JP6459411B2 - 樹脂組成物 - Google Patents
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- Epoxy Resins (AREA)
Description
[1] (A)エポキシ樹脂、(B)活性エステル硬化剤、(C)パラジウム化合物及び酢酸金属塩からなる群から選択される1種以上の金属化合物を含む樹脂組成物。
[2] パラジウム化合物が、パラジウム錯体及びパラジウム塩から選択される、[1]に記載の樹脂組成物。
[3] パラジウム錯体が、ジアミン化合物、ジケトン化合物、ジエン化合物、ホスフィン化合物、ビピリジン化合物及びアンミン配位子からなる群から選択される配位子を有する、[2]に記載の樹脂組成物。
[4] パラジウム錯体が、(エチレンジアミン)ジニトラトパラジウム(II)、ビス(2,4−ペンタンジオナト)パラジウム(II)、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)、テトラアンミンパラジウム(II)水酸塩、テトラアンミンパラジウム(II)硝酸塩、及びテトラアンミンパラジウム(II)酢酸塩からなる群から選択される、[2]又は[3]に記載の樹脂組成物。
[5] パラジウム塩が、パラジウムのカルボン酸塩及びパラジウムのハロゲン化物から選択される、[2]〜[4]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[6] パラジウム塩が、酢酸パラジウム(II)、プロピオン酸パラジウム(II)、2−メチルプロパン酸パラジウム(II)、ピバル酸パラジウム(II)、オクチル酸パラジウム(II)、ステアリン酸パラジウム(II)、ナフテン酸パラジウム(II)及び塩化パラジウム(II)からなる群から選択される、[2]〜[5]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[7] 酢酸金属塩が、酢酸銅(II)、酢酸スズ(II)、酢酸ニッケル(II)、酢酸亜鉛(II)、酢酸コバルト(II)、酢酸マンガン(II)、及び酢酸鉄(II)からなる群から選択される、[1]〜[6]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[8] 樹脂組成物中の(C)成分に基づく金属の含有量が、0.05質量%〜3質量%である、[1]〜[7]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[9] (D)無機充填材をさらに含み、樹脂組成物中の(D)成分の含有量が50質量%以上である、[1]〜[8]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[10] (D)成分の平均粒径が0.01μm〜0.3μmである、[9]に記載の樹脂組成物。
[11] (E)イオン捕捉剤をさらに含む、[1]〜[10]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[12] プリント配線板の絶縁層用樹脂組成物である、[1]〜[11]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[13] [1]〜[12]のいずれかに記載の樹脂組成物の層を含む、シート状積層材料。
[14] [1]〜[12]のいずれかに記載の樹脂組成物の硬化物により形成された絶縁層を含む、プリント配線板。
[15] [14]に記載のプリント配線板を含む、半導体装置。
本発明の樹脂組成物は、(A)エポキシ樹脂、(B)活性エステル硬化剤、(C)パラジウム化合物及び酢酸金属塩からなる群から選択される1種以上の金属化合物を含む。
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、トリメチロール型エポキシ樹脂、テトラフェニルエタン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、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
活性エステル硬化剤は、1分子中に活性エステル基を1個以上有する活性エステル化合物である。活性エステル硬化剤としては、1分子中に活性エステル基を2個以上有する活性エステル化合物が好ましく、例えば、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個以上有する活性エステル化合物が好ましく用いられる。活性エステル硬化剤は、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。
本発明の樹脂組成物は、(C)成分として、パラジウム化合物及び酢酸金属塩からなる群から選択される1種以上の金属化合物を含む。
(C)成分として好適に使用されるパラジウム化合物としては、パラジウム錯体及びパラジウム塩が挙げられる。したがって好適な一実施形態において、パラジウム化合物は、パラジウム錯体及びパラジウム塩から選択される。
(C)成分として好適に使用される酢酸金属塩としては、例えば、酢酸銅(II)、酢酸スズ(II)、酢酸ニッケル(II)、酢酸亜鉛(II)、酢酸コバルト(II)、酢酸マンガン(II)、及び酢酸鉄(II)が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
本発明の樹脂組成物は、さらに無機充填材を含んでもよい。無機充填材を含むことにより、得られる絶縁層の熱膨張率を低下させることができ、クラックや回路歪み等の問題を抑制することができる。
本発明の樹脂組成物は、イオン捕捉剤をさらに含んでもよい。イオン捕捉剤を含むことにより、得られる絶縁層の絶縁信頼性をさらに高めることができる。
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、ポリエーテルイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、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、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエステル樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂は、1種単独で用いてもよく、又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明の樹脂組成物は、活性エステル硬化剤以外の硬化剤をさらに含んでもよい。
本発明の樹脂組成物は、硬化促進剤をさらに含んでもよい。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、エポキシ樹脂及び硬化剤(すなわち、(A)成分、(B)成分及び(G)成分)の不揮発成分の合計を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種以上を組み合わせて用いてもよい。樹脂組成物中の難燃剤の含有量は特に限定はされないが、好ましくは0.5質量%〜10質量%、より好ましくは0.8質量%〜9質量%である。
有機充填材としては、プリント配線板の絶縁層を形成するに際し使用し得る任意の有機充填材を使用してよく、例えば、ゴム粒子、ポリアミド微粒子、シリコーン粒子などが挙げられ、ゴム粒子が好ましい。樹脂組成物中の有機充填材の含有量は、好ましくは1質量%〜10質量%、より好ましくは2質量%〜5質量%である。
本発明の樹脂組成物は、必要に応じて、他の成分を含んでいてもよい。斯かる他の成分としては、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。
本発明の樹脂組成物は、ワニス状態で塗布して使用することもできるが、工業的には一般に、該樹脂組成物の層を含むシート状積層材料の形態で用いることが好適である。
本発明のプリント配線板は、本発明の樹脂組成物の硬化物により形成された絶縁層を含む。
(I)内層基板上に、接着フィルムを、該接着フィルムの樹脂組成物層が内層基板と接合するように積層する工程
(II)樹脂組成物層を熱硬化して絶縁層を形成する工程
本発明のプリント配線板を用いて、半導体装置を製造することができる。
まずは各種測定方法・評価方法について説明する。
(1)内層回路基板の下地処理
内層回路の形成されたガラス布基材エポキシ樹脂両面銅張積層板(銅箔の厚さ18μm、基板の厚さ0.4mm、パナソニック(株)製「R1515A」)の両面を、メック(株)製「CZ8101」に浸漬し1μmエッチングして銅表面の粗化処理を行った。
実施例及び比較例で作製した接着フィルムを、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、樹脂組成物層が内層回路基板と接合するように、内層回路基板の両面にラミネート処理した。ラミネート処理は、30秒間減圧して気圧を13hPa以下とした後、100℃、圧力0.74MPaにて30秒間圧着することにより行った。
接着フィルムの積層後、100℃で30分間、次いで180℃で30分間の条件で樹脂組成物層を熱硬化させて、内層回路基板の両面に絶縁層を形成した。その後、支持体を剥離して絶縁層を露出させた。
絶縁層の露出した内層回路基板を、膨潤液(アトテックジャパン(株)製「スエリングディップ・セキュリガントP」、ジエチレングリコールモノブチルエーテル含有の水酸化ナトリウム水溶液)に60℃で10分間浸漬し、次いで酸化剤(アトテックジャパン(株)製「コンセントレート・コンパクトCP」、過マンガン酸カリウム濃度約6質量%、水酸化ナトリウム濃度約4質量%の水溶液)に80℃で20分間浸漬し、最後に中和液(アトテックジャパン(株)製「リダクションソリューション・セキュリガントP」、硫酸ヒドロキシルアミン水溶液)に40℃で5分間浸漬した。その後、80℃で30分間乾燥させた。得られた基板を「評価基板a」と称する。
セミアディティブ法に従って、絶縁層表面に導体層を形成した。
すなわち、粗化処理後の基板を、塩化パラジウム(PdCl2)を含む無電解メッキ液に40℃で5分間浸漬した後、無電解銅メッキ液に25℃で20分間浸漬し、絶縁層の粗化面にメッキシード層を形成した。次いで、150℃にて30分間加熱してアニール処理を行った後、メッキシード層上にエッチングレジストを形成し、エッチングによりメッキシード層をパターン形成した。その後、硫酸銅電解メッキを行い、厚さ30μmの導体層を形成し、200℃にて60分間アニール処理を行った。得られた基板を「評価基板b」と称する。
(1)内層回路基板の下地処理と、(2)接着フィルムの積層とを、<評価基板a及びbの調製>と同様にして実施した。
金属箔として、三井金属鉱山(株)製「3EC−III」(電界銅箔、35μm)を用意した。該金属箔の光沢面をメック(株)製「CZ8101」に浸漬し1μmエッチングして銅表面の粗化処理を行った。
接着フィルムが積層された基板から支持体を剥離して、樹脂組成物層を露出させた。次いで、金属箔を、該金属箔の光沢面と樹脂組成物層とが接合するように、基板の両面にラミネート処理した。ラミネート処理は、<評価基板a及びbの調製>の(2)と同様の条件にて実施した。
金属箔の積層後、100℃で30分間、次いで180℃で30分間、さらに200℃で60分間の条件で樹脂組成物層を熱硬化させて、基板の両面に絶縁層を形成した。得られた基板を「評価基板c」と称する。
評価基板aを、塩化パラジウム(PdCl2)を含む無電解メッキ液に40℃で5分間、次いで無電解銅メッキ液に25℃で20分間浸漬し、絶縁層の粗化面にメッキシード層を形成した。次いで、150℃にて30分間加熱してアニール処理を行った後、メッキシード層の表面を5%硫酸水溶液で30秒処理した。得られた基板の両面に、PETフィルム付きドライフィルム(ニチゴー・モートン(株)製「ALPHO 20A263」、ドライフィルムの厚さ20μm)を、ドライフィルムがメッキシード層と接合するように、バッチ式真空加圧ラミネーター((株)名機製作所製「MVLP−500」)を用いて積層した。ドライフィルムの積層は、30秒間減圧して気圧を13hPa以下とした後、温度70℃、圧力0.1MPaにて20秒間圧着することにより行った。
L/S=5μm/7μm、すなわち配線ピッチ12μmの櫛歯パターン(配線長15mm、16ライン)
評価基板aについて、非接触型表面粗さ計(ビーコインスツルメンツ社製「WYKO NT3300」)を用いて、VSIコンタクトモード、50倍レンズにより測定範囲を121μm×92μmとして得られる数値によりRa値を求めた。各サンプルについて無作為に選んだ10点の平均値を求めた。
絶縁層とメッキ導体層のピール強度の測定は、評価基板bについて、日本工業規格(JIS C6481)に準拠して行った。具体的には、評価基板bの導体層に、幅10mm、長さ100mmの部分の切込みをいれ、この一端を剥がしてつかみ具で掴み、室温中にて、50mm/分の速度で垂直方向に35mmを引き剥がした時の荷重(kgf/cm)を測定し、ピール強度を求めた。測定には、引っ張り試験機((株)TSE製「AC−50C−SL」)を使用した。
絶縁層と金属箔導体層のピール強度の測定は、評価基板cを用いて実施した。具体的には、評価基板cを150×30mmの小片に切断した。小片の銅箔部分に、幅10mm、長さ100mmの部分の切込みをいれ、この一端を剥がしてつかみ具で掴み、室温中にて、50mm/分の速度で垂直方向に35mmを引き剥がした時の荷重(kgf/cm)を測定し、ピール強度を求めた。測定には、引っ張り試験機((株)TSE製「AC−50C−SL」)を使用した。
評価基板dについて、高度加速寿命試験装置(楠本化成(株)製「PM422」)を用いて、130℃、85%RHの条件で100時間の加速環境試験を実施した。加速環境試験の後、絶縁抵抗値(Ω)をエレクトロケミカルマイグレーションテスター(J−RAS(株)製「ECM−100」)にて測定した。絶縁抵抗値(Ω)は、下記の評価基準に従って評価した。
◎:1.0×109以上
○:1.0×106以上
×:1.0×106未満
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学(株)製「828US」、エポキシ当量約180、重量平均分子量370)10部、ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬(株)製「NC3000L」、エポキシ当量約269)25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)25部、及びフェノキシ樹脂(三菱化学(株)製「YL7553BH30」、固形分30質量%のMEKとシクロヘキサノンの1:1溶液)10部を、ソルベントナフサ30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系硬化剤(DIC(株)製「LA−3018−50P」、水酸基当量約151、固形分50%の2−メトキシプロパノール溶液)15部、活性エステル硬化剤(DIC(株)製「HPC−8000−65T」、活性基当量約223、不揮発成分65質量%のトルエン溶液)40部、アミン系硬化促進剤(4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)、固形分10質量%のMEK溶液)4部、金属化合物(酢酸パラジウム(Pd(OAc)2)、固形分2質量%のMEK溶液)50部、アミノシラン系カップリング剤(信越化学工業(株)製「KBM573」)で表面処理された球状シリカ(平均粒径0.1μm、電気化学工業(株)製「UFP−30」)175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。
金属化合物(酢酸パラジウム(Pd(OAc)2)、固形分2質量%のMEK溶液)の配合量を500部に変更した以外は、実施例1と同様にして樹脂ワニス、接着フィルムを作製した。
高速回転ミキサーで分散する際に、イオン捕捉剤(東亜合成(株)製「IXEPLAS−A2」)10部をさらに加えたこと以外は、実施例2と同様にして樹脂ワニス、接着フィルムを作製した。
金属化合物(酢酸パラジウム(II)、Pd(OAc)2、固形分2質量%のMEK溶液)50部に代えて、金属化合物((エチレンジアミン)ジニトラトパラジウム(II)、PdEDA(ONO2)2、固形分0.5質量%のMEK溶液)200部を使用した以外は、実施例1と同様にして樹脂ワニス、接着フィルムを作製した。
金属化合物(酢酸パラジウム、Pd(OAc)2、固形分2質量%のMEK溶液)50部に代えて、金属化合物(酢酸銅(II)、Cu(OAc)2、固形分2質量%のMEK溶液)250部を使用した以外は、実施例1と同様にして樹脂ワニス、接着フィルムを作製した。
金属化合物(酢酸パラジウム、Pd(OAc)2、固形分2質量%のMEK溶液)50部に代えて、金属化合物(酢酸スズ(II)、Sn(OAc)2、固形分2質量%のMEK溶液)250部を使用した以外は、実施例1と同様にして樹脂ワニス、接着フィルムを作製した。
金属化合物(酢酸パラジウム、Pd(OAc)2、固形分2質量%のMEK溶液)50部を使用しなかった以外は、実施例1と同様にして樹脂ワニス、接着フィルムを作製した。
金属化合物(酢酸パラジウム、Pd(OAc)2、固形分2質量%のMEK溶液)50部に代えて、金属化合物(ビス(2,4−ペンタンジオナト)銅(II)、Cu(acac)2、固形分2質量%のMEK溶液)250部を使用した以外は、実施例1と同様にして樹脂ワニス、接着フィルムを作製した。
活性エステル硬化剤(DIC(株)製「HPC−8000−65T」、活性基当量約223、不揮発成分65質量%のトルエン溶液)40部に代えて、シアネートエステル系硬化剤(ロンザジャパン(株)製「BA230S75」、シアネート当量232、不揮発分75質量%のMEK溶液)28部を使用した以外は、実施例4と同様にして樹脂ワニス、接着フィルムを作製した。
Claims (10)
- (A)エポキシ樹脂、(B)活性エステル硬化剤、(C)配位子としてジアミン化合物又はアンミン配位子を有する酸化数が2のパラジウム錯体、パラジウムのカルボン酸塩(炭素原子数2〜4)、酢酸銅(II)、酢酸スズ(II)からなる群から選択される1種以上の金属化合物を含む樹脂組成物。
- パラジウム錯体が、(エチレンジアミン)ジニトラトパラジウム(II)、テトラアンミンパラジウム(II)水酸塩、テトラアンミンパラジウム(II)硝酸塩、及びテトラアンミンパラジウム(II)酢酸塩からなる群から選択される、請求項1に記載の樹脂組成物。
- パラジウムのカルボン酸塩が、酢酸パラジウム(II)、プロピオン酸パラジウム(II)、2−メチルプロパン酸パラジウム(II)からなる群から選択される、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
- 樹脂組成物中の(C)成分に基づく金属の含有量が、0.05質量%〜3質量%である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- (D)無機充填材をさらに含み、樹脂組成物中の(D)成分の含有量が50質量%以上である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- (D)成分の平均粒径が0.01μm〜0.3μmである、請求項5に記載の樹脂組成物。
- プリント配線板の絶縁層用樹脂組成物である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の樹脂組成物の層を含む、シート状積層材料。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の樹脂組成物の硬化物により形成された絶縁層を含む、プリント配線板。
- 請求項9に記載のプリント配線板を含む、半導体装置。
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