JP2000311518A

JP2000311518A - 有機絶縁材用組成物、有機絶縁材、封止材および回路基板

Info

Publication number: JP2000311518A
Application number: JP12147599A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Miyamoto; 昌宏宮本; Nobuyuki Ito; 信幸伊藤; Akio Hiraharu; 晃男平春
Original assignee: JSR Corp
Current assignee: JSR Corp
Priority date: 1999-04-28
Filing date: 1999-04-28
Publication date: 2000-11-07

Abstract

(57)【要約】【課題】絶縁特性に優れ、低誘電率かつ低誘電正接
（ｔａｎδ）の絶縁材が得られる絶縁材用組成物、高周
波領域用回路基板を構成する基板、絶縁層に用いられ上
記特性に優れた絶縁材、半導体素子の封止や回路基板に
用いられ上記特性に優れる封止材、および高周波数領域
で用いられ信頼性の高い回路基板を提供すること。【解決手段】誘電率が３以下の架橋樹脂粒子を含有す
る有機絶縁材用組成物、それから形成される有機絶縁
材、該有機絶縁材からなる封止材、該有機絶縁材からな
る基板、絶縁層を有する回路基板が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低誘電率の架橋樹
脂粒子を含有する有機絶縁材用組成物、該有機絶縁材用
組成物から形成される有機絶縁材、該有機絶縁材からな
る封止材、該有機絶縁材からなる基板を有する回路基
板、および基板間に該有機絶縁材からなる絶縁層が設け
られている回路基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子回路基板の基板として使用するため
に、ガラス繊維織布基材にエポキシ樹脂あるいはポリイ
ミドなどの熱硬化性樹脂を含浸乾燥して得たプリプレグ
を所定枚数重ね合わせ、これを加熱加圧成形した積層板
が製造されている。これら積層板の誘電率は、４．９〜
５．１と高いため、これを基板とする回路基板の静電容
量が大きくなり、その結果基板上に形成されている回路
間でクロストークが発生する等高周波を取り扱う回路基
板としては不適であった。誘電率の低い回路基板用積層
板を得る方法として、熱硬化性樹脂中に中空ガラス粒子
を充填することが提案されている（特開昭５６−４９２
５６号公報、特開昭５６−４９２５７号公報、特開平５
−１３８７９７４号公報、特開平８−４６３０９号公報
参照）。中空ガラス粒子の内部には、空気、窒素などの
気体が存在し、この気体が低誘電率であることから、積
層板全体が低誘電率化する。

【０００３】しかしながら、従来知られている熱硬化性
樹脂中に中空ガラス粒子を充填する方法は、中空ガラス
粒子が樹脂との親和性が悪く、樹脂中に均一に分散する
ことが難しく、製造された積層板は内部にボイドが発生
しやすい。内部にボイドが発生した積層板を回路基板の
基板として使用すると、基板の機械的強度が著しく劣化
するので実用的でない。

【０００４】また、回路基板の高密度化に伴い、回路が
形成された基板を積層した多層回路基板が最近開発され
ているが、この場合も絶縁性を損なわずに基板のさらな
る低誘電率化が要請されている。また、多層回路基板の
場合、各基板の表面に形成された回路の接触を避け、回
路間を絶縁するために基板間に絶縁層を設けることや、
単層あるいは複層の回路基板に半導体素子を実装したと
きに回路基板と半導体素子間の空隙に封止材層を設ける
ことが行われているが、この封止材層に対しても基板と
同様な絶縁性と低誘電率が要請されている。さらに、ト
ランジスタ，ＩＣ，ＬＳＩ等の半導体素子を用いた半導
体装置は、最近では、コスト，量産性の観点から、エポ
キシ樹脂組成物を用いた樹脂封止型の半導体装置が主流
になっている。しかし、半導体分野の技術革新によって
集積度の向上とともに素子サイズの大形化，配線の微細
化が進み、パッケージも小形化，薄形化する傾向にあ
り、これに伴って封止材に対してより以上の信頼性の向
上が要望されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、絶縁
特性に優れ、低誘電率かつ低誘電正接（ｔａｎδ）の有
機絶縁材が得られる有機絶縁材用組成物を提供すること
にある。本発明の他の目的は、高周波領域用回路基板を
構成する基板や絶縁層に用いられる、絶縁特性に優れ、
低誘電率かつ低誘電正接の有機絶縁材を提供することに
ある。本発明の他の目的は、半導体素子の封止や回路基
板に用いられる、絶縁特性に優れ、低誘電率かつ低誘電
損失の封止材を提供することにある。本発明の他の目的
は、高周波数領域で用いることができ信頼性の高い回路
基板を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、下記の
絶縁材用組成物、有機絶縁材、封止材、および回路基板
が提供されて、本発明の上記目的が達成される。（１）誘電率が３以下の架橋樹脂粒子を含有しているこ
とを特徴とする有機絶縁材用組成物。（２）架橋樹脂粒子が中空構造を有する中空粒子である
ことを特徴とする上記（１）に記載の有機絶縁材用組成
物。（３）上記（１）または（２）に記載の有機絶縁材用組
成物から形成されたものであることを特徴とする有機絶
縁材。（４）連続相を形成している有機高分子を含有している
ことを特徴とする上記（３）に記載の有機絶縁材。（５）基材が複合していることを特徴とする上記（３）
または（４）に記載の有機絶縁材。（６）上記（３）または（４）に記載の有機絶縁材から
なることを特徴とする封止材。（７）半導体素子の封止用であることを特徴とする上記
（６）に記載の封止材。（８）上記（３）〜（５）のいずれかに記載の有機絶縁
材からなる基板を少なくとも一層有することを特徴とす
る回路基板。（９）基板の片面または両面に回路が形成された導電部
が設けられていることを特徴とする上記（８）に記載の
回路基板。（１０）基板が複数存在しており、上記（３）〜（５）
のいずれかに記載の有機絶縁材からなる絶縁層が基板間
に設けられていることを特徴とする回路基板。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳述する。本発明
の有機絶縁材用組成物に含有される架橋樹脂粒子は、誘
電率が３以下、好ましくは２．５以下、より好ましくは
２．０以下である。このような架橋樹脂粒子を含有する
ことにより、本発明の有機絶縁材用組成物から形成され
る有機絶縁材を低誘電率とすることができる。なお、本
発明における「架橋樹脂」とは、架橋構造を有し、かつ
ＤＳＣで測定したガラス転移温度（Ｔｇ）が好ましくは
１０℃以上、より好ましくは５０℃以上の樹脂を意味す
る。架橋樹脂粒子は、更に下記特性を有することが好ま
しい。（ｉ）平均粒子径が０．０３〜１０μｍ、好ましくは
０．１〜２μｍ、より好ましくは０．２〜１μｍである
こと。（ii）粒子に含まれる平均金属イオン濃度が５０ｐｐｍ
以下、好ましくは４０ｐｐｍ以下、より好ましくは２０
ｐｐｍ以下であること。（iii）誘電正接（ｔａｎδ）が好ましくは０．１以
下、より好ましくは０．０５以下、特には０．０１以下
であること。（iｖ）ＴＧＡ（熱重量分析）による１０重量％減量温
度が、好ましくは２００℃以上、より好ましくは２２０
〜４００℃、特に好ましくは２５０〜３８０℃であるこ
と。上記（ｉ）の特性を有することにより、後述する有機絶
縁材用組成物中に架橋樹脂粒子を微分散させやすくな
る。（ii）の特性を有することにより、有機絶縁材用組
成物から形成される有機絶縁材を低誘電率とすることや
（iii）の特性を満たすことが容易となる。（iii）の特
性を有することにより、有機絶縁材を低誘電正接とする
ことができ、それを備えた回路基板を、高周波領域での
使用時に発熱が少ないものにすることができる。（i
ｖ）の特性を有することは、本発明に用いられる架橋樹
脂粒子が耐熱性に優れていることを示し、本発明の有機
絶縁材用組成物の成形加工時およびはんだ使用時に、熱
を加えても架橋樹脂粒子に実質的な変化を生じさせな
い。

【０００８】上記（ii）における金属イオンは、有機絶
縁材の絶縁性、誘電率、誘電正接等に影響を与える金属
イオンであり、例えばＮａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｆｅ、Ｃａ、Ｃ
ｕ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｓｎ等を挙げることができる。架橋樹
脂粒子中の金属イオン濃度を上記（ii）に記載した如く
にするには、下記〜の方法があり、これらの方法を
単独であるいは２つ以上を組み合わせて使用することが
できる。架橋樹脂粒子を製造するための重合に用いる乳化剤、
開始剤として、金属イオンを含まないものを使用する。重合に用いる重合溶媒としての水は、イオン交換水
等、金属イオンの少ないものを使用する。重合後に得られた樹脂粒子を、限外濾過や遠心分離機
を用いて精製する。重合後に得られた樹脂粒子を、酸・塩凝固し、イオン
交換水等金属イオンの少ない洗浄水で洗浄する。なお、架橋樹脂粒子中の塩素イオン濃度は、耐腐食性の
観点から、好ましくは５０ｐｐｍ以下、より好ましくは
４０ｐｐｍ以下、特に好ましくは２０ｐｐｍ以下であ
る。本発明に用いられる架橋樹脂粒子を製造するに当た
って、重合に用いる乳化剤は、アンモニウム塩タイプの
アニオン乳化剤、ノニオン乳化剤、有機酸塩タイプのカ
チオン乳化剤が好適に用いられる。また、開始剤は、有
機過酸化物、アゾ化合物、アンモニウム塩タイプの過硫
酸塩が好適に用いられる。

【０００９】本発明に用いられる架橋樹脂粒子は、中空
構造を有する中空粒子（以下「中空架橋樹脂粒子」とも
いう）であることが好ましい。中空架橋樹脂粒子は、誘
電率が小さい空気あるいは窒素などの気体を含むことに
なり、低誘電率とすることが容易である。しかも重合体
等との親和性が良いので、中空架橋樹脂粒子を含有する
後述する有機絶縁材用組成物を成形、加工して得られる
有機絶縁材にはボイドが発生せず有機絶縁材の機械的強
度を損なうことがない。中空架橋樹脂粒子は、誘電率に
関する上記条件および上記架橋樹脂粒子の特性（ｉ）〜
（iｖ）を充足すると共に、さらに低誘電率化の観点か
ら、下記の特性を充足することが好ましい。（ｖ）内径が外径の０．１〜０．９倍、より好ましくは
０．２〜０．９倍、特に好ましくは０．３〜０．９倍で
あること。（vi）平均比重が０．５〜１．２、より好ましくは０．
６〜１．１、特に好ましくは０．６５〜１．０であるこ
と。

【００１０】なお、本発明において誘電率及び誘電正接
（ｔａｎδ）は、ＪＩＳＣ６４８１に準拠し、周波数
１０⁶Ｈｚで測定された値である。

【００１１】架橋樹脂粒子の樹脂としては、誘電率に関
する上記条件を満たし、好ましくはさらに上記特性
（ｉ）〜（iv）を満たすものであれば、特に制限され
ず、付加重合、重縮合等によって製造されるポリマーか
ら適宜選択して用いることができる。なかでも、架橋性
単量体１〜１００重量％、好ましくは２〜８０重量％、
より好ましくは５〜６０重量％と、非架橋性単量体０〜
９９重量％、好ましくは２０〜９８重量％、より好まし
くは４０〜９５とを重合して得られるポリマーの粒子が
好ましい。ここで、架橋性単量体と非架橋性単量体との
合計量は１００重量％である。

【００１２】好ましく用いられる上記中空架橋樹脂粒子
の製造方法としては特に制限はないが、例えば下記
（Ｉ）〜（VIII）の方法を挙げることができる（特公平
４−６８３２４号公報等参照）。（I）ポリマー粒子中に発泡剤を含有させ、この発泡剤
を発泡させた後に、架橋モノマーを吸収、重合する方
法。（II）ポリマーにブタン等の揮発性物質を封入し、この
揮発性物質をガス化して中空化した後に、架橋モノマー
を吸収、重合して作る方法。（III）ポリマーを溶融し、これに空気等の気体ジェッ
トを吹き込み、気泡を封入した後に、架橋モノマーを吸
収、重合する方法。（IV）ポリマー粒子の内部にアルカリ膨潤性の物質を浸
透させて、アルカリ膨潤性の物質を膨潤させた後に、架
橋モノマーを吸収、重合する方法。（V）水中油型の架橋性モノマーエマルジョンを調製
し、重合する方法。（VI）ポリマー粒子をシードとして、架橋性単量体を含
む特定組成の単量体を吸収した後、重合、架橋する二段
重合方法。（VII）架橋性モノマーの重合収縮により製造する方
法。（VIII）架橋性ポリマー粒子を噴霧乾燥させる方法。

【００１３】上記方法のなかで、上記(VI)の二段重合方
法が好ましい。二段重合方法(VI)は、下記の態様で行う
ことが好ましい。即ち、（ａ）架橋性単量体（以下「重
合性単量体（ａ）」ともいう）１〜５０重量％、（ｂ）
非架橋性の不飽和カルボン酸１〜４０重量％および／ま
たはその他の親水性単量体５〜９９重量％からなる親水
性単量体（以下、「重合性単量体（ｂ）」ともいう）１
〜９９重量％、ならびに（ｃ）非架橋性の共重合可能な
その他の重合性単量体（以下、「重合性単量体（ｃ）」
ともいう）０〜８５重量％よりなる重合性単量体成分１
００重量部を、これら重合性単量体成分[（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）]を重合して得られるポリマーとは異な
るポリマーシード（以下、「異種ポリマー」ともいう）
１〜１００重量部の存在下において水中に分散し、次い
で前記重合性単量体成分を重合させる方法が好ましい
（特開昭６２−１２７３３６号公報参照）。

【００１４】なお、上記態様で得られた中空架橋樹脂粒
子をシードポリマーとして、上記重合性単量体(ａ)、
（ｂ）および（ｃ）から選ばれた少なくとも１種をシー
ド重合することにより、本発明に用いられる少なくとも
２層の重合体層を有する中空架橋樹脂粒子を製造するこ
ともできる（特開平２−１４０２７１号公報および同２
−１４０２７２号公報参照）。

【００１５】前記重合性単量体（ａ）としては、特に制
限はないが、例えばジビニルベンゼン、エチレングリコ
ールジメタクリレート、１，３−ブチレングリコールジ
メタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリ
レート、アリルメタクリレート等のジビニル系単量体、
あるいはトリビニル系単量体を挙げることができる。な
かでもジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタク
リレートおよびトリメチロールプロパントリメタクリレ
ートが好ましい。前記重合性単量体（ｂ）としては、特
に制限はないが、例えばビニルピリジン、グリシジルア
クリレート、グリシジルメタクリレート、メチルアクリ
レート、メチルメタクリレート、アクリロニトリル、ア
クリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メ
チロールメタクリルアミド、アクリル酸、メタクリル
酸、イタコン酸、フマル酸、スチレンスルホン酸ナトリ
ウム、酢酸ビニル、ジメチルアミノエチルメタクリレー
ト、ジエチルアミノエチルメタクリレート、２−ヒドロ
キシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルメ
タクリレート等のビニル系単量体を挙げることができ
る。なかでも、メタクリル酸、イタコン酸、アクリル酸
が好ましい。前記重合性単量体（ｃ）としては、ラジカ
ル重合性を有するものであれば特に制限されず、スチレ
ン、α−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ハロゲ
ン化スチレン等の芳香族ビニル単量体；プロピオン酸ビ
ニル等のビニルエステル類；エチルメタクリレート、ブ
チルアクリレート、ブチルメタクリレート、２−エチル
ヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレ
ート、ラウリルアクリレート、ラウリルメタクリレート
等のエチレン性不飽和カルボン酸アルキルエステル；フ
ェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド等のマレ
イミド化合物；ブタジエン、イソプレン等の共役ジオレ
フィン等を挙げることができる。なかでも、スチレンが
好ましい。

【００１６】上記異種ポリマーは、少なくとも上記重合
性単量体（ａ）〜（ｃ）を重合して得られるポリマーと
は、異なるポリマーである。ここで、「異なる」とは、
重合単量体の種類が異なる場合、共重合単量体が同じで
あっても分子量が異なる場合、共重合単量体が同じであ
っても共重合割合が異なる場合等を含む広い概念であ
る。

【００１７】このような異種ポリマーとしては、特に制
限はないが、例えばポリスチレン、カルボキシ変性ポリ
スチレン、カルボキシ変性スチレン−ブタジエンコポリ
マー、スチレン−ブタジエンコポリマー、スチレン−ア
クリルエステルコポリマー、スチレン−メタクリルエス
テルコポリマー、スチレン−アクリルエステルコポリマ
ー、メタクリルエステルコポリマー、カルボキシ変性
（スチレン−アクリルエステル）コポリマー、カルボキ
シ変性（スチレン−メタクリルエステル）コポリマー等
を挙げることができる。なかでも好ましい異種ポリマー
は、ポリスチレンおよびスチレン成分を５０重量％以上
含むスチレンコポリマーである。

【００１８】中空架橋樹脂粒子の架橋の程度は、加熱、
加圧して、絶縁板を成形する際に、中空架橋樹脂粒子が
粒子の形態を保つ程度に架橋していることが好ましい。

【００１９】このような方法により、特に上記で詳述し
た(VI)の方法により、平均粒子径が−２０％〜＋２０％
の範囲内の粒子が７０重量％以上を占める粒子径の均一
な粒子が得られる。このような粒子は、本発明の組成物
の原料として好適に用いることができる。

【００２０】本発明の有機絶縁材用組成物は、上述した
架橋樹脂粒子と共に、何らかの方法、例えば熱硬化、架
橋剤による硬化、放射線や光（以下、両者合わせて単に
「光」ともいう）による硬化、あるいは溶融押出成形等
の方法により所望の形状の成形体に成形し得る有機化合
物を含有する。このような有機化合物としては熱硬化性
樹脂、熱可塑性樹脂、未加硫ゴム、光硬化性化合物等を
挙げることができる。以下、このような有機化合物を便
宜上「樹脂」と称する。

【００２１】上記熱硬化性樹脂としては、イミド樹脂、
フェノール樹脂、シアネート樹脂、シアン酸エステル樹
脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリカル
ボジドイミド樹脂、ビスマレイミド・トリアジン樹脂
（ＢＴ樹脂）などを挙げることができるが、これらに限
定されない。

【００２２】上記熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン
樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ１−ブテン樹脂、ポリ
４−メチル−１−ペンテン樹脂等のポリオレフィン樹
脂；ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナ
フタレート樹脂等のポリエステル樹脂；ナイロン６、ナ
イロン６６等のポリアミド樹脂；ポリ四フッカエチレン
樹脂、ポリ三フッカエチレン樹脂等のフッ素樹脂；その
他ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリメチル
(メタ)アクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ
エーテルスルフォン樹脂等を挙げることができるが、こ
れらに限定されない。

【００２３】上記未加硫ゴムとしては、ポリブタジエン
ゴム、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ブチルゴム、ク
ロロプレンゴム、ブタジエン・スチレンゴム、ブタジエ
ン・アクリロニトリルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴ
ム、シリコーンゴム、およびこれらの混合物・複合物等
を挙げることができるが、これらに限定されない。

【００２４】光硬化性化合物としては、（メタ）アクリ
レート系モノマー、芳香族ビニル系モノマー等を挙げる
ことができ、好ましい具体例としてエチレングリコール
ジ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキ
サ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ
（メタ）アクリレート、ジビニルベンゼン等が挙げられ
る。

【００２５】なかでも、好ましい樹脂は熱硬化性樹脂で
あり、特にエポキシ樹脂およびイミド樹脂の使用が好ま
しい。上記エポキシ樹脂の具体例としては、それ自体公
知のビフェニル型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック
型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹
脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、およびこれらの
組み合わせを挙げることができる。

【００２６】なお、上記未加硫ゴムは、熱硬化性樹脂あ
るいは熱可塑性樹脂に添加してもよい。未加硫ゴムを添
加することで、熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂を用
いた有機絶縁材用組成物から形成される有機絶縁材に柔
軟性を付与することができる。

【００２７】本発明の有機絶縁材用組成物において、架
橋樹脂粒子の樹脂への配合量は、本発明の有機絶縁材用
組成物から得られる有機絶縁材が十分な低誘電率および
絶縁特性を有すること、有機絶縁材からなる基板を有す
る回路基板をドリルなどで機械加工するときに治具の磨
耗が少ないことなどを考慮して、樹脂１００重量部に対
して、好ましくは１〜２００重量部、より好ましくは５
〜１５０重量部、さらに好ましくは１０〜１００重量部
となるような量割合で配合される。

【００２８】本発明の有機絶縁材用組成物は、樹脂及び
架橋樹脂粒子の他に必要に応じて他の成分を含有するこ
とができる。樹脂が熱硬化性樹脂の場合、熱硬化性樹脂
の種類に応じたそれ自体公知の硬化剤、硬化助剤が配合
される。これら硬化剤、硬化助剤の種類の選択は、当業
者が容易に行なうことができる。樹脂が未加硫ゴムの場
合、未加硫ゴムの種類に応じたそれ自体公知の加硫剤、
加硫助剤あるいは架橋剤、架橋助剤が配合される。これ
ら加硫剤、加硫助剤あるいは架橋剤、架橋助剤の種類の
選択も、当業者が容易に行なうことができる。樹脂が光
硬化性化合物の場合、光重合開始剤、光増感剤等が配合
される。また、本発明の有機絶縁材用組成物には、本発
明の目的の達成を損なわない範囲で、酸化防止剤、難燃
剤、難燃助剤、離型剤、カップリング剤、顔料、染料等
を配合することができる。

【００２９】有機絶縁材用組成物の調製は、用いる樹脂
の種類により適切に行われる。樹脂が熱硬化性樹脂の場
合は、熱硬化性樹脂を溶解する不活性な溶剤を用いてワ
ニスとして調製されることが好ましい。いかなる溶剤が
適切であるかは、熱硬化性樹脂の種類により異なるが、
従来公知の熱硬化性樹脂のワニスを調製する場合と同様
の溶剤を用いることができる。架橋樹脂粒子は、水分散
体でも乾燥粉体でもよいが、乾燥粉体の中空架橋樹脂粒
子を熱硬化性樹脂ワニスに配合することが好ましい熱硬
化性樹脂が固体の場合、シート状に調製してもよい。シ
ート状とするには、上記ワニスの溶剤を蒸発させるか、
各成分をロールを用いて実質上硬化反応が生じない温度
で溶融混練した後、ロール圧延してシート状とすること
ができる。

【００３０】樹脂が熱可塑性樹脂または未加硫ゴムの場
合は、それ自体よく知られている方法により、未加硫ゴ
ムおよび架橋樹脂粒子、さらには必要な成分、所望によ
り配合される添加剤を、溶融、混練することにより調製
することができる。溶融、混練に際して使用される装置
としては、ニーダー、１軸押出機、２軸押出機、バンバ
リーミキサーなどのそれ自体公知の混練装置を用いるこ
とができる。

【００３１】樹脂が光硬化性化合物の場合、不活性溶媒
を用いてあるいは用いずに、各成分が溶解したワニスと
して調製される。

【００３２】本発明の有機絶縁材用組成物は、基材を含
んだものとして調製することができる。基材としては、
ガラス繊維およびその織布、ポリアミド繊維およびその
織布あるいはその不織布、ポリエステル繊維およびその
織布あるいはその不織布、テフロン繊維およびその不織
布など、ならびにこれら繊維の混抄不織布および混抄織
布などを挙げることができる。上記織布、不織布はシー
ト状である。有機絶縁材の用途によって、適切な基材が
選択されるが、プリント配線板等の回路基板に用いる場
合は、ガラス繊維織布が好ましく用いられる。樹脂が熱
硬化性樹脂の場合、上記基材、好ましくは織布にワニス
を含浸させた後、乾燥してＢステージ化したプリプレグ
として基材を含んだ有機絶縁材用組成物を調製すること
ができる。また、樹脂が熱可塑性樹脂あるいは未加硫ゴ
ムの場合、架橋樹脂粒子や他の成分を溶融混練するとき
に、上記基材、好ましくはシート状でない繊維を添加す
ることにより、基材を含んだ有機絶縁材用組成物を調製
することができる。

【００３３】このようにして調製された本発明の有機絶
縁材用組成物を、その用途に応じて、成形、加工するこ
とにより、有機絶縁材が得られる。組成物に含有される
樹脂が熱硬化性樹脂の場合、その種類に応じて加熱し
て、所望の形状に硬化することにより有機絶縁材を得る
ことができる。上記樹脂が熱可塑性樹脂の場合、押出成
形、射出成形等の方法で所望の形状の絶縁材を得ること
ができる。また、例えば押出成形によりシート状あるい
はフィルム状に成形した後、真空成形、圧空成形等の熱
成形を施して所望の形状とすることもできるし、熱可塑
性樹脂が放射線架橋性の場合、シートあるいはフィルム
の強度上昇の目的で放射線を照射してもよい。上記樹脂
が未加硫ゴムの場合、加硫剤あるいは架橋剤を用いて加
硫するときは加熱することにより有機絶縁材を得ること
ができる。樹脂が光硬化性化合物の場合、光照射するこ
とにより有機絶縁材が形成される。

【００３４】本発明の有機絶縁材にあっては、上述した
有機絶縁材用組成物に含有される樹脂に由来する有機高
分子が連続相をなし、その中に架橋樹脂粒子が微分散し
ている。

【００３５】本発明の有機絶縁材の誘電率は４以下であ
ることが好ましく、より好ましくは３．９以下、特に好
ましくは３．７以下である。また、誘電正接は０．０５
以下であることが好ましく、より好ましくは０．０１以
下、特に好ましくは０．００５以下である。また、有機
絶縁材のＴＧＡによる１０重量％減量温度は、好ましく
は２００℃以上、より好ましくは２２０〜４００℃、特
に好ましくは２５０〜３８０℃である。

【００３６】かくして本発明の有機絶縁材用組成物から
形成される有機絶縁材は、絶縁性に優れ、低誘電率かつ
低誘電正接であるので、ＬＳＩ等の半導体素子を搭載す
るための回路基板を構成する基板、基板上に設けられて
いる回路間の絶縁のための複数の基板間の絶縁層、回路
基板に半導体素子を実装（例えばフリップ実装）すると
きの半導体素子と回路基板間の空隙に存在する封止材
層、半導体素子を封止して半導体装置を製造するための
封止材等として優れる。なかでも、基板、複数の基板間
の絶縁層、および回路基板に半導体素子を実装するとき
の半導体素子と回路基板間の封止材層として好適であ
る。

【００３７】本発明の回路基板において、該回路基板を
構成する基板が複数存在する場合の基板間の絶縁層とし
て用いる場合、その厚みは、従来の回路基板の場合と同
じく、通常２０〜１００μｍ、好ましくは４０〜９０μ
ｍ、より好ましくは５０〜７０μｍである。回路基板に
半導体素子を実装するときの半導体素子と回路基板間の
空隙に存在する封止材層として用いる場合、その厚み
は、従来の回路基板の場合と同じく、該空隙の厚みと一
致させることが好ましい。これら基板間の絶縁層あるい
は封止材層に用いられる樹脂としては、熱硬化性樹脂、
特にはエポキシ樹脂が好ましい。これら絶縁層、封止材
層の形成方法は、従来行われている方法を採用すること
ができる。例えば、特開平１０−２８９９６９号公報に
記載される方法を採用することができる。

【００３８】本発明の回路基板は、本発明の有機絶縁材
からなる絶縁層を、基板として、基板間の絶縁層とし
て、および／または封止材層として、一層以上有する
が、絶縁層が複数存在する場合、これら絶縁層すべてが
本発明の有機絶縁材からなることが好ましい。多くの場
合、上記基板の片面または両面には回路が形成された金
属箔、好ましくは銅箔または金メッキした銅箔からなる
導電部が設けられている。本発明の回路基板の構成は、
本発明の有機絶縁材からなる絶縁層を、基板として、、
基板間の絶縁層として、および／または封止材層とし
て、一層以上有すること以外は、従来知られている回路
基板と実質上同じである。例えば本発明の回路基板が多
層リジッドプリント配線板のときは、基板は、樹脂とし
て熱硬化性樹脂、特にはエポキシ樹脂が好ましく用いら
れ、しかも基材、特にはガラス織布が複合した有機絶縁
材からなることが好ましい。このような多層リジッドプ
リント配線板は、多くの場合４層以上であり、場合によ
っては１０層以上であり、コンピュータ分野、携帯電話
等の通信分野に用いられる。多層リジッドプリント配線
板の各基板の厚みは、通常２０〜１００μｍ、好ましく
は４０〜９０μｍ、より好ましくは５０〜７０μｍであ
る。多層プリント配線板全体の総厚みは、通常１〜１０
ｍｍ、好ましくは１．５〜８ｍｍ、より好ましくは２〜
６ｍｍである。また、基材として紙を用い、樹脂として
フェノール樹脂を用いたものは、単層の片面あるいは両
面リジッドプリント配線板として用いることができる。
さらに、本発明の回路基板がフレキシブルプリント配線
板のときは、基板（フィルム）の樹脂として、イミド樹
脂やポリエステル樹脂が好ましく用いられる。フィルム
の厚みは、通常２５〜５０μｍである。

【００３９】上記リジッドプリント配線板、フレキシブ
ルプリント配線板は、公知の方法を用いて製造すること
ができる。

【００４０】

【実施例】以下、実施例により、本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。なお、実施例中の％および部は、特に断ら
ない限り、重量基準である。また、実施例および比較例
の各種測定は、下記の方法により行った。（１）金属イオン濃度：原子吸光法によりナトリウムと
カリウムの金属イオン量を測定した。なお、ナトリウム
とカリウム以外の金属イオン量は検出限界以下であっ
た。（２）平均粒子径：電子顕微鏡により１００個の粒子の
粒子径を計測し、その平均値を求めた。（３）熱減量温度：窒素雰囲気下、１０℃／分の昇温条
件でＴＧＡにより、１０重量％減量温度を測定した。（４）誘電率・誘電正接：ＪＩＳＣ６４８１に準拠し
て周波数１０⁶Ｈｚで測定した。（５）はんだ耐熱性：２６０℃の半田浴上に浮かべ、ふ
くれ発生までの時間を測定した。（６）絶縁抵抗：プレッシャークッカー（１２１℃）６
時間処理後、ＪＩＳＣ６４８１に準拠して測定した。

【００４１】製造例１スチレン７０部、ブタジエン２７部、イタコン酸３部お
よびｔ−ドデシルメルカプタン１２部に、蒸留水２００
部に反応性乳化剤ＳＥ１０Ｎ（アデカ製）０．５部およ
び過硫酸アンモニウム１．０部を溶かした水溶液を撹拌
しながら、７５℃で８時間重合してポリマー粒子を得
た。このポリマー粒子の平均粒子径は０．２４μｍ、ト
ルエン不溶解分は６％、ＧＰＣによる数平均分子量は
５，０００、重量平均分子量と数平均分子量の比（Ｍｗ
／Ｍｎ）は２．６であった。次に、このポリマー粒子を
種ポリマーとして用いて、以下の重合を行った。即ち、
このポリマー粒子１０部、ポリオキシエチレンノニルフ
ェニルエーテル０．１部、ラウリル硫酸アンモニウム
０．４部および過硫酸アンモニウム０．５部を蒸留水９
００部に分散した。これにメチルメタクリレート５０
部、ジビニルベンゼン４０部、α−メチルスチレン１０
部およびトルエン２０部の混合物を加えて、７５℃で５
時間重合したところ、重合収率９８％でトルエンを粒子
内部に含むカプセル粒子の分散液が得られた。この分散
液に対してスチームストリップ処理を行った後、ポリマ
ー粒子を透過型電子顕微鏡で観察してところ、このポリ
マー粒子は中央部が透けており、完全な球形の中空微粒
子であった。この粒子の平均外径は０．４４μｍ、平均
内径は０．３μｍ、比重は０．７２であった。また、得
られたポリマー微粒子の平均金属イオン濃度は５ｐｐ
ｍ、１０重量％熱減量温度は３２０℃であった。得られ
た架橋樹脂微粒子について、スプレードライ処理を行
い、架橋樹脂粒子粉末Ａを得た。得られた架橋樹脂粒子
粉末Ａを、後述する実施例１で調製した樹脂ワニス（３
０３．２重量部）に１００重量部配合して包埋し、誘電
率を測定し、ＭａｘｗｅｌｌＭｏｄｅｌにて架橋樹脂
粒子Ａの誘電率を算出したところ、誘電率は１．９であ
った。

【００４２】製造例２スチレン９７部、アクリル酸３部およびｔ−ドデシルメ
ルカプタン１２部に、蒸留水２００部に反応性乳化剤Ｓ
Ｅ１０Ｎ（アデカ製）１．０部および過硫酸アンモニウ
ム１．０部を溶かした水溶液を撹拌しながら、７５℃で
８時間重合してポリマー粒子を得た。このポリマー粒子
の平均粒子径は０．１８μｍ、トルエン不溶解分は６
％、ＧＰＣによる数平均分子量は６，０００、重量平均
分子量と数平均分子量の比（Ｍｗ／Ｍｎ）は４．０であ
った。次に、このポリマー粒子を種ポリマーとして用い
て、以下の重合を行った。即ち、このポリマー粒子１０
部、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル０．３
部、ラウリル硫酸アンモニウム０．２部およびα、α’
−アゾビスイソブチロニトリル１部を蒸留水９００部に
分散した。これにスチレン８０部、ジビニルベンゼン２
０部、の混合物を加えて、７５℃で５時間重合したとこ
ろ、重合収率９８％で架橋粒子の分散液が得られた。こ
の分散液に対してスチームストリップ処理を行った後、
ポリマー粒子を透過型電子顕微鏡で観察したところ、完
全な球形の中空微粒子であった。この粒子の平均粒子径
は０．４０μｍであった。また、得られた架橋樹脂粒子
の平均金属イオン濃度は３ｐｐｍ、１０重量％熱減量温
度は３５０℃、ガラス転移温度は２００℃以上であっ
た。得られた架橋樹脂粒子について、スプレードライ処
理を行い、架橋樹脂粒子粉末Ｂを得た。得られた架橋樹
脂粒子粉末Ｂを、後述する実施例１で調製した樹脂ワニ
ス（３０３．２重量部）に１００重量部配合して包埋
し、誘電率を測定し、ＭａｘｗｅｌｌＭｏｄｅｌにて
架橋樹脂粒子Ｂの誘電率を算出したところ、誘電率は
２．１であった。

【００４３】製造例３スチレン９６部、メタクリル酸４部およびｔ−ドデシル
メルカプタン５部に、蒸留水２００部に反応性乳化剤Ｓ
Ｅ１０Ｎ（アデカ製）０．３部および過硫酸アンモニウ
ム１．０部を溶かした水溶液を撹拌しながら、７５℃で
８時間重合してポリマー粒子を得た。このポリマー粒子
の平均粒子径は０．３μｍ、トルエン不溶解分は６％、
ＧＰＣによる数平均分子量は８，０００、重量平均分子
量と数平均分子量の比（Ｍｗ／Ｍｎ）は３．２であっ
た。次に、このポリマー粒子を種ポリマーとして用い
て、以下の重合を行った。即ち、このポリマー粒子１０
部、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル０．３
部、ラウリル硫酸アンモニウム０．２部およびα、α’
−アゾビスイソブチロニトリル１部を蒸留水９００部に
分散した。これにスチレン９０部、トリメチロールプロ
パントリメタクリレート１０部、の混合物を加えて、７
５℃で５時間重合したところ、重合収率９８％で架橋樹
脂粒子の分散液が得られた。この分散液に対してスチー
ムストリップ処理を行った後、架橋樹脂粒子を透過型電
子顕微鏡で観察してところ、完全な球形の中空微粒子で
あった。この粒子の平均粒子径は０．６７μｍであっ
た。また、得られたポリマー微粒子の平均金属イオン濃
度は２ｐｐｍ、１０重量％熱減量温度は３３０℃であっ
た。得られた架橋樹脂粒子について、スプレードライ処
理を行い、架橋樹脂粒子粉末Ｃを得た。得られた架橋樹
脂粒子粉末Ｃを、後述する実施例１で調製した樹脂ワニ
ス（３０３．２重量部）に１００重量部配合して包埋
し、誘電率を測定し、ＭａｘｗｅｌｌＭｏｄｅｌにて
架橋樹脂粒子Ｃの誘電率を算出したところ、誘電率は
２．１であった。

【００４４】製造例４製造１において、乳化剤のラウリル硫酸アンモニウムに
替えてラウリル硫酸ナトリウム０．４部および、過硫酸
アンモニウムに替えて過硫酸ナトリウム０．５部、かつ
メチルメタクリレート５０部、ジビニルベンゼン４０
部、α−メチルスチレン１０部を用いる代わりにメチル
メタクリレート１００部用いる以外は同様にして、非架
橋樹脂粒子を得た。非架橋樹脂粒子の平均粒子径は０．
５０μｍ、平均金属イオン濃度は５００ｐｐｍ、１０重
量％熱減量温度は１８０℃、ガラス転移温度は１０３℃
であった。得られた非架橋樹脂粒子について、スプレー
ドライ処理を行い、非架橋樹脂粒子粉末Ｄを得た。得ら
れた非架橋樹脂粒子粉末Ｄを、後述する実施例１で調製
した樹脂ワニス（３０３．２重量部）に１００重量部配
合して包埋し、誘電率を測定し、ＭａｘｗｅｌｌＭｏ
ｄｅｌにて非架橋樹脂粒子Ｄの誘電率を算出したとこ
ろ、誘電率は４．３であった。

【００４５】以上製造したポリマー微粒子Ａ〜Ｄの組成
および物性を表１に示す。

【００４６】

【表１】

【００４７】表１における略号は下記の通りである。ＳＴ: スチレン、ＢＤ：ブタジエン、ＴＡ：イタコン
酸、ＡＡ：アクリル酸、ＭＡ：メタクリル酸、ＤＶＢ：ジビニルベンゼン、ＴＭＰＭＡ：トリメチロールプロパントリメタクリレー
トＭＭＡ：メチルメタクリル酸、ＡＭＳ：α−メチルスチ
レン

【００４８】実施例１〜３エポキシ樹脂Ｅｐ−１００１（商品名、油化シェルエ
ポキシ社製、エポキシ当量：４８０）１００重量部に、
ジシアンジアミド３重量部、触媒として２−エチル−４
−メチルイミダゾール０．２重量部および溶媒としてエ
チルカルビトールを２００重量部添加し、樹脂ワニスを
調製した。上記の樹脂ワニスに上記製造例１〜３で得ら
れた架橋樹脂粒子乾燥粉末Ａ〜Ｃを１００重量部配合
し、このワニスをガラス繊維織布（坪量：２１５ｇ）に
含浸乾燥して樹脂量５０重量％の１層のプリプレグ
（ａ）を得た。さらにその両外側に銅箔（厚さ１８μ
ｍ）を重ね、温度１７０℃、圧力４０Ｋｇ/ｃｍ²で６０
分間加熱加圧成形し、板厚０．２ｍｍの銅張り絶縁板を
得た。得られた銅張り絶縁板(回路基板)の特性を表２に
示す。

【００４９】実施例４実施例４のプリプレグ（ａ）を８枚重ね、さらにその両
外側に銅箔（厚さ１８μｍ）を重ね、実施例４の条件で
加熱、加圧成形して、板厚１．６ｍｍの絶縁板を得た。
特性を表２に示す。

【００５０】比較例１、２実施例１において、架橋樹脂粒子粉末Ａの代わりに、中
空球形ガラス粉（平均粒子径１０μｍ）、非架橋樹脂粒
子粉末Ｄをそれぞれ用いる以外は、実施例１と同様にし
て、銅張り絶縁板を得た。得られた銅張り絶縁板の特性
を表２に示す。

【００５１】比較例３実施例４において、ポリマー粒子粉末Ａに代えて、非架
橋樹脂微粒子粉末Ｄを用いる以外は、実施例４と同様に
して絶縁板を得た。得られた絶縁板の特性を表２に示
す。

【００５２】

【表２】

【００５３】表２に示される結果から、以下のことが明
らかである。実施例1〜4の銅張り絶縁板（回路基板）
は、はんだ耐熱性に優れ、絶縁抵抗が高く、誘電率およ
び誘電正接が小さく、電気特性に優れる。一方、高誘電
率の非架橋樹脂粒子粉末Ｄを用いた比較例１、３の銅張
り絶縁板は、絶縁抵抗が小さく、誘電率および誘電正接
が大であり電気特性に劣る。しかもはんだ耐熱性にも劣
る。中空球形ガラス粉を用いた比較例２の銅張り絶縁板
は、はんだ耐熱性に優れるものの、絶縁抵抗が小さく、
誘電率および誘電正接が大であり、電気特性に劣る。こ
のように、本発明の絶縁板（回路基板）は、高周波領域
に使用される絶縁板（回路基板）に要請される特性を高
水準で満たしている。

【００５４】

【発明の効果】本発明の有機絶縁材用組成物を成形して
得られる有機絶縁材は、絶縁特性に優れ、低誘電率であ
り、かつ低誘電正接である。本発明の有機絶縁材は、こ
のような優れた特性を生かして、高周波領域用回路基板
の基板、基板間の絶縁層、さらには半導体や回路基板の
封止材に好適に使用される。このような基板や絶縁層を
有する本発明の回路基板は、高周波領域用として用いら
れ、半導体素子搭載後の使用時にクロストークが少な
い、発熱が少ない等の信頼性に優れる。

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｈ０５Ｋ 1/03 ６１０Ｆターム(参考） 4J002 AC01X AC03X AC07X AC08X AC09X BB03X BB12X BB17X BB18X BC03X BD04X BD12X BD15X BG04X BG06X BH02X BN11W BN13W CC03X CD00X CD05X CD06X CF06X CF21X CG00X CL01X CL03X CM02X CM04X CM05X CN03X CP03X EA046 EH076 GQ01 GQ05 4M109 AA01 BA01 CA21 CA22 EA02 EA07 EA12 EB02 EB03 EB19 EC07 GA10 5G305 AA06 AA13 AB01 AB10 BA09 BA15 BA21 CA15 CA21 CA45 CA46 CA47 CA54 CA60

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘電率が３以下の架橋樹脂粒子を含有し
ていることを特徴とする有機絶縁材用組成物。
【請求項２】架橋樹脂粒子が中空構造を有する中空粒
子であることを特徴とする請求項１に記載の有機絶縁材
用組成物。
【請求項３】請求項１または２に記載の有機絶縁材用
組成物から形成されたものであることを特徴とする有機
絶縁材。
【請求項４】連続相を形成している有機高分子を含有
していることを特徴とする請求項３に記載の有機絶縁
材。
【請求項５】基材が複合していることを特徴とする請
求項３または４に記載の有機絶縁材。
【請求項６】請求項３または４に記載の有機絶縁材か
らなることを特徴とする封止材。
【請求項７】半導体素子の封止用であることを特徴と
する請求項６に記載の封止材。
【請求項８】請求項３〜５のいずれかに記載の有機絶
縁材からなる基板を少なくとも一層有することを特徴と
する回路基板。
【請求項９】基板の片面または両面に回路が形成され
た導電部が設けられていることを特徴とする請求項８に
記載の回路基板。
【請求項１０】基板が複数存在しており、請求項３〜５
のいずれかに記載の有機絶縁材からなる絶縁層が基板間
に設けられていることを特徴とする回路基板。