JP5344022B2 - エポキシ樹脂組成物、プリプレグ、積層板、樹脂シート、プリント配線板及び半導体装置 - Google Patents

エポキシ樹脂組成物、プリプレグ、積層板、樹脂シート、プリント配線板及び半導体装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5344022B2
JP5344022B2 JP2011250226A JP2011250226A JP5344022B2 JP 5344022 B2 JP5344022 B2 JP 5344022B2 JP 2011250226 A JP2011250226 A JP 2011250226A JP 2011250226 A JP2011250226 A JP 2011250226A JP 5344022 B2 JP5344022 B2 JP 5344022B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin composition
epoxy resin
printed wiring
wiring board
prepreg
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2011250226A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2013104029A (ja
Inventor
晃彦 飛澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Bakelite Co Ltd filed Critical Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority to JP2011250226A priority Critical patent/JP5344022B2/ja
Publication of JP2013104029A publication Critical patent/JP2013104029A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5344022B2 publication Critical patent/JP5344022B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Description

本発明は、電子部品材料用途に好適に用いられるエポキシ樹脂組成物、ならびにこれを用いたプリプレグ、積層板、樹脂シート、プリント配線板及び半導体装置に関する。
近年、電子機器の高機能化等の要求に伴い、電子部品の高密度集積化、さらには高密度実装化が進んでおり、これらに使用される高密度実装対応のプリント配線板等は、従来にも増して小型化・薄型化、かつ高密度化が進んでいる。
一般に、プリント配線板を薄型化すると、実装信頼性の低下、プリント配線板の反りが大きくなるという問題が生じるため、用いられる樹脂組成物の熱膨張率を下げ、ガラス転移温度を上昇させる方法が様々検討されている。
特許文献1に、低熱膨張率と高ガラス転移温度を兼ね備えた樹脂組成物として、ナフタレン環を含有するエポキシ樹脂を用いることが記載されている。特許文献1によると、このようなエポキシ樹脂を用いることで、吸湿時の耐熱性が高く、熱膨張率が小さいプリプレグ、積層板及びプリント配線板が提供される。
特開2001−302761号公報
特許文献1に記載の樹脂組成物は、分子内にナフタレン環を有するため、ナフタレン環同士の分子間相互作用により、硬化後の熱膨張係数を小さくすることができる。しかし、特許文献1に記載のエポキシ樹脂は、1つのナフタレン環から2つ以上のエポキシ基が結合しているため、エポキシ基同士の距離が短く、硬化後の架橋密度が高くなる。このため樹脂組成物の硬化収縮が大きくなり、結果、硬化後の歪が大きくなる。したがって、樹脂組成物の硬化物自体の熱膨張率が低くても、プリント配線板の反りを抑えることができない。本発明は、このような技術状態に鑑み、プリント配線板の反りを抑え、プリント配線板の更なる薄型化に対応し得るエポキシ樹脂組成物を提供することを目的とする。
上記目的は、下記[1]〜[1]項に記載の本発明により達成される。
[1] 下記一般式(1)で表されるナフチレンエーテル型エポキシ化合物と、ビスマレイミド化合物と、無機充填剤とを含んでなるエポキシ樹脂組成物であって、
熱硬化後のエポキシ樹脂組成物の25℃におけるヤング率が1〜10GPaの範囲内にあるエポキシ樹脂組成物。

(式中、nは1〜20の整数である。Rはそれぞれ独立に水素原子、ベンジル基、アルキ
ル基、下式(2)である。)

(式中、Arはそれぞれ独立的にフェニレン基、ナフチレン基であり、mは1又は2の整数である。)
[2] 熱硬化後のエポキシ樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)が160℃以上213℃以下である第[1]項に記載のエポキシ樹脂組成物。
[3] 熱硬化後のエポキシ樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)未満における線膨張係数が40ppm/℃未満である第[1]項又は第[2]項に記載のエポキシ樹脂組成物
[4] 上記無機充填剤が平均粒子径10nm〜150nmのシリカナノ粒子を含む第[1]項〜第[]項のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。
] 上記無機充填剤が平均粒子径1μm〜10μmのシリコーンゴム微粒子を含む第[1]項〜第[]項のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。
[6] 上記エポキシ樹脂組成物中の上記ビスマレイミド化合物の含有量は、エポキシ樹脂組成物全体から上記無機充填剤を除いた組成物中の35%〜55質量%である第[1]項〜第[5]項のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。
[7] 上記エポキシ樹脂組成物中の上記ナフチレンエーテル型エポキシ化合物の含有量は、エポキシ樹脂組成物全体から上記無機充填剤を除いた組成物に対して、30〜55質量%の範囲内である第[1]項〜第[6]項のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。
[8] 上記無機充填剤の含有量は、溶剤を除くエポキシ樹脂組成物の総量に対して30〜75質量%の範囲内である第[1]項〜第[7]項のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。
] 第[1]項〜第[]項のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物を基材に含浸させてなるプリプレグ。
10] 第[]項に記載のプリプレグの少なくとも片面上に金属層を配置してなる積層板。
11] 第[]項に記載のプリプレグを2枚以上積層したプリプレグ積層体の少なくとも片面上に金属層を配置してなる積層板。
[1] 第[1]項〜第[]項のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物を支持フィルム又は金属箔上に配置してなる樹脂シート。
[1] 第[]項に記載のプリプレグ、第[10]項もしくは第[11]項に記載の積層板、又は第[1]項に記載の樹脂シートから形成されたプリント配線板。
[1] 第[1]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。
本発明によるエポキシ樹脂組成物は、ガラス転移温度が高く、かつ、熱膨張率が低く、プリント配線板に用いた場合に、総合的にプリント配線板の反りを抑えることができる。
(エポキシ樹脂組成物)
はじめに、本発明によるエポキシ樹脂組成物について説明する。本発明によるエポキシ樹脂組成物は、下記一般式(1)で表されるナフチレンエーテル型エポキシ化合物と、ビスマレイミド化合物と、無機充填剤とを含んでなる。
本発明によるエポキシ樹脂組成物は、下記一般式(1)で表されるナフチレンエーテル型エポキシ化合物を含むことができる。

(式中、nは1〜20の整数であり、1〜10の整数がより好ましい。Rはそれぞれ独立に水素原子、ベンジル基、アルキル基、下式(2)である。)

(式中、Arはそれぞれ独立的にフェニレン基、ナフチレン基であり、mは1又は2の整数である。)
一般式(1)で表されるナフチレンエーテル型エポキシ化合物は、分子内にナフタレン環を有するため、ナフタレン環同士の分子間相互作用により、分子運動が抑えられるため、これを用いたエポキシ樹脂組成物の硬化後の熱膨張率が小さくなる。また、一般式(1)で表されるエポキシ化合物は、ナフタレン環1つにつき、エポキシ基が1つだけ結合しているため、エポキシ基同士の距離が長く、これを用いたエポキシ樹脂組成物の硬化後の架橋密度が極度に高くならない。このため、エポキシ樹脂組成物の硬化収縮が大きくならず、結果、硬化後の歪を抑えることができる。また、一般式(1)で表されるナフチレンエーテル型エポキシ化合物は、ナフタレン構造同士が酸素原子でつながれているため、適度な柔軟性を有し、これを用いたエポキシ樹脂組成物の成形時の歪を抑えることができるため、硬化物の反りが低減する。
一般式(1)で表されるナフチレンエーテル型エポキシ化合物は、例えば、特開2007−231083に記載の方法で合成することができる。
一般式(1)で表されるナフチレンエーテル型エポキシ化合物は、一般式(3)で表されるものが例としてあげられる。

(式中、nは1〜20の整数であり、1〜10の整数がより好ましい。Rはそれぞれ独立に水素原子もしくは下式(4)である。)

(式中、mは1又は2の整数である。)
一般式(3)で表されるナフチレンエーテル型エポキシ化合物は、例えば下式(5)〜(8)で表されるものが例としてあげられる。



本発明においては、一般式(1)で表されるナフチレンエーテル型エポキシ化合物の混合による所期の効果を損なわない範囲で、その他のエポキシ化合物を併用することもできる。併用できるエポキシ化合物としては、例えば、ノボラック型エポキシ化合物、フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ化合物、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ化合物、ナフトール型エポキシ化合物、アントラセン型エポキシ化合物、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ化合物、トリアジン核含有エポキシ化合物、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ化合物等が挙げられるがこの限りではない。これらのエポキシ化合物を併用する場合は、エポキシ樹脂組成物の熱膨張係数が大きくならないように、併用するその他のエポキシ化合物をエポキシ化合物総量に対して30質量%以下に抑えることが好ましい。
上記一般式(1)で表されるナフチレンエーテル型エポキシ化合物の総含有量(上記その他のエポキシ化合物を含む場合にはそれらも含む総含有量)は、特に限定されないが、エポキシ樹脂組成物全体から無機充填剤を除いた組成物に対して、好ましくは25〜60質量%、より好ましくは30〜55質量%の範囲内である。エポキシ化合物の総含有量が上記下限値未満であると、エポキシ樹脂組成物の硬化後の熱膨張率(特に、線膨張係数)の低減が不十分となる場合がある。反対にエポキシ化合物の総含有量が上記上限値を超えると、エポキシ樹脂組成物の硬化後の耐熱性が低下する場合がある。
本発明によるエポキシ樹脂組成物は、ビスマレイミド化合物を含むことができる。本発明によるエポキシ樹脂組成物に含有されるビスマレイミド化合物は、分子内に少なくとも2つのマレイミド基を有する化合物である。ビスマレイミド化合物のマレイミド基は、5員環の平面構造を有し、マレイミド基の二重結合が分子間で相互作用しやすく極性が高いため、マレイミド基、ベンゼン環、その他の平面構造を有する化合物等と強い分子間相互作用を示し、分子運動を抑制することができる。そのため、これを用いた本発明によるエポキシ樹脂組成物は、硬化後の熱膨張率を下げることが可能となり、さらに、耐熱性に優れることとなる。
本発明によるエポキシ樹脂組成物に含有されるビスマレイミド化合物は、特に限定されることはないが、例えば、4,4’−ジフェニルメタンビスマレイミド、m−フェニレンビスマレイミド、p−フェニレンビスマレイミド、2,2’−[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパン、ビス−(3−エチル−5−メチル−4−マレイミドフェニル)メタン、4−メチル−1,3−フェニレンビスマレイミド、N,N’−エチレンジマレイミド、N,N’−ヘキサメチレンジマレイミド等が挙げられ、ポリマレイミドとしては、ポリフェニルメタンマレイミド等が挙げられる。
本発明によるエポキシ樹脂組成物に含有されるビスマレイミド化合物は、次の一般式(9)で表される化合物であることが好ましい。

(その式中、R〜Rは水素又は炭素数1〜4の置換もしくは無置換の炭化水素基であり、Rは−CH−、−O−、置換もしくは無置換の芳香族炭化水素基、又は下式(10)で表される構造である。)

(その式中、R〜Rは水素又は炭素数1〜4の置換もしくは無置換の炭化水素基である。)
一般式(9)で表される化合物の中でも、R〜Rが水素であるビスマレイミド化合物が、硬化剤との反応性において、反応性が高く好ましい。
以下に、本発明によるエポキシ樹脂組成物に含有される好ましいビスマレイミドの具体的例示化合物を示すが、本発明はこれらの化合物に限定されることはない。
低吸水率等を考慮すると、2,2’−ビス−[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパン(例示化合物13)、ビス−(3−エチル−5−メチル−4−マレイミドフェニル)メタン(例示化合物12)が好ましい。
本発明によるエポキシ樹脂組成物に含有されるビスマレイミド化合物は、1種を用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明によるエポキシ樹脂組成物中のビスマレイミド化合物の含有量は、特に限定されないが、エポキシ樹脂組成物全体から無機充填剤を除いた組成物中の30〜60質量%であることが好ましく、35〜55質量%であることがより好ましい。
上記のように、ビスマレイミド化合物を適切に含有させることにより、本発明による熱硬化性樹脂組成物は、効果的に低線膨張係数を発現させることができる。ビスマレイミド化合物の含有量が上記の下限値未満であると線膨張係数が十分に低くならないことがあり、実装信頼性が低下するか、プリント配線板の反りが大きくなる場合がある。そして、上記の上限値を超えると、導体回路と樹脂層との密着性に関するピール強度が低下する場合がある。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、必要に応じて、フェノール樹脂系硬化剤を含有していてもよい。フェノール樹脂としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、o−クレゾールノボラック樹脂、p−クレゾールノボラック樹脂、p−t−ブチルフェノールノボラック樹脂、ヒドロキシナフタレンノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂、ビスフェノールFノボラック樹脂、テルペン変性ノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン変性ノボラック樹脂、及びポリブタジエン変性フェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ビフェニルアラルキル樹脂等が挙げられる。フェノール樹脂系硬化剤の配合量は、上記一般式(1)で表されるナフチレンエーテル型エポキシ化合物の総含有量(上記その他のエポキシ化合物を含む場合にはそれらも含む総含有量)のエポキシ官能価に対する当量比で0.8〜1.2の範囲内とすることが好ましい。
フェノール樹脂系硬化剤の含有量は、特に限定されないが、エポキシ樹脂組成物全体から無機充填剤を除いた組成物中の0〜25質量%であることが好ましく、特に0〜15質量%であることが好ましい。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、必要に応じて、芳香族ジアミン系硬化剤を含有していてもよい。芳香族ジアミン系硬化剤は、分子内に2つのアミノ基を有し、かつ芳香族環構造を有する化合物であれば特に限定されない。芳香族ジアミン系硬化剤の例として、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、o−キシレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルプロパン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、1,5−ジアミノナフタレン、4,4’−(p−フェニレンジイソプロピリデン)ジアニリン等が挙げられるが、これらに限定はされない。特に低熱膨張率を発現する点からは、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン及び3,3’−ジアミノジフェニ
ルスルホンの使用が好ましい。芳香族ジアミン系硬化剤の配合量は、上記一般式(1)で表されるナフチレンエーテル型エポキシ化合物の総含有量(上記その他のエポキシ化合物を含む場合にはそれらも含む総含有量)のエポキシ官能価に対する当量比で0.8〜1.2の範囲内とすることが好ましい。
芳香族ジアミン系硬化剤の含有量は、特に限定されないが、エポキシ樹脂組成物全体から無機充填剤を除いた組成物中の0〜25質量%であることが好ましく、特に0〜15質量%であることが好ましい。
本発明によるエポキシ樹脂組成物は、無機充填剤を含むことができる。本発明によるエポキシ樹脂組成物に含まれる無機充填剤としては、本発明の所期の目的・作用効果を損なわないものであれば、いかなる材料でも使用することができ、例えば、シリカ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、アルミナ、タルク、マイカ、窒化ホウ素、窒化アルミナ等が挙げられる。無機充填剤の含有量は、溶剤を除くエポキシ樹脂組成物の総量に対して30〜75質量%の範囲内にあることが好ましい。無機充填剤の含有量が上記下限値未満であると、熱膨張率が十分に低くならず、反対に上記上限値を超えると、導体回路に対する密着性が低下する場合がある。
本発明において特に好適に用いられる無機充填剤として、平均粒子径10nm〜150nmのシリカナノ粒子が挙げられる。このようなシリカナノ粒子は、基材のフィラメント間に入り込むことができ、エポキシ樹脂組成物の基材への含浸性が向上する。また、従来の充填剤を用いた場合に比べ、積層板表面に微細な粗面を形成することができるため、従来より微細な配線を形成することができる。そのようなシリカナノ粒子として、例えば、VMC(Vaporized Metal Combustion)法、PVS(Physical Vapor Synthesis)法等の燃焼法、破砕シリカを火炎溶融する溶融法、沈降法、ゲル法等の方法によって製造したものが挙げられる。これらの中でもVMC法が特に好ましい。VMC法とは、酸素含有ガス中で形成させた化学炎中にシリコン粉末を投入し、燃焼させた後、冷却することで、シリカ微粒子を形成させる方法である。VMC法では、投入するシリコン粉末の粒子径、投入量、火炎温度等を制御することにより、得られるシリカ微粒子の粒子径を調整することができる。また、シリカナノ粒子としては、NSS−5N(トクヤマ(株)製)、Sicastar43−00−501(Micromod社製)等の市販品を用いることもできる。
本発明において特に好適に用いられる別の無機充填剤として、平均粒子径1μm〜10μmのシリコーンゴム微粒子が挙げられる。このようなシリコーンゴム微粒子は、そのゴム成分が応力緩和を起こすため、プリント配線板の反りを一層低減することができる。また、ドリル加工性が向上し、積層板を作製した際、積層板表面のスジ状ムラ等がなくなり見た目も良好な積層板を得ることができる。シリコーンゴム微粒子は、オルガノポリシロキサンで形成されたゴム弾性微粒子であれば特に限定されず、例えば、シリコーンゴム(オルガノポリシロキサン架橋エラストマー)そのものからなる微粒子、及びシリコーンゴムからなるコア部をシリコーン樹脂で被覆したコアシェル構造粒子等が挙げられる。シリコーンゴム微粒子として、KMP−605、KMP−600、KMP−597、KMP−594(信越化学(株)製)、トレフィルE−500、トレフィルE−600(東レ・ダウコーニング(株)製)等の市販品を用いることができる。
本発明によるエポキシ樹脂組成物には、本発明の所期の目的・作用効果を損なわない限り、臭素化エポキシ樹脂や三酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、硼酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、フォスファゼン等の難燃剤;カルナバワックス等の天然ワックス、ポリエチレンワックス等の合成ワックス、ステアリン酸やステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸及びその金属塩類もしくはパラフィン等の離型剤;エポキシシラン、メルカ
プトシラン、アミノシラン、アルキルシラン、ウレイドシラン、ビニルシラン等のシランカップリング剤や、チタネートカップリング剤、アルミニウムカップリング剤、アルミニウム/ジルコニウムカップリング剤等のカップリング剤;カーボンブラック、ベンガラ等の着色剤;ブタジエンゴム、アクリロニトリル変性ブタジエンゴム、シリコーンオイル、シリコーンゴム等の低応力化成分;イオン性不純物低減のための無機イオン交換体等、種々の添加剤を適宜配合することができる。
本発明によるエポキシ樹脂組成物は、その熱硬化後のエポキシ樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)が160℃以上であることが好ましい。このガラス転移温度(Tg)が160℃以上であることにより、後述の低い線膨張係数及びヤング率と相まって、総合的にプリント配線板の反りを抑えることができる。本発明による熱硬化後のエポキシ樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)は、170℃以上であることがより好ましい。
本発明によるエポキシ樹脂組成物は、熱硬化後のエポキシ樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)未満における線膨張係数が40ppm/℃未満であることが好ましい。熱硬化後のエポキシ樹脂組成物のガラス状態での線膨張係数が40ppm/℃未満であることにより、上記ガラス転移温度(Tg)及び後述のヤング率と相まって、総合的にプリント配線板の反りを抑えることができる。本発明による熱硬化後のエポキシ樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)未満における線膨張係数は、35ppm/℃以下であることがより好ましい。
本発明によるエポキシ樹脂組成物は、熱硬化後のエポキシ樹脂組成物の25℃における弾性率(ヤング率)が1〜10GPaの範囲内にあることが好ましい。このヤング率が10GPa以下であることにより、上記ガラス転移温度(Tg)及び線膨張係数と相まって、総合的にプリント配線板の反りを抑えることができる。本発明による熱硬化後のエポキシ樹脂組成物の25℃におけるヤング率は、3〜9GPaの範囲内にあることがより好ましい。
本発明によるエポキシ樹脂組成物においては、上述した一般式(1)で表されるナフチレンエーテル型エポキシ化合物の種類と含有量、ビスマレイミド化合物の種類と含有量、ならびに、無機充填剤の種類と含有量を上述した範囲内で適宜調整することにより、熱硬化後のエポキシ樹脂組成物のガラス転移温度、線膨張係数及びヤング率を上述の範囲とすることができる。
(プリプレグ)
次に、本発明によるプリプレグについて説明する。本発明によるプリプレグは、上記エポキシ樹脂組成物を基材に含浸させてなるものである。基材は、特に限定されることはないが、例えばガラス繊布、ガラス不繊布等のガラス繊維基材、ガラス以外の無機化合物を成分とする繊布、不繊布等の無機繊維基材、芳香族ポリアミド樹脂、ポリアミド樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂等の有機繊維で構成される有機繊維基材等が挙げられる。強度、吸水率の観点から、ガラス繊布、ガラス不繊布等のガラス繊維基材が好ましい。
上記エポキシ樹脂組成物を基材に含浸させる方法に特に制限はなく、例えば、上記エポキシ樹脂組成物に基材を浸漬する方法、エポキシ樹脂組成物を基材に各種コーターで塗布し、又はスプレーで吹き付ける方法等が挙げられる。中でも、基材に対する組成物の含浸性が向上するため、浸漬法が好ましい。上記エポキシ樹脂組成物を基材に含浸させるに際しては、通常の含浸塗布設備を使用することができる。また、減圧の適用により含浸性を更に向上させることもできる。
(積層板)
次に、本発明による積層板について説明する。本発明による積層板は、上記プリプレグを含む成形品である。例えば、本発明による積層板は、上記プリプレグの少なくとも片面上に金属層を配置してなるものであることができる。また、上記積層板は、上記プリプレグを2枚以上積層したプリプレグ積層体の少なくとも片面上に金属層を配置してなるものであってもよい。本発明による積層板は、上記プリプレグの片面又は上下両面に金属箔及び/又は支持フィルムを重ねてよい。さらに、本発明による積層板は、少なくとも2枚の上記プリプレグが積層されたプリプレグ積層体の片面又は最も外側の上下両面に、金属箔及び/又は支持フィルムを重ねてよい。本発明による積層体は、誘電率及び誘電正接が低く、耐熱性及び密着性に優れる。
支持フィルムは、取扱いが容易であるものを選択することができる。支持フィルムの具体例として、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂フィルム、フッ素系樹脂、ポリイミド樹脂等の耐熱性を有する熱可塑性樹脂フィルム等が挙げられる。中でも、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂フィルムが好ましい。支持フィルムの厚さに特に制限はないが、取扱い性の観点から、1〜100μmの範囲内が好ましく、更に3〜50μmの範囲内がより好ましい。
金属箔の例として、銅及び/又は銅系合金、アルミ及び/又はアルミ系合金、鉄及び/又は鉄系合金、銀及び/又は銀系合金、金及び金系合金、亜鉛及び亜鉛系合金、ニッケル及びニッケル系合金、錫及び錫系合金等が挙げられる。金属箔の厚さに特に制限はないが、0.1〜70μmの範囲内が好ましく、1〜35μmの範囲内がより好ましく、更に1.5〜18μmの範囲内が好ましい。金属箔の厚さが上記下限値未満であると、金属箔が傷つき易く、ピンホールが発生し易い上、金属箔をエッチングし導体回路として用いた場合に、回路パターン成形時のメッキのバラツキ、回路断線、エッチング液やデスミア液等の薬液の染み込み等が発生することがある。金属箔の厚さが上記上限値を超えると、金属箔の厚さのバラツキや、金属箔粗化面の表面粗さのバラツキが大きくなることがある。
また、金属箔は、キャリア箔付き極薄金属箔を用いてもよい。キャリア箔付き極薄金属箔とは、剥離可能なキャリア箔と極薄金属箔とを張り合わせた金属箔である。キャリア箔付き極薄金属箔を用いることでプリプレグの両面に極薄金属箔層を形成できることから、例えば、セミアディティブ法等で回路を形成する場合、無電解メッキを行うことなく、極薄金属箔を直接給電層として電解メッキすることで、回路を形成後、極薄銅箔をフラッシュエッチングすることができる。キャリア箔付き極薄金属箔を用いることによって、厚さ10μm以下の極薄金属箔でも、例えばプレス工程での極薄金属箔のハンドリング性の低下や、極薄銅箔の割れや切れを防ぐことができる。極薄金属箔の厚さは、0.1〜10μmの範囲内が好ましく、0.5〜5μmの範囲内がより好ましく、1〜3μmの範囲内が更に好ましい。極薄金属箔の厚さが0.1μm未満であると、キャリア箔剥離後の極薄金属箔の傷つき、極薄金属箔のピンホールの発生、ピンホールの発生による回路パターン成形時のメッキのバラツキ、回路配線の断線、エッチング液やデスミア液等の薬液の染み込み等が発生する場合がある。極薄金属箔の厚さが10μm超であると、極薄金属箔の厚さのバラツキや、極薄金属箔粗化面の表面粗さのバラツキが大きくなる場合がある。通常、キャリア箔付き極薄金属箔は、プレス成形後の積層板に回路パターン形成する前にキャリア箔を剥離する。
プリプレグと金属箔及び/又は支持フィルムとを重ねたものを加熱、加圧して成形することで本発明の積層板を得ることができる。加熱温度は、150〜240℃が好ましく、180〜220℃がより好ましい。加圧力は、2〜5MPaが好ましく、2.5〜4MPaがより好ましい。
(樹脂シート)
次に、本発明による樹脂シートについて説明する。本発明による樹脂シートは、上記エポキシ樹脂組成物を支持フィルム又は金属箔上に配置してなるものである。上記樹脂シートは、上記エポキシ樹脂組成物の固形分からなる絶縁層を支持フィルム又は金属箔上に形成することにより得られる。樹脂シートを形成する場合、上記エポキシ樹脂組成物の固形分は、好ましくは45〜85質量%、より好ましくは55〜75質量%の範囲内である。上記エポキシ樹脂組成物を、各種塗工装置を用いて、支持フィルム上及び/又は金属箔上に塗工した後乾燥するか、又は上記エポキシ樹脂組成物をスプレー装置により支持フィルム又は金属箔に噴霧塗工した後乾燥することにより、樹脂シートを作製することができる。樹脂シートに用いる支持フィルム及び金属箔は、上記積層板について説明したものと同じものを使用することができる。
樹脂シートを作製するための塗工装置は、ボイドがなく、均一な絶縁層の厚みを有する樹脂シートを効率よく製造することができるものであれば、特に限定されないが、例えば、ロールコーター、バーコーター、ナイフコーター、グラビアコーター、ダイコーター、コンマコーター、カーテンコーター等が挙げられる。これらの中でも、ダイコーター、ナイフコーター及びコンマコーターが好ましい。
(プリント配線板)
次に、本発明によるプリント配線板について説明する。本発明によるプリント配線板は、上記プリプレグ、上記積層板又は上記樹脂シートから形成されるものである。本発明によるプリント配線板の製造方法は、特に限定されることはないが、例えば、以下のように製造することができる。
両面に銅箔を有する積層板を用意し、ドリル等によりスルーホールを形成し、メッキにより上記スルーホールを充填した後、積層板の両面に、エッチング等により所定の導体回路(内層回路)を形成し、導体回路を黒化処理等の粗化処理することにより内層回路基板を作製する。本発明のエポキシ樹脂組成物を用いた場合、従来に比べ微細スルーホールを歩留まり良好で形成することができ、さらに、従来に比べスルーホール形成後の壁の凹凸が非常に小さなものとなる。
次に内層回路基板の上下面に、本発明の樹脂シート、又は本発明のプリプレグを形成し、加熱加圧成形する。具体的には、本発明の樹脂シート、又は本発明のプリプレグと内層回路基板とを合わせて、真空加圧式ラミネーター装置などを用いて真空加熱加圧成形させる。その後、熱風乾燥装置等で加熱硬化させることにより内層回路基板上に絶縁層を形成することができる。ここで加熱加圧成形する条件としては、特に限定されないが、一例を挙げると、温度60〜160℃、圧力0.2〜3MPaで実施することができる。また、加熱硬化させる条件としては特に限定されないが、一例を挙げると、温度140〜240℃、時間30〜120分間で実施することができる。
別法として、本発明の樹脂シート、又は本発明のプリプレグを内層回路基板に重ね合わせ、これを、平板プレス装置等を用いて加熱加圧成形することにより内層回路基板上に絶縁層を形成することもできる。ここで加熱加圧成形する条件としては、特に限定されないが、一例を挙げると、温度140〜240℃、圧力1〜4MPaで実施することができる。
本発明の積層体は、絶縁層表面を過マンガン酸塩、重クロム酸塩等の酸化剤などにより粗化処理した後、金属メッキにより新たな導電配線回路を形成することができる。
本発明の熱硬化性組成物を用いた場合、従来に比べ微細配線加工に優れ、導体回路を形成した際の導体幅(ライン)、及び導体間(スペース)が非常に狭い配線を歩留まり良く形成することができる。
その後、絶縁層を加熱することにより硬化させる。硬化させる温度は、特に限定されないが、例えば、160℃〜240℃の範囲で硬化してよく、180℃〜200℃の範囲で硬化させることが好ましい。
次に、絶縁層に、炭酸レーザー装置を用いて開口部を設け、電解銅めっきにより絶縁層表面に外層回路形成を行い、外層回路と内層回路との導通を図る。なお、外層回路には、半導体素子を実装するための接続用電極部を設ける。その後、最外層にソルダーレジストを形成し、露光・現像により半導体素子が実装できるよう接続用電極部を露出させ、ニッケル金メッキ処理を施し、所定の大きさに切断し、多層プリント配線板を得ることができる。
(半導体装置)
次に、本発明による半導体装置について説明する。本発明による半導体装置は、本発明のプリント配線板に半導体素子を搭載してなるものである。半導体装置は、本発明のプリント配線板に半導体素子を実装し、製造することができる。半導体素子の実装方法、封止方法は特に限定されない。例えば、半導体素子とプリント配線板とを用い、フリップチップボンダーなどを用いて多層プリント配線板上の接続用電極部と半導体素子の半田バンプの位置合わせを行う。その後、IRリフロー装置、熱板、その他加熱装置を用いて半田バンプを融点以上に加熱し、プリント配線板と半田バンプとを溶融接合することにより接続する。そして、プリント配線板と半導体素子との間に液状封止樹脂を充填し、硬化させることで半導体装置を得ることができる。
本発明のエポキシ樹脂組成物を用いると、半導体素子を実装する約260℃の温度においてもプリント配線板の反りを抑制できるので実装性に優れる。
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
以下、本発明を実施例及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、部はとくに特定しない限り質量部を表す。
実施例1
[1]樹脂ワニスの調製
一般式(3)で表されるナフチレンエーテル型エポキシ化合物(DIC製、HP−6000、エポキシ当量273、一般式(3)において、Rがいずれも水素原子で、n=1である成分とn=2である成分との混合物)14.4質量部;ビスマレイミド化合物として2,2’−ビス−[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパン(ケイ・アイ化成製、BMI−80)14.9質量部;フェノール樹脂系硬化剤としてフェノールノボラック樹脂(DIC製、TD−2090、水酸基当量105)5.6質量部;硬化促進剤として2−フェニルイミダゾール(四国化成製2PZ)0.1質量部;無機充填剤として溶融シリカ粒子(アドマテックス製、SO−25R、平均粒径0.5μm)65.0質量部に、N−メチルピロリドンを固形分が65質量%となるように加えて混合し、エポキシ樹脂組成物からなる樹脂ワニス(500グラム)を調製した。
[2]プリプレグの製造
上記樹脂ワニスを用いて、ガラス繊布(長さ530mm、幅530mm、厚さ0.18
mm、日東紡績社製)100質量部に対して、樹脂ワニスを固形分で80質量部含浸させて、190℃の乾燥炉で7分間乾燥させ、樹脂含有量44.4質量%のプリプレグを作製した。
[3]樹脂シートの製造
上記樹脂ワニスを、剥離可能なキャリア箔層と電解銅箔層とを張り合わせた銅箔(三井金属鉱山社製、マイクロシンEx−3、キャリア箔層:銅箔(18μm)、電解銅箔層(3μm))の電解銅箔層に、コンマコーターを用いて乾燥後の樹脂層が40μmとなるように塗工し、これを150℃の乾燥装置で10分間乾燥して、樹脂シートを製造した。
[4]積層板の製造
上記プリプレグを2枚重ねたプリプレグ積層体の表裏に、長さ560mm、幅560mm、厚さ18μmの電解銅箔(日本電解製YGP−18)を重ねて、圧力4MPa、温度220℃で180分間加熱加圧成形を行い、厚さ0.4mmの両面銅張積層板を得た。
[5]プリント配線板の作製
上記積層板に、0.1mmのドリルビットを用いてスルーホール加工を行った後、メッキによりスルーホールを充填した。さらに、両面をエッチングにより回路形成し、内層回路基板として用いた。上記内層回路基板の表裏に、上記樹脂シートを重ね合わせ、これを、真空加圧式ラミネーター装置を用いて、温度100℃、圧力1MPaにて真空加熱加圧成形させた。これを、熱風乾燥装置にて170℃で60分間加熱し硬化させて、積層体を得た。
次に、表面の電解銅箔層に黒化処理を施した後、炭酸ガスレーザーで、層間接続用のφ60μmのビアホールを形成した。次いで、70℃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15分浸漬後、中和してビアホール内のデスミア処理を行った。次に、フラッシュエッチングにより電解銅箔層表面を1μm程度エッチングした後、無電解銅メッキを厚さ0.5μmで行い、電解銅メッキ用レジスト層を厚さ18μm形成しパターン銅メッキし、温度200℃時間60分加熱してポストキュアした。次いで、メッキレジストを剥離し全面をフラッシュエッチングして、L/S=20/20μmのパターンを形成した。最後に回路表面にソルダーレジスト(太陽インキ社製PSR4000/AUS308)を厚さ20μm形成しプリント配線板を得た。
[6]半導体装置の製造
プリント配線板は、上記プリント配線板であって、半導体素子の半田バンプ配列に相当するニッケル金メッキ処理が施された接続用電極部を配したものを50mm×50mmの大きさに切断し使用した。半導体素子(TEGチップ、サイズ15mm×15mm、厚み0.8mm)は、Sn/Pb組成の共晶で形成された半田バンプを有し、半導体素子の回路保護膜はポジ型感光性樹脂(住友ベークライト社製CRC−8300)で形成されたものを使用した。半導体装置の組み立ては、まず、半田バンプにフラックス材を転写法により均一に塗布し、次にフリップチップボンダー装置を用い、多層プリント配線板上に加熱圧着により搭載した。次に、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−4152S)を充填し、液状封止樹脂を硬化させることで半導体装置を得た。尚、液状封止樹脂の硬化条件は、温度150℃、120分の条件であった。
実施例2
ビスマレイミド化合物としてビス−(3−エチル−5−メチル−4−マレイミドフェニ
ル)メタン(ケイ・アイ化成製、BMI−70)14.9質量部とした以外は、実施例1と同様にして樹脂ワニスを調製し、プリプレグ、積層板、樹脂シート、プリント配線板、及び半導体装置を得た。
実施例3
フェノール樹脂系硬化剤としてビスフェノールAノボラック樹脂(DIC製、VH−4240、水酸基当量110)5.6質量部とした以外は、実施例1と同様にして樹脂ワニスを調製し、プリプレグ、樹脂シート、積層板、プリント配線板、及び半導体装置を得た。
実施例4
ナフチレンエーテル型エポキシ化合物(DIC製、HP−6000)を12.2質量部とし、かつ、フェノール樹脂系硬化剤としてフェノールアラルキル樹脂(三井化学製、XLC−LL、水酸基当量175)7.8質量部とした以外は、実施例1と同様にして樹脂ワニスを調製し、プリプレグ、樹脂シート、積層板、プリント配線板、及び半導体装置を得た。
実施例5
ナフチレンエーテル型エポキシ化合物(DIC製、HP−6000)16.3質量部;ビスマレイミド化合物として2,2’−ビス−[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパン(ケイ・アイ化成製、BMI−80)14.9質量部;芳香族ジアミン系硬化剤として4,4’−ジアミノジフェニルスルホン(三井化学ファイン製、4,4’−DAS、硬化剤当量62)3.7質量部;硬化促進剤として2−フェニルイミダゾール(四国化成製2PZ)0.1質量部;無機充填剤として溶融シリカ粒子(アドマテックス製、SO−25R、平均粒径0.5μm)65.0質量部に、N−メチルピロリドンを固形分が65質量%となるように加えて混合し、エポキシ樹脂組成物からなる樹脂ワニス(500グラム)を調製した以外は、実施例1と同様にして樹脂ワニスを調製し、プリプレグ、樹脂シート、積層板、プリント配線板、及び半導体装置を得た。
実施例6
ナフチレンエーテル型エポキシ化合物(DIC製、HP−6000)を16.9質量部とし、かつ、芳香族ジアミン系硬化剤を4,4’−ジアミノジフェニルメタン(東京化成製、硬化剤当量49.5)3.1質量部とした以外は、実施例5と同様にして樹脂ワニスを調製し、プリプレグ、積層板、樹脂シート、プリント配線板、及び半導体装置を得た。
実施例7
ナフチレンエーテル型エポキシ化合物(DIC製、HP−6000)を16.2質量部とし、かつ、芳香族ジアミン系硬化剤を3,3’−ジエチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン(日本化薬製カヤハードA−A、硬化剤当量63.5)3.8質量部とした以外は、実施例5と同様にして樹脂ワニスを調製し、プリプレグ、樹脂シート、積層板、プリント配線板、及び半導体装置を得た。
実施例8
無機充填剤を溶融シリカ粒子(アドマテックス製、SO−25R、平均粒径0.5μm)32質量部とシリカナノ粒子(トクヤマ(株)製、NSS−5N、平均粒子径70nm)3質量部とシリコーンゴム微粒子(信越化学工業(株)製、KMP−600、平均粒子径5μm)30質量部との組合せとした以外は、実施例1と同様にして樹脂ワニスを調製し、プリプレグ、樹脂シート、積層板、プリント配線板、及び半導体装置を得た。
実施例9
ナフチレンエーテル型エポキシ化合物(DIC製、HP−6000)を10.4質量部とし、ビスマレイミド化合物として2,2’−ビス−[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパン(ケイ・アイ化成製、BMI−80)22.6質量部かつ、芳香族ジアミン系硬化剤を4,4’−ジアミノジフェニルメタン(東京化成製、硬化剤当量49.5)1.9質量部とした以外は、実施例6と同様にして樹脂ワニスを調製し、プリプレグ、積層板、樹脂シート、プリント配線板、及び半導体装置を得た。
実施例10
ナフチレンエーテル型エポキシ化合物(DIC製、HP−6000)を19.7質量部とし、ビスマレイミド化合物として2,2’−ビス−[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパン(ケイ・アイ化成製、BMI−80)11.6質量部かつ、芳香族ジアミン系硬化剤を4,4’−ジアミノジフェニルメタン(東京化成製、硬化剤当量49.5)3.6質量部とした以外は、実施例6と同様にして樹脂ワニスを調製し、プリプレグ、積層板、樹脂シート、プリント配線板、及び半導体装置を得た。
比較例1
ナフチレンエーテル型エポキシ化合物(DIC製、HP−6000)に代えて、1,1−ビス(2,7−ジグリシジルオキシ−1−ナフチル)メタン(DIC製、HP−4700、エポキシ当量165)を12.5質量部とし、かつ、フェノール樹脂系硬化剤としてフェノールノボラック樹脂(DIC製、TD−2090、水酸基当量105)7.5質量部とした以外は、実施例1と同様にして樹脂ワニスを調製しプリプレグ、樹脂シート、積層板、プリント配線板、及び半導体装置を得た。
比較例2
ナフチレンエーテル型エポキシ化合物(DIC製、HP−6000)に代えて、1,6−ジグリシジルオキシナフタレン(DIC製 HP−4032、エポキシ当量140)を11.4質量部とし、かつ、フェノール樹脂系硬化剤としてフェノールノボラック樹脂(DIC製、TD−2090、水酸基当量105)8.6質量部とした以外は、実施例1と同様にして樹脂ワニスを調製しプリプレグ、樹脂シート、積層板、プリント配線板、及び半導体装置を得た。
比較例3
ナフチレンエーテル型エポキシ化合物(DIC製、HP−6000)に代えて1,1−ビス(2,7−ジグリシジルオキシ−1−ナフチル)メタン(DIC製、HP−4700)を14.7質量部とし、かつ、芳香族ジアミン系硬化剤として4,4’−ジアミノジフェニルスルホン(三井化学ファイン製、4,4’−DAS、硬化剤当量62)5.3質量部とした以外は、実施例5と同様にして樹脂ワニスを調製し、プリプレグ、樹脂シート、積層板、プリント配線板、及び半導体装置を得た。
比較例4
ナフチレンエーテル型エポキシ化合物(DIC製、HP−6000)に代えて、1,1−ビス(2,7−ジグリシジルオキシ−1−ナフチル)メタン(DIC製、HP−4700)を12.5質量部とし、フェノール樹脂系硬化剤としてフェノールノボラック樹脂(DIC製、TD−2090、水酸基当量105)7.5質量部とした以外は、実施例2と同様にして樹脂ワニスを調製し、プリプレグ、樹脂シート、積層板、プリント配線板、及び半導体装置を得た。
比較例5
ビスマレイミド化合物を用いず、ナフチレンエーテル型エポキシ化合物(DIC製、HP−6000)を25.2質量部とし、かつフェノール樹脂系硬化剤としてフェノールノ
ボラック樹脂(DIC製、TD−2090、水酸基当量105)9.7質量部とした以外は、実施例1と同様にして樹脂ワニスを調製し、プリプレグ、樹脂シート、積層板、プリント配線板、及び半導体装置を得た。
比較例6
ビスマレイミド化合物を用いず、ナフチレンエーテル型エポキシ化合物(DIC製、HP−6000)を28.4質量部とし、かつ、芳香族ジアミン系硬化剤として4,4’−ジアミノジフェニルスルホン(三井化学ファイン製、4,4’−DAS、硬化剤当量62)6.5質量部とした以外はとした以外は、実施例5と同様にして樹脂ワニスを調製し、プリプレグ、樹脂シート、積層板、プリント配線板、及び半導体装置を得た。
比較例7
ナフチレンエーテル型エポキシ化合物(DIC製、HP−6000)に代えて1,1−ビス(2,7−ジグリシジルオキシ−1−ナフチル)メタン(DIC製、HP−4700)を9.5質量部とし、ビスマレイミド化合物として2,2’−ビス−[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパン(ケイ・アイ化成製、BMI−80)22.6質量部かつ、芳香族ジアミン系硬化剤として4,4’−ジアミノジフェニルメタン(東京化成製、硬化剤当量49.5)2.8質量部とした以外は、実施例6と同様にして樹脂ワニスを調製し、プリプレグ、樹脂シート、積層板、プリント配線板、及び半導体装置を得た。
各実施例及び比較例により得られた樹脂ワニス及び積層板について、次の各評価を行った。各評価を、評価方法と共に以下に示す。また得られた結果を表1と表2に示す。
[評価方法]
(1)硬化後の樹脂組成物のガラス転移温度
上記実施例及び比較例で得られた厚さ40μmの樹脂シートを2枚重ね、220℃で180分プレスを行い、銅箔付き樹脂板を得た。この銅箔付き樹脂板を全面エッチングし、6mm×25mmの試験片を作製し、DMA装置(TAインスツルメント社製動的粘弾性測定装置DMA983)を用いて5℃/分で昇温し、tanδのピーク位置をガラス転移温度(℃)とした。
(2)硬化後の樹脂組成物の線膨張係数
上記実施例及び比較例で得られた厚さ40μmの樹脂シートを2枚重ね、220℃で180分プレスを行い、銅箔付き樹脂板を得た。この銅箔付き樹脂板を全面エッチングし、5mm×20mmの試験片を作製し、TMA装置(TAインスツルメント社製)を用いて5℃/分の条件で、厚み方向(Z方向)のガラス転移温度以下の領域の線膨張係数を測定した。
(3)硬化後の樹脂組成物の25℃における弾性率(ヤング率)
上記実施例及び比較例で得られた厚さ40μmの樹脂シートを2枚重ね、220℃で180分プレスを行い、銅箔付き樹脂板を得た。この銅箔付き樹脂板を全面エッチングし、6mm×25mmの試験片を作製し、DMA装置(TAインスツルメント社製動的粘弾性測定装置DMA983)を用いて5℃/分で昇温し、25℃での引っ張り弾性率を測定した。
(4)積層板の半田耐熱性
上記実施例及び比較例で得られた積層板を50mm×50mmにグラインダーソーでカットした後、エッチングにより銅箔を1/4だけ残した試料を作製し、JIS C 6481に準拠して評価した。評価は、121℃、100%、2時間、PCT吸湿処理を行っ
た後に、288℃の半田槽に30秒間浸漬した後で外観の異常の有無を調べた。
(5)積層板の線膨張係数
上記実施例及び比較例で得られた厚さ0.4mmの両面銅張積層板を全面エッチングし、得られた積層板から5mm×20mmの試験片を作製し、TMA装置(TAインスツルメント社製)を用いて5℃/分の条件で、面方向(X方向)の線膨張係数を測定した。
(6)半導体装置におけるプリント配線板の反り
上記実施例及び比較例で得られた半導体装置を、温度30℃、湿度70%の雰囲気下で196時間放置後、260℃リフローを3回行った後、半導体装置におけるプリント配線板の反りを評価した。リフロー条件は、プレヒート(160〜200℃、50〜60秒で昇温)、加熱(200〜260℃、65〜75秒で昇温)、リフロー(260〜262℃、5〜10秒)及び冷却(262〜30℃、15分)を1サイクルとした。温度可変レーザー三次元測定機(日立テクノロジーアンドサービス社製、形式LS220−MT100MT50)を用い、上記測定機のサンプルチャンバーに上記で得られた半導体装置の半導体素子面を下にして設置し、多層プリント配線板の高さ方向の変位を測定し、変位差の最も大きい値を反り量とした。反り量に関しては、150μmを超えるとマザーボード実装時に接続不良を起こす可能性が高くなる。
[評価結果]
表1から明らかなように、実施例1〜10は、本発明によるエポキシ樹脂組成物、ならびに、これを用いた積層板、プリント配線板及び半導体装置であり、硬化後の高いガラス転移温度、低い線膨張係数及び弾性率の相乗効果として、半導体装置におけるプリント配線板の反りが抑制されていることが分かる。また、いずれの実施例も半田耐熱性に問題はなかった。一方、表2から明らかなように、ナフチレンエーテル型エポキシ化合物(DIC製、HP−6000)を用いず、1,1−ビス(2,7−ジグリシジルオキシ−1−ナフチル)メタンを使用した比較例1、3、4は、硬化後の樹脂組成物のガラス転移温度は高くなるが、硬化後の樹脂組成物の線膨張係数及び弾性率、ならびに、積層板の線膨張係数も高くなり、全体として半導体装置におけるプリント配線板の反りが顕著に大きくなった。また、1,1−ビス(2,7−ジグリシジルオキシ−1−ナフチル)メタンを使用し、ビスマレイミドを多量に用いた比較例7では、半導体装置におけるプリント配線板の反りは良好であったが、積層板の半田耐熱性が悪化した。反対に、エポキシ化合物として1,6−ジグリシジルオキシナフタレンを使用した比較例2は、硬化後の樹脂組成物の線膨張係数及び弾性率、ならびに、積層板の線膨張係数については実施例1〜10と同等であるものの、ガラス転移温度が低く、全体として基板の反りを抑制することができなかった。また、ビスマレイミド化合物を用いなかった比較例5、6は硬化後の樹脂組成物の線膨張係数及び積層板の線膨張係数が低くならず、全体として基板の反りを抑制することができなかった。
以下、参考形態の例を付記する。
[1] 下記一般式(1)で表されるナフチレンエーテル型エポキシ化合物と、ビスマレイミド化合物と、無機充填剤とを含んでなるエポキシ樹脂組成物。
(式中、nは1〜20の整数である。Rはそれぞれ独立に水素原子、ベンジル基、アルキル基、下式(2)である。)
(式中、Arはそれぞれ独立的にフェニレン基、ナフチレン基であり、mは1又は2の整数である。)
[2] 熱硬化後のエポキシ樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)が160℃以上である第[1]項に記載のエポキシ樹脂組成物。
[3] 熱硬化後のエポキシ樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)未満における線膨張係数が40ppm/℃未満である第[1]項又は第[2]項に記載のエポキシ樹脂組成物。
[4] 熱硬化後のエポキシ樹脂組成物の25℃における弾性率(ヤング率)が1〜10GPaの範囲内にある第[1]項〜第[3]項のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。
[5] 上記無機充填剤が平均粒子径10nm〜150nmのシリカナノ粒子を含む第[1]項〜第[4]項のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。
[6] 上記無機充填剤が平均粒子径1μm〜10μmのシリコーンゴム微粒子を含む第[1]項〜第[5]項のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。
[7] 第[1]項〜第[6]項のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物を基材に含浸させてなるプリプレグ。
[8] 第[7]項に記載のプリプレグの少なくとも片面上に金属層を配置してなる積層板。
[9] 第[7]項に記載のプリプレグを2枚以上積層したプリプレグ積層体の少なくとも片面上に金属層を配置してなる積層板。
[10] 第[1]項〜第[6]項のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物を支持フィルム又は金属箔上に配置してなる樹脂シート。
[11] 第[7]項に記載のプリプレグ、第[8]項もしくは第[9]項に記載の積層板、又は第[10]項に記載の樹脂シートから形成されたプリント配線板。
[12] 第[11]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。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、ガラス繊維基材等の基材に含浸させプリプレグとして、さらにはそのプリプレグを用いた積層板として、用いることができる。また、本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化物は、優れた絶縁性を有することから、例えばプリント配線板の絶縁層に好適に用いることができる。さらに本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化物は、低線膨張であり、耐熱性、及び導体回路との密着性に優れることから、半導体装置のインターポーザとしても用いることができる。半導体装置のプリント配線板としては、マザーボード及びインターポーザが知られている。インターポーザは、マザーボードと同様のプリント配線板であるが、半導体素子(ベアチップ)又はプリント配線板とマザーボードの間に介在し、マザーボード上に搭載される。インターポーザは、マザーボードと同様に、プリント配線板を実装する基板として用いてもよいが、マザーボードと異なる特有の使用方法としては、パッケージ基板又はモジュール基板として用いられる。パッケージ基板とは、プリント配線板の基板としてインターポーザが用いられるという意味である。プリント配線板には、半導体素子をリードフレーム上に搭載し、両者をワイアボンディングで接続し、樹脂で封止するタイプと、インターポーザをパッケージ基板として用い、半導体素子を当該インターポーザ上に搭載し、両者をワイアボンディング等の方法で接続し、樹脂で封止するタイプとがある。

Claims (14)

  1. 下記一般式(1)で表されるナフチレンエーテル型エポキシ化合物と、ビスマレイミド化合物と、無機充填剤とを含んでなるエポキシ樹脂組成物であって、
    熱硬化後のエポキシ樹脂組成物の25℃におけるヤング率が1〜10GPaの範囲内にあるエポキシ樹脂組成物。
    (式中、nは1〜20の整数である。Rはそれぞれ独立に水素原子、ベンジル基、アルキル基、下式(2)である。)
    (式中、Arはそれぞれ独立にフェニレン基、ナフチレン基であり、mは1又は2の整数である。)
  2. 熱硬化後のエポキシ樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)が160℃以上213℃以下である請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物。
  3. 熱硬化後のエポキシ樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)未満における線膨張係数が40ppm/℃未満である請求項1又は2に記載のエポキシ樹脂組成物。
  4. 上記無機充填剤が平均粒子径10nm〜150nmのシリカナノ粒子を含む請求項1〜のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。
  5. 上記無機充填剤が平均粒子径1μm〜10μmのシリコーンゴム微粒子を含む請求項1〜のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。
  6. 上記エポキシ樹脂組成物中の上記ビスマレイミド化合物の含有量は、エポキシ樹脂組成物全体から上記無機充填剤を除いた組成物中の35%〜55質量%である請求項1〜5のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。
  7. 上記エポキシ樹脂組成物中の上記ナフチレンエーテル型エポキシ化合物の含有量は、エポキシ樹脂組成物全体から上記無機充填剤を除いた組成物に対して、30〜55質量%の範囲内である請求項1〜6のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。
  8. 上記無機充填剤の含有量は、溶剤を除くエポキシ樹脂組成物の総量に対して30〜75質量%の範囲内である請求項1〜7のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。
  9. 請求項1〜のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物を基材に含浸させてなるプリプレグ。
  10. 請求項に記載のプリプレグの少なくとも片面上に金属層を配置してなる積層板。
  11. 請求項に記載のプリプレグを2枚以上積層したプリプレグ積層体の少なくとも片面上に金属層を配置してなる積層板。
  12. 請求項1〜のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物を支持フィルム又は金属箔上に配置してなる樹脂シート。
  13. 請求項に記載のプリプレグ、請求項10もしくは11に記載の積層板、又は請求項1に記載の樹脂シートから形成されたプリント配線板。
  14. 請求項1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。
JP2011250226A 2011-11-16 2011-11-16 エポキシ樹脂組成物、プリプレグ、積層板、樹脂シート、プリント配線板及び半導体装置 Expired - Fee Related JP5344022B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011250226A JP5344022B2 (ja) 2011-11-16 2011-11-16 エポキシ樹脂組成物、プリプレグ、積層板、樹脂シート、プリント配線板及び半導体装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011250226A JP5344022B2 (ja) 2011-11-16 2011-11-16 エポキシ樹脂組成物、プリプレグ、積層板、樹脂シート、プリント配線板及び半導体装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013104029A JP2013104029A (ja) 2013-05-30
JP5344022B2 true JP5344022B2 (ja) 2013-11-20

Family

ID=48623826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011250226A Expired - Fee Related JP5344022B2 (ja) 2011-11-16 2011-11-16 エポキシ樹脂組成物、プリプレグ、積層板、樹脂シート、プリント配線板及び半導体装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5344022B2 (ja)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014122339A (ja) * 2012-11-26 2014-07-03 Hitachi Chemical Co Ltd 熱硬化性樹脂組成物、プリプレグ、積層板、プリント配線板、及び実装基板、並びに熱硬化性樹脂組成物の製造方法
JP2014240456A (ja) * 2013-06-11 2014-12-25 住友ベークライト株式会社 プライマー層付きプリプレグ、金属張積層板、プリント配線基板および半導体パッケージ
JP6229439B2 (ja) * 2013-11-05 2017-11-15 住友ベークライト株式会社 金属張積層板、プリント配線基板、および半導体装置
JP2016069401A (ja) * 2014-09-26 2016-05-09 住友ベークライト株式会社 プリプレグ、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
WO2016143192A1 (ja) * 2015-03-12 2016-09-15 リンテック株式会社 保護膜形成用フィルム
JP6602563B2 (ja) * 2015-06-11 2019-11-06 ソマール株式会社 粉体塗料
WO2017027482A1 (en) * 2015-08-08 2017-02-16 Designer Molecules, Inc. Anionic curable compositions
US10325863B2 (en) 2017-02-28 2019-06-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device and method for manufacturing same
KR102049024B1 (ko) 2017-03-22 2019-11-26 주식회사 엘지화학 반도체 패키지용 수지 조성물과 이를 이용한 프리프레그 및 금속박 적층판
KR102057255B1 (ko) 2017-03-22 2019-12-18 주식회사 엘지화학 반도체 패키지용 수지 조성물과 이를 이용한 프리프레그 및 금속박 적층판
JP6950536B2 (ja) * 2018-01-09 2021-10-13 味の素株式会社 樹脂組成物
JP6978471B2 (ja) * 2018-08-27 2021-12-08 積水化学工業株式会社 多層プリント配線板の製造方法、樹脂フィルム及び多層プリント配線板
JP6978472B2 (ja) * 2018-08-27 2021-12-08 積水化学工業株式会社 多層プリント配線板の製造方法、樹脂フィルム及び多層プリント配線板
WO2020162278A1 (ja) * 2019-02-06 2020-08-13 三菱瓦斯化学株式会社 組成物、プリプレグ、樹脂シート、積層板、及びプリント配線板
JP7424168B2 (ja) * 2020-03-31 2024-01-30 味の素株式会社 樹脂組成物、樹脂ペースト、硬化物、樹脂シート、プリント配線板、半導体チップパッケージ及び半導体装置
JP7424167B2 (ja) * 2020-03-31 2024-01-30 味の素株式会社 樹脂組成物、樹脂組成物の硬化物、樹脂シート、プリント配線板、半導体チップパッケージ及び半導体装置
US20230407082A1 (en) 2020-11-27 2023-12-21 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Heat-curable resin composition

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170133431A (ko) * 2010-03-02 2017-12-05 미츠비시 가스 가가쿠 가부시키가이샤 수지 조성물, 프리프레그 및 적층판
JP5381869B2 (ja) * 2010-03-31 2014-01-08 住友ベークライト株式会社 エポキシ樹脂前駆体組成物、プリプレグ、積層板、樹脂シート、プリント配線板および半導体装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013104029A (ja) 2013-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5344022B2 (ja) エポキシ樹脂組成物、プリプレグ、積層板、樹脂シート、プリント配線板及び半導体装置
JP5381869B2 (ja) エポキシ樹脂前駆体組成物、プリプレグ、積層板、樹脂シート、プリント配線板および半導体装置
JP5771987B2 (ja) 多層回路基板、絶縁シート、および多層回路基板を用いた半導体パッケージ
JP5522051B2 (ja) 多層プリント配線板及び半導体装置
TWI494337B (zh) 電路基板用環氧樹脂組成物,預浸體,積層板,樹脂片,印刷佈線板用積層基材,印刷佈線板及半導體裝置
TWI453228B (zh) 環氧樹脂組成物,預浸料,積層板,多層印刷佈線板,半導體裝置,絕緣樹脂片材,多層印刷佈線板之製造方法
JP5206600B2 (ja) エポキシ樹脂組成物、プリプレグ、積層板、樹脂シート、多層プリント配線板、及び半導体装置
JP5849390B2 (ja) エポキシ樹脂前駆体組成物、プリプレグ、積層板、樹脂シート、プリント配線板および半導体装置
JP6186977B2 (ja) 樹脂組成物、樹脂シート、プリプレグ、積層板、プリント配線板、及び半導体装置
KR20130133199A (ko) 절연성 기판, 금속장 적층판, 프린트 배선판, 및 반도체 장치
KR102582537B1 (ko) 프린트 배선판의 제조 방법, 반도체 장치의 제조 방법
JP2010174242A (ja) ビフェニルアラルキル型シアン酸エステル樹脂、並びにビフェニルアラルキル型シアン酸エステル樹脂を含む樹脂組成物、及び、当該樹脂組成物を用いてなるプリプレグ、積層板、樹脂シート、多層プリント配線板、並びに半導体装置
JP5428232B2 (ja) プリプレグ、積層板、多層プリント配線板、及び半導体装置
KR101526645B1 (ko) 수지 조성물, 프리프레그, 수지 시트, 금속 부착 적층판, 프린트 배선판, 다층 프린트 배선판 및 반도체 장치
JP5549329B2 (ja) 回路基板用熱硬化性組成物
JP2011219674A (ja) 回路基板用熱硬化樹脂性組成物
JP2012131947A (ja) プリント配線板用エポキシ樹脂組成物、プリプレグ、金属張積層板、樹脂シート、プリント配線板及び半導体装置
JP2012153752A (ja) 樹脂組成物、プリプレグ、積層板、樹脂シート、プリント配線板及び半導体装置
JP5573392B2 (ja) プリント配線板用樹脂組成物、プリプレグ、積層板、樹脂シート、プリント配線板及び半導体装置
WO2007108087A1 (ja) 絶縁樹脂層、キャリア付き絶縁樹脂層および多層プリント配線板
JP2012131946A (ja) プリント配線板用樹脂組成物、プリプレグ、積層板、樹脂シート、プリント配線板及び半導体装置
JP5493948B2 (ja) プリント配線板用樹脂組成物、プリプレグ、積層板、樹脂シート、プリント配線板、および半導体装置
JP5293654B2 (ja) 回路基板用樹脂組成物、プリプレグ、積層板、プリント配線板、及び半導体装置
JP2014080493A (ja) 樹脂組成物、プリプレグ、積層板、樹脂シート、プリント配線板及び半導体装置
JP5581640B2 (ja) 樹脂組成物、プリプレグ、積層板、多層プリント配線および半導体装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130228

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20130228

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20130228

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20130326

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130402

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130529

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130716

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130729

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5344022

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees