JP2019048952A - 樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
[1] (A)エポキシ樹脂、(B)エラストマー、(C)アルコキシシラン化合物で表面処理された水酸化マグネシウム、及び(D)シリカ、を含む樹脂組成物。
[2] (C)成分におけるアルコキシシラン化合物が、アミノ基を有する、[1]に記載の樹脂組成物。
[3] (C)成分の平均粒径が、3μm以下である、[1]又は[2]に記載の樹脂組成物。
[4] (C)成分におけるアルコキシシラン化合物の含有量が、水酸化マグネシウム100質量部に対して5質量部以下である、[1]〜[3]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[5] (C)成分の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%としたとき、2質量%以上60質量%以下である、[1]〜[4]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[6] (D)成分の平均粒径が、3μm以下である、[1]〜[5]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[7] (D)成分の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%としたとき、3質量%以上30質量%以下である、[1]〜[6]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[8] (B)成分が、分子内に、ポリブタジエン構造、ポリシロキサン構造、ポリ(メタ)アクリレート構造、ポリアルキレン構造、ポリアルキレンオキシ構造、ポリイソプレン構造、ポリイソブチレン構造、及びポリカーボネート構造から選択される1種以上の構造を有する樹脂である、[1]〜[7]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[9] (B)成分が、ガラス転移温度が25℃以下の樹脂、及び25℃以下で液状である樹脂から選択される1種以上である、[1]〜[8]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[10] (A)成分の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%としたとき、3質量%以上25質量%以下である、[1]〜[9]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[11] 樹脂組成物を加熱硬化した直後の初期質量W0と、樹脂組成物を加熱硬化し、過マンガン酸アルカリ水溶液に80℃で5分間放置した後の質量W1との比率(W0/W1)が、1.05以下である、[1]〜[10]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[12] 樹脂組成物を180℃90分で熱硬化させた後の23℃における弾性率が、3GPa以下である、[1]〜[11]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[13] 半導体チップパッケージの絶縁層用樹脂組成物である、[1]〜[12]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[14] 支持体と、該支持体上に設けられた、[1]〜[13]のいずれかに記載の樹脂組成物を含む樹脂組成物層と、を有する樹脂シート。
[15] 半導体チップパッケージの絶縁層用樹脂シートである、[14]に記載の樹脂シート。
[16] [1]〜[13]のいずれかに記載の樹脂組成物の硬化物により形成された絶縁層を含む、回路基板。
[17] [16]に記載の回路基板と、前記回路基板上に搭載された半導体チップとを含む、半導体チップパッケージ。
[18] [1]〜[13]のいずれかに記載の樹脂組成物、もしくは[14]又は[15]に記載の樹脂シートにより封止された半導体チップを含む半導体チップパッケージ。
本発明の樹脂組成物は、(A)エポキシ樹脂、(B)エラストマー、(C)アルコキシシラン化合物で表面処理された水酸化マグネシウム、及び(D)シリカを含む。
樹脂組成物は、(A)エポキシ樹脂を含有する。(A)成分としてのエポキシ樹脂としては、例えば、ビキシレノール型エポキシ樹脂、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、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、キシレン構造含有ノボラック型エポキシ樹脂、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、シクロヘキサン型エポキシ樹脂、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種類単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
樹脂の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により、ポリスチレン換算の値として測定できる。
なお、本発明において、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。
樹脂組成物は、(B)エラストマーを含む。本発明において(B)エラストマーは柔軟性を有する樹脂を意味し、有機溶剤に溶解する不定形の樹脂成分であり、ゴム弾性を有する樹脂または他の成分と重合してゴム弾性を示す樹脂が好ましい。ゴム弾性としては、例えば、日本工業規格(JIS K7161)に準拠し、温度25℃、湿度40%RHにて、引っ張り試験を行った場合に、1GPa以下の弾性率を示す樹脂が挙げられる。(B)成分を樹脂組成物に用いることにより、導体層に対する密着強度に優れる絶縁層を得ることが可能となる。さらに、(B)成分により、通常は絶縁層の弾性率を小さくしたり、反りに対する耐性を高めたりすることも可能である。
樹脂組成物は、(C)アルコキシシラン化合物で表面処理された水酸化マグネシウムを含有する。(C)成分を樹脂組成物に含有させることにより、タック性を小さくし、ハローイング現象を抑制可能な絶縁層を得ることができ、さらに難燃性を向上させることもできる。
樹脂組成物は、(D)シリカを含有する。(D)シリカを樹脂組成物に用いることで、ピール強度に優れる絶縁層を得ることができる。また、(D)シリカを樹脂組成物に用いることで樹脂組成物の硬化物の熱膨張率を小さくできるので、表面粗度を小さくでき、さらにリフロー膨れが抑制された絶縁層を得ることができる。
一実施形態において、樹脂組成物は、(E)硬化剤を含み得る。硬化剤としては、(A)成分等の樹脂を硬化する機能を有する限り特に限定されず、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などが挙げられる。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。(E)成分は、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及びシアネートエステル系硬化剤から選択される1種以上であることが好ましく、フェノール系硬化剤、及びナフトール系硬化剤から選択される1種以上であることが好ましい。
一実施形態において、樹脂組成物は、(F)硬化促進剤を含み得る。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、金属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、金属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、金属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。
一実施形態において、樹脂組成物は、(G)難燃剤を含有し得る。(G)難燃剤としては、例えば、ホスファゼン化合物、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、ホスファゼン化合物が好ましい。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。
一実施形態において、樹脂組成物は、さらに必要に応じて、他の添加剤を含んでいてもよく、斯かる他の添加剤としては、例えば、有機充填材、有機銅化合物、有機亜鉛化合物及び有機コバルト化合物等の有機金属化合物、並びに増粘剤、消泡剤、レベリング剤、密着性付与剤、及び着色剤等の樹脂添加剤等が挙げられる。
本発明の樹脂組成物を硬化させることにより、樹脂組成物の硬化物で形成された絶縁層を得ることができる。この絶縁層にビアホールを形成し、粗化処理を施した場合に、ハローイング現象を抑制することができる。以下、これらの効果について、図面を参照して説明する。
図3に示すように、ビアホール110が形成された絶縁層100に粗化処理を施すと、ハローイング現象が生じて、変色部140の絶縁層100が導体層210から剥離し、ビアボトム120のエッジ150から連続した間隙部160が形成されることがある。この間隙部160は、通常、粗化処理の際に変色部140が浸食されて形成される。
本発明の樹脂組成物は、主にタック性を小さくでき、ハローイング現象を抑制する絶縁層をもたらすことができる。したがって本発明の樹脂組成物は、半導体チップパッケージの絶縁層を形成するための樹脂組成物(半導体チップパッケージの絶縁層用樹脂組成物)、回路基板(プリント配線板を含む)の絶縁層を形成するための樹脂組成物(回路基板の絶縁層用樹脂組成物)として好適に使用することができる。また、本発明の樹脂組成物は、半導体チップを封止するための樹脂組成物(半導体チップ封止用樹脂組成物)、半導体チップに配線を形成するための樹脂組成物(半導体チップ配線形成用樹脂組成物)としても好適に使用することができる。
本発明の樹脂シートは、支持体と、該支持体上に設けられた樹脂組成物層と、を有する。樹脂組成物層は、本発明の樹脂組成物を含む層であり、通常は、樹脂組成物で形成されている。
本発明の回路基板は、本発明の樹脂組成物の硬化物により形成された絶縁層を含む。この回路基板は、例えば、下記の工程(1)及び工程(2)を含む製造方法によって、製造できる。
(1)基材上に、樹脂組成物層を形成する工程。
(2)樹脂組成物層を熱硬化して、絶縁層を形成する工程。
回路基板の製造方法は、例えば、樹脂シートの支持体を剥離する工程を含んでいてもよい。支持体は、樹脂組成物層の熱硬化の前に剥離してもよく、樹脂組成物層の熱硬化の後に剥離してもよい。
本発明の第一実施形態に係る半導体チップパッケージは、上述した回路基板と、この回路基板に搭載された半導体チップとを含む。この半導体チップパッケージは、回路基板に半導体チップを接合することにより、製造できる。
(A)基材に仮固定フィルムを積層する工程、
(B)半導体チップを、仮固定フィルム上に仮固定する工程、
(C)半導体チップ上に封止層を形成する工程、
(D)基材及び仮固定フィルムを半導体チップから剥離する工程、
(E)半導体チップの基材及び仮固定フィルムを剥離した面に、絶縁層としての再配線形成層を形成する工程、
(F)再配線形成層上に、導体層としての再配線層を形成する工程、並びに、
(G)再配線層上にソルダーレジスト層を形成する工程、
を含む。また、前記の半導体チップパッケージの製造方法は、
(H)複数の半導体チップパッケージを、個々の半導体チップパッケージにダイシングし、個片化する工程を含んでいてもよい。
上述した半導体チップパッケージが実装される半導体装置としては、例えば、電気製品(例えば、コンピューター、携帯電話、スマートフォン、タブレット型デバイス、ウェラブルデバイス、デジタルカメラ、医療機器、及びテレビ等)及び乗物(例えば、自動二輪車、自動車、電車、船舶及び航空機等)等に供される各種半導体装置が挙げられる。
水酸化マグネシウムA:神島化学工業社製「EP−4A」、平均粒径1.1μm(無機物処理済)、信越化学工業社製「KBM573」(N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン)で表面処理したもの、アルコキシシラン化合物の量は水酸化マグネシウム100部に対して3部
水酸化マグネシウムB:神島化学工業社製「EP−4A」、無機物処理のみ
シリカA:アドマテックス社製「SO−C1」、信越化学工業社製「KBM573」(N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン)で表面処理したもの
(合成例1:エラストマーAの合成)
反応容器に、2官能性ヒドロキシ基末端ポリブタジエン(日本曹達社製「G−3000」、数平均分子量=3000、ヒドロキシ基当量=1800g/eq.)69gと、芳香族炭化水素系混合溶剤(出光石油化学社製「イプゾール150」)40gと、ジブチル錫ラウレート0.005gとを入れ、混合して均一に溶解させた。均一になったところで60℃に昇温し、更に撹拌しながらイソホロンジイソシアネート(エボニックデグサジャパン社製「IPDI」、イソシアネート基当量=113g/eq.)8gを添加し、約3時間反応を行った。
反応容器に、2官能性ヒドロキシ基末端ポリブタジエン(日本曹達社製「G−3000」、数平均分子量=3000、ヒドロキシ基当量=1800g/eq.)69gと、芳香族炭化水素系混合溶剤(出光石油化学社製「イプゾール150」)40gと、ジブチル錫ラウレート0.005gとを入れ、混合して均一に溶解させた。均一になったところで60℃に昇温し、更に撹拌しながらイソホロンジイソシアネート(エボニックデグサジャパン社製「IPDI」、イソシアネート基当量=113g/eq.)8gを添加し、約3時間反応を行った。
次いで反応物に、ビフェニルジメチレン型フェノール樹脂(明和化成社製「MEH−7851SS」、水酸基当量=203g/eq.)18gと、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(酸無水物当量=161.1g/eq.)3.2gとエチルジグリコールアセテート(ダイセル社製)58.2gとを添加し、攪拌しながら150℃まで昇温し、約10時間反応を行った。FT−IRによって2250cm−1のNCOピークの消失の確認を行った。NCOピークの消失の確認をもって反応の終点とみなし、反応物を室温まで降温した。そして、反応物を100メッシュの濾布で濾過して、ブタジエン構造及びフェノール性水酸基を有するエラストマーB(フェノール性水酸基含有ブタジエン樹脂:不揮発成分50質量%)を得た。エラストマーBの数平均分子量は6900、ガラス転移点温度は−2℃であった。
反応容器に、ポリカーボネートジオール(旭化成社製「デュラノールT5652」、数平均分子量=2000、ヒドロキシ基当量=約1000g/eq.)69gと、芳香族炭化水素系混合溶剤(出光石油化学社製「イプゾール150」)50gと、ジブチル錫ラウレート0.005gとを入れ、混合して均一に溶解させた。均一になったところで60℃に昇温し、更に撹拌しながらイソホロンジイソシアネート(エボニックデグサジャパン社製「IPDI」、イソシアネート基当量=113g/eq.)16gを添加し、約3時間反応を行った。
次いで反応物に、ビフェニルジメチレン型フェノール樹脂(明和化成社製「MEH−7851SS」、水酸基当量=203g/eq.)28.4gと、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(酸無水物当量=161.1g/eq.)5.64gとエチルジグリコールアセテート(ダイセル社製)69.2gとを添加し、攪拌しながら150℃まで昇温し、約10時間反応を行った。FT−IRによって2250cm−1のNCOピークの消失の確認を行った。NCOピークの消失の確認をもって反応の終点とみなし、反応物を室温まで降温した。そして、反応物を100メッシュの濾布で濾過して、ポリカーボネート構造及びフェノール性水酸基を有するエラストマーC(フェノール性水酸基含有ポリカーボネート樹脂:不揮発成分50質量%)を得た。エラストマーCの数平均分子量は7100、ガラス転移点温度は6℃であった。
ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬社製「NC3000」、エポキシ当量276g/eq.)6部、キシレン構造含有ノボラック型エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製「YX7700」、エポキシ当量270g/eq.)7部、水酸化マグネシウムA50部、シリカA10部、フォスファゼン化合物(大塚化学社製、「SPH−100」の固形分50%シクロヘキサノン溶液)10部、エラストマーA60部、クレゾールノボラック樹脂(DIC社製「KA−1160」、フェノール性水酸基当量:117g/eq)5部、硬化促進剤(北興化学工業社製、「TBP−DA」)0.15部、メチルエチルケトン25部を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散して、樹脂ワニスを作製した。
実施例1において、エラストマーA60部を、エラストマーB60部に変えた。以上の事項以外は実施例1と同様にして樹脂ワニスを作製した。
実施例1において、水酸化マグネシウムAの量を50部から40部に変えた。以上の事項以外は実施例1と同様に指定樹脂ワニスを作製した。
実施例1において、フォスファゼン化合物(大塚化学社製、「SPH−100」の固形分50%シクロヘキサノン溶液)の量を10部から20部に変え、クレゾールノボラック樹脂(DIC社製「KA−1160」、フェノール性水酸基当量:117g/eq)5部を加えなかった。以上の事項以外は実施例1と同様に指定樹脂ワニスを作製した。
実施例1において、
1)キシレン構造含有ノボラック型エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製「YX7700」、エポキシ当量270g/eq.)の量を7部から4部に変え、
エポキシ化ポリブタジエン樹脂(日本曹達社「JP−400」、エポキシ当量230g/eq.)3部を混合し、
2)フォスファゼン化合物(大塚化学社製、「SPH−100」の固形分50%シクロヘキサノン溶液)の量を10部から20部に変え、
3)クレゾールノボラック樹脂(DIC社製「KA−1160」、フェノール性水酸基当量:117g/eq)5部を混合せず、
4)エラストマーA60部を、エラストマーB60部に変えた。
以上の事項以外は実施例1と同様にして樹脂ワニスを作製した。
実施例1において、シリカAの量を10部から20部に変え、エラストマーA60部をエラストマーC60部に変えた。以上の事項以外は実施例1と同様にして樹脂ワニスを作製した。
実施例1において、
1)水酸化マグネシウムAの量を50部から10部に変え、
2)シリカAの量を10部から5部に変え、
3)フォスファゼン化合物(大塚化学社製、「SPH−100」の固形分50%シクロヘキサノン溶液)の量を10部から26部に変え、
4)エラストマーA60部をエラストマーC60部に変えた。
以上の事項以外は実施例1と同様にして樹脂ワニスを作製した。
実施例1において、水酸化マグネシウムA50部を水酸化マグネシウムB50部に変え、シリカA10部を混合しなかった。以上の事項以外は実施例1と同様にして樹脂ワニスを作製した。
比較例1において、フォスファゼン化合物(大塚化学社製、「SPH−100」の固形分50%シクロヘキサノン溶液)10部を加えず、クレゾールノボラック樹脂(DIC社製「KA−1160」、フェノール性水酸基当量:117g/eq)の量を5部から10部に変えた。以上の事項以外は比較例1と同様にして樹脂ワニスを作製した。
比較例2において、ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬社製「NC3000」、エポキシ当量276g/eq.)の量を6部から12部に変え、キシレン構造含有ノボラック型エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製「YX7700」、エポキシ当量270g/eq.)の量を7部から12部に変え、シリカAを10部混合した。以上の事項以外は比較例2と同様にして樹脂ワニスを作製した。
比較例2において、水酸化マグネシウムB50部を混合せず、シリカA50部を混合した。以上の事項以外は比較例2と同様にして樹脂ワニスを作製した。
(1)評価用硬化物の作製
離型剤処理されたPETフィルム(リンテック社製「501010」、厚み38μm、240mm角)の離型剤未処理面に、ガラス布基材エポキシ樹脂両面銅張積層板(パナソニック社製「R5715ES」、厚み0.7mm、255mm角)を重ね四辺をポリイミド接着テープ(幅10mm)で固定した(以下、「固定PETフィルム」ということがある。)。
得られた評価用硬化物を5cm×5cmに切り取り重量W0を測定した。続いて、評価用硬化物を膨潤液(アトテックジャパン社製「スウェリングディップ・セキュリガントP」、ジエチレングリコールモノブチルエーテル及び水酸化ナトリウムの水溶液)に60℃で5分間、次いで酸化剤溶液(アトテックジャパン社製「コンセントレート・コンパクトCP」、過マンガン酸カリウム濃度約6%、水酸化ナトリウム濃度約4%の水溶液)に80℃で5分間、最後に中和液(アトテックジャパン社製「リダクションソリューション・セキュリガントP」、硫酸水溶液)に40℃で5分間、浸漬した後、80℃で15分間乾燥し、続いて過マンガン酸アルカリ水溶液に80℃で5分間放置した後の質量W1を測定しW0/W1を求めた。
評価用硬化物をダンベル状1号形に切り出し、試験片を得た。該試験片を、オリエンテック社製引張試験機「RTC−1250A」を用いて引張強度測定を行い、23℃における弾性率を求めた。測定は、JIS K7127に準拠して実施した。この操作を3回行いその平均値を下記表に示した。
(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、パナソニック社製R5715ES)の両面をエッチング剤(メック社製CZ8100)に浸漬して銅表面の粗化処理を行った。
実施例及び比較例で作製した樹脂ワニスを、アルキド樹脂系離型剤(リンテック社製「AL−5」)で離型処理したPETフィルム(東レ社製「ルミラーR80」、厚み38μm、軟化点130℃、以下「離型PET」ということがある。)上に、乾燥後の樹脂組成物層の厚さが40μmとなるようにダイコーターにて塗布し、80℃〜120℃(平均100℃)で10分間乾燥し樹脂シートを得た。この樹脂シートを、バッチ式真空加圧ラミネーター(名機社製、MVLP−500)を用いて、積層板の両面に樹脂組成物層が接するようにラミネートした。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。
ラミネートされた樹脂シートから離型PETを剥離し、180℃、30分の硬化条件で樹脂組成物層を硬化し絶縁層を形成した。これを基板Aという。
作製した基板Aの絶縁層表面を、膨潤液である、アトテックジャパン社製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・セキュリガンドPに60℃で5分間浸漬し、次に粗化液として、アトテックジャパン社製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15分間浸漬させ、最後に中和液として、アトテックジャパン社製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。この基板を評価用基板Bとした。
絶縁層表面に回路を形成するために、評価用基板Bを、PdCl2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。この回路基板を評価用基板Cとした。
評価用基板C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。
ピール強度が0.6kgf/cm以上であるものを「○」と判定し、0.6kgf/cm未満であるものを「△」と判定し、ふくれが生じたものを「×」と判定した。
評価用基板Cを100mm×50mmの小片に切断し、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(日本アントム社製「HAS−6116」)に3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)。評価は5つの小片で行い、目視観察により2つ以上の小片において導体層にふくれ等異常があるものを「×」と判定し、1つの小片でメッキ導体層にふくれ等異常があるものを「△」と判定し、全ての小片で全く異常のないもの「○」と判定した。
評価用基板Bの絶縁層表面を、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として測定して、粗化処理後の絶縁層表面の表面粗さを求めた。それぞれ10点の平均値を求めることにより、表面粗さ(Ra)を測定した。
(1)積層板の下地処理
ガラス布基材エポキシ樹脂両面銅張積層板の銅箔をエッチアウトした基板(パナソニック社製「R1515A」、基板厚み0.2mm)を190℃の温度条件で、190℃のオーブンに投入後30分間、加熱乾燥した。
実施例及び比較例で作製した樹脂ワニスを離型PET上に、乾燥後の樹脂組成物層の厚さが80μmとなるようにダイコーターにて塗布し、80℃〜120℃(平均100℃)で10分間乾燥し樹脂シートを得た。樹脂シートから保護フィルムを剥離して露出した樹脂組成物層を、バッチ式真空加圧ラミネーター(ニッコー・マテリアルズ社製、2ステージビルドアップラミネーター「CVP700」)を用いて、樹脂組成物層が積層板と接合するように、基板両面に積層した。積層は、30秒間減圧して気圧を13hPa以下とした後、110℃、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。
樹脂シートの積層後、支持体である離型PETフィルムを剥離し、100℃の温度条件で、100℃のオーブンに投入後30分間、次いで190℃の温度条件で、190℃のオーブンに移し替えた後90分間熱硬化して絶縁層を形成し、基板を作製した。
上記(3)で作製した基板を使用して、UL難燃性の試験用に12.7mm×127mmのサイズに切断し、端面をサンドペーパー(#1200その後、#2800)にて研磨し、基材厚み0.2mm、片側に絶縁層80μmが積層された燃焼性試験用テストピースを作製した。その後、UL耐炎性試験規格(UL−94)に従って、V0、V1の評価を行った。なお、V0は「○」と判定し、V1は「△」と判定し、10秒間接炎後の燃え残りサンプルがない場合(燃焼)は「×」と判定した。
(1)樹脂シートの用意
実施例及び比較例で作製した樹脂ワニスを離型PET上に、乾燥後の樹脂組成物層の厚さが45μmとなるようにダイコーターにて塗布し、80℃〜120℃(平均100℃)で10分間乾燥し樹脂シートをそれぞれ得た。
内層基板として、両面に銅箔層を有するガラス布基材エポキシ樹脂両面銅張積層板(銅箔の厚さ3μm、基板厚み0.15mm、三菱ガス化学社製「HL832NSF LCA」、255×340mmサイズ)を用意した。
樹脂シートから保護フィルムを剥がして、樹脂組成物層を露出させた。バッチ式真空加圧ラミネーター(ニッコー・マテリアルズ社製、2ステージビルドアップラミネーター「CVP700」)を用いて、樹脂組成物層が内層基板と接するように、内層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以下に調整した後、130℃、圧力0.74MPaにて45秒間圧着させることにより実施した。次いで、120℃、圧力0.5MPaにて75秒間熱プレスを行った。
その後、樹脂シートがラミネートされた内層基板を、100℃のオーブンに投入して30分間加熱した。次いで180℃のオーブンに移し替えて30分間加熱して、樹脂組成物層を熱硬化させて、絶縁層を形成した。その後、支持体を剥離して、絶縁層、内層基板及び絶縁層をこの順に有する硬化基板Aを得た。
CO2レーザー加工機(三菱電機社製「605GTWIII(−P)」)を使用して、絶縁層にレーザー光を照射して、絶縁層に、トップ径(直径)が約70μmの複数個のビアホールを形成した。レーザー光の照射条件は、マスク径1mm、パルス幅16μs、エネルギー0.2mJ/ショット、ショット数2、バーストモード(10kHz)であった。こうして絶縁層にビアホールを形成された硬化基板Aを、ビア加工基板Aと呼ぶ。
ビア加工基板Aに、粗化処理としてのデスミア処理を行った。デスミア処理としては、下記の湿式デスミア処理を実施した。
ビア加工基板Aの絶縁層表面を、膨潤液(アトテックジャパン社製「スウェリングディップ・セキュリガントP」、ジエチレングリコールモノブチルエーテル及び水酸化ナトリウムの水溶液)に60℃で5分間浸漬し、次いで、酸化剤溶液(アトテックジャパン社製「コンセントレート・コンパクトCP」、過マンガン酸カリウム濃度約6%、水酸化ナトリウム濃度約4%の水溶液)に80℃で10分間浸漬し、次いで、中和液(アトテックジャパン社製「リダクションソリューション・セキュリガントP」、硫酸水溶液)に40℃で5分間浸漬した後、80℃で15分間乾燥した。この湿式デスミア処理を施されたビア加工基板Aを、粗化基板Aという。
粗化基板Aについて、FIB−SEM複合装置(SIIナノテクノロジー社製「SMI3050SE」)を用いて、断面観察を行った。詳細には、FIB(集束イオンビーム)を用いて、絶縁層を、当該絶縁層の厚み方向に平行で且つビアホールのビアボトムの中心を通る断面が現れるように削り出した。この断面をSEMによって観察した。観察された画像から、ビアホールのボトム径及びトップ径を測定した。また、SEMによって観察された画像には、ビアボトムのエッジから連続して、絶縁層が内層基板の銅箔層から剥離して形成された間隙部が見られた。そこで、観察された画像から、ビアボトムの中心からビアボトムのエッジまでの距離(間隙部の内周半径に相当)r1と、ビアボトムの中心から前記間隙部の遠い側の端部までの距離(間隙部の外周半径に相当)r2とを測定し、これら距離r1と距離r2との差r2−r1を、その測定地点のビアボトムのエッジからのハローイング距離として算出した。
テスター産業社製、恒温槽付きプローブタックテスター(TE−6002)にてタック力を測定した。25℃恒温槽内に静置した樹脂シートに、SUS製5mmφ円柱状プローブを、コンタクト速度0.5cm/秒で接触させ、1000gf/cm2の荷重下で、1秒間保持後に、プローブを0.5cm/秒で引き離すときの剥離力を測定しプローブタックとした。測定は一つのサンプルにつき3回行い、各測定における平均値を求めた。プローブタックが0.4N未満を「◎」と判定し、0.4以上0.6N未満を「△」と判定し、0.6以上を「×」と判定した。
実施例及び比較例で作製した樹脂ワニスを上記「固定PETフィルム」の離型処理面上に乾燥後の樹脂組成物層の厚さが40μmとなるようにダイコーターにて塗布し、80℃〜120℃(平均100℃)で10分間乾燥し樹脂シートを得た。得られた樹脂シートを10cm角に切り出し、10cm角のポリイミドフィルム(宇部興産社製ユーピレックス−S(厚み25μm)にラミネートし、10cm角の樹脂付きポリイミドフィルムを得た。次いで、得られた樹脂付きポリイミドフィルムを180℃90分で熱硬化し、反りを確認した。樹脂面を上にして水平な面に静置し、水平な面からの反り量が1cm未満である場合を「○」、1cm以上である場合を「×」とした。
エラストマーA:合成例1で合成したエラストマー
エラストマーB:合成例2で合成したエラストマー
エラストマーC:合成例3で合成したエラストマー
NC3000:ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬社製、エポキシ当量276g/eq.)
YX7760:キシレン構造含有ノボラック型エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製、エポキシ当量270g/eq.)
JP−400:エポキシ化ポリブタジエン樹脂(日本曹達社製、エポキシ当量230g/eq.)
水酸化マグネシウムA:神島化学工業社製「EP−4A」、平均粒径1.1μm(無機物処理済)、信越化学工業社製「KBM573」(N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン)で表面処理したもの
水酸化マグネシウムB:神島化学工業社製「EP−4A」、無機物処理のみ
シリカA:アドマテックス社製「SO−C1」、信越化学工業社製「KBM573」(N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン)で表面処理したもの
SPH−100:フォスファゼン化合物(大塚化学社製、固形分50%シクロヘキサノン溶液)
KA−1160:クレゾールノボラック樹脂(DIC社製、フェノール性水酸基当量:117g/eq)
TBP−DA:硬化促進剤、北興化学工業社製
(E)及び(F)成分を含有しない場合であっても、程度に差はあるものの上記実施例と同様の結果に帰着することを確認している。
100U 導体層とは反対側の絶縁層の面
110 ビアホール
120 ビアボトム
120C ビアボトムの中心
130 ビアトップ
140 変色部
150 ビアボトムのエッジ
160 間隙部
170 端部
180 エッジ
190 外周側の端部
200 内層基板
210 導体層(第1の導体層)
Lb ビアホールのボトム径
Lt ビアホールのトップ径
Wt ビアトップのエッジからのハローイング距離
Wb ビアボトムのエッジからのハローイング距離
Claims (18)
- (A)エポキシ樹脂、(B)エラストマー、(C)アルコキシシラン化合物で表面処理された水酸化マグネシウム、及び(D)シリカ、を含む樹脂組成物。
- (C)成分におけるアルコキシシラン化合物が、アミノ基を有する、請求項1に記載の樹脂組成物。
- (C)成分の平均粒径が、3μm以下である、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
- (C)成分におけるアルコキシシラン化合物の含有量が、水酸化マグネシウム100質量部に対して5質量部以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- (C)成分の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%としたとき、2質量%以上60質量%以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- (D)成分の平均粒径が、3μm以下である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- (D)成分の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%としたとき、3質量%以上30質量%以下である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- (B)成分が、分子内に、ポリブタジエン構造、ポリシロキサン構造、ポリ(メタ)アクリレート構造、ポリアルキレン構造、ポリアルキレンオキシ構造、ポリイソプレン構造、ポリイソブチレン構造、及びポリカーボネート構造から選択される1種以上の構造を有する樹脂である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- (B)成分が、ガラス転移温度が25℃以下の樹脂、及び25℃以下で液状である樹脂から選択される1種以上である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- (A)成分の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%としたとき、3質量%以上25質量%以下である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 樹脂組成物を加熱硬化した直後の初期質量W0と、樹脂組成物を加熱硬化し、過マンガン酸アルカリ水溶液に80℃で5分間放置した後の質量W1との比率(W0/W1)が、1.05以下である、請求項1〜10のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 樹脂組成物を180℃90分で熱硬化させた後の23℃における弾性率が、3GPa以下である、請求項1〜11のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 半導体チップパッケージの絶縁層用樹脂組成物である、請求項1〜12のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 支持体と、該支持体上に設けられた、請求項1〜13のいずれか1項に記載の樹脂組成物を含む樹脂組成物層と、を有する樹脂シート。
- 半導体チップパッケージの絶縁層用樹脂シートである、請求項14に記載の樹脂シート。
- 請求項1〜13のいずれか1項に記載の樹脂組成物の硬化物により形成された絶縁層を含む、回路基板。
- 請求項16に記載の回路基板と、前記回路基板上に搭載された半導体チップとを含む、半導体チップパッケージ。
- 請求項1〜13のいずれか1項に記載の樹脂組成物、もしくは請求項14又は15に記載の樹脂シートにより封止された半導体チップを含む半導体チップパッケージ。
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