TW202012140A - 半導體封裝製程用離型膜及使用其之電子零件之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題係提供一種半導體封裝製程用離型膜，其具有一定以上的離型性、模具追隨性，即使在高溫下的封裝製程中亦皺褶之產生少，且能夠以低成本使用。
解決手段為一種半導體封裝製程用離型膜，其係具有表面層(A)和耐熱樹脂層(B)的半導體封裝製程用離型膜，其中前述表面層(A)包含4-甲基-戊烯-1聚合物，前述半導體封裝製程用離型膜的180℃的儲存模數(E’1)為250MPa以上1500MPa以下。
Description
本發明係關於半導體封裝製程用離型膜及使用其之電子零件之製造方法。
近年來，在以樹脂封裝半導體晶片的製程中，為了得到樹脂硬化後之封裝樹脂與模具的離型性，而採用了在模具內面和半導體晶片之間配置離型膜的方法。
作為這樣的離型膜，主要使用離型性及耐熱性優異的四氟乙烯-乙烯共聚物(ETFE)樹脂膜(例如，專利文獻1)。然而，這些離型膜有：因熱分解生成物附著於模具內面污染模具而容易造成外觀不良這樣的問題、單價高這樣的問題。
相對於此，也有人提出了單價便宜的聚苯乙烯系樹脂的離型膜(例如，專利文獻2)。然而，專利文獻2的離型膜有耐熱性差，在高溫下的封裝製程中容易產生皺褶等的問題。
專利文獻1：日本特開2001-310336號公報
專利文獻2：日本特開2015-021017號公報
本發明係有鑑於這樣的情況所完成的發明，目的在 於提供一種半導體封裝製程用離型膜，其具有一定以上的離型性、模具追隨性，即使在高溫下的封裝製程中亦皺褶之產生少，且能夠以低成本使用。
即，本發明人針對各式各樣的樹脂加以檢討，結果發現在具有表面層(A)和耐熱樹脂層(B)的半導體封裝製程用離型膜中，藉由前述表面層(A)包含4-甲基-戊烯-1聚合物，前述半導體封裝製程用離型膜的180℃的儲存模數(E’1)設為250MPa以上1500MPa以下，而會具有一定以上的離型性、模具追隨性，即使在高溫下的封裝製程中亦皺褶之產生少，從而完成本發明。
解決上述課題的本發明係由下述內容構成。
(1)一種半導體封裝製程用離型膜，其係具有表面層(A)和耐熱樹脂層(B)的半導體封裝製程用離型膜，前述表面層(A)包含4-甲基-戊烯-1聚合物，前述半導體封裝製程用離型膜的180℃的儲存模數(E’1)為250MPa以上1500MPa以下。
(2)一種半導體封裝製程用離型膜，其係具有表面層(A)和耐熱樹脂層(B)的半導體封裝製程用離型膜，前述表面層(A)包含4-甲基-戊烯-1聚合物，前述耐熱樹脂層(B)的180℃的儲存模數(E’1)為500MPa以上2000MPa以下。
(3)如(1)或(2)的半導體封裝製程用離型膜，其中耐熱樹脂層(B)包含從聚醚碸、聚苯碸、聚芳香酯所選出的至少一種樹脂。
(4)如(1)至(3)中任一項的半導體封裝製程用離型膜，其中 由以下的式1所算出之半導體封裝製程用離型膜的180℃的強度(F)為5000N/mm以上130000N/mm以下。
180℃的強度(F)=180℃的儲存模數(E’1)×厚度(mm)．．．式1
(5)如請求項(1)、(3)或(4)中任一項的半導體封裝製程用離型膜，其中前述半導體封裝製程用離型膜的180℃的儲存模數(E’1)為23℃的儲存模數(E’2)的0.5倍以上1.0倍以下。
(6)如(1)至(5)中任一項的半導體封裝製程用離型膜，其中前述半導體封裝製程用離型膜的厚度為20μm以上125μm以下，前述耐熱樹脂層(B)的厚度為前述半導體封裝製程用離型膜的厚度的20%以上90%以下。
(7)如(1)至(6)中任一項的半導體封裝製程用離型膜，其中在前述表面層(A)和前述耐熱樹脂層(B)之間，具有接著層(C)。
(8)一種電子零件之製造方法，具有：將如(1)至(7)中任一項的半導體封裝製程用離型膜組裝於封裝裝置的組裝步驟；以樹脂將前述半導體封裝製程用離型膜和排列在基板上的半導體進行封裝的封裝步驟；以及將前述半導體封裝製程用離型膜剝離的離型步驟。
根據本發明的話，便能夠提供一種半導體封裝製程用離型膜，其具有一定以上的離型性、模具追隨性，即使在高溫下的封裝製程中亦皺褶之產生少，且能夠以低成本使用。
以下，說明半導體封裝製程用離型膜的各種實施形態，接著針對半導體封裝製程用離型膜之製造方法及電子零件之製造方法進行說明，但在針對一實施形態記載的特定的說明對其他實施形態也適用之情況下，在其他實施形態中省略該說明。
本發明之第一實施形態的半導體封裝製程用離型膜，是具有表面層(A)和耐熱樹脂層(B)的半導體封裝製程用離型膜，且是前述表面層(A)包含4-甲基-戊烯-1聚合物，前述半導體封裝製程用離型膜的180℃的儲存模數(E’1)為250MPa以上1500MPa以下的半導體封裝製程用離型膜。
表面層(A)中所含的4-甲基-戊烯-1聚合物可以是4-甲基-戊烯-1的均聚物，此外，也可以是與其他樹脂的共聚物。作為與4-甲基-戊烯-1進行共聚合的樹脂，例如，可舉出碳原子數2~20的烯烴。就碳原子數2~20的烯烴的例子而言，包含：乙烯、丙烯、1-丁烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十四烯、1-十六烯、1-十七烯、1-十八烯、1-二十烯等。這些烯烴可以是單獨的，也可以組合2種以上。
在本發明的一實施形態中，在4-甲基-戊烯-1聚合物為共聚物的情況下，較佳為源自4-甲基-戊烯-1的構成單元的比例為90~99質量%，源自其他樹脂的構成單元的比例為1~10質量%。
4-甲基-戊烯-1聚合物能以公知的方法製造。例如，能夠藉由使用齊格勒-納塔觸媒(Ziegler-Natta catalyst)、茂金屬系觸媒等公知的觸媒的方法來製造，但例如也可以是三井化學股份有限公司製的TPX等市售的共聚物。
在本發明的一實施形態中，構成表面層(A)的樹脂的180℃下的儲存模數E’為5MPa以上50MPa以下。藉由將180℃下的儲存模數E’設為5MPa以上，半導體封裝製程用離型膜過度變軟，在封裝製程中能夠抑制皺褶產生。此外，藉由將180℃下的儲存模數E’設為50MPa以下，半導體封裝製程用離型膜過硬，能夠抑制模具追隨性降低。
表面層(A)的厚度沒有特別的限制，為1~100μm，較佳為3~75μm，更佳為10~40μm。
在本發明的一實施形態中，表面層(A)的厚度為前述半導體封裝製程用離型膜的厚度的10%以上80%以下，較佳為20%以上70%以下，更佳為30%以上60%以下。
表面層(A)的表面可以根據需要而實施鏡面拋光。對表面層(A)的表面實施鏡面拋光的方法沒有特別的限制，能夠採用在實施過鏡面加工的輥進行加壓壓接等的一般的方法。此外，表面層(A)的表面可以具有凹凸形狀。對表面層(A)的表面賦予凹凸形狀的方法沒有特別的限制，能夠採用壓紋加工等的一般的方法。
本實施形態中的構成耐熱樹脂層的樹脂，在具有表面層(A)和耐熱樹脂層(B)的半導體封裝製程用離型膜中，若為半導體封裝製程用離型膜的180℃的儲存模數(E’1)成為250MPa以上 1500MPa以下的樹脂的話，便沒有特別的限制。例如，能夠使用從聚醚碸、聚苯碸、聚芳香酯、聚醚醯亞胺、熱塑性聚醯亞胺所選出的一種以上的樹脂。
耐熱樹脂層(B)的厚度沒有特別的限制，為1~100μm，較佳為3~75μm，更佳為10~25μm。
在本發明的一實施形態中，耐熱樹脂層(B)的厚度為前述半導體封裝製程用離型膜的厚度的20%以上90%以下，較佳為30%以上80%以下，更佳為40%以上70%以下。
耐熱樹脂層(B)的表面可以根據需要而實施鏡面拋光。對耐熱樹脂層(B)的表面實施鏡面拋光的方法沒有特別的限制，能夠採用在實施過鏡面加工的輥進行加壓壓接等的一般的方法。此外，耐熱樹脂層(B)的表面可以具有凹凸形狀。對耐熱樹脂層(B)的表面賦予凹凸形狀的方法沒有特別的限制，能夠採用壓紋加工等的一般的方法。
在本發明的一實施形態中，在表面層(A)和耐熱樹脂層(B)之間可以具有接著層(C)。接著層，係能夠將表面層(A)和耐熱樹脂層(B)進行接著，即使在樹脂封裝步驟、離型步驟中也不會剝離的物質，若為不妨礙本發明的效果的物質的話，便沒有特別的限制，例如，能夠使用環氧系熱硬化性接著劑、胺基甲酸酯系接著劑。接著層(C)的厚度沒有特別的限制，為0.5~15μm，較佳為1~10μm，更佳為2~5μm。
此外，本發明的一實施形態中的各個層，在不妨礙本發明的效果的範圍內，可以含有添加物。在不妨礙本發明的效果的範圍 內，可以包含耐熱穩定劑、耐候穩定劑、防銹劑、耐銅害穩定劑、抗靜電劑等一般能被摻合的公知的添加劑。這些添加劑的含量係相對於構成各層的樹脂100質量份，能夠設為0.01~30質量份。
本發明的一實施形態中的膜的180℃的儲存模數(E’1)為250MPa以上1500MPa以下，可用作半導體封裝製程用離型膜。本發明的一實施形態中的膜的180℃的儲存模數(E’1)較佳為400MPa以上1400MPa以下，更佳為500MPa以上1000MPa以下。
在本發明的一實施形態中，半導體封裝製程用離型膜的180℃的強度(F)為5000N/mm以上130000N/mm以下，較佳為14500N/mm以上100000N/mm以下，更佳為15500N/mm以上55000N/mm以下。此外，半導體封裝製程用離型膜的180℃的強度(F)能夠以式1中記載的方法算出。
180℃的強度(F)=180℃的儲存模數(E’1)×厚度(mm)．．．式1
在本發明的一實施形態中，半導體封裝製程用離型膜的180℃的儲存模數(E’1)為23℃的儲存模數(E’2)的0.5倍以上1.0倍以下，較佳為0.55倍以上0.9倍以下，更佳為0.6倍以上0.8倍以下。藉由半導體封裝製程用離型膜的180℃的儲存模數(E’1)為23℃的儲存模數(E’2)的0.5倍以上，即使在更高溫下的封裝製程中，半導體封裝製程用離型膜亦不會過度變軟，在封裝製程中能夠抑制皺褶產生。
在本發明的一實施形態中，半導體封裝製程用離型膜的總厚 度為20μm以上125μm以下，較佳為20μm以上100μm以下，更佳為25μm以上100μm以下。
在本發明的一實施形態中，半導體封裝製程用離型膜係包含表面層(A)及耐熱樹脂層(B)的2層的膜，但例如，也可以是包含表面層(A)/耐熱樹脂層(B)/表面層(A)的3層的膜，也可以在表面層(A)和耐熱樹脂層(B)之間具有接著層(C)。
在本發明的一實施形態中，半導體封裝製程用離型膜可以單軸或者雙軸拉伸，藉此能夠提高膜的膜強度。
本發明之第二實施形態的半導體封裝製程用離型膜，是具有表面層(A)和耐熱樹脂層(B)的半導體封裝製程用離型膜，且是前述表面層(A)包含4-甲基-戊烯-1聚合物，前述耐熱樹脂層(B)的180℃的儲存模數(E’1)為500MPa以上2000MPa以下的半導體封裝製程用離型膜。
關於表面層(A)、耐熱樹脂層(B)的材料、厚度、其他成分、膜等，係與第1實施形態相同，因此省略記載。
在本實施形態中，構成耐熱樹脂層(B)的樹脂的180℃下的儲存模數(E’1)為500MPa以上2000MPa以下，較佳為1000MPa以上1700MPa以下，更佳為1100MPa以上1600MPa以下。藉由將180℃下的儲存模數E’設為500MPa以上，半導體封裝製程用離型膜過度變軟，不僅在封裝製程中能夠抑制皺褶產生，在耐熱樹脂層(B)與模具接觸的情況下也能夠確保相對於模具的離型性。此外，藉由將180℃下的儲存模數E’設為2000MPa以下，半導體封裝製程用離型膜過硬，能夠抑制模具 追隨性降低。
在本發明的一實施形態中，半導體封裝製程用離型膜能以任意的方法製造。例如有：藉由將表面層(A)和耐熱樹脂層(B)進行共擠出成形並加以積層，來製造半導體封裝製程用離型膜的方法(共擠出成形法)；藉由預先製造成為表面層(A)的膜、和成為耐熱樹脂層(B)的膜，透過接著層將這些膜進行積層(層疊)，來製造半導體封裝製程用離型膜的方法(接著法)等。
共擠出成形法中的熔融擠出手段沒有特別的限定，例如，能夠使用具有T型模、充氣(inflation)型模的擠出機等。在接著法中，塗布接著層的手段沒有特別的限定，例如，能夠使用輥塗布機、模塗布機、噴灑塗布機等各種塗布機。
在本實施形態中，使用半導體封裝製程用離型膜的電子零件係以具有以下步驟的方法製造：將半導體封裝製程用離型膜組裝於封裝裝置的組裝步驟；以樹脂將前述半導體封裝製程用離型膜和排列在基板上的半導體進行封裝的封裝步驟；以及將前述半導體封裝製程用離型膜剝離的離型步驟。
在本發明的一實施形態中，電子零件係用以下的方法製造。首先，將半導體封裝製程用離型膜供給至模具內。接著，將半導體封裝製程用離型膜配置於上模的內面。接著，在模具內，配置要進行樹脂封裝的半導體，同時設置封裝樹脂材料，進行合模。接著，在既定的加熱及加壓條件下，將封裝樹脂材料注入模具內。 此時的模具的溫度一般是150~180℃，但在使用本實施形態的半導體封裝製程用離型膜的情況下，即使是更高的模具溫度(例如180~200℃)，也具有一定以上的離型性、模具追隨性，且皺褶之產生少，因此不僅封裝樹脂材料的選項擴大，也能夠縮短封裝製程的時間。成形壓力，例如為7~12MPa，成形時間，例如為1~5分鐘左右。保持一定時間後，打開上模和下模，同時或依序將經樹脂封裝的半導體、離型膜進行離型。藉由將所得到的半導體的多餘的樹脂部分除去，能夠得到所要的電子零件。
本發明的離型膜，不限於將半導體元件進行樹脂封裝的步驟，也能夠較佳地用於使用模具將各種樹脂進行成形及離型的步驟。
以下，顯示實施例以更具體地說明本發明，但不得以這些實施例限定本發明的解釋。
在實施例及比較例中，使用以下的材料。
(A-1)聚甲基戊烯樹脂膜，三井化學公司製的「DX845」
(A-2)聚甲基戊烯樹脂膜，三井化學公司製的「MX004」
(A-3)聚乙烯樹脂膜，Tosoh公司製的「Nipolon Hard 6060」
(B-1)聚醚碸樹脂膜，住友化學公司製的「SUMIKAEXCEL PES4800G」
(B-2)聚苯碸樹脂膜，BASF公司製的「UltrasonP3010」
(B-3)聚芳香酯樹脂膜，Unitika公司製的「U polymer U-100」，Tg193℃
(B-4)聚醚醯亞胺樹脂膜，Sabic公司製的「Ultem VH1003-1000」
(B-5)聚碳酸酯樹脂膜，帝人公司製的「K1300」
(B-6)聚對苯二甲酸乙二酯樹脂膜，Toray公司製的「S10」
(C-1)環氧系熱硬化性接著劑，三菱瓦斯化學公司製的「MAXIVE M-100」和「MAXIVE C93-E」的1：1混合液
耐熱樹脂層(B)及半導體封裝製程用離型膜的儲存模數(拉伸黏彈性)係用以下的條件進行測定。
裝置：動態黏彈性裝置RSA-G2(TA Instruments公司製)
測定條件：拉伸模式，振動頻率：1Hz，測定溫度：從23℃起以5℃/分鐘的速度升溫，直到樣品熔解而成為不能測定為止的溫度
測定方向：膜的長邊方向(膜搬送方向)
評價項目：180℃下的儲存模數E’1
23℃下的儲存模數E’2
在300℃下將三井化學公司製的聚甲基戊烯樹脂(DX845)進行熔融擠出，得到膜厚23μm的聚甲基戊烯膜作為表面層(A)。在370℃下將住友化學公司製的聚醚碸(SUMIKAEXCEL PES4800G)進行熔融擠出，得到膜厚23μm的聚醚碸膜作為耐熱樹脂層(B)。以乾燥後的塗膜厚度成為4μm的方式，將三菱瓦斯化學公司製的環氧系熱硬化性接著劑(MAXIVE)塗布在此聚醚碸膜的單面，形成接著層。以乾式層疊裝置將聚甲基戊烯膜積層在此接著層，得到厚度50μm的半導體封裝製程用離型膜。
除了如表1的記載形成表面層(A)、耐熱樹脂層(B)、接著層(C)外，以與實施例1相同的方法製作半導體封裝製程用離型膜。又，關於實施例10，係以共擠出法作成，設為2層構造且厚度為50μm的半導體封裝製程用離型膜。比較例3、4係分別設為單層構造且厚度為50μm的半導體封裝製程用離型膜。
使用APIC YAMADA公司製的轉移模具裝置GTM-S MS，使所得到的半導體封裝製程用離型膜真空吸附於上模的分模面。接著，將貼附有黏著膠帶之搭載半導體晶片的導線架配置於下模，進行合模。此時，將模具的溫度(成形溫度)設為180℃，將成形壓力設為8MPa，將成形時間設為3分鐘。然後，以封裝樹脂將搭載半導體晶片的導線架進行封裝後，將與樹脂封裝接觸的半導體封裝製程用離型膜進行離型。
針對在實施例及比較例所得到的半導體封裝製程用離型膜，進行以下的評價，將結果顯示於表1。
用以下的基準，評價半導體封裝製程用離型膜的模具追隨 性。
3：半導體封裝體(package)中，完全沒有樹脂缺口
2：半導體封裝體中，端部有部分樹脂缺口
1：半導體封裝製程用離型膜並未追隨模具，不能進行真空吸附
用以下的基準，評價半導體封裝製程用離型膜、及半導體封裝體的樹脂封裝面的皺褶的狀態。
3：半導體封裝製程用離型膜中完全沒有皺褶、裂紋
2：半導體封裝製程用離型膜中有些微的皺褶，但沒有發生裂紋
1：半導體封裝製程用離型膜中有許多皺褶，或者發生裂紋
用以下的基準，評價半導體封裝製程用離型膜的離型性。
3：半導體封裝製程用離型膜係在模具開放的同時剝離
2：半導體封裝製程用離型膜係在從模具開放起10秒鐘以內剝離
1：半導體封裝製程用離型膜係緊貼在半導體封裝體的樹脂封裝面，並未剝離
Claims (8)
- 一種半導體封裝製程用離型膜，其係具有表面層(A)和耐熱樹脂層(B)的半導體封裝製程用離型膜，其中該表面層(A)包含4-甲基-戊烯-1聚合物，該半導體封裝製程用離型膜的180℃的儲存模數(E’1)為250MPa以上1500MPa以下。
- 一種半導體封裝製程用離型膜，其係具有表面層(A)和耐熱樹脂層(B)的半導體封裝製程用離型膜，該表面層(A)包含4-甲基-戊烯-1聚合物，該耐熱樹脂層(B)的180℃的儲存模數(E’1)為500MPa以上2000MPa以下。
- 如請求項1或2的半導體封裝製程用離型膜，其中耐熱樹脂層(B)包含從聚醚碸、聚苯碸、聚芳香酯所選出的至少一種樹脂。
- 如請求項1至3中任一項的半導體封裝製程用離型膜，其中由以下的式1所算出之半導體封裝製程用離型膜的180℃的強度(F)為5000N/mm以上130000N/mm以下，180℃的強度(F)=180℃的儲存模數(E’1)×厚度(mm)．．．式1。
- 如請求項1、3或4中任一項的半導體封裝製程用離型膜，其中該半導體封裝製程用離型膜的180℃的儲存模數(E’1)為23℃的儲存模數(E’2)的0.5倍以上1.0倍以下。
- 如請求項1至5中任一項的半導體封裝製程用離型膜，其中該半導體封裝製程用離型膜的厚度為20μm以上125μm以下，該耐熱樹脂層(B)的厚度為該半導體封裝製程用離型膜的 厚度的20%以上90%以下。
- 如請求項1至6中任一項的半導體封裝製程用離型膜，其中在該表面層(A)和該耐熱樹脂層(B)之間，具有接著層(C)。
- 一種電子零件之製造方法，具有：將如請求項1至7中任一項的半導體封裝製程用離型膜組裝於封裝裝置的組裝步驟；以樹脂將該半導體封裝製程用離型膜和排列在基板上的半導體進行封裝的封裝步驟；以及將該半導體封裝製程用離型膜剝離的離型步驟。
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