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CN102884131A - 电路基板用环氧树脂组合物、预成型料、层叠板、树脂片、印刷线路板用层叠基材、印刷线路板及半导体装置 - Google Patents

电路基板用环氧树脂组合物、预成型料、层叠板、树脂片、印刷线路板用层叠基材、印刷线路板及半导体装置 Download PDF

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CN102884131A
CN102884131A CN2011800225669A CN201180022566A CN102884131A CN 102884131 A CN102884131 A CN 102884131A CN 2011800225669 A CN2011800225669 A CN 2011800225669A CN 201180022566 A CN201180022566 A CN 201180022566A CN 102884131 A CN102884131 A CN 102884131A
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wiring board
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weight
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CN2011800225669A
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木村道生
田中伸树
远藤忠相
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Publication date
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Abstract

本发明提供一种电路基板用环氧树脂组合物,其特征在于,含有(A)环氧树脂、(B)无机填充材料、及(C)具有至少两个Si-H键或Si-OH键的环状或笼型硅氧烷化合物。

Description

电路基板用环氧树脂组合物、预成型料、层叠板、树脂片、印刷线路板用层叠基材、印刷线路板及半导体装置
技术领域
本发明涉及电路基板用环氧树脂组合物、预成型料、层叠板、树脂片、印刷线路板用层叠基材、印刷线路板、及半导体装置。
背景技术
近年来,伴随着电子设备的高功能化等要求,电子部件的高密度集成化、以及高密度安装化等不断发展。因此,用于这些设备的与高密度安装对应的印刷线路板等也在以往基础上进一步发展小型薄型化、高密度化及多层化。
这种技术被记载于下述专利文献1~5中。例如,在专利文献1中记载了用于制造印刷线路板的一般预成型料。此外,专利文献2记载了利用非电解镀覆法在印刷线路板上形成电路与外部电子部件电连接的外部端子的技术。
此外,在专利文献3中记载了具备基板以及介由粘接助剂而设置于基板上的金属箔的印刷线路板。专利文献4及5中记载了这样在印刷线路板中在基板与金属箔之间形成粘接它们的粘接层的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-31263号公报
专利文献2:日本特开2008-144188号公报
专利文献3:日本特开2006-159900号公报
专利文献4:日本特开2006-196863号公报
专利文献5:日本特开2007-326962号公报
发明内容
对于上述印刷线路板而言,在连接可靠性方面尚有改善的余地。
本发明包括以下内容。
[1]一种电路基板用环氧树脂组合物,含有:
(A)环氧树脂,
(B)无机填充材料,以及
(C)具有至少两个Si-H键或Si-O键的环状硅氧烷化合物。
[2]根据[1]所述的电路基板用环氧树脂组合物,其中,所述(C)具有至少两个Si-H键或Si-O键的环状硅氧烷化合物由下述通式(1)表示。
Figure BDA00002357176700021
(式中,x表示2~10的整数,R1可以相同也可以不同,表示含有选自氧原子、硼原子或氮原子中的原子的基团,R2表示氢原子、碳原子数为1~20的饱和或不饱和烃基。其中,R1和R2中的至少两个为氢原子或羟基。)
[3]根据[1]或[2]所述的电路基板用环氧树脂组合物,其中,进一步含有氰酸酯树脂组合物。
[4]一种预成型料,是将电路基板用环氧树脂组合物含浸于基材而形成的,
所述电路基板用环氧树脂组合物为[1]~[3]中任一项所述的电路基板用环氧树脂组合物。
[5]一种金属包覆层叠板,是在[4]所述的预成型料的至少一面具有金属箔而形成的,或者是在将2片以上的该预成型料重合而得的层叠体的至少一面具有金属箔而形成的。
[6]一种树脂片,具备支撑基材、和形成于所述支撑基材上并由电路基板用环氧树脂组合物构成的绝缘层,
所述支撑基材为膜或金属箔,
所述电路基板用环氧树脂组合物为[1]~[3]中任一项所述的电路基板用环氧树脂组合物。
[7]一种印刷线路板,是将[5]所述的金属包覆层叠板用于内层电路基板而形成的。
[8]一种印刷线路板,是在内层电路基板的电路上层叠[4]所述的预成型料而形成的。
[9]一种印刷线路板,是在内层电路基板的电路上层叠[4]所述的预成型料或[6]所述的树脂片而形成的。
[10]一种半导体装置,是在印刷线路板上搭载半导体元件而形成的,
所述印刷线路板为[7]~[9]中任一项所述的印刷线路板。
[11]一种印刷线路板用层叠基材,具备支撑基材、形成于所述支撑基材上的粘接层、和形成于所述粘接层上的树脂层,
所述树脂层含有(A)环氧树脂、(B)无机填充材料、及(C)具有选自Si-H键和Si-OH键中的至少两个键的环状或笼型硅氧烷化合物。
[12]根据[11]所述的印刷线路板用层叠基材,其中,所述(C)具有选自Si-H键和Si-OH键中的至少两个键的环状或笼型硅氧烷化合物是由下述通式(1)表示。
(式中,x表示2~10的整数,n表示0~2的整数,R1可以相同也可以不同,表示含有选自氧原子、硼原子或氮原子中的原子的取代基,R2可以相同也可以不同,表示氢原子、碳原子数为1~20的饱和或不饱和烃基。其中,R1和R2中的至少两个为氢原子或羟基。)
[13]根据[11]或[12]所述的印刷线路板用层叠基材,其中,所述树脂层含有相对于所述树脂层的总计值100重量%为40~75重量%的(B)无机填充材料。
[14]根据[11]~[13]中任一项所述的印刷线路板用层叠基材,其中,所述树脂层包含一种(D)氰酸酯树脂组合物。
[15]根据[14]所述的印刷线路板用层叠基材,其中,所述粘接层包含(X)含有至少一个羟基的芳香族聚酰胺树脂。
[16]根据[15]所述的印刷线路板用层叠基材,其中,所述(X)含有至少一个羟基的芳香族聚酰胺树脂包含具有二烯骨架的4个以上的碳链相连的片段。
[17]根据[15]或[16]所述的印刷线路板用层叠基材,其中,所述(X)含有至少一个羟基的芳香族聚酰胺树脂包含丁二烯橡胶成分的片段。
[18]根据[11]~[17]中任一项所述的印刷线路板用层叠基材,其中,所述粘接层包含(Y)平均粒径为100nm以下的无机填充材料。
[19]根据[11]~[18]中任一项所述的印刷线路板用层叠基材,其中,所述树脂层中所含的(B)无机填充材料的比表面积的总和为1.8m2~4.5m2
[20]一种印刷线路板用层叠体,是将印刷线路板用层叠基材贴合在基材的两面而形成的,
所述印刷线路板用层叠基材为[11]~[19]中任一项所述的印刷线路板用层叠基材。
[21]一种印刷线路板,是将[11]~[19]中任一项所述的印刷线路板用层叠基材用于内层电路基板而形成的。
[22]根据[21]所述的印刷线路板,其中,所述内层电路基板是使[10]所述的印刷线路板用层叠体固化并在该印刷线路板用层叠体上形成导体电路而得到的。
[23]一种半导体装置,是将半导体元件搭载于[21]或[22]所述的印刷线路板而形成的。
根据本发明,可实现连接可靠性优异的印刷线路板及半导体装置,并且可实现用于它们的电路基板用环氧树脂组合物、预成型料、层叠板、树脂片、印刷线路板用层叠基材。
附图说明
上述目的及其它目的、特征及优点可通过如下所述的优选实施方式、及其所附的以下附图来进一步明确。
图1为示意性地表示印刷线路板用层叠基材的一例的截面图。
图2为示意性地表示印刷线路板用层叠基材的一例的截面图。
图3为示意性地表示使纤维基材浸渍于树脂清漆的含浸涂布设备的截面图。
图4为表示使用了印刷线路板用层叠基材的金属包覆层叠板的制造例的工序截面图。
图5为表示使用了印刷线路板用层叠基材的印刷线路板的制造例的工序截面图。
图6为示意性地表示用多层印刷线路板制成的半导体装置的截面图。
图7为表示使用了印刷线路板用层叠基材的印刷线路板的制造例的截面图。
图8为示意性地表示用印刷线路板制作的半导体装置的截面图。
具体实施方式
以下,对于本发明的电路基板用环氧树脂组合物(以下,有时称为“树脂组合物”),及使用了该树脂组合物的预成型料、层叠板(包含印刷线路板用层叠体及金属包覆层叠板)、树脂片、印刷线路板、印刷线路板用层叠基材、及半导体装置,进行详细说明。在本实施方式中,电路基板是指例如在基板上形成有由至少包含导电图案、配线层及电子部件的电子构件构成的电路的印刷线路板。电路可以在基板的一面形成,也可以在两面形成。此外,基板可以为多层(包含叠压层)或单层(包含芯层),在多层的情况下,电路可以形成于内层,也可形成于外层。此外,基板可以为柔性基板或刚性基板中的任一种,也可以两者兼具。此外,本实施方式中,将预成型料、层叠板、树脂片、及印刷线路板用层叠基材用于上述印刷线路板。本实施方式中,半导体装置至少具备该印刷线路板和安装于该印刷线路板上的电子元件。应予说明,本实施方式中,将使用了树脂组合物的预成型料、层叠板、树脂片、及印刷线路板用层叠基材称作印刷线路板用基材。
本发明的树脂组合物含有(A)环氧树脂、(B)无机填充材料、及(C)具有至少2个Si-H键或Si-OH键的环状或笼型硅氧烷化合物(以下,有时简称为(C)环状硅氧烷化合物)。
根据本发明,(C)环状硅氧烷化合物能够介由Si-H键或Si-OH键与(A)环氧树脂和/或(B)无机填充材料进行反应。这些成分能够牢固地连接,并且(C)环状硅氧烷化合物彼此能够键合。由此,能够获得以下第1效果或/和第2效果。
即,第1,利用成分间的结合,能够对使用了本发明的树脂组合物的印刷线路板用基材赋予低热膨胀性。此外,(C)环状硅氧烷化合物的Si-H键或Si-OH键能够减弱树脂表面与钯催化剂等镀覆用催化剂的亲和性。其结果是,通过使非镀覆区域即树脂表面上的镀覆特性降低,能够使在树脂表面上形成的金属部分(例如,由铜等的金属图案构成的镀覆区域)的镀覆特性相对提高。由此,使树脂表面上的镀覆区域的镀覆特性相对提高,能够抑制微细配线加工后的导通不良的发生。因此,能够实现可靠性优异的印刷线路板等。
此外,第2,利用成分间的结合,能够对使用了本发明的树脂组合物的印刷线路板用层叠基材的表面赋予强度而进行疏水化。因此,在印刷线路板的制造过程中,可实现其树脂层的低吸水化。在这种树脂层的表面上形成的粘接层能够抑制去钻污加工时的溶胀液、粗糙化液的渗透,表面很难变得粗糙。因此,根据本发明,在粘接层的表面,能够抑制过度粗糙化,因此粘接层与导电膜的密合性提高,可实现可靠性优异的印刷线路板等。
以下,对实现第1效果的树脂组合物(以下,称为第1树脂组合物)进行说明,接着,对实现第2效果的树脂组合物(以下,称为第2树脂组合物)进行说明。此外,未明确记载为第1树脂组合物或第2树脂组合物的树脂组合物的构成是指两种树脂组合物共同的构成。此外,将第1树脂组合物与第2树脂组合物合在一起,简单地称为树脂组合物。
(第1树脂组合物)
以下,对第1树脂组合物进行说明。
在通常的印刷线路板中,例如,如专利文献1所示,通过以下方法形成。首先,使以环氧树脂等热固化性树脂为主要成分的树脂组合物溶解于溶剂中而制作树脂清漆。对该树脂清漆添加无机填充材料,使该树脂清漆含浸于基材,加热干燥,从而制作预成型料。此外,专利文献2中,使用这种预成型料,利用如下镀覆方法形成电路,得到印刷线路板。即,例如,利用金镀覆,将印刷线路板的电路端子部与引线键合等进行电连接。作为金镀覆的代表性方法,可举出DIG(Direct Immersion Gold:直接浸金),ENIG(Electroless Nickel Immersion Gold:非电镀镍/浸金),ENEPIG(Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold:非电镀镍/非电镀钯/浸金)等方法。
然而,伴随着近年来的微细配线化以及印刷线路板的薄型化,所要求的电可靠性的水平成为高水准的水平。例如,在印刷线路板的制造工序中,在将端子部进行金属镀覆处理时,与以往相比还要求防止镀覆后金属扩散。而且,在形成微细配线的情况下,还寻求电可靠性的进一步提高。此外,与以往相比,与元件、线路等的接合面积变小,因此寻求无铅焊料接合可靠性的进一步提高。
掌握这样的技术环境的本发明人等进行了研究,结果认为,在由树脂组合物得到的树脂层中,使镀覆区域的镀覆特性相对地提高,使非镀覆区域的镀覆特性相对地降低,从而在非镀覆区域的树脂层的表面变得难以形成镀覆层,因此可提高防止镀覆后金属扩散的能力。在本实施方式中,镀覆区域是指例如通过对树脂层表面贴上铜箔等金属箔并将该金属箔形成规定的图案而得到的金属图案形成区域。
因此,进行了各种实验,结果发现,构成树脂层的树脂组合物优选含有(A)环氧树脂、(B)无机填充材料、及(C)具有至少两个Si-H键或Si-OH键的环状或笼型硅氧烷化合物(以下,有时简称为(C)环状硅氧烷化合物),从而完成了本发明。
即,根据第1树脂组合物,通过并用(A)环氧树脂与(B)无机填充材料,从而在使电路基板用环氧树脂组合物固化而制成层叠板、印刷线路板时,能够赋予低热膨胀率性。例如,在进行利用了ENEPIG工序(Electroless Nickel Immersion Gold:非电镀镍/浸金)、ENEPIG(Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold:非电镀镍/非电镀钯/浸金)的镀覆处理时,通过添加(C)具有至少2个Si-H键或Si-OH键的环状或笼型硅氧烷化合物,从而能够减弱树脂层表面与钯催化剂的亲和性。因此,在非镀覆区域,镀覆特性降低,另一方面,在镀覆区域,相对于非镀覆区域,镀覆特性相对提高。由此,在镀覆区域,能够良好地进行镀覆处理,因此即使进行微细配线加工,也能够抑制导通不良等的发生。
因此,根据本发明的第1树脂组合物,能够提供低热线膨胀性优异、与微细配线对应而具有高度的电可靠性的电路基板用环氧树脂组合物,及使用了该电路基板用环氧树脂组合物的在镀覆处理后电可靠性也优异的预成型料、层叠板、印刷线路板和半导体装置。此外,在将使用电路基板用环氧树脂组合物而成的预成型料、树脂片用于制造印刷线路板时,即使进行ENEPIG法等的镀覆处理,也能够防止在镀覆工序后用于镀覆的金属的扩散,能够抑制导通不良的发生。
以下,对各成分进行详述。
(A)环氧树脂没有特别限定,例如可举出双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚E型环氧树脂、双酚M型环氧树脂、双酚P型环氧树脂、双酚Z型环氧树脂等双酚型环氧树脂;苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆环氧树脂等酚醛清漆型环氧树脂;联苯型环氧树脂、联苯芳烷基型环氧树脂、芳基亚烷基型环氧树脂、萘型环氧树脂、蒽型环氧树脂、苯氧基型环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂、降冰片烯型环氧树脂、金刚烷型环氧树脂、芴型环氧树脂等环氧树脂等。可单独使用其中的1种,也可并用2种以上。
(A)环氧树脂的含量没有特别限定,优选以树脂组合物整体的固体成分基准(固体成分为实质上形成树脂层的成分,溶剂除外,但是包括液态环氧树脂等成分)计为5重量%~30重量%。通过使(A)环氧树脂的含量为下限值以上,从而能够抑制环氧树脂的固化性降低的情况,或者抑制由树脂组合物得到的预成型料或印刷线路板的耐湿性降低的情况。此外,通过使(A)环氧树脂的含量为上限值以下,从而能够抑制预成型料或印刷线路板的线热膨胀率变大的情况,或者抑制耐热性降低的情况。
作为(B)无机填充材料,没有特别限定,例如可举出滑石、煅烧粘土、未煅烧粘土、云母、玻璃等硅酸盐;氧化钛、氧化铝、二氧化硅、熔融二氧化硅等氧化物;碳酸钙、碳酸镁、水滑石等碳酸盐;氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙等氢氧化物;硫酸钡、硫酸钙、亚硫酸钙等硫酸盐或亚硫酸盐;硼酸锌、偏硼酸钡、硼酸铝、硼酸钙、硼酸钠等硼酸盐;氮化铝、氮化硼,氮化硅、氮化碳等氮化物;钛酸锶、钛酸钡等钛酸盐等。作为无机填充材料,可单独使用它们中的1种,也可并用2种以上。其中特别优选二氧化硅,从低热膨胀性优异的方面考虑,优选熔融二氧化硅(特别是球状熔融二氧化硅)。其形状有破碎状、球状,但是要为了确保在纤维基材中的含浸性而降低树脂组合物的熔融粘度,则使用球状二氧化硅等,采用符合其目的的使用方法。
(B)无机填充材料的平均粒径没有特别限定,优选0.1~5.0μm,特别优选0.5~2.0μm(以下,“~”在没有特别明示的情况下,表示包含上限值与下限值)。通过使(B)无机填充材料的粒径为下限值以上,清漆成为高粘度,能够减少制作预成型料时对作业性造成的影响。此外,通过使粒径为上限值以下,能够抑制清漆中无机填充材料沉降等现象的发生。平均粒径例如可利用超声波振动电流法(Zeta电位)、超声波衰减分光法(粒度分布)及激光衍射散射法进行测定。利用超声波使无机填充材料分散于水中,利用激光衍射式粒度分布测定装置(HORIBA制,LB-550),以体积基准测定粒子的粒度分布,将它的中值粒径(D50)设为平均粒径。
作为(B)无机填充材料的含量,没有特别限定,但优选树脂组合物整体的10~80重量%,进而优选30~75重量%。最优选为40~70重量%。通过使(B)无机填充材料的含量为下限值以上,能够使阻燃性、低热膨胀性提高。此外,通过使(B)无机填充材料的含量为上限值以下,从而能够抑制难以分散在树脂中、粒子凝集而发生不良情况的事情。
进而,(B)无机填充材料优选并用平均粒径为10~100nm的无机填充材料(以下,有时称为“微粒”)。由此,即使(B)无机填充材料使用无定形的无机填充材料,也能够因添加微粒而抑制树脂组合物流动性的降低。此外,即使树脂清漆的粘度高,也能够通过在树脂清漆中添加微粒而将树脂清漆良好地含浸于基材中。通过将含有微粒的树脂组合物进一步用于印刷线路板的绝缘层,从而能够在绝缘层表面形成微细的粗糙度,可得到微细配线加工性优异的印刷线路板。
微粒的平均粒径优选15~90nm,进一步优选25~75nm。若平均粒径为上述范围内,则能够使高填充性和高流动性提高。微粒的平均粒径例如可利用超声波振动电流法(Zeta电位)、超声波衰减分光法(粒度分布)及激光衍射散射法进行测定。具体而言,能够将微粒的平均粒径以D50进行规定。
微粒的含量没有特别限定,优选树脂组合物整体的0.5~20重量%,优选1~10重量%。若微粒的含量为上述范围内,则预成型料的含浸性及成型性特别优异。
(B)无机填充材料的含量(w1)与微粒的含量(w2)的重量比(w2/w1)没有特别限定,优选为0.02~0.5,特别优选为0.06~0.4。如果重量比为上述范围内,则能够特别提高成型性。
(C)环状硅氧烷化合物通过具有至少2个Si-H键或Si-OH键,从而能够与(A)环氧树脂及(B)无机填充材料反应而牢固地结合这些成分,并且还能够彼此键合。因此,通过将(C)环状硅氧烷化合物添加到树脂组合物中,从而能够提高由该树脂组合物得到的片、层叠板、印刷线路板等的强度。
(C)环状硅氧烷化合物能够使用下述通式(1)表示的化合物。
Figure BDA00002357176700111
(式中,x表示2~10的整数,n表示0~2的整数,R1可以相同也可以不同,表示包含选自氧原子、硼原子或氮原子中的原子的取代基,R2可以相同也可以不同,表示氢原子、碳原子数为1~20的饱和或不饱和烃基。其中,R1和R2中的至少2个为氢原子或羟基。)
(C)环状硅氧烷化合物没有特别限定,优选分子量为50~1000。
作为碳原子数为1~20的饱和或不饱和烃基,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、环丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、环丁基、正戊基、叔戊基、环戊基、正己基、环己基、2-乙基己基等烷基;苯基、二苯基、萘基等芳基;苄基、甲基苄基等芳基烷基;邻甲苯甲酰基、间甲苯甲酰基、对甲苯甲酰基、2,3-二甲基苯基、2,4-二甲基苯基、2,5-二甲基苯基、2,6-二甲基苯基、3,4-二甲基苯基、3,5-二甲基苯基、2,4,6-三甲基苯基、邻乙基苯基、间乙基苯基、对乙基苯基等烷基芳基;乙烯基、烯丙基、1-丙烯基、1-丁烯基、1,3-丁二烯基、1-戊烯基、1-环戊烯基、2-环戊烯基、环戊二烯基、甲基环戊二烯基、乙基环戊二烯基、1-己烯基、1-环己烯基、2,4-环己二烯基、2,5-环己二烯基、2,4,6-环庚三烯基、5-降冰片烯-2-基等烯基;2-苯基-1-乙烯基等芳基烯基;邻苯乙烯基、间苯乙烯基、对苯乙烯基等烯基芳基;乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、1-丁炔基、2-丁炔基、3-丁炔基、1-戊炔基、2-戊炔基、3-戊炔基、4-戊炔基、1-己炔基、3-己炔基、5-己炔基等炔基;2-苯基-1-乙炔基等芳基炔基;2-乙炔基-2苯基等炔基芳基等。
(C)环状硅氧烷化合物例如可举出1,3,5-三甲基环三硅氧烷、1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷、1,3,5,7,9-五甲基环五硅氧烷、1,3,5-三乙基环三硅氧烷、1,3,5,7-四乙基环四硅氧烷、1,3,5,7,9-五乙基环五硅氧烷等。特别优选地可举出1,3,5-三甲基环三硅氧烷、1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷、1,3,5,7,9-五甲基环五硅氧烷等。
(C)环状硅氧烷化合物通过具有至少2个以上的Si-H键或Si-OH键的反应性而自聚合,且能够与无机填充材料进行化学结合或物理结合。例如,在无机填充材料为二氧化硅时,(C)环状硅氧烷化合物能够与二氧化硅的硅醇基等反应,能够使无机填充材料疏水化。通过疏水化,在将无机填充材料进行高填充化时,也能够制成对去钻污等的试剂高耐性的树脂组合物。由此,在贯通孔、通孔中因树脂脱落所致的玻璃布突出变少,因此绝缘可靠性提高,在进行半加成法时镀覆铜的剥离强度提高。
笼型硅氧烷化合物是具有1个Si与至少2个以上的O(氧原子)结合且形成三维空间的框型结构的化合物,例如,由下述通式(2)表示。
Figure BDA00002357176700121
(式中,X表示氢原子、羟基、碳原子数为1~20的饱和或不饱和烃基或包含选自氧原子、硼原子、氮原子、硅原子中的原子的取代基。其中,至少2个X为氢原子或羟基。)
笼型硅氧烷化合物没有特别限定,分子量优选50~1000。
笼型硅氧烷化合物例如可举出聚倍半硅氧烷(T8)、聚倍半硅氧烷-羟基取代产物、聚倍半硅氧烷-八羟基取代产物、聚倍半硅氧烷-(3-缩水甘油基)丙氧基-七羟基取代产物、聚倍半硅氧烷-(2,3-丙二醇)丙氧基-七羟基取代产物等。
作为(C)环状硅氧烷化合物的含量,没有特别限定,在树脂组合物中优选0.01~10重量%,进一步优选0.1~5重量%,最优选为0.2~2重量%。通过使(C)环状硅氧烷化合物的含量为下限值以上,从而可充分地得到有机硅氧烷化合物的效果。此外,通过使(C)环状硅氧烷化合物的含量为上限值以下,从而能够抑制印刷线路板的特性降低。
树脂组合物可以进一步含有氰酸酯树脂,能够赋予仅用环氧树脂无法达到的耐热性及低热膨胀性。在此,氰酸酯树脂例如能够通过使卤化氰化合物与酚类反应并且根据需要用加热等方法进行预聚物化而得到。具体而言,可举出苯酚酚醛清漆型氰酸酯树脂、甲酚酚醛清漆型氰酸酯树脂等酚醛清漆型氰酸酯树脂;双酚A型氰酸酯树脂、双酚E型氰酸酯树脂、四甲基双酚F型氰酸酯树脂等双酚型氰酸酯树脂;及二环戊二烯型氰酸酯树脂等。由使用了这些氰酸酯树脂的树脂组合物构成的印刷线路板在加热时的刚性特别优异,因此在半导体元件安装时的可靠性优异。
氰酸酯树脂的分子量没有特别限定,重均分子量优选5.0×102~4.5×103,特别优选6.0×102~3.0×103。通过使重均分子量为下限值以上,从而能够抑制在制作预成型料时产生粘性而使预成型料彼此接触时彼此附着,能够抑制发生树脂的转印。此外,通过使重均分子量为上限值以下,能够抑制反应变得过快,特别是在用于层叠板时,能够抑制成型不良的发生。氰酸酯树脂等的重均分子量例如可用GPC(凝胶渗透色谱法,标准物质:聚苯乙烯换算)进行测定。
应予说明,作为氰酸酯树脂,可使用经预聚合的氰酸酯树脂。可单独使用氰酸酯树脂,也可并用重均分子量不同的氰酸酯树脂、或者并用氰酸酯树脂与其预聚物。在此预聚物通常是利用加热反应等将氰酸酯树脂进行例如三聚合而得到的预聚物,优选用于调整电路基板用树脂组合物的成型性、流动性。预聚物没有特别限定,例如,优选使用三聚合率为20~50重量%的预聚物。该三聚合率能够例如使用红外分光分析装置来求得。此外,上述氰酸酯树脂没有特别限定,可单独使用1种,也可并用具有不同重均分子量的2种以上,或者并用1种或2种以上的氰酸酯树脂与其预聚物。
氰酸酯树脂的含量没有特别限定,优选树脂组合物整体的3~70重量%,其中,优选5~50重量%,在制作预成型料时,进一步优选10~30重量%。通过使氰酸酯树脂的含量为下限值以下,从而可充分得到由添加氰酸酯树脂所带来的耐热性提高的效果。此外,通过使氰酸酯树脂的含量为上限值以下,能够抑制预成型料等成型品的强度降低。
树脂组合物可进一步并用热固化性树脂(实质上不含卤素)。热固化性树脂例如可举出脲(尿素)树脂、三聚氰胺树脂等具有三嗪环的树脂、不饱和聚酯树脂、双马来酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂,硅酮树脂、具有苯并嗪环的树脂等。可单独使用其中的1种,也可并用2种以上。
树脂组合物可根据需要使用酚醛树脂或固化促进剂。另外也可并用酚醛树脂与固化促进剂。
酚醛树脂没有特别限定,例如可举出苯酚酚醛清漆树脂、甲酚酚醛清漆树脂、双酚A酚醛清漆树脂、芳基亚烷基型酚醛清漆树脂等酚醛清漆型酚醛树脂;未改性的甲阶酚醛树脂,用桐油、亚麻籽油、核桃油等改性的油改性甲阶酚醛树脂等甲阶酚醛型酚醛树脂。可单独使用其中的1种,也可并用具有不同重均分子量的2种以上、或者并用1种或2种以上的上述树脂与它们预聚物。其中特别优选芳基亚烷基型酚醛树脂。由此,可进一步提高吸湿焊料耐热性。
固化促进剂没有特别限定,例如可举出环烷酸锌、环烷酸钴、辛酸锡、辛酸钴、双乙酰丙酮钴(II)、三乙酰丙酮钴(III)等有机金属盐;三乙基胺、三丁基胺、二氮杂双环[2,2,2]辛烷等叔胺类;咪唑化合物;苯酚、双酚A、壬基酚等酚类化合物;乙酸、苯甲酸、水杨酸、对甲苯磺酸等有机酸等;或其混合物。可以还包含它们中的衍生物地单独使用1种,也可以还包含它们的衍生物地并用2种以上。这些固化促进剂中,特别优选咪唑化合物。由此,可提高在将树脂组合物作为预成型料而用于半导体装置时的绝缘性、焊料耐热性。
作为上述咪唑化合物,例如,可举出2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-乙基-4-乙基咪唑、2,4-二氨基-6-〔2'-甲基咪唑基-(1')〕-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-(2'-十一烷基咪唑基)-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-〔2'-乙基-4-甲基咪唑基-(1')〕-乙基-均三嗪、2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑、2-十一烷基咪唑、1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基咪唑、2,3-二氢-1H-吡咯并(1,2-a)苯并咪唑等。其中,优选1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、及2-乙基-4-甲基咪唑。这些咪唑化合物通过对树脂成分具有特别优异的相溶性而可得到均匀性高的固化物。
树脂组合物可进一步添加能使树脂组合物与导体层的密合性提高的树脂成分。例如,可举出苯氧基树脂、聚酰胺系树脂、聚乙烯基醇系树脂等。其中从与金属的密合性优异且对固化反应速度造成的影响少的方面出发,特别优选添加苯氧基树脂。苯氧基树脂例如可举出具有双酚骨架的苯氧基树脂、具有酚醛清漆骨架的苯氧基树脂、具有萘骨架的苯氧基树脂、具有联苯骨架的苯氧基树脂等。此外,也可使用具有多种这些骨架的结构的苯氧基树脂。
树脂组合物没有特别限定,可使用偶联剂。偶联剂使环氧树脂与无机填充材料的界面的润湿性提高。而且,可使热固化性树脂等和无机填充材料对纤维基材均匀地固定,改良耐热性、特别是吸湿后的焊料耐热性。
偶联剂没有特别限定,具体而言,优选使用选自环氧基硅烷偶联剂、阳离子硅烷偶联剂、氨基硅烷偶联剂、钛酸酯系偶联剂及硅油型偶联剂中的1种以上的偶联剂。由此,可提高与无机填充材料的界面的润湿性,由此可进一步提高耐热性。
偶联剂的添加量没有特别限定,相对于(B)无机填充材料100重量份,优选0.05~3重量份,特别优选0.1~2重量份。通过使偶联剂的含量为下限值以上,可充分覆盖无机填充材料而使耐热性提高。通过使偶联剂的含量为上限值以下,可抑制对反应造成影响、弯曲强度等降低的情况。
在树脂组合物中,可以进一步根据需要添加颜料、染料、消泡剂、流平剂、紫外线吸收剂、发泡剂、抗氧化剂、阻燃剂、离子捕获剂等的除了上述成分以外的添加物。
接着,对使用了第1树脂组合物的预成型料进行说明。
预成型料是使第1树脂组合物含浸于基材而形成的。由此,可得到适于制造介电特性、高温多湿下的机械、电连接可靠性等各种特性优异的印刷线路板的预成型料。
基材没有特别限定,可举出玻璃纺布、玻璃无纺布等玻璃纤维基材;由以聚酰胺树脂纤维、芳香族聚酰胺树脂纤维、全芳香族聚酰胺树脂纤维等聚酰胺系树脂纤维,聚酯树脂纤维、芳香族聚酯树脂纤维、全芳香族聚酯树脂纤维等聚酯系树脂纤维,聚酰亚胺树脂纤维,氟树脂纤维等为主要成分的纺布或无纺布所构成的合成纤维基材;以牛皮纸、棉短绒纸、短绒与牛皮纸浆的混纺纸等为主要成分的纸基材等的有机纤维基材等。其中优选玻璃纤维基材。由此,可提高预成型料的强度,降低吸水率,另外还可减小热膨胀系数。
构成玻璃纤维基材的玻璃没有特别限定,例如可举出E玻璃、C玻璃、A玻璃、S玻璃、D玻璃、NE玻璃、T玻璃、H玻璃等。其中优选E玻璃、T玻璃、或S玻璃。由此,可达到玻璃纤维基材的高弹性化,还可减小热膨胀系数。
制造预成型料的方法没有特别限定,例如可举出使用上述第1树脂组合物来制备树脂清漆并将基材浸渍于树脂清漆的方法、利用各种涂布机涂布的方法、利用喷雾喷涂的方法等。其中,优选将基材浸渍于树脂清漆的方法。由此,可提高树脂组合物对基材的含浸性。应予说明,在将基材浸渍于树脂清漆时,可使用通常的含浸涂布设备。
可用于树脂清漆的溶剂优选对第1树脂组合物中的树脂成分显示出良好的溶解性,在不造成不良影响的范围内也可使用不良溶剂。显示出良好的溶解性的溶剂例如可举出丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮、环戊酮、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、乙二醇、溶纤剂系、卡必醇系等。
树脂清漆的固体成分没有特别限定,优选树脂组合物的固体成分50~90重量%,特别优选60~80重量%。由此,可进一步提高树脂清漆对基材的含浸性。使树脂组合物含浸于基材的规定温度未特别限定,例如可通过在90~220℃等使之干燥而得到预成型料。
接着,对使用了上述预成型料的层叠板进行说明。
层叠板是指将至少1片或者多片上述预成型料层叠而成的层叠体、在层叠体的两面或一面重叠金属箔而成的层叠体、或在内层电路基板的两面或一面层叠预成型料或树脂片而成的层叠体。在此,内层电路基板是用于印刷线路板且一般被称为芯基板的基板,是将导体电路形成于层叠板上而成的。
内层电路基板没有特别限定,可在上述本发明的层叠板上进行导体电路的形成来制作,另外,也可通过在用于以往的印刷线路板的层叠板上进行电路的形成来制作。在使用本申请发明的层叠板时,微细配线加工优异,即使形成微细配线电可靠性也优异。
层叠板的制造方法没有特别限定,例如,层叠成预成型料等期望的构成后,通过加热、加压而得到。加热的温度没有特别限定,优选120~230℃,特别优选150~210℃。此外,压力没有特别限定,优选1~5MPa,特别优选2~4MPa。由此,可获得介电特性、高温多湿化下的机械、电连接可靠性优异的层叠板。
金属箔没有特别限定,例如可举出铜及铜系合金、铝及铝系合金、银及银系合金、金及金系合金、锌及锌系合金、镍及镍系合金、锡及锡系合金、铁及铁系合金等的金属箔。
金属箔的厚度没有特别限定,优选为0.1μm~70μm。进一步优选1μm~35μ,再进一步优选1.5μm~18μm。通过使金属箔的厚度为下限值以上,可抑制针孔的发生,在蚀刻金属箔来用作导体电路时,可抑制如下情况发生:电路图案成型时的镀覆不均,电路断线,蚀刻液、去钻污液等试剂渗入等。通过使金属箔的厚度为上限值以下,可抑制金属箔的厚度不均变大,可抑制金属箔粗糙化面的表面粗糙度不均变大。
此外,上述箔也可使用附有载体箔的极薄金属箔。附有载体箔的极薄金属箔是将可剥离的载体箔与极薄金属箔贴合而成的金属箔。通过使用附有载体箔的极薄金属箔,从而可在上述绝缘层的两面形成极薄金属箔层,因此例如在用半加成法等形成电路时,可以在不进行非电解镀覆的情况下将极薄金属箔直接作为给电层进行电解镀覆而形成电路,而后闪蚀极薄铜箔。通过使用附有载体箔的极薄金属箔,从而即使为厚度10μm以下的极薄金属箔,也可防止例如加压工序中的极薄金属箔的操作性的降低、极薄铜箔的破裂、断裂。
作为第1树脂组合物,特别是使用在(A)环氧树脂、(B)无机填充材料及(C)环状硅氧烷化合物中添加了微粒而成的第1树脂组合物时,即使是附有载体箔的极薄金属箔中极薄金属箔为10μm以下,作业性也优异,且可使在内层电路形成后形成绝缘层时的内层电路与绝缘层的密合性提高。
此外,就用第1树脂组合物得到的层叠板而言,树脂表面与纯水的接触角优选为85°以下。应予说明,层叠板在最外层具有金属箔时,蚀刻金属箔,然后进行金属镀覆处理后,树脂层表面与纯水的接触角优选为85°以下。本实施方式中,层叠板的树脂层表面的纯水润湿性高表示易于用例如水等清洗液去除附着于其表面的金属。因此,通过使用这样的层叠板,在印刷线路板的制造过程中,在ENEPIG工序等镀覆处理后,可容易地清洗附着于树脂层表面的金属。即,可使非镀覆区域上的清洗特性提高。由此,在树脂层上的非镀覆区域,可抑制包含在镀覆液中的金属扩散。因此,能够形成镀覆区域与非镀覆区域的边界变得明确的镀覆层,因此可防止镀覆层间的短路而得到电可靠性优异的印刷线路板。
要将层叠板的接触角控制在金属镀覆处理后为85°以下,例如可举出添加(C)环状硅氧烷化合物,或者并用平均粒径为10~100nm的微粒与平均粒径为0.1~5.0μm的(B)无机填充材料。进一步优选为第1树脂组合物包含(C)环状硅氧烷化合物、微粒、及(B)无机填充材料的情况。在该情况下,接触角也可以为80°以下。由此,在制造细配线的印刷线路板的情况下,也可得到电可靠性优异的印刷线路板。
微粒的含量没有特别限定,优选第1树脂组合物整体的0.5~10重量%。若微粒的含量为范围内,则特别是在使用联苯型环氧树脂、联苯芳烷基型环氧树脂等在室温下为固体的环氧树脂的情况下,也可使预成型料的含浸性及成型性优异,进而使金属镀覆处理后的接触角为85°以下。由此,可得到电可靠性优异的印刷线路板。
(B)无机填充材料的含量(w1)和上述微粒的含量(w2)的重量比(w2/w1)没有特别限定,优选为0.02~0.12,特别优选为0.06~0.10。若重量比(w1/w2)为上述范围,则特别是在使用联苯型环氧树脂、联苯芳烷基型环氧树脂等在室温下为固体的环氧树脂的情况下,也可使预成型料的含浸性及成型性优异,进而使金属镀覆处理后的接触角为85°以下。由此,可得到电可靠性优异的印刷线路板。
接着,对树脂片进行说明。
使用了第1树脂组合物的树脂片可通过在载体膜或金属箔上形成由第1树脂组合物构成的绝缘层而得到。首先,使用超声波分散方式、高压碰撞式分散方式、高速旋转分散方式、珠磨机方式、高速剪切分散方式、及自转公转式分散方式等的各种混合机,将第1树脂组合物在丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、甲苯、乙酸乙酯、环己烷、庚烷、环己烷环己酮、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、乙二醇、溶纤剂系、卡必醇系、苯甲醚等有机溶剂中溶解、混合、搅拌,制作树脂清漆。
树脂清漆中的第1树脂组合物的含量没有特别限定,优选45~85重量%,特别优选55~75重量%。
接着,用各种涂覆装置将树脂清漆涂覆于载体膜上或金属箔上后,将其干燥。或者,利用喷雾装置将树脂清漆喷雾涂覆于载体膜或金属箔后,将其干燥。可利用这些方法制作树脂片。涂覆装置没有特别限定,例如,可使用辊涂布机、棒涂布机、刮刀涂布机、凹版涂布机、模涂布机、Comma涂布机及帘式涂布机等。其中,优选使用模涂布机、刮刀涂布机、及Comma涂布机的方法。由此,可效率良好地制造没有空穴且具有均匀的绝缘层的厚度的树脂片。
就载体膜而言,为了在载体膜上形成绝缘层,优选选择操作容易的载体膜。此外,作为载体膜,由于在将树脂片的绝缘层层叠于内层电路基板面后剥离载体膜,因此优选为层叠于内层电路基板后剥离容易的载体膜。因此,上述载体膜例如优选使用聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯等聚酯树脂,氟系树脂,聚酰亚胺树脂等具有耐热性的热塑性树脂膜等。在这些载体膜中,最优选由聚酯构成的膜。由此,容易从绝缘层以适度的强度进行剥离。
载体膜的厚度没有特别限定,优选1~100μm,特别优选10~50μm。载体膜的厚度为上述范围内时,操作容易,另外绝缘层表面的平坦性优异。
金属箔可以与载体膜同样,在将树脂片层叠于内层电路基板后剥离而进行使用,此外,也可蚀刻金属箔而用作导体电路。上述金属箔没有特别限定,例如,可使用用于上述层叠板的金属箔。此外,金属箔与层叠板同样,为附有载体箔的极薄金属箔,极薄金属箔可为10μm以下。无论使用任一金属箔,由第1树脂组合物得到的树脂片均作业性优异,且微细电路形成优异,可抑制电路导通不良等的发生。
金属箔的厚度没有特别限定,优选为0.1μm~70μm。进一步优选1μm~35μ,再进一步优选1.5μm~18μm。通过使金属箔的厚度为上述下限值以上,从而变得难以发生针孔,在蚀刻金属箔而用作导体电路时,可抑制电路图案成型时的镀覆不均、电路断线、蚀刻液或去钻污液等试剂的渗入等的发生。通过使金属箔的厚度为上限值以下,从而金属箔的厚度不均变小,金属箔粗糙化面的表面粗糙度不均变小。
接着,对多层印刷线路板进行说明。
多层印刷线路板是将上述预成型料用于绝缘层而形成的。此外,多层印刷线路板是将上述记载的层叠板用于内层电路基板而形成的。
对于将层叠板用作内层电路基板的情况进行说明。
在成为内层电路基板的层叠板的一面或两面形成电路。根据情况,也可通过钻孔加工、激光加工形成贯通孔,用镀覆等形成两面的电连接。可使市售的树脂片或上述本发明的预成型料重叠于该内层电路基板,进行加热加压成型而得到多层印刷线路板。具体而言,可通过将上述树脂片的绝缘层侧与内层电路板合在一起,用真空加压式层压装置等使之真空加热加压成型,然后,用热风干燥装置等使绝缘层加热固化,从而得到。在此作为加热加压成型的条件,没有特别限定,若举出一例,可在温度60~160℃、压力0.2~3MPa的条件下实施。此外,作为加热固化的条件,没有特别限定,但若举出一例,可在温度140~240℃、时间30~120分钟的条件下实施。
此外,多层印刷线路板可通过使预成型料重叠于内层电路板并将其用平板加压装置等进行加热加压成型而得到。在此,作为加热加压成型的条件,没有特别限定,但若举出一例,可在温度140~240℃、压力1~4MPa的条件下实施。在这样的利用平板加压装置等的加热加压成型中,与加热加压成型同时进行绝缘层的加热固化。
多层印刷线路板的制造方法包括使上述树脂片或预成型料重叠于内层电路基板的形成有内层电路图案的面而连续层叠的工序,和用半加成法形成导体电路层的工序。
在使由树脂片或预成型料形成的绝缘层完全固化后,还可进行激光照射及树脂残渣的除去,为了提高去钻污性,也有时以半固化状态进行激光照射及树脂残渣的除去。此外,通过将第一层的绝缘层在比通常的加热温度低的温度下进行加热从而使一部分固化(半固化),在绝缘层上进一步形成一层至多层的绝缘层,将半固化的绝缘层再次加热固化至实际应用上没有问题的程度,从而可使绝缘层间及绝缘层与电路的密合力提高。该情况下的半固化温度优选80℃~200℃,更优选100℃~180℃。应予说明,在后续工序中照射激光而在绝缘层形成开口部,但是之前剥离基材。在使用树脂片的情况下,载体膜的剥离是在形成绝缘层后加热固化前、或者加热固化后进行,均没有特别问题。
应予说明,在得到上述多层印刷线路板时所用的内层电路板例如可适合使用在覆铜层叠板的两面通过蚀刻等形成规定的导体电路并将导体电路部分进行黑化处理而得的电路板。
在此,导体电路宽度(L)与导体电路间宽度(S)(以下,有时称为“L/S”)L/S以往广泛地为50μm/50μm左右。然而,现在进行了25μm/25μm左右的研究,伴随着近年的微细配线化,今后存在成为更狭窄的倾向。在将层叠板用于印刷线路板时,也可形成L/S为15μm/15μm以下的微细配线,此外,即使L/S为15μm/15μm以下,例如在ENEPIG工序等的镀覆处理后也可抑制金属扩散,也可抑制导通不良的产生。
接着,对绝缘层照射激光,形成开孔部。作为激光,可使用准分子激光、UV激光及二氧化碳激光等。
激光照射后的树脂残渣等优选利用高锰酸盐、重铬酸盐等氧化剂等除去。此外,可同时对平滑的绝缘层的表面进行粗糙化,可提高利用后续的金属镀覆形成的导电配线电路的密合性。
接着,形成外层电路。外层电路的形成方法是通过金属镀覆而实现绝缘树脂层间的连接,通过蚀刻而进行外层电路图案的形成。与使用树脂片或预成型料时同样地,可得到多层印刷线路板。
应予说明,在使用具有金属箔的树脂片、或预成型料时,为了在不剥离金属箔的情况下用作导体电路,也可通过蚀刻而进行电路形成。在该情况下,若使用附有使用了厚铜箔的基材的绝缘树脂片,则在随后的电路图案形成中难以细距化,因此也有时使用1~5μm的极薄铜箔,或者进行利用蚀刻使12~18μm的铜箔变薄至1~5μm的半蚀刻。
进而层叠绝缘层,与上述同样地,可进行电路形成。然后,可在最外层形成阻焊膜,通过曝光、显影使连接用电极部露出以能够安装半导体元件,利用ENEPIG法等实施金镀覆处理,切割成规定的大小,得到多层印刷线路板。
应予说明,以上,对于使用ENEPIG法的例子进行说明,但是也可使用其它金属镀覆法。对于其它镀覆法而言,当层叠板使用在对树脂表面(在最外层具有金属箔时,蚀刻了金属箔的树脂表面)进行金属镀覆处理后与纯水的接触角为85°以下的层叠板时,使用该层叠板来制造印刷板时,可得到能抑制金属镀覆后的金属扩散且即使形成微细配线电可靠性也优异的印刷线路板。即使为使用其它镀覆法的情况下,也优选使层叠板的接触角为80°以下。在该情况下,即使L/S为10μm/10μm,电可靠性也优异。
接着,对半导体装置进行说明。
对以上得到的多层印刷线路板安装具有焊料凸块的半导体元件,介由焊料凸块,实现与多层印刷线路板的连接。然后,在多层印刷线路板与半导体元件之间填充液态密封树脂等,形成半导体装置。焊料凸块优选用由锡、铅、银、铜、铋等形成的合金而构成。
半导体元件与多层印刷线路板的连接方法是在使用倒装贴片机等进行基板上的连接用电极部与半导体元件的焊料凸块的对位后,使用IR回流焊装置、热板、其它加热装置将焊料凸块加热至熔点以上,将多层印刷线路板与焊料凸块熔融接合,由此进行连接。应予说明,为了使连接可靠性良好,可预先在多层印刷线路板上的连接用电极部形成焊料糊等熔点比较低的金属层。在该接合工序之前,也可通过在焊料凸块和/或多层印刷线路板上的连接用电极部的表层涂布助熔剂而使连接可靠性提高。
(第2树脂组合物)
以下,对第2树脂组合物进行说明。
通常利用以下的技术:通过在构成基板的树脂层与金属箔之间形成粘接层而使树脂层基板与金属箔的粘接特性提高。然而,例如在去钻污处理等制造工艺中,有时粘接层的表面发生过度粗糙化(以下,有时也称作过粗糙化)。因此,在使用粘接层的一般技术中,尚存在改善基板与金属箔的粘接特性的余地。
发现了这样的改善点的本发明人等进行了研究,结果发现若基底树脂层的表面过粗糙化,则其上的粘接层的表面也过粗糙化。因此,本发明人等认为通过抑制基底树脂层的表面的过粗糙化,从而也可抑制其上的粘接层的过粗糙化。
各种实验的结果是,本发明人等发现第2树脂组合物优选含有(A)环氧树脂、(B)无机填充材料、及(C)具有至少2个Si-H键或Si-OH键的环状或笼型硅氧烷化合物(以下,有时简称为(C)环状硅氧烷化合物),从而完成本发明。
即,(C)环状硅氧烷化合物通过具有至少2个Si-H键或Si-OH键的反应基,与(A)环氧树脂及(B)无机填充剂进行反应,将这些成分牢固地结合在一起。另外,(C)环状硅氧烷化合物可彼此结合。因此,由第2树脂组合物构成的树脂层的表面成为高强度,变得疏水化。因此,在印刷线路板的制造过程中,可实现该树脂层的低吸水化。在这样的树脂层的表面上形成的粘接层可抑制去钻污加工时的溶胀液、粗糙化液的渗透,表面难以被粗糙化。因此,根据本发明,可在粘接层的表面抑制过度粗糙化,因此粘接层与导电膜的密合性提高,可实现可靠性优异的印刷线路板等。
此外,根据本发明,可实现低热膨胀率、加工性优异、在去钻污工序后绝缘层表面也不会超出必要地被粗糙化、与导体电路的密合强度(剥离强度)优异的印刷线路板用层叠基材,将该印刷线路板材料贴合于基材而成的层叠体,使用了该层叠体的印刷线路板、及半导体装置。
第2树脂组合物可用于印刷线路板用层叠基材。第2树脂组合物大致存在用于图1所示的印刷线路板用层叠基材10的情况(第1实施方式)、及用于图2所示的印刷线路板用层叠基材11的情况(第2实施方式)。在第1实施方式中,印刷线路板用层叠基材10由层叠有剥离片12、粘接层14及树脂层16的层叠体构成。此外,印刷线路板用层叠基材11由层叠有金属箔13、粘接层14及树脂层16的层叠体构成。这些层叠体中树脂层16由第2树脂组合物得到。树脂层16例如含有(A)环氧树脂、(B)无机填充材料、及(C)环状硅氧烷化合物。本实施方式中,对于3层体的情况进行说明,但是并不限于该方式。
以下,对于第2树脂组合物,说明与第1树脂组合物不同的方面。即,第2树脂组合物含有的(A)环氧树脂、(B)无机填充材料、(C)环状硅氧烷化合物基本上与第1树脂组合物同样,但是以下方面不同。
(B)就无机填充材料而言,每单位重量的树脂层16所含的无机填充材料的表面积的总和没有特别限定,但优选通过如下进行规定,即,优选为1.8m2/g~4.5m2/g,进一步优选为2.0m2/g~4.3m2/g。由此,可降低树脂层16的吸水率。(B)无机填充材料的表面积的总和可通过下式算出。
式:每单位重量的树脂层16所含的无机填充材料的表面积的总和(m2/g)=(X(%)/100)×Y(m2/g)
X:树脂层16中的无机填充材料比例(%)
Y:无机填充材料的比表面积(m2/g)
作为(B)无机填充材料的含量,没有特别限定,优选树脂组合物整体的10~85重量%,进一步优选30~80重量%,最优选为40~75重量%。通过使(B)无机填充材料的含量为下限值以上,从而可使阻燃性、低热膨胀性提高。此外,通过使(B)无机填充材料的含量为上限值以下,从而可抑制如下情况:难以分散到树脂中、粒子凝集而发生不良情况。
(C)环状硅氧烷化合物没有特别限定,优选分子量为5.0×10~1.0×103
笼型硅氧烷化合物没有特别限定,优选分子量为5.0×10~1.0×103
树脂层16整体的吸水率是优选单位树脂的吸水率(从树脂层除去了(B)无机填充材料的成分的吸水率)为2.5%以下。
树脂层16的单位树脂的吸水率可优选设为1~2.3%,进一步优选设为1~2.0%。下限值在上述数值范围内优选设为1.3%以上。
若为该范围,则成为镀覆剥离强度、及绝缘可靠性优异的树脂层。特别是,成为在制造印刷线路板时通孔间的绝缘可靠性优异的树脂层。
应予说明,通过使树脂层的吸水率为下限值以上,可得到使无机填充材料的含量成为上述范围内的第2树脂组合物。由这样的第2树脂组合物得到的层叠板成为低热膨胀率,且可改善粘接层与镀覆层等之间的粘接性,进而,激光通孔加工后的污渍(スミア)除去变得容易。
树脂层16优选单位树脂的吸水率为1~2.5%,且含有55~75重量%的无机填充材料。由此,镀覆剥离强度、绝缘可靠性比以往优异。特别是,在制造印刷线路板时的通孔间的绝缘可靠性进一步提高,微细配线加工性也提高。具体而言,即使为导体电路宽度(L)与导体电路间宽度(S)为L/S=15μm/15μm这样微细的情况下,也可得到可靠性优异的印刷线路板。
构成粘接层14的第3树脂组合物优选含有环氧树脂,进而,进一步优选含有选自(X)含有至少一个羟基的芳香族聚酰胺树脂(以下,有时称作“(X)芳香族聚酰胺树脂”)、(B)无机填充材料和或微粒、氰酸酯树脂、咪唑化合物、及偶联剂中的至少一种成分。
粘接层14优选含有(X)芳香族聚酰胺树脂。由此,粘接层与导体电路的密合强度变高。此外,进一步优选地,作为(X)芳香族聚酰胺树脂,优选含有具有二烯骨架的至少4个以上的碳链连接而成的片段。由此,在将树脂片、预成型料用于制造多层印刷线路板时的去钻污处理工序中,(X)芳香族聚酰胺树脂可通过选择性地被粗糙化而形成微细的粗糙化形状。此外,通过对绝缘层具有适度的柔软性,从而可提高与导体电路的密合性。在实施方式中,碳链连接而成的片段是指通过碳-碳键键合而成具有规定骨架的结构体。此外,(X)含有至少一个羟基的芳香族聚酰胺树脂可具有丁二烯橡胶成分的片段。
作为(X)芳香族聚酰胺树脂,例如可举出KAYAFLEX BPAM01(日本化药公司制)、KAYAFLEX BPAM155(日本化药公司制)等。
(X)芳香族聚酰胺树脂的重均分子量(Mw)优选为2.0×105以下。由此,可得到与铜等的密合性。通过重均分子量(Mw)设为2.0×105以下,从而在使用第3树脂组合物来制造粘接层时,可抑制粘接层流动性的降低。此外,可抑制加压成型特性、电路埋入特性的降低,并可抑制溶剂溶解性的降低。
粘接层14优选含有微粒。微粒为可用于树脂层的微粒。即,作为微粒,与第2树脂层同样,可使用平均粒径为10~100nm的无机填充材料。通过粘接层14含有这样的“微粒”,在去钻污处理中表面容易形成有微细凹凸,与镀覆金属的粘接性提高。进而,去钻污处理后的粘接层14的表面的凹凸为微细的,因此在粘接层14的表面形成的镀覆金属层的表面变得平滑,可容易地对镀覆金属层实施微细加工。因此,可将细线形成于镀覆金属层。
可用于粘接层的微粒的平均粒径特别优选15~90nm,最优选25~75nm。若平均粒径为上述范围内,则可在粘接层以高比例含有填充材料(高填充性优异),并可减小粘接层的线膨胀系数。
微粒的含量没有特别限定,但优选是构成粘接层14的第3树脂组合物整体的0.5~25重量%,更优选5~15重量%。若含量为上述范围内,则预成型料的含浸性及成型性特别优异。
粘接层14可含有环氧树脂。环氧树脂没有特别限定。可使用与树脂层16所含的(A)环氧树脂同样的树脂。
其中,从低吸水率的观点出发,优选含有联苯芳烷基型环氧树脂、萘芳烷基型环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂。
就环氧树脂而言,在将除了无机填充材料((B)无机填充材料及微粒)以外的粘接层14整体设为100重量%的情况下,能够以10~90重量%的量、优选25~75重量%的量含有。通过使环氧树脂的含量为下限值以上,可抑制第3树脂组合物的固化性的降低,可抑制所得制品的耐湿性的降低。通过使环氧树脂的含量为上限值以下,从而可抑制低热膨胀性、耐热性的降低。即,通过使环氧树脂的含量为上述范围内,从而可提高这些特性的平衡。
(X)芳香族聚酰胺树脂的活性氢当量相对于环氧树脂的环氧基当量的当量比优选为0.02~0.2。通过设为上限值以下,从而(X)芳香族聚酰胺树脂可充分地与环氧树脂交联,可使耐热性提高。通过设为下限值以上,从而可抑制如下情况:因固化反应性变得过高而导致粘接层14的流动性或加压成型性降低。
粘接层14可含有氰酸酯树脂。作为氰酸酯树脂,可使用与树脂层16所含的氰酸酯树脂同样的树脂。
氰酸酯树脂的含量优选是除了无机填充材料((B)无机填充材料及微粒)以外的粘接层14整体的10~90重量%,特别优选25~75重量%。通过使含量为下限值以上,从而可抑制粘接层14的形成性的降低。通过使含量为上限值以下,从而可抑制粘接层14的强度的降低。
粘接层14可根据需要含有固化促进剂。作为固化促进剂,例如可举出咪唑化合物、环烷酸锌、环烷酸钴、辛酸锡、辛酸钴、双乙酰丙酮钴(II)、三乙酰丙酮钴(III)等有机金属盐;三乙基胺、三丁基胺、二氮杂双环[2,2,2]辛烷等叔胺类;苯酚、双酚A、壬基酚等酚化合物;乙酸、苯甲酸、水杨酸、对甲苯磺酸等有机酸等;或其混合物。既可以单独使用还包括它们中的衍生物在内的1种,也可并用还包括它们中的衍生物在内的2种以上。
在固化促进剂中特别优选咪唑化合物。由此,可提高吸湿焊料耐热性。咪唑化合物是指在与氰酸酯树脂和环氧树脂一起溶解于有机溶剂时能够实质上溶解到分子水平或者分散到与其接近的状态这样的性状的咪唑化合物。
通过使用咪唑化合物,从而能够有效地促进氰酸酯树脂与环氧树脂的反应。此外,即使减少咪唑化合物的配合量,也可赋予同等的特性。进而,使用了咪唑化合物的第3树脂组合物能在与树脂成分之间从微小的矩阵单元以高的均匀性进行固化。由此,可提高形成于多层印刷线路板的粘接层14的绝缘性、耐热性。
而且,粘接层14若用例如高锰酸盐、重铬酸盐等氧化剂进行表面粗糙化处理,则可在粗糙化处理后的绝缘层表面形成许多均匀性高的微小凹凸形状。
若对这样的粗糙化处理后的绝缘树脂层表面进行金属镀覆处理,则粗糙化处理面的平滑性提高,因此可高精度地形成微细导体电路。此外,可利用微小凹凸形状提高锚定效果,对绝缘树脂层与镀覆金属之间赋予高密合性。
咪唑化合物例如可举出1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2,4-二氨基-6-〔2'-甲基咪唑基-(1')〕-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-(2'-十一烷基咪唑)-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-〔2'-乙基-4-甲基咪唑基-(1')〕-乙基-均三嗪、2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑等。
其中,优选为选自1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、及2-乙基-4-甲基咪唑中的咪唑化合物。这些咪唑化合物通过具有特别优异的相溶性,从而可得到均匀性高的固化物,并且可形成微细且均匀的粗糙化面,因此可容易地形成微细的导体电路,并且可使多层印刷线路板显现高耐热性。
咪唑化合物的含量没有特别限定,相对于氰酸酯树脂与环氧树脂的总计,优选0.01~5.00重量%,特别优选0.05~3.00重量%。由此,特别可使耐热性提高。
粘接层14优选进一步含有偶联剂。偶联剂没有特别限定,可举出硅烷系、钛酸酯系、铝系偶联剂等。例如,可举出N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨基乙基)氨基丙基三乙氧基硅烷、3-苯胺基丙基三甲氧基硅烷、3-苯胺基丙基三乙氧基硅烷、N-β-(N-乙烯基苄基氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、及N-β-(N-乙烯基苄基氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷等氨基硅烷化合物;3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、及2-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷等环氧基硅烷化合物;除此以外,3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、3-脲丙基三甲氧基硅烷、3-脲丙基三乙氧基硅烷,及3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等。可单独使用其中的1种,也可并用2种以上。通过使用偶联剂,可提高氰酸酯树脂与环氧树脂、与无机填充材料的界面的润湿性。由此,可提高耐热性、特别是吸湿焊料耐热性。
偶联剂的含量没有特别限定,优选相对于无机填充材料((B)无机填充材料及微粒)100重量%为0.05~5.00重量%。特别优选0.01~2.5重量%。通过使偶联剂的含量为下限值以上,可充分得到覆盖无机填充材料而提高耐热性的效果。另一方面,通过使含量为上限值以下,从而可抑制绝缘层16的弯曲强度的降低。通过使偶联剂的含量为上述范围内,可使这些特性的平衡优异。
此外,在第3树脂组合物中,为了提高树脂的相溶性、稳定性、作业性等各种特性,可适当添加各种添加剂,例如,流平剂、消泡剂、抗氧化剂、颜料、染料、消泡剂、阻燃剂、紫外线吸收剂、离子捕获剂、非反应性稀释剂、反应性稀释剂、触变性赋予剂、增稠剂等。
以下,对本实施方式的印刷线路板用层叠基材10的变型例进行说明。
本实施方式的印刷线路板用层叠基材10是在支撑基材(剥离片12)上顺次层叠有粘接层14和构成印刷线路板的绝缘层的树脂层16而成的。就树脂层16而言,除了无机填充材料((B)无机填充材料及微粒)以外的固化物的吸水率为1~2.5%,且在将树脂层16设为100重量%的情况下,优选含有55~75重量%的无机填充材料。树脂层16的固化物的吸水率可优选设为1~2.3%,进一步优选设为1~2.0%。下限值在上述数值范围内优选设为1.3%以上。
本申请发明人等发现不是树脂层整体的吸水率与粘接性相关,而是除了构成绝缘层的无机填充材料以外的固化物的吸水率与粘接性相关。基于这样的见解,进一步深入研究,结果发现即使绝缘层含有可维持低热膨胀率的量的无机填充材料,也可使绝缘层的固化物的吸水率为规定的范围,从而粘接层与镀覆金属层等之间的粘接性得到改善,从而完成本发明。
应予说明,若树脂层16的固化物的吸水率为下限值以上,则无机填充材料的含量成为上述范围内,因此可改善绝缘层的低热膨胀率及粘接层与镀覆层等之间的粘接性。进而可容易除去激光通孔加工后的污渍。
树脂层16的固化物的吸水率可如下算出:测定树脂层16整体的吸水率,由无机填充材料比例进行换算,算出除了无机填充材料以外的固化物的吸水率。具体而言,树脂层16的固化物的吸水率可如下测定。
将由90μm的粘接层14构成的固化树脂板切出50mm见方,作为试样,分别测定在120℃的干燥机内放置2小时后的试样重量和在121℃、湿度100%的槽内放置2小时后的试样重量,由下式算出构成树脂层16的固化物的吸水率。
式:构成树脂层16的固化物的吸水率
=((B-A)/A)×100×(100/(100-X))
A:在120℃的干燥机内放置2小时后的重量(mg)
B:在121℃、湿度100%的槽内放置2小时后的重量(mg)
X:树脂层16(100重量%)中的无机填充材料的重量%(%)
另外,在将树脂层16设为100重量%时,树脂层16可优选含有60~75重量%、进一步优选含有60~70重量%的无机填充材料。在本实施方式中,吸水率与无机填充材料的含量可适当组合上述数值范围。
即,通过树脂层16均满足如上所述的吸水率与无机填充材料的含量,从而可降低树脂层16的热膨胀率,进而与在粘接层14上形成的镀覆金属层等的粘接性也优异。因此,根据本实施方式的印刷线路板用层叠基材10,可提供安装可靠性、连接可靠性优异并且与金属图案等之间的粘接性也优异的金属包覆层叠板、印刷线路板、对该印刷线路板安装半导体元件而成的半导体装置。
如上所述,树脂层16固化物的吸水率的吸水率为1~2.5%,含有55~75重量%的(B)无机填充材料。
应予说明,从树脂层16的低热膨胀率化、进而与在粘接层14上形成的镀覆金属层等的粘接性提高的平衡的观点出发,树脂层16优选含有(B)无机填充材料、(A)环氧树脂、氰酸酯树脂(D),进一步更优选含有(C)环状硅氧烷化合物、固化促进剂(E)。
以下,对各成分进行说明。
((B)无机填充材料)
(B)无机填充材料在上述可使用的无机填充材料中特别优选二氧化硅,从低热膨胀性优异的方面出发特别优选熔融二氧化硅。此外,存在破碎状、球状的二氧化硅,但是从降低树脂组合物的熔融粘度的观点出发,优选球状二氧化硅。
球状二氧化硅优选进一步用进行预表面处理的处理剂处理的球状二氧化硅。上述处理剂优选为选自含官能团的硅烷类、环状低聚硅氧烷类、有机卤硅烷类、及烷基硅氮烷类中的至少1种以上的化合物。
此外,在处理剂中,使用有机卤硅烷类及烷基硅氮烷类来进行球状二氧化硅的表面处理的方法适于将二氧化硅表面进行疏水化,从上述树脂组合物中的球状二氧化硅的分散性优异的观点出发优选。在以通常的含官能团的硅烷类与上述有机卤硅烷类或烷基硅氮烷类的组合进行使用时,可用任何一个先进行表面处理,使有机卤硅烷类或烷基硅氮烷类先分散时,对球状二氧化硅表面赋予有机物亲和性,可使接下来的含官能团的硅烷类的表面处理有效,因此优选。在此使用的通常的含官能团的硅烷类与上述有机卤硅烷类或烷基硅氮烷类的使用量的比优选为500/1~50/1(重量比)。若在上述范围以外,则有时机械强度降低。
含官能团的硅烷类例如可举出3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、及2-(3,4-环氧基环己基)乙基二甲氧基硅烷等环氧基硅烷化合物;3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、及3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷等(甲基)丙烯酰基硅烷;3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、及3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷等巯基硅烷;N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-2(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-2(氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-2(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-三乙氧基甲硅烷基-N-(1,3-二甲基-丁叉基)丙基胺、及N-(乙烯基苄基)-2-氨基乙基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷等氨基硅烷;乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、及乙烯基三氯硅烷等乙烯基硅烷;3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷等异氰酸酯硅烷;3-脲丙基三甲氧基硅烷、及3-脲丙基三乙氧基硅烷等脲硅烷;(5-降冰片烯-2-基)三甲氧基硅烷、(5-降冰片烯-2-基)三乙氧基硅烷、及(5-降冰片烯-2-基)乙基三甲氧基硅烷等(5-降冰片烯-2-基)烷基硅烷;及苯基三甲氧基硅烷等苯基硅烷等。为了提高(A)无机填充材料的分散性及将树脂组合物的最低动态粘度维持在4000Pa·s以下,适合选择这些含官能团的硅烷类。
环状低聚硅氧烷类例如可举出六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷等。
有机卤硅烷类例如可举出三甲基氯硅烷、二甲基二氯硅烷及甲基三氯硅烷等。其中,更优选二甲基二氯硅烷。
烷基硅氮烷类例如可举出六甲基二硅氮烷、1,3-二乙烯基1,1,3,3-四甲基二硅氮烷、八甲基三硅氮烷及六甲基环三硅氮烷等。其中更优选六甲基二硅氮烷。
将球状二氧化硅用表面处理剂进行预处理的方法可利用公知的方法进行。例如,可通过如下方法进行:将球状二氧化硅放入搅拌机,在氮环境下,边搅拌边将上述处理剂进行喷雾,于规定温度保持一定时间。也可将上述喷雾的处理剂预先溶解于溶剂中。此外,也可将球状二氧化硅和处理剂放入搅拌机,进而添加溶剂进行搅拌,或者为了促进二氧化硅表面的硅醇与偶联剂的反应而加温,或者添加少量水,或者使用酸、碱。
处理时的温度根据处理剂的种类而定,但是需要在处理剂的分解温度以下进行。此外,若处理温度过低,则处理剂与球状二氧化硅的结合力低,得不到处理效果。由此需要在与处理剂相应的恰当的温度下进行处理。进而,保持时间可根据处理剂的种类或处理温度而适当制备。
(B)无机填充材料的平均粒径优选为0.01~5μm。进一步优选为0.1~2μm。若(B)无机填充材料的平均粒径为上述下限值以上,则使用第2树脂组合物来制备树脂清漆时,树脂清漆的粘度变低,因此可减少对制作印刷线路板用层叠基材时的作业性造成的影响。另一方面,若设为上限值以下,则可抑制树脂清漆中(B)无机填充材料沉降等现象的发生。通过使(B)无机填充材料的平均粒径为上述范围内,可使这些特性的平衡优异。
另外,(B)无机填充材料可使用平均粒径单分散的无机填充材料,也可使用平均粒径多分散的无机填充材料。进而,也可并用1种或2种以上的平均粒径单分散和/或多分散的无机填充材料。
(B)无机填充材料的含量为树脂层16整体(100重量%)的55~75重量%,可将树脂层16的热膨胀系数调整至10ppm~35ppm。
(B)无机填充材料能够以每单位重量的树脂层16所含的(B)无机填充材料的表面积的总和成为1.8~4.5m2/g、优选成为2.0~4.3m2/g的方式含有。(B)无机填充材料的表面积的总和可由下式算出。
式:每单位重量的树脂层16所含的(B)无机填充材料的表面积的总和(m2/g)=(X(%)/100)xY(m2/g)
X:树脂层16中的无机填充材料比例(%)
Y:无机填充材料的比表面积(m2/g)
在本实施方式中,通过使绝缘层16的固化物的吸水率为规定的范围,粘接层14与镀覆金属层等的粘接性得到改善。进而,通过上述(B)无机填充材料的表面积的总和为上述范围,粘接层14与镀覆金属层等的粘接性、粘接层14的成型性、以及绝缘可靠性的平衡优异。
((A)环氧树脂)
作为(A)环氧树脂,可使用上述的环氧树脂。
其中,从使树脂层16的吸水率降低、将固化物的吸水率设定在规定的范围的观点出发,优选含有联苯芳烷基型环氧树脂、萘芳烷基型环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂,进一步优选地,优选含有二环戊二烯型环氧树脂。
(A)环氧树脂在将除了(B)无机填充材料以外的树脂层16整体设为100重量%的情况下,能够以10~90重量%、优选25~75重量%的量含有。若含量为下限值以上,则可抑制第2树脂组合物的固化性的降低,可抑制所得制品的耐湿性的降低。另一方面,通过设为上限值以下,可抑制低热膨胀性、耐热性的降低。因此,从这些特性的平衡的观点出发,优选为上述范围。
(氰酸酯树脂(D))
作为氰酸酯树脂(D),例如可举出通过使卤化氰化合物与酚类进行反应、根据需要用加热等方法进行预聚物化而得到的树脂。具体而言,可举出酚醛清漆型氰酸酯树脂、双酚A型氰酸酯树脂、双酚E型氰酸酯树脂、四甲基双酚F型氰酸酯树脂等的双酚型氰酸酯树脂、二环戊二烯型氰酸酯树脂等。其中优选酚醛清漆型氰酸酯树脂。由此,可提高耐热性。
进而,作为氰酸酯树脂(D),可使用将这些树脂预聚物化而成的树脂。即,可单独使用上述氰酸酯树脂,也可将重均分子量不同的氰酸酯树脂并用,或者将上述氰酸酯树脂与其预聚物并用。
预聚物通常是利用加热反应等将上述氰酸酯树脂例如三聚合化而得到的,为了调整树脂组合物的成型性、流动性而优选使用。上述预聚物例如在使用三聚合化率为20~50重量%的预聚物时,可显现出良好的成型性、流动性。
另外,氰酸酯树脂(D)优选在80℃的粘度为15~550mPa·s。这是为了在真空下加热加压层叠(层压)时内层电路图案上平坦性良好地形成绝缘树脂层,另外,为了保持与环氧树脂等其它成分的相溶性。若超过上述上限值,则有可能损害绝缘树脂层表面的平坦性。此外,若小于上述下限值,则相溶性恶化,有可能在层压时分离而漏出。
氰酸酯树脂(D)的含量优选是除了(B)无机填充材料以外的树脂层16整体的10~90重量%,特别优选25~75重量%。若含量小于上述下限值,则有时难以形成绝缘树脂层,若超过上述上限值,则有时绝缘树脂层的强度降低。因此,从这些特性平衡的观点出发优选为上述范围。
(C)环状硅氧烷化合物)
作为(C)环状硅氧烷化合物,可使用上述的具有至少2个Si-H键或Si-OH键的环状或笼型的硅氧烷化合物。
通过具有至少2个Si-H键或Si-OH键,从而使环状硅氧烷化合物彼此结合,进而通过覆盖填料或者填料与树脂界面,可使印刷线路板用层叠基材的强度提高,进而可实现由疏水化所致的低吸水化。
作为环状硅氧烷化合物,可使用上述的环状硅氧烷化合物。
笼型硅氧烷化合物可使用上述的笼型硅氧烷化合物,例如可举出聚倍半硅氧烷(T8)、聚倍半硅氧烷-羟基取代产物、聚倍半硅氧烷-八羟基取代产物、聚倍半硅氧烷-(3-缩水甘油基)丙氧基-七羟基取代产物、聚倍半硅氧烷-(2,3-丙二醇)丙氧基-七羟基取代产物等。
在本实施方式中,也可使用除了上述环状或笼型的硅氧烷化合物以外的偶联剂。这样的偶联剂没有特别限定,可举出硅烷系、钛酸酯系、铝系偶联剂等。例如可举出N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨基乙基)氨基丙基三乙氧基硅烷、3-苯胺基丙基三甲氧基硅烷、3-苯胺基丙基三乙氧基硅烷、N-β-(N-乙烯基苄基氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷及N-β-(N-乙烯基苄基氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷等氨基硅烷化合物;3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷及2-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷等环氧基硅烷化合物;除此以外,3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、3-脲丙基三甲氧基硅烷、3-脲丙基三乙氧基硅烷、及3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等。可单独使用其中的1种,也可并用2种以上。
通过使用偶联剂,可提高(A)环氧树脂及氰酸酯树脂(D)与上述无机填充材料的界面的润湿性。由此,可提高耐热性,特别是吸湿焊料耐热性。
(C)环状硅氧烷化合物的含量没有特别限定,优选相对于(B)无机填充材料100重量份为0.05~5.00重量份。特别是更优选0.1~2.5重量份。若(C)环状硅氧烷化合物的含量小于上述下限值,则覆盖无机填充材料而提高耐热性的效果不充分。另一方面,若超过上述上限值,则有时绝缘层的弯曲强度降低。通过使偶联剂的含量为上述范围内,可使这些特性的平衡优异。
(固化促进剂(E))
作为固化促进剂(E)的具体例,可举出有机膦、四取代
Figure BDA00002357176700361
化合物、磷酸酯甜菜碱化合物、膦化合物与醌化合物的加成物、
Figure BDA00002357176700362
化合物与硅烷化合物的加成物等含磷原子的化合物;1,8-二氮杂双环(5,4,0)十一碳烯-7、苄基二甲基胺、2-甲基咪唑等含氮原子的化合物。
其中,从固化性的观点出发,优选含磷原子的化合物,从流动性与固化性平衡的观点出发,更优选四取代
Figure BDA00002357176700363
化合物、磷酸酯甜菜碱化合物、膦化合物与醌化合物的加成物、
Figure BDA00002357176700364
化合物与硅烷化合物的加成物等具有潜伏性的催化剂。若考虑流动性方面,则特别优选四取代
Figure BDA00002357176700365
化合物,另外从耐焊料性的观点出发,特别优选磷酸酯甜菜碱化合物、膦化合物与醌化合物的加成物,另外,若考虑潜伏的固化性方面,则特别优选
Figure BDA00002357176700366
化合物与硅烷化合物的加成物。此外,从成型性的观点出发,优选四取代化合物。
作为有机膦,例如可举出乙基膦、苯基膦等伯膦;二甲基膦、二苯基膦等仲膦;三甲基膦、三乙基膦、三丁基膦、三苯基膦等叔膦。
作为四取代
Figure BDA00002357176700372
化合物,例如可举出下述通式(3)表示的化合物等。
Figure BDA00002357176700373
在通式(3)中,P表示磷原子,R17、R18、R19及R20分别独立地表示芳基或烷基,A表示在芳环上具有至少一个选自羟基、羧基、硫醇基中的任一种官能团的芳香族有机酸的阴离子,AH表示在芳环上具有至少一个选自羟基、羧基、硫醇基中的任一种官能团的芳香族有机酸,x及y为1~3的整数,z为0~3的整数,且x=y。
通式(3)表示的化合物例如如下得到,但并不限定于此。首先,将四取代卤化
Figure BDA00002357176700374
芳香族有机酸及碱混合在有机溶剂中,均匀地进行混合,在该溶液体系内使芳香族有机酸阴离子产生。接着,添加水,则能够使通式(3)表示的化合物沉淀。在通式(3)表示的化合物中,从合成时的收率与固化促进效果的平衡优异的观点出发,优选与磷原子键合的R17、R18、R19及R20为苯基且AH为在芳环上具有羟基的化合物,即酚化合物,且A为该酚化合物的阴离子。
作为磷酸酯甜菜碱化合物,例如可举出下述通式(4)表示的化合物等。
Figure BDA00002357176700375
在通式(4)中,X1表示碳原子数1~3的烷基,Y1表示羟基,f为0~5的整数,g为0~4的整数。
通式(4)表示的化合物例如可如下得到。经过以下工序而得到:首先使属于叔膦的三芳香族取代膦与重氮盐接触、使三芳香族取代膦与重氮盐具有的重氮基进行取代。然而并不限定于此。
作为膦化合物与醌化合物的加成物,例如可举出下述通式(5)表示的化合物等。
Figure BDA00002357176700381
在通式(5)中,P表示磷原子,R21、R22及R23彼此独立地表示碳原子数为1~12的烷基或碳原子数为6~12的芳基,R24、R25及R26彼此独立地表示氢原子或碳原子数1~12的烃基,R24与R25可彼此结合形成环。
作为用于膦化合物与醌化合物的加成物的膦化合物,例如优选三苯基膦、三(烷基苯基)膦、三(烷氧基苯基)膦、三萘基膦、三(苄基)膦等芳环上非取代或存在烷基、烷氧基等取代基的膦化合物,作为烷基、烷氧基等取代基,可举出具有1~6的碳原子数的取代基。从易于取得的观点出发,优选三苯基膦。
另外,作为用于膦化合物与醌化合物的加成物的醌化合物,可举出邻苯醌、对苯醌、蒽醌类,其中,从保存稳定性的观点出发,优选对苯醌。
作为膦化合物与醌化合物的加成物的制造方法,可通过在有机叔膦与苯醌类这两者能够溶解的溶剂中使之接触、混合而获得加成物。作为溶剂,优选在丙酮、甲基乙基酮等酮类中对加成物的溶解性低的酮类。然而,并不限定于此。
在通式(5)表示的化合物中,从使半导体密封用树脂组合物的固化物的热时弹性模量降低的观点出发,优选与磷原子键合的R21、R22及R23为苯基且R24、R25及R26为氢原子的化合物,即使1,4-苯醌与三苯基膦加成的化合物。
作为
Figure BDA00002357176700391
化合物与硅烷化合物的加成物,例如可举出下述式(6)表示的化合物等。
Figure BDA00002357176700392
在通式(6)中,P表示磷原子,Si表示硅原子。R27、R28、R29及R30彼此独立地表示具有芳环或杂环的有机基团、或者脂肪族基团,X2为与基团Y2及Y3键合的有机基团。X3为与基团Y4及Y5键合的有机基团。Y2及Y3表示质子供给性基团放出质子而成的基团,同一分子内的基团Y2及Y3与硅原子结合而形成螯合结构。Y4及Y5表示质子供给性基团放出质子而成的基团,同一分子内的基团Y4及Y5与硅原子结合而形成螯合结构。X2和X3彼此可以相同,也可以不同,Y2、Y3、Y4、及Y5彼此可以相同,也可以不同。Z1为具有芳环或杂环的有机基团、或者脂肪族基团。
在通式(6)中,作为R27、R28、R29及R30,例如可举出苯基、甲基苯基、甲氧基苯基、羟基苯基、萘基、羟基萘基、苄基、甲基、乙基、正丁基、正辛基及环己基等,其中,更优选苯基、甲基苯基、甲氧基苯基、羟基苯基、羟基萘基等具有取代基的芳基或者非取代芳基。
此外,在通式(6)中,X2为与Y2和Y3结合的有机基团。同样,X3为与基团Y4及Y5结合的有机基团。Y2及Y3为质子供给性基团放出质子而成的基团,同一分子内的基团Y2及Y3与硅原子键合而形成螯合结构。同样,Y4及Y5为质子供给性基团放出质子而成的基团,同一分子内的基团Y4及Y5与硅原子结合而形成螯合结构。基团X2及X3彼此可以相同,也可以不同,基团Y2、Y3、Y4、及Y5彼此可以相同,也可以不同。这样的通式(6)中的-Y2-X2-Y3-及-Y4-X3-Y5-表示的基团是由质子供体放出2个质子而成的基团构成的,作为质子供体,例如可举出邻苯二酚、连苯三酚、1,2-二羟基萘、2,3-二羟基萘、2,2'-联苯酚、1,1'-联-2-萘酚、水杨酸、1-羟基-2-萘甲酸、3-羟基-2-萘甲酸、氯醌酸、单宁酸、2-羟基苄基醇、1,2-环己烷二醇、1,2-丙二醇及甘油等。其中,从原料取得的容易性和固化促进效果的平衡这样的观点出发,更优选邻苯二酚、1,2-二羟基萘、2,3-二羟基萘。
此外,通式(6)中的Z1表示具有芳环或杂环的有机基团或脂肪族基团,作为这些的具体例,可举出甲基、乙基、丙基、丁基、己基及辛基等脂肪族烃基;苯基、苄基、萘基及联苯基等芳香族烃基;缩水甘油基氧丙基、巯基丙基、氨基丙基及乙烯基等反应性取代基等,其中,从热稳定性方面出发,更优选甲基、乙基、苯基、萘基及联苯基。
作为
Figure BDA00002357176700401
化合物与硅烷化合物的加成物的制造方法,在装有甲醇的烧瓶中,加入苯基三甲氧基硅烷等硅烷化合物、2,3-二羟基萘等质子供体并溶解,接着在室温搅拌下滴加甲醇钠-甲醇溶液。进而在室温搅拌下向其中滴加预先准备的将四苯基溴化
Figure BDA00002357176700402
等四取代卤化
Figure BDA00002357176700403
溶解于甲醇中而成的溶液后,析出结晶。将析出的结晶进行过滤、水洗、真空干燥,得到
Figure BDA00002357176700404
化合物与硅烷化合物的加成物。但是,并不限定于此。
固化促进剂(E)的含量的下限值优选相对于树脂层100重量%为0.1重量%以上。若固化促进剂(E)的含量的下限值为上述范围内,则可得到充分的固化性。此外,固化促进剂(E)的含量的上限值优选相对于树脂层100重量%为1重量%以下。若固化促进剂(E)的含量的上限值为上述范围内,则在树脂组合物中可获得充分的流动性。
在本实施方式中,就树脂层16而言,(B)无机填充材料的含量为55~75重量%,优选60~75重量%,(A)环氧树脂的含量为5~35重量%,优选5~25重量%,氰酸酯树脂(D)的含量为5~30重量%,优选5~20重量%。由此,树脂层16的低热膨胀率化、以及与在粘接层14上形成的镀覆金属层等的粘接性提高的平衡更加优异。
(其它成分)
树脂层16可进一步含有热塑性树脂。由此,可使由树脂组合物得到的固化物的机械强度提高。
作为热塑性树脂,例如可举出苯氧基系树脂、烯烃系树脂等。可单独使用,也可并用具有不同重均分子量的2种以上,或者将1种或2种以上与其预聚物并用。其中,优选苯氧基系树脂。由此,可使树脂层16的耐热性及阻燃性提高。
苯氧基树脂没有特别限定,例如,可举出具有双酚A骨架的苯氧基树脂、具有双酚F骨架的苯氧基树脂、具有双酚S骨架的苯氧基树脂、具有双酚M(4,4'-(1,3-苯二异丙基)-双苯酚)骨架的苯氧基树脂、具有双酚P(4,4'-(1,4)-苯二异丙基)双苯酚)骨架的苯氧基树脂、具有双酚Z(4,4'-环己叉基双苯酚)骨架的苯氧基树脂等具有双酚骨架的苯氧基树脂;具有酚醛清漆骨架的苯氧基树脂、具有蒽骨架的苯氧基树脂、具有芴骨架的苯氧基树脂、具有二环戊二烯骨架的苯氧基树脂、具有降冰片烯骨架的苯氧基树脂、具有萘骨架的苯氧基树脂、具有联苯骨架的苯氧基树脂、具有金刚烷骨架的苯氧基树脂等。另外,作为苯氧基树脂,也可使用具有上述骨架中的多种骨架的结构,也可使用各骨架的比率不同的苯氧基树脂。进而,可使用多种不同骨架的苯氧基树脂,也可使用多种具有不同重均分子量的苯氧基树脂,或者将其预聚物并用。
树脂层16可进一步含有酚醛树脂。作为酚醛树脂,是指可与环氧树脂进行固化反应而形成交联结构的具有酚性羟基的所有单体、低聚物、聚合物,例如,可举出苯酚酚醛清漆树脂、芳烷基酚醛树脂、萜改性酚醛树脂、二环戊二烯改性酚醛树脂、双酚A、三苯酚甲烷等。这些酚醛树脂可单独使用,或者混合使用。
树脂层16可根据需要而含有其它固化促进剂。作为其它固化促进剂,例如可举出咪唑化合物;环烷酸锌、环烷酸钴、辛酸锡、辛酸钴、双乙酰丙酮钴(II)、三乙酰丙酮钴(III)等有机金属盐;三乙基胺、三丁基胺、二氮杂双环[2,2,2]辛烷等叔胺类;苯酚、双酚A、壬基酚等酚类化合物;乙酸、苯甲酸、水杨酸、对甲苯磺酸等有机酸等;或者其混合物。既可单独使用还包含其中的衍生物在内的1种,也可并用还包含其衍生物在内的2种以上。
上述其它固化促进剂中,特别优选咪唑化合物。由此,可提高吸湿焊料耐热性。咪唑化合物具有在与(A)环氧树脂和氰酸酯树脂(D)一起溶解于有机溶剂中时能够实质上溶解到分子水平或者分散到与其接近的状态这样的性状。
树脂层16通过使用这样的咪唑化合物,可有效地促进(A)环氧树脂与氰酸酯树脂(D)反应,此外,即使减小咪唑化合物的配合量,也可赋予同等特性。
进而,使用了这样的咪唑化合物的树脂组合物可在与树脂成分之间从微小的矩阵单元而以高均匀性进行固化。由此,可提高在印刷线路板上形成的绝缘树脂层的绝缘性、耐热性。
作为咪唑化合物,例如可举出1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2,4-二氨基-6-〔2'-甲基咪唑基-(1')〕-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-(2'-十一烷基咪唑基)-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-〔2'-乙基-4-甲基咪唑基-(1')〕-乙基-均三嗪、2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑等。
其中,优选为选自1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、及2-乙基-4-甲基咪唑中的咪唑化合物。这些咪唑化合物通过具有特别优异的相溶性而可得到均匀性高的固化物,并且可形成微细且均匀的粗糙化面,因此可容易地形成微细的导体电路,并且可使印刷线路板显示出高的耐热性。
上述咪唑化合物的含量没有特别限定,但相对于(A)环氧树脂与氰酸酯树脂(D)的总计100重量%,优选0.01~5.00重量%,特别优选0.05~3.00重量%。由此,可特别提高耐热性。
此外,在用于制备树脂层16的树脂组合物中,为了提高树脂的相溶性、稳定性、作业性等各种特性,可适当添加各种添加剂,例如流平剂、消泡剂、抗氧化剂、颜料、染料、消泡剂、阻燃剂、紫外线吸收剂、离子捕获剂、非反应性稀释剂、反应性稀释剂、触变性赋予剂、增稠剂等。
<印刷线路板用层叠基材的制造方法>
印刷线路板用层叠基材(第1实施方式)10及印刷线路板用层叠基材(第2实施方式)11可如下制造。
首先,调制用于制作粘接层14或树脂层16的树脂组合物。
就粘接层14使用的第3树脂组合物和树脂层16使用的第2树脂组合物而言,可使用超声波分散方式、高压碰撞式分散方式、高速旋转分散方式、珠磨机方式、高速剪切分散方式、及自转公转式分散方式等各种混合机,分别将粘接层14所含的各成分和树脂层16所含的各成分在丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、甲苯、乙酸乙酯、环己烷、庚烷、环己烷、环己酮、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、乙二醇、溶纤剂系、卡必醇系、苯甲醚等有机溶剂中溶解、混合、搅拌,得到树脂清漆A(粘接层14用)、及树脂清漆B(树脂层16用)。
然后,用各种涂覆装置将树脂清漆A涂覆于剥离片12或金属箔13上后,将其干燥。或者,利用喷雾装置将树脂清漆A喷雾涂覆在剥离片12上后,将其干燥。由此,可在剥离片12上形成粘接层14。进而,用各种涂覆装置将树脂清漆B涂覆于粘接层14上后,将其干燥。或者,利用喷雾装置将树脂清漆B喷雾涂覆于粘接层14上后,将其干燥。由此,可在粘接层14上形成树脂层16。
涂覆装置没有特别限定,例如,可使用辊涂布机、棒涂布机、刮刀涂布机、凹版涂布机、模涂布机、Comma涂布机及帘式涂布机等。其中,优选使用模涂布机、刮刀涂布机、及Comma涂布机的方法。由此,可效率良好地制造没有空穴且具有均匀的绝缘树脂层厚度的印刷线路板用层叠基材。
剥离片12由于介由粘接层14而层叠有树脂层16,因此优选选择层叠时容易操作的剥离片。此外,由于在使印刷线路板用层叠基材10的树脂层16侧与内层电路抵接的状态下进行层叠后除去剥离片12,因此优选为层叠后容易剥离的剥离片。
作为剥离片12,例如可举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯树脂;氟系树脂、聚酰亚胺树脂等具有耐热性的热塑性树脂膜等。在这些膜中,从与粘接层14的粘接性及剥离性平衡的观点出发,优选由聚酯构成的膜。
剥离片12的厚度没有特别限定,通常为10~200μm,优选为20~75μm。若剥离片12的厚度为上述范围内,则操作容易,另外树脂层16的平坦性优异。
金属箔13与剥离片12同样,可在将印刷线路板用层叠基材10层叠于内层电路后剥离而使用,此外,也可蚀刻金属箔13而用作导体电路。在用作导体电路时,金属箔13优选由铜、铝构成。
金属箔13的厚度没有特别限定,通常为1~100μm,优选为2~35μm。若金属箔13的厚度为上述范围内,则操作容易,另外树脂层16的平坦性优异。
此外,金属箔13也可使用附有载体箔的极薄金属箔。所谓附有载体箔的极薄金属箔是将可剥离的载体箔与极薄金属箔贴合而成的金属箔。通过使用附有载体箔的极薄金属箔,从而能够在上述绝缘层的两面形成极薄金属箔层,因此例如在用半加成法等形成电路时,可以通过在不进行非电解镀覆的情况下直接以极薄金属箔作为给电层进行电解镀覆而形成电路,而后对极薄铜箔进行闪蚀。通过使用附有载体箔的极薄金属箔,从而即使为厚度10μm以下的极薄金属箔,也可防止例如加压工序中极薄金属箔的操作性的降低、极薄铜箔的破裂/断裂。
在这样得到的印刷线路板用层叠基材10或11中,粘接层14的层厚没有特别限定,通常可设为0.5~10μm,优选设为2~10μm,树脂层16的层厚通常可设为1~60μm,优选设为5~40μm。
另一方面,树脂层16的层厚在提高绝缘可靠性方面优选上述下限值以上,在达到作为多层配线板的目的之一的薄膜化方面优选上述上限值以下。由此,在制造多层印刷线路板时,可填充内层电路的凹凸而成型,并且可确保合适的绝缘树脂层厚度。
<预成型料的制造>
印刷线路板用层叠基材也可作为构成树脂层16的树脂含浸于纤维基材的、具备剥离片12或金属箔13的附有载体的预成型料而获得。应予说明,在本实施方式中,“具备剥离片12或金属箔13中的至少一种的附有载体的预成型料”及“将树脂清漆B含浸于纤维基材并使之干燥而得的预成型料”均被简称为“预成型料”。
作为纤维基材的材质,没有特别限定,例如可举出玻璃纺布、玻璃无纺布等玻璃纤维基材;由以聚酰胺树脂纤维、芳香族聚酰胺树脂纤维、全芳香族聚酰胺树脂纤维等聚酰胺系树脂纤维,聚酯树脂纤维、芳香族聚酯树脂纤维、全芳香族聚酯树脂纤维等聚酯系树脂纤维,聚酰亚胺树脂纤维,氟树脂纤维等为主要成分的纺布或无纺布构成的合成纤维基材;以牛皮纸、棉短绒纸、短绒与牛皮纸浆的混纺纸等为主要成分的纸基材等有机纤维基材等。其中优选玻璃纤维基材。由此,可提高预成型料的强度,可降低吸水率,另外可减小热膨胀系数。
构成玻璃纤维基材的玻璃没有特别限定,例如可举出E玻璃、C玻璃、A玻璃、S玻璃、D玻璃、NE玻璃、T玻璃、H玻璃等。其中,优选E玻璃、T玻璃、或S玻璃。由此,可达到玻璃纤维基材的高弹性化,也可减小热膨胀系数。
作为附有载体的预成型料的制造方法,例如可举出如下方法:预先准备将构成树脂层16的树脂清漆B含浸于纤维基材并通过加热干燥使溶剂挥发而成的预成型料,进而将构成粘接层14的树脂清漆A涂覆于上述预成型料,然后通过加热干燥使溶剂挥发,接着将剥离片12或金属箔13贴合于粘接层14,制成附有载体的预成型料;或者是如下方法:使构成树脂层16的树脂清漆B含浸于纤维基材后,立刻涂覆构成粘接层14的树脂清漆A,然后通过加热干燥使溶剂挥发,接着将剥离片12或金属箔13贴合于粘接层14,制成附有载体的预成型料。
此外,如上所述,准备印刷线路板用层叠基材10。进而,准备在剥离片12上层叠有树脂层16的树脂片。然后,附有膜的绝缘树脂片的绝缘树脂层16以对置的方式配置在片状纤维基材40的两面(图5(a))。然后,在真空中,例如在加热60~130℃、加压0.1~5MPa的条件下,从附有膜的绝缘树脂片的两侧进行层压,使构成树脂层16的树脂含浸于纤维基材40。由此,可得到在两面具有膜的预成型料42(图5(b))。
应予说明,可使用印刷线路板用层叠基材11来代替印刷线路板用层叠基材10。另外,也可使用一直使用的树脂片(例如,特开2010-31263号公报)来代替在剥离片12上层叠有树脂层16的树脂片。
作为使树脂清漆B含浸于纤维基材的方法,例如可举出将纤维基材浸渍于树脂清漆B的方法、利用各种涂布机涂布的方法、利用喷雾喷涂的方法等。其中,优选将纤维基材浸渍于树脂清漆B的方法。由此,可提高树脂清漆B(环氧树脂组合物)对纤维基材的含浸性。应予说明,在将纤维基材浸渍于树脂清漆B时,可使用通常的含浸涂布设备。
例如,如图3所示,将辊状纤维基材1进行退卷,并且使之浸渍于含浸槽2的树脂清漆3中。含浸槽2具备浸渍辊4(图1中为3根),利用浸渍辊4,纤维基材1连续地通过树脂清漆3,环氧树脂清漆3含浸于纤维基材1。接着,将含浸了环氧树脂清漆3的纤维基材1沿垂直方向往上提,通过沿水平方向并列设置而对置的1对挤压辊5、5之间,调整环氧树脂清漆3对纤维基材1的含浸量。应予说明,也可使用Comma辊来代替挤压辊。然后,将含浸了环氧树脂清漆3的纤维基材1在干燥机6中于规定的温度进行加热,使经涂布的清漆中的溶剂挥发,并且使树脂清漆B半固化,从而制得预成型料7。
应予说明,图3中的上部辊8为了使预成型料7沿前进方向移动,与预成型料7的前进方向同方向地旋转。此外,可通过例如在温度90~180℃、时间1~10分钟的条件下使环氧树脂清漆的溶剂干燥,从而得到半固化的预成型料7。
此外,附有载体的预成型料可通过包括以下工序的制造方法来制造。
首先,将印刷线路板用层叠基材10或11的树脂层16侧的面与纤维基材的一面或两面重叠,在减压条件下将它们接合(工序(a))。接着,接合后,在构成树脂层16的绝缘树脂成分的玻璃化转变温度以上的温度下进行加热处理,制作附有载体的预成型料(工序(b))。
首先,对(a)工序进行说明。
在(a)工序中,在减压条件下将印刷线路板用层叠基材10或11与纤维基材进行接合。
作为将印刷线路板用层叠基材10与纤维基材接合的方法,没有特别限定,例如可举出一边将纤维基材与印刷线路板用层叠基材10连续地供给并重叠一边接合的方法。
在(a)工序中,在将印刷线路板用层叠基材10、11的树脂层16侧与纤维基材接合时,优选加温至绝缘树脂层16的树脂成分的流动性提高的温度。由此,可将纤维基材与绝缘树脂层16容易地接合。此外,通过将绝缘树脂层16的至少一部分熔融而含浸在纤维基材内部,可容易得到含浸性良好的附有载体的预成型料。
在此,作为加温的方法,没有特别限定,例如,在接合时,可适合使用采用加热至规定温度的层压辊的方法等。在此,作为加温的温度,因形成绝缘树脂层的树脂的种类、配合而不同,但例如可在60~100℃实施。
接着,对(b)工序进行说明。
(b)工序是在(a)工序的接合后,在构成绝缘树脂层16的绝缘树脂成分的玻璃化转变温度以上的温度进行加热处理,制作预成型料。
由此,在(a)工序中,可使附有绝缘树脂层的载体与纤维基材接合时残存的减压空穴或者实质上的真空空穴消失,非填充部分非常少,或者,可制造非填充部分实质上不存在的两面附有载体的预成型料。
作为加热处理的方法,没有特别限定,例如,可使用热风干燥装置、红外线加热装置、加热辊装置、平板状热盘加压装置等来实施。
<层叠板的制造>
使用了印刷线路板用层叠基材10、11的金属包覆层叠板的制造方法的例子如下所示。
首先,如上所述,准备在图2中示出的印刷线路板用层叠基材11。接着,在片状纤维基材40的两面,绝缘树脂层16以对置的方式配置(图4(a))。
然后,在真空中,例如,在加热60~130℃、加压0.1~5MPa下,使构成印刷线路板用层叠基材11的树脂层16的树脂含浸于纤维基材40(图4(b))。接着将在两面具有金属箔的预成型料52直接加热加压成型,从而可得到在两面具有金属箔的层叠板54(图4(c))。
此外,能够利用与上述同样的方法通过使用印刷线路板用层叠基材10与12而得到在一方具有金属箔的层叠板,能够利用与上述同样的方法通过仅使用印刷线路板用层叠基材10而得到没有金属箔的层叠板。
进而,也可使用可用于以往的印刷线路板的树脂片(例如,例如,特开2010-31263号公报),利用纤维基材与印刷线路板用层叠基材10、11来制造层叠板。例如,剥离附有载体的预成型料42的剥离片12而得到预成型料(图5(c))。然后,将2个预成型料的树脂层16彼此以对置的方式进行配置,并且将粘接层14与金属箔44以对置的方式进行配置(图5(d))。然后,通过从两侧进行加热加压成型,从而可得到具有2片纤维基材且在两面具有金属箔的层叠板50(图5(e))。
应予说明,作为纤维基材40,可使用用于上述预成型料的纤维基材。
<印刷线路板的制造方法>
图6中例示使用了印刷线路板用层叠基材10的多层印刷线路板的制造方法。
图6(a)表示对芯基板(例如,FR-4的两面铜箔)进行了电路图案形成的内层电路基板18。
首先,用钻孔机对芯基板开孔,形成开口部21。进行利用高锰酸盐、重铬酸盐等氧化剂等除去开口后的树脂残渣等的去钻污处理,但通过将本实施方式的金属包覆层叠板用作芯基板,从而在去钻污处理后也维持粘接层14与金属层16的粘接性。
然后,通过非电解镀覆,对开口部21进行镀覆处理,实现内层电路基板18两面的导通。然后,通过蚀刻芯基板的铜箔而形成内层电路17。
应予说明,得到上述多层印刷线路板时所用的内层电路板例如可适合使用将内层电路部分进行黑化处理等粗糙化处理而得的内层电路板。另外开口部21可用导体糊料或树脂糊料适当填入。
内层电路17的材质优选在内层电路的形成中可利用蚀刻、剥离等方法除去。在蚀刻中,优选对于其所使用的试剂等具有耐化学试剂性。这样的内层电路17的材质例如可举出铜箔、铜板、铜合金板、42合金及镍等。特别是,铜箔、铜板及铜合金板不仅可选择电解镀覆品、轧制品,而且由于能够容易地取得各种厚度的材料,因此最优选用作内层电路17。
接着,使用印刷线路板用层叠基材10,以将树脂层16作为内层电路基板18侧并覆盖内层电路17的方式进行层叠(图6(b))。印刷线路板用层叠基材的层叠(层压)方法没有特别限定,优选使用真空加压、常压层压、及真空下加热加压的层压而进行层叠的方法,更优选是使用在真空下加热加压的层压。
接着,通过将形成的树脂层16进行加热,使之固化。固化的温度没有特别限定,优选100℃~250℃的范围。特别优选150℃~200℃。此外,为了使激光照射及树脂残渣的除去容易进行,也有时预先形成半固化状态。此外,在比通常的加热温度低的温度下加热第一层的树脂层16而使一部分固化(半固化),在粘接层14上进一步形成一层乃至多层树脂层16,使半固化的树脂层16再次加热固化至实际应用上没有问题的程度,从而可使树脂层16间及树脂层16与电路的密合力提高。该情况下的半固化的温度优选80℃~200℃,更优选100℃~180℃。应予说明,在以下工序中照射激光,对树脂形成通孔开口部22,但是在之前需要剥离剥离膜12。剥离膜12的剥离可在形成绝缘树脂层后、加热固化前、或者加热固化后的任何情况下进行,没有特别问题。
接着,对粘接层14及树脂层16照射激光,形成通孔开口部22(图6(c))。激光可使用准分子激光、UV激光及二氧化碳激光等。就利用激光的通孔开口部22的形成而言,树脂层16的材质与感光性/非感光性没有关系,可容易地形成微细的通孔开口部22。因此,在需要对树脂层16形成微细的开口部的情况下,特别优选。
应予说明,可进行利用高锰酸盐、重铬酸盐等氧化剂等除去激光照射后的树脂残渣等的去钻污处理。通过去钻污处理,可将平滑的树脂层16的表面同时粗糙化,可提高利用后续的金属镀覆形成的导电配线电路的密合性。根据本实施方式的印刷线路板用层叠基材10,在去钻污处理后粘接层14与外层电路20的粘接性得到维持。在粘接层14的表面,在去钻污工序中均匀地施加微细的凹凸形状,因此与外层电路20的密合性提高。此外,由于树脂层表面的平滑性高,因此可高精度地形成微细的配线电路。
接着,形成外层电路20(图6(d))。就外层电路20的形成方法而言,例如可用作为公知方法的半加成法等形成,但本发明并不限于此。接着,形成导体柱(導体ポスト)23(图6(e))。作为导体柱23的形成方法,可用作为公知方法的电解镀覆等形成。例如,将外层电路20作为电解镀覆用的引线,进行铜电解镀覆,可用铜填充通孔开口部22内而形成铜柱。
进而,通过重复图6(b)~图6(e)所示的工序,可形成多层。应予说明,在将绝缘树脂层形成半固化状态的情况下,也有时进行后固化(postcure)。
接着,形成阻焊膜(ソルダ一レジスト)24(图6(f))。应予说明,在图6(f)中,通过再次重复图6(b)~图6(e)所示的工序,从而可形成具备2层树脂层16的多层结构。
阻焊膜24的形成方法没有特别限定,例如,层压干膜型阻焊膜并通过曝光及显影来形成的方法;或者将印刷有液态抗蚀剂的阻焊膜通过曝光及显影来形成的方法。应予说明,连接用电极部可用金镀覆、镀镍及焊料镀覆等金属被膜适当覆盖。可通过这样的方法来制造多层印刷线路板。
图7中例示了使用了印刷线路板用层叠基材11的多层印刷线路板的制造方法。如图7(a)所示,将印刷线路板用层叠基材的树脂层16作为内层电路基板18侧,以覆盖内层电路17的方式进行层叠。印刷线路板用层叠基材的层叠(层压)方法与第1实施方式同样,没有特别限定,但优选使用真空加压、常压层压、及真空下加热加压的层压机来层叠的方法,更优选为使用在真空下加热加压的层压机来层叠的方法。
接着,对印刷线路板用层叠基材设置通孔开口部。
首先,利用规定的蚀刻法,蚀刻金属箔13,形成开口部(图7(b))。然后,对在该开口部底部露出的树脂层16照射激光,形成通孔开口部(图7(c))。
激光照射后,为了除去通孔开口部内的树脂残渣等,利用高锰酸盐、重铬酸盐等氧化剂等进行去钻污处理。通过去钻污处理,可提高利用后续的金属镀覆形成的导电配线电路的密合性。根据本实施方式的印刷线路板用层叠基材11,在去钻污处理后也可维持粘接层14与金属层16的粘接性。
然后,通过金属镀覆实现绝缘树脂层间的连接,通过蚀刻进行外层电路图案形成(图7(d))。然后,与使用印刷线路板用层叠基材10的情况同样,可得到多层印刷线路板。应予说明,也可在图7(b)中,全部蚀刻除去金属箔,通过图6(b)~(f)的工序得到印刷线路板。
<半导体装置的制造方法>
接着,对于在本实施方式的印刷线路板上安装半导体元件而成的半导体装置进行说明。
图8为示出半导体装置25的一例的截面图。
如图8所示,在印刷线路板26的一面,设有多个连接用电极部27。具有与该多层印刷线路板的连接用电极部27对应地设置的焊料凸块29的半导体元件28介由焊料凸块29与印刷线路板26连接。
然后,在印刷线路板26与半导体元件28之间填充液态密封树脂30,形成半导体装置25。应予说明,印刷线路板26在内层电路基板18上具备内层电路17、绝缘层16、粘接层14及外层电路20。内层电路17与外层电路20介由导体柱23连接。此外,绝缘层16由阻焊膜24覆盖。
焊料凸块29优选用由锡、铅、银、铜、铋等形成的合金构成。就半导体元件28与印刷线路板26的连接方法而言,使用倒装贴片机等来进行基板上的连接用电极部与半导体元件的金属凸块的对位后,使用IR回流装置、热板、其它加热装置将焊料凸块29加热至熔点以上,将基板上的多层印刷线路板26与焊料凸块29进行熔融接合,从而进行连接。应予说明,为了使连接可靠性良好,可预先在多层印刷线路板26上的连接用电极部形成焊料糊料等熔点比较低的金属的层。在该接合工序之前,也可通过在焊料凸块和/或印刷线路板上的连接用电极部的表层涂布助熔剂,从而使连接性提高。
此外,电路基板用环氧树脂组合物可适用于被要求小型化、高密度配线化、高可靠性的系统级封装(SiP)等所用的被要求高可靠性的印刷线路板等。
以下,基于实施例及比较例详细地说明本发明,但本发明并不限定于此。应予说明,表中的配合量的单位为重量份。
实施例1
(关于第1树脂组合物)
在实施例及比较例中使用的原材料如下所述。
(1)无机填充材料A/球状二氧化硅;ADMATECHS公司制,“SO-25R”,平均粒径0.5μm
(2)无机填充材料B/勃姆石;大名化学公司制C-20平均粒径2.0μm BET比表面积4.0m2/g
(3)环氧树脂A/甲氧基萘二亚甲基型环氧树脂;DIC公司制,“HP-5000”,环氧基当量250
(4)环氧树脂B/联苯二亚甲基型环氧树脂:日本化药公司制·“NC-3000”,环氧基当量275
(5)氰酸酯树脂A/酚醛清漆型氰酸酯树脂:Lonza Japan公司制,“PrimasetPT-30”,氰酸酯当量124
(6)氰酸酯树脂B/双酚A型氰酸酯树脂:Lonza Japan公司制,“PrimasetBA-200”,氰酸酯当量139
(7)苯氧基树脂/双酚A型环氧树脂与双酚F型环氧树脂的共聚物:Japan Epoxy公司制,“jER4275”,重均分子量60000
(8)酚系固化剂/联苯亚烷基型酚醛清漆树脂:明和化成公司制“MEH-7851-3H”,羟基当量220
(9)固化促进剂/咪唑化合物:四国化成工业公司制“Curezol 1B2PZ(1-苄基-2-苯基咪唑)”
(10)(C)环状硅氧烷化合物A(TMCTS)/1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷:Azmax股份公司制
(11)(C)环状硅氧烷化合物B(PMCTS)/1,3,5,7,9-五甲基环五硅氧烷:Azmax股份公司制
<实施例1-1>
(1)树脂清漆的制备
将环氧树脂A 25.0重量份、酚固化剂24.0重量份、环状硅氧烷化合物A1.0重量份溶解于甲基乙基酮中,使之分散。进而,添加50.0重量份的无机填充材料A,用高速搅拌装置搅拌10分钟,制备固体成分为60重量%的树脂清漆。
(2)预成型料的制作
将上述树脂清漆含浸于玻璃纺布(厚度92μm,日东纺织公司制,WEA-116E)中,在150℃的加热炉中干燥2分钟,得到预成型料中的清漆固体成分约为50重量%的预成型料。
(3)层叠板的制作
将2片上述预成型料重叠,在两面重叠3μm的附有载体的铜箔(三井金属公司制,MTEx),在压力4MPa、温度200℃的条件下进行2小时加热加压成型,从而得到在两面具有铜箔的厚度为0.2mm的层叠板。
(4)树脂片的制作
用Comma涂布机装置将上述树脂清漆以干燥后的环氧树脂层的厚度成为40μm的方式涂覆在PET膜(厚度38μm,三菱树脂聚酯公司制,SFB38)上,将其在150℃的干燥装置中干燥5分钟,制造树脂片。
(5)印刷线路板(两面电路基板)的制作
用0.1mm的钻头对上述层叠板进行贯通孔加工后,通过镀覆来填充贯通孔。进而利用辊层压机将半加成用干膜(旭化成制UFG-255)层压于铜箔表面,曝光、显影成规定图案状后,对图案状露出部进行电解铜镀覆处理,形成20μm厚的电解铜镀覆被膜。进而,剥离干膜后,利用闪蚀处理,除去3μm的铜箔片层。然后,实施电路粗糙化处理(Mec制CZ8101),制作具有L/S=15μm/15μm的梳齿图案状铜电路的印刷线路板(两面电路基板)。
(6)多层印刷线路板的制作
以上述得到的树脂片的环氧树脂面为内侧的方式重叠于上述得到的两面电路基板,用真空加压式层压装置,使其在温度100℃、压力1MPa的条件下真空加热加压成型。从树脂片剥离基材PET膜后,在热风干燥装置中于170℃加热60分钟,使之固化。进而,使用二氧化碳激光装置对绝缘层设置开口部,通过电解铜镀覆在绝缘层表面进行L/S=25μm/25μm的外层电路形成,实现外层电路与内层电路的导通。应予说明,外层电路设置用于安装半导体元件的连接用电极部。然后,在最外层形成阻焊膜(Taiyo ink公司制,PSR4000/AUS308),通过曝光、显影以能够安装半导体元件的方式使连接用电极部露出,实施ENEPIG处理,切割成50mmx50mm的大小,得到封装用多层印刷线路板。
(7)半导体装置的制作
半导体元件(TEG芯片,尺寸15mm×15mm,厚度0.8mm)使用焊料凸块由Sn/Pb组成的共晶形成且电路保护膜由正型感光性树脂(Sumitomo Bakelite公司制CRC-8300)形成的半导体元件。就半导体装置的组装而言,首先,利用转印法将助熔剂材料均匀地涂布于焊料凸块,接着使用倒装贴片机装置,通过加热压接而搭载于上述封装用多层印刷线路板上。接着,用IR回流焊炉将焊料凸块熔融接合后,填充液态密封树脂(Sumitomo Bakelite公司制,CRP-415S),使液态密封树脂固化,从而得到半导体装置。应予说明,使液态密封树脂在温度150℃、120分钟的条件下固化。
<实施例1-2~1-5,及比较例1-1~1-3>
按照表1的配合量,与实施例1同样进行,得到预成型料、层叠板、印刷线路板、多层印刷线路板、及半导体装置。
对于上述得到的预成型料、层叠板、多层印刷线路板、及半导体装置,进行以下评价项目的评价。此外,将实施例及比较例的树脂组合物的配合组成、各物性值、评价结果示于表1及2中。应予说明,在表中中,各配合量表示“重量份”。
[表1]
Figure BDA00002357176700551
(1)热膨胀系数
对厚度0.2mm的层叠板的铜箔进行全面蚀刻,从所得层叠板切出4mmx20mm的试验片,用TMA,在10℃/分钟的条件下,测定在50℃~150℃的面方向的线膨胀系数(平均线膨胀系数)。各符号如下所述。
◎:线膨胀系数小于10ppm
○:线膨胀系数10ppm以上且小于15ppm
×:线膨胀系数15ppm以上
(2)吸湿焊料耐热性
从所得层叠板切出50mm见方的试验片,进行3/4蚀刻,用压力锅进行121℃2小时吸湿处理后,在260℃的焊料中浸渍30秒,观察有无鼓起。各符号如下所述。
○:无异常
×:发生鼓起
(3)ENEPIG工艺适应性
作为试验片,使用切成50mm见方的两面电路基板,按照以下步骤,进行ENEPIG工艺适应性的评价。
将上述试验片在液温50℃的清洗液(上村工业制ACL-007)中浸渍5分钟,充分水洗后,在液温25℃的软蚀刻液(过硫酸钠与硫酸的混液)中浸渍1分钟,充分水洗。接着,在液温25℃的硫酸中浸渍1分钟作为酸洗处理,充分水洗。进而,在液温25℃的硫酸中浸渍1分钟,接着在液温25℃的钯催化剂赋予液(上村工业制KAT-450)中浸渍2分钟后,充分水洗。将该试验片在液温80℃的非电解Ni镀覆浴(上村工业制NPR-4)中浸渍35分钟后,充分水洗,在液温50℃的非电解Pd镀覆浴(上村工业制TPD-30)中浸渍5分钟后,充分水洗。最后在80℃的非电解Au镀覆浴(上村工业制TWX-40)中浸渍30分钟后,充分水洗。
用电子显微镜(倍率2000倍)观察该试验片的配线间,确认配线间有无镀覆异常析出。若存在异常析出,则成为配线间短路的原因而不优选。各符号如下所述。
○:在50mm见方的试验片的范围内金属析出部的比例以面积计为5%以下
×:5%以上
(4)热冲击性试验
以-55℃10分钟、125℃10分钟、-55℃10分钟为1个循环,将所得的半导体装置在FLUORINERT中处理1000个循环,目视确认试验片是否发生裂纹。各符号如下所述。
○:未发生裂纹
×:发生裂纹
实施例1-1~1-5使用本发明的电路基板用树脂组合物。评价总体上良好,ENEPIG工艺适应性也良好。另一方面,比较例1-1由于没有使用环状硅氧烷化合物,因此在ENEPIG工艺中发生不良情况。比较例1-2由于没有使用无机填充材料,因此低热膨胀性差,半导体装置的耐热冲击性也不令人满意。比较例1-3由于没有使用环氧树脂,因此吸湿耐热性及耐热冲击性差。可知为了全部满足低热膨胀性、耐热性、ENEPIG工艺适应性、耐热冲击性,本发明的电路基板用树脂组合物是有效的。
(参考例实验例)
将以下原料用作在实施例及比较例中使用的原材料以外的原料,进行参考实验。
(12)无机填充材料C/球状纳米二氧化硅;Tokuyama公司制NSS-5N,平均粒径70nm
(13)无机填充材料D/球状纳米二氧化硅;扶桑化学工业公司制PL-1,平均粒径15nm
(14)环氧树脂C/双酚A型环氧树脂:DIC公司制·“840-S”,环氧基当量185
(参考例1-1~1-5)
按照表2进行配制,除此以外,与实施例1-1同样,与实施例1-1同样,得到预成型料、层叠板、树脂片、多层印刷线路板及半导体装置。
[表2]
Figure BDA00002357176700581
(5)接触角测定
通过蚀刻除去上述层叠板的铜箔,在以下步骤后,测定接触角。
将上述层叠板(a)在液温50℃的清洗液(上村工业制ACL-007)中浸渍5分钟,充分水洗后,(b)在液温25℃的软蚀刻液(过硫酸钠与硫酸的混液)中浸渍1分钟,充分水洗。接着,(c)在液温25℃的硫酸中浸渍1分钟作为酸洗处理,充分水洗。进而(d)在液温25℃的硫酸中浸渍1分钟,然后在液温25℃的钯催化剂赋予液(上村工业制KAT-450)中浸渍2分钟后,充分水洗。将该试验片(e)在液温80℃的非电解Ni镀覆浴(上村工业制NPR-4)中浸渍35分钟后,充分水洗,(f)在液温50℃的非电解Pd镀覆浴(上村工业制TPD-30)中浸渍5分钟后,充分水洗。最后(g)在80℃的非电解Au镀覆浴(上村工业制TWX-40)中浸渍30分钟后,充分水洗。
然后,利用协和界面化学公司制的接触角测定装置(DM-301),测定树脂表面(没有配线的部分)与纯水的接触角。将接触角测定的结果示于表3中。
[表3]
Figure BDA00002357176700582
可确认:参考例1-1~1-3中任一层叠板的接触角均为85°以下。
另外,使用了参考例的层叠板的印刷线路板的ENEPIG特性良好。
应予说明,对于实施例与比较例的层叠板,还在表4中总结了接触角与ENEPIG特性的关系。表中的数值为上述(a)~(g)中的各工序的接触角(°)。
[表4]
结果,特别是(e)液温80℃的非电解Ni镀覆浴后接触角为100°的比较例1在ENEPIG工序后发生金属的异常析出。另一方面,除此以外,接触角为85°以下,为良好的ENEPIG特性。应予说明,参考例4及5的接触角大于85°。使用了参考例5及5的层叠板的印刷线路板在ENEPIG工序后发生金属的异常析出。进而,使用参考例1-1及1-2的同时含有(C)环状硅氧烷化合物和微粒时的层叠板来制作L/S=10μm/10μm的印刷线路板(两面电路基板),评价ENEPIG特性。结果,未观察到金属的异常析出,是良好的。
(关于第2树脂组合物)
(实施例2-1)
1.清漆的制作
1.1.粘接层形成用树脂清漆(1A)的制作
将含有羟基的聚酰胺树脂(日本化药公司制,BPAM01)30重量份、作为平均粒径100nm以下的二氧化硅的球状二氧化硅浆料(ADMATECHS公司制,SX009,平均粒径50nm)15重量份、作为环氧树脂的HP-5000(DIC公司制)35重量份、作为氰酸酯树脂的苯酚酚醛清漆型氰酸酯树脂(LONZA公司制,Primaset PT-30)19.4重量份、作为偶联剂的环氧基硅烷偶联剂(Nippon Unicar公司制,A187)0.1重量份、作为固化催化剂的咪唑(四国化成公司制,Curezol 1B2PZ)0.5重量份用高速搅拌装置在二甲基乙酰胺与甲基乙基酮的混合溶剂中搅拌60分钟,制备固体成分为30%的与基材相接的绝缘层用树脂清漆(1A)。
1.2.树脂层形成用树脂清漆(1B)的制作
添加作为无机填充材料的球状熔融二氧化硅(ADMATECHS公司制,SO-25R,平均粒径0.5μm)65重量份、作为溶剂的甲基乙基酮、作为环状硅氧烷化合物的TMCTS(试剂)0.5重量份、作为环氧树脂的二环戊二烯型环氧树脂(DIC公司制,HP-7200)20重量份、作为氰酸酯树脂的苯酚酚醛清漆型氰酸酯树脂(LONZA公司制,Primaset PT-30)10重量份、苯氧基树脂(三菱化学公司制,jER-4275)3.8重量份、作为偶联剂的环氧基硅烷偶联剂(Nippon Unicar公司制,A187)0.5重量份、作为固化催化剂的咪唑(四国化成公司制,Curezol 1B2PZ)0.2重量份,用高速搅拌装置搅拌60分钟,制备固体成分为70%的树脂清漆(1B)。
2.树脂片(印刷线路板用层叠基材)的制作
用Comma涂布机装置以干燥后的粘接层的厚度成为5μm的方式将上述得到的树脂清漆(1A)在厚度36μm的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜的一面进行涂覆,将其在160℃的干燥装置中干燥3分钟,形成粘接层。
接着,在粘接层的上面,进一步用Comma涂布机装置以干燥后的树脂层的厚度的总和成为30μm的方式涂覆树脂清漆(1B),将其在160℃的干燥装置中干燥3分钟,形成在PET膜上层叠有粘接层及树脂层的树脂片。
3.固化树脂板的制作
将各实施例及比较例中使用的树脂层用清漆以厚度成为90μm的方式涂覆于PET膜上,在真空下,在温度200℃、压力1.5MPa的条件下进行加热加压成型,得到固化树脂板。
4.印刷线路板的制作
为了测定后述的表面粗糙度(Ra)、镀覆剥离强度,首先制造多层印刷线路板。
就多层印刷线路板而言,在两面形成有规定的内层电路图案的内层电路基板的正反面以使上述得到的树脂片的绝缘层面为内侧的方式进行重叠,用真空加压式层压装置将其在温度100℃、压力1MPa进行真空加热加压成型,然后,用热风干燥装置于170℃进行60分钟的加热固化,制造多层印刷线路板。
应予说明,内层电路基板使用下述覆铜层叠板。
·绝缘层:无卤素FR-4材料,厚度0.4mm
·导体层:铜箔厚度18μm,L/S=120/180μm,穿通孔(クリアランスホ一ル)1mmφ,3mmφ,狭缝2mm
5.半导体装置的制作
从上述得到的多层印刷线路板剥离基材,用二氧化碳激光装置形成φ60μm的开口部(盲孔),在60℃的溶胀液(Atotech Japan股份公司制,Swelling Dip Securiganth P)中浸渍10分钟,进而在80℃的高锰酸钾水溶液(Atotech Japan股份公司制,Concentrate compact CP)中浸渍20分钟后,中和,进行粗糙化处理。将其经过脱脂、赋予催化剂、活化工序后,形成约1μm的非电解铜镀覆膜、30μm的电镀铜膜,用热风干燥装置于200℃进行60分钟的退火处理。接着,印刷阻焊膜(TAIYOINK MFG股份公司制,PSR-4000AUS703),以使半导体元件搭载衬垫等露出的方式,用规定的掩模进行曝光,进行显影、固化,以电路上的阻焊剂层厚度成为12μm的方式形成。
最后,向从阻焊剂层露出的电路层上形成由3μm的非电解镍镀覆层以及在其上形成的0.1μm非电解金镀覆层构成的镀覆层,将所得到的基板切割成50mmx50mm的尺寸,得到半导体装置用的多层印刷线路板。半导体装置是通过如下得到的,即,利用倒装贴片机装置通过加热压接将具有焊料凸块的半导体元件(TEG芯片,尺寸15mmx15mm,厚度0.8mm)搭载在上述上述半导体装置用多层印刷线路板上,接着,用IR回流焊炉将焊料凸块进行熔融接合,然后填充液态密封树脂(SumitomoBakelite公司制,CRP-4152S),使液态密封树脂固化。应予说明,使液态密封树脂在温度150℃、120分钟的条件下固化。应予说明,上述半导体元件的焊料凸块使用由Sn/Pb组成的共晶所形成的焊料凸块。
(实施例2-2)
使用以下树脂清漆(2A)来代替树脂清漆(1A),除此以外与实施例1同样操作,得到树脂片、固化树脂板、多层印刷线路板、及半导体装置。
粘接层形成用树脂清漆(2A)的制作
将含有羟基的聚酰胺树脂(日本化药公司制,BPAM01)35重量份、作为环氧树脂的HP-5000(DIC公司制)40重量份、作为氰酸酯树脂的苯酚酚醛清漆型氰酸酯树脂(LONZA公司制,Primaset PT-30)24.5重量份、作为固化催化剂的咪唑(四国化成公司制,Curezol 1B2PZ)0.5重量份用高速搅拌装置在二甲基乙酰胺与甲基乙基酮的混合溶剂中搅拌60分钟,制备固体成分为30%的与基材相接的绝缘层用清漆(2A)。
(实施例2-3)
用以下树脂清漆(3A)来代替树脂清漆(1A),除此以外与实施例1同样,得到树脂片、固化树脂板、多层印刷线路板、及半导体装置。
粘接层形成用树脂清漆(3A)的制作
将含有羟基的聚酰胺树脂(日本化药公司制,BPAM01)30重量份、球状二氧化硅浆料(ADMATECHS公司制,SC1030,平均粒径300nm)15重量份、作为环氧树脂的HP-5000(DIC公司制)35重量份、作为氰酸酯树脂的苯酚酚醛清漆型氰酸酯树脂(LONZA公司制,PrimasetPT-30)19.4重量份、作为偶联剂的环氧基硅烷偶联剂(Nippon Unicar公司制,A187)0.1重量份、作为固化催化剂的咪唑(四国化成公司制,Curezol 1B2PZ)0.5重量份用高速搅拌装置在二甲基乙酰胺与甲基乙基酮的混合溶剂中搅拌60分钟,制备固体成分为30%的与基材相接的绝缘层用清漆(3A)。
(实施例2-4)
用以下树脂清漆(4B)来代替树脂清漆(1B),除此以外与实施例1同样,得到树脂片、固化树脂板、多层印刷线路板、及半导体装置。
树脂层形成用树脂清漆(4B)的制作
添加作为无机填充材料的球状熔融二氧化硅(ADMATECHS公司制,SO-25R,平均粒径0.5μm)65重量份、作为溶剂的甲基乙基酮、作为环状硅氧烷化合物的PMCPS(试剂)0.5重量份、作为环氧树脂的二环戊二烯型环氧树脂(DIC公司制,HP-7200)20重量份、作为氰酸酯树脂的苯酚酚醛清漆型氰酸酯树脂(LONZA公司制,Primaset PT-30)10重量份、苯氧基树脂(三菱化学公司制,jER-4275)3.8重量份、作为偶联剂的环氧基硅烷偶联剂(Nippon Unicar公司制,A187)0.5重量份、作为固化催化剂的咪唑(四国化成公司制,Curezol 1B2PZ)0.2重量份,用高速搅拌装置搅拌60分钟,制备固体成分为70%的清漆(4B)。
(实施例2-5)
用以下树脂清漆(5B)来代替树脂清漆(1B),除此以外与实施例1同样,得到树脂片、固化树脂板、多层印刷线路板、及半导体装置。
树脂层形成用树脂清漆(5B)的制作
添加作为无机填充材料的球状熔融二氧化硅(ADMATECHS公司制,SO-25R,平均粒径0.5μm)65重量份、作为溶剂的甲基乙基酮、作为环状硅氧烷化合物的PMCPS(试剂)0.5重量份、作为环氧树脂的甲氧基萘芳烷基型环氧树脂(DIC公司制,HP-5000)20重量份、作为氰酸酯树脂的苯酚酚醛清漆型氰酸酯树脂(LONZA公司制,PrimasetPT-30)10重量份、苯氧基树脂(三菱化学公司制,jER-4275)3.8重量份、作为偶联剂的环氧基硅烷偶联剂(Nippon Unicar公司制,A187)0.5重量份、作为固化催化剂的咪唑(四国化成公司制,Curezol 1B2PZ)0.2重量份,用高速搅拌装置搅拌60分钟,制备固体成分为70%的清漆(5B)。
(实施例2-6)
用以下树脂清漆(6B)来代替树脂清漆(1B),除此以外与实施例1同样,得到树脂片、固化树脂板、多层印刷线路板、及半导体装置。
树脂层形成用树脂清漆(6B)的制作
添加作为无机填充材料的球状熔融二氧化硅(ADMATECHS公司制,SO-25R,平均粒径0.5μm)65重量份、作为溶剂的甲基乙基酮、作为环状硅氧烷化合物的TMCTS(试剂)0.5重量份、作为环氧树脂的二环戊二烯型环氧树脂(DIC公司制,HP-7200)20重量份、作为氰酸酯树脂的二环戊二烯型氰酸酯树脂(LONZA公司制,DT-4000)10重量份、苯氧基树脂(三菱化学公司制,jER-4275)3.8重量份、作为偶联剂的环氧基硅烷偶联剂(Nippon Unicar公司制,A187)0.5重量份、作为固化催化剂的咪唑(四国化成公司制,Curezol 1B2PZ)0.2重量份,用高速搅拌装置搅拌60分钟,制备固体成分为70%的清漆(6B)。
(实施例2-7)
用以下树脂清漆(7B)来代替树脂清漆(1B),除此以外与实施例1同样,得到树脂片、固化树脂板、多层印刷线路板、及半导体装置。
树脂层形成用树脂清漆(7B)的制作
添加作为无机填充材料的球状熔融二氧化硅(ADMATECHS公司制,SO-25R,平均粒径0.5μm)65重量份、作为溶剂的甲基乙基酮、作为环状硅氧烷化合物的TMCTS(试剂)0.5重量份、作为环氧树脂的二环戊二烯型环氧树脂(DIC公司制,HP-7200)20重量份、苯氧基树脂(三菱化学公司制,jER-4275)3.8重量份、酚醛树脂(日本化药公司制,GPH-103)10重量份、作为偶联剂的环氧基硅烷偶联剂(NipponUnicar公司制,A187)0.5重量、作为固化催化剂的咪唑(四国化成公司制,Curezol 1B2PZ)0.2重量份,用高速搅拌装置搅拌60分钟,制备固体成分为70%的清漆(7B)。
(实施例2-8)
用以下树脂清漆(8A)来代替树脂清漆(1A),除此以外与实施例1同样,得到树脂片、固化树脂板、多层印刷线路板、及半导体装置。
粘接层形成用树脂清漆(8A)的制作
将含有羟基的聚酰胺树脂(日本化药公司制,BPAM01)40重量份、作为环氧树脂的HP-5000(DIC公司制)58重量份、作为固化催化剂的咪唑(四国化成公司制,Curezol 1B2PZ)2重量份用高速搅拌装置在二甲基乙酰胺与甲基乙基酮的混合溶剂中搅拌60分钟,制备固体成分为30%的与基材相接的绝缘层用清漆(8A)。
(实施例2-9)
用以下树脂清漆(9A)来代替树脂清漆(1A),除此以外与实施例6同样,得到树脂片、固化树脂板、多层印刷线路板、及半导体装置。
粘接层形成用树脂清漆(9A)的制作
将作为环氧树脂的HP-5000(DIC公司制)45重量份、作为氰酸酯树脂的苯酚酚醛清漆型氰酸酯树脂(LONZA公司制,Primaset PT-30)29.6重量份、作为固化催化剂的咪唑(四国化成公司制,Curezol 1B2PZ)0.4重量份用高速搅拌装置在二甲基乙酰胺与甲基乙基酮的混合溶剂中搅拌60分钟,制备固体成分为30%的与基材相接的绝缘层用清漆(9A)。
(实施例2-10)
用以下树脂清漆(10B)来代替树脂清漆(1B),除此以外与实施例1同样,得到树脂片、固化树脂板、多层印刷线路板、及半导体装置。
树脂层形成用树脂清漆(10B)的制作
添加作为无机填充材料的球状熔融二氧化硅(ADMATECHS公司制,SO-25R,平均粒径0.5μm)65重量份、作为溶剂的甲基乙基酮、作为环状硅氧烷化合物的TMCTS(试剂)0.5重量份、作为环氧树脂的二环戊二烯型环氧树脂(DIC公司制,HP-7200)20重量份、作为氰酸酯树脂的苯酚酚醛清漆型氰酸酯树脂(LONZA公司制,Primaset PT-30)10重量份、苯氧基树脂(三菱化学公司制,jER-4275)3.5重量份、作为偶联剂的环氧基硅烷偶联剂(Nippon Unicar公司制,A187)0.5重量份、作为(固化促进剂)的四苯基
Figure BDA00002357176700661
与双(萘-2,3-二氧)苯基硅酸酯的加成物(Sumitomo Bakelite公司制,C05-MB)0.5重量份,用高速搅拌装置搅拌60分钟,制备固体成分为70%的清漆(10B)。
(实施例2-11)
用以下树脂清漆(11B)来代替树脂清漆(1B),除此以外与实施例1同样,得到树脂片、固化树脂板、多层印刷线路板、及半导体装置。
树脂层形成用树脂清漆(11B)的制作
添加作为无机填充材料的球状熔融二氧化硅(ADMATECHS公司制,SO-31R,平均粒径1.0μm)65重量份、作为溶剂的甲基乙基酮、作为环状硅氧烷化合物的TMCTS(试剂)0.5重量份、作为环氧树脂的二环戊二烯型环氧树脂(DIC公司制,HP-7200)20重量份、作为氰酸酯树脂的苯酚酚醛清漆型氰酸酯树脂(LONZA公司制,Primaset PT-30)10重量份、苯氧基树脂(三菱化学公司制,jER-4275)3.8重量份、作为偶联剂的环氧基硅烷偶联剂(Nippon Unicar公司制,A187)0.5重量份、作为固化催化剂的咪唑(四国化成公司制,Curezol 1B2PZ)0.2重量份,用高速搅拌装置搅拌60分钟,制备固体成分为70%的树脂清漆(11B)。
(实施例2-12)
用以下树脂清漆(12B)来代替树脂清漆(1B),除此以外与实施例1同样,得到树脂片、固化树脂板、多层印刷线路板、及半导体装置。
树脂层形成用树脂清漆(12B)的制作
添加作为无机填充材料的球状熔融二氧化硅(ADMATECHS公司制,SO-25R,平均粒径0.5μm)50重量份和球状熔融二氧化硅(ADMATECHS公司制,SO-22R,平均粒径0.3μm)15重量份、作为溶剂的甲基乙基酮、作为环状硅氧烷化合物的TMCTS(试剂)0.5重量份、作为环氧树脂的二环戊二烯型环氧树脂(DIC公司制,HP-7200)20重量份、作为氰酸酯树脂的苯酚酚醛清漆型氰酸酯树脂(LONZA公司制,Primaset PT-30)10重量份、苯氧基树脂(三菱化学公司制,jER-4275)3.8重量份、作为偶联剂的环氧基硅烷偶联剂(Nippon Unicar公司制,A187)0.5重量份、作为固化催化剂的咪唑(四国化成公司制,Curezol 1B2PZ)0.2重量份,用高速搅拌装置搅拌60分钟,制备固体成分为70%的树脂清漆(12B)。
(实施例2-14)
用以下树脂清漆(14B)来代替树脂清漆(1B),除此以外与实施例1同样,得到树脂片、固化树脂板、多层印刷线路板、及半导体装置。
树脂层形成用树脂清漆(14B)的制作
添加作为无机填充材料的球状熔融二氧化硅(ADMATECHS公司制,SO-31R,平均粒径1.0μm)55重量份、作为溶剂的甲基乙基酮、作为环状硅氧烷化合物的TMCTS(试剂)0.5重量份、作为环氧树脂的二环戊二烯型环氧树脂(DIC公司制,HP-7200)43重量份、作为偶联剂的环氧基硅烷偶联剂(Nippon Unicar公司制,A187)0.5重量份、作为(固化促进剂)的四苯基与双(萘-2,3-二氧)苯基硅酸酯的加成物(Sumitomo Bakelite制,C05-MB)1重量份,用高速搅拌装置搅拌60分钟,制备固体成分为70%的清漆(14B)。
(实施例2-15)
用以下树脂清漆(15B)来代替树脂清漆(1B),除此以外与实施例1同样,得到树脂片、固化树脂板、多层印刷线路板、及半导体装置。
树脂层形成用树脂清漆(15B)的制作
添加作为无机填充材料的球状熔融二氧化硅(ADMATECHS公司制,SO-25R,平均粒径0.5μm)60重量份、作为溶剂的甲基乙基酮、作为环状硅氧烷化合物的TMCTS(试剂)0.5重量份、作为环氧树脂的二环戊二烯型环氧树脂(DIC公司制,HP-7200)23重量份、作为氰酸酯树脂的苯酚酚醛清漆型氰酸酯树脂(LONZA公司制,Primaset PT-30)12重量份、苯氧基树脂(三菱化学公司制,jER-4275)3.8重量份、作为偶联剂的环氧基硅烷偶联剂(Nippon Unicar公司制,A187)0.5重量份、作为固化催化剂的咪唑(四国化成公司制,Curezol 1B2PZ)0.2重量份,用高速搅拌装置搅拌60分钟,制备固体成分为70%的树脂清漆(15B)。
(实施例2-16)
用以下树脂清漆(16B)来代替树脂清漆(1B),除此以外与实施例1同样,得到树脂片、固化树脂板、多层印刷线路板、及半导体装置。
树脂层形成用树脂清漆(16B)的制作
添加作为无机填充材料的球状熔融二氧化硅(ADMATECHS公司制,SO-25R,平均粒径0.5μm)70重量份、作为溶剂的甲基乙基酮、作为环状硅氧烷化合物的TMCTS(试剂)0.5重量份、作为环氧树脂的二环戊二烯型环氧树脂(DIC公司制,HP-7200)18重量份、作为氰酸酯树脂的苯酚酚醛清漆型氰酸酯树脂(LONZA公司制,Primaset PT-30)7重量份、苯氧基树脂(三菱化学公司制,jER-4275)3.8重量份、作为偶联剂的环氧基硅烷偶联剂(Nippon Unicar公司制,A187)0.5重量份、作为固化催化剂的咪唑(四国化成公司制,Curezol 1B2PZ)0.2重量份,用高速搅拌装置搅拌60分钟,制备固体成分为70%的树脂清漆(16B)。
(实施例2-17)
用以下树脂清漆(17B)来代替树脂清漆(1B),除此以外与实施例1同样,得到树脂片、固化树脂板、多层印刷线路板、及半导体装置。
树脂层形成用树脂清漆(17B)的制作
添加作为无机填充材料的球状熔融二氧化硅(ADMATECHS公司制,SO-25R,平均粒径0.5μm)10重量份和球状熔融二氧化硅(ADMATECHS公司制,SO-C6,平均粒径(2.0)μm)55重量份、作为溶剂的甲基乙基酮、作为环状硅氧烷化合物的TMCTS(试剂)0.5重量份、作为环氧树脂的二环戊二烯型环氧树脂(DIC公司制,HP-7200)20重量份、作为氰酸酯树脂的苯酚酚醛清漆型氰酸酯树脂(LONZA公司制,Primaset PT-30)10重量份、苯氧基树脂(三菱化学公司制,jER-4275)3.8重量份、作为偶联剂的环氧基硅烷偶联剂(Nippon Unicar公司制,A187)0.5重量份、作为固化催化剂的咪唑(四国化成公司制,Curezol 1B2PZ)0.2重量份,用高速搅拌装置搅拌60分钟,制备固体成分70%的树脂清漆(17B)。
(实施例2-18)
用以下树脂清漆(18B)来代替树脂清漆(1B),除此以外与实施例1同样,得到树脂片、固化树脂板、多层印刷线路板、及半导体装置。
树脂层形成用树脂清漆(18B)的制作
添加作为无机填充材料的球状熔融二氧化硅(ADMATECHS公司制,SO-31R,平均粒径(1.0)μm)35重量份和球状熔融二氧化硅(ADMATECHS公司制,SO-C6,平均粒径(2.2)μm)25重量份、作为溶剂的甲基乙基酮、作为环状硅氧烷化合物的TMCTS(试剂)0.5重量份、作为环氧树脂的二环戊二烯型环氧树脂(DIC公司制,HP-7200)28重量份、作为氰酸酯树脂的苯酚酚醛清漆型氰酸酯树脂(LONZA公司制,Primaset PT-30)12重量份、苯氧基树脂(三菱化学公司制,jER-4275)3.8重量份、作为偶联剂的环氧基硅烷偶联剂(Nippon Unicar公司制,A187)0.5重量份、作为固化催化剂的咪唑(四国化成公司制,Curezol 1B2PZ)0.2重量份,用高速搅拌装置搅拌60分钟,制备固体成分为70%的树脂清漆(18B)。
(实施例2-19)
用以下树脂清漆(19B)来代替树脂清漆(1B),除此以外与实施例1同样,制备树脂片、固化树脂板、多层印刷线路板、及半导体装置。
树脂层形成用树脂清漆(19B)的制作
添加作为无机填充材料的球状熔融二氧化硅(ADMATECHS公司制,SO-25R,平均粒径0.5μm)72重量份、作为溶剂的甲基乙基酮、作为环状硅氧烷化合物的TMCTS(试剂)0.7重量份、作为环氧树脂的二环戊二烯型环氧树脂(DIC公司制,HP-7200)20重量份、作为氰酸酯树脂的苯酚酚醛清漆型氰酸酯树脂(LONZA公司制,Primaset PT-30)3重量份、苯氧基树脂(三菱化学公司制,jER-4275)3.6重量份、作为偶联剂的环氧基硅烷偶联剂(Nippon Unicar公司制,A187)0.5重量份、作为固化催化剂的咪唑(四国化成公司制,Curezol 1B2PZ)0.2重量份,用高速搅拌装置搅拌60分钟,制备固体成分为70%的树脂清漆(19B)。
(实施例2-20)
用以下树脂清漆(20B)来代替树脂清漆(1B),除此以外与实施例1同样,得到树脂片、固化树脂板、多层印刷线路板、及半导体装置。
树脂层形成用树脂清漆(20B)的制作
添加作为无机填充材料的球状熔融二氧化硅(ADMATECHS公司制,SO-25R,平均粒径0.5μm)59重量份和球状熔融二氧化硅(ADMATECHS公司制,SO-22R,平均粒径(0.3)μm)6重量份、作为溶剂的甲基乙基酮、作为环状硅氧烷化合物的TMCTS(试剂)0.5重量份、作为环氧树脂的二环戊二烯型环氧树脂(DIC公司制,HP-7200)20重量份、作为氰酸酯树脂的苯酚酚醛清漆型氰酸酯树脂(LONZA公司制,Primaset PT-30)10重量份、苯氧基树脂(三菱化学公司制,jER-4275)3.8重量份、作为偶联剂的环氧基硅烷偶联剂(Nippon Unicar公司制,A187)0.5重量份、作为固化催化剂的咪唑(四国化成公司制,Curezol 1B2PZ)0.2重量份,用高速搅拌装置搅拌60分钟,制备固体成分为70%的树脂清漆(12B)。
(比较例2-1)
使用以下树脂清漆(3C)来代替树脂清漆(1B),除此以外与实施例1同样,得到树脂片、固化树脂板、多层印刷线路板、及半导体装置。
树脂层形成用树脂清漆(3C)的制作
添加作为无机填充材料的球状熔融二氧化硅(ADMATECHS公司制,SO-25R,平均粒径0.5μm)70重量份、作为溶剂的甲基乙基酮、作为环氧树脂的二环戊二烯型环氧树脂(DIC公司制,HP-7200)3重量份、作为氰酸酯树脂的苯酚酚醛清漆型氰酸酯树脂(LONZA公司制,Primaset PT-30)26重量份、作为偶联剂的环氧基硅烷偶联剂(NipponUnicar公司制,A187)0.5重量份、作为(固化促进剂)的四苯基与双(萘-2,3-二氧)苯基硅酸酯的加成物(Sumitomo Bakelite制,C05-MB)0.5重量份,用高速搅拌装置搅拌60分钟,制备固体成分为70%的树脂清漆(3C)。
将各实施例、比较例中使用的树脂清漆的配合表及对于各实施例、比较例得到的树脂片、预成型料、多层印刷线路板、半导体装置而得到的评价结果示于表5~7。
各评价项目按照以下方法进行。
(1)树脂层中单位树脂的吸水率
将得到的两面覆铜层叠板切出50mm见方,分别测量在120℃的干燥机内放置2小时后的试样重量以及在121℃、湿度100%的槽内放置2小时后的试样重量,由下式算出单位树脂的吸水率。
单位树脂的吸水率(%)
=((B-A)/A)×100×(100/(100-X))
A:在120℃的干燥机内放置2小时后的重量(mg)
B:在121℃、湿度100%的槽内放置2小时后的重量(mg)
X:树脂层(100重量%)中的无机填充材料的重量%(%)
(2)热膨胀系数
从所得到的树脂固化物中采集4mmx20mm的评价用试样,用TMA(热机械分析)装置(TA INSTRUMENTS公司制),以10℃/分钟从0℃至260℃升降温,进行测定,算出从50℃至100℃的膨胀系数。
(3)加工性(层压性)
利用真空层叠装置在温度120℃、压力1.0MPa的条件下在具有线宽/线间隔/厚度=20μm/20μm/10μm的电路层的电路基板上层叠(层压)上述得到的附有膜的绝缘树脂片后,将膜剥离,利用干燥机在170℃的温度加热处理1小时,使树脂组合物固化而形成绝缘树脂层。对所得到的具有绝缘树脂层的电路基板的截面进行观察,评价线间隔的树脂埋入性。各符号如下所述。
◎:良好树脂被无间隙地埋入
○:实质上没有问题2μm以下的微小圆形空穴
△:实质上不可使用2μm以上的空穴
×:不可使用埋入不良
(4)去钻污处理后的表面粗糙度(去钻污性)
将上述得到的多层印刷线路板进行粗糙化处理后,用激光显微镜(KEYENCE公司制,VK-8510,条件;PITCH0.02μm,运行模式超深颜色(カラ一超深度))测定表面粗糙度(Ra)。Ra测定10点,设为10点的平均值。
(5)镀覆剥离
基于JIS C-6481,测定从多层印刷线路板剥离镀覆铜膜的强度。
(6)通孔间绝缘可靠性
制作通孔壁间隔为50μm和100μm的多层印刷线路板,在PCT-130℃/85%的条件下施加20V的电压,确认200小时后的绝缘性。
◎:通孔壁间隔为50μm、100μm均在200小时处理后保持1E08Ω以上
○:通孔壁间隔为100μm在200小时处理后保持1E08Ω以上
△:通孔壁间隔为50μm、100μm均未短路,但是不能保持1E08Ω。
×:通孔壁间隔为50μm、100μm任一个发生短路。
(7)热冲击试验
以-55℃30分钟、125℃30分钟为1个循环,将上述得到的半导体装置在FLUORINERT中处理1000个循环,确认基板或半导体元件等是否发生裂纹。应予说明,各符号如下所述。
○:无异常
×:发生裂纹
(8)耐热性
将上述得到的半导体装置送至260℃的回流炉,通过截面观察确认有无鼓起。将半导体装置送至回流炉30次。
回流条件为如下条件:从室温(25℃)缓慢升温至160℃(50~60秒)。接着,经50~60秒升温至160℃~200℃。然后,在65~75秒内从200℃升温至260℃,进而,在260~262℃的温度下加热(回流)5~10秒。然后,经15分钟冷却至30℃(放冷)。
○:无异常
×:通过截面观察,在铜-树脂间有鼓起
[表5]
Figure BDA00002357176700741
[表6]
Figure BDA00002357176700751
[表7]
Figure BDA00002357176700761
实施例2-1~2-12、2-14~2-20在成型性等所有评价方面为良好的结果。然而,就在树脂层中未配合(C)环状硅氧烷化合物的比较例1而言,成为镀覆剥离强度低、耐热性差的结果。
本申请以2010年5月7日申请的日本申请特愿2010-107694号及2010年5月12日申请的日本申请特愿2010-110645号为基础主张优先权,将其全部内容援引于此。

Claims (23)

1.一种电路基板用环氧树脂组合物,含有:
(A)环氧树脂,
(B)无机填充材料,以及
(C)具有至少两个Si-H键或Si-O键的环状硅氧烷化合物。
2.根据权利要求1所述的电路基板用环氧树脂组合物,其中,所述(C)具有至少两个Si-H键或Si-O键的环状硅氧烷化合物由下述通式(1)表示,
式中,x表示2~10的整数,R1可以相同也可以不同,表示含有选自氧原子、硼原子和氮原子中的原子的基团,R2表示氢原子、碳原子数为1~20的饱和或不饱和烃基,其中,R1和R2中的至少两个为氢原子或羟基。
3.根据权利要求1或2所述的电路基板用环氧树脂组合物,其中,进一步含有氰酸酯树脂组合物。
4.一种预成型料,是将电路基板用环氧树脂组合物含浸于基材而形成的,
所述电路基板用环氧树脂组合物为权利要求1~3中任一项所述的电路基板用环氧树脂组合物。
5.一种金属包覆层叠板,在权利要求4所述的预成型料的至少一面具有金属箔,或者在将2片以上的该预成型料重合而得的层叠体的至少一面具有金属箔。
6.一种树脂片,具备支撑基材、和形成于所述支撑基材上并由电路基板用环氧树脂组合物构成的绝缘层,
所述支撑基材为膜或金属箔,
所述电路基板用环氧树脂组合物为权利要求1~3中任一项所述的电路基板用环氧树脂组合物。
7.一种印刷线路板,是将权利要求5所述的金属包覆层叠板用于内层电路基板而形成的。
8.一种印刷线路板,是在内层电路基板的电路上层叠权利要求4所述的预成型料而形成的。
9.一种印刷线路板,是在内层电路基板的电路上层叠权利要求4所述的预成型料或权利要求6所述的树脂片而形成的。
10.一种半导体装置,是在印刷线路板上搭载半导体元件而形成的,
所述印刷线路板为权利要求7~9中任一项所述的印刷线路板。
11.一种印刷线路板用层叠基材,具备支撑基材、形成于所述支撑基材上的粘接层、和形成于所述粘接层上的树脂层,
所述树脂层含有(A)环氧树脂、(B)无机填充材料、及(C)具有选自Si-H键和Si-OH键中的至少两个键的环状或笼型硅氧烷化合物。
12.根据权利要求11所述的印刷线路板用层叠基材,其中,所述(C)具有选自Si-H键和Si-OH键中的至少两个键的环状或笼型硅氧烷化合物是由下述通式(1)表示的,
式中,x表示2~10的整数,n表示0~2的整数,R1可以相同也可以不同,表示含有选自氧原子、硼原子或氮原子中的原子的取代基,R2可以相同也可以不同,表示氢原子、碳原子数为1~20的饱和或不饱和烃基,其中,R1和R2中的至少两个为氢原子或羟基。
13.根据权利要求11或12所述的印刷线路板用层叠基材,其中,所述树脂层含有相对于所述树脂层的总计值100重量%为40~75重量%的(B)无机填充材料。
14.根据权利要求11~13中任一项所述的印刷线路板用层叠基材,其中,所述树脂层包含一种(D)氰酸酯树脂组合物。
15.根据权利要求14所述的印刷线路板用层叠基材,其中,所述粘接层包含(X)含有至少一个羟基的芳香族聚酰胺树脂。
16.根据权利要求15所述的印刷线路板用层叠基材,其中,所述(X)含有至少一个羟基的芳香族聚酰胺树脂包含具有二烯骨架的4个以上的碳链相连的片段。
17.根据权利要求15或16所述的印刷线路板用层叠基材,其中,所述(X)含有至少一个羟基的芳香族聚酰胺树脂包含丁二烯橡胶成分的片段。
18.根据权利要求11~17中任一项所述的印刷线路板用层叠基材,其中,所述粘接层包含(Y)平均粒径为100nm以下的无机填充材料。
19.根据权利要求11~18中任一项所述的印刷线路板用层叠基材,其中,所述树脂层中所含的(B)无机填充材料的比表面积的总和为1.8m2~4.5m2
20.一种印刷线路板用层叠体,是将印刷线路板用层叠基材贴合在基材的两面而形成的,
所述印刷线路板用层叠基材为权利要求11~19中任一项所述的印刷线路板用层叠基材。
21.一种印刷线路板,是将权利要求11~19中任一项所述的印刷线路板用层叠基材用于内层电路基板而形成的。
22.根据权利要求21所述的印刷线路板,其中,所述内层电路基板是使权利要求20所述的印刷线路板用层叠体固化并在该印刷线路板用层叠体上形成导体电路而得到的。
23.一种半导体装置,是将半导体元件搭载于权利要求21或22所述的印刷线路板而形成的。
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