TW201924932A - 積層膜及半導體元件之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種可抑制下述兩種情況的膜及使用該膜之半導體元件之製造方法:於壓縮成形中令脫模膜吸附於模槽面時發生皺紋;及令已吸附有脫模膜之模槽底面上升時發生皺紋。
一種積層膜,其包含:收縮性膜層,其於180℃下之貯存彈性模數E’為70MPa以上,且以20℃為基準之180℃下30分鐘的縱向(MD)及橫向(TD)熱收縮率分別為3%以上;及氟樹脂層,其存在於收縮性膜層之一面或兩面上。
一種積層膜,其包含:收縮性膜層,其於180℃下之貯存彈性模數E’為70MPa以上,且以20℃為基準之180℃下30分鐘的縱向(MD)及橫向(TD)熱收縮率分別為3%以上;及氟樹脂層,其存在於收縮性膜層之一面或兩面上。
Description
發明領域
本發明係關於積層膜及半導體元件之製造方法。
本發明係關於積層膜及半導體元件之製造方法。
發明背景
半導體晶片通常為了隔絕/保護免受外部空氣影響而被收納(密封)於被稱為封裝體之容器中製成半導體元件。作為封裝體,係使用由硬化性樹脂(例如環氧樹脂等熱硬化性樹脂)之硬化物構成之成形體。而作為半導體元件之製造方法為人所知的有例如所謂的轉注成形法或壓縮成形法,該等方法係將半導體晶片等配置成位在模具內預定之場所上,且於模具內填充硬化性樹脂並使其硬化。
半導體晶片通常為了隔絕/保護免受外部空氣影響而被收納(密封)於被稱為封裝體之容器中製成半導體元件。作為封裝體,係使用由硬化性樹脂(例如環氧樹脂等熱硬化性樹脂)之硬化物構成之成形體。而作為半導體元件之製造方法為人所知的有例如所謂的轉注成形法或壓縮成形法,該等方法係將半導體晶片等配置成位在模具內預定之場所上,且於模具內填充硬化性樹脂並使其硬化。
於半導體元件之製造步驟中,有時會於模具之模槽面配置脫模膜。脫模膜於插入模具內之後,利用真空吸引沿著模槽面拉伸而成為密著於模槽面的狀態。此時,脫模膜是於脫模膜與模槽面之間的空氣未完全抽走之狀態下密著於模槽面,所以有時於脫模膜上會發生皺紋。若脫模膜上有皺紋的話,脫模膜之皺紋的形狀便會被轉印至封裝體的表面而導致外觀不良使得成品率降低。
對於所述之問题,提案有以下之脫模膜。
•於延伸聚酯樹脂膜之至少一面上積層氟樹脂膜而成之半導體晶片密封用脫模膜(專利文獻1)。
•一種半導體密封步驟用脫模膜,包含:表面層,其含有4-甲基-1-戊烯共聚物,且於175℃下之貯存彈性模數E’為45~105MPa;以及,耐熱樹脂層,其於175℃下之貯存彈性模數E’為100~250MPa(專利文獻2)。
•一種脫模膜,具有:第1層,其厚度為5~30μm,且由選自於由氟樹脂及熔點為200℃以上之聚烯烴所構成群組中之至少1種所構成;以及,第2層,其厚度為38~100μm,且於180℃下之拉伸貯存彈性模數與厚度之積為18,000MPa・μm以下,並且於180℃下之拉伸斷裂應力與厚度之積為2,000MPa・μm以上(專利文獻3)。
•一種製程用脫模膜,其含有對水之接觸角為90~130°之脫模層及耐熱樹脂層,且從23℃至120℃為止之TD(橫向)之熱尺寸變化率為3%以下(專利文獻4)。
先前技術文獻
專利文獻
•於延伸聚酯樹脂膜之至少一面上積層氟樹脂膜而成之半導體晶片密封用脫模膜(專利文獻1)。
•一種半導體密封步驟用脫模膜,包含:表面層,其含有4-甲基-1-戊烯共聚物,且於175℃下之貯存彈性模數E’為45~105MPa;以及,耐熱樹脂層,其於175℃下之貯存彈性模數E’為100~250MPa(專利文獻2)。
•一種脫模膜,具有:第1層,其厚度為5~30μm,且由選自於由氟樹脂及熔點為200℃以上之聚烯烴所構成群組中之至少1種所構成;以及,第2層,其厚度為38~100μm,且於180℃下之拉伸貯存彈性模數與厚度之積為18,000MPa・μm以下,並且於180℃下之拉伸斷裂應力與厚度之積為2,000MPa・μm以上(專利文獻3)。
•一種製程用脫模膜,其含有對水之接觸角為90~130°之脫模層及耐熱樹脂層,且從23℃至120℃為止之TD(橫向)之熱尺寸變化率為3%以下(專利文獻4)。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2006-49850號公報
專利文獻2:日本專利特開2010-208104號公報
專利文獻3:國際公開第2015/133634號公報
專利文獻4:國際公開第2017/094871號公報
專利文獻2:日本專利特開2010-208104號公報
專利文獻3:國際公開第2015/133634號公報
專利文獻4:國際公開第2017/094871號公報
發明概要
發明欲解決之課題
於壓縮成形步驟中,一般係使脫模膜密著於設在下模具之凹部的表面(模槽面),並於其上配置硬化性樹脂,且使該下模具與上模具合模鎖緊,然後使凹部之底面(模槽底面)上升,使凹部之深度配合成形體(封裝體等)之厚度。使脫模膜密著時之下模具凹部之深度,舉例來說,相對於所形成之成形體的厚度為數倍左右。
凹部底面上升的話,先前已受到拉伸之脫模膜會配合該上升而收縮。但是,此時會有脫模膜未充分收縮而發生膜剩餘以致變成皺紋的情形。依據本案發明人等之檢討,膜剩餘容易發生在所要形成之成形體之厚度薄(例如0.1~0.7mm)時,即脫模膜被拉伸的量少時。而專利文獻1~4之脫模膜對所述皺紋的抑制效果是不充分的。
發明欲解決之課題
於壓縮成形步驟中,一般係使脫模膜密著於設在下模具之凹部的表面(模槽面),並於其上配置硬化性樹脂,且使該下模具與上模具合模鎖緊,然後使凹部之底面(模槽底面)上升,使凹部之深度配合成形體(封裝體等)之厚度。使脫模膜密著時之下模具凹部之深度,舉例來說,相對於所形成之成形體的厚度為數倍左右。
凹部底面上升的話,先前已受到拉伸之脫模膜會配合該上升而收縮。但是,此時會有脫模膜未充分收縮而發生膜剩餘以致變成皺紋的情形。依據本案發明人等之檢討,膜剩餘容易發生在所要形成之成形體之厚度薄(例如0.1~0.7mm)時,即脫模膜被拉伸的量少時。而專利文獻1~4之脫模膜對所述皺紋的抑制效果是不充分的。
本發明之目的是提供一種積層膜及使用該積層膜之半導體元件之製造方法,該積層層膜可抑制下述兩種情況:於壓縮成形中令脫模膜密著於模槽面時發生皺紋;及令已密著有脫模膜之模槽底面上升時發生皺紋。
用以解決課題之手段
用以解決課題之手段
本發明提供具有以下[1]~[15]之構成的積層膜及半導體元件之製造方法。
[1]一種積層膜,特徵在於包含:收縮性膜層,其於180℃下之貯存彈性模數E’為70MPa以上,且以20℃為基準之180℃下30分鐘的縱向(MD)及橫向(TD)熱收縮率分別為3%以上;及氟樹脂層,其存在於前述收縮性膜層之一面或兩面上;並且,該積層膜至少一面為前述氟樹脂層之表面。
[2]如[1]之積層膜,其中前述積層膜於180℃下之貯存彈性模數E’為70MPa以上,且前述積層膜以20℃為基準之180℃下30分鐘的MD及TD熱收縮率分別為2%以上。
[3]如[1]或[2]之積層膜,其中前述氟樹脂層存在於前述收縮性膜層之兩面上。
[4]如[1]至[3]中任一項之積層膜,其更於前述收縮性膜層與前述氟樹脂層之間存在有接著層。
[5]如[1]至[4]中任一項之積層膜,其中前述收縮性膜為雙軸延伸膜。
[1]一種積層膜,特徵在於包含:收縮性膜層,其於180℃下之貯存彈性模數E’為70MPa以上,且以20℃為基準之180℃下30分鐘的縱向(MD)及橫向(TD)熱收縮率分別為3%以上;及氟樹脂層,其存在於前述收縮性膜層之一面或兩面上;並且,該積層膜至少一面為前述氟樹脂層之表面。
[2]如[1]之積層膜,其中前述積層膜於180℃下之貯存彈性模數E’為70MPa以上,且前述積層膜以20℃為基準之180℃下30分鐘的MD及TD熱收縮率分別為2%以上。
[3]如[1]或[2]之積層膜,其中前述氟樹脂層存在於前述收縮性膜層之兩面上。
[4]如[1]至[3]中任一項之積層膜,其更於前述收縮性膜層與前述氟樹脂層之間存在有接著層。
[5]如[1]至[4]中任一項之積層膜,其中前述收縮性膜為雙軸延伸膜。
[6]如[1]至[5]中任一項之積層膜,其中前述收縮性膜係由樹脂構成之收縮性膜,且前述樹脂選自於由聚醯胺樹脂、聚酯樹脂、聚苯乙烯樹脂及生物來源樹脂所構成群組中之至少1種樹脂。
[7]如[1]至[6]中任一項之積層膜,其中前述收縮性膜為雙軸延伸聚醯胺樹脂膜。
[8]如[1]至[7]中任一項之積層膜,其中前述氟樹脂係由氟烯烴系聚合物構成之氟樹脂。
[9]如[8]之積層膜,其中前述氟烯烴系聚合物為乙烯-四氟乙烯系共聚物。
[10]如[1]至[9]中任一項之積層膜,其中前述氟樹脂層為氟樹脂膜層。
[11]如[1]至[10]中任一項之積層膜,其係用作脫模膜。
[12]如[11]之積層膜,其中前述脫模膜係於製造半導體元件之樹脂密封步驟中配置於模具之凹部而與密封用樹脂接觸的脫模膜。
[7]如[1]至[6]中任一項之積層膜,其中前述收縮性膜為雙軸延伸聚醯胺樹脂膜。
[8]如[1]至[7]中任一項之積層膜,其中前述氟樹脂係由氟烯烴系聚合物構成之氟樹脂。
[9]如[8]之積層膜,其中前述氟烯烴系聚合物為乙烯-四氟乙烯系共聚物。
[10]如[1]至[9]中任一項之積層膜,其中前述氟樹脂層為氟樹脂膜層。
[11]如[1]至[10]中任一項之積層膜,其係用作脫模膜。
[12]如[11]之積層膜,其中前述脫模膜係於製造半導體元件之樹脂密封步驟中配置於模具之凹部而與密封用樹脂接觸的脫模膜。
[13]一種半導體元件之製造方法,係使用具備上模具與下模具之壓縮成形裝置來製造半導體元件,該半導體元件具備基板、半導體晶片、連接端子及由硬化性樹脂之硬化物構成之樹脂密封部;該半導體元件之製造方法之特徵在於:
將具有基板、半導體晶片及連接端子之結構體配置於前述上模具及下模具中之一者;
將如請求項1至12中任一項之積層膜用作脫模膜,將其配置成覆蓋凹部且使氟樹脂層表面面向模具之成形空間而密著於前述凹部表面,該凹部係設於前述上模具及下模具中之另一者;
於前述上模具與下模具之間配置硬化性樹脂,並將前述上模具與下模具合模鎖緊,使前述凹部之底面移動以壓縮前述硬化性樹脂,同時使前述硬化性樹脂熱硬化而形成樹脂密封部。
[14]如[13]之半導體元件之製造方法,其中前述樹脂密封部之厚度為0.1~0.7mm。
[15]如[13]或[14]之半導體元件之製造方法,其中令前述積層膜密著於前述凹部表面時,前述凹部之深度比前述樹脂密封部之厚度深且為0.125~1.1mm。
發明效果
將具有基板、半導體晶片及連接端子之結構體配置於前述上模具及下模具中之一者;
將如請求項1至12中任一項之積層膜用作脫模膜,將其配置成覆蓋凹部且使氟樹脂層表面面向模具之成形空間而密著於前述凹部表面,該凹部係設於前述上模具及下模具中之另一者;
於前述上模具與下模具之間配置硬化性樹脂,並將前述上模具與下模具合模鎖緊,使前述凹部之底面移動以壓縮前述硬化性樹脂,同時使前述硬化性樹脂熱硬化而形成樹脂密封部。
[14]如[13]之半導體元件之製造方法,其中前述樹脂密封部之厚度為0.1~0.7mm。
[15]如[13]或[14]之半導體元件之製造方法,其中令前述積層膜密著於前述凹部表面時,前述凹部之深度比前述樹脂密封部之厚度深且為0.125~1.1mm。
發明效果
依據本發明之積層膜,可抑制下述兩種情況:於壓縮成形中令脫模膜密著於模槽面時發生皺紋;及令已密著有脫模膜之模槽底面上升時發生皺紋。
依據本發明之半導體元件之製造方法,可抑制下述兩種情況,而可製得外觀優異之半導體元件:於壓縮成形中令脫模膜密著於模槽面時發生皺紋;及令已密著有脫模膜之模槽底面上升時發生皺紋。
依據本發明之半導體元件之製造方法,可抑制下述兩種情況,而可製得外觀優異之半導體元件:於壓縮成形中令脫模膜密著於模槽面時發生皺紋;及令已密著有脫模膜之模槽底面上升時發生皺紋。
用以實施發明之形態
於本說明書中以下之用語的意思如下。
膜之「厚度」係以接觸式厚度計OG-525H(ONO SOKKI CO.,LTD製)並使用量測頭AA-026(ø10mm SR7)來測定。
「貯存彈性模數E’」(拉伸貯存彈性模數)係使用動態黏彈性測定裝置來測定。試樣測定尺寸係寬5mm,夾頭間長度為20mm,頻率設為10Hz,且令溫度從20℃起以2℃/分之速度上升,然後以在180℃之值所測得之E’為180℃下之貯存彈性模數(以下亦記作「貯存彈性模數(180℃)」)。
膜之貯存彈性模數E’(180℃)係膜之MD的貯存彈性模數E’(180℃)與膜之TD的貯存彈性模數E’(180℃)的平均值。
於本說明書中以下之用語的意思如下。
膜之「厚度」係以接觸式厚度計OG-525H(ONO SOKKI CO.,LTD製)並使用量測頭AA-026(ø10mm SR7)來測定。
「貯存彈性模數E’」(拉伸貯存彈性模數)係使用動態黏彈性測定裝置來測定。試樣測定尺寸係寬5mm,夾頭間長度為20mm,頻率設為10Hz,且令溫度從20℃起以2℃/分之速度上升,然後以在180℃之值所測得之E’為180℃下之貯存彈性模數(以下亦記作「貯存彈性模數(180℃)」)。
膜之貯存彈性模數E’(180℃)係膜之MD的貯存彈性模數E’(180℃)與膜之TD的貯存彈性模數E’(180℃)的平均值。
「熱收縮率」係-(ΔL)。ΔL為以下述方法求出之尺寸變化率(%)。
於基準溫度下,對12cm×12cm之積層膜分別沿著MD(縱向:Machine Direction)及TD(橫向:Transverse Direction)方向各描繪1條長度10cm之直線,並以各直線之端點間距離為起始長L0 。其次,以預定之條件對前述積層膜進行熱處理,並於冷卻至基準溫度後,測定繪於積層膜上之直線的端點間直線距離L1 ,並藉由下式1求出尺寸變化率ΔL(%)。
尺寸變化率ΔL(%)=(L1 /L0 -1)×100 ・・・式1
從針對沿著MD之直線求得之ΔL獲得MD之熱收縮率,並從針對沿著TD之直線求得之ΔL獲得TD之熱收縮率。
將基準溫度設為20℃且將熱處理條件設為180℃下30分鐘所求得之熱收縮率訂為「以20℃為基準之180℃下30分鐘的熱收縮率」(以下亦記作「熱收縮率(180℃)」)。
於基準溫度下,對12cm×12cm之積層膜分別沿著MD(縱向:Machine Direction)及TD(橫向:Transverse Direction)方向各描繪1條長度10cm之直線,並以各直線之端點間距離為起始長L0 。其次,以預定之條件對前述積層膜進行熱處理,並於冷卻至基準溫度後,測定繪於積層膜上之直線的端點間直線距離L1 ,並藉由下式1求出尺寸變化率ΔL(%)。
尺寸變化率ΔL(%)=(L1 /L0 -1)×100 ・・・式1
從針對沿著MD之直線求得之ΔL獲得MD之熱收縮率,並從針對沿著TD之直線求得之ΔL獲得TD之熱收縮率。
將基準溫度設為20℃且將熱處理條件設為180℃下30分鐘所求得之熱收縮率訂為「以20℃為基準之180℃下30分鐘的熱收縮率」(以下亦記作「熱收縮率(180℃)」)。
「熔點」係指與以示差掃描熱量測定(DSC)法測得之熔解波峰最大值相對應的溫度。
由聚合物構成之樹脂中之「單元」係表示構成聚合物之構成單元(單體單元)。
「(甲基)丙烯酸酯」係丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯之總稱。
圖1~圖6中之尺度比係為了方便說明,而與實際的東西不同。
由聚合物構成之樹脂中之「單元」係表示構成聚合物之構成單元(單體單元)。
「(甲基)丙烯酸酯」係丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯之總稱。
圖1~圖6中之尺度比係為了方便說明,而與實際的東西不同。
〔積層膜〕
本發明之積層膜(以下亦記作「本積層膜」)特徵在於包含:收縮性膜層及存在於收縮性膜層之一面或兩面之氟樹脂層;並且,本積層膜至少一面為前述氟樹脂層之表面。
因此,本積層膜具有下述構成:從本積層膜之第1面側起,依序存在有氟樹脂層及收縮性膜層;抑或從本積層膜之第1面側起,依序存在有氟樹脂層、收縮性膜層及氟樹脂層。
以下,將位在比起收縮性膜層更靠第1面側之氟樹脂層亦記作「第1氟樹脂層」。並且,將位在比起收縮性膜層更靠與第1面為相反側的第2面側之氟樹脂層亦記作「第2氟樹脂層」。
本積層膜至少一面為氟樹脂層之表面,以下,以必要之氟樹脂層表面為第1面。即,本積層膜具有第1氟樹脂層作為第1面側之最表層。
本積層膜可具有第2氟樹脂層,亦可不具有第2氟樹脂層。具有第2氟樹脂層時,第2氟樹脂層可作為本積層膜之第2面側的最表層而存在,亦可作為第2面側之內部層而存在。第2氟樹脂層為內部層時,第2面側會具有後述之其他層。不存在有第2氟樹脂層時,本積層膜之第2面側可為收縮性膜層的表面,亦可於第2面側具有後述之其他層。
本發明之積層膜(以下亦記作「本積層膜」)特徵在於包含:收縮性膜層及存在於收縮性膜層之一面或兩面之氟樹脂層;並且,本積層膜至少一面為前述氟樹脂層之表面。
因此,本積層膜具有下述構成:從本積層膜之第1面側起,依序存在有氟樹脂層及收縮性膜層;抑或從本積層膜之第1面側起,依序存在有氟樹脂層、收縮性膜層及氟樹脂層。
以下,將位在比起收縮性膜層更靠第1面側之氟樹脂層亦記作「第1氟樹脂層」。並且,將位在比起收縮性膜層更靠與第1面為相反側的第2面側之氟樹脂層亦記作「第2氟樹脂層」。
本積層膜至少一面為氟樹脂層之表面,以下,以必要之氟樹脂層表面為第1面。即,本積層膜具有第1氟樹脂層作為第1面側之最表層。
本積層膜可具有第2氟樹脂層,亦可不具有第2氟樹脂層。具有第2氟樹脂層時,第2氟樹脂層可作為本積層膜之第2面側的最表層而存在,亦可作為第2面側之內部層而存在。第2氟樹脂層為內部層時,第2面側會具有後述之其他層。不存在有第2氟樹脂層時,本積層膜之第2面側可為收縮性膜層的表面,亦可於第2面側具有後述之其他層。
本積層膜可視需要於收縮性膜層與氟樹脂層(第1氟樹脂層、第2氟樹脂層)之間更含有其他層。作為其他層可列舉接著層、抗靜電層、導電層、氣體吸收層及著色層等。本積層膜特別宜具有接著層。
本積層膜具有第1氟樹脂層及第2氟樹脂層時,於第2氟樹脂層之第2面側可存在有前述抗靜電層等其他層。
本積層膜具有第1氟樹脂層及第2氟樹脂層時,於第2氟樹脂層之第2面側可存在有前述抗靜電層等其他層。
圖1係顯示本積層膜之一例的示意截面圖。此例之積層膜1係由收縮性膜層3及存在於收縮性膜層3之兩面上的氟樹脂層5(第1氟樹脂層及第2氟樹脂層)構成。
圖2係顯示本積層膜之另一例的示意截面圖。此例之積層膜2係由收縮性膜層3及存在於收縮性膜層3之一面上的氟樹脂層5(第1氟樹脂層)構成。
於積層膜1及積層膜2而言,於收縮性膜層3及氟樹脂層5之間宜存在有未作圖示之接著層。
圖2係顯示本積層膜之另一例的示意截面圖。此例之積層膜2係由收縮性膜層3及存在於收縮性膜層3之一面上的氟樹脂層5(第1氟樹脂層)構成。
於積層膜1及積層膜2而言,於收縮性膜層3及氟樹脂層5之間宜存在有未作圖示之接著層。
(收縮性膜)
本積層膜中之收縮性膜層,係由前述貯存彈性模數為70MPa以上且前述MD之熱收縮率及前述TD之熱收縮率分別為3%以上之收縮性膜所形成的層。
收縮性膜係具有一旦加熱至室溫以上便會令其寸尺收縮之特性(以下亦記作「收縮特性」)的樹脂膜。
收縮性膜之收縮特性係起因於殘留應力,藉由加熱殘留應力會鬆弛而使膜收縮。作為收縮性膜,舉例來說,諸如具有膜成形時之殘留應變的膜以及經藉由雙軸延伸處理和吹氣成形等來賦予應力的膜不需施行熱定型(heat set)等殘留應力鬆弛處理便可使用。
本積層膜中之收縮性膜層,係由前述貯存彈性模數為70MPa以上且前述MD之熱收縮率及前述TD之熱收縮率分別為3%以上之收縮性膜所形成的層。
收縮性膜係具有一旦加熱至室溫以上便會令其寸尺收縮之特性(以下亦記作「收縮特性」)的樹脂膜。
收縮性膜之收縮特性係起因於殘留應力,藉由加熱殘留應力會鬆弛而使膜收縮。作為收縮性膜,舉例來說,諸如具有膜成形時之殘留應變的膜以及經藉由雙軸延伸處理和吹氣成形等來賦予應力的膜不需施行熱定型(heat set)等殘留應力鬆弛處理便可使用。
作為構成收縮性膜之樹脂可列舉:聚氯乙烯(PVC)、聚酯樹脂(聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)等)、聚烯烴樹脂(聚乙烯、聚丙烯等)、聚醯胺樹脂(PA6、PA66、PA11、PA12、PAMDX6等)、聚伸苯硫(PPS)、生物來源樹脂(以聚乳酸、纖維素、幾丁質、聚葡萄胺糖、洋麻等為主成分之樹脂)等。構成收縮性膜之樹脂可為1種亦可2種以上。
於該等之中,就優異之機械強度及膜成形性之觀點來看,以選自於由聚醯胺樹脂、聚酯樹脂、聚苯乙烯樹脂及生物來源樹脂所構成群組中之至少1種為佳;就賦予收縮性之容易度之觀點來看,以聚醯胺樹脂尤佳。
於該等之中,就優異之機械強度及膜成形性之觀點來看,以選自於由聚醯胺樹脂、聚酯樹脂、聚苯乙烯樹脂及生物來源樹脂所構成群組中之至少1種為佳;就賦予收縮性之容易度之觀點來看,以聚醯胺樹脂尤佳。
樹脂之熔點宜為200℃以上,220~300℃尤佳。只要樹脂之熔點為200℃以上,於製造半導體元件時在廣泛應用為硬化性樹脂之環氧模造化合物(EMC)的標準硬化溫度(170~180℃)下便難以發生熔融等相變化。
收縮性膜亦可視需要更含有添加劑。作為添加劑可列舉著色成分、抗氧化劑、熱劣化抑制劑及安定劑等。
作為收縮性膜,就膜之殘留應變容易控制之觀點來看,以雙軸延伸膜為佳。
另外,一般之雙軸延伸膜係將膜成形並經雙軸延伸處理後施有譬如令殘留應力鬆弛之熱處理操作的尺寸安定性高的膜。但是,對於本發明來說該等尺寸安定性高的膜並不合適。
另外,一般之雙軸延伸膜係將膜成形並經雙軸延伸處理後施有譬如令殘留應力鬆弛之熱處理操作的尺寸安定性高的膜。但是,對於本發明來說該等尺寸安定性高的膜並不合適。
作為屬雙軸延伸膜之收縮性膜,可例示:雙軸延伸聚醯胺樹脂膜(例如UNITIKA LTD.製EMBLEM(註冊商標)MS及EMBLEM NK)、雙軸延伸聚苯乙烯樹脂膜(例如Mitsubishi Chemical Corporation製DXL(註冊商標)膜)、雙軸延伸聚酯樹脂膜(例如Mitsubishi Chemical Corporation製HISHIPET(註冊商標))、雙軸延伸生物來源樹脂膜(例如Mitsubishi Chemical Corporation製PLABIO(註冊商標))、多層化混合延伸膜(例如Mitsubishi Chemical Corporation製HybrexDL(註冊商標))等。
於該等之中,又以由熔點為200℃以上之樹脂構成之雙軸延伸膜為佳,且以雙軸延伸聚醯胺樹脂膜尤其理想。
於該等之中,又以由熔點為200℃以上之樹脂構成之雙軸延伸膜為佳,且以雙軸延伸聚醯胺樹脂膜尤其理想。
收縮性膜之MD的熱收縮率(180℃)為3%以上,宜為3~30%,以3~25%尤佳。
收縮性膜之TD的熱收縮率(180℃)為3%以上,宜為3~30%,以3~25%尤佳。
只要收縮性膜之MD及TD個別之熱收縮率(180℃)為前述下限值以上,便可抑制在令密著有積層膜之模槽底面上升時發生皺紋。只要MD及TD個別之熱收縮率(180℃)為前述上限值以下,便能保持熱收縮後之膜形態,從而膜平坦度良好。
收縮性膜之TD的熱收縮率(180℃)為3%以上,宜為3~30%,以3~25%尤佳。
只要收縮性膜之MD及TD個別之熱收縮率(180℃)為前述下限值以上,便可抑制在令密著有積層膜之模槽底面上升時發生皺紋。只要MD及TD個別之熱收縮率(180℃)為前述上限值以下,便能保持熱收縮後之膜形態,從而膜平坦度良好。
收縮性膜之貯存彈性模數(180℃)為70MPa以上,宜為100~500MPa,以200~350MPa尤佳。只要收縮性膜之貯存彈性模數(180℃)為前述下限值以上,便可抑制在令積層膜密著於模槽面時發生皺紋。只要貯存彈性模數(180℃)為前述上限值以下,對模具之順應性便會良好。
貯存彈性模數(180℃)可依構成收縮性膜之材料作調整。
貯存彈性模數(180℃)可依構成收縮性膜之材料作調整。
收縮性膜之厚度宜為10~100μm,更佳為10~50μm,10~40μm尤佳。只要收縮性膜之厚度為前述下限值以上,便具有優異之機械強度。只要收縮性膜之厚度為前述上限值以下,便具有優異之可撓性,其結果就是對模具形狀之順應性會更加優異。
(氟樹脂層)
作為構成氟樹脂層之氟樹脂,從脫模性及耐熱性之觀點來看,以由氟烯烴系聚合物構成之氟樹脂為佳。氟烯烴系聚合物係具有以氟烯烴為主體之單元的聚合物。
作為氟烯烴可列舉:四氟乙烯(以下亦記作「TFE」)、氟乙烯、二氟亞乙烯、三氟乙烯、六氟丙烯及三氟氯乙烯等。該等氟烯烴可單獨使用其中任1種且亦可併用2種以上。
氟烯烴系聚合物可更具有以氟烯烴以外之單體為主體之單元。而作為氟烯烴以外之單體則可列舉乙烯及後述之第3單體等。
作為構成氟樹脂層之氟樹脂,從脫模性及耐熱性之觀點來看,以由氟烯烴系聚合物構成之氟樹脂為佳。氟烯烴系聚合物係具有以氟烯烴為主體之單元的聚合物。
作為氟烯烴可列舉:四氟乙烯(以下亦記作「TFE」)、氟乙烯、二氟亞乙烯、三氟乙烯、六氟丙烯及三氟氯乙烯等。該等氟烯烴可單獨使用其中任1種且亦可併用2種以上。
氟烯烴系聚合物可更具有以氟烯烴以外之單體為主體之單元。而作為氟烯烴以外之單體則可列舉乙烯及後述之第3單體等。
作為氟烯烴系聚合物以乙烯-TFE系共聚物(以下亦記作「ETFE」)、聚四氟乙烯、全氟(烷基乙烯基醚)-TFE系共聚物為佳。該等氟烯烴系聚合物可單獨使用其中任1種亦可併用2種以上。
另外,於ETFE及全氟(烷基乙烯基醚)-TFE系共聚物中之「系」表示可更具有以其他單體為主體之單元。
另外,於ETFE及全氟(烷基乙烯基醚)-TFE系共聚物中之「系」表示可更具有以其他單體為主體之單元。
於氟烯烴系聚合物之中,從高溫下之伸長率大的觀點來看,亦以ETFE為佳。ETFE係具有以乙烯為主體之單元(以下亦記作「E單元」)及以TFE為主體之單元(以下亦記作「TFE單元」)的共聚物。
作為ETFE宜為具有E單元、TFE單元和以乙烯及TFE以外之單體(以下亦記作「第3單體」)為主體之單元的共聚物。依據以第3單體為主體之單元的種類及含量,便容易調整ETFE之結晶度甚至氟素脂層之貯存彈性模數E’。又,藉由具有第3單體,特別是具有以具氟原子之單體為主體之單元,於高溫(例如180℃前後)下之抗拉強度會提升。
作為ETFE宜為具有E單元、TFE單元和以乙烯及TFE以外之單體(以下亦記作「第3單體」)為主體之單元的共聚物。依據以第3單體為主體之單元的種類及含量,便容易調整ETFE之結晶度甚至氟素脂層之貯存彈性模數E’。又,藉由具有第3單體,特別是具有以具氟原子之單體為主體之單元,於高溫(例如180℃前後)下之抗拉強度會提升。
作為第3單體,可列舉具氟原子之單體及不具氟原子之單體。
作為具氟原子之單體可列舉下述單體(a1)~(a5)等。
單體(a1):碳數3以下之氟烯烴(惟TFE除外)。
單體(a2):X1 (CF2 )n CX2 =CH2 (於此處,X1 及X2 分別獨立為氫原子或氟原子,n為2~8之整數)所示之多氟烷基乙烯。
單體(a3):氟乙烯基醚。
單體(a4):含有官能基之氟乙烯基醚。
單體(a5):具脂族環結構之含氟單體。
作為具氟原子之單體可列舉下述單體(a1)~(a5)等。
單體(a1):碳數3以下之氟烯烴(惟TFE除外)。
單體(a2):X1 (CF2 )n CX2 =CH2 (於此處,X1 及X2 分別獨立為氫原子或氟原子,n為2~8之整數)所示之多氟烷基乙烯。
單體(a3):氟乙烯基醚。
單體(a4):含有官能基之氟乙烯基醚。
單體(a5):具脂族環結構之含氟單體。
作為單體(a1),可列舉氟乙烯(fluoroethylene)(三氟乙烯、二氟亞乙烯、氟乙烯(vinyl fluoride)及三氟氯乙烯等)、氟丙烯(六氟丙烯(以下亦記作「HFP」)及2-氫五氟丙烯等)等。
作為單體(a2),以n為2~6之整數的單體為佳,n為2~4之整數的單體尤佳。又,以X1
為氟原子且X2
為氫原子之單體、即(全氟烷基)乙烯特別理想。
作為單體(a2),可列舉CF3 CF2 CH=CH2 、CF3 CF2 CF2 CF2 CH=CH2 ((全氟丁基)乙烯。以下亦記作「PFBE」)、CF3 CF2 CF2 CF2 CF=CH2 、CF2 HCF2 CF2 CF=CH2 及CF2 HCF2 CF2 CF2 CF=CH2 等。
作為單體(a2),可列舉CF3 CF2 CH=CH2 、CF3 CF2 CF2 CF2 CH=CH2 ((全氟丁基)乙烯。以下亦記作「PFBE」)、CF3 CF2 CF2 CF2 CF=CH2 、CF2 HCF2 CF2 CF=CH2 及CF2 HCF2 CF2 CF2 CF=CH2 等。
作為單體(a3),可列舉CF2
=CFOCF3
、CF2
=CFOCF2
CF3
、CF2
=CFO(CF2
)2
CF3
(全氟(丙基乙烯基醚)。以下亦記作「PPVE」)、CF2
=CFOCF2
CF(CF3
)O(CF2
)2
CF3
、CF2
=CFO(CF2
)3
O(CF2
)2
CF3
、CF2
=CFO(CF2
CF(CF3
)O)2
(CF2
)2
CF3
、CF2
=CFOCF2
CF(CF3
)O(CF2
)2
CF3
、CF2
=CFOCF2
CF=CF2
及CF2
=CFO(CF2
)2
CF=CF2
等。另外,該等之中,屬二烯之單體係可進行環化聚合之單體。
作為單體(a4),可列舉CF2
=CFO(CF2
)3
CO2
CH3
、CF2
=CFOCF2
CF(CF3
)O(CF2
)3
CO2
CH3
及CF2
=CFOCF2
CF(CF3
)O(CF2
)2
SO2
F等。
作為單體(a5),可列舉:全氟(2,2-二甲基-1,3-二氧呃)、2,2,4-三氟-5-三氟甲氧基-1,3-二氧呃、全氟(2-亞甲基-4-甲基-1,3-二氧環戊烷)等。
作為單體(a5),可列舉:全氟(2,2-二甲基-1,3-二氧呃)、2,2,4-三氟-5-三氟甲氧基-1,3-二氧呃、全氟(2-亞甲基-4-甲基-1,3-二氧環戊烷)等。
作為不具氟原子之單體可列舉下述單體(b1)~(b4)等。
單體(b1):烯烴(惟乙烯除外)。
單體(b2):乙烯酯。
單體(b3):乙烯基醚。
單體(b4):不飽和酸酐。
單體(b1):烯烴(惟乙烯除外)。
單體(b2):乙烯酯。
單體(b3):乙烯基醚。
單體(b4):不飽和酸酐。
作為單體(b1)之具體例可列舉丙烯及異丁烯等。
作為單體(b2)之具體例可列舉乙酸乙烯酯等。
作為單體(b3)之具體例可列舉乙基乙烯基醚、丁基乙烯基醚、環己基乙烯基醚及羥基丁基乙烯基醚等。
作為單體(b4)之具體例可列舉順丁烯二酸酐、伊康酸酐、檸康酸酐及納迪克酸酐(5-降莰烯-2,3-二羧酸酐)等。
作為單體(b2)之具體例可列舉乙酸乙烯酯等。
作為單體(b3)之具體例可列舉乙基乙烯基醚、丁基乙烯基醚、環己基乙烯基醚及羥基丁基乙烯基醚等。
作為單體(b4)之具體例可列舉順丁烯二酸酐、伊康酸酐、檸康酸酐及納迪克酸酐(5-降莰烯-2,3-二羧酸酐)等。
第3單體可單獨使用任1種,亦可併用2種以上。
作為第3單體,從容易進行結晶度之調整即貯存彈性模數E’之調整的觀點來看,以及從藉由具有以第3單體、特別是具氟原子之單體為主體之單元而於高溫(譬如180℃前後)下之抗拉強度優異之觀點來看,以單體(a2)、HFP、PPVE及乙酸乙烯酯為佳,以HFP、PPVE、CF3 CF2 CH=CH2 及PFBE更佳,且以PFBE尤佳。即,作為ETFE,以具有E單元、TFE單元及以PFBE為主體之單元的共聚物尤佳。
作為第3單體,從容易進行結晶度之調整即貯存彈性模數E’之調整的觀點來看,以及從藉由具有以第3單體、特別是具氟原子之單體為主體之單元而於高溫(譬如180℃前後)下之抗拉強度優異之觀點來看,以單體(a2)、HFP、PPVE及乙酸乙烯酯為佳,以HFP、PPVE、CF3 CF2 CH=CH2 及PFBE更佳,且以PFBE尤佳。即,作為ETFE,以具有E單元、TFE單元及以PFBE為主體之單元的共聚物尤佳。
於ETFE中,TFE單元對E單元之莫耳比(TFE單元/E單元)宜為40/60~80/20,更佳為45/55~70/30,且以50/50~65/35尤佳。只要TFE單元/E單元在前述範圍內,ETFE之耐熱性及機械物理性質便更加優異。
ETFE中之以第3單體為主體之單元的比率,相對於構成ETFE之全部單元之合計量(100莫耳%),宜為0.01~20莫耳%,更佳為0.10~15莫耳%,且以0.20~10莫耳%尤佳。只要以第3單體為主體之單元的比率在前述範圍內,ETFE之耐熱性及機械物理性質便更加優異。
以第3單體為主體之單元包含以PFBE為主體之單元時,相對於構成ETFE之全部單元之合計量(100莫耳%),以PFBE為主體之單元的比率宜為0.5~4.0莫耳%,更佳為0.7~3.6莫耳%,且以1.0~3.6莫耳%尤佳。只要以PFBE為主體之單元的比率在前述範圍內,氟樹脂層之耐熱性便更加優異。又,高溫(譬如180℃前後)下之抗拉強度會更加優異。
ETFE之熔流速率(MFR)宜為2~40g/10分,更佳為5~30g/10分,10~20g/10分尤佳。只要MFR在前述範圍內,ETFE之成形性會上升,且氟樹脂層之機械特性優異。
ETFE之MFR係遵循ASTM D3159於負載49N且297℃下測定之值。
ETFE之MFR係遵循ASTM D3159於負載49N且297℃下測定之值。
氟樹脂層之氟樹脂,亦可視需要含有添加劑。作為添加劑可列舉:著色劑、紫外線吸收劑、無機物填料、熱老化抑制劑、抗氧化劑及氟樹脂以外之樹脂等有機填料等。
氟樹脂層之厚度宜為5~50μm,更佳為5~30μm,5~20μm尤佳。只要氟樹脂層之厚度為前述下限值以上,脫模性便更加優異。只要氟樹脂層之厚度為前述上限值以下,整體之可撓性便更加優異。
(接著層)
作為接著層,可舉例如由接著劑所形成的層。
接著劑可為例如以乾式層壓(dry lamination)之接著劑來說眾所周知的接著劑。作為接著劑可列舉:聚乙酸乙烯酯系接著劑;由丙烯酸酯(丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯等)之同元聚合物或共聚物構成之聚丙烯酸酯系接著劑,抑或由丙烯酸酯與其他單體(甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、苯乙烯等)之共聚物等構成之聚丙烯酸酯系接著劑;氰基丙烯酸酯系接著劑;由乙烯與其他單體(乙酸乙烯酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸等)之共聚物等構成之乙烯共聚物系接著劑;纖維素系接著劑;聚酯系接著劑;聚醯胺系接著劑;聚醯亞胺系接著劑;由脲樹脂或三聚氰胺樹脂等構成之胺基樹脂系接著劑;酚樹脂系接著劑;環氧系接著劑;由多元醇(聚醚多元醇、聚酯多元醇等)與聚異氰酸酯之組合和由其等之反應生成物(含異氰酸酯基之聚胺甲酸乙酯預聚物等)等構成之聚胺甲酸乙酯系接著劑;反應型(甲基)丙烯酸系接著劑;由氯平橡膠、腈橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠等構成之橡膠系接著劑;聚矽氧系接著劑;以及由鹼金屬矽酸鹽、低熔點玻璃等構成之無機系接著劑等。
接著層之厚度,舉例來說,可以接著劑之乾燥塗覆量計為0.1~5g/m2 。
作為接著層,可舉例如由接著劑所形成的層。
接著劑可為例如以乾式層壓(dry lamination)之接著劑來說眾所周知的接著劑。作為接著劑可列舉:聚乙酸乙烯酯系接著劑;由丙烯酸酯(丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯等)之同元聚合物或共聚物構成之聚丙烯酸酯系接著劑,抑或由丙烯酸酯與其他單體(甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、苯乙烯等)之共聚物等構成之聚丙烯酸酯系接著劑;氰基丙烯酸酯系接著劑;由乙烯與其他單體(乙酸乙烯酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸等)之共聚物等構成之乙烯共聚物系接著劑;纖維素系接著劑;聚酯系接著劑;聚醯胺系接著劑;聚醯亞胺系接著劑;由脲樹脂或三聚氰胺樹脂等構成之胺基樹脂系接著劑;酚樹脂系接著劑;環氧系接著劑;由多元醇(聚醚多元醇、聚酯多元醇等)與聚異氰酸酯之組合和由其等之反應生成物(含異氰酸酯基之聚胺甲酸乙酯預聚物等)等構成之聚胺甲酸乙酯系接著劑;反應型(甲基)丙烯酸系接著劑;由氯平橡膠、腈橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠等構成之橡膠系接著劑;聚矽氧系接著劑;以及由鹼金屬矽酸鹽、低熔點玻璃等構成之無機系接著劑等。
接著層之厚度,舉例來說,可以接著劑之乾燥塗覆量計為0.1~5g/m2 。
(積層膜之特性)
本積層膜之MD的熱收縮率(180℃)宜為2%以上,更佳為2~15%,2~10%尤佳。
本積層膜之TD的熱收縮率(180℃)宜為2%以上,更佳為2~15%,2~10%尤佳。
只要本積層膜之MD及TD個別之熱收縮率(180℃)為前述下限值以上,便可更有效抑制在令已密著有積層膜之模槽底面上升時發生皺紋。只要MD及TD個別之熱收縮率(180℃)為前述上限值以下,模具順應性便良好。
本積層膜之MD及TD個別之熱收縮率(180℃)可依收縮性膜之MD及TD個別之熱收縮率(180℃)、氟樹脂層與收縮膜層之厚度構成比等來作調整。
本積層膜之MD的熱收縮率(180℃)宜為2%以上,更佳為2~15%,2~10%尤佳。
本積層膜之TD的熱收縮率(180℃)宜為2%以上,更佳為2~15%,2~10%尤佳。
只要本積層膜之MD及TD個別之熱收縮率(180℃)為前述下限值以上,便可更有效抑制在令已密著有積層膜之模槽底面上升時發生皺紋。只要MD及TD個別之熱收縮率(180℃)為前述上限值以下,模具順應性便良好。
本積層膜之MD及TD個別之熱收縮率(180℃)可依收縮性膜之MD及TD個別之熱收縮率(180℃)、氟樹脂層與收縮膜層之厚度構成比等來作調整。
本積層膜之貯存彈性模數(180℃)宜為70MPa以上,更佳為100~350MPa,200~350MPa尤佳。只要本積層膜之貯存彈性模數(180℃)為前述下限值以上,便可更有效抑制在令積層膜密著於模槽面時發生皺紋。只要貯存彈性模數(180℃)為前述上限值以下便具有優異之可撓性,從而模具順應性良好。
本積層膜之貯存彈性模數(180℃)可依收縮性膜及氟樹脂層個別之180℃貯存彈性模數(180℃)、氟樹脂層與收縮膜層之厚度構成比等來作調整。
本積層膜之貯存彈性模數(180℃)可依收縮性膜及氟樹脂層個別之180℃貯存彈性模數(180℃)、氟樹脂層與收縮膜層之厚度構成比等來作調整。
本積層膜之厚度宜為25~100μm,更佳為25~60μm,25~50μm尤佳。只要本積層膜之厚度為前述下限值以上,便可更有效抑制在令積層膜密著於模槽面時產生皺紋。並且,本積層膜之處理容易。只要本積層膜之厚度為前述上限值以下,本積層膜便可容易變形,而對模具模槽面具有優異之順應性。
(積層膜之製造方法)
本積層膜可利用例如下述方法A或方法B來製造。惟本積層膜之製造方法並不侷限於該等方法。
方法A:於收縮性膜之一面或兩面層積層氟樹脂的膜而形成氟樹脂層之方法。
方法B:於收縮性膜之一面或兩面塗佈含有氟樹脂及液態介質之塗液,並將液態介質予以蒸發去除而形成氟樹脂層之方法。
本積層膜可利用例如下述方法A或方法B來製造。惟本積層膜之製造方法並不侷限於該等方法。
方法A:於收縮性膜之一面或兩面層積層氟樹脂的膜而形成氟樹脂層之方法。
方法B:於收縮性膜之一面或兩面塗佈含有氟樹脂及液態介質之塗液,並將液態介質予以蒸發去除而形成氟樹脂層之方法。
作為本積層膜之製造方法,從經濟性優異之觀點上來看,以方法A為佳。
就方法A而言,作為積層各膜之方法可採用眾所周知之積層方法。具體來說,可列舉擠製層壓法、乾式層壓法、熱層壓法等。以乾式層壓法來說,係使用接著劑積層各樹脂膜。乾式層壓用之接著劑之具體例係如前所述。
收縮性膜及氟樹脂膜可分別使用市售之物,亦可使用利用眾所周知之製造方法製成者。且於該等膜可施以電暈處理、電漿處理及底漆塗覆處理等表面處理。
就方法A而言,作為積層各膜之方法可採用眾所周知之積層方法。具體來說,可列舉擠製層壓法、乾式層壓法、熱層壓法等。以乾式層壓法來說,係使用接著劑積層各樹脂膜。乾式層壓用之接著劑之具體例係如前所述。
收縮性膜及氟樹脂膜可分別使用市售之物,亦可使用利用眾所周知之製造方法製成者。且於該等膜可施以電暈處理、電漿處理及底漆塗覆處理等表面處理。
於以上說明之本積層膜中,因包含收縮性膜層與存在於收縮性膜層之一面或兩面上之氟樹脂層,並且該收縮性膜層之貯存彈性模數(180℃)為70MPa以上且MD及TD個別之熱收縮率(180℃)分別為3%以上,其,所以可抑制下述兩種情況:於壓縮成形中令脫模膜密著於模槽面時發生皺紋;及令已密著有脫模膜之模槽底面上升時發生皺紋。
於半導體元件等之製造中,有時會以以下方式壓縮成形製造成形體(樹脂密封部等)。首先,藉由真空吸引一面拉伸脫模膜一面使其密著於下模具之凹部表面(模槽面)。之後,於脫模膜上配置硬化性樹脂,並將上模具與下模具合模鎖緊後,使模槽面上升同時加熱該等模具,藉由該熱使硬化性樹脂硬化。
下模具受到加熱的話,本積層膜亦會受到加熱。收縮性膜會因該熱而收縮,且氟樹脂層亦會跟隨收縮性膜層作收縮,於是本積層膜整體會收縮。因為收縮性膜之熱收縮率(180℃)為前述下限值以上,所以本積層膜之收縮量多,而不會發生因模槽面上升所致之膜剩餘,可於無膜剩餘所致之皺紋之狀態下將硬化性樹脂硬化。又,因為收縮性膜之貯存彈性模數(180℃)為前述下限值以上,所以本積層膜之勁度夠強,在令本積層膜密著於模槽面時本積層膜就難以變成皺紋。
因此,藉由使用本積層膜作為脫模膜,可抑制下述兩種情況:令脫模膜密著於模槽面時發生皺紋;及令已密著有脫模膜之模槽底面上升時發生皺紋。因脫模膜上無皺紋,所以可抑制因脫模膜之皺紋形狀轉印於成形體表面所致之外觀不良。
於半導體元件等之製造中,有時會以以下方式壓縮成形製造成形體(樹脂密封部等)。首先,藉由真空吸引一面拉伸脫模膜一面使其密著於下模具之凹部表面(模槽面)。之後,於脫模膜上配置硬化性樹脂,並將上模具與下模具合模鎖緊後,使模槽面上升同時加熱該等模具,藉由該熱使硬化性樹脂硬化。
下模具受到加熱的話,本積層膜亦會受到加熱。收縮性膜會因該熱而收縮,且氟樹脂層亦會跟隨收縮性膜層作收縮,於是本積層膜整體會收縮。因為收縮性膜之熱收縮率(180℃)為前述下限值以上,所以本積層膜之收縮量多,而不會發生因模槽面上升所致之膜剩餘,可於無膜剩餘所致之皺紋之狀態下將硬化性樹脂硬化。又,因為收縮性膜之貯存彈性模數(180℃)為前述下限值以上,所以本積層膜之勁度夠強,在令本積層膜密著於模槽面時本積層膜就難以變成皺紋。
因此,藉由使用本積層膜作為脫模膜,可抑制下述兩種情況:令脫模膜密著於模槽面時發生皺紋;及令已密著有脫模膜之模槽底面上升時發生皺紋。因脫模膜上無皺紋,所以可抑制因脫模膜之皺紋形狀轉印於成形體表面所致之外觀不良。
由於展現前述效果,本積層膜作為脫模膜是有用的。特別是,作為利用壓縮成形法及轉注成形法製造半導體元件所使用的脫模膜是有用的。在此之中,尤有用於作為後述利用壓縮成形法製造半導體元件所使用的脫模膜,該製程容易因為發生皺紋而導致發生外觀不良。
惟本積層膜之用途並不侷限於脫模膜,可使用於其他用途。作為其他用途具體來說可列舉:食品容器、藥品容器、PTP等藥外包裝構件、收縮帶及纏繞至管件上以使其收縮之附收縮機能之管件被覆材料等。
惟本積層膜之用途並不侷限於脫模膜,可使用於其他用途。作為其他用途具體來說可列舉:食品容器、藥品容器、PTP等藥外包裝構件、收縮帶及纏繞至管件上以使其收縮之附收縮機能之管件被覆材料等。
〔半導體元件〕
使用本積層膜並藉由後述半導體元件之製造方法所製造之半導體元件,具備基板、半導體晶片、連接端子及樹脂密封部(封裝體),且視需要會更具備其他構件。
樹脂密封部係由硬化性樹脂之硬化物構成。作為硬化性樹脂僅需可熱硬化即可,可例示環氧樹脂及聚矽氧樹脂等。於該等之中又以環氧樹脂為佳。於硬化性樹脂中,亦可含有碳黑、熔融氧化矽、晶性矽石、氧化鋁、氮化矽及氮化鋁等。
使用本積層膜並藉由後述半導體元件之製造方法所製造之半導體元件,具備基板、半導體晶片、連接端子及樹脂密封部(封裝體),且視需要會更具備其他構件。
樹脂密封部係由硬化性樹脂之硬化物構成。作為硬化性樹脂僅需可熱硬化即可,可例示環氧樹脂及聚矽氧樹脂等。於該等之中又以環氧樹脂為佳。於硬化性樹脂中,亦可含有碳黑、熔融氧化矽、晶性矽石、氧化鋁、氮化矽及氮化鋁等。
作為半導體元件,可列舉集聚有電晶體及二極體等半導體元件之積體電路、以及具發光元件之發光二極體等。
就積體電路之元件形狀而言,可為覆蓋積體電路整體者,亦可為覆蓋積體電路之一部分(使積體電路之一部分露出)者。元件形狀可舉例如BGA(Ball Grid Array(球柵陣列))、QFN(Quad Flat Non-leaded package(四面扁平無引線封裝))、及SON(Small Outline Non-leaded package(小型無引線封裝))。
作為半導體元件,從生產性之觀點來看,以經由整批密封及分割步驟製造者為佳,可舉例如密封方式為MAP(Moldied Array Packaging(模製陣列封裝))方式或WL(Wafer Lebel packaging(晶圓級封裝))方式之積體電路。
就積體電路之元件形狀而言,可為覆蓋積體電路整體者,亦可為覆蓋積體電路之一部分(使積體電路之一部分露出)者。元件形狀可舉例如BGA(Ball Grid Array(球柵陣列))、QFN(Quad Flat Non-leaded package(四面扁平無引線封裝))、及SON(Small Outline Non-leaded package(小型無引線封裝))。
作為半導體元件,從生產性之觀點來看,以經由整批密封及分割步驟製造者為佳,可舉例如密封方式為MAP(Moldied Array Packaging(模製陣列封裝))方式或WL(Wafer Lebel packaging(晶圓級封裝))方式之積體電路。
圖3係顯示半導體元件之一例的示意截面圖。
此例之半導體元件110具有基板10、安裝於基板10上之半導體晶片12、密封半導體晶片12之樹脂密封部14、及形成於樹脂密封部14之上面14a的墨層16。
半導體晶片12具有表面電極(圖示省略)。基板10具有與半導體晶片12之表面電極相對應之基板電極(圖示省略)。且表面電極與基板電極係藉由搭接線18(連接端子)而電連接。
此例之半導體元件110具有基板10、安裝於基板10上之半導體晶片12、密封半導體晶片12之樹脂密封部14、及形成於樹脂密封部14之上面14a的墨層16。
半導體晶片12具有表面電極(圖示省略)。基板10具有與半導體晶片12之表面電極相對應之基板電極(圖示省略)。且表面電極與基板電極係藉由搭接線18(連接端子)而電連接。
半導體元件之樹脂密封部的厚度以0.1~0.7mm為佳,且0.1~0.5mm尤佳。
樹脂密封部之厚度係於基板厚度方向上樹脂密封部之最大厚度。以半導體元件110為例,從基板10之半導體晶片12設置面起算至樹脂密封部14之上面14a為止之最短距離即為樹脂密封部14之厚度。
壓縮成形法舉例來說係令脫模膜密著於設在下模具之凹部的表面(模槽面),且於其上配置硬化性樹脂,並於將下模具與上模具合模鎖緊後,令凹部之底面上升。令脫模膜密著時之下模具之凹部深度,舉例來說,相對於樹脂密封部之厚度為數倍左右。凹部底面一旦上升,先前已受拉伸之脫模膜會配合該上升而收縮。以習知之脫模膜而言,若所要形成之樹脂密封部之厚度薄、亦即脫模膜受拉伸的量少,則脫模膜不會充分收縮,而會發生膜剩餘並且容易變成皺紋。本積層膜即便在樹脂密封部之厚度薄至0.7mm以下時,於凹部底面上升時亦難以發生皺紋。因此,本積層膜於樹脂密封部之厚度薄時特別有用。
另一方面,只要樹脂密封部之厚度為0.1mm以上,樹脂填充性便良好。
樹脂密封部之厚度係於基板厚度方向上樹脂密封部之最大厚度。以半導體元件110為例,從基板10之半導體晶片12設置面起算至樹脂密封部14之上面14a為止之最短距離即為樹脂密封部14之厚度。
壓縮成形法舉例來說係令脫模膜密著於設在下模具之凹部的表面(模槽面),且於其上配置硬化性樹脂,並於將下模具與上模具合模鎖緊後,令凹部之底面上升。令脫模膜密著時之下模具之凹部深度,舉例來說,相對於樹脂密封部之厚度為數倍左右。凹部底面一旦上升,先前已受拉伸之脫模膜會配合該上升而收縮。以習知之脫模膜而言,若所要形成之樹脂密封部之厚度薄、亦即脫模膜受拉伸的量少,則脫模膜不會充分收縮,而會發生膜剩餘並且容易變成皺紋。本積層膜即便在樹脂密封部之厚度薄至0.7mm以下時,於凹部底面上升時亦難以發生皺紋。因此,本積層膜於樹脂密封部之厚度薄時特別有用。
另一方面,只要樹脂密封部之厚度為0.1mm以上,樹脂填充性便良好。
〔半導體元件之製造方法〕
本發明之半導體元件之製造方法,係使用具備上模具與下模具之壓縮成形裝置來製造半導體元件之方法,該半導體元件具備基板、半導體晶片、連接端子及由硬化性樹脂之硬化物構成之樹脂密封部。
於本發明之半導體元件之製造方法中,係將具有基板、半導體晶片及連接端子之結構體配置於前述上模具及下模具中之一者;
將本積層膜作為脫模膜,配置成覆蓋凹部且使氟樹脂層表面面向模具之成形空間而密著於前述凹部表面,該凹部係設於前述上模具及下模具中之另一者;
於前述上模具與下模具之間配置硬化性樹脂,並將前述上模具與下模具合模鎖緊,使前述凹部之底面移動以壓縮前述硬化性樹脂,同時使前述硬化性樹脂熱硬化而形成樹脂密封部。
本發明之半導體元件之製造方法,係使用具備上模具與下模具之壓縮成形裝置來製造半導體元件之方法,該半導體元件具備基板、半導體晶片、連接端子及由硬化性樹脂之硬化物構成之樹脂密封部。
於本發明之半導體元件之製造方法中,係將具有基板、半導體晶片及連接端子之結構體配置於前述上模具及下模具中之一者;
將本積層膜作為脫模膜,配置成覆蓋凹部且使氟樹脂層表面面向模具之成形空間而密著於前述凹部表面,該凹部係設於前述上模具及下模具中之另一者;
於前述上模具與下模具之間配置硬化性樹脂,並將前述上模具與下模具合模鎖緊,使前述凹部之底面移動以壓縮前述硬化性樹脂,同時使前述硬化性樹脂熱硬化而形成樹脂密封部。
使用於本發明之半導體元件之製造方法上的壓縮成形裝置無特別限制。且製造條件亦除了使用本積層膜作為脫模膜以外,其餘可設為與眾所周知之半導體元件之製造方法中之條件相同的條件。
以下,使用圖4~6,說明本發明之半導體元件之製造方法之一實施形態。圖4~6係將具有基板、半導體晶片及連接端子之結構體配置於上模具,並將本積層膜配置成覆蓋設於下模具之凹部來進行壓縮成形的例子。
本實施形態係使用一具備模槽底面構件22及框狀構件24作為下模具的壓縮成形裝置,並使用圖1所示積層膜1作為脫模膜來製造圖3所示半導元件110的例子。
另外,於後述實施例中,則係將具有基板、半導體晶片及連接端子之結構體配置於下模具,並將本積層膜配置成覆蓋設於上模具之凹部來進行壓縮成形。就實施例之壓縮成形法而言,亦可與圖4~6所示之壓縮成形法同樣進行半導體元件之製造。
本實施形態係使用一具備模槽底面構件22及框狀構件24作為下模具的壓縮成形裝置,並使用圖1所示積層膜1作為脫模膜來製造圖3所示半導元件110的例子。
另外,於後述實施例中,則係將具有基板、半導體晶片及連接端子之結構體配置於下模具,並將本積層膜配置成覆蓋設於上模具之凹部來進行壓縮成形。就實施例之壓縮成形法而言,亦可與圖4~6所示之壓縮成形法同樣進行半導體元件之製造。
壓縮成形裝置:
於本實施形態中之壓縮成形裝置係如圖4所示,具備上模具20與下模具21。下模具21具備模槽底面構件22及配置於模槽底面構件22之周緣的框狀構件24。
於上模具20形成有真空排氣孔(圖示省略),其係用以藉由吸引基板10與上模具20之間的空氣來將基板10吸附於上模具20者。
於模槽底面構件22形成有真空排氣孔(圖示省略),其係用以藉由吸引脫模膜(積層膜1)與模槽底面構件22之間的空氣來將脫模膜吸附於模槽底面構件22者。
模槽底面構件22係配置成其上面(模槽底面)位在比起框狀構件24之內周面的上緣更下方位置。藉此形成一凹部26,該凹部26係以模槽底面構件22之上面為底面且以框狀構件24之內周面為側面。模槽底面構件22係設成對框狀構件24可相對在上下方向上移動。藉由令模槽底面構件22對框狀構件24相對在上下方向上移動,可變更凹部26之深度。
本實施形態中「模槽面」係凹部26之表面、即形成凹部26的模槽底面構件22之上面與框狀構件24之內周面的總稱。
於本實施形態中之壓縮成形裝置係如圖4所示,具備上模具20與下模具21。下模具21具備模槽底面構件22及配置於模槽底面構件22之周緣的框狀構件24。
於上模具20形成有真空排氣孔(圖示省略),其係用以藉由吸引基板10與上模具20之間的空氣來將基板10吸附於上模具20者。
於模槽底面構件22形成有真空排氣孔(圖示省略),其係用以藉由吸引脫模膜(積層膜1)與模槽底面構件22之間的空氣來將脫模膜吸附於模槽底面構件22者。
模槽底面構件22係配置成其上面(模槽底面)位在比起框狀構件24之內周面的上緣更下方位置。藉此形成一凹部26,該凹部26係以模槽底面構件22之上面為底面且以框狀構件24之內周面為側面。模槽底面構件22係設成對框狀構件24可相對在上下方向上移動。藉由令模槽底面構件22對框狀構件24相對在上下方向上移動,可變更凹部26之深度。
本實施形態中「模槽面」係凹部26之表面、即形成凹部26的模槽底面構件22之上面與框狀構件24之內周面的總稱。
本實施形態之半導體元件之製造方法包含下述步驟1~8。
步驟1:係將結構體配置於上模具20之預定位置上之步驟(圖4),前述結構體具備基板10、配置於基板上之多個半導體晶片12、及連接各半導體晶片12與基板10之搭接線18(連接端子)。
步驟2:係將積層膜1作為脫模膜配置於下模具21上而形成積層膜1覆蓋下模具21之凹部26的狀態,並將積層膜1朝凹部26底面側真空吸引而使其密著於凹部26表面之步驟(圖4)。
步驟3:係於表面被積層膜1覆蓋之凹部26內配置硬化性樹脂40之步驟(圖4)。
步驟4:係於凹部26內之積層膜1上配置有硬化性樹脂40之狀態下,使模槽底面構件22及框狀構件24上升並合模鎖緊而於上模具20與下模具21之間形成一成形空間之步驟(圖5)。
步驟5:係僅使模槽底面構件22上升,於此同時加熱上模具20及下模具21使硬化性樹脂40熔融及熱硬化而形成樹脂密封部14之步驟(圖6)。藉由本步驟,可獲得整批密封體,其具有前述結構體及將前述結構體之多個半導體晶片12予以整批密封之樹脂密封部14。
步驟6:係開啟上模具20及下模具21取出前述整批密封體之步驟。
步驟7:係切斷前述整批密封體之基板10及樹脂密封部14以使前述多個半導體晶片12分離之步驟。藉由本步驟,可獲得單片化密封體,其具有基板10、至少1個半導體晶片12、搭接線18及樹脂密封部14。
步驟8:係於前述單片化密封體之樹脂密封部14之上面14a使用墨水形成墨層16而獲得半導體元件110之步驟。
步驟1:係將結構體配置於上模具20之預定位置上之步驟(圖4),前述結構體具備基板10、配置於基板上之多個半導體晶片12、及連接各半導體晶片12與基板10之搭接線18(連接端子)。
步驟2:係將積層膜1作為脫模膜配置於下模具21上而形成積層膜1覆蓋下模具21之凹部26的狀態,並將積層膜1朝凹部26底面側真空吸引而使其密著於凹部26表面之步驟(圖4)。
步驟3:係於表面被積層膜1覆蓋之凹部26內配置硬化性樹脂40之步驟(圖4)。
步驟4:係於凹部26內之積層膜1上配置有硬化性樹脂40之狀態下,使模槽底面構件22及框狀構件24上升並合模鎖緊而於上模具20與下模具21之間形成一成形空間之步驟(圖5)。
步驟5:係僅使模槽底面構件22上升,於此同時加熱上模具20及下模具21使硬化性樹脂40熔融及熱硬化而形成樹脂密封部14之步驟(圖6)。藉由本步驟,可獲得整批密封體,其具有前述結構體及將前述結構體之多個半導體晶片12予以整批密封之樹脂密封部14。
步驟6:係開啟上模具20及下模具21取出前述整批密封體之步驟。
步驟7:係切斷前述整批密封體之基板10及樹脂密封部14以使前述多個半導體晶片12分離之步驟。藉由本步驟,可獲得單片化密封體,其具有基板10、至少1個半導體晶片12、搭接線18及樹脂密封部14。
步驟8:係於前述單片化密封體之樹脂密封部14之上面14a使用墨水形成墨層16而獲得半導體元件110之步驟。
於步驟2中,令積層膜1密著於凹部26表面時之凹部6之深度係按照樹脂密封部14之厚度來設定,以(樹脂密封部14之厚度+0.025mm)~(樹脂密封部14之厚度+0.4mm)為佳,更佳為(樹脂密封部14之厚度+0.05mm)~(樹脂密封部14之厚度+0.2mm)。樹脂密封部14之厚度為0.1~0.7mm時,凹部6之深度以0.125~1.1mm為佳。樹脂密封部14之厚度為0.1~0.5mm時,凹部6之深度以0.125~0.9mm為佳。
步驟5中之加熱溫度典型為100~185℃,更典型的則為150~180℃。
於步驟5所形成之樹脂密封部19之厚度係與下述者相同:令模槽底面構件22上升後從模槽底面構件22之上面起算至框狀構件24之內周面上緣為止之高度(凹部之深度)。
步驟5中之加熱溫度典型為100~185℃,更典型的則為150~180℃。
於步驟5所形成之樹脂密封部19之厚度係與下述者相同:令模槽底面構件22上升後從模槽底面構件22之上面起算至框狀構件24之內周面上緣為止之高度(凹部之深度)。
以上,針對本發明之半導體元件之製造方法,揭示實施例以作說明,惟本發明不侷限於前述實施形態。於前述實施形態中之各構成及其等之組合等僅為一例,於不脫離本發明主旨之範圍內,可進行構成之附加、省略、置換及其他之變更。
於第1實施形態中,雖揭示了步驟6之後依序進行步驟7、步驟8之例子,但亦可顛倒步驟7、步驟8之順序來進行。即,可於整批密封體之樹脂密封部表面使用墨水形成墨層,然後切斷整批密封體之基板10及樹脂密封部14。
步驟1及步驟2哪個步驟先進行皆可。
整批密封之多個半導體晶片12之各晶片間的距離可均等亦可不均等。從可均質地密封而使施加於多個半導體晶片12之各晶片上的負荷均等(負荷變得最小)之觀點來看,多個半導體晶片12之各晶片間的距離以均等為佳。
步驟1及步驟2哪個步驟先進行皆可。
整批密封之多個半導體晶片12之各晶片間的距離可均等亦可不均等。從可均質地密封而使施加於多個半導體晶片12之各晶片上的負荷均等(負荷變得最小)之觀點來看,多個半導體晶片12之各晶片間的距離以均等為佳。
於本發明之半導體元件之製造方法中所使用之脫模膜只要為本積層膜即可,不限於積層膜1。譬如亦可使用積層膜2作為脫模膜。
使用如積層膜2般於基材之一面積層有氟樹脂層之積層膜作為本積層膜時,積層膜係以使收縮性膜層3側面向下模具側之方式配置於下模具上。藉此,作為脫模層發揮機能之氟樹脂層5會與硬化性樹脂40接觸。
使用如積層膜2般於基材之一面積層有氟樹脂層之積層膜作為本積層膜時,積層膜係以使收縮性膜層3側面向下模具側之方式配置於下模具上。藉此,作為脫模層發揮機能之氟樹脂層5會與硬化性樹脂40接觸。
於本發明之半導體元件之製造方法中所使用之上模具及下模具不侷限於圖4~6所示之結構物。
於本發明之半導體元件之製造方法中所使用之硬化性樹脂不限於固體物,亦可為液狀之硬化性樹脂。
於本發明之半導體元件之製造方法中所使用之硬化性樹脂不限於固體物,亦可為液狀之硬化性樹脂。
藉由本發明之半導體元件之製造方法製造之半導體元件,不限於半導體元件110。因應所要製造之半導體元件,亦可不予進行前述實施形態中之步驟7及步驟8。
舉例來說,樹脂密封部之形狀不限於圖3所示者,亦可具有高低差等。被樹脂密封部密封之半導體元件可為1個亦可為多個。且墨層不是必要的。製造發光二極體作為半導體元件時,樹脂密封部因亦作為透鏡部發揮機能,所以通常不會於樹脂密封部之表面形成墨層。樹脂密封部為透鏡部時,樹脂密封部之形狀可採用略半球型、砲彈型、菲涅耳透鏡型、半柱型及略半球透鏡陣列型等各種透鏡形狀。
實施例
舉例來說,樹脂密封部之形狀不限於圖3所示者,亦可具有高低差等。被樹脂密封部密封之半導體元件可為1個亦可為多個。且墨層不是必要的。製造發光二極體作為半導體元件時,樹脂密封部因亦作為透鏡部發揮機能,所以通常不會於樹脂密封部之表面形成墨層。樹脂密封部為透鏡部時,樹脂密封部之形狀可採用略半球型、砲彈型、菲涅耳透鏡型、半柱型及略半球透鏡陣列型等各種透鏡形狀。
實施例
以下揭示實施例來詳細說明本發明。惟本發明不因以下之記載而受到限定。
例1~6為實施例,例7~15為比較例。
將於各例中所使用之測定或評價方法及材料揭示於以下。
例1~6為實施例,例7~15為比較例。
將於各例中所使用之測定或評價方法及材料揭示於以下。
(評價方法)
<厚度>
以接觸式厚度計OG-525H (ONO SOKKI CO.,LTD.製)並使用量測頭AA-026(ø10mm SR7)測定膜的厚度。
<厚度>
以接觸式厚度計OG-525H (ONO SOKKI CO.,LTD.製)並使用量測頭AA-026(ø10mm SR7)測定膜的厚度。
<貯存彈性模數(180℃)>
將膜切成長度5mm且寬度5mm而製得試樣。試樣係製作了下述2種:以膜之MD為長度方向之試樣1及以膜之TD為長度方向之試樣2。
使用動態黏彈性測定裝置DVA-200(IT計測機器公司製)測定貯存彈性模數E’。將夾頭間長度設為20mm,頻率設為10Hz,且以2℃/分之速度使溫度從20℃上升,以於180℃之值下所測得之E’為貯存彈性模數(180℃)。
以針對試樣1所測得之貯存彈性模數(180℃)(MD之貯存彈性模數)與針對試樣2所測得之貯存彈性模數(180℃)(TD之貯存彈性模數)的平均值為膜之貯存彈性模數(180℃)。
將膜切成長度5mm且寬度5mm而製得試樣。試樣係製作了下述2種:以膜之MD為長度方向之試樣1及以膜之TD為長度方向之試樣2。
使用動態黏彈性測定裝置DVA-200(IT計測機器公司製)測定貯存彈性模數E’。將夾頭間長度設為20mm,頻率設為10Hz,且以2℃/分之速度使溫度從20℃上升,以於180℃之值下所測得之E’為貯存彈性模數(180℃)。
以針對試樣1所測得之貯存彈性模數(180℃)(MD之貯存彈性模數)與針對試樣2所測得之貯存彈性模數(180℃)(TD之貯存彈性模數)的平均值為膜之貯存彈性模數(180℃)。
<熱收縮率(180℃)>
於20℃下,於12cm×12cm之積層膜上分別沿著MD及TD方向各描繪一條長度10cm的直線,並以各直線之端點間距離為初始長L0 。其次,以在180℃下30分鐘之條件對前述積層膜進行熱處理,並於冷卻至20℃之後,測定描繪於積層膜上之直線的端點間直線距離L1 ,再利用下式1求出尺寸變化率ΔL(%),且以-(ΔL)為熱收縮率(180℃)。由針對沿著MD之直線所求得之ΔL獲得MD之熱收縮率,並由針對TD之直線所求得之ΔL獲得TD之熱收縮率。
尺寸變化率ΔL(%)=(L1 /L0 -1)×100 ・・・式1
於20℃下,於12cm×12cm之積層膜上分別沿著MD及TD方向各描繪一條長度10cm的直線,並以各直線之端點間距離為初始長L0 。其次,以在180℃下30分鐘之條件對前述積層膜進行熱處理,並於冷卻至20℃之後,測定描繪於積層膜上之直線的端點間直線距離L1 ,再利用下式1求出尺寸變化率ΔL(%),且以-(ΔL)為熱收縮率(180℃)。由針對沿著MD之直線所求得之ΔL獲得MD之熱收縮率,並由針對TD之直線所求得之ΔL獲得TD之熱收縮率。
尺寸變化率ΔL(%)=(L1 /L0 -1)×100 ・・・式1
<利用壓縮成形法製造樹脂密封品>
使用各例之積層膜(或單層的膜)作為脫模膜,並按以下之程序製得樹脂密封品。
使用APIC YAMADA CORPORATION製自動成型(automatic molding)裝置MSL-06M來製備一半導體密封壓縮成形用模具,其係設計成可以模槽深度0.65mm對寬度70mm且長度230mm之晶片基板進行壓縮成形。前述裝置具有可連續裝設140mm寬之脫模膜的膜捲出及捲取機構。又,本裝置是除了壓縮成形式之外還可使用於轉注成形之混成式裝置,所以具有與圖4~6所說明之一般壓縮成形裝置上下相反之構造。本發明中在進行膜之脫模性之評價上,即便使用本裝置亦與圖4~6所示之壓縮成形裝置上之舉措無任何不同。
於本實施例中,全都是準備長度20m以上之膜捲材並將其裝設於前述裝置上來進行一連串的評價。另外,膜是以每秒20cm之速度來作輸出及捲取,所進行之膜輸送及捲取操作是每次密封半導體晶片,新的膜面就會被輸出至上模具內部。此時膜輸送張力及靜止時張力皆為8N。膜於一連串操作的起始會實施捲出及捲取操作,且以從膜原料捲材所捲出之新的部分已插入模具間之狀態作為成形開始點。
從成形開始點起1秒後,一面由上模具所具備之空氣排出口吸引空氣,一面使膜位置相對接近模具表面以接觸上模具,最後令其吸附於上模具(狀態A)。
其次,將於厚度200μm之銅盤上安裝有半導體晶片之結構體配置於下模具,且於其上撒佈預定量的粉末狀環氧材料(Sumitomo Bakelite Co., Ltd.製EME-G600)。之後,以200kN將上模具及下模具合模鎖緊,接著使上模具內部上面下降,以30kN對下部壓縮Chase進行壓縮成形,藉此,在平面上賦予形狀。保持壓縮狀態150秒鐘後,打開模具並取出樹脂密封品(狀態B)。
使用各例之積層膜(或單層的膜)作為脫模膜,並按以下之程序製得樹脂密封品。
使用APIC YAMADA CORPORATION製自動成型(automatic molding)裝置MSL-06M來製備一半導體密封壓縮成形用模具,其係設計成可以模槽深度0.65mm對寬度70mm且長度230mm之晶片基板進行壓縮成形。前述裝置具有可連續裝設140mm寬之脫模膜的膜捲出及捲取機構。又,本裝置是除了壓縮成形式之外還可使用於轉注成形之混成式裝置,所以具有與圖4~6所說明之一般壓縮成形裝置上下相反之構造。本發明中在進行膜之脫模性之評價上,即便使用本裝置亦與圖4~6所示之壓縮成形裝置上之舉措無任何不同。
於本實施例中,全都是準備長度20m以上之膜捲材並將其裝設於前述裝置上來進行一連串的評價。另外,膜是以每秒20cm之速度來作輸出及捲取,所進行之膜輸送及捲取操作是每次密封半導體晶片,新的膜面就會被輸出至上模具內部。此時膜輸送張力及靜止時張力皆為8N。膜於一連串操作的起始會實施捲出及捲取操作,且以從膜原料捲材所捲出之新的部分已插入模具間之狀態作為成形開始點。
從成形開始點起1秒後,一面由上模具所具備之空氣排出口吸引空氣,一面使膜位置相對接近模具表面以接觸上模具,最後令其吸附於上模具(狀態A)。
其次,將於厚度200μm之銅盤上安裝有半導體晶片之結構體配置於下模具,且於其上撒佈預定量的粉末狀環氧材料(Sumitomo Bakelite Co., Ltd.製EME-G600)。之後,以200kN將上模具及下模具合模鎖緊,接著使上模具內部上面下降,以30kN對下部壓縮Chase進行壓縮成形,藉此,在平面上賦予形狀。保持壓縮狀態150秒鐘後,打開模具並取出樹脂密封品(狀態B)。
<模槽面密著時有無發生皺紋>
於狀態A時,在打開模具之狀態下,由其下方觀察膜的吸附狀態,並予以評價脫模膜密著於模槽面時有無發生皺紋。
於狀態A時,在打開模具之狀態下,由其下方觀察膜的吸附狀態,並予以評價脫模膜密著於模槽面時有無發生皺紋。
<模槽底面上升時有無發生皺紋>
於狀態B時,觀察轉印於所得樹脂密封品表面之膜的形狀,並予以評價脫模膜於模槽底面上升時,即,模槽底面上升時(EMC密封時)脫模膜有無發生皺紋。
於狀態B時,觀察轉印於所得樹脂密封品表面之膜的形狀,並予以評價脫模膜於模槽底面上升時,即,模槽底面上升時(EMC密封時)脫模膜有無發生皺紋。
<樹脂密封品外觀>
以目視觀察前述樹脂密封品之外觀,評價是否有發生起因於脫模膜之皺紋的未填充部分。將未發生前述未填充部分之情形評定為「良好」,並將發生有前述未填充部分之情形評定為「不良」。
以目視觀察前述樹脂密封品之外觀,評價是否有發生起因於脫模膜之皺紋的未填充部分。將未發生前述未填充部分之情形評定為「良好」,並將發生有前述未填充部分之情形評定為「不良」。
(使用材料)
<氟樹脂膜>
ETFE-1:厚度12μm之ETFE膜。
ETFE-2:厚度20μm之ETFE膜。
ETFE-3:厚度50μm之ETFE膜。
該等ETFE膜係分別藉由設置有經調整模唇開度之T模的擠壓機,於320℃下進行熔融擠製,並調整原模輥、製膜速度、夾持壓力將下述製造例1所得ETFE作成膜厚度成為12μm、20μm或50μm而製得。
<氟樹脂膜>
ETFE-1:厚度12μm之ETFE膜。
ETFE-2:厚度20μm之ETFE膜。
ETFE-3:厚度50μm之ETFE膜。
該等ETFE膜係分別藉由設置有經調整模唇開度之T模的擠壓機,於320℃下進行熔融擠製,並調整原模輥、製膜速度、夾持壓力將下述製造例1所得ETFE作成膜厚度成為12μm、20μm或50μm而製得。
<製造例1:ETFE-1之製造>
將內容積1.3L之附攪拌機之聚合槽脫氣後,饋入1-氫十三氟己烷881.99g、1,3-二氯-1,1,2,2,3-五氟丙烷(商品名AK225cb,旭硝子公司製)(以下記作「AK225cb」)335.5g及PFBE 7.0g,並壓入TFE 165.2g、乙烯(以下記作「E」)9.8g,將聚合槽內升溫至66℃後饋入過氧化三甲基乙酸三級丁酯(以下記作「PBPV」)之1質量%的AK225cb溶液7.7mL作為聚合引發劑溶液,從而引發聚合。
聚合中為了使壓力恆定而連續饋入了TFE/E=54/46莫耳比的單體混合氣體。又,配合單體混合氣體之饋入,連續饋入相對於TFE與E之合計莫耳數相當於1.4莫耳%之量的PFBE。從聚合引發起2.9小時後,在已饋入單體混合氣體100g之時間點將聚合槽內溫降至室溫同時並將聚合槽之壓力釋放至常壓。之後,以玻璃濾器吸引過濾所得漿料,且將固體成分回收,並藉由在150℃下乾燥15小時而獲得105g之ETFE-1。所得ETFE係TFE單元/E單元/PFBE單元=52.5/46.3/1.2(莫耳比)之共聚物,且MFR為12g/10分。
將內容積1.3L之附攪拌機之聚合槽脫氣後,饋入1-氫十三氟己烷881.99g、1,3-二氯-1,1,2,2,3-五氟丙烷(商品名AK225cb,旭硝子公司製)(以下記作「AK225cb」)335.5g及PFBE 7.0g,並壓入TFE 165.2g、乙烯(以下記作「E」)9.8g,將聚合槽內升溫至66℃後饋入過氧化三甲基乙酸三級丁酯(以下記作「PBPV」)之1質量%的AK225cb溶液7.7mL作為聚合引發劑溶液,從而引發聚合。
聚合中為了使壓力恆定而連續饋入了TFE/E=54/46莫耳比的單體混合氣體。又,配合單體混合氣體之饋入,連續饋入相對於TFE與E之合計莫耳數相當於1.4莫耳%之量的PFBE。從聚合引發起2.9小時後,在已饋入單體混合氣體100g之時間點將聚合槽內溫降至室溫同時並將聚合槽之壓力釋放至常壓。之後,以玻璃濾器吸引過濾所得漿料,且將固體成分回收,並藉由在150℃下乾燥15小時而獲得105g之ETFE-1。所得ETFE係TFE單元/E單元/PFBE單元=52.5/46.3/1.2(莫耳比)之共聚物,且MFR為12g/10分。
<基材(收縮性膜及比較品)>
聚醯胺-1:雙軸延伸尼龍膜,UNITIKA LTD.製,商品名EMBLEM MS(BC),厚度15μm。
聚醯胺-2:雙軸延伸尼龍膜,UNITIKA LTD.製,商品名EMBLEM NK(BC),厚度15μm。
聚醯胺-3:雙軸延伸尼龍膜,UNITIKA LTD.製,商品名EMBLEM ON(BC),厚度15μm。
聚醯胺-4:無延伸尼龍膜,Mitsubishi Chemical Corporation製,商品名DIAMIRON(註冊商標) C-Z,厚度20μm。
聚醯胺-5:雙軸延伸尼龍膜,TOYOBO CO., LTD.製,商品名HARDEN(註冊商標)N1100,厚度12μm。
聚酯-1:雙軸延伸PET膜,TEIJIN FILM SOLUTIONS LIMITED製,商品名Tetoron(註冊商標)G2,厚度12μm。
聚酯-2:雙軸延伸PET膜,TEIJIN FILM SOLUTIONS LIMITED製,商品名Tetoron NS,厚度12μm。
聚酯-3:雙軸延伸PET膜,Mitsubishi Chemical Corporation製,商品名DIAFOIL(註冊商標)H500,厚度25μm。
聚酯-4:雙軸延伸PET膜,Teijin DuPont Films公司製,商品名TEFLEX(註冊商標) FT3PE,厚度25μm。
聚烯烴:雙軸延伸聚丙烯膜,Mitsui Chemicals Tohcello.Inc.製,商品名OP U-1#20,厚度20μm。
聚醯胺-1:雙軸延伸尼龍膜,UNITIKA LTD.製,商品名EMBLEM MS(BC),厚度15μm。
聚醯胺-2:雙軸延伸尼龍膜,UNITIKA LTD.製,商品名EMBLEM NK(BC),厚度15μm。
聚醯胺-3:雙軸延伸尼龍膜,UNITIKA LTD.製,商品名EMBLEM ON(BC),厚度15μm。
聚醯胺-4:無延伸尼龍膜,Mitsubishi Chemical Corporation製,商品名DIAMIRON(註冊商標) C-Z,厚度20μm。
聚醯胺-5:雙軸延伸尼龍膜,TOYOBO CO., LTD.製,商品名HARDEN(註冊商標)N1100,厚度12μm。
聚酯-1:雙軸延伸PET膜,TEIJIN FILM SOLUTIONS LIMITED製,商品名Tetoron(註冊商標)G2,厚度12μm。
聚酯-2:雙軸延伸PET膜,TEIJIN FILM SOLUTIONS LIMITED製,商品名Tetoron NS,厚度12μm。
聚酯-3:雙軸延伸PET膜,Mitsubishi Chemical Corporation製,商品名DIAFOIL(註冊商標)H500,厚度25μm。
聚酯-4:雙軸延伸PET膜,Teijin DuPont Films公司製,商品名TEFLEX(註冊商標) FT3PE,厚度25μm。
聚烯烴:雙軸延伸聚丙烯膜,Mitsui Chemicals Tohcello.Inc.製,商品名OP U-1#20,厚度20μm。
<接著劑>
使用了以下之胺甲酸乙酯系接著劑A作為貼合各膜之乾式層壓用接著劑。混合主劑及硬化劑以使以固體成分計之質量比(主劑:硬化劑)為10:1,並使用乙酸乙酯作為稀釋劑。
「胺甲酸乙酯系接著劑A」
主劑:CRISVON(註冊商標)NT-258(DIC CORPORATION製)。
硬化劑:Coronate 2096(Nippon Polyurethane Industry Co.,Ltd.製)。
使用了以下之胺甲酸乙酯系接著劑A作為貼合各膜之乾式層壓用接著劑。混合主劑及硬化劑以使以固體成分計之質量比(主劑:硬化劑)為10:1,並使用乙酸乙酯作為稀釋劑。
「胺甲酸乙酯系接著劑A」
主劑:CRISVON(註冊商標)NT-258(DIC CORPORATION製)。
硬化劑:Coronate 2096(Nippon Polyurethane Industry Co.,Ltd.製)。
(例1)
按以下程序層壓以下A1、A2、A3三張膜,而製得一依序積層有A1、A2、A3之積層膜。
A1:ETFE-1。
A2:聚醯胺-1。
A3:ETFE-1。
乾式層壓程序:使用凹版輥於A2之第1面塗覆0.7g/m2 之胺甲酸乙酯系接著劑A,並使其於60℃下乾燥。於該塗覆面疊上A1,並於60℃且1m/min之條件下進行輥壓,而製得A2與A1之積層體。於該積層體之A2側的面(A2的第2面)塗覆0.7g/m2 之胺甲酸乙酯系接著劑A,並使其於60℃下乾燥。於前述塗覆面疊上A3,並於60℃且1m/min之條件下進行輥壓。之後,於40℃下熟化96小時而製得積層膜。胺甲酸乙酯系接著劑A之塗覆量係乾燥塗覆量。
按以下程序層壓以下A1、A2、A3三張膜,而製得一依序積層有A1、A2、A3之積層膜。
A1:ETFE-1。
A2:聚醯胺-1。
A3:ETFE-1。
乾式層壓程序:使用凹版輥於A2之第1面塗覆0.7g/m2 之胺甲酸乙酯系接著劑A,並使其於60℃下乾燥。於該塗覆面疊上A1,並於60℃且1m/min之條件下進行輥壓,而製得A2與A1之積層體。於該積層體之A2側的面(A2的第2面)塗覆0.7g/m2 之胺甲酸乙酯系接著劑A,並使其於60℃下乾燥。於前述塗覆面疊上A3,並於60℃且1m/min之條件下進行輥壓。之後,於40℃下熟化96小時而製得積層膜。胺甲酸乙酯系接著劑A之塗覆量係乾燥塗覆量。
(例2~6、例8~15)
除了將進行層壓之膜的種類變更成如表1~表2所載以外,其餘係以與例1同樣方式製得積層膜。
除了將進行層壓之膜的種類變更成如表1~表2所載以外,其餘係以與例1同樣方式製得積層膜。
(例7)
直接將ETFE-3用作例7的膜。
直接將ETFE-3用作例7的膜。
將各例之積層膜或單層的膜(以下亦記作「製品膜」)之整體厚度、製品膜及所使用之基材的貯存彈性模數(180℃)及熱收縮率(180℃)以及評價結果示於表1~表2。
[表1]
[表2]
如前述,藉由將例1~6之積層膜用作脫模膜可以抑制於模槽面密著時及模槽底面上升時之兩種情況下發生皺紋。因而,可獲得外觀優異之樹脂密封品。
相對於此,以例7的膜來說,因為不含收縮性膜,所以在模槽面密著時及模槽底面上升時之兩種情況下有皺紋發生。
而以例8~14之積層膜來說,因為收縮性膜之MD及TD的熱收縮率(180℃)皆小於3%,所以於模槽面密著時有皺紋發生。
以例15的積層膜來說,因為收縮性膜之貯存彈性模數(180℃)小於70MPa,所以於模槽底面上升時有皺紋發生。但未看到模槽底面上升時有再增加之皺紋發生。
另外在此援引已於2017年11月17日提出申請之日本專利申請案2017-222227號說明書、申請專利範圍、摘要及圖式之全部內容,並將其納入作為本發明說明書之揭示。
相對於此,以例7的膜來說,因為不含收縮性膜,所以在模槽面密著時及模槽底面上升時之兩種情況下有皺紋發生。
而以例8~14之積層膜來說,因為收縮性膜之MD及TD的熱收縮率(180℃)皆小於3%,所以於模槽面密著時有皺紋發生。
以例15的積層膜來說,因為收縮性膜之貯存彈性模數(180℃)小於70MPa,所以於模槽底面上升時有皺紋發生。但未看到模槽底面上升時有再增加之皺紋發生。
另外在此援引已於2017年11月17日提出申請之日本專利申請案2017-222227號說明書、申請專利範圍、摘要及圖式之全部內容,並將其納入作為本發明說明書之揭示。
1‧‧‧積層膜
2‧‧‧積層膜
3‧‧‧收縮性膜層
5‧‧‧氟樹脂層
10‧‧‧基板
12‧‧‧半導體晶片
14‧‧‧樹脂密封部
14a‧‧‧樹脂密封部14之上面
16‧‧‧墨層
18‧‧‧搭接線(連接端子)
20‧‧‧上模具
21‧‧‧下模具
22‧‧‧模槽底面構件
24‧‧‧框狀構件
26‧‧‧凹部
40‧‧‧硬化性樹脂
110‧‧‧半導體元件
圖1係示意截面圖,顯示本發明之積層膜之一例。
圖2係示意截面圖,顯示本發明之積層膜之另一例。
圖3係示意截面圖,顯示利用本發明之半導體元件之製造方法製造之半導體元件之一例。
圖4係截面圖,示意說明本發明之半導體元件之製造方法之一實施形態中之步驟1~3。
圖5係截面圖,示意說明本發明之半導體元件之製造方法之一實施形態中之步驟4。
圖6係截面圖,示意說明本發明之半導體元件之製造方法之一實施形態中之步驟5。
Claims (15)
- 一種積層膜,特徵在於包含: 收縮性膜層,其於180℃下之貯存彈性模數E’為70MPa以上,且以20℃為基準之180℃下30分鐘的縱向(MD)及橫向(TD)熱收縮率分別為3%以上;及 氟樹脂層,其存在於前述收縮性膜層之一面或兩面上; 並且,該積層膜至少一面為前述氟樹脂層之表面。
- 如請求項1之積層膜,其中前述積層膜於180℃下之貯存彈性模數E’為70MPa以上,且前述積層膜以20℃為基準之180℃下30分鐘的MD及TD熱收縮率分別為2%以上。
- 如請求項1或2之積層膜,其中前述氟樹脂層存在於前述收縮性膜層之兩面上。
- 如請求項1至3中任一項之積層膜,其更於前述收縮性膜層與前述氟樹脂層之間存在有接著層。
- 如請求項1至4中任一項之積層膜,其中前述收縮性膜為雙軸延伸膜。
- 如請求項1至5中任一項之積層膜,其中前述收縮性膜係由樹脂構成之收縮性膜,且前述樹脂選自於由聚醯胺樹脂、聚酯樹脂、聚苯乙烯樹脂及生物來源樹脂所構成群組中之至少1種樹脂。
- 如請求項1至6中任一項之積層膜,其中前述收縮性膜為雙軸延伸聚醯胺樹脂膜。
- 如請求項1至7中任一項之積層膜,其中前述氟樹脂係由氟烯烴系聚合物構成之氟樹脂。
- 如請求項8之積層膜,其中前述氟烯烴系聚合物為乙烯-四氟乙烯系共聚物。
- 如請求項1至9中任一項之積層膜,其中前述氟樹脂層為氟樹脂膜層。
- 如請求項1至10中任一項之積層膜,其係用作脫模膜。
- 如請求項11之積層膜,其中前述脫模膜係於製造半導體元件之樹脂密封步驟中配置於模具之凹部而與密封用樹脂接觸的脫模膜。
- 一種半導體元件之製造方法,係使用具備上模具與下模具之壓縮成形裝置來製造半導體元件,該半導體元件具備基板、半導體晶片、連接端子及由硬化性樹脂之硬化物構成之樹脂密封部;該半導體元件之製造方法之特徵在於: 將具有基板、半導體晶片及連接端子之結構體配置於前述上模具及下模具中之一者; 將如請求項1至12中任一項之積層膜用作脫模膜,將其配置成覆蓋凹部且使氟樹脂層表面面向模具之成形空間而密著於前述凹部表面,該凹部係設於前述上模具及下模具中之另一者; 於前述上模具與下模具之間配置硬化性樹脂,並將前述上模具與下模具合模鎖緊,使前述凹部之底面移動以壓縮前述硬化性樹脂,同時使前述硬化性樹脂熱硬化而形成樹脂密封部。
- 如請求項13之半導體元件之製造方法,其中前述樹脂密封部之厚度為0.1~0.7mm。
- 如請求項13或14之半導體元件之製造方法,其中令前述積層膜密著於前述凹部表面時,前述凹部之深度比前述樹脂密封部之厚度深且為0.125~1.1mm。
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