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【発明の名称】 金型清浄剤組成物
【発明者】 【氏名】高島 浩一

【要約】 【課題】金型に対して優れた充填性を備え、その結果、金型の汚染に対して優れた清浄効果を発揮することのできる金型清浄剤組成物を提供する。

【構成】成形材料を用い繰り返し成形を行う成形用金型の清浄剤組成物である。そして、上記清浄剤組成物が、未加硫ゴムと清浄剤と加硫剤を必須成分とし、かつ清浄剤組成物全体の重量平均分子量(Mw)が、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)の測定において、200,000〜460,000の範囲に設定されている金型清浄剤組成物を用いる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
成形材料を用い繰り返し成形を行う加熱成形用金型の清浄剤組成物であって、上記清浄剤組成物が、未加硫ゴムと清浄剤と加硫剤を必須成分とし、かつ清浄剤組成物全体の重量平均分子量(Mw)が、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)の測定において、200,000〜460,000の範囲に設定されていることを特徴とする金型清浄剤組成物。
【請求項2】
金型清浄剤組成物がシート状または短冊状に形成されている請求項1記載の金型清浄剤組成物。
【請求項3】
清浄剤が、グリコールエーテル類、イミダゾール類、イミダゾリン類およびアミノアルコール類からなる群から選ばれた少なくとも一つである請求項1または2記載の金型清浄剤組成物。
【請求項4】
金型清浄剤組成物が、1〜20重量%の水分を含有する請求項1〜3のいずれか一項に記載の金型清浄剤組成物。
【請求項5】
金型清浄剤組成物が、離型剤を含有する請求項1〜4のいずれか一項に記載の金型清浄剤組成物。
【請求項6】
金型清浄剤組成物がシート状であって、それ自体のシート面に、複数の直線状の切れ込みが、一方方向に所定間隔で平行に設けられている請求項1〜5のいずれか一項に記載の金型清浄剤組成物。
【請求項7】
切れ込みが、シートを折り畳み可能とするように設けられている請求項6記載の金型清浄剤組成物。
【請求項8】
切れ込みが、その切れ込み部分からカッティングできるように設けられている請求項6記載の金型清浄剤組成物。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、成形作業の繰り返しにより汚染された熱硬化性樹脂組成物成形材料用成形金型等の金型の清浄再生等に用いられ、特に、エポキシ樹脂成形材料を用いて、半導体素子をトランスファー成形によって封止する際の封止作業に用いるトランスファー成形用金型の金型清浄再生等に用いられる金型清浄材料である金型清浄剤組成物に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来からの金型清浄方法としては、金型を成形装置から外して金型清浄作業を行う方法、例えば、サンドブラスト法,ドライアイスブラスト法やウォータージェット法、あるいは強アルカリ清浄方法等があげられるが、上記のように金型を成形装置から外して金型清浄作業を行うため非常に長い作業時間を要しその労力も大きかった。このため、通常は、金型を成形装置に装着したまま清浄作業を行う方法がより多く行われており、その方法としては、例えば、メラミン樹脂を用いた清浄方法や、紫外線(UV)照射による清浄方法、あるいはシート状清浄剤組成物を用いた清浄方法等が実施されている。なかでも、その作業性が良好であるという点から、シート状清浄剤組成物を金型に挟み込み加熱硬化させた後、離型させることにより硬化させたシート状清浄剤組成物に汚れを転写させ金型から除去するという金型清浄方法が実施されてきた。
【0003】
上記シート状清浄剤組成物として、例えば、未加硫ゴムを用いた金型清浄剤組成物があげられる(特許文献1参照)。さらに、シート状基材に、清浄用成形可能なコンパウンドをコーティングした金型清浄材料があげられる(特許文献2参照)。
【特許文献1】特開平9−262843号公報
【特許文献2】特表昭63−502497号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記シート状清浄剤組成物を用い、これに汚れを転写させ除去する金型清浄方法では、金型のキャビティの形状やサイズによっては成形時においてエアーをキャビティの中に巻き込んでしまい、そのエアーがキャビティのコーナー部分等に溜まると、結果としてその部分がシート状清浄剤組成物の未充填状態となり、汚れが充分に除去されないという問題が発生している。例えば、上記特許文献1に記載の金型清浄剤組成物では、金型に挟み込み加熱加硫した後、金型から除去する際にゴムシートがちぎれて金型に残らないように型締め時の上下の金型を締め切らず、ギャップ(隙間)を1〜1.5mm程残す必要がある。しかし、金型キャビティのサイズが小さくて深さの深いキャビティにおいては、そのキャビティコーナー部にエアーをトラップしてしまい、未充填部分が形成されてしまう。その結果、その未充填部分の汚れが充分に除去されないという問題が生じる。また、上記特許文献2に記載の金型清浄材料においても、同様に、キャビティ全面を塞いでしまうため、巻き込んだエアーの逃げるところが無くなってしまい、未充填部分が形成され、結果、その部分の汚れが充分に除去されないという問題が生じる。
【0005】
したがって、このような不具合の発生する金型においては、上記シート状清浄剤組成物を使用することができず、その他の清浄方法を用いるしか手段がなかったが、他の清浄方法では前述のように、長時間を費やすこととなり、またその労力も大きな負担となっているのが実情である。
【0006】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、金型に対して優れた充填性を備え、その結果、金型の汚染に対して優れた清浄効果を奏する金型清浄剤組成物の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の目的を達成するため、本発明の金型清浄剤組成物は、成形材料を用い繰り返し成形を行う加熱成形用金型の清浄剤組成物であって、上記清浄剤組成物が、未加硫ゴムと清浄剤と加硫剤を必須成分とし、かつ清浄剤組成物全体の重量平均分子量(Mw)が、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)の測定において、200,000〜460,000の範囲に設定されているという構成をとる。
【0008】
本発明者は、金型清浄剤組成物を用いた金型清浄作業時に生じるエアー巻き込みによる未充填部分の形成を防止し金型キャビティの細部にまで良好に充填することができ、金型キャビティの汚染物質を効果的に除去することのできる清浄剤組成物を得るべく鋭意検討を重ねた。そして、金型キャビティに対する充填性に着目し、金型キャビティ内に清浄剤組成物を充填する際に極力エアーの巻き込みを抑制することのできる清浄剤組成物の流動性を中心に一連の研究を重ねた。すなわち、金型キャビティへの充填性を向上させるためには、清浄剤組成物が充填される際に極力エアーを巻き込まないような流動状況を形成すること、また、金型キャビティ内の内圧を高めるために成形時(型締め時)の金型クリアランスをより小さくすることが必要であり、特に、金型キャビティへの馴染み性を考慮した場合、清浄剤組成物の粘度は低い方がよいが、低過ぎても成形時の金型キャビティ内の内圧が下がってしまい、巻き込んだエアーを押しつぶすことができなくなり、結果として未充填部分が形成されやすく、また、清浄剤組成物の粘度が高過ぎると、金型キャビティへの馴染み性が低下してしまい、同様に未充填部分が形成されやすくなる。本発明者はこのような知見に基づき、適正な粘度を備えた清浄剤組成物を得るべくさらに研究を重ねた結果、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)の測定において上記特定範囲の重量平均分子量(Mw)を備えた清浄剤組成物であると、適正な粘度を有するようになり、良好な充填性が得られることを見出し本発明に到達した。
【発明の効果】
【0009】
このように、本発明の金型清浄剤組成物は、未加硫ゴム,清浄剤および加硫剤を必須成分とし、その組成物全体の重量平均分子量(Mw)が、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)の測定において特定範囲となるものである。このため、清浄剤組成物が適正な粘度を有するようになり、金型キャビティへの優れた充填性を奏するようになる。したがって、本発明の金型清浄剤組成物を用いて金型表面の清浄を行うと、金型キャビティに均一に充填され、金型表面の汚染物がこの金型清浄剤組成物に付着して一体化し金型から汚染物が効果的に除去されることになる。例えば、エポキシ樹脂組成物を用いて繰り返し成形した半導体素子封止用トランスファー成形用金型表面の汚染物がこの金型清浄剤組成物からなる成形品と一体化し、金型から汚染物が効果的に除去されて金型の清浄が効果的になされる。したがって、本発明の金型清浄剤組成物により清浄された金型を用いて形成される半導体装置は、外観的に優れたものが得られる。
【0010】
そして、金型清浄剤組成物が、シート状または短冊状であると、金型キャビティの清浄に際して容易に配置することが可能となる。
【0011】
さらに、上記清浄剤として、グリコールエーテル類、イミダゾール類、イミダゾリン類、アミノアルコール類を用いると、優れた金型清浄効果が得られる。
【0012】
そして、金型清浄剤組成物が、1〜20重量%の水分を含有すると、より一層優れた清浄性が得られるようになる。
【0013】
そして、上記金型清浄剤組成物が、特に、それ自体のシート面に、複数の直線状の切れ込みを一方方向に設けた、シート状に成形したものであると、その使用にあたって、シートを上記切れ込みに沿って折り畳むことにより容易に積重させることができる。このとき、平行な切れ込みによって区切られる個々のブロック片は、切れ込みの底の部分で互いにつながっていることから、折り畳んだときにずれたりせずに整然と積重され、各ブロック片が交差したりした状態で積み重なったりすることがない。このため、得られた積重品は、いびつな形状にならない。このように整然と積重されたシート状の清浄剤組成物で金型を清浄することにより、例えば、未加硫ゴムが金型表面に充分圧接されずに起こるクリーニング不良が生じなくなる。また、わざわざシートの寸法を測定して同じ大きさにカッティングしたり、そのカッティングしたシートを揃えながら積重したりする煩雑な作業が不要になり、清浄作業が簡略化する。
【0014】
また、上記金型清浄剤組成物がシート状であり、特に、それ自体のシート面に、複数の直線状の切れ込みを一方方向に設け、上記切れ込みが、その切れ込み部分からカッティングできるように設けられていると、より小さな金型寸法に合わせて、不揃いになることなく容易にシートをカッティングすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
つぎに、本発明の実施の形態について説明する。
【0016】
本発明の金型清浄剤組成物は、その組成物全体が特定の重量平均分子量を有するものであって、ベースとなる未加硫ゴムと、清浄剤成分と、加硫剤を必須成分として用いて得られるものである。
【0017】
上記未加硫ゴムとなるゴム材料としては、特に限定するものではなく従来公知のゴム、例えば、ブタジエンゴム(BR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、エチレン−プロピレンゴム(EPM)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。これら未加硫ゴムは、金型内において加硫され加硫ゴムとなる。
【0018】
上記未加硫ゴムとして好ましいのは、金型を用いた成形に際して、汚染性が少ない、また加硫時の臭気が少ないという点から、EPM、EPDM、BRの単独もしくはこれらの混合物である。
【0019】
上記EPDMについて詳述すると、EPDMはエチレン,α−オレフィン(特にプロピレン)および以下に列挙するポリエンモノマーからなるターポリマーであり、上記ポリエンモノマーとしては、ジシクロペンタジエン、1,5−シクロオクタジエン、1,1−シクロオクタジエン、1,6−シクロドデカジエン、1,7−シクロドデカジエン、1,5,9−シクロドデカトリエン、1,4−シクロヘプタジエン、1,4−シクロヘキサジエン、ノルボルナジエン、メチレンノルボルネン、2−メチルペンタジエン−1,4、1,5−ヘキサジエン、1,6−ヘプタジエン、メチル−テトラヒドロインデン、1,4−ヘキサジエン等があげられる。
【0020】
上記EPDMにおける各モノマーの共重合割合は、好ましくはエチレンが30〜80モル%、ポリエンモノマーが0.1〜20モル%で、残りがα−オレフィンとなるようなターポリマーである。より好ましいのはエチレンが30〜60モル%である。そして、上記EPDMとしては、重量平均分子量(Mw)が100,000〜300,000の範囲、特に150,000〜250,000の範囲のものを用いることが好ましい。
【0021】
また、上記ブタジエンゴム(BR)としては、1,2−ポリブタジエン、1,4−ポリブタジエンそれぞれ単独でもしくは併用してなる混合物として使用される。そして、ムーニー粘度ML1+4 (100℃)が20〜80のものが好ましく用いられ、より好ましくは35〜60のものである。さらに、上記BRとしては、重量平均分子量(Mw)が200,000〜600,000の範囲、特に400,000〜600,000の範囲のものを用いることが好ましい。
【0022】
上記清浄剤成分としては、グリコールエーテル類、イミダゾール類、イミダゾリン類、アミノアルコール類等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。
【0023】
上記グリコールエーテル類は、下記の一般式(1)で表されるものである。
【0024】
【化1】


【0025】
上記一般式(1)で表されるグリコールエーテル類としては、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、ポリエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。
【0026】
上記一般式(1)で表されるグリコールエーテル類の中でも、繰り返し数n=1〜2、R1 ,R2 のいずれか一方が水素の場合には他方が炭素数1〜4のアルキル基であるもの、または、繰り返し数n=1〜2で、R1 およびR2 が双方ともアルキル基の場合には、炭素数1〜4のアルキル基であるものが好適である。なお、繰り返し数nが3以上の値をとる場合には、ゴムとの相溶性が低下するという事態を招き、またアルキル基の炭素数が5以上の場合には、離型剤の酸化劣化層等に対する浸透性が悪くなるという傾向がみられるようになる。そして、上記グリコールエーテル類の沸点は130〜250℃程度であるのが好ましい。すなわち、金型成形は、通常150〜185℃で行われるのであり、上記グリコールエーテル類の沸点が130℃未満であれば、清浄時の蒸発が著しく、清浄作業環境の悪化現象を生じる恐れがあり、逆に250℃を超えると、蒸発が困難となって加硫ゴム生地中に残存し、清浄後の加硫ゴムの、金型からの取り出しの際の強度が弱くなって崩形等するため、金型表面から離型剤の酸化劣化層等を充分剥離することができにくくなり、清浄作業性を低下させる傾向がみられるからである。
【0027】
上記グリコールエーテル類は、そのまま、もしくは水、あるいはメタノール,エタノール、n−プロパノール等のようなアルコール類、トルエン,キシレン等のような有機溶媒と混合して使用に供することがあげられる。上記有機溶媒と混合する際には、有機溶媒量をグリコールエーテル類100重量部(以下「部」と略す)に対して50部以下とすることが好ましく、最も一般的には20部以下に設定することである。
【0028】
上記イミダゾール類としては、下記の一般式(2)で表されるイミダゾール類を用いることが好結果をもたらす。
【0029】
【化2】


【0030】
このようなイミダゾール類としては、例えば、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、2,4−ジアミノ−6〔2′−メチルイミダゾリル(1)′〕エチル−s−トリアジン等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。
【0031】
また、上記イミダゾリン類としては、下記の一般式(3)で表されるイミダゾリン類を用いることが好結果をもたらす。
【0032】
【化3】


【0033】
このようなイミダゾリン類としては、例えば、2−メチルイミダゾリン、2−メチル−4−エチルイミダゾリン、2−フェニルイミダゾリン、1−ベンジル−2−メチルイミダゾリン、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾリン、2,4−ジアミノ−6〔2′−メチルイミダゾリニル−(1)′〕エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6〔2′−メチル−4′−エチルイミダゾリニル−(1)′〕エチル−s−トリアジン、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾリン、1−シアノエチル−2−メチル−4−エチルイミダゾリン等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。
【0034】
上記イミダゾール類、イミダゾリン類も、グリコールエーテル類と同様、そのままで使用してもよいし、メタノール、エタノール、n−プロパノール等のアルコール類、トルエン、キシレン等の有機溶媒と混合して使用してもよい。上記アルコール類、有機溶媒と混合する場合には、これらアルコール類および有機溶媒の量を、通常、イミダゾール類およびイミダゾリン類の少なくとも一方100部に対して50部以下に設定することが好ましく、より好ましくは20部以下である。
【0035】
上記アミノアルコール類としては、下記に示すようなアミノアルコール類を用いることが好結果をもたらす。
【0036】
上記アミノアルコール類の代表例としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−メチルエタノールアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、N,N−ジブチルエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、N−メチル−N,N−ジエタノールアミン、2−アミノ−2−メチルプロパノール、3−アミノプロパノール、2−アミノプロパノール等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。
【0037】
上記アミノアルコール類も、先に述べた清浄剤成分と同様、そのままで使用してもよいし、メタノール、エタノール、n−プロパノール等のアルコール類、トルエン、キシレン等の有機溶媒と混合して使用してもよい。上記アルコール類、有機溶媒と混合する場合には、これらアルコール類および有機溶媒の量を、通常、アミノアルコール類100部に対して50部以下に設定することが好ましく、より好ましくは20部以下である。
【0038】
上記清浄剤成分(グリコールエーテル類,イミダゾール類,イミダゾリン類,アミノアルコール類等)の配合量は、通常、未加硫ゴム100部に対して10〜60部の範囲に設定することが好ましい。特に好ましくは15〜25部である。すなわち、清浄剤の配合量が10部未満では、金型に対して充分な清浄力が発揮され難く、逆に60部を超えると、得られる金型清浄剤組成物を用いて金型を清浄した場合、この組成物が金型に付着して金型からの剥離作業性が劣化する傾向がみられるからである。
【0039】
上記加硫剤としては、特に限定するものではなく従来公知のものが用いられる。例えば、硫黄や、n−ブチル−4,4−ビス(t−ブチルパーオキシ)バレレート、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン等の有機過酸化物等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。そして、上記加硫剤の配合量は、上記未加硫ゴム100部に対して1〜3部の範囲に設定することが好ましい。
【0040】
さらに、本発明の金型清浄剤組成物には、上記未加硫ゴム,清浄剤成分および加硫剤以外に、必要に応じて、離型剤、補強剤等を適宜に配合することができる。
【0041】
上記離型剤としては、特に限定するものではなく従来公知のものがあげられ、例えば、ステアリン酸、ベヘニン酸等の長鎖脂肪酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムに代表される長鎖脂肪酸の金属塩、カルナバワックス、モンタン酸ワックス、モンタン酸の部分ケン化エステルに代表されるエステル系ワックス、ステアリルエチレンジアミドに代表される長鎖脂肪酸アミド、ポリエチレンワックスに代表されるパラフィン類等があげられる。
【0042】
上記離型剤の含有量は、金型清浄剤組成物中1〜10重量%の範囲に設定することが好ましい。すなわち、離型剤の含有量が1重量%未満では充分な離型効果を発揮することが困難となり、逆に10重量%を超えると清浄力が低下するとともに再生後の金型を用いて成形品を製造した際にその成形品の外観が悪化する恐れがあるからである。
【0043】
上記補強剤としては、シリカ、アルミナ、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化チタン、ホワイトカーボン、カーボンブラック等の無機質補強剤(充填剤)があげられる。上記補強剤の配合量は、未加硫ゴム100部に対して10〜50部に設定することが好ましい。
【0044】
さらに、上記未加硫ゴム生地を母材とする清浄剤組成物には、水を含有させることも可能である。上記水の含有量は、金型清浄剤組成物中、1〜20重量%の範囲に設定することが好ましく、より好ましくは1〜10重量%である。上記範囲の含有量に設定することにより、より一層優れた清浄性が得られるようになる。上記水を含有させる方法としては、他の配合成分とともに水を配合する方法や、結晶水を含有する含水塩等の化合物を配合する方法、配合成分を事前に吸湿させる方法等があげられる。
【0045】
本発明の金型清浄剤組成物は、例えば、つぎのようにして作製することができる。すなわち、ベースとなる未加硫ゴムと清浄剤成分、加硫剤および他の添加剤を配合し、これをバッチ式混練機で混練した後、押出機やロール等を用いてシート状あるいは短冊状に形成することにより金型清浄剤組成物を作製することができる。このシート状にして用いる場合のシートの厚みは、通常、3〜10mmに設定される。
【0046】
このようにして得られる金型清浄剤組成物は、その組成物全体の重量平均分子量(Mw)が、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)の測定において、200,000〜460,000の範囲となるよう調製する必要がある。特に好ましくはMwが220,000〜430,000である。すなわち、Mwが200,000未満では、金型清浄剤組成物の粘度が下がり、成形時に金型の隙間から圧力が外に抜けてしまって金型キャビティ内の圧力の低下から細部にまで金型清浄剤組成物が行き渡らず未充填部分が形成されてしまう。また、Mwが460,000を超えると、金型清浄剤組成物の粘度が上がり、金型キャビティへの馴染み性が低下してしまい、結果、未充填部分が形成されてしまうからである。
【0047】
上記GPCの測定は、例えば、つぎのようにして行われる。すなわち、得られた金型清浄剤組成物をクロロホルム中に浸漬し、3日間放置する。その後、クロロホルム可溶分をホットプレート上で加熱乾固させる。得られた乾固物を0.1重量%テトラヒドロフラン(THF)溶液に調製し1日間放置する。その後、0.45μmメンブランフィルターにて濾過し、濾液について、所定の条件および分析装置を用いてGPCの測定を行う。なお、上記GPC測定において、用いる溶剤はTHF溶液に特に限定するものではなく、測定対象である清浄剤組成物の構成成分に応じて適宜選択される。
【0048】
そして、本発明の金型清浄剤組成物としては、白色ないしこれに近い灰色のような淡色とすることが好ましい。このように設定することにより、金型清浄後に、金型から除去されて金型清浄剤組成物に付着する汚れが肉眼で容易に確認することが可能となり、金型清浄の状況を容易に確認することができるようになるという効果を奏する。
【0049】
そして、本発明の金型清浄剤組成物の使用に際しては、一般にシート状に成形して用いることが好ましい。このシート状での使用に際しては、それを用いての金型の清浄作業の容易さ等の観点から、例えば、図1に示すように、それ自体のシート面に、シート10を折り畳み可能とする複数の直線状の切れ込み11が、所定間隔で平行に設けられたシート10が好適に用いられる。好ましくは、シート面に縞模様が形成されたシート10があげられる。そして、上記切れ込み11を利用してシート10を折り畳むことにより、整然と積み重ねることができるようになっている。
【0050】
このような切り込み11が設けられたシート10は、つぎのようにして作製される。すなわち、先に述べたようにして得られた圧延シートを所定の形状,寸法に裁断してシート10を形成したのち、そのシート面に切れ込み11を形成させる。このような切れ込み11の形成は、例えば、図2に示すように、回転軸12に所定間隔で円板状の切れ刃13を取り付けたリボンスリーターを用い、上記切れ刃13をシート10の上面から所定深さだけ食い込ませて移動させ、シート10の幅方向に平行な切れ込み11を形成させる。この操作を繰り返し、シート10上面の全面にわたって、一定間隔の平行な切れ込み11が形成されるのである。そして、シート10は、上記各切れ込み11によって同一サイズのブロック片10aに区切られる。このように上記切れ込み11は、一定間隔で形成されているため、その切れ込み11が折り畳み時等のメジャーの機能も発揮し、清浄しようとする金型やキャビティの大きさに合わせてシート10をカッティングしたり折り畳んだりすることが容易となる。
【0051】
また、図3に示すように、切れ込み11の先端部と、切れ込み11の先端に対面するシート面との距離Dは、0.1〜0.8mm程度に設定するのが好ましく、0.2〜0.5mm程度であれば、さらに好ましい。すなわち、上記差が0.1mm未満では、各ブロック片10a同士が離間しやすくなり、0.8mmを超えると、折り畳みがスムーズに行いづらくなるからである。
【0052】
本発明のシート状に形成された金型清浄剤組成物を用いての金型のクリーニング方法は、半導体装置成形用金型に装填して行われる。例えば、上記シートは、当然、未加硫状態であって、これを成形用金型に装填し加熱加硫させることによりシートに汚染物を付着一体化させる。ついで、加硫のなされたシートを金型から取り出すことにより金型の清浄が行われる。
【0053】
上記シート状の金型清浄剤組成物を用いた金型のクリーニング方法を、順を追ってより詳しく説明する。
【0054】
まず、本発明のシート状の金型清浄剤組成物を準備する。ついで、図4に示すように、シート状金型清浄剤組成物10を、凹部3aが形成された上型1と、凹部3bが形成された下型2の間に配置し、その状態から、図5に示すように、上型1と下型2を締めてシート状金型清浄剤組成物10を挟み、圧縮成形する。そして、成形時の圧力によって上記シート10が、上型1に形成された凹部3aおよび下型2に形成された凹部3bからなるキャビティ3内に充填されるとともに、金型表面に圧接される。その状態で成形時の熱により、未加硫ゴムが加熱加硫されて加硫ゴム化し、その際にキャビティ3内に形成されている離型剤の酸化劣化層等を加硫ゴムに一体化させる。このとき、場合によってはキャビティ3回りのばりも一体化させる。ついで、図6に示すように、所定時間経過後に上型1と下型2を開き、加硫ゴム化されたシート状金型清浄剤組成物10を上下両金型1,2から剥離することにより、上記シート10と一体化された酸化劣化層等を上下両金型1,2表面から剥離させる。このようにして、金型のクリーニングが行われる。
【0055】
上記シート状金型清浄剤組成物としては、先に述べたように、図1に示すように、それ自体のシート面に、シート10を折り畳み可能とする複数の直線状の切れ込み11が、所定間隔で平行に設けられたものを用いてよい。
【0056】
このようなシート状洗浄剤組成物を用いる場合は、図7に示すように、シート10から必要量となるだけの本数のブロック片10aを、切れ込み11の部分からカッティングして切り取る。このカッティングは、シート10を手指で掴んで、切れ込み11に沿って繰り返し折り曲げて折り取るようにしてもよいし、ナイフ等で切断してもよい。ついで、図8に示すように(図では4本のブロック片10aを切り取っている)、シート10の上面(切れ込み11形成面)を外側にして上記切れ込み11に沿ってシート10を折り曲げ、さらにシート10の裏面同士が当接するまで曲げ続けて折り畳み、図8に示すように、各ブロック片10aを積重させる。この折り畳みの際には、各ブロック片10a同士が切れ込み11の底の部分11aで線状につながっているため、離間しない。このように、折り畳むという単純な動作だけで、各ブロック片10aが長さ方向および幅方向にきちんと揃った状態で、整然と積み重ねられ、各ブロック片10a同士が交差した状態で積み重なったりしないようになっている。したがって、シート10の寸法を測定して同じ大きさにカッティングしたり、ばらばらに離間した各ブロック片10aをいちいち揃える手間がかからない。
【0057】
また、図8では、4本のブロック片10aを切り取り、これを真ん中から折り畳んで2本のブロック片10aの上に2本のブロック片10aが積み重ねられた状態としているが、これに限らず、例えば、3本のブロック片10aの上に3本のブロック片10aを積み重ねて6本のブロック片10aを使用する等、清浄しようとする金型やキャビティの大きさに合わせて、適当な本数のブロック片10aを切り取って折り畳み、適宜の大きさに積重することができる。
【0058】
本発明の金型清浄剤組成物の使用対象となる金型の一例として、例えば、熱硬化性樹脂組成物を用いて繰り返し成形が行われる半導体装置成形用金型があげられる。
【0059】
本発明の金型清浄剤組成物の使用対象の一例である半導体装置成形用金型において、封止用樹脂材料として用いられる熱硬化性樹脂組成物としては、例えば、エポキシ樹脂を主剤とするエポキシ樹脂組成物があげられる。
【0060】
そして、熱硬化性樹脂組成物としては、上記主剤となるエポキシ樹脂とともに、通常、硬化剤が配合される。
【0061】
つぎに、本発明の金型清浄剤組成物により清浄された金型は、汚染物が除去され、初期状態の金型表面に戻っているため、通常、成形材料である熱硬化性樹脂組成物を用いた半導体パッケージの成形を行う際に、予め金型表面に離型剤を塗布する。例えば、離型剤としてモンタン酸ワックスを含有してなる成形材料の成形に際しては、同じモンタン酸ワックスを塗布することが好ましい。そして、金型表面へのモンタン酸ワックスの塗布方法としては、モンタン酸ワックスを含有した未加硫ゴム組成物を準備し、これをシート状に形成したものを用いるのが好ましい。例えば、先に述べた未加硫ゴムとともに、離型剤を配合して得られるシートがあげられる。そして、このモンタン酸ワックスを含有した未加硫ゴム組成物からなるシートを上記シート状金型清浄剤組成物を用いた清浄工程と同様、金型に装填して加熱することにより含有されたモンタン酸ワックスが金型表面に塗布される。これは、加熱加硫の際に未加硫ゴム組成物中のモンタン酸ワックスが溶融し、金型面に滲出して表面に均一な離型剤膜が形成されるものと考えられる。
【0062】
なお、上記モンタン酸ワックスの含有量は、例えば、未加硫ゴム組成物中のゴム材料100部に対して15〜35部の割合に設定することが好ましく、特に好ましくは20〜30部である。すなわち、モンタン酸ワックスの含有量が15部未満では充分な離型効果が発揮されず、逆に35部を超えると金型表面に過剰塗布されるとともに、清浄,再生後の金型を用いて成形品を形成した場合にその成形品の外観が劣化する傾向がみられるからである。
【0063】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【0064】
〔実施例1〜6、比較例1〜5〕
後記の表1〜表2に示す各成分を同表に示す割合で配合し、これを混練機にして混合混練した後、圧延ロールを用いて厚さ5mmのシートに成形して目的とするシート状の金型清浄剤組成物を作製した。
【0065】
得られた各シート状金型清浄剤組成物の重量平均分子量(Mw)をつぎのようにして測定した。まず、上記得られたシート状金型清浄剤組成物をクロロホルム中に浸漬し、3日間放置した。その後、クロロホルム可溶分をホットプレート上で、50℃で加熱乾固させた後、得られた乾固物を0.1重量%テトラヒドロフラン(THF)溶液に調製し1日間放置した。その後、0.45μmメンブランフィルターにて濾過し、濾液についてGPC分析装置(東ソー社製、HLC−8120GPC)を用いて下記の測定条件にて重量平均分子量(Mw)の測定を行った。
【0066】
〔測定条件〕
カラム:東ソー社製、GMHXL+GMHXL+G3000HXL
カラムサイズ:各直径7.8mm×30cm、計90cm
カラム温度:40℃
溶離液:THF
流速:0.8ml/min
入口圧:2.3MPa
注入量:100μl
検出器:示差屈折計(RI)
標準試料:ポリスチレン(PS)
データ処理装置:東ソー社製、GPC−8020
【0067】
このようにして得られた実施例品、比較例品および従来例品の各シート状の金型清浄剤組成物を用いて、その充填性をつぎのようにして評価した。すなわち、充填性評価用金型〔金型サイズ:24mm×91mm、金型キャビティのサイズ:4mm×5mm×2.0mm(上下の合計深さ)〕を準備し、16個のキャビティのうち、最も充填性の悪いキャビティの充填率を評価した。その結果を後記の表1〜表2に併せて示した。
【0068】
上記充填率は、金型キャビティの底面積と充填された成形品のキャビティ部の底面積を計算し、その比率により充填率を求めた。上記キャビティは、図4に示すように、一つの上型1および下型2からなる金型においてそれぞれ8個のキャビティ3が並列しており、並列したキャビティ3とキャビティ3の配列の間隔は10mmであり、1列8個のキャビティ3とキャビティ3の間隔は1mmである。また、シート状金型清浄剤組成物10の試料サイズは、幅10mm×長さ91mm×厚み5mmとし、上記評価用金型のキャビティ3とキャビティ3の配列の間に並行に配置して金型を閉め加熱成形した。なお、成形条件は、175℃×5分間で、金型の型締めギャップを0.5mmとした。
【0069】
【表1】


【0070】
【表2】


【0071】
上記結果から、重量平均分子量(Mw)が特定の範囲となるシート状清浄剤組成物である実施例品は、充填率が100%と非常に優れた充填性を示した。これに対して、重量平均分子量(Mw)が特定の範囲を外れたシート状清浄剤組成物である比較例品は、実施例品に比べて充填率が低く充填性に劣るためにその使用に関して問題がある。
【0072】
つぎに、切り込みが設けられたシート状の金型清浄剤組成物を用いた実施例について述べる。
【0073】
〔実施例7〕
まず、図1に示すように、上記実施例1〜6で得られたシート状の金型清浄剤組成物〔厚さ(図示のT)5mm〕を、幅寸法(図示のA)230mm,長さ寸法(図示のB)300mmに裁断した。そして、このシート10表面の全面にわたって、切れ込み11同士の間隔(図示のC)15mmで、深さ4.5mmの切れ込み11をシート10の幅方向に平行に形成した。すなわち、切れ込み11先端部と、切れ込み11先端に対面するシート10面との距離(図3のD)は0.5mmである。このものでは、ブロック片10aは、20本形成される。上記切れ込み11が形成された各シート状金型清浄剤組成物10を用い、金型寸法の異なる数種類のトランスファー成形機に合うよう、カッティングするとともに、切れ込み11部分から折り畳み、積重して各金型に配置した後、金型を閉め加熱成形し充填率を測定した。その結果は前記のシート状金型清浄剤組成物と同様、充填率が高く充填性は極めて良好であった。
【産業上の利用可能性】
【0074】
本発明の金型清浄剤組成物は、熱硬化性樹脂成形材料用等の各種成形金型、例えば、エポキシ樹脂成形材料を用いて、半導体素子をトランスファー成形によって封止する際に用いるトランスファー成形用金型等の金型清浄再生に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【0075】
【図1】本発明の一実施形態例であるシート状の金型清浄剤組成物を示す斜視図である。
【図2】上記シート状の金型清浄剤組成物の切れ込み形成状態を示す説明図である。
【図3】切れ込み部分を示す拡大側面図である。
【図4】シート状の金型清浄剤組成物の使用状態を示す斜視図である。
【図5】シート状の金型清浄剤組成物の使用状態を示す斜視図である。
【図6】シート状の金型清浄剤組成物の使用状態を示す斜視図である。
【図7】上記シート状半導体装置成形用金型清浄剤組成物の作用を示す説明図である。
【図8】上記シート状半導体装置成形用金型清浄剤組成物の作用を示す説明図である。
【符号の説明】
【0076】
10 シート
11 切れ込み
【出願人】 【識別番号】000003964
【氏名又は名称】日東電工株式会社
【識別番号】506008962
【氏名又は名称】日東エレクトロニクス九州株式会社
【出願日】 平成19年5月15日(2007.5.15)
【代理人】 【識別番号】100079382
【弁理士】
【氏名又は名称】西藤 征彦

【識別番号】100123928
【弁理士】
【氏名又は名称】井▲崎▼ 愛佳

【識別番号】100136308
【弁理士】
【氏名又は名称】西藤 優子


【公開番号】 特開2008−1094(P2008−1094A)
【公開日】 平成20年1月10日(2008.1.10)
【出願番号】 特願2007−129754(P2007−129754)