JP2022003125A - 樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
すなわち、本発明は、下記の内容を含む。
(B)活性エステル系硬化剤を含有する、樹脂組成物。
[2] (A)成分が、下記式(1)で表される構造を有する、[1]に記載の樹脂組成物。
[3] (A)成分が、下記式(2)で表される構造を有する、[1]又は[2]に記載の樹脂組成物。
[4] (A)成分が、下記式(3)で表される、[1]又は[2]に記載の樹脂組成物。
[5] (A)成分が、下記式(6)で表される、[1]〜[4]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[6] 芳香環に結合する酸素原子を含有する基が、エポキシアルキレンオキシ基、アルコキシ基、又は水酸基である、[1]〜[5]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[7] さらに、(C)エポキシ樹脂を含有する、[1]〜[6]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[8] (A)成分の含有量が、(A)成分及び(C)成分の合計含有量を100質量%とした場合、5質量%以上50質量%以下である、[7]に記載の樹脂組成物。
[9] (B)成分の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、1質量%以上30質量%以下である、[1]〜[8]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[10] さらに、(D)無機充填材を含有する、[1]〜[9]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[11] (D)成分の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、50質量%以上である、[10]に記載の樹脂組成物。
[12] 多層プリント配線板の絶縁層形成用の樹脂組成物である、[1]〜[11]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[13] トップ径が35μm以下のビアホールを有する絶縁層形成用の樹脂組成物である、[1]〜[12]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[14] 絶縁層の厚み(μm)とトップ径(μm)とのアスペクト比(絶縁層の厚み/トップ径)が0.5以上のビアホールを有する絶縁層形成用の樹脂組成物である、[1]〜[13]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[15] 支持体と、該支持体上に設けられた、[1]〜[14]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含む、樹脂シート。
[16] 樹脂組成物層の厚みが、20μm以下である、[15]に記載の樹脂シート。
[17] [1]〜[14]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、プリント配線板。
[18] [17]に記載のプリント配線板を含む、半導体装置。
本発明の樹脂組成物は、(A)単環又は縮合環としての芳香環を含有し、該芳香環1個あたり、該芳香環に結合する酸素原子を含有する基を2個以上有する芳香族炭化水素樹脂、及び(B)活性エステル系硬化剤を含有する。このような樹脂組成物層を用いることにより、誘電正接が低く、スミア除去性に優れる硬化物を得ることができるという、本発明の所望の効果を得ることができる。したがって、この樹脂組成物の硬化物は、その優れた特性を活かして、多層プリント配線板の絶縁層として好ましく用いることができる。
樹脂組成物は、(A)単環又は縮合環としての芳香環を含有し、該芳香環1個あたり、該芳香環に結合する酸素原子を含有する基を2個以上有する芳香族炭化水素樹脂を含有する。芳香環は、該芳香環に結合する酸素原子を含有する基における酸素原子の電子供与により酸化されやすい。また、この基が芳香環1個あたり2個以上含まれるので、芳香環はより酸化されやすい。よって、(A)成分が酸化しやすいので、樹脂組成物の硬化物のスミア除去性を向上させることができる。
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)活性エステル系硬化剤を含有する。活性エステル系硬化剤を使用すると、通常誘電正接を低くできる一方スミア除去性が劣る。しかし、本発明の樹脂組成物は、(A)成分を含有するので、誘電正接を低くできるとともに、スミア除去性に優れた硬化物を得ることができる樹脂組成物を得ることが可能となる。
樹脂組成物は、(C)エポキシ樹脂を含有し得る。但し、(C)成分からは、(A)成分に該当するものは除く。
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。
樹脂組成物は、(D)無機充填材を含有し得る。無機充填材の材料としては、無機化合物を用いる。無機充填材の材料の例としては、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。シリカとしては、例えば、無定形シリカ、溶融シリカ、結晶シリカ、合成シリカ、中空シリカ等が挙げられる。また、シリカとしては、球状シリカが好ましい。(D)無機充填材は、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。
樹脂組成物は、(E)硬化剤を含有し得る。但し、(B)活性エステル系硬化剤は(E)硬化剤に含めない。(E)硬化剤としては、例えば、フェノール系硬化剤、ナフトール系硬化剤、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。中でも、絶縁信頼性を向上させる観点から、(E)硬化剤は、フェノール系硬化剤、ナフトール系硬化剤、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のいずれか1種以上であることが好ましく、フェノール系硬化剤を含むことがより好ましい。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。
樹脂組成物は、(F)熱可塑性樹脂を含有し得る。(F)成分としての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が挙げられる。中でも、本発明の所望の効果を顕著に得る観点、並びに、表面粗さが小さく導体層との密着性に特に優れる絶縁層を得る観点から、フェノキシ樹脂が好ましい。また、熱可塑性樹脂は、1種類単独で用いてもよく、又は2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
樹脂組成物は、(G)硬化促進剤を含有し得る。(G)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る。中でも、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。
樹脂組成物は、上述した成分以外に、任意の成分として、更に任意の添加剤を含んでいてもよい。このような添加剤としては、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;難燃剤、増粘剤、消泡剤、レベリング剤、密着性付与剤、着色剤等の樹脂添加剤;などが挙げられる。これらの添加剤は、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。
樹脂組成物を100℃で30分間、その後170℃で30分間熱硬化させた硬化物は、通常、スミア除去性に優れるという特性を示す。よって、前記の硬化物にビアホールを形成しても、ビアホール底部の最大スミア長が5μm未満である絶縁層をもたらす。スミア除去性は、後述する実施例に記載の方法で測定できる。
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、本発明の樹脂組成物で形成された樹脂組成物層を含む。
本発明のプリント配線板は、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。
(I)内層基板上に、樹脂シートの樹脂組成物層が内層基板と接合するように積層する工程
(II)樹脂組成物層を熱硬化して絶縁層を形成する工程
本発明の半導体装置は、本発明のプリント配線板を含む。本発明の半導体装置は、本発明のプリント配線板を用いて製造することができる。
ビスフェノール型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学社製「ZX1059」、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、エポキシ当量169)10部、及びナフトール型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学社製「ESN475V」、エポキシ当量約330)30部を、ソルベントナフサ40部に撹拌しながら加熱溶解させた。これを室温にまで冷却し、エポキシ樹脂(X)の溶解組成物を調製した。また、下記に構造を示した芳香族炭化水素樹脂(新日鉄住金化学社製「ESN375」、エポキシ当量約171)10部を、MEK10部に撹拌しながら加熱溶解させ、さらにこれを室温にまで冷却し芳香族炭化水素樹脂(Y)の溶液を調製した。
実施例1において、活性エステル系硬化剤(DIC社製「HPC−8000−65T」、活性基当量約223、固形分65質量%のトルエン溶液)50部を、活性エステル系硬化剤(DIC社製「EXB8000L−65TM」、活性基当量220、固形分65%のトルエン・MEK混合溶液)50部に変更した。以上の事項以外は実施例1と同様にして樹脂ワニス、樹脂シートを作製した。
実施例1において、活性エステル系硬化剤(DIC社製「HPC−8000−65T」、活性基当量約223、固形分65質量%のトルエン溶液)50部を、活性エステル系硬化剤(DIC社製「EXB8150−60T」、活性基当量230、固形分60%のトルエン溶液)55部に変更した。以上の事項以外は実施例1と同様にして樹脂ワニス、樹脂シートを作製した。
ビスフェノール型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学社製「ZX1059」、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、エポキシ当量169)10部、及び、ナフトール型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学社製「ESN475V」、エポキシ当量約330)20部を、ソルベントナフサ40部に撹拌しながら加熱溶解させた。これを室温にまで冷却し、エポキシ樹脂(X2)の溶解組成物を調製した。また、芳香族炭化水素樹脂(新日鉄住金化学社製「ESN375」、エポキシ当量約171)20部を、MEK20部に撹拌しながら加熱溶解させ、さらにこれを室温にまで冷却し芳香族炭化水素樹脂(Y2)の溶液を調製した。
実施例3において、
1)芳香族炭化水素樹脂(新日鉄住金化学社製「ESN375」、エポキシ当量約171)20部の量を20部から5部に変更し、
2)ナフトール型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学社製「ESN475V」、エポキシ当量約330)の量を30部から40部に変更し、
3)アミン系アルコキシシラン化合物(信越化学工業社製「KBM573」)で表面処理された球形シリカ(平均粒径0.77μm、アドマテックス社製「SO−C2」)の量を220部から230部に変更した。
以上の事項以外は実施例1と同様にして樹脂ワニス、樹脂シートを作製した。
ビスフェノール型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学社製「ZX1059」、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、エポキシ当量169)10部、及びナフトール型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学社製「ESN475V」、エポキシ当量約330)50部を、ソルベントナフサ40部に撹拌しながら加熱溶解させた。これを室温にまで冷却し、エポキシ樹脂(X3)の溶解組成物を調製した。また、下記に構造を示した芳香族炭化水素樹脂(新日鉄住金化学社製「SN395−50M」、活性基当量107、固形分50%のMEK溶液として使用)3部、及び芳香族炭化水素樹脂(新日鉄住金化学社製「ESN375」、エポキシ当量約171)5部を、MEK10部に撹拌しながら加熱溶解させ、さらにこれを室温にまで冷却し芳香族炭化水素樹脂(Y3)の溶液を調製した。
実施例1において、
1)アミン系アルコキシシラン化合物(信越化学工業社製「KBM573」)で表面処理された球形シリカ(平均粒径0.77μm、アドマテックス社製「SO−C2」)の量を220部から240部に変更し、
2)ナフトール型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学社製「ESN475V」、エポキシ当量約330)の量を40部から50部に変更し、
3)芳香族炭化水素樹脂(新日鉄住金化学社製「ESN375」、エポキシ当量約171)10部を用いなかった。
以上の事項以外は実施例1と同様にして樹脂ワニス、樹脂シートを作製した。
実施例2において、
1)アミン系アルコキシシラン化合物(信越化学工業社製「KBM573」)で表面処理された球形シリカ(平均粒径0.77μm、アドマテックス社製「SO−C2」)の量を220部から240部に変更し、
2)ナフトール型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学社製「ESN475V」、エポキシ当量約330)の量を40部から50部に変更し、
3)芳香族炭化水素樹脂(新日鉄住金化学社製「ESN375」、エポキシ当量約171)10部を用いなかった。
以上の事項以外は実施例2と同様にして樹脂ワニス、樹脂シートを作製した。
実施例3において、
1)アミン系アルコキシシラン化合物(信越化学工業社製「KBM573」)で表面処理された球形シリカ(平均粒径0.77μm、アドマテックス社製「SO−C2」)の量を220部から240部に変更し、
2)ナフトール型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学社製「ESN475V」、エポキシ当量約330)の量を40部から50部に変更し、
3)芳香族炭化水素樹脂(新日鉄住金化学社製「ESN375」、エポキシ当量約171)10部を用いなかった。
以上の事項以外は実施例3と同様にして樹脂ワニス、樹脂シートを作製した。
(1)内装基板の下地処理
内層基板として、表面に銅箔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18μm、基板の厚さ0.8mm、パナソニック社製「R1515A」)を用意した。この内層基板の表面の銅箔を、マイクロエッチング剤(メック社製「CZ8101」)を用いて、銅エッチング量1μmにてエッチングして、粗化処理を行った。その後、190℃にて30分乾燥を行った。
上述した実施例及び比較例で得た樹脂シートを、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、樹脂組成物層が前記の内層基板と接合するように、内層基板の両面にラミネートした。このラミネートは、30秒間減圧して気圧を13hPa以下とした後、温度100℃、圧力0.74MPaにて30秒間圧着することにより、実施した。
次いで、ラミネート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。さらにこれを、100℃のオーブンに投入して30分間加熱し、次いで170℃のオーブンに移し替えて30分間加熱し絶縁層を形成した。
ビアメカニクス社製CO2レーザー加工機(LK−2K212/2C)を使用し、周波数2000Hzでパルス幅6μ秒、出力0.24mJ、ショット数3の条件で絶縁層を加工して、絶縁層表面におけるトップ径(直径)が25μm、絶縁層底面における直径が19μmのビアホールを形成した。さらにその後支持体のPETフィルムを剥離した。
内層基板を、膨潤液であるアトテックジャパン社製のスエリングディップ・セキュリガントPに60℃で5分間浸漬した。次に、粗化液である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20分間浸漬した。最後に、中和液であるアトテックジャパン社製のリダクションソリューション・セキュリガントPに40℃で5分間浸漬した。
ビアホールの底部の周囲を走査電子顕微鏡(SEM)にて観察し、得られた画像からビアホール底部の壁面からの最大スミア長を測定し、以下の基準で評価した。
○:最大スミア長が5μm未満
×:最大スミア長が5μm以上
各実施例および各比較例で得られた樹脂シートを200℃で90分熱硬化させて、PETフィルムを剥離してシート状の硬化物を得た。その硬化物を、幅2mm、長さ80mmの試験片に切断し、関東応用電子開発社製の空洞共振器摂動法誘電率測定装置「CP521」、及びアジレントテクノロジー社製「ネットワークアナライザーE8362B」を使用して、空洞共振法で測定周波数5.8GHzにて誘電正接(tanδ)の測定を行った。2本の試験片について測定を行い、平均値を算出した。
Claims (20)
- n3が、2以上である、請求項1又は2に記載の硬化性樹脂組成物。
- 芳香環に結合する酸素原子を含有する基が、エポキシアルキレンオキシ基、アルコキシ基、又は水酸基である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- さらに、(C)エポキシ樹脂を含有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- (A)成分が、(C)エポキシ樹脂と反応性を有する、請求項6に記載の硬化性樹脂組成物。
- 芳香環に結合する酸素原子を含有する基が、アルコキシ基、又は水酸基である、請求項6又は7に記載の硬化性樹脂組成物。
- 芳香環に結合する酸素原子を含有する基が、エポキシアルキレンオキシ基である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- (A)成分の含有量が、(A)成分及び(C)成分の合計含有量を100質量%とした場合、5質量%以上50質量%以下である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- (B)成分の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、1質量%以上30質量%以下である、請求項1〜10のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- さらに、(D)無機充填材を含有する、請求項1〜11のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- (D)成分の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、50質量%以上である、請求項12に記載の硬化性樹脂組成物。
- 多層プリント配線板の絶縁層形成用の樹脂組成物である、請求項1〜13のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- トップ径が35μm以下のビアホールを有する絶縁層形成用の樹脂組成物である、請求項1〜14のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- 絶縁層の厚み(μm)とトップ径(μm)とのアスペクト比(絶縁層の厚み/トップ径)が0.5以上のビアホールを有する絶縁層形成用の樹脂組成物である、請求項1〜15のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- 支持体と、該支持体上に設けられた、請求項1〜16のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物を含む樹脂組成物層とを含む、樹脂シート。
- 樹脂組成物層の厚みが、20μm以下である、請求項17に記載の樹脂シート。
- 請求項1〜16のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物の硬化物により形成された絶縁層を含む、プリント配線板。
- 請求項19に記載のプリント配線板を含む、半導体装置。
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