CN101120049A - 电子基板填充用树脂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供即使应用于小开口部时也不易产生开口部的未填充的电子基板填充用树脂。使用的电子基板填充用树脂的特征在于:含有无机填料(F)和固化性树脂(K),在频率1~10Hz下全部的tanδ为3~30,并且挥发成分(133Pa、80℃、4小时)为0.2重量%以下。粘度(23℃)优选200~2000Pa·s。以(F)和(K)的重量为基础,优选含有55~90重量%的(F)、10~45重量%的(K)。(F)含有体积平均粒径为3~8μm的球状无机填料(F1)和体积平均粒径为0.1~3μm的非球状无机填料(F2),以(F)的重量为基础,优选含有50~99重量%的(F1)、1~50重量%的(F2)。
Description
技术领域
本发明涉及电子基板填充用树脂。更具体地说,涉及适用于印刷线路板、硅晶片等基板中设置的开口部(通孔(through hole)、导通孔(via hole)等)的填充的电子基板填充用树脂。
背景技术
作为电子基板填充用树脂,已知在频率10~100rad/s的任意频率下储藏弹性模量(G’)的值在损耗弹性模量(G”)的值以上{tanδ(损耗弹性模量(G”)/储藏弹性模量(G’)≤1}的树脂(专利文献1)。
专利文献1:特开2004-63104号公报
发明内容
对于现有的电子基板填充用树脂,如果基板上设置的开口部(通孔或导通孔等)的最小直径达到0.3mm以下,则存在产生未填充(凹陷或空隙产生的空洞等)的开口部的问题。
本发明的目的在于,提供即使应用于小的开口部(最小直径达到0.3mm以下)时也不易产生开口部的未填充(凹陷、或空隙产生的空洞等)的电子基板填充用树脂。
本发明人为了解决上述课题反复进行了锐意研究,结果完成了本发明。即,本发明的电子基板填充用树脂的特征以以下方面为要旨:含有无机填料(F)和固化性树脂(K),在频率1~10Hz下全部的tanδ{损耗弹性模量(G”)/储藏弹性模量(G’)}为3~30,并且挥发成分(133Pa、80℃、4小时)为0.2重量%以下。
本发明的电子基板填充用树脂,即使用于最小直径为0.3mm以下的开口部,也极少产生未填充(凹陷、或空隙产生的空洞等)。因此,如果使用本发明的树脂,对于任何通孔、导通孔,填充都变得容易。
附图说明
图1是模式地表示在用于测定储藏弹性模量(G’)和损耗弹性模量(G”)的粘弹性测定装置中,上部圆锥型圆盘和下部平面圆盘的构成部分的截面图。
图2是模式地表示刮板的顶端的顶端形状的一例的截面图。
图3是模式地表示刮板的顶端的顶端形状的一例的截面图。
图4是模式地表示本发明电子基板填充用树脂的填充工序(实施例)的开始时的状态的截面图。
图5是模式地表示本发明电子基板填充用树脂的填充工序(实施例)的填充中的状态的截面图。
图6是模式地表示本发明电子基板填充用树脂的填充工序(实施例)的填充结束时的状态的截面图。
图7是模式地表示防护装置(13)的立体图。
图8是概念性地表示刮板(7)、非接触辊(8)和防护装置(13)的位置关系的立体图。
符号说明
1:上部圆锥型圆盘
2:下部平面圆盘
3:真空室
4:电子基板固定台
5:脱模薄膜
6:电子基板
7:刮板
8:非接触辊(R)
9:电子基板填充用树脂
10:非接触辊(R)的旋转轴
11:导通孔
12:通孔
13:防护装置
21:表示正弦振动方向的箭头
22:上部圆锥型圆盘的中心轴
26:表示非接触辊的旋转方向的箭头
27:表示刮板、非接触辊和防护装置的移动方向的箭头
具体实施方式
本发明的电子基板填充用树脂在频率1~10Hz下全部的tanδ{损耗弹性模量(G”)/储藏弹性模量(G’)}优选3~30,更优选为5~25,特别优选为7~20,最优选为10~15。如果为该范围,未填充(凹陷、或空隙产生的空洞等)的产生能够得到进一步抑制。
tanδ{损耗弹性模量(G”)/储藏弹性模量(G’)}是使用可以用《流变学及其应用技术》(株)フジ·テクノシステム、2001年1月12日第一版第1次印刷发行、第204~206页记载的应力控制方式进行测定的粘弹性测定装置(例如HAAKE公司制レォストレスRS75)测定的值,如下所述求得。
在测定夹具{上部圆锥型圆盘1和下部平面圆盘2(参照图1,图1中的箭头21表示正弦振动的方向)之间}夹入测定样品,以与上部圆锥型圆盘1的上面垂直的中心轴22为轴边使频率(f)(单位:Hz)变化边正弦振动,从而向测定样品施加应力(σ)(单位:Pa),测定其结果产生的应变(ε)(单位:rad)和相位角(δ)(单位:rad)。由频率1~10Hz下的相位角(δ)求出tanδ。
损耗弹性模量(G”)和储藏弹性模量(G’),根据JIS K7244-1-1998《塑料-动态机械特性的试验方法第1部:通则》,由应力(σ)和应变(ε)的比(σ/ε)算出复弹性模量(G*=σ/ε)(单位:Pa)后,作为复弹性模量(G*)的实数部分,由式{G’=G*×cosδ}算出储藏弹性模量(G’),由式{G”=G*×sinδ}算出损耗弹性模量(G”)。
以下示出测定条件。
测定装置:动态粘弹性测定装置(例如,HAAKE公司制レォストレスRS75)
测定夹具:直径20mm铝制圆盘(上部圆锥型圆盘角度2度)
样品量:0.5mL
旋转滑动应力:10Pa
测定温度:23℃
频率:1~10Hz
tanδ成为糊状物体变形容易程度的尺度,tanδ越小,表示越接近固体而难以变形,tanδ越大,表示越接近液体而容易变形。当tanδ小于3时,糊状物体变得更难以变形,填充时卷入糊状物体中的空隙变得更难消失。其结果,糊状物体固化后在开口部内更容易产生残留空隙产生的空洞。另一方面,如果tanδ超过30,由于糊状物体的变形性过度提高,因此固化前糊状物体变得更容易陷落。其结果在开口部更容易产生凹陷、或空隙。
本发明的电子基板填充用树脂的储藏弹性模量(G’)(单位:Pa),在频率1Hz下,优选10~10000,更优选20~1000,特别优选30~500,最优选为40~200。此外,同样地在频率5Hz下,优选50~50000,更优选100~5000,特别优选150~2500,最优选为200~1000。此外,同样地在频率10Hz下,优选100~100000,更优选200~10000,特别优选300~5000,最优选为400~2000。如果为这些范围,未填充(凹陷、或空隙产生的空洞等)的产生能够得到进一步抑制。
此外,损耗弹性模量(G”) (单位:Pa),在频率1Hz下,优选30~300000,更优选100~25000,特别优选210~10000,最优选为400~3000。此外,同样地在频率5Hz下,优选150~1500000,更优选500~125000,特别优选1050~50000,最优选为2000~15000。此外,同样地在频率10Hz下,优选300~3000000,更优选1000~250000,特别优选2100~100000,最优选为4000~30000。如果为这些范围,未填充(凹陷、或空隙产生的空洞)的产生能够得到进一步抑制。
本发明的电子基板填充用树脂的挥发成分(单位:重量%、133Pa、80℃、4小时)为0.2以下,更优选为0.15以下,特别优选为0.1以下。如果为该范围,未填充(凹陷、或空隙产生的空洞)的产生能够得到进一步抑制。
应予说明,挥发成分按照JIS K0067-1992《化学制品的减量和残分试验方法》3.1.1干燥减量试验法进行测定。
本发明的电子基板填充用树脂的粘度(单位:Pa·s、23℃、JIS Z8803-1991、8.采用单一圆筒形旋转粘度计的粘度测定方法)优选为200~2000,更优选为300~1500,特别优选为400~1200,最优选为450~1000。如果为该范围,未填充(凹陷、或空隙产生的空洞)的产生能够得到进一步抑制。再者,为了防止填充时或固化时的空隙卷入,考虑使粘度小于上述范围从而进一步提高流动性,使空隙容易消失,但粘度越降低,固化前电子基板填充用树脂越容易陷落。其结果开口部更容易产生凹陷、或空隙。另一方面,为了防止固化前电子基板填充用树脂的陷落,考虑使其粘度超过上述范围从而使流动性降低,但粘度越高,电子基板填充用树脂的填充本身越容易变得困难。
本发明的树脂含有无机填料(F)和固化性树脂(K),如果tanδ和挥发成分在上述范围,则并无限制。
作为无机填料(F),可以举出氧化物{二氧化硅(氧化硅)、二氧化钛(氧化钛)、三氧化二铝(氧化铝)、二氧化锆(氧化锆)、钛酸钡等}、碳酸盐{碳酸钙等}、硫酸盐{硫酸钡等}、金属{铜、银、镍、锡、钨、铁等和它们的复合体(包括它们的混合成型体和固溶体等)等}等。其中,优选二氧化硅、三氧化二铝、铜、银、硫酸钡、和碳酸钙,更优选为二氧化硅、铜和硫酸钡,特别优选为二氧化硅和硫酸钡。
无机填料(F)可以用偶联剂、或无机物等进行表面处理。
作为偶联剂,包含有机硅烷偶联剂、或有机钛酸酯偶联剂等。
作为有机硅烷偶联剂,可以使用特开2004-277726号公报中记载的化合物等。其中,优选3,4-环氧环己基乙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷和3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,更优选为3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷。作为表面处理方法,可以举出特开2003-128938号公报记载的方法等。
作为钛酸酯偶联剂,可以使用特开2004-238371号公报中记载的化合物等。其中,优选三异硬脂酰基钛酸异丙酯、三辛酰基钛酸异丙酯、二(甲基丙烯酰基)异硬脂酰基钛酸异丙酯和异硬脂酰基二丙烯酰基钛酸异丙酯,更优选为三异硬脂酰基钛酸异丙酯。
作为表面处理方法,可以使用特开2004-238371号公报的方法等。在用偶联剂进行表面处理时,其使用量(重量%)以处理前的无机填料的重量为基础,优选0.1~10,更优选为0.2~5,特别优选为0.3~2。如果为该范围,开口部的未填充、空隙的产生得到进一步抑制。
作为无机物,可以使用特开2005-97400号公报中记载的金属氧化物和金属氢氧化物等。其中,优选氧化铝和氢氧化铝,更优选氧化铝。
作为表面处理方法,可以使用特开平8-217635号公报、或特开平10-158015号公报中记载的方法等。
在用无机物进行表面处理时,其使用量(重量%)以处理前的无机填料的重量为基础,优选0.1~20,更优选为0.5~10,特别优选为1~5。如果为该范围,开口部的未填充、空隙的产生得到进一步抑制。再者,在用无机物进行表面处理后可以再用偶联剂进行表面处理。
作为填料(F)的形状,包括球状,以及泪滴状、角状、树枝状、片状、粒状、不规则形状、针状和纤维状{JIS Z2500:2000《粉末、金用语》4.用语和定义、4)粉末的粒子形状}等非球状。其中,优选球状、角状、粒状和不规则形状。
再者,所谓球状,包含长径和短径的比为1.0~1.5的球状,优选1.0~1.3的球状,更优选1.0~1.2的球状。
填料(F)的体积平均粒径(μm)优选0.1~8.0,更优选为0.2~7.5,特别优选为0.3~7.0。
如果为该范围,开口部的未填充、空隙的产生得到进一步抑制。
再者,体积平均粒径采用具有以JIS Z8825-1-2001《粒径解析-激光衍射法》为根据的测定原理的激光衍射式粒度分布测定装置(例如岛津制作所制商品名SALD-1100型等)进行测定。
填料(F)可以单独使用,但优选将2种以上组合使用。在将2种以上组合使用时,优选将球状无机填料(F1)和非球状无机填料(F2)组合。此外,在这种情况下,球状无机填料(F1)和非球状无机填料(F2)的体积平均粒径优选为以下的范围。即,球状无机填料(F1)的体积平均粒径(μm)优选为3~8,更优选为4~7.5,特别优选为5~7。此外,非球状无机填料(F2)的体积平均粒径(μm)优选0.1~3,更优选0.2~2,特别优选0.3~1.5。如果为该范围,开口部的未填充、空隙的产生得到进一步抑制。
作为球状无机填料(F1),优选球状二氧化硅、球状氧化铝、球状铜粉和球状银粉,更优选为球状二氧化硅和球状铜粉,特别优选为球状二氧化硅。
作为非球状无机填料(F2),优选破碎二氧化硅、粒状硫酸钡和粒状碳酸钙,更优选为粒状硫酸钡,特别优选用氧化铝或氢氧化铝进行了表面处理的粒状硫酸钡。
从热膨胀系数的观点等出发,无机填料(F)的含量(重量%)以无机填料(F)和固化性树脂(K)的合计重量为基础,优选55~90,更优选为60~85,特别优选为65~80。
在将球状无机填料(F1)和非球状无机填料(F2)组合时,球状无机填料(F1)的含量(重量%)以无机填料(F)的重量为基础,优选50~99,更优选为60~95,特别优选为70~90。此外,非球状无机填料(F2)的含量(重量%)以无机填料(F)的重量为基础,优选1~50,更优选为5~40,特别优选为10~30。如果为该范围,开口部的未填充、空隙的产生得到进一步抑制。
作为固化性树脂(K),包含热固性树脂和活性能量射线固化性树脂等。
作为热固性树脂,只要是利用热进行固化的树脂,则能够无限制地使用,但优选液态的热固性树脂,更优选为液态环氧树脂(由液态环氧化物和固化剂构成)。
液态环氧化物是指在25℃下为液态的环氧化物,也包括将25℃下为固态的环氧化物和液态的环氧化物一起使用从而使整体为液态的情况。再者,所谓液态,是指将对象物装入垂直的试管(内径30mm、高120mm的平底圆筒形的玻璃制)并使其距离试管底部的高度达到55mm,在使该试管水平时,直至该物品的移动面的前端通过距离试管底的距离85mm的部分的时间为90秒以内。此外,所谓固态,是指上述时间超过90秒的状态。
作为液态的环氧化物,可以使用特许第3181424号公报或特许第3375835号公报中记载的液态环氧化物等,其中,优选双酚F型液态环氧化物、双酚A型液态环氧化物、苯酚酚醛清漆型液态环氧化物、萘型液态环氧化物和缩水甘油胺型液态环氧化物,更优选为双酚F型液态环氧化物和双酚A型液态环氧化物。
作为固态的环氧化物,可以使用双酚A型环氧化物(环氧当量300~5000)、双酚F型环氧化物(环氧当量500~10000)、甲酚酚醛清漆型环氧化物(环氧当量195~240)、联苯型环氧化物(环氧当量158~198)、三羟苯基甲烷型环氧化物(环氧当量162~176)和双环戊二烯苯酚型环氧化物(环氧当量250~300)等。
作为固化剂,只要是与环氧化物反应而产生固化体,则能够无限制地使用,优选固态固化剂(酚化合物、双氰胺、咪唑化合物、有机酸酰肼化合物和胺加成化合物等),更优选双氰胺、咪唑化合物和胺加成化合物,特别优选咪唑化合物。这些固化剂可以单独使用,也可以将2种以上组合使用。
作为酚化合物,可以举出甲酚酚醛清漆树脂(重均分子量320~32000)、苯酚酚醛清漆树脂(重均分子量360~36000)、萘基甲酚、三(羟苯基)甲烷、二萘基三酚、四(4-羟基苯基)乙烷和4,4-氧双(1,4-苯基乙基)四甲酚等。
应予说明,重均分子量采用凝胶渗透色谱法,以分子量已知的聚苯乙烯为标准物质进行测定。
作为咪唑化合物,可以举出2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-苯基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-十一烷基咪唑、2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟甲基咪唑、1-氰乙基-2-苯基-4,5-二(氰基乙氧基甲基)咪唑、1-氰乙基-2-十一烷基咪唑鎓偏苯三酸盐、1-氰乙基-2-苯基咪唑鎓偏苯三酸盐、2-甲基咪唑鎓异氰脲酸盐、2-苯基咪唑鎓异氰脲酸盐、1-十二烷基-2-甲基-3-苄基咪唑鎓氯化物、1,3-二苄基-2-甲基咪唑鎓氯化物、2,4-二氨基-6-[2-甲基咪唑基-(1H)]-乙基-S-三嗪、2,4-二氨基-6-[2-乙基-4-甲基咪唑基-(1H)]-乙基-S-三嗪和2,4-二氨基-6-[2-十一烷基咪唑基-(1H)]-乙基-S-三嗪等。
作为有机酸酰肼化合物,可以举出苯基氨基丙酰肼、对羟基苯甲酰肼、水杨酰肼、琥珀酸二酰肼、己二酰肼和间苯二甲酰肼等。
作为胺加成化合物,只要在0~40℃下不溶解于环氧化物(作为固化剂几乎不起作用),但通过加热到80~150℃而溶解(作为固化剂发挥作用),则并无限制,可以使用胺和环氧树脂的反应生成物(胺-环氧加成物)、或胺与异氰酸酯或尿素的反应生成物(尿素型加成物)等(专利第3391074号公报)。此外,可以使用用异氰酸酯或酸性化合物对这些反应生成物进行处理得到的物质(专利第3391074号公报)等。
胺加成化合物可以从市场容易地得到,作为商品名,可以列举ァミキュァ PN-23J、ァミキュァ PN-31、ァミキュァ PN-31J、ァミキュァPN-40、ァミキュァPN-40J、ァミキュァ PN-D、ァミキュァ MY-H、ァミキュァ MY-HK和ァミキュァMY-D(均为味之素ファィンテクノ株式会社制)等。
固态固化剂的体积平均粒径(μm)优选1~8,更优选为2~7,特别优选为3~6。如果为该范围,未填充(凹陷、或空隙产生的空洞)的产生得到进一步抑制。
固体固化剂的含量(重量%)以固化性树脂(K)的重量为基础,优选3~15,更优选5~12,特别优选为6~10。如果为该范围,未填充(凹陷、或空隙产生的空洞)的产生得到进一步抑制。
作为活性能量射线固化性树脂,只要是利用活性能量射线(优选紫外线和电子射线,更优选紫外线)进行固化的树脂,能够无限制地使用,优选由具有聚合性双键的液态化合物和光自由基发生剂组成的组合物。
作为具有聚合性双键的化合物,可以使用2001-330951号公报中记载的具有聚合性双键的液态化合物等。
其中,优选多元醇或多元醇的氧化烯加成物与(甲基)丙烯酸的酯{二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯等}、尿烷(甲基)丙烯酸酯{异氰酸根合乙基(甲基)丙烯酸酯、多元异氰酸酯和具有含有活性氢的基团(羟基、羧基和氨基等)的(甲基)丙烯酸酯的反应物(六亚甲基二异氰酸酯和丙烯酸羟基乙酯的反应物等)等}和环氧(甲基)丙烯酸酯{多官能环氧化物和(甲基)丙烯酸的反应物:双酚A二缩水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯和苯酚酚醛清漆(甲基)丙烯酸酯等},更优选为多元醇或多元醇的氧化烯加成物与(甲基)丙烯酸的酯。
这些具有聚合性双键的化合物可以单独使用,也可以将2种以上组合使用。
本发明中,所谓“…(甲基)丙烯酸…”表示“…丙烯酸…”、“…甲基丙烯酸…”。
作为光自由基发生剂,可以使用2001-330951号公报中记载的化合物等。
其中,优选二苯基-(2,4,6-三乙基苯甲酰基)膦化氧、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、二甲基羟基苯乙酮、1-羟基-环己基-苯基-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮和2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙烷-1-酮等。这些光自由基发生剂可以单独使用,也可以将2种以上组合使用。
固化性树脂(K)可以单独使用,也可以将热固性树脂和活性能量射线固化树脂组合使用。将热固性树脂和活性能量射线固化树脂组合使用时,活性能量射线固化型树脂的含量(重量%)以热固性树脂和活性能量射线固化树脂的合计重量为基础,优选5~70,更优选为10~60,特别优选为15~50。如果为该范围,未填充(凹陷、或空隙产生的空洞)的产生得到进一步抑制。
固化性树脂(K)的含量(重量%)以无机填料(F)和固化性树脂(K)的合计重量为基础,优选10~45,更优选为15~40,特别优选20~35。如果为该范围,未填充(凹陷、或空隙产生的空洞)的产生得到进一步抑制。
在本发明的电子基板填充用树脂中,可以添加通常使用的添加剂(消泡剂、分散剂、有机-无机着色剂、阻燃剂和/或触变剂)。
作为消泡剂,可以使用《涂布用添加剂的最新技术》(株)CMC、2001年2月27日第1次印刷发行、第73~82、252~256页中记载的消泡剂等,优选有机硅消泡剂。
作为分散剂,可以使用专利第2603053号公报中记载的分散剂等,可以列举磷酸酯化合物、环氧丙烷加成酯化合物和高级脂肪酸等。
作为有机-无机着色剂,可以列举氧化钛、炭黑和酞菁蓝等。
作为阻燃剂,可以使用《涂布用添加剂的最新技术》(株)CMC、2001年2月27日第1次印刷发行、第191~199、275页中记载的阻燃剂等,优选有机硅化合物、氢氧化铝和三嗪化合物,更优选为有机硅化合物和三嗪化合物。
作为触变剂,可以使用《涂布用添加剂的最新技术》(株)CMC、2001年2月27日第1次印刷发行、第59~71、249~251页中记载的触变剂等,优选有机聚酰胺蜡和氢化蓖麻油蜡,更优选有机聚酰胺蜡。
在添加消泡剂时,其含量(重量%)以固化性树脂(K)的重量为基础,优选0.01~5,更优选为0.05~4,特别优选为0.1~3。在添加分散剂时,其含量(重量%)以固化性树脂(K)的重量为基础,优选0.01~5,更优选为0.05~4,特别优选为0.1~3。在添加有机-无机着色剂时,其含量(重量%)以固化性树脂(K)的重量为基础,优选0.01~5,更优选为0.05~4,特别优选为0.1~3。在添加阻燃剂时,其含量(重量%)以固化性树脂(K)的重量为基础,优选0.5~10,更优选为0.8~8,特别优选为1~5。在添加触变剂时,其含量(重量%)以固化性树脂(K)的重量为基础,优选0.01~5,更优选为0.05~4,特别优选为0.1~3。
本发明的电子基板填充用树脂的tanδ可以通过无机填料(F){含量、体积平均粒径和/或形状等}、固化性树脂(K)和/或添加剂(特别是触变剂:种类、含量等)进行调节。
即,对tanδ产生影响的因子主要是填料等的粒子间相互作用,如果粒子间相互作用小,则tanδ存在增大的倾向,如果粒子间相互作用大,则tanδ存在减小的倾向{《流变学及其应用技术》(株)フジ·テクノシステム、2001年1月12日第一版第1次印刷发行、第170~198页}
此外,在不含有填料、或触变剂等时,tanδ为10000以上的值,当大量含有填料、或触变剂时,tanδ能够降低到接近0的值。
再者,在采用填料进行控制时,即使是相同含量,因填料的粒径、形状、表面状态的不同,对tanδ的影响也不同。填料的粒径越大,tanδ越容易增大。此外,球状的填料即使增加含量,tanδ也难以降低,但非球状的填料(特别是树枝状等的填料)用少量就容易使tanδ减小。
在采用固化性树脂和/或添加剂进行控制时,容易与填料相互作用的官能团、或键(羟基、氨基和羰基、或醚键、酯键和酰胺键等)越多,tanδ越容易减小。
在添加剂内,触变剂利用氢键、或吸附等化学作用使tanδ减小,如果与填料并用,以少的添加量就能够使tanδ减小。相反,因触变剂含量的微小变动,tanδ容易大幅度变化。另一方面,触变剂以外的添加剂对tanδ的影响小,其添加量不多,因此用触变剂以外的添加剂难以对tanδ进行控制。
因此,优选利用无机填料(F)(粒径、形状、含量等)和固化性树脂(K)对tanδ进行控制,更优选利用非球状无机填料(F2)和热固性树脂进行控制,特别优选利用由用氧化铝进行了表面处理的粒状硫酸钡或用氢氧化铝进行了表面处理的粒状硫酸钡组成的非球状无机填料、和液态环氧树脂(液态环氧化物和固化剂)进行控制,最优选使用用氧化铝进行了表面处理的粒状硫酸钡或用氢氧化铝进行了表面处理的粒状硫酸钡、以及双酚A型液态环氧化物和/或双酚F型液态环氧化物、和体积平均粒径1~8μm的固态固化剂进行控制。
本发明的电子基板填充用树脂通过将无机填料(F)、固化性树脂(K)和根据需要的添加剂进行均匀搅拌混合而得到。作为混合机,只要能够均匀搅拌混合则并无限制,可以使用例如行星式混合机、3辊混炼机、2辊混炼机、捏合机、挤出机和高速分散机。
作为搅拌、混合温度(℃),从防止固化性树脂(K)的异常固化、或凝胶化的观点等出发,优选5~40,更优选10~35,特别优选为20~30。
作为混合时间,因混合机的种类、或大小等而适当确定,只要能够均匀混合则并无限制,优选30~200分钟,更优选45~120分钟,特别优选60~90分钟。再者,在混合时可以边减压边混合。
以下对本发明的电子基板填充用树脂的使用方法进行说明。
本发明的电子基板填充用树脂用于填充开口部(通孔、导通孔等)等,特别适合用于填充存在于电子基板的开口部。
作为能够使用的电子基板,可以举出在JIS C6480-1994《印刷线路板用覆铜层合板通则》中定义的印刷线路板用覆铜层合板(玻璃布基材环氧树脂、玻璃布基材聚酰亚胺树脂、玻璃布基材双马来酰亚胺/三嗪/环氧树脂等)等。此外,也能够适用于将热塑性树脂(聚亚苯基醚等)、或无机填料(二氧化硅等)混合的电子基板,或硅晶片等。此外,也能够适用于使用覆铜层合板完成了电路形成、或绝缘层形成的印刷线路板用芯基板,或为了安装部件而将基板的一部分削掉从而形成了凹部的基板等。
所谓在电子基板上存在的开口部,是指使用钻机或二氧化碳激光器等在电子基板上形成的贯通孔或有底孔、采用镀敷将贯通孔内形成了导体的通孔、或采用镀敷在有底孔内形成了导体的导通孔等。
作为使用本发明的电子基板填充用树脂填充电子基板的开口部的方法,并无特别限制,可以使用丝网印刷法和辊涂布机印刷法等,但优选使用以下的方法等。即,在10~10000Pa的压力下使非接触辊(R)和在非接触辊(R)的移动方向的相反侧与非接触辊(R)接触或近接配置的刮板,边相对于电子基板面沿水平方向且相对于(R)的旋转轴沿垂直方向以移动速度(i)(mm/秒)直线移动,边使其以比(i)大的圆周速度(v)(mm/秒)进行旋转且使比(R)的旋转轴更靠近电子基板侧的部分的旋转方向与移动方向相反,用电子基板填充用树脂填充在电子基板上设置的开口部。在由这样的填充方法构成的工序中,如果使用本发明的电子基板填充用树脂,未填充(凹陷、或空隙产生的空洞)的产生能够得到进一步抑制。
其中,非接触辊(R)的直线移动可以是非接触辊(R)和基板相对地进行直线移动。因此,可以是非接触辊(R)相对于停止的基板进行移动,也可以基板相对于停止(进行着旋转运动)的非接触辊(R)进行移动。
非接触辊(R),只要能在使其旋转轴相对于电子基板面保持水平的情况下进行直线移动,对其速度并无限制,但非接触辊(R)的直线移动速度(i)(mm/秒)优选5~100,更优选10~70,特别优选为20~50。如果为该范围,未填充(凹陷、或空隙产生的空洞)的产生能够得到进一步抑制。
非接触辊(R)的移动方向相对于(R)的旋转轴为垂直方向,但移动方向与旋转轴的角度不只严格地为90°,也包含60~120°。
非接触辊(R)的旋转方向是比旋转轴更靠近电子基板侧的部分的旋转方向为与移动方向相反的方向,即以非接触辊(R)沿直线移动方向滚动的方式进行旋转的方向。如果沿其相反方向(比旋转轴更靠近电子基板侧的部分的旋转方向为与移动方向相同的方向,即,以非接触辊(R)沿直线移动方向的相反方向滚动的方式进行旋转的方向)旋转,不能有效地抑制未填充(凹陷、或空隙产生的空洞)的产生。
非接触辊(R)的圆周速度(v)(mm/秒)用{辊的角速度(ω)}×{辊的半径(r)}表示,移动速度(i)与圆周速度(v)的关系优选为(V)>(i),更优选满足式(1)的关系,特别优选满足式(2)的关系。如果满足该关系,未填充(凹陷、或空隙产生的空洞)的产生能够得到进一步抑制。
即,填充体积越大,越需要使对开口部的树脂供给量增多,因此优选提高圆周速度(v)来提高填充力。另一方面,如果使圆周速度(V)过度增大,容易成为未填充(凹陷、或空隙产生的空洞)的原因,圆周速度(V)优选满足式(1),更优选满足式(2)。
(式(1))
(i)×20≥(v)≥(i)×(1+t×d) (1)
(式(2))
(i)×10≥(v)≥(i)×(1.5+t×d)(2)
其中,t表示开口部的深度(mm),d表示开口部的直径,当在同一基板内存在深度、直径不同的开口部时,使用t×d的最大值。
就开口部的深度(t)(mm)而言,当开口部为通孔(贯通孔)时为基板厚度,通常为0.4~1.6左右,但有时也能用于小于0.4(0.1以下)的薄板基板、或超过1.6(3.0以上)的厚板基板等。另一方面,当开口部为导通孔(有底孔)时,开口部的深度(t)(mm)多为0.1以下。开口部的深度(t)按照JIS C5012-1993《印刷线路板试验方法》进行测定。
开口部的直径d(mm)表示通孔(贯通孔)、或导通孔(有底孔)的开口直径,通常为0.1~0.5左右,根据情况的不同,也能用于小于0.1(0.05以下)的小径基板、或超过0.5(1.0以上)的大径基板等。开口部的直径(d)按照JIS C5012-1993《印刷线路板试验方法》进行测定。
在非接触辊(R)上,优选配置刮板{用于刮取电子基板填充用树脂的刮浆板}。刮板以如下方式配置:在与非接触辊(R)的移动方向相反侧与非接触辊(R)接触或近接,与非接触辊(R)一起直线移动。此外,在刮板的移动方向侧的顶端部分优选具有相对于电子基板具有5~45°的角度的平面,该角度更优选为约15°(参照图2、3)。
由于刮板的存在,开口部的未填充(凹陷、或空隙产生的空洞)进一步减少。即,刮板具有使利用非接触辊(R)的旋转而收集的电子基板填充用树脂与(R)一起沿移动方向移动的作用{不使基板面残留过剩的填充用树脂}。此外,还具有将刮板和非接触辊(R)和电子基板之间刮取收集的电子基板填充用树脂保持在加压状态的作用{利用非接触辊(R)的旋转进行加压。该加压状态产生将填充用树脂挤入开口部的作用}。
在配置刮板时,为了使刮板和非接触辊(R)和基板之间形成密闭空间,优选在“刮板和非接触辊(R)和基板”的两末端配置防护装置(堰板)(例如图7和8)。该防护装置与非接触辊(R)和刮板一起进行直线移动。
电子基板的表面与非接触旋转辊(R)的表面的最短间隔(mm),从填充性的观点等出发,优选0.1~5,更优选0.3~3,特别优选0.5~1.5。如果为该范围,未填充(凹陷、或空隙产生的空洞)的产生得到进一步抑制。
就填充工序的气氛压力(Pa)而言,从填充性的观点等出发,优选10~10000,更优选为50~5000,特别优选为100~1000。如果为该范围,未填充(凹陷、或空隙产生的空洞)的产生得到进一步抑制。
填充工序中填充的电子基板填充用树脂在返回大气压时,由于体积减少有时会产生凹陷,为了填充该凹陷部分,优选在填充工序后设置在大气压下进一步填充的工序{大气压补充工序}。
填充工序可以对相同的电子基板面实施多次。在多次实施填充工序后,通过实施大气压补充工序,未填充(凹陷、或空隙产生的空洞)的产生得到进一步抑制。
填充工序{根据需要包含大气压补充工序。下同}后,优选实施临时固化工序。就临时固化工序而言,当电子基板填充用树脂为热固性树脂时进行加热处理,当其为活性能量射线固化型树脂时进行紫外线等活性能量射线的照射处理。临时固化工序当接着在平坦化工序中实施研磨时,为了减轻研磨的负荷,优选电子基板填充用树脂成为半固化状态的条件,当电子基板填充用树脂为热固性树脂时,在100~140℃下加热10~50分钟左右。当电子基板填充用树脂为活性能量射线固化型树脂时,优选0.1~1J/cm2的紫外线照射。
在填充工序后,可以设置将基板表面上残留的固化完的树脂的薄膜状残渣研磨去除从而平坦化的平坦化工序。平坦化工序使用无纺布辊抛光机、陶瓷辊抛光机、带式砂磨机等实施。
平坦化工序后,可以设置后固化工序。后固化工序实施的目的在于:在为了于平坦化工序中减轻研磨负荷而成为半固化状态等情况下使之完全固化。当电子基板填充用树脂为热固性树脂时,在150~180℃下加热10~120分钟左右。当电子基板填充用树脂为活性能量射线固化型树脂时,优选1~5J/cm2左右的紫外线照射。
就本发明的电子基板填充用树脂的固化收缩率(体积%)而言,从开口部的凹陷的观点等出发,优选2.0以下,更优选为1.5以下,特别优选为1.0以下。再者,固化收缩率(体积%)按照JIS K6901-1999《液态不饱和聚酯树脂试验方法》的附录3体积收缩率{加热固化(150℃×1小时)或紫外线固化(1J/cm2)}进行测定。
填充工序可以包含同时填充开口部的直径和/或深度不同的开口部的工序。所谓同时填充开口部的直径和/或深度不同的开口部的工序,是指同时填充开口直径不同的通孔(贯通孔)的工序、同时填充开口直径不同的导通孔(有底孔)的工序、同时填充开口直径相同的通孔(贯通孔)和导通孔(有底孔)的工序、同时填充开口直径不同的通孔(贯通孔)和导通孔(有底孔)的工序等。所谓开口直径不同的情况,可以例示从开口直径50μm、开口直径500μm、开口直径2000μm构成的组中选取的至少2种的组合等。所谓深度不同的情况,可以例示深度30μm的导通孔和深度3.2mm的通孔的组合等。
填充工序可以在填充开口部的同时,填充在电子基板表面上形成的电路间的凹部。所谓电路间的凹部,是指对覆铜层合板的铜箔进行蚀刻而形成的电路图案的电路间部分、或采用镀铜在绝缘基板上形成的电路图案的电路间部分。
将本发明的电子基板填充用树脂应用于上述填充工序时,即使不使用印刷掩模也能够填充,当假设存在不想填充的开口部等时、或想在电子基板上制作电极凸块等喷出部时,填充时可以使用印刷掩模。印刷掩模可以使用放置于电子基板上且在与需要填充的开口部上对应的位置具有通孔、覆盖不需要填充的部分的不锈钢制金属掩模板、聚酯树脂膜、丝网印刷版、感光性膜等。
当在电子基板的两面具有导通孔(有底孔)时,对于与填充的电子基板面相反侧的电子基板面也同样地填充。
在这样得到的树脂填充基板上,通过(交互地)层合绝缘层和/或配线层(根据需要可以进一步设置上述填充工序),能够得到所谓的组合多层印刷线路板{《ぷりんとばんじゅく用于新入社员工的组合配线板入门》、社团法人日本电子回路工业会发行(2001年)}。
例如,如下形成配线层:向开口部填充树脂,将其固化后(包括在基板表面形成了树脂层的情况),采用去污(desmear)处理等使其粗糙化,采用无电解镀敷(铜等)以及电镀(铜等)等形成导电体层,进而将不需要部分采用蚀刻等除去。
本发明的电子基板填充用树脂,由于填充后的开口部的平坦性优异(由于不产生凹陷),因此能够容易地形成导体的厚度、或宽度均匀的配线层。
实施例
以下通过实施例对本发明进行说明,但本发明并不只限于以下实施例。如无特别说明,份表示重量份,%表示重量%。
<实施例1>
将球状无机填料{(F11):(株)龙森制TSS8(体积平均粒径7.5μm的球状二氧化硅)}47份、非球状无机填料{(F21):堺化学工业(株)制B-34(体积平均粒径0.3μm的氧化铝表面处理硫酸钡粉)}15份、固化性树脂{(K1):液态环氧化物A(日本环氧树脂(株)制Epicoat 807(双酚F型液态环氧化物))34.5份、和固化剂A(四国化成(株)制咪唑2MZA-PW(2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪、体积平均粒径4μm))2.5份的混合物{和添加剂{消泡剂A:信越化学(株)制KF6002(甲醇改性有机硅)}1份投入到行星式混合机(株式会社井上制作所制PLM-50),在公转转速20rpm和温度22℃下预混合30分钟,得到预混体。
接着,用3辊(株式会社井上制作所制HHC-178X356、辊间的压力:3MPa、温度:22℃、通过次数:2次)对该预混体进行混炼,得到本发明的电子基板填充用树脂1。
使用粘弹性测定装置(HAAKE社制レォストレスRS75),在23℃、应力10Pa下测定电子基板填充用树脂1的储藏弹性模量(G’)和损耗弹性模量(G”),将频率1、5和10Hz下的储藏弹性模量(G’)、损耗弹性模量(G”)和由它们算出的tanδ示于表1a。
此外,使用减压干燥装置(タバィ公司制LHV110、样品量5g、133Pa、80℃、4小时),测定电子基板填充用树脂1的挥发成分,示于表1a。
此外,使用BH型粘度测定装置(东机产业公司制TV-20、A7号转子、23℃、2rpm),测定电子基板填充用树脂1的粘度,示于表1a。
此外,测定固化收缩率,示于表1a。
<实施例2~14>
将球状无机填料(F11)47份、非球状无机填料(F21)15份、固化性树脂(K1){液态环氧化物A 34.5份和固化剂A 2.5份的混合物}和添加剂{消泡剂A1份}变为表1所示的组成{球状无机填料、非球状无机填料、固化性树脂和添加剂}和使用量,除此以外,与实施例1同样地得到本发明的电子基板填充用树脂2~14。
对于电子基板填充用树脂2~14,与实施例1同样地测定储藏弹性模量(G’)、损耗弹性模量(G”)和由它们算出的tanδ、以及挥发成分和粘度、固化收缩率,示于表1a或表1b。不过,实施例11、12的电子基板填充用树脂没有进行加热处理(130℃、30分钟),而是进行1J/cm2(波长365nm的积分光量)的紫外线固化。
<比较例1~6>
将球状无机填料(F11)47份、非球状无机填料(F21)15份、固化性树脂(K1){液态环氧化物A 34.5份和固化剂A 2.5份的混合物}和添加剂{消泡剂A1份}变为表2所示的比较组成{球状无机填料、非球状无机填料、固化性树脂和添加剂}和使用量,除此以外,与实施例1同样地得到比较电子基板填充用树脂1~6。
对于比较电子基板填充用树脂1~6,与实施例1同样地测定储藏弹性模量(G’)、损耗弹性模量(G”)和由它们算出的tanδ、以及挥发成分和粘度、固化收缩率,示于表2。不过,比较例6的比较电子基板填充用树脂没有进行加热处理(130℃、30分钟),而是进行1J/cm2(波长365nm的积分光量)的紫外线固化。
表1a
组成 | 实施例 | ||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |||
球状无机填料 | (F 11) | 32.0 | 40.0 | 47.0 | 66.0 | 60.0 | |||
(F 12) | 60.0 | 50.0 | |||||||
(F 13) | |||||||||
(F 15) | |||||||||
(F 16) | |||||||||
非球状无机填料 | (F 21) | 15.0 | 7.0 | 10.0 | 5.0 | 10.0 | |||
(F 22) | 15.0 | 15.0 | 15.0 | 10.0 | |||||
(F 24) | |||||||||
固化性树脂(K1)~(K12) | 液态环氧化物(A) | 34.5 | 34.5 | 34.5 | 20.0 | 13.0 | 20.0 | 16.5 | |
液态环氧化物(B) | 6.5 | 13.0 | 6.5 | 10.0 | |||||
固化剂(A) | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.0 | 2.5 | 2.5 | ||
固化剂(B) | |||||||||
DPPA | |||||||||
光聚合引发剂 | |||||||||
添加剂 | 消泡剂A | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 0.9 | ||
消泡剂B | 1.0 | ||||||||
触变剂A | 0.1 | ||||||||
tanδ | 频率(Hz) | 1 | 15.0 | 7.7 | 3.6 | 10.6 | 12.5 | 12.5 | 3.0 |
5 | 14.0 | 7.8 | 4.0 | 14.1 | 13.0 | 12.1 | 3.1 | ||
10 | 12.8 | 7.9 | 4.1 | 14.9 | 13.6 | 13.8 | 3.2 | ||
储藏弹性模量(G’)(Pa) | 频率(Hz) | 1 | 50 | 110 | 240 | 80 | 40 | 60 | 200 |
5 | 250 | 460 | 930 | 320 | 270 | 330 | 1030 | ||
10 | 500 | 870 | 1700 | 620 | 420 | 470 | 1600 | ||
损耗弹性模量(G”)(Pa) | 频率(Hz) | 1 | 750 | 850 | 860 | 850 | 500 | 750 | 600 |
5 | 3500 | 3600 | 3750 | 4500 | 3500 | 4000 | 3200 | ||
10 | 6400 | 6900 | 7000 | 9200 | 5700 | 6500 | 5100 | ||
挥发成分(重量%) | 0.06 | 0.04 | 0.05 | 0.03 | 0.04 | 0.07 | 0.12 | ||
粘度(Pa·s)(个) | 455 | 640 | 610 | 950 | 750 | 180 | 1800 | ||
固化收缩率(体积%) | 0.8 | 0.7 | 0.7 | 0.4 | 0.3 | 1.0 | 0.4 | ||
填充不良发生数 | 填充条件1 | 0 | 1 | 2 | 0 | 0 | 0 | 2 | |
填充条件2 | 0 | 1 | 3 | 0 | 0 | 1 | 4 | ||
填充条件3 | 0 | 1 | 2 | 0 | 0 | 0 | 3 | ||
填充条件4 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 2 | ||
填充条件5 | 0 | 1 | 3 | 0 | 0 | 0 | 1 | ||
填充条件6 | 0 | 1 | 2 | 0 | 0 | 1 | 2 | ||
填充条件7 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 3 |
表1b
组成 | 实施例 | ||||||||
8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | |||
球状无机填料 | (F11) | 40.0 | 65.0 | ||||||
(F12) | 30.0 | 65.0 | |||||||
(F13) | 88.0 | 10.0 | |||||||
(F15) | 83.4 | ||||||||
(F16) | 57.0 | ||||||||
非球状无机填料 | (F21) | 10.0 | 30.0 | 5.0 | 3.0 | ||||
(F22) | 5.0 | ||||||||
(F24) | 1.0 | ||||||||
固化性树脂(K1)~(K12) | 液态环氧化物(A) | 16.5 | 37.0 | 15.0 | 6.0 | ||||
液态环氧化物(B) | 10.0 | 20.0 | 6.0 | 40.0 | |||||
固化剂(A) | 2.5 | 2.0 | 1.5 | 2.5 | |||||
固化剂(B) | 1.0 | 2.5 | |||||||
D P P A | 10.0 | 26.0 | |||||||
光聚合引发剂 | 2.0 | 3.0 | |||||||
添加剂 | 消泡剂A | 1.0 | 0.1 | ||||||
消泡剂B | 1.0 | 0.5 | 1.0 | 0.5 | |||||
触变剂A | |||||||||
tanδ | 频率(Hz) | 1 | 7.6 | 10.0 | 21.3 | 4.5 | 11.0 | 11.3 | 6.8 |
5 | 7.3 | 10.4 | 25.0 | 5.2 | 11.9 | 12.3 | 6.9 | ||
10 | 7.0 | 11.0 | 28.5 | 5.4 | 12.3 | 13.3 | 7.0 | ||
储藏弹性模量(G’)(Pa) | 频率(Hz) | 1 | 3300 | 850 | 8 | 210 | 95 | 45 | 60 |
5 | 8000 | 1250 | 32 | 770 | 370 | 300 | 330 | ||
10 | 13500 | 3000 | 65 | 1500 | 800 | 460 | 650 | ||
损耗弹性模量(G”)(Pa) | 频率(Hz) | 1 | 25000 | 8500 | 170 | 950 | 1050 | 510 | 390 |
5 | 58000 | 13000 | 800 | 4000 | 4400 | 3700 | 2300 | ||
10 | 95000 | 33000 | 1850 | 8100 | 9800 | 6100 | 4550 | ||
挥发成分(重量%) | 0.06 | 0.10 | 0.12 | 0.05 | 0.18 | 0.08 | 0.01 | ||
粘度(Pa·s)(个) | 710 | 1400 | 60 | 800 | 880 | 320 | 240 | ||
固化收缩率(体积%) | 0.4 | 0.6 | 0.7 | 1.4 | 1.5 | 0.5 | 1.3 | ||
填充不良发生数 | 填充条件1 | 1 | 0 | 2 | 2 | 0 | 0 | 2 | |
填充条件2 | 2 | 0 | 1 | 4 | 1 | 0 | 3 | ||
填充条件3 | 1 | 0 | 2 | 2 | 0 | 0 | 1 | ||
填充条件4 | 0 | 1 | 1 | 3 | 0 | 0 | 0 | ||
填充条件5 | 1 | 0 | 4 | 3 | 0 | 0 | 0 | ||
填充条件6 | 1 | 1 | 1 | 2 | 1 | 0 | 1 | ||
填充条件7 | 未实施 | 未实施 | 2 | 3 | 0 | 未实施 | 2 |
表2
组成 | 比较例 | |||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |||
球状无机填料 | (F11) | 30.0 | ||||||
(F13) | 86.0 | 20.0 | ||||||
(F14) | 60.0 | 23.0 | 26.0 | |||||
非球状无机填料 | (F21) | 5.0 | ||||||
(F23) | 50.0 | 60.0 | ||||||
(F24) | 1.0 | |||||||
固化性树脂 | 液态环氧化物(A) | 43.0 | 25.5 | 70.0 | 30.0 | |||
液态环氧化物(B) | 20.0 | |||||||
固化剂(A) | 2.5 | 3.0 | 2.0 | |||||
固化剂(B) | 2.5 | |||||||
D P P A | 6.0 | |||||||
光聚合引发剂 | 1.0 | |||||||
非固化性树脂 | 热塑性树脂 | 5.0 | 6.5 | |||||
添加剂 | 消泡剂A | 1.0 | 0.5 | 1.0 | ||||
消泡剂B | 1.0 | 1.0 | 0.7 | |||||
触变剂A | 0.3 | |||||||
溶剂A | 1.0 | |||||||
溶剂B | 8.0 | 7.5 | ||||||
tanδ | 频率(Hz) | 1 | 0.3 | 1.3 | 36.9 | 1.2 | 20.0 | 2.2 |
5 | 0.3 | 1.2 | 32.2 | 1.1 | 30.0 | 2.3 | ||
10 | 0.3 | 1.1 | 33.3 | 1.0 | 50.0 | 2.4 | ||
储藏弹性模量(G’)(Pa) | 频率(Hz) | 1 | 650 | 70 | 16 | 520 | 2 | 820 |
5 | 3100 | 310 | 90 | 2700 | 4 | 3250 | ||
10 | 7800 | 550 | 150 | 5100 | 8 | 4600 | ||
损耗弹性模量(G”)(Pa) | 频率(Hz) | 1 | 200 | 90 | 590 | 620 | 40 | 1800 |
5 | 1000 | 370 | 2900 | 3000 | 120 | 7500 | ||
10 | 2300 | 600 | 5000 | 5200 | 400 | 11000 | ||
挥发成分(重量%) | 8.02 | 7.45 | 1.05 | 0.07 | 0.05 | 0.18 | ||
粘度(Pa·s) | 1200 | 310 | 240 | 520 | 30 | 2200 | ||
固化收缩率(体积%) | 8.3 | 7.2 | 2.1 | 2.3 | 3.0 | 2.0 | ||
填充不良发生数(个) | 填充条件1 | 100 | 100 | 90 | 52 | 100 | 62 | |
填充条件2 | 100 | 100 | 75 | 24 | 100 | 44 | ||
填充条件3 | 100 | 100 | 98 | 62 | 100 | 54 | ||
填充条件4 | 100 | 100 | 26 | 52 | 100 | 38 | ||
填充条件5 | 100 | 100 | 77 | 41 | 100 | 37 | ||
填充条件6 | 100 | 100 | 36 | 35 | 100 | 44 | ||
填充条件7 | 未实施 | 未实施 | 88 | 44 | 100 | 66 |
·球状无机填料
(F11):(株)龙森制TSS8(体积平均粒径7.5μm的球状二氧化硅)
(F12):(株)龙森制MSS4(体积平均粒径3.5μm的球状二氧化硅)
(F13):福田金属箔粉(株)制SRC-Cu-15(体积平均粒径12μm的球状铜粉)
(F14):ァドマテックス(株)制SO-C5(体积平均粒径1.5μm的球状二氧化硅)
(F15):日本ァトマィズ加工(株)制HXR-Cu(体积平均粒径5.0μm的球状铜粉)
(F16):(株)龙森制CRS1101CE(体积平均粒径1.5μm的环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷表面处理球状二氧化硅)
·非球状无机填料
(F21):堺化学工业(株)制B-34(体积平均粒径0.3μm的氧化铝表面处理硫酸钡粉)
(F22):日东粉化工业(株)制TSS#1000(体积平均粒径1.2μm的重质碳酸钙)
(F23):(株)龙森制RD-8(体积平均粒径15μm的无定形破碎二氧化硅)
(F24):日本Aerosil(株)制R202(体积平均粒径14nm的疏水性无定形二氧化硅)
·固化性树脂(K1)~(K8):液态环氧化物和固化剂的混合物
(K9):液态环氧化物、固化剂、具有聚合性双键的化合物和光自由基发生剂的混合物
液态环氧化物
(A):日本环氧树脂(株)制Epicoat 807(双酚F型液态环氧化物)
(B):大日本油墨工业(株)制ェピクロン840S(双酚A型液态环氧化物)
固化剂
(A):四国化成(株)制咪唑2MZA-PW(2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪、体积平均粒径4μm)
(B):四国化成(株)制咪唑2E4MZ-CN(1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、液态)
具有聚合性双键的化合物
(DPPA):サンノプコ(株)制ノプコマ一4510(二季戊四醇五丙烯酸酯)
光自由基发生剂:Ciba Specialty Chemicals(株)制Irgacure 184
·非固化性树脂
热塑性树脂:日新化学(株)制ェトセル(羟乙基纤维素)
·添加剂
消泡剂A:信越化学(株)制KF6002(甲醇改性有机硅)
消泡剂B:共荣公司(株)制AC326F(丙烯酸共聚物)
触变剂A:楠本化成(株)制ディスパロン3900(聚酰胺、含有30%溶剂)
溶剂A:二甲苯
溶剂B:丁基卡必醇
<评价>
(1)填充装置(参照图2~图8)
填充装置使用在真空室(3)内配置有电子基板固定台(4)、刮板(7)、非接触辊(8)和防护装置(13)的填充装置{东海商事(株)制、真空COATER SVM}。
此外,刮板(7)和非接触辊(8)和防护装置(13)成为一体,使其能够以移动速度(i)(mm/秒)相对于电子基板面沿水平并且相对于非接触辊(8)的旋转轴沿垂直方向直线移动。图2、图3和图5中用箭头27表示刮板(7)、非接触辊(8)和防护装置(13)的移动方向。
此外,刮板(7)在将电子基板填充用树脂(9)填充到电子基板的开口部后,能够将基板上残留的过剩的电子基板填充用树脂刮掉。
此外,真空室(3)内可以成为减压状态。
此外,非接触辊(8)能够以圆周速度(v)(mm/秒)旋转,且比非接触辊(8)的旋转轴更接近电子基板侧的部分的旋转方向与刮板(7)和非接触辊(8)的移动方向相反。图5中用箭头26表示非接触辊(8)的旋转方向。
再者,非接触辊(8)的表面材质为不锈钢制,其大小为直径50mm、长550mm。此外,刮板(7)为硬度80度的聚氨酯树脂制,宽70mm、厚20mm、长550mm,其顶端为图2的形状。
防护装置(13)能够防止树脂糊(J)从刮板(7)和非接触辊(8)的两末端部溢出。防护装置(13)在聚缩醛制板(高80mm、宽100mm、厚20mm)的中央部设置有直径51mm的贯通孔{贯通孔存在于非接触辊(8)和基板固定台(4)之间为0.1mm的位置}。此外,使非接触辊(8)的末端部嵌入该孔中。此外,防护装置(13)与基板固定台(4)的上面和刮板(7)的两末端部相接。
(2)电子基板
使用FR-4两面覆铜层合板(根据JIS C6480-1994《印刷线路板用覆铜层合板通则》),按照特开2002-141661号公报的0013~0031段落记载的内容作成具有表3所示开口部的电子基板(芯基板,大小如表3所示)。
表3
填充条件 | 基板的大小(mm) | 开口部(种类)、大小、个数 | 辊移动速度(i)(mm/s) | 辊圆周速度(s)(mm/秒) | 辊间隔(mm) | ||
长 | 宽 | 厚 | |||||
1 | 510 | 510 | 06 | 1.通孔 内径 80μm 10000个 | 30.0 | 45.0 | 1.0 |
2 | 510 | 510 | 1.6 | 1.通孔 内径 200μm 10000个 | 30.0 | 50.0 | 1.5 |
3 | 510 | 510 | 3.2 | 1.通孔 内径 250μm 10000个 | 30.0 | 60.0 | 0.8 |
4 | 340 | 510 | 1.0 | 1.通孔 内径 800μm 100个2.通孔 内径 200μm 10000个3.通孔 内径 80μm 1000个 | 20.0 | 50.0 | 0.5 |
5 | 340 | 510 | 10 | 1.通孔 内径 800μm 100个2.通孔 内径 200μm 10000个3.通孔 内径 80μm 1000个 | 20.0 | 30.0 | 0.5 |
6 | 410 | 510 | 0.8 | 1导通孔 内径 60μm 10000个 | 15.0 | 30.0 | 0.5 |
7 | 340 | 510 | 10 | 1.通孔 内径 150μm 5000个2.导通孔 内径 50μm深 50μm 10000个2.电路间凹部 电路宽:50μm电路间隔:50μm电路厚:50μm电路长:100mm 1000个 | 25.0 | 50.0 | 1.0 |
(3)填充工序
在电子基板的底面粘贴脱模薄膜(5){与电子基板相同尺寸的聚酯膜:パナック株式会社制的再剥离膜ST:厚50μm},使脱模薄膜(5)向下(电子基板表面显现在外面),通过嵌入固定台(4)的凹部(与基板厚度和脱模薄膜(5)厚度的总厚度相同的深度)而固定。
然后,将电子基板填充用树脂放置在电子基板的端部后(图4),将刮板(7)和电子基板面的角度设定为15°,将真空室(3)内减压到133Pa。然后,在表3所示的条件{辊移动速度、辊圆周速度、非接触辊和电子基板的间隔(辊间隔)}下,将电子基板填充用树脂填充到电子基板的开口部(图4~6)。
在减压下填充后,使真空室(3)内的压力回复到大气压,将刮板(7)和电子基板面的角度变为40°后,填充条件7以外为表3所示的条件(与减压下的情况相同的条件),将电子基板填充用树脂填充到电子基板的开口部(大气压补充工序图4~6)。
(4)临时固化工序、研磨工序
如上所述填充电子基板填充用树脂而得到基板后,将实施例1~10和比较例1~5中得到的基板在循风式加热烘箱中在130℃下加热30分钟(临时固化工序),得到树脂固化基板。此外,同样地对实施例11~12和比较例6中得到的基板照射1J/cm2的紫外线(临时固化工序),由此得到树脂固化基板。
从树脂固化基板上去除粘贴在基板表面的脱模薄膜(5)后,使用单轴无纺布抛光机(商品名“IDB-600”、石井表记株式会社制、粗320号抛光2次、粗600号抛光2次)进行研磨,使表面平坦化,得到树脂填充基板。
(5)填充不良产生数的评价
对于开口部所在的填充位置,随机选择各100个,如下所述评价填充不良产生数。
使用台式手动切割机(商品名“手动切割机PC-300”サンハャト株式会社制),将作成的树脂填充基板相对于基板面垂直地切断,使用研磨/琢磨机(商品名“Struers Planopol-3”、丸本工业株式会社制)对切断面进行研磨,对具有开口部的填充断面进行修整。然后,用显微镜(倍率200倍)观察该填充断面,计数具有未填充(凹陷、或空洞)的开口部,将其总数示于表1a、表1b和表2。再者,将填充的树脂的表面与开口部周边的基板面的阶梯差为10μm以上记为凹陷,将直径10μm以上的空隙和开裂记为空洞。
由表1a、表1b和表2可知,如果使用比较例的电子基板填充用树脂,填充不良多发,与此相对,使用本发明的电子基板填充用树脂,几乎没有使开口部产生未填充(凹陷、或空隙和开裂产生的空洞),能够容易地制造树脂填充基板。
工业上的可利用性
本发明的电子基板填充用树脂适于填充到印刷线路板(组合印刷线路板、或多层层合印刷线路板、和两面印刷线路板等)等中存在的开口部(凹部和/或贯通孔)。除了印刷线路板以外,还能适用于填充在用金属、石、玻璃、混凝土和/或塑料等制造的板状材料中形成的开口部。
Claims (10)
1.一种电子基板填充用树脂,其特征在于:
含有无机填料(F)和固化性树脂(K),在频率1~10Hz下全部的tanδ{损耗弹性模量(G”)/储藏弹性模量(G’)}为3~30,并且挥发成分(133Pa、80℃、4小时)为0.2重量%以下。
2.如权利要求1所述的电子基板填充用树脂,其中,
粘度(23℃、JIS Z8803-1991、8.采用单一圆筒形旋转粘度计的粘度测定方法)为200~2000Pa·s。
3.如权利要求1所述的电子基板填充用树脂,其中,
以无机填料(F)和固化性树脂(K)的总重量为基础,(F)的含量为55~90重量%,(K)的含量为10~45重量%。
4.如权利要求1所述的电子基板填充用树脂,其中,
无机填料(F)含有体积平均粒径为3~8μm的球状无机填料(F1)和体积平均粒径为0.1~3μm的非球状无机填料(F2),以(F)的重量为基础,(F1)的含量为50~99重量%,(F2)的含量为1~50重量%。
5.如权利要求1所述的电子基板填充用树脂,其中,
球状无机填料(F1)为球状二氧化硅和/或球状金属粉,非球状无机填料(F2)为氧化铝表面处理硫酸钡或氢氧化铝表面处理硫酸钡。
6.如权利要求1所述的电子基板填充用树脂,其中,
固化性树脂(K)含有双酚A型液状环氧化物和/或双酚F型液状环氧化物、和体积平均粒径为1~8μm的固体固化剂。
7.如权利要求1所述的电子基板填充用树脂,其用于如下工序:
在10~10000Pa的压力下使非接触辊(R)和在非接触辊(R)的移动方向的相反侧与非接触辊(R)接触或近接配置的刮板,边相对于电子基板面沿水平方向且相对于(R)的旋转轴沿垂直方向以移动速度(i)(mm/秒)直线移动,边使(R)以比(i)大的圆周速度(v)(mm/秒)进行旋转且使比(R)的旋转轴更靠近电子基板侧的部分的旋转方向与移动方向相反,填充电子基板的开口部。
8.如权利要求1所述的电子基板填充用树脂,其中,
固化收缩率为2.0体积%以下。
9.一种使用权利要求1所述的电子基板填充用树脂进行填充得到的树脂填充基板。
10.一种电子设备,其内置有权利要求9所述的树脂填充基板。
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