JP2014047200A - シアン酸エステル化合物、樹脂組成物、プリプレグ、積層板、樹脂シート、多層プリント配線板、および半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】所定の構造を有するフルオレンシアン型酸エステル化合物。当該樹脂を用いた樹脂組成物、プリプレグおよび樹脂シート。
【選択図】なし
Description
[1]下記式(1)で表されるシアン酸エステル化合物。
[2]フルオレン型フェノールとハロゲン化シアンとを反応させて得られることを特徴とするフルオレン型シアン酸エステル化合物。
[3][1]又は[2]に記載のシアン酸エステル化合物を必須成分とする樹脂組成物。
[4]さらにエポキシ樹脂、および硬化剤を含む[3]に記載の樹脂組成物。
[5]さらに無機充填材を含む[4]に記載の樹脂組成物。
[6]前記無機充填材は、シリカ、水酸化アルミニウム、ベーマイト、タルク、及び炭酸カルシウムからなる群より選ばれた少なくとも1種類である[5]に記載の樹脂組成物。
[7][3]ないし[6]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。
[8][7]に記載のプリプレグを1枚以上成形してなる積層板。
[9][3]ないし[6]のいずれかに記載の樹脂組成物からなる絶縁層と、フィルムまたは金属箔からなるキャリア層とを有する樹脂シート。
[10]少なくとも[7]のプリプレグ、[8]の積層板および[9]の樹脂シートいずれかを用いて作製される多層プリント配線板。
[11][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。
本発明のシアン酸エステル樹脂は、下記一般式(6)に示すフルオレン型フェノール化合物とハロゲン化シアンとを反応させることにより得ることができる。
半導体装置は、上述した方法にて製造された多層プリント配線板に半導体素子を実装し、製造することができる。半導体素子の実装方法、封止方法は特に限定されない。例えば、半導体素子と多層プリント配線板とを用い、フリップチップボンダーなどを用いて多層プリント配線板上の接続用電極部と半導体素子の半田バンプの位置合わせを行う。その後、IRリフロー装置、熱板、その他加熱装置を用いて半田バンプを融点以上に加熱し、多層プリント配線板と半田バンプとを溶融接合することにより接続する。そして、多層プリント配線板と半導体素子との間に液状封止樹脂を充填し、硬化させることで半導体装置を得ることができる。
(1)ビスクレゾールフルオレン型シアン酸エステル化合物の合成
ビスフェノールフルオレン22.8g(0.06mol、商品名BCF、JFEケミカル製、水酸基当量380 g/eq)とテトラヒドロフラン(以下THF)150mlを仕込み、乾燥N2雰囲気下で攪拌溶解する。溶解後、−20℃まで冷却を行った。−20℃にて臭化シアン(以下BrCN)19.1g(純度95%、0.18mol)を投入し、内温が−15〜―20℃に温度を制御しながら、トリメチルアミン(以下TEA)18.2g(0.18mol)を1時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに12時間攪拌を続け、反応を完結させた。
(2)ビスフェノールフルオレン型シアン酸エステル化合物の合成
ビスフェノールフルオレン21.1g(0.06mol、商品名BPFL,JFEケミカル製、水酸基当量176 g/eq)とテトラヒドロフラン(以下THF)150mlを仕込み、乾燥N2雰囲気下で攪拌溶解する。溶解後、−20℃まで冷却を行った。−20℃にて臭化シアン(以下BrCN)19.1g(純度95%、0.18mol)を投入し、内温が−15〜―20℃に温度を制御しながら、トリメチルアミン(以下TEA)18.2g(0.18mol)を1時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに12時間攪拌を続け、反応を完結させた。
(3)ビスフェノールタイプのフルオレン型シアン酸エステル化合物の合成
ビスフェノールタイプのフルオレン22.7g(0.06mol、商品名CP−001、大阪ガスケミカル製、水酸基当量176 g/eq)とテトラヒドロフラン(以下THF)150mlを仕込み、乾燥N2雰囲気下で攪拌溶解する。溶解後、−20℃まで冷却を行った。−20℃にて臭化シアン(以下BrCN)19.1g(純度95%、0.18mol)を投入し、内温が−15〜―20℃に温度を制御しながら、トリメチルアミン(以下TEA)18.2g(0.18mol)を1時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに12時間攪拌を続け、反応を完結させた。
前記合成例1で得られたビスクレレゾールシアン酸エステル化合物20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)15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)15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)49.7重量部を添加し、高速攪拌機を用いて10分攪拌して、樹脂ワニスを得た。
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%のプリプレグを得た。
前記樹脂ワニスをPET(ポリエチレンテレフタレート、帝人デュポンフィルム製ピューレックスフィルム36um)上に塗工し、150℃の乾燥機で2分間乾燥して、樹脂シートを得た。
上述のプリプレグを2枚重ね、両面に18μmの銅箔を重ねて、圧力4MPa、温度220℃で2時間加熱加圧成形することによって、厚さ0.2mmの両面に銅張を有する積層板を得た。
前記で得られた両面に銅張を有する積層板に、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、市販の樹脂フィルム(ビルドアップ材と称す場合もある。)(味の素ファインテクノ社製、ABF GX−13、厚さ40μm)を内層回路上に真空積層装置を用いて積層し、温度170℃、時間60分間加熱硬化し積層体を得た。
前記で多層プリント配線板の絶縁層に炭酸レーザー装置を用いて開口部を設け、電解銅めっきにより絶縁層表面に外層回路形成を行い、外層回路と内層回路との導通を図った。なお、外層回路は、半導体素子を実装するための接続用電極部を設けた。その後、最外層にソルダーレジスト(太陽インキ社製、PSR4000/AUS308)を形成し、露光・現像により半導体素子が実装できるよう接続用電極部を露出させ、ニッケル金メッキ処理を施し、50mm×50mmの大きさに切断し、多層プリント配線板を得た。その後、半導体素子(TEGチップ、サイズ15mm×15mm、厚み0.8mm)は、半田バンプはSn/Pb組成の共晶で形成され、回路保護膜はポジ型感光性樹脂(住友ベークライト社製CRC−8300)で形成されたものを使用した。半導体装置の組み立ては、まず、半田バンプにフラックス材を転写法により均一に塗布し、次にフリップチップボンダー装置を用い、上記多層プリント配線板上に加熱圧着により搭載した。次に、IRリフロー炉で半田バンプを溶融接合した後、液状封止樹脂(住友ベークライト社製、CRP−4152S)を充填し、液状封止樹脂を硬化させることで半導体装置を得た。尚、液状封止樹脂は、温度150℃、120分の条件で硬化させた。
(1)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」、シアネート当量124
(2)シアネート樹脂/ビスフェノールA型シアネート樹脂:ロンザジャパン社製・「プリマセットBA−230」、シアネート当量232
(3)エポキシ樹脂/ビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂:日本化薬社製・「NC−3000H」、エポキシ当量275
(4)エポキシ樹脂/ナフタレン型2官能エポキシ樹脂:DIC社製・「HP−4032D」、エポキシ当量140g/eq
(5)エポキシ樹脂/ナフタレン型4官能エポキシ樹脂:DIC社製・「HP−4700」、エポキシ当量165g/eq
(6)フェノール樹脂/ビフェニルアルキレン型ノボラック樹脂:明和化成社製「MEH−7851−3H」、水酸基当量230
(7)無機充填材/球状シリカ;アドマテックス社製・「SO-25R」、平均粒子径0.5μm
(8)無機充填材/球状シリカ;アドマテックス社製・「SO-31R」、平均粒子径1.0μm
(9)無機充填材/球状シリカ;トクヤマ社製・「NSS−5N」、平均粒子70nm
(10)無機充填材/ベーマイト;河合石灰社製・「BMT−3L」、平均粒子2.9μm
(11)無機充填材/窒化ホウ素;水島合金鉄社製・「HP−P1」、平均粒径2.0μm
(12)無機充填材/アルミナ;日本軽金属社製・「LS−22」、平均粒径2.4μm
(13)無機充填材/タルク;富士タルク社製・「LMS−200」、平均粒子径6.0μm
(14)カップリング剤/エポキシシラン;GE東芝シリコーン社製・「A‐187」
(1)ガラス転移温度:
厚さ0.1mmの両面に銅箔を有する銅張積層板を全面エッチングし、得られた積層板から10mm×60mmのテストピースを切り出し、動的粘弾性測定装置(TAインスツルメント社製、DMA983)を用いて3℃/分で昇温し、測定した。ガラス転移温度は、tanδのピーク位置の温度とした。
厚さ0.1mmの両面に銅箔を有する積層板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、TMA(TAインスツルメント社製)を用いて厚み方向(XY方向)の線膨張係数を測定した。測定は、窒素雰囲気下、引っ張りモードで昇温速度5℃/min、温度25〜300℃、荷重5g、2サイクル測定を行った。熱膨張率は、2サイクル目の温度50〜100℃における平均線熱膨張係数とした。
トリプレート線路共振器法にて厚さ0.1mmの両面に銅箔を有する積層板を全面エッチングし、得られた積層板から20mm×50mmのテストピースを切り出し16枚重ねて1.6mm厚にして1GHzの値を測定した。
UL−94規格に従い、厚さ0.1mmの両面に銅箔を有する積層板を全面エッチングし、得られた積層板から13mm×125mmのテストピースを切り出し0.1mm厚のテストピースを垂直法により測定した。
厚さ0.1mmの両面に銅箔を有する積層板を全面エッチングし、得られた積層板から50mm×50mmのテストピースを切り出し、JIS6481に従い測定した。
厚さ0.1mmの両面に銅箔を有する積層板から50mm×50mmに切り出し、JIS6481に従い半面エッチングを行ってテストピースを作製した。
プレッシャークッカーを用いて121℃で、24時間処理後、288℃の半田に60秒浸漬させ、膨れの有無を観察した。各符号は以下のとおりである。
○:異常なし
×:膨れが発生
前記で得られた多層プリント配線板を、IPC/JEDECのJ−STD−20に準拠して、温度85℃湿度60%時間168時間前処理後に、260℃リフロー炉を通し、5回毎に、超音波深傷検査装置で多層プリント配線板の絶縁層の剥離、およびクラックの欠損を評価した。
各符号は以下の通りである。
◎:20回以上絶縁層の剥離、及びクラックの発生なし。
○:10回以上、20回未満で剥離、またはクラックが発生した。
△:5回以上、10回未満で剥離、またはクラックが発生した。
×:5回未満 絶縁層の剥離、またはクラックが発生した。
Claims (11)
- フルオレン型フェノールとハロゲン化シアンとを反応させて得られる請求項1記載のフルオレン型シアン酸エステル化合物。
- 請求項1又は請求項2に記載のシアン酸エステル化合物を必須成分とする樹脂組成物。
- さらにエポキシ樹脂、および硬化剤を含む請求項3に記載の樹脂組成物。
- さらに無機充填材を含む請求項4に記載の樹脂組成物。
- 前記無機充填材は、シリカ、水酸化アルミニウム、ベーマイト、タルク、及び炭酸カルシウムからなる群より選ばれた少なくとも1種類である請求項5に記載の樹脂組成物。
- 請求項3ないし請求項6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7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3ないし請求項6のいずれかに記載の樹脂組成物からなる絶縁層と、フィルムまたは金属箔からなるキャリア層とを有する樹脂シート。
- 少なくとも請求項7記載のプリプレグ、請求項8記載の積層板および請求項9記載の樹脂シートいずれかを用いて作製され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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