JP6350093B2 - 部品内蔵基板の製造方法および半導体装置 - Google Patents

部品内蔵基板の製造方法および半導体装置 Download PDF

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Description

本発明は、部品内蔵基板の製造方法および半導体装置に関する。
近年、スマートフォン、タブレットPCといった小型の高機能電子機器の需要が増大している。それに伴い、こうした小型の高機能電子機器に用いられるプリント配線板のさらなる高機能化、小型化が求められている。
プリント配線板には、ベアチップ、チップ状コンデンサ、チップ状インダクタ等の部品が実装される。従来、このような部品はプリント配線板の表面回路にのみ実装されていたが、その実装量は限られており、近年のプリント配線板のさらなる高機能化、小型化の要求に対応するのは困難であった。
斯かる問題に対処すべく、部品の搭載量を増大させつつ小型化を図ることができるプリント配線板として、部品内蔵基板が提案されている(例えば、特許文献1)。部品内蔵基板は、一般に、内層回路基板の内部に部品を配置し、次いで絶縁層、導体層を順次積層して多層配線を形成することにより製造される。
特開2011−216636号公報
電子機器によっては、絶縁部材の両面に回路が形成されただけの多層化されていない配線基板(2層配線基板)が採用される場合がある。本発明者らはそのような場合において、絶縁基板の内部に部品を配置し、次いで、絶縁層及び導体層を形成することで、より高機能で小型化が可能な2層配線基板を得ることを着想した。
このような絶縁基板の内部に部品を配置した部品内蔵基板は、例えば、部品を収容するためのキャビティが形成された絶縁基板を用いて、下記のとおり製造することができる。(i)キャビティが形成された絶縁基板の片方の主面に、部品を仮付けするための仮付け材料を積層する。(ii)キャビティを介して露出した仮付け材料の粘着面に部品を仮付けする。(iii)キャビティ内に部品が仮付けされた絶縁基板の他方の主面に、熱硬化性樹脂組成物層を設け熱硬化させて絶縁層を形成する。(iv)仮付け材料を剥離した後、露出した絶縁基板の片方の主面に、熱硬化性樹脂組成物層を設け熱硬化させて絶縁層を形成する。その後、(v)スルーホールを形成し、さらに(v)絶縁層上にメッキ等により導体層を設ける。
本発明者らは、部品内蔵基板の更なる小型化、薄型化を達成すべくキャビティ密度の高い絶縁基板や厚さの薄い絶縁基板を使用する場合などにおいては、絶縁基板の片方の主面に絶縁層を形成した段階(上記(iii)の後)で、絶縁層が設けられた面を内周側として絶縁基板がカールする現象(以下「基板反り」ともいう。)が生じる場合のあることを見出した。基板反りが生じると、基板搬送に支障をきたし、製造効率(歩留まり)の低下を招来してしまう。
また、内蔵される部品の小型化、回路の微細配線化も進んでおり、基板のキャビティ内における部品の配置精度に対する要求はますます高くなっている。
本発明は、基板反りを抑制し得るとともに、キャビティ内における部品の位置変化(ズレ)を抑え優れた部品の配置精度を実現することのできる部品内蔵基板の製造方法を提供することを課題とする。
本発明者らは、上記の課題につき鋭意検討した結果、絶縁基板の片方の主面に熱硬化性樹脂組成物層を積層した後に、該熱硬化性樹脂組成物層を特定の条件にて加熱処理することによって上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下の内容を含む。
〔1〕 下記工程(A)、(B)、(C)及び(D)をこの順序で含む部品内蔵基板の製造方法:
(A)第1及び第2の主面を有し、該第1及び第2の主面間を貫通するキャビティが形成された絶縁基板と、該絶縁基板の第2の主面と接合している仮付け材料と、前記絶縁基板のキャビティの内部において前記仮付け材料によって仮付けされた部品とを含む、部品が仮付けされた絶縁基板に、第1の支持体及び該第1の支持体と接合する第1の熱硬化性樹脂組成物層を含む第1の接着フィルムを、該第1の熱硬化性樹脂組成物層が絶縁基板の第1の主面と接合するように、真空積層する工程
(B)第1の熱硬化性樹脂組成物層を、下記工程(C)において前記部品の位置ズレを抑制するために加熱処理し、かつ該加熱処理が基板反りの発生が抑制される範囲で行われる工程
(C)絶縁基板の第2の主面から仮付け材料を剥離した後、第2の支持体及び該第2の支持体と接合する第2の熱硬化性樹脂組成物層を含む第2の接着フィルムを、該第2の熱硬化性樹脂組成物層が絶縁基板の第2の主面と接合するように、真空積層する工程
(D)第1及び第2の熱硬化性樹脂組成物層を熱硬化して絶縁層を形成する工程。
〔2〕 絶縁基板が、硬化プリプレグ、ガラス基板又はセラミック基板である、〔1〕に記載の方法。
〔3〕 第1の接着フィルムにおける第1の熱硬化性樹脂組成物層の最低溶融粘度が100ポイズ〜10000ポイズである、〔1〕又は〔2〕に記載の方法。
〔4〕 工程(B)において、第1の熱硬化性樹脂組成物層を、その最低溶融粘度が15000ポイズ〜200000ポイズとなるように加熱処理する、〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の方法。
〔5〕 工程(B)において、第1の支持体の付いた状態で加熱処理する、〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の方法。
〔6〕 絶縁基板の厚さが30μm〜350μmである、〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の方法。
〔7〕 キャビティ間のピッチが1mm〜10mmである、〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載の方法。
〔8〕 第2の熱硬化性樹脂組成物層が、第1の熱硬化性樹脂組成物層よりも薄い、〔1〕〜〔7〕のいずれかに記載の方法。
〔9〕 工程(B)で得られる基板の反りが25mm以下である、〔1〕〜〔8〕のいずれかに記載の方法。
〔10〕 (E)スルーホールを形成する工程をさらに含む、〔1〕〜〔9〕のいずれかに記載の方法。
〔11〕 (F)絶縁層上に導体層を形成する工程をさらに含む、〔1〕〜〔10〕のいずれかに記載の方法。
〔12〕 工程(F)が、
絶縁層を粗化処理すること、及び
粗化された絶縁層上にメッキにより導体層を形成すること、
を含む、〔11〕に記載の方法。
〔13〕 〔1〕〜〔12〕のいずれかに記載の方法で製造された部品内蔵基板を含む半導体装置。
本発明によれば、基板反りを抑制し得るとともに、キャビティ内における部品の位置変化(ズレ)を抑え優れた部品の配置精度を実現することのできる部品内蔵基板の製造方法を提供することができる。
図1Aは、本発明の部品内蔵基板の製造方法において使用する、部品が仮付けされた絶縁基板を用意する一手順を示す模式図(1)である。 図1Bは、本発明の部品内蔵基板の製造方法において使用する、部品が仮付けされた絶縁基板を用意する一手順を示す模式図(2)である。 図1Cは、本発明の部品内蔵基板の製造方法において使用する、部品が仮付けされた絶縁基板を用意する一手順を示す模式図(3)である。 図1Dは、本発明の部品内蔵基板の製造方法において使用する、部品が仮付けされた絶縁基板を用意する一手順を示す模式図(4)である。 図2は、本発明の部品内蔵基板の製造方法において使用する第1の接着フィルムの一態様を示す模式図である。 図3Aは、本発明の一実施形態における部品内蔵基板の製造方法を説明するための模式図(1)である。 図3Bは、本発明の一実施形態における部品内蔵基板の製造方法を説明するための模式図(2)である。 図3Cは、本発明の一実施形態における部品内蔵基板の製造方法を説明するための模式図(3)である。 図3Dは、本発明の一実施形態における部品内蔵基板の製造方法を説明するための模式図(4)である。 図3Eは、本発明の一実施形態における部品内蔵基板の製造方法を説明するための模式図(5)である。 図3Fは、本発明の一実施形態における部品内蔵基板の製造方法を説明するための模式図(6)である。 図3Gは、本発明の一実施形態における部品内蔵基板の製造方法を説明するための模式図(7)である。 図4は、基板反りの評価方法を説明するための模式図である。
本発明の部品内蔵基板の製造方法について詳細に説明する前に、本発明の製造方法において使用する「部品が仮付けされた絶縁基板」及び「接着フィルム」について説明する。
<部品が仮付けされた絶縁基板>
本発明の製造方法で使用する部品が仮付けされた絶縁基板(以下、「部品仮付け絶縁基板」ともいう。)は、第1及び第2の主面を有し、該第1及び第2の主面間を貫通するキャビティが形成された絶縁基板と、該絶縁基板の第2の主面と接合している仮付け材料と、前記絶縁基板のキャビティの内部において前記仮付け材料によって仮付けされた部品とを含む。
以下、図1A乃至図1Dを参照して、部品仮付け絶縁基板を用意する手順の一例を説明する。
第一に、絶縁基板を用意する(図1A)。本発明において、「絶縁基板」とは、対向する第1及び第2の主面を有し、電気絶縁性を示す板状の基板をいう。以下の説明においては、便宜的に、絶縁基板の第1の主面とは、図示する絶縁基板の上側主面を表し、絶縁基板の第2の主面とは、図示する絶縁基板の下側主面を表すこととする。
絶縁基板1は、特に限定されず、金属基板のような導電性基板を絶縁材料でコーティングして絶縁性を付与した基板であってもよいが、基板反りを抑える観点、部品内蔵基板の絶縁信頼性の観点から、硬化プリプレグ、ガラス基板又はセラミック基板が好ましく、硬化プリプレグがより好ましい。
硬化プリプレグとは、プリプレグの硬化物をいう。プリプレグは、熱硬化性樹脂組成物とシート状繊維基材とを含むシート状材料であり、例えば、熱硬化性樹脂組成物をシート状繊維基材に含浸させて形成することができる。プリプレグに用いる熱硬化性樹脂組成物は、その硬化物が十分な硬度と絶縁性を有するものであれば特に限定されず、プリント配線板の絶縁層の形成に用いられる従来公知の熱硬化性樹脂組成物を用いてよい。あるいはまた、プリプレグに用いる熱硬化性樹脂組成物は、後述する接着フィルムに用いられる熱硬化性樹脂組成物と同じ組成物であってよい。プリプレグに用いるシート状繊維基材は特に限定されず、プリプレグ用基材として常用されているものを用いてよい。硬化プリプレグの熱膨張係数を低下させ得る観点から、シート状繊維基材としては、ガラス繊維基材、有機繊維基材(例えば、アラミド繊維基材)が好ましく、ガラス繊維基材がより好ましく、ガラス織布(ガラスクロス)がさらに好ましい。ガラス繊維基材に用いるガラス繊維としては、熱膨張係数を低下させ得る観点から、Eガラス繊維、Sガラス繊維、Tガラス繊維及びQガラス繊維からなる群から選択される1種以上のガラス繊維が好ましく、Sガラス繊維、Qガラス繊維がより好ましく、Qガラス繊維がさらに好ましい。Qガラス繊維とは、二酸化珪素の含有率が90質量%以上を占めるガラス繊維をいう。シート状繊維基材の厚さは、硬化プリプレグの薄型化の観点から、好ましくは200μm以下、より好ましくは100μm以下、さらに好ましくは80μm以下、さらにより好ましくは50μm以下、特に好ましくは40μm以下である。シート状繊維基材の厚さの下限は、十分な剛性を有する硬化プリプレグを得る観点から、好ましくは1μm以上、より好ましくは10μm以上、さらに好ましくは15μm以上である。
絶縁基板1の厚さは、部品内蔵基板の薄型化の観点から、薄い方が好適であり、好ましくは400μm未満、より好ましくは350μm以下、さらに好ましくは300μm以下、さらにより好ましくは250μm以下、特に好ましくは200μm以下、180μm以下、170μm以下、160μm以下、又は150μm以下である。本発明の方法によれば、斯かる薄い絶縁基板を使用する場合であっても、基板反りの発生を抑制することができる。絶縁基板1の厚さの下限は特に制限されないが、搬送時の取り扱い性向上の観点から、好ましくは30μm以上、より好ましくは40μm以上、さらに好ましくは50μm以上、さらにより好ましくは60μm以上、70μm以上、又は80μm以上である。
絶縁基板1の熱膨張係数は、回路歪みやクラックの発生を抑制する観点から、好ましくは15ppm/℃以下、より好ましくは13ppm/℃以下、さらに好ましくは11ppm/℃以下である。絶縁基板1の熱膨張係数の下限は、絶縁層の形成に使用する樹脂組成物の組成にもよるが、好ましくは−2ppm/℃以上、より好ましくは0ppm/℃以上であり、さらに好ましくは4ppm/℃以上である。本発明において、絶縁基板の熱膨張係数は、引張加重法で熱機械分析(TMA)することにより得られた、平面方向の25℃〜150℃の線熱膨張係数である。絶縁基板の線熱膨張係数の測定に使用し得る熱機械分析装置としては、例えば、(株)リガク製「Thermo Plus TMA8310」、セイコーインスツルメンツ(株)製「TMA−SS6100」が挙げられる。
絶縁基板1のガラス転移温度(Tg)は、部品内蔵基板の機械強度の観点から、好ましくは170℃以上、より好ましくは180℃以上である。絶縁基板1のTgの上限は特に限定されないが、通常300℃以下である。絶縁基板のTgは、引張加重法で熱機械分析することにより測定することができる。熱機械分析装置としては、上記と同じものを使用し得る。
第二に、部品を収容するためのキャビティを絶縁基板に設ける(図1B)。図1Bに模式的に示すように、絶縁基板1の所定の位置に、絶縁基板の第1及び第2の主面間を貫通するキャビティ1aを設けることができる。キャビティ1aは、絶縁基板1の特性を考慮して、例えば、ドリル、レーザー、プラズマ、エッチング媒体等を用いる公知の方法により形成することができる。
図1Bには、1つのキャビティ1aのみを示しているが、キャビティ1aは、互いに所定の間隔をあけて複数設けることができる。キャビティ1a間のピッチは、部品内蔵基板の小型化の観点から、短いことが好適である。キャビティ1a間のピッチは、キャビティ1a自体の開口寸法にもよるが、好ましくは10mm以下、より好ましくは9mm以下、さらに好ましくは8mm以下、さらにより好ましくは7mm以下、特に好ましくは6mm以下である。本発明の方法によれば、キャビティを斯かる短いピッチにて設ける場合であっても、基板反りの発生を抑制することができる。キャビティ1a間のピッチの下限は、キャビティ1a自体の開口寸法にもよるが、通常、1mm以上、2mm以上などである。キャビティ1a間の各ピッチは、絶縁基板にわたって同じである必要はなく、異なっていてもよい。
キャビティ1aの開口形状は特に制限されず、矩形、円形、略矩形、略円形等の任意の形状としてよい。また、キャビティ1aの開口寸法は、回路配線の設計にもよるが、例えば、キャビティ1aの開口形状が矩形の場合、5mm×5mm以下が好ましく、3mm×3mm以下がより好ましい。当該開口寸法の下限は、収容する部品の寸法にもよるが、通常、0.5mm×0.5mm以上である。キャビティ1aの開口形状及び開口寸法は、絶縁基板にわたって同じである必要はなく、異なっていてもよい。
第三に、絶縁基板の第2の主面に仮付け材料を積層する(図1C)。仮付け材料としては、部品を仮付けするのに十分な粘着性を示す粘着面を有する限り特に制限されず、従来公知の任意の仮付け材料を使用してよい。図1Cに模式的に示す態様では、フィルム状の仮付け材料2を、該仮付け材料2の粘着面が絶縁基板の第2の主面と接合するように積層している。これにより、キャビティ1aを介して仮付け材料2の粘着面が露出するようになる。
フィルム状の仮付け材料としては、例えば、古河電気工業(株)製のUCシリーズ(ウエハダイシング用UVテープ)が挙げられる。
第四に、キャビティを介して露出した仮付け材料の粘着面に部品を仮付けする(図1D)。図1Dに模式的に示す態様では、キャビティ1aを介して露出した仮付け材料2の粘着面に部品3を仮付けしている。
部品3としては、所望の特性に応じて適切な電気部品を選択してよく、例えば、コンデンサ、インダクタ、抵抗等の受動部品、半導体ベアチップ等の能動部品を挙げることができる。全てのキャビティに同じ部品3を用いてもよく、キャビティごとに異なる部品3を用いてもよい。
以上、図1A乃至図1Dを参照して、部品仮付け絶縁基板を用意する手順の一例を説明したが、部品仮付け絶縁基板が得られる限り、上記の手順に限定されるものではない。例えば、仮付け材料2を絶縁基板の第2の主面に積層した後に、キャビティ1aを形成してもよい。このような変形例によって用意した部品仮付け絶縁基板を使用して部品内蔵基板を製造する態様も本発明の範囲内である。
<接着フィルム>
本発明の製造方法では、第1の接着フィルムと第2の接着フィルムを使用する。
(第1の接着フィルム)
図2に、第1の接着フィルムの端面を模式的に示す。第1の接着フィルム10は、第1の支持体11と、該第1の支持体と接合する第1の熱硬化性樹脂組成物層12とを含む。
第1の支持体としては、例えば、プラスチック材料からなるフィルム、金属箔、離型紙が挙げられ、プラスチック材料からなるフィルム、金属箔が好ましい。
第1の支持体としてプラスチック材料からなるフィルムを使用する場合、プラスチック材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(以下「PET」と略称することがある。)、ポリエチレンナフタレート(以下「PEN」と略称することがある。)等のポリエステル、ポリカーボネート(以下「PC」と略称することがある。)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等のアクリル、環状ポリオレフィン、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリエーテルサルファイド(PES)、ポリエーテルケトン、ポリイミドなどが挙げられる。中でも、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートが好ましく、安価なポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。
第1の支持体として金属箔を使用する場合、金属箔としては、例えば、銅箔、アルミニウム箔等が挙げられ、銅箔が好ましい。銅箔としては、銅の単金属からなる箔を用いてもよく、銅と他の金属(例えば、スズ、クロム、銀、マグネシウム、ニッケル、ジルコニウム、ケイ素、チタン等)との合金からなる箔を用いてもよい。
第1の支持体は、後述する第1の熱硬化性樹脂組成物層と接合する面にマット処理、コロナ処理を施してあってもよい。
また、第1の支持体としては、後述する第1の熱硬化性樹脂組成物層と接合する面に離型層を有する離型層付き支持体を使用してもよい。離型層付き支持体の離型層に使用する離型剤としては、例えば、アルキド樹脂、ポリオレフィン樹脂、ウレタン樹脂、及びシリコーン樹脂からなる群から選択される1種以上の離型剤が挙げられる。離型層付き支持体は、市販品を用いてもよく、例えば、アルキド樹脂系離型剤を主成分とする離型層を有するPETフィルムである、リンテック(株)製の「SK−1」、「AL−5」、「AL−7」などが挙げられる。
第1の支持体の厚さは、特に限定されないが、5μm〜75μmの範囲が好ましく、10μm〜60μmの範囲がより好ましい。なお、離型層付き支持体を使用する場合、離型層付き支持体全体の厚さが上記範囲であることが好ましい。
第1の支持体は、後述するように、レーザー吸収材料を含有していてもよい。レーザー吸収材料としては、例えば、金属化合物粉、カーボン粉、金属粉、黒色染料等が挙げられる。レーザー吸収材料を含有する場合、第1の支持体中のレーザー吸収材料の含有量は、好ましくは0.05質量%〜40質量%、より好ましくは0.1質量%〜20質量%である。
第1の熱硬化性樹脂組成物層に用いる樹脂組成物は特に限定されず、その硬化物が十分な硬度と絶縁性を有するものであればよい。得られる絶縁層の熱膨張率を低下させて、絶縁層と導体層との熱膨張の差によるクラックや回路歪みの発生を防止する観点から、第1の熱硬化性樹脂組成物層に用いる樹脂組成物は無機充填材を含むことが好ましい。
樹脂組成物中の無機充填材の含有量は、得られる絶縁層の熱膨張率を低下させる観点から、好ましくは30質量%以上、より好ましくは40質量%以上、さらに好ましくは50質量%以上、さらにより好ましくは60質量%以上、特に好ましくは62質量%以上、64質量%以上、又は66質量%以上である。樹脂組成物中の無機充填材の含有量の上限は、得られる絶縁層の機械強度の観点から、好ましくは90質量%以下、より好ましくは85質量%以下である。
なお、本発明において、樹脂組成物中の各成分の含有量は、樹脂組成物中の不揮発成分の合計質量を100質量%としたときの値である。
無機充填材としては、例えば、シリカ、アルミナ、ガラス、コーディエライト、シリコン酸化物、硫酸バリウム、タルク、クレー、雲母粉、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化マンガン、ホウ酸アルミニウム、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸ビスマス、酸化チタン、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、リン酸ジルコニウム、及びリン酸タングステン酸ジルコニウム等が挙げられる。これらの中でも無定形シリカ、溶融シリカ、結晶シリカ、合成シリカ、中空シリカ等のシリカが特に好適である。またシリカとしては球状シリカが好ましい。無機充填材は1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。市販されている球状溶融シリカとして、(株)アドマテックス製「SOC2」、「SOC1」が挙げられる。
無機充填材の平均粒径は、樹脂組成物の流動性を高めて十分な部品の埋め込み性及びキャビティ充填性を実現する観点から、0.01μm〜4μmの範囲が好ましく、0.05μm〜2μmの範囲がより好ましく、0.1μm〜1μmの範囲がさらに好ましく、0.3μm〜0.8μmがさらにより好ましい。無機充填材の平均粒径はミー(Mie)散乱理論に基づくレーザー回折・散乱法により測定することができる。具体的にはレーザー回折散乱式粒度分布測定装置により、無機充填材の粒度分布を体積基準で作成し、そのメディアン径を平均粒径とすることで測定することができる。測定サンプルは、無機充填材を超音波により水中に分散させたものを好ましく使用することができる。レーザー回折散乱式粒度分布測定装置としては、(株)堀場製作所製LA−500等を使用することができる。
無機充填材は、耐湿性及び分散性を高める観点から、アミノシラン系カップリング剤、エポキシシラン系カップリング剤、メルカプトシラン系カップリング剤、シラン系カップリング剤、オルガノシラザン化合物、チタネート系カップリング剤などの1種以上の表面処理剤で処理されていることが好ましい。表面処理剤の市販品としては、例えば、信越化学工業(株)製「KBM403」(3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)、信越化学工業(株)製「KBM803」(3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン)、信越化学工業(株)製「KBE903」(3−アミノプロピルトリエトキシシラン)、信越化学工業(株)製「KBM573」(N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン)、信越化学工業(株)製「SZ−31」(ヘキサメチルジシラザン)等が挙げられる。
表面処理剤による表面処理の程度は、無機充填材の単位表面積当たりのカーボン量によって評価することができる。無機充填材の単位表面積当たりのカーボン量は、無機充填材の分散性向上の観点から、0.02mg/m以上が好ましく、0.1mg/m以上がより好ましく、0.2mg/m以上が更に好ましい。一方、樹脂ワニスの溶融粘度やシート形態での溶融粘度の上昇を防止する観点から、1mg/m以下が好ましく、0.8mg/m以下がより好ましく、0.5mg/m以下が更に好ましい。
無機充填材の単位表面積当たりのカーボン量は、表面処理後の無機充填材を溶剤(例えば、メチルエチルケトン(MEK))により洗浄処理した後に測定することができる。具体的には、溶剤として十分な量のMEKを表面処理剤で表面処理された無機充填材に加えて、25℃で5分間超音波洗浄する。上澄液を除去し、固形分を乾燥させた後、カーボン分析計を用いて無機充填材の単位表面積当たりのカーボン量を測定することができる。カーボン分析計としては、(株)堀場製作所製「EMIA−320V」等を使用することができる。
第1の熱硬化性樹脂組成物層に用いる熱硬化性樹脂としては、プリント配線板の絶縁層を形成する際に使用される従来公知の熱硬化性樹脂を用いることができ、中でもエポキシ樹脂が好ましい。一実施形態において、第1の熱硬化性樹脂組成物層に用いる樹脂組成物は、無機充填材及びエポキシ樹脂を含む。樹脂組成物はまた、必要に応じて、硬化剤を含んでいてもよい。一実施形態において、第1の熱硬化性樹脂組成物層に用いる樹脂組成物は、無機充填材、エポキシ樹脂、及び硬化剤を含む。第1の熱硬化性樹脂組成物層に用いる樹脂組成物は、更に熱可塑性樹脂、硬化促進剤、難燃剤及びゴム粒子等の添加剤を含んでいてもよい。
以下、樹脂組成物の材料として使用し得るエポキシ樹脂、硬化剤、及び添加剤について説明する。
−エポキシ樹脂−
エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF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AF型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリスフェノール型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、tert−ブチル−カテコール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂、ブタジエン構造を有するエポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、スピロ環含有エポキシ樹脂、シクロヘキサンジメタノール型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂及びトリメチロール型エポキシ樹脂等が挙げられる。エポキシ樹脂は1種単独で用いてもよく、又は2種以上を併用してもよい。
エポキシ樹脂は、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂を含むことが好ましい。エポキシ樹脂の不揮発成分を100質量%とした場合に、少なくとも50質量%以上は1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂であるのが好ましい。中でも、1分子中に2個以上のエポキシ基を有し、温度20℃で液状のエポキシ樹脂(以下、「液状エポキシ樹脂」という。)と、1分子中に3個以上のエポキシ基を有し、温度20℃で固体状のエポキシ樹脂(以下、「固体状エポキシ樹脂」という。)とを含むことが好ましい。エポキシ樹脂として、液状エポキシ樹脂と固体状エポキシ樹脂とを併用することで、優れた可撓性を有する樹脂組成物が得られる。また、樹脂組成物を硬化して形成される絶縁層の破断強度も向上する。
液状エポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、又はナフタレン型エポキシ樹脂が好ましく、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、又はナフタレン型エポキシ樹脂がより好ましい。液状エポキシ樹脂の具体例としては、DIC(株)製の「HP4032」、「HP4032D」、「HP4032SS」(ナフタレン型エポキシ樹脂)、三菱化学(株)製の「jER828EL」(ビスフェノールA型エポキシ樹脂)、「jER807」(ビスフェノールF型エポキシ樹脂)、「jER152」(フェノールノボラック型エポキシ樹脂)、新日鉄住金化学(株)製の「ZX1059」(ビスフェノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ樹脂の混合品)、ナガセケムテックス(株)製の「EX−721」(グリシジルエステル型エポキシ樹脂)等が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、又は2種以上を併用してもよい。
固体状エポキシ樹脂としては、4官能ナフタレン型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリスフェノール型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、又はナフチレンエーテル型エポキシ樹脂が好ましく、4官能ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、又はナフチレンエーテル型エポキシ樹脂がより好ましく、ビフェニル型エポキシ樹脂がさらに好ましい。固体状エポキシ樹脂の具体例としては、DIC(株)製の「HP−4700」、「HP−4710」(4官能ナフタレン型エポキシ樹脂)、「N−690」(クレゾールノボラック型エポキシ樹脂)、「N−695」(クレゾールノボラック型エポキシ樹脂)、「HP−7200」(ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂)、「EXA7311」、「EXA7311−G3」、「HP6000」、「EXA7311−G4」、「EXA7311−G4S」(ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂)、日本化薬(株)製の「EPPN−502H」(トリスフェノールエポキシ樹脂)、「NC7000L」(ナフトールノボラックエポキシ樹脂)、「NC3000H」、「NC3000」、「NC3000L」、「NC3100」(ビフェニル型エポキシ樹脂)、新日鉄住金化学(株)製の「ESN475」(ナフトールノボラック型エポキシ樹脂)、「ESN485V」(ナフトールノボラック型エポキシ樹脂)、三菱化学(株)製の「YL6121」(ビフェニル型エポキシ樹脂)、「YX4000H」、「YX4000HK」(ビキシレノール型エポキシ樹脂)、大阪ガスケミカル(株)製の「PG−100」、「CG−500」、三菱化学(株)製の「YL7800」(フルオレン型エポキシ樹脂)等が挙げられる。
エポキシ樹脂として、液状エポキシ樹脂と固体状エポキシ樹脂とを併用する場合、それらの量比(液状エポキシ樹脂:固体状エポキシ樹脂)は、質量比で、1:0.1〜1:4の範囲が好ましい。液状エポキシ樹脂と固体状エポキシ樹脂との量比を斯かる範囲とすることにより、i)接着フィルムの形態で使用する場合に適度な粘着性がもたらされる、ii)接着フィルムの形態で使用する場合に十分な可撓性が得られ、取り扱い性が向上する、並びにiii)十分な破断強度を有する絶縁層を得ることができるなどの効果が得られる。上記i)〜iii)の効果の観点から、液状エポキシ樹脂と固体状エポキシ樹脂の量比(液状エポキシ樹脂:固体状エポキシ樹脂)は、質量比で、1:0.3〜1:3.5の範囲がより好ましく、1:0.6〜1:3の範囲がさらに好ましく、1:0.8〜1:2.5の範囲が特に好ましい。
樹脂組成物中のエポキシ樹脂の含有量は、3質量%〜50質量%が好ましく、5質量%〜45質量%がより好ましく、5質量%〜40質量%が更に好ましく、7質量%〜35質量%が特に好ましい。
エポキシ樹脂のエポキシ当量は、好ましくは50〜3000、より好ましくは80〜2000、さらに好ましくは110〜1000である。この範囲となることで、硬化物の架橋密度が十分となり表面粗度の低い絶縁層をもたらす。なお、エポキシ当量は、JIS K7236に従って測定することができ、1当量のエポキシ基を含む樹脂の質量である。
−硬化剤−
硬化剤としては、エポキシ樹脂を硬化する機能を有する限り特に限定されないが、例えば、フェノール系硬化剤、ナフトール系硬化剤、活性エステル系硬化剤、ベンゾオキサジン系硬化剤、及びシアネートエステル系硬化剤が挙げられる。硬化剤は1種単独で用いてもよく、又は2種以上を併用してもよい。
フェノール系硬化剤及びナフトール系硬化剤としては、耐熱性及び耐水性の観点から、ノボラック構造を有するフェノール系硬化剤、又はノボラック構造を有するナフトール系硬化剤が好ましい。また、導体層(回路配線)との密着性の観点から、含窒素フェノール系硬化剤が好ましく、トリアジン骨格含有フェノール系硬化剤がより好ましい。中でも、耐熱性、耐水性、及び導体層との密着性(剥離強度)を高度に満足させる観点から、トリアジン骨格含有フェノールノボラック樹脂を硬化剤として用いることが好ましい。
フェノール系硬化剤及びナフトール系硬化剤の具体例としては、例えば、明和化成(株)製の「MEH−7700」、「MEH−7810」、「MEH−7851」、日本化薬(株)製の「NHN」、「CBN」、「GPH」、東都化成(株)製の「SN170」、「SN180」、「SN190」、「SN475」、「SN485」、「SN495」、「SN375」、「SN395」、DIC(株)製の「LA7052」、「LA7054」、「LA3018」等が挙げられる。
活性エステル系硬化剤としては、特に制限はないが、一般にフェノールエステル類、チオフェノールエステル類、N−ヒドロキシアミンエステル類、複素環ヒドロキシ化合物のエステル類等の反応活性の高いエステル基を1分子中に2個以上有する化合物が好ましく用いられる。当該活性エステル系硬化剤は、カルボン酸化合物及び/又はチオカルボン酸化合物とヒドロキシ化合物及び/又はチオール化合物との縮合反応によって得られるものが好ましい。特に耐熱性向上の観点から、カルボン酸化合物とヒドロキシ化合物とから得られる活性エステル系硬化剤が好ましく、カルボン酸化合物とフェノール化合物及び/又はナフトール化合物とから得られる活性エステル系硬化剤がより好ましい。カルボン酸化合物としては、例えば安息香酸、酢酸、コハク酸、マレイン酸、イタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ピロメリット酸等が挙げられる。フェノール化合物又はナフトール化合物としては、例えば、ハイドロキノン、レゾルシン、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、フェノールフタリン、メチル化ビスフェノールA、メチル化ビスフェノールF、メチル化ビスフェノールS、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、カテコール、α−ナフトール、β−ナフトール、1,5−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシベンゾフェノン、トリヒドロキシベンゾフェノン、テトラヒドロキシベンゾフェノン、フロログルシン、ベンゼントリオール、ジシクロペンタジエン型ジフェノール、フェノールノボラック等が挙げられる。
具体的には、ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造を含む活性エステル化合物、ナフタレン構造を含む活性エステル化合物、フェノールノボラックのアセチル化物を含む活性エステル化合物、フェノールノボラックのベンゾイル化物を含む活性エステル化合物が好ましく、中でもナフタレン構造を含む活性エステル化合物、ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造を含む活性エステル化合物がより好ましい。なお本発明において、「ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造」とは、フェニレン−ジシクロペンタレン−フェニレンからなる2価の構造単位を表す。
活性エステル系硬化剤の市販品としては、ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造を含む活性エステル化合物として、「EXB9451」、「EXB9460」、「EXB9460S」、「HPC−8000−65T」(DIC(株)製)、ナフタレン構造を含む活性エステル化合物として「EXB9416−70BK」(DIC(株)製)、フェノールノボラックのアセチル化物を含む活性エステル化合物として「DC808」(三菱化学(株)製)、フェノールノボラックのベンゾイル化物を含む活性エステル化合物として「YLH1026」(三菱化学(株)製)などが挙げられる。
ベンゾオキサジン系硬化剤の具体例としては、昭和高分子(株)製の「HFB2006M」、四国化成工業(株)製の「P−d」、「F−a」が挙げられる。
シアネートエステル系硬化剤としては、例えば、ビスフェノールAジシアネート、ポリフェノールシアネート、オリゴ(3−メチレン−1,5−フェニレンシアネート)、4,4’−メチレンビス(2,6−ジメチルフェニルシアネート)、4,4’−エチリデンジフェニルジシアネート、ヘキサフルオロビスフェノールAジシアネート、2,2−ビス(4−シアネート)フェニルプロパン、1,1−ビス(4−シアネートフェニルメタン)、ビス(4−シアネート−3,5−ジメチルフェニル)メタン、1,3−ビス(4−シアネートフェニル−1−(メチルエチリデン))ベンゼン、ビス(4−シアネートフェニル)チオエーテル、及びビス(4−シアネートフェニル)エーテル等の2官能シアネート樹脂、フェノールノボラック及びクレゾールノボラック等から誘導される多官能シアネート樹脂、これらシアネート樹脂が一部トリアジン化したプレポリマーなどが挙げられる。シアネートエステル系硬化剤の具体例としては、ロンザジャパン(株)製の「PT30」及び「PT60」(いずれもフェノールノボラック型多官能シアネートエステル樹脂)、「BA230」(ビスフェノールAジシアネートの一部又は全部がトリアジン化され三量体となったプレポリマー)等が挙げられる。
エポキシ樹脂と硬化剤との量比は、[エポキシ樹脂のエポキシ基の合計数]:[硬化剤の反応基の合計数]の比率で、1:0.2〜1:2の範囲が好ましく、1:0.3〜1:1.5がより好ましく、1:0.4〜1:1がさらに好ましい。ここで、硬化剤の反応基とは、活性水酸基、活性エステル基等であり、硬化剤の種類によって異なる。また、エポキシ樹脂のエポキシ基の合計数とは、各エポキシ樹脂の固形分質量をエポキシ当量で除した値をすべてのエポキシ樹脂について合計した値であり、硬化剤の反応基の合計数とは、各硬化剤の固形分質量を反応基当量で除した値をすべての硬化剤について合計した値である。エポキシ樹脂と硬化剤との量比を斯かる範囲とすることにより、樹脂組成物の硬化物の耐熱性がより向上する。
一実施形態において、第1の熱硬化性樹脂組成物層に用いる樹脂組成物は、上述の無機充填材、エポキシ樹脂、及び硬化剤を含む。樹脂組成物は、無機充填材としてシリカを、エポキシ樹脂として液状エポキシ樹脂と固体状エポキシ樹脂との混合物(液状エポキシ樹脂:固体状エポキシ樹脂の質量比は1:0.1〜1:4の範囲が好ましく、1:0.3〜1:3.5の範囲がより好ましく、1:0.6〜1:3の範囲がさらに好ましく、1:0.8〜1:2.5の範囲が特に好ましい)を、硬化剤としてフェノール系硬化剤、ナフトール系硬化剤、活性エステル系硬化剤及びシアネートエステル系硬化剤からなる群から選択される1種以上(好ましくはフェノール系硬化剤、ナフトール系硬化剤からなる群から選択される1種以上、より好ましくはトリアジン骨格含有フェノールノボラック樹脂、ナフトール系硬化剤からなる群から選択される1種以上、さらに好ましくはトリアジン骨格含有フェノールノボラック樹脂を含む硬化剤)を、それぞれ含むことが好ましい。斯かる特定の成分を組み合わせて含む樹脂組成物に関しても、無機充填材、エポキシ樹脂、及び硬化剤の好適な含有量は上述のとおりであるが、中でも、無機充填材の含有量が30質量%〜90質量%、エポキシ樹脂の含有量が3質量%〜50質量%であることが好ましく、無機充填材の含有量が50質量%〜90質量%、エポキシ樹脂の含有量が5質量%〜45質量%であることがより好ましい。硬化剤の含有量に関しては、エポキシ樹脂のエポキシ基の合計数と、硬化剤の反応基の合計数との比が、好ましくは1:0.2〜1:2の範囲、より好ましくは1:0.3〜1:1.5の範囲、さらに好ましくは1:0.4〜1:1の範囲となるように含有させる。
樹脂組成物は、必要に応じて、さらに熱可塑性樹脂、硬化促進剤、難燃剤及びゴム粒子等の添加剤を含んでいてもよい。
−熱可塑性樹脂−
熱可塑性樹脂としては、例えば、フェノキシ樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、及びポリスルホン樹脂等が挙げられる。熱可塑性樹脂は1種単独で用いてもよく、又は2種以上を併用してもよい。
熱可塑性樹脂のポリスチレン換算の重量平均分子量は8,000〜70,000の範囲が好ましく、10,000〜60,000の範囲がより好ましく、20,000〜60,000の範囲がさらに好ましい。熱可塑性樹脂のポリスチレン換算の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法で測定される。具体的には、熱可塑性樹脂のポリスチレン換算の重量平均分子量は、測定装置として(株)島津製作所製LC−9A/RID−6Aを、カラムとして昭和電工(株)製Shodex K−800P/K−804L/K−804Lを、移動相としてクロロホルム等を用いて、カラム温度40℃にて測定し、標準ポリスチレンの検量線を用いて算出することができる。
フェノキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA骨格、ビスフェノールF骨格、ビスフェノールS骨格、ビスフェノールアセトフェノン骨格、ノボラック骨格、ビフェニル骨格、フルオレン骨格、ジシクロペンタジエン骨格、ノルボルネン骨格、ナフタレン骨格、アントラセン骨格、アダマンタン骨格、テルペン骨格、及びトリメチルシクロヘキサン骨格からなる群から選択される1種以上の骨格を有するフェノキシ樹脂が挙げられる。フェノキシ樹脂の末端は、フェノール性水酸基、エポキシ基等のいずれの官能基でもよい。フェノキシ樹脂は1種単独で用いてもよく、又は2種以上を併用してもよい。フェノキシ樹脂の具体例としては、三菱化学(株)製の「1256」及び「4250」(いずれもビスフェノールA骨格含有フェノキシ樹脂)、「YX8100」(ビスフェノールS骨格含有フェノキシ樹脂)、及び「YX6954」(ビスフェノールアセトフェノン骨格含有フェノキシ樹脂)が挙げられ、その他にも、東都化成(株)製の「FX280」及び「FX293」、三菱化学(株)製の「YL7553」、「YL6794」、「YL7213」、「YL7290」及び「YL7482」等が挙げられる。
ポリビニルアセタール樹脂の具体例としては、電気化学工業(株)製の電化ブチラール4000−2、5000−A、6000−C、6000−EP、積水化学工業(株)製のエスレックBHシリーズ、BXシリーズ、KSシリーズ、BLシリーズ、BMシリーズ等が挙げられる。
ポリイミド樹脂の具体例としては、新日本理化(株)製の「リカコートSN20」及び「リカコートPN20」が挙げられる。ポリイミド樹脂の具体例としてはまた、2官能性ヒドロキシル基末端ポリブタジエン、ジイソシアネート化合物及び四塩基酸無水物を反応させて得られる線状ポリイミド(特開2006−37083号公報記載のもの)、ポリシロキサン骨格含有ポリイミド(特開2002−12667号公報及び特開2000−319386号公報等に記載のもの)等の変性ポリイミドが挙げられる。
ポリアミドイミド樹脂の具体例としては、東洋紡績(株)製の「バイロマックスHR11NN」及び「バイロマックスHR16NN」が挙げられる。ポリアミドイミド樹脂の具体例としてはまた、日立化成工業(株)製のポリシロキサン骨格含有ポリアミドイミド「KS9100」、「KS9300」等の変性ポリアミドイミドが挙げられる。
ポリエーテルスルホン樹脂の具体例としては、住友化学(株)製の「PES5003P」等が挙げられる。
ポリスルホン樹脂の具体例としては、ソルベイアドバンストポリマーズ(株)製のポリスルホン「P1700」、「P3500」等が挙げられる。
樹脂組成物中の熱可塑性樹脂の含有量は、0.1質量%〜20質量%であることが好ましい。熱可塑性樹脂の含有量を斯かる範囲とすることにより、樹脂組成物の粘度が適度となり、厚さやバルク性状の均一な樹脂組成物を形成することができる。樹脂組成物中の熱可塑性樹脂の含有量は、0.5質量%〜10質量%であることがより好ましい。
−硬化促進剤−
硬化促進剤としては、例えば、リン系硬化促進剤、アミン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤、グアニジン系硬化促進剤等が挙げられ、リン系硬化促進剤、アミン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤が好ましく、アミン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤がより好ましい。
リン系硬化促進剤としては、例えば、トリフェニルホスフィン、ホスホニウムボレート化合物、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、n−ブチルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラブチルホスホニウムデカン酸塩、(4−メチルフェニル)トリフェニルホスホニウムチオシアネート、テトラフェニルホスホニウムチオシアネート、ブチルトリフェニルホスホニウムチオシアネート等が挙げられ、トリフェニルホスフィン、テトラブチルホスホニウムデカン酸塩が好ましい。
アミン系硬化促進剤としては、例えば、トリエチルアミン、トリブチルアミンなどのトリアルキルアミン、4−ジメチルアミノピリジン、ベンジルジメチルアミン、2,4,6,−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)−ウンデセン等が挙げられ、4−ジメチルアミノピリジン、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)−ウンデセンが好ましい。
イミダゾール系硬化促進剤としては、例えば、2−メチルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、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、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾール、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイト、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−ウンデシルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−エチル−4’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジンイソシアヌル酸付加物、2−フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5ヒドロキシメチルイミダゾール、2,3−ジヒドロ−1H−ピロロ[1,2−a]ベンズイミダゾール、1−ドデシル−2−メチル−3−ベンジルイミダゾリウムクロライド、2−メチルイミダゾリン、2−フェニルイミダゾリン等のイミダゾール化合物及びイミダゾール化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体が挙げられ、2−エチル−4−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が好ましい。
グアニジン系硬化促進剤としては、例えば、ジシアンジアミド、1−メチルグアニジン、1−エチルグアニジン、1−シクロヘキシルグアニジン、1−フェニルグアニジン、1−(o−トリル)グアニジン、ジメチルグアニジン、ジフェニルグアニジン、トリメチルグアニジン、テトラメチルグアニジン、ペンタメチルグアニジン、1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン、7−メチル−1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン、1−メチルビグアニド、1−エチルビグアニド、1−n−ブチルビグアニド、1−n−オクタデシルビグアニド、1,1−ジメチルビグアニド、1,1−ジエチルビグアニド、1−シクロヘキシルビグアニド、1−アリルビグアニド、1−フェニルビグアニド、1−(o−トリル)ビグアニド等が挙げられ、ジシアンジアミド、1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エンが好ましい。
硬化促進剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。樹脂組成物中の硬化促進剤の含有量は、エポキシ樹脂と硬化剤の不揮発成分合計量を100質量%としたとき、0.05質量%〜3質量%の範囲で使用することが好ましい。
−難燃剤−
難燃剤としては、例えば、有機リン系難燃剤、有機系窒素含有リン化合物、窒素化合物、シリコーン系難燃剤、金属水酸化物等が挙げられる。難燃剤は1種単独で用いてもよく、又は2種以上を併用してもよい。樹脂組成物層中の難燃剤の含有量は特に限定はされないが、0.5質量%〜10質量%が好ましく、1質量%〜9質量%がより好ましく、1.5質量%〜8質量%がさらに好ましい。
−ゴム粒子−
ゴム粒子としては、例えば、後述する有機溶剤に溶解せず、上述のエポキシ樹脂、硬化剤、及び熱可塑性樹脂などとも相溶しないものが使用される。このようなゴム粒子は、一般には、ゴム成分の分子量を有機溶剤や樹脂に溶解しないレベルまで大きくし、粒子状とすることで調製される。
ゴム粒子としては、例えば、コアシェル型ゴム粒子、架橋アクリロニトリルブタジエンゴム粒子、架橋スチレンブタジエンゴム粒子、アクリルゴム粒子などが挙げられる。コアシェル型ゴム粒子は、コア層とシェル層とを有するゴム粒子であり、例えば、外層のシェル層がガラス状ポリマーで構成され、内層のコア層がゴム状ポリマーで構成される2層構造、又は外層のシェル層がガラス状ポリマーで構成され、中間層がゴム状ポリマーで構成され、コア層がガラス状ポリマーで構成される3層構造のものなどが挙げられる。ガラス状ポリマー層は、例えば、メチルメタクリレート重合物などで構成され、ゴム状ポリマー層は、例えば、ブチルアクリレート重合物(ブチルゴム)などで構成される。ゴム粒子は1種単独で用いてもよく、又は2種以上を併用してもよい。
ゴム粒子の平均粒径は、好ましくは0.005μm〜1μmの範囲であり、より好ましくは0.2μm〜0.6μmの範囲である。ゴム粒子の平均粒径は、動的光散乱法を用いて測定することができる。例えば、適当な有機溶剤にゴム粒子を超音波などにより均一に分散させ、濃厚系粒径アナライザー(FPAR−1000;大塚電子(株)製)を用いて、ゴム粒子の粒度分布を質量基準で作成し、そのメディアン径を平均粒径とすることで測定することができる。樹脂組成物中のゴム粒子の含有量は、好ましくは1質量%〜10質量%であり、より好ましくは2質量%〜5質量%である。
第1の熱硬化性樹脂組成物層に用いる樹脂組成物は、必要に応じて、他の添加剤を含んでいてもよく、斯かる他の添加剤としては、例えば、有機銅化合物、有機亜鉛化合物及び有機コバルト化合物等の有機金属化合物、並びに有機フィラー、増粘剤、消泡剤、レベリング剤、密着性付与剤、及び着色剤等の樹脂添加剤等が挙げられる。
第1の熱硬化性樹脂組成物層の厚さは、絶縁基板の厚さなどにもよるが、部品内蔵基板の薄型化の観点から、好ましくは100μm以下、より好ましくは80μm以下、さらに好ましくは60μm以下、さらにより好ましくは50μm以下である。第1の熱硬化性樹脂組成物層の厚さの下限は、絶縁基板の厚さなどにもよるが、部品の埋め込み性及びキャビティ充填性の観点から、通常、15μm以上である。
部品内蔵基板の製造に際して十分な部品の埋め込み性及びキャビティ充填性を実現する観点から、第1の熱硬化性樹脂組成物層の最低溶融粘度は、好ましくは10000ポイズ以下、より好ましくは8000ポイズ以下、さらに好ましくは6000ポイズ以下、さらにより好ましくは4000ポイズ以下、特に好ましくは3000ポイズ以下である。第1の熱硬化性樹脂組成物層の最低溶融粘度の下限は、部品内蔵基板の製造に際して層保形性(染み出し防止)の観点から、好ましくは100ポイズ以上、より好ましくは300ポイズ以上、さらに好ましくは500ポイズ以上である。
ここで、熱硬化性樹脂組成物層の「最低溶融粘度」とは、熱硬化性樹脂組成物層の樹脂が溶融した際に熱硬化性樹脂組成物層が呈する最低の粘度をいう。詳細には、一定の昇温速度で熱硬化性樹脂組成物層を加熱して樹脂を溶融させると、初期の段階は溶融粘度が温度上昇とともに低下し、その後、ある温度を超えると温度上昇とともに溶融粘度が上昇する。「最低溶融粘度」とは、斯かる極小点の溶融粘度をいう。熱硬化性樹脂組成物層の最低溶融粘度は、動的粘弾性法により測定することができる。具体的には、熱硬化性樹脂組成物層の最低溶融粘度は、測定開始温度60℃、昇温速度5℃/分、振動数1Hz、ひずみ1degの条件で動的粘弾性測定を行うことにより得ることができる。動的粘弾性測定装置としては、例えば、(株)ユー・ビー・エム製の「Rheosol−G3000」が挙げられる。
(第2の接着フィルム)
第2の接着フィルムは、第2の支持体と、該第2の支持体と接合する第2の熱硬化性樹脂組成物層を含む。
第2の支持体の材料及び厚さは、上記第1の支持体について説明したものと同じであってよい。
第2の熱硬化性樹脂組成物層の材料は、上記第1の熱硬化性樹脂組成物層について説明したものと同じであってよい。
第2の熱硬化性樹脂組成物層は、第1の熱硬化性樹脂組成物層に比し薄くてもよい。第2の熱硬化性樹脂組成物層の厚さは、部品内蔵基板の薄型化の観点から、好ましくは80μm以下、より好ましくは60μm以下、さらに好ましくは40μm以下、さらにより好ましくは30μm以下である。第1の熱硬化性樹脂組成物層の厚さの下限は、特に制限されないが、通常、10μm以上である。
第2の熱硬化性樹脂組成物層の最低溶融粘度は、部品内蔵基板の製造に際して層保形成(染み出し防止)の観点から、好ましくは100ポイズ以上、より好ましくは300ポイズ以上、さらに好ましくは500ポイズ以上である。第2の熱硬化性樹脂組成物層の最低溶融粘度の上限は、特に制限されないが、第1の熱硬化性樹脂組成物層について説明したものと同様の範囲としてよい。
以下、第1及び第2の接着フィルムを作製する手順の一例を示す。
接着フィルムは、第1及び第2の接着フィルムの別を問わず、例えば、有機溶剤に樹脂組成物を溶解した樹脂ワニスを調製し、この樹脂ワニスを、ダイコーターなどを用いて支持体上に塗布し、樹脂ワニスを乾燥させることによって作製することができる。
有機溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン及びシクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及びカルビトールアセテート等の酢酸エステル類、セロソルブ及びブチルカルビトール等のカルビトール類、トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド及びN−メチルピロリドン等のアミド系溶媒等を挙げることができる。有機溶剤は1種単独で用いてもよく、又は2種以上を併用してもよい。
樹脂ワニスの乾燥は、加熱、熱風吹きつけ等の公知の乾燥方法により実施してよい。樹脂ワニス中の有機溶剤の沸点によっても異なるが、例えば30質量%〜60質量%の有機溶剤を含む樹脂ワニスを用いる場合、50℃〜150℃で3分間〜10分間乾燥させることにより、支持体上に熱硬化性樹脂組成物層を形成することができる。
接着フィルムは、第1及び第2の接着フィルムの別を問わず、熱硬化性樹脂組成物層の支持体と接合していない面(即ち、支持体とは反対側の面)に、保護フィルムをさらに含んでもよい。保護フィルムは、熱硬化性樹脂組成物層の表面へのゴミ等の付着やキズの防止に寄与する。保護フィルムの材料としては、支持体について説明した材料と同じものを用いてよい。保護フィルムの厚さは、特に限定されるものではないが、例えば、1μm〜40μmである。接着フィルムは、部品内蔵基板を製造する際には、保護フィルムを剥がすことによって使用可能となる。
以上、第1及び第2の接着フィルムを作製する手順の一例を示したが、第1及び第2の接着フィルムが得られる限り、上記の手順に限定されるものではない。例えば、保護フィルム上に熱硬化性樹脂組成物層を形成した後に、該熱硬化性樹脂組成物層上に支持体を積層して接着フィルムを作製してもよい。本発明において「支持体」とは、部品内蔵基板の製造に際し、熱硬化性樹脂組成物層と共に絶縁基板の主面に積層される部材をいうのであって、接着フィルム製造時における樹脂ワニスの支持部材を限定的に表すものではない。
以下、本発明の部品内蔵基板の製造方法を、その好適な実施形態に即して詳細に説明する。
[部品内蔵基板の製造方法]
本発明の部品内蔵基板の製造方法は、下記工程(A)、(B)、(C)及び(D)をこの順序で含む。
(A)第1及び第2の主面を有し、該第1及び第2の主面間を貫通するキャビティが形成された絶縁基板と、該絶縁基板の第2の主面と接合している仮付け材料と、前記絶縁基板のキャビティの内部において前記仮付け材料によって仮付けされた部品とを含む、部品が仮付けされた絶縁基板に、第1の支持体及び該第1の支持体と接合する第1の熱硬化性樹脂組成物層を含む第1の接着フィルムを、該第1の熱硬化性樹脂組成物層が絶縁基板の第1の主面と接合するように、真空積層する工程
(B)第1の熱硬化性樹脂組成物層を、下記工程(C)において前記部品の位置ズレを抑制するために加熱処理し、かつ該加熱処理が基板反りの発生が抑制される範囲で行われる工程
(C)絶縁基板の第2の主面から仮付け材料を剥離した後、第2の支持体及び該第2の支持体と接合する第2の熱硬化性樹脂組成物層を含む第2の接着フィルムを、該第2の熱硬化性樹脂組成物層が絶縁基板の第2の主面と接合するように、真空積層する工程
(D)第1及び第2の熱硬化性樹脂組成物層を熱硬化して絶縁層を形成する工程
なお本発明において、工程(A)乃至(D)についていう「この順序で含む」とは、工程(A)乃至(D)の各工程を含み且つ工程(A)乃至(D)の各工程がこの順序で実施される限り、他の工程を含むことを妨げるものではない。
以下、工程又は処理についていう「この順序で含む」に関しても、同様とする。
以下、図3A乃至図3Gを参照しつつ、各工程について説明する。
<工程(A)>
工程(A)において、部品が仮付けされた絶縁基板1’に、第1の接着フィルム10を、第1の熱硬化性樹脂組成物層12が絶縁基板の第1の主面と接合するように真空積層する(図3A)。
部品が仮付けされた絶縁基板1’および第1の接着フィルム10の構成は先述のとおりである。
部品仮付け絶縁基板1’への第1の接着フィルム10の真空積層は、例えば、減圧条件下、第1の支持体11側から、第1の接着フィルム10を部品仮付け絶縁基板1’に加熱圧着することにより行うことができる。第1の接着フィルム10を部品仮付け絶縁基板1’に加熱圧着する部材(図示せず;以下、「加熱圧着部材」ともいう。)としては、例えば、加熱された金属板(SUS鏡板等)又は金属ロール(SUSロール)等が挙げられる。なお、加熱圧着部材を第1の接着フィルム10に直接プレスするのではなく、部品仮付け絶縁基板1’のキャビティ1aや部品3に起因する凹凸に第1の接着フィルム10が十分に追随するよう、耐熱ゴム等の弾性材を介してプレスするのが好ましい。
加熱圧着温度は、好ましくは80℃〜160℃、より好ましくは100℃〜140℃の範囲であり、加熱圧着圧力は、好ましくは0.098MPa〜1.77MPa、より好ましくは0.29MPa〜1.47MPaの範囲であり、加熱圧着時間は、好ましくは20秒間〜400秒間、より好ましくは30秒間〜300秒間の範囲である。真空積層は、好ましくは圧力26.7hPa以下の減圧条件下で実施する。なお、加熱圧着温度とは、加熱圧着部材の表面温度をいい、耐熱ゴム等の弾性材を介してプレスする場合は、第1の接着フィルム10と接合する該弾性材の表面の温度をいう。
真空積層は、市販の真空ラミネーターによって行うことができる。市販の真空ラミネーターとしては、例えば、(株)名機製作所製の真空加圧式ラミネーター、ニチゴー・モートン(株)製のバキュームアップリケーター等が挙げられる。
斯かる工程(A)において、第1の熱硬化性樹脂組成物層12は、キャビティ1a内に充填され、キャビティ1a内に仮付けされていた部品3は第1の熱硬化性樹脂組成物層12に埋め込まれることとなる(図3B)。
工程(A)の後に、常圧下(大気圧下)、例えば、加熱圧着部材を第1の支持体11側からプレスすることにより、積層された第1の接着フィルムの平滑化処理を行う平滑化工程(以下、「工程(A’)」ともいう。)を行うことが好ましい。工程(A’)のプレス条件は、上記真空積層の加熱圧着条件と同様の条件とすることができる。
工程(A’)は、市販のラミネーターによって行うことができる。なお、工程(A)と工程(A’)は、上記の市販の真空ラミネーターを用いて連続的に行ってもよい。
<工程(B)>
工程(B)において、第1の熱硬化性樹脂組成物層を、下記工程(C)において前記部品の位置ズレを抑制するために加熱処理し、かつ該加熱処理が基板反りの発生が抑制される範囲で行う。
熱硬化性樹脂組成物層を部品仮付け絶縁基板の片方の主面に設けた後、該熱硬化性樹脂組成物層を熱硬化させて部品仮付け絶縁基板の片方の主面に硬化体(絶縁層)を形成する手法においては、部品が埋め込まれた熱硬化性樹脂組成物層を熱硬化して、部品を封止する硬化体(絶縁層)が得られるため、以後の工程に起因する部品の位置変化(ズレ)が起こり難く、キャビティ内における部品の配置精度に優れる。しかしながら先述のとおり、斯かる手法においては、部品内蔵基板の小型化、薄型化を達成すべくキャビティ密度の高い絶縁基板や厚さの薄い絶縁基板を使用する場合などにおいて、絶縁基板の片方の主面に絶縁層を形成した段階で、基板反りが生じる場合のあることを本発明者らは見出した。基板反りが生じると、基板搬送に支障をきたし、製造効率(歩留まり)の低下を招来することから、斯かる基板反りの発生を抑制し得る技術が求められる。
基板反りは、詳細には、絶縁層を形成した後、熱硬化温度から室温へと冷却する過程において顕在化する。よって、基板反りの発生を抑制するにあたり、熱硬化温度から冷ますことなく、次工程を実施することも考えられる。しかしながら、熱硬化工程から第2の接着フィルムの積層工程までの間、熱硬化温度を維持することは現実的ではなく、また、仮付け材料の剥離が困難となるといった問題も生じる。また、溶融粘度が高い熱硬化性樹脂組成物層を備えた接着フィルムを部品仮付け絶縁基板に積層することにより、熱硬化工程を経ずともキャビティ内における部品の位置変化(ズレ)を防止することも考えられるが、最低溶融粘度が高い熱硬化性樹脂組成物層を備えた接着フィルムを用いると、そもそも十分な部品の埋め込み性やキャビティ充填性が得られないため、部品の固定性に乏しく実質的な解決策とはならない。このように、部品内蔵基板の小型化、薄型化を達成すべくキャビティ密度の高い絶縁基板や厚さの薄い絶縁基板を使用する場合などにおいては、良好な部品の配置精度を保ったまま基板反りの発生を抑制することは困難であった。
本発明者らは、熱硬化性樹脂組成物層を部品仮付け絶縁基板の片方の主面に積層した後、該熱硬化性樹脂組成物層を、特定の条件にて加熱処理することによって(すなわち、上記工程(B)を採用することによって)、室温へと冷却した後も基板反りの発生を抑制できることを見出した。また、斯かる方法によれば、適度な最低溶融粘度を有する熱硬化性樹脂組成物層を備えた接着フィルムを使用できるため、接着フィルムを積層する際に十分な部品の埋め込み性やキャビティ充填性を達成できる。このように本発明は、部品内蔵基板の小型化、薄型化を達成すべくキャビティ密度の高い絶縁基板や厚さの薄い絶縁基板を使用する場合などにおいても、良好な部品の配置精度を保ったまま基板反りの発生を抑制することができる。従って本発明は、小型かつ薄型の部品内蔵基板を歩留まりよく製造することができ、部品内蔵基板の小型化、薄型化に著しく寄与するものである。
好適な一実施形態において、工程(B)で得られる基板の反りは、好ましくは25mm以下、より好ましくは20mm以下、さらに好ましくは15mm以下、さらにより好ましくは10mm以下、特に好ましくは5mm以下である。なお、基板の反りとは、工程(B)で得られる基板の一辺を固定具で固定し地面(水平面)に対して垂直に吊した際の、仮想垂直面からの、基板の対辺の両端部の垂直高さの算術平均値を意味する。基板の反りは、具体的には、実施例に記載の測定方法により測定することができる。
工程(B)においては、基板反りの発生を抑制する観点から、第1の熱硬化性樹脂組成物層を、その最低溶融粘度が、好ましくは200,000ポイズ以下、より好ましくは180,000ポイズ以下、さらに好ましくは160,000ポイズ以下、さらにより好ましくは140,000ポイズ以下、特に好ましくは120,000ポイズ以下、100,000ポイズ以下、90,000ポイズ以下、80,000ポイズ以下、又は70,000ポイズ以下となるように加熱処理することが好適である。また、部品の位置変化(ズレ)を抑制する観点から、第1の熱硬化性樹脂組成物層を、その最低溶融粘度が、好ましくは15,000ポイズ以上、より好ましくは16,000ポイズ以上、さらに好ましくは18,000ポイズ以上、さらにより好ましくは20,000ポイズ以上、特に好ましくは22,000ポイズ以上、25,000ポイズ以上、30,000ポイズ以上、又は35,000ポイズ以上となるように加熱処理することが好適である。
工程(B)において、加熱処理された第1の熱硬化性樹脂組成物層の最低溶融粘度は、上記と同様にして測定することができる。なお、工程(B)における第1の熱硬化性樹脂組成物層の最低溶融粘度を測定するに際し、測定開始温度は100℃としてよい。
工程(B)における第1の熱硬化性樹脂組成物層の加熱処理の条件は、下記工程(C)において前記部品の位置ズレを抑制するために加熱処理し、かつ該加熱処理が基板反りの発生が抑制される範囲で行われる限り、特に制限されない。好適な一実施形態において、工程(B)における加熱温度は、上記特定範囲の最低溶融粘度を達成し得る観点から、好ましくは155℃以下、より好ましくは150℃以下、さらに好ましくは145℃以下、さらにより好ましくは140℃以下である。加熱温度の下限は、好ましくは110℃以上、より好ましくは115℃以上、さらに好ましくは120℃以上、さらにより好ましくは125℃以上である。
工程(B)における加熱時間は、加熱温度にもよるが、好ましくは10分間以上、より好ましくは15分間以上、さらに好ましくは20分間以上である。加熱時間の上限は特に制限されないが、通常、60分間以下とし得る。
工程(B)における第1の熱硬化性樹脂組成物層の加熱処理は、大気圧下(常圧下)にて行うことが好ましい。
工程(B)における第1の熱硬化性樹脂組成物層の加熱処理は、第1の支持体11が第1の熱硬化性樹脂組成物層12に付いた状態で実施してもよく、第1の支持体11を剥離し第1の熱硬化性樹脂組成物層12を露出させた後に実施してもよい。好適な一実施形態においては、工程(B)における第1の熱硬化性樹脂組成物層の加熱処理は、第1の支持体11が第1の熱硬化性樹脂組成物層12に付いた状態で実施する。これにより、異物付着の防止、第1の熱硬化樹脂組成物層のダメージ防止という点で有利となる。
工程(B)における第1の熱硬化性樹脂組成物層の加熱処理を、第1の支持体が付いた状態で実施する場合、該第1の支持体は、第1の熱硬化性樹脂組成物層を硬化させて得られる絶縁層に導体層(回路配線)を設ける工程の前に剥離すればよく、例えば、工程(B)と後述する工程(C)との間に剥離してもよく、後述する工程(C)と工程(D)との間に剥離してもよく、後述する工程(D)の後に剥離してもよい。好適な一実施形態において、第1の支持体は、後述する工程(D)の後に剥離する。なお、第1の支持体として銅箔等の金属箔を用いた場合は、後述するとおり、斯かる金属箔を使用して導体層(回路配線)を設けることが可能であるため、第1の支持体は剥離しなくてもよい。
好適な一実施形態において、工程(A)と工程(B)との間に、基板を常温(室温)に冷ます処理を実施してよい。
好適な一実施形態において、工程(B)において、第1の熱硬化性樹脂組成物層12は、最低溶融粘度が15,000ポイズ〜200,000ポイズの範囲にある第1の熱硬化性樹脂組成物層(加熱処理体)12’となる(図3C)。なお、図3Cは、第1の支持体11が付いた状態で加熱処理して第1の熱硬化性樹脂組成物層(加熱処理体)12’を得る態様を示している。
<工程(C)>
工程(B)の後、絶縁基板の第2の主面から仮付け材料2を剥離して、絶縁基板の第2の主面を露出させる。そして、第2の接着フィルム20を、第2の熱硬化性樹脂組成物層22が絶縁基板の第2の主面と接合するように、真空積層する(図3D)。
仮付け材料2の剥離は、仮付け材料2の種類に応じて、従来公知の方法に従って行ってよい。例えば、仮付け材料2として、古河電気工業(株)製のUCシリーズ等のウエハダイシング用UVテープを使用する場合、仮付け材料2をUV照射した後、仮付け材料2を剥離することができる。UV照射量等の条件は、仮付け材料の剥離に際して通常採用される公知の条件とし得る。
第2の接着フィルム20の構成は先述のとおりである。なお、工程(C)で用いる第2の接着フィルム20の第2の支持体21は、工程(A)で用いる第1の接着フィルム10の第1の支持体11と同じでもよく、異なっていてもよい。また、工程(C)で用いる第2の熱硬化性樹脂組成物層22に用いる樹脂組成物は、工程(A)で用いる第1の熱硬化性樹脂組成物層に用いる樹脂組成物と同じでもよく、異なっていてもよい。
工程(B)を採用する本発明の製造方法によれば、部品内蔵基板の小型化、薄型化を達成すべくキャビティ密度の高い絶縁基板や厚さの薄い絶縁基板を使用する場合などにおいても、基板反りの発生を抑制することができるため、工程(B)から工程(C)までの基板搬送に支障をきたさず、円滑に工程(C)を実施することができる。さらには、第1の熱硬化性樹脂組成物層を、所定の条件にて加熱処理しているため、工程(C)の真空積層に伴う、部品の位置変化(ズレ)も抑えることができ、部品の配置精度に優れる部品内蔵基板を歩留まりよく実現することができる。
好適な一実施形態において、工程(C)において部品の位置ズレは40μm未満である。ここで、部品の位置ズレとは、工程(B)において第1の熱硬化性樹脂組成物層を加熱処理した後の部品の中心と、工程(C)において第2の熱硬化性樹脂組成物層を真空積層した後の部品の中心との位置変化のことをいう。部品の位置ズレは、具体的には、実施例に記載の測定方法により測定することができる。
工程(C)における第2の接着フィルム20の真空積層は、工程(A)における第1の接着フィルムの真空積層と同様の方法、条件を採用してよい。
好適な一実施形態において、工程(B)と工程(C)との間に、基板を常温(室温)に冷ます処理を実施してよい。
工程(C)において、絶縁基板の第2の主面に第2の熱硬化性樹脂組成物層22及び第2の支持体21が積層される(図3E)。
第2の支持体21は、第2の熱硬化性樹脂組成物層を硬化させて得られる絶縁層に導体層(回路配線)を設ける工程の前に剥離すればよく、例えば、工程(C)と後述する工程(D)との間に剥離してもよく、後述する工程(D)の後に剥離してもよい。好適な一実施形態において、第2の支持体は、後述する工程(D)の後に剥離する。なお、第2の支持体として銅箔等の金属箔を用いた場合は、後述するとおり、斯かる金属箔を使用して導体層(回路配線)を設けることが可能であるため、第2の支持体は剥離しなくてもよい。
<工程(D)>
工程(D)において、第1及び第2の熱硬化性樹脂組成物層を熱硬化して絶縁層を形成する。これにより、第1の熱硬化性樹脂組成物層(加熱処理体)12’が絶縁層12’’を、第2の熱硬化性樹脂組成物層22が絶縁層22’’をそれぞれ形成する(図3F)。
熱硬化の条件は特に限定されず、プリント配線板の絶縁層を形成するに際して通常採用される条件を使用してよい。
例えば、第1及び第2の熱硬化性樹脂組成物層の熱硬化条件は、各熱硬化性樹脂組成物層に用いる樹脂組成物の組成等によっても異なるが、硬化温度は120℃〜240℃の範囲(好ましくは150℃〜210℃の範囲、より好ましくは170℃〜190℃の範囲)、硬化時間は5分間〜90分間の範囲(好ましくは10分間〜75分間、より好ましくは15分間〜60分間)とすることができる。
熱硬化させる前に、第1及び第2の熱硬化性樹脂組成物層を硬化温度よりも低い温度にて予備加熱してもよい。例えば、熱硬化に先立ち、50℃以上120℃未満(好ましくは60℃以上110℃以下、より好ましくは70℃以上100℃以下)の温度にて、第1及び第2の熱硬化性樹脂組成物層を5分間以上(好ましくは5分間〜150分間、より好ましくは15分間〜120分間)予備加熱してもよい。予備加熱を行う場合、斯かる予備加熱も工程(D)に含まれることとする。
工程(D)における第1及び第2の熱硬化性樹脂組成物層の熱硬化は、大気圧下(常圧下)にて行うことが好ましい。
工程(D)は、基板をほぼ水平に維持した状態にて実施することが好ましい。例えば、基板の厚さ方向における軸が水平面に対して80°〜100°の範囲となるような状態にて工程(D)を実施することが好ましい。
先述のとおり、第1及び第2の支持体は、工程(D)の後に剥離することが好ましい。したがって、工程(D)においては、第1及び第2の支持体が付いた状態で第1及び第2の熱硬化性樹脂組成物層を熱硬化することが好ましい。これにより、低粗度の表面を有する絶縁層を得ることができる。
好適な一実施形態において、工程(C)と工程(D)との間に、基板を常温(室温)に冷ます処理を実施してよい。
なお、以下の説明において、第1の熱硬化性樹脂組成物層(加熱処理体)12’を熱硬化させて得られた絶縁層12’’を「第1の絶縁層」と称する場合がある。また、第2の熱硬化性樹脂組成物層22を熱硬化させて得られた絶縁層22’’を「第2の絶縁層」と称する場合がある。また、工程(D)で得られた基板を「部品内蔵絶縁基板」と称する場合がある。
<その他の工程>
本発明の部品内蔵基板の製造方法は、さらに、(E)スルーホールを形成する工程、及び(F)絶縁層上に導体層を形成する工程を含んでもよい。これらの工程(E)乃び(F)は、プリント配線板の製造に用いられる、当業者に公知の各種方法に従って実施してよい。なお、第1及び第2の支持体を工程(D)の後に剥離する場合、該第1及び第2の支持体の剥離は、工程(D)と工程(E)との間、又は工程(E)と工程(F)の間に実施してよい。
工程(E)は、スルーホールを形成する工程である。スルーホールは、部品内蔵基板の両面の電気接続のために設けられ、絶縁層や絶縁基板の特性を考慮して、ドリル、レーザー、プラズマ等を用いる公知の方法により形成することができる。
スルーホール形成時に絶縁層表面を保護し得る観点から、工程(E)は、第1及び第2の支持体を剥離する前に実施することが好ましい。斯かる場合、例えば、支持体上からレーザー光を照射して、スルーホールを形成することができる。またレーザー加工性を良くする目的で、使用するレーザーの波長に適したレーザー吸収材料を含有する支持体を使用してもよい。スルーホールの開口径や開口形状は、回路配線の設計に応じて適宜決定してよい。
レーザーによりスルーホールを形成する場合、レーザー光源としては、例えば、炭酸ガスレーザー、YAGレーザー、エキシマレーザー等が挙げられる。中でも、加工速度、コストの観点から、炭酸ガスレーザーが好ましい。
工程(F)は、絶縁層上に導体層を形成する工程である。
導体層に使用する導体材料は特に限定されない。好適な実施形態では、導体層は、金、白金、パラジウム、銀、銅、アルミニウム、コバルト、クロム、亜鉛、ニッケル、チタン、タングステン、鉄、スズ及びインジウムからなる群から選択される1種以上の金属を含む。導体層は、単金属層であっても合金層であってもよく、合金層としては、例えば、上記の群から選択される2種以上の金属の合金(例えば、ニッケル・クロム合金、銅・ニッケル合金及び銅・チタン合金)から形成された層が挙げられる。中でも、導体層形成の汎用性、コスト、パターニングの容易性等の観点から、クロム、ニッケル、チタン、アルミニウム、亜鉛、金、パラジウム、銀若しくは銅の単金属層、又はニッケル・クロム合金、銅・ニッケル合金、銅・チタン合金の合金層が好ましく、クロム、ニッケル、チタン、アルミニウム、亜鉛、金、パラジウム、銀若しくは銅の単金属層、又はニッケル・クロム合金の合金層がより好ましく、銅の単金属層が更に好ましい。
導体層は、単層構造であっても、異なる種類の金属若しくは合金からなる単金属層又は合金層が2層以上積層した複層構造であってもよい。導体層が複層構造である場合、絶縁層と接する層は、クロム、亜鉛若しくはチタンの単金属層、又はニッケル・クロム合金の合金層であることが好ましい。
導体層の厚さは、所望の部品内蔵基板のデザインによるが、一般に3μm〜35μm、好ましくは5μm〜30μmである。
一実施形態において、工程(F)は、
絶縁層を粗化処理すること、及び
粗化された絶縁層上にメッキにより導体層を形成すること
を含む。
粗化処理の手順、条件は特に限定されず、プリント配線板の製造に際して通常使用される公知の手順、条件を採用することができる。例えば、膨潤液による膨潤処理、酸化剤による粗化処理、中和液による中和処理をこの順に実施して第1及び第2の絶縁層を粗化処理することができる。膨潤液としては特に限定されないが、アルカリ溶液、界面活性剤溶液等が挙げられ、好ましくはアルカリ溶液であり、該アルカリ溶液としては、水酸化ナトリウム溶液、水酸化カリウム溶液がより好ましい。市販されている膨潤液としては、例えば、アトテックジャパン(株)製のスウェリング・ディップ・セキュリガンスP、スウェリング・ディップ・セキュリガンスSBU等が挙げられる。膨潤液による膨潤処理は、特に限定されないが、例えば、30℃〜90℃の膨潤液に第1及び第2の絶縁層を1分間〜20分間浸漬することにより行うことができる。第1及び第2の絶縁層の樹脂の膨潤を適度なレベルに抑える観点から、40℃〜80℃の膨潤液に第1及び第2の絶縁層を5秒間〜15分間浸漬させることが好ましい。酸化剤としては、特に限定されないが、例えば、水酸化ナトリウムの水溶液に過マンガン酸カリウムや過マンガン酸ナトリウムを溶解したアルカリ性過マンガン酸溶液が挙げられる。アルカリ性過マンガン酸溶液等の酸化剤による粗化処理は、60℃〜80℃に加熱した酸化剤溶液に第1及び第2の絶縁層を10分間〜30分間浸漬させて行うことが好ましい。また、アルカリ性過マンガン酸溶液における過マンガン酸塩の濃度は5質量%〜10質量%が好ましい。市販されている酸化剤としては、例えば、アトテックジャパン(株)製のコンセントレート・コンパクトCP、ドージングソリューション・セキュリガンスP等のアルカリ性過マンガン酸溶液が挙げられる。また、中和液としては、酸性の水溶液が好ましく、市販品としては、例えば、アトテックジャパン(株)製のリダクションソリューション・セキュリガントPが挙げられる。中和液による処理は、酸化剤溶液による粗化処理がなされた処理面を30℃〜80℃の中和液に5分間〜30分間浸漬させることにより行うことができる。作業性等の点から、酸化剤溶液による粗化処理がなされた対象物を、40℃〜70℃の中和液に5分間〜20分間浸漬する方法が好ましい。
導体層の形成方法は、所望のパターンを有する導体層(回路配線)を形成し得る限り特に限定されない。例えば、セミアディティブ法、フルアディティブ法等の従来公知の技術により第1及び第2の絶縁層の表面にメッキして、所望のパターンを有する導体層(回路配線)を形成することができる。以下、導体層をセミアディティブ法により形成する例を示す。
まず、第1及び第2の絶縁層の表面に、無電解メッキによりメッキシード層を形成する。次いで、形成されたメッキシード層上に、所望の配線パターンに対応してメッキシード層の一部を露出させるマスクパターンを形成する。露出したメッキシード層上に、電解メッキにより金属層を形成した後、マスクパターンを除去する。その後、不要なメッキシード層をエッチングなどにより除去して、所望のパターンを有する導体層を形成することができる。
第1及び第2の支持体として、銅箔等の金属箔を用いた場合には、この金属箔を利用するサブトラクティブ法などによって、導体層を形成してもよい。また、金属箔をメッキシード層として、電解メッキにより導体層を形成してもよい。
これらの工程によりスルーホール内にも導体(配線)が形成され、第1の絶縁層12’’の表面に設けられた回路配線4と第2の絶縁層22’’の表面に設けられた回路配線4とが電気的に接続され、部品内蔵基板100が得られる(図3G)。部品内蔵基板の両面の電気接続がもたらされる限り、スルーホールの内部は導体で充填されている必要はなく、スルーホールの壁面をコーティングするように導体の薄層が形成されていてもよい。なお、部品3と基板表面の回路配線との電気接続は、一般にビア配線を介して行われる。ビア配線は、プリント配線板の製造に際して従来公知の任意の方法により形成することができる。例えば、上記工程(E)と同様の方法でビアホールを形成した後、上記工程(F)を実施することによりビア配線を形成することができる。
本発明の部品内蔵基板の製造方法においては、表面粗度の低い絶縁層上にメッキにより微細な導体(配線)を形成することができる(表面粗度の値に関しては後述することとする)。絶縁基板に部品を内蔵することも相俟って、本発明は、部品の搭載量を増大させつつ微細配線化を可能としており、従来の2層配線基板に比し、著しく高機能かつ小型の2層配線基板(以下、「部品内蔵2層配線基板」ともいう。)を実現することができる。
本発明の部品内蔵基板の製造方法はまた、(G)部品内蔵基板を個片化する工程を含んでもよい。
工程(G)は、例えば、回転刃を備える従来公知のダイシング装置により研削して、得られた構造体を個々の部品内蔵基板ユニットへと個片化することができる。
以上、本発明の部品内蔵基板の製造方法を、部品内蔵2層配線基板を製造する好適な実施形態に即して説明したが、上記工程(A)乃至(D)の各工程を含み且つ工程(A)乃至(D)の各工程がこの順序で実施される限り、本発明は上記で具体的に示した実施形態に限定されるものではない。例えば、工程(A)乃至(D)を実施した後、導体層を形成する工程(すなわち、上記工程(F))と絶縁層を形成する工程とを繰り返して、多層配線を有する部品内蔵基板を製造してもよい。絶縁層を形成する工程は、プリント配線板の製造に際して従来公知の任意の方法に従って実施してよく、例えば、上記工程(C)及び(D)と同様の方法にて実施してよい。また、工程(G)は、工程(C)と工程(D)の間、工程(D)と工程(E)の間、又は工程(E)と工程(F)の間に行ってもよい。本発明の部品内蔵基板の製造方法には多数の変形例が考えられる。
[部品内蔵絶縁基板]
従来、部品内蔵基板は、内層回路基板に部品を内蔵させて形成されるのが一般的であった。これに対し、本発明においては、先述のとおり、絶縁基板に部品を内蔵させて部品内蔵基板を製造する。以下、本発明の方法において、工程(D)において得られる部品内蔵絶縁基板について説明する。
部品内蔵絶縁基板は、
第1及び第2の主面を有し、該第1及び第2の主面間を貫通するキャビティが形成された絶縁基板と、
絶縁基板の第1の主面と接合している第1の絶縁層と、
絶縁基板の第2の主面と接合している第2の絶縁層と、
絶縁基板のキャビティの内部に収容されるように、第2の絶縁層上に設けられた部品とを含み、
第1の絶縁層が、部品を埋め込むように絶縁基板のキャビティを充填していることを特徴とする。
キャビティが形成された絶縁基板、第1及び第2の絶縁層を形成するための熱硬化性樹脂組成物、及び部品に関しては、先述のとおりである。
第1の絶縁層と、第2の絶縁層とは、互いに異なる組成であっても、同じ組成であってもよい。第1の絶縁層と第2の絶縁層とが同じ組成を有する場合、第1の絶縁層と第2の絶縁層とは明確な界面を示さず連続的に一体化されていてよい。
部品内蔵絶縁基板の厚さは、部品内蔵基板の薄型化の観点から、薄い方が好適であり、好ましくは400μm以下、より好ましくは300μm以下、さらに好ましくは200μm以下、さらにより好ましくは150μm以下、特に好ましくは100μm以下である。部品内蔵絶縁基板の厚さの下限は特に制限されないが、一般に、30μm以上、50μm以上、又は80μm以上とし得る。
部品内蔵絶縁基板において、部品間のピッチは、先述のキャビティ間のピッチに対応する。詳細には、部品内蔵絶縁基板における部品間のピッチは、好ましくは10mm以下、より好ましくは9mm以下、さらに好ましくは8mm以下、さらにより好ましくは7mm以下、特に好ましくは6mm以下である。部品間のピッチの下限は、通常、1mm以上、2mm以上などである。部品間のピッチは、部品内蔵絶縁基板にわたって同じである必要はなく、異なっていてもよい。
部品内蔵絶縁基板にスルーホール、導体層を形成することにより、部品内蔵2層配線基板等の部品内蔵基板を製造することができる。
微細配線化の観点から、部品内蔵絶縁基板は、粗化処理後の表面の算術平均粗さRaが、350nm以下であることが好ましく、300nm以下であることがより好ましく、250nm以下であることがさらに好ましく、200nm以下であることがさらにより好ましく、180nm以下、160nm以下、140nm以下、120nm以下、100nm以下、又は80nm以下であることが特に好ましい。算術平均粗さRaの下限値は特に限定されず、20nm、40nmなどとなる。
なお、算術平均粗さRaは、非接触型表面粗さ計を用いて測定することができる。非接触型表面粗さ計の具体例としては、ビーコインスツルメンツ社製の「WYKO NT3300」が挙げられる。
[部品内蔵2層配線基板]
本発明の部品内蔵基板の製造方法においては、部品内蔵2層配線基板を好適に製造することができる。
一実施形態において、部品内蔵2層配線基板は、
第1及び第2の導体層と、
第1及び第2の導体層と接合して該第1及び第2の導体層間に設けられた部品内蔵絶縁基板と、
第1及び第2の導体層を電気的に接続する層間接続体と、
を含む。
導体層及び部品内蔵絶縁基板は、先述のとおりである。
層間接続体は、第1及び第2の導体層を電気的に接続し得る限り特に限定されず、例えば、スルーホールに導体を充填して形成された接続体、スルーホールの壁面に導体の薄層をコーティングして形成された接続体が挙げられる。
本発明の部品内蔵基板の製造方法においては、表面粗度の低い絶縁層上にメッキにより導体層を形成するため、微細な配線を有する部品内蔵2層配線基板を得ることができる。例えば、ライン/スペース比(L/S比)が、好ましくは50μm/50μm以下、より好ましくは40μm/40μm以下、さらに好ましくは30μm/30μm以下の微細配線を有する部品内蔵2層配線基板を歩留まりよく形成することができ、さらにはL/S比が20μm/20μm以下、10μm/10μm以下、7μm/7μm以下の微細配線を有する部品内蔵2層配線基板であっても歩留まりよく形成することができる。
[半導体装置]
本発明の方法で製造された部品内蔵基板を用いて、半導体装置を製造することができる。
かかる半導体装置としては、電気製品(例えば、コンピューター、携帯電話、デジタルカメラ及びテレビ等)及び乗物(例えば、自動二輪車、自動車、電車、船舶及び航空機等)等に供される各種半導体装置が挙げられる。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下の記載において、「部」及び「%」は、別途明示のない限り、それぞれ「質量部」及び「質量%」を意味する。
まず各種測定方法・評価方法について説明する。
〔測定・評価用サンプルの調製〕
(1)部品が仮付けされた絶縁基板の準備
255mm×255mmサイズの絶縁基板に、該絶縁基板の第1及び第2の主面間を貫通する0.8mm×1.2mmサイズのキャビティを5mmピッチで作製した。絶縁基板としては、ガラス繊維基材エポキシ樹脂両面銅張積層板(片面の銅箔の厚さ18μm、基板(ガラス繊維基材−エポキシ樹脂系硬化プリプレグ)の厚さ150μm、全体厚さ186μm、パナソニック(株)製「R5715ES」)の両面銅箔をすべて除去したものを使用した。次いで、キャビティの形成された絶縁基板の片面(第2の主面)に仮付け材料(古河電気工業(株)製ウエハダイシング用UVテープUC)を貼り合わせ、絶縁基板のキャビティを介して露出した仮付け材料の粘着面に部品((株)村田製作所製積層薄膜コンデンサ1005、1.0mm×0.5mmサイズ、厚さ180μm)を仮付けした。
(2)第1の接着フィルムの真空積層
上記(1)で得た、部品が仮付けされた絶縁基板に、下記作製例において作製した第1の接着フィルムを、バッチ式真空加圧ラミネーター((株)名機製作所製「MVLP−500」)を用いて、第1の熱硬化性樹脂組成物層が絶縁基板の第1の主面と接するように、真空積層した。第1の接着フィルムの真空積層は、30秒間減圧して気圧を13hPa以下とした後、110℃、圧力0.74MPaにて30秒間ラミネート処理した。さらに、常圧下、110℃、圧力0.5MPaにて60秒間ホットプレスすることにより平滑化処理を行った。
なお、第1の接着フィルムは、保護フィルムを剥離した後に本工程に供した。本工程は工程(A)に相当する。
(3)第1の熱硬化性樹脂組成物層の加熱処理
第1の接着フィルムが積層された部品仮付け絶縁基板を、常圧下、下記表2に示す温度および時間にて加熱し、第1の熱硬化性樹脂組成物層を加熱処理した。得られた基板を「評価基板a」と称する。本工程は工程(B)に相当する。
(4)仮付け材料の剥離
仮付け材料をUV照射した後、評価基板aから仮付け材料を剥離して絶縁基板の第2の主面を露出させた。得られた基板を「評価基板b」と称する。
(5)第2の接着フィルムの真空積層
下記作製例で作製した第2の接着フィルムを、バッチ式真空加圧ラミネーター((株)名機製作所製「MVLP−500」)を用いて、第2の熱硬化性樹脂組成物層が絶縁基板の第2の主面と接するように、評価基板bに真空積層した。第2の接着フィルムの真空積層は、30秒間減圧して気圧を13hPa以下とした後、110℃、圧力0.74MPaにて30秒間ラミネート処理した。さらに、常圧下、110℃、圧力0.5MPaにて60秒間ホットプレスすることにより平滑化処理を行った。得られた基板を「評価基板c」と称する。
なお、第2の接着フィルムは、保護フィルムを剥離した後に本工程に供した。本工程は工程(C)に相当する。
(6)第1及び第2の熱硬化性樹脂組成物層の熱硬化
評価基板cを、常圧下、100℃にて30分間、次いで180℃にて30分間加熱して、第1及び第2の熱硬化性樹脂組成物層を熱硬化させ、絶縁層を形成した。本工程は工程(D)に相当する。
<熱硬化性樹脂組成物層の最低溶融粘度の測定>
下記作製例で作製した第1の接着フィルムにおける第1の熱硬化性樹脂組成物層について、動的粘弾性測定装置((株)ユー・ビー・エム製「Rheosol−G3000」)を使用して最低溶融粘度を測定した。試料樹脂組成物1gについて、直径18mmのパラレルプレートを使用して、開始温度60℃から200℃まで昇温速度5℃/分にて昇温し、測定温度間隔2.5℃、振動1Hz、歪み1degの測定条件にて動的粘弾性率を測定し、最低溶融粘度(poise)を算出した。
また、第1の接着フィルムにおける第1の熱硬化性樹脂組成物層を表2の加熱条件にて加熱処理し、開始温度を100℃とした以外は上記と同様にして、評価基板aにおける第1の熱硬化性樹脂組成物層の最低溶融粘度を測定した。
<基板反りの評価>
基板反りの評価は、評価基板aを用いて、図4に示すように実施した。詳細には、室温(23℃)下、評価基板a(図4中の50)の一辺(CD辺)を固定具31で固定し、地面(水平面)に対して垂直方向に吊した。ここで、評価基板aのCD辺を含む地面に垂直な面を仮定し、これを垂直面(図4中の30)とする。そして、垂直面30からの、対辺(AB辺)の両端部、すなわちA端及びB端の垂直高さ(H及びH)を測定し、その平均値((H+H)/2)を求めた。そして、下記基準に基づき、基板反りを評価した。なお、本評価における平均値が25mmより大きいと、第2の接着フィルムの真空積層の工程で基板搬送に不具合が生じやすい。
評価基準:
○:平均値が25mm以下である
×:平均値が25mmより大きい
<部品の位置ズレの評価>
第2の接着フィルムの積層前後における部品位置の変化を光学顕微鏡((株)キーエンス製「VH−5500」)で測定した。測定は、評価基板bと評価基板cとの間における該対象部品の位置の変化を測定した。なお、本評価においては、部品の中心を基準点とし、該基準点の位置変化(μm)を測定した。そして、下記評価基準に基づき、部品の位置ズレを評価した。
評価基準:
○:位置変化が40μm未満である
×:位置変化が40μm以上である
〔作製例1〕
(1)樹脂ワニスの調製
ビスフェノール型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学(株)製「ZX1059」、ビスフェノールA型とビスフェノールF型の1:1混合品、エポキシ当量約169)5部、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC(株)製「HP4032SS」、エポキシ当量約144)5部、ビキシレノール型エポキシ樹脂(三菱化学(株)製「YX4000HK」、エポキシ当量約185)5部、ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬(株)製「NC3000H」、エポキシ当量約288)15部、及びフェノキシ樹脂(三菱化学(株)製「YL7553BH30」、重量平均分子量約35000、固形分30%のMEK溶液)10部を、ソルベントナフサ25部に撹拌しながら加熱溶解させた。室温にまで冷却した後、そこへ、トリアジン骨格含有フェノールノボラック系硬化剤(DIC(株)製「LA−7054」、水酸基当量125、固形分60%のMEK溶液)10部、ナフトール系硬化剤(新日鉄住金化学(株)製「SN−485」、水酸基当量215、固形分60%のMEK溶液)10部、硬化促進剤(4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)、固形分5質量%のMEK溶液)1部、難燃剤(三光(株)製「HCA−HQ」、10−(2,5−ジヒドロキシフェニル)−10−ヒドロ−9−オキサ−10−フォスファフェナントレン−10−オキサイド、平均粒径2μm)3部、アミノシラン系カップリング剤(信越化学工業(株)製「KBM573」)で表面処理した球状シリカ((株)アドマテックス製「SOC2」、平均粒径0.5μm、単位表面積当たりのカーボン量0.39mg/m)100部を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散して、樹脂ワニスを調製した。
樹脂ワニス中の不揮発成分の合計を100質量%としたとき、無機充填材(球状シリカ)の含有量は、67.5質量%であった。
(2)第1の接着フィルム1の作製
支持体として、アルキド樹脂系離型層付きPETフィルム(リンテック(株)製「AL5」、厚さ38μm)を用意した。上記で調製した樹脂ワニスを、該支持体の離型層側表面に、ダイコータにて均一に塗布し、80℃〜120℃(平均100℃)で5分間乾燥させて第1の熱硬化性樹脂組成物層を形成した。第1の熱硬化性樹脂組成物層の厚さは50μmであった。次いで第1の熱硬化性樹脂組成物層の表面に、保護フィルムとしてポリプロピレンフィルム(王子特殊紙(株)製「アルファンMA−411」、厚さ15μm)の平滑面側を貼り合わせて、第1の接着フィルム1を調製した。
(3)第2の接着フィルム1の作製
支持体として、アルキド樹脂系離型層付きPETフィルム(リンテック(株)製「AL5」、厚さ38μm)を用意した。上記で調製した樹脂ワニスを、該支持体の離型層側表面に、ダイコータにて均一に塗布し、80℃〜120℃(平均100℃)で4分間乾燥させて第2の熱硬化性樹脂組成物層を形成した。第2の熱硬化性樹脂組成物層の厚さは30μmであった。次いで第2の熱硬化性樹脂組成物層の表面に、保護フィルムとしてポリプロピレンフィルム(王子特殊紙(株)製「アルファンMA−411」、厚さ15μm)の平滑面側を貼り合わせて、第2の接着フィルム1を調製した。
〔作製例2〕
(1)樹脂ワニスの調製
作製例1と同様にして樹脂ワニスを調製した。
(2)第1の接着フィルム2の作製
支持体として銅箔(三井金属鉱業(株)製「3EC−III」、厚さ18μm)を、保護フィルムとしてアルキド樹脂系離型層付きPETフィルム(リンテック(株)製「AL5」、厚さ38μm)を用意した。上記で調製した樹脂ワニスを、上記保護フィルムの離型層側表面に、ダイコータにて均一に塗布し、80℃〜120℃(平均100℃)で5分間乾燥させて第1の熱硬化性樹脂組成物層を形成した。第1の熱硬化性樹脂組成物層の厚さは50μmであった。次いで第1の熱硬化性樹脂組成物層の表面に、上記支持体のマット面側を貼り合わせて、第1の接着フィルム2を調製した。
(3)第2の接着フィルム2の作製
支持体として銅箔(三井金属鉱業(株)製「3EC−III」、厚さ18μm)を、保護フィルムとしてアルキド樹脂系離型層付きPETフィルム(リンテック(株)製「AL5」、厚さ38μm)を用意した。上記で調製した樹脂ワニスを、上記保護フィルムの離型層側表面に、ダイコータにて均一に塗布し、80℃〜120℃(平均100℃)で4分間乾燥させて第2の熱硬化性樹脂組成物層を形成した。第2の熱硬化性樹脂組成物層の厚さは30μmであった。次いで第2の熱硬化性樹脂組成物層の表面に、上記支持体のマット面側を貼り合わせて、第2の接着フィルム2を調製した。
Figure 0006350093
<実施例1>
第1の接着フィルム1及び第2の接着フィルム1を用いて、上記〔測定・評価用サンプルの調製〕の手順に従って、評価基板a、b及びcを製造した。各評価結果を2に示す。
<実施例2>
第1の接着フィルム2及び第2の接着フィルム2を用いて、上記〔測定・評価用サンプルの調製〕の手順に従って、評価基板a、b及びcを製造した。各評価結果を2に示す。
<実施例3>
第1の接着フィルム1及び第2の接着フィルム1を用いて、上記〔測定・評価用サンプルの調製〕の手順に従って、評価基板a、b及びcを製造した。各評価結果を表2に示す。
<比較例1>
第1の接着フィルム1及び第2の接着フィルム1を用いて、上記〔測定・評価用サンプルの調製〕の手順に従って、評価基板a、b及びcを製造した。各評価結果を2に示す。
<比較例2>
第1の接着フィルム1及び第2の接着フィルム1を用いて、上記〔測定・評価用サンプルの調製〕の手順に従って、評価基板a、b及びcを製造した。各評価結果を2に示す。
Figure 0006350093
第1の熱硬化性樹脂組成物層を、所定の条件にて加熱処理する工程(B)を採用する実施例1〜3においては、厚さが150μmと薄い絶縁基板を使用した場合であっても、基板反りの発生を抑制し得ることが確認された。また、斯かる実施例1〜3においては、部品の位置ズレも抑えられることが確認された。
これに対し、比較例1では、顕著な基板反りが発生し、基板搬送障害により歩留まりが著しく低下した(加熱処理後の第1の熱硬化性樹脂組成物層の最低溶融粘度は測定上限値(200,000ポイズ)を超えていた)。また、比較例2においては、著しい部品の位置ズレの起こることが確認された(加熱処理後の第1の熱硬化性樹脂組成物層の最低溶融粘度は6,150であった)。
1 絶縁基板
1a キャビティ
1’ 部品が仮付けされた絶縁基板
2 仮付け材料
3 部品
10 第1の接着フィルム
11 第1の支持体
12 第1の熱硬化性樹脂組成物層
12’ 第1の熱硬化性樹脂組成物層(加熱処理体)
12’’ 第1の熱硬化性樹脂組成物層(硬化体)
20 第2の接着フィルム
21 第2の支持体
22 第2の熱硬化性樹脂組成物層
22’’ 第2の熱硬化性樹脂組成物層(硬化体)
30 垂直面
31 固定具
50 評価基板a
100 部品内蔵基板

Claims (12)

  1. 下記工程(A)、(B)、(C)及び(D)をこの順序で含む部品内蔵基板の製造方法:
    (A)第1及び第2の主面を有し、該第1及び第2の主面間を貫通するキャビティが形成された絶縁基板と、該絶縁基板の第2の主面と接合している仮付け材料と、前記絶縁基板のキャビティの内部において前記仮付け材料によって仮付けされた部品とを含む、部品が仮付けされた絶縁基板に、第1の支持体及び該第1の支持体と接合する第1の熱硬化性樹脂組成物層を含む第1の接着フィルムを、該第1の熱硬化性樹脂組成物層が絶縁基板の第1の主面と接合するように、真空積層する工程
    (B)第1の熱硬化性樹脂組成物層を、その最低溶融粘度が15000ポイズ〜200000ポイズとなるように加熱処理する工程
    (C)絶縁基板の第2の主面から仮付け材料を剥離した後、第2の支持体及び該第2の支持体と接合する第2の熱硬化性樹脂組成物層を含む第2の接着フィルムを、該第2の熱硬化性樹脂組成物層が絶縁基板の第2の主面と接合するように、真空積層する工程
    (D)第1及び第2の熱硬化性樹脂組成物層を熱硬化して絶縁層を形成する工程。
  2. 絶縁基板が、硬化プリプレグ、ガラス基板又はセラミック基板である、請求項1に記載の方法。
  3. 第1の接着フィルムにおける第1の熱硬化性樹脂組成物層の最低溶融粘度が100ポイズ〜10000ポイズである、請求項1又は2に記載の方法。
  4. 工程(B)において、第1の支持体の付いた状態で加熱処理する、請求項1〜のいずれか1項に記載の方法。
  5. 絶縁基板の厚さが30μm〜350μmである、請求項1〜のいずれか1項に記載の方法。
  6. キャビティ間のピッチが1mm〜10mmである、請求項1〜のいずれか1項に記載の方法。
  7. 第2の熱硬化性樹脂組成物層が、第1の熱硬化性樹脂組成物層よりも薄い、請求項1〜のいずれか1項に記載の方法。
  8. 工程(B)で得られる基板の反りが25mm以下である、請求項1〜のいずれか1項に記載の方法。
  9. (E)スルーホールを形成する工程をさらに含む、請求項1〜のいずれか1項に記載の方法。
  10. (F)絶縁層上に導体層を形成する工程をさらに含む、請求項1〜のいずれか1項に記載の方法。
  11. 工程(F)が、
    絶縁層を粗化処理すること、及び
    粗化された絶縁層上にメッキにより導体層を形成すること、
    を含む、請求項10に記載の方法。
  12. 請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法で製造された部品内蔵基板を含む半導体装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP6176294B2 (ja) * 2015-08-21 2017-08-09 味の素株式会社 支持体付き樹脂シート
JP6657865B2 (ja) * 2015-12-01 2020-03-04 味の素株式会社 樹脂シート
JP6843367B2 (ja) * 2016-10-04 2021-03-17 三菱瓦斯化学株式会社 樹脂シート、プリント配線板及び部品内蔵基板
EP3340752B1 (en) * 2016-12-22 2023-01-25 AT & S Austria Technologie & Systemtechnik Aktiengesellschaft Method using an air permeable temporary carrier tape for embedding component in component carrier
JP6610612B2 (ja) * 2017-04-28 2019-11-27 味の素株式会社 支持体付き樹脂シート
TWI785052B (zh) * 2017-06-01 2022-12-01 美商康寧公司 包括穿透孔洞貫孔的組件基板及其製作方法
JP2021120180A (ja) * 2018-03-29 2021-08-19 昭和電工マテリアルズ株式会社 積層体、導体層付き積層板、プリント配線板、及びそれらの製造方法、並びに半導体パッケージ
JP7268988B2 (ja) 2018-11-08 2023-05-08 新光電気工業株式会社 電子部品及び電子部品の製造方法
CN115397110B (zh) * 2022-08-02 2023-06-09 中山芯承半导体有限公司 一种带台阶槽及埋入式线路的基板制作方法

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KR101067109B1 (ko) * 2010-04-26 2011-09-26 삼성전기주식회사 전자부품 내장형 인쇄회로기판 및 그 제조방법
JP2012186440A (ja) * 2011-02-18 2012-09-27 Ibiden Co Ltd インダクタ部品とその部品を内蔵しているプリント配線板及びインダクタ部品の製造方法
WO2012157426A1 (ja) * 2011-05-13 2012-11-22 イビデン株式会社 配線板及びその製造方法
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