JP2000150714A - Printed wiring board for semiconductor plastic package - Google Patents

Printed wiring board for semiconductor plastic package

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JP2000150714A
JP2000150714A JP33345298A JP33345298A JP2000150714A JP 2000150714 A JP2000150714 A JP 2000150714A JP 33345298 A JP33345298 A JP 33345298A JP 33345298 A JP33345298 A JP 33345298A JP 2000150714 A JP2000150714 A JP 2000150714A
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Morio Take
杜夫 岳
Nobuyuki Ikeguchi
信之 池口
Toshihiko Kobayashi
敏彦 小林
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve connection reliability between an inner layer metallic plate and an outer layer copper foil and heat dissipation property, by electrically connecting a projection formed in a metallic plate to a metallic foil in a surface at a die pad side and electrically connecting it to a copper layer in a rear at a die pad side. SOLUTION: A through hole whereto metallic plating is applied and a tip of a metallic conic trapezoid projection part (e) are electrically connected by copper plating and a rear is electrically connected by copper plating also to a copper foil in a circumference which becomes a ball pad part. According to this constitution, heat generated from a semiconductor chip (h) is conducted from a semiconductor chip mounted part through the conic trapezoid projection part (e) of a metallic plate (d), transferred to the metallic plate (d), conducted to a solder ball pad through a metallic conic trapezoid projection (e) at the opposite side and diffused to a mother board printed wiring board jointed by a solder ball (k). Good connection reliability between the inner layer metallic board (d) and an outer layer copper foil and good heat dissipation property are obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも1個の半導
体チップを小型プリント配線板に搭載した新規な金属板
入り半導体プラスチックパッケージに関する。さらに詳
しくは、内層金属板と外層銅箔との接続信頼性、熱放散
性に優れ、かつポップコーン現象を大幅に改善できる新
規な金属板入り半導体プラスチックパッケージに関す
る。得られたプリント配線板は、マイクロプロセッサ
ー、マイクロコントローラー、ASIC、グラフィック等の
比較的高ワットで使用される多端子高密度の半導体プラ
スチックパッケージへの使用に適する。本半導体プラス
チックパッケージは、ハンダボールを用いてマザーボー
ドプリント配線板に実装して電子機器として使用され
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel metal-containing semiconductor plastic package having at least one semiconductor chip mounted on a small printed wiring board. More specifically, the present invention relates to a novel semiconductor plastic package containing a metal plate, which is excellent in connection reliability and heat dissipation between the inner metal plate and the outer copper foil, and which can greatly improve the popcorn phenomenon. The obtained printed wiring board is suitable for use in a multi-terminal high-density semiconductor plastic package used at a relatively high wattage, such as a microprocessor, a microcontroller, an ASIC, and a graphic. The present semiconductor plastic package is mounted on a motherboard printed wiring board using solder balls and used as an electronic device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体プラスチックパッケージと
して、例えばプラスチックボールグリッドアレイ(P-BG
A)やプラスチックランドグリッドアレイ(P-LGA)等とし
て、プラスチックプリント配線板の上面に半導体チップ
を固定し、このチップを、プリント配線板上面に形成さ
れた導体回路にワイヤボンディングで結合し、プリント
配線板の下面にはハンダボールを用いて、マザーボード
プリント配線板と接続するための導体パッドを形成し、
表裏回路導体をメッキされたスルーホールで接続し、半
導体チップを樹脂封止している構造の半導体プラスチッ
クパッケージは公知である。本公知構造において、半導
体から発生する熱をマザーボードプリント配線板に拡散
させるため、半導体チップを固定するための上面の金属
箔から下面に接続された、メッキされた熱拡散スルーホ
ールが形成されている。該スルーホールを孔を通して、
水分が半導体固定に使われている銀粉入り樹脂接着剤に
吸湿され、マザーボードへの実装時の加熱により、ま
た、半導体部品をマザーボードから取り外す際の加熱に
より、層間フクレを生じる危険性があり、これはポップ
コーン現象と呼ばれている。このポップコーン現象が発
生した場合、パッケージは使用不能となることが多く、
この現象を大幅に改善する必要がある。また、半導体の
高機能化、高密度化は、ますます発熱量の増大を意味
し、熱放散用のための半導体チップ直下のスルーホール
のみでは熱の放散は不十分となってきている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a plastic ball grid array (P-BG
A) or a plastic land grid array (P-LGA), etc., a semiconductor chip is fixed on the upper surface of a plastic printed wiring board, and this chip is connected to a conductor circuit formed on the upper surface of the printed wiring board by wire bonding, and printed. Using solder balls on the lower surface of the wiring board, form conductor pads for connection to the motherboard printed wiring board,
A semiconductor plastic package having a structure in which front and back circuit conductors are connected by plated through holes and a semiconductor chip is sealed with a resin is known. In the known structure, a plated heat diffusion through hole is formed from the upper metal foil to the lower surface for fixing the semiconductor chip, in order to diffuse the heat generated from the semiconductor to the motherboard printed wiring board. . Through the through hole,
Moisture is absorbed by the resin adhesive containing silver powder used for fixing the semiconductor, and there is a risk of causing interlayer blisters due to heating during mounting on the motherboard and heating when removing the semiconductor components from the motherboard. Is called the popcorn phenomenon. When this popcorn phenomenon occurs, the package often becomes unusable,
This phenomenon needs to be greatly improved. In addition, higher functionality and higher density of semiconductors mean more and more heat generation, and heat dissipation is insufficient with only through holes directly below the semiconductor chip for heat dissipation.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の問題
点を改善した半導プラスチックパッケージ用プリント配
線板を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a printed wiring board for a semiconductor plastic package which solves the above problems.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、プ
リント配線板の厚さ方向のほぼ中央に、プリント配線板
とほぼ同じ大きさの金属板を配置し、プリント配線板の
片面に、少なくとも、1個の半導体チップを熱伝導性接
着剤で固定し、該金属板と表面の回路とは熱硬化性樹脂
組成物で絶縁し、そのプリント配線板表面に形成された
回路導体と半導体チップとをワイヤボンディングで接続
し、少なくとも、該表面のプリント配線板上の信号伝播
回路導体とプリント配線板の反対面に形成された回路導
体もしくは該ハンダボールでの接続用導体パッドとを、
金属板と樹脂組成物で絶縁されたスルーホール導体で結
線し、少なくとも、半導体チップ、ワイヤおよびボンデ
ィングパッドを樹脂封止している構造の半導体プラスチ
ックパッケージであって、該プリント配線板の一部を構
成する金属板に形成された突起が、ダイパッド側の半導
体チップを直接固定する表面の金属箔、裏面の熱放散用
ハンダボールパッド側の表面に形成された銅層、及び裏
面の熱放散用ハンダボールパッド側表面に形成された銅
層と電気的に接続されている構造の半導体プラスチック
パッケージ用プリント配線板を作成し、この表面に熱伝
導性接着剤で半導体チップを接着固定し、該チップ等を
樹脂封止し、裏面にハンダボールを接続している構造の
半導体プラスチックパッケージを提供する。得られたパ
ッケージは、金属板と表層の金層箔との密着性が良好な
ため熱放散性に優れ、ハンダボールの基板への密着性に
優れ、半導体チップの下面からの吸湿がなく、吸湿後の
耐熱性すなわちポップコーン現象が大幅に改善される。
さらに、熱硬化性樹脂として多官能性シアン酸エステル
組成物を用いることにより、プレッシャークッカー後の
電気絶縁性、耐マイグレーション性等に優れたパッケー
ジが提供される。加えて本発明の半導体プラスチックパ
ッケージは、大量生産にも適しており、経済性も改善さ
れる。
That is, according to the present invention, a metal plate having substantially the same size as a printed wiring board is disposed substantially at the center in the thickness direction of the printed wiring board, and at least one surface of the printed wiring board is provided on at least one surface thereof. One semiconductor chip is fixed with a heat conductive adhesive, the metal plate and the circuit on the surface are insulated with a thermosetting resin composition, and the circuit conductor formed on the surface of the printed wiring board and the semiconductor chip are Are connected by wire bonding, at least, a signal transmission circuit conductor on the printed wiring board on the surface and a circuit conductor formed on the opposite surface of the printed wiring board or a connection conductor pad with the solder ball,
A semiconductor plastic package having a structure in which a metal plate and a through-hole conductor insulated with a resin composition are connected and at least a semiconductor chip, a wire, and a bonding pad are resin-sealed, and a part of the printed wiring board is provided. The projections formed on the metal plate constituting the metal foil directly fix the semiconductor chip on the die pad side, the solder layer for heat dissipation on the back side, the copper layer formed on the surface on the ball pad side, and the solder for heat dissipation on the back side A printed wiring board for a semiconductor plastic package having a structure electrically connected to the copper layer formed on the surface of the ball pad is formed, and a semiconductor chip is bonded and fixed to the surface with a thermally conductive adhesive. And a semiconductor plastic package having a structure in which solder balls are connected to the back surface. The resulting package has good heat dissipation due to good adhesion between the metal plate and the surface gold foil, excellent adhesion of the solder balls to the substrate, no moisture absorption from the lower surface of the semiconductor chip, and moisture absorption. Subsequent heat resistance, ie the popcorn phenomenon, is greatly improved.
Furthermore, by using a polyfunctional cyanate ester composition as the thermosetting resin, a package having excellent electrical insulation properties and migration resistance after pressure cooker is provided. In addition, the semiconductor plastic package of the present invention is suitable for mass production, and has improved economy.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】本発明の半導体プラスチックパッ
ケージは、プリント配線板の厚み方向のほぼ中央に熱放
散性の良好な、表裏に円錐台形の突起を形成した金属板
を配置し、その金属板の両面に形成された金属突起先端
部は表側は少なくとも金属突起部先端が露出しており、
裏面はハンダボールを接続するパッド部を避けて金属突
起部が表面に露出するように金属突起部が設けられてい
る。該金属突起部をデスミア処理後、スルーホールをド
リル或いはレーザー等で金属板と接触しないようにあ
け、全体を金属メッキした後、回路を形成し、半導体チ
ップ搭載部、ワイヤボンディングパッド部及びボールパ
ッド部をメッキレジストで被覆し、ニッケルメッキ、金
メッキを行う。表面の円錐台形上の半導体チップ搭載用
金属箔部上には、熱伝導性接着剤で半導体チップを固定
し、半導体チップをワイヤボンディングで周囲の回路導
体と接続し、少なくとも半導体チップ、ボンディングワ
イヤおよびボンディングパッドを樹脂封止して、裏面
の、金属メッキ、貴金属メッキされた円錐台形突起上の
銅メッキされた銅層と接続したハンダボールパッドを溶
融してマザーボードプリント配線板と接合した形態とな
っており、表裏の回路導体及び導通用のメッキされたス
ルーホールは、熱硬化性樹脂組成物で金属板と絶縁され
た構造となっている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A semiconductor plastic package according to the present invention is provided with a metal plate having good heat dissipation and a truncated conical projection formed on the front and back sides at substantially the center in the thickness direction of the printed wiring board. At least the front end of the metal projection formed on both sides of the metal projection is exposed,
The rear surface is provided with a metal projection so that the metal projection is exposed on the front surface, avoiding the pad portion for connecting the solder ball. After the metal protrusion is desmeared, a through-hole is opened by a drill or a laser so as not to come into contact with the metal plate, the whole is metal-plated, a circuit is formed, and a semiconductor chip mounting portion, a wire bonding pad portion, and a ball pad are formed. The part is covered with a plating resist, and nickel plating and gold plating are performed. On the metal foil portion for mounting the semiconductor chip on the truncated cone of the surface, the semiconductor chip is fixed with a heat conductive adhesive, the semiconductor chip is connected to the surrounding circuit conductor by wire bonding, at least the semiconductor chip, the bonding wire and The bonding pad is sealed with resin, and the solder ball pad connected to the copper plated copper layer on the metal-plated and precious metal-plated frustoconical projection on the back side is melted and joined to the motherboard printed wiring board The circuit conductors on the front and back and the plated through holes for conduction have a structure insulated from the metal plate by the thermosetting resin composition.

【0006】公知のスルーホールを有する金属板プリン
ト配線板の上面に半導体チップを固定する方法において
は、従来のP-BGAパッケージと同様に半導体チップから
の熱は直下の熱放散用スルーホールに落として熱放散せ
ざるを得ず、ポップコーン現象は改善できなかった。本
発明は、まず金属板とする金属平板の両面に、あらかじ
め公知のエッチング等の方法で、円錐台形の金属突起を
残し、クリアランスホール又はスリット孔をあける。つ
いで、両面に金属突起の高さよりやや低めに熱硬化性樹
脂層を形成し、その両面に金属突起露出高さよりやや厚
めの金属箔を配置し、加熱、加圧下に、好ましくは真空
下に、積層成形して、内層金属板入り両面金属箔張積層
板を作成する。金属板の形成方法としては、特に限定さ
れないが、例えば、まず金属平板の、金属突起部を形成
する範囲にエッチングレジストを付着させ、厚さ方向に
30〜70% 金属板をエッチング除去する。ついで、金属突
起部を形成する箇所にエッチングレジストを円形で残
し、同時にクリアランスホール又はスリット孔を形成す
る箇所のエッチングレジストを除去し、両側からエッチ
ング液にてエッチングして両面に円錐台形突起を形成す
ると同時に、クリアランスホール又はスリット孔を形成
する方法等で金属板を作成する。
In a known method of fixing a semiconductor chip on the upper surface of a metal plate printed wiring board having a through hole, heat from the semiconductor chip is dropped to a heat dissipating through hole immediately below, similarly to a conventional P-BGA package. Heat had to be dissipated and the popcorn phenomenon could not be improved. In the present invention, first, a clearance hole or a slit hole is formed on both surfaces of a metal flat plate as a metal plate by a known etching method or the like, leaving a frustoconical metal projection. Next, a thermosetting resin layer is formed slightly lower than the height of the metal projections on both surfaces, and a metal foil slightly thicker than the metal projection exposure height is arranged on both surfaces, and heated and pressed, preferably under vacuum, Lamination molding is performed to create a double-sided metal foil-clad laminate containing an inner metal plate. The method of forming the metal plate is not particularly limited. For example, first, an etching resist is attached to a metal flat plate in an area where a metal protrusion is to be formed.
30-70% The metal plate is etched away. Next, leave the etching resist in a circular shape at the location where the metal projection is to be formed, and at the same time remove the etching resist at the location where the clearance hole or slit hole is to be formed. At the same time, a metal plate is formed by a method of forming a clearance hole or a slit hole.

【0007】該円錐台形突起とクリアランスホール又は
スリット孔が形成された金属板の表面を公知の方法で酸
化処理、微細凹凸形成、皮膜形成等の接着性や電気絶縁
性向上のための表面処理を必要に応じて施す。該表面処
理され、複数個の円錐台形突起部が両面に形成され、ク
リアランスホール又はスリット孔が形成された金属板の
上下には、該円錐台形金属突起部が僅かに露出するよう
にして、熱硬化性樹脂組成物で全面絶縁部を形成する。
熱硬化性樹脂組成物による絶縁部の形成は、半硬化状態
の熱硬化性樹脂組成物を基材含浸、乾燥したプリプレグ
シート、樹脂シート、樹脂付き金属箔、或いは塗布樹脂
層を用いてなされる。絶縁部の高さは、積層成形時にク
リアランスホール又はスリット孔に熱硬化性樹脂を充填
すると同時に、表裏面の金属箔部に円錐台形金属突起部
が表裏層の金属箔に接合するような高さにして、両面金
属箔張積層板を作成する。
The surface of the metal plate on which the truncated conical protrusions and the clearance holes or slit holes are formed is subjected to a surface treatment for improving adhesion and electrical insulation such as oxidation treatment, formation of fine irregularities, and film formation by a known method. Apply as needed. The surface treatment is performed so that a plurality of truncated cone-shaped protrusions are formed on both surfaces, and the truncated cone-shaped metal protrusions are slightly exposed above and below a metal plate on which clearance holes or slit holes are formed. An insulating portion is entirely formed from the curable resin composition.
The formation of the insulating portion using the thermosetting resin composition is performed using a prepreg sheet, a resin sheet, a resin-coated metal foil, or a coated resin layer that is impregnated with a semi-cured thermosetting resin composition and dried. . The height of the insulating part is such that the clearance hole or slit hole is filled with thermosetting resin at the time of lamination molding, and at the same time, the truncated cone-shaped metal projections are joined to the metal foil of the front and back layers on the metal foil parts on the front and back sides. To make a double-sided metal foil-clad laminate.

【0008】得られた両面金属箔張積層板の、両面円錐
台形突起先端部が表理層金属箔と接触している箇所を、
エッチング等の公知の方法にて金属箔を除去する。ただ
し、半導体チップ側表面は円錐台形突起部先端を金属箔
と独立して表面に露出させるか全面除去する。裏面のボ
ールパッドを形成する側は、ボールパッドを形成する箇
所を避けて金属突起を露出させ、表層に付着している樹
脂層をデスミア処理等で除去した後、スルーホールをメ
カニカルドリル或いはレーザー等公知の方法であけ、全
体を金属メッキする。金属メッキされたスルーホールと
金属円錐台形突起部先端とを銅メッキで電気的に接続す
るとともに、裏面はボールパッド部となる周囲の銅箔と
も銅メッキで電気的に接続する。公知の方法で表裏に回
路を形成した後、少なくとも表層の半導体チップ搭載
部、ボンディングパッド部及び裏面のハンダボールパッ
ド部をメッキレジストで被覆し、ニッケル又は金メッキ
を施す。その後、表面の半導体チップ搭載部に熱伝導性
接着剤で半導体チップを接着固定し、ワイヤボンディン
グし、少なくとも半導体チップ、ワイヤ、ボンディング
パッドを樹脂封止する。裏面のハンダボールパッド部を
ハンダボールでマザーボードプリント配線板に接合す
る。半導体チップから発生した熱は、半導体チップ搭載
部分から熱伝導して金属板の円錐台形突起部を通り、金
属板に伝達し、反対面の金属円錐台形突起を通ってハン
ダボール用パッドに伝導し、ハンダボールで接合したマ
ザーボードプリント配線板に拡散する。
[0008] In the obtained double-sided metal foil-clad laminate, the portion where the tip of the double-sided truncated conical projection is in contact with the surface layer metal foil is
The metal foil is removed by a known method such as etching. However, on the semiconductor chip side surface, the tip of the truncated conical projection is exposed to the surface independently of the metal foil or is entirely removed. On the back side where the ball pad is formed, the metal protrusions are exposed avoiding the place where the ball pad is formed, and the resin layer adhering to the surface layer is removed by desmear treatment or the like, and the through hole is mechanically drilled or laser-cut The whole is metal-plated by a known method. The metal-plated through hole and the tip of the metal truncated conical projection are electrically connected by copper plating, and the back surface is also electrically connected to the surrounding copper foil to be a ball pad by copper plating. After forming a circuit on the front and back sides by a known method, at least the surface portion of the semiconductor chip mounting portion, the bonding pad portion, and the solder ball pad portion on the back surface are covered with a plating resist, and nickel or gold plating is performed. Thereafter, the semiconductor chip is bonded and fixed to the semiconductor chip mounting portion on the surface with a heat conductive adhesive, and wire bonding is performed, and at least the semiconductor chip, the wires, and the bonding pads are resin-sealed. The solder ball pad on the back is joined to the motherboard printed wiring board with solder balls. The heat generated from the semiconductor chip is conducted from the semiconductor chip mounting portion, passes through the frustoconical projection of the metal plate, is transmitted to the metal plate, and is transmitted to the solder ball pad through the frustoconical projection on the opposite surface. , Spread on the motherboard printed wiring board joined by solder balls.

【0009】金属板の側面については、熱硬化性樹脂組
成物で被覆されている形、露出している形、いずれの形
でも良いが、錆発生を防ぐ等の点から熱硬化性樹脂組成
物で被覆されている方が好ましい。
The side surface of the metal plate may be in a form coated with the thermosetting resin composition, in an exposed form, or in any form. It is more preferable that it is coated with.

【0010】表裏信号回路用のスルーホール用孔は、樹
脂の埋め込まれた金属板クリアランスホール又はスリッ
ト孔のほぼ中央に、金属板と接触しないように形成す
る。必要によりデスミア処理を施し、次いで無電解メッ
キや電解メッキによりスルーホール内部に金属層を形成
して、メッキされたスルーホールを形成する。
The through hole for the front and back signal circuits is formed substantially at the center of the metal plate clearance hole or slit hole in which the resin is embedded so as not to contact the metal plate. If necessary, a desmear treatment is performed, and then a metal layer is formed inside the through-hole by electroless plating or electrolytic plating to form a plated through-hole.

【0011】表裏の回路形成後、貴金属メッキを、少な
くともワイヤボンディングパッド表面に形成してプリン
ト配線板を完成させる。この場合、貴金属メッキの必要
のない箇所は、事前にメッキレジストで被覆しておく。
または、メッキ後に、必要により公知の熱硬化性樹脂組
成物、或いは光選択性熱硬化性樹脂組成物で、少なくと
も半導体チップ搭載部となる銅箔の一部または全部、ボ
ンディングパッド部、反対面のハンダボール接着用パッ
ド部以外の表面に皮膜を形成する。
After forming the front and back circuits, a noble metal plating is formed on at least the surface of the wire bonding pad to complete the printed wiring board. In this case, a portion that does not require noble metal plating is covered with a plating resist in advance.
Or, after plating, if necessary, a known thermosetting resin composition, or a photoselective thermosetting resin composition, at least a part or all of a copper foil to be a semiconductor chip mounting portion, a bonding pad portion, an opposite surface A film is formed on the surface other than the solder ball bonding pad.

【0012】該プリント配線板の、内層となる円錐台形
突起を持った金属板の円錐台の上は、そのまま、または
電導性のハンダ等を付着させて表層の金属箔と接合さ
せ、その接合した表層の金属箔上に半導体チップを、熱
伝導性接着剤を用いて固定し、さらに半導体チップとプ
リント配線板回路のボンディングパッドとをワイヤボン
ディング法で接続し、少なくとも、半導体チップ、ボン
ディングワイヤ及びボンディングパッドを公知の封止樹
脂で封止する。
On the printed circuit board, on the frustum of a metal plate having a frustum-shaped projection serving as an inner layer, it is joined to a metal foil of the surface layer as it is or by attaching conductive solder or the like and joined. A semiconductor chip is fixed on a surface metal foil using a heat conductive adhesive, and the semiconductor chip and a bonding pad of a printed wiring board circuit are connected by a wire bonding method. The pad is sealed with a known sealing resin.

【0013】半導体チップと反対面のハンダボール接続
用導体パッドに、ハンダボールを接続してP-BGAを作
り、マザーボードプリント配線板上の回路にハンダボー
ルを重ね、熱によってボールを溶融接続するか、または
パッケージにハンダボールをつけずにP-LGAを作り、マ
ザーボードプリント配線板に実装する時に、マザーボー
ドプリント配線板面に形成されたハンダボール接続用導
体パッドとP-LGA用のハンダボール用導体パッドとを、
ハンダボールを加熱溶融することにより接続する。
[0013] A solder ball is connected to the solder ball connecting conductor pad on the opposite side of the semiconductor chip to form a P-BGA, and the solder ball is superimposed on a circuit on a motherboard printed wiring board. When making a P-LGA without attaching solder balls to the package and mounting it on the motherboard printed wiring board, the solder ball connection conductor pad formed on the motherboard printed wiring board surface and the solder ball conductor for the P-LGA The pad and
The solder balls are connected by heating and melting.

【0014】本発明に用いる金属板は、特に限定しない
が、高弾性率、高熱伝導性で、厚さ30〜500μmのものが
好適である。具体的には、純銅、無酸素銅、その他、銅
が95重量%以上のFe、Sn、P、Cr、Zr、Zn等との合金が好
適に使用される。また、合金の表面を銅メッキした金属
板等も使用され得る。
Although the metal plate used in the present invention is not particularly limited, a metal plate having a high elastic modulus, a high thermal conductivity and a thickness of 30 to 500 μm is suitable. Specifically, pure copper, oxygen-free copper, and alloys with Fe, Sn, P, Cr, Zr, Zn, and the like containing 95% by weight or more of copper are preferably used. Further, a metal plate or the like in which the surface of the alloy is plated with copper may be used.

【0015】本発明の金属円錐台形突起部の高さは、特
に限定はないが、50〜150μmが好適である。また、プリ
プレグ、樹脂シート、樹脂付き金属箔、塗布樹脂等の絶
縁層の厚さは、金属円錐台形突起の高さよりやや低め、
好ましくは5〜15μm低めとし、積層成形後に、少なくと
も表層金属箔の一部と接続させる。円錐台形の大きさ
は、特に限定しないが、一般には、底部の径が0.5〜5m
m、上部の径が0〜1mmとする。
The height of the metal frustoconical projection of the present invention is not particularly limited, but is preferably 50 to 150 μm. Also, the thickness of the insulating layer such as prepreg, resin sheet, metal foil with resin, coating resin, etc. is slightly lower than the height of the metal truncated cone-shaped projection,
Preferably, it is lower by 5 to 15 μm, and after lamination molding, it is connected to at least a part of the surface metal foil. The size of the truncated cone is not particularly limited, but generally, the diameter of the bottom is 0.5 to 5 m
m, the upper diameter is 0-1 mm.

【0016】金属円錐台形突起部形成範囲は、半導体チ
ップの面積以下、一般的には5〜20mm角以内とし、半導
体チップ固定箇所の下に存在するようにする。反対面も
同様である。
The range of formation of the metal truncated conical protrusion is set to be equal to or less than the area of the semiconductor chip, generally within a range of 5 to 20 mm square, and to be present below the semiconductor chip fixing portion. The opposite is true.

【0017】本発明で使用される熱硬化性樹脂組成物の
樹脂としては、一般に公知の熱硬化性樹脂が使用され
る。具体的には、エポキシ樹脂、多官能性シアン酸エス
テル樹脂、多官能性マレイミドーシアン酸エステル樹
脂、多官能性マレイミド樹脂、不飽和基含有ポリフェニ
レンエーテル樹脂等が挙げられ、1種或いは2種類以上
が組み合わせて使用される。耐熱性、耐湿性、耐マイグ
レーション性、吸湿後の電気的特性等の点から多官能性
シアン酸エステル樹脂組成物が好適である。
As the resin of the thermosetting resin composition used in the present invention, generally known thermosetting resins are used. Specific examples include an epoxy resin, a polyfunctional cyanate ester resin, a polyfunctional maleimide-cyanate ester resin, a polyfunctional maleimide resin, and an unsaturated group-containing polyphenylene ether resin. Are used in combination. Polyfunctional cyanate ester resin compositions are preferred from the viewpoints of heat resistance, moisture resistance, migration resistance, electrical properties after moisture absorption, and the like.

【0018】本発明の好適な熱硬化性樹脂分である多官
能性シアン酸エステル化合物とは、分子内に2個以上の
シアナト基を有する化合物である。具体的に例示する
と、1,3-又は1,4-ジシアナトベンゼン、1,3,5-トリシア
ナトベンゼン、1,3-、1,4-、1,6-、1,8-、2,6-又は2,7-
ジシアナトナフタレン、1,3,6-トリシアナトナフタレ
ン、4,4-ジシアナトビフェニル、ビス(4-ジシアナトフ
ェニル)メタン、2,2-ビス(4-シアナトフェニル)プロパ
ン、2,2-ビス(3,5-ジブロモー4-シアナトフェニル)プロ
パン、ビス(4-シアナトフェニル)エーテル、ビス(4-シ
アナトフェニル)チオエーテル、ビス(4-シアナトフェニ
ル)スルホン、トリス(4-シアナトフェニル)ホスファイ
ト、トリス(4-シアナトフェニル)ホスフェート、および
ノボラックとハロゲン化シアンとの反応により得られる
シアネート類などである。
The polyfunctional cyanate compound which is a preferred thermosetting resin component of the present invention is a compound having two or more cyanato groups in a molecule. Specific examples include 1,3- or 1,4-dicyanatobenzene, 1,3,5-tricyanatobenzene, 1,3-, 1,4-, 1,6-, 1,8-, 2 , 6- or 2,7-
Dicyanatonaphthalene, 1,3,6-tricyanatonaphthalene, 4,4-dicyanatobiphenyl, bis (4-dicyanatophenyl) methane, 2,2-bis (4-cyanatophenyl) propane, 2,2- Bis (3,5-dibromo-4-cyanatophenyl) propane, bis (4-cyanatophenyl) ether, bis (4-cyanatophenyl) thioether, bis (4-cyanatophenyl) sulfone, tris (4-cy (Anatophenyl) phosphite, tris (4-cyanatophenyl) phosphate, and cyanates obtained by reacting novolak with cyanogen halide.

【0019】これらのほかに特公昭41-1928、同43-1846
8、同44-4791、同45-11712、同46-41112、同47-26853及
び特開昭51-63149号公報等に記載の多官能性シアン酸エ
ステル化合物類も用いら得る。また、これら多官能性シ
アン酸エステル化合物のシアナト基の三量化によって形
成されるトリアジン環を有する分子量400〜6,000 のプ
レポリマーが使用される。このプレポリマーは、上記の
多官能性シアン酸エステルモノマーを、例えば鉱酸、ル
イス酸等の酸類;ナトリウムアルコラート等、第三級ア
ミン類等の塩基;炭酸ナトリウム等の塩類等を触媒とし
て重合させることにより得られる。このプレポリマー中
には一部未反応のモノマーも含まれており、モノマーと
プレポリマーとの混合物の形態をしており、このような
原料は本発明の用途に好適に使用される。一般には可溶
な有機溶剤に溶解させて使用する。
In addition to these, JP-B-41-1928 and JP-B-43-1846
8, polyfunctional cyanate compounds described in JP-A-44-4791, JP-A-45-11712, JP-A-46-41112, JP-A-47-26853 and JP-A-51-63149 can also be used. Further, a prepolymer having a molecular weight of 400 to 6,000 and having a triazine ring formed by trimerization of a cyanato group of these polyfunctional cyanate compounds is used. This prepolymer is obtained by polymerizing the above-mentioned polyfunctional cyanate ester monomer with a catalyst such as an acid such as a mineral acid or a Lewis acid; a base such as a tertiary amine such as sodium alcoholate; or a salt such as sodium carbonate. It can be obtained by: The prepolymer also contains some unreacted monomers and is in the form of a mixture of the monomer and the prepolymer, and such a raw material is suitably used for the purpose of the present invention. Generally, it is used after being dissolved in a soluble organic solvent.

【0020】エポキシ樹脂としては、一般に公知のもの
が使用できる。具体的には、液状或いは固形のビスフェ
ノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ
樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾー
ルノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂;ブ
タジエン、ペンタジエン、ビニルシクロヘキセン、ジシ
クロペンチルエーテル等の二重結合をエポキシ化したポ
リエポキシ化合物類;ポリオール、水酸基含有シリコン
樹脂類とエポハロヒドリンとの反応によって得られるポ
リグリシジル化合物類等が挙げられる。これらは1種或
いは2種類以上が組み合わせて使用され得る。
As the epoxy resin, a generally known epoxy resin can be used. Specifically, liquid or solid bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, cresol novolak type epoxy resin, alicyclic epoxy resin; butadiene, pentadiene, vinylcyclohexene, dicyclopentyl ether, etc. And polyglycidyl compounds obtained by reacting a polyol, a hydroxyl-containing silicone resin with an epohalohydrin, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

【0021】ポリイミド樹脂としては、一般に公知のも
のが使用され得る。具体的には、多官能性マレイミド類
とポリアミン類との反応物、特公昭57-005406号公報に
記載の末端三重結合のポリイミド類が挙げられる。
As the polyimide resin, generally known ones can be used. Specific examples include a reaction product of a polyfunctional maleimide and a polyamine, and a polyimide having a terminal triple bond described in JP-B-57-005406.

【0022】これらの熱硬化性樹脂は、単独でも使用で
きるが、特性のバランスを考え、適宜組み合わせて使用
するのが良い。
These thermosetting resins can be used alone, but it is preferable to use them in an appropriate combination in consideration of the balance of properties.

【0023】本発明の熱硬化性樹脂組成物には、組成物
本来の特性が損なわれない範囲で、所望に応じて種々の
添加物を配合することができる。これらの添加物として
は、不飽和ポリエステル等の重合性二重結合含有モノマ
ー類及びそのプレポリマー類;ポリブタジエン、エポキ
シ化ブタジエン、マレイン化ブタジエン、ブタジエン-
アクリロニトリル共重合体、ポリクロロプレン、ブタジ
エン-スチレン共重合体、ポリイソプレン、ブチルゴ
ム、フッ素ゴム、天然ゴム等の低分子量液状〜高分子量
のelasticなゴム類;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リブテン、ポリ-4-メチルペンテン、ポリスチレン、A
S樹脂、ABS樹脂、MBS樹脂、スチレン-イソプレ
ンゴム、ポリエチレン-プロピレン共重合体、4-フッ化
エチレン-6-フッ化エチレン共重合体類;ポリカーボネー
ト、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエス
テル、ポリフェニレンサルファイド等の高分子量プレポ
リマー若しくはオリゴマー;ポリウレタン等が例示さ
れ、適宜使用される。また、その他、公知の無機或いは
有機の充填剤、染料、顔料、増粘剤、滑剤、消泡剤、分
散剤、レベリング剤、光増感剤、難燃剤、光沢剤、重合
禁止剤、チキソ性付与剤等の各種添加剤が、所望に応じ
て適宜組み合わせて用いられる。必要により、反応基を
有する化合物は硬化剤、触媒が適宜配合される。
Various additives can be added to the thermosetting resin composition of the present invention, if desired, as long as the inherent properties of the composition are not impaired. These additives include polymerizable double bond-containing monomers such as unsaturated polyesters and prepolymers thereof; polybutadiene, epoxidized butadiene, maleated butadiene, butadiene-
Low molecular weight liquid to high molecular weight elastic rubbers such as acrylonitrile copolymer, polychloroprene, butadiene-styrene copolymer, polyisoprene, butyl rubber, fluororubber, natural rubber; polyethylene, polypropylene, polybutene, poly-4-methyl Penten, polystyrene, A
S resin, ABS resin, MBS resin, styrene-isoprene rubber, polyethylene-propylene copolymer, 4-fluoroethylene-6-fluoroethylene copolymers; polycarbonate, polyphenylene ether, polysulfone, polyester, polyphenylene sulfide, etc. High molecular weight prepolymers or oligomers; polyurethanes and the like are exemplified, and are appropriately used. Other known inorganic or organic fillers, dyes, pigments, thickeners, lubricants, defoamers, dispersants, leveling agents, photosensitizers, flame retardants, brighteners, polymerization inhibitors, thixotropic Various additives such as imparting agents are used in combination as needed. If necessary, the compound having a reactive group is appropriately blended with a curing agent and a catalyst.

【0024】本発明の熱硬化性樹脂組成物は、それ自体
は加熱により硬化するが硬化速度が遅く、作業性、経済
性等に劣るため使用した熱硬化性樹脂に対して公知の熱
硬化触媒を用い得る。使用量は、熱硬化性樹脂100重量
部に対して0.005〜10重量部、好ましくは0.01〜5重量部
である。
The thermosetting resin composition of the present invention can be cured by heating itself, but has a low curing rate and is inferior in workability, economy and the like. Can be used. The amount used is 0.005 to 10 parts by weight, preferably 0.01 to 5 parts by weight, per 100 parts by weight of the thermosetting resin.

【0025】プリプレグの補強基材として使用するもの
は、一般に公知の無機或いは有機の織布、不織布が使用
される。具体的には、Eガラス、Sガラス、Dガラス等
の公知のガラス繊維布、全芳香族ポリアミド繊維布、液
晶ポリエステル繊維布等が挙げられる。これらは、混抄
でも良い。 また、ポリイミドフィルム等のフィルムの
表裏に熱硬化性樹脂組成物を塗布、加熱して半硬化状態
にしたものも使用できる。
As the reinforcing base material of the prepreg, generally known inorganic or organic woven or nonwoven fabrics are used. Specific examples include known glass fiber cloths such as E glass, S glass, and D glass, wholly aromatic polyamide fiber cloths, and liquid crystal polyester fiber cloths. These may be mixed. Alternatively, a thermosetting resin composition applied to the front and back of a film such as a polyimide film and heated to a semi-cured state can be used.

【0026】最外層の金属箔は、一般に公知のものが使
用できる。好適には厚さ3〜18μmの銅箔、ニッケル箔等
が使用される。
As the outermost metal foil, generally known ones can be used. Preferably, a copper foil, a nickel foil or the like having a thickness of 3 to 18 μm is used.

【0027】金属板に形成するクリアランスホール径又
はスリット幅は、表裏導通用スルーホール径よりやや大
きめに形成する。具体的には、該スルーホール壁と金属
板クリアランスホール又はスリット孔壁とは50μm以上
の距離が、熱硬化性樹脂組成物で隔てられ、絶縁されて
いることが好ましい。表裏導通用スルーホール径につい
ては、特に限定はないが、50〜300μmが好適である。
The diameter of the clearance hole or the width of the slit formed in the metal plate is slightly larger than the diameter of the through hole for front and back conduction. Specifically, it is preferable that a distance of 50 μm or more between the through hole wall and the metal plate clearance hole or slit hole wall is separated by a thermosetting resin composition and is insulated. The diameter of the through hole for front / back conduction is not particularly limited, but is preferably 50 to 300 μm.

【0028】本発明のプリント配線板用プリプレグを作
成する場合、基材に熱硬化性樹脂組成物を含浸、乾燥
し、半硬化状態の積層材料とする。また基材を使用しな
い半硬化状態とした樹脂シート、樹脂付き金属箔も使用
できる。或いは塗料も使用できる。プリプレグ等の樹脂
層を作成する温度は一般的には100〜180℃である。時間
は5〜60分であり、目的とするフローの程度により、適
宜選択する。
When preparing the prepreg for a printed wiring board of the present invention, a substrate is impregnated with a thermosetting resin composition and dried to obtain a semi-cured laminated material. Further, a resin sheet in a semi-cured state without using a base material and a metal foil with a resin can also be used. Alternatively, paints can be used. The temperature for forming a resin layer such as a prepreg is generally 100 to 180 ° C. The time is 5 to 60 minutes, and is appropriately selected depending on the desired flow rate.

【0029】本発明の金属板の入った半導体プラスチッ
クパッケージを作成する方法は特に限定されないが、例
えば以下(図1参照)の方法による。 (1) 金属板全面を液状エッチングレジストで被覆し、
加熱して溶剤を除去した後、半導体チップを固定する箇
所、反対面の金属円錐台形突起を形成する範囲のレジス
ト全部を残し、エッチングにて金属板を所定厚み溶解し
た後、エッチングレジストを除去し、再び両面の円錐台
形突起を形成する箇所にエッチングレジストを付着後、
円形で残し、さらにクリアランスホールとなる部分のエ
ッチングレジストを除去し、上下から同一圧力のエッチ
ング液でエッチングして、表裏面に円錐台形の突起を形
成すると同時にクリアランスホールを形成する。金属板
表面に酸化銅処理等の化学処理を施し、表裏に、プリプ
レグ、樹脂シート、樹脂付き銅箔、或いは塗布樹脂層を
配置し、必要により銅箔を配置し、(2) 加熱、加圧、
真空下に積層成形し、(3) スルーホールをドリル等で
あけ、(4) 金属板の円錐台形上の銅箔の箇所を、表面
は全面、裏面はハンダボール形成箇所は銅箔を残し、そ
れ以外の箇所の円錐台形上の銅箔をエッチングで除去
し、デスミア処理後、(5) 全体を銅メッキし、(6) 表
裏に回路を形成した後、半導体搭載部、ボンディングパ
ッド部及びハンダボールパッド部以外にレジストを形成
し、ニッケルメッキ、金メッキを施し、(7) 表面には
半導体チップを銀ペーストで接着固定し、ワイヤボンデ
ィング後、少なくとも半導体チップ、ワイヤ、ワイヤボ
ンディングパッドを樹脂封止する。裏面には、ハンダボ
ールをパッドに溶融接合して半導体プラスチックパッケ
ージとする。
The method for producing the semiconductor plastic package containing the metal plate of the present invention is not particularly limited. For example, the following method (see FIG. 1) is used. (1) Cover the entire surface of the metal plate with a liquid etching resist,
After heating to remove the solvent, the semiconductor chip is fixed, leaving the entire resist in the range of forming the metal truncated conical projection on the opposite surface, dissolving the metal plate to a predetermined thickness by etching, and then removing the etching resist. After attaching the etching resist to the places where the frustoconical projections are formed again on both sides,
The etching resist is removed from the portion that becomes the clearance hole while remaining in a circular shape, and etching is performed from above and below with an etching solution having the same pressure, so that a truncated cone-shaped projection is formed on the front and back surfaces, and at the same time a clearance hole is formed. Chemical treatment such as copper oxide treatment is applied to the metal plate surface, prepreg, resin sheet, copper foil with resin, or coated resin layer is placed on the front and back, and if necessary, copper foil is placed, (2) heating and pressing ,
Laminate under vacuum, (3) drill through holes, etc. (4) Leave the copper foil on the truncated cone of the metal plate, the entire surface on the front side, the copper foil on the back side where the solder ball is formed, After removing the copper foil on the truncated cone by etching and desmearing, (5) copper plating the whole, (6) after forming the circuit on the front and back, semiconductor mounting part, bonding pad part and solder A resist is formed on the part other than the ball pad part, nickel plating and gold plating are applied. (7) The semiconductor chip is bonded and fixed on the surface with silver paste, and after wire bonding, at least the semiconductor chip, wires and wire bonding pads are sealed with resin. I do. On the back surface, a solder ball is melt-bonded to a pad to form a semiconductor plastic package.

【0030】[0030]

【実施例】以下に実施例、比較例で本発明を具体的に説
明する。尚、特に断らない限り、『部』は重量部を表
す。 実施例1 2,2-ビス(4-シアナトフェニル)プロパン900部、ビス(4-
マレイミドフェニル)メタン100部を150℃で溶融させ、
攪拌しながら4時間反応させ、プレポリマーを得た。こ
れをメチルエチルケトンとジメチルホルムアミドの混合
溶剤に溶解した。これにビスフェノールA型エポキシ樹
脂(商品名:エピコート1001、油化シェルエポキシ<株>
製)400部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(商品
名:ESCN-220F、住友化学工業<株>製)600部を加え、均
一に溶解混合した。更に触媒としてオクチル酸亜鉛0.4
部を加え、溶解混合し、これに無機充填剤(商品名:焼成
タルクBST#200、日本タルク<株>製)500部を加え、均
一攪拌混合してワニスAを得た。このワニスを厚さ100
μmのガラス織布に含浸、乾燥して、ゲル化時間(at170
℃)50秒、170℃、20kgf/cm2、5分間での樹脂流れ10mmと
なるように作成した、絶縁層の厚さ137μmの半硬化状態
のプリプレグBを得た。一方、内層金属板となる厚さ40
0μmのCu:99.9%,Fe:0.07%,P:0.03%の合金板を用意し、
大きさ50mm角のパッケージの半導体チップ搭載部及びそ
の反対面の範囲をエッチングレジストを残し、両側から
130μmエッチングして中央部表裏が凸の金属板とした。
この全面に液状エッチングレジストを25μm付着させ、
中央部の半導体チップ搭載部及び裏面に形成する円錐台
形突起部となる箇所に、径200μmの円形のエッチングレ
ジストを残し、クリアランスホール部のエッチングレジ
ストを除去し、上下からエッチングにて金属板を溶解
し、金属板表裏の中央13mm角内に、高さ130μm、底部径
658μm、上部径162μmの円錐台形の突起を表に144個、
裏面に64個作成すると同時に、孔径0.6mmφのクリアラ
ンスホール(図1、c)をあけた。金属板全面に黒色酸
化銅処理を施し、この表裏面に上記プリプレグB(図
1、b)を置き、その上下に12μmの電解銅箔(図1、
a)を配置して、200℃、20kgf/cm2、30mmHg以下の真空
下で2時間積層成形し、一体化した。表裏にエッチング
レジストを付着して、表面は突起がある半導体チップ搭
載部全面、裏面は円錐台形の突起上の箇所だけを、径20
0μmでエッチング除去し、デスミア処理後に径0.25mmの
スルーホール(図1、f)をドリルにてあけ、銅メッキ
を無電解、電解メッキで20μm付着させた。表裏にエッ
チングレジストを付着して、表面中央部の半導体チップ
搭載部等の回路、裏面の銅箔上に銅メッキされたハンダ
ボール接合部及びこれと接続する円錐台形突起部上の銅
メッキ等を回路形成し、レジストを溶解除去後、半導体
チップ搭載部、ワイヤボンディング部、及び裏面のボー
ルパッド部以外にメッキレジストを形成し、ニッケル、
金メッキを施してプリント配線板を完成した。表面の半
導体チップ搭載部である円錐台形突起(図1、e)がメ
ッキされた銅(図1、j)と接触して電気伝導性のある
銅表面に、大きさ13mm角の半導体チップ(図1、h)を
銀ペーストで接着固定した後、ワイヤボンディングを行
い、次いでシリカ入りエポキシ封止用コンパウンドを用
い、半導体チップ、ワイヤ及びボンディングパッドを樹
脂封止し、裏面にハンダボールを接合して半導体パッケ
ージを作成した。この半導体プラスチックパッケージを
エポキシ樹脂マザーボードプリント配線板にハンダボー
ル(図1、k)を溶融接合した。評価結果を表1に示
す。
The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples. Unless otherwise specified, “parts” indicates parts by weight. Example 1 900 parts of 2,2-bis (4-cyanatophenyl) propane,
100 parts of (maleimidophenyl) methane are melted at 150 ° C.
The mixture was reacted for 4 hours with stirring to obtain a prepolymer. This was dissolved in a mixed solvent of methyl ethyl ketone and dimethylformamide. Add bisphenol A type epoxy resin (trade name: Epicoat 1001, Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.)
) And 600 parts of a cresol novolac type epoxy resin (trade name: ESCN-220F, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) were uniformly mixed and dissolved. Further, as a catalyst, zinc octylate 0.4
Was added and dissolved and mixed. To this, 500 parts of an inorganic filler (trade name: calcined talc BST # 200, manufactured by Nippon Talc Co., Ltd.) was added, and uniformly stirred and mixed to obtain Varnish A. Apply this varnish to thickness 100
μm glass woven fabric, dried and gelled (at 170
C) 50 seconds, 170 ° C., 20 kgf / cm 2 , and a 137 μm-thick semi-cured prepreg B having an insulating layer thickness of 137 μm was prepared so that the resin flow was 10 mm in 5 minutes. On the other hand, the thickness of the inner metal plate
Prepare an alloy plate of 0 μm Cu: 99.9%, Fe: 0.07%, P: 0.03%,
Leave the etching resist on the semiconductor chip mounting part of the 50 mm square package and the area on the opposite side from both sides.
The metal plate was etched by 130 μm so that the front and back surfaces of the central portion were convex.
A liquid etching resist is attached to the entire surface by 25 μm,
A 200 μm-diameter circular etching resist is left in the center of the semiconductor chip mounting part and the part that will become the truncated conical projection formed on the back surface, the etching resist in the clearance hole part is removed, and the metal plate is melted by etching from above and below 130mm height, bottom diameter within 13mm square at the center of the front and back of the metal plate
658 μm, 144 cone-shaped protrusions with an upper diameter of 162 μm in the table,
At the same time as making 64 holes on the back surface, a clearance hole (FIG. 1, c) having a hole diameter of 0.6 mm was made. A black copper oxide treatment is applied to the entire surface of the metal plate, the prepreg B (FIG. 1, b) is placed on the front and back surfaces, and a 12 μm electrolytic copper foil (FIG. 1,
a) was placed and laminated and molded at 200 ° C., 20 kgf / cm 2 , and a vacuum of 30 mmHg or less for 2 hours to be integrated. An etching resist is attached to the front and back, the front surface is the entire surface of the semiconductor chip mounting part with protrusions, and the back surface is only the part on the truncated cone-shaped protrusion, diameter 20
After removal by etching at 0 μm, after desmearing, a through hole (f in FIG. 1) having a diameter of 0.25 mm was drilled, and copper plating was applied by electroless plating and electrolytic plating at 20 μm. The etching resist is attached to the front and back, and the circuit such as the semiconductor chip mounting part at the center of the front surface, the solder ball joint part plated with copper on the copper foil on the back side and the copper plating on the truncated conical protrusion connected to this After forming the circuit and dissolving and removing the resist, a plating resist is formed except for the semiconductor chip mounting portion, the wire bonding portion, and the ball pad portion on the back surface, and nickel,
The printed wiring board was completed by applying gold plating. A 13 mm square semiconductor chip (see FIG. 1) is formed on the electrically conductive copper surface by contacting the truncated conical protrusion (FIG. 1, e) which is the semiconductor chip mounting portion on the surface with the plated copper (FIG. 1, j). 1, h) is bonded and fixed with a silver paste, wire bonding is performed, and then a semiconductor chip, wires and bonding pads are resin-sealed using an epoxy sealing compound containing silica, and solder balls are bonded to the back surface. A semiconductor package was created. Solder balls (FIG. 1, k) of this semiconductor plastic package were melt-bonded to an epoxy resin mother board printed wiring board. Table 1 shows the evaluation results.

【0031】実施例2 エポキシ樹脂(商品名:エピコート5045、油化シェルエ
ポキシ<株>製)700部、及びエポキシ樹脂(商品名:E
SCN220F、住友化学工業<株>製)300部、ジシアンジア
ミド35部、2-エチル-4-メチルイミダゾール1部をメチ
ルエチルケトンとジメチルホルムアミドとの混合溶剤に
均一溶解させ、これを厚さ100μmのガラス織布に含浸、
乾燥させて、ゲル化時間(at 170℃)10秒、樹脂流れ98
μmのノーフロープリプレグ(プリプレグC)及びゲル
化時間150秒、樹脂流れ18mmのハイフロープリプレグ
(プリプレグD)を作成した。積層条件を190℃、30kgf
/cm2、30mmHgとした他は実施例1と同様に操作して2時
間の積層成形を実施した。裏面の突起部範囲全面をエッ
チング除去し、その他は実施例1と同様に操作して半導
体プラスチックパッケージ用プリント配線板を作成し
た。評価結果を表1
Example 2 700 parts of epoxy resin (trade name: Epikote 5045, manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.) and epoxy resin (trade name: E
300 parts of SCN220F, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), 35 parts of dicyandiamide, and 1 part of 2-ethyl-4-methylimidazole are uniformly dissolved in a mixed solvent of methyl ethyl ketone and dimethylformamide, and this is woven into a glass cloth having a thickness of 100 μm. Impregnated,
Allow to dry, gel time (at 170 ° C) for 10 seconds, resin flow 98
A no-flow prepreg (prepreg C) having a thickness of μm and a high-flow prepreg (prepreg D) having a gelation time of 150 seconds and a resin flow of 18 mm were prepared. Lamination conditions: 190 ° C, 30kgf
Laminate molding was carried out for 2 hours by operating in the same manner as in Example 1 except that the pressure was changed to / cm 2 and 30 mmHg. A printed wiring board for a semiconductor plastic package was prepared by performing the same operation as in Example 1 except that the entire surface of the rear projection region was removed by etching. Table 1 shows the evaluation results.

【0032】比較例1 実施例1のプリプレグB(図2、b)を2枚使用し、上
下に12μmの電解銅箔(図2、a)を配置し、200℃、20
kgf/cm2、30mmHg以下の真空下に2時間積層成形し、両
面銅張積層板を得た。所定の位置に孔径0.25mmφのスル
ーホール(図2、g)をドリルであけ、デスミア処理後
に銅メッキを施した。この板の上下に公知の方法で回路
を形成し、メッキレジストで被覆後、ニッケル、金メッ
キを施した。これは半導体チップを搭載する箇所に放熱
用のスルーホール(図2、l)が形成されており、この
上に銀ペースト(図2、n)で半導体チップ(図2、
h)を接着し、ワイヤボンディング後、エポキシ封止用
コンパウンド(図2、m)で実施例1と同様に樹脂封止
し、ハンダボール(図2、k)を接合した。実施例1と
同様に同様にマザーボードに接合した。評価結果を表1
に示す。
COMPARATIVE EXAMPLE 1 Two prepregs B (FIG. 2, b) of Example 1 were used, and 12 μm electrolytic copper foil (FIG. 2, a) was arranged on the upper and lower sides at 200 ° C. and 20 ° C.
Laminate molding was performed for 2 hours under a vacuum of kgf / cm 2 and 30 mmHg or less to obtain a double-sided copper-clad laminate. A through hole (FIG. 2, g) having a hole diameter of 0.25 mmφ was drilled at a predetermined position, and copper plating was performed after desmearing. Circuits were formed on and under the plate by a known method, and were covered with a plating resist and then plated with nickel and gold. This has a through hole (FIG. 2, l) for heat dissipation formed at a place where the semiconductor chip is mounted, and a semiconductor chip (FIG. 2, n) is formed thereon with a silver paste (FIG. 2, n).
h) were bonded, and after wire bonding, resin sealing was performed in the same manner as in Example 1 using a compound for epoxy sealing (FIG. 2, m), and solder balls (FIG. 2, k) were joined. It was joined to the motherboard in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the evaluation results.
Shown in

【0033】比較例2 実施例2のプリプレグDを2枚使用し、190℃、20kgf/c
m2、30mmHg以下の真空下で2時間積層成形し、両面銅張
積層板を作成した。後は比較例1と同様に操作してプリ
ント配線板を作成し、半導体チップ搭載部分をザグリマ
シーンにてくりぬき、裏面に厚さ200μmの銅板(図3、
d)を、上記ノーフロープリプレグCを打ち抜いたもの
を使用して、加熱、加圧下に同様に接着させ、放熱板付
きプリント配線板を作成した。これはややソリが発生し
た。この放熱板に直接銀ペースト(図3、n)で半導体
チップ(図3、h)を接着させ、ワイヤボンディングで
接続後、液状エポキシ樹脂(図3、m)で封止した。つ
いで実施例1と同様に操作してマザーボードプリント配
線板に接合した。評価結果を表1に示す。
Comparative Example 2 Two prepregs D of Example 2 were used at 190 ° C. and 20 kgf / c
Laminate molding was performed for 2 hours under a vacuum of m 2 and 30 mmHg or less to prepare a double-sided copper-clad laminate. Thereafter, a printed wiring board was prepared by operating in the same manner as in Comparative Example 1, and the semiconductor chip mounting portion was cut out with a counterbore machine, and a 200 μm-thick copper plate (FIG. 3,
d) was bonded in the same manner under heat and pressure using a punched-out Noflow prepreg C to prepare a printed wiring board with a heat sink. This slightly warped. A semiconductor chip (FIG. 3, h) was bonded directly to the heat sink with a silver paste (FIG. 3, n), connected by wire bonding, and sealed with a liquid epoxy resin (FIG. 3, m). Then, the same operation as in Example 1 was performed to join the printed circuit board to the motherboard. Table 1 shows the evaluation results.

【0034】 表1 項 目 実 施 例 比 較 例 1 2 1 2 ボールシェア強度 1.5 0.8 ー ー (kgf) 吸湿後の耐熱性A) 常 態 異常なし ー 異常なし 異常なし 24hrs. 異常なし 異常なし 異常なし 48hrs. 異常なし 異常なし 異常なし 72hrs. 異常なし 異常なし 異常なし 96hrs. 異常なし 異常なし 一部剥離 120hrs. 異常なし 一部剥離 一部剥離 144hrs. 異常なし 一部剥離 一部剥離 168hrs. 異常なし 一部剥離 一部剥離 吸湿後の耐熱性B) 常 態 異常なし ー 異常なし 異常なし 24hrs. 異常なし 一部剥離 一部剥離 48hrs. 異常なし 剥離大 剥離大 72hrs. 異常なし ワイヤ切れ ワイヤ切れ 96hrs. 異常なし ワイヤ切れ ワイヤ切れ 120hrs. 異常なし ワイヤ切れ ワイヤ切れ 144hrs. 異常なし − − 168hrs. 異常なし − −[0034] Table 1 Item implementation example comparisons Example 1 2 1 2 ball shear strength 1.5 0.8 over over (kgf) heat resistance A after moisture absorption) normal status abnormality Not determined No change No change 24hrs. No problem No abnormality None 48hrs. No abnormalities No abnormalities No abnormalities 72hrs. No abnormalities No abnormalities No abnormalities 96hrs. No abnormalities No abnormalities Partial peeling 120hrs. No abnormalities Partial peeling partial peeling 144hrs. No abnormalities Partial peeling Partial peeling 168hrs. No abnormalities Partial peeling Partial peeling Heat resistance after moisture absorption B) Normal No abnormality-No abnormality No abnormality 24 hrs. No abnormality Partial peeling Partial peeling 48 hrs. No abnormality Large peeling Large peeling 72 hrs. No abnormality Wire break Wire break 96 hrs. No abnormalities Wire breaks Wire breaks 120hrs. No abnormalities Wire breaks Wire breaks 144hrs. No abnormalities − − 168hrs. No abnormalities − −

【0035】 表1(続) 項 目 実 施 例 比 較 例 1 2 1 2 プレッシャークッカー 処理後の絶縁抵抗値 (Ω) 常 態 4X1014 ー 6X1014 6X1014 200hrs. 7X1012 5X1012 5X108 500hrs. 5X1011 3X1011 < 108 700hrs. 6X1010 4X1010 ー 1000hrs. 4X1010 2X1010 ー 耐マイグレーション性 (Ω) 常 態 6X1013 ー 5X1013 4X1013 200hrs. 5X1011 4X1011 3X109 500hrs. 4X1011 4X1011 < 108 700hrs. 1X1011 1X1011 ー 1000hrs. 9X1010 8X1010 ー ガラス転移温度(℃) 234 160 234 160 放熱性(℃) 33 34 56 48[0035] Table 1 (Continued) Item implementation example comparisons Example 1 2 1 2 pressure cooker treatment after the insulation resistance (Omega) normal state 4X10 14 over 6X10 14 6X10 14 200hrs. 7X10 12 5X10 12 5X10 8 500hrs. 5X10 11 3X10 11 <10 8 700hrs . 6X10 10 4X10 10 over 1000hrs. 4X10 10 2X10 10 over migration resistance (Omega) normal state 6 × 10 13 over 5X10 13 4X10 13 200hrs. 5X10 11 4X10 11 3X10 9 500hrs. 4X10 11 4X10 11 <10 8 700hrs. 1X10 11 1X10 11 over 1000hrs. 9X10 10 8X10 10 over the glass transition temperature (℃) 234 160 234 160 heat radiation (℃) 33 34 56 48

【0036】<測定方法> 1) ボールシェア強度 径0.6mmのボールパッド部にハンダボールを付け、横か
ら押して剥離する時の強度を測定した。 2) 吸湿後の耐熱性A) JEDEC STANDARD TEST METHOD A113-A LEVEL3:30℃・60%
RHで所定時間処理後、220℃リフローソルダー3サイクル
後の基板の異常の有無について、断面観察及び電気的チ
ェックによって確認した。 3) 吸湿後の耐熱性B) JEDEC STANDARD TEST METHOD A113-A LEVEL2:85℃・60%
RHで所定時間(Max.168hrs.)処理後、220℃リフローソル
ダー3サイクル後の基板の異常の有無を断面観察及び電
気的チェックによって確認した。 4) プレッシャークッカー処理後の絶縁抵抗値 端子間(ライン/スペース=70/70μm)の櫛形パターン
を作成し、この上に、それぞれ使用したプリプレグを配
置し、積層成形したものを、121℃・2気圧で所定時間処
理した後、25℃・60%RHで2時間後処理を行い、500VDCを
印加60秒後に、端子間の絶縁抵抗値を測定した。 5) 耐マイグレーション性 上記4)の試験片を85℃・85%RH、50VDC 印加して端子間
の絶縁抵抗値を測定した。 6) ガラス転移温度 DMA法にて測定した。 7) 放熱性 パッケージを同一マザーボードプリント配線板にハンダ
ボールで接着させ、1000時間連続使用してから、パッケ
ージの温度を測定した。
<Measurement Method> 1) Ball Shear Strength A solder ball was attached to a ball pad having a diameter of 0.6 mm, and the strength at the time of peeling by pressing from the side was measured. 2) Heat resistance after moisture absorption A) JEDEC STANDARD TEST METHOD A113-A LEVEL3: 30 ℃ ・ 60%
After the treatment with RH for a predetermined time, the presence or absence of an abnormality in the substrate after three cycles of reflow soldering at 220 ° C. was confirmed by cross-sectional observation and electrical check. 3) Heat resistance after moisture absorption B) JEDEC STANDARD TEST METHOD A113-A LEVEL2: 85 ℃ ・ 60%
After processing at RH for a predetermined time (Max. 168 hrs.), The presence or absence of abnormality in the substrate after three cycles of reflow soldering at 220 ° C. was confirmed by cross-sectional observation and electrical check. 4) Insulation resistance value after pressure cooker process A comb-shaped pattern between terminals (line / space = 70/70 μm) was created, and the prepregs used were placed on each of these patterns. After treatment for a predetermined time at atmospheric pressure, post-treatment was performed at 25 ° C. and 60% RH for 2 hours, and insulation resistance between terminals was measured 60 seconds after 500 VDC was applied. 5) Migration resistance The test piece of the above 4) was applied at 85 ° C. and 85% RH at 50 VDC, and the insulation resistance between the terminals was measured. 6) Glass transition temperature Measured by the DMA method. 7) Heat dissipation The package was bonded to the same motherboard printed wiring board with solder balls and used continuously for 1000 hours before measuring the package temperature.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明は、プリント配線板の厚さ方向の
ほぼ中央部に、プリント配線板とほぼ同じ大きさの金属
板を配置し、プリント配線板の片面に、少なくとも1個
の半導体チップを熱伝導性接着剤で固定し、該金属板と
表面の回路とを、多官能性シアン酸エステルのような熱
硬化性樹脂組成物で絶縁し、そのプリント配線板表面に
形成された回路導体と半導体チップとをワイヤボンディ
ングで接続し、少なくとも、該表面のプリント配線板上
の信号伝播回路導体と、プリント配線板の反対面に形成
された回路導体もしくは該ハンダボールでの接続用導体
パッドとを、金属板と樹脂組成物で絶縁されたスルーホ
ール導体で結線し、少なくとも半導体チップ、ワイヤ、
ボンディングパッドを樹脂封止している構造の半導体プ
ラスチックパッケージに用いるプリント配線板であっ
て、該プリント配線板の表面銅層と裏面の熱放散用ハン
ダボールパッド側表面に形成された銅層とが電気的に接
続されている構造の半導体プラスチックパッケージ用プ
リント配線板とすることにより、更にはハンダボールパ
ッド側表面に形成された銅層のうち、突起部と該銅層と
が電気的に接続されている構造の半導体プラスチックパ
ッケージ用プリント配線板を提供する。半導体チップ搭
載部に熱伝導性接着剤で接着固定された半導体チップ、
ワイヤ及びボンディングパッドを樹脂封止した半導体プ
ラスチックパッケージを、該パッケージの裏面の金メッ
キされたパッドに接着させたハンダボールを溶融してマ
ザーボードプリント配線板に接合する。上記構造とする
ことにより、半導体チップから発生した熱は、熱伝導性
接着剤を通して、上側の金属円錐台形突起から金属板に
伝わり、下側の円錐台形突起を通して裏面のボールパッ
ド部に接合されたハンダボールに逃げ、マザーボードプ
リント配線板に拡散する。本発明によれば、内層金属板
と外層の銅箔との接続信頼性、熱放散性に優れ、ハンダ
ボールとの接着強度にも優れ、半導体チップの下面から
の吸湿がなく、吸湿後の耐熱性、すなわちポップコーン
現象が大幅に改善された半導体プラスチックパッケージ
用プリント配線板が提供される。さらに樹脂として多官
能性シアン酸エステル樹脂組成物を用いることにより、
プレッシャークッカー処理後の絶縁性、耐マイグレーシ
ョン性に優れた半導体プラスチックパッケージ用プリン
ト配線板が提供される。加えて大量生産に適しており、
経済性の改善された、新規な構造の半導体プラスチック
パッケージ用プリント配線板が提供される。
According to the present invention, a metal plate having substantially the same size as a printed wiring board is disposed substantially at the center in the thickness direction of the printed wiring board, and at least one semiconductor chip is provided on one surface of the printed wiring board. Is fixed with a heat conductive adhesive, the metal plate and the surface circuit are insulated with a thermosetting resin composition such as a polyfunctional cyanate ester, and the circuit conductor formed on the surface of the printed wiring board. And the semiconductor chip are connected by wire bonding, and at least a signal propagation circuit conductor on the printed wiring board on the surface and a circuit conductor formed on the opposite surface of the printed wiring board or a conductor pad for connection with the solder ball. Are connected by a through-hole conductor insulated with a metal plate and a resin composition, and at least a semiconductor chip, a wire,
A printed wiring board used in a semiconductor plastic package having a structure in which a bonding pad is resin-sealed, wherein a front surface copper layer of the printed wiring board and a copper layer formed on a surface of a back surface of a solder ball pad for heat dissipation on the back surface are formed. By providing a printed wiring board for a semiconductor plastic package having a structure of being electrically connected, furthermore, of the copper layer formed on the surface of the solder ball pad side, the protrusion and the copper layer are electrically connected. Provided is a printed wiring board for a semiconductor plastic package having the above structure. A semiconductor chip bonded and fixed to the semiconductor chip mounting portion with a heat conductive adhesive,
A semiconductor plastic package in which wires and bonding pads are resin-sealed is joined to a motherboard printed wiring board by melting solder balls adhered to gold-plated pads on the back surface of the package. With the above structure, heat generated from the semiconductor chip is transmitted from the upper metal truncated conical projection to the metal plate through the heat conductive adhesive, and is joined to the ball pad portion on the rear surface through the lower frustoconical projection. Escapes to the solder balls and spreads on the motherboard printed wiring board. According to the present invention, the connection reliability between the inner layer metal plate and the outer layer copper foil, excellent heat dissipation, excellent adhesive strength with solder balls, no moisture absorption from the lower surface of the semiconductor chip, and heat resistance after moisture absorption The present invention provides a printed wiring board for a semiconductor plastic package in which the properties, that is, the popcorn phenomenon, are greatly improved. Further, by using a polyfunctional cyanate ester resin composition as a resin,
A printed wiring board for a semiconductor plastic package having excellent insulation properties and migration resistance after a pressure cooker treatment is provided. In addition, it is suitable for mass production,
A novel structure of a printed wiring board for a semiconductor plastic package having improved economy is provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1の金属板入り半導体プラスチックパッ
ケージ用プリント配線板の製造工程図である。
FIG. 1 is a manufacturing process diagram of a printed wiring board for a semiconductor plastic package containing a metal plate of Example 1.

【図2】比較例1の半導体プラスチックパッケージ製造
工程図である。
FIG. 2 is a manufacturing process diagram of a semiconductor plastic package of Comparative Example 1.

【図3】比較例2の半導体プラスチックパッケージ製造
工程図である。
FIG. 3 is a manufacturing process diagram of a semiconductor plastic package of Comparative Example 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

a 銅箔 b プリプレグB c クリアランスホール d 金属板 e 円錐台形突起 f スルーホール用孔 g 表裏回路導通用スルーホール h 半導体チップ i 銅箔 j メッキされた銅層 k ハンダボール l 放熱用スルーホール m 封止樹脂 n 銀ペースト 0 ボンディングワイヤ p メッキレジスト q プリプレグC a copper foil b prepreg B c clearance hole d metal plate e frustoconical projection f hole for through hole g through hole for front and back circuit conduction h semiconductor chip i copper foil j plated copper layer k solder ball l through hole for heat dissipation m sealing Stopping resin n Silver paste 0 Bonding wire p Plating resist q Prepreg C

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 23/14 R (72)発明者 小林 敏彦 東京都葛飾区新宿6丁目1番1号 三菱瓦 斯化学株式会社東京工場内 Fターム(参考) 4F071 AA42 AA51 AA58 AA60 AB06B AF39 AF44B AF45 AH13 CA01 CD01 CD07 5E315 AA05 BB01 BB04 BB14 CC16 DD25 DD29 GG01 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification FI FI Theme Court II (Reference) H01L 23/14 R (72) Inventor Toshihiko Kobayashi 6-1-1 Shinjuku, Katsushika-ku, Tokyo Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd. Tokyo F-term in the factory (reference) 4F071 AA42 AA51 AA58 AA60 AB06B AF39 AF44B AF45 AH13 CA01 CD01 CD07 5E315 AA05 BB01 BB04 BB14 CC16 DD25 DD29 GG01

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プリント配線板の厚さ方向のほぼ中央部
に、プリント配線板とほぼ同じ大きさの金属板を配置
し、プリント配線板の片面に少なくとも1個の半導体チ
ップを熱伝導性接着剤で固定し、該金属板と表裏面の回
路とを熱硬化性樹脂組成物で絶縁し、プリント配線板表
面に形成された回路導体と半導体チップとをワイヤボン
ディングで接続し、少なくとも、該表面のプリント配線
板上の信号伝播回路導体と、プリント配線板の反対面に
形成された回路導体もしくは該パッケージの外部とハン
ダボールで接続するために形成された回路導体パッドと
を、金属板と樹脂組成物で絶縁されたスルーホール導体
で結線し、少なくとも、半導体チップ、ワイヤ、ボンデ
ィングパッドを樹脂封止している半導体プラスチックパ
ッケージ用プリント配線板において、該プリント配線板
の一部を構成する金属板に形成された突起が、半導体チ
ップ側表面に形成された銅層及び裏面の熱放散用ハンダ
ボールパッド側表面に形成された銅層に電気的に接続さ
れている半導体プラスチックパッケージ用プリント配線
板。
1. A metal plate having substantially the same size as a printed wiring board is disposed at a substantially central portion in a thickness direction of the printed wiring board, and at least one semiconductor chip is thermally conductively bonded to one surface of the printed wiring board. The metal plate and the circuit on the front and back sides are insulated with a thermosetting resin composition, and the circuit conductor formed on the surface of the printed wiring board and the semiconductor chip are connected by wire bonding. A signal propagation circuit conductor on the printed wiring board of the present invention, and a circuit conductor formed on the opposite surface of the printed wiring board or a circuit conductor pad formed for connection to the outside of the package with a solder ball are formed by a metal plate and a resin. A printed circuit board for a semiconductor plastic package that is connected with a through-hole conductor insulated with the composition and at least seals the semiconductor chip, wires, and bonding pads with resin. In the wire plate, a projection formed on a metal plate constituting a part of the printed wiring board has a copper layer formed on a semiconductor chip side surface and a copper layer formed on a heat dissipation solder ball pad side surface on a back surface. Printed wiring board for semiconductor plastic package electrically connected to.
【請求項2】 該プリント配線板において、ハンダボー
ルパッド側表面に形成された銅層の内、突起部と該銅層
との電気的接続が、該銅層の一部に形成されるハンダボ
ールを固定する場所を避けて接続されている請求項1記
載の半導体プラスチックパッケージ用プリント配線板。
2. A solder ball in which, in the printed wiring board, an electrical connection between a protruding portion and the copper layer of a copper layer formed on a surface of the solder ball pad is formed on a part of the copper layer. 2. The printed wiring board for a semiconductor plastic package according to claim 1, wherein the printed wiring board is connected so as to avoid a place for fixing.
【請求項3】 該金属板が、銅95重量%以上の銅合金、
或いは純銅である請求項1または2記載のプリント配線
板。
3. The method according to claim 1, wherein the metal plate is a copper alloy containing 95% by weight or more of copper.
The printed wiring board according to claim 1, wherein the printed wiring board is pure copper.
【請求項4】 該熱硬化性樹脂が、多官能性シアン酸エ
ステル、該シアン酸エステルプレポリマーを必須成分と
する熱硬化性樹脂組成物である請求項1、2または3記
載のプリント配線板。
4. The printed wiring board according to claim 1, wherein the thermosetting resin is a thermosetting resin composition containing a polyfunctional cyanate ester and the cyanate ester prepolymer as essential components. .
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Cited By (4)

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