JP7462380B2 - ソルダーレジスト樹脂組成物、樹脂シート、梱包体及び回路基板 - Google Patents
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Description
そこで、本発明は、硬化物としたときに高Tg、高剛性、低線膨張係数という物性を良好にしつつ、光の透過率を低減でき、ソルダーレジストとして光デバイスに用いた際、光デバイスの誤作動を抑制できるソルダーレジスト樹脂組成物を提供することを課題とする。
樹脂と、黒色顔料とを含むソルダーレジスト樹脂組成物であって、
下記条件1で測定される最大透過率Tmaxが30%以下である、ソルダーレジスト樹脂組成物が提供される。
(条件1)
・キャリア基材上に、当該ソルダーレジスト樹脂組成物からなる硬化膜を形成して透過率を測定する。
・厚み15μmの前記硬化膜について、測定波長400nm以上1100nmにおける透過率の最大値を最大透過率Tmaxとする。
キャリア基材と、
前記キャリア基材上に配置されていて、上記ソルダーレジスト樹脂組成物からなる樹脂層と、を備える、樹脂シートが提供される。
上記樹脂シートが、ロール状に巻回された、または、シート状に複数積層された梱包体が提供される。
表面に回路が形成された基板と、
前記基板の表面上に形成されたソルダーレジストと、を備える回路基板であって、
前記ソルダーレジストが、上記ソルダーレジスト樹脂組成物からなる樹脂層の硬化物である、回路基板が提供される。
(条件1)
・キャリア基材上に、当該ソルダーレジスト樹脂組成物からなる硬化膜を形成して透過率を測定する。
・厚み15μmの上記硬化膜について、測定波長400nm以上1100nmにおける透過率の最大値を最大透過率Tmaxとする。
本発明者らが、最大透過率Tmaxを低減する方法について検討した結果、例えば、黒色顔料の種類、ソルダーレジスト樹脂組成物中の黒色顔料の含有量、及び、ソルダーレジスト樹脂組成物の製造方法を制御することによって、最大透過率Tmaxを所望の数値範囲内とできることを知見した。ここで、黒色顔料の種類としては、特定の黒色酸化チタンを含むことが重要である。また、ソルダーレジスト樹脂組成物の製造方法としては、黒色顔料を溶媒中に溶解、分散させた後、黒色顔料以外のソルダーレジスト樹脂組成物の原料成分を溶解、分散させることが重要である。これにより、従来のソルダーレジスト樹脂組成物と比べて、黒色顔料をソルダーレジスト樹脂組成物中に高度に分散させることができる。したがって、最大透過率Tmaxを所望の数値範囲内とすることができる。これにより、本実施形態に係る光デバイスは、ソルダーレジストが薄くても光デバイスの誤作動を抑制することができる。
なお、黒色顔料を溶媒に分散させる方法としては、例えば、超音波分散を用いることが好ましい。これにより、黒色顔料をソルダーレジスト樹脂組成物中にさらに高度に分散させることができる。
以上より、本実施形態に係るソルダーレジスト樹脂組成物は、硬化物としたときに高Tg、高剛性、低線膨張係数に関し良好な物性を達成しつつ、波長400~1100nmの光の透過率を低減でき、ソルダーレジストとして光デバイスに用いた際、光デバイスの誤作動を抑制できるものである。
本実施形態のソルダーレジスト樹脂組成物は、ワニス状の樹脂組成物である。当該ソルダーレジスト樹脂組成物をフィルム状とすることにより、本実施形態の樹脂シートを得ることができる。かかる樹脂シートを硬化させることにより、ソルダーレジスト膜が得られる。また、ソルダーレジスト樹脂組成物の塗布膜を硬化させることにより、ソルダーレジスト膜を得てもよい。
また、上記最大透過率Tmaxの下限値は、例えば、0%以上でもよく、0.01%以上でもよい。最大透過率Tmaxは小さいほど、光デバイスの誤作動を抑制できる観点で好適である。
なお、本実施形態において、最大透過率Tmaxの測定に用いる硬化物は、例えば、以下のように作製することができる。まず、ソルダーレジスト樹脂組成物をポリエチレンテレフタレートフィルム上に塗布し、温度120℃で2分間熱処理し、樹脂膜を得る。次いで、樹脂膜を温度200℃で1時間熱処理することで、硬化物を作製できる。
また、本実施形態において、透過率は、例えば、紫外可視近赤外分光光度計(例えば、日本分光社製、V-670)を用いて測定することができる。
また、ピーク透過率Tpの下限値としては、例えば、0%以上でもよく、1%以上でもよい。基本的に、ピーク透過率Tpは小さいほうが好ましい。
なお、ピーク透過率Tpの測定に用いる硬化物は、上述した最大透過率Tmaxの測定に用いる硬化物と同様のものとすることができる。
また、上記Td1の下限値としては、例えば、0%以上でもよく、1%以上でもよい。基本的に、Td1は小さいほうが好ましい。
なお、Td1の測定に用いる硬化物は、上述した最大透過率Tmaxの測定に用いる硬化物と同様のものとすることができる。
また、上記Td2の下限値は、例えば、0%以上とすることができる。基本的に、Td2は小さいほうが好ましい。
なお、Td2の測定に用いる硬化物は、上述した最大透過率Tmaxの測定に用いる硬化物と同様のものとすることができる。
樹脂としては、従来のソルダーレジスト樹脂組成物に用いられるものであれば限定されず、例えば、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂といった樹脂を用いることができる。樹脂としては、例えば、熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。本実施形態に係るソルダーレジスト樹脂組成物は、光の透過率が低いが、熱硬化性樹脂であれば、加熱により均一に硬化を生じさせ、ソルダーレジスト膜を形成することができる。
熱硬化性樹脂としては、具体的には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、マレイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。熱硬化性樹脂としては、上記具体例のうち、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。熱硬化性樹脂としては、上記具体例のうち例えば、エポキシ樹脂を用いることが好ましい。これにより、ソルダーレジスト樹脂組成物中の黒色顔料の分散性を向上できる。
また、上述した熱硬化性樹脂に応じて、ソルダーレジスト樹脂組成物は、例えば、硬化剤を含んでもよい。
エポキシ樹脂としては、上記具体例のうち、例えば、ノボラック型エポキシ樹脂を含むことが好ましい。また、ノボラックエポキシ樹脂としては、上記具体例のうち、例えば、縮合環芳香族炭化水素構造を有するノボラック型エポキシ樹脂を含むことが好ましい。これにより、黒色顔料を好適に分散させつつ、高ガラス転移温度Tg、高剛性、低線膨張係数といった物性を所望の数値範囲で実現することができる。
また、本実施形態のソルダーレジスト樹脂組成物中の熱硬化性樹脂の含有量の上限値は、例えば、ソルダーレジスト樹脂組成物の全固形分100質量部に対して、40質量部以下であることが好ましく、35質量部以下であることがより好ましい。これにより、ソルダーレジスト膜の耐熱性を向上できる。
なお、本実施形態において、ソルダーレジスト樹脂組成物の全固形分とは、ソルダーレジスト樹脂組成物中に含まれる溶剤を除く成分全体を示す。
本実施形態に係るソルダーレジスト樹脂組成物は、着色剤である黒色顔料を含む。
黒色顔料としては、具体的には、黒色酸化チタンなどの無機酸化物;カーボンブラック、グラファイト、フラーレン、およびカーボンファイバーなどの炭素化合物などが挙げられる。黒色顔料としては、上記具体例のうち、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。黒色顔料としては、上記具体例のうち例えば、無機酸化物を含むことが好ましい。また、無機酸化物としては黒色酸化チタンTinO2n-1(nは正の整数)を含むことが好ましい。また、黒色酸化チタンTinO2n-1(nは正の整数)としては、例えば、黒色酸化チタンTinO2n-1(nは2以上6以下の整数)を含むことが好ましい。これにより、黒色顔料がソルダーレジスト樹脂組成物中に高分散することで、最大透過率Tmaxを所望の数値範囲とすることができる。
また、黒色顔料の平均粒径の下限値は、例えば、0.1μm以上としてもよく、0.2μm以上としてもよい。
また、ソルダーレジスト樹脂組成物の黒色顔料の含有量の上限値としては、例えば、ソルダーレジスト樹脂組成物の全固形分100質量部に対して、10質量部以下であることが好ましく、9質量部以下であることがより好ましく、8質量部以下であることが更に好ましい。これにより、黒色顔料が導電性を備える場合、導電パスが形成される不都合を抑制できる。
本実施形態に係るソルダーレジスト樹脂組成物は、必要に応じて、硬化剤、溶媒、充填材、硬化促進剤、着色剤、カップリング剤、レベリング剤、感光剤、消泡剤、紫外線吸収剤、発泡剤、酸化防止剤、難燃剤、およびイオン捕捉剤などを含有してもよい。
以下、代表成分について記載する。
上述した硬化剤としては、例えば、上記熱硬化性樹脂と反応して硬化反応するものを用いることができる。硬化剤としては、具体的には、フェノール樹脂、シアネート樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、活性エステル樹脂などを用いることができる。硬化剤としては、例えば、シアネート樹脂を用いることが好ましい。これにより、黒色顔料を好適に分散させつつ、高ガラス転移温度Tg、高剛性、低線膨張係数といった物性を所望の数値範囲で実現することができる。
なお、フェノール樹脂としては、室温25℃で液状である液状フェノール樹脂を含むことが好ましい。
また、ベンゾオキサジン樹脂の市販品としては、例えば、BF-BXZ、BS-BXZ、BA-BXZ(以上、小西化学工業社製)などを用いることができる。
シアネートエステル樹脂としては、具体的には、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、ビス(4-シアネートフェニル)エーテルなどの2官能シアネート樹脂;フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ジシクロペンタジエン構造含有フェノール樹脂などから誘導される多官能シアネート樹脂;上記例示したシアネートエステル樹脂の一部がトリアジン化したプレポリマーなどが挙げられる。
ここで、シアネートエステル樹脂の市販品としては、例えば、ロンザジャパン社製のPT30、BA230、DT-4000、DT-7000などを用いることができる。
活性エステル樹脂としては、上記具体例のうち、例えば、カルボン酸化合物とヒドロキシ化合物とから得られるものを用いることが好ましい。ここで、ヒドロキシ化合物としては、具体的には、フェノール化合物、ナフトール化合物などが挙げられる。
上記カルボン酸化合物としては、具体的には、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、ピロメリット酸などが挙げられる。
また、上記フェノール化合物としては、具体的には、ヒドロキノン、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、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ニルジフェノール、フェノールノボラックなどが挙げられる。
また、上記ナフトール化合物としては、具体的には、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などが挙げられる。
本実施形態に係るソルダーレジスト樹脂組成物は、原料成分を溶媒に溶解、分散させることで、ワニス状として用いることができる。
溶媒としては、具体的には、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、酢酸エチル、シクロヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、エチレングリコール、セルソルブ系、カルビトール系、アニソール、およびN-メチルピロリドンなどが挙げられる。溶媒としては、上記具体例のうち、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
本実施形態に係るソルダーレジスト樹脂組成物は、充填材を含んでもよい。
充填材としては、具体的には、タルク、焼成クレー、未焼成クレー、マイカ、ガラスなどのケイ酸塩;酸化チタン、アルミナ、ベーマイト、シリカ、溶融シリカなどの酸化物;炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ハイドロタルサイトなどの炭酸塩;水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムなどの水酸化物;硫酸バリウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウムなどの硫酸塩または亜硫酸塩;ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウムなどのホウ酸塩;窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化炭素などの窒化物;チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウムなどのチタン酸塩などを挙げることができる。充填材としては、上記具体例のうち、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。充填材としては、上記具体例のうち、シリカを用いることが好ましい。
充填材の粒径は、好ましくは10nm~10μmであり、より好ましくは、20nm~5μmである。充填性の観点から、粒径の異なる充填材を組み合わせて用いることが好ましい。
上述した硬化促進剤としては、エポキシ樹脂と、硬化剤との反応を促進させるものを用いることができる。硬化促進剤としては、具体的には、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、オクチル酸スズ、オクチル酸コバルト、オクチル酸亜鉛、ビスアセチルアセトナートコバルト(II)、トリスアセチルアセトナートコバルト(III)などの有機金属塩、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ジアザビシクロ[2,2,2]オクタンなどの3級アミン類、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート(TPP-K)、テトラフェニルホスホニウム・テトラキス(4-メチルフェニル)ボレート(TPP-MK)、テトラフェニルホスホニウムのビス(ナフタレン-2,3-ジオキシ)フェニルシリケート付加物のような四級ホスホニウム系化合物、2-フェニル-4-メチルイミダゾール、2-エチル-4-エチルイミダゾール、2-フェニル-4-エチルイミダゾール、2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシイミダゾール、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシイミダゾールなどのイミダゾール類、フェノール、ビスフェノールA、ノニルフェノールなどのフェノール化合物、酢酸、安息香酸、サリチル酸、パラトルエンスルホン酸などの有機酸、およびオニウム塩化合物などが挙げられる。
本実施形態に係るソルダーレジスト樹脂組成物は、着色剤として、例えば、上記黒色顔料以外の黒色染料、黒色色素を含有してもよい。
黒色染料としては、具体的には、アゾ系等の金属錯塩黒色染料、または、アントラキノン系化合物等の有機黒色染料などが挙げられる。当該黒色染料としては、特に限定されないが、例えば、Kayaset Black A-N(日本化薬社製)、Kayaset Black G(日本化薬社製)等が挙げられる。本実施形態において、黒色染料は1種または2種以上用いてもよい。
上述したカップリング剤としては、具体的には、エポキシシランカップリング剤、カチオニックシランカップリング剤、アミノシランカップリング剤などのシランカップリング剤、チタネート系カップリング剤およびシリコーンオイル型カップリング剤などが挙げられる。カップリング剤としては、上記具体例のうち、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
本実施形態のソルダーレジスト樹脂組成物は、上述した原料成分を、例えば、超音波分散方式、高圧衝突式分散方式、高速回転分散方式、ビーズミル方式、高速せん断分散方式、および自転公転式分散方式などの各種混合機を用いて溶剤中に溶解、混合、撹拌することにより調製することができる。
ソルダーレジスト樹脂組成物の製造方法としては、黒色顔料を溶媒中に溶解、分散させた後、黒色顔料以外のソルダーレジスト樹脂組成物の原料成分を溶解、分散させることが重要である。これにより、従来のソルダーレジスト樹脂組成物と比べて、黒色顔料をソルダーレジスト樹脂組成物中に高度に分散させることができる。
黒色顔料を溶媒に溶解、分散させる方法としては、例えば、超音波分散を用いることが好ましい。これにより、黒色顔料をソルダーレジスト樹脂組成物中にさらに高度に分散させることができる。
なお、黒色顔料の分散性を向上する観点から、超音波分散させる時間は、例えば、30分間以上60分間以下とすることが好ましい。これにより、黒色顔料の含有量を低減しつつ、光の透過率を低減することができる。したがって、光の透過率を低減しつつ、ソルダーレジストの銅回路に対する密着強度を発揮できる観点で好ましい。
本実施形態に係るソルダーレジスト樹脂組成物は、ソルダーレジストを形成するために用いられる。また、光透過によるデバイスの誤作動を抑制できる観点から、本実施形態に係るソルダーレジストは、例えば、光デバイス用ソルダーレジストとして用いられることが好ましい。
以下、本実施形態に係る樹脂膜、樹脂シート、ソルダーレジストについて詳細を説明する。
本実施形態の樹脂膜は、ワニス状のソルダーレジスト樹脂組成物をフィルム化することにより得ることができる。また、下記樹脂シートを作製し、得られた樹脂層をキャリア基材から剥離することで樹脂膜として使用してもよい。
また、本実施形態に係る樹脂膜と、表面粗さRaが1μmとなるように粗化した銅箔とのピール強度の下限値は、例えば、0.06kN/m以上であることが好ましく、0.07kN/m以上であることがより好ましく、0.08kN/m以上であることが更に好ましい。回路基板が備える導体回路パターンは、表面が粗化処理された銅によってなることが多い。したがって、ピール強度が上記下限値以上であることによって、実際に回路基板を形成した場合において、導体回路パターンと、樹脂膜の剥離といった不都合が発生することを抑制できる観点で都合がよい。
また、本実施形態に係る樹脂膜と、粗化しない銅箔または表面粗さRaが1μmとなるように粗化した面側の銅箔とのピール強度の上限値は、例えば、0.50kN/m以下であってもよく、0.30kN/m以下であってもよく、0.20kN/m以下であってもよい。
なお、本実施形態において、樹脂膜と、銅箔とのピール強度は、例えば、以下の方法で行うことができる。まず、銅箔と樹脂膜とを真空プレスを用いて120℃で積層して、積層体を作製する。次いで、該積層体の片面の中央に、幅方向と平行な切り込みを形成する。次いで、積層体の切り込みから銅箔を剥がし、剥がした銅箔の先端をつまみ具で掴む。次いで、積層体を支持具で固定し、銅箔を積層体の面内方向に対して垂直方向に引く引張試験を行う。ここで、引張試験の条件は、例えば、引張速度50mm/minとし、銅箔を20mm剥がすまで引張試験を行うものとする。このとき、引張試験の荷重の最低値を引きピール強度とすることができる。
本実施形態に係る樹脂シートについて説明する。
本実施形態に係る樹脂シートは、例えば、キャリア基材の上に、ソルダーレジスト樹脂組成物を塗工し、熱処理によって溶媒を除去することで作製することができる。これにより、本実施形態に係る樹脂シートは、キャリア基材と、キャリア基材の上に配置されている樹脂層とを備える。
本実施形態に係る樹脂シートは、例えば、ロール状に巻回、または、シート状に複数積層し、梱包することができる。すなわち、本実施形態に係る梱包体は、例えば、樹脂シートをロール状に巻回された、または、シート状に複数積層されたものとすることができる。
また、樹脂膜は、熱処理によって硬化させ、硬化膜(すなわち、硬化物)とすることができる。熱処理の温度条件の下限値としては、例えば、190℃以上が好ましく、200℃以上がより好ましく、210℃以上がさらに好ましい。また、熱処理の温度条件の上限値としては、例えば、260℃以下とすることができ、240℃以下でもよく、220℃以下でもよい。これにより、樹脂膜を硬化させることで、Cステージの硬化状態である硬化物とすることができる。
本実施形態に係るソルダーレジストは、上述した樹脂膜または樹脂層の硬化物である。すなわち、本実施形態に係る樹脂膜または樹脂層をCステージの硬化状態とすることで、ソルダーレジストが得られる。
また、本実施形態に係るソルダーレジストと、表面粗さRaが1μmとなるように粗化した面側の銅箔とのピール強度の下限値は、例えば、0.05kN/m以上であることが好ましく、0.07kN/m以上であることがより好ましく、0.09kN/m以上であることが更に好ましく、0.10kN/m以上であることが一層好ましい。回路基板が備える導体回路パターンは、表面が粗化処理された銅によってなることが多い。したがって、ピール強度が上記下限値以上であることによって、実際に回路基板を形成した場合における、導体回路パターンと、ソルダーレジストとの密着性を十分なものとすることができる観点で好適である。
また、本実施形態に係るソルダーレジストと、粗化しない銅箔または表面粗さRaが1μmとなるように粗化した面側の銅箔とのピール強度の上限値は、例えば、0.50kN/m以下であってもよく、0.30kN/m以下であってもよく、0.20kN/m以下であってもよい。
なお、本実施形態において、ソルダーレジストと、銅箔とのピール強度は、例えば、真空プレスの温度を200℃とする以外は上述した樹脂膜と、銅箔とのピール強度を測定する方法と同様の方法で行うことができる。
本実施形態に係る回路基板について説明する。
図1は、実施形態における回路基板20の構造の例を示す模式図である。
本実施形態の回路基板は、表面に回路(導体回路パターン24)などの電子素子が形成された基板22と、基板の表面上である最外層に形成されたソルダーレジスト10と、を備えることができる。当該ソルダーレジストは、本実施形態のソルダーレジスト樹脂組成物からなる樹脂膜の硬化物で構成されている。
ランド244は、ソルダーレジスト10の開口部28に設けられている。そして、ランド244と、半導体素子60の接続パッドとは、ボンディングワイヤ50によって接続されている。なお、本実施形態に係る半導体パッケージ102では、ランド244の上にめっき膜246がさらに設けられており、ランド244はめっき膜246を介してボンディングワイヤ50に接続されているが、これに限定されない。また、ボンディングワイヤ50で接続される代わりにリード線や半田により接続されていても良い。
また、ライン242は主に、ランド244同士を互いに電気的に接続する線状の部分である。
ここでは、本実施形態に係る半導体パッケージ102としてフリップチップ接続のパッケージの例について説明したが、これに限定されず、ワイヤボンディングやTAB(Tape Automated Bonding)接続されるパッケージでもよい。
また、近年の電子装置の高密度化に伴い、電子回路を薄膜化する要求はますます高まっている。電子回路を薄膜化する観点から、本実施形態におけるソルダーレジストの厚みの上限値としては、例えば、50μm以下であることが好ましく、40μm以下であることがより好ましく、30μm以下であることが更に好ましく、20μm以下であることが一層好ましく、15μm以下であることが殊更好ましい。本実施形態に係るソルダーレジストは、厚みが上記上限値以下であっても最大透過率Tmaxを低減できる観点で都合がよい。
次に、回路基板20の製造方法について説明する。
本実施形態に係る回路基板20の製造方法は、例えば、基板22を準備する工程と、樹脂膜を積層する工程と、開口部28を形成する工程と、およびデスミア処理する工程とをこの順に含む。
基板22を準備する工程では、少なくともひとつの最外面に電子素子である導体回路パターン24が配された基板22を準備する。樹脂膜を積層する工程では、基板22および導体回路パターン24上に最外層の樹脂膜を積層する。開口部28を形成する工程では、樹脂膜の所定の領域に導体回路パターン24の一部を露出させる。デスミア処理する工程では、樹脂膜の表面をデスミア処理する。開口部28を形成する工程は、樹脂膜のうち、開口部28とする領域にレーザー光を照射する工程を含む。
なお、めっき処理の前に、必要に応じて、露出した導体回路パターン24の導電部を洗浄する工程や、粗化する工程を行っても良い。
次に、電子装置の製造方法について、半導体パッケージ102の製造方法を一例に説明する。
本実施形態の電子装置(半導体パッケージ102)の製造方法は、導電回路(導体回路パターン24)が一面に形成された基板(基板22)を準備する工程と、上記樹脂膜を基板上に配置する工程と、樹脂膜に開口部を形成して、導電回路を露出させる工程と、樹脂膜を加熱硬化することによりソルダーレジスト10を形成する工程と、電子素子を、開口部に露出している導電回路と電気的に接続する工程と、電子素子(半導体素子60)を封止する工程と、を含むことができる。
以下、参考形態の例を付記する。
1. 樹脂と、黒色顔料とを含むソルダーレジスト樹脂組成物であって、
下記条件1で測定される最大透過率T max が30%以下である、ソルダーレジスト樹脂組成物。
(条件1)
・キャリア基材上に、当該ソルダーレジスト樹脂組成物からなる硬化膜を形成して透過率を測定する。
・厚み15μmの前記硬化膜について、測定波長400nm以上1100nmにおける透過率の最大値を最大透過率T max とする。
2. 1.に記載のソルダーレジスト樹脂組成物であって、
下記条件2で測定されるピール強度が0.05kN/m以上0.50kN/m以下である、ソルダーレジスト樹脂組成物。
(条件2)
・キャリア基材上に、当該ソルダーレジスト樹脂組成物からなる樹脂層を形成する。次いで、当該樹脂層と、表面粗さRaが1μmとなるように粗化した銅箔とを、温度200℃で真空プレスすることで積層し、当該ソルダーレジスト樹脂組成物の硬化膜と、前記銅箔との積層体を形成する。
・前記積層体について、前記硬化膜と、前記銅箔とを剥離する時の応力をピール強度とする。
3. 1.または2.に記載のソルダーレジスト樹脂組成物であって、
前記ソルダーレジスト樹脂組成物中の前記黒色顔料の含有量が、前記ソルダーレジスト樹脂組成物の全固形分100質量部に対して、2.0質量部以上10質量部以下である、ソルダーレジスト樹脂組成物。
4. 1.から3.のいずれか1つに記載のソルダーレジスト樹脂組成物であって、
前記黒色顔料は、黒色酸化チタンTi n O 2n-1 (nは正の整数)を含む、ソルダーレジスト樹脂組成物。
5. 1.から4.のいずれか1つに記載のソルダーレジスト樹脂組成物であって、
前記樹脂は熱硬化性樹脂であり、
前記熱硬化性樹脂はエポキシ樹脂を含む、ソルダーレジスト樹脂組成物。
6. 5.に記載のソルダーレジスト樹脂組成物であって、
硬化剤を更に含み、
前記硬化剤は、フェノール樹脂、シアネート樹脂、ベンゾオキサジン樹脂及び活性エステル樹脂からなる群より選択される1種以上である、ソルダーレジスト樹脂組成物。
7. 1.から6.のいずれか1つに記載のソルダーレジスト樹脂組成物であって、
当該ソルダーレジスト樹脂組成物はソルダーレジストを形成するために用いられ、
前記ソルダーレジストは光デバイス用ソルダーレジストである、ソルダーレジスト樹脂組成物。
8. キャリア基材と、
前記キャリア基材上に配置されていて、1.から7.のいずれか1つに記載のソルダーレジスト樹脂組成物からなる樹脂層と、を備える、樹脂シート。
9. 8.に記載の樹脂シートが、ロール状に巻回された、または、シート状に複数積層された梱包体。
10. 表面に回路が形成された基板と、
前記基板の表面上に形成されたソルダーレジストと、を備える回路基板であって、
前記ソルダーレジストが、1.から7.のいずれか1つに記載のソルダーレジスト樹脂組成物からなる樹脂層の硬化物である、回路基板。
11. 10.に記載の回路基板であって、
前記ソルダーレジストの厚みは1μm以上50μm以下である、回路基板。
まず、各実施例、各比較例で用いた成分の詳細について以下に示す。
・熱硬化性樹脂1:ナフタレン変性クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(DIC社製、EXA-7320)
・熱硬化性樹脂2:ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂(日本化薬社製、NC-3000)
・熱硬化性樹脂3:グリシジルアミン型エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製、jER630)
・硬化剤1:シアネート樹脂(LONZA社製、Primaset PT-30)
・硬化剤2:ナフタレン型活性エステル樹脂(DIC社製、HPC-8150-60T)
・充填材1:シリカ(アドマテックス社製、SC4050-KNR、平均粒径1μm、粒径5μm以上の粒子カット)
・充填材2:ナノシリカ(アドマテックス社製、YA050C-HHA、平均粒径50nm)
・黒色顔料1:黒色酸化チタン(TinO2n-1、nは2以上6以下の整数、赤穂化成社製、Tilack D、平均粒径0.3μm)
・黒色染料1:アントラキノン系化合物を含む染料(日本化薬社製、Kayaset Black A-N)
・硬化促進剤1:下記一般式(2)で表されるオニウム塩化合物のリン系触媒(住友ベークライト社製、C05-MB)(テトラフェニルホスホニウムのビス(ナフタレン-2,3-ジオキシ)フェニルシリケート付加物)
・硬化促進剤2:2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成工業社製、2P4MHZ-PW)
・カップリング剤1:エポキシシラン型カップリング剤(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製、A-187)
・レベリング剤1:レベリング剤(ビックケミー・ジャパン社製、BYK-361N)
・メチルイソブチルケトン(山一化学工業社製)
・シクロヘキサノン(山一化学工業社製)
実施例1~7、比較例1のソルダーレジスト樹脂組成物を作製した。詳細について説明する。
まず、表1に記載した配合量の黒色顔料を、高速撹拌装置を用いて、メチルイソブチルケトンと、シクロヘキサノンとの混合溶剤(メチルイソブチルケトン:シクロヘキサノン=26:9)に、溶解させ、次いで、30分間超音波分散させることでスラリーとした。次いで、表1に記載した配合量の黒色顔料以外の成分を、高速撹拌装置を用いて、スラリーに溶解、分散させ、実施例1~7、比較例1のソルダーレジスト樹脂組成物のワニスを得た。
各実施例及び比較例1のソルダーレジスト樹脂組成物をキャリア基材であるポリエチレンテレフタレートフィルム上に塗布し、温度120℃で2分間熱処理することで、厚さ15μmの樹脂層を形成した。これにより、キャリア基材と、キャリア基材の上に直接積層された樹脂層とを備える樹脂シートを作製した。
各実施例及び比較例1のソルダーレジスト樹脂組成物を用いた樹脂シートの樹脂層及びその硬化物について、以下の方法で評価を行った。
各実施例及び比較例1のソルダーレジスト樹脂組成物を用いた硬化物について透過率を評価した。以下に詳細を説明する。
まず、各実施例及び比較例1に係る樹脂シートから樹脂層を剥離し、次いで、温度200℃で1時間熱処理することで、各実施例及び比較例1に係る硬化物を測定サンプルとして得た。次いで、紫外可視近赤外分光光度計(日本分光社製、V-670)を用いて、当該測定サンプルの透過率を測定した。なお、測定波長は400nm~1100nmとした。
測定波長400nm~1100nmにおける透過率の最大値を最大透過率Tmaxとした。また、全ての実施例、比較例で、透過率-測定波長でプロットする場合、測定波長400nm~600nmにおいて、透過率が大きくなる方向に凸形状を示した。凸形状のピークにおける透過率をピーク透過率Tpとした。さらに、測定波長600nm~800nmにおける最大透過率と最小透過率との差をTd1とした。また、測定波長800nm~1100nmにおける最大透過率と最小透過率との差をTd2とした。
評価結果を下記表1に示す。なお、最大透過率の単位は%である。
各実施例及び比較例1のソルダーレジストについて、銅箔を積層したときのピール強度を評価した。以下に詳細を説明する。
まず、各実施例及び比較例1のソルダーレジスト樹脂組成物をキャリア基材であるポリエチレンテレフタレートフィルム上に塗布し、ソルダーレジスト樹脂膜を得た。次いで、支持体上にソルダーレジスト樹脂膜をラミネートし、キャリア基材であるポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離する。その後、表面を粗化しない銅箔(三井金属社製、MT18SD-H-T3-B)をソルダーレジスト樹脂膜の上に積層し、温度120℃、圧力1.5MPaで真空プレスした。これにより、Bステージ状態に硬化した樹脂層と、銅箔とが積層した積層体を得た。次いで、該積層体を長さ100mm×幅25mmに切り出した。次いで、該積層体の片面の中央に、幅方向と平行な10±0.1mmの切り込みを形成した。次いで、積層体の切り込みから銅箔を剥がし、剥がした銅箔の先端をつまみ具で掴んだ。次いで、積層体を支持具で固定し、銅箔を積層体の面内方向に対して垂直方向に引く引張試験を行った。ここで、引張速度50mm/minとし、銅箔を20mm剥がすまで引張試験を行った。この引張試験の荷重の最低値をピール強度として評価した。評価結果をBステージ(銅箔粗化なし)のものとして下記表1に示す。なお、単位はkN/mである。
また、上記Bステージ(銅箔粗化なし)のピール強度の測定に用いた銅箔に対して、薬液処理(CZ処理)を施し、表面粗さRaが1μmとなるように粗化した面側の銅箔を樹脂層側として積層した以外は、上記Bステージ(銅箔粗化なし)と同様の方法でピール強度を評価した。評価結果をBステージ(銅箔表面粗化あり)のものとして下記表1に示す。なお、単位はkN/mである。
また、上記Bステージ(銅箔粗化なし)のピール強度の測定に用いた積層体を作製する際に、真空プレスを温度200℃で行った。これにより、Cステージに硬化した硬化物と、銅箔とが積層した積層体を得た以外は、上記Bステージ(銅箔粗化なし)と同様の方法でピール強度を評価した。評価結果をCステージ(銅箔表面粗化なし)のものとして下記表1に示す。なお、単位はkN/mである。
また、上記Cステージ(銅箔粗化なし)のピール強度の測定に用いた銅箔に対して、薬液処理(CZ処理)を施し、表面粗さRaが1μmとなるように粗化した銅箔を用いた以外は、上記Cステージ(銅箔粗化なし)と同様の方法でピール強度を評価した。評価結果をCステージ(銅箔表面粗化あり)のものとして下記表1に示す。なお、単位はkN/mである。
なお、粗化ありの実施例は、ソルダーレジスト成形時において、銅回路を形成する時に、薬液を使用してパターンを作製する態様を模したものである。
ピール強度の評価より、各実施例のソルダーレジスト樹脂組成物によって形成された樹脂膜、ソルダーレジストは、銅箔と十分な密着性を発現することが確認された。
各実施例及び比較例1のソルダーレジスト樹脂組成物を用いた樹脂シートの樹脂層の硬化物について、ガラス転移温度Tg、貯蔵弾性率E'を評価した。以下に詳細を説明する。
まず、各実施例及び比較例1に係る樹脂シートから樹脂層を剥離した。次いで、樹脂層を温度200℃で1時間熱処理して硬化させ、Cステージに硬化した硬化物とし、これを測定サンプルとした。次いで、動的粘弾性測定装置(TAインスツルメンツ社製、Thermomechanical Analyzer:DMA)を用いて、当該測定サンプルを測定した。測定条件としては、測定周波数1Hz、昇温速度5℃/minとし、常温から温度300℃まで測定を行った。tanδのピーク温度からガラス転移温度Tgを評価した。また、温度30℃、260℃における貯蔵弾性率E1'、E2'を評価した。評価結果を下記表1に示す。なお、ガラス転移温度の単位は℃である。また、貯蔵弾性率の単位はGPaである。
各実施例及び比較例1のソルダーレジスト樹脂組成物を用いた樹脂シートの樹脂層の硬化物について、線膨張係数α1を評価した。以下に詳細を説明する。
まず、各実施例及び比較例1に係る樹脂シートから樹脂層を剥離した。次いで、樹脂層を温度200℃で1時間熱処理して硬化させ、Cステージに硬化した硬化物とし、これを測定サンプルとした。次いで、熱機械分析装置(TAインスツルメンツ社製、Thermomechanical Analyzer:TMA)を用いて、当該測定サンプルを測定した。測定の昇温速度10℃/minとし、常温から温度300℃まで測定を行った。これにより、温度50℃~100℃における線膨張係数の平均値を、Tg未満の線膨張係数α1として評価した。評価結果を下記表1に示す。なお、単位はppm/℃である。
20 回路基板
22 基板
24 導体回路パターン
28 開口部
30 半田ボール
40 封止樹脂層
50 ボンディングワイヤ
60 半導体素子
62 ダイアタッチ材
102 半導体パッケージ
242 ライン
244 ランド
246 めっき膜
Claims (9)
- 樹脂と、黒色顔料とを含むソルダーレジスト樹脂組成物であって、
前記ソルダーレジスト樹脂組成物中の前記黒色顔料の含有量が、前記ソルダーレジスト樹脂組成物の全固形分100質量部に対して、2.0質量部以上10質量部以下であり、
下記条件1で測定される最大透過率Tmaxが30%以下であり、
下記条件2で測定されるピール強度が0.05kN/m以上0.50kN/m以下であり、かつ
下記条件3で測定されるピール強度が0.04kN/m以上0.50kN/m以下である、ソルダーレジスト樹脂組成物。
(条件1)
・キャリア基材上に、当該ソルダーレジスト樹脂組成物からなる硬化膜を形成して透過率を測定する。
・厚み15μmの前記硬化膜について、測定波長400nm以上1100nmにおける透過率の最大値を最大透過率Tmaxとする。
(条件2)
・キャリア基材上に、当該ソルダーレジスト樹脂組成物からなる樹脂層を形成する。次いで、前記キャリア基材から前記樹脂膜を剥離して、当該樹脂層と、表面粗さRaが1μmとなるように粗化した銅箔とを、温度200℃で真空プレスすることで積層し、当該ソルダーレジスト樹脂組成物の硬化膜と、前記銅箔との積層体を形成する。
・前記積層体について、前記硬化膜と、前記銅箔とを剥離する時の応力をピール強度とする。
(条件3)
キャリア基材上に、当該ソルダーレジスト樹脂組成物からなる樹脂膜を形成する。次いで、前記キャリア基材から前記樹脂膜を剥離して、当該樹脂膜と銅箔を、温度120℃、圧力1.5MPaで真空プレスして、Bステージ状態に硬化した樹脂膜と前記銅箔とが積層した積層体を得る。前記積層体から前記銅箔を剥離する時の応力をピール強度(kN/m)とする。 - 請求項1に記載のソルダーレジスト樹脂組成物であって、
前記黒色顔料は、黒色酸化チタンTinO2n-1(nは正の整数)を含む、ソルダーレジスト樹脂組成物。 - 請求項1または2に記載のソルダーレジスト樹脂組成物であって、
前記樹脂は熱硬化性樹脂であり、
前記熱硬化性樹脂はエポキシ樹脂を含む、ソルダーレジスト樹脂組成物。 - 請求項3に記載のソルダーレジスト樹脂組成物であって、
硬化剤を更に含み、
前記硬化剤は、フェノール樹脂、シアネート樹脂、ベンゾオキサジン樹脂及び活性エステル樹脂からなる群より選択される1種以上である、ソルダーレジスト樹脂組成物。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載のソルダーレジスト樹脂組成物であって、
当該ソルダーレジスト樹脂組成物はソルダーレジストを形成するために用いられ、
前記ソルダーレジストは光デバイス用ソルダーレジストである、ソルダーレジスト樹脂組成物。 - キャリア基材と、
前記キャリア基材上に配置されていて、請求項1から5のいずれか1項に記載のソルダーレジスト樹脂組成物からなる樹脂層と、を備える、樹脂シート。 - 請求項6に記載の樹脂シートが、ロール状に巻回された、または、シート状に複数積層された梱包体。
- 表面に回路が形成された基板と、
前記基板の表面上に形成されたソルダーレジストと、を備える回路基板であって、
前記ソルダーレジストが、請求項1から5のいずれか1項に記載のソルダーレジスト樹脂組成物からなる樹脂層の硬化物である、回路基板。 - 請求項8に記載の回路基板であって、
前記ソルダーレジストの厚みは1μm以上50μm以下である、回路基板。
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