JP2010106125A - 樹脂組成物、プリプレグ、積層板、多層プリント配線板、及び半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】略立方体状のベーマイトを必須成分とすることを特徴とする樹脂組成物、並びに、当該樹脂組成物を用いたプリプレグ、積層板、多層プリント配線板、及び半導体装置。
【選択図】 なし
Description
(1)略立方体状のベーマイトを必須成分とすることを特徴とする樹脂組成物。
(2)前記略立方体状のベーマイトのBET比表面積が1m2/g以上20m2/g以下である(1)項に記載の樹脂組成物。
(3)前記略立方体状のベーマイトの平均粒子径が0.5μm以上10μm以下である(1)または(2)項に記載の樹脂組成物。
(4)前記略立方体状のベーマイトの含有量が、樹脂組成物全体の10重量%以上70重量%以下である(1)ないし(3)項のいずれかに記載の樹脂組成物。
(5)(1)ないし(4)項のいずれかの樹脂組成物は、シリカを含むものである樹脂組成物。
(6)前記シリカの平均粒子径が0.1um以上2um以下である(5)項に記載の樹脂組成物。
(7)(1)ないし(6)項のいずれかに記載の樹脂組成物は、熱硬化性樹脂を含むものである樹脂組成物。
(8)(1)ないし(7)項のいずれかに記載の樹脂組成物を繊維基材に含浸させてなるプリプレグ。
(9)(8)項に記載のプリプレグを1枚以上成形してなる積層板。
(10)(8)項に記載のプリプレグ、及び/または(9)項に記載の積層板を用いてなる多層プリント配線板。
(11)(10)項に記載の多層プリント配線板に半導体素子を搭載してなる半導体装置。
前記略立方体状とは、立方体状のもの、及びそれらの近似形状をいう。前記略立方体状は、例えば、各辺の長さがほぼ等しい「さいころ状」のものなどが相当する。これにより樹脂組成物中への高充填化が可能となり、また積層板の寸法安定性も向上する。
ここで、BET表面積とは、試料表面に吸着する窒素等のガスの量から求めることができる試料の表面積いい、例えば、Micromeritics 社製フローソーブIII2305などを用いて測定することができる。
略立方体状のベーマイトのBET比表面積は、より好ましくは、2.0〜10.0m2/gのものであり、最も好ましくは、3.0〜7.0m2/gのものである。BET比表面積が下限値未満であると、Bステージ化状態、又は硬化状態の樹脂組成物よりなるプリプレグの表面を化学的及び/または物理的な処理によって粗化した際の樹脂表面粗さが大きくなり、多層プリント配線板に用いた際に、絶縁信頼性が低下する場合がある。また、上限値を超えると、樹脂ワニスの粘度が高くなりすぎるため、無機充填剤を高充填するのが困難になる。またプリプレグに用いた際に、流動性が低下するため積層板製造時の成形性の低下や、多層プリント配線板の製造において、内層回路の埋め込み性が低下する場合があった。
平均粒径は、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。
前記下限値未満では、プリプレグ製造時において、樹脂組成物からなる樹脂ワニスの粘度が高くなるため高充填が難しく、プリプレグの低熱膨張化が困難となる場合がある。また、前記上限値を超えると、プリプレグをドリル加工する際の加工性が低下する場合がある。
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。複数種類有した構造のフェノキシ樹脂を用いることもできる。またこれらを単独、又は複数種併用してもよい。
プリプレグ1枚のときは、その上下両面もしくは片面に金属箔あるいはフィルムを重ねる。また、プリプレグを2枚以上積層することもできる。プリプレグ2枚以上積層するときは、積層したプリプレグの最も外側の上下両面もしくは片面に金属箔あるいはフィルムを重ねる。次に、プリプレグと金属箔等とを重ねたものを加熱、加圧することで積層板を得ることができる。前記加熱する温度は、特に限定されないが、120〜240℃が好ましく、特に150〜230℃が好ましい。また、前記加圧する圧力は、特に限定されないが、2〜5MPaが好ましく、特に2.5〜4MPaが好ましい。
また、前記フィルムは、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、フッ素系樹脂等を挙げることができる。
ここで加熱加圧成形する条件としては特に限定されないが、一例を挙げると、温度60〜160℃、圧力0.2〜3MPaで実施することができる。また、加熱硬化させる条件としては特に限定されないが、一例を挙げると、温度140〜240℃、時間30〜120分間で実施することができる。
ここで加熱加圧成形する条件としては、特に限定されないが、一例を挙げると、温度140〜240℃、圧力1〜4MPaで実施することができる。
(1)無機充填剤A/略立方体状ベーマイトA;大明化学工業社製C60 平均粒子径6.0μm BET比表面積3.0m2/g
(2)無機充填剤B/略立方体状ベーマイトB;大明化学工業社製C20 平均粒子径1.9μm BET比表面積4.0m2/g
(3)無機充填剤C/略立方体状ベーマイトC;大明化学工業社製C06 平均粒子径0.6μm BET比表面積15m2/g
(4)無機充填剤D/シリカ;アドマテックス社製SO−C2、平均粒子径0.5μm
(5)無機充填剤E/シリカ;アドマテックス社製SO−C4、平均粒子径1.0μm
(6)無機充填剤F/シリカ;電気化学工業社製SFP−20M、平均粒子径0.3μm
(7)無機充填剤G/水酸化アルミニウム;日本軽金属社製BE033、平均粒子径2.2μm
(8)無機充填剤H/板状ベーマイト;河合石灰工業社製BMT 平均粒径4.0μm
(9)無機充填剤I/針状ベーマイト;河合石灰工業社製BMI 平均粒径4.0μm
(10)エポキシ樹脂A/ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂;DIC社製 「HP7200H」
(11)エポキシ樹脂B/メトキシナフタレンジメチレン型エポキシ樹脂;DIC社製 「HP−4032D」
(12)エポキシ樹脂C/ビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂:日本化薬社製「NC−3000」
(13)シアネート樹脂/ノボラック型シアネート樹脂:ロンザジャパン社製・「プリマセットPT−30」
(14)フェノール樹脂A/トリアジンノボラック樹脂;DIC社製「KA−1356」
(15)フェノール樹脂B/トリアジンノボラック樹脂;DIC社製「LA−3018」
(16)フェノール樹脂C/フェノールノボラック樹脂;日本化薬社製「GPH−103」
(17)硬化促進剤/イミダゾール化合物;四国化成工業社製「2PHZ」
(18)カップリング剤/エポキシシランカップリング剤:GE東芝シリコーン社製「A-187」
(1)樹脂ワニスの調製
エポキシ樹脂A 33.1重量部、フェノール樹脂A 6.7重量部、硬化促進剤 0.2重量部、カップリング剤 0.3重量部をメチルエチルケトンに溶解、分散させた。さらに、無機充填剤A 39.8重量部、無機充填剤E 19.9重量部を添加して、高速攪拌装置を用いて30分間攪拌し、固形分60重量%の樹脂ワニスを調製した。
上記の樹脂ワニスをガラス織布1(厚さ94μm、日東紡績社製、WEA−2116)に含浸し、150℃の加熱炉で2分間乾燥して、プリプレグ中の樹脂組成物分が約50重量%のプリプレグ1を得た。同様にしてガラス織布2(厚さ24μm、日東紡績社製、WEA―1037)を用いて、プリプレグ中の樹脂組成物分が約60%のプリプレグ2を得た。同様にしてガラス織布3(厚さ20μm、日東紡績社製、WEA―1027)を用いて、プリプレグ中の樹脂組成物分が約75%のプリプレグ3を得た。
上記のプリプレグ1を2枚重ね、両面に18μmの銅箔(三井金属社製)を重ねて、圧力4MPa、温度200℃で2時間加熱加圧成形することによって、両面に銅箔を有する厚さ0.2mmの積層板1を得た。同様にしてプリプレグ2の両面に12μmの銅箔(三井金属社製)を重ねて、圧力4MPa、温度200℃で2時間加熱加圧成形することによって、両面に銅箔を有する厚さ30μmの積層板2を得た。
前記で得られた積層板1に、0.1mmのドリルビットを用いてスルーホール加工を行った後、メッキによりスルーホールを充填した。さらに、両面をエッチングにより回路形成し、内層回路基板として用いた。前記内層回路基板の表裏に、前記で得られたプリプレグ3を重ね合わせ、両面に12μmの銅箔(三井金属社製)を重ねて、圧力3MPa、温度200℃で2時間加熱加圧成形させることによって、多層プリント配線板を得た。
エポキシ樹脂B 22.4重量部、フェノール樹脂B 12.4重量部、硬化促進剤 0.2重量部、カップリング剤0.3重量部をメチルエチルケトンに溶解、分散させた。さらに、無機充填剤B 39.8重量部と無機充填材F 19.9重量部を添加して、高速攪拌装置を用いて30分間攪拌して、固形分60重量%の樹脂ワニスを調製した。
この樹脂ワニスを用い、実施例1と同様にして、プリプレグ、積層板、多層プリント配線板を得た。
エポキシ樹脂C 8.4重量部、シアネート樹脂B 15.0重量部、フェノール樹脂C 6.6重量部、シランカップリング剤 0.3重量部をメチルエチルケトンに溶解、分散させた。さらに、無機充填剤B 29.9重量部と無機充填材G 39.8重量部を添加して、高速攪拌装置を用いて30分間攪拌して、固形分60重量%の樹脂ワニスを調製した。
この樹脂ワニスを用い、実施例1と同様にして、プリプレグ、積層板、多層プリント配線板を得た。
エポキシ樹脂C 11.2重量部、シアネート樹脂 20.0重量部、フェノール樹脂C 8.8重量部、カップリング剤 0.3重量部をメチルエチルケトンに溶解、分散させた。さらに、無機充填材C 19.9重量部と無機充填材D 9.9重量部、無機充填材G 29.9重量部を添加して、高速攪拌装置を用いて10分間攪拌して、固形分60重量%の樹脂ワニスを調製した。
この樹脂ワニスを用い、実施例1と同様にして、プリプレグ、積層板、多層プリント配線板を得た。
エポキシ樹脂C 11.2重量部、シアネート樹脂20.0重量部、フェノール樹脂C 8.8重量部、カップリング剤 0.3重量部をメチルエチルケトンに溶解、分散させた。さらに、無機充填材A 59.7重量部を添加して、高速攪拌装置を用いて30分間攪拌して、固形分60重量%の樹脂ワニスを調製した。
この樹脂ワニスを用い、実施例1と同様にして、プリプレグ、積層板、多層プリント配線板を得た。
エポキシ樹脂C 11.2重量部、シアネート樹脂20.0重量部、フェノール樹脂C8.8重量部、をメチルエチルケトンに溶解、分散させた。さらに、無機充填材H 39.8重量部、無機充填材F 19.9重量部を添加して、高速攪拌装置を用いて30分間攪拌して、固形分60重量%の樹脂ワニスを調製した。
この樹脂ワニスを用い、実施例1と同様にして、プリプレグ、積層板、多層プリント配線板を得た。
エポキシ樹脂C11.2重量部、シアネート樹脂20.0重量部、フェノール樹脂C8.8重量部、をメチルエチルケトンに溶解、分散させた。さらに、無機充填材I 39.8重量部、無機充填材F 19.9重量部を添加して、高速攪拌装置を用いて30分間攪拌して、固形分60重量%の樹脂ワニスを調製した。
この樹脂ワニスを用い、実施例1と同様にして、プリプレグ、積層板、多層プリント配線板を得た。
エポキシ樹脂C11.2重量部、シアネート樹脂20.0重量部、フェノール樹脂C8.8重量部、をメチルエチルケトンに溶解、分散させた。さらに、無機充填材H 9.9重量部、無機充填材F 49.8重量部を添加して、高速攪拌装置を用いて30分間攪拌して、固形分60重量%の樹脂ワニスを調製した。
この樹脂ワニスを用い、実施例1と同様にして、プリプレグ、積層板、多層プリント配線板を得た。
エポキシ樹脂C11.2重量部、シアネート樹脂20.0重量部、フェノール樹脂C8.8重量部、をメチルエチルケトンに溶解、分散させた。さらに、無機充填材I 9.9重量部、無機充填材F 49.8重量部を添加して、高速攪拌装置を用いて30分間攪拌して、固形分60重量%の樹脂ワニスを調製した。
この樹脂ワニスを用い、実施例1と同様にして、プリプレグ、積層板、多層プリント配線板を得た。
エポキシ樹脂B 19.2重量部、フェノール樹脂B 10.6重量部、硬化促進剤0.2重量部、シランカップリング剤 0.3重量部をメチルエチルケトンに溶解、分散させた。さらに、無機充填剤G 69.7重量部を添加して、高速攪拌装置を用いて30分間攪拌して、固形分60重量%の樹脂ワニスを調製した。
この樹脂ワニスを用い、実施例1と同様にして、プリプレグ、積層板、多層プリント配線板を得た。
エポキシ樹脂A 33.1重量部、フェノール樹脂A 6.7重量部、硬化促進剤 0.2重量部、カップリング剤 0.3重量部をメチルエチルケトンに溶解、分散させた。さらに、無機充填剤D 59.7重量部を添加して、高速攪拌装置を用いて30分間攪拌し、固形分60重量%の樹脂ワニスを調製した。
この樹脂ワニスを用い、実施例1と同様にして、プリプレグ、積層板、多層プリント配線板を得た。
厚さ0.2mmの積層板1の銅箔を全面エッチングし、得られた積層板から4mm×20mmのテストピースを切り出し、TMAを用いて10℃/分の条件で、50℃〜150℃での面方向の線膨張係数(平均線膨張係数)を測定した。
得られた多層プリント配線板の回路部分の断面を観察し、回路埋め込み性を確認した。各符号は以下のとおりである。
○:異常無し。
×:埋め込み不良有り。
厚さ0.2mmの積層板1を、0.1mmのドリル刃を用い、30万回転で、2000回穴を開けた後の、刃先の状態を評価した。各符号は以下のとおりである。
○:再研磨によるドリル刃の再生が可能
×:ドリル刃の再生が不可能
得られた多層プリント配線板から50mm角にサンプルを切り出し、3/4エッチングし、プレッシャークッカーを用いて121℃2時間処理後、288℃の半田に30秒浸漬させ、膨れ、ミーズリングの有無を観察した。各符号は以下のとおりである。
○:異常なし
×:膨れ、ミーズリング発生
UL−94規格に従い、厚さ30μmの積層板2の銅箔をエッチングし、規格に従った試験片を作製した。その試験片を用い、垂直法により測定した。
Claims (11)
- 略立方体状のベーマイトを必須成分とすることを特徴とする樹脂組成物。
- 前記略立方体状のベーマイトのBET比表面積が1m2/g以上20m2/g以下である請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記略立方体状のベーマイトの平均粒子径が0.5μm以上10μm以下である請求項1または2に記載の樹脂組成物。
- 前記略立方体状のベーマイトの含有量が、樹脂組成物全体の10重量%以上70重量%以下である請求項1ないし3のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 請求項1ないし4のいずれかの樹脂組成物は、さらにシリカを含むものである樹脂組成物。
- 前記シリカの平均粒子径が0.1um以上2um以下である請求項5に記載の樹脂組成物。
- 請求項1ないし6のいずれかに記載の樹脂組成物は、熱硬化性樹脂を含むものである樹脂組成物。
- 請求項1ないし7のいずれかに記載の樹脂組成物を基材に含浸させてなるプリプレグ。
- 請求項8に記載のプリプレグを1枚以上成形してなる積層板。
- 請求項8に記載のプリプレグ、及び/または請求項9に記載の積層板を用いてなる多層プリント配線板。
- 請求項10に記載の多層プリント配線板に半導体素子を搭載してなる半導体装置。
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