JP2019196473A - プリント回路基板及びicパッケージ用樹脂組成物、並びにこれを用いた製品 - Google Patents
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Abstract
Description
A.樹脂組成物
本発明の代表的な具現例によるプリント回路基板及び/またはICパッケージ用樹脂組成物は、(a)ビスフェノールA型エポキシ樹脂5〜10重量部、ナフタレン型エポキシ樹脂5〜10重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂10〜40重量部、ゴム変性型エポキシ樹脂10超過30以下重量部、及びビフェニルアラルキルノボラック型エポキシ樹脂30以上50未満重量部を含む複合エポキシ系樹脂;(b)DCPD系硬化剤、ビフェニルアラルキルノボラック系硬化剤及びザイロック系硬化剤を含む複合硬化剤;(c)硬化促進剤;(d)無機充填剤;(e)増粘剤;並びに(f)熱可塑性樹脂を含む。
〈ビスフェノールA型エポキシ樹脂(DGEBF Type Epoxy Resin)〉
上記ビスフェノールA型エポキシ樹脂は、複合エポキシ系樹脂100重量に対して5〜10重量部含まれることができる。ビスフェノールA型エポキシ樹脂の含量が5重量部未満であると、配線材料との密着力が低下することがあり、含量が10重量部を超過すると、熱的安定性及び電気的特性が低下することがある。
複合エポキシ系樹脂は、耐熱性及び低熱膨脹特性、吸湿性の低い硬化物を提供するために、ナフタレン型エポキシ樹脂を含む。上記複合エポキシ系樹脂中のナフタレン型エポキシ樹脂は、複合エポキシ系樹脂100重量部に対して5〜10重量部含まれることができる。ナフタレン型エポキシ樹脂が5重量部未満であると、熱的安定性が低下することがあり、10重量部超過すると、熱伝導度や耐熱的特性に問題が発生することがある。
複合エポキシ系樹脂は、熱的安定性を向上させ、耐熱性及び耐湿性の高い硬化物を提供するために、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂を含む。クレゾールノボラック型エポキシ樹脂の含量は、複合エポキシ系樹脂100重量部に対して10〜40重量部含まれることができる。上記クレゾールノボラック型エポキシ樹脂の含量が10重量部未満であると、所望する物性を得にくくなり、含量が40重量部を超過すると、かえって電気的または機械的特性が低下することがある。
複合エポキシ系樹脂は、ゴム変性型エポキシ樹脂を含む。上記ゴム変性型エポキシ樹脂は、複合エポキシ系樹脂100重量部に対して10超過30以下重量部で含まれることができる。上記ゴム変性型エポキシ樹脂の含量が10重量部以下であると、絶縁フィルムの機械的安定性を得にくくなり、絶縁材料の適用された回路基板を形成するには不適合であり、含量が30重量部を超過すると、配線層との密着力の改善効果があまり大きくない。
複合エポキシ系樹脂は、耐熱性に優れた硬化物を提供するために、ビフェニルアラルキルノボラック型エポキシ樹脂を含む。ビフェニルアラルキルノボラック型エポキシ樹脂は、対称的な構造を有するビフェニルのために、優れた物性及び結晶性を有することができ、特に低溶融粘度、低応力性及び高接着性等多数の優れた物性を有することができる。ビフェニルアラルキルノボラック型エポキシ樹脂は、複合エポキシ樹脂100重量部に対して30以上50未満の重量部で含まれることができる。ビフェニルアラルキルノボラック型エポキシ樹脂の含量が30重量部未満であると、絶縁フィルム内に好適な耐熱性を付与しにくくなり、含量が50重量部以上であると、硬化性が低下し、配線層との接着性が低下することがある。
本願の樹脂組成物に含まれる硬化剤としては、熱膨脹係数(CTE)特性及び硬化密度を向上させるために、DCPD系硬化剤、ビフェニルアラルキルノボラック系硬化剤及びザイロック系硬化剤を含む複合硬化剤を使用する。上記複合硬化剤は、各々の硬化剤の短所を補い、本願の樹脂組成物の難燃性、及び配線層との接着性等を改善する作用効果を達成することができる。上記複合硬化剤中のDCPD系:ビフェニルアラルキルノボラック系:ザイロック系硬化剤の割合は、これに限定されないが、1:1:0.5〜1の割合が好ましい。上記複合硬化剤は、複合エポキシ系樹脂のエポキシ基の混合当量に対して0.3〜1.5当量比で混合可能であり、0.8当量が最も好ましい。上記複合硬化剤の当量比が0.3未満であると、樹脂組成物の難燃性が低下することがあり、1.5を超過すると、配線層との接着性が低下し、貯蔵安定性が低下することがある。
本願の樹脂組成物は、硬化性の調整を容易とし、優れた機械的、電気的性質及び耐水性を有するために、DCPD系(dicyclopentadiene type)硬化剤を含む。上記DCPD系硬化剤は、これに限定されないが、複合エポキシ系樹脂100重量部に対して0.1〜0.5重量部で含まれることができる。上記硬化剤の含量が0.1重量部未満であると、硬化性が低下することがあり、0.5重量部を超過すると、複合硬化剤のシナジー効果を期待しにくい。
本願の樹脂組成物は、耐熱性の要求を満たすために、ビフェニルアラルキルノボラック系硬化剤を含む。上記ビフェニルアラルキルノボラック系硬化剤は、これに限定されないが、複合エポキシ系樹脂100重量部に対して0.1〜0.5重量部で含まれることができる。上記硬化剤の含量が0.1重量部未満であると、配線との接着性が低下し、0.5重量部を超過すると、複合硬化剤のシナジー効果を期待しにくい。
本願の樹脂組成物は、硬化速度を調整するために、ザイロック系硬化剤を含む。上記ザイロック系硬化剤は、これに限定されないが、複合エポキシ系樹脂100重量部に対して0.1〜0.5重量部で含まれることができる。上記硬化剤の含量が0.1重量部未満であると、硬化部の不足により信頼性が低下し、0.5重量部を超過すると、硬化速度が調整されず、ボイドの除去が低下したり、フィルムの引張強度が低下したりすることがある。
本願の樹脂組成物に含まれる硬化促進剤としては、これに限定されないが、イミダゾール系化合物が挙げられ、例えば、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−アルキルイミダゾール、及び2−フェニルイミダゾールから1つ以上選択することができる。上記硬化促進剤は、これに限定されないが、上記複合エポキシ樹脂100重量部に対して0.1〜1重量部で含まれることができる。硬化促進剤の含量が0.1重量部未満であると、硬化速度が著しく低下することがあり、含量が1重量部を超過すると、硬化が急速に行われ、所望する物性を得にくくなることがある。
本願の樹脂組成物に含まれる無機充填剤としては、これに限定されないが、バリウムチタンオキサイド(barium tiatanum oxide)、バリウムストロンチウムチタネート(barium strontium titanate)、チタンオキサイド(titanium oxide)、リードジルコニウムチタネート(lead zirconium titanate)、リードランタンジルコネートチタネート(lead lanthanium zirconate titanate)、リードマグネシウムニオベート−リードチタネート(lead magnesium niobate−lead tiatanate)、銀、ニッケル、ニッケルコーティングポリマースフィア(nickel−coated polymer sphere)、金コーティングポリマースフィア(gold−coated polymer sphere)、スズソルダー(tinsolder)、グラファイト(graphite)、タンタルナイトライド(tantalum nitride)、メタルシリコンナイトライド(metal silicon nitride)、カーボンブラック、シリカ、クレイ(clay)、アルミニウム(aluminum)、及びアルミニウムボレート(aluminum borate)からなる群より1種以上を選択することができる。
高粘度絶縁組成物を形成するために、本願の樹脂組成物は、増粘剤を含むことができる。上記増粘剤は、無機及び/または有機増粘剤から選択することができる。
本願の樹脂組成物の熱可塑性樹脂は、複合エポキシ系樹脂及び複合硬化剤の総量に対して5〜10重量部を含む。複合エポキシ系樹脂及び複合硬化剤の総量に対する熱可塑性樹脂の含量が5重量部未満であると、樹脂組成物の熱可塑性が低下し、脆性が増加することがあり、10重量部を超過すると、絶縁層の熱膨脹係数が増加して機械的物性が低下することがある。
本願の樹脂組成物に含まれる表面調整剤は、これに限定されないが、アンモニウム系列、アミン系列、イミン系列、アミド系列の化合物またはこれらの混合物から選択することができる。
本願の樹脂組成物に含まれる消泡剤は、泡の発生を抑制する役割を果たし、分散効果を与えて吸湿性を改善する役割を果たす。泡が発生する場合、該泡が基板等に付いて異物性不良を誘発することになるが、上記の消泡剤を用いることにより、その不良を防止できる。上記消泡剤としては、これに限定されないが、シリコン系、非シリコンポリマー系等を用いることができる。
本願の樹脂組成物を用いてコーティング及びフィルムの形成を容易にするために、沸点の異なる異種の溶媒を用いることができる。上記樹脂組成物は、2−メトキシエタノール、メチルエチルケトン(MEK)、メチレンクロリド(MC)、ジメチルホルムアミド(DMF)、メチルセロソルブ(MCS)等の混合溶媒に溶解して使用することができる。
本願の樹脂組成物を用いて吸湿性、信頼性、熱的安定性及び機械的特性が改善された絶縁フィルムを製造することができる。
本願の絶縁フィルムを用いて吸湿性、信頼性、熱的安定性及び機械的特性が改善されたプリント回路基板及びICパッケージを提供することができる。
〈樹脂組成物の製造〉
下記表1及び表2に示された組成により、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ゴム変性型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキルノボラック型エポキシ樹脂を含む複合エポキシ系樹脂、DCPD系、ビフェニルアラルキルノボラック系及びザイロック系の複合硬化剤、熱可塑性樹脂、硬化促進剤、無機充填剤、及び有機及び/または無機増粘剤を含む実施例1及び比較例1〜7の樹脂組成物を製造した。
上記製造された樹脂組成物をポリエチレンテレフタレートフィルム(PET film)に200μm以上の厚さでキャスティングしてロール(roll)形態のフィルム製品に製造し、フィルムタイプのモールディング材料として使用した。
[実験例]
〈物性評価及び信頼性評価の結果〉
製造されたモールディング材料の物性評価の結果、Cuとの密着力が0.5kgf/cm以上であることが確認され、上記フィルムをパッケージ用モールディング材料として使用する場合、パッケージの信頼性評価の結果、HAST(Highly Accelerated Stress Test)及びTC(Thermal Cycle)信頼性基準をすべて満たすことが確認された。
Claims (17)
- (a)ビスフェノールA型エポキシ樹脂5〜10重量部、ナフタレン型エポキシ樹脂5〜10重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂10〜40重量部、ゴム変性型エポキシ樹脂10超過30以下重量部、及びビフェニルアラルキルノボラック型エポキシ樹脂30以上50未満重量部を含む複合エポキシ系樹脂;(b)DCPD系(dicyclopentadiene type)硬化剤、ビフェニルアラルキルノボラック系硬化剤及びザイロック系硬化剤を含む複合硬化剤;(c)硬化促進剤;(d)無機充填剤;並びに(e)増粘剤を含む、樹脂組成物。
- (f)熱可塑性樹脂をさらに含む請求項1に記載の樹脂組成物。
- プリント回路基板またはICパッケージ用である請求項1または2に記載の樹脂組成物。
- (b)複合硬化剤の総含量は、前記(a)複合エポキシ系樹脂のエポキシ基の混合当量に対して0.3〜1.5当量比で含まれる請求項1から3のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記(b)複合硬化剤中のDCPD系:ビフェニルアラルキルノボラック系:ザイロック系硬化剤の含量の割合は、1:1:0.5〜1である請求項1から4のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記(b)複合硬化剤中のDCPD系硬化剤は、前記(a)複合エポキシ系樹脂100重量部に対して0.1〜0.5重量部で含まれる請求項1から5のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記(b)複合硬化剤中のビフェニルアラルキルノボラック系硬化剤は、前記(a)複合エポキシ系樹脂100重量部に対して0.1〜0.5重量部で含まれる請求項1から6のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記(b)複合硬化剤中のザイロック系硬化剤は、前記(a)複合エポキシ系樹脂100重量部に対して、0.1〜0.5重量部で含まれる請求項1から7のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記(c)硬化促進剤は、前記(a)複合エポキシ系樹脂100重量部に対して0.1〜1重量部で含まれる請求項1から8のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記(d)無機充填剤は、前記(a)複合エポキシ系樹脂100重量部に対して30〜70重量部で含まれる請求項1から9のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 請求項1から10のいずれか1項に記載の樹脂組成物を含む絶縁フィルム。
- 前記絶縁フィルムは、プリント回路基板のビルドアップ層、パネルレベルパッケージ(Panel level package、PLP)のモールド層、または再配線層(Redistribution Layer、RDL)に適用される請求項11に記載の絶縁フィルム。
- 前記絶縁フィルムは、200μm以上の厚さを有する請求項11または12に記載の絶縁フィルム。
- 前記絶縁フィルムは、硬化後0.5wt%以下の含湿度を有する請求項11から13のいずれか1項に記載の絶縁フィルム。
- 前記絶縁フィルムは、20ppm/℃以下の熱膨脹係数を有する請求項11から14のいずれか1項に記載の絶縁フィルム。
- 請求項11から15のいずれか1項に記載の絶縁フィルムを含む製品。
- 前記製品は、プリント回路基板またはICパッケージである請求項16に記載の製品。
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