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JP6970153B2 - 耐熱離型シート及び熱圧着方法 - Google Patents

耐熱離型シート及び熱圧着方法 Download PDF

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Description

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。
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。
特許文献１には、耐熱離型シートではないが、繊維強化プリプレグの曲面成形時に使用される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）フィルムが開示されている。
特開２００２−３２１２３８号公報
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、従来に比べて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。
本発明の目的は、熱加圧ヘッドによる圧着対象物の熱圧着時に圧着対象物と熱加圧ヘッドとの間に配置されて、圧着対象物と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、予想される熱圧着温度のさらなる上昇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。
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、
３００℃における表面硬さが、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、１５％以下である耐熱離型シート、
を提供する。
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（以下、「ＴＭＡ」と記載）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
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。
本発明の耐熱離型シートでは、３００℃における表面硬さが特定の範囲にある。このため、熱圧着温度をさらに上昇させた場合、例えば、熱加圧ヘッドの加熱設定温度を３３０℃程度にまで上昇させた場合、においても、熱加圧ヘッドの表面に対する耐熱離型シートの接合が生じにくく、耐熱離型シートとしての高い離型性を保持できる。また、搬送により供給した耐熱離型シートと熱加圧ヘッドとの間に部分的に接合が生じた場合でも、表面の延びによる熱加圧ヘッドへの耐熱離型シートの追従を抑制でき、高い離型性を確保できる。したがって、本発明の耐熱離型シートによれば、予想される熱圧着温度のさらなる上昇に対してより確実な対応が可能となる。
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。
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。
［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、ポリテトラフルオロエチレン（以下、「ＰＴＦＥ」と記載）シート２から構成される。図１の耐熱離型シート１は、ＰＴＦＥシート２の単層構造を有している。耐熱離型シート１は、シート２に含まれるＰＴＦＥに由来する高い耐熱性及び離型性を有している。
耐熱離型シート１の３００℃における表面硬さは、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、１５％以下である。ここで、ｔ0は、常温（２０℃）における耐熱離型シート１の厚さである。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
押込み度Ａ300は、１４．５％以下、１４％以下、１３．５％以下、１３％以下、１２．５％以下、１２％以下、１１．５％以下、１１％以下、１０．５％以下、１０％以下、９．５％以下、９％以下、８．５％以下、８％以下、７．５％以下、７％以下、６．５％以下、５％以下、４．５％以下、さらには４％以下であってもよい。押込み度Ａ300の下限は、例えば−５％以上であり、−４％以上、−３％以上、−２％以上、さらには−１％以上であってもよい。なお、耐熱離型シート１の熱膨張に起因して、押込み度Ａ300は負の値をとることがある。
図１の耐熱離型シート１はＰＴＦＥシート２から構成される。ただし、３００℃における表面硬さが押込み度Ａ300により表示して１５％以下である限り、本発明の耐熱離型シート１に含まれる樹脂は、ＰＴＦＥに限定されない。耐熱離型シート１の耐熱性を考慮すると、耐熱離型シート１に含まれる樹脂は、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ことが好ましい。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。
本発明の耐熱離型シート１に含まれうる樹脂は、例えば、ＰＴＦＥ、変性ＰＴＦＥ、ポリイミド、ポリアミドイミド及びポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）から選ばれる少なくとも１種であり、ＰＴＦＥ、変性ＰＴＦＥ、ポリアミドイミド及びＰＥＥＫから選ばれる少なくとも１種であってもよく、ＰＴＦＥ及び／又は変性ＰＴＦＥであってもよい。耐熱離型シート１は、ＰＴＦＥシート、変性ＰＴＦＥシート、ポリイミドシート、ポリアミドイミドシート又はＰＥＥＫシートを含んでいてもよく、ＰＴＦＥシート、変性ＰＴＦＥシート、ポリアミドイミドシート又はＰＥＥＫシートを含んでいてもよく、ＰＴＦＥシート又は変性ＰＴＦＥシートを含んでいてもよい。
変性ＰＴＦＥは、ＴＦＥと変性コモノマーとの共重合体である。変性ＰＴＦＥとして分類されるためには、共重合体におけるテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）単位の含有率は９９質量％以上が必要とされている。変性ＰＴＦＥは、例えば、ＴＦＥと、エチレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル及びヘキサフルオロプロピレンから選ばれる少なくとも１種の変性コモノマーとの共重合体である。
耐熱離型シート１における少なくとも一方の主面（主面３Ａ及び／又は主面３Ｂ）に対して、当該主面における上記表面硬さを高める改質処理、言い換えると、押込み度Ａ300を低下させる改質処理、が施されていてもよい。当該改質処理が施された耐熱離型シート１では、熱圧着温度のさらなる上昇に対してさらに確実な対応が可能となる。改質処理は、耐熱離型シートに含まれるものとは異なる樹脂及び／又は化合物から構成される新たな層及び／又は被膜を上記少なくとも一方の主面に対して形成することのない処理が好ましい。当該処理の例は、上記少なくとも一方の主面を変性する処理である。当該処理によれば、例えば、耐熱離型シート１としての熱伝導性を保持できる。また、形成した新たな層及び／又は被膜が熱圧着時の高温により分解して生じた分解物による熱加圧ヘッド及び／又は圧着対象物の汚染を防止できる。
熱加圧ヘッドによる熱圧着では、耐熱離型シート１における熱加圧ヘッドに接する主面の方が、圧着対象物に接する主面に比べて高い温度に晒されることになる。このため、一方の主面に対して上記改質処理が施された耐熱離型シート１は、当該一方の主面が熱加圧ヘッドに接するように使用されることが好ましい。
耐熱離型シート１がＰＴＦＥシート又は変性ＰＴＦＥシートを含む場合、改質処理は、例えば、上記一方の主面に対する化学的な処理である。化学的な処理の例は、金属ナトリウム処理である。ただし、改質処理は、この例に限定されない。ＰＴＦＥシート及び変性ＰＴＦＥシートに対する金属ナトリウム処理では、当該シートの処理面においてフッ素原子の引き抜きと炭素化（carbonization）とが進行し、これにより、処理面の表面硬さが向上すると推定される。金属ナトリウム処理は、例えば、処理対象であるＰＴＦＥシート又は変性ＰＴＦＥシートにおける上記少なくとも一方の主面に対して金属ナトリウムを含む処理液を塗布したり、処理対象であるＰＴＦＥシート又は変性ＰＴＦＥシートを当該処理液に浸漬して実施できる。なお、浸漬する方法によれば、ＰＴＦＥシート又は変性ＰＴＦＥシートの双方の主面に対して改質処理を実施することも可能である。
金属ナトリウム処理に使用する処理液は、例えば、金属ナトリウムのアンモニア溶液、金属ナトリウム・ナフタレン錯体のテトラヒドロフラン溶液である。処理液として、市販の処理液（例えば、テクノス製フロロボンダー（登録商標））を使用してもよい。
なお、ＰＴＦＥシートに対する金属ナトリウム処理によって処理面の被接着性が向上することが知られている。耐熱離型シートとして使用する場合に、とりわけ、熱圧着温度をさらに上昇させたときに離型性を向上できる作用は、本発明者らによって初めて見出されたものである。
ＰＴＦＥシート２は、好ましくは、焼成を経たＰＴＦＥを含む焼成ＰＴＦＥシートである。なお、本明細書においてＰＴＦＥの焼成とは、重合により得たＰＴＦＥをその融点（３２７℃）以上の温度、例えば３４０〜３８０℃、に加熱することを意味する。
耐熱離型シート１の厚さは、例えば１〜５０μｍであり、５〜４０μｍ、１０〜３５μｍ、２０〜３５μｍ、さらには２５〜３５μｍであってもよい。
耐熱離型シート１の引張強度は、耐熱離型シート１に含まれる樹脂の種類によっても異なるが、例えば３０ＭＰａ以上であり、３３ＭＰａ以上、３５ＭＰａ以上、４０ＭＰａ以上、４５ＭＰａ以上、５０ＭＰａ以上、５５ＭＰａ以上、６０ＭＰａ以上、８０ＭＰａ以上、１００ＭＰａ以上、１５０ＭＰａ以上、２００ＭＰａ以上、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。
耐熱離型シート１の最大引張伸びは、耐熱離型シート１に含まれる樹脂の種類によっても異なるが、例えば３８０％以下であり、３６０％以下、３４０％以下、３００％以下、２８０％以下、２５０％以下、２００％以下、１８０％以下、１５０％以下、１３０％以下、１２０％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、特に３００％以下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。
耐熱離型シート１の引張強度及び最大引張伸びは、引張試験機を用いた引張試験により求めることができる。引張試験における引張方向は、例えば、耐熱離型シート１の長手方向（ＭＤ方向）である。試験片の形状は、例えば、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ６２５１：１９９３に定められたダンベル１号形である。上記試験片を使用する場合の測定条件は、例えば、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／分である。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できる。測定温度は、例えば、２５±１０℃である。
耐熱離型シート１では、主面３Ａ及び／又は主面３Ｂ上に他の層が配置されていてもよい。しかし、耐熱離型シート１としての良好な熱伝導性を確保するためには、耐熱離型シート１の主面上には他の層が配置されていないことが好ましい。言い換えると、耐熱離型シート１は単層であることが好ましい。
耐熱離型シート１は、好ましくは、非多孔質シートである。耐熱離型シート１は、シート１に含まれる材料、例えばＰＴＦＥ、の有する高い撥液性（撥水性及び撥油性）に基づいて、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ってもよい。また、耐熱離型シート１は、当該シート１に含まれる材料、例えばＰＴＦＥ、の有する高い絶縁性に基づいて、絶縁性シート（非導電シート）であってもよい。
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。
［耐熱離型シートの製造方法］
耐熱離型シート１の製造方法の一例を、ＰＴＦＥシート２又は変性ＰＴＦＥシートから構成される耐熱離型シート１を例として、以下に説明する。ただし、耐熱離型シート１の製造方法は、以下に示す例に限定されない。
最初に、ＰＴＦＥ粉末（モールディングパウダー）を金型に導入し、金型内の粉末に対して所定の圧力を所定の時間加えて予備成形する。予備成形は常温で実施できる。金型の内部空間の形状は、後述の切削旋盤による切削を可能とするために円柱状であることが好ましい。この場合、円柱状の予備成形品及びＰＴＦＥブロックを得ることができる。次に、得られた予備成形品を金型から取り出し、ＰＴＦＥの融点（３２７℃）以上の温度で所定の時間焼成して、ＰＴＦＥブロックを得る。次に、得られたＰＴＦＥブロックを所定の厚さに切削することで、切削シート（スカイブシート）であるＰＴＦＥシート２が得られる。得られたＰＴＦＥシート２は、そのまま耐熱離型シート１として使用しても、所定の処理や他の層の積層等を経た後に耐熱離型シート１として使用してもよい。処理の例は、上記表面硬さを高める改質処理である。改質処理の例は、金属ナトリウム処理である。耐熱離型シート１の引張強度を高めたり、最大引張伸びを抑制するために、ＰＴＦＥシート２を延伸及び／又は圧延してもよい。ＰＴＦＥブロックが円柱状である場合には、ブロックを回転させながら連続的に表面を切削する切削旋盤の利用が可能となり、ＰＴＦＥシート２及び耐熱離型シート１を効率的に形成できる。また、切削旋盤によれば、形成するＰＴＦＥシート２及び耐熱離型シート１の厚さの制御が比較的容易であり、帯状のＰＴＦＥシート２及び耐熱離型シート１も形成できる。また、ＰＴＦＥ粉末に代わって変性ＰＴＦＥ粉末を用いることで、上記方法により、変性ＰＴＦＥシートを形成できる。
耐熱離型シート１は、以下の方法により製造してもよい。
最初に、ＰＴＦＥ分散液を表面に塗布する基材シートを準備する。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ＰＴＦＥ分散液を塗布する表面には、基材シートからのＰＴＦＥシート２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。次に、基材シートの表面にＰＴＦＥ分散液の塗布膜を形成する。ＰＴＦＥ分散液の塗布には、公知の各種のコーターを使用できる。基材シートをＰＴＦＥ分散液に浸漬することにより、基材シートの表面にＰＴＦＥ分散液を塗布してもよい。次に、基材シートの表面に形成したＰＴＦＥ分散液の塗布膜から、乾燥及び焼成によってＰＴＦＥシートを形成する。次に、形成したＰＴＦＥシートを基材シートから剥離して、キャストシートであるＰＴＦＥシート２を得る。得られたＰＴＦＥシート２は、そのまま耐熱離型シート１として使用しても、所定の処理や他の層の積層等を経た後に耐熱離型シート１として使用してもよい。処理の例は、上述のとおりである。耐熱離型シート１の引張強度を高めたり、最大引張伸びを抑制するために、ＰＴＴＦＥシート２を延伸及び／又は圧延してもよい。この方法では、基材シートに対するＰＴＦＥ分散液の塗布厚み及び／又は塗布回数によって、形成するＰＴＦＥシート２及び耐熱離型シート１の厚さを制御できる。また、ＰＴＦＥ分散液に代わって変性ＰＴＦＥ分散液を用いることで、上記方法により、変性ＰＴＦＥシートを形成できる。
［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。
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。
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。
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３００℃以上とすることができる。使用温度は、３１０℃以上、３２０℃以上、３３０℃以上、さらには３４０℃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。上記例示より低い使用温度での耐熱離型シート１の使用も可能である。
［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。
［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。
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。
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。
［表面硬さ（押込み度Ａ300）］
３００℃における表面硬さとして、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、試験片に対する３００℃での針入プローブの押込み量ｄ300を測定した。測定モードは、針入モード及び昇温測定とした。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。測定された厚さｔ0及び押込み量ｄ300から、式：Ａ300（％）＝（ｄ300／ｔ0）×１００により押込み度Ａ300を求めた。
［熱圧着時の離型性］
熱圧着時の離型性（熱加圧ヘッドに対する離型性）を以下のように評価した。
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、サイズ２０ｍｍ×１００ｍｍの長方形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、熱圧着試験に耐えられるだけの耐熱性を有する粘着テープ（日東電工製Ｎｏ．３６０ＵＬ、厚さ６０μｍ、幅１９ｍｍ、ポリイミド基材を有する）を用いて、ステージに貼り付けて固定した。具体的には、ステージ上に戴置した耐熱離型シートの各短辺に対して、耐熱離型シートに対する接着幅１０ｍｍ及びステージに対する接着幅９ｍｍで上記粘着テープを貼りつけて固定した。使用した粘着テープの長さは５０ｍｍとし、粘着テープにおける長さ方向の中央部が耐熱離型シートに接するようにした。ステージの設定温度は１２０℃とした。次に、２０Ｎの加圧圧力に達するように熱加圧ヘッドを下降させた後、当該ヘッドを３３０℃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を上昇させたときに、ステージからの粘着テープの剥がれが生じることなく耐熱離型シートが熱加圧ヘッドから剥離した場合を離型性良（○）、耐熱離型シートが剥離しなかった場合、又は耐熱離型シートは剥離したが粘着テープにステージからの剥がれが生じた場合を離型性不可（×）と判断した。
［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。
（実施例１）
ＰＴＦＥ粉末（ダイキン工業製、ポリフロン ＰＴＦＥ Ｍ−１８）を円筒状の金型に導入し、温度２３℃、圧力８．５ＭＰａ及び圧力印加時間１時間の条件で予備成形した。次に、形成された予備成形品を金型から取り出し、３７０℃で２４時間焼成して、高さ３００ｍｍ、外径４７０ｍｍの円柱状であるＰＴＦＥブロックを得た。次に、得られたＰＴＦＥブロックを切削旋盤により切削して、厚さ５０μｍのＰＴＦＥ切削フィルムを得た。次に、得られた切削フィルムを、１７０℃に保持した一対の金属ロールを備えるロール圧延装置により圧延して、厚さ３０μｍのＰＴＦＥシートである実施例１の耐熱離型シートを得た。実施例１の耐熱離型シートの押込み度Ａ300は０．３％、引張強度は６６．２ＭＰａ、最大引張伸びは１２０％、離型性の評価結果は良（○）であった。なお、実施例１の耐熱離型シートを構成するＰＴＦＥの融点は３２７℃以上であった。
（実施例２）
実施例１で作製した耐熱離型シートを金属ナトリウムを含む処理液（テクノス製フロロボンダー（登録商標））に浸漬した後に引き上げ、アセトンにより洗浄した。次に、純水に浸漬して洗浄した後、１００℃で１分間乾燥させることで、双方の主面を金属ナトリウム処理した実施例２の耐熱離型シートを得た。処理液への浸漬時間は３０秒とした。実施例２の耐熱離型シートの押込み度Ａ300は０．１％、引張強度は５９．９ＭＰａ、最大引張伸びは１１８％、離型性の評価結果は良（○）であった。なお、実施例２の耐熱離型シートを構成するＰＴＦＥの融点は３２７℃以上であった。
（実施例３）
実施例１で作製したＰＴＦＥブロックを切削旋盤により切削して、厚さ３０μｍのＰＴＦＥ切削フィルムを得た。これを、実施例３の耐熱離型シートとした。実施例３の耐熱離型シートの押込み度Ａ300は１１％、引張強度は３４．６ＭＰａ、最大引張伸びは１７７％、離型性の評価結果は良（〇）であった。なお、実施例３の耐熱離型シートを構成するＰＴＦＥの融点は３２７℃以上であった。
（実施例４）
実施例３で作製した耐熱離型シートに対して、実施例２と同様の金属ナトリウム処理を実施した。処理後のシートを実施例４の耐熱離型シートとした。実施例４の耐熱離型シートの押込み度Ａ300は０．１％、引張強度は３３．１ＭＰａ、最大引張伸びは１８０％、離型性の評価結果は良（○）であった。なお、実施例４の耐熱離型シートを構成するＰＴＦＥの融点は３２７℃以上であった。
（実施例５）
ＰＴＦＥ粉末の代わりに変性ＰＴＦＥ粉末（３Ｍ製、ダイニオンＴＦＭ 変性ＰＴＦＥ ＴＦＭ１７００、ＴＦＥ単位の含有率９９質量％以上）を使用した以外は実施例１と同様にして、変性ＰＴＦＥブロックを得た。得られた変性ＰＴＦＥブロックを切削旋盤により切削して、厚さ３０μｍの変性ＰＴＦＥ切削フィルムを得た。これを、実施例５の耐熱離型シートとした。実施例５の耐熱離型シートの押込み度Ａ300は１０％、引張強度は４２．１ＭＰａ、最大引張伸びは２７８％、離型性の評価結果は良（〇）であった。なお、実施例５の耐熱離型シートを構成する変性ＰＴＦＥの融点は３２７℃以上であった。
（実施例６）
実施例５で作製した耐熱離型シートに対して、実施例２と同様の金属ナトリウム処理を実施した。処理後のシートを実施例６の耐熱離型シートとした。実施例６の耐熱離型シートの押込み度Ａ300は０．２％、引張強度は４３．１ＭＰａ、最大引張伸びは２７０％、離型性の評価結果は良（○）であった。なお、実施例６の耐熱離型シートを構成するＰＴＦＥの融点は３２７℃以上であった。
評価結果を以下の表１にまとめる。
Figure 0006970153
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。
１ 耐熱離型シート
２ ＰＴＦＥシート
３Ａ，３Ｂ 主面
２１ 熱加圧ヘッド
２２ 圧着対象物

Claims (8)

  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ための耐熱離型シートであって、
    ３００℃における表面硬さが、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、９．５％以下である耐熱離型シート。
    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
  2. 前記耐熱離型シートが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）又は変性ＰＴＦＥのシートを含み、
    前記変性ＰＴＦＥにおけるテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）単位の含有率が９９質量％以上である請求項１に記載の耐熱離型シート。
  3. 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、
    ３００℃における表面硬さが、式：Ａ 300 （％）＝（ｄ 300 ／ｔ 0 ）×１００により与えられる押込み度Ａ 300 により表示して、１５％以下であり、
    前記耐熱離型シートが、変性ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のシートを含み、
    前記変性ＰＴＦＥにおけるテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）単位の含有率が９９質量％以上である耐熱離型シート。
    ただし、ｔ 0 は、常温（２０℃）における前記耐熱離型シートの厚さである。ｄ 300 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
  4. 前記耐熱離型シートの前記３００℃における表面硬さが、前記押込み度Ａ 300 により表示して、１０．５％以下である請求項３に記載の耐熱離型シート。
  5. 前記耐熱離型シートにおける少なくとも一方の主面に対して、前記表面硬さを高める改質処理が施されている請求項１〜４のいずれかに記載の耐熱離型シート。
  6. 前記耐熱離型シートに含まれる樹脂が、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請求項１〜５のいずれかに記載の耐熱離型シート。
  7. 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１〜６のいずれかに記載の耐熱離型シートである熱圧着方法。
  8. 非導電フィルム（ＮＣＦ）及び／又は異方性導電フィルム（ＡＣＦ）を用いた、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、３００℃以上に設定された前記熱加圧ヘッドにより、前記ＮＣＦ及び／又は前記ＡＣＦを介して前記圧着対象物を熱圧着し、
    前記耐熱離型シートは、前記熱加圧ヘッドによる前記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、
    前記耐熱離型シートの３００℃における表面硬さが、式：Ａ 300 （％）＝（ｄ 300 ／ｔ 0 ）×１００により与えられる押込み度Ａ 300 により表示して、１５％以下である熱圧着方法。
    ただし、ｔ 0 は、常温（２０℃）における前記耐熱離型シートの厚さである。ｄ 300 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
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