JP5230059B2 - Prepreg, circuit board and semiconductor device - Google Patents

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Description

本発明は、プリプレグ、回路基板および半導体装置に関する。   The present invention relates to a prepreg, a circuit board, and a semiconductor device.

近年、電子機器の高機能化等の要求に伴い、電子部品の高密度集積化、高密度実装化等が進んでいる。そのため、これらに使用される高密度実装対応のプリント配線板等は、従来にも増して、小型化かつ高密度化されている。このようなプリント配線板等の高密度化への対応として、ビルドアップ多層配線板が多く採用されている。
一般的なビルドアップ多層配線板は、コア基板に樹脂のみで構成される100μm以下の絶縁層と、導体層とを積み重ねながら積層していくものである。
In recent years, with the demand for higher functionality of electronic devices, etc., high density integration and high density mounting of electronic components are progressing. For this reason, printed wiring boards and the like for high-density mounting used for these are smaller and higher in density than conventional ones. As a measure for increasing the density of such printed wiring boards, build-up multilayer wiring boards are often used.
A general build-up multilayer wiring board is formed by laminating a core substrate with an insulating layer having a thickness of 100 μm or less formed only of a resin and a conductor layer.

このようなビルドアップ方法においても電子部品を高密度実装化等に対応するため、回路配線を高密度に配線する必要があった。しかし、基板に発生する反り等により回路配線のパターンに制約が生じる場合があった。   Even in such a build-up method, it is necessary to wire the circuit wiring with high density in order to cope with high-density mounting of electronic components. However, the circuit wiring pattern may be restricted due to warpage or the like generated on the substrate.

また、ビルドアップ方法による多層配線板では、微細なビアにより層間接続されるので接続強度が低下したり、熱衝撃を受けると絶縁樹脂と導体層の間に発生する応力によりクラックや断線が生じたりして接続信頼性が低下する場合があった。   Also, in multilayer wiring boards using the build-up method, the interlayer connection is made with fine vias, so the connection strength is reduced, and cracks and disconnections occur due to the stress generated between the insulating resin and the conductor layer when subjected to thermal shock. As a result, connection reliability may be reduced.

また、半導体素子を搭載する半導体素子搭載用基板としてビルドアップ多層配線板を用いる場合、半導体素子の小型化、かつ多ピン化に対応するためバンプの微細化が必要となっていた。しかし、バンプの微細化により、半導体素子と基板との接合強度の不足等に起因した接続信頼性が低下する場合があった。そこで、バンプ接続部分の信頼性を得るため、半導体素子と半導体素子搭載用基板との間隙に、アンダーフィルと呼ばれる絶縁樹脂を充填して、バンプ接続部分を封止、補強する検討がされている。しかし、アンダーフィルを充填し、硬化させる工程が必要となるため、製造工程が複雑化し、製造コストが高くなるという問題がある(特許文献1参照)。   In addition, when a build-up multilayer wiring board is used as a semiconductor element mounting substrate for mounting a semiconductor element, it is necessary to make bumps finer in order to cope with downsizing of the semiconductor element and an increase in the number of pins. However, connection reliability due to insufficient bonding strength between the semiconductor element and the substrate may be reduced due to the miniaturization of the bumps. Therefore, in order to obtain reliability of the bump connection portion, studies are being made to seal and reinforce the bump connection portion by filling the gap between the semiconductor element and the semiconductor element mounting substrate with an insulating resin called underfill. . However, since a process of filling and curing the underfill is required, there is a problem that the manufacturing process becomes complicated and the manufacturing cost increases (see Patent Document 1).

特開2002−293883号公報JP 2002-29383A

本発明の目的は、基板の性能を向上させることにより回路配線のパターンの自由度を広げることが可能なプリプレグ、回路基板およびそれを用いた半導体装置を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、製造工程を複雑にすること無く、接続信頼性を向上することができるプリプレグ、回路基板およびそれを用いた半導体装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a prepreg, a circuit board, and a semiconductor device using the prepreg capable of expanding the degree of freedom of circuit wiring patterns by improving the performance of the board.
Another object of the present invention is to provide a prepreg, a circuit board, and a semiconductor device using the prepreg that can improve connection reliability without complicating the manufacturing process.

このような目的は、下記(1)〜(6)に記載の本発明により達成される。
(1)シアネート樹脂と、無機充填材とを含む樹脂組成物を繊維基材に含浸させてなるプリプレグであって、前記シアネート樹脂の含有量が樹脂組成物全体の5〜0重量%であり、前記無機充填材の含有量が樹脂組成物全体の50〜80重量%であり、前記繊維基材を構成する主な繊維がガラス繊維であり、前記ガラス繊維を構成するガラスがTガラス又はSガラスであり、前記プリプレグの面上で互いに直行するX、Y方向を設定したとき、前記プリプレグを硬化してなる硬化物の30〜150℃での、前記X方向の熱膨張係数[Ax]が3ppm/℃以上8ppm/℃以下であり、かつ前記Y方向の熱膨張係数[Ay]が3ppm/℃以上8ppm/℃以下であることを特徴とするプリプレグ。
(2)前記繊維基材は、縦糸と横糸とを平織りしたものである上記(1)に記載のプリプレグ。
(3)前記X方向は前記繊維基材を構成する繊維の縦糸方向であり、前記Y方向は前記繊維基材を構成する繊維の横糸方向である上記(1)または(2)に記載のプリプレグ。
(4)前記X方向の熱膨張係数[Ax]と、前記Y方向の熱膨張係数[Ay]との差の絶対値が5ppm/℃以下である上記(1)ないし(3)のいずれか一項に記載のプリプレグ。
(5)上記(1)ないし(4)のいずれか一項に記載のプリプレグの硬化物を有する回路基板。
(6)上記(5)に記載の回路基板に半導体素子が搭載されていることを特徴とする半導体装置。
Such an object is achieved by the present invention described in the following (1) to (6).
(1) and a cyanate resin, a resin composition containing an inorganic filler to a prepreg formed by impregnating a fiber base material, the content of the cyanate resin is a 5-5 0% by weight of the total resin composition The content of the inorganic filler is 50 to 80% by weight of the whole resin composition, the main fiber constituting the fiber base material is glass fiber, and the glass constituting the glass fiber is T glass or S. When the X and Y directions are set perpendicular to each other on the surface of the prepreg, the thermal expansion coefficient [Ax] in the X direction at 30 to 150 ° C. of the cured product obtained by curing the prepreg is 3 ppm / ° C. or higher 8 ppm / ° C. or less, and a prepreg, wherein the thermal expansion coefficient of the Y-direction [Ay] is not more than 3 ppm / ° C. or higher 8 ppm / ° C..
(2) The prepreg according to (1) above, wherein the fiber base material is a plain weave of warp and weft.
(3) The prepreg according to (1) or (2) above, wherein the X direction is a warp direction of fibers constituting the fiber base material, and the Y direction is a weft direction of fibers constituting the fiber base material. .
(4) Any one of the above (1) to (3), wherein an absolute value of a difference between the thermal expansion coefficient [Ax] in the X direction and the thermal expansion coefficient [Ay] in the Y direction is 5 ppm / ° C. or less. The prepreg according to Item.
(5) A circuit board having a cured product of the prepreg according to any one of (1) to (4).
(6) A semiconductor device, wherein a semiconductor element is mounted on the circuit board according to (5).

本発明によれば基板の性能を向上させることにより回路配線のパターンの自由度を広げることが可能なプリプレグ、回路基板およびそれを用いた半導体装置を得ることができる。
また、本発明によれば、製造工程を複雑にすること無く、接続信頼性を向上することができるプリプレグ、回路基板およびそれを用いた半導体装置を得ることができる。
また、繊維基材として特定のガラス繊維基材を用いた場合、特にプリプレグの面方向の熱膨張係数を小さくすることができ、それによってこのプリプレグを用いて得られる回路基板に半導体素子を搭載した場合の接続信頼性を向上することができる。
According to the present invention, it is possible to obtain a prepreg, a circuit board, and a semiconductor device using the prepreg capable of expanding the degree of freedom of circuit wiring patterns by improving the performance of the board.
Further, according to the present invention, it is possible to obtain a prepreg, a circuit board, and a semiconductor device using the prepreg that can improve connection reliability without complicating the manufacturing process.
In addition, when a specific glass fiber base material is used as the fiber base material, the coefficient of thermal expansion in the surface direction of the prepreg can be particularly reduced, thereby mounting a semiconductor element on a circuit board obtained using this prepreg. In this case, connection reliability can be improved.

以下、本発明のプリプレグ、回路基板および半導体装置について詳細に説明する。
本発明のプリプレグは、シアネート樹脂および/またはそのプレポリマーと、無機充填材とを含む樹脂組成物を繊維基材に含浸させてなるプリプレグであって、前記プリプレグの面上で互いに直行するX、Y方向を設定したとき、前記プリプレグを硬化してなる硬化物の30〜150℃での、前記X方向の熱膨張係数[Ax]が10ppm/℃以下であり、かつ前記Y方向の熱膨張係数[Ay]が10ppm/℃以下である。
また、本発明の回路基板は、上記に記載のプリプレグの硬化物で構成されている。
また、本発明の半導体装置は、上記に記載の回路基板に半導体素子が搭載されている。
Hereinafter, the prepreg, the circuit board, and the semiconductor device of the present invention will be described in detail.
The prepreg of the present invention is a prepreg obtained by impregnating a fiber base material with a resin composition containing a cyanate resin and / or a prepolymer thereof and an inorganic filler, wherein X is orthogonal to each other on the surface of the prepreg. When the Y direction is set, the thermal expansion coefficient [Ax] in the X direction at 30 to 150 ° C. of the cured product obtained by curing the prepreg is 10 ppm / ° C. or less, and the thermal expansion coefficient in the Y direction. [Ay] is 10 ppm / ° C. or less.
The circuit board of the present invention is composed of a cured product of the prepreg described above.
In the semiconductor device of the present invention, a semiconductor element is mounted on the circuit board described above.

まず、プリプレグについて説明する。   First, the prepreg will be described.

本発明のプリプレグは、シアネート樹脂(シアン酸エステル系樹脂)と、無機充填材とを含む樹脂組成物を繊維基材に含浸させてなる。これにより、耐熱性および誘電特性に優れる。
前記シアネート樹脂は、シアネート樹脂、シアネート樹脂のプレポリマーの両方を含む意味である。
前記シアネート樹脂は、例えばハロゲン化シアン化合物とフェノール類とを反応させ、必要に応じて加熱等の方法でプレポリマー化することにより得ることができる。具体的には、ノボラック型シアネート樹脂、ビスフェノールA型シアネート樹脂、ビスフェノールE型シアネート樹脂、テトラメチルビスフェノールF型シアネート樹脂等のビスフェノール型シアネート樹脂等を挙げることができる。これらの中でもノボラック型シアネート樹脂が好ましい。これにより、架橋密度増加による耐熱性向上と、樹脂組成物等の難燃性を向上することができる。ノボラック型シアネート樹脂は、その構造上ベンゼン環の割合が高く、炭化しやすいためと考えられる。
The prepreg of the present invention is formed by impregnating a fiber base material with a resin composition containing a cyanate resin (cyanate ester resin) and an inorganic filler. Thereby, it is excellent in heat resistance and dielectric characteristics.
The cyanate resin is meant to include both a cyanate resin and a prepolymer of the cyanate resin.
The cyanate resin can be obtained by, for example, reacting a halogenated cyanide compound with a phenol and prepolymerizing it by a method such as heating as necessary. Specific examples include bisphenol cyanate resins such as novolac type cyanate resin, bisphenol A type cyanate resin, bisphenol E type cyanate resin, and tetramethylbisphenol F type cyanate resin. Among these, novolac type cyanate resin is preferable. Thereby, the heat resistance improvement by a crosslinking density increase and flame retardance, such as a resin composition, can be improved. The novolak-type cyanate resin is considered to have a high proportion of benzene rings due to its structure and easily carbonize.

前記ノボラック型シアネート樹脂としては、例えば式(I)で示されるものを使用することができる。   As said novolak-type cyanate resin, what is shown, for example by Formula (I) can be used.


前記式(I)で示されるノボラック型シアネート樹脂の繰り返し単位nは、特に限定されないが、1〜10が好ましく、特に2〜7が好ましい。繰り返し単位nが前記下限値未満であるとノボラック型シアネート樹脂は結晶化しやすくなり、汎用溶媒に対する溶解性が比較的低下するため、取り扱いが困難となる場合がある。また、繰り返し単位nが前記上限値を超えると架橋密度が高くなりすぎ、耐水性の低下や、硬化物が脆くなる等の現象を生じる場合がある。

Although the repeating unit n of the novolak-type cyanate resin represented by the formula (I) is not particularly limited, 1 to 10 is preferable, and 2 to 7 is particularly preferable. When the repeating unit n is less than the lower limit, the novolak cyanate resin is easily crystallized, and the solubility in a general-purpose solvent is relatively lowered, which may make handling difficult. Moreover, when the repeating unit n exceeds the upper limit, the crosslink density becomes too high, which may cause a phenomenon such as a decrease in water resistance and a cured product becoming brittle.

前記シアネート樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、重量平均分子量500〜4,500が好ましく、特に600〜3,000が好ましい。重量平均分子量が前記下限値未満であるとプリプレグを作製した場合にタック性が生じ、プリプレグ同士が接触したとき互いに付着したり、樹脂の転写が生じたりする場合がある。また、重量平均分子量が前記上現値を超えると反応が速くなりすぎ、プリント配線板とした場合に、成形不良が生じたり、層間ピール強度が低下したりする場合がある。
前記シアネート樹脂等の重量平均分子量は、例えばGPCで測定することができる。
Although the weight average molecular weight of the cyanate resin is not particularly limited, a weight average molecular weight of 500 to 4,500 is preferable, and 600 to 3,000 is particularly preferable. When the prepreg is produced when the weight average molecular weight is less than the lower limit, tackiness may occur, and when the prepregs come into contact with each other, they may adhere to each other or transfer of the resin may occur. Further, when the weight average molecular weight exceeds the above-described actual value, the reaction becomes too fast, and when it is a printed wiring board, molding failure may occur or the interlayer peel strength may be lowered.
The weight average molecular weight of the cyanate resin or the like can be measured by, for example, GPC.

前記シアネート樹脂の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物全体の5〜60重量%が好ましく、特に10〜50重量%が好ましい。含有量が前記下限値未満であると耐熱性や低熱膨張化する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えると架橋密度が高くなり自由体積が増えるため耐湿性が低下する場合がある。   Although content of the said cyanate resin is not specifically limited, 5 to 60 weight% of the whole resin composition is preferable, and 10 to 50 weight% is especially preferable. If the content is less than the lower limit value, the heat resistance and the effect of low thermal expansion may be reduced, and if the content exceeds the upper limit value, the crosslink density increases and the free volume increases, which may reduce the moisture resistance.

本発明のプリプレグでは、無機充填材を用いる。これにより、低熱膨張化および難燃性の向上が図れる。
また、前述したシアネート樹脂(特にノボラック型シアネート樹脂)と無機充填材との組合せにより、特に回路基板の弾性率を向上させることができる。
In the prepreg of the present invention, an inorganic filler is used. Thereby, low thermal expansion and improvement of flame retardance can be achieved.
Moreover, the elasticity modulus of a circuit board can be improved especially by the combination of cyanate resin (especially novolak-type cyanate resin) mentioned above and an inorganic filler.

前記無機充填材としては、例えばタルク、アルミナ、ガラス、シリカ、マイカ等を挙げることができる。これらの中でもシリカが好ましく、溶融シリカ(特に球状溶融シリカ)が低熱膨張性に優れる点で好ましい。その形状は破砕状、球状があるが、繊維基材への含浸性を確保するために樹脂組成物の溶融粘度を下げるには球状シリカを使う等、その目的にあわせた使用方法が採用される。   Examples of the inorganic filler include talc, alumina, glass, silica, mica and the like. Among these, silica is preferable, and fused silica (particularly spherical fused silica) is preferable in that it has excellent low thermal expansion. The shape is crushed and spherical, but in order to reduce the melt viscosity of the resin composition in order to ensure the impregnation of the fiber substrate, a method of use that suits the purpose, such as using spherical silica, is adopted. .

前記無機充填材の平均粒径は、特に限定されないが、0.01〜5.0μmが好ましく、特に0.2〜2.0μmが好ましい。無機充填材の粒径が前記下限値未満であるとワニスの粘度が高くなるため、プリプレグ作製時の作業性に影響を与える場合がある。また、前記上限値を超えると、ワニス中で無機充填剤の沈降等の現象が起こる場合がある。   The average particle diameter of the inorganic filler is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 5.0 μm, particularly preferably 0.2 to 2.0 μm. If the particle size of the inorganic filler is less than the lower limit, the viscosity of the varnish becomes high, which may affect the workability during prepreg production. When the upper limit is exceeded, phenomena such as sedimentation of the inorganic filler may occur in the varnish.

更に平均粒径5.0μm以下の球状シリカ(特に球状溶融シリカ)が好ましく、特に平均粒径0.01〜2.0μmの球状溶融シリカが好ましい。これにより、無機充填剤の充填性を向上させることができる。   Furthermore, spherical silica (especially spherical fused silica) having an average particle size of 5.0 μm or less is preferable, and spherical fused silica having an average particle size of 0.01 to 2.0 μm is particularly preferable. Thereby, the filling property of an inorganic filler can be improved.

前記無機充填材の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物全体の50〜80重量%が好ましく、特に60〜70重量%が好ましい。含有量が前記範囲内であると低熱膨張、
低吸水とすることができる。
Although content of the said inorganic filler is not specifically limited, 50 to 80 weight% of the whole resin composition is preferable, and 60 to 70 weight% is especially preferable. If the content is within the above range, low thermal expansion,
Low water absorption can be achieved.

前記樹脂組成物には、特に限定されないが、エポキシ樹脂を用いることが好ましい。前記エポキシ樹脂としては、例えばフェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、アリールアルキレン型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの中でもアリールアルキレン型エポキシ樹脂が好ましい。これにより、吸湿半田耐熱性を向上させることができる。   The resin composition is not particularly limited, but an epoxy resin is preferably used. Examples of the epoxy resin include phenol novolac type epoxy resins, bisphenol type epoxy resins, naphthalene type epoxy resins, arylalkylene type epoxy resins and the like. Among these, aryl alkylene type epoxy resins are preferable. Thereby, moisture absorption solder heat resistance can be improved.

前記アリールアルキレン型エポキシ樹脂とは、繰り返し単位中に一つ以上のアリールアルキレン基を有するエポキシ樹脂をいう。例えばキシリレン型エポキシ樹脂、ビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの中でもビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂が好ましい。ビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂は、例えば式(II)で示すことができる。   The arylalkylene-type epoxy resin refers to an epoxy resin having one or more arylalkylene groups in a repeating unit. For example, a xylylene type epoxy resin, a biphenyl dimethylene type epoxy resin, etc. are mentioned. Among these, a biphenyl dimethylene type epoxy resin is preferable. The biphenyl dimethylene type epoxy resin can be represented by, for example, the formula (II).


前記式(II)で示されるビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂の繰り返し単位nは、特に限定されないが、1〜10が好ましく、特に2〜5が好ましい。繰り返し単位nが前記下限値未満であるとビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂は結晶化しやすくなり、汎用溶媒に対する溶解性が比較的低下するため、取り扱いが困難となる場合がある。また、繰り返し単位nが前記上限値を超えると樹脂の流動性が低下し、成形不良等の原因となる場合がある。

The repeating unit n of the biphenyldimethylene type epoxy resin represented by the formula (II) is not particularly limited, but 1 to 10 is preferable, and 2 to 5 is particularly preferable. When the repeating unit n is less than the lower limit, the biphenyldimethylene type epoxy resin is easily crystallized, and the solubility in a general-purpose solvent is relatively lowered, which may make handling difficult. On the other hand, if the repeating unit n exceeds the upper limit, the fluidity of the resin is lowered, which may cause molding defects.

更に、前述のシアネート樹脂(特にノボラック型シアネート樹脂)とフェノール樹脂とアリールアルキレン型エポキシ樹脂(特にビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂)との組合せを用いてプリント配線板を作製した場合、特に優れた寸法安定性を得ることが出来る。   Furthermore, when printed wiring boards are produced using a combination of the above-mentioned cyanate resin (especially novolac-type cyanate resin), phenol resin and arylalkylene-type epoxy resin (especially biphenyldimethylene-type epoxy resin), particularly excellent dimensional stability Sex can be obtained.

前記エポキシ樹脂の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物全体の1〜55重量%が好ましく、特に2〜40重量%が好ましい。含有量が前記下限値未満であるとシアネート樹脂の反応性が低下したり、得られる製品の耐湿性が低下したりする場合があり、前記上限値を超えると耐熱性が低下する場合がある。   Although content of the said epoxy resin is not specifically limited, 1 to 55 weight% of the whole resin composition is preferable, and 2 to 40 weight% is especially preferable. If the content is less than the lower limit, the reactivity of the cyanate resin may decrease, or the moisture resistance of the product obtained may decrease, and if the content exceeds the upper limit, the heat resistance may decrease.

前記エポキシ樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、重量平均分子量500〜20,000が好ましく、特に800〜15,000が好ましい。重量平均分子量が前記下限値未満であるとプリプレグにタック性が生じる場合が有り、前記上限値を超えるとプリプレグ作製時、基材への含浸性が低下し、均一な製品が得られない場合がある。
前記エポキシ樹脂の重量平均分子量は、例えばGPCで測定することができる。
The weight average molecular weight of the epoxy resin is not particularly limited, but a weight average molecular weight of 500 to 20,000 is preferable, and 800 to 15,000 is particularly preferable. When the weight average molecular weight is less than the lower limit value, tackiness may occur in the prepreg, and when the upper limit value is exceeded, the impregnation property to the base material may be reduced during preparation of the prepreg, and a uniform product may not be obtained. is there.
The weight average molecular weight of the epoxy resin can be measured by GPC, for example.

前記樹脂組成物には、特に限定されないが、フェノール樹脂を用いることが好ましい。前記フェノール樹脂としては、例えばノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、アリールアルキレン型フェノール樹脂等が挙げられる。これらの中でもアリールアルキレン型フェノール樹脂が好ましい。これにより、さらに吸湿半田耐熱性を向上させることができる。   Although it does not specifically limit to the said resin composition, It is preferable to use a phenol resin. Examples of the phenol resin include novolak-type phenol resins, resol-type phenol resins, and arylalkylene-type phenol resins. Among these, arylalkylene type phenol resins are preferable. Thereby, moisture absorption solder heat resistance can be improved further.

前記アリールアルキレン型フェノール樹脂としては、例えばキシリレン型フェノール樹脂、ビフェニルジメチレン型フェノール樹脂等が挙げられる。ビフェニルジメチレン型フェノール樹脂は、例えば式(III)で示すことができる。   Examples of the aryl alkylene type phenol resin include a xylylene type phenol resin and a biphenyl dimethylene type phenol resin. The biphenyl dimethylene type phenol resin can be represented by, for example, the formula (III).


前記式(III)で示されるビフェニルジメチレン型フェノール樹脂の繰り返し単位nは
、特に限定されないが、1〜12が好ましく、特に2〜8が好ましい。繰り返し単位nが前記下限値未満であると耐熱性が低下する場合がある。また、前記上限値を超えると他の樹脂との相溶性が低下し、作業性が悪くなる場合があるため好ましくない。

Although the repeating unit n of the biphenyl dimethylene type phenol resin represented by the formula (III) is not particularly limited, 1 to 12 is preferable, and 2 to 8 is particularly preferable. If the repeating unit n is less than the lower limit, the heat resistance may be lowered. Moreover, since the compatibility with other resin will fall and workability | operativity may worsen when the said upper limit is exceeded, it is unpreferable.

前述のシアネート樹脂(特にノボラック型シアネート樹脂)とアリールアルキレン型フェノール樹脂との組合せにより、架橋密度をコントロールし、金属と樹脂との密着性を向上することができる。   By combining the above-described cyanate resin (particularly novolac-type cyanate resin) and arylalkylene-type phenol resin, the crosslink density can be controlled and the adhesion between the metal and the resin can be improved.

前記フェノール樹脂の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物全体の1〜55重量%が好ましく、特に5〜40重量%が好ましい。含有量が前記下限値未満であると耐熱性が低下する場合があり、前記上限値を超えると低熱膨張の特性が損なわれる場合がある。
Although content of the said phenol resin is not specifically limited, 1 to 55 weight% of the whole resin composition is preferable, and 5 to 40 weight% is especially preferable. If the content is less than the lower limit, the heat resistance may be reduced, and if the content exceeds the upper limit, the characteristics of low thermal expansion may be impaired.

前記フェノール樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、重量平均分子量400〜18,000が好ましく、特に500〜15,000が好ましい。重量平均分子量が前記下限値未満であるとプリプレグにタック性が生じる場合があり、前記上限値を超えるとプリプレグ作製時、基材への含浸性が低下し、均一な製品が得られない場合がある。
前記フェノール樹脂の重量平均分子量は、例えばGPCで測定することができる。
The weight average molecular weight of the phenol resin is not particularly limited, but a weight average molecular weight of 400 to 18,000 is preferable, and 500 to 15,000 is particularly preferable. When the weight average molecular weight is less than the lower limit, tackiness may occur in the prepreg, and when the upper limit is exceeded, impregnation into the base material may be reduced during prepreg production, and a uniform product may not be obtained. is there.
The weight average molecular weight of the phenol resin can be measured by, for example, GPC.

前記樹脂組成物には、特に限定されないが、カップリング剤を用いることが好ましい。前記カップリング剤は、前記シアネート樹脂と、前記無機充填材との界面の濡れ性を向上させることにより、基材に対してシアネート樹脂等および無機充填材を均一に定着させ、耐熱性、特に吸湿後の半田耐熱性を改良することができる。
前記カップリング剤としては、通常用いられるものなら何でも使用できるが、具体的にはエポキシシランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、アミノシランカップリング剤およびシリコーンオイル型カップリング剤の中から選ばれる1種以上のカップリング剤を使用することが好ましい。これにより、無機充填材の界面との濡れ性を高くすることができ、それによって耐熱性をより向上させることできる。
Although it does not specifically limit to the said resin composition, It is preferable to use a coupling agent. The coupling agent improves the wettability of the interface between the cyanate resin and the inorganic filler, thereby fixing the cyanate resin and the like and the inorganic filler uniformly on the base material. Later solder heat resistance can be improved.
Any coupling agent can be used as long as it is usually used. Specifically, the coupling agent is selected from epoxy silane coupling agents, titanate coupling agents, aminosilane coupling agents, and silicone oil type coupling agents. It is preferred to use more than one type of coupling agent. Thereby, the wettability with the interface of an inorganic filler can be made high, and thereby heat resistance can be improved more.

前記カップリング剤の含有量は、特に限定されないが、無機充填材100重量部に対して0.05〜3重量部が好ましく、特に0.1〜2重量部が好ましい。含有量が前記下限値未満であると無機充填材を十分に被覆できないため耐熱性を向上する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えると反応に影響を与え、曲げ強度等が低下する場合がある。   Although content of the said coupling agent is not specifically limited, 0.05-3 weight part is preferable with respect to 100 weight part of inorganic fillers, and 0.1-2 weight part is especially preferable. If the content is less than the lower limit, the inorganic filler cannot be sufficiently coated, and thus the effect of improving the heat resistance may be reduced. If the content exceeds the upper limit, the reaction is affected, and the bending strength is reduced. There is a case.

前記樹脂組成物には、必要に応じて硬化促進剤を用いても良い。前記硬化促進剤としては公知の物を用いることが出来る。例えばナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、オクチル酸スズ、オクチル酸コバルト、ビスアセチルアセトナートコバルト(II)、トリスアセチルアセトナートコバルト(III)等の有機金属塩、トリエチルアミン、トリブチル
アミン、ジアザビシクロ[2,2,2]オクタン等の3級アミン類、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2−エチル−4−エチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシイミダゾール、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシイミダゾール等のイミダゾール類、フェノール、ビスフェノールA、ノニルフェノール等のフェノール化合物、酢酸、安息香酸、サリチル酸、パラトルエンスルホン酸等の有機酸等、またはこの混合物が挙げられる。
A curing accelerator may be used in the resin composition as necessary. A well-known thing can be used as said hardening accelerator. For example, organic metal salts such as zinc naphthenate, cobalt naphthenate, tin octylate, cobalt octylate, bisacetylacetonate cobalt (II), trisacetylacetonate cobalt (III), triethylamine, tributylamine, diazabicyclo [2,2 , 2] tertiary amines such as octane, 2-phenyl-4-methylimidazole, 2-ethyl-4-ethylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxyimidazole Imidazoles such as 2-phenyl-4,5-dihydroxyimidazole, phenolic compounds such as phenol, bisphenol A, and nonylphenol, organic acids such as acetic acid, benzoic acid, salicylic acid, paratoluenesulfonic acid, and the like, or a mixture thereof. .

前記硬化促進剤の含有量は、特に限定されないが、前記樹脂組成物全体の0.05〜5重量%が好ましく、特に0.2〜2重量%が好ましい。含有量が前記下限値未満であると硬化を促進する効果が現れない場合があり、前記上限値を超えるとプリプレグの保存性が低下する場合がある。   Although content of the said hardening accelerator is not specifically limited, 0.05-5 weight% of the whole said resin composition is preferable, and 0.2-2 weight% is especially preferable. When the content is less than the lower limit, the effect of promoting curing may not appear, and when the content exceeds the upper limit, the storability of the prepreg may deteriorate.

前記樹脂組成物では、上記シアネート樹脂、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂等に加えて、ビニルエステル樹脂、メラミン樹脂等の他の熱硬化性樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂等の熱可塑性樹脂と併用しても良い。
また、前記樹脂組成物には、必要に応じて、顔料、酸化防止剤等の上記成分以外の添加物を添加することが出来る。
In the resin composition, in addition to the cyanate resin, epoxy resin and phenol resin, other thermosetting resins such as vinyl ester resin and melamine resin, phenoxy resin, polyimide resin, polyamideimide resin, polyphenylene oxide resin, polyphenylene oxide resin, You may use together with thermoplastic resins, such as ether sulfone resin.
Moreover, additives other than the said components, such as a pigment and antioxidant, can be added to the said resin composition as needed.

このような樹脂組成物を繊維基材に含浸してプリプレグを得るが、その繊維基材としては、例えばガラス織布、ガラス不織布等のガラス繊維基材、あるいはガラス以外の無機化合物を成分とする織布または不織布等の無機繊維基材、芳香族ポリアミド樹脂、ポリアミド樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂等の有機繊維で構成される有機繊維基材等が挙げられる。これら繊維基材の中でも強度、吸水率の点でガラス織布に代表されるガラス繊維基材が好ましい。   A fiber base material is impregnated with such a resin composition to obtain a prepreg. As the fiber base material, for example, a glass fiber base material such as a glass woven fabric or a glass nonwoven fabric, or an inorganic compound other than glass is used as a component. Examples thereof include inorganic fiber base materials such as woven fabric and non-woven fabric, organic fiber base materials composed of organic fibers such as aromatic polyamide resin, polyamide resin, aromatic polyester resin, polyester resin, polyimide resin, and fluororesin. Among these fiber base materials, glass fiber base materials represented by glass woven fabric are preferable in terms of strength and water absorption.

前記ガラス繊維基材を構成するガラスとしては、Eガラス、Cガラス、Aガラス、Sガラス、Dガラス、NEガラス、Tガラス、Hガラス等が挙げられる。これらの中でもTガラスが好ましい。これにより、ガラス繊維基材の熱膨張係数を小さくすることができ、それによってプリプレグの熱膨張係数を小さくすることができる。   Examples of the glass constituting the glass fiber substrate include E glass, C glass, A glass, S glass, D glass, NE glass, T glass, and H glass. Among these, T glass is preferable. Thereby, the thermal expansion coefficient of a glass fiber base material can be made small, and, thereby, the thermal expansion coefficient of a prepreg can be made small.

前記繊維基材(特にガラス繊維基材)の厚さは、特に限定されないが、10〜300μmが好ましく、特に15〜100μmが好ましい。厚さが前記範囲内であると、比較的薄いプリプレグにおいてもプリプレグの面方向の異方性(面方向での熱膨張差)を小さくすることができる。   Although the thickness of the said fiber base material (especially glass fiber base material) is not specifically limited, 10-300 micrometers is preferable and especially 15-100 micrometers is preferable. When the thickness is within the above range, the anisotropy in the surface direction of the prepreg (difference in thermal expansion in the surface direction) can be reduced even in a relatively thin prepreg.

前記繊維基材としては、織布、不織布に大別されるが、これらの中でも織布が好ましく、特に縦糸と横糸とが平織りされている織布で構成されているもの(特にガラス繊維基材)が好ましい。これにより、前記繊維基材の面上で互いに直交するX、Y方向を設定したとき、各X、Y方向での熱膨張係数を小さくすることができ、それによって得られる前記プリプレグのX、Y方向の熱膨張係数を小さくすることができる。   The fiber substrate is roughly classified into a woven fabric and a non-woven fabric. Among these, a woven fabric is preferable, and particularly, a fabric composed of a woven fabric in which warp and weft are plain woven (especially a glass fiber substrate). ) Is preferred. Thereby, when setting the X and Y directions orthogonal to each other on the surface of the fiber base material, the thermal expansion coefficient in each X and Y direction can be reduced, and the X and Y of the prepreg obtained thereby The coefficient of thermal expansion in the direction can be reduced.

前記ガラス繊維基材は平織りされているものが好ましいが、その場合、ガラス繊維基材を構成する縦糸の織密度および横糸の織密度は、ほぼ同じであることが好ましい。具体的には、縦糸の織密度および横糸の織密度との差が20本/インチ以下で、特に15本/インチ以下であることが好ましい。これにより、X、Y方向の熱膨張係数の差を特に小さくすることができる。   The glass fiber base material is preferably plain woven. In this case, the weft density of the warp yarn and the weft density of the glass fiber base material are preferably substantially the same. Specifically, the difference between the weft density of the warp and the weave density of the weft is preferably 20 / inch or less, and more preferably 15 / inch or less. Thereby, the difference between the thermal expansion coefficients in the X and Y directions can be particularly reduced.

前記繊維基材の30〜150℃での熱膨張係数は、特に限定されないが、10ppm/℃以下であることが好ましく、特に0.1〜5ppm/℃であることが好ましい。熱膨張
係数が前記範囲内であると、特にプリプレグの熱膨張係数を小さくすることができ、それによって回路基板とした場合に半導体素子との熱膨張係数の差を小さくすることができる。回路基板と、半導体素子との熱膨張係数の差が小さくなると、接続部へ生じる応力等を小さくでき、それによって接続信頼性を向上することができる。
Thermal expansion coefficient at 30 to 150 ° C. of the fiber base material is not particularly limited, but is preferably 10 ppm / ° C. or less, particularly preferably 0.1~5ppm / ℃. When the thermal expansion coefficient is within the above range, in particular, the thermal expansion coefficient of the prepreg can be reduced, thereby reducing the difference in thermal expansion coefficient with the semiconductor element when the circuit board is formed. When the difference in thermal expansion coefficient between the circuit board and the semiconductor element is reduced, the stress or the like generated at the connection portion can be reduced, thereby improving the connection reliability.

前記樹脂組成物を前記繊維基材に含浸させる方法は、例えば前記樹脂組成物を溶媒に溶解して得られる樹脂ワニスに前記繊維基材を浸漬する方法、各種コーターによる塗布する方法、前記樹脂ワニスをスプレーにより吹き付ける方法等が挙げられる。これらの中でも、前記繊維基材を樹脂ワニスに浸漬する方法が好ましい。これにより、前記繊維基材に対する前記樹脂組成物の含浸性を向上させることができる。なお、前記繊維基材を樹脂ワニスに浸漬する場合、通常の含浸塗布設備を使用することができる。   Examples of the method of impregnating the fiber base material with the resin composition include, for example, a method of immersing the fiber base material in a resin varnish obtained by dissolving the resin composition in a solvent, a method of applying with various coaters, and the resin varnish. The method of spraying with spray is mentioned. Among these, the method of immersing the fiber base material in a resin varnish is preferable. Thereby, the impregnation property of the resin composition with respect to the fiber base material can be improved. In addition, when the said fiber base material is immersed in a resin varnish, a normal impregnation coating equipment can be used.

前記樹脂ワニスに用いられる溶媒は、前記樹脂組成物に対して良好な溶解性を示すことが望ましいが、悪影響を及ぼさない範囲で貧溶媒を使用しても構わない。良好な溶解性を示す溶媒としては、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等が挙げられる。   The solvent used in the resin varnish desirably has good solubility in the resin composition, but a poor solvent may be used as long as it does not adversely affect the resin varnish. Examples of the solvent exhibiting good solubility include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone and the like.

前記樹脂ワニスの固形分は、特に限定されないが、前記樹脂組成物の固形分30〜80重量%が好ましく、特に40〜70重量%が好ましい。これにより、樹脂ワニスの繊維基材への含浸性を向上させることができる。
前記繊維基材に前記樹脂組成物を含浸させ、例えば80〜200℃で乾燥させることによりプリプレグを得ることが出来る。
The solid content of the resin varnish is not particularly limited, but the solid content of the resin composition is preferably 30 to 80% by weight, and particularly preferably 40 to 70% by weight. Thereby, the impregnation property to the fiber base material of the resin varnish can be improved.
A prepreg can be obtained by impregnating the fiber base material with the resin composition and drying at 80 to 200 ° C., for example.

このようにして得られるプリプレグの厚さについては、使用する繊維基材、その繊維基材に付着させる樹脂量、乾燥条件等を調整することで所定の厚さとすることができる。
また回路基板の絶縁層の厚さをどれぐらいに設定するかによって、必要なプリプレグの厚さが決定される。
前記プリプレグの厚さは、特に限定されないが、0.01〜1mmが好ましく、特に0.02〜0.2mm、さらには0.02〜0.1mmが好ましい。厚さが前記範囲内であると、比較的薄いプリプレグにおいても、プリプレグの面方向の異方性を小さくすることができる。
The thickness of the prepreg thus obtained can be set to a predetermined thickness by adjusting the fiber base to be used, the amount of resin adhered to the fiber base, drying conditions, and the like.
The required prepreg thickness is determined by how much the insulating layer thickness of the circuit board is set.
The thickness of the prepreg is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 1 mm, particularly 0.02 to 0.2 mm, and more preferably 0.02 to 0.1 mm. When the thickness is within the above range, the anisotropy in the surface direction of the prepreg can be reduced even in a relatively thin prepreg.

このようにして得られたプリプレグは、その面方向(図1)で熱膨張係数の異方性が小さいことが好ましい。プリプレグの面上で互いに直交するX、Y方向を任意に設定できるが、ここでは平織りの繊維基材の縦糸方向をX方向、横糸方向をY方向とした場合について説明する。
前記プリプレグを硬化してなる硬化物の30〜150℃での、前記X方向の熱膨張係数[Ax]が10ppm/℃以下であり、かつ前記Y方向の熱膨張係数[Ay]が10ppm/℃以下であることを特徴とする。これにより、前記プリプレグを用いた回路基板の面方向における熱膨張係数の等方性が向上でき、それによって回路配線パターンの自由度を広げることができる。
従来の回路基板では、回路基板を構成するプリプレグの面方向(2次元方向)の異方性(面方向での熱膨張差)があるため、回路配線パターンもそれを考慮して設計する必要があった。例えば、熱膨張が大きい方向に沿って配線間ピッチが20μm以下の微細な回路の配線を形成すると、回路がずれてしまうことがあった。したがって、線幅を太くしたり、配線間ピッチを大きくしたりする必要があった。
これに対して、本発明のプリプレグを用いると面方向での異方性を低減することができる。ゆえに、回路配線をどのように設計しても熱膨張係数の差が小さいので、従来のように回路のずれ等を考慮すること無く、自由に配線できる。また、回路基板の方向性を考慮
して配線間ピッチを変更する必要も無くなる。
すなわち、図4ないし図6に示すように回路配線の方向を自由に設計することができる。
The prepreg thus obtained preferably has a small thermal expansion coefficient anisotropy in the surface direction (FIG. 1). The X and Y directions orthogonal to each other on the surface of the prepreg can be arbitrarily set. Here, a case where the warp direction of the plain weave fiber base material is set to the X direction and the weft direction is set to the Y direction will be described.
The cured product obtained by curing the prepreg has a thermal expansion coefficient [Ax] in the X direction of 10 ppm / ° C. or less at 30 to 150 ° C. and a thermal expansion coefficient [Ay] in the Y direction of 10 ppm / ° C. It is characterized by the following. Thereby, the isotropy of the thermal expansion coefficient in the surface direction of the circuit board using the prepreg can be improved, thereby increasing the degree of freedom of the circuit wiring pattern.
In the conventional circuit board, there is anisotropy (difference in thermal expansion in the plane direction) in the plane direction (two-dimensional direction) of the prepreg constituting the circuit board, and therefore, it is necessary to design the circuit wiring pattern in consideration thereof. there were. For example, when a wiring of a fine circuit having a wiring pitch of 20 μm or less is formed along the direction in which the thermal expansion is large, the circuit may be shifted. Therefore, it is necessary to increase the line width or increase the pitch between wirings.
On the other hand, when the prepreg of the present invention is used, the anisotropy in the plane direction can be reduced. Therefore, no matter how the circuit wiring is designed, the difference in coefficient of thermal expansion is small, so that wiring can be performed freely without considering the circuit shift or the like as in the prior art. Further, it is not necessary to change the pitch between the wirings in consideration of the directionality of the circuit board.
That is, the direction of the circuit wiring can be freely designed as shown in FIGS.

前記プリプレグを硬化してなる硬化物の30〜150℃での前記X方向の熱膨張係数[Ax]は、より具体的には8ppm/℃以下であることが好ましく、特に3〜6ppm/℃であることが好ましい。
また、前記プリプレグを硬化してなる硬化物の30〜150℃での前記Y方向の熱膨張係数[Ay]は、より具体的には8ppm/℃以下であることが好ましく、特に3〜6ppm/℃であることが好ましい。
さらには、前記プリプレグを硬化してなる硬化物の30〜150℃での、前記X方向の熱膨張係数[Ax]は、より具体的には8ppm/℃以下であることが好ましく、特に3〜6ppm/℃であることが好ましく、かつ前記Y方向の熱膨張係数[Ay]は、より具体的には8ppm/℃以下であることが好ましく、特に3〜6ppm/℃であることが好ましい。これにより、半導体素子と前記プリプレグで構成されている基板との熱膨張差を小さくすることができ、それによって接続信頼性をより向上できる。
The thermal expansion coefficient [Ax] in the X direction at 30 to 150 ° C. of the cured product obtained by curing the prepreg is more preferably 8 ppm / ° C. or less, particularly 3 to 6 ppm / ° C. Preferably there is.
The thermal expansion coefficient [Ay] in the Y direction at 30 to 150 ° C. of the cured product obtained by curing the prepreg is more preferably 8 ppm / ° C. or less, particularly 3 to 6 ppm / It is preferable that it is ° C.
Furthermore, the thermal expansion coefficient [Ax] in the X direction at 30 to 150 ° C. of the cured product obtained by curing the prepreg is more preferably 8 ppm / ° C. or less, particularly 3 to 3 ° C. preferably 6 ppm / a ° C., and the Y-direction of the thermal expansion coefficient [Ay] is preferably more particularly at most 8 ppm / ° C., it is preferred that particularly 3~6ppm / ℃. Thereby, the difference in thermal expansion between the semiconductor element and the substrate made of the prepreg can be reduced, thereby further improving the connection reliability.

このように前記プリプレグの硬化物の前記X、Y方向の熱膨張係数を上述のような値とした場合に半導体素子と、基板との接続信頼性を向上できる理由は以下のように考えられる。
半導体素子の熱膨張係数(X、Y方向共に)は、およそ3.5ppm/℃である。ゆえに、この半導体素子を搭載する回路基板(半導体素子搭載用基板)のX、Y方向の熱膨張係数と前記半導体素子の熱膨張係数との差が小さくなると、半導体素子と回路基板との間に熱膨張係数の差によって生じる応力、反りが軽減する。応力等が軽減すると、耐熱衝撃性が向上し、その結果として接続信頼性が向上する。
The reason why the connection reliability between the semiconductor element and the substrate can be improved when the thermal expansion coefficient in the X and Y directions of the cured product of the prepreg is set as described above is considered as follows.
The thermal expansion coefficient (both in the X and Y directions) of the semiconductor element is approximately 3.5 ppm / ° C. Therefore, when the difference between the thermal expansion coefficient in the X and Y directions of the circuit board (semiconductor element mounting board) on which the semiconductor element is mounted and the thermal expansion coefficient of the semiconductor element is reduced, the gap between the semiconductor element and the circuit board is reduced. Stress and warpage caused by differences in thermal expansion coefficients are reduced. When the stress or the like is reduced, the thermal shock resistance is improved, and as a result, the connection reliability is improved.

また、前記X方向の熱膨張係数[Ax]と、前記Y方向の熱膨張係数[Ay]との差の絶対値は、特に限定されないが、5ppm/℃以下であることが好ましく、特に1〜4ppm/℃であることが好ましい。差が前記範囲内であると、接続信頼性に優れることに加え、回路設計の自由度が特に向上する。 The absolute value of the difference between the thermal expansion coefficient [Ax] in the X direction and the thermal expansion coefficient [Ay] in the Y direction is not particularly limited, but is preferably 5 ppm / ° C. or less, particularly 1 to It is preferably 4 ppm / ° C. When the difference is within the above range, in addition to excellent connection reliability, the degree of freedom in circuit design is particularly improved.

前記熱膨張係数は、熱機械分析(TMA)装置を用いて、JIS K−7197に記載される方法にて測定することができる。具体的には、測定試料をステージにセットし、一定荷重の負荷をかけ、等速で昇温し、生じる膨張量を差動トランスで電気的出力として検出し、温度との関係を調べる。   The thermal expansion coefficient can be measured by a method described in JIS K-7197 using a thermomechanical analysis (TMA) apparatus. Specifically, a measurement sample is set on a stage, a constant load is applied, the temperature is raised at a constant speed, the amount of expansion that occurs is detected as an electrical output by a differential transformer, and the relationship with temperature is examined.

また、前記プリプレグを硬化してなる硬化物の30〜150℃での面方向の熱膨張係数は、特に限定されないが、10ppm/℃以下であることが好ましく、特に2〜5ppm/℃であることが好ましい。熱膨張係数が前記範囲内であると、半導体素子と回路基板との接続信頼性を向上することができる。
ここで面方向とは、プリプレグの流れ方向(プリプレグの機械方向)を示す縦方向と、プリプレグの幅方向(プリプレグの反機械方向)を示す横方向を意味するものである。
Further possible, the thermal expansion coefficient in a plane direction at 30 to 150 ° C. of a cured product obtained by curing the prepreg is not particularly limited, but is preferably 10 ppm / ° C. or less, in particular 2~5ppm / ℃ Is preferred. When the thermal expansion coefficient is within the above range, the connection reliability between the semiconductor element and the circuit board can be improved.
Here, the surface direction means a longitudinal direction indicating the flow direction of the prepreg (machine direction of the prepreg) and a lateral direction indicating the width direction of the prepreg (anti-machine direction of the prepreg).

前記プリプレグの硬化物とは、プリプレグを構成する樹脂の官能基の反応が完結した状態を意味し、例えばDSCで発熱量を測定することにより評価することができる。具体的には、DSCで測定した発熱量がほとんど検出されない状態を意味する。
このようなプリプレグの硬化物を得る条件は、特に限定されないが、120〜220℃×30〜180分間加熱処理することが好ましく、特に150〜200℃×45〜120分間加熱処理することが好ましい。
The cured product of the prepreg means a state in which the reaction of the functional group of the resin constituting the prepreg is completed, and can be evaluated by measuring the calorific value by DSC, for example. Specifically, it means a state in which the calorific value measured by DSC is hardly detected.
The conditions for obtaining such a cured product of prepreg are not particularly limited, but are preferably heat-treated at 120 to 220 ° C. for 30 to 180 minutes, more preferably 150 to 200 ° C. for 45 to 120 minutes.

このように前記プリプレグを硬化してなる硬化物の30〜150℃での、前記X方向の熱膨張係数[Ax]が10ppm/℃以下であり、かつ前記Y方向の熱膨張係数[Ay]が10ppm/℃以下とすることにより、性能に優れる回路基板を得ることができる。このようなプリプレグを得る方法として、上述したようにシアネート樹脂と無機充填材との割合の変更、熱膨張係数の小さい繊維基材の選択等を挙げることができる。 The cured product obtained by curing the prepreg as described above has a thermal expansion coefficient [Ax] in the X direction of 30 to 150 ° C. of 10 ppm / ° C. or less and a thermal expansion coefficient [Ay] in the Y direction. By setting it to 10 ppm / ° C. or less, a circuit board having excellent performance can be obtained. Examples of a method for obtaining such a prepreg include a change in the ratio between the cyanate resin and the inorganic filler as described above, and selection of a fiber base material having a small thermal expansion coefficient.

以上のように前記プリプレグについて、縦糸および横糸で織られてなる平織りの繊維基材の例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、不織布、綾織、朱子、各種編物等であって良い。これらの繊維基材であっても任意に設定したX、Y方向での熱膨張係数が前記範囲内であることが好ましい。   As described above, the prepreg has been described with reference to an example of a plain weave fiber base material woven with warp and weft. Good. Even in the case of these fiber base materials, it is preferable that the thermal expansion coefficients in the X and Y directions arbitrarily set are within the above ranges.

次に、上述のプリプレグ(図1)を用いた回路基板について説明する。
図2は、加熱・加圧前の回路基板を模式的に示した側面図である。
図2に示すように上述したプリプレグ1(1a、1b、1c、1d)複数枚と、プリプレグ1の片面に金属層2とを積層した後、加熱・加圧して図3に示すような回路基板10を得る。これにより、回路配線のパターンの自由度が広い回路基板10を得ることができる。
Next, a circuit board using the above prepreg (FIG. 1) will be described.
FIG. 2 is a side view schematically showing the circuit board before heating and pressurization.
As shown in FIG. 2, a plurality of the above-described prepregs 1 (1a, 1b, 1c, 1d) and a metal layer 2 are laminated on one side of the prepreg 1, and then heated and pressed to form a circuit board as shown in FIG. Get 10. As a result, it is possible to obtain the circuit board 10 having a wide degree of freedom in circuit wiring patterns.

前記加熱する温度は、特に限定されないが、120〜220℃が好ましく、特に150〜200℃が好ましい。
前記加圧する圧力は、特に限定されないが、1.5〜5MPaが好ましく、特に2〜4MPaが好ましい。
また、必要に応じて高温漕等で150〜300℃の温度で後硬化を行ってもかまわない。
Although the temperature to heat is not specifically limited, 120-220 degreeC is preferable and especially 150-200 degreeC is preferable.
Although the pressure to pressurize is not particularly limited, it is preferably 1.5 to 5 MPa, and particularly preferably 2 to 4 MPa.
Moreover, you may perform post-curing at the temperature of 150-300 degreeC with a high-temperature soot as needed.

金属層2を構成する金属は、例えば銅または銅系合金、アルミまたはアルミ系合金、鉄または鉄系合金が挙げられる。   Examples of the metal constituting the metal layer 2 include copper or a copper-based alloy, aluminum or an aluminum-based alloy, and iron or an iron-based alloy.

そして、図3の回路基板10の金属層2にエッチング処理等を施すことにより図4〜図6に示すような回路配線21を形成する。   And the circuit wiring 21 as shown in FIGS. 4-6 is formed by performing the etching process etc. to the metal layer 2 of the circuit board 10 of FIG.

図3の回路基板では、複数のプリプレグ1を用いた場合について説明したが、1枚のプリプレグで回路基板を作製しても良い。
また、図3の回路基板では、プリプレグ1の片面のみに金属層2が設けられていたが、両面に設けられていても良い。
In the circuit board of FIG. 3, the case where a plurality of prepregs 1 are used has been described. However, the circuit board may be manufactured using a single prepreg.
Further, in the circuit board of FIG. 3, the metal layer 2 is provided only on one side of the prepreg 1, but it may be provided on both sides.

このような回路基板10の厚さは、特に限定されないが、0.01〜1mmが好ましく、特に0.02〜0.2mm、さらには0.02〜0.1mmが好ましい。厚さが前記範囲内であると、比較的薄い回路基板10においても、回路基板10の面方向の異方性を小さくすることができる。   Although the thickness of such a circuit board 10 is not specifically limited, 0.01-1 mm is preferable, 0.02-0.2 mm is especially preferable, 0.02-0.1 mm is further preferable. When the thickness is within the above range, the anisotropy in the surface direction of the circuit board 10 can be reduced even in the relatively thin circuit board 10.

次に、半導体装置について説明する。
図7に示すように半導体装置100は、上述した回路基板10に設けられた回路配線21に半導体素子4を、半田ボール41を介して搭載して得られる。
従来の回路基板では、面方向での熱膨張係数の異方性により接続信頼性が不十分となる場合があった。そこで、半導体素子と回路基板との間にアンダーフィルと呼ばれる絶縁樹脂を充填して、接続部分を封止、補強していた。
これに対して、本発明の回路基板10を用いると、面方向での熱膨張係数の異方性が小さいことに加え、その値も小さいので半導体素子と回路基板との間にアンダーフィルを充填すること無く接続信頼性を向上することができるものである。また、アンダーフィルを
用いたとしても、そのアンダーフィルは封止する機能を優先して材料の条件を選択すれば良いので(すなわち、補強効果を奏することを要しない)、アンダーフィルの条件等を考慮して選択する際にその範囲を広げることができる。
図4では、半田ボール41を用いて半導体素子4と回路配線21とを接続している実施形態を説明したが、本発明の半導体装置はこれに限定されず、例えばリードフレーム等で半導体素子と回路基板とが接続されていても良い。
Next, a semiconductor device will be described.
As shown in FIG. 7, the semiconductor device 100 is obtained by mounting the semiconductor element 4 via the solder balls 41 on the circuit wiring 21 provided on the circuit board 10 described above.
In the conventional circuit board, the connection reliability may be insufficient due to the anisotropy of the thermal expansion coefficient in the surface direction. Therefore, an insulating resin called underfill is filled between the semiconductor element and the circuit board to seal and reinforce the connection portion.
On the other hand, when the circuit board 10 of the present invention is used, the anisotropy of the thermal expansion coefficient in the plane direction is small, and the value is also small, so an underfill is filled between the semiconductor element and the circuit board. It is possible to improve connection reliability without doing so. Moreover, even if an underfill is used, it is only necessary to select a material condition by giving priority to the sealing function (that is, it is not necessary to provide a reinforcing effect). The range can be expanded when selecting in consideration.
In FIG. 4, the embodiment in which the semiconductor element 4 and the circuit wiring 21 are connected using the solder ball 41 has been described. However, the semiconductor device of the present invention is not limited to this. A circuit board may be connected.

以下、本発明を実施例および比較例により詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。まず、プリント配線板(回路基板)について説明する。
参考例1)
(1)樹脂ワニスの調製
シアネート樹脂としてノボラック型シアネート樹脂(ロンザジャパン社製、プリマセット PT−60、重量平均分子量約2,600)15重量%(以下、%と略す)、エポキシ樹脂としてビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂(日本化薬社製、NC−3000P、エポキシ当量275)8%、フェノール樹脂として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−7851−S、水酸基当量203)7%およびカップリング剤としてエポキシシラン型カップリング剤(日本ユニカー社製、A−187)を後述する無機充填材100重量部に対して0.3重量部(以下、部と略す)をメチルエチルケトンに常温で溶解し、無機充填材として球状溶融シリカSFP−10X(電気化学工業社製、平均粒径0.3μm)20%および球状溶融シリカSO−32R(アドマテックス社製、平均粒径1.5μm)50%を添加し、高速攪拌機を用いて10分攪拌して樹脂ワニスを調製した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention in detail, this invention is not limited to this. First, a printed wiring board (circuit board) will be described.
( Reference Example 1)
(1) Preparation of resin varnish 15% by weight (hereinafter abbreviated as%) of novolak-type cyanate resin (Lonza Japan, Primaset PT-60, weight average molecular weight of about 2,600) as cyanate resin, and biphenyldi as epoxy resin 8% methylene type epoxy resin (Nippon Kayaku Co., Ltd., NC-3000P, epoxy equivalent 275), 7% biphenyldimethylene type phenol resin (Maywa Kasei Co., Ltd., MEH-7785-S, hydroxyl equivalent 203) as a phenol resin, and As a coupling agent, 0.3 part by weight (hereinafter abbreviated as “part”) is dissolved in methyl ethyl ketone at room temperature with respect to 100 parts by weight of an inorganic filler described later as an epoxy silane type coupling agent (Nihon Unicar Co., Ltd., A-187) Spherical fused silica SFP-10X (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., average particle size) 0.3 [mu] m) 20% and spherical fused silica SO-32R (Admatechs Co., was added an average particle size 1.5 [mu] m) 50%, a resin varnish was prepared by stirring 10 minutes using a high speed stirrer.

(2)プリプレグの製造
上述の樹脂ワニスをガラス織布(Eガラスで構成されている平織りの基材、厚さ100μm、縦糸の織密度60本/インチ、横糸の織密度58本/インチ、日東紡績社製、WEA−116E、室温から250℃での熱膨張係数6ppm/℃)に含浸し、120℃の加熱炉で2分間乾燥してワニス固形分(プリプレグ中に樹脂とシリカの占める割合)が約50%のプリプレグを得た。
なお、このプリプレグを200℃×30分間処理して得られた硬化物の面上での30〜150℃での、前記X方向(ガラス織布の縦方向)の熱膨張係数[Ax]は6ppm/℃であり、かつ前記Y方向(ガラス織布の横方向)の熱膨張係数[Ay]は8ppm/℃であった。 ここで、熱膨張係数は、次のように行なった。硬化したプリプレグから縦・横方向それぞれ4mm×20mmのテストピースを切り出し、熱機械分析装置(TAインスツルメント社製TMA2940)を用いてX(縦)・Y(横)方向の熱膨張係数を5℃/分で測定した。
(2) Manufacture of prepreg The above-mentioned resin varnish is made of glass woven fabric (base material of plain weave made of E glass, thickness 100 μm, weft density of warp 60 / inch, weft density of 58 / inch, Nitto Made by Spinning Co., Ltd., WEA-116E, thermal expansion coefficient from room temperature to 250 ° C. at 6 ppm / ° C.), dried in a heating furnace at 120 ° C. for 2 minutes and solidified varnish (ratio of resin and silica in the prepreg) About 50% of the prepreg was obtained.
The thermal expansion coefficient [Ax] in the X direction (longitudinal direction of the glass woven fabric) at 30 to 150 ° C. on the surface of the cured product obtained by treating this prepreg at 200 ° C. for 30 minutes is 6 ppm. The coefficient of thermal expansion [Ay] in the Y direction (lateral direction of the glass woven fabric) was 8 ppm / ° C. Here, the thermal expansion coefficient was performed as follows. Cut out 4 mm x 20 mm test pieces in the vertical and horizontal directions from the cured prepreg, and use a thermomechanical analyzer (TAMA2940, manufactured by TA Instruments) to obtain a thermal expansion coefficient of 5 in the X (vertical) and Y (transverse) directions. Measured at ° C / min.

(3)プリント配線板(回路基板)の製造
上述のプリプレグを1枚、両面に18μmの銅箔を重ねて、圧力4MPa、温度200℃で2時間加熱加圧成形することによって0.1mmの両面銅張りプリント配線板を得た。他の厚さのプリント配線基板は、プリプレグをそれに応じた枚数積層する事によって得た。
(3) Manufacture of printed wiring board (circuit board) One sheet of the above-mentioned prepreg, 18 μm copper foil on both sides, and pressure-molded at a pressure of 4 MPa and a temperature of 200 ° C. for 2 hours for 0.1 mm on both sides A copper-clad printed wiring board was obtained. Printed wiring boards having other thicknesses were obtained by laminating prepregs accordingly.

参考例2)
ガラス織布をWEA−05E(Eガラスで構成されている平織りの基材、厚さ53μm、縦糸の織密度60本/インチ、横糸の織密度47本/インチ、日東紡績社製、室温から250℃での熱膨張係数6ppm/℃)に代えた以外は、参考例1と同様にした。
なお、このプリプレグを230℃×30分間処理して得られた硬化物の面上での30〜150℃での、前記X方向(ガラス織布の縦方向)の熱膨張係数[Ax]は6ppm/℃
であり、かつ前記Y方向(ガラス織布の横方向)の熱膨張係数[Ay]は7ppm/℃であった。
( Reference Example 2)
Glass woven fabric was made of WEA-05E (plain weave base material made of E glass, thickness 53 μm, weft density 60 / inch, weft density 47 / inch, manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd., from room temperature to 250 The same procedure as in Reference Example 1 was performed except that the coefficient of thermal expansion at 6 ° C. was changed to 6 ppm / ° C.
The thermal expansion coefficient [Ax] in the X direction (longitudinal direction of the glass woven fabric) at 30 to 150 ° C. on the surface of the cured product obtained by treating the prepreg with 230 ° C. for 30 minutes is 6 ppm. / ℃
And the coefficient of thermal expansion [Ay] in the Y direction (lateral direction of the glass woven fabric) was 7 ppm / ° C.

(実施例3)
ガラス織布をWTX−116E(Tガラスで構成されている平織りの基材、厚さ100μm、縦糸の織密度60本/インチ、横糸の織密度58本/インチ、日東紡績社製、室温から250℃での熱膨張係数3ppm/℃)に代えて、樹脂ワニスの配合を以下のようにした以外は、参考例1と同様にした。
ノボラック型シアネート樹脂(プリマセット PT−60)20%、ビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂(NC−3000P)11%、ビフェニルジメチレン型フェノール樹脂(MEH−7851−S)9%およびエポキシシラン型カップリング剤(A−187)0.3部をメチルエチルケトンに常温で溶解し、球状溶融シリカSFP−10X(電気化学工業社製、平均粒径0.3μm)10%および球状溶融シリカSO−32R(アドマテックス社製、平均粒径1.5μm)50%を添加した。
なお、このプリプレグを230℃×30分間処理して得られた硬化物の面上での30〜150℃での、前記X方向(ガラス織布の縦方向)の熱膨張係数[Ax]は5ppm/℃であり、かつ前記Y方向(ガラス織布の横方向)の熱膨張係数[Ay]は6ppm/℃であった。
(Example 3)
A glass woven fabric is WTX-116E (a plain weave base made of T glass, thickness 100 μm, weft density of 60 yarns / inch, weft yarn density of 58 yarns / inch, manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd., from room temperature to 250 The same procedure as in Reference Example 1 was conducted except that the resin varnish was mixed as follows instead of the coefficient of thermal expansion at 3 ° C./° C.).
Novolac type cyanate resin (Primerset PT-60) 20%, biphenyl dimethylene type epoxy resin (NC-3000P) 11%, biphenyl dimethylene type phenol resin (MEH-7851-S) 9% and epoxy silane type coupling agent (A-187) 0.3 part is dissolved in methyl ethyl ketone at room temperature, 10% spherical fused silica SFP-10X (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., average particle size 0.3 μm) and spherical fused silica SO-32R (Admatechs) Manufactured, average particle size 1.5 μm) was added.
The thermal expansion coefficient [Ax] in the X direction (longitudinal direction of the glass woven fabric) at 30 to 150 ° C. on the surface of the cured product obtained by treating the prepreg with 230 ° C. for 30 minutes is 5 ppm. The coefficient of thermal expansion [Ay] in the Y direction (lateral direction of the glass woven fabric) was 6 ppm / ° C.

(実施例4)
ガラス織布をWTX−05E(Tガラスで構成されている平織りの基材、厚さ53μm、縦糸の織密度60本/インチ、横糸の織密度47本/インチ、日東紡績社製、室温から250℃での熱膨張係数3ppm/℃)に代えた以外は、実施例3と同様にした。
なお、このプリプレグを200℃×30分間処理して得られた硬化物の面上での30〜150℃での、前記X方向の熱膨張係数[Ax]は5ppm/℃であり、かつ前記Y方向の熱膨張係数[Ay]は7ppm/℃であった。
Example 4
WTX-05E (a plain weave base material made of T glass, thickness 53 μm, warp weaving density 60 / inch, weft weaving density 47 / inch, manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd., from room temperature to 250 Example 3 was performed except that the coefficient of thermal expansion at 3 ° C. was changed to 3 ppm / ° C.
The thermal expansion coefficient [Ax] in the X direction at 30 to 150 ° C. on the surface of the cured product obtained by treating this prepreg at 200 ° C. for 30 minutes is 5 ppm / ° C. , and Y The coefficient of thermal expansion [Ay] in the direction was 7 ppm / ° C.

参考例5)
樹脂ワニスの配合を以下の通りにした以外は、参考例1と同様にした。
ノボラック型シアネート樹脂(プリマセット PT−60)5%、ビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂(NC−3000P)20%、ビフェニルジメチレン型フェノール樹脂(MEH−7851−S)15%、及びエポキシシラン型カップリング剤(A−187)0.3部をメチルエチルケトンに常温で溶解し、球状溶融シリカ(SFP−10X)10%および球状溶融シリカ(SO−32R)50%を添加した。
なお、このプリプレグを200℃×30分間処理して得られた硬化物の面上での30〜150℃での、前記X方向の熱膨張係数[Ax]は9ppm/℃であり、かつ前記Y方向の熱膨張係数[Ay]は10ppm/℃であった。
( Reference Example 5)
The same procedure as in Reference Example 1 was conducted except that the resin varnish was mixed as follows.
Novolac-type cyanate resin (Primerset PT-60) 5%, biphenyldimethylene-type epoxy resin (NC-3000P) 20%, biphenyldimethylene-type phenolic resin (MEH-7851-S) 15%, and epoxysilane-type coupling 0.3 parts of the agent (A-187) was dissolved in methyl ethyl ketone at room temperature, and 10% spherical fused silica (SFP-10X) and 50% spherical fused silica (SO-32R) were added.
The thermal expansion coefficient [Ax] in the X direction at 30 to 150 ° C. on the surface of the cured product obtained by treating this prepreg at 200 ° C. for 30 minutes is 9 ppm / ° C. , and Y The thermal expansion coefficient [Ay] in the direction was 10 ppm / ° C.

参考例6)
ガラス織布をWTX116E(厚み100μm、日東紡績社製)とし、シアネート樹脂としてビスフェノールA型シアネート樹脂(AroCy B−30、住友化学社製)を用いた以外は、参考例1と同様にした。
なお、このプリプレグを200℃×30分間処理して得られた硬化物の面上での30〜150℃での、前記X方向の熱膨張係数[Ax]は7ppm/℃であり、かつ前記Y方向の熱膨張係数[Ay]は9ppm/℃であった。
( Reference Example 6)
The same procedure as in Reference Example 1 was conducted except that the glass woven fabric was WTX116E (thickness 100 μm, manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd.) and bisphenol A type cyanate resin ( AroCy B-30, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) was used as the cyanate resin.
The thermal expansion coefficient [Ax] in the X direction at 30 to 150 ° C. on the surface of the cured product obtained by treating the prepreg with 200 ° C. for 30 minutes is 7 ppm / ° C. , and Y The thermal expansion coefficient [Ay] in the direction was 9 ppm / ° C.

参考例7)
ビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂を以下の通りにした以外は、実施例3と同様にした。ビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂に代えて、ノボラック型エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業社製、エピクロン N−775、エポキシ当量190)を用いた。
なお、このプリプレグを200℃×30分間処理して得られた硬化物の面上での30〜150℃での、前記X方向の熱膨張係数[Ax]は8ppm/℃であり、かつ前記Y方向の熱膨張係数[Ay]は9ppm/℃であった。
( Reference Example 7)
The same procedure as in Example 3 was performed except that the biphenyldimethylene type epoxy resin was changed as follows. In place of the biphenyl dimethylene type epoxy resin, a novolak type epoxy resin (Dainippon Ink Chemical Industries, Epicron N-775, epoxy equivalent 190) was used.
The thermal expansion coefficient [Ax] in the X direction at 30 to 150 ° C. on the surface of the cured product obtained by treating this prepreg at 200 ° C. for 30 minutes is 8 ppm / ° C. , and Y The thermal expansion coefficient [Ay] in the direction was 9 ppm / ° C.

参考例8)
ビフェニルジメチレン型フェノール樹脂およびガラス織布を以下の通りにした以外は、実施例4と同様にした。ビフェニルジメチレン型フェノール樹脂に代えて、ノボラック樹脂(住友ベークライト社製、PR−51714、水酸基当量103)を用い、ガラス織布(WTX−05E)に代えて、ガラス織布(WEA−116E)を用いた。
なお、このプリプレグを200℃×30分間処理して得られた硬化物の面上での30〜150℃での、前記X方向の熱膨張係数[Ax]は8ppm/℃であり、かつ前記Y方向の熱膨張係数[Ay]は9ppm/℃であった。
( Reference Example 8)
The same procedure as in Example 4 was conducted except that the biphenyldimethylene type phenol resin and the glass woven fabric were changed as follows. Instead of biphenyldimethylene type phenolic resin, novolak resin (manufactured by Sumitomo Bakelite, PR-51714, hydroxyl equivalent 103) is used, and glass woven fabric (WEA-116E) is used instead of glass woven fabric (WTX-05E). Using.
The thermal expansion coefficient [Ax] in the X direction at 30 to 150 ° C. on the surface of the cured product obtained by treating this prepreg at 200 ° C. for 30 minutes is 8 ppm / ° C. , and Y The thermal expansion coefficient [Ay] in the direction was 9 ppm / ° C.

(実施例9)
球状溶融シリカを以下の通りにした以外は、実施例3と同様にした。球状溶融シリカSFP−10XおよびSO−32Rに代えて、FB−5SDX(電気化学工業社製、平均粒径5μm)を用いた。
なお、このプリプレグを200℃×30分間処理して得られた硬化物の面上での30〜150℃での、前記X方向の熱膨張係数[Ax]は7ppm/℃であり、かつ前記Y方向の熱膨張係数[Ay]は8ppm/℃であった。
Example 9
Example 3 was repeated except that the spherical fused silica was changed as follows. Instead of the spherical fused silica SFP-10X and SO-32R, FB-5SDX (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., average particle size 5 μm) was used.
The thermal expansion coefficient [Ax] in the X direction at 30 to 150 ° C. on the surface of the cured product obtained by treating the prepreg with 200 ° C. for 30 minutes is 7 ppm / ° C. , and Y The thermal expansion coefficient [Ay] in the direction was 8 ppm / ° C.

(比較例1)
樹脂ワニスの配合を以下の通りにした以外は、参考例1と同様にした。
ビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂(NC−3000P)23%、ビフェニルジメチレン型フェノール樹脂(MEH−7851−S)17%、硬化助剤2−メチルイミダゾール(四国化成工業社製、2MZ)0.4部およびエポキシシラン型カップリング剤(A−187)0.3部をメチルエチルケトンに常温で溶解し、球状溶融シリカ(SFP−10X)10%および球状溶融シリカ(SO−32R)50%を添加した。
なお、このプリプレグを200℃×30分間処理して得られた硬化物の面上での30〜150℃での、前記X方向の熱膨張係数[Ax]は14ppm/℃であり、かつ前記Y方向の熱膨張係数[Ay]は16ppm/℃であった。
(Comparative Example 1)
The same procedure as in Reference Example 1 was conducted except that the resin varnish was mixed as follows.
Biphenyl dimethylene type epoxy resin (NC-3000P) 23%, biphenyl dimethylene type phenol resin (MEH-7851-S) 17%, curing aid 2-methylimidazole (manufactured by Shikoku Chemicals Co., Ltd., 2MZ) 0.4 part In addition, 0.3 part of an epoxy silane type coupling agent (A-187) was dissolved in methyl ethyl ketone at room temperature, and 10% spherical fused silica (SFP-10X) and 50% spherical fused silica (SO-32R) were added.
The thermal expansion coefficient [Ax] in the X direction at 30 to 150 ° C. on the surface of the cured product obtained by treating this prepreg with 200 ° C. for 30 minutes is 14 ppm / ° C. , and Y The thermal expansion coefficient [Ay] in the direction was 16 ppm / ° C.

(比較例2)
樹脂ワニスの配合を以下の通りにした以外は、実施例3と同様にした。
ノボラック型シアネート樹脂(プリマセット PT−60)20%、ビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂(NC−3000P)28%、ビフェニルジメチレン型フェノール樹脂(MEH−7851−S)22%、球状溶融シリカ(SFP−10X)10%及び球状溶融シリカ(SO−32R)20%を添加した。
なお、このプリプレグを200℃×30分間処理して得られた硬化物の面上での30〜150℃での、前記X方向の熱膨張係数[Ax]は16ppm/℃であり、かつ前記Y方向の熱膨張係数[Ay]は18ppm/℃であった。
(Comparative Example 2)
The same procedure as in Example 3 was followed, except that the resin varnish was blended as follows.
Novolac-type cyanate resin (Primerset PT-60) 20%, biphenyldimethylene-type epoxy resin (NC-3000P) 28%, biphenyldimethylene-type phenolic resin (MEH-7851-S) 22%, spherical fused silica (SFP-) 10%) and 10% spherical fused silica (SO-32R) were added.
The thermal expansion coefficient [Ax] in the X direction at 30 to 150 ° C. on the surface of the cured product obtained by treating this prepreg at 200 ° C. for 30 minutes is 16 ppm / ° C. , and Y The thermal expansion coefficient [Ay] in the direction was 18 ppm / ° C.

実施例および比較例で得られたプリント配線板について、以下の評価を行った。評価項目を、評価方法と共に示す。得られた結果を表1に示す。
1.反り量
厚さ0.4mmのプリント配線を作製し、一辺に44個、0.2mm間隔のバンプ(0.1mm径、SnAg)を介して、TEGチップ(一辺10mm、厚さ0.55mm)を搭載し、チップの反り量を測定した。
The following evaluation was performed about the printed wiring board obtained by the Example and the comparative example. The evaluation items are shown together with the evaluation method. The obtained results are shown in Table 1.
1. Warpage amount Printed wiring with a thickness of 0.4 mm was prepared, and 44 TEG chips (side 10 mm, thickness 0.55 mm) were inserted through 44 bumps (0.1 mm diameter, SnAg) at intervals of 0.2 mm. The chip was mounted and the amount of warpage of the chip was measured.

2.ガラス転移温度
厚さ0.6mmのプリント配線板を全面エッチングし、得られた積層板から10mm×60mmのテストピースを切り出し、TAインスツルメント社製動的粘弾性測定装置DMA983を用いて3℃/分で昇温し、tanδのピーク位置をガラス転移温度とした。
2. Glass transition temperature A printed wiring board having a thickness of 0.6 mm is etched on the entire surface, a test piece of 10 mm × 60 mm is cut out from the obtained laminate, and 3 ° C. using a dynamic viscoelasticity measuring apparatus DMA983 manufactured by TA Instruments. The temperature was increased at a rate of / min, and the peak position of tan δ was defined as the glass transition temperature.

3.難燃性
UL−94規格に従い、1.0mm厚のテストピースを垂直法により測定した。
3. Flame retardance According to the UL-94 standard, a 1.0 mm thick test piece was measured by the vertical method.

4.吸水率
厚さ0.6mmの両面プリント配線板を全面エッチングし、得られた積層板から50mm×50mmのテストピースを切り出し、JIS C6481に従い測定した。
4). Water absorption: A double-sided printed wiring board having a thickness of 0.6 mm was entirely etched, and a 50 mm × 50 mm test piece was cut out from the obtained laminate and measured according to JIS C6481.

5.吸湿半田耐熱性
厚さ0.6mmの両面プリント配線板から50mm×50mmに切り出し、JIS C
6481に従い半面エッチングを行ってテストピースを作成した。125℃のプレッシャークッカーで処理した後、260℃の半田槽に銅箔面を下にして浮かべ、180秒後に膨れが発生する処理時間を計測した。
5. Moisture-absorbing solder heat resistance Cut out to 50mm x 50mm from double-sided printed wiring board with a thickness of 0.6mm.
A test piece was prepared by half-etching according to 6481. After processing with a 125 ° C. pressure cooker, the copper foil surface was floated in a 260 ° C. solder bath, and the processing time during which swelling occurred after 180 seconds was measured.

6.回路配線の設計
回路配線の設計の自由度は、銅箔をエッチングしてテストパターンを形成して加熱処理後のパターンのずれ等を評価した。各符号は、以下の通りである。
◎:配線のずれが、配線幅の1/3以下である。
○:配線のずれが、配線幅の1/3を超え、1/2以下である。
△:配線のずれが、配線幅の1/2を超え、2/3以下である。
×:配線のずれが、配線幅の2/3を超える。
6). Design of circuit wiring The degree of freedom in designing circuit wiring was evaluated by measuring pattern deviation after heat treatment by etching a copper foil to form a test pattern. Each code is as follows.
(Double-circle): The shift | offset | difference of wiring is 1/3 or less of wiring width.
○: The displacement of the wiring exceeds 1/3 of the wiring width and is 1/2 or less.
(Triangle | delta): The shift | offset | difference of wiring exceeds 1/2 of wiring width, and is 2/3 or less.
X: The displacement of the wiring exceeds 2/3 of the wiring width.

表1から明らかなように、実施例4および実施例9は、反り量が小さく、回路配線の設計の自由度が高かった。
また、実施例4および実施例9は、ガラス転移温度が高く、難燃性も高かった。
また、実施例および実施例9は、吸水率が低く、吸湿半田耐熱性にも優れていた。
As apparent from Table 1, Examples 3 to 4 and Example 9 had a small amount of warpage and a high degree of freedom in designing circuit wiring.
In addition, Examples 3 to 4 and Example 9 had a high glass transition temperature and high flame retardancy.
Further, Examples 3 to 4 and Example 9 had a low water absorption rate and were excellent in moisture absorption solder heat resistance.

次に、半導体装置の実施例および比較例について説明する。
実施例4および実施例9および比較例1、2で得られた回路基板に、Pb36重量%−Sn64重量%の共晶半田ペーストを印刷法にて印刷した。接続部の大きさはφ0.08mm、ピッチ0.16mmにてマトリックス状に配設した。
その後、一辺に44個、0.16mm間隔、φ0.08mmの共晶半田ボールを介して、TEGチップ(一辺10mm、厚さ0.55mm)を位置合わせして載置し、リフロー処理を行い、半導体装置を作製した。
得られた半導体装置について、接続信頼性を評価したところ実施例4および実施例9で得られた半導体装置については優れた接続信頼性が確認された。
Next, examples and comparative examples of the semiconductor device will be described.
A eutectic solder paste of 36% by weight of Pb-64% by weight of Sn was printed on the circuit boards obtained in Examples 3 to 4, Example 9 and Comparative Examples 1 and 2 by a printing method. The connecting portions were arranged in a matrix with a diameter of 0.08 mm and a pitch of 0.16 mm.
Then, TEG chips (side 10mm, thickness 0.55mm) are aligned and placed through eutectic solder balls of 44, 0.16mm spacing, φ0.08mm on one side, and reflow processing is performed. A semiconductor device was manufactured.
When the connection reliability of the obtained semiconductor device was evaluated, excellent connection reliability was confirmed for the semiconductor devices obtained in Examples 3 to 4 and Example 9.

本発明のプリプレグは回路基板に好適に用いることができ、特に半導体素子が搭載される半導体素子搭載用回路基板に好適に用いることができる。
本発明の半導体装置は、高い接続信頼性が要求されるような用途に好適に用いることができる。
The prepreg of the present invention can be suitably used for a circuit board, and in particular, can be suitably used for a semiconductor element mounting circuit board on which a semiconductor element is mounted.
The semiconductor device of the present invention can be suitably used for applications that require high connection reliability.

プリプレグの一例を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of a prepreg typically. 回路基板を製造する過程の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the process which manufactures a circuit board. 回路基板の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of a circuit board. 回路配線が形成された回路基板の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the circuit board in which the circuit wiring was formed. 回路配線が形成された回路基板の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the circuit board in which the circuit wiring was formed. 回路配線が形成された回路基板の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the circuit board in which the circuit wiring was formed. 半導体装置の一例を示す側面図である。It is a side view which shows an example of a semiconductor device.

1 プリプレグ
1a プリプレグ
1b プリプレグ
1c プリプレグ
1d プリプレグ
2 金属層
21 回路配線
4 半導体素子
41 半田ボール
10 回路基板
100 半導体装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Prepreg 1a Prepreg 1b Prepreg 1c Prepreg 1d Prepreg 2 Metal layer 21 Circuit wiring 4 Semiconductor element 41 Solder ball 10 Circuit board 100 Semiconductor device

Claims (6)

シアネート樹脂と、無機充填材とを含む樹脂組成物を繊維基材に含浸させてなるプリプ
レグであって、
前記シアネート樹脂の含有量が樹脂組成物全体の5〜0重量%であり、
前記無機充填材の含有量が樹脂組成物全体の50〜80重量%であり、
前記繊維基材を構成する主な繊維がガラス繊維であり、
前記ガラス繊維を構成するガラスがTガラス又はSガラスであり、
前記プリプレグの面上で互いに直行するX、Y方向を設定したとき、前記プリプレグを硬化してなる硬化物の30〜150℃での、前記X方向の熱膨張係数[Ax]が3ppm/℃以上8ppm/℃以下であり、かつ前記Y方向の熱膨張係数[Ay]が3ppm/℃以上8ppm/℃以下であることを特徴とするプリプレグ。
A prepreg obtained by impregnating a fiber base material with a resin composition containing a cyanate resin and an inorganic filler,
The content of the cyanate resin is a 5-5 0% by weight of the total resin composition,
The content of the inorganic filler is 50 to 80% by weight of the entire resin composition,
The main fibers constituting the fiber base material are glass fibers,
The glass constituting the glass fiber is T glass or S glass,
When the X and Y directions orthogonal to each other are set on the surface of the prepreg, the thermal expansion coefficient [Ax] in the X direction at 30 to 150 ° C. of the cured product obtained by curing the prepreg is 3 ppm / ° C. or more. A prepreg characterized by having a thermal expansion coefficient [Ay] in the Y direction of 3 ppm / ° C. or higher and 8 ppm / ° C. or lower.
前記繊維基材は、縦糸と横糸とを平織りしたものである請求項1に記載のプリプレグ。   The prepreg according to claim 1, wherein the fiber base material is a plain weave of warp and weft. 前記X方向は前記繊維基材を構成する繊維の縦糸方向であり、前記Y方向は前記繊維基材を構成する繊維の横糸方向である請求項1または2に記載のプリプレグ。   The prepreg according to claim 1 or 2, wherein the X direction is a warp direction of fibers constituting the fiber base material, and the Y direction is a weft direction of fibers constituting the fiber base material. 前記X方向の熱膨張係数[Ax]と、前記Y方向の熱膨張係数[Ay]との差の絶対値が5ppm/℃以下である請求項1ないし3のいずれか一項に記載のプリプレグ。   The prepreg according to any one of claims 1 to 3, wherein an absolute value of a difference between the thermal expansion coefficient [Ax] in the X direction and the thermal expansion coefficient [Ay] in the Y direction is 5 ppm / ° C or less. 請求項1ないし4のいずれか一項に記載のプリプレグの硬化物を有する回路基板。   The circuit board which has the hardened | cured material of the prepreg as described in any one of Claim 1 thru | or 4. 請求項5に記載の回路基板に半導体素子が搭載されていることを特徴とする半導体装置。   A semiconductor device, wherein a semiconductor element is mounted on the circuit board according to claim 5.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101103451B1 (en) * 2007-01-29 2012-01-09 스미토모 베이클리트 컴퍼니 리미티드 Multilayer body, method for producing substrate, substrate and semiconductor device
JP2009016818A (en) * 2007-07-04 2009-01-22 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd Multilayer printed circuit board and method of manufacturing the same
JP2009067852A (en) * 2007-09-11 2009-04-02 Sumitomo Bakelite Co Ltd Insulation resin sheet impregnated with glass fiber woven fabric, laminated plate, multilayered printed wiring board, and semiconductor device
JP5428232B2 (en) * 2008-07-24 2014-02-26 住友ベークライト株式会社 Prepreg, laminated board, multilayer printed wiring board, and semiconductor device
JP5056787B2 (en) * 2009-03-31 2012-10-24 住友ベークライト株式会社 Laminated board, multilayer printed wiring board, and semiconductor device
JP5625637B2 (en) * 2010-09-02 2014-11-19 住友ベークライト株式会社 Light source device and electronic apparatus
US9512329B2 (en) 2011-05-27 2016-12-06 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Resin composition, prepreg, and laminate
JP2013110320A (en) * 2011-11-22 2013-06-06 Sumitomo Bakelite Co Ltd Temporary substrate for manufacturing metal foil clad substrate and manufacturing method for metal foil clad substrate
JP2014111719A (en) * 2012-11-12 2014-06-19 Panasonic Corp Laminate, metal-clad laminate, printed wiring board, and multilayer printed wiring board

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2744866B2 (en) * 1992-03-31 1998-04-28 旭シュエーベル株式会社 Laminates for printed circuit boards
JPH10173345A (en) * 1996-12-10 1998-06-26 Hitachi Chem Co Ltd Multilayer printed wiring board
JPH11107111A (en) * 1997-10-02 1999-04-20 Nitto Boseki Co Ltd Glass woven fabric base material for printed wiring board
JP4322463B2 (en) * 2002-03-20 2009-09-02 住友ベークライト株式会社 Copper-clad laminate prepreg and copper-clad laminate
JP2004223864A (en) * 2003-01-23 2004-08-12 Sumitomo Bakelite Co Ltd Method for continuously producing laminated plate
JP2004307811A (en) * 2003-03-26 2004-11-04 Sumitomo Bakelite Co Ltd Plastic substrate for display element
JP3838250B2 (en) * 2004-09-02 2006-10-25 株式会社日立製作所 Laminated board and multilayer printed circuit board

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