JP6100716B2 - 金属張表面処理繊維基板及び半導体装置 - Google Patents
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表面処理繊維フィルムを1枚、もしくは複数枚積層させたものを含む基板であって、
JIS R 3420記載の方法で測定した前記表面処理繊維フィルムの慣用曲げ剛性の値が、未処理の繊維フィルムの慣用曲げ剛性の値に対して3倍から100倍であり、前記表面処理繊維フィルム又はその積層体の片面もしくは両面に金属層を有する金属張表面処理繊維基板を提供する。
前記金属張表面処理繊維基板を用いて作製される半導体装置を提供する。
本発明は、
表面処理繊維フィルムを1枚、もしくは複数枚積層させたものを含む基板であって、
JIS R 3420記載の方法で測定した前記表面処理繊維フィルムの慣用曲げ剛性の値が、未処理の繊維フィルムの慣用曲げ剛性の値に対して3倍から100倍であり、前記表面処理繊維フィルム又はその積層体の片面もしくは両面に金属層を有する金属張表面処理繊維基板である。
尚、上述のR1は炭素数1〜10の1価飽和炭化水素基、又は1価芳香族炭化水素基であり、R2は炭素数2〜8の1価不飽和炭化水素基であり、少なくとも一つはR2を含み、かつ飽和基含有オルガノポリシロキサンにおいて、SiO4/単位若しくはR1SiO1.5単位を有する。特に、R1が、メチル基、エチル基、プロピル基、シクロヘキシル基又はフェニル基であり、R2が、ビニル基又はアリル基であることが好ましい。SiO4/2単位若しくはR1SiO3/2単位を用いることで、脆さを抑制しなおかつ、繊維を強固に固定化することが可能になる。
これら縮合触媒の中では、有機チタン化合物が特に好ましい。
まず、有機ケイ素化合物でガラス繊維を表面処理し、加熱硬化させ表面処理繊維フィルムを得る。表面処理繊維フィルムを1枚、又は複数枚重ねたものの両面に金属箔を重ねて、必要に応じてその間に接着層を配置し、加熱加圧成形することで、金属張表面処理繊維基板が得られる。
有機ケイ素化合物として、メチルトリメトキシシラン(商品名:KBM−13 信越化学工業製)を用いて、ガラスクロス((使用糸:E250、密度:タテ糸59本/25mm、ヨコ糸57本/25mm、厚さ:87μm、質量:95g/m2)に含浸させ、100℃10分で加熱乾燥させた。その後100℃×1時間及び200℃×1時間加熱処理して表面処理繊維フィルム(A1)を作製した。得られた表面処理繊維フィルムに対し、以下の測定を行なった。
得られた表面処理繊維フィルムの表面の均一性、即ち、該表面が平滑でクラックがないかを目視により確認した。
得られた表面処理繊維フィルムについて、JIS R 3420に記載の方法で慣用曲げ剛性を測定し、下記に示す式から、慣用曲げ剛性倍率を測定した。
慣用曲げ剛性倍率 = 表面処理繊維フィルムの慣用曲げ剛性/
未処理の繊維フィルムの慣用曲げ剛性
得られた表面処理繊維フィルムについて、幅3mm、長さ25mm、厚み50〜300mmにサンプルを切り出し、熱機械的分析(TMA)装置(装置名:TMA/SS6000、(株)セイコーインスツルメンツ)にて100mNの荷重を加えながら5℃/minの昇温速度で−60℃から200℃の温度範囲で引張り試験を行った。温度に対する表面処理繊維フィルムの伸び量から熱膨張係数を測定した。
得られた表面処理繊維フィルムを、図1に示すような幅100mm、半径75mmの半円筒状の筐体2の外周部にはめ込み、フィルム1のわれ、くずれなどを確認した。
有機ケイ素化合物として、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM−403 信越化学工業製)を10質量部、界面活性剤0.02質量部、酢酸0.05質量部を水100質量部に加え、塗布液を調製した。この塗布液を用いて製造例1と同様の方法で表面処理繊維フィルム(A2)を得た。得られた表面処理繊維フィルムを用いて、製造例1と同様にして、外観、機械的特性、線膨張係数を評価した。
エポキシ基含有オリゴマー(商品名:X−41−1059A 信越化学工業製)50gをトルエン50gに加えた塗布液を調製した。この塗布液に、酸化チタン(商品名:PF−691、平均粒子径:約0.2μm 石原産業製)を10g加えて、トルエン分散液を調製した。この分散液とガラスクロス(使用糸:D450、密度:タテ糸53本/25mm、ヨコ糸53本/25mm、厚さ:42μm、質量:47g/m2)を用いて、製造例1と同様の方法で表面処理繊維フィルム(A3)を得た。得られたガラス繊維フィルムを用いて、製造例1と同様にして、外観、機械的特性、線膨張係数を評価した。
R1SiO1.5単位含有不飽和基含有オルガノポリシロキサンと、ヒドロシリル基含有オルガノポリシロキサンをH/Vi=1.1になるように配合した付加硬化型樹脂100gに、塩化白金酸の1質量%オクチルアルコール溶液を白金10ppmになるように添加し、トルエン100gを加えた塗布液を調製した。この塗布液を用いて製造例1と同様の熱硬化したガラス繊維フィルム(A4)を得た。得られたガラス繊維フィルムを用いて、製造例1と同様にして、外観、機械的特性、線膨張係数を評価した。
3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM−403 信越化学工業製)5gをトルエン95gに加えて塗布液を調製した。この塗布液を用いて製造例1と同様の方法で表面処理繊維フィルム(B1)を得た。得られたガラス繊維フィルムを用いて、製造例1と同様にして、外観、機械的特性、線膨張係数を評価した。
3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM−403 信越化学工業製)を200mm×240mm×3mmのテフロン(登録商標)加工された型枠内に入れ、その中にガラスクロス(使用糸:E250、密度:タテ糸59本/25mm、ヨコ糸57本/25mm、厚さ:87μm、質量:95g/m2)を入れ、100℃10分で加熱乾燥させ、表面処理繊維フィルム(B2)を得た。有機ケイ素化合物の付着量は92質量%であったが、表面処理繊維フィルムに大きなクラックが発生し、以後の測定ができなかった。
表面処理されていないガラスクロス(使用糸:D450、密度:タテ糸53本/25mm、ヨコ糸53本/25mm、厚さ:42μm、質量:47g/m2)(B3)を用いて、製造例1と同様にして、外観、機械的特性、線膨張係数を評価した。
○良好(割れ、剥離なし) ×不良(割れ又は剥離あり)
製造例1で得られた表面処理繊維フィルム(A1)を1枚配置し、熱プレス機にて150℃で30分間加圧成形し、更にこれを150℃で1時間二次硬化させて表面処理繊維基板(C1−1)を得た。同様に、表面処理繊維フィルム(A1)1枚とその両側に銅箔(福田金属製、厚さ:18μm)を配置し、表面処理繊維フィルムと銅箔の間にシリコーン樹脂製接着層製品名:KE−109、信越化学工業(株)製)を塗布し、熱プレス機にて150℃で30分間加圧成型し、更にこれを150℃で1時間二次硬化させて銅張表面処理繊維基板(C1−2)を得た。
得られた表面処理繊維基板の表面を目視で観察することで、繊維の目開き、捩れの有無を確認した。
得られた表面処理繊維基板に対して上記IRリフロー装置により260℃、60秒間のIRリフロー処理を行った後、表面の色の変化を目視で観察した。
得られた銅張表面処理繊維基板を用いて図2で示すような形状の基板(縦50mm×横100mm)を作製した。作製した基板に対し、IRリフロー装置(装置名:TNR15−225LH、(株)田村製作所製)により260℃、60秒間のIRリフロー処置を行った後の基板の長手方向の反り(単位mm)を測定した。
製造例2で得られた表面処理繊維フィルム(A2)を1枚用い、実施例1と同様の方法で表面処理繊維基板(C2−1)と銅張表面処理繊維基板(C2−2)を得た。得られた表面処理繊維基板と銅張表面処理繊維基板を用いて、実施例1と同様にして、外観、IRリフロー試験、耐熱性を評価した。
製造例3で得られた表面処理繊維フィルム(A3)を1枚配置し、熱プレス機にて150℃で30分間加圧成形し、更にこれを150℃で1時間二次硬化させて表面処理繊維基板(C3−1)を得た。同様に、表面処理繊維フィルム(A3)1枚とその両側に銅箔(福田金属製、厚さ:18μm)を配置し、熱プレス機にて150℃で30分間加圧成型し、更にこれを150℃で1時間二次硬化させて銅張表面処理繊維基板(C3−2)を得た。得られた表面処理繊維基板と銅張表面処理繊維基板を用いて、実施例1と同様にして、外観、IRリフロー試験、耐熱性を評価した。
製造例3で得られた表面処理繊維フィルム(A3)を2枚用い、実施例3と同様の方法で表面処理基板(C4−1)と銅張表面処理繊維基板(C4−2)を得た。得られた表面処理繊維基板と銅張表面処理繊維基板を用いて、実施例1と同様にして、外観、IRリフロー試験、耐熱性を評価した。
製造例4で得られた表面処理繊維フィルム(A4)を1枚用い、実施例3と同様の方法で表面処理繊維基板(C5−1)と銅張表面処理繊維基板(C5−2)を得た。得られた表面処理繊維基板と銅張表面処理繊維基板を用いて、実施例1と同様にして、外観、IRリフロー試験、耐熱性を評価した。
市販の付加反応硬化型シリコーンワニス(商品名:KJR−632 信越化学工業製)180gを用い、溶剤としてトルエンを200g加え、更にシリカ(商品名:アドマファインE5/24C、平均粒子径:約3μm、アドマテックス製)を189g加えてトルエン分散液を得た。トルエン分散液に比較製造例1で得られたガラス繊維(B1)を浸漬し、100℃10分間乾燥し、未硬化状態のシリコーン樹脂プリプレグを得た。得られた未硬化シリコーン樹脂プリプレグを4枚用い、実施例3と同様の方法でシリコーン樹脂基板(D1−1)と銅張シリコーン樹脂基板(D1−2)を得た。得られたシリコーン樹脂基板と銅張ケイ素樹脂基板を用いて、実施例1と同様にして、外観、IRリフロー試験、耐熱性を評価した。
有機ケイ素化合物で処理されていないガラス繊維(B3)を用いて、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(製品名:EPICRON N−695、(株)DIC製)10質量部、フェノールノボラック樹脂(製品名:PHENOLITE TD−2090、(株)DIC製)5質量部、イミダゾール系触媒(製品名:2E4MZ、(株)四国化成製)0.1質量部、球状シリカ(製品名:SC−2050−SE、(株)アドマテックス製)85質量部及びMEK溶剤50質量部からなるエポキシ樹脂組成物のスラリー溶液に含浸し、100℃10分間乾燥し、未硬化状態のエポキシ樹脂含浸ガラスクロスを得た。得られた未硬化状態のエポキシ樹脂含浸ガラスクロスを4枚用い、実施例3と同様の方法でガラスエポキシ基板(D2−1)と銅張ガラスエポキシ基板(D2−2)を得た。得られたガラスエポキシ基板と銅張ガラスエポキシ基板を用いて、実施例1と同様にして、外観、IRリフロー試験、耐熱性を評価した。
Claims (8)
- 表面処理繊維フィルムを1枚、もしくは複数枚積層させたものを含む基板であって、
JIS R 3420記載の方法で測定した前記表面処理繊維フィルムの慣用曲げ剛性の値が、未処理の繊維フィルムの慣用曲げ剛性の値に対して3倍から100倍であり、前記表面処理繊維フィルム又はその積層体の片面もしくは両面に金属層を有するものであり、
前記表面処理繊維フィルムが、ガラス繊維を含むものであり、該ガラス繊維の一部又は全部が有機ケイ素化合物の硬化物で結束及び表面処理されたものであり、
前記有機ケイ素化合物の硬化物は、前記有機ケイ素化合物成分としては、アルコキシシラン、ポリシラザン、これらの部分加水分解縮合物、及びシリコーン変性ワニスから選ばれる1種以上からなるものだけを含むものであることを特徴とする金属張表面処理繊維基板。 - 前記金属層が、金属メッキ、金属箔、及び金属板のいずれかによって形成されるものであることを特徴とする請求項1に記載の金属張表面処理繊維基板。
- 前記表面処理繊維フィルムと前記金属層との間又は前記表面処理繊維フィルム同士の間、もしくはその両方に接着性樹脂組成物からなる接着層を有するものであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の金属張表面処理繊維基板。
- 前記接着性樹脂組成物が、熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項3に記載の金属張表面処理繊維基板。
- 前記表面処理繊維フィルムが、充填材を含むものであることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の金属張表面処理繊維基板。
- 前記充填材が、白色顔料を含有するものであることを特徴とする請求項5に記載の金属張表面処理繊維基板。
- 90°以上に折り曲げ可能なものであることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の金属張表面処理繊維基板。
- 請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の金属張表面処理繊維基板を用いて作製されるものであることを特徴とする半導体装置。
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