TW202116951A

TW202116951A - 脫模膜及半導體封裝的製造方法

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Publication number: TW202116951A
Application number: TW109130220A
Authority: TW
Inventors: 瀬里泰洋
Original assignee: 日商日立化成股份有限公司
Priority date: 2019-09-05
Filing date: 2020-09-03
Publication date: 2021-05-01
Also published as: KR20220057545A; JP7363905B2; JPWO2021044589A1; TWI833987B; JP2023174688A; WO2021044589A1; CN114342051A

Abstract

一種脫模膜，包括：基材層、黏著層、以及配置於所述基材層與所述黏著層之間的導電層，且滿足下述（1）或（2）中至少一者。（1）基材層包含含有丁烯結構與環氧烷結構的聚酯共聚物。（2）150℃下的伸長率為1000%以上。

Description

脫模膜及半導體封裝的製造方法

本發明是有關於一種脫模膜及半導體封裝的製造方法。

近年來，隨著電子設備、特別是行動電話的薄型化發展，對內置半導體元件等電子零件的半導體封裝亦要求進一步的薄型化。另外，就提高散熱性的觀點而言，代替利用密封樹脂覆蓋電子零件整體的包覆成形成形（Over Molding），採用使電子零件表面的一部分露出的露出成形（露模成形（Exposed Die Molding））的情況亦正在增加。

於以成為電子零件的一部分露出的狀態的方式密封電子零件時，需要防止密封材料向電子零件的露出部洩漏（毛邊（flash burr））。因此，進行如下處理：於電子零件的露出的部分貼附具有脫模性的膜（脫模膜）的狀態下進行密封，之後剝離脫模膜使電子零件的表面露出。作為此種脫模膜，例如專利文獻1中記載一種於包含延伸聚酯樹脂膜的基材膜的至少單面積層包含氟樹脂的膜而成的積層膜。 [現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特願2005-186740號公報

[發明所欲解決之課題] 如所述般，脫模膜於密封步驟後自電子零件的表面剝離。此時，若脫模膜帶電，則剝離時會產生放電，有可能產生電子零件的靜電破壞。進而，近年來正在研究於基板上安裝多個封裝後一併密封的技術，為了端子的露出，正在研究使用脫模膜。於該情況下，由於基板上存在各種各樣的封裝，故對脫模膜要求優異的伸長性（模具追隨性）。另外，根據封裝的種類不同，亦有不耐熱的情況，因此要求即便於低溫（例如，150℃以下）下亦顯示出優異的伸長性。

鑑於所述情況，本發明的一態樣的課題在於提供一種抑制電子零件的靜電破壞、且低溫下的伸長性優異的脫模膜。本發明的另一態樣的課題在於提供一種使用該脫模膜的半導體封裝的製造方法。

[解決課題之手段] 於用以解決所述課題的手段中包含以下的實施態樣。＜1＞一種脫模膜，包括：基材層、黏著層、以及配置於所述基材層與所述黏著層之間的導電層，所述基材層包含含有丁烯結構與環氧烷結構的聚酯共聚物。＜2＞一種脫模膜，包括：基材層、黏著層、以及配置於所述基材層與所述黏著層之間的導電層；且150℃下的伸長率為1000%以上。＜3＞如＜1＞或＜2＞所述的脫模膜，用於藉由露出成形製造半導體封裝。＜4＞一種半導體封裝的製造方法，包括：於如＜1＞至＜3＞中任一項所述的脫模膜的所述黏著層與電子零件表面的至少一部分接觸的狀態下密封所述電子零件的周圍的步驟；以及將所述脫模膜自所述電子零件剝離的步驟。

[發明的效果] 根據本發明的一態樣，可提供一種抑制電子零件的靜電破壞、且低溫下的伸長性優異的脫模膜。根據本發明的另一態樣，可提供一種使用該脫模膜的半導體封裝的製造方法。

以下，對用以實施本發明的形態進行詳細說明。但是，本發明並不限定於以下的實施形態。於以下的實施形態中，其結構要素（亦包含要素步驟（step）等）除特別明示的情況以外，並非為必需。數值及其範圍亦相同，並不限制本發明。

本說明書中「步驟」這一用語中，不僅包含與其他步驟獨立的步驟，而且即便於與其他步驟無法明確地加以區分的情況下，只要達成該步驟的目的，則亦包含該步驟。本說明書中使用「～」所表示的數值範圍包含「～」的前後所記載的數值分別作為最小值及最大值。本說明書中階段性地所記載的數值範圍中，可將一個數值範圍中所記載的上限值或下限值替換為其他階段的記載的數值範圍的上限值或下限值。另外，本說明書中所記載的數值範圍中，可將所述數值範圍的上限值或下限值替換為實施例中所示的值。本說明書中關於組成物中的各成分的含有率或含量，於在組成物中存在多種相當於各成分的物質的情況下，只要無特別說明，則是指存在於組成物中的該多種物質的合計含有率或含量。本說明書中關於組成物中的各成分的粒徑，於在組成物中存在多種相當於各成分的粒子的情況下，只要無特別說明，則是指存在於組成物中的該多種粒子的混合物的值。本說明書中「層」這一用語中，於對該層所存在的區域進行觀察時，不僅包含形成於該區域的整體的情況，而且亦包含僅形成於該區域的一部分的情況。本說明書中脫模膜或構成脫模膜的各層的厚度可利用公知的方法測定。例如，可使用測微儀（dial gauge）等進行測定，亦可根據脫模膜的剖面圖像進行測定。或者可使用溶劑等去除構成層的材料，根據去除前後的質量、材料的密度、層的面積等來算出。於層的厚度並非一定的情況下，將於任意五點測定的值的算術平均值作為層的厚度。本說明書中「(甲基)丙烯酸」是指丙烯酸及甲基丙烯酸中任一者或兩者，「(甲基)丙烯酸酯」是指丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯中任一者或兩者。

＜脫模膜＞本揭示的脫模膜為如下脫模膜，其包括：基材層、黏著層、以及配置於所述基材層與所述黏著層之間的導電層，且滿足下述（1）或（2）中至少一者。（1）基材層包含含有丁烯結構與環氧烷結構的聚酯共聚物（以下，亦簡稱為聚酯共聚物）。（2）150℃下的伸長率為1000%以上。

根據所述脫模膜，可抑制電子零件的靜電破壞。其理由未必明確，但認為其原因在於：藉由設置導電層可抑制脫模膜的帶電，於將脫模膜自電子零件剝離時不易產生放電。

圖1概略性地表示脫模膜的結構。如圖1所示，脫模膜40包括基材層10、黏著層20、以及配置於基材層10與黏著層20之間的導電層30。

如圖1所示，本揭示的脫模膜中，導電層30並非配置於脫模膜40的表面，而配置於基材層10與黏著層20之間（黏著層20配置於脫模膜的表面）。因此，可經由黏著層使脫模膜充分地密接於電子零件的表面，從而可有效果地防止密封材料的侵入。

進而，所述脫模膜滿足所述（1）或（2）中至少一者，因此低溫下的伸長性優異。

本揭示的脫模膜於將黏著層側貼附於電子零件等被黏物的表面的狀態下進行密封步驟等處理後加以剝離。本揭示的脫模膜於自被黏物剝離時不易產生放電。因此，例如可較佳地用於藉由露出成形製造半導體封裝。

本揭示中脫模膜於150℃下的伸長率（%）如下述般進行測定。首先，使用脫模膜製作如圖2所示的形狀的試驗片。利用試驗機握持該試驗片的兩端實施拉伸試驗。測定是於150℃的條件下進行，將拉伸速度設為500 mm/min。由試驗前的樣品的記號間距離A（圖2所示的試驗片的寬度為10 mm的部分的長度：40 mm）、與樣品切斷時的記號間距離B（試驗前的試驗片中寬度為10 mm的部分的長度），利用下式來算出伸長率。

[數式1]

於脫模膜的伸長率的測定時例如使用奧里恩特（orientec）股份有限公司製造的「騰喜龍（tensilon）拉伸試驗機RTA-100型」或與其類似、且具有夾捏工具及180度剝離裝置的試驗機。

脫模膜於150℃下的伸長率較佳為1200%以上，更佳為1400%以上。脫模膜於150℃下的伸長率例如於基材層包含聚酯共聚物的情況下，可根據聚酯共聚物中的丁烯結構與環氧烷結構的組成比來調整。

脫模膜於150℃下的彈性係數較佳為10 MPa～50 MPa，更佳為20 MPa～40 MPa。若150℃下的彈性係數為10 MPa以上，則有可獲得良好的模具追隨性的傾向，若為50 MPa以下，則有可獲得良好的伸長性的傾向。脫模膜於150℃下的彈性係數例如於基材層包含聚酯共聚物的情況下，可根據聚酯共聚物中的丁烯結構與環氧烷結構的組成比來調整。

（150℃下的彈性係數）脫模膜於150℃下的彈性係數（MPa）是與150℃下的伸長率的測定同樣地，拉伸試驗片並根據應力-應變線圖中的切線的斜率來算出。由對試驗片施加的每單位剖面積（mm² ）的力（MPa）、試驗前的記號間距離L0（40 mm）、及記號間距離L，利用下式來算出。

[數式2]

（基材層）就低溫下的伸長性的觀點而言，基材層較佳為包含含有丁烯結構與環氧烷結構的聚酯共聚物。聚酯共聚物中包含的環氧烷結構為伸烷基與氧原子鍵結的結構，伸烷基的碳數較佳為1～6，更佳為4。

聚酯共聚物例如可藉由使對苯二甲酸等芳香族二羧酸或其衍生物、1,4-丁二醇、及聚(環氧烷)二醇進行共聚來合成。

作為聚酯共聚物，較佳為可列舉包含下述式（1）所表示的結構單元與下述式（2）所表示的結構單元的共聚物。該共聚物為式（1）所表示的結構單元構成硬鏈段（PBT）、式（2）所表示的結構單元構成軟鏈段（PTMG）的彈性體。

[化1]

[化2]

構成所述共聚物的硬鏈段（PBT）與軟鏈段（PTMG）的質量比（PBT：PTMG）並無特別限制。例如可自1：9～9：1的範圍選擇，亦可自2：8～8：2的範圍選擇，抑或可自3：7～7：3的範圍選擇。

基材層可包含聚酯共聚物以外的成分。例如可列舉：聚對苯二甲酸乙二酯（polyethylene terephthalate，PET）、聚對苯二甲酸丁二酯（polybutylene terephthalate，PBT）等聚酯、聚醯亞胺、聚醯胺、聚酯醚、聚醯胺醯亞胺、含氟樹脂等。於基材層包含聚酯共聚物以外的成分的情況下，聚酯共聚物的比例較佳為基材層整體的50質量%以上，更佳為70質量%以上，進而佳為80質量%以上。

基材層的厚度並無特別限定，較佳為10 μm～300 μm，更佳為20 μm～100 μm。若基材層的厚度為10 μm以上，則脫模片有不易破裂、操作性優異的傾向。若基材層的厚度為300 μm以下，則對模具的追隨性優異，因此有抑制成型的半導體封裝的褶皺等引起的外觀不良的發生的傾向。

基材層可僅包括一層，亦可包括兩層以上。作為獲得包括兩層以上的基材層的方法，可列舉利用共擠出法擠出各層的材料而製作的方法、層壓兩張以上的膜的方法等。

視需要亦可對基材層的設置有導電層之側的面實施用以提高對於導電層的密接力的處理。作為處理的方法，可列舉：電暈處理、電漿處理等表面處理、底塗劑（底漆）的塗佈等。

視需要亦可對基材層的背面（與配置有導電層之側相反的面）賦予用以調節脫模膜的自卷的捲出性的背面處理劑。作為背面處理劑，可列舉：矽酮樹脂、含氟樹脂、聚乙烯基醇、具有烷基的樹脂等。視需要該些背面處理劑可進行改質處理。背面處理劑可僅使用一種，亦可併用兩種以上。

（黏著層）就對於電子零件的表面的密接性的觀點而言，黏著層較佳為包含黏著劑。黏著劑的種類並無特別限制，可考慮黏著性、脫模性、耐熱性等來選擇。具體而言，較佳為丙烯酸系黏著劑、矽酮系黏著劑及胺基甲酸酯系黏著劑，更佳為丙烯酸系黏著劑。黏著層中包含的黏著劑可僅為一種，亦可為兩種以上。

丙烯酸系黏著劑較佳為使作為主單體的丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸2-乙基己酯等玻璃轉移溫度（Tg）低（例如，-20℃以下）的單體、與(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羥基乙酯、(甲基)丙烯酸羥基乙酯、(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯腈等具有官能基的單體共聚而獲得的共聚物（以下，亦稱為丙烯酸共聚物）。所述「玻璃轉移溫度」為使用相應的單體而獲得的均聚物的玻璃轉移溫度。

丙烯酸共聚物可為交聯型丙烯酸共聚物。交聯型丙烯酸共聚物可藉由使用交聯劑使作為丙烯酸共聚物的原料的單體進行交聯來合成。作為交聯型丙烯酸共聚物的合成中所使用的交聯劑，可列舉：異氰酸酯化合物、三聚氰胺化合物、環氧化合物等公知的交聯劑。另外，為了於丙烯酸系黏著劑中形成緩慢擴展的網眼狀結構，交聯劑更佳為三官能、四官能等多官能交聯劑。

黏著層視需要可包含錨定提高劑、交聯促進劑、填料、著色劑等。例如藉由黏著層包含填料，可獲得使黏著層的外表面（與導電層相反的面）粗糙化而提高自電子零件的剝離性等效果。

填料的材質並無特別限制，可為樹脂等有機物質，亦可為金屬、金屬氧化物等無機物質，抑或可為有機物質與無機物質的組合。另外，黏著層中包含的填料可僅為一種，亦可為兩種以上。填料的體積平均粒徑並無特別限制。例如可自1 μm～20 μm的範圍選擇。本說明書中填料的體積平均粒徑為藉由雷射繞射法所測定的體積基準的粒度分佈中自小徑側的累計成為50%時的粒徑（D50）。

就與黏著層中包含的黏著劑的親和性的觀點而言，填料較佳為樹脂粒子。作為構成樹脂粒子的樹脂，可列舉：丙烯酸樹脂、烯烴樹脂、苯乙烯樹脂、丙烯腈樹脂、矽酮樹脂等。就抑制對成形後的半導體封裝表面的殘渣的觀點而言，較佳為丙烯酸樹脂。

黏著層的厚度並無特別限定，較佳為0.1 μm～100 μm，更佳為1 μm～100 μm。若黏著層的厚度為0.1 μm以上，則可充分獲得對於電子零件的黏著力，有效果地抑制密封材料的侵入。若黏著層的厚度為100 μm以下，則黏著層表面距導電層的距離不會過遠，將表面電阻率維持得低，從而有效果地抑制電子零件的靜電破壞。另外，難以產生黏著層熱硬化時的熱收縮應力，容易保持脫模膜的平坦性。若綜合地考慮黏著層的形成容易度（塗佈性等）、黏著力的確保、抗靜電功能的確保等，則黏著層的厚度進而佳為3 μm～50 μm。

（導電層）導電層只要可提高脫模膜的導電性來抑制帶電，則其結構並無特別限制。例如可為包含抗靜電劑、導電性高分子材料、金屬等導電性材料的層。

作為導電層中包含的抗靜電劑，可列舉：四級銨鹽、吡啶鎓鹽、具有一級胺基～三級胺基等陽離子性基的陽離子性抗靜電劑、具有磺酸鹽基、硫酸酯鹽基、磷酸酯鹽基等陰離子性基的陰離子系抗靜電劑、胺基酸系、胺基酸硫酸酯系等兩性抗靜電劑、胺基醇系、甘油系、聚乙二醇系等具有非離子性基的非離子系抗靜電劑、對該些抗靜電劑進行高分子量化的高分子型抗靜電劑等。抗靜電劑可為主劑與助劑（硬化劑等）的組合。作為導電層中包含的導電性高分子材料，可列舉於骨架中具有聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯、聚乙炔等的高分子化合物。作為金屬，可列舉：鋁、銅、金、鉻、錫等，就獲取性的觀點而言，較佳為鋁。

形成導電層的方法並無特別限制。例如可列舉：於作為基材層的膜的單面層壓金屬箔等的方法、於作為基材層的膜的單面藉由塗佈、蒸鍍等賦予導電層的材料的方法等。

導電層的厚度只要充分獲得脫模膜的抗靜電效果，則並無特別限定。例如可為0.01 μm～1 μm的範圍內。

＜半導體封裝的製造方法＞本揭示的半導體封裝的製造方法為包括以下步驟的半導體封裝的製造方法，即於所述脫模膜的黏著層與電子零件表面的至少一部分接觸的狀態下密封電子零件的周圍的步驟；以及將脫模膜自電子零件剝離的步驟。

如所述般，本揭示的脫模膜於剝離時不易產生放電，可抑制電子零件的靜電破壞。因而，根據所述方法，可製造可靠性優異的半導體封裝。進而，本揭示的脫模膜對於電子零件的密接性優異。因而，不易發生密封材料侵入至將脫模膜自電子零件剝離後露出的部分。

所述方法中所使用的電子零件的種類並無特別限制。例如可列舉半導體元件、電容器、端子等。於所述方法中密封電子零件的周圍的材料（密封材料）的種類並無特別限制。例如可列舉包含環氧樹脂、丙烯酸樹脂等的樹脂組成物。 [實施例]

以下，基於實施例來對本揭示的脫模膜進行說明。其中，本揭示並不限定於以下的實施例。

＜實施例1＞作為基材層的材料，使用通式（1）所表示的結構的硬鏈段（PBT）及通式（2）所表示的結構的軟鏈段（PTMG）的質量比（PBT：PTMG）為3：7的聚酯共聚物，製作厚度為100 μm的基材膜，並對單面進行電暈處理。於基材膜的電暈處理面上塗佈利用溶劑將抗靜電劑稀釋為2.5質量%者，於100℃下加熱1分鐘形成導電層（厚度0.3 μm）。作為溶劑，使用水與異丙醇的混合物（質量比為1：1）。作為黏著層的材料，混合黏著劑（100質量份）、交聯劑（20質量份）、甲苯：甲基乙基酮的質量比為8：2的混合溶劑（34質量份）、以及填料（5質量份）來製備黏著層形成用組成物。以黏著層的厚度成為5 μm的方式將該黏著層形成用組成物塗佈於導電層上，於100℃下加熱1分鐘形成黏著層，從而製作脫模膜。

＜實施例2＞將聚酯共聚物的硬鏈段（PBT）及軟鏈段（PTMG）的質量比（PBT：PTMG）設為5：5，除此以外與實施例1同樣地製作脫模膜。

＜實施例3＞將聚酯共聚物的硬鏈段（PBT）及軟鏈段（PTMG）的質量比（PBT：PTMG）設為7：3，除此以外與實施例1同樣地製作脫模膜。

＜實施例4＞將聚酯共聚物的硬鏈段（PBT）及軟鏈段（PTMG）的質量比（PBT：PTMG）設為8：2，除此以外與實施例1同樣地製作脫模膜。

＜實施例5＞藉由共擠出來製作基材膜（厚度100 μm），所述基材膜是將包含聚對苯二甲酸丁二酯的層A、與包含硬鏈段（PBT）及軟鏈段（PTMG）的質量比（PBT：PTMG）為2：8的聚酯共聚物的層B積層而成。層A及層B的厚度比設為1：1。使用所獲得的基材膜，除此以外與實施例1同樣地製作脫模膜。

＜比較例1＞使用於單面進行了電暈處理的厚度100 μm的聚對苯二甲酸丁二酯膜作為基材膜，除此以外與實施例1同樣地製作脫模膜。

＜比較例2＞於基材膜上未形成導電層而形成黏著層，除此以外與實施例3同樣地製作脫模膜。

脫模膜的製作中使用的各材料的詳情如下述般。抗靜電劑：下述成分A（100質量份）及成分B（25質量份）的混合物成分A：作為具有四級銨鹽的丙烯酸共聚物的陽離子性抗靜電劑、商品名「保迪普（bondeip）PA-100主劑」、小西（Konishi）股份有限公司成分B：環氧樹脂、商品名「保迪普（bondeip）PA-100硬化劑」、小西（Konishi）股份有限公司

黏著劑：丙烯酸系黏著劑、商品名「FS-1208」、獅王精化（Lion Specialty Chemicals）股份有限公司、包含甲基丙烯酸酯的多種的混合單體交聯劑：聚異氰酸酯系交聯劑（六亞甲基二異氰酸酯交聯劑（HMDI））、商品名「多耐德（Duranate）E405-80T」、旭化成化學股份有限公司填料：交聯丙烯酸粒子、商品名「MX-500」、綜研化學股份有限公司、體積平均粒徑為5 μm

＜評價試驗＞使用所製作的脫模膜來進行以下的評價試驗。

（150℃下的伸長率及彈性係數）藉由所述方法，測定脫模膜於150℃下的伸長率及彈性係數。於測定時使用奧里恩特（orientec）股份有限公司製造的「騰喜龍（tensilon）拉伸試驗機RTA-100型」。將結果示於表1。

（模具追隨性及/或成型品外觀）於深度3 mm的轉移成形模具的上模安裝脫模膜，以真空固定後閉模，利用密封材料進行轉移成形。模具溫度設為150℃，成形壓力設為6.86 MPa（70 kgf/cm² ），成形時間設為300秒。關於模具追隨性，若未產生破裂等而脫模片可追隨模具，則評價為○，於稍微發生破裂等但實用上無問題的情況下，評價為△，於產生破裂等的情況下，評價為×。關於成型品外觀，於脫模膜未產生褶皺、流痕等而外表良好的情況下，評價為○，於脫模膜稍微產生褶皺、流痕等但實用上無問題的情況下，評價為△，於脫模膜產生褶皺、流痕等而於外觀產生不良的情況下，評價為×。

（電子零件的靜電破壞試驗）於搭載有電子零件（半導體元件）的電路基板上貼附脫模膜的黏著層側，於溫度為23℃±2℃、濕度為60±10%RH的環境下放置60秒。之後，趁勢剝離脫模膜。藉由V-I（電壓電流特性）測定確認重覆五次該作業後的電路基板，於取得通電的情況下評價為「○」，於未取得通電的情況下評價為「×」。

[表1]

	實施例1	實施例2	實施例3	實施例4	實施例5	比較例1	比較例2
基材層的組成（PBT：PTMG）	3：7	5：5	7：3	8：2	2：8（層B）	10：0	7：3
導電層	有	有	有	有	有	有	無
150℃彈性係數（MPa）	28	38	41	51	15	48	41
150℃伸長率（%）	1412	1456	1401	1342	1047	776	1401
模具追隨性	○	○	○	○	△	×	○
成形品外觀	○	○	○	○	△	×	○
靜電破壞試驗	○	○	○	○	○	○	×

如表1的結果所示，與基材層不包含聚酯共聚物、150℃下的伸長率未滿1000%的比較例1的脫模膜相比，基材層包含聚酯共聚物、150℃下的伸長率為1000%以上的實施例的脫模膜於低溫下的伸長性優異，模具追隨性及成形品外觀的評價亦良好。進而，於基材層與黏著層之間形成導電層的實施例的脫模膜於靜電破壞試驗中未產生電子零件的靜電破壞。

10:基材層 20:黏著層 30:導電層 40:脫模膜

圖1是概略性地表示脫模膜的結構的圖。圖2是表示用於測定脫模膜的伸長率及彈性係數的試驗片的形狀的圖。

Claims

一種脫模膜，包括：基材層、黏著層、以及配置於所述基材層與所述黏著層之間的導電層，所述基材層包含含有丁烯結構與環氧烷結構的聚酯共聚物。
一種脫模膜，包括：基材層、黏著層、以及配置於所述基材層與所述黏著層之間的導電層；且150℃下的伸長率為1000%以上。
如請求項1或請求項2所述的脫模膜，用於藉由露出成形製造半導體封裝。
一種半導體封裝的製造方法，包括：於如請求項1至請求項3中任一項所述的脫模膜的所述黏著層與電子零件表面的至少一部分接觸的狀態下密封所述電子零件的周圍的步驟；以及將所述脫模膜自所述電子零件剝離的步驟。