JP7131593B2 - 樹脂組成物 - Google Patents
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Description
[1] (A)分子内に、ポリブタジエン構造、ポリシロキサン構造、ポリ(メタ)アクリレート構造、ポリアルキレン構造、ポリアルキレンオキシ構造、ポリイソプレン構造、ポリイソブチレン構造、及びポリカーボネート構造から選択される1種以上の構造を有する高分子化合物、
(B)エポキシ樹脂、
(C)熱伝導性フィラー、及び
(D)活性エステル硬化剤、を含有する樹脂組成物。
[2] 樹脂組成物を180℃で30分間、さらに180℃で60分間熱硬化させた硬化物と、メッキにより形成された金属層とのピール強度が0.4kgf/cm以上である、[1]に記載の樹脂組成物。
[3] (C)成分の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%としたとき、85質量%以上である、[1]又は[2]に記載の樹脂組成物。
[4] (C)成分が、アルミナを含む、[1]~[3]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[5] (C)成分が、アミノシラン系カップリング剤で表面処理されている、[1]~[4]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[6] (C)成分が、N-フェニル-3-アミノアルキルトリメトキシシランで表面処理されている、[1]~[5]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[7] 樹脂組成物を180℃で90分間熱硬化させた硬化物の熱伝導率が、1.5W/m・K以上5.0W/m・K以下である、[1]~[6]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[8] (A)成分が、ガラス転移温度が25℃以下の樹脂、及び25℃で液状である樹脂から選択される1種以上である、[1]~[7]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[9] (A)成分が、(B)成分と反応し得る官能基を有する、[1]~[8]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[10] (A)成分が、ヒドロキシル基、酸無水物基、フェノール性水酸基、エポキシ基、イソシアネート基及びウレタン基から選択される1種以上の官能基を有する、[1]~[9]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[11] (A)成分が、イミド構造を有する、[1]~[10]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[12] (A)成分が、フェノール性水酸基を有する、[1]~[11]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[13] (A)成分が、ポリブタジエン構造を有し、かつフェノール性水酸基を有する、[1]~[12]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[14] 半導体チップパッケージの絶縁層用樹脂組成物である、[1]~[13]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[15] セミアディティブプロセス法によって回路形成する回路基板の絶縁層用樹脂組成物である、[1]~[14]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[16] 支持体と、該支持体上に設けられた、[1]~[15]のいずれかに記載の樹脂組成物を含む樹脂組成物層と、を有する樹脂シート。
[17] [1]~[15]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、回路基板。
[18] [17]に記載の回路基板と、前記回路基板上に搭載された半導体チップとを含む、半導体チップパッケージ。
[19] [1]~[15]のいずれかに記載の樹脂組成物、または[16]に記載の樹脂シートにより封止された半導体チップを含む半導体チップパッケージ。
本発明の樹脂組成物は、(A)分子内に、ポリブタジエン構造、ポリシロキサン構造、ポリ(メタ)アクリレート構造、ポリアルキレン構造、ポリアルキレンオキシ構造、ポリイソプレン構造、ポリイソブチレン構造、及びポリカーボネート構造から選択される1種以上の構造を有する高分子化合物、(B)エポキシ樹脂、(C)熱伝導性フィラー、及び(D)活性エステル硬化剤、を含有する。
樹脂組成物は、(A)分子内に、ポリブタジエン構造、ポリシロキサン構造、ポリ(メタ)アクリレート構造、ポリアルキレン構造、ポリアルキレンオキシ構造、ポリイソプレン構造、ポリイソブチレン構造、及びポリカーボネート構造から選択される1種以上の構造を有する高分子化合物を含有する。このような構造を有する高分子化合物を樹脂組成物に含有させることで、硬化物の反りを抑制することができる。なお、「(メタ)アクリレート」とは、メタクリレート及びアクリレートを指す。
本発明の樹脂組成物は、(B)成分としてエポキシ樹脂を含む。(B)成分は、本発明の効果をより向上させる観点から、芳香族構造を有するエポキシ樹脂であることが好ましい。芳香族構造とは、一般に芳香族と定義される化学構造であり、多環芳香族及び芳香族複素環をも含む。
本発明の樹脂組成物は(C)熱伝導性フィラーを含む。ここで、本明細書において、熱伝導性フィラーとは、熱伝導率が、20W/m・K以上の無機充填材を意味する。
本発明の樹脂組成物は(D)活性エステル硬化剤を含む。活性エステル硬化剤としては、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化合物、フェノールノボラック等が挙げられる。ここで、「ジシクロペンタジエン型ジフェノール化合物」とは、ジシクロペンタジエン1分子にフェノール2分子が縮合して得られるジフェノール化合物をいう。
本発明の樹脂組成物は(D)成分に加え、(E)硬化剤を含み得る。但し、ここでいう(E)成分は、(D)活性エステル硬化剤を含めない。(E)硬化剤としては、(B)成分等の樹脂を硬化する機能を有する限り特に限定されず、例えば、フェノール系硬化剤、ナフトール系硬化剤、ベンゾオキサジン系硬化剤、シアネートエステル系硬化剤、及びカルボジイミド系硬化剤などが挙げられる。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。(D)成分は、フェノール系硬化剤、ナフトール系硬化剤、及びシアネートエステル系硬化剤から選択される1種以上であることが好ましく、フェノール系硬化剤から選択される1種以上であることが好ましい。
54」、「LA-1356」、「LA-3018-50P」、「EXB-9500」、「HPC-9500」、「KA-1160」、「KA-1163」、「KA-1165」、群栄化学社製の「GDP-6115L」、「GDP-6115H」等が挙げられる。
本発明の樹脂組成物は、(F)硬化促進剤を含み得る。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、金属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、金属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、金属系硬化促進剤がより好ましい。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。
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。
本発明の樹脂組成物は(G)無機充填材を含み得る。但し、ここでいう(G)無機充填材は、(C)熱伝導性フィラーに該当するものは含めない。(G)成分の材料は特に限定されないが、例えば、シリカ、ガラス、コーディエライト、シリコン酸化物、硫酸バリウム、炭酸バリウム、タルク、クレー、雲母粉、酸化亜鉛、ハイドロタルサイト、ベーマイト、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、窒化マンガン、ホウ酸アルミニウム、炭酸ストロンチウム、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、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸バリウム、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。これらの中でもシリカが特に好適である。またシリカとしては球形シリカが好ましい。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。
樹脂組成物は、(H)難燃剤を含み得る。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。
樹脂組成物は、さらに必要に応じて、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、バインダー、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。
本発明の樹脂組成物を180℃で30分間、さらに180℃で60分間熱硬化させた硬化物は、金属層、特にメッキにより形成された金属層とのピール強度に優れるという特性を示す。即ち、ピール強度に優れる絶縁層をもたらす。詳細は、本発明の樹脂組成物を180℃で30分熱処理後、硬化物表面を粗化処理した粗化面にメッキにより金属層を形成し、180℃で60分間熱処理したとき、硬化物と金属層とのピール強度が優れるという特性を示す。ピール強度としては、好ましくは0.4kgf/cm以上、より好ましくは0.45kgf/cm以上、さらに好ましくは0.5kgf/cm以上である。一方、ピール強度の上限値は特に限定されないが、1.5kgf/cm以下、1kgf/cm以下等とし得る。ピール強度の評価は、後述する<金属層の引き剥がし強さ(ピール強度)の測定及び評価>に記載の方法に従って測定することができる。金属層としては、好ましくは銅を含む金属層であり、より好ましくはメッキにより形成された金属層である。
また、半導体チップを封止するための樹脂組成物(半導体チップ封止用樹脂組成物)、半導体チップに配線を形成するための樹脂組成物(半導体チップ配線形成用樹脂組成物)としても好適に使用することができる。
本発明の樹脂シートは、支持体と、該支持体上に設けられた、本発明の樹脂組成物で形成された樹脂組成物層とを含む。
本発明の回路基板は、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。
本発明の回路基板の製造方法は、
(1)基材と、該基材の少なくとも一方の面に設けられた配線層とを有する配線層付き基材を準備する工程、
(2)本発明の樹脂シートを、配線層が樹脂組成物層に埋め込まれるように、配線層付き基材上に積層し、熱硬化させて絶縁層を形成する工程、
(3)配線層を層間接続する工程を含む。また、回路基板の製造方法は、(4)基材を除去する工程、を含んでいてもよい。
工程(1)は、基材と、該基材の少なくとも一方の面に設けられた配線層とを有する配線層付き基材を準備する工程である。通常、配線層付き基材は、基材の両面に基材の一部である第1金属層、第2金属層の順でそれぞれ有し、第2金属層の基材側の面とは反対側の面に配線層が形成されている。詳細は、基材上にドライフィルム(感光性レジストフィルム)を積層し、フォトマスクを用いて所定の条件で露光、現像しパターンドライフィルムを形成する。現像したパターンドライフィルムをメッキマスクとして電解メッキ法により配線層を形成した後、パターンドライフィルムを剥離する。なお、第1金属層、第2金属層は有していなくてもよい。
工程(2)は、本発明の樹脂シートを、配線層が樹脂組成物層に埋め込まれるように、配線層付き基材上に積層し、熱硬化させて絶縁層を形成する工程である。詳細は、前述の工程(1)で得られた配線層付き基材の配線層を、樹脂シートの樹脂組成物層に埋め込まれるように積層させ、樹脂シートの樹脂組成物層を熱硬化させ絶縁層を形成する。
工程(3)は、配線層を層間接続する工程である。詳細は、絶縁層にビアホールを形成し、導体層を形成して配線層を層間接続する工程である。または絶縁層を研磨又は研削し、配線層を露出させて配線層を層間接続する工程である。導体層は配線層ということがある。
工程(4)は、基材を除去し、本発明の回路基板を形成する工程である。基材の除去方法は特に限定されない。好適な一実施形態は、第1及び第2金属層の界面で回路基板から基材を剥離し、第2金属層を例えば塩化銅水溶液などでエッチング除去する。必要に応じて、導体層を保護フィルムで保護した状態で基材を剥離してもよい。
本発明の半導体チップパッケージの第1の態様は、上記回路基板上に、半導体チップが搭載された、半導体チップパッケージである。上記回路基板に、半導体チップを接合することにより半導体チップパッケージを製造することができる。
(A)基材に仮固定フィルムを積層する工程、
(B)半導体チップを、仮固定フィルム上に仮固定する工程、
(C)本発明の樹脂シートの樹脂組成物層を、半導体チップ上に積層、又は本発明の樹脂組成物を半導体チップ上に塗布し、熱硬化させて封止層を形成する工程、
(D)基材及び仮固定フィルムを半導体チップから剥離する工程、
(E)半導体チップの基材及び仮固定フィルムを剥離した面に再配線形成層(絶縁層)を形成する工程、
(F)再配線形成層(絶縁層)上に導体層(再配線層)を形成する工程、及び
(G)導体層上にソルダーレジスト層を形成する工程、を含む。また、半導体チップパッケージの製造方法は、(H)複数の半導体チップパッケージを個々の半導体チップパッケージにダイシングし、個片化する工程を含み得る。
工程(A)は、基材に仮固定フィルムを積層する工程である。基材と仮固定フィルムの積層条件は、回路基板の製造方法における工程(2)における配線層と樹脂シートとの積層条件と同様であり、好ましい範囲も同様である。
工程(B)は、半導体チップを、仮固定フィルム上に仮固定する工程である。半導体チップの仮固定は、フリップチップボンダー、ダイボンダー等の公知の装置を用いて行うことができる。半導体チップの配置のレイアウト及び配置数は、仮固定フィルムの形状、大きさ、目的とする半導体パッケージの生産数等に応じて適宜設定することができ、例えば、複数行で、かつ複数列のマトリックス状に整列させて仮固定することができる。
工程(C)は、本発明の樹脂シートの樹脂組成物層を、半導体チップ上に積層、又は本発明の樹脂組成物を半導体チップ上に塗布し、熱硬化させて封止層を形成する工程である。工程(C)では、樹脂シートの樹脂組成物層を、半導体チップ上に積層し、熱硬化させて封止層を形成することが好ましい。
工程(D)は、基材及び仮固定フィルムを半導体チップから剥離する工程である。剥離する方法は、仮固定フィルムの材質等に応じて適宜変更することができ、例えば、仮固定フィルムを加熱、発泡(又は膨張)させて剥離する方法、及び基材側から紫外線を照射させ、仮固定フィルムの粘着力を低下させ剥離する方法等が挙げられる。
工程(E)は、半導体チップの基材及び仮固定フィルムを剥離した面に再配線形成層(絶縁層)を形成する工程である。
工程(F)は、再配線形成層(絶縁層)上に導体層(再配線層)を形成する工程である。再配線形成層(絶縁層)上に導体層を形成する方法は、回路基板の製造方法における工程(3)の絶縁層にビアホールを形成した後の導体層を形成する方法と同様であり、好ましい範囲も同様である。なお、工程(E)及び工程(F)を繰り返し行い、導体層(再配線層)及び再配線形成層(絶縁層)を交互に積み上げて(ビルドアップ)もよい。
工程(G)は、導体層上にソルダーレジスト層を形成する工程である。
半導体チップパッケージの製造方法は、工程(A)~(G)以外に工程(H)を含んでいてもよい。工程(H)は、複数の半導体チップパッケージを個々の半導体チップパッケージにダイシングし、個片化する工程である。
本発明の半導体チップパッケージを実装することとな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、スマートフォン、タブレット型デバイス、ウェラブルデバイス、デジタルカメラ、医療機器、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。
(1)内層回路基板の下地処理
内層回路を形成し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、基板厚み0.3mm、パナソニック社製R5715ES)の両面をメック社製CZ8100に浸漬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樹脂シートを、バッチ式真空加圧ラミネーター(ニッコー・マテリアルズ社製2ステージビルドアップラミネーター「CVP700」)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積層した。積層は、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秒間圧着させることにより実施した。次いで、100℃、圧力0.5MPaにて60秒間熱プレスを行った。得られた樹脂組成物層付き積層板を180℃で30分熱処理して、樹脂組成物層を硬化させて、硬化物付き積層板を得た。
得られた硬化物付き積層板を、アトテックジャパン社製のジエチレングリコールモノブチルエーテルを含有するスエリングディップ・セキュリガンドP(膨潤液)に60℃で5分間浸漬し、次にアトテックジャパン社製のコンセントレート・コンパクトP(KMnO4:60g/L、NaOH:40g/Lの水溶液、粗化液)に80℃で10分間浸漬し、最後にアトテックジャパン社製のリダクションショリューシン・セキュリガントP(中和液)に40℃で5分間浸漬して、硬化物の表面を粗化処理した。粗化処理で得られた積層板を評価基板Aとした。
評価基板Aを、PdCl2を含む無電解メッキ用溶液に浸漬し、次に無電解銅メッキ液に浸漬した。次いで、硫酸銅電解メッキを行い、硬化物の粗化表面に30μmの厚さで金属層を形成した。次に、アニール処理を180℃にて60分間行った。アニール後の積層板を評価基板Bとした。
評価基板Bの金属層に、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(ティー・エス・イー社製のオートコム型試験機「AC-50C-SL」)で掴み、室温中にて、50mm/分の速度で垂直方向に20mm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。
離型PETフィルム(リンテック社製「501010」、厚さ38μm、240mm角)の未処理面がガラス布基材エポキシ樹脂両面銅張積層板(松下電工社製「R5715ES」、厚さ0.7mm、255mm角)に接するように、ガラス布基材エポキシ樹脂両面銅張積層板上に設置し、該離型PETフィルムの四辺をポリイミド接着テープ(幅10mm)で固定した。
評価用硬化物をダンベル状1号形に切り出し、試験片を得た。該試験片を、オリエンテック社製引張試験機「RTC-1250A」を用いて引張強度測定を行い、23℃における弾性率を求めた。測定は、JIS K7127に準拠して実施した。この操作を3回行いその平均値を表に示した。
実施例及び比較例で作製した樹脂シートをガラス布基材BTレジン両面銅張積層板(銅箔の厚み18μm、基板厚み0.15mm、三菱ガス化学社製「HL832NSF LCA」、大きさ15cm×18cm)の片面にバッチ式真空加圧ラミネーター(ニッコー・マテリアルズ社製2ステージビルドアップラミネーター「CVP700」)にてラミネートし、離型PETを除去した後、100℃30分、さらに180℃30分熱硬化させ平面に置き反り量を確認した。4つ角それぞれの反り量の平均値が1cm未満を「○」、1~2cmを「△」、2cm以上を「×」とした。
(1)硬化物試料の調製
実施例及び比較例で作製した樹脂ワニスをアルキド樹脂系離型剤(リンテック社製「AL-5」)で離型処理したPETフィルム(東レ社製「ルミラーR80」、厚み38μm、軟化点130℃)上に、乾燥後の樹脂組成物層の厚さが100μmとなるようにダイコーターにて塗布し、80℃~100℃(平均90℃)で7分間乾燥して樹脂組成物層を得た。
硬化物試料について、該硬化物試料の厚さ方向の熱拡散率α(m2/s)を、ai-Phase社製「ai-Phase Mobile 1u」を用いて温度波分析法により測定した。同一試料について3回測定を行い、平均値を算出した。
硬化物試料について、示差走査熱量計(SIIナノテクノロジー社製「DSC7020」)を用いて、-40℃から80℃まで10℃/分で昇温し、測定することにより、硬化物試料の25℃での比熱容量Cp(J/kg・K)を算出した。
硬化物試料の密度(kg/m3)を、メトラー・トレド社製分析天秤XP105(比重測定キット使用)を用いて測定した。
上記(2)乃至(4)で得られた熱拡散率α(m2/s)、比熱容量Cp(J/kg・K)、及び密度ρ(kg/m3)を下記式(I)に代入して、熱伝導率λ(W/m・K)を算出した。
λ=α×Cp×ρ (I)
実施例および比較例で作製した樹脂シートにおける樹脂組成物層の溶融粘度を測定した。ユー・ビー・エム社製型式Rheosol-G3000を使用して、樹脂量は1g、直径18mmのパラレルプレートを使用し、開始温度60℃から200℃まで、昇温速度5℃/分、測定温度間隔2.5℃、振動1Hz/degの測定条件にて溶融粘度を測定した。
反応容器にG-3000(2官能性ヒドロキシル基末端ポリブタジエン、数平均分子量=5047(GPC法)、ヒドロキシル基当量=1798g/eq.、固形分100質量%:日本曹達社製)69gと、イプゾール150(芳香族炭化水素系混合溶媒:出光石油化学社製)40g、ジブチル錫ラウレート0.005gを混合し均一に溶解させた。均一になったところで50℃に昇温し、更に撹拌しながら、イソホロンジイソシアネート(エボニックデグサジャパン社製、IPDI、イソシアネート基当量=113g/eq.)8gを添加し約3時間反応を行った。次いで、この反応物を室温まで冷却してから、これにクレゾールノボラック樹脂(KA-1160、DIC社製、水酸基当量=117g/eq.)23gと、エチルジグリコールアセテート(ダイセル社製)60gを添加し、攪拌しながら80℃まで昇温し、約4時間反応を行った。FT-IRより2250cm-1のNCOピークの消失の確認を行った。NCOピーク消失の確認をもって反応の終点とみなし、反応物を室温まで降温してから100μmである濾布で濾過して、ポリブタジエン構造及びフェノール性水酸基を有する高分子化合物1(不揮発分50質量%)を得た。
反応容器にポリカーボネートジオール(数平均分子量:約1,000、水酸基当量:500、不揮発分:100%、クラレ社製「C-1015N」)80g、及びジブチル錫ジラウレート0.01gを、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(ダイセル社製「エチルジグリコールアセテート」)37.6g中に均一に溶解させた。次いで、該混合物を50℃に昇温し、さらに撹拌しながら、トルエン-2,4-ジイソシアネート(イソシアネート基当量:87.08)27.8gを添加し、約3時間反応を行った。次いで、この反応物を室温まで冷却してから、これにベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(酸無水物当量:161.1)14.3g、トリエチレンジアミン0.12g、及びジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(ダイセル社製「エチルジグリコールアセテート」)84.0gを添加し、撹拌しながら130℃まで昇温し、約4時間反応を行った。FT-IRより2250cm-1のNCOピークの消失の確認を行った。NCOピーク消失の確認をもって反応の終点とみなし、反応物を室温まで降温してから目開きが100μmである濾布で濾過して、カーボネート構造を有する高分子化合物2(不揮発分50質量%)を得た。
20mlのバイアル瓶に、熱伝導性フィラー0.01g、ノニオン系分散剤(日本油脂社製「T208.5」)0.2g、純水10gを加え、超音波洗浄機にて10分間超音波分散を行い、サンプルを調製した。次いでレーザー回折式粒度分布測定装置(島津製作所社製「SALD2200」)にサンプルを投入し、循環させながら超音波を10分間照射した。その後、超音波を止め、サンプルの循環を維持したまま粒度分布の測定を行い、熱伝導性フィラーの平均粒子径を求めた。なお、測定時の屈折率は1.45-0.001iに設定した。
比表面積は、自動比表面積測定装置(マウンテック社製「Macsorb HM-1210」)を用い、窒素BET法により求めた。
アルミナ1:平均粒子径及び比表面積の異なるアルミナの混合物、平均粒径3μm、比表面積1.5m2/g、信越化学工業社製「KBM573」(N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン)で表面処理したもの
アルミナ2:平均粒子径及び比表面積の異なるアルミナの混合物、平均粒径3μm、比表面積1.5m2/g、信越化学工業社製「KBM5783」(N-フェニル-3-アミノオクチルトリメトキシシラン)で表面処理したもの
アルミナ3:平均粒子径及び比表面積の異なるアルミナの混合物、平均粒径3μm、比表面積1.5m2/g、信越化学工業社製「KBM403」(3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)で表面処理したもの
アルミナ4:平均粒子径及び比表面積の異なるアルミナの混合物、平均粒径3μm、比表面積1.5m2/g、信越化学工業社製「KBM903」(3-アミノプロピルトリメトキシシラン)で表面処理したもの
アミノフェノール型エポキシ樹脂(三菱化学社製「630」、エポキシ当量:95g/eq)6部、液状エポキシ樹脂(新日鉄住金化学社製「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型エポキシ樹脂との1:1混合品(質量比)、エポキシ当量:169g/eq)5部、ビキシレノール型エポキシ樹脂(三菱化学社製「YX4000H」、エポキシ当量:185g/eq)2部、ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬社製「NC3100」、エポキシ当量:258g/eq)2部をメチルエチルケトン10部に溶解し、アルミナ1を270部、高分子化合物1(固形分50質量%、数平均分子量5500)24部、活性エステル硬化剤(DIC社製「HPC-8000-65T」、活性エステル当量223g/eq、固形分65%のトルエン溶液)3部、固体状ナフトール系硬化剤(新日鉄住金化学社製「SN485」、水酸基当量215g/eq、固形分50%のメチルエチルケトン溶液として使用)2部、硬化促進剤(2-フェニル-1-ベンジル-1H-イミダゾール(1B2PZ)、固形分10質量%のMEK溶液)1部、メチルエチルケトン15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1を作製した。
アミノフェノール型エポキシ樹脂(三菱化学社製「630」、エポキシ当量:95g/eq)6部、液状エポキシ樹脂(新日鉄住金化学社製「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型エポキシ樹脂との1:1混合品(質量比)、エポキシ当量:169g/eq)5部、ビキシレノール型エポキシ樹脂(三菱化学社製「YX4000H」、エポキシ当量:185g/eq)2部、ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬社製「NC3100」、エポキシ当量:258g/eq)2部をメチルエチルケトン10部に溶解し、アルミナ1を270部、高分子化合物1(固形分50質量%、数平均分子量5500)24部、活性エステル硬化剤(DIC社製「HPC-8000-65T」、活性エステル当量223g/eq、固形分65%のトルエン溶液)6部、固体状ナフトール系硬化剤(新日鉄住金化学社製「SN485」、水酸基当量215g/eq、固形分50%のメチルエチルケトン溶液として使用)6部、硬化促進剤(2-フェニル-1-ベンジル-1H-イミダゾール(1B2PZ)、固形分10質量%のMEK溶液)1部、メチルエチルケトン15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2を作製した。また、実施例1において、樹脂ワニス1を樹脂ワニス2に変えた以外は実施例1と同様にして樹脂シート2を得た。
アミノフェノール型エポキシ樹脂(三菱化学社製「630」、エポキシ当量:95g/eq)6部、液状エポキシ樹脂(新日鉄住金化学社製「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型エポキシ樹脂との1:1混合品(質量比)、エポキシ当量:169g/eq)5部、ビキシレノール型エポキシ樹脂(三菱化学社製「YX4000H」、エポキシ当量:185g/eq)2部、ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬社製「NC3100」、エポキシ当量:258g/eq)2部をメチルエチルケトン10部に溶解し、アルミナ1を240部、高分子化合物1(固形分50質量%、数平均分子量5500)24部、活性エステル硬化剤(DIC社製「HPC-8000-65T」、活性エステル当量223g/eq、固形分65%のトルエン溶液)3部、固体状ナフトール系硬化剤(新日鉄住金化学社製「SN485」、水酸基当量215g/eq、固形分50%のメチルエチルケトン溶液として使用)2部、硬化促進剤(2-フェニル-1-ベンジル-1H-イミダゾール(1B2PZ)、固形分10質量%のMEK溶液)1部、メチルエチルケトン15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3を作製した。また、実施例1において、樹脂ワニス1を樹脂ワニス3に変えた以外は実施例1と同様にして樹脂シート3を得た。
アミノフェノール型エポキシ樹脂(三菱化学社製「630」、エポキシ当量:95g/eq)6部、液状エポキシ樹脂(新日鉄住金化学社製「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型エポキシ樹脂との1:1混合品(質量比)、エポキシ当量:169g/eq)5部、ビキシレノール型エポキシ樹脂(三菱化学社製「YX4000H」、エポキシ当量:185g/eq)2部、ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬社製「NC3100」、エポキシ当量:258g/eq)2部をメチルエチルケトン10部に溶解し、アルミナ2を270部、高分子化合物1(固形分50質量%、数平均分子量5500)24部、活性エステル硬化剤(DIC社製「HPC-8000-65T」、活性エステル当量223g/eq、固形分65%のトルエン溶液)3部、固体状ナフトール系硬化剤(新日鉄住金化学社製「SN485」、水酸基当量215g/eq、固形分50%のメチルエチルケトン溶液として使用)2部、硬化促進剤(2-フェニル-1-ベンジル-1H-イミダゾール(1B2PZ)、固形分10質量%のMEK溶液)1部、メチルエチルケトン15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4を作製した。また、実施例1において、樹脂ワニス1を樹脂ワニス4に変えた以外は実施例1と同様にして樹脂シート4を得た。
アミノフェノール型エポキシ樹脂(三菱化学社製「630」、エポキシ当量:95g/eq)6部、液状エポキシ樹脂(新日鉄住金化学社製「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型エポキシ樹脂との1:1混合品(質量比)、エポキシ当量:169g/eq)5部、ビキシレノール型エポキシ樹脂(三菱化学社製「YX4000H」、エポキシ当量:185g/eq)2部、ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬社製「NC3100」、エポキシ当量:258g/eq)2部をメチルエチルケトン10部に溶解し、アルミナ1を270部、高分子化合物2(固形分50質量%、数平均分子量6000)24部、活性エステル硬化剤(DIC社製「HPC-8000-65T」、活性エステル当量223g/eq、固形分65%のトルエン溶液)3部、固体状ナフトール系硬化剤(新日鉄住金化学社製「SN485」、水酸基当量215g/eq、固形分50%のメチルエチルケトン溶液として使用)2部、硬化促進剤(2-フェニル-1-ベンジル-1H-イミダゾール(1B2PZ)、固形分10質量%のMEK溶液)1部、メチルエチルケトン15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5を作製した。また、実施例1において、樹脂ワニス1を樹脂ワニス4に変えた以外は実施例1と同様にして樹脂シート5を得た。
アミノフェノール型エポキシ樹脂(三菱化学社製「630」、エポキシ当量:95g/eq)6部、液状エポキシ樹脂(新日鉄住金化学社製「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型エポキシ樹脂との1:1混合品(質量比)、エポキシ当量:169g/eq)5部、ビキシレノール型エポキシ樹脂(三菱化学社製「YX4000H」、エポキシ当量:185g/eq)2部、ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬社製「NC3100」、エポキシ当量:258g/eq)2部をメチルエチルケトン10部に溶解し、アルミナ1を270部、高分子化合物1(固形分50質量%、数平均分子量5500)24部、固体状ナフトール系硬化剤(新日鉄住金化学社製「SN485」、水酸基当量215g/eq、固形分50%のメチルエチルケトン溶液として使用)6部、硬化促進剤(2-フェニル-1-ベンジル-1H-イミダゾール(1B2PZ)、固形分10質量%のMEK溶液)1部、メチルエチルケトン15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6を作製した。また、実施例1において、樹脂ワニス1を樹脂ワニス6に変えた以外は実施例1と同様にして樹脂シート6を得た。
アミノフェノール型エポキシ樹脂(三菱化学社製「630」、エポキシ当量:95g/eq)6部、液状エポキシ樹脂(新日鉄住金化学社製「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型エポキシ樹脂との1:1混合品(質量比)、エポキシ当量:169g/eq)5部、ビキシレノール型エポキシ樹脂(三菱化学社製「YX4000H」、エポキシ当量:185g/eq)2部、ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬社製「NC3100」、エポキシ当量:258g/eq)2部をメチルエチルケトン10部に溶解し、アルミナ1を270部、高分子化合物1(固形分50質量%、数平均分子量5500)26部、固体状ナフトール系硬化剤(新日鉄住金化学社製「SN485」、水酸基当量215g/eq、固形分50%のメチルエチルケトン溶液として使用)2部、硬化促進剤(2-フェニル-1-ベンジル-1H-イミダゾール(1B2PZ)、固形分10質量%のMEK溶液)1部、メチルエチルケトン15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7を作製した。また、実施例1において、樹脂ワニス1を樹脂ワニス7に変えた以外は実施例1と同様にして樹脂シート7を得た。
アミノフェノール型エポキシ樹脂(三菱化学社製「630」、エポキシ当量:95g/eq)6部、液状エポキシ樹脂(新日鉄住金化学社製「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型エポキシ樹脂との1:1混合品(質量比)、エポキシ当量:169g/eq)5部、ビキシレノール型エポキシ樹脂(三菱化学社製「YX4000H」、エポキシ当量:185g/eq)2部、ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬社製「NC3100」、エポキシ当量:258g/eq)2部をメチルエチルケトン10部に溶解し、アルミナ3を270部、高分子化合物1(固形分50質量%、数平均分子量5500)24部、固体状ナフトール系硬化剤(新日鉄住金化学社製「SN485」、水酸基当量215g/eq、固形分50%のメチルエチルケトン溶液として使用)6部、硬化促進剤(2-フェニル-1-ベンジル-1H-イミダゾール(1B2PZ)、固形分10質量%のMEK溶液)1部、メチルエチルケトン15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8を作製した。また、実施例1において、樹脂ワニス1を樹脂ワニス8に変えた以外は実施例1と同様にして樹脂シート8を得た。
アミノフェノール型エポキシ樹脂(三菱化学社製「630」、エポキシ当量:95g/eq)6部、液状エポキシ樹脂(新日鉄住金化学社製「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型エポキシ樹脂との1:1混合品(質量比)、エポキシ当量:169g/eq)5部、ビキシレノール型エポキシ樹脂(三菱化学社製「YX4000H」、エポキシ当量:185g/eq)2部、ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬社製「NC3100」、エポキシ当量:258g/eq)2部をメチルエチルケトン10部に溶解し、アルミナ4を270部、高分子化合物1(固形分50質量%、数平均分子量5500)24部、固体状ナフトール系硬化剤(新日鉄住金化学社製「SN485」、水酸基当量215g/eq、固形分50%のメチルエチルケトン溶液として使用)6部、硬化促進剤(2-フェニル-1-ベンジル-1H-イミダゾール(1B2PZ)、固形分10質量%のMEK溶液)1部、メチルエチルケトン15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9を作製した。また、実施例1において、樹脂ワニス1を樹脂ワニス9に変えた以外は実施例1と同様にして樹脂シート9を得た。
高分子1:合成例1で製造した高分子化合物
高分子2:合成例2で製造した高分子化合物
630:アミノフェノール型エポキシ樹脂、エポキシ当量:95g/eq、三菱化学社製
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型エポキシ樹脂との1:1混合品(質量比)、エポキシ当量:169g/eq、新日鉄住金化学社製
YX4000H:ビキシレノール型エポキシ樹脂、エポキシ当量:185g/eq、三菱化学社製
NC3100:ビフェニル型エポキシ樹脂、エポキシ当量:258g/eq、日本化薬社製
アルミナ1:平均粒子径及び比表面積の異なるアルミナの混合物、平均粒径3μm、比表面積1.5m2/g、信越化学工業社製「KBM573」(N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン)で表面処理したもの
アルミナ2:平均粒子径及び比表面積の異なるアルミナの混合物、平均粒径3μm、比表面積1.5m2/g、信越化学工業社製「KBM5783」(N-フェニル-3-アミノオクチルトリメトキシシラン)で表面処理したもの
アルミナ3:平均粒子径及び比表面積の異なるアルミナの混合物、平均粒径3μm、比表面積1.5m2/g、信越化学工業社製「KBM403」(3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)で表面処理したもの
アルミナ4:平均粒子径及び比表面積の異なるアルミナの混合物、平均粒径3μm、比表面積1.5m2/g、信越化学工業社製「KBM903」(3-アミノプロピルトリメトキシシラン)で表面処理したもの
HPC-8000-65T:活性エステル硬化剤、活性エステル当量223g/eq、DIC社製
SN485:固体状ナフトール系硬化剤、水酸基当量215g/eq、新日鉄住金化学社製
1B2PZ:硬化促進剤、2-フェニル-1-ベンジル-1H-イミダゾール、固形分10質量%のMEK溶液
(A)成分の含有量:(C)成分を除いた樹脂組成物の不揮発成分を100質量%としたときの含有量
(C)成分の含有量:樹脂組成物の不揮発成分を100質量%としたときの含有量
なお、(F)成分を含有しない場合であっても、程度に差はあるものの上記実施例と同様の結果に帰着することを確認している。
110 半導体チップ
120 封止層
130 再配線形成層(絶縁層)
140 導体層(再配線層)
150 ソルダーレジスト層
160 バンプ
Claims (19)
- (A)分子内に、ポリブタジエン構造、ポリシロキサン構造、ポリ(メタ)アクリレート構造、ポリアルキレン構造、ポリアルキレンオキシ構造、ポリイソプレン構造、ポリイソブチレン構造、及びポリカーボネート構造から選択される1種以上の構造を有する高分子化合物、
(B)エポキシ樹脂、
(C)熱伝導性フィラー、及び
(D)活性エステル硬化剤、を含有し、
(A)成分が、(B)成分と反応し得る官能基を有し、
(C)成分が、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシランでアミノシラン系カップリング剤で表面処理されたアルミナを含み、
(D)成分の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%としたとき、0.1質量%以上5質量%以下である、樹脂組成物。 - 180℃で90分硬化後の弾性率が11GPa以上25GPa以下である樹脂組成物において、
(A)分子内に、ポリブタジエン構造、ポリシロキサン構造、ポリ(メタ)アクリレート構造、ポリアルキレン構造、ポリアルキレンオキシ構造、ポリイソプレン構造、ポリイソブチレン構造、及びポリカーボネート構造から選択される1種以上の構造を有する高分子化合物、
(B)エポキシ樹脂、
(C)熱伝導性フィラー、及び
(D)活性エステル硬化剤、を含有し、
(A)成分が、(B)成分と反応し得る官能基を有し、
(C)成分が、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシランでアミノシラン系カップリング剤で表面処理されたアルミナを含む、樹脂組成物。 - (A)数平均分子量(Mn)が、1,000~1,000,000であり、かつガラス転移温度が25℃以下の樹脂、及び25℃で液状である樹脂から選択される、高分子化合物、
(B)エポキシ樹脂、
(C)熱伝導性フィラー、及び
(D)活性エステル硬化剤、を含有し、
(A)成分が、(B)成分と反応し得る官能基を有し、
(C)成分が、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシランでアミノシラン系カップリング剤で表面処理されたアルミナを含み、
(D)成分の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%としたとき、0.1質量%以上5質量%以下である、樹脂組成物。 - (A)分子内に、ポリブタジエン構造、ポリシロキサン構造、ポリ(メタ)アクリレート構造、ポリアルキレン構造、ポリアルキレンオキシ構造、ポリイソプレン構造、ポリイソブチレン構造、及びポリカーボネート構造から選択される1種以上の構造を有する高分子化合物、
(B)エポキシ樹脂、
(C)熱伝導性フィラー、及び
(D)活性エステル硬化剤、を含有し、
(A)成分は、数平均分子量(Mn)が1,000~1,000,000であり、又はガラス転移温度(Tg)が25℃以下の樹脂、及び25℃で液状である樹脂から選択される1種以上であり、
(A)成分が、(B)成分と反応し得る官能基を有し、
(A)成分の含有量は、樹脂成分を100質量%とした場合、25質量%以上39.9質量%以下であり、
(C)成分は、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシランでアミノシラン系カップリング剤で表面処理されたアルミナを含む、樹脂組成物。 - (A)分子内に、ポリブタジエン構造、ポリシロキサン構造、ポリ(メタ)アクリレート構造、ポリアルキレン構造、ポリアルキレンオキシ構造、ポリイソプレン構造、ポリイソブチレン構造、及びポリカーボネート構造から選択される1種以上の構造を有する高分子化合物、
(B)エポキシ樹脂、
(C)熱伝導性フィラー、及び
(D)活性エステル硬化剤、を含有し、
(A)成分は、数平均分子量(Mn)が1,000~1,000,000であり、又はガラス転移温度(Tg)が25℃以下の樹脂、及び25℃で液状である樹脂から選択される1種以上であり、
(A)成分が、(B)成分と反応し得る官能基を有し、
(A)成分の含有量は、樹脂成分を100質量%とした場合、10質量%以上65質量%以下であり、
(B)成分は、液状エポキシ樹脂と固体状エポキシ樹脂を併用し、液状エポキシ樹脂と固体状エポキシ樹脂の量比(固体状エポキシ樹脂:液状エポキシ樹脂)は、質量比で、1:0.3~1:10であり、
(C)成分は、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシランでアミノシラン系カップリング剤で表面処理されたアルミナを含む、樹脂組成物。 - (A)成分が、ガラス転移温度が25℃以下の樹脂、及び25℃で液状である樹脂から選択される1種以上である、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
- 樹脂組成物を180℃で30分間、さらに180℃で60分間熱硬化させた硬化物と、メッキにより形成された金属層とのピール強度が0.4kgf/cm以上である、請求項1~6のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- (C)成分の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%としたとき、85質量%以上である、請求項1~7のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 樹脂組成物を180℃で90分間熱硬化させた硬化物の熱伝導率が、1.5W/m・K以上5.0W/m・K以下である、請求項1~8のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- (A)成分が、ヒドロキシル基、酸無水物基、フェノール性水酸基、エポキシ基、イソシアネート基及びウレタン基から選択される1種以上の官能基を有する、請求項1~9のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- (A)成分が、イミド構造を有する、請求項1~10のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- (A)成分が、フェノール性水酸基を有する、請求項1~11のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- (A)成分が、ポリブタジエン構造を有し、かつフェノール性水酸基を有する、請求項1~12のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 半導体チップパッケージの絶縁層用樹脂組成物である、請求項1~13のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- セミアディティブプロセス法によって回路形成する回路基板の絶縁層用樹脂組成物である、請求項1~14のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 支持体と、該支持体上に設けられた、請求項1~15のいずれか1項に記載の樹脂組成物を含む樹脂組成物層と、を有する樹脂シート。
- 請求項1~15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、回路基板。
- 請求項17に記載の回路基板と、前記回路基板上に搭載された半導体チップとを含む、半導体チップパッケージ。
- 請求項1~15のいずれか1項に記載の樹脂組成物、または請求項16に記載の樹脂シートにより封止された半導体チップを含む半導体チップパッケージ。
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松本 一高, 内田 健,高熱伝導性エポキシ樹脂成形材料,熱硬化性樹脂講演討論会講演要旨集,44th,日本,1994年,p.29-32,https://www.jstage.jst.go.jp/article/networkpolymer/35/2/35_76/_article/-char/ja/ |
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