JP6570259B2 - 樹脂組成物、絶縁フィルム、および半導体装置 - Google Patents
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Description
〔1〕(A)末端にスチレン基を有する分子量800〜1500の熱硬化性樹脂、(B)液状エポキシ樹脂、(C)スチレン系熱可塑性エラストマー、(D)充填材、および(E)硬化剤を含み、
(D)成分が、樹脂組成物100質量部に対して、30〜70質量部であることを特徴とする、樹脂組成物。
〔2〕(A)成分が、(A)成分と(C)成分の合計100質量部に対して、50〜70質量部である、上記〔1〕記載の樹脂組成物。
〔3〕(C)成分が、スチレン成分とゴム成分とを含有し、スチレン成分が、スチレン成分とゴム成分の合計100質量部に対して、40〜60質量部である、上記〔1〕または〔2〕記載の樹脂組成物。
〔4〕(E)成分が、イミダゾール系である、上記〔1〕〜〔3〕のいずれか記載の樹脂組成物。
〔5〕(D)が、平均粒径0.1μm以上10μm以下の球状フィラーである、上記〔1〕〜〔4〕のいずれか記載の樹脂組成物。
〔6〕上記〔1〕〜〔5〕のいずれか記載の樹脂組成物から形成される絶縁フィルム。
〔7〕上記〔1〕〜〔5〕のいずれか記載の樹脂組成物の硬化物、または上記〔6〕記載の絶縁フィルムの硬化物を含む、半導体装置。
〔8〕上記〔1〕〜〔5〕のいずれか記載の樹脂組成物の硬化物、または上記〔6〕記載の絶縁フィルムの硬化物が、基板間の層間接着層として用いられ、前記基板間がバンプにより接合されている半導体装置。
本発明の樹脂組成物は、(A)末端にスチレン基を有する分子量800〜1500の熱硬化性樹脂、(B)液状エポキシ樹脂、(C)スチレン系熱可塑性エラストマー、(D)充填材、および(E)硬化促進剤を含み、(D)が、樹脂組成物100質量部に対して、30〜70質量部である。
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7は同一又は異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基又はフェニル基であり、
−(O−X−O)−は構造式(2)で示され、ここで、R8、R9、R10、R14、R15は、同一又は異なってもよく、ハロゲン原子又は炭素数6以下のアルキル基又はフェニル基であり、R11、R12、R13は、同一又は異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子又は炭素数6以下のアルキル基又はフェニル基であり、
−(Y−O)−は構造式(3)で示される1種類の構造、又は構造式(3)で示される2種類以上の構造がランダムに配列したものであり、ここで、R16、R17は同一又は異なってもよく、ハロゲン原子又は炭素数6以下のアルキル基又はフェニル基であり、R18、R19は同一又は異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子又は炭素数6以下のアルキル基又はフェニル基であり、
Zは炭素数1以上の有機基であり、場合により酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ハロゲン原子を含むこともあり、
a、bは少なくともいずれか一方が0でない、0〜300の整数を示し、
c、dは0又は1の整数を示す)で示される、ビニル基が結合したフェニル基を両末端に持つ熱硬化性ポリフェニレンエーテルのオリゴマー体(以下、変性PPEという)が好ましい。本発明では、熱硬化性樹脂として変性PPEを用いているので、高周波特性が優れていることに加えて、耐熱性が優れており、樹脂組成物の硬化物の経時変化が生じにくく、半導体装置の長期信頼性を維持できる。さらに、樹脂中の親水基の数が少ないため吸湿性や耐薬品性に優れる、という特徴がある。このため、150℃近くの温度がかかる用途であっても硬化した樹脂組成物が、電気絶縁性の基材や金属配線パターンやバンプと剥離せず、信頼性の高い半導体装置となる。また、変性PPEは、絶縁性に優れており、硬化した樹脂組成物層の厚さを薄くしても、半導体装置の信頼性を維持することができる。この変性PPEは、特開2004−59644号公報に記載されたとおりである。
本発明の絶縁フィルムは、上述の樹脂組成物から形成される。具体的には、絶縁フィルムは、上述の樹脂組成物を、支持体の上に、塗布した後、乾燥することにより、得ることができる。
本発明の半導体装置は、上述の樹脂組成物の硬化物、または絶縁フィルムの硬化物を含むので、高周波領域での伝送損失が小さい。また、上述の樹脂組成物または絶縁フィルムは、金属配線パターン間への埋め込み性に優れ、硬化後は低CTE性を有するので、信頼性が高い。特に、本発明の半導体装置は、上述の樹脂組成物の硬化物、または絶縁フィルムの硬化物を、基板間の層間接着層として用いることができる。
《樹脂組成物から形成される絶縁フィルムの作製》
表1、2に示す配合で、(E)成分以外の原料と、有機溶媒として適量のトルエンを計量配合した後、これらを70℃に加温された反応釜に投入し、回転数300rpmで回転させながら、常圧混合を3時間行った後、冷却後に(E)成分の硬化剤を加え、分散装置で均一分散させ、樹脂組成物を含むワニスを作製した。
《埋め込み性の評価》
支持体付の絶縁フィルムから、130mm□の試験片を切り出し、150mm角の銅箔(福田金属箔粉工業株式会社製、製品名:CF−T8GD−SV−18)の光沢面の中央部に、絶縁フィルムの試験片を、130℃、3min、0.25kPaで熱圧着し、Cu箔付絶縁フィルムを作製した。作製したCu箔付絶縁フィルムに、φ1.5mmの孔をパンチングで開け、支持体をはがした後、Cu箔付絶縁フィルムの絶縁フィルム側に、別のCu箔の光沢面を載置し、180℃、60min、1MPaで熱硬化させ、一対のCu箔と、絶縁フィルムと、で構成される積層構造体を作製した。
硬化前の支持体付の絶縁フィルムから試験片(300〜500mm□)を切り出し、支持体をはがし、絶縁フィルムを、約300μmの厚さになるように重ねて、ラミネート転写機でラミネートした。TA instruments社製(型番:ARES−G2)でレオメータ測定を行い、最低溶融粘度(単位は、Pa・s)を読み取った。最低溶融粘度は、10〜400Pa・sが好ましい。表1、表2に、結果を示す。
絶縁フィルムを、180℃で加熱硬化させ、支持体から剥離した後、絶縁フィルムから試験片(短辺:4.9±0.1mm×長辺:20.0±2.0mm)を切り出し、厚みを測定した。BRUKER社製熱分析機械装置(型番:TMA4000SA)で測定し,熱膨張係数を求めた。CTEは、70ppm/℃以下が好ましく、特に50ppm/℃以下が好ましい。表1、表2に、CTEの結果を示す。
絶縁フィルムを180℃で加熱硬化させ、支持体から剥離した後、絶縁フィルムから試験片(40±0.5mm×100±2mm)を切り出し、厚さを測定した。試験片を、長さ:100mm、直径:2mm以下の筒状に丸めて、空洞共振器摂動法(10GHz)で、誘電率(ε)および誘電正接(tanδ)を測定した。εは、4以下が好ましく、tanδは、0.006以下が好ましい。表1、表2に、ε、tanδの結果を示す。
Claims (6)
- (A)一般式(1):
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7は同一又は異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、ハロゲン化アルキル基又はフェニル基であり、
−(O−X−O)−は構造式(2)で示され、ここで、R8、R9、R10、R14、R15は、同一又は異なってもよく、ハロゲン原子又は炭素数6以下のアルキル基又はフェニル基であり、R11、R12、R13は、同一又は異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子又は炭素数6以下のアルキル基又はフェニル基であり、
−(Y−O)−は構造式(3)で示される1種類の構造、又は構造式(3)で示される2種類以上の構造がランダムに配列したものであり、ここで、R16、R17は同一又は異なってもよく、ハロゲン原子又は炭素数6以下のアルキル基又はフェニル基であり、R18、R19は同一又は異なってもよく、水素原子、ハロゲン原子又は炭素数6以下のアルキル基又はフェニル基であり、
Zは炭素数1以上の有機基であり、
a、bは少なくともいずれか一方が0でない、0〜300の整数を示し、
c、dは0又は1の整数を示す)で示される、ビニル基が結合したフェニル基を両末端に持つ熱硬化性ポリフェニレンエーテルのオリゴマー体である末端にスチレン基を有する分子量800〜1500の熱硬化性樹脂、
(B)液状エポキシ樹脂、
(C)スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、またはスチレン−(エチレン−エチレン/プロピレン)−スチレンブロック共重合体のいずれか1種であるスチレン系熱可塑性エラストマー、
(D)充填材、および
(E)硬化剤を含み、
(D)成分が、樹脂組成物100質量部に対して、30〜70質量部であり、
(A)成分が、(A)成分と(C)成分の合計100質量部に対して、50〜70質量部であり、
(B)成分が、樹脂組成物100質量部に対して、5〜20質量部であり、
(C)成分が、スチレン成分とゴム成分とを含有し、スチレン成分が、スチレン成分とゴム成分の合計100質量部に対して、40〜60質量部である
ことを特徴とする、樹脂組成物。 - (E)成分が、イミダゾール系である、請求項1記載の樹脂組成物。
- (D)が、平均粒径0.1μm以上10μm以下の球状フィラーである、請求項1または2記載の樹脂組成物。
- 請求項1〜3のいずれか1項記載の樹脂組成物から形成される絶縁フィルム。
- 請求項1〜3のいずれか1項記載の樹脂組成物の硬化物、または請求項4載の絶縁フィルムの硬化物を含む、半導体装置。
- 請求項1〜3のいずれか1項記載の樹脂組成物の硬化物、または請求項4記載の絶縁フィルムの硬化物が、基板間の層間接着層として用いられ、前記基板間がバンプにより接合されている半導体装置。
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