KR20220138394A - 이형 필름 및 전자 장치의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
전자 부품의 가열 압착에 의한 접합에 사용되는 이형 필름이며, 내열성 수지층 (A)와, 내열성 수지층 (A)의 일면 상에 배치되고, 또한 불소계 수지를 포함하는 이형층 (B)를 구비하고, 내열성 수지층 (A)의 두께가 25㎛ 미만이고, 이형층 (B)의 두께가 5㎛ 이하이고, 상기 이형 필름의 두께가 25㎛ 미만인 이형 필름.
Description
본 발명은 이형 필름 및 전자 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
전자 장치의 제조 공정에는, 이방성 도전 필름(ACF: Anisotropic Conductive Film)이나 비도전성 접착 필름(NCF: Non Conductive Adhesive Film) 등의 필름상의 접착제를 사용하여, 전자 장치에 사용되는 각종 부품이나 부재(이하, 전자 부품이라고도 칭한다.)끼리를 가열 압착에 의해 전기적으로 접속하는 공정이 있다.
ACF나 NCF 등의 접착제는, 예를 들어 에폭시 수지 등의 열경화성 수지를 포함하고 있다. 2개의 전자 부품 사이에 접착제를 배치하고, 전자 부품끼리를 가열 압착하면, 접착제에 포함되는 열경화성 수지가 열에 의해 경화하여, 전자 부품끼리를 접합할 수 있다.
여기서, 전자 부품끼리를 가열 압착하는 공정에서는, 가열 가압하기 위한 가열 가압 헤드부와 전자 부품 사이에, 가열 가압 헤드부와 전자 부품의 접착을 방지하기 위한 이형 필름이 배치된다.
이러한 이형 필름에 관한 기술로서는, 예를 들어 특허문헌 1(일본특허 제6470461호)에 기재된 것을 들 수 있다.
특허문헌 1에는, 열 가압 헤드에 의한 압착 대상물의 열압착 시에 상기 압착 대상물과 상기 열 가압 헤드 사이에 공급 및 배치되어, 상기 압착 대상물과 상기 열 가압 헤드의 고착을 방지하는 내열 이형 시트이며, 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 시트가 기재되어 있다.
그런데 근년, 반도체 디바이스의 고밀도화 및 소형화가 가능해지는 실리콘 관통 전극(TSV) 기술이 주목받아, 개발이 진행되고 있다. 본 기술을 사용함으로써 반도체 칩 등의 전자 부품을 적층하여, 3차원 구조를 형성할 수 있기 때문에, 종래의 디바이스에 비하여, 대폭적인 고밀도화 및 소형화를 달성할 수 있다.
본 기술에서는, 복수의 전자 부품을 쌓아 올린 후에 가열 압착하기 위해서, 하층의 칩에까지 열이 전달되도록, 종래보다도 히터를 고온화하고 있다. 특히, 3 이상의 전자 부품을 프리 본딩에 의해 적층하고, 이어서, 포스트 본딩에 의해, 적층한 3 이상의 전자 부품을 일괄 접합하는 다단 일괄 본딩 프로세스에 있어서, 히터 온도는 종래보다도 더욱 고온화하고 있다. 그에 수반하여, 이형 필름에 있어서도, 가일층의 내열성이 요구되고 있다.
본 발명자들의 검토에 의하면, 이형 필름을 개재해서 히터에 의해 전자 부품끼리를 가열 압착하는 경우, 전자 부품을 구성하는 반도체나 금속 재료와 이형 필름이, 고온이 될수록 박리하기 어려워지는 것을 알아냈다.
종래, 불소계 수지 필름 등이, 당해 용도의 이형 필름으로서 사용되고 있다. 2개의 전자 부품 사이에 ACF나 NCF 등의 접착제를 배치하여, 고온 하에서 전자 부품끼리를 가열 압착하는 경우, 고온이 될수록 접착제를 구성하는 수지 성분과, 이형 필름이 용융해서 융착하기 때문에, 접착제의 일부가 이형 필름에 부착되어버리는 경우가 있는 것이 밝혀졌다.
접착제의 일부가 이형 필름에 부착되어버리면, 이형 필름에 부착된 접착제가, 제조 라인 중에 탈락하여, 제조 라인의 오염이나 정지가 일어나서, 제품의 수율이 저하되어버릴 우려가 있다.
접착제의 일부가 이형 필름에 부착되어버리는 상세한 이유는 명백하지 않지만, 이하의 이유가 생각된다. 전자 부품끼리를 가열 압착하는 경우, 예를 들어 이형 필름은 300℃ 이상으로 가열된다. 이때, 접착제를 구성하는 수지 성분은 용융 상태로 되어 있고, 또한 이형 필름의 이형층이 연화되어 용융 상태에 가까운 상태로 되어 있다고 생각된다. 그리고, 용융한 접착제의 일부와, 용융 상태에 가까운 이형층의 일부가 상용해버린다. 이에 의해, 전자 부품으로부터 이형 필름을 박리했을 때에, 접착제의 일부가 이형 필름의 이형층의 표면에 남아버려, 그 결과, 접착제의 일부가 이형 필름에 부착되어버린다고 생각된다.
한편, 지지체층에 폴리이미드 등의 내열성 수지를 사용함으로써, 이형 필름의 내열성을 향상시킬 수 있다. 그러나, 본 발명자들의 검토에 의하면, 이러한 내열성 이형 필름은, 전자 부품끼리를 가열 압착하는 공정에 있어서, 2개의 전자 부품 사이에 위치하는 접착제에 열을 잘 전달하지 못하는 경우가 있는 것이 밝혀졌다. 따라서, 내열성 이형 필름은 전자 부품에 대한 열전도성이 떨어져 있었다.
즉, 본 발명자들은, 종래의 이형 필름에는, 전자 부품끼리를 고온에서 가열 압착할 때에 있어서, 전자 부품에 대한 열전도성과, 전자 부품으로부터의 이형성의 밸런스를 양호하게 한다고 하는 관점에 있어서, 개선의 여지가 있는 것을 알아냈다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 전자 부품끼리를 고온에서 가열 압착할 때에 있어서, 전자 부품에 대한 열전도성과 전자 부품으로부터의 이형성의 밸런스가 우수한 이형 필름을 제공하는 것이다.
본 발명자들은, 상기 과제를 달성하기 위해서 예의 검토를 거듭했다. 그 결과, 내열성 수지층 (A)와, 불소계 수지를 포함하는 이형층 (B)를 구비하고, 각 층의 두께 및 전체의 두께가 특정 범위에 있는 이형 필름이, 전자 부품끼리를 고온에서 가열 압착할 때에 있어서, 전자 부품에 대한 열전도성과 전자 부품으로부터의 이형성의 밸런스가 우수한 것을 알아내어, 본 발명에 이르렀다.
본 발명에 따르면, 이하에 나타내는 이형 필름 및 전자 장치의 제조 방법이 제공된다.
[1]
전자 부품의 가열 압착에 의한 접합에 사용되는 이형 필름이며,
내열성 수지층 (A)와,
상기 내열성 수지층 (A)의 일면 상에 배치되고, 또한 불소계 수지를 포함하는 이형층 (B)를 구비하고,
상기 내열성 수지층 (A)의 두께가 25㎛ 미만이고,
상기 이형층 (B)의 두께가 5㎛ 이하이고,
상기 이형 필름의 두께가 25㎛ 미만인 이형 필름.
[2]
상기 [1]에 기재된 이형 필름에 있어서,
상기 내열성 수지층 (A)가 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리아미드이미드, 폴리아미드, 액정 폴리머, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 변성 폴리페닐렌에테르, 폴리아세탈, 폴리아릴레이트, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리페닐렌술피드, 폴리에테르에테르케톤, 염화비닐리덴 수지, 폴리벤조이미다졸, 폴리벤조옥사졸, 폴리메틸펜텐, 실리콘 수지 및 이들의 가교물로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함하는 이형 필름.
[3]
상기 [1] 또는 [2]에 기재된 이형 필름에 있어서,
상기 내열성 수지층 (A)의 330℃에 있어서의 저장 탄성률 E'가 1.0×108㎩ 이상인 이형 필름.
[4]
상기 [1] 내지 [3]의 어느 하나에 기재된 이형 필름에 있어서,
상기 불소계 수지가 퍼플루오로알킬기 및 퍼플루오로폴리에테르 골격으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 구조를 포함하는 이형 필름.
[5]
상기 [1] 내지 [4]의 어느 하나에 기재된 이형 필름에 있어서,
상기 불소계 수지가 폴리테트라플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌과 헥사플루오로프로필렌의 공중합체 및 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로알콕시에틸렌의 공중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함하는 이형 필름.
[6]
상기 [1] 내지 [5]의 어느 하나에 기재된 이형 필름에 있어서,
3 이상의 전자 부품을 일괄 접합하기 위해서 사용되는 이형 필름.
[7]
3 이상의 전자 부품이 열경화형 접착제를 개재하여 접합된 전자 장치를 제조하기 위한 제조 방법이며,
상기 열경화형 접착제를 개재하여, 3 이상의 상기 전자 부품이 적층된 적층체를 준비하는 준비 공정과,
상기 적층체와, 가열 헤드 사이에, 상기 [1] 내지 [6]의 어느 하나에 기재된 이형 필름을 상기 이형층 (B)측이 상기 적층체를 향하도록 배치한 상태에서, 상기 가열 헤드에 의해 상기 적층체를 압박함으로써, 인접하는 상기 전자 부품끼리를 가열 압착에 의해 전기적으로 접속하는 일괄 접합 공정
을 포함하는 전자 장치의 제조 방법.
[8]
상기 [7]에 기재된 전자 장치의 제조 방법에 있어서,
상기 열경화형 접착제가 비도전성 필름을 포함하는 전자 장치의 제조 방법.
[9]
상기 [7] 또는 [8]에 기재된 전자 장치의 제조 방법에 있어서,
상기 일괄 접합 공정에서의 상기 가열 헤드의 가열 온도가 300℃ 이상인 전자 장치의 제조 방법.
본 발명에 따르면, 전자 부품끼리를 고온에서 가열 압착할 때에 있어서, 전자 부품에 대한 열전도성과 전자 부품으로부터의 이형성의 밸런스가 우수한 이형 필름을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 실시 형태의 이형 필름의 구조의 일례를 모식적으로 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서, 도면을 사용해서 설명한다. 또한, 모든 도면에 있어서, 마찬가지 구성 요소에는 공통인 부호를 붙이고, 적절히 설명을 생략한다. 또한, 도면은 개략도이며, 실제의 치수 비율과는 일치하지 않는다. 또한, 수치 범위의 「A 내지 B」는 특별히 언급이 없으면, A 이상 B 이하를 나타낸다.
1. 이형 필름
이하, 본 실시 형태에 따른 이형 필름(50)에 대해서 설명한다.
도 1은 본 발명에 관한 실시 형태의 이형 필름(50)의 구조의 일례를 모식적으로 도시한 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 이형 필름(50)은, 전자 부품의 가열 압착에 의한 접합에 사용되는 이형 필름이며, 내열성 수지층 (A)와, 내열성 수지층 (A)의 일면 상에 배치되고, 또한 불소계 수지를 포함하는 이형층 (B)를 구비하고, 내열성 수지층 (A)의 두께가 25㎛ 미만이고, 이형층 (B)의 두께가 5㎛ 이하이고, 상기 이형 필름의 두께가 25㎛ 미만이다.
본 발명자들은, 전자 부품끼리를 고온에서 가열 압착할 때에 있어서, 전자 부품에 대한 열전도성과 전자 부품으로부터의 이형성의 밸런스가 우수한 이형 필름을 실현하기 위해서, 예의 검토를 거듭했다. 그 결과, 내열성 수지층 (A)와, 불소계 수지를 포함하는 이형층 (B)를 구비하고, 각 층의 두께 및 전체의 두께가 상기 범위에 있는 것에 의해, 전자 부품끼리를 가열 압착할 때에 접착제의 부착을 억제할 수 있고, 이형성을 향상시킬 수 있음과 함께, 전자 부품에 대한 열전도성이 양호해지는 것을 처음으로 알아냈다.
본 실시 형태에 따른 이형 필름(50)은, 내열성 수지층 (A)를 구비함으로써, 이형 필름(50)의 내열성을 향상시키면서, 내열성 수지층 (A), 불소계 수지를 포함하는 이형층 (B) 및 이형 필름(50)의 두께를 상대적으로 얇게 할 수 있고, 그 결과, 이형 필름(50)의 열전도성을 양호하게 유지할 수 있다.
즉, 본 실시 형태에 따른 이형 필름(50)은, 내열성 수지층 (A)와, 불소계 수지를 포함하는 이형층 (B)를 구비하고, 각 층의 두께 및 전체의 두께가 상기 범위에 있는 것에 의해, 전자 부품끼리를 고온에서 가열 압착할 때에 있어서, 전자 부품에 대한 열전도성과 전자 부품으로부터의 이형성의 밸런스를 양호하게 하는 것이 가능해진다.
본 실시 형태에 따른 이형 필름(50) 전체의 두께는 25㎛ 미만이지만, 전자 부품끼리를 고온에서 가열 압착할 때에 있어서 전자 부품에 대한 열전도성을 한층 더 향상시키는 관점에서, 23㎛ 이하가 바람직하고, 22㎛ 이하가 보다 바람직하고, 20㎛ 이하가 더욱 바람직하고, 18㎛ 이하가 보다 더 바람직하고, 15㎛ 이하가 보다 더 바람직하다.
또한, 본 실시 형태에 따른 이형 필름(50) 전체의 두께는, 바람직하게는 5㎛ 초과이고, 보다 바람직하게는 8㎛ 초과이고, 더욱 바람직하게는 10㎛ 초과이다. 내열성 수지층 (A)의 두께가 상기 하한값 이상인 것에 의해, 이형 필름(50)의 내열성, 반송성, 핸들링성 등을 향상시킬 수 있다. 또한, 내열성 수지층 (A)의 두께가 상기 하한값 이상인 것에 의해, 이형 필름(50)의 내열성이 한층 더 향상되고, 전자 부품끼리를 고온에서 가열 압착할 때에 있어서, 전자 부품으로부터의 이형성을 한층 더 양호하게 할 수 있다.
본 실시 형태에 따른 이형 필름(50)은 전자 부품의 가열 압착에 의한 접합에 사용된다. 보다 구체적으로는, 2개의 전자 부품 사이에 ACF나 NCF 등의 접착제를 배치하고, 전자 부품끼리를 가열 압착하는 공정에서 사용하는 이형 필름으로서 사용할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 따른 이형 필름(50)은, 3 이상의 전자 부품을 일괄 접합하는 공정에서 사용하는 이형 필름으로서 적합하게 사용할 수 있다.
여기서, 3 이상의 전자 부품을 일괄 접합하는 공정으로서는, 3 이상의 전자 부품을 프리 본딩에 의해 적층하고, 이어서, 포스트 본딩에 의해, 적층한 3 이상의 전자 부품을 일괄 접합하는 다단 일괄 본딩 프로세스를 들 수 있다.
단, 본 실시 형태에 따른 이형 필름(50)은, ACF나 NCF 등의 접착제를 사용한 전자 부품끼리의 전기적인 접속에 한정되지 않고, 가열 압착에 의한 전자 부품의 접합에 널리 사용할 수 있다.
접합하는 전자 부품의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 IC, LSI, 디스크리트, 발광 다이오드, 수광 소자 등의 반도체 칩이나 반도체 패널, 반도체 패키지, 인터포저; 금속 기판이나 유리 기판 등의 각종 기판류(기판 상에 전극이 마련되어 있어도 된다); 프린트 회로 기판, TCP(Tape Carrier ㎩ckage), FPC(Flexible Printed Circuit) 등의 각종 회로류(TCP나 FPC 상에 IC 등이 마련되어 있어도 된다); ITO(Indium Tin Oxide)층 등의 투명 도전층; 등을 들 수 있다.
이형 필름(50)은, 복수의 다른 전자 부품이 모듈화된 전자 부품의 접합에도 사용할 수 있다.
이어서, 본 실시 형태에 따른 이형 필름(50)을 구성하는 각 층에 대해서 설명한다.
<내열성 수지층 (A)>
내열성 수지층 (A)는 내열성을 갖는 수지층이며, 전자 부품끼리를 가열 압착에 의해 접합 할 때에 열원에 의해 가열되는 측, 즉 가열 가압 헤드부와 접하는 측의 층이다.
내열성 수지층 (A)를 구비함으로써, 이형 필름(50)의 기계적 특성이 향상되고, 이형 필름(50)의 반송성이나 핸들링성을 향상시킬 수 있다. 또한, 전자 부품끼리를 가열 압착할 때의 이형층 (B)의 연화를 억제할 수 있고, 그 결과, 용융한 접착제의 일부와, 이형층 (B)의 일부가 상용해버리는 것을 억제할 수 있다.
여기서, 본 실시 형태에 있어서, 내열성이란 고온에서의 치수 안정성이나 열분해 안정성을 의미한다. 즉, 내열성이 우수할수록, 고온에 있어서의 팽창이나 수축, 연화 등의 변형이나 용융, 분해 등이 일어나기 어려운 것을 의미한다.
내열성 수지층 (A)는 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 사용해도 된다.
내열성 수지층 (A)는 내열성 수지를 포함한다. 여기서, 내열성 수지층이란, 예를 들어 주성분으로서 내열성 수지를 포함하는 층을 말한다. 주성분이란, 가장 많이 포함되는 수지 성분을 말한다.
내열성 수지층 (A)는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 수지 필름을 들 수 있다.
내열성 수지층 (A)는 내열성 수지를 포함한다. 내열성 수지층 (A)를 구성하는 내열성 수지로서는, 예를 들어 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리아미드이미드, 폴리아미드, 액정 폴리머, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 변성 폴리페닐렌에테르, 폴리아세탈, 폴리아릴레이트, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리페닐렌술피드, 폴리에테르에테르케톤, 염화비닐리덴 수지, 폴리벤조이미다졸, 폴리벤조옥사졸, 폴리메틸펜텐, 실리콘 수지 및 이들의 가교물 등에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 수지를 들 수 있다.
이들 중에서도, 내열성이나 기계적 강도, 투명성, 가격 등의 밸런스가 우수하다는 관점에서, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리에테르에테르케톤 및 폴리에스테르에서 선택되는 1종 또는 2종 이상이 바람직하고, 폴리이미드가 보다 바람직하다.
내열성 수지층 (A)를 구성하는 내열성 수지는 연화점, 유리 전이 온도 및 융점의 어느 것이 200℃ 이상인 것이 바람직하고, 220℃ 이상인 것이 보다 바람직하다. 혹은 내열성 수지층 (A)를 구성하는 내열성 수지는 연화점, 유리 전이 온도 및 융점의 어느 것도 갖지 않는 것인 것이 바람직하고, 분해 온도가 200℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 분해 온도가 220℃ 이상인 것이 더욱 바람직하다.
이러한 내열성 수지를 사용하면, 내열성 수지층 (A)의 내열성을 한층 더 양호하게 할 수 있다.
본 실시 형태에 따른 이형 필름(50)에 있어서, 전자 부품끼리를 가열 압착할 때의 접착제 부착을 한층 더 억제하는 관점에서, 내열성 수지층 (A)의 330℃에 있어서의 저장 탄성률 E'는, 바람직하게는 1.0×108㎩ 이상, 보다 바람직하게는 5.0×108㎩ 이상, 더욱 바람직하게는 1.0×109㎩ 이상이다.
또한, 본 실시 형태에 따른 이형 필름(50)에 있어서, 내열성 수지층 (A)의 330℃에 있어서의 저장 탄성률 E'의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 1.0×1010㎩ 이하이다. 이에 의해, 전자 부품 표면에 형성된 요철에의 추종성이 향상되고, 전자 부품과 이형성 필름 사이에 간극이 발생해버리는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 전자 부품끼리를 가열 압착할 때의 전자 부품에 대한 열전도성을 한층 더 향상시킬 수 있다.
내열성 수지층 (A)의 330℃에 있어서의 저장 탄성률 E'는, 예를 들어 내열성 수지층 (A)를 구성하는 수지의 종류나 수지 조성을 제어함으로써 상기 범위 내에서 제어할 수 있다.
내열성 수지층 (A)의 두께는 25㎛ 미만이지만, 전자 부품끼리를 고온에서 가열 압착할 때에 있어서 전자 부품에 대한 열전도성을 한층 더 향상시키는 관점에서, 23㎛ 미만이 바람직하고, 20㎛ 미만이 보다 바람직하고, 18㎛ 미만이 더욱 바람직하고, 15㎛ 미만이 보다 더 바람직하다.
또한, 내열성 수지층 (A)의 두께는, 바람직하게는 5㎛ 이상, 보다 바람직하게는 8㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 10㎛ 이상이다. 내열성 수지층 (A)의 두께가 상기 하한값 이상인 것에 의해, 이형 필름(50)의 내열성, 반송성, 핸들링성 등을 향상시킬 수 있다. 또한, 내열성 수지층 (A)의 두께가 상기 하한값 이상인 것에 의해, 이형 필름(50)의 내열성이 한층 더 향상하고, 전자 부품끼리를 고온에서 가열 압착할 때에 있어서, 전자 부품으로부터의 이형성을 한층 더 양호하게 할 수 있다.
내열성 수지층 (A)는, 단층이거나, 2종 이상의 층이어도 된다.
내열성 수지층 (A)는 다른 층과의 접착성을 개량하기 위해서, 표면 처리를 행해도 된다. 구체적으로는, 코로나 처리, 플라스마 처리, 언더코트 처리, 프라이머 코트 처리 등을 행해도 된다.
<이형층 (B)>
이형층 (B)는 이형성을 갖는 층이며, 전자 부품끼리를 가열 압착에 의해 접합 할 때에 전자 부품과 대향하도록 배치되는 층(즉, 전자 부품측에 배치되는 층)이며, 전자 부품끼리의 가열 압착후에 전자 부품으로부터 이형 필름(50)을 박리하기 위해서 마련되는 층이다.
이형층 (B)는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 코팅층이나 수지 필름 등을 들 수 있다.
여기서, 본 실시 형태에 있어서, 이형성을 갖는다는 것은, 예를 들어 물에 대한 접촉각이 80° 이상인 경우를 말한다.
이형층 (B)는, 불소계 수지를 포함한다.
본 실시 형태에 따른 불소계 수지는, 이형성을 한층 더 양호하게 하는 관점에서, 퍼플루오로알킬기 및 퍼플루오로폴리에테르 골격으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 구조를 포함하는 수지가 보다 바람직하다.
불소계 수지의 수 평균 분자량은, 전자 부품 표면에의 불소 성분의 부착을 억제하는 관점이나 고온 시에 있어서의 이형성의 관점에서, 10만 이상이 바람직하고, 20만 이상이 보다 바람직하고, 50만 이상이 더욱 바람직하고, 100만 이상이 보다 더 바람직하다.
또한, 불소계 수지의 수 평균 분자량의 상한은 600만 미만이 바람직하고, 500만 이하가 보다 바람직하고, 450만 이하가 더욱 바람직하고, 400만 이하가 보다 더 바람직하다. 수 평균 분자량의 상한이 상기 범위에 있으면, 불소계 수지의 분산액이나 용액을 제막할 때에 균질한 이형층 (B)를 형성할 수 있는 점에서 바람직하다.
불소계 수지의 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 측정할 수 있다.
본 실시 형태에 따른 불소계 수지로서는, 예를 들어 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌), PVDF(폴리불화비닐리덴), PCTFE(폴리클로로트리플루오로에틸렌), PVF(폴리불화비닐), PFA(테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로알콕시에틸렌의 공중합체), FEP(테트라플루오로에틸렌과 헥사플루오로프로필렌의 공중합체), ETFE(테트라플루오로에틸렌과 에틸렌의 공중합체), ECTFE(클로로트리플루오로에틸렌과 에틸렌의 공중합체), 테트라플루오로에틸렌과 헥사플루오로프로필렌과 불화비닐리덴의 3원 공중합체, 불소 고무 등에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다.
이들 중에서도, 이형성이 우수한 점에서, PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌), FEP(테트라플루오로에틸렌과 헥사플루오로프로필렌의 공중합체) 및 PFA(테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로알콕시에틸렌의 공중합체)로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 불소계 수지가 보다 바람직하다.
폴리테트라플루오로에틸렌으로서는, 예를 들어 다이킨 고교 가부시키가이샤제 「폴리프론 PTFE」, 미츠이·케무어스 플루오로프로덕츠사제 「테플론(등록상표) PTFE」 등을 들 수 있다.
테트라플루오로에틸렌과 헥사플루오로프로필렌의 공중합체로서는, 예를 들어 다이킨 고교 가부시키가이샤제 「네오플론 FEP」 또는 미츠이·케무어스 플루오로프로덕츠사제 「테플론(등록상표) FEP」 등을 들 수 있다.
테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로알콕시에틸렌의 공중합체로서는, 예를 들어 다이킨 고교 가부시키가이샤제 「네오플론 PFA」 또는 미츠이·케무어스 플루오로 프로덕츠사제 「테플론(등록상표) PFA」 등을 들 수 있다.
본 실시 형태에 따른 불소계 수지는, 내열성 수지층 (A) 및 프라이머층(P) 등의 이형층 (B)와 접하는, 이형 필름을 구성하는 층과 200℃ 미만의 온도에서 결합 가능한 반응기를 갖는 것이 바람직하다. 이형층 (B)와 접하는 층과 200℃ 미만의 온도에서 결합 가능한 반응기로서는, 예를 들어 수산기, 카르복실기, 아미노기, 비닐기, 스티릴기, (메트)아크릴기, 에폭시기, 머캅토기, 알콕시실릴기, 이소시아네이트기 등을 들 수 있다. 그 중에서도 알콕시실릴기가, 이형 필름 표면의 불소계 수지의 농도를 높일 수 있기 때문에 바람직하다.
알콕시실릴기로서는, 예를 들어 메톡시실릴기, 에톡시실릴기, 이소프로폭시 실릴기 등을 들 수 있다. 반응성의 관점에서, 메톡시실릴기, 에톡시실릴기가 바람직하다.
또한, 이형층 (B)는, 도전성 재료를 포함해도 된다. 이에 의해, 전자 부품끼리를 가열 압착에 의해 접합하는 공정에서의 이형 필름(50)에의 정전기의 발생을 억제할 수 있고, 전자 부품의 접합을 보다 안정적으로 행할 수 있다. 도전성 재료로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 카본 입자 등을 들 수 있다.
또한, 이형층 (B)는, 이형층 (B)의 두께를 얇게 하는 것이 가능한 점에서, 불소계 코팅층인 것이 바람직하다. 불소계 코팅층이면, 이형층 (B)의 두께를 얇게 할 수 있기 때문에, 전자 부품끼리를 가열 압착할 때의 이형층 (B)의 연화를 한층 더 억제할 수 있고, 그 결과, 용융한 접착제의 일부와, 이형층 (B)의 일부가 상용해버리는 것을 한층 더 억제할 수 있다. 이에 의해, 전자 부품끼리를 가열 압착할 때의 접착제 부착을 한층 더 억제하는 것이 가능해진다.
불소계 코팅층은, 예를 들어 불소계 수지를 포함하는 불소계 코팅제를 내열성 수지층 (A)에 도공해서 건조함으로써 형성할 수 있다. 또한, 불소계 코팅제는 불소계 수지의 라텍스여도 되고, 불소계 수지의 용액이어도 된다.
이형층 (B)의 두께는 5㎛ 이하이지만, 전자 부품끼리를 고온에서 가열 압착할 때에 있어서 전자 부품에 대한 열전도성을 한층 더 향상시키는 관점이나, 접착제의 부착을 한층 더 억제하는 관점에서, 바람직하게는 4㎛ 이하, 보다 바람직하게는 3㎛ 이하이다. 이형층 (B)의 두께의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 0.01㎛ 이상이다.
이형층 (B)는 단층이거나, 2종 이상의 층이어도 된다.
또한, 이형층 (B)는, 다른 층과의 접착성을 개량하기 위해서, 표면 처리를 행해도 된다. 구체적으로는, 코로나 처리, 플라스마 처리, 언더코트 처리, 프라이머 코트 처리 등을 행해도 된다.
<프라이머층(P)>
본 실시 형태에 따른 이형 필름(50)은, 이형층 (B)의 도포성 및 이형성을 향상시키는 관점에서, 이형층 (B)의 하층 즉 이형층 (B)와 내열성 수지층 (A) 사이에 프라이머층(P)을 가져도 된다. 프라이머층(P)은 실록산 결합(-Si-O-)이나 실록산 결합을 갖는 실란계 화합물의 전구체 또는 실라놀기를 갖고 있는 것이 바람직하다.
실록산 결합이나 실라놀기를 갖는 프라이머층은, 예를 들어 퍼히드로 폴리실라잔(PHPS)을, 대기 중 또는, 수증기 분위기 하에서 가열해서 얻어지는 실리카막이나, 알콕시실란의 졸겔 반응에 의해 얻어지는 실리카막 등을 들 수 있다.
프라이머층(P)의 두께는, 예를 들어 0.001㎛ 이상 1㎛ 이하이다.
<기타 층>
본 실시 형태에 따른 이형 필름(50)은, 본 실시 형태의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 내열성 수지층 (A)와 이형층 (B) 사이에, 예를 들어 접착층이나 요철 흡수층, 충격 흡수층 등을 더 가져도 된다.
2. 이형 필름(50)의 제조 방법
본 실시 형태에 따른 이형 필름(50)의 제조 방법은 특별히 한정되지 않고 일반적으로 공지된 적층 필름의 제조 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어, 본 실시 형태에 따른 이형 필름(50)은, 공압출 성형법, 라미네이트법, 압출 코팅법, 도포법 등의 공지된 제조 방법을 1종 단독으로 혹은 2종 이상을 조합해서 사용함으로써 제작 할 수 있다. 내열성 수지층 (A) 및 이형층 (B)의 종류에 의해, 공지된 적층 필름의 제조 방법으로부터 적절한 제조 방법을 선택할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 이형 필름(50)은, 예를 들어 내열성 수지층 (A) 상에 프라이머층(P)을 형성 후, 이형층 (B)를 코팅함으로써 얻을 수도 있다. 프라이머층(P) 및 이형층 (B)의 형성법은 특별히 한정되지 않지만, 각 층을 형성하는 화합물 용액을 도포 건조하는 방법을 들 수 있다.
3. 전자 장치의 제조 방법
본 실시 형태에 따른 이형 필름(50)은, 전자 부품의 가열 압착에 의한 접합에 사용된다. 보다 구체적으로는, 본 실시 형태에 따른 이형 필름(50)은, 제1 전자 부품과 제2 전자 부품이 열경화형 접착제를 개재하여 접합된 전자 장치를 제조하기 위해서 적합하게 사용할 수 있다.
본 실시 형태에 따른 이형 필름(50)을 사용한 전자 장치의 제조 방법은, 예를 들어 열경화형 접착제를 개재하여 제1 전자 부품 상에 배치된 제2 전자 부품과, 가열 헤드 사이에, 이형 필름(50)을 이형층 (B)측이 제2 전자 부품을 향하도록 배치한 상태에서, 가열 헤드에 의해 제2 전자 부품을 제1 전자 부품을 향해서 압박함으로써, 제1 전자 부품 및 제2 전자 부품을 가열 압착에 의해 전기적으로 접속하는 공정을 포함한다.
열경화형 접착제로서는, 예를 들어 공지된 이방성 도전 접착 필름이나 비도전성 접착 필름 등의 필름상 접착제를 사용할 수 있다. 또한, 공지된 이방성 도전 접착제 페이스트나 비도전성 접착제 페이스트를 사용해도 된다. 이들 중에서도, 전자 부품의 접속은 금속 접속이 적합하게 선택되는 점에서, 비도전성 접착 필름이 바람직하다. 비도전성 접착 필름으로서는, 예를 들어 공지된 비도전성 접착 필름을 사용할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 이형 필름(50)을, 3 이상의 전자 부품을 일괄 접합하는 공정에서 사용하는 이형 필름으로서 사용하는 경우의 전자 장치의 제조 방법으로서는, 이하의 방법을 들 수 있다.
3 이상의 전자 부품이 열경화형 접착제를 개재하여 접합된 전자 장치를 제조하기 위한 제조 방법은, 열경화형 접착제를 개재하여, 3 이상의 전자 부품이 적층된 적층체를 준비하는 준비 공정과, 상기 적층체와, 가열 헤드 사이에, 본 실시 형태에 따른 이형 필름(50)을 이형층 (B)측이 적층체를 향하도록 배치한 상태에서, 가열 헤드에 의해 적층체를 압박함으로써, 인접하는 전자 부품끼리를 가열 압착에 의해 전기적으로 접속하는 일괄 접합 공정을 포함한다.
여기서, 준비 공정에서는, 프리 본딩에 의해, 전자 부품끼리를 임시접착 해도 된다. 이 경우, 가열 헤드의 가열 온도는, 예를 들어 330℃ 미만이고, 가열 헤드에 의해 적층체를 압박하는 시간은, 예를 들어 1초 이하이다.
또한, 일괄 접합 공정에서는, 3 이상의 전자 부품을 일괄적으로 충분히 접합시키기 위해서, 일괄 접합 공정에서의 가열 헤드의 가열 온도는, 예를 들어 300℃ 이상이고, 330℃ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 일괄 접합 공정에서의 가열 헤드에 의해 적층체를 압박하는 시간은, 예를 들어 5초 이상, 바람직하게는 8초 이상이다.
전자 부품(제1 전자 부품 및 제2 전자 부품)으로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 IC, LSI, 디스크리트, 발광 다이오드, 수광 소자 등의 반도체 칩이나 반도체 패널, 반도체 패키지, 인터포저; 금속 기판이나 유리 기판 등의 각종 기판류(기판 상에 전극이 마련되어 있어도 된다); 프린트 회로 기판, TCP(Tape Carrier ㎩ckage), FPC(Flexible Printed Circuit) 등의 각종 회로류(TCP나 FPC 상에 IC 등이 마련되어 있어도 된다); ITO(Indium Tin Oxide)층 등의 투명 도전층; 등을 들 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명했지만, 이들은 본 발명의 예시이며, 상기 이외의 다양한 구성을 채용할 수도 있다.
또한, 본 발명은 전술한 실시 형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서의 변형, 개량 등은 본 발명에 포함되는 것이다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.
<재료>
이형 필름의 제작에 사용한 재료의 상세는 이하와 같다.
(내열성 수지층 (A))
A1: 폴리이미드제 필름(도레이·듀퐁 가부시키가이샤제, 제품명: 캡톤 50H, 두께: 12.5㎛, 330℃에 있어서의 저장 탄성률 E': 1.8×109㎩)
A2: 폴리이미드제 필름(도레이·듀퐁 가부시키가이샤제, 제품명: 캡톤 100H, 두께: 25㎛, 330℃에 있어서의 저장 탄성률 E': 1.7×109㎩)
A3: 폴리이미드제 필름(도레이·듀퐁 가부시키가이샤제, 제품명: 캡톤 80EN, 제품명: 두께: 20㎛, 330℃에 있어서의 저장 탄성률 E': 6.1×108㎩)
내열성 수지층 (A)의 330℃에 있어서의 저장 탄성률 E'는 이하의 방법으로 측정했다.
고체 점탄성 측정 장치(RSA-3, TA 인스트루먼트사제)를 사용하여, 주파수 1㎐, 승온 속도 3℃/min, 변형 0.05%, 척간 거리 20㎜, 샘플폭 10㎜의 조건에서 내열성 수지층 (A)의 고체 점탄성을 각각 측정하고, 내열성 수지층 (A)의 330℃에 있어서의 저장 탄성률 E'를 각각 산출했다.
(이형층 (B))
B1: 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 분산액 1(다이킨사 제조, 제품명:Polyfluon-D, PTFE의 수 평균 분자량: 340만)
B2: 폴리테트라플루오로에틸렌 필름(닛토덴코사 제조, 제품명: 니토플론No.900UL, PTFE의 수 평균 분자량: 750만)
B1 및 B2에 있어서의 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 측정했다.
또한, 이형층 (B)의 두께는 다이얼 게이지를 사용하여 측정하고, 필름의 폭 방향으로 양단부 및 중앙부 3점의 평균값을 채용했다.
[실시예 1]
내열성 수지층 (A1) 상에 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 분산액 1을 도포했다. 그 후, 100℃의 온도에서 5분 건조시킨 뒤, 350℃에서 10분 소성하고, 두께 2.5㎛의 이형층 (B1)을 형성하여, 이형 필름을 얻었다.
[실시예 2]
이형층 (B1)의 두께를 5㎛로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지 조작으로 이형 필름을 얻었다.
[실시예 3]
내열성 수지층에 (A3)을 사용하고, 이형층 (B1)의 두께를 2.5㎛로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지 조작으로 이형 필름을 얻었다.
[비교예 1]
시판 중인 폴리테트라플루오로에틸렌 필름(닛토덴코사 제조, 제품명: 니토플론 No.900UL, PTFE의 수 평균 분자량: 750만, 두께 30㎛)을 그대로 사용했다.
[비교예 2]
내열성 수지층 (A2) 상에 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 분산액 1을 도포했다. 그 후, 100℃의 온도에서 5분 건조시킨 뒤, 350℃에서 10분 소성하고, 두께 10㎛의 이형층 (B1)을 형성하여, 이형 필름을 얻었다.
[비교예 3]
내열성 수지층 (A3) 상에 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 분산액 1을 도포했다. 그 후, 100℃의 온도에서 5분 건조시킨 뒤, 350℃에서 10분 소성하고, 두께 5㎛의 이형층 (B1)을 형성하여, 이형 필름을 얻었다.
<평가>
실시예 및 비교예에서 얻어진 이형 필름에 대해서 이하의 평가를 행하였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.
(1) 전자 부품끼리를 가열 압착할 때의 접착제 부착 평가(이형성 평가)
실리콘 웨이퍼 상에 NCF(일본특허공개 제2018-22819호 공보의 실시예 1에 기재된 언더필 절연 필름)를 접착했다. 이어서, NCF 상에 실시예 및 비교예에서 얻어진 이형 필름을 적층하고, 얻어진 적층체를 350℃, 압착 압력 0.6㎫의 조건에서, 30초간 프레스했다. 이어서, 적층체를 실온까지 냉각하고 나서 이형 필름을 NCF로부터 박리했다. 이어서, 이형 필름의 표면을 관찰하고, NCF의 부착의 유무를 이하의 기준으로 평가했다. 또한, 이형 필름 및 NCF의 사이즈는 각각 1x5㎝, 1x1㎝이다. 시험 후에 NCF와 접촉한 1x1㎝의 부위를 관찰했다.
◎ (매우 좋음): 이형 필름의 표면에 NCF의 접촉 자국이 조금 관찰된 것 이외에는 부착물이 전혀 관찰되지 않았다.
○ (좋음): 이형 필름의 표면에 NCF의 접촉 자국이 관찰되었지만, 부착물은 없었다. 시험 후도 필름의 표면은 평활했다.
× (나쁨): 이형 필름의 표면에 분말형 0.5 내지 2㎜의 부착물이 관찰되었다. 시험 후의 필름 시험 부위에 접촉하면 부착물이 탈락했다.
(2) 실장용 본더를 사용한 열전도성 시험
한 변이 10㎜인 정사각형의 실리콘 웨이퍼와, 높이 3㎛의 범프를 갖는 한 변이 10㎜인 정사각형의 칩(왈츠사제) 사이에 열전대를 끼운 칩 형상물을, 50℃로 가열한 스테이지에 놓고, 그 위에 이형 필름을 배치했다. 이어서, 310℃로 설정한 실장용 본더를 사용하여, 하중 10N으로 이형 필름을 개재해서 칩 형상물을 가압하고, 가압 개시부터 15초 후의 칩 형상물의 온도를 측정했다.
실장용 본더를 사용한 열전도성 시험에 있어서, 실시예의 필름 쪽이, 비교예의 이형 필름보다, 칩 형상물의 온도가 크기 때문에 칩 형상물에 열을 양호하게 전달할 수 있어, 열전도성이 우수한 것이 확인되었다.
이 출원은 2020년 2월 19일에 출원된 일본특허출원 특원 제2020-026329호를 기초로 하는 우선권을 주장하고, 그 개시 모두를 여기에 도입한다.
A: 내열성 수지층
B: 이형층
50: 이형 필름
B: 이형층
50: 이형 필름
Claims (9)
- 전자 부품의 가열 압착에 의한 접합에 사용되는 이형 필름이며,
내열성 수지층 (A)와,
상기 내열성 수지층 (A)의 일면 상에 배치되고, 또한 불소계 수지를 포함하는 이형층 (B)를 구비하고,
상기 내열성 수지층 (A)의 두께가 25㎛ 미만이고,
상기 이형층 (B)의 두께가 5㎛ 이하이고,
상기 이형 필름의 두께가 25㎛ 미만인, 이형 필름. - 제1항에 있어서,
상기 내열성 수지층 (A)가 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리아미드이미드, 폴리아미드, 액정 폴리머, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 변성 폴리페닐렌에테르, 폴리아세탈, 폴리아릴레이트, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리페닐렌술피드, 폴리에테르에테르케톤, 염화비닐리덴 수지, 폴리벤조이미다졸, 폴리벤조옥사졸, 폴리메틸펜텐, 실리콘 수지 및 이들 가교물로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함하는, 이형 필름. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 내열성 수지층 (A)의 330℃에 있어서의 저장 탄성률 E'가 1.0×108㎩ 이상인, 이형 필름. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 불소계 수지가 퍼플루오로알킬기 및 퍼플루오로폴리에테르 골격으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 구조를 포함하는, 이형 필름. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 불소계 수지가 폴리테트라플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌과 헥사플루오로프로필렌의 공중합체 및 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로알콕시에틸렌의 공중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함하는, 이형 필름. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
3 이상의 전자 부품을 일괄 접합하기 위해서 사용되는, 이형 필름. - 3 이상의 전자 부품이 열경화형 접착제를 개재하여 접합된 전자 장치를 제조하기 위한 제조 방법이며,
상기 열경화형 접착제를 개재하여, 3 이상의 상기 전자 부품이 적층된 적층체를 준비하는 준비 공정과,
상기 적층체와, 가열 헤드 사이에, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 이형 필름을 상기 이형층 (B)측이 상기 적층체를 향하도록 배치한 상태에서, 상기 가열 헤드에 의해 상기 적층체를 압박함으로써, 인접하는 상기 전자 부품끼리를 가열 압착에 의해 전기적으로 접속하는 일괄 접합 공정
을 포함하는, 전자 장치의 제조 방법. - 제7항에 있어서
상기 열경화형 접착제가 비도전성 필름을 포함하는, 전자 장치의 제조 방법. - 제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 일괄 접합 공정에서의 상기 가열 헤드의 가열 온도가 300℃ 이상인, 전자 장치의 제조 방법.
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