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JP6123683B2 - 離型フィルムおよびこれを用いた半導体デバイスの製造方法 - Google Patents

離型フィルムおよびこれを用いた半導体デバイスの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、半導体デバイスの半導体素子を封止樹脂で封止して樹脂封止部を形成する金型のキャビティ面に配置される離型フィルム、および該離型フィルムを用いた半導体デバイスの製造方法に関する。
半導体デバイス(発光ダイオードを含む。)は、半導体素子(発光素子を含む。)を保護するために、半導体素子を封止樹脂で封止した樹脂封止部を有する。また、発光ダイオードにおいては、該樹脂封止部は、発光素子から放射される光の方向を発光ダイオードの正面方向に揃え、正面輝度を向上させるレンズ部としての機能も有する。
最近では、従来よりも高光束な照明用途(家庭用天井照明、自動車用ヘッドライト、屋外灯等)に発光ダイオードを展開する動きが広がっている。発光ダイオードの高光束を達成するためは、必然的に発光素子を集積する必要があり、それに伴い、レンズ部が大型化、レンズ部の構造も複雑化していく。
発光ダイオードの製造方法としては、たとえば、発光素子が実装された基板を、該発光素子が金型のキャビティ内の所定の場所に位置するように配置し、キャビティ内に封止樹脂を充填してレンズ部を形成する、いわゆる圧縮成形法またはトランスファ成形法による方法が知られている。該方法においては、通常、封止樹脂と金型との固着を防ぐために、金型のキャビティ面に離型フィルムが配置される(特許文献1)。
国際公開第2011/037034号
しかし、従来の方法に用いられる離型フィルムは、レンズ部の大型化や複雑化に対応して金型が大型またはその構造が複雑な場合、離型フィルムを広い面積で引っ張りながら金型のキャビティを覆うように配置する際や離型フィルムを広い面積または複雑な構造のキャビティ面に追随させる際に、離型フィルム全体が均一に伸びないため、離型フィルムの厚さにムラが生じる。そして、離型フィルムの厚さのムラが、レンズ部の表面に転写され、レンズ部の表面の歪みとして現れる。従来のようにレンズ部が小型でかつ形状が複雑でない場合には、離型フィルムの厚さのムラがレンズ部の表面に転写されにくく、大きな問題とはならないが、レンズ部が大型またはその構造が複雑な場合には、離型フィルムの厚さのムラがレンズ部の表面に転写されやすく、レンズ部の表面の歪みは、発光ダイオードの発光効率の低下、配光のばらつき等の原因となる。
本発明は、金型のキャビティが大型化、複雑化しても、離型フィルムを伸ばした際に離型フィルムの厚さにムラが生じにくい離型フィルム、および樹脂封止部が大型化、複雑化しても、樹脂封止部の表面の歪みが抑えられた半導体デバイスを製造できる方法を提供する。
本発明は、下記[1]〜[14]の構成を有する離型フィルムおよびこれを用いた半導体デバイスの製造方法を提供する。
[1]半導体デバイスの半導体素子を硬化性の封止樹脂で封止して樹脂封止部を形成する金型のキャビティ面に配置される離型フィルムであって、
JIS K 7127に準拠して測定した132℃、引張速度1mm/分における引張弾性率が、10〜24MPaであり、
剥離力の最大値が、0.8N/25mm以下であり、
厚さが、16〜50μmであり、
フッ素樹脂からなる、離型フィルム。
]前記フッ素樹脂が、テトラフルオロエチレンに基づく単位とエチレンに基づく単位とそれら以外の第3のモノマーに基づく単位とを有する共重合体である、[]の離型フィルム。
]前記第3のモノマーが、(ペルフルオロブチル)エチレンである、[]の離型フィルム。
]前記共重合体が、テトラフルオロエチレンに基づく繰り返し単位とエチレンに基づく繰り返し単位とのモル比(テトラフルオロエチレン/エチレン)が80/20〜40/60であり、
(ペルフルオロブチル)エチレンに基づく繰り返し単位の割合が全繰り返し単位(100モル%)のうち5〜10モル%である、
共重合体である、[]の離型フィルム。
]金型を用いて半導体素子を硬化性の封止樹脂で封止して半導体デバイスを製造する方法において、金型の封止樹脂が接するキャビティ面に、JIS K 7127に準拠して測定した132℃、引張速度1mm/分における引張弾性率が10〜24MPaであり、かつ剥離力の最大値が0.8N/25mm以下であり、厚さが、16〜50μmであり、フッ素樹脂からなる離型フィルムを配置し、前記封止樹脂を前記離型フィルムに接した状態で硬化させて樹脂封止部を形成することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
]前記半導体デバイスが発光ダイオードであり、前記半導体素子が発光素子であり、前記樹脂封止部がレンズ部である、[]の半導体デバイスの製造方法。
]前記レンズ部の、外側に露出した部分の面積が、56mm以上である、[]の半導体デバイスの製造方法。
]封止樹脂が熱硬化性樹脂であり、該封止樹脂を前記離型フィルムに接した状態で熱硬化させる、[]〜[]のいずれかの半導体デバイスの製造方法。
]金型を用いて樹脂封止部を形成する方法が圧縮成形法である、[]〜[]のいずれかの半導体デバイスの製造方法。
10]金型を用いて樹脂封止部を形成する方法がトランスファ成形法である、[]〜[]のいずれかの半導体デバイスの製造方法。
11]下記の工程(α1)〜(α5)を有する、半導体デバイスの製造方法。
(α1)[1]〜[]のいずれかの離型フィルムを、金型のキャビティを覆うように配置する工程。
(α2)前記離型フィルムを前記金型のキャビティ面の側に真空吸引する工程。
(α3)前記キャビティ内に封止樹脂を充填する工程。
(α4)半導体素子を前記キャビティ内の所定の位置に配置し、前記封止樹脂によって前記半導体素子を封止して樹脂封止部を形成し、半導体デバイスを得る工程。
(α5)前記金型内から前記半導体デバイスを取り出す工程。
12]下記の工程(β1)〜(β5)を有する、半導体デバイスの製造方法。
(β1)[1]〜[]のいずれかの離型フィルムを、金型のキャビティを覆うように配置する工程。
(β2)前記離型フィルムを前記金型のキャビティ面の側に真空吸引する工程。
(β3)半導体素子を前記キャビティ内の所定の位置に配置する工程。
(β4)前記キャビティ内に封止樹脂を充填し、該封止樹脂により前記半導体素子を封止して樹脂封止部を形成し、半導体デバイスを得る工程。
(β5)前記金型内から前記半導体デバイスを取り出す工程。
13]前記半導体デバイスが発光ダイオードであり、
前記半導体素子が発光素子であり、
前記樹脂封止部がレンズ部であり、
該レンズ部の外側に露出した部分の面積が、56mm以上である、[11]または[12]の半導体デバイスの製造方法。
本発明の離型フィルムは、金型のキャビティが大型化、複雑化しても、離型フィルムを伸ばした際に離型フィルムの厚さにムラが生じにくい。
本発明の半導体デバイスの製造方法によれば、樹脂封止部が大型化、複雑化しても、樹脂封止部の表面の歪みが抑えられた半導体デバイスを製造できる。
発光ダイオードの一例を示す断面図である。 発光ダイオードの他の例を示す断面図である。 発光ダイオードの他の例を示す断面図である。 発光ダイオードの他の例を示す斜視図である。 発光ダイオードの他の例を示す断面図である。 発光ダイオードの製造方法における工程(α1)を示す断面図である。 発光ダイオードの製造方法における工程(α2)を示す断面図である。 発光ダイオードの製造方法における工程(α3)を示す断面図である。 発光ダイオードの製造方法における工程(α4)を示す断面図である。 発光ダイオードの製造方法における工程(α5)を示す断面図である。 発光ダイオードの製造方法に用いる金型の一例を示す断面図である。 発光ダイオードの製造方法における工程(β1)を示す断面図である。 発光ダイオードの製造方法における工程(β2)を示す断面図である。 発光ダイオードの製造方法における工程(β3)を示す断面図である。 発光ダイオードの製造方法における工程(β4)を示す断面図である。 発光ダイオードの製造方法における工程(β5)を示す断面図である。
<離型フィルム>
本発明の離型フィルムは、半導体デバイス(発光ダイオードを含む。)の半導体素子(発光素子を含む。)を硬化性の封止樹脂で封止して樹脂封止部(レンズ部を含む。)を形成する金型のキャビティ面に配置される離型フィルムである。たとえば、本発明の離型フィルムは、発光ダイオードのレンズ部を形成する際に、該レンズ部の形状に対応する形状のキャビティを有する金型のキャビティ面を覆うように配置され、形成したレンズ部とキャビティ面との間に位置されることによって、得られた発光ダイオードの金型からの離型性を高めるフィルムである。
(引張弾性率)
本発明の離型フィルムの、JIS K 7127に準拠して測定した132℃における引張弾性率は、10〜24MPaであり、12〜20MPaが好ましい。
硬化性の封止樹脂を硬化させる際の金型温度は通常100〜140℃であり、離型フィルムの132℃における引張弾性率が上記範囲内であれば、この金型温度範囲において離型フィルムは良好な物性を示す。すなわち、132℃における引張弾性率が24MPa以下であれば、離型フィルムが均一に伸びるため、離型フィルムの厚さにムラが生じにくい。その結果、離型フィルムの厚さのムラが樹脂封止部の表面に転写されることによる、樹脂封止部の表面の外観不良(歪み)を抑えることができる。132℃における引張弾性率が10MPa以上であれば、離型フィルムを引っ張りながら金型のキャビティを覆うように配置する際に、離型フィルムが柔らかすぎないため、離型フィルムに張力が均一にかかり、しわが発生しにくい。その結果、離型フィルムのしわが樹脂封止部の表面に転写されることによる、樹脂封止部の表面の外観不良を抑えることができる。
離型フィルムの132℃における引張弾性率は、具体的には、離型フィルムを短冊形状(試験片タイプ5)に切り抜いた試験シートについて、シート温度:132℃、引張速度:1mm/分の条件にて引張試験を行うことによって測定される。
本発明の離型フィルムの引張弾性率は、離型フィルム用樹脂の結晶化度を調整することによって調整できる。具体的には、離型フィルム用樹脂の結晶化度が低いほど、離型フィルムの引張弾性率は低くなる。離型フィルム用樹脂の結晶化度は、たとえば、エチレン/テトラフルオロエチレン共重合体(以下、ETFEと記す。)の場合、テトラフルオロエチレン(以下、TFEと記す。)およびエチレン(以下、Eと記す。)以外のモノマーである第3のモノマーに基づく単位の種類や割合を調整することによって調整できる。
(剥離力)
本発明の離型フィルムの剥離力の最大値は、0.8N/25mm以下であり、0.5N/25mm以下が好ましい。剥離力の最大値が0.8N/25mm以下であれば、実生産時、レンズ型に硬化した封止樹脂との剥離がより一層容易になるため、離型フィルムと硬化した封止樹脂がうまく離れず装置が止まるといったようなことが起こりにくくなり、連続生産性に優れる。
本発明における離型フィルムの剥離力は、JIS K 6854−2に準拠し、以下のように、離型フィルムと硬化した封止樹脂との180°剥離試験で測定される剥離力である。なお、硬化性の封止樹脂として熱硬化性シリコーン樹脂を例に説明する。
(a)離型フィルムとアルミニウム板との間に熱硬化性シリコーン樹脂を適量塗布する。
(b)熱硬化性シリコーン樹脂を挟み込んだ離型フィルムとアルミニウム板とを130℃、1MPaで5分間プレスして熱硬化性シリコーン樹脂を硬化させる。なお、硬化したシリコーン樹脂層の厚さが100μmとなるように前記熱硬化性シリコーン樹脂の塗布量を調節する。
(c)離型フィルムと硬化したシリコーン樹脂層とアルミニウム板とからなる積層板を25mm幅に切断して試験片とする。
(d)引張試験機を用いて、試験片における硬化したシリコーン樹脂層に対する剥離フィルムの常温における180°剥離力を100mm/分の剥離速度で測定する。
(e)力(N)−つかみ移動距離曲線における、つかみ移動距離25mmから125mmまでの剥離力の最大値(単位はN/25mm)を求める。
(f)5個の試験片を用いて、各離型フィルムの剥離力の最大値の算術平均を求める。
(厚さ)
本発明の離型フィルムの厚さは、16〜75μmが好ましく、25〜50μmがより好ましい。厚さが16μm以上であれば、離型フィルムの取り扱いが容易であり、離型フィルムを引っ張りながら金型のキャビティを覆うように配置する際に、しわが発生しにくい。厚さが75μm以下であれば、離型フィルムが容易に変形でき、金型のキャビティの形状への追従性が向上するため、離型フィルムがしっかりとキャビティ面に密着でき、高品質な樹脂封止部を安定して形成できる。また、本発明の離型フィルムの厚さは、金型のキャビティが大きいほど、前記範囲内において薄いことが好ましい。また、多数のキャビティを有する複雑な金型であるほど、前記範囲内において薄いことが好ましい。
(表面平滑性)
本発明の離型フィルムの表面は、平滑であることが好ましい。表面が平滑な離型フィルムを用いることによって、高品質な樹脂封止部を形成しやすく、たとえば、光学特性に優れた発光ダイオードの製造が容易になる。なお、離型フィルムの一方の表面を梨地とし、該表面を金型のキャビティ側にして用いれば、キャビティへの真空吸着が容易になるが、該フィルムの使用は樹脂封止部の表面に凹凸を生じさせ、たとえばレンズ部の場合、レンズ精度を低下させるおそれがある。
本発明の離型フィルムの表面の10点平均粗さ(Rz)は、鏡面の場合、0.01〜0.1μmが好ましい。梨地表面の場合には、0.15〜3.5μmが好ましい。Rzが0.15μm以上であれば、離型フィルムのキャビティへの真空吸着が促進される。また、Rzが3.5μm以下であれば、樹脂封止部の表面に凹凸が形成されることが抑えられる。Rzは、JIS B 0601に準拠して測定される。
(離型フィルム用樹脂)
離型フィルムには、離型性、表面平滑性、成形時の金型の温度である100〜140℃程度に耐え得る耐熱性、封止樹脂の流動や加圧力に耐え得る強度が求められる。本発明の離型フィルムとしては、離型性、耐熱性、強度、高温における伸びの点から、ポリオレフィンおよびフッ素樹脂からなる群から選ばれる1種以上の樹脂からなるフィルムが好ましく、フッ素樹脂からなるフィルムがより好ましい。本発明の離型フィルムは、フッ素樹脂と非フッ素樹脂とを併用したフィルムであってもよく、無機添加剤、有機添加剤等が配合されたフィルムであってもよい。
ポリオレフィンとしては、離型性および金型追随性の点から、ポリメチルペンテンが好ましい。ポリオレフィンは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
フッ素樹脂としては、ETFE、ポリテトラフルオロエチレン、ペルフルオロ(アルキルビニルエーテル)/テトラフルオロエチレン共重合体等が挙げられ、高温での伸びが大きい点から、ETFEが特に好ましい。フッ素樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、ETFEは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ETFEとしては、離型フィルム用樹脂の結晶化度、すなわち離型フィルムの引張弾性率を調整しやすい点から、第3のモノマーに基づく単位を有するものが好ましく、少量で引張弾性率の調整が行える点から、TFEに基づく単位とEに基づく単位と(ペルフルオロブチル)エチレンに基づく単位とを有する共重合体が特に好ましい。
第3のモノマーとしては、フッ素原子を有するモノマーと、フッ素原子を有さないモノマーとが挙げられる。
フッ素原子を有するモノマーの具体例としては、下記のモノマー(a1)〜(a5)が挙げられる。
モノマー(a1):炭素数3以下のフルオロオレフィン類。
モノマ−(a2):X(CFCY=CH(ただし、X、Yは、それぞれ独立に水素原子またはフッ素原子であり、nは2〜8の整数である。)で表されるペルフルオロアルキルエチレン。
モノマー(a3):フルオロビニルエーテル類。
モノマー(a4):官能基含有フルオロビニルエーテル類。
モノマー(a5):脂肪族環構造を有する含フッ素モノマー。
モノマー(a1)としては、フルオロエチレン類(トリフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、フッ化ビニル、クロロトリフルオロエチレン等)、フルオロプロピレン類(ヘキサフルオロプロピレン(以下、HFPと記す。)、2−ヒドロペンタフルオロプロピレン等)等が挙げられる。
モノマー(a2)としては、nが2〜6のモノマーが好ましく、2〜4のモノマーがより好ましい。また、Xがフッ素原子、Yが水素原子であるモノマー、すなわち、(ペルフルオロアルキル)エチレンがより好ましい。具体例としては、下記のものが挙げられる。
CFCFCH=CH
CFCFCFCFCH=CH((ペルフルオロブチル)エチレン。以下、PFBEと記す。)、
CFCFCFCFCF=CH
CFHCFCFCF=CH
CFHCFCFCFCF=CH等。
モノマー(a3)としては、下記のものが挙げられる。なお、下記のうちジエンであるモノマーは環化重合しうるモノマーである。
CF=CFOCF
CF=CFOCFCF
CF=CF(CFCF(ペルフルオロ(プロピルビニルエーテル)。以下、PPVEと記す。)、
CF=CFOCFCF(CF)O(CFCF
CF=CFO(CFO(CFCF
CF=CFO(CFCF(CF)O)(CFCF
CF=CFOCFCF(CF)O(CFCF
CF=CFOCFCF=CF
CF=CFO(CFCF=CF等。
モノマー(a4)としては、下記のものが挙げられる。
CF=CFO(CFCOCH
CF=CFOCFCF(CF)O(CFCOCH
CF=CFOCFCF(CF)O(CFSOF等。
モノマー(a5)としては、ペルフルオロ(2,2−ジメチル−1,3−ジオキソール)、2,2,4−トリフルオロ−5−トリフルオロメトキシ−1,3−ジオキソール、ペルフルオロ(2−メチレン−4−メチル−1,3−ジオキソラン)等が挙げられる。
フッ素原子を有さないモノマーの具体例としては、下記のモノマー(bl)〜(b4)が挙げられる。
モノマー(b1):オレフィン類。
モノマー(b2):ビニルエステル類。
モノマー(b3):ビニルエーテル類。
モノマー(b4):不飽和酸無水物。
モノマー(b1)としては、プロピレン、イソブテン等が挙げられる。
モノマー(b2)としては、酢酸ビニル等が挙げられる。
モノマー(b3)としては、エチルビニルエーテル、プチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル等が挙げられる。
モノマー(b4)としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、無水ハイミック酸(5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物)等が挙げられる。
第3のモノマーは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
第3のモノマーとしては、結晶化度の調整すなわち引張弾性率の調整がしやすい点から、モノマー(a2)、HFP、PPVE、酢酸ビニルが好ましく、HFP、PPVE、CFCFCH=CH、PFBEがより好ましく、PFBEが特に好ましい。
TFEに基づく繰り返し単位とEに基づく繰り返し単位とのモル比(TFE/E)は、80/20〜40/60が好ましく、70/30〜45/55がより好ましく、65/35〜50/50が特に好ましい。TFE/Eが前記範囲内であれば、ETFEの耐熱性および機械物性が良好となる。
第3のモノマーに基づく繰り返し単位の割合は、全繰り返し単位(100モル%)のうち0.01〜20モル%が好ましく、0.10〜15モル%がより好ましく、0.20〜10モル%が特に好ましい。第3のモノマーに基づく繰り返し単位の割合が前記範囲内であれば、ETFEの耐熱性および機械物性が良好となる。
第3のモノマーがPFBEである場合、PFBEに基づく繰り返し単位の割合は、全繰り返し単位(100モル%)のうち5〜10モル%が好ましく、5〜7モル%が特に好ましい。PFBEに基づく繰り返し単位の割合が前記範囲内であれば、離型フィルムの132℃における引張弾性率を前記範囲内に調整できる。
なお、PFBEに基づく繰り返し単位の割合を多くすると、(i)フィルムが柔らかくなりすぎ取り扱いが困難、(ii)オリゴマーが多くなりフィルム製造のロールが汚れやすい、(iii)耐熱性が低く離型フィルムとして使いにくい、等の問題があるため、従来の離型フィルム用ETFEにおいては、PFBEに基づく繰り返し単位を5モル%以上とすることはなかった。すなわち、従来の離型フィルム用ETFEでは、132℃における引張弾性率を24MPa以下とすることはなかった。
ETFEの溶融流量(MFR)は、2〜40g/10分が好ましく、5〜30g/10分がより好ましく、10〜20g/10分が特に好ましい。ETFEのMFRが前記範囲内であれば、ETFEの成形性が向上し、離型フィルムの機械特性が向上する。
ETFEのMFRは、ASTM D3159に準拠して、5kg負荷を用い、297℃にて測定される値である。
(離型フィルムの製造方法)
本発明の離型フィルムは、たとえば、離型フィルム用樹脂を用いて、所定のリップ幅を有するTダイを具備する押出機による溶融成形等によって製造できる。
(作用効果)
以上説明した本発明の離型フィルムにあっては、132℃における引張弾性率が10〜24MPaであるため、離型フィルムにしわが発生させることなく離型フィルムを均一に伸ばすことができる。よって、離型フィルムを広い面積で引っ張りながら金型のキャビティを覆うように配置する際や離型フィルムを広い面積または複雑な構造のキャビティ面に追随させる際に、離型フィルムの厚さにムラが生じにくい。その結果、離型フィルムの厚さのムラが樹脂封止部の表面に転写されることによって現れる、樹脂封止部の表面の歪みが抑えられる。樹脂封止部が発光ダイオードのレンズ部であれば、良好なレンズ部を有し、優れた光学特性を示す発光ダイオードを安定して製造できる。
<半導体デバイス>
後述する本発明の半導体デバイスの製造方法によって製造される半導体デバイスとしては、トランジスタ、ダイオード等の半導体素子を集積した集積回路;発光素子を有する発光ダイオード等が挙げられる。
(発光ダイオード)
以下、半導体デバイスの一例として発光ダイオードについて説明する。
発光ダイオードは、たとえば、基板と、基板の上に実装された発光素子と、発光素子を封止するレンズ部とを有する。
発光ダイオードを白色発光ダイオードとする場合には、蛍光体を分散させた樹脂で発光素子を封入した状態で、その周りを封止樹脂で封止してレンズ部を形成する。
レンズ部の、外側に露出した部分の面積(以下、表面積と記す。)は、56mm以上が好ましい。従来の離型フィルムを用いた場合に、レンズ部の表面に歪みが発生しやすい表面積が56mm以上のレンズ部であっても、本発明の離型フィルムを用いることによって、レンズ部の表面に歪みが発生しにくい。レンズ部の表面積は、56〜628mmがより好ましく、56〜353mmが特に好ましい。
レンズ部の形状としては、略半球型;円柱形状の樹脂封止部とその上の略半球形状のレンズ部とからなる砲弾型;フレネルレンズ型;円柱を軸方向に二等分した形状の蒲鉾型;複数の略半球形状のレンズ部が連続して一体になって並んだ略半球レンズアレイ型等が挙げられる。
図1は、発光ダイオードの一例を示す断面図である。
発光ダイオード1は、基板10と、基板10の上に実装された発光素子12と、発光素子12を封止する略半球型のレンズ部14とを有する。
図2は、発光ダイオードの他の例を示す断面図である。
発光ダイオード1は、基板10と、基板10の上に実装された発光素子12と、発光素子12を封止する砲弾型のレンズ部14とを有する。
図3は、発光ダイオードの他の例を示す断面図である。
発光ダイオード1は、基板10と、基板10の上に実装された発光素子12と、発光素子12を封止するフレネルレンズ型のレンズ部14とを有する。
図4は、発光ダイオードの他の例を示す斜視図である。
発光ダイオード1は、基板10と、基板10の上に実装された発光素子12と、発光素子12を封止する蒲鉾型のレンズ部14とを有する。
図5は、発光ダイオードの他の例を示す斜視図である。
発光ダイオード1は、基板10と、基板10の上に実装された複数の発光素子12と、複数の発光素子12をまとめて封止する略半球レンズアレイ型のレンズ部14とを有する。
<硬化性の封止樹脂>
硬化性の封止樹脂としては、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂等が挙げられ、金型内で硬化して硬化した樹脂となる。硬化性の封止樹脂は流動性を有し、成形に際して金型のキャビティの内面形状に追従し、その状態で硬化して成形物となる。硬化性の封止樹脂は通常常温で流動性を有するものが使用されるが、金型に充填される際に加熱されて流動化する、常温で固体の樹脂であってもよい。さらに、固体状態(たとえば、粉末状態)で金型に充填され、金型内で加熱されていったん流動状態となった後に硬化するような樹脂であってもよい。なお、硬化性の封止樹脂は添加剤等の任意成分が含有されていてもよい。たとえば、充填剤や顔料等の固体粉末が配合されていてもよい。
硬化性の封止樹脂としては、熱硬化性樹脂が好ましい。熱硬化性樹脂としては、硬化の際に低分子量物が副生しないタイプの熱硬化性樹脂が好ましい。具体的には、ハイドロシリレーション反応で硬化する熱硬化性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、重合性不飽和基を2以上有する架橋硬化性化合物(アクリロイルオキシ基を2以上有する化合物等)が挙げられる。たとえば、ビニル基を有するオルガノポリシロキサンとケイ素原子に結合した水素原子を有するオルガノポリシロキサンの組合せからなる熱硬化性シリコーン樹脂、ポリエポキシドからなる主剤と硬化剤ないし架橋剤との組み合わせからなるエポキシ樹脂、アクリロイルオキシ基を2以上有する化合物とラジカル発生剤との組み合わせからなる熱硬化性アクリル樹脂等が挙げられる。具体的には、たとえば、熱硬化性シリコーン樹脂の市販品としては、信越化学工業社製のLPS−3412AJ、LPS−3412B等が挙げられ、エポキシ樹脂の市販品としては、日本化薬社製のSEJ−01R等が挙げられる。
<半導体デバイスの製造方法>
本発明の半導体デバイスの製造方法は、金型を用いて半導体素子を硬化性の封止樹脂で封止して半導体デバイスを製造する方法において、本発明の離型フィルムを用いることを特徴とする。本発明の半導体デバイスの製造方法としては、本発明の離型フィルムを用いること以外は、公知の製造方法を採用できる。樹脂封止部の形成方法としては、圧縮成形法またはトランスファ成形法が挙げられる。装置としては、公知の圧縮成形装置またはトランスファ成形装置を用いることができる。製造条件も、公知の半導体デバイスの製造方法における条件と同じ条件とすればよい。
硬化性の封止樹脂を金型のキャビティ内で硬化させて、硬化した封止樹脂からなる樹脂封止部を形成する方法としては、圧縮成形法およびトランスファ成形法が好ましい。これら成形法において、金型温度、すなわち、封止樹脂を硬化させる際の金型内面の温度は、封止樹脂の種類にもよるが、通常100〜140℃である。場合によっては、封止樹脂の種類によりさらに高い金型温度が必要な場合があり、また、封止樹脂が硬化する際の発熱により金型温度が上昇する場合もある。本発明の離型フィルムは金型温度が185℃程度になる場合まで充分使用できる。
本発明の離型フィルムは、金型の封止樹脂が接するキャビティ面に配置される。キャビティに充填された封止樹脂は離型フィルムを介して金型内面に接し、その金型に接した状態で封止樹脂が硬化して硬化した樹脂となる。封止樹脂が硬化した後、硬化した封止樹脂からなる樹脂封止部を有する半導体デバイスが金型から取り出される。
本発明の半導体デバイスの製造方法として、より具体的には、封止樹脂の充填のタイミングによって下記の方法(α)と方法(β)の2種類が挙げられる。下記の方法(α)は圧縮成形法の一例であり、下記方法(β)はトランスファ成形法の一例である。
方法(α):下記の工程(α1)〜(α5)を有する方法。
(α1)本発明の離型フィルムを、金型のキャビティを覆うように配置する工程。
(α2)離型フィルムを金型のキャビティ面の側に真空吸引する工程。
(α3)キャビティ内に封止樹脂を充填する工程。
(α4)半導体素子をキャビティ内の所定の位置に配置し、封止樹脂によって半導体素子を封止して樹脂封止部を形成し、半導体デバイスを得る工程。
(α5)金型内から半導体デバイスを取り出す工程。
方法(β):下記の工程(β1)〜(β5)を有する方法。
(β1)本発明の離型フィルムを、金型のキャビティを覆うように配置する工程。
(β2)離型フィルムを金型のキャビティ面の側に真空吸引する工程。
(β3)半導体素子をキャビティ内の所定の位置に配置する工程。
(β4)キャビティ内に封止樹脂を充填し、該封止樹脂によって半導体素子を封止して樹脂封止部を形成し、半導体デバイスを得る工程。
(β5)金型内から半導体デバイスを取り出す工程。
(発光ダイオードの製造方法)
以下、半導体デバイスの製造方法の一例として発光ダイオードの製造方法について説明する。
(方法(α))
発光ダイオードの製造方法のうち方法(α)の一例として、発光ダイオードを圧縮成形法によって製造する場合について詳細に説明する。圧縮成形法は、特開2005−305954号公報に記載されているような、複数の発光ダイオードを一括で大量に生産できる製造方法である。
圧縮成形法に用いる金型は、図6に示すように、上型20と中型(図示略)と下型22とを有する。上型20には、基板10を吸着する真空ベント(図示略)が形成されており、発光素子12を搭載した基板10を上型20に吸着させることができる。下型22には、発光ダイオード1のレンズ部14の形状に対応する形状のキャビティ24が形成されている。また、下型22には、離型フィルム30と下型22との間の空気を吸引することによって離型フィルム30を下型22に吸着するための真空ベント(図示略)が形成されている。
下型22のキャビティ面26は、高品質なレンズ部14が形成されやすく、光学特性に優れた発光ダイオード1が得られやすい点から、平滑であることが好ましい。キャビティ面26を梨地とすれば、離型フィルム30をより効率的にキャビティ面26に真空吸着できるが、得られる発光ダイオード1のレンズ部14の表面に凹凸が生じ、レンズ精度が悪化するおそれがある。
工程(α1):
図6に示すように、下型22のキャビティ24を覆うように離型フィルム30を配置する。離型フィルム30は、巻出ロール(図示略)から送られ、巻取ロール(図示略)で巻き取られる。離型フィルム30は、巻出ロールおよび巻取ロールによって引っ張られるため、引き伸ばされた状態にて下型22のキャビティ24を覆うように配置される。
工程(α2):
図7に示すように、下型22のキャビティ24の外部に形成した真空ベント(図示略)を通じて真空吸引し、離型フィルム30とキャビティ面26との間の空間を減圧し、離型フィルム30を引き伸ばして変形させて、下型22のキャビティ面26に真空吸着させる。さらに、下型22の周縁に配置された枠状の中型(図示略)を締め、離型フィルム30を全方向から引っ張り、緊張状態にさせる。
なお、高温環境下での離型フィルム30の強度、厚さ、またキャビティ24の形状によって、離型フィルム30は、キャビティ面26に密着するとは限らない。図7に示すように、工程(α2)の真空吸着の段階では、離型フィルム30とキャビティ面26との間には、空隙が少し残ることがある。
工程(α3):
図8に示すように、硬化性の封止樹脂40をアプリケータ(図示略)によって、キャビティ24内の離型フィルム30の上に適量充填する。
封止樹脂40としては、通常、透明な硬化樹脂となる硬化性樹脂が用いられる。なお、光拡散性を目的として、乳白色の透明な硬化樹脂となる、添加剤等を含む硬化性樹脂を用いることもある。
工程(α4):
図9に示すように、キャビティ24内の離型フィルム30の上に封止樹脂40を充填した下型22と、発光素子12を搭載した基板10を吸着した上型20とを型締めし、金型を加熱し、封止樹脂40を硬化させて硬化樹脂とし、発光素子12を封止するレンズ部14を形成する。
工程(α4)においては、キャビティ24内に充填された封止樹脂40が型締め圧力によって、さらにキャビティ24に押し込まれ、離型フィルム30が引き伸ばされて変形することによってキャビティ面26に密着する。そのため、キャビティ24の形状に対応した形状のレンズ部14が形成される。
金型温度、すなわち金型内の封止樹脂40を硬化させる温度は、100〜185℃が好ましく、100〜140℃がより好ましい。金型温度が100℃以上であれば、発光ダイオード1の生産性が向上する。金型温度が185°C以下であれば、封止樹脂40の硬化の際の劣化が抑えられる。また、封止樹脂40の硬化物が金型から取り出される際の金型内外の温度差による熱収縮に起因するレンズ部14の形状変化をより抑制するために、また発光ダイオード1の保護が特に求められる場合には、金型温度は140℃以下とすることが好ましい。
型締め時の離型フィルム30の厚さは、75μm以下が望ましい。厚さが75μm以下であれば、キャビティ面26への追従性が充分となり、均一な形のレンズ部14を形成しやすい。
工程(α5):
図10に示すように、上型20と下型22とを型開きし、発光ダイオード1を取り出す。剥離力の最大値が0.8N/25mm以下ならば、発光ダイオード1を金型から容易に離型できる。離型すると同時に、離型フィルム30の使用済み部分を巻取ロール(図示略)に送り、離型フィルム30の未使用部分を巻出ロール(図示略)から送り出す。
巻出ロールから巻取ロールへ搬送する際の離型フィルム30の厚さは16μm以上が好ましい。厚さが16μm未満では、離型フィルム30の搬送時にしわが生じやすい。離型フィルム30にしわが入ると、しわがレンズ部14に転写されて製品不良となる。厚さが16μm以上であれば、離型フィルム30に張力を充分にかけることによって、しわの発生を抑えることができる。
巻出ロールから巻取ロールへ搬送する際の離型フィルム30の132℃における引張弾性率は10MPa以上が好ましい。132℃における引張弾性率が10MPa未満では、離型フィルム30が非常に柔らかいため、離型フィルム30に張力を均一にかけられず、離型フィルム30の搬送時にしわが生じやすい。離型フィルム30にしわが入ると、しわがレンズ部14に転写されて製品不良となる。132℃における引張弾性率が10MPa以上であれば、離型フィルム30に張力を充分にかけることによって、しわの発生を抑えることができる。
(方法(β))
発光ダイオードの製造方法のうち方法(β)の一例として、発光ダイオードをトンラスファ成形法によって製造する場合について詳細に説明する。トランスファ成形法は、発光ダイオードの製造に通常用いられる方法である。
トランスファ成形法に用いる金型は、図11に示すように、上型50と下型52とを有する。上型50には、発光ダイオード1のレンズ部14の形状に対応する形状のキャビティ54と、キャビティ54に硬化性の封止樹脂40を導く凹状の樹脂導入部60とが形成されている。下型52には、発光素子12を搭載した基板10を設置する基板設置部58と、封止樹脂40を配置する樹脂配置部62が形成されている。また、樹脂配置部62内には、封止樹脂40を上型50の樹脂導入部60へと押し出すプランジャ64が設置されている。
上型50のキャビティ面56は、高品質なレンズ部14が形成されやすく、光学特性に優れた発光ダイオード1が得られやすい点から、平滑であることが好ましい。キャビティ面56を梨地とすれば、離型フィルム30をより効率的にキャビティ面56に真空吸着できるが、得られる発光ダイオード1のレンズ部14の表面に凹凸が生じ、レンズ精度が悪化するおそれがある。
工程(β1):
図12に示すように、上型50のキャビティ54を覆うように離型フィルム30を配置する。離型フィルム30は、キャビティ54および樹脂導入部60の全体を覆うように配置することが好ましい。離型フィルム30は、巻出ロール(図示略)および巻取ロール(図示略)によって引っ張られるため、引き伸ばされた状態にて上型50のキャビティ54を覆うように配置される。
工程(β2):
図13に示すように、上型50のキャビティ54の外部に形成した溝(図示略)を通じて真空吸引し、離型フィルム30とキャビティ面56との間の空間、および離型フィルム30と樹脂導入部60の内壁との間の空間を減圧し、離型フィルム30を引き伸ばして変形させて、上型50のキャビティ面56に真空吸着させる。
なお、高温環境下での離型フィルム30の強度、厚さ、またキャビティ54の形状によって、離型フィルム30は、キャビティ面56に密着するとは限らない。図13に示すように、工程(β2)の真空吸着の段階では、離型フィルム30とキャビティ面56との間には、空隙が少し残ることもある。
工程(β3):
図14に示すように、発光素子12を実装した基板10を、基板設置部58に設置して、また、樹脂配置部62のプランジャ64上には、硬化性の封止樹脂40を配置する。その後、上型50と下型52とを型締めし、発光素子12をキャビティ54内の所定の位置に配置する。
硬化性の封止樹脂40としては、方法(α)で用いた封止樹脂40と同様のものが挙げられる。
工程(β4):
図15に示すように、下型52のプランジャ64を押し上げ、樹脂導入部60を通じてキャビティ54内に封止樹脂40を充填する。次いで、金型を加熱し、封止樹脂40を硬化させ、発光素子12を封止するレンズ部14を形成する。
工程(β4)においては、キャビティ54内に封止樹脂40が充填されることによって、樹脂圧力によって離型フィルム30がさらにキャビティ面56側に押し込まれ、引き延ばされて変形することによってキャビティ面56に密着する。そのため、キャビティ54の形状に対応した形状のレンズ部14が形成される。
金型温度、すなわち封止樹脂40を硬化させる温度は、方法(α)における温度範囲と同じ範囲とすることが好ましい。
封止樹脂40の充填時の樹脂圧は、2〜30MPaが好ましく、3〜10MPaがより好ましい。樹脂圧が2MPa以上であれば、封止樹脂40の充填不足等の欠点が生じにくい。樹脂圧が30MPa以下であれば、良好な品質の発光ダイオード1が得られやすい。封止樹脂40の樹脂圧は、プランジャ646によって調整できる。
工程(β5):
図16に示すように、樹脂導入部60内で封止樹脂40が硬化した硬化物16が付着した状態の発光ダイオード1を金型から取り出し、硬化物16を切除する。
レンズ部14形成後の金型内で、形成したレンズ部14とキャビティ面56との間に離型フィルム30が配置されており、剥離力の最大値が0.8N/25mm以下ならば、発光ダイオード1を金型から容易に離型できる。
本発明の製造方法は、上述の略半球型のレンズ部14を有する発光ダイオード1の製造と同様にして、他の形状のレンズ部14を有する発光ダイオード1の製造にも適用できる。この場合、それぞれのレンズ部14の形状に対応するキャビティを有し、発光素子12を所定の位置に設置できる金型を用い、上述の工程を実施すればよい。
(作用効果)
以上説明した本発明の半導体デバイスの製造方法にあっては、離型フィルムを伸ばした際に離型フィルムの厚さにムラが生じにくい本発明の離型フィルムを用いているため、離型フィルムの厚さのムラが樹脂封止部の表面に転写されることによって現れる、樹脂封止部の表面の歪みが抑えられる。よって、樹脂封止部が大型化、複雑化しても、樹脂封止部の表面の歪みが抑えられた半導体デバイスを製造できる。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例に限定されない。
例1〜3は実施例であり、例4〜8は比較例である。
(各繰り返し単位の割合)
ETFEにおける各繰り返し単位の割合は、全フッ素量測定および溶融19F−NMR測定の結果から算出した。
(MFR)
ETFEのMFRは、ASTM D3159に準拠して、5kg負荷を用い、297℃にて測定した。
(融点)
樹脂の融点は、示差走査熱量計(SII社製、DSC7020)を用いて、樹脂を10℃/分で加熱した際の吸熱ピークから求めた。
(引張弾性率)
離型フィルムの132℃における引張弾性率は、JIS K 7127に準拠して測定した。該離型フィルムと同じ樹脂を用いて作製した厚さ400μmのプレスシートを、短冊形状(試験片タイプ5)に打ち抜き、試験シートを作製した。該試験シートについて、シート温度:132℃、引張速度:1mm/分の条件にて引張試験を行い、引張ひずみ0.05%から0.25%までの応力を測定し、下式から引張弾性率を求めた。
引張弾性率(MPa)=(ひずみ0.25%時の応力(MPa)−ひずみ0.05%時の応力(MPa))/(ひずみ0.25%−ひずみ0.05%)/100
(剥離力)
剥離力は、JIS K 6854−2に準拠し、以下のように、離型フィルムと2液混合型の熱硬化性シリコーン樹脂との180°剥離試験で測定した。
(a)離型フィルムとアルミニウム板の間に混合した熱硬化性シリコーン樹脂(東レダウコーニング社製、OE6630)を適量塗布した。
(b)熱硬化性シリコーン樹脂を挟み込んだ離型フィルムとアルミニウム板を130℃、1MPaで5分間プレスして熱硬化性シリコーン樹脂を硬化させた。なお、硬化したシリコーン樹脂層の厚みが100μmとなるように前記熱硬化性シリコーン樹脂の塗布量を調節した。
(c)接着した離型フィルムとアルミニウム板を25mm幅に切断した。
(d)引張試験機(オリエンテック社製、RTC−1310A)を用いて、試験片における硬化したシリコーン樹脂層に対する剥離フィルムの常温における180°剥離力を、100mm/分の剥離速度で測定した。
(e)力(N)−つかみ移動距離曲線における、つかみ移動距離25mmから125mmまでの剥離力の最大値(単位はN/25mm)を求めた。
(f)5個の試験片を用いて、各離型フィルムの剥離力の最大値の算術平均を求めた。
(レンズ部の外観)
発光ダイオードを製造した後、レンズ部の外観を目視にて評価した。
◎(非常に良好):レンズ部の表面は一様で、瑕疵は見られない。
○(良好):レンズ部の表面にわずかな歪みが見られるが、機能に影響はない。
×(不良):レンズ部の表面に歪み、しわ等の瑕疵が見られる。
〔例1〕
(ETFEの製造)
真空引きした94Lのステンレス製オートクレーブに、1−ヒドロトリデカフルオロヘキサンの87.3kg、1,3−ジクロロ−1,1,2,2,3−ペンタフルオロプロパン(旭硝子社製、AK225cb。以下、AK225cbと記す。)の4.21kg、PFBEの2.13kgを仕込み、撹拌しながら66℃まで昇温し、TFE/E=89/11(モル比)の混合ガスを1.5MPaGになるまで導入し、50質量%のtert−ブチルペルオキシピバレートのAK225cb溶液の60.4gを仕込んで重合を開始した。重合中は、圧力が1.5MPaGとなるようにTFE/E=60/40(モル比)の混合ガスおよび該混合ガスに対して7.0モル%に相当する量のPFBEを連続的に添加し、TFE/Eの混合ガスの7.19kgを仕込んだ後にオートクレーブを冷却し、残留ガスをパージし、重合を終了させた。重合に要した時間は333分であった。
得られたETFEのスラリーを220Lの造粒槽へ移し、77Lの水を加えて撹拌しながら加熱し、重合溶媒や残留モノマーを除去し、粒状のETFE(1)の7.2kgを得た。
得られたETFE(1)は、TFEに基づく繰り返し単位/Eに基づく繰り返し単位/PFBEに基づく繰り返し単位=54.5/39.0/6.5(モル比)、MFR:16.2g/10分、融点:195℃であった。
(離型フィルムの製造)
厚さが50μmになるようにリップ調整した押出機によって、ETFE(1)を300℃で溶融押し出しし、厚さ50μmの離型フィルム(1)を得た。離型フィルム(1)の132℃における引張弾性率は、12MPaであり、剥離力の最大値は、0.6N/25mmであった。
(発光ダイオードの製造)
発光素子12としては、白色発光素子(動作電圧:3、5V、消費電流:10mA)を用いた。
離型フィルム30としては、離型フィルム(1)を用いた。
封止樹脂40としては、2液混合型の硬化性シリコーン樹脂(信越化学工業社製のLPS−3412Aおよび信越化学工業社製のLPS−3412Bの等量混合物)を用いた。なお、この硬化性シリコーン樹脂は透明な硬化樹脂となる。
金型としては、図11に示す金型を用いた。上型50のキャビティ54の形状は、表面積56mmの略半球型のレンズ部に対応する形状とした。
上型50のキャビティ54を覆うように離型フィルム30を配置した。キャビティ54の開口部の中心に発光素子12が位置するように、下型52に発光素子12を実装した基板10を配置し、また、樹脂配置部62のプランジャ64上に前記硬化性シリコーン樹脂を配置した。真空吸引により離型フィルム30をキャビティ面56に真空吸着させ、型締めした後、キャビティ54内に封止樹脂40を充填した。金型を加熱して封止樹脂40を硬化させ、略半球型のレンズ部14を形成した。金型の加熱温度は、110℃とした。また、硬化時間は、3分とした。その後、上型50と下型52とを型開きし、金型から発光ダイオード1を取り出した。レンズ部の外観を評価した。結果を表1に示す。
〔例2〕
(離型フィルムの製造)
25μmの厚さになるようにリップを調整した以外は、例1と同様にして離型フィルム(2)を得た。離型フィルム(2)の132℃における引張弾性率は、12MPaであり、剥離力の最大値は、0.6N/25mmであった。
離型フィルム(2)を用い、例1と同様にして発光ダイオードを製造した。レンズ部の外観を評価した。結果を表1に示す。
〔例3〕
TFEに基づく繰り返し単位/Eに基づく繰り返し単位/PFBEに基づく繰り返し単位=56.4/39.6/4.0(モル比)、MFR:18g/10分、融点:222℃であるETFE(2)を用意した。
例1のETFE(1)と、例2のETFE(2)とを1対1(質量比)で混合し、15mm二軸押出機にて300℃で溶融混練し、混練物を得た。該混練物を用い、例1と同様にして厚さ50μmの離型フィルム(3)を得た。離型フィルム(3)の132℃における引張弾性率は、20MPaであり、剥離力の最大値は、0.5N/25mmであった。
離型フィルム(3)を用い、例1と同様にして発光ダイオードを製造した。レンズ部の外観を評価した。結果を表1に示す。
〔例4〕
(ETFEの製造)
真空引きした94Lのステンレス製オートクレーブに、1−ヒドロトリデカフルオロヘキサンの85.2kg、AK225cbの6.31kg、PFBEの1.22kgを仕込み、撹拌しながら66℃まで昇温し、TFE/E=89/11(モル比)の混合ガスを1.5MPaGになるまで導入し、50質量%のtert−ブチルペルオキシピバレートのAK225cb溶液を30.2g仕込んで重合を開始した。重合中は、圧力が1.5MPaGとなるようにTFE/E=60/40(モル比)の混合ガスおよび該混合ガスに対して3.3モル%に相当する量のPFBEを連続的に添加し、TFE/Eの混合ガスの7.19kgを仕込んだ後にオートクレーブを冷却し、残留ガスをパージし、重合を終了させた。重合に要した時間は305分であった。
得られたETFEのスラリーを220Lの造粒槽へ移し、77Lの水を加えて撹拌しながら加熱し、重合溶媒や残留モノマーを除去し、粒状のETFE(3)の7.5kgを得た。
得られたETFE(3)は、TFEに基づく繰り返し単位/Eに基づく繰り返し単位/PFBEに基づく繰り返し単位=56.3/40.7/3.0(モル比)、MFR:17.3g/10分、融点:236.9℃であった。
(離型フィルムの製造)
厚さが50μmになるようにリップ調整した押出機によって、ETFE(3)を300℃で溶融押し出しし、厚さ50μmの離型フィルム(4)を得た。離型フィルム(4)の132℃における引張弾性率は、40MPaであり、剥離力の最大値は、0.3N/25mmであった。
(発光ダイオードの製造)
離型フィルム(4)を用い、例1と同様にして発光ダイオードを製造した。レンズ部の外観を評価した。結果を表1に示す。
〔例5〕
TFEに基づく繰り返し単位/Eに基づく繰り返し単位/プロピレンに基づく繰り返し単位=54.8/28.7/16.5(モル比)、MFR:6g/10分、融点:172℃であるエチレン/プロピレン/テトラフルオロエチレン共重合体(以下、PETFEと記す。)を用意した。
厚さが50μmになるようにリップ調整した押出機によって、PETFEを250℃で溶融押し出しし、厚さ50μmの離型フィルム(5)を得た。離型フィルム(5)の132℃における引張弾性率は、4MPaであり、剥離力の最大値は、0.8N/25mmであった。
離型フィルム(5)を用い、例1と同様にして発光ダイオードを製造した。レンズ部の外観を評価した。結果を表1に示す。
〔例6〕
ETFEフィルム(旭硝子社製、Fluon LM−ETFEフィルム、厚さ:50μm)を用意した。LM−ETFEフィルムの原料樹脂から作製した試験シートの132℃における引張弾性率は、28MPaであり、剥離力の最大値は、0.3N/25mmであった。
ETFEフィルムを用い、例1と同様にして発光ダイオードを製造した。レンズ部の外観を評価した。結果を表1に示す。
〔例7〕
PPフィルム(フタムラ化学社製、無延伸ポリプロピレンフィルム FPKグレード、厚さ:25μm)を用意した。PPフィルムから作製した試験シートの132℃における引張弾性率は、65MPaであり、剥離力の最大値は、3.6N/25mmであった。
PPフィルムを用い、例1と同様にして発光ダイオードを製造した。レンズ部の外観を評価した。結果を表1に示す。
〔例8〕
例1と同様にして得た厚さ50μmの離型フィルムの片方の表面に、コロナ放電処理を施し(TANTEC社製Corona Generator HV−05−2を使用、出力電圧:60V、出力周波数:30kHz。)、離型フィルム(8)を得た。離型フィルム(8)の132℃における引張弾性率は、12MPaであり、剥離力の最大値は6.5N/25mmであった。
離型フィルム(8)を用い、例1と同様にして発光ダイオード8を製造した。ただし、離型フィルム(8)は下型52側にコロナ放電処理した面が向くように配置した。レンズ部の外観を評価した。結果を表1に示す
Figure 0006123683
例4は、特許文献1の実施例1を追試したものである。例4においては、離型フィルムの引張弾性率が高いため、離型フィルムが不均一に伸び、金型追従後の離型フィルムに大きな厚さの差(ムラ)が生じ、厚さの差がレンズ部に転写されて外観不良(歪み)となった。
例5においては、離型フィルムの引張弾性率が低いため、離型フィルムの巻き取り時に柔らかすぎて均一に張力がかけられず、容易にしわが発生し、しわがレンズ部に転写されて外観不良となった。
例6においては、ETFEフィルムの引張弾性率が高いため、ETFEフィルムが不均一に伸び、金型追従後のETFEフィルムに大きな厚さの差(ムラ)が生じ、厚さの差がレンズ部に転写されて外観不良(歪み)となった。
例7においては、PPフィルムの剥離力が高いため、封止樹脂の硬化後、金型を開いてレンズ部とPPフィルムを剥離する際に剥離せず、発光ダイオードの生産ができなかった。
例8においては、ETFEフィルムの剥離力の最大値が大きいため、封止樹脂の硬化後、金型を開いてレンズ部とETFEフィルムを剥離する際に剥離せず、発光ダイオードの生産ができなかった。
本発明の離型フィルムは、半導体デバイスの半導体素子を封止樹脂で封止して樹脂封止部を形成する金型のキャビティ面に配置される離型フィルムとして有用である。
なお、2012年1月30日に出願された日本特許出願2012−016476号の明細書、特許請求の範囲、図面および要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
1 発光ダイオード
10 基板
12 発光素子
14 レンズ部
16 硬化物
20 上型
22 下型
24 キャビティ
26 キャビティ面
30 離型フィルム
40 封止樹脂
50 上型
52 下型
54 キャビティ
56 キャビティ面
58 基板設置部
60 樹脂導入部
62 樹脂配置部
64 プランジャ

Claims (13)

  1. 半導体デバイスの半導体素子を硬化性の封止樹脂で封止して樹脂封止部を形成する金型のキャビティ面に配置される離型フィルムであって、
    JIS K 7127に準拠して測定した132℃、引張速度1mm/分における引張弾性率が、10〜24MPaであり、
    剥離力の最大値が、0.8N/25mm以下であり、
    厚さが、16〜50μmであり、
    フッ素樹脂からなる、離型フィルム。
  2. 前記フッ素樹脂が、テトラフルオロエチレンに基づく単位とエチレンに基づく単位とそれら以外の第3のモノマーに基づく単位とを有する共重合体である、請求項に記載の離型フィルム。
  3. 前記第3のモノマーが、(ペルフルオロブチル)エチレンである、請求項に記載の離型フィルム。
  4. 前記共重合体が、
    テトラフルオロエチレンに基づく繰り返し単位とエチレンに基づく繰り返し単位とのモル比(テトラフルオロエチレン/エチレン)が80/20〜40/60であり、
    (ペルフルオロブチル)エチレンに基づく繰り返し単位の割合が全繰り返し単位(100モル%)のうち5〜10モル%である、
    共重合体である、請求項に記載の離型フィルム。
  5. 金型を用いて半導体素子を硬化性の封止樹脂で封止して半導体デバイスを製造する方法において、金型の封止樹脂が接するキャビティ面に、JIS K 7127に準拠して測定した132℃、引張速度1mm/分における引張弾性率が10〜24MPaであり、かつ剥離力の最大値が0.8N/25mm以下であり、厚さが、16〜50μmであり、フッ素樹脂からなる離型フィルムを配置し、前記封止樹脂を前記離型フィルムに接した状態で硬化させて樹脂封止部を形成することを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
  6. 前記半導体デバイスが発光ダイオードであり、前記半導体素子が発光素子であり、前記樹脂封止部がレンズ部である、請求項に記載の半導体デバイスの製造方法。
  7. 前記レンズ部の、外側に露出した部分の面積が、56mm以上である、請求項に記載の半導体デバイスの製造方法。
  8. 封止樹脂が熱硬化性樹脂であり、該封止樹脂を前記離型フィルムに接した状態で熱硬化させる、請求項のいずれか一項に記載の半導体デバイスの製造方法。
  9. 金型を用いて樹脂封止部を形成する方法が圧縮成形法である、請求項のいずれか一項に記載の半導体デバイスの製造方法。
  10. 金型を用いて樹脂封止部を形成する方法がトランスファ成形法である、請求項のいずれか一項に記載の半導体デバイスの製造方法。
  11. 下記の工程(α1)〜(α5)を有する、半導体デバイスの製造方法。
    (α1)請求項1〜のいずれか一項に記載の離型フィルムを、金型のキャビティを覆うように配置する工程。
    (α2)前記離型フィルムを前記金型のキャビティ面の側に真空吸引する工程。
    (α3)前記キャビティ内に封止樹脂を充填する工程。
    (α4)半導体素子を前記キャビティ内の所定の位置に配置し、前記封止樹脂によって前記半導体素子を封止して樹脂封止部を形成し、半導体デバイスを得る工程。
    (α5)前記金型内から前記半導体デバイスを取り出す工程。
  12. 下記の工程(β1)〜(β5)を有する、半導体デバイスの製造方法。
    (β1)請求項1〜のいずれか一項に記載の離型フィルムを、金型のキャビティを覆うように配置する工程。
    (β2)前記離型フィルムを前記金型のキャビティ面の側に真空吸引する工程。
    (β3)半導体素子を前記キャビティ内の所定の位置に配置する工程。
    (β4)前記キャビティ内に封止樹脂を充填し、該封止樹脂により前記半導体素子を封止して樹脂封止部を形成し、半導体デバイスを得る工程。
    (β5)前記金型内から前記半導体デバイスを取り出す工程。
  13. 前記半導体デバイスが発光ダイオードであり、
    前記半導体素子が発光素子であり、
    前記樹脂封止部がレンズ部であり、
    該レンズ部の外側に露出した部分の面積が、56mm以上である、請求項11または12に記載の半導体デバイスの製造方法。
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