JP2001342450A

JP2001342450A - 接着材およびこれを用いた電子部品

Info

Publication number: JP2001342450A
Application number: JP2000161262A
Authority: JP
Inventors: Isamu Kirikihira; 勇桐木平
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2000-05-30
Filing date: 2000-05-30
Publication date: 2001-12-14

Abstract

(57)【要約】【課題】電子部品を構成する配線基板用の接着材層の
表面に配線導体層と強固に密着する粗面を形成できない
ため、熱膨張と熱収縮に伴う歪みにより配線導体層の剥
がれが発生する。【解決手段】絶縁基板４上に形成され、表面に配線導
体層６が被着形成される接着材層５用の接着材であっ
て、芳香族・複素環系樹脂変性物と、ラジカル重合性の
架橋材と、重量平均分子量が10000〜500000であって粗
化液に溶解する熱可塑性樹脂と、ガラス転移温度Ｔｇが
−60〜−20℃のエラストマーと、フィラーとから成り、
硬化後の破断伸びが３〜10％であることを特徴とするも
のである。本発明の接着材によれば、接着材層５表面に
良好な粗面を形成することができ、配線導体層６の密着
強度を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面に配線導体層
が被着される接着材層を形成するための接着材およびこ
れを用いた電子部品に関するものであり、特に、配線導
体層との密着強度に優れた接着材層を形成するための接
着材およびこれを用いた高周波特性ならびに耐熱性に優
れた高信頼性を有する電子部品に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、高密度配線が可能な配線基板
として有機樹脂を主成分とする絶縁基板を具備した配線
基板が知られている。このような配線基板としては、機
械的強度を確保するとともに配線導体との熱膨張の整合
性の観点から、例えば、ガラス繊維やアラミド繊維等の
補強材に耐熱性や耐薬品性を有するエポキシ樹脂に代表
される熱硬化性樹脂を含浸させて複合化した絶縁基板上
に、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂から成る接着材を塗
布して接着材層を形成するとともに接着材層を加熱硬化
させた後、接着材層にレーザで貫通孔を穿設し、しかる
後、接着材層表面を化学粗化し、さらに無電解銅メッキ
により貫通孔内部に導体層を形成すると同時に接着材層
表面に配線導体層を形成してパターンニングし、最後
に、電解銅めっきにより配線パターンを被着形成して成
るビルドアップ工法により製作された配線基板が知られ
ている。

【０００３】しかしながらこのような配線基板は、機械
的強度や耐熱性に優れてはいるものの、絶縁基板や接着
材に含有されるエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂の誘電率
εが3.5程度と高いために、信号伝送の際に誘電損失が
大きなものと成り、信号の高速処理が必要とされる高周
波領域で使用される配線基板としては使用できないとい
う欠点を有していた。

【０００４】一方、高周波領域で使用される配線基板用
の樹脂材料としてフッ素樹脂や架橋ポリエチレンが用い
られることもあったが、これらはいずれもガラス転移温
度Ｔｇが−100℃以下と低いことから、温度や湿度等の
使用環境条件により誘電率と誘電損失が大きく変化する
という欠点があった。

【０００５】このような誘電特性を改善するために、配
線基板用の樹脂材料として、低誘電率でガラス転移温度
Ｔｇが比較的高く、使用環境条件にかかわらず誘電特性
が安定しているポリエーテルサルホンやポリエーテルイ
ミド・ポリフェニレンオキサイド・ポリサルフォン・ノ
ルボルネン等の各種変性樹脂が開発されてきたが、これ
らはいずれも熱可塑性樹脂であることから、このままで
は半田耐熱性等の耐熱特性に劣るという欠点があった。

【０００６】そこでかかる耐熱特性上の欠点を解消する
ために、剛直な分子構造を有し、低誘電率でラジカル重
合可能な二重結合を分子鎖に有する変性ポリフェニレン
エーテルや変性ポリスチレン・変性ノルボルネン等の芳
香族・複素環系樹脂変性物にラジカル重合性の架橋材を
混合して架橋密度を高くしたり、あるいはガラス転移温
度Ｔｇが高く、誘電特性に優れた熱可塑性ノルボルネン
樹脂に放射線架橋性の良い樹脂・放射線架橋助剤を添加
した樹脂組成物に放射線を照射し架橋反応を起こして架
橋密度を高くしたりして、芳香族・複素環系樹脂変性物
や熱可塑性ノルボルネン樹脂が有する優れた高周波特性
を阻害することなく耐熱性を改善した配線基板用の接着
材が提案されている。

【０００７】このような変性ポリフェニレンエーテルや
変性ポリスチレン・変性ノルボルネン等の芳香族・複素
環系樹脂変性物や、熱可塑性ノルボルネン樹脂を放射線
架橋した樹脂はいずれも低誘電率で耐熱性に優れてお
り、また、架橋密度が高く耐薬品性にも極めて優れてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ビルド
アップ工法により製作される微細な高密度配線が要求さ
れる配線基板においては、接着材層の表面と配線導体層
との密着性を高め配線基板の良好な耐熱疲労性や耐久性
等の高い信頼性を得るために、接着材層の表面を酸化剤
から成る粗化液を用いてその一部を溶解する化学粗化法
により触針式表面粗さ測定器で計測した最大粗さＲｍａ
ｘが0.5〜10μｍ程度に粗化することが行われている
が、上記の芳香族・複素環系樹脂変性物や熱可塑性ノル
ボルネン樹脂を放射線架橋した樹脂で形成された接着材
層は耐薬品性に極めて優れていることから、これらの樹
脂で形成された接着材層の表面を化学粗化法で溶解する
ことが困難であり、接着材層表面に配線導体層と十分な
密着強度が得られる粗面を形成することができず、その
結果、温度サイクル試験（ＴＣＴ）やプレッシャークッ
カー試験（ＰＣＴ）等の信頼性試験で配線導体層の剥が
れ等が発生し電気接続の信頼性が低くなり、高密度配線
基板等への適用が困難であるという問題点を有してい
た。

【０００９】また、芳香族・複素環系樹脂変性物や熱可
塑性ノルボルネン樹脂を放射線架橋した樹脂は、樹脂骨
格が剛直で架橋密度が高いために破断伸びが３％未満と
可撓性に劣り、一般的な信頼性試験であるＴＣＴを行っ
た際の熱膨張と熱収縮に伴う歪みに耐えられず、クラッ
クを生じ易いという問題点も有していた。

【００１０】さらに、従来、接着材層の表面粗さは触針
式表面粗さ測定器で計測されていたが、この測定器では
接着材層と配線導体層との密着性に大きく影響する0.5
μｍ以下の微小な凹凸を正確に測定することができず、
配線導体層のピール強度を精度良く管理することができ
ないという課題も有していた。

【００１１】本発明はかかる従来技術の問題点に鑑み案
出されたものであり、その目的は、配線基板の配線導体
層との密着性に優れた接着材層を形成する接着材、およ
びこの接着材を用いて製作したＴＣＴやＰＣＴ等の信頼
性試験での耐久性および高周波特性に優れた電子部品を
提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の接着材は、芳香
族・複素環系樹脂変性物と、ラジカル重合性の架橋材
と、重量平均分子量が10000〜500000であって粗化液に
溶解する熱可塑性樹脂と、ガラス転移温度Ｔｇが−60〜
−20℃のエラストマーと、フィラーとから成り、硬化後
の破断伸びが３〜10％であることを特徴とするものであ
る。

【００１３】また、本発明の電子部品は、絶縁基板と、
その絶縁基板上に上記の接着材を用いて形成された接着
材層と、絶縁基板および接着材層の各表面に形成された
複数の配線導体層と、接着材層に穿設された貫通孔の内
部に形成され、複数の配線導体層間を電気的に接続する
貫通導体とから成る配線基板に電子素子を実装した電子
部品であって、原子間力顕微鏡で測定した接着材層表面
の算術平均粗さＲａが0.1〜１μｍであることを特徴と
するものである。

【００１４】本発明の接着材によれば、芳香族・複素環
系樹脂変性物をラジカル重合性の架橋材で高密度に架橋
していることから、熱による芳香族化合物・複素環式化
合物系樹脂変性物の分子切断や、これらで形成される樹
脂中への水分の浸入を抑制でき、耐熱性および耐湿性に
優れた接着材とすることができる。

【００１５】また、本発明の接着材によれば、重量平均
分子量が10000〜500000であって粗化液に溶解する熱可
塑性樹脂を含有していることから、伸縮性に富みフィル
ム成形性に優れているとともに表面に配線導体層との密
着性向上に効果的な粗面を形成することができる接着材
とすることができる。

【００１６】さらに、本発明の接着材によれば、ガラス
転移温度Ｔｇが−60〜−20℃のエラストマーを含有して
いることから、未硬化のフィルムは可撓性に優れており
取り扱いが容易であると共に、硬化後のフィルムでも破
断伸びが３〜10％と可撓性を維持し熱変化による応力を
吸収でき、その結果、耐熱疲労性の良好な接着材とする
ことができる。

【００１７】また、本発明の電子部品によれば、原子間
力顕微鏡で測定した接着材層表面の算術平均粗さＲａを
0.1〜１μｍとしたことから、接着材層と配線導体層と
の密着性を良好としピール強度を向上させることがで
き、ＴＣＴによる耐熱疲労性やＰＣＴによる耐湿性等の
信頼性試験に対して良好な配線基板を具備した電子部品
とすることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の接着材およびこれ
を用いた電子部品について詳細に説明する。本発明の接
着材は、芳香族・複素環系樹脂変性物と、ラジカル重合
性の架橋材と、重量平均分子量が10000〜500000であっ
て粗化液に溶解する熱可塑性樹脂と、ガラス転移温度Ｔ
ｇが−60〜−20℃のエラストマーと、フィラーとから構
成されている。

【００１９】本発明の接着材は、液状ワニス状または固
形フィルム状のいずれでも使用可能であるが、表面の平
坦性や厚さ制御の容易性等の観点からはフィルム状が好
ましい。なお、ここでフィルムとは厚さ数μｍから数10
0μｍ程度の薄いシートを意味している。

【００２０】また、本発明で芳香族とはベンゼン核を有
する炭素環式化合物であり、また複素環系とは２種また
はそれ以上の元素の原子から環が構成されている５員環
や６員環等の環式化合物であり、芳香族・複素環系樹脂
とは上記のうち１種類または２種類以上の混合物から成
る樹脂を指している。

【００２１】本発明の接着材は、剛直な分子構造を有す
る芳香族・複素環系樹脂変成物をラジカル重合性の架橋
材で高密度に架橋していることから、熱による芳香族・
複素環系樹脂変性物の分子切断や芳香族・複素環系樹脂
変性物中への水分の浸入を抑制することができ、耐熱性
および耐湿性に優れた接着材とすることができる。

【００２２】なお、ここで変成物とはアリル基・アクリ
ル基・メタクリル基等のラジカル重合官能基を有するも
のを指し、本発明ではこのような芳香族・複素環系樹脂
変成物として、アリル変性ポリフェニレンエーテルやア
リル変性ポリスチレン・変性ノルボルネン等が用いられ
る。

【００２３】また、本発明の接着材は、ラジカル重合性
の架橋材を芳香族・複素環系樹脂変成物に対して２〜10
重量％含有している。ラジカル重合性の架橋材の含有量
が２重量％より少ないと適度な可撓性を保持して接着材
を架橋・硬化させることが困難と成る傾向があり、ま
た、10重量％を超えるとＴＣＴ等の信頼性試験での耐久
性に劣るものと成る傾向がある。従って、ラジカル重合
性の架橋材の含有量は２〜10重量％の範囲が好ましい。
このようなラジカル重合性の架橋材としては、ラジカル
重合性の官能基を複数有する低分子量化合物であるモノ
マーであれば良く、例えば、トリアリルイソシアヌレー
トやジビニルベンゼン・エチレングリコールジメタクリ
レート・ジアリルフタレート等が好適に用いられる。な
お、反応温度が適合すれば、ベンゾイルパーオキサイド
やラウリルパーオキサイド等のラジカル重合開始剤を用
いても良く、反応温度としては作業性を考慮した硬化時
間および樹脂の分解を防止するという点からは150〜250
℃の範囲が好ましい。

【００２４】さらに、本発明の接着材は、重量平均分子
量が10000〜500000であって粗化液に溶解する熱可塑性
樹脂を芳香族・複素環系樹脂変成物に対して５〜30重量
％含有していることから、良好な伸縮性を有するととも
にフィルムの成形性に優れた接着材とすることができ
る。熱可塑性樹脂の重量平均分子量が10000より小さい
と、フィルムが脆くなり成形性が悪く成る傾向があり、
また、500000を超えると接着材の粘度が高くなり均一な
膜厚のフィルムを得られなくなる傾向がある。従って、
熱可塑性樹脂の重量平均分子量は10000〜500000の範囲
が好ましい。さらに、熱可塑性樹脂の含有量が５重量％
より少ないとフィルムが脆くなり良好な伸縮性を得られ
なくなる傾向があり、また30重量％を超えると耐熱性に
劣る傾向がある。従って、熱可塑性樹脂の含有量は５〜
30重量％の範囲であることが好ましい。

【００２５】また、この熱可塑性樹脂は、酸化剤である
過マンガン酸塩類やクロム酸塩類の水溶液等の粗化液に
容易に溶解することから、フィルムの成形・硬化後にフ
ィルムを粗化液に浸すことにより、フィルム表面に容易
に配線導体層と密着性の良好な粗面を形成することがで
きる。なお、粗化液としては、クロム酸塩類は毒性を有
するために、一般的には過マンガン酸塩類が使用され、
特に酸化数が大きく酸化力の強い過マンガン酸カリウム
が好適に使用される。

【００２６】このような熱可塑性樹脂としては、ポリエ
チレンフタレート（ＰＥＴ）やポリブチレンフタレート
（ＰＢＴ）・アジピン酸アルキルエステル等のポリエス
テル類、ポリメチルメタクリレート・ポリブチルメタク
リレート等のアクリル酸エステル類が用いられる。

【００２７】また、本発明の接着材は、ガラス転移温度
Ｔｇが−60〜−20℃のエラストマーを芳香族・複素環系
樹脂変成物に対して10〜40重量％含有していることか
ら、未硬化のフィルムは可撓性に優れており取り扱いが
容易であるとともに、硬化後でも破断伸びが３〜10％と
可撓性を維持して熱変化による応力を吸収することがで
き、その結果、耐熱疲労性を向上することができる。ガ
ラス転移温度Ｔｇが−60℃よりも低いと、乾燥後の接着
材のべとつきが大きなものとなりフィルムの取り扱いが
困難となる傾向があり、また、−20℃よりも高いと硬化
後のフィルムの破断伸びが小さくなる傾向がある。従っ
て、エラストマーのガラス転移温度Ｔｇは−60〜−20℃
の範囲であることが好ましい。さらに、エラストマーの
含有量が10重量％よりも少ないと、可撓性が低下する傾
向があり、また、40重量％を超えると接着材の架橋密度
が低下して耐熱性・耐湿性が低下してしまう傾向があ
る。従って、エラストマーの含有量は10〜40重量％の範
囲が好ましい。

【００２８】なお、ここで硬化後の破断伸びとは、接着
材で厚さ数10μｍのフィルムを成形し完全硬化させた
後、このフィルムを一定の速度で破断するまで引張った
時のフィルムの伸び率で規定されるものであり、一般的
に破断伸びは３〜10％の範囲が好ましく、破断伸びが３
％より小さいとＴＣＴにおいてクラックが発生する等耐
熱疲労性に劣る傾向があり、10％を超えると樹脂の架橋
密度が低下して耐熱性・耐湿性に劣る傾向がある。

【００２９】このようなエラストマーとしては、アクリ
ルゴム（ＡＣＭ）やアクリロニトリル−ブタジエンゴム
（ＮＢＲ）・スチレン−ブタジエン−スチレントリブロ
ックエラストマー（ＳＢＳ）・スチレン−イソプレン−
スチレントリブロックエラストマー（ＳＩＳ）等が用い
られる。

【００３０】さらにまた、本発明の接着材は、芳香族・
複素環系樹脂変成物に対して３〜10重量％のフィラーを
含有している。フィラーはフィルムの強度を高める機能
を有し、フィラーの含有量が３重量％より少ないとフィ
ルムの平坦性が悪くなる傾向があり、また、10重量％を
超えるとビアホールの穿設等のフィルムの加工性が悪く
成る傾向がある。従って、フィラの含有量は３〜10重量
％の範囲であることが好ましい。

【００３１】このようなフィラーとしては、絶縁性の微
粉末が用いられ、シリカや酸化アルミニウム・窒化アル
ミニウム・炭化珪素・チタン酸カルシウム・酸化チタン
・ゼオライト等の無機粉末、あるいはアラミド繊維や炭
素繊維・ガラス繊維等の繊維が用いられ、フィルムの成
形性の観点からは平均粒径が20μｍ以下、貫通孔の穿設
性の観点からは平均粒径が10μｍ以下、フィラーの充填
性の観点からは平均粒径が７μｍ以下の微粉末が好まし
い。

【００３２】なお、本発明においては、フィルムを成形
する際に、良好な成形性を得るためにメチルエチルケト
ン（ＭＫＥ）やプロピレングリコールモノメチルエーテ
ルアセテート（ＰＭＡ）・ジメチルフォルムアミド（Ｄ
ＭＦ）等の溶剤を１〜３重量％含有させても良い。

【００３３】このようなフィルムは、例えば、芳香族・
複素環系樹脂変性物にラジカル重合性の架橋材・熱可塑
性樹脂・エラストマー・フィラー・添加剤・溶剤を添加
した混合物を混練して液状ワニスを得、この液状ワニス
をＰＥＴ製離型シート上に塗布して60〜100℃の温度で
乾燥することにより成形される。また、フィルムを乾燥
後、フィルムの上面にポリエチレン製保護シートを積層
し、ロール状に巻き取ることにより容易に貯蔵できる。
このフィルムの厚さは自由に設定することができるが、
絶縁性の観点からは20〜100μｍの範囲の厚みが好まし
い。

【００３４】なお、このフィルムを所望の絶縁基板上に
真空ラミネータを用いて圧着し、オーブンで熱硬化する
ことによって、絶縁基体上に接着材層を形成することが
できる。

【００３５】かくして本発明の接着材によれば、その表
面に配線導体層と良好な密着性が得られる粗面を形成す
ることができ、また、硬化後の破断伸びが３〜10％と大
きく耐熱疲労性や耐熱性・耐湿性に優れた接着材層を形
成することが可能となる。

【００３６】なお、本発明の接着材は上述の実施例に限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
であれば種々の変更は可能である。例えば、上述の接着
材に耐熱性の向上のためにヒンダードフェノール系酸化
防止剤を、成形性のより向上のために高級脂肪酸エステ
ルの滑剤を、また配線導体層のピール強度の向上のため
に無電解めっき触媒等を含有させることも可能である。

【００３７】次に、本発明の接着材を用いた電子部品を
添付の図面に基づき詳細に説明する。

【００３８】図１は本発明の接着材を用いた配線基板
に、電子素子として半導体素子を搭載した場合の電子部
品の一例を示す要部断面図であり、この図において１は
配線基板２、半導体素子３から成る電子部品である。配
線基板２は、主に絶縁基板４、接着材層５、配線導体層
６から構成されており、また本図の例では、接着材層５
は絶縁基板４の表面に５ａ、５ｂ、５ｃの３層、裏面に
５ｄ、５ｅ、５ｆの３層を形成した例を示している。

【００３９】絶縁基板４は、ガラス繊維やアラミド繊維
・アリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂・変性ノルボ
ルネン樹脂・アリル変性ポリスチレン等の樹脂材料から
成り、接着材層５の支持体として機能し、図の例では、
絶縁基板４の表裏両面に形成した銅・ニッケル・金等か
ら成る配線導体層６を、ドリル等で穿設したスルーホー
ル７の内部に形成したスルーホール導体８により電気的
に接続している。なお、絶縁基板４の内層に内部配線導
体（図示せず）を形成してもよい。

【００４０】絶縁基体４の表裏両面には、本発明の接着
材を用いて形成した接着材層５が被着形成されており、
接着材層５は配線基板２に搭載する半導体素子３を支持
する支持部として機能する。

【００４１】接着材層５は、本発明の接着材に溶剤等を
添加した混合物を混練して得た液状ワニスを、ＰＥＴシ
ート上に乾燥後に所望の厚さとなるようにローラコータ
を用いて塗布し、60〜100℃の温度で乾燥・硬化してフ
ィルムを得、このフィルムを真空ラミネ−タにより絶縁
基体４の表裏両面に圧着することにより形成される。接
着材層５の表面には、粗化液を用いて粗化することによ
り原子間力顕微鏡による測定で算術平均粗さＲａが0.1
〜１μｍの粗面が形成される。これは、接着材中の熱可
塑性樹脂が未硬化状態では芳香族・複素環系樹脂変性物
に均一に溶解しているものの、硬化すると0.01から10μ
ｍの大きさの微粒子となって分散するため、粗化液によ
り熱可塑性樹脂が溶解して除去された接着材層５の表面
に無数の微細孔による粗面が形成されるものである。

【００４２】また、従来、触針式表面粗さ測定器を用い
た表面粗さの測定では径が５μｍの触針を使用してお
り、５μｍより小さな凹凸を測定することができないの
に対して、原子間力顕微鏡は数10ｎｍ程度の微小な凹凸
をも三次元的に計測することが可能であり、接着材層５
と配線導体層６との密着性に大きく影響する、すなわち
ピール強度に大きく影響する0.5μｍ以下の凹凸を測定
することが可能である。

【００４３】このような接着材層５の表面は、原子間力
顕微鏡による測定で算術平均粗さＲａが0.1〜１μｍの
粗面を有することから、配線導体層６との密着性が良好
となり、ピール強度を向上させることができ、ＴＣＴや
ＰＣＴ等の信頼性試験に対して良好なものとすることが
できる。接着材層５表面の原子間力顕微鏡による測定の
算術平均粗さＲａが0.1μｍ未満であると、接着材層５
と配線導体層６間のアンカー効果が小さくなり十分なピ
ール強度が得られなくなる傾向があり、１μｍを超える
と、ビルドアップ工法に必要な微細な配線パターンが形
成できなくなる傾向がある。従って、接着材層５表面の
粗さは原子間力顕微鏡による測定で算術平均粗さＲａが
0.1〜１μｍの範囲であることが好ましい。

【００４４】なお、接着材層５表面の粗化は、例えば、
接着材層５表面をグリコールエーテル等の有機溶剤約10
％と水酸化ナトリウム等のアルカリ約１％とを含有した
溶液中に５分間程度浸漬し、接着材層５の表面を膨潤さ
せた後、過マンガン酸塩類等の酸化剤約10％溶液中に10
分間程度浸漬し、接着材層５の表面の熱可塑性樹脂を溶
解し、接着材層５の表面の粗さが原子間力顕微鏡による
測定で算術平均粗さＲａが0.1〜１μｍとなるように粗
化し、最後に硫酸の約５％水溶液に５分間程度浸漬し、
接着材層５の表面を還元することにより行なわれる。

【００４５】また、本発明の電子部品１の接着材層５の
表面には、配線導体層６が形成されている。配線導体層
６は半導体素子３等の電子素子を外部電気回路基板（図
示せず）に電気的に接続する導電路として機能し、接着
材層５の表面側の部位には半導体素子３の各電極がフリ
ップチップ接続等により電気的に接続され、裏側の部位
は外部電気回路基板の配線導体に半田等を介して電気的
に接続される。

【００４６】配線導体層６は、サブトラクティブ法やア
ディティブ法等により形成され、粗化された接着材層５
表面に、例えば、無電解めっきで銅を被着させ、ドライ
フィルムフォトレジストでパターン加工した後に電解め
っきで銅を所定の厚さに被着形成し、しかる後、ドライ
フィルム剥離・エッチング処理を行い配線パターンを形
成することによって形成される。なお、配線導体層６
は、金・銅・ニッケル等の低抵抗金属から成り、特に低
抵抗の観点からは銅が好ましい。

【００４７】また、配線導体層６は、ＴＣＴやＰＣＴに
おける接着材層５からの剥離や断線等を防止するという
観点からは、ピール強度が0.7〜1.5ｋｇ／ｃｍであるこ
とが好ましい。ピール強度が0.7ｋｇ／ｃｍより小さく
なると、配線導体層６が接着材層５から剥離し易くなる
傾向があり、また、1.5ｋｇ／ｃｍを超えると配線導体
層６と接着材層５との密着力が強すぎて接着材層５が伸
びた際に接着材層５の樹脂内部で破断が発生し易くなる
傾向がある。従って、配線導体層６のピール強度は0.7
〜1.5ｋｇ／ｃｍの範囲であることが好ましい。

【００４８】なお、配線導体層６の厚みは、高速の信号
を伝達させるという観点からは、３μｍ以上であること
が好ましく、配線導体層６を接着材層５に被着形成させ
る際に配線導体層６に大きな応力を残留させず、配線導
体層６が接着材層５から剥離しにくいものとするために
は、50μｍ以下としておくことが好ましい。

【００４９】このような接着材層５・配線導体層６を、
絶縁基板４上に複数層形成する場合は、接着材層５とな
るフィルムをあらかじめ複数枚形成しておき、接着材層
５のラミネートと配線導体層６の被着形成とを順次行え
ばよい良い。

【００５０】また、複数の配線導体層６は、接着材層５
内部に設けた貫通孔９の内周壁に被着形成された貫通導
体10により電気的に接続されている。

【００５１】貫通孔９の穿設には、露光・現像法により
穿設する方法、炭酸ガスレーザ・ＹＡＧレーザ・ＵＶレ
ーザ等のレーザ法により穿設する方法等が用いられる
が、接着材層の材料に依存せず微細加工ができ、貫通孔
径を10〜200μｍの範囲に自由に設定でき、かつ加工ス
ピードの速い炭酸ガスレーザを使用することが好まし
い。なお、本発明の接着材によれば、接着材を構成する
熱可塑性樹脂の重量平均分子量が10000〜500000と大き
く酸素指数が小さいことからレーザによる熱で分解され
易く、貫通孔９を穿設する際に接着材の残滓が貫通孔９
の周辺や内部に残ることはなく、配線導体層６や貫通導
体10をめっきにより被着形成した際に電気的特性に優れ
たものとすることができる。

【００５２】また、貫通導体10は、配線導体層６をめっ
きにより被着させる際に、配線導体層６と同時にめっき
処理を行ない形成すればよい。なお、貫通導体10は貫通
孔９の内壁面に被着形成して成るもののほかに、貫通孔
９内部をめっきにより金属で充填して成るものであって
もよい。

【００５３】さらに、半導体素子３を最外層の接着材層
５の表面に形成された配線導体層６に間に半田等の接続
部材11を介して接続することにより、半導体素子３と配
線導体層６とが電気的に接続され、また、半導体素子３
と接着材層５との間に樹脂から成るアンダフィル12を注
入することにより、半導体素子３が接着材層５表面に強
固に固定される。

【００５４】かくして本発明の電子部品によれば、接着
材層と配線導体層の密着性を良好としピール強度を向上
させた、ＴＣＴやＰＣＴ等の信頼性試験に対して優れた
耐久性と高い信頼性を有する電子部品とすることができ
る。

【００５５】なお、本発明の電子部品は上述の実施例に
限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範
囲であれば種々の変更が可能である。例えば、上述の実
施例では、絶縁基体４の表裏両面に各３層の接着材層５
をラミネートすることにより配線基板２を製作したが、
１層や２層、あるいは４層以上の接着材層をラミネート
してもよい。また、表面あるいは裏面のみに接着材層５
をラミネートしてもよい。また、ビアホール導体10と接
着材層５との密着性を高めるために、貫通孔９の内部に
本発明の接着材等の樹脂を充填することも可能である。

【００５６】

【実施例】本発明の接着材およびこの接着材を用いた電
子部品の特性を評価するために、以下のような接着材フ
ィルムを用いた電子部品を製作した。

【００５７】〔接着材の実施例１〕芳香族・複素環系樹
脂変性物としてアリル変性ポリフェニレンエーテルを用
い、アリル変性ポリフェニレンエーテルに対してラジカ
ル重合性の架橋材としてトリアリルイソシアヌレートを
10重量％、ラジカル重合開始剤としてベンゾイルパーオ
キサイドを１重量％、熱可塑性樹脂として重量平均分子
量が120000のアジピン酸プロピオンエステルを20重量
％、エラストマーとしてガラス転移温度Ｔｇが−30℃の
アクリルゴムを20重量％、フィラーとして微粉砕シリカ
を８重量％、溶剤として加熱トルエンを添加混合してワ
ニス状接着材を製作した。

【００５８】このワニス状接着材をＰＥＴシート上に乾
燥後の厚みが45μｍとなるようにローラーコータにて塗
布した後、60〜100℃の温度で乾燥させ接着材フィルム
（接着材フィルムＡ）を得た。この未硬化の接着材フィ
ルムＡを可撓性評価のため180度の折り曲げ試験を行っ
たが、折り曲げ部にクラック等の異常は全く認められな
かった。

【００５９】また、接着材フィルムＡを200℃の温度で
３時間乾燥・硬化後、引張り測定機で５ｍｍ／分間の速
度でフィルムを引張った時の破断伸びは８％であった。
さらに、150℃の温度で100時間の熱履歴を加えたとこ
ろ、破断伸びは９％となった。

【００６０】〔接着材の実施例２〕芳香族・複素環系樹
脂変性物として変性ノルボルネン樹脂を用い、変性ノル
ボルネン樹脂に対してラジカル重合性の架橋材としてエ
チレングリコールジメタクリレートを５重量％、熱可塑
性樹脂として重量平均分子量が200000のアジピン酸ブチ
レンエステルを30重量％、エラストマーとしてガラス転
移温度Ｔｇが−60℃のエポキシ化ＮＢＲを20重量％、フ
ィラーとして微粉砕シリカを４重量％、溶剤としてＰＭ
Ａを添加混合してワニス状接着材を製作した。

【００６１】このワニス状接着材をＰＥＴシート上に乾
燥後の厚みが30μｍとなるようにローラーコータにて塗
布した後、60〜100℃の温度で乾燥させ接着材フィルム
（接着材フィルムＢ）を得た。この未硬化の接着材フィ
ルムＢを可撓性評価のため180度の折り曲げ試験を行っ
たが、折り曲げ部にクラック等の異常は全く認められな
かった。

【００６２】また、接着材フィルムＢを180℃の温度で
３時間乾燥・硬化後、引張り測定機で５ｍｍ／分間の速
度でフィルムを引張った時の破断伸びは９％であった。
さらに、150℃の温度で100時間の熱履歴を加えたとこ
ろ、破断伸びは９％と同じ値であった。

【００６３】〔接着材の比較例〕熱可塑性ノルボルネン
樹脂に対して硬化材としてスチレンモノマーを10重量
％、ベンゾイルパーオキサイドを１重量％、フィラーと
して微粉砕シリカを30重量％、溶剤としてトルエンを添
加混合してワニス状接着材を製作した。

【００６４】このワニス状接着材をＰＥＴシート上に乾
燥後の厚みが45μｍとなるようにローラーコータにて塗
布した後、60〜100℃の温度で乾燥させ接着材フィルム
（接着材フィルムＣ）を得た。この未硬化の接着材フィ
ルムＣを可撓性評価のため180度の折り曲げ試験を行っ
たところ、折り曲げ部にクラックが発生した。

【００６５】また、接着材フィルムＣを150℃の温度で
１時間乾燥・硬化後、引張り試験機で５ｍｍ／分間の速
度で引張った時の破断伸びは２％であった。さらに、15
0℃の温度で100時間の熱履歴を加えたところ、破断伸び
は１％になった。

【００６６】以上の様に、本発明の接着材を用いて製作
したフィルムは、未硬化時には可撓性に優れ、硬化後の
破断伸びが８〜９％と良好なフィルムであることが確認
できた。

【００６７】〔電子部品の実施例１〕ガラス繊維とアリ
ル変性ポリフェニレンエーテル樹脂から成る絶縁基板の
表裏両面に、接着材フィルムＡを真空ラミネーターによ
り同時にラミネートした後、接着材フィルムＡからＰＥ
Ｔフィルムを剥離し、その後、200℃の温度で１時間硬
化させた後、炭酸ガスレーザで貫通孔９を穿設した。つ
ぎに、フィルム表面の表面粗さＲａを原子間力顕微鏡で
測定して算術平均粗さＲａが0.5μｍとなるように、過
マンガン酸カリウム溶液で粗化処理した。その後、パラ
ジウム系のめっき触媒で処理した後、無電解銅めっきを
施し、次いで、ドライフィルムフォトレジストで配線パ
ターン加工を行い、電解銅めっきで厚み18μｍの配線導
体層６を形成した。その時の配線導体層６のピール強度
は0.8ｋｇ／ｃｍであった。また、ピール強度を安定化
させるために200℃の温度で２時間熱処理を行った。そ
の後、接着材フィルムＡのラミネートと貫通孔９の穿設
・粗化処理・めっきによる配線導体層６・貫通導体10の
形成を複数回繰返して６層の接着材層５・配線導体層６
を絶縁基板４上に形成した後、ソルダーレジスト加工し
たパッド上にニッケル・金めっきを施し、さらに半田バ
ンプを形成した。そして、この配線基板２の半田バンプ
に半導体素子３を搭載してリフロー電気接続を行った
後、半導体素子３と配線基板２との隙間にアンダーフィ
ル12材を注入して信頼性試験用のサンプルを得たこのサンプルを用いて、信頼性試験として温度サイクル
試験（ＴＣＴ）とプレッシャクッカー試験（ＰＣＴ）を
行い、配線基板のクラックや膨れ・剥がれ等の外観と抵
抗値変化率の値で電子部品の評価を行なった。

【００６８】ＴＣＴは気相冷熱試験機を用い、サンプル
を温度が−55℃および125℃の気相中に各30分間放置し
これを１サイクルとして1000サイクルの条件で行い、抵
抗値変化率は、試験前の抵抗値と試験後の抵抗値とを測
定して計算により算出した。

【００６９】また、ＰＣＴは温度可変寿命試験機を用
い、サンプルを温度 121℃、相対湿度100％、圧力2.1×
10５Ｐａの条件下に168時間放置して行い、抵抗変化率
は、試験前の抵抗値と試験後の抵抗値とを測定して計算
により算出した。

【００７０】その結果、本発明の電子部品１は、ＴＣＴ
1000サイクル後でもクラックが発生せず、抵抗値変化率
は５％と低い値となった。また、ＰＣＴ168時間後でも
膨れや剥れがなく、抵抗変化率も７％と低い値となり良
好な電子部品であることがわかった。

【００７１】〔電子部品の実施例２〕ガラス繊維とアリ
ル変性ポリフェニレンエーテル樹脂から成る絶縁基板の
表裏両面に、接着材フィルムＢを真空ラミネーターによ
り同時にラミネートした後、ＰＥＴフィルムを剥離し、
180℃の温度で１時間硬化させた後、炭酸ガスレーザで
貫通孔９を穿設した。次いで、フィルム表面の表面粗さ
を原子間力顕微鏡で測定して算術平均粗さＲａが0.9μ
ｍとなるように過マンガン酸カリウムで粗化処理した。
また、上記の配線基板２をパラジウム系のめっき触媒で
処理した後、無電解銅めっきを行い、次に、ドライフィ
ルムフォトレジストで配線パターン加工を行い、電解銅
めっきで厚さ20μｍの配線導体層６を形成した。その時
の配線導体層６のピール強度は1.0ｋｇ／ｃｍであっ
た。また、ピール強度を安定化させるために180℃の温
度で２時間熱処理を行った。次に、接着材フィルム２の
ラミネートと貫通孔９の穿設・粗化処理・めっきによる
配線導体層６・貫通導体10の成形をを複数回繰返して６
層の接着材層５・配線導体層６を絶縁基板２上に形成し
た後、ソルダーレジスト加工したパッド上にニッケル・
金めっきを施し、さらに半田バンプを形成した。

【００７２】かくして得られた配線基板２の半田バンプ
に半導体素子３を搭載してリフロー電気接続を行った
後、半導体素子３と配線基板２との隙間にアンダーフィ
ル12を注入して信頼性試験用のサンプルを得た。

【００７３】このサンプルを用いて、信頼性試験として
（電子部品の実施例１）と同様のＴＣＴとＰＣＴを行
い、配線基板２のクラックや膨れ・剥がれ等の外観と抵
抗値変化率の値で評価した。

【００７４】その結果、サンプルは、ＴＣＴ1000サイク
ル後でもクラックが発生せず、配線導体層６の抵抗値変
化率は６％と低い値となった。また、ＰＣＴ168時間後
でも膨れや剥れがなく、配線導体層６の抵抗値変化率も
８％と低い値となった。

【００７５】〔電子部品の比較例１〕ガラス繊維とアリ
ル変性ポリフェニレンエーテル樹脂から成る絶縁基板の
表裏両面に、接着材フィルムＣを真空ラミネーターによ
り同時にラミネートした後、ＰＥＴフィルムを剥離し、
150℃の温度で１時間硬化させた後、炭酸ガスレーザで
貫通孔を穿設した。次いで、原子間力顕微鏡で計測した
算術平均粗さＲａが0.05μｍとなるように過マンガン酸
カリウム等の酸化剤で接着材層表面を粗化処理した。そ
の後、パラジウム系のめっき触媒で処理した後、無電解
銅めっきを行い、次いで、ドライフィルムフォトレジス
トで配線パターン加工を行い、電解銅めっきで厚さ18μ
ｍの配線導体層を形成した。その時の配線導体層のピー
ル強度は0.7ｋｇ／ｃｍであった。また、ピール強度を
安定化させるために150℃の温度で２時間熱処理を行っ
た。次いで、前記接着材フィルムＣのラミネートと貫通
孔の穿設・粗化処理・めっきを複数回繰返して、６層の
接着材層・配線導体層を絶縁基板上に形成した後、ソル
ダーレジスト加工したパッド上にニッケル・金めっきを
施し、さらに半田バンプを形成した。

【００７６】かくして得られた配線基板の半田バンプに
半導体素子を搭載してリフロー電気接続を行った後、半
導体素子と配線基板との隙間にアンダーフィルを注入し
て信頼性試験用の電子部品の比較用試料を得た。

【００７７】この比較用試料を用いて、信頼性試験とし
て電子部品の実施例１と同様のＴＣＴとＰＣＴを行った
ところ、本比較用試料は、ＴＣＴ200サイクル後にクラ
ックが発生し、また、ＰＣＴ96時間後に膨れが発生し
た。

【００７８】

【発明の効果】本発明の接着材によれば、芳香族・複素
環系樹脂変性物をラジカル重合性の架橋材で高密度に架
橋していることから、熱による芳香族・複素環系樹脂変
性物の分子切断や、芳香族・複素環系樹脂変性物中への
水分の浸入を抑制でき、耐熱性および耐湿性に優れた接
着材とすることができる。

【００７９】また、本発明の接着材によれば、重量平均
分子量が10000〜500000であって粗化液に溶解する熱可
塑性樹脂を含有していることから、伸縮性に富みフィル
ム成形性に優れているとともに表面に配線導体層との密
着性向上に効果的な粗面を形成することができる接着材
とすることができる。

【００８０】さらに、本発明の接着材によれば、ガラス
転移温度Ｔｇが−60〜−20℃のエラストマーを含有して
いることから、未硬化のフィルムは可撓性に優れており
取り扱いが容易であると共に、硬化後のフィルムでも破
断伸びが３〜10％と可撓性を維持し熱変化による応力を
吸収でき、その結果、耐熱疲労性の良好な接着材とする
ことができる。

【００８１】また、本発明の電子部品によれば、原子間
力顕微鏡で測定した接着材層表面の算術平均粗さＲａを
0.1〜１μｍとしたことから、接着材層と配線導体層と
の密着性を良好としピール強度を向上させることがで
き、ＴＣＴによる耐熱疲労性やＰＣＴによる耐湿性等の
信頼性試験に対して良好な配線基板を具備した電子部品
とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の接着材を用いた配線基板に電子素子と
して半導体素子を搭載した場合の電子部品の一例を示す
要部断面図である。

【符号の説明】

１・・・・・・電子部品２・・・・・・配線基板３・・・・・・半導体素子４・・・・・・絶縁基板５・・・・・・接着材層６・・・・・・配線導体層７・・・・・・スルーホール８・・・・・・スルーホール導体９・・・・・・貫通孔 10・・・・・・貫通導体 11・・・・・・接続部材 12・・・・・・アンダーフィル

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０５Ｋ 3/38 ＥＨ０５Ｋ 3/38 Ｈ０１Ｌ 23/14 ＲＦターム(参考） 4J004 AA01 AA02 AA05 AA10 AA15 AA16 AA17 AA18 BA02 FA05 4J011 PA54 PA65 PA69 PA76 PA79 PA88 PB40 PC02 4J027 AA08 AH03 BA18 BA20 BA22 BA29 CB04 CD09 4J040 CA072 DF042 DF052 DM012 ED042 ED052 EG022 FA042 FA072 FA142 FA231 FA241 FA281 HA026 HA136 HA176 HA206 HA296 HA306 HA316 HA346 HB41 JA09 KA04 KA16 KA42 LA01 LA02 LA06 LA07 LA08 LA09 MA02 MB05 NA20 5E343 AA02 AA07 AA12 AA36 BB05 BB22 CC01 CC02 CC07 CC23 CC43 CC50 DD33 DD43 EE21 EE37 GG01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】芳香族・複素環系樹脂変性物と、ラジカ
ル重合性の架橋材と、重量平均分子量が１００００〜５
０００００であって粗化液に溶解する熱可塑性樹脂と、
ガラス転移温度Ｔｇが−６０〜−２０℃のエラストマー
と、フィラーとから成り、硬化後の破断伸びが３〜１０
％であることを特徴とする接着材。
【請求項２】前記芳香族・複素環系樹脂変性物に対し
て、前記ラジカル重合性の架橋材を２〜１０重量％、前
記熱可塑性樹脂を５〜３０重量％、前記エラストマーを
１０〜４０重量％、前記フィラーを３〜１０重量％含有
させたことを特徴とする請求項１記載の接着材。
【請求項３】前記接着材はフィルム状であることを特
徴とする請求項１または請求項２記載の接着材。
【請求項４】絶縁基板と、該絶縁基板上に請求項１乃
至請求項３のいずれかに記載の接着材を用いて形成され
た接着材層と、前記絶縁基板および前記接着材層の各表
面に形成された複数の配線導体層と、前記接着材層に穿
設された貫通孔内部に形成され、前記複数の配線導体層
間を電気的に接続する貫通導体とから成る配線基板に電
子素子を実装した電子部品であって、原子間力顕微鏡で
測定した前記接着材層表面の算術平均粗さＲａが０．１
〜１μｍであることを特徴とする電子部品。
【請求項５】前記接着材層の表面に形成された前記配
線導体層のピール強度が０．７〜１．５ｋｇ／ｃｍであ
ることを特徴とする請求項４記載の電子部品。