JP5167776B2 - テープキャリアパッケージ用柔軟性配線板、テープキャリアパッケージおよび絶縁保護層用硬化性樹脂組成物 - Google Patents
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Description
(1)前記絶縁フィルムの熱伝導率が0.1〜3.0W/mKであり、
(2)前記絶縁保護層が、
(a)熱伝導率が15〜500W/mK、熱水抽出でアルカリ金属イオンとハロゲンイオンの合計が400μg/g以下、数平均粒径が0.1〜10μmの電気絶縁性の無機微粒子を25〜45体積%、および(b)硬化樹脂成分を含有し、且つフィルムとして25℃での弾性率が50〜1500MPa、破断伸度が10〜200%である硬化樹脂組成物によって構成されていること
を特徴とする放熱性が改良され且つ電気絶縁性が良好なテープキャリアパッケージ用柔軟性配線板。
(尚、一般に樹脂、アルミナ、溶融シリカの比重は、1.0、4.0、2.2である。)
無機微粒子1.00gに超純水50.0gを加え、プレッシャークッカー(アルプ株式会社製高温蒸気滅菌器 CL−32S)を用い、121℃、100%RHの環境下で24時間抽出した。この抽出液をろ過後、イオンクロマトグラフ(ダイオネクス株式会社製 DX−500、DX−300)を用い、アルカリ金属イオン、ハロゲンイオンを定量した。無機微粒子に含まれるアルカリ金属イオン、ハロゲンイオン量を表1に示す。
80℃で30分間次いで120℃で60分間加熱処理して、厚さがおよそ100μmになるように硬化させたシート状試料を作成した。この熱拡散率(α)を周期加熱法熱拡散率測定装置(ULVAC理工株式会社製FTC−1)を用い測定した。また、シート状試料の密度(ρ)をアルキメデス法にて測定し、比熱(c)を示差走査熱量測定装置(株式会社パーキンエルマージャパン製Diamond DSC)を用い測定した。
熱伝導率は下記の式から計算した。
80℃で30分間次いで120℃で60分間加熱処理して、厚さがおよそ100μmになるように硬化させたシート状試料を、幅1cm、長さ7cmに切り出して試験に用いた。温度25℃、湿度50%RH、クロスヘット速度50mm/分、チャック間距離5cmで測定した。
フレキシブル積層板(住友金属鉱山株式会社製2層めっき基板(商品名:S’PERFLEX US)をエッチングした絶縁信頼性評価用櫛形基板(銅配線幅/銅配線間幅=15μm/15μm)に、絶縁保護層用組成物を塗布し、80℃で30分間乾燥した後、120℃で1時間熱硬化し、絶縁層が厚さ10μmに塗布された基板を得た。その基板を120℃、相対湿度85%の雰囲気下において100Vのバイアス電圧を印加し、以下の基準で絶縁信頼性を評価した。
宇部興産製ポリイミドフィルム(ユーピレックス35SGA)に絶縁保護層用組成物を塗布し、80℃で30分間次いで120℃で90分間加熱処理し、約10μm厚の絶縁層を形成した。このポリイミド上硬化絶縁層を5cm×5cmにカットし、4角の高さの平均を求め、以下の基準で低そり性を評価した。
フレキシブル積層板(住友金属鉱山株式会社製2層めっき基板(商品名:S’PERFLEX US)をエッチングした基板(銅配線幅/銅配線間幅=50μm/50μm)に、21mm×3mmの空白部(IC実装部)を除き、絶縁保護層用組成物を塗布し、80℃で30分間乾燥した後、120℃で1時間熱硬化し、絶縁層が厚さ10μmに塗布された基板を得た。この基板の絶縁保護層用組成物が塗布されていない空白部に450℃に設定されたボンディングツール(日本アビオニクス株式会社製精密パルスヒートユニットNA−62D、20mm×2mm、荷重3kg)を2秒間押し当てた後、顕微鏡で観察し、以下の基準でボンディング耐熱性を評価した。
厚さ35μmの電解銅箔の光沢面に絶縁保護層用組成物を塗布し、80℃で30分間次いで120℃で60分間加熱処理し、厚さ10μmの絶縁層を形成した。この絶縁層をアセトンに30分間浸漬した後、アセトンをつけた綿棒で10回ラビング(荷重約300g)し、以下の基準で外観を評価した。
フレキシブル積層板(住友金属鉱山株式会社製2層めっき基板(商品名:S’PERFLEX US)をエッチングした基板(九十九折型パターン、サンプルサイズ20mm×10mm、銅配線幅/銅配線間幅=30μm/30μm)に、絶縁保護層用組成物を塗布し、80℃で30分間乾燥した後、120℃で1時間熱硬化し、絶縁層が厚さ10μmに塗布された基板を得た。この基板をMIT試験機(株式会社 東洋精機製作所製MIT−DA、折り曲げ径R0.38mm、振り角135°、荷重300g)を用い、配線に微弱電流をながし断線するまでの回数を記録した。
〔テトラカルボン酸〕
2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
〔有機溶剤〕
γ―ブチロラクトン
エタノール
〔ジアミン化合物〕
イソホロンジアミン
〔アルコール性水酸基を1個有するモノアミン〕
3−アミノプロパノール
〔ポリカーボネートジオール〕
クラレポリオールC−2015N(株式会社クラレ製、平均分子量1958)
クラレポリオールC−2090R(株式会社クラレ製、平均分子量1970)
〔ジイソシアネート化合物〕
4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート
〔反応性極性基含有ジオール〕
2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸
〔エポキシ樹脂〕
エポリード2021P(ダイセル化学工業株式会社製、エポキシ当量:128〜145)
〔ブロックイソシアネート〕
タケネートB830(三井武田ケミカル株式会社製、NCO(wt%):7.0、固形分55%)
〔硬化触媒〕
DBU(アルドリッチ株式会社製、1,8−ジアザビシクロ〔5,4,0〕−7−ウンデセン)
キュアゾール2E4MZ(四国化成工業株式会社製、2−エチル−4−メチルイミダゾール)
〔フェノール樹脂〕
フェノール・ホルムアルデヒド樹脂H−1(明和化成株式会社製)
〔無機微粒子(アルミナ)〕
球状アルミナ DAW03(電気化学工業株式会社製 比表面積(BET法):11.2m2/g 平均粒径4.2μm)
球状アルミナ ASFP30(電気化学工業株式会社製 比表面積(BET法):6.4m2/g 平均粒径1.7μm)
ローソーダアルミナ LS−242(日本軽金属株式会社製 比表面積(BET法):6.4m2/g 平均粒径1.7μm)
〔無機微粒子(シリカ)〕
アエロジル R972(日本アエロジル株式会社製 比表面積(BET法):110m2/g 平均粒径 <0.1μm)
球状シリカ FB−3SDC(電気化学工業株式会社製 比表面積(BET法):3.4m2/g 平均粒径3.4μm)
〔フレキシブル積層板〕
住友金属鉱山株式会社製2層めっき基板 商品名:S’PERFLEX US(銅箔の厚さ8μm、絶縁フィルムの厚さ35μm、熱伝導率0.29W/mK)
窒素導入管、ディーンスタークレシバー、冷却管を備えた容量5リットルのガラス製セパラブルフラスコに、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物1471g(5モル)、エタノール507g(11モル)及びγ−ブチロラクトン2092gを仕込み、窒素雰囲気下、90℃で1時間撹拌した。次いで、3−アミノプロパノール376g(5モル)、イソホロンジアミン426g(2.5モル)を仕込み、窒素雰囲気下、120℃で2時間、180℃2時間加熱し、イミド化反応により生じた水を反応液中に窒素を吹き込むことで除去した。このアルコール性水酸基末端イミドオリゴマー溶液は、固形分50.3%であった。
窒素導入管を備えた容量2リットルのガラス製フラスコに、クラレポリオールC−2090R 492.50g(0.25モル)、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート 148.52g(0.594モル)及びγ−ブチロラクトン492.50gを仕込み、窒素雰囲気下、60℃で3時間撹拌した。次いで、2,2−ビス(4−ヒドロキシメチル)プロピオン酸33.53g(0.25モル)、参考例1で合成したアルコール性水酸基末端イミドオリゴマー溶液 208.05g(0.125モル)、γ−ブチロラクトン356.37gを加え、80℃で10時間撹拌した。得られた変性ポリイミド樹脂溶液は、ポリマ−固形分濃度45.2重量%、粘度46.4Pa・sの溶液であった。(対数粘度ηinhは0.330)
窒素導入管を備えた容量2リットルのガラス製フラスコに、クラレポリオールC−2090R 689.50g(0.35モル)、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート 153.28g(0.613モル)及びγ−ブチロラクトン 689.50gを仕込み、窒素雰囲気下、60℃で3時間撹拌した。次いで、2,2−ビス(4−ヒドロキシメチル)プロピオン酸 46.95g(0.35モル)、参考例1で合成したアルコール性水酸基末端イミドオリゴマー溶液 58.26g(0.035モル)、γ−ブチロラクトン 404.78gを加え、80℃で10時間撹拌した。得られた変性ポリイミド樹脂溶液は、ポリマ−固形分濃度45.0重量%、粘度24.1Pa・sの溶液であった。(対数粘度ηinhは0.262)
窒素導入管を備えた容量2リットルのガラス製フラスコに、クラレポリオールC−2090R 591.00g(0.30モル)、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート 160.29g(0.641モル)及びγ−ブチロラクトン 591.00gを仕込み、窒素雰囲気下、60℃で3時間撹拌した。次いで、2,2−ビス(4−ヒドロキシメチル)プロピオン酸 40.24g(0.30モル)、参考例1で合成したアルコール性水酸基末端イミドオリゴマー溶液 124.83g(0.075モル)、γ−ブチロラクトン 391.07gを加え、80℃で10時間撹拌した。得られた変性ポリイミド樹脂溶液は、ポリマ−固形分濃度45.2重量%、粘度171.4Pa・sの溶液であった。(対数粘度ηinhは0.310)
窒素導入管を備えた容量2リットルのガラス製フラスコに、クラレポリオールC−2015N 587.40g(0.30モル)、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート 187.69g(0.75モル)及びγ−ブチロラクトン 611.75gを仕込み、窒素雰囲気下、60℃で3時間撹拌した。次いで、2,2−ビス(4−ヒドロキシメチル)プロピオン酸 40.24g(0.30モル)、参考例1で合成したアルコール性水酸基末端イミドオリゴマー溶液 449.84g(0.30モル)、γ−ブチロラクトン 20.00gを加え、80℃で10時間撹拌した。得られた変性ポリイミド樹脂溶液は、ポリマ−固形分濃度55.5重量%、粘度164.6Pa・sの溶液であった。(対数粘度ηinhは0.231)さらに、γ−ブチロラクトンを加え、ポリマ−固形分濃度45重量%とした。
参考例2で得たポリカーボネート変性ポリイミド樹脂溶液に、ポリカーボネート変性ポリイミド樹脂(不揮発分)100重量部に対して、エポキシ樹脂2021Pを15重量部、ブロックイソシアネートB830を10重量部、フェノール樹脂H−1を2.5部、硬化触媒DBUを0.5重量部、2E4MZを0.5部、消泡剤OX−881を5重量部及び顔料 1重量部を加え、均一に撹拌・混合した。更に無機微粒子としてアルミナ DAW03を200重量部加え混合した後、3本ロールを用い混練し、絶縁保護層用組成物を得た。この組成物の熱硬化により得た絶縁保護層について、熱伝導率、弾性率、破断伸度、破断強度、絶縁信頼性、低反り性、ボンディング耐熱性、耐溶剤性及び折り曲げ性について評価した。これらの結果を表1に示す。
ポリカーボネート変性ポリイミド樹脂及び無機微粒子として、表1に記載した変性ポリイミド樹脂、無機微粒子を添加する以外は実施例1と同様にして絶縁保護層用組成物を得た。この絶縁保護層用組成物について、実施例1と同様にして評価した。それらの結果を表1に示す。
ポリカーボネート変性ポリイミド樹脂及び無機微粒子として、表1に記載した変性ポリイミド樹脂、無機微粒子を添加した以外は実施例1と同様にして絶縁保護層用組成物を得た。この絶縁保護層用組成物について、実施例1と同様にして評価した。それらの結果を表1に示す。
2 接着剤層
3 配線パターン
3a インナーリード(配線パターン)
3b アウターリード(配線パターン)
3c テストパッド(配線パターン)
4 デバイスホール
5 折り曲げスリット
6 バンプ
7 半導体チップ
8 フレックス樹脂層
9 絶縁保護層(オーバーコート、オーバーコート層)
10 半導体封止樹脂
11 パーフォレーションホール(スプロケットホール)
12 絶縁フィルム
13 配線パターン
13a インナーリード(配線パターン)
13b アウターリード(配線パターン)
13c テストパッド(配線パターン)
14 バンプ
15 半導体チップ
16 絶縁保護層(オーバーコート、オーバーコート層)
17 アンダーフィル剤
18 パーフォレーションホール(スプロケットホール)
Claims (8)
- 少なくとも、厚さ5〜75μmの絶縁フィルムと、前記絶縁フィルム表面に形成された金属箔からなる配線パターンと、前記配線パターンの少なくとも一部を保護するための厚さが3〜50μmの絶縁保護層とを備えたテープキャリアパッケージ用柔軟性配線板であって、
(1)前記絶縁フィルムの熱伝導率が0.1〜3.0W/mKであり、
(2)前記絶縁保護層が、
(a)熱伝導率が15〜500W/mK、121℃、100%RHの環境下で24時間の熱水抽出により抽出されるアルカリ金属イオンとハロゲンイオンの合計が400μg/g以下、数平均粒径が0.1〜10μmの電気絶縁性の無機微粒子を25〜45体積%、および(b)硬化樹脂成分を含有し、且つフィルムとして25℃での弾性率が50〜1500MPa、破断伸度が10〜200%である硬化樹脂組成物によって構成されていること
を特徴とする放熱性が改良され且つ電気絶縁性が良好なテープキャリアパッケージ用柔軟性配線板。 - 無機微粒子が、アルミナ、マグネシア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素からなる群から選ばれる少なくとも1種の無機微粒子であることを特徴とする請求項1記載のテープキャリアパッケージ用柔軟性配線板。
- 無機微粒子が、不純物の酸化ナトリウムの含有率が0.01重量%以下のアルミナであることを特徴とする請求項1または2記載のテープキャリアパッケージ用柔軟性配線板。
- 絶縁膜保護層を構成する硬化樹脂成分が、変性ポリイミド樹脂組成物、ポリウレタン樹脂組成物、ポリアミドイミド樹脂組成物およびポリイミドシロキサン樹脂組成物からなる群から選ばれた少なくとも1種の樹脂組成物であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のテープキャリアパッケージ用柔軟性配線板。
- 請求項1〜4のいずれかのテープキャリアパッケージ用柔軟性配線板を用いて形成されたことを特徴とするテープキャリアパッケージ。
- 硬化性樹脂成分中に、アルミナ、マグネシア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素からなる群から選ばれる少なくとも1種の、数平均粒径が0.1〜10μmの無機微粒子であって、121℃、100%RHの環境下で24時間の熱水抽出により抽出されるアルカリ金属イオンとハロゲンイオンの合計が400μg/g以下の無機微粒子を固形成分中25〜45体積%になるように含んだ硬化性樹脂組成物であって、硬化後の硬化樹脂組成物の熱伝導率が0.6〜10W/mKであることを特徴とする、配線パターンの表面と配線パターン間のスペースとを含む配線パターン領域の表面を覆う絶縁保護層用硬化性樹脂組成物。
- 無機微粒子が、不純物の酸化ナトリウムの含有率が0.01重量%以下のアルミナであることを特徴とする請求項6記載の絶縁保護層用硬化性樹脂組成物。
- 前記硬化性樹脂成分が、変性ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミドイミド樹脂およびポリイミドシロキサン樹脂からなる群から選ばれた少なくとも1種の樹脂であることを特徴とする請求項6または7記載の絶縁保護層用硬化性樹脂組成物。
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