JPWO2014087882A1 - Metal layer with resin layer, laminate, circuit board, and semiconductor device - Google Patents
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Abstract
回路基板用の樹脂層付き金属層(1)は、樹脂層(11)と、この樹脂層(11)上に設けられた金属層(12)とを備える。樹脂層(11)は熱硬化性である。樹脂層(11)を190℃、2時間で熱硬化させた後における樹脂層(11)の25℃の貯蔵弾性率E'RTは、0.1GPa以上、1.5GPa以下である。さらに、樹脂層(11)を190℃、2時間で熱硬化させた後における樹脂層(11)の175℃の貯蔵弾性率E'HTは、10MPa以上、0.7GPa以下となる。The metal layer (1) with a resin layer for a circuit board includes a resin layer (11) and a metal layer (12) provided on the resin layer (11). The resin layer (11) is thermosetting. The storage elastic modulus E′RT at 25 ° C. of the resin layer (11) after thermosetting the resin layer (11) at 190 ° C. for 2 hours is 0.1 GPa or more and 1.5 GPa or less. Furthermore, the storage elastic modulus E′HT at 175 ° C. of the resin layer (11) after thermosetting the resin layer (11) at 190 ° C. for 2 hours is 10 MPa or more and 0.7 GPa or less.
Description
本発明は、樹脂層付き金属層、積層体、回路基板および半導体装置に関する。 The present invention relates to a metal layer with a resin layer, a laminate, a circuit board, and a semiconductor device.
従来、回路基板上に半導体素子を積層した半導体装置が使用されている。たとえば、特許文献1には、回路基板と半導体素子とを備え、半導体素子と回路基板とをワイヤにて接続した半導体装置が開示されている。
Conventionally, a semiconductor device in which semiconductor elements are stacked on a circuit board has been used. For example,
このような半導体装置においては、半導体素子と回路基板との間において、様々な環境温度の変化にも耐えうる高い接続信頼性が求められる。
特許文献1では、回路基板のガラス転移点や、線膨張係数を調整することで、接続信頼性を高めている。
これに対し、本発明者は新たな視点から、このような課題を解決する発明を発案した。Such a semiconductor device is required to have high connection reliability that can withstand various environmental temperature changes between the semiconductor element and the circuit board.
In
On the other hand, the present inventor has devised an invention that solves such problems from a new viewpoint.
本発明者らが、鋭意検討を行った結果、回路基板の表面側の層に、比較的弾性率の低い層を設けることで、半導体素子の平均線膨張係数と回路基板の平均線膨張係数との差により生じる応力を緩和できることがわかった。これにより、半導体素子と回路基板との間の接続信頼性を高めることができる。 As a result of intensive studies by the present inventors, an average linear expansion coefficient of the semiconductor element and an average linear expansion coefficient of the circuit board are obtained by providing a layer having a relatively low elastic modulus on the surface side layer of the circuit board. It was found that the stress caused by the difference between the two can be relaxed. Thereby, the connection reliability between a semiconductor element and a circuit board can be improved.
本発明はこのような知見に基づいて発案されたものである。 The present invention has been invented based on such knowledge.
すなわち、本発明によれば、
回路基板に使用される回路基板用の樹脂層付き金属層であり、
前記樹脂層は熱硬化性であり、
前記樹脂層を190℃、2時間で熱硬化させた後における前記樹脂層の25℃の貯蔵弾性率E'RTが0.1GPa以上、1.5GPa以下であり、
前記樹脂層を190℃、2時間で熱硬化させた後における前記樹脂層の175℃の貯蔵弾性率E'HTが10MPa以上、0.7GPa以下である樹脂層付き金属層が提供される。That is, according to the present invention,
It is a metal layer with a resin layer for circuit boards used for circuit boards,
The resin layer is thermosetting;
The storage elastic modulus E ′ RT at 25 ° C. of the resin layer after thermosetting the resin layer at 190 ° C. for 2 hours is 0.1 GPa or more and 1.5 GPa or less,
The resin layer 190 ° C., the storage modulus E 'HT of 175 ° C. of the resin layer after providing thermally cured in 2 hours or more 10 MPa, a resin layer with a metal layer is less than 0.7GPa is provided.
190℃、2時間で熱硬化させた後における樹脂層の25℃の貯蔵弾性率E'RTを1.5GPa以下、175℃の貯蔵弾性率E'HTを0.7GPa以下としており、25℃、175℃のいずれにおいても、樹脂層の貯蔵弾性率が低くなっている。
これにより、この樹脂層付き金属層を回路基板に使用し、半導体素子を搭載した場合に、さまざまな温度環境における半導体素子と回路基板との接続信頼性を高めることができる。190 ° C., 2 hours '1.5 GPa or less RT, the storage elastic modulus E of 175 ° C.' storage modulus E of 25 ° C. of the resin layer after providing thermally cured at has less 0.7GPa the HT, 25 ° C., At any temperature of 175 ° C., the storage elastic modulus of the resin layer is low.
Thereby, when this metal layer with a resin layer is used for a circuit board and a semiconductor element is mounted, the connection reliability between the semiconductor element and the circuit board in various temperature environments can be improved.
さらに、本発明によれば、上述した樹脂層付き金属層を使用した積層体、さらには回路基板を提供することができる。 Furthermore, according to this invention, the laminated body using the metal layer with a resin layer mentioned above and also a circuit board can be provided.
すなわち、本発明によれば、上述した樹脂層付き金属層の前記樹脂層を硬化させた樹脂層付き金属層と、
この樹脂層付き金属層の前記樹脂層側に配置された絶縁性樹脂層とを含む回路基板用の積層体を提供できる。That is, according to the present invention, the metal layer with a resin layer obtained by curing the resin layer of the metal layer with a resin layer described above,
A laminated body for a circuit board including the insulating resin layer disposed on the resin layer side of the metal layer with a resin layer can be provided.
また、上述した樹脂層付き金属層の前記樹脂層を硬化させた層と、前記樹脂層付き金属層の前記金属層を選択的に除去して形成された回路層とを備える回路基板であり、
前記回路層は、当該回路基板に形成された回路層のうち、最外層に配置された回路基板も提供できる。
さらには、この回路基板を備えた半導体装置も提供できる。Moreover, a circuit board comprising a layer obtained by curing the resin layer of the metal layer with a resin layer and a circuit layer formed by selectively removing the metal layer of the metal layer with a resin layer,
The circuit layer can also provide a circuit board disposed in the outermost layer among the circuit layers formed on the circuit board.
Furthermore, a semiconductor device provided with this circuit board can also be provided.
本発明によれば、半導体素子と回路基板との接続信頼性を向上させることができる回路基板用の樹脂層付き金属層、これを用いた積層体、回路基板および半導体装置が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the metal layer with a resin layer for circuit boards which can improve the connection reliability of a semiconductor element and a circuit board, a laminated body using the same, a circuit board, and a semiconductor device are provided.
上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。 The above-described object and other objects, features, and advantages will become more apparent from the preferred embodiments described below and the accompanying drawings.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同一符号を付し、その詳細な説明は重複しないように適宜省略される。
はじめに、図1を参照して、本実施形態の回路基板用の樹脂層付き金属層について説明する。
この回路基板用の樹脂層付き金属層1は、樹脂層11と、この樹脂層11上に設けられた金属層12とを備える。
樹脂層11は熱硬化性である。樹脂層11を190℃、2時間で熱硬化させた後における樹脂層11の25℃の貯蔵弾性率E'RTは、0.1GPa以上、1.5GPa以下である。さらに、樹脂層11を190℃、2時間で熱硬化させた後における樹脂層11の175℃の貯蔵弾性率E'HTは、10MPa以上、0.7GPa以下となる。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is appropriately omitted so as not to overlap.
First, with reference to FIG. 1, the metal layer with the resin layer for circuit boards of this embodiment is demonstrated.
The
The
金属層12は、回路基板において、回路層となるものであり、たとえばCu等で構成される。金属層12の厚みは、たとえば、10〜30μmである。
樹脂層11は、Bステージ(半硬化)である。そして、樹脂層11の厚みはたとえば、5μm以上30μm以下であり、好ましくは、10μm以上20μm以下である。この樹脂層11は、回路基板を形成した際に応力緩和層として機能する。樹脂層11の厚みを5μm以上とすることで、応力緩和効果を確実に発揮させることができる。一方で、樹脂層11の厚みを30μm以下とすることで、回路基板の厚みを抑制することができる。The
The
樹脂層11は、熱硬化性樹脂を含む樹脂成分(A)(硬化剤(B)を除く)を含む樹脂組成物を半硬化させたものである。樹脂層11は、本発明の効果を損なわない範囲において、硬化剤(B)と、無機充填材(C)とをさらに含んでもよい。
樹脂成分(A)は、熱硬化性樹脂として、芳香環構造および脂環構造(脂環式の炭素環構造)の少なくともいずれか一方を有する熱硬化性樹脂(A2)を含むことが好ましい。
このような熱硬化性樹脂(A2)を使用することで、ガラス転移点(Tg)を高くすることができる。
そして、芳香環あるいは脂環構造を有する熱硬化性樹脂(A2)としては、たとえば、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E型エポキシ樹脂、ビスフェノールM型エポキシ樹脂、ビスフェノールP型エポキシ樹脂、ビスフェノールZ型エポキシ樹脂などのビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、テトラフェノール基エタンノボラック型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂などのアリールアルキレン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂などのエポキシ樹脂などが挙げられる。これらの中の1種類を単独で用いることもできるし、2種類以上を併用したりすることもできる。
これらの中でもガラス転移点をより一層高くできるとともに、貯蔵弾性率E'RTおよび貯蔵弾性率E'HTを低下できる観点から、ナフタレン型エポキシ樹脂が好ましい。ここで、ナフタレン型エポキシ樹脂とは、ナフタレン環骨格を有し、かつ、グリシジル基を2つ以上有するものを呼ぶ。
ナフタレン型のエポキシ樹脂としては、以下の式(5)〜(8)のいずれかを使用できる。なお、式(6)において、m、nはナフタレン環上の置換基の個数を示し、それぞれ独立して1〜7の整数を示している。また、式(7)においては、Meはメチル基を示し、l、m、nは1以上の整数である。ただし、l、m、nは10以下であることが好ましい。The
The resin component (A) preferably contains a thermosetting resin (A2) having at least one of an aromatic ring structure and an alicyclic structure (alicyclic carbocyclic structure) as a thermosetting resin.
By using such a thermosetting resin (A2), the glass transition point (Tg) can be increased.
Examples of the thermosetting resin (A2) having an aromatic ring or alicyclic structure include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, bisphenol E type epoxy resin, and bisphenol M type epoxy. Resin, bisphenol P type epoxy resin, bisphenol type epoxy resin such as bisphenol Z type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, novolak type epoxy resin such as tetraphenol ethane novolak type epoxy resin, biphenyl type epoxy Resin, arylalkylene type epoxy resin such as phenol aralkyl type epoxy resin having biphenylene skeleton, and epoxy resin such as naphthalene type epoxy resin That. One of these can be used alone, or two or more can be used in combination.
Together we can be further increased glass transition temperature among these, from the viewpoint of lowering the storage modulus E 'RT and the storage modulus E' HT, naphthalene type epoxy resins are preferred. Here, the naphthalene type epoxy resin refers to one having a naphthalene ring skeleton and having two or more glycidyl groups.
Any of the following formulas (5) to (8) can be used as the naphthalene type epoxy resin. In the formula (6), m and n represent the number of substituents on the naphthalene ring, and each independently represents an integer of 1 to 7. In Formula (7), Me represents a methyl group, and l, m, and n are integers of 1 or more. However, l, m, and n are preferably 10 or less.
なお、式(6)の化合物としては、以下のいずれか1種以上を使用することが好ましい。 In addition, as a compound of Formula (6), it is preferable to use any 1 or more types of the following.
また、ナフタレン型エポキシ樹脂としては、以下の式(8)で表されるナフチレンエーテル型エポキシ樹脂も使用できる。 Moreover, as a naphthalene type epoxy resin, the naphthylene ether type epoxy resin represented by the following formula | equation (8) can also be used.
上記式(8)で表されるナフチレンエーテル型エポキシ樹脂は、下記式(10)で表されるものが例として挙げられる。 Examples of the naphthylene ether type epoxy resin represented by the above formula (8) include those represented by the following formula (10).
上記式(10)で表されるナフチレンエーテル型エポキシ樹脂は、例えば、下記式(12)〜(16)で表されるものが例として挙げられる。 Examples of the naphthylene ether type epoxy resin represented by the above formula (10) include those represented by the following formulas (12) to (16).
なお、熱硬化性樹脂(A2)としてシアネート樹脂を使用してもよい。たとえば、ノボラック型シアネート樹脂、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、テトラメチルビスフェノールF型シアネート樹脂等があげられ、これらのうち、いずれか1種以上を使用してもよい。なかでも、ノボラック型シアネート樹脂を使用することが好ましい。 In addition, you may use cyanate resin as a thermosetting resin (A2). For example, a novolak type cyanate resin, a bisphenol A type cyanate resin, a bisphenol E type cyanate resin, a tetramethylbisphenol F type cyanate resin, and the like may be used, and any one or more of these may be used. Among these, it is preferable to use a novolac type cyanate resin.
また、樹脂成分(A)は、熱硬化性樹脂(A2)に含まれる反応性基(たとえば、グリシジル基)と、反応する反応性基を有する化合物(A1)を含むことが好ましい。
このような化合物(A1)としては、芳香環構造および脂環構造(脂環式の炭素環構造)を有しない脂肪族エポキシ樹脂、末端にカルボキシル基を含有する、アクリロニトリルとブタジエンとの共重合体(CTBN,たとえば、下記の式(17)で示され、xが0.05以上0.2以下、yが0.8以上0.95以下(xとyはモル比を示し、x+y=1である)、zが50以上70以下である化合物。たとえば、商品名CTBN1300X(宇部興産社製))、フェノール性水酸基含有芳香族ポリアミド−ポリ(ブタジエン−アクリロニトリル)ブロック共重合体(たとえば、商品名KAYAFLEX BPAM−155(日本化薬社製、末端はアミド基))からなる群から選択されるいずれか1種以上を使用することができる。このような化合物(A1)を適宜選択して使用することで、樹脂層11のガラス転移点の値を維持しつつ、樹脂層11の貯蔵弾性率E'RT、E'HTを低下させることができる。Moreover, it is preferable that the resin component (A) contains the reactive group (for example, glycidyl group) contained in the thermosetting resin (A2) and the compound (A1) having a reactive group that reacts.
Examples of such a compound (A1) include an aliphatic epoxy resin having no aromatic ring structure and an alicyclic structure (alicyclic carbocyclic structure), a copolymer of acrylonitrile and butadiene containing a carboxyl group at the terminal. (CTBN, for example, represented by the following formula (17), where x is 0.05 or more and 0.2 or less, y is 0.8 or more and 0.95 or less (x and y indicate a molar ratio, x + y = 1), a compound in which z is from 50 to 70. For example, a trade name CTBN1300X (manufactured by Ube Industries), a phenolic hydroxyl group-containing aromatic polyamide-poly (butadiene-acrylonitrile) block copolymer (for example, a product) Any one or more selected from the group consisting of the name KAYAFLEX BPAM-155 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., terminal is an amide group) can be used. By using such a compound (A1) appropriately selected and, while maintaining the value of the glass transition point of the
樹脂層11の貯蔵弾性率E'RT、E'HTを低下させて前述した所定の範囲とする観点から、上記脂肪族エポキシ樹脂は、グリシジル基以外に環状構造を有しない脂肪族エポキシ樹脂であることが好ましい。また、樹脂層11の貯蔵弾性率E'RT、E'HTを前述した所定の範囲とする観点から、グリシジル基を2以上有する2官能以上の脂肪族エポキシ樹脂が好ましい。
以上のような脂肪族エポキシ樹脂としては、化学式(18)〜(27)で示されるものが好ましく、少なくともいずれか1以上を含むことが好ましく、特に化学式(18)で示されるものを含むことが好ましい。このような脂肪族エポキシ樹脂は、エポキシ基が酸化されにくいため、熱履歴による弾性率の上昇が起こりにくいため優れている。From the viewpoint of reducing the storage elastic moduli E ′ RT, E ′ HT of the
The aliphatic epoxy resins as described above are preferably those represented by the chemical formulas (18) to (27), preferably include at least one of them, and particularly include those represented by the chemical formula (18). preferable. Such an aliphatic epoxy resin is excellent because an epoxy group is not easily oxidized and an elastic modulus is hardly increased due to thermal history.
そして、樹脂層11の高いガラス転移点を達成するとともに、樹脂層11の貯蔵弾性率E'RT、E'HTを低下させる観点から、化合物(A1)の含有量は樹脂層11を構成する樹脂組成物の全固形分100質量%に対し、3質量%以上45質量%以下が好ましく、5質量%以上40質量%以下がより好ましく、熱硬化性樹脂(A2)の含有量は樹脂層11を構成する樹脂組成物の全固形分100質量%に対し、30質量%以上65質量%以下が好ましく、33質量%以上60質量%以下がより好ましい。
熱硬化性樹脂(A2)と、化合物(A1)とを併用する場合には、化合物(A1)の合計/熱硬化性樹脂(A2)の合計で示される質量比を0.1以上、1.5以下とすることが好ましく、0.1以上1.1以下とするのがより好ましい。
また、熱硬化性樹脂(A2)と化合物(A1)とを含む樹脂成分(A)は、樹脂層11を構成する樹脂組成物の全固形分100質量%に対し、50質量%以上90質量%以下であることが好ましく、なかでも、60質量%以上80質量%以下であることが好ましい。Then, while achieving a high glass transition point of the
When the thermosetting resin (A2) and the compound (A1) are used in combination, the mass ratio represented by the total of the compound (A1) / the total of the thermosetting resin (A2) is 0.1 or more. It is preferably 5 or less, and more preferably 0.1 or more and 1.1 or less.
Further, the resin component (A) containing the thermosetting resin (A2) and the compound (A1) is 50% by mass or more and 90% by mass with respect to 100% by mass of the total solid content of the resin composition constituting the
硬化剤(B)(硬化触媒)としては、例えばナフテン酸亜鉛、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、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;2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2−エチル−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−メチルイミダゾール、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;トリフェニルホスフィン、トリ−p−トリルホスフィン、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィン・トリフェニルボラン、1,2−ビス−(ジフェニルホスフィノ)エタンなどの有機リン化合物;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;など、またはこの混合物が挙げられる。硬化触媒として、これらの中の誘導体も含めて1種類を単独で用いることもできるし、これらの誘導体も含めて2種類以上を併用したりすることもできる。 Examples of the curing agent (B) (curing catalyst) include organic metals such as zinc naphthenate, cobalt naphthenate, tin octylate, cobalt octylate, bisacetylacetonate cobalt (II), and trisacetylacetonate cobalt (III). Salts; tertiary amines such as triethylamine, tributylamine, diazabicyclo [2,2,2] octane; 2-phenyl-4-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-ethyl-4-ethylimidazole, Imidazoles such as 2-phenyl-4-methylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxyimidazole, 2-phenyl-4,5-dihydroxyimidazole; triphenylphosphine, tri-p-tolylphosphine, tetraphenyl Phosphonium tetraf Organic phosphorus compounds such as nylborate, triphenylphosphine / triphenylborane, 1,2-bis- (diphenylphosphino) ethane; phenolic compounds such as phenol, bisphenol A and nonylphenol; acetic acid, benzoic acid, salicylic acid, paratoluenesulfonic acid Or an organic acid such as, or a mixture thereof. As the curing catalyst, one kind including these derivatives can be used alone, or two or more kinds including these derivatives can be used in combination.
硬化触媒の含有量は、とくに限定されないが、樹脂層11を構成する樹脂組成物の全固形分100質量%に対し、0.05質量%以上5質量%以下が好ましく、とくに0.2質量%以上2質量%以下が好ましい。
また、硬化剤(B)として、フェノール系硬化剤を使用してもよいし、硬化触媒と併用してもよい。フェノール系硬化剤としては、フェノールノボラック樹脂、アルキルフェノールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、ザイロック型フェノール樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、ポリビニルフェノール類など公知慣用のものを単独あるいは2種以上組み合わせて使用することができる。
フェノール系硬化剤の配合量は、樹脂成分(A)にエポキシ樹脂が含まれる場合、エポキシ樹脂との当量比(フェノール性水酸基当量/エポキシ基当量)が0.1〜1.0であると好ましい。これにより、未反応のフェノール硬化剤の残留がなくなり、吸湿耐熱性が向上する。
フェノール系硬化剤の含有量は、とくに限定されないが、樹脂層11を構成する樹脂組成物の全固形分100質量%に対し、5質量%以上45質量%以下が好ましく、10質量%以上40質量%以下がより好ましく、15質量%以上35質量%以下がさらに好ましい。The content of the curing catalyst is not particularly limited, but is preferably 0.05% by mass or more and 5% by mass or less, particularly 0.2% by mass with respect to 100% by mass of the total solid content of the resin composition constituting the
Moreover, as a hardening | curing agent (B), a phenol type hardening | curing agent may be used and you may use together with a hardening catalyst. As the phenol-based curing agent, known or commonly used ones such as phenol novolak resin, alkylphenol novolak resin, bisphenol A novolak resin, dicyclopentadiene type phenol resin, zyloc type phenol resin, terpene modified phenol resin, polyvinylphenols, etc. These can be used in combination.
When the epoxy resin is contained in the resin component (A), the compounding amount of the phenol-based curing agent is preferably 0.1 to 1.0 as the equivalent ratio with the epoxy resin (phenolic hydroxyl group equivalent / epoxy group equivalent). . As a result, there remains no unreacted phenol curing agent, and the moisture absorption heat resistance is improved.
Although content of a phenol type hardening | curing agent is not specifically limited, 5 mass% or more and 45 mass% or less are preferable with respect to 100 mass% of total solids of the resin composition which comprises the
無機充填材(C)としては、例えばタルク、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、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。これらの中の1種類を単独で用いることもできるし、2種類以上を併用したりすることもできる。 Examples of the inorganic filler (C) include silicates such as talc, fired clay, unfired clay, mica and glass, oxides such as titanium oxide, alumina, silica and fused silica; calcium carbonate, magnesium carbonate and hydrotal Carbonates such as sites; hydroxides such as aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide; sulfates or sulfites such as barium sulfate, calcium sulfate, calcium sulfite; zinc borate, barium metaborate, aluminum borate And borate salts such as calcium borate and sodium borate; nitrides such as aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride and carbon nitride; titanates such as strontium titanate and barium titanate. One of these can be used alone, or two or more can be used in combination.
これらの中でも、水酸化アルミニウムが難燃性を付与する効果が優れる点で好ましい。
また、これらの中でも、とくにシリカが好ましく、溶融シリカ(とくに球状溶融シリカ)が低熱膨張性に優れる点で好ましい。
無機充填材(C)の平均粒子径は、とくに限定されないが、0.01μm以上5μm以下が好ましく、とくに0.5μm以上2μm以下が好ましい。無機充填材(C)の粒径を0.01μm以上とすることで、ワニスを低粘度にし取り扱い性を向上させることができる。また、5μm以下とすることで、ワニス中で無機充填材(C)の沈降などを抑制することができる。この平均粒子径は、例えば粒度分布計(島津製作所社製、製品名:レーザー回折式粒度分布測定装置SALDシリーズ)により測定することができる。Among these, aluminum hydroxide is preferable in that the effect of imparting flame retardancy is excellent.
Among these, silica is particularly preferable, and fused silica (especially spherical fused silica) is preferable in terms of excellent low thermal expansion.
The average particle diameter of the inorganic filler (C) is not particularly limited, but is preferably 0.01 μm or more and 5 μm or less, and particularly preferably 0.5 μm or more and 2 μm or less. By setting the particle size of the inorganic filler (C) to 0.01 μm or more, the varnish can be made low in viscosity and handleability can be improved. Moreover, sedimentation etc. of an inorganic filler (C) can be suppressed in varnish by setting it as 5 micrometers or less. This average particle diameter can be measured by, for example, a particle size distribution meter (manufactured by Shimadzu Corporation, product name: laser diffraction particle size distribution measuring device SALD series).
また、無機充填材(C)は、とくに限定されないが、平均粒子径が単分散の無機充填材を用いることもできるし、平均粒子径が多分散の無機充填材を用いることができる。さらに平均粒子径が単分散および/または多分散の無機充填材を1種類または2種類以上併用したりすることもできる。 In addition, the inorganic filler (C) is not particularly limited, but an inorganic filler having a monodispersed average particle diameter can also be used, and an inorganic filler having a polydispersed average particle diameter can be used. Furthermore, one type or two or more types of inorganic fillers having an average particle size of monodisperse and / or polydisperse can be used in combination.
さらに、平均粒子径5μm以下の球状シリカ(とくに球状溶融シリカ)または水酸化アルミニウムが好ましく、とくに平均粒子径0.5μm以上2μm以下の球状溶融シリカまたは水酸化アルミニウムが好ましい。これにより、無機充填材(C)の充填性を向上させることができる。また、樹脂層11の膜厚均一性を向上させることができる。
Furthermore, spherical silica (especially spherical fused silica) or aluminum hydroxide having an average particle size of 5 μm or less is preferable, and spherical fused silica or aluminum hydroxide having an average particle size of 0.5 μm or more and 2 μm or less is particularly preferable. Thereby, the filling property of an inorganic filler (C) can be improved. Moreover, the film thickness uniformity of the
樹脂層11に含まれる無機充填材(C)の含有量は、樹脂層全体を100質量%としたとき、30質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましく、8質量%以下であることが特に好ましい。これにより、樹脂層11の貯蔵弾性率E'RT、E'HTを低下させるとともに、回路加工性を向上させることができる。The content of the inorganic filler (C) contained in the
また、無機充填材(C)は、樹脂成分(A)100重量部に対して、5質量部以上、60質量部以下であることが好ましい。なかでも、10質量部以上、50質量部以下であることが好ましい。5質量部以上とすることで、樹脂層11の平均線膨張係数を低下させることができ、60質量部以下とすることで、低吸水性の樹脂層11とすることができる。
Moreover, it is preferable that an inorganic filler (C) is 5 to 60 mass parts with respect to 100 weight part of resin components (A). Especially, it is preferable that they are 10 mass parts or more and 50 mass parts or less. By setting it as 5 mass parts or more, the average linear expansion coefficient of the
さらに、樹脂層11となる組成物は、カップリング剤(D)を含んでもよい。カップリング剤(D)は、樹脂成分(A)と無機充填材(C)との界面の濡れ性を向上させる。
Furthermore, the composition used as the
カップリング剤(D)としては、通常用いられるものなら何でも使用できるが、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、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の中から選ばれる1種以上のカップリング剤を使用することが好ましい。
カップリング剤(D)の添加量は無機充填材(C)の比表面積に依存するので、とくに限定されないが、充填材(C)100質量部に対して0.05質量部以上3質量部以下が好ましく、とくに0.1質量部以上2質量部以下が好ましい。As the coupling agent (D), any commonly used one can be used. Specifically, an epoxy silane coupling agent, a cationic silane coupling agent, an aminosilane coupling agent, a titanate coupling agent, and a silicone oil type. It is preferable to use one or more coupling agents selected from coupling agents.
The addition amount of the coupling agent (D) depends on the specific surface area of the inorganic filler (C) and is not particularly limited, but is 0.05 parts by mass or more and 3 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the filler (C). In particular, 0.1 parts by mass or more and 2 parts by mass or less are preferable.
樹脂層11は、前述した組成物を有機溶剤に添加してワニスを形成し、このワニスを金属層12に塗布することで、形成できる。塗布方法としては、特に限定されないが、たとえば、コータで塗布する方法あるいはスプレーにより吹き付ける方法を採用することができる。その後、加熱を行ない溶剤を除去するとともに、樹脂層11を半硬化とする。
The
このような樹脂層付き金属層1において、樹脂層11を190℃、2時間で熱硬化させた後における樹脂層11の25℃の貯蔵弾性率E'RTが0.1GPa以上、1.5GPa以下である。
なかでも、貯蔵弾性率E'RTは、0.3GPa以上、1.0GPa以下であることが好ましい。
なお、樹脂層11を190℃2時間熱硬化させた後は、樹脂層11はCステージとなっている。
また、樹脂層11を190℃、2時間で熱硬化させた後における樹脂層11の175℃の貯蔵弾性率E'HTが10MPa以上、0.7GPa以下である。なかでも、貯蔵弾性率E'HTは、100MPa以上、0.65GPa以下であることが好ましい。In such a resin layer with a
Among them, the storage modulus E 'RT is above 0.3 GPa, preferably not more than 1.0 GPa.
In addition, after the
Further, after the
このような貯蔵弾性率を達成するためには、無機充填材(C)の量や、前述した化合物(A1)および熱硬化性樹脂(A2)の量を適宜調整すればよい。
なお、上記貯蔵弾性率は、動的粘弾性測定装置で測定したものである。
貯蔵弾性率E'RTは、190℃2時間で硬化させた樹脂層11に引張り荷重をかけて、周波数1Hz、昇温速度5〜10℃/分で−50℃から300℃で測定した際の、25℃の貯蔵弾性率の値である。
貯蔵弾性率E'HTは、190℃2時間で硬化させた樹脂層11に引張り荷重をかけて、周波数1Hz、昇温速度5〜10℃/分で−50℃から300℃で測定した際の、175℃の貯蔵弾性率の値である。In order to achieve such storage elastic modulus, the amount of the inorganic filler (C) and the amounts of the compound (A1) and the thermosetting resin (A2) described above may be appropriately adjusted.
In addition, the said storage elastic modulus is measured with the dynamic viscoelasticity measuring apparatus.
The storage elastic modulus E ′ RT is obtained by applying a tensile load to the
The storage elastic modulus E ′ HT is obtained by applying a tensile load to the
ここで、貯蔵弾性率E'RTと貯蔵弾性率E'HTとの差(E'RT>E'HTであり、E'RT−E'HT)が、1GPa以下であることが好ましい。このように、貯蔵弾性率E'RTと貯蔵弾性率E'HTとの差を1GPa以下とすることで、温度変化による貯蔵弾性率の変化を抑制することができる。これにより、環境温度に急激な変化が生じても、回路基板と半導体素子間で生じる線膨張係数差に起因して発生する応力を樹脂層11で安定的に緩和することができる。
なお、貯蔵弾性率E'RTと貯蔵弾性率E'HTとの差の下限値は特に限定されないが、たとえば、0.05GPa以上である。Here, (a E 'RT> E' HT, E 'RT -E' HT) difference 'and RT storage modulus E' The storage modulus E and HT is preferably at most 1 GPa. Thus, the difference 'between RT storage modulus E' The storage modulus E and HT is set to be lower than or equal 1 GPa, you are possible to suppress a change in storage modulus due to temperature changes. Thereby, even if an abrupt change occurs in the environmental temperature, the stress generated due to the difference in linear expansion coefficient generated between the circuit board and the semiconductor element can be stably relaxed by the
The lower limit value of the difference 'between RT storage modulus E' The storage modulus E and HT is not particularly limited, for example, not less than 0.05 GPa.
さらに、樹脂層11は、樹脂層11を190℃、2時間で熱硬化させた後におけるガラス転移点Tgが120℃以上であることが好ましく、なかでも、130℃以上、さらには140℃以上、さらには、175℃以上であることが好ましい。また、ガラス転移点Tgの上限値は特に限定されないが、Tgが200℃以下、特には、190℃以下であることが好ましい。樹脂層11は、ガラス転移点Tgが120℃以上と比較的高いため、汎用的な回路基板を構成する他の絶縁層22、211(図3参照)よりも、ガラス転移点が高くなる。
そのため、回路基板に対してヒートサイクル試験等を行なった際に、昇温過程において、樹脂層11が回路基板を構成する他の絶縁層22、211(図3参照)よりも先にゴム状となることはなく、樹脂層11の物性が保持され、そのため、樹脂層11により回路基板と半導体素子との間で発生する応力をより一層緩和することが可能となる。また、ガラス転移点を上記範囲内とすることで、半導体素子31を回路基板2に実装する際に、半導体素子31が回路基板2側に沈み込んでしまうこともより一層防止できる。Furthermore, the
Therefore, when a heat cycle test or the like is performed on the circuit board, the
また、樹脂層11を190℃、2時間で熱硬化させた後において、樹脂層11の25℃からガラス転移点における樹脂層11の面内方向の平均線膨張係数が200ppm/℃以下であることが好ましい。
In addition, after the
次に、図2を参照して、このような樹脂層付き金属層1を使用した回路基板の製造方法について説明する。
はじめに、図2(A)に示すように、コア層21となる内層回路基板を用意する。このコア層21は、絶縁層211と、絶縁層211の表裏面に形成された回路層212と、回路層212間を接続するビア213とを備える。
絶縁層211は、図示しない繊維基材と、この繊維基材に含浸した樹脂層とを備える。
繊維基材としては、とくに限定されないが、
ガラス織布、ガラス不織布などのガラス繊維基材、ポリアミド樹脂繊維、芳香族ポリアミド樹脂繊維、全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、フッ素樹脂繊維のいずれか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、あるいは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の有機繊維基材などが挙げられる。これらのうち、いずれかを使用することができる。これらの中でもガラス織布が好ましい。これにより、低吸水性で、高強度、低熱膨張性のコア層21を得ることができる。Next, with reference to FIG. 2, the manufacturing method of the circuit board using such a
First, as shown in FIG. 2A, an inner layer circuit board to be the
The insulating
The fiber substrate is not particularly limited,
Glass fiber base materials such as glass woven fabric and glass nonwoven fabric, polyamide resin fiber, aromatic polyamide resin fiber, polyamide resin fiber such as wholly aromatic polyamide resin fiber, polyester resin fiber, aromatic polyester resin fiber, wholly aromatic polyester Synthetic fiber substrate, craft paper, cotton linter paper, or linter and kraft pulp composed of woven or non-woven fabric mainly composed of polyester resin fiber such as resin fiber, polyimide resin fiber or fluororesin fiber Examples thereof include organic fiber base materials such as paper base materials mainly composed of mixed paper. Any of these can be used. Among these, a glass woven fabric is preferable. Thereby, the
また、樹脂層は、Cステージ状であり、熱硬化性樹脂を含む。
熱硬化性樹脂としては、特に限定されないが、たとえば、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、シアネート樹脂等があげられる。そして、これらのうちの1種以上を使用できる。なかでも、エポキシ樹脂またはシアネート樹脂が好ましい。
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E型エポキシ樹脂、ビスフェノールM型エポキシ樹脂、ビスフェノールP型エポキシ樹脂、ビスフェノールZ型エポキシ樹脂などのビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂などのアリールアルキレン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、フェノキシ型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ノルボルネン型エポキシ樹脂、アダマンタン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂などのエポキシ樹脂などが挙げられる。これらの中の1種類を単独で用いることもできるし、2種類以上を併用したりすることもできる。
シアネート樹脂の種類としては、とくに限定されないが、例えばノボラック型シアネート樹脂、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、テトラメチルビスフェノールF型シアネート樹脂などのビスフェノール型シアネート樹脂などを挙げることができる。これらの中でも、ノボラック型シアネート樹脂が低熱膨張性の点から好ましい。また、更に他のシアネート樹脂を1種類あるいは2種類以上併用したりすることもでき、とくに限定されない。The resin layer has a C-stage shape and includes a thermosetting resin.
Although it does not specifically limit as a thermosetting resin, For example, an epoxy resin, a melamine resin, a urea resin, cyanate resin etc. are mention | raise | lifted. And one or more of these can be used. Among these, an epoxy resin or a cyanate resin is preferable.
Examples of the epoxy resin include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, bisphenol E type epoxy resin, bisphenol M type epoxy resin, bisphenol P type epoxy resin, and bisphenol Z type epoxy resin. Bisphenol type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, novolac type epoxy resin such as cresol novolak type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, arylalkylene type epoxy resin such as phenol aralkyl type epoxy resin having biphenylene skeleton, naphthalene type epoxy resin, Anthracene type epoxy resin, phenoxy type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, norbornene type epoxy resin, adamant Emission type epoxy resins, such as epoxy resins and fluorene type epoxy resins. One of these can be used alone, or two or more can be used in combination.
Although it does not specifically limit as a kind of cyanate resin, For example, bisphenol-type cyanate resin, such as a novolak-type cyanate resin, a bisphenol A-type cyanate resin, a bisphenol E-type cyanate resin, a tetramethylbisphenol F-type cyanate resin, etc. can be mentioned. Among these, novolac-type cyanate resins are preferable from the viewpoint of low thermal expansion. Furthermore, other cyanate resins may be used alone or in combination of two or more, and are not particularly limited.
また、樹脂層は充填材を含んでいてもよい。充填材としては、前述した無機充填材(C)と同様のものを使用することができる。 The resin layer may contain a filler. As a filler, the thing similar to the inorganic filler (C) mentioned above can be used.
次に、図2(B)に示すように、このようなコア層21の一方の面にBステージのプリプレグ(絶縁層22)を積層し、プリプレグ上に樹脂層付き金属層1を積層する。このとき、プリプレグと樹脂層11とが対向し、接触するように、樹脂層付き金属層1を積層する。
このプリプレグは、繊維基材と、この繊維基材に含浸した熱硬化性の樹脂層とを含む。ただし、繊維基材を含まず、樹脂層のみからなるものとしてもよい。
繊維基材、樹脂層としては、コア層21と同様のものを使用できる。
さらに、プリプレグは、コア層21と同様の充填材を含んでいてもよい。
次に、コア層21の他方の面にも、同様にプリプレグ(絶縁層22)と、樹脂層付き金属層1とを積層する。Next, as shown in FIG. 2B, a B-stage prepreg (insulating layer 22) is laminated on one surface of the
The prepreg includes a fiber base material and a thermosetting resin layer impregnated in the fiber base material. However, it is good also as what consists only of a resin layer without including a fiber base material.
As a fiber base material and a resin layer, the thing similar to the
Further, the prepreg may contain the same filler as that of the
Next, the prepreg (insulating layer 22) and the
その後、この積層体を積層方向に加圧しながら、たとえば、190℃2時間加熱する。これにより、絶縁層22および樹脂層11がCステージとなった積層体が得られる。
Then, for example, the laminate is heated at 190 ° C. for 2 hours while being pressed in the stacking direction. Thereby, the laminated body in which the insulating
次に、レーザー等で、金属層12、樹脂層11および絶縁層22を貫通するホールを形成する。樹脂層11および絶縁層22を貫通する部分がビアホールとなる。
その後、上記ホールおよび金属層12表面に図示しないシード層を形成し、このシード層上にマスクを形成する。マスクの一部の開口部は、前記ホールに連通するとともに、他の一部の開口部からは、シード層表面が露出する。
次に、めっきにより、マスクの一部の開口部を通じて、前記ホール内に導電膜を形成するとともに、マスクの他の一部の開口部内に導電膜(たとえば、Cu膜)を形成する。
ビアホール内の導電膜は図3のビア23となる。その後、マスクを除去し、マスクにより被覆されていた部分の金属層12およびシード層をエッチングで除去することで、図3に示す回路層24が形成される。回路層24はエッチングされた金属層12と、この金属層12上に設けられた導電膜(たとえば、Cu膜)241とで構成される。導電膜241は、ビア23に接続され、コア層21の回路層212に接続されている。Next, a hole penetrating the
Thereafter, a seed layer (not shown) is formed on the surface of the hole and the
Next, a conductive film is formed in the hole through a part of the opening of the mask by plating, and a conductive film (for example, a Cu film) is formed in the other part of the opening of the mask.
The conductive film in the via hole becomes the via 23 in FIG. Thereafter, the mask is removed, and the portion of the
なお、この回路基板2においては、樹脂層11の硬化体とプリプレグ(絶縁層22)の硬化体とでビルドアップ層が形成されることとなる。
その後、図3に示すように、回路層24上にソルダーレジストSRを設ける。本実施形態の回路基板2においては、樹脂層11上に直接ソルダーレジストSRが設けられることとなる。従って、金属層12をエッチングすることで形成された回路層24は、回路基板2における最外層の回路層となる。In the
Thereafter, as shown in FIG. 3, a solder resist SR is provided on the
このようにして形成された回路基板2においては、コア層21の絶縁層211の25℃からガラス転移点における平均線膨張係数は、たとえば、10〜50ppm/℃である。また、同様に、絶縁層22の25℃からガラス転移点における平均線膨張係数は、たとえば、10〜50ppm/℃である。
以上のようにして、ソルダーレジストSRと、樹脂層11を硬化させた層と、金属層12を選択的に除去して得られた回路層24と、絶縁層22と、コア層21とを備える回路基板2が得られる。In the
As described above, the solder resist SR, the layer obtained by curing the
次に、図4を参照して、このような回路基板2を用いた半導体装置3について説明する。
図4に示すように、半導体装置3は、回路基板2と、半導体素子31とを備える。
半導体素子31は、回路基板2のソルダーレジストSR上に接着剤32を介して固定されている。そして、半導体素子31は、回路基板2に対してボンディングワイヤWにより接続されている。
ボンディングワイヤWは、半導体素子31に接続されるとともに、回路基板2の回路層24の一部(パッド)に半田接合されている。Next, the semiconductor device 3 using such a
As shown in FIG. 4, the semiconductor device 3 includes a
The
The bonding wire W is connected to the
半導体装置3は、例えば、ハイブリッド車、燃料電池車および電気自動車などの自動車に搭載するエレクトロニックコントロールユニット、電力変換インバータユニット、スマートフォンなどの携帯端末に搭載するプロセッサユニット等である。
樹脂層11は、温度変化が激しい環境下に長時間置かれても、回路基板2と電子部品31間で生じる線膨張係数差に起因して発生する応力を安定的に緩和することができるため、自動車のエンジンルーム内に使用される半導体装置に対して用いたとき特に効果的である。The semiconductor device 3 is, for example, an electronic control unit mounted on a vehicle such as a hybrid vehicle, a fuel cell vehicle, and an electric vehicle, a power conversion inverter unit, a processor unit mounted on a portable terminal such as a smartphone, or the like.
The
このような半導体装置3は、半導体素子31と回路基板2との接続信頼性が高い。
これは、回路基板2に樹脂層11が設けられていることによるものである。
前述したように、190℃、2時間で熱硬化させた後における樹脂層11の25℃の貯蔵弾性率E'RTが1.5GPa以下、175℃の貯蔵弾性率E'HTが0.7GPa以下となっており、25℃、175℃のいずれにおいても、貯蔵弾性率が低いものとなっている。
これにより、温度変化により、半導体素子31と回路基板2との線膨張係数差に起因して発生する応力を樹脂層11で緩和することができる。
回路基板2は、半導体素子31よりも平均線膨張係数が大きく、温度変化により大きく膨張収縮することとなる。一方で、半導体素子31の膨張収縮量は少ないため、ボンディングワイヤWや、ボンディングワイヤWと回路層24のパッド部分との接続部分に負荷がかかる。しかしながら、樹脂層11は貯蔵弾性率が低いため、樹脂層11が変形することで、ボンディングワイヤWや、ボンディングワイヤWと回路層24との接続部分にかかった負荷を吸収することができる。
そのため、たとえば、回路基板2を構成する絶縁層22、211として、線膨張係数が比較的高いもの、たとえば、25℃〜ガラス転移点までの平均線膨張係数が25ppm/℃以上となるような絶縁層を使用しても、回路基板2と半導体素子31との接続信頼性を高めることができる。
なお、貯蔵弾性率E'RTを0.1GPa以上とし、貯蔵弾性率E'HTを、10MPa以上とすることで、回路基板2を製造する際の物理的研磨耐性(ブラシ、スクラブ、バフの傷耐性)を確保できる。すなわち、回路基板2の製造過程における研磨で、樹脂層が削れてしまうことを防止できる。
さらには、貯蔵弾性率E'RTを0.1GPa以上とし、貯蔵弾性率E'HTを、10MPa以上とすることで、樹脂層11が柔らかすぎてしまうことがなく、回路基板2に対する半導体素子31の位置ずれを防止できる。これにより、半導体素子31と回路基板2との接続信頼性を高めることができる。
また、貯蔵弾性率E'RTを0.1GPa以上とし、貯蔵弾性率E'HTを、10MPa以上とすることで、半導体素子31を回路基板2に実装する際に、半導体素子31が回路基板2側に沈み込んでしまうことも防止できる。Such a semiconductor device 3 has high connection reliability between the
This is because the
As described above, 190 ° C., 2 hours at 25 ° C. storage modulus E of the
Thereby, the stress generated due to the difference in linear expansion coefficient between the
The
Therefore, for example, as the insulating
In addition, by setting the storage elastic modulus E ′ RT to 0.1 GPa or more and the storage elastic modulus E ′ HT to 10 MPa or more, physical polishing resistance when manufacturing the circuit board 2 (brushes, scrubs, buffs) Resistance). That is, it is possible to prevent the resin layer from being scraped by polishing in the manufacturing process of the
Furthermore, by setting the storage elastic modulus E ′ RT to 0.1 GPa or more and the storage elastic modulus E ′ HT to 10 MPa or more, the
Further, by setting the storage elastic modulus E ′ RT to 0.1 GPa or more and the storage elastic modulus E ′ HT to 10 MPa or more, the
さらに、本実施形態では、回路基板2において、ボンディングワイヤWが接続される最外層の回路層24の直下に樹脂層11が配置されているので、樹脂層11の応力緩和効果を効果的に発揮させることができる。
Furthermore, in the present embodiment, since the
半導体素子31と、回路基板2との間の接続信頼性を高めるため、ボンディングワイヤWと回路基板2との接合に使用する半田を多量に塗布する方法や、ボンディングワイヤWと回路基板2との接合部分に樹脂を塗布して固めてしまう方法が考えられる。
しかしながら、半田を多量に塗布する場合や、樹脂を塗布する場合には、回路基板2のパッド部分を大きくする必要がある。そのため、回路基板2の小型化が難しくなる。
これに対し、本実施形態では、樹脂層11を設けることで、半導体素子31と回路基板2との接続信頼性を高めることができるので、回路基板2の小型化を妨げることがない。In order to increase the connection reliability between the
However, when a large amount of solder is applied or when resin is applied, the pad portion of the
On the other hand, in the present embodiment, by providing the
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
たとえば、上記実施形態では、回路層212が形成された内層回路基板に対して、樹脂層付き金属層を積層したが、これ限られるものではない。
たとえば、図5(A)に示すように、回路層が形成されていない絶縁層211の表裏面にプリプレグ(絶縁層22)を配置し、その外側に樹脂層付き金属層1を配置してもよい。樹脂層付き金属層1の樹脂層11は、絶縁層22に当接する。
この場合には、コア材となる絶縁層211の表裏面にプリプレグを配置し、その外側に樹脂層付き金属層を積層し、前記実施形態と同様に加圧加熱して、積層板を形成する。
さらには、図5(B)に示すように、絶縁層211に直接、樹脂層付き金属層1を設けてもよい。樹脂層付き金属層1の樹脂層11は、絶縁層211に当接する。この場合にも、絶縁層211の表裏面に、樹脂層付き金属層1を配置してから、前記実施形態と同様に加圧加熱して、積層板を形成する。
いずれの場合も、樹脂層11はCステージとなる。
これらの積層板にスルーホールを形成するとともに、金属層12を回路層となるようにエッチングし、スルーホール内部を充填して、回路層同士を接続することで回路基板が形成されることとなる。It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
For example, in the above embodiment, the metal layer with the resin layer is laminated on the inner circuit board on which the
For example, as shown in FIG. 5A, a prepreg (insulating layer 22) is disposed on the front and back surfaces of the insulating
In this case, a prepreg is disposed on the front and back surfaces of the insulating
Furthermore, as shown in FIG. 5B, the
In either case, the
Through holes are formed in these laminates, and the
また、上記実施形態では、半導体素子と、回路基板とをボンディングワイヤで接続したが、これに限られるものではない。たとえば、半導体素子と回路基板とを半田バンプで接続してもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the semiconductor element and the circuit board were connected with the bonding wire, it is not restricted to this. For example, the semiconductor element and the circuit board may be connected by solder bumps.
次に、本発明の実施例について説明する。
(実施例1)
(樹脂層付き金属層の製造)
表1に示す組成の樹脂層を有する樹脂層付き金属層を製造した。なお、表1に示された各材料の量の単位は質量部である。
具体的には以下の通りである。
はじめに、液状エポキシ化ポリブタジエン(ダイセル社製、商品名EPL−PB3600:化学式(18)で示した化合物)37質量部、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC社製、商品名HP4710:化学式(6−3)で示した化合物)22質量部、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学社製、商品名エピコート828EL)12質量部、テトラフェノール基エタンノボラック型エポキシ樹脂(CAS30621−65−9、南亜プラスチック社製、品名NPPN431)0.6質量部、フェノールノボラック樹脂(住友ベークライト社製、商品名PR51714)28質量部、2―フェニル―4−メチルイミダゾール(四国化成工業社製、2P4MZ)0.4質量部をメチルエチルケトンに溶解(無機充填材は混合)し、固形分濃度60質量%の樹脂ワニスを調製した。得られた樹脂ワニスを、金属層(日本電解社製、商品名YGP−18、厚さ18μm)に塗布した後、100℃で2分間、180℃で4分間乾燥して、厚さ30μmの樹脂層を得た。樹脂層は、半硬化の状態であった。
(回路基板の製造)
次に、内層回路基板を用意した。内層回路基板(コア層21)としては、下記のものを使用した。
・絶縁層211:ハロゲンフリー FR−4相当材(住友ベークライト社製)、厚さ0.4mm
・回路層212:銅箔厚み18μm、L/S=120/180μm、クリアランスホール1mmφ、3mmφ、スリット2mm
この内層回路基板の表裏面に、プリプレグ(EI−6765、住友ベークライト社製)を重ねあわせ、さらに、各プリプレグに対して樹脂層が接するように、樹脂層付き金属層を配置した。その後、真空加圧式ラミネーター装置を用いて、圧力0.5MPa、温度100℃で60秒間、真空加熱加圧成形を行った。さらに、熱風乾燥機にて温度190℃、2時間で加熱硬化させた。その後、一般的なアディティブ法で銅メッキし、ビア23および回路層24を形成した。回路層24表面にソルダーレジストSR(太陽インキ社製、PSR4000/AUS308)を形成し、回路基板2を得た。Next, examples of the present invention will be described.
Example 1
(Manufacture of metal layer with resin layer)
A metal layer with a resin layer having a resin layer having the composition shown in Table 1 was produced. In addition, the unit of the quantity of each material shown by Table 1 is a mass part.
Specifically, it is as follows.
First, 37 parts by mass of liquid epoxidized polybutadiene (manufactured by Daicel, trade name EPL-PB3600: compound represented by chemical formula (18)), naphthalene type epoxy resin (manufactured by DIC, trade name HP4710: chemical formula (6-3)) 22 parts by mass of the compound shown), 12 parts by mass of bisphenol A type epoxy resin (trade name Epicoat 828EL, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), tetraphenol group ethane novolac type epoxy resin (CAS 30621-65-9, manufactured by Nanya Plastic Co., Ltd., product name) NPPN431) 0.6 parts by mass, phenol novolak resin (manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd., trade name PR51714) 28 parts by mass, 2-phenyl-4-methylimidazole (manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd., 2P4MZ) 0.4 parts by mass in methyl ethyl ketone Dissolved (mixed with inorganic filler), solid content concentrated 60 mass% of the resin varnish was prepared. After applying the obtained resin varnish to a metal layer (trade name YGP-18, manufactured by Nippon Electrolytic Co., Ltd., thickness 18 μm), the resin varnish was dried at 100 ° C. for 2 minutes and 180 ° C. for 4 minutes to obtain a resin having a thickness of 30 μm. A layer was obtained. The resin layer was in a semi-cured state.
(Manufacture of circuit boards)
Next, an inner layer circuit board was prepared. As the inner layer circuit board (core layer 21), the following was used.
Insulating layer 211: halogen-free FR-4 equivalent material (manufactured by Sumitomo Bakelite), thickness 0.4 mm
Circuit layer 212: Copper foil thickness 18 μm, L / S = 120/180 μm,
A prepreg (EI-6765, manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.) was superimposed on the front and back surfaces of the inner layer circuit board, and a metal layer with a resin layer was disposed so that the resin layer was in contact with each prepreg. Thereafter, vacuum hot press molding was performed for 60 seconds at a pressure of 0.5 MPa and a temperature of 100 ° C. using a vacuum pressurizing laminator apparatus. Further, it was cured by heating in a hot air dryer at a temperature of 190 ° C. for 2 hours. Thereafter, copper was plated by a general additive method to form a via 23 and a
(半導体装置の製造)
得られた回路基板2の表面に、半導体素子31を搭載し、ボンティングワイヤWで回路層24と、半導体素子31とを接続した。半導体素子31と回路基板2との間には接着剤32が設けられた。ワイヤWと、回路基板2の回路層24とは鉛フリー半田を介して接合した。
ワイヤボンディングは以下の条件で行った。
ワイヤボンダー:Eagle60(ASM社製)
金線:SGS−H、25μm(住友金属鉱山(株)製)
ワイヤボンド温度:130℃
ボンディング荷重:45g
超音波パワー:120(128kHz)(Manufacture of semiconductor devices)
A
Wire bonding was performed under the following conditions.
Wire bonder: Eagle 60 (manufactured by ASM)
Gold wire: SGS-H, 25 μm (manufactured by Sumitomo Metal Mining Co., Ltd.)
Wire bond temperature: 130 ° C
Bonding load: 45g
Ultrasonic power: 120 (128 kHz)
(実施例2)
(樹脂層付き金属層の製造)
表1に示す組成の樹脂層を有する樹脂層付き金属層を製造した。
具体的には以下の通りである。
はじめに、液状エポキシ化ポリブタジエン(ダイセル社製、商品名EPL−PB3600:化学式(18)で示した化合物)12質量部、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC社製、商品名HP4710:化学式(6−3)で示した化合物)35質量部、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学社製、商品名エピコート828EL)20質量部、テトラフェノール基エタンノボラック型エポキシ樹脂(CAS30621−65−9、南亜プラスチック社製、品名NPPN431)0.6質量部、フェノールノボラック樹脂(住友ベークライト社製、商品名PR51714)32質量部、2―フェニル―4−メチルイミダゾール(四国化成工業社製、2P4MZ)0.4質量部をメチルエチルケトンに溶解(無機充填材は混合)し、固形分濃度60質量%の樹脂ワニスを調製した。得られた樹脂ワニスを、金属層(日本電解社製、商品名YGP−18、厚さ18μm)に塗布した後、100℃で2分間、180℃で4分間乾燥して、厚さ30μmの樹脂層を得た。樹脂層は、半硬化の状態であった。
その後の工程は、実施例1と同様である。(Example 2)
(Manufacture of metal layer with resin layer)
A metal layer with a resin layer having a resin layer having the composition shown in Table 1 was produced.
Specifically, it is as follows.
First, 12 parts by mass of liquid epoxidized polybutadiene (manufactured by Daicel, trade name EPL-PB3600: compound represented by chemical formula (18)), naphthalene type epoxy resin (manufactured by DIC, trade name HP4710: chemical formula (6-3)) 35 parts by mass of the compound shown), 20 parts by mass of bisphenol A type epoxy resin (trade name Epicoat 828EL, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), tetraphenol group ethane novolac type epoxy resin (CAS 30621-65-9, manufactured by Nanya Plastic Co., Ltd., product name) NPPN431) 0.6 parts by mass, phenol novolak resin (manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd., trade name PR51714) 32 parts by mass, 2-phenyl-4-methylimidazole (manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd., 2P4MZ) 0.4 parts by mass in methyl ethyl ketone Dissolved (mixed with inorganic filler), solid content concentrated 60 mass% of the resin varnish was prepared. After applying the obtained resin varnish to a metal layer (trade name YGP-18, manufactured by Nippon Electrolytic Co., Ltd., thickness 18 μm), the resin varnish was dried at 100 ° C. for 2 minutes and 180 ° C. for 4 minutes to obtain a resin having a thickness of 30 μm. A layer was obtained. The resin layer was in a semi-cured state.
Subsequent steps are the same as those in the first embodiment.
(実施例3)
(樹脂層付き金属層の製造)
表1に示す組成の樹脂層を有する樹脂層付き金属層を製造した。
具体的には以下の通りである。
はじめに、液状エポキシ化ポリブタジエン(ダイセル社製、商品名EPL−PB3600:化学式(18)で示した化合物)33質量部、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC社製、商品名HP4710:化学式(6−3)で示した化合物)23質量部、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学社製、商品名エピコート828EL)12質量部、テトラフェノール基エタンノボラック型エポキシ樹脂(CAS30621−65−9、南亜プラスチック社製、品名NPPN431)0.6質量部、フェノールノボラック樹脂(住友ベークライト社製、商品名PR51714)31質量部、2―フェニル―4−メチルイミダゾール(四国化成工業社製、2P4MZ)0.4質量部をメチルエチルケトンに溶解(無機充填材は混合)し、固形分濃度60質量%の樹脂ワニスを調製した。得られた樹脂ワニスを、金属層(日本電解社製、商品名YGP−18、厚さ18μm)に塗布した後、100℃で2分間、180℃で4分間乾燥して、厚さ30μmの樹脂層を得た。樹脂層は、半硬化の状態であった。
その後の工程は、実施例1と同様である。(Example 3)
(Manufacture of metal layer with resin layer)
A metal layer with a resin layer having a resin layer having the composition shown in Table 1 was produced.
Specifically, it is as follows.
First, 33 parts by mass of liquid epoxidized polybutadiene (manufactured by Daicel, trade name EPL-PB3600: compound represented by chemical formula (18)), naphthalene type epoxy resin (manufactured by DIC, trade name HP4710: chemical formula (6-3)) 23 parts by mass of the compound shown), 12 parts by mass of bisphenol A type epoxy resin (trade name Epicoat 828EL, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), tetraphenol group ethane novolac type epoxy resin (CAS 30621-65-9, manufactured by Nanya Plastic Co., Ltd., product name) NPPN431) 0.6 parts by mass, phenol novolac resin (manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd., trade name PR51714) 31 parts by mass, 2-phenyl-4-methylimidazole (manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd., 2P4MZ) 0.4 parts by mass in methyl ethyl ketone Dissolved (mixed with inorganic filler), solid content concentrated 60 mass% of the resin varnish was prepared. After applying the obtained resin varnish to a metal layer (trade name YGP-18, manufactured by Nippon Electrolytic Co., Ltd., thickness 18 μm), the resin varnish was dried at 100 ° C. for 2 minutes and 180 ° C. for 4 minutes to obtain a resin having a thickness of 30 μm. A layer was obtained. The resin layer was in a semi-cured state.
Subsequent steps are the same as those in the first embodiment.
(実施例4)
(樹脂層付き金属層の製造)
表1に示す組成の樹脂層を有する樹脂層付き金属層を製造した。
具体的には以下の通りである。
はじめに、液状エポキシ化ポリブタジエン(ダイセル社製、商品名EPL−PB3600:化学式(18)で示した化合物)16質量部、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC社製、商品名HP4710:化学式(6−3)で示した化合物)33質量部、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学社製、商品名エピコート828EL)19質量部、テトラフェノール基エタンノボラック型エポキシ樹脂(CAS30621−65−9、南亜プラスチック社製、品名NPPN431)0.6質量部、フェノールノボラック樹脂(住友ベークライト社製、商品名PR51714)31質量部、2―フェニル―4−メチルイミダゾール(四国化成工業社製、2P4MZ)0.4質量部をメチルエチルケトンに溶解(無機充填材は混合)し、固形分濃度60質量%の樹脂ワニスを調製した。得られた樹脂ワニスを、金属層(日本電解社製、商品名YGP−18、厚さ18μm)に塗布した後、100℃で2分間、180℃で4分間乾燥して、厚さ30μmの樹脂層を得た。樹脂層は、半硬化の状態であった。
その後の工程は、実施例1と同様である。Example 4
(Manufacture of metal layer with resin layer)
A metal layer with a resin layer having a resin layer having the composition shown in Table 1 was produced.
Specifically, it is as follows.
First, liquid epoxidized polybutadiene (manufactured by Daicel, trade name EPL-PB3600: compound represented by chemical formula (18)) 16 parts by mass, naphthalene type epoxy resin (manufactured by DIC, trade name HP4710: chemical formula (6-3)) 33 parts by mass of the compound shown), 19 parts by mass of bisphenol A type epoxy resin (trade name Epicoat 828EL, manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.), tetraphenol group ethane novolac type epoxy resin (CAS 30621-65-9, manufactured by Nanya Plastic Co., Ltd., product name) NPPN431) 0.6 parts by mass, phenol novolac resin (manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd., trade name PR51714) 31 parts by mass, 2-phenyl-4-methylimidazole (manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd., 2P4MZ) 0.4 parts by mass in methyl ethyl ketone Dissolved (mixed with inorganic filler), solid content concentrated 60 mass% of the resin varnish was prepared. After applying the obtained resin varnish to a metal layer (trade name YGP-18, manufactured by Nippon Electrolytic Co., Ltd., thickness 18 μm), the resin varnish was dried at 100 ° C. for 2 minutes and 180 ° C. for 4 minutes to obtain a resin having a thickness of 30 μm. A layer was obtained. The resin layer was in a semi-cured state.
Subsequent steps are the same as those in the first embodiment.
(実施例5)
(樹脂層付き金属層の製造)
表1に示す組成の樹脂層を有する樹脂層付き金属層を製造した。
具体的には以下の通りである。
はじめに、液状エポキシ化ポリブタジエン(ダイセル社製、商品名EPL−PB3600:化学式(18)で示した化合物)6質量部、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC社製、商品名HP4710:化学式(6−3)で示した化合物)37質量部、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学社製、商品名エピコート828EL)22質量部、テトラフェノール基エタンノボラック型エポキシ樹脂(CAS30621−65−9、南亜プラスチック社製、品名NPPN431)0.6質量部、フェノールノボラック樹脂(住友ベークライト社製、商品名PR51714)34質量部、2―フェニル―4−メチルイミダゾール(四国化成工業社製、2P4MZ)0.4質量部をメチルエチルケトンに溶解(無機充填材は混合)し、固形分濃度60質量%の樹脂ワニスを調製した。得られた樹脂ワニスを、金属層(日本電解社製、商品名YGP−18、厚さ18μm)に塗布した後、100℃で2分間、180℃で4分間乾燥して、厚さ30μmの樹脂層を得た。樹脂層は、半硬化の状態であった。
その後の工程は、実施例1と同様である。(Example 5)
(Manufacture of metal layer with resin layer)
A metal layer with a resin layer having a resin layer having the composition shown in Table 1 was produced.
Specifically, it is as follows.
First, liquid epoxidized polybutadiene (manufactured by Daicel, trade name EPL-PB3600: compound represented by chemical formula (18)) 6 parts by mass, naphthalene type epoxy resin (manufactured by DIC, trade name HP4710: chemical formula (6-3)) 37 parts by mass of the compound shown), 22 parts by mass of a bisphenol A type epoxy resin (trade name Epicoat 828EL, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), a tetraphenol group ethane novolac type epoxy resin (CAS 30621-65-9, manufactured by Nanya Plastic Co., Ltd., product name) NPPN431) 0.6 parts by mass, phenol novolac resin (manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd., trade name PR51714) 34 parts by mass, 2-phenyl-4-methylimidazole (manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd., 2P4MZ) 0.4 parts by mass in methyl ethyl ketone Dissolved (inorganic filler mixed), solid content concentration 0% by weight of the resin varnish was prepared. After applying the obtained resin varnish to a metal layer (trade name YGP-18, manufactured by Nippon Electrolytic Co., Ltd., thickness 18 μm), the resin varnish was dried at 100 ° C. for 2 minutes and 180 ° C. for 4 minutes to obtain a resin having a thickness of 30 μm. A layer was obtained. The resin layer was in a semi-cured state.
Subsequent steps are the same as those in the first embodiment.
(比較例1)
(樹脂層付き金属層の製造)
表1に示す組成の樹脂層を有する樹脂層付き金属層を製造した。
具体的には以下の通りである。
はじめに、液状エポキシ化ポリブタジエン(ダイセル社製、商品名EPL−PB3600:化学式(18)で示した化合物)46質量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(DIC社製、商品名N690)13質量部、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学社製、商品名エピコート828EL)8質量部、テトラフェノール基エタンノボラック型エポキシ樹脂(CAS30621−65−9、南亜プラスチック社製、品名NPPN431)0.4質量部、フェノールノボラック樹脂(住友ベークライト社製、商品名PR51714)32質量部、2―フェニル―4−メチルイミダゾール(四国化成工業社製、2P4MZ)0.6質量部をメチルエチルケトンに溶解(無機充填材は混合)し、固形分濃度60質量%の樹脂ワニスを調製した。得られた樹脂ワニスを、金属層(日本電解株式会社製 商品名YGP−18、厚さ18μm)に塗布した後、100℃で2分間、180℃で4分間乾燥して、厚さ30μmの樹脂層を得た。樹脂層は、半硬化の状態であった。
その後の工程は、実施例1と同様である。(Comparative Example 1)
(Manufacture of metal layer with resin layer)
A metal layer with a resin layer having a resin layer having the composition shown in Table 1 was produced.
Specifically, it is as follows.
First, liquid epoxidized polybutadiene (manufactured by Daicel, trade name EPL-PB3600: compound represented by chemical formula (18)) 46 parts by mass, cresol novolac type epoxy resin (DIC, trade name N690) 13 parts by mass, bisphenol A Type epoxy resin (Mitsubishi Chemical Corporation, trade name Epicoat 828EL) 8 parts by mass, tetraphenol group ethane novolac type epoxy resin (CAS 30621-65-9, Nanya Plastics Co., Ltd., product name NPPN431) 0.4 parts by mass, phenol novolac Resin (Sumitomo Bakelite Co., Ltd., trade name PR51714) 32 parts by mass, 2-phenyl-4-methylimidazole (Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd., 2P4MZ) 0.6 parts by mass dissolved in methyl ethyl ketone (inorganic filler mixed), Prepare a resin varnish with a solid content of 60% by mass It was. The obtained resin varnish was applied to a metal layer (trade name YGP-18, manufactured by Nippon Electrolytic Co., Ltd., thickness 18 μm), and then dried at 100 ° C. for 2 minutes and at 180 ° C. for 4 minutes to obtain a resin having a thickness of 30 μm. A layer was obtained. The resin layer was in a semi-cured state.
Subsequent steps are the same as those in the first embodiment.
(比較例2)
(樹脂層付き金属層の製造)
表1に示す組成の樹脂層を有する樹脂層付き金属層を製造した。
具体的には以下の通りである。
はじめに、液状エポキシ化ポリブタジエン(ダイセル社製、商品名EPL−PB3600:化学式(18)で示した化合物)10質量部、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC社製、商品名HP4710:化学式(6−3)で示した化合物)20質量部、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学社製、商品名エピコート828EL)11質量部、テトラフェノール基エタンノボラック型エポキシ樹脂(CAS30621−65−9、南亜プラスチック社製、品名NPPN431)0.6質量部、フェノールノボラック樹脂(住友ベークライト社製、商品名PR51714)18質量部、2―フェニル―4−メチルイミダゾール(四国化成工業社製、2P4MZ)0.3質量部をメチルエチルケトンに溶解し、さらに、無機充填材(シリカフィラー(アドマテックス社製、商品名SO25R))40質量部、カップリング剤0.1質量部添加した。これにより、固形分濃度50質量%の樹脂ワニスを調製した。得られた樹脂ワニスを、金属層(日本電解社製、商品名YGP−18、厚さ18μm)に塗布した後、100℃で2分間、180℃で4分間乾燥して、厚さ30μmの樹脂層を得た。樹脂層は、半硬化の状態であった。
その後の工程は、実施例1と同様である。(Comparative Example 2)
(Manufacture of metal layer with resin layer)
A metal layer with a resin layer having a resin layer having the composition shown in Table 1 was produced.
Specifically, it is as follows.
First, 10 parts by mass of liquid epoxidized polybutadiene (manufactured by Daicel, trade name EPL-PB3600: compound represented by chemical formula (18)), naphthalene type epoxy resin (manufactured by DIC, trade name HP4710: chemical formula (6-3)) 20 parts by mass of the compound shown), 11 parts by mass of bisphenol A type epoxy resin (trade name Epicoat 828EL, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), tetraphenol group ethane novolac type epoxy resin (CAS 30621-65-9, manufactured by Nanya Plastics Co., Ltd., product name) NPPN431) 0.6 parts by mass, phenol novolak resin (manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd., trade name PR51714) 18 parts by mass, 2-phenyl-4-methylimidazole (manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd., 2P4MZ) 0.3 parts by mass in methyl ethyl ketone Dissolve and add inorganic filler (silica Error (Admatechs Co., Ltd., trade name SO25R)) 40 parts by weight, the coupling agent were added 0.1 part by weight. Thereby, a resin varnish with a solid content concentration of 50% by mass was prepared. After applying the obtained resin varnish to a metal layer (trade name YGP-18, manufactured by Nippon Electrolytic Co., Ltd., thickness 18 μm), the resin varnish was dried at 100 ° C. for 2 minutes and 180 ° C. for 4 minutes to obtain a resin having a thickness of 30 μm. A layer was obtained. The resin layer was in a semi-cured state.
Subsequent steps are the same as those in the first embodiment.
(比較例3)
表1に示す組成の樹脂層を有する樹脂層付き金属層を製造した。
具体的には以下の通りである。
水酸基含有ポリアミド樹脂(日本化薬社製、商品名KAYAFLEX BPAM01)30質量部、メトキシナフタレンアラルキル型エポキシ樹脂(DIC社製 商品名HP−5000)40質量部、フェノールノボラック型シアネート樹脂(ロンザジャパン社製、Primaset PT−30)20質量部、2−フェニル−4−メチルイミダゾール(四国化成工業社製、2P4MZ)0.3質量部をメチルエチルケトンに溶解し、さらに、無機充填材(ナノシリカフィラー、平均粒子径56nm)9.5質量部、カップリング剤0.2質量部添加した。固形分濃度60質量%の樹脂ワニスを調製した。得られた樹脂ワニスを、金属層(日本電解社製、商品名YGP−18、厚さ18μm)に塗布した後、100℃で2分間、180℃で4分間乾燥して、厚さ30μmの樹脂層を得た。樹脂層は、半硬化の状態であった。
その後の工程は、実施例1と同様である。(Comparative Example 3)
A metal layer with a resin layer having a resin layer having the composition shown in Table 1 was produced.
Specifically, it is as follows.
30 parts by mass of a hydroxyl group-containing polyamide resin (product name: KAYAFLEX BPAM01, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), 40 parts by mass of a methoxynaphthalene aralkyl type epoxy resin (product name: HP-5000, manufactured by DIC), phenol novolac type cyanate resin (manufactured by Lonza Japan) , Primaset PT-30) 20 parts by mass, 2-phenyl-4-methylimidazole (manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd., 2P4MZ) 0.3 part by mass is dissolved in methyl ethyl ketone, and further, inorganic filler (nanosilica filler, average particle diameter) 56 nm) 9.5 parts by mass and 0.2 parts by mass of a coupling agent were added. A resin varnish having a solid content concentration of 60% by mass was prepared. After applying the obtained resin varnish to a metal layer (trade name YGP-18, manufactured by Nippon Electrolytic Co., Ltd., thickness 18 μm), the resin varnish was dried at 100 ° C. for 2 minutes and 180 ° C. for 4 minutes to obtain a resin having a thickness of 30 μm. A layer was obtained. The resin layer was in a semi-cured state.
Subsequent steps are the same as those in the first embodiment.
(測定)
(貯蔵弾性率)
各実施例、比較例で得られた樹脂層付き金属層の樹脂層を金属層から剥離して、樹脂層を190℃2時間硬化させた。その後、樹脂層を切削して、8×20mmの試験片を得た。この試験片を用い、動的粘弾性測定装置により、引っ張りモード、周波数1Hz、昇温速度5℃/分として、−50℃〜300℃の温度範囲で測定を行った。そして、25℃の貯蔵弾性率E'RT、175℃の貯蔵弾性率E'HTを得た。
(ガラス転移点)
各実施例、比較例で得られた樹脂層付き金属層の樹脂層を金属層から剥離して、樹脂層を190℃2時間硬化させた。その後、樹脂層を切削して、5×20mmの試験片を得た。この試験片をティー・エイ・インスツルメント社製TMA/2940を用いて荷重3g、−50℃から300℃の温度範囲を昇温速度10℃/分の条件で測定し、ガラス転移点Tgを得た。(Measurement)
(Storage modulus)
The resin layer of the metal layer with a resin layer obtained in each example and comparative example was peeled from the metal layer, and the resin layer was cured at 190 ° C. for 2 hours. Thereafter, the resin layer was cut to obtain an 8 × 20 mm test piece. Using this test piece, the dynamic viscoelasticity measuring device was used to measure in a temperature range of −50 ° C. to 300 ° C. as a tensile mode, a frequency of 1 Hz, and a temperature rising rate of 5 ° C./min. And storage elastic modulus E'RT of 25 degreeC and storage elastic modulus E'HT of 175 degreeC were obtained.
(Glass transition point)
The resin layer of the metal layer with a resin layer obtained in each example and comparative example was peeled from the metal layer, and the resin layer was cured at 190 ° C. for 2 hours. Thereafter, the resin layer was cut to obtain a 5 × 20 mm test piece. The test piece was measured with TMA / 2940 manufactured by TA Instruments Inc. under a load of 3 g and a temperature range of −50 ° C. to 300 ° C. under a temperature increase rate of 10 ° C./min, and the glass transition point Tg was determined. Obtained.
(評価)
各実施例、各比較例につき、半導体装置10個を用意して、ヒートサイクル試験を実施した。ヒートサイクル試験は、−40℃7分〜+125℃7分を1サイクルとして30000回行なった。ヒートサイクル試験後のボンディングワイヤと、回路基板との半田接合部を顕微鏡で観察し、クラックが発生していたものをカウントした。
結果を表1に示す。
◎は、半導体装置10個中10個クラックが発生していなかったことを示し、○は、半導体装置10個中6〜9個クラックが発生していなかったことを示し、×は、半導体装置10個中0〜5個クラックが発生していなかったことを示す。
実施例1〜5では、クラックの発生が抑制されており、半導体装置における半導体素子と回路基板との接続信頼性が良好であった。特に、実施例1〜3、実施例5では、25℃の貯蔵弾性率E'RTと175℃の貯蔵弾性率E'HTとの差が1GPa以下と非常に小さく、ガラス転移点も120℃以上であったため、良好な結果が得られた。
一方で、比較例1では、25℃の貯蔵弾性率E'RTおよび175℃の貯蔵弾性率E'HTが小さく、樹脂層が非常に柔らかいため、ヒートサイクル試験時に半導体素子の回路基板に対する位置ずれが起きやすく、これが原因となってクラックが生じたと考えられる。
また、比較例2,3では、25℃の貯蔵弾性率E'RTおよび175℃の貯蔵弾性率E'HTが非常に大きかったため、樹脂層による応力緩和効果が得られずに、クラックが生じたと考えられる。(Evaluation)
For each example and each comparative example, 10 semiconductor devices were prepared and a heat cycle test was performed. The heat cycle test was performed 30000 times with one cycle of −40 ° C. 7 minutes to + 125 ° C. 7 minutes. The solder joint between the bonding wire after the heat cycle test and the circuit board was observed with a microscope, and the number of cracks generated was counted.
The results are shown in Table 1.
◎ indicates that 10 cracks did not occur in 10 semiconductor devices, ◯ indicates that 6 to 9 cracks did not occur in 10 semiconductor devices, and × indicates the semiconductor device 10 It shows that 0 to 5 cracks were not generated.
In Examples 1 to 5, the occurrence of cracks was suppressed, and the connection reliability between the semiconductor element and the circuit board in the semiconductor device was good. In particular, Examples 1-3, Example 5, 25 the difference between the storage modulus E 'RT and 175 ° C. The storage modulus E of' HT of ° C. or less and a very small 1 GPa, a glass transition point 120 ° C. or higher As a result, good results were obtained.
On the other hand, in Comparative Example 1, the storage elastic modulus E ′ RT at 25 ° C. and the storage elastic modulus E ′ HT at 175 ° C. are small and the resin layer is very soft. It is thought that cracks occurred due to this.
In Comparative Examples 2 and 3, since the storage elastic modulus E 'RT and 175 ° C. The storage modulus E of' HT of 25 ° C. was very large, not obtained stress relaxation effect by the resin layer, a crack occurs and Conceivable.
この出願は、2012年12月5日に出願された日本出願特願2012−266008号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。 This application claims the priority on the basis of Japanese application Japanese Patent Application No. 2012-266008 for which it applied on December 5, 2012, and takes in those the indications of all here.
Claims (8)
前記樹脂層は熱硬化性であり、
前記樹脂層を190℃、2時間で熱硬化させた後における前記樹脂層の25℃の貯蔵弾性率E'RTが0.1GPa以上、1.5GPa以下であり、
前記樹脂層を190℃、2時間で熱硬化させた後における前記樹脂層の175℃の貯蔵弾性率E'HTが10MPa以上、0.7GPa以下である樹脂層付き金属層。It is a metal layer with a resin layer for circuit boards used for circuit boards,
The resin layer is thermosetting;
The storage elastic modulus E ′ RT at 25 ° C. of the resin layer after thermosetting the resin layer at 190 ° C. for 2 hours is 0.1 GPa or more and 1.5 GPa or less,
The resin layer 190 ° C., 2 hours at the storage modulus E 'HT of 175 ° C. of the resin layer after providing a thermoset or more 10 MPa, a resin layer with a metal layer is less than 0.7 GPa.
前記貯蔵弾性率E'RTと前記貯蔵弾性率E'HTとの差が1GPa以下である樹脂層付き金属層。In the metal layer with a resin layer according to claim 1,
Resin layer with the metal layer difference is less 1GPa of HT 'the storage modulus E and RT' the storage modulus E.
前記樹脂層を190℃、2時間で熱硬化させた後における前記樹脂層のガラス転移点が120℃以上である樹脂層付き金属層。In the metal layer with a resin layer according to claim 1 or 2,
The metal layer with a resin layer whose glass transition point of the said resin layer after thermosetting the said resin layer at 190 degreeC for 2 hours is 120 degreeC or more.
前記樹脂層は、熱硬化性樹脂と、無機充填材とを含む樹脂層付き金属層。In the metal layer with a resin layer according to any one of claims 1 to 3,
The resin layer is a metal layer with a resin layer including a thermosetting resin and an inorganic filler.
前記樹脂層の厚みが30μm以下である樹脂層付き金属層。In the metal layer with a resin layer according to any one of claims 1 to 4,
The metal layer with a resin layer whose thickness of the said resin layer is 30 micrometers or less.
この樹脂層付き金属層の前記樹脂層側に配置された絶縁性樹脂層とを含む回路基板用の積層体。A metal layer with a resin layer obtained by curing the resin layer of the metal layer with a resin layer according to any one of claims 1 to 5,
A laminate for a circuit board including an insulating resin layer disposed on the resin layer side of the metal layer with a resin layer.
前記回路層は、当該回路基板に形成された回路層のうち、最外層に配置された回路基板。A layer obtained by curing the resin layer of the metal layer with a resin layer according to any one of claims 1 to 5, and a circuit layer formed by selectively removing the metal layer of the metal layer with a resin layer; A circuit board comprising:
The circuit layer is a circuit board disposed in an outermost layer among circuit layers formed on the circuit board.
この回路基板上に設けられた半導体素子とを備える半導体装置であって、
前記半導体素子と、前記回路基板の前記最外層の前記回路層とがボンディングワイヤで接続された半導体装置。A circuit board according to claim 7;
A semiconductor device comprising a semiconductor element provided on the circuit board,
A semiconductor device in which the semiconductor element and the circuit layer of the outermost layer of the circuit board are connected by a bonding wire.
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