研究開発された技術紹介

半導体製造における樹脂封止工程では、通気率を向上させることで揮発成分の影響を軽減して生産効率を向上し得るモールド用金型を、樹脂軸受などに用いられるポリイミドの厚肉成形では、成型時に発生する多量の水分を除去し得る成形金型の2種類を開発する。開発では特に、吸引と水分除去のキーパーツとなるポーラス超硬の高精度加工技術の確立と通気率の制御技術の確立を目指す。

1.ポーラス超硬の高精度加工技術・通気率制御技術の確立
2.従来機構と比べて通気率が5.9倍以上、Cv比53％の高精度な半導体モールド用金型を開発
3.成形厚さ11.5mm、比重1.42〜0.24のポリイミド成形用金型を開発

・ポーラス超硬の高精度加工技術・通気率制御技術の確立
-ポーラス超硬を研削および放電加工した際の加工面性状ならびに通気率への影響を明らかにし、金型部材への適用を可能とした。
-「ポーラス金属とその通気率制御方法(特願 2020-84104)」を出願した。
・従来機構と比べて通気率が5.9倍以上、Cv比53％の高精度な半導体モールド用金型を開発
-リリースフィルムの吸引力と金型への密着性において、従来のスリット金型よりも今回開発したポーラス超硬金型に優位性があることを明らかにした。
-パッケージの厚さの変動係数が0.01以内となり半導体製品として問題ないことを明らかにした。
-「樹脂成形金型、樹脂成形装置及びフィルム吸着方法(特願 2021-28755)」を出願した。
・成形厚さ11.5mm、比重1.42〜0.24のポリイミド成形用金型の開発
-真空プレス成形によって厚さ10mm以上の真比重と同等のポリイミド成形体が得られた。また、プレス圧力を調整することで多孔質ポリイミド成形体をも成形した。
-「ポリイミド前駆体粉末(特願 2021-33187)」、「ポリイミド成形体の成形方法(特願 2021-47779)」を出願した。

4件の特許を出願
・特願 2020-84104：「ポーラス金属とその通気率制御方法」
・特願 2021-28755：「樹脂成型金型、樹脂成型装置及びフィルム吸着方法」
・特願 2021-33187：「ポリイミド前駆体粉末」
・特願 2021-47779：「ポリイミド成形体の成形方法」　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　論文　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　「放電加工によるポーラス超硬合金の除去加工メカニズムの考察」　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　秋田県立大学 浅沼 丈裕 ,鈴木 庸久, 藤井 達也,野村 光由
山形工業技術センター 大津加 慎教 株式会社カナック 金澤 直一郎

半導体パッケージ成形工程での清掃頻度の低減、樹脂注入圧力低下による微細配線化品への対応、大型パッケージ製造時の精度向上が期待できる。
航空宇宙・自動車・エネルギー等の分野でニーズのある、高強度・高耐熱性を有するポリイミド樹脂の厚肉形状の成形品が実現できる。

市場製品に特化した形状でのポリイミド成形品適用技術について１年間の補完研究を実施、量産体制を構築し市場での展開速度を加速する。引き続き株式会社カナック、エムテックスマツムラ株式会社および山形県工技術センターと共同で研究を実施する。

半導体モールド金型では、金型清掃頻度の低減による製造の効率化、パッケージ形状の高精度化による高付加価値化、低圧でのモールド成形が可能となり配線へのダメージの低減が可能となる。
ポリイミド成形金型では、ポリアミック酸粉末から厚肉成形が可能となることでポリイミド製品完成までの工程を簡略化できる。また、ポリイミド成形による軽量で高強度・耐熱性・摺動性のニーズに応える製品が実現できる。

航空宇宙分野ではアルミニウムに代わり、より軽量で代替可能な候補としてポリイミド樹脂が着目されている。同様に自動車関連部材でも軽量高強度で耐熱性に優れるポリイミドの活用ニーズがあるが、製造工程の煩雑さと価格が高止まりとなることから採用が見送られてきた。ポリイミド成形品の量産化が可能となれば、エンジン周辺部材、足回り部材やシャシー・車体など適用され得る部品製品への材料候補となる。成形品が安価に供給可能となれば、市場優位性は非常に大きく、新たな市場としての販路を見出せる。

・ポリイミド成形の高度化
・ポリアミック酸粉末の量産化工程の確立
・高圧樹脂成形用途、圧粉成形用途への展開

ポリアミック酸供給会社の株式会社T&K TOKAとの連携を模索中。ポリアミック酸の粉末化及び販売を委託したいが、新開発技術であり、需要が未知数であるために難色を示されている。