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ホーム開発ストーリー汚れ除去のメカニズムを刷新!生産性を向上する金型洗浄とは

汚れ除去のメカニズムを刷新!生産性を向上する金型洗浄とは

金型クリーニングシート

開発のきっかけ

樹脂成形の金型に上下で挟みこみ、金型に付着した樹脂汚れを接着・除去するシート、それが日立化成の提供する「金型クリーニングシート」だ。金型を清潔に保つことにより、成形品の品質向上に役立てられている。
この「金型クリーニングシート」は現在、半導体パッケージ用の封止材を成形する金型の洗浄用途で、広くご採用いただいている。
半導体パッケージ用封止材を供給する当社は、取引先であった半導体メーカー様から「金型汚れがひどくなっている。洗浄工程に2~4時間も要して、生産性が低下している」との相談を受けた。これが、金型クリーニングシートの開発をスタートさせるきっかけとなった。

技術の壁

半導体パッケージ用金型のクリーニングシートの開発は、半導体の進化に並走するように進んだ。半導体の進化に伴い、封止材も配合変更され、性能を高めている。この封止材の配合変更に伴い、金型に付着する汚れが変化し、金型クリーニングシートも高機能化を求められたのである。
半導体メーカー様から、ご相談をいただいたのは半導体パッケージの大型化がトレンドになっていたとき。パッケージの大型化に伴い、半導体に加わる応力を軽減するため、応力緩和材を配合した封止材が開発され、使用されていた。この応力緩和材が金型への汚れ付着の要因となっていたのである。また時代を経て、半導体パッケージの小型化・薄型化が進むとそれに対応すべく封止材の配合変更を繰り返したため、いままでの金型クリーニングシートで解決していた金型汚れの問題は再発、さらに金型汚れはひどくなった。
これら半導体と封止材の進化に伴う、金型汚れの変化に対し、日立化成は、樹脂設計技術で製品を開発、課題を解決してきた。開発チームは、洗浄性はもちろん、材料の環境安全性の確保、そして不純物を除去することに最も配慮した。汚れの除去に有効とされるアミノ基を含む化学物質を取り寄せ、汚れに見立てた樹脂を金型に焼き付け、洗浄の有効性を調査し続けた。加熱時に強いにおいがしないか、など使い勝手の点にも留意しながら、洗浄性の高さを図っていく。実に200以上の物質の配合実験を繰り返し、ようやく開発のもととなる洗浄成分「イミダゾール」にたどり着いた。以降当社ではこれをベースとし、さまざまな汚れに適合する数種類の金型クリーニングシートの開発をおこなった。
ところが、新たにハロゲンフリーの環境対応封止材が登場すると、状況は一変する。この環境対応封止材の金型汚れには、これまで実績を積み重ねてきたイミダゾールが有効でないことがわかったのだ。再び、ゼロから新たな洗浄材料の開発をスタートすることとなった。

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