수를 현저하게 저감시킬 수 있으며, 반도체 소자의 수지 몰드의 생산 효율을 대폭 향상시키는 것이 가능해지므로, 산업상의 이용 가능성은 매우 크다.

본 발명의 이형 필름은, 반도체 수지 몰드 용도에 특히 적합한 것이지만, 그 외에, 이형성이 필요한 다양한 용도에도 바람직하게 적용할 수 있다.

또한, 2006년 4월 25일에 출원된 일본 특허 출원 2006-120573호, 및 2006년 7월 12일에 출원된 일본 특허 출원 2006-191872호의 명세서, 특허 청구의 범위, 도면 및 요약서의 전체 내용을 여기에 인용하고, 본 발명의 명세서의 개시로서 도입하는 것이다.

Claims

이형성이 우수한 이형층 (Ⅰ) 과, 이것을 지지하는 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 과, 당해 이형층과 지지층 사이에 형성된, 금속 또는 금속 산화물로 이루어지는 가스 투과 억제층 (Ⅲ) 을 가지고, 또한, 170℃ 에 있어서의 자일렌 가스 투과성이 10^-15(kmol·m/(s·㎡·kPa)) 이하인 것을 특징으로 하는 가스 배리어성 반도체 수지 몰드용 이형 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 이형층 (I) 이 불소 수지로 형성되는 이형 필름.
제 2 항에 있어서,

상기 불소 수지가 에틸렌/테트라플루오로에틸렌계 공중합체인 이형 필름.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 의 170℃ 에 있어서의 200% 신장시 강도가 1MPa ∼ 100MPa 인 이형 필름.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 이 에틸렌/비닐알코올 공중합체로 형성되는 이형 필름.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 가스 투과 억제층 (Ⅲ) 이 상기 플라스틱 지지층 (Ⅱ) 상에 형성되는 이형 필름.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 가스 투과 억제층 (Ⅲ) 이 산화알루미늄, 산화규소 및 산화마그네슘으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 산화물층인 이형 필름.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 가스 투과 억제층 (Ⅲ) 이 알루미늄, 주석, 크롬 및 스테인리스 스틸로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 금속층인 이형 필름.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 가스 투과 억제층 (Ⅲ) 상에 수지 보호층 (Ⅲ') 이 형성되는 이형 필름.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 이형 필름의 적어도 편면이 요철 가공되어 있는 이형 필름.