JP2017039305A - 支持体付き樹脂シート - Google Patents
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Abstract
Description
[1] 支持体と、支持体上に設けられた樹脂シートと、を備える支持体付き樹脂シートであって、樹脂シートは、支持体側に設けられた第1の樹脂組成物層と、支持体とは反対側に設けられ、第1の樹脂組成物層を形成する第1の樹脂組成物とは相違する組成の第2の樹脂組成物により形成される第2の樹脂組成物層と、を有し、樹脂シートの最低溶融粘度が6000poise以下であり、前記樹脂シートを硬化させてなる硬化物層の25℃から150℃までの間の平均線熱膨張率が17ppm/℃以下である、支持体付き樹脂シート。
[2] 樹脂シートの厚みが30μm以下である[1]に記載の支持体付き樹脂シート。
[3] 第2の樹脂組成物層の厚みが25μm以下である[1]または[2]に記載の支持体付き樹脂シート。
[4] 第2の樹脂組成物は無機充填材を含み、第2の樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合の無機充填材の含有量が70質量%以上である[1]〜[3]のいずれかに記載の支持体付き樹脂シート。
[5] 第2の樹脂組成物層の最低溶融粘度は第1の樹脂組成物層の最低溶融粘度よりも低い[1]〜[4]のいずれかに記載の支持体付き樹脂シート。
[6] キャビティ埋め込み用である、[1]〜[5]のいずれかに記載の支持体付き樹脂シート。
[7] 第1の樹脂組成物及び第2の樹脂組成物はそれぞれ無機充填材を含み、
第1の樹脂組成物中の無機充填材の平均粒径をD1(μm)、第2の樹脂組成物中の無機充填材の平均粒径をD2(μm)としたとき、D1及びD2は、D1≦D2の関係を満たす[1]〜[6]のいずれかに記載の支持体付き樹脂シート。
[8] 第1の樹脂組成物中の無機充填材の平均粒径D1(μm)及び第2の樹脂組成物中の無機充填材の平均粒径D2(μm)は、D1≦0.5≦D2の関係を満たす[7]に記載の支持体付き樹脂シート。
[9] 第2の樹脂組成物が無機充填材および液状エポキシ樹脂を含む[1]〜[8]のいずれかに記載の支持体付き樹脂シート。
[10] 無機充填材を100質量部とした場合、液状エポキシ樹脂を5質量部以上含む、[9]に記載の支持体付き樹脂シート。
[11] (A)第1及び第2の主面を有し、該第1及び第2の主面間を貫通するキャビティが形成された回路基板と、該回路基板の第2の主面と接合している仮付け材料と、前記回路基板のキャビティの内部において前記仮付け材料によって仮付けされた部品とを含む、部品が仮付けされた回路基板に、[1]〜[10]のいずれかに記載の支持体付き樹脂シートを、前記第2の樹脂組成物層が回路基板の第1の主面と接合するように、真空積層する第1の積層工程と、
(B)前記支持体付き樹脂シートを積層した回路基板を加熱処理する加熱処理工程と、
(C)回路基板の第2の主面から仮付け材料を剥離した後、第2の支持体及び該第2の支持体と接合する第2の樹脂シートを含む第2の支持体付き樹脂シートを、該第2の樹脂シートが回路基板の第2の主面と接合するように、真空積層する第2の積層工程と、
(D)前記支持体付き樹脂シートの樹脂シート及び第2の樹脂シートを熱硬化する工程と、をこの順序で含む部品内蔵回路板の製造方法。
[12] 回路基板の厚みが100μm以上である、[11]に記載の部品内蔵回路板の製造方法。
[13] 第2の支持体付き樹脂シートが[1]〜[10]のいずれかに記載の支持体付き樹脂シートである[11]または[12]に記載の部品内蔵回路板の製造方法。
[14] [11]〜[13]のいずれかに記載の方法で製造された部品内蔵回路板を含む半導体装置。
第1の樹脂組成物層を形成する第1の樹脂組成物は、特に限定されず、その硬化物が十分な硬度と絶縁性を有するものであればよい。第1の樹脂組成物としては、例えば、硬化性樹脂とその硬化剤を含む組成物が挙げられる。硬化性樹脂としては、プリント配線板の絶縁層を形成する際に使用される従来公知の硬化性樹脂を用いることができ、中でもエポキシ樹脂が好ましい。したがって一実施形態において、第1の樹脂組成物は、(A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤及び(C)無機充填材を含む。第1の樹脂組成物は、必要に応じて、さらに、熱可塑性樹脂、硬化促進剤、難燃剤及びゴム粒子等の添加剤を含んでいてもよい。
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、ビスフェノールAF型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリスフェノール型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、tert−ブチル−カテコール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂、ブタジエン構造を有するエポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、スピロ環含有エポキシ樹脂、シクロヘキサンジメタノール型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、トリメチロール型エポキシ樹脂、テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂等が挙げられる。エポキシ樹脂は1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
したがって第1の樹脂組成物中の(A)エポキシ樹脂の含有量は、好ましくは0.1〜50質量%、より好ましくは10〜45質量%、さらに好ましくは20〜42質量%である。なお、本発明において、樹脂組成物(第1の樹脂組成物及び第2の樹脂組成物)中の各成分の含有量は、別途明示のない限り、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%としたときの値である。
(B)硬化剤としては、エポキシ樹脂を硬化する機能を有する限り特に限定されないが、例えば、フェノール系硬化剤、ナフトール系硬化剤、活性エステル系硬化剤、ベンゾオキサジン系硬化剤、シアネートエステル系硬化剤及びカルボジイミド系硬化剤が挙げられる。硬化剤は1種単独で用いてもよく、又は2種以上を併用してもよい。
したがって第1の樹脂組成物中の(B)硬化剤の含有量は、好ましくは0.1〜30質量%、より好ましくは1〜25質量%、さらに好ましくは5〜20質量%である。
無機充填材の材料は特に限定されないが、例えば、シリカ、アルミナ、ガラス、コーディエライト、シリコン酸化物、硫酸バリウム、炭酸バリウム、タルク、クレー、雲母粉、酸化亜鉛、ハイドロタルサイト、ベーマイト、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、窒化アルミニウム、窒化マンガン、ホウ酸アルミニウム、炭酸ストロンチウム、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、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸バリウム、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、リン酸ジルコニウム、及びリン酸タングステン酸ジルコニウム等が挙げられる。これらの中でもシリカが特に好適である。またシリカとしては球状シリカが好ましい。無機充填材は1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。無機充填材の市販品としては、例えば(株)アドマテックス製「SO−C2」、「SO−C1」、「SO−C4」等が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、例えば、フェノキシ樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリブタジエン樹脂、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、ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げられ、これらのうち、フェノキシ樹脂が好ましい。熱可塑性樹脂は、1種単独で用いてもよく、又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
硬化促進剤としては、例えば、リン系硬化促進剤、アミン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤、グアニジン系硬化促進剤等が挙げられ、リン系硬化促進剤、アミン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤が好ましく、アミン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤がより好ましい。硬化促進剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
第1の樹脂組成物は、難燃剤を含んでもよい。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。難燃剤は1種単独で用いてもよく、又は2種以上を併用してもよい。
第1の樹脂組成物は、さらに有機充填材を含んでもよい。有機充填材としては、プリント配線板の絶縁層を形成するに際し使用し得る任意の有機充填材を使用してよく、例えば、ゴム粒子、ポリアミド微粒子、シリコーン粒子等が挙げられ、ゴム粒子が好ましい。
第2の樹脂組成物層を形成する第2の樹脂組成物は、第1の樹脂組成物と組成が相違すればよく、特に限定されないが、第2の樹脂組成物としては無機充填材を含むものが好ましく、無機充填材と液状エポキシ樹脂を含むものがより好ましい。
以下、本発明の支持体付き樹脂シートについて、説明する。
支持体としては、例えば、プラスチック材料からなるフィルム、金属箔、離型紙が挙げられ、プラスチック材料からなるフィルム、金属箔が好ましい。
樹脂シートは、支持体側に設けられた第1の樹脂組成物層と、支持体とは反対側に設けられ、第1の樹脂組成物層を形成する第1の樹脂組成物とは相違する組成の第2の樹脂組成物により形成される第2の樹脂組成物層と、を有する。
以下、本発明の支持体付き樹脂シートの製造方法の一例、すなわち、樹脂シートが第1の樹脂組成物層と第2の樹脂組成物層とからなる支持体付き樹脂シートの製造方法の例を説明する。
支持体上に、第1の樹脂組成物からなる第1の樹脂組成物層と、第2の樹脂組成物からなる第2の樹脂組成物層とを形成する。
次に、本発明の支持体付き樹脂シート10を用いた部品内蔵回路板の製造方法について説明する。本発明の部品内蔵回路板の製造方法は、(A)第1及び第2の主面を有し、該第1及び第2の主面間を貫通するキャビティが形成された回路基板と、該回路基板の第2の主面と接合している仮付け材料と、前記回路基板のキャビティの内部において前記仮付け材料によって仮付けされた部品とを含む、部品が仮付けされた回路基板に、請求項1〜8のいずれか1項に記載の支持体付き樹脂シートを、前記第2の樹脂組成物層が回路基板の第1の主面と接合するように、真空積層する第1の積層工程と、
(B)前記支持体付き樹脂シートを積層した回路基板を加熱処理する加熱処理工程と、
(C)回路基板の第2の主面から仮付け材料を剥離した後、第2の支持体及び該第2の支持体と接合する第2の樹脂シートを含む第2の支持体付き樹脂シートを、該第2の樹脂シートが回路基板の第2の主面と接合するように、真空積層する第2の積層工程と、
(D)前記支持体付き樹脂シートの樹脂シート及び第2の樹脂シートを熱硬化する工程と、をこの順序で含む。各工程の説明に先立ち、本発明の支持体付き樹脂シート10を使用する「部品が仮付けされた回路基板」について説明する。
部品が仮付けされた回路基板(以下、「部品仮付け回路基板」、「キャビティ基板」ともいう。)は、第1及び第2の主面を有し、該第1及び第2の主面間を貫通するキャビティが形成された回路基板と、該回路基板の第2の主面と接合している仮付け材料と、前記回路基板のキャビティの内部において前記仮付け材料によって仮付けされた部品とを含む。
まず、部品が仮付けされた回路基板に本発明の支持体付き樹脂シート(第1の支持体付き樹脂シート)を積層する(第1の積層工程)。詳しくは、部品が仮付けされた回路基板1’に、第1の支持体付き樹脂シート10を、第2の樹脂組成物層14が回路基板の第1の主面と接合するように真空積層する(図3Aを参照)。ここで、第1の支持体付き樹脂シート10が第2の樹脂組成物層14を覆う保護フィルムを備える構成である場合、保護フィルムを剥離してから、回路基板への積層を行う。
次に、第1の支持体付き樹脂シート10を積層した回路基板を加熱処理する(加熱処理工程)。当該工程における加熱温度は、好ましくは155℃以下、より好ましくは150℃以下、さらに好ましくは145℃以下、さらにより好ましくは140℃以下である。加熱温度の下限は、好ましくは110℃以上、より好ましくは115℃以上、さらに好ましくは120℃以上、さらにより好ましくは125℃以上である。
加熱処理工程の後、回路基板の第2の主面から仮付け材料4を剥離して、回路基板2の第2の主面を露出させる。そして、第2の支持体付き樹脂シート20を、第2の樹脂組成物層24(第2の樹脂シート)が回路基板2の第2の主面(図示下側面)と接合するように、真空積層する(図3Dを参照)。ここで、第2の支持体付き樹脂シートは第2の支持体及び該第2の支持体と接合する第2の樹脂シートを含む。第2の支持体付き樹脂シートとしては、本発明の支持体付き樹脂シートを使用するのが好ましい。第2の支持体や第2樹脂シートの構成は上述の本発明の支持体および樹脂シートと同様である。図3Dに示す第2の支持体付き樹脂シート20は、第1の支持体付き樹脂シート10と同様に、第2の樹脂シート22が、第1の樹脂組成物層23と第2の樹脂組成物層24とからなる。なお、第2の支持体付き樹脂シートとしては、他の支持体付き樹脂シート(例えば、樹脂シートが単一の樹脂組成物層からなる支持体付き樹脂シート、樹脂シートが第1及び第2の樹脂組成物層を含むが、本発明における所期の最低溶融粘度条件、平均線熱膨張率条件を満たさないもの)を使用してもよい。
硬化工程において、第1の支持体付き樹脂シート10の樹脂シート12及び第2の支持体付き樹脂シート20の第2の樹脂シート22を熱硬化する。これにより、回路基板2の第1の主面では、第1の樹脂組成物層(加熱処理体)13’が第1の絶縁層13”(硬化物層)を形成し、第2の樹脂組成物層(加熱処理体)14’が第2の絶縁層14”(硬化物層)を形成する。また、回路基板2の第2の主面では、第1の樹脂組成物層23が第1の絶縁層23”(硬化物層)を形成し、第2の樹脂組成物層24が第2の絶縁層24”(硬化物層)を形成する(図3Fを参照)。
本発明の部品内蔵回路板の製造方法は、さらに、絶縁層に穴あけする工程(穴あけ工程)、絶縁層の表面を粗化処理する工程(粗化工程)、粗化された絶縁層表面に導体層を形成する工程(導体層形成工程)をさらに含んでもよい。これらの工程は、部品内蔵回路板の製造に用いられる、当業者に公知の各種方法に従って実施してよい。なお、各支持体付き樹脂シート10,20の支持体11,21を硬化工程の後に剥離する場合、支持体11,21の剥離は、硬化工程と穴あけ工程との間、穴あけ工程と粗化工程との間、又は粗化工程と導体層形成工程との間に実施してよい。
本発明の半導体装置は上記方法で製造された部品内蔵回路板を含む。
以下の手順により調製した樹脂ワニス(樹脂組成物)を用いて、実施例及び比較例の支持体付き樹脂シートを作製した。
ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂(DIC(株)製「EXA−7311−G4S」、エポキシ当量186)10部、ビキシレノール型エポキシ樹脂(三菱化学(株)製「YX4000HK」、エポキシ当量約185)10部、ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬(株)製「NC3000H」、エポキシ当量288)20部、及びフェノキシ樹脂(三菱化学(株)製「YX7553BH30」、固形分30質量%のシクロヘキサノン:メチルエチルケトン(MEK)の1:1溶液)25部を、ソルベントナフサ15部及びシクロヘキサノン5部の混合溶媒に撹拌しながら加熱溶解させた。室温にまで冷却した後、そこへ、トリアジン骨格含有フェノールノボラック系硬化剤(水酸基当量125、DIC(株)製「LA−7054」、固形分60%のMEK溶液)12部、ナフトール系硬化剤(新日鉄住金化学(株)製「SN−485」、水酸基当量215、固形分60%のMEK溶液)15部、ポリビニルブチラール樹脂(ガラス転移温度105℃、積水化学工業(株)製「KS−1」)の固形分15%のエタノールとトルエンの1:1の混合溶液10部、アミン系硬化促進剤(4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)、固形分5質量%のMEK溶液)1部、イミダゾール系硬化促進剤(三菱化学(株)製「P200−H50」、固形分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)2部、ゴム粒子(アイカ工業(株)製、AC3816N)4部をMEK20部に室温で12時間膨潤させておいたもの、アミノシラン系カップリング剤(信越化学工業(株)製「KBM573」)で表面処理された球状シリカ((株)アドマテックス製「SOC2」、平均粒径0.5μm、単位表面積当たりのカーボン量0.38mg/m2)50部を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散した後に、カートリッジフィルター(ROKITECHNO製「SHP050」)で濾過して、樹脂ワニス1を調製した。
ビスフェノール型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学(株)製「ZX1059」、エポキシ当量約169、ビスフェノールA型とビスフェノールF型の1:1混合品)6部、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC(株)製「HP4032SS」、エポキシ当量約144)5部、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC(株)製「HP−4710」、エポキシ当量約170)5部、ビキシレノール型エポキシ樹脂(三菱化学(株)製「YX4000HK」、エポキシ当量約185)6部、ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬(株)製「NC3000H」、エポキシ当量288)10部を、ソルベントナフサ20部及びシクロヘキサノン10部の混合溶媒に撹拌しながら加熱溶解させた。室温にまで冷却した後、そこへ、トリアジン骨格含有クレゾールノボラック系硬化剤(水酸基当量151、DIC(株)製「LA3018−50P」、固形分50%の2−メトキシプロパノール溶液)20部、ナフトール系硬化剤(新日鉄住金化学(株)製「SN−495V」、水酸基当量231、固形分60%のMEK溶液)12部、アミン系硬化促進剤(4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)、固形分5質量%のMEK溶液)1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)4部、アミノシラン系カップリング剤(信越化学工業(株)製「KBM573」)で表面処理された球状シリカ((株)アドマテックス製「SOC4」、平均粒径1μm、単位表面積当たりのカーボン量0.31mg/m2)180部を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散した後に、カートリッジフィルター(ROKITECHNO製「SHP050」)で濾過して、樹脂ワニス2を調製した。
ビスフェノール型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学(株)製「ZX1059」、エポキシ当量約169、ビスフェノールA型とビスフェノールF型の1:1混合品)5部、ビスフェノールAF型エポキシ樹脂(三菱化学(株)製「YL7760」、エポキシ当量238)10部、ビキシレノール型エポキシ樹脂(三菱化学(株)製「YX4000HK」、エポキシ当量約185)5部、ナフタレン型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学(株)製「ESN475V」、エポキシ当量330)20部、及びフェノキシ樹脂(三菱化学(株)製「YX7553BH30」、固形分30質量%のシクロヘキサノン:メチルエチルケトン(MEK)の1:1溶液)5部、ソルベントナフサ25部及びシクロヘキサノン5部の混合溶媒に撹拌しながら加熱溶解させた。室温にまで冷却した後、そこへ、トリアジン骨格含有クレゾールノボラック系硬化剤(水酸基当量151、DIC(株)製「LA3018−50P」、固形分50%の2−メトキシプロパノール溶液)15部、活性エステル系硬化剤(DIC(株)製「HPC−8000−65T」、活性基当量約223、不揮発成分65質量%のトルエン溶液)10部、アミン系硬化促進剤(4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)、固形分5質量%のMEK溶液)1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)2部、アミノシラン系カップリング剤(信越化学工業(株)製「KBM573」)で表面処理された球状シリカ((株)アドマテックス製「SOC2」、平均粒径0.5μm、単位表面積当たりのカーボン量0.38mg/m2)170部を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散した後に、カートリッジフィルター(ROKITECHNO製「SHP050」)で濾過して、樹脂ワニス3を調製した。
ビスフェノール型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学(株)製「ZX1059」、エポキシ当量約169、ビスフェノールA型とビスフェノールF型の1:1混合品)6部、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC(株)製「HP4032SS」、エポキシ当量約144)5部、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC(株)製「HP−4710」、エポキシ当量約170)5部、ビキシレノール型エポキシ樹脂(三菱化学(株)製「YX4000HK」、エポキシ当量約185)6部、ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬(株)製「NC3000H」、エポキシ当量288)10部、及びフェノキシ樹脂(三菱化学(株)製「YX7553BH30」、固形分30質量%のシクロヘキサノン:メチルエチルケトン(MEK)の1:1溶液)10部を、ソルベントナフサ20部及びシクロヘキサノン10部の混合溶媒に撹拌しながら加熱溶解させた。室温にまで冷却した後、そこへ、トリアジン骨格含有フェノールノボラック系硬化剤(水酸基当量125、DIC(株)製「LA7054」、固形分60%のMEK溶液)14部、ナフトール系硬化剤(新日鉄住金化学(株)製「SN−495V」、水酸基当量231、固形分60%のMEK溶液)10部、アミン系硬化促進剤(4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)、固形分5質量%のMEK溶液)1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)2部、ゴム粒子(アイカ工業(株)製「AC3816N」)2部をMEK10部に室温で12時間膨潤させておいたもの、アミノシラン系カップリング剤(信越化学工業(株)製「KBM573」)で表面処理された球状シリカ((株)アドマテックス製「SOC4」、平均粒径1μm、単位表面積当たりのカーボン量0.31mg/m2)180部を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散した後に、カートリッジフィルター(ROKITECHNO製「SHP050」)で濾過して、樹脂ワニス4を調製した。
ビスフェノール型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学(株)製「ZX1059」、エポキシ当量約169、ビスフェノールA型とビスフェノールF型の1:1混合品)5部、ビキシレノール型エポキシ樹脂(三菱化学(株)製「YX4000HK」、エポキシ当量約185)10部、ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬(株)製「NC3000H」、エポキシ当量288)20部、及びフェノキシ樹脂(三菱化学(株)製「YX7553BH30」、固形分30質量%のシクロヘキサノン:メチルエチルケトン(MEK)の1:1溶液)15部を、ソルベントナフサ15部及びシクロヘキサノン5部の混合溶媒に撹拌しながら加熱溶解させた。室温にまで冷却した後、そこへ、トリアジン骨格含有フェノールノボラック系硬化剤(水酸基当量125、DIC(株)製「LA−7054」、固形分60%のMEK溶液)10部、ナフトール系硬化剤(新日鉄住金化学(株)製「SN−485」、水酸基当量215、固形分60%のMEK溶液)12部、ポリビニルブチラール樹脂(ガラス転移温度105℃、積水化学工業(株)製「KS−1」)の固形分15%のエタノールとトルエンの1:1の混合溶液10部、アミン系硬化促進剤(4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)、固形分5質量%のMEK溶液)1部、イミダゾール系硬化促進剤(三菱化学(株)製「P200−H50」、固形分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)0.5部、ゴム粒子(アイカ工業(株)製、AC3816N)2部をMEK10部に室温で12時間膨潤させておいたもの、アミノシラン系カップリング剤(信越化学工業(株)製「KBM573」)で表面処理された球状シリカ((株)アドマテックス製「SOC1」、平均粒径0.25μm、単位表面積当たりのカーボン量0.36mg/m2)30部を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散した後に、カートリッジフィルター(ROKITECHNO製「SHP030」)で濾過して、樹脂ワニス5を調製した。
ビスフェノール型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学(株)製「ZX1059」、エポキシ当量約169、ビスフェノールA型とビスフェノールF型の1:1混合品)5部、ビスフェノールAF型エポキシ樹脂(三菱化学(株)製「YL7760」、エポキシ当量238)10部、ビキシレノール型エポキシ樹脂(三菱化学(株)製「YX4000HK」、エポキシ当量約185)5部、ナフタレン型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学(株)製「ESN475V」、エポキシ当量330)20部、及びフェノキシ樹脂(三菱化学(株)製「YX7553BH30」、固形分30質量%のシクロヘキサノン:メチルエチルケトン(MEK)の1:1溶液)15部、ソルベントナフサ20部及びシクロヘキサノン5部の混合溶媒に撹拌しながら加熱溶解させた。室温にまで冷却した後、そこへ、トリアジン骨格含有クレゾールノボラック系硬化剤(水酸基当量151、DIC(株)製「LA3018−50P」、固形分50%の2−メトキシプロパノール溶液)15部、活性エステル系硬化剤(DIC(株)製「HPC−8000−65T」、活性基当量約223、不揮発成分65質量%のトルエン溶液)15部、アミン系硬化促進剤(4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)、固形分5質量%のMEK溶液)1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)4部、アミノシラン系カップリング剤(信越化学工業(株)製「KBM573」)で表面処理された球状シリカ((株)アドマテックス製「SOC2」、平均粒径0.5μm、単位表面積当たりのカーボン量0.38mg/m2)150部を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散した後に、カートリッジフィルター(ROKITECHNO製「SHP050」)で濾過して、樹脂ワニス6を調製した。
支持体として、アルキド樹脂系離型剤(リンテック(株)製「AL−5」)で離型処理したPETフィルム(東レ(株)製「ルミラーT6AM」、厚み38μm、軟化点130℃、「離型PET」)を用意した。
樹脂ワニス1を離型PET上に、乾燥後の第1の樹脂組成物層の厚みが3μmになるよう、ダイコーターにて均一に塗布し、80℃から160℃で5分間乾燥することにより、離型PET上に第1の樹脂組成物層を得た。次いで、第1の樹脂組成物層の上に樹脂ワニス2を、乾燥後に第1の樹脂組成物層と合わせた厚みが25μmとなるように塗布し、70℃〜110℃(平均95℃)にて4.5分間乾燥させ、2層の樹脂組成物層(樹脂シート)を形成した。次いで、樹脂シートの支持体と接合していない面(すなわち第2の樹脂組成物層の第1の樹脂組成物層と接合していない面)に、保護フィルムとしてポリプロピレンフィルム(王子エフテックス(株)製「アルファンMA−430」、厚み20μm)を、第2の樹脂組成物層と接合するように積層した。これにより、支持体、第1の樹脂組成物層(樹脂ワニス1由来)、第2の樹脂組成物層(樹脂ワニス2由来)、及び保護フィルムの順からなる支持体付き樹脂シート1を得た。なお、第2の樹脂組成物層単独での溶融粘度を測定するため、離型PET上に樹脂ワニス2を、乾燥後の樹脂組成物層の厚みが22μmになるよう、ダイコーターにて均一に塗布し、70℃〜110℃(平均95℃)にて4.5分間乾燥させたものも作製した。この実施例では樹脂ワニス1を第1の樹脂組成物として用い、樹脂ワニス2を第2の樹脂組成物として用いた。
2回の塗工に代えてタンデム塗工法を使用した以外は実施例1と同様にして支持体付き樹脂シート2を作製した。詳細には、ダイコーターを使用して樹脂ワニス1が乾燥後3μmの厚みとなるように塗布し、130℃で0.8分間予備乾燥した後、ダイコーターを使用して樹脂ワニス1上に樹脂ワニス2を、乾燥後に第1の樹脂組成物層と合わせた厚みが25μmとなるように塗布し、80℃〜110℃(平均100℃)にて4分間乾燥させた以外は、実施例1と同様にして支持体付き樹脂シート2を得た。なお、各樹脂組成物層単独での溶融粘度を測定するため、離型PET上に、樹脂ワニス1が乾燥後3μmの厚みとなるように塗布し、130℃で0.8分間予備乾燥した後、さらに80℃〜110℃(平均100℃)にて4分間乾燥させたもの、及び離型PET上に、樹脂ワニス2が乾燥後22μmの厚みとなるように塗布し、80℃〜110℃(平均100℃)にて4分間乾燥させたものも作製した。
実施例1において、樹脂ワニス2に代えて樹脂ワニス3を使用した以外は、実施例1と同様にして支持体付き樹脂シート3を得た。この実施例では樹脂ワニス1を第1の樹脂組成物として用い、樹脂ワニス3を第2の樹脂組成物として用いた。
樹脂ワニス5を離型PET上に、乾燥後の第1の樹脂組成物層の厚みが3μmになるよう、ダイコーターにて均一に塗布し、75℃から150℃で2.5分間乾燥することにより、離型PET上に第1の樹脂組成物層を得た。次いで、第1の樹脂組成物層の上に樹脂ワニス4を、乾燥後に第1の樹脂組成物層と合わせた厚みが25μmとなるように塗布し、70℃〜110℃(平均95℃)にて4.5分間乾燥させ、2層の樹脂組成物層を形成したこと以外は、実施例1と同様にして支持体付き樹脂シート4を得た。この実施例では樹脂ワニス5を第1の樹脂組成物として用い、樹脂ワニス4を第2の樹脂組成物として用いた。
実施例1において、樹脂ワニス2に代えて樹脂ワニス4を使用した以外は、実施例1と同様にして支持体付き樹脂シート5を得た。
実施例1において、樹脂ワニス2に代えて樹脂ワニス6を使用した以外は、実施例1と同様にして支持体付き樹脂シート6を得た。
(1)第1及び第2樹脂組成物層(単層)の最低溶融粘度の測定
離型PET上に各実施例及び各比較例と同条件で、各例の第1又は第2の樹脂組成物層を単層で塗工したサンプルの樹脂組成物層のみを剥離し、金型で圧縮することにより測定用ペレット(直径18mm、1.2〜1.3g)を作製した。
測定用ペレットを使用し、動的粘弾性測定装置((株)ユー・ビー・エム製「Rheosol−G3000」)を用い、試料樹脂組成物層1gについて、直径18mmのパラレルプレートを使用して、開始温度60℃から200℃まで昇温速度5℃/分にて昇温し、測定温度間隔2.5℃、振動数1Hz、ひずみ1deg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、表2に示した。
各実施例及び各比較例で作製した支持体付き樹脂シートをそれぞれ2枚用い、(a)1枚はポリプロピレンフィルム面(第2の樹脂組成物層側)に2つの樹脂組成物層が残るように離型PETを剥離し、(b)他の1枚は離型PET面(第1の樹脂組成物層側)に2つの樹脂組成物層が残るようにポリプロピレンフィルムを剥離した。次に、(a)と(b)の樹脂組成物層側の面を貼りあわせて得られたフィルムを切り、第1の樹脂組成物層/第2の樹脂組成物層の構成を維持した状態で、測定用ペレット(直径18mm、1.2g〜1.3g)を金型で圧縮して作製した。それを使用し、動的粘弾性測定装置((株)ユー・ビー・エム製「Rheosol−G3000」)を用い、試料樹脂組成物1gについて、直径18mmのパラレルプレートを使用して、開始温度60℃から200℃まで昇温速度5℃/分にて昇温し、測定温度間隔2.5℃、振動数1Hz、ひずみ1deg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、表2に示した。
離型PETフィルム(リンテック(株)製「501010」、厚み38μm、240mm角)の未処理面がガラス布基材エポキシ樹脂両面銅張積層板(松下電工(株)製「R5715ES」、厚み0.7mm、255mm角)に接するように、ガラス布基材エポキシ樹脂両面銅張積層板上に設置し、該離型PETフィルムの四辺をポリイミド接着テープ(幅10mm)で固定した。
1.部品埋め込み性の評価
実施例及び比較例で作成した支持体付き樹脂シートを用いて、以下の手順に沿って部品仮付回路基板を作製し部品埋め込み性を評価した。
ガラス布基材BTレジン両面銅張積層板(銅箔の厚み18μm、基板厚み0.15mm、三菱ガス化学(株)製「HL832NSF LCA」)255*340mmサイズの全面に、0.7x1.1mmのキャビティを3mmピッチで形成した。次いで、両面をマイクロエッチング剤(メック(株)製「CZ8100」)にて1μmエッチングして銅表面の粗化処理を行い、さらに防錆処理(メック(株)製「CL8300」)を施し、180℃で30分間乾燥した。
(1)で得られた基板の片面に、25um厚の粘着剤付ポリイミドフィルム(ポリイミド38um厚、(株)有沢製作所製、「PFDKE−1525TT」)をバッチ式真空加圧ラミネーター(ニチゴー・モートン(株)製2ステージビルドアップラミネーター「CVP700」)を用いて、粘着剤が基板と接合するように配置し、片面に積層した。積層は、30秒間減圧して気圧を13hPa以下とした後、80℃、圧力0.74MPaにて30秒間圧着させることにより実施した。次いで、積層セラミックコンデンサ部品(1005=1*0.5mmサイズ、厚み0.14mm)をキャビティ内に1つずつ仮付けし、部品仮付け回路基板(キャビティ基板)を作製した(図1Dを参照)。
バッチ式真空加圧ラミネーター(ニチゴー・モートン(株)製2ステージビルドアップラミネーター「CVP700」)を用いて、実施例及び比較例で作製した支持体付き樹脂シートから保護フィルムを剥離して露出した第2の樹脂組成物層と、(2)で作製した部品仮付け回路基板(キャビティー基板)の粘着剤付ポリイミドフィルム配置面とは反対側の面とを、接合するように積層した(図3Aを参照)。積層は、30秒間減圧して気圧を13hPa以下とした後、100℃、圧力0.74MPaにて30秒間圧着させることにより実施した。次いで、積層された樹脂シートを、大気圧下、100℃、圧力0.5MPaにて60秒間熱プレスして平滑化した。室温にまで冷却した部品仮付回路基板から粘着剤付ポリイミドフィルムを剥離することにより評価用基板Aを作製した(図3Bを参照)。評価用基板Aのポリイミドフィルムを剥離した面から、キャビティ内の樹脂流れを光学顕微鏡(150倍)で観察し(10キャビティ)、下記基準により部品埋め込み性を評価し、結果を表2に示した。
○:全てのキャビティにおいて、積層セラミックコンデンサ部品の外周部が樹脂で覆われている。
×:キャビティの1つでも、ボイドが発生しているか又は積層セラミックコンデンサ部品の外周部に樹脂が埋め込まれていないものがある。
と判断した。
(1)樹脂シートの硬化
1.(3)で作製した評価用基板Aを、100℃の温度条件で、100℃のオーブンに投入後30分間熱処理を行い、室温まで冷却した後、粘着剤付ポリイミドフィルムを剥離した面に、同じ接着シートを1.(3)と同じ条件で貼り合わせた(図3D及び図3Eを参照)。その後、100℃の温度条件で、100℃のオーブンに投入後30分間、次いで175℃の温度条件で、175℃のオーブンに移し替えた後30分間、熱硬化し、基板の両面に絶縁層を形成した(図3Fを参照)。その後、両面に絶縁層を形成した基板を室温雰囲気下に取り出し、両面の離型PETを剥離し、さらに200℃で、200℃のオーブンに投入後90分間の硬化条件で樹脂シートを熱硬化させることにより部品内蔵回路板を作製し、評価基板Bとした(図3Gを参照)。
評価基板Bを45mm角の個片に切り出した後(n=5)、ピーク温度260℃の半田リフロー温度を再現するリフロー装置(日本アントム(株)製「HAS−6116」)に一回通した(リフロー温度プロファイルはIPC/JEDEC J−STD−020Cに準拠)。次いで、シャドウモアレ装置(Akrometrix製「TherMoire AXP」)を用いて、IPC/JEDEC J−STD−020C(ピーク温度260℃)に準拠したリフロー温度プロファイルにて、基板下面を加熱し、基板中央の10mm角部分の変位(μm)を測定し、結果を表2に示した。
2…基板
2a…キャビティ
3…回路配線
4…仮付け材料
5…部品
10…第1の支持体付き樹脂シート
11…支持体
12…樹脂シート
12’…樹脂シート(加熱処理体)
12”…絶縁層(硬化物層)
13…第1の樹脂組成物層
13’…第1の樹脂組成物層(加熱処理体)
13”…第1の絶縁層(硬化物層)
14…第2の樹脂組成物層
14’…第2の樹脂組成物層(加熱処理体)
14”…第2の絶縁層(硬化物層)
20…第2の支持体付き樹脂シート
21…第2の支持体
22…第2の樹脂シート
22”…絶縁層(硬化物層)
23…第1の樹脂組成物層
23”…第1の絶縁層(硬化物層)
24…第2の樹脂組成物層
24”…第2の絶縁層(硬化物層)
100…部品内蔵回路板
Claims (14)
- 支持体と、支持体上に設けられた樹脂シートと、を備える支持体付き樹脂シートであって、
樹脂シートは、支持体側に設けられた第1の樹脂組成物層と、
支持体とは反対側に設けられ、第1の樹脂組成物層を形成する第1の樹脂組成物とは相違する組成の第2の樹脂組成物により形成される第2の樹脂組成物層と、を有し、
樹脂シートの最低溶融粘度が6000poise以下であり、前記樹脂シートを硬化させてなる硬化物層の25℃から150℃までの間の平均線熱膨張率が17ppm/℃以下である、支持体付き樹脂シート。 - 樹脂シートの厚みが30μm以下である請求項1に記載の支持体付き樹脂シート。
- 第2の樹脂組成物層の厚みが25μm以下である請求項1または2に記載の支持体付き樹脂シート。
- 第2の樹脂組成物は無機充填材を含み、
第2の樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合の無機充填材の含有量が70質量%以上である請求項1〜3のいずれか1項に記載の支持体付き樹脂シート。 - 第2の樹脂組成物層の最低溶融粘度は第1の樹脂組成物層の最低溶融粘度よりも低い請求項1〜4のいずれか1項に記載の支持体付き樹脂シート。
- キャビティ埋め込み用である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の支持体付き樹脂シート。
- 第1の樹脂組成物及び第2の樹脂組成物はそれぞれ無機充填材を含み、
第1の樹脂組成物中の無機充填材の平均粒径をD1(μm)、第2の樹脂組成物中の無機充填材の平均粒径をD2(μm)としたとき、D1及びD2は、D1≦D2の関係を満たす請求項1〜6のいずれか1項に記載の支持体付き樹脂シート。 - 第1の樹脂組成物中の無機充填材の平均粒径D1(μm)及び第2の樹脂組成物中の無機充填材の平均粒径D2(μm)は、D1≦0.5≦D2の関係を満たす請求項7に記載の支持体付き樹脂シート。
- 第2の樹脂組成物が無機充填材および液状エポキシ樹脂を含む請求項1〜8のいずれか1項に記載の支持体付き樹脂シート。
- 無機充填材を100質量部とした場合、液状エポキシ樹脂を5質量部以上含む、請求項9に記載の支持体付き樹脂シート。
- (A)第1及び第2の主面を有し、該第1及び第2の主面間を貫通するキャビティが形成された回路基板と、該回路基板の第2の主面と接合している仮付け材料と、前記回路基板のキャビティの内部において前記仮付け材料によって仮付けされた部品とを含む、部品が仮付けされた回路基板に、請求項1〜10のいずれか1項に記載の支持体付き樹脂シートを、前記第2の樹脂組成物層が回路基板の第1の主面と接合するように、真空積層する第1の積層工程と、
(B)前記支持体付き樹脂シートを積層した回路基板を加熱処理する加熱処理工程と、
(C)回路基板の第2の主面から仮付け材料を剥離した後、第2の支持体及び該第2の支持体と接合する第2の樹脂シートを含む第2の支持体付き樹脂シートを、該第2の樹脂シートが回路基板の第2の主面と接合するように、真空積層する第2の積層工程と、
(D)前記支持体付き樹脂シートの樹脂シート及び第2の樹脂シートを熱硬化する工程と、をこの順序で含む部品内蔵回路板の製造方法。 - 回路基板の厚みが100μm以上である、請求項11に記載の部品内蔵回路板の製造方法。
- 第2の支持体付き樹脂シートが請求項1〜10のいずれか1項に記載の支持体付き樹脂シートである請求項11または12に記載の部品内蔵回路板の製造方法。
- 請求項11〜13のいずれか1項に記載の方法で製造された部品内蔵回路板を含む半導体装置。
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