金型成形用離型フィルムおよびその製造方法、ならびに樹脂封止半導体の製造方法
【課題】金型構造や離型剤によることなく成形品を容易に離型でき、かつ成形品に皺や欠け等の外観不良を生じさせることのない金型成形用離型フィルムを提供する。
【解決手段】ポリエステル樹脂と、１００質量部の前記ポリエステル樹脂に対して１〜３０質量部の４−メチル−１−ペンテン系重合体と、を含む樹脂組成物からなる、金型成形用離型フィルム。
【解決手段】ポリエステル樹脂と、１００質量部の前記ポリエステル樹脂に対して１〜３０質量部の４−メチル−１−ペンテン系重合体と、を含む樹脂組成物からなる、金型成形用離型フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型成形用離型フィルムおよびその製造方法、ならびに樹脂封止半導体の製造方法に関し、特に金型内に半導体チップを配置して樹脂を注入成形する際に、半導体チップと金型内面との間に配置される半導体封止プロセス用離型フィルムや、金型内にＬＥＤ素子を配置して樹脂を注入成形する際に、ＬＥＤ素子と金型内面との間に配置されるＬＥＤ封止プロセス用離型フィルムなどに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体パッケージの小型軽量化に伴い、封止樹脂の使用量を減らすことが検討されている。そして、封止樹脂の使用量を減らしても、半導体チップと樹脂との界面を強固に接着できるようにするため、封止樹脂に含まれる離型剤の量を減らすことが望まれている。このため、硬化成形後の封止樹脂と金型との離型性を得る方法として、金型内面と半導体チップとの間に離型フィルムを配置する方法が採られている。
【０００３】
このような離型フィルムとして、離型性および耐熱性に優れる、フッ素系樹脂フィルム（例えば、特許文献１〜２）やポリ４−メチル−１−ペンテン樹脂フィルム（例えば、特許文献３）が提案されている。しかしながら、これらの離型フィルムは、金型内面に装着された際に皺が発生し易く、この皺が成形品の表面に転写されて外観不良を生じるという問題があった。
【０００４】
皺の発生を抑制しうるフィルムとして、離型層と耐熱層とを有する離型フィルムが提案されている（例えば、特許文献４〜６）。これらの離型フィルムは、離型層で離型性を得るとともに、耐熱層で皺を抑制しようとするものである。例えば、特許文献４の離型フィルムは、アクリル樹脂やシリコーン樹脂等の離型層と、無延伸ナイロン６樹脂等の耐熱層と、を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３１０３３６号公報
【特許文献２】特開２００２−１１０７２２号公報
【特許文献３】特開２００２−３６１６４３号公報
【特許文献４】特許第４０９６６５９号公報
【特許文献５】特開２００２−１５８２４２号公報
【特許文献６】特開２００１−２５０８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献４の離型フィルムは、離型層がアクリル樹脂であると、硬化成形後の封止樹脂との離型性が不十分であった。また離型層がシリコーン樹脂であると、離型性は良好であるが、硬化成形後の封止樹脂や金型を汚染することがあった。特許文献５および６の離型フィルムは、いずれも皺の発生を十分に抑制できるものではなかった。
【０００７】
また、これらの多層フィルムは、製造工程が複雑であるだけでなく、層間で剥離し易いという問題もあった。
【０００８】
このように、皺の発生が少なく、良好な離型性と金型追従性とを有しつつも、比較的シンプルな方法で製造可能な離型フィルムが望まれている。本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、樹脂封止後の成形品を、金型構造や離型剤量によることなく容易に離型でき、かつ皺や欠け等の外観不良のない成形品を比較的低コストで得ることができる金型成形用離型フィルムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、多層フィルムとしなくても、離型性と耐熱性とを有する単層フィルムを得るために、４−メチル−１−ペンテン系重合体と、耐熱性樹脂との混合物から得られるフィルムにおいて、４−メチル−１−ペンテン系重合体を表層に偏在させる方法を検討した。そして、４−メチル−１−ペンテン系重合体と混合される耐熱性樹脂を「ポリエステル樹脂」とすれば、表層に４−メチル−１−ペンテン系重合体を偏在させることができ；さらにこれらの組成比を調整すれば、フィルム強度を確保しつつ優れた離型性が得られることを見出した。本発明は、このような知見に基づきなされたものである。
【００１０】
本発明の第一は、以下の金型成形用離型フィルムおよびその製造方法に関する。
［１］ ポリエステル樹脂と、１００質量部の前記ポリエステル樹脂に対して１〜３０質量部の４−メチル−１−ペンテン系重合体と、を含む樹脂組成物からなる、金型成形用離型フィルム。
［２］ 前記金型成形用離型フィルムが、前記樹脂組成物からなる単層フィルムである、［１］に記載の金型成形用離型フィルム。
［３］ 前記ポリエステル樹脂が、芳香族ポリエステル樹脂である、［１］または［２］に記載の金型成形用離型フィルム。
［４］ 前記芳香族ポリエステル樹脂が、ポリブチレンテレフタレートおよびポリエチレンテレフタレートからなる群より選ばれた少なくとも１種類以上である、［３］に記載の金型成形用離型フィルム。
［５］ 前記４−メチル−１−ペンテン系重合体が、前記金型成形用離型フィルムの表層に偏在している、［１］〜［４］のいずれかに記載の金型成形用離型フィルム。
［６］ 前記金型成形用離型フィルムは、半導体封止プロセス用離型フィルムである、［１］〜［５］のいずれかに記載の金型成形用離型フィルム。
［７］ ポリエステル樹脂と、１００質量部の前記ポリエステル樹脂に対して１〜３０質量部の４−メチル−１−ペンテン系重合体との溶融混練物を成形する工程を含む、金型成形用離型フィルムの製造方法。
【００１１】
本発明の第二は、金型成形用離型フィルムを用いた樹脂封止半導体の製造方法に関する。
［８］ 樹脂封止半導体の製造方法であって、成形金型内の所定位置に、樹脂封止される半導体装置を配置する工程と、前記成形金型内面に、［１］〜［６］のいずれかに記載の金型成形用離型フィルムを配置する工程と、前記成形金型を型締めした後、前記半導体装置と、前記金型成形用離型フィルムとの間に封止樹脂を注入成形する工程と、を有する、樹脂封止半導体の製造方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の金型成形用離型フィルムを用いることで、樹脂封止後の成形品を金型構造から容易に離型でき、かつ皺や欠け等の外観不良のない成形品を、比較的シンプルな方法で得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】本発明の金型成形用離型フィルムの一実施形態に係る半導体封止プロセス用離型フィルムを用いた樹脂封止半導体の製造方法の一例を示す模式図である。
【図１Ｂ】本発明の金型成形用離型フィルムの一実施形態に係る半導体封止プロセス用離型フィルムを用いた樹脂封止半導体の製造方法の一例を示す模式図である。
【図２】図１Ａおよび図１Ｂの樹脂封止半導体の製造方法で得られた樹脂封止半導体の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
１．金型成形用離型フィルム
本発明の金型成形用離型フィルム（以下、単に「離型フィルム」ともいう）は、（Ａ）成型品や金型に対する離型性を有する４−メチル−１−ペンテン系重合体と、（Ｂ）金型成形工程での熱に耐え、皺の発生を防止する耐熱性樹脂と、を含む樹脂組成物からなる。金型成形用離型フィルムとは、金型を用いて成形品（例えば、樹脂封止された半導体素子やＬＥＤ素子等）を製造する際に金型の内面に配置され、成形品を離型しやすくするために用いられるフィルムである。
【００１５】
（Ａ）４−メチル−１−ペンテン系重合体
４−メチル−１−ペンテン系重合体は、４−メチル−１−ペンテンの単独重合体、または４−メチル−１−ペンテンと、それ以外の炭素原子数２〜２０のオレフィン（以下「炭素原子数２〜２０のオレフィン」という）との共重合体である。フィルムに適度な可とう性を付与してフィルム強度を確保するために、好ましくは４−メチル−１−ペンテンと、炭素原子数２〜２０のオレフィンとの共重合体である。
【００１６】
４−メチル−１−ペンテンと共重合される炭素原子数２〜２０のオレフィンの例には、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン、１−デセン、１−テトラデセン、１−ヘキサデセン、１−ヘプタデセン、１−オクタデセンおよび１−エイコセン等が含まれ、好ましくは炭素原子数１０〜１８のオレフィンである。これらのオレフィンは、それを含む４−メチル−１−ペンテン系重合体に可とう性を付与し得る。４−メチル−１−ペンテンと共重合される炭素原子数２〜２０のオレフィンは、一種類であってもよいし、二種類以上を組み合わせてもよい。
【００１７】
４−メチル−１−ペンテン系共重合体における、４−メチル−１−ペンテンに由来する構成単位の割合は７０質量％以上１００質量％未満であり、それ以外の炭素原子数２〜２０のオレフィンに由来する構成単位の割合は０質量％超３０質量％以下であることが好ましい。４−メチル−１−ペンテンに由来する構成単位の割合が７０質量％未満であると、成型品や金型からの十分な離型性が得られにくい。特に、本発明の樹脂組成物の離型性を高めるために、４−メチル−１−ペンテンに由来する構成単位が９０質量％以上９９質量％以下であり、それ以外の炭素原子数２〜２０のオレフィンに由来する構成単位の割合が１質量％以上１０質量％以下であることが好ましい。
【００１８】
４−メチル−１−ペンテン系重合体は、結晶性の高い重合体であることが好ましい。結晶性の重合体としては、アイソタクチック構造を有する重合体、シンジオタクチック構造を有する重合体のいずれであってもよいが、特にアイソタクチック構造を有する重合体であることが好ましく、また入手も容易である。さらに、４−メチル−１−ペンテン系重合体は、フィルム状に成形でき、金型成形時の温度や圧力等に耐える強度を有していれば、立体規則性も特に制限されない。
【００１９】
４−メチル−１−ペンテン系重合体は、オレフィン類を重合して直接製造してもよく；高分子量の４−メチル−１−ペンテン系重合体を、熱分解して製造してもよい。また、４−メチル−１−ペンテン系重合体は、溶媒に対する溶解度の差で分別する溶媒分別、あるいは沸点の差で分取する分子蒸留などの方法で精製されていてもよい。
【００２０】
４−メチル−１−ペンテン系重合体を重合反応により直接製造する場合には、例えば４−メチル−１−ペンテンおよび炭素原子数２〜２０のオレフィンの仕込量、重合触媒の種類、重合温度、重合時の水素添加量などを調整することにより、融点、立体規則性および分子量等を制御する。４−メチル−１−ペンテン系重合体の重合反応により製造する方法は、公知の方法であってよい。例えば、チーグラ・ナッタ触媒、メタロセン系触媒等の公知の触媒を用いた方法により製造され、好ましくはメタロセン系触媒を用いて製造されうる。
【００２１】
一方、４−メチル−１−ペンテン系重合体を、より高分子量の４-メチル-１-ペンテン系重合体を熱分解して製造する場合には、熱分解の温度や時間を制御することで、所望の分子量に制御する。
【００２２】
４−メチル−１−ペンテン系重合体は、前述のように製造したもの以外にも、例えば三井化学株式会社製ＴＰＸ等、市販の重合体であってもよい。
【００２３】
（Ｂ）耐熱性樹脂
耐熱性樹脂の融点は、金型成形工程での成形温度においても良好な耐熱性を維持するために、例えば半導体封止工程に用いられる離型フィルムにおいては半導体封止工程の加熱温度（１６５〜１８５℃）以上であることが好ましく、１８５℃以上であることがより好ましく、２００℃以上であることがさらに好ましい。
【００２４】
耐熱性樹脂は、半導体封止工程の加熱温度（１６５〜１８５℃）において、４−メチル−１−ペンテン系重合体に起因して生じる皺を防止するために、１６５〜１８５℃における貯蔵弾性率が、４−メチル−１−ペンテン系重合体よりも高いことが好ましい。
【００２５】
なかでも、離型フィルムの離型性を高めるためには、離型フィルムに含まれる耐熱性樹脂の表面自由エネルギーが低いことや、水素結合を形成する基を有しないことが好ましい。すなわち、離型フィルムの表面の大部分には４−メチル−１−ペンテン系重合体が存在するものの、一部分には耐熱性樹脂も存在する。このため、離型フィルムの表面の剥離性は、耐熱性樹脂の剥離性にも依存する。耐熱性樹脂の表面自由エネルギーが大きいと、離型フィルムの表面に存在する耐熱性樹脂の離型性が低いため、離型フィルムの表面の離型性も低くなる。
【００２６】
このため、耐熱性樹脂の表面自由エネルギーは、できるだけ低いことが好ましく、具体的には４２ｍＮ／ｍ以下であることが好ましい。また、融点が２００℃以上であり、かつ表面自由エネルギーが４２ｍＮ／ｍ以下であることがさらに好ましい。このような耐熱性樹脂の例には、ポリエステル樹脂が含まれる。ポリエステル樹脂は、例えばポリアミド樹脂よりも表面自由エネルギーが低く、離型性に優れる。また、ポリエステル樹脂は、ポリアミド樹脂のように水素結合を形成し易いアミド結合（−ＣＯＮＨ−）を含まないことからも、離型性に優れる。
【００２７】
ポリエステル樹脂は、特に制限されないが、耐熱性を高めるためには、芳香族ポリエステル樹脂が好ましい。芳香族ポリエステル樹脂の例には、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等が含まれ、好ましくはポリブチレンテレフタレートまたはポリエチレンテレフタレートである。
【００２８】
離型フィルムを構成する樹脂組成物における、（Ａ）４−メチル−１−ペンテン系重合体の含有量は、（Ｂ）ポリエステル樹脂１００質量部に対して１〜３０質量部であることが好ましく、１〜１０質量部であることがより好ましい。（Ａ）４−メチル−１−ペンテン系重合体の含有量が１質量％未満であると、離型フィルムの表層における４−メチル−１−ペンテン系重合体の濃度が低過ぎるため、成型品や金型からの離型性が不十分となることがある。（Ａ）４−メチル−１−ペンテン系重合体の含有量が３０質量％超であると、フィルム強度が不足し、封止工程での熱によって皺が生じたり、破れたりすることがある。
【００２９】
離型フィルムを構成する樹脂組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で、他の樹脂や添加剤を含んでいてもよい。添加剤の例には、耐熱安定剤、耐候安定剤、発錆防止剤、耐銅害安定剤、および帯電防止剤等が含まれる。添加剤の含有量は、樹脂組成物全体１００質量部に対して０．０００１〜１０質量部とすることが好ましい。
【００３０】
本発明の離型フィルムは、後述のように、前記樹脂組成物の溶融混練物を成形して得られる。前記樹脂組成物に含まれる４−メチル−１−ペンテン系重合体は、ポリエステル樹脂に比べて表面自由エネルギーが小さく、表層に出やすいため、得られる離型フィルムの表層には、４−メチル−１−ペンテン系重合体が偏在している。
【００３１】
本発明の離型フィルムは、表面自由エネルギーが２８ｍＮ／ｍ以下であることが好ましい。離型フィルムの表面自由エネルギーが高いと、十分な離型性が得られないからである。
【００３２】
本発明の離型フィルムの表層に４−メチル−１−ペンテン系重合体が偏在していることは、以下のことからも示唆される。すなわち、ポリエステル樹脂単独の表面自由エネルギーは約４２ｍＮ／ｍであり、４−メチル−１−ペンテン系重合体単独の表面自由エネルギーは約２５ｍＮ／ｍである。本発明の離型フィルムにおける、ポリエステル樹脂と４−メチル−１−ペンテン系重合体との好ましい含有比率を考慮すれば、離型フィルムの表面自由エネルギーは、ポリエステル樹脂の表面自由エネルギーに近い値（４２ｍＮ／ｍ）になることが予想される。しかしながら、実際の離型フィルムの表面自由エネルギーは２８ｍＮ／ｍ以下であり、予想される値よりも低い。このことから、本発明の離型フィルムの表層には、４−メチル−１−ペンテン系重合体が偏在していることが示唆される。
【００３３】
４−メチル−１−ペンテン系重合体が離型フィルムの表層に偏在していることは、例えば、離型フィルムの断面を顕微赤外線吸収測定することにより確認することができる。これにより、成型品または金型に対する離型性を有する離型フィルムを得ることができる。
【００３４】
離型フィルムの厚みは、特に制限はないが、封止工程での皺や破れ、それによる成形品の外観不良を生じないフィルム強度を確保するために、好ましくは１０〜３００μｍであり、より好ましくは３０〜１５０μｍである。離型フィルムの厚みが上記範囲にあると、フィルム強度を確保できるだけでなく、フィルムを巻物として使用する際のハンドリング性が良く、またフィルムの廃棄量も少なくすることができる。
【００３５】
離型フィルムの表面は、離型性を高めるために、必要に応じて凹凸形状を有していてもよい。離型フィルムの表面に凹凸を付与する方法は、特に制限されないが、エンボス加工等であってよい。
【００３６】
２．離型フィルムの製造方法
本発明の離型フィルムは、任意の方法で製造されうる。たとえば、１）ポリエステル樹脂のペレットと４−メチル−１−ペンテン系重合体のペレットとを押出機で溶融混練し、押出成形して離型フィルムを製造する方法（ドライブレンド法）；２）ポリエステル樹脂と４−メチル−１−ペンテン系重合体とを押出機等で溶融混練してペレタイズしたメルトブレンド樹脂を、再度押出機にて溶融混練して押出成形して離型フィルムを製造する方法（メルトブレンド法）；３）ポリエステル樹脂と４−メチル−１−ペンテン系重合体を押出機等で溶融混練してペレタイズしたメルトブレンド樹脂を、プレス機で所定の厚みにプレスする方法（プレスフィルム法）などがある。
【００３７】
前記１）および２）の押出成形により離型フィルムを製造する場合、押出温度は、ポリエステル樹脂と４−メチル−１−ペンテン系重合体とを均一に混練し、均一な厚みに成形できる温度であればよく、例えば２５０〜３００℃程度とすることができる。押出成形は、例えばＴダイやインフレーションダイ等を有する公知の押出機にて行うことができる。
【００３８】
前記３）のプレス成形により離型フィルムを製造する場合、プレス条件は、ポリエステル樹脂と４−メチル−１−ペンテン系重合体とを溶融させて均一な厚みのシートに成形できる条件に設定されればよい。プレス温度は、例えば２５０〜３００℃程度とすることができる。プレス成形は、公知のプレス機にて行うことができる。
【００３９】
本発明の金型成形用離型フィルムは、前述の通り、優れた離型性と耐熱性とを有する。このため、本発明の金型成形用離型フィルムは、例えば半導体素子を樹脂封止する工程に用いられる半導体封止プロセス用離型フィルムや；ＬＥＤ素子を樹脂封止する工程に用いられるＬＥＤ封止プロセス用離型フィルム等として好ましく用いられる。
【００４０】
３．樹脂封止半導体の製造方法
図１は、本発明の離型フィルムを用いた樹脂封止半導体の製造方法の一例を示す模式図である。図２は、図１の製造方法により得られた成形品の一例を示す模式図である。
【００４１】
図１Ａに示されるように、本発明の離型フィルム２２を、ロール状の巻物からロール２４およびロール２６により、成形金型２８内に供給する（工程ａ）。次いで、離型フィルム２２を上型３０の内面３０Ａに配置する（工程ｂ）。必要に応じて、上型内面３０Ａを真空引きして、離型フィルム２２を上型内面３０Ａに密着させてもよい。次いで、成形金型２８内に、樹脂封止すべき半導体チップ３４（基板３４Ａに固定された半導体チップ３４）を配置するとともに、封止樹脂材料３６をセットし（工程ｃ）、型締めする（工程ｄ）。
【００４２】
次いで、図１Ｂに示されるように、所定の加熱および加圧条件下、成形金型２８内に封止樹脂材料３６を注入する（工程ｅ）。このときの成形金型２８の温度（成形温度）は、例えば１６５〜１８５℃であり、成形圧力は、例えば７〜１２ＭＰａであり、成形時間は、例えば９０秒程度である。そして、一定時間保持した後、上型３０と下型３２を開き、樹脂封止された半導体パッケージ４０や離型フィルム２２、を同時にまたは順次離型する（工程ｆ）。
【００４３】
そして、図２に示されるように、得られた半導体パッケージ４０のうち、余分な樹脂部分４２を除去することで、所望の半導体パッケージ４４を得ることができる。離型フィルム２２は、そのまま他の半導体チップの樹脂封止に使用してもよいが、成形が１回終了するごとに、新たに離型フィルム２２を成形金型２８に供給することが好ましい。
【００４４】
離型フィルム２２を成形金型２８の内面に配置する工程と、半導体チップ３４を成形金型２８内に配置する工程の前後は、特に限定されず、同時に行ってもよいし、半導体チップ３４を配置した後、離型フィルム２２を配置してもよいし、離型フィルム２２を配置した後、半導体チップ３４を配置してもよい。また、図１で示したような、固体の封止樹脂材料３６を加圧加熱するトランスファーモールド法に限らず、流動状態の封止樹脂材料３６を注入する圧縮成型法を採用してもよい。
【００４５】
このように、離型フィルム２２は、表層に４−メチル−１−ペンテン系重合体が偏在しているため、半導体パッケージ４０を容易に離型することができる。また、離型フィルム２２は、適度な柔軟性を有するので、金型形状に対する追従性に優れながらも、成形金型２８の熱によって皺になり難い。このため、半導体パッケージ４０の樹脂封止面に皺が転写されたり、樹脂が充填されない部分（樹脂欠け）が生じたりすることなく、外観の良好な半導体パッケージ４０を得ることができる。さらに、離型フィルム２２は単層フィルムであるため、多層フィルムで問題となる層間剥離も生じ難い。
【００４６】
本発明の離型フィルムは、半導体素子を樹脂封止する工程に限らず、成型金型を用いて各種成形品を成形および離型する工程に好ましく使用できる。
【実施例】
【００４７】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、これにより何ら限定されるものではない。
【００４８】
〔実施例１〕
４−メチル−１−ペンテン系重合体として、４−メチル−１−ペンテンとダイアレン１６８（三菱化学（株）製、炭素数１６のα−オレフィンと炭素数１８のα−オレフィンとの混合物）との共重合体１（ダイアレン１６８の含有量：１．５質量％）を準備した。
【００４９】
そして、ポリブチレンテレフタレート樹脂（三菱エンジニアリングプラスチックス（株）製、ノバテック５０２０）と、該ポリブチレンテレフタレート樹脂１００質量部に対して１０質量部の４−メチル−１−ペンテン共重合体１とを、押出機にて２８０℃で溶融混練し、２８０℃のＴダイから押出成形して、厚さ５５μｍのフィルムを得た。
【００５０】
〔実施例２〕
４−メチル−１−ペンテン系重合体として、４−メチル−１−ペンテンと１−デセンとの共重合体２（１−デセンの含有量：２．５質量％）を準備した。
【００５１】
そして、ポリブチレンテレフタレート樹脂（三菱エンジニアリングプラスチックス（株）製、ノバテック５０２０）と、該ポリブチレンテレフタレート樹脂１００質量部に対して３質量部の４−メチル−１−ペンテン共重合体２とを押出機にて２８０℃で溶融混練してペレットを得た。得られたペレットを、再度押出機にて２８０℃で溶融混練し、２８０℃のＴダイから押出成形して、厚さ６０μｍのフィルムを得た。
【００５２】
〔実施例３〕
ポリエチレンテレフタレート樹脂（三井化学（株）製、Ｊ００５）と、該ポリエチレンテレフタレート樹脂１００質量部に対して３質量部の、４−メチル−１−ペンテンと１−デセンとの共重合体２（１−デセンの含有量：２．５質量％）とを、押出機で２８０℃で溶融混練してペレットを得た。得られたペレットを、５０ｔプレス機にて３００℃、１０ＭＰａ、５分間の条件でプレス成形して、厚さ５０μｍのフィルムを得た。
【００５３】
〔比較例１〕
ポリエチレンテレフタレート樹脂（三井化学（株）製、Ｊ００５）を押出機にて２８０℃で溶融混練し、２８０℃のＴダイから押出成形して、厚さ５０μｍのフィルムを得た。
【００５４】
〔比較例２〕
ポリブチレンテレフタレート樹脂（三菱エンジニアリングプラスチックス（株）製、ノバテック５０２０）を押出機にて２８０℃で溶融混練し、２８０℃のＴダイから押出成形して、厚さ５０μｍのフィルムを得た。
【００５５】
〔比較例３〕
４−メチル−１−ペンテンと１−デセンとの共重合体２（１−デセンの含有量：２．５質量％）を押出機にて２８０℃で溶融混練し、２８０℃のＴダイから押出成形して、厚さ１００μｍのフィルムを得た。
【００５６】
〔比較例４〕
４−メチル−１−ペンテンと１−デセンとの共重合体３（１−デセンの含有量：５．０質量％）を準備した。
【００５７】
そして、ポリブチレンテレフタレート樹脂（三菱エンジニアリングプラスチックス（株）製、ノバテック５０２０）と、該ポリブチレンテレフタレート樹脂１００質量部に対して３３質量部の４−メチル−１−ペンテン共重合体３とを押出機にて２８０℃で溶融混練し、２８０℃のＴダイから押出成形して、厚さ５０μｍのフィルムを得た。しかし、得られたフィルムは、樹脂同士の混ざりが悪く、繊維状に裂け易かった。
【００５８】
〔比較例５〕
４−メチル−１−ペンテン共重合体１の含有量を、（ポリブチレンテレフタレート樹脂１００質量部に対して）１００質量部に変更した以外は実施例１と同様にしてフィルムを得た。
【００５９】
〔比較例６〕
ポリブチレンテレフタレート樹脂（三菱エンジニアリングプラスチックス（株）製、ノバテック５０２０）を、ポリアミド−６６樹脂（旭化成（株）製、レオナ１７００Ｓ）に代えた以外は実施例１と同様にしてフィルムを得た。
【００６０】
実施例１〜３および比較例１〜６で得られたフィルムの表面自由エネルギーを以下のようにして測定した。
フィルムの表面自由エネルギーの測定方法（濡れ試薬使用方法）
１）市販の濡れ試薬（例えば和光純薬工業（株）製濡れ張力試験用混合液No.２２.６〜７３.０）に浸漬した綿棒で、フィルム表面に線を描いた。フィルム表面に線を描いて１０秒後、点状に弾いた状態となっていれば、フィルムのほうが濡れ試薬よりも表面自由エネルギーが高いことを意味する。
２）前記１）と同様のテストを、濡れ張力が大きい濡れ試薬へと順番に変更して行った。そして、フィルム表面が試薬をギリギリ弾いている状態から、フィルム表面が試薬を弾かなくなる状態になったときの、「フィルム表面が試薬を弾かなくなったときの試薬の濡れ張力の値」を「フィルムの表面自由エネルギー」とした。試薬の濡れ張力の値が小さい；即ちフィルムの表面自由エネルギーの値が小さいほど、離型性が高いと判断できる。フィルムの表面自由エネルギーの測定は、室温（２３℃）の室内にて実施した。
【００６１】
さらに実施例１〜３および比較例１〜６で得られたフィルムを用いて、半導体チップを樹脂封止した。
【００６２】
図１Ａに示されるように、得られたフィルムを、上型と下型との間に１ＭＰａの張力を印加した状態で配置した後、上型のパーティング面に真空吸着させた。次いで、基板に固定された半導体チップを下型に配置し、型締めした。このとき、成形金型の温度（成形温度）を１７５℃、成形圧力を１０ＭＰａ、成形時間を９０秒とした。そして、図１Ｂに示されるように、半導体チップを封止樹脂で封止した後、樹脂封止された半導体チップ（半導体パッケージ）をフィルムから離型した。樹脂封止後のフィルムおよび半導体パッケージを観察して、１）離型性、２）金型追従性、３）皺、および４）破れを評価した。この結果を表１に示す。
【００６３】
１）離型性
フィルムの離型性を、以下の基準で評価した。
○：フィルムが、金型の開放と同時に自然に剥がれる
△：フィルムは自然には剥がれないが、手で引っ張ると（張力を加えると）簡単に剥がれる
×：フィルムの一部が、半導体パッケージの樹脂封止面に残る
××：フィルムが、半導体パッケージの樹脂封止面に密着しており、手では剥がせない
【００６４】
２）金型追従性
フィルムの金型追従性を、以下の基準で評価した。
○：半導体パッケージに、樹脂欠けが全くない
×：半導体パッケージの端部に、樹脂欠けがある（ただし皺による欠けは除く）
【００６５】
３）皺
フィルム、および半導体パッケージの樹脂封止面の皺の状態を、以下の基準で評価した。
○：フィルムおよび半導体パッケージの樹脂封止面のいずれにも皺が全くない
△：フィルムにはわずかに皺があるが、半導体パッケージの樹脂封止面への皺の転写はなし
×：フィルムおよび半導体パッケージの樹脂封止面のいずれにも多数の皺あり
【００６６】
４）破れ
樹脂封止後のフィルムの破れの有無を評価した。
○：破れなし
×：破れあり
【表１】
【００６７】
表１に示されるように、実施例１〜３のフィルムは、いずれも良好な金型追従性および離型性を有し、皺も生じないことから、フィルムの皺が転写されることによる半導体パッケージの樹脂封止面の外観不良も生じなかった。
【００６８】
これに対して、４−メチル−１−ペンテン系重合体を含まず、ポリエステル樹脂からなる比較例１および２のフィルムは、離型性と、金型追従性とが低いことがわかる。逆に、ポリエステル樹脂を含まず、４−メチル−１−ペンテン系重合体のみからなる比較例３のフィルム、および４−メチル−１−ペンテン系重合体の含有量が多い比較例５のフィルムは、離型性は高いが、皺と破れが発生することがわかる。
【００６９】
また、４−メチル−１−ペンテン系重合体の含有量がやや多い比較例４のフィルムは、繊維状に破れるとともに、フィルムの一部が半導体パッケージの樹脂封止面に密着して、手では剥がせなかった。このように、フィルムの状態が非常に悪いため、金型追従性と皺の評価はできなかった。
【００７０】
さらに、ポリエステル樹脂に代えてポリアミド−６６樹脂を用いた比較例６のフィルムは、実施例１と同じ４−メチル−１−ペンテン系重合体の含有量であっても、離型性が低いことがわかる。これは、ポリアミド−６６樹脂の表面自由エネルギーがポリエステル樹脂よりも高いことから、フィルム表層に存在するポリアミド−６６樹脂の表面自由エネルギーが大きくなり、その結果離型フィルムの表面自由エネルギーが大きくなったことによると考えられる。このことから、４−メチル−１−ペンテン系重合体と混合される耐熱性樹脂は、ポリエステル樹脂であることが好ましいことが示唆される。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明の金型成形用離型フィルムは、優れた離型性と耐熱性とを有する。このため、例えば半導体チップを樹脂封止して半導体パッケージを成形する際、本発明の金型成形用離型フィルムを金型内面に装填することで、特殊な金型構造を用いたり、封止樹脂に離型剤を添加したりしなくても、成形品を良好に離型することができる。また離形フィルムの金型への装填時や成形時に、離型フィルムが変形して皺が入ったり、破損したりしないので、外観不良のないパッケージ成形を実現できる。このように、本発明の金型成形用離型フィルムは、半導体パッケージの製造工程における半導体封止プロセス用離型フィルムや、ＬＥＤパッケージの製造工程におけるＬＥＤ封止プロセス用離型フィルム等として好ましく用いることができる。
【符号の説明】
【００７２】
２２ 離型フィルム
２４、２６ ロール
２８ 成形金型
３０ 上型
３２ 下型
３４ 半導体チップ
３４Ａ 基板
３６ 封止樹脂材料
４０、４４ 半導体パッケージ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型成形用離型フィルムおよびその製造方法、ならびに樹脂封止半導体の製造方法に関し、特に金型内に半導体チップを配置して樹脂を注入成形する際に、半導体チップと金型内面との間に配置される半導体封止プロセス用離型フィルムや、金型内にＬＥＤ素子を配置して樹脂を注入成形する際に、ＬＥＤ素子と金型内面との間に配置されるＬＥＤ封止プロセス用離型フィルムなどに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体パッケージの小型軽量化に伴い、封止樹脂の使用量を減らすことが検討されている。そして、封止樹脂の使用量を減らしても、半導体チップと樹脂との界面を強固に接着できるようにするため、封止樹脂に含まれる離型剤の量を減らすことが望まれている。このため、硬化成形後の封止樹脂と金型との離型性を得る方法として、金型内面と半導体チップとの間に離型フィルムを配置する方法が採られている。
【０００３】
このような離型フィルムとして、離型性および耐熱性に優れる、フッ素系樹脂フィルム（例えば、特許文献１〜２）やポリ４−メチル−１−ペンテン樹脂フィルム（例えば、特許文献３）が提案されている。しかしながら、これらの離型フィルムは、金型内面に装着された際に皺が発生し易く、この皺が成形品の表面に転写されて外観不良を生じるという問題があった。
【０００４】
皺の発生を抑制しうるフィルムとして、離型層と耐熱層とを有する離型フィルムが提案されている（例えば、特許文献４〜６）。これらの離型フィルムは、離型層で離型性を得るとともに、耐熱層で皺を抑制しようとするものである。例えば、特許文献４の離型フィルムは、アクリル樹脂やシリコーン樹脂等の離型層と、無延伸ナイロン６樹脂等の耐熱層と、を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３１０３３６号公報
【特許文献２】特開２００２−１１０７２２号公報
【特許文献３】特開２００２−３６１６４３号公報
【特許文献４】特許第４０９６６５９号公報
【特許文献５】特開２００２−１５８２４２号公報
【特許文献６】特開２００１−２５０８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献４の離型フィルムは、離型層がアクリル樹脂であると、硬化成形後の封止樹脂との離型性が不十分であった。また離型層がシリコーン樹脂であると、離型性は良好であるが、硬化成形後の封止樹脂や金型を汚染することがあった。特許文献５および６の離型フィルムは、いずれも皺の発生を十分に抑制できるものではなかった。
【０００７】
また、これらの多層フィルムは、製造工程が複雑であるだけでなく、層間で剥離し易いという問題もあった。
【０００８】
このように、皺の発生が少なく、良好な離型性と金型追従性とを有しつつも、比較的シンプルな方法で製造可能な離型フィルムが望まれている。本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、樹脂封止後の成形品を、金型構造や離型剤量によることなく容易に離型でき、かつ皺や欠け等の外観不良のない成形品を比較的低コストで得ることができる金型成形用離型フィルムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、多層フィルムとしなくても、離型性と耐熱性とを有する単層フィルムを得るために、４−メチル−１−ペンテン系重合体と、耐熱性樹脂との混合物から得られるフィルムにおいて、４−メチル−１−ペンテン系重合体を表層に偏在させる方法を検討した。そして、４−メチル−１−ペンテン系重合体と混合される耐熱性樹脂を「ポリエステル樹脂」とすれば、表層に４−メチル−１−ペンテン系重合体を偏在させることができ；さらにこれらの組成比を調整すれば、フィルム強度を確保しつつ優れた離型性が得られることを見出した。本発明は、このような知見に基づきなされたものである。
【００１０】
本発明の第一は、以下の金型成形用離型フィルムおよびその製造方法に関する。
［１］ ポリエステル樹脂と、１００質量部の前記ポリエステル樹脂に対して１〜３０質量部の４−メチル−１−ペンテン系重合体と、を含む樹脂組成物からなる、金型成形用離型フィルム。
［２］ 前記金型成形用離型フィルムが、前記樹脂組成物からなる単層フィルムである、［１］に記載の金型成形用離型フィルム。
［３］ 前記ポリエステル樹脂が、芳香族ポリエステル樹脂である、［１］または［２］に記載の金型成形用離型フィルム。
［４］ 前記芳香族ポリエステル樹脂が、ポリブチレンテレフタレートおよびポリエチレンテレフタレートからなる群より選ばれた少なくとも１種類以上である、［３］に記載の金型成形用離型フィルム。
［５］ 前記４−メチル−１−ペンテン系重合体が、前記金型成形用離型フィルムの表層に偏在している、［１］〜［４］のいずれかに記載の金型成形用離型フィルム。
［６］ 前記金型成形用離型フィルムは、半導体封止プロセス用離型フィルムである、［１］〜［５］のいずれかに記載の金型成形用離型フィルム。
［７］ ポリエステル樹脂と、１００質量部の前記ポリエステル樹脂に対して１〜３０質量部の４−メチル−１−ペンテン系重合体との溶融混練物を成形する工程を含む、金型成形用離型フィルムの製造方法。
【００１１】
本発明の第二は、金型成形用離型フィルムを用いた樹脂封止半導体の製造方法に関する。
［８］ 樹脂封止半導体の製造方法であって、成形金型内の所定位置に、樹脂封止される半導体装置を配置する工程と、前記成形金型内面に、［１］〜［６］のいずれかに記載の金型成形用離型フィルムを配置する工程と、前記成形金型を型締めした後、前記半導体装置と、前記金型成形用離型フィルムとの間に封止樹脂を注入成形する工程と、を有する、樹脂封止半導体の製造方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の金型成形用離型フィルムを用いることで、樹脂封止後の成形品を金型構造から容易に離型でき、かつ皺や欠け等の外観不良のない成形品を、比較的シンプルな方法で得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】本発明の金型成形用離型フィルムの一実施形態に係る半導体封止プロセス用離型フィルムを用いた樹脂封止半導体の製造方法の一例を示す模式図である。
【図１Ｂ】本発明の金型成形用離型フィルムの一実施形態に係る半導体封止プロセス用離型フィルムを用いた樹脂封止半導体の製造方法の一例を示す模式図である。
【図２】図１Ａおよび図１Ｂの樹脂封止半導体の製造方法で得られた樹脂封止半導体の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
１．金型成形用離型フィルム
本発明の金型成形用離型フィルム（以下、単に「離型フィルム」ともいう）は、（Ａ）成型品や金型に対する離型性を有する４−メチル−１−ペンテン系重合体と、（Ｂ）金型成形工程での熱に耐え、皺の発生を防止する耐熱性樹脂と、を含む樹脂組成物からなる。金型成形用離型フィルムとは、金型を用いて成形品（例えば、樹脂封止された半導体素子やＬＥＤ素子等）を製造する際に金型の内面に配置され、成形品を離型しやすくするために用いられるフィルムである。
【００１５】
（Ａ）４−メチル−１−ペンテン系重合体
４−メチル−１−ペンテン系重合体は、４−メチル−１−ペンテンの単独重合体、または４−メチル−１−ペンテンと、それ以外の炭素原子数２〜２０のオレフィン（以下「炭素原子数２〜２０のオレフィン」という）との共重合体である。フィルムに適度な可とう性を付与してフィルム強度を確保するために、好ましくは４−メチル−１−ペンテンと、炭素原子数２〜２０のオレフィンとの共重合体である。
【００１６】
４−メチル−１−ペンテンと共重合される炭素原子数２〜２０のオレフィンの例には、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン、１−デセン、１−テトラデセン、１−ヘキサデセン、１−ヘプタデセン、１−オクタデセンおよび１−エイコセン等が含まれ、好ましくは炭素原子数１０〜１８のオレフィンである。これらのオレフィンは、それを含む４−メチル−１−ペンテン系重合体に可とう性を付与し得る。４−メチル−１−ペンテンと共重合される炭素原子数２〜２０のオレフィンは、一種類であってもよいし、二種類以上を組み合わせてもよい。
【００１７】
４−メチル−１−ペンテン系共重合体における、４−メチル−１−ペンテンに由来する構成単位の割合は７０質量％以上１００質量％未満であり、それ以外の炭素原子数２〜２０のオレフィンに由来する構成単位の割合は０質量％超３０質量％以下であることが好ましい。４−メチル−１−ペンテンに由来する構成単位の割合が７０質量％未満であると、成型品や金型からの十分な離型性が得られにくい。特に、本発明の樹脂組成物の離型性を高めるために、４−メチル−１−ペンテンに由来する構成単位が９０質量％以上９９質量％以下であり、それ以外の炭素原子数２〜２０のオレフィンに由来する構成単位の割合が１質量％以上１０質量％以下であることが好ましい。
【００１８】
４−メチル−１−ペンテン系重合体は、結晶性の高い重合体であることが好ましい。結晶性の重合体としては、アイソタクチック構造を有する重合体、シンジオタクチック構造を有する重合体のいずれであってもよいが、特にアイソタクチック構造を有する重合体であることが好ましく、また入手も容易である。さらに、４−メチル−１−ペンテン系重合体は、フィルム状に成形でき、金型成形時の温度や圧力等に耐える強度を有していれば、立体規則性も特に制限されない。
【００１９】
４−メチル−１−ペンテン系重合体は、オレフィン類を重合して直接製造してもよく；高分子量の４−メチル−１−ペンテン系重合体を、熱分解して製造してもよい。また、４−メチル−１−ペンテン系重合体は、溶媒に対する溶解度の差で分別する溶媒分別、あるいは沸点の差で分取する分子蒸留などの方法で精製されていてもよい。
【００２０】
４−メチル−１−ペンテン系重合体を重合反応により直接製造する場合には、例えば４−メチル−１−ペンテンおよび炭素原子数２〜２０のオレフィンの仕込量、重合触媒の種類、重合温度、重合時の水素添加量などを調整することにより、融点、立体規則性および分子量等を制御する。４−メチル−１−ペンテン系重合体の重合反応により製造する方法は、公知の方法であってよい。例えば、チーグラ・ナッタ触媒、メタロセン系触媒等の公知の触媒を用いた方法により製造され、好ましくはメタロセン系触媒を用いて製造されうる。
【００２１】
一方、４−メチル−１−ペンテン系重合体を、より高分子量の４-メチル-１-ペンテン系重合体を熱分解して製造する場合には、熱分解の温度や時間を制御することで、所望の分子量に制御する。
【００２２】
４−メチル−１−ペンテン系重合体は、前述のように製造したもの以外にも、例えば三井化学株式会社製ＴＰＸ等、市販の重合体であってもよい。
【００２３】
（Ｂ）耐熱性樹脂
耐熱性樹脂の融点は、金型成形工程での成形温度においても良好な耐熱性を維持するために、例えば半導体封止工程に用いられる離型フィルムにおいては半導体封止工程の加熱温度（１６５〜１８５℃）以上であることが好ましく、１８５℃以上であることがより好ましく、２００℃以上であることがさらに好ましい。
【００２４】
耐熱性樹脂は、半導体封止工程の加熱温度（１６５〜１８５℃）において、４−メチル−１−ペンテン系重合体に起因して生じる皺を防止するために、１６５〜１８５℃における貯蔵弾性率が、４−メチル−１−ペンテン系重合体よりも高いことが好ましい。
【００２５】
なかでも、離型フィルムの離型性を高めるためには、離型フィルムに含まれる耐熱性樹脂の表面自由エネルギーが低いことや、水素結合を形成する基を有しないことが好ましい。すなわち、離型フィルムの表面の大部分には４−メチル−１−ペンテン系重合体が存在するものの、一部分には耐熱性樹脂も存在する。このため、離型フィルムの表面の剥離性は、耐熱性樹脂の剥離性にも依存する。耐熱性樹脂の表面自由エネルギーが大きいと、離型フィルムの表面に存在する耐熱性樹脂の離型性が低いため、離型フィルムの表面の離型性も低くなる。
【００２６】
このため、耐熱性樹脂の表面自由エネルギーは、できるだけ低いことが好ましく、具体的には４２ｍＮ／ｍ以下であることが好ましい。また、融点が２００℃以上であり、かつ表面自由エネルギーが４２ｍＮ／ｍ以下であることがさらに好ましい。このような耐熱性樹脂の例には、ポリエステル樹脂が含まれる。ポリエステル樹脂は、例えばポリアミド樹脂よりも表面自由エネルギーが低く、離型性に優れる。また、ポリエステル樹脂は、ポリアミド樹脂のように水素結合を形成し易いアミド結合（−ＣＯＮＨ−）を含まないことからも、離型性に優れる。
【００２７】
ポリエステル樹脂は、特に制限されないが、耐熱性を高めるためには、芳香族ポリエステル樹脂が好ましい。芳香族ポリエステル樹脂の例には、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等が含まれ、好ましくはポリブチレンテレフタレートまたはポリエチレンテレフタレートである。
【００２８】
離型フィルムを構成する樹脂組成物における、（Ａ）４−メチル−１−ペンテン系重合体の含有量は、（Ｂ）ポリエステル樹脂１００質量部に対して１〜３０質量部であることが好ましく、１〜１０質量部であることがより好ましい。（Ａ）４−メチル−１−ペンテン系重合体の含有量が１質量％未満であると、離型フィルムの表層における４−メチル−１−ペンテン系重合体の濃度が低過ぎるため、成型品や金型からの離型性が不十分となることがある。（Ａ）４−メチル−１−ペンテン系重合体の含有量が３０質量％超であると、フィルム強度が不足し、封止工程での熱によって皺が生じたり、破れたりすることがある。
【００２９】
離型フィルムを構成する樹脂組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で、他の樹脂や添加剤を含んでいてもよい。添加剤の例には、耐熱安定剤、耐候安定剤、発錆防止剤、耐銅害安定剤、および帯電防止剤等が含まれる。添加剤の含有量は、樹脂組成物全体１００質量部に対して０．０００１〜１０質量部とすることが好ましい。
【００３０】
本発明の離型フィルムは、後述のように、前記樹脂組成物の溶融混練物を成形して得られる。前記樹脂組成物に含まれる４−メチル−１−ペンテン系重合体は、ポリエステル樹脂に比べて表面自由エネルギーが小さく、表層に出やすいため、得られる離型フィルムの表層には、４−メチル−１−ペンテン系重合体が偏在している。
【００３１】
本発明の離型フィルムは、表面自由エネルギーが２８ｍＮ／ｍ以下であることが好ましい。離型フィルムの表面自由エネルギーが高いと、十分な離型性が得られないからである。
【００３２】
本発明の離型フィルムの表層に４−メチル−１−ペンテン系重合体が偏在していることは、以下のことからも示唆される。すなわち、ポリエステル樹脂単独の表面自由エネルギーは約４２ｍＮ／ｍであり、４−メチル−１−ペンテン系重合体単独の表面自由エネルギーは約２５ｍＮ／ｍである。本発明の離型フィルムにおける、ポリエステル樹脂と４−メチル−１−ペンテン系重合体との好ましい含有比率を考慮すれば、離型フィルムの表面自由エネルギーは、ポリエステル樹脂の表面自由エネルギーに近い値（４２ｍＮ／ｍ）になることが予想される。しかしながら、実際の離型フィルムの表面自由エネルギーは２８ｍＮ／ｍ以下であり、予想される値よりも低い。このことから、本発明の離型フィルムの表層には、４−メチル−１−ペンテン系重合体が偏在していることが示唆される。
【００３３】
４−メチル−１−ペンテン系重合体が離型フィルムの表層に偏在していることは、例えば、離型フィルムの断面を顕微赤外線吸収測定することにより確認することができる。これにより、成型品または金型に対する離型性を有する離型フィルムを得ることができる。
【００３４】
離型フィルムの厚みは、特に制限はないが、封止工程での皺や破れ、それによる成形品の外観不良を生じないフィルム強度を確保するために、好ましくは１０〜３００μｍであり、より好ましくは３０〜１５０μｍである。離型フィルムの厚みが上記範囲にあると、フィルム強度を確保できるだけでなく、フィルムを巻物として使用する際のハンドリング性が良く、またフィルムの廃棄量も少なくすることができる。
【００３５】
離型フィルムの表面は、離型性を高めるために、必要に応じて凹凸形状を有していてもよい。離型フィルムの表面に凹凸を付与する方法は、特に制限されないが、エンボス加工等であってよい。
【００３６】
２．離型フィルムの製造方法
本発明の離型フィルムは、任意の方法で製造されうる。たとえば、１）ポリエステル樹脂のペレットと４−メチル−１−ペンテン系重合体のペレットとを押出機で溶融混練し、押出成形して離型フィルムを製造する方法（ドライブレンド法）；２）ポリエステル樹脂と４−メチル−１−ペンテン系重合体とを押出機等で溶融混練してペレタイズしたメルトブレンド樹脂を、再度押出機にて溶融混練して押出成形して離型フィルムを製造する方法（メルトブレンド法）；３）ポリエステル樹脂と４−メチル−１−ペンテン系重合体を押出機等で溶融混練してペレタイズしたメルトブレンド樹脂を、プレス機で所定の厚みにプレスする方法（プレスフィルム法）などがある。
【００３７】
前記１）および２）の押出成形により離型フィルムを製造する場合、押出温度は、ポリエステル樹脂と４−メチル−１−ペンテン系重合体とを均一に混練し、均一な厚みに成形できる温度であればよく、例えば２５０〜３００℃程度とすることができる。押出成形は、例えばＴダイやインフレーションダイ等を有する公知の押出機にて行うことができる。
【００３８】
前記３）のプレス成形により離型フィルムを製造する場合、プレス条件は、ポリエステル樹脂と４−メチル−１−ペンテン系重合体とを溶融させて均一な厚みのシートに成形できる条件に設定されればよい。プレス温度は、例えば２５０〜３００℃程度とすることができる。プレス成形は、公知のプレス機にて行うことができる。
【００３９】
本発明の金型成形用離型フィルムは、前述の通り、優れた離型性と耐熱性とを有する。このため、本発明の金型成形用離型フィルムは、例えば半導体素子を樹脂封止する工程に用いられる半導体封止プロセス用離型フィルムや；ＬＥＤ素子を樹脂封止する工程に用いられるＬＥＤ封止プロセス用離型フィルム等として好ましく用いられる。
【００４０】
３．樹脂封止半導体の製造方法
図１は、本発明の離型フィルムを用いた樹脂封止半導体の製造方法の一例を示す模式図である。図２は、図１の製造方法により得られた成形品の一例を示す模式図である。
【００４１】
図１Ａに示されるように、本発明の離型フィルム２２を、ロール状の巻物からロール２４およびロール２６により、成形金型２８内に供給する（工程ａ）。次いで、離型フィルム２２を上型３０の内面３０Ａに配置する（工程ｂ）。必要に応じて、上型内面３０Ａを真空引きして、離型フィルム２２を上型内面３０Ａに密着させてもよい。次いで、成形金型２８内に、樹脂封止すべき半導体チップ３４（基板３４Ａに固定された半導体チップ３４）を配置するとともに、封止樹脂材料３６をセットし（工程ｃ）、型締めする（工程ｄ）。
【００４２】
次いで、図１Ｂに示されるように、所定の加熱および加圧条件下、成形金型２８内に封止樹脂材料３６を注入する（工程ｅ）。このときの成形金型２８の温度（成形温度）は、例えば１６５〜１８５℃であり、成形圧力は、例えば７〜１２ＭＰａであり、成形時間は、例えば９０秒程度である。そして、一定時間保持した後、上型３０と下型３２を開き、樹脂封止された半導体パッケージ４０や離型フィルム２２、を同時にまたは順次離型する（工程ｆ）。
【００４３】
そして、図２に示されるように、得られた半導体パッケージ４０のうち、余分な樹脂部分４２を除去することで、所望の半導体パッケージ４４を得ることができる。離型フィルム２２は、そのまま他の半導体チップの樹脂封止に使用してもよいが、成形が１回終了するごとに、新たに離型フィルム２２を成形金型２８に供給することが好ましい。
【００４４】
離型フィルム２２を成形金型２８の内面に配置する工程と、半導体チップ３４を成形金型２８内に配置する工程の前後は、特に限定されず、同時に行ってもよいし、半導体チップ３４を配置した後、離型フィルム２２を配置してもよいし、離型フィルム２２を配置した後、半導体チップ３４を配置してもよい。また、図１で示したような、固体の封止樹脂材料３６を加圧加熱するトランスファーモールド法に限らず、流動状態の封止樹脂材料３６を注入する圧縮成型法を採用してもよい。
【００４５】
このように、離型フィルム２２は、表層に４−メチル−１−ペンテン系重合体が偏在しているため、半導体パッケージ４０を容易に離型することができる。また、離型フィルム２２は、適度な柔軟性を有するので、金型形状に対する追従性に優れながらも、成形金型２８の熱によって皺になり難い。このため、半導体パッケージ４０の樹脂封止面に皺が転写されたり、樹脂が充填されない部分（樹脂欠け）が生じたりすることなく、外観の良好な半導体パッケージ４０を得ることができる。さらに、離型フィルム２２は単層フィルムであるため、多層フィルムで問題となる層間剥離も生じ難い。
【００４６】
本発明の離型フィルムは、半導体素子を樹脂封止する工程に限らず、成型金型を用いて各種成形品を成形および離型する工程に好ましく使用できる。
【実施例】
【００４７】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、これにより何ら限定されるものではない。
【００４８】
〔実施例１〕
４−メチル−１−ペンテン系重合体として、４−メチル−１−ペンテンとダイアレン１６８（三菱化学（株）製、炭素数１６のα−オレフィンと炭素数１８のα−オレフィンとの混合物）との共重合体１（ダイアレン１６８の含有量：１．５質量％）を準備した。
【００４９】
そして、ポリブチレンテレフタレート樹脂（三菱エンジニアリングプラスチックス（株）製、ノバテック５０２０）と、該ポリブチレンテレフタレート樹脂１００質量部に対して１０質量部の４−メチル−１−ペンテン共重合体１とを、押出機にて２８０℃で溶融混練し、２８０℃のＴダイから押出成形して、厚さ５５μｍのフィルムを得た。
【００５０】
〔実施例２〕
４−メチル−１−ペンテン系重合体として、４−メチル−１−ペンテンと１−デセンとの共重合体２（１−デセンの含有量：２．５質量％）を準備した。
【００５１】
そして、ポリブチレンテレフタレート樹脂（三菱エンジニアリングプラスチックス（株）製、ノバテック５０２０）と、該ポリブチレンテレフタレート樹脂１００質量部に対して３質量部の４−メチル−１−ペンテン共重合体２とを押出機にて２８０℃で溶融混練してペレットを得た。得られたペレットを、再度押出機にて２８０℃で溶融混練し、２８０℃のＴダイから押出成形して、厚さ６０μｍのフィルムを得た。
【００５２】
〔実施例３〕
ポリエチレンテレフタレート樹脂（三井化学（株）製、Ｊ００５）と、該ポリエチレンテレフタレート樹脂１００質量部に対して３質量部の、４−メチル−１−ペンテンと１−デセンとの共重合体２（１−デセンの含有量：２．５質量％）とを、押出機で２８０℃で溶融混練してペレットを得た。得られたペレットを、５０ｔプレス機にて３００℃、１０ＭＰａ、５分間の条件でプレス成形して、厚さ５０μｍのフィルムを得た。
【００５３】
〔比較例１〕
ポリエチレンテレフタレート樹脂（三井化学（株）製、Ｊ００５）を押出機にて２８０℃で溶融混練し、２８０℃のＴダイから押出成形して、厚さ５０μｍのフィルムを得た。
【００５４】
〔比較例２〕
ポリブチレンテレフタレート樹脂（三菱エンジニアリングプラスチックス（株）製、ノバテック５０２０）を押出機にて２８０℃で溶融混練し、２８０℃のＴダイから押出成形して、厚さ５０μｍのフィルムを得た。
【００５５】
〔比較例３〕
４−メチル−１−ペンテンと１−デセンとの共重合体２（１−デセンの含有量：２．５質量％）を押出機にて２８０℃で溶融混練し、２８０℃のＴダイから押出成形して、厚さ１００μｍのフィルムを得た。
【００５６】
〔比較例４〕
４−メチル−１−ペンテンと１−デセンとの共重合体３（１−デセンの含有量：５．０質量％）を準備した。
【００５７】
そして、ポリブチレンテレフタレート樹脂（三菱エンジニアリングプラスチックス（株）製、ノバテック５０２０）と、該ポリブチレンテレフタレート樹脂１００質量部に対して３３質量部の４−メチル−１−ペンテン共重合体３とを押出機にて２８０℃で溶融混練し、２８０℃のＴダイから押出成形して、厚さ５０μｍのフィルムを得た。しかし、得られたフィルムは、樹脂同士の混ざりが悪く、繊維状に裂け易かった。
【００５８】
〔比較例５〕
４−メチル−１−ペンテン共重合体１の含有量を、（ポリブチレンテレフタレート樹脂１００質量部に対して）１００質量部に変更した以外は実施例１と同様にしてフィルムを得た。
【００５９】
〔比較例６〕
ポリブチレンテレフタレート樹脂（三菱エンジニアリングプラスチックス（株）製、ノバテック５０２０）を、ポリアミド−６６樹脂（旭化成（株）製、レオナ１７００Ｓ）に代えた以外は実施例１と同様にしてフィルムを得た。
【００６０】
実施例１〜３および比較例１〜６で得られたフィルムの表面自由エネルギーを以下のようにして測定した。
フィルムの表面自由エネルギーの測定方法（濡れ試薬使用方法）
１）市販の濡れ試薬（例えば和光純薬工業（株）製濡れ張力試験用混合液No.２２.６〜７３.０）に浸漬した綿棒で、フィルム表面に線を描いた。フィルム表面に線を描いて１０秒後、点状に弾いた状態となっていれば、フィルムのほうが濡れ試薬よりも表面自由エネルギーが高いことを意味する。
２）前記１）と同様のテストを、濡れ張力が大きい濡れ試薬へと順番に変更して行った。そして、フィルム表面が試薬をギリギリ弾いている状態から、フィルム表面が試薬を弾かなくなる状態になったときの、「フィルム表面が試薬を弾かなくなったときの試薬の濡れ張力の値」を「フィルムの表面自由エネルギー」とした。試薬の濡れ張力の値が小さい；即ちフィルムの表面自由エネルギーの値が小さいほど、離型性が高いと判断できる。フィルムの表面自由エネルギーの測定は、室温（２３℃）の室内にて実施した。
【００６１】
さらに実施例１〜３および比較例１〜６で得られたフィルムを用いて、半導体チップを樹脂封止した。
【００６２】
図１Ａに示されるように、得られたフィルムを、上型と下型との間に１ＭＰａの張力を印加した状態で配置した後、上型のパーティング面に真空吸着させた。次いで、基板に固定された半導体チップを下型に配置し、型締めした。このとき、成形金型の温度（成形温度）を１７５℃、成形圧力を１０ＭＰａ、成形時間を９０秒とした。そして、図１Ｂに示されるように、半導体チップを封止樹脂で封止した後、樹脂封止された半導体チップ（半導体パッケージ）をフィルムから離型した。樹脂封止後のフィルムおよび半導体パッケージを観察して、１）離型性、２）金型追従性、３）皺、および４）破れを評価した。この結果を表１に示す。
【００６３】
１）離型性
フィルムの離型性を、以下の基準で評価した。
○：フィルムが、金型の開放と同時に自然に剥がれる
△：フィルムは自然には剥がれないが、手で引っ張ると（張力を加えると）簡単に剥がれる
×：フィルムの一部が、半導体パッケージの樹脂封止面に残る
××：フィルムが、半導体パッケージの樹脂封止面に密着しており、手では剥がせない
【００６４】
２）金型追従性
フィルムの金型追従性を、以下の基準で評価した。
○：半導体パッケージに、樹脂欠けが全くない
×：半導体パッケージの端部に、樹脂欠けがある（ただし皺による欠けは除く）
【００６５】
３）皺
フィルム、および半導体パッケージの樹脂封止面の皺の状態を、以下の基準で評価した。
○：フィルムおよび半導体パッケージの樹脂封止面のいずれにも皺が全くない
△：フィルムにはわずかに皺があるが、半導体パッケージの樹脂封止面への皺の転写はなし
×：フィルムおよび半導体パッケージの樹脂封止面のいずれにも多数の皺あり
【００６６】
４）破れ
樹脂封止後のフィルムの破れの有無を評価した。
○：破れなし
×：破れあり
【表１】
【００６７】
表１に示されるように、実施例１〜３のフィルムは、いずれも良好な金型追従性および離型性を有し、皺も生じないことから、フィルムの皺が転写されることによる半導体パッケージの樹脂封止面の外観不良も生じなかった。
【００６８】
これに対して、４−メチル−１−ペンテン系重合体を含まず、ポリエステル樹脂からなる比較例１および２のフィルムは、離型性と、金型追従性とが低いことがわかる。逆に、ポリエステル樹脂を含まず、４−メチル−１−ペンテン系重合体のみからなる比較例３のフィルム、および４−メチル−１−ペンテン系重合体の含有量が多い比較例５のフィルムは、離型性は高いが、皺と破れが発生することがわかる。
【００６９】
また、４−メチル−１−ペンテン系重合体の含有量がやや多い比較例４のフィルムは、繊維状に破れるとともに、フィルムの一部が半導体パッケージの樹脂封止面に密着して、手では剥がせなかった。このように、フィルムの状態が非常に悪いため、金型追従性と皺の評価はできなかった。
【００７０】
さらに、ポリエステル樹脂に代えてポリアミド−６６樹脂を用いた比較例６のフィルムは、実施例１と同じ４−メチル−１−ペンテン系重合体の含有量であっても、離型性が低いことがわかる。これは、ポリアミド−６６樹脂の表面自由エネルギーがポリエステル樹脂よりも高いことから、フィルム表層に存在するポリアミド−６６樹脂の表面自由エネルギーが大きくなり、その結果離型フィルムの表面自由エネルギーが大きくなったことによると考えられる。このことから、４−メチル−１−ペンテン系重合体と混合される耐熱性樹脂は、ポリエステル樹脂であることが好ましいことが示唆される。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明の金型成形用離型フィルムは、優れた離型性と耐熱性とを有する。このため、例えば半導体チップを樹脂封止して半導体パッケージを成形する際、本発明の金型成形用離型フィルムを金型内面に装填することで、特殊な金型構造を用いたり、封止樹脂に離型剤を添加したりしなくても、成形品を良好に離型することができる。また離形フィルムの金型への装填時や成形時に、離型フィルムが変形して皺が入ったり、破損したりしないので、外観不良のないパッケージ成形を実現できる。このように、本発明の金型成形用離型フィルムは、半導体パッケージの製造工程における半導体封止プロセス用離型フィルムや、ＬＥＤパッケージの製造工程におけるＬＥＤ封止プロセス用離型フィルム等として好ましく用いることができる。
【符号の説明】
【００７２】
２２ 離型フィルム
２４、２６ ロール
２８ 成形金型
３０ 上型
３２ 下型
３４ 半導体チップ
３４Ａ 基板
３６ 封止樹脂材料
４０、４４ 半導体パッケージ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエステル樹脂と、
１００質量部の前記ポリエステル樹脂に対して１〜３０質量部の４−メチル−１−ペンテン系重合体と、
を含む樹脂組成物からなる、金型成形用離型フィルム。
【請求項２】
前記金型成形用離型フィルムが、前記樹脂組成物からなる単層フィルムである、請求項１に記載の金型成形用離型フィルム。
【請求項３】
前記ポリエステル樹脂が、芳香族ポリエステル樹脂である、請求項１または２に記載の金型成形用離型フィルム。
【請求項４】
前記芳香族ポリエステル樹脂が、ポリブチレンテレフタレートおよびポリエチレンテレフタレートからなる群より選ばれた少なくとも１種類以上である、請求項３に記載の金型成形用離型フィルム。
【請求項５】
前記４−メチル−１−ペンテン系重合体が、前記金型成形用離型フィルムの表層に偏在している、請求項１〜４のいずれか一項に記載の金型成形用離型フィルム。
【請求項６】
前記金型成形用離型フィルムは、半導体封止プロセス用離型フィルムである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の金型成形用離型フィルム。
【請求項７】
ポリエステル樹脂と、１００質量部の前記ポリエステル樹脂に対して１〜３０質量部の４−メチル−１−ペンテン系重合体との溶融混練物を成形する工程を含む、金型成形用離型フィルムの製造方法。
【請求項８】
樹脂封止半導体の製造方法であって、
成形金型内の所定位置に、樹脂封止される半導体装置を配置する工程と、
前記成形金型内面に、請求項１〜６のいずれか一項に記載の金型成形用離型フィルムを配置する工程と、
前記成形金型を型締めした後、前記半導体装置と、前記金型成形用離型フィルムとの間に封止樹脂を注入成形する工程と、
を有する、樹脂封止半導体の製造方法。
【請求項１】
ポリエステル樹脂と、
１００質量部の前記ポリエステル樹脂に対して１〜３０質量部の４−メチル−１−ペンテン系重合体と、
を含む樹脂組成物からなる、金型成形用離型フィルム。
【請求項２】
前記金型成形用離型フィルムが、前記樹脂組成物からなる単層フィルムである、請求項１に記載の金型成形用離型フィルム。
【請求項３】
前記ポリエステル樹脂が、芳香族ポリエステル樹脂である、請求項１または２に記載の金型成形用離型フィルム。
【請求項４】
前記芳香族ポリエステル樹脂が、ポリブチレンテレフタレートおよびポリエチレンテレフタレートからなる群より選ばれた少なくとも１種類以上である、請求項３に記載の金型成形用離型フィルム。
【請求項５】
前記４−メチル−１−ペンテン系重合体が、前記金型成形用離型フィルムの表層に偏在している、請求項１〜４のいずれか一項に記載の金型成形用離型フィルム。
【請求項６】
前記金型成形用離型フィルムは、半導体封止プロセス用離型フィルムである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の金型成形用離型フィルム。
【請求項７】
ポリエステル樹脂と、１００質量部の前記ポリエステル樹脂に対して１〜３０質量部の４−メチル−１−ペンテン系重合体との溶融混練物を成形する工程を含む、金型成形用離型フィルムの製造方法。
【請求項８】
樹脂封止半導体の製造方法であって、
成形金型内の所定位置に、樹脂封止される半導体装置を配置する工程と、
前記成形金型内面に、請求項１〜６のいずれか一項に記載の金型成形用離型フィルムを配置する工程と、
前記成形金型を型締めした後、前記半導体装置と、前記金型成形用離型フィルムとの間に封止樹脂を注入成形する工程と、
を有する、樹脂封止半導体の製造方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図１Ｂ】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−４０７０５（Ｐ２０１２−４０７０５Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８１７４１（Ｐ２０１０−１８１７４１）
【出願日】平成２２年８月１６日（２０１０．８．１６）
【出願人】（０００００５８８７）三井化学株式会社 (2,318)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１６日（２０１０．８．１６）
【出願人】（０００００５８８７）三井化学株式会社 (2,318)
【Ｆターム（参考）】
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