JP2007305963A - 応力緩和層付半導体素子搭載用基板並びにその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】弾性率が3GPa以下で,伸び率が5%以上の厚さ0.5〜40μmの応力緩和層を銅箔とプリプレグの間に有する応力緩和層付半導体素子搭載用基板であって、応力緩和層が(A)エポキシ樹脂,(B)高分子成分,(C)エポキシ樹脂硬化剤,及び(D)硬化促進剤を含む樹脂組成物からなる応力緩和層付半導体素子搭載用基板。
【選択図】図1
Description
1.弾性率が3GPa以下で,伸び率が5%以上の厚さ0.5〜40μmの応力緩和層を金属箔とプリプレグの間に有する応力緩和層付半導体素子搭載用基板であって、応力緩和層が(A)エポキシ樹脂,(B)高分子成分,(C)エポキシ樹脂硬化剤及び(D)硬化促進剤を含む樹脂組成物からなることを特徴とする応力緩和層付半導体素子搭載用基板。
2.(A)成分がアラルキルノボラック型エポキシ樹脂からなるか,またはアラルキルノボラック型エポキシ樹脂を含むことを特徴とする項1に記載の応力緩和層付半導体素子搭載用基板。
3.(A)成分がビフェニル構造を有することを特徴とする項1または2に記載の応力緩和層付半導体素子搭載用基板。
4.(B)成分が架橋ゴム粒子であることを特徴とする項1〜3のいずれかに記載の応力緩和層付半導体素子搭載用基板。
5.(B)成分が、アクリロニトリルブタジエンゴム,カルボン酸変性アクリロニトリルブタジエンゴム,カルボン酸変性アクリロニトリルブタジエンゴム粒子及びブタジエンゴム−アクリル樹脂のコアシェル粒子から選択される少なくとも一種からなることを特徴とする項1〜3のいずれかに記載の応力緩和層付半導体素子搭載用基板。
6.(B)成分が、ポリビニルアセタール樹脂及びカルボン酸変性ポリビニルアセタール樹脂から選択される少なくとも一種からなることを特徴とする項1〜3のいずれかに記載の応力緩和層付半導体素子搭載用基板。
7.樹脂組成物において、(A)成分100重量部に対し、(B)成分が0.5〜25重量部である項1〜6のいずれかに記載の応力緩和層付半導体素子搭載用基板。
8.(C)成分が、アラルキルノボラック型フェノール樹脂またはアラルキルノボラック型フェノール樹脂を含むことを特徴とする項1〜7のいずれかに記載の応力緩和層付半導体素子搭載用基板。
9.項1〜8のいずれかに記載の応力緩和層付半導体素子搭載用基板の製造方法であって、応力緩和層を金属箔上に塗布乾燥して,もしくはキャリアフィルム上に形成した応力緩和層を金属箔上にラミネートして得られた応力緩和層付金属箔を,プリプレグと重ね加熱加圧により一体化させること,もしくは応力緩和層をプリプレグ上に塗布乾燥して,もしくはキャリアフィルム上に形成した応力緩和層をプリプレグ上にラミネートして得られた応力緩和層付プリプレグを,金属箔と重ね加熱加圧により一体化させることを特徴とした応力緩和層付半導体素子搭載用基板の製造方法。
このようなアラルキル型のエポキシ樹脂を用いると,架橋点間分子量が大きくなり,耐クラック性や伸び率が向上するため好ましい。
また、アラルキルノボラック型フェノール樹脂としては、例えば、式(2)〜(4)のものが挙げられる。
このようなアラルキル型のフェノール樹脂を用いると,架橋点間分子量が大きくなり,耐クラック性や伸び率が向上するため好ましい。
フェノール性水酸基を有するアラルキル型樹脂の市販品の例としては,三井化学株式会社製XLC-3L,明和化成株式会社製HEM-7851,新日鉄化学株式会社製SN-170,SN-480などが挙げられる。
(C)成分の配合量は、(A)成分の100量部に対して20〜100量部が好ましい。この範囲外ではエポキシ樹脂又はエポキシ硬化剤が過剰となり樹脂の耐熱性が低下する場合がある。
下記の組成よりなる樹脂組成物Aを作成した。
・ビフェニル構造を有するノボラック型エポキシ樹脂,NC3000S−H(日本化薬株式会社製):65重量部
・カルボン酸変性アクリロニトリルブタジエンゴム粒子,XER−91SE−15(JSR株式会社製):5重量部
・カルボン酸変性ポリビニルアセタール樹脂,KS−23Z(積水化学工業株式会社製):5重量部
・トリアジン環含有クレゾールノボラック型フェノール樹脂,フェノライトEXB−9829(窒素含有量18%,水酸基当量151,大日本インキ化学工業株式会社製):20重量部
・アミン化合物,1,8−ジアザビシクロウンデセン,DBU(関東化学株式会社製):0.3重量部
・溶剤,メチルエチルケトン:150重量部
(応力緩和層付金属箔A)
電解銅箔(F3−WS−18,古河サーキットフォイル株式会社製,18μm厚)のシランカップリング剤処理された被接着面に樹脂組成物Aを塗工して応力緩和層とした。塗工後は残溶剤が5%以下になるように160℃で10分程度の乾燥を行った。乾燥後の応力緩和層の厚みは3.0μmであった。また,弾性率並びに伸び率測定用の試験片として,応力緩和層の厚さを3.0μmのかわりに50μmとする応力緩和層付金属箔Aも作製した。
実施例1において,応力緩和層付金属箔Aを作製する際,応力緩和層の厚みが8μmの厚みになるよう樹脂組成物Aを塗布したこと以外は実施例1と同様に銅張積層板及び樹脂フィルムを作製した。
樹脂組成物を,ビフェニル構造を有するノボラック型エポキシ樹脂(NC3000S−H)の配合量を80重量部,カルボン酸変性アクリロニトリルブタジエンゴム粒子(XER−91SE−15)の配合量を2重量部,カルボン酸変性ポリビニルアセタール樹脂(KS−23Z)の配合量を5重量部,トリアジン環含有クレゾールノボラック型フェノール樹脂(フェノライトEXB−9829)の配合量を13重量部、1,8−ジアザビシクロウンデセン(DBU)の配合量を0.3重量部、メチルエチルケトンの配合量を150重量部とした以外は、実施例1と同様に銅張積層板及び樹脂フィルムを作製した。
実施例1において,カルボン酸変性アクリロニトリルブタジエンゴム粒子XER−91SE−15 5重量部の代わりに,ブタジエンゴム−アクリル樹脂のコアシェル粒子,EXL−2655(呉羽化学工業株式会社)5重量部を用いた以外は、実施例1と同様にして銅張積層板及び樹脂フィルムを作製した。
実施例1において,トリアジン環含有クレゾールノボラック型フェノール樹脂フェノライトEXB−9829 20重量部の代わりに,フェノールノボラック樹脂,HP−850N(日立化成工業株式会社)15重量部を用いた以外は、実施例1と同様に銅張積層板及び樹脂フィルムを作製した。
実施例1において,ビフェニル構造を有するノボラック型エポキシ樹脂(NC3000S−H)の配合量を65量部から55重量部に変更し,トリアジン環含有クレゾールノボラック型フェノール樹脂(フェノライトEXB−9829)の配合量を20量部から15重量部に変更し,さらにフェノール性水酸基含有リン化合物,HCA−HQ(三光株式会社製)15重量部を加えた以外は実施例1と同様の組成とし、銅張積層板及び樹脂フィルムを作製した。
(実施例7)
実施例1において,トリアジン環含有クレゾールノボラック型フェノール樹脂20重量部の代わりに,アラルキルノボラック型フェノール樹脂,HEM−7851(明和化成株式会社)40重量部を用いた。その他は,実施例1と同様にして行った。
(実施例8)
実施例1において,ビフェニル構造を有するノボラック型エポキシ樹脂65重量部の代わりに,フェノールノボラック型エポキシ樹脂(N−770,大日本インキ化学工業製)の配合量を40重量部,トリアジン環含有クレゾールノボラック型フェノール樹脂20重量部の代わりに,アラルキルノボラック型フェノール樹脂,HEM−7851(明和化成株式会社)35重量部を用いた。その他は,実施例1と同様にして行った。
(実施例9)
実施例1において,カルボン酸変性アクリロニトリルブタジエンゴム粒子,を除いた以外,同様にした。
(実施例10)
実施例1において,カルボン酸変性ポリビニルアセタール樹脂を除いた以外,同様にした。
実施例1において,応力緩和層付金属箔Aを積層する代わりに電解銅箔(F3−WS−18)を積層したこと以外は実施例1と同様に銅張積層板を作製した。比較例1の金属箔は応力緩和層を有しないので、樹脂フィルムについては作製できなかった。
フェノールノボラック型エポキシ樹脂(N−770,大日本インキ化学工業製)の配合量を60重量部,クレゾールノボラック型フェノール樹脂(KA−1165,大日本インキ化学工業製)の配合量を40重量部,DBUを0.3重量部,メチルエチルケトン150重量部からなる樹脂組成物を用いた以外は,実施例1と同様に銅張積層板及び樹脂フィルムを作製した。
フェノールノボラック型エポキシ樹脂(N−770,大日本インキ化学工業製)の配合量を60重量部,クレゾールノボラック型フェノール樹脂(KA−1165,大日本インキ化学工業製)の配合量を40重量部,末端カルボン酸ブタジエンアクリロニトリルゴム(JSR株式会社製)10重量部,DBUを0.3重量部,メチルエチルケトン150重量部からなる樹脂組成物を用いた以外は、実施例1と同様に銅張積層板及び樹脂フィルムを作製した。
(比較例4)
実施例1において,カルボン酸変性アクリロニトリルブタジエンゴム粒子,並びにカルボン酸変性ポリビニルアセタール樹脂を除いた以外,同様にした。
(比較例5)
実施例7において,カルボン酸変性アクリロニトリルブタジエンゴム粒子,並びにカルボン酸変性ポリビニルアセタール樹脂を除いた以外,同様にした。
(比較例6)
実施例8において,カルボン酸変性アクリロニトリルブタジエンゴム粒子,並びにカルボン酸変性ポリビニルアセタール樹脂を除いた以外,同様にした。
実施例1〜10,比較例2〜6の厚さ100μmの樹脂フィルムを用いて引張り試験を行い,弾性率と伸び率を測定した。測定は,島津製作所(株)製オートグラフAC−100型を用い,引き剥がし速度5mm/min,試験幅10mm,チャック間距離60mmで行った。
実施例1〜10,比較例1〜6の応力緩和層の厚さが3μ又は8μである銅張積層板の導体引き剥がし強さを測定した。引き剥がしは垂直引き剥がし強さを測定した。測定は常に20℃で行った。測定は,島津製作所(株)製オートグラフAC−100型を用い,引き剥がし速度50mm/min,試験幅5mmで行った。
実施例1〜10,比較例1〜6の銅張積層板の吸湿耐熱試験を行った。基板の試験は各サンプルを121℃,湿度100%,2気圧の条件で2時間処理し,その後260℃のはんだ浴に20秒浸漬して,基板に膨れ等が発生しないかどうかの確認を行った。試験には平山製作所製飽和型PCT装置PC−242を用いた。
実施例1〜10,比較例1〜6の銅張積層板に回路加工,ソルダーレジストを形成した後、以下の表1に示した工程によりはんだボール接続用端子を形成した。
SA−100(日立化成工業株式会社製、商品名)
NIPS−100(日立化成工業株式会社製、商品名)
トップケミアロイ66(奥野薬品工業株式会社製、商品名)
パレット(小島化学薬品株式会社製、商品名)
HGS−100(日立化成工業株式会社製、商品名)
HGS−2000(日立化成工業株式会社製、商品名)
試験結果を表2に示す。実施例1〜10によると、導体引き剥がし強さ、吸湿耐熱試験、ボールシェア試験(接続信頼性)のいずれにおいても優れていた。一方、比較例1〜6によると、導体引き剥がし強さ,吸湿耐熱試験又はボールシェア試験のいずれかが劣っていた。
2:応力緩和層
3:プリプレグ
4:ソルダーレジスト
5:はんだボール
6:シェア試験機先端
10:パッド(銅,表面ニッケル−金めっき)
Claims (9)
- 弾性率が3GPa以下で,伸び率が5%以上の厚さ0.5〜40μmの応力緩和層を金属箔とプリプレグの間に有する応力緩和層付半導体素子搭載用基板であって、応力緩和層が(A)エポキシ樹脂,(B)高分子成分,(C)エポキシ樹脂硬化剤及び(D)硬化促進剤を含む樹脂組成物からなることを特徴とする応力緩和層付半導体素子搭載用基板。
- (A)成分がアラルキルノボラック型エポキシ樹脂からなるか,またはアラルキルノボラック型エポキシ樹脂を含むことを特徴とする請求項1に記載の応力緩和層付半導体素子搭載用基板。
- (A)成分がビフェニル構造を有することを特徴とする請求項1または2に記載の応力緩和層付半導体素子搭載用基板。
- (B)成分が架橋ゴム粒子であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の応力緩和層付半導体素子搭載用基板。
- (B)成分が、アクリロニトリルブタジエンゴム,カルボン酸変性アクリロニトリルブタジエンゴム,カルボン酸変性アクリロニトリルブタジエンゴム粒子及びブタジエンゴム−アクリル樹脂のコアシェル粒子から選択される少なくとも一種からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の応力緩和層付半導体素子搭載用基板。
- (B)成分が、ポリビニルアセタール樹脂及びカルボン酸変性ポリビニルアセタール樹脂から選択される少なくとも一種からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の応力緩和層付半導体素子搭載用基板。
- 樹脂組成物において、(A)成分100重量部に対し、(B)成分が0.5〜25重量部である請求項1〜6のいずれかに記載の応力緩和層付半導体素子搭載用基板。
- (C)成分が、アラルキルノボラック型フェノール樹脂またはアラルキルノボラック型フェノール樹脂を含むことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の応力緩和層付半導体素子搭載用基板。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の応力緩和層付半導体素子搭載用基板の製造方法であって、応力緩和層を金属箔上に塗布乾燥して,もしくはキャリアフィルム上に形成した応力緩和層を金属箔上にラミネートして得られた応力緩和層付金属箔を,プリプレグと重ね加熱加圧により一体化させること,もしくは応力緩和層をプリプレグ上に塗布乾燥して,もしくはキャリアフィルム上に形成した応力緩和層をプリプレグ上にラミネートして得られた応力緩和層付プリプレグを,金属箔と重ね加熱加圧により一体化させることを特徴とした応力緩和層付半導体素子搭載用基板の製造方法。
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