KR20190135499A - 내열 이형 시트와 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 개시의 내열 이형 시트는, 폴리이미드 기재와, 폴리이미드 기재를 끼움 지지하는 제1 및 제2 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)층을 갖는다. 제1 및 제2 PTFE층을 구성하는 PTFE의 수 평균 분자량은 600만 이상이고, 폴리이미드 기재로부터 제1 PTFE층을 박리하는 데 요하는 박리력은 0.5N/20㎜ 이상이고, 제2 PTFE층을 박리하는 데 요하는 박리력은 0.5N/20㎜ 미만이다. 본 개시의 내열 이형 시트는, 신규의 구성을 갖고, 더 고온에서의 열 압착에도 대응할 수 있다.

Description

내열 이형 시트와 그 제조 방법
본 발명은, 내열 이형 시트와 그 제조 방법에 관한 것이다.
NCF(Non-Conductive Film) 및 NCP(Non-Conductive Paste) 등의 언더필을 사용한 반도체 칩의 플립 칩 실장, 및 프린트 회로 기판(PCB)의 제조에, 열 압착의 방법이 채용되어 있다. 열 압착의 방법은, 이방성 도전 필름(ACF)을 사용한 PCB와 전자 부품의 접속 등에도 이용된다. 압착 대상물의 열 압착에는, 일반적으로, 열원 및 압력원인 열 가압 헤드가 사용된다. 열 압착 시의 압착 대상물과 열 가압 헤드의 고착을 방지하기 위해, 압착 대상물과 열 가압 헤드 사이에는, 통상, 내열 이형 시트가 배치된다. 종래, 내열 이형 시트에는, 이형성이 우수한 불소 수지의 시트가 사용되고 있다. 불소 수지의 예는, 내열성이 우수한 폴리테트라플루오로에틸렌(이하, 「PTFE」라고 기재함)이다.
폴리이미드는, PTFE와 마찬가지로, 내열성이 우수한 수지로서 알려져 있고, 그 내열성은 PTFE보다 우수하다. 폴리이미드 및 PTFE의 복합체로서는, 이하가 알려져 있다.
특허문헌 1에는, 불소 수지층을 접착층으로서 갖는 폴리이미드 필름이 개시되어 있다. 이 폴리이미드 필름은, 예를 들어 절연 피복재로서 전선에 감아 사용된다. 그 때, 인접하는 폴리이미드 필름에 불소 수지층이 열 접합되어, 단독으로는 접착성이 낮은 폴리이미드 필름끼리가 접착된다.
특허문헌 2에는, 금속 박막, 또는 폴리이미드 등의 내열성 수지의 박막으로 이루어지는 기재와, 불소 수지층을 구비하는 박층 전사용 시트가 개시되어 있다.
일본 특허 공개 소62-162543호 공보 일본 특허 공개 제2015-96325호 공보
상술한 열 압착에서는, 실장 효율의 향상을 위해, 적용되는 온도가 상승해 갈 것이 예상된다. 내열 이형 시트에서 가장 높은 온도까지 가열되는 것은, 열 가압 헤드에 접촉되는 노출면이다.
본 발명의 목적은, 더 고온에서의 열 압착에도 대응할 수 있는, 신규의 구성을 갖는 내열 이형 시트의 제공에 있다.
본 발명은,
폴리이미드 기재와, 상기 폴리이미드 기재를 끼움 지지하는 제1 및 제2 PTFE층을 갖고,
상기 제1 및 제2 PTFE층을 구성하는 PTFE의 수 평균 분자량이 600만 이상이고,
상기 폴리이미드 기재로부터 상기 제1 PTFE층을 박리하는 데 요하는 박리력이 0.5N/20㎜ 이상이고, 상기 제2 PTFE층을 박리하는 데 요하는 박리력이 0.5N/20㎜ 미만인 내열 이형 시트 A를 제공한다.
다른 측면에 있어서, 본 발명은,
내열 이형 시트 A의 제조 방법이며,
한쪽의 주면만을 저온 플라스마 처리한 폴리이미드 기재의 양쪽의 주면에 PTFE 분산액의 막을 형성하고,
상기 형성한 막을 건조 및 소성함으로써, 상기 한쪽의 주면 상의 상기 막으로부터 상기 제1 PTFE층을, 상기 폴리이미드 기재의 다른 쪽의 주면 상의 상기 막으로부터 상기 제2 PTFE층을 형성하여 상기 내열 이형 시트를 얻는, 내열 이형 시트의 제조 방법(제1 제조 방법)을 제공한다.
또 다른 측면에 있어서, 본 발명은,
폴리이미드 기재와, 상기 폴리이미드 기재의 한쪽의 주면 상에 배치된 PTFE층을 갖고,
상기 PTFE층을 구성하는 PTFE의 수 평균 분자량이 600만 이상이고,
상기 폴리이미드 기재로부터 상기 PTFE층을 박리하는 데 요하는 박리력이 0.5N/20㎜ 이상인 내열 이형 시트 B를 제공한다.
또 다른 측면에 있어서, 본 발명은,
내열 이형 시트 A로부터 상기 제2 PTFE층을 박리하여,
내열 이형 시트 B를 얻는, 내열 이형 시트의 제조 방법(제2 제조 방법)을 제공한다.
본 발명에 의한 내열 이형 시트 A에서는, 기재를 끼움 지지하는 PTFE층에 의해 양쪽의 주면에 높은 이형성이 부여되어 있다. 또한, 내열 이형 시트 A는, 폴리이미드 기재와, 저분자량의 PTFE보다 내열성이 우수한 경향이 있는 고분자량의 PTFE에 의해 구성된 PTFE층을 갖고 있으므로, 더 고온에서의 열 압착에도 대응할 수 있다. 또한, 내열 이형 시트 A는, 제2 PTFE층과 폴리이미드 기재의 박리력이 0.5N/㎜ 미만임으로써, 제2 PTFE층을 용이하게 박리하여 내열 수지 시트 B로서 사용할 수 있다. 내열 수지 시트 B는, 폴리이미드 기재의 면을 열 가압 헤드에 의한 피압박면으로서 사용하면, 더욱 고온으로 설정된 열 가압 헤드를 사용한 열 압착에도 대응할 수 있다. 또한, 내열 수지 시트 B에서는, 기재와의 박리력을 높게 유지하기 어려운 고분자량의 PTFE에 의해 구성된 PTFE층을 사용하고 있음에도 불구하고, 기재와 PTFE층의 박리력 0.5N/㎜ 이상이 확보되어 있다.
도 1은 본 발명의 내열 이형 시트 A의 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 내열 이형 시트 B의 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 내열 이형 시트 A의 제조 방법의 일례를 모식적으로 도시하는 공정도다.
도 4는 본 발명의 내열 이형 시트 B의 제조 방법의 일례를 모식적으로 도시하는 공정도다.
도 5는 본 발명의 내열 이형 시트를 사용한 열 압착 방법의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
본 개시의 제1 양태의 내열 이형 시트는, 폴리이미드 기재와, 상기 폴리이미드 기재를 끼움 지지하는 제1 및 제2 PTFE층을 갖고, 상기 제1 및 제2 PTFE층을 구성하는 PTFE의 수 평균 분자량이 600만 이상이고, 상기 폴리이미드 기재로부터 상기 제1 PTFE층을 박리하는 데 요하는 박리력이 0.5N/20㎜ 이상이고, 상기 제2 PTFE층을 박리하는 데 요하는 박리력이 0.5N/20㎜ 미만이다.
본 개시의 제2 양태에서는, 제1 양태의 내열 이형 시트에 있어서, 상기 제1 PTFE층을 구성하는 PTFE의 수 평균 분자량과, 상기 제2 PTFE층을 구성하는 PTFE의 수 평균 분자량이 실질적으로 동일하다.
본 개시의 제3 양태의 내열 이형 시트의 제조 방법은, 제1 또는 제2 양태의 내열 이형 시트의 제조 방법이며, 한쪽의 주면만을 저온 플라스마 처리한 폴리이미드 기재의 양쪽의 주면에 PTFE 분산액의 막을 형성하고, 상기 형성한 막을 건조 및 소성함으로써, 상기 한쪽의 주면 상의 상기 막으로부터 상기 제1 PTFE층을, 상기 폴리이미드 기재의 다른 쪽 주면 상의 상기 막으로부터 상기 제2 PTFE층을 형성하여 상기 내열 이형 시트를 얻는 방법이다.
본 개시의 제4 양태에서는, 제3 양태의 제조 방법에 있어서, 상기 저온 플라스마 처리가 스퍼터 에칭 처리이다.
본 개시의 제5 양태의 내열 이형 시트는, 폴리이미드 기재와, 상기 폴리이미드 기재의 한쪽의 주면 상에 배치된 PTFE층을 갖고, 상기 PTFE층을 구성하는 PTFE의 수 평균 분자량이 600만 이상이고, 상기 폴리이미드 기재로부터 상기 PTFE층을 박리하는 데 요하는 박리력이 0.5N/20㎜ 이상이다.
본 개시의 제6 양태에서는, 제5 양태의 내열 이형 시트에 있어서, 상기 폴리이미드 기재의 다른 쪽 주면이 노출면이다.
본 개시의 제7 양태에서는, 제5 또는 제6 양태의 내열 이형 시트에 있어서, 상기 폴리이미드 기재의 다른 쪽 주면의 일부에 PTFE편이 존재하고, 상기 PTFE층을 구성하는 PTFE의 수 평균 분자량과, 상기 PTFE편을 구성하는 PTFE의 수 평균 분자량이 실질적으로 동일하다.
본 개시의 제8 양태의 내열 이형 시트의 제조 방법에서는, 제1 또는 제2 양태의 내열 이형 시트로부터 상기 제2 PTFE층을 박리하여, 제5 내지 제7 중 어느 하나의 양태의 내열 이형 시트를 얻는다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다.
[내열 이형 시트]
내열 이형 시트 A의 일례를 도 1에 도시한다. 도 1에 도시하는 내열 이형 시트(1)는, 폴리이미드 기재(2)와, 기재(2)를 끼움 지지하는 제1 PTFE층(3) 및 제2 PTFE층(4)을 갖는다. PTFE층(3)은, 기재(2)의 한쪽의 주면(2a) 상에 배치되어 있다. PTFE층(4)은, 기재(2)의 다른 쪽의 주면(2b) 상에 배치되어 있다. PTFE층(3, 4)을 구성하는 PTFE의 수 평균 분자량은 600만 이상이다. 기재(2)로부터 PTFE층(3)을 박리하는 데 요하는 박리력(기재(2)와 PTFE층(3)의 박리력 A)은 0.5N/20㎜ 이상이고, 기재(2)로부터 PTFE층(4)을 박리하는 데 요하는 박리력(기재(2)와 PTFE층(4)의 박리력 B)은 0.5N/20㎜ 미만이다.
시트(1)는, PTFE층(3, 4)에 의한 높은 이형성을 양쪽의 주면에 갖는다.
폴리이미드 및 PTFE는, 모두 높은 내열성을 갖는 재료이다. 폴리이미드의 내열성은 PTFE에 비해 높다. 또한, PTFE는, 분자량이 커질수록 내열성이 높아지는 경향을 나타낸다. 시트(1)는, 폴리이미드 기재(2) 및 PTFE층(3, 4)을 가지므로, 보다 고온에서의 열 압착에도 대응할 수 있다.
폴리이미드 기재는, PTFE층을 비롯한 불소 수지층에 비해, 고온에서도 변형되기 어렵다. 이 때문에, 폴리이미드 기재(2)를 갖는 시트(1)는, 고온에서의 치수 안정성이 우수하다. 이 관점에서도 시트(1)는, 더 고온에서의 열 압착에도 대응 가능해진다.
공업적인 열 압착 공정에서는, 일반적으로, 압착 대상물의 반송 경로에 열 가압 헤드를 배치하고, 당해 경로를 순차 반송되어 오는 압착 대상물을 연속해서 열 압착한다. 이 열 압착 공정에 있어서, 띠 형상의 내열 이형 시트가, 열 가압 헤드와 압착 대상물 사이에 반송에 의해 공급되는 경우가 있다. 이 경우, 내열 이형 시트에는, 열 가압 헤드에 의한 열과 함께, 반송에 의한 길이 방향으로의 장력이 가해진다. 그러나 폴리이미드 기재는, PTFE층을 비롯한 불소 수지층에 비해, 고온하에서의 인장력에 의한 신장이 적다. 이 때문에, 폴리이미드 기재(2)를 갖는 시트(1)는, 상기 공급 시에 안정적으로 반송할 수 있다. 이 관점에서도 시트(1)는, 더 고온에서의 열 압착에도 대응 가능해진다.
기재(2)와 PTFE층(3)의 박리력 A는, 0.5N/20㎜ 이상이다. 박리력 A는, 바람직하게는 0.6N/20㎜ 이상, 더 바람직하게는 0.75N/20㎜ 이상이다. 박리력 A의 상한은 한정되지 않고, 예를 들어 10N/20㎜ 이하이고, 5N/20㎜ 이하, 나아가 3N/20㎜ 이하여도 된다. 기재와 PTFE층의 박리력은, 일본 공업 규격(이하, 「JIS」라고 기재함) K6854-3:1999에 규정된 T형 박리 시험에 준거하여 구할 수 있다.
기재(2)와 PTFE층(4)의 박리력 B는, 0.5N/20㎜ 미만이다. 박리력 B는, 0.4N/20㎜ 이하여도 된다. 박리력 B의 하한은 한정되지 않고, 예를 들어 0.3N/20㎜ 이상이다.
PTFE층(3, 4)을 구성하는 PTFE의 수 평균 분자량은, 600만 이상이다. 600만 이상의 수 평균 분자량을 갖는 PTFE에 의해 구성되는 PTFE층은, 600만 미만, 특히 400만 이하의 수 평균 분자량을 갖는 PTFE에 의해 구성되는 PTFE층에 비해 기재(2)와의 접합성이 낮아, 통상, 기재(2)와의 박리력이 0.5N/20㎜ 미만이고, 나아가 0.4N/20㎜ 이하일 수 있다. PTFE층(4)은, 이 낮은 접합성을 반영한 박리력 B를 갖고 있다. 한편, PTFE층(3)은, 600만 이상의 수 평균 분자량을 갖는 PTFE에 의해 구성됨에도 불구하고, 0.5N/20㎜ 이상의 박리력 A를 갖는다. PTFE층(4)의 박리력 B에 비해 향상된 PTFE층(3)의 박리력 A는, 예를 들어 폴리이미드 기재(2)의 저온 플라스마 처리면에 PTFE층(3)을 형성함으로써 달성된다. 단, 박리력 A를 향상시키는 수단은, 저온 플라스마 처리에 한정되는 것은 아니다.
PTFE층(3, 4)을 구성하는 PTFE의 수 평균 분자량은, 700만 이상, 800만 이상, 900만 이상, 나아가 1000만 이상이어도 된다. 수 평균 분자량의 상한은, 예를 들어 1600만 이하이고, 1400만 이하, 나아가 1200만 이하여도 된다. PTFE의 수 평균 분자량은, Suwa et al., Journal of Applied Polymer Science, vol. 17, pp. 3253-3257(1973)에 기재된 방법에 기초하여, 시차 주사 열량 분석(DSC)에 의해 평가할 수 있다.
PTFE층(3)을 구성하는 PTFE의 수 평균 분자량과, PTFE층(4)을 구성하는 PTFE의 수 평균 분자량은 실질적으로 동일해도 된다. 양쪽의 수 평균 분자량이 실질적으로 동일한 시트(1)는, 예를 들어 PTFE 분산액에 기재(2)를 침지하여 양쪽의 주면(2a, 2b)에 PTFE 분산액의 도포막을 형성하고, 형성된 도포막을 건조 및 소성하여 제조할 수 있다. 본 명세서에서는, 수 평균 분자량의 차가, 예를 들어 100만 이하, 바람직하게는 50만 이하, 보다 바람직하게는 30만 이하, 더욱 바람직하게는 10만 이하, 특히 바람직하게는 5만 이하인 경우, 실질적으로 동일한 것으로 한다.
PTFE층(3, 4)의 두께는, 예를 들어 1∼50㎛이고, 5∼30㎛여도 된다. PTFE층(3)의 두께와 PTFE층(4)의 두께는, 실질적으로 동일해도 된다. PTFE층(3, 4)의 두께가 실질적으로 동일한 시트(1)는, 예를 들어 상기 침지에 의해 기재(2)의 양쪽의 주면(2a, 2b)에 형성된 PTFE 분산액의 도포막을 건조 및 소성하여 제조할 수 있다. 본 명세서에서는, 두께의 차가, 예를 들어 5㎛ 이하, 바람직하게는 3㎛ 이하, 보다 바람직하게는 1㎛ 이하인 경우, 실질적으로 동일한 것으로 한다.
시트(1)는, 실질적으로 동일한 수 평균 분자량의 PTFE로 구성된, 실질적으로 동일한 두께를 갖는 PTFE층(3, 4)을 갖고 있어도 된다.
PTFE층(3, 4)은, PTFE만으로 구성되어 있어도 된다. 단, 본 발명의 효과가 얻어지는 한, PTFE층(3, 4)은 PTFE 이외의 재료를 포함하고 있어도 된다.
PTFE층(3, 4)은, 비다공질층이어도 되고, PTFE가 갖는 높은 발액성(발수성 및 발유성)에 기초하여, 물 등의 유체(fluid)를 두께 방향으로 투과하지 않는 불투성층이어도 된다. 또한, PTFE층(3, 4)은, PTFE가 갖는 높은 절연성에 기초하여, 절연층(비도전층)이어도 된다.
기재(2)를 구성하는 폴리이미드는, 예를 들어 테트라카르복실산 이무수물과 디아민의 축합 중합체이다. 단, 기재(2)를 구성하는 폴리이미드는, 상기 예에 한정되지 않는다. 또한, 폴리이미드가 상기 축합 중합체인 경우, 테트라카르복실산 이무수물 및 디아민의 종류는 한정되지 않는다.
기재(2)의 두께는, 예를 들어 5∼150㎛이고, 12.5∼125㎛여도 된다.
기재(2)는, 폴리이미드만으로 구성되어 있어도 된다. 단, 본 발명의 효과가 얻어지는 한, 기재(2)는 폴리이미드 이외의 재료를 포함하고 있어도 된다.
내열 이형 시트 A는, 상대적으로 낮은 기재(2)와의 박리력 B를 갖는 PTFE층(4)을 박리함으로써, 더욱 고온으로 설정된 열 가압 헤드를 사용한 열 압착에도 대응할 수 있는 내열 이형 시트 B가 된다.
내열 이형 시트 B의 일례를 도 2에 도시한다. 도 2에 도시하는 내열 이형 시트(11)는, 폴리이미드 기재(2)와, 기재(2)의 한쪽의 주면(2a) 상에 배치된 PTFE층(3)을 갖는다. PTFE층(3)을 구성하는 PTFE의 수 평균 분자량은 600만 이상이다. 기재(2)로부터 PTFE층(3)을 박리하는 데 요하는 박리력 A는 0.5N/20㎜ 이상이다.
폴리이미드는 PTFE 정도는 아니지만, 높은 이형성을 갖는다. 시트(11)는, 폴리이미드 기재(2) 및 PTFE층(3)에 의한 충분한 이형성을 각각의 주면에 갖는다.
폴리이미드 기재(2)를 갖는 시트(11)가 고온에서의 치수 안정성이 우수한 점, 및 공업적인 열 압착 공정에 있어서 안정적으로 반송 및 공급할 수 있는 점은, 시트(1)와 마찬가지이다.
폴리이미드 및 PTFE는, 모두 높은 이형성 및 내열성을 갖는 재료이지만, 이형성에 관해서는 PTFE 쪽이, 내열성에 관해서는 폴리이미드 쪽이, 더 우수하다. 시트(11)에서는, 폴리이미드 기재(2)측의 면과 PTFE층(3)측의 면 사이에서 내열성 및 이형성이 상이하다. 구체적으로는, 폴리이미드 기재(2)측에서 내열성이 더 높고, PTFE층(3)측에서 이형성이 더 높다.
내열 이형 시트에 있어서 가장 높은 온도까지 가열되는 것은, 열 가압 헤드에 접촉되는 노출면이다. 시트(11)는 내열성이 더 우수한 폴리이미드 기재(2)의 면을 열 가압 헤드에 의한 피압박면으로서 사용할 수 있다. 이 때문에, 시트(11)는, 더 고온으로 설정된 열 가압 헤드를 사용한 열 압착에도 대응할 수 있어, 예를 들어 열 압착 시의 열 가압 헤드에 대한 시트(11)의 접합을 억제할 수 있다. 열 가압 헤드에 내열 이형 시트가 접합하면, 열 압착의 효율이 저하된다. 또한, 불소 수지의 시트로 이루어지는 내열 이형 시트에서는, 접합한 시트를 열 가압 헤드로부터 박리할 때에 당해 시트가 신장됨으로써, 띠 형상의 시트로서의 상기 반송에 의한 안정된 공급이 곤란해질 우려가 있다. 폴리이미드 기재(2)를 갖는 시트(11)에서는, 이러한 문제의 발생을 억제할 수 있다. 시트(11)에서는, PTFE층(3)과 기재(2)의 박리력 0.5N/㎜ 이상이 확보되어 있다.
또한, 열 가압 헤드의 온도가 더욱 고온으로 설정된 경우, 금속에 의해 구성되는 열 가압 헤드에 내열 이형 시트가 접합하는 문제 이상으로, 수지를 함유할 수 있는 압착 대상물에 내열 이형 시트가 접합하는 문제가 일어나기 쉬워진다. 시트(11)는, 이형성이 더 우수한 PTFE층(3)의 면을 압착 대상물에 접하여 사용할 수 있다. 이 관점에서도 시트(11)는, 더욱 고온으로 설정된 열 가압 헤드를 사용한 열 압착에도 대응할 수 있다.
시트(11)는, 예를 들어 300℃ 이상의 열 가압 헤드의 설정 온도에 대응 가능하다. 또한, 시트(11)의 구성에 의해, 315℃ 이상, 330℃ 이상, 나아가 350℃ 이상의 열 가압 헤드의 설정 온도에 시트(11)는 대응 가능하다. 물론, 더 낮은 설정 온도에서 실시되는 열 압착 공정에 시트(11)를 사용해도 된다.
시트(11)에서는, 기재(2)의 다른 쪽의 주면(2b) 상에 다른 층이 배치되어 있어도 된다. 그러나 더욱 고온으로 설정된 열 가압 헤드를 사용한 열 압착에의 대응이 더 확실해진다는 점에서, 기재(2)의 주면(2b) 상에는 다른 층이 배치되어 있지 않은 것이 바람직하다. 즉, 기재(2)의 주면(2b)은 노출면인 것이 바람직하다.
시트(11)에서는, 기재(2)의 다른 쪽의 주면(2b)은, 주면(2b) 상에 배치되어 있던 PTFE층(4)을 박리한 박리면일 수 있다. 주면(2b)이 상기 박리면인 경우, 박리된 PTFE층(4)의 잔류물인 PTFE편이 주면(2b)에 남는 경우가 있다. 이때, 주면(2b) 상의 상기 PTFE편(PTFE층(4)에서 유래되는 PTFE편)을 구성하는 PTFE의 수 평균 분자량은 600만 이상이어도 되고, PTFE층(3)을 구성하는 PTFE의 수 평균 분자량과 실질적으로 동일해도 된다.
시트(11)에서는, 기재(2)의 주면(2b)의 일부에 PTFE편이 존재하고, PTFE층(3)을 구성하는 PTFE의 수 평균 분자량과, 당해 PTFE편을 구성하는 PTFE의 수 평균 분자량이 실질적으로 동일해도 된다.
시트(1)는, PTFE층(3) 및/또는 PTFE층(4)을 갖지 않는 영역, 예를 들어 적어도 한쪽의 면에 기재(2)가 노출된 영역을 갖고 있어도 된다. 당해 영역은, 예를 들어 시트(1)의 단부의 영역, 직사각 형상 또는 띠 형상인 시트(1)의 폭 방향의 단부의 영역, 및 띠 형상의 시트(1)에 있어서의 길이 방향의 일부의 구간이다. 당해 구간은, 띠 형상의 시트(1)의 길이 방향에 있어서의 소정의 길이마다 존재하고 있어도 된다.
시트(11)는, PTFE층(3)을 갖지 않는 영역, 예를 들어 기재(2)의 주면(2a)이 노출된 영역을 갖고 있어도 된다. 당해 영역은, 예를 들어 시트(11)의 단부의 영역, 직사각 형상 또는 띠 형상인 시트(11)의 폭 방향의 단부의 영역, 및 띠 형상의 시트(11)에 있어서의 길이 방향의 일부의 구간이다. 당해 구간은, 띠 형상의 시트(11)의 길이 방향에 있어서의 소정의 길이마다 존재하고 있어도 된다.
시트(1)는, 본 발명의 효과가 얻어지는 한, 폴리이미드 기재(2), 제1 PTFE층(3) 및 제2 PTFE층(4) 이외의 층, 및/또는 부재를 갖고 있어도 된다. 부재는, 예를 들어 제2 PTFE층(4)을 기재(2)로부터 박리하는 포인트를 나타내는 마커편, 및 제2 PTFE층(4)의 기재(2)로부터의 박리를 서포트하는 가이드편이다.
시트(11)는, 본 발명의 효과가 얻어지는 한, 폴리이미드 기재(2) 및 제1 PTFE층(3) 이외의 층, 및/또는 부재를 갖고 있어도 된다.
시트(1, 11)의 형상은 한정되지 않고, 예를 들어 정사각형 및 직사각형 등의 다각형, 원형, 타원형, 그리고 띠 형상이다. 띠 형상의 시트(1, 11)는 롤(권회체)로 할 수도 있다.
[내열 이형 시트의 제조 방법]
제1 제조 방법에 의한 내열 이형 시트(1)의 제조의 일례를 도 3에 도시한다. 도 3에 도시하는 예에서는, 이하와 같이 시트(1)를 제조한다.
폴리이미드 기재(2)의 한쪽의 주면(2a)만을 저온 플라스마 처리한다(표면 처리 공정 (a)). 다음으로, 저온 플라스마 처리한 기재(2)의 양쪽의 주면(2a, 2b)에 PTFE 분산액의 막(12a, 12b)을 형성한다(도포 공정 (b)). 분산액에 포함되는 PTFE의 수 평균 분자량은 600만 이상이다. 다음으로, 건조 및 소성에 의해, 기재(2)의 한쪽의 주면(2a) 상에 형성된 막(12a)으로부터 제1 PTFE층(3)을, 다른 쪽의 주면(2b) 상에 형성된 막(12b)으로부터 제2 PTFE층(4)을 형성하여, 내열 이형 시트(1)를 얻는다(소성 공정 (c)). 표면 처리 공정에 있어서의 주면(2a)에의 저온 플라스마 처리에 의해, 기재(2)와, 소성 공정을 거쳐 주면(2a) 상에 형성된 PTFE층(3)과의 박리력 A는 0.5N/20㎜ 이상이 된다. 한편, 기재(2)와, 저온 플라스마 처리되어 있지 않은 주면(2b) 상에 형성된 PTFE층(4)의 박리력 B는, 0.5N/20㎜ 미만이다.
표면 처리 공정에서는, 기재(2)의 한쪽의 주면(2a)만을 저온 플라스마 처리한다. 저온 플라스마 처리는, 박리력 A가 0.5N/20㎜ 이상이 되는 조건에서 실시할 수 있다.
저온 플라스마 처리는, 예를 들어 스퍼터 에칭 처리, 플라스마 에칭 처리, 코로나 방전이다. 0.5N/20㎜ 이상의 박리력 A의 달성이 더 확실해진다는 점에서, 저온 플라스마 처리는, 바람직하게는 스퍼터 에칭 처리이다. 스퍼터 에칭 처리에 사용하는 가스는, 예를 들어 산소, 질소, 암모니아, 아르곤이다. 저온 플라스마 처리의 분위기(진공도)는, 예를 들어 0.1∼20㎩이고, 사용하는 고주파의 주파수는, 예를 들어 수십 ㎑∼수십 ㎒이다. 단, 저온 플라스마 처리의 조건은, 상기 예에 한정되지 않는다.
도포 공정은, 예를 들어 침지법에 의해 실시할 수 있다. 침지법에서는, 예를 들어 PTFE 분산액이 수용된 침지조에 기재(2)를 침지한다. 침지법에서는, 침지 후의 기재(2)를 대략 수직 방향으로 반송함으로써, 소성 공정 후의 PTFE층(3)의 두께 및 PTFE층(4)의 두께를 실질적으로 동일하게 하는 것도 가능하다. 단, 저온 플라스마 처리한 기재(2)의 양쪽의 주면(2a, 2b)에 PTFE 분산액의 막(12a, 12b)을 형성할 수 있는 한, 도포 공정을 실시하는 구체적인 방법은 한정되지 않는다.
분산액에 포함되는 PTFE의 수 평균 분자량은 600만 이상이다. 분산액에 포함되는 PTFE의 수 평균 분자량은, 시트(1)의 설명에 있어서 상술한 범위를 취할 수 있다.
막(12a) 및 막(12b)은, 동일한 PTFE 분산액으로 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 소성 공정 후의 PTFE층(3)을 구성하는 PTFE의 수 평균 분자량과, PTFE층(4)을 구성하는 PTFE의 수 평균 분자량을 실질적으로 동일하다고 할 수 있다.
도포 공정에 의해 형성되는 막(12a)의 두께와 막(12b)의 두께는, 실질적으로 동일해도 된다.
소성 공정에 있어서의 건조 온도는, 예를 들어 80∼120℃이다. 소성 공정에 있어서의 소성 온도는, PTFE의 융점 이상의 온도이며, 예를 들어 340∼380℃이다. 소성 공정에서는, 막(12a, 12b)의 건조 및 소성을 연속해서 실시해도 된다. 단, 소성 공정을 실시하는 구체적인 방법, 그리고 소성 공정에서 실시하는 건조 및 소성의 조건은, 주면(2a) 상의 막(12a)으로부터 PTFE층(3)이 형성되고, 주면(2b) 상의 막(12b)으로부터 PTFE층(4)이 형성되는 한, 상기 예에 한정되지 않는다.
시트(1)를 제조할 수 있는 한, 제1 제조 방법은 상술한 것 이외의 공정을 포함하고 있어도 된다.
제2 제조 방법에 의한 내열 이형 시트(11)의 제조의 일례를 도 4에 도시한다. 도 4에 도시하는 예에서는, 이하와 같이 시트(11)를 제조한다.
폴리이미드 기재(2)와, 기재(2)를 끼움 지지하는 제1 및 제2 PTFE층(3, 4)을 갖는 내열 이형 시트(1)로부터 PTFE층(4)을 박리하여, 내열 이형 시트(11)를 얻는다(박리 공정 (a) 및 (b)).
박리 공정에서는, PTFE층(4)과 기재(2)의 박리력이 0.5N/20㎜ 미만임으로써, PTFE층(4)의 용이한 박리가 가능하다. 박리 공정을 실시하는 구체적인 방법은, 내열 이형 시트(1)로부터 PTFE층(4)을 박리할 수 있는 한, 한정되지 않는다.
시트(11)를 제조할 수 있는 한, 제2 제조 방법은 상술한 것 이외의 공정을 포함하고 있어도 된다.
[내열 이형 시트의 사용]
도 5에 도시하는 바와 같이, 시트(1, 11)는, 압착 대상물(22)의 열 압착 시에 열 가압 헤드(21)와 압착 대상물(22) 사이에 배치하여 양자의 고착을 방지하는 내열 이형 시트로서 사용할 수 있다. 시트(11)에 대해, 열 가압 헤드(21)에 폴리이미드 기재(2)가 면하고, 압착 대상물(22)에 PTFE층(3)이 면하도록 사용함으로써, 더욱 고온으로 설정된 열 가압 헤드를 사용한 열 압착에도 대응할 수 있다.
압착 대상물(22)은, 예를 들어 반도체 칩, PCB, 전자 부품이다. 시트(1, 11)는, 예를 들어 열 압착에 의한 반도체 칩의 플립 칩 실장, PCB의 제조, 전자 부품의 접속 등에 사용할 수 있다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더 상세하게 설명한다. 본 발명은, 이하의 실시예에 한정되지 않는다.
(실험예 1: PTFE의 수 평균 분자량과, 폴리이미드 기재에 대한 PTFE층의 박리력의 관계)
폴리이미드 기재(가네카 제조 아피칼 AH, 두께 25㎛)를 PTFE 분산액(아사히 글래스 제조 플루온 AD911E, PTFE의 수 평균 분자량 500만)에 침지하여 인상하고, 기재의 양쪽의 주면에 분산액의 막을 형성하였다. 다음으로, 100℃로 설정한 노 내에서 5분간 기재를 가열하여 막을 건조시킨 후, 380℃로 설정한 노 내에서 5분간 더 가열하여 건조 후의 막을 소성하여, PTFE층(두께 10㎛)을 형성하였다.
형성한 폴리이미드 기재와 PTFE층의 적층체 A에 대해, JIS K6854-3:1999에 규정된 T형 박리 시험에 준거하여, 폴리이미드 기재에 대한 PTFE층의 박리력을 평가하였다. 박리 시험에는, 길이 200㎜ 및 폭 20㎜의 스트립 형상의 시험편을 사용하였다. 시험편은, 시험 시에 있어서의 PTFE층의 신장을 방지하기 위한 보강용의 점착 테이프(닛토덴코 제조, No.360UL, 두께 0.06㎜)를 PTFE층에 첩부한 후, 상기 사이즈의 스트립 형상으로 적층체 A를 잘라내어, 얻어진 절단편에 대해, 폴리이미드 기재와 한쪽의 PTFE층을, 길이 방향의 한쪽 단부로부터 당해 방향으로 50㎜ 박리함으로써 준비하였다. 절단편 및 시험편의 길이 방향은, PTFE 분산액에 대한 폴리이미드 기재의 침지의 방향으로 하고, 절단편 및 시험편의 폭 방향은, 상기 침지의 방향에 대해 면 내에 수직인 방향으로 하였다. 인장 시험기에는 시마즈 세이사쿠쇼 제조, 정밀 만능 시험기 오토그래프 AG-I를 사용하고, 폴리이미드 기재 및 한쪽의 PTFE층을 박리 부분에 있어서 각각 보유 지지하는 한 쌍의 파지구의 이동 속도(박리 속도)는 300㎜/분으로 하였다. 시험편의 샘플 수 n은 5로 하고, 각 시험편에 대해 구한 「평균 박리력」의 시험편 간의 평균값(n＝5의 평균값)을, 폴리이미드 기재에 대한 PTFE층의 박리력으로 하였다. 박리력의 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
이와는 별도로, PTFE 분산액에 아사히 글래스 제조 플루온 AD938E(PTFE의 수 평균 분자량은 1000만)를 사용한 것 이외에는 상기와 마찬가지로 하여, 폴리이미드 기재와 PTFE층의 적층체 B를 제작하였다. 이 적층체 B에 대해, 상기와 마찬가지로, 한쪽의 PTFE층을 박리하는 T형 박리 시험을 실시하여, 폴리이미드 기재에 대한 PTFE층의 박리력을 평가하였다. 측정된 박리력을 표 1에 나타낸다.
Figure pct00001
표 1에 나타내는 바와 같이, 수 평균 분자량 600만 이상의 PTFE로 구성되는 PTFE층(적층체 B의 PTFE층)의 폴리이미드 기재에 대한 박리력과, 수 평균 분자량 600만 미만의 PTFE로 구성되는 PTFE층(적층체 A의 PTFE층)의 폴리이미드 기재에 대한 박리력 사이에는 큰 상위가 있고, 전자의 박리력은, 0.38N/20㎜ 이하였다.
(실험예 2: 스퍼터 에칭 처리에 의한 박리력 향상)
폴리이미드 기재의 한쪽의 주면에 대해 아르곤 가스를 사용한 스퍼터 에칭 처리(가스양 250∼1300scc/분, 진공도 5㎩, 출력 3∼7㎾, 주파수 13.56㎒)를 실시한 것 이외에는 실험예 1의 적층체 B와 마찬가지로 하여, 폴리이미드 기재와 PTFE층의 적층체 C를 제작하였다. 이 적층체 C에 대해, 실험예 1과 마찬가지로, 당해 한쪽의 주면 상에 형성한 PTFE층을 박리하는 T형 박리 시험을 실시하여, 폴리이미드 기재에 대한 당해 PTFE층의 박리력을 평가하였다. 측정된 박리력은 0.75N/20㎜이며, 실험예 1에서 제작한 적층체 B에 있어서의 박리력 0.38N/20㎜에 비해 향상되었다. 실험예 2에서는, 폴리이미드 기재에 대한 스퍼터 에칭 처리에 의해, 처리면 상에 형성한 PTFE층(수 평균 분자량 600만 이상의 PTFE로 구성)의 폴리이미드 기재에 대한 박리력의 향상이 확인되었다.
(실시예 1)
실험예 2에서 제작한 적층체 C로부터, 폴리이미드 기재에 있어서의 스퍼터 에칭 처리를 실시하고 있지 않은 다른 쪽의 주면 상에 형성한 PTFE층을 박리하여, 폴리이미드 기재와 PTFE층으로 이루어지는 적층체 D를 제작하였다.
적층체 D를 내열 이형 시트로 하고, 300℃, 330℃ 또는 350℃로 설정한 열 가압 헤드를 사용하여, 선압 1kN, 압착 시간 30초의 열 압착 시험을 실시하였다. 이때, 폴리이미드 기재측의 면이 열 가압 헤드에, PTFE층측의 면이 압착 대상물에 면하도록 적층체 D를 배치하였다.
실시예 1에서는, 열 가압 헤드를 350℃로 설정해도, 열 가압 헤드 및 압착 대상물에 대한 내열 이형 시트의 접합은 발생하지 않고, 열 압착의 전후에 있어서의 내열 이형 시트의 치수 변화도 거의 발생하지 않았다.
(비교예 1)
단층의 PTFE 시트(닛토덴코 제조, 니토플론 No.900UL)를 내열 이형 시트로 하여, 실시예 1과 마찬가지로 열 압착 시험을 실시하였다. 비교예 1에서는, 열 가압 헤드를 330℃로 설정한 경우에, 열 압착의 전후에서 내열 이형 시트의 치수 변화가 발생하였다. 또한, 열 가압 헤드를 350℃로 설정한 경우에, 열 가압 헤드로의 내열 이형 시트의 접합이 발생하였다. 또한, 접합한 내열 이형 시트를 열 가압 헤드로부터 박리할 때에 당해 시트에 신장이 발생하고, 신장의 발생 없이는 열 가압 헤드로부터의 박리를 할 수 없었다.
본 발명은, 그 의도 및 본질적인 특징으로부터 일탈하지 않는 한, 다른 실시 형태에 적용할 수 있다. 이 명세서에 개시되어 있는 실시 형태는, 모든 점에서 설명적인 것이며 이것에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 범위는, 상기 설명이 아닌 첨부한 클레임에 의해 나타나 있고, 클레임과 균등의 의미 및 범위에 있는 모든 변경은 그것에 포함된다.
본 발명의 내열 이형 시트는, 열 압착 시에 열 가압 헤드와 압착 대상물 사이에 배치하여, 양자의 고착을 방지하기 위해 사용할 수 있다. 본 발명의 내열 이형 시트를 사용한 열 압착은, 예를 들어 반도체 칩의 플립 칩 실장, PCB의 제조, 전자 부품의 접속 등에 적용할 수 있다.
1 : 내열 이형 시트
2 : 폴리이미드 기재
2a : (한쪽의) 주면
2b : (다른 쪽의) 주면
3 : 제1 PTFE층
4 : 제2 PTFE층
11 : 내열 이형 시트
12a, 12b : (PTFE 분산액의) 막
21 : 열 가압 헤드
22 : 압착 대상물

Claims (8)

  1. 폴리이미드 기재와, 상기 폴리이미드 기재를 끼움 지지하는 제1 및 제2 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)층을 갖고,
    상기 제1 및 제2 PTFE층을 구성하는 PTFE의 수 평균 분자량이 600만 이상이고,
    상기 폴리이미드 기재로부터 상기 제1 PTFE층을 박리하는 데 요하는 박리력이 0.5N/20㎜ 이상이고, 상기 제2 PTFE층을 박리하는 데 요하는 박리력이 0.5N/20㎜ 미만인, 내열 이형 시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 PTFE층을 구성하는 PTFE의 수 평균 분자량과, 상기 제2 PTFE층을 구성하는 PTFE의 수 평균 분자량이 실질적으로 동일한, 내열 이형 시트.
  3. 제1항 또는 제2항에 기재된 내열 이형 시트의 제조 방법이며,
    한쪽의 주면만을 저온 플라스마 처리한 폴리이미드 기재의 양쪽의 주면에 PTFE 분산액의 막을 형성하고,
    상기 형성한 막을 건조 및 소성함으로써, 상기 한쪽의 주면 상의 상기 막으로부터 상기 제1 PTFE층을, 상기 폴리이미드 기재의 다른 쪽의 주면 상의 상기 막으로부터 상기 제2 PTFE층을 형성하여 상기 내열 이형 시트를 얻는, 내열 이형 시트의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 저온 플라스마 처리가 스퍼터 에칭 처리인, 내열 이형 시트의 제조 방법.
  5. 폴리이미드 기재와, 상기 폴리이미드 기재의 한쪽의 주면 상에 배치된 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)층을 갖고,
    상기 PTFE층을 구성하는 PTFE의 수 평균 분자량이 600만 이상이고,
    상기 폴리이미드 기재로부터 상기 PTFE층을 박리하는 데 요하는 박리력이 0.5N/20㎜ 이상인, 내열 이형 시트.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 폴리이미드 기재의 다른 쪽의 주면이 노출면인, 내열 이형 시트.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 폴리이미드 기재의 다른 쪽의 주면의 일부에 PTFE편이 존재하고,
    상기 PTFE층을 구성하는 PTFE의 수 평균 분자량과, 상기 PTFE편을 구성하는 PTFE의 수 평균 분자량이 실질적으로 동일한, 내열 이형 시트.
  8. 제1항 또는 제2항에 기재된 내열 이형 시트로부터 상기 제2 PTFE층을 박리하여,
    제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 내열 이형 시트를 얻는, 내열 이형 시트의 제조 방법.
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