JP2005311204A - Resin material, varnish solution, b-stage material, laminated body, wiring board, and semiconductor device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resin material for forming the insulation layer of a semiconductor device, having superior adhesiveness with other resin materials and with a metal foil or an alloy foil, and a high breaking elongation and stress relaxing properties, to provide a varnish solution and a B stage material for forming the resin material, a laminate provided with the resin material, and to provide a wiring board and a semiconductor device. <P>SOLUTION: The resin material has a 50% of the breaking elongation amount or over and a 1 GPa or lower of the Young's modulus at a temperature range of 10 to 30 °C. The resin material contains a reactive elastomer (A) capable of reacting with an epoxy resin, an epoxy resin (B), and a curing agent (C) for the epoxy resin. Further, the curing agent (C) for the epoxy resin contains a resin (D), the distance of function groups of which is larger than that of phenol novolak resin. Then value (A×100)/(A+B+C) is selected to be 60 mass% or higher and 100 mass% of lower. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、エポキシ樹脂とエポキシ樹脂と反応可能な官能基を持つゴム成分(反応型エラストマー)とを含有する樹脂材、この樹脂材を形成するためのワニス溶液及びBステージ材、並びにこの樹脂材を備えた積層体、配線基板及び半導体装置に関する。   The present invention relates to a resin material containing an epoxy resin and a rubber component having a functional group capable of reacting with the epoxy resin (reactive elastomer), a varnish solution and a B stage material for forming the resin material, and the resin material The present invention relates to a laminated body, a wiring board and a semiconductor device.

近時、エレクトロニクス分野では、電子機器の小型化、軽量化、薄肉化、高密度化が進み、これらの機器に要求される信頼性は従来よりも厳しいものとなっている。このような要求に対して、フレキシブル配線基板は、可とう性を有し、繰り返し屈曲に耐えることができるため、部品相互の接続を主目的とする配線基板としてだけでなく、最近では、半導体装置の一部を構成する配線層としても使用され始めている。例えば、半導体チップを搭載するパッケージ基板の配線層として使用され始めている。   Recently, in the electronics field, electronic devices have become smaller, lighter, thinner, and higher in density, and the reliability required for these devices has become stricter than before. In response to such demands, a flexible wiring board has flexibility and can withstand repeated bending, so that it is not only used as a wiring board mainly for connecting components, but recently, a semiconductor device. It has begun to be used as a wiring layer constituting a part of the circuit. For example, it is beginning to be used as a wiring layer of a package substrate on which a semiconductor chip is mounted.

従来、フレキシブル配線基板の材料としては、ポリイミド樹脂層を銅箔に直接接着した2層フレキシブル銅張積層板(2層FCCLともいう)、並びに、ポリイミド又はポリエチレンナフタレート(PEN)からなる樹脂層を、エポキシ樹脂層を介して銅箔に接着した3層フレキシブル銅張積層板(3層FCCLともいう)が一般的に使用されている。   Conventionally, as a material of a flexible wiring board, a two-layer flexible copper-clad laminate (also referred to as two-layer FCCL) in which a polyimide resin layer is directly bonded to a copper foil, and a resin layer made of polyimide or polyethylene naphthalate (PEN) are used. A three-layer flexible copper-clad laminate (also referred to as a three-layer FCCL) bonded to a copper foil via an epoxy resin layer is generally used.

一般に、これらのFCCLを形成するポリイミド樹脂は、引張試験時の破断伸び量が大きい材料である。例えば、無接着剤タイプの2層FCCLである宇部興産製ユピセルN(商品名)の絶縁層を形成するポリイミド樹脂は、常温、即ち25℃付近における引張速度を約8%/分とする引張試験において、破断伸びは80%弱であり、ヤング率は約7GPaであり、破断強度は約450MPaであり、いずれも高い数値を示す。   Generally, the polyimide resin forming these FCCLs is a material having a large amount of elongation at break during a tensile test. For example, the polyimide resin that forms the insulating layer of Ube Kosan Nyupicel N (trade name), which is a non-adhesive type two-layer FCCL, has a tensile test at a normal temperature, that is, a tensile rate of about 8% / min at around 25 ° C The elongation at break is a little less than 80%, the Young's modulus is about 7 GPa, and the break strength is about 450 MPa, both of which show high numerical values.

しかし、このようなポリイミド樹脂を使用した2層FCCLにおいては、ポリイミド樹脂層と銅箔との密着性が低いため、半導体装置の配線層を形成した場合に、実装時の熱履歴で発生するひずみ(変形)により、ポリイミド樹脂層と銅箔とが界面で剥離してしまうという問題があった。   However, in the two-layer FCCL using such a polyimide resin, since the adhesion between the polyimide resin layer and the copper foil is low, when the wiring layer of the semiconductor device is formed, the strain generated due to the thermal history during mounting Due to (deformation), there was a problem that the polyimide resin layer and the copper foil peeled at the interface.

また、3層FCCLにおいては、前述の如く、ポリイミド又はPENからなる樹脂層と銅箔との接着剤として、一般にエポキシ樹脂組成物が使用されている。このエポキシ樹脂組成物からなる接着剤層は、ポリイミド又はPENからなる樹脂層との間の密着性、及び銅箔との間の密着性は優れているものの、エポキシ樹脂組成物自体の破断伸び量が不十分である。このため、3層FCCLに力が印加されると、接着剤層にひずみが集中して破断してしまい、ポリイミド又はPENからなる樹脂層と銅箔とが剥離してしまうという問題があった。例えば、このようなエポキシ樹脂組成物として代表的な味の素ファインテクノ製ABF−GX(商品名)は、常温の引張試験における破断伸び量が12%程度である。   In the three-layer FCCL, as described above, an epoxy resin composition is generally used as an adhesive between a resin layer made of polyimide or PEN and a copper foil. The adhesive layer made of this epoxy resin composition is excellent in adhesion between the resin layer made of polyimide or PEN, and adhesion between the copper foil, but the elongation at break of the epoxy resin composition itself Is insufficient. For this reason, when a force is applied to the three-layer FCCL, there is a problem that strain concentrates on the adhesive layer and breaks, and the resin layer made of polyimide or PEN and the copper foil are peeled off. For example, ABF-GX (trade name) manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd., representative of such an epoxy resin composition, has an elongation at break of about 12% in a normal temperature tensile test.

これに対して、特許文献1には、エポキシ樹脂(a)、硬化剤(b)、並びにフェノール性水酸基含有ポリアミド−ポリブタジエン−アクリロニトリル共重合体(c。以下、反応型ポリアミドエラストマーという。)を含有するエポキシ樹脂組成物及びそれを用いたフレキシブル印刷配線用基板、カバーレイ材料及びボンディングシートが開示されている。特許文献1には、このエポキシ樹脂組成物は、優れた耐繰返屈曲性、接着性、耐熱性及び耐湿性を持つと記載されている。   In contrast, Patent Document 1 contains an epoxy resin (a), a curing agent (b), and a phenolic hydroxyl group-containing polyamide-polybutadiene-acrylonitrile copolymer (c. Hereinafter referred to as a reactive polyamide elastomer). An epoxy resin composition, a flexible printed wiring board using the epoxy resin composition, a coverlay material, and a bonding sheet are disclosed. Patent Document 1 describes that this epoxy resin composition has excellent resistance to repeated bending, adhesiveness, heat resistance, and moisture resistance.

特開2001−81282号公報JP 2001-81282 A

しかしながら、前述の従来の技術には以下に示すような問題点がある。半導体装置においては、半導体チップの実装時及び使用時に熱応力が発生するため、半導体装置の絶縁層を形成する樹脂材料には、高い応力緩和性が要求される。これに対して、特許文献1に記載されたエポキシ樹脂組成物は、フレキシブル配線基板、カバーレイ材料及びボンディングシートを想定してなされた発明であり、半導体装置の絶縁層への適用を想定して設計されたものではないため、応力緩和性の指標となる常温での引張試験時の破断伸びについては、一切考慮されていなかった。   However, the above-described conventional techniques have the following problems. In a semiconductor device, thermal stress is generated when a semiconductor chip is mounted and used. Therefore, a high stress relaxation property is required for the resin material forming the insulating layer of the semiconductor device. On the other hand, the epoxy resin composition described in Patent Document 1 is an invention made on the assumption of a flexible wiring board, a coverlay material, and a bonding sheet, and is assumed to be applied to an insulating layer of a semiconductor device. Since it was not designed, no consideration was given to elongation at break during a tensile test at room temperature, which is an index of stress relaxation.

このため、特許文献1に開示されているエポキシ樹脂組成物を絶縁層に適用した半導体装置は、応力緩和性が不十分となる。この結果、相互に異なる材料により形成された複数の部材間の接合部における接続信頼性が不十分となる。例えば、配線基板の絶縁層に鉛フリーハンダを用いて半導体チップを実装する場合には、高温で実装してその後室温まで冷却することになるが、そのときに絶縁層が変形しにくいと残留応力が大きくなり、絶縁層と鉛フリーハンダとの間の接続信頼性が不十分となる。   For this reason, the semiconductor device in which the epoxy resin composition disclosed in Patent Document 1 is applied to the insulating layer has insufficient stress relaxation properties. As a result, connection reliability at a joint portion between a plurality of members formed of different materials is insufficient. For example, when mounting a semiconductor chip using lead-free solder on the insulating layer of a wiring board, it will be mounted at a high temperature and then cooled to room temperature, but if the insulating layer is difficult to deform at that time, residual stress As a result, the connection reliability between the insulating layer and the lead-free solder becomes insufficient.

このように、従来、ポリイミド又はPEN等からなる樹脂層との間の密着性が高く、銅箔との間の密着性も高く、且つ、それ自体の破断伸び性も高く、応力緩和性が優れ、半導体装置の絶縁層に適用したときにこの半導体装置の信頼性を向上させるような樹脂材(高靭性樹脂材)は存在していなかった。   Thus, conventionally, the adhesiveness between the resin layer made of polyimide or PEN is high, the adhesiveness with the copper foil is high, and the elongation at break of itself is high, and the stress relaxation property is excellent. There has been no resin material (high toughness resin material) that improves the reliability of the semiconductor device when applied to the insulating layer of the semiconductor device.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、半導体装置の絶縁層を形成する樹脂材において、他の樹脂材との間の密着性及び金属又は合金からなる箔との間の密着性が良好であり、破断伸び性が高く応力緩和性が優れた樹脂材、並びに、この樹脂材を形成するためのワニス溶液及びBステージ材、並びにこの樹脂材を備えた積層体、配線基板及び半導体装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and in a resin material forming an insulating layer of a semiconductor device, adhesion between other resin materials and adhesion between a foil made of a metal or an alloy. Resin material with good breakage, high elongation at break and excellent stress relaxation, varnish solution and B-stage material for forming this resin material, and laminates, wiring boards and the like provided with this resin material An object is to provide a semiconductor device.

本発明に係る樹脂材は、半導体装置の絶縁層を形成する樹脂材において、エポキシ樹脂と、エポキシ樹脂と反応可能な反応型エラストマーと、を含有し、破断伸び量が50%以上であり、10乃至30℃の温度範囲におけるヤング率が1GPa以下であることを特徴とする。   The resin material according to the present invention includes an epoxy resin and a reactive elastomer that can react with the epoxy resin in a resin material that forms an insulating layer of a semiconductor device, and has an elongation at break of 50% or more. The Young's modulus in a temperature range of 30 ° C. to 30 ° C. is 1 GPa or less.

本発明においては、樹脂材がエポキシ樹脂を含有するため、他の樹脂材、例えば、ポリイミド又はPEN等からなる樹脂材との間の密着性が良好であり、金属又は合金からなる箔、例えば銅箔との間の密着性が良好である。また、破断伸び量が50%以上であるため応力緩和性が高く、また応力が印加されたときに樹脂材自体が破断してしまうことがない。更に、10乃至30℃の温度範囲におけるヤング率が1GPa以下であるため、半導体装置の絶縁層に適用したときに、樹脂材が変形することにより半導体装置に印加される応力を緩和することができる。   In the present invention, since the resin material contains an epoxy resin, the adhesion between other resin materials, for example, a resin material made of polyimide, PEN, or the like is good, and a foil made of a metal or an alloy, for example, copper Adhesion between the foil is good. In addition, since the elongation at break is 50% or more, the stress relaxation property is high, and the resin material itself does not break when stress is applied. Furthermore, since the Young's modulus in the temperature range of 10 to 30 ° C. is 1 GPa or less, the stress applied to the semiconductor device can be relaxed by deformation of the resin material when applied to the insulating layer of the semiconductor device. .

また、前記樹脂材はエポキシ樹脂用硬化剤を含有し、前記エポキシ樹脂用硬化剤がフェノールノボラック樹脂よりも官能基間の距離が長い樹脂を含有し、前記反応型エラストマーの含有量をA、前記エポキシ樹脂の含有量をB、前記エポキシ樹脂用硬化剤の含有量をCとするとき、(A×100)/(A+B+C)の値が60質量%以上100質量%未満であってもよい。このとき、前記フェノールノボラック樹脂よりも官能基間の距離が長い樹脂がエチレンオキサイド化合物であってもよい。   The resin material contains an epoxy resin curing agent, the epoxy resin curing agent contains a resin having a longer distance between functional groups than the phenol novolac resin, and the content of the reactive elastomer is A, When the content of the epoxy resin is B and the content of the curing agent for epoxy resin is C, the value of (A × 100) / (A + B + C) may be 60% by mass or more and less than 100% by mass. At this time, the resin having a longer distance between functional groups than the phenol novolac resin may be an ethylene oxide compound.

又は、前記樹脂材において、前記エポキシ樹脂がフェノールノボラック樹脂よりも官能基間の距離が長いエポキシ樹脂を含有し、前記反応型エラストマーの含有量をA、前記エポキシ樹脂の含有量をBとするとき、(A×100)/(A+B)の値が60質量%以上100質量%未満であってもよい。   Or, in the resin material, when the epoxy resin contains an epoxy resin having a longer distance between functional groups than the phenol novolac resin, the content of the reactive elastomer is A, and the content of the epoxy resin is B. , (A × 100) / (A + B) may be 60% by mass or more and less than 100% by mass.

又は、前記樹脂材はエポキシ樹脂用硬化剤を含有し、前記エポキシ樹脂がフェノールノボラック樹脂よりも官能基間の距離が長いエポキシ樹脂を含有し、前記反応型エラストマーの含有量をA、前記エポキシ樹脂の含有量をB、前記エポキシ樹脂用硬化剤の含有量をCとするとき、(A×100)/(A+B+C)の値が60質量%以上100質量%未満であってもよい。このとき、前記フェノールノボラック樹脂よりも官能基間の距離が長いエポキシ樹脂がエチレンオキサイド化合物のエポキシ化物であってもよい。   Or the said resin material contains the hardening | curing agent for epoxy resins, the said epoxy resin contains the epoxy resin in which the distance between functional groups is longer than a phenol novolak resin, the content of the said reactive elastomer is A, the said epoxy resin When the content of B is B and the content of the curing agent for epoxy resin is C, the value of (A × 100) / (A + B + C) may be 60 mass% or more and less than 100 mass%. At this time, the epoxy resin having a longer distance between functional groups than the phenol novolac resin may be an epoxidized product of an ethylene oxide compound.

又は、前記樹脂材はエポキシ樹脂用硬化剤を含有し、前記エポキシ樹脂がエチレンオキサイド化合物のエポキシ化物を含有し、前記エポキシ樹脂用硬化剤がエチレンオキサイド化合物を含有し、前記反応型エラストマーの含有量をA、前記エポキシ樹脂の含有量をB、前記エポキシ樹脂用硬化剤の含有量をCとするとき、(A×100)/(A+B+C)の値が60質量%以上100質量%未満であってもよい。   Alternatively, the resin material contains an epoxy resin curing agent, the epoxy resin contains an epoxidized product of an ethylene oxide compound, the epoxy resin curing agent contains an ethylene oxide compound, and the content of the reactive elastomer Is A, the content of the epoxy resin is B, and the content of the curing agent for epoxy resin is C, the value of (A × 100) / (A + B + C) is 60% by mass or more and less than 100% by mass. Also good.

又は、前記樹脂材において、前記反応型エラストマーの含有量をA、前記エポキシ樹脂の含有量をBとするとき、(A×100)/(A+B)の値が70質量%以上100質量%未満であってもよい。   Alternatively, in the resin material, when the content of the reactive elastomer is A and the content of the epoxy resin is B, the value of (A × 100) / (A + B) is 70% by mass or more and less than 100% by mass. There may be.

又は、前記樹脂材はエポキシ樹脂用硬化剤を含有し、前記反応型エラストマーの含有量をA、前記エポキシ樹脂の含有量をB、前記エポキシ樹脂用硬化剤の含有量をCとするとき、(A×100)/(A+B+C)の値が70質量%以上100質量%未満であってもよい。   Alternatively, when the resin material contains an epoxy resin curing agent, the content of the reactive elastomer is A, the content of the epoxy resin is B, and the content of the epoxy resin curing agent is C, The value of (A × 100) / (A + B + C) may be 70% by mass or more and less than 100% by mass.

本発明に係るワニス溶液は、溶剤に前記樹脂材を溶解又は分散させたものであることを特徴とする。   The varnish solution according to the present invention is characterized in that the resin material is dissolved or dispersed in a solvent.

本発明に係るBステージ材は、前記ワニス溶液を加熱したものであることを特徴とする。また、このBステージ材は金属又は合金からなる箔上に被着されていてもよい。なお、Bステージ材とは、半硬化状態の樹脂材である。   The B stage material according to the present invention is obtained by heating the varnish solution. The B stage material may be applied on a foil made of a metal or an alloy. The B stage material is a semi-cured resin material.

本発明に係る積層体は、金属又は合金からなる箔と、この箔上に設けられた樹脂層と、を有し、前記樹脂層が前記樹脂材により形成されていることを特徴とする。また、この積層体は、前記樹脂層上に形成された他の樹脂層を有していてもよく、又は、前記樹脂層上に形成された他の金属又は合金からなる箔を有していてもよい。   The laminated body which concerns on this invention has foil which consists of a metal or an alloy, and the resin layer provided on this foil, The said resin layer is formed with the said resin material, It is characterized by the above-mentioned. The laminate may have another resin layer formed on the resin layer, or may have a foil made of another metal or alloy formed on the resin layer. Also good.

本発明に係る配線基板は、1又は複数の配線層を有し、この配線層が、配線と、この配線を埋め込む前記樹脂材と、を有することを特徴とする。また、この配線基板は、絶縁材料からなり前記配線を覆うカバー層を有していてもよい。   The wiring board according to the present invention includes one or a plurality of wiring layers, and the wiring layer includes a wiring and the resin material in which the wiring is embedded. The wiring board may have a cover layer made of an insulating material and covering the wiring.

本発明に係る半導体装置は、前記樹脂材により形成された絶縁層を有することを特徴とする。また、この半導体装置は、配線基板と、この配線基板に搭載された半導体チップと、を有し、前記絶縁層が前記配線基板中に設けられていてもよい。   The semiconductor device according to the present invention has an insulating layer formed of the resin material. The semiconductor device may include a wiring board and a semiconductor chip mounted on the wiring board, and the insulating layer may be provided in the wiring board.

本発明によれば、エポキシ樹脂を含有するため、他の樹脂材との間の密着性が良好であり、金属又は合金からなる箔との間の密着性が良好であり、破断伸び量が50%以上であり10乃至30℃の温度範囲におけるヤング率が1GPa以下であるため、応力緩和性が高く、それ自体が破断してしまうことがない樹脂材を得ることができる。   According to the present invention, since it contains an epoxy resin, the adhesion between other resin materials is good, the adhesion between the metal or alloy foil is good, and the elongation at break is 50. %, And the Young's modulus in the temperature range of 10 to 30 ° C. is 1 GPa or less. Therefore, it is possible to obtain a resin material that has high stress relaxation properties and does not break itself.

以下、本発明の実施形態について説明する。先ず、本発明の第1の実施形態について説明する。本実施形態に係る樹脂材は、破断伸び量が50%以上であり、10乃至30℃の温度範囲におけるヤング率が1GPa以下である。また、この樹脂材は、エポキシ樹脂と反応可能なエラストマー(A、以下、反応型エラストマーという)と、エポキシ樹脂(B)と、エポキシ樹脂用硬化剤(C)とを含有するものである。そして、反応型エラストマーの含有量をA、エポキシ樹脂の含有量をB、エポキシ樹脂用硬化剤の含有量をCとするとき、(A×100)/(A+B+C)の値が60質量%以上100質量%未満である。また、エポキシ樹脂用硬化剤(C)は、フェノールノボラック樹脂よりも官能基間の距離が長い樹脂(D)を含有している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. First, a first embodiment of the present invention will be described. The resin material according to this embodiment has an elongation at break of 50% or more and a Young's modulus in a temperature range of 10 to 30 ° C. of 1 GPa or less. The resin material contains an elastomer that can react with the epoxy resin (A, hereinafter referred to as a reactive elastomer), an epoxy resin (B), and a curing agent for epoxy resin (C). When the content of the reactive elastomer is A, the content of the epoxy resin is B, and the content of the curing agent for epoxy resin is C, the value of (A × 100) / (A + B + C) is 60 mass% or more 100 It is less than mass%. Moreover, the hardening | curing agent (C) for epoxy resins contains resin (D) whose distance between functional groups is longer than a phenol novolak resin.

以下、本発明の数値限定理由について説明する。樹脂材の破断伸び量が50%未満であると、この樹脂材を半導体装置の絶縁層として使用したときに、この半導体装置に熱応力又は外力等の力が印加されると、樹脂材自体が破断してしまうことがある。また、ヤング率が1GPaよりも高いと、半導体装置に力が印加された場合に、樹脂材が変形しにくいため、残留応力が発生してしまう。このため、絶縁層以外の部材、例えばハンダボール等の接続部材に応力が印加され、この接続部材が破壊されてしまうことがある。これにより、前記樹脂材を使用した半導体装置の接続信頼性が低下してしまう。従って、本発明においては、樹脂材の破断伸び量を50%以上とし、10乃至30℃の温度範囲におけるヤング率を1GPa以下とする。   The reason for limiting the numerical values of the present invention will be described below. When the resin material has an elongation at break of less than 50%, when the resin material is used as an insulating layer of a semiconductor device, if a force such as thermal stress or external force is applied to the semiconductor device, the resin material itself It may break. On the other hand, if the Young's modulus is higher than 1 GPa, the resin material is not easily deformed when a force is applied to the semiconductor device, so that residual stress is generated. For this reason, stress is applied to a member other than the insulating layer, for example, a connecting member such as a solder ball, and this connecting member may be destroyed. Thereby, the connection reliability of the semiconductor device using the resin material is lowered. Therefore, in the present invention, the elongation at break of the resin material is 50% or more, and the Young's modulus in the temperature range of 10 to 30 ° C. is 1 GPa or less.

また、前記(A×100)/(A+B+C)の値が60質量%未満であると、この樹脂材料の靭性を担保する反応型エラストマーが不足し、十分な破断伸び性を得ることができないことがある。従って、前記値は60質量%以上とすることが好ましい。   Further, if the value of (A × 100) / (A + B + C) is less than 60% by mass, the reactive elastomer that ensures the toughness of the resin material is insufficient, and sufficient elongation at break cannot be obtained. is there. Therefore, the value is preferably 60% by mass or more.

反応型エラストマー(A)は、例えば、フェノール性水酸基を含有するポリアミド−ポリブタジエン−アクリロニトリル共重合体である。このフェノール性水酸基含有ポリアミド−ポリブタジエン−アクリロニトリル共重合体(以下、単に共重合体ともいう)は、下記化学式1で表されるフェノール性水酸基を持つジカルボン酸と、下記化学式2で表されるフェノール性水酸基を持たないジカルボン酸と、下記化学式3で表されるジアミンと、下記化学式4で表される両末端にカルボン酸を持つポリブタジエン−アクリルニトリル共重合体と、を反応させて得られたものである。このフェノール性水酸基含有ポリアミド−ポリブタジエン−アクリロニトリル共重合体は、下記化学式5の一般式で表される。   The reactive elastomer (A) is, for example, a polyamide-polybutadiene-acrylonitrile copolymer containing a phenolic hydroxyl group. This phenolic hydroxyl group-containing polyamide-polybutadiene-acrylonitrile copolymer (hereinafter also simply referred to as copolymer) is a dicarboxylic acid having a phenolic hydroxyl group represented by the following chemical formula 1 and a phenolic compound represented by the following chemical formula 2. It was obtained by reacting a dicarboxylic acid having no hydroxyl group, a diamine represented by the following chemical formula 3, and a polybutadiene-acrylonitrile copolymer having a carboxylic acid at both ends represented by the following chemical formula 4. is there. This phenolic hydroxyl group-containing polyamide-polybutadiene-acrylonitrile copolymer is represented by the following general formula (5).

Figure 2005311204
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上記化学式1及び下記化学式5に記載されたRは、フェノール性水酸基を有する炭素数が6乃至12の二価の芳香族化合物を表す。上記化学式1で表されるフェノール性水酸基を持つジカルボン酸としては、例えば、5−ヒドロキシイソフタル酸、4−ヒドロキシイソフタル酸、2−ヒドロキシフタル酸、3−ヒドロキシフタル酸、2−ヒドロキシテレフタル酸等が挙げられる。 R 1 described in Chemical Formula 1 and Chemical Formula 5 below represents a divalent aromatic compound having 6 to 12 carbon atoms having a phenolic hydroxyl group. Examples of the dicarboxylic acid having a phenolic hydroxyl group represented by the above chemical formula 1 include 5-hydroxyisophthalic acid, 4-hydroxyisophthalic acid, 2-hydroxyphthalic acid, 3-hydroxyphthalic acid, and 2-hydroxyterephthalic acid. Can be mentioned.

Figure 2005311204
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上記化学式2及び下記化学式5に記載されたRは、フェノール性水酸基を持たない炭素数が6乃至12の二価の芳香族化合物、又は、炭素数が1乃至10の二価の脂肪族化合物を表す。上記化学式2で表されるフェノール性水酸基を持たないジカルボン酸としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ジカルボキシルナフタレン、コハク酸、フマル酸、グルタル酸、アジピン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、4,4’−ジフェニルジカルボン酸、3,3’−メチレン二安息香酸等が挙げられる。 R 2 described in Chemical Formula 2 and Chemical Formula 5 below is a divalent aromatic compound having 6 to 12 carbon atoms and having no phenolic hydroxyl group, or a divalent aliphatic compound having 1 to 10 carbon atoms. Represents. Examples of the dicarboxylic acid having no phenolic hydroxyl group represented by the chemical formula 2 include phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, dicarboxyl naphthalene, succinic acid, fumaric acid, glutaric acid, adipic acid, and 1,3-cyclohexane. Examples thereof include dicarboxylic acid, 4,4′-diphenyldicarboxylic acid, 3,3′-methylene dibenzoic acid and the like.

Figure 2005311204
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上記化学式3及び下記化学式5に記載されたRは、炭素数が6乃至12の二価の芳香族化合物、又は炭素数が1乃至10の二価の脂肪族化合物を表す。上記化学式3で表されるジアミンのうち、フェノール性水酸基を含有するジアミンとして、3,3’−ジアミン−4,4’−ジヒドロキシフェニルメタン、2,2’−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフロロプロパン、2,2’−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ジフロロメタン、3,4’−ジアミノ−1,5’−ベンゼンジオール、3,3’−ジヒドロキシ−4,4’−ジアミノビスフェニル、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシビフェニル、2,2’−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ケトン、2,2’−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルフィド、2,2’−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)エーテル、2,2’−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルホン、2,2’−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2’−ビス(3−アミノ−4−アミノフェニル)プロパン、2,2’−ビス(3−アミノ−4−アミノフェニル)メタン等が挙げられ、フェノール性水酸基を含有しないジアミンとして、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、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、ジアミノナフタレン、ピペラジン、ヘキサメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、m−キシレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、2,2’−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノジフェニル等が挙げられる。ジアミンとしては、特に、3,4’−ジアミノジフェニルエーテルが好ましいが、これに限定されるものではない。 R 3 described in Chemical Formula 3 and Chemical Formula 5 below represents a divalent aromatic compound having 6 to 12 carbon atoms or a divalent aliphatic compound having 1 to 10 carbon atoms. Among the diamines represented by the above Chemical Formula 3, as diamines containing phenolic hydroxyl groups, 3,3′-diamine-4,4′-dihydroxyphenylmethane, 2,2′-bis (3-amino-4-hydroxy) Phenyl) hexafluoropropane, 2,2′-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) difluoromethane, 3,4′-diamino-1,5′-benzenediol, 3,3′-dihydroxy-4,4 ′ -Diaminobisphenyl, 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxybiphenyl, 2,2'-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) ketone, 2,2'-bis (3-amino-4 -Hydroxyphenyl) sulfide, 2,2'-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) ether, 2,2'-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) sulfo 2,2′-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2′-bis (3-amino-4-aminophenyl) propane, 2,2′-bis (3-amino-4-) Examples of diamines that do not contain phenolic hydroxyl groups include 3,3'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl ether, diaminonaphthalene, piperazine, hexamethylenediamine. Tetramethylenediamine, m-xylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminobenzophenone, 2,2′-bis (4-aminophenyl) propane, 3,3′-diaminodiphenylsulfone, 3, , 3'-diaminodiphenyl and the like. As the diamine, 3,4'-diaminodiphenyl ether is particularly preferable, but is not limited thereto.

Figure 2005311204
Figure 2005311204

上記化学式4並びに下記化学式5及び6に記載されたxは平均重合度を表し、3乃至7の整数であり、yは平均重合度を表し、1乃至4の整数である。   X described in the above chemical formula 4 and the following chemical formulas 5 and 6 represents an average degree of polymerization and is an integer of 3 to 7, and y represents an average degree of polymerization and is an integer of 1 to 4.

Figure 2005311204
Figure 2005311204

上記化学式5及び下記化学式6に記載されたz、l(エル)、m及びnは、夫々平均重合度であって、zは5乃至15を整数であり、n=l+mでありnは2乃至200の整数であり、l(エル)及びmは、m/(l+m)≧0.04の関係を満たす。   In the above chemical formula 5 and the following chemical formula 6, z, l (el), m and n are average degrees of polymerization, respectively, z is an integer of 5 to 15, n = 1 + m, and n is 2 to 2. It is an integer of 200, and l (el) and m satisfy the relationship m / (l + m) ≧ 0.04.

上記化学式5で表される共重合体のうち、特に好ましい共重合体は、下記化学式6で示される一般式で表される共重合体である。   Among the copolymers represented by the above chemical formula 5, a particularly preferred copolymer is a copolymer represented by the general formula represented by the following chemical formula 6.

Figure 2005311204
Figure 2005311204

上記共重合体の重量平均分子量(Mw)を10万以下とすると、160乃至180℃の温度範囲で十分な流動性を得ることができる。特に、重量平均分子量(Mw)を2万以下とすると、100乃至160℃の温度範囲においても、良好な流動性を得ることができる。従って、上記共重合体の重量平均分子量(Mw)は、10万以下であることが好ましく、2万以下であることがより好ましい。   When the weight average molecular weight (Mw) of the copolymer is 100,000 or less, sufficient fluidity can be obtained in a temperature range of 160 to 180 ° C. In particular, when the weight average molecular weight (Mw) is 20,000 or less, good fluidity can be obtained even in a temperature range of 100 to 160 ° C. Therefore, the weight average molecular weight (Mw) of the copolymer is preferably 100,000 or less, and more preferably 20,000 or less.

一方、エポキシ樹脂用硬化剤(C)に含有されるフェノールノボラック樹脂よりも官能基の間の距離が長い樹脂(D)は、下記化学式7で表される。   On the other hand, a resin (D) having a longer distance between functional groups than the phenol novolac resin contained in the epoxy resin curing agent (C) is represented by the following chemical formula 7.

Figure 2005311204
Figure 2005311204

上記化学式7に記載されたRは、炭素数が1乃至3の一価の置換基、又は水素を表す。a1は1乃至4の整数を表す。a1’は1乃至3の整数を表す。Xは、下記化学式8で表される化合物X、又は下記化学式9で表される化合物Xを表す。bは1乃至10の整数を表し、c及びdは夫々1を表す。 R 4 described in Chemical Formula 7 represents a monovalent substituent having 1 to 3 carbon atoms or hydrogen. a1 represents an integer of 1 to 4. a1 ′ represents an integer of 1 to 3. X represents a compound X 1 represented by the following chemical formula 8 or a compound X 2 represented by the following chemical formula 9. b represents an integer of 1 to 10, and c and d each represent 1.

Figure 2005311204
Figure 2005311204

上記化学式8に記載されたRは、炭素数が1乃至3の一価の置換基、又は水素を表す。eは1乃至4の整数を表す。fは0乃至9の整数を表す。 R 5 described in Chemical Formula 8 represents a monovalent substituent having 1 to 3 carbon atoms or hydrogen. e represents an integer of 1 to 4; f represents an integer of 0 to 9.

Figure 2005311204
Figure 2005311204

上記化学式9に記載されたRは、炭素数が1乃至3の一価の置換基、又は水素を表す。gは1乃至4の整数を表す。hは0乃至9の整数を表す。 R 6 described in Chemical Formula 9 represents a monovalent substituent having 1 to 3 carbon atoms or hydrogen. g represents an integer of 1 to 4. h represents an integer of 0 to 9.

また、エポキシ樹脂用硬化剤(C)に含有されるフェノールノボラック樹脂よりも官能基の間の距離が長い樹脂(D)には、例えば、下記化学式10で表されるエチレンオキサイド化合物がある。   In addition, the resin (D) having a longer distance between functional groups than the phenol novolac resin contained in the epoxy resin curing agent (C) includes, for example, an ethylene oxide compound represented by the following chemical formula 10.

Figure 2005311204
Figure 2005311204

上記化学式10に記載されたR4’は、水素、又は炭素数が1乃至3の一価の置換基を表す。a2は1乃至4の整数を表す。a2’は1乃至3の整数を表す。X’は下記化学式11で表される化合物X’、又は下記化学式12で表される化合物X’を表す。b’は1乃至10の整数を表し、c’及びd’は夫々1を表す。 R 4 ′ described in Chemical Formula 10 above represents hydrogen or a monovalent substituent having 1 to 3 carbon atoms. a2 represents an integer of 1 to 4. a2 ′ represents an integer of 1 to 3. X ′ represents a compound X 1 ′ represented by the following chemical formula 11 or a compound X 2 ′ represented by the following chemical formula 12. b ′ represents an integer of 1 to 10, and c ′ and d ′ each represent 1.

Figure 2005311204
Figure 2005311204

上記化学式11に記載されたR5’は、炭素数が1乃至3の一価の置換基、又は水素を表す。e’は1乃至4の整数を表す。f’は0乃至9の整数を表す。 R 5 ′ described in Chemical Formula 11 represents a monovalent substituent having 1 to 3 carbon atoms or hydrogen. e ′ represents an integer of 1 to 4. f ′ represents an integer of 0 to 9.

Figure 2005311204
Figure 2005311204

上記化学式12に記載されたR6’は、炭素数が1乃至3の一価の置換基、又は水素を表す。g’は1乃至4の整数を表す。h’は0乃至9の整数を表す。 R 6 ′ described in the chemical formula 12 represents a monovalent substituent having 1 to 3 carbon atoms or hydrogen. g ′ represents an integer of 1 to 4. h ′ represents an integer of 0 to 9.

上記化学式7及び10で表される樹脂は、下記化学式13で表されるフェノールノボラック樹脂よりも官能基の間の距離が長くなっている。   In the resins represented by the chemical formulas 7 and 10, the distance between the functional groups is longer than that of the phenol novolac resin represented by the following chemical formula 13.

Figure 2005311204
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また、本実施形態において、エポキシ樹脂(B)は特に限定されるものではないが、フェノールノボラックエポキシ樹脂よりも官能基の間の距離が長いエポキシ樹脂であることが好ましい。この理由は、このようなエポキシ樹脂は効率的にIPN構造を形成することができ、その結果、本実施形態に係る樹脂材の破断伸び性を一層向上できるためである。このようなフェノールノボラックエポキシ樹脂よりも官能基の間の距離が長いエポキシ樹脂には、フェノールビフェニレンアラルキル型エポキシ樹脂、フェノールキシレンアラルキル型エポキシ樹脂、フェノールジフェニルエーテルアラルキル型エポキシ樹脂、2官能のビフェニル型エポキシ樹脂、アントラセン含有ノボラック型エポキシ樹脂、フルオレン含有ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールフルオレン含有ノボラック型エポキシ樹脂、フェノールビフェニレントリアジン型エポキシ樹脂、及びフェノールキシレントリアジン型エポキシ樹脂が挙げられる。加えて、ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、ビスフェノールS型又はビフェニル骨格含有型で、両末端がエポキシ基であるフェノキシ樹脂等が上げられる。このフェノキシ樹脂は、ポリスチレン換算の重量平均分子量が2万乃至10万程度である。エポキシ樹脂(B)には、これらのエポキシ樹脂のうちいずれかを単独で使用してもよく、又は複数種類混合して使用しても差し支えない。   Moreover, in this embodiment, although an epoxy resin (B) is not specifically limited, It is preferable that it is an epoxy resin in which the distance between functional groups is longer than a phenol novolak epoxy resin. This is because such an epoxy resin can efficiently form an IPN structure, and as a result, the elongation at break of the resin material according to the present embodiment can be further improved. Such epoxy resins having a longer distance between functional groups than phenol novolac epoxy resins include phenol biphenylene aralkyl type epoxy resins, phenol xylene aralkyl type epoxy resins, phenol diphenyl ether aralkyl type epoxy resins, and bifunctional biphenyl type epoxy resins. And anthracene-containing novolac epoxy resins, fluorene-containing novolac epoxy resins, bisphenolfluorene-containing novolac epoxy resins, phenol biphenylene triazine epoxy resins, and phenol xylene triazine epoxy resins. In addition, a phenoxy resin or the like having a bisphenol A type, a bisphenol F type, a bisphenol S type or a biphenyl skeleton-containing type and having both ends being epoxy groups can be used. This phenoxy resin has a polystyrene equivalent weight average molecular weight of about 20,000 to 100,000. As the epoxy resin (B), any one of these epoxy resins may be used alone, or a plurality of types may be mixed and used.

また、本実施形態に係る樹脂材に含まれるエポキシ樹脂のうち、前述の官能基間の距離が長いエポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂は、特に限定されるものではない。例えば、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、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ナフタレンジオール型エポキシ樹脂、フェノールノボラックエポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂、ビスフェノールF含有ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールA含有ノボラック型エポキシ樹脂、フェノールトリアジン型エポキシ樹脂、クレゾールトリアジン型エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂、トリスフェニロールエタン型エポキシ樹脂、ポリフェノール型エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂、芳香族エステル型エポキシ樹脂、環状脂肪族エステル型エポキシ樹脂、エーテルエステル型エポキシ樹脂等が挙げられる。また、ジアミノジフェニルメタン、ジエチレントリアミン及びジアミノジフェニルスルホンなどのアミン系化合物のグリシジル化物を用いることもできる。これらのエポキシ樹脂を単独で使用してもよく、又は、複数種類混合して用いても差し支えない。   In addition, among the epoxy resins included in the resin material according to the present embodiment, an epoxy resin other than the epoxy resin having a long distance between the functional groups is not particularly limited. For example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, naphthalene diol type epoxy resin, phenol novolac epoxy resin, cresol novolac epoxy resin, bisphenol F containing novolak type epoxy resin, bisphenol A containing novolak type epoxy Resin, phenol triazine type epoxy resin, cresol triazine type epoxy resin, tetraphenylol ethane type epoxy resin, trisphenylol ethane type epoxy resin, polyphenol type epoxy resin, aliphatic epoxy resin, aromatic ester type epoxy resin, cycloaliphatic Examples include ester type epoxy resins and ether ester type epoxy resins. In addition, glycidylated products of amine compounds such as diaminodiphenylmethane, diethylenetriamine and diaminodiphenylsulfone can also be used. These epoxy resins may be used alone or may be used in combination of a plurality of types.

更に、本実施形態に係る樹脂材において、エポキシ樹脂用硬化剤(C)のうち、前述のフェノールノボラック樹脂よりも官能基の間の距離が長い樹脂(D)以外の成分は、特に限定されるものではない。この成分として、例えば、ビスフェノールA型フェノール樹脂、ビスフェノールF型フェノール樹脂、ビスフェノールS型フェノール樹脂、ビフェニル異性体のジヒドロキシエーテル、ナフタレンジオール型樹脂、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フェノールジフェニルエーテルアラルキル型樹脂、ナフタレン含有ノボラック型樹脂、アントラセン含有ノボラック型樹脂、フルオレン含有ノボラック型樹脂、ビスフェノールフルオレン含有ノボラック型樹脂、ビスフェノールF含有ノボラック型フェノール樹脂、ビスフェノールA含有ノボラック型フェノール樹脂、フェノールビフェニルトリアジン型樹脂、フェノールキシレントリアジン型樹脂、フェノールトリアジン型樹脂、クレゾールノボラックトリアジン型樹脂、テトラフェニロールエタン型樹脂、トリスフェニロールエタン型樹脂、ポリフェノール型樹脂、芳香族エステル型フェノール樹脂、環状脂肪族エステル含有フェノール樹脂、エーテルエステル型フェノール樹脂等が挙げられる。   Furthermore, in the resin material according to the present embodiment, among the epoxy resin curing agent (C), components other than the resin (D) having a longer distance between functional groups than the above-described phenol novolac resin are particularly limited. It is not a thing. As this component, for example, bisphenol A type phenol resin, bisphenol F type phenol resin, bisphenol S type phenol resin, diphenyl ether of biphenyl isomer, naphthalene diol type resin, phenol novolac resin, cresol novolac resin, phenol diphenyl ether aralkyl type resin, Naphthalene-containing novolac resin, anthracene-containing novolac resin, fluorene-containing novolac resin, bisphenolfluorene-containing novolac resin, bisphenol F-containing novolac phenol resin, bisphenol A-containing novolac phenol resin, phenol biphenyl triazine resin, phenol xylene triazine Type resin, phenol triazine type resin, cresol novolac triazine type tree , Tetraphenylolethane type resin, trisphenylol ethane resin, polyphenol type resin, aromatic ester type phenol resin, alicyclic ester-containing phenol resin, and ester type phenol resin.

また、エポキシ樹脂用硬化剤(C)の成分として、上述の樹脂以外に、ジアミノジフェニルメタン、ジエチレントリアミン及びジアミノジフェニルスルホン等のアミン系化合物が含有されていてもよい。更に、ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、ビスフェノールS型又はビフェニル骨格含有型で、片末端又は両末端が水酸基であるフェノキシ樹脂も使用できる。このフェノキシ樹脂は、ポリスチレン換算の重量平均分子量が例えば2万乃至10万程度である。これらの成分は、エポキシ樹脂用硬化剤(C)に単独で含有されていてもよく、複数種類混合して含有されていてもよい。   Moreover, as a component of the curing agent for epoxy resin (C), amine compounds such as diaminodiphenylmethane, diethylenetriamine, and diaminodiphenylsulfone may be contained in addition to the above-described resins. Furthermore, a phenoxy resin which is a bisphenol A type, a bisphenol F type, a bisphenol S type or a biphenyl skeleton-containing type and one or both ends are hydroxyl groups can also be used. This phenoxy resin has a polystyrene-equivalent weight average molecular weight of, for example, about 20,000 to 100,000. These components may be contained alone in the epoxy resin curing agent (C), or may be contained in a mixture of a plurality of types.

更にまた、本実施形態に係る樹脂材は、無機充填材を含有していてもよい。但し、無機充填材を含有する場合は、本発明における反応型エラストマー(A)、エポキシ樹脂(B)、エポキシ樹脂用硬化剤(C)及び無機充填材の総量に占める無機充填材の質量割合が、30質量%以下であることが好ましい。無機充填材の質量割合が30質量%を超えると、破断伸びが低下するとともに、ヤング率が高くなって、応力緩和性が不十分になる場合がある。   Furthermore, the resin material according to the present embodiment may contain an inorganic filler. However, when the inorganic filler is contained, the mass proportion of the inorganic filler in the total amount of the reactive elastomer (A), the epoxy resin (B), the epoxy resin curing agent (C) and the inorganic filler in the present invention is as follows. 30% by mass or less is preferable. When the mass ratio of the inorganic filler exceeds 30% by mass, the elongation at break decreases, the Young's modulus increases, and the stress relaxation properties may become insufficient.

この無機充填材としては、公知の充填材を使用することができ、例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、ジルコン、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、ベリリア、滑石(タルク)、雲母(マイカ)、酸化チタン、ジルコニア等の粉体、又はこれらの材料を球形化したビーズ、チタン酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、アルミナ等の単結晶繊維、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム及びホウ酸亜鉛等の金属水和物、表面をエポキシ樹脂及びフェノール樹脂をはじめとする各種有機物により表面処理を施した前記金属水和物、金属を固溶化させて耐酸性を改良した水酸化マグネシウム等の各種金属水和物等が挙げられる。これらの充填材は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合してもよい。   As this inorganic filler, known fillers can be used. For example, fused silica, crystalline silica, alumina, zircon, calcium silicate, calcium carbonate, silicon carbide, silicon nitride, boron nitride, beryllia, talc (talc) ), Powders such as mica (mica), titanium oxide, zirconia, or beads made by spheroidizing these materials, single crystal fibers such as calcium titanate, silicon carbide, silicon nitride, boron nitride, alumina, aluminum hydroxide, Metal hydrates such as magnesium hydroxide and zinc borate, surface treated with various organic substances such as epoxy resin and phenol resin, the above metal hydrate, the metal was solidified to improve acid resistance Examples include various metal hydrates such as magnesium hydroxide. These fillers may be used individually by 1 type, and may mix 2 or more types.

また、本実施形態に係る樹脂材は硬化促進触媒を含有していてもよい。硬化促進触媒としては、一般的にエポキシ樹脂及び硬化剤の硬化に用いられているものが使用でき、特に限定されるものではない。例えば、イミダゾール類、ジアザビシクロアルケン及びその誘導体、三級アミン類等が挙げられる。これらの硬化促進触媒は、1種を用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。   Further, the resin material according to the present embodiment may contain a curing accelerating catalyst. As a hardening acceleration catalyst, what is generally used for hardening of an epoxy resin and a hardening | curing agent can be used, and it does not specifically limit. Examples include imidazoles, diazabicycloalkenes and derivatives thereof, and tertiary amines. These curing accelerating catalysts may be used alone or in combination of two or more.

更に、本実施形態に係る高靭性樹脂材には、その他の添加剤として、必要に応じて、シリコーンゴム、シリコーンパウダー、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、インデン等の可とう性付与剤を添加してもよい、更にまた、有機シラン化合物、有機チタネート化合物、有機アルミネート化合物等のカップリング剤を適宜配合してもよい。特に、前記シランカップリング剤のうち有機シラン化合物、即ち、反応性官能基を有するアルコキシシランは、本実施形態に係る樹脂材料の密着性及びハンダ耐熱性の向上に有効である。アルコキシシランの具体例としては、γ−アミノプロピルトリメトキシシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノシラン化合物、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等のエポキシシラン化合物、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプトシラン化合物、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のウレイドシラン化合物が挙げられる。   Furthermore, the high toughness resin material according to the present embodiment may be added with other flexibility additives such as silicone rubber, silicone powder, acrylonitrile butadiene rubber (NBR), and indene, as necessary. Furthermore, a coupling agent such as an organic silane compound, an organic titanate compound, or an organic aluminate compound may be appropriately blended. In particular, among the silane coupling agents, an organic silane compound, that is, an alkoxysilane having a reactive functional group is effective in improving the adhesion and soldering heat resistance of the resin material according to this embodiment. Specific examples of the alkoxysilane include aminosilane compounds such as γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, and γ-glycidoxypropylmethyl. Examples include epoxysilane compounds such as diethoxysilane, mercaptosilane compounds such as γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, and ureidosilane compounds such as γ-ureidopropyltriethoxysilane.

更にまた、本実施形態の樹脂材には、この樹脂材と銅箔表面との密着性改良剤として、銅表面と結合形成可能な防錆剤等に使用される成分、即ち、トリアゾール化合物、メルカプトシラン化合物以外のメルカプト化合物及びイミダゾールの銅錯体を添加してもよい。トリアゾール化合物としては、1,2,3−ベンゾトリアゾール及びトリルトリアゾールが挙げられる。メルカプト化合物としては、2,4,6−トリメルカプト−s−トリアジン、2−ジ−n−ブチルアミノ−4,6−ジメルカプト−s−トリアジン、2−アニリノ−4,6−ジメルカプト−s−トリアジン等が挙げられる。イミダゾールの銅錯体としては、例えば、2−メチルイミダゾール銅(2)錯体が挙げられる。これらのうち1種の成分を単独で使用してもよく、2種以上の成分を混合して使用してもよい。   Furthermore, the resin material of the present embodiment includes, as an adhesion improver between the resin material and the copper foil surface, components used for a rust preventive agent that can be bonded to the copper surface, that is, a triazole compound, a mercapto. Mercapto compounds other than silane compounds and copper complexes of imidazoles may be added. Examples of triazole compounds include 1,2,3-benzotriazole and tolyltriazole. Examples of mercapto compounds include 2,4,6-trimercapto-s-triazine, 2-di-n-butylamino-4,6-dimercapto-s-triazine, 2-anilino-4,6-dimercapto-s-triazine. Etc. Examples of the copper complex of imidazole include 2-methylimidazole copper (2) complex. Of these, one component may be used alone, or two or more components may be mixed and used.

更にまた、本実施形態の樹脂材に、必要に応じて難燃剤を添加してもよい。これらの難燃剤としては、ハロゲン系難燃剤、窒素系難燃剤、及びリン系難燃剤並びに無機系難燃剤が挙げられる。ハロゲン系の難燃剤としては、臭素化ビスフェノールA型樹脂及びそのエポキシ化物が挙げられる。窒素系難燃剤のうち、添加型の化合物としては、メラミン及びイソシアヌル酸化合物等が挙げられる。また、窒素系難燃剤のうち、反応型の化合物としては、フェノールトリアジン型の硬化剤及びエポキシ樹脂が挙げられる。リン系難燃剤としては、赤燐、燐酸化合物、有機リン化合物等が挙げられる。無機系難燃剤としては、前記金属水和物、モリブデン酸亜鉛、スズ酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛又はスズ酸亜鉛をタルク又はシリカの表面に被覆させた化合物が挙げられる。また、ハロゲン系難燃剤を使用する場合には酸化アンチモンを併用すると極めて優れた難燃性が得られる。   Furthermore, you may add a flame retardant to the resin material of this embodiment as needed. Examples of these flame retardants include halogen flame retardants, nitrogen flame retardants, phosphorus flame retardants, and inorganic flame retardants. Examples of halogen-based flame retardants include brominated bisphenol A resins and epoxidized products thereof. Among nitrogen-based flame retardants, examples of the additive compound include melamine and isocyanuric acid compounds. Among nitrogen-based flame retardants, examples of the reactive compound include a phenol triazine type curing agent and an epoxy resin. Examples of phosphorus flame retardants include red phosphorus, phosphoric acid compounds, and organic phosphorus compounds. Examples of the inorganic flame retardant include compounds obtained by coating the surface of talc or silica with the metal hydrate, zinc molybdate, zinc stannate, zinc molybdate or zinc stannate. In addition, when a halogen flame retardant is used, extremely excellent flame retardancy can be obtained by using antimony oxide in combination.

更にまた、本実施形態に係る樹脂材は、この樹脂材を使用した半導体装置の信頼性を低下させないものであれば、上記以外の公知の物質を含有していてもよい。例えば、顔料、酸化防止剤及び有機溶媒等を含有していてもよい。   Furthermore, the resin material according to the present embodiment may contain known substances other than those described above as long as the reliability of the semiconductor device using the resin material is not lowered. For example, you may contain a pigment, antioxidant, an organic solvent, etc.

次に、本第1の実施形態の効果について説明する。本発明者等は、前述の問題点に鑑みて、破断伸び性が高く、応力緩和性及び屈曲性が優れる高靭性樹脂材を開発すべく、鋭意実験研究を重ね、以下の知見を得た。即ち、エポキシ樹脂用硬化剤(C)に、フェノール系硬化剤の他に、フェノールノボラック樹脂よりも官能基間の距離が長い樹脂(D)を含有させることにより、このエポキシ樹脂用硬化剤(C)によりエポキシ樹脂(B)を熱硬化させたときの架橋構造の網目を大きくすることができる。これにより、反応型エラストマー(A)とエポキシ樹脂(B)とを効率的に反応させ、相互侵入分子網目(IPN:Inter Penetrating Network)構造を積極的に形成することができる。この結果、樹脂材料の応力緩和性を向上させることができる。   Next, the effect of the first embodiment will be described. In view of the above-mentioned problems, the present inventors have conducted extensive experimental research to develop a high toughness resin material having high elongation at break and excellent stress relaxation and flexibility, and obtained the following knowledge. That is, the epoxy resin curing agent (C) contains, in addition to the phenolic curing agent, a resin (D) having a longer distance between functional groups than the phenol novolac resin, thereby curing the epoxy resin curing agent (C). ), The network of the crosslinked structure when the epoxy resin (B) is thermally cured can be enlarged. Thereby, the reactive elastomer (A) and the epoxy resin (B) can be efficiently reacted to form an interpenetrating network (IPN) structure positively. As a result, the stress relaxation property of the resin material can be improved.

そして、本発明者等は、フェノールノボラック樹脂よりも官能基間の距離が長い樹脂(D)として、例えば、エチレンオキサイド化合物(E)、即ち、フェノール性水酸基(−OH)をエチレンオキサイド(−OCHCHOH)化した化合物を使用できることを見いだした。これにより、エポキシ樹脂(B)と硬化剤(C)との架橋点間の距離を長くできるため、反応型エラストマー(A)とエポキシ樹脂(B)とが効率的に反応して、IPN構造を効率的に形成でき、分子鎖の絡み合い効果が高くなる。この結果、樹脂材の破断伸びが高くなり、所謂高靭性樹脂材を得ることができる。 The inventors of the present invention, for example, used an ethylene oxide compound (E), that is, a phenolic hydroxyl group (—OH) as ethylene oxide (—OCH) as the resin (D) having a longer distance between functional groups than the phenol novolac resin. 2 CH 2 OH) was found to be usable. Thereby, since the distance between the cross-linking points of the epoxy resin (B) and the curing agent (C) can be increased, the reactive elastomer (A) and the epoxy resin (B) efficiently react to form an IPN structure. It can be formed efficiently, and the molecular chain entanglement effect is enhanced. As a result, the elongation at break of the resin material is increased, and a so-called high toughness resin material can be obtained.

このように、本第1の実施形態に係る樹脂材は、エポキシ樹脂と反応可能な反応型エラストマー(A)と、エポキシ樹脂(B)と、エポキシ樹脂用硬化剤(C)とを含有し、これらの合計量に対する反応型エラストマー(A)の含有率が60質量%以上100質量%未満であり、エポキシ樹脂用硬化剤(C)がフェノールノボラック樹脂よりも官能基間の距離が長い樹脂(D)、例えば、エチレンオキサイド化合物(E)を含有するため、破断伸び性が高い。   Thus, the resin material according to the first embodiment contains a reactive elastomer (A) capable of reacting with an epoxy resin, an epoxy resin (B), and a curing agent for epoxy resin (C), Resin (D) in which the content of the reactive elastomer (A) is 60% by mass or more and less than 100% by mass with respect to the total amount, and the epoxy resin curing agent (C) has a longer distance between functional groups than the phenol novolac resin (D ), For example, since it contains an ethylene oxide compound (E), the elongation at break is high.

次に、本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態に係る樹脂材は、破断伸び量が50%以上であり、10乃至30℃の温度範囲におけるヤング率が1GPa以下である。また、この樹脂材は、エポキシ樹脂と反応可能な反応型エラストマー(A)と、エポキシ樹脂(B)とを必須成分として含有するものである。更に、この樹脂材はエポキシ樹脂用硬化剤(C)を含有していてもよい。そして、反応型エラストマー(A)の含有量をA、エポキシ樹脂(B)の含有量をB、エポキシ樹脂用硬化剤(C)の含有量をCとするとき、(A×100)/(A+B+C)の値が60質量%以上100質量%未満である。なお、Cの値は0である場合もある。更に、エポキシ樹脂(B)は、フェノールノボラック樹脂よりも官能基間の距離が長いエポキシ樹脂、例えば、エチレンオキサイド化合物のエポキシ化物(F)を含有する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. The resin material according to this embodiment has an elongation at break of 50% or more and a Young's modulus in a temperature range of 10 to 30 ° C. of 1 GPa or less. Moreover, this resin material contains the reactive elastomer (A) which can react with an epoxy resin, and an epoxy resin (B) as an essential component. Further, this resin material may contain an epoxy resin curing agent (C). When the content of the reactive elastomer (A) is A, the content of the epoxy resin (B) is B, and the content of the curing agent for epoxy resin (C) is C, (A × 100) / (A + B + C ) Is 60% by mass or more and less than 100% by mass. Note that the value of C may be 0. Furthermore, the epoxy resin (B) contains an epoxy resin having a longer distance between functional groups than the phenol novolac resin, for example, an epoxidized product (F) of an ethylene oxide compound.

前記(A×100)/(A+B+C)の値が60質量%未満であると、この樹脂材の靭性を担保する反応型エラストマー(A)が不足し、十分な破断伸び性を得ることができない。従って、前記値は60質量%以上とする。   When the value of (A × 100) / (A + B + C) is less than 60% by mass, the reactive elastomer (A) that ensures the toughness of the resin material is insufficient, and sufficient elongation at break cannot be obtained. Therefore, the value is set to 60% by mass or more.

本実施形態に係る樹脂材において、反応型エラストマー(A)の組成は前述の第1の実施形態と同じである。また、本実施形態に係る樹脂材はエポキシ樹脂用硬化剤(C)を含有していても含有していなくてもよいが、含有する場合には、従来の一般的なエポキシ樹脂用硬化剤を使用すればよく、例えば、フェノール系硬化剤を使用すればよい。本実施形態の樹脂材における上記以外の成分は、前述の第1の実施形態と同じである。   In the resin material according to the present embodiment, the composition of the reactive elastomer (A) is the same as that in the first embodiment. In addition, the resin material according to the present embodiment may or may not contain the epoxy resin curing agent (C). What is necessary is just to use, for example, what is necessary is just to use a phenol type hardening | curing agent. Components other than the above in the resin material of the present embodiment are the same as those in the first embodiment.

上述の如く、本実施形態においては、エポキシ樹脂(B)がエチレンオキサイド化合物のエポキシ化物(F)を含有している。このエチレンオキサイド化合物のエポキシ化物(F)は、下記化学式14で表される。   As described above, in the present embodiment, the epoxy resin (B) contains an epoxidized product (F) of an ethylene oxide compound. The epoxidized product (F) of this ethylene oxide compound is represented by the following chemical formula 14.

Figure 2005311204
Figure 2005311204

上記化学式14に記載されたRは、炭素数が1乃至3の一価の置換基、又は水素を表す。iは1乃至4の整数を表す。i’は1乃至3の整数を表す。Yは下記化学式15で表される化合物Y、又は下記化学式16で表される化合物Yを表す。jは1乃至10の整数を表し、k及びo(オー)は夫々1を表す。 R 7 described in the chemical formula 14 represents a monovalent substituent having 1 to 3 carbon atoms or hydrogen. i represents an integer of 1 to 4. i ′ represents an integer of 1 to 3. Y represents a compound Y 1 represented by the following chemical formula 15 or a compound Y 2 represented by the following chemical formula 16. j represents an integer of 1 to 10, and k and o (o) each represent 1.

Figure 2005311204
Figure 2005311204

上記化学式15に記載されたRは、炭素数が1乃至3の一価の置換基、又は水素を表す。pは1乃至4の整数を表す。qは0乃至9の整数を表す。 R 8 described in the chemical formula 15 represents a monovalent substituent having 1 to 3 carbon atoms or hydrogen. p represents an integer of 1 to 4. q represents an integer of 0 to 9.

Figure 2005311204
Figure 2005311204

上記化学式16に記載されたRは、炭素数が1乃至3の一価の置換基、又は水素を表す。rは1乃至4の整数を表す。sは0乃至9の整数を表す。 R 9 described in Chemical Formula 16 represents a monovalent substituent having 1 to 3 carbon atoms or hydrogen. r represents an integer of 1 to 4. s represents an integer of 0 to 9.

次に、本第2の実施形態の効果について説明する。本発明者等は、エポキシ樹脂(B)として、フェノールノボラックエポキシ樹脂よりも官能基(この場合はエポキシ基を指す)の間の距離が長い樹脂を使用した場合に、より効率的にIPN構造を形成しやすくなり、高靭性樹脂材が得られることを見出した。   Next, the effect of the second embodiment will be described. When the present inventors use a resin having a longer distance between functional groups (in this case, an epoxy group) than a phenol novolac epoxy resin as the epoxy resin (B), the IPN structure is more efficiently formed. It has been found that a high-toughness resin material can be obtained because of easy formation.

また、本発明者等は、フェノールノボラック樹脂よりも官能基間の距離が長いエポキシ樹脂として、IPN構造を形成しやすいように、例えば、上述のエチレンオキサイド化合物をエポキシ化した化合物(F)のような架橋点間の距離を長くできるような樹脂を使用することができることを見いだした。これにより、樹脂材がエポキシ樹脂用硬化剤を含有しない場合においても、又は、エポキシ樹脂用硬化剤(C)として従来のエポキシ樹脂用硬化剤、例えば、上記フェノール系硬化剤を使用した場合においても、前記エポキシ化物(F)と硬化剤の架橋点間の距離を長くすることができ、反応型エラストマー(A)が効率的に架橋構造中に侵入して、分子鎖の絡み合い効果が高くなり、即ち、IPN構造を効率的に形成でき、ヤング率が低く破断伸びが高い樹脂材、即ち、高靭性樹脂材を得ることができる。   In addition, the present inventors, for example, as a compound (F) obtained by epoxidizing the above ethylene oxide compound so as to easily form an IPN structure as an epoxy resin having a longer distance between functional groups than a phenol novolac resin. It has been found that a resin that can increase the distance between various crosslinking points can be used. Thereby, even when the resin material does not contain an epoxy resin curing agent, or when a conventional epoxy resin curing agent, for example, the above-described phenolic curing agent is used as the epoxy resin curing agent (C). , The distance between the crosslinking points of the epoxidized product (F) and the curing agent can be increased, the reactive elastomer (A) efficiently penetrates into the crosslinked structure, and the entanglement effect of the molecular chain is increased. That is, an IPN structure can be formed efficiently, and a resin material having a low Young's modulus and a high elongation at break, that is, a high toughness resin material can be obtained.

このように、本実施形態に係る樹脂材においては、エポキシ樹脂(B)が、エチレンオキサイド化合物のエポキシ化物(F)を含有しているため、IPN構造を効率的に形成することができ、ヤング率が低く破断伸びが高い。   Thus, in the resin material according to the present embodiment, since the epoxy resin (B) contains the epoxidized product (F) of the ethylene oxide compound, the IPN structure can be efficiently formed, and the Young The rate is low and the elongation at break is high.

次に、本発明の第3の実施形態について説明する。本実施形態に係る樹脂材は、エポキシ樹脂と反応可能な反応型エラストマー(A)と、エポキシ樹脂(B)と、エポキシ樹脂用硬化剤(C)とを含有している。そして、反応型エラストマー(A)の含有量をA、エポキシ樹脂(B)の含有量をB、エポキシ樹脂用硬化剤(C)の含有量をCとするとき、(A×100)/(A+B+C)の値は60質量%以上100質量%未満である。また、エポキシ樹脂(B)が、エチレンオキサイド化合物のエポキシ化物(F)を含有し、エポキシ樹脂用硬化剤(C)が、エチレンオキサイド化合物(E)を含有している。   Next, a third embodiment of the present invention will be described. The resin material according to the present embodiment contains a reactive elastomer (A) that can react with an epoxy resin, an epoxy resin (B), and a curing agent for epoxy resin (C). When the content of the reactive elastomer (A) is A, the content of the epoxy resin (B) is B, and the content of the curing agent for epoxy resin (C) is C, (A × 100) / (A + B + C ) Is 60% by mass or more and less than 100% by mass. The epoxy resin (B) contains an epoxidized product (F) of an ethylene oxide compound, and the curing agent for epoxy resin (C) contains an ethylene oxide compound (E).

また、本実施形態に係る樹脂材は、破断伸び量が50%以上であり、10乃至30℃の温度範囲におけるヤング率が1GPa以下である。   The resin material according to the present embodiment has a breaking elongation of 50% or more and a Young's modulus in a temperature range of 10 to 30 ° C. of 1 GPa or less.

前記(A×100)/(A+B+C)の値が60質量%未満であると、この樹脂材の靭性を担保する反応型エラストマー(A)が不足し、十分な破断伸び性を得ることができない。従って、前記値は60質量%以上とする。   When the value of (A × 100) / (A + B + C) is less than 60% by mass, the reactive elastomer (A) that ensures the toughness of the resin material is insufficient, and sufficient elongation at break cannot be obtained. Therefore, the value is set to 60% by mass or more.

本実施形態に係る樹脂材において、反応型エラストマー(A)及びエチレンオキサイド(E)の組成は、前述の第1の実施形態と同様である。また、エチレンオキサイド化合物のエポキシ化物(F)の組成は、前述の第2の実施形態と同様である。更に、本実施形態の樹脂材における上記以外の成分は、前述の第1の実施形態と同じである。   In the resin material according to the present embodiment, the compositions of the reactive elastomer (A) and the ethylene oxide (E) are the same as those in the first embodiment. The composition of the epoxidized product (F) of the ethylene oxide compound is the same as that in the second embodiment. Furthermore, the components other than those described above in the resin material of the present embodiment are the same as those in the first embodiment.

本実施形態においては、樹脂材が、エポキシ樹脂と反応可能な反応型エラストマー(A)と、エポキシ樹脂(B)と、エポキシ樹脂用硬化剤(C)を含有し、これらの合計量に対する反応型エラストマー(A)の含有率が60質量%以上100質量%未満であり、エポキシ樹脂用硬化剤(C)がエチレンオキサイド化合物(E)を含有し、エポキシ樹脂(B)がエチレンオキサイド化合物のエポキシ化物(F)を含有しているため、破断伸び性が高い。   In this embodiment, the resin material contains a reactive elastomer (A) that can react with an epoxy resin, an epoxy resin (B), and a curing agent for epoxy resin (C), and a reactive type for these total amounts. The elastomer (A) content is 60% by mass or more and less than 100% by mass, the epoxy resin curing agent (C) contains the ethylene oxide compound (E), and the epoxy resin (B) is an epoxidized product of the ethylene oxide compound. Since (F) is contained, the elongation at break is high.

次に、本発明の第4の実施形態について説明する。本発明に係る樹脂材は、エポキシ樹脂と反応可能な反応型エラストマー(A)と、エポキシ樹脂(B)とを必須成分として含有している。また、この樹脂材は、エポキシ樹脂用硬化剤(C)を含有していてもよい。そして、反応型エラストマー(A)の含有量をA、エポキシ樹脂(B)の含有量をB、エポキシ樹脂用硬化剤(C)の含有量をCとするとき、(A×100)/(A+B+C)の値は、70質量%以上100質量%未満である。なお、Cの値は0である場合もある。   Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The resin material according to the present invention contains a reactive elastomer (A) capable of reacting with an epoxy resin and an epoxy resin (B) as essential components. Moreover, this resin material may contain the hardening | curing agent (C) for epoxy resins. When the content of the reactive elastomer (A) is A, the content of the epoxy resin (B) is B, and the content of the curing agent for epoxy resin (C) is C, (A × 100) / (A + B + C ) Is 70% by mass or more and less than 100% by mass. Note that the value of C may be 0.

前記(A×100)/(A+B+C)の値が70質量%未満であると、この樹脂材の靭性を担保する反応型エラストマー(A)が不足し、十分な破断伸び性を得ることができない。従って、前記値は70質量%以上とする。   When the value of (A × 100) / (A + B + C) is less than 70% by mass, the reactive elastomer (A) that ensures the toughness of the resin material is insufficient, and sufficient elongation at break cannot be obtained. Therefore, the said value shall be 70 mass% or more.

本実施形態に係る樹脂材において、反応型エラストマー(A)及びエポキシ樹脂(B)の組成は、前述の第1の実施形態と同様である。また、エポキシ樹脂用硬化剤(C)を使用する場合は、前述の第2の実施形態と同様に、従来のエポキシ樹脂用硬化剤を使用すればよい。本実施形態の樹脂材における上記以外の成分は、前述の第1の実施形態と同じである。   In the resin material according to the present embodiment, the compositions of the reactive elastomer (A) and the epoxy resin (B) are the same as those in the first embodiment. In addition, when the epoxy resin curing agent (C) is used, a conventional epoxy resin curing agent may be used as in the second embodiment described above. Components other than the above in the resin material of the present embodiment are the same as those in the first embodiment.

本発明者等は、反応型エラストマー(A)とエポキシ樹脂(B)を必須成分とする樹脂材において、例えば、前述のエチレンオキサイド化合物(E)又はこのエポキシ化物(F)のような架橋点間の距離を長くできる樹脂を使用しなくても、反応型エラストマー(A)の質量割合{(A×100)/(A+B+C)}を、70質量%以上100質量%未満の範囲に限定することで、常温、例えば25℃において、破断伸びが特異的な増加を示し、極めて優れた応力緩和性を示すことを見出した。   In the resin material having the reactive elastomer (A) and the epoxy resin (B) as essential components, the present inventors, for example, between the crosslinking points such as the ethylene oxide compound (E) or the epoxidized product (F) described above. Even without using a resin that can increase the distance, the mass ratio {(A × 100) / (A + B + C)} of the reactive elastomer (A) is limited to a range of 70% by mass or more and less than 100% by mass. It was found that the elongation at break shows a specific increase at room temperature, for example, 25 ° C., and exhibits extremely excellent stress relaxation properties.

これに対して、前述の特許文献1においては、エポキシ樹脂、硬化剤及び反応型ポリアミドエラストマーの総量に対して、反応型ポリアミドエラストマーの質量割合が50質量%以下の実施例しか示されておらず、この質量割合を70質量%以上としたときに、樹脂材料の破断伸びが特異的に増加することは開示されておらず、示唆されてもいない。このように、本実施形態においては、前述の特許文献1において開示及び示唆されていない樹脂材の格別な性能の向上を実現している。   On the other hand, in the above-mentioned Patent Document 1, only an example in which the mass ratio of the reactive polyamide elastomer is 50% by mass or less is shown with respect to the total amount of the epoxy resin, the curing agent, and the reactive polyamide elastomer. When the mass ratio is 70% by mass or more, it is not disclosed or suggested that the elongation at break of the resin material increases specifically. Thus, in this embodiment, the special performance improvement of the resin material which is not disclosed or suggested in the above-mentioned Patent Document 1 is realized.

次に、本発明の第5の実施形態について説明する。本実施形態は、前述の第1の実施形態に係る樹脂材を形成するためのワニス溶液についての実施形態である。本実施形態に係るワニス溶液は、前述の第1の実施形態に係る樹脂材と同じ成分の樹脂材料を、有機溶媒に均一に溶解又は分散させたものである。   Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. This embodiment is an embodiment of a varnish solution for forming the resin material according to the first embodiment described above. The varnish solution according to this embodiment is obtained by uniformly dissolving or dispersing a resin material having the same components as those of the resin material according to the first embodiment described above in an organic solvent.

この有機溶剤の種類及び量は、本実施形態に係るワニス溶液が、硬化物を作製するのに適した粘度及び揮発性を持つような種類及び量であればよく、特に限定されるものではない。例えば、反応型エラストマーを十分に分散させるためには、有機溶媒として、N−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAC)、シクロヘキサノン又はシクロペンタノンを使用することが好ましい。これらの有機溶媒にメチルエチルケトン(MEK)を併用してもよいが、反応型エラストマー(A)が析出しないように、有機溶媒の総量に占めるMEKの質量割合は50%以下にすることが好ましい。   The type and amount of the organic solvent are not particularly limited as long as the varnish solution according to the present embodiment has a viscosity and volatility suitable for producing a cured product. . For example, in order to sufficiently disperse the reactive elastomer, N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMAC), cyclohexanone or cyclopentanone is used as the organic solvent. It is preferable. Although methyl ethyl ketone (MEK) may be used in combination with these organic solvents, the mass ratio of MEK in the total amount of the organic solvent is preferably 50% or less so that the reactive elastomer (A) does not precipitate.

なお、本実施形態においては、前述の第1の実施形態に係る樹脂材を形成するためのワニス溶液を示したが、前述の第2乃至第4の実施形態に係る樹脂材を形成するためのワニス溶液についても、本実施形態と同様である。即ち、第2乃至第4の実施形態に係る樹脂材と同じ成分の樹脂材料を、有機溶媒に均一に溶解又は分散させたものである。   In the present embodiment, the varnish solution for forming the resin material according to the first embodiment has been described. However, the resin material for forming the resin material according to the second to fourth embodiments described above has been described. The varnish solution is the same as in this embodiment. That is, a resin material having the same components as the resin materials according to the second to fourth embodiments is uniformly dissolved or dispersed in an organic solvent.

次に、本発明の第6の実施形態について説明する。本実施形態は、前述の第1の実施形態に係る樹脂材を形成するためのBステージ材についての実施形態である。本実施形態に係るBステージ材は、前述の第5の実施形態に係るワニス溶液を、銅箔上に塗工した後、加熱するという一般的な方法により、ワニス溶液に含まれる樹脂材料を半硬化状態とした片面銅張Bステージ樹脂材料である。そして、本実施形態に係るBステージ材を硬化させることにより、前述の第1の実施形態に係る樹脂材を作製することができる。   Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. This embodiment is an embodiment of a B stage material for forming the resin material according to the first embodiment described above. The B stage material according to the present embodiment is obtained by applying the varnish solution according to the fifth embodiment described above to a copper foil and then heating the resin material contained in the varnish solution by a general method of heating. It is a single-sided copper-clad B-stage resin material in a cured state. And the resin material which concerns on the above-mentioned 1st Embodiment is producible by hardening the B stage material which concerns on this embodiment.

なお、本実施形態においては、前述の第1の実施形態に係る樹脂材を形成するためのBステージ材を示したが、前述の第2乃至第4の実施形態に係る樹脂材を形成するためのBステージ材についても、本実施形態と同様である。また、銅箔の替わりに、銅以外の金属又は合金からなる箔を使用してもよい。   In the present embodiment, the B-stage material for forming the resin material according to the first embodiment has been described. However, in order to form the resin material according to the second to fourth embodiments described above. This B stage material is also the same as in the present embodiment. Moreover, you may use the foil which consists of metals or alloys other than copper instead of copper foil.

次に、本発明の第7の実施形態について説明する。本実施形態は、前述の第1の実施形態に係る樹脂材を備えた積層体についての実施形態である。本実施形態に係る積層体は、銅箔と、この銅箔上に形成された樹脂層とが設けられた片面銅張樹脂材料(2層FCCL)である。前記樹脂層は、前述の第1の実施形態に係る樹脂材により形成されている。即ち、前述の第6の実施形態に係るBステージ材を硬化させて作製したものである。   Next, a seventh embodiment of the present invention will be described. This embodiment is an embodiment of a laminate including the resin material according to the first embodiment described above. The laminate according to the present embodiment is a single-sided copper-clad resin material (two-layer FCCL) provided with a copper foil and a resin layer formed on the copper foil. The resin layer is formed of the resin material according to the first embodiment described above. That is, it is produced by curing the B-stage material according to the aforementioned sixth embodiment.

また、この樹脂層上に、ポリイミド又はPENからなる他の樹脂層が形成されていてもよい。これにより、3層FCCLを作製することができる。更に、2枚の銅箔を、樹脂層を介して配置し、加熱及び加圧することにより接着し、銅箔−樹脂層−銅箔からなる3層構造の両面銅張シートを作製してもよい。更にまた、銅箔−樹脂層−ポリイミド又はPENからなる他の樹脂層−樹脂層−銅箔からなる5層構造の両面銅張シートを作製してもよい。   Further, another resin layer made of polyimide or PEN may be formed on this resin layer. Thereby, a three-layer FCCL can be manufactured. Further, two copper foils may be arranged via a resin layer and bonded by heating and pressing to produce a double-sided copper-clad sheet having a three-layer structure consisting of copper foil-resin layer-copper foil. . Furthermore, you may produce the double-layered copper clad sheet of the 5 layer structure which consists of another resin layer-resin layer-copper foil which consists of copper foil-resin layer-polyimide or PEN.

また、前述の第5の実施形態に係るワニス溶液を、ガラス織布(ガラスクロス)若しくはガラス不織布(ガラスペーパー)等のガラス基材、又は、アラミド織布若しくはアラミド不織布等のアラミド基材に塗布又は含浸させた後、加熱することによりプリプレグを作製し、このプリプレグを複数枚重ね合わせ、その積層構造の片面又は両面に銅箔を重ね合わせ、その後、加熱しながら加圧して、基材含有の銅張積層板を作製することができる。なお、このとき、銅箔を用いなければ、積層板を得ることができる。   In addition, the varnish solution according to the fifth embodiment described above is applied to a glass substrate such as a glass woven fabric (glass cloth) or a glass nonwoven fabric (glass paper), or an aramid substrate such as an aramid woven fabric or an aramid nonwoven fabric. Alternatively, after impregnation, a prepreg is produced by heating, and a plurality of the prepregs are superposed, and a copper foil is superposed on one or both sides of the laminated structure, and then pressurized while heating to contain the base material. A copper-clad laminate can be produced. At this time, if a copper foil is not used, a laminate can be obtained.

なお、本実施形態においては、樹脂層を前述の第1の実施形態に係る樹脂材により形成したが、本発明はこれに限定されず、樹脂層を、前述の第2乃至第4のいずれかの実施形態に係る樹脂材により形成してもよい。また、銅箔の替わりに、銅以外の金属又は合金からなる箔を使用してもよい。   In this embodiment, the resin layer is formed of the resin material according to the first embodiment described above. However, the present invention is not limited to this, and the resin layer may be any one of the second to fourth described above. You may form with the resin material which concerns on this embodiment. Moreover, you may use the foil which consists of metals or alloys other than copper instead of copper foil.

次に、本発明の第8の実施形態について説明する。本実施形態は、前述の第1の実施形態に係る樹脂材を備えた配線基板についての実施形態である。本実施形態に係る配線基板は、前述の第7の実施形態に係る積層体において、銅箔をパターニングして配線を形成したものである。   Next, an eighth embodiment of the present invention will be described. This embodiment is an embodiment of a wiring board provided with the resin material according to the first embodiment described above. The wiring board according to the present embodiment is obtained by patterning a copper foil and forming a wiring in the laminated body according to the seventh embodiment described above.

次に、本発明の第9の実施形態について説明する。本実施形態は、前述の第8の実施形態に係る配線基板を備えた半導体装置についての実施形態である。図1は本実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。図1に示すように、本実施形態に係る半導体装置1は、FCBGA型半導体装置である。半導体装置1には、パッケージ基板2が設けられている。パッケージ基板2は複数層の配線層が積層されて形成されており、各配線層には例えば銅からなる配線3及びこの配線3に接続されたビア4が形成されている。パッケージ基板2の最上層の配線層には、複数の搭載パッド5が形成されている。なお、配線3、ビア4及び搭載パッド5を総称して配線ともいう。一方、パッケージ基板2の下面には複数のボールパッド6が形成されている。パッケージ基板2の上面に垂直な方向から見て(以下、平面視で、という)搭載パッド5及びボールパッド6は夫々マトリクス状に配列されている。   Next, a ninth embodiment of the present invention will be described. This embodiment is an embodiment of a semiconductor device provided with the wiring board according to the above-described eighth embodiment. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a semiconductor device according to this embodiment. As shown in FIG. 1, the semiconductor device 1 according to the present embodiment is an FCBGA type semiconductor device. The semiconductor device 1 is provided with a package substrate 2. The package substrate 2 is formed by laminating a plurality of wiring layers. In each wiring layer, a wiring 3 made of, for example, copper and a via 4 connected to the wiring 3 are formed. A plurality of mounting pads 5 are formed on the uppermost wiring layer of the package substrate 2. The wiring 3, the via 4, and the mounting pad 5 are collectively referred to as wiring. On the other hand, a plurality of ball pads 6 are formed on the lower surface of the package substrate 2. The mounting pads 5 and the ball pads 6 viewed from a direction perpendicular to the upper surface of the package substrate 2 (hereinafter referred to as a plan view) are arranged in a matrix.

平面視で、ボールパッド6は搭載パッド5よりも大きく、ボールパッド6の配列間隔は搭載パッド5の配列間隔よりも大きくなっている。そして、各搭載パッド5は配線3及びビア4を介して、ボールパッド6に接続されている。また、搭載パッド5にはハンダバンプ7が接続されており、ボールパッド6にはBGAボール8が接続されている。BGAボール8はハンダバンプ7よりも大きい。   The ball pads 6 are larger than the mounting pads 5 in plan view, and the arrangement intervals of the ball pads 6 are larger than the arrangement intervals of the mounting pads 5. Each mounting pad 5 is connected to the ball pad 6 through the wiring 3 and the via 4. A solder bump 7 is connected to the mounting pad 5, and a BGA ball 8 is connected to the ball pad 6. The BGA ball 8 is larger than the solder bump 7.

パッケージ基板2上には、半導体チップ9が搭載されている。半導体チップ9は例えばシリコン基板(図示せず)上に多層配線層(図示せず)が設けられ、シリコン基板の表面及び多層配線層に集積回路が形成されたものである。半導体チップ9における多層配線層の表面、即ち、パッケージ基板2に対向する側の表面には入出力パッド(図示せず)が設けられており、各入出力パッドが各ハンダバンプ7に接続されている。これにより、半導体チップ9の入出力パッドは、ハンダバンプ7を介して搭載パッド5に接続されており、更に配線3、ビア4及びボールパッド6を介してBGAボール8に接続されている。パッケージ基板2と半導体チップ9との間におけるハンダバンプ7の周囲には、アンダーフィル樹脂10が充填されている。これにより、半導体チップ9がパッケージ基板2に対して接続されると共に固定されている。   A semiconductor chip 9 is mounted on the package substrate 2. The semiconductor chip 9 is, for example, provided with a multilayer wiring layer (not shown) on a silicon substrate (not shown), and an integrated circuit is formed on the surface of the silicon substrate and the multilayer wiring layer. Input / output pads (not shown) are provided on the surface of the multilayer wiring layer in the semiconductor chip 9, that is, the surface facing the package substrate 2, and each input / output pad is connected to each solder bump 7. . Thereby, the input / output pads of the semiconductor chip 9 are connected to the mounting pads 5 via the solder bumps 7 and further connected to the BGA balls 8 via the wiring 3, the vias 4 and the ball pads 6. An underfill resin 10 is filled around the solder bump 7 between the package substrate 2 and the semiconductor chip 9. Thereby, the semiconductor chip 9 is connected and fixed to the package substrate 2.

また、パッケージ基板2上における半導体チップ9を囲む領域には、例えばステンレス又は銅からなるスティフナ11が設けられている。スティフナ11は接着剤層15によりパッケージ基板2に接着されている。スティフナ11の形状は平面視で枠状であり、その開口部に半導体チップ9が収納されている。スティフナ11の上面は半導体チップ9の上面と略同一平面上にある。   A stiffener 11 made of, for example, stainless steel or copper is provided in a region surrounding the semiconductor chip 9 on the package substrate 2. The stiffener 11 is bonded to the package substrate 2 by an adhesive layer 15. The stiffener 11 has a frame shape in plan view, and the semiconductor chip 9 is accommodated in the opening thereof. The upper surface of the stiffener 11 is substantially flush with the upper surface of the semiconductor chip 9.

更に、半導体チップ9及びスティフナ11上には、例えばセラミックスからなるリッド12が設けられている。リッド12は接着剤層13により半導体チップ9に接着されると共に、接着剤層14によりスティフナ11に接着されている。リッド12の形状は、平面視で、パッケージ基板2に略重なるような形状となっている。リッド12は半導体チップ9に対するヒートシンクとして機能する。更にまた、半導体装置1は、BGAボール8を介してマザーボード(図示せず)等に搭載されるものである。   Furthermore, a lid 12 made of, for example, ceramics is provided on the semiconductor chip 9 and the stiffener 11. The lid 12 is bonded to the semiconductor chip 9 by the adhesive layer 13 and is bonded to the stiffener 11 by the adhesive layer 14. The shape of the lid 12 is a shape that substantially overlaps the package substrate 2 in plan view. The lid 12 functions as a heat sink for the semiconductor chip 9. Furthermore, the semiconductor device 1 is mounted on a mother board (not shown) or the like via the BGA balls 8.

そして、パッケージ基板2の最上層の配線層、即ち、半導体チップ9に対向する表面に配置され、搭載パッド5が形成された配線層(図示せず)は、温度が10乃至30℃(以下、室温という)であるときのヤング率が1GPa以下であり、破断伸び量が50%以上である樹脂材により形成されている。この最上層の配線層は、前述の第1の実施形態に係る樹脂材により形成されている。   The wiring layer (not shown) on the uppermost wiring layer of the package substrate 2, that is, the surface facing the semiconductor chip 9 and on which the mounting pads 5 are formed, has a temperature of 10 to 30 ° C. It is formed of a resin material having a Young's modulus of 1 GPa or less and a breaking elongation of 50% or more. This uppermost wiring layer is formed of the resin material according to the first embodiment described above.

次に、上述の如く構成された本実施形態の動作について説明する。図1に示すように、半導体装置1は、BGAボール8を介してマザーボード(図示せず)に搭載される。マザーボードは例えばFR−4基板又はFR−5基板であり、例えば、エポキシ樹脂にガラスクロスが浸漬されたガラスエポキシ基板である。   Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described. As shown in FIG. 1, the semiconductor device 1 is mounted on a mother board (not shown) via BGA balls 8. The motherboard is, for example, an FR-4 substrate or an FR-5 substrate, for example, a glass epoxy substrate in which a glass cloth is immersed in an epoxy resin.

半導体装置1には、マザーボードを介して、電源電位及び信号が入力される。このとき、電源電位及び信号は、BGAボール8→ボールパッド6→ビア4及び配線3→搭載パッド5→ハンダバンプ10からなる電流経路を介して、半導体チップ9に入力される。半導体チップ9は、この入力された電源電位及び信号に基づいて信号の記憶及び演算等の情報処理を行い、その結果を出力する。出力された信号は、ハンダバンプ10→搭載パッド5→ビア4及び配線3→ボールパッド6→BGAボール8からなる電流経路を介して、マザーボードに対して出力され、マザーボードを介して外部に出力される。   A power supply potential and a signal are input to the semiconductor device 1 via the motherboard. At this time, the power supply potential and the signal are input to the semiconductor chip 9 through a current path including the BGA ball 8 → the ball pad 6 → the via 4 and the wiring 3 → the mounting pad 5 → the solder bump 10. The semiconductor chip 9 performs information processing such as signal storage and calculation based on the input power supply potential and signal, and outputs the result. The output signal is output to the mother board through a current path including the solder bump 10 → the mounting pad 5 → the via 4 and the wiring 3 → the ball pad 6 → the BGA ball 8, and is output to the outside through the mother board. .

このとき、半導体チップ9が動作することにより発熱する。この熱の一部はリッド12に吸収されるものの、リッド12の熱容量には限界があるため、熱の他の一部はハンダバンプ7を介してパッケージ基板2に伝導し、残部は半導体チップ9に蓄積される。この結果、半導体チップ9、ハンダバンプ7及びパッケージ基板2の温度は、不可避的に上昇する。これにより、半導体チップ9及びパッケージ基板2は熱膨張するが、半導体チップ9の基板を形成しているシリコンの熱膨張率と、パッケージ基板2を主として形成している樹脂材料の熱膨張率とは相互に異なるため、夫々の熱膨張量も相互に異なる。この結果、半導体チップ9とパッケージ基板2との間には、ハンダバンプ7を介して相互にせん断力が印加される。   At this time, heat is generated by the operation of the semiconductor chip 9. Although a part of this heat is absorbed by the lid 12, the heat capacity of the lid 12 is limited. Therefore, the other part of the heat is conducted to the package substrate 2 through the solder bump 7, and the rest is transferred to the semiconductor chip 9. Accumulated. As a result, the temperatures of the semiconductor chip 9, the solder bump 7 and the package substrate 2 inevitably rise. Thereby, although the semiconductor chip 9 and the package substrate 2 are thermally expanded, the thermal expansion coefficient of silicon forming the substrate of the semiconductor chip 9 and the thermal expansion coefficient of the resin material mainly forming the package substrate 2 are Since they are different from each other, the respective thermal expansion amounts are also different from each other. As a result, a shearing force is applied between the semiconductor chip 9 and the package substrate 2 via the solder bumps 7.

このとき、本実施形態においては、パッケージ基板2の最上層の配線層が、ヤング率が1GPa以下の比較的軟らかい樹脂材料により形成されているため、この配線層が、半導体チップ9の熱膨張に追従して変形することができる。この結果、半導体チップ9とパッケージ基板2との間に働く力が緩和され、ハンダバンプ7に大きな力が印加されることがない。同様に、外部の気温変化により半導体装置1が加熱又は冷却されたときも、半導体チップ9とパッケージ基板2との間に働く熱応力が、配線層が変形することにより緩和され、ハンダバンプ7に過大な力が印加されることがない。この結果、半導体装置1が反ることがなく、ハンダバンプ7が破壊されることがない。   At this time, in this embodiment, since the uppermost wiring layer of the package substrate 2 is formed of a relatively soft resin material having a Young's modulus of 1 GPa or less, this wiring layer is used for thermal expansion of the semiconductor chip 9. It can follow and deform. As a result, the force acting between the semiconductor chip 9 and the package substrate 2 is relieved, and a large force is not applied to the solder bump 7. Similarly, when the semiconductor device 1 is heated or cooled due to an external temperature change, the thermal stress acting between the semiconductor chip 9 and the package substrate 2 is relieved by the deformation of the wiring layer, and the solder bumps 7 are excessive. Force is not applied. As a result, the semiconductor device 1 does not warp and the solder bump 7 is not destroyed.

上述の如く、本実施形態においては、パッケージ基板2の最上層、即ち、半導体チップ9側の配線層が、温度が10乃至30℃のときのヤング率が1GPa以下の材料により形成されているため、半導体チップ9の動作又は外部の気温変化により、半導体装置1に温度サイクルが印加されても、ハンダバンプ7に過大な力が印加されて、ハンダバンプ7が破壊されることを防止できる。また、ハンダバンプ7に熱応力が繰返し印加されて、ハンダバンプ7が疲労破壊することを防止できる。このため、半導体装置1は温度サイクルに対する接続信頼性が高い。   As described above, in the present embodiment, the uppermost layer of the package substrate 2, that is, the wiring layer on the semiconductor chip 9 side, is formed of a material having a Young's modulus of 1 GPa or less when the temperature is 10 to 30 ° C. Even if a temperature cycle is applied to the semiconductor device 1 due to the operation of the semiconductor chip 9 or a change in the external temperature, it is possible to prevent the solder bump 7 from being damaged by applying an excessive force to the solder bump 7. Further, it is possible to prevent the solder bump 7 from being fatigued and destroyed due to repeated application of thermal stress to the solder bump 7. For this reason, the semiconductor device 1 has high connection reliability with respect to the temperature cycle.

また、パッケージ基板2の最上層の配線層を形成する材料の破断伸び量が50%以上であるため、この配線層が半導体チップ9の熱膨張に追従して変形しても、この配線層にクラック等の欠陥が発生したり、破断したりすることがなく、半導体装置1の信頼性が高い。   Further, since the breaking elongation amount of the material forming the uppermost wiring layer of the package substrate 2 is 50% or more, even if the wiring layer is deformed following the thermal expansion of the semiconductor chip 9, the wiring layer Defects such as cracks do not occur or break, and the reliability of the semiconductor device 1 is high.

なお、前述の第9の実施形態においては、パッケージ基板2の最上層の配線層を、前述の第1の実施形態に係る樹脂材により形成する例を示したが、第2乃至第4のいずれかの実施形態に係る樹脂材により形成してもよい。また、パッケージ基板2の最上層の配線層のみでなく、最上層を含む2層以上の配線層を第1乃至第4のいずれかの実施形態に係る樹脂材により形成してもよく、パッケージ基板2の全ての配線層をこれらの樹脂材により形成してもよい。これにより、パッケージ基板2全体が変形できるようになり、熱応力を緩和する効果がより一層増大する。   In the ninth embodiment, the uppermost wiring layer of the package substrate 2 is formed from the resin material according to the first embodiment. You may form with the resin material which concerns on that embodiment. Further, not only the uppermost wiring layer of the package substrate 2 but also two or more wiring layers including the uppermost layer may be formed of the resin material according to any one of the first to fourth embodiments. You may form all the wiring layers of 2 with these resin materials. As a result, the entire package substrate 2 can be deformed, and the effect of relieving thermal stress is further increased.

特に、パッケージ基板2の最上層の他に、パッケージ基板2の最下層の配線層、即ち、パッケージ基板2におけるマザーボード(図示せず)に対向する配線層も、第1乃至第4のいずれかの実施形態に係る樹脂材により形成することが好ましい。これにより、マザーボードの熱膨張に追従して、パッケージ基板2の最下層の配線層が変形することができ、BGAボール8に印加される熱応力を緩和することができる。この結果、半導体装置1の反り、及びBGAボール8の疲労破壊を防ぐことができ、温度サイクルに対する接続信頼性を向上させることができる。また、半導体チップ9内に配置される層間絶縁膜を前記樹脂材により形成してもよい。   In particular, in addition to the uppermost layer of the package substrate 2, the lowermost wiring layer of the package substrate 2, that is, the wiring layer facing the mother board (not shown) in the package substrate 2 is any one of the first to fourth It is preferable to form with the resin material which concerns on embodiment. Accordingly, the lowermost wiring layer of the package substrate 2 can be deformed following the thermal expansion of the mother board, and the thermal stress applied to the BGA ball 8 can be relaxed. As a result, warpage of the semiconductor device 1 and fatigue failure of the BGA ball 8 can be prevented, and connection reliability with respect to a temperature cycle can be improved. Further, an interlayer insulating film disposed in the semiconductor chip 9 may be formed of the resin material.

試験例1Test example 1

以下、本発明の実施例の効果について、その特許請求の範囲から外れる比較例と比較して具体的に説明する。先ず、試験例1について説明する。本試験例においては、上述の各実施形態において説明した樹脂材料を実際に作製し、この樹脂材料を使用してラミネートフィルム、両面銅張シート、FCBGA型半導体装置を作製し、これらの特性を評価した。先ず、実施例及び比較例に係る樹脂材料を形成する各成分について説明する。表1にこれらの各成分、即ち、反応型エラストマー(A)、エポキシ樹脂(B)、エポキシ樹脂用硬化剤(C)、フェノールノボラック樹脂よりも官能基間の距離が長い樹脂(D)、エチレンオキサイド化合物(E)及びエチレンオキサイド化合物のエポキシ化物(F)を示す。   Hereinafter, the effect of the embodiment of the present invention will be specifically described in comparison with a comparative example that deviates from the scope of the claims. First, Test Example 1 will be described. In this test example, the resin material described in each of the above-described embodiments is actually produced, and a laminate film, a double-sided copper-clad sheet, and an FCBGA type semiconductor device are produced using this resin material, and these characteristics are evaluated. did. First, each component which forms the resin material which concerns on an Example and a comparative example is demonstrated. Table 1 shows each of these components, namely, a reactive elastomer (A), an epoxy resin (B), a curing agent for epoxy resin (C), a resin (D) having a longer distance between functional groups than a phenol novolac resin, ethylene An epoxidized product (F) of an oxide compound (E) and an ethylene oxide compound is shown.

Figure 2005311204
Figure 2005311204

反応型エラストマー(A)には、表1に示す反応型ポリアミドエラストマー(A1)又は(A2)を使用した。反応型ポリアミドエラストマー(A1)及び(A2)の構造は、下記化学式17で表すことができる。なお、下記化学式17において、x、y、z、l(エル)、m及びnは夫々平均重合度であり、xは3乃至7の整数、yは1乃至4の整数、zは5乃至15の整数であり、n=l+mであり、nは2乃至200の整数を表し、m/(l+m)≧0.04である。   As the reactive elastomer (A), the reactive polyamide elastomer (A1) or (A2) shown in Table 1 was used. The structures of the reactive polyamide elastomers (A1) and (A2) can be represented by the following chemical formula 17. In the following chemical formula 17, x, y, z, l (el), m and n are average polymerization degrees, x is an integer of 3 to 7, y is an integer of 1 to 4, and z is 5 to 15 N = l + m, n represents an integer of 2 to 200, and m / (l + m) ≧ 0.04.

Figure 2005311204
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また、エポキシ樹脂(B)には、表1に示すフェノールビフェニレンアラルキシエポキシ樹脂(B1)、フェノールキシリレンエポキシ樹脂(B2)、又はフェノールノボラックエポキシ樹脂(B3)を使用した。フェノールビフェニレンアラルキシエポキシ樹脂(B1)の構造は下記化学式18で表せ、フェノールキシリレンエポキシ樹脂(B2)の構造は下記化学式19で表せ、フェノールノボラックエポキシ樹脂(B3)の構造は下記化学式20で表すことができる。なお、下記化学式18乃至20において、nは0乃至75の整数を表す。   Moreover, the phenol biphenylene aroxy epoxy resin (B1), the phenol xylylene epoxy resin (B2), or the phenol novolac epoxy resin (B3) shown in Table 1 was used for the epoxy resin (B). The structure of the phenol biphenylene aroxy epoxy resin (B1) can be represented by the following chemical formula 18, the structure of the phenol xylylene epoxy resin (B2) can be represented by the following chemical formula 19, and the structure of the phenol novolac epoxy resin (B3) can be represented by the following chemical formula 20. be able to. In the following chemical formulas 18 to 20, n represents an integer of 0 to 75.

Figure 2005311204
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更に、エポキシ樹脂用硬化剤(C)には、表1に示すp−クレゾールノボラック樹脂(C1)又はフェノールノボラック樹脂(C2)を使用した。p−クレゾールノボラック樹脂(C1)の構造は下記化学式21で表せ、フェノールノボラック樹脂(C2)の構造は下記化学式22で表すことができる。なお、下記化学式21及び22において、nは0乃至75の整数を表す。   Furthermore, p-cresol novolak resin (C1) or phenol novolac resin (C2) shown in Table 1 was used as the curing agent for epoxy resin (C). The structure of the p-cresol novolac resin (C1) can be represented by the following chemical formula 21, and the structure of the phenol novolak resin (C2) can be represented by the following chemical formula 22. In the following chemical formulas 21 and 22, n represents an integer of 0 to 75.

Figure 2005311204
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更にまた、フェノールノボラック樹脂よりも官能基の間の距離が長い樹脂(D)には、表1に示すフェノールビフェニレンアラルキル樹脂(D1)又はフェノールキシリレン樹脂(D2)を使用した。フェノールビフェニレンアラルキル樹脂(D1)の構造は下記化学式23で表せ、フェノールキシリレン樹脂(D2)の構造は下記化学式24で表すことができる。なお、下記化学式23及び24において、nは0乃至75の整数を表す。   Furthermore, the phenol biphenylene aralkyl resin (D1) or the phenol xylylene resin (D2) shown in Table 1 was used for the resin (D) having a longer distance between the functional groups than the phenol novolac resin. The structure of the phenol biphenylene aralkyl resin (D1) can be represented by the following chemical formula 23, and the structure of the phenol xylylene resin (D2) can be represented by the following chemical formula 24. In the following chemical formulas 23 and 24, n represents an integer of 0 to 75.

Figure 2005311204
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更にまた、エチレンオキサイド化合物(E)には、表1に示すフェノールビフェニレンアラルキル型エチレンオキサイド樹脂(E1)、フェノールキシリレン型エチレンオキサイド樹脂(E2)、又はフェノールノボラック型エチレンオキサイド樹脂(E3)を使用した。以下、エチレンオキサイド樹脂をEO樹脂ともいう。フェノールビフェニレンアラルキル型EO樹脂(E1)の構造は下記化学式25で表せ、フェノールキシリレン型EO樹脂(E2)の構造は下記化学式26で表せ、フェノールノボラック型EO樹脂(E3)の構造は下記化学式27で表すことができる。なお、下記化学式25乃至27において、nは0乃至75の整数を表す。   Furthermore, the phenol biphenylene aralkyl type ethylene oxide resin (E1), the phenol xylylene type ethylene oxide resin (E2), or the phenol novolac type ethylene oxide resin (E3) shown in Table 1 is used for the ethylene oxide compound (E). did. Hereinafter, the ethylene oxide resin is also referred to as EO resin. The structure of the phenol biphenylene aralkyl type EO resin (E1) can be represented by the following chemical formula 25, the structure of the phenol xylylene type EO resin (E2) can be represented by the following chemical formula 26, and the structure of the phenol novolac type EO resin (E3) can be represented by the following chemical formula 27. Can be expressed as In the following chemical formulas 25 to 27, n represents an integer of 0 to 75.

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更にまた、エチレンオキサイド化合物のエポキシ化物(F)には、表3に示すフェノールビフェニレンアラルキル型エチレンオキサイド化合物のエポキシ化物(F1)、フェノールキシリレン型エチレンオキサイド化合物のエポキシ化物(F2)、又はフェノールノボラック型エチレンオキサイド化合物のエポキシ化物(F3)を使用した。エポキシ化物(F1)の構造は下記化学式29により表せ、エポキシ化物(F2)の構造は下記化学式29により表せ、エポキシ化物(F3)の構造は下記化学式30により表すことができる。なお、下記化学式28乃至30において、nは0乃至75の整数を表し、Gは下記化学式31で示されるグリシジル基を表す。   Furthermore, the epoxidized product of ethylene oxide compound (F) includes the epoxidized product of phenol biphenylene aralkyl type ethylene oxide compound (F1), the epoxidized product of phenol xylylene type ethylene oxide compound (F2) shown in Table 3, or the phenol novolak. Type ethylene oxide compound epoxidized product (F3) was used. The structure of the epoxidized product (F1) can be represented by the following chemical formula 29, the structure of the epoxidized product (F2) can be represented by the following chemical formula 29, and the structure of the epoxidized product (F3) can be represented by the following chemical formula 30. In the following chemical formulas 28 to 30, n represents an integer of 0 to 75, and G represents a glycidyl group represented by the following chemical formula 31.

Figure 2005311204
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上述の各成分を含む樹脂材料を、硬化促進触媒と共に有機溶剤に溶解・分散させて、ワニス溶液を作製した。使用した硬化促進触媒及び有機溶剤、並びに後述する工程で使用する銅箔の種類を表2に示す。   The resin material containing each of the components described above was dissolved and dispersed in an organic solvent together with a curing accelerating catalyst to prepare a varnish solution. Table 2 shows the curing acceleration catalyst and organic solvent used, and the types of copper foil used in the steps described below.

Figure 2005311204
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そして、このワニス溶液を使用して、ラミネートフィルム、片面銅張プリプレグ材、両面銅張シートを作製した。また、片面銅張プリプレグ材を使用して、FCBGA型半導体装置を作製した。以下、これらの試料の作製方法について説明する。   And using this varnish solution, the laminate film, the single-sided copper clad prepreg material, and the double-sided copper clad sheet were produced. Moreover, the FCBGA type semiconductor device was produced using the single-sided copper clad prepreg material. Hereinafter, a method for manufacturing these samples will be described.

(1)ラミネートフィルムの作製
上記ワニス溶液を、離型剤を塗布したポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム上に、目的の厚みが得られるように塗工機で均一に塗布した。その後、100℃の温度で5分間乾燥させて溶剤を一定量揮発させ、次に、樹脂面を離型剤付きのPETフィルムにより覆い、3層構造のラミネートフィルム、即ち、(離型PET層−樹脂層−離型PET層)の構成を持つラミネートフィルムを作製した。なお、このラミネートフィルム中の樹脂層(残存溶剤も含む)は未硬化の状態である。
(1) Production of Laminate Film The above varnish solution was uniformly coated on a polyethylene terephthalate (PET) film coated with a release agent with a coating machine so as to obtain a desired thickness. Thereafter, the solvent is evaporated at a temperature of 100 ° C. for 5 minutes to volatilize the solvent, and then the resin surface is covered with a PET film with a release agent, that is, a three-layer laminate film, that is, (Release PET layer— A laminate film having a structure of (resin layer-release PET layer) was produced. In addition, the resin layer (including residual solvent) in this laminate film is in an uncured state.

(2)片面銅張プリプレグ材の作製
上記ワニス溶液を、表2に示した銅箔の粗化面(マット面ともいう)に、目的の厚みが得られるように塗工機で均一に塗布した。その後、100℃の温度で5分間乾燥させて溶剤を一定量揮発させ、次に、樹脂面を離型剤付きのPETフィルムにより覆い、3層構造の片面銅張プリプレグ材(離型PET−樹脂分−銅箔)を作製した。なお、このプリプレグ材中の樹脂層(残存溶剤を含む)は未硬化の状態である。
(2) Production of single-sided copper-clad prepreg material The varnish solution was uniformly applied to the roughened surface (also referred to as a matte surface) of the copper foil shown in Table 2 with a coating machine so as to obtain the desired thickness. . Then, it is dried at a temperature of 100 ° C. for 5 minutes to volatilize a certain amount of solvent, and then the resin surface is covered with a PET film with a release agent, and a one-layer copper-clad prepreg material having a three-layer structure (release PET-resin Minute-copper foil). The resin layer (including the residual solvent) in the prepreg material is in an uncured state.

(3)両面銅張シートの作製
上記ワニス溶液を、表2に示す銅箔の粗化面(マット面)に、目的の厚みが得られるように塗工機で均一に塗布した。その後、100℃の温度で5分間乾燥して溶剤を一定量揮発させた。次に、表2に示す銅箔をもう1枚用意し、前述の銅箔にワニス溶液を塗布して乾燥させた試料(銅箔−樹脂層)の樹脂面に、このもう1枚の銅箔の粗化面が接するようにして重ねた。そして、この積層体に、160℃の温度で3MPaの圧力を1時間印加した後、180℃の温度に圧力をかけずに2時間放置することにより、前記積層体のプレス成型を行った。これにより両面銅張シート(銅箔−樹脂層−銅箔)を作製した。なお、この両面銅張シート中の樹脂層(残存溶剤を含む)は硬化状態である。
(3) Preparation of double-sided copper-clad sheet The varnish solution was uniformly applied to the roughened surface (matte surface) of the copper foil shown in Table 2 with a coating machine so as to obtain the desired thickness. Then, it dried for 5 minutes at the temperature of 100 degreeC, and the solvent was volatilized a fixed quantity. Next, another copper foil shown in Table 2 was prepared, and this other copper foil was applied to the resin surface of a sample (copper foil-resin layer) obtained by applying a varnish solution to the copper foil and drying it. The layers were stacked so that their roughened surfaces were in contact. Then, a pressure of 3 MPa was applied to the laminate at a temperature of 160 ° C. for 1 hour, and the laminate was press-molded by leaving it to stand at a temperature of 180 ° C. for 2 hours. Thereby, a double-sided copper-clad sheet (copper foil-resin layer-copper foil) was produced. The resin layer (including the residual solvent) in the double-sided copper-clad sheet is in a cured state.

(4)FCBGA型半導体装置の作製
上述の実施例及び比較例に係る樹脂材料を使用して、図1に示すFCBGA型半導体装置を作製した。即ち、上記(2)に記載の片面銅張プリプレグ材の銅箔に配線を形成し、この片面銅張プリプレグ材を複数層、ビルドアップ工法で積層して、パッケージ基板を作製した。そして、このパッケージ基板に半導体チップを搭載し、この半導体チップの周囲に枠状のスティフナを設け、半導体チップ及び補強板上にリッド(ヒートシンク)を接着した。
(4) Fabrication of FCBGA type semiconductor device The FCBGA type semiconductor device shown in FIG. 1 was fabricated using the resin materials according to the examples and comparative examples described above. That is, wiring was formed on the copper foil of the single-sided copper-clad prepreg material described in the above (2), and this single-sided copper-clad prepreg material was laminated by a build-up method to produce a package substrate. Then, a semiconductor chip was mounted on the package substrate, a frame-shaped stiffener was provided around the semiconductor chip, and a lid (heat sink) was bonded onto the semiconductor chip and the reinforcing plate.

上述の如く作製したラミネートフィルム、片面銅張プリプレグ材、両面銅張シート、FCBGA型半導体装置を試料として、樹脂材料の破断伸び量、ヤング率、屈曲性、回路埋込性及び耐温度サイクル信頼性を評価した。以下、これらの評価方法を説明する。   Using the laminated film, single-sided copper-clad prepreg material, double-sided copper-clad sheet, and FCBGA type semiconductor device prepared as described above as samples, the amount of elongation at break, Young's modulus, flexibility, circuit embedding and temperature cycle reliability Evaluated. Hereinafter, these evaluation methods will be described.

(5)靭性の評価
上記ラミネートフィルムについて、160℃の温度で3MPaの圧力を1時間印加した後、180℃の温度に圧力を印加せずに2時間放置してプレス成型を行い、厚さが50μmの引張試験用硬化フィルムを作製した。そして、この硬化フィルムを、幅が10mm、長さが80mmである短冊状に切り出し、引張試験を行った。引張試験条件は、硬化フィルムを支持する支持具間の距離を60mm、引張速度を5mm/分に夫々設定した。この引張試験により、破断伸び量及びヤング率を算出した。
(5) Evaluation of toughness After applying a pressure of 3 MPa at a temperature of 160 ° C. for 1 hour, the laminate film was left for 2 hours without applying a pressure at a temperature of 180 ° C. A cured film for a tensile test of 50 μm was prepared. The cured film was cut into a strip shape having a width of 10 mm and a length of 80 mm, and a tensile test was performed. The tensile test conditions were set such that the distance between the supports for supporting the cured film was 60 mm, and the tensile speed was 5 mm / min. By this tensile test, the amount of elongation at break and Young's modulus were calculated.

(6)屈折性の評価
上記両面銅張シート、即ち、表2に示す銅箔「USLP」又は「HLP」を使用し、樹脂部分の厚さが25μmである両面銅張シートを180°に1回折り曲げて、クラックが発生しなかった材料を合格、クラックが発生した材料を不合格と判定した。
(6) Refractive evaluation The above double-sided copper-clad sheet, that is, the copper foil “USLP” or “HLP” shown in Table 2 is used, and the double-sided copper-clad sheet having a resin part thickness of 25 μm is 1 ° at 180 °. The material in which cracks did not occur was determined to be acceptable, and the material in which cracks were generated was determined to be unacceptable.

(7)回路埋込性の評価
上記(1)のラミネートフィルム(離型PET層−樹脂層−離型PET層)から片側の離型PETを剥がし、樹脂層を露出させた。一方、従来の3層CCL、即ち、(PEN層−樹脂層(味の素ファインテクノ製ABF−GX(商品名))−銅箔)の3層構造を持つ従来の3層CCLを用意し、銅箔面に、銅配線回路を模したラインアンドスペースパターンを形成した。このパターンのライン及びスペースの幅は夫々100μmとした。そして、ラミネートフィルムの樹脂層に、3層CCLの銅箔面を重ね、更に、3層CCLの上にミラーウェハーを載せた。
(7) Evaluation of circuit embedding property The release PET on one side was peeled off from the laminate film (release PET layer-resin layer-release PET layer) of the above (1) to expose the resin layer. On the other hand, a conventional three-layer CCL, ie, a conventional three-layer CCL having a three-layer structure of (PEN layer-resin layer (ABF-GX (trade name) manufactured by Ajinomoto Fine Techno))-copper foil) is prepared. A line and space pattern simulating a copper wiring circuit was formed on the surface. The width of the line and space of this pattern was 100 μm. And the copper foil surface of 3 layer CCL was accumulated on the resin layer of the laminate film, and the mirror wafer was further mounted on 3 layer CCL.

これにより、(離型PET層−樹脂層(実施例又は比較例の樹脂層)−銅箔−従来の樹脂層−PEN層−ミラーウェハー)の順に積層された試料を作製した。この試料を、真空ラミネーターを用いて、180℃の温度で1MPaの圧力を30分間印加して、ラミネートフィルムの樹脂層とパターニングされた銅箔とを接着させた。次に、この試料を顕微鏡により観察して、銅箔のパターンが樹脂層に埋め込まれている程度を観察し、回路埋込性の良否を判定した。回路埋込性が特に優れている場合を◎、実用上十分な程度に良好である場合を○とした。   This produced the sample laminated | stacked in order of (release PET layer-resin layer (resin layer of an Example or a comparative example) -copper foil-conventional resin layer-PEN layer-mirror wafer). This sample was applied with a pressure of 1 MPa at a temperature of 180 ° C. for 30 minutes using a vacuum laminator to bond the resin layer of the laminate film and the patterned copper foil. Next, this sample was observed with a microscope, and the degree to which the copper foil pattern was embedded in the resin layer was observed to determine whether the circuit embedding property was good or bad. The case where the circuit embedding property was particularly excellent was marked with ◎, and the case where the circuit embedding property was good enough for practical use was marked with ○.

(8)耐温度サイクル信頼性の評価
上記(4)で作製したFCBGA型半導体装置を各樹脂材料について38個用意し、これらの半導体装置について温度サイクル試験を実施した。温度サイクル試験は、室温からスタートし、−40℃まで冷却して−40℃で15分間保持した後、125℃まで加熱して125℃で15分間保持する工程を1サイクルとした。なお、加熱及び冷却の時間は15分で一定とした。温度サイクル試験を1000サイクル実施した際に、FCBGA型半導体装置を構成する半導体チップとパッケージ基板との間の接合部(ハンダバンプ)にクラックが発生した場合を不良とし、この不良が発生した個数(不良発生個数)を接続信頼性の指標とした。不良発生個数が少ないFCBGA型半導体装置ほど、耐温度サイクル信頼性が優れているといえる。
(8) Evaluation of temperature cycle resistance reliability 38 FCBGA type semiconductor devices prepared in the above (4) were prepared for each resin material, and a temperature cycle test was performed on these semiconductor devices. The temperature cycle test started from room temperature, cooled to −40 ° C., held at −40 ° C. for 15 minutes, then heated to 125 ° C. and held at 125 ° C. for 15 minutes as one cycle. The heating and cooling time was fixed at 15 minutes. When 1000 cycles of the temperature cycle test were conducted, a crack occurred at the joint (solder bump) between the semiconductor chip constituting the FCBGA type semiconductor device and the package substrate. The number of occurrences was used as an index of connection reliability. It can be said that the FCBGA type semiconductor device having a smaller number of defects is superior in temperature cycle reliability.

各実施例及び比較例に係る樹脂材料の組成並びに各評価結果を表3乃至表8に示す。例えば、表3に示すNo.1においては、反応型エラストマー(A)として、ポリアミドエラストマー(A1)を60質量%、エポキシ樹脂(B)として、エポキシ樹脂(B1)を23.86質量%、エポキシ樹脂用硬化剤(C)として、エポキシ樹脂用硬化剤(D1)を16.14質量%含有した樹脂材料に、硬化促進触媒としてイミダゾール類を0.05質量%添加してなる混合物を、有機溶剤(シクロペンタノン78質量%とメチルエチルケトン(MEK)22質量%との混合溶剤)に溶解・分散させて、不揮発分(有機溶剤以外の上記成分の総量)が30質量%のワニス溶液を調整した。そして、このようにして得られたワニス溶液を用いて、上記(1)乃至(4)に示した各種評価用試料を作製し、上記(5)乃至(8)に示した評価方法により、各試料の性能を評価した。また、No.1以外の試料についても、表3乃至表8に示した配合の樹脂材料を用いたこと以外は、No.1と同様な方法により試料を作製し、評価した。   Tables 3 to 8 show the compositions of the resin materials and the evaluation results according to the examples and comparative examples. For example, as shown in Table 3. 1, the reactive elastomer (A) is a polyamide elastomer (A1) 60 mass%, an epoxy resin (B), an epoxy resin (B1) 23.86 mass%, and an epoxy resin curing agent (C). A mixture obtained by adding 0.05% by mass of an imidazole as a curing accelerating catalyst to a resin material containing 16.14% by mass of the epoxy resin curing agent (D1) is added to an organic solvent (78% by mass of cyclopentanone). It was dissolved and dispersed in 22% by mass of methyl ethyl ketone (MEK) to prepare a varnish solution having a nonvolatile content (total amount of the above components other than the organic solvent) of 30% by mass. Then, using the varnish solution thus obtained, various evaluation samples shown in the above (1) to (4) were prepared, and each evaluation method shown in the above (5) to (8) was used. Sample performance was evaluated. No. Samples other than 1 were also No. 1 except that the resin materials having the formulations shown in Tables 3 to 8 were used. A sample was prepared by the same method as in Example 1 and evaluated.

なお、各表において、「phr」とは「per hundred resin」の略であり、樹脂の質量を100とした場合の硬化促進触媒の質量割合(質量%)を表す。また、「接続信頼性」の欄は、上記(8)に示す温度サイクル試験を行い、夫々の試料について、38個のFCBGA型半導体装置のうち不良が発生した半導体装置の個数を示している。更に、表3乃至表8において、空欄となっている成分は、樹脂材料に含有されていない。   In each table, “phr” is an abbreviation of “per hundred resin” and represents the mass ratio (% by mass) of the curing accelerating catalyst when the mass of the resin is 100. Further, the “connection reliability” column shows the number of semiconductor devices in which defects occurred among the 38 FCBGA type semiconductor devices for each sample after the temperature cycle test shown in (8) above. Furthermore, in Tables 3 to 8, the blank components are not contained in the resin material.

Figure 2005311204
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表3乃至表8に示すNo.1乃至No.4、No.8及びNo.10乃至No.25は本発明の実施例であり、No.5乃至No.7、No.9及びNo.26は比較例である。実施例No.1乃至No.4、実施例No.8及び実施例No.10乃至No.25に係る樹脂材は、反応型エラストマー(A)及びエポキシ樹脂(B)を含有し、破断伸び量が50%以上であり、ヤング率が1Gpa以下であったため、屈曲性及び回路埋込性が優れていた。また、これらの樹脂材によりパッケージ基板の配線層を形成した半導体装置は、38個の半導体装置のうち、前述の温度サイクル試験後に不良が発生した半導体装置が2個以下であり、接続信頼性が優れていた。なお、前述の温度サイクル試験は実際の使用条件よりもかなり厳しい条件に設定されているため、この試験において38個中2個の不良品が発生しても、実際の使用に際しては問題がない。   No. shown in Tables 3 to 8 1 to No. 4, no. 8 and no. 10 to No. No. 25 is an example of the present invention. 5 to No. 7, no. 9 and no. 26 is a comparative example. Example No. 1 to No. 4, Example No. 8 and Example No. 10 to No. The resin material according to No. 25 contains the reactive elastomer (A) and the epoxy resin (B), the elongation at break is 50% or more, and the Young's modulus is 1 Gpa or less. It was excellent. In addition, the semiconductor device in which the wiring layer of the package substrate is formed of these resin materials has no more than two semiconductor devices in which defects occur after the above-described temperature cycle test among the 38 semiconductor devices, and the connection reliability is high. It was excellent. The temperature cycle test described above is set to a condition that is considerably stricter than the actual use conditions. Therefore, even if 2 out of 38 defective products occur in this test, there is no problem in actual use.

これに対して、比較例No.5乃至No.7、比較例No.9及び比較例No.26に係る樹脂材は、破断伸び量が50%未満であったため、屈曲性及び半導体装置の接続信頼性のうち、少なくとも一方が劣っていた。特に、比較例No.26に係る半導体装置は、配線層が室温でのヤング率が1.70GPaの樹脂材により形成されていたため、前述の温度サイクル試験の結果、38個中10個の半導体装置に不良が発生し、接続信頼性が他の比較例よりも劣っていた。   In contrast, Comparative Example No. 5 to No. 7, Comparative Example No. 9 and Comparative Example No. The resin material according to No. 26 had an elongation at break of less than 50%, so that at least one of flexibility and connection reliability of the semiconductor device was inferior. In particular, Comparative Example No. In the semiconductor device according to No. 26, since the wiring layer was formed of a resin material having a Young's modulus of 1.70 GPa at room temperature, as a result of the above-described temperature cycle test, 10 out of 38 semiconductor devices were defective. Connection reliability was inferior to other comparative examples.

また、実施例No.1乃至No.2、実施例No.8、実施例No.10乃至17、実施例No.20及び実施例No.23は、回路埋込性が特に優れていた。表7に示す実施例No.18と実施例No.20とを比較すれば明らかなように、反応型エラストマー(A)として、ポリアミドエラストマーA1を使用した場合(実施例No.18)よりも、より分子量が低いポリアミドエラストマーA2を使用した場合(実施例No.20)の方が、回路埋込性が優れていた。   In addition, Example No. 1 to No. 2, Example No. 8, Example No. 10 to 17, Example No. 20 and Example No. No. 23 was particularly excellent in circuit embedding. Example No. shown in Table 7 18 and Example No. As is clear from comparison with No. 20, when the polyamide elastomer A2 having a lower molecular weight is used as the reactive elastomer (A) than when the polyamide elastomer A1 is used (Example No. 18) (Example) No. 20) was superior in circuit embedding.

試験例2Test example 2

次に、試験例2について説明する。本試験例2においては、パッケージ基板の材料として市販の樹脂材料を使用して、前述の試験例1と同様な方法により、半導体装置を作製し、温度サイクル試験を行った。その結果を表9に示す。   Next, Test Example 2 will be described. In Test Example 2, a commercially available resin material was used as the material for the package substrate, and a semiconductor device was manufactured by the same method as in Test Example 1 described above, and a temperature cycle test was performed. The results are shown in Table 9.

Figure 2005311204
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表9に示すように、比較例No.31及びNo.32は、前述の試験例1に示す本発明の実施例と比較して、接続信頼性が著しく劣っていた。   As shown in Table 9, Comparative Example No. 31 and no. Compared with the Example of this invention shown in the above-mentioned Test Example 1, No. 32 was remarkably inferior in connection reliability.

本発明は、半導体装置の絶縁層に使用される樹脂材に適用することができ、特に、FCBGA等の配線基板上に半導体チップが直接搭載された半導体装置の配線基板を形成する樹脂材に好適に使用することができる。   The present invention can be applied to a resin material used for an insulating layer of a semiconductor device, and particularly suitable for a resin material for forming a wiring board of a semiconductor device in which a semiconductor chip is directly mounted on a wiring board such as FCBGA. Can be used for

本発明の第9の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor device which concerns on the 9th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1;半導体装置
2;パッケージ基板
3;配線
4;ビア
5;搭載パッド
6;ボールパッド
7;ハンダバンプ
8;BGAボール
9;半導体チップ
10;アンダーフィル樹脂
11;スティフナ
12;リッド
13、14、15;接着剤層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1; Semiconductor device 2; Package board 3; Wiring 4; Via 5; Mount pad 6; Ball pad 7; Solder bump 8; BGA ball 9; Adhesive layer

Claims (20)

半導体装置の絶縁層を形成する樹脂材において、エポキシ樹脂と、エポキシ樹脂と反応可能な反応型エラストマーと、を含有し、破断伸び量が50%以上であり、10乃至30℃の温度範囲におけるヤング率が1GPa以下であることを特徴とする樹脂材。 A resin material for forming an insulating layer of a semiconductor device contains an epoxy resin and a reactive elastomer capable of reacting with the epoxy resin, has an elongation at break of 50% or more, and is a Young in a temperature range of 10 to 30 ° C. A resin material having a rate of 1 GPa or less. エポキシ樹脂用硬化剤を含有し、前記エポキシ樹脂用硬化剤がフェノールノボラック樹脂よりも官能基間の距離が長い樹脂を含有し、前記反応型エラストマーの含有量をA、前記エポキシ樹脂の含有量をB、前記エポキシ樹脂用硬化剤の含有量をCとするとき、(A×100)/(A+B+C)の値が60質量%以上100質量%未満であることを特徴とする請求項1に記載の樹脂材。 It contains a curing agent for epoxy resin, the curing agent for epoxy resin contains a resin having a longer distance between functional groups than phenol novolac resin, the content of the reactive elastomer is A, and the content of the epoxy resin is The value of (A × 100) / (A + B + C) is 60% by mass or more and less than 100% by mass, where B and the content of the epoxy resin curing agent are C. 2. Resin material. 前記フェノールノボラック樹脂よりも官能基間の距離が長い樹脂がエチレンオキサイド化合物であることを特徴とする請求項2に記載の樹脂材。 The resin material according to claim 2, wherein the resin having a longer distance between functional groups than the phenol novolac resin is an ethylene oxide compound. 前記エポキシ樹脂がフェノールノボラック樹脂よりも官能基間の距離が長いエポキシ樹脂を含有し、前記反応型エラストマーの含有量をA、前記エポキシ樹脂の含有量をBとするとき、(A×100)/(A+B)の値が60質量%以上100質量%未満であることを特徴とする請求項1に記載の樹脂材。 When the epoxy resin contains an epoxy resin having a longer distance between functional groups than the phenol novolak resin, the content of the reactive elastomer is A, and the content of the epoxy resin is B, (A × 100) / The resin material according to claim 1, wherein the value of (A + B) is 60% by mass or more and less than 100% by mass. エポキシ樹脂用硬化剤を含有し、前記エポキシ樹脂がフェノールノボラック樹脂よりも官能基間の距離が長いエポキシ樹脂を含有し、前記反応型エラストマーの含有量をA、前記エポキシ樹脂の含有量をB、前記エポキシ樹脂用硬化剤の含有量をCとするとき、(A×100)/(A+B+C)の値が60質量%以上100質量%未満であることを特徴とする請求項1に記載の樹脂材。 It contains a curing agent for epoxy resin, the epoxy resin contains an epoxy resin having a longer distance between functional groups than the phenol novolac resin, the content of the reactive elastomer is A, the content of the epoxy resin is B, 2. The resin material according to claim 1, wherein when the content of the curing agent for epoxy resin is C, the value of (A × 100) / (A + B + C) is 60% by mass or more and less than 100% by mass. . 前記フェノールノボラック樹脂よりも官能基間の距離が長いエポキシ樹脂がエチレンオキサイド化合物のエポキシ化物であることを特徴とする請求項4又は5に記載の樹脂材。 6. The resin material according to claim 4, wherein the epoxy resin having a longer distance between functional groups than the phenol novolac resin is an epoxidized product of an ethylene oxide compound. エポキシ樹脂用硬化剤を含有し、前記エポキシ樹脂がエチレンオキサイド化合物のエポキシ化物を含有し、前記エポキシ樹脂用硬化剤がエチレンオキサイド化合物を含有し、前記反応型エラストマーの含有量をA、前記エポキシ樹脂の含有量をB、前記エポキシ樹脂用硬化剤の含有量をCとするとき、(A×100)/(A+B+C)の値が60質量%以上100質量%未満であることを特徴とする請求項1に記載の樹脂材。 It contains a curing agent for epoxy resin, the epoxy resin contains an epoxidized product of an ethylene oxide compound, the curing agent for epoxy resin contains an ethylene oxide compound, the content of the reactive elastomer is A, and the epoxy resin The value of (A × 100) / (A + B + C) is 60% by mass or more and less than 100% by mass, where B is the content of C and the content of the curing agent for epoxy resin is C. 1. The resin material according to 1. 前記反応型エラストマーの含有量をA、前記エポキシ樹脂の含有量をBとするとき、(A×100)/(A+B)の値が70質量%以上100質量%未満であることを特徴とする請求項1に記載の樹脂材。 When the content of the reactive elastomer is A and the content of the epoxy resin is B, the value of (A × 100) / (A + B) is 70% by mass or more and less than 100% by mass. Item 4. The resin material according to Item 1. エポキシ樹脂用硬化剤を含有し、前記反応型エラストマーの含有量をA、前記エポキシ樹脂の含有量をB、前記エポキシ樹脂用硬化剤の含有量をCとするとき、(A×100)/(A+B+C)の値が70質量%以上100質量%未満であることを特徴とする請求項1に記載の樹脂材。 When the content of the reactive elastomer is A, the content of the epoxy resin is B, and the content of the curing agent for the epoxy resin is C, it contains (A × 100) / ( The resin material according to claim 1, wherein the value of (A + B + C) is 70% by mass or more and less than 100% by mass. 前記反応型エラストマーがフェノール性水酸基含有ポリアミド−ポリブタジエン−アクリロニトリル共重合体であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の樹脂材。 The resin material according to any one of claims 1 to 9, wherein the reactive elastomer is a phenolic hydroxyl group-containing polyamide-polybutadiene-acrylonitrile copolymer. 溶剤に請求項1乃至10のいずれか1項に記載の樹脂材を溶解又は分散させたものであることを特徴とするワニス溶液。 A varnish solution, wherein the resin material according to any one of claims 1 to 10 is dissolved or dispersed in a solvent. 請求項11に記載のワニス溶液を加熱したものであることを特徴とするBステージ材。 A B stage material obtained by heating the varnish solution according to claim 11. 金属又は合金からなる箔上に被着されていることを特徴とする請求項12に記載のBステージ材。 The B stage material according to claim 12, wherein the B stage material is applied on a foil made of a metal or an alloy. 金属又は合金からなる箔と、この箔上に設けられた樹脂層と、を有し、前記樹脂層が請求項1乃至10のいずれか1項に記載の樹脂材により形成されていることを特徴とする積層体。 It has the foil which consists of a metal or an alloy, and the resin layer provided on this foil, The said resin layer is formed with the resin material of any one of Claims 1 thru | or 10. Laminated body. 前記樹脂層上に形成された他の樹脂層を有することを特徴とする請求項14に記載の積層体。 It has another resin layer formed on the said resin layer, The laminated body of Claim 14 characterized by the above-mentioned. 前記樹脂層上に形成された他の金属又は合金からなる箔を有することを特徴とする請求項14に記載の積層体。 It has the foil which consists of another metal or alloy formed on the said resin layer, The laminated body of Claim 14 characterized by the above-mentioned. 1又は複数の配線層を有し、この配線層が、配線と、この配線を埋め込む請求項1乃至10のいずれか1項に記載の樹脂材と、を有することを特徴とする配線基板。 A wiring board comprising one or a plurality of wiring layers, wherein the wiring layer includes a wiring and the resin material according to any one of claims 1 to 10. 絶縁材料からなり前記配線を覆うカバー層を有することを特徴とする請求項17に記載の配線基板。 The wiring board according to claim 17, further comprising a cover layer made of an insulating material and covering the wiring. 請求項1乃至10のいずれか1項に記載の樹脂材により形成された絶縁層を有することを特徴とする半導体装置。 A semiconductor device comprising an insulating layer formed of the resin material according to claim 1. 配線基板と、この配線基板に搭載された半導体チップと、を有し、前記絶縁層が前記配線基板中に設けられていることを特徴とする請求項19に記載の半導体装置。 20. The semiconductor device according to claim 19, further comprising a wiring board and a semiconductor chip mounted on the wiring board, wherein the insulating layer is provided in the wiring board.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012082404A (en) * 2010-09-15 2012-04-26 Asahi Kasei E-Materials Corp Phenolic resin composition, and method for manufacturing cured relief pattern and semiconductor
JP2012509961A (en) * 2008-11-21 2012-04-26 ヘンケル コーポレイション Phase separation curable composition

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