TW202031783A - 樹脂組成物、預浸體、附樹脂之薄膜、附樹脂之金屬箔、覆金屬積層板及印刷配線板 - Google Patents
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Abstract
樹脂組成物含有環氧化合物、馬來醯亞胺化合物、酚化合物、內核外殼橡膠與無機充填材。前述馬來醯亞胺化合物具有N-苯基馬來醯亞胺結構。相對於前述環氧化合物、前述馬來醯亞胺化合物及前述酚化合物之合計100質量份,前述馬來醯亞胺化合物之含量在10質量份以上且低於40質量份之範圍內。
Description
本揭示一般而言涉及樹脂組成物、預浸體、附樹脂之薄膜、附樹脂之金屬箔、覆金屬積層板及印刷配線板。更詳細來說,本揭示涉及一種含有環氧化合物之樹脂組成物、預浸體、附樹脂之薄膜、附樹脂之金屬箔、覆金屬積層板及印刷配線板。
印刷配線板廣泛使用在電子機器、通訊機器、計算機等各種領域。近年來,尤其是攜帶型通訊終端機或筆記型PC等小型可攜式機器的多功能化、高性能化、薄型化及小型化進展急速。隨之而來的,是使用於該等製品的印刷配線板亦追求導體配線之微細化、導體配線層之多層化、薄型化及機械特性等高性能化。尤其,隨著印刷配線板薄型化之進步,印刷配線板上搭載有半導體晶片之半導體封裝件容易產生翹曲而發生安裝不良的情況。
專利文獻1中揭示有一種於印刷配線基板上搭載半導體元件而成的半導體裝置。印刷配線基板係將覆金屬積層板進行電路加工而成。覆金屬積層板於包含環氧樹脂組成物與纖維基材之絕緣層的兩面具有金屬箔。環氧樹脂組成物含有環氧樹脂、雙馬來醯亞胺化合物及無機充填材。而且,覆金屬積層板在30℃至260℃之範圍下的尺寸變化之遲滯程度在預定範圍內。依上述方式,專利文獻1係可減少覆金屬積層板之翹曲。
然而,專利文獻1中記載之覆金屬積層板無法充分抑制半導體封裝件之翹曲。
本發明人等為了減少半導體封裝件之翹曲,著眼於印刷配線板之熱膨脹係數及玻璃轉移溫度(Tg)。
並且,對於印刷配線板,為了使不同層之導體配線彼此行層間連接,常利用鑽孔加工或雷射加工進行打孔。於該打孔時,會於孔內壁產生樹脂膠渣(smear)。所以,需要進行用以去除這類樹脂膠渣的除膠渣(desmear)處理。除膠渣處理常使用譬如過錳酸鉀等過錳酸鹽來進行。
然而,經除膠渣處理去除之樹脂膠渣的量(除膠渣蝕刻量)一多,便可能發生孔變形或銅箔剝離等,恐降低印刷配線板的導通可靠性。所以,也講求減少除膠渣蝕刻量、亦即除膠渣耐性須佳。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2015-063040號公報
本揭示目的在於提供一種可獲得熱膨脹係數低、玻璃轉移溫度(Tg)高、除膠渣耐性良好之基板的樹脂組成物、預浸體、附樹脂之薄膜、附樹脂之金屬箔、覆金屬積層板及印刷配線板。
本揭示一態樣之樹脂組成物含有環氧化合物、酚化合物、馬來醯亞胺化合物、內核外殼橡膠與無機充填材。前述馬來醯亞胺化合物具有N-苯基馬來醯亞胺結構。相對於前述環氧化合物、前述馬來醯亞胺化合物及前述酚化合物之合計100質量份,前述馬來醯亞胺化合物之含量在10質量份以上且低於40質量份之範圍內。
本揭示一態樣之預浸體具備:基材;與樹脂層,係以浸潤至前述基材中之前述樹脂組成物的半硬化物所形成。
本揭示一態樣之附樹脂之薄膜具備:樹脂層,係以前述樹脂組成物之半硬化物所形成;與支持薄膜,其支持前述樹脂層。
本揭示一態樣之附樹脂之金屬箔具備:樹脂層,係以前述樹脂組成物之半硬化物所形成;與金屬箔,其接著有前述樹脂層。
本揭示一態樣之覆金屬積層板具備:絕緣層,係以前述樹脂組成物之硬化物或前述預浸體之硬化物所形成;與金屬層,其形成在前述絕緣層之單面或兩面。
本揭示一態樣之印刷配線板具備:絕緣層,係以前述樹脂組成物之硬化物或前述預浸體之硬化物所形成;與導體配線,其形成在前述絕緣層之單面或兩面。
(1)概要
本實施形態之樹脂組成物含有環氧化合物、酚化合物、馬來醯亞胺化合物、內核外殼橡膠與無機充填材。馬來醯亞胺化合物具有N-苯基馬來醯亞胺結構。相對於環氧化合物、馬來醯亞胺化合物及酚化合物之合計100質量份,馬來醯亞胺化合物之含量在10質量份以上且低於40質量份之範圍內。
如上述,樹脂組成物藉由含有特定量的特定馬來醯亞胺化合物,可獲得玻璃轉移溫度(Tg)高且除膠渣耐性良好的基板。玻璃轉移溫度(Tg)一高,便可提升耐熱性。且,除膠渣耐性若良好,除膠渣處理前之通孔徑與除膠渣處理後之通孔徑的變化會變小。所以,可使通孔徑更細,即使進一步使多個通孔密集,仍可確保電絕緣性。因此,可形成更微細的導體配線。
並且,藉由樹脂組成物含有內核外殼橡膠與無機充填材,可獲得熱膨脹係數低的基板。
即,根據本實施形態,可獲得熱膨脹係數低、玻璃轉移溫度(Tg)高、除膠渣耐性良好的基板。因此,吾等認為使用以所述方式獲得的基板作為封裝件基板,可有效減少半導體封裝件之翹曲。
(2)詳細內容
(2.1)樹脂組成物
本實施形態之樹脂組成物可作為基板材料使用。基板材料之具體例可舉:預浸體、附樹脂之薄膜、附樹脂之金屬箔、覆金屬積層板及印刷配線板,惟不特別受該等限定。
樹脂組成物含有環氧化合物、酚化合物、馬來醯亞胺化合物、內核外殼橡膠與無機充填材。所以,樹脂組成物可具有熱硬化性。樹脂組成物亦可更含有硬化促進劑。樹脂組成物亦可更含有添加劑。
樹脂組成物譬如係以下述方式調製。即,將環氧化合物、酚化合物、馬來醯亞胺化合物、內核外殼橡膠及無機充填材摻混並以適當的溶劑稀釋後,將之攪拌及混合使其均勻化。
以下說明樹脂組成物之構成成分。
(2.1.1)環氧化合物
環氧化合物為預聚物,係於分子內具有至少2個以上環氧基之化合物。至於,一般而言,「樹脂」之用語包含作為交聯反應前之材料的樹脂(譬如環氧化合物等),及作為交聯反應後之產物(製品)的樹脂之兩種含意。在本說明書中,「樹脂」基本上指前者。
環氧化合物之具體例可舉:雙酚型環氧樹脂、酚醛型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、伸茬基型環氧樹脂、芳基伸烷基型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、萘骨架改質環氧樹脂、三苯甲烷型環氧樹脂、蒽型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、降莰烯型環氧樹脂、茀型環氧樹脂、及將上述環氧樹脂鹵素化後之阻燃化環氧樹脂等,惟不特別受該等限定。樹脂組成物中含有之環氧化合物可僅為1種亦可為2種以上。
雙酚型環氧樹脂之具體例可舉:雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂及雙酚S型環氧樹脂等,惟不特別受該等限定。
酚醛型環氧樹脂之具體例可舉:苯酚酚醛型環氧樹脂及甲酚酚醛型環氧樹脂等,惟不特別受該等限定。
芳基伸烷基型環氧樹脂之具體例可舉:酚芳烷基型環氧樹脂、聯苯芳烷基型環氧樹脂、聯苯酚醛型環氧樹脂、聯苯二亞甲基型環氧樹脂、參酚甲烷酚醛型環氧樹脂及四甲基聯苯型環氧樹脂等,惟不特別受該等限定。
萘骨架改質環氧樹脂之具體例可舉:萘骨架改質甲酚酚醛型環氧樹脂、萘二酚芳烷基型環氧樹脂、萘酚芳烷基型環氧樹脂、甲氧基萘改質甲酚酚醛型環氧樹脂及甲氧基萘二亞甲基型環氧樹脂等,惟不特別受該等限定。
理想係環氧化合物包含具有萘骨架及聯苯骨架中之至少任一骨架的環氧化合物。
具有萘骨架之環氧化合物可具有耐熱性、耐濕性及阻燃性優異的特性。因此,可獲得該等特性優異的樹脂組成物。另,耐熱性優異意指玻璃轉移溫度(Tg)高。
具有聯苯骨架之環氧化合物在常溫下可持有結晶性狀。所述環氧化合物雖為固態樹脂,熔融時卻可成為與液態樹脂相當的低黏度。因此,即使將無機充填材高充填化至樹脂組成物,仍可於熔融時保持優異的流動性。
並且,具有聯苯骨架之環氧化合物可具有阻燃性、耐熱性及接著性優異的特性。因此,可獲得該等特性優異的樹脂組成物。
環氧化合物之環氧當量宜為150g/eq以上且350g/eq以下之範圍內。
(2.1.2)酚化合物
酚化合物係可與環氧化合物行反應之預聚物。酚化合物係酚類與醛類之縮合反應產物。
酚化合物之具體例可舉:聯苯芳烷基型酚樹脂、苯基芳烷基型酚樹脂、酚醛型酚樹脂、甲酚酚醛型酚樹脂、雙酚A酚醛型酚樹脂、萘型酚樹脂、肆酚型酚樹脂及磷改質酚樹脂等,惟不特別受該等限定。樹脂組成物中含有之酚化合物可僅為1種亦可為2種以上。
理想係酚化合物包含具有萘骨架及聯苯骨架中之至少任一骨架的酚化合物。
具有萘骨架之酚化合物可具有與具有萘骨架之環氧化合物同樣的性質。因此,可獲得耐熱性、耐濕性及阻燃性優異的樹脂組成物。
具有聯苯骨架之酚化合物可具有與具有聯苯骨架之環氧化合物同樣的性質。因此,即使將無機充填材高充填化至樹脂組成物,仍可於熔融時保持優異的流動性。
並且,具有聯苯骨架之酚化合物可具有阻燃性、耐熱性及接著性優異的特性。因此,可獲得該等特性優異的樹脂組成物。
理想係酚化合物為含磷酚化合物。含磷酚化合物含有磷,可作為阻燃劑發揮功能。即,磷一旦觸及火焰,便會依序分解為磷酸、偏磷酸、聚偏磷酸,而所生成之磷酸層會形成非揮發性之保護層,可阻絕空氣。並且,所生成之聚偏磷酸藉由強勁的脫水作用使有機物碳化,而碳化膜可阻絕空氣。因此,可獲得阻燃性優異的樹脂組成物。
一般而言,阻燃劑可分類成添加型與反應型,上述含磷酚化合物並非添加型,屬反應型。即,上述含磷酚化合物具有譬如羥基等官能基,藉由化學反應與環氧化合物行化學鍵結。因此,不僅可賦予樹脂組成物阻燃性,還可賦予除膠渣耐性。添加型阻燃劑有降低除膠渣耐性之疑慮,因此樹脂組成物中不含為宜。
含磷酚化合物並無特別限定,宜於分子內具有下述式(4)所示結構。並且,含磷酚化合物宜於分子內具有雙酚A型結構。而,具有下述式(4)所示結構及雙酚A型結構之含磷酚化合物一例可舉Dow Chemical Japan Limited.製商品名「XZ92741.00」。
[化學式1]
(式中,*表示鍵結鍵)。
相對於環氧化合物、馬來醯亞胺化合物及酚化合物之合計100質量份,酚化合物含量宜在10質量份以上且30質量份以下之範圍內。藉由酚化合物含量在10質量份以上,玻璃轉移溫度(Tg)便不易降低,而不易硬化不良。因此,未反應樹脂變少,可抑制除膠渣耐性下降。另一方面,藉由酚化合物含量在30質量份以下,可抑制羥基等極性基增加,從而抑制除膠渣耐性下降。
樹脂組成物可含有含磷酚化合物與不含磷之不含磷酚化合物兩者。含有兩者時,兩者之質量比(含磷酚化合物/不含磷酚化合物)宜為15/100以上且50/100以下之範圍內。
(2.1.3)具有N-苯基馬來醯亞胺結構之馬來醯亞胺化合物
具有N-苯基馬來醯亞胺結構之馬來醯亞胺化合物係可以與環氧化合物及酚化合物起反應之化合物。具有N-苯基馬來醯亞胺結構之馬來醯亞胺化合物具有至少1個以上N-苯基馬來醯亞胺結構。以下只要未特別說明,「具有N-苯基馬來醯亞胺結構之馬來醯亞胺化合物」有時會僅稱為「馬來醯亞胺化合物」。N-苯基馬來醯亞胺結構係以下述式(3)表示。馬來醯亞胺化合物對樹脂組成物之硬化物的高Tg化相當有效。
[化學式2]
(式中,R彼此相同或互異,表示氫或烷基;*表示鍵結鍵,且鍵結鍵可僅為1個)。
另,式(3)中之R表示之烷基的碳數並無特別限定。烷基可為直鏈亦可為支鏈。R表示之烷基的具體例可舉碳數1~3烷基。
理想係馬來醯亞胺化合物更具有至少1個以上聯苯結構。具有聯苯結構之馬來醯亞胺化合物可具有與具有聯苯骨架之環氧化合物同樣的性質。因此,即使將無機充填材高充填化至樹脂組成物,仍可於熔融時保持優異的流動性。並且可獲得阻燃性等優異的樹脂組成物。
理想係馬來醯亞胺化合物包含下述式(1)所示化合物。該馬來醯亞胺化合物具有聯苯骨架,因此,即使將無機充填材高充填化至樹脂組成物,仍可於熔融時保持優異的流動性。並且可獲得阻燃性等優異的樹脂組成物。
馬來醯亞胺化合物包含下述式(2)所示化合物。藉由該馬來醯亞胺化合物,可使樹脂組成物之硬化物高Tg化,而得以提升耐熱性。樹脂組成物之硬化物的彈性模數亦得以增高。
樹脂組成物中含有之具有N-苯基馬來醯亞胺結構的馬來醯亞胺化合物可僅為1種亦可為2種以上。馬來醯亞胺化合物之具體例可舉:苯甲烷馬來醯亞胺、4,4'-二苯甲烷雙馬來醯亞胺、間伸苯基雙馬來醯亞胺、雙酚A二苯基醚雙馬來醯亞胺、3,3'-二甲基-5,5'-二乙基-4,4'-二苯甲烷雙馬來醯亞胺、4-甲基-1,3-伸苯基雙馬來醯亞胺等,惟不特別受該等限定。此外,馬來醯亞胺化合物亦可分子內之一部分業經胺改質及/或聚矽氧改質。
相對於環氧化合物、馬來醯亞胺化合物及酚化合物之合計100質量份,具有N-苯基馬來醯亞胺結構之馬來醯亞胺化合物的含量在10質量份以上且低於40質量份之範圍內。馬來醯亞胺化合物之含量若少於10質量份,恐有玻璃轉移溫度(Tg)降低之疑慮。馬來醯亞胺化合物之含量若為40質量份以上,恐有除膠渣耐性降低之疑慮。
(2.1.4)內核外殼橡膠
內核外殼橡膠可作為耐衝撃改質劑發揮功能。內核外殼橡膠可與無機充填材一同發揮功效使樹脂組成物之硬化物低熱膨脹化。內核外殼橡膠具有內核與外殼。內核為粒狀橡膠。外殼為接枝層,被覆著內核。
理想係內核包含選自於由(甲基)丙烯酸之聚合物、(甲基)丙烯酸酯之聚合物、烯烴化合物之聚合物、聚丁二烯及聚矽氧所構成群組中之1種以上物質。理想係外殼包含選自於由苯乙烯丙烯腈共聚物、(甲基)丙烯酸之聚合物、聚丁二烯及聚矽氧所構成群組中之1種以上物質。只要為所述內核外殼橡膠,便可賦予樹脂組成物之硬化物耐熱性及低溫耐衝撃性。所述內核外殼橡膠之一例可舉聚矽氧・丙烯酸複合橡膠。聚矽氧・丙烯酸複合橡膠係內核為聚矽氧/丙烯酸聚合物且外殼為苯乙烯丙烯腈共聚物。另,在本說明書中,「(甲基)丙烯酸」意指丙烯酸及甲基丙烯酸中之至少一者。
內核外殼橡膠之具體例可舉:Mitsubishi Chemical Co.製商品名「S-2001」、「S-2006」、「S-2501」、「S-2030」、「S-2100」、「S-2200」、「SRK200A」、「SX-006」、「SX-005」;Aica Kogyo Co., Ltd.製商品名「AC3816」、「AC3816N」、「AC3832」、「AC4030」、「AC3364」、「IM101」;KANEKA CORPORATION製商品名「MX-217」、「MX-153」、「MX-960」、「MR-01」、「M-511」、「M-521」;Dow Chemical Japan Limited.製商品名「EXL-2655」、「TMS-2670J」、「TMS-2670S」;日信化學工業股份公司製商品名「R-200」、「R-170S」等,惟不特別受該等限定。
理想係內核外殼橡膠之平均粒徑小於1μm。所述內核外殼橡膠適宜的理由如同以下所述。即,有時會於印刷配線板之形成有導體配線之面使用樹脂組成物來形成絕緣層。此時,如上述樹脂組成物中含有平均粒徑小的內核外殼橡膠時,便容易充填鄰接之導體配線間。這對印刷配線板上高密度形成有微細導體配線(所謂的精細圖案)之情況特別有效。不僅是樹脂組成物之形態,以預浸體、附樹脂之薄膜或附樹脂之金屬箔之形態形成絕緣層之情形亦同。另,內核外殼橡膠之平均粒徑的下限值並無特別限定,譬如為0.1μm。在本說明書中,「平均粒徑」意指利用雷射繞射、散射法求得之粒度分布中累積值50%的粒徑。
相對於環氧化合物、馬來醯亞胺化合物及酚化合物之合計100質量份,內核外殼橡膠之含量宜為10質量份以上且50質量份以下之範圍內,較宜為17.5質量份以上且40質量份以下之範圍內。藉由內核外殼橡膠之含量為10質量份以上,可使熱膨脹係數降低。藉由內核外殼橡膠之含量為50質量份以下,除膠渣耐性變得不易降低,玻璃轉移溫度(Tg)也變得不易降低,與金屬箔(尤其是銅箔)之密著性也變得不易降低,阻燃性也變得不易降低。
(2.1.5)無機充填材
無機充填材可與內核外殼橡膠一同發揮功效使樹脂組成物之硬化物低熱膨脹化。
無機充填材之具體例可舉熔融二氧化矽及結晶二氧化矽等二氧化矽、滑石、軟水鋁石、氫氧化鎂、氫氧化鋁、氫氧化鎂、矽酸鋁、矽酸鎂、黏土以及雲母,惟不特別受該等限定。樹脂組成物中含有之無機充填材可僅為1種亦可為2種以上。
理想係無機充填材包含選自於由二氧化矽、滑石、軟水鋁石、氫氧化鎂及氫氧化鋁所構成群組中之1種以上化合物。該等無機充填材對樹脂組成物之硬化物的低熱膨脹化特別有效。理想係樹脂組成物含有二氧化矽及氫氧化鎂作為無機充填材。
無機充填材之平均粒徑宜為0.1μm以上且3.0μm以下之範圍內,較宜為0.5μm以上且1.5μm以下之範圍內。
相對於環氧化合物、酚化合物及馬來醯亞胺化合物之合計100質量份,無機充填材之含量宜為25質量份以上且200質量份以下之範圍內,較宜為50質量份以上且150質量份以下之範圍內。
樹脂組成物含有二氧化矽及氫氧化鎂作為無機充填材時,二氧化矽與氫氧化鎂之質量比(二氧化矽/氫氧化鎂)宜為50/2.5以上且150/2.5以下之範圍內。
(2.1.6)硬化促進劑
只要不損害本實施形態之效果,硬化促進劑及其添加量無特別限定。硬化促進劑之具體例可舉2-乙基-4-甲基咪唑等咪唑化合物、胺系化合物、硫醇化合物、金屬皂等有機酸金屬鹽,惟不特別受該等限定。
(2.1.7)添加劑
只要不損害本實施形態之效果,添加劑及其添加量無特別限定。添加劑之具體例可舉熱塑性樹脂、阻燃劑、著色劑及耦合劑,惟不特別受該等限定。
(2.2)預浸體
於圖1顯示本實施形態之預浸體1。預浸體1係整體為片狀或膜狀。預浸體1可用於覆金屬積層板4之材料、印刷配線板5之材料及印刷配線板5之多層化(增層法)等。
預浸體1具備基材11與樹脂層10。樹脂層10係以浸潤至基材11中之樹脂組成物的半硬化物所形成。
1片預浸體1具備至少1片基材11。基材11之厚度並無特別限定,譬如為8μm以上且100μm以下之範圍內。基材11之具體例可舉織布及不織布。織布之具體例可舉玻璃布,但不特別限於此。不織布之具體例可舉玻璃不織布,但不特別限於此。玻璃布及玻璃不織布可以玻璃纖維形成,亦可以玻璃纖維以外之強化纖維形成。構成玻璃纖維之玻璃種類並無特別限定,可舉如E玻璃、T玻璃、S玻璃、Q玻璃、UT玻璃、NE玻璃及L玻璃。強化纖維之具體例可舉芳香族聚醯胺纖維、液晶聚酯纖維、聚(對伸苯基苯并二唑)(PBO)纖維及聚伸苯硫醚(PPS)樹脂纖維,惟不特別受該等限定。
半硬化物係樹脂組成物呈半硬化狀態者。在此,半硬化狀態意指硬化反應之中間階段(B階段)的狀態。中間階段係處於呈清漆狀態之階段(A階段)與呈硬化狀態之階段(C階段)之間的階段。預浸體1一旦因加熱而熔融後,就會完全硬化而呈硬化狀態。預浸體1之硬化物可形成基板之絕緣層。
預浸體1之厚度並無特別限定,宜為120μm以下,較宜為100μm以下,更宜為60μm以下,又更宜為40μm以下。藉此可減薄絕緣層之厚度而可實現基板之薄型化。預浸體1之厚度宜為10μm以上。
預浸體1之樹脂層10係以本實施形態之樹脂組成物所形成,因此可製得熱膨脹係數低、玻璃轉移溫度(Tg)高、除膠渣耐性良好的基板。
(2.3)附樹脂之膜
於圖2A顯示本實施形態之附樹脂之薄膜2。附樹脂之膜2係整體為膜狀或片狀。附樹脂之薄膜2具備樹脂層20與支持薄膜21。附樹脂之膜2可用於印刷配線板5之多層化(增層法)等。
樹脂層20係以樹脂組成物之半硬化物所形成。半硬化物可藉由加熱成為硬化物。如此一來,樹脂層20即可形成絕緣層。
樹脂層20之厚度並無特別限定,宜為120μm以下,較宜為100μm以下,更宜為60μm以下,又更宜為40μm以下。藉此可減薄絕緣層之厚度而可實現基板之薄型化。樹脂層20之厚度宜為10μm以上。
支持薄膜21係支持著樹脂層20。以所述方式進行支持,可使樹脂層20較容易處置。
支持薄膜21譬如為電絕緣性薄膜,但不特別受此限定。支持薄膜21之具體例可舉聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜、聚醯亞胺薄膜、聚酯薄膜、聚乙二醯脲薄膜、聚醚醚酮薄膜、聚伸苯硫薄膜、芳醯胺薄膜、聚碳酸酯薄膜及聚芳酯薄膜等。惟支持薄膜21不限於該等薄膜。
在支持薄膜21之支持樹脂層20之面亦可設有脫模劑層(未圖示)。藉由脫模劑層,支持薄膜21可視需求從樹脂層20剝離。理想係使樹脂層20硬化而形成絕緣層後,從該絕緣層剝離支持薄膜21。
圖2A中,支持薄膜21係被覆在樹脂層20之一面,惟亦可如圖2B所示,以保護膜22被覆樹脂層20之另一面。如所述藉由被覆樹脂層20之兩面,會更容易處置樹脂層20。且可抑制異物附著於樹脂層20。
保護薄膜22譬如為電絕緣性薄膜,但不特別受此限定。保護膜22之具體例可舉聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜、聚烯烴薄膜、聚酯薄膜及聚甲基戊烯薄膜等。惟保護膜22不限於該等薄膜。
保護膜22之與樹脂層20疊合之面亦可設有脫模劑層(未圖示)。藉由脫模劑層,保護膜22可視需求從樹脂層20剝離。
附樹脂之薄膜2之樹脂層20係以本實施形態之樹脂組成物所形成,因此可獲得熱膨脹係數低、玻璃轉移溫度(Tg)高、除膠渣耐性良好的基板。
(2.4)附樹脂之金屬箔
於圖3顯示本實施形態之附樹脂之金屬箔3。附樹脂之金屬箔3係整體為膜狀或片狀。附樹脂之金屬箔3具備樹脂層30與金屬箔31。附樹脂之金屬箔3可用於印刷配線板5之多層化(增層法)等。
樹脂層30係以樹脂組成物之半硬化物所形成。半硬化物可藉由加熱成為硬化物。如此一來,樹脂層30即可形成絕緣層。
樹脂層30之厚度並無特別限定,宜為120μm以下,較宜為100μm以下,更宜為60μm以下,又更宜為40μm以下。藉此,可減薄樹脂層30硬化而形成之絕緣層的厚度,從而可實現基板之薄型化。樹脂層30之厚度宜為10μm以上。
金屬箔31接著有樹脂層30。金屬箔31之具體例可舉銅箔,惟不特別受此限定。金屬箔31可在減成法(subtractive process)等中藉由蝕刻去除不要的部分而形成導體配線。
金屬箔31之厚度並無特別限定,宜為35μm以下,較宜為18μm以下。金屬箔31之厚度宜為5μm以上。
另外,金屬箔31亦可以所謂的附載體之極薄金屬箔(省略圖示)之極薄金屬箔(譬如極薄銅箔)構成。附載體之極薄金屬箔為3層結構。即,附載體之極薄金屬箔具備載體、設於載體表面之剝離層、及設於剝離層表面之極薄金屬箔。極薄金屬箔極薄到很難單獨處置,當然比載體更薄。載體係具有保護並支持極薄金屬箔之功能的金屬箔(譬如銅箔)。附載體之極薄金屬箔具有某程度的厚度,故好處置。極薄金屬箔及載體之厚度並無特別限定,譬如,極薄金屬箔之厚度為1μm以上且10μm以下之範圍內,載體之厚度為18μm以上且35μm以下之範圍內。極薄金屬箔可視需求從載體剝離。
使用附載體之極薄金屬箔時,可以下述方式製造附樹脂之金屬箔3。即,於附載體之極薄金屬箔的極薄金屬箔表面塗佈樹脂組成物並加熱而形成樹脂層30。然後從極薄金屬箔剝離載體。極薄金屬箔係作為金屬箔31而接著於樹脂層30之表面。剝離層宜與載體一起被剝離且不殘留於極薄金屬箔表面上,但即使殘留仍可輕易地被去除。接著於樹脂層30之表面的極薄金屬箔可作為改良半加成法(MSAP:Modified Semi Additive Process)中之晶種層利用,且可對該晶種層進行電鍍處理來形成導體配線。
附樹脂之金屬箔3的樹脂層30係以本實施形態之樹脂組成物所形成,因此可獲得熱膨脹係數低、玻璃轉移溫度(Tg)高、除膠渣耐性良好的基板。
(2.5)覆金屬積層板
於圖4顯示本實施形態之覆金屬積層板4。覆金屬積層板4具備絕緣層40與金屬層41。覆金屬積層板4可用於印刷配線板5之材料等。
絕緣層40係以樹脂組成物之硬化物或預浸體1之硬化物所形成。圖4中,絕緣層40具有1片基材42,惟亦可具有2片以上基材42。
絕緣層40之厚度並無特別限定。絕緣層40之厚度若薄,便有益於基板之薄型化。絕緣層40之厚度宜為120μm以下,較宜為100μm以下,更宜為60μm以下,又更宜為40μm以下。絕緣層40之厚度宜為10μm以上,15μm以上較佳。
金屬層41係形成在絕緣層40之單面或兩面。金屬層41並無特別限定,可舉如金屬箔。金屬箔並無特別限定,可舉如銅箔。圖4中,係於絕緣層40之兩面形成有金屬層41,惟亦可僅於絕緣層40之單面形成有金屬層41。於絕緣層40之兩面形成有金屬層41的覆金屬積層板4為雙面覆金屬積層板。僅於絕緣層40之單面形成有金屬層41的覆金屬積層板4為單面覆金屬積層板。
金屬層41之厚度並無特別限定,宜為35μm以下,較宜為18μm以下。金屬層41之厚度宜為5μm以上。
另外,金屬層41亦可以上述附載體之極薄金屬箔的極薄金屬箔構成。使用附載體之極薄金屬箔時,可以下述方式製造覆金屬積層板4。即,可於1片預浸體1之單面或兩面積層附載體之極薄金屬箔來成形,亦可將多片預浸體1疊合並於該單面或兩面積層附載體之極薄金屬箔來成形。此時,會於預浸體1之表面疊合附載體之極薄金屬箔的極薄金屬箔。積層成形後從極薄金屬箔剝離載體。極薄金屬箔係作為金屬層41而接著於屬預浸體1之硬化物的絕緣層40之表面。剝離層宜與載體一起被剝離且不殘留於極薄金屬箔表面上,但即使殘留仍可輕易地被去除。接著於絕緣層40之表面的極薄金屬箔可作為改良半加成法(MSAP:Modified Semi Additive Process)中之晶種層利用,且可對該晶種層進行電鍍處理來形成導體配線。
覆金屬積層板4之絕緣層40係以本實施形態之樹脂組成物所形成,因此可獲得熱膨脹係數低、玻璃轉移溫度(Tg)高、除膠渣耐性良好的基板。熱膨脹係數宜為10ppm/K以下。玻璃轉移溫度(Tg)宜為250℃以上,較宜為260℃以上。
(2.6)印刷配線板
於圖5顯示本實施形態之印刷配線板5。印刷配線板5具備絕緣層50與導體配線51。在本說明書中,「印刷配線板」意指尚未焊接電子零件而僅有配線之狀態者。
絕緣層50係以樹脂組成物之硬化物或預浸體1之硬化物所形成。絕緣層50與上述覆金屬積層板4之絕緣層40相同。
導體配線51係形成在絕緣層50之單面或兩面。圖5中,係於絕緣層50之兩面形成有導體配線51,惟亦可僅於絕緣層50之單面形成有導體配線51。導體配線51之形成方法並無特別限定,可舉如減成法(subtractive process)、半加成法(SAP:Semi Additive Process)、改良半加成法(MSAP:Modified Semi Additive Process)等。
印刷配線板5之絕緣層50係以本實施形態之樹脂組成物所形成,因此可獲得熱膨脹係數低、玻璃轉移溫度(Tg)高、除膠渣耐性良好的基板。因此,吾等認為只要使用印刷配線板5作為封裝件基板,便可有效減少半導體封裝件之翹曲。
(3)總結
如從上述實施形態可知,本揭示包含下述態樣。以下符號附有括弧乃僅用以明示與實施形態之對應關係。
第1態樣之樹脂組成物含有環氧化合物、馬來醯亞胺化合物、酚化合物、內核外殼橡膠與無機充填材。前述馬來醯亞胺化合物具有N-苯基馬來醯亞胺結構。相對於前述環氧化合物、前述馬來醯亞胺化合物及前述酚化合物之合計100質量份,前述馬來醯亞胺化合物之含量在10質量份以上且低於40質量份之範圍內。
根據該態樣,可獲得熱膨脹係數低、玻璃轉移溫度(Tg)高、除膠渣耐性良好的基板。
第2態樣之樹脂組成物係在第1態樣中,前述馬來醯亞胺化合物包含更具有聯苯結構之馬來醯亞胺化合物。
根據該態樣,即使將無機充填材高充填化至樹脂組成物,仍可於熔融時保持優異的流動性。並且可獲得阻燃性等優異的樹脂組成物。
第3態樣之樹脂組成物係在第2態樣中,前述馬來醯亞胺化合物包含下述式(1)所示化合物。
第4態樣之樹脂組成物係在第1態樣中,前述馬來醯亞胺化合物包含下述式(2)所示化合物。
第5態樣之樹脂組成物係在第1~4之任一態樣中,前述環氧化合物包含具有萘骨架及聯苯骨架中之至少任一骨架的環氧化合物。
根據該態樣,當樹脂組成物含有具有萘骨架之環氧化合物時,可獲得耐熱性、耐濕性及阻燃性優異的樹脂組成物。當樹脂組成物含有具有聯苯骨架之環氧化合物時,即使將無機充填材高充填化至樹脂組成物,仍可於熔融時保持優異的流動性。並且可獲得阻燃性等優異的樹脂組成物。
第6態樣之樹脂組成物係在第1~5之任一態樣中,前述酚化合物包含具有萘骨架及聯苯骨架中之至少任一骨架的酚化合物。
根據該態樣,當樹脂組成物含有具有萘骨架之酚化合物時,可獲得耐熱性、耐濕性及阻燃性優異的樹脂組成物。當樹脂組成物含有具有聯苯骨架之酚化合物時,即使將無機充填材高充填化至樹脂組成物,仍可於熔融時保持優異的流動性。並且可獲得阻燃性等優異的樹脂組成物。
第7態樣之樹脂組成物係在第1~6之任一態樣中,相對於前述環氧化合物、前述馬來醯亞胺化合物及前述酚化合物之合計100質量份,前述酚化合物之含量在10質量份以上且30質量份以下之範圍內。
根據該態樣,藉由酚化合物之含量在10質量份以上,可抑制玻璃轉移溫度(Tg)降低及除膠渣耐性下降。藉由酚化合物之含量在30質量份以下,則可抑制除膠渣耐性下降。
第8態樣之樹脂組成物係在第1~7之任一態樣中,前述內核外殼橡膠具有內核與被覆前述內核之外殼。前述內核含有選自於由(甲基)丙烯酸之聚合物、(甲基)丙烯酸酯之聚合物、烯烴化合物之聚合物、聚丁二烯及聚矽氧所構成群組中之1種以上物質。前述外殼含有選自於由苯乙烯丙烯腈共聚物、(甲基)丙烯酸之聚合物、聚丁二烯及聚矽氧所構成群組中之1種以上物質。
根據該態樣,可賦予樹脂組成物之硬化物耐熱性及低溫耐衝撃性。
第9態樣之樹脂組成物係在第1~8之任一態樣中,前述內核外殼橡膠之平均粒徑小於1μm。
根據該態樣,於印刷配線板之形成有導體配線之面使用樹脂組成物來形成絕緣層時,可易充填鄰接之導體配線間。這對印刷配線板上高密度形成有微細導體配線(所謂的精細圖案)之情況特別有效。
第10態樣之樹脂組成物係在第1~9之任一態樣中,前述無機充填材包含選自於由二氧化矽、滑石、軟水鋁石、氫氧化鎂及氫氧化鋁所構成群組中之1種以上化合物。
根據該態樣,對樹脂組成物之硬化物的低熱膨脹化特別有效。
第11態樣之預浸體(1)具備基材(11)與樹脂層(10),該樹脂層(10)係以浸潤至前述基材(11)中之第1~10之任一態樣之樹脂組成物的半硬化物所形成。
根據該態樣,可獲得熱膨脹係數低、玻璃轉移溫度(Tg)高、除膠渣耐性良好的基板。
第12態樣之附樹脂之薄膜(2)具備樹脂層(20)與支持前述樹脂層(20)之支持薄膜(21),該樹脂層(20)係以第1~10之任一態樣之樹脂組成物的半硬化物所形成。
根據該態樣,可獲得熱膨脹係數低、玻璃轉移溫度(Tg)高、除膠渣耐性良好的基板。
第13態樣之附樹脂之金屬箔(3)具備樹脂層(30)與接著有前述樹脂層(30)之金屬箔(31),該樹脂層(30)係以第1~10之任一態樣之樹脂組成物的半硬化物所形成。
根據該態樣,可獲得熱膨脹係數低、玻璃轉移溫度(Tg)高、除膠渣耐性良好的基板。
第14態樣之覆金屬積層板(4)具備絕緣層(40)與形成於前述絕緣層(40)之單面或兩面上的金屬層(41),該絕緣層(40)係以第1~10之任一態樣之樹脂組成物的硬化物或第11態樣之預浸體(1)的硬化物所形成。
根據該態樣,可獲得熱膨脹係數低、玻璃轉移溫度(Tg)高、除膠渣耐性良好的基板。
第15態樣之印刷配線板(5)具備絕緣層(50)與形成於前述絕緣層(50)之單面或兩面上的導體配線(51),該絕緣層(50)係以第1~10之任一態樣之樹脂組成物的硬化物或第11態樣之預浸體(1)的硬化物所形成。
根據該態樣,可獲得熱膨脹係數低、玻璃轉移溫度(Tg)高、除膠渣耐性良好的基板。
實施例
以下,藉由實施例來具體說明本揭示。惟,本揭示不受以下實施例限定。
(1)樹脂組成物
準備了以下項目作為樹脂組成物之原料。然後以表1~表3所示摻混量將環氧化合物、酚化合物、馬來醯亞胺化合物、內核外殼橡膠、無機充填材及硬化促進劑摻混,並以溶劑(甲基乙基酮)稀釋,將之攪拌及混合使其均勻化來調製樹脂組成物。
(1.1)環氧化合物
・聯苯芳烷基型環氧樹脂(日本化藥股份公司製,商品名「NC-3500」,環氧當量:209g/eq)
・萘型環氧樹脂(DIC股份公司製,商品名「HP-9500」,環氧當量:230g/eq)
・含三苯甲烷骨架之有環氧樹脂(日本化藥股份公司製,商品名「EPPN-502H」,環氧當量:158~178g/eq)
・萘型環氧樹脂(DIC股份公司製,商品名「HP-4710」,環氧當量:170g/eq)
・聯苯芳烷基型環氧樹脂(日本化藥股份公司製,商品名「NC-3000-H」,環氧當量:280~300g/eq)。
(1.2)酚化合物
・萘型酚樹脂(DIC股份公司製,商品名「HPC9500P-53M」,羥基當量:153g/eq)
・聯苯芳烷基型酚樹脂(明和化成股份公司製,商品名「MEHC-7403H」,羥基當量:132g/eq)
・含磷酚化合物(Dow Chemical Japan Limited.製,商品名「XZ92741.00」,羥基當量:550g/eq)。
(1.3)馬來醯亞胺化合物
・苯甲烷馬來醯亞胺(大和化成工業股份公司製,商品名「BMI-2300」)
・聯苯芳烷基型馬來醯亞胺樹脂(日本化藥股份公司製,商品名「MIR-3000 70MT」)。
(1.4)內核外殼橡膠
・甲基丙烯酸甲酯丁二烯苯乙烯內核外殼橡膠(Dow Chemical Japan Limited.製,商品名「TMS-2670J」,內核:甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯共聚物,外殼:甲基丙烯酸甲酯聚合物,平均粒徑:0.151μm)
・丙烯酸橡膠(Aica Kogyo Co., Ltd.製,商品名「AC3816N」,內核:交聯丙烯酸聚合物,外殼:甲基丙烯酸甲酯聚合物,平均粒徑:0.3μm)
・聚矽氧・丙烯酸複合橡膠(Mitsubishi Chemical Co.製,商品名「SRK200A」,內核:聚矽氧/丙烯酸聚合物,外殼:苯乙烯丙烯腈共聚物,平均粒徑:0.15μm)。
(1.5)無機充填材
・二氧化矽(股份公司Admatechs製,商品名「SC-2050MTX」,平均粒徑:0.5μm)
・二氧化矽(股份公司Admatechs製,商品名「SC-2050MNU」,平均粒徑:0.5μm)
・氫氧化鋁(河合石灰工業股份公司製,商品名「ALH-F」,平均粒徑:5.2μm)
・氫氧化鎂(協和化學工業公司製,商品名「KISUMA 8SN」,平均粒徑:1.48μm)。
(1.6)硬化促進劑
・2-乙基-4-甲基咪唑(四國化成工業股份公司製,商品名「2E4MZ」)。
(2)預浸體
準備玻璃布(日東紡績股份公司製#2118型號,WEA2118T-107-S199,E玻璃)。該玻璃布係由縱線及橫線幾乎正交編織而成的織布所構成。以預浸體之硬化物厚度成為100μm的方式使樹脂組成物浸潤至該玻璃布中。利用非接觸型加熱單元,將浸潤至玻璃布中的樹脂組成物加熱乾燥直到成為半硬化狀態為止。加熱溫度為120~130℃。藉此去除樹脂組成物中之溶劑,而製造出具備玻璃布與浸潤至該玻璃布中之樹脂組成物之半硬化物的預浸體。預浸體之樹脂含量(樹脂量)相對於預浸體100質量份為41質量份。
(3)覆金屬積層板
將兩片上述預浸體疊合而獲得一積層物,再於所得積層物兩面疊合作為金屬箔之銅箔(厚度12μm)而獲得附銅箔之積層物。將該附銅箔之積層物加熱加壓成形而製造出厚度0.2mm之雙面覆金屬積層板。加熱加壓成形之條件為220℃、2MPa、90分鐘。
(4)試驗
(4.1)熱膨脹係數(CTE)
利用蝕刻去除接著於雙面覆金屬積層板兩面上之銅箔而獲得未包覆板。以該未包覆板作為試料,測定在50~260℃之溫度範圍下與厚度方向正交之方向上的熱膨脹係數(CTE)。測定係根據IPC TM650 2.4.41藉由TMA法(Thermal mechanical analysis method:熱機械分析法)進行。
(4.2)玻璃轉移溫度(Tg)
利用蝕刻去除接著於雙面覆金屬積層板兩面上之銅箔而獲得未包覆板。將該未包覆板於相對於玻璃布之縱線或橫線斜45°方向(斜向)進行裁切,而製作出50mm×5mm之大小的試料。
針對上述試料,以動態黏彈性測定裝置(SII NanoTechnology Inc.製「DMS6100」)在5℃/分鐘之升溫條件(DMA法)下測定tanδ,並以其峰值溫度作為玻璃轉移溫度(Tg)。
(4.3)除膠渣耐性
除膠渣耐性係從下述試驗片進行除膠渣處理前之處理前試驗片的質量與下述試驗片經過以錳酸鹽進行除膠渣處理後之處理完畢之試驗片的質量之差,計算除膠渣蝕刻量,並依其計算值來作評估。
具體上,係以蝕刻去除接著在尺寸5cm×5cm之雙面覆金屬積層板的銅箔而獲得試驗片。並從所得試驗片進行除膠渣處理前之處理前試驗片的質量(初始質量),與所得試驗片以下列條件行除膠渣處理後之處理完畢之試驗片的質量之差(單位為mg/cm2
),算出除膠渣蝕刻量。
處理前試驗片之初始質量測定係使試驗片在130℃下乾燥30小時後,在乾燥器內空冷2小時後再進行。
處理完畢之試驗片的質量測定係如下進行。
(a)膨潤步驟
首先,將測定初始質量後之處理前試驗片以Atotech公司製「Swelling Dip Securiganth P(500ml/L)」及氫氧化鈉水溶液(40g/L)膨潤5分鐘。
(b)除膠渣步驟
接著以Atotech公司製「Concentrate Compact CP(580ml/L)」及氫氧化鈉水溶液(40g/L)進行10分鐘微蝕刻處理。
(c)中和步驟
接下來以Atotech公司製「Reduction Solution Securiganth P500(70ml/L)」及硫酸(98%,50ml/L)進行5分鐘中和。
(d)乾燥步驟
再來以130℃使其乾燥30分鐘。
然後以下述方式將除膠渣耐性分成1道(1pass)及2道(2pass)來進行評估。
1道係經過1次上述(a)~(d)之一連步驟後,在乾燥器內進行2小時空冷後測定處理完畢之試驗片的質量。以上述方式測定1道之除膠渣蝕刻量。
2道係將上述(a)~(c)之一連步驟反覆2次後再進行(d)步驟後,在乾燥器內進行2小時空冷後測定處理完畢之試驗片的質量。以上述方式測定2道之除膠渣蝕刻量。
除膠渣蝕刻量在1道為0.3mg/cm2
以下且在2道為0.5mg/cm2
以下時,係評估為除膠渣耐性優異。
1:預浸體
2:附樹脂之薄膜
3:附樹脂之金屬箔
4:覆金屬積層板
5:印刷配線板
10,20,30:樹脂層
11,42:基材
21:支持薄膜
22:保護薄膜
31:金屬箔
40,50:絕緣層
41:金屬層
51:導體配線
圖1係本揭示一實施形態之預浸體的概略截面圖。
圖2中,圖2A係本揭示一實施形態之附樹脂之薄膜(無保護薄膜)的概略截面圖。圖2B係本揭示一實施形態之附樹脂之薄膜(有保護薄膜)的概略截面圖。
圖3係本揭示一實施形態之附樹脂之金屬箔的概略截面圖。
圖4係本揭示一實施形態之覆金屬積層板的概略截面圖。
圖5係本揭示一實施形態之印刷配線板的概略截面圖。
1:預浸體
10:樹脂層
11:基材
Claims (15)
- 一種樹脂組成物,含有環氧化合物、具有N-苯基馬來醯亞胺結構之馬來醯亞胺化合物、酚化合物、內核外殼橡膠與無機充填材, 並且,相對於前述環氧化合物、前述馬來醯亞胺化合物及前述酚化合物之合計100質量份,前述馬來醯亞胺化合物之含量在10質量份以上且低於40質量份之範圍內。
- 如請求項1之樹脂組成物,其中前述馬來醯亞胺化合物包含更具有聯苯結構之馬來醯亞胺化合物。
- 如請求項1之樹脂組成物,其中前述環氧化合物包含具有萘骨架及聯苯骨架中之至少任一骨架的環氧化合物。
- 如請求項1之樹脂組成物,其中前述酚化合物包含具有萘骨架及聯苯骨架中之至少任一骨架的酚化合物。
- 如請求項1之樹脂組成物,其中相對於前述環氧化合物、前述馬來醯亞胺化合物及前述酚化合物之合計100質量份,前述酚化合物之含量在10質量份以上且30質量份以下之範圍內。
- 如請求項1之樹脂組成物,其中前述內核外殼橡膠具有內核與被覆前述內核之外殼, 前述內核包含選自於由(甲基)丙烯酸之聚合物、(甲基)丙烯酸酯之聚合物、烯烴化合物之聚合物、聚丁二烯及聚矽氧所構成群組中之1種以上物質, 前述外殼包含選自於由苯乙烯丙烯腈共聚物、(甲基)丙烯酸之聚合物、聚丁二烯及聚矽氧所構成群組中之1種以上物質。
- 如請求項1之樹脂組成物,其中前述內核外殼橡膠之平均粒徑小於1μm。
- 如請求項1之樹脂組成物,其中前述無機充填材包含選自於由二氧化矽、滑石、軟水鋁石、氫氧化鎂及氫氧化鋁所構成群組中之1種以上化合物。
- 一種預浸體,具備: 基材;與 樹脂層,係以浸潤至前述基材中之如請求項1至10中任一項之樹脂組成物的半硬化物所形成。
- 一種附樹脂之薄膜,具備: 樹脂層,係以如請求項1至10中任一項之樹脂組成物的半硬化物所形成;與 支持薄膜,其支持前述樹脂層。
- 一種附樹脂之金屬箔,具備: 樹脂層,係以如請求項1至10中任一項之樹脂組成物的半硬化物所形成;與 金屬箔,係接著有前述樹脂層者。
- 一種覆金屬積層板,具備: 絕緣層,係以如請求項1至10中任一項之樹脂組成物的硬化物或如請求項11之預浸體的硬化物所形成;與 金屬層,係形成於前述絕緣層之單面或兩面。
- 一種印刷配線板,具備: 絕緣層,係以如請求項1至10中任一項之樹脂組成物的硬化物或如請求項11之預浸體的硬化物所形成;與 導體配線,係形成於前述絕緣層之單面或兩面。
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