KR20160130805A - 이형 필름, 및 봉지체의 제조 방법 - Google Patents

이형 필름, 및 봉지체의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

기판과 반도체 소자와 접속 단자를 구비하는 구조체를, 대변형을 필요로 하는 금형 내에 배치하고, 경화성 수지로 봉지하여 두께 3 mm 이상의 수지 봉지부를 형성하는 봉지체의 제조 방법에 있어서, 봉지체의 금형으로부터의 우수한 이형성과, 대변형을 필요로 하는 금형에 대한 우수한 추종성을 구비하는 이형 필름의 제공. 상기 수지 봉지부의 형성 시에 경화성 수지와 접하는 제 1 층과 제 2 층을 가지며, 상기 제 1 층이, 두께 5 ∼ 30 ㎛ 이며, 또한, 불소 수지 및 융점 200 ℃ 이상의 폴리올레핀으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종으로 구성되고, 상기 제 2 층이, 두께가 38 ∼ 100 ㎛ 이며, 180 ℃ 에 있어서의 인장 저장 탄성률 (MPa) 과 두께 (㎛) 의 곱이 18,000 (MPa·㎛) 이하이고, 또한 180 ℃ 에 있어서의 인장 파단 응력 (MPa) 과 두께 (㎛) 의 곱이 2,000 (MPa·㎛) 이상인 이형 필름.

Description

이형 필름, 및 봉지체의 제조 방법{MOULD-RELEASE FILM, AND SEALED-BODY PRODUCTION METHOD}
본 발명은, 기판과 반도체 소자와 접속 단자를 구비하는 구조체를 대변형을 필요로 하는 금형 내에 배치하고, 경화성 수지로 봉지하여 두께 3 mm 이상의 수지 봉지부를 형성하는 봉지체의 제조 방법에 사용되는 이형 필름, 및 상기 이형 필름을 사용한 봉지체의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 모듈의 하나인 파워 반도체 모듈이나 자동차의 ECU (엔진 컨트롤 유닛) 는, 실장 후의 기판에 내열성이나 신뢰성이 필요하게 되기 때문에, 그 제조 공정에서는, 수지 (봉지 수지) 로 기판 자체를 봉지하는 공정이 실시된다. 봉지는 일반적으로, 액상 내지 겔상의 실리콘을 기판 상에 폿팅하여, 경화시킴으로써 실시된다. 그러나, 폿팅에 의한 봉지에서는, 실리콘을 주입하기 위해서 케이스가 필요하게 되는 점, 경화에 시간이 걸리는 점, 폿팅면이 반드시 평탄하게 되는 등 구조의 제약이 있는 점 등의 문제가 있어, 최근에는, 에폭시 수지 등의 열경화성 수지를 사용하여, 트랜스퍼 성형에 의해 봉지하는 방법이 채용되고 있다.
트랜스퍼 성형에 의한 반도체 모듈의 제조는 일반적으로, 반도체 소자나 수동 부품이 실장된 기판이나 그 외 방열판 등의 부품을 금형 내에 배치하고, 열경화성 수지를 주입하여, 경화함으로써 실시된다. 그 후에 금형과의 이형이 필요하게 되기 때문에, 열경화성 수지에는, 이형성을 확보하기 위해서, 이형제가 배합되어 있다 (예를 들어 특허문헌 1).
그러나, 이형제를 배합하는 것은, 봉지 수지와 기판의 밀착성을 저해하여, 반도체 모듈의 신뢰성을 저하시키는 문제가 있다.
이형제를 사용하지 않는 금형과의 이형 방법으로서, 경화성 수지와 금형의 고착을 방지하기 위해, 금형의 경화성 수지와 접하는 면에, 불소 수지 등의 수지로 구성되는 이형 필름을 배치하는 경우가 있다. 이형 필름은 일반적으로, 진공 흡인에 의해 금형의 표면을 따라 늘어져, 금형에 밀착된 상태로 된다. 이 방법은, 1 개의 반도체 소자를 봉지하는 반도체 패키지 등, 두께 1 mm 이하 정도의 박형의 패키지의 제조에 적용되고 있다.
그러나, 이와 같은 용도로 종래 사용되고 있는 이형 필름을, 반도체 패키지에 비해 두껍고, 형상도 복잡한 반도체 모듈의 제조에 사용하면, 이형 필름이 크게 변형되어, 금형에 완전히 추종하기 전에 이형 필름이 깨지는 문제가 있다. 예를 들어 모서리가 있는 캐비티의 경우, 모서리의 부분에서 이형 필름이 크게 늘어져, 핀홀이 발생하기 쉽다. 이형 필름의 깨짐은, 금형이 대형화, 복잡화될수록 발생하기 쉬워진다. 이형 필름이 깨지면, 그 부분으로부터 열경화성 수지가 누출되어 금형에 부착된다. 금형에 부착된 경화성 수지는, 그 후, 다른 구조체를 봉지할 때에 외관 불량을 일으키기 때문에, 금형의 클리닝이 필요해져, 반도체 모듈의 생산성이 저하된다.
또한, 특허문헌 2 에서는, 반도체 모듈의 부품으로서의 방열판을 노출시키기 위해서, 리드 프레임의 방열면과 금형의 사이에 유연성 이형 시트를 배치하고, 상기 방열면을 상기 유연성 이형 시트에 잠기게 한 상태로 트랜스퍼 성형을 실시하고 있다. 유연성 이형 시트의 역할은 어디까지나 방열판을 노출시키는 것이며, 반도체 모듈의 금형으로부터의 이형에는 기여하고 있지 않다.
일본 공개특허공보 2010-245188호 일본 공개특허공보 2012-28595호
본 발명은, 기판과 반도체 소자와 접속 단자를 구비하는 구조체를, 대변형을 필요로 하는 금형 내에 배치하고, 경화성 수지로 봉지하여 두께 3 mm 이상의 수지 봉지부를 형성하는 봉지체의 제조 방법에 있어서, 봉지체의 금형으로부터의 우수한 이형성과 대변형을 필요로 하는 금형으로의 우수한 추종성을 구비하는 이형 필름, 및 그 이형 필름을 사용한 봉지체의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 이하의［1］∼［10］의 구성을 갖는 이형 필름을 사용한 봉지체의 제조 방법을 제공한다.
［1］기판과 반도체 소자와 접속 단자를 구비하는 구조체를, 적어도 일방의 깊이가 3 mm 이상인 상(上)금형과 하(下)금형을 구비하는 금형 내에 배치하고, 경화성 수지로 봉지하여 두께 3 mm 이상의 수지 봉지부를 형성하는 봉지체의 제조 방법에 있어서, 상기 상금형 및 하금형 중 깊이가 3 mm 이상인 것의 상기 경화성 수지가 접하는 면에 배치되는 이형 필름으로서,
상기 수지 봉지부의 형성 시에 경화성 수지와 접하는 제 1 층과, 제 2 층을 가지며,
상기 제 1 층이, 두께 5 ∼ 30 ㎛ 이며, 또한, 불소 수지 및 융점 200 ℃ 이상의 폴리올레핀으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종으로 구성되고,
상기 제 2 층이, 두께가 38 ∼ 100 ㎛ 이며, 180 ℃ 에 있어서의 인장 저장 탄성률 (MPa) 과 두께 (㎛) 의 곱이 18,000 (MPa·㎛) 이하이며, 또한, 180 ℃ 에 있어서의 인장 파단 응력 (MPa) 과 두께 (㎛) 의 곱이 2,000 (MPa·㎛) 이상인 것을 특징으로 하는 이형 필름.
［2］상기 제 2 층이, 무연신 폴리아미드, 폴리부틸렌테레프탈레이트 및 성형 용이 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종으로 구성되는,［1］의 이형 필름.
［3］상기 제 1 층이, 테트라플루오로올레핀에 기초하는 단위와, 에틸렌 기초하는 단위를 갖는 공중합체로 구성되는,［1］의 이형 필름.
［4］상기 제 2 층은 제 2 층용 수지로 구성되고, 상기 제 2 층용 수지의 유리 전이 온도가 40 ∼ 105 ℃ 인,［1］∼［3］중 어느 한 항의 이형 필름.
［5］상기 제 2 층이, 무연신 폴리아미드, 폴리부틸렌테레프탈레이트 및 성형 용이 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종으로 구성되는,［1］∼［4］중 어느 한 항의 이형 필름.
［6］상기 제 2 층의 금형면측의 표면의 산술 평균 조도 (Ra) 가, 1.5 ∼ 2.1 ㎛ 인,［1］∼［5］중 어느 한 항의 이형 필름.
［7］제 2 층의, (180 ℃ 의 인장 저장 탄성률 (MPa) × 두께 (㎛))/(180 ℃ 의 인장 파단 응력 (MPa) × 두께 (㎛)) 가, 3.8 미만인,［1］∼［6］중 어느 한 항의 이형 필름.
［8］기판과, 반도체 소자와, 접속 단자와, 경화성 수지로부터 형성되는 두께 3 mm 이상의 수지 봉지부를 갖는 봉지체를, 적어도 일방의 깊이가 3 mm 이상인 상금형과 하금형을 구비하는 금형을 사용하여 제조하는 방법으로서,
상기 상금형 및 하금형 중 깊이가 3 mm 이상인 것의 상기 경화성 수지가 접하는 면에,［1］∼［4］중 어느 한 항의 이형 필름을 배치하는 공정과,
기판과 반도체 소자와 접속 단자를 구비하는 구조체를 상기 금형 내에 배치하고, 상기 금형 내의 공간을 경화성 수지로 채워 경화시켜, 두께 3 mm 이상의 수지 봉지부를 형성하는 공정과,
상기 수지 봉지부를 상기 구조체와 함께 상기 금형으로부터 이형하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 봉지체의 제조 방법.
［9］하기의 공정 (α1) ∼ (α5) 를 갖는,［8］의 봉지체의 제조 방법.
(α1) 깊이 3 mm 이상의 오목부를 갖는 하금형과, 깊이 3 mm 이상의 오목부를 가지지 않는 상금형을 구비하는 금형의 상기 하금형에, 이형 필름을, 이형 필름이 하금형의 오목부를 덮도록 배치하는 공정.
(α2) 이형 필름을 하금형의 캐비티면의 측에 진공 흡인하는 공정.
(α3) 하금형의 오목부 내에 경화성 수지를 충전하는 공정.
(α4) 기판과 적층 구조와 실리콘 관통 비아를 구비하는 구조체를 상금형과 하금형의 사이에 배치하고, 상금형과 하금형을 형체결하고, 상기 상금형과 하금형의 사이에 형성된 캐비티를 경화성 수지로 채워 경화시켜 수지 봉지부 (19) 를 형성함으로써 봉지체를 얻는 공정.
［10］하기의 공정 (β1) ∼ (β5) 를 갖는,［8］의 봉지체의 제조 방법.
(β1) 깊이 3 mm 이상의 오목부를 갖는 상금형과, 깊이 3 mm 이상의 오목부를 가지지 않는 하금형을 구비하는 금형의 상금형에, 이형 필름을, 이형 필름이 상금형의 오목부의 개구를 덮도록 배치하는 공정.
(β2) 이형 필름을 상금형의 캐비티면의 측에 진공 흡인하는 공정.
(β3) 기판과 적층 구조와 실리콘 관통 비아를 구비하는 구조체를 하금형의 소정의 위치에 배치하여, 상금형과 하금형을 형체결하는 공정.
(β4) 상금형과 하금형의 사이에 형성된 캐비티 내에 경화성 수지를 충전하고, 경화시키는 것에 의해 수지 봉지부를 형성함으로써 봉지체를 얻는 공정.
(β5) 금형 내로부터 봉지체를 꺼내는 공정.
본 발명의 이형 필름은, 봉지체의 금형으로부터의 우수한 이형성과, 대변형을 필요로 하는 금형으로의 우수한 추종성을 구비한다. 또, 본 발명의 이형 필름은, 봉지체의 금형으로부터의 우수한 이형성을 갖기 때문에, 본 발명의 봉지체의 제조 방법에 의하면, 대변형을 필요로 하는 금형에 이형 필름을 우수한 추종성으로 추종시킬 수 있다. 또, 상기 금형으로부터 봉지체를, 우수한 이형성으로 이형할 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 이형 필름의 제 1 실시 형태를 나타내는 개략 단면도.
도 2 는, 본 발명의 봉지체의 제조 방법에 의해 제조하는 봉지체의 일례의 개략 단면도.
도 3 은, 본 발명의 봉지체의 제조 방법의 제 1 실시 형태의 공정 (α3) 을 나타내는 모식 단면도.
도 4 는, 본 발명의 봉지체의 제조 방법의 제 1 실시 형태의 공정 (α4) 를 나타내는 모식 단면도.
도 5 는, 본 발명의 봉지체의 제조 방법의 제 1 실시 형태의 공정 (α4) 를 나타내는 모식 단면도.
도 6 은, 본 발명의 봉지체의 제조 방법의 제 2 실시 형태에 사용하는 금형의 일례의 단면도.
도 7 은, 본 발명의 봉지체의 제조 방법의 제 2 실시 형태의 공정 (β1) 을 나타내는 모식 단면도.
도 8 은, 본 발명의 봉지체의 제조 방법의 제 2 실시 형태의 공정 (β2) 를 나타내는 모식 단면도.
도 9 는, 본 발명의 봉지체의 제조 방법의 제 2 실시 형태의 공정 (β3) 을 나타내는 모식 단면도.
도 10 은, 본 발명의 봉지체의 제조 방법의 제 2 실시 형태의 공정 (β4) 를 나타내는 모식 단면도.
도 11 은, 본 발명의 봉지체의 제조 방법의 제 2 실시 형태의 공정 (β5) 를 나타내는 모식 단면도.
도 12 는, 본 발명의 봉지체의 제조 방법에서 얻어지는 봉지체의 다른 예의 개략 단면도.
도 13 은, 실시예에 있어서의 180 ℃ 추종성 시험의 시험 방법의 설명도.
본 명세서에 있어서, 이하의 용어는, 각각, 다음의 의미로 사용된다.
수지의 「단위」 는, 당해 수지를 구성하는 구성 단위 (모노머 단위) 를 나타낸다. 「불소 수지」 란, 구조 중에 불소 원자를 포함하는 수지를 나타낸다.
상금형 또는 하금형의 깊이는, 상금형과 하금형을 형체결했을 때에 캐비티를 형성하는, 상금형 또는 하금형의 오목부의 깊이를 나타낸다. 오목부의 깊이는, 상금형과 하금형의 계면에 대해 수직 방향에 있어서의 최대 깊이를 나타낸다.
상금형 및 하금형 중, 깊이 3 mm 이상의 오목부를 갖는 것은, 어느 일방이어도 되고, 양방이어도 된다. 어느 일방이 깊이 3 mm 이상의 오목부를 갖는 경우, 타방은, 깊이 3 mm 이상의 오목부를 가져도 되고, 깊이 0 초과 3 mm 미만의 오목부를 가져도 되고, 오목부를 가지지 않아도 된다.
수지 봉지부의 두께는 수지 봉지부의, 기판면에 대해 수직 방향에 있어서의 최대 두께를 나타낸다.
이형 필름의 두께, 다층 구조의 이형 필름을 구성하는 층 (제 2 층, 제 1 층 등) 의 두께, 180 ℃ 에 있어서의 인장 저장 탄성률, 180 ℃ 에 있어서의 인장 파단 응력은 각각, 실시예에 기재된 방법에 의해 측정된다.
산술 평균 조도 (Ra) 는, JIS B0601 ： 2013 (ISO4287 ： 1997, Amd. 1 ： 2009) 에 기초하여 측정되는 산술 평균 조도이다. 조도 곡선용의 기준 길이 lr (커트오프값 λc) 은 0.8 mm 로 했다.
〔이형 필름〕
본 발명의 이형 필름은, 기판과 반도체 소자와 접속 단자를 구비하는 구조체를, 적어도 일방의 깊이가 3 mm 이상인 상금형과 하금형을 구비하는 금형 내에 배치하고, 경화성 수지로 봉지하여 두께 3 mm 이상의 수지 봉지부를 형성하는 봉지체의 제조 방법에 있어서, 상기 상금형 및 하금형 중 깊이가 3 mm 이상인 것 (이하, 깊이 3 mm 이상의 금형이라고도 한다.) 의 상기 경화성 수지가 접하는 면에 배치되는 이형 필름으로서,
상기 수지 봉지부의 형성 시에 경화성 수지와 접하는 제 1 층과, 제 2 층을 가지며,
상기 제 1 층이, 두께 5 ∼ 30 ㎛ 이며, 또한, 불소 수지 및 융점 200 ℃ 이상의 폴리올레핀으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종으로 구성되고,
상기 제 2 층이, 두께가 38 ∼ 100 ㎛ 이며, 180 ℃ 에 있어서의 인장 저장 탄성률 (MPa) 과 두께 (㎛) 의 곱이 18,000 (MPa·㎛) 이하이며, 또한, 180 ℃ 에 있어서의 인장 파단 응력 (MPa) 과 두께 (㎛) 의 곱이 2,000 (MPa·㎛) 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 이형 필름은, 깊이 3 mm 이상의 금형의 상기 경화성 수지가 접하는 면에, 제 1 층측의 표면이 캐비티를 향하도록 배치된다. 이형 필름이 제 1 층을 갖기 때문에, 경화성 수지의 경화 후, 금형으로부터의 봉지체의 이형성이 우수하다.
또, 제 1 층의 두께가 일정 이하이며, 또한 이형 필름이 제 2 층을 가짐으로써, 크게 늘어져도 깨지기 어렵고, 깊이 3 mm 이상의 금형에 대한 추종성이 우수하다.
(제 1 실시 형태의 이형 필름)
도 1 은, 본 발명의 이형 필름의 제 1 실시 형태를 나타내는 개략 단면도이다. 제 1 실시 형태의 이형 필름 (1) 은, 제 1 층 (2) 과 제 2 층 (3) 이 이 순서로 적층된 것이다. 이형 필름 (1) 은, 제 1 층 (2) 이 경화성 수지와 접하고, 제 2 층 (3) 이 금형에 접한다.
＜제 1 층＞
제 1 층 (2) 의 두께는 5 ∼ 30 ㎛ 이며, 12 ∼ 30 ㎛ 가 바람직하다. 제 1 층 (2) 의 두께가 상기 범위의 하한치 이상이면, 금형으로부터의 봉지체의 이형성이 우수하다. 상한치 이하이면, 깊이 3 mm 이상의 금형에, 이형 필름 (1) 이 깨지는 일 없이 추종한다.
제 1 층 (2) 은, 불소 수지 및 융점 200 ℃ 이상의 폴리올레핀으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종 (이하, 제 1 층용 수지라고도 한다.) 으로 구성된다. 제 1 층용 수지는, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
경화성 수지와 직접 접하는 제 1 층 (2) 이 상기 제 1 층용 수지로 구성됨으로써, 금형으로부터의 봉지체의 이형성이 우수하다. 또, 상기 제 1 층용 수지로 구성됨으로써, 제 1 층 (2) 은, 성형 시의 금형의 온도 (전형적으로는 150 ∼ 180 ℃) 에 견딜 수 있는 내열성을 가지며, 열분해에서 유래하는 수지 저분자물의 봉지체 표면에 대한 전사가 적어 바람직하다.
불소 수지로서는, 이형성 및 내열성의 점에서, 플루오로올레핀계 중합체가 바람직하다. 플루오로올레핀계 중합체는, 플루오로올레핀에 기초하는 단위를 갖는 중합체이다. 플루오로올레핀으로서는, 테트라플루오로에틸렌, 불화비닐, 불화비닐리덴, 트리플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 클로로트리플루오로에틸렌 등을 들 수 있다. 플루오로올레핀은, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
플루오로올레핀계 중합체로서는, 에틸렌/테트라플루오로에틸렌 공중합체 (이하, ETFE 라고도 한다.), 폴리테트라플루오로에틸렌, 퍼플루오로(알킬비닐에테르)/테트라플루오로에틸렌 공중합체 등을 들 수 있다. 플루오로올레핀계 중합체는, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
플루오로올레핀계 중합체 중에서도, 고온에서의 신장이 큰 점에서, ETFE 가 특히 바람직하다.
ETFE 는, 테트라플루오로에틸렌 (이하, TFE 라고도 한다.) 에 기초하는 단위와, 에틸렌 (이하, E 라고도 한다.) 에 기초하는 단위를 갖는 공중합체이다.
ETFE 로서는, TFE 에 기초하는 단위와 E 에 기초하는 단위와 TFE 및 E 이외의 제 3 의 모노머에 기초하는 단위를 갖는 것이 바람직하다. 제 3 의 모노머에 기초하는 단위의 종류나 함유량에 따라 ETFE 의 결정화도, 즉 제 1 층 (2) 의 인장 저장 탄성률을 조정하기 쉽다. 또, 제 3 의 모노머 (특히 불소 원자를 갖는 모노머) 에 기초하는 단위를 가짐으로써, 고온 (특히 180 ℃ 전후) 에 있어서의 인장 강신도가 향상된다.
제 3 의 모노머로서는, 불소 원자를 갖는 모노머와 불소 원자를 가지지 않는 모노머를 들 수 있다.
불소 원자를 갖는 모노머로서는, 하기의 모노머 (a1) ∼ (a5) 를 들 수 있다.
모노머 (a1) ： 탄소수 3 이하의 플루오로올레핀류.
모노머 (a2) ： X(CF2)nCY=CH2 (단, X, Y 는, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 불소 원자이며, n 은 2 ∼ 8 의 정수이다.) 로 나타내는 퍼플루오로알킬에틸렌.
모노머 (a3) ： 플루오로비닐에테르류.
모노머 (a4) ： 관능기 함유 플루오로비닐에테르류.
모노머 (a5) ： 지방족 고리 구조를 갖는 함불소 모노머.
모노머 (a1) 로서는, 플루오로에틸렌류 (트리플루오로에틸렌, 불화비닐리덴, 불화비닐, 클로로트리플루오로에틸렌 등), 플루오로프로필렌류 (헥사플루오로프로필렌 (이하, HFP 라고도 한다.), 2-하이드로펜타플루오로프로필렌 등) 등을 들 수 있다.
모노머 (a2) 로서는, n 이 2 ∼ 6 의 모노머가 바람직하고, n 이 2 ∼ 4 의 모노머가 특히 바람직하다. 또, X 가 불소 원자, Y 가 수소 원자인 모노머, 즉 (퍼플루오로알킬)에틸렌이 특히 바람직하다.
모노머 (a2) 의 구체예로서는, 하기의 화합물을 들 수 있다.
CF3CF2CH=CH2,
CF3CF2CF2CF2CH=CH2((퍼플루오로부틸)에틸렌. 이하, PFBE 라고도 한다.),
CF3CF2CF2CF2CF=CH2,
CF2HCF2CF2CF=CH2,
CF2HCF2CF2CF2CF=CH2 등.
모노머 (a3) 의 구체예로서는, 하기의 화합물을 들 수 있다. 또한, 하기 중 디엔인 모노머는 고리화 중합할 수 있는 모노머이다.
CF2=CFOCF3,
CF2=CFOCF2CF3,
CF2=CF(CF2)2CF3 (퍼플루오로(프로필비닐에테르). 이하, PPVE 라고도 한다.),
CF2=CFOCF2CF(CF3)O(CF2)2CF3,
CF2=CFO(CF2)3O(CF2)2CF3,
CF2=CFO(CF2CF(CF3)O)2(CF2)2CF3,
CF2=CFOCF2CF(CF3)O(CF2)2CF3,
CF2=CFOCF2CF=CF2,
CF2=CFO(CF2)2CF=CF2 등.
모노머 (a4) 의 구체예로서는, 하기의 화합물을 들 수 있다.
CF2=CFO(CF2)3CO2CH3,
CF2=CFOCF2CF(CF3)O(CF2)3CO2CH3,
CF2=CFOCF2CF(CF3)O(CF2)2SO2F 등.
모노머 (a5) 의 구체예로서는, 퍼플루오로(2,2-디메틸-1,3-디옥솔), 2,2,4-트리플루오로-5-트리플루오로메톡시-1,3-디옥솔, 퍼플루오로(2-메틸렌-4-메틸-1,3-디옥소란) 등을 들 수 있다.
불소 원자를 가지지 않는 모노머로서는, 하기의 모노머 (b1) ∼ (b4) 를 들 수 있다.
모노머 (b1) ： 올레핀류.
모노머 (b2) ： 비닐에스테르류.
모노머 (b3) ： 비닐에테르류.
모노머 (b4) ： 불포화 산무수물.
모노머 (b1) 의 구체예로서는, 프로필렌, 이소부텐 등을 들 수 있다.
모노머 (b2) 의 구체예로서는, 아세트산비닐 등을 들 수 있다.
모노머 (b3) 의 구체예로서는, 에틸비닐에테르, 부틸비닐에테르, 시클로헥실비닐에테르, 하이드록시부틸비닐에테르 등을 들 수 있다.
모노머 (b4) 의 구체예로서는, 무수 말레산, 무수 이타콘산, 무수 시트라콘산, 무수 하이믹산(5-노르보르넨-2,3-디카르복실산 무수물) 등을 들 수 있다.
제 3 모노머는, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
제 3 모노머로서는, 결정화도의 조정 즉 인장 저장 탄성률의 조정이 하기 쉬운 점, 제 3 모노머 (특히 불소 원자를 갖는 모노머) 에 기초하는 단위를 가짐으로써 고온 (특히 180 ℃ 전후) 에 있어서의 인장 강신도가 우수한 점에서, 모노머 (a2), HFP, PPVE, 아세트산비닐이 바람직하고, HFP, PPVE, CF3CF2CH=CH2, PFBE 가 보다 바람직하고, PFBE 가 특히 바람직하다.
즉, ETFE 로서는, TFE 에 기초하는 단위와 E 에 기초하는 단위와 PFBE 에 기초하는 단위를 갖는 공중합체가 특히 바람직하다.
ETFE 에 있어서, TFE 에 기초하는 단위와 E 에 기초하는 단위의 몰비 (TFE/E) 는, 80/20 ∼ 40/60 이 바람직하고, 70/30 ∼ 45/55 가 보다 바람직하고, 65/35 ∼ 50/50 이 특히 바람직하다. TFE/E 가 상기 범위 내이면, ETFE 의 내열성 및 기계적 물성이 우수하다.
ETFE 중의 제 3 모노머에 기초하는 단위의 비율은, ETFE 를 구성하는 전체 단위의 합계 (100 몰％) 에 대해 0.01 ∼ 20 몰％ 가 바람직하고, 0.10 ∼ 15 몰％ 가 보다 바람직하고, 0.20 ∼ 10 몰％ 가 특히 바람직하다. 제 3 모노머에 기초하는 단위의 비율이 상기 범위 내이면, ETFE 의 내열성 및 기계적 물성이 우수하다.
제 3 모노머에 기초하는 단위가 PFBE 에 기초하는 단위를 포함하는 경우, PFBE 에 기초하는 단위의 비율은, ETFE 를 구성하는 전체 단위의 합계 (100 몰％) 에 대해 0.5 ∼ 4.0 몰％ 가 바람직하고, 0.7 ∼ 3.6 몰％ 가 보다 바람직하고, 1.0 ∼ 3.6 몰％ 가 특히 바람직하다. PFBE 에 기초하는 단위의 비율이 상기 범위 내이면, 제 1 층 (2) 은 내열성이 우수하다. 또, 고온 (특히 180 ℃ 전후) 에 있어서의 인장 강신도가 향상된다.
ETFE 의 용융 유량 (MFR) 은, 2 ∼ 40 g/10 분이 바람직하고, 5 ∼ 30 g/10 분이 보다 바람직하고, 10 ∼ 20 g/10 분이 특히 바람직하다. MFR 이 상기 범위 내이면, ETFE 의 성형성이 향상되고, 제 1 층 (2) 의 기계 특성이 우수하다.
ETFE 의 MFR 은, ASTM D3159 에 준거하여, 하중 49 N, 297 ℃ 에서 측정되는 값이다.
융점 200 ℃ 이상의 폴리올레핀의 융점은, 200 ℃ 이상 300 ℃ 이하가 바람직하다.
융점 200 ℃ 이상의 폴리올레핀으로서는, 이형성 및 금형 추종성이 우수한 점에서, 폴리메틸펜텐이 바람직하다. 폴리올레핀은, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
제 1 층용 수지로서는, 상기 중에서도, 플루오로올레핀계 중합체가 바람직하고, ETFE 가 특히 바람직하다. ETFE 는, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
제 1 층 (2) 은, 제 1 층용 수지만으로 이루어지는 것이어도 되고, 무기계 첨가제, 유기계 첨가제 등의 첨가물이 배합되어 있어도 된다. 무기계 첨가제로서는, 카본 블랙, 실리카, 유리 파이버, 카본 파이버, 산화티탄 등의 무기 필러 등을 들 수 있다. 유기계 첨가제로서는, 실리콘 오일, 금속 비누 등을 들 수 있다.
＜제 2 층＞
제 2 층 (3) 의 두께는 38 ∼ 100 ㎛ 이며, 50 ∼ 100 ㎛ 가 바람직하다. 제 2 층 (3) 의 두께가 상기 범위의 하한치 이상이면, 깊이 3 mm 이상의 금형에 이형 필름 (1) 을 추종시킬 때에, 금형의 형상이 복잡한 경우라도, 이형 필름 (1) 이 잘 깨지지 않는다. 상기 범위의 상한치 이하이면, 이형 필름 (1) 이 용이하게 변형될 수 있고, 금형의 형상이 복잡한 경우라도, 이형 필름 (1) 이 견고하게 금형에 밀착되어, 고품질인 수지 봉지부를 안정적으로 형성할 수 있다.
제 2 층 (3) 의 180 ℃ 에 있어서의 인장 저장 탄성률 (MPa) 과 두께 (㎛) 의 곱은 18,000 (MPa·㎛) 이하이며, 14,000 (MPa·㎛) 이하가 바람직하다. 제 2 층 (3) 의 두께가 상기의 범위 내이며, 이 두께 (㎛) 와 180 ℃ 에 있어서의 인장 저장 탄성률 (MPa) 의 곱이 상기의 상한치 이하이면, 깊이 3 mm 이상의 깊은 금형이어도 금형 추종성이 우수하다. 상기 곱의 하한치는 3,000 이 바람직하고, 4,000 이 특히 바람직하다. 상기 곱이 상기의 하한치 이상이면, 롤·투·롤에 있어서의 핸들링성이 우수하다.
제 2 층 (3) 의 180 ℃ 에 있어서의 인장 저장 탄성률은, 제 2 층을 구성하는 수지 (이하, 제 2 층용 수지라고도 한다.) 의 결정화도에 의해 조정할 수 있다. 구체적으로는, 수지의 결정화도가 낮을수록, 그 수지로 구성되는 층의 인장 저장 탄성률은 낮아진다. 수지의 결정화도는, 공지된 방법에 의해 조정할 수 있다. 예를 들어, 에틸렌/테트라플루오로에틸렌 공중합체의 경우, 테트라플루오로에틸렌 및 에틸렌 이외의 다른 모노머에 기초하는 단위의 종류나 비율에 따라 조정할 수 있다. 제 2 층 (3) 의 180 ℃ 에 있어서의 인장 저장 탄성률은, 50 ∼ 400 MPa 가 바람직하고, 50 ∼ 300 MPa 가 특히 바람직하다.
제 2 층 (3) 의, (180 ℃ 의 인장 저장 탄성률 (MPa) × 두께 (㎛))/(180 ℃ 의 인장 파단 응력 (MPa) × 두께 (㎛)) 는, 3.8 미만이 바람직하고, 3.5 미만이 특히 바람직하다. 3.8 이상이면, 금형에 대한 진공 흡착 시의 금형 추종성이 불충분해지기 쉽고, 깊은 금형에서는 파열되기 쉽다. 하한은, 특별히 설정되지 않는다.
제 2 층 (3) 의 180 ℃ 에 있어서의 인장 파단 응력 (MPa) 과 두께 (㎛) 의 곱은 2,000 (MPa·㎛) 이상이며, 3,000 (MPa·㎛) 이상이 바람직하다. 180 ℃ 에 있어서의 인장 파단 응력 (MPa) 과 두께 (㎛) 의 곱이 상기의 하한치 이상이면, 이형 필름에 핀홀이 형성되기 어렵다. 상기 곱의 상한치는 7,000 이 바람직하고, 6,000 이 특히 바람직하다. 상기 곱이 상기의 상한치 이하이면, 금형 추종성이 우수하다.
제 2 층 (3) 의 180 ℃ 에 있어서의 인장 파단 응력은, 제 2 층용 수지의 분자량, 즉 MFR 에 의해 조정할 수 있다. 제 2 층 (3) 의 180 ℃ 에 있어서의 인장 파단 응력은, 20 ∼ 100 MPa 가 바람직하고, 30 ∼ 90 MPa 가 특히 바람직하다.
제 2 층용 수지로서는, 전술한 인장 저장 탄성률과 두께의 곱, 및 인장 파단 응력이 상기의 범위 내가 되는 것이면 좋고, 공지된 열가소성 수지, 고무 등의 수지 중에서 적절히 선택할 수 있다.
제 2 층 (3) 은, 봉지체의 제조에 있어서, 이형 필름 (1) 을 금형으로부터 원활하게 박리 가능하게 할 정도의 이형성을 갖는 것이 바람직하다. 또, 성형 시의 금형의 온도 (전형적으로는 150 ∼ 180 ℃) 에 견딜 수 있는 내열성을 갖는 것이 바람직하다.
제 2 층의 층용 수지의 유리 전이 온도 (Tg) 는, 40 ∼ 105 ℃ 가 바람직하고, 40 ∼ 80 ℃ 가 특히 바람직하다. 상기 범위의 하한치 이상이면 이형 필름이 적당한 유연함이 되어, 롤·투·롤에서의 핸들링이 용이하다. 상기 범위의 상한치 이하이면, 이형 필름을 금형에 진공 흡착할 때에 필름의 탄성률이 충분히 내려가, 추종성이 우수하다.
이들의 관점에서, 제 2 층용 수지로서는, 무연신 폴리아미드, 폴리부틸렌테레프탈레이트 (이하, PBT 라고도 한다.), 성형 용이 폴리에틸렌테레프탈레이트 (이하, PET 라고도 한다.) 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종이 바람직하다.
폴리아미드로서는, 내열성, 강도, 가스 배리어성의 점에서, 나일론 6, 나일론 MXD6 이 바람직하다.
PBT 는, 또한 폴리알킬렌글리콜이 공중합되어 있어도 된다. 그 경우, 폴리알킬렌글리콜 단위는 전체 단위 중 10 몰％ 이하인 것이 바람직하다. 폴리알킬렌글리콜 단위를 상기 범위 포함함으로써, 적절히 탄성률을 내릴 수 있다. 폴리알킬렌글리콜의 구체예로서는, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리트리메틸렌에테르글리콜, 폴리테트라메틸렌에테르글리콜, 폴리헥사메틸렌에테르글리콜 등을 들 수 있다.
PBT 의 질량 평균 분자량 (Mw) 은 50,000 ∼ 100,000 이 바람직하고, 60,000 ∼ 90,000 이 특히 바람직하다. 상기 범위의 하한치 이상이면, 인장 파단 응력이 높아져, 잘 깨지지 않는다. 상기 범위의 상한치 이하이면, 용융 점도가 낮아, 두께 100 ㎛ 이하의 얇은 필름을 제막하기 쉽다. 또한, Mw 는 상기 PBT 의 1 g 을 페놀과 테트라클로로에탄이 질량비 1 대 1 의 용액 100 ㎖ 에 실온에서 용해하고, 오스트발트 점도계를 사용하여 30 ℃ 에서 고유 점도 (η) 를 측정하고, 하기 식 (1) 을 이용하여 산출했다.
Mw = 4.3 × 104 × [η]0.76 (1)
성형 용이 PET 란, 에틸렌글리콜 및 테레프탈산 (혹은 디메틸테레프탈레이트) 에 더하여, 그 밖의 모노머를 공중합하여 성형성을 개량한 것이다. 구체적으로는, 이하의 방법으로 측정되는 유리 전이 온도 Tg 가 105 ℃ 이하의 PET 이다.
Tg 는, ISO6721-4 ： 1994 (JIS K7244-4 ： 1999) 에 기초하여 측정되는 저장 탄성률 E' 및 손실 탄성률 E” 의 비인 tanδ (E”/E') 가 최대치를 취할 때의 온도이다. Tg 는, 주파수는 10 Hz, 정적력은 0.98 N, 동적 변위는 0.035 ％ 로 하고, 온도를 20 ℃ 에서 180 ℃ 까지, 2 ℃／분으로 승온시켜 측정한다. 이들의 제 2 층용 수지는, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
제 2 층 (3) 은, 제 2 층용 수지만으로 이루어지는 것이어도 되고, 무기계 첨가제, 유기계 첨가제 등의 첨가물이 배합되어 있어도 된다. 무기계 첨가제, 유기계 첨가제로서는 각각 상기와 동일한 것을 들 수 있다.
이형 필름 (1) 에 있어서, 제 1 층 (2) 과 제 2 층 (3) 은, 직접 적층해도 되고, 도시되지 않은 접착층을 개재하여 적층해도 된다.
＜이형 필름의 표면 형상＞
이형 필름 (1) 의, 수지 봉지부의 형성 시에 경화성 수지와 접하는 면, 즉 제 1 층 (2) 측의 표면 (2a) 은, 평활해도 되고, 요철이 형성되어 있어도 된다. 또, 이형 필름 (1) 의, 수지 봉지부의 형성 시에 금형의 상금형과 접하는 면, 즉 제 2 층 (3) 측의 표면 (3a) 은, 평활해도 되고, 요철이 형성되어 있어도 된다. 표면 (2a) 에 요철이 형성되어 있으면, 평활한 경우에 비해, 봉지체의 금형으로부터의 이형성이 향상된다. 표면 (3a) 에 요철이 형성되어 있으면, 평활한 경우에 비해, 이형 필름 (1) 의 금형으로부터의 이형성이 향상된다.
평활한 경우의 표면의 산술 평균 조도 (Ra) 는, 0.01 ∼ 0.2 ㎛ 가 바람직하고, 0.05 ∼ 0.1 ㎛ 가 특히 바람직하다. 요철이 형성되어 있는 경우의 표면의 Ra 는, 1.5 ∼ 2.1 ㎛ 가 바람직하고, 1.6 ∼ 1.9 ㎛ 가 특히 바람직하다.
요철이 형성되어 있는 경우의 표면 형상은, 복수의 볼록부 및/또는 오목부가 랜덤하게 분포된 형상이어도 되고, 복수의 볼록부 및/또는 오목부가 규칙적으로 배열된 형상이어도 된다. 또, 복수의 볼록부 및/또는 오목부의 형상이나 크기는, 동일해도 되고 상이해도 된다.
볼록부로서는, 이형 필름의 표면에 연장되는 장척의 볼록조, 점재하는 돌기 등을 들 수 있다. 오목부로서는, 이형 필름의 표면에 연장되는 장척의 홈, 점재하는 구멍 등을 들 수 있다.
볼록조 또는 홈의 형상으로서는, 직선, 곡선, 절곡 형상 등을 들 수 있다. 이형 필름 표면에 있어서는, 복수의 볼록조 또는 홈이 평행하게 존재하여 줄무늬 형상을 이루고 있어도 된다. 볼록조 또는 홈의, 길이 방향에 직교하는 방향의 단면 형상으로서는, 삼각형 (V 자형) 등의 다각형, 반원형 등을 들 수 있다.
돌기 또는 구멍의 형상으로서는, 삼각뿔형, 사각뿔형, 육각뿔형 등의 다각뿔형, 원뿔형, 반구형, 다면체형, 그 외 각종 부정형 등을 들 수 있다.
이형 필름 (1) 에 있어서는, 표면 (2a) 및 표면 (3a) 의 양방이 평활해도 되고, 표면 (2a) 및 표면 (3a) 의 양방에 요철이 형성되어 있어도 되고, 표면 (2a) 및 표면 (3a) 중 일방이 평활하고 타방에 요철이 형성되어 있어도 된다. 표면 (2a) 및 표면 (3a) 의 양방에 요철이 형성되어 있는 경우, 각 표면의 Ra 나 표면 형상은 동일하거나 상이해도 된다.
＜이형 필름의 두께＞
이형 필름 (1) 의 두께는, 43 ∼ 130 ㎛ 가 바람직하고, 50 ∼ 130 ㎛ 가 특히 바람직하다. 두께가 상기 범위의 하한치 이상이면, 이형 필름 (1) 의 취급이 용이하고, 이형 필름 (1) 을 금형에 추종시킬 때에 깨짐이나 주름이 발생하기 어렵다. 두께가 상기 범위의 상한치 이하이면, 이형 필름 (1) 이 용이하게 변형될 수 있고, 금형의 형상이 복잡한 경우라도, 이형 필름 (1) 이 견고하게 금형에 밀착되어, 금형의 형상이 깨끗하게 제품에 전사된다.
＜이형 필름 (1) 의 제조 방법＞
이형 필름 (1) 의 제조 방법은 특별히 한정되지 않고, 공지된 다층 필름의 제조 방법을 이용할 수 있다. 구체예로서는, 이하의 (1), (2) 등을 들 수 있고, 각층의 재질, 두께 등을 고려하여 적절히 선택할 수 있다.
(1) 제 1 층용 수지로 이루어지는 수지 필름과, 제 2 층용 수지로 이루어지는 수지 필름을 적층하는 방법.
(2) 제 1 층용 수지와 제 2 층용 수지를 공압출 성형하는 방법.
이형 필름 (1) 의 제조 방법으로서는, 경제성이 우수한 점에서, (1) 의 방법이 바람직하다.
(1) 의 방법에 있어서, 각 수지 필름을 적층하는 방법으로서는, 공지된 여러 가지의 라미네이트 방법을 채용할 수 있고, 예를 들어 압출 라미네이트법, 드라이 라미네이트법, 열 라미네이트법 등을 들 수 있다.
드라이 라미네이트법에서는, 접착제를 사용하여 각 수지 필름을 적층한다. 접착제로서는, 드라이 라미네이트용의 접착제로서 공지된 것을 사용할 수 있다. 예를 들어 폴리아세트산비닐계 접착제 ； 아크릴산에스테르 (아크릴산에틸, 아크릴산부틸, 아크릴산2-에틸헥실에스테르 등) 의 단독 중합체 혹은 공중합체, 또는 아크릴산에스테르와 다른 단량체 (메타크릴산메틸, 아크릴로니트릴, 스티렌 등) 의 공중합체 등으로 이루어지는 폴리아크릴산에스테르계 접착제 ； 시아노아크릴레이트계 접착제 ； 에틸렌과 다른 단량체 (아세트산비닐, 아크릴산에틸, 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, 폴리에스테르폴리올 등) 과 이소시아네이트 및/또는 이소시아누레이트와 가교시키는 폴리우레탄계 접착제 ； 반응형 (메트)아크릴계 접착제 ； 클로로프렌 고무, 니트릴 고무, 스티렌-부타디엔 고무 등으로 이루어지는 고무계 접착제 ； 실리콘계 접착제 ； 알칼리 금속 실리케이트, 저융점 유리 등으로 이루어지는 무기계 접착제 ； 그 외 등의 접착제를 사용할 수 있다.
(1) 의 방법으로 적층하는 수지 필름은, 시판되는 것을 사용해도 되고, 공지된 제조 방법에 의해 제조한 것을 사용해도 된다. 수지 필름에는, 코로나 처리, 플라즈마 처리, 프라이머 도공 처리 등의 표면 처리가 실시되어도 된다.
수지 필름의 제조 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고, 공지된 제조 방법을 사용할 수 있다.
양면이 평활한 열가소성 수지 필름의 제조 방법으로서는, 예를 들어, 소정의 립폭을 갖는 T 다이를 구비하는 압출기로 용융 성형하는 방법 등을 들 수 있다.
편면 또는 양면에 요철이 형성되어 있는 열가소성 수지 필름의 제조 방법으로서는, 예를 들어, 열 가공으로 열가소성 수지 필름의 표면에 원형(元型)의 요철을 전사하는 방법을 들 수 있고, 생산성의 점에서, 하기의 방법 (i), (ii) 등이 바람직하다. 방법 (i), (ii) 에서는, 롤상의 원형을 사용함으로써, 연속된 가공이 가능해져, 요철이 형성된 열가소성 수지 필름의 생산성이 현저히 향상된다.
(i) 열가소성 수지 필름을 원형 롤과 실린더 롤의 사이에 통과시키고, 열가소성 수지 필름의 표면에 원형 롤의 표면에 형성된 요철을 연속적으로 전사하는 방법.
(ii) 압출기의 다이스로부터 압출된 열가소성 수지를 원형 롤과 실린더 롤의 사이에 통과시키고, 그 열가소성 수지를 필름상으로 성형함과 동시에, 그 필름상의 열가소성 수지의 표면에 원형 롤의 표면에 형성된 요철을 연속적으로 전사하는 방법.
방법 (i), (ii) 에 있어서, 실린더 롤로서 표면에 요철이 형성된 것을 사용하면, 양면에 요철이 형성되어 있는 열가소성 수지 필름이 얻어진다.
이상, 본 발명의 이형 필름에 대해, 제 1 실시 형태를 나타내어 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되지 않는다. 상기 실시 형태에 있어서의 각 구성 및 그들의 조합 등은 일례이며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서, 구성의 부가, 생략, 치환, 및 그 밖의 변경이 가능하다.
예를 들어, 제 1 실시 형태의 이형 필름 (1) 의 제 1 층 (2) 과 제 2 층 (3) 의 사이에, 필요에 따라 형성되는 접착층 이외의 다른 층을 추가로 가져도 된다. 다른 층으로서는, 예를 들어, 가스 배리어층, 대전 방지층 등을 들 수 있다. 가스 배리어층으로서는, 예를 들어, 금속층, 금속 증착층, 금속 산화물 증착층 등을 들 수 있다. 대전 방지층으로서는, 도전성 고분자로부터 형성되는 층이나, 도전성 고분자, 도전성 금속 산화물, 금속 이온염 등을 갖는 열경화성 수지로부터 형성되는 층 등을 들 수 있다.
제 1 실시 형태의 이형 필름 (1) 의 제 2 층 (3) 의, 제 1 층 (2) 측과는 반대측에, 수지 봉지부의 형성 시에 금형과 접하는 제 3 층을 추가로 가져도 된다. 이 경우, 필요에 따라, 제 2 층 (3) 과 제 3 층의 사이에, 접착층이나 다른 층을 추가로 가져도 된다.
본 발명의 이형 필름은, 본 발명의 효과의 점에서는, 수지 봉지부의 형성 시에 경화성 수지와 접하는 제 1 층과 제 2 층이, 직접 또는 접착층을 개재하여 적층한 것인 것이 바람직하다.
＜작용 효과＞
기판과 반도체 소자와 접속 단자를 구비하는 구조체를, 적어도 일방의 깊이가 3 mm 이상인 상금형과 하금형을 구비하는 금형 내에 배치하고, 경화성 수지로 봉지하여 두께 3 mm 이상의 수지 봉지부를 형성하는 봉지체의 제조 방법에 있어서, 수지 봉지부를 형성하기 위해서 사용되는 금형은, 1 개의 반도체 소자를 봉지하는 반도체 패키지 등의 제조에 사용되는 금형에 비해 깊다. 또, 기판 상에 각각 높이가 상이한 복수의 부품이 실장되어 있는 경우 등에는, 경화성 수지가 접하는 면이 복잡한 형상을 갖는 경우가 있다. 그 때문에, 봉지체를 양호하게 이형하기 위한 대책이 중요해져, 종래는, 경화성 수지에 이형제를 첨가하는, 특수한 구조의 금형을 사용하는 등의 대책이 채용되고 있다.
또, 방열판 등의 부품을 노출하면서 봉지를 실시하는 경우, 금형과 노출하고자 하는 부품을 직접 접촉시킨 상태로 봉지를 실시하면 이른바 수지 버가 발생하기 쉽다. 그 때문에, 종래는 수지 버를 제거하는 공정을 추가하는 대책이 채용되고 있다.
본 발명의 이형 필름은, 봉지체의 금형으로부터의 우수한 이형성과 대변형을 필요로 하는 금형에 대한 우수한 추종성을 구비한다.
본 발명의 이형 필름은, 봉지체의 금형으로부터의 우수한 이형성을 갖기 때문에, 본 발명의 이형 필름을 상기 금형의 경화성 수지가 접하는 면에 배치함으로써, 경화성 수지에 이형제를 첨가하거나 특수한 구조의 금형을 사용하거나 하지 않아도, 봉지체의 금형으로부터의 양호한 이형을 실현할 수 있다.
또, 본 발명의 이형 필름은, 대변형을 필요로 하는 금형에 대한 우수한 추종성을 구비하고 있고, 상기와 같이 깊게, 경우에 따라서는 복잡한 형상의 금형에, 깨지는 일 없이 추종한다. 그 때문에, 구조체의 봉지를 실시할 때에, 이형 필름이 깨져, 그 부분으로부터 경화성 수지가 새는 문제가 생기기 어렵다.
또, 본 발명의 이형 필름은, 구조체 표면의 노출하고자 하는 부품에 대한 밀착이 우수하다. 그 때문에, 봉지 시에 발생하는 수지 버를 효과적으로 예방할 수 있다.
〔봉지체의 제조 방법〕
본 발명의 봉지체의 제조 방법은, 기판과, 반도체 소자와 접속 단자와, 경화성 수지로부터 형성되는 두께 3 mm 이상의 수지 봉지부를 갖는 봉지체를, 적어도 일방의 깊이가 3 mm 이상인 상금형과 하금형을 구비하는 금형을 사용하여 제조하는 방법으로서,
상기 상금형 및 하금형 중, 깊이가 3 mm 이상인 것의 상기 경화성 수지가 접하는 면에, 전술한 본 발명의 이형 필름을 배치하는 공정과,
기판과 반도체 소자와 접속 단자를 구비하는 구조체를 상기 금형 내에 배치하고, 상기 금형 내의 공간을 경화성 수지로 채워 경화시켜, 두께 3 mm 이상의 수지 봉지부를 형성하는 공정과
상기 수지 봉지부를 상기 구조체와 함께 상기 금형으로부터 이형하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 봉지체의 제조 방법은, 봉지체의 제조에 있어서, 금형의 상기 경화성 수지가 접하는 면에 배치하는 것 이외는, 공지된 제조 방법을 채용할 수 있다.
예를 들어 수지 봉지부의 형성 방법으로서는, 압축 성형법 또는 트랜스퍼 성형법을 들 수 있고, 이 때에 사용하는 장치로서는, 공지된 압축 성형 장치 또는 트랜스퍼 성형 장치를 사용할 수 있다. 제조 조건도, 공지된 반도체 패키지의 제조 방법에 있어서의 조건과 동일한 조건으로 하면 된다.
본 발명의 봉지체의 제조 방법에 의해 제조하는 봉지체로서는, 기판과 반도체 소자와 접속 단자와 두께 3 mm 이상의 수지 봉지부를 구비하는 것이면 특별히 한정되지 않는다.
봉지체로서는, 예를 들어, 파워 반도체 모듈, 하이브리드 메모리 큐브 (hybrid memory cube) 등을 들 수 있다. 수지 봉지부의 두께는, 3 ∼ 10 mm 가 바람직하고, 3 ∼ 7 mm 가 특히 바람직하다.
(제 1 실시 형태)
봉지체의 제조 방법의 일 실시 형태로서, 도 1 에 나타낸 이형 필름 (1) 을 사용하고, 도 3 에 나타내는 봉지체 (110) 를 압축 성형법에 의해 제조하는 경우에 대해 설명한다. 본 실시 형태의 봉지체의 제조 방법은, 하기의 공정 (α1) ∼ (α5) 를 갖는다.
(α1) 깊이 3 mm 이상의 오목부를 갖는 하금형과, 깊이 3 mm 이상의 오목부를 가지지 않는 상금형을 구비하는 금형의 상기 하금형에, 이형 필름 (1) 을, 이형 필름 (1) 이 하금형의 오목부를 덮도록 배치하는 공정.
(α2) 이형 필름 (1) 을 하금형의 캐비티면의 측에 진공 흡인하는 공정.
(α3) 하금형의 오목부 내에 경화성 수지를 충전하는 공정.
(α4) 기판 (16) 과 적층 구조 (17) 와 실리콘 관통 비아 (18) 를 구비하는 구조체 (이하, 구조체 (130) 라고도 한다.) 를 상금형과 하금형의 사이에 배치하고, 상금형과 하금형을 형체결하고, 상기 상금형과 하금형의 사이에 형성된 캐비티를 경화성 수지로 채워 경화시켜 수지 봉지부 (19) 를 형성함으로써 봉지체 (110) 를 얻는 공정.
(α5) 금형으로부터 봉지체 (110) 를 꺼내는 공정.
봉지체 ：
도 2 는, 제 1 실시 형태의 봉지체의 제조 방법에 의해 제조하는 봉지체 (110) 의 개략 단면도이다.
봉지체 (110) 는, 하이브리드 메모리 큐브이며, 기판 (16) 과 복수의 반도체 칩 (17a) 이 적층하여 이루어지는 적층 구조 (17) 와 복수의 실리콘 관통 비아 (접속 단자) (18) 와 수지 봉지부 (19) 를 구비한다.
실리콘 관통 비아 (18) 는, 적층 구조 (17) 를 관통하여, 복수의 반도체 칩 (17a) 을 접속하고 있다. 수지 봉지부 (19) 는, 기판 (16) 상에 형성되어 반도체 칩 (17a) 및 실리콘 관통 비아 (18) 를 봉지하고 있다. 수지 봉지부 (19) 의 두께 D1 은 3 mm 이상이다.
금형 ：
제 1 실시 형태에 있어서의 금형으로서는, 압축 성형법에 사용하는 금형으로서 공지된 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 고정 상형 (상금형) (20) 과 캐비티 저면 부재 (22) 와 캐비티 저면 부재 (22) 의 둘레 가장자리에 배치된 프레임상의 가동 부재 (24) 를 갖는 금형을 들 수 있다.
고정 상형 (20) 에는, 기판 (10) 과 고정 상형 (20) 사이의 공기를 흡인함으로써 기판 (10) 을 고정 상형 (20) 에 흡착하기 위한 진공 벤트 (도시 생략) 가 형성되어 있다. 또, 캐비티 저면 부재 (22) 에는, 이형 필름 (1) 과 캐비티 저면 부재 (22) 사이의 공기를 흡인함으로써 이형 필름 (1) 을 캐비티 저면 부재 (22) 에 흡착하기 위한 진공 벤트 (도시 생략) 가 형성되어 있다.
이 금형에 있어서는, 캐비티 저면 부재 (22) 와 가동 부재 (24) 에 의해 하금형이 구성된다. 가동 부재 (24) 를 상하 방향으로 이동시킴으로써, 하금형의 깊이를 변경할 수 있다. 캐비티 저면 부재 (22) 의 상면 및 가동 부재 (24) 의 내측 측면에 의해, 공정 (α4) 에서 형성하는 수지 봉지부 (19) 의 형상에 대응하는 형상의 오목부 (26) 가 형성된다.
이하, 캐비티 저면 부재 (22) 의 상면 및 가동 부재 (24) 의 내측 측면을 총칭하여 캐비티면이라고도 한다.
공정 (α1) ：
가동 부재 (24) 상에, 캐비티 저면 부재 (22) 의 상면을 덮도록 이형 필름 (30) 을 배치한다. 이 때 이형 필름 (1) 은, 제 1 층 (2) 측의 표면 (2a) 을 상측 (캐비티 저면 부재 (22) 방향과는 반대 방향) 을 향하여 배치된다.
이형 필름 (1) 은, 전형적으로는, 권출 롤 (도시 생략) 로부터 이송되어, 권취 롤 (도시 생략) 로 권취된다. 이형 필름 (1) 은, 권출 롤 및 권취 롤에 의해 인장되기 때문에, 길게 늘어진 상태로, 가동 부재 (24) 상에 배치된다.
공정 (α2) ：
별도로, 캐비티 저면 부재 (22) 의 진공 벤트 (도시 생략) 를 통해서 진공 흡인하고, 캐비티 저면 부재 (22) 의 상면과 이형 필름 (1) 사이의 공간을 감압하고, 이형 필름 (1) 을 길게 늘여 변형시켜, 캐비티 저면 부재 (22) 의 상면에 진공 흡착시킨다. 또한, 캐비티 저면 부재 (22) 의 둘레 가장자리에 배치된 프레임상의 가동 부재 (24) 를 체결하고, 이형 필름 (1) 을 전체 방향으로부터 인장하여, 긴장 상태로 시킨다.
또한, 고온 환경하에서의 이형 필름 (1) 의 강도, 두께, 캐비티 저면 부재 (22) 의 상면과 가동 부재 (24) 의 내측 측면에 의해 형성된 오목부의 형상에 의해, 이형 필름 (1) 은, 캐비티면에 밀착한다고는 할 수 없다. 공정 (α2) 의 진공 흡착의 단계에서는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 이형 필름 (1) 과 캐비티면의 사이에 공극이 조금 남아 있어도 된다.
공정 (α3) ：
도 3 에 나타내는 바와 같이, 경화성 수지 (40) 를, 어플리케이터 (도시 생략) 에 의해, 오목부 (26) 내의 이형 필름 (30) 위에 적량 충전한다.
또, 별도로, 고정 상형 (20) 의 진공 벤트 (도시 생략) 를 통해서 진공 흡인하고, 고정 상형 (20) 의 하면에, 구조체 (130) 의 기판 (10) 을 진공 흡착시킨다.
경화성 수지 (40) 로서는, 반도체 모듈 등의 제조에 사용되고 있는 각종의 경화성 수지를 사용해도 된다. 에폭시 수지, 실리콘 수지 등의 열경화성 수지가 바람직하고, 에폭시 수지가 특히 바람직하다.
에폭시 수지로서는, 예를 들어 스미토모 베이크라이트사 제조의 스미콘 EME G770H type F ver. GR, 나가세 켐텍스사 제조의 T693/R4719-SP10 등을 들 수 있다.
실리콘 수지의 시판품으로서는, 신에츠 화학 공업사 제조의 LPS-3412AJ, LPS-3412B 등을 들 수 있다.
경화성 수지 (40) 에는, 카본 블랙, 용융 실리카, 결정 실리카, 알루미나, 질화규소, 질화알루미늄 등이 포함되어도 된다.
또한, 여기서는, 경화성 수지 (40) 로서 고체의 것을 충전하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 액상의 경화성 수지를 충전해도 된다.
공정 (α4) ：
도 4 에 나타내는 바와 같이, 오목부 (26) 내의 이형 필름 (1) 위에 경화성 수지 (40) 를 충전한 상태로, 캐비티 저면 부재 (22) 및 가동 부재 (24) 를 상승시켜, 고정 상형 (20) 과 형체결한다.
이어서, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 캐비티 저면 부재 (22) 만 상승시킴과 함께 금형을 가열하여 경화성 수지 (40) 를 경화시켜, 구조체 (130) 를 봉지하는 수지 봉지부 (19) 를 형성한다. 이로써, 봉지체 (110) 가 형성된다.
공정 (α4) 에 있어서는, 캐비티 저면 부재 (22) 를 상승시켰을 때의 압력에 의해, 캐비티 내에 충전된 경화성 수지 (40) 가 더욱 캐비티면에 밀어넣어진다. 이로써 이형 필름 (1) 이 길게 늘어져 변형되어, 캐비티면에 밀착된다. 그 때문에, 오목부 (26) 의 형상에 대응한 형상의 수지 봉지부 (19) 가 형성된다. 수지 봉지부 (19) 의 두께는, 캐비티 저면 부재 (22) 를 상승시킨 후의 캐비티 저면 부재 (22) 의 상면으로부터 가동 부재 (24) 의 상단까지의 높이 (하금형의 깊이) 와 동일하다.
금형의 가열 온도, 즉 경화성 수지 (40) 의 가열 온도는, 100 ∼ 185 ℃ 가 바람직하고, 150 ∼ 180 ℃ 가 특히 바람직하다. 가열 온도가 상기 범위의 하한치 이상이면, 반도체 패키지 (1) 의 생산성이 우수하다. 가열 온도가 상기 범위의 상한치 이하이면, 경화성 수지 (40) 의 열화가 억제된다.
경화성 수지 (40) 의 열팽창률에서 기인하는 수지 봉지부 (19) 의 형상 변화를 억제하는 점에서, 봉지체 (110) 의 보호가 특별히 요구되는 경우에는, 상기 범위 내에 있어서 가능한 한 낮은 온도에서 가열하는 것이 바람직하다.
공정 (α5) ：
고정 상형 (20) 과 캐비티 저면 부재 (22) 와 가동 부재 (24) 를 형 개방하여, 봉지체 (110) 를 꺼낸다.
봉지체 (110) 를 이형함과 동시에, 이형 필름 (1) 의 사용이 완료된 부분을 권취 롤 (도시 생략) 에 이송하고, 이형 필름 (1) 의 미사용 부분을 권출 롤 (도시 생략) 로부터 송출한다.
권출 롤로부터 권취 롤로 반송할 때의 이형 필름 (1) 의 두께는 43 ㎛ 이상이 바람직하다. 두께가 43 ㎛ 미만에서는, 이형 필름 (1) 의 반송 시에 주름이 생기기 쉽다. 이형 필름 (1) 에 주름이 생기면, 주름이 수지 봉지부 (19) 에 전사되어 제품 불량이 될 우려가 있다. 두께가 43 ㎛ 이상이면, 이형 필름 (1) 에 장력을 충분히 가함으로써, 주름의 발생을 억제할 수 있다.
(제 2 실시 형태)
봉지체의 제조 방법의 다른 실시 형태로서, 도 1 에 나타낸 이형 필름 (1) 을 사용하고, 도 2 에 나타낸 봉지체 (110) 를 트랜스퍼 성형법에 의해 제조하는 경우에 대해 설명한다.
본 실시 형태의 반도체 패키지의 제조 방법은, 하기의 공정 (β1) ∼ (β5) 를 갖는다.
(β1) 깊이 3 mm 이상의 오목부를 갖는 상금형과, 깊이 3 mm 이상의 오목부를 가지지 않는 하금형을 구비하는 금형의 상금형에, 이형 필름 (1) 을, 이형 필름 (1) 이 상금형의 오목부의 개구를 덮도록 배치하는 공정.
(β2) 이형 필름 (1) 을 상금형의 캐비티면의 측에 진공 흡인하는 공정.
(β3) 기판 (16) 과 적층 구조 (17) 와 실리콘 관통 비아 (18) 를 구비하는 구조체 (130) 를 하금형의 소정의 위치에 배치하고, 상금형과 하금형을 형체결하는 공정.
(β4) 상금형과 하금형의 사이에 형성된 캐비티 내에 경화성 수지를 충전하고, 경화시키는 것에 의해 수지 봉지부 (19) 를 형성함으로써 봉지체 (110) 를 얻는 공정.
(β5) 금형 내로부터 봉지체 (110) 를 꺼내는 공정.
금형 ：
제 2 실시 형태에 있어서의 금형으로서는, 트랜스퍼 성형법에 사용하는 금형으로서 공지된 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 상금형 (50) 과 하금형 (52) 을 갖는 금형을 들 수 있다. 상금형 (50) 에는, 공정 (β4) 에서 형성하는 수지 봉지부 (19) 의 형상에 대응하는 형상의 오목부 (54) 와 오목부 (54) 에 경화성 수지 (40) 를 유도하는 오목상의 수지 도입부 (60) 가 형성되어 있다. 하금형 (52) 에는, 구조체 (130) 의 기판 (16) 을 설치하는 기판 설치부 (58) 와 경화성 수지 (40) 를 배치하는 수지 배치부 (62) 가 형성되어 있다. 또, 수지 배치부 (62) 내에는, 경화성 수지 (40) 를 상금형 (50) 의 수지 도입부 (60) 로 밀어내는 플런저 (64) 가 설치되어 있다.
공정 (β1) ：
도 7 에 나타내는 바와 같이, 상금형 (50) 의 오목부 (54) 를 덮도록 이형 필름 (1) 을 배치한다. 이형 필름 (1) 은, 오목부 (54) 및 수지 도입부 (60) 의 전체를 덮도록 배치하는 것이 바람직하다. 이형 필름 (1) 은, 전형적으로는, 권출 롤 (도시 생략) 및 권취 롤 (도시 생략) 에 의해 인장되고, 길게 늘어진 상태로 상금형 (50) 의 오목부 (54) 를 덮도록 배치된다.
공정 (β2) ：
도 8 에 나타내는 바와 같이, 상금형 (50) 의 오목부 (54) 의 외부에 형성한 홈 (도시 생략) 을 통해서 진공 흡인하고, 이형 필름 (1) 과 캐비티면 (56) 사이의 공간, 및 이형 필름 (1) 과 수지 도입부 (60) 의 내벽과의 사이의 공간을 감압하고, 이형 필름 (1) 을 잡아늘여 변형시켜, 상금형 (50) 의 캐비티면 (56) 에 진공 흡착시킨다.
또한, 고온 환경하에서의 이형 필름 (1) 의 강도, 두께, 또 오목부 (54) 의 형상에 의해, 이형 필름 (1) 은, 캐비티면 (56) 에 밀착된다고는 할 수 없다. 도 8 에 나타내는 바와 같이, 공정 (β2) 의 진공 흡착의 단계에서는, 이형 필름 (1) 과 캐비티면 (56) 의 사이에는, 공극이 조금 남는다.
공정 (β3) ：
도 9 에 나타내는 바와 같이, 구조체 (130) 의 기판 (16) 을, 기판 설치부 (58) 에 설치하여 상금형 (50) 과 하금형 (52) 을 형체결하고, 구조체 (130) 를 오목부 (54) 내의 소정의 위치에 배치한다. 또, 수지 배치부 (62) 의 플런저 (64) 상에는, 경화성 수지 (40) 를 미리 배치해 둔다.
경화성 수지 (40) 로서는, 방법 (α) 에서 예시한 경화성 수지 (40) 와 동일한 것을 들 수 있다.
공정 (β4) ：
도 10 에 나타내는 바와 같이, 하금형 (52) 의 플런저 (64) 를 밀어올리고, 수지 도입부 (60) 를 통해서 오목부 (54) 내에 경화성 수지 (40) 를 충전한다. 이어서, 금형을 가열하여, 경화성 수지 (40) 를 경화시켜, 구조체 (130) 를 봉지하는 수지 봉지부 (19) 를 형성한다. 이로써, 봉지체 (110) 가 형성된다. 수지 봉지부 (19) 의 두께는, 상금형 (50) 의 오목부 (54) 의 깊이와 동일하다.
공정 (β4) 에 있어서는, 오목부 (54) 내에 경화성 수지 (40) 가 충전됨으로써, 수지 압력에 의해 이형 필름 (1) 이 더욱 캐비티면 (56) 측으로 밀어넣어지고, 늘어져 변형됨으로써 캐비티면 (56) 에 밀착된다. 그 때문에, 오목부 (54) 의 형상에 대응한 형상의 수지 봉지부 (19) 가 형성된다.
경화성 수지 (40) 를 경화시킬 때의 금형의 가열 온도, 즉 경화성 수지 (40) 의 가열 온도는, 방법 (α) 에 있어서의 온도 범위와 동일한 범위로 하는 것이 바람직하다.
경화성 수지 (40) 의 충전 시의 수지압은, 2 ∼ 30 MPa 가 바람직하고, 3 ∼ 10 MPa 가 특히 바람직하다. 수지압이 상기 범위의 하한치 이상이면, 경화성 수지 (40) 의 충전 부족 등의 결점이 생기기 어렵다. 수지압이 상기 범위의 상한치 이하이면, 우수한 품질의 봉지체 (110) 를 얻기 쉽다. 경화성 수지 (40) 의 수지압은, 플런저 (64) 에 의해 조정할 수 있다.
공정 (β5) ：
도 11 에 나타내는 바와 같이, 봉지체 (110) 를 금형으로부터 꺼낸다. 이 때, 수지 도입부 (60) 내에서 경화성 수지 (40) 가 경화된 경화물 (42) 이, 봉지체 (110) 의 수지 봉지부 (19) 에 부착된 상태로 봉지체 (110) 와 함께 금형으로부터 꺼내진다. 그 때문에, 꺼내진 봉지체 (110) 에 부착되어 있는 경화물 (42) 을 절제하여, 봉지체 (110) 를 얻는다.
이상, 본 발명의 반도체 소자 실장용 패키지의 제조 방법에 대해, 제 1 ∼ 제 2 실시 형태를 나타내어 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되지 않는다. 상기 실시 형태에 있어서의 각 구성 및 그들의 조합 등은 일례이며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서, 구성의 부가, 생략, 치환, 및 그 밖의 변경이 가능하다.
예를 들어, 이형 필름 (1) 으로부터 봉지체 (110) 를 박리하는 타이밍은, 금형으로부터 봉지체 (110) 를 꺼낼 때로 한정되지 않고, 금형으로부터 이형 필름 (1) 과 함께 봉지체 (110) 를 꺼내고, 그 후, 봉지체 (110) 로부터 이형 필름 (1) 을 박리해도 된다.
공정 (α4) 또는 공정 (β3) 에 있어서, 구조체 (130) 대신에, 기판 상에 적층 구조 (17) 및 실리콘 관통 비아 (18) 로 이루어지는 구조물이 복수 형성된 구조체를 배치하고, 공정 (α5) 또는 공정 (β5) 후, 꺼낸 봉지체의 기판 및 수지 봉지부를, 상기 복수의 구조체가 분리되도록 절단 (개편화) 하여 봉지체 (110) 를 얻어도 된다.
개편화는, 공지된 방법에 의해 실시할 수 있고, 예를 들어 다이싱법을 들 수 있다. 다이싱법은, 다이싱 블레이드를 회전시키면서 대상물을 절단하는 방법이다. 다이싱 블레이드로서는, 전형적으로는, 다이아몬드 분말을 원반의 외주에 소결한 회전날 (다이아몬드 커터) 이 사용된다. 다이싱법에 의한 개편화는, 예를 들어, 절단 대상물 (봉지체) 을, 지그를 통하여 처리대 상에 고정하고, 절단 대상물의 절단 영역과 상기 지그의 사이에 다이싱 블레이드를 삽입하는 공간이 있는 상태로 상기 다이싱 블레이드를 주행시키는 방법에 의해 실시할 수 있다.
개편화를 실시하는 경우, 상기와 같이 절단 대상물을 절단하는 공정 (절단 공정) 후, 상기 다이싱 블레이드를 덮는 케이스로부터 떨어진 위치에 배치되는 노즐로부터 절단 대상물로 향해 액체를 공급하면서 상기 처리대를 이동시키는 이물질 제거 공정이 포함되어도 된다.
공정 (α5) 또는 공정 (β5) 후, 임의의 정보를 표시하기 위해서, 수지 봉지부의 표면에 잉크를 도포하고, 잉크층을 형성하는 공정을 실시해도 된다.
잉크층에 의해 표시되는 정보로서는, 특별히 한정되지 않고, 시리얼 넘버, 제조 메이커에 관한 정보, 부품의 종별 등을 들 수 있다. 잉크의 도포 방법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 잉크젯법, 스크린 인쇄, 고무판으로부터의 전사 등의 각종 인쇄법을 적용할 수 있다. 잉크로서는, 특별히 한정되지 않고, 공지된 잉크 중에서 적절히 선택할 수 있다.
잉크층의 형성 방법으로서는, 경화 속도가 빠르고 패키지 상에서의 번짐이 적고, 또 열풍을 쐬지 않기 때문에 패키지의 위치 어긋남이 적은 등의 점에서, 광 경화형의 잉크를 사용하고, 그 잉크를 잉크젯법에 의해 수지 봉지부의 표면에 부착시켜, 그 잉크를 광의 조사에 의해 경화시키는 방법이 바람직하다.
광 경화형의 잉크로서는, 전형적으로는, 중합성 화합물 (모노머, 올리고머 등) 을 포함하는 것이 사용된다. 잉크에는, 필요에 따라, 안료, 염료 등의 색재, 액체 매체 (용매 또는 분산매), 중합 금지제, 광 중합 개시제, 그 외 각종 첨가제 등이 첨가된다. 그 밖의 첨가제로서는, 예를 들어, 슬립제, 중합 촉진제, 침투 촉진제, 습윤제 (보습제), 정착제, 방미제, 방부제, 산화 방지제, 방사선 흡수제, 킬레이트제, pH 조정제, 증점제 등을 들 수 있다.
광 경화형의 잉크를 경화하는 광으로서는, 자외선, 가시광선, 적외선, 전자선, 방사선 등을 들 수 있다. 자외선의 광원으로서는, 살균등, 자외선용 형광등, 카본 아크, 크세논 램프, 복사용 고압 수은등, 중압 또는 고압 수은등, 초고압 수은등, 무전극 램프, 메탈 할라이드 램프, 자외선 발광 다이오드, 자외선 레이저 다이오드, 자연광 등을 들 수 있다.
광의 조사는, 상압하에서 실시해도 되고, 감압하에서 실시해도 된다. 또, 공기 중에서 실시해도 되고, 질소 분위기, 이산화탄소 분위기 등의 불활성 가스 분위기에서 실시해도 된다.
본 발명의 봉지체의 제조 방법에 의해 제조하는 봉지체는, 봉지체 (110) 로 한정되지 않는다.
도 12 에, 본 발명의 봉지체의 제조 방법에 의해 제조하는 봉지체의 다른 예의 개략 단면도를 나타낸다. 이 예의 봉지체 (120) 는, 파워 반도체 모듈이며, 기판 (10) 과 반도체 칩 (반도체 소자) (11) 과 복수의 접속 단자 (12) 와 복수의 와이어 (13) 와 방열판 (14) 과 수지 봉지부 (15) 를 구비한다.
복수의 접속 단자 (12) 는 각각, 일단이 기판 (10) 상의 반도체 칩 (11) 의 근방에 배치되고, 그 위치로부터 기판 (10) 의 가장자리 방향으로 연장되고, 기판 (10) 의 가장자리부에서 기판 (10) 측과는 반대 방향으로 굴곡하고, 또한 기판 (10) 으로부터 멀어지는 방향으로 굴곡하고, 수지 봉지부 (15) 의 외측에 돌출되어 있다. 복수의 와이어 (13) 는 각각 복수의 접속 단자 (12) 의 일단과 반도체 칩 (11) 을 접속하고 있다. 방열판 (14) 은 기판 (10) 의 하측에 배치되고, 방열판 (14) 의 상면은 기판 (10) 에 접하고 있다. 수지 봉지부 (15) 는, 접속 단자 (12) 의 일부 및 방열판 (14) 의 저면 이외의 부분을 봉지하고, 방열판 (14) 의 저면은 노출되어 있다.
봉지체 (120) 는, 구조체 (130) 대신에, 기판 (10) 과 반도체 칩 (11) 과 접속 단자 (12) 와 와이어 (13) 와 방열판 (14) 을 구비하는 구조체를 사용하고, 수지 봉지부 (15) 에 대응하는 캐비티를 갖는 금형을 사용하는 것 이외는 제 1, 제 2 실시 형태와 동일하게 하여 제조할 수 있다.
예를 들어, 상금형으로서, 수지 봉지부 (12) 의 접속 단자 (12) 가 돌출하는 위치보다 상측에 대응하는 형상의 오목부를 갖는 것을 사용하고, 하금형으로서, 수지 봉지부 (12) 의 접속 단자 (12) 가 돌출하는 위치보다 하측에 대응하는 형상의 오목부를 갖는 것을 사용한다. 이들의 상금형과 하금형을 형체결하면, 수지 봉지부 (15) 에 대응하는 캐비티가 형성된다.
상금형의 오목부의 깊이 D2 와 하금형의 오목부의 깊이 D3 의 합계가, 수지 봉지부 (15) 의 두께 D1 이 된다. 이 예에서는, D2 가 3 mm 미만이고, D3 이 3 mm 이상인 것으로 한다.
봉지체 (120) 의 제조에 있어서는, 하금형의 캐비티면에 본 발명의 이형 필름을 배치하고, 그 위에 상기 구조체를, 방열판 (14) 측을 하금형측을 향하여 배치하고, 접속 단자 (12) 의 봉지하지 않는 부분을 상금형과 하금형의 사이에 끼운 상태로 형체결하고, 상기와 마찬가지로 트랜스퍼 성형한다. 이로써, 봉지체 (120) 를 형성할 수 있다. 이 때, 상금형의 캐비티면에 기존의 이형 필름을 배치해도 된다.
수지 봉지부의 형상은, 도 2, 도 12 에 나타내는 것으로 한정되지 않는다. 예를 들어 수지 봉지부의 상면이나 측면은 평평하지 않고, 단차가 있어도 된다.
수지 봉지부를 형성할 때, 반도체 칩이나 그 외 부품이 이형 필름에 직접 접하고 있어도 된다. 이 경우, 이형 필름에 직접 접한 부분은 수지 봉지부로부터 노출된다.
실시예
이하, 실시예를 나타내어 본 발명을 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 기재에 의해서는 한정되지 않는다. 후술하는 예 1 ∼ 15 중, 예 1 ∼ 10 은 실시예이고, 예 11 ∼ 15 는 비교예이다. 각 예에서 사용한 재료 및 측정·평가 방법을 이하에 나타낸다.
〔사용 재료〕
＜열가소성 수지 필름＞
ETFE 필름 ： 후술하는 제조예 1 에서 얻은 ETFE (1) 를, 립 개도를 조정한 T 다이를 설치한 압출기에 의해, 320 ℃ 에서 용융 압출을 하고, 원형 롤, 제막 속도, 닙 압력을 조정하여, 두께 12 ㎛, 25 ㎛, 100 ㎛, 200 ㎛ 의 ETFE 필름을 얻었다.
폴리메틸펜텐 필름 ： 폴리메틸펜텐 「TPX MX004」 (미츠이 화학사 제조) 를, 립 개도를 조정한 T 다이를 설치한 압출기에 의해, 280 ℃ 에서 용융 압출을 하고, 원형 롤, 제막 속도, 닙 압력을 조정하여, 두께 25 ㎛ 의 폴리메틸펜텐 필름을 얻었다.
PBT 필름 (1) ： 「노바듀란 5020」 (미츠비시 엔지니어링 플라스틱사 제조, Mw ： 70,000, 부탄디올 유래의 단위/테레프탈산 유래의 단위 = 53/47 (몰비)) 을, 립 개도를 조정한 T 다이를 설치한 압출기에 의해, 280 ℃ 에서 용융 압출을 하고, 원형 롤, 제막 속도, 닙 압력을 조정하여, 두께 38, 50, 100, 150 ㎛ 의 PBT 필름을 얻었다. 또한, Tg 는 63 ℃ 였다.
PBT 필름 (2) ： 「노바듀란 5505S」 (미츠비시 엔지니어링 플라스틱사 제조, Mw ： 60,000, 부탄디올 유래의 단위/테레프탈산 유래의 단위/ = 53/47 (몰비), 폴리에틸렌글리콜 유래의 단위를 전체 단위 중 5 몰％ 갖는 공중합) 를, 립 개도를 조정한 T 다이를 설치한 압출기에 의해, 280 ℃ 에서 용융 압출을 하고, 원형 롤, 제막 속도, 닙 압력을 조정하여, 두께 50 ㎛ 의 PBT 필름을 얻었다. 또한, Tg 는 62 ℃ 였다.
PBT 필름 (3) ： 「노바듀란 5026」 (미츠비시 엔지니어링 플라스틱사 제조, Mw ： 110,000, 부탄디올 유래의 단위/테레프탈산 유래의 단위/ = 53/47 (몰비)) 을, 립 개도를 조정한 T 다이를 설치한 압출기에 의해, 280 ℃ 에서 용융 압출을 하고, 원형 롤, 제막 속도, 닙 압력을 조정하여, 두께 100 ㎛ 의 PBT 필름을 얻었다. 또한, Tg 는 63 ℃ 였다.
PBT 필름 (4) ： 「노바듀란 5510S」 (미츠비시 엔지니어링 플라스틱사 제조, Mw ： 60,000, 부탄디올 유래의 단위/테레프탈산 유래의 단위/ = 53/47 (몰비), 폴리에틸렌글리콜 유래의 단위를 전체 단위 중 11 몰％ 갖는 공중합) 를, 립 개도를 조정한 T 다이를 설치한 압출기에 의해, 280 ℃ 에서 용융 압출을 하고, 원형 롤, 제막 속도, 닙 압력을 조정하여, 두께 50 ㎛ 의 PBT 필름을 얻었다. 또한, Tg 는 60 ℃ 였다.
무연신 나일론 필름 ： 다이아미론 C-Z 50 ㎛ (미츠비시 수지사 제조), Tg ： 47 ℃.
성형 용이 PET 필름 ： 테프렉스 FT 50 ㎛ (테이진 듀퐁 필름사 제조), Tg ： 101 ℃.
PET 필름 ： 테이진테트론 G2 50 ㎛ (테이진 듀퐁 필름사 제조), Tg ： 118 ℃.
또한, 실시예에서 사용한 필름의 Tg 는, ISO6721-4 ： 1994 (JIS K7244-4 ： 1999) 에 기초하여 측정되는 저장 탄성률 E' 및 손실 탄성률 E”의 비인 tanδ (E”/E') 가 최대치를 취할 때의 온도이다. Tg 는, 주파수는 10 Hz, 정적력은 0.98 N, 동적 변위는 0.035 ％ 로 하고, 온도를 20 ℃ 에서 180 ℃ 까지, 2 ℃／분으로 승온시켜 측정했다.
각 필름에 있어서, Ra 가 작은 면을 드라이 라미네이트에 있어서의 첩합(貼合)면으로 했다. 또, 각 필름의 드라이 라미네이트에 있어서의 첩합면의, ISO8296 ： 1987 (JIS K6768 ： 1999) 에 기초하는 습윤 장력이 40 mN/m 이하의 경우, 40 mN/m 이상이 되도록, 코로나 처리를 실시했다.
＜제조예 1 ： ETFE (1) 의 제조＞
내용적이 1.3 ℓ 의 교반기가 부착된 중합조를 탈기하여, 1-하이드로트리데카플루오로헥산의 881.9 g, 1,3-디클로로-1,1,2,2,3-펜타플루오로프로판 (상품명 「AK225cb」 아사히 글라스사 제조, 이하, AK225cb 라고 한다.) 의 335.5 g, CH2=CHCF2CF2CF2CF3 (PFBE) 의 7.0 g 을 주입하고, TFE 의 165.2 g, 에틸렌 (이하, E 라고 한다.) 의 9.8 g 을 압입하고, 중합조 내를 66 ℃ 로 승온하고, 중합 개시제 용액으로서 터셔리부틸퍼옥시피발레이트 (이하, PBPV 라고 한다.) 의 1 질량％ 의 AK225cb 용액의 7.7 ㎖ 를 주입하고, 중합을 개시시켰다.
중합 중 압력이 일정하게 되도록 TFE/E = 54/46 의 몰비의 모노머 혼합 가스를 연속적으로 주입했다. 또, 모노머 혼합 가스의 주입에 맞추어, TFE 와 E 의 합계 몰수에 대해 1.4 몰％ 에 상당하는 양의 PFBE 를 연속적으로 주입했다. 중합 개시부터 2.9 시간 후, 모노머 혼합 가스의 100 g 을 주입한 시점에서, 중합조 내온을 실온까지 강온함과 함께 중합조의 압력을 상압까지 퍼지했다.
그 후, 얻어진 슬러리를 유리 필터로 흡인 여과하고, 고형분을 회수하여 150 ℃ 에서 15 시간 건조시킴으로써, ETFE (1) 의 105 g 을 얻었다.
ETFE (1) 은, 테트라플로로에틸렌/에틸렌/PFBE = 52.5/46.3/1.2 (몰비) 의 공중합체이며, MFR 이 12 g/10 분이었다.
＜접착층＞
각 필름을 첩합하는 드라이 라미네이트 공정에서 사용하는 접착제로서는, 이하의 우레탄계 접착제 A 를 사용했다.
［우레탄계 접착제 A］
주제 ： 크리스본 NT-258 (DIC 사 제조).
경화제 ： 콜로네이트 2096 (닛폰 폴리우레탄 공업사 제조).
주제와 경화제를, 고형분에서의 질량비 (주제 ： 경화제) 가 10 ： 1 이 되도록 혼합하고, 희석제로서 아세트산에틸을 사용했다.
〔측정·평가 방법〕
＜두께＞
예 1 ∼ 8 및 예 12 ∼ 13 에서 제 1 층 또는 제 2 층에 사용한 필름 (혹은 예 9 ∼ 11 에서 이형 필름으로서 사용한 필름) 의 두께를 이하의 순서로 측정했다.
접촉식 두께계 DG-525H (오노소키사 제조) 로, 측정자 AA-026 (Φ10 mm SR7) 을 사용하여, 필름의 두께를, 폭방향으로 거리가 동일해지도록 10 점 측정하고, 그 평균치를 두께로 했다.
＜180 ℃ 인장 파단 응력＞
예 1 ∼ 8 및 예 12 ∼ 13 에서 제 2 층에 사용한 필름 (혹은 예 11 에서 이형 필름으로서 사용한 필름) 의 인장 파단 응력 (단위 ： MPa) 을, ASTM D638 에 준거하여 측정했다. 구체적으로는, 필름을 시험편 타입 V 로 타발하여, 시험 필름을 제작하고, 그 시험 필름에 대해, 온도 180 ℃, 인장 속도 50 mm/분의 조건으로 인장 시험을 실시하고, 인장 파단 응력을 측정했다.
＜180 ℃ 인장 저장 탄성률＞
예 1 ∼ 8, 예 12 ∼ 13 에서 제 2 층에 사용한 필름 (혹은 예 11 에서 이형 필름으로서 사용한 필름) 의 인장 저장 탄성률 (단위 ： MPa) 은 이하의 순서로 측정했다.
동적 점탄성 측정 장치 솔리드 L-1 (도요 정기 제조) 을 사용하여, ISO6721-4 ： 1994 (JIS K7244-4 ： 1999) 에 기초하여 저장 탄성률 E' 를 측정했다. 샘플 측정 사이즈는 폭 8 mm × 길이 20 mm, 주파수는 10 Hz, 정적력은 0.98 N, 동적 변위는 0.035 ％ 로 하고, 온도를 20 ℃ 에서 180 ℃ 까지, 2 ℃／분의 속도로 상승시켜, 180 ℃ 의 값에 있어서 측정한 E' 를, 180 ℃ 인장 저장 탄성률로 했다.
＜180 ℃ 추종 시험＞
도 13 을 참조하여 본 시험 방법을 설명한다.
본 시험에 사용한 장치는, 도 13 에 나타내는 바와 같이, 중앙에 Φ10 mm 의 원기둥상의 구멍이 있는 도너츠형의 프레임재 (스테인리스제, 두께 9 mm) (70) 와 하금형 (72) 과 상금형 (74) 과 끼움목 (76) 을 구비한다.
하금형 (72) 에는, 프레임재 (70) 를 수용 가능한 오목부가 형성되어 있다. 오목부의 저면에는 스테인리스제의 메시 (78) 가 배치되어 있다. 하금형 (72) 에는 배관 (L1) 이 접속되고, 배관 (L1) 에는 진공 펌프 (도시 생략) 가 접속되어 있고, 오목부 내의 공기를 감압할 수 있도록 되어 있다.
상금형 (74) 의 중앙에는 구멍이 있고, 상측 (하금형 (72) 측과는 반대측) 의 개구는 유리제의 천창 (80) 에 의해 막혀 있다. 상금형 (72) 에는 배관 (L2) 이 접속되어 있고, 배관 (L2) 을 통하여, 상금형 (74) 의 구멍 내에 압축 공기를 공급할 수 있도록 되어 있다.
시험에 있어서는, 먼저, 메시 (78) 상에 프레임재 (70) 를 올려놓고, 프레임재 (70) 의 구멍 내에 끼움목 (76) 을 넣고, 하금형 (72) 과 상금형 (74) 을, 패킹 (82) 및 평가 대상의 이형 필름 (30) 을 사이에 둔 상태로, 나사 (도시 생략) 를 사용하여 형체결한다. 이로써, 이형 필름 (30) 이 고정된다. 또, 이형 필름 (30) 과 하금형 (72) 의 캐비티면의 사이, 및 이형 필름 (30) 과 상금형 (74) 의 구멍의 내주면과 천창 (76) 의 사이에 각각, 기밀한 공간이 형성된다.
이 때, 하금형 (72) 의 오목부의 측면과 프레임재 (70) 의 외주면의 사이, 이형 필름 (30) 과 프레임재 (70) 의 천면의 사이에 약간의 간극이 있다. 또, 메시 (78) 에 의해, 하금형 (72) 의 오목부의 저면과 프레임재 (70) 가 밀착하지 않도록 되어 있다.
그 때문에, 이형 필름 (30) 의 고정 후, 하금형 (72) 의 오목부 내를, 배관 (L1) 을 통하여 감압하고, 필요에 따라 배관 (L2) 으로부터 압축 공기를 상금형 (74) 의 구멍 내에 공급함으로써, 이형 필름 (30) 을, 프레임재 (70) 측에 흡인하고, 프레임재 (70) 의 구멍의 내주면 및 끼움목 (76) 의 상면에 밀착하도록 잡아늘일 수 있다.
또, 프레임재 (70) 의 구멍 내에 넣는 끼움목 (76) 의 두께를 변경함으로써, 추종 깊이, 즉 프레임재 (70) 의 상면과 끼움목 (78) 의 상면의 사이의 거리를 변경할 수 있다.
시험에 있어서는, 먼저, 끼움목 (76) 으로서 추종 깊이가 3 mm 또는 7 mm 가 되는 것을 사용하고, 상기의 순서로 이형 필름 (30) 을 고정했다. 이 때, 이형 필름 (30) 이 제 2 층과 제 1 층이 적층된 적층 필름인 경우는, 제 2 층측의 표면을 프레임재 (70) 측을 향하여 배치했다. 다음으로, 하금형 (72) 의 하측에 배치한 핫 플레이트 (도시 생략) 로 장치 전체를 180 ℃ 까지 가열한 후, 진공 펌프를 작동시켜 끼움목 (76) 과 이형 필름 (30) 의 사이의 공기를 빼냈다. 또한 배관 (L2) 으로부터 압축 공기 (0.5 MPa) 를 공간 S 내에 공급하고, 이형 필름 (30) 을 프레임재 (70) 와 끼움목 (76) 에 추종시켰다. 그 상태를 3 분간 유지하고, 진공 펌프의 진공도로 핀홀의 유무를 확인했다. 구체적으로는 진공도가 -90 kPa 이상이 되어 있던 경우, 핀홀이 열려 있다고 했다. 결과를 이하의 기준으로 평가했다.
○ (양호) ： 핀홀은 없었다.
× (불량) ： 핀홀이 열렸다.
또, 천창 (80) 으로부터 필름을 관찰하고, 프레임재 (70) 의 구멍 내의 모서리부 (끼움목 (76) 의 상면과 프레임재 (70) 의 구멍의 내주면이 교차하는 부분) 에 이형 필름 (30) 이 접촉하고 있는지 육안으로 확인하고, 이하의 기준으로 금형에 대한 추종성을 평가했다.
○ (양호) ： 접촉하고 있다.
× (불량) ： 접촉하고 있지 않다.
＜에폭시 수지 박리성＞
15 cm × 15 cm 의 정방 형상의 금속판 (두께 3 mm) 위에, 크기 15 cm × 15 cm 의 정방 형상의 폴리이미드 필름 (상품명 ： 유피렉스 125S, 우베 흥산사 제조, 두께 125 ㎛) 을 올려놓았다. 그 폴리이미드의 위에 추가로, 스페이서로서 15 cm × 15 cm 의 정방 형상으로, 중앙에 10 cm × 8 cm 의 장방 형상의 구멍이 뚫린 폴리이미드 필름 (두께 3 mm) 을 올려놓았다. 그 구멍의 중심 부근에 반도체 봉지용 에폭시 과립 수지 (상품명 ： 스미콘 EME G770H type F ver. GR, 스미토모 베이크라이트사 제조) 를 2 g 올려놓았다. 또한 그 위에, 15 cm × 15 cm 의 정방 형상의 이형 필름을, 제 1 면을 하측 (에폭시 수지측) 을 향하여 올려놓고, 마지막에 그 위에 15 cm × 15 cm 의 정방 형상의 금속판 (두께 3 mm) 을 올려놓아, 적층 샘플로 했다.
그 적층 샘플을, 180 ℃ 에서 가열한 프레스기 (50 t 프레스기, 프레스 면적 45 cm × 50 cm) 에 넣고, 100 kg/㎠ 의 압력으로 5 분간 프레스하여, 에폭시 수지를 경화시켰다. 적층 샘플을 꺼내 금속판과 폴리이미드 필름을 제거하고, 상온으로 되돌렸다. 이 때의 이형 필름의 거동을 육안으로 확인하고, 또한 손으로 이형 필름을 박리했을 때의 거동을 확인하고, 이하의 기준으로 에폭시 수지 박리성을 평가했다.
○ (양호) ： 냉각 시에 자발적으로 박리된다. 손으로 용이하게 박리할 수 있다.
× (불량) ： 냉각 시에 자발적으로 박리되지 않는다. 손으로 용이하게 박리할 수 없다.
〔예 1〕
100 ㎛ PBT 필름 (1) 의 편면에 그라비아 코트로 우레탄계 접착제 A 를 0.5 g/㎡ 로 도공하고, 25 ㎛ ETFE 필름의 코로나 처리면을 드라이 라미네이트로 첩합하여 이형 필름을 얻었다. 드라이 라미네이트 조건은, 기재 폭 1,000 mm, 반송 속도 20 m/분, 건조 온도 80 ∼ 100 ℃, 라미네이트 롤 온도 25 ℃, 롤 압력 3.5 MPa 로 했다.
〔예 2 ∼ 10, 예 14 ∼ 15〕
제 1 층, 제 2 층을 표 1 및 2 에 기재된 바와 같이 선택하고, 예 1 과 동일하게 하여 이형 필름을 얻었다.
〔예 11 ∼ 13〕
표 1 및 2 에 기재된 제 1 층 또는 제 2 층에 대응하는 필름을 그대로 이형 필름으로 했다.
예 1 ∼ 15 의 이형 필름의 필름 구성, 제 2 층의 인장 파단 응력 (MPa), 제 2 층의 180 ℃ 에 있어서의 인장 저장 탄성률 (MPa), 제 2 층의 180 ℃ 에 있어서의 인장 파단 응력 (MPa) 과 두께 (㎛) 의 곱 (180 ℃ 인장 파단 응력 × 두께), 제 2 층의 180 ℃ 에 있어서의 인장 저장 탄성률 (MPa) 과 두께 (㎛) 의 곱 (180 ℃ 인장 저장 탄성률 × 두께), 평가 결과 (에폭시 수지 박리성, 180 ℃ 추종 시험) 를 표 1 및 2 에 나타낸다.
필름 구성에는, 제 1 층 및 제 2 층 각각에 대응하는 필름의 종류, 두께 (㎛), 및 양면의 Ra 를 나타냈다. 또한, 표 1 및 2 중의 제 1 층 및 제 2 층의 필름의 각 Ra 값은 상하 2 단에 표시되어 있지만, 그 작은 쪽이 드라이 라미네이트면이며, 큰 쪽이 드라이 라미네이트하지 않은 면이다.
Figure pct00001
Figure pct00002
상기 결과에 나타내는 바와 같이, 예 1 ∼ 10 의 이형 필름은, 에폭시 수지 박리성의 평가 결과가 ○ 이며, 금형으로부터의 봉지체의 이형성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.
또, 예 1 ∼ 7 의 이형 필름은, 180 ℃ 추종 시험의 평가 결과가 ○ 이고, 성형 시의 온도 조건하에서 깊이 3 mm 및 7 mm 의 금형에, 깨지는 일 없이 추종할 수 있는 추종성을 갖는 것을 확인할 수 있었다. 예 8 과 예 10 의 이형 필름은, 깊이 7 mm 의 금형에서는 핀홀이 발생했지만, 깊이 3 mm 의 금형에는, 깨지는 일 없이 추종할 수 있는 추종성을 가지고 있었다. 이것은, 예 8 의 이형 필름이 (제 2 층의 180 ℃ 의 인장 저장 탄성률 × 두께)/(제 2 층의 180 ℃ 의 인장 파단 강도 × 두께) 의 값이 3.8 이상이기 때문에, 깊이 7 mm 의 금형에 추종하기 어렵고, 다음의 압축 공기에 의해 급격하게 금형에 추종하여, 핀홀이 발생했다고 생각한다. 또, 10 의 이형 필름은, 제 2 층을 형성하는 PBT 에 있어서, 폴리알킬렌글리콜 단위가 전체 단위 중 10 몰％ 초과이기 때문에, 인장 파단 응력이 너무 낮아 깊은 금형에서의 핀홀이 발생했다고 생각한다.
예 9 의 이형 필름은, 깊이 7 mm 의 금형에서는 금형에 추종하지 않았지만, 깊이 3 mm 의 금형에는, 깨지는 일 없이 추종할 수 있는 추종성을 가지고 있었다. 이것은, 예 9 의 이형 필름은, 제 2 층을 형성하는 PBT 에 있어서, Mw 가 100,000 초과이며, 인장 파단 응력이 너무 높아, 깊은 금형에서의 추종성이 불충분하기 때문이라고 생각한다.
한편, ETFE 의 단층 필름에서 두께가 100 ㎛ 인 예 11 의 이형 필름은, 180 ℃ 추종 시험 시에 깊이 3 mm 의 금형에서 깨짐이 보였다.
ETFE 의 단층 필름에서 두께가 200 ㎛ 인 예 12 의 이형 필름은, 핀홀은 볼 수 없었지만, 추종성이 좋지 않았다.
PBT 의 단층 필름인 예 13 의 이형 필름은, 이형성이 불충분했다.
제 2 층의 두께가 100 ㎛ 초과인 예 14 의 이형 필름은, 180 ℃ 추종 시험 시에 깊이 3 mm 이상의 금형에 추종하지 않았다.
제 2 층의 180 ℃ 인장 저장 탄성률 × 두께의 값이 18,000 초과인 예 15 의 이형 필름은, 180 ℃ 추종 시험 시에 깊이 3 mm 이상의 금형에 추종하지 않았다.
산업상 이용가능성
본 발명의 이형 필름, 및 그것을 사용하는 봉지체의 제조 방법은, 형상이 복잡한 반도체 모듈 등의 제조에 있어서 널리 사용된다.
또한, 2014 년 3 월 7 일에 출원된 일본 특허 출원 2014-045467호의 명세서, 특허 청구의 범위, 도면 및 요약서의 전체 내용을 여기에 인용하고, 본 발명의 명세서의 개시로서 받아들이는 것이다.
1 : 이형 필름
2 : 제 1 층
3 : 제 2 층
10 : 기판
11 : 반도체 칩 (반도체 소자)
12 : 접속 단자
13 : 와이어
14 : 방열판
15 : 수지 봉지부
16 : 기판
17 : 적층 구조
17a : 반도체 칩 (반도체 소자)
18 : 실리콘 관통 비아 (접속 단자)
19 : 수지 봉지부
20 : 고정 상형 (상금형)
22 : 캐비티 저면 부재
24 : 가동 부재
26 : 오목부
30 : 이형 필름
40 : 경화성 수지
50 : 상금형
52 : 하금형
54 : 오목부
56 : 캐비티면
58 : 기판 설치부
60 : 수지 도입부
62 : 수지 배치부
64 : 플런저
70 : 프레임재
72 : 하금형
74 : 상금형
76 : 끼움목
78 : 메시
L1 : 배관
L2 : 배관
80 : 천창
82 : 패킹
110 : 봉지체
120 : 봉지체
130 : 구조체

Claims (10)

  1. 기판과 반도체 소자와 접속 단자를 구비하는 구조체를, 적어도 일방의 깊이가 3 mm 이상인 상금형과 하금형을 구비하는 금형 내에 배치하고, 경화성 수지로 봉지하여 두께 3 mm 이상의 수지 봉지부를 형성하는 봉지체의 제조 방법에 있어서, 상기 상금형 및 하금형 중 깊이가 3 mm 이상인 것의 상기 경화성 수지가 접하는 면에 배치되는 이형 필름으로서,
    상기 수지 봉지부의 형성 시에 경화성 수지와 접하는 제 1 층과, 제 2 층을 가지며,
    상기 제 1 층이, 두께 5 ∼ 30 ㎛ 이며, 또한, 불소 수지 및 융점 200 ℃ 이상의 폴리올레핀으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종으로 구성되고,
    상기 제 2 층이, 두께가 38 ∼ 100 ㎛ 이며, 180 ℃ 에 있어서의 인장 저장 탄성률 (MPa) 과 두께 (㎛) 의 곱이 18,000 (MPa·㎛) 이하이며, 또한, 180 ℃ 에 있어서의 인장 파단 응력 (MPa) 과 두께 (㎛) 의 곱이 2,000 (MPa·㎛) 이상인 것을 특징으로 하는 이형 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 층이, 플루오로올레핀계 중합체 또는 폴리메틸펜텐으로 구성되는, 이형 필름.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 층이, 테트라플루오로올레핀에 기초하는 단위와, 에틸렌 기초하는 단위를 갖는 공중합체로 구성되는, 이형 필름.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 층은 제 2 층용 수지로 구성되고, 상기 제 2 층용 수지의 유리 전이 온도가 40 ∼ 105 ℃ 인, 이형 필름.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 층이, 무연신 폴리아미드, 폴리부틸렌테레프탈레이트 및 성형 용이 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종으로 구성되는, 이형 필름.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 층의 금형면측의 표면의 산술 평균 조도 (Ra) 가, 1.5 ∼ 2.1 ㎛ 인, 이형 필름.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 2 층의, (180 ℃ 의 인장 저장 탄성률 (MPa) × 두께 (㎛))/(180 ℃ 의 인장 파단 응력 (MPa) × 두께 (㎛)) 가, 3.8 미만인, 이형 필름.
  8. 기판과, 반도체 소자와, 접속 단자와, 경화성 수지로부터 형성되는 두께 3 mm 이상의 수지 봉지부를 갖는 봉지체를, 적어도 일방의 깊이가 3 mm 이상인 상금형과 하금형을 구비하는 금형을 사용하여 제조하는 방법으로서,
    상기 상금형 및 하금형 중 깊이가 3 mm 이상인 것의 상기 경화성 수지가 접하는 면에, 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 이형 필름을 배치하는 공정과,
    기판과 반도체 소자와 접속 단자를 구비하는 구조체를 상기 금형 내에 배치하고, 상기 금형 내의 공간을 경화성 수지로 채워 경화시켜, 두께 3 mm 이상의 수지 봉지부를 형성하는 공정과,
    상기 수지 봉지부를 상기 구조체와 함께 상기 금형으로부터 이형하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 봉지체의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    하기의 공정 (α1) ∼ (α5) 를 갖는, 봉지체의 제조 방법.
    (α1) 깊이 3 mm 이상의 오목부를 갖는 하금형과, 깊이 3 mm 이상의 오목부를 가지지 않는 상금형을 구비하는 금형의 상기 하금형에, 이형 필름을, 이형 필름이 하금형의 오목부를 덮도록 배치하는 공정.
    (α2) 이형 필름을 하금형의 캐비티면의 측에 진공 흡인하는 공정.
    (α3) 하금형의 오목부 내에 경화성 수지를 충전하는 공정.
    (α4) 기판과 적층 구조와 실리콘 관통 비아를 구비하는 구조체를 상금형과 하금형의 사이에 배치하고, 상금형과 하금형을 형체결하고, 상기 상금형과 하금형의 사이에 형성된 캐비티를 경화성 수지로 채워 경화시켜 수지 봉지부 (19) 를 형성함으로써 봉지체를 얻는 공정.
  10. 제 8 항에 있어서,
    하기의 공정 (β1) ∼ (β5) 를 갖는, 봉지체의 제조 방법.
    (β1) 깊이 3 mm 이상의 오목부를 갖는 상금형과, 깊이 3 mm 이상의 오목부를 가지지 않는 하금형을 구비하는 금형의 상금형에, 이형 필름을, 이형 필름이 상금형의 오목부의 개구를 덮도록 배치하는 공정.
    (β2) 이형 필름을 상금형의 캐비티면의 측에 진공 흡인하는 공정.
    (β3) 기판과 적층 구조와 실리콘 관통 비아를 구비하는 구조체를 하금형의 소정의 위치에 배치하여, 상금형과 하금형을 형체결하는 공정.
    (β4) 상금형과 하금형의 사이에 형성된 캐비티 내에 경화성 수지를 충전하고, 경화시키는 것에 의해 수지 봉지부를 형성함으로써 봉지체를 얻는 공정.
    (β5) 금형 내로부터 봉지체를 꺼내는 공정.
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