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

【課題】信頼性、熱的安定性及び機械的強度が向上され、配線層との密着力が改善された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の提供。【解決手段】(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。【選択図】図1

Description

本発明は、プリント回路基板(printed circuit board)及びICパッケージ(IC package)用樹脂組成物(resin composition)、並びにこれを用いた製品に関する。
近年電子産業の急速なデジタル化、ネットワーク化に基盤したモバイル化により情報化産業が急激に成長しており、通信機器及びモバイル機器の高性能化に対するニーズはますます増加している。また、モバイル機器の小型化及び高性能化とともに多層プリント配線板だけではなく、これを含むパッケージのための材料の高性能化もともに求められる。
一般的にパッケージ用モールディング材料は、料粒(Granule)タイプまたは液状タイプが主に使用されており、これを使用するためには、高価な圧縮モールディング設備が必要であり、工程時間が長くなる短所があった。この短所を補うために、既存プリント回路用絶縁材料のようなフィルムタイプのモールディング材料が要求される。パッケージ用モールディング材料としてフィルムタイプを使用すると、相対的に安価な真空ラミネーション(Lamination)装備の活用が可能となり、モールディング及び硬化工程を分離して行うことができるので、工程時間を短縮することができる。
また、プリント回路基板を基盤とするパネルレベルパッケージ(Panel level package、PLP)においては、ビルドアップ素材を裏面再配線層(Redistribution Layer、RDL)及びモールド素材として様々に活用することができる。
したがって、PCB及びPKGの安定性及び信頼性を確保でき、厚いフィルムを形成できる絶縁用組成物に対する技術開発が求められる。
韓国公開特許第10−2018−0046849号公報
本発明の目的は、信頼性、熱的安定性及び機械的強度が向上され、配線層との密着力が改善された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を提供することにある。
本発明の他の目的は、上記組成物を含むことにより、信頼性、熱的安定性及び機械的強度が向上され、配線層との密着力が改善されたビルドアップ用絶縁フィルムまたはモールド絶縁フィルムを提供することにある。
本発明のまた他の目的は、上記組成物を含むことにより、信頼性、熱的安定性及び機械的強度が向上されたプリント回路基板及び/またはICパッケージを提供することにある。
本発明のまた他の目的及び利点は、下記の発明の詳細な説明、特許請求の範囲及び図面により、さらに明確になる。
一側面によれば、(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、樹脂組成物が提供される。
一実施例によれば、上記樹脂組成物は、(f)熱可塑性樹脂をさらに含むことができる。
一実施例によれば、上記樹脂組成物は、プリント回路基板またはICパッケージ用であり得る。
一実施例によれば、上記(b)複合硬化剤の総含量は、上記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当量比で含まれることができる。
一実施例によれば、上記(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であり得る。
一実施例によれば、上記(b)複合硬化剤中のDCPD系硬化剤は、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。
一実施例によれば、上記(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、上記(a)複合エポキシ系樹脂100重量部に対して0.1〜0.5重量部で含まれることができる。
一実施例によれば、上記(b)複合硬化剤中のザイロック系硬化剤は、上記(a)複合エポキシ系樹脂100重量部に対して0.1〜0.5重量部で含まれることができる。
一実施例によれば、上記(c)硬化促進剤は、上記(a)複合エポキシ系樹脂100重量部に対して0.1〜1重量部で含まれることができる。
一実施例によれば、上記(d)無機充填剤は、上記(a)複合エポキシ系樹脂100重量部に対して30〜70重量部で含まれることができる。
一実施例によれば、上記(f)熱可塑性樹脂は、上記(a)複合エポキシ系樹脂100重量部に対して5〜10重量部で含まれることができる。
一実施例によれば、上記樹脂組成物は、表面調整剤及び消泡剤をさらに含むことができる。
他の側面によれば、上記樹脂組成物を含む絶縁フィルムが提供される。
一実施例によれば、上記絶縁フィルムは、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)に適用することができる。
一実施例によれば、上記絶縁フィルムは、200μm以上の厚さを有することができる。
一実施例によれば、上記絶縁フィルムは、硬化後に0.5wt%以下の含湿度を有することができる。
一実施例によれば、上記絶縁フィルムは、20ppm/℃以下の熱膨脹係数を有することができる。
また他の側面によれば、上記絶縁フィルムを含む製品が提供される。
一実施例によれば、上記製品は、プリント回路基板またはICパッケージであり得る。
一実施例によれば、吸湿率が低くて信頼性に優れ、熱的安定性及び機械的強度が向上され、配線層との密着力が改善された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を提供することができる。
一実施例によれば、上記樹脂組成物を用いて、信頼性、熱的安定性及び機械的強度が向上され、配線層との密着力が改善されたビルドアップ用絶縁フィルムまたはモールド絶縁フィルムを提供することができる。
一実施例によれば、上記樹脂組成物を用いて、信頼性、熱的安定性及び機械的強度が向上されたプリント回路基板またはICパッケージを提供することができる。
一実施例によれば、フィルムキャスティングの際に厚さの調整が容易であり、200μm以上の厚い絶縁フィルムの製作が可能であって、小型から大面積の製品までパッケージングに利用可能である。
一実施例によれば、上記絶縁フィルムを用いて相対的に安価な設備の使用が可能となり、工程時間を短縮し、基板及びパッケージの生産溶量を効果的に増加させることができる。
一実施例によれば、上記絶縁フィルムは、大面積パッケージングに有用に用いることができる。
本発明の一実施例に係る樹脂組成物を含むパッケージの模式図である。Aは、本発明の実施例に係る樹脂組成物により製造された絶縁フィルムを備える領域を示す。 本発明の一実施例に係る樹脂組成物において増粘剤の含量に応じる粘度及び厚さを示す図である。 本発明の一実施例の熱的安定性及び機械的強度を確認するために、モジュールの信頼性評価の結果を熱サイクル(Thermal cycle)試験装置を用いて、1,000サイクル後、対照区(Reference)に対する試験結果を示す図である。 本発明の一実施例の熱的安定性及び機械的強度を確認するために、モジュールの信頼性評価の結果を熱サイクル(Thermal cycle)試験装置を用いて、1,000サイクル後、低い熱膨脹係数(CTE)を有する本発明の一実施例に対する試験結果を示す図である。
本発明は、多様な変換を加えることができ、様々な実施例を有することができるため、特定の実施例を図面に例示し、詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の実施形態に限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるあらゆる変換、均等物及び代替物を含むものとして理解されるべきである。
本願で用いた用語は、ただ特定の実施例を説明するために用いたものであって、本発明を限定するものではない。
本願において、「含む」または「有する」等の用語は、明細書上に記載の特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものの存在を指定するものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたもの等の存在または付加可能性を予め排除するものではないことを理解しなくてはならない。
本発明を説明するに当たって、係わる公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨をかえって不明にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
以下、本発明の実施例を添付した図面を参照して詳細に説明する。本発明を説明するに当たって、全体的な理解を容易にするために、図面番号にかかわらずに同一の手段には同一の参照符号を付する。
図1は、本発明の一実施例に係る樹脂組成物を含むパッケージの模式図である。Aは、本発明の実施例に係る樹脂組成物により製造された絶縁フィルムを備える領域を示す。
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。
(a)複合エポキシ系樹脂
〈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。
〈ナフタレン型エポキシ樹脂〉
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。
〈クレゾールノボラック型エポキシ樹脂〉
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。
〈ゴム変性型エポキシ樹脂〉
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。
〈ビフェニルアラルキルノボラック型エポキシ樹脂〉
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。
(b)硬化剤
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。
〈DCPD系硬化剤〉
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。
〈ビフェニルアラルキルノボラック系硬化剤〉
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。
〈ザイロック系硬化剤〉
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。
(c)硬化促進剤
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。
(d)無機充填剤
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。
上記無機充填剤は、これに限定されないが、上記複合エポキシ系樹脂100重量部に対して30重量部〜70重量部で含まれることができる。無機充填剤の含量が30重量部未満であると、所望する機械的物性の向上を期待しにくくなり、含量が70重量部を超過すると、相分離が起こることがある。また、上記無機充填剤は、シランカップリング剤により表面処理されたものがより好ましく、互いに異なる大きさや形状の充填剤が含まれることがさらに好ましい。これに限定されないが、上記シランカップリング剤としては、アミノ系、エポキシ系、アクリル系、ビニル系等の様々な種類を制限せずに使用することができる
上記無機充填剤は、互いに異なる大きさの球形充填剤を含むプリント回路基板用難燃性無機充填剤であり得る。
(e)増粘剤
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。
上記有機増粘剤としては、ウレア変性ポリアミド系ワックス、揺変性樹脂、セルロースエーテル、澱粉、天然ヒドロコロイド、合成バイオポリマー、ポリアクリレート、アルカリ−活性化アクリル酸エマルジョン、脂肪酸アルカンアミドからなる群より選択される 1種以上を用いることができるが、これに限定されない。
上記無機増粘剤は、マグネシウムオキサイド、マグネシウムヒドロキシド、非晶質シリカ、層状シリケートからなる群より選択される1種以上を用いることができるが、これに限定されない。
これに限定されないが、増粘剤は、シリカ等の無機増粘剤から選択することができる。上記シリカは、樹脂組成物の特性を阻害せずに沈降を効果的に防止することができる。
上記増粘剤は、絶縁樹脂組成物100重量部を基準にして1〜10重量部含まれることができ、1〜3重量部含まれることが好ましい。
これに限定されないが、本願の樹脂組成物のコーティング及びフィルム化のために、本願の樹脂組成物は、沸点の異なる異種の溶媒を用いることができ、熱可塑性樹脂、表面張力調整剤、消泡剤等の添加剤をさらに含むことができる。
(f)熱可塑性樹脂
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。
上記熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリビニルアセタール樹脂、フェノキシ樹脂、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、フェノール樹脂、フッ素系熱可塑性樹脂及びポリアセタール樹脂から選択される1種以上を用いることができるが、これに限定されない。
(g)表面調整剤
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。
(h)消泡剤
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。
(i)溶媒
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。
B.絶縁フィルム
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。
上記絶縁フィルムは、プリント回路基板のビルドアップ層、PLPのモールド層及び裏面RDLに適用することができる。
上記絶縁フィルムの厚さは、200μm以上の厚さを有することができる。本願の樹脂組成物を用いる場合、フィルムのキャスティングの際に厚さの調整が容易となり、200μm以上の厚さのフィルムを製作することができ、小型から大面積製品まで適用することができる。
上記絶縁フィルムは、これに限定されないが、硬化後、0.5wt%以下の含湿度を有することができる。
また、上記絶縁フィルムは、20ppm/℃以下の熱膨脹係数を有し、熱的安定性に優れたパッケージ製品を提供することができる。
C.パッケージ
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。
具体的に、本願の絶縁フィルムは、プリント回路基板のビルドアップ層、PLPのモールドフィルム及び裏面RDLに活用することができる。
以下では、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。以下の実施例は、本発明を例示するものに過ぎず、本発明の範囲がこれらの実施例により制限されることはない。また、以下の実施例では特定の化合物を用いた例のみを例示したが、これらの均等物を用いた場合にも同等または類似の効果を発揮できることは、当業者にとって自明なことである。
[実施例]
〈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。
より具体的には、上記複合硬化剤は、上記複合エポキシ系樹脂の0.8当量とし、500nm〜5μm大きさの分布を有する球形のアミノ処理されたシリカスラリーを添加した後、300rpmで3時間撹拌した。
上記混合物に、硬化促進剤、表面調整用添加剤、増粘剤を加え、さらに1時間撹拌混合して樹脂組成物を製造した。表1及び表2に、実施例1及び比較例1〜7の上記樹脂組成物の組成を具体的に示した。
なお、比較例1〜4は、実施例1に比べて複合エポキシ系樹脂の組成のみが異なり、比較例5〜7は、実施例1に比べて複合硬化剤の組成のみが異なる。
〈絶縁フィルムの製造〉
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。
また、製造されたモールディング材料は、吸湿率が低くてStatic humidity(85℃/85% RH 48hr後、Reflow 2回)信頼性に優れたことが確認された。
誘電正接特性(Df:Dissipation factor)は、0.01tangent(δ)未満であることが確認された。
下記表3に、本発明の実施例1及び比較例1〜4の樹脂組成物により製造されたフィルムの化学銅密着力、含湿度及び熱膨脹係数(CTE)を示した。下記比較例1〜4の樹脂組成物は、実施例1に比べて複合エポキシ系樹脂内の各エポキシ系樹脂の含量のみが異なる。
表3に示すように、実施例1と比較例1〜4とを比較すると、実施例1でのみ化学銅密着力が0.5kgf/cm以上でありながら、含湿度が0.5wt%以下であり、熱膨脹係数が20ppm/℃未満であることが分かる。
実施例1と比較例2とを比較すると、ゴム変性エポキシ樹脂の含量が10重量部以下である場合や、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50重量部以上である場合は、絶縁フィルムの機械的安定性を得にくく、化学銅密着力が低下することが確認された。
下記表4に、実施例1及び比較例5〜7の樹脂組成物により製造されたフィルムの化学銅密着力、含湿度及び熱膨脹係数(CTE)を示した。下記比較例5〜7の樹脂組成物は、実施例1に比べて、複合硬化剤中の各硬化剤の含量のみが異なる。
すなわち、比較例5〜7は、複合硬化剤中のDCPD系硬化剤:ビフェニルアラルキルノボラック系硬化剤:ザイロック系硬化剤の割合が、1:1:0.5〜1の範囲を外れる組成を有する樹脂組成物である。
表4に示すように、実施例1と比較例5〜7とを比較すると、実施例1でのみ化学銅密着力が0.5kgf/cm以上でありながら、含湿度が0.5wt%以下であり、熱膨脹係数が20ppm/℃未満であった。
図2は、本発明の一実施例に係る樹脂組成物において増粘剤の含量に応じる粘度及び厚さを示す図である。
増粘剤を加えると樹脂組成の粘度が増加し、約1,000cps以上の粘度では約300μm級の厚いフィルムの製造が可能となる。ただし、増粘剤の含量が高いほどフィルム自体の熱的及び機械的物性は低下することがある。
図3A及び図3Bは、本発明の一実施例の熱的安定性及び機械的強度を確認するために、ジュールの信頼性の評価結果を熱サイクル(Thermal cycle)試験装置を用いて1,000サイクルの後、対照区(Reference、図3A)と低い熱膨脹係数(CTE)を有する本発明の実施例(図3B)とを比較して示した図である。
モジュールの信頼性評価のために、信頼性チャンバー内での低温(−55℃)及び高温(125℃)条件下で30分ずつ維持することを1回サイクルとし、総1,000サイクルを行った。このとき、対照区としてHigh CTE Encapsulation資材の使用時には、CTE mis−matchingにより、Encapsulation資材と受動素子との界面においてCrack及びDelaminationの発生が確認された。一方、本発明の実施例によるLow CTE Encapsulation資材の使用時には、CTE mis−matchingの減少によりEncapsulation資材と受動素子との界面においてCrack及びDelaminationの発生は確認されなかった。
上述したように、本願の樹脂組成物は、パッケージモールディング用として好適であり、硬化後の含湿度が低く、Cuに対する密着力に優れるので、パッケージモールディング材料として用いた場合、信頼性に優れる。また、誘電正接特性及びTC、落下(drop)信頼性等熱的/機械的強度に優れる。よって、リフロー後の裏面再配線層のブリスター(blister)を改善できる。
本願の組成物を用いてフィルムタイプのモールディング材料の製作が可能であり、既存一般的な絶縁材料に比べて非常に厚い厚さ(>200μm)のフィルムの形成が可能であることを特徴とする。
また、本発明は、上記の組成物を用いて従来基板製造工程を活用して外郭層にビルドアップ絶縁材料が適用された回路基板またはチップを保護するパッケージ用モールド材料またはパッケージ最外層を保護する裏面コーティング層(back side coating layer)として使用可能であり、本願の組成を適用すると、優れた信頼性を有する基板及びパッケージの製作が可能である。
さらに、料粒または液状タイプの従来モールディング材料の使用時には高価な圧縮モールディング(compression molding)設備を使用する必要があり、モールディングと硬化を一つの設備で行うため、工程時間が長く所要される。しかし、本発明に係る樹脂組成物により製造されたフィルムタイプのモールディング材料を用いると、相対的に安価なラミネーション設備の使用が可能であり、モールディング後にコンベックションオーブンで別途に硬化を行うことができるので、工程時間が短縮し、最終製品の生産能力を向上させることができる。
以上では本発明を具体的な実施例を挙げて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであって、本発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想内で当分野の通常の知識を有する者によりその変形や改良ができることは明らかである。本発明の単純な変形や変更はすべて本発明の領域に属するものとなり、本発明の具体的な保護範囲は添付の特許請求の範囲により明確になるであろう。

Claims (17)

  1. (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。
  2. (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。
  3. 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。
  4. (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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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。
  11. 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。
  12. 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。
  13. 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。
  14. 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。
  15. 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。
  16. 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。
  17. 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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