JP2011144361A - 樹脂組成物 - Google Patents

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Abstract

【課題】湿式粗化工程において絶縁層表面の粗度が小さく、その上に十分なピール強度を有するめっき導体層を形成することができ、誘電特性、熱膨張率にも優れた樹脂組成物を提供すること
【解決手段】
シアネートエステル樹脂、特定のエポキシ樹脂を含有する樹脂組成物において、本発明を完成するに至った。
【選択図】なし

Description

本発明は、樹脂組成物に関する。さらに当該樹脂組成物を含有する、接着フィルム、プリプレグ、多層プリント配線板、半導体装置に関する。
近年、電子機器の小型化、高性能化が進み、多層プリント配線板においては、ビルドアップ層が複層化され、配線の微細化及び高密度化が求められていた。
これに対して様々な取組みがなされていた。例えば、特許文献1には、シアネートエステル樹脂、特定のエポキシ樹脂およびフェノキシ樹脂を含む樹脂組成物が開示されていた。これらの組成物により形成される絶縁層が、低粗度かつめっきにより形成される導体層の高いピール強度を両立し、さらに低熱膨張率を達成することが記載されている。しかし、その性能は必ずしも満足いくものではなかった。
国際公開08/044766号パンフレット
本発明が解決しようとする課題は、湿式粗化工程において絶縁層表面の粗度が小さく、その上に十分なピール強度を有するめっき導体層を形成することができ、誘電特性、熱膨張率にも優れた樹脂組成物を提供することである。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、シアネートエステル樹脂、特定のエポキシ樹脂を含有する樹脂組成物において、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下の内容を含むものである。
[1](A)シアネートエステル樹脂、(B)ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂を含有することを特徴とする樹脂組成物。
[2]樹脂組成物中の不揮発分を100質量%とした場合、(A)シアネートエステル樹脂の含有量が2〜50質量%、(B)ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂の含有量が1〜40質量%であることを特徴とする、上記[1]記載の樹脂組成物。
[3]さらに、(C)無機充填材を含有することを特徴とする、上記[1]又は[2]に記載の樹脂組成物。
[4]さらに、(D)硬化促進剤を含有することを特徴とする、上記[1]〜[3]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[5]さらに、(E)エポキシ樹脂(ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂を除く)を含有することを特徴とする、上記[1]〜[4]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[6]さらに、(F)活性エステル硬化剤を含有することを特徴とする、上記[1]〜[5]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[7]樹脂組成物中の不揮発分を100質量%とした場合、(F)活性エステル硬化剤を1〜15質量%含有することを特徴とする、上記[6]に記載の樹脂組成物。
[8]さらに、(G)フェノキシ樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、及びポリエステル樹脂から選択される1種以上の熱可塑性樹脂を含有することを特徴とする、上記[1]〜[7]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[9]樹脂組成物中の不揮発分を100質量%とした場合、(G)フェノキシ樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、及びポリエステル樹脂から選択される1種以上の熱可塑性樹脂を0.1〜10質量%含有することを特徴とする、上記[8]に記載の樹脂組成物。
[10]さらに、(H)ゴム粒子を含有することを特徴とする、上記[1]〜[9]に記載の樹脂組成物。
[11] (H)ゴム粒子がコアがポリブタジエンでシェルがスチレンとジビニルベンゼンの共重合体であるコアシェル型ゴム粒子であることを特徴とする、上記[10]に記載の樹脂組成物。
[12]樹脂組成物中の不揮発分を100質量%とした場合、(H)ゴム粒子を1〜10質量%含有することを特徴とする、上記[10]に記載の樹脂組成物。
[13]さらに、(J)ブロックイソシアネート化合物を含有することを特徴とする、上記[1]〜[12]に記載の樹脂組成物。
[14]ブロックイソシアネート化合物が、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートとクレゾールのブロックイソシアネート化合物及び/又はトリレンジイソシアネートとフェノールのブロックイソシアネート化合物であることを特徴とする、上記[13]に記載の樹脂組成物。
[15]ピール強度が0.5kgf/cm〜1.0kgf/cmであり、表面粗度が50nm〜290nmであり、熱膨張率が5ppm〜30ppmであることを特徴とする、上記[1]〜[14]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[16]上記[1]〜[15]のいずれかに記載の樹脂組成物が支持体上に層形成された接着フィルム。
[17]上記[1]〜[15]のいずれかに記載の樹脂組成物がシート状補強基材中に含浸されたプリプレグ。
[18]上記[1]〜[15]のいずれかに記載の樹脂組成物の硬化物により絶縁層が形成された多層プリント配線板。
[19]上記[18]に記載の多層プリント配線板を用いることを特徴とする、半導体装置。
シアネートエステル樹脂、特定のエポキシ樹脂を含有する樹脂組成物により、湿式粗化工程において絶縁層表面の粗度が小さく、その上に十分なピール強度を有するめっき導体層を形成することができ、誘電特性、熱膨張率にも優れた樹脂組成物を提供できるようになった。
本発明は、(A)シアネートエステル樹脂、(B)ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂を含有することを特徴とする樹脂組成物である。
[(A)シアネートエステル樹脂]
本発明において使用される(A)シアネートエステル樹脂は、特に限定されるものではなく、例えば、ノボラック型(フェノールノボラック型、アルキルフェノールノボラック型など)シアネートエステル樹脂、ジシクロペンタジエン型シアネートエステル樹脂、ビスフェノール型(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型など)シアネートエステル樹脂、及びこれらが一部トリアジン化したプレポリマーなどが挙げられる。これらは1種または2種以上組み合わせて使用してもよい。シアネートエステル樹脂の重量平均分子量は、特に限定されるものではないが、好ましくは500〜4500であり、より好ましくは600〜3000である。
シアネートエステル樹脂の具体例としては、例えば、ビスフェノールAジシアネート、ポリフェノールシアネート(オリゴ(3−メチレン−1,5−フェニレンシアネート)、4,4’−メチレンビス(2,6−ジメチルフェニルシアネート)、4,4’−エチリデンジフェニルジシアネート、ヘキサフルオロビスフェノールAジシアネート、2,2−ビス(4−シアネート)フェニルプロパン、1,1−ビス(4−シアネートフェニルメタン)、ビス(4−シアネート−3,5−ジメチルフェニル)メタン、1,3−ビス(4−シアネートフェニル−1−(メチルエチリデン))ベンゼン、ビス(4−シアネートフェニル)チオエーテル、ビス(4−シアネートフェニル)エーテル等の2官能シアネート樹脂、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ジシクロペンタジエン構造含有フェノール樹脂等から誘導される多官能シアネート樹脂、これらシアネート樹脂が一部トリアジン化したプレポリマーなどが挙げられる。これらは1種または2種以上組み合わせて使用してもよい。
市販されているシアネートエステル樹脂としては、下式(1)で表されるフェノールノボラック型多官能シアネートエステル樹脂(ロンザジャパン(株)製、PT30、シアネート当量124)、下式(2)で表されるビスフェノールAジシアネートの一部又は全部がトリアジン化され三量体となったプレポリマー(ロンザジャパン(株)製、BA230、シアネート当量232)、下式(3)で表されるジシクロペンタジエン構造含有シアネートエステル樹脂(ロンザジャパン(株)製、DT−4000、DT−7000)等が挙げられる。
[式(1)中、nは平均値として任意の数(好ましくは0〜20)を示す。]
(式(3)中、nは平均値として0〜5の数を表す。)
本発明の樹脂組成物中のシアネートエステル樹脂の含有量は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物中のシアネートエステル樹脂の含有量の上限値は、めっき導体層とのピール強度低下を防止するという観点から、樹脂組成物中の不揮発分100質量%に対し、50質量%以下が好ましく、40質量%以下がより好ましく、30質量%以下が更に好ましく、25質量%以下が更に一層好ましい。一方、樹脂組成物中のシアネートエステル樹脂の含有量の下限値は、耐熱性低下を防止し、熱膨張率増加を防止し、誘電正接増加を防止するという観点から、樹脂組成物中の不揮発分100質量%に対し、2質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましく、8質量%以上が更に好ましい。
[(B)ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂]
本発明において使用される(B)ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂は特に限定されるものではないが、下式(4)において表すことができる。nは1〜20の整数であり、1〜10の整数がより好ましい。Rはそれぞれ独立に水素原子、ベンジル基、アルキル基、下式(5)が挙げられる。下式(5)のうち、Arはそれぞれ独立的にフェニレン基、ナフチレン基が挙げられ、mは1又は2の整数である。また、(B)ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂のエポキシ当量の上限値は、耐熱性低下を防止し、熱膨張率増加を防止するという観点から、1000以下が好ましく、900以下がより好ましく、800以下が更に好ましく、700以下が更に一層好ましく、600以下が殊更好ましく、500以下が特に好ましい。一方、エポキシ当量の下限値は、誘電正接増加を防止するという観点から、180以上が好ましく、190以上がより好ましく、200以上が更に好ましく、210以上が更に一層好ましく、230以上が殊更好ましく、250以上が特に好ましい。ここでエポキシ当量とはエポキシ基あたりの樹脂の質量(g/eq)であり、JIS K 7236に規定された方法に従って測定されるものである。具体的には、(株)三菱化学アナリテックの自動滴定装置GT−200型を用いて、200mlビーカーにエポキシ樹脂約2gを正確に秤量し、メチルエチルケトン90mlを添加し、超音波洗浄器溶解後、氷酢酸10mlと臭化セチルトリメチルアンモニウム1.5gを添加し、0.1mol/Lの過塩素酸/酢酸溶液で滴定する。
ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂の具体例としては、例えば、「ネットワークポリマー」Vol30、No4、P192(2009)に開示されている式(6)又は式(7)で表されるナフチレンエーテル型エポキシ樹脂を用いる事ができ、該文献記載の製法に従って製造することができる。また、市販のものを用いる事もでき、市販されているナフチレンエーテル型エポキシ樹脂としては、EXA−7310(エポキシ当量247)、EXA−7311(エポキシ当量277)、EXA−7311L(エポキシ当量262)、EXA7311−G3(エポキシ当量250)(DIC(株)製)などが挙げられる。これらは1種または2種以上組み合わせて使用してもよい。
(式中、nは1〜20の整数であり、1〜10の整数がより好ましい。Rはそれぞれ独立に水素原子、ベンジル基、アルキル基、下式(5)である。)
(式中、Arはそれぞれ独立的にフェニレン基、ナフチレン基であり、mは1又は2の整数である。)
本発明の樹脂組成物中のナフチレンエーテル型エポキシ樹脂の含有量は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物中のナフチレンエーテル型エポキシ樹脂の含有量の上限値は、樹脂組成物が脆くなり接着フィルムやプリプレグとしての取り扱い性が低下するのを防止し、相対的にシアネートエステル樹脂の含有量が減少して熱膨張率が増大するのを防止するという観点から、樹脂組成物中の不揮発分100質量%に対し、40質量%以下が好ましく、30質量%以下がより好ましく、20質量%以下が更に好ましい。一方、樹脂組成物中のナフチレンエーテル型エポキシ樹脂の含有量の下限値は、湿式粗化工程において絶縁層表面が低粗度化とめっき導体層の高ピール強度とを両立させるという観点から、樹脂組成物中の不揮発分100質量%に対し、1質量%以上が好ましく、3質量%以上がより好ましく、5質量%以上が更に好ましい。
シアネートエステル樹脂中のシアネート基数と、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂中のエポキシ基数との比は、(1:0.2)〜(1:2)が好ましく、(1:0.3)〜(1:1.5)がより好ましく、(1:0.4)〜(1:1)が更に好ましい。当量比が上記範囲外であると、湿式粗化工程において絶縁層表面が低粗度化とめっき導体層の高ピール強度とを両立させるのが困難となる傾向にある。
本発明の樹脂組成物は(A)成分、(B)成分を含み、該樹脂組成物により湿式粗化工程において絶縁層表面の粗度が小さく、その上に十分なピール強度を有するめっき導体層を形成することができ、誘電特性、熱膨張率も低くする事ができる。
本発明の樹脂組成物の硬化物のピール強度は、後述する<メッキ導体層の引き剥がし強さ(ピール強度)の測定及び評価>に記載の測定方法により把握することができる。
本発明の樹脂組成物の硬化物のピール強度の上限値は、0.6kgf/cm以下が好ましく、0.7kgf/cm以下がより好ましく、0.8kgf/cm以下が更に好ましく、1.0kgf/cm以下が更に一層好ましい。本発明の樹脂組成物の硬化物のピール強度の下限値は、0.53kgf/cm以上が好ましく、0.55kgf/cm以上がより好ましい。
本発明の樹脂組成物の硬化物の表面粗度は、後述する<粗化後の表面粗度(Ra値)の測定及び評価>に記載の測定方法により把握することができる。
本発明の樹脂組成物の硬化物の表面粗度の上限値は、290nm以下が好ましく、270nm以下がより好ましく、250nm以下が更に好ましい。本発明の樹脂組成物の硬化物の表面粗度の下限値は、100nm以上が好ましく、70nm以上がより好ましく、50nm以上が更に好ましい。
本発明の樹脂組成物の硬化物の熱膨張率は、後述する<熱膨張率の測定及び評価>に記載の評価方法により把握することができる。
本発明の樹脂組成物の硬化物の熱膨張率の上限値は、30ppm以下が好ましく、28ppm以下がより好ましく、25ppm以下が更に好ましい。本発明の樹脂組成物の硬化物の熱膨張率の下限値は、20ppm以上が好ましく、18ppm以上がより好ましく、16ppm以上が更に好ましく、10ppm以上が更に一層好ましく、5ppm以上が殊更好ましい。
本発明の樹脂組成物の硬化物の誘電正接は、後述する<誘電正接の測定及び評価>に記載の測定方法により把握することができる。
本発明の樹脂組成物の硬化物の誘電正接の上限値は、0.015以下が好ましく、0.013以下がより好ましく、0.011以下が更に好ましい。本発明の樹脂組成物の硬化物の誘電正接の下限値は、0.003以上が好ましく、0.002以上がより好ましく、0.001以上が更に好ましい。
本発明の樹脂組成物の接着フィルムの最低溶融粘度は、後述する<ラミネート性の評価>に記載の測定方法により把握することができる。
本発明の樹脂組成物の接着フィルムの最低溶融粘度の上限値は30000poise以下が好ましく、25000poise以下がより好ましく、20000poise以下が更に好ましく、10000poise以下が更に一層好ましい。最低溶融粘度の下限値は、7000poise以上が好ましく、6000poise以上がより好ましく、5000poise以上が更に好ましく、4000poise以上が更に一層好ましく、3000poise以上が殊更好ましく、1500poise以上が特に好ましい。
[(C)無機充填材]
本発明の樹脂組成物は、さらに(C)無機充填材を含有させる事により、絶縁層の熱膨張率をさらに低下させることができる。無機充填材は特に限定されるものではなく、例えば、シリカ、アルミナ、硫酸バリウム、タルク、クレー、雲母粉、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、ホウ酸アルミニウム、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸ビスマス、酸化チタン、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウムなどが挙げられる。なかでも、シリカが好ましい。また、無定形シリカ、粉砕シリカ、溶融シリカ、結晶シリカ、合成シリカ、中空シリカ等のシリカが好ましく、溶融シリカがより好ましい。また、シリカとしては球状のものが好ましい。これらは1種または2種以上組み合わせて使用してもよい。
無機充填材の平均粒径は、特に限定されるものではないが、無機充填材の平均粒径の上限値は、絶縁層上へ微細配線形成を行うという観点から、5μm以下が好ましく、1μm以下がより好ましく、0.7μm以下が更に好ましい。一方、無機充填材の平均粒径の下限値は、エポキシ樹脂組成物を樹脂組成物ワニスとした場合に、ワニスの粘度が上昇し、取り扱い性が低下するのを防止するという観点から、0.05μm以上であるのが好ましい。
上記無機充填材の平均粒径はミー(Mie)散乱理論に基づくレーザー回折・散乱法により測定することができる。具体的にはレーザー回折式粒度分布測定装置により、無機充填材の粒度分布を体積基準で作成し、そのメディアン径を平均粒径とすることで測定することができる。測定サンプルは、無機充填材を超音波により水中に分散させたものを好ましく使用することができる。レーザー回折式粒度分布測定装置としては、(株)堀場製作所製 LA−500等を使用することができる。
本発明における無機充填材は、エポキシシランカップリング剤、アミノシランカップリング剤、メルカプトシラン系カップリング剤、シラン系カップリング剤、オルガノシラザン化合物、チタネート系カップリング剤等の表面処理剤で表面処理してその耐湿性を向上させたものが好ましい。これらは1種または2種以上組み合わせて使用してもよい。具体的に表面処理剤としては、アミノプロピルメトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、ウレイドプロピルトリエトキシシラン、N−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、N−2(アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン系カップリング剤、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、グリシジルブチルトリメトキシシラン、(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポキシシラン系カップリング剤、メルカプトプロピルトリメトキシシラン、メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のメルカプトシラン系カップリング剤、メチルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メタクロキシプロピルトリメトキシシラン、イミダゾールシラン、トリアジンシラン等のシラン系カップリング剤、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサフェニルジシラザン、トリシラザン、シクロトリシラザン、1,1,3,3,5,5−ヘキサメチルシクロトリシラザン等のオルガノシラザン化合物、ブチルチタネートダイマー、チタンオクチレングリコレート、ジイソプロポキシチタンビス(トリエタノールアミネート)、ジヒドロキシチタンビスラクテート、ジヒドロキシビス(アンモニウムラクテート)チタニウム、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)エチレンチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)オキシアセテートチタネート、トリ−n−ブトキシチタンモノステアレート、テトラ−n−ブチルチタネート、テトラ(2−エチルヘキシル)チタネート、テトライソプロピルビス(ジオクチルホスファイト)チタネート、テトラオクチルビス(ジトリデシルホスファイト)チタネート、テトラ(2,2−ジアリルオキシメチル−1−ブチル)ビス(ジトリデシル)ホスファイトチタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリ(ジオクチルホスフェート)チタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルトリス(ジオクチルパイロホスフェート)チタネート、イソプロピルトリ(N−アミドエチル・アミノエチル)チタネート等のチタネート系カップリング剤等が挙げられる。
無機充填材を配合する場合の含有量は、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、樹脂組成物に要求される特性によっても異なるが、10〜85質量%であるのが好ましく、20〜80質量%がより好ましく、30〜80質量%が更に好ましく、40〜80質量%が更に一層好ましい。無機充填材の含有量が少なすぎると、硬化物の熱膨張率が高くなる傾向にあり、含有量が大きすぎると硬化物が脆くなるという傾向やピール強度が低下する傾向にある。
[(D)硬化促進剤]
本発明の樹脂組成物は、更に(D)硬化促進剤を含有させる事によりシアネートエステル樹脂、エポキシ樹脂等を効率的に硬化させることができる。本発明において使用される(D)硬化促進剤は、金属系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤、アミン系硬化促進剤等が挙げられる。これらは1種または2種以上組み合わせて使用してもよい。
金属系硬化促進剤としては、特に制限されるものではなく、コバルト 、銅、亜鉛、鉄、ニッケル、マンガン、スズ等の金属の、有機金属錯体又は有機金属塩が挙げられる。有機金属錯体の具体例としては、コバルト(II)アセチルアセトナート、コバルト(III)アセチルアセトナート等の有機コバルト錯体、銅(II)アセチルアセトナート等の有機銅錯体、亜鉛(II)アセチルアセトナート等の有機亜鉛錯体、鉄(III)アセチルアセトナート等の有機鉄錯体、ニッケル(II)アセチルアセトナート等の有機ニッケル錯体、マンガン(II)アセチルアセトナート等の有機マンガン錯体などが挙げられる。有機金属塩としては、オクチル酸亜鉛、オクチル酸錫、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、ステアリン酸スズ、ステアリン酸亜鉛などが挙げられる。金属系硬化促進剤としては、硬化性、溶剤溶解性の観点から、コバルト(II)アセチルアセトナート、コバルト(III)アセチルアセトナート、亜鉛(II)アセチルアセトナート、ナフテン酸亜鉛、鉄(III)アセチルアセトナートが好ましく、特にコバルト(III)アセチルアセトナート、ナフテン酸亜鉛が好ましい。金属系硬化促進剤は1種又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
金属系硬化促進剤の添加量の上限値は、樹脂組成物の保存安定性、絶縁性の低下を防止するという観点から、樹脂組成物中の不揮発分100質量%に対し、金属系硬化促進剤に基づく金属の含有量が500ppm以下が好ましく、200ppm以下がより好ましい。一方、樹脂組成物中の金属系硬化促進剤の添加量の下限値は、低粗度の絶縁層表面へのピール強度に優れる導体層の形成が困難となるのを防止するという観点から、樹脂組成物中の不揮発分100質量%に対し、金属系硬化促進剤に基づく金属の含有量が20ppm以上が好ましく、30ppm以上がより好ましい。
イミダゾール系硬化促進剤としては、特に制限はないが、2−メチルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾール、 1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイト、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−ウンデシルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−エチル−4’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジンイソシアヌル酸付加物、2−フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5ヒドロキシメチルイミダゾール、2,3−ジヒドロ−1H−ピロロ[1,2−a]ベンズイミダゾール、1−ドデシル−2−メチル−3−ベンジルイミダゾリウムクロライド、2−メチルイミダゾリン、2−フェニルイミダゾリン等のイミダゾール化合物及びイミダゾール化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体が挙げられる。これらは1種または2種以上組み合わせて使用してもよい。
アミン系硬化促進剤としては、特に制限はないが、トリエチルアミン、トリブチルアミンなどのトリアルキルアミン、4−ジメチルアミノピリジン、ベンジルジメチルアミン、2,4,6,−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)−ウンデセン(以下、DBUと略記する。)などのアミン化合物などが挙げられる。これらは1種または2種以上組み合わせて使用してもよい。
イミダゾール系硬化促進剤、アミン系硬化促進剤の硬化促進剤の含有量は、特に制限はないが、樹脂組成物中の不揮発分100質量%に対し、0.005〜1質量%の範囲が好ましく、0.01〜0.5質量%の範囲がより好ましい。0.005質量%未満であると、硬化が遅くなり熱硬化時間が長く必要となる傾向にあり、1質量%を超えると樹脂組成物の保存安定性の低下、熱膨張率が増加する傾向となる。
[(E)エポキシ樹脂(ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂を除く)]
本発明の樹脂組成物においては、更に(E)エポキシ樹脂(ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂を除く)を含有させることにより、乾燥後の樹脂組成物の接着フィルムやプリプレグとしての取り扱い性を向上させることができる。このようなエポキシ樹脂としては、特に制限はないが、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、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、アルキルフェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、アラルキル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、フェノール類とフェノール性ヒドロキシル基を有する芳香族アルデヒドとの縮合物のエポキシ化物、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、キサンテン型エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート等を挙げることができる。これらは1種または2種以上組み合わせて使用してもよい。
中でも、乾燥後の樹脂組成物の接着フィルムやプリプレグとしての取り扱い性を向上させ、溶融粘度を調整しやすくするという観点から、常温で液状のエポキシ樹脂及び/又は結晶性2官能エポキシ樹脂を配合するのが好ましい。市販されている液状のエポキシ樹脂としては、例えば、ジャパンエポキシレジン(株)製「jER828EL」、「YL980」(ビスフェノールA型エポキシ樹脂)、ジャパンエポキシレジン(株)製「jER806H」、「YL983U」(ビスフェノールF型エポキシ樹脂)、ジャパンエポキシレジン(株)製「RXE21」(水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂)、ジャパンエポキシレジン(株)製「871」、「191P」(グリシジルエステル型エポキシ樹脂)、ジャパンエポキシレジン(株)製「604」、「630LSD」(グリシジルアミン型エポキシ樹脂)、DIC(株)製「HP4032」、「HP4032D]、「HP4032SS」(ナフタレン型2官能エポキシ樹脂)、ダイセル化学工業(株)製「PB−3600」(ブタジエン構造を有するエポキシ樹脂)、ダイセル化学工業(株)製セロキサイド「2021P」、「2081」、「3000」(脂環式エポキシ樹脂)、東都化成(株)製「ZX−1658」(シクロヘキサンジメタノール型エポキシ樹脂)などが挙げられる。一方、市販されている結晶性2官能エポキシ樹脂としては、例えば、日本化薬(株)製「NC3100」(2官能ビフェニル型エポキシ樹脂リッチ体)、ジャパンエポキシレジン(株)製「YX4000H」、「YX4000HK」、「YL6121」(ビフェニル型エポキシ樹脂)、ジャパンエポキシレジン(株)製「YX8800」(アントラセン骨格含有型エポキシ樹脂)、東都化成(株)製「YDC−1312」、「YSLV−80XY」、「YSLV−120TE」、「ZX−1598A」などが挙げられる。
常温で液状のエポキシ樹脂及び/又は結晶性2官能エポキシ樹脂を配合する場合には、その含有量は特に制限されるものではないが、樹脂組成物中の不揮発分100質量%に対し、1〜20質量%が好ましく、3〜15質量%がより好ましい。この範囲よりも少ないと、接着フィルムやプリプレグとしての取り扱い性の改善効果が発揮されない傾向となり、この範囲よりも多いと硬化物の熱膨張率が増大する傾向となる。
本発明の樹脂組成物に、(E)エポキシ樹脂(ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂を除く)を配合する場合には、樹脂組成物中のシアネート樹脂のシアネート基数と、全エポキシ樹脂のエポキシ基数との比は、(1:0.4)〜(1:2)であるのが好ましく、(1:0.7)〜(1:1.6)であるのがより好ましい。当量比が上記範囲外であると、湿式粗化工程における絶縁層表面が低粗度化とめっき導体層の高ピール強度との両立が困難となる傾向にある。
[(F)活性エステル硬化剤]
本発明の樹脂組成物には、更に(F)活性エステル硬化剤を含有させる事により、誘電特性を向上させることができる。
本発明において使用される活性エステル硬化剤は、フェノールエステル化合物、チオフェノールエステル化合物、N−ヒドロキシアミンエステル化合物、複素環ヒドロキシ基がエステル化された化合物等の反応活性の高いエステル基を有し、エポキシ樹脂の硬化作用を有するものをいう。活性エステル硬化剤は、特に制限はないが、1分子中に2個以上の活性エステル基を有する化合物が好ましい。特に耐熱性向上という観点から、カルボン酸化合物とヒドロキシ化合物とから得られる活性エステル化合物がより好ましく、カルボン酸化合物とフェノール化合物又はナフトール化合物とから得られる活性エステル化合物が更に好ましい。そして、カルボン酸化合物とフェノール性水酸基を有する芳香族化合物とから得られる1分子中に2個以上の活性エステル基を持つ芳香族化合物が更に一層好ましく、少なくとも2個以上のカルボン酸を1分子中に有する化合物とフェノール性水酸基を有する芳香族化合物とから得られる1分子中に2個以上の活性エステル基を有する芳香族化合物が殊更好ましい。また、直鎖状または多分岐状であってもよい。また、少なくとも2個以上のカルボン酸を1分子中に有する化合物が脂肪族鎖を含む化合物であればエポキシ樹脂との相溶性を高くすることができ、芳香族環を有する化合物であれば耐熱性を高くすることができる。カルボン酸化合物としては、具体的には、安息香酸、酢酸、コハク酸、マレイン酸、イタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ピロメリット酸等が挙げられる。なかでも耐熱性向上の観点からコハク酸、マレイン酸、イタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸が好ましく、イソフタル酸、テレフタル酸がより好ましい。フェノール化合物又はナフトール化合物としては、具体的には、ハイドロキノン、レゾルシン、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、フェノールフタリン、メチル化ビスフェノールA、メチル化ビスフェノールF、メチル化ビスフェノールS、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、カテコール、α−ナフトール、β−ナフトール、1,5−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシベンゾフェノン、トリヒドロキシベンゾフェノン、テトラヒドロキシベンゾフェノン、フロログルシン、ベンゼントリオール、ジシクロペンタジエニルジフェノール、フェノールノボラック等が挙げられる。なかでも耐熱性向上、溶解性向上の観点から、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、メチル化ビスフェノールA、メチル化ビスフェノールF、メチル化ビスフェノールS、カテコール、α−ナフトール、β−ナフトール、1,5−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシベンゾフェノン、トリヒドロキシベンゾフェノン、テトラヒドロキシベンゾフェノン、フロログルシン、ベンゼントリオール、ジシクロペンタジエニルジフェノール、フェノールノボラックが好ましく、カテコール、α−ナフトール、β−ナフトール、1,5−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシベンゾフェノン、トリヒドロキシベンゾフェノン、テトラヒドロキシベンゾフェノン、フロログルシン、ベンゼントリオール、ジシクロペンタジエニルジフェノール、フェノールノボラックがより好ましく、α−ナフトール、β−ナフトール、1,5−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシベンゾフェノン、トリヒドロキシベンゾフェノン、テトラヒドロキシベンゾフェノン、ジシクロペンタジエニルジフェノール、フェノールノボラックが更に好ましく、α−ナフトール、β−ナフトール、ジヒドロキシベンゾフェノン、トリヒドロキシベンゾフェノン、テトラヒドロキシベンゾフェノン、ジシクロペンタジエニルジフェノール、フェノールノボラックが更に一層好ましく、α−ナフトール、β−ナフトール、ジシクロペンタジエニルジフェノール、フェノールノボラックが殊更好ましく、α−ナフトール、β−ナフトール、ジシクロペンタジエニルジフェノールが特に好ましい。これらは1種または2種以上組み合わせて使用してもよい。
ジシクロペンタジエニルジフェノール構造を含む活性エステル化合物として、より具体的には下式(8)のものが挙げられる。
(式中、Rはフェニル基、ナフチル基であり、kは0又は1を表し、nは繰り返し単位の平均で0.05〜2.5である。)
誘電正接を低下させ、耐熱性を向上させるという観点から、Rはナフチル基が好ましく、一方、kは0が好ましく、また、nは0.25〜1.5が好ましい。
活性エステル硬化剤の製造方法は特に制限はなく、公知の方法により製造することができるが、具体的には、カルボン酸化合物とヒドロキシ化合物との縮合反応によって得ることができる。中でも、(a)カルボン酸化合物又はそのハライド、(b)ヒドロキシ化合物、(c)芳香族モノヒドロキシ化合物を、(a)のカルボキシル基又は酸ハライド基1モルに対して、(b)のフェノール性水酸基が0.05〜0.75モル、(c)が0.25〜0.95モルとなる割合で反応させて得られる構造を有するものが好ましい。また、活性エステル硬化剤としては、特開2004−277460号公報に記載の活性エステル硬化剤を使用することができ、また市販のものを用いることもできる。
市販されている活性エステル硬化剤としては、ジシクロペンタジエニルジフェノール構造を含むもの、フェノールノボラックのアセチル化物、フェノールノボラックのベンゾイル化物等が好ましく、なかでもジシクロペンタジエニルジフェノール構造を含むものがより好ましい。具体的には、ジシクロペンタジエニルジフェノール構造を含むものとしてEXB9451、EXB9460、EXB9460S−65T、HPC−8000−65T(DIC(株)製、活性基当量約223)、フェノールノボラックのアセチル化物としてDC808(ジャパンエポキシレジン(株)製、活性基当量約149)、フェノールノボラックのベンゾイル化物としてYLH1026(ジャパンエポキシレジン(株)製、活性基当量約200)、YLH1030(ジャパンエポキシレジン(株)製、活性基当量約201)、YLH1048(ジャパンエポキシレジン(株)製、活性基当量約245)、等が挙げられ、中でもEXB9460Sがワニスの保存安定性、硬化物の熱膨張率の観点から好ましい。
本発明の樹脂組成物に、(F)活性エステル硬化剤を配合する場合には、樹脂組成物中の活性エステル硬化剤の含有量は、樹脂組成物中の不揮発分100質量%に対し、1〜15質量%が好ましく、3〜10質量%がより好ましい。活性エステル硬化剤の含有量が少なすぎると、目的とする低粗度で高ピール強度を得るという効果が発揮されない傾向となり、多すぎると硬化物の熱膨張率が増大する傾向にある。また、活性エステル硬化剤のエステル基数とシアネートエステル樹脂のシアネート基数とを合わせた総数と、全エポキシ樹脂のエポキシ基数との比は、(1:0.4)〜(1:2)となるのが好ましく、(1:0.7)〜(1:1.5)がより好ましい。
[(G)熱可塑性樹脂]
本発明の樹脂組成物には、更に(G)熱可塑性樹脂を含有させる事により硬化物の機械強度を向上させることができ、更に接着フィルムの形態で使用する場合のフィルム成型能を向上させることもできる。このような熱可塑性樹脂としては、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエステル樹脂を挙げることができる。これらの熱可塑性樹脂は各々単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。熱可塑性樹脂の重量平均分子量は5000〜200000の範囲であるのが好ましい。この範囲よりも小さいとフィルム成型能や機械強度向上の効果が十分発揮されない傾向にあり、この範囲よりも大きいとシアネートエステル樹脂およびナフトール型エポキシ樹脂との相溶性が十分でなく、硬化後の表面凹凸が大きくなり、高密度微細配線の形成が困難となる傾向にある。なお本発明における重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法(ポリスチレンン換算)で測定される。GPC法による重量平均分子量は、具体的には、測定装置として(株)島津製作所製LC−9A/RID−6Aを、カラムとして昭和電工(株)社製Shodex K−800P/K−804L/K−804Lを、移動相としてクロロホルム等を用いて、カラム温度40℃にて測定し、標準ポリスチレンの検量線を用いて算出することができる。
本発明の樹脂組成物に、(G)熱可塑性樹脂を配合する場合には、樹脂組成物中の熱可塑性樹脂の含有量は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物中の不揮発分100質量%に対し、0.1〜10質量%が好ましく、1〜5質量%がより好ましい。熱可塑性樹脂の含有量が少なすぎるとフィルム成型能や機械強度向上の効果が発揮されない傾向にあり、多すぎると溶融粘度の上昇と、湿式粗化工程後の絶縁層表面の粗度が増大する傾向にある。
[(H)ゴム粒子]
本発明の樹脂組成物は、更に(H)ゴム粒子を含有させる事により、メッキピール強度を向上させることができ、ドリル加工性の向上、誘電正接の低下、応力緩和効果を得ることもできる。本発明において使用され得るゴム粒子は、例えば、当該樹脂組成物のワニスを調製する際に使用する有機溶剤にも溶解せず、必須成分であるシアネートエステル樹脂やエポキシ樹脂などとも相溶しないものである。従って、該ゴム粒子は、本発明の樹脂組成物のワニス中では分散状態で存在する。このようなゴム粒子は、一般には、ゴム成分の分子量を有機溶剤や樹脂に溶解しないレベルまで大きくし、粒子状とすることで調製される。
本発明で使用され得るゴム粒子の好ましい例としては、コアシェル型ゴム粒子、架橋アクリロニトリルブタジエンゴム粒子、架橋スチレンブタジエンゴム粒子、アクリルゴム粒子などが挙げられる。コアシェル型ゴム粒子は、コア層とシェル層とを有するゴム粒子であり、例えば、外層のシェル層がガラス状ポリマーで構成され、内層のコア層がゴム状ポリマーで構成される2層構造、又は外層のシェル層がガラス状ポリマーで構成され、中間層がゴム状ポリマーで構成され、コア層がガラス状ポリマーで構成される3層構造のものなどが挙げられる。ガラス状ポリマー層は、例えば、メタクリル酸メチルの重合物などで構成され、ゴム状ポリマー層は、例えば、ブチルアクリレート重合物(ブチルゴム)などで構成される。ゴム粒子は2種以上を組み合わせて使用してもよい。コアシェル型ゴム粒子の具体例としては、スタフィロイドAC3832、AC3816N、IM−401改1、IM−401改7−17 (商品名、ガンツ化成(株)製)、メタブレンKW−4426(商品名、三菱レイヨン(株)製)が挙げられる。架橋アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)粒子の具体例としては、XER−91(平均粒径0.5μm、JSR(株)製)などが挙げられる。架橋スチレンブタジエンゴム(SBR)粒子の具体例としては、XSK−500(平均粒径0.5μm、JSR(株)製)などが挙げられる。アクリルゴム粒子の具体例としては、メタブレンW300A(平均粒径0.1μm)、W450A(平均粒径0.2μm)(三菱レイヨン(株)製)を挙げることができる。
配合するゴム粒子の平均粒径は、好ましくは0.005〜1μmの範囲であり、より好ましくは0.2〜0.6μmの範囲である。本発明で使用されるゴム粒子の平均粒径は、動的光散乱法を用いて測定することができる。例えば、適当な有機溶剤にゴム粒子を超音波などにより均一に分散させ、濃厚系粒径アナライザー(FPAR−1000;大塚電子(株)製)を用いて、ゴム粒子の粒度分布を質量基準で作成し、そのメディアン径を平均粒径とすることで測定することができる。
ゴム粒子の含有量は、樹脂組成物中の不揮発分100質量%に対し、好ましくは1〜10質量%であり、より好ましくは2〜5質量%である。
[(I)難燃剤]
本発明の樹脂組成物は、更に(I)難燃剤を含有させる事により、難燃性を付与することができる。難燃剤としては、例えば、有機リン系難燃剤、有機系窒素含有リン化合物、窒素化合物、シリコーン系難燃剤、金属水酸化物等が挙げられる。有機リン系難燃剤としては、三光(株)製のHCA、HCA−HQ、HCA−NQ等のフェナントレン型リン化合物、昭和高分子(株)製のHFB−2006M等のリン含有ベンゾオキサジン化合物、味の素ファインテクノ(株)製のレオフォス30、50、65、90、110、TPP、RPD、BAPP、CPD、TCP、TXP、TBP、TOP、KP140、TIBP、北興化学工業(株)製のTPPO、PPQ、クラリアント(株)製のOP930、大八化学(株)製のPX200等のリン酸エステル化合物、東都化成(株)製のFX289、FX305、TX0712等のリン含有エポキシ樹脂、東都化成(株)製のERF001等のリン含有フェノキシ樹脂、ジャパンエポキシレジン(株)製のYL7613等のリン含有エポキシ樹脂等が挙げられる。有機系窒素含有リン化合物としては、四国化成工業(株)製のSP670、SP703等のリン酸エステルアミド化合物、大塚化学(株)社製のSPB100、SPE100、(株)伏見製薬所製FP−series等のホスファゼン化合物等が挙げられる。金属水酸化物としては、宇部マテリアルズ(株)製のUD65、UD650、UD653等の水酸化マグネシウム、巴工業(株)社製のB−30、B−325、B−315、B−308、B−303、UFH−20等の水酸化アルミニウム等が挙げられる。
[(J)ブロックイソシアネート化合物]
本発明の樹脂組成物は、更に(J)ブロックイソシアネート化合物を含有させる事により、溶融粘度を低下させることができる。イソシアネート類をイミダゾール類やフェノール類でブロックする反応を経て得られるもので、公知の方法で得ることができ、非溶媒系、溶媒系のどちらであっても進行可能である。溶剤系の場合、イソシアネート基に対して不活性な非プロトン性溶剤、例えば、トルエン、ヘキサン、クロロホルム、塩化メチレンなどを用いるのが好ましい。
ブロックイソシアネート化合物の合成に用いられるイソシアネート類としては、特に制限されないが、例えば、イソシアン酸メチル、イソシアン酸エチル、イソシアン酸プロピル、イソシアン酸イソブチル、イソシアン酸ヘキシル、イソシアン酸フェニル等のモノイソシアネート類、メチレンジイソシアネート、1,2−エチレンジイソシアネート、1,3−トリメチレンジイソシアネート、1,4−テトラメチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、1,8−オクタメチレンジイソシアネート、1,12−ドデカメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートなどのアルキレンジイソシアネート類、3、3‘−ジイソシアネートジプロピルエーテルなどの脂肪族ジイソシアネート、シクロペンタンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどの脂環式ジイソシアネート類、トリレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ジフェニルエーテルジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、フルオレンジイソシアネート、4,4‘−ビフェニルジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート類、さらに、両末端イソシアネートであるプレポリマーも挙げることができる。中でも、溶解性、反応性という観点から脂環式ジイソシアネート類、芳香族ジイソシアネート類が好ましく、トリレンジイソシアネート、4,4‘−ビフェニルジイソシアネートが、ブロック体の溶解性がよいという点でより好ましい。
ブロックイソシアネート化合物の合成に用いられるイミダゾール類としては、特に制限されないが、例えば、イミダゾール、2-メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2-ウンデシルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4メチルイミダゾールなどの活性水素基を残したイミダゾール類が挙げられる。中でも、ブロック体の融点が高く、樹脂組成物の保存安定性が良いという点から2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾールが好ましく、2−フェニルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾールがより好ましい。
ブロックイソシアネート化合物の合成に用いられるフェノール類としては、特に制限されないが、例えば、フェノール、クレゾール、ハイドロキノン、ビフェノール、テトラメチルビフェノール、エチリデンビスフェノール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、ナフタレンジオール、ジシクロペンタジエン変性ビスフェノール、9、10−ジヒドロ−9−オキサ−10−フォスファフェナントレン−10−オキサイドとハイドロキノンとの反応生成物等が挙げられる。
具体的には、MS−50(日本ポリウレタン工業(株)製、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートとクレゾールのブロックイソシアネート化合物)、AP−Stable(日本ポリウレタン工業(株)製、トリレンジイソシアネートとフェノールのブロックイソシアネート化合物)が挙げられる。
ブロックイソシアネート化合物の含有量の上限値は、樹脂組成物中の不揮発分100質量%に対し、10質量%以下が好ましく、9質量%以下がより好ましく、8質量%以下が更に好ましく、7質量%以下が更に一層好ましく、6質量%以下が殊更好ましく、5質量%以下が特に好ましい。
ブロックイソシアネート化合物の含有量の下限値は、樹脂組成物中の不揮発分100質量%に対し、0.1質量%以上が好ましく、0.3質量%以上がより好ましく、0.5質量%以上が更に好ましく、0.7質量%以上が更に一層好ましく、0.9質量%以上が殊更好ましく、1.1質量%以上が特に好ましい。
[他の成分]
本発明の樹脂組成物には、本発明の効果を阻害しない範囲で、必要に応じて他の成分を配合することができる。他の成分としては、ビニルベンジル化合物、アクリル化合物、マレイミド化合物のような熱硬化性樹脂、シリコンパウダー、ナイロンパウダー、フッ素パウダー等の有機充填剤、オルベン、ベントン等の増粘剤、シリコーン系、フッ素系、高分子系の消泡剤又はレベリング剤、イミダゾール系、チアゾール系、トリアゾール系、シラン系カップリング剤等の密着性付与剤、フタロシアニン・ブルー、フタロシアニン・グリーン、アイオジン・グリーン、ジスアゾイエロー、カーボンブラック等の着色剤等を挙げることができる。
本発明の樹脂組成物の調製方法は、特に限定されるものではなく、例えば、配合成分を、必要により溶媒等を添加し、回転ミキサーなどを用いて混合する方法などが挙げられる。
本発明の樹脂組成物の用途は、特に限定されないが、接着フィルム、プリプレグ等の絶縁樹脂シート、回路基板、ソルダーレジスト、アンダ−フィル材、ダイボンディング材、半導体封止材、穴埋め樹脂、部品埋め込み樹脂等、樹脂組成物が必要とされる用途の広範囲に使用できる。なかでも、多層プリント配線板の製造において絶縁層を形成するために好適に使用することができる。本発明の樹脂組成物は、ワニス状態で回路基板に塗布して絶縁層を形成することもできるが、工業的には一般に、接着フィルム、プリプレグ等のシート状積層材料の形態で用いるのが好ましい。樹脂組成物の軟化点は、シート状積層材料のラミネート性の観点から40〜150℃が好ましい。
[接着フィルム]
本発明の接着フィルムは、当業者に公知の方法、例えば、有機溶剤に樹脂組成物を溶解した樹脂ワニスを調製し、この樹脂ワニスを、ダイコーターなどを用いて、支持体に塗布し、更に加熱、あるいは熱風吹きつけ等により有機溶剤を乾燥させて樹脂組成物層を形成させることにより製造することができる。
有機溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、カルビトールアセテート等の酢酸エステル類、セロソルブ、ブチルカルビトール等のカルビトール類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド系溶媒等を挙げることができる。有機溶剤は2種以上を組みわせて用いてもよい。
乾燥条件は特に限定されないが、樹脂組成物層への有機溶剤の含有量が10質量%以下、好ましくは5質量%以下となるように乾燥させる。ワニス中の有機溶剤量、有機溶剤の沸点によっても異なるが、例えば30〜60質量%の有機溶剤を含むワニスを50〜150℃で3〜10分程度乾燥させることにより、樹脂組成物層が形成することができる。
接着フィルムにおいて形成される樹脂組成物層の厚さは、導体層の厚さ以上とするのが好ましい。回路基板が有する導体層の厚さは通常5〜70μmの範囲であるので、樹脂組成物層は10〜100μmの厚さを有するのが好ましい。
支持体としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等のポリオレフィンのフィルム、ポリエチレンテレフタレート(以下「PET」と略称することがある。)、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルのフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルムなどの各種プラスチックフィルムが挙げられる。また離型紙や銅箔、アルミニウム箔等の金属箔などを使用してもよい。支持体及び後述する保護フィルムには、マッド処理、コロナ処理等の表面処理が施してあってもよい。また、シリコーン樹脂系離型剤、アルキッド樹脂系離型剤、フッ素樹脂系離型剤等の離型剤で離型処理が施してあってもよい。
支持体の厚さは特に限定されないが、10〜150μmが好ましく、25〜50μmがより好ましい。
樹脂組成物層の支持体が密着していない面には、支持体に準じた保護フィルムをさらに積層することができる。保護フィルムの厚みは、特に限定されるものではないが、例えば、1〜40μmである。保護フィルムを積層することにより、樹脂組成物層の表面へのゴミ等の付着やキズを防止することができる。接着フィルムは、ロール状に巻きとって貯蔵することもできる。
[接着フィルムを用いた多層プリント配線板]
次に、上記のようにして製造した接着フィルムを用いて多層プリント配線板を製造する方法の一例を説明する。
まず、接着フィルムを、真空ラミネーターを用いて回路基板の片面又は両面にラミネートする。回路基板に用いられる基板としては、例えば、ガラスエポキシ基板、金属基板、ポリエステル基板、ポリイミド基板、BTレジン基板、熱硬化型ポリフェニレンエーテル基板等が挙げられる。なお、ここで回路基板とは、上記のような基板の片面又は両面にパターン加工された導体層(回路)が形成されたものをいう。また導体層と絶縁層とを交互に積層してなる多層プリント配線板において、該多層プリント配線板の最外層の片面又は両面がパターン加工された導体層(回路)となっているものも、ここでいう回路基板に含まれる。なお導体層表面には、黒化処理、銅エッチング等により予め粗化処理が施されていてもよい。
上記ラミネートにおいて、接着フィルムが保護フィルムを有している場合には該保護フィルムを除去した後、必要に応じて接着フィルム及び回路基板をプレヒートし、接着フィルムを加圧及び加熱しながら回路基板に圧着する。本発明の接着フィルムにおいては、真空ラミネート法により減圧下で回路基板にラミネートする方法が好適に用いられる。ラミネートの条件は、特に限定されるものではないが、例えば、圧着温度(ラミネート温度)を好ましくは70〜140℃、圧着圧力を好ましくは1〜11kgf/cm(9.8×10〜107.9×10N/m)とし、空気圧20mmHg(26.7hPa)以下の減圧下でラミネートするのが好ましい。また、ラミネートの方法は、バッチ式であってもロールでの連続式であってもよい。真空ラミネートは、市販の真空ラミネーターを使用して行うことができる。市販の真空ラミネーターとしては、例えば、ニチゴー・モートン(株)製バキュームアップリケーター、(株)名機製作所製真空加圧式ラミネーター、(株)日立インダストリイズ製ロール式ドライコータ、日立エーアイーシー(株)製真空ラミネーター等を挙げることができる。
また、減圧下、加熱及び加圧を行う積層工程は、一般の真空ホットプレス機を用いて行うことも可能である。例えば、加熱されたSUS板等の金属板を支持体層側からプレスすることにより行うことができる。プレス条件は、減圧度を通常1×10−2 MPa以下、好ましくは1×10−3 MPa以下の減圧下とする。加熱及び加圧は、1段階で行うことも出来るが、樹脂のしみだしを制御する観点から2段階以上に条件を分けて行うのが好ましい。例えば、1段階目のプレスを、温度が70〜150℃、圧力が1〜15kgf/cm2 の範囲、2段階目のプレスを、温度が150〜200℃、圧力が1〜40kgf/cm2 の範囲で行うのが好ましい。各段階の時間は30〜120分で行うのが好ましい。市販されている真空ホットプレス機としては、例えば、MNPC−V−750−5−200(株)名機製作所製)、VH1−1603(北川精機(株)製)等が挙げられる。
接着フィルムを回路基板にラミネートした後、室温付近に冷却してから、支持体を剥離する場合は剥離し、熱硬化することにより回路基板に絶縁層を形成することができる。熱硬化の条件は、樹脂組成物中の樹脂成分の種類、含有量などに応じて適宜選択すればよいが、好ましくは150℃〜220℃で20分〜180分、より好ましくは160℃〜200℃で30〜120分の範囲で選択される。
絶縁層を形成した後、硬化前に支持体を剥離しなかった場合は、ここで剥離する。次いで必要により、回路基板上に形成された絶縁層に穴開けを行ってビアホール、スルーホールを形成する。穴あけは、例えば、ドリル、レーザー、プラズマ等の公知の方法により、また必要によりこれらの方法を組み合わせて行うことができるが、炭酸ガスレーザー、YAGレーザー等のレーザーによる穴あけが最も一般的な方法である。
次いで、乾式メッキ又は湿式メッキにより絶縁層上に導体層を形成する。乾式メッキとしては、蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の公知の方法を使用することができる。湿式メッキの場合は、まず、硬化した樹脂組成物層(絶縁層)の表面を、過マンガン酸塩(過マンガン酸カリウム、過マンガン酸ナトリウム等)、重クロム酸塩、オゾン、過酸化水素/硫酸、硝酸等の酸化剤で粗化処理し、凸凹のアンカーを形成する。酸化剤としては、特に過マンガン酸カリウム、過マンガン酸ナトリウム等の水酸化ナトリウム水溶液(アルカリ性過マンガン酸水溶液)が好ましく用いられる。次いで、無電解メッキと電解メッキとを組み合わせた方法で導体層を形成する。また導体層とは逆パターンのメッキレジストを形成し、無電解メッキのみで導体層を形成することもできる。その後のパターン形成の方法として、例えば、当業者に公知のサブトラクティブ法、セミアディティブ法などを用いることができる。
[プリプレグ]
本発明のプリプレグは、本発明の樹脂組成物を繊維からなるシート状補強基材にホットメルト法又はソルベント法により含浸させ、加熱して半硬化させることにより製造することができる。すなわち、本発明の樹脂組成物が繊維からなるシート状補強基材に含浸した状態となるプリプレグとすることができる。繊維からなるシート状補強基材としては、例えば、ガラスクロスやアラミド繊維等のプリプレグ用繊維として常用されている繊維からなるものを用いることができる。
ホットメルト法は、樹脂を、有機溶剤に溶解することなく、該樹脂との剥離性の良い塗工紙に一旦コーティングし、それをシート状補強基材にラミネートする、あるいは樹脂を、有機溶剤に溶解することなく、ダイコーターによりシート状補強基材に直接塗工するなどして、プリプレグを製造する方法である。またソルベント法は、接着フィルムと同様にして樹脂を有機溶剤に溶解して樹脂ワニスを調製し、このワニスにシート状補強基材を浸漬し、樹脂ワニスをシート状補強基材に含浸させ、その後乾燥させる方法である。
[プリプレグを用いた多層プリント配線板]
次に、上記のようにして製造したプリプレグを用いて多層プリント配線板を製造する方法の一例を説明する。回路基板に本発明のプリプレグを1枚あるいは必要により数枚重ね、離型フィルムを介して金属プレートで挟み、加圧・加熱条件下で真空プレス積層する。加圧・加熱条件は、好ましくは、圧力が5〜40kgf/cm(49×10〜392×10N/m)、温度が120〜200℃で20〜100分である。また接着フィルムと同様に、プリプレグを真空ラミネート法により回路基板にラミネートした後、加熱硬化することも可能である。その後、上記で記載した方法と同様にして、硬化したプリプレグ表面を粗化した後、導体層をメッキにより形成して多層プリント配線板を製造することができる。
[半導体装置]
さらに本発明の多層プリント配線板の導通箇所に、半導体チップを実装することにより半導体装置を製造することができる。「導通箇所」とは、「多層プリント配線板における電気信号を伝える箇所」であって、その場所は表面であっても、埋め込まれた箇所であってもいずれでも構わない。また、半導体チップは半導体を材料とする電気回路素子であれば特に限定されない。
本発明の半導体装置を製造する際の半導体チップの実装方法は、半導体チップが有効に機能しさえすれば、特に限定されないが、具体的には、ワイヤボンディング実装方法、フリップチップ実装方法、バンプなしビルドアップ層(BBUL)による実装方法、異方性導電フィルム(ACF)による実装方法、非導電性フィルム(NCF)による実装方法、などが挙げられる。
「バンプなしビルドアップ層(BBUL)による実装方法」とは、「半導体チップを多層プリント配線板の凹部に直接埋め込み、半導体チップとプリント配線板上の配線とを接続させる実装方法」のことであり、更に、以下のBBUL方法1)、BBUL方法2)の実装方法に大別される。
BBUL方法1)アンダーフィル剤を用いて多層プリント配線板の凹部に半導体チップを実装する実装方法
BBUL方法2)接着フィルム又はプリプレグを用いて多層プリント配線板の凹部に半導体チップを実装する実装方法
BBUL方法1)は、具体的には以下の工程を含む。
工程1)多層プリント配線板の両面から導体層を除去したものを設け、レーザー、機械ドリルによって貫通孔を形成する。
工程2)多層プリント配線板の片面に粘着テープを貼り付けて、貫通孔の中に半導体チップの底面を粘着テープ上に固定するように配置する。このときの半導体チップは貫通孔の高さより低くすることが好ましい。
工程3)貫通孔と半導体チップの隙間にアンダーフィル剤を注入、充填することによって、半導体チップを貫通孔に固定する。
工程4)その後粘着テープを剥がして、半導体チップの底面を露出させる。
工程5)半導体チップの底面側に本発明の接着フィルム又はプリプレグをラミネートし、半導体チップを被覆する。
工程6)接着フィルム又はプリプレグを硬化後、レーザーによって穴あけし、半導体チップの底面にあるボンディングパットを露出させ、上記で示した粗化処理、無電解メッキ、電解メッキを行うことで、配線と接続する。必要に応じて更に接着フィルム又はプリプレグを積層してもよい。
BBUL方法2)は、具体的には以下の工程を含む。
工程1)多層プリント配線板の両面の導体層上に、フォトレジスト膜を形成し、フォトリソグラフィー工法でフォトレジスト膜の片面のみに開口部を形成する。
工程2)開口部に露出した導体層をエッチング液により除去し、絶縁層を露出させ、その後両面のレジスト膜を除去する。
工程3)レーザーやドリルを用いて、露出した絶縁層を全て除去して穴あけを行い、凹部を形成する。レーザーのエネルギーは、銅のレーザー吸収率を低くし、絶縁層のレーザー吸収率を高くするようにエネルギーが調整できるレーザーが好ましく、炭酸ガスレーザーがより好ましい。このようなレーザーを用いることで、レーザーは導体層の開口部の対面の導体層を貫通することがなく、絶縁層のみを除去することが可能となる。
工程4)半導体チップの底面を開口部側に向けて凹部に配置し、本発明の接着フィルム又はプリプレグを開口部の側から、ラミネートし、半導体チップを被覆して、半導体チップと凹部の隙間を埋め込む。このときの半導体チップは凹部の高さより低くすることが好ましい。
工程5)接着フィルム又はプリプレグを硬化後、レーザーによって穴あけし、半導体チップの底面のボンディングパットを露出させる。
工程6)上記で示した粗化処理、無電解メッキ、電解メッキを行うことで、配線を接続し、必要に応じて更に接着フィルム又はプリプレグを積層する。
半導体チップの実装方法の中でも、半導体装置の小型化、伝送損失の軽減という観点や、半田を使用しないため半導体チップにその熱履歴が掛からず、さらに半田と樹脂とのひずみを将来的に生じ得ないという観点から、バンプなしビルドアップ層(BBUL)による実装方法が好ましく、BBUL方法1)、BBUL方法2)がより好ましく、BBUL方法2)が更に好ましい。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
<測定方法・評価方法>
まずは各種測定方法・評価方法について説明する。
<ピール強度及び表面粗度(Ra値)測定用サンプルの調製>
(1)内層回路基板の下地処理
内層回路を形成したガラス布基材エポキシ樹脂両面銅張積層板(銅箔の厚さ18μm、基板厚み0.3mm、松下電工(株)製R5715ES)の両面をメック(株)製CZ8100に浸漬して銅表面の粗化処理をおこなった。
(2)接着フィルムのラミネート
実施例及び比較例で作成した接着フィルムを、バッチ式真空加圧ラミネーターMVLP-500(名機(株)製商品名)を用いて、内層回路基板の両面にラミネートした。ラミネートは、30秒間減圧して気圧を13hPa以下とし、その後30秒間、100℃、圧力0.74MPaでプレスすることにより行った。
(3)樹脂組成物の硬化
ラミネートされた接着フィルムからPETフィルムを剥離し、100℃、30分続けて180℃、30分の硬化条件で樹脂組成物を硬化し絶縁層を形成した。
(4)粗化処理
絶縁層を形成した内層回路基板を、膨潤液である、アトテックジャパン(株)のジエチレングリコールモノブチルエーテル含有のスエリングディップ・セキュリガントPに60℃で10分間浸漬し、次に粗化液として、アトテックジャパン(株)のコンセントレート・コンパクトP(KMnO4:60g/L、NaOH:40g/Lの水溶液)に80℃で20分間浸漬、最後に中和液として、アトテックジャパン(株)のリダクションショリューシン・セキュリガントPに40℃で5分間浸漬した。この粗化処理後の絶縁層表面について、表面粗度(Ra値)の測定を行った。
(5)セミアディティブ工法によるメッキ
絶縁層表面に回路を形成するために、内層回路基板を、PdClを含む無電解メッキ用溶液に浸漬し、次に無電解銅メッキ液に浸漬した。150℃にて30分間加熱してアニール処理を行った後に、エッチングレジストを形成し、エッチングによるパターン形成の後に、硫酸銅電解メッキを行い、30±5μmの厚さで導体層を形成した。次に、アニール処理を180℃にて60分間行った。この回路基板についてメッキ導体層の引き剥がし強さ(ピール強度)の測定を行った。
<メッキ導体層の引き剥がし強さ(ピール強度)の測定及び評価>
回路基板の導体層に、幅10mm、長さ100mmの部分の切込みをいれ、この一端を剥がしてつかみ具(株式会社ティー・エス・イー、オートコム型試験機 AC−50C−SL)で掴み、室温中にて、50mm/分の速度で垂直方向に35mmを引き剥がした時の荷重(kgf/cm)を測定した。ピール強度の値が、0.67kgf/cm以上の場合を「◎」とし、0.67kgf/cm未満0.60kgf/cm以上の場合を「○」とし、0.60kgf/cm未満0.50kgf/cm以上の場合を「△」とし、0.50kgf/cm未満を「×」とし、測定を行っていない場合を「−」とした。
<粗化後の表面粗度(Ra値)の測定及び評価>
非接触型表面粗さ計(ビーコインスツルメンツ社製WYKO NT3300)を用いて、VSIコンタクトモード、50倍レンズにより測定範囲を121μm×92μmとして得られる数値によりRa値を求めた。そして、10点の平均値を求めることにより測定した。表面粗度の値が、250nm未満の場合を「○」とし、250nm以上350nm未満を「△」とし、350nm以上を「×」とし、測定を行っていない場合を「−」とした。
<熱膨張率の測定及び評価>
実施例及び比較例において、支持体にETFE処理したPET(三菱樹脂(株)製「フルオロージュRL50KSE」)を用いた以外は同様にして、各実施例、比較例と同じ樹脂組成物層を有する接着フィルムを得た。得られた接着フィルムを190℃で90分間加熱することで熱硬化させ、支持体を剥離することによりシート状の硬化物を得た。その硬化物を、幅約5mm、長さ約15mmの試験片に切断し、熱機械分析装置Thermo Plus TMA8310((株)リガク製)を使用して、引張加重法で熱機械分析を行った。試験片を前記装置に装着後、荷重1g、昇温速度5℃/分の測定条件にて連続して2回測定した。2回目の測定における25℃から150℃までの平均の熱膨張率(ppm)を算出した。熱膨張率の値が、20ppm未満の場合を「◎」、20ppm以上31ppm未満を「○」、31ppm以上35ppm未満を「△」、35ppm以上を「×」と評価した。
<ラミネート性の評価>
実施例及び比較例で作成した接着フィルムを、バッチ式真空加圧ラミネーターMVLP-500(名機(株)製商品名)を用いて、導体厚35μmでL(ライン:配線幅)/S(スペース:間隔幅)=160/160μmの櫛歯パターン上にラミネートした。ラミネートは、30秒間減圧して気圧を13hPa以下とし、その後30秒間、100℃、圧力0.74MPaでプレスすることにより行った。ラミネート後に空気が入り込んで樹脂組成物層に穴(ボイド)が発生しているか否かを確認した。またラミネートされた接着フィルムからPETフィルムを剥離し、180℃、30分の硬化条件で樹脂組成物を硬化し、パターン上に絶縁層を形成した。パターン上(導体上とそれ以外の部分)の凹凸差(Rt:最大のpeak-to-valley)の値は非接触型表面粗さ計(ビーコインスツルメンツ社製WYKO NT3300)を用いて、VSIコンタクトモード、10倍レンズにより測定範囲を1.2mm×0.91mmとして得られる数値により求めた。ラミネート後にボイドの発生がない場合を「○」、ボイドが発生した場合を「×」とした。また、導体上とそれ以外の部分の凹凸差が5μm未満の場合を「○」、5μm以上の場合を「×」とした。さらに、(株)ユー・ビー・エム社製型式Rheosol−G3000を使用して、開始温度60℃から200℃まで、昇温速度5℃/分、測定温度間隔2.5℃、振動1Hz/degの測定条件にて動的粘弾性率を測定し、最低溶融粘度(poise)を算出した。最低溶融粘度の値が、1500poise以上3000poise未満の場合を「◎◎○」とし、3000poise以上4000poise未満の場合を「◎◎」とし、4000poise以上5000poise未満の場合を「◎○」とし、5000poise以上6000poise未満の場合を「◎」とし、6000poise以上7000poise未満の場合を「○」とし、7000poise以上30000poise未満の場合を「△」とし、30000poise以上の場合を「×」とした。
<誘電正接の測定及び評価>
実施例及び比較例において、支持体にフッ素樹脂系離型剤(ETFE)処理したPET(三菱樹脂(株)製「フルオロージュRL50KSE」)を用いた以外は同様にして、各実施例、比較例と同じ樹脂組成物層を有する接着フィルムを得た。得られた接着フィルムを190℃で90分間加熱することで熱硬化させ、支持体を剥離することによりシート状の硬化物を得た。その硬化物を長さ80mm、幅2mmに切り出し評価サンプルとした。この評価サンプルについてアジレントテクノロジーズ(Agilent Technologies)社製HP8362B装置を用い空洞共振摂動法により測定周波数5.8GHz、測定温度23℃にて誘電正接を測定した。2本の試験片について測定を行い、平均値を算出した。誘電正接の値が、0.011未満の場合を「○」、0.011以上を「△」とした。
<実施例1>
ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂(エポキシ当量277、DIC(株)製「EXA−7311」)20質量部と、液状ビスフェノールF型エポキシ樹脂(エポキシ当量169、ジャパンエポキシレジン(株)製「YL983U」)15質量部、リン含有エポキシ樹脂(東都化成(株)製「TX0712−EK75」、リン含有量2.6%、エポキシ当量約355の不揮発分75質量%のMEK溶液)10質量部、フェノキシ樹脂(重量平均分子量38000、ジャパンエポキシレジン(株)製「YX6954」不揮発分30質量%のメチルエチルケトン(以下「MEK」と略称する。)とシクロヘキサノンの1:1溶液)10質量部とをMEK10質量部、シクロヘキサノン5質量部、ソルベントナフサ20質量部に撹拌しながら加熱溶解させた。室温にまで冷却後、そこへ、ビスフェノールAジシアネートのプレポリマー(ロンザジャパン(株)製「BA230S75」、シアネート当量約232、不揮発分75質量%のMEK溶液)20質量部、フェノールノボラック型多官能シアネートエステル樹脂(ロンザジャパン(株)製「PT30」、シアネート当量約124、不揮発分80質量%のMEK溶液)10質量部と共に攪拌混合し、硬化促進剤としてイミダゾール化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体(ジャパンエポキシレジン(株)製「jERcure P200H50」、不揮発分50質量%のプロピレングリコールモノメチルエーテル溶液)0.4質量部、ナフテン酸亜鉛(II)ミネラルスピリット溶液(和光純薬工業(株)製、亜鉛8%含有)の3質量%のアノン溶液3質量部、及び球形シリカ((株)アドマテックス製「SOC2」をアミノシランで表面処理したもの、平均粒子径0.5μm)75質量部を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散して、熱硬化性樹脂組成物のワニスを作製した。
樹脂組成物の不揮発分中、(A)シアネートエステル樹脂16質量%、(B)ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂14質量%、(C)無機充填材52質量%、(D)イミダゾール系硬化促進剤0.14質量%、金属系硬化促進剤として添加した金属(亜鉛)50ppm、(E)液状エポキシ樹脂10質量%、(G)高分子成分2.1質量%となる。
次に、かかる樹脂組成物ワニスをポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ38μm、以下PETフィルムと略す)上に、乾燥後の樹脂組成物層の厚みが40μmとなるようにダイコーターにて均一に塗布し、80〜110℃(平均95℃)で6分間乾燥した(樹脂組成物層中の残留溶媒量:約1.5質量%)。次いで、樹脂組成物層の表面に厚さ15μmのポリプロピレンフィルムを貼り合わせながらロール状に巻き取った。ロール状の接着フィルムを幅507mmにスリットし、507×336mmサイズのシート状の接着フィルムを得た。
<実施例2>
ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂(エポキシ当量277、DIC(株)製「EXA−7311」)10質量部と、液状ナフタレン型エポキシ樹脂(エポキシ当量144、DIC(株)製「HP4032SS」)10質量部と、結晶性2官能エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(株)製「YX4000HK」、エポキシ当量約185)5質量部をMEK10質量部、シクロヘキサノン10質量部、ソルベントナフサ40質量部に撹拌しながら加熱溶解させた。室温にまで冷却後、そこへ、ビスフェノールAジシアネートのプレポリマー(ロンザジャパン(株)製「BA230S75」、シアネート当量約232、不揮発分75質量%のMEK溶液)16質量部、フェノールノボラック型多官能シアネートエステル樹脂(ロンザジャパン(株)製「PT30」、シアネート当量約124、不揮発分80質量%のMEK溶液)6質量部と共に攪拌混合し、さらに活性エステル硬化剤(DIC(株)製「EXB9460S−65T」、活性基当量約223の不揮発分65質量%のトルエン溶液)12質量部、硬化促進剤として4−ジメチルアミノピリジンの1質量%のMEK溶液2質量部、コバルト(III)アセチルアセトナート(東京化成(株)製)の1質量%のMEK溶液4.5質量部、及び球形シリカ((株)アドマテックス製「SOC2」をアミノシランで表面処理したもの、平均粒子径0.5μm)140質量部、難燃剤として(三光(株)製「HCA−HQ」、10-(2,5-ジヒドロキシフェニル)-10-ヒドロ-9-オキサ-10-フォスファフェナンスレン-10-オキサイド、平均粒径2μm)5質量部、ゴム粒子としてスタフィロイド(ガンツ化成(株)製、AC3832)4.5質量部を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散して、熱硬化性樹脂組成物のワニスを作製した。
樹脂組成物の不揮発分中、(A)シアネートエステル樹脂8.4質量%、(B)ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂5.0質量%、(C)無機充填材70質量%、(D)アミン系硬化促進剤0.010質量%、金属系硬化促進剤として添加した金属(コバルト)37ppm、(E)液状エポキシ樹脂及び結晶性2官能エポキシ樹脂7.5質量%、(F)活性エステル硬化剤3.9質量%、(H)ゴム粒子2.3質量%となる。次に、かかる樹脂組成物ワニスを使用し、実施例1と全く同様にして接着フィルムを得た。
<実施例3>
ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂(エポキシ当量277、DIC(株)製「EXA−7311」)10質量部と、液状ナフタレン型エポキシ樹脂(エポキシ当量144、DIC(株)製「HP4032SS」)8質量部と、結晶性2官能エポキシ樹脂として(ジャパンエポキシレジン(株)製「YX4000HK」、エポキシ当量約185)4質量部と(日本化薬(株)製「NC3100」、エポキシ当量258)3質量部、フェノキシ樹脂(重量平均分子量37000、ジャパンエポキシレジン(株)製「YL7553」不揮発分30質量%のMEKとシクロヘキサノンの1:1溶液)5質量部をMEK10質量部、シクロヘキサノン10質量部、ソルベントナフサ40質量部に撹拌しながら加熱溶解させた。室温にまで冷却後、そこへ、ビスフェノールAジシアネートのプレポリマー(ロンザジャパン(株)製「BA230S75」、シアネート当量約232、不揮発分75質量%のMEK溶液)16質量部、フェノールノボラック型多官能シアネートエステル樹脂(ロンザジャパン(株)製「PT30」、シアネート当量約124、不揮発分80質量%のMEK溶液)6質量部と共に攪拌混合し、さらに活性エステル硬化剤(DIC(株)製「EXB9460S−65T」、活性基当量約223の不揮発分65質量%のトルエン溶液)12質量部、硬化促進剤として4−ジメチルアミノピリジンの1質量%のMEK溶液2質量部、コバルト(III)アセチルアセトナート(東京化成(株)製)の1質量%のMEK溶液4.5質量部、及び球形シリカ((株)アドマテックス製「SOC2」をアミノシランで表面処理したもの、平均粒子径0.5μm)140質量部、難燃剤として(三光(株)製「HCA−HQ」、10-(2,5-ジヒドロキシフェニル)-10-ヒドロ-9-オキサ-10-フォスファフェナンスレン-10-オキサイド、平均粒径2μm)5部を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散して、熱硬化性樹脂組成物のワニスを作製した。
樹脂組成物の不揮発分中、(A)シアネートエステル樹脂8.6質量%、(B)ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂5.1質量%、(C)無機充填材71質量%、(D)アミン系硬化促進剤0.010質量%、金属系硬化促進剤として添加した金属(コバルト)38ppm、(E)液状エポキシ樹脂及び結晶性2官能エポキシ樹脂7.0質量%、(F)活性エステル硬化剤4.0質量%、(G)高分子成分0.8質量%となる。次に、かかる樹脂組成物ワニスを使用し、実施例1と全く同様にして接着フィルムを得た。
<実施例4>
実施例1のナフチレンエーテル型エポキシ樹脂(エポキシ当量277、DIC(株)製「EXA−7311」)20質量部の代わりに、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂(エポキシ当量247、DIC(株)製「EXA−7310」)15質量部を添加したこと以外は、実施例1と全く同様にして熱硬化性樹脂組成物のワニスを作製した。樹脂組成物の不揮発分中、(A)シアネートエステル樹脂16.6質量%、(B)ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂11質量%、(C)無機充填材54質量%、(D)イミダゾール系硬化促進剤0.14質量%、金属系硬化促進剤として添加した金属(亜鉛)52ppm、(E)液状エポキシ樹脂10.8質量%、(G)高分子成分2.2質量%となる。 次に、かかる樹脂組成物ワニスを使用し、実施例1と全く同様にして接着フィルムを得た。
<実施例5>
実施例2のゴム粒子としてスタフィロイド(ガンツ化成(株)製、AC3832)4.5質量部の代わりに、ゴム粒子(ガンツ化成(株)製「IM401−改7−17」、コアがポリブタジエンでシェルがスチレンとジビニルベンゼンの共重合体であるコアシェル型ゴム粒子)4.5質量部を添加したこと以外は、実施例2と全く同様にして熱硬化性樹脂組成物のワニスを作製した。樹脂組成物の不揮発分中、(A)シアネートエステル樹脂8.4質量%、(B)ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂5.0質量%、(C)無機充填材70質量%、(D)アミン系硬化促進剤0.010質量%、金属系硬化促進剤として添加した金属(コバルト)38ppm、(E)液状エポキシ樹脂及び結晶性2官能エポキシ樹脂7.5質量%、(F)活性エステル硬化剤3.9質量%、(H)ゴム粒子2.3質量%となる。次に、かかる樹脂組成物ワニスを使用し、実施例1と全く同様にして接着フィルムを得た。
<実施例6>
実施例2にさらにブロックイソシアネート化合物(日本ポリウレタン工業(株)製「AP−Stable」)5質量部を添加したこと以外は、実施例2と全く同様にして熱硬化性樹脂組成物のワニスを作製した。
<実施例7>
実施例2にさらにブロックイソシアネート化合物(日本ポリウレタン工業(株)製「MS−50」)5質量部を添加したこと以外は、実施例2と全く同様にして熱硬化性樹脂組成物のワニスを作製した。
<比較例1>
実施例1において、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂(エポキシ当量277、DIC(株)製「EXA−7311」)20質量部を、固形ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂(エポキシ当量291、日本化薬(株)製「NC3000H」)20質量部に変更する以外は全く同様にして製造した樹脂組成物ワニスを使用し、実施例1と全く同様にして接着フィルムを得た。
<比較例2>
実施例2において、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂(エポキシ当量277、DIC(株)製「EXA−7311」)10質量部を、固形ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂(エポキシ当量291、日本化薬(株)製「NC3000H」)10質量部に変更する以外は全く同様にして製造した樹脂組成物ワニスを使用し、実施例1と全く同様にして接着フィルムを得た。
<比較例3>
実施例2において、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂(エポキシ当量277、DIC(株)製「EXA−7311」)10質量部、活性エステル硬化剤(DIC(株)製「EXB9460S−65T」、活性基当量約223の不揮発分65質量%のトルエン溶液)12質量部、難燃剤(三光(株)製「HCA−HQ」、10-(2,5-ジヒドロキシフェニル)-10-ヒドロ-9-オキサ-10-フォスファフェナンスレン-10-オキサイド、平均粒径2μm)5質量部を、固形ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂(エポキシ当量291、日本化薬(株)製「NC3000H」)10質量部、ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂(フェノール当量231、日本化薬(株)製「GPH−103」)の50質量%のMEK溶液10質量部に変更する以外は全く同様にして製造した樹脂組成物ワニスを使用し、実施例1と全く同様にして接着フィルムを得た。
結果を表1に示す。
表1の結果から、実施例1、2、3、4で得られた接着フィルムは、ラミネートに適した最低溶融粘度を有し、かつ形成された絶縁層は誘電正接、熱膨張率が低く、かつ表面粗度300nm未満の低粗度で0.6kgf/cm以上の高ピール強度と優れた特性を示した。実施例5では、特定のゴム粒子を用いることで、表面粗さ、誘電正接を低下させ、ラミネート性も向上していることが分かる。実施例6,7ではブロックイソシアネート化合物を用いることで、最低溶融粘度が低下し、ラミネート性が著しく向上していることがわかる。一方、比較例1、2で得られた接着フィルムは、ラミネート性は問題ないものの、形成された絶縁層は、表面粗度が大きく、ピール強度も低いものとなった。さらに比較例1は熱膨張率も大きくなってしまった。比較例3はラミネート性を有さないフィルムとなってしまった。なお、実施例2、3、比較例2の難燃剤として使用しているHCA−HQにもフェノール性水酸基を2個持つハイドロキノン構造を有しているが、難溶性の微粉固体であるため、ラミネート性を悪化させていない事がわかる。
湿式粗化工程において絶縁層表面の粗度が小さく、その上に十分なピール強度を有するめっき導体層を形成することができ、誘電特性、熱膨張率にも優れた樹脂組成物、接着フィルム、プリプレグ、多層プリント配線板、半導体装置を提供できるようになった。更にこれらを搭載した、コンピューター、携帯電話、デジタルカメラ、テレビ、等の電気製品や、自動二輪車、自動車、電車、船舶、航空機、等の乗物も提供できるようになった。

Claims (19)

  1. (A)シアネートエステル樹脂、(B)ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂を含有することを特徴とする樹脂組成物。
  2. 樹脂組成物中の不揮発分を100質量%とした場合、(A)シアネートエステル樹脂の含有量が2〜50質量%、(B)ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂の含有量が1〜40質量%であることを特徴とする、請求項1記載の樹脂組成物。
  3. さらに、(C)無機充填材を含有することを特徴とする、請求項1に記載の樹脂組成物。
  4. さらに、(D)硬化促進剤を含有することを特徴とする、請求項1に記載の樹脂組成物。
  5. さらに、(E)エポキシ樹脂(ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂を除く)を含有することを特徴とする、請求項1に記載の樹脂組成物。
  6. さらに、(F)活性エステル硬化剤を含有することを特徴とする、請求項1に記載の樹脂組成物。
  7. 樹脂組成物中の不揮発分を100質量%とした場合、(F)活性エステル硬化剤を1〜15質量%含有することを特徴とする、請求項6に記載の樹脂組成物。
  8. さらに、(G)フェノキシ樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、及びポリエステル樹脂から選択される1種以上の熱可塑性樹脂を含有することを特徴とする、請求項1に記載の樹脂組成物。
  9. 樹脂組成物中の不揮発分を100質量%とした場合、(G)フェノキシ樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、及びポリエステル樹脂から選択される1種以上の熱可塑性樹脂を0.1〜10質量%含有することを特徴とする、請求項8に記載の樹脂組成物。
  10. さらに、(H)ゴム粒子を含有することを特徴とする、請求項1に記載の樹脂組成物。
  11. (H)ゴム粒子がコアがポリブタジエンでシェルがスチレンとジビニルベンゼンの共重合体であるコアシェル型ゴム粒子であることを特徴とする、請求項10に記載の樹脂組成物。
  12. 樹脂組成物中の不揮発分を100質量%とした場合、(H)ゴム粒子を1〜10質量%含有することを特徴とする、請求項10に記載の樹脂組成物。
  13. さらに、(J)ブロックイソシアネート化合物を含有することを特徴とする、請求項1に記載の樹脂組成物。
  14. (J)ブロックイソシアネート化合物が、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートとクレゾールのブロックイソシアネート化合物及び/又はトリレンジイソシアネートとフェノールのブロックイソシアネート化合物であることを特徴とする、請求項13に記載の樹脂組成物。
  15. 樹脂組成物の硬化物のピール強度が0.5kgf/cm〜1.0kgf/cmであり、表面粗度が50nm〜290nmであり、熱膨張率が5ppm〜30ppmであることを特徴とする、請求項1に記載の樹脂組成物。
  16. 請求項1〜15のいずれか1項に記載の樹脂組成物が支持体上に層形成された接着フィルム。
  17. 請求項1〜15のいずれか1項に記載の樹脂組成物がシート状補強基材中に含浸されたプリプレグ。
  18. 請求項1〜15のいずれか1項に記載の樹脂組成物の硬化物により絶縁層が形成された多層プリント配線板。
  19. 請求項18に記載の多層プリント配線板を用いることを特徴とする、半導体装置。
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