JP2014236090A - プリント配線板および半導体装置 - Google Patents
プリント配線板および半導体装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014236090A JP2014236090A JP2013116156A JP2013116156A JP2014236090A JP 2014236090 A JP2014236090 A JP 2014236090A JP 2013116156 A JP2013116156 A JP 2013116156A JP 2013116156 A JP2013116156 A JP 2013116156A JP 2014236090 A JP2014236090 A JP 2014236090A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- printed wiring
- wiring board
- resin
- insulating layer
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/38—Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal
- H05K3/381—Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal by special treatment of the substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/11—Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
- H05K1/111—Pads for surface mounting, e.g. lay-out
- H05K1/112—Pads for surface mounting, e.g. lay-out directly combined with via connections
- H05K1/113—Via provided in pad; Pad over filled via
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/09—Shape and layout
- H05K2201/09209—Shape and layout details of conductors
- H05K2201/095—Conductive through-holes or vias
- H05K2201/09509—Blind vias, i.e. vias having one side closed
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
- H05K2201/10613—Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
- H05K2201/10621—Components characterised by their electrical contacts
- H05K2201/10674—Flip chip
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
Abstract
【課題】接続信頼性の高いプリント配線板を提供すること。
【解決手段】本発明のプリント配線板100は、内層回路基板101と内層回路基板101の少なくとも一方の面110に設けられた絶縁層103と、内層回路基板101の少なくとも一方の面110に設けられ、かつ、絶縁層103に埋設された端子105と、を備え、絶縁層103と端子105との界面A1に窒素が偏析している。
【選択図】 図1
Description
本発明は、プリント配線板および半導体装置に関する。
近年、電子機器の高機能化および軽薄短小化の要求にともなって、電子部品の高密度集積化と高密度実装化が進んでいる。こうした要求に応じて、配線密度がより高く、配線層が複数積層されたプリント配線板が用いられている。プリント配線板は、コア層およびコア層上に複数積層されたビルドアップ層から構成される。このようなプリント配線板としては、例えば、特許文献1〜3に記載されたものがある。
しかしながら、特許文献1〜3に記載されたプリント配線板は接続信頼性の向上の点に改善の余地を有していた。
そこで、本発明では、接続信頼性の高いプリント配線板を提供することを課題とする。
本発明によれば、
内層回路基板と
上記内層回路基板の少なくとも一方の面に設けられた絶縁層と、
上記内層回路基板の少なくとも一方の面に設けられ、かつ、上記絶縁層に埋設された端子と、
を備え、
上記絶縁層と上記端子との界面に窒素が偏析している、プリント配線板が提供される。
内層回路基板と
上記内層回路基板の少なくとも一方の面に設けられた絶縁層と、
上記内層回路基板の少なくとも一方の面に設けられ、かつ、上記絶縁層に埋設された端子と、
を備え、
上記絶縁層と上記端子との界面に窒素が偏析している、プリント配線板が提供される。
さらに、本発明によれば、上記プリント配線板に半導体素子を搭載してなる、半導体装置が提供される。
本発明によれば、接続信頼性に優れたプリント配線板を提供することができる。
以下に、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には共通の符号を付し、適宜説明を省略する。また、図は概略図であり、実際の寸法比率とは必ずしも一致していない。
(本実施形態)
[プリント配線板100]
はじめに、本実施形態のプリント配線板100について説明する。図1は、本実施形態に係るプリント配線板100の構成を示す断面図である。
本実施形態のプリント配線板100は、内層回路基板101と、内層回路基板101の少なくとも一方の面110に設けられた絶縁層103と、内層回路基板101の少なくとも一方の面110に設けられ、かつ、絶縁層103に埋設された端子105と、を備え、絶縁層103と端子105との界面A1に窒素が偏析している。
なお、本実施形態において、端子105は内部回路の一部分であるが、端子105は配線層であってもよく、また、パッドであってもよい。
[プリント配線板100]
はじめに、本実施形態のプリント配線板100について説明する。図1は、本実施形態に係るプリント配線板100の構成を示す断面図である。
本実施形態のプリント配線板100は、内層回路基板101と、内層回路基板101の少なくとも一方の面110に設けられた絶縁層103と、内層回路基板101の少なくとも一方の面110に設けられ、かつ、絶縁層103に埋設された端子105と、を備え、絶縁層103と端子105との界面A1に窒素が偏析している。
なお、本実施形態において、端子105は内部回路の一部分であるが、端子105は配線層であってもよく、また、パッドであってもよい。
上記構造を有する本実施形態のプリント配線板100は、接続信頼性が優れている。上記構造を有することにより、プリント配線板の接続信頼性を向上することができる理由は必ずしも明らかではないが以下のような理由が推察される。
一般的に、端子は、高速・高密度化の観点から表面の粗度が非常に低くなっている。そのため、従来のプリント配線板は、端子と絶縁層との密着性が劣っていた。
一方で、本実施形態のプリント配線板100は、絶縁層103と端子105との界面A1に窒素が偏析している。端子は、例えば、銅の導体層であるため、窒素原子上の非共有電子対の電子の一部が銅の空のd軌道と相互作用しやすい。
したがって、本実施形態のプリント配線板100は、界面A1に偏析している窒素と端子105との電子的な相互作用により、絶縁層103と端子105との密着性が高くなり、その結果、例えば、層間接続用のビアホール107を形成した場合に、プリント配線板100のビアホール107の接続信頼性が向上すると考えられる。
一般的に、端子は、高速・高密度化の観点から表面の粗度が非常に低くなっている。そのため、従来のプリント配線板は、端子と絶縁層との密着性が劣っていた。
一方で、本実施形態のプリント配線板100は、絶縁層103と端子105との界面A1に窒素が偏析している。端子は、例えば、銅の導体層であるため、窒素原子上の非共有電子対の電子の一部が銅の空のd軌道と相互作用しやすい。
したがって、本実施形態のプリント配線板100は、界面A1に偏析している窒素と端子105との電子的な相互作用により、絶縁層103と端子105との密着性が高くなり、その結果、例えば、層間接続用のビアホール107を形成した場合に、プリント配線板100のビアホール107の接続信頼性が向上すると考えられる。
また、本実施形態に係るプリント配線板100は、絶縁層103の上面120近傍における窒素量に対する端子105の上面130近傍における窒素量の比が、好ましくは1.2以上5.0以下であり、より好ましくは1.3以上4.0以下であり、特に好ましくは1.5以上3.0以下である。上記窒素量の比が上記下限値以上であることにより、絶縁層103と端子105との密着性を向上できる。その結果、プリント配線板100の接続信頼性をより一層向上させることができる。また、上記窒素量の比が上記上限値以下であることにより、絶縁層103中の金属成分のイオンマイグレーションを抑制できるため、プリント配線板100の接続信頼性をより一層向上させることができる。ここで、上記窒素量は、例えば、電子線マイクロアナライザー(EPMA:Electron Probe Micro Analyzer)により測定することができる。なお、絶縁層103の上面120近傍における窒素量に対する端子105の上面130近傍における窒素量の比はモル比である。
ここで、絶縁層103の上面120近傍とは、図1に示したA2の領域をいう。例えば、上面120から下面に向かって10μmまでの範囲を示す。また、端子105の上面130近傍とは、例えば、図1に示したA1の領域をいう。例えば、上面130から絶縁層103の上面120に向かって10μmまでの範囲を示す。本実施形態において、上記窒素量の比は、絶縁層103と端子105との界面A1における窒素の偏析度合を表している。つまり、上記窒素量の比が高いほど、絶縁層103と端子105との界面A1には、窒素が多く存在していることを意味する。
また、本実施形態に係るプリント配線板100は、端子105の上面130近傍における窒素量が、好ましくは3.0atom%以上25.0atom%以下であり、より好ましくは4.0atom%以上20.0atom%以下であり、特に好ましくは5.0atom%以上15.0atom%以下である。上記窒素量が上記下限値以上であることにより、絶縁層103と端子105との密着性を向上できる。その結果、プリント配線板100の接続信頼性をより一層向上させることができる。また、上記窒素量が上記上限値以下であることにより、絶縁層103中の金属成分のイオンマイグレーションを抑制できるため、プリント配線板100の接続信頼性をより一層向上させることができる。
また、本実施形態に係るプリント配線板100は、端子105の上面130近傍における芳香族環吸収ピーク1495cm−1に対するトリアジン環吸収ピーク1370cm−1のピーク比が、好ましくは0.05以上0.25以下であり、より好ましくは0.07以上0.20以下であり、特に好ましくは0.10以上0.15以下である。上記ピーク比が上記下限値以上であることにより、絶縁層103と端子105との密着性を向上できる。その結果、プリント配線板100の接続信頼性をより一層向上させることができる。また、上記ピーク比が上記上限値以下であることにより、絶縁層103中の金属成分のイオンマイグレーションを抑制できるため、プリント配線板100の接続信頼性をより一層向上させることができる。
一般的に、絶縁層中の窒素は均一に分布している。そのため、これまでは絶縁層と端子との界面に窒素が偏析したプリント配線板を得ることは難しかった。
しかしながら、本発明者らは、従来にない製法上の工夫をすることにより、絶縁層103と端子105との界面A1に窒素が偏析したプリント配線板100が得られることを見出した。
具体的には、本発明者らは、上記プリント配線板を得るために、以下の条件を適切に調整することが重要であることを見出した。
(1)絶縁層を構成する各材料の組み合わせ
(2)絶縁層形成用の樹脂ワニスの調製条件
しかしながら、本発明者らは、従来にない製法上の工夫をすることにより、絶縁層103と端子105との界面A1に窒素が偏析したプリント配線板100が得られることを見出した。
具体的には、本発明者らは、上記プリント配線板を得るために、以下の条件を適切に調整することが重要であることを見出した。
(1)絶縁層を構成する各材料の組み合わせ
(2)絶縁層形成用の樹脂ワニスの調製条件
絶縁層103と端子105との界面A1に窒素が偏析したプリント配線板100が得られる理由は必ずしも明らかではないが、より具体的には、以下のような条件が好ましい。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。
(1)絶縁層103を構成する材料として、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ビスマレイミド化合物、ベンゾオキサジン樹脂およびシアネート樹脂からなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。特にエポキシ樹脂としては、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂を含むことがより好ましい。また、無機フィラーの分散性を向上させるため、表面処理されたフィラーが好ましく、球状シリカが特に好ましい。
(2)また、絶縁層103形成用の樹脂ワニスを調製する際に、混練の途中でエージング処理をおこなうことが重要である。例えば、40〜50℃に加温しながら高速撹拌装置で30分間撹拌、次いで、常温で72時間エージング後、遠心力によるせん断で薄膜化させる分散・脱泡装置(例えば、アシザワ・ファインテック社製、バブルバスター)で回転数1400rpm、真空度50torrの条件で処理することが好ましい。分散・脱泡装置としては、その他、DPシリーズ(エム・テクニック社製)、デアマイルド(大平洋機工社製)、ERV型真空式連続脱気装置(コルマ社/宇野澤組鐵工所社製)などが挙げられ、特に限定されない。
(1)絶縁層103を構成する材料として、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ビスマレイミド化合物、ベンゾオキサジン樹脂およびシアネート樹脂からなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。特にエポキシ樹脂としては、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂を含むことがより好ましい。また、無機フィラーの分散性を向上させるため、表面処理されたフィラーが好ましく、球状シリカが特に好ましい。
(2)また、絶縁層103形成用の樹脂ワニスを調製する際に、混練の途中でエージング処理をおこなうことが重要である。例えば、40〜50℃に加温しながら高速撹拌装置で30分間撹拌、次いで、常温で72時間エージング後、遠心力によるせん断で薄膜化させる分散・脱泡装置(例えば、アシザワ・ファインテック社製、バブルバスター)で回転数1400rpm、真空度50torrの条件で処理することが好ましい。分散・脱泡装置としては、その他、DPシリーズ(エム・テクニック社製)、デアマイルド(大平洋機工社製)、ERV型真空式連続脱気装置(コルマ社/宇野澤組鐵工所社製)などが挙げられ、特に限定されない。
ただし、本実施形態のプリント配線板100の製造方法は、上記のような方法には限定されず、種々の条件を適切に調整することにより、本実施形態のプリント配線板100を得ることができる。例えば、上記のナフチレンエーテル型エポキシ樹脂を含まなくても、他の条件を適切に調整することにより、本実施形態のプリント配線板100を得ることができる。
以下、プリント配線板100の各構成について詳細に説明する。
本実施形態のプリント配線板100は、コア層およびコア層上に形成されたビルドアップ層から構成される。本実施形態では、コア層は内層回路基板101に相当する。一方、本実施形態では、ビルドアップ層135は、内層回路基板101の少なくとも一方の面110に設けられた絶縁層103に相当する。ビルドアップ層135は、絶縁層103の上面120に導体回路124が設けられていてもよい。ビルドアップ層135は、内層回路基板101の片面のみに形成されていてもよいし、内層回路基板101の両面にそれぞれ形成されていてもよい。また、内層回路基板101上のビルドアップ層135の積層数は、1つ以上であれば特に限定されず、2つ以上でもよい。
絶縁層103の動的粘弾性測定によるガラス転移温度(昇温速度5℃/min、周波数1Hz)は、好ましくは150℃以上350℃以下であり、より好ましくは160℃以上300℃以下である。なお、本実施形態において、ガラス転移温度は、例えば、動的粘弾性分析装置(DMA)を用いて測定することができる。絶縁層103の動的粘弾性測定によるガラス転移温度が上記範囲内であると、絶縁層103の剛性が高まり、プリント配線板100の接続信頼性をより一層向上させることができる。
1Hzで測定した絶縁層103の250℃での貯蔵弾性率E'は、絶縁層103が繊維基材を含まない場合は、好ましくは10MPa以上2000MPa以下であり、より好ましくは50MPa以上1500MPa以下であり、さらに好ましくは100MPa以上1000MPa以下である。絶縁層103が繊維基材を含む場合は、好ましくは1000MPa以上15000MPa以下であり、より好ましくは3000MPa以上13000MPa以下であり、さらに好ましくは5000MPa以上10000MPa以下である。
なお、本実施形態において、貯蔵弾性率E'とは、DMA装置(TAインスツルメント製DMA2980)を用いて、温度250℃、周波数1Hzで測定した貯蔵弾性率である。絶縁層103の250℃での貯蔵弾性率E'が上記範囲内であると、絶縁層103の剛性が高まり、プリント配線板100の接続信頼性をより一層向上させることができる。
なお、本実施形態において、貯蔵弾性率E'とは、DMA装置(TAインスツルメント製DMA2980)を用いて、温度250℃、周波数1Hzで測定した貯蔵弾性率である。絶縁層103の250℃での貯蔵弾性率E'が上記範囲内であると、絶縁層103の剛性が高まり、プリント配線板100の接続信頼性をより一層向上させることができる。
本実施形態の絶縁層103は、ノボラック型シアネートエステル樹脂、トリアジン骨格含有フェノールノボラック樹脂、ビスマレイミド化合物、およびベンゾオキサジン樹脂からなる群から選択される1種または2種以上の窒素含有化合物を含むのが好ましく、絶縁層103と端子105との界面A1に偏析している窒素が、上記窒素含有化合物由来の窒素であることがより好ましい。これにより、レーザー照射後のビア底が、均一なスミア残り状態となり、スミア除去の品質を向上させることができる。「絶縁層103と端子105との界面A1に偏析している窒素が、上記窒素含有化合物由来の窒素である」とは、端子105の上面130に上記窒素含有化合物が偏析していることを意味する。
本実施形態に係る端子105は、例えば、内層回路基板101の少なくとも一方の面に設けられた内部回路の少なくとも一部分である、
端子105を含む内部回路は、例えば、薬液処理またはプラズマ処理された内層回路基板101の面上に、SAP(セミアディティブプロセス)法により形成される。
端子105を含む内部回路は、銅などの金属層であり、ビアに電気的に接続される領域を有する。
端子105を含む内部回路は、銅などの金属層であり、ビアに電気的に接続される領域を有する。
端子105を含む内層回路の回路寸法は、ラインアンドスペース(L/S)で表わすとき、25μm/25μm以下とすることができ、特に20μm/20μm以下とすることができる。回路寸法を小さくし、微細配線にすると、密着性の低下、配線間の絶縁信頼性が低下する。しかし、本実施形態に係るプリント配線板100は、ラインアンドスペース(L/S)20μm/20μm以下の微細配線が可能であり、ラインアンドスペース(L/S)15μm/15μm程度までの微細化を達成できる。
本実施形態に係る端子105の厚みは、特に限定されないが、通常は2μm以上35μm以下である。
また、本実施形態に係るプリント配線板100は、JIS C−6481:1996に準拠して測定される、絶縁層103と端子105との間のピール強度が、好ましくは0.5kN/m以上であり、より好ましくは0.6kN/m以上である。ピール強度が上記下限値以上であると、絶縁層103の剥離をより一層抑制することができ、その結果、プリント配線板100の配線間の絶縁信頼性をより一層向上させることができる。
絶縁層103の厚みは特に限定されないが、絶縁層103が繊維基材を含まない場合は、好ましくは10μm以上50μm以下であり、より好ましくは20μm以上40μm以下である。絶縁層103が繊維基材を含む場合は、好ましくは15μm以上55μm以下であり、より好ましくは20μm以上45μm以下である。
また、導体回路124は、絶縁層103上に形成されており、例えば、金属箔層、下地膜およびめっき層から構成される。導体回路124は、上面視において、矩形形状でもよく、所定方向に延在する回路パターンであってもよい。
次に、本実施形態のプリント配線板の製造方法について説明する。
本実施形態のプリント配線板100の製造方法は、例えば、次の工程を含む。コア層(内層回路基板101)を形成する工程、例えばプリプレグから構成されるビルドアップ層(絶縁層103)を形成する工程。以下、各工程について説明する。
本実施形態のプリント配線板100の製造方法は、例えば、次の工程を含む。コア層(内層回路基板101)を形成する工程、例えばプリプレグから構成されるビルドアップ層(絶縁層103)を形成する工程。以下、各工程について説明する。
<コア層を形成する工程>
まず、一面上に金属箔が張り付けられた基板を準備する。基板は、絶縁性の材料により構成されていれば特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂積層板、ガラス基材−エポキシ樹脂積層板、ガラス基材−ポリイミド樹脂積層板、ガラス基材−テフロン(登録商標)樹脂積層板、ガラス基材−ビスマレイミド・トリアジン樹脂積層板、ガラス基材−シアネート樹脂積層板、ガラス基材−ポリフェニレンエーテル樹脂積層板、ポリエステル樹脂、セラミック、樹脂含浸セラミックなどにより構成することができる。また、内層回路基板101として、プリプレグを用いても良い。一方、金属箔は、銅、アルミニウム、ニッケルなどの少なくともいずれかの金属元素を含有する金属箔を用いることができる。これらの中でも、低抵抗な銅箔が好ましい。金属箔は、基板の両面に形成されていてもよいし、片面のみに形成されていてもよい。
まず、一面上に金属箔が張り付けられた基板を準備する。基板は、絶縁性の材料により構成されていれば特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂積層板、ガラス基材−エポキシ樹脂積層板、ガラス基材−ポリイミド樹脂積層板、ガラス基材−テフロン(登録商標)樹脂積層板、ガラス基材−ビスマレイミド・トリアジン樹脂積層板、ガラス基材−シアネート樹脂積層板、ガラス基材−ポリフェニレンエーテル樹脂積層板、ポリエステル樹脂、セラミック、樹脂含浸セラミックなどにより構成することができる。また、内層回路基板101として、プリプレグを用いても良い。一方、金属箔は、銅、アルミニウム、ニッケルなどの少なくともいずれかの金属元素を含有する金属箔を用いることができる。これらの中でも、低抵抗な銅箔が好ましい。金属箔は、基板の両面に形成されていてもよいし、片面のみに形成されていてもよい。
次いで、金属箔上に保護膜を形成する。続いて、保護膜を所定形状にパターニングする。この保護膜を用いて、金属箔を選択的にエッチングする。これにより、基板の上に所定のパターン形状を有する内部回路を形成する。本工程で、保護膜としてはエッチングレジストや感光性レジストなどを用いることができる。
<ビルドアップ層を形成する工程>
次いで、積層体を用意する。積層体は、特に限定されないが、例えば、繊維基材入りの絶縁層103の少なくとも一面に金属箔層が積層されたものを用いることができる。すなわち、積層体は、繊維基材に樹脂組成物を含浸したプリプレグに金属箔を形成することにより形成される。金属箔としては、例えば、銅箔を用いることが好ましい。積層体は、単層でもよいが多層構造を有していてもよい。積層体は、例えば、プリプレグを複数枚重ね合わせたものなどを用いることができる。積層体としては、少なくとも片面にキャリア箔付き極薄金属箔を重ね合わせて加熱加圧成形したものなどを用いることができる。なお、ビルドアップ層は、コア層(内層回路基板101)と同じ材料のものを用いてもよいが、繊維基材または樹脂組成物が異なっていてもよい。
また、ビルドアップ層は、例えば、繊維基材を含まない絶縁層103を用いてもよい。すなわち、ビルドアップ層は、樹脂組成物のみにより形成されていてもよい。ここで、樹脂組成物としては、プリプレグの製造に用いるものと同様のものを用いることができる。
次いで、積層体を用意する。積層体は、特に限定されないが、例えば、繊維基材入りの絶縁層103の少なくとも一面に金属箔層が積層されたものを用いることができる。すなわち、積層体は、繊維基材に樹脂組成物を含浸したプリプレグに金属箔を形成することにより形成される。金属箔としては、例えば、銅箔を用いることが好ましい。積層体は、単層でもよいが多層構造を有していてもよい。積層体は、例えば、プリプレグを複数枚重ね合わせたものなどを用いることができる。積層体としては、少なくとも片面にキャリア箔付き極薄金属箔を重ね合わせて加熱加圧成形したものなどを用いることができる。なお、ビルドアップ層は、コア層(内層回路基板101)と同じ材料のものを用いてもよいが、繊維基材または樹脂組成物が異なっていてもよい。
また、ビルドアップ層は、例えば、繊維基材を含まない絶縁層103を用いてもよい。すなわち、ビルドアップ層は、樹脂組成物のみにより形成されていてもよい。ここで、樹脂組成物としては、プリプレグの製造に用いるものと同様のものを用いることができる。
(プリプレグ)
ここで、プリプレグの製造方法を詳述する。
プリプレグは、繊維基材に一または二以上の樹脂組成物を含浸させ、その後、半硬化させて得られる、繊維基材と樹脂層を備えるシート状の材料である。このような構造のシート状材料は、誘電特性、高温多湿下での機械的、電気的接続信頼性などの各種特性に優れ、回路基板用の積層板の製造に適しており、好ましい。
ここで、プリプレグの製造方法を詳述する。
プリプレグは、繊維基材に一または二以上の樹脂組成物を含浸させ、その後、半硬化させて得られる、繊維基材と樹脂層を備えるシート状の材料である。このような構造のシート状材料は、誘電特性、高温多湿下での機械的、電気的接続信頼性などの各種特性に優れ、回路基板用の積層板の製造に適しており、好ましい。
本実施形態で用いられる樹脂組成物を繊維基材に含浸させる方法としては、特に限定されないが、例えば、樹脂組成物を溶剤に溶かして樹脂ワニスを調製し、繊維基材を樹脂ワニスに浸漬する方法、各種コーターによる塗布する方法、スプレーによる吹き付ける方法、支持基材付き樹脂層をラミネートする方法などが挙げられる。これらの中でも、繊維基材の両面からフィルム状の樹脂層でラミネートする方法が好ましい。これにより、繊維基材に対する樹脂組成物の含浸量を自在に調節でき、プリプレグの成形性をさらに向上できる。なお、フィルム状の樹脂層をラミネートする場合、真空のラミネート装置などを用いることがより好ましい。
ラミネート方法を用いた製造工程について、図3を用いて説明する。図3は、プリプレグを製造する工程の一例を示す工程断面図である。
まず、材料として、キャリア材料5a、キャリア材料5b、シート状基材4を用意する。また、装置として、真空ラミネート装置1、および熱風乾燥装置2を用意する。キャリア材料5aは、第1樹脂組成物から得られた樹脂層Aで構成される。キャリア材料5bは、第2樹脂組成物から得られた樹脂層Bで構成される。キャリア材料5a、5bは、例えばキャリアフィルムに第1樹脂組成物、第2樹脂組成物の樹脂ワニスを塗工する方法などにより得ることができる。シート状基材4としては、例えば、単層または複数枚重ね合わせた繊維基材を用いることができる。
樹脂ワニスに用いられる溶剤は、樹脂組成物中の樹脂成分に対して良好な溶解性を示すことが好ましいが、悪影響を及ぼさない範囲で貧溶媒を使用しても構わない。良好な溶解性を示す溶剤としては、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、エチレングリコール、セルソルブ系、カルビトール系などが挙げられる。なお、第1樹脂組成物、および第2樹脂組成物の詳細は後述する。
次いで、真空ラミネート装置1を用いてキャリア材料5a、シート状基材4およびキャリア材料5bをこの順で接合した接合体を形成する。真空ラミネート装置1は、キャリア材料5aを巻き取ったロール、キャリア材料5bを巻き取ったロール、シート状基材4を巻き取ったロールおよび、ラミネートロール7を備える。減圧下で、各ロールから送り出されたシートを、シート状基材4の両面にキャリア材料5a、およびキャリア材料5bを重ね合わせる。重ね合わせた積層体をラミネートロール7で接合する。これにより、キャリア材料5a、シート状基材4およびキャリア材料5bから構成される接合体が得られる。
減圧下で接合することにより、シート状基材4の内部または各キャリア材料5a、5bとシート状基材4との接合部位に非充填部分が存在しても、これを減圧ボイドあるいは実質的な真空ボイドとすることができる。ゆえに、最終的に得られるプリプレグ3はボイドなどの発生がなく、良好な成形状態にすることができる。なぜなら、減圧ボイドまたは真空ボイドは、後述する加熱処理で消し去ることができるからである。このような接合工程には、例えば真空ボックス装置などの他の装置を用いることができる。
次いで、熱風乾燥装置2を用いて、接合体を構成する各キャリア材料5a、5bを構成する樹脂組成物の溶融温度以上の温度で加熱処理する。これにより、減圧下での接合工程で発生していた減圧ボイドなどを消し去ることができる。熱処理する他の方法は、例えば赤外線加熱装置、加熱ロール装置、平板状の熱盤プレス装置などを用いて実施することができる。
以上によりプリプレグ3が得られる。プリプレグ3は、繊維基材が樹脂層の厚さの中心位置から、厚さ方向に偏在していてもよい。このようなプリプレグ3は、樹脂層Aおよび樹脂層Bの厚みを変えることにより作製することができる。
(樹脂組成物)
次いで、プリプレグの製造に用いられる第1樹脂組成物、第2樹脂組成物(これらは異種でも同種でもよいが、同種であることが好ましい。これらを総称して、以下樹脂組成物Pと称する)を詳述する。樹脂組成物Pは、例えば、熱硬化性樹脂(A)および無機充填材(B)を含有する。以下、各成分について説明する。
次いで、プリプレグの製造に用いられる第1樹脂組成物、第2樹脂組成物(これらは異種でも同種でもよいが、同種であることが好ましい。これらを総称して、以下樹脂組成物Pと称する)を詳述する。樹脂組成物Pは、例えば、熱硬化性樹脂(A)および無機充填材(B)を含有する。以下、各成分について説明する。
(熱硬化性樹脂)
熱硬化性樹脂(A)としては、特に限定されないが、低線膨張率および高弾性率を有し、熱衝撃性の信頼性に優れたものであることが好ましい。
また、熱硬化性樹脂(A)のガラス転移温度は、好ましくは150℃以上350℃以下であり、より好ましくは160℃以上300℃以下である。
熱硬化性樹脂(A)としては、特に限定されないが、低線膨張率および高弾性率を有し、熱衝撃性の信頼性に優れたものであることが好ましい。
また、熱硬化性樹脂(A)のガラス転移温度は、好ましくは150℃以上350℃以下であり、より好ましくは160℃以上300℃以下である。
具体的な熱硬化性樹脂(A)として、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂、トリアジン骨格含有フェノールノボラック樹脂などのノボラック型フェノール樹脂;未変性のレゾールフェノール樹脂、桐油、アマニ油、クルミ油などで変性した油変性レゾールフェノール樹脂などのレゾール型フェノール樹脂などのフェノール樹脂;ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールE型エポキシ樹脂、ビスフェノールM型エポキシ樹脂、ビスフェノールP型エポキシ樹脂、ビスフェノールZ型エポキシ樹脂などのビスフェノール型エポキシ樹脂;フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂;ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、アリールアルキレン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、フェノキシ型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ノルボルネン型エポキシ樹脂、アダマンタン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂などのエポキシ樹脂;ユリア(尿素)樹脂、メラミン樹脂などのトリアジン環を有する樹脂;不飽和ポリエステル樹脂;ビスマレイミド化合物;ポリウレタン樹脂;ジアリルフタレート樹脂;シリコーン樹脂;ベンゾオキサジン樹脂;シアネートエステル樹脂;ポリイミド樹脂;ポリアミドイミド樹脂;ベンゾシクロブテン樹脂などが挙げられる。
これらの中の1種類を単独で用いてもよいし、異なる重量平均分子量を有する2種類以上を併用してもよく、1種類または2種類以上と、それらのプレポリマーを併用してもよい。
これらの中の1種類を単独で用いてもよいし、異なる重量平均分子量を有する2種類以上を併用してもよく、1種類または2種類以上と、それらのプレポリマーを併用してもよい。
熱硬化性樹脂(A)として、エポキシ樹脂を含むのが好ましい。エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールE型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールM型エポキシ樹脂、ビスフェノールP型エポキシ樹脂、ビスフェノールZ型エポキシ樹脂などのビスフェノール型エポキシ樹脂;フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂;ビフェニル型エポキシ樹脂、キシリレン型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂などのアリールアルキレン型エポキシ樹脂;ナフトール型エポキシ樹脂、ナフタレンジオール型エポキシ樹脂、2官能ないし4官能エポキシ型ナフタレン樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、ビナフチル型エポキシ樹脂、ナフタレンアラルキル型エポキシ樹脂などのナフタレン型エポキシ樹脂;アントラセン型エポキシ樹脂;フェノキシ型エポキシ樹脂;ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂;ノルボルネン型エポキシ樹脂;アダマンタン型エポキシ樹脂;フルオレン型エポキシ樹脂;トリアジン骨格含有エポキシ樹脂などが挙げられる。
エポキシ樹脂として、これらの中の1種類を単独で用いてもよいし、異なる重量平均分子量を有する2種類以上を併用してもよく、1種類または2種類以上とそれらのプレポリマーとを併用してもよい。
これらエポキシ樹脂の中でも特にアリールアルキレン型エポキシ樹脂が好ましい。アリールアルキレン型エポキシ樹脂とは、繰り返し単位中に一つ以上のアリールアルキレン基を有するエポキシ樹脂をいう。例えば、キシリレン型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂などが挙げられる。これらの中でも、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂の1種であるビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂が好ましい。ビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂は、例えば、下記一般式(IV)で示すことができる。
上記一般式(IV)で示されるビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂の平均繰り返し単位nは任意の整数である。nの下限は、特に限定されないが、1以上が好ましく、2以上がより好ましい。nが上記下限値以上であると、ビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂の結晶化を抑制でき、汎用溶媒に対する溶解性が向上するため、取り扱いが容易となる。nの上限は、特に限定されないが、10以下が好ましく、5以下がより好ましい。nが上記上限値以下であると、樹脂の流動性が向上し、成形不良などの発生を抑制することができる。
上記以外のエポキシ樹脂としては縮合環芳香族炭化水素構造を有するノボラック型エポキシ樹脂が好ましい。これにより、絶縁層103の耐熱性、低熱膨張性をさらに向上させることができる。
縮合環芳香族炭化水素構造を有するノボラック型エポキシ樹脂は、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、テトラセン、クリセン、ピレン、トリフェニレン、テトラフェン、その他の縮合環芳香族炭化水素構造を有するノボラック型エポキシ樹脂である。縮合環芳香族炭化水素構造を有するノボラック型エポキシ樹脂は、複数の芳香環が規則的に配列することができるため低熱膨張性に優れる。また、ガラス転移温度も高いため耐熱性に優れる。さらに、繰返し構造の分子量が大きいため従来のノボラック型エポキシに比べ難燃性に優れ、シアネート樹脂と組合せることでシアネート樹脂の弱点の脆弱性を改善することができる。したがって、シアネート樹脂と併用して用いることで、さらにガラス転移温度が高くなるため鉛フリー対応の実装信頼性に優れる。
縮合環芳香族炭化水素構造を有するノボラック型エポキシ樹脂は、フェノール類化合物とホルムアルデヒド類化合物、および縮合環芳香族炭化水素化合物から合成された、ノボラック型フェノール樹脂をエポキシ化したものである。
フェノール類化合物は、特に限定されないが、例えば、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾールなどのクレゾール類、2,3−キシレノール、2,4−キシレノール、2,5−キシレノール、2,6−キシレノール、3,4−キシレノール、3,5−キシレノールなどのキシレノール類、2,3,5トリメチルフェノールなどのトリメチルフェノール類、o−エチルフェノール、m−エチルフェノール、p−エチルフェノールなどのエチルフェノール類、イソプロピルフェノール、ブチルフェノール、t−ブチルフェノールなどのアルキルフェノール類、o−フェニルフェノール、m−フェニルフェノール、p−フェニルフェノール、カテコール、1,5−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、2,7−ジヒドロキシナフタレンなどのナフタレンジオール類、レゾルシン、カテコール、ハイドロキノン、ピロガロール、フルオログルシンなどの多価フェノール類、アルキルレゾルシン、アルキルカテコール、アルキルハイドロキノンなどのアルキル多価フェノール類などが挙げられる。これらのうち、コスト面および分解反応に与える効果から、フェノールが好ましい。
アルデヒド類化合物は、特に限定されないが、例えば、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、トリオキサン、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ポリオキシメチレン、クロラール、ヘキサメチレンテトラミン、フルフラール、グリオキザール、n-ブチルアルデヒド、カプロアルデヒド、アリルアルデヒド、ベンズアルデヒド、クロトンアルデヒド、アクロレイン、テトラオキシメチレン、フェニルアセトアルデヒド、o-トルアルデヒド、サリチルアルデヒド、ジヒドロキシベンズアルデヒド、トリヒドロキシベンズアルデヒド、4−ヒドロキシ−3−メトキシアルデヒドパラホルムアルデヒドなどが挙げられる。
縮合環芳香族炭化水素化合物は、特に限定されないが、例えば、メトキシナフタレン、ブトキシナフタレンなどのナフタレン誘導体;メトキシアントラセンなどのアントラセン誘導体;メトキシフェナントレンなどのフェナントレン誘導体;その他テトラセン誘導体;クリセン誘導体;ピレン誘導体;トリフェニレン誘導体;テトラフェン誘導体などが挙げられる。
縮合環芳香族炭化水素構造を有するノボラック型エポキシ樹脂は、特に限定されないが、例えば、メトキシナフタレン変性オルトクレゾールノボラックエポキシ樹脂、ブトキシナフタレン変性メタ(パラ)クレゾールノボラックエポキシ樹脂、メトキシナフタレン変性ノボラックエポキシ樹脂などが挙げられる。これらの中でも、下記式(V)で表される縮合環芳香族炭化水素構造を有するノボラック型エポキシ樹脂が好ましい。
(式中、Arは縮合環芳香族炭化水素基である。Rは互いに同一であっても異なっていてもよく、水素原子、炭素数1以上10以下の炭化水素基またはハロゲン元素、フェニル基、ベンジル基などのアリール基、およびグリシジルエーテルを含む有機基から選ばれる基である。n、p、およびqは1以上の整数であり、またp、qの値は、繰り返し単位毎に同一でも、異なっていてもよい。)
(式(V)中のArは、式(VI)中の(Ar1)〜(Ar4)で表される構造である。式(VI)中のRは、互いに同一であっても異なっていてもよく、水素原子、炭素数1以上10以下の炭化水素基、ハロゲン元素、フェニル基、ベンジル基などのアリール基、およびグリシジルエーテルを含む有機基から選ばれる基である。)
さらに上記以外のエポキシ樹脂としてはナフトール型エポキシ樹脂、ナフタレンジオール型エポキシ樹脂、2官能ないし4官能エポキシ型ナフタレン樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂などのナフタレン型エポキシ樹脂が好ましい。これにより、絶縁層103の吸湿半田耐熱性および難燃性をさらに向上させることができる。
また、ベンゼン環に比べナフタレン環のπ−πスタッキング効果が高いため、低熱膨張性、低熱収縮性が特に優れる。更に、多環構造のため剛直効果が高く、ガラス転移温度が特に高いため、リフロー前後の熱収縮変化が小さい。ナフトール型エポキシ樹脂としては、例えば下記一般式(VII−1)、ナフタレンジオール型エポキシ樹脂としては下記式(VII−2)、2官能ないし4官能エポキシ型ナフタレン樹脂としては下記式(VII−3)(VII−4)(VII−5)、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂としては、例えば、下記一般式(VII−6)で示すことができる。これらの中でもナフチレンエーテル型エポキシ樹脂が、難燃性、耐熱性、高ガラス転移温度、および低熱膨張性の観点で特に好ましい。
(式中、R1は水素原子またはメチル基を表す。R2はそれぞれ独立的に水素原子、炭素原子数1〜4のアルキル基、アラルキル基、ナフタレン基、またはグリシジルエーテル基含有ナフタレン基を表す。oおよびmはそれぞれ0〜2の整数であって、かつoまたはmのいずれか一方は1以上である。)
エポキシ樹脂の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物P全体に対し、1質量%以上が好ましく、2質量%以上がより好ましい。エポキシ樹脂の含有量が上記下限値以上であると、エポキシ樹脂の反応性が向上し、得られる製品の耐湿性を向上させることができる。また、エポキシ樹脂の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物P全体に対し、55質量%以下が好ましく、40質量%以下がより好ましい。含有量が上記上限値以下であると、絶縁層103の耐熱性をより向上させることができる。
エポキシ樹脂の重量平均分子量(Mw)は、特に限定されないが、Mw500以上が好ましく、特にMw800以上が好ましい。Mwが上記下限値以上であると、絶縁層103にタック性が生じるのを抑制することができる。Mwは、特に限定されないが、Mw20,000以下が好ましく、特にMw15,000以下が好ましい。Mwが上記上限値以下であると、より均一な絶縁層103を得ることができる。エポキシ樹脂のMwは、例えばGPCで測定することができる。
樹脂組成物Pは、熱硬化性樹脂(A)としてエポキシ樹脂を用いる以外に、フェノール樹脂、アミン硬化剤、およびジシアンジアミドを用いてもよいし、併用してもよい。特に窒素原子を含有するフェノール樹脂、アミン硬化剤、およびジシアンジアミドが好ましい。
フェノール樹脂としては、例えば、ノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、アリールアルキレン型フェノール樹脂、トリアジン骨格含有フェノールノボラック樹脂などが挙げられる。トリアジン骨格含有フェノールノボラック樹脂の場合、特に窒素原子を含有するため、導体回路の銅と作用し密着を向上させることができる。フェノール樹脂として、これらの中の1種類を単独で用いてよいし、異なる重量平均分子量を有する2種類以上を併用してもよく、1種類または2種類以上と、それらのプレポリマーとを併用してもよい。これらの中でも、特にアリールアルキレン型フェノール樹脂が好ましい。これにより、絶縁層103の吸湿半田耐熱性をさらに向上させることができる。
フェノール樹脂としては、例えば、ノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、アリールアルキレン型フェノール樹脂、トリアジン骨格含有フェノールノボラック樹脂などが挙げられる。トリアジン骨格含有フェノールノボラック樹脂の場合、特に窒素原子を含有するため、導体回路の銅と作用し密着を向上させることができる。フェノール樹脂として、これらの中の1種類を単独で用いてよいし、異なる重量平均分子量を有する2種類以上を併用してもよく、1種類または2種類以上と、それらのプレポリマーとを併用してもよい。これらの中でも、特にアリールアルキレン型フェノール樹脂が好ましい。これにより、絶縁層103の吸湿半田耐熱性をさらに向上させることができる。
アリールアルキレン型フェノール樹脂としては、例えば、キシリレン型フェノール樹脂、ビフェニルジメチレン型フェノール樹脂などが挙げられる。ビフェニルジメチレン型フェノール樹脂は、例えば、下記一般式(VIII)で示すことができる。
上記一般式(VIII)で示されるビフェニルジメチレン型フェノール樹脂の繰り返し単位nは任意の整数である。繰り返し単位nは、特に限定されないが、1以上が好ましく、2以上がより好ましい。繰り返し単位nが上記下限値以上であると、絶縁層103の耐熱性をより向上させることができる。また、繰り返し単位nは、特に限定されないが、12以下が好ましく、8以下がより好ましい。繰り返し単位nが上記上限値以下であると、他の樹脂との相溶性が向上し、作業性を向上させることができる。
フェノール樹脂の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物P全体に対し、1質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましい。フェノール樹脂の含有量が上記下限値以上であると、絶縁層103の耐熱性をより一層向上させることができる。また、フェノール樹脂の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物P全体に対し、55質量%以下が好ましく、40質量%以下がより好ましい。フェノール樹脂の含有量が上記上限値以下であると、低熱膨張の特性を向上させることができる。
フェノール樹脂の重量平均分子量(Mw)は、特に限定されないが、Mw400以上が好ましく、特にMw500以上が好ましい。Mwが上記下限値以上であると、絶縁層103にタック性が生じるのを抑制することができる。また、フェノール樹脂のMwは、特に限定されないが、Mw18,000以下が好ましく、特にMw15,000以下が好ましい。Mwが上記上限値以下であると、より均一な絶縁層103を得ることができる。フェノール樹脂のMwは、例えばGPCで測定することができる。
樹脂組成物Pは、熱硬化性樹脂(A)としてシアネート樹脂を含むのが好ましい。シアネート樹脂を用いることにより、絶縁層103の線膨張係数を小さくすることができる。さらに、シアネート樹脂を含むと、絶縁層103の電気特性(低誘電率、低誘電正接)、機械強度なども向上させることができる。
シアネート樹脂は、例えば、ハロゲン化シアン化合物とフェノール類とを反応させたものや、必要に応じて加熱などの方法でプレポリマー化したものなどを用いることができる。具体的には、ノボラック型シアネートエステル樹脂、ビスフェノールA型シアネートエステル樹脂、ビスフェノールE型シアネートエステル樹脂、テトラメチルビスフェノールF型シアネートエステル樹脂などのビスフェノール型シアネートエステル樹脂;ナフトールアラルキル型の多価ナフトール類と、ハロゲン化シアンとの反応で得られるシアネートエステル樹脂;ジシクロペンタジエン型シアネートエステル樹脂;ビフェニルアルキル型シアネートエステル樹脂などを挙げることができる。これらの中でもノボラック型シアネートエステル樹脂が好ましい。ノボラック型シアネートエステル樹脂を用いることにより、架橋密度が増加し、絶縁層103の耐熱性が向上する。
この理由としては、ノボラック型シアネートエステル樹脂は、硬化反応後にトリアジン環を形成することが挙げられる。さらに、ノボラック型シアネートエステル樹脂は、その構造上ベンゼン環の割合が高く、炭化しやすいためと考えられる。また、ノボラック型シアネートエステル樹脂を含む絶縁層103は優れた剛性を有する。特に、このような絶縁層103は加熱時における剛性に優れるので、半導体素子実装時の信頼性にも優れる。
ノボラック型シアネートエステル樹脂としては、例えば、下記一般式(I)で示されるものを使用することができる。
ノボラック型シアネートエステル樹脂としては、例えば、下記一般式(I)で示されるものを使用することができる。
一般式(I)で示されるノボラック型シアネートエステル樹脂の平均繰り返し単位nは任意の整数である。平均繰り返し単位nは、特に限定されないが、1以上が好ましく、2以上がより好ましい。平均繰り返し単位nが上記下限値以上であると、ノボラック型シアネートエステル樹脂の耐熱性が向上し、加熱時に低量体が脱離、揮発することを抑制できる。また、平均繰り返し単位nは、特に限定されないが、10以下が好ましく、7以下がより好ましい。nが上記上限値以下であると、溶融粘度が高くなるのを抑制でき、絶縁層103の成形性を向上させることができる。
また、シアネート樹脂としては、下記一般式(II)で表わされるナフトール型シアネートエステル樹脂も好適に用いられる。下記一般式(II)で表わされるナフトール型シアネートエステル樹脂は、例えば、α−ナフトールあるいはβ−ナフトールなどのナフトール類とp−キシリレングリコール、α,α'−ジメトキシ−p−キシレン、1,4−ジ(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ベンゼンなどとの反応により得られるナフトールアラルキル樹脂とシアン酸とを縮合させて得られるものである。一般式(II)の繰り返し単位nは10以下であることが好ましい。繰り返し単位nが10以下であると、より均一な絶縁層103を得ることができる。また、合成時に分子内重合が起こりにくく、水洗時の分液性が向上し、収量の低下を防止できる傾向がある。
また、シアネート樹脂としては、下記一般式(III)で表わされるジシクロペンタジエン型シアネートエステル樹脂も好適に用いられる。下記一般式(III)で表わされジシクロペンタジエン型シアネートエステル樹脂は、下記一般式(III)の繰り返し単位nが0以上8以下であることが好ましい。繰り返し単位nが8以下であると、より均一な絶縁層103を得ることができる。また、ジシクロペンタジエン型シアネート樹脂を用いることで、絶縁層103の低吸湿性および耐薬品性を向上させることができる。
シアネート樹脂の重量平均分子量(Mw)は、特に限定されないが、Mw500以上が好ましく、Mw600以上がより好ましい。Mwが上記下限値以上であると、絶縁層103を作製した場合にタック性の発生を抑制でき、絶縁層103同士が接触したとき互いに付着したり、絶縁層103の転写が生じたりするのを抑制することができる。また、Mwは、特に限定されないが、Mw4,500以下が好ましく、Mw3,000以下がより好ましい。また、Mwが上記上限値以下であると、反応が速くなるのを抑制でき、絶縁層103の不良が生じたり、絶縁層103と端子105とのピール強度が低下したりするのを抑制することができる。
シアネート樹脂のMwは、例えば、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー、標準物質:ポリスチレン換算)で測定することができる。
シアネート樹脂のMwは、例えば、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー、標準物質:ポリスチレン換算)で測定することができる。
また、シアネート樹脂は1種類を単独で用いてもよいし、異なるMwを有する2種類以上を併用してもよく、1種類または2種類以上と、それらのプレポリマーとを併用してもよい。
樹脂組成物P中に含まれる熱硬化性樹脂(A)の含有量は、その目的に応じて適宜調整されれば良く特に限定されないが、樹脂組成物P全体に対し、5質量%以上90質量%以下が好ましく、10質量%以上80質量%以下がより好ましく、20質量%以上50質量%以下が特に好ましい。熱硬化性樹脂の含有量が上記下限値以上であると、ハンドリング性が向上し、絶縁層103を形成するのが容易となる。熱硬化性樹脂の含有量が上記上限値以下であると、絶縁層103の強度、難燃性および低熱膨張性を向上させることができる。
(無機充填材)
絶縁層103に用いられる樹脂組成物Pは、熱硬化性樹脂(A)に加えて、無機充填材(B)を含むのが好ましい。これにより、絶縁層103を薄型化しても、より一層優れた機械的強度を付与することができる。また、絶縁層103の低熱膨張化をより一層向上させることができる。
絶縁層103に用いられる樹脂組成物Pは、熱硬化性樹脂(A)に加えて、無機充填材(B)を含むのが好ましい。これにより、絶縁層103を薄型化しても、より一層優れた機械的強度を付与することができる。また、絶縁層103の低熱膨張化をより一層向上させることができる。
無機充填材(B)としては、例えば、タルク、焼成クレー、未焼成クレー、マイカ、ガラスなどのケイ酸塩;酸化チタン、アルミナ、ベーマイト、シリカ、溶融シリカなどの酸化物;炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ハイドロタルサイトなどの炭酸塩;水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムなどの水酸化物;硫酸バリウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウムなどの硫酸塩または亜硫酸塩;ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウムなどのホウ酸塩;窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化炭素などの窒化物;チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウムなどのチタン酸塩;などを挙げることができる。
無機充填材(B)として、これらの中の1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。これらの中でも、特にシリカが好ましい。シリカの形状には破砕状および球状がある。無機充填材(B)の高充填化を確保するためには、樹脂組成物Pの溶融粘度を下げるため球状シリカを使うなど、その目的にあわせた使用方法を採用することができる。
無機充填材(B)の平均粒子径は、特に限定されないが、0.01μm以上が好ましく、0.1μm以上がより好ましい。無機充填材(B)の平均粒子径が上記下限値以上であると、ワニスの粘度が高くなるのを抑制でき、絶縁層103作製時の作業性を向上させることができる。また、無機充填材(B)の平均粒子径は、特に限定されないが、5.0μm以下が好ましく、2.0μm以下がより好ましい。無機充填材(B)の平均粒子径が上記上限値以下であると、ワニス中で無機充填材(B)の沈降などの現象を抑制でき、より均一な絶縁層103を得ることができる。また、プリント配線板100の回路寸法がL/Sが20/20μmを下回る際には、配線間の絶縁性に影響を与えるのを抑制することができる。
無機充填材(B)の平均粒子径は、例えば、レーザー回折式粒度分布測定装置(HORIBA製、LA−500)により、粒子の粒度分布を体積基準で測定し、そのメディアン径(D50)を平均粒子径とすることができる。
無機充填材(B)の平均粒子径は、例えば、レーザー回折式粒度分布測定装置(HORIBA製、LA−500)により、粒子の粒度分布を体積基準で測定し、そのメディアン径(D50)を平均粒子径とすることができる。
また、無機充填材(B)は、特に限定されないが、平均粒子径が単分散の無機充填材(B)を用いてもよいし、平均粒子径が多分散の無機充填材(B)を用いてもよい。さらに平均粒子径が単分散および/または多分散の無機充填材(B)を1種類または2種類以上で併用してもよい。
無機充填材(B)は、平均粒子径5.0μm以下の球状シリカが好ましく、平均粒子径0.01μm以上2.0μm以下の球状シリカがより好ましい。これにより、無機充填材(B)の充填性をさらに向上させることができる。
無機充填材(B)の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物P全体に対し、20重量%以上80重量%以下が好ましく、30重量%以上75重量%以下がより好ましい。含有量が上記範囲内であると、絶縁層103を特に低熱膨張、低吸水とすることができる。
(その他の添加剤)
このほか、必要に応じて、樹脂組成物Pにはカップリング剤、硬化促進剤、硬化剤、熱可塑性樹脂、有機充填材などの添加剤を適宜配合することができる。本実施形態で用いられる樹脂組成物Pは、上記成分を有機溶剤などにより溶解および/または分散させた液状形態で好適に用いることができる。
このほか、必要に応じて、樹脂組成物Pにはカップリング剤、硬化促進剤、硬化剤、熱可塑性樹脂、有機充填材などの添加剤を適宜配合することができる。本実施形態で用いられる樹脂組成物Pは、上記成分を有機溶剤などにより溶解および/または分散させた液状形態で好適に用いることができる。
カップリング剤の使用により、熱硬化性樹脂(A)と無機充填材(B)との界面の濡れ性を向上させることができる。したがって、カップリング剤を使用することは好ましく、絶縁層103の耐熱性を改良することができる。
カップリング剤としては、カップリング剤として通常用いられるものであれば使用できるが、具体的にはエポキシシランカップリング剤、カチオニックシランカップリング剤、アミノシランカップリング剤、チタネート系カップリング剤およびシリコーンオイル型カップリング剤の中から選ばれる1種以上のカップリング剤を使用することが好ましい。これにより、無機充填材(B)の界面との濡れ性を高くすることができ、それによって耐熱性をより向上させることができる。
カップリング剤の添加量は、無機充填材(B)の比表面積に依存するので特に限定されないが、無機充填材(B)100質量部に対して0.05質量部以上が好ましく、0.1質量部以上が好ましい。カップリング剤の含有量が上記下限値以上であると、無機充填材(B)を十分に被覆することができ、絶縁層103の耐熱性を向上させることができる。また、カップリング剤の添加量は、特に限定されないが、3質量部以下が好ましく、2質量部以下がより好ましい。含有量が上記上限値以下であると、反応に影響を与えるのを抑制でき、絶縁層103の曲げ強度などの低下を抑制することができる。
硬化促進剤としては公知のものを用いることができる。例えば、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、オクチル酸スズ、オクチル酸コバルト、ビスアセチルアセトナートコバルト(II)、トリスアセチルアセトナートコバルト(III)などの有機金属塩;トリエチルアミン、トリブチルアミン、ジアザビシクロ[2,2,2]オクタンなどの3級アミン類;2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−エチル−4−エチルイミダゾール、2−フェニル−4−エチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシイミダゾール、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシイミダゾールなどのイミダゾール類;フェノール、ビスフェノールA、ノニルフェノールなどのフェノール化合物;酢酸、安息香酸、サリチル酸、パラトルエンスルホン酸などの有機酸;オニウム塩化合物;などが挙げられる。硬化促進剤として、これらの中の誘導体も含めて1種類を単独で用いてもよいし、これらの誘導体も含めて2種類以上を併用してもよい。
オニウム塩化合物は、特に限定されないが、例えば、下記一般式(IX)で表されるオニウム塩化合物を用いることができる。
(式中、Pはリン原子、R1、R2、R3およびR4は、それぞれ、置換もしくは無置換の芳香環または複素環を有する有機基、あるいは置換もしくは無置換の脂肪族基を示し、互いに同一であっても異なっていてもよい。A−は分子外に放出しうるプロトンを少なくとも1個以上分子内に有するn(n≧1)価のプロトン供与体のアニオン、またはその錯アニオンを示す。)
硬化促進剤の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物P全体に対し、0.01重量%以上5重量%以下が好ましく、0.1重量%以上2重量%以下がより好ましい。硬化促進剤の含有量が上記下限値以上であると、硬化を促進する効果が十分に発揮することができる。硬化促進剤の含有量が上記上限値以下であると絶縁層103の保存性をより向上させることができる。
本実施形態における樹脂組成物Pは、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂などの熱可塑性樹脂;スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体などのポリスチレン系熱可塑性エラストマー;ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー;ポリアミド系エラストマー、ポリエステル系エラストマーなどの熱可塑性エラストマー;ポリブタジエン、エポキシ変性ポリブタジエン、アクリル変性ポリブタジエン、メタクリル変性ポリブタジエンなどのジエン系エラストマー;をさらに併用してもよい。
フェノキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノール骨格を有するフェノキシ樹脂、ナフタレン骨格を有するフェノキシ樹脂、アントラセン骨格を有するフェノキシ樹脂、ビフェニル骨格を有するフェノキシ樹脂(ビフェニル型フェノキシ樹脂とも呼ぶ。)などが挙げられる。また、これらの骨格を複数種有した構造のフェノキシ樹脂を用いることもできる。
これらの中でも、フェノキシ樹脂には、ビフェニル骨格およびビスフェノールS骨格を有するフェノキシ樹脂を用いるのが好ましい。ビフェニル骨格が有する剛直性により、フェノキシ樹脂のガラス転移温度を高くすることができるとともに、ビスフェノールS骨格の存在により、フェノキシ樹脂と金属との密着性を向上させることができる。その結果、絶縁層103の耐熱性の向上を図ることができるとともに、絶縁層103と内層回路基板101との密着性をより一層向上させることができる。また、フェノキシ樹脂には、ビスフェノールA骨格およびビスフェノールF骨格を有するフェノキシ樹脂を用いるのも好ましい。これにより、絶縁層103と端子105との密着性をより一層向上させることができる。
また、下記一般式(X)で表されるビスフェノールアセトフェノン構造を有するフェノキシ樹脂を用いるのも好ましい。
また、下記一般式(X)で表されるビスフェノールアセトフェノン構造を有するフェノキシ樹脂を用いるのも好ましい。
(式中、R1は互いに同一であっても異なっていてもよく、水素原子、炭素数1以上10以下の炭化水素基およびハロゲン元素から選ばれる基であり、R2は、水素原子、炭素数1以上10以下の炭化水素基およびハロゲン元素から選ばれる基であり、R3は、水素原子または炭素数1以上10以下の炭化水素基であり、mは0以上5以下の整数である。)
ビスフェノールアセトフェノン構造を含むフェノキシ樹脂は、嵩高い構造を持っているため、溶剤溶解性や、配合する熱硬化性樹脂(A)との相溶性に優れる。また、低粗度で均一な粗面を形成することができるため微細配線形成性に優れる。
ビスフェノールアセトフェノン構造を有するフェノキシ樹脂は、エポキシ樹脂とフェノール樹脂を触媒で高分子量化させる方法などの公知の方法で合成することができる。
ビスフェノールアセトフェノン構造を有するフェノキシ樹脂は、一般式(X)のビスフェノールアセトフェノン構造以外の構造が含まれていても良く、その構造は特に限定されないが、ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、ビスフェノールS型、ビフェニル型、フェノールノボラック型、クレゾールノボラック型などの構造が挙げられる。中でも、ビフェニル型の構造を含むものが、ガラス転移温度が高く好ましい。
ビスフェノールアセトフェノン構造を含むフェノキシ樹脂中の一般式(X)のビスフェノールアセトフェノン構造の含有量は特に限定されないが、好ましくは5モル%以上95モル%以下であり、より好ましくは10モル%以上85モル%以下であり、さらに好ましくは15モル%以上75モル%以下である。含有量が上記下限値以上であると、絶縁層103の耐熱性、耐湿信頼性を向上させる効果を十分に発揮させることができる。また、含有量が上記上限値以下であると、溶剤溶解性を向上させることができる。
フェノキシ樹脂の重量平均分子量(Mw)は、特に限定されないが、Mw5,000以上100,000以下が好ましく、Mw10,000以上70,000以下がより好ましくMw20,000以上50,000以下がさらに好ましい。Mwが上記上限値以下であると、他の樹脂との相溶性や溶剤への溶解性を向上させることができる。上記下限値以上であると、絶縁層103の製膜性を向上させることができる。
フェノキシ樹脂の含有量は、特に限定されないが、無機充填材(B)を除く樹脂組成物Pに対し、0.5質量%以上40質量%以下が好ましく、1質量%以上20質量%以下がより好ましい。含有量が上記下限値以上であると絶縁層103の機械強度や、絶縁層103と内層回路基板101との密着性を向上させることができる。上記上限値以下であると、絶縁層103の熱膨張率の増加を抑制でき、耐熱性を向上させることができる。
樹脂組成物Pには、必要に応じて、顔料、染料、消泡剤、レベリング剤、紫外線吸収剤、発泡剤、酸化防止剤、難燃剤、イオン捕捉剤などの上記成分以外の添加物を添加してもよい。
顔料としては、カオリン、合成酸化鉄赤、カドミウム黄、ニッケルチタン黄、ストロンチウム黄、含水酸化クロム、酸化クロム、アルミ酸コバルト、合成ウルトラマリン青などの無機顔料、フタロシアニンなどの多環顔料、アゾ顔料などが挙げられる。
染料としては、イソインドリノン、イソインドリン、キノフタロン、キサンテン、ジケトピロロピロール、ペリレン、ペリノン、アントラキノン、インジゴイド、オキサジン、キナクリドン、ベンツイミダゾロン、ビオランスロン、フタロシアニン、アゾメチンなどが挙げられる。
(繊維基材)
本実施形態に用いられる繊維基材としては、特に限定されないが、ガラスクロスなどのガラス繊維基材、ポリベンゾオキサゾール樹脂繊維、ポリアミド樹脂繊維、芳香族ポリアミド樹脂繊維、全芳香族ポリアミド樹脂繊維などから選択されるポリアミド系樹脂繊維、ポリエステル樹脂繊維、芳香族ポリエステル樹脂繊維、全芳香族ポリエステル樹脂繊維などから選択されるポリエステル系樹脂繊維、ポリイミド樹脂繊維、フッ素樹脂繊維の少なくともいずれか1種から構成される合成繊維基材、クラフト紙、コットンリンター紙、リンターとクラフトパルプの混抄紙などのいずれか1種以上を主成分とする紙基材などの有機繊維基材などが挙げられる。これらの中でも、強度、吸水率の点からガラス繊維基材が特に好ましい。また、ガラス繊維基材を用いることにより、絶縁層103の熱膨張係数をさらに小さくすることができる。
本実施形態に用いられる繊維基材としては、特に限定されないが、ガラスクロスなどのガラス繊維基材、ポリベンゾオキサゾール樹脂繊維、ポリアミド樹脂繊維、芳香族ポリアミド樹脂繊維、全芳香族ポリアミド樹脂繊維などから選択されるポリアミド系樹脂繊維、ポリエステル樹脂繊維、芳香族ポリエステル樹脂繊維、全芳香族ポリエステル樹脂繊維などから選択されるポリエステル系樹脂繊維、ポリイミド樹脂繊維、フッ素樹脂繊維の少なくともいずれか1種から構成される合成繊維基材、クラフト紙、コットンリンター紙、リンターとクラフトパルプの混抄紙などのいずれか1種以上を主成分とする紙基材などの有機繊維基材などが挙げられる。これらの中でも、強度、吸水率の点からガラス繊維基材が特に好ましい。また、ガラス繊維基材を用いることにより、絶縁層103の熱膨張係数をさらに小さくすることができる。
ガラス繊維基材を構成するガラスとしては、例えばEガラス、Cガラス、Aガラス、Sガラス、Dガラス、NEガラス、Tガラス、Hガラスなどのいずれか1種以上が挙げられる。これらの中でもSガラス、または、Tガラスが好ましい。これにより、ガラス繊維基材の熱膨張係数を小さくすることができ、それによってプリプレグの熱膨張係数を小さくすることができる。
繊維基材の厚みは、特に限定されないが、好ましくは5μm以上60μm以下であり、より好ましくは10μm以上35μm以下であり、さらに好ましくは14μm以上20μm以下である。繊維基材は、単独の繊維基材から構成されていてもよいが、複数積層された繊維基材から構成されていてもよい。なお、繊維基材を複数枚重ねて使用する場合は、その合計の厚みが上記の範囲を満たせばよい。このような厚みを有する繊維基材を用いることにより、プリプレグ製造時のハンドリング性がさらに向上し、特に反り低減効果が顕著である。
また、本実施形態で用いる繊維基材は、1MHzでの誘電率が好ましくは3.8以上7.0以下であり、より好ましくは4.7以上7.0以下であり、さらに好ましくは5.4以上6.8以下である。このような誘電率を有するガラス繊維基材を用いることにより、積層板の誘電率をさらに低減でき、高速信号を用いた半導体パッケージに好適である。上記のような線膨張係数、ヤング率および誘電率を有するガラス繊維基材として、例えば、Eガラス、Sガラス、NEガラス、またはTガラスなどが好適に用いられる。
(積層体)
次いで、得られたプリプレグの片面または両面に、金属箔層を配置した構成で加熱加圧して積層する。これにより積層体を得る。金属箔層の表面にはキャリア箔が付与されていてもよい。
次いで、得られたプリプレグの片面または両面に、金属箔層を配置した構成で加熱加圧して積層する。これにより積層体を得る。金属箔層の表面にはキャリア箔が付与されていてもよい。
金属箔層の厚みは、好ましくは1μm以上18μm以下であり、さらに好ましくは2μm以上12μm以下である。金属箔層の厚みが上記範囲内であると、微細パターンが形成可能であり、目ずれ度を制御することで反りをより低減できる。
金属箔層を構成する金属としては、例えば銅および銅系合金、アルミおよびアルミ系合金、銀および銀系合金、金および金系合金、亜鉛および亜鉛系合金、ニッケルおよびニッケル系合金、錫および錫系合金、鉄および鉄系合金などの少なくともいずれか1種以上が挙げられる。また、金属箔層として、キャリア付電解銅箔などを使用してもよい。
次いで、内層回路基板101の一方の面110上に積層体を配置する。例えば、加熱加圧により内層回路基板101上に積層体を形成する。本実施形態では、内層回路基板101の片面上のみの積層体を形成しているが、これに限定されず、内層回路基板101の両面上に積層体を形成しても良い。また、本実施形態では、金属箔層が形成されたプリプレグを内層回路基板101上に形成しているが、これに限定されず、内層回路基板101上にプリプレグを形成した後、このプリプレグ上に金属箔層を形成してもよい。
<導体回路形成工程>
次いで、金属箔層上にレジストを形成する。続いて、レジストをマスクとして、金属箔層の選択的エッチングを行う。これにより、所定のパターンを有する金属箔層を形成する。金属箔層は、例えば、平面視において、所定方向に延在する回路パターンや矩形状のパッドとして機能する。
次いで、金属箔層上にレジストを形成する。続いて、レジストをマスクとして、金属箔層の選択的エッチングを行う。これにより、所定のパターンを有する金属箔層を形成する。金属箔層は、例えば、平面視において、所定方向に延在する回路パターンや矩形状のパッドとして機能する。
次いで、レーザーなどを用いて、絶縁層103を選択的に除去する。これにより、絶縁層103にビアホール107を形成する。ビアホール107の底面(開口面)からは、端子105の上面の一部が露出している。
次いで、絶縁層103のビアホール107の内部に対して、デスミア処理を行う。デスミア処理は、スミアなどを除去して表面を清浄するものである。デスミア処理としては、特に限定されず、有機物分解作用を有する酸化剤溶液などを使用した湿式法、および対象物となるものに直接酸化作用の強い活性種(プラズマ、ラジカルなど)を照射して有機物残渣を除去するプラズマ法などの乾式法などの公知の方法を用いることができる。
例えば、薬液によるデスミア処理としては、具体的には、樹脂表面の膨潤処理を施した後、アルカリ処理によりエッチングを行い、続いて中和処理を行う方法などが挙げられる。また、例えば、プラズマ処理によるデスミア処理としては、例えば数mTorr〜数Torrのガス雰囲気下において数kHz〜数十MHz程度の高周波電源にて放電することにより行われる。なお、使用ガスとしては、例えば酸素などの反応性ガス、または窒素やアルゴンなどの不活性ガスを用いることができる。プラズマにより活性化されたガス成分は、圧力と使用ガスの種類によって、化学的反応、ガス分子そのものの衝突(ボンバリング)による物理的反応、またはこれら両方が生じることによって、ビアホール中の残渣や低分子による表面汚れを除去することができる。プラズマ処理によるクリーニングは、例えば、平行平板方式により行うことができる。
プラズマを用いたデスミア処理により、薬液によるクリーニングでは除去しきれないような強固な樹脂組成物Pの残滓を除去することができる。また、薬液を使用しなくてもよい。薬液を使用しないことにより、例えば、内部回路などの配線層や繊維基材の界面への薬液の染みこみやイオンの入り込みを確実に防ぐことができる。さらに、プラズマを露出した絶縁層103の表面に発生させて、絶縁層103の上面120の改質を行うことができる。これにより、上面120と導体膜との密着性を向上することができる。このように絶縁層103の上面120またはビアホール107の内壁の表面の状態に応じて、各種のデスミア処理の手法を適切に採用する。
デスミア処理後、金属箔層上およびビアホール107の底面(ビアホール107から露出する内部回路)上および側壁上に下地膜を形成する。下地膜は、イオンプレーティング、スパッタリング、真空蒸着、PVD法(physical vapor deposition)、またはCVD法(chemical vapor deposition)を用いて形成してもよい。また、下地膜は無電解めっき法を用いて形成してもよい。無電解めっき法の例を説明する。例えば、まず、少なくともビアホール107の底面(端子105の上面)および側壁上に触媒核を付与する。この触媒核としては、特に限定されないが、例えば、貴金属イオンやパラジウムコロイドを用いることができる。引き続き、この触媒核を核として、無電解めっき処理により薄層の無電解めっき層を形成する。無電解めっきには、例えば、硫酸銅、ホルマリン、錯化剤、水酸化ナトリウムなどを含むものを用いる事ができる。なお、無電解めっき後に、100〜250℃の加熱処理を施し、めっき被膜を安定化させることが好ましい。120〜180℃の加熱処理が酸化を抑制できる被膜を形成できる点で、特に好ましい。また、無電解めっき層の平均厚さは、次の電気めっきが行うことができる厚さであればよく、例えば、0.1〜1μm程度で十分である。
次いで、下地膜上に所定の開口パターンを有するレジスト層を形成する。この開口パターンは、例えば回路パターンに相当する。レジスト層としては、特に限定されず、公知の材料を用いることができるが、液状およびドライフィルムを用いることができる。微細配線形成の場合には、レジスト層としては、感光性ドライフィルムなどを用いることが好ましい。感光性ドライフィルムを用いた一例を説明する。例えば、下地膜上に感光性ドライフィルムを積層し、非回路形成領域を露光して光硬化させ、未露光部を現像液で溶解、除去する。硬化した感光性ドライフィルムを残存させることにより、レジスト層を形成する。
次いで、少なくともレジスト層の開口パターン内部かつ無電解めっき層上に、電気めっき処理により、めっき層を形成する。めっき処理中、下地膜は給電層として働く。この下地膜はビアホール107の内壁に形成されている。このため、ビアホール107の内部にめっき層が埋設される。電気めっきとしては、特に限定されないが、通常のプリント配線板で用いられる公知の方法を使用することができ、例えば、硫酸銅などのめっき液中に浸漬させた状態で、めっき液に電流を流すなどの方法を使用することができる。めっき層は単層でもよく多層構造を有していてもよい。めっき層の材料としては、特に限定されないが、例えば、銅、銅合金、42合金、ニッケル、鉄、クロム、タングステン、金、半田のいずれか1種以上を用いることができる。
次いで、アルカリ性剥離液や硫酸または市販のレジスト剥離液などを用いてレジスト層を除去する。
次いで、めっき層が形成されている(めっき層で被覆されている)領域以外の下地膜および金属箔層を除去する。例えば、ソフトエッチング(フラッシュエッチング)などを用いることにより、下地膜および金属箔層を除去することができる。ここで、ソフトエッチング処理は、例えば硫酸および過酸化水素を含むエッチング液を用いたエッチングにより行うことができる。これにより、ビアホール107および導体回路124を形成することができる。ビアホール107は下地膜およびめっき層で構成されることになる。一方、導体回路124は、金属箔層および金属層(無電解めっき層の下地膜およびめっき層)が積層して構成されることになる。このようにして、積層体にビアホール107および導体回路124を形成することにより、ビルドアップ層を形成することができる。
以上により、本実施形態のプリント配線板100が得られる。また、本実施形態で得られたプリント配線板100を内層回路基板として用い、この内層回路基板上にビルドアップ層をさらに形成してもよい。
[半導体装置150]
図2は、半導体装置150の構造を示す断面図である。
本実施形態のプリント配線板100上に不図示の半導体チップを実装して、半導体装置150を得ることができる。図2に示すように、半導体装置150は、プリント配線板100、プリント配線板100上に実装された半導体素子138、およびプリント配線板100と半導体素子138とを電気的に接続するバンプ134を有する。これらのプリント配線板100と半導体素子138との間にはソルダーレジスト層131が形成されている。ビアホール107は配線層132およびバンプ134を介して半導体素子138と電気的に接続している。すなわち、ビアホール107の上部、配線層132およびバンプ134の周囲にはソルダーレジスト層131が形成されている。一方、半導体素子138は、その周囲にアンダーフィル136が形成されて、パッケージングされている。
図2は、半導体装置150の構造を示す断面図である。
本実施形態のプリント配線板100上に不図示の半導体チップを実装して、半導体装置150を得ることができる。図2に示すように、半導体装置150は、プリント配線板100、プリント配線板100上に実装された半導体素子138、およびプリント配線板100と半導体素子138とを電気的に接続するバンプ134を有する。これらのプリント配線板100と半導体素子138との間にはソルダーレジスト層131が形成されている。ビアホール107は配線層132およびバンプ134を介して半導体素子138と電気的に接続している。すなわち、ビアホール107の上部、配線層132およびバンプ134の周囲にはソルダーレジスト層131が形成されている。一方、半導体素子138は、その周囲にアンダーフィル136が形成されて、パッケージングされている。
配線層132は、例えば、サブトラクティブ工法により作製する。また、任意のビルドアップ層を積層して、アディティブ工法により層間接続および回路形成する工程を繰り返し、プリント配線板を形成してもよい。ソルダーレジスト層131の積層方法としては、特に限定されないが、積層体またはビルドアップ層の積層方法と同様の方法であってもよいし、別の方法であってもよい。ソルダーレジスト層131に使用される材料は、特に限定されないが、積層体またはビルドアップ層に使われる材料を適宜使用してもよいし、別の材料を使用してもよい。例えば、ソルダーレジスト材料は繊維基材を樹脂組成物に含ませてなるものであることが好ましい。ソルダーレジスト層131の作製方法は、特に限定されないが、本実施形態における絶縁層103と同様の作製方法であってもよいし、別の作製方法であってもよい。
以上により、本実施形態のプリント配線板100が得られる。
本実施形態の変形例について説明する。
内層回路基板101の両面にビルドアップ層135が形成されていてもよい。すなわち、内層回路基板101の一面上に第1ビルドアップ層が形成されており、内層回路基板101の他面上に第2ビルドアップ層が形成されていてもよい。各ビルドアップ層は、同種の材料を用いてもよいが、異種の材料を用いても良い。各層において、ビアホール107数や配線数などは適切に設定できる。
内層回路基板101の両面にビルドアップ層135が形成されていてもよい。すなわち、内層回路基板101の一面上に第1ビルドアップ層が形成されており、内層回路基板101の他面上に第2ビルドアップ層が形成されていてもよい。各ビルドアップ層は、同種の材料を用いてもよいが、異種の材料を用いても良い。各層において、ビアホール107数や配線数などは適切に設定できる。
また、内層回路基板101に貫通孔が形成されていてもよい。貫通孔の内壁にはめっき膜が形成されている。このめっき膜は、内層回路基板101の一面上に形成された配線と他面上に形成された配線とを電気的に接続することができる。
以上に説明したように、本実施形態によれば、接続信頼性に優れたプリント配線板100および半導体装置150を得ることができる。
なお、当然ながら、上述した実施形態および複数の変形例は、その内容が相反しない範囲で組み合わせることができる。また、上述した実施形態および変形例では、各部の構造などを具体的に説明したが、その構造などは本願発明を満足する範囲で各種に変更することができる。
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
以下、本発明を実施例および比較例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例では、部は特に特定しない限り質量部を表す。また、それぞれの厚みは平均膜厚で表わされている。
実施例および比較例では、以下の原料を用いた。
(1)エポキシ樹脂A:DIC社製、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、HP−6000、エポキシ当量250
(2)エポキシ樹脂B:日産化学社製、トリアジン骨格含有エポキシ樹脂、TEPIC−SP、エポキシ当量100
(3)エポキシ樹脂C:日本化薬社製、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、NC−3000、エポキシ当量175
(4)ベンゾオキサジン樹脂:小西化学社製、ビスフェノールS型、BS−BXZ
(5)フェノール樹脂A:DIC社製、トリアジン骨格含有フェノールノボラック樹脂、LA−7054、水酸基当量125
(6)フェノール樹脂B:日本化薬社製、ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂、GPH−65、水酸基当量198
(7)シアネート樹脂A:ロンザ社製、ノボラック型シアネートエステル樹脂、PT−30
(8)シアネート樹脂B:ロンザ社製、ビスフェノールA型シアネートエステル樹脂、BA230S
(9)フェノキシ樹脂:三菱化学社製、ビフェニル型フェノキシ樹脂、YX−6954BH30、MW=38,000
(10)硬化促進剤:四国化成工業社製、2−エチル−4−メチルイミダゾール
(11)無機充填材A:電気化学工業社製、球状シリカ、SFP−20M、平均粒子径0.35μm
(12)無機充填材B:電気化学工業社製、球状シリカ、SFP−30M、平均粒子径0.70μm
(13)ポリアミド:日本化薬社製 フェノール変性ポリアミド、BPAM−155
(14)ビスマレイミド化合物:ケイアイ化成工業社製、ビス−(3−エチル−5−メチル−4−マレイミドフェニル)メタン、BMI−70
(15)アミン化合物:日本化薬社製、3,3'−ジエチル−4,4'−ジアミノジフェニルメタン、カヤハードA−A
(2)エポキシ樹脂B:日産化学社製、トリアジン骨格含有エポキシ樹脂、TEPIC−SP、エポキシ当量100
(3)エポキシ樹脂C:日本化薬社製、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、NC−3000、エポキシ当量175
(4)ベンゾオキサジン樹脂:小西化学社製、ビスフェノールS型、BS−BXZ
(5)フェノール樹脂A:DIC社製、トリアジン骨格含有フェノールノボラック樹脂、LA−7054、水酸基当量125
(6)フェノール樹脂B:日本化薬社製、ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂、GPH−65、水酸基当量198
(7)シアネート樹脂A:ロンザ社製、ノボラック型シアネートエステル樹脂、PT−30
(8)シアネート樹脂B:ロンザ社製、ビスフェノールA型シアネートエステル樹脂、BA230S
(9)フェノキシ樹脂:三菱化学社製、ビフェニル型フェノキシ樹脂、YX−6954BH30、MW=38,000
(10)硬化促進剤:四国化成工業社製、2−エチル−4−メチルイミダゾール
(11)無機充填材A:電気化学工業社製、球状シリカ、SFP−20M、平均粒子径0.35μm
(12)無機充填材B:電気化学工業社製、球状シリカ、SFP−30M、平均粒子径0.70μm
(13)ポリアミド:日本化薬社製 フェノール変性ポリアミド、BPAM−155
(14)ビスマレイミド化合物:ケイアイ化成工業社製、ビス−(3−エチル−5−メチル−4−マレイミドフェニル)メタン、BMI−70
(15)アミン化合物:日本化薬社製、3,3'−ジエチル−4,4'−ジアミノジフェニルメタン、カヤハードA−A
(実施例1)
1.樹脂組成物のワニス1の調製
エポキシ樹脂Aとしてナフチレンエーテル型エポキシ樹脂(DIC社製、HP−6000)24.5質量部、フェノール樹脂Aとしてトリアジン骨格含有フェノールノボラック樹脂(DIC社製、LA−7054)12質量部、フェノキシ樹脂としてビフェニル型フェノキシ樹脂(三菱化学社製、YX6954BH30、固形分30重量%)3質量部、硬化促進剤として2−エチル−4−メチルイミダゾール(四国化成工業社製、2E4MZ)0.5質量部、をメチルエチルケトンに溶解、分散させた。さらに、無機充填材Aとして球状シリカ(電気化学工業社製、SFP−20M、平均粒子径0.35μm)60質量部を添加し、40〜50℃に加温しながら高速撹拌装置で30分間撹拌した。次いで、常温で72時間エージング後、遠心力によるせん断で薄膜化させる分散・脱泡装置(アシザワ・ファインテック社製、バブルバスター)で回転数1400rpm、真空度50torrの条件で処理し、不揮発分70質量%となるように調整し、樹脂組成物のワニス1(樹脂ワニス1)を調製した。
1.樹脂組成物のワニス1の調製
エポキシ樹脂Aとしてナフチレンエーテル型エポキシ樹脂(DIC社製、HP−6000)24.5質量部、フェノール樹脂Aとしてトリアジン骨格含有フェノールノボラック樹脂(DIC社製、LA−7054)12質量部、フェノキシ樹脂としてビフェニル型フェノキシ樹脂(三菱化学社製、YX6954BH30、固形分30重量%)3質量部、硬化促進剤として2−エチル−4−メチルイミダゾール(四国化成工業社製、2E4MZ)0.5質量部、をメチルエチルケトンに溶解、分散させた。さらに、無機充填材Aとして球状シリカ(電気化学工業社製、SFP−20M、平均粒子径0.35μm)60質量部を添加し、40〜50℃に加温しながら高速撹拌装置で30分間撹拌した。次いで、常温で72時間エージング後、遠心力によるせん断で薄膜化させる分散・脱泡装置(アシザワ・ファインテック社製、バブルバスター)で回転数1400rpm、真空度50torrの条件で処理し、不揮発分70質量%となるように調整し、樹脂組成物のワニス1(樹脂ワニス1)を調製した。
2.プリプレグ1の製造
プリプレグは、ガラス繊維基材(厚さ17μm、日東紡社製Tガラス織布、WTX−1017、IPC規格1017、線膨張係数:2.8ppm/℃)に、樹脂ワニス1を塗布装置により含浸させ、180℃の加熱炉で2分間乾燥して、30μmのプリプレグ1を製造した。
プリプレグは、ガラス繊維基材(厚さ17μm、日東紡社製Tガラス織布、WTX−1017、IPC規格1017、線膨張係数:2.8ppm/℃)に、樹脂ワニス1を塗布装置により含浸させ、180℃の加熱炉で2分間乾燥して、30μmのプリプレグ1を製造した。
3.樹脂シート1の製造
樹脂ワニス1を、支持基材であるキャリア箔付き極薄銅箔(三井金属鉱業社製、マイクロシンEx、1.5μm)上に、ダイコーター装置を用いて乾燥後の樹脂層の厚さが30μmとなるように塗工し、これを140℃の乾燥装置で5分間乾燥して、銅箔付き樹脂シート1を得た。
樹脂ワニス1を、支持基材であるキャリア箔付き極薄銅箔(三井金属鉱業社製、マイクロシンEx、1.5μm)上に、ダイコーター装置を用いて乾燥後の樹脂層の厚さが30μmとなるように塗工し、これを140℃の乾燥装置で5分間乾燥して、銅箔付き樹脂シート1を得た。
4.プリント配線板1の製造
厚み5μmの銅箔の銅張積層板(住友ベークライト社製、ELC−4785GS−B、厚さ0.1mm)をコア基板として用い、その両面にセミアディティブ法で微細回路パターン形成(残銅率70%、L/S=25/25μm)し、内層回路基板を作成した。その両面に、キャリア箔付き極薄銅箔(三井金属鉱業社製、マイクロシンEx、1.5μm)をプリプレグ1を介して積層した。プレス積層は、平滑な金属板に挟み、220℃、2.5MPaで2時間加熱加圧成形することにより行った。
次いで、キャリア箔を剥離後、炭酸レーザーによりブラインドビアホール(非貫通孔)を形成した。つぎにビア内を、60℃の膨潤液(アトテックジャパン社製、スウェリングディップ セキュリガント P)に5分間浸漬し、さらに80℃の過マンガン酸カリウム水溶液(アトテックジャパン社製、コンセントレート コンパクト CP)に2分浸漬後、中和して粗化処理をおこなった。
厚み5μmの銅箔の銅張積層板(住友ベークライト社製、ELC−4785GS−B、厚さ0.1mm)をコア基板として用い、その両面にセミアディティブ法で微細回路パターン形成(残銅率70%、L/S=25/25μm)し、内層回路基板を作成した。その両面に、キャリア箔付き極薄銅箔(三井金属鉱業社製、マイクロシンEx、1.5μm)をプリプレグ1を介して積層した。プレス積層は、平滑な金属板に挟み、220℃、2.5MPaで2時間加熱加圧成形することにより行った。
次いで、キャリア箔を剥離後、炭酸レーザーによりブラインドビアホール(非貫通孔)を形成した。つぎにビア内を、60℃の膨潤液(アトテックジャパン社製、スウェリングディップ セキュリガント P)に5分間浸漬し、さらに80℃の過マンガン酸カリウム水溶液(アトテックジャパン社製、コンセントレート コンパクト CP)に2分浸漬後、中和して粗化処理をおこなった。
これを脱脂、触媒付与、活性化の工程を経た後、無電解銅めっき皮膜を約0.5μm形成し、めっきレジストを形成し、無電解銅めっき皮膜を給電層としてパターン電気めっき銅20μm形成させ、L/S=25/25μmの微細回路加工を施した。つぎに、熱風乾燥装置にて200℃で60分間アニール処理を行った後、フラッシュエッチングで給電層を除去し、4層のプリント配線板を得た。
つぎに、得られた4層のプリント配線板の両面に、銅箔付き樹脂シート1を真空ラミネートで積層した後、熱風乾燥装置にて220℃で60分間加熱硬化をおこなった。次いでキャリア箔を剥離後は、前記と同様に繰り返し、6層のプリント配線板1を製造した。
つぎに、ソルダーレジスト層を積層し、次いで半導体素子搭載パッドなどが露出するように、露光現像して開口した。
つぎに、得られた4層のプリント配線板の両面に、銅箔付き樹脂シート1を真空ラミネートで積層した後、熱風乾燥装置にて220℃で60分間加熱硬化をおこなった。次いでキャリア箔を剥離後は、前記と同様に繰り返し、6層のプリント配線板1を製造した。
つぎに、ソルダーレジスト層を積層し、次いで半導体素子搭載パッドなどが露出するように、露光現像して開口した。
最後に、ソルダーレジスト層から露出した回路層上へ、無電解ニッケルめっき層3μmと、さらにその上へ、無電解金めっき層0.1μmとからなるめっき層を形成し、得られた基板を14mm×14mmサイズに切断し、半導体パッケージ用の回路基板を得た。
5.半導体パッケージ1の製造
半導体パッケージ用の回路基板上に、半田バンプを有する半導体素子(TEGチップ、サイズ8mm×8mm、厚み100μm)を、フリップチップボンダー装置により、加熱圧着により搭載した。つぎに、IRリフロー炉で半田バンプを溶融接合した後、液状封止樹脂(住友ベークライト社製、CRP−X4800B)を充填し、当該液状封止樹脂を硬化させることで半導体パッケージを得た。なお、液状封止樹脂は、温度150℃、120分の条件で硬化させた。また、半導体素子の半田バンプは、Sn/Ag/Cu組成の鉛フリー半田で形成されたものを用いた。
半導体パッケージ用の回路基板上に、半田バンプを有する半導体素子(TEGチップ、サイズ8mm×8mm、厚み100μm)を、フリップチップボンダー装置により、加熱圧着により搭載した。つぎに、IRリフロー炉で半田バンプを溶融接合した後、液状封止樹脂(住友ベークライト社製、CRP−X4800B)を充填し、当該液状封止樹脂を硬化させることで半導体パッケージを得た。なお、液状封止樹脂は、温度150℃、120分の条件で硬化させた。また、半導体素子の半田バンプは、Sn/Ag/Cu組成の鉛フリー半田で形成されたものを用いた。
(樹脂組成物のワニス2〜13の調製)
各原料の種類および配合割合を表1〜3に示す値にそれぞれ変えた以外は、樹脂ワニス1と同様の方法で樹脂ワニス2〜13を調整した。
各原料の種類および配合割合を表1〜3に示す値にそれぞれ変えた以外は、樹脂ワニス1と同様の方法で樹脂ワニス2〜13を調整した。
(実施例2〜8、比較例1〜2)
樹脂ワニス1をそれぞれ樹脂ワニス2〜8、12〜13にそれぞれ変えた以外は、実施例1と同様の方法でプリント配線板および半導体パッケージをそれぞれ製造した。
樹脂ワニス1をそれぞれ樹脂ワニス2〜8、12〜13にそれぞれ変えた以外は、実施例1と同様の方法でプリント配線板および半導体パッケージをそれぞれ製造した。
(実施例9)
1.プリプレグ9の製造
(1)キャリア材料の製造
樹脂ワニス9を、支持基材であるキャリア箔付き極薄銅箔(三井金属鉱業社製、マイクロシンEx、1.5μm)上に、ダイコーター装置を用いて乾燥後の樹脂層の厚さが5μmとなるように塗工し、これを140℃の乾燥装置で5分間乾燥して、第一樹脂層用の銅箔付き樹脂シート1A(キャリア材料1A)を得た。
また、樹脂ワニス6をPETフィルム(ポリエチレンテレフタレート、厚さ36μm)上に同様に塗工し、乾燥後の樹脂層の厚さが20μmになるように、140℃の乾燥機で5分間乾燥して、第二樹脂層用のPET付き樹脂シート1B(キャリア材料1B)を得た。
1.プリプレグ9の製造
(1)キャリア材料の製造
樹脂ワニス9を、支持基材であるキャリア箔付き極薄銅箔(三井金属鉱業社製、マイクロシンEx、1.5μm)上に、ダイコーター装置を用いて乾燥後の樹脂層の厚さが5μmとなるように塗工し、これを140℃の乾燥装置で5分間乾燥して、第一樹脂層用の銅箔付き樹脂シート1A(キャリア材料1A)を得た。
また、樹脂ワニス6をPETフィルム(ポリエチレンテレフタレート、厚さ36μm)上に同様に塗工し、乾燥後の樹脂層の厚さが20μmになるように、140℃の乾燥機で5分間乾燥して、第二樹脂層用のPET付き樹脂シート1B(キャリア材料1B)を得た。
(2)プリプレグの製造
図3に示すように、第一樹脂層用のキャリア材料1A、および第二樹脂層用のキャリア材料1Bをガラス繊維基材(厚さ16μm、日東紡社製Tガラス織布、WTX−1017、IPC規格1017、線膨張係数:2.8ppm/℃)の両面に樹脂層が繊維基材と向き合うように配し、真空ラミネート装置および熱風乾燥装置により樹脂組成物を含浸させ、銅箔が積層された30μmのプリプレグ9を得た。
図3に示すように、第一樹脂層用のキャリア材料1A、および第二樹脂層用のキャリア材料1Bをガラス繊維基材(厚さ16μm、日東紡社製Tガラス織布、WTX−1017、IPC規格1017、線膨張係数:2.8ppm/℃)の両面に樹脂層が繊維基材と向き合うように配し、真空ラミネート装置および熱風乾燥装置により樹脂組成物を含浸させ、銅箔が積層された30μmのプリプレグ9を得た。
具体的には、ガラス繊維基材の両面にキャリア材料1Aおよびキャリア材料1Bがガラス繊維基材の幅方向の中心に位置するように、それぞれ重ね合わせ、常圧より9.999×104Pa(約750Torr)以上減圧した条件下で、100℃のラミネートロールを用いて接合した。
ここで、ガラス繊維基材の幅方向寸法の内側領域においては、キャリア材料1Aおよびキャリア材料1Bの樹脂層をガラス繊維基材の両面側にそれぞれ接合するとともに、ガラス繊維基材の幅方向寸法の外側領域においては、キャリア材料1Aおよびキャリア材料1Bの樹脂層同士を接合した。
ここで、ガラス繊維基材の幅方向寸法の内側領域においては、キャリア材料1Aおよびキャリア材料1Bの樹脂層をガラス繊維基材の両面側にそれぞれ接合するとともに、ガラス繊維基材の幅方向寸法の外側領域においては、キャリア材料1Aおよびキャリア材料1Bの樹脂層同士を接合した。
つぎに、上記接合したものを、120℃に設定した横搬送型の熱風乾燥装置内を2分間通すことによって、樹脂組成物を完全含浸させてプリプレグ9を得た。
2.樹脂シート9の製造
樹脂ワニス9を、支持基材であるキャリア箔付き極薄銅箔(三井金属鉱業社製、マイクロシンEx、1.5μm)上に、ダイコーター装置を用いて乾燥後の樹脂層の厚さが30μmとなるように塗工し、これを140℃の乾燥装置で5分間乾燥して、銅箔付き樹脂シート9を得た。
樹脂ワニス9を、支持基材であるキャリア箔付き極薄銅箔(三井金属鉱業社製、マイクロシンEx、1.5μm)上に、ダイコーター装置を用いて乾燥後の樹脂層の厚さが30μmとなるように塗工し、これを140℃の乾燥装置で5分間乾燥して、銅箔付き樹脂シート9を得た。
3.プリント配線板9および半導体パッケージ9の製造
プリプレグ9および樹脂シート9を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、プリント配線板9および半導体パッケージ9を製造した。なお、内層回路基板にプリプレグ9を積層する際は、第二樹脂層を内層回路基板に接するように積層した。
プリプレグ9および樹脂シート9を用いた以外は、実施例1と同様の方法で、プリント配線板9および半導体パッケージ9を製造した。なお、内層回路基板にプリプレグ9を積層する際は、第二樹脂層を内層回路基板に接するように積層した。
(実施例10〜11)
樹脂ワニス9をそれぞれ樹脂ワニス10〜11に変えた以外は、実施例9と同様の方法でプリント配線板および半導体パッケージをそれぞれ製造した。
樹脂ワニス9をそれぞれ樹脂ワニス10〜11に変えた以外は、実施例9と同様の方法でプリント配線板および半導体パッケージをそれぞれ製造した。
実施例および比較例で得られたプリント配線板について以下の評価をおこなった。得られた結果を表4および5に示す。
(1)窒素量比
プリント配線板の断面から、(A1)プリプレグ表層近傍(プリプレグの上面から下面に向かって5μmの地点)と(A2)内層回路近傍(内層回路基板の導体端子上面からプリプレグの上面に向かって5μmの地点)を電子線マイクロアナライザー(EPMA:Electron Probe Micro Analyzer)で測定し、窒素量を分析し、内層回路近傍のNmol%/表層近傍のNmol%の値を算出した。
プリント配線板の断面から、(A1)プリプレグ表層近傍(プリプレグの上面から下面に向かって5μmの地点)と(A2)内層回路近傍(内層回路基板の導体端子上面からプリプレグの上面に向かって5μmの地点)を電子線マイクロアナライザー(EPMA:Electron Probe Micro Analyzer)で測定し、窒素量を分析し、内層回路近傍のNmol%/表層近傍のNmol%の値を算出した。
(2)IR吸光度比
プリント配線板の断面から、プリント配線板のプリプレグ表層近傍(0〜10μm)、および内層回路近傍(0〜10μm)の薄片を採取し、FT−IR透過法で窒素由来の吸光度比(トリアジン環吸収ピーク1370cm−1を芳香族環吸収ピーク1495cm−1で規格化)を算出した。
プリント配線板の断面から、プリント配線板のプリプレグ表層近傍(0〜10μm)、および内層回路近傍(0〜10μm)の薄片を採取し、FT−IR透過法で窒素由来の吸光度比(トリアジン環吸収ピーク1370cm−1を芳香族環吸収ピーク1495cm−1で規格化)を算出した。
(3)半田耐熱性
プリント配線板のセミアディティブ法による微細回路パターンの代わりに、全面に銅をめっきアップし20μmの銅層を有する基板を得た。半田耐熱性は、JIS C6481に準じて、煮沸2時間処理後、260℃で30秒半田浸漬後の膨れの有無を評価した。各符号は以下の通りである。
○:膨れなし(問題なし)
×:内層銅回路との剥離等の異常あり(問題あり)
プリント配線板のセミアディティブ法による微細回路パターンの代わりに、全面に銅をめっきアップし20μmの銅層を有する基板を得た。半田耐熱性は、JIS C6481に準じて、煮沸2時間処理後、260℃で30秒半田浸漬後の膨れの有無を評価した。各符号は以下の通りである。
○:膨れなし(問題なし)
×:内層銅回路との剥離等の異常あり(問題あり)
(4)プリント配線板のマルチリフロー
プリント配線板を260℃リフロー炉に10秒間通す処理を繰り返しおこない、処理後のプリント配線板の外観を評価した。各符号は以下の通りである。
◎:20回以上異常なし(問題なし)
○:10〜20回で膨れあり(実質上問題なし)
×:10回未満で膨れ発生(問題あり)
プリント配線板を260℃リフロー炉に10秒間通す処理を繰り返しおこない、処理後のプリント配線板の外観を評価した。各符号は以下の通りである。
◎:20回以上異常なし(問題なし)
○:10〜20回で膨れあり(実質上問題なし)
×:10回未満で膨れ発生(問題あり)
(5)デスミア後のビア底
プリント配線板の断面からビア底のパッド部と樹脂層との隙間の長さ(銅めっきの染み込み量)を評価した。各符号は以下の通りである。
◎:0〜5μm以内
○:5μmを超え15μm以下
×:15μmを超える
プリント配線板の断面からビア底のパッド部と樹脂層との隙間の長さ(銅めっきの染み込み量)を評価した。各符号は以下の通りである。
◎:0〜5μm以内
○:5μmを超え15μm以下
×:15μmを超える
(6)半導体パッケージのMSL(moisture sensitivity level)試験
半導体パッケージを、IPC/JEDECのJ−STD−020Cに準拠して、温度85℃、湿度85%、時間168時間の前処理を行い、その後、260℃に達するリフロー炉に3回通し、200℃で10%導通抵抗測定および、超音波探傷装置でバンプ異常を評価した。各符号は以下の通りである。
○:異常なし
×:半田バンプのクラック、または導通抵抗異常あり
半導体パッケージを、IPC/JEDECのJ−STD−020Cに準拠して、温度85℃、湿度85%、時間168時間の前処理を行い、その後、260℃に達するリフロー炉に3回通し、200℃で10%導通抵抗測定および、超音波探傷装置でバンプ異常を評価した。各符号は以下の通りである。
○:異常なし
×:半田バンプのクラック、または導通抵抗異常あり
1 真空ラミネート装置
2 熱風乾燥装置
3 プリプレグ
4 シート状基材
5a キャリア材料
5b キャリア材料
7 ラミネートロール
100 プリント配線板
101 内層回路基板
103 絶縁層
105 端子
107 ビアホール
110 一方の面
120 上面
124 導体回路
130 上面
131 ソルダーレジスト層
132 配線層
134 バンプ
135 ビルドアップ層
136 アンダーフィル
138 半導体素子
150 半導体装置
2 熱風乾燥装置
3 プリプレグ
4 シート状基材
5a キャリア材料
5b キャリア材料
7 ラミネートロール
100 プリント配線板
101 内層回路基板
103 絶縁層
105 端子
107 ビアホール
110 一方の面
120 上面
124 導体回路
130 上面
131 ソルダーレジスト層
132 配線層
134 バンプ
135 ビルドアップ層
136 アンダーフィル
138 半導体素子
150 半導体装置
Claims (11)
- 内層回路基板と、
前記内層回路基板の少なくとも一方の面に設けられた絶縁層と、
前記内層回路基板の少なくとも一方の面に設けられ、かつ、前記絶縁層に埋設された端子と、
を備え、
前記絶縁層と前記端子との界面に窒素が偏析している、プリント配線板。 - 請求項1に記載のプリント配線板において、
前記絶縁層の上面近傍における窒素量に対する前記端子の上面近傍における窒素量の比が1.2以上5.0以下である、プリント配線板。 - 請求項1または2に記載のプリント配線板において、
前記端子の上面近傍における窒素量が3.0atom%以上25.0atom%以下である、プリント配線板。 - 請求項1乃至3いずれか一項に記載のプリント配線板において、
前記端子が、前記内層回路基板の少なくとも一方の面に設けられた内部回路の少なくとも一部分である、プリント配線板。 - 請求項1乃至4いずれか一項に記載のプリント配線板において、
前記絶縁層は、ノボラック型シアネートエステル樹脂、トリアジン骨格含有フェノールノボラック樹脂、ビスマレイミド化合物、およびベンゾオキサジン樹脂からなる群から選択される1種または2種以上の窒素含有化合物を含む、プリント配線板。 - 請求項5に記載のプリント配線板において、
前記絶縁層と前記端子との界面に偏析した前記窒素は、前記窒素含有化合物由来の窒素を含む、プリント配線板。 - 請求項1乃至6いずれか一項に記載のプリント配線板において、
前記端子の厚みが2μm以上35μm以下である、プリント配線板。 - 請求項1乃至7いずれか一項に記載のプリント配線板において、
JIS C−6481:1996に準拠して測定される、前記絶縁層と前記端子との間のピール強度が0.5kN/m以上である、プリント配線板。 - 請求項1乃至8いずれか一項に記載のプリント配線板において、
前記絶縁層の動的粘弾性測定によるガラス転移温度が、150℃以上350℃以下である、プリント配線板。 - 請求項1乃至9いずれか一項に記載のプリント配線板において、
前記絶縁層がビルドアップ層である、プリント配線板。 - 請求項1乃至10いずれか一項に記載のプリント配線板に半導体素子を搭載してなる、半導体装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013116156A JP2014236090A (ja) | 2013-05-31 | 2013-05-31 | プリント配線板および半導体装置 |
PCT/JP2014/060083 WO2014192421A1 (ja) | 2013-05-31 | 2014-04-07 | プリント配線板および半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013116156A JP2014236090A (ja) | 2013-05-31 | 2013-05-31 | プリント配線板および半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014236090A true JP2014236090A (ja) | 2014-12-15 |
Family
ID=51988461
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013116156A Pending JP2014236090A (ja) | 2013-05-31 | 2013-05-31 | プリント配線板および半導体装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014236090A (ja) |
WO (1) | WO2014192421A1 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9905459B1 (en) | 2016-09-01 | 2018-02-27 | International Business Machines Corporation | Neutral atom beam nitridation for copper interconnect |
WO2019083004A1 (ja) * | 2017-10-27 | 2019-05-02 | Jxtgエネルギー株式会社 | 硬化樹脂用組成物、該組成物の硬化物、該組成物および該硬化物の製造方法、ならびに半導体装置 |
WO2021044946A1 (ja) * | 2019-09-06 | 2021-03-11 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 樹脂組成物、プリプレグ、樹脂付きフィルム、樹脂付き金属箔、金属張積層板、及びプリント配線板 |
JP7491668B2 (ja) | 2019-02-13 | 2024-05-28 | 味の素株式会社 | 樹脂組成物 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003338687A (ja) * | 2002-05-22 | 2003-11-28 | Toppan Printing Co Ltd | 多層配線基板の製造方法および多層配線基板 |
JP2004327931A (ja) * | 2003-04-28 | 2004-11-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 金属被膜ポリイミド基板及びその製造方法 |
JP2009231790A (ja) * | 2008-02-27 | 2009-10-08 | Ajinomoto Co Inc | 多層プリント配線板の製造方法 |
-
2013
- 2013-05-31 JP JP2013116156A patent/JP2014236090A/ja active Pending
-
2014
- 2014-04-07 WO PCT/JP2014/060083 patent/WO2014192421A1/ja active Application Filing
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9905459B1 (en) | 2016-09-01 | 2018-02-27 | International Business Machines Corporation | Neutral atom beam nitridation for copper interconnect |
US10153202B2 (en) | 2016-09-01 | 2018-12-11 | International Business Machines Corporation | Neutral atom beam nitridation for copper interconnect |
WO2019083004A1 (ja) * | 2017-10-27 | 2019-05-02 | Jxtgエネルギー株式会社 | 硬化樹脂用組成物、該組成物の硬化物、該組成物および該硬化物の製造方法、ならびに半導体装置 |
KR20200070276A (ko) * | 2017-10-27 | 2020-06-17 | 제이엑스티지 에네루기 가부시키가이샤 | 경화 수지용 조성물, 상기 조성물의 경화물, 상기 조성물 및 상기 경화물의 제조방법, 및 반도체 장치 |
JPWO2019083004A1 (ja) * | 2017-10-27 | 2020-11-12 | Eneos株式会社 | 硬化樹脂用組成物、該組成物の硬化物、該組成物および該硬化物の製造方法、ならびに半導体装置 |
JP7086983B2 (ja) | 2017-10-27 | 2022-06-20 | Eneos株式会社 | 硬化樹脂用組成物、該組成物の硬化物、該組成物および該硬化物の製造方法、ならびに半導体装置 |
KR102427037B1 (ko) * | 2017-10-27 | 2022-08-01 | 에네오스 가부시키가이샤 | 경화 수지용 조성물, 상기 조성물의 경화물, 상기 조성물 및 상기 경화물의 제조방법, 및 반도체 장치 |
US11584824B2 (en) | 2017-10-27 | 2023-02-21 | Eneos Corporation | Composition for curable resin, cured product of said composition, production method for said composition and said cured product, and semiconductor device |
JP7491668B2 (ja) | 2019-02-13 | 2024-05-28 | 味の素株式会社 | 樹脂組成物 |
WO2021044946A1 (ja) * | 2019-09-06 | 2021-03-11 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 樹脂組成物、プリプレグ、樹脂付きフィルム、樹脂付き金属箔、金属張積層板、及びプリント配線板 |
JP7489617B2 (ja) | 2019-09-06 | 2024-05-24 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 樹脂組成物、プリプレグ、樹脂付きフィルム、樹脂付き金属箔、金属張積層板、及びプリント配線板 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2014192421A1 (ja) | 2014-12-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7258453B2 (ja) | 熱硬化性樹脂組成物、キャリア付樹脂膜、プリプレグ、プリント配線基板および半導体装置 | |
JP5493853B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物、プリプレグ、積層板、多層プリント配線板、半導体装置、絶縁樹脂シート、多層プリント配線板の製造方法 | |
JP6217165B2 (ja) | プライマー層付きプリプレグ、プライマー層付き金属箔、金属張積層板、プリント配線基板、半導体パッケージおよび半導体装置 | |
JP6410405B2 (ja) | 樹脂基板、プリプレグ、プリント配線基板、半導体装置 | |
WO2012140908A1 (ja) | 積層板、回路基板、および半導体パッケージ | |
JP6083127B2 (ja) | 積層板、ビルドアップ層付き積層板、回路基板、半導体パッケージおよび積層板の製造方法 | |
JP6480650B2 (ja) | 金属張積層板、プリント配線基板、半導体パッケージ、半導体装置および金属張積層板の製造方法 | |
JP6206035B2 (ja) | 金属張積層板、プリント配線基板、および半導体装置 | |
JP2017206578A (ja) | 熱硬化性樹脂組成物、キャリア付樹脂膜、プリプレグ、金属張積層板、樹脂基板、プリント配線基板、及び半導体装置 | |
JPWO2017170643A1 (ja) | 熱硬化性樹脂組成物、キャリア付樹脂膜、プリプレグ、金属張積層板、樹脂基板、プリント配線基板および半導体装置 | |
JP6221620B2 (ja) | 金属張積層板、プリント配線基板、および半導体装置 | |
JP6229439B2 (ja) | 金属張積層板、プリント配線基板、および半導体装置 | |
WO2014192421A1 (ja) | プリント配線板および半導体装置 | |
JP6281184B2 (ja) | 金属張積層板、プリント配線基板、半導体パッケージ、および半導体装置 | |
JP6008104B2 (ja) | プリプレグおよび金属張積層板 | |
JP6540452B2 (ja) | 回路基板用樹脂組成物、プリプレグ、金属張積層板、回路基板、および半導体パッケージ | |
JP2020132646A (ja) | 樹脂組成物、それを用いたキャリア付樹脂膜、プリプレグ、積層板、プリント配線基板および半導体装置 | |
JP6217069B2 (ja) | 樹脂基板、金属張積層板、プリント配線基板、および半導体装置 | |
JP2015159177A (ja) | 樹脂基板、金属張積層板、プリント配線基板、および半導体装置 | |
WO2013021587A1 (ja) | プリプレグ、積層板、プリント配線基板、半導体パッケージおよび半導体装置 | |
JP2013006328A (ja) | 積層板、回路基板、および半導体パッケージ | |
JP7342358B2 (ja) | 樹脂組成物、それを用いたキャリア付樹脂膜、プリプレグ、積層板、プリント配線基板および半導体装置 | |
JP2014229775A (ja) | プリント配線基板、半導体パッケージ、半導体装置、およびプリント配線基板の製造方法 | |
JP5935314B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP2015136849A (ja) | 樹脂基板、金属張積層板、プリント配線基板、および半導体装置 |