TW201341145A - 脫膜薄膜 - Google Patents

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Tatsuya Higuchi
Masaji Komori
Shinya Murakami
Katsushi Okumura
Takeshi Inaba
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Abstract

本發明係提供一種於以模進行成形時被延伸之際，不會因不均勻的伸展導致厚度不均的脫模薄膜。本發明之脫模薄膜，其係由含氟樹脂所構成之脫模薄膜，其特徵係上述脫模薄膜在薄膜之長度方向的應力與寬度方向的應力之差為1.80MPa以下，且上述應力係依據ASTM D1708-02a的方法，在環境溫度120℃、拉伸速度100mm/分鐘之條件下所得到的值。

Description

脫膜薄膜
本發明係關於一種脫模薄膜。
模具成形用脫模薄膜，係於使用有模具成形裝置的樹脂之成形加工中，為了在模具成形後讓樹脂(封閉材料)從模脫模，而被夾入模與樹脂之間，使用來將經模具成形的樹脂與模進行脫模。
但，脫模薄膜，於使用有泛用的PET薄膜或高耐熱性之聚醯亞胺薄膜的情況中，由於薄膜的伸度小，因此對模的追隨性會變得不充分，而容易於薄膜發生皺摺。此外，所發生之薄膜的皺摺會轉印於模具樹脂，在製品的表面發生粗糙，而降低產率。
以提昇生產性及產率為目的係提案有：由熱塑性之四氟乙烯系共聚物所構成的樹脂模具形成用脫模薄膜(參照專利文獻1)。此外，提案有一種半導體晶片封閉用脫模薄膜，其特徵係於由延伸聚酯樹脂薄膜所構成的基材薄膜之至少一面，層合有由氟樹脂所構成的薄膜而成之層合薄膜(參照專利文獻2)。
此外，提案有一種脫模用層合薄膜，其係介存於加壓加工機的加壓板與印刷基材之間，該加壓加工機的加壓板係具有由改質聚烯烴樹脂所構成的層及層合於此層之至少一面且由接著性氟樹脂所構成的層(參照專利文獻3)。 此脫模薄膜係以高溫、高壓來將配線基板之層合成形時的熱硬化性接著劑進行加壓而將層合品無偏差地予以成形之層合加壓成形用脫模薄膜，因此，為了使加壓均勻，且為了防止預浸材料流出，而必須具有緩衝性，且為0.1mm左右之薄膜厚度。
此外，作為對模的形狀之追隨性及強度優異，且具有氣體之低穿透性的脫模薄膜，提案有：由含氟聚合物之層、非含氟聚合物之層、及含氟聚合物之層3層所構成，具有特定的厚度，且含氟聚合物具有特定的接著性官能基之脫模薄膜(參照專利文獻4)。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕日本特開2001-310336號公報
〔專利文獻2〕日本特開2006-49850號公報
〔專利文獻3〕國際公開第2005/115751號手冊
〔專利文獻4〕日本特開2009-285990號公報
然而，如此之以往的脫模薄膜，對模的形狀之追隨性雖有改善，但若於成形時薄膜被延伸，則薄膜會不均勻地伸展，而產生膜厚不均。其結果，薄膜的厚度不均被轉印於成形品，於表面產生粗糙，且無法得到具有所期望之表面形狀的成形品，而產生了產率降低的問題。
本發明係鑑於上述現狀，以提供一種於以模進行成形時被延伸之際，不會產生因不均勻的伸展導致厚度不均的脫模薄膜為目的。
本發明之脫模薄膜係由含氟樹脂所構成之脫模薄膜，其特徵係上述脫模薄膜在薄膜之長度方向的應力與寬度方向的應力之差為1.80MPa以下，且上述應力係依據ASTM D1708-02a的方法，在環境溫度120℃、拉伸速度100mm/分鐘之條件下測定而得到的值。
上述脫模薄膜，較佳為薄膜之長度方向及寬度方向的伸縮率皆為0.50%以下。
上述含氟樹脂較佳為由四氟乙烯-全氟(烷基乙烯基醚)共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、及乙烯-四氟乙烯共聚物所構成之群所選出的至少1種。
上述含氟樹脂較佳為乙烯-四氟乙烯共聚物。
上述脫模薄膜，較佳為相對於構成乙烯-四氟乙烯共聚物之全單體單位的四氟乙烯單位之含量為50莫耳%以上。
上述脫模薄膜，較佳為可用於發光二極體封閉材料之模具成形。
本發明者們發現，於脫模薄膜中，長度方向與寬度方向的應力之差為特定以下時，以模所進行的成形時，可防止因薄膜之不均勻的伸展而發生厚度不均，其結果，可得 到具有所期望的表面形狀之成形品，因而完成本發明。
本發明之脫模薄膜，於以模所進行之樹脂的成形時，由於均勻地延伸，且不易發生膜厚不均，因此可適合得到不會粗糙之具有所期望的表面形狀之樹脂成形品。
本發明之脫模薄膜係由含氟樹脂所構成之脫模薄膜，其特徵係上述脫模薄膜在薄膜之長度方向的應力與寬度方向的應力之差為1.80MPa以下，且上述應力係依據ASTM D1708-02a的方法，在環境溫度120℃、拉伸速度100mm/分鐘之條件下所得到的值。
因此，本發明之脫模薄膜，於以模進行成形時被延伸之際，會均勻地延伸，且不會產生厚度不均者。
本發明之脫模薄膜係長度方向(亦稱為「MD」)的應力與寬度方向(亦稱為「TD」)的應力之差為1.80MPa以下。
若上述應力之差超過1.80MPa，則恐有以模進行成形等時被延伸之際發生膜厚不均之虞。
上述應力之差，基於即使在高溫下成形也不易於所得到之成形品的表面產生粗糙，而以1.20MPa以下為佳，0.85MPa以下為更佳，0.70MPa以下再更佳，0.50MPa以下又再更佳，0.30MPa以下特別佳，0.10MPa以下為最 佳。
上述長度方向的應力及寬度方向的應力係依據ASTM D1708-02a的方法，在環境溫度120℃、拉伸速度100mm/分鐘之條件下測定所得到的值。具體而言，如第1圖所示般，依據上述方法，製成應力-應變曲線(S-S曲線)，於該曲線中X軸的應變(伸度)60%(a)時Y軸的應力之值(b)。上述應力之差為此等值之差的絕對值。
上述長度方向的應力及寬度方向的應力，就抽真空時之對模的追隨性之觀點而言，以7.3MPa以下為佳，以6.0MPa以下為更佳，以3.0MPa再更佳。
此外，本發明之脫模薄膜，就即使使用更複雜的形狀之模而將脫模薄膜延伸後也不會於成形品的表面發生粗糙之觀點而言，較佳為於上述長度方向與寬度方向的應力-應變曲線中，長度方向之X軸的應變(伸度)120%時Y軸的應力之值與寬度方向之X軸的應變(伸度)120%時Y軸的應力之值的差為1.80MPa以下。
此外，較佳為於上述長度方向與寬度方向的應力-應變曲線中，長度方向之X軸的應變(伸度)180%時Y軸的應力之值與寬度方向之X軸的應變(伸度)180%時Y軸的應力之值的差為1.80MPa以下。
本發明之脫模薄膜，以薄膜之長度方向(MD)及寬度方向(TD)的伸縮率皆為0.50%以下為佳，以0.30%以下為更佳。若伸縮率超過0.50%，則恐有於成形體表面發生粗糙之虞。
上述伸縮率係以0.50~-1.60%為更佳。
上述伸縮率係藉由依據JIS K 7133的方法(115℃×10分鐘)所得到的值。
本發明之脫模薄膜係由含氟樹脂所構成。
上述含氟樹脂係至少具有1種由含氟乙烯性單體所衍生的重複單位之聚合物(均聚物或共聚物)，且具有熔融加工性的聚合物。
上述含氟乙烯性單體係至少具有1個氟原子的烯烴性不飽和單體。上述含氟乙烯性單體，具體而言係可列舉：四氟乙烯[TFE]、偏二氟乙烯[VDF]、氯三氟乙烯[CTFE]、氟乙烯、六氟丙烯[HFP]、六氟異丁烯、以式(1)：CH2=CX1(CF2)nX2 (1)
(式中、X1為H或F，X2為H、F或Cl，n為1~10之整數)所表示的單體、及全氟(烷基乙烯基醚)等。
上述全氟(烷基乙烯基醚)[PAVE]係可列舉例如：全氟(甲基乙烯基醚)[PMVE]、全氟(乙基乙烯基醚)[PEVE]、全氟(丙基乙烯基醚)[PPVE]、及全氟(丁基乙烯基醚)等。
上述含氟樹脂亦可為具有上述含氟乙烯性單體單位及不具有氟之乙烯性單體單位的共聚物。
上述不具有氟之乙烯性單體，就耐熱性或耐藥品性成為良好的觀點而言，以碳數5以下之乙烯性單體為佳，具體而言係可列舉：乙烯、丙烯、1-丁烯、2-丁烯、氯乙烯、二氯亞乙烯等。
上述含氟樹脂較佳為由聚四氟乙烯[PTFE]、聚氯三氟乙烯[PCTFE]、乙烯[Et]-TFE共聚物[ETFE]、Et-氯三氟乙烯[CTFE]共聚物、CTFE-TFE共聚物、TFE-HFP共聚物[FEP]、TFE-PAVE共聚物[PFA]、及聚偏二氟乙烯[PVdF]所構成之群所選出的至少1種。
上述含氟樹脂係以由PFA、FEP及ETFE所構成之群所選出的至少1種含氟共聚物為更佳，以ETFE再更佳。
PFA雖無特別限定，但以TFE單位與PAVE單位之莫耳比(TFE單位/PAVE單位)為70~99/30~1之共聚物為佳。較佳的莫耳比為80~98.5/20~1.5。若TFE單位過少則有機械物性降低的傾向，若過多則有熔點變得過高而成形性降低的傾向。
PFA亦以來自能與TFE及PAVE共聚合的單體之單體單位為0.1~10莫耳%，且TFE單位及PAVE單位合計為90~99.9莫耳%之共聚物為佳。
能與TFE及PAVE共聚合的單體係可列舉HFP、CZ1Z2=CZ3(CF2)nZ4(式中，Z1、Z2及Z3係相同或相異，且表示氫原子或氟原子，Z4係表示氫原子、氟原子或氯原子，n係表示2~10之整數)所表示的乙烯基單體、及CF2=CF-OCH2-Rf1(式中，Rf1係表示碳數1~5之全氟烷基)所表示的烷基全氟乙烯基醚衍生物等。
FEP雖無特別限定，但以TFE單位與HFP單位之莫耳比(TFE單位/HFP單位)為70~99/30~1之共聚物為佳。較佳的莫耳比為80~97/20~3。若TFE單位過少則 有機械物性降低的傾向，若過多則有熔點變得過高而成形性降低的傾向。
FEP亦以來自能與TFE及HFP共聚合的單體之單體單位為0.1~10莫耳%，且TFE單位及HFP單位合計為90~99.9莫耳%之共聚物為佳。能與TFE及HFP共聚合的單體係可列舉PAVE、烷基全氟乙烯基醚衍生物等。
ETFE係以TFE單位與乙烯單位之莫耳比(TFE單位/乙烯單位)為20~90/80~10之共聚物為佳。較佳的莫耳比為37~85/63~15，更佳的莫耳比為38~80/62~20。
ETFE亦可為由TFE、乙烯、以及能與TFE及乙烯共聚合的單體所構成的共聚物。
能與TFE及乙烯共聚合的單體係可列舉以下述式CH2=CX3Rf2、CF2=CFRf2、CF2=CFORf2、CH2=C(Rf2)2
(式中，X3係表示氫原子或氟原子，Rf2係表示可含有醚鍵結性氧原子的氟烷基)所表示的單體，其中，較佳為由CF2=CFRf2、CF2=CFORf2及CH2=CX3Rf2所表示的含氟乙烯基單體所構成之群所選出的至少1種，更佳為由HFP、CF2=CF-ORf3(式中，Rf3係表示碳數1~5之全氟烷基)所表示的全氟(烷基乙烯基醚)[PAVE]及Rf4為碳數1~8之全氟烷基之CH2=CX3Rf4所表示的含氟乙烯基單體所構成之群所選出的至少1種。
上述含氟乙烯基單體係可列舉例如：CH2=CH-C4F9、CH2=CF-CF2-CF2-CF2H、CH2=CH-C6F13等。
此外，能與TFE及乙烯共聚合的單體係可為衣康酸、衣康酸酐等之脂肪族不飽和羧酸。
能與TFE及乙烯共聚合的單體，相對於含氟聚合物全體，係以0.1~10莫耳%為佳，以0.1~5莫耳%為更佳，以0.2~4莫耳%為特佳。
ETFE，就脫模性成為良好的觀點而言，係以相對於構成ETFE之全單體單位的TFE單位之含量為50莫耳%以上為佳，以55莫耳%以上為更佳，以65莫耳%以上再更佳。
上述之共聚物的各單體之含量係可依據單體的種類將NMR、FT-IR、元素分析、螢光X射線分析加以適當組合而計算出。
上述含氟樹脂係以熔體流動速率(MFR)為60g/10分鐘以下為佳。若超過60g/10分鐘，則恐有於模具成形後將樹脂(封閉材料)從模進行脫模之際，樹脂與脫模薄膜間之脫模性降低之虞。上述MFR係以45g/10分鐘以下為更佳，以30g/10分鐘以下再更佳，以未達25g/10分鐘特別佳，以18g/10分鐘以下為最佳。
此外，上述MFR，就即使高延伸時也不會於成形品的表面發生粗糙之觀點而言，係以1.5g/10分鐘以上為佳，以4g/10分鐘以上為更佳，以10g/10分鐘以上再更佳，以20g/10分鐘以上特別佳。
上述MFR係依據ASTM D 3159的方法進行測定而得到的值。
上述含氟樹脂係以熔點為180~270℃為佳。
上述含氟樹脂的熔點，就耐熱性的觀點而言係以230~270℃為更佳，就低彈性率的觀點而言係以200~230℃為更佳，以190~230℃再更佳。
上述熔點係使用示差掃描熱量計[DSC]，以10℃/分鐘的速度昇溫後之熔解熱曲線中對應於極大值的溫度。
本發明之脫模薄膜係在不損及本發明之效果的範圍內，可因應需要而含有其他的成分。其他成分係可列舉例如：無機質粉末、玻璃纖維、碳纖維、金屬氧化物、或碳等之各種的填充劑、顏料、紫外線吸收劑、其他任意之添加劑、其他含氟聚合物或熱塑性樹脂、熱硬化性樹脂等樹脂、合成橡膠等。藉由調配此等而變得能夠改善機械特性、改善耐候性、賦予設計性、抗靜電、改善成形性等。
本發明之由含氟樹脂所構成的脫模薄膜，係可為由單層所構成的脫模薄膜，亦可為具有層合構造之脫模薄膜。具有層合構造的脫模薄膜，係可為由含氟樹脂所構成的2個以上之層所成者，亦可為由1個以上之含氟樹脂所構成的層與1個以上之含氟樹脂以外的樹脂所構成的層所成者。本發明之脫模薄膜係以由單層所構成者為佳。
本發明之脫模薄膜係以厚度為15~100μm為佳。若未達15μm，則恐有強度不充分，而脫模薄膜鬆弛，或於延伸時破裂之虞。若超過100μm，則恐有對模之追隨性變低，容易於成形品發生皺摺之虞。
上述厚度係依據JIS K 7130 A法所得到的值。
本發明之脫模薄膜係以於25℃時之彈性率在長度方向(MD)為350~600MPa，寬度方向(TD)為350~550MPa為佳。
此外，本發明之脫模薄膜係以於120℃時之彈性率在長度方向(MD)為20~70MPa，寬度方向(TD)為20~75MPa為佳。
上述彈性率係依據ASTM D-1708進行測定所得到的值。
本發明之脫模薄膜係可將上述含氟樹脂單質，或是上述含氟樹脂與上述其他成分之混合物成形為薄膜狀而進行製造。
上述含氟樹脂與上述其他成分之混合方法係可列舉例如熔融混練法等。
上述成形為薄膜狀的方法係可列舉：熔融擠壓法、充氣法、T模法。就薄膜厚度的精確度為高的觀點而言，以T模法為佳。
於T模法中，將熔融樹脂一邊以輥子捲取一邊成形為薄膜狀之際，於擠出方向(MD方向)延伸。於如此之T模法中，製造本發明之脫模薄膜時，以將鑄模的唇口(lip)寬度縮窄，或氣隙(air-gap)縮短，盡可能抑制所形成的薄膜之定向地成形為佳。
例如，將鑄模的唇口寬度縮窄時，唇口寬度係以未達1.5mm為佳。
此外，將氣隙縮短時，氣隙係以145mm以下為佳。
另外，上述氣隙係指從鑄模出口開始熔融樹脂接觸到冷卻輥為止之間的距離。
本發明之脫模薄膜係可適合作為樹脂模具成形用脫離薄膜使用，該樹脂模具成形脫模薄膜係使用於將樹脂進行模具成形而製造成形品之際。使用本發明之脫模薄膜所製造出的成形品係表面的粗糙少，且產率高。
一般，半導體封閉材料的模具成形係以170~180℃之成形溫度進行，發光二極體封閉材料的模具成形係以100~150℃之成形溫度進行。本發明之脫模薄膜，由於即使高溫也不易產生厚度不均，因此適合使用於以上述之成形溫度範圍進行之半導體封閉材料或發光二極體封閉材料的模具成形。
具體而言，本發明之脫模薄膜，於半導體封閉材料或發光二極體封閉材料的模具成形中，可被夾入封閉材料與模具成形機的模之間，特別適合作為用以將封閉材料與模進行脫模之樹脂模具成形用脫模薄膜使用。
尤其，本發明之脫模薄膜，即使於押附有等間隔地設有複數碗狀之凹陷的模之情況中，也不易產生厚度不均。因此，本發明之脫模薄膜，特別佳為被使用於發光二極體封閉材料的模具成形。
〔實施例〕
接著雖列舉實施例更詳細地說明本發明，但本發明並不限定於此等實施例。
(實施例1)
使用ETFE(1)(NEOFLON ETFE EP-610(商品名)，熔點223℃，MFR 30.0g/10分鐘，大金工業股份有限公司製)，藉由使用有T型鑄模的T模法，在將鑄模的唇口寬度縮窄(0.8mm)，抑制對擠出方向的樹脂之定向的條件下，以鑄模溫度305℃進行擠壓熔融成形，得到脫模薄膜(厚度50μm、伸縮率(115℃，10分鐘)MD：-1.15%、TD：0.25%)。
(實施例2)
於實施例1中，取代ETFE(1)，使用ETFE(2)(NEOFLON ETFE EP-543(商品名)，熔點258℃，MFR 6.0g/10分鐘，大金工業股份有限公司製)，將鑄模溫度設為340℃，除此之外，以與實施例1相同的方式得到脫模薄膜(厚度50μm、伸縮率(115℃，10分鐘)MD：-0.65%、TD：-0.66%)。
(實施例3)
於實施例1中，取代ETFE(1)，使用ETFE(3)(NEOFLON ETFE EP-546(商品名)，熔點253℃，MFR 6.0g/10分鐘，大金工業股份有限公司製)，將鑄模溫度設為340℃，除此之外，以與實施例1相同的方式得到脫模薄膜(厚度50μm、伸縮率(115℃，10分鐘)MD： -0.82%、TD：0.29%)。
(實施例4)
於實施例1中，取代ETFE(1)，使用FEP(NEOFLON FEP NP-120(商品名)，熔點265℃，MFR 7.0g/10分鐘，大金工業股份有限公司製)，將鑄模溫度設為360℃，除此之外，以與實施例1相同的方式得到脫模薄膜(厚度50μm、伸縮率(115℃，10分鐘)MD：0.21%、TD：-1.52%)。
(比較例1)
於實施例3中，除將唇口寬度加寬(1.5mm)並予以成形以外，以與實施例1相同的方式得到脫模薄膜(厚度50μm、伸縮率(115℃，10分鐘)MD：-4.64%、TD：0.20%)。
針對所得到的脫模薄膜，對以下的項目進行評估。將所得到的結果展示於表1。
<長度方向(MD)與寬度方向(TD)的應力之測定>
除環境溫度設為120℃，拉伸速度設為100mm/分鐘以外，依據ASTM D 1708-02a進行測定，得到長度方向與寬度方向之各自的應力-應變曲線(S-S曲線)。接著，將所得到的各應力-應變曲線的應變(伸度)60%時的值設為各應力的值。
此外，於所得到的各應力-應變曲線中，計算出應變120%與180%時之長度方向與寬度方向的值之差。
<破斷強度及破斷伸度>
使用自動立體測圖儀(autograph)AG-1KNIS(股份有限公司島津製作所製)以下述的條件測定出所得到的脫模薄膜之長度方向及寬度方向的破斷強度及破斷伸度。
於28℃時之拉伸條件係樣品形狀為長方形(10mm寬)，拉伸速度為500mm/分鐘(依據JIS K 7127)。
於120℃時之拉伸條件係樣品形狀為微啞鈴狀(micro dumbbell)(厚度50μm)，拉伸速度為100mm/分鐘(依據ASTM D1708-02a)。
<模具成形性>
使用上述所得到的脫模薄膜，在以下的條件下進行模具成形，針對所得到的成形品依據下述的基準進行評估。
(成形條件)
以樹脂模具成形法，於特定溫度(115℃)的模(以直徑2.6mm的碗狀凹陷所形成的模)，設定(set)脫模薄膜(A4尺寸：縱30cm×橫20cm之片狀薄膜)後(亦可將輥式薄膜以輥對輥進行設定)，進行抽真空，而使脫模薄膜追隨模。於此使未硬化的封閉用矽樹脂(商品名OE-6370HF(Dow Corning Toray公司製))流動，保持120 ~300秒鐘，使樹脂硬化後，打開模，使成形品脫模，將脫模薄膜剝離。
(評估方法)
針對所得到的成形品，使用顯微鏡(DIGITAL MICROSCOPE VHX-900，KEYENCE公司製，倍率25~100倍)來觀察表面，依據下述的基準進行評估。
(評估基準)
○：於表面未觀察到粗糙。
×：於表面觀察到粗糙。
由表1可知：藉由使用實施例之脫模薄膜，於使用有模具成形裝置的樹脂之成形加工中，可得到良好的表面狀態之樹脂成形體。
〔產業上之可利用性〕
本發明之脫模薄膜係可適合作為樹脂模具成形用脫離薄膜使用，該樹脂模具成形脫模薄膜係於模具成形時將樹脂從模具進行脫模所需。
〔第1圖〕係展示依據應力-應變曲線規定應力的值之方法的圖。

Claims (6)

  1. 一種脫膜薄膜，其係由含氟樹脂所構成之脫膜薄膜，其特徵係前述脫膜薄膜在薄膜之長度方向的應力與寬度方向的應力之差為1.80MPa以下，且前述應力係依據ASTM D1708-02a的方法，在環境溫度120℃、拉伸速度100mm/分鐘之條件下測定而得到的值。
  2. 如請求項1記載之脫膜薄膜，其中，薄膜之長度方向及寬度方向的伸縮率皆為0.50%以下。
  3. 如請求項1或2記載之脫膜薄膜，其中，含氟樹脂為由四氟乙烯-全氟(烷基乙烯基醚)共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、及、乙烯-四氟乙烯共聚物所構成之群所選出的至少1種。
  4. 如請求項1、2或3記載之脫膜薄膜，其中，含氟樹脂為乙烯-四氟乙烯共聚物。
  5. 如請求項4記載之脫膜薄膜，其中，相對於構成乙烯-四氟乙烯共聚物之全單體單位的四氟乙烯單位之含量為50莫耳%以上。
  6. 如請求項1、2、3、4或5記載之脫膜薄膜，其可用於發光二極體封閉材料之模具成形。
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