JP2015224304A - 熱硬化性樹脂組成物、プリプレグ、樹脂付フィルム、積層板、多層プリント配線板及び半導体パッケージ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱可塑性エラストマー(A)と、分子中に芳香族アゾメチン基を有する変性シロキサン化合物(B)と、1分子中に2個以上のN−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物(C)とを含有する熱硬化性樹脂組成物。1分子中に2個以上の一級アミノ基を有する芳香族アミン化合物(iii)と、1分子中に2個以上のアルデヒド基を有する芳香族アルデヒド化合物(iv)とを反応させて1分子中に1個以上のアルデヒド基を有する芳香族アゾメチン化合物(i)を得て、更に、前記芳香族アゾメチン化合物(i)を分子末端に2個以上の一級アミノ基を有するシロキサン化合物(ii)とを反応させて前記変性シロキサン化合物(B)を得る方法。
【選択図】なし
Description
しかしながら、特許文献5〜11に記載のポリアゾメチンは、銅張積層板や層間絶縁材料として適用した場合、耐熱性や成形性が不足する場合がある。
また、特許文献12に記載の熱硬化性ポリアゾメチン樹脂は、耐熱性や強靭性の改良が依然不足であり、これらを銅張積層板や層間絶縁材料として適用した場合も、耐熱性や信頼性、加工性等が不足する場合がある。
1.熱可塑性エラストマー(A)と、分子構造中に芳香族アゾメチン基を有する変性シロキサン化合物(B)と、1分子中に少なくとも2個のN−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物(C)とを配合してなる熱硬化性樹脂組成物。
2.分子構造中に芳香族アゾメチン基を有する変性シロキサン化合物(B)が、1分子中に少なくとも1個のアルデヒド基を有する芳香族アゾメチン化合物(i)と、分子末端に少なくとも2個の一級アミノ基を有するシロキサン化合物(ii)とを反応させて得られる上記1に記載の熱硬化性樹脂組成物。
3.1分子中に少なくとも1個のアルデヒド基を有する芳香族アゾメチン化合物(i)が、1分子中に少なくとも2個の一級アミノ基を有する芳香族アミン化合物(iii)と、1分子中に少なくとも2個のアルデヒド基を有する芳香族アルデヒド化合物(iv)とを反応させて得られる上記2に記載の熱硬化性樹脂組成物。
4.変性シロキサン化合物(B)と、マレイミド化合物(C)とを反応させて得られる、芳香族アゾメチン基を有する変性イミド樹脂を配合してなる、上記1〜3のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
5.さらに、下記一般式(1)に示す酸性置換基を有するアミン化合物(D)を配合してなる上記1〜4のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
6.変性シロキサン化合物(B)と、マレイミド化合物(C)と、アミン化合物(D)とを反応させて得られる、酸性置換基と芳香族アゾメチンとを有する変性イミド樹脂を配合してなる、上記5に記載の熱硬化性樹脂組成物。
7.熱可塑性エラストマー(A)が、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、アクリル系エラストマー及びシリコーン系エラストマーからなる群より選択される少なくとも一種又はその誘導体である上記1〜6のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
8.熱可塑性エラストマー(A)が分子末端又は分子鎖中に反応性官能基を有する上記1〜7のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
9.熱可塑性エラストマー(A)の分子末端又は分子鎖中に有する反応性官能基がエポキシ基、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、アミド基、イソシアナト基、アクリル基、メタクリル基及びビニル基からなる群より選択される少なくとも一種である上記8に記載の熱硬化性樹脂組成物。
10.さらに、エポキシ樹脂(E)を配合してなる上記1〜9のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
11.さらに、無機充填材(F)を配合してなる上記1〜10のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
12.さらに、硬化促進剤(G)を配合してなる上記1〜11のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
13.上記1〜12のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物が基材に含浸してなるプリプレグ。
14.上記1〜12のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物を支持体上に層形成してなる樹脂付フィルム。
15.上記13に記載のプリプレグを積層成形し得られる積層板。
16.上記14に記載の樹脂付フィルムを積層成形して得られる積層板。
17.上記15又は16に記載の積層板を用いて製造された多層プリント配線板。
18.上記17に記載の多層プリント配線板に半導体を搭載してなる半導体パッケージ。
特に、本発明の熱硬化性樹脂組成物を、基材に含浸してなるプリプレグ、支持体上に層形成してなる樹脂付フィルム、及び該プリプレグ若しくは該樹脂付フィルムを積層成形することにより製造した積層板は、特に低収縮性、低熱膨張性、優れた誘電特性、高弾性率を有し、多層プリント配線板、半導体パッケージとして有用である。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、熱可塑性エラストマー(A)と、分子構造中に芳香族アゾメチン基を有する変性シロキサン化合物(B)と、1分子中に少なくとも2個のN−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物(C)とを配合してなるものである。
本発明に用いられる熱可塑性エラストマー(A)としては、例えば、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、アクリル系エラストマー、シリコーン系エラストマーやその誘導体等が挙げられる。これらは、ハードセグメント成分とソフトセグメント成分を有し、一般に前者が耐熱性及び強度に、後者が柔軟性及び強靭性に寄与している。これらは、1種を単独で又は2種以上を混合して使用できる。
株)製)、デナレックスR45(ナガセケムテックス(株)製)等が挙げられる。
具体例としては、UBEポリアミドエラストマ(宇部興産(株)製)、ダイアミド(ダイセル・エボニック(株)製)、PEBAX(東レ(株)製)、グリロンELY(エムスケミー・ジャパン(株)製)、ノバミッド(三菱化学(株)製)、グリラックス(DIC(株)製)、BPAM−01、BPAM−155(以上、日本化薬(株)製)等が挙げられる。
本発明に用いられる分子構造中に芳香族アゾメチン基を有する変性シロキサン化合物(B)は、1分子中に少なくとも1個のアルデヒド基を有する芳香族アゾメチン化合物(i)と、分子末端に少なくとも2個の一級アミノ基を有するシロキサン化合物(ii)とを反応させて得ることが好ましい。
1分子中に少なくとも1個のアルデヒド基を有する芳香族アゾメチン化合物(i)は、1分子中に少なくとも2個の一級アミノ基を有する芳香族アミン化合物(iii)と、1分子中に少なくとも2個のアルデヒド基を有する芳香族アルデヒド化合物(iv)とを反応させて得ることができる。
具体的には、1分子中に少なくとも1個のアルデヒド基を有する芳香族アゾメチン化合物(i)は、1分子中に少なくとも2個の一級アミノ基を有する芳香族アミン化合物(iii)と、1分子中に少なくとも2個のアルデヒド基を有する芳香族アルデヒド化合物(iv)とを有機溶媒中で脱水縮合反応させることにより得ることができる。
本発明に用いられる1分子中に少なくとも2個の一級アミノ基を有する芳香族アミン化合物(iii)は、1分子中に2個の一級アミノ基を有する芳香族アミン化合物が好ましい。
本発明に用いられる1分子中に少なくとも2個の一級アミノ基を有する芳香族アミン化合物(iii)としては、例えば、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、o−フェニレンジアミン、3−メチル−1,4−ジアミノベンゼン、2,5−ジメチル−1,4−ジアミノベンゼン、4,4'−ジアミノジフェニルメタン、3,3'−ジメチル−4,4'−ジアミノ−ジフェニルメタン、3,3'−ジエチル−4,4'−ジアミノ−ジフェニルメタン、4,4'−ジアミノジフェニルエーテル、4,4'−ジアミノジフェニルスルホン、3,3'−ジアミノジフェニルスルホン、4,4'−ジアミノジフェニルケトン、ベンジジン、3,3'−ジメチル−4,4'−ジアミノビフェニル、2,2'−ジメチル−4,4'−ジアミノビフェニル、3,3'−ジヒドロキシベンジジン、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、3,3−ジメチル−5,5−ジエチル−4,4−ジフェニルメタンジアミン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)プロパン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4'−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)スルホン、ビス(4−(3−アミノフェノキシ)フェニル)スルホン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン等が挙げられる。これらは単独で、又は2種類以上を混合して用いてもよい。
本発明に用いられる1分子中に少なくとも2個のアルデヒド基を有する芳香族アルデヒド化合物(iv)は、1分子中に2個のアルデヒド基を有する芳香族アルデヒド化合物が好ましい。
本発明に用いられる1分子中に少なくとも2個のアルデヒド基を有する芳香族アルデヒド化合物(iv)としては、例えば、テレフタルアルデヒド、イソフタルアルデヒド、o−フタルアルデヒド、2,2’−ビピリジン−4,4’−ジカルボキシアルデヒド等が挙げられる。これらの中でも、より低熱膨張化が可能であり、反応時の反応性が高く、溶剤溶解性にも優れ、商業的にも入手しやすいテレフタルアルデヒドが特に好ましい。
反応温度は、例えば、70〜150℃が好ましく、さらに副生成物である水を除去しながら反応することが好ましい。また、反応温度は100〜130℃がより好ましい。温度を70℃以上とすることにより、反応速度が充分に早く、温度を150℃以下とすることにより、反応溶媒に高沸点の溶媒を必要とせず、プリプレグを製造する際、残溶剤が残りにくく、耐熱性の低下が抑制される。
測定装置としては、例えばオートサンプラー(東ソー(株)製AS−8020)、カラムオーブン(日本分光(株)製860−C0)、RI検出器(日本分光(株)製830−RI)、UV/VIS検出器(日本分光(株)製870−UV)、HPLCポンプ(日本分光(株)製880−PU)を使用することが可能である。
また、使用カラムとしては、例えば、東ソー(株)製TSKgel SuperHZ2000,2300を使用でき、測定条件としては、例えば、測定温度40℃、流量0.5ml/min、溶媒をテトラヒドロフランとすることで、測定可能である。
本発明に用いられる分子末端に少なくとも2個の一級アミノ基を有するシロキサン化合物(ii)は、分子末端に2個の一級アミノ基を有するシロキサン化合物が好ましい。
本発明に用いられる分子末端に少なくとも2個の一級アミノ基を有するシロキサン化合物(ii)としては、市販品を用いることができ、例えば、「KF−8010」(アミノ基の官能基当量430)、「X−22−161A」(アミノ基の官能基当量800)、「X−22−161B」(アミノ基の官能基当量1500)、「KF−8012」(アミノ基の官能基当量2200)、「KF−8008」(アミノ基の官能基当量5700)、「X−22−9409」(アミノ基の官能基当量700)、「X−22−1660B−3」(アミノ基の官能基当量2200)(以上、信越化学工業(株)製)、「BY−16−853U」(アミノ基の官能基当量460)、「BY−16−853」(アミノ基の官能基当量650)、「BY−16−853B」(アミノ基当量2200)(以上、東レ・ダウコーニング(株)製)等が挙げられ、これらは単独で、又は2種類以上を混合して用いてもよい(官能基当量の単位はg/molである)。
これらの中で、例えば、合成時の反応性が高く、低熱膨張性の点から「X−22−161A」、「X−22−161B」、「KF−8012」、「X−22−1660B−3」、「BY−16−853B」が好ましく、相溶性に優れ、高弾性率化できる「X−22−161A」、「X−22−161B」が特に好ましい。
反応温度は、例えば、70〜150℃が好ましく、さらに副生成物である水を除去しながら反応することが好ましい。また、反応温度は100〜130℃がより好ましい。温度を70℃以上とすることにより、反応速度が充分に早く、温度を150℃以下とすることにより、反応溶媒に高沸点の溶媒を必要とせず、プリプレグを製造する際、残溶剤が残りにくく、耐熱性の低下が抑制される。
測定装置としては、例えばオートサンプラー(東ソー(株)製AS−8020)、カラムオーブン(日本分光(株)製860−C0)、RI検出器(日本分光(株)製830−RI)、UV/VIS検出器(日本分光(株)製870−UV)、HPLCポンプ(日本分光(株)製880−PU)を使用することが可能である。
また、使用カラムとしては、例えば、東ソー(株)製TSKgel SuperHZ2000,2300を使用でき、測定条件としては、例えば、測定温度40℃、流量0.5ml/min、溶媒をテトラヒドロフランとすることで、測定可能である。
本発明に用いられる1分子中に少なくとも2個のN-置換マレイミド基を有するマレイミド化合物(C)は、1分子中に2個のN-置換マレイミド基を有するマレイミド化合物が好ましい。
本発明に用いられる1分子中に少なくとも2個のN-置換マレイミド基を有するマレイミド化合物(C)としては、例えば、ビス(4−マレイミドフェニル)メタン、ポリフェニルメタンマレイミド、ビス(4−マレイミドフェニル)エーテル、ビス(4−マレイミドフェニル)スルホン、3,3−ジメチル−5,5−ジエチル−4,4−ジフェニルメタンビスマレイミド、4−メチル−1,3−フェニレンビスマレイミド、m−フェニレンビスマレイミド、2,2−ビス(4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル)プロパン等が挙げられる。これらのマレイミド化合物は、単独で用いても2種類以上を混合して用いてもよい。
有機溶媒中で変性シロキサン化合物(B)、マレイミド化合物(C)を反応させる際の反応温度は、例えば、70〜150℃であることが好ましく、100〜130℃であることがより好ましい。反応時間は、例えば、0.1〜10時間であることが好ましく、1〜6時間であることがより好ましい。
また、上記ラジカル開始剤としては、例えば、アシル過酸化物、ハイドロパーオキサイド、ケトン過酸化物、t−ブチル基を有する有機過酸化物、クミル基を有する過酸化物等の有機過酸化物が使用できる。これらは単独で、又は2種類以上を混合して使用してもよい。これらの中で、例えば、良好な反応性や耐熱性の点から、芳香族アミン類が好ましい。
さらに、本発明の熱硬化性樹脂組成物は、下記一般式(1)に示す酸性置換基を有するアミン化合物(D)を配合させることができる。
有機溶媒中で変性シロキサン化合物(B)、マレイミド化合物(C)、酸性置換基を有するアミン化合物(D)を反応させる際の反応温度は、例えば、70〜150℃であることが好ましく、100〜130℃であることがより好ましい。反応時間は、例えば、0.1〜10時間であることが好ましく、1〜6時間であることがより好ましい。
また、プレ反応における酸性置換基を有するアミン化合物(D)の配合量は、上記のような関係を維持しつつ、例えば、変性シロキサン化合物(B)の樹脂成分100質量部に対して1〜500質量部が好ましく、1〜300質量部がより好ましい。1質量部以上とすることにより耐熱性が低下することがなく、また、500質量部以下とすることにより低熱膨張性を良好に保つことができる。
併用する硬化剤としては、例えば、ジシアンジアミド、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3'−ジエチル−4,4'−ジアミノ−ジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、フェニレンジアミン、キシレンジアミン等の芳香族アミン類、ヘキサメチレンジアミン、2,5−ジメチルヘキサメチレンジアミン等の脂肪族アミン類、メラミン、ベンゾグアナミン等のグアナミン化合物類が挙げられる。
また、上記ラジカル開始剤としては、例えば、アシル過酸化物、ハイドロパーオキサイド、ケトン過酸化物、t−ブチル基を有する有機過酸化物、クミル基を有する過酸化物などの有機過酸化物が使用できる。これらは単独で、又は2種類以上を混合して使用してもよい。これらの中で、例えば、良好な反応性や耐熱性の点から、芳香族アミン類が好ましい。
さらに、本発明の熱硬化性樹脂組成物は、エポキシ樹脂(E)を配合させることができる。
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、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールFノボラック型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリアジン骨格含有エポキシ樹脂、フルオレン骨格含有エポキシ樹脂、トリフェノールフェノールメタン型エポキシ樹脂、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、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、多官能フェノール類及びアントラセン等の多環芳香族類のジグリシジルエーテル化合物及びこれらにリン化合物を導入したリン含有エポキシ樹脂などが挙げられ、これらは単独で、又は2種類以上を混合して使用してもよい。これらの中で、例えば、耐熱性、難燃性の点からビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂及びナフタレン型エポキシ樹脂が好ましい。
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、無機充填材剤(F)をさらに配合させることができる。無機充填材としては、例えば、シリカ、アルミナ、タルク、マイカ、カオリン、水酸化アルミニウム、ベーマイト、水酸化マグネシウム、ホウ酸亜鉛、スズ酸亜鉛、酸化亜鉛、酸化チタン、窒化ホウ素、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム、EガラスやTガラス、Dガラス等のガラス粉や中空ガラスビーズなどが挙げられる。これらは単独で、又は2種類以上を混合して使用してもよい。
また、樹脂組成物に無機充填剤を配合するに際しては、例えば、該無機充填剤をシラン系、チタネート系等のカップリング剤、シリコーンオリゴマー等の表面処理剤で前処理、又はインテグラルブレンド処理することも好ましい。
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、硬化促進剤(G)をさらに配合させることができる。硬化促進剤(G)としては、例えば、イミダゾール類及びその誘導体、ホスフィン類及びホスホニウム塩、第三級ホスフィンとキノン類との付加物等の有機リン系化合物、第二級アミン類、第三級アミン類、及び第四級アンモニウム塩などが挙げられる。これらの1種を単独で又は2種以上を混合して使用できる。
これらの中で、例えば、促進効果と保存安定性の点からイミダゾール誘導体、ホスホニウム塩、第三級ホスフィンとキノン類との付加物等の有機リン系化合物が好ましい。好ましい硬化促進剤(G)には、例えば、イソシアネートマスクイミダゾール(例えば、G−8009L(第一工業製薬(株)製))、テトラフェニルホスホニウムテトラ-p-トリルボレート(例えばTPP−MK(北興化学工業(株)製))等がある。
本発明では、その目的に反しない範囲内で、任意に公知の熱可塑性樹脂、有機充填剤、難燃剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光重合開始剤、蛍光増白剤及び接着性向上剤等を使用できる。
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、プリプレグに用いられるため、最終的には、各成分が有機溶媒中に溶解もしくは分散されたワニスの状態とすることが好ましい。
これらの中で、例えば、溶解性の点からメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテルが好ましく、低毒性である点からメチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルがより好ましい。
なお、本明細書において、樹脂成分とは、主に、熱可塑性エラストマー(A)、変性シロキサン化合物(B)及びマレイミド化合物(C)であり、アミン化合物(D)、エポキシ樹脂(E)、無機充填材(F)、硬化促進剤(G)、芳香族アゾメチン基を有する変性イミド樹脂及び酸性置換基と芳香族アゾメチン基を有する変性イミド樹脂の少なくともいずれかが配合されている場合は、これら配合物をも含むものである。
本発明のプリプレグは、前記した本発明の樹脂組成物を、基材に含浸してなるものが好ましい。
以下、本発明のプリプレグについて詳述する。
本発明のプリプレグは、本発明の熱硬化性樹脂組成物を基材に含浸してなるものである。
本発明のプリプレグは、本発明の熱硬化性樹脂組成物を、基材に含浸し、加熱等により半硬化(Bステージ化)して本発明のプリプレグを製造することができる。本発明で得られる樹脂組成物を基材に含浸させる方法として特に限定されないが、例えば、基材を樹脂ワニスに浸漬する方法、各種コーターにより塗布する方法、スプレーによる吹き付ける方法等が挙げられる。これらの中でも、基材を樹脂ワニスに浸漬する方法が好ましい。これにより、基材に対する樹脂組成物の含浸性を向上することができる。
本発明の基材としては、例えば、各種の電気絶縁材料用積層板に用いられている周知のものが使用できる。その材質の例としては、Eガラス、Dガラス、Sガラス及びQガラス等の無機物繊維;ポリイミド、ポリエステル及びテトラフルオロエチレン等の有機繊維;並びにそれらの混合物が挙げられる。他の用途では、例えば、繊維強化基材であれば、炭素繊維を用いることが可能である。
本発明の樹脂付フィルムは、本発明の熱硬化性樹脂組成物を支持体上に層形成してなるものである。
本発明で得られる熱硬化性樹脂組成物を支持体上に層形成する方法として特に限定されないが、例えば、本発明で得られる熱硬化性樹脂組成物をワニスの状態にし、各種コーター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乾燥させて樹脂組成物層を形成させることができる。このように加熱等により半硬化(Bステージ化)して本発明の樹脂付フィルムを製造することができる。この半硬化状態は、樹脂付きフィルムと回路基板を積層し、硬化する際に、樹脂付きフィルムの樹脂組成物層と回路基板との接着力が確保される状態で、また、回路基板への埋めこみ性(流動性)が確保される状態であることが好ましい。
樹脂付きフィルムは、ロール状に巻き取って貯蔵することもできる。
本発明の積層板は、前述の樹脂付フィルムを積層成形して得られるものである。例えば、樹脂付フィルムを、真空ラミネーターを用いて、回路基板、プリプレグ及び基材等の片面又は両面にラミネートし、必要に応じ、加熱により硬化することで製造することができる。
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回路パターン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複数積層してなるプリント配線板において、該プリント配線板の最外層の片面又は両面に回路パターンが形成されたものも、ここでいう回路基板に含まれる。なお導体層表面には、黒化処理等により予め粗化処理が施されていてもよい。
本発明の樹脂付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。ラミネート条件は、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0.1〜1.1MPa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。
積層板を製造する際の成形条件は、例えば、電気絶縁材料用積層板及び多層板の手法が適用でき、例えば多段プレス、多段真空プレス、連続成形、オートクレーブ成形機等を使用し、温度100〜250℃、圧力0.2〜10MPa、加熱時間0.1〜5時間の範囲で成形することができる。また、本発明のプリプレグと回路基板とを組合せ、積層成形して、積層板を製造することもできる。
本発明に係る半導体パッケージは、前記多層プリント配線板の所定の位置に半導体チップやメモリ等を搭載し製造される。
なお、各実施例及び比較例で得られた樹脂板を用いて収縮率、ならびに銅張積層板を用いて、ガラス転移温度、熱膨張率、銅箔接着性、銅付きはんだ耐熱性、曲げ弾性率、誘電特性について以下の方法で測定し、評価した。
縦5mm(X方向)、横5mm(Y方向)、厚1mm(Z方向)の樹脂板を作製し、TMA試験装置(TAインスツルメント社製、Q400)を用いて圧縮法で熱機械分析を行った。樹脂板を前記装置にX方向又はY方向に装着後、荷重5g、昇温速度45℃/分とし、20℃(5分保持)〜260℃(2分保持)〜20℃(5分保持)の温度プロファイルにて測定した。昇温開始前の20℃及び昇温後の20℃での寸法変化量から樹脂板の収縮率(%)を評価した。
具体的には、以下の式を用いて、樹脂板の収縮率を算出した。
収縮率(%)={(昇温開始前20℃の寸法(mm)−昇温後20℃の寸法(mm))/昇温開始前20℃の寸法(mm)}×100
銅張積層板を銅エッチング液に浸漬することにより銅箔を取り除いた縦5mm(X方向)、横5mm(Y方向)、厚0.4mm(Z方向)の評価基板を作製し、TMA試験装置(TAインスツルメント社製、Q400)を用いて圧縮法で熱機械分析をおこなった。評価基板を前記装置にZ方向に装着後、荷重5g、昇温速度10℃/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熱膨張曲線の異なる接線の交点で示されるTgを求め、耐熱性を評価した。
銅張積層板を銅エッチング液に浸漬することにより銅箔を取り除いた縦5mm(X方向)、横5mm(Y方向)、厚0.4mm(Z方向)の評価基板を作製し、TMA試験装置(TAインスツルメント社製、Q400)を用いて圧縮法で熱機械分析をおこなった。評価基板を前記装置にX方向に装着後、荷重5g、昇温速度10℃/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30℃から100℃までの平均熱膨張率を算出し、これを熱膨張率の値とした。
銅張積層板を銅エッチング液に浸漬することにより3mm幅の銅箔を形成して評価基板を作製し、引張り試験機を用いて銅箔の接着性(ピール強度)を測定した。
銅張積層板から25mm角の評価基板を作製し、温度288℃のはんだ浴に、120分間評価基板をフロートし、外観を観察することにより銅付きはんだ耐熱性を評価した。
銅張積層板を銅エッチング液に浸漬することにより銅箔を取り除いた25mm×50mmの評価基板を作製し、(株)オリエンテック社製5トンテンシロンを用い、クロスヘッド速度1mm/min、スパン間距離20mmで測定した。
銅張積層板を銅エッチング液に浸漬することにより銅箔を取り除いた100mm×2mmの評価基板を作製し、空洞共振機装置((株)関東電子応用開発製)を用いて、周波数1GHzでの比誘電率及び誘電正接を測定した。
製造実施例1:芳香族アゾメチン基を有するアミノ変性シロキサン化合物(B−1)の製造
温度計、攪拌装置、還流冷却管付き水分定量器の付いた加熱及び冷却可能な容積2リットルの反応容器に、3,3’−ジエチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン:12.9g、テレフタルアルデヒド:17.1g、プロピレングリコールモノメチルエーテル:45.0gを入れ、115℃で4時間反応した後、130℃まで昇温して常圧濃縮により脱水し、芳香族アゾメチン化合物(iii−1)含有溶液(樹脂成分:60質量%、重量平均分子量(Mw):1500)を得た。
次に、上記反応溶液に、X−22−161B(信越化学工業(株)製、商品名、アミノ基の官能基当量1500、両末端アミノ変性シロキサン):325.5g、プロピレングリコールモノメチルエーテル:513.3gを入れ、115℃で4時間反応した後、130℃まで昇温して常圧濃縮により脱水し、芳香族アゾメチン基を有する変性シロキサン化合物(B−1)含有溶液(樹脂成分:90質量%、重量平均分子量(Mw):25000)を得た。
温度計、攪拌装置、還流冷却管付き水分定量器の付いた加熱及び冷却可能な容積2リットルの反応容器に、2,5−ジメチル−1,4−ジアミノベンゼン:8.7g、テレフタルアルデヒド:21.3g、プロピレングリコールモノメチルエーテル:45.0gを入れ、115℃で4時間反応した後、130℃まで昇温して常圧濃縮により脱水し、芳香族アゾメチン化合物(iii−2)含有溶液(樹脂成分:60質量%、重量平均分子量(Mw):1200)を得た。
次に、上記反応溶液に、X−22−161B(信越化学工業(株)製、商品名、アミノ基の官能基当量1500、両末端アミノ変性シロキサン):413.8g、プロピレングリコールモノメチルエーテル:645.7gを入れ、115℃で4時間反応した後、130℃まで昇温して常圧濃縮により脱水し、芳香族アゾメチン基を有する変性シロキサン化合物(B−2)含有溶液(樹脂成分:90質量%、重量平均分子量(Mw):28000)を得た。
温度計、攪拌装置、還流冷却管付き水分定量器の付いた加熱及び冷却可能な容積2リットルの反応容器に、2,2−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)プロパン:16.51g、テレフタルアルデヒド:13.49g、プロピレングリコールモノメチルエーテル:45.0gを入れ、115℃で4時間反応した後、130℃まで昇温して常圧濃縮により脱水し、芳香族アゾメチン化合物(iii−3)含有溶液(樹脂成分:60質量%、重量平均分子量(Mw):2000)を得た。
次に、上記反応溶液に、X−22−161A(信越化学工業(株)製、商品名、アミノ基の官能基当量800、両末端アミノ変性シロキサン):141.6g、プロピレングリコールモノメチルエーテル:237.4gを入れ、115℃で4時間反応した後、130℃まで昇温して常圧濃縮により脱水し、芳香族アゾメチン基を有する変性シロキサン化合物(B−3)含有溶液(樹脂成分:90質量%、重量平均分子量(Mw):23000)を得た。
温度計、攪拌装置、還流冷却管付き水分定量器の付いた加熱及び冷却可能な容積2リットルの反応容器に、芳香族アゾメチン基を有する変性シロキサン化合物(B−1)含有溶液(樹脂成分:90質量%):38.4g、2,2−ビス(4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル)プロパン:154.5 g、プロピレングリコールモノメチルエーテル:279.7gを入れ、115℃で4時間反応した後、130℃まで昇温して常圧濃縮し、芳香族アゾメチン基を有する変性イミド樹脂(H−1)含有溶液(樹脂成分:60質量%)を得た。
温度計、攪拌装置、還流冷却管付き水分定量器の付いた加熱及び冷却可能な容積2リットルの反応容器に、芳香族アゾメチン基を有する変性シロキサン化合物(B−3)含有溶液(樹脂成分:90質量%):40.1g、2,2−ビス(4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル)プロパン:152.9g、プロピレングリコールモノメチルエーテル:279.5gを入れ、115℃で4時間反応した後、130℃まで昇温して常圧濃縮し、芳香族アゾメチン基を有する変性イミド樹脂(H−2)含有溶液(樹脂成分:60質量%)を得た。
温度計、攪拌装置、還流冷却管付き水分定量器の付いた加熱及び冷却可能な容積2リットルの反応容器に、芳香族アゾメチン基を有する変性シロキサン化合物(B−1)含有溶液(樹脂成分:90質量%):37.6g、2,2−ビス(4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル)プロパン:151.6g、p−アミノフェノール:3.6g、プロピレングリコールモノメチルエーテル:279.7gを入れ、115℃で4時間反応した後、130℃まで昇温して常圧濃縮し、酸性置換基と芳香族アゾメチン基を有する変性イミド樹脂(I−1)含有溶液(樹脂成分:60質量%)を得た。
温度計、攪拌装置、還流冷却管付き水分定量器の付いた加熱及び冷却可能な容積2リットルの反応容器に、芳香族アゾメチン基を有する変性シロキサン化合物(B−3)含有溶液(樹脂成分:90質量%):39.3g、2,2−ビス(4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル)プロパン:150.0g、p−アミノフェノール:3.6g、プロピレングリコールモノメチルエーテル:279.6gを入れ、115℃で4時間反応した後、130℃まで昇温して常圧濃縮し、酸性置換基と芳香族アゾメチン基を有する変性イミド樹脂(I−2)含有溶液(樹脂成分:60質量%)を得た。
熱可塑性エラストマー(A)、製造実施例1、2、3で得られた芳香族アゾメチン基を有するアミノ変性シロキサン化合物(B−1、B−2、B−3)、マレイミド化合物(C)、酸性置換基を有するアミン化合物(D)、エポキシ樹脂(E)、無機充填剤(F)、硬化促進剤(G)、製造実施例4、5で得られた芳香族アゾメチン基を有する変性イミド樹脂含有溶液(H−1、H−2)、製造実施例6、7で得られた酸性置換基と芳香族アゾメチン基を有する変性イミド樹脂含有溶液(I−1、I−2)及び希釈溶剤にメチルエチルケトンを使用して、表1〜4に示した配合割合(質量部)で混合して樹脂分65質量%の均一なワニスを得た。
次に、上記ワニスを、16μmのポリエチレンテレフタレート製フィルムに、乾燥後の樹脂厚が35μmとなるようにフィルムアプリケーター(テスター産業(株)製、PI−1210)を用いて塗布し、160℃で10分加熱乾燥し、半硬化物の樹脂粉を得た。
この樹脂粉をテフロンシートの型枠に投入し、12μmの電解銅箔の光沢面を上下に配置し、圧力2.0MPa、温度240℃で60分間プレスを行った後、電解銅箔を除去して樹脂板を得た。
また、上記ワニスを厚さ0.1mmのEガラスクロスに含浸塗工し、160℃で10分加熱乾燥して樹脂含有量48質量%のプリプレグを得た。
このプリプレグを4枚重ね、12μmの電解銅箔を上下に配置し、圧力3.0MPa、温度240℃で60分間プレスを行って、銅張積層板を得た。
得られた樹脂板及び銅張積層板の測定及び評価結果を表1〜4に示す。
(A)熱可塑性エラストマー
・タフプレン125:スチレン−ブタジエン共重合樹脂〔旭化成ケミカルズ(株)製、商品名〕
・タフテックH1052:水添スチレン−ブタジエン共重合樹脂〔旭化成ケミカルズ(株)製、商品名〕
・タフテックM1913:カルボン酸変性水添スチレン−ブタジエン共重合樹脂〔旭化成ケミカルズ(株)製、商品名〕
・エポフレンドCT−310:エポキシ変性スチレン−ブタジエン共重合樹脂〔(株)ダイセル製、商品名〕
・PB3600:エポキシ変性ポリブタジエン樹脂〔(株)ダイセル製、商品名:〕
・G−3000:末端水酸基変性ポリブタジエン〔日本曹達(株)製、商品名〕
・X−22−163C:エポキシ変性シリコーンオイル〔信越シリコーン(株)製、商品名:〕
・BPAM−155:ゴム変性ポリアミド共重合樹脂〔日本化薬(株)製、商品名〕
・BMI:ビス(4−マレイミドフェニル)メタン〔ケイ・アイ化成(株)製、商品名〕
・BMI−4000:2,2−ビス(4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル)プロパン〔大和化成工業(株)製、商品名〕
・p−アミノフェノール〔関東化学(株)製〕
・NC−3000H:ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂〔日本化薬(株)製、商品名〕、
・NC−7000L:α−ナフトール/クレゾールノボラック型エポキシ樹脂〔日本化薬(株)製、商品名〕
・SC2050−KNK:溶融球状シリカ〔(株)アドマテックス製、平均粒子径0.5μm、商品名〕
・モリブデン酸亜鉛〔シャーウィン・ウィリアムズ社製、商品名:KEMGARD1100〕
・G−8009L:イソシアネートマスクイミダゾール〔第一工業製薬(株)製、商品名〕
・TPP−MK:テトラフェニルホスホニウムテトラ-p-トリルボレート〔北興化学工業(株)製、商品名〕
一方、比較例は、樹脂板の収縮率が大きく、また、積層板の特性においても、熱膨張率、銅箔接着性、弾性率、誘電特性において実施例と比較し、いずれかの特性に劣っている。
Claims (18)
- 熱可塑性エラストマー(A)と、分子構造中に芳香族アゾメチン基を有する変性シロキサン化合物(B)と、1分子中に少なくとも2個のN−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物(C)とを配合してなる熱硬化性樹脂組成物。
- 分子構造中に芳香族アゾメチン基を有する変性シロキサン化合物(B)が、1分子中に少なくとも1個のアルデヒド基を有する芳香族アゾメチン化合物(i)と、分子末端に少なくとも2個の一級アミノ基を有するシロキサン化合物(ii)とを反応させて得られる請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物。
- 1分子中に少なくとも1個のアルデヒド基を有する芳香族アゾメチン化合物(i)が、1分子中に少なくとも2個の一級アミノ基を有する芳香族アミン化合物(iii)と、1分子中に少なくとも2個のアルデヒド基を有する芳香族アルデヒド化合物(iv)とを反応させて得られる請求項2に記載の熱硬化性樹脂組成物。
- 変性シロキサン化合物(B)と、マレイミド化合物(C)とを反応させて得られる、芳香族アゾメチン基を有する変性イミド樹脂を配合してなる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の熱硬化性樹脂組成物。
- 変性シロキサン化合物(B)と、マレイミド化合物(C)と、アミン化合物(D)とを反応させて得られる、酸性置換基と芳香族アゾメチンとを有する変性イミド樹脂を配合してなる、請求項5に記載の熱硬化性樹脂組成物。
- 熱可塑性エラストマー(A)が、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、アクリル系エラストマー及びシリコーン系エラストマーからなる群より選択される少なくとも一種又はその誘導体である請求項1〜6のいずれか1項に記載の熱硬化性樹脂組成物。
- 熱可塑性エラストマー(A)が分子末端又は分子鎖中に反応性官能基を有する請求項1〜7のいずれか1項に記載の熱硬化性樹脂組成物。
- 熱可塑性エラストマー(A)の分子末端又は分子鎖中に有する反応性官能基がエポキシ基、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、アミド基、イソシアナト基、アクリル基、メタクリル基及びビニル基からなる群より選択される少なくとも一種である請求項8に記載の熱硬化性樹脂組成物。
- さらに、エポキシ樹脂(E)を配合してなる請求項1〜9のいずれか1項に記載の熱硬化性樹脂組成物。
- さらに、無機充填材(F)を配合してなる請求項1〜10のいずれか1項に記載の熱硬化性樹脂組成物。
- さらに、硬化促進剤(G)を配合してなる請求項1〜11のいずれか1項に記載の熱硬化性樹脂組成物。
- 請求項1〜12のいずれか1項に記載の熱硬化性樹脂組成物が基材に含浸してなるプリプレグ。
- 請求項1〜12のいずれか1項に記載の熱硬化性樹脂組成物を支持体上に層形成してなる樹脂付フィルム。
- 請求項13に記載のプリプレグを積層成形し得られる積層板。
- 請求項14に記載の樹脂付フィルムを積層成形して得られる積層板。
- 請求項15又は16に記載の積層板を用いて製造された多層プリント配線板。
- 請求項17に記載の多層プリント配線板に半導体を搭載してなる半導体パッケージ。
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