KR20080104069A - 절연 수지층, 캐리어부착 절연 수지층 및 다층 프린트 배선판 - Google Patents

Abstract

가열가압 성형으로 다층 프린트 배선판을 형성하는데 이용되는 절연 수지층으로서, 제1층 및 제2층이 각각 적어도 1층 이상 적층되어서 이루어지고, 가열가압 성형 후의 상기 제1층의 주파수 1MHz에서의 비유전율이 3.2 이하이며, 가열가압 성형 후의 상기 제2층의 35℃ 이상 85℃ 이하에서의 선팽창계수가 40ppm/℃ 이하인 것을 특징으로 하는 절연 수지층. 상기 절연 수지층을 내층 회로판의 적어도 한쪽 면에 적층하고 가열가압 성형하여 이루어진 것을 특징으로 하는 다층 프린트 배선판.

Description

절연 수지층, 캐리어부착 절연 수지층 및 다층 프린트 배선판{INSULATING RESIN LAYER, INSULATING RESIN LAYER WITH CARRIER AND MULTILAYER PRINTED WIRING BOARD}

본 발명은 절연 수지층, 캐리어부착 절연 수지층 및 다층 프린트 배선판에 관한 것이다.

근년 전자기기의 대용량화, 고속화, 고밀도화, 그리고 소형화가 진행됨에 따라 복수의 기능을 가지는 부품을 하나의 패키지 기판에 표면 실장(實裝)하는 방법이 많이 이용되고 있다.

그러나, 패키지 기판 표면에 부품을 실장하는 방법은, 2차원 방향의 스페이스을 위한 기판의 면적을 탑재하는 부품의 면적보다도 작게 하는 것에 제약이 있어 패키지 기판의 소형화, 고밀도화에 한계가 있었다.

따라서, 각 부품을 패키지 기판의 표면뿐만 아니라, 기판의 내부에 내장하여 3차원적으로 배치함으로써 패키지 기판의 소형화, 고밀도화를 실현하는 방법이 고안되고 있다.

이와 같이 부품을 내장하는 형태의 기판에서는 부품의 고주파화에 수반하여 신호 전반 속도의 고속화가 필요해지고 있어, 이를 실현하기 위하여 저유전율, 저 유전손실탄젠트, 저흡수율과 같은 특성을 갖는 절연 수지층이 필요해진다.

흡수율이 낮고 유전 특성이 뛰어난 수지로서 벤조시클로부텐 수지가 이용된다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조.). 벤조시클로부텐 수지는 그 경화 반응에 의해 수산기 등의 분극율이 큰 관능기가 생기지 않기 때문에 흡수율이 낮으며 유전 특성이 상당히 뛰어나다.

그러나, 벤조시클로부텐 수지는 그 수지 골격 구조로 인하여 경화물이 물러 기계적 강도에 문제가 있기 때문에, 실리콘이나 구리 등 선팽창계수가 작은 금속과 함께 사용하면, 기판 구조에 따라서는 냉열 사이클시에 크랙이 발생하여 열시(熱時) 신뢰성에 문제를 일으키는 경우가 있다.

냉열 사이클시에 발생하는 크랙을 방지하기 위해서는 저선팽창, 고인장강도와 같은 기계적 강도가 요구된다. 이러한 기계적 강도를 얻기 위해서는, 예를 들어 무기 필러를 고충전한 수지 조성물을 이용하는 방법이 있다(예를 들어, 특허 문헌 2 참조). 무기 필러를 고충전한 수지 조성물을 이용하면, 저선팽창화할 수 있으며 또한 인장 강도를 높일 수 있기 때문에, 냉열 사이클시의 응력이 완화되어 크랙의 발생을 방지할 수 있다.

그러나, 수지에 무기 필러를 고충전하면 유전율이 높아져서 고주파 용도에서 중요해지는 신호 전반 속도에 영향이 생긴다.

또, 선팽창계수가 낮고 기계적 강도가 뛰어난 수지로서 시아네이트 수지가 이용된다. 시아네이트 수지는 그 경화 반응에 의해서 트리아진 고리를 형성한다. 트리아진 고리는 그 골격 구조부터가 강직하기 때문에 열시의 부피 변화가 작고 기 계적 강도가 뛰어나다.

그러나, 트리아진 고리는 고리 중의 질소 원자에 고립전자쌍이 존재하기 때문에 흡수율이 높고, 또 산성 조건하, 특히 고온다습한 조건하에서는 고주파 용도에서 중요한 비유전율이나 유전탄젠트의 악화가 염려된다.

이와 같이, 패키지 기판의 소형화, 고밀도화에 대응하여 탑재 부품을 내장한 다층 프린트 배선판에 이용할 수 있어 충분한 기계적 특성과 유전 특성을 갖는 절연 수지층 재료가 요구되고 있었다.

특허 문헌1: 일본 특개2000-21872호 공보

특허 문헌2: 일본 특개평11-220262호 공보

본 발명은 기계적 강도가 강하고, 또한 유전 특성이 뛰어난 절연 수지층, 캐리어부착 절연 수지층 및 이들을 이용한 다층 프린트 배선판을 제공하는 것이다.

이와 같은 목적은, 하기 본 발명 (1)~(8)에 의해서 달성된다.

(1) 가열가압 성형에 의해 다층 프린트 배선판을 형성하는데 이용되는 절연 수지층으로서,

제1층 및 제2층이 각각 적어도 1층 이상 적층되어 이루어지고,

가열가압 성형 후의 상기 제1층의 주파수 1MHz에서의 비유전율이 3.2 이하이며,

가열가압 성형 후의 상기 제2층의 35℃ 이상 85℃ 이하에서의 선팽창계수가 40ppm/℃ 이하인 것을 특징으로 하는 절연 수지층.

(2) 상기 제1층은 흡수율이 0.8 중량% 이하인 상기 (1)에 기재된 절연 수지층.

(3) 상기 제2층은 인장 강도가 80MPa 이상인 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 절연 수지층.

(4) 상기 제1층은 벤조시클로부텐 수지 및/또는 그의 프레폴리머(prepolymer)를 포함하는 것인 상기 (1) 내지 (3)의 어느 것인가에 기재의 절연 수지층.

(5) 상기 제2층은 시아네이트 수지 및/또는 그의 프레폴리머를 함유하는 것인 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 절연 수지층.

(6) 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 절연 수지층과, 그의 적어도 한쪽 면에 접합된 캐리어로 구성되는 것을 특징으로 하는 캐리어부착 절연 수지층.

(7) 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 절연 수지층을 내층 회로판의 적어도 한쪽 면에 적층하고 가열가압 성형하여 이루어진 것을 특징으로 하는 다층 프린트 배선판.

(8) 상기 (6)에 기재된 캐리어부착 절연 수지층을 내층 회로판의 적어도 한쪽 면에 적층하고 가열가압 성형하여 이루어진 것을 특징으로 하는 다층 프린트 배선판.

본 발명의 절연 수지층은 가열가압 성형에 의해 다층 프린트 배선판을 형성하는데 이용된다. 가열가압 성형 후, 제1 및 제2층은 이하의 물성을 갖는다.

(i) 제1층의 주파수 1MHz에서의 비유전율이 3.2 이하

(ii) 제2층의 35℃ 이상 85℃ 이하에서의 선팽창계수가 40ppm/℃ 이하

가열가압 성형의 조건은 적절히 설정할 수 있다.

본 발명에 있어서, 170℃ 1시간, 200℃ 2시간의 조건으로 가열 경화시킨 후, 상기 (i), (ii)의 물성을 만족하는 것인 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 종래의 것과 비교해서 고주파 회로 주변의 유전 특성을 손상시키지 않고 부품 주변의 기계적 강도를 향상시킨 다층 프린트 배선판을 안정적으로 얻을 수 있다.

본 발명은 유전 특성이 뛰어난 수지층과 기계적 특성이 뛰어난 수지층의 각각 적어도 1층 이상으로 이루어진 절연 수지층, 캐리어부착 절연 수지층, 및 이들을 이용한 다층 프린트 배선판으로, 종래의 것과 비교해서 고주파 회로 주변의 유전 특성을 손상시키지 않고 부품 주변의 기계적 강도를 향상시킨 다층 프린트 배선판을 제조할 수 있는 것이다.

본 발명의 절연 수지층은 기계적 강도가 강하고, 또한 유전 특성이 뛰어나며, 종래의 것과 비교해서 고주파 회로 주변의 유전 특성을 손상시키지 않고 부품 주변의 기계적 강도를 향상시킨 다층 프린트 배선판을 제조할 수 있다. 따라서, 본 발명의 절연 수지층은 패키지 기판의 소형화, 고밀도화에 대응하여 탑재 부품을 내장한 다층 프린트 배선판에 알맞게 이용할 수 있다. 그리고, 본 발명의 다층 프린트 배선판은 소형 정보처리기기의 프린트 배선판 등 소형화, 고밀도화, 고성능화가 요구되는 용도에 특히 적합하게 이용할 수 있는 것이다.

발명을 실시하기 위한 바람직한 형태

이하, 본 발명의 절연 수지층, 캐리어부착 절연 수지층 및 다층 프린트 배선판에 대하여 설명한다.

본 발명의 절연 수지층(절연 수지막)은 가열가압 성형에 의해 다층 프린트 배선판을 형성하는데 이용되며, 제1층 및 제2층이 각각 적어도 1층 이상 적층되어 이루어지고, 가열가압 성형 후의 상기 제1층의 주파수 1MHz에서의 비유전율이 3.2 이하이며, 가열가압 성형 후의 상기 제2층의 35℃ 이상 85℃ 이하에서의 선팽창계수가 40ppm/℃ 이하인 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 캐리어부착 절연 수지층(캐리어부착 절연 수지막)은 상기 본 발명의 절연 수지층과 그의 적어도 한쪽 면에 접합된 캐리어로 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명의 다층 프린트 배선판은 상기 본 발명의 절연 수지층 또는 캐리어부착 절연 수지층을 내층 회로판의 적어도 한쪽 면에 적층하고 가열가압 성형하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

우선, 본 발명의 절연 수지층에 대하여 설명한다.

본 발명의 절연 수지층은 가열가압 성형에 의해 다층 프린트 배선판을 형성하는데 이용되며, 제1층 및 제2층이 각각 적어도 1층 이상 적층되어 이루어진다. 가열가압 성형 후의 제1층 및 제2층은 이하의 특성을 갖는다.

제1층은 주파수 1MHz에서의 비유전율이 3.2 이하이며, 특히 비유전율은 2.8 이하가 바람직하다. 이에 의해, 전기신호의 고속화나 전기회로선간 폭의 미소화(微小化)에 따른 전기신호의 손실 등을 경감할 수 있다. 또, 제1층의 흡수율로는 특별히 한정되지 않으나, 0.8 중량% 이하인 것이 바람직하다. 또, 흡수율은 0.4 중량% 이하인 것이 바람직하다. 이에 의해, 특히 고온 다습한 조건하에서도, 고주파 회로에서 중요한 비유전율, 유전탄젠트를 낮게 할 수 있는 동시에 접속 신뢰성의 저하를 억제할 수 있다.

이와 같은 제1층을 형성할 수 있는 수지 조성물로는 특별히 한정되지 않으나, 벤조시클로부텐 수지 및/또는 그의 프레폴리머를 포함하는 것인 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 벤조시클로부텐 수지는 특별히 한정되지 않으며, 시클로부텐 골격을 포함하는 수지이면 된다. 이들 중에서도, 하기 일반식 (I)로 나타내는 벤조시클로부텐 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 유리 전이 온도를 높게 할 수 있어 경화 후의 수지 특성을 향상시킬 수 있다.

R¹은 지방족, 방향족, 헤테로 원자 등 또는 이들의 조합,

R^2~3은 수소, 지방족, 방향족, 헤테로 원자 등 또는 이들의 조합

벤조시클로부텐 수지는 경화 반응에 의해서 수산기 등의 분극율이 큰 관능기가 생기는 일이 없기 때문에, 유전 특성이 매우 뛰어나며, 또한 흡수율이 낮다. 또한, 강직한 화학 구조를 가지기 때문에 내열성이 뛰어나다.

또, 상기 일반식 (I)을 갖는 벤조시클로부텐 수지를 B스테이지화한 것(프레폴리머)도 성형성, 유동성을 조정하기 위해 바람직하게 사용되며, 본 발명에 포함된다. B스테이지화는 통상 벤조시클로부텐 수지를 가열 용융함으로써 행해진다. 여기서, B스테이지화한 벤조시클로부텐 수지란, 예를 들어 중량 평균 분자량 3000~1,000,000인 것을 말한다. 중량 평균 분자량은, 예를 들어 GPC(겔침투크로마토그래피, 표준물질: 폴리스티렌 환산)로 측정할 수 있다.

제1층을 형성하는 수지 조성물에 있어서 벤조시클로부텐 수지를 이용하는 경우, 수지 조성물 중의 벤조시클로부텐 수지의 함유량은 특별히 한정되지 않으나, 수지 조성물 중의 고형분 전체에 대해 20~95 중량%가 바람직하며, 특히 30~90 중량%가 바람직하다. 함유량이 상기 하한값 미만에서는 비유전율, 유전탄젠트 등의 유전 특성을 향상시키는 효과가 충분하지 않은 경우가 있으며, 상기 상한값을 넘으면 기계적 강도가 저하되는 경우가 있다.

가열가압 성형 후의 제2층은 35℃ 이상 85℃ 이하에서의 선팽창계수가 40ppm/℃ 이하이다. 특히, 35℃ 이상 85℃ 이하에서의 선팽창계수는 30ppm/℃ 이하인 것이 바람직하다. 이에 의해, -65℃~125℃에서의 냉열 사이클 시험에 의한 역학적 부하를 부여했을 때, 칩이나 배선판과 같은 금속 부근의 절연 수지층에 생기는 역학적 변형을 완화할 수 있다. 여기서 선팽창계수의 값은 유리 전이 온도가 125℃ 이상인 절연 수지층의 경우, 유리 전이 온도 이하의 범위라도 상관없다. 또, 35℃ 이상 85℃ 이하인 이유는, 측정 형편상 35℃ 미만이면 선팽창계수의 값이 낮고 측정에 오차가 커지기 때문이며, 85℃를 넘으면 절연 수지층에 따라서는 유리 전이 온도에 가까워 선팽창계수가 급격하게 증가하기 때문에 정확한 측정이 어려워지기 때문이다. 또, 제2층의 인장 강도로는 특별히 한정되지 않으나, 80MPa 이상인 것이 바람직하며, 85MPa 이상인 것이 보다 바람직하다. 이에 의해, 냉열 사이클 부하를 부여했을 때에 생기는 역학적 변형에 의해 칩이나 구리배선과 같은 금속 부근의 수지에서 발생하는 크랙을 억제함으로써 열시 신뢰성을 높일 수 있다.

이와 같은 제2층을 형성할 수 있는 수지 조성물로는 특별히 한정되지 않으나, 시아네이트 수지 및/또는 그의 프레폴리머를 함유하는 것인 것이 바람직하다.

시아네이트 수지는 특별히 한정되지 않으며, 시아네이트기를 갖는 수지이면 된다. 상기 시아네이트 수지는, 예를 들어 할로겐화 시안 화합물과 페놀류를 반응시키고, 필요에 따라서 가열 등의 방법으로 프레폴리머화함으로써 얻을 수 있다. 구체적으로는, 노볼락형 시아네이트 수지, 비스페놀 A형 시아네이트 수지, 비스페놀 E형 시아네이트 수지, 테트라메틸비스페놀 F형 시아네이트 수지 등의 비스페놀형 시아네이트 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 하기 일반식 (Ⅱ)에 나타내는 노볼락형 시아네이트 수지가 바람직하다. 이에 의해, 가교 밀도 증가에 따른 내열성 향상과 수지 조성물 등의 난연성을 향상시킬 수 있다. 노볼락형 시아네이트 수지는 경화 반응 후에 트리아진 고리를 형성하기 때문이다. 또한, 노볼락형 시아네이트 수지는, 그 구조상 벤젠 고리의 비율이 높아 탄화되기 쉽기 때문이라 생각된다.

시아네이트 수지는 경화 반응에 의해 트리아진 고리를 형성하고, 그 강직한 골격 구조로 인하여 내열성이 뛰어나며, 또 열시의 부피 변화가 작고 기계적 강도가 뛰어나다.

상기 식 (Ⅱ)로 나타낸 노볼락형 시아네이트 수지의 평균 반복 단위 n은 특별히 한정되지 않으나 1~10이 바람직하며, 특히 2~7이 바람직하다. 평균 반복 단위 n이 상기 하한값 미만이면, 노볼락형 시아네이트 수지는 결정화되기 쉬워져서 범용 용매에 대한 용해성이 비교적 저하되기 때문에 취급이 곤란해지는 경우가 있다. 또, 평균 반복 단위 n이 상기 상한값을 넘으면 용융 점도가 지나치게 높아져서 절연 수지층의 성형성이 저하되는 경우가 있다.

상기 일반식 (II)로 나타낸 노볼락형 시아네이트 수지의 중량 평균 분자량은 특별히 한정되지 않으나 500~4,500이 바람직하고, 특히 600~3,000이 바람직하다. 노볼락형 시아네이트 수지의 중량 평균 분자량이 상기 하한값 미만이면, 절연 수지층의 경화물의 기계적 강도가 저하되는 경우가 있고, 또한 절연 수지층을 제작했을 경우에 점착성(tackiness)이 생겨 수지의 전사가 발생하거나 하는 경우가 있으며, 상기 상한값을 넘으면 경화 반응이 빨라져서, 기판(특히, 회로 기판)으로 했을 경우에 성형 불량이 생기거나 층간 필링(peeling) 강도가 저하되거나 하는 경우가 있다. 상기 노볼락형 시아네이트 수지 등의 중량 평균 분자량은, 예를 들어 GPC(겔침투크로마토그래피, 표준물질: 폴리스티렌 환산)로 측정할 수 있다.

제2층을 형성하는 수지 조성물에 있어서 시아네이트 수지를 이용하는 경우, 수지 조성물 중의 시아네이트 수지의 함유량은 특별히 한정되지 않으나, 수지 조성물 중의 고형분 전체의 5~60 중량%가 바람직하며, 특히 10~50 중량%가 바람직하다. 함유량이 상기 하한값 미만에서는 기계적 강도를 향상시키는 효과가 저하되는 경우가 있으며, 상기 상한값을 넘으면 흡수율이 높아져서 고주파 영역에서의 유전 특성이 저하되는 경우가 있다.

상기 제2층을 형성하는 수지 조성물에 있어서 시아네이트 수지(특히 노볼락형 시아네이트 수지)를 이용하는 경우, 에폭시 수지(실질적으로 할로겐 원자를 포함하지 않음)를 병용하는 것이 바람직하다. 상기 에폭시 수지로는, 예를 들어 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 E형 에폭시, 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 비스페놀 Z형 에폭시 수지, 비스페놀 P형 에폭시 수지, 비스페놀 M형 에폭시 수지 등의 비스페놀형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지 등의 노볼락형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 크실릴렌형 에폭시 수지, 비페닐 아랄킬형 에폭시 수지 등의 아릴 알킬렌형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 안트라센형 에폭시 수지, 페녹시형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, 노르보넨형 에폭시 수지, 아다만탄형 에폭시 수지, 플루오렌형 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 에폭시 수지로서 이들 중 1종류를 단독으로 사용할 수도 있고, 다른 중량 평균 분자량을 갖는 2종류 이상을 병용하거나, 1종류 또는 2종류 이상과 그들의 프레폴리머를 병용하거나 할 수도 있다.

이들 에폭시 수지 중에서도 특히 아릴 알킬렌형 에폭시 수지가 바람직하다. 이에 의해, 흡습 땜납 내열성 및 난연성을 향상시킬 수 있다.

상기 아릴 알킬렌형 에폭시 수지란, 반복 단위 중에 하나 이상의 아릴 알킬렌기를 갖는 에폭시 수지를 말한다. 예를 들어, 크실렌형 에폭시 수지, 비페닐디메틸렌형 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 비페닐디메틸렌형 에폭시 수지가 바람직하다. 비페닐디메틸렌형 에폭시 수지는, 예를 들어 식 (Ⅲ)으로 나타낼 수 있다.

상기 식 (Ⅲ)으로 나타낸 비페닐디메틸렌형 에폭시 수지의 평균 반복 단위 n은 특별히 한정되지 않으나 1~10이 바람직하며, 특히 2~5가 바람직하다. 평균 반복 단위 n이 상기 하한값 미만이면, 비페닐디메틸렌형 에폭시 수지는 결정화되기 쉬워져서 범용 용매에 대한 용해성이 비교적 저하되기 때문에 취급이 곤란해지는 경우가 있다. 또, 평균 반복 단위 n이 상기 상한값을 넘으면 수지의 유동성이 저하되어 성형 불량 등의 원인이 되는 경우가 있다. 평균 반복 단위 n의 수를 상기 범위 내로 함으로써, 이들 특성의 밸런스를 뛰어나게 할 수 있다.

상기 에폭시 수지의 함유량은 특별히 한정되지 않으나, 수지 조성물 전체의1~55 중량%가 바람직하며, 특히 5~40 중량%가 바람직하다. 함유량이 상기 하한값 미만이면 시아네이트 수지의 반응성이 저하되거나 얻어진 제품의 내습성이 저하되거나 하는 경우가 있으며, 상기 상한값을 넘으면 저열팽창성, 내열성이 저하되는 경우가 있다.

상기 에폭시 수지의 중량 평균 분자량은 특별히 한정되지 않으나, 중량 평균 분자량 500~20,000이 바람직하며, 특히 800~15,000이 바람직하다. 중량 평균 분자량이 상기 하한값 미만이면 절연 수지층의 표면에 점착성이 생기는 경우가 있고, 상기 상한값을 넘으면 땜납 내열성이 저하되는 경우가 있다. 중량 평균 분자량을 상기 범위 내로 함으로써, 이들 특성의 밸런스를 뛰어나게 할 수 있다.

상기 에폭시 수지의 중량 평균 분자량은, 예를 들어 GPC로 측정할 수 있다.

본 발명의 수지 조성물은 제막성 수지를 함유하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 기재부착 절연 수지층을 제조할 때의 제막성이나 취급성을 더욱 향상시킬 수 있다.

상기 제막성 수지로는, 예를 들어 페녹시계 수지, 비스페놀 F계 수지, 올레핀계 수지 등을 들 수 있다. 제막성 수지로서 이들 중의 유도체도 포함하여 1종류를 단독으로 사용할 수도 있으며, 다른 중량 평균 분자량을 갖는 2종류 이상을 병용하거나, 1종류 또는 2종류 이상과 그들의 프레폴리머를 병용하거나 할 수도 있다. 이들 중에서도, 페녹시계 수지가 바람직하다. 이에 의해, 내열성 및 난연성을 향상시킬 수 있다.

상기 페녹시계 수지로 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 비스페놀 A 골격을 가지는 페녹시 수지, 비스페놀 F 골격을 가지는 페녹시 수지, 비스페놀 S 골격을 가지는 페녹시 수지, 비스페놀 M 골격을 가지는 페녹시 수지, 비스페놀 P 골격을 가지는 페녹시 수지, 비스페놀 Z 골격을 가지는 페녹시 수지 등 비스페놀 골격을 가지는 페녹시 수지, 노볼락 골격을 가지는 페녹시 수지, 안트라센 골격을 가지는 페녹시 수지, 플루오렌 골력을 가지는 페녹시 수지, 플루오렌 골격을 가지는 페녹시 수지, 디시클로펜타디엔 골격을 가지는 페녹시 수지, 노르보넨 골격을 가지는 페녹시 수지, 나프탈렌 골격을 가지는 페녹시 수지, 비페닐 골격을 가지는 페녹시 수지, 아다만탄 골격을 가지는 페녹시 수지 등을 들 수 있다.

또, 페녹시 수지로서 이들 골격을 복수 종류 가진 구조를 이용할 수도 있고, 각각의 골격의 비율이 다른 페녹시 수지를 이용할 수 있다. 또한 다른 골격의 페녹시 수지를 복수 종류 이용할 수도 있으며, 다른 중량 평균 분자량을 가지는 페녹시 수지를 복수 종류 이용하거나, 그들의 프레폴리머를 병용하거나 할 수도 있다.

이들 중에서도 비페닐 골격과 비스페놀 S 골격을 가지는 페녹시 수지를 이용할 수 있다. 이에 의해, 비페닐 골격이 가지는 강직성으로 인하여 유리 전이 온도를 높게 할 수 있는 동시에, 비스페놀 S 골격으로 인하여 다층 프린트 배선판을 제조할 때의 도금 금속의 부착성을 향상시킬 수 있다.

또, 비스페놀 A 골격과 비스페놀 F 골격을 가지는 페녹시 수지를 이용할 수 있다. 이에 의해, 다층 프린트 배선판의 제조시에 내층 회로 기판에 대한 밀착성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 비페닐 골격과 비스페놀 S 골격을 가지는 페녹시 수지와, 비스페놀 A 골격과 비스페놀 F 골격을 가지는 페녹시 수지를 병용해도 된다.

상기 제막성 수지의 분자량으로는 특별히 한정되지 않으나, 중량 평균 분자량이 1000~100,000인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 10,000~60,000이다.

제막성 수지의 중량 평균 분자량이 상기 하한값 미만이면 제막성을 향상시키는 효과가 충분하지 않은 경우가 있다. 한편, 상기 상한값을 넘으면 제막성 수지의 용해성이 저하되는 경우가 있다. 제막성 수지의 중량 평균 분자량을 상기 범위 내로 함으로써 이들 특성의 밸런스를 뛰어나게 할 수 있다.

제막성 수지의 함유량으로는 특별히 한정되지 않으나, 수지 조성물 전체의1~40 중량%인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 5~30 중량%이다.

제막성 수지의 함유량이 상기 하한값 미만이면 제막성을 향상시키는 효과가 충분하지 않은 경우가 있다. 한편, 상기 상한값을 넘으면, 상대적으로 시아네이트 수지의 함유량이 적어지기 때문에 저열팽창성을 부여하는 효과가 저하되는 경우가 있다. 제막성 수지의 함유량을 상기 범위 내로 함으로써, 이들 특성의 밸런스를 뛰어나게 할 수 있다.

본 발명의 조성물에서 이용되는 상기 열경화성 수지 및 제막성 수지는 모두 실질적으로 할로겐 원자를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 이에 의해, 할로겐 화합물을 이용하지 않고 난연성을 부여할 수 있다.

여기서, 실질적으로 할로겐 원자를 포함하지 않는다는 것은, 예를 들어 에폭시 수지 혹은 페녹시 수지 중의 할로겐 원자의 함유량이 0.15 중량% 이하(JPCA-ES01-2003)인 것을 말한다.

또한, 본 발명에서 비유전율, 흡수율, 선팽창계수 및 인장 강도는 각각 하기의 조건으로 측정된 것이다.

(1) 비유전율: JIS C 6481에 준거하여 A 상태, 주파수 1MHz의 조건으로 측정하였다.

(2) 흡수율: JIS C 6481에 준거하여 E-24/50+D-24/23의 조건으로 측정하였다.

(3) 선팽창계수: R10℃, 35℃~85℃ 사이에서 측정하였다.

(4) 인장 강도: 인장 모드에서 하중 풀 스케일 20kgf, 속도 5mm/분의 조건으로 측정하였다.

본 발명의 절연 수지층에 있어서, 상기 제1층 및 제2층을 형성하는 수지 조성물은 각각 경화제를 함유할 수 있다.

제1층을 형성하는 수지 조성물에는 필요에 따라서 경화제를 사용해도 된다. 경화제로는 특별히 한정되지 않으나 벤조시클로부텐 수지를 이용했을 경우, 그 경화제 혹은 경화제와 동등한 작용을 갖는 화합물로는, 예를 들어 트리알릴 이소시아누레이트, 폴리부타디엔 고무, SBR, NBR, ABS 등의 올레핀 관능기를 가지는 화합물, 아크릴산 에스테르 등의 아크릴 관능기를 가지는 화합물, MMA 등의 메타크릴 관능기를 가지는 화합물, 1,2-비스(아지도벤질)에틸렌, 2,6-디-(파라아지도벤잘)-4-에틸시클로헥사논 등의 아지도기를 가지는 화합물 등을 들 수 있다. 경화제로서 이들 중의 유도체도 포함하여 1종류를 단독으로 이용할 수도 있고, 이들 유도체도 포함하여 2종류 이상을 병용하거나 할 수도 있다.

또, 제2층을 형성하는 수지 조성물에는 필요에 따라서 경화제를 사용해도 된다. 경화제로는 특별히 한정되지 않으나 시아네이트 수지를 이용했을 경우, 그 경화제 혹은 경화제와 동등한 작용을 갖는 화합물로는, 예를 들어 1-벤질-2-메틸이미다졸, 1-벤질-2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-(2'-운데실이미다졸릴)-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-에틸-4-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진, 2-페닐-4,5-디히드록시메틸이미다졸, 2-페닐-4-메틸-5-히드록시메틸이미다졸 등의 이미다졸 화합물, 나프텐산 아연, 나프텐산 코발트, 옥틸산 주석, 옥틸산 코발트, 비스아세틸아세토네이토 코발트(Ⅱ), 트리스아세틸아세토네이토 코발트(Ⅲ) 등의 유기 금속염, 트리에틸아민, 트리부틸아민, 디아자비시클로[2,2,2]옥탄 등의 3급 아민류, 페놀, 비스페놀 A, 노닐 페놀 등의 페놀 화합물, 아세트산, 벤조산, 살리실산, 파라톨루엔술폰산 등의 유기산 등, 또는 이 혼합물을 들 수 있다. 경화제로서 이들 중의 유도체도 포함하여 1종류를 단독으로 이용할 수도 있고, 이들 유도체도 포함하여 2종류 이상을 병용하거나 할 수도 있다.

경화제의 배합량으로는 특별히 한정되지 않으나, 제1층을 형성하는 수지 조성물에서 벤조시클로부텐 수지를 이용하는 경우는 벤조시클로부텐 수지에 대해 0.1~5 중량%로 하는 것이 바람직하며, 특히 바람직하게는 1~4 중량%이다.

또, 제2층을 형성하는 수지 조성물에서 시아네이트 수지를 이용하는 경우는, 예를 들어 이미다졸 화합물에서는 시아네이트 수지에 대해 0.01~1 중량%로 하는 것이 바람직하며, 특히 바람직하게는 0.02~0.8 중량%이다. 또, 노볼락형 페놀 수지에서는 시아네이트 수지에 대해 1~10 중량%로 하는 것이 바람직하며, 특히 바람직하게는 2~8 중량%이다.

제1층을 형성하는 수지 조성물에 있어서, 경화제의 배합량이 상기 하한값 미만이면, 다층 프린트 배선판을 제조할 때, 가열가압 성형시의 플로우가 커져서 절연 수지층의 평활성이 저하되는 경우가 있다. 또, 상기 상한값을 넘으면 다층 프린트 배선판에 성형 불량을 일으키는 경우가 있다.

제2층을 형성하는 수지 조성물에 있어서 경화제의 배합량이 상기 하한값 미만이면, 가열가압 성형시의 플로우가 커져서 절연층 두께에 변형이 생기거나, 혹은 가열가압 성형시에 다층 프린트 배선판이 미끄러지기 쉬워지거나 하는 경우가 있다. 또, 상기 상한값을 넘으면 다층 프린트 배선판에 성형 불량을 일으키는 경우가 있다.

본 발명의 절연 수지층을 형성하는 수지 조성물에서는 제1층, 제2층 모두 무기 충전재를 사용할 수 있다.

여기서 사용되는 무기 충전재로는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 탈크, 소성 클레이, 미소성 클레이, 마이카, 유리 등의 규산염, 산화티탄, 알루미나, 실리카, 용융 실리카 등의 산화물, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 하이드로탈사이트 등의 탄산염, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 수산화칼슘 등의 수산화물, 황산바륨, 황산칼슘, 아황산칼슘 등의 황산염 또는 아황산염, 붕산아연, 메타붕산바륨, 붕산알루미늄, 붕산칼슘, 붕산나트륨 등의 붕산염, 질화알루미늄, 질화붕소, 질화규소, 질화탄소 등의 질화물, 티탄산스트론튬, 티탄산바륨 등의 티탄산염 등을 들 수 있다. 무기 충전재로서 이들 중의 1종류를 단독으로 사용할 수도 있고, 2종류 이상을 병용하거나 할 수도 있다.

이들 중에서도 저열팽창으로 절연 신뢰성이 높은 실리카가 바람직하다. 나아가서는 구상 실리카가 바람직하며, 구상 용융 실리카가 특히 바람직하다. 이에 의해, 수지 조성물 중의 무기 충전재의 배합량을 많게 할 수 있어 절연 수지층을 특히 저열팽창화시킬 수 있다. 또, 구상 실리카를 이용함으로써 수지 조성물의 용융 점도를 낮게 유지할 수 있으므로, 다층 프린트 배선판을 제조할 때의 내층 회로 기판의 요철(凹凸)을 메우는 성형성을 향상시킬 수 있다.

상기 무기 충전재의 입도로는 특별히 한정되지 않으나 평균 입경이 0.01~5㎛인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.2~2㎛이다. 평균 입경이 상기 하한값 미만이면 수지 조성물 바니시를 조제했을 경우에 점도가 높아지는 경우가 있다. 또, 상기 상한값을 넘으면 수지 조성물 바니시 중에서 무기 충전재의 침강 등이 일어나기 쉬우며, 어느 경우라도 작업성이 저하되는 경우가 있다.

본 발명의 절연 수지층을 형성하는 수지 조성물에서는 제1층, 제2층 모두 커플링제를 사용할 수 있다. 상기 커플링제는 상기 열경화성 수지와 상기 무기 충전재의 계면의 습윤성을 향상시킴으로써 내열성, 특히 흡습 땜납 내열성을 향상시킬 수 있다.

상기 커플링제로는 통상 사용되는 것이면 뭐든지 사용할 수 있으나, 구체적으로는 에폭시 실란 커플링제, 양이온 실란 커플링제, 아미노 실란 커플링제, 티타네이트계 커플링제 및 실리콘 오일형 커플링제 중에서 선택되는 1종 이상의 커플링제를 사용하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 무기 충전재의 계면과의 습윤성을 높게 할 수 있으며, 그로 인하여 내열성을 보다 향상시킬 수 있다.

본 발명의 절연 수지층에 이용되는 수지 조성물에는 이상에서 설명한 성분 외, 본 발명의 목적에 반하지 않는 범위에서 페녹시 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리페닐렌옥사이드 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리스티렌 수지 등의 열가소성 수지, 스티렌-부타디엔 공중합체, 스티렌-이소프렌 공중합체 등의 폴리스티렌계 열가소성 엘라스토머, 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머, 폴리아미드계 엘라스토머, 폴리에스테르계 엘라스토머 등의 열가소성 엘라스토머, 폴리부타디엔, 에폭시 변성 폴리부타디엔, 아크릴 변성 폴리부타디엔, 메타크릴 변성 폴리 부타디엔 등의 디엔계 엘라스토머를 병용해도 된다. 또, 상기 수지 조성물에는 필요에 따라 안료, 염료, 소포제, 레벨링제, 자외선 흡수제, 발포제, 산화 방지제, 난연제, 이온 포착제 등의 상기 성분 이외의 첨가물을 첨가해도 된다.

본 발명의 절연 수지층은, 이와 같은 수지 조성물로 구성되는 제1층과 제2층을 갖는 것이다. 이에 의해, 다층 프린트 배선판 제조시에 내층 회로나 탑재 부품 등의 요철의 매입성과 절연층 두께의 유지, 평활화를 양립할 수 있다.

본 발명의 절연 시트에 있어서 제1층, 제2층의 두께는 특별히 한정되지 않으나, 제1층은 10~50㎛, 제2층은 10~100㎛인 것이 바람직하다. 또, 절연 시트 전체의 두께로는 특별히 한정되지 않으나 20~100㎛로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 절연 수지층은 이상에서 설명한 제1층과 제2층으로 이루어지며, 각각 1층 이상 적층되어 있는 것이다.

본 발명의 절연 수지층의 구성으로는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 제1층과 제2층을 1층씩 접합하여 본 발명의 절연 수지층으로 할 수 있다. 또, 제1층 및/또는 제2층을 2층 이상 접합하여 본 발명의 절연 수지층으로 할 수도 있다.

이어서, 본 발명의 캐리어부착 절연 수지층에 대하여 설명한다.

본 발명의 캐리어부착 절연 수지층은 이상에서 설명한 본 발명의 절연 수지층과 그의 적어도 한쪽 면에 접합된 캐리어로 구성된다.

여기서, 절연 수지층을 캐리어에 형성시키는 방법으로는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 수지 조성물을 용매 등에 용해·분산시켜서 수지 바니시를 조제하고, 각종 코터 장치를 이용하여 수지 바니시를 캐리어에 도공한 후, 이것을 건조하는 방법, 수지 바니시를 스프레이 장치를 이용하여 캐리어에 분무 도공한 후, 이것을 건조하는 방법 등을 들 수 있다.

이들 중에서도 콤마 코터, 다이 코터 등의 각종 코터 장치를 이용하여 수지 바니시를 캐리어에 도공한 후, 이것을 건조하는 방법이 바람직하다. 이에 의해 보이드가 없고 균일한 절연 수지층의 두께를 갖는 캐리어부착 절연 수지층을 효율적으로 제조할 수 있다.

상기 캐리어로는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 수지, 불소계 수지, 폴리이미드 수지 등의 내열성을 가진 열가소성 수지 필름, 혹은 구리 및/또는 구리계 합금, 알루미늄 및/또는 알루미늄계 합금, 철 및/또는 철계 합금, 은 및/또는 은계 합금, 금 및 금계 합금, 아연 및 아연계 합금, 니켈 및 니켈계 합금, 주석 및 주석계 합금 등의 금속박 등을 이용할 수 있다.

본 발명의 캐리어부착 절연 수지층에 있어서, 캐리어와 절연 수지층의 위치 관계는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 절연 수지층이 상기 제1층과 제2층의 각각 1층씩으로 구성되는 것인 경우는, 제1층은 캐리어와 접합하는 측에 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 제2층은 제1층의 상기 캐리어와 접합한 측과 반대측에 형성되는 것이 바람직하다.

이에 의해, 본 발명의 캐리어부착 절연 수지층을 이용하여 다층 프린트 배선판을 제조할 때에, 내층 회로판측 혹은 부품을 탑재한 내층 회로판측에 캐리어부착 절연 수지층의 절연 수지층측이 접합하도록 캐리어부착 절연 수지층을 적층하고, 이것을 가열가압 성형함으로써, 제1층에 의한 절연층 두께의 유지·평활화와 제2층에 의한 내층 회로나 탑재 부품 등의 요철의 양호한 매입성을 양립할 수 있다.

이 밖에 상기 제1층 및/또는 제2층을 2층 이상 사용하여 캐리어와 접합하고, 본 발명의 캐리어부착 절연 수지층으로 할 수도 있다.

본 발명의 절연 수지층 및 캐리어부착 절연 수지층의 제조 방법으로는 특별히 한정되지 않으나, 상기 제1층 및 제2층을 형성하는 수지 조성물을 각각 용매에 용해한 수지 바니시로 하고, 통상의 도공 장치를 이용하여 이것을 캐리어에 도공, 혹은 소정의 순서로 차례차례 도공함으로써 형성할 수 있다. 수지 조성물을 수지 바니시의 형태로 사용함으로써 도공성이 양호하게 되어 평활성 및 두께 정밀도가 높은 절연 수지층을 얻을 수 있다.

예를 들어, 캐리어 위에 제1층의 수지 바니시를 도공하여 소정의 온도(예를 들어 80~200℃)로 건조하고, 용매를 실질적으로 제거하여 제막함으로써 제1층을 형성한 후, 추가로 제2층의 수지 바니시를 도공하고 마찬가지로 제막함으로써 제2층을 형성한다. 이와 같은 방법에 의해 캐리어부착 절연 수지층을 얻을 수 있다. 얻어진 캐리어부착 절연 수지층은 그대로 이용할 수도 있으며, 캐리어를 박리하여 절연 수지층으로 이용할 수도 있다.

상기 제1층 및 제2층의 수지 바니시를 조제할 때에 이용되는 용매는, 수지 조성물에 대해 양호한 용해성을 나타내는 것이 바람직하나, 악영향을 미치지 않는 범위에서 빈용매를 사용해도 상관없다.

벤조시클로부텐 수지의 좋은 용매로는 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌, 시클로헥사논 등, 또 시아네이트 수지의 좋은 용매로는 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 테트라히드로푸란, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 디메틸술폭시드, 에틸렌글리콜, 셀로솔브계, 카르비톨 등을 들 수 있다.

다음에, 본 발명의 다층 프린트 배선판에 대하여 설명한다.

본 발명의 다층 프린트 배선판은 상기에서 얻어진 본 발명의 절연 수지층, 혹은 캐리어부착 절연 수지층을 내층 회로판의 한쪽 면 또는 양면에 겹쳐서 가열가압 성형하여 얻을 수 있다.

본 발명의 다층 프린트 배선판을 제조하는 방법으로는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 2종류의 층으로 이루어져 미리 일체화된 절연 수지층을 내층 회로판에 겹쳐서 가열가압 성형하는 방법 외, 제1층 및 제2층을 1층씩 혹은 2층 이상 라미네이트 등의 방법에 의해 내층 회로판에 가압착한 후, 가열가압 성형하는 방법으로도 제조할 수 있다.

또한, 본 발명의 다층 프린트 배선판을 제조하는 경우에는, 내층 회로판측 혹은 부품을 탑재한 내층 회로판측에 상기 제2층, 그 반대측에 제1층 혹은 제1층을 포함하는 복수의 층이 위치하도록 절연 수지층을 겹치고, 이것을 가열가압 성형하는 것이 바람직하다.

이에 의해, 제1층에 의해 절연층 두께의 유지, 평활화가 가능한 동시에, 제2층에 의해 내층 회로나 부품 등의 요철의 양호한 매입성을 부여할 수 있다.

다층 프린트 배선판을 제조하는 경우에 가열하는 온도는 특별히 한정되지 않으나 140~240℃가 바람직하다. 또, 가압하는 압력은 특별히 한정되지 않으나 1~4MPa가 바람직하다.

본 발명의 다층 프린트 배선판은, 본 발명의 절연 수지층을 이용함으로써 냉열 사이클 부하가 작용했을 경우에 생기는 역학적 변형을 완화하여, 칩이나 동배선과 같은 금속 부근의 수지에서 발생하는 크랙을 억제함으로써 고주파 특성을 손상시키지 않고 열시 신뢰성을 높일 수 있다.

이에 의해, 부품을 기판의 내부에 내장하여, 3차원적으로 구조 배치할 수 있어 기판의 소형화, 고밀도화를 실현하는 것을 가능하게 한다.

이하, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의해 설명하겠으나, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

1. 수지 바니시의 조제

(1) 제1층용 수지 바니시의 조제

수지 조성물 고형분 전체에 대해 벤조시클로부텐 수지로 디비닐실록산-비스벤조시클로부텐(B스테이지화한 것, 중량 평균 분자량 140,000, 다우케미컬 일본주식회사사제 「시클로텐 XUR」) 50 중량%, 액상 엘라스토머로 아크릴 변성 폴리부타디엔 고무(중량 평균 분자량 2800, 오사카유기화학공업주식회사제 BAC-45) 10 중량%, 경화제로 2,6-디-(파라아지드벤잘)-4-에틸시클로헥사논 2 중량%를 메시틸렌에 용해하고, 또한 무기 충전재로 실리카(주식회사 아드마텍스제 「SO-25H」, 평균 입자 지름 0.6㎛, 최대 입자 지름 5㎛) 38중량%를 첨가하여 분산시키고, 불휘발분 농도 50 중량%가 되도록 제1층용 수지 바니시를 조제하였다.

(2) 제2층용 수지 바니시의 조제

수지 조성물 고형분 전체에 대해,

노볼락형 시아네이트 수지(론자(Lonza) 재팬주식회사제, 프리마세트 PT-30, 중량 평균 분자량 약 700) 25 중량%, 비페닐디메틸렌형 에폭시 수지(일본화약주식회사제, NC-3000, 에폭시 당량 275, 중량 평균 분자량 2000) 24.7 중량%, 페녹시 수지/비페닐에폭시 수지와 비스페놀 S 에폭시 수지의 공중합체로, 말단부는 에폭시 기를 가지고 있는(재팬에폭시레진주식회사제, YX-8100H30, 중량 평균 분자량 30000) 10 중량%, 이미다졸 화합물(시코쿠화성공업주식사제, 큐어졸 1B2PZ(1-벤질-2-페닐이미다졸)) 0.1 중량%를 메틸에틸케톤에 용해, 분산시켰다. 또한, 무기 충전재로 실리카(주식회사 아드마텍스제, SO-25H, 평균 입자 지름 0.5㎛) 40 중량%와 커플링제/에폭시 실란 커플링제(GE토시바 실리콘 주식회사제, A-187) 0.2 중량%를 첨가하고, 고속교착장치를 이용하여 10분간 교반하여 고형분 50 중량%가 되도록 제2층용 수지 바니시를 조제하였다.

2. 캐리어부착 절연 수지층의 제작

구리박(두께 18㎛, 후루카와 서킷 포일사제)에 상기 제1층용 수지 바니시를 두께 40㎛로 도공하고 150℃의 건조로에서 10분간, 170℃의 건조로에서 10분간 건조시켜 두께 20㎛의 제1층을 형성하였다. 계속해서, 제2층용 수지 바니시를 사용하여 마찬가지로 바니시를 두께 120㎛로 도공하고 110℃의 건조로에서 10분간, 150℃의 건조로에서 10분간 건조시켜 두께 60㎛의 제2층을 형성함으로써, 절연 수지층의 합계 두께가 80㎛인 캐리어부착 절연 수지층을 제작하였다.

3. 다층 프린트 배선판의 제작

구리박 두께 18㎛, 선폭 및 선간 폭: L/S=50/50의 양면 구리부착 다층 프린트 배선판을 코어(사이즈: 세로 4cm, 가로 4cm, 두께 0.6㎜)로 하고, 그 한쪽 면에 칩(사이즈: 세로 5㎜, 가로 5㎜, 두께 0.06㎜)을 1개 배치하고, 그 양면에 각각 상기 캐리어부착 절연 수지층의 절연 수지층측을 적층하고, 이것을 170℃ 1시간, 200℃ 2시간 가열가압 접착하고 열경화시킴으로써 다층 프린트 배선판을 제작하였다.

4. 평가용 절연 수지층의 제작

구리박(두께 18㎛, 후루카와 서킷 포일사제)에 상기 제1층용 수지 바니시를 두께 40㎛로 도공하고 150℃의 건조로에서 10분간, 170℃의 건조로에서 10분간 건조시켜 두께 20㎛의 캐리어부착 절연 수지층을 제작하고, 이것을 2매 겹치고 캐리어를 박리한 후 170℃ 1시간, 200℃ 2시간 가열가압 접착하고 열경화시킴으로써 두께 40㎛의 평가용 절연 수지층(제1층)을 제작하였다.

마찬가지로 구리박(두께 18㎛, 후루카와 서킷 포일사제)에 제2층용 수지 바니시를 두께 120㎛로 도공하고 110℃의 건조로에서 10분간, 150℃의 건조로에서 10분간 건조시켜 두께 60㎛의 캐리어부착 절연 수지층을 제작하고, 이것을 2매 겹치고 캐리어를 박리한 후 170℃ 1시간, 200℃ 2시간 가열가압 접착하고 열경화시킴으로써 두께 120㎛의 평가용 절연 수지층(제2층)을 제작하였다.

[실시예 2]

1. 수지 바니시의 조제

수지 바니시의 배합 비율을 하기와 같이 한 것 이외에는, 실시예 1과 같게 하여 제1층용 수지 바니시, 제2층용 수지 바니시를 조제하였다.

제1층용 수지 바니시로 디비닐실록산-비스벤조시클로부텐 수지(시클로텐 XUR)를 45 중량%, 아크릴 변성 폴리부타디엔 고무(BAC-45)를 15 중량%, 2,6-디-(파라아지드벤잘)-4-에틸시클로헥사논을 2 중량%, 실리카(SO-25H)를 38 중량%로 하였다.

제2층용 수지 바니시로 노볼락형 시아네이트 수지(프리마세트 PT-30) 29.1 중량%, 비페닐디메틸렌형 에폭시 수지(NC-3000) 28.8 중량%, 페녹시 수지/비페닐에폭시 수지와 비스페놀 S 에폭시 수지의 공중합체로, 말단부는 에폭시기를 갖고 있는(YX-8100H30) 11.8 중량%, 이미다졸 화합물(큐어졸 1B2PZ) 0.1 중량%, 실리카(SO-25H) 30 중량%, 에촉시 실란 커플링제(A-187) 0.2 중량%로 하였다.

2. 캐리어부착 절연 수지층의 제작

상기에서 얻어진 제1층용 수지 바니시 및 제2층용 수지 바니시를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 같게 하여 절연 수지층의 합계 두께가 80㎛인 캐리어부착 절연 수지층을 제작하였다.

3. 다층 프린트 배선판의 제작

상기에서 얻어진 캐리어부착 절연 수지층을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 같게 하여 다층 프린트 배선판을 제작하였다.

4. 평가용 절연 수지층의 제작

상기에서 얻어진 제1층용 수지 바니시 및 제2층용 수지 바니시를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 같게 하여 평가용 절연 수지층(제1층, 제2층)을 제작하였다.

[실시예 3]

1. 수지 바니시의 조제

실시예 1과 같게 하여 제1층용 수지 바니시, 제2층용 수지 바니시를 조제하였다.

2. 캐리어부착 절연 수지층의 제작

구리박(두께 18㎛, 후루카와 서킷 포일사제)에 상기 제1층용 바니시를 두께 20㎛로 도공하고 150℃의 건조로에서 10분간, 170℃의 건조로에서 10분간 건조시켜 두께 10㎛의 제1층을 형성하였다.

계속해서, 제2층용 바니시를 사용하여 마찬가지로 바니시를 두께 180㎛로 도공하고 110℃의 건조로에서 10분간, 150℃의 건조로에서 10분간 건조시켜 두께 90㎛의 제2층을 형성함으로써 절연 수지층의 합계 두께가 100㎛인 캐리어부착 절연 수지층을 제작하였다.

3. 다층 프린트 배선판의 제작

상기에서 얻어진 캐리어부착 절연 수지층을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 같게 하여 다층 프린트 배선판을 제작하였다.

4. 평가용 절연 수지층의 제작

구리박(두께 18㎛, 후루카와 서킷 포일사제)에 상기 제1층용 수지 바니시를 두께 20㎛로 도공하고 150℃의 건조로에서 10분간, 170℃의 건조로에서 10분간 건조시켜 두께 10㎛의 캐리어부착 절연 수지층을 제작하고, 이것을 2매 겹치고 캐리어를 박리한 후 170℃ 1시간, 200℃ 2시간 가열가압 접착하고 열경화시킴으로써 두께 20㎛의 평가용 절연 수지층(제1층)을 제작하였다.

마찬가지로, 구리박(두께 18㎛, 후루카와 서킷 포일사제)에 제2층용 바니시를 두께 180㎛로 도공하고 110℃의 건조로에서 10분간, 150℃의 건조로에서 10분간 건조시켜 두께 90㎛의 캐리어부착 절연 수지층을 제작하고, 이것을 2매 겹치고 캐리어를 박리한 후 170℃ 1시간, 200℃ 2시간 가열가압 접착하고 열경화시킴으로써 두께 180㎛의 평가용 절연 수지층(제2층)을 제작하였다.

[실시예 4]

1. 수지 바니시의 조제

수지 바니시의 배합 비율을 하기와 같이 한 것 이외에는, 실시예 1과 같게 하여 제1층용 수지 바니시, 제2층용 수지 바니시를 조제하였다.

제1층용 수지 바니시로 디비닐실록산-비스벤조시클로부텐 수지(시클로텐 XUR)를 58 중량%, 아크릴 변성 폴리부타디엔 고무(BAC-45)를 12 중량%, 2,6-디-(파라아지드벤잘)-4-에틸시클로헥사논을 2 중량%, 실리카(SO-25H)를 28 중량%로 하였다.

제2층용 수지 바니시로 노볼락형 시아네이트 수지(프리마세트 PT-30) 20 중량%, 비페닐디메틸렌형 에폭시 수지(NC-3000) 24.7 중량%, 페녹시 수지/비페닐에폭시 수지와 비스페놀 S 에폭시 수지의 공중합체로, 말단부는 에폭시기를 가지고 있는(YX-8100H30) 15 중량%, 이미다졸 화합물(큐어졸 1B2PZ) 0.1 중량%, 실리카(SO-25H) 40 중량%, 에폭시 실란 커플링제(A-187) 0.2 중량%로 하였다.

2. 캐리어부착 절연 수지층의 제작

상기에서 얻어진 제1층용 수지 바니시 및 제2층용 수지 바니시를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 같게 하여 절연 수지층의 합계 두께가 80㎛인 캐리어부착 절연 수지층을 제작하였다.

3. 다층 프린트 배선판의 제작

상기에서 얻어진 캐리어부착 절연 수지층을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 같게 하여 다층 프린트 배선판을 제작하였다.

4. 평가용 절연 수지층의 제작

상기에서 얻어진 제1층용 수지 바니시 및 제2층용 수지 바니시를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 같게 하여 평가용 절연 수지층(제1층, 제2층)을 제작하였다.

[실시예 5]

1. 수지 바니시의 조제

실시예 4와 같게 하여 제1층용 수지 바니시, 제2층용 수지 바니시를 조제하였다.

2. 캐리어부착 절연 수지층의 제작

상기에서 얻어진 제1층용 수지 바니시 및 제2층용 수지 바니시를 이용한 것 이외에는, 실시예 3과 같게 하여 절연 수지층의 합계 두께가 100㎛인 캐리어부착 절연 수지층을 제작하였다.

3. 다층 프린트 배선판의 제작

상기에서 얻어진 캐리어부착 절연 수지층을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 같게 하여 다층 프린트 배선판을 제작하였다.

4. 평가용 절연 수지층의 제작

상기에서 얻어진 제1층용 수지 바니시 및 제2층용 수지 바니시를 이용한 것 이외에는, 실시예 3과 같게 하여 평가용 절연 수지층(제1층, 제2층)을 제작하였다.

[비교예 1]

1. 수지 바니시의 조제

실시예 1에서 조제한 제1층용 수지 바니시를 이용하였다.

2. 캐리어부착 절연 수지층의 제작

구리박(두께 18㎛, 후루카와 서킷 포일사제)에 상기 수지 바니시를 두께 160㎛로 도공하고 150℃의 건조로에서 10분간, 170℃의 건조로에서 10분간 건조시켜 두께 80㎛의 수지층을 형성함으로써 절연 수지층의 두께가 80㎛인 캐리어부착 절연 수지층을 제작하였다.

3. 다층 프린트 배선판의 제작

상기에서 얻어진 캐리어부착 절연 수지층을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 같게 하여 다층 프린트 배선판을 제작하였다.

4. 평가용 절연 수지층의 제작

구리박(두께 18㎛, 후루카와 서킷 포일사제)에 상기 제1층용 수지 바니시를 두께 160㎛로 도공하고 150℃의 건조로에서 10분간, 170℃의 건조로에서 10분간 건조시켜 두께 80㎛의 캐리어부착 절연 수지층을 제작하고, 이것을 2매 겹치고 캐리어를 박리한 후 170℃ 1시간, 200℃ 2시간 가열가압 접착하고 열경화시킴으로써 두께 160㎛의 평가용 절연 수지층(제1층)을 제작하였다.

[비교예 2]

1. 수지 바니시의 조제

실시예 1에서 조제한 제2층용 수지 바니시를 이용하였다.

2. 캐리어부착 절연 수지층의 제작

구리박(두께 18㎛, 후루카와 서킷 포일사제)에 상기 수지 바니시를 두께 160㎛로 도공하고 110℃의 건조로에서 10분간, 150℃의 건조로에서 10분간 건조시켜 두께 80㎛의 수지층을 형성함으로써 절연 수지층의 두께가 80㎛인 캐리어부착 절연 수지층을 제작하였다.

3. 다층 프린트 배선판의 제작

상기에서 얻어진 캐리어부착 절연 수지층을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 같게 하여 다층 프린트 배선판을 제작하였다.

4. 평가용 절연 수지층의 제작

구리박(두께 18㎛, 후루카와 서킷 포일사제)에 상기 제1층용 수지 바니시를 두께 160㎛로 도공하고 150℃의 건조로에서 10분간, 170℃의 건조로에서 10분간 건조시켜 두께 80㎛의 캐리어부착 절연 수지층을 제작하고, 이것을 2매 겹치고 캐리어를 박리한 후 170℃ 1시간, 200℃ 2시간 가열가압 접착하고 열경화시킴으로써 두께 160㎛의 평가용 절연 수지층(제2층)을 제작하였다.

[비교예 3]

1. 수지 바니시의 조제

수지 바니시의 배합 비율을 하기와 같이 한 것 이외에는, 실시예 1과 같게 하여 제1층용 수지 바니시, 제2층용 수지 바니시를 조제하였다.

제1층용 수지 바니시로 디비닐실록산-비스벤조시클로부텐 수지(시클로텐 XUR)를 15 중량%, 아크릴 변성 폴리부타디엔 고무(BAC-45)를 45 중량%, 2,6-디-(파라아지드벤잘)-4-에틸시클로헥사논을 2 중량%, 실리카(SO-25H)를 38 중량%로 하였다.

제2층용 수지 바니시로 노볼락형 시아네이트 수지(프리마세트 PT-30) 37.5 중량%, 비페닐디메틸렌형 에폭시 수지(NC-3000) 37 중량%, 페녹시 수지/비페닐에폭시 수지와 비스페놀 S 에폭시 수지의 공중합체로, 말단부는 에폭시기를 가지고 있는(YX-8100H30) 15 중량%, 이미다졸 화합물(큐어졸 1B2PZ) 0.2 중량%, 실리카(SO-25H) 10 중량%, 에폭시 실란 커플링제(A-187) 0.3 중량%로 하였다.

2. 상기에서 얻어진 제1층용 수지 바니시 및 제2층용 수지 바니시를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 같게 제작하였다.

3. 다층 프린트 배선판의 제작

상기에서 얻어진 캐리어부착 절연 수지층을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 같게 하여 다층 프린트 배선판을 제작하였다.

4. 평가용 절연 수지층의 제작

상기에서 얻어진 제1층용 수지 바니시 및 제2층용 수지 바니시를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 같게 하여 평가용 절연 수지층(제1층, 제2층)을 제작하였다.

[평가]

실시예, 비교예에서 얻어진 다층 프린트 배선판, 평가용 절연 수지층을 이용하여 특성 평가를 실시하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

[표 1]

평가는, 이하의 방법으로 실시하였다.

1. 절연 수지층의 평가

(1) 비유전율: 평가용 캐리어부착 절연 수지층(제1층) 및 캐리어부착 절연 수지층을 이용하고, JIS C 6481에 준거하여 A 상태, 주파수 1MHz의 조건으로 측정하였다.

(2) 흡수율: 평가용 캐리어부착 절연 수지층(제1층, 제2층) 및 캐리어부착 절연 수지층을 이용하고, JIS C 6481에 준거하여 E-24/50+D-24/23의 조건으로 측정하였다.

(3) 선팽창계수: 평가용 캐리어부착 절연 수지층(제2층) 및 캐리어부착 절연 수지층을 이용하고, R10℃, 35℃~85℃ 사이에서 측정하였다.

(4) 인장 강도: 평가용 캐리어부착 절연 수지층(제2층) 및 캐리어부착 절연 수지층을 이용하고, 인장 모드로 하중 풀 스케일 20kgf, 속도 5㎜/분의 조건으로 측정하였다.

2. 다층 프린트 배선판의 평가

냉열 사이클 시험

다층 프린트 배선판을 -65℃의 액조에 30분간 침지한 후, 125℃의 액조에 30분간 침지하고, 이것을 1 사이클로 하여 1000 사이클 실시하고, 칩 주위의 수지층의 단면을 관찰함으로써 크랙의 발생 유무를 확인하였다.

○ : 크랙 발생 없음

× : 크랙 발생 있음

실시예 1~5는 주파수 1MHz에서의 비유전율이 3.2 이하인 제1층과 상온에서의 선팽창계수가 40ppm/℃ 이하인 제2층으로 이루어진 본 발명의 절연 수지층으로, 기계적 강도가 강하고 또한 유전 특성도 뛰어났다. 또, 이 절연 수지층을 이용한 본 발명의 다층 프린트 배선판은 열시 신뢰성이 높고, 뛰어난 두께 정밀도를 갖는 절연 수지층을 형성할 수 있었다.

이와는 대조적으로, 비교예 1은 제1층만으로 형성된 절연 수지층이지만, 기계적 강도가 저하되어 냉열 사이클 시험에서 크랙이 발생하였다. 비교예 2는 제2층만으로 형성된 절연 수지층이지만 흡수율이 저하되었다. 그리고, 이들을 이용한 다층 프린트 배선판은 접속 신뢰성의 특성이 떨어졌다.

Claims (8)

1. 가열가압 성형에 의해 다층 프린트 배선판을 형성하는데 이용되는 절연 수지층으로서,

   제1층 및 제2층이 각각 적어도 1층 이상 적층되어서 이루어지고,

   가열가압 성형 후의 상기 제1층의 주파수 1MHz에서의 비유전율이 3.2 이하이며,

   가열가압 성형 후의 상기 제2층의 35℃ 이상 85℃ 이하에서의 선팽창계수가 40ppm/℃ 이하인 것을 특징으로 하는 절연 수지층.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 제1층은 흡수율이 0.8 중량% 이하인 절연 수지층.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 제2층은 인장 강도가 80MPa 이상인 절연 수지층.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제1층은 벤조시클로부텐 수지 및/또는 그의 프레폴리머를 포함하는 것인 절연 수지층.
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제2층은 시아네이트 수지 및/또는 그의 프레폴리머를 함유하는 것인 절연 수지층.
6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 절연 수지층과, 그의 적어도 한쪽 면에 접합된 캐리어로 구성되는 것을 특징으로 하는 캐리어부착 절연 수지층.
7. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 절연 수지층을 내층 회로판의 적어도 한쪽 면에 적층하고, 가열가압 성형하여 이루어진 것을 특징으로 하는 다층 프린트 배선판.
8. 청구항 6에 기재된 캐리어부착 절연 수지층을 내층 회로판의 적어도 한쪽 면에 적층하고, 가열가압 성형하여 이루어진 것을 특징으로 하는 다층 프린트 배선판.