TW202200337A - 脫模薄膜及半導體零件的密封方法、樹脂成型物的製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明為一種脫模薄膜，其特徵在於：具有柔軟性，並且於樹脂薄膜上以2 g/m2 以上且10 g/m2 以下來直接積層有脫模層，該樹脂薄膜的拉伸強度為20 MPa以上、切割時延伸度為300％以上且厚度為10 μm以上且100 μm以下。藉此，本發明中提供一種脫模薄膜，其當然具有良好的脫模性，並且能夠耐受在樹脂的模具成型時需要的環境，並且具有像會追隨模具這樣的柔軟性，且是使脫模層直接積層於樹脂薄膜上而成。

Description

脫模薄膜及半導體零件的密封方法、樹脂成型物的製造方法
本發明廣義上是有關一種脫模薄膜，其是用以在樹脂成型步驟中容易將成型材料的基材取出、和容易從以模具成型為首的成型裝置將樹脂成型物取出。例如：有關一種藉由壓縮成型法來進行的樹脂成型程序的脫模薄膜。
樹脂的成型方法已開發出：塗佈成型、擠壓成型、射出成型等各種方法。也已對於樹脂，分別依熱硬化性樹脂和熱塑性樹脂等樹脂的特性來使用成型方法和條件。在這樣的成型步驟中，已廣泛使用脫模薄膜。當不使用脫模薄膜時，必須在成型裝置內將脫模劑噴霧在樹脂會接觸的部分、或有在從成型裝置取出時會使樹脂成型物損傷或變形的疑慮。或者必須添加像容易從成型裝置脫模這樣的添加劑。
於是，脫模薄膜容易將在成型步驟中成型的樹脂成型品從成型裝置取出、或能夠防止被成型裝置的樹脂成分所污染。脫模薄膜為例如下述這樣之物：在脫模薄膜上將樹脂成型，且在成型後將脫模薄膜剝離。也就是說，脫模薄膜必須一面具有能夠耐受成型步驟中的熱和壓力等環境的強度，一面在成型後能夠從樹脂剝離。
一般的脫模薄膜是使用一種脫模薄膜，其是使脫模層積層於PET(聚對苯二甲酸乙二酯)樹脂薄膜上(專利文獻1、2)。然而，在模具成型時樹脂成型物會變複雜，或當尋求尺寸精度時，以PET樹脂薄膜作為基材的脫模薄膜有時模具追隨性不良而無法獲得像模具這樣的樹脂成型物。
於是，作為具有模具追隨性且能夠耐受成型步驟中的熱和壓力的樹脂薄膜，可舉例如氟薄膜(專利文獻3)。氟樹脂薄膜當然會顯示脫模性，並且也有時會顯示熱塑性，且加熱時的模具追隨性優異。然而，氟樹脂已知在燃燒時會產生有害物質，而接受產業廢棄物處理法的指定的業者必須進行處理。此外，已知一般而言為高價，且在價格面上有所欲解決的問題。
此外，已知一種發明，其是使用黏著層來使脫模層積層於樹脂薄膜(專利文獻4)，但為了使脫模層積層，而需要黏著層，而有脫模薄膜的加工會變複雜並且黏著層會剝離等疑慮。
脫模劑為為了下述而使用的藥劑：在將食品和混凝土、鑄造物、樹脂等材料嵌入模具來將製品成型的步驟中，將製品從模具順利地取出。有時直接塗佈、噴霧於模具、和有將脫模劑塗佈於樹脂薄膜上後使其介於模具與材料之間的介面的方法。脫模劑必須依材料來分別使用。例如：關於食品，經常使用油脂、石蠟、植物性蠟。如果為混凝土，則是使用植物油等。此外，對於像橡膠和樹脂這樣的有機材料，已知有氟系、矽氧系脫模劑。
只是，氟系脫模劑的問題可舉例如：如前所述的廢棄方法和高價。此外，矽氧系脫模劑雖廢棄和價格的問題較氟系脫模劑更少，但有矽氧成分中所含的低分子矽氧烷會污染模具和裝置的問題。除了氟系和矽氧系脫模劑以外，還可舉例如一種脫模劑，其是使用丙烯酸系樹脂和三聚氰胺系樹脂，且已因應需要來組合使用各種脫模劑。 [先前技術文獻] (專利文獻)
專利文獻1：日本特開2020-011521號公報 專利文獻2：日本專利6653485號公報 專利文獻3：日本專利6481616號公報 專利文獻4：日本特開2020-019263號公報
[發明所欲解決的問題] 於是，本發明中，目的在於提供一種脫模薄膜，其當然具有良好的脫模性，並且能夠耐受在樹脂的模具成型時需要的環境，並且具有像會追隨模具這樣的柔軟性，且是使脫模層直接積層於樹脂薄膜上而成。 [解決問題的技術手段]
為了解決上述所欲解決的問題，而本發明中提供一種脫模薄膜，其具有柔軟性，並且於樹脂薄膜上以2 g/m2 以上且10 g/m2 以下來直接積層有脫模層，該樹脂薄膜的拉伸強度為20 MPa以上、切割時延伸度為300％以上且厚度為10 μm以上且100 μm以下。
如果是這樣，則能夠提供一種脫模薄膜，其當然具有良好的脫模性，並且能夠耐受在樹脂的模具成型時需要的環境，並且具有像會追隨模具這樣的柔軟性，且是使脫模層直接積層於樹脂薄膜上而成。
此外，較佳是：前述樹脂薄膜的熔點為200℃以上。
如果是這樣，則能夠用於範圍更廣的加工用途。
此外，較佳是：前述脫模薄膜的脫模力為0.4 N/25 mm以下。
如果脫模力低，則從樹脂成型物剝離時無需較大的力量，而在剝離步驟中薄膜不會破裂。
並且，較佳是：前述脫模層中的矽氧樹脂含有率為3％以下。
如果是這樣，則不會發生被矽氧烷所污染。
除此之外，還較佳是：前述脫模薄膜是應用於藉由壓縮成型法來進行的半導體零件的樹脂密封程序。
如果是這樣，則能夠容易進行半導體零件的樹脂密封。
此外，本發明中提供一種半導體零件的密封方法，其在藉由壓縮成型法來進行的樹脂密封程序中使用上述脫模薄膜。
本發明的脫模薄膜能夠在樹脂密封時使用，而容易進行半導體零件的密封步驟。
並且，本發明中提供一種樹脂成型物的製造方法，其在樹脂的模具成型時使用上述脫模薄膜。
像這樣使用本發明的脫模薄膜，即能夠容易地將樹脂成型物取出。 [功效]
如上所述，本發明為脫模薄膜的發明，並且能夠提供一種脫模薄膜，其當然具有良好的脫模性，並且能夠耐受在樹脂的模具成型時需要的環境，並且具有像會追隨模具這樣的柔軟性，且是使脫模層直接積層於樹脂薄膜上而成，且低價且在廢棄時不會產生有毒氣體而不會對環境造成不良影響。
如上所述，先前一直尋求開發一種脫模薄膜，其當然具有良好的脫模性，並且能夠耐受在樹脂的模具成型時需要的環境，並且具有像會追隨模具這樣的柔軟性，且是使脫模層直接積層於樹脂薄膜上而成。
本發明人針對上述所欲解決的問題反覆致力進行研究後，結果發現下述事實而完成本發明：如果為一種脫模薄膜，其是將脫模層直接積層於具有後述特定物性的樹脂薄膜而成，則能夠解決上述所欲解決的問題。
也就是說，本發明為一種脫模薄膜，其具有柔軟性，並且於樹脂薄膜上以2 g/m2 以上且10 g/m2 以下來直接積層有脫模層，該樹脂薄膜的拉伸強度為20 MPa以上、切割時延伸度為300％以上且厚度為10 μm以上且100 μm以下。
以下詳細說明本發明，但本發明並不受此等所限定。
[樹脂薄膜] 樹脂薄膜是藉由聚合反應來使有機分子高分子化而獲得樹脂後，將該樹脂成型為薄膜狀而成。樹脂無特別限定，可舉例如：聚酯樹脂、聚乙烯樹脂、耐綸樹脂、聚丙烯酸系樹脂等。成型方法依樹脂而分別有各種方法，可舉例如擠壓成型、延伸成型等。樹脂薄膜能夠例如從下述之中使用滿足拉伸強度為20 MPa以上、切割時延伸度為300％以上之物：Lumirror(PET薄膜，TORAY公司製)和RAYFAN(耐綸薄膜，TORAY公司製)、ACRYPLEN(丙烯酸系薄膜，三菱化學公司製)等。
＜樹脂薄膜的拉伸強度＞ 成為基材的樹脂薄膜的拉伸強度為20 MPa以上，較佳為30 MPa以上。上限無特別限定，較佳為300 MPa以下，更佳為150 MPa以下。如果未達20 MPa，則有薄膜會因模具成型時的壓力而破裂的可能性。再者，拉伸強度是依據JIS-C-2318來進行測定。
＜樹脂薄膜的切割時延伸度＞ 成為基材的樹脂薄膜的切割時延伸度為300％以上，較佳為400％以上。上限無特別限定，較佳為3000％以下，更佳為1500％以下。如果未達300％，則模具追隨性不良，而無法獲得樹脂成型物的尺寸精度。再者，切割時延伸度是以JIS C 2318：2007中所記載的方法來進行測定。
＜樹脂薄膜的厚度＞ 成為基材的樹脂薄膜的厚度為10 μm以上且100 μm以下。較佳為30 μm以上且70 μm以下。如果未達10 μm，則即使強度高，仍有薄膜會因模具成型時的壓力而破裂、和在成型時薄膜產生皺褶的可能性。此外，如果超過100 μm，則即使具有充分的延伸度，仍有不會追隨模具的形狀的可能性。此外，也有無法將模具的熱充分傳導至樹脂的疑慮。
＜熔點＞ 樹脂薄膜的熔點較佳為200℃以上，更佳為220℃以上。上述無特別限定，較佳為500℃以下，更佳為400℃以下。如果為200℃以上，則能夠用於範圍更廣的加工用途。
[脫模層] 脫模層是以2 g/m2 以上且10 g/m2 以下來直接積層於樹脂薄膜上。較佳為2 g/m2 以上且6 g/m2 以下。如果未達2 g/m2 ，則有不會充分追隨樹脂薄膜的柔軟性而會損害脫模效果的可能性。如果超過10 g/m2 ，則有脫模層會過厚而損害作為脫模薄膜的柔軟性的可能性。
如果使用黏著劑等來使脫模層積層於樹脂薄膜上，則需要將黏著劑塗佈於樹脂薄膜上的步驟，並且有脫模層與樹脂薄膜會因成型時的壓力和熱而剝離的疑慮。
脫模劑只要能夠直接使其硬化來使其積層於樹脂薄膜上且具有脫模力，則無特別限定，可使用市售物。
針對像橡膠和樹脂這樣的有機材料，脫模劑已知有氟系、矽氧系脫模劑。
然而，氟系脫模劑的問題可舉例如：如前所述的廢棄方法和高價。此外，矽氧系脫模劑雖廢棄和價格的問題較氟系脫模劑更少，但有矽氧成分中所含的低分子矽氧烷會污染模具和裝置的問題。為了解決此等問題點，而除了氟系和矽氧系脫模劑以外，還可舉例如一種脫模劑，其是使用丙烯酸系樹脂和三聚氰胺系樹脂，且已因應需要來組合使用各種脫模劑。
本發明中也能夠使用此等脫模劑之中的任一種。
＜脫模層中的矽氧樹脂含有率＞ 脫模層中的矽氧樹脂含有率較佳為0％以上且3％以下，更佳為2.5％以下。當不特別在意時無問題，但雖會因成型裝置而不同，但也有時被矽氧烷所污染較不佳，故矽氧樹脂含有率宜抑制在3％以下。
[脫模力] 脫模薄膜的脫模力較佳為大於0.02 N/25 mm且0.4 N/25 mm以下。更佳為0.35 N/25 mm以下。如果為0.4 N/25 mm以下，則對樹脂的脫模力充分低，而從樹脂成型物剝離時無需較大的力量，而無薄膜在剝離步驟中破裂等的可能性。再者，脫模力是測定下述而得的值：將25 mm寬的黏著帶與脫模薄膜貼合，並以70 g/m2 的負載來在25℃經過1日後，進一步以20 g/m2 的負載來在70℃經過1日後，以0.3 mm/min的剝離速度來朝向180°方向將黏著面剝離時的剝離時所需的負載。再者，黏著帶是使用Nitto31B帶(日東電工公司製)。
[脫模薄膜的製造方法] 在製造脫模薄膜時，脫模層必須使其積層於樹脂薄膜上並使其硬化。能夠例如：適當以有機溶劑來將脫模劑稀釋，並加入硬化劑、添加劑後，以線棒塗佈器來以成為既定塗佈量的方式塗佈於樹脂薄膜上，並使溶劑揮發後，在既定硬化條件下使其硬化。
製造方法並不特別限定於此。
[脫模薄膜的廢棄] 在成型步驟中使用的脫模薄膜由於基本上會廢棄，故必須考慮廢棄物的處理，較佳是能夠進行焚燒處理。例如：當為氟樹脂薄膜時，由於會因燃燒而產生有毒氣體，故會被接受廢棄物處理法的指定的業者焚燒處理或掩埋處理，而當然必須在進行處理時需要的費用，並且必須考慮對環境造成的影響。
[脫模薄膜的使用方法] 本發明的脫模薄膜能夠設為一種脫模薄膜，其是應用於藉由壓縮成型法來進行的半導體零件的樹脂密封程序。如果是這樣，則能夠容易進行半導體零件的樹脂密封。
此外，提供一種進行半導體零件的密封的方法，其在藉由壓縮成型法來進行的樹脂密封程序中使用上述脫模薄膜。
並且，提供一種樹脂成型物的製造方法，其在樹脂的模具成型時使用上述脫模薄膜。
使用本發明的脫模薄膜，即能夠一面耐受密封時的成型步驟中的熱和壓力等環境，一面在成型後能夠從樹脂迅速剝離，而能夠容易進行樹脂的密封。此外，在製造在模具成型時會變複雜的樹脂組成物和尋求尺寸精度的樹脂組成物時，因良好的模具追隨性，而能夠獲得像模具這樣的樹脂成型物，並且能夠容易地將樹脂成型物取出。
半導體由於除了元件以外還由焊料、導線、蓋子(lid)等所構成，而必須保護免於光、熱、灰塵和濕氣、物理衝擊，故已進行樹脂密封。樹脂一般為環氧樹脂，且在環氧樹脂中調配硬化劑、添加劑並使其加熱硬化。密封步驟是將欲密封的零件及環氧樹脂設置於模具，並施加熱及壓力而成型為期望的形狀。此時，能夠使用本發明的脫模薄膜。一般的密封材料可舉例如：CEL-8240(日立化成公司製)、KMC-2990(信越化學工業公司製)，本發明中能夠使用的密封劑不限定於此等。 [實施例]
以下更具體說明本發明，但本發明並不受此等實施例所限定。
[評估方法] 在本實施例、比較例中如後所述製作脫模薄膜，並對該脫模薄膜測定脫模力。此外，求出製造脫模薄膜時需要的步驟數。 然後，使用有效尺寸60×60×0.5 mm的模具來將環氧密封材料KMC-2990(信越化學工業公司製)成型後，使用此時製得的脫模薄膜來評估模具追隨性和脫模薄膜的脫模性。硬化條件是以180℃/5分鐘來施加8 MPa的壓力。成型方法的詳細是如第1圖所示。
在下模具1、上模具1’之間，從下方開始依序夾入脫模薄膜2、環氧密封材料3、另一片脫模薄膜2(A)，並進行加熱、加壓4(B)，而將環氧密封材料成型後(C)，將脫模薄膜2剝離。
＜模具追隨性＞ 測定已成型的薄片尺寸，如果與理論尺寸之間的差為40 μm以內，則模具追隨性設為良好。
＜脫膜性＞ 在樹脂成型後將脫模薄膜剝離時，當能夠在不會破裂的情形下剝離時設為良好。
＜製造脫模薄膜時需要的步驟數＞ 當使脫模層直接積層於樹脂薄膜上時設為1個步驟，當將黏著劑塗佈於樹脂薄膜上並將脫模層貼合時設為2個步驟。
＜脫模力＞ 測定：將25 mm寬的黏著帶與脫模薄膜貼合，並以70 g/m2 的負載來在25℃經過1日後，進一步以20 g/m2 的負載來在70℃經過1日後，以0.3 mm/min的剝離速度來朝向180°方向將黏著面剝離時的剝離時所需的負載。再者，黏著帶是使用Nitto31B帶(日東電工公司製)。
[實施例1～7、比較例1～4] 以表2、3表示的組合來使用下述脫模劑而獲得脫模層後，製造於具有下述表1表示的特徵的樹脂薄膜上直接積層有該脫模層的脫模薄膜，並設為實施例1～7、比較例1～4。藉由上述方法來調查製造所得的脫模薄膜的脫模力、模具追隨性、脫模性及製造脫模薄膜時需要的步驟數。結果是如表2、表3所示。
[表1]
Figure 02_image001
＜脫模劑＞ 以下表示所使用的脫模劑、及使用該脫模劑來形成脫模層的方法。 脫模劑1：X-70-201S(信越化學工業公司製) 使用溶解器來將脫模劑1/CAT-PL-50T(信越化學工業公司製)/SF稀釋劑(信越化學工業公司製)＝100/0.5/200攪拌，而調製塗佈液，並使用線棒來塗佈後，以130℃/1分鐘來使其硬化。
脫模劑2：KS-847(信越化學工業公司製) 使用溶解器來將脫模劑2/CAT-PL-50T/甲苯＝100/10/200攪拌，而調製塗佈液，並使用線棒來塗佈後，以140℃/30秒來使其硬化。
脫模劑3：X-62-9088(信越化學工業公司製) 使用溶解器來將脫模劑3/CAT-PS-80(信越化學工業公司製)/MEK/甲苯＝100/0.9/450/450攪拌，而調製塗佈液，並使用線棒來塗佈後，以120℃/1分鐘來使其硬化。
[表2]
Figure 02_image002
[表3]
Figure 02_image004
[比較例5] 使用溶解器來將胺酯黏著劑TAKELAC A-616(三井化學公司製)/TAKENATE A-65(三井化學公司製)/乙酸乙酯＝16/1/10攪拌，而調製塗佈液後，以成為1.5 g/m2 的方式使用線棒塗佈來塗佈於厚度50 μm的樹脂薄膜1上，並使其乾燥60℃/2分鐘後，進一步積層無延伸的4-甲基-1-戊烯共聚樹脂薄膜(厚度15 μm)，而獲得脫模薄膜。
實施例中由於使用一種脫模薄膜，其是將2 g/m2 以上的脫模劑塗佈於拉伸強度、延伸度皆充分的樹脂薄膜上而成，故結果脫模力充分低而模具追隨性、脫模性皆為良好。此外，在製造脫模薄膜時僅為將脫模層直接塗佈於樹脂薄膜上並使其硬化的1個步驟。
比較例1中由於未使用脫模層，故脫模性顯著受損，而無法從樹脂將薄膜剝離，故無法評估模具追隨性。比較例2中由於樹脂薄膜使用薄膜的延伸度不足的PET，故無法獲得充分的模具追隨性。比較例3中由於脫模劑的塗佈量少，故脫模層無法追隨樹脂薄膜的成型時的延伸度，而無法獲得良好的脫模性。比較例4由於薄膜的厚度超過100 μm，故未追隨模具的形狀。
比較例5雖模具追隨性、脫模性皆良好，但由於未使脫模層直接積層於脫模薄膜上，而是使用黏著劑，故製造脫模薄膜時需要2個步驟。
如上所述，一種脫模薄膜，其具有柔軟性，並且於樹脂薄膜上以2 g/m2 以上且10 g/m2 以下來直接積層有脫模層，該樹脂薄膜的拉伸強度為20 MPa以上、切割時延伸度為300％以上且厚度為10 μm以上且100 μm以下，而能夠獲得良好的模具追隨性及脫模性。
再者，本發明並不受上述實施形態所限定。上述實施形態只是例示，只要具有與本發明的申請專利範圍中所記載的技術思想實質上相同的構成且產生相同的作用效果，無論是何種，都包含在本發明的技術範圍內。
1:下模具 1’:上模具 2:脫模薄膜 3:環氧密封材料 4:加熱、加壓
第1圖為實施例、比較例中進行的成型方法的概略圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
1:下模具
1’:上模具
2:脫模薄膜
3:環氧密封材料
4:加熱、加壓

Claims (11)

  1. 一種脫模薄膜，其特徵在於：具有柔軟性，並且於樹脂薄膜上以2 g/m2 以上且10 g/m2 以下來直接積層有脫模層，該樹脂薄膜的拉伸強度為20 MPa以上、切割時延伸度為300％以上且厚度為10 μm以上且100 μm以下。
  2. 如請求項1所述的脫模薄膜，其中，前述樹脂薄膜的熔點為200℃以上。
  3. 如請求項1所述的脫模薄膜，其脫模力為0.4 N/25 mm以下。
  4. 如請求項2所述的脫模薄膜，其脫模力為0.4 N/25 mm以下。
  5. 如請求項1所述的脫模薄膜，其中，前述脫模層中的矽氧樹脂含有率為3％以下。
  6. 如請求項2所述的脫模薄膜，其中，前述脫模層中的矽氧樹脂含有率為3％以下。
  7. 如請求項3所述的脫模薄膜，其中，前述脫模層中的矽氧樹脂含有率為3％以下。
  8. 如請求項4所述的脫模薄膜，其中，前述脫模層中的矽氧樹脂含有率為3％以下。
  9. 如請求項1至8中任一項所述的脫模薄膜，其中，前述脫模薄膜是應用於藉由壓縮成型法來進行的半導體零件的樹脂密封程序。
  10. 一種半導體零件的密封方法，其特徵在於：在藉由壓縮成型法來進行的樹脂密封程序中使用請求項1至9中任一項所述的脫模薄膜。
  11. 一種樹脂成型物的製造方法，其特徵在於：在樹脂的模具成型時使用請求項1至9中任一項所述的脫模薄膜。
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