JP6672954B2 - 樹脂シート - Google Patents

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Description

本発明は、樹脂シートに関する。さらには、当該樹脂シートの樹脂組成物層の硬化物を含む、プリント配線板、及び半導体装置、に関する。
近年、電子機器の小型化を達成すべく、プリント配線板の更なる薄型化が進められており、内層基板や絶縁層の厚さは、さらに薄くなる傾向にある。内層基板や絶縁層の厚さを薄くするものとして、例えば、特許文献1に記載の薄型フィルム用樹脂組成物が知られている。
特開2014−152309号公報
特許文献1において、本発明者らは、薄膜フィルムを絶縁層に適用した際に、粗度が大きくなり、剥離強度が低下する傾向があることを見出しており、これらの課題を解決するために熱可塑性樹脂の配合量を所定量とすることを提案している。しかしながら、該文献においては、絶縁層の厚みを薄くした場合の絶縁性能(以下、「薄膜絶縁性」ともいう)についてはなんら検討されていない。
絶縁層が薄膜である場合には、無機充填材粒子同士が接触して界面を伝って電流が流れやすくなったり、絶縁層の厚みが薄いことにより静電容量が大きくなりショートしやすくなってしまうなど、従来のものよりも絶縁性能を維持することが難しくなってしまう。
本発明の課題は、絶縁性能に優れた薄い絶縁層を付与可能な樹脂シートを提供することにある。
上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明者らは、支持体と、該支持体上に接合した樹脂組成物層と、を含む樹脂シートにおいて、樹脂組成物層の硬化物が特定の誘電正接を満たすことにより、厚みが薄いにもかかわらず絶縁性能に優れた(薄膜絶縁性に優れた)絶縁層を付与することが可能であることを見出した。詳しくは、本発明者らは、常温環境下の樹脂組成物層の硬化物の誘電正接を低くするだけでなく、高温環境下の樹脂組成物層の硬化物の誘電正接も低くすることにより、薄膜絶縁性に優れた絶縁層を付与することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下の内容を含む。
[1] 支持体と、該支持体上に接合した樹脂組成物層と、を含む樹脂シートであって、該樹脂組成物層の硬化物の、測定周波数10GHz、23℃における誘電正接が0.006以下であり、該樹脂組成物層の硬化物の測定周波数10GHz、150℃における誘電正接が0.01以下である、樹脂シート。
[2] 樹脂組成物層の厚みが15μm以下である、[1]に記載の樹脂シート。
[3] 樹脂組成物層の最低溶融粘度が1000poise以上である、[1]または[2]に記載の樹脂シート。
[4] 樹脂組成物層がエポキシ樹脂および硬化剤を含有する、[1]〜[3]のいずれかに記載の樹脂シート。
[5] 樹脂組成物層が無機充填材を含有し、樹脂組成物層中の不揮発成分を100質量%とした場合に、該無機充填材の含有量が50質量%以上である、[1]〜[4]のいずれかに記載の樹脂シート。
[6] プリント配線板の絶縁層形成用である、[1]〜[5]のいずれかに記載の樹脂シート。
[7] 1GHz以上の高周波基板の絶縁層形成用である、[1]〜[5]のいずれかに記載の樹脂シート。
[8] 第1の導体層と、第2の導体層と、第1の導体層と第2の導体層との間に形成された6μm以下の絶縁層と、を含むプリント配線板の、該絶縁層形成用である、[1]〜[7]のいずれかに記載の樹脂シート。
[9] 第1の導体層、第2の導体層、及び、第1の導体層と第2の導体層との間に形成された6μm以下の絶縁層を含む、プリント配線板であって、該絶縁層は、[1]〜[8]のいずれかに記載の樹脂シートの樹脂組成物層の硬化物である、プリント配線板。
[10] [9]に記載のプリント配線板を含む、半導体装置。
本発明によれば、絶縁性能に優れた薄い絶縁層を付与可能な樹脂シートを提供することができる。
図1は、プリント配線板の一例を模式的に示した一部断面図である。
以下、本発明の樹脂シート、当該樹脂シートの樹脂組成物層の硬化物を備えた、プリント配線板、及び半導体装置について詳細に説明する。
本発明の樹脂シートは、支持体と、該支持体上に接合した樹脂組成物層と、を含む。本発明においては、該樹脂組成物層の硬化物の測定周波数10GHz、23℃における誘電正接が0.006以下であり、かつ、該樹脂組成物層の硬化物の測定周波数10GHz、150℃における誘電正接が0.01以下であることを特徴とする。
樹脂組成物層は樹脂組成物により形成される。まず、樹脂組成物層を形成する樹脂組成物について説明する。
[樹脂組成物]
樹脂組成物は、特に限定されず、樹脂組成物により形成された樹脂組成物層の硬化物が上述の誘電正接を満たすものであればよい。所定の誘電正接を満たす硬化物を付与する樹脂組成物としては、例えば、硬化性樹脂とその硬化剤を含む組成物が挙げられる。硬化性樹脂としては、プリント配線板の絶縁層を形成する際に使用される従来公知の硬化性樹脂を用いることができ、なかでもエポキシ樹脂が好ましい。したがって一実施形態において、樹脂組成物は、(A)エポキシ樹脂及び(B)硬化剤を含有する。樹脂組成物は、(C)無機充填材を含有しているのが好ましい。樹脂組成物は、さらに、必要に応じて、熱可塑性樹脂、硬化促進剤、難燃剤及びゴム粒子等の添加剤を含んでいてもよい。
以下、樹脂組成物の材料として使用し得る(A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤、(C)無機充填材及び添加剤について説明する。
<(A)エポキシ樹脂>
(A)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S型エポキシ樹脂、ビスフェノールAF型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリスフェノール型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、tert−ブチル−カテコール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂、ブタジエン構造を有するエポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、スピロ環含有エポキシ樹脂、シクロヘキサンジメタノール型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、トリメチロール型エポキシ樹脂、テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂等が挙げられる。エポキシ樹脂は1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。(A)成分は、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、及びビフェニル型エポキシ樹脂から選択される1種以上であることが好ましい。
エポキシ樹脂は、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂を含むことが好ましい。エポキシ樹脂の不揮発成分を100質量%とした場合に、少なくとも50質量%以上は1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂であるのが好ましい。中でも、1分子中に2個以上のエポキシ基を有し、温度20℃で液状のエポキシ樹脂(以下「液状エポキシ樹脂」という。)と、1分子中に3個以上のエポキシ基を有し、温度20℃で固体状のエポキシ樹脂(以下「固体状エポキシ樹脂」という。)とを含むことが好ましい。エポキシ樹脂として、液状エポキシ樹脂と固体状エポキシ樹脂とを併用することで、優れた可撓性を有し、樹脂組成物層の硬化物の破断強度も向上する。特に固体状エポキシ樹脂は耐熱性が高く、樹脂組成物層の硬化物の誘電正接を高温下でも低くしやすくする。
液状エポキシ樹脂としては、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AF型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、エステル骨格を有する脂環式エポキシ樹脂、シクロヘキサンジメタノール型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、及びブタジエン構造を有するエポキシ樹脂が好ましく、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、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AF型エポキシ樹脂及びナフタレン型エポキシ樹脂がより好ましい。液状エポキシ樹脂の具体例としては、DIC(株)製の「HP4032」、「HP4032D」、「HP4032SS」(ナフタレン型エポキシ樹脂)、三菱化学(株)製の「828US」、「jER828EL」(ビスフェノールA型エポキシ樹脂)、「jER807」(ビスフェノールF型エポキシ樹脂)、「jER152」(フェノールノボラック型エポキシ樹脂)、「YL7760」(ビスフェノールAF型エポキシ樹脂)、「630」、「630LSD」(グリシジルアミン型エポキシ樹脂)、新日鉄住金化学(株)製の「ZX1059」(ビスフェノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ樹脂の混合品)、新日鉄住金化学(株)製「YD−8125G」(ビスフェノールA型エポキシ樹脂)ナガセケムテックス(株)製の「EX−721」(グリシジルエステル型エポキシ樹脂)、(株)ダイセル製の「セロキサイド2021P」(エステル骨格を有する脂環式エポキシ樹脂)、「PB−3600」(ブタジエン構造を有するエポキシ樹脂)、新日鐵化学(株)製の「ZX1658」、「ZX1658GS」(液状1,4−グリシジルシクロヘキサン)、三菱化学(株)製の「630LSD」(グリシジルアミン型エポキシ樹脂)等が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
固体状エポキシ樹脂としては、ナフタレン型4官能エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリスフェノール型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂が好ましく、ナフタレン型4官能エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、及びビフェニル型エポキシ樹脂がより好ましい。固体状エポキシ樹脂の具体例としては、DIC(株)製の「HP4032H」(ナフタレン型エポキシ樹脂)、「HP−4700」、「HP−4710」(ナフタレン型4官能エポキシ樹脂)、「N−690」(クレゾールノボラック型エポキシ樹脂)、「N−695」(クレゾールノボラック型エポキシ樹脂)、「HP−7200」、「HP−7200HH」、「HP−7200H」(ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂)、「EXA−7311」、「EXA−7311−G3」、「EXA−7311−G4」、「EXA−7311−G4S」、「HP6000」(ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂)、日本化薬(株)製の「EPPN−502H」(トリスフェノール型エポキシ樹脂)、「NC7000L」(ナフトールノボラック型エポキシ樹脂)、「NC3000H」、「NC3000」、「NC3000L」、「NC3100」(ビフェニル型エポキシ樹脂)、新日鉄住金化学(株)製の「ESN475V」(ナフタレン型エポキシ樹脂)、「ESN485」(ナフトールノボラック型エポキシ樹脂)、三菱化学(株)製の「YX4000H」、「YL6121」(ビフェニル型エポキシ樹脂)、「YX4000HK」(ビキシレノール型エポキシ樹脂)、「YX8800」(アントラセン型エポキシ樹脂)、大阪ガスケミカル(株)製の「PG−100」、「CG−500」、三菱化学(株)製の「YL7800」(フルオレン型エポキシ樹脂)、三菱化学(株)製の「jER1010」(固体状ビスフェノールA型エポキシ樹脂)、「jER1031S」(テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂)等が挙げられる。
樹脂組成物層の硬化物の誘電正接を高温下でも低くすることができるという観点から、エポキシ樹脂としては、純度の高い樹脂(例えば塩素イオン等のイオン性不純物が少ない樹脂等)が好ましい。純度の高いエポキシ樹脂としては、例えば、三菱化学(株)製の「828US」、「YL980」、「1750」、「YL983U」、新日鉄住金化学(株)製「YD−8125G」、「YD−825GS」、「ZX−1658GS」、「YDF−8170G」等が挙げられる。
液状エポキシ樹脂としては1分子中に2個以上のエポキシ基を有し、温度20℃で液状の芳香族系エポキシ樹脂が好ましく、固体状エポキシ樹脂としては1分子中に3個以上のエポキシ基を有し、温度20℃で固体状の芳香族系エポキシ樹脂が好ましい。なお、本発明でいう芳香族系エポキシ樹脂とは、その分子内に芳香環構造を有するエポキシ樹脂を意味する。
エポキシ樹脂として、液状エポキシ樹脂と固体状エポキシ樹脂とを併用する場合、それらの量比(液状エポキシ樹脂:固体状エポキシ樹脂)は、質量比で、1:0.5〜1:15の範囲が好ましい。液状エポキシ樹脂と固体状エポキシ樹脂との量比を斯かる範囲とすることにより、i)樹脂シートの形態で使用する場合に適度な粘着性がもたらされる、ii)樹脂シートの形態で使用する場合に十分な可撓性が得られ、取り扱い性が向上する、並びにiii)十分な破断強度を有する樹脂組成物層の硬化物を得ることができる等の効果が得られる。上記i)〜iii)の効果の観点から、液状エポキシ樹脂と固体状エポキシ樹脂の量比(液状エポキシ樹脂:固体状エポキシ樹脂)は、質量比で、1:1.0〜1:12の範囲がより好ましく、1:1.3〜1:10の範囲がさらに好ましい。
樹脂組成物中のエポキシ樹脂の含有量は、誘電正接が低く、絶縁信頼性を示す絶縁層を得る観点から、好ましくは5質量%以上、より好ましくは9質量%以上、さらに好ましくは11質量%以上である。エポキシ樹脂の含有量の上限は、本発明の効果が奏される限りにおいて特に限定されないが、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下である。
なお、本発明において、樹脂組成物中の各成分の含有量は、別途明示のない限り、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%としたときの値である。
エポキシ樹脂のエポキシ当量は、好ましくは50〜5000、より好ましくは50〜3000、さらに好ましくは80〜2000、さらにより好ましくは110〜1000である。この範囲となることで、樹脂組成物層の硬化物の架橋密度が十分となり表面粗さの小さい絶縁層をもたらすことができる。なお、エポキシ当量は、JIS K7236に従って測定することができ、1当量のエポキシ基を含む樹脂の質量である。
エポキシ樹脂の重量平均分子量は、好ましくは100〜5000、より好ましくは250〜3000、さらに好ましくは400〜1500である。ここで、エポキシ樹脂の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量である。
<(B)硬化剤>
硬化剤としては、エポキシ樹脂を硬化する機能を有するものであれば、特に限定されず、例えば、フェノール系硬化剤、ナフトール系硬化剤、活性エステル系硬化剤、ベンゾオキサジン系硬化剤、シアネートエステル系硬化剤、及びカルボジイミド系硬化剤などが挙げられる。硬化剤は1種単独で用いてもよく、又は2種以上を併用してもよい。
フェノール系硬化剤及びナフトール系硬化剤としては、耐熱性及び耐水性の観点から、ノボラック構造を有するフェノール系硬化剤、又はノボラック構造を有するナフトール系硬化剤が好ましい。また、導体層との密着性の観点から、含窒素フェノール系硬化剤が好ましく、トリアジン骨格含有フェノール系硬化剤がより好ましい。中でも、耐熱性、耐水性、及び導体層との密着性を高度に満足させる観点から、トリアジン骨格含有フェノールノボラック硬化剤が好ましい。
フェノール系硬化剤及びナフトール系硬化剤の具体例としては、例えば、明和化成(株)製の「MEH−7700」、「MEH−7810」、「MEH−7851」、日本化薬(株)製の「NHN」、「CBN」、「GPH」、新日鉄住金(株)製の「SN170」、「SN180」、「SN190」、「SN475」、「SN485」、「SN495」、「SN−495V」「SN375」、「SN395」、DIC(株)製の「TD−2090」、「LA−7052」、「LA−7054」、「LA−1356」、「LA−3018−50P」、「EXB−9500」等が挙げられる。
活性エステル系硬化剤としては、特に制限はないが、一般にフェノールエステル類、チオフェノールエステル類、N−ヒドロキシアミンエステル類、複素環ヒドロキシ化合物のエステル類等の、反応活性の高いエステル基を1分子中に2個以上有する化合物が好ましく用いられる。当該活性エステル系硬化剤は、カルボン酸化合物及び/又はチオカルボン酸化合物とヒドロキシ化合物及び/又はチオール化合物との縮合反応によって得られるものが好ましい。特に耐熱性向上の観点から、カルボン酸化合物とヒドロキシ化合物とから得られる活性エステル系硬化剤が好ましく、カルボン酸化合物とフェノール化合物及び/又はナフトール化合物とから得られる活性エステル系硬化剤がより好ましい。カルボン酸化合物としては、例えば安息香酸、酢酸、コハク酸、マレイン酸、イタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ピロメリット酸等が挙げられる。フェノール化合物又はナフトール化合物としては、例えば、ハイドロキノン、レゾルシン、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、フェノールフタリン、メチル化ビスフェノールA、メチル化ビスフェノールF、メチル化ビスフェノールS、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、カテコール、α−ナフトール、β−ナフトール、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、2,6−ジヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシベンゾフェノン、トリヒドロキシベンゾフェノン、テトラヒドロキシベンゾフェノン、フロログルシン、ベンゼントリオール、ジシクロペンタジエン型ジフェノール化合物、フェノールノボラック等が挙げられる。ここで、「ジシクロペンタジエン型ジフェノール化合物」とは、ジシクロペンタジエン1分子にフェノール2分子が縮合して得られるジフェノール化合物をいう。
具体的には、ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造を含む活性エステル化合物、ナフタレン構造を含む活性エステル化合物、フェノールノボラックのアセチル化物を含む活性エステル化合物、フェノールノボラックのベンゾイル化物を含む活性エステル化合物が好ましく、中でもナフタレン構造を含む活性エステル化合物、ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造を含む活性エステル化合物がより好ましい。「ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造」とは、フェニレン−ジシクロペンチレン−フェニレンからなる2価の構造単位を表す。
活性エステル系硬化剤の市販品としては、ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造を含む活性エステル化合物として、「EXB9451」、「EXB9460」、「EXB9460S」、「HPC−8000−65T」、「HPC−8000H−65TM」、「EXB−8000L−65TM」(DIC(株)製)、ナフタレン構造を含む活性エステル化合物として「EXB9416−70BK」(DIC(株)製)、フェノールノボラックのアセチル化物を含む活性エステル化合物として「DC808」(三菱化学(株)製)、フェノールノボラックのベンゾイル化物を含む活性エステル化合物として「YLH1026」(三菱化学(株)製)、フェノールノボラックのアセチル化物である活性エステル系硬化剤として「DC808」(三菱化学(株)製)、フェノールノボラックのベンゾイル化物である活性エステル系硬化剤として「YLH1026」(三菱化学(株)製)、「YLH1030」(三菱化学(株)製)、「YLH1048」(三菱化学(株)製)等が挙げられる。
ベンゾオキサジン系硬化剤の具体例としては、昭和高分子(株)製の「HFB2006M」、四国化成工業(株)製の「P−d」、「F−a」が挙げられる。
シアネートエステル系硬化剤としては、例えば、ビスフェノールAジシアネート、ポリフェノールシアネート、オリゴ(3−メチレン−1,5−フェニレンシアネート)、4,4’−メチレンビス(2,6−ジメチルフェニルシアネート)、4,4’−エチリデンジフェニルジシアネート、ヘキサフルオロビスフェノールAジシアネート、2,2−ビス(4−シアネート)フェニルプロパン、1,1−ビス(4−シアネートフェニルメタン)、ビス(4−シアネート−3,5−ジメチルフェニル)メタン、1,3−ビス(4−シアネートフェニル−1−(メチルエチリデン))ベンゼン、ビス(4−シアネートフェニル)チオエーテル、及びビス(4−シアネートフェニル)エーテル等の2官能シアネート樹脂、フェノールノボラック及びクレゾールノボラック等から誘導される多官能シアネート樹脂、これらシアネート樹脂が一部トリアジン化したプレポリマーなどが挙げられる。シアネートエステル系硬化剤の具体例としては、ロンザジャパン(株)製の「PT30」及び「PT60」(フェノールノボラック型多官能シアネートエステル樹脂)、「ULL−950S」(多官能シアネートエステル樹脂)、「BA230」、「BA230S75」(ビスフェノールAジシアネートの一部又は全部がトリアジン化され三量体となったプレポリマー)等が挙げられる。
カルボジイミド系硬化剤の具体例としては、日清紡ケミカル(株)製の「V−03」、「V−07」等が挙げられる。
(B)成分としては、フェノール系硬化剤、ナフトール系硬化剤、活性エステル系硬化剤及びシアネートエステル系硬化剤から選択される1種以上であることが好ましい。また、樹脂組成物層の硬化物の高温下における誘電正接を低くすることができるという観点から、硬化剤としては、耐熱安定性の高いものが好ましい。耐熱安定性の高い硬化剤としては、活性エステル系硬化剤、シアネートエステル系硬化剤、カルボジイミド系硬化剤等が挙げられる。これらのうち、疎水性が高く、樹脂組成物層の硬化物の高温下における誘電正接を低くすることができるという観点から、活性エステル系硬化剤及びシアネートエステル系硬化剤から選択される1種以上であることがより好ましく、活性エステル系硬化剤であることがさらに好ましい。
エポキシ樹脂と硬化剤との量比は、[エポキシ樹脂のエポキシ基の合計数]:[硬化剤の反応基の合計数]の比率で、1:0.01〜1:2の範囲が好ましく、1:0.015〜1:1.5がより好ましく、1:0.02〜1:1がさらに好ましい。ここで、硬化剤の反応基とは、活性水酸基、活性エステル基等であり、硬化剤の種類によって異なる。また、エポキシ樹脂のエポキシ基の合計数とは、各エポキシ樹脂の固形分質量をエポキシ当量で除した値をすべてのエポキシ樹脂について合計した値であり、硬化剤の反応基の合計数とは、各硬化剤の固形分質量を反応基当量で除した値をすべての硬化剤について合計した値である。エポキシ樹脂と硬化剤との量比を斯かる範囲とすることにより、樹脂組成物層の硬化物の耐熱性がより向上する。
一実施形態において、樹脂組成物は、先述のエポキシ樹脂及び硬化剤を含む。樹脂組成物は、(A)エポキシ樹脂として液状エポキシ樹脂と固体状エポキシ樹脂との混合物(液状エポキシ樹脂:固体状エポキシ樹脂の質量比は好ましくは1:0.1〜1:15、より好ましくは1:0.3〜1:12、さらに好ましくは1:0.6〜1:10)を、(B)硬化剤としてフェノール系硬化剤、ナフトール系硬化剤、活性エステル系硬化剤及びシアネートエステル系硬化剤からなる群から選択される1種以上(好ましくは活性エステル系硬化剤及びシアネートエステル系硬化剤からなる群から選択される1種以上)を、それぞれ含むことが好ましい。
樹脂組成物中の硬化剤の含有量は特に限定されないが、好ましくは30質量%以下、より好ましくは25質量%以下、さらに好ましくは20質量%以下である。また、下限は特に制限はないが2質量%以上が好ましい。
<(C)無機充填材>
一実施形態において、樹脂組成物は無機充填材を含んでいてもよい。無機充填材の材料は特に限定されないが、例えば、シリカ、アルミナ、ガラス、コーディエライト、シリコン酸化物、硫酸バリウム、炭酸バリウム、タルク、クレー、雲母粉、酸化亜鉛、ハイドロタルサイト、ベーマイト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化マンガン、ホウ酸アルミニウム、炭酸ストロンチウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸ビスマス、酸化チタン、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸バリウム、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、リン酸ジルコニウム、及びリン酸タングステン酸ジルコニウム等が挙げられる。これらの中でもシリカが特に好適である。シリカとしては、例えば、無定形シリカ、溶融シリカ、結晶シリカ、合成シリカ、中空シリカ等が挙げられる。またシリカとしては球状シリカが好ましい。無機充填材は1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
無機充填材の平均粒径は、無機充填材を高充填させ薄膜絶縁性を向上させる観点から、1.5μm以下が好ましく、1.3μm以下がより好ましく、1.0μm以下がさらに好ましく、0.9μm以下がさらにより好ましい。該平均粒径の下限は、樹脂組成物層中の分散性向上という観点から、0.05μm以上が好ましく、0.06μm以上がより好ましく、0.07μm以上がさらに好ましい。このような平均粒径を有する無機充填材の市販品としては、例えば、電気化学工業(株)製「UFP−30」、新日鉄住金マテリアルズ(株)製「SPH516−05」、新日鉄住金マテリアルズ(株)製「SP507−05」等が挙げられる。
無機充填材の平均粒径はミー(Mie)散乱理論に基づくレーザー回折・散乱法により測定することができる。具体的にはレーザー回折散乱式粒度分布測定装置により、無機充填材の粒度分布を体積基準で作成し、そのメディアン径を平均粒径とすることで測定することができる。測定サンプルは、無機充填材を超音波によりメチルエチルケトン中に分散させたものを好ましく使用することができる。レーザー回折散乱式粒度分布測定装置としては、(株)島津製作所製「SALD−2200」等を使用することができる。
無機充填材の比表面積は、後述する樹脂組成物層の最低溶融粘度を低くする観点から、好ましくは40m/g以下、より好ましくは37m/g以下、さらに好ましくは33m/g以下である。該比表面積の下限は、樹脂組成物層の適切な粘弾性維持という観点から、好ましくは1m/g以上、より好ましくは2m/g以上、さらに好ましくは5m/g以上である。比表面積は、例えば、BET全自動比表面積測定装置((株)マウンテック製、Macsorb HM−1210)を使用して測定することができる。
無機充填材の真密度は、樹脂組成物層中の分散性向上という観点から、好ましくは15g/cm以下、より好ましくは10g/cm以下、さらに好ましくは、5g/cm以下である。該真密度の下限は、好ましくは1g/cm以上、より好ましくは1.5g/cm以上、さらに好ましくは、2.0g/cm以上である。真密度は、例えば、マイクロ・ウルトラピクノメータ(カンタクローム・インスツルメンツ・ジャパン製、MUPY−21T)を使用して測定することができる。
無機充填材は、耐湿性及び分散性を高める観点から、シランカップリング剤、アルコキシシラン化合物、及びオルガノシラザン化合物の少なくとも1種の表面処理剤で表面処理されていることが好ましい。これらは、オリゴマーであってもよい。表面処理剤の例としては、アミノシラン系カップリング剤、エポキシシラン系カップリング剤、メルカプトシラン系カップリング剤、シラン系カップリング剤、オルガノシラザン化合物、チタネート系カップリング剤等が挙げられる。表面処理剤の市販品としては、例えば、信越化学工業(株)製「KBM403」(3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)、信越化学工業(株)製「KBM803」(3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン)、信越化学工業(株)製「KBE903」(3−アミノプロピルトリエトキシシラン)、信越化学工業(株)製「KBM573」(N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン)、信越化学工業(株)製「SZ−31」(ヘキサメチルジシラザン)、信越化学工業(株)製「KBM103」(フェニルトリメトキシシラン)、信越化学工業(株)製「KBM−4803」(長鎖エポキシ型シランカップリング剤)等が挙げられる。表面処理剤は、1種類単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
表面処理剤による表面処理の程度は、無機充填材の単位表面積当たりのカーボン量によって評価することができる。無機充填材の単位表面積当たりのカーボン量は、無機充填材の分散性向上の観点から、0.02mg/m以上が好ましく、0.1mg/m以上がより好ましく、0.2mg/m以上が更に好ましい。一方、樹脂ワニスの溶融粘度及びシート形態での溶融粘度の上昇を抑制する観点から、1mg/m以下が好ましく、0.8mg/m以下がより好ましく、0.5mg/m以下が更に好ましい。
無機充填材の単位表面積当たりのカーボン量は、表面処理後の無機充填材を溶剤(例えば、メチルエチルケトン(MEK))により洗浄処理した後に測定することができる。具体的には、溶剤として十分な量のMEKを表面処理剤で表面処理された無機充填材に加えて、25℃で5分間超音波洗浄する。上澄液を除去し、固形分を乾燥させた後、カーボン分析計を用いて無機充填材の単位表面積当たりのカーボン量を測定することができる。カーボン分析計としては、(株)堀場製作所製「EMIA−320V」等を使用することができる。
樹脂組成物中の無機充填材の含有量(充填量)は、樹脂組成物層の厚み安定性を向上させ、並びに絶縁層(樹脂組成物層の硬化物)の誘電正接を低くする観点から、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%としたとき、50質量%以上、好ましくは55質量%以上、より好ましくは60質量%以上である。樹脂組成物中の無機充填材の含有量の上限は、薄膜絶縁性の向上という観点から、好ましくは85質量%以下、より好ましくは80質量%以下である。
<(D)熱可塑性樹脂>
本発明の樹脂組成物は、さらに(D)熱可塑性樹脂を含有していてもよい。
熱可塑性樹脂としては、例えば、フェノキシ樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエステル樹脂が挙げられ、フェノキシ樹脂が好ましい。熱可塑性樹脂は、1種単独で用いてもよく、又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
熱可塑性樹脂のポリスチレン換算の重量平均分子量は8,000〜70,000の範囲が好ましく、10,000〜60,000の範囲がより好ましく、20,000〜60,000の範囲がさらに好ましい。熱可塑性樹脂のポリスチレン換算の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法で測定される。具体的には、熱可塑性樹脂のポリスチレン換算の重量平均分子量は、測定装置として(株)島津製作所製LC−9A/RID−6Aを、カラムとして昭和電工(株)製Shodex K−800P/K−804L/K−804Lを、移動相としてクロロホルム等を用いて、カラム温度を40℃にて測定し、標準ポリスチレンの検量線を用いて算出することができる。
フェノキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA骨格、ビスフェノールF骨格、ビスフェノールS骨格、ビスフェノールアセトフェノン骨格、ノボラック骨格、ビフェニル骨格、フルオレン骨格、ジシクロペンタジエン骨格、ノルボルネン骨格、ナフタレン骨格、アントラセン骨格、アダマンタン骨格、テルペン骨格、及びトリメチルシクロヘキサン骨格からなる群から選択される1種以上の骨格を有するフェノキシ樹脂が挙げられる。フェノキシ樹脂の末端は、フェノール性水酸基、エポキシ基等のいずれの官能基でもよい。フェノキシ樹脂は1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。フェノキシ樹脂の具体例としては、三菱化学(株)製の「1256」及び「4250」(いずれもビスフェノールA骨格含有フェノキシ樹脂)、「YX8100」(ビスフェノールS骨格含有フェノキシ樹脂)、及び「YX6954」(ビスフェノールアセトフェノン骨格含有フェノキシ樹脂)が挙げられ、その他にも、新日鉄住金化学(株)製の「FX280」及び「FX293」、三菱化学(株)製の「YX6954BH30」、「YX7553」、「YX7553BH30」、「YL7769BH30」、「YL6794」、「YL7213」、「YL7290」及び「YL7482」等が挙げられる。
ポリビニルアセタール樹脂としては、例えば、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂が挙げられ、ポリビニルブチラール樹脂が好ましい。ポリビニルアセタール樹脂の具体例としては、例えば、電気化学工業(株)製の「電化ブチラール4000−2」、「電化ブチラール5000−A」、「電化ブチラール6000−C」、「電化ブチラール6000−EP」、積水化学工業(株)製のエスレックBHシリーズ、BXシリーズ(例えばBX−5Z)、KSシリーズ(例えばKS−1)、BLシリーズ、BMシリーズ等が挙げられる。
ポリイミド樹脂の具体例としては、新日本理化(株)製の「リカコートSN20」及び「リカコートPN20」が挙げられる。ポリイミド樹脂の具体例としてはまた、2官能性ヒドロキシル基末端ポリブタジエン、ジイソシアネート化合物及び四塩基酸無水物を反応させて得られる線状ポリイミド(特開2006−37083号公報記載のポリイミド)、ポリシロキサン骨格含有ポリイミド(特開2002−12667号公報及び特開2000−319386号公報等に記載のポリイミド)等の変性ポリイミドが挙げられる。
ポリアミドイミド樹脂の具体例としては、東洋紡績(株)製の「バイロマックスHR11NN」及び「バイロマックスHR16NN」が挙げられる。ポリアミドイミド樹脂の具体例としてはまた、日立化成工業(株)製の「KS9100」、「KS9300」(ポリシロキサン骨格含有ポリアミドイミド)等の変性ポリアミドイミドが挙げられる。
ポリエーテルスルホン樹脂の具体例としては、住友化学(株)製の「PES5003P」等が挙げられる。
ポリスルホン樹脂の具体例としては、ソルベイアドバンストポリマーズ(株)製のポリスルホン「P1700」、「P3500」等が挙げられる。
ポリフェニレンエーテル樹脂の具体例としては、三菱ガス化学(株)製のオリゴフェニレンエーテル・スチレン樹脂「OPE−2St1200」、「OPE−2St2200」、SABIC製「NORYL SA90」等が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、フェノキシ樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリビニルアセタール樹脂が好ましい。したがって好適な一実施形態において、熱可塑性樹脂は、フェノキシ樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂及びポリビニルアセタール樹脂からなる群から選択される1種以上を含む。疎水性が高く、高温における樹脂組成物層の硬化物の誘電正接を低くすることができるという観点から、フェノキシ樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂がより好ましい。
樹脂組成物が熱可塑性樹脂を含有する場合、熱可塑性樹脂の含有量は、好ましくは0.5質量%〜10質量%、より好ましくは0.6質量%〜6質量%、さらに好ましくは0.7質量%〜5質量%である。
<(E)硬化促進剤>
本発明の樹脂組成物は、さらに(E)硬化促進剤を含有していてもよい。
硬化促進剤としては、例えば、リン系硬化促進剤、アミン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤、グアニジン系硬化促進剤、金属系硬化促進剤等が挙げられ、リン系硬化促進剤、アミン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤、金属系硬化促進剤が好ましく、アミン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤、金属系硬化促進剤がより好ましい。硬化促進剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
リン系硬化促進剤としては、例えば、トリフェニルホスフィン、ホスホニウムボレート化合物、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、n−ブチルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラブチルホスホニウムデカン酸塩、(4−メチルフェニル)トリフェニルホスホニウムチオシアネート、テトラフェニルホスホニウムチオシアネート、ブチルトリフェニルホスホニウムチオシアネート等が挙げられ、トリフェニルホスフィン、テトラブチルホスホニウムデカン酸塩が好ましい。
アミン系硬化促進剤としては、例えば、トリエチルアミン、トリブチルアミン等のトリアルキルアミン、4−ジメチルアミノピリジン、ベンジルジメチルアミン、2,4,6,−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)−ウンデセン等が挙げられ、4−ジメチルアミノピリジン、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)−ウンデセンが好ましい。
イミダゾール系硬化促進剤としては、例えば、2−メチルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾール、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイト、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−ウンデシルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−エチル−4’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジンイソシアヌル酸付加物、2−フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2,3−ジヒドロ−1H−ピロロ[1,2−a]ベンズイミダゾール、1−ドデシル−2−メチル−3−ベンジルイミダゾリウムクロライド、2−メチルイミダゾリン、2−フェニルイミダゾリン等のイミダゾール化合物及びイミダゾール化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体が挙げられ、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾールが好ましい。
イミダゾール系硬化促進剤としては、市販品を用いてもよく、例えば、三菱化学(株)製の「P200−H50」、四国化成工業(株)製の「1B2PZ」等が挙げられる。
グアニジン系硬化促進剤としては、例えば、ジシアンジアミド、1−メチルグアニジン、1−エチルグアニジン、1−シクロヘキシルグアニジン、1−フェニルグアニジン、1−(o−トリル)グアニジン、ジメチルグアニジン、ジフェニルグアニジン、トリメチルグアニジン、テトラメチルグアニジン、ペンタメチルグアニジン、1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン、7−メチル−1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン、1−メチルビグアニド、1−エチルビグアニド、1−n−ブチルビグアニド、1−n−オクタデシルビグアニド、1,1−ジメチルビグアニド、1,1−ジエチルビグアニド、1−シクロヘキシルビグアニド、1−アリルビグアニド、1−フェニルビグアニド、1−(o−トリル)ビグアニド等が挙げられ、ジシアンジアミド、1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エンが好ましい。
金属系硬化促進剤としては、例えば、コバルト、銅、亜鉛、鉄、ニッケル、マンガン、スズ等の金属の、有機金属錯体又は有機金属塩が挙げられる。有機金属錯体の具体例としては、コバルト(II)アセチルアセトナート、コバルト(III)アセチルアセトナート等の有機コバルト錯体、銅(II)アセチルアセトナート等の有機銅錯体、亜鉛(II)アセチルアセトナート等の有機亜鉛錯体、鉄(III)アセチルアセトナート等の有機鉄錯体、ニッケル(II)アセチルアセトナート等の有機ニッケル錯体、マンガン(II)アセチルアセトナート等の有機マンガン錯体等が挙げられる。有機金属塩としては、例えば、オクチル酸亜鉛、オクチル酸錫、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、ステアリン酸スズ、ステアリン酸亜鉛等が挙げられる。
樹脂組成物中の硬化促進剤の含有量は特に限定されないが、エポキシ樹脂と硬化剤の不揮発成分を100質量%としたとき、0.01質量%〜3質量%が好ましい。
<(F)難燃剤>
本発明の樹脂組成物は、さらに(F)難燃剤を含んでもよい。難燃剤としては、例えば、有機リン系難燃剤、有機系窒素含有リン化合物、窒素化合物、シリコーン系難燃剤、金属水酸化物等が挙げられる。難燃剤は1種単独で用いてもよく、又は2種以上を併用してもよい。
難燃剤としては、市販品を用いてもよく、例えば、三光(株)製の「HCA−HQ」、大八化学工業(株)製の「PX−200」等が挙げられる。難燃剤としては加水分解しにくいものが好ましく、例えば、10−(2,5−ジヒドロキシフェニル)−10−ヒドロ−9−オキサ−10−フォスファフェナンスレン−10−オキサイド等が好ましい。
樹脂組成物が難燃剤を含有する場合、難燃剤の含有量は特に限定されないが、好ましくは0.5質量%〜20質量%、より好ましくは0.5質量%〜15質量%、さらに好ましくは0.5質量%〜10質量%がさらに好ましい。
<(G)有機充填材>
樹脂組成物は、樹脂組成物層の硬化物の誘電正接を低くする観点から、(G)有機充填材を含んでもよい。有機充填材としては、プリント配線板の絶縁層を形成するに際し使用し得る任意の有機充填材を使用してよく、例えば、ゴム粒子、ポリアミド微粒子、シリコーン粒子等が挙げられる。
ゴム粒子としては、市販品を用いてもよく、例えば、ダウ・ケミカル日本(株)製の「EXL2655」、アイカ工業(株)製の「AC3401N」、「AC3816N」等が挙げられる。
ゴム粒子としては、イオン性が低く、樹脂組成物層の硬化物の誘電正接を低くすることができるという観点から、例えば、アイカ工業(株)製の「AC3816N」、「AC3401N」等が好ましい。
樹脂組成物が有機充填材を含有する場合、有機充填材の含有量は、好ましくは0.1質量%〜20質量%、より好ましくは0.2質量%〜10質量%、さらに好ましくは0.3質量%〜5質量%、又は0.5質量%〜3質量%である。
<(H)任意の添加剤>
樹脂組成物は、さらに必要に応じて、他の添加剤を含んでいてもよく、斯かる他の添加剤としては、例えば、有機銅化合物、有機亜鉛化合物及び有機コバルト化合物等の有機金属化合物、並びに増粘剤、消泡剤、レベリング剤、密着性付与剤、及び着色剤等の樹脂添加剤等が挙げられる。
本発明の樹脂シートは、薄膜絶縁性が優れた絶縁層(樹脂組成物層の硬化物)をもたらす。したがって本発明の樹脂シートは、プリント配線板の絶縁層を形成するための(プリント配線板の絶縁層形成用の)樹脂シートとして好適に使用することができ、プリント配線板の層間絶縁層を形成するための樹脂シート(プリント配線板の層間絶縁層用樹脂シート)としてより好適に使用することができる。また、例えば、第1の導体層と、第2の導体層と、第1の導体層及び第2の導体層との間に設けられた絶縁層とを備えるプリント配線板において、本発明の樹脂シートにより絶縁層を形成することで、第1及び第2の導体層間の絶縁層の厚みを6μm以下(好ましくは5.5μm以下、より好ましくは5μm以下)としつつ絶縁性能に優れたものとすることができる。
[樹脂シート]
本発明の樹脂シートは、支持体と、該支持体上に設けられた樹脂組成物層とを備え、樹脂組成物層は樹脂組成物から形成される。
樹脂組成物層の厚さは、プリント配線板の薄型化の観点から、好ましくは15μm以下、より好ましくは12μm以下、さらに好ましくは10μm以下、さらにより好ましくは8μm以下である。樹脂組成物層の厚さの下限は、特に限定されないが、通常、1μm以上、1.5μm以上、2μm以上等とし得る。
支持体としては、例えば、プラスチック材料からなるフィルム、金属箔、離型紙が挙げられ、プラスチック材料からなるフィルム、金属箔が好ましい。
支持体としてプラスチック材料からなるフィルムを使用する場合、プラスチック材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(以下「PET」と略称することがある。)、ポリエチレンナフタレート(以下「PEN」と略称することがある。)等のポリエステル、ポリカーボネート(以下「PC」と略称することがある。)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等のアクリル、環状ポリオレフィン、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリエーテルサルファイド(PES)、ポリエーテルケトン、ポリイミド等が挙げられる。中でも、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートが好ましく、安価なポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。
支持体として金属箔を使用する場合、金属箔としては、例えば、銅箔、アルミニウム箔等が挙げられ、銅箔が好ましい。銅箔としては、銅の単金属からなる箔を用いてもよく、銅と他の金属(例えば、スズ、クロム、銀、マグネシウム、ニッケル、ジルコニウム、ケイ素、チタン等)との合金からなる箔を用いてもよい。
支持体は、樹脂組成物層と接合する面にマット処理、コロナ処理、帯電防止処理を施してあってもよい。
また、支持体としては、樹脂組成物層と接合する面に離型層を有する離型層付き支持体を使用してもよい。離型層付き支持体の離型層に使用する離型剤としては、例えば、アルキド樹脂、ポリオレフィン樹脂、ウレタン樹脂、及びシリコーン樹脂からなる群から選択される1種以上の離型剤が挙げられる。離型層付き支持体は、市販品を用いてもよく、例えば、アルキド樹脂系離型剤を主成分とする離型層を有するPETフィルムである、リンテック(株)製の「SK−1」、「AL−5」、「AL−7」、東レ(株)製「ルミラーT6AM」、「ルミラーR80」等が挙げられる。
支持体の厚みとしては、特に限定されないが、5μm〜75μmの範囲が好ましく、10μm〜60μmの範囲がより好ましい。なお、離型層付き支持体を使用する場合、離型層付き支持体全体の厚さが上記範囲であることが好ましい。
樹脂シートは、例えば、有機溶剤に樹脂組成物を溶解した樹脂ワニスを調製し、この樹脂ワニスを、ダイコーター等を用いて支持体上に塗布し、更に乾燥させて樹脂組成物層を形成させることにより製造することができる。
有機溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン(MEK)及びシクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及びカルビトールアセテート等の酢酸エステル類、セロソルブ及びブチルカルビトール等のカルビトール類、トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド(DMAc)及びN−メチルピロリドン等のアミド系溶剤等を挙げることができる。有機溶剤は1種単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
乾燥は、加熱、熱風吹きつけ等の公知の方法により実施してよい。乾燥条件は特に限定されないが、樹脂組成物層中の有機溶剤の含有量が10質量%以下、好ましくは5質量%以下となるように乾燥させる。樹脂ワニス中の有機溶剤の沸点によっても異なるが、例えば30質量%〜60質量%の有機溶剤を含む樹脂ワニスを用いる場合、50℃〜150℃で3分間〜10分間乾燥させることにより、樹脂組成物層を形成することができる。
樹脂シートにおいて、樹脂組成物層の支持体と接合していない面(即ち、支持体とは反対側の面)には、支持体に準じた保護フィルムをさらに積層することができる。保護フィルムの厚さは、特に限定されるものではないが、例えば、1μm〜40μmである。保護フィルムを積層することにより、樹脂組成物層の表面へのゴミ等の付着やキズを防止することができる。樹脂シートは、ロール状に巻きとって保存することが可能である。樹脂シートが保護フィルムを有する場合、保護フィルムを剥がすことによって使用可能となる。
樹脂シートにおける樹脂組成物層の最低溶融粘度は、良好な配線埋め込み性を得る観点から、好ましくは12000poise(1200Pa・s)以下、より好ましくは10000poise(1000Pa・s)以下、さらに好ましくは8000poise(800Pa・s)以下、5000poise(500Pa・s)以下、又は4000poise(400Pa・s)以下である。該最低溶融粘度の下限は、樹脂組成物層が薄くとも厚みを安定して維持するという観点から、1000poise(100Pa・s)以上が好ましく、1500poise(150Pa・s)以上がより好ましく、2000poise(200Pa・s)以上がさらに好ましい。
樹脂組成物層の最低溶融粘度とは、樹脂組成物層の樹脂が溶融した際に樹脂組成物層が呈する最低の粘度をいう。詳細には、一定の昇温速度で樹脂組成物層を加熱して樹脂を溶融させると、初期の段階は溶融粘度が温度上昇とともに低下し、その後、ある程度を超えると温度上昇とともに溶融粘度が上昇する。最低溶融粘度とは、斯かる極小点の溶融粘度をいう。樹脂組成物層の最低溶融粘度は、動的粘弾性法により測定することができ、例えば、後述する<最低溶融粘度の測定>に記載の方法に従って測定することができる。
[硬化物]
本発明の樹脂シートの樹脂組成物層を熱硬化させて得られる硬化物は、測定周波数10GHz、23℃における誘電正接が0.006以下であり、かつ、測定周波数10GHz、150℃における誘電正接が0.01以下である。本発明によれば、樹脂組成物層の硬化物が上記のような特定の誘電正接を満たすことで薄膜絶縁性に優れた絶縁層をもたらすことができる。
上述のような特定の誘電正接を満たす樹脂組成物層の硬化物は、樹脂組成物中に含まれる成分(例えばエポキシ樹脂及び硬化剤等)として、純度の高い樹脂を用いたり、加水分解しにくい樹脂を用いたり、耐熱性が高い樹脂を用いたり、疎水性の高い樹脂(例えば、活性エステル系硬化剤やオリゴフェニレンエーテル等)を用いることなどにより実現しうる。
本発明の樹脂シートの樹脂組成物層の熱硬化条件は特に限定されず、例えば、後述するプリント配線板の絶縁層を形成するに際して通常採用される条件を使用してよい。また、樹脂組成物層を熱硬化させる前に予備加熱をしてもよく、熱硬化条件における加熱は予備加熱を含めて複数回行ってもよい。熱硬化条件の一例として、まず樹脂組成物層を100℃で30分間、次いで180℃で30分間、さらに200℃で90分間熱硬化させる。
本発明の樹脂シートの樹脂組成物層の硬化物(例えば、樹脂組成物層を100℃で30分間、次いで180℃で30分間、さらに200℃で90分間熱硬化させて得られる硬化物)の測定周波数10GHz、23℃における誘電正接は、薄膜絶縁性に優れた絶縁層をもたらすことができるという観点から、0.005以下であるのが好ましく、0.004以下であるのがより好ましく、0.003以下であるのがさらに好ましい。
本発明の樹脂シートの樹脂組成物層の硬化物(例えば、樹脂組成物層を100℃で30分間、次いで180℃で30分間、さらに200℃で90分間熱硬化させて得られる硬化物)の測定周波数10GHz、150℃における誘電正接は、薄膜絶縁性に優れた絶縁層をもたらすことができるという観点から、0.009以下であるのが好ましく、0.008以下であるのがより好ましく、0.007以下であるのがさらに好ましい。
樹脂組成物層の硬化物の測定周波数10GHz、23℃における誘電正接及び測定周波数10GHz、150℃における誘電正接は、例えば、後述する<硬化物の誘電正接の測定>に記載の方法に従って測定することができる。
本発明の樹脂シートの樹脂組成物層を熱硬化させて得られる硬化物(例えば、樹脂組成物層を100℃で30分間、次いで180℃で30分間熱硬化させて得られる硬化物)の、130℃、85RH%、3.3V印加環境下で100時間経過後の絶縁抵抗値は良好な結果を示す。即ち良好な絶縁抵抗値を示す絶縁層をもたらす。該絶縁抵抗値の上限は、好ましくは1012Ω以下、より好ましくは1011Ω以下、さらに好ましくは1010Ω以下である。下限については特に限定されないが、好ましくは10Ω以上、より好ましくは10Ω以上である。絶縁抵抗値の測定は、後述する<絶縁信頼性の評価、導体層間の絶縁層の厚みの測定>に記載の方法に従って測定することができる。
本発明には、樹脂組成物層の硬化物であって、測定周波数10GHz、23℃における誘電正接が0.006以下であり、かつ、測定周波数10GHz、150℃における誘電正接が0.01以下である、硬化物も含まれる。硬化物は、本発明の樹脂シートの樹脂組成物層の硬化物と同様の構成である。また硬化物を形成するための樹脂組成物の硬化条件は、樹脂シートの硬化条件と同様である。本発明の硬化物(例えば、樹脂組成物層を100℃で30分間、次いで180℃で30分間、さらに200℃で90分間熱硬化させて得られる硬化物)における、測定周波数10GHz、23℃における誘電正接の好ましい範囲および測定周波数10GHz、150℃における誘電正接の好ましい範囲は、上述した樹脂シートの硬化物と同様である。硬化物の絶縁抵抗値の好ましい範囲についても、上述した樹脂シートの硬化物と同様である。
本発明の樹脂シートは、高温における誘電正接を低くすることができるので、高温環境下でも電気信号に起因する熱やノイズの発生を抑制することが可能である。そのため、本発明の樹脂シートは、高周波帯域で使用される、プリント配線板の絶縁層用に好適に使用することができる。高周波帯域とは、1GHz以上(好ましくは1.5GHz以上、より好ましくは3GHz以上)の高周波帯域を意味する。
[プリント配線板、プリント配線板の製造方法]
本発明のプリント配線板は、本発明の樹脂シートの樹脂組成物層の硬化物により形成された絶縁層、第1の導体層、及び第2の導体層を含む。本発明のプリント配線基板は、本発明の硬化物を絶縁層として備えるものであってもよい。絶縁層は、第1の導体層と第2の導体層との間に設けられていて、第1の導体層と第2の導体層とを絶縁している(導体層は配線層ともいう)。本発明の樹脂シートの樹脂組成物層の硬化物により形成された絶縁層は薄膜絶縁性に優れることから、第1及び第2の導体層間の絶縁層の厚みが6μm以下であっても絶縁性に優れる。
第1及び第2の導体層間の絶縁層の厚みは、好ましくは6μm以下、より好ましくは5.5μm以下、さらに好ましくは5μm以下である。下限については特に限定されないが0.1μm以上とし得る。第1及び第2の導体層間の絶縁層の厚みとは、図1に一例を示したように、第1の導体層5の主面51と第2の導体層6の主面61間の絶縁層7の厚みt1のことをいう。第1及び第2の導体層は絶縁層を介して隣り合う導体層であり、主面51及び主面61は互いに向き合っている。第1及び第2の導体層間の絶縁層の厚みは、後述する<絶縁信頼性の評価、導体層間の絶縁層の厚みの測定>に記載の方法に従って測定することができる。
なお、絶縁層全体の厚みt2は、好ましくは20μm以下、より好ましくは15μm以下、さらに好ましくは12μm以下である。下限については特に限定されないが1μm以上とし得る。
本発明のプリント配線板は、上述の樹脂シートを用いて、下記(I)及び(II)の工程を含む方法により製造することができる。
(I)内層基板上に、樹脂シートの樹脂組成物層が内層基板と接合するように積層する工程
(II)樹脂組成物層を熱硬化して絶縁層を形成する工程
工程(I)で用いる「内層基板」とは、主として、ガラスエポキシ基板、金属基板、ポリエステル基板、ポリイミド基板、BTレジン基板、熱硬化型ポリフェニレンエーテル基板等の基板、又は該基板の片面又は両面にパターン加工された導体層(回路)が形成された回路基板をいう。またプリント配線板を製造する際に、さらに絶縁層及び/又は導体層が形成されるべき中間製造物の内層回路基板も本発明でいう「内層基板」に含まれる。プリント配線板が部品内蔵回路板である場合、部品を内蔵した内層基板を使用し得る。
内層基板と樹脂シートの積層は、例えば、支持体側から樹脂シートを内層基板に加熱圧着することにより行うことができる。樹脂シートを内層基板に加熱圧着する部材(以下、「加熱圧着部材」ともいう。)としては、例えば、加熱された金属板(SUS鏡板等)又は金属ロール(SUSロール)等が挙げられる。なお、加熱圧着部材を樹脂シートに直接プレスするのではなく、内層基板の表面凹凸に樹脂シートが十分に追随するよう、耐熱ゴム等の弾性材を介してプレスするのが好ましい。
内層基板と樹脂シートの積層は、真空ラミネート法により実施してよい。真空ラミネート法において、加熱圧着温度は、好ましくは60℃〜160℃、より好ましくは80℃〜140℃の範囲であり、加熱圧着圧力は、好ましくは0.098MPa〜1.77MPa、より好ましくは0.29MPa〜1.47MPaの範囲であり、加熱圧着時間は、好ましくは20秒間〜400秒間、より好ましくは30秒間〜300秒間の範囲である。積層は、好ましくは圧力26.7hPa以下の減圧条件下で実施する。
積層は、市販の真空ラミネーターによって行うことができる。市販の真空ラミネーターとしては、例えば、(株)名機製作所製の真空加圧式ラミネーター、ニッコー・マテリアルズ(株)製のバキュームアップリケーター等が挙げられる。
積層の後に、常圧下(大気圧下)、例えば、加熱圧着部材を支持体側からプレスすることにより、積層された樹脂シートの平滑化処理を行ってもよい。平滑化処理のプレス条件は、上記積層の加熱圧着条件と同様の条件とすることができる。平滑化処理は、市販のラミネーターによって行うことができる。なお、積層と平滑化処理は、上記の市販の真空ラミネーターを用いて連続的に行ってもよい。
支持体は、工程(I)と工程(II)の間に除去してもよく、工程(II)の後に除去してもよい。
工程(II)において、樹脂組成物層を熱硬化して絶縁層を形成する。
樹脂組成物層の熱硬化条件は特に限定されず、プリント配線板の絶縁層を形成するに際して通常採用される条件を使用してよい。
例えば、樹脂組成物層の熱硬化条件は、樹脂組成物の種類等によっても異なるが、硬化温度は120℃〜240℃の範囲(好ましくは150℃〜220℃の範囲、より好ましくは170℃〜200℃の範囲)、硬化時間は5分間〜120分間の範囲(好ましくは10分間〜100分間、より好ましくは15分間〜90分間)とすることができる。
樹脂組成物層を熱硬化させる前に、樹脂組成物層を硬化温度よりも低い温度にて予備加熱してもよい。例えば、樹脂組成物層を熱硬化させるのに先立ち、50℃以上120℃未満(好ましくは60℃以上110℃以下、より好ましくは70℃以上100℃以下)の温度にて、樹脂組成物層を5分間以上(好ましくは5分間〜150分間、より好ましくは15分間〜120分間)予備加熱してもよい。
プリント配線板を製造するに際しては、(III)絶縁層に穴あけする工程、(IV)絶縁層を粗化処理する工程、(V)導体層を形成する工程をさらに実施してもよい。これらの工程(III)乃至(V)は、プリント配線板の製造に用いられる、当業者に公知の各種方法に従って実施してよい。なお、支持体を工程(II)の後に除去する場合、該支持体の除去は、工程(II)と工程(III)との間、工程(III)と工程(IV)の間、又は工程(IV)と工程(V)との間に実施してよい。また、必要に応じて、工程(II)〜(V)の絶縁層及び導体層の形成を繰り返して実施し、多層配線板を形成してもよい。この場合、それぞれの導体層間の絶縁層の厚み(図1のt1)は上記範囲内であることが好ましい。
工程(III)は、絶縁層に穴あけする工程であり、これにより絶縁層にビアホール、スルーホール等のホールを形成することができる。工程(III)は、絶縁層の形成に使用した樹脂組成物の組成等に応じて、例えば、ドリル、レーザー、プラズマ等を使用して実施してよい。ホールの寸法や形状は、プリント配線板のデザインに応じて適宜決定してよい。
工程(IV)は、絶縁層を粗化処理する工程である。粗化処理の手順、条件は特に限定されず、プリント配線板の絶縁層を形成するに際して通常使用される公知の手順、条件を採用することができる。例えば、膨潤液による膨潤処理、酸化剤による粗化処理、中和液による中和処理をこの順に実施して絶縁層を粗化処理することができる。膨潤液としては特に限定されないが、アルカリ溶液、界面活性剤溶液等が挙げられ、好ましくはアルカリ溶液であり、該アルカリ溶液としては、水酸化ナトリウム溶液、水酸化カリウム溶液がより好ましい。市販されている膨潤液としては、例えば、アトテックジャパン(株)製の「スウェリング・ディップ・セキュリガンスP」、「スウェリング・ディップ・セキュリガンスSBU」等が挙げられる。膨潤液による膨潤処理は、特に限定されないが、例えば、30℃〜90℃の膨潤液に絶縁層を1分間〜20分間浸漬することにより行うことができる。絶縁層の樹脂の膨潤を適度なレベルに抑える観点から、40℃〜80℃の膨潤液に絶縁層を5分間〜15分間浸漬させることが好ましい。酸化剤としては、特に限定されないが、例えば、水酸化ナトリウムの水溶液に過マンガン酸カリウムや過マンガン酸ナトリウムを溶解したアルカリ性過マンガン酸溶液が挙げられる。アルカリ性過マンガン酸溶液等の酸化剤による粗化処理は、60℃〜80℃に加熱した酸化剤溶液に絶縁層を10分間〜30分間浸漬させて行うことが好ましい。また、アルカリ性過マンガン酸溶液における過マンガン酸塩の濃度は5質量%〜10質量%が好ましい。市販されている酸化剤としては、例えば、アトテックジャパン(株)製の「コンセントレート・コンパクトCP」、「ドージングソリューション・セキュリガンスP」等のアルカリ性過マンガン酸溶液が挙げられる。また、中和液としては、酸性の水溶液が好ましく、市販品としては、例えば、アトテックジャパン(株)製の「リダクションソリューション・セキュリガントP」が挙げられる。中和液による処理は、酸化剤による粗化処理がなされた処理面を30℃〜80℃の中和液に5分間〜30分間浸漬させることにより行うことができる。作業性等の点から、酸化剤による粗化処理がなされた対象物を、40℃〜70℃の中和液に5分間〜20分間浸漬する方法が好ましい。
一実施形態において、粗化処理後の絶縁層表面の算術平均粗さRaは、好ましくは400nm以下、より好ましくは350nm以下、さらに好ましくは300nm以下、250nm以下、200nm以下、150nm以下、又は100nm以下である。絶縁層表面の算術平均粗さ(Ra)は、非接触型表面粗さ計を用いて測定することができる。非接触型表面粗さ計の具体例としては、ビーコインスツルメンツ社製の「WYKO NT3300」が挙げられる。
工程(V)は、導体層を形成する工程である。内層基板に導体層が形成されていない場合、工程(V)は第1の導体層を形成する工程であり、内層基板に導体層が形成されている場合、該導体層が第1の導体層であり、工程(V)は第2の導体層を形成する工程である。
導体層に使用する導体材料は特に限定されない。好適な実施形態では、導体層は、金、白金、パラジウム、銀、銅、アルミニウム、コバルト、クロム、亜鉛、ニッケル、チタン、タングステン、鉄、スズ及びインジウムからなる群から選択される1種以上の金属を含む。導体層は、単金属層であっても合金層であってもよく、合金層としては、例えば、上記の群から選択される2種以上の金属の合金(例えば、ニッケル・クロム合金、銅・ニッケル合金及び銅・チタン合金)から形成された層が挙げられる。中でも、導体層形成の汎用性、コスト、パターニングの容易性等の観点から、クロム、ニッケル、チタン、アルミニウム、亜鉛、金、パラジウム、銀若しくは銅の単金属層、又はニッケル・クロム合金、銅・ニッケル合金、銅・チタン合金の合金層が好ましく、クロム、ニッケル、チタン、アルミニウム、亜鉛、金、パラジウム、銀若しくは銅の単金属層、又はニッケル・クロム合金の合金層がより好ましく、銅の単金属層が更に好ましい。
導体層は、単層構造であっても、異なる種類の金属若しくは合金からなる単金属層又は合金層が2層以上積層した複層構造であってもよい。導体層が複層構造である場合、絶縁層と接する層は、クロム、亜鉛若しくはチタンの単金属層、又はニッケル・クロム合金の合金層であることが好ましい。
導体層の厚さは、所望のプリント配線板のデザインによるが、一般に3μm〜35μm、好ましくは5μm〜30μmである。
一実施形態において、導体層は、めっきにより形成してよい。例えば、セミアディティブ法、フルアディティブ法等の従来公知の技術により絶縁層の表面にめっきして、所望の配線パターンを有する導体層を形成することができる。以下、導体層をセミアディティブ法により形成する例を示す。
まず、絶縁層の表面に、無電解めっきによりめっきシード層を形成する。次いで、形成されためっきシード層上に、所望の配線パターンに対応してめっきシード層の一部を露出させるマスクパターンを形成する。露出しためっきシード層上に、電解めっきにより金属層を形成した後、マスクパターンを除去する。その後、不要なめっきシード層をエッチング等により除去して、所望の配線パターンを有する導体層を形成することができる。
本発明の樹脂シートは、配線埋め込み性にも良好な絶縁層をもたらすことから、プリント配線板が部品内蔵回路板である場合にも好適に使用することができる。部品内蔵回路板は公知の製造方法により作製することができる。
本発明の樹脂シートを用いて製造されるプリント配線板は、本発明の樹脂シートの樹脂組成物層の硬化物である絶縁層と、絶縁層に埋め込まれた埋め込み型配線層と、を備える態様であってもよい。
本発明の樹脂シートを用いて製造されるプリント配線板は、第1及び第2の導体層間の絶縁層の厚みが6μm以下であっても、絶縁信頼性に優れるという特性を示す。130℃、85RH%、3.3V印加環境下で100時間経過後の絶縁抵抗値の上限は、好ましくは1012Ω以下、より好ましくは1011Ω以下、さらに好ましくは1010Ω以下である。下限は特に限定されないが、好ましくは10Ω以上、より好ましくは10Ω以上である。絶縁抵抗値の測定は、後述する<絶縁信頼性の評価、導体層間の絶縁層の厚みの測定>に記載の方法に従って測定することができる。
[半導体装置]
本発明の半導体装置は、本発明のプリント配線板を含む。本発明の半導体装置は、本発明のプリント配線板を用いて製造することができる。
半導体装置としては、電気製品(例えば、コンピューター、携帯電話、デジタルカメラ及びテレビ等)及び乗物(例えば、自動二輪車、自動車、電車、船舶及び航空機等)等に供される各種半導体装置が挙げられる。
本発明の半導体装置は、プリント配線板の導通箇所に、部品(半導体チップ)を実装することにより製造することができる。「導通箇所」とは、「プリント配線板における電気信号を伝える箇所」であって、その場所は表面であっても、埋め込まれた箇所であってもいずれでも構わない。また、半導体チップは半導体を材料とする電気回路素子であれば特に限定されない。
本発明の半導体装置を製造する際の半導体チップの実装方法は、半導体チップが有効に機能しさえすれば、特に限定されないが、具体的には、ワイヤボンディング実装方法、フリップチップ実装方法、バンプなしビルドアップ層(BBUL)による実装方法、異方性導電フィルム(ACF)による実装方法、非導電性フィルム(NCF)による実装方法、等が挙げられる。ここで、「バンプなしビルドアップ層(BBUL)による実装方法」とは、「半導体チップをプリント配線板の凹部に直接埋め込み、半導体チップとプリント配線板上の配線とを接続させる実装方法」のことである。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下の記載において、「部」及び「%」は、別途明示のない限り、それぞれ「質量部」及び「質量%」を意味する。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下の記載において、「部」及び「%」は、別途明示のない限り、それぞれ「質量部」及び「質量%」を意味する。
[無機充填材の物性値の測定方法]
まずは実施例及び比較例で用いた無機充填材の物性値の測定方法について説明する。
<平均粒径の測定>
無機充填材100mg、分散剤(サンノプコ(株)製「SN9228」)0.1g、メチルエチルケトン10gをバイアル瓶に秤取り、超音波にて20分間分散した。レーザー折式粒度分布測定装置((株)島津製作所製「SALD−2200」)を使用して、回分セル方式で粒度分布を測定し、メディアン径による平均粒径を算出した。
<比表面積の測定>
BET全自動比表面積測定装置((株)マウンテック製「Macsorb HM−1210」)を使用して、無機充填材の比表面積を測定した。
<カーボン量の測定>
無機充填材の単位表面積当たりのカーボン量は、以下の手順に従って測定した。調製例で調製した無機充填材に、溶剤として十分な量のMEKを加えて、25℃で5分間超音波洗浄した。次いで、上澄液を除去し、固形分を乾燥させた。得られた固体について、カーボン分析計((株)堀場製作所製「EMIA−320V」)を用いてカーボン量を測定した。カーボン量の測定値と、使用した無機充填材の質量及び比表面積とに基づいて、無機充填材の単位表面積当たりのカーボン量を算出した。
<樹脂シートの作製(実施例1〜3、比較例1〜2)>
以下の手順により調製した樹脂組成物(樹脂ワニス)を用いて、実施例及び比較例の樹脂シートを作製した。
(樹脂組成物1の調製)
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学(株)製「YD−8125G」、エポキシ当量約174)3部、ビキシレノール型エポキシ樹脂(三菱化学(株)製「YX4000HK」、エポキシ当量約185)3部、ビスフェノールAF型エポキシ樹脂(三菱化学(株)製「YL7760」、エポキシ当量約238)8部、ナフタレン型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学(株)製「ESN475V」、エポキシ当量約330)12部、フェノキシ樹脂(三菱化学(株)製「YX7553BH30」、固形分30質量%のシクロヘキサノン:メチルエチルケトン(MEK)の1:1溶液)10部、及びソルベントナフサ12部及びシクロヘキサノン10部の混合溶剤に撹拌しながら加熱溶解させた。室温にまで冷却した後、そこへ、活性エステル系硬化剤(DIC(株)製「HPC−8000−65T」、活性基当量約225、不揮発成分65質量%のトルエン溶液)20部、オリゴフェニレンエーテル・スチレン樹脂(三菱ガス化学(株)製「OPE−2St 1200」、固形分72質量%のトルエン溶液)10部、アミン系硬化促進剤(4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)、固形分5質量%のMEK溶液)2部、イミダゾール系硬化促進剤(四国化成工業(株)製「1B2PZ」1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール、固形分5%のMEK溶液)0.4部、ゴム粒子(アイカ工業(株)製、AC−3401N)2部をソルベントナフサ10部に室温で12時間膨潤させておいたもの、アミノシラン系カップリング剤(信越化学工業(株)製「KBM573」)で表面処理された球状シリカ(新日鉄住金マテリアルズ(株)製「SP507−05」、平均粒径0.91μm、比表面積6.5m/g、単位表面積当たりのカーボン量0.34mg/m)160部を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散した後に、カートリッジフィルター(ROKITECHNO製「SHP030」)で濾過して、樹脂組成物1を調製した。
(樹脂組成物2の調製)
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学(株)製「YD−8125G」、エポキシ当量約174)2部、ビキシレノール型エポキシ樹脂(三菱化学(株)製「YX4000HK」、エポキシ当量約185)5部、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂(DIC(株)製「EXA−7311−G4」、エポキシ当量約213)5部、ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬(株)製「NC3000L」、エポキシ当量約272)15部、エポキシ化ポリブタジエン((株)ダイセル製「PB3600」、エポキシ当量約193)2部、フェノキシ樹脂(三菱化学(株)製「YX7553BH30」、固形分30質量%のシクロヘキサノン:メチルエチルケトン(MEK)の1:1溶液)10部を、ソルベントナフサ15部及びシクロヘキサノン10部の混合溶剤に撹拌しながら加熱溶解させた。室温にまで冷却した後、そこへ、トリアジン骨格含有クレゾールノボラック系硬化剤(DIC(株)製「LA3018−50P」、水酸基当量約151、固形分50%の2−メトキシプロパノール溶液)5部、活性エステル系硬化剤(DIC(株)製「HPC−8000−65T」、活性基当量約225、不揮発成分65質量%のトルエン溶液)12部、カルボジイミド樹脂(日清紡ケミカル(株)製「V−03」、カルボジイミド当量216、不揮発成分50質量%のトルエン溶液)10部、アミン系硬化促進剤(4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)、固形分5質量%のMEK溶液)1.5部、難燃剤(三光(株)製「HCA−HQ」、10−(2,5−ジヒドロキシフェニル)−10−ヒドロ−9−オキサ−10−フォスファフェナンスレン−10−オキサイド、平均粒径1.2μm)2部、アミノシラン系カップリング剤(信越化学工業(株)製「KBM573」)で表面処理された球状シリカ(新日鉄住金マテリアルズ(株)製「SPH516−05」、平均粒径0.29μm、比表面積16.3m/g、単位表面積当たりのカーボン量0.43mg/m)110部を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散した後に、カートリッジフィルター(ROKITECHNO製「SHP020」)で濾過して、樹脂組成物2を調製した。
(樹脂組成物3の調製)
ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC(株)製「HP4032SS」、エポキシ当量約144)4部、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂(DIC(株)製「EXA−7311−G4」、エポキシ当量約213)8部、ナフタレン型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学(株)製「ESN475V」、エポキシ当量約330)15部、フェノキシ樹脂(三菱化学(株)製「YX7553BH30」、固形分30質量%のシクロヘキサノン:メチルエチルケトン(MEK)の1:1溶液)5部を、ソルベントナフサ15部及びシクロヘキサノン10部の混合溶剤に撹拌しながら加熱溶解させた。室温にまで冷却した後、そこへ、ビスフェノールAジシアネートのプレポリマー(ロンザジャパン(株)製「BA230S75」、シアネート当量約232、不揮発分75質量%のMEK溶液)20部、多官能シアネートエステル樹脂(ロンザジャパン(株)製「ULL−950S」、シアネート当量約230、不揮発分75質量%のMEK溶液)6部、活性エステル系硬化剤(DIC(株)製「HPC−8000−65T」、活性基当量約225、不揮発成分65質量%のトルエン溶液)6部、カルボジイミド樹脂(日清紡ケミカル(株)製「V−03」、カルボジイミド当量216、不揮発成分50質量%のトルエン溶液)5部、アミン系硬化促進剤(4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)、固形分5質量%のMEK溶液)0.4部、硬化促進剤(東京化成(株)製、コバルト(III)アセチルアセトナート(Co(III)Ac)、固形分1質量%のMEK溶液)3部、アミノシラン系カップリング剤(信越化学工業(株)製「KBM573」)で表面処理された球状シリカ(新日鉄住金マテリアルズ(株)製「SPH516−05」、平均粒径0.29μm、比表面積16.3m/g、単位表面積当たりのカーボン量0.43mg/m)100部を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散した後に、カートリッジフィルター(ROKITECHNO製「SHP020」)で濾過して、樹脂組成物3を調製した。
(樹脂組成物4の調製)
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学(株)製「828EL」、エポキシ当量約186)8部、ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬(株)製「NC3000L」、エポキシ当量約272)15部、エポキシ化ポリブタジエン((株)ダイセル製「PB3600」、エポキシ当量約193)5部、フェノキシ樹脂(三菱化学(株)製「YX7553BH30」、固形分30質量%のシクロヘキサノン:メチルエチルケトン(MEK)の1:1溶液)10部を、ソルベントナフサ10部及びシクロヘキサノン10部の混合溶剤に撹拌しながら加熱溶解させた。室温にまで冷却した後、そこへ、トリアジン骨格含有クレゾールノボラック系硬化剤(DIC(株)製「LA3018−50P」、水酸基当量約151、固形分50%の2−メトキシプロパノール溶液)5部、活性エステル系硬化剤(DIC(株)製「HPC−8000−65T」、活性基当量約225、不揮発成分65質量%のトルエン溶液)12部、カルボジイミド樹脂(日清紡ケミカル(株)製「V−03」、カルボジイミド当量216、不揮発成分50質量%のトルエン溶液)10部、アミン系硬化促進剤(4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)、固形分5質量%のMEK溶液)1.5部、難燃剤(三光(株)製「HCA−HQ」、10−(2,5−ジヒドロキシフェニル)−10−ヒドロ−9−オキサ−10−フォスファフェナンスレン−10−オキサイド、平均粒径1.2μm)2部、ゴム粒子(アイカ工業(株)製、AC−3355)2部をソルベントナフサ8部に室温で12時間膨潤させておいたもの、アミノシラン系カップリング剤(信越化学工業(株)製「KBM573」)で表面処理された球状シリカ((株)アドマテックス製「アドマファインSO−C1」、平均粒径0.63μm、比表面積11.2m/g、単位表面積当たりのカーボン量0.35mg/m)110部を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散した後に、カートリッジフィルター(ROKITECHNO製「SHP030」)で濾過して、樹脂組成物4を調製した。
(樹脂組成物5の調製)
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学(株)製「828EL」、エポキシ当量約186)10部、ナフタレン型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学(株)製「ESN475V」、エポキシ当量約330)15部、エポキシ化ポリブタジエン((株)ダイセル製「PB3600」、エポキシ当量約193)2部、フェノキシ樹脂(三菱化学(株)製「YX6954BH30」、固形分30質量%のシクロヘキサノン:メチルエチルケトン(MEK)の1:1溶液)5部を、ソルベントナフサ12部及びシクロヘキサノン10部の混合溶剤に撹拌しながら加熱溶解させた。室温にまで冷却した後、そこへ、ビスフェノールAジシアネートのプレポリマー(ロンザジャパン(株)製「BA230S75」、シアネート当量約232、不揮発分75質量%のMEK溶液)20部、多官能シアネートエステル樹脂(ロンザジャパン(株)製「ULL−950S」、シアネート当量約230、不揮発分75質量%のMEK溶液)6部、活性エステル系硬化剤(DIC(株)製「HPC−8000−65T」、活性基当量約225、不揮発成分65質量%のトルエン溶液)6部、ブロック型イソシアネート樹脂(DIC(株)製「バーノックD−500」、不揮発成分65質量%の酢酸エチル溶液)5部、アミン系硬化促進剤(4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)、固形分5質量%のMEK溶液)0.4部、硬化促進剤(東京化成(株)製、コバルト(III)アセチルアセトナート(Co(III)Ac)、固形分1質量%のMEK溶液)3部、アミノシラン系カップリング剤(信越化学工業(株)製「KBM573」)で表面処理された球状シリカ((株)アドマテックス製「アドマファインSO−C1」、平均粒径0.63μm、比表面積11.2m/g、単位表面積当たりのカーボン量0.35mg/m)100部を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散した後に、カートリッジフィルター(ROKITECHNO製「SHP030」)で濾過して、樹脂組成物5を調製した。
樹脂組成物1〜5の調製に用いた成分とその配合量(不揮発分の質量部)を下記表1に示す。
Figure 0006672954
(実施例1〜3、比較例1〜2の樹脂シートの作製)
支持体として、アルキド樹脂系離型剤(リンテック(株)製「AL−5」)で離型処理したPETフィルム(東レ(株)製「ルミラーR80」、厚み38μm、軟化点130℃、「離型PET」)を用意した。
各樹脂組成物を離型PET上に、乾燥後の樹脂組成物層の厚みが40μmとなるよう、ダイコーターにて均一に塗布し、70℃から100℃で4.5分又は60℃から90℃で2分間乾燥することにより、離型PET上に樹脂組成物層を形成した。次いで、樹脂シートの支持体と接合していない面に、保護フィルムとしてポリプロピレンフィルム(王子エフテックス(株)製「アルファンMA−411」、厚み15μm)の粗面を、樹脂組成物層と接合するように積層した。これにより、支持体、樹脂組成物層、及び保護フィルムの順からなる誘電正接測定用の樹脂シートを得た。
各樹脂組成物を、離型PET上に、乾燥後の樹脂組成物層の厚みが13μmとなるように塗布したこと以外は、誘電正接測定用の樹脂シートと同様にして、最低溶融粘度測定用及び絶縁信頼性測定用の樹脂シートを得た。
<最低溶融粘度の測定>
樹脂組成物層の厚みが13μmの樹脂シートを使用し、離型PET(支持体)から樹脂組成物層のみを剥離し、金型で圧縮することにより測定用ペレット(直径18mm、1.2〜1.3g)を作製した。
動的粘弾性測定装置((株)ユー・ビー・エム製「Rheosol−G3000」)を用い、試料樹脂組成物層1gについて、直径18mmのパラレルプレートを使用して、開始温度60℃から200℃まで昇温速度5℃/分にて昇温し、測定温度間隔2.5℃、振動数1Hz、ひずみ1degの測定条件にて動的粘弾性率を測定し、最低溶融粘度(poise)を算出し、表2に示した。
<硬化物の誘電正接の測定>
離型PETフィルム(リンテック(株)製「501010」、厚み38μm、240mm角)の未処理面がガラス布基材エポキシ樹脂両面銅張積層板(松下電工(株)製「R5715ES」、厚み0.7mm、255mm角)に接するように、ガラス布基材エポキシ樹脂両面銅張積層板上に設置し、該離型PETフィルムの四辺をポリイミド接着テープ(幅10mm)で固定した。
実施例及び比較例で作製した樹脂組成物層の厚みが40μmの樹脂シート(200mm角)を、バッチ式真空加圧ラミネーター(ニッコー・マテリアルズ(株)製 2ステージビルドアップラミネーター、CVP700)を用いて、樹脂組成物層が離型PETフィルム(リンテック(株)製「501010」)の離型面と接するように、中央にラミネート処理した。ラミネート処理は、30秒間減圧して気圧を13hPa以下とした後、100℃、圧力0.74MPaにて30秒間圧着させることにより実施した。
次いで、100℃の温度条件で、100℃のオーブンに投入後30分間、次いで180℃の温度条件で、180℃のオーブンに移し替えた後30分間、熱硬化させた。その後、基板を室温雰囲気下に取り出し、樹脂シートから離型PET(支持体)を剥離した後、さらに200℃のオーブンに投入後90分間の硬化条件で熱硬化させた。
上記「評価用硬化物」を、幅1.5mm、長さ80mmの試験片に切断し、該試験片について、アジレントテクノロジーズ社製「HP8362B」を用いて、空洞共振摂動法により測定周波数10GHz、測定温度23℃、又は150℃にて誘電正接(Df)を測定した。測定周波数10GHz、測定温度23℃、又は150℃にて誘電正接(Df)を測定した。3本の試験片について測定を行い、平均値を算出し、結果を表2に示した。
<絶縁信頼性の評価、導体層間の絶縁層の厚みの測定>
(評価用基板の調製)
(1)内層回路基板の下地処理
内層回路基板として、1mm角格子の配線パターン(残銅率が59%)にて形成された回路導体(銅)を両面に有するガラス布基材エポキシ樹脂両面銅張積層板(銅箔の厚さ18μm、基板の厚さ0.3mm、パナソニック(株)製「R1515F」)を用意した。該内層回路基板の両面を、メック(株)製「CZ8201」にて銅表面の粗化処理(銅エッチング量0.5μm)を行った。
(2)樹脂シートのラミネート
実施例及び比較例で作製した樹脂組成物層の厚みが13μmの樹脂シートを、バッチ式真空加圧ラミネーター(ニッコー・マテリアルズ(株)製、2ステージビルドアップラミネーター、CVP700)を用いて、樹脂組成物層が内層回路基板と接するように、内層回路基板の両面にラミネートした。ラミネートは、30秒間減圧して気圧を13hPa以下とし、130℃、圧力0.74MPaにて45秒間圧着させることにより実施した。次いで、120℃、圧力0.5MPaにて75秒間熱プレスを行った。
(3)樹脂組成物層の熱硬化
樹脂シートがラミネートされた内層回路基板を、100℃の温度条件で、100℃のオーブンに投入後30分間、次いで180℃の温度条件で、180℃のオーブンに移し替えた後30分間、熱硬化して絶縁層を形成した。
(4)ビアホールの形成
絶縁層及び支持体の上方から、三菱電機(株)製COレーザー加工機「605GTWIII(−P)」を使用して、支持体の上方からレーザーを照射して、格子パターンの導体上の絶縁層にトップ径(70μm)のビアホールを形成した。レーザーの照射条件は、マスク径が2.5mmであり、パルス幅が16μsであり、エネルギーが0.39mJ/ショットであり、ショット数が2であり、バーストモード(10kHz)で行った。
(5)粗化処理を行う工程
ビアホールが設けられた回路基板から支持体を剥離し、デスミア処理を行った。なお、デスミア処理としては、下記の湿式デスミア処理を実施した。
湿式デスミア処理:
膨潤液(アトテックジャパン(株)製「スウェリングディップ・セキュリガントP」、ジエチレングリコールモノブチルエーテル及び水酸化ナトリウムの水溶液)に60℃で5分間、次いで酸化剤溶液(アトテックジャパン(株)製「コンセントレート・コンパクトCP」、過マンガン酸カリウム濃度約6%、水酸化ナトリウム濃度約4%の水溶液)に80℃で10分間、最後に中和液(アトテックジャパン(株)製「リダクションソリューション・セキュリガントP」、硫酸水溶液)に40℃で5分間、浸漬した後、80℃で15分間乾燥した。
(6)導体層を形成する工程
(6−1)無電解めっき工程
上記回路基板の表面に導体層を形成するため、下記1〜6の工程を含むめっき工程(アトテックジャパン(株)製の薬液を使用した銅めっき工程)を行って導体層を形成した。
1.アルカリクリーニング(ビアホールが設けられた絶縁層の表面の洗浄と電荷調整)
商品名:Cleaning Cleaner Securiganth 902(商品名)を用いて60℃で5分間洗浄した。
2.ソフトエッチング(ビアホール内の洗浄)
硫酸酸性ペルオキソ二硫酸ナトリウム水溶液を用いて、30℃で1分間処理した。
3.プレディップ(Pd付与のための絶縁層の表面の電荷の調整)
Pre. Dip Neoganth B(商品名)を用い、室温で1分間処理した。
4.アクティヴェーター付与(絶縁層の表面へのPdの付与)
Activator Neoganth 834(商品名)を用い、35℃で5分間処理した。
5.還元(絶縁層に付与されたPdを還元)
Reducer Neoganth WA(商品名)とReducer Acceralator 810 mod.(商品名)との混合液を用い、30℃で5分間処理した。
6.無電解銅めっき工程(Cuを絶縁層の表面(Pd表面)に析出)
Basic Solution Printganth MSK−DK(商品名)と、Copper solution Printganth MSK(商品名)と、Stabilizer Printganth MSK−DK(商品名)と、Reducer Cu(商品名)との混合液を用いて、35℃で20分間処理した。形成された無電解銅めっき層の厚さは0.8μmであった。
(6−2)電解めっき工程
次いで、アトテックジャパン(株)製の薬液を使用して、ビアホール内に銅が充填される条件で電解銅めっき工程を行った。その後に、エッチングによるパターニングのためのレジストパターンとして、ビアホールに導通された直径1mmのランドパターン及び、下層導体とは接続されていない直径10mmの円形導体パターンを用いて絶縁層の表面に10μmの厚さでランド及び導体パターンを有する導体層を形成した。次に、アニール処理を200℃にて90分間行った。この基板を評価用基板Aとした。
(7)導体層間の絶縁層の厚みの測定
評価用基板AをFIB−SEM複合装置(SIIナノテクノロジー(株)製「SMI3050SE」)を用いて、断面観察を行った。詳細には、導体層の表面に垂直な方向における断面をFIB(集束イオンビーム)により削り出し、断面SEM画像から、導体層間の絶縁層厚を測定した。各サンプルにつき、無作為に選んだ5箇所の断面SEM画像を観察し、その平均値を導体層間の絶縁層の厚みとした。
(8)絶縁層の絶縁信頼性の評価
上記において得られた評価用基板Aの直径10mmの円形導体側を+電極とし、直径1mmのランドと接続された内層回路基板の格子導体(銅)側を−電極として、高度加速寿命試験装置(ETAC製「PM422」)を使用し、130℃、85%相対湿度、3.3V直流電圧印加の条件で200時間経過させた際の絶縁抵抗値を、エレクトロケミカルマイグレーションテスター(J−RAS(株)製「ECM−100」)にて測定した(n=6)。6点の試験ピース全てにおいてその絶縁抵抗値が10Ω以上の場合を「○」とし、1つでも10Ω未満の場合は「×」とし、評価結果を、表2に示した。表2に記載の絶縁抵抗値は、6点の試験ピースの絶縁抵抗値の最低値である。
Figure 0006672954
5 第1の導体層
51 第1の導体層の主面
6 第2の導体層
61 第2の導体層の主面
7 絶縁層

Claims (12)

  1. 支持体と、該支持体上に接合した樹脂組成物層と、を含む樹脂シートであって、
    該樹脂組成物層の硬化物の、測定周波数10GHz、23℃における誘電正接が0.006以下であり、
    該樹脂組成物層の硬化物の測定周波数10GHz、150℃における誘電正接が0.01以下である、樹脂シート。
  2. 樹脂組成物層の厚みが15μm以下である、請求項1に記載の樹脂シート。
  3. 樹脂組成物層の最低溶融粘度が1000poise以上である、請求項1または2に記載の樹脂シート。
  4. 樹脂組成物層がエポキシ樹脂および硬化剤を含有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の樹脂シート。
  5. 樹脂組成物層が無機充填材を含有し、樹脂組成物層中の不揮発成分を100質量%とした場合に、該無機充填材の含有量が50質量%以上である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂シート。
  6. 樹脂組成物層が無機充填材を含有し、樹脂組成物層中の不揮発成分を100質量%とした場合に、該無機充填材の含有量が60質量%以上である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の樹脂シート。
  7. 樹脂組成物層が無機充填材を含有し、樹脂組成物層中の不揮発成分を100質量%とした場合に、該無機充填材の含有量が64.7質量%以上である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の樹脂シート。
  8. プリント配線板の絶縁層形成用である、請求項1〜のいずれか1項に記載の樹脂シート。
  9. 1GHz以上の高周波基板の絶縁層形成用である、請求項1〜のいずれか1項に記載の樹脂シート。
  10. 第1の導体層と、第2の導体層と、第1の導体層と第2の導体層との間に形成された6μm以下の絶縁層と、を含むプリント配線板の、該絶縁層形成用である、請求項1〜のいずれか1項に記載の樹脂シート。
  11. 第1の導体層、第2の導体層、及び、第1の導体層と第2の導体層との間に形成された6μm以下の絶縁層を含む、プリント配線板であって、
    該絶縁層は、請求項1〜10のいずれか1項に記載の樹脂シートの樹脂組成物層の硬化物である、プリント配線板。
  12. 請求項11に記載のプリント配線板を含む、半導体装置。
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