WO2021192177A1 - 半導体封止用マーキングフィルム、半導体封止用離型フィルム、半導体パッケージ及び半導体パッケージの製造方法 - Google Patents

半導体封止用マーキングフィルム、半導体封止用離型フィルム、半導体パッケージ及び半導体パッケージの製造方法 Download PDF

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film
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知世 金子
雅彦 鈴木
順一 市川
修一 森
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昭和電工マテリアルズ株式会社
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    • B32B2307/4026Coloured within the layer by addition of a colorant, e.g. pigments, dyes

Definitions

  • the present disclosure relates to a marking film for encapsulating a semiconductor, a release film for encapsulating a semiconductor, a semiconductor package, and a method for manufacturing a semiconductor package.
  • semiconductor packages are becoming smaller and thinner.
  • the above-mentioned semiconductor package is obtained by sealing the semiconductor element with a thermosetting resin encapsulant.
  • the encapsulating resin layer for encapsulating the semiconductor element also becomes thinner. There is.
  • various identification information such as the manufacturing lot number and logo mark is printed on the surface of the sealing resin layer.
  • a printing method of printing using an ink containing a thermosetting resin or an ultraviolet curable resin as a main component is performed.
  • printing with ink may require ink application, curing, and cleaning, which may complicate the manufacturing process of the semiconductor package or prevent the durability of the ink from being ensured.
  • a laser marking method that prints by engraving the surface of the sealing resin layer with a laser may be used.
  • the laser marking method is a technique for printing by scraping the surface of the sealing resin layer with a laser beam. According to the laser marking method, since the sealing resin layer is directly engraved, no additional steps such as cleaning are required, the production efficiency is higher than that of the printing method, and the durability of the printed portion is improved.
  • Patent Document 1 or 2 a sealing sheet showing good laser marking properties has been proposed (see, for example, Patent Document 1 or 2).
  • a resin layer having excellent laser marking properties and a sealing resin layer for sealing a semiconductor element are laminated.
  • the sealing resin layer that seals the semiconductor element is located on the outermost layer of the semiconductor package, an excellent appearance is required.
  • the sealing resin layer contains a large amount of filler, the amount of the colorant added may be small.
  • carbon black which is widely used as a colorant, exhibits conductivity, it may not be possible to add it in a high concentration in the sealing resin layer from the viewpoint of reliability. For these reasons, the blackness of the sealing resin layer may be insufficient and the appearance of the semiconductor package may be poor.
  • the sealing sheet disclosed in Patent Document 1 or 2 has a structure in which a resin layer having excellent laser marking properties and a sealing resin layer for sealing a semiconductor element are laminated as described above, it is a sealing material.
  • the degree of freedom in selecting the sealing material is inferior.
  • the laser-marked printed portion of the colored layer is discolored by the heat of laser irradiation. There is. When the printed portion is discolored, the contrast with the non-printed portion is lowered, and the visibility and the design may be lowered.
  • a marking film for encapsulating a semiconductor which comprises a colored layer containing a resin having a non-aromatic cyclic structure.
  • the marking for semiconductor encapsulation according to ⁇ 1> which comprises two types of colored layers having different colors from each other, and at least one of the colored layers is a colored layer containing a resin having the non-aromatic cyclic structure. the film.
  • the colored layer containing the resin having a non-aromatic cyclic structure contains a colorant, a thermosetting resin and a curing agent, and the resin having the non-aromatic cyclic structure is said to be thermosetting.
  • two types of colored layers having different colors are provided on the release layer, and at least one of the colored layers is a colored layer containing a resin having the non-aromatic cyclic structure.
  • the colored layer containing the resin having a non-aromatic cyclic structure contains a colorant, a thermosetting resin and a curing agent, and the resin having the non-aromatic cyclic structure is said to be thermosetting.
  • a semiconductor element, a sealing resin layer for sealing the semiconductor element, and a colored layer provided on the surface of the sealing resin layer are provided, and the colored layers are ⁇ 5> to ⁇ 8>.
  • a semiconductor package that is a layer derived from a colored layer included in the release film for encapsulating a semiconductor according to any one of the above items. ⁇ 10> The semiconductor element and the semiconductor encapsulation in the mold so that the semiconductor element and the colored layer in the semiconductor encapsulation release film according to any one of ⁇ 5> to ⁇ 8> face each other.
  • a method for manufacturing a semiconductor package which comprises a step of sealing the semiconductor element with a release film placed therein.
  • a marking film for semiconductor encapsulation in which discoloration of a printed portion is suppressed.
  • a release film for semiconductor encapsulation in which discoloration of a printed portion is suppressed, and a semiconductor package and a method for manufacturing a semiconductor package using the release film for semiconductor encapsulation are provided. Can be done.
  • the present disclosure is not limited to the following embodiments.
  • the components including element steps and the like are not essential unless otherwise specified.
  • the term "process” includes not only a process independent of other processes but also the process if the purpose of the process is achieved even if the process cannot be clearly distinguished from the other process. ..
  • the numerical range indicated by using "-" in the present disclosure includes the numerical values before and after "-" as the minimum value and the maximum value, respectively.
  • each component may contain a plurality of applicable substances.
  • the content or content of each component is the total content or content of the plurality of substances present in the composition unless otherwise specified.
  • the particles corresponding to each component may include a plurality of types of particles.
  • the particle size of each component means a value for a mixture of the plurality of particles present in the composition unless otherwise specified.
  • layer or “membrane” is used only in a part of the region in addition to the case where the layer or the membrane is formed in the entire region when the region in which the layer or the membrane is present is observed. The case where it is formed is also included.
  • laminated refers to stacking layers, and two or more layers may be bonded or the two or more layers may be removable.
  • (meth) acrylic means at least one of acrylic and methacrylic
  • “(meth) acrylate” means at least one of acrylate and methacrylate.
  • the average thickness of a layer or film is a value given as an arithmetic mean value obtained by measuring the thickness of five points of the target layer or film.
  • the thickness of the layer or film can be measured using a micrometer or the like.
  • the thickness of a layer or a film when the thickness of a layer or a film can be directly measured, it is measured using a micrometer.
  • the thickness of one layer of the plurality of layers or the total thickness of the plurality of layers in a state where the plurality of layers are laminated observe the cross section of the measurement target using an electron microscope. You may measure with.
  • the "average particle size” is determined as the particle size (50% D) at which the accumulation from the small particle size side is 50% in the particle size distribution curve of the volume accumulation by the laser diffraction scattering type particle size distribution measurement method.
  • it can be measured using a particle size distribution measuring device using a laser light scattering method (for example, "SALD-3000” manufactured by Shimadzu Corporation).
  • the semiconductor encapsulation marking film of the present disclosure (hereinafter, may be referred to as "marking film”) includes a colored layer containing a resin having a non-aromatic cyclic structure.
  • the portion (printed portion) of the colored layer removed by the laser marking method or the like is recognized as identification information.
  • the marking film of the present disclosure suppresses discoloration of the printed portion.
  • the resin having a non-aromatic cyclic structure is less likely to cause oxidation due to heat during the laser marking method and yellowing associated therewith, so that discoloration of the printed portion is likely to be suppressed. ..
  • the components constituting the colored layer included in the marking film of the present disclosure are not particularly limited as long as at least one of the colored layers contains a resin having a non-aromatic cyclic structure, and are used in the art.
  • a colored layer can be formed by combining various materials that have been prepared.
  • the marking film of the present disclosure includes two or more colored layers, it is sufficient that at least one of the colored layers contains a resin having a non-aromatic cyclic structure, and all the colored layers have a non-aromatic cyclic structure. It may contain the resin to have.
  • non-aromatic cyclic structure refers to a cyclic structure that does not exhibit aromaticity.
  • the non-aromatic cyclic structure include an alicyclic structure and a heterocyclic structure that does not exhibit aromaticity.
  • Specific examples of the alicyclic structure include a cyclopropane structure, a cyclobutane structure, a cyclopentane structure, a cyclohexane structure, a cycloheptane structure, a cyclooctane structure, a cubic structure, a norbornane structure, a tetrahydrodicyclopentadiene structure, an adamantane structure, and a diadamantane structure.
  • Examples thereof include a spiro ring structure such as a bicyclo [2.2.2] octane structure, a decahydronaphthalene structure, and a spiro [5.5] undecane structure.
  • Specific examples of the heterocyclic structure that does not exhibit aromaticity include a pyrrolidine structure, a piperidine structure, a piperazine structure, a morpholine structure, a tetrahydrofuran structure, a tetrahydropyran structure, an isocyanuric acid structure, and the like.
  • the colored layer may contain, for example, a colorant, a thermosetting resin, and a curing agent.
  • the colored layer may contain other components such as a curing accelerator, a thermoplastic resin, and an inorganic filler.
  • the resin having a non-aromatic cyclic structure may be a thermosetting resin.
  • the colorants contained in each colored layer may be the same or different, and are preferably different.
  • the marking film includes two kinds of colored layers having different colors from each other, at least one of the colored layers may be a colored layer containing a resin having a non-aromatic cyclic structure.
  • the average thickness of the colored layer is preferably 3 ⁇ m to 100 ⁇ m, and more preferably 5 ⁇ m to 60 ⁇ m. When the number of colored layers is two or more, the average thickness of the entire colored layer is preferably in the above range.
  • the colored layer may contain a colorant.
  • a colorant various organic pigments, inorganic pigments and the like can be used.
  • the colorant include black pigments, white pigments, yellow pigments, magenta pigments, cyan pigments, red pigments, blue pigments, green pigments and the like.
  • black pigments and white pigments are preferable from the viewpoint of visibility of various information printed on the surface of the sealing resin.
  • the black pigment include carbon black such as acetylene black and Ketjen black, titanium black, and aniline black.
  • the white pigment include basic lead carbonate (2PbCO 3 ⁇ Pb (OH) 2 ), zinc oxide (ZnO), titanium oxide (TiO 2 ), strontium titanate (SrTiO 3 ) and the like.
  • the content of the colorant in the color layer can be appropriately set according to the type of the colorant.
  • the content of the colorant in the color layer is preferably 0.5% by mass to 12% by mass, and more preferably 1% by mass to 10% by mass. preferable.
  • the content of the colorant in the colored layer is, for example, preferably 15% by mass to 60% by mass, and more preferably 20% by mass to 50% by mass when a white pigment is used as the colorant.
  • the marking film may include two types of colored layers having different colors from each other as colored layers.
  • the marking film is a combination of a colored layer containing a white pigment and a colored layer containing a black pigment.
  • the colored layer containing the white pigment and the colored layer containing the black pigment are transferred to the surface of the semiconductor package in this order, the surface of the semiconductor package to which the colored layer is transferred is irradiated with laser light to contain the black pigment.
  • the resin in the colored layer can be sublimated to scrape off the surface of the colored layer. At this time, since the colored layer containing the white pigment appears from the portion where the colored layer containing the black pigment is scraped off, it is possible to print with high contrast and good visibility.
  • the colored layer containing the white pigment contains a resin having a non-aromatic cyclic structure.
  • the effect of discoloration of the resin tends to be greater in the colored layer containing the white pigment.
  • discoloration particularly, yellowing of the colored layer
  • the colored layer containing the white pigment tends to be suppressed.
  • the lasers used in the laser marking method mainly include a carbon dioxide gas laser and a YAG laser. Since the laser used in the laser marking method is often a YAG laser, it is preferable to use carbon black, which is easily volatilized by the YAG laser, as the black pigment contained in the colored layer. It is also possible to use a YVO 4 laser is used as the laser for use in laser marking method.
  • the colored layer may contain a thermosetting resin.
  • the thermosetting resin include epoxy resin, triazine resin, phenol resin, melamine resin, cyanate ester resin, and modified products of these resins. One type of these resins may be used alone, or two or more types may be used in combination. From the viewpoint of heat resistance, the thermosetting resin is preferably at least one selected from the group consisting of epoxy resin, phenol resin, and triazine resin, and more preferably epoxy resin.
  • a bifunctional epoxy resin such as bisphenol A type epoxy resin, a novolac type epoxy resin such as a phenol novolac type epoxy resin, and a cresol novolac type epoxy resin can be used.
  • a polyfunctional epoxy resin such as a polyfunctional epoxy resin, a glycidylamine type epoxy resin, a heterocyclic epoxy resin, and an alicyclic epoxy resin can be applied.
  • One type of these epoxy resins may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the epoxy equivalent of the epoxy resin is preferably 80 g / eq to 220 g / eq, more preferably 90 g / eq to 210 g / eq, and even more preferably 100 g / eq to 200 g / eq.
  • the epoxy equivalent of the epoxy resin is measured by the perchloric acid titration method in accordance with JIS K7236: 2009.
  • phenol novolac type epoxy resin Mitsubishi Chemical Corporation, product name: Epicoat 152, 154, etc., Nippon Kayaku Co., Ltd., product name: EPPN-201, etc., Dow Chemical Corporation, product name: DEN-438, etc. Can be mentioned.
  • the o-cresol novolac type epoxy resin is manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., trade name: EOCN-102S, 103S, 104S, 1012, 1025, 1027, etc., manufactured by Nippon Kayaku Epoxy Manufacturing Co., Ltd., trade name: YDCN701. , 702, 703, 704 and the like.
  • heterocyclic epoxy resin manufactured by Ciba Speciality Chemicals, trade name: Araldite PT810, etc., manufactured by UCC, trade name: ERL4234, 4299, 4221, 4206, etc., manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., trade name: TEPIC- PAS and the like can be mentioned.
  • Examples of the alicyclic epoxy resin include Daicel Co., Ltd., trade names: EHPE-3150, CEL2021P, CEL2000 and the like.
  • the epoxy resin is preferably a heterocyclic epoxy resin, an alicyclic epoxy resin, or the like, and from the viewpoint of solubility in a solvent, the alicyclic epoxy resin is used. More preferred.
  • the content of the thermosetting resin in the colored layer is preferably 0.1% by mass to 80% by mass, more preferably 1% by mass to 60% by mass, and 5% by mass to 50% by mass. Is even more preferable.
  • the content of the thermosetting resin in each colored layer is preferably in the above range.
  • the colored layer may contain a curing agent.
  • a known curing agent that is usually used can be used.
  • the curing agent contains phenolic hydroxyl groups such as amines, polyamides, acid anhydrides, polysulfides, boron trifluoride, bisphenol A, bisphenol F, and bisphenol S in one molecule.
  • examples thereof include bisphenols having two or more, phenol novolak resin, bisphenol A novolak resin, phenol resin such as cresol novolak resin, and the like.
  • phenol resins, acid anhydrides, amines and the like are preferable from the viewpoint of curability of the epoxy resin.
  • Examples of the phenol resin used as a curing agent are manufactured by DIC Co., Ltd., trade names: Phenolite LF-2882, Phenolite LF-2822, Phenolite TD-2090, Phenolite TD-2149, Phenolite VH-4150, Phenolite. Examples thereof include VH-4170 and the like, manufactured by Mitsui Kagaku Co., Ltd., trade names: XLC-LL, XLC-4L and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
  • Acid anhydrides used as hardeners include phthalic anhydride, maleic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, 3-methyltetrahydrohydride, 4-methyltetrahydrophthalic anhydride, and 3-methylhexahydro.
  • phthalic anhydride 4-methylhexahydrophthalic anhydride, hymic anhydride, methylhymic anhydride, chlorendic anhydride, succinic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, trialkyltetrahydrophthalic anhydride maleic acid
  • phthalic anhydride 4-methylhexahydrophthalic anhydride, hymic anhydride, methylhymic anhydride, chlorendic anhydride, succinic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, trialkyltetrahydrophthalic anhydride maleic acid
  • benzophenone tetracarboxylic dianhydride hydride methylnadic acid anhydride
  • dodecenyl succinic anhydride and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
  • amines used as a curing agent examples include chain aliphatic amines, cyclic aliphatic amines, fatty aromatic amines, aromatic amines and the like. Specific examples of the amines used as the curing agent include m-phenylenediamine, 1,3-diaminotoluene, 1,4-diaminotoluene, 2,4-diaminotoluene, and 3,5-diethyl-2,4.
  • Aromatic amine curing agent with one aromatic ring such as diaminotoluene, 3,5-diethyl-2,6-diaminotoluene, 2,4-diaminoanisol; 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'- Diaminodiphenylsulfone, 4,4'-methylenebis (2-ethylaniline), 3,3'-diethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3', 5,5'-tetramethyl-4,4'- Aromatic amine curing agents with two aromatic rings such as diaminodiphenylmethane, 3,3', 5,5'-tetraethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane; hydrolyzed condensates of aromatic amine curing agents; polytetramethylene Aromatic amine curing agents having a polyether structure such as oxidodi-p-amino
  • the curing agent is preferably a curing agent that does not contain an aromatic ring in the molecule, more preferably an acid anhydride that does not contain an aromatic ring, and hexahydrophthalic anhydride. It is more preferably an acid.
  • the mixing ratio of the thermosetting resin and the curing agent is the number of equivalents of the thermosetting functional groups contained in the thermosetting resin from the viewpoint of suppressing the unreacted components of each to a small extent and sufficiently advancing the curing reaction.
  • the ratio to the equivalent number of functional groups contained in the curing agent (the equivalent number of the thermosetting resin / the equivalent number of the curing agent) is preferably set in the range of 0.6 to 1.4, and is preferably 0.7 to 1.4. It is more preferable to set it in the range of 1.3, and it is further preferable to set it in the range of 0.8 to 1.2.
  • the ratio (equivalent number of thermosetting resin / equivalent number of curing agent) in each colored layer is preferably in the above range.
  • the colored layer may contain a curing accelerator.
  • a curing accelerator it is preferable to use various imidazoles.
  • imidazole include 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazolium trimerite, 2-phenyl-4-methyl-5-. Examples thereof include hydroxymethylimidazole.
  • the imidazoles are commercially available from Shikoku Chemicals Corporation under the trade names of 2E4MZ, 2PZ-CN, 2PZ-CNS, 2P4MHZ-PW and the like.
  • an organic phosphine compound can also be used as a curing accelerator.
  • the organic phosphine compound include triphenylphosphine, diphenyl (p-tolyl) phosphine, tris (alkylphenyl) phosphine, tris (alkoxyphenyl) phosphine, tris (alkylalkoxyphenyl) phosphine, and tris (dialkylphenyl).
  • the colored layer contains a curing accelerator
  • the content of the curing accelerator in the colored layer is preferably 0.01% by mass to 10% by mass, preferably 0.1% by mass to 8% by mass. Is more preferable, and 0.2% by mass to 6% by mass is further preferable.
  • the colored layer may contain a thermoplastic resin.
  • the thermoplastic resin include polyimide resin, (meth) acrylic resin, urethane resin, polyphenylene ether resin, polyetherimide resin, phenoxy resin, modified polyphenylene ether resin, polystyrene resin, polyethylene resin, polyester resin, polyamide resin, and butadiene. Examples thereof include rubber, acrylic rubber, polycarbonate resin, polyphenylene ether resin, and mixtures thereof, but the thermoplastic resin is not limited to these specific examples.
  • the thermoplastic resin is preferably a resin having no aromatic ring.
  • the content of the thermoplastic resin in the colored layer is preferably 0.1% by mass to 30% by mass, preferably 0.5% by mass to 25% by mass. Is more preferable, and 1% by mass to 20% by mass is further preferable.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the thermoplastic resin is preferably 10,000 to 3 million, more preferably 50,000 to 2.5 million, and even more preferably 100,000 to 2 million.
  • the weight average molecular weight is a value determined by conversion using a standard polystyrene calibration curve using gel permeation chromatography according to the following equipment and measurement conditions. In preparing the calibration curve, a 5-sample set (PStQuick MP-H, PStQuick B [manufactured by Tosoh Corporation, trade name]) was used as standard polystyrene.
  • the colored layer may contain an inorganic filler.
  • the inorganic filler include crystalline silica, amorphous silica, aluminum oxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, aluminum nitride, and boron nitride. These inorganic fillers may be used alone or in combination of two or more. Of these, silica fillers such as crystalline silica and amorphous silica are preferable from the viewpoint of versatility.
  • Silica fillers include R972, R972V, R972CF, etc. from Nippon Aerosil Co., Ltd., SO-E1, SO-E2, SO-E5, SO-C1, SO-C2, SO-C3, SO-C5, etc.
  • the average particle size of the inorganic filler is preferably 0.01 ⁇ m to 20 ⁇ m, more preferably 0.1 ⁇ m to 10 ⁇ m, and even more preferably 0.2 ⁇ m to 2 ⁇ m.
  • the content of the inorganic filler in the colored layer is preferably 1% by mass to 90% by mass, more preferably 3% by mass to 80% by mass. It is more preferably 5% by mass to 70% by mass.
  • the ratio of the resin having an aromatic ring to the entire resin contained in the colored layer is preferably 80% by mass or less, more preferably 55% by mass or less, and further preferably 5% by mass or less. ..
  • the ratio of the resin having an aromatic ring means the ratio of the resin having an aromatic ring to the entire resin contained in the colored layer when the colored layer is one layer.
  • the number of colored layers is two or more, it means the ratio of the resin having an aromatic ring to the total resin contained in all the colored layers.
  • the colored layer included in the marking film may be provided on the base material.
  • the base material used for the marking film the same base material as that used for the release film for semiconductor encapsulation described later can be used.
  • the marking film can be produced by a known method.
  • a marking film can be produced by applying a composition for forming a colored layer containing a component constituting the colored layer to one side of a base material and drying the composition.
  • the details of the composition for forming a colored layer and the details of applying the composition for forming a colored layer to a base material are the same as in the case of the method for producing a release film for semiconductor encapsulation.
  • the release film for semiconductor encapsulation of the present disclosure (hereinafter, may be referred to as "release film”) includes a base material, a release layer, and a colored layer containing a resin having a non-aromatic cyclic structure. , In this order.
  • the portion (printed portion) of the colored layer removed by the laser marking method or the like is recognized as identification information.
  • the release film of the present disclosure suppresses discoloration of the printed portion.
  • a pressure treatment is performed under predetermined temperature conditions. After the pressure treatment, the colored layer is transferred to the surface of the sealing resin layer (that is, the surface of the semiconductor package) that seals the semiconductor element.
  • the resin having a non-aromatic cyclic structure contained in the colored layer is less likely to be oxidized by heat during the laser marking method and yellowing associated therewith. Therefore, when a printed portion is formed on the transfer layer on the surface of the semiconductor package by the laser marking method, it is presumed that discoloration of the printed portion is likely to be suppressed.
  • the release film of the present disclosure has a base material, a release layer, and a colored layer, and may have other layers if necessary.
  • various materials constituting the release film for semiconductor encapsulation of the present disclosure will be described.
  • the release film has a base material.
  • the base material is not particularly limited, and can be appropriately selected from resin-containing base materials used in the art. From the viewpoint of improving the followability to the shape of the mold, it is preferable to use a resin-containing base material having excellent stretchability. Considering that the semiconductor element is sealed with the encapsulant at a high temperature (about 100 ° C. to 200 ° C.), it is desirable that the base material has heat resistance equal to or higher than this temperature. Further, in order to suppress the occurrence of wrinkles of the sealing resin, tearing of the release film, etc. when the release film is attached to the mold and when the resin during molding flows, the elastic modulus and elongation at high temperature are to be suppressed. It is desirable to select in consideration of such factors.
  • the base material preferably contains a polyester resin from the viewpoint of heat resistance and elastic modulus at high temperature.
  • the polyester resin include polyethylene terephthalate resin, polyethylene naphthalate resin, polybutylene terephthalate resin, and copolymers and modified resins thereof.
  • the base material a polyester resin molded into a sheet shape is preferable, the base material is more preferably a polyester film, and from the viewpoint of followability to a mold, a biaxially stretched polyester film is further preferable.
  • a biaxially stretched polyethylene terephthalate film is preferable, and a biaxially stretched polyethylene terephthalate film is particularly preferable.
  • the average thickness of the base material is not particularly limited, and is preferably 5 ⁇ m to 100 ⁇ m, more preferably 10 ⁇ m to 70 ⁇ m.
  • the average thickness of the base material is 5 ⁇ m or more, the handleability is excellent and wrinkles tend to be less likely to occur.
  • the average thickness of the base material is 100 ⁇ m or less, the ability to follow the mold at the time of molding is excellent, so that the occurrence of wrinkles and the like of the molded semiconductor package tends to be suppressed.
  • the release film has a release layer.
  • the components constituting the release layer are not particularly limited, and various materials used in the technical field can be used in combination.
  • the release layer may contain, for example, resin particles and a binder, and may contain other components if necessary.
  • the type of resin constituting the resin particles is not particularly limited.
  • the resin particles preferably contain at least one selected from the group consisting of acrylic resin, polyolefin resin, polystyrene resin, polyacrylonitrile resin and silicone resin. From the viewpoint of releasability to the semiconductor package, it is more preferable that the resin particles contain at least one selected from an acrylic resin, a polystyrene resin and a polyacrylonitrile resin.
  • the resin particles are preferably insoluble or sparingly soluble in organic solvents (for example, toluene, methyl ethyl ketone and ethyl acetate) that can be used in the preparation of the composition for forming a release layer.
  • organic solvents for example, toluene, methyl ethyl ketone and ethyl acetate
  • the term "insoluble or sparingly soluble in an organic solvent” means a gel component after resin particles are dispersed in an organic solvent such as toluene and held at 50 ° C. for 24 hours in a gel fraction test based on JIS K6769: 2013. It means that the rate is 97% or more.
  • the average particle size of the resin particles is preferably 1 ⁇ m to 55 ⁇ m.
  • the average particle size of the resin particles is 1 ⁇ m or more, it is possible to sufficiently form irregularities on the surface of the release layer, the uniformity of the surface appearance of the molded semiconductor package is improved, and the flow trace of the sealing material is left. It tends to be suppressed.
  • the average particle size of the resin particles is 55 ⁇ m or less, it is not necessary to excessively increase the average thickness of the release layer in order to fix the resin particles in the release layer, which is preferable from the viewpoint of cost.
  • the upper limit of the average particle size of the resin particles is preferably 55 ⁇ m, more preferably 50 ⁇ m, from the viewpoint of the appearance of the surface of the semiconductor package.
  • the lower limit of the average particle size of the resin particles is more preferably 2 ⁇ m and even more preferably 3 ⁇ m from the viewpoint of cost.
  • the shape of the resin particles contained in the release layer is not particularly limited, and may be spherical, elliptical, amorphous, or the like.
  • the content of the resin particles contained in the release layer is preferably 5% by volume to 65% by volume.
  • the content is 5% by volume or more, it is possible to sufficiently form irregularities on the surface of the release layer, the uniformity of the surface appearance of the molded semiconductor package is improved, and the flow trace of the encapsulant is suppressed. The effect tends to be sufficient.
  • the lower limit of the content of the resin particles is preferably 10% by volume, more preferably 20% by volume.
  • the upper limit of the content of the resin particles is preferably 60% by volume, more preferably 50% by volume.
  • the type of binder that may be contained in the release layer is not particularly limited.
  • the resin particles are fixed in the release layer.
  • the binder is preferably an acrylic resin or a silicone resin from the viewpoint of releasability from the semiconductor package, heat resistance, etc., and is a crosslinked acrylic resin (hereinafter, also referred to as “crosslinked acrylic copolymer”). Is more preferable.
  • the acrylic resin uses a low glass transition temperature (Tg) monomer such as butyl acrylate, ethyl acrylate, and 2-ethylhexyl acrylate as the main monomer, and if necessary, acrylate, methacrylic acid, hydroxyethyl methacrylate, hydroxyethyl acrylate, and acrylamide.
  • Tg glass transition temperature
  • Acrylate copolymer obtained by copolymerizing with a functional group monomer such as acrylonitrile.
  • the cross-linked acrylic copolymer can be produced by cross-linking the above-mentioned acrylic resin with a cross-linking agent.
  • cross-linking agent used in the production of the cross-linked acrylic copolymer examples include known cross-linking agents such as isocyanate compounds, melamine compounds, and epoxy compounds. Further, in order to form a network structure that gently spreads in the acrylic resin, the cross-linking agent is more preferably a polyfunctional cross-linking agent such as trifunctional or tetrafunctional.
  • the amount of the cross-linking agent used in the production of the cross-linked acrylic copolymer is preferably 3 parts by mass to 100 parts by mass, and 5 parts by mass to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the acrylic copolymer. More preferably, it is 70 parts by mass.
  • the amount of the cross-linking agent is 3 parts by mass or more, the strength of the binder is ensured, so that contamination tends to be prevented.
  • the amount of the cross-linking agent is 100 parts by mass or less, the flexibility of the cross-linked acrylic copolymer tends to be improved, and the stretchability of the release layer tends to be improved.
  • the release layer may further contain a solvent, an anchoring improver, a cross-linking accelerator, an antistatic agent, a colorant and the like, if necessary.
  • the average thickness of the release layer is not particularly limited, and is appropriately set in consideration of the relationship with the average particle size of the resin particles used.
  • the average thickness of the release layer is preferably 0.1 ⁇ m to 100 ⁇ m, and more preferably 1 ⁇ m to 50 ⁇ m. Unless the average thickness of the release layer is extremely thinner than the average particle size of the resin particles used, it is difficult to fix the resin particles in the release layer, and the resin particles are unlikely to fall off. Therefore, the surface of the molded semiconductor package tends to be less likely to be contaminated by the release layer.
  • the average thickness of the release layer in the present disclosure means the average thickness in a dry state, and the release layer of the release film can be measured by the above-mentioned method for measuring the average thickness of the layers.
  • the release film has one or more colored layers.
  • the details of the components constituting the colored layer and the like are the same as in the case of the above-mentioned marking film.
  • the release film may be provided with two types of colored layers having different colors from each other on the release layer.
  • at least one of the colored layers is a colored layer containing a resin having a non-aromatic cyclic structure.
  • the release film for semiconductor encapsulation of the present disclosure preferably has a base material, a release layer, a colored layer containing a black pigment, and a colored layer containing a white pigment in this order.
  • a colored layer containing a white pigment and a colored layer containing a black pigment are transferred to the surface of the semiconductor package in this order.
  • the resin in the colored layer containing the black pigment can be sublimated and the surface of the colored layer can be scraped off.
  • the colored layer containing the white pigment appears from the portion where the colored layer containing the black pigment is scraped off, it is possible to print with high contrast and good visibility.
  • the base material is a layer that comes into contact with the surface of the mold, and depending on the material used, a larger peeling force may be required to peel the release film from the mold.
  • a material that is difficult to peel off from the mold is used as the base material, it is preferable to make adjustments so that the release film can be easily peeled off from the mold.
  • the surface opposite to the surface on which the release layer of the base material is provided that is, the surface of the base material on the mold side, may be subjected to surface processing such as satin finish in order to improve the mold release property from the mold.
  • a new release layer (second release layer) may be provided.
  • the material of the second release layer is not particularly limited as long as it satisfies heat resistance, peelability from the mold, and the like, and the same material as the release layer may be used.
  • the average thickness of the second release layer is not particularly limited, and is preferably 0.1 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • an anchoring improvement layer (primer layer), an antistatic layer, etc. may be provided between the release layer and the base material, between the base material and the second release layer, and the like.
  • a protective film may be provided on the colored layer of the release film for semiconductor encapsulation.
  • the protective film include plastic films such as polytetrafluoroethylene film, polyethylene terephthalate film, polyethylene film, polypropylene film, polymethylpentene film, and polyimide film.
  • the release film for semiconductor encapsulation can be produced by a known method. For example, a release layer forming composition containing a component constituting a release layer is applied to one side of a base material and dried to form a release layer on the base material, and then a component constituting a colored layer is contained.
  • the release film for semiconductor encapsulation may be produced by applying the composition for forming a colored layer to be formed on the release layer and drying to form a colored layer on the release layer.
  • a release layer forming composition containing a component constituting the release layer is applied to one side of one base material and dried to form a release layer on one base material. ..
  • a colored layer forming composition containing a component constituting the colored layer is applied to one side of another base material and dried to form a colored layer on the other base material. Then, the release film on one substrate and the colored layer on the other substrate may be bonded together so as to be in contact with each other to produce a release film for semiconductor encapsulation.
  • the solvent used for preparing the release layer forming composition or the colored layer forming composition is not particularly limited, and may be an organic solvent capable of dispersing or dissolving each component constituting the release layer or the colored layer. preferable. Examples of the organic solvent include toluene, methyl ethyl ketone, ethyl acetate and the like.
  • the other base material may be a film that can be a protective film provided on the colored layer, if necessary, and is a polytetrafluoroethylene film, a polyethylene terephthalate film, a polyethylene film, a polypropylene film, or a polymethylpentene film. , Plastic film such as polyimide film and the like. Further, if necessary, the surface of another base material may be subjected to surface treatment such as mold release treatment.
  • the method of applying the release layer forming composition or the colored layer forming composition is not particularly limited, and known coating methods such as a roll coating method, a bar coating method, a kiss coating method, and a comma coating method can be used. ..
  • the method for drying the given release layer forming composition or colored layer forming composition is not particularly limited, and a known drying method can be used. For example, a method of drying at 50 ° C. to 150 ° C. for 0.1 to 60 minutes may be used.
  • the semiconductor package of the present disclosure includes a semiconductor element, a sealing resin layer for sealing the semiconductor element, and a colored layer provided on the surface of the sealing resin layer, and the colored layer is the same as the present disclosure. This is a layer derived from the colored layer of the release film for semiconductor encapsulation.
  • the semiconductor package of the present disclosure may be manufactured by any method.
  • the semiconductor element and the release film are arranged in a mold so that the semiconductor element and the colored layer in the release film for sealing the semiconductor of the present disclosure face each other.
  • It may be manufactured through the step of sealing the semiconductor element.
  • the colored layer may be laser-marked.
  • the semiconductor element may be sealed by compression molding or transfer molding, and compression molding is preferable.
  • a semiconductor encapsulation release film is placed in a mold of a compression molding apparatus, and the semiconductor encapsulation release film is made to follow the shape of the mold by vacuum adsorption or the like.
  • a sealing material for example, epoxy resin
  • a semiconductor element is placed on the mold, and the sealing material is cured by compressing the mold while heating to cure the semiconductor package.
  • the mold is opened and the molded semiconductor package is taken out. In this way, the semiconductor package can be manufactured.
  • the colored layer of the release film for semiconductor encapsulation is transferred to the surface of the encapsulating resin layer of the semiconductor package.
  • the thermosetting resin contained in the colored layer is preferably an epoxy resin. Since the sealing material of a semiconductor package often contains an epoxy resin, the adhesion between the sealing resin layer and the colored layer is likely to be improved by containing the epoxy resin as a thermosetting resin in the colored layer. Therefore, the occurrence of wrinkles and the like on the colored layer is more likely to be suppressed, and the appearance of the surface of the semiconductor package becomes more excellent.
  • Example 1 (Making a release film) Acrylic resin (monomer component: ethyl acrylate, butyl acrylate and acrylonitrile): 65 parts, tin catalyst (dinormal octyl tin dilaurate): 35 parts and tolue are mixed for a prime layer with a solid content concentration of 1%. A solution was prepared. Next, 100 parts of acrylic resin (monomer component: acrylic acid alkyl ester), 17 parts of polyisocyanate as a cross-linking agent, 10 parts of filler (acrylic resin particles, average particle size: 10 ⁇ m), and toluene are mixed. Then, a solution for a release layer having a solid content concentration of 15% was prepared.
  • a roll coater was used to apply the solution for the prime layer to one side of a biaxially stretched polyethylene terephthalate film having an average thickness of 25 ⁇ m, and then the solution for the release layer was dried so that the average thickness was 10 ⁇ m. It was repeatedly applied and dried to form a release layer, and a release film was obtained.
  • the drying temperature was 100 ° C. and the drying time was 2 minutes.
  • Thermoplastic resin (acrylic acid ester polymer, monomer component: butyl acrylate and acrylonitrile, weight average molecular weight 900,000) and thermosetting resin A (alicyclic epoxy resin, containing cyclohexane structure, epoxy equivalent: 175 g / eq)
  • a curing agent A hexahydrophthalic anhydride
  • a black pigment carbon black, average particle size: 0.5 ⁇ m
  • a curing accelerator (2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole), and silica.
  • a filler (average particle size: 0.5 ⁇ m) and methyl ethyl ketone were mixed to prepare a solution of a composition for forming a first colored layer having a solid content concentration of 35.0%.
  • Table 1 shows the mass-based composition ratios of the compositions. The unit is "parts by mass”.
  • a solution of the composition for forming the first colored layer is applied on a polyethylene terephthalate film having an average thickness of 38 ⁇ m with a comma coater, and then dried at 85 ° C. for 2 minutes to obtain a black first colored resin film having an average thickness of 10 ⁇ m. Made.
  • thermosetting resin A alicyclic epoxy resin, containing cyclohexane structure, epoxy equivalent: 175 g / eq
  • a curing agent A hexahydrophthalic anhydride
  • a white pigment titanium oxide, average particle size: 0.4 ⁇ m
  • a curing accelerator (2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole
  • silica silica.
  • a filler average particle size: 0.5 ⁇ m
  • methyl ethyl ketone were mixed to prepare a solution of a composition for forming a second colored layer having a solid content concentration of 38.0%.
  • a solution of the composition for forming a second colored layer is applied on a polyethylene terephthalate film having an average thickness of 38 ⁇ m with a comma coater, and then dried at 85 ° C. for 2 minutes to obtain a white second colored resin film having an average thickness of 10 ⁇ m. Made.
  • the first colored resin film and the second colored resin film are bonded together using a roll laminator under the conditions of 80 ° C. and 0.4 MPa in a state where the black first colored layer and the white second colored layer are in contact with each other.
  • a marking film in which a black colored layer and a white colored layer were laminated was produced.
  • release film with integrated colored layer The release film and the marking film are bonded together with a roll laminator in a state where the release layer and the black colored layer are in contact with each other under the conditions of 80 ° C. and 0.4 MPa to prepare a release film integrated with a colored layer. bottom.
  • a semiconductor bare chip is set on the upper mold of the compression molding mold, a colored layer integrated release film is attached to the lower mold, and both are arranged so that the semiconductor bare chip and the colored layer of the colored layer integrated release film face each other. bottom.
  • a sealing material (manufactured by Hitachi Kasei Co., Ltd .: trade name "CEL-9750ZHF10" was supplied on the release film integrated with the colored layer. After fixing the release film integrated with the colored layer to the lower mold of the compression molding die in a vacuum, the mold was fastened and the sealing material was molded (compression molding) to obtain a semiconductor package.
  • the mold temperature was 165 ° C.
  • the molding pressure was 6.86 MPa (70 kgf / cm 2 )
  • the molding time was 180 seconds.
  • the semiconductor package was thermoset.
  • the curing temperature was 175 ° C., under atmospheric pressure, and the curing time was 300 minutes.
  • Laser marking Printing was performed on the semiconductor package under the following conditions.
  • the conditions for laser marking are as follows.
  • Laser marking device Product name "MD-H9800", manufactured by KEYENCE CORPORATION Wavelength: 1064 nm Strength: 2W Scan speed: 700 mm / sec
  • Q-switch frequency 50kHz Characters (120 characters in a 10 mm ⁇ 11 mm cell, characters are not particularly limited) and rectangles (15 mm ⁇ 15 mm) were marked.
  • thermo-curable resin B (heterocycle-containing epoxy resin, isocyanuric acid structure-containing, epoxy equivalent: 135 g / eq)
  • thermo-curable resin C (heterocycle-containing epoxy resin, isocyanuric acid structure-containing, epoxy equivalent: 105 g / eq)
  • Thermocurable resin D novolac type epoxy resin, epoxy equivalent: 200 g / eq
  • thermocurable resin E bisphenol F type epoxy resin, epoxy equivalent: 160 g / eq
  • curing agent A hexahydrophthalic anhydride
  • curing agent B novolak type phenol resin
  • the release film for semiconductor encapsulation of the present disclosure having a colored layer containing a resin having a non-aromatic cyclic structure suppresses yellowing of the printed portion due to laser marking and provides excellent visibility in a semiconductor package. It can be seen that it is given to.

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Abstract

半導体封止用マーキングフィルムは、非芳香族性環状構造を有する樹脂を含む着色層を備える。

Description

半導体封止用マーキングフィルム、半導体封止用離型フィルム、半導体パッケージ及び半導体パッケージの製造方法
 本開示は、半導体封止用マーキングフィルム、半導体封止用離型フィルム、半導体パッケージ及び半導体パッケージの製造方法に関する。
 電子機器の軽薄短小化に伴って、半導体パッケージの小型化及び薄型化が進んでいる。半導体素子を熱硬化性樹脂封止材で封止することで、上述した半導体パッケージを得ているが、半導体パッケージの薄型化に伴い半導体素子を封止する封止樹脂層も薄型化が進んでいる。
 樹脂封止された半導体パッケージでは、製造ロット番号、ロゴマーク等の各種識別情報が封止樹脂層表面に印字されている。封止樹脂層表面への印字方法の一つとして、熱硬化性樹脂又は紫外線硬化性樹脂を主成分とするインクを用いて印字する印刷法が行われている。しかし、インクによる印字には、インクの付与、硬化及び洗浄を経ることが必要になる場合があり、半導体パッケージの製造工程が煩雑化したり、インクの耐久性が確保できない場合があった。
 これらの課題を解決する印字法として、封止樹脂層表面をレーザーで彫ることで印字するレーザーマーキング法が用いられる場合がある。レーザーマーキング法とは、レーザー光により封止樹脂層表面を削り取り印字を行う技術である。レーザーマーキング法によれば、封止樹脂層を直接彫り込むため洗浄等の追加工程が不要で印刷法より生産効率が高く、印字部の耐久性が向上する。
 また、良好なレーザーマーキング性を示す封止用シートが提案されている(例えば、特許文献1又は2参照)。特許文献1又は2に記載の封止用シートでは、レーザーマーキング性に優れる樹脂層と半導体素子を封止する封止樹脂層とが積層されている。
特許第4682796号公報 特開2015-043378号公報
 半導体素子を封止する封止樹脂層は半導体パッケージの最外層に位置するため、優れた外観が求められる。一方で、封止樹脂層はフィラーを多く含有しているため、着色剤の添加量が少ないことがある。また、着色剤として広く用いられるカーボンブラックは導電性を示すため、信頼性の観点から封止樹脂層中に高濃度に添加することができないことがある。これらの理由により、封止樹脂層の黒さが不足して半導体パッケージの外観が悪い場合がある。
 また、特許文献1又は2に開示の封止用シートは、上述のようにレーザーマーキング性に優れる樹脂層と半導体素子を封止する封止樹脂層とが積層した構成であるため、封止材の種類が封止樹脂層を構成する材料に限られてしまう。そのため、封止材の選択の自由度に劣る。
 さらに、半導体パッケージの外観を向上させるために封止樹脂層の表面にレーザーマーキング性に優れる着色層を配置した場合、着色層のレーザーマーキングされた印字部が、レーザー照射時の熱により変色することがある。印字部が変色することで、非印字部とのコントラストが低下し、視認性及び意匠性が低下する場合がある。
 本開示の一態様は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであり、印字部の変色が抑制される半導体封止用マーキングフィルムを提供することを目的とする。また、本開示の一態様は、印字部の変色が抑制される半導体封止用離型フィルム並びにこの半導体封止用離型フィルムを用いた半導体パッケージ及び半導体パッケージの製造方法を提供することを目的とする。
 前記課題を達成するための具体的手段は以下の通りである。
  <1> 非芳香族性環状構造を有する樹脂を含む着色層を備える半導体封止用マーキングフィルム。
  <2> 互いに色の異なる2種類の着色層を備え、前記着色層の少なくとも1つが、前記非芳香族性環状構造を有する樹脂を含む着色層である<1>に記載の半導体封止用マーキングフィルム。
  <3> 前記非芳香族性環状構造を有する樹脂を含む着色層が、着色剤と熱硬化性樹脂と硬化剤とを含有し、前記非芳香族性環状構造を有する樹脂が、前記熱硬化性樹脂である<1>又は<2>に記載の半導体封止用マーキングフィルム。
  <4> 前記硬化剤が、分子中に芳香環を含まない硬化剤を含む<3>に記載の半導体封止用マーキングフィルム。
  <5> 基材と、離型層と、非芳香族性環状構造を有する樹脂を含む着色層と、をこの順に有する半導体封止用離型フィルム。
  <6> 前記離型層上に、互いに色の異なる2種類の着色層を備え、前記着色層の少なくとも1つが、前記非芳香族性環状構造を有する樹脂を含む着色層である<5>に記載の半導体封止用離型フィルム。
  <7> 前記非芳香族性環状構造を有する樹脂を含む着色層が、着色剤と熱硬化性樹脂と硬化剤とを含有し、前記非芳香族性環状構造を有する樹脂が、前記熱硬化性樹脂である<5>又は<6>に記載の半導体封止用離型フィルム。
  <8> 前記硬化剤が、分子中に芳香環を含まない硬化剤を含む<7>に記載の半導体封止用離型フィルム。
  <9> 半導体素子と、前記半導体素子を封止する封止樹脂層と、前記封止樹脂層の表面に設けられた着色層とを有し、前記着色層が、<5>~<8>のいずれか1項に記載の半導体封止用離型フィルムが有する着色層由来の層である半導体パッケージ。
  <10> 半導体素子と<5>~<8>のいずれか1項に記載の半導体封止用離型フィルムにおける着色層とが対向するように、金型内に前記半導体素子と前記半導体封止用離型フィルムとを配置した状態で、前記半導体素子を封止する工程を有する半導体パッケージの製造方法。
 本開示の一態様によれば、印字部の変色が抑制される半導体封止用マーキングフィルムを提供することができる。また、本開示の一態様によれば、印字部の変色が抑制される半導体封止用離型フィルム並びにこの半導体封止用離型フィルムを用いた半導体パッケージ及び半導体パッケージの製造方法を提供することができる。
 以下、本開示を実施するための形態について詳細に説明する。但し、本開示は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合を除き、必須ではない。数値及びその範囲についても同様であり、本開示を制限するものではない。
 本開示において「工程」との語には、他の工程から独立した工程に加え、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の目的が達成されれば、当該工程も含まれる。
 本開示において「~」を用いて示された数値範囲には、「~」の前後に記載される数値がそれぞれ最小値及び最大値として含まれる。
 本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
 本開示において、各成分には、該当する物質が複数種含まれていてもよい。組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、各成分の含有率又は含有量は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率又は含有量を意味する。
 本開示において、各成分に該当する粒子には、複数種の粒子が含まれていてもよい。組成物中に各成分に該当する粒子が複数種存在する場合、各成分の粒子径は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の粒子の混合物についての値を意味する。
 本開示において「層」又は「膜」との語には、当該層又は膜が存在する領域を観察したときに、当該領域の全体に形成されている場合に加え、当該領域の一部にのみ形成されている場合も含まれる。
 本開示において「積層」との語は、層を積み重ねることを示し、二以上の層が結合されていてもよく、二以上の層が着脱可能であってもよい。
 本開示において「(メタ)アクリル」はアクリル及びメタクリルの少なくとも一方を意味し、「(メタ)アクリレート」はアクリレート及びメタクリレートの少なくとも一方を意味する。
 本開示において、層又は膜の平均厚みは、対象となる層又は膜の5点の厚みを測定し、その算術平均値として与えられる値とする。
 層又は膜の厚みは、マイクロメーター等を用いて測定することができる。本開示において、層又は膜の厚みを直接測定可能な場合には、マイクロメーターを用いて測定する。一方、複数の層が積層した状態における当該複数の層のうちの1つの層の厚み又は複数の層の総厚みを測定する場合には、電子顕微鏡を用いて、測定対象の断面を観察することで測定してもよい。
 本開示において「平均粒子径」は、レーザー回折散乱式粒度分布測定法による体積累積の粒度分布曲線において、小粒子径側からの累積が50%となる粒子径(50%D)として求められる。例えば、レーザー光散乱法を利用した粒子径分布測定装置(例えば、株式会社島津製作所製、「SALD-3000」)を用いて測定することができる。
<半導体封止用マーキングフィルム>
 本開示の半導体封止用マーキングフィルム(以下、「マーキングフィルム」と称することがある。)は、非芳香族性環状構造を有する樹脂を含む着色層を備えるものである。着色層のレーザーマーキング法等によって除去された部分(印字部)が、識別情報として認識される。
 本開示のマーキングフィルムは、印字部の変色が抑制される。その理由は明確ではないが、非芳香族性環状構造を有する樹脂は、レーザーマーキング法の際の熱による酸化及びそれに伴う黄変が生じにくいため、印字部の変色が抑制されやすくなると推察される。
 本開示のマーキングフィルムが備える着色層を構成する成分は、着色層の少なくとも1つに非芳香族性環状構造を有する樹脂が含有されていれば特に限定されるものではなく、当該技術分野で使用されている各種材料を組み合わせて着色層を構成することができる。本開示のマーキングフィルムが2以上の着色層を備える場合、着色層の少なくとも1つが非芳香族性環状構造を有する樹脂を含むものであればよく、全ての着色層が非芳香族性環状構造を有する樹脂を含むものでもよい。
 本開示において「非芳香族性環状構造」とは、芳香性を示さない環状構造をいう。非芳香族性環状構造としては、脂環構造、芳香性を示さない複素環構造等が挙げられる。
 脂環構造の具体例としては、シクロプロパン構造、シクロブタン構造、シクロペンタン構造、シクロヘキサン構造、シクロヘプタン構造、シクロオクタン構造、キュバン構造、ノルボルナン構造、テトラヒドロジシクロペンタジエン構造、アダマンタン構造、ジアダマンタン構造、ビシクロ[2.2.2]オクタン構造、デカヒドロナフタレン構造、スピロ[5.5]ウンデカン構造等のスピロ環構造などが挙げられる。
 芳香性を示さない複素環構造の具体例としては、ピロリジン構造、ピペリジン構造、ピペラジン構造、モルホリン構造、テトラヒドロフラン構造、テトラヒドロピラン構造、イソシアヌル酸構造等が挙げられる。
 着色層は、例えば、着色剤と熱硬化性樹脂と硬化剤とを含有するものであってもよい。着色層は、硬化促進剤、熱可塑性樹脂、無機充填材等のその他の成分を含有してもよい。着色層が非芳香族性環状構造を有する樹脂を含む場合、非芳香族性環状構造を有する樹脂が熱硬化性樹脂であってもよい。
 着色層が2層以上である場合には、各着色層に含まれる着色剤は、同じであっても異なっていてもよく、異なっていることが好ましい。マーキングフィルムが互いに色の異なる2種類の着色層を備える場合、着色層の少なくとも1つが、非芳香族性環状構造を有する樹脂を含む着色層であればよい。
 着色層の平均厚みは、3μm~100μmであることが好ましく、5μm~60μmであることがより好ましい。
 着色層が2層以上である場合には、着色層全体の平均厚みが上記範囲にあることがよい。
-着色剤-
 着色層は、着色剤を含んでもよい。着色剤としては、各種の有機顔料、無機顔料等を用いることができる。着色剤としては、黒色顔料、白色顔料、イエロー顔料、マゼンタ顔料、シアン顔料、赤色顔料、青色顔料、緑色顔料等が挙げられる。これらの中でも、封止樹脂表面に印字された各種情報の視認性の観点から、黒色顔料及び白色顔料が好ましい。
 黒色顔料としては、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、チタンブラック、アニリンブラックなどが挙げられる。
 白色顔料としては、塩基性炭酸鉛(2PbCO・Pb(OH))、酸化亜鉛(ZnO)、酸化チタン(TiO)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO)等が挙げられる。
 着色層における着色剤の含有率は、着色剤の種類に応じて、適宜設定することができる。
 着色層における着色剤の含有率は、例えば、着色剤として黒色顔料が用いられた場合、0.5質量%~12質量%であることが好ましく、1質量%~10質量%であることがより好ましい。
 着色層における着色剤の含有率は、例えば、着色剤として白色顔料が用いられた場合、15質量%~60質量%であることが好ましく、20質量%~50質量%であることがより好ましい。
 マーキングフィルムは、着色層として互いに色の異なる2種類の着色層を備えるものであってもよい。マーキングフィルムが互いに色の異なる2種類の着色層を備える場合、白色顔料を含む着色層と黒色顔料を含む着色層との組み合わせであることが好ましい。
 半導体パッケージの表面に白色顔料を含む着色層と黒色顔料を含む着色層とがこの順に転写されると、着色層が転写された半導体パッケージの表面にレーザー光を照射することにより、黒色顔料を含む着色層中の樹脂を昇華させて、着色層表面を削り取ることが可能となる。このときに、黒色顔料を含む着色層が削り取られた箇所からは白色顔料を含む着色層が現れるため、コントラストが高く、視認性のよい印字が可能となる。
 この場合、白色顔料を含む着色層が非芳香族性環状構造を有する樹脂を含むことが好ましい。樹脂の変色による影響は、白色顔料を含む着色層でより大きくなる傾向にある。白色顔料を含む着色層が非芳香族性環状構造を有する樹脂を含むことで、白色顔料を含む着色層での変色(特に、着色層の黄変)が抑制される傾向にある。
 レーザーマーキング法に使用されるレーザーとしては、主に炭酸ガスレーザーとYAGレーザーとがある。レーザーマーキング法に使用されるレーザーは、YAGレーザーであることが多いため、着色層に含まれる黒色顔料としては、YAGレーザーにより揮発し易いカーボンブラックを使用することが好ましい。また、レーザーマーキング法に使用されるレーザーとしてYVOレーザーを用いることもできる。
-熱硬化性樹脂-
 着色層は、熱硬化性樹脂を含んでもよい。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、トリアジン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、シアネートエステル樹脂、及びこれら樹脂の変性物を挙げることができる。これらの樹脂は1種類を単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。
 熱硬化性樹脂は、耐熱性の観点から、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、及びトリアジン樹脂からなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましく、エポキシ樹脂であることがより好ましい。
 エポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂等の二官能エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂などを使用することができる。また、多官能エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、複素環含有エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等、一般に知られているものを適用することができる。これらエポキシ樹脂は、1種類を単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。
 エポキシ樹脂のエポキシ当量としては、80g/eq~220g/eqであることが好ましく、90g/eq~210g/eqであることがより好ましく、100g/eq~200g/eqであることがさらに好ましい。
 エポキシ樹脂のエポキシ当量は、JIS K7236:2009に準拠して過塩素酸滴定法により測定する。
 ビスフェノールA型エポキシ樹脂としては、三菱ケミカル株式会社製の商品名:エピコート807、815、825、827、828、834、1001、1004、1007、1009等、ダウケミカル社製の商品名:DER-330、301、361等、新日化エポキシ製造株式会社製の商品名:YD8125、YDF8170等が挙げられる。
 フェノールノボラック型エポキシ樹脂としては、三菱ケミカル株式会社製、商品名:エピコート152、154等、日本化薬株式会社製、商品名:EPPN-201等、ダウケミカル社製、商品名:DEN-438等が挙げられる。また、o-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂としては、日本化薬株式会社製、商品名:EOCN-102S、103S、104S、1012、1025、1027等、新日化エポキシ製造株式会社製、商品名:YDCN701、702、703、704等が挙げられる。
 多官能エポキシ樹脂としては、三菱ケミカル株式会社製、商品名:Epon 1031S等、チバスペシャリティーケミカルズ社製、商品名:アラルダイト0163等、ナガセ化成株式会社製、商品名:デナコールEX-611、614、614B、622、512、521、421、411、321等が挙げられる。アミン型エポキシ樹脂としては、三菱ケミカル株式会社製、商品名:エピコート604等、新日化エポキシ製造株式会社製、商品名:YH-434等、三菱ガス化学株式会社製、商品名:TETRAD-X、TETRAD-C等、住友化学工業株式会社製、商品名:ELM-120等が挙げられる。
 複素環含有エポキシ樹脂としては、チバスペシャリティーケミカルズ社製、商品名:アラルダイトPT810等、UCC社製、商品名:ERL4234、4299、4221、4206等、日産化学工業株式会社製、商品名:TEPIC-PAS等が挙げられる。
 脂環式エポキシ樹脂としては、株式会社ダイセル製、商品名:EHPE-3150、CEL2021P、CEL2000等が挙げられる。
 非芳香族性環状構造を有する樹脂がエポキシ樹脂である場合、エポキシ樹脂としては、複素環含有エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等が好ましく、溶剤に対する溶解性の観点から、脂環式エポキシ樹脂がより好ましい。
 着色層における熱硬化性樹脂の含有率は、0.1質量%~80質量%であることが好ましく、1質量%~60質量%であることがより好ましく、5質量%~50質量%であることがさらに好ましい。
 着色層が2層以上である場合には、各着色層における熱硬化性樹脂の含有率が上記範囲にあることがよい。
-硬化剤-
 着色層は、硬化剤を含んでもよい。硬化剤は、通常用いられている公知の硬化剤を使用することができる。熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂である場合、硬化剤としては、アミン類、ポリアミド、酸無水物、ポリスルフィド、三フッ化ホウ素、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS等のフェノール性水酸基を1分子中に2個以上有するビスフェノール類、フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂等のフェノール樹脂などが挙げられる。
 これらの中でも、エポキシ樹脂の硬化性の観点から、フェノール樹脂、酸無水物、アミン類等が好ましい。
 硬化剤として用いられるフェノール樹脂としては、DIC株式会社製、商品名:フェノライトLF-2882、フェノライトLF-2822、フェノライトTD-2090、フェノライトTD-2149、フェノライトVH-4150、フェノライトVH-4170等、三井化学株式会社製、商品名:XLC-LL、XLC-4L等が挙げられる。これらは1種類を単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。
 硬化剤として用いられる酸無水物としては、無水フタル酸、無水マレイン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、3-メチルテトラヒドロ無水フタル酸、4-メチルテトラヒドロ無水フタル酸、3-メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、4-メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水ハイミック酸、無水メチルハイミック酸、無水クロレンド酸、無水コハク酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸マレイン酸付加物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、水素化メチルナジック酸無水物、ドデセニルコハク酸無水物等が挙げられる。これらは1種類を単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。
 硬化剤として用いられるアミン類としては、鎖状脂肪族アミン、環状脂肪族アミン、脂肪芳香族アミン、芳香族アミン等が挙げられる。
 硬化剤として用いられるアミン類としては、具体的には、m-フェニレンジアミン、1,3-ジアミノトルエン、1,4-ジアミノトルエン、2,4-ジアミノトルエン、3,5-ジエチル-2,4-ジアミノトルエン、3,5-ジエチル-2,6-ジアミノトルエン、2,4-ジアミノアニソール等の芳香環が1個の芳香族アミン硬化剤;4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-メチレンビス(2-エチルアニリン)、3,3’-ジエチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’,5,5’-テトラメチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’,5,5’-テトラエチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン等の芳香環が2個の芳香族アミン硬化剤;芳香族アミン硬化剤の加水分解縮合物;ポリテトラメチレンオキシドジ-p-アミノ安息香酸エステル、ポリテトラメチレンオキシドジパラアミノベンゾエート等のポリエーテル構造を有する芳香族アミン硬化剤;芳香族ジアミンとエピクロロヒドリンとの縮合物;芳香族ジアミンとスチレンとの反応生成物などが挙げられる。
 硬化剤としては、印字部の変色をさらに抑制する観点から、分子中に芳香環を含まない硬化剤であることが好ましく、芳香環を含まない酸無水物であることがより好ましく、ヘキサヒドロ無水フタル酸であることがさらに好ましい。
 熱硬化性樹脂と硬化剤との配合比率としては、それぞれの未反応分を少なく抑え、かつ硬化反応を十分に進行させる観点から、熱硬化性樹脂に含まれる熱硬化性官能基の当量数と硬化剤に含まれる官能基の当量数との比(熱硬化性樹脂の当量数/硬化剤の当量数)は、0.6~1.4の範囲に設定することが好ましく、0.7~1.3の範囲に設定することがより好ましく、0.8~1.2の範囲に設定することがさらに好ましい。
 着色層が2層以上である場合には、各着色層における比(熱硬化性樹脂の当量数/硬化剤の当量数)が上記範囲にあることがよい。
-硬化促進剤-
 着色層は、硬化促進剤を含んでもよい。硬化促進剤としては、各種イミダゾール類を用いることが好ましい。イミダゾールとしては、2-メチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾリウムトリメリテート、2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾール等が挙げられる。イミダゾール類は、四国化成工業株式会社から、2E4MZ、2PZ-CN、2PZ-CNS、2P4MHZ-PW等という商品名で市販されている。
 また、硬化促進剤として、有機ホスフィン化合物を用いることもできる。有機ホスフィン化合物としては、具体的には、トリフェニルホスフィン、ジフェニル(p-トリル)ホスフィン、トリス(アルキルフェニル)ホスフィン、トリス(アルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(アルキルアルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(ジアルキルフェニル)ホスフィン、トリス(トリアルキルフェニル)ホスフィン、トリス(テトラアルキルフェニル)ホスフィン、トリス(ジアルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(トリアルコキシフェニル)ホスフィン、トリス(テトラアルコキシフェニル)ホスフィン、トリアルキルホスフィン、ジアルキルアリールホスフィン、アルキルジアリールホスフィン等が挙げられる。
 着色層に硬化促進剤が含有される場合、着色層における硬化促進剤の含有率は、0.01質量%~10質量%であることが好ましく、0.1質量%~8質量%であることがより好ましく、0.2質量%~6質量%であることがさらに好ましい。
-熱可塑性樹脂-
 着色層は、熱可塑性樹脂を含んでもよい。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリイミド樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、フェノキシ樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ブタジエンゴム、アクリルゴム、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、及びこれらの混合物が挙げられるが、熱可塑性樹脂はこれら具体例に限定されるものではない。
 熱可塑性樹脂としては、芳香環を有さない樹脂であることが好ましい。
 着色層に熱可塑性樹脂が含有される場合、着色層における熱可塑性樹脂の含有率は、0.1質量%~30質量%であることが好ましく、0.5質量%~25質量%であることがより好ましく、1質量%~20質量%であることがさらに好ましい。
熱可塑性樹脂の重量平均分子量(Mw)は、1万~300万であることが好ましく、5万~250万であることがより好ましく、10万~200万であることがさらに好ましい。
 本開示において、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて、下記の装置及び測定条件により、標準ポリスチレンの検量線を使用して換算することによって決定した値である。検量線の作成にあたっては、標準ポリスチレンとして5サンプルセット(PStQuick MP-H、PStQuick B[東ソー株式会社製、商品名])を用いた。
 装置:高速GPC装置 HLC-8320GPC(検出器:示差屈折計)(東ソー株式会社製、商品名)
 使用溶媒:テトラヒドロフラン(THF)
 カラム:カラムTSKGEL SuperMultipore HZ-H(東ソー株式会社製、商品名)
 カラムサイズ:カラム長15cm、カラム内径4.6mm
 測定温度:40℃
 流量:0.35mL/分
 試料濃度:10mg/THF5mL
 注入量:20μL
-無機充填材-
 着色層は、無機充填材を含んでもよい。無機充填材としては、結晶性シリカ、非晶性シリカ、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素等が挙げられる。これらの無機充填材は、1種類を単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。中でも汎用性の観点から結晶性シリカ、非晶性シリカ等のシリカフィラーが好ましい。シリカフィラーとしては日本アエロジル株式会社からR972、R972V、R972CF等、株式会社アドマテックスからSO-E1、SO-E2、SO-E5、SO-C1、SO-C2、SO-C3、SO-C5等、株式会社龍森からPLV-6、PLV-4、TFC-12、TFC-24、USV-5、USV-10等の製品名で市販されている。
 無機充填材の平均粒子径は0.01μm~20μmであることが好ましく、0.1μm~10μmであることがより好ましく、0.2μm~2μmであることがさらに好ましい。
 着色層に無機充填材が含有される場合、着色層における無機充填材の含有率は、1質量%~90質量%であることが好ましく、3質量%~80質量%であることがより好ましく、5質量%~70質量%であることがさらに好ましい。
 着色層に含まれる樹脂全体に占める、芳香環を有する樹脂の比率は、80質量%以下であることが好ましく、55質量%以下であることがより好ましく、5質量%以下であることがさらに好ましい。
 本開示において、芳香環を有する樹脂の比率は、着色層が1層の場合には、当該着色層に含まれる樹脂全体に占める、芳香環を有する樹脂の比率をいう。着色層が2層以上の場合には、全ての着色層に含まれる樹脂全体に占める、芳香環を有する樹脂の比率をいう。
 マーキングフィルムが備える着色層は、基材上に設けられていてもよい。マーキングフィルムに用いられる基材は、後述の半導体封止用離型フィルムに用いられる基材と同様のものを用いることができる。
(半導体封止用マーキングフィルムの製造方法)
 マーキングフィルムは、公知の方法により製造することができる。例えば、着色層を構成する成分を含有する着色層形成用組成物を基材の片面に付与して乾燥することでマーキングフィルムを製造することができる。着色層形成用組成物の詳細及び着色層形成用組成物を基材に付与する場合の詳細は、半導体封止用離型フィルムの製造方法の場合と同様である。
<半導体封止用離型フィルム>
 本開示の半導体封止用離型フィルム(以下、「離型フィルム」と称することがある。)は、基材と、離型層と、非芳香族性環状構造を有する樹脂を含む着色層と、をこの順に有するものである。着色層のレーザーマーキング法等によって除去された部分(印字部)が、識別情報として認識される。
 本開示の離型フィルムは、印字部の変色が抑制される。その理由は明確ではないが、以下のように推察される。
 半導体素子と半導体封止用離型フィルムにおける着色層とが対向するように、金型内に半導体素子と離型フィルムとを配置した状態で、封止材を用いて半導体素子を封止することにより、半導体パッケージが製造される。封止材を用いて半導体素子を封止する際には、所定の温度条件で加圧処理が実施される。加圧処理後、半導体素子を封止する封止樹脂層の表面(つまり、半導体パッケージの表面)には、着色層が転写される。着色層に含まれる非芳香族性環状構造を有する樹脂は、レーザーマーキング法の際の熱による酸化及びそれに伴う黄変が生じにくい。そのため、半導体パッケージの表面の転写層にレーザーマーキング法により印字部を形成した場合に、印字部の変色が抑制されやすくなると推察される。
 本開示の離型フィルムは、基材と離型層と着色層とを有し、必要に応じてその他の層を有していてもよい。
 以下、本開示の半導体封止用離型フィルムを構成する各種材料について説明する。
(基材)
 離型フィルムは基材を有する。基材としては特に限定されず、当該技術分野で使用されている樹脂含有基材から適宜選択することができる。金型の形状に対する追従性を向上する観点からは、延伸性に優れる樹脂含有基材を使用することが好ましい。
 封止材による半導体素子の封止が高温(100℃~200℃程度)で行われることを考慮すると、基材は、この温度以上の耐熱性を有することが望ましい。また、離型フィルムを金型に装着する際及び成型中の樹脂が流動する際に封止樹脂のシワ、離型フィルムの破れ等の発生を抑制するためには、高温時の弾性率、伸び等を考慮して選択することが望ましい。
 基材は、耐熱性及び高温時の弾性率の観点から、ポリエステル樹脂を含むことが好ましい。ポリエステル樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂及びポリブチレンテレフタレート樹脂並びにこれらの共重合体及び変性樹脂が挙げられる。
 基材としては、ポリエステル樹脂をシート状に成型したものが好ましく、基材がポリエステルフィルムであることがより好ましく、金型への追従性の観点からは、2軸延伸ポリエステルフィルムであることがさらに好ましく、2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムであることが特に好ましい。
 基材の平均厚みは特に限定されず、5μm~100μmであることが好ましく、10μm~70μmであることがより好ましい。基材の平均厚みが5μm以上であると、取扱い性に優れ、シワが生じ難い傾向にある。基材の平均厚みが100μm以下であると、成型時の金型への追従性に優れるため、成型された半導体パッケージのシワ等の発生が抑制される傾向にある。
(離型層)
 離型フィルムは離型層を有する。離型層を構成する成分は特に限定されるものではなく、当該技術分野で使用されている各種材料を組み合わせて用いることができる。
 離型層は、例えば、樹脂粒子及びバインダーを含有してもよく、必要に応じてその他の成分を含有してもよい。
-樹脂粒子-
 樹脂粒子を構成する樹脂の種類は特に限定されるものではない。樹脂粒子は、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂及びシリコーン樹脂からなる群より選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。半導体パッケージに対する離型性の観点からは、樹脂粒子は、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂及びポリアクリロニトリル樹脂から選択される少なくとも1種を含むことがより好ましい。
 半導体パッケージ表面外観の均一性の観点から、樹脂粒子は、離型層形成用組成物の調製に使用され得る有機溶媒(例えば、トルエン、メチルエチルケトン及び酢酸エチル)に不溶性又は難溶性であることが好ましい。ここで、有機溶媒に不溶性又は難溶性とは、JIS K6769:2013に準拠するゲル分率試験において、トルエン等の有機溶媒中に樹脂粒子を分散して50℃で24時間保持した後のゲル分率が97%以上であることをいう。
 樹脂粒子の平均粒子径は、1μm~55μmであることが好ましい。樹脂粒子の平均粒子径が1μm以上であると、離型層の表面に充分に凹凸を形成することが可能であり、成型した半導体パッケージ表面外観の均一性が向上し封止材のフロー跡が抑制される傾向にある。また、樹脂粒子の平均粒子径が55μm以下であると、離型層中に樹脂粒子を固定するために離型層の平均厚みを過度に大きくする必要がなくコストの観点で好ましい。
 樹脂粒子の平均粒子径の上限は、半導体パッケージ表面外観の観点から、55μmであることが好ましく、50μmであることがより好ましい。樹脂粒子の平均粒子径の下限は、コストの観点から、2μmであることがより好ましく、3μmであることがさらに好ましい。
 離型層に含まれる樹脂粒子の形状は、特に限定はされず、球形、楕円形、不定形等のいずれであってもよい。
 離型層に含まれる樹脂粒子の含有率は、5体積%~65体積%であることが好ましい。
 含有率が5体積%以上であると、離型層表面に充分に凹凸を形成することが可能であり、成型した半導体パッケージ表面外観の均一性が向上して封止材のフロー跡を抑制する効果が充分得られる傾向にある。この観点から、樹脂粒子の含有率の下限は10体積%であることが好ましく、20体積%であることがより好ましい。
 また、含有率が65体積%以下であると、離型層中の後述するバインダーにより樹脂粒子が固定されやすくなり、樹脂粒子の脱落の可能性が低下し、成型した半導体パッケージ表面への汚染を抑制でき、且つ経済的にも好ましい傾向にある。この観点から、樹脂粒子の含有率の上限は60体積%であることが好ましく、50体積%であることがより好ましい。
-バインダー-
 離型層に含まれていてもよいバインダーの種類は特に限定されるものではない。離型層がバインダーを含むことにより、樹脂粒子が離型層内に固定される。
 バインダーは、半導体パッケージとの離型性、耐熱性等の観点から、アクリル樹脂又はシリコーン樹脂であることが好ましく、架橋型アクリル樹脂(以下、「架橋型アクリル共重合体」とも称する)であることがより好ましい。
 アクリル樹脂は、アクリル酸ブチル、アクリル酸エチル、2-エチルヘキシルアクリレート等の低ガラス転移温度(Tg)モノマーを主モノマーとし、必要に応じてアクリル酸、メタクリル酸、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、アクリルアミド、アクリロニトリル等の官能基モノマーと共重合することで得られるアクリル共重合体であってもよい。また、架橋型アクリル共重合体は、上記アクリル樹脂を架橋剤を使用して架橋することにより製造することができる。
 架橋型アクリル共重合体の製造に使用される架橋剤としては、イソシアネート化合物、メラミン化合物、エポキシ化合物等の公知の架橋剤が挙げられる。また、アクリル樹脂中に緩やかに広がった網目状構造を形成するために、架橋剤は3官能、4官能等の多官能架橋剤であることがより好ましい。
 上記のような架橋剤を使用して製造される架橋型アクリル共重合体は緩やかに広がった網目状構造を有するので、この架橋型アクリル重合体を離型層のバインダーとして使用すると、離型層の延伸性が向上し、基材の延伸性を阻害することが抑制されるため、コンプレッション成型時の離型フィルムの金型に対する追従性を向上することができる。
 この観点から、架橋型アクリル共重合体の製造において使用される架橋剤の量は、アクリル共重合体100質量部に対して、3質量部~100質量部であることが好ましく、5質量部~70質量部であることがより好ましい。架橋剤の量が3質量部以上であるとバインダーの強度が確保されるため汚染を防ぐことができる傾向にある。架橋剤の量が100質量部以下であると、架橋型アクリル共重合体の柔軟性が向上し、離型層の延伸性が向上する傾向にある。
-その他の成分-
 離型層は、必要に応じて、溶媒、アンカリング向上剤、架橋促進剤、帯電防止剤、着色剤等をさらに含んでいてもよい。
-離型層の平均厚み-
 離型層の平均厚みは特に限定されず、使用する樹脂粒子の平均粒子径との関係を考慮して適宜設定される。離型層の平均厚みは、0.1μm~100μmであることが好ましく、1μm~50μmであることがより好ましい。
 離型層の平均厚みが使用する樹脂粒子の平均粒子径より極端に薄い状態でなければ、離型層中に樹脂粒子を固定することが困難になりにくく、樹脂粒子が脱落しにくい。そのため、成型した半導体パッケージ表面への離型層による汚染が生じにくい傾向にある。また、離型層の平均厚みが使用する樹脂粒子の平均粒子径より極端に厚い状態でなければ、成型した半導体パッケージ表面外観の均一性を向上する効果、封止材のフロー跡を抑制する効果等が得られやすい傾向にある。また、経済的にも不利益となりにくい傾向にある。
 尚、本開示における離型層の平均厚みとは乾燥状態での平均厚みを意味し、離型フィルムの離型層を上記の層の平均厚みの測定方法で測定することができる。
(着色層)
 離型フィルムは、1又は2以上の着色層を有する。着色層を構成する成分等の詳細は、上述のマーキングフィルムの場合と同様である。
 離型フィルムは、離型層上に、互いに色の異なる2種類の着色層を備えてもよい。この場合、着色層の少なくとも1つが、非芳香族性環状構造を有する樹脂を含む着色層とされる。
 本開示の半導体封止用離型フィルムは、基材と、離型層と、黒色顔料を含む着色層と、白色顔料を含む着色層と、をこの順に有するものであることが好ましい。このような構成の半導体封止用離型フィルムを用いて半導体パッケージを成型すると、半導体パッケージの表面に、白色顔料を含む着色層と黒色顔料を含む着色層とがこの順に転写される。着色層が転写された半導体パッケージの表面にレーザー光を照射することにより、黒色顔料を含む着色層中の樹脂を昇華させて、着色層表面を削り取ることが可能となる。このときに、黒色顔料を含む着色層が削り取られた箇所からは白色顔料を含む着色層が現れるため、コントラストが高く、視認性のよい印字が可能となる。
(その他の構成)
 基材は金型表面に接触する層であり、用いる材料によっては離型フィルムを金型から剥離するためにより大きな剥離力が必要となることがある。この様に金型から剥離しにくい材料を基材に使用する場合には、金型から離型フィルムを剥離しやすくするように調整することが好ましい。例えば、基材の離型層の設けられる面とは反対の面、つまり基材の金型側の面に、金型からの離型性を向上させるために梨地加工等の表面加工をしたり、新たに別の離型層(第2離型層)を設けたりしてもよい。第2離型層の材料としては、耐熱性、金型からの剥離性等を満たす材料であれば特に限定せず、離型層と同じ材料を使用してもよい。第2離型層の平均厚みは、特に限定されず、0.1μm~100μmであることが好ましい。
 さらに、必要に応じて、離型層と基材との間、基材と第2離型層との間等に、アンカリング向上層(プライマ層)、帯電防止層等を設けてもよい。
 半導体封止用離型フィルムの着色層上には、保護フィルムを設けてもよい。保護フィルムとしては、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリイミドフィルム等のプラスチックフィルムなどが挙げられる。
(半導体封止用離型フィルムの製造方法)
 半導体封止用離型フィルムは、公知の方法により製造することができる。例えば、離型層を構成する成分を含有する離型層形成用組成物を基材の片面に付与し乾燥して基材上に離型層を形成した後、着色層を構成する成分を含有する着色層形成用組成物を離型層上に付与し乾燥して離型層上に着色層を形成することで、半導体封止用離型フィルムを製造してもよい。
 その他の方法としては、離型層を構成する成分を含有する離型層形成用組成物を一の基材の片面に付与して乾燥することで一の基材上に離型層を形成する。一方、着色層を構成する成分を含有する着色層形成用組成物を他の基材の片面に付与して乾燥することで、他の基材上に着色層を形成する。そして、一の基材上の離型層と他の基材上の着色層とが接触するように両者を貼り合わせて、半導体封止用離型フィルムを製造してもよい。
 離型層形成用組成物又は着色層形成用組成物の調製に使用する溶媒は特に限定されず、離型層又は着色層を構成する各成分を分散又は溶解可能である有機溶媒であることが好ましい。有機溶媒としては、トルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル等が挙げられる。
 また、他の基材としては、必要に応じて着色層上に設けられる保護フィルムとなりうるフィルムであってもよく、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリイミドフィルム等のプラスチックフィルムなどが挙げられる。また、必要に応じて他の基材の表面に離型処理等の表面処理を行ってもよい。
 離型層形成用組成物又は着色層形成用組成物を付与する方法は特に限定されず、ロールコート法、バーコート法、キスコート法、コンマコート法等の公知の塗布方法を使用することができる。
 付与された離型層形成用組成物又は着色層形成用組成物を乾燥する方法は特に限定されず、公知の乾燥方法を使用することができる。例えば、50℃~150℃で0.1分~60分乾燥させる方法でもよい。
<半導体パッケージ及びその製造方法>
 本開示の半導体パッケージは、半導体素子と、前記半導体素子を封止する封止樹脂層と、前記封止樹脂層の表面に設けられた着色層とを有し、前記着色層が、本開示の半導体封止用離型フィルムが有する着色層由来の層である。
 本開示の半導体パッケージは、いかなる方法により製造されたものであってもよい。本開示の半導体パッケージは、例えば、半導体素子と本開示の半導体封止用離型フィルムにおける着色層とが対向するように、金型内に前記半導体素子と前記離型フィルムとを配置した状態で、前記半導体素子を封止する工程を経て製造されたものであってもよい。
 半導体素子を封止する工程を経た後、着色層へのレーザーマーキングが施されてもよい。
 半導体素子を封止する工程では、コンプレッション成型又はトランスファー成型により半導体素子を封止してもよく、コンプレッション成型であることが好ましい。
 通常、半導体パッケージのコンプレッション成型では、コンプレッション成型装置の金型に半導体封止用離型フィルムを配置し、真空吸着等により半導体封止用離型フィルムを金型の形状に追従させる。その後、半導体パッケージの封止材(例えば、エポキシ樹脂等)を金型に入れ、半導体素子をその上に配置し、加熱しながら金型を圧縮することにより封止材を硬化させて、半導体パッケージを成型する。その後、金型を開けて、成型された半導体パッケージを取り出す。このようにして、半導体パッケージを製造することができる。
 このときに、半導体封止用離型フィルムの着色層が、半導体パッケージの封止樹脂層の表面に転写される。
 着色層に含まれる熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂であることが好ましい。半導体パッケージの封止材はエポキシ樹脂を含有することが多いことから、着色層に熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂が含まれることで、封止樹脂層と着色層との密着性が向上しやすい。そのため、着色層へのシワ等の発生がより抑制されやすくなり、半導体パッケージ表面の外観がより優れたものとなる。
 以下に、本開示を実施例に基づいて説明するが、本開示は下記実施例に限定されるものではない。なお、下記実施例において、部及び%は特に断りのない限り、質量部及び質量%を示す。
[実施例1]
(離型フィルムの作製)
 アクリル樹脂(モノマー成分:アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル及びアクリロニトリル):65部と、スズ触媒(ジノルマルオクチルスズジラウレート):35部とトルエとを混合して固形分濃度が1%のプライマ層用溶液を調製した。
 次に、アクリル樹脂(モノマー成分:アクリル酸アルキルエステル):100部と、架橋剤としてポリイソシアネート:17部と、フィラー(アクリル樹脂粒子、平均粒子径:10μm):10部と、トルエンとを混合して固形分濃度が15%の離型層用溶液を調製した。基材として、平均厚みが25μmの2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムの片面に、ロールコータを用いて、プライマ層用溶液を塗布後、離型層用溶液を乾燥後の平均厚みが10μmになるように重ねて塗布及び乾燥して離型層を形成し、離型フィルムを得た。乾燥温度は100℃とし、乾燥時間は2分とした。
(第一着色層の作製)
 熱可塑性樹脂(アクリル酸エステル系ポリマー、モノマー成分:アクリル酸ブチル及びアクリロニトリル、重量平均分子量90万)と、熱硬化性樹脂A(脂環式エポキシ樹脂、シクロヘキサン構造含有、エポキシ当量:175g/eq)と、硬化剤A(ヘキサヒドロ無水フタル酸)と、黒色顔料(カーボンブラック、平均粒子径:0.5μm)と、硬化促進剤(2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾール)と、シリカフィラー(平均粒子径:0.5μm)と、メチルエチルケトンとを混合し、固形分濃度が35.0%となる第一着色層形成用組成物の溶液を調製した。組成物の質量基準の組成比を表1に示す。単位は「質量部」である。
 第一着色層形成用組成物の溶液を、平均厚みが38μmのポリエチレンテレフタレートフィルム上にコンマコータで塗布した後、85℃で2分乾燥させることにより平均厚みが10μmの黒色の第一着色樹脂フィルムを作製した。
(第二着色層の作製)
 熱可塑性樹脂(アクリル酸エステル系ポリマー、モノマー成分:アクリル酸ブチル及びアクリロニトリル、重量平均分子量90万)と、熱硬化性樹脂A(脂環式エポキシ樹脂、シクロヘキサン構造含有、エポキシ当量:175g/eq)と、硬化剤A(ヘキサヒドロ無水フタル酸)と、白色顔料(酸化チタン、平均粒子径:0.4μm)と、硬化促進剤(2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾール)と、シリカフィラー(平均粒子径:0.5μm)と、メチルエチルケトンとを混合し、固形分濃度が38.0%となる第二着色層形成用組成物の溶液を調製した。
 第二着色層形成用組成物の溶液を、平均厚みが38μmのポリエチレンテレフタレートフィルム上にコンマコータで塗布した後、85℃で2分乾燥させることにより平均厚みが10μmの白色の第二着色樹脂フィルムを作製した。
 上記第一着色樹脂フィルムと第二着色樹脂フィルムとを黒色の第一着色層と白色の第二着色層とが接触した状態でロールラミネーターを用いて80℃、0.4MPaの条件で貼り合せ、黒色着色層と白色着色層とが積層されたマーキングフィルムを作製した。
 [着色層一体型離型フィルムの作製]
 上記離型フィルムとマーキングフィルムとを、離型層と黒色の着色層とが接触した状態でロールラミネーターを用いて80℃、0.4MPaの条件で貼り合せ、着色層一体型離型フィルムを作製した。
(コンプレッションモールド工程)
 コンプレッション成型金型の上型に半導体ベアチップをセットし、下型に着色層一体型離型フィルムを装着し、半導体ベアチップと着色層一体型離型フィルムの着色層とが対向するように両者を配置した。着色層一体型離型フィルム上に封止材(日立化成株式会社製:商品名「CEL-9750ZHF10」)を供給した。着色層一体型離型フィルムを真空でコンプレッション成型金型の下型に固定した後、型締めし、封止材を成型(コンプレッション成型)して半導体パッケージを得た。金型温度は165℃、成形圧力は6.86MPa(70kgf/cm)、成型時間は180秒とした。
(硬化)
 次に、半導体パッケージを熱硬化した。硬化温度は175℃、大気圧下、硬化時間は300分とした。
(レーザーマーキング)
 半導体パッケージに、以下の条件により印字を行った。なお、レーザーマーキングの条件は下記の通りである。
 レーザーマーキング装置:商品名「MD-H9800」、株式会社キーエンス製
 波長:1064nm
 強度:2W
 スキャンスピード:700mm/sec
 Qスイッチ周波数:50kHz
 文字(10mm×11mmのセルに120字、文字は特に限定されない)と矩形(15mm×15mm)をマーキングした。
[実施例2~4及び比較例]
 熱硬化性樹脂B(複素環含有エポキシ樹脂、イソシアヌル酸構造含有、エポキシ当量:135g/eq)、熱硬化性樹脂C(複素環含有エポキシ樹脂、イソシアヌル酸構造含有、エポキシ当量:105g/eq)、熱硬化性樹脂D(ノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量:200g/eq)、熱硬化性樹脂E(ビスフェノールF型エポキシ樹脂、エポキシ当量:160g/eq)、硬化剤A(ヘキサヒドロ無水フタル酸)、及び硬化剤B(ノボラック型フェノール樹脂)を用い、表1に示す組成比で着色層一体型離型フィルムを作製した。その他実施例1と同様の方法で半導体パッケージを作製し、評価した。結果を表2に示す。表1における「第一層」は第一着色層を意味し、「第二層」は第二着色層を意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
(評価方法)
-視認性-
 レーザーマーキングにより形成された文字が目視(目視距離:約60cm)にて視認可能なものをAとし、視認不可能なものをBとした。
-色相-
 レーザーマーキングにより形成された矩形の色相を分光色彩計(日本電色工業株式会社製、ハンディ型色彩計NR3000)を用いて、JIS Z 8781-4:2013で規定される、CIE L*a*b*表色系で黄色みの指標のb*を評価した。
 A:b*≦5
 B:5<b*≦9
 C:9<b*
-耐熱性-
 熱硬化後の半導体パッケージの着色層の剥離の有無を目視及び顕微鏡で観察し評価した。
 A:剥離なし
 B:剥離あり
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表2から、非芳香族性環状構造を有する樹脂を含む着色層を有する本開示の半導体封止用離型フィルムは、レーザーマーキングによる印字部の黄変を抑制し、優れた視認性を半導体パッケージに付与することがわかる。
 本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (10)

  1.  非芳香族性環状構造を有する樹脂を含む着色層を備える半導体封止用マーキングフィルム。
  2.  互いに色の異なる2種類の着色層を備え、前記着色層の少なくとも1つが、前記非芳香族性環状構造を有する樹脂を含む着色層である請求項1に記載の半導体封止用マーキングフィルム。
  3.  前記非芳香族性環状構造を有する樹脂を含む着色層が、着色剤と熱硬化性樹脂と硬化剤とを含有し、前記非芳香族性環状構造を有する樹脂が、前記熱硬化性樹脂である請求項1又は請求項2に記載の半導体封止用マーキングフィルム。
  4.  前記硬化剤が、分子中に芳香環を含まない硬化剤を含む請求項3に記載の半導体封止用マーキングフィルム。
  5.  基材と、離型層と、非芳香族性環状構造を有する樹脂を含む着色層と、をこの順に有する半導体封止用離型フィルム。
  6.  前記離型層上に、互いに色の異なる2種類の着色層を備え、前記着色層の少なくとも1つが、前記非芳香族性環状構造を有する樹脂を含む着色層である請求項5に記載の半導体封止用離型フィルム。
  7.  前記非芳香族性環状構造を有する樹脂を含む着色層が、着色剤と熱硬化性樹脂と硬化剤とを含有し、前記非芳香族性環状構造を有する樹脂が、前記熱硬化性樹脂である請求項5又は請求項6に記載の半導体封止用離型フィルム。
  8.  前記硬化剤が、分子中に芳香環を含まない硬化剤を含む請求項7に記載の半導体封止用離型フィルム。
  9.  半導体素子と、前記半導体素子を封止する封止樹脂層と、前記封止樹脂層の表面に設けられた着色層とを有し、前記着色層が、請求項5~請求項8のいずれか1項に記載の半導体封止用離型フィルムが有する着色層由来の層である半導体パッケージ。
  10.  半導体素子と請求項5~請求項8のいずれか1項に記載の半導体封止用離型フィルムにおける着色層とが対向するように、金型内に前記半導体素子と前記半導体封止用離型フィルムとを配置した状態で、前記半導体素子を封止する工程を有する半導体パッケージの製造方法。
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