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半導体用の絶縁フィルムについて

半導体に使われる絶縁フィルムは、CPUをはじめとする電子機器を支える素材・技術です。どういった特徴をもつフィルムなのか、詳しく見ていきましょう。

数多くの半導体に使われる絶縁フィルムABFとは

ABFは、味の素ファインテクノが開発した半導体用の絶縁フィルムです。

1990年代当時、多くの企業がインク状の絶縁材料を使っていましたが、液体の樹脂をコーティングすると、気泡や印刷ムラなど生産性を下げる要因が発生しやすく、溶剤の揮発によって作業環境を悪化させる問題もありました。

そこで味の素グループは「エポキシ樹脂」に注目し、アミノ酸研究から培ったノウハウを活かしてインクではなくフィルムとして使える絶縁材料の開発に乗り出したのです。

このABFは、1999年に大手半導体メーカーに採用されたことを機に、高性能化するCPUの流れに合わせて継続的に改良が加えられ、絶縁材料として確固たる地位を築きました。現在では、世界中の主要パソコンのCPU基板でほぼ100％のシェアを占めるとされています。

半導体絶縁フィルムABFの特徴

ABFは単なるエポキシ樹脂ではなく、有機物と無機物を微細レベルで均一に分散させたフィルムです。

まず、有機物としてのエポキシ樹脂は熱硬化性が高く、加工しやすいという性質を持っています。そこに硬化剤などの添加物を加え、さらに微粒子状の無機フィラーを配合することで、熱膨張係数の低減や強度の向上などの機能を両立しています。

熱硬化性フィルムによる特徴

液状コーティング材料との違い

ABFが画期的とされたのは、インクではなく「熱硬化性フィルム」になっている点です。液状樹脂をコーティングする場合には気泡や塗布ムラなどの問題が避けられませんが、フィルム形状であれば物理的にシートを貼るイメージとなり、均一な膜厚を保ちやすく生産ラインで安定的に扱えます。

また、溶剤の揮発も少なく、作業環境への負荷を減らすメリットもあります。

またABFは「両面同時加工」が可能という点も特徴。液状の材料では片面ずつ慎重にコーティングする必要がありましたが、フィルムならば両面同時に貼り合わせる工程を取りやすく、歩留まりを向上させることも可能です。

特に薄板の基板を扱う場合、両面同時に処理することで基板の反りやねじれを抑えられ、生産効率が高まります。

樹脂付き銅箔との違い

ABFを用いた場合は、従来の樹脂付き銅箔（RCC）と比較してもファインパターン形成に優位性があります。たとえば、セミアディティブ法やパネルメッキ法などを実施する際に、銅箔を余分に除去する工程が省ける場合があり、工程数を削減できます。これは製造効率やコスト面だけでなく、設計の柔軟性向上にもつながります。

また、レーザ加工の容易さもABFの大きな特徴です。RCC方式ではレーザ加工前に銅箔を除去する手間が必要な場合がありますが、ABFならそのままレーザで穴を開けることができます。