JP2002212419A - 配線回路基板用樹脂組成物、配線回路基板用基材および配線回路基板 - Google Patents
配線回路基板用樹脂組成物、配線回路基板用基材および配線回路基板Info
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Abstract
でき、しかも、絶縁層と導体層との間の密着力を向上さ
せて、配線回路基板の耐久性および信頼性の向上を図る
ことのできる、配線回路基板用樹脂組成物、および、そ
の配線回路基板用樹脂組成物によって絶縁層が形成され
ている配線回路基板用基材、および、その配線回路基板
用樹脂組成物によって形成されている絶縁層を有してい
る配線回路基板を提供すること。 【解決手段】 配線回路基板用基材および配線回路基板
の絶縁層を、ポリイミド樹脂前駆体と、多価フェノール
化合物とを含有する配線回路基板用樹脂組成物によって
形成する。
Description
脂組成物、配線回路基板用基材および配線回路基板に関
し、詳しくは、配線回路基板の絶縁層の形成のために使
用される配線回路基板用樹脂組成物、および、その配線
回路基板用樹脂組成物によって絶縁層が形成されている
配線回路基板用基材、および、その配線回路基板用樹脂
組成物によって形成されている絶縁層を有している配線
回路基板に関する。
やカバー絶縁層などの絶縁層には、ポリイミド樹脂が広
く使用されている。すなわち、このような配線回路基板
は、例えば、まず、銅箔などからなる導体層上に、ポリ
アミック酸樹脂などのポリイミド樹脂前駆体の溶液を塗
工して、乾燥後に硬化させることによって絶縁層を形成
し、これによって、導体層上に絶縁層が直接形成される
2層基材を作製し、次いで、導体層を、サブトラクティ
ブ法など公知のパターンニング法によって、所定の回路
パターンとした後、その所定の回路パターンとされた導
体層上に、ポリイミド樹脂からなるカバー絶縁層を被覆
することにより、作製されている。
は、反りやカールが生じることを防止するために、ポリ
イミド樹脂の線膨張係数を小さくして、導体層の線膨張
係数とほぼ等しくすることが好ましいとされている。
脂の線膨張係数を小さくすると、導体層との密着力が低
下して、絶縁層と導体層との間での剥離が生じやすく、
配線回路基板の耐久性および信頼性の向上を図ることが
できない。
もので、その目的とするところは、反りやカールが生じ
ることを防止することができ、しかも、絶縁層と導体層
との間の密着力を向上させて、配線回路基板の耐久性お
よび信頼性の向上を図ることのできる、配線回路基板用
樹脂組成物、および、その配線回路基板用樹脂組成物に
よって絶縁層が形成されている配線回路基板用基材、お
よび、その配線回路基板用樹脂組成物によって形成され
ている絶縁層を有している配線回路基板を提供すること
にある。
に、本発明の配線回路基板用樹脂組成物は、ポリイミド
樹脂前駆体と、多価フェノール化合物とを含有し、配線
回路基板の絶縁層を形成するために使用されることを特
徴としている。
て、多価フェノール化合物は、フェノールノボラック樹
脂であることが好ましい。
配線回路基板用樹脂組成物によって絶縁層が形成されて
いる配線回路基板用基材、および、このような配線回路
基板用樹脂組成物によって形成されている絶縁層を有し
ている配線回路基板をも含んでいる。
物は、ポリイミド樹脂前駆体と、多価フェノール化合物
とを含んでいる。
は、硬化することによりポリイミド樹脂となり得る樹脂
組成物であって、例えば、ポリアミック酸樹脂が挙げら
れる。ポリアミック酸樹脂としては、特に限定されない
が、通常、下記一般式(1)で示される繰り返し単位構
造を有し、例えば、その重量平均分子量が、5000〜
200000程度、好ましくは、10000〜1000
00程度のものが挙げられる。
基を示す。) 上記式(1)中、R1で示される4価の有機基として
は、例えば、ベンゼン、ナフタレン、ペリレン、ジフェ
ニル、ジフェニルエーテル、ジフェニルスルホン、ジフ
ェニルプロパン、ジフェニルヘキサフルオロプロパン、
ベンゾフェノン、ブタン、シクロブタンなどの骨格を有
する、芳香族、芳香脂肪族、脂肪族、脂環族の4価の有
機基が挙げられる。好ましくは、ベンゼン、ジフェニ
ル、ジフェニルヘキサフルオロプロパン、ベンゾフェノ
ンの骨格を有する4価の有機基が挙げられる。なお、こ
れら4価の有機基は、1種類のみであってもよく、ま
た、2種類以上であってもよい。
価の有機基としては、例えば、ジフェニルエーテル、ベ
ンゾフェノン、ジフェニルメタン、ジフェニルプロパ
ン、ジフェニルヘキサフルオロプロパン、ジフェニルス
ルホキシド、ジフェニルスルホン、ジフェニル、ベンゼ
ン、ジフェノキシベンゼンなどの骨格を有する、芳香
族、芳香脂肪族、脂肪族、脂環族の2価の有機基が挙げ
られる。好ましくは、ジフェニルエーテル、ベンゼン、
ジフェノキシベンゼンの骨格を有する2価の有機基が挙
げられる。なお、これら2価の有機基は、1種類のみで
あってもよく、また、2種類以上であってもよい。
体的には、有機テトラカルボン酸二無水物とジアミンと
を反応させることによって得ることができる。有機テト
ラカルボン酸二無水物としては、例えば、ピロメリット
酸二無水物、3,3',4,4'−ビフェニルテトラカル
ボン酸二無水物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシ
フェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ
プロパン二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキ
シフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオ
ロプロパン二無水物、3,3',4,4'−ベンゾフェノ
ンテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボ
キシフェニル)エーテル二無水物、ビス(3,4−ジカ
ルボキシフェニル)スルホン酸二無水物などが挙げられ
る。また、それらは、単独で使用してもよいし、2種以
上を併用してもよい。
ェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、3,4'
−ジアミノジフェニルエーテル、4,4'−ジアミノジ
フェニルエーテル、4,4'−ジアミノジフェニルスル
ホン、3,3'−ジアミノジフェニルスルホン、2,2
−ビス(4−アミノフェノキシフェニル)プロパン、
2,2−ビス(4−アミノフェノキシフェニル)ヘキサ
フルオロプロパン、1,3−ビス(4−アミノフェノキ
シ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)
ベンゼン、2,4−ジアミノトルエン、2,6−ジアミ
ノトルエン、ジアミノジフェニルメタン、4,4'−ジ
アミノ−2,2−ジメチルビフェニル、2,2−ビス
(トリフルオロメチル)−4,4'−ジアミノビフェニ
ルなどが挙げられる。また、それらは、単独で使用して
もよいし、2種以上を併用してもよい。
機テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを、実質的に
等モル比となるような割合で、適宜の有機溶媒、例え
ば、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルア
セトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチル
スルホキシド、ヘキサメチルホスホルアミドなどの極性
溶媒中で、通常、0〜90℃で1〜48時間反応させる
ことよって、ポリアミック酸樹脂の溶液として得るよう
にすればよい。
物のうち、とりわけ、3,3',4,4'−ビフェニルテ
トラカルボン酸二無水物を使用し、これらジアミンのう
ち、とりわけ、p−フェニレンジアミン、4,4'−ジ
アミノジフェニルエーテル、4,4'−ジアミノ−2,
2−ジメチルビフェニル、2,2−ビス(トリフルオロ
メチル)−4,4'−ジアミノビフェニルを使用するこ
とによって、得られるポリイミド樹脂からなる絶縁層の
線膨張係数をより小さくすることができる。
化合物としては、例えば、2,2’−ジヒドロキシビフ
ェニル、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、4,4’
−メチレンビスフェノール、1,1−ビス(4−ヒドロ
キシフェニル)エタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシ
フェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフ
ェニル)ヘキサフルオロプロパン、フェノールノボラッ
ク樹脂、クレゾールノボラック樹脂などが挙げられる。
また、それらは、単独で使用してもよいし、2種以上を
併用してもよい。また、多価フェノール化合物の重量平
均分子量は、100〜3000の範囲であることが好ま
しい。重量平均分子量がこれより小さいと、加熱イミド
化時に揮発してしまう場合があり、一方、重量平均分子
量がこれより大きいと、ポリイミド樹脂と相分離し、均
一に分散、溶解できない場合がある。
ち、とりわけ、フェノールノボラック樹脂を使用するこ
とによって、得られるポリイミド樹脂からなる絶縁層の
密着力を、より一層向上させることができる。とりわ
け、重量平均分子量が350〜1500のフェノールノ
ボラック樹脂を使用すれば、絶縁層の線膨張係数が小さ
くても、良好な密着力を発現することができる。
ド樹脂前駆体100重量部に対して、通常、1〜30重
量部、さらには、3〜20重量部の範囲で配合すること
が好ましい。配合量がこれより少ないと、良好な密着力
を発現できない場合があり、一方、配合量がこれより多
いと、ポリイミド皮膜の特性が低下する場合がある。
物は、ポリイミド樹脂前駆体を、例えば、上記したよう
に、ポリアミック酸樹脂の溶液として調製した後、多価
フェノール化合物を、上記した割合で配合し、混合溶解
することによって、調製することができる。
樹脂組成物には、例えば、1,4−ジヒドロピロジン誘
導体などの感光剤を配合して、感光性の配線回路基板用
樹脂組成物として調製してもよい。感光性の配線回路基
板用樹脂組成物として調製すれば、露光および現像によ
るフォトリソグラフ法によって、絶縁層を所定のパター
ンとして形成することができる。なお、感光剤は、ポリ
イミド樹脂前駆体1モルに対して、通常、0.1〜1.
0モルの範囲で配合することが好ましい。また、例え
ば、ポリアミック酸樹脂の骨格に、感光性を有する官能
基を導入することによって、感光性の配線回路基板用樹
脂組成物を調製することもできる。
用樹脂組成物には、必要により、エポキシ樹脂、ビスア
リルナジックイミド、マレイミドなどを配合してもよ
い。
基板用樹脂組成物は、配線回路基板の絶縁層を形成する
ために使用される。
線回路基板の絶縁層として使用するには、後で詳述する
が、例えば、所定の導体層上に、本発明の配線回路基板
用樹脂組成物を公知の方法により塗工し、乾燥して皮膜
を形成した後、加熱することによって硬化させればよ
い。なお、形成された絶縁層の線膨張係数は、30pp
m以下、さらには、10〜30ppmであることが好ま
しい。絶縁層の線膨張係数が、30ppmを超えると、
絶縁層に反りやカールが生じたり、あるいは、製造工程
中の寸法精度が良くなく、例えば、端子を形成する場合
に、端子形成位置の位置精度に支障をきたす場合があ
る。
ないが、例えば、フレキシブル配線回路基板や回路付サ
スペンション基板などの電気機器や電子機器に使用され
る配線回路基板や多層配線回路基板が挙げられ、本発明
の配線回路基板用樹脂組成物は、このような配線回路基
板のベース絶縁層やカバー絶縁層、あるいは、多層配線
回路基板の中間絶縁層など、各種の絶縁層として、特に
制限されることなく使用することができる。
用樹脂組成物によって、配線回路基板の絶縁層を形成す
れば、絶縁層の反りやカールが生じることが少なく、し
かも、絶縁層と導体層との間の密着力が高く、得られる
配線回路基板の耐久性および信頼性の向上を図ることが
できる。
は、これら配線回路基板を作製するための配線回路基板
用基材の絶縁層を形成するためにも使用することがで
き、例えば、導体層上に絶縁層が直接形成される2層基
材の絶縁層を形成するために、好適に使用することがで
きる。
基板用樹脂組成物を使用して、そのような2層基材を作
製し、その2層基材を使用して、配線回路基板を作製す
る方法について説明する。
(a)に示すように、導体層1を用意して、図1(b)
に示すように、この導体層1上に、本発明の配線回路基
板用樹脂組成物を塗工した後、乾燥させることにより、
皮膜2を形成する。
ニッケル、アルミニウム、ステンレス、銅−ベリリウ
ム、リン青銅、鉄−ニッケルなどの金属またはそれらの
合金の箔または薄板などが使用される。また、導体層1
としては、そのような箔または薄板の表面に、無電解ニ
ッケルめっき、有機防錆皮膜、無機防錆皮膜などが被覆
形成されているものであってよい。導体層1の厚みは、
通常、5〜100μm、さらには、10〜50μmであ
ることが好ましい。
回路基板用樹脂を、例えば、ポリアミック酸樹脂の溶液
として調製し、その溶液を、スピンコータ、バーコータ
などの公知の方法によって塗工すればよい。そして、そ
の塗工後、50〜120℃で、熱風乾燥などにより加熱
乾燥すればよい。なお、その乾燥後の厚みが、3〜10
0μm、好ましくは、5〜50μmとなるように塗工す
ることが好ましい。
燥された配線回路基板用樹脂の皮膜2を硬化させること
により、ベース絶縁層3を導体層1上に直接形成し、こ
れによって、2層基材を得る。配線回路基板用樹脂の皮
膜2の硬化は、公知の方法でよく、例えば、300℃〜
500℃で加熱すればよい。これによって、ポリイミド
樹脂前駆体がイミド化されて、主としてポリイミド樹脂
からなるベース絶縁層3が形成され、これによって、2
層基材4を得ることができる。
を、上記したように、感光性の配線回路基板用樹脂組成
物として調製すれば、図1(b)に示す皮膜2を形成し
た後に、フォトマスクを介して活性光線を照射した後、
必要により加熱することによって潜像を形成し、これを
現像するフォトリソグラフ法によって、皮膜2を所定の
パターンとして形成することができ、これを硬化すれ
ば、所定のパターンで形成されるベース絶縁層3が導体
層1上に直接形成される2層基材4を得ることができ
る。
を使用して、配線回路基板を作製するには、まず、図1
(d)に示すように、2層基材4の導体層1を、所定の
回路パターンに形成した後、次いで、図1(e)に示す
ように、その所定の回路パターンに形成された導体層1
上に、カバー絶縁層5を被覆すればよい。なお、図1
(d)および(e)は、図1(a)ないし(c)と、上
下方向が逆転して示されている。
るには、例えば、サブトラクティブ法などの公知のパタ
ーンニング法を使用すればよい。なお、このような回路
パターンの形成において、所定の回路パターンとして形
成される導体層1上に、電解めっき、無電解めっき、真
空蒸着、スパッタ蒸着などによって、例えば、銅、クロ
ム、ニッケル、金、はんだなどの金属薄膜を形成しても
よい。
予め用意したポリイミド樹脂などからなる樹脂フィルム
を、接着剤を介して貼着してもよく、また、本発明の配
線回路基板用樹脂組成物を使用して、上記と同様に、所
定の回路パターンに形成された導体層1上に、塗工した
後、乾燥および硬化させることにより、カバー絶縁層5
を形成してもよい。なお、このようにして形成されるカ
バー絶縁層5の厚みは、通常、2〜50μm、さらに
は、5〜25μmであることが好ましい。
基板には、通常、カバー絶縁層5の所定の位置に、例え
ば、ドリル穿孔、レーザ加工、エッチングなどの公知の
方法によって、端子接続用のビアホールが形成され、そ
のビアホールに、はんだバンプや金めっきなどによって
接続端子が形成される。
発明の配線回路基板用樹脂組成物を、感光性の配線回路
基板用樹脂組成物として調製すれば、上記と同様に、皮
膜を形成した後に、露光および現像するフォトリソグラ
フ法によって、所定のパターンのカバー絶縁層5を形成
することができ、例えば、カバー絶縁層5の形成と同時
に、接続端子用のビアホールを形成することができる。
さらに具体的に説明するが、本発明は、何ら実施例およ
び比較例に限定されることはない。
物100gと、p−フェニレンジアミン31.2g、お
よび、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル10.1
gとを、N−メチル−2−ピロリドン800g中で反応
させることにより、ポリアミック酸樹脂の溶液を調製し
た。
に、下記のフェノールノボラック樹脂A、Bを、ポリア
ミック酸樹脂100重量部に対して、表1に示す割合で
それぞれ配合することにより、実施例1〜5の配線回路
基板用樹脂組成物をそれぞれ調製した。
ノールP−180、荒川化学社製、重量平均分子量10
00 フェノールノボラック樹脂B:商品名タマノールP−1
000、荒川化学社製、重量平均分子量350 比較例1 実施例1の配線回路基板用樹脂組成物の調製において、
フェノールノボラック樹脂Aを配合しないものを、配線
回路基板用樹脂組成物として調製した。
配線回路基板用樹脂組成物を、表1に示す組み合わせに
おいてそれぞれ塗工し、100℃で20分乾燥後、導体
層Aに塗工した場合には330℃で、導体層Bに塗工し
た場合には370℃で、それぞれ熱処理することによ
り、配線回路基板用樹脂組成物を硬化させた。
イニング面を塗工面とした。) 導体層B:導体層Aのシャイニング面上に、無電解ニッ
ケルめっきがなされたもの(無電解ニッケルめっき面を
塗工面とした。) 次に、金属面を塩化第二鉄水溶液でエッチングして、1
0mm幅のパターンを形成した。このパターンの密着力
を、90°剥離試験により測定した。なお、剥離試験の
引っ張り速度は、50mm/minとした。その結果を
表1に示す。
の配線回路基板用樹脂組成物の硬化物について、TMA
(理学社製、Thermoplus TMA8310)
によって線膨張係数を測定した。その結果を表1に併せ
て示す。
用樹脂組成物によって絶縁層を形成すると、フェノール
ノボラック樹脂Aが配合されていない比較例1の配線回
路基板用樹脂組成物によって絶縁層を形成した場合に比
べて、密着力が格段に高いことがわかる。
って、配線回路基板用基材および配線回路基板の絶縁層
を形成すれば、絶縁層の反りやカールが生じることが少
なく、しかも、絶縁層と導体層との間の密着力が高く、
得られる配線回路基板の耐久性および信頼性の向上を図
ることができる。
て、2層基材、および、配線回路基板を作製する方法を
示す一実施形態の工程図であって、(a)は、導体層を
用意する工程、(b)は、導体層上に、配線回路基板用
樹脂組成物を塗工した後、乾燥させることにより、皮膜
を形成する工程、(c)は、皮膜を硬化させることによ
り、ベース絶縁層を形成する工程、(d)は、導体層
を、所定の回路パターンに形成する工程、(e)は、所
定の回路パターンに形成された導体層上に、カバー絶縁
層を被覆する工程を示す。
Claims (4)
- 【請求項1】 ポリイミド樹脂前駆体と、多価フェノー
ル化合物とを含有し、配線回路基板の絶縁層を形成する
ために使用されることを特徴とする、配線回路基板用樹
脂組成物。 - 【請求項2】 多価フェノール化合物が、フェノールノ
ボラック樹脂であることを特徴とする、請求項1に記載
の配線回路基板用樹脂組成物。 - 【請求項3】 導体層上に、請求項1または2に記載の
配線回路基板用樹脂組成物によって絶縁層が形成されて
いることを特徴とする、配線回路基板用基材。 - 【請求項4】 請求項1または2に記載の配線回路基板
用樹脂組成物によって形成されている絶縁層を有してい
ることを特徴とする、配線回路基板。
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