JP7074278B2 - 半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物、プリプレグおよび金属箔積層板 - Google Patents

半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物、プリプレグおよび金属箔積層板 Download PDF

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Description

[関連出願の相互参照]
本出願は、２０１８年４月１０日付の韓国特許出願第１０－２０１８－００４１６９７号、２０１８年６月２０日付の韓国特許出願第１０－２０１８－００７１０７６号、２０１９年３月２８日付の韓国特許出願第１０－２０１９－００３６０７９号、および２０１９年３月２８日付の韓国特許出願第１０－２０１９－００３６０７８号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。
本発明は、半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物、プリプレグおよび金属箔積層板に関し、より詳しくは、優れた流れ性を確保することができ、低いガラス転移温度およびモジュラス、低い熱膨張率を実現することができ、反り（Ｗａｒｐａｇｅ）現象を最小化できる半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物とこれを含むプリプレグおよび金属箔積層板に関する。
従来の印刷回路基板に使われる銅張積層板（ｃｏｐｐｅｒ ｃｌａｄ ｌａｍｉｎａｔｅ）は、ガラス繊維（Ｇｌａｓｓ Ｆａｂｒｉｃ）の基材を前記熱硬化性樹脂のワニスに含浸した後、半硬化させてプリプレグになるようにし、これを再び銅箔と共に加熱加圧して製造する。このような銅張積層板に回路パターンを構成し、この上にビルドアップ（ｂｕｉｌｄ－ｕｐ）する用途としてプリプレグが再び使われる。
最近、電子機器、通信機器、パーソナルコンピュータ、スマートフォンなどの高性能化、薄型化、軽量化の加速により半導体パッケージに対しても薄型化が求められ、これに伴い半導体パッケージ用印刷回路基板に対しても薄型化の必要性が大きくなっている。
しかし、薄型化過程で印刷回路基板の剛性が減少する問題が発生する共に、チップと印刷回路基板との熱膨張率の差によって半導体パッケージの反り（Ｗａｒｐａｇｅ）問題が発生している。このような反り現象は、リフロー工程のような高温工程を経ることにより印刷回路基板が元に戻らない現象によりさらに深化する。
そこで、反り現象を改善するために基板の熱膨張率を低くする技術に対する研究が進行されており、例えば、プリプレグにフィラーを高含量で充填する技術が提案されているが、単にプリプレグにフィラーを高含量で充填する場合、プリプレグの流れ性が減少する限界があった。
本発明は、優れた流れ性を確保することができ、低いガラス転移温度およびモジュラス、低い熱膨張率を実現することができ、反り（Ｗａｒｐａｇｅ）現象を最小化できる半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物を提供するものである。
また、本発明は、前記半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物を含むプリプレグを提供するものである。
また、本発明は、前記プリプレグを含む金属箔積層板を提供するものである。
本発明は、スルホン基；カルボニル基；ハロゲン基；ニトロ基、シアノ基またはハロゲン基で置換または非置換された炭素数１～２０のアルキル基；ニトロ基、シアノ基またはハロゲン基で置換または非置換された炭素数６～２０のアリール基；ニトロ基、シアノ基またはハロゲン基で置換または非置換された炭素数２～３０のヘテロアリール基；およびニトロ基、シアノ基またはハロゲン基で置換または非置換された炭素数１～２０のアルキレン基；からなる群より選ばれた１種以上の官能基を１以上含むアミン化合物、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、および無機充填剤を含み、２３０℃以下のガラス転移温度を有する、半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物を提供する。
また、本発明は、前記半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物を繊維基材に含浸させて得られたプリプレグを提供する。
また、本発明は、前記プリプレグ；および加熱および加圧により前記プリプレグと一体化した金属箔；を含む金属箔積層板を提供する。
以下、本発明の具体的な実施形態による半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物とこれを用いたプリプレグおよび金属箔積層板についてより詳細に説明する。
本発明の一実施形態によれば、スルホン基；カルボニル基；ハロゲン基；ニトロ基、シアノ基またはハロゲン基で置換または非置換された炭素数１～２０のアルキル基；ニトロ基、シアノ基またはハロゲン基で置換または非置換された炭素数６～２０のアリール基；ニトロ基、シアノ基またはハロゲン基で置換または非置換された炭素数２～３０のヘテロアリール基；およびニトロ基、シアノ基またはハロゲン基で置換または非置換された炭素数１～２０のアルキレン基；からなる群より選ばれた１種以上の官能基を１以上含むアミン化合物、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、および無機充填剤を含み、２３０℃以下のガラス転移温度を有する、半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物が提供され得る。
本発明者らは半導体パッケージ用材料に関する研究を進行して、上述した特徴を有する組成物は優れた流れ性を確保することができ、低いガラス転移温度およびモジュラス、低い熱膨張率を実現することができ、反り（Ｗａｒｐａｇｅ）現象を最小化できることを実験により確認して発明を完成した。
より具体的には、本発明の一実施形態の半導体パッケージ用樹脂組成物は、スルホン基；カルボニル基；ハロゲン基；ニトロ基、シアノ基またはハロゲン基で置換または非置換された炭素数１～２０のアルキル基；ニトロ基、シアノ基またはハロゲン基で置換または非置換された炭素数６～２０のアリール基；ニトロ基、シアノ基またはハロゲン基で置換または非置換された炭素数２～３０のヘテロアリール基；およびニトロ基、シアノ基またはハロゲン基で置換または非置換された炭素数１～２０のアルキレン基；からなる群より選ばれた１種以上の官能基を１以上含むアミン化合物を含むが、上述したアミン化合物は、強力な電子求引性基（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｗｉｔｈｄｒａｗｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ、ＥＷＧ）を含むことにより相対的に低くなった反応性を示し、これにより、前記熱硬化性樹脂組成物の硬化反応を容易に制御できるようにする。
特に、一実施形態の半導体パッケージ用樹脂組成物は、前記アミン化合物１００重量部に対して前記熱硬化性樹脂の含有量を４００重量部以下で含み、高い含有量で投入されたフィラーによる影響なしに熱硬化性樹脂がより十分な水準に均一に硬化できるように誘導して、最終的に製造される製品の信頼性を向上することができ、靱性（Ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ）のような機械的物性も増加させることができ、ガラス転移温度を２３０℃以下に下げることができる。
従来には前記アミン硬化剤１００重量部に対して前記熱硬化性樹脂の含有量を４００重量部以下で含むように、アミン硬化剤を相対的に過剰添加時には熱硬化性樹脂の過度な硬化によって流れ性および成形性が減少する限界があった。しかし、上述したように電子求引性基（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｗｉｔｈｄｒａｗｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ、ＥＷＧ）を含み、反応性が減少した特定のアミン硬化剤を過剰添加しても、硬化剤の反応性低下によって、熱硬化性樹脂の硬化速度が急激に上昇することを抑制することができ、半導体パッケージ用樹脂組成物やこれから得られるプリプレグ状態での長期間保管時にも高い流れ性を示して優れた成形性を有することができる。
前記アミン硬化剤１００重量部に対して前記熱硬化性樹脂の含有量を４００重量部以下、または１５０重量部～４００重量部、または１８０重量部～３００重量部、または１８０重量部～２９０重量部、または１９０重量部～２９０重量部であり得る。前記アミン硬化剤または熱硬化性樹脂が２種以上の混合物である場合、アミン硬化剤混合物１００重量部に対して熱硬化性樹脂混合物の含有量も４００重量部以下、または１５０重量部～４００重量部、または１８０重量部～３００重量部、または１８０重量部～２９０重量部、または１９０重量部～２９０重量部であり得る。
前記アミン硬化剤１００重量部に対して前記熱硬化性樹脂の含有量を４００重量部超過で過度に増加する場合、硬化密度の増加および高含量で投入されたフィラーの影響で熱硬化性樹脂がより十分な水準まで均一に硬化し難くなり、最終的に製造される製品の信頼性が減少し得、靱性（Ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ）のような機械的物性も減少し得る。
一方、前記半導体パッケージ用樹脂組成物は、下記数式１により計算される当量比は１．４以上、または１．４～２．５、または１．４５～２．５、または１．４５～２．１、または１．４５～１．８、または１．４９～１．７５であり得る。
［数式１］
当量比＝前記アミン硬化剤に含まれる総活性水素当量／前記熱硬化性樹脂に含有された総硬化性官能基当量
より具体的には、前記数学式１において、前記アミン硬化剤に含有された総活性水素当量は、前記アミン硬化剤の総重量（単位：ｇ）を前記アミン硬化剤の活性水素単位当量（ｇ／ｅｑ）で割った値を意味する。
前記アミン硬化剤が２種以上の混合物である場合、それぞれの化合物ごとに重量（単位：ｇ）を活性水素単位当量（ｇ／ｅｑ）で割った値を求め、これを合計した値から前記数式１のアミン硬化剤に含有された総活性水素当量を求めることができる。
前記アミン硬化剤に含有された活性水素は、アミン硬化剤に存在するアミノ基（－ＮＨ２）に含有された水素原子を意味し、前記活性水素が熱硬化性樹脂の硬化性官能基との反応により硬化構造を形成し得る。
また、前記数式１において、前記熱硬化性樹脂に含有された総硬化性官能基当量は、前記熱硬化性樹脂の総重量（単位：ｇ）を前記熱硬化性樹脂の硬化性官能基単位当量（ｇ／ｅｑ）で割った値を意味する。
前記熱硬化性樹脂が２種以上の混合物である場合、それぞれの化合物ごとに重量（単位：ｇ）を硬化性官能基単位当量（ｇ／ｅｑ）で割った値を求め、これを合計した値から前記数式１の熱硬化性樹脂に含有された総硬化性官能基当量を求めることができる。
前記熱硬化性樹脂に含有された硬化性官能基は、前記アミン硬化剤の活性水素との反応により硬化構造を形成する官能基を意味し、前記熱硬化性樹脂の種類によって硬化性官能基の種類も変わり得る。
例えば、前記熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を使用する場合、前記エポキシ樹脂に含有された硬化性官能基はエポキシ基であり得、前記熱硬化性樹脂としてビスマレイミド樹脂を使用する場合、前記ビスマレイミド樹脂に含有された硬化性官能基はマレイミド基であり得る。
すなわち、前記半導体パッケージ用樹脂組成物が前記数式１で計算される当量比が１．４以上を満たすことは、すべての熱硬化性樹脂に含有された硬化性官能基が硬化反応を起こす程度の十分な水準のアミン硬化剤が含まれていることを意味する。したがって、前記半導体パッケージ用樹脂組成物で前記数式１で計算される当量比が１．４未満に減少する場合、高含量で投入されたフィラーの影響により熱硬化性樹脂がより十分な水準まで均一に硬化し難くなり、最終的に製造される製品の信頼性が減少し得、機械的物性も減少し得る短所がある。
前記アミン化合物は、スルホン基；カルボニル基；ハロゲン基；ニトロ基、シアノ基またはハロゲン基で置換または非置換された炭素数１～２０のアルキル基；ニトロ基、シアノ基またはハロゲン基で置換または非置換された炭素数６～２０のアリール基；ニトロ基、シアノ基またはハロゲン基で置換または非置換された炭素数２～３０のヘテロアリール基；およびニトロ基、シアノ基またはハロゲン基で置換または非置換された炭素数１～２０のアルキレン基；からなる群より選ばれた１種以上の官能基を１以上含み、２～５個のアミン基を含む芳香族アミン化合物であり得る。
より具体的には、前記アミン化合物は、下記化学式１～３からなる群より選ばれた１種以上の化合物を含み得る。
［化学式１］
Figure 0007074278000001
上記化学式１において、Ａはスルホン基、カルボニル基、または炭素数１～１０のアルキレン基であり、Ｘ１～Ｘ８は、それぞれ独立して、ニトロ基、シアノ基、水素原子、ハロゲン基、炭素数１～６のアルキル基、炭素数６～１５のアリール基、または炭素数２～２０のヘテロアリール基であり、Ｒ１、Ｒ１'、Ｒ２およびＲ２'は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン基、炭素数１～６のアルキル基、炭素数６～１５のアリール基、または炭素数２～２０のヘテロアリール基であり、ｎは１～１０の整数であり得る。
前記炭素数１～１０のアルキレン基、炭素数１～６のアルキル基、炭素数６～１５のアリール基、および炭素数２～２０のヘテロアリール基は、それぞれ独立して、ニトロ基、シアノ基およびハロゲン基からなる群より選ばれた１種以上の官能基で置換され得る。
［化学式２］
Figure 0007074278000002
上記化学式２において、Ｙ１～Ｙ８は、それぞれ独立して、ニトロ基、シアノ基、水素原子、ハロゲン基、炭素数１～６のアルキル基、炭素数６～１５のアリール基、または炭素数２～２０のヘテロアリール基であり、Ｒ３、Ｒ３'、Ｒ４およびＲ４'は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン基、炭素数１～６のアルキル基、炭素数６～１５のアリール基、または炭素数２～２０のヘテロアリール基であり、ｍは１～１０の整数であり、前記炭素数１～６のアルキル基、炭素数６～１５のアリール基、および炭素数２～２０のヘテロアリール基は、それぞれ独立して、ニトロ基、シアノ基およびハロゲン基からなる群より選ばれた１種以上の官能基で置換され得る。
［化学式３］
Figure 0007074278000003
上記化学式３において、Ｚ１～Ｚ４は、それぞれ独立して、ニトロ基、シアノ基、水素原子、ハロゲン基、炭素数１～６のアルキル基、炭素数６～１５のアリール基、または炭素数２～２０のヘテロアリール基であり、Ｒ５、Ｒ５'、Ｒ６およびＲ６'は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン基、炭素数１～６のアルキル基、炭素数６～１５のアリール基、または炭素数２～２０のヘテロアリール基であり、前記炭素数１～６のアルキル基、炭素数６～１５のアリール基、および炭素数２～２０のヘテロアリール基は、それぞれ独立して、ニトロ基、シアノ基およびハロゲン基からなる群より選ばれた１種以上の官能基で置換され得る。
前記アルキル基は、アルカン（ａｌｋａｎｅ）に由来した１価の官能基であり、例えば、直鎖状、分枝状または環状であって、メチル、エチル、プロピル、イソブチル、ｓｅｃ－ブチル、ｔｅｒｔ－ブチル、ペンチル、ヘキシルなどであり得る。前記アルキル基に含まれている一つ以上の水素原子はそれぞれ置換基で置換可能である。
前記アルキレン基は、アルカン（ａｌｋａｎｅ）に由来した２価の官能基であり、例えば、直鎖状、分枝状または環状であって、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソブチレン基、ｓｅｃ－ブチレン基、ｔｅｒｔ－ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基などであり得る。前記アルキレン基に含まれている一つ以上の水素原子は、それぞれ前記アルキル基の場合と同様の置換基で置換可能である。
前記アリール基は、アレーン（ａｒｅｎｅ）に由来した１価の官能基であり、例えば、単環式または多環式であり得る。具体的には、単環式アリール基としてはフェニル基、ビフェニル基、テルフェニル基、スチルベニル基などであり得るが、これらに限定されるものではない。多環式アリール基としてはナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ピレニル基、ペリレニル基、クリセニル基、フルオレニル基などであり得るが、これらに限定されるものではない。このようなアリール基のうち一つ以上の水素原子は、それぞれ前記アルキル基の場合と同様の置換基で置換可能である。
前記ヘテロアリール基は、異種原子としてＯ、Ｎ、またはＳを含むヘテロ環基であって、炭素数は特に限定されないが、炭素数２～３０であり得る。ヘテロ環基の例としては、チオフェン基、フラン基、ピロール基、イミダゾール基、チアゾール基、オキサゾール基、オキサジアゾール基、トリアゾール基、ピリジル基、ビピリジル基、トリアジン基、アクリジル基、ピリダジン基、キノリニル基、イソキノリン基、インドール基、カルバゾール基、ベンゾオキサゾール基、ベンゾイミダゾール基、ベンゾチアゾール基、ベンゾカルバゾール基、ベンゾチオフェン基、ジベンゾチオフェン基、ベンゾフラニル基およびジベンゾフラン基などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。このようなヘテロアリール基のうち一つ以上の水素原子は、それぞれ前記アルキル基の場合と同様の置換基で置換可能である。
前記「置換」という用語は、化合物内の水素原子の代わりに他の官能基が結合することを意味し、置換される位置は、水素原子が置換される位置すなわち、置換基が置換可能な位置であれば限定されず、２以上が置換される場合、２以上の置換基は互いに同一または異なってもよい。
より具体的には、上記化学式１は、下記化学式１－１で表される化合物を含み得る。
［化学式１－１］
Figure 0007074278000004
上記化学式１－１において、Ａ、Ｘ１～Ｘ８、Ｒ１、Ｒ１'、Ｒ２およびＲ２'、ｎに対する内容は、上記化学式１で上述した内容を含む。
上記化学式１－１の具体的な例としては、４，４'－ｄｉａｍｉｎｏｄｉｐｈｅｎｙｌ ｓｕｌｆｏｎｅ（化学式１－１において、Ａはスルホン基、Ｘ１～Ｘ８、Ｒ１、Ｒ１'、Ｒ２およびＲ２'はそれぞれ独立して水素原子であり、ｎは１である。）、ｂｉｓ（４－ａｍｉｎｏｐｈｅｎｙｌ）ｍｅｔｈａｎｏｎｅ（化学式１－１において、Ａはカルボニル基、Ｘ１、Ｘ２、Ｒ１、Ｒ１'、Ｒ２およびＲ２'はそれぞれ独立して水素原子であり、ｎは１である。）、４，４'－（ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｐｒｏｐａｎｅ－２，２－ｄｉｙｌ）ｄｉａｎｉｌｉｎｅ（化学式１－１において、Ａはｐｅｒｆｌｕｏｒｏｐｒｏｐａｎｅ－２，２－ｄｉｙｌ、Ｘ１～Ｘ８、Ｒ１、Ｒ１'、Ｒ２およびＲ２'はそれぞれ独立して水素原子であり、ｎは１である。）、４，４'－（２，２，２－ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｅｔｈａｎｅ－１，１－ｄｉｙｌ）ｄｉａｎｉｌｉｎｅ（化学式１－１において、Ａは２，２，２－ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｅｔｈａｎｅ－１，１－ｄｉｙｌ、Ｘ１～Ｘ８、Ｒ１、Ｒ１'、Ｒ２およびＲ２'はそれぞれ独立して水素原子であり、ｎは１である。）などが挙げられる。
また、上記化学式２は、下記化学式２－１で表される化合物を含み得る。
［化学式２－１］
Figure 0007074278000005
上記化学式２－１において、Ｙ１～Ｙ８、Ｒ３、Ｒ３'、Ｒ４およびＲ４'、ｍに対する内容は、上記化学式２で上述した内容を含む。
上記化学式２－１の具体的な例としては、２，２'，３，３'，５，５'，６，６'－ｏｃｔａｆｌｕｏｒｏｂｉｐｈｅｎｙｌ－４，４'－ｄｉａｍｉｎｅ（化学式２－１において、Ｙ１～Ｙ８はハロゲンとしてフルオロ基、Ｒ３、Ｒ３'、Ｒ４およびＲ４'はそれぞれ独立して水素原子であり、ｍは１である。）、２，２'－ｂｉｓ（ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈｙｌ）ｂｉｐｈｅｎｙｌ－４，４'－ｄｉａｍｉｎｅ（Ｙ２およびＹ７はそれぞれトリフルオロメチル基であり、Ｙ１、Ｙ３、Ｙ４、Ｙ５、Ｙ６、Ｙ８は水素原子、Ｒ３、Ｒ３'、Ｒ４およびＲ４'はそれぞれ独立して水素原子であり、ｍは１である。）などが挙げられる。
また、上記化学式３は、下記化学式３－１で表される化合物を含み得る。
［化学式３－１］
Figure 0007074278000006
上記化学式３－１において、Ｚ１～Ｚ４、Ｒ５、Ｒ５'、Ｒ６およびＲ６'に対する内容は、上記化学式３で上述した内容を含む。
上記化学式３－１の具体的な例としては、２，３，５，６－ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｂｅｎｚｅｎｅ－１，４－ｄｉａｍｉｎｅ（化学式３－１において、Ｚ１～Ｚ４はハロゲンとしてフルオロ基、Ｒ５、Ｒ５'、Ｒ６およびＲ６'はそれぞれ独立して水素原子である。）などが挙げられる。
一方、前記半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物は、上述した成分を含むことで熱硬化以降に２３０℃以下、または１７０～２３０℃、または１８０～２２０℃のガラス転移温度を有することができる。
また、前記半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物の硬化以降に測定した３０℃および１８０℃での貯蔵弾性率が、それぞれ１６Ｇｐａ以下であり得る。また、前記半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物の硬化以降に測定した２６０℃での貯蔵弾性率が、８Ｇｐａ以下であり得る。
前記半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物は、硬化以降に３０℃および１８０℃のように相対的に低い温度範囲で１６Ｇｐａ以下の低い貯蔵弾性率を有するが、これにより、同じ熱膨張係数で相対的に変形力を示すことができ、３０℃および１８０℃のように低い温度範囲で半導体パッケージの反りが相対的に低い特徴を有することができる。
前記半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物は、硬化以降に２６０℃で上述した貯蔵弾性率を有することによって、同じ熱膨張係数で相対的に変形力を示すことができ、２６０℃で半導体パッケージの反りが相対的に低い特徴を有することができる。
前記半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物は、硬化以降に１２ｐｐｍ／℃以下、または５～１２ｐｐｍ／℃、または４～１０ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有することができる。
前記実施形態の半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物は、アミン化合物、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、および無機充填剤を含み得る。
前記成分の含有量が大きく限定されるものではないが、前記実施形態の半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物から製造される最終製品の物性などを考慮して上述した成分を含み得、これら成分間の含有量比率などは後述するとおりである。
前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂を含み得る。前記エポキシ樹脂としては、通常半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物に使用されるものを制限なく使用することができ、その種類は限定されず、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェノールノボラックエポキシ樹脂、フェニルアラルキル型エポキシ樹脂、テトラフェニルエタンエポキシ樹脂、ナフタレン系エポキシ樹脂、ビフェニル系エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエンエポキシ樹脂、およびジシクロペンタジエン系エポキシ樹脂とナフタレン系エポキシ樹脂の混合物からなる群より選ばれた１種以上であり得る。
具体的には、前記エポキシ樹脂は、下記化学式５で表されるビスフェノール型エポキシ樹脂、下記化学式６で表されるノボラック型エポキシ樹脂、下記化学式７で表されるフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、下記化学式８で表されるテトラフェニルエタン型エポキシ樹脂、下記化学式９および１０で表されるナフタレン型エポキシ樹脂、下記化学式１１で表されるビフェニル型エポキシ樹脂、および下記化学式１２で表されるジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂からなる群より選ばれた１種以上を使用することができる。
［化学式５］
Figure 0007074278000007
上記化学式５において、
Ｒは、
Figure 0007074278000008
 であり、
ｎは０または１～５０の整数である。
より具体的には、上記化学式５のエポキシ樹脂は、Ｒの種類によってそれぞれビスフェノール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Ｍ型エポキシ樹脂、またはビスフェノールＳ型エポキシ樹脂であり得る。
［化学式６］
Figure 0007074278000009
上記化学式６において、
ＲはＨまたはＣＨ３であり、
ｎは０または１～５０の整数である。
より具体的には、上記化学式６のノボラック型エポキシ樹脂は、Ｒの種類によってそれぞれフェノールノボラック型エポキシ樹脂またはクレゾールノボラック型エポキシ樹脂であり得る。
［化学式７］
Figure 0007074278000010
 上記化学式7において、
ｎは０または１～５０の整数である。
［化学式８］
Figure 0007074278000011
［化学式９］
Figure 0007074278000012
［化学式１０］
Figure 0007074278000013
［化学式１１］
Figure 0007074278000014
上記化学式１１において、
ｎは０または１～５０の整数である。
［化学式１２］
Figure 0007074278000015
上記化学式１２において、ｎは０または１～５０の整数である。
一方、前記熱硬化性樹脂は、ビスマレイミド樹脂、シアネートエステル樹脂およびビスマレイミド－トリアジン樹脂からなる群より選ばれる１種以上の樹脂をさらに含み得る。
前記ビスマレイミド樹脂は、通常半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物に使用されるものを制限なく使用することができ、その種類は限定されない。好ましい一例としては、前記ビスマレイミド樹脂は、下記化学式１３で表されるジフェニルメタン型ビスマレイミド樹脂、下記化学式１４で表されるフェニレン型ビスマレイミド樹脂、下記化学式１５で表されるビスフェノールＡ型ジフェニルエーテルビスマレイミド樹脂、および下記化学式１６で表されるジフェニルメタン型ビスマレイミドおよびフェニルメタン型マレイミド樹脂のオリゴマーで構成されたビスマレイミド樹脂からなる群より選ばれた１種以上であり得る。
［化学式１３］
Figure 0007074278000016
上記化学式１３において、
Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立して、Ｈ、ＣＨ３またはＣ２Ｈ５である。
［化学式１４］
Figure 0007074278000017
［化学式１５］
Figure 0007074278000018
［化学式１６］
Figure 0007074278000019
上記化学式１６において、
ｎは０または１～５０の整数である。
また、前記シアネート系樹脂の具体的な例としてはシアネートエステル樹脂が挙げられ、通常半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物に使用されるものを制限なく使用することができ、その種類は限定されない。
好ましい一例としては、前記シアネートエステル樹脂は、下記化学式１７で表されるノボラック型シアネート樹脂、下記化学式１８で表されるジシクロペンタジエン型シアネート樹脂、下記化学式１９で表されるビスフェノール型シアネート樹脂およびこれらの一部がトリアジン化したプレポリマーが挙げられ、これらは単独あるいは２種以上を混合して用いてもよい。
［化学式１７］
Figure 0007074278000020
上記化学式１７において、
ｎは０または１～５０の整数である。
［化学式１８］
Figure 0007074278000021
上記化学式１８において、
ｎは０または１～５０の整数である。
［化学式１９］
Figure 0007074278000022
上記化学式１９において、
Ｒは、
Figure 0007074278000023
 である。
より具体的には、上記化学式１９のシアネート樹脂は、Ｒの種類によってそれぞれビスフェノールＡ型シアネート樹脂、ビスフェノールＥ型シアネート樹脂、ビスフェノールＦ型シアネート樹脂、またはビスフェノールＭ型シアネート樹脂であり得る。
そして、前記ビスマレイミド樹脂としては、ビスマレイミド－トリアジン樹脂などが挙げられ、前記ビスマレイミド－トリアジン樹脂は、通常半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物に使用されるものを制限なく使用することができ、その種類は限定されない。
一方、前記熱可塑性樹脂は、プリプレグの硬化後、靱性（Ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ）を増加させる効果があり、熱膨張係数および弾性率を低くして半導体パッケージの反り（Ｗａｒｐａｇｅ）を緩和させる役割をすることができる。前記熱可塑性樹脂の具体的な例としては、（メタ）アクリレート系高分子が挙げられる。
前記（メタ）アクリレート系高分子の例は大きく限定されるものではなく、例えば、（メタ）アクリレート系単量体由来の繰り返し単位と（メタ）アクリロニトリル由来の繰り返し単位が含まれるアクリル酸エステル共重合体；またはブタジエン由来の繰り返し単位が含まれるアクリル酸エステル共重合体であり得る。例えば、前記（メタ）アクリレート系高分子は、ブチルアクリレート、エチルアクリレート、アクリロニトリル、メチルメタクリレート、グリシジルメタクリレートなどの単量体をそれぞれ１～４０重量％の範囲内（単量体全体の総重量に対して）で使用して共重した共重合体であり得る。
前記（メタ）アクリレート系高分子は、５００，０００～１，０００，０００の重量平均分子量を有することができる。前記（メタ）アクリレート系高分子の重量平均分子量が小さすぎると、硬化後、プリプレグの靱性（Ｔｏｕｇｈｎｅｓ）増加や熱膨張率および弾性率減少に効果が減少して技術的に不利である。また、前記（メタ）アクリレート系高分子の重量平均分子量が大きすぎると、プリプレグの流れ性を減少させ得る。
前記熱可塑性樹脂は、最終製品の用途および特性などを考慮して使用される含有量を定めることができ、例えば、前記半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物は、前記熱硬化性樹脂１００重量部に対して前記熱可塑性樹脂１０～２００重量部を含み得る。
一方、前記実施形態の半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物は、上述したアミン化合物を含み得、前記アミン化合物以外の硬化剤をさらに含むこともできる。
より具体的には、前記実施形態の半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物は、前記アミン化合物と相異する第２のアミン化合物、酸無水物系樹脂、ビスマレイミド樹脂、シアネート系樹脂、フェノールノボラック樹脂およびベンゾオキサジン樹脂からなる群より選ばれる１種以上の硬化剤をさらに含み得る。
また、前記一実施形態の半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物は、無機充填剤を含み得る。
前記無機充填剤は、通常半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物に使用されるものを制限なく使用することができ、具体的な例としては、シリカ、アルミニウムトリヒドロキシド、マグネシウムヒドロキシド、酸化モリブデン、モリブデン酸亜鉛、ほう酸亜鉛、スズ酸亜鉛、アルミナ、クレー、カオリン、タルク、焼成カオリン、焼成タルク、マイカ、ガラス短繊維、ガラス微粉末および中空ガラスが挙げられ、これらからなる群より選ばれた１種以上であり得る。
前記半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物は、前記熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂およびアミン化合物の総和１００重量部に対して無機充填剤３０～３００重量部、または３０～２００重量部、または５０～１５０重量部を含み得る。前記無機充填剤の含有量が少なすぎると熱膨張係数が増加してリフロー（ｒｅｆｌｏｗ）工程時の反り現象が深化し、印刷回路基板の剛性が減少する問題がある。
また、前記表面処理された充填剤を使用時、ナノ粒径の小さいサイズとマイクロ粒径の大きいサイズを共に使用してパッキング密度（ｐａｃｋｉｎｇ ｄｅｎｓｉｔｙ）を高めて、充填率を高めることができる。
前記無機充填剤は、平均粒径が相異する２種以上の無機充填剤を含み得る。具体的には、前記２種以上の無機充填剤のうち少なくとも１種は平均粒径が０．１μｍ～１００μｍである無機充填剤であり、他の１種は平均粒径が１ｎｍ～９０ｎｍである無機充填剤であり得る。
前記平均粒径が０．１μｍ～１００μｍである無機充填剤１００重量部に対して、前記平均粒径が１ｎｍ～９０ｎｍである無機充填剤含有量は１重量部～３０重量部であり得る。
前記無機充填剤は、耐湿性、分散性を向上させる観点からシランカップリング剤で表面処理されたシリカを使用することができる。
前記無機充填剤を表面処理する方法は、シランカップリング剤を表面処理剤として用いてシリカ粒子を乾式または湿式で処理する方法が用いられる。例えば、シリカ粒子１００重量部を基準に０．０１～１重量部のシランカップリング剤を使用して湿式方法でシリカを表面処理して使用することができる。
具体的には、前記シランカップリング剤としては、３－アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ－フェニル－３－アミノプロピルトリメトキシシランおよびＮ－２－（アミノエチル）－３－アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノシランカップリング剤、３－グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどのエポキシシランカップリング剤、３－メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどのビニルシランカップリング剤、Ｎ－２－（Ｎ－ビニルベンジルアミノエチル）－３－アミノプロピルトリメトキシシランヒドロクロリドなどの陽イオンシランカップリング剤およびフェニルシランカップリング剤が挙げられ、シランカップリング剤は単独で使用することができ、または必要に応じて少なくとも二つのシランカップリング剤を組み合わせて使用することができる。
より具体的には、前記シラン化合物は芳香族アミノシランまたは（メタ）アクリルシランを含み得、前記平均粒径が０．１μｍ～１００μｍである無機充填剤としては芳香族アミノシランが処理されたシリカを使用することができ、前記平均粒径が１ｎｍ～９０ｎｍである無機充填剤としては（メタ）アクリルシランが処理されたシリカを使用することができる。前記芳香族アミノシランが処理されたシリカの具体的な例としては、ＳＣ２０５０ＭＴＯ（Ａｄｍａｎｔｅｃｈｓ社製）が挙げられ、前記（メタ）アクリルシランが処理されたシリカの具体的な例としては、ＡＣ４１３０Ｙ（Ｎｉｓｓａｎ ｃｈｅｍｉｃａｌ社製）が挙げられる。前記（メタ）アクリルは、アクリルまたはメタクリルをいずれも含む意味で使用された。
そして、前記一実施形態の半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物は、必要に応じて溶剤を添加して溶液として使用することができる。前記溶剤としては、樹脂成分に対して良好な溶解性を示すものであれば、その種類は特に限定されず、アルコール系、エーテル系、ケトン系、アミド系、芳香族炭化水素系、エステル系、ニトリル系などを使用することができ、これらは単独または２種以上併用した混合溶剤を使用することもできる。また、前記溶媒の含有量は、プリプレグの製造時、ガラス繊維に樹脂組成物を含浸できる程度であれば、特に限定されない。
また、前記半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物は、樹脂組成物固有の特性を損なわない限り、その他熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂およびこれらのオリゴマーおよびエラストマーのような多様な高分子化合物、その他難燃性化合物または添加剤をさらに含むこともできる。これらは通常使用されるものから選ばれるものであれば、特に限定しない。例えば、添加剤としては、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光重合開始剤、蛍光増白剤、光増感剤、顔料、染料、増粘剤、滑剤、消泡剤、分散剤、レベリング剤、光沢剤などがあり、目的に合致するように混合して使用することも可能である。
一方、発明の他の実施形態によれば、前記半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物および繊維基材を含む、プリプレグが提供され得る。
前記プリプレグは、前記半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物が半硬化状態で繊維基材に含浸されていることを意味する。
前記繊維基材はその種類を特に限定しないが、ガラス繊維基材、ポリアミド樹脂繊維、芳香族ポリアミド樹脂繊維などのポリアミド系樹脂繊維、ポリエステル樹脂繊維、芳香族ポリエステル樹脂繊維、全芳香族ポリエステル樹脂繊維などのポリエステル系樹脂繊維、ポリイミド樹脂繊維、ポリベンゾオキサゾール繊維、フッ素樹脂繊維などを主成分とする織布または不織布で構成される合成繊維基材、クラフト紙、コットンリンター紙、リンターとクラフトパルプの混抄紙などを主成分とする紙基材などが使用され、好ましくはガラス繊維基材を使用する。前記ガラス繊維基材は、プリプレグの強度が向上して吸収率を低下させ得、また、熱膨張係数を小さくすることができる。
前記ガラス繊維基材は、多様な印刷回路基板物質用に使用されるガラス基材から選ぶことができる。その例としては、Ｅガラス、Ｄガラス、Ｓガラス、Ｔガラス、ＮＥガラスおよびＬガラス、Ｑガラスなどのガラス繊維を含むが、これに限定されるものではない。必要に応じて意図した用途または性能に応じて、前記ガラス基材物質を選択することができる。ガラス基材形態は、典型的に織布、不織布、ロービング（ｒｏｖｉｎｇ）、チョップドストランドマット（ｃｈｏｐｐｅｄ ｓｔｒａｎｄ ｍａｔ）またはサーフェースマット（ｓｕｒｆａｃｉｎｇ ｍａｔ）である。前記ガラス基材の厚さは特に限定されないが、約０．０１～０．３ｍｍなどを使用することができる。前記物質のうち、ガラス繊維物質が強度および水分吸収特性の面においてより好ましい。
また、前記プリプレグを製造する方法は、特に限定されず、この分野においてよく知られた方法によって製造されることができる。例えば、前記プリプレグの製造方法は、含浸法、各種コーターを用いるコーティング法、スプレー噴射法などを用いることができる。
前記含浸法の場合、ワニスを製造した後、前記繊維基材をワニスに含浸する方法でプリプレグを製造することができる。
すなわち、前記プリプレグの製造条件などは特に制限しないが、前記半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物に溶剤を添加したワニス状態で使用することが好ましい。前記樹脂ワニス用溶剤は、前記樹脂成分と混合可能で良好な溶解性を有するものであれば特に限定しない。その具体的な例としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンおよびシクロヘキサノンなどのケトン、ベンゼン、トルエンおよびキシレンなどの芳香族ハイドロカーボン、およびジメチルホルムアミドおよびジメチルアセトアミドなどのアミド、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブなどの脂肪族アルコールなどがある。
また、前記プリプレグの製造時、使用された溶剤が８０重量％以上揮発することが好ましい。そのため、製造方法や乾燥条件などにおいても制限はなく、乾燥時の温度は約８０℃～２００℃、時間はワニスのゲル化時間との均衡のために特に制限はない。また、ワニスの含浸量は、ワニスの樹脂固形分と基材の総量に対してワニスの樹脂固形分が約３０～８０重量％であることが好ましい。
また、発明のさらに他の実施形態によれば、シート形状を有する上述したプリプレグ；および前記プリプレグの少なくとも一面に形成された金属箔；を含む金属箔積層板が提供され得る。
前記金属箔は、銅箔；アルミニウム箔；ニッケル、ニッケル－リン、ニッケル－スズ合金、ニッケル－鉄合金、鉛または鉛－スズ合金を中間層とし、その両面に互いに異なる厚さの銅層を含む３層構造の複合箔；またはアルミニウムと銅箔を複合した２層構造の複合箔を含む。
好ましい一例によれば、前記金属箔は銅箔やアルミニウム箔が用いられ、約２～２００μｍの厚さを有するものを用いるが、その厚さは約２～３５μｍであることが好ましい。好ましくは、前記金属箔としては銅箔を用いる。また、前記金属箔として、ニッケル、ニッケル－リン、ニッケル－スズ合金、ニッケル－鉄合金、鉛、または鉛－スズ合金などを中間層とし、その両面に０．５～１５μｍの銅層と１０～３００μｍの銅層を設けた３層構造の複合箔またはアルミニウムと銅箔を複合した２層構造の複合箔を用いることもできる。
このように製造されたプリプレグを含む金属積層板は１枚以上に積層した後、両面または多層印刷回路基板の製造に使用することができる。前記金属箔積層板を回路加工して両面または多層印刷回路基板を製造することができ、前記回路加工は、通常両面または多層印刷回路基板の製造工程において行われる方法を適用し得る。
本発明によれば、優れた流れ性を確保することができ、低いガラス転移温度およびモジュラス、低い熱膨張率を実現することができ、反り（Ｗａｒｐａｇｅ）現象を最小化できる半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物と、前記半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物を用いて提供されるプリプレグと、前記プリプレグを含む金属箔積層板とが提供され得る。
発明を下記の実施例でより詳細に説明する。ただし、下記の実施例は本発明を例示するだけであり、本発明の内容は下記の実施例によって限定されない。
＜実施例および比較例：半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物、プリプレグおよび銅張積層板＞
（１）半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物の製造
下記表１および表２の組成に従い、各成分をメチルエチルケトンに固形分４０％に合わせて投入して混合した後、４００ｒｐｍの速度で一日常温で攪拌して、実施例および比較例における半導体パッケージ用樹脂組成物（樹脂ワニス）を製造した。具体的には、前記実施例で製造された樹脂組成物の具体的な組成は下記表１に記載されたとおりであり、前記比較例で製造された樹脂組成物の具体的な組成は下記表２に記載されたとおりである。
（２）プリプレグおよび銅張積層板の製造
前記製造された半導体パッケージ用樹脂組成物（樹脂ワニス）を厚さ１３μｍのガラス繊維（Ｎｉｔｔｏｂｏ社製、Ｔ－ｇｌａｓｓ ＃１０１０）に含浸させた後、１７０℃の温度で２～５分間熱風乾燥して、１８μｍのプリプレグを製造した。
前記で製造されたプリプレグ２枚を積層した後、その両面に銅箔（厚さ１２μｍ、Ｍｉｔｓｕｉ社製）を位置させて積層し、２２０℃および３５ｋｇ／ｃｍ２の条件で１００分間硬化させて、銅張積層板を製造した。
＜実験例：実施例および比較例で得られた半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物、プリプレグおよび銅張積層板の物性測定＞
前記実施例および比較例で得られた半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物、プリプレグおよび銅張積層板の物性を下記方法で測定し、その結果を表1および表2に示した。
１．熱膨張係数（ＣＴＥ）
前記実施例および比較例で得られた銅張積層板の銅箔層をエッチングして除去した後、ＭＤ方向に試験片を製作し、ＴＭＡ（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ、Ｑ４００）を用いて、３０℃から２６０℃まで昇温速度１０℃／ｍｉｎの条件で測定した後、５０℃から１５０℃範囲の測定値を熱膨張係数として記録した。
２．ガラス転移温度（Ｔｇ）
前記実施例および比較例で得られた銅張積層板の銅箔層をエッチングして除去した後、ＭＤ方向に試験片を製作し、ＤＭＡ（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ、Ｑ８００）を用いて、引張モードで５℃／分の昇温条件で２５℃から３００℃まで測定して、ｔａｎ ｄｅｌｔａのピーク温度をガラス転移温度とした。
３．貯蔵弾性率の測定（Ｓｔｏｒａｇｅ Ｍｏｄｕｌｕｓ）
前記実施例および比較例で得られた銅張積層板の銅箔層をエッチングして除去した後、ＭＤ方向に試験片を製作し、ＤＭＡ（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ、Ｑ８００）を用いて、引張モードで５℃／分の昇温条件で２５℃から３００℃まで貯蔵弾性率を測定した。
４．回路パターンの充填性
前記実施例および比較例で得られたプリプレグを、回路パターン（パターン高さ７ｕｍ、残銅率５０％）の両面に位置させ、その上に銅箔（厚さ１２μｍ、Ｍｉｔｓｕｉ社製）を位置させ、２２０℃および３５ｋｇ／ｃｍ２の条件で１００分間プレスした後、両面の銅箔をエッチングして、次の基準をもとに回路パターンの充填性を評価した。
○：Ｖｏｉｄ発生なし
Ｘ：Ｖｏｉｄ発生
５．引張伸び率（Ｔｅｎｓｉｌｅ Ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ）の測定
前記実施例および比較例で得られたプリプレグを、ガラス繊維のＭＤおよびＴＤ方向が一致するように１５枚を積層し、２２０℃および３５ｋｇ／ｃｍ２の条件で１００分間プレスした後、ＩＰＣ－ＴＭ－６５０（２．４．１８．３）により、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ（Ｉｎｓｔｒｏｎ ３３６５）装備を用いてＭＤ方向の引張伸び率を測定した。
６．半導体パッケージの反り（Ｗａｒｐａｇｅ測定）
前記実施例および比較例で得られた銅張積層板で銅箔の一部を通常のエッチング法により配線を加工してプリント配線板を製造した（厚さ９０ｕｍ）。製造されたプリント配線板に半導体チップ（１１．５ｍｍｘ１１．５ｍｍｘ厚さ８０ｕｍ）を搭載して半導体パッケージ（１４．５ｍｍｘ１４．５ｍｍｘ厚さ３９０ｕｍ）を製造した。製造された半導体パッケージに対して反り測定装置（ＡＫＲＯＭＥＴＲＩＸ社製のＴＨＥＲＭＯＩＲＥ ＰＳ１００）を用いて、Ｓｈａｄｏｗ Ｍｏｉｒｅ測定理論に基づいて反りを測定した。反りは、前記の半導体パッケージを３０℃から２６０℃まで測定し、その後、３０℃まで冷却した時、反りの最大値と最小値の差から求め、次のような基準下で半導体パッケージの反りを評価した。
○：反りの最大値と最小値の差が１７０ｕｍ以下
Ｘ：反りの最大値と最小値の差が１７０ｕｍ以上
７．熱応力因子（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｓｔｒｅｓｓ Ｆａｃｔｏｒ）の計算
前記で得られた熱膨張係数と貯蔵弾性率に基づいて３０℃から２６０℃まで１℃単位で各温度における熱膨張係数と貯蔵弾性率を乗じた後、すべて合計して下記一般式１の熱応力因子（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｓｔｒｅｓｓ Ｆａｃｔｏｒ）を測定（計算）した。
［一般式１］
熱応力因子（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｓｔｒｅｓｓ Ｆａｃｔｏｒ、単位：ＭＰａ）
＝∫［貯蔵弾性率（Ｓｔｏｒａｇｅ Ｍｏｄｕｌｕｓ）ｘ熱膨張係数］ｄＴ
［表１］実施例における半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物の組成およびプリプレグの物性確認(単位:g)
Figure 0007074278000024
［表２］比較例における半導体パッケージ用熱硬化性樹脂組成物の組成およびプリプレグの物性確認(単位:g)
Figure 0007074278000025
＊ＤＤＳ：４，４'－ｄｉａｍｉｎｏｄｉｐｈｅｎｙｌ ｓｕｌｆｏｎｅ
＊ＴＦＢ：２，２'－ｂｉｓ（ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈｙｌ）ｂｅｎｚｉｄｉｎｅ；２，２'－Ｂｉｓ（ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈｙｌ）－４，４'－ｂｉｐｈｅｎｙｌｄｉａｍｉｎｅ
＊ＤＤＭ：４，４'－ｄｉａｍｉｎｏｄｉｐｈｅｎｙｌ ｍｅｔｈａｎｅ
＊ＸＤ－１０００：エポキシ樹脂（Ｎｉｐｐｏｎ ｋａｙａｋｕ社製）
＊ＮＣ－３０００Ｈ：エポキシ樹脂（Ｎｉｐｐｏｎ ｋａｙａｋｕ社製）
＊ＨＰ－６０００：エポキシ樹脂（ＤＩＣ社製）
＊ＢＭＩ－２３００：ビスマレイミド系樹脂（ＤＡＩＷＡ ＫＡＳＥＩ社製）
＊Ａｃｒｙｌｉｃ ｒｕｂｂｅｒ Ｂ（Ｍｗ ８００，０００）：ＰＡＲＡＣＲＯＮ ＫＧ－３０１５Ｐ（Ｎｅｇａｍｉ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｏ．，ＬＴＤ社製）
＊Ａｃｒｙｌｉｃ ｒｕｂｂｅｒ Ｃ（Ｍｗ ６００，０００）：ＰＡＲＡＣＲＯＮ ＫＧ－３１１３（Ｎｅｇａｍｉ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｏ．，ＬＴＤ社製）
＊当量比：下記数式１により計算される
［数式１］
熱硬化性樹脂に対するアミン化合物当量比
＝（ＤＤＳの総活性水素当量＋ＴＦＢの総活性水素当量＋ＤＤＭの総活性水素当量）／｛（ＸＤ－１０００の総エポキシ当量＋ＮＣ－３０００Ｈの総エポキシ当量＋ＨＰ－６０００の総エポキシ当量）＋（ＢＭＩ－２３００の総マレイミド当量）｝
前記数学式１において、ＤＤＳの総活性水素当量は、ＤＤＳの総重量（ｇ）をＤＤＳの活性水素単位当量（６２ｇ／ｅｑ）で割った値であり、
ＴＦＢの総活性水素当量は、ＴＦＢの総重量（ｇ）をＴＦＢの活性水素単位当量（８０ｇ／ｅｑ）で割った値であり、
ＤＤＭの総活性水素当量は、ＤＤＭの総重量（ｇ）をＤＤＭの活性水素単位当量（４９．５ｇ／ｅｑ）で割った値であり、
ＸＤ－１０００の総エポキシ当量は、ＸＤ－１０００の総重量（ｇ）をＸＤ－１０００のエポキシ単位当量（２５３ｇ／ｅｑ）で割った値であり、
ＮＣ－３０００Ｈの総エポキシ当量は、ＮＣ－３０００Ｈの総重量（ｇ）をＮＣ－３０００Ｈのエポキシ単位当量（２９０ｇ／ｅｑ）で割った値であり、
ＨＰ－６０００の総エポキシ当量は、ＨＰ－６０００の総重量（ｇ）をＨＰ－６０００のエポキシ単位当量（２５０ｇ／ｅｑ）で割った値であり、
ＢＭＩ－２３００の総マレイミド当量は、ＢＭＩ－２３００の総重量（ｇ）をＢＭＩ－２３００のマレイミド単位当量（１７９ｇ／ｅｑ）で割った値である。
前記表１に示すように、実施例のように電子求引性基（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｗｉｔｈｄｒａｗｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ、ＥＷＧ）を有するアミン化合物を含むプリプレグは、２３０℃以下のガラス転移温度を有し、１０ｐｐｍ／℃以下の低い熱膨張率を有しながらも優れた回路パターンの充填性を有することが確認された。
すなわち、実施例のように電子求引性基（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｗｉｔｈｄｒａｗｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ、ＥＷＧ）を有するアミン化合物１００重量部に対して２９０重量部以下の熱硬化性樹脂を含み、熱硬化性樹脂当量基準のアミン化合物当量比率である当量比が１．４以上を満たし、かつ無機添加剤の添加量を熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂およびアミン化合物の総和１００重量部に対して５０重量比から１５０重量部の無機添加剤を含む場合、半導体パッケージングに好適な熱的特性、優れた低熱膨張特性、流れ性および機械的物性を確保できることを確認した。
一方、実施例で得られたそれぞれのプリプレグに対する熱応力因子が２１Ｍｐａ以下であることが確認されたが、このような熱応力因子を有するプリプレグを使用して製造された半導体パッケージは、相対的に低い水準の反り（Ｗａｒｐａｇｅ）のみを示すことが確認された。これに対し、比較例で得られたそれぞれのプリプレグに対する熱応力因子は２５Ｍｐａ超過であり、このような高い熱応力因子を有するプリプレグを使用して製造された半導体パッケージは、相対的に高い反りが発生することが確認された。

Claims (13)

  1. スルホン基；カルボニル基；ハロゲン基；ニトロ基、シアノ基またはハロゲン基で置換された炭素数１～２０のアルキル基；ニトロ基、シアノ基またはハロゲン基で置換された炭素数６～２０のアリール基；ニトロ基、シアノ基またはハロゲン基で置換された炭素数２～３０のヘテロアリール基；およびニトロ基、シアノ基またはハロゲン基で置換された炭素数１～２０のアルキレン基；からなる群より選ばれた１種以上の官能基を１以上含むアミン化合物と、
    熱硬化性樹脂と、
    熱可塑性樹脂と、
    無機充填剤と
    を含み、
    ２３０℃以下のガラス転移温度を有し、
    前記熱硬化性樹脂、前記熱可塑性樹脂および前記アミン化合物の総和１００重量部に対して前記無機充填剤５０重量部～１５０重量部を含み、
    前記アミン化合物１００重量部に対して前記熱硬化性樹脂を２９０重量部以下で含み、
    下記数式１により計算される当量比が１．４５～２．５であり、
    半導体パッケージのプリプレグ用熱硬化性樹脂組成物の硬化以降に測定した３０℃および１８０℃での貯蔵弾性率がそれぞれ１６Ｇｐａ以下である、
    半導体パッケージのプリプレグ用熱硬化性樹脂組成物：
    ［数式１］
    当量比＝前記アミン化合物に含有された総活性水素当量／前記熱硬化性樹脂に含有された総硬化性官能基当量。
  2. 前記アミン化合物は、２～５個のアミン基を含む芳香族アミン化合物を含む、
    請求項１に記載の半導体パッケージのプリプレグ用熱硬化性樹脂組成物。
  3. 前記半導体パッケージのプリプレグ用熱硬化性樹脂組成物は、硬化以降に１２ｐｐｍ／℃以下の熱膨張係数を有する、
    請求項１又は２に記載の半導体パッケージのプリプレグ用熱硬化性樹脂組成物。
  4. 前記半導体パッケージのプリプレグ用熱硬化性樹脂組成物の硬化以降に測定した２６０℃での貯蔵弾性率が８Ｇｐａ以下である、
    請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体パッケージのプリプレグ用熱硬化性樹脂組成物。
  5. 前記熱硬化性樹脂は、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、フェノールノボラックエポキシ樹脂、テトラフェニルエタンエポキシ樹脂、ナフタレン系エポキシ樹脂、ビフェニル系エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエンエポキシ樹脂、およびジシクロペンタジエン系エポキシ樹脂とナフタレン系エポキシ樹脂の混合物からなる群より選ばれた１種以上のエポキシ樹脂を含む、
    請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体パッケージのプリプレグ用熱硬化性樹脂組成物。
  6. 前記熱硬化性樹脂は、ビスマレイミド樹脂、シアネートエステル樹脂およびビスマレイミド－トリアジン樹脂からなる群より選ばれる１種以上の樹脂をさらに含む、
    請求項５に記載の半導体パッケージのプリプレグ用熱硬化性樹脂組成物。
  7. 前記アミン化合物と相異する第２のアミン化合物、酸無水物系樹脂、フェノールノボラック樹脂およびベンゾオキサジン樹脂からなる群より選ばれる１種以上の硬化剤をさらに含む、
    請求項１から６のいずれか１項に記載の半導体パッケージのプリプレグ用熱硬化性樹脂組成物。
  8. 前記熱可塑性樹脂は（メタ）アクリレート系高分子を含む、
    請求項１から７のいずれか１項に記載の半導体パッケージのプリプレグ用熱硬化性樹脂組成物。
  9. 前記（メタ）アクリレート系高分子は、
    （メタ）アクリレート系単量体由来の繰り返し単位と（メタ）アクリロニトリル由来の繰り返し単位が含まれるアクリル酸エステル共重合体；または
    ブタジエン由来の繰り返し単位が含まれるアクリル酸エステル共重合体である、
    請求項８に記載の半導体パッケージのプリプレグ用熱硬化性樹脂組成物。
  10. 前記（メタ）アクリレート系高分子は５００，０００～１，０００，０００の重量平均分子量を有する、
    請求項８または９に記載の半導体パッケージのプリプレグ用熱硬化性樹脂組成物。
  11. 前記無機充填剤は、平均粒径が相異する２種以上の無機充填剤を含むことができ、
    前記２種以上の無機充填剤のうち少なくとも１種は平均粒径が０．１μｍ～１００μｍである無機充填剤であり、
    他の１種は平均粒径が１ｎｍ～９０ｎｍである無機充填剤である、
    請求項１から１０のいずれか１項に記載の半導体パッケージのプリプレグ用熱硬化性樹脂組成物。
  12. 請求項１から１１のいずれか１項に記載の半導体パッケージのプリプレグ用熱硬化性樹脂組成物および
    繊維基材
    を含む、
    プリプレグ。
  13. シート形状を有する請求項１２に記載のプリプレグ；および
    前記プリプレグの少なくとも一面に形成された金属箔；
    を含む、
    金属箔積層板。
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