JP2008221624A - 積層板、積層板の製造方法、および半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、任意の色にムラなく均一に着色可能で外観が優れ、微細回路形成に適し、ワイヤボンディング検査時の認識性が良好であり、更に生産性の高いロールトゥロールでの連続生産方式に適し、高耐熱、低熱膨張率で、表面平滑性に優れた積層板を提供することにある。
【解決手段】 着色剤を含む樹脂層と基材層とを有する積層板であって、前記着色剤は、ソルベントカラー、カーボンブラック、フタロシアニン、アジン化合物、アントラキノン、アゾ化合物及び複合金属酸化物からなる群より選ばれる１種以上を含む積層版。
【選択図】図１

Description

本発明は、積層板、積層板の製造方法、および半導体装置に関するものである。

近年、プリント配線板は、小型化、薄型化、高機能化の要求が強くなる反面、価格競争が激しく、特にプリント配線板に用いられる、多層積層板やガラス布基材エポキシ樹脂積層板、あるいはガラス不織布を中間層基材としガラス織布を表面層基材とした積層板は、いずれも価格の低減が大きな課題となっている。一方、半導体の分野においては高密度実装技術の進歩に伴い、従来の面実装からエリア実装へ移行しつつあり、ＢＧＡやＣＳＰなどの新しいパッケージの形態が増加してきている。そのため、従来にもまして半導体パッケージ用基板が注目されており、高耐熱で且つ低熱膨張の要求が高まってきている。

また、半導体パッケージ用途等に用いられる積層板は、顔料、染料等で着色するものが一般的となっている。理由としては、半導体素子と基板を接続するワイヤボンディングの検査時に接続部の認識性を上げること、ソルダーレジストの両面同時露光を行った場合に、紫外線が反対面のレジストインクまで露光するのを防止すること、外観上の美観を得ることなどが挙げられる。

従来、プリント配線板に用いられる多層積層板やガラス布基材エポキシ樹脂積層板、あるいはガラス不織布を中間層基材としガラス織布を表面層基材とした積層板を積層成形する場合には、熱盤間に金属箔、プリプレグ、内層用プリント配線板、鏡面板等を何枚も重ねて加熱加圧成形する多段型のバッチプレスが一般的である（例えば、非特許文献１参照）。積層板を着色する方法として、染料や顔料を含有した熱硬化性樹脂組成物のワニスを含浸したプリプレグを用いて積層板を作製する方法が発明された（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３）。これらの方法では、プリプレグの作製時にガラス織布、有機織布等を基材として用いた際に、織布の織り目により、織布の厚い部分は樹脂組成物の厚みが薄く、織布の薄い部分は樹脂組成物の厚みが厚くなるため、作製した積層板の表面に色の濃淡ムラが生じるという外観上の問題を有しており、改善が望まれていた。

一方、近年のプリント配線板の小型化、薄型化要求へ対応し、かつ価格低減を行うため、積層板をロールトゥロールで連続的に成形する方式が検討されている。連続的に生産する方式としては、連続ベルトプレスを用いる方法（例えば、特許文献４、非特許文献１参照）や、真空下でラミネートロールを用いる方法（例えば、特許文献５参照）により、プリプレグと金属箔を連続的に貼り合せる方法などが開発されている。これらの方式は、連続生産により、生産効率が向上するだけでなく、低圧で成形することにより、歪が小さく、反りや寸法変化が小さいという利点もある。ラミネートロールを用いた生産方式は、特に低圧で成形できるため、反りや寸法変化が小さくなるので、より好ましい。しかし、これらの連続生産する方式の場合、低圧、短時間で加圧されるため、従来の多段型バッチプレスと比較して、プリプレグに使用されるガラス織布、有機織布等に由来する凹凸が十分に低減されずに、積層板の表面凹凸が大きくなるという課題がある。近年、回路の微細化が進んでおり、表面平滑性の改善が望まれていた。

２００１−１２３０６９号公報 特開２００１−３６２４３号公報 特開２０００−７２９６９号公報 特公平３−４４５７４号公報（２−３頁、第２図） 特開２００５−２５４６８０号公報 本田進、青木正光編集「高密度プリント配線板実装技術」（株）リアライズ社出版、１９９１年９月２０日発行、６６−７２頁

本発明の目的は、任意の色にムラなく均一に着色可能で外観が優れ、微細回路形成に適し、ワイヤボンディング検査時の認識性が良好であり、更に生産性の高いロールトゥロールでの連続生産方式に適し、高耐熱、低熱膨張率で、表面平滑性に優れた積層板を提供することにある。

このような目的は、下記［１］〜［１５］に記載の本発明により達成される。
［１］着色剤を含む樹脂層と基材層を有することを特徴とする積層板。
［２］前記着色剤を含む樹脂層の着色剤は、ソルベントカラー、カーボンブラック、 フタロシアニン、アジン化合物、アントラキノン、アゾ化合物及び、複合金属 酸化物からなる群より選ばれる１種以上を含むものである［１］項記載の積層 板。
［３］ 前記複合金属酸化物は、銅、クロム、マンガン、コバルト及び、鉄からなる 群より選ばれる１種以上の金属を含むものである［２］項に記載の積層板。
［４］ 前記着色剤を含む樹脂層、基材層の少なくとも１層は無機充填材を含むもの である［１］〜［３］項のいずれかに記載の積層板。
［５］ 前記無機充填材は、シリカ、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム及び 、タルクからなる群より選ばれる１種類以上のものである無機充填材を含む［ ４］項記載の積層板。
［６］ 前記着色剤を含む樹脂層、基材層のうち少なくとも１層は、熱硬化性樹脂を 成分として含むものである［１］〜［５］項のいずれかに記載の積層板。
［７］ 前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂を成分として含むものである［６］項記 載の積層板。
［８］ 前記エポキシ樹脂は、ビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂を含む［７］項 記載の積層板。
［９］ 前記熱硬化性樹脂は、シアネート樹脂を成分として含むものである請求項［ ６］〜［８］項のいずれかに記載の積層板。
［１０］ 前記シアネート樹脂は、ノボラック型シアネート樹脂を含む［９］項記載 の積層板。
［１１］ 前記基材層は、熱硬化性樹脂組成物とシート状繊維基材とから構成される プリプレグＡを硬化してなるものである［１］〜［１０］項のいずれかに記載 の積層板。
［１２］ 前記プリプレグＡを、金属箔またはキャリアフィルムに樹脂組成物を塗布 して作製された支持層付き樹脂層Ｂ、支持層付き樹脂層Ｃとで挟み込んだ状態 で連続的に加熱加圧して［１１］項の積層板を作製することを特徴とする積層 板の製造方法。
［１３］ 減圧下にて、前記プリプレグＡと前記支持層付き樹脂層Ｂと前記支持層付 き樹脂層Ｃとを表面が弾性材料で構成されたラミネートロールで連続的に加熱 加圧してなる［１２］項記載の積層板の製造方法。
［１４］ ［１］〜［１３］項のいずれかに記載の積層板を使用して作製される半導 体パッケージ用基板。
［１５］ ［１４］項に記載の半導体パッケージ用基板を使用して作製される半導体 装置。

本発明の積層板は、着色剤を含む樹脂層が設けられているため、均一に着色された外観を得ることが出来る。更に、樹脂層を積層することで、ロールトゥロールで、ラミネートすることにより低圧で成形した場合でもプリプレグ起因の表面凹凸を埋め込むことが出来るため、表面平滑性に優れ、微細配線形成に適した積層板を作製することが出来る。

本発明の積層板は、図１に示すように、着色剤を含む樹脂層２と、基材層１とを積層したものであるが、積層板の外側に金属箔などを重ねて積層しても構わない。例えば、図２のような一般的にプリント配線板用途に用いられる、銅箔３を有する銅張積層板等の金属箔張積層板も、本発明の範囲に含まれる。また、積層板の外側に積層板の保護等のため樹脂フィルム等を貼り合わせた形状でも構わない。

着色剤を含む樹脂層の厚みはそれぞれ、２〜１００μｍが好ましく、５〜５０μｍがより好ましい。樹脂層の厚みが２μｍより小さい場合は、プリプレグ起因の表面凹凸を十分に埋め込むことが出来ず、均一な着色とならない。また樹脂層の厚みが１００μｍより厚い場合は、作製した積層板において基材層の割合が少なくなり、熱膨張率や剛性等の特性が劣るため好ましくない。

必要に応じて、複数の着色剤を含む樹脂層を設けても構わない。例えば、図３のように着色剤を含む樹脂層２を両面に設け、銅箔３を上下に積層すれば、両面板として好適に使用できる。着色剤を含む樹脂層を両面に設ける必要があるかは使用目的に応じて決められる。例えば、本発明の積層板を、半導体パッケージ用基板として用いる場合、基板の片面に半導体素子を実装するのが一般的であり、半導体素子が実装される側の樹脂層に着色材が含まれていれば、ワイヤボンディング検査時の認識性は確保出来るため、半導体素子が実装されない側には、着色剤は含まれていてもよいが、必ずしも必要ではない。一方、基板の両面に半導体素子の実装を行う場合は、両面に着色剤が含有されていることが必要となる。また、両側の樹脂層に異なる着色剤を使用しても構わない。

基材層に積層される樹脂層は、コスト面、生産性では、単層構成であることが好ましいが、必要に応じて、複数層となっても構わない。樹脂層が複数層構成である場合は、積層板を表面から見て着色出来ていればよいため、必ずしも全層に着色剤を含む必要はない。例えば、図４に示すように積層板作製時の最外層に着色剤を含む樹脂層２を設ける場合や、図５に示すように最外層に透明樹脂層５があり、その内層に着色剤を含む樹脂層２がある場合などがある。

基材層の両側に樹脂層を設けた場合、両側の樹脂層の熱膨張係数が異なる場合や、厚みが異なる場合は、作製した積層板に反りが生ずる原因となる。基材層の厚みが薄くなる程、剛性が低くなり、両側の樹脂層の相違により、反りが生じ易い。反りを抑制するためには、両側の樹脂層は出来る限り近い組成の樹脂組成物からなり、同じ厚みであり、同じプロセスで作製されるのが好ましいが、特に限定されるものではない。

基材層は、低熱膨張率かつ高耐熱であることが求められるため、ＦＲ−４、ＣＥＭ３等の積層板に広く適用されているように、熱硬化性樹脂組成物をシート状繊維基材に含浸したプリプレグＡを硬化させたものが好ましい。基材層には、1枚または複数枚のプリプレグＡを用いて作製される。１枚のプリプレグＡを用いた場合がコスト面では好ましいが、薄いプリプレグＡを複数枚用いた方が、レーザー加工性やドリル加工性、反りの抑制、表面平滑性等では好ましいので、目的に応じて複数のプリプレグＡを使用しても構わない。

本発明で用いる基材層は、シート状繊維基材を含む。シート状繊維基材は、特に限定されないが、例えば、ガラス織布、ガラス不織布等のガラス繊維基材、ポリアミド樹脂繊維、芳香族ポリアミド樹脂繊維、全芳香族ポリアミド樹脂繊維等のポリアミド系樹脂繊維、ポリエステル樹脂繊維、芳香族ポリエステル樹脂繊維、全芳香族ポリエステル樹脂繊維等のポリエステル系樹脂繊維、ポリイミド樹脂繊維、フッ素樹脂繊維等を主成分とする織布または不織布で構成される合成繊維基材、クラフト紙、コットンリンター紙、リンターとクラフトパルプの混抄紙等を主成分とする紙基材等の有機繊維基材等が挙げられる。これらの中でもガラス繊維基材が好ましい。これにより、プリプレグＡの強度を上げることができ、吸水率を下げることができる。また、プリプレグＡの熱膨張係数を小さくすることもできる。

本発明で用いる着色剤は、樹脂層を十分に着色出来るものであれば特に制限されない。着色剤の中でも、ソルベントカラー、カーボンブラック、フタロシアニン、アジン化合物、アントラキノン、アゾ化合物、複合金属酸化物のうち少なくとも１種を含むことが好ましく、また前記複合金属酸化物は、特に限定されないが、銅、クロム、マンガン、コバルト、鉄のうち１種以上の金属を含む複合金属であることが好ましい。前記着色剤は、絶縁性、絶縁信頼性の低下が少ないため、プリント配線板等に好適に使用できるのでより好ましい。また前記複合金属化合物の金属の組み合わせは、特に限定されないが、コバルト−鉄−クロム、銅−クロム−マンガン、銅−クロムなどが挙げられる。前記着色剤のうち１種を用いても、複数種を併用しても構わず、絶縁性や信頼性の低下が実用上使用できる範囲内にある限り、上記以外の着色剤を併用しても構わない。また、複数の着色材を含む樹脂層を設ける場合は、各層に使用する着色剤が異なる種類、異なる量であっても構わない。着色剤の含有量は、特に限定されないが０．１〜５重量部が好ましい。０．１重量部を下回ると、着色効果が不十分となり、５重量部を超えた場合は、増量による着色効果に差が見られないだけでなく、積層板の強度、絶縁性等、性能の低下が起こるので好ましくない。また、ワイヤボンディングの接続部の検査は、顕微鏡を用いて目視で実施する場合や、画像処理装置で実施する場合があるが、どちらにおいても、積層板が明色系の色の場合は、接続部の認識が難しくなるため、積層板を暗色系の色に着色するように着色剤を選択すると、認識性が向上するのでより好ましい。

着色剤を含む樹脂層、基材層のうち少なくとも１層が、シリカ、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、タルクのうち少なくとも１種の無機充填材を含むのが好ましい。これにより、積層板を薄膜化（厚さ０．５ｍｍ以下）しても強度に優れ、さらに、積層板の低熱膨張化や難燃性の向上が得られる。また、シリカ、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、タルク以外の無機充填材を必要に応じて使用しても構わない。例としては焼成クレー、未焼成クレー、マイカ、ガラス等のケイ酸塩、酸化チタン、アルミナ等の酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ハイドロタルサイト等の炭酸塩、水酸化カルシウム等の水酸化物、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム等の硫酸塩または亜硫酸塩、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化炭素等の窒化物、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム等のチタン酸塩等を挙げることができる。これらの中の１種類を単独で用いることもできるし、２種類以上を併用したりすることもできる。

前記無機充填材の平均粒子径は、特に限定されないが、０．０１〜５．０μｍが好ましく、特に０．１〜２．０μｍが好ましい。無機充填材の粒径が前記下限値未満であるとワニスの粘度が高くなるため、プリプレグＡ、基材層や着色剤を含む樹脂層の作製時の作業性に影響を与える場合がある。また、前記上限値を超えると、ワニス中で無機充填剤の沈降等の現象が起こる場合がある。
この平均粒子径は、例えば粒度分布計（ＨＯＲＩＢＡ製、ＬＡ−５００）により測定することができる。

また前記無機充填材は、特に限定されないが、平均粒子径が単分散の無機充填材を用いることもできるし、平均粒子径が多分散の無機充填材を用いることができる。さらに平均粒子径が単分散及び／または、多分散の無機充填材を１種類または２種類以上とを併用したりすることもできる。

前記無機充填材の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物全体の２０〜８０重量％が好ましく、特に３０〜７０重量％が好ましい。含有量が前記範囲内であると、特に低熱膨張化、低吸水化することができる。

本発明の着色剤を含む樹脂層と基材層とは、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物で構成されていることが好ましい。これにより、積層板の耐熱性を向上することが出来る。
前記熱硬化性樹脂としては、例えばフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、未変性のレゾールフェノール樹脂、桐油、アマニ油、クルミ油等で変性した油変性レゾールフェノール樹脂等のレゾール型フェノール樹脂等のフェノール樹脂、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、ビスフェノールＥ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＭ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＰ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＺ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、アリールアルキレン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、フェノキシ型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ノルボルネン型エポキシ樹脂、アダマンタン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂、ユリア（尿素）樹脂、メラミン樹脂等のトリアジン環を有する樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾオキサジン環を有する樹脂、シアネート樹脂等が挙げられる。
これらの中の１種類を単独で用いることもできるし、異なる重量平均分子量を有する２種類以上を併用したり、１種類または２種類以上と、それらのプレポリマーを併用したりすることもできる。

またこれらの中で、エポキシ樹脂は積層板用材料として広く用いられているように、高耐熱であり、絶縁性、絶縁信頼性に優れ、かつ低価格であるため好ましい。前記エポキシ樹脂としては、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Ｅ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＭ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＰ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＺ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、キシリレン型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂等のアリールアルキレン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、フェノキシ型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ノルボルネン型エポキシ樹脂、アダマンタン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの中の１種類を単独で用いることもできるし、異なる重量平均分子量を有する２種類以上を併用したり、１種類または２種類以上と、それらのプレポリマーを併用したりすることもできる。
これらエポキシ樹脂の中でも特にアリールアルキレン型エポキシ樹脂が好ましい。これにより、吸湿半田耐熱性および難燃性を向上させることができる。

前記アリールアルキレン型エポキシ樹脂とは、繰り返し単位中に一つ以上のアリールアルキレン基を有するエポキシ樹脂をいう。例えばキシリレン型エポキシ樹脂、ビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの中でもビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂が好ましい。ビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂は、例えば式（Ｉ）で示すことができる。

前記式（I）で示されるビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂の平均繰り返し単位ｎは、特に限定されないが、１〜１０が好ましく、特に２〜５が好ましい。平均繰り返し単位ｎが前記下限値未満であるとビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂は結晶化しやすくなり、汎用溶媒に対する溶解性が比較的低下するため、取り扱いが困難となる場合がある。また、平均繰り返し単位ｎが前記上限値を超えると樹脂の流動性が低下し、成形不良等の原因となる場合がある

また前記着色剤を含む樹脂層、または基材層は、シアネート樹脂（シアネート樹脂のプレポリマーを含む）が含むのが好ましい。これにより、積層板の熱膨張率を小さくすることができる。さらに、積層板の電気特性（低誘電率、低誘電正接）、機機械強度等にも優れる。

前記シアネート樹脂は、例えばハロゲン化シアン化合物とフェノール類とを反応させ、必要に応じて加熱等の方法でプレポリマー化することにより得ることができる。具体的には、ノボラック型シアネート樹脂、ビスフェノールＡ型シアネート樹脂、ビスフェノールＥ型シアネート樹脂、テトラメチルビスフェノールＦ型シアネート樹脂等のビスフェノール型シアネート樹脂等を挙げることができる。これらの中でもノボラック型シアネート樹脂が好ましい。これにより、架橋密度増加による耐熱性向上と、樹脂組成物等の難燃性を向上することができる。ノボラック型シアネート樹脂は、硬化反応後にトリアジン環を形成するからである。さらに、ノボラック型シアネート樹脂は、その構造上ベンゼン環の割合が高く、炭化しやすいためと考えられる。さらに、積層板を厚さ０．５ｍｍ以下にした場合であっても、作製した積層板に優れた剛性を付与することができる。特に加熱時における剛性に優れるので、半導体素子実装時の信頼性にも特に優れる。

前記ノボラック型シアネート樹脂としては、例えば式（ＩＩ）で示されるものを使用することができる。

前記式（II）で示されるノボラック型シアネート樹脂の平均繰り返し単位ｎは、特に限定されないが、１〜１０が好ましく、特に２〜７が好ましい。平均繰り返し単位ｎが前記下限値未満であるとノボラック型シアネート樹脂は耐熱性が低下し、加熱時に低量体が脱離、揮発する場合がある。また、平均繰り返し単位ｎが前記上限値を超えると溶融粘度が高くなりすぎ、プリプレグＡに用いた場合成形性が低下することがある。

前記シアネート樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、重量平均分子量５００〜４，５００が好ましく、特に６００〜３，０００が好ましい。重量平均分子量が前記下限値未満であるとプリプレグＡを作製した場合にタック性が生じ、プリプレグＡ同士が接触したとき互いに付着したり、樹脂の転写が生じたりする場合がある。また、重量平均分子量が前記上限値を超えると反応が速くなりすぎ、プリント配線板に用いた場合に、成形不良が生じたり、層間ピール強度が低下したりすることがある。
前記シアネート樹脂等の重量平均分子量は、例えばＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー、標準物質：ポリスチレン換算）で測定することができる。

また、特に限定されないが、前記シアネート樹脂は、１種類を単独で用いることもできるし、異なる重量平均分子量を有する２種類以上を併用したり、１種類または２種類以上と、それらのプレポリマーを併用したりすることもできる。

前記シアネート樹脂の含有量は、特に限定されないが、前記樹脂組成物または前記樹脂層の５〜５０重量部が好ましく、特に２０〜４０重量部が好ましい。含有量が前記下限値未満であるとプリプレグＡを形成するのが困難となる場合があり、前記上限値を超えるとプリプレグＡや樹脂層の強度が低下する場合がある。

前記積層板の製造方法としては、特に限定されないが、近年のプリント配線板の小型化、薄型化要求へ対応し、かつ低コスト化に対応するため、多段プレス等のバッチ式の製造方法よりも、ロールトゥロール等の連続的に成形する方式が好ましい。連続的に成形する方法としては、着色剤を含む樹脂層で基材層を挟み込み、加熱加圧し融着させる方法、着色剤を含む樹脂層と基材層とを接着剤を用いて貼り合せる方法、基材層に樹脂ワニスを塗布し、加熱硬化させる方法などが挙げられるが、プリプレグＡを、支持層付き樹脂層Ｂ、支持層付き樹脂層Ｃで挟み込んだ状態で連続的に加熱加圧して作製する方法が好ましい。この方法で作製された積層板の例として図６を示す。基材層に樹脂ワニスを塗布し、加熱硬化する方法では、表面凹凸を持つ基材に樹脂ワニスを塗布するため、形成された樹脂層にも凹凸が現れ易いが、支持層を用いることにより、融着時の加熱により樹脂が溶融した場合でも、支持層付近の樹脂の流動性が妨げられるため、表面平滑性が優れた積層板となる。更に、支持層として銅箔等の金属箔を用いた際は、金属箔付き積層板となり、プリント配線板として使用することが可能である。また、支持層を積層板に接着しておき、使用時に剥離する方法を取れば、支持層を積層板の保護材として利用することが可能である。

前記プリプレグＡを、支持層付き樹脂層Ｂ、支持層付き樹脂層Ｃで挟み込んだ状態で連続的に加熱加圧して作製する方法としては、加熱ロールにて加圧する方法や、ベルト式プレスにより加熱加圧する方法、連続バッチ式プレスにより加熱加圧する方法などが公知の方法として知られているが、加熱ロールにて加圧する方式は、生産性が優れており、かつ低圧で成形出来るため寸法変化が小さくなる利点があり、好ましい。更に、加熱ロールにて加圧する場合、表面が弾性材料で構成された加熱ロールを用いて、減圧下で加熱加圧するのがより好ましい。加熱ロールの表面が弾性材料で構成されているため、支持層と支持層付き樹脂層の加熱加圧を均一に行うことが出来、厚みバラつきや反りを抑制することが出来る。また、加熱加圧を減圧下で行った場合、気泡の巻き込みに由来するボイドの発生が生じる可能性が低く、温度、圧力、生産速度等の生産条件に幅を持たせることが出来るため、更に好ましい。

支持層付き樹脂層Ｂ、支持層付き樹脂層Ｃを作製する方法としては、限定されないが、例えば、樹脂組成物を溶剤などに溶解・分散させて樹脂ワニスを調製して、各種コーター装置を用いて樹脂ワニスを支持層となる基材に塗工した後、これを乾燥する方法、樹脂ワニスをスプレー装置にて支持層となる基材に噴霧塗工した後、これを乾燥する方法、などが挙げられる。これらの中でも、コンマコーター、ダイコーター、グラビアコーター、マイクログラビアコーターなどの各種コーター装置を用いて、樹脂ワニスを支持層となる基材に塗工した後、これを乾燥する方法が好ましい。これにより、ボイドがなく、均一な樹脂層の厚みを有する支持層付き樹脂層を効率よく製造することができる。

支持層は、特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂、フッ素系樹脂、ポリイミド樹脂などの耐熱性を有した熱可塑性樹脂フィルム、あるいは、銅及び／又は銅系合金、アルミ及び／又はアルミ系合金、鉄及び／又は鉄系合金、銀及び／又は銀系合金、金及び金系合金、亜鉛及び亜鉛系合金、ニッケル及びニッケル系合金、錫及び錫系合金等の金属箔などを用いることができる。
上記支持層の厚みとしては特に限定されないが、１０〜１００μｍのものを用いると、支持層付き樹脂層を製造する際の取り扱い性が良好であり好ましい。

加熱ロールの表面を構成する弾性材料は、特に限定されないが、シリコーンゴム、イソプレンゴム、エチレン−プロピレンゴム等の各種ゴムはやポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー等の各種熱可塑性エラストマーが挙げられる。これらの中でも、耐熱性、耐久性の面でシリコーンゴムが好ましい。前記表面層のゴムショア硬度は、特に限定されないが、５０度以上が好ましく、特に７０〜９０度が好ましい。ゴムショア硬度が前記下限値未満であると弾性材料の耐久性が低下する場合がある。

着色剤を含む樹脂層、基材層のいずれかに熱硬化性樹脂を用いて、前記のように加熱ロール等で連続的に加熱加圧した場合、加熱加圧は短時間で行われるため、熱硬化樹脂の反応率は十分に上がらないのが一般的である。その場合、前記工程で得られた積層板を後加熱する工程を有することが好ましい。これにより、熱硬化性樹脂の硬化を進め、積層板の耐熱性、耐湿性など、諸特性を向上させ安定させることができる。後加熱工程は、減圧下で行わなくてもよい。この後加熱工程で用いる加熱装置は、特に限定されないが、巻き取りあるいは切断された積層板をそのまま収容し加熱する加熱炉、あるいは巻き取られた積層板を再び巻き出し、これを連続的に加熱するパネル状加熱機等がある。

次に、本発明の積層板を用いて作製される半導体パッケージ用基板について説明する。

半導体パッケージ用基板は、前記積層板を用いて製造することができる。製造方法は特に限定されないが、例えば前記積層板の両支持層が銅箔よりなる銅張積層板を用い、ドリル機で所定のところを開孔して、無電解めっきにより、内層回路基板の両面の導通を図る。そして、前記銅箔をエッチングすることにより内層回路を形成する。
なお、前記多層プリント配線板を得る際に用いられる内層回路板は、例えば、内層回路部分を黒化処理等の粗化処理したものを好適に用いることができる。また開口部は、導体ペースト、または樹脂ペーストで適宜埋めることができる。

次に前記で得られた支持層がフィルムの積層板またはフィルム付き絶縁樹脂シートを用い、前記内層回路を覆うように、積層し、絶縁層を形成する。積層（ラミネート）方法は、特に限定されないが、真空プレス、常圧ラミネーター、および真空下で加熱加圧するラミネーターを用いて積層する方法が好ましく、更に好ましくは、真空下で加熱加圧するラミネーターを用いる方法である。

その後、前記絶縁層を加熱することにより硬化させる。硬化させる温度は、特に限定されないが、１００℃〜２５０℃の範囲が好ましい。特に、１５０℃〜２００℃が好ましい。また、次のレーザー照射および樹脂残渣の除去を容易にするため半硬化状態にしておく場合もある。また、一層目の絶縁樹脂層を通常の加熱温度より低い温度で加熱することにより一部硬化（半硬化）させ、絶縁層上に、一層ないし複数の絶層をさらに形成し半硬化の絶縁層を実用上問題ない程度に再度加熱硬化させることにより絶縁層間および絶縁樹脂層と回路との密着力を向上させることができる。この場合の半硬化の温度は、８０℃〜２００℃が好ましく、１００℃〜１８０℃がより好ましい。尚、次工程においてレーザーを照射し、樹脂に開口部を形成するが、その前にフィルムを剥離する必要がある。フィルムの剥離は、絶縁層を形成後、加熱硬化の前、または加熱硬化後のいずれに行っても特に問題はない。
内層回路の材質は、この製造方法に適するものであれば、どのようなものでも良いが、内層回路の形成においてエッチングや剥離などの方法により除去可能であることが好ましく、前記エッチングにおいては、これに使用される薬液などに対し、耐薬品性を有するものが好ましい。そのような内層回路の材質は、例えば、銅箔、銅板、銅合金板、４２合金およびニッケル等が挙げられる。特に、銅箔、銅板および銅合金板は、電解めっき品や圧延品を選択できるだけでなく、様々な厚みのものを容易に入手できるため、内層回路として使用するのに最も好ましい。

次に、絶縁層に、レーザーを照射して、開口部を形成する。前記レーザーは、エキシマレーザー、ＵＶレーザーおよび炭酸ガスレーザー等が使用できる。前記レーザーによる開口部の形成は、絶縁層の材質が、感光性・非感光性に関係なく、微細な開口部を容易に形成することができる。したがって、絶縁層に微細な開口部を形成することが必要とされる場合に、特に好ましい。
なお、レーザー照射後の樹脂残渣等は過マンガン酸塩、重クロム酸塩等の酸化剤などにより除去することが好ましい。また、平滑な絶縁層の表面を同時に粗化することができ、続く金属メッキにより形成する導電配線回路の密着性を上げることができる。

次に、外層回路を形成する。外層回路の形成方法は、例えば、公知の方法であるセミアディティブ法などで形成することができるが、本発明は何らこれらに限定されない。次に、導体ポストを形成する。導体ポストの形成方法としては、公知の方法である電解メッキ等で形成することができる。例えば、外層回路を電解メッキ用リードとして、銅電解メッキを行い、銅で充填し銅ポストを形成することができる。前記工程を繰り返すことにより、さらに多層にすることができる。尚、前記で絶縁層を半硬化状態にした場合は、後硬化（ポストキュア）を行う場合もある。

次に、ソルダーレジストを形成する。ソルダーレジストの形成方法は、特に限定されないが、例えば、ドライフィルムタイプのソルダーレジストをラミネートし、露光、および現像により形成する方法、または液状レジストを印刷したものを露光、および現像により形成する方法によりなされる。なお、接続用電極部は、金めっき、ニッケルメッキおよび半田めっき等の金属皮膜で適宜被覆することができる。このような方法により半導体パッケージ用基板を作製することができる。

次に本発明の半導体パッケージ用基板を用いて作製される半導体装置について説明する。

半導体装置の製造方法は、特に限定されないが、例えば前記で得られた半導体パッケージ用基板を用い、半導体パッケージ用基板と半導体素子とを、半田バンプを介して接続する。半導体素子と半導体パッケージ用基板との接続方法は、フリップチップボンダーなどを用いて基板上の接続用電極部と半導体素子の金属バンプの位置合わせを行ったあと、ＩＲリフロー装置、熱板等の加熱装置を用いて半田バンプを融点以上に加熱し、半導体パッケージ用基板と半田バンプとを溶融接合することにより接続する。尚、接続信頼性を良くするため、あらかじめ半導体パッケージ用基板上の接続用電極部に半田ペースト等、比較的融点の低い金属の層を形成しておいても良い。この接合工程に先んじて、半田バンプおよび、または半導体パッケージ用基板上の接続用電極部の表層にフラックスを塗布することで接続性を向上させることもできる。

次に、半導体パッケージ用基板と半導体素子との間には液状封止樹脂を充填し、半導体装置を得ることができる。

以下、本発明の内容を実施例により詳細に説明するが、本発明は、その要旨を越えない限り以下の例に限定されるものではない。

(実施例１)
以下の工程で実施例１の両面銅張積層板を作製した。

工程（１）ワニスの調製
ノボラック型シアネート樹脂（ロンザジャパン株式会社製、プリマセットＰＴ−３０、重量平均分子量約７００）１９．７重量部、ビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂（日本化薬株式会社製、ＮＣ−３０００Ｈ、エポキシ当量２７５）１１．０重量部、ビフェニルジメチレン型フェノール樹脂（明和化成株式会社製、ＭＥＨ−７８５１−３Ｈ、水酸基当量２３０）９．０重量部、およびエポキシシラン型カップリング剤（ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、Ａ−１８７）０．３重量部をメチルエチルケトンに常温で溶解し、球状溶融シリカ（株式会社アドマテックス社製、球状溶融シリカ、ＳＯ−２５Ｒ、平均粒径０．５μｍ）６０．０重量部を添加し、高速攪拌機を用いて１０分攪拌して、樹脂ワニスを調製した。

工程（２）プリプレグの作製
前記樹脂ワニスをガラス織布（厚さ９４μｍ、日東紡績製、ＷＥＡ−２１１６）に含浸し、１５０℃の加熱炉で２分間乾燥して、プリプレグ中のワニス固形分が約５０重量％のプリプレグを作製した。

工程（３）銅箔付き樹脂フィルム作製用ワニスの調製
前記樹脂ワニス１００．０重量部に対して、着色剤としてシーアイソルベントブラック７（中央合成化学株式会社製、ＯＩＬ ＢＬＡＣＫ ７）を１．０重量部添加し、高速攪拌機を用いて１０分間攪拌して、銅箔付き樹脂フィルム作製用ワニスを調製した。

工程（４）銅箔付き樹脂フィルムの作製
前記で得られた銅箔付き樹脂フィルム作製用ワニスを、厚さ１８μｍの銅箔（日本電解株式会社製、ＹＧＰ−１８）の粗化面に、コンマコーター装置を用いて乾燥後の絶縁フィルムの厚さが２５μｍとなるように塗工し、これを１５０℃の乾燥装置で５分間乾燥して、銅箔付き樹脂フィルムを作製した。

工程（５）積層板の連続成形による両面銅張積層板の作製
図７に示すように真空ラミネーターを用いて、樹脂塗工面を内側にした２組の銅箔付き樹脂フィルムでプリプレグを挟み込む形で、１２０℃に加熱された一対のラミネートロール間（ロール面圧：１５ｋｇ／ｃｍ²）を通過させ、プリプレグと銅箔付き樹脂フィルム２組を加熱加圧し積層板を成形し、巻き取りロールにて巻き取った。真空ボックス内の真空度は２０Ｔｏｒｒに設定した。ラミネートロールは、ゴムショア硬度８０度のシリコーンゴム（明和ゴム工業（株）製： シリクッスーパーＨ８０）で厚さ２ｍｍの表面層を構成したものを用いた。巻き取られた積層板を巻き出しながら、１８０℃の温度で３０分間後加熱し、絶縁層厚さ０．１５ｍｍの両面銅張積層板を作製した。

（実施例２）
以下の工程で実施例２の両面銅張積層板を作製した。

（１）ワニスの調製
エポキシ当量約４５０のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂７０．０重量部とエポキ シ当量約１９０のフェノールノボラック型エポキシ樹脂３０．０重量をメチルエチル ケトン１００．０重量部に溶解した。この溶液に、ジシアンジアミド３．０重量部と ２−フェニル−４−メチルイミダゾール０．２重量部をジメチルホルムアミド２０重 量部に溶解した溶液を加え、攪拌混合した以外は実施例１同様にして、樹脂ワニスを 調製した。

（２）プリプレグの作製
前記樹脂ワニスをガラス織布（厚さ９４μｍ、日東紡績製、ＷＥＡ−２１１６）に含 浸し、１７０℃の加熱炉で１．５分間乾燥して、プリプレグ中のワニス固形分が約５ ０重量％のプリプレグを作製した。

（３）銅箔付き樹脂フィルム作製用のワニス調製
前記樹脂ワニス１００重量部に対して、着色剤としてシーアイソルベントブラック７（中央合成化学株式会社製、ＯＩＬ ＢＬＡＣＫ ７）を１重量部添加し、高速攪拌機を用いて１０分間攪拌して、銅箔付き樹脂フィルム作製用ワニスを調製した。

（４）銅箔付き樹脂フィルムの作製
前記で得た銅箔付き樹脂フィルム作製用ワニスを用いた以外は、実施例１と同様にして銅箔付き樹脂フィルムを得た。
（５）積層板の連続成形による両面銅張積層板の作製
前記で得た樹脂ワニスを用いた以外は、実施例１と同様にして両面銅張積層板を得た。

（実施例３）
以下の工程で実施例３の両面銅張積層板を作製した。

実施例１と同様に、樹脂ワニスの調整し、プリプレグの作製を行った後、樹脂付き銅箔作製用ワニスの調製において、着色剤としてカーボンブラック（品番ＭＡ６００、三菱化学株式会社製）を樹脂ワニス１００重量部に対して、１重量部添加した以外は実施例１と同様に両面銅張積層板の作製を行った。

（実施例４）
以下の工程で実施例４の両面銅張積層板を作製した。

実施例１と同様に、樹脂ワニスの調整し、プリプレグの作製を行った後、樹脂付き銅箔作製用ワニスの調製において、樹脂ワニス１００重量部に対して、着色剤としてアントラキノン系染料（品番Ｋａｙａｓｅｔ Ｂｌａｃｋ ＡＮ 日本化薬株式会社製）を１重量部使用した以外は、実施例１と同様に両面銅張積層板の作製を行った。

（実施例５）
以下の工程で実施例５の両面銅張積層板を作製した。

実施例１と同様に、樹脂ワニスの調整し、プリプレグの作製を行った後、樹脂付き銅箔作製用ワニスの調製において、樹脂ワニス１００重量部に対して、着色剤としてコバルト鉄クロム複合金属酸化物（化学式：（Ｃｏ，Ｆｅ）（Ｆｅ，Ｃｒ）₂０₄、品番ダイピロキサイドブラック＃９５９０ 大日精化工業株式会社製）を１重量部使用した以外は、実施例１と同様に両面銅張積層板の作製した。

（実施例６）
以下の工程で実施例６の両面銅張積層板を作製した。

実施例１と同様に、樹脂ワニスの調整し、プリプレグの作製を行った後、樹脂付き銅箔作製用ワニスの調製において、樹脂ワニス１００重量部に対して、着色剤としてアジン化合物系染料（品番：ＮＵＢＩＡＮ ＢＬＡＣＫ９８０３ オリエント化学工業株式会社製）を１重量部使用した以外は、実施例１と同様に両面銅張積層板の作製した。

（実施例７）
以下の工程で実施例７の両面銅張積層板を作製した。

実施例１と同様に、樹脂ワニスの調整し、プリプレグの作製を行った後、樹脂付き銅箔作製用ワニスの調製において、樹脂ワニス１００重量部に対して、着色剤としてフタロシアニン系顔料（品番：シアニンブルー４９２７ 大日精化工業株式会社製）を１重量部使用した以外は、実施例１と同様に両面銅張積層板の作製した。

（比較例１）
以下の工程で比較例１の両面銅張積層板を作製した。

実施例１と同様に、樹脂ワニスの調整、プリプレグの作製を行った後、樹脂ワニスを用いて、実施例１同様にコンマコーター装置を使用して銅箔付き樹脂フィルムを作製し、両面銅張積層板の作製した。

（比較例２）
以下の工程で比較例２の両面銅張積層板を作製した。

実施例１と同様に、樹脂ワニスの調整した後、前記樹脂ワニスの調整に着色剤としてシーアイソルベントブラック７（中央合成化学株式会社製、ＯＩＬ ＢＬＡＣＫ ７）を１重量部添加し、高速攪拌機を用いて１０分間攪拌して、樹脂ワニスを得た。この樹脂ワニスを用いて、実施例１と同様の方法でプリプレグを作製した。
その後、銅箔付き樹脂フィルムの代わりに厚さ１８μｍの銅箔（日本電解株式会社製、ＹＧＰ−１８）を用いたこと以外は、実施例１と同様の方法で、両面銅張積層板を得た。

両面銅張積層板の評価
作製した両面銅張積層板を用いて以下方法での評価を実施した。結果を表１に示す。
（表面平滑性）
非接触型３次元光干渉式表面粗さ計(ＷＹＫＯ ＮＴ−１１００ ビーコインスツルメンツ社製)により、作製した両面銅張積層板の任意の部分の視野１．５ｍｍ角で観察を行い、隣り合った繊維布目の最高点と最低点との高さを測定した。

（着色の均一性）
作製した両面銅張積層板の表裏に回路を形成し、銅箔が除去された樹脂表面の色の濃淡ムラを実体顕微鏡により倍率１０倍で確認した。
○：均一である △：繊維目による濃淡ムラあり −：着色剤添加なし

（認識性）
作製した両面銅張積層板を用い半導体用パッケージ基板を作製し、前記半導体用パッケージ基板と半導体素子とを、ワイヤボンディングの手法により接続し、実体顕微鏡により接続部を倍率１０倍で観察し、接続部の合否判定のしやすさを評価した。
◎：非常に見易い ○：判別可能 ×：判別しにくい

（ガラス転移温度）
作製した両面銅張積層板の銅箔を全面エッチングし、得られた積層板から２ｍｍ×２ｍｍのテストピースを切り出し、ＴＡインスツルメント製ＤＭＡ２９８０を用いて動的粘弾性測定を行った。尚、ガラス転移温度は、１Ｈｚにおいてtａｎδが最大値を示す温度とした。

（熱膨張係数）
作製した両面銅張積層板の銅箔を全面エッチングし、得られた積層板から２ｍｍ×２ｍｍのテストピースを切り出して、ＴＡインスツルメント製ＴＭＡを用いて、熱機械分析を行い、３０℃〜１５０℃における平均膨張率を測定した。

上記評価結果を下表１に示す。

本発明の構成である実施例１〜７は表面平滑性が優れており、着色の均一性、認識性にも優れていた。これに対し、着色剤を用いなかった比較例１では認識性が劣っていた。また、プリプレグに着色剤を加えた比較例２では、表面平滑性が劣っており、実施例１〜７に比べると着色の均一性、認識性も劣っていた。

本発明の積層板、並びに積層板の製造方法によれば、小型化、薄型化要求へ対応し、かつ低コストで取扱に優れたプリント配線板を提供でき、また高密度で微細配線が要求される半導体パッケージ用基板を提供することもできる。

本発明の着色剤を含む樹脂層と、基材層とを有する積層板の断面模式図 本発明の積層板も用いて得られる銅張積層板の断面模式図 本発明の積層板を用いてなる両面に着色剤を含む銅張積層板の断面模式図 最外層に着色剤を含む樹脂層があり、その内層に着色剤を含まない層がある積層板の断面模式図 最外層に透明樹脂層があり、その内層に着色剤を含む層がある積層板の断面模式図 プリプレグＡを、支持層付き樹脂層Ｂ、支持層付き樹脂層Ｃで挟み込んだ状態で連続的に加熱加圧して作製した積層板の断面模式図 積層板の連続成形方法を示す模式図

符号の説明

１ 基材層
２ 着色剤を含む樹脂層
３ 銅箔
４ 着色剤を含まない樹脂層
５ 透明樹脂層
６ プリプレグ
７ 支持層付き樹脂層
８ 支持層
９ 真空ボックス
１０ 銅箔付き樹脂フィルム巻き出し部
１１ プリプレグ巻き出し部
１２ ラミネートロール
１３ 積層板巻き取り部

Claims (15)

1. 着色剤を含む樹脂層と基材層を有することを特徴とする積層板。
2. 前記着色剤を含む樹脂層の着色剤は、ソルベントカラー、カーボンブラック、フタロシアニン、アジン化合物、アントラキノン、アゾ化合物及び、複合金属酸化物からなる群より選ばれる１種以上を含むものである請求項１記載の積層板。
3. 前記複合金属酸化物は、銅、クロム、マンガン、コバルト及び、鉄からなる群より選ばれる１種以上の金属を含むものである請求項２に記載の積層板。
4. 前記着色剤を含む樹脂層、基材層の少なくとも１層は無機充填材を含むものである請求項１〜３のいずれかに記載の積層板。
5. 前記無機充填材は、シリカ、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム及び、タルクからなる群より選ばれる１種類以上のものである無機充填材を含む請求項４記載の積層板。
6. 前記着色剤を含む樹脂層、基材層のうち少なくとも１層は、熱硬化性樹脂を成分として含むものである請求項１〜５のいずれかに記載の積層板。
7. 前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂を成分として含むものである請求項６記載の積層板。
8. 前記エポキシ樹脂は、ビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂を含む請求項７記載の積層板。
9. 前記熱硬化性樹脂は、シアネート樹脂を成分として含むものである請求項６〜８のいずれかに記載の積層板。
10. 前記シアネート樹脂は、ノボラック型シアネート樹脂を含む請求項９記載の積層板。
11. 前記基材層は、熱硬化性樹脂組成物とシート状繊維基材とから構成されるプリプレグＡを硬化してなるものである請求項１〜１０のいずれかに記載の積層板。
12. 前記プリプレグＡを、金属箔またはキャリアフィルムに樹脂組成物を塗布して作製された支持層付き樹脂層Ｂ、支持層付き樹脂層Ｃとで挟み込んだ状態で連続的に加熱加圧して請求項１１の積層板を作製することを特徴とする積層板の製造方法。
13. 減圧下にて、前記プリプレグＡと前記支持層付き樹脂層Ｂと前記支持層付き樹脂層Ｃとを表面が弾性材料で構成されたラミネートロールで連続的に加熱加圧してなる請求項１２記載の積層板の製造方法。
14. 請求項１〜１３のいずれかに記載の積層板を使用して作製される半導体パッケージ用基板。
15. 請求項１４に記載の半導体パッケージ用基板を使用して作製される半導体装置。