(57)【要約】【課題】有機物と部材の表面との間における密着性を評価する評価方法が確立されていないこと、低い密着性を有する低密着性材料が見出されていないこと、及び、優れた離型性を有する樹脂成形型が提供されていないことである。【解決手段】  部材の表面、例えば、上型１，１０のうち流動性樹脂が接触する面からなる型面６において存在する酸化物に各々含まれる金属カチオンの価数とイオンのイオン半径とに基づいて、Ｆｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈを算出する。そのＦｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈの値と、硬化樹脂からなる有機物及び型面６の間の接着強度（密着性）との間における一定の関係に基づいて、硬化樹脂と型面６との間における密着性を評価する。その評価結果に基づいて選択された低密着性材料３を使用して、上型１を構成し、又は、上型１０の型面６において離型層１２を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物と部材の表面との間の密着性を評価する密着性の評価方法であって、
少なくとも前記表面に存在する酸化物に各々含まれる金属カチオンの価数とイオンのイオン半径とに基づいて算出された値からなるＦｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈの大きさによって前記密着性を評価することを特徴とする密着性の評価方法。
【請求項２】
有機物との間の密着性に関して低い密着性を有する低密着性材料であって、
少なくとも前記低密着性材料の表面に存在する酸化物に各々含まれる金属カチオンの価数とイオンのイオン半径とに基づいて算出された値からなるＦｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈが所定の範囲にあることを特徴とする低密着性材料。
【請求項３】
請求項２記載の低密着性材料において、
前記金属カチオンの価数は３以上であることを特徴とする低密着性材料。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の低密着性材料において、
前記Ｆｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈは前記酸化物に各々含まれる金属カチオンの価数と該金属カチオンのイオン半径と酸素イオンのイオン半径とに基づいて算出されるとともに、
前記所定の範囲は０．５０以上でありかつ０．６５以下であることを特徴とする低密着性材料。
【請求項５】
請求項２−４のいずれかに記載の低密着性材料において、
前記酸化物は多孔性を有することを特徴とする低密着性材料。
【請求項６】
請求項２−５のいずれかに記載の低密着性材料において、
前記酸化物はＹ２Ｏ３からなることを特徴とする低密着性材料。
【請求項７】
キャビティが設けられている樹脂成形型であるとともに、前記キャビティに充填されている流動性樹脂を硬化させて硬化樹脂を形成する場合において、前記硬化樹脂と前記樹脂成形型のうち前記流動性樹脂が接触する面からなる型面との間の密着性が低い樹脂成形型であって、
少なくとも前記型面に存在する酸化物に各々含まれる金属カチオンの価数とイオンのイオン半径とに基づいて算出された値からなるＦｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈが所定の範囲にあることを特徴とする樹脂成形型。
【請求項８】
請求項７記載の樹脂成形型において、
前記金属カチオンの価数は３以上であることを特徴とする樹脂成形型。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の樹脂成形型において、
前記Ｆｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈは前記酸化物に各々含まれる金属カチオンの価数と該金属カチオンのイオン半径と酸素イオンのイオン半径とに基づいて算出されるとともに、
前記所定の範囲は０．５０以上でありかつ０．６５以下であることを特徴とする樹脂成形型。
【請求項１０】
請求項７−９のいずれかに記載の樹脂成形型において、
前記酸化物は多孔性を有することを特徴とする樹脂成形型。
【請求項１１】
請求項７−１０のいずれかに記載の樹脂成形型において、
前記酸化物はＹ２Ｏ３からなることを特徴とする樹脂成形型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機物と部材の表面との間の密着性を評価する密着性の評価方法と、有機物との間の密着性に関して低い密着性を有する低密着性材料と、低密着性材料によって少なくとも型面が構成された樹脂成形型とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、トランスファ成形法又は射出成形法により、樹脂成形用の金型にそれぞれ設けられた樹脂流路とキャビティとを使用して、樹脂流路を経由してキャビティに流動性樹脂を充填し、充填された流動性樹脂を硬化させて硬化樹脂を形成して、硬化樹脂を有する成形体を完成させている。そして、主に、流動性樹脂として熱硬化性樹脂が使用されているとともに、金型材料として工具鋼が使用されている。この場合には、容易に成形体を取り出すことができるように、硬化樹脂と金型の表面（型面）との間の密着性を低下させる、言い換えれば、硬化樹脂と型面との間の離型性を向上させる必要がある。ここで、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は、金型−硬化樹脂間の離型を促進させる表面改質材料として有望であると考えられる。実際に、これらの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）。
【０００３】
また、リードフレームやプリント基板等に装着されたＬＳＩ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、セラミックからなるフィラーを含有する熱硬化性樹脂、例えば、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無機系高硬度材料を形成することが行われている。例えば、Ｃｒ，ＴｉＣ，ＣｒＮ等の耐摩耗性に優れる無機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。
【０００４】
また、３次元的な連通孔を有する多孔性材料によって樹脂成形型を構成し、それらの連通孔を経由して、流動性樹脂に含まれる気体成分を成形型の外部に排出させることが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
しかしながら、上述した従来の技術によれば、次の問題がある。第１に、従来の金型材料を使用する場合には、硬化樹脂が型面に固着しやすい。このため、その硬化樹脂を取り除くためには定期的に型面をクリーニングする必要があるので、煩雑である。第２に、従来の金型材料を使用する場合には、硬化樹脂が型面に固着しやすいので、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いる。このことが、金型の大型化と複雑化とを招く原因になっている。第３に、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、流動性樹脂に含まれるフィラーによって摩耗しやすい。したがって、金型における表面改質材料としてこれらの有機材料を単独で使用することは困難である。第４に、Ｃｒ，ＴｉＣ，ＣｒＮ等の耐摩耗性に優れる無機系高硬度材料を型面に成膜する場合には、これらの無機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である。
【０００６】
また、多孔性材料によって樹脂成形型を構成する場合においては、離型性に優れた材料を選択することが困難である。この場合も含めて、離型性を評価する評価方法、言い換えれば、硬化樹脂に対する型面の密着性を評価する評価方法が確立されていないことに起因する問題がある。ここで、型面に対して硬化樹脂が固着する過程として想定される過程を２種類述べたうえで、この問題について説明する。
【０００７】
１種類目の過程は、熱硬化性樹脂からなる流動性樹脂に含まれるシランカップリング剤が関与する過程である。熱硬化性樹脂には、フィラーと流動性樹脂との間の濡れ性を向上させるために、シランカップリング剤が添加されている。シランカップリング剤に含まれているアルコキシ基は、フィラーの表面に存在する水酸基と反応して吸着層を形成し、そのフィラーの表面に化学吸着する（アルコールの生成を伴う）。その結果として、フィラーと流動性樹脂との間の濡れ性は、この吸着層を介することによって向上する。そして、この化学吸着は、フィラーの表面にではなくて型面の酸化物層の表面においても同様に発生する。この場合には、まず、大気中の水分が、型面に存在する酸化物の表面に吸着し、このことによってその表面に少なからず水酸基が形成される。次に、これらの水酸基とアルコキシ基とが反応して吸着層を形成することにより、型面と流動性樹脂との間の濡れ性が向上する。次に、流動性樹脂である熱硬化性樹脂が更に加熱されることによって、硬化樹脂が形成される。この際に、型面と流動性樹脂との間の濡れ性が向上していることによって、型面に対する硬化樹脂の固着の程度が向上する。
【０００８】
２種類目の過程は、熱硬化性樹脂からなる流動性樹脂に含まれるアミン系硬化剤が関与する過程である。この過程では、アミン系硬化剤が酸化物表面の水酸基と反応してアミン錯体を形成した後に、アミン錯体によって、酸化物表面における熱硬化性樹脂の硬化が進行する。その結果として、酸化物と熱硬化性樹脂とが、アミン錯体を介して強固に固着する。
【０００９】
以上の２種類の過程において、硬化樹脂と型面との間の離型性、更に一般的にいえば硬化樹脂と部材の表面との間の密着性に関しては、物理的には表面の凹凸状態の関与、化学的には水素結合の可能性が知られているにすぎない。したがって、密着性の評価方法が確立されていないので、密着性の評価対象になる酸化物のそれぞれについて試料を作成して試験を行う必要があり、煩雑であるという問題がある。
【特許文献１】特開平７−３２９０９９号公報（第３頁−第４頁）
【特許文献２】特開２００４−２５６７７号公報（第５頁−第６頁、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、有機物と部材の表面との間の密着性を評価する評価方法が確立されていないこと、有機物との間の密着性に関して低い密着性を有する低密着性材料が見出されていないこと、及び、優れた離型性を有する樹脂成形型が提供されていないことである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の課題を解決することを目的として、本発明の発明者らは、部材の表面（６）に存在する酸化物に各々含まれる金属カチオン（金属の陽イオン）の価数とイオン（その金属カチオンを含む）のイオン半径とに基づいて算出された値からなるＦｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ（影響場）の大きさと、硬化樹脂からなる有機物及びその部材の表面（６）の間における接着強度（密着性）との間には、一定の関係があることを見出した。この関係に基づいて、本発明に係る密着性の評価方法は、有機物と部材の表面（６）との間の密着性を評価する密着性の評価方法であって、少なくとも表面（６）に存在する酸化物に各々含まれる金属カチオンの価数とイオンのイオン半径とに基づいて算出された値からなるＦｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈの大きさによって密着性を評価することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る低密着性材料は、有機物との間の密着性に関して低い密着性を有する低密着性材料（３，１３，１７）であって、少なくとも低密着性材料（３，１３，１７）の表面（６）に存在する酸化物に各々含まれる金属カチオンの価数とイオンのイオン半径とに基づいて算出された値からなるＦｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈが所定の範囲にあることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る低密着性材料は、上述の低密着性材料（３，１３，１７）において、金属カチオンの価数は３以上であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る低密着性材料は、上述の低密着性材料（３，１３，１７）において、Ｆｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈは酸化物に各々含まれる金属カチオンの価数と該金属カチオンのイオン半径と酸素イオンのイオン半径とに基づいて算出されるとともに、所定の範囲は０．５０以上でありかつ０．６５以下であることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る低密着性材料は、上述の低密着性材料（３，１３，１７）において、酸化物は多孔性を有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る低密着性材料は、上述の低密着性材料（３，１３，１７）において、酸化物はＹ２Ｏ３からなることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る樹脂成形型は、キャビティ（５）が設けられている樹脂成形型（１，１０）であるとともに、キャビティ（５）に充填されている流動性樹脂を硬化させて硬化樹脂を形成する場合において、硬化樹脂と樹脂成形型（１，１０）のうち流動性樹脂が接触する面からなる型面（６）との間の密着性が低い樹脂成形型（１，１０）であって、少なくとも型面（６）に存在する酸化物に各々含まれる金属カチオンの価数とイオンのイオン半径とに基づいて算出された値からなるＦｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈが所定の範囲にあることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る樹脂成形型は、上述の樹脂成形型（１，１０）において、金属カチオンの価数は３以上であることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る樹脂成形型は、上述の樹脂成形型（１，１０）において、Ｆｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈは酸化物に各々含まれる金属カチオンの価数と該金属カチオンのイオン半径と酸素イオンのイオン半径とに基づいて算出されるとともに、所定の範囲は０．５０以上でありかつ０．６５以下であることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係る樹脂成形型は、上述の樹脂成形型（１，１０）において、酸化物は多孔性を有することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係る樹脂成形型は、上述の樹脂成形型（１，１０）において、酸化物はＹ２Ｏ３からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、少なくとも部材の表面（６）に存在する酸化物に含まれる金属カチオンに関するＦｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈの大きさと、有機物及び部材の表面（６）の間における接着強度（密着性）との間には一定の関係があることに基づいて、Ｆｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈの大きさによってその接着強度を評価することができる。したがって、有機物と部材の表面（６）との間における密着性を、適切に評価することができる。
【００２３】
また、本発明によれば、少なくとも部材の表面（６）に存在する酸化物に含まれる金属カチオンに関するＦｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈの大きさと、有機物及び部材の表面（６）の間における接着強度（密着性）との間には一定の関係があることに基づいて、Ｆｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈが所定の範囲にあることを特徴とする低密着性材料（３，１３，１７）が得られる。したがって、有機物に対する低い密着性を有する低密着性材料（３，１３，１７）が得られる。また、Ｆｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈが上述した所定の範囲にあって、含まれる金属カチオンの価数が３以上であるような酸化物を、低密着性材料として選択することにより、その酸化物が大気中において水や二酸化炭素等を吸収しにくい化学的に安定な物質であるとすることが可能になる。
【００２４】
また、本発明によれば、少なくとも樹脂成形型（１，１０）の型面（６）に存在する酸化物に含まれる金属カチオンに関するＦｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈの大きさと、有機物及び型面（６）の間における接着強度（密着性）との間には一定の関係があることに基づいて、次の効果が得られる。すなわち、型面（６）に存在する酸化物が、有機物に対する低い密着性を有する物質、言い換えれば、優れた離型性を有する物質であるとすることが可能になる。また、型面（６）に存在する酸化物に含まれる金属カチオンについて、価数が３以上である金属カチオンを選択することにより、その酸化物が化学的に安定な物質であるとすることが可能になる。したがって、長時間にわたって優れた離型性を維持することができる樹脂成形型（１，１０）が実現される。加えて、酸化物が多孔性を有することによって、流動性樹脂に含まれる気体成分が除去されることによる成形体におけるボイドの削減、及び、型面（６）における開口（１６）から圧縮空気等の高圧ガスを噴射することによる成形体のエジェクトが可能になる。また、酸化物が多孔性を有することにより、樹脂成形型（１，１０）の軽量化が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
部材の表面（６）に存在する酸化物に各々含まれる金属カチオンの価数及びイオン半径と酸素イオンのイオン半径とに基づいて算出されたＦｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈと、有機物及び部材の表面（６）の間における接着強度（密着性）との間における一定の関係に基づいて、有機物と部材の表面（６）との間における密着性を評価する。その評価結果に基づいて選択された低密着性材料（３，１３，１７）を使用して、樹脂成形型（１，１０）を構成する。
【実施例１】
【００２６】
有機物と部材の表面との間における密着性に関する、本発明の実施例１に係る密着性の評価方法及び低密着性材料について、図１を参照して説明する。図１は、本実施例に係る密着性の評価方法の基礎をなす、Ｆｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ（影響場）とＡｄｈｅｉｓｉｏｎ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ（接着強度、密着性）との関係を示す説明図である。図１においては、有機物として、流動性樹脂が硬化した硬化樹脂を評価の対象としている。図１に示すように、横軸には、部材のうちで流動性樹脂が接触する表面に存在する酸化物に含まれる金属カチオンに関して、その価数とイオン半径とに基づいて算出されたＦｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈの値をとっている。また、縦軸（対数目盛）には、流動性樹脂が硬化した硬化樹脂と部材の表面との間における接着強度の測定値をとっている。このＦｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈの値は、図１に示されているように、式ｚ＋／（ｒ＋＋ｒ−）２に基づいて算出されている。この式において、ｚ＋は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）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。なお、Ｆｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈの算出式は、上述の式の他に、金属カチオンの価数ｚとイオン半径ｒとに基づく式、例えば、ｚ／ｒのような式でもよい。
【００２７】
ここで、この接着強度については、次のような実験を行って測定した。まず、外径がφ１３．５８５ｍｍである円柱状の酸化物を使用した。次に、その酸化物の端面を鏡面研磨して、樹脂成形金型が有するポット（φ１３．６ｍｍ）内に嵌装し、そのポットにエポキシ系の固形樹脂材料を嵌装した後に、樹脂成形金型を型締めした。次に、所定の圧力（１０ＭＰａ）を加えながら、所定の温度で固形樹脂材料を溶融させ、更に硬化させて、樹脂成形を行った。次に、以上の工程によって得られた、硬化樹脂と酸化物とが固着した成形体を試料として、引張試験を行った。次に、硬化樹脂と酸化物との界面の剥離が発生した時点における引張荷重をその界面の断面積で除することにより、硬化樹脂と酸化物との間における接着強度を得た。そして、４種類の酸化物、すなわち、４ＹＳＺ（４ｍｏｌＹ２Ｏ３含有安定化ＺｒＯ２）、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３について、算出されたＦｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈと、実験によって得られた接着強度とをプロットしたところ、図１に示すような結果が得られた。なお、比較のために、鏡面研磨した工具鋼（ＳＫＤ−１１）を使用した場合の結果を、併せてプロットした。また、Ｆｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈを算出する際に、金属カチオンの価数とイオン半径との値については、４ＹＳＺの場合にはＺｒＯ２単体に関する値を、ＳＫＤ−１１の場合にはＦｅ２Ｏ３に関する値を、それぞれ使用した。
【００２８】
以上の実験の結果、図１に示すように、Ｆｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈの大きさとＡｄｈｅｉｓｉｏｎ  ｓｔｒｅｎｇｔｈとの間には、極小値が存在するような一定の関係があることが見出された。ここで、図１におけるＡｄｈｅｉｓｉｏｎ  ｓｔｒｅｎｇｔｈは、部材の表面にこれらの酸化物が存在する場合における、熱硬化性樹脂からなる流動性樹脂が硬化して形成された硬化樹脂とその部材の表面との間の接着強度（密着性）を示すものである。したがって、図１に示すように、部材の表面に存在する酸化物のＦｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈが一定の範囲にある場合には、硬化樹脂とその部材の表面との間の接着強度は小さくなっているといえる。その理由は、部材の表面に存在する酸化物のＦｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈがこの範囲にある場合には、その酸化物の表面、すなわち、部材の表面に対する水分の吸着が抑制されるので、部材の表面における水酸基の形成が抑制されるからであると考えられる。これにより、第１に、水酸基とアルコキシ基との反応が抑制される。したがって、部材の表面と流動性樹脂との間の濡れ性が低下する。第２に、アミン系硬化剤と水酸基との反応が抑制される。したがって、部材の表面における熱硬化性樹脂の硬化が抑制されるので、アミン系硬化剤を介した酸化物と熱硬化性樹脂との固着が抑制される。
【００２９】
そこで、酸化物の表面、すなわち、部材の表面に対する熱硬化性樹脂の固着を抑制したければ、その表面における水酸基の形成を抑制すればよいことになる。そのためには、まず、酸化物を構成する金属カチオンのルイス酸点の強さを小さくし、酸化物の表面に対する水分の吸着(水酸基の形成)を抑制すればよい。また、酸化物の表面に形成される水酸基の密度を低減させればよい。
【００３０】
ところで、酸化物の表面、すなわち、部材の表面に対して硬化樹脂が固着しやすいか否かを考えることは、硬化樹脂とその酸化物との間の密着性を評価することに通じる。したがって、図１に示された関係に基づいて、硬化樹脂と部材の表面に形成されたある酸化物との間の密着性について、次のようにして評価することができる。以下の説明では、密着性として、硬化樹脂と樹脂成形型の型面との間の密着性を対象として、その密着性を離型性という観点から捉えて説明する。まず、必要とされる低い離型性を実現するための接着強度（密着性）の値、すなわち、接着強度の上限値を予め決定する。次に、図１に基づいて、その接着強度の値に対応するＦｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈの範囲を、所定の範囲の規格として決定する。次に、評価対象になる酸化物のＦｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈを算出して、その算出値と規格値とを比較する。比較した結果、そのＦｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈの算出値がその規格の範囲にあれば、「その酸化物は必要とされる離型性を満たしている」と評価することができる。
【００３１】
ここで、実用上の観点から、必要とされる低い離型性を実現するための接着強度の上限値を、２ＭＰａとした。また、２ＭＰａ以下であるような接着強度に対応するＦｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈの範囲は、図１に基づいて、ほぼ０．５０以上かつ０．６５以下であると考えられる。そこで、Ｆｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈの規格を０．５０以上かつ０．６５以下に決定した。したがって、図１に示されている酸化物以外の酸化物について、Ｆｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈの算出値が０．５０以上かつ０．６５以下の範囲にあれば、「その酸化物は必要とされる離型性を満たしている」と評価される。このようにして、酸化物の離型性について、すなわち、酸化物が離型性に優れた低密着性材料であるか否かについて、金属カチオンの価数ｚ＋及びイオン半径ｒ＋と酸素イオンのイオン半径ｒ−とに基づいて、実験を行うことなく計算のみによって評価することができる。また、金属カチオンの価数ｚとイオン半径ｒとに基づいて、計算のみによって評価することもできる。
【００３２】
また、本実施例においては、上述したＦｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈの規格を満たす酸化物であって、含まれる金属カチオンの価数が３以上であるようなその酸化物を、低密着性材料として選択することが好ましい。このことにより、その酸化物を、大気中において水や二酸化炭素等を吸収しにくい化学的に安定な物質であるとすることができる。したがって、少なくとも型面を構成する、又は樹脂成形型を構成する低密着性材料として、いっそう適切な酸化物を選択することができる。
【００３３】
本実施例に基づいて、酸化物についてＦｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈの値を算出したところ、０．５０以上かつ０．６５以下の算出値を示すものとして、次のような酸化物があることがわかった。すなわち、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（かっこ内の数字はＦｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈの算出値を示す）。これらの酸化物のうち、少なくとも型面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、少なくとも型面を構成する低密着性材料としては、Ｙ２Ｏ３が最も好ましい。
【００３４】
ところで、酸化物についてのＦｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈが「０．５０以上かつ０．６５以下」の規格を満たさない場合に、「その酸化物は型面を構成する低密着性材料としては適当でない」と考えられる理由は、次の通りである。第１に、酸化物についてのＦｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈが０．５０を下回る場合には、型面に存在するその酸化物は、大気中において水や二酸化炭素を吸収しやすい。そして、吸収によって生成された水和物や炭酸塩が安定化するので、酸化物自体の構造を維持することが困難になる。また、吸収によって生成された水和物の表面においてシランカップリング剤やアミン系硬化剤が反応するので、型面に対する熱硬化性樹脂の固着が著しく促進される。第２に、酸化物についてのＦｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈが０．６５を上回る場合には、型面に存在するその酸化物に含まれるカチオンと水酸基との結合が強固になることに加えて、結合サイトがより高密度になる。したがって、シランカップリング剤やアミン系硬化剤を介した、型面に対する熱硬化性樹脂の固着が促進される。
【００３５】
本実施例に係る低密着性材料の製造方法について説明する。まず、材料として、所定の酸化物の粉末、例えば、Ｙ２Ｏ３の粉末を供給する。次に、所定の形状を形成するための金型を使用して、所定の圧力でＹ２Ｏ３の粉末を成形する。この工程において、適当な形状の金型を使用することによって、樹脂流路とキャビティとに対応する凹部（図２の樹脂流路４とキャビティ５とを参照）を有する低密着性材料を製造することが可能になる。次に、冷間等方圧加圧成形（Ｃｏｌｄ  Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ  Ｐｒｅｓｓｉｎｇ；ＣＩＰ）によって、成形された混合物を加圧成形する。次に、所定の温度によって、所定の時間だけ、加圧成形された混合物を焼結する。ここまでの工程によって、酸化物Ｙ２Ｏ３の焼結体が得られる。また、焼成物の相対密度を上げるために、ＨＰ（Ｈｏｔ  Ｐｒｅｓｓ）又はＨＩＰ（Ｈｏｔ  Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ  Ｐｒｅｓｓｉｎｇ）によって加圧焼結してもよい。
【００３６】
なお、上述の説明では、Ｆｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈの規格を０．５０以上かつ０．６５以下に決定した。この規格としては、低密着性材料が使用される用途や、硬化樹脂の特性等に応じて、適宜変更して最適と考えられる範囲を使用することができる。また、本実施例に係る密着性の評価方法は、硬化樹脂以外の有機物と部材の表面との間の密着性を対象にする場合においても、適用される。
【実施例２】
【００３７】
本発明の実施例２に係る樹脂成形型を、図２を参照して説明する。図２（１）は本実施例に係る樹脂成形型を、図２（２）は図２（１）の樹脂成形型の変形例を、それぞれ示す断面図である。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誇張して描かれている。また、本実施例においては、樹脂成形の例としてトランスファ成形を示すとともに、基板に装着されたチップを樹脂封止する場合を説明する。この樹脂封止では、ワイヤによって配線されたチップをキャビティに収容し、型締めした状態でキャビティに流動性樹脂を充填し、流動性樹脂を硬化させて硬化樹脂を形成して、基板と硬化樹脂とを有する成形体（パッケージ）を完成させる。
【００３８】
図２に示されている上型１と下型２とは、併せて樹脂封止型を構成する。また、上型１が、本発明に係る樹脂成形型に相当する。上型１は、本発明に係る低密着性材料からなる高離型性材料３によって構成されている。また、上型１には、流動性樹脂（図示なし）が流動する樹脂流路４と、流動性樹脂が充填されるキャビティ５とが、凹部状に設けられている。したがって、樹脂流路４とキャビティ５とにおける型面６、すなわち、樹脂成形型のうち流動性樹脂が接触する型面６においては、高離型性材料３が露出していることになる。一方、下型２は、工具鋼等によって構成されており、その上にはリードフレーム、プリント基板等からなる基板７が載置されている。基板７上にはチップ８が装着され、基板７とチップ８との電極（いずれも図示なし）同士がワイヤ９によって電気的に接続されている。
【００３９】
図２に示された樹脂成形型の動作を説明する。まず、下型２の上に位置決めして基板７を配置し、吸着等の方法によって基板７を固定する。次に、上型１を下降させて下型２との型締めを完了させる。次に、プランジャ（図示なし）を使用して熱硬化性樹脂からなり一定の粘性を有する流動性樹脂を押圧することにより、樹脂流路４を経由してキャビティ５に流動性樹脂を充填する。次に、上型１と下型２とに設けられたヒータ（図示なし）を使用して、流動性樹脂を加熱しこれを硬化させることによって、硬化樹脂を形成する。次に、上型１を上昇させて型開きを行い、硬化樹脂によって基板７とチップ８とワイヤ９とが一体的に封止された成形品を取り出す。
【００４０】
ここで、本実施例に係る樹脂成形型の特徴は、樹脂成形型のうち流動性樹脂に対して接触する上型１が、実施例１で説明した低密着性材料からなる高離型性材料３によって構成されていることである。これにより、上型１のうち流動性樹脂が接触する型面６が、高離型性材料３によって構成されていることになる。また、高離型性材料３は、流動性樹脂が硬化して形成された硬化樹脂に対する優れた離型性を有しているとともに、化学的に安定な物質である。したがって、本実施例によれば、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樹脂成形型が実現される。また、Ｙ２Ｏ３等のような酸化物からなるセラミックスは優れた耐摩耗性を有するので、有機材料を型面にコーティングする場合に見られるその有機材料の摩耗という問題も発生しない。更に、Ｃｒ，ＴｉＣ，ＣｒＮ等のような無機材料を型面に成膜する場合に比較して、離型性に優れる樹脂成形型が実現される。
【００４１】
本実施例に係る樹脂成形型は、実施例１において製造された低密着性材料に対して、取付穴等の必要な加工を施すことによって製造される。また、更に精密な形状が必要であれば、切削加工による精密加工を行ってもよい。これにより、例えば、図２の上型１を完成させることができる。
【００４２】
図２（１）の樹脂成形型の変形例について、図２（２）を参照して説明する。上型１０は、本変形例に係る樹脂成形型である。この上型１０は、従来の樹脂成形型用材料（工具鋼等）からなる成形型本体１１を使用するとともに、その成形型本体１１の表面において本発明に係る低密着性材料からなる離型層１２が形成されていることを特徴とする。この離型層１２は、周知の方法、例えば、ＰＶＤ、ＣＶＤ、スパッタリング、イオンプレーティング等によって形成される。型面６においてこの離型層１２が存在することによって、図２（１）に示された樹脂成形型の場合と同様の効果が得られる。なお、成形型本体１１を、金属製材料ではなく、セラミックスによって構成することもできる。
【実施例３】
【００４３】
本発明の実施例３に係る低密着性材料及び樹脂成形型を、図３を参照して説明する。図３（１）は本実施例に係る樹脂成形型が有する型面付近を、図３（２）は図３（１）の樹脂成形型の変形例が有する型面付近を、それぞれ示す拡大断面図である。図３（１）と図３（２）とのいずれも、図２におけるＡ部の拡大断面図に相当する。本実施例は、樹脂成形型を構成する低密着性材料が多孔性を有していることを特徴とする。図３（１）に示されるように、本実施例に係る低密着性材料１３は、実施例１で説明した低密着性材料からなる基材１４と、１０〜１０００ｎｍの平均径を有する３次元的な連通孔１５とから構成されている。そして、連通孔１５の存在によって、型面６には、１０〜１０００ｎｍの平均径を有する開口１６が形成されている。これらの平均径は、キャビティ内及び流動性樹脂に含まれる気体成分（水蒸気を含む）は透過することができるが、流動性樹脂の粒子等の非気体成分は透過することができない程度の大きさになっている。
【００４４】
本実施例においては、図２における高離型性材料３として、図３（１）に示された低密着性材料１３を使用して、樹脂成形型を構成する。また、図２（２）の場合には、成形型本体１１を、３次元的な多孔性を有する材料、すなわち、多数の３次元的な連通孔を有する金属製材料やセラミックス等によって構成する。これらによって、実施例２の場合と同様に成形体と型面６との間の離型性が優れていることに起因する効果が得られることに加えて、次の効果が得られる。第１に、流動性樹脂に含まれる気体成分が連通孔１５を経由して除去されることによって、成形体におけるボイドが削減される。この効果は、図２に示された上型１，１０と下型２とを型締めしながら、又は型締めが完了した後に、樹脂流路４とキャビティ５とを減圧することによって、更に大きくなる。第２に、型面６における開口１６から、図２に示された樹脂流路４内とキャビティ５内とに圧縮空気等を噴射することによって、成形体が型面６から確実にエジェクトされる。第３に、低密着性材料及び樹脂成形型の軽量化が可能になる。
【００４５】
以下、図３（１）の低密着性材料の変形例について、図３（２）を参照して説明する。この変形例に係る低密着性材料１７は、連通孔１５の内壁に、電流が流れることによって発熱可能な導電層１８が形成されていることを特徴とする。このような低密着性材料１７を使用して樹脂成形型を構成することによって、樹脂成形型を自己発熱させることができる。すなわち、電源を使用して低密着性材料１７に直接電流を供給することによって、連通孔１５の内壁に形成された導電層１８を、ジュール熱によって発熱させる。また、低密着性材料１７の導電性を利用して、電磁誘導加熱（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｈｅａｔｉｎｇ；ＩＨ）によって導電層１８を発熱させることもできる。
【００４６】
なお、本変形例においても、図２における高離型性材料３として、図３（２）に示された低密着性材料１７を使用して、樹脂成形型を構成することができる。また、図２（２）の場合には、成形型本体１１を、３次元的な多孔性を有する材料、すなわち、多数の３次元的な連通孔を有する金属製材料やセラミックス等によって構成する。
【００４７】
ここで、多孔性と導電性とを有する低密着性材料１７の製造方法を、簡単に説明する。まず、酸化物粒子と炭素粒子とが所定の比率で混合されている材料を供給し、ボールミルを使用してその材料を混合する。次に、混合された材料からなる混合物を振動流動乾燥させる。次に、適当なメッシュのふるいを使用して、乾燥された混合物を整粒する。次に、所定の形状を形成するための金型を使用して、整粒された混合物を成形する。次に、冷間等方圧加圧成形（Ｃｏｌｄ  Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ  Ｐｒｅｓｓｉｎｇ；ＣＩＰ）により、成形された混合物を加圧成形する。次に、所定の温度によって所定の時間だけ、加圧成形された混合物を焼結する。本変形例においては、焼成炉内の雰囲気を減圧した状態で、すなわち、いわゆる真空状態で、焼成を行う。次に、焼成炉から、焼結された低密着性材料１７を取り出す。これにより、所望の形状を有するとともに、多孔性と導電性とを有する低密着性材料１７が完成する。更に精密な形状が必要な場合には、その後に、低密着性材料１７の導電性を利用した放電加工や、切削加工等による精密加工を行ってもよい。これにより、例えば、図２の上型１を完成させることができる。
【００４８】
上述した低密着性材料１７の製造方法によれば、真空状態で焼成を行う工程において、炭素還元反応によって発生した生成ガスであるＣＯガスが、焼成される過程で材料から排出される。これにより、ＣＯガスが排出された跡が、焼成後の焼結体、すなわち、低密着性材料１７において、均一かつ微小な径を有する連通孔１５として存在する。また、１０００ｎｍ以下の均一な径を有する連通孔１５が、低密着性材料１７中に均一に分散して形成される。また、各連通孔１５の内壁には、導電性物質である炭化物が層状又は粒子が連なった状態に生成され、その炭化物が導電層１８を構成する。また、材料の一部である酸化物のうち炭素と反応しなかった部分は焼結されて一定の強度を有する焼結体となり、その焼結体が、低密着性材料１７における骨格部分、すなわち、基材１４になる。したがって、本変形例によれば、一定の強度を有する基材１４と、均一な径を有し均一に分散する連通孔１５と、それらの連通孔１５の内壁に生成された導電層１８とが、同一の工程において形成される。
【００４９】
また、材料である酸化物粒子と炭素粒子との混合比率、各材料の粒径、焼成条件等を変更して、低密着性材料１７を製造することができる。これにより、連通孔１５の平均径、低密着性材料１７全体としての抵抗率、通気度、気孔率、圧縮強度を変更することができるので、仕様の異なる低密着性材料１７を製造することが可能になる。
【００５０】
本変形例によれば、図３（１）の場合と同様の効果が得られることに加えて、次の効果が得られる。第１に、樹脂成形型（図２に示された上型１）自体を発熱させることになるので、短時間に、かつ、少ないエネルギーで、樹脂成形型を所定の温度に到達させることができる。したがって、樹脂成形型の昇エネルギー化を図ることができる。第２に、連続して樹脂成形を行う場合には、有機物からなる成分が型面６と連通孔１５の内壁とに付着する場合があるが、この付着物を容易に除去することができる。この場合には、樹脂成形型自体を、型面６と連通孔１５の内壁とが付着物を蒸発させる温度になるまで発熱させればよい。これにより、その付着物が分解・除去されるので、連通孔１５の目詰まりを防止することができる。
【００５１】
また、本変形例では、必要に応じて、低密着性材料１７の表面、すなわち、型面６に、連通孔１５の開口１６を塞がないようにして、ガラス系材料やセラミックス系材料等の無機材料、シリコーン系樹脂やフッ素系樹脂等の有機材料からなる保護膜を形成することもできる。これらの保護膜は、絶縁膜としての機能の他に、型面６を保護すること、低密着性材料１７から他の部材への熱伝導を抑制して熱による作用の効率を高めること、及び、硬化樹脂との間の離型性を更に向上させることという機能を有する。
【００５２】
なお、各実施例のうち実施例２、３においては、基板７に装着されたチップ８を樹脂封止する際に使用される樹脂成形型を例に挙げて説明した。これに限らず、一般的なトランスファ成形や射出成形等のように、キャビティ５に充填された流動性樹脂を硬化させて成形体を製造する際に使用される樹脂成形型に対して、本発明を適用することができる。
【００５３】
また、実施例２、３においては、トランスファ成形を例に挙げて説明した。これに限らず、流動性樹脂によってキャビティ５が充填された状態になった後に、かつ、型締めされた状態になった後に、その流動性樹脂を硬化させて硬化樹脂を形成する樹脂成形においても、本発明を適用することができる。例えば、ポッティングを使用して流動性樹脂によってキャビティ５が充填された状態にする樹脂成形や、キャビティ５に供給された固形樹脂材料を溶融させて流動性樹脂によってキャビティ５が充填された状態にする樹脂成形においても、本発明を適用することができる。
【００５４】
また、実施例２、３においては、樹脂成形型のうち、流動性樹脂が接触する型面６の全てが高離型性材料によって構成されることとした。これに限らず、流動性樹脂が接触する型面６の一部、例えば、キャビティ５における内底面（図では上面）が高離型性材料によって構成されることとしてもよい。
【００５５】
また、実施例２、３においては、本発明に係る低密着性材料を使用した樹脂成形型について説明した。これに限らず、低密着性材料を、樹脂成形型以外の用途に、すなわち、流動性樹脂に対する濡れ性が低いことが要求される他の用途に、使用することができる。具体的には、このような低密着性材料を、配管等における流動性樹脂が接触する部分のコーティング等に使用することができる。
【００５６】
また、本発明に係る低密着性材料を、流動性樹脂及び硬化樹脂以外の有機物に対する低密着性が要求される用途に使用することができる。例えば、このような低密着性材料を、有機物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。具体的には、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考えられる。また、これらの用途に使用される材料の表面をコーティングする材料として、本発明に係る低密着性材料を使用してもよい。
【００５７】
また、本発明は、上述の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】
【００５８】
【図１】図１は、本発明の実施例１に係る密着性の評価方法の基礎をなす、Ｆｉｅｌｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ（影響場）とＡｄｈｅｉｓｉｏｎ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ（接着強度、密着性）との関係を示す説明図である。
【図２】図２（１）は本発明の実施例２に係る樹脂成形型を、図２（２）は図２（１）の樹脂成形型の変形例を、それぞれ示す断面図である。
【図３】図３（１）は本発明の実施例３に係る樹脂成形型が有する型面付近を、図３（２）は図３（１）の樹脂成形型の変形例が有する型面付近を、それぞれ示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１，１０    上型（樹脂成形型）
２    下型
３    高離型性材料（低密着性材料）
４    樹脂流路
５    キャビティ
６    型面（表面）
７    基板
８    チップ
９    ワイヤ
１１    成形型本体
１２    離型層
１３，１７    低密着性材料
１４    基材
１５    連通孔
１６    開口
１８    導電層
【図１】
2005274478.tif 000003
【図２】
2005274478.tif 000004
【図３】
2005274478.tif 000005