(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物に対する低い密着性を有する低密着性材料であって、
母材と、
前記母材の表面近傍に存在し希土類酸化物を含む部分と、
前記部分の表面を含む表面近傍に設けられ特定の物質を含有する機能層とを備えるとともに、
前記特定の物質は窒素であり、
前記対象物は塩基性を有する物質又は熱硬化性樹脂であり、
前記機能層における窒素の含有量は１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３を超え１０２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満であり、
前記希土類酸化物はＹ２Ｏ３を含むことを特徴とする低密着性材料。
【請求項２】
請求項１に記載の低密着性材料において、
前記機能層は、イオン注入法、ＰＶＤ、ＣＶＤ、又は、ゾルゲル法のいずれかを使用して形成されたことを特徴とする低密着性材料。
【請求項３】
対象物に対する低い密着性を有する低密着性材料の製造方法であって、
母材の表面近傍に希土類酸化物を含む部分を準備する工程と、
前記部分の表面を含む表面近傍に窒素を含有させることによって機能層を形成する工程を備えるとともに、
前記対象物は塩基性を有する物質又は熱硬化性樹脂であり、
前記機能層を形成する工程では、イオン注入法、ＰＶＤ、ＣＶＤ、又は、ゾルゲル法のいずれかを使用し、
前記機能層における窒素の含有量は１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３を超え１０２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満であり、
前記希土類酸化物はＹ２Ｏ３を含むことを特徴とする低密着性材料の製造方法。
【請求項４】
塩基性又は熱硬化性を有する樹脂を含む成形品を製造する場合に使用されるとともに、前記樹脂が接触する面からなる型面と前記樹脂との間における低い密着性を有する成形型であって、
母材と、
前記母材の表面近傍に存在し希土類酸化物を含む部分と、
前記部分の表面を含む表面近傍に設けられ特定の物質を含有する機能層とを備えるとともに、
前記特定の物質は窒素であり、
前記機能層における窒素の含有量は１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３を超え１０２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満であり、
前記希土類酸化物はＹ２Ｏ３を含むことを特徴とする成形型。
【請求項５】
請求項４に記載の成形型において、
前記機能層は、イオン注入法、ＰＶＤ、ＣＶＤ、又は、ゾルゲル法のいずれかを使用して形成されたことを特徴とする成形型。
【請求項６】
塩基性又は熱硬化性を有する樹脂を含む成形品を製造する場合に使用されるとともに、前記樹脂が接触する面からなる型面と前記樹脂との間における低い密着性を有する成形型の製造方法であって、
母材の表面近傍に希土類酸化物を含む部分を準備する工程と、
前記部分の表面を含む表面近傍に窒素を含有させることによって機能層を形成する工程を備えるとともに、
前記機能層を形成する工程では、イオン注入法、ＰＶＤ、ＣＶＤ、又は、ゾルゲル法のいずれかを使用し、
前記機能層における窒素の含有量は１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３を超え１０２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満であり、
前記希土類酸化物はＹ２Ｏ３を含むことを特徴とする成形型の製造方法。
【請求項７】
塩基性を有する物質又は熱硬化性樹脂からなる汚れの付着を防止する機能を有する防汚性材料であって、
母材と、
前記母材の表面近傍に存在し希土類酸化物を含む部分と、
前記部分の表面を含む表面近傍に設けられ特定の物質を含有する機能層とを備えるとともに、
前記特定の物質は窒素であり、
前記機能層における窒素の含有量は１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３を超え１０２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満であり、
前記希土類酸化物はＹ２Ｏ３を含むことを特徴とする防汚性材料。
【請求項８】
請求項７に記載の防汚性材料において、
前記機能層は、イオン注入法、ＰＶＤ、ＣＶＤ、又は、ゾルゲル法のいずれかを使用して形成されたことを特徴とする防汚性材料。
【請求項９】
塩基性を有する物質又は熱硬化性樹脂からなる汚れの付着を防止する機能を有する防汚性材料の製造方法であって、
母材の表面近傍に希土類酸化物を含む部分を準備する工程と、
前記部分の表面を含む表面近傍に窒素を含有させることによって機能層を形成する工程を備えるとともに、
前記機能層を形成する工程では、イオン注入法、ＰＶＤ、ＣＶＤ、又は、ゾルゲル法のいずれかを使用し、
前記機能層における窒素の含有量は１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３を超え１０２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満であり、
前記希土類酸化物はＹ２Ｏ３を含むことを特徴とする防汚性材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塩基性を有する物質又は熱硬化性樹脂に対して低い密着性を有する材料（以下、「低密着性材料」という。）と、そのような低密着性材料によって少なくとも型面が構成された成形型と、塩基性を有する物質又は熱硬化性樹脂からなる汚れの付着を防止する機能を有する防汚性材料と、上述した三者を製造する製造方法とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来においては、トランスファー成形、射出成形、圧縮成形等により、次のようにして硬化樹脂を有する成形体を完成させている。すなわち、樹脂成形用の金型に設けられたキャビティを流動性樹脂によって充填された状態にし、その流動性樹脂を硬化させて硬化樹脂を形成して、成形体を完成させている。そして、金型材料としては、主に工具鋼が使用されている。また、エジェクト機構を使用して金型から成形体を突き出すことによって、成形体を取り出しやすくしている。
【０００３】
しかし、従来の金型材料（工具鋼等）においては、表面に硬化樹脂等からなる汚れが固着しやすいので、金型の表面（型面）と硬化樹脂との間の離型性が低下するという問題がある。したがって、この汚れを取り除くためには定期的に表面をクリーニングする必要があるので煩雑であるという問題がある。また、成形体を金型から取り出すために多数のエジェクト機構を必要としており、このことが金型の大型化と複雑化とを招くという問題がある。
【０００４】
ここで、成形体を容易に取り出すためには、型面と硬化樹脂との間の離型性を向上させること、言い換えれば、型面と硬化樹脂との間の密着性を低下させることが好ましい。このためには、例えば、流動性樹脂に対する良好な非濡れ性を有するポリテトラフルオロエチレンやシリコーンゴム等の有機材料が、型面−硬化樹脂間の離型性を改善する材料として有望であると考えられる。実際に、高離型性材料としてこのような有機材料を型面にスプレーあるいは塗布した後に乾燥させてコーティングする方法が、提案されている（例えば、特許文献１参照）。これによれば、優れた離型性を有する樹脂成形用の金型が、一応は実現される。
【０００５】
しかし、ポリテトラフルオロエチレンやシリコーンゴム等の有機材料を型面にコーティングする場合には、これらの有機材料が摩耗しやすい。したがって、金型における離型性を改善する高離型性材料としてこれらの有機材料を単独で使用することは、現実的には困難であるという問題がある。
【０００６】
また、リードフレームやプリント基板等に装着された半導体チップ等のチップ状電子部品（以下「チップ」という。）を樹脂封止する場合には、流動性樹脂として、セラミックスからなるフィラーを含有する熱硬化性樹脂、例えば、塩基性を有するエポキシ樹脂が使用される。このフィラーは型面を摩耗させるので、型面に耐摩耗性を有する金属系高硬度材料を形成することが行われている。この場合には、Ｃｒ，ＴｉＣ，ＣｒＮ等の耐摩耗性に優れる金属系高硬度材料をめっき、ＰＶＤ、ＣＶＤ等により型面にコーティングする方法が用いられる。
【０００７】
しかし、Ｃｒ，ＴｉＣ，ＣｒＮ等の耐摩耗性に優れる金属系高硬度材料を型面に成膜する場合には、これらの金属系材料が流動性樹脂に対して十分な非濡れ性を有していないので、型面との間の離型性が不十分になる。したがって、型面と硬化樹脂との間の離型性、言い換えれば低密着性が不十分であるという問題がある。特に、チップを樹脂封止する場合には、成形体から製造される電子部品の完成品（パッケージ）の信頼性を確保するために、成形体を離型する際にできるだけ外力が加わらないことが好ましい。
【０００８】
また、樹脂成形型に限らず、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂等の塩基性を有する物質が接触する部材の表面、例えば、エポキシ樹脂からなるシート状材料を打ち抜いて成形品を製造する際に使用される成形型の表面には、微量のエポキシ樹脂が付着しやすい。そして、そのような成形型を引き続いて使用すると、その成形型の表面にエポキシ樹脂からなる汚れが付着するという問題がある。
【０００９】
ここまで説明した問題が存在することに鑑み、塩基性を有する物質又は熱硬化性樹脂を対象とする成形型等を構成する材料として、低密着性材料の実現が望まれている。また、成形型として、塩基性を有する物質又は熱硬化性樹脂に対する低密着性を有する成形型の実現が望まれている。また、成形型等の材料として、塩基性を有する汚れ又は熱硬化性樹脂からなる汚れの付着を防止するとともに付着した汚れが容易に落ちる（除去される）材料、言い換えれば防汚性材料の実現が望まれている。
【００１０】
ところで、本出願の発明者らは、空気中において安定な焼結体であるＹ２Ｏ３がエポキシ樹脂に対して良好な低密着性を有することを見出した。そして、本出願の発明者らによって、Ｙ２Ｏ３等からなる希土類酸化物を含む材料を使用して型面を構成することが提案されている（特許文献２−５参照）。ここで、低密着性とは、「従来の金型材料である鋼系材料や超硬合金等とエポキシ樹脂に代表される塩基性を有する物質との間の密着性に比較した場合に、低い密着性であること」を意味する。また、塩基性とは、電子対の供与性、すなわち電子対を供与する性質をいい、あるいは、プロトンを授与する性質をいう（例えば、理化学事典  第４版、岩波書店、１９８７年、ｐ．１６１）。
【００１１】
しかし、特許文献２−５に記載された低密着性材料については、低密着性は向上したものの更なる低密着性が求められている。また、特許文献２−５に記載された低密着性材料によって型面が構成された樹脂成形型については、離型性は改善されたものの更なる離型性の向上が求められている。また、特許文献４、５に記載された防汚性材料についても、更なる防汚性の向上が求められている。
【００１２】
【特許文献１】特開平７−３２９０９９号公報（第３−４頁）
【特許文献２】特開２００５−２７４４７８号公報（第８頁）
【特許文献３】特開２００６−１３１４２９号公報（第６−８頁）
【特許文献４】特開２００７−１９７２５１号公報（第８−１０頁）
【特許文献５】特開２００７−２７６４０２号公報（第６−１０頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明が解決しようとする課題は、塩基性を有する物質又は熱硬化性樹脂に対する更なる低密着性を有する低密着性材料と成形型とが得られていないこと、及び、塩基性を有する汚れ又は熱硬化性樹脂からなる汚れに対する更なる防汚性を有する防汚性材料が得られていないことである。また、それらの製造方法が得られていないことである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
以下、「課題を解決するための手段」と「発明の効果」と「発明を実施するための最良の形態」との説明におけるかっこ内の符号は、説明における用語と図面に示された構成要素とを対比しやすくする目的で記載されたものである。また、これらの符号等は、「図面に示された構成要素に限定して、説明における用語の意義を解釈すること」を意味するものではない。
【００１５】
上述の課題を解決することを目的として、本発明に係る低密着性材料（７）は、対象物（１４、１５）に対する低い密着性を有する低密着性材料（７）であって、母材（３）と、母材（３）の表面近傍（厚さ方向における近傍。以下同じ。）に存在し希土類酸化物を含む部分と、部分の表面を含む表面近傍に設けられ特定の物質を含有する機能層（９）とを備えるとともに、特定の物質は窒素であり、対象物（１４、１５）は塩基性を有する物質又は熱硬化性樹脂であり、機能層（９）における窒素の含有量は１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３を超え１０２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満であり、希土類酸化物はＹ２Ｏ３を含むことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る低密着性材料（７）は、上述の低密着性材料（７）において、
機能層（９）は、イオン注入法、ＰＶＤ、ＣＶＤ、又は、ゾルゲル法のいずれかを使用して形成されたことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る低密着性材料（７）の製造方法は、対象物（１４、１５）に対する低い密着性を有する低密着性材（７）料の製造方法であって、母材（３）の表面近傍に希土類酸化物を含む部分を準備する工程と、部分の表面を含む表面近傍に窒素を含有させることによって機能層（９）を形成する工程を備えるとともに、対象物（１４、１５）は塩基性を有する物質又は熱硬化性樹脂であり、機能層（９）を形成する工程では、イオン注入法、ＰＶＤ、ＣＶＤ、又は、ゾルゲル法のいずれかを使用し、機能層（９）における窒素の含有量は１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３を超え１０２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満であり、希土類酸化物はＹ２Ｏ３を含むことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る成形型（８）は、塩基性又は熱硬化性を有する樹脂（１４、１５）を含む成形品（１６）を製造する場合に使用されるとともに、樹脂（１４、１５）が接触する面からなる型面（６）と樹脂（１４、１５）との間における低い密着性を有する成形型（８）であって、母材（３）と、母材（３）の表面近傍に存在し希土類酸化物を含む部分と、部分の表面を含む表面近傍に設けられ特定の物質を含有する機能層（９）とを備えるとともに、特定の物質は窒素であり、機能層（９）における窒素の含有量は１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３を超え１０２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満であり、希土類酸化物はＹ２Ｏ３を含むことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る成形型（８）は、上述の成形型（８）において、機能層（９）は、イオン注入法、ＰＶＤ、ＣＶＤ、又は、ゾルゲル法のいずれかを使用して形成されたことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係る成形型（８）の製造方法は、塩基性又は熱硬化性を有する樹脂（１４、１５）を含む成形品（１６）を製造する場合に使用されるとともに、樹脂（１４、１５）が接触する面からなる型面（６）と樹脂（１４、１５）との間における低い密着性を有する成形型（８）の製造方法であって、母材（３）の表面近傍に希土類酸化物を含む部分を準備する工程と、部分の表面を含む表面近傍に窒素を含有させることによって機能層（９）を形成する工程を備えるとともに、機能層（９）を形成する工程では、イオン注入法、ＰＶＤ、ＣＶＤ、又は、ゾルゲル法のいずれかを使用し、機能層（９）における窒素の含有量は１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３を超え１０２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満であり、希土類酸化物はＹ２Ｏ３を含むことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係る防汚性材料（７）は、塩基性を有する物質又は熱硬化性樹脂からなる汚れの付着を防止する機能を有する防汚性材料（７）であって、母材（３）と、母材（３）の表面近傍に存在し希土類酸化物を含む部分と、部分の表面を含む表面近傍に設けられ特定の物質を含有する機能層（９）とを備えるとともに、特定の物質は窒素であり、機能層（９）における窒素の含有量は１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３を超え１０２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満であり、希土類酸化物はＹ２Ｏ３を含むことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明に係る防汚性材料（７）は、上述の防汚性材料（７）において、機能層（９）は、イオン注入法、ＰＶＤ、ＣＶＤ、又は、ゾルゲル法のいずれかを使用して形成されたことを特徴とする。
【００２３】
また、本発明に係る防汚性材料（７）の製造方法は、塩基性を有する物質又は熱硬化性樹脂からなる汚れの付着を防止する機能を有する防汚性材料（７）の製造方法であって、母材（３）の表面近傍に希土類酸化物を含む部分を準備する工程と、部分の表面を含む表面近傍に窒素を含有させることによって機能層（９）を形成する工程を備えるとともに、機能層（９）を形成する工程では、イオン注入法、ＰＶＤ、ＣＶＤ、又は、ゾルゲル法のいずれかを使用し、機能層（９）における窒素の含有量は１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３を超え１０２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満であり、希土類酸化物はＹ２Ｏ３を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、低密着性材料（７）が、母材（３）と、その母材（３）の表面近傍に存在し希土類酸化物を含む部分と、その部分の表面を含む表面近傍に設けられ窒素を含有する機能層（９）とを有する。機能層（９）は、塩基性を有する物質又は熱硬化性樹脂に対する低い密着性を有する。したがって、塩基性を有する物質又は熱硬化性樹脂に対する低い密着性を有する低密着性材料（７）が得られる。
【００２５】
また、本発明によれば、イオン注入法、ＰＶＤ、ＣＶＤ、又は、ゾルゲル法のいずれかを使用することによって、母材（３）の表面近傍に存在し希土類酸化物を含む部分に窒素を含有させる。これにより、塩基性を有する物質又は熱硬化性樹脂に対する低い密着性を有する低密着性材料（７）を製造することができる。
【００２６】
また、本発明によれば、成形型（８）が、母材（３）と、その母材（３）の表面近傍に
存在し希土類酸化物を含む部分と、その部分の表面を含む表面近傍に設けられ窒素を含有する機能層（９）とを有する。機能層（９）は、塩基性を有する物質又は熱硬化性樹脂に対する低い密着性を有する。したがって、塩基性を有する物質又は熱硬化性樹脂に対する低い密着性を有する成形型（８）が得られる。
【００２７】
また、本発明によれば、イオン注入法、ＰＶＤ、ＣＶＤ、又は、ゾルゲル法のいずれかを使用することによって、母材（３）の表面近傍に存在し希土類酸化物を含む部分に窒素を含有させる。これにより、塩基性を有する物質又は熱硬化性樹脂に対する低い密着性を有する成形型（８）を製造することができる。
【００２８】
また、本発明によれば、防汚性材料（７）が、母材（３）と、その母材（３）の表面近傍に存在し希土類酸化物を含む部分と、その部分の表面を含む表面近傍に設けられ窒素を含有する機能層（９）とを有する。そして、機能層（９）は、塩基性を有する物質又は熱硬化性樹脂に対する低い密着性を有する。したがって、塩基性を有する物質又は熱硬化性樹脂に対する低い密着性を有する防汚性材料（７）が得られる。
【００２９】
また、本発明によれば、イオン注入法、ＰＶＤ、ＣＶＤ、又は、ゾルゲル法のいずれかを使用することによって、母材（３）の表面近傍に存在し希土類酸化物を含む部分に窒素を含有させる。これにより、塩基性を有する物質又は熱硬化性樹脂に対する低い密着性を有する防汚性材料（７）を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明に係る成形型（８）は、塩基性を有する流動性樹脂（１３）を硬化させて硬化樹脂（１４、１５）を形成する場合において使用され、流動性樹脂（１３）が接触する面からなる型面（６）と硬化樹脂（１４、１５）との間における低い密着性を有する。成形型（８）は、低密着性材料（７）から構成されている。低密着性材料（７）は、Ｙ２Ｏ３からなる母材（３）と、その母材（３）の表面近傍に設けられ窒素を含有する機能層（９）とを有する。窒素の含有量は、１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３を超え１０２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満である。低密着性材料（７）は、イオン注入法を使用して母材（３）に窒素を含有させることによって製造される。
【実施例１】
【００３１】
本発明の実施例１に係る低密着性材料及び成形型を、図１を参照して説明する。図１（１）は本実施例に係る低密着性材料及び成形型の原材料を、図１（２）は本実施例に係る低密着性材料及び成形型の概略を、それぞれ示す部分断面図である。なお、以下に示されるいずれの図についても、わかりやすくするために、適宜省略し又は誇張して模式的に描かれている。
【００３２】
図１（１）に示されるように、上型１と上型１に対向する下型２とが設けられている。上型１は、原材料である母材３によって構成されている。母材３は、希土類酸化物によって構成されている。母材３として使用される希土類酸化物は、式ｚ＋／（ｒ＋＋ｒ−）２に基づいて算出されるＦｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ（ＦＳ；影響場）の値が０．５０以上かつ０．６５以下の範囲にあるような希土類酸化物である。ここで、ｚ＋は流動性樹脂（１３）が接触する表面を構成する希土類酸化物に含まれる金属カチオンの価数を、ｒ＋は金属カチオンのイオン半径（単位Å；１Å＝１×１０−１０ｍ）を、ｒ−はアニオン（具体的には酸素イオン）のイオン半径（単位Å）を、それぞれ表している。
【００３３】
母材３として使用される希土類酸化物とそのＦｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈの値（かっこ内の数字参照）としては、次のようなものがある。それは、Ｙ２Ｏ３（０．５８）、Ｇｄ２Ｏ３（０．５６）、Ｓｍ２Ｏ３（０．５５）、Ｅｕ２Ｏ３（０．５５）、Ｅｒ２Ｏ３（０．５８）、Ｙｂ２Ｏ３（０．５９）、Ｌｕ２Ｏ３（０．６０）等である。これらの酸化物のうち、母材３を構成する材料としては、Ｙ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３が好ましい。特に、低密着性に加えて入手容易性や価格等の観点を考慮すると、母材３を構成する低密着性材料としてはＹ２Ｏ３が最も好ましい。そこで、Ｙ２Ｏ３（酸化イットリウム；イットリア）によって母材３を構成することとする。
【００３４】
図１（１）において、母材３には、流動性樹脂（図示なし）が流動する樹脂通路４と、樹脂通路４につながる空間であって流動性樹脂によって充填されるキャビティ５とが、設けられている。ここで、流動性樹脂は、例えば熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂等のような塩基性を有する物質である。図１（１）に示された上型１の型面６は、Ｙ２Ｏ３からなる母材３の面（下面）によって構成されている。型面６には、樹脂通路４とキャビティ５とがそれぞれ有する面が含まれる。
【００３５】
図１（１）に示された母材３に窒素を含有させることにより、塩基性を有する物質に対する低い密着性を有する低密着性材料７（図１（２）参照）が製造される。そして、図１（２）に示されているように、低密着性材料７からなる上型８が製造される。上型８は、型面６を含む型面６の近傍に設けられ塩基性を有する物質に対する低い密着性を有する機能層９を備える。ここで、「機能層」とは、ある特定の機能を担う層を意味する。特定の機能とは、ある種の物質に対する低密着性、成形型として使用した場合における離型性、及び、ある種の物質に関する防汚性である。
【００３６】
図１（２）に示されるように、下型２の上には、リードフレーム、プリント基板、セラミックス基板等の基板１０が配置される。基板１０の上に装着されたチップ１１が有する電極と基板１０が有する電極とは（いずれも図示なし）、ワイヤ１２によって電気的に接続される。基板１０は、チップ１１とワイヤ１２とがキャビティ５に収容され得るような位置に、下型２の上において位置決めされて配置される。
【００３７】
図１（２）に示された上型８と下型２とを使用した樹脂封止を、図２を参照して説明する。図２（１）は本実施例に係る成形型を型締めして流動性樹脂を充填する状態を、図２（２）は硬化樹脂が形成された後に成形型を型開きした状態を、それぞれ示す部分断面図である。
【００３８】
本実施例に係る樹脂封止は次のようにして行われる。まず、図１（２）に示すように、下型２の上に基板１０を位置決めして配置する。
【００３９】
次に、図２（１）に示すように、それぞれ加熱された上型８と下型２とを型締めする。その後に、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂からなる流動性樹脂１３を、樹脂通路４を経由してキャビティ５に充填する。
【００４０】
次に、図２（２）に示すように、引き続き流動性樹脂１３を加熱する。このことによって、樹脂通路４とキャビティ５とにおいてそれぞれ硬化樹脂１４、１５を形成する。
【００４１】
次に、上型８と下型２とを型開きした後に、基板１０上におけるチップ１１が樹脂封止された樹脂封止体１６を取り出す。ここで、上型８の型面６の近傍に設けられた機能層９は、塩基性を有する物質に対する低い密着性を有する。したがって、機能層９は、塩基性を有する物質であるエポキシ樹脂からなる硬化樹脂１４、１５に対する低い密着性を有する。これにより、硬化樹脂１４、１５は、機能層９から、言い換えれば上型８の型面６から離型する。
【００４２】
次に、適当な手段を使用して、樹脂封止体１６から、樹脂通路４において硬化した硬化樹脂１４からなる不要樹脂を分離する。ここまでの工程によって、基板１０とチップ１１と硬化樹脂１５とを含む、電子部品の完成品（パッケージ）が完成する。
【００４３】
以下、本発明に係る低密着性材料及び成形型の製造方法を、図３を参照して説明する。図３（１）は低密着性材料及び成形型の母材を、図３（２）は母材に窒素イオンを含有させる工程を、図３（３）は低密着性材料及び成形型を、それぞれ示す部分断面図である。
【００４４】
まず、図３（１）に示すように、Ｙ２Ｏ３の焼結体からなるブロック状の材料に対して切削加工等による適当な加工を施すことによって、樹脂通路４とキャビティ５とを有する母材３を完成させる。上型１は、原材料である母材３によって構成されている。
【００４５】
次に、図３（２）に示すように、母材３の型面６に窒素イオン１７を注入する。窒素イオン１７を注入するには、周知のイオン注入法を使用することができる。
【００４６】
ここまでの工程によって、図３（３）に示すように、型面６を含む型面６の近傍には窒素イオン１７を含有する機能層９が形成される。この機能層９は、塩基性を有する物質（例えば、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂等）に対する低い密着性を有する。
【００４７】
以下、機能層９が含有する窒素イオンの濃度（含有量、窒素濃度）と、型面から硬化樹脂が離型する際の離型力との関係を、図４を参照して説明する。図４は、窒素濃度と離型力との関係を示す図である。なお、図４の左端における２種類のプロットは、比較のためにイオン注入していない場合のデータを示したものである。
【００４８】
図４に示されているように、Ｙ２Ｏ３からなる母材に窒素イオンをイオン注入した場合には、母材の表面とエポキシ樹脂からなる硬化樹脂との間の離型力、すなわち密着力は次のように低下する。まず、イオン注入がなされていないＹ２Ｏ３焼結体の表面から硬化樹脂が離型する場合について説明する。Ｙ２Ｏ３焼結体（イオン注入なし）の表面から硬化樹脂が離型する場合における離型力の平均値は、３．９ｋｇｆ／ｃｍ２ （１ｋｇｆ／ｃｍ２ ＝９．８Ｎ／ｃｍ２ 。以下同じ。）である。
【００４９】
これに対して、窒素イオンがイオン注入されてＹ２Ｏ３焼結体の表面の近傍に形成された機能層の表面から硬化樹脂が離型する場合には、離型力の平均値は次のようになる。機能層における窒素濃度が５．５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である場合には、離型力の平均値は１．６６ｋｇｆ／ｃｍ２である。また、窒素濃度が９．０×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である場合における離型力の平均値は１．５４ｋｇｆ／ｃｍ２、５．５×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である場合には１．４９ｋｇｆ／ｃｍ２、９．０×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である場合には０．９８ｋｇｆ／ｃｍ２である。したがって、Ｙ２Ｏ３焼結体に窒素イオンをイオン注入することによって、Ｙ２Ｏ３焼結体の表面に形成された機能層９と硬化樹脂との間の密着力は低下したといえる。
【００５０】
また、イオン注入がなされていないＹ２Ｏ３薄膜の表面から硬化樹脂が離型する場合について説明する。Ｓｉ（シリコン）基板上にＣＶＤ法によって形成されたＹ２Ｏ３薄膜の表面から硬化樹脂が離型する場合における離型力の平均値は、３．５ｋｇｆ／ｃｍ２である。
【００５１】
これに対して、窒素イオンがイオン注入されたＹ２Ｏ３薄膜の表面の近傍に形成された機能層の表面から硬化樹脂が離型する場合には、離型力の平均値は次のようになる。機能層における窒素濃度が２．０×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である場合には、離型力の平均値は１．７０ｋｇｆ／ｃｍ２である。同様にして、窒素濃度が３．０×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３である場合における離型力の平均値は１．９７ｋｇｆ／ｃｍ２である。したがって、ＣＶＤ法を使用して形成されたＹ２Ｏ３薄膜に窒素イオンをイオン注入することによって、Ｙ２Ｏ３薄膜の表面に形成された機能層９と硬化樹脂との間の密着力は低下したといえる。
【００５２】
ここで、窒素濃度の下限については、密着力を低下させる効果を実現するという観点から１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３を超える程度であることが好ましい。また、窒素濃度の上限については、Ｙ２Ｏ３のバルクとしての構造を保ち耐摩耗性を維持するという観点から１０２２ａｔｏｍｓ／ｃｍ３を超えない程度であることが好ましい。
【００５３】
本実施例によれば、塩基性を有する物質又は熱硬化性樹脂と表面との間の密着力が小さい低密着性材料７が得られる。また、塩基性を有する物質が接触する型面６が機能層９によって構成されている低密着性材料７が得られるとともに、その低密着性材料７からなる成形型（上型８）が得られる。そして、低密着性材料７が有する低密着性に起因して、硬化樹脂１４、１５に対する優れた離型性と、硬化樹脂からなる汚れが型面６に付着しにくい特性と、型面６に付着した汚れが除去されやすい特性とが生じ、これらの特性を有する成形型（上型８）が得られる。したがって、エジェクト機構を必要とせず長時間にわたって優れた離型性を維持し、かつ、クリーニングの頻度を低減することができる成形型（上型８）が実現される。
【００５４】
また、Ｙ２Ｏ３のような希土類酸化物からなる母材３に窒素イオンがイオン注入されて形成された機能層９は、優れた耐摩耗性を有する。したがって、優れた耐摩耗性を有する低密着性材料７及び成形型８が得られる。
【００５５】
更に、Ｙ２Ｏ３焼結体とそのＹ２Ｏ３焼結体に窒素イオンがイオン注入されて形成された機能層９とは、いずれも化学的に安定な物質である。また、Ｓｉ基板上にＣＶＤ法によって形成されたＹ２Ｏ３薄膜とそのＹ２Ｏ３薄膜に窒素イオンがイオン注入されて形成された機能層９とは、いずれも化学的に安定な物質である。したがって、化学的に安定な低密着性材料７及び成形型８が得られる。
【実施例２】
【００５６】
上述した実施例１では、母材３として、Ｙ２Ｏ３の焼結体からなるブロック状の材料を使用した。これに代えて、以下の各実施例において説明するような、母材３として希土類化合物を含む材料を使用してもよい。
【００５７】
実施例２においては、母材３として、希土類元素を少なくとも含む物質を使用することができる。そして、その材料に窒素イオン１７（図３（２）参照）を含有させることができる。
【００５８】
また、本実施例では、希土類化合物を少なくとも主たる成分の１つとする物質を使用してもよく、その材料に窒素イオン１７（図３（２）参照）を含有させることができる。また、母材３に含まれる希土類化合物は、酸化物、窒化物、炭化物、又は、酸化物と窒化物と炭化物とのうち少なくとも２つを含む混合物からなることとしてもよい。
【００５９】
また、実施例１で説明した希土類酸化物（Ｙ２Ｏ３等）を１種類又は複数種類含むとともに、その希土類酸化物又はそれらの希土類酸化物を４０体積％以上含む材料を使用してもよい。そして、その材料に窒素イオン１７（図３（２）参照）を含有させることができる。
【００６０】
本実施例によれば、希土類元素を少なくとも含む物質に窒素イオン１７を注入して、その物質の表面付近において、窒素イオン１７を含有する機能層９を形成する（図３（２）及び（３）参照）。この機能層９により、塩基性を有する物質（例えば、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂等）に対する低い密着性が得られる。したがって、塩基性を有する物質又は熱硬化性樹脂に対する低い密着性を有する低密着性材料及び成形型が得られる。
【実施例３】
【００６１】
実施例３においては、母材３として、Ｙ２Ｏ３と別の酸化物とから少なくとも生成された材料が使用され、その生成された材料においてはＹ２Ｏ３とその別の酸化物との全体に対してその別の酸化物が一定の比率を有する。そして、その材料は、その一定の比率の下においては保形性を有する。また、その別の酸化物は、Ｙ３＋よりも大きなイオン半径を有する物質を含むこと、又は、Ｙ２Ｏ３よりも強い塩基性を有することのうち少なくとも１つを満たす。そして、その別の酸化物は、Ｌａ２Ｏ３又はＳｒＯのいずれかである。
【００６２】
また、母材３として使用される材料は、Ｙ２Ｏ３とＬａ２Ｏ３とからなる固溶体又は複合酸化物を少なくとも含んでいる材料であってもよい。更に、母材３として使用される材料は、Ｙ２Ｏ３とＳｒＯとからなる固溶体又は複合酸化物を少なくとも含んでいる材料であってもよい。
【００６３】
本実施例では、母材３として、Ｙ２Ｏ３とＬａ２Ｏ３とから少なくとも生成された材料を使用することができる。また、Ｙ２Ｏ３とＳｒＯとから少なくとも生成された材料に、窒素イオン１７（図３（２）参照）を含有させることができる。
【００６４】
本実施例によれば、Ｙ２Ｏ３と別の酸化物とから少なくとも生成された材料に窒素イオン１７を注入して、その材料の表面付近において窒素イオン１７を含有する機能層９を形成する。この機能層９により、塩基性を有する物質（例えば、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂等）に対する低い密着性が得られる。したがって、塩基性を有する物質又は熱硬化性樹脂に対する低い密着性を有する低密着性材料及び成形型が得られる。
【実施例４】
【００６５】
実施例４においては、母材３として、本体部とその本体部における表面の少なくとも一部に形成された表面層とを備える材料を使用する。表面層は、塩基性を有する物質又は熱硬化性樹脂に対する低密着性と本体部よりも小さな熱膨張係数とを有する材料から構成される。そして、高温下において本体部に表面層が形成され、本体部と表面層とが冷却される。したがって、その材料においては、通常の使用温度の下では表面層において圧縮残留応力が発生しその圧縮残留応力が存在している。そして、その材料に窒素イオン１７（図３（２）参照）を含有させることができる。
【００６６】
また、母材３として使用される材料は、Ｙ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３固溶体、又はイットリア複合酸化物の少なくともいずれかが表面層に含まれる材料であってもよい。更に、母材３として使用される材料は、ＺｒＯ２を主成分とする第１の材料と、第１の材料よりも小さな熱膨張係数を有する第２の材料とが、本体部に含まれる材料であってもよい。
【００６７】
本実施例によれば、本体部とその本体部よりも小さな熱膨張係数とを有する表面層とを備え、Ｙ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３固溶体、又はイットリア複合酸化物の少なくともいずれかが表面層に含まれる材料を使用する。そして、その材料に窒素イオン１７を含有させて、その材料の表面付近において窒素イオン１７を含有する機能層９を形成する（図３（２）及び（３）参照）。この機能層９によって、塩基性を有する物質（例えば、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂等）に対する低い密着性が得られる。したがって、塩基性を有する物質又は熱硬化性樹脂に対する低い密着性を有する低密着性材料及び成形型が得られる。
【００６８】
なお、実施例１〜４において説明した成形型には抜き型も含まれる。すなわち、塩基性を有する物質又は熱硬化性樹脂からなる材料を打ち抜いて成形品を製造する際に使用される成形型に、各実施例で説明した低密着性材料を使用することができる。
【００６９】
また、成形型（上型８）の型面６に機能層９を形成する場合には、ブロック状（直方体状）の低密着性材料を、キャビティ５の底面又は天面を構成するキャビティブロックとして使用してもよい。この場合には、成形型のうち、流動性樹脂１３が接触する型面６の一部、例えば、キャビティ５における内底面（図２では上面）が低密着性材料によって構成される。
【００７０】
また、上述した各実施例においては、トランスファー成形を使用して、基板９に装着されたチップ１０を樹脂封止する際に使用される成形型８を例に挙げて説明した。これに限らず、一般的な圧縮成形、射出成形等において使用される成形型に対して本発明を適用することができる。言い換えれば、キャビティ５に流動性樹脂１３が充填された状態でその流動性樹脂１３を硬化させて成形体１５を製造する際に使用される成形型に対して、本発明を適用することができる。
【実施例５】
【００７１】
実施例５は、実施例１〜実施例４に記載された低密着性材料７を、防汚性材料として使用するものである。それらの低密着性材料７は、塩基性を有する物質又は熱硬化性樹脂に対する低い密着性を有する。したがって、実施例１〜実施例４に記載された低密着性材料７を、塩基性を有する物質又は熱硬化性樹脂に対する低密着性が要求される用途に使用することが可能である。例えば、このような低密着性材料７を、有機物からなる汚れのうち塩基性を有する汚れ又は熱硬化性樹脂からなる汚れの付着を防止する機能を有する材料として使用することができる。また、このような低密着性材料７を、有機物からなる汚れのうち塩基性を有する汚れ又は熱硬化性樹脂からなる汚れが付着した場合にそれらの汚れが容易に落ちる（除去される）材料として使用することができる。
【００７２】
具体的には、実施例１〜実施例４に記載された低密着性材料７を、建物の外壁等に使用される建材、浴槽、衛生陶器やこれに類する機器等の材料として使用することができる。また、塩基性を有する物質又は熱硬化性樹脂が接触する配管類、タンク類にも、実施例１〜実施例４に記載された低密着性材料７を使用することができる。更に、これらの用途に使用される部材の表面をコーティングする材料として、実施例１〜実施例４に記載された低密着性材料７を使用してもよい。
【００７３】
なお、上述した各実施例においては、次の構成を採用してもよい。各実施例では、母材３の原材料として、Ｙ２Ｏ３の焼結体等からなるブロック状の材料を使用した。これに限らず、母材３の型面６を含む型面６の近傍において、Ｙ２Ｏ３等の希土類酸化物を含む酸化物膜を設けてもよい。この場合には、その酸化物膜に窒素イオン１７を注入することによって、酸化物膜の表面付近において窒素イオン１７を含有する機能層９を形成する。この機能層９によって、塩基性を有する物質（例えば、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂等）に対する低い密着性が得られる。したがって、塩基性を有する物質又は熱硬化性樹脂に対する低い密着性を有する低密着性材料及び成形型が得られる。また、この場合には、母材３の原材料として、工具鋼、ＷＣ（タングステンカーバイド）を含む超硬合金、３ＹＳＺ（３ｍｏｌ％イットリア安定化ジルコニア）等からなるセラミックス系材料等を使用してもよい。
【００７４】
また、各実施例においては、Ｙ２Ｏ３等の希土類酸化物に窒素イオン１７を含有させる方法として次の方法を使用することができる。それは、ＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；物理気相成長法）、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；化学気相成長法）、ゾルゲル法等である。ＰＶＤには、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、プラズマ溶射法、イオンプレーティング法等が含まれる。
【００７５】
また、各実施例において説明した材料に連通孔を設けて多孔性としてもよい。更に、各実施例において説明した材料に導電性を付与させてもよい。
【００７６】
なお、本発明は、上述した各実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、必要に応じて、任意にかつ適宜に組み合わせ、変更し、又は選択して採用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】図１（１）は実施例１に係る低密着性材料及び成形型の原材料を、図１（２）は実施例１に係る低密着性材料及び成形型の概略を、それぞれ示す部分断面図である。
【図２】図２（１）は実施例１に係る成形型を型締めして流動性樹脂を充填する状態を、図２（２）は硬化樹脂が形成された後に成形型を型開きした状態を、それぞれ示す部分断面図である。
【図３】図３（１）は低密着性材料及び成形型の母材を、図３（２）は母材に窒素イオンを含有させる工程を、図３（３）は低密着性材料及び成形型を、それぞれ示す部分断面図である。
【図４】窒素濃度と離型力との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００７８】
１    上型
２    下型
３    母材
４    樹脂流路
５    キャビティ
６    型面
７    低密着性材料（防汚性材料）
８    上型（成形型）
９    機能層
１０    基板
１１    チップ
１２    ワイヤ
１３    流動性樹脂
１４、１５  硬化樹脂（対象物）
１６    樹脂封止体（成形品）
１７    窒素イオン
【図１】
0005554898.tif 000002
【図２】
0005554898.tif 000003
【図３】
0005554898.tif 000004
【図４】
0005554898.tif 000005