JP6953709B2 - 樹脂組成物 - Google Patents
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Description
[1] (A)ビフェニル構造を有する1官能エポキシ樹脂、及び(B)硬化剤を含む、樹脂組成物。
[2] (A)成分が、下記一般式(1)で表される化合物である、[1]に記載の樹脂組成物。
[3] 一般式(1)中のRが、酸素原子、硫黄原子、−NH−、−C(=O)−、−SO−、置換基を有していてもよいアルキレン基、置換基を有していてもよいアリーレン基、又はこれらの2つ以上の組み合わせからなる基を表す、[2]に記載の樹脂組成物。
[4] 一般式(1)中のRが、酸素原子、及び置換基を有していてもよいアルキレン基の組み合わせからなる基を表す、[2]又は[3]に記載の樹脂組成物。
[5] (A)成分が、下記化合物である、[1]〜[4]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[7] (B)成分が、フェノール系硬化剤、シアネートエステル系硬化剤、及び活性エステル系硬化剤から選択される、[1]〜[6]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[8] さらに、(C)無機充填材を含む、[1]〜[7]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[9] (C)成分の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、50質量%以上である、[8]に記載の樹脂組成物。
[10] プリント配線板の絶縁層形成用である、[1]〜[9]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[11] [1]〜[10]のいずれかに記載の樹脂組成物を含む、シート状積層材料。
[12] 支持体と、該支持体上に設けられた、[1]〜[10]のいずれかに記載の樹脂組成物で形成された樹脂組成物層とを含む、接着フィルム。
[13] 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絶縁層を含むプリント配線板であって、
該絶縁層は、[1]〜[10]のいずれかに記載の樹脂組成物の硬化物である、プリント配線板。
[14] [13]に記載のプリント配線板を備える、半導体装置。
本発明の樹脂組成物は、(A)ビフェニル構造を有する1官能エポキシ樹脂、及び(B)硬化剤を含む樹脂組成物である。これにより、最低溶融粘度が低い樹脂組成物を得ることができる。そして、この樹脂組成物により、誘電正接が低く、低粗度であり、ピール強度が高い絶縁層をもたらすことができる。以下、樹脂組成物に含まれる各成分について詳細に説明する。
樹脂組成物は、(A)ビフェニル構造を有する1官能エポキシ樹脂を含有する。ここで、1官能エポキシ樹脂とは、分子内に1つのエポキシ基を有するエポキシ樹脂を表す。(A)成分は、樹脂組成物中において希釈剤として作用する。これにより、最低溶融粘度が低くなると考えられる。また、(A)成分は揮発しにくいことから、樹脂組成物を熱硬化させる際に(A)成分が揮発することが抑制される。その結果、(B)成分により硬化される(A)成分の架橋密度が減少することが抑制される。これにより、低粗度であり、ピール強度が高い絶縁層をもたらす樹脂組成物を提供することができるようになると考えられる。さらに、(A)成分が架橋して得られる重合体の極性が小さいので、その重合体を含む絶縁層の誘電正接を低くすることができる。
樹脂組成物は(B)硬化剤を含有する。硬化剤としては、(A)成分(樹脂組成物が後述する(D)エポキシ樹脂を含有する場合は(A)成分及び(D)成分)を硬化する機能を有する限り特に限定されず、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。(B)成分は、フェノール系硬化剤、シアネートエステル系硬化剤、及び活性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。
樹脂組成物は、絶縁層の誘電正接及び最低溶融粘度を低くする観点から、(A)〜(B)成分の他に(C)無機充填材を含有していてもよい。
樹脂組成物は、絶縁信頼性を示す絶縁層を得る観点から、(A)〜(B)成分の他に(D)エポキシ樹脂を含有していてもよい。但し、ここでいう(D)エポキシ樹脂は、(A)ビフェニル構造を有する1官能エポキシ樹脂を含めない。
一実施形態において、樹脂組成物は、(E)熱可塑性樹脂を含有し得る。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。
一実施形態において、樹脂組成物は、(F)有機充填材を含有し得る。(F)成分を含有させることで、樹脂組成物の硬化物の引張破壊強度を向上させることができる。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。
一実施形態において、樹脂組成物は、(G)硬化促進剤を含有し得る。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、有機過酸化物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、イミダゾール系硬化促進剤、有機過酸化物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。
一実施形態において、樹脂組成物は、(H)難燃剤を含有し得る。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。
一実施形態において、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。
本発明の樹脂組成物は、最低溶融粘度が低い。また、この樹脂組成物により、誘電正接が低く、低粗度であり、ピール強度が高い絶縁層をもたらすことができる。したがって、該樹脂組成物は、プリント配線板の絶縁層を形成するための樹脂組成物(プリント配線板の絶縁層形成用樹脂組成物)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組成物(プリント配線板の層間絶縁層形成用樹脂組成物)としてより好適に使用することができる。また、本発明の樹脂組成物は、部品埋め込み性に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。
本発明の樹脂組成物は、ワニス状態で塗布して使用することもできるが、工業的には一般に、該樹脂組成物を含むシート状積層材料の形態で用いることが好適である。シート状積層材料としては、以下に示す接着フィルム、プリプレグが好ましい。
一実施形態において、接着フィルムは、支持体と、該支持体上に設けられた樹脂組成物層とを含み、樹脂組成物層は本発明の樹脂組成物から形成される。
一実施形態において、プリプレグは、シート状繊維基材に本発明の樹脂組成物を含浸させて形成される。
本発明のプリント配線板は、本発明の樹脂組成物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。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(導体層は配線層ということがある)。
(I)内層基板上に、接着フィルム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
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。
(1)内層回路基板の下地処理
内層回路を形成した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0.8mm、パナソニック社製「R1515A」)の両面をメック社製「CZ8101」にて1μmエッチングして銅表面の粗化処理を行った。
実施例及び比較例で作製した接着フィルムを、バッチ式真空加圧ラミネーター(ニッコー・マテリアルズ社製、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合するように、内層回路基板の両面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秒間圧着することにより実施した。次いで、100℃、圧力0.5MPaにて60秒間熱プレスを行った。
接着フィルムの積層後、100℃で30分間、次いで180℃で30分間の条件で樹脂組成物層を熱硬化して絶縁層を形成した。その後、支持体を剥離して絶縁層を露出させた。
絶縁層の露出した内層回路基板を、膨潤液(アトテックジャパン社製「スエリングディップ・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含有の水酸化ナトリウム水溶液)に60℃で10分間浸漬し、次いで酸化剤(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」、過マンガン酸カリウム濃度約6質量%、水酸化ナトリウム濃度約4質量%の水溶液)に80℃で20分間浸漬し、最後に中和液(アトテックジャパン社製「リダクションソリューション・セキュリガントP」、硫酸ヒドロキシルアミン水溶液)に40℃で5分間浸漬した。その後、80℃で15分間乾燥させた。得られた基板を「評価基板a」と称する。
セミアディティブ法に従って、絶縁層の粗化面に導体層を形成した。すなわち、下記1〜6の工程を含むめっき工程(アトテックジャパン社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。
評価基板aの表面を、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)
評価基板aの表面を、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)
評価基板aの表面を、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)
評価基板aの表面を、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)
評価基板aの表面を、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分間評価基板aの表面を処理して、無電解めっき層を形成した。形成された無電解銅めっき層の厚さは0.8μmであった。
前記(4)粗化処理で得た評価基板aについて、非接触型表面粗さ計(ビーコインスツルメンツ社製「WYKO NT3300」)を用いて、VSIコンタクトモード、50倍レンズにより測定範囲を121μm×92μmとして得られる数値により、絶縁層表面のRa値を求めた。無作為に選んだ6点の平均値を求めることにより測定した。
絶縁層と導体層のピール強度の測定は、評価基板bについて、日本工業規格(JIS C6481)に準拠して行った。具体的には、評価基板bの導体層に、幅10mm、長さ100mmの部分の切込みをいれ、この一端を剥がしてつかみ具で掴み、室温中にて、50mm/分の速度で垂直方向に35mmを引き剥がした時の荷重(kgf/cm)を測定し、剥離強度を求めた。測定には、引っ張り試験機(TSE社製「AC−50C−SL」)を使用した。
実施例及び比較例で作製した接着フィルムにおける樹脂組成物層の最低溶融粘度を測定した。ユー・ビー・エム社製「Rheosol−G3000」を使用して、樹脂量は1g、直径18mmのパラレルプレートを使用し、開始温度60℃から200℃まで、昇温速度5℃/分、測定温度間隔2.5℃、振動1Hz/degの測定条件にて最低溶融粘度を測定した。
実施例及び比較例で作製した接着フィルムを200℃にて90分間加熱して樹脂組成物層を熱硬化させた後、支持体を剥離した。得られた硬化物を「評価用硬化物c」と称する。評価用硬化物cを、幅2mm、長さ80mmの試験片に切断した。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5.8GHz、測定温度23℃にて誘電正接を測定した。2本の試験片について測定を行い、平均値を算出した。
ビフェニル構造を有する1官能エポキシ樹脂、及び一部のエポキシ樹脂の粘度(25℃)は、E型粘度計(東機産業製「RE−25U」、1°34’×R24のコーンロータを使用)を用いて、25℃、20rpmの条件で測定した。
ビフェニル構造を有する1官能エポキシ樹脂(阪本薬品工業社製「SY−OPG」、エポキシ当量約230、粘度205mPa・s)30部、ナフトール型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学社製「ESN475V」、エポキシ当量332)30部をソルベントナフサ55部に撹拌しながら加熱溶解させ、その後室温にまで冷却した。その混合溶液に、アミノシラン系カップリング剤(信越化学工業社製「KBM573」)で表面処理された球形シリカ(平均粒径0.5μm、アドマテックス社製「SO−C2」)260部、メタクリルブタジエンスチレンゴム粒子(ダウ・ケミカル日本社製「EXL−2655」)3部を添加し、3本ロールで混練して均一に分散させた。そのロール分散物へ、活性エステル化合物(DIC社製「HPC−8000−65T」、活性基当量約223、不揮発成分65質量%のトルエン溶液)40部、フェノキシ樹脂(三菱化学社製「YX6954BH30」、固形分30質量%のMEKとシクロヘキサノンの1:1溶液)40部、硬化促進剤(「DMAP」、4−ジメチルアミノピリジン、固形分5質量%のメチルエチルケトン(以下「MEK」と略称する)溶液)6部を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散して、樹脂ワニス1を調製した。
実施例1において、ロール分散物に、トリアジン骨格含有フェノール系硬化剤(DIC社製「LA−3018−50P」、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)14部をさらに混合した。以上の事項以外は実施例1と同様にして樹脂ワニス2、接着フィルム2を作製した。
実施例2において、ナフトール型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学社製「ESN475V」、エポキシ当量332)30部を、ビキシレノール型エポキシ樹脂(三菱化学社製「YX4000HK」、エポキシ当量約185)30部に変更した。以上の事項以外は実施例2と同様にして樹脂ワニス3、接着フィルム3を作製した。
実施例2において、ナフトール型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学社製「ESN475V」、エポキシ当量332)30部を、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂(DIC社製「HP6000」、エポキシ当量約213)30部に変更した。以上の事項以外は実施例2と同様にして樹脂ワニス4、接着フィルム4を作製した。
実施例2において、活性エステル化合物(DIC社製「HPC−8000−65T」、活性基当量約223、不揮発成分65質量%のトルエン溶液)40部を、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(ロンザジャパン社製「PT30」、シアネート当量124)26部に変更した。以上の事項以外は実施例2と同様にして樹脂ワニス5、接着フィルム5を作製した。
実施例1において、ビフェニル構造を有する1官能エポキシ樹脂(阪本薬品工業社製「SY−OPG」、エポキシ当量約230)30部を、ナフタレン型2官能エポキシ樹脂(DIC社製「HP4032D」、エポキシ当量約140、粘度2593mPa・s)30部に変更した。以上の事項以外は、実施例1と同様にして樹脂ワニス6、接着フィルム6を作製した。
実施例1において、ビフェニル構造を有する1官能エポキシ樹脂(阪本薬品工業社製「SY−OPG」、エポキシ当量約230)30部を、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学社製「828US」、エポキシ当量約180、粘度2000mPa・s)30部に変更した。以上の事項以外は実施例1と同様にして樹脂ワニス7、接着フィルム7を作製した。
実施例1において、ビフェニル構造を有する1官能エポキシ樹脂(阪本薬品工業社製「SY−OPG」、エポキシ当量約230)30部を、シクロヘキサン型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学社製「ZX1658GS」、エポキシ当量約135、粘度34mPa・s)30部に変更した。以上の事項以外は実施例1と同様にして樹脂ワニス8、接着フィルム8を作製した。
11 第1の導体層の主面
2 第2の導体層
21 第2の導体層の主面
3 絶縁層
t1 第1導体層と第2の導体層との間隔(第1及び第2の導体層間の絶縁層の厚み)
t2 絶縁層全体の厚み
Claims (12)
- (A)ビフェニル構造を有する1官能エポキシ樹脂、(B)硬化剤、及び、(A)成分以外の(D)エポキシ樹脂を含み、
(A)成分の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、1質量%以上20質量%以下であり、
(D)成分が、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み、
(D)成分の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、1質量%以上20質量%以下である、プリント配線板の絶縁層形成用樹脂組成物。 - 一般式(1)中のRが、酸素原子、硫黄原子、−NH−、−C(=O)−、−SO−、置換基を有していてもよいアルキレン基、置換基を有していてもよいアリーレン基、又はこれらの2つ以上の組み合わせからなる基を表す、請求項2に記載の樹脂組成物。
- 一般式(1)中のRが、酸素原子、及び置換基を有していてもよいアルキレン基の組み合わせからなる基を表す、請求項2又は3に記載の樹脂組成物。
- (B)成分が、フェノール系硬化剤、シアネートエステル系硬化剤、及び活性エステル系硬化剤から選択される、請求項1〜5のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- さらに、(C)無機充填材を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- (C)成分の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、50質量%以上である、請求項7に記載の樹脂組成物。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載のプリント配線板の絶縁層形成用樹脂組成物を含む、プリント配線板の絶縁層形成用シート状積層材料。
- 支持体と、該支持体上に設けられた、請求項1〜8のいずれか1項に記載のプリント配線板の絶縁層形成用樹脂組成物で形成された樹脂組成物層とを含む、プリント配線板の絶縁層形成用接着フィルム。
- 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1〜8のいずれか1項に記載の樹脂組成物の硬化物である、プリント配線板。 - 請求項11に記載のプリント配線板を備える、半導体装置。
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