特許 6970152 耐熱離型シート及び熱圧着方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6970152

(24)【登録日】2021年11月1日

(45)【発行日】2021年11月24日

(54)【発明の名称】耐熱離型シート及び熱圧着方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 33/68 20060101AFI20211111BHJP

   C08J 5/18 20060101ALI20211111BHJP

   B29C 43/32 20060101ALI20211111BHJP

【ＦＩ】

   B29C33/68

   C08J5/18CEZ

   B29C43/32

【請求項の数】8

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2019-181682(P2019-181682)

(22)【出願日】2019年10月1日

(65)【公開番号】特開2020-59272(P2020-59272A)

(43)【公開日】2020年4月16日

【審査請求日】2020年11月4日

(31)【優先権主張番号】特願2018-189069(P2018-189069)

(32)【優先日】2018年10月4日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000003964

【氏名又は名称】日東電工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107641

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 耕一

(72)【発明者】

【氏名】秋葉 府統

(72)【発明者】

【氏名】吉松 王彦

【審査官】 北澤 健一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−０５８５８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１９６５７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１９５８８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０８４７０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２３６８７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１２３３１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 今井 淑夫，ポリイミドの構造と物性，エレクトロニクス実装学会誌，2001年11月01日，Vol. 4, No. 7，第640-646頁

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ３３／００−３３／７６

Ｂ２９Ｃ ４３／００−４３／５８

Ｃ０８Ｊ ５／１８

Ｈ０１Ｌ ２１／５６

Ｈ０１Ｌ ２１／６０−２１／６０７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱加圧ヘッドによる圧着対象物の熱圧着時に前記圧着対象物と前記熱加圧ヘッドとの間に配置されて、前記圧着対象物と前記熱加圧ヘッドとの固着を防ぐと共に、前記熱圧着時の熱による前記圧着対象物との固着が防がれた耐熱離型シートであって、
厚さ３５μｍ以下の単層の耐熱性樹脂フィルムから構成され、
前記耐熱性樹脂フィルムを構成する耐熱性樹脂は、３１０℃以上の融点及び／又は２１０℃以上のガラス転移温度を有し、
２００ＭＰａ以上の引張強度を有し、
前記耐熱性樹脂フィルムからは、フッ素樹脂を含むものが除かれる、耐熱離型シート。

【請求項2】

熱加圧ヘッドによる圧着対象物の熱圧着時に前記圧着対象物と前記熱加圧ヘッドとの間に配置されて、前記圧着対象物と前記熱加圧ヘッドとの固着を防ぐと共に、前記熱圧着時の熱による前記圧着対象物との固着が防がれた耐熱離型シートであって、
厚さ３５μｍ以下の単層の耐熱性樹脂フィルムから構成され、
前記耐熱性樹脂フィルムを構成する耐熱性樹脂は、３１０℃以上の融点及び／又は２１０℃以上のガラス転移温度を有し、
前記耐熱性樹脂フィルムからは、フッ素樹脂を含むもの、並びに２００℃以上のガラス転移温度及び１００，０００以上かつ１，０００，０００以下の重量平均分子量を有するノルボルネン化合物付加重合体を含むもの、が除かれる、耐熱離型シート。

【請求項3】

前記耐熱性樹脂フィルムの厚さが２５μｍ以下である請求項１又は２に記載の耐熱離型シート。

【請求項4】

前記耐熱性樹脂が、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、芳香族ポリエーテルケトン及びポリアミドイミドから選ばれる少なくとも１種である請求項１〜３のいずれかに記載の耐熱離型シート。

【請求項5】

使用温度が２５０℃以上である請求項１〜４のいずれかに記載の耐熱離型シート。

【請求項6】

前記耐熱離型シートの３００℃における押込み硬さが、式：Ａ₃₀₀（％）＝（ｄ₃₀₀／ｔ₀）×１００により与えられる押込み度Ａ₃₀₀により表示して、３〜１５％である請求項１〜５のいずれかに記載の耐熱離型シート。
ただし、ｔ₀は、常温（２０℃）における前記耐熱離型シートの厚さである。ｄ₃₀₀は、以下の測定条件に基づく熱機械分析（ＴＭＡ）により評価した、前記耐熱離型シートに対する３００℃での針入プローブの押込み量である。
［測定条件］
・測定モード：針入モード、昇温測定
・針入プローブの形状及び先端径：円柱状及び１ｍｍφ
・印加圧力：１ＭＰａ
・昇温開始温度及び昇温速度：２０℃及び１０℃／分

【請求項7】

熱加圧ヘッドによる圧着対象物の熱圧着時に前記圧着対象物と前記熱加圧ヘッドとの間に配置されて、前記圧着対象物と前記熱加圧ヘッドとの固着を防ぐと共に、前記熱圧着時の熱による前記圧着対象物との固着が防がれた耐熱離型シートであって、
厚さ３５μｍ以下の単層の耐熱性樹脂フィルムから構成され、
前記耐熱性樹脂フィルムを構成する耐熱性樹脂は、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、芳香族ポリエーテルケトン及びポリアミドイミドから選ばれる少なくとも１種であり、
前記耐熱性樹脂フィルムからは、フッ素樹脂を含むものが除かれる、耐熱離型シート。

【請求項8】

熱加圧ヘッドによる圧着対象物の熱圧着方法であって、
前記熱加圧ヘッドと前記圧着対象物との間に耐熱離型シートを配置した状態で、前記熱加圧ヘッドにより前記圧着対象物を熱圧着し、
前記耐熱離型シートが、請求項１〜７のいずれかに記載の耐熱離型シートである熱圧着方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、耐熱離型シート及びこれを用いた熱圧着方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＮＣＦ（Non-Conductive Film）及びＮＣＰ（Non-Conductive Paste）等のアンダーフィルを用いた半導体チップの製造及びフリップチップ実装、並びにプリント回路基板（ＰＣＢ）の製造に、熱圧着の手法が採用されている。熱圧着の手法は、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）を用いたＰＣＢと電子部品との接続等にも利用される。圧着対象物の熱圧着には、熱源及び圧力源である熱加圧ヘッドが一般に使用される。熱圧着時における圧着対象物と熱加圧ヘッドとの固着を防ぐために、圧着対象物と熱加圧ヘッドとの間には、通常、耐熱離型シートが配置される。

【0003】

特許文献１には、耐熱離型シートそのものではないが、熱硬化性樹脂のモールド成形時にモールド金型に収容されて使用される離型用シートであって、熱可塑性樹脂フィルムの少なくとも一方の面にフルオロシリコーンからなる離型層が形成されてなる離型用シートが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−２０１０３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

圧着対象物の熱圧着時における熱圧着温度のさらなる上昇が予想される。熱圧着温度のさらなる上昇により、例えば、従来よりも多くの層を積層した圧着対象物の熱圧着が可能となり、半導体チップの製造効率及び実装効率を高めることができる。しかし、特許文献１の離型用シートは、熱硬化性樹脂の一般的なモールド温度である最大２００℃程度での使用が前提となっている。特許文献１では、熱加圧ヘッドによる熱圧着において今後予想される熱圧着温度のさらなる上昇について何も考慮されていない。また、特許文献１の離型用シートは、あくまでも熱硬化性樹脂のモールド成形に使用される離型用シートであって、熱加圧ヘッドによる熱圧着への使用は想定外である。

【0006】

本発明の目的は、熱加圧ヘッドによる熱圧着における熱圧着温度のさらなる上昇の要求に対してより確実に対応できる耐熱離型シートの提供にある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、
熱加圧ヘッドによる圧着対象物の熱圧着時に前記圧着対象物と前記熱加圧ヘッドとの間に配置されて、前記圧着対象物と前記熱加圧ヘッドとの固着を防ぐための耐熱離型シートであって、
厚さ３５μｍ以下の単層の耐熱性樹脂フィルムから構成され、
前記耐熱性樹脂フィルムを構成する耐熱性樹脂は、３１０℃以上の融点及び／又は２１０℃以上のガラス転移温度を有する耐熱離型シート、
を提供する。

【0008】

別の側面から、本発明は、
熱加圧ヘッドによる圧着対象物の熱圧着方法であって、
前記熱加圧ヘッドと前記圧着対象物との間に耐熱離型シートを配置した状態で、前記熱加圧ヘッドにより前記圧着対象物を熱圧着し、
前記耐熱離型シートが、上記本発明の耐熱離型シートである熱圧着方法、
を提供する。

【発明の効果】

【0009】

第一に、本発明の耐熱離型シートを構成する耐熱性樹脂フィルムは高い耐熱性を有している。第二に、本発明者らの検討によれば、熱圧着温度をさらに上昇させた熱加圧ヘッドによる熱圧着に特許文献１の離型用シートを使用した場合、表面の離型層の分解に伴う汚染が圧着対象物に生じる。しかし、本発明の耐熱離型シートによれば、当該シートが単層の耐熱性樹脂フィルムから構成されているため、圧着対象物に対する汚染を防ぐことができる。第三に、熱圧着温度をさらに上昇させた場合、とりわけ、従来よりも多くの層を積層した圧着対象物に対する熱圧着を実施する際には、熱加圧ヘッドと圧着対象物との間に配置される耐熱離型シートの熱伝導性が熱圧着の効率に大きな影響を与える。本発明の耐熱離型シートによれば、当該シートが単層であり、かつ所定以下の厚さを有しているため、良好な熱伝導性の確保が可能である。これらの点に基づき、本発明の耐熱離型シートは、熱加圧ヘッドによる熱圧着における熱圧着温度のさらなる上昇の要求に対してより確実に対応できる。

【0010】

なお、耐熱性樹脂フィルムは、耐熱性樹脂フィルムを構成する耐熱性樹脂の特性上、従来の熱圧着温度である２００℃近傍では厚さ方向のクッション性に乏しいために熱加圧ヘッドによる圧力を圧着対象物に対して均一に印加することが難しく、このため、「熱加圧ヘッドによる熱圧着の耐熱離型シートとしては使用できない」と長年にわたり当業者に考えられ続けていた。しかし、本発明者らの検討によれば、熱圧着温度を例えば２５０℃程度、とりわけ３００℃程度、にまで上昇させた場合には、意外にも、厚さ方向のクッション性を確保することが可能となり、熱加圧ヘッドによる熱圧着の耐熱離型シートとしての使用が可能となることが判明した。本発明の耐熱離型シートは、本発明者らの上記各検討に基づいたこれまでにない知見により達成されたものである。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本発明の耐熱離型シートの一例を模式的に示す断面図である。

【図2】図２は、本発明の耐熱離型シートを用いた熱圧着方法の一例を説明するための模式図である。

【図3】図３は、実施例及び比較例の耐熱離型シートについて、熱加圧ヘッドを用いた熱圧着時における圧着対象物への熱伝導性を評価する方法を説明するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

【0013】

［耐熱離型シート］
本発明の耐熱離型シートの一例を図１に示す。図１に示す耐熱離型シート１は、ポリイミドフィルム２から構成される。図１の耐熱離型シート１は、ポリイミドフィルム２の単層構造を有している。耐熱離型シート１は、フィルム２に含まれるポリイミドに由来する高い耐熱性を有している。耐熱離型シート１の耐熱性は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）及びテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）等のフッ素樹脂のフィルムから構成された耐熱離型シートに比べて高い。

【0014】

また、ポリイミドフィルム２は、例えばフッ素樹脂のフィルムに比べて、高温でも変形し難い。このため、ポリイミドフィルム２から構成された耐熱離型シート１は、高温での寸法安定性に優れている。この観点からも耐熱離型シート１は、熱加圧ヘッドによる熱圧着における熱圧着温度のさらなる上昇の要求に対してより確実な対応が可能となる。

【0015】

工業的な熱圧着工程では、一般に、圧着対象物の搬送経路に熱加圧ヘッドを配置し、当該経路を順次搬送されてくる圧着対象物を連続して熱圧着する。この熱圧着工程において、帯状の耐熱離型シートが、熱加圧ヘッドと圧着対象物との間に搬送により供給されることがある。この場合、耐熱離型シートには、熱加圧ヘッドによる熱とともに、搬送による長手方向への張力が加わる。しかし、ポリイミドフィルムは、高温下での引張力による伸びが少ない。このため、ポリイミドフィルム２を有する耐熱離型シート１は、上記供給時に安定して搬送できる。この観点からも耐熱離型シート１は、熱加圧ヘッドによる熱圧着における熱圧着温度のさらなる上昇の要求に対してより確実な対応が可能となる。

【0016】

ポリイミドフィルム２、及びポリイミドフィルム２から構成された耐熱離型シート１の厚さは、３５μｍ以下である。厚さ３５μｍ以下の単層のポリイミドフィルム２から構成されることにより、耐熱離型シート１では、良好な熱伝導性の確保が可能である。上記厚さの上限は、３０μｍ以下、２５μｍ以下、さらには２０μｍ以下であってもよい。上記厚さの下限は、例えば５μｍ以上であり、５μｍ超、７μｍ以上、さらには１０μｍ以上であってもよい。

【0017】

工業的な熱圧着工程において、熱加圧ヘッドと圧着対象物との間に帯状の耐熱離型シートが搬送により供給されることがあるのは上述のとおりである。この場合、１回の熱圧着ごとに新たな耐熱離型シートが供給されることが通常であり、言い換えると、毎回の熱圧着ごとに、常温から熱圧着温度にまで耐熱離型シートが加熱されて、必要な熱が圧着対象物に伝えられる。このため、耐熱離型シートが持つ熱伝導性の僅かな差が、熱圧着に要する時間であるワークタイムに与える影響は大きい。また、熱圧着温度が上昇するにつれて、この影響はさらに大きくなり、例えば、熱圧着工程による半導体チップの製造効率及び実装効率を大きく左右する。しかし、ポリイミドフィルム２から構成された耐熱離型シート１では、良好な熱伝導性の確保が可能である。したがって、耐熱離型シート１によれば、熱圧着温度のさらなる上昇の要求に加えてワークタイムの短縮の要求に対しても、より確実な対応を図ることができる。

【0018】

耐熱離型シート１の厚さ方向のクッション性は、熱機械分析（以下、「ＴＭＡ」と記載する）のいわゆる「針入モード」により測定した当該シートの押込み硬さにより評価できる。耐熱離型シート１の２５０℃における押込み硬さは、式：Ａ₂₅₀（％）＝（ｄ₂₅₀／ｔ₀）×１００により与えられる押込み度Ａ₂₅₀により表示して、例えば３％以上であり、４％以上、５％以上、６％以上、６．５％以上、７％以上、さらには７．５％以上であってもよい。押込み度Ａ₂₅₀の上限は、例えば１５％以下である。また、耐熱離型シート１の３００℃における押込み硬さは、式：Ａ₃₀₀（％）＝（ｄ₃₀₀／ｔ₀）×１００により与えられる押込み度Ａ₃₀₀により表示して、例えば３％以上であり、５％以上、６％以上、９％以上、９．５％以上、１０％以上、１０．５％以上、さらには１１％以上であってもよい。押込み度Ａ₃₀₀の上限は、例えば２０％以下であり、１５％以下であってもよい。ただし、ｔ₀は、常温（２０℃）における耐熱離型シート１の厚さである。ｄ₂₅₀は、以下の測定条件に基づくＴＭＡにより評価した、耐熱離型シート１に対する２５０℃での針入プローブの押込み量である。ｄ₃₀₀は、以下の測定条件に基づくＴＭＡにより評価した、耐熱離型シート１に対する３００℃での針入プローブの押込み量である。
［測定条件］
・測定モード：針入モード、昇温測定
・針入プローブの形状及び先端径：円柱状及び１ｍｍφ
・印加圧力：１ＭＰａ
・昇温開始温度及び昇温速度：２０℃及び１０℃／分

【0019】

耐熱離型シート１が、上述した範囲の押込み度Ａ₂₅₀及び／又はＡ₃₀₀を有する場合、熱加圧ヘッドによる熱圧着における熱圧着温度のさらなる上昇の要求に対してさらに確実に対応できる。また、この場合、熱加圧ヘッドによる熱圧着の際に圧着対象物に対してより均一に圧力を印加できることで、例えば、圧着対象物の熱圧着精度及び効率を高めることができる。

【0020】

耐熱離型シート１の引張強度は、例えば２００ＭＰａ以上であり、２２０ＭＰａ以上、２４０ＭＰａ以上、さらには２６０ＭＰａ以上であってもよい。引張強度の上限は、例えば５００ＭＰａ以下である。これらの範囲の引張強度を有する耐熱離型シート１によれば、熱加圧ヘッドと圧着対象物との間への搬送による供給をより確実かつ安定して実施できる。

【0021】

耐熱離型シート１の最大引張伸びは、例えば２００％以下であり、１８０％以下、１５０％以下、１００％以下、５０％以下、４０％以下、さらには３５％以下であってもよい。最大引張伸びの下限は、例えば５％以上である。これらの範囲の最大引張伸びを有する耐熱離型シート１によれば、熱加圧ヘッドと圧着対象物との間への搬送による耐熱離型シート１の供給時に、熱加圧ヘッド及び／又は圧着対象物と耐熱離型シート１との間に部分的に接合が生じたときにも、伸びによってシート１がこれらの部材に追従することを抑制できる。言い換えると、熱加圧ヘッド及び／又は圧着対象物に対する耐熱離型シート１の離型性をさらに向上できる。

【0022】

ポリイミドフィルム２、及びポリイミドフィルム２から構成された耐熱離型シート１は、通常、非多孔質シートであり、水等の流体（fluid）を厚さ方向に透過しない不透性シートである。また、ポリイミドフィルム２、及びポリイミドフィルム２から構成された耐熱離型シート１は、ポリイミドの有する高い絶縁性に基づいて、絶縁シート（非導電シート）であってもよい。

【0023】

耐熱離型シート１の形状は、例えば、正方形及び長方形を含む多角形、円形、楕円形、並びに帯状である。多角形の角は丸められていてもよい。ただし、耐熱離型シート１の形状は、これらの例に限定されない。多角形、円形及び楕円形の耐熱離型シート１は枚葉としての流通が、帯状の耐熱離型シート１は、巻芯に巻回した巻回体（ロール）としての流通が、それぞれ可能である。帯状である耐熱離型シート１の幅、及び、帯状である耐熱離型シート１を巻回した巻回体の幅は自由に設定できる。

【0024】

ポリイミドフィルム２を構成するポリイミドは、例えば、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとの縮合重合体である。ただし、ポリイミドフィルム２を構成するポリイミドは、上記例に限定されない。また、ポリイミドが上記縮合重合体である場合、テトラカルボン酸二無水物及びジアミンの種類は限定されない。ポリイミドフィルム２を構成するポリイミドは、典型的には、芳香族ポリアミドである。

【0025】

耐熱離型シート１は、例えば、一般的なポリイミドフィルムの製造方法に基づいて製造できる。製造方法の一例を以下に示す。最初に、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとからポリイミドの前駆体であるポリアミック酸の溶液を形成する。次に、形成したポリアミック酸溶液を基材シートの表面に塗布する。基材シートは、例えば、樹脂、金属、紙及びこれらの複合材料から構成される。基材シートにおけるポリアミック酸溶液を塗布する表面には、基材シートからのポリイミドフィルムの剥離を容易にするための剥離処理が施されていてもよい。剥離処理には公知の方法を適用できる。基材シートへのポリアミック酸溶液の塗布には、公知の各種のコーターを使用できる。基材シートをポリアミック酸溶液に浸漬することにより、基材シートの表面にポリアミック酸溶液を塗布してもよい。次に、基材シートの表面に形成したポリアミック酸溶液の塗布膜に対してイミド化を進行させてポリイミドフィルムを形成する。イミド化は、例えば、加熱及び／又は触媒の添加により進行させることができる。次に、溶媒等を除去するための後加熱を必要に応じて実施した後、形成したポリイミドフィルムを基材シートから剥離して、ポリイミドフィルム２が得られる。得られたポリイミドフィルム２は、そのまま耐熱離型シート１として使用しても、所定の処理を経た後に耐熱離型シート１として使用してもよい。この方法では、基材シートに対するポリアミック酸溶液の塗布厚みによって、得られるポリイミドフィルム２の厚さを制御できる。

【0026】

耐熱離型シート１は、ポリイミド以外の耐熱性樹脂から構成されていてもよい。耐熱性樹脂は、３１０℃以上の融点及び／又は２１０℃以上のガラス転移温度を有する。融点は、３１０℃超、３１５℃以上、３２０℃以上、さらには３２５℃以上であってもよい。融点の上限は、例えば４００℃以下である。ガラス転移温度は、２２０℃以上、２３０℃以上、２４０℃以上、さらには２５０℃以上であってもよい。ガラス転移温度は、例えば３００℃以下である。なお、本明細書における「樹脂の融点」とは、示差走査熱量測定（以下、「ＤＳＣ」と記載）において一定の昇温速度、例えば１０℃／分、で樹脂を昇温した場合に測定される「結晶融解に基づく吸熱ピーク」のピーク温度を意味する。また、本明細書における「樹脂のガラス転移温度」とは、ＤＳＣにおいて一定の昇温速度、例えば１０℃／分、で樹脂を昇温した場合に測定される「ガラス転移に基づく吸熱ピーク」のピーク温度を意味する。

【0027】

耐熱性樹脂は、例えば、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、芳香族ポリエーテルケトン及びポリアミドイミドから選ばれる少なくとも１種である。耐熱性樹脂は、ポリイミド及び／又は芳香族ポリエーテルケトンであってもよい。芳香族ポリエーテルケトンは、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリエーテルエーテルケトンケトンである。芳香族ポリエーテルケトンは、ＰＥＥＫであってもよい。ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン−テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）等のフッ素樹脂は、耐熱性樹脂から除かれていてもよい。

【0028】

ポリイミドフィルム２以外の耐熱性樹脂フィルムから構成された耐熱離型シート１は、ポリイミドフィルム２の単層構造の代わりに当該耐熱性樹脂フィルムの単層構造を有する以外は、ポリイミドフィルム２から構成された上述の耐熱離型シート１と同様の構成及び／又は特性を有しうる。また、ポリイミドフィルム２以外の耐熱性樹脂フィルムは、当該フィルムを構成する材料がポリイミドではなく他の耐熱性樹脂である以外は、ポリイミドフィルム２と同様の構成及び／又は特性を有しうる。

【0029】

ポリイミドフィルム２以外の耐熱性樹脂フィルムは、例えば、溶融押出等の各種のフィルム成形手法に基づいて製造できる。

【0030】

別の側面から、本発明は、
熱加圧ヘッドによる圧着対象物の熱圧着時に前記圧着対象物と前記熱加圧ヘッドとの間に配置されて、前記圧着対象物と前記熱加圧ヘッドとの固着を防ぐための耐熱離型シートであって、
厚さ３５μｍ以下の単層の耐熱性樹脂フィルムから構成され、
前記耐熱性樹脂フィルムを構成する耐熱性樹脂は、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、芳香族ポリエーテルケトン及びポリアミドイミドから選ばれる少なくとも１種である、耐熱離型シート、
を提供する。この耐熱離型シートは、ポリイミドフィルム２から構成された上述の耐熱離型シート１と同様の構成及び／又は特性を有しうる。

【0031】

［耐熱離型シートの使用］
図２に示すように、耐熱離型シート１は、熱加圧ヘッド２１による圧着対象物２２の熱圧着時に熱加圧ヘッド２１と圧着対象物２２との間に配置して両者の固着を防ぐ耐熱離型シートとして使用できる。耐熱離型シート１は離型性に優れている。耐熱離型シート１によれば、熱圧着時の熱による、熱加圧ヘッド２１及び／又は圧着対象物２２に対する当該シート１の固着（熱固着）を防ぐことができる。

【0032】

耐熱離型シート１は、熱加圧ヘッド２１と圧着対象物２２との間に搬送により供給及び配置してもよい。搬送により供給及び配置される耐熱離型シート１は、例えば、帯状である。

【0033】

圧着対象物２２は、例えば、半導体チップ、ＰＣＢ、電子部品である。耐熱離型シート１は、例えば、熱圧着による半導体チップの製造及びフリップチップ実装、ＰＣＢの製造、並びに電子部品の接続等に使用できる。

【0034】

熱圧着時における熱加圧ヘッド２１の加熱設定温度、言い換えると、耐熱離型シート１の使用温度は、例えば２５０℃以上とすることができる。使用温度は、２６０℃以上、２７０℃以上、２８０℃以上、２９０℃以上、さらには３００℃以上であってもよい。ただし、耐熱離型シート１の使用温度は、これらの範囲に限定されない。

【0035】

［熱圧着方法］
本発明の耐熱離型シート１を用いて圧着対象物２２を熱圧着できる。当該熱圧着方法は、熱加圧ヘッド２１による圧着対象物２２の熱圧着方法であって、熱加圧ヘッド２１と圧着対象物２２との間に耐熱離型シート１を配置した状態で、熱加圧ヘッド２１により圧着対象物２２を熱圧着する。耐熱離型シート１は、例えば搬送により、熱加圧ヘッド２１と圧着対象物２２との間に供給及び配置できる。

【0036】

［熱圧着物の製造方法］
本発明の耐熱離型シート１を用いて熱圧着物を製造できる。当該熱圧着物の製造方法は、熱加圧ヘッド２１と圧着対象物２２との間に耐熱離型シート１を配置した状態で熱加圧ヘッド２１を用いた圧着対象物２２の熱圧着を実施して、圧着対象物２２の熱圧着体である熱圧着物を得る工程、を含む。熱圧着物の例は、ＰＣＢ及び電子部品である。

【実施例】

【0037】

以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。本発明は、以下の実施例に限定されない。

【0038】

最初に、本実施例において作製した耐熱離型シートの評価方法を示す。

【0039】

［熱圧着時の離型性］
熱圧着時における離型性を以下のように評価した。

【0040】

熱加圧ヘッドとステージとを備える熱圧着装置（東レエンジニアリング製、フリップチップボンダーＦＣ−３０００Ｗ）のステージ上に、模擬的な圧着対象物として半導体チップ（サイズ７．３ｍｍ×７．３ｍｍ、厚さ７２５μｍ）を配置し、さらに当該半導体チップの上に、サイズ７５ｍｍ×７５ｍｍに裁断した評価対象の耐熱離型シートを配置した。耐熱離型シートは、ステージの配置面に垂直な方向から見て、耐熱離型シートのほぼ中央に半導体チップが位置するように配置した。ステージの設定温度は１２０℃とした。次に、熱加圧ヘッドを２０Ｎの加圧圧力に達するように下降させた後、当該ヘッドを３００℃に昇温して加圧時間１０秒の熱圧着試験を実施して、熱加圧ヘッド又は圧着対象物である半導体チップに対する耐熱離型シートの熱固着が生じるかを評価した。熱圧着試験後に熱加圧ヘッド又は半導体チップから耐熱離型シートが自然に、又は手で当該シートを引っ張ることにより剥離した場合を離型性良（○）、手で当該シートを引っ張っても剥離しなかった場合を離型性不可（×）と判断した。

【0041】

［熱圧着時の熱伝導性］
熱圧着時における熱伝導性を以下のように評価した。具体的な評価方法を、図３を参照しながら説明する。

【0042】

模擬的なフリップチップ実装を想定して、熱加圧ヘッド５７とステージ５１とを備える熱圧着装置（東レエンジニアリング製、フリップチップボンダーＦＣ−３０００Ｗ）のステージ５１上に、シリコン基盤５２（厚さ３６０μｍ）、ＮＣＦを想定した接着シート５３（日東電工製、ＥＭ−３５０ＺＴ−Ｐ、厚さ６０μｍ）及び半導体チップ５４（サイズ７．３ｍｍ×７．３ｍｍ、厚さ７２５μｍ）を順に配置した。なお、接着シート５３の中に、熱圧着試験時における接着シート５３の最大到達温度を測定するための熱電対５５を埋め込んだ。熱電対５５は、ステージ５１の配置面に垂直な方向から見て、接着シート５３のほぼ中央に先端の測定部が位置するように配置した。次に、半導体チップ５４上に、サイズ１５０ｍｍ×１５０ｍｍに裁断した評価対象の耐熱離型シート５６を配置した。耐熱離型シート５６は、ステージ５１の配置面に垂直な方向から見て、耐熱離型シート５６のほぼ中央に半導体チップ５４が位置するように配置した。ステージ５１の設定温度は１２０℃とした。次に、熱加圧ヘッド５７を２０Ｎの加圧圧力に達するように下降させた後、当該ヘッドを３００℃に昇温して加圧時間１０秒の熱圧着試験を実施して、試験時における接着シート５３の最大到達温度を熱電対５５により測定し、測定した最大到達温度により、熱加圧ヘッドを用いた熱圧着時における耐熱離型シートの熱伝導性を評価した。

【0043】

［耐熱性］
２８０℃、２９０℃又は３００℃に設定した半田ごての先端を押し当てることにより、耐熱性を評価した。具体的には、上記各温度に設定した半田ごての先端を評価対象の耐熱離型シートの表面に１０秒押し当て、耐熱離型シートの表面が半田ごての熱により溶融しなかった場合を耐熱性良（○）、溶融した場合を耐熱性不可（×）と判断した。

【0044】

［厚さ方向のクッション性（押込み硬さ）］
２５０℃及び３００℃の各温度における厚さ方向のクッション性として、押込み度Ａ₂₅₀及び押込み度Ａ₃₀₀を上述の方法により評価した。具体的には、次のとおりである。最初に、評価対象である耐熱離型シートを７ｍｍ×７ｍｍの正方形に切り出して試験片を得た。次に、厚さｔ₀として、試験片の厚さをマイクロメーター（ミツトヨ製）により測定した。次に、ＴＭＡ測定装置（ＢＲＵＫＥＲ製、ＴＭＡ４０００Ｓ）の評価台上に試験片を戴置し、径１ｍｍの円柱状の針入プローブを使用して、針入モード及び昇温測定の測定モードにて、試験片に対する２５０℃及び３００℃での針入プローブの押込み量ｄ₂₅₀及びｄ₃₀₀を測定した。なお、試験片に加える印加圧力は１ＭＰａの一定圧力とし、昇温開始温度を２０℃、昇温速度を１０℃／分とした。そして、測定された厚さｔ₀及び押込み量ｄ₂₅₀，ｄ₃₀₀から、式：Ａ₂₅₀（％）＝（ｄ₂₅₀／ｔ₀）×１００により押込み度Ａ₂₅₀を、式：Ａ₃₀₀（％）＝（ｄ₃₀₀／ｔ₀）×１００により押込み度Ａ₃₀₀を、それぞれ求めた。

【0045】

［引張強度及び最大引張伸び］
引張強度（引張破断強度）及び最大引張伸びは、引張試験機（島津製作所製、ＡＧ−Ｉ）を用いた引張試験により求めた。引張方向は、耐熱離型シートの長手方向（ＭＤ方向）とした。試験片の形状は、ＪＩＳ Ｋ６２５１：１９９３に定められたダンベル１号形とした。測定条件は、測定温度２５℃、試験片の標線間距離４０ｍｍ、チャック間距離７０ｍｍ及び引張速度２００ｍｍ／分とした。最大引張伸びは、試験前の上記標線間距離と、破断時の標線間距離とから算出した。

【0046】

（実施例１）
実施例１の耐熱離型シートとして、厚さ２５μｍのポリイミドフィルム（東レ・デュポン製、カプトン１００Ｈ）を準備した。

【0047】

（実施例２）
実施例２の耐熱離型シートとして、厚さ１７．５μｍのポリイミドフィルム（東レ・デュポン製、カプトン７０Ｈ）を準備した。

【0048】

（比較例１）
比較例１の耐熱離型シートとして、厚さ２５μｍのＰＦＡフィルム（ダイキン工業製、ネオフロン ＰＦＡ ＡＦ−００２５）を準備した。

【0049】

（実施例３）
実施例３の耐熱離型シートとして、厚さ１２．５μｍのポリイミドフィルム（東レ・デュポン製、カプトン５０Ｈ）を準備した。

【0050】

（実施例４）
実施例４の耐熱離型シートとして、厚さ２５μｍのＰＥＥＫフィルム（信越ポリマー製、Shin-Etsu Sepla Film）を準備した。

【0051】

実施例及び比較例の耐熱離型シートに対する特性の評価結果を以下の表１に示す。比較例１の熱伝導性（最大到達温度）は、耐熱離型シートが溶融したため、測定不能であった。

【0052】

【表1】

【0053】

表１に示すように、実施例の耐熱離型シートは、耐熱性及び離型性に優れるとともに、熱加圧ヘッドによる熱圧着を想定した熱伝導性試験において、優れた熱伝導性を示した。なお、ＰＦＡフィルムから構成された比較例１の耐熱離型シートにおいて押込み度Ａ₂₅₀が負の値、押込み度Ａ₃₀₀が正の値となったが、これは、ＰＦＡフィルムが２００〜２８０℃の温度域において大きな熱膨張を示した後、２８０℃以上の温度において急激に熱軟化することを反映している。

【産業上の利用可能性】

【0054】

本発明の耐熱離型シートは、熱加圧ヘッドによる圧着対象物の熱圧着時に熱加圧ヘッドと圧着対象物との間に配置して、両者の固着を防ぐために使用できる。本発明の耐熱離型シートを用いた熱圧着は、例えば、半導体チップの製造及びフリップチップ実装、ＰＣＢの製造、並びに電子部品の接続等に適用できる。

【符号の説明】

【0055】

１ 耐熱離型シート
２ ポリイミドフィルム
２１ 熱加圧ヘッド
２２ 圧着対象物

【図1】

【図2】

【図3】