JP5392373B2 - 配線板および該配線板に用いられるソルダーレジスト用絶縁樹脂組成物 - Google Patents
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Description
近年、電子機器の更なる小型化、大容量化に伴い、より一層の多層ビルドアップ配線板の薄型化、配線の微細化が進むことから、ソルダーレジスト層に対する要求が厳しくなってきている。半田パッド用開口部を形成するには、従来の写真法では、散乱光の影響により、微細な開口部を形成することが難しくなっておきており、レーザーによる開口が(例えば、特許文献1参照。)行われている。レーザー開口に伴いエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を用いることが考えられている。しかし鉛フリー化に伴う、実装工程における半田リフロー温度の上昇に伴い、熱時のクラックが発生しやすくなる恐れがあり、特に配線板の薄型化に伴い、絶縁層とソルダーレジスト層の間に大きな線膨張係数を有する場合、両者の線膨張係数の相違に起因して生じる応力により熱衝撃性試験などの試験においてクラックが懸念され、耐湿性を含めた信頼性などの向上が望まれている。
[1]導体回路が設けられた絶縁樹脂層と、ソルダーレジスト層とを含んでなる配線板であって、前記ソルダーレジスト層は前記導体回路と相対する位置に開口部を有するものであり、前記絶縁樹脂層と前記ソルダーレジスト層とが、絶縁樹脂と無機充填材とを含む絶縁樹脂組成物より構成されたものであり、前記ソルダーレジスト層と前記絶縁樹脂層を構成する前記絶縁樹脂組成物の硬化物は各々25℃以上のガラス転移温度を有しており、
前記絶縁樹脂層および前記ソルダーレジスト層を構成する前記絶縁樹脂組成物が、前記絶縁樹脂としてエポキシ樹脂、フェノキシ樹脂およびシアネート樹脂を含み、
前記ソルダーレジスト層と前記絶縁樹脂層を構成する前記絶縁樹脂組成物の硬化物の25℃以上ガラス転移温度以下における線膨張係数差が5ppm/K以下であって、
前記ソルダーレジスト層を構成する前記絶縁樹脂組成物の硬化物の25℃以上ガラス転移温度以下における線膨張係数α1が35ppm/K以下である、配線板。
[2]前記ソルダーレジスト層を構成する前記絶縁樹脂組成物中の前記無機充填材の含有量が、前記絶縁樹脂組成物全体の20〜70重量%である上記[1]に記載の配線板。
[3]前記ソルダーレジスト層を構成する前記絶縁樹脂組成物の硬化物の25℃以上ガラス転移温度以下における線膨張係数α1とガラス転移温度以上における線膨張係数α2との差(α2−α1)が50ppm/K以下である上記[1]または[2]に記載の配線板。
[4]前記絶縁樹脂層を構成する前記絶縁樹脂組成物の硬化物の25℃以上ガラス転移温度以下における線膨張係数α1とガラス転移温度以上における線膨張係数α2との差(α2−α1)が50ppm/K以下である上記[1]〜[3]のいずれか1項に記載の配線板。
[5]前記ソルダーレジスト層を構成する前記絶縁樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度が200℃以上である上記[1]〜[4]のいずれか1項に記載の配線板。
[6]前記開口部がレーザー加工により形成される上記[1]〜[5]のいずれか1項に記載の配線板。
[7]前記ソルダーレジスト層を構成する該絶縁樹脂組成物中に含まれるNaイオンおよび塩素イオンがそれぞれ10ppm以下である上記[1]〜[3]のいずれか1項に記載の配線板。
[8]前記ソルダーレジスト層を構成する該絶縁樹脂組成物中に、着色剤としてハロゲンを含まない青色顔料とハロゲンを含まない黄色顔料および/またはハロゲンを含まない橙色顔料とを含むものである、上記[1]〜[7]のいずれか1項に記載の配線板。
[9]前記ハロゲンを含まない黄色顔料および/またはハロゲンを含まない橙色顔料の合計量と、前記ハロゲンを含まない青色顔料の量とが、重量比1:10〜10:1割合で調合された着色剤である、上記[8]に記載の配線板。
[10]前記ハロゲンを含まない黄色顔料がベンズイミダゾロンイエローである上記[8]または[9]に記載の配線板。
[11]前記ハロゲンを含まない青色顔料が銅フタロシアニンブルーである上記[8]〜[10]のいずれか1項に記載の配線板。
[12]前記着色剤の含有量が、ソルダーレジストを構成する該絶縁樹脂組成物に対して0.01〜5重量%である上記[8]〜[11]のいずれか1項に記載の配線板。
[13]前記絶縁樹脂層または前記ソルダーレジスト層を構成する前記絶縁樹脂組成物が、イミダゾール化合物をさらに含む[1]〜[12]のいずれか1項に記載の配線板。
[14][1]〜[13]のいずれか1項に記載された配線板に用いられる、ソルダーレジスト用絶縁樹脂組成物。
本発明の配線板を用いた具体例としては、半導体搭載用の多層ビルドアップ配線板が挙げられるが、ここでは多層ビルドアップ配線板の一例を、図を用いて説明する。
上記多層ビルドアップ配線板の一方の最外層に設けられた開口部には、半導体チップの電極と接続するための半田ボールを搭載し、これを介して、半導体チップの電極と半田接合をすることができ、もう一方の最外層に設けられた開口部には、マザーボードと接続するための半田ボールを搭載し、これを介して、半導体チップが搭載された多層ビルドアップ配線板をマザーボードと接続することができる。
まず、スルーホールを有する100μm厚コア基板0を用意し、セミアディティブ法などの方法により、前記スルーホール上に導体回路を形成する。
次いで、前記導体回路形成面に、絶縁樹脂組成物から構成される絶縁樹脂層を形成し、前記絶縁樹脂層における導体回路上の層間接続用導体ポストを形成する位置に、貫通孔を設け、前記貫通孔に導電体を充填して層間接続用導体ポストを形成する。
前記ソルダーレジスト層として、ソルダーレジスト層と絶縁樹脂層を構成する絶縁樹脂組成物の硬化物の25℃以上ガラス転移温度以下における線膨張係数差は20ppm/K以下が好ましく、さらに好ましくは10ppm/K以下であり、さらには前記ソルダーレジスト層を構成する絶縁樹脂組成物の硬化物の25℃以上ガラス転移温度以下における線膨張係数α1とガラス転移温度以上における線膨張係数α2との差(α2−α1)は50ppm/K以下であることが好ましく、さらに好ましくは40ppm/K以下である。さらには、前記絶縁樹脂層を構成する絶縁樹脂組成物の硬化物の25℃以上ガラス転移温度以下における線膨張係数α1とガラス転移温度以上における線膨張係数α2との差(α2−α1)は50ppm/K以下であることが好ましく、さらに好ましくは40ppm/K以下である。また、ソルダーレジスト層を構成する絶縁樹脂組成物は、該絶縁樹脂組成物中に含まれるNaイオンおよび塩素イオンがそれぞれ10ppm以下であることが好ましく、さらに8ppm以下であることが好ましい。またその硬化物のガラス転移温度が200℃以上であることがさらに好ましい。
絶縁樹脂層に用いられる樹脂組成物は、絶縁樹脂と無機充填材とを含む絶縁樹脂組成物より構成されたものであり、絶縁樹脂は、特に限定されないが、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物で構成されていることが好ましい。これにより、絶縁樹脂層の耐熱性を向上することができる。
これらの中の1種類を単独で用いることもできるし、異なる重量平均分子量を有する2種類以上を併用したり、1種類または2種類以上と、それらのプレポリマーを併用したりすることもできる。
またこれらの中でも、特にシアネート樹脂(シアネート樹脂のプレポリマーを含む)が好ましい。これにより、絶縁樹脂層の熱膨張係数を小さくすることができる。さらに、絶縁樹脂層の電気特性(低誘電率、低誘電正接)、機械強度などにも優れる。
ソルダーレジスト層を形成する樹脂組成物は、絶縁樹脂と無機充填材とを含む絶縁樹脂組成物より構成されたものであり、絶縁樹脂は、特に限定されないが、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物で構成されていることが好ましい。これにより、絶縁樹脂層の耐熱性を向上することができる。
絶縁樹脂として用いられる熱硬化性樹脂は、例えばフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂などのノボラック型フェノール樹脂、未変性のレゾールフェノール樹脂、桐油、アマニ油、クルミ油などで変性した油変性レゾールフェノール樹脂などのレゾール型フェノール樹脂などのフェノール樹脂、ビスフェノールAエポキシ樹脂、ビスフェノールFエポキシ樹脂、ビスフェノールE型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールZ型エポキシ樹脂、ビスフェノールP型エポキシ樹脂、ビスフェノールM型エポキシ樹脂などのビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、アリールアルキレン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、フェノキシ型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ノルボルネン型エポキシ樹脂、アダマンタン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂などのエポキシ樹脂、ユリア(尿素)樹脂、メラミン樹脂などのトリアジン環を有する樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾオキサジン環を有する樹脂、シアネート樹脂などが挙げられる。
これらの中の1種類を単独で用いることもできるし、異なる重量平均分子量を有する2種類以上を併用したり、1種類または2種類以上と、それらのプレポリマーを併用したりすることもできる。
またこれらの中でも、特にシアネート樹脂(シアネート樹脂のプレポリマーを含む)が好ましい。これにより、絶縁樹脂層の熱膨張係数を小さくすることができる。さらに、絶縁樹脂層の電気特性(低誘電率、低誘電正接)、機械強度などにも優れる。
前記エポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールAエポキシ樹脂、ビスフェノールFエポキシ樹脂、ビスフェノールE型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールZ型エポキシ樹脂、ビスフェノールP型エポキシ樹脂、ビスフェノールM型エポキシ樹脂などのビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、キシリレン型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂などのアリールアルキレン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、フェノキシ型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ノルボルネン型エポキシ樹脂、アダマンタン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂などが挙げられる。ここで、実質的にハロゲン原子を含まないとは、例えば、エポキシ樹脂のハロゲン原子の含有量が0.15重量%以下(JPCA−ES01−2003)のものをいう。
これらの中でも、ビフェニル骨格と、ビスフェノールS骨格、ビスフェノールA骨格、ビスフェノールF骨格を有するものを用いることが好ましい。ビフェニル骨格が有する剛直性によりガラス転移温度を高くすることができ、ビスフェノールS骨格により難燃性が向上し、ビスフェノールA骨格、ビスフェノールF骨格により可とう性が向上する。
これら硬化促進剤の中でも特にイミダゾール化合物が好ましい。特に1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール、および、2−エチル−4−メチルイミダゾールから選ばれるイミダゾール化合物であることが好ましい。これにより、吸湿半田耐熱性を向上させることができる。そして、上記イミダゾール化合物は、特に限定されないが、上記シアネート樹脂、エポキシ樹脂、製膜性樹脂成分との相溶性を有することが望ましい。上記イミダゾール化合物の含有量としては特に限定されないが、上記シアネート樹脂とエポキシ樹脂との合計に対して、0.01〜5重量%が好ましく、特に0.05〜3重量%が好ましい。これにより、特に耐熱性を向上させることができる。
無機充填材の平均粒子径が上記下限値未満であると、本発明の樹脂組成物を用いて樹脂ワニスを調製する際に、樹脂ワニスの粘度が高くなるため、作業性に影響を与える場合がある。一方、上記上限値を超えると、樹脂ワニス中で無機充填材の沈降などの現象が起こる場合がある。無機充填材の平均粒子径を上記範囲内とすることにより、これらの特性のバランスに優れたものとすることができる。
上記無機充填材の含有量として特に限定されないが、樹脂組成物全体の20〜70重量%であることが好ましい。さらに好ましくは30〜60重量%である。
無機充填材の含有量が上記下限値未満であると、低熱膨脹性、低吸水性を付与する効果が低下する場合がある。また、上記上限値を超えると、樹脂組成物の流動性の低下により絶縁樹脂層の成形性が低下することがある。無機充填材の含有量を上記範囲内とすることにより、これらの特性のバランスに優れたものとすることができる。
前記着色剤に含まれる、青色顔料としては、その化合物構造中に、ハロゲン原子を含まない青色顔料であれば特に限定されるものでない。
また着色剤がソルダーレジスト樹脂組成物中に含まれる割合としてはソルダーレジスト樹脂組成物中の0.01重量%〜10重量%が好ましく、さらに好ましくは0.1重量%〜5重量%である。0.01重量%未満であると色合いが薄く、ソルダーレジスト下の回路が容易に見える。10重量%より多く添加した場合、色が濃くなりレーザー開口するさいにパッドをレーザー照射装置で認識できなくなる。
また、本発明のソルダーレジスト層を形成する樹脂組成物は、Naイオン、塩素イオンは各々10ppm以下であることが好ましい。これにより、樹脂組成物の耐湿信頼性、特に高温加湿時の耐イオンマイグレーション性が向上する。
半導体チップが搭載された基板においては、半導体チップ3は前記ソルダーレジスト層の開口部上に搭載され、さらに熱履歴をかけることで、前記半導体チップの半田バンプ3aと、絶縁樹脂層の導体回路1bとの接続を行うことができる。さらに、前記半導体チップ3と前記ソルダーレジスト層2の間隙に、一般的な方法により、アンダーフィル4を充填して、半導体チップを搭載した基板を得ることができる。
ソルダーレジスト層および絶縁樹脂層を構成する絶縁樹脂組成物の硬化物の25℃以上ガラス転移温度以下の線膨張係数α1は、上記熱機械分析装置(TMA)で測定した値より算出した。
ソルダーレジスト層および絶縁樹脂層を構成する絶縁樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度以上の線膨張係数α2は、上記熱機械分析装置(TMA)で測定した値より算出した。
(絶縁樹脂ワニスの調製)
ノボラック型シアネート樹脂:ロンザ社製・「プリマセットPT−30」、重量平均分子量700(以下シアネート樹脂A)25重量部、
ビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂:日本化薬社製・「NC−3000」、エポキシ当量275、重量平均分子量2000(以下、エポキシ樹脂)25重量部、
ビフェニルエポキシ樹脂とビスフェノールSエポキシ樹脂との共重合体であり、末端部はエポキシ基を有している:ジャパンエポキシレジン社製・「YX−8100H30」、重量平均分子量30000)(以下、フェノキシ樹脂A)10重量部、
イミダゾール化合物:四国化成工業社製・「2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール」(以下、硬化触媒)0.4重量部、
をメチルエチルケトンに溶解、分散させた。さらに、
球状溶融シリカ:アドマテックス社製・「SO−25H」、平均粒径0.5μm(以下、無機充填材)39.4重量部とエポキシシランカップリング剤:チッソ社製・「γ―GPS」(以下、カップリング剤)0.2重量部とを添加して、高速攪拌装置を用いて10分間攪拌して、固形分50重量%の絶縁樹脂ワニスを調製した。
前項で得た絶縁樹脂ワニスをPETフィルム基材上に、40μm程度の厚みで塗布し、120℃程度の温度で、5〜10分間程度の熱処理を行うことにより、絶縁樹脂ワニス中の溶剤を除去して、固形化またはプレポリマー化した、絶縁樹脂付PETフィルムを製造した。
ノボラック型シアネート樹脂:ロンザ社製・「プリマセットPT−30」、重量平均分子量700(以下、シアネート樹脂A)25重量部、
ビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂:日本化薬社製・「NC−3000」、エポキシ当量275、重量平均分子量2000(以下、エポキシ樹脂)25重量部、
ビフェニルエポキシ樹脂とビスフェノールSエポキシ樹脂との共重合体であり、末端部はエポキシ基を有している:ジャパンエポキシレジン社製・「YX−8100H30」、重量平均分子量30000)(以下、フェノキシ樹脂A)10重量部、
イミダゾール化合物:四国化成工業社製・「2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール」(以下、硬化触媒)0.4重量部、
をメチルエチルケトンに溶解、分散させた。さらに、
球状溶融シリカ:アドマテックス社製・「SO−25H」、平均粒径0.5μm(以下、無機充填材)40重量部、
エポキシシランカップリング剤:日本ユニカー社製・「A−187」(以下、カップリング剤)0.2重量部、
フタロシアニンブルー(銅フタロシアニン)/ベンゾイミダゾロン/メチルエチルケトン(=1/1/8)混合物(山陽色素社製)(以下、着色剤)0.4重量部を添加して、高速攪拌装置を用いて10分間攪拌して、固形分50重量%のソルダーレジスト1を調製した。
(ソルダーレジスト層用樹脂付PETフィルムの製造)
前項で得たソルダーレジスト1をPETフィルム基材上に、25μm程度の厚みで塗布し、120℃程度の温度で、5〜10分間程度の熱処理を行うことにより、ソルダーレジスト中の溶剤を除去して、ソルダーレジスト層用樹脂付PETフィルム1を製造した。
両面銅張積層板A(図5,住友ベークライト社製、ELC4785GS(220℃以下の線膨張係数13ppm/K)、以下両面板と記す)にドリルにて貫通スルーホールbを穿設(図6)し、上面と下面を導通させるためのスルーホールめっきcを施した。(図7)
前記ビルドアップ多層配線板Dにテスト用半導体チップJ(日立超LSI社製、PHASE2)を搭載し窒素雰囲気下260℃のリフローにより半田バンプj1と導体回路gの接続を行った。更に、前記テスト用半導体チップJと前記ビルドアップ多層配線板Dとの間隙にアンダーフィルk(住友ベークライト社製、スミレジンエクセルCRP−4152D1)を充填し150℃にて熱硬化させ、1次実装を完了した。
この結果、ビルドアップ層eとソルダーレジスト層h1を形成した1次実装済ビルドアップ多層配線板E1を得た。(図15)
(ソルダーレジスト用樹脂組成物2の調整)
シアネート樹脂A15重量部、
ノボラック型シアネート樹脂:ロンザ社製・「プリマセットPT−60」、重量平均分子量2600(以下、シアネート樹脂B)10重量部、
エポキシ樹脂25重量部、フェノキシ樹脂A10重量部、硬化触媒0.4重量部をメチルエチルケトンに溶解、分散させた。さらに、無機充填材40重量部とカップリング剤0.2重量部、着色剤0.4重量部を添加して、高速攪拌装置を用いて10分間攪拌して、固形分50重量%のソルダーレジスト2を調製した。
(ソルダーレジスト層用樹脂付PETフィルム2の製造)
ソルダーレジスト1に替えて、前項で得たソルダーレジスト2を用いた以外は実施例1と同様にしてソルダーレジスト層用樹脂付PETフィルム2を製造した。
(配線板の製造および1次実装)
ソルダーレジスト層用樹脂付PETフィルム1に替えて、前項で得たソルダーレジスト層用樹脂付PETフィルム2を用いた以外は実施例1と同様にして1次実装済ビルドアップ多層配線板E2を得た。(図16)
(ソルダーレジスト用樹脂組成物3の調整)
シアネート樹脂A40重量部、
エポキシ樹脂10重量部、
フェノキシ樹脂A10重量部、
硬化触媒0.4重量部をメチルエチルケトンに溶解、分散させた。さらに、
無機充填材39重量部とカップリング剤0.2重量部、着色剤0.4重量部を添加して、高速攪拌装置を用いて10分間攪拌して、固形分50重量%のソルダーレジスト3を調製した。
ソルダーレジスト1に替えて、前項で得たソルダーレジスト3を用いた以外は実施例1と同様にしてソルダーレジスト層用樹脂付PETフィルム3を製造した。
(配線板の製造および1次実装)
ソルダーレジスト層用樹脂付PETフィルム1に替えて、前項で得たソルダーレジスト層用樹脂付PETフィルム3を用いた以外は実施例1と同様にして1次実装済ビルドアップ多層配線板を得た。
前記ビルドアップ多層配線板E1のソルダーレジスト層h1に、アクリル系樹脂を主骨格とする組成のドライフィルム型感光性ソルダーレジスト(PFR800-AUS402
:太陽インキ製造社製)h3を使用したことと、前記ドライフィルム型ソルダーレジストに由来する形成方法以外は、全て実施例1と同様にして1次実装済ビルドアップ多層配線板E3を得た。(図17)
前記ドライフィルム型感光性ソルダーレジストの形成方法は、前記ビルドアップ多層配線板Bの両面に真空ラミネートし、上記ビルドアップ多層配線板Cの導体回路gと半田バンプとの接続用ビアおよび測定パッド部を写真法にて開口した後、80℃のオーブン中で60分熱硬化させた。
実施例1〜3で得た、絶縁樹脂層用樹脂付PETフィルム、ソルダーレジスト層用樹脂付PETフィルム1、2、3(以下、これらを合わせて樹脂付PETフィルムと称する)のPETフィルムを剥離して得た、単層絶縁樹脂フィルム(表1では絶縁樹脂)、単層ソルダーレジストフィルム1、2、3(表1ではそれぞれSR1、SR2、SR3)、および比較例1で用いたドライフィルム型感光性ソルダーレジスト(PFR800−AUS402)(表1ではDF型)のフィルム単体を熱硬化後、ガラス転移温度、線膨張係数α1・α2、Naイオン、塩素イオン不純物および1MHzにおける誘電率と誘電正接を以下に示す方法で測定した。
これら特性の測定方法としては、次のとおりである。
[ガラス転移温度測定]
上記で作製した樹脂付PETフィルム(樹脂厚30μm)からPETを剥離したものを3枚積層して、90μm厚のフィルムを作製し、200℃、1時間で硬化したものを試験片(幅5mm×長さ30mm×厚さ90μm)に切り出し用いた。測定には、動的粘弾性測定装置(セイコーインスツルメント社製 DMS6100)を用い3℃/分の割合で昇温しながら、周波数10Hzの歪みを与えて動的粘弾性の測定を行い、tanδのピーク値からガラス転移温度(Tg)を判定した。
上記で作製した樹脂付PETフィルム(樹脂厚30μm)からPETを剥離したものを2枚積層して、60μm厚のフィルムを作製し、試験片(幅3mm×長さ20mm×厚さ60μm)を成形し、200℃、1時間で硬化したものを試験片(幅3mm×長さ20mm×厚さ60μm)に切り出し用いた。測定にはTMA(TAインスツルメント(株)製)を用いて線膨張係数を10℃/分で測定した。ガラス転移温度以下の線膨張係数α1は25℃から50℃の平均で判定し、ガラス転移温度以上の線膨張係数α2はガラス転移温度からガラス転移温度+20℃の平均で判定した。
上記で作製した樹脂付PETフィルム(樹脂厚30μm)を70μm厚銅箔の光沢面に常圧ラミネータを用い形成し、PETを剥離し、200℃、1時間で硬化させた。次に樹脂表面に銀ペーストにて80mmφの電極を印刷し、150℃、1時間で乾燥させ試験片とした。測定にはプレシジョンメーター4284A(ヒューレット・パッカード社製)を用いて周波数1MHzにおける電気容量および誘電正接を測定した。誘電率は電気容量と樹脂厚み、電極面積を併用して、算出した。
上記で作製した樹脂付PETフィルム(樹脂厚30μm)からPETを剥離したものを
、200℃、1時間硬化させ、凍結粉砕により250μm以下粉砕し、粉末試料3gをプレッシャークッカー容器に精秤し、超純水40mlを加え容器を密閉し、手動で1分間振とうし、試料を水と馴染ませた。125℃に設定されたオーブンに容器を投入し、連続20時間加熱加圧処理を行い、室温まで放冷後、内溶液を遠心分離したものを検液とした。その液をイオンクロマト法により分析した。
これらの測定結果を表1に示す。
実施例1〜3、および比較例1で得られたテスト用半導体チップ実装済のビルドアップ多層配線板について、次の評価を行った。
温度サイクル試験機(ESPEC社製:Thermal Shock Chamber TSA-101S)による、熱衝撃試験を表2に示す条件で行った。
表2中の剥離観察とは、ビルドアップ配線板の内層界面(例えば図5におけるb1とc1)を非破壊超音波式観察機(日立建機ファインテック株式会社:mi-scope hyper)にて密着しているか否かを判別する試験である。ここで、不良が発見された場合、断面観察によりサンプルを破壊してどの層間の剥離であるかの確認を行った。結果を表3に示す。また、ソルダーレジスト層と絶縁樹脂層を構成する絶縁樹脂組成物の硬化物の25℃以上ガラス転移温度以下における線膨張係数差は、上記測定した線膨張係数の結果より算出した。20ppm/K以下を○、20ppm/K以上を×として示した。
表3において、導通試験の項目で、完全に接続しているものは○、一箇所でも導通がされていない場合は×としている。剥離観察の項目では、剥離が観察されなかったサンプルを○、層間での剥離が観察されたサンプルを×としている。導通不具合、剥離が発生したものはその後の測定を中止した。
125℃、相対湿度100%の水蒸気中で、20Vの電圧を印加し、断線不良を調べた。100時間毎に15個のパッケージの不良を確認し、最長で500時間行い、8個以上不良発生した時点で不良のでた水準は測定を中止した。
断線不良、ショート不良は100時間毎に125℃、相対湿度100%の水蒸気中の漕より出し、実施例および比較例のビルドアップ配線板の外周部に設けられた導通測定用パッドを導通試験機(HIOKI:X=YC Hightester111 6)により接合不良または回路の断線発生の有無を検証した。
結果を表3に示す。
銅張り積層板(住友ベークライト社製ELC−4785GS:厚み0.8mm、銅箔厚み12μm)をエッチング処理し、回路幅/回路間幅が50μm/50μmの櫛歯パターンを形成した。さらに脱脂、ソフトエッチングなどの前処理を施し、実施例1で得られたソルダーレジスト層用樹脂付PETフィルム1をラミネートし、200℃で1時間熱硬化処理を行い、耐湿性(耐イオンマイグレーション試験)試験用配線板を得た。
[耐湿性試験(耐イオンマイグレーション試験)]
耐湿性(耐イオンマイグレーション性)試験用配線板を85℃、相対湿度85%の雰囲気下で、DC50Vの電圧を印加し、絶縁抵抗値の経時変化をマルチ絶縁抵抗測定器(装置名:SIR12、楠本化成社製)により評価した。0〜1、000時間後の絶縁抵抗値が常に1×106Ω以上であり、イオンマイグレーションが確認されず、良好な結果であった、
実施例1Aで用いたソルダーレジスト層用樹脂付PETフィルム1に替えて、実施例2、3で得られたソルダーレジスト層用樹脂付PETフィルム2、3を用いた以外は実施例1Aと同様にして耐湿性(耐イオンマイグレーション試験)試験用配線板を作製し、耐湿性(耐イオンマイグレーション試験)試験を行った。いずれのサンプルも0〜1、000時間後の絶縁抵抗値が常に1×106Ω以上であり、イオンマイグレーションが確認されず、良好な結果であった、
1 ビルドアップ層
1a 最外層のビルドアップ層
1b 導体回路
1c 導体回路
2 ソルダーレジスト層
2a 1次実装側のソルダーレジスト層レーザー開口部
2b 2次実装側のソルダーレジスト層レーザー開口部
3 半導体チップ
3a 半導体チップの半田バンプ
4 アンダーフィル
5 2次実装用半田バンプ
10 ビルドアップ層が形成された基板
11 ソルダーレジスト層が形成された基板
20 1次実装を完了した基板
A 両面銅張積層板
B ビルドアップ層に導体回路が形成された多層ビルドアップ配線板
C 実施例1のソルダーレジストを形成された多層ビルドアップ配線板
D 実施例1のソルダーレジストを形成したソルダーレジスト層に半田バンプ接続用および導通試験用測定パッドが形成された多層ビルドアップ配線板
E1 1次実装を完了した実施例1のソルダーレジストを形成した多層ビルドアップ配
線板
E2 1次実装を完了した実施例2のソルダーレジストを形成した多層ビルドアップ配
線板
E3 1次実装を完了した比較例1のソルダーレジストを形成した多層ビルドアップ配
線板
a 銅張積層板
b スルーホール
c めっきを施したスルーホール
d コア層上導体回路
e ビルドアップ層
f1 層間接続用ビア
f2 層間接続用フィルドビア
g ビルドアップ層上導体回路
h1 実施例1のソルダーレジスト層
h2 実施例2のソルダーレジスト層
h3 比較例1のソルダーレジスト層
i1 テスト用半導体半田バンプ接続用ビア
i2 2次実装半田バンプ接続用ビア
i3 導通試験用測定パッド
j テスト用半導体チップ
j1 テスト用半導体半田バンプ
k アンダーフィル
Claims (14)
- 導体回路が設けられた絶縁樹脂層と、ソルダーレジスト層とを含んでなる配線板であって、前記ソルダーレジスト層は前記導体回路と相対する位置に開口部を有するものであり、前記絶縁樹脂層と前記ソルダーレジスト層とが、絶縁樹脂と無機充填材とを含む絶縁樹脂組成物より構成されたものであり、前記ソルダーレジスト層と前記絶縁樹脂層を構成する前記絶縁樹脂組成物の硬化物は各々25℃以上のガラス転移温度を有しており、
前記絶縁樹脂層および前記ソルダーレジスト層を構成する前記絶縁樹脂組成物が、前記絶縁樹脂としてエポキシ樹脂、フェノキシ樹脂およびシアネート樹脂を含み、
前記ソルダーレジスト層と前記絶縁樹脂層を構成する前記絶縁樹脂組成物の硬化物の25℃以上ガラス転移温度以下における線膨張係数差が5ppm/K以下であって、
前記ソルダーレジスト層を構成する前記絶縁樹脂組成物の硬化物の25℃以上ガラス転移温度以下における線膨張係数α1が35ppm/K以下である、配線板。 - 前記ソルダーレジスト層を構成する前記絶縁樹脂組成物中の前記無機充填材の含有量が、前記絶縁樹脂組成物全体の20〜70重量%である請求項1に記載の配線板。
- 前記ソルダーレジスト層を構成する前記絶縁樹脂組成物の硬化物の25℃以上ガラス転移温度以下における線膨張係数α1とガラス転移温度以上における線膨張係数α2との差(α2−α1)が50ppm/K以下である請求項1または2に記載の配線板。
- 前記絶縁樹脂層を構成する前記絶縁樹脂組成物の硬化物の25℃以上ガラス転移温度以下における線膨張係数α1とガラス転移温度以上における線膨張係数α2との差(α2−α1)が50ppm/K以下である請求項1〜3のいずれか1項に記載の配線板。
- 前記ソルダーレジスト層を構成する前記絶縁樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度が200℃以上である請求項1〜4のいずれか1項に記載の配線板。
- 前記開口部がレーザー加工により形成される請求項1〜5のいずれか1項に記載の配線板。
- 前記ソルダーレジスト層を構成する該絶縁樹脂組成物中に含まれるNaイオンおよび塩素イオンがそれぞれ10ppm以下である請求項1〜3のいずれか1項に記載の配線板。
- 前記ソルダーレジスト層を構成する該絶縁樹脂組成物中に、着色剤としてハロゲンを含まない青色顔料とハロゲンを含まない黄色顔料および/またはハロゲンを含まない橙色顔料とを含むものである、請求項1〜7のいずれか1項に記載の配線板。
- 前記ハロゲンを含まない黄色顔料および/またはハロゲンを含まない橙色顔料の合計量と、前記ハロゲンを含まない青色顔料の量とが、重量比1:10〜10:1割合で調合された着色剤である、請求項8に記載の配線板。
- 前記ハロゲンを含まない黄色顔料がベンズイミダゾロンイエローである請求項8または9に記載の配線板。
- 前記ハロゲンを含まない青色顔料が銅フタロシアニンブルーである請求項8〜10のいずれか1項に記載の配線板。
- 前記着色剤の含有量が、ソルダーレジストを構成する該絶縁樹脂組成物に対して0.01〜5重量%である請求項8〜11のいずれか1項に記載の配線板。
- 前記絶縁樹脂層または前記ソルダーレジスト層を構成する前記絶縁樹脂組成物が、イミダゾール化合物をさらに含む請求項1〜12のいずれか1項に記載の配線板。
- 請求項1〜13のいずれか1項に記載された配線板に用いられる、ソルダーレジスト用絶縁樹脂組成物。
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