TWI494337B - 電路基板用環氧樹脂組成物,預浸體,積層板,樹脂片,印刷佈線板用積層基材,印刷佈線板及半導體裝置 - Google Patents

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Description

電路基板用環氧樹脂組成物,預浸體,積層板,樹脂片,印刷佈線板用積層基材,印刷佈線板及半導體裝置
本發明係關於電路基板用環氧樹脂組成物、預浸體、積層板、樹脂片、印刷佈線板用積層基材、印刷佈線板及半導體裝置。
近年來,隨著電子機器的高機能化等要求,電子零件的高密度集體化、進而高密度安裝化等正進展中。因此,此等所使用之高密度安裝對應的印刷佈線板等亦較習知更為小型薄型化、高密度化及多層化。
此種技術記載於下述專利文獻1~5中。例如,專利文獻1中記載一種用於製造印刷佈線板的一般性預浸體。又,專利文獻2記載有利用無電解鍍敷法,於印刷佈線板上,形成使電路及外部電子零件電性連接之外部端子的技術。
另外,專利文獻3中,記載有一種具備基板、於基板上經由接黏輔助劑而設置之金屬箔的印刷佈線板。如此於印刷佈線板中,在基板與金屬箔之間形成使其等接黏之接黏層的技術,則記載於專利文獻4及5。
專利文獻1:日本專利特開2010-31263號公報
專利文獻2:日本專利特開2008-144188號公報
專利文獻3:日本專利特開2006-159900號公報
專利文獻4:日本專利特開2006-196863號公報
專利文獻5:日本專利特開2007-326962號公報
上述印刷佈線板中,在連接可靠性方面尚有改善空間。
本發明包括下述者。
[1]一種電路基板用環氧樹脂組成物,其含有:(A)環氧樹脂;(B)無機填充材;與(C)具有至少2個Si-H鍵結或Si-OH鍵結的環狀矽氧烷化合物。
[2]如[1]之電路基板用環氧樹脂組成物,其中,上述(C)具有至少2個Si-H鍵結或Si-OH鍵結的環狀矽氧烷化合物係下述一般式(1)所示; (式中,x表示2以上且10以下之整數,R1 可為相同或相異,表示含有選自氧原子、硼原子或氮原子之原子的基,R2 表示氫原子、碳數1~20之飽和或不飽和烴基;其中,R1 及R2 之至少2個為氫原子或羥基。)
[3]如[1]或[2]之電路基板用環氧樹脂組成物,其中,進一步含有氰酸酯樹脂組成物。
[4]一種預浸體,係使電路基板用環氧樹脂組成物浸含於基材中而成;上述電路基板用環氧樹脂組成物為[1]至[3]中任一項之電路基板用環氧樹脂組成物。
[5]一種覆金屬積層板,係於[4]之預浸體之至少單面上具有金屬箔,或在使該預浸體重疊2片以上之積層體之至少單面上具有金屬箔。
[6]一種樹脂片,係具備:支撐基材;與絕緣層,係形成於上述支撐基材上,由電路基板用環氧樹脂組成物所構成;上述支撐基材為薄膜或金屬箔;上述電路基板用環氧樹脂組成物係[1]至[3]中任一項之電路基板用環氧樹脂組成物。
[7]一種印刷佈線板,係將[5]之覆金屬積層板用於內層電路基板而成。
[8]一種印刷佈線板,係於內層電路基板之電路上積層[4]之預浸體而成。
[9]一種印刷佈線板,係於內層電路基板之電路上,積層[4]之預浸體或[6]之樹脂片而成。
[10]一種半導體裝置,係於印刷佈線板上搭載半導體元件而成;上述印刷佈線板係[7]至[9]中任一項之印刷佈線板。
[11]一種印刷佈線板用積層基材,係具備:支撐基材;形成於上述支撐基材上之接黏層;與形成於上述接黏層上之樹脂層;上述樹脂層係含有(A)環氧樹脂、(B)無機填充材及(C)具有選自由Si-H鍵結及Si-OH鍵結所組成群之至少2個鍵結的環狀或籠型矽氧烷化合物。
[12]如[11]之印刷佈線板用積層基材,其中,上述(C)具有選自由Si-H鍵結及Si-OH鍵結所組成群之至少2個鍵結的環狀或籠型矽氧烷化合物,係下述一般式(1)所示;
[化2]
(式中,x表示2以上且10以下之整數,n表示0以上且2以下之整數,R1 可為相同或相異,表示含有選自氧原子、硼原子或氮原子之原子的取代基,R2 可為相同或相異,表示氫原子、碳數1~20之飽和或不飽和烴基;其中,R1 及R2 之至少2個為氫原子或羥基。)
[13]如[11]或[12]之印刷佈線板用積層基材,其中,上述樹脂層係相對於上述樹脂層之合計值100重量%,含有40~75重量%之(B)無機填充材。
[14]如[11]至[13]中任一項之印刷佈線板用積層基材,其中,上述樹脂層係含有(D)氰酸酯樹脂組成物。
[15]如[14]之印刷佈線板用積層基材,其中,上述接黏層係含有(X)含有至少一個羥基之芳香族聚醯胺樹脂。
[16]如[15]之印刷佈線板用積層基材,其中,上述(X)含有至少一個羥基之芳香族聚醯胺樹脂,係含有由具有二烯骨架之4個以上的碳鏈所連繫成的鏈段。
[17]如[15]或[16]之印刷佈線板用積層基材,其中,上述(X)含有至少一個羥基之芳香族聚醯胺樹脂係含有丁二烯橡膠成分之鏈段。
[18]如[11]至[17]中任一項之印刷佈線板用積層基材,其中,上述接黏層係含有(Y)平均粒徑100nm以下之無機填充材。
[19]如[11]至[18]中任一項之印刷佈線板用積層基材,其中,上述每單位重量之樹脂層中所含之(B)無機填充材之表 面積的總和為1.8m2 /g以上且4.5m2 /g以下。
[20]一種印刷佈線板用積層體,係將印刷佈線板用積層基材貼合於基材兩面而成;上述印刷佈線板用積層基材係[11]至[19]中任一項之印刷佈線板用積層基材。
[21]一種印刷佈線板,係將[11]至[19]中任一項之印刷佈線板用積層基材用於內層電路基板而成。
[22]如[21]之印刷佈線板,其中,上述內層電路基板係使申請專利範圍第10項之印刷佈線板用積層體硬化,於該印刷佈線板用積層體上形成導體電路者。
[23]一種半導體裝置,係於[21]或[22]之印刷佈線板上搭載半導體元件而成者。
根據本發明,可實現連接可靠性優越之印刷佈線板及半導體裝置,並可實現此等所使用之電路基板用環氧樹脂組成物、預浸體、積層板、樹脂片、印刷佈線板用積層基材。
上述目的及其他目的、特徵與優點,將藉以下所述之較佳實施形態、及其隨附之以下圖式予以進一步闡明。
以下,針對本發明之電路基板用環氧樹脂組成物(以下有時稱為「樹脂組成物」)及使用該樹脂組成物之預浸體、積層板(含有印刷佈線板用積層體及覆金屬積層板)、樹脂片、印刷佈線板、印刷佈線板用積層基材及半導體裝置進行詳細說明。本實施形態中,所謂電路基板係指例如於基板上形成有由至少含有導電圖案、佈線層及電子零件的電子構件所構成的電路的印刷佈線板。電路可形成於基板之單面或雙面。又,基板可為多層(包括增層(build up layer))或單層(包括核心層),於多層的情況,電路可形成於內層,亦可形成於外層。又,基板可為可撓性基板或堅硬基板,亦可具有兩者。又,本實施形態中,預浸體、積層板、樹脂片及印刷佈線板用積層基材,係用於上述印刷佈線板中者。本實形態樣中,半導體裝置係至少具備該印刷佈線板、安裝於該印刷佈線板上之電子元件者。又,本實施形態中,將使用有樹脂組成物之預浸體、積層板、樹脂片及印刷佈線板用積層基材稱為印刷佈線板用基材。
本發明之樹脂組成物係含有(A)環氧樹脂、(B)無機填充材及(C)具有至少2個Si-H鍵結或Si-OH鍵結的環狀或籠型矽氧烷化合物(以下有時簡稱為(C)環狀矽氧烷化合物)。
根據本發明,(C)環狀矽氧烷化合物係經由Si-H鍵結或Si-OH鍵結而可與(A)環氧樹脂及/或(B)無機填充材反應。在此等成分牢固連接之同時,(C)環狀矽氧烷化合物彼此可鍵結。藉此,可得到以下第1效果及第2效果。
亦即,第1,藉由成分間之鍵結,可對使用了本發明樹脂組成物之印刷佈線板用基材賦予低熱膨脹性。又,(C)環狀矽氧烷化合物之Si-H鍵結或Si-OH鍵結可使樹脂表面與鈀觸媒等之鍍敷觸媒間的親和性減弱。其結果,使屬於非鍍敷區域之樹脂表面上的鍍敷特性降低,因此相對地可提高形成於樹脂表面上之金屬部分(例如,由銅等之金屬圖案所構成之鍍敷區域)的鍍敷特性。藉此,相對地提高樹脂表面上之鍍敷區域中的鍍敷特性,可抑制細微佈線加工後之導通不良的發生。因此,可實現可靠性優越的印刷佈線板等。
另外,第2,藉由成分間之鍵結,對使用有本發明樹脂組成物之印刷佈線板用積層基材之表面賦予強度,可予以疏水化。因此,在印刷佈線板之製造過程中,可達到其樹脂層之低吸水化。於此種樹脂層表面上所形成的接黏層,可抑制去膠渣加工時之膨潤液、粗化液之滲透,表面不易變得粗糙。因此,根據本發明,可於接黏層表面上抑制過剩的粗化,故可提高接黏層與導電膜間之密黏性,可實現可靠性優越的印刷佈線板等。
以下說明實現第1效果之樹脂組成物(以下稱為第1樹脂組成物),接著說明實現第2效果的樹脂組成物(以下稱為第2樹脂組成物)。又,未特別註明是第1樹脂組成物或第2樹脂組成物之樹脂組成物的構成,係指兩樹脂組成物所共通的構成。又,有時將第1樹脂組成物與第2樹脂組成物合併簡稱為樹脂組成物。
(第1樹脂組成物)
以下說明第1樹脂組成物。
於通常之印刷佈線板,係例如專利文獻1所示般藉由下述手法形成。首先,將以環氧樹脂等之熱硬化性樹脂為主成分的樹脂組成物溶解於溶劑中而製作樹脂清漆。於此樹脂清漆中添加無機填充材,使此樹脂清漆浸含於基材中並使其加熱乾燥,藉此製作預浸體。又,專利文獻2中,係使用此種預浸體,藉下述鍍敷方法形成電路,得到印刷佈線板。亦即,例如藉由鍍金,將印刷佈線板之電路端子部與打線等電性連接。作為鍍金之代表性方法,可舉例如DIG(Direct Immersion Gold:直接置換金)、ENIG(Electroless Nickel Immersion Gold:無電解鎳/置換金)、ENEPIG(Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold:無電解鎳/無電解鈀/置換金)等方法。
然而,隨著近年來的細微佈線化、或印刷佈線板之薄型化,所要求之電性可靠性水準成為高水準。例如,於印刷佈線板之製造步驟中,在對端子部進行金屬鍍敷處理時,較習知更加要求鍍敷後之金屬擴散防止。而且,在形成了細微佈線的情況,亦要求電氣可靠性的更加提升。又,相較於習知,由於元件、打線等之接合面積變小,故要求無鉛焊錫接合可靠性的進一步提升。
把握了此種技術環境的本發明者等人經檢討後,結果認為,在由樹脂組成物所得的樹脂層中,藉由使鍍敷區域之鍍敷特性相對地提升,使非鍍敷區域之鍍敷特性相對地降低,則在非鍍敷區域之樹脂層表面上不易形成鍍敷層,故可提高鍍敷後之金屬擴散防止。本實施形態中,所謂鍍敷區域,係指例如藉由於樹脂層表面上貼合銅箔等金屬箔,將此金屬箔形成為既定圖案而獲得金屬圖案形成區域。
因此,經各種實驗的結果發現,構成樹脂層的樹脂組成物較佳係含有(A)環氧樹脂、(B)無機填充材及(C)具有至少2個Si-H鍵結或Si-OH鍵結的環狀或籠型矽氧烷化合物(以下有時稱為(C)環狀矽氧烷化合物),遂完成本發明。
亦即,根據第1樹脂組成物,藉由併用(A)環氧樹脂與(B)無機填充材,使電路基板用環氧樹脂組成物硬化而作成積層板或印刷佈線板時,可賦予低熱膨脹係數性。例如,在以ENIG步驟(Electroless Nickel Immersion Gold:無電解鎳/置換金)、利用ENEPIG(Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold:無電解鎳/無電解鈀/置換金)進行鍍敷處理時,藉由添加(C)具有至少2個Si-H鍵結或Si-OH鍵結的環狀或籠型矽氧烷化合物,可減弱樹脂層表面與鈀觸媒的親和性。因此,非鍍敷區域的鍍敷特性降低,另一方面,鍍敷區域的鍍敷特性相對於非鍍敷區域呈提高。藉此,於鍍敷區域中可良好地進行鍍敷處理,故即使進行細微佈線加工仍可抑制導通不良等的發生。
因此,根據本發明之第1樹脂組成物,可提供低熱線膨脹性優越、對應細微佈線並具有高度之電氣可靠性的電路基板用環氧樹脂組成物,以及使用有該電路基板用環氧樹脂組成物之即使在鍍敷處理後其電氣可靠性仍優越的預浸體、積層板、印刷佈線板以及半導體裝置。又,使用電路基板用環氧樹脂組成物所形成之預浸體、樹脂片,係在用於製造印刷佈線板的情況,即使進行ENEPIG法等鍍敷處理,於鍍敷步驟後仍可防止鍍敷中所使用的金屬擴散,可抑制導通不良發生。
以下詳述各成分。
(A)環氧樹脂並無特別限定,可舉例如雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、雙酚E型環氧樹脂、雙酚M型環氧樹脂、雙酚P型環氧樹脂、雙酚Z型環氧樹脂等之雙酚型環氧樹脂;酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆環氧樹脂等之酚醛清漆型環氧樹脂;聯苯型環氧樹脂、聯苯芳烷基型環氧樹脂、芳基伸烷基型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、蒽型環氧樹脂、苯氧基型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、降烯型環氧樹脂、金剛烷型環氧樹脂、茀型環氧樹脂等之環氧樹脂等。可單獨使用此等中之一種,亦可併用2種以上。
(A)環氧樹脂之含量並無特別限定,以樹脂組成物整體之固形份基準(固形份係指實質上形成樹脂層的成分,雖排除溶劑,但包括液狀環氧物等成分)計,較佳設為5重量%以上、30重量%以下。藉由將(A)環氧樹脂之含量設為下限值以上,可抑制環氧樹脂的硬化性降低,或由樹脂組成物所得之預浸體或印刷佈線板的耐濕性降低。又,藉由將(A)環氧樹脂之含量設為上限值以下,則可抑制預浸體或印刷佈線板之線熱膨脹係數變大、或耐熱性降低。
作為(B)無機填充材並無特別限定,可舉例如滑石、燒成黏土、未燒成黏土、雲母、玻璃等之矽酸鹽,氧化鈦、氧化鋁、二氧化矽、熔融二氧化矽等之氧化物,碳酸鈣、碳酸鎂、水滑石等之碳酸鹽,氫氧化鋁、氫氧化鎂、氫氧化鈣等之氫氧化物,硫酸鋇、硫酸鈣、亞硫酸鈣等之硫酸鹽或亞硫酸鹽,硼酸鋅、甲基硼酸鋇、硼酸鋁、硼酸鈣、硼酸鈉等之硼酸鹽,氮化鋁、氮化硼、氮化矽、氮化碳等之氮化物,鈦酸鍶、鈦酸鋇等之鈦酸鹽等。作為無機填充材,可單獨使用此等中之一種,亦可併用2種以上。此等之中,特佳為二氧化矽,由低熱膨脹性優越的觀點而言,較佳為熔融二氧化矽(尤其是球狀熔融二氧化矽)。其形狀為破碎狀、球狀,但在為了確保對纖維基材之浸含性而降低樹脂組成物之熔融黏度時,可採用使用球狀二氧化矽等配合其目的的使用方法。
(B)無機填充材之平均粒徑並無特別限定,較佳為0.1~5.0μm,特佳0.5~2.0μm(以下,「~」在未特別註明之下,係表示包括上限值與下限值)。藉由將(B)無機填充材之粒徑設為下限值以上,則清漆成為高黏度,可減低對預浸體製作時之作業性造成的影響。又,藉由將粒徑設為上限值以下,則可於清漆中抑制無機填充材的沉降等現象發生。平均粒徑可藉由例如超音波振動電流法(齊他電位,zeta potential)、超音波衰減分光法(粒度分佈)及雷射繞射散射法進行測定。藉由超音波使無機填充材分散於水中,藉雷射繞射式粒度分佈測定裝置(HORIBA製,LB-550)依體積基準測定粒子之粒度分佈,將其中徑(D50)設為平均粒徑。
作為(B)無機填充材之含量並無特別限定,較佳為樹脂組成物整體之10~80重量%、更佳30~75重量%。最佳為40~70重量%。藉由將(B)無機填充材之含量設為下限值以上,可提升難燃性或低熱膨脹性。又,藉由將(B)無機填充材之含量設為上限值以下,則於樹脂中的分散變得困難,可抑制粒子凝集而發生不良的情形。
再者,(B)無機填充材較佳係併用平均粒徑10~100nm的無機填充材(以下有時稱為「微粒子」)。藉此,即使使用不定形之無機填充材作為(B)無機填充材,由於添加有微粒子,故可抑制樹脂組成物的流動性降低。又,即使樹脂清漆的黏度較高,藉由於樹脂清漆中添加微粒子,可使樹脂清漆良好地浸含於基材中。藉由將含有微粒子之樹脂組成物進一步用於印刷佈線板之絕緣層,則可於絕緣層表面形成細微粗度,得到細微佈線加工性優越的印刷佈線板。
微粒子的平均粒徑較佳為15~90nm、更佳25~75nm。若平均粒徑為上述範圍內,則可提升高填充性及高流動性。微粒子之平均粒徑可藉由例如超音波振動電流法(齊他電位)、超音波衰減分光法(粒度分佈)及雷射繞射散射法進行測定。具體而言,微粒子之平均粒徑可依D50所規定。
微粒子之含量並無特別限定,較佳為樹脂組成物整體的0.5~20重量%、更佳1~10重量%。若微粒子之含量為上述範圍內,則尤其是預浸體之浸含性及成形性優越。
(B)無機填充材之含量(w1)與微粒子之含量(w2)的重量比(w2/w1)並無特別限定,較佳為0.02~0.5、特佳0.06~0.4。若重量比為上述範圍內,則尤其可提升成形性。
(C)環狀矽氧烷化合物係藉由具有至少2個Si-H鍵結或Si-OH鍵結,則可與(A)環氧樹脂及(B)無機填充材反應而將此等成分牢固連繫,同時可彼此鍵結。因此,藉由將(C)環狀矽氧烷化合物添加於樹脂組成物中,可提升由此樹脂組成物所得之片、積層板、印刷佈線板等的強度。
(C)環狀矽氧烷化合物可使用下述一般式(1)所示之化合物。
[化3]
(式中,x表示2以上且10以下之整數,n表示0以上且2以下之整數,R1 可為相同或相異,表示含有選自氧原子、硼原子或氮原子之原子的取代基,R2 可為相同或相異,表示氫原子、碳數1~20之飽和或不飽和烴基。其中,R1 及R2 之至少2個為氫原子或羥基。)
(C)環狀矽氧烷化合物並無特別限定,較佳係分子量為50~1000。
作為碳數1~20之飽和或不飽和烴基,可舉例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、環丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、環丁基、正戊基、第三戊基、環戊基、正己基、環己基、2-乙基己基等之烷基;苯基、二苯基、萘基等之芳基;苄基、甲基苄基等之芳基烷基;鄰甲苯基、間甲苯基、對甲苯基、2,3-二甲基苯基、2,4-二甲基苯、2,5-二甲基苯基、2,6-二甲基苯基、3,4-二甲基苯基、3,5-二甲基苯基、2,4,6-三甲基苯基、鄰乙基苯基、間乙基苯基、對乙基苯基等之烷基芳基;乙烯基、烯丙基、1-丙烯基、1-丁烯基、1,3-丁二烯基、1-戊烯基、1-環戊烯基、2-環戊烯基、環戊二烯基、甲基環戊二烯基、乙基環戊二烯基、1-己烯基、1-環己烯基、2,4-環己二烯基、2,5-環己二烯基、2,4,6-環庚三烯基、5-降烯-2-基等之烯基;2-苯基-1-乙烯基等之芳基烯基;鄰苯乙烯基、間苯乙烯基、對苯乙烯基等之烯基芳基;乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、1-丁炔基、2-丁炔基、3-丁炔基、1-戊炔基、2-戊炔基、3-戊炔基、4-戊炔基、1-己炔基、3-己炔基、5-己炔基等之炔基;2-苯基-1-乙炔基等之芳基炔基;2-乙炔基-2-苯基等之炔基芳基等。
(C)環狀矽氧烷化合物可舉例如:1,3,5-三甲基環三矽氧烷、1,3,5,7-四甲基環四矽氧烷、1,3,5,7,9-五甲基環五矽氧烷、1,3,5-三乙基環三矽氧烷、1,3,5,7-四乙基環四矽氧烷、1,3,5,7,9-五乙基環五矽氧烷等。特佳為1,3,5-三甲基環三矽氧烷、1,3,5,7-四甲基環四矽氧烷、1,3,5,7,9-五甲基環五矽氧烷等。
(C)環狀矽氧烷化合物因具有至少2個以上Si-H鍵結或Si-OH鍵結的反應性,故可自己聚合,且可與無機填充材進行化學鍵結或物理鍵結。例如,在無機填充材為二氧化矽的情況,(C)環狀矽氧烷化合物可與二氧化矽之矽醇基等反應,可使無機填充材疏水化。藉由疏水化,即使在使無機填充材經高填充化時,仍可作成對去膠渣等藥液之耐性強的樹脂組成物。藉此,於穿孔或通孔中因樹脂脫落所造成的玻璃布突出變少,故可提升絕緣可靠性,在進行半主動法時使鍍銅之剝離強度提升。
所謂籠型矽氧烷化合物,係指具有由1個Si與至少2個以上O(氧原子)鍵結而成之3維空間所形成的框型構造的化合物,例如由下述一般式(2)所示。
[化4]
(式中,X表示含有選自氫原子、羥基、碳數1~20之飽和或不飽和烴基或氧原子、硼原子、氮原子、矽原子之原子的取代基。其中,至少2個X為氫原子或羥基。)
籠型矽氧烷化合物並無特別限定,較佳係分子量為50~1000。
籠型矽氧烷化合物可舉例如聚倍半矽氧烷(T8)、聚倍半矽氧烷-羥基取代物、聚倍半矽氧烷-八羥基取代物、聚倍半矽氧烷-(3-環氧丙基)丙氧基-七羥基取代物、聚倍半矽氧烷-(2,3-丙二醇)丙氧基-七羥基取代物等。
作為(C)環狀矽氧烷化合物之含量並無特別限定,較佳為樹脂組成物中之0.01~10重量%、更佳0.1~5重量%、最佳0.2~2重量%。藉由將(C)環狀矽氧烷化合物之含量設為下限值以上,則可充分得到有機矽氧烷化合物的效果。又,藉由將(C)環狀矽氧烷化合物之含量設為上限值以下,則可抑制印刷佈線板之特性降低。
樹脂組成物亦可進一步含有氰酸酯樹脂,其可賦予僅以環氧樹脂所無法達成的耐熱性及低熱膨脹性。於此,氰酸酯樹脂例如可使鹵化氰化合物與酚類進行反應,視需要藉加熱等方法予以預聚化而獲得。具體可舉例如:酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂、甲酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂等之酚醛清漆型氰酸酯樹脂,雙酚A型氰酸酯樹脂、雙酚E型氰酸酯樹脂、四甲基雙酚F型氰酸酯樹脂等之雙酚型氰酸酯樹脂,以及二環戊四烯型氰酸酯樹脂等。由使用有此等氰酸酯樹脂之樹脂組成物所構成的印刷佈線板,尤其在加熱時的剛性優越,故半導體元件安裝時之可靠性優越。
氰酸酯樹脂之分子量並無特別限定,較佳係重量平均分子量5.0×102 ~4.5×103 、特佳6.0×102 ~3.0×103 。藉由將重量平均分子量設為下限值以上,則可抑制製作預浸體時產生黏性、預浸體彼此接觸時互相附著、或發生樹脂轉印的情形。又,藉由將重量平均分子量設為上限值以下,則可抑制反應速度過快、尤其是使用於積層板時產生成形不良的情形。氰酸酯樹脂等之重量平均分子量可藉由例如GPC(凝膠滲透層析法,標準物質:聚苯乙烯換算)進行測定。
尚且,作為氰酸酯樹脂,可使用經預聚化物。可單獨使用氰酸酯樹脂,或併用重量平均分子量不同的氰酸酯,亦可併用氰酸酯與其預聚物。於此,所謂預聚物係指通常藉由對氰酸酯樹脂進行加熱反應等,予以例如三聚化而獲得者;為了調整電路基板用樹脂組成物之成形性、流動性而最好予以使用。預聚物並無特別限定,較佳為使用例如三聚化率為20~50重量%者。此三聚化率可使用例如紅外分光分析裝置而求得。又,上述氰酸酯樹脂並無特別限定,可單獨使用1種,亦可併用具有不同重量平均分子量的2種以上,或可併用1種或2種以上之氰酸酯樹脂與其等之預聚物。
氰酸酯樹脂之含量並無特別限定,較佳為樹脂組成物整體之3~70重量%,其中,更佳為5~50重量%,於製作預浸體的情況等,更佳為10~30重量%。藉由將氰酸酯樹脂之含量設為下限值以下,而可充分得到因添加氰酸酯樹脂所造成的耐熱性提升效果。又,藉由將氰酸酯樹脂之含量設為上限值以下,則可抑制預浸體等成型品之強度降低。
樹脂組成物可進一步併用熱硬化性樹脂(實質上不含鹵素)。熱硬化性樹脂可舉例如脲(尿素)樹脂、三聚氰胺樹脂等之具有三環的樹脂、不飽和聚酯樹脂、雙馬來亞醯胺樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、二烯丙基酞酸酯樹脂、聚矽氧樹脂、具有苯并環之樹脂等。此等之中,可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
樹脂組成物中視需要可使用酚樹脂或硬化促進劑。又,亦可併用酚樹脂與硬化促進劑。
酚樹脂並無特別限定,可舉例如:酚酚醛清漆樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、雙酚A酚醛清漆樹脂、芳基伸烷基型酚醛清漆樹脂等之酚醛清漆型酚樹脂、未改質之可溶酚醛酚樹脂、桐油、亞麻仁油、胡桃油等經改質之油改質可溶酚醛酚樹脂等之可溶酚醛型酚樹脂。此等之中,可單獨使用1種,亦可併用具有不同重量平均分子量之2種以上,或可併用1種或2種以上之上述樹脂與其等之預聚物。此等之中,特佳為芳基伸烷基型酚樹脂。藉此,可更加提升吸濕焊錫耐熱性。
硬化促進劑並無特別限定,可舉例如:萘酸鋅、萘酸鈷、辛酸錫、辛酸鈷、雙乙醯丙酮鈷(II)、三乙醯丙酮鈷(III)等之有機金屬鹽,三乙基胺、三丁基胺、二吖雙環[2,2,2]辛烷等之3級胺類,咪唑化合物、酚、雙酚A、壬基酚等之酚化合物,醋酸、苯甲酸、水楊酸、對甲苯磺酸等之有機酸等,或其混合物。此等之中,包括其衍生物可單獨使用1種,亦可併用包括其等衍生物的2種以上。此等硬化促進劑中,特佳為咪唑化合物。藉此,可使在將樹脂組成物作成預浸體並使用於半導體裝置時的絕緣性、焊錫耐熱性提高。
作為上述咪唑化合物,可舉例如2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-乙基-4-乙基咪唑、2,4-二胺基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三吖、2,4-二胺基-6-(2’-十一基咪唑基)-乙基-s-三吖、2,4-二胺基-6-[2’-乙基-4-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三吖、2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羥基甲基咪唑、2-十一基咪唑、1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-十一基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羥基咪唑、2,3-二氫-1H-吡咯(1,2-a)苯并咪唑等。此等之中,較佳為1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑及2-乙基-4-甲基咪唑。此等咪唑化合物因對樹脂成分具有特別優越的相溶性,故可得到均勻性高的硬化物。
樹脂組成物中亦可進一步添加使樹脂組成物與導體層間之密黏性提升的樹脂成分。可舉例如苯氧基樹脂、聚醯胺系樹脂、聚乙烯醇系樹脂等。此等之中,尤其是由與金屬間之密黏性優越、對硬化反應速度造成之影響較少的觀點而言,較佳為添加苯氧基樹脂。苯氧基樹脂可舉例如具有雙酚骨架之苯氧基樹脂、具有酚醛清漆骨架之苯氧基樹脂、具有萘骨架之苯氧基樹脂、具有聯苯骨架之苯氧基樹脂等。又,亦可使用具有複數種此等骨架之構造的苯氧基樹脂。
樹脂組成物並無特別限定,可使用偶合劑。偶合劑係提升環氧樹脂與無機填充材之界面的濕潤性。而且,使熱硬化性樹脂等及無機填充材對纖維基材均勻地固定,可改良耐熱性、尤其是吸濕後之焊錫耐熱性。
偶合劑並無特別限定,具體而言,較佳係使用選自環氧基矽烷偶合劑、陽離子性矽烷偶合劑、胺基矽烷偶合劑、鈦酸系偶合劑及聚矽氧油型偶合劑中的1種以上偶合劑。藉此,可提高與無機填充材間之界面的濕潤性,因此可更加提升耐熱性。
偶合劑之添加量並無特別限定,相對於(B)無機填充材100重量份,較佳為0.05~3重量份、特佳0.1~2重量份。藉由將偶合劑含量設為下限值以上,則可充分被覆無機填充材、提升耐熱性。藉由將偶合劑之含量設為上限值以下,則可抑制對反應造成影響、彎曲強度等降低的情形。
樹脂組成物視需要亦可添加顏料、染料、消泡劑、均平劑、紫外線吸收劑、發泡劑、抗氧化劑、難燃劑、離子捕捉劑等之上述成分以外的添加物。
其次,說明使用了第1樹脂組成物之預浸體。
預浸體係使第1樹脂組成物浸含於基材中而成者。藉此,可得到適於製造介電特性、高溫多濕下之機械性、電性連接可靠性等各種特性優越之印刷佈線板的預浸體。
基材並無特別限定,可舉例如玻璃布、玻璃不織布等之玻璃纖維基材、以聚醯胺樹脂纖維、芳香族聚醯胺樹脂纖維、全芳香族聚醯胺樹脂纖維等之聚醯胺系樹脂纖維,聚酯樹脂纖維、芳香族聚酯樹脂纖維、全芳香族聚酯樹脂纖維等之聚酯系樹脂纖維,聚醯亞胺樹脂纖維、氟樹脂纖維等作為主成分之織布或不織布所構成的合成纖維基材,以牛皮紙、棉絨紙、棉絨與牛皮紙漿之混抄紙等作為主成分的紙基材等之有機纖維基材等。此等之中,較佳為玻璃纖維基材。藉此,可提升預浸體之強度、降低吸水率,並可減小熱膨脹係數。
構成玻璃纖維基材之玻璃並無特別限定,可舉例如E玻璃、C玻璃、A玻璃、S玻璃、D玻璃、NE玻璃、T玻璃、H玻璃等。此等之中,較佳為E玻璃、T玻璃或S玻璃。藉此,可達成玻璃纖維基材之高彈性化,亦可減小熱膨脹係數。
製造預浸體之方法並無特別限定,可舉例如使用上述第1樹脂組成物調製樹脂清漆,將基材浸漬於樹脂清漆中的方法;藉由各種塗佈器進行塗佈的方法;藉噴霧器進行吹附的方法等。此等之中,較佳為將基材浸漬於樹脂清漆中的方法。藉此,可提升樹脂組成物對基材的浸含性。
尚且,在將基材浸漬於樹脂清漆中的情形,可使用通常之浸含塗佈設備。
樹脂清漆中所使用之溶媒,較佳係對第1樹脂組成物中之樹脂成分顯示良好溶解性,但在不造成不良影響的範圍內亦可使用不良溶劑。顯示良好溶解性之溶媒可舉例如:丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮、環戊酮、四氫呋喃、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、二甲基亞碸、乙二醇、賽路蘇系、卡必醇系等。
樹脂清漆之固形份並無特別限定,較佳係樹脂組成物之固形份50~90重量%、特佳60~80重量%。藉此,可更加提升樹脂清漆對基材的浸含性。使樹脂組成物浸含於基材中之既定溫度並無特別限定,可藉由例如90~220℃等予以乾燥而獲得預浸體。
其次,說明使用了上述預浸體的積層板。
積層板係指將上述預浸體之至少1片或複數片予以積層的積層體,於積層體之雙面或單面重疊有金屬箔的積層體,或於內層電路基板之雙面或單面積層有預浸體或樹脂片的積層體。於此,所謂內層電路基板,係指用於印刷佈線板一般稱為核心基板者,其係於積層板形成導體電路。
內層電路基板並無特別限定,可於上述本發明之積層板進行導體電路形成而製作,又,亦可藉由對印刷佈線板所使用之積層板進行電路形成而製作。在使用本案發明之積層板的情況係細微佈線加工優越,即使形成細微佈線其電氣可靠性仍優越。
積層板之製造方法並無特別限定,例如可於積層為預浸體等所需之構成後,進行加熱、加壓而獲得。加熱溫度並無特別限定,較佳為120~230℃、特佳150~210℃。又,壓力並無特別限定,較佳為1~5MPa、特佳2~4MPa。藉此,可得到介電特性、高溫多濕下之機械性、電氣連接可靠性優越的積層板。
金屬箔並無特別限定,可舉例如銅及銅系合金、鋁及鋁系合金、銀及銀系合金、金及金系合金、鋅及鋅系合金、鎳及鎳系合金、錫及錫系合金、鐵及鐵系合金等之金屬箔。
金屬箔之厚度並無特別限定,較佳為0.1μm以上且70μm以下。更佳為1μm以上且35μm以下,再更佳1.5μm以上且18μm以下。藉由將金屬箔厚度設為下限值以上,可抑制通孔發生,在對金屬箔進行蝕刻並使用作為導體電路時,可抑制電路圖案成形時之鍍敷不均、電路斷線、蝕刻液或去膠渣液等之藥液滲入等的發生。藉由將金屬箔厚度設為上限值以下,則可抑制金屬箔之厚度不均變大、或金屬箔粗化面之表面粗度不均變大的情形。
另外,上述箔亦可使用具有載體箔之極薄金屬箔。所謂具有載體箔之極薄金屬箔,係指使可剝離之載體箔與極薄金屬箔貼合的金屬箔。藉由使用具有載體箔之極薄金屬箔則可於上述絕緣層雙面上形成極薄金屬箔層,故在例如藉由半主動法等形成電路時,不需進行無電解鍍敷,可直接電鍍出極薄金屬箔作為給電層,故於形成電路後,可對極薄銅箔進行快速蝕刻。藉由使用具有載體箔之極薄金屬箔,即使是厚10μm以下之極薄金屬箔,例如可防止壓製步驟中之極薄金屬箔的操作性降低、或極薄銅箔的破裂或斷裂。
作為第1樹脂組成物,尤其是在使用了於(A)環氧樹脂、(B)無機填充材及(C)環狀矽氧烷化合物中添加了微粒子者時,即使具有載體箔之極薄金屬箔中之極薄金屬箔為10μm以下,其作業性仍優越,且於內層電路形成後形成絕緣層時,可提升內層電路與絕緣層之密黏性。
另外,使用第1樹脂組成物所得之積層板中,樹脂表面與純水之接觸角較佳為85°以下。又,在積層板於最外層具有金屬箔的情況,於蝕刻金屬箔後,進行金屬鍍敷處理後,樹脂層表面與純水之接觸角較佳為85°以下。本實施形態中,所謂積層板之樹脂層表面之純水濕潤性較高,係顯示附著於其表面之金屬容易藉由例如水等之洗淨液予以去除。因此,藉由使用此種積層板,於印刷佈線板之製造過程中,在ENEPIG步驟等之鍍敷處理後,可輕易將附著於樹脂層表面之金屬洗淨。亦即,可提升非鍍敷區域上之洗淨特性。藉此,於樹脂層上之非鍍敷區域,可抑制鍍敷液所含之金屬擴散。因此,可形成鍍敷區域與非鍍敷區域之邊界明確的鍍敷層,故可防止鍍敷層間之短路,得到電氣可靠性優越的印刷佈線板。
在使積層板之接觸角於金屬鍍敷處理後成為85°以下時,可舉例如添加(C)環狀矽氧烷化合物,或併用平均粒徑10~100nm之微粒子與平均粒徑0.1~5.0μm之(B)無機填充材。更佳係第1樹脂組成物含有(C)環狀矽氧烷化合物、微粒子及(B)無機填充材的情形。此時,亦可使接觸角成為80°以下。藉此,即使在製造細佈線的印刷佈線板時,仍可得到電氣可靠性優越的印刷佈線板。
微粒子之含量並無特別限定,較佳係第1樹脂組成物整體之0.5~10重量%。若微粒子之含量為此範圍內,則尤其是在使用有聯苯型環氧樹脂、聯苯芳烷基型環氧樹脂等於室溫下呈固形的環氧樹脂時,其預浸體之浸含性及成形性優越,進而可使金屬鍍敷處理後之接觸角成為85°以下。藉此,可得到電氣可靠性優越的印刷佈線板。
(B)無機填充材之含量(w1)與上述微粒子之含量(w2)的重量比(w2/w1)並無特別限定,較佳為0.02~0.12,特佳為0.06~0.10。若重量比(w2/w1)為上述範圍,則尤其是在使用有聯苯型環氧樹脂、聯苯芳烷基型環氧樹脂等室溫下呈固形的環氧樹脂時,其預浸體之浸含性及成形性優越,進而可使金屬鍍敷處理後之接觸角成為85°以下。藉此,可得到電氣可靠性優越的印刷佈線板。
其次,說明樹脂片。
使用了第1樹脂組成物之樹脂片,可藉由於載體薄膜或金屬箔上形成由第1樹脂組成物所構成之絕緣層而獲得。首先,將第1樹脂組成物,於丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、甲苯、醋酸乙酯、環己烷、庚烷、環己烷環己酮、四氫呋喃、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、二甲基亞碸、乙二醇、賽路蘇系、卡必醇系、苯甲醚等之有機溶劑中,藉超音波分散方式、高壓衝突式分散方式、高速旋轉分散方式、珠磨方式、高速剪切分散方式及自轉公轉式分散方式等之各種混合機進行溶解、混合、攪拌,製作樹脂清漆。
樹脂清漆中之第1樹脂組成物的含量並無特別限定,較佳為45~85重量%、特佳為55~75重量%。
其次,使用各種塗佈裝置,將樹脂清漆塗佈至載體薄膜上或金屬箔上後,對其進行乾燥。又,將樹脂清漆藉噴霧裝置於載體薄膜或金屬箔上進行噴霧塗佈後,對其進行乾燥。藉由此等方法可製作樹脂片。塗佈裝置並無特別限定,可使用例如輥塗器、棒塗器、刀塗器、凹版塗佈器、模塗器、刮刀塗佈器及簾塗器等。此等之中,較佳為使用模塗器、刀塗器及刮刀塗佈器的方法。藉此,可效率佳地製造無空隙、具有均勻絕緣層厚度的樹脂片。
載體薄膜係為了於載體薄膜形成絕緣層,故較佳係選擇容易處理者。又,作為載體薄膜,由於係在將樹脂片之絕緣層積層於內層電路基板面後,將載體薄膜剝離,故較佳為在積層於內層電路基板後容易予以剝離者。因此,上述載體薄膜可使用例如聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸丁二酯等之聚酯樹脂,氟系樹脂、聚醯亞胺樹脂等具有耐熱性的熱可塑性樹脂薄膜等。此等載體薄膜中,最佳為由聚酯所構成的薄膜。藉此,由絕緣層依適度強度進行剝離時變得容易。
載體薄膜之厚度並無特別限定,較佳為1~100μm、特佳10~50μm。若載體薄膜之厚度為上述範圍內,則處理容易,且絕緣層表面之平坦性優越。
金屬箔係與載體薄膜同樣地,可在將樹脂片積層於內層電路基板後予以剝離而使用,亦可對金屬蝕刻而使用作為導體電路。上述金屬箔並無特別限定,例如可使用上述積層板中所使用的金屬箔。又,金屬箔係與積層板同樣地,為具有載體箔之極薄金屬箔,極薄金屬箔亦可為10μm以下。使用任意金屬箔,由第1樹脂組成物所得之樹脂片係作業性優越,且細微電路形成優越,可抑制電路之導通不良等的發生。
金屬箔厚度並無特別限定,較佳為0.1μm以上且70μm以下。更佳為1μm以上且35μm以下,再更佳為1.5μm以上且18μm以下。藉由將金屬箔之厚度設為上述下限值以上,則不易發生通孔,在對金屬箔蝕刻並使用作為導體電路時,可抑制電路圖案成形時之鍍敷不均、電路斷線、蝕刻液或去膠渣液等之藥液之滲入等的發生。藉由將金屬箔之厚度設為上限值以下,則金屬箔厚度不均變小,金屬箔粗化面之表面粗度不均變小。
其次,針對多層印刷佈線板進行說明。
多層印刷佈線板係將上述預浸體用於絕緣層而成。又,多層印刷佈線板係將上述記載之積層板用於內層電路基板而成。
針對將積層板使用作為內層電路基板的情況進行說明。
於成為內層電路基板之積層板的單面或雙面形成電路。視情況亦可藉由鑽孔加工、雷射加工形成穿孔,藉鍍敷等取得雙面的電性連接。可於此內層電路基板重疊市售之樹脂片、或上述本發明之預浸體並進行加熱加壓成形,得到多層印刷佈線板。具體而言,可將上述樹脂片之絕緣層側與內層電路板重合,使用真空加壓式層合裝置等使其進行真空加熱加壓成形,其後,藉熱風乾燥裝置等使絕緣層加熱硬化,則可獲得。於此,作為加熱加壓成形之條件並無特別限定若列舉其一例,可依溫度60~160℃、壓力0.2~3MPa實施。又,作為加熱硬化之條件並無特別限定,若列舉其一例,可依溫度140~240℃、時間30~120分鐘實施。
又,多層印刷佈線板可將預浸體重疊至內層電路板,對其以平板壓製裝置等進行加熱加壓成形而獲得。於此,作為加熱加壓成形條件並無特別限定,若列舉其一例,可依溫度140~240℃、壓力1~4MPa實施。藉由此種平板壓製裝置等進行加熱加壓成形,可在加熱加壓成形之同時進行絕緣層之加熱硬化。
多層印刷佈線板之製造方法,係包括將上述樹脂片或預浸體重疊至內層電路基板之形成有內層電路圖案的面,並予以連續積層的步驟、及藉半主動法形成導體電路層的步驟。
由樹脂片或預浸體所形成之絕緣層,係在完全硬化後,亦可進行雷射照射及樹脂殘渣的去除,但為了提升去膠渣性,有時亦作成半硬化狀態,進行雷射照射及樹脂殘渣的去除。又,可對第一層之絕緣層依低於通常之加熱溫度的溫度進行加熱而使其部分硬化(半硬化),於絕緣層上,進一步形成一層至複數層之絕緣層並使半硬化絕緣層再度加熱硬化至實用上無問題的程度,藉此提升絕緣層間及絕緣層與電路間的密黏力。此時之半硬化之溫度,較佳為80~200℃、更佳100~180℃。又,於下一步驟中照射雷射,於絕緣層形成開口部,但在此之前剝離基材。於使用了樹脂片的情況,載體薄膜之剝離可於絕緣層形成後、加熱硬化前、或加熱硬化後之任一時機進行。
尚且,在獲得上述多層印刷佈線板時所使用的內層電路板,可適合使用例如於銅箔積層板之雙面,藉蝕刻等形成既定之導體電路,將導體電路部分進行了黑化處理者。
於此,導體電路寬(L)與導體電路間寬(S)(以下有時稱為「L/S」)於習知為較寬,L/S為50μm/50μm左右。然而,目前正進行25μm/25μm左右的研討,隨著近年來的細微佈線化,今後有變得更窄的傾向。在將積層板用於印刷佈線板時,亦可形成L/S為15μm/15μm以下的細微佈線,又,即使L/S為15μm/15μm以下,例如於ENEPIG步驟等之鍍敷處理後仍可抑制金屬擴散,抑制導通不良的發生。
接著,對絕緣層照射雷射,形成開孔部。作為雷射,可使用激分子雷射、UV雷射及碳酸氣體雷射等。
雷射照射後之樹脂殘渣等較佳係藉由過錳酸鹽、重鉻酸鹽等之氧化劑等予以去除。又,可同時對平滑之絕緣層表面進行粗化,並可提高藉由接續之金屬鍍敷所形成之導電佈線電路的密黏性。
接著,形成外層電路。外層電路之形成方法係藉由金屬鍍敷達到絕緣樹脂層間的連接,並藉蝕刻進行外層電路圖案形成。與使用樹脂片或預浸體時同樣地,可得到多層印刷佈線板。
尚且,在使用具有金屬箔之樹脂片或預浸體的情況,為了不需剝離金屬箔,使用作為導體電路,亦可藉蝕刻進行電路形成。此時,若使用利用了厚銅箔之具有基材之絕緣樹脂片,則於其後之電路圖案形成時變得難以細間距化,故亦有使用1~5μm之極薄銅箔,或進行對12~18μm銅箔藉蝕刻減薄至1~5μm的半蝕刻的情況。
進而亦可積層絕緣層,與上述同樣地進行電路形成。其後,於最外層形成抗焊層,藉曝光‧顯影使連接用電極部露出而可安裝半導體元件,並藉ENEPIG法等實施鍍金處理,切斷為既定尺寸,可得到多層印刷佈線板。
尚且,以上針對使用了ENEPIG法的例子進行說明,但亦可使用其他之金屬鍍敷法。即使是其他鍍敷法,於積層板中,使用在對樹脂表面(在最外層具有金屬箔時,對金屬箔進行蝕刻的樹脂表面)進行金屬鍍敷處理後,與純水間之接觸角為85°以下之積層板的情況,係於使用該積層板製造印刷板時,可抑制金屬鍍敷後之金屬擴散,即使形成了細微佈線,仍可得到電氣可靠性優越的印刷佈線板。即使是使用其他鍍敷法的情況,較佳係將積層板之接觸角設為80°以下。此時,即使L/S為10μm/10μm,其電氣可靠性優越。
接著,說明半導體裝置。
於以上所得之多層印刷佈線板安裝具有焊錫凸塊的半導體元件,經由焊錫凸塊,到達與多層印刷佈線板的連接。然後,於多層印刷佈線板與半導體元件之間填充液狀密封樹脂等,形成半導體裝置。焊錫凸塊較佳係由含有錫、鉛、銀、銅、鉍等之合金所構成。
半導體元件與多層印刷佈線板間之連接方法,係在使用倒裝晶片接合器等進行基板上之連接用電極部與半導體元件之焊錫凸塊的對位後,使用IR迴焊裝置、熱板、其他加熱裝置將焊錫凸塊加熱至熔點以上,藉由熔融接合將多層印刷佈線板與焊錫凸塊連接。又,為了使連接可靠性良好,亦可事先於多層印刷佈線板上之連接用電極部形成焊錫膏等熔點較低之金屬的層。亦可於此接合步驟前,於焊錫凸塊及/或多層印刷佈線板上之連接用電極部的表層上塗佈助焊劑,以提升連接可靠性。
(第2樹脂組成物)
以下說明第2樹脂組成物。
通常,利用藉由在構成基板之樹脂層與金屬箔之間形成接黏層,使樹脂層基板與金屬箔間之接黏特性提升的技術。然而,於例如去膠渣處理等製造製程中,有時接黏層之表面過剩地粗化(以下有時稱為過粗化)。因此,於使用接黏層之一般技術中,尚有改善基板與金屬箔間之接黏特性的餘地。
發現此種改善點的本發明者等人經研討後,結果發現,若屬於基底之樹脂層之表面過粗化,則其上之接黏層之表面亦會過粗化。因此,本發明者等人認為,藉由抑制基底樹脂層之表面過粗化,則亦可抑制其上之接黏層的過粗化。
經各種實驗的結果,本發明者等人發現,第2樹脂組成物較佳係含有(A)環氧樹脂、(B)無機填充材、及(C)具有至少2個Si-H鍵結或Si-OH鍵結的環狀或籠型矽氧烷化合物(以下有時稱為(C)環狀矽氧烷化合物),遂完成本發明。
亦即,(C)環狀矽氧烷化合物係藉由具有至少2個Si-H鍵結或Si-OH鍵結的反應基,而與(A)環氧樹脂及(B)無機填充材進行反應而牢固地連接此等成分。進而,(C)環狀矽氧烷化合物彼此可鍵結。因此,由第2樹脂組成物所構成之樹脂層之表面變成高強度,成為疏水化。因此,於印刷佈線板之製造過程中,可達到其樹脂層之低吸水化。形成於此種樹脂層表面上的接黏層,可抑制去膠渣加工時之膨潤液、粗化液的滲透,使表面不易變得粗糙。因此,根據本發明,由於可在接黏層表面抑制過剩粗化,故接黏層與導電膜間之密黏性提高,可實現可靠性優越的印刷佈線板等。
另外,根據本發明,可實現低熱膨脹率、加工性優越,即使在去膠渣步驟後絕緣層表面不致過度粗糙,與導體電路間之密黏強度(剝離強度)優越的印刷佈線板用積層基材、將該印刷佈線板材料貼合至基材的積層體、使用有該積層體的印刷佈線板、以及半導體裝置。
第2樹脂組成物可用於印刷佈線板用積層基材。第2樹脂組成物可大致分為用於圖1所示之印刷佈線板用積層基材10的情況(第1實施形態)、及用於圖2所示之印刷佈線板用積層基材11的情況(第2實施形態)。於第1實施形態中,印刷佈線板用積層基材10係由積層了剝離片12、接黏層14及樹脂層16的積層體所構成。又,印刷佈線板用積層基材11係由積層有金屬箔13、接黏層14及樹脂層16的積層體所構成。此等積層體中,樹脂層16係由第2樹脂組成物所獲得。樹脂層16係含有例如(A)環氧樹脂、(B)無機填充材及(C)環狀矽氧烷化合物。本實施形態中,雖針對3層體的情況進行說明,但並不限定於此態樣。
以下,針對第2樹脂組成物,說明其與第1樹脂組成物的不同點。亦即,第2樹脂組成物所含有之(A)環氧樹脂、(B)無機填充材、(C)環狀矽氧烷化合物基本上與第1樹脂組成物相同,但於下述點相異。
(B)無機填充材中,每單位重量之樹脂層16所含之無機填充材的表面積的總和並無特別限定,較佳為1.8m2 /g以上且4.5m2 /g以下,更佳為2.0m2 /g以上且4.3m2 /g以下。藉此,可使樹脂層16之吸水率降低。(B)無機填充材之表面積的總和可藉以下式算出。
式:每單位重量之樹脂層16所含之無機填充材的表面積的總和(m2 /g)=(X(%)/100)×Y(m2 /g)
X:樹脂層16中之無機填充材比例(%)
Y:無機填充材之比表面積(m2 /g)
作為(B)無機填充材之含量並無特別限定,較佳為樹脂組成物整體之10~85重量%,更佳30~80重量%,最佳40~75重量%。藉由將(B)無機填充材之含量設為下限值以上,可提升難燃性或低熱膨脹性。又,藉由將(B)無機填充材之含量設為上限值以下,則可抑制於樹脂中的分散困難、粒子凝集所發生不良情形。
(C)環狀矽氧烷化合物並無特別限定,較佳係分子量為5.0×10~1.0×103
籠型矽氧烷化合物並無特別限定,較佳係使用分子量為5.0×10~1.0×103
樹脂層16整體之吸水率較佳係每單位樹脂之吸水率(由樹脂層去除了(B)無機填充材之成分的吸水率)為2.5%以下。
樹脂層16之每單位樹脂的吸水率較佳可設為1~2.3%、更佳1~2.0%。下限值較佳係於上述數值範圍內設為1.3%以上。
若為此範圍,則鍍敷剝離強度及絕緣可靠性優越。尤其是製造印刷佈線板時之通孔間的絕緣可靠性優越。
尚且,藉由將樹脂層之吸水率設為下限值以上,可得到無機填充材之含量成為上述範圍內的第2樹脂組成物。由此種第2樹脂組成物所得之積層板係呈低熱膨脹率,且可改善接黏層與鍍敷層等之間的接黏性,進而雷射通孔加工後之膠渣去除變得容易。
樹脂層16較佳係每單位樹脂之吸水率為1~2.5%,且含有55~75重量%之無機填充材。藉此,鍍敷剝離強度、絕緣可靠性較習知優越。尤其是製造印刷佈線板時之通孔間的絕緣可靠性更加提升,細微佈線加工性亦提升。具體而言,即使在導體電路寬(L)與導體電路間寬(S)為細微至L/S=15μm/15μm的情況,仍可得到可靠性優越的印刷佈線板。
構成接黏層14之第3樹脂組成物,較佳係含有環氧樹脂,進而更佳係含有(X)含有至少一個羥基之芳香族聚醯胺樹脂(以下有時稱為「(X)芳香族聚醯胺樹脂」)、(B)無機填充材及選自由微粒子、氰酸酯樹脂、咪唑化合物及偶合劑所組成群之至少一種成分。
接黏層14較佳係含有(X)芳香族聚醯胺樹脂。藉此,接黏層與導體電路間之密黏強度變高。又,更佳係含有由4個以上之具有二烯骨架之碳鏈所連繫而成的鏈段作為(X)芳香族聚醯胺樹脂。藉此,在將樹脂片或預浸體用於製造多層印刷佈線板時之去膠渣處理步驟中,(X)芳香族聚醯胺樹脂可藉由選擇性粗化而形成細微之粗化形狀。又,藉由使絕緣層具有適度柔軟性,可提高與導體電路間之密黏性。於實施形態中,所謂碳鏈連繫而成之鏈段,係指具有藉碳-碳鍵結所結合之既定骨架的構造體。又,(X)含有至少一個羥基之芳香族聚醯胺樹脂,亦可具有丁二烯橡膠成分之鏈段。
作為(X)芳香族聚醯胺樹脂,可舉例如KAYAFLEX BPAM01(日本化藥公司製)、KAYAFLEX BPAM155(日本化藥公司製)等。
(X)芳香族聚醯胺樹脂之重量平均分子量(Mw)較佳為2.0×105 以下。藉此,可得到與銅等之間的密黏性。藉由使重量平均分子量(Mw)設為2.0×105 以下,於使用第3樹脂組成物製造接黏層時,可抑制接黏層之流動性降低。又,可抑制壓製成形特性或電路埋覆特性之降低,並可抑制溶劑溶解性之降低。
接黏層14較佳係含有微粒子。微粒子係設為可用於樹脂層中者。亦即,作為微粒子,係與第2樹脂層同樣地,可使用平均粒徑10~100nm的無機填充材。藉由使接黏層14含有此種「微粒子」,則在去膠渣處理時於表面容易形成細微凹凸,提升與鍍敷金屬間的接黏性。進而,由於去膠渣處理後之接黏層14的表面凹凸細微,故形成於接黏層14表面之鍍敷金屬層的表面平滑,可容易於鍍敷金屬層實施細微加工。從而,可於鍍敷金屬層形成細線。
接黏層中所使用之微粒子的平均粒徑,特佳為15~90nm,最佳25~75nm。若平均粒徑為上述範圍內,則可於接黏層中依高比例含有填充材(高填充性優越),可使接黏層之線膨脹係數減小。
微粒子之含量並無特別限定,較佳為用以構成接黏層14之第3樹脂組成物整體的0.5~25重量%,較佳5~15重量%。若含量為上述範圍內,則尤其是預浸體之浸含性及成形性優越。
接黏層14可含有環氧樹脂。環氧樹脂並無特別限定。可使用與樹脂層16所含之(A)環氧樹脂相同的樹脂。
其中,由低吸水率的觀點而言,較佳為含有聯苯芳烷基型環氧樹脂、萘芳烷基型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂。
環氧樹脂係在將排除了無機填充材((B)無機填充材及微粒子)的接黏層14整體設為100重量%時,可含有10~90重量%、較佳25~75重量%之量。藉由將環氧樹脂之含量設為下限值以上,則可抑制第3樹脂組成物之硬化性降低、或所得製品之耐濕性降低。藉由將環氧樹脂之含量設為上限值以下,則可抑制低熱膨脹性、耐熱性之降低。亦即,藉由將環氧樹脂之含量設為上述範圍,則可提升此等特性的均衡。
(X)芳香族聚醯胺樹脂之活性氫當量相對於環氧樹脂中之環氧當量的當量比,較佳為0.02以上且0.2以下。藉由設為上限值以下,則(X)芳香族聚醯胺樹脂可充分地與環氧樹脂交聯,可提升耐熱性。藉由設為下限值以上,可抑制因硬化反應性變得過高故接黏層14之流動性或壓製成形性降低的情形。
接黏層14可含有氰酸酯樹脂。作為氰酸酯樹脂,可使用與樹脂層16所含之氰酸酯樹脂相同的樹脂。
氰酸酯樹脂之含量,較佳係排除無機填充材((B)無機填充材及微粒子)之接黏層14整體的10~90重量%,特佳25~75重量%。藉由將含量設為下限值以上,則可抑制接黏層14之成形性降低。藉由將含量設為上限值以下,可抑制接黏層14之強度降低。
接黏層14中視需要可含有硬化促進劑。作為硬化促進劑,可舉例如:咪唑化合物、萘酸鋅、萘酸鈷、辛酸錫、鋅酸鈷、雙乙醯基丙酮鈷(II)、三乙醯基丙酮鈷(III)等之有機金屬鹽,三乙基胺、三丁基胺、二吖雙環[2,2,2]辛烷等之3級胺類,酚、雙酚A、壬基酚等之酚化合物,醋酸、苯甲酸、水楊酸、對甲苯磺酸等之有機酸等,或其之混合物。此等之中,包括其衍生物可單獨使用1種,亦可併用包括其等衍生物的2種以上。
硬化促進劑中,特佳為咪唑化合物。藉此可提升吸濕焊錫耐熱性。咪唑化合物係指具有在與氰酸酯樹脂與環氧樹脂一起溶解於有機溶劑中時,實質上可溶解至分子程度、或分散至接近此狀態的性狀者。
藉由使用咪唑化合物,可有效促進氰酸酯樹脂與環氧樹脂的反應。又,即使減少咪唑化合物之調配量仍可賦予相同特性。再者,使用有咪唑化合物之第3樹脂組成物,可與樹脂成分之間由微小基質單位依高均勻性使其硬化。藉此,可提升形成於多層印刷佈線板上之接黏層14的絕緣性、耐熱性。
而且,接黏層14中,若使用例如過錳酸鹽、重鉻酸鹽等之氧化劑進行表面粗化處理,則可於粗化處理後之絕緣層表面多數形成均勻性高之微小凹凸形狀。
若對此種粗化處理後之絕緣樹脂層表面進行金屬鍍敷處理,則因粗化處理面之平滑性高,故可精度佳地形成細微之導體電路。又,藉由微小之凹凸形狀提高錨固效果,可於絕緣樹脂層與鍍敷金屬之間賦予高密黏性。
咪唑化合物可舉例如1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2,4-二胺基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三吖、2,4-二胺基-6-(2’-十一基咪唑基)-乙基-s-三吖、2,4-二胺基-6-[2’-乙基-4-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三吖、2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羥基甲基咪唑等。
此等之中,較佳為選自1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑及2-乙基-4-甲基咪唑之咪唑化合物。此等咪唑化合物因具有特別優越的相溶性,故可得到均勻性高的硬化物,並可形成細微且均勻之粗化面,因此可容易形成細微之導體電路,並可於多層印刷佈線板表現高耐熱性。
咪唑化合物之含量並無特別限定,相對於氰酸酯樹脂之環氧樹脂之合計,較佳為0.01~5.00重量%,特佳0.05~3.00重量%。藉此,尤其可提升耐熱性。
接黏層14較佳係進一步含有偶合劑。偶合劑並無特別限定,可舉例如矽烷系、鈦酸系、鋁系偶合劑等。可舉例如N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-(2-胺基乙基)胺基丙基三甲氧基矽烷、3-(2-胺基乙基)胺基丙基三乙氧基矽烷、3-苯胺基丙基三甲氧基矽烷、3-苯胺基丙基三乙氧基矽烷、N-β-(N-乙烯基苄基胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、及N-β-(N-乙烯基苄基胺基乙基)-3-胺基丙基三乙氧基矽烷等之胺基矽烷化合物、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷及2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷等之環氧基矽烷化合物,其他有如3-巰基丙基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基三乙氧基矽烷、3-脲丙基三甲氧基矽烷、3-脲丙基三乙氧基矽烷及3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷等。此等之中,可單獨使用1種,亦可併用2種以上。藉由使用偶合劑,可提升氰酸酯樹脂與環氧樹脂與無機填充材間之界面的濕潤性。藉此,可提升耐熱性、尤其是吸濕焊錫耐熱性。
偶合劑之含量並無特別限定,相對於無機填充材((B)無機填充材及微粒子)100重量%,較佳為0.05~5.00重量%。特佳為0.01~2.5重量%。藉由將偶合劑之含量設為下限值以上,則可充分得到被覆無機填充材以提升耐熱性的效果。另一方面,藉由將含量設為上限值以下,可抑制絕緣層16之彎曲強度降低。藉由將偶合劑之含量設為上述範圍內,可使此等特性之均衡優越。
另外,於第3樹脂組成物中,為了提升樹脂之相溶性、穩定性、作業性等之各種特性,可適當添加各種添加劑,例如均平劑、消泡劑、抗氧化劑、顏料、染料、消泡劑、難燃劑、紫外線吸收劑、離子捕捉劑、非反應性稀釋劑、反應性稀釋劑、搖變性賦予劑、增黏劑等。
以下,針對本實施形態之印刷佈線板用積層基材10之變形例進行說明。
本實施形態之印刷佈線板用積層基材10係於支撐基材(剝離片12)上,依序積層接黏層14、與構成印刷佈線板之絕緣層的樹脂層16而成。樹脂層16係排除無機填充材((B)無機填充材及微粒子)之硬化物的吸水率為1~2.5%,且將樹脂層16設為100重量%時,較佳為含有55~75重量%之無機填充材。樹脂層16之硬化物的吸水率,較佳可設為1~2.3%、更佳1~2.0%。下限值較佳係於上述數值範圍中設為1.3%以上。
本案發明者等人發現,並非樹脂層整體之吸水率,而是排除構成絕緣層之無機填充材之硬化物的吸水率與接黏性具有相關。根據此種見解而進一步研究後,結果發現,即使絕緣層含有可維持低熱膨脹率之量的無機填充材,藉由將絕緣層之硬化物吸水率設為既定範圍,則可改善接黏層與鍍敷金屬層等之間的接黏性,遂完成本發明。
尚且,若樹脂層16之硬化物吸水率為下限值以上,則由於無機填充材之含量為上述範圍內,故可改善絕緣層之低熱膨脹率及接黏層與鍍敷層等之間的接黏性。進而使雷射通孔加工後之膠渣去除變得容易。
樹脂層16之硬化物吸水率,可測定樹脂層16整體之吸水率,由無機填充材比例進行換算,算出排除無機填充材之硬化物的吸水率。具體而言,樹脂層16之硬化物吸水率可如下述般測定。
將由90μm之接黏層14所構成之硬化樹脂板切出50mm正方作為樣本,分別測定於120℃乾燥機內放置2小時後的樣本重量,以及於121℃、濕度100%之槽內放置2小時後的樣本重量,藉下式算出構成樹脂層16的硬化物的吸水率。
式:構成樹脂層16之硬化物的吸水率=((B-A)/A)×100×(100/(100-X))
A:於120℃乾燥機內放置2小時後的重量(mg)
B:於121℃、濕度100%之槽內放置2小時後的重量(mg)
X:樹脂層16(100重量%)中之無機填充材之重量(%)
進而,樹脂層16係在將樹脂層16設為100重量%的情況,較佳可含有60~75重量%、更佳60~70重量%之無機填充材。本實施形態中,吸水率與無機填充材之含量可適當組合上述數值範圍。
亦即,樹脂層16係藉由滿足上述之吸水率與無機填充材之含量的任一者,而可減低樹脂層16之熱膨脹率,進而使其與形成於接黏層14上之鍍敷金屬層等之間的接黏性優越。從而,根據本實施形態之印刷佈線板用積層基材10,可提供安裝可靠性或連接可靠性優越,且與金屬圖案等之間之接黏性亦優越的覆金屬積層板、印刷佈線板、於此印刷佈線板上安裝有半導體元件而成的半導體裝置。
樹脂層16係如上述般,硬化物之吸水率為1~2.5%,含有55~75重量%之(B)無機填充材。
尚且,由樹脂層16之低熱膨脹率化、進而與形成於接黏層14上之鍍敷金屬層等之間的接黏性提升的均衡的觀點而言,樹脂層16較佳係含有(B)無機填充材、(A)環氧樹脂、(D)氰酸酯樹脂組成物,更佳係進一步含有(C)環狀矽氧烷化合物、(E)硬化促進劑。
以下說明各成分。
((B)無機填充材)
(B)無機填充材係於上述所使用者中,特佳為二氧化矽,由低熱膨脹性優越之觀點而言較佳為熔融二氧化矽。又,雖存在破碎狀、球狀之二氧化矽,但由降低樹脂組成物之熔融黏度的觀點而言,較佳為球狀二氧化矽。
球狀二氧化矽較佳係事先以進行表面處理之處理劑經處理者。上述處理劑較佳為選自由含官能基之矽烷類、環狀寡聚矽氧烷類、有機鹵矽烷類及烷基矽氮烷類所組成群的至少1種以上化合物。
另外,處理劑中,使用有機鹵矽烷類及烷基矽氮烷類進行球狀二氧化矽之表面處理者,將適合於使二氧化矽疏水化,由上述樹脂組成物中之球狀二氧化矽之分散性優越的觀點而言屬較佳。在組合使用一般之含官能基矽烷類、與上述有機鹵矽烷類或烷基矽氮烷類時,可將任一者先用於表面處理,但使有機鹵矽烷類或烷基矽氮烷類先分散者,可於球狀二氧化矽表面賦予有機物親和性,可使其次之含官能基之矽烷類之表面處理有效進行,屬較佳。於此所使用之通常之含官能基矽烷類、與上述有機鹵矽烷類或烷基矽氮烷類的使用量的比,較佳為500/1~50/1(重量比)。若超離上述範圍,則有機械強度降低的情形。
含官能基之矽烷類可舉例如3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基矽烷及2-(3,4-環氧基環己基)乙基二甲氧基矽烷等之環氧基矽烷化合物,3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷及3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷等之(甲基)丙烯基矽烷,3-巰基丙基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基三乙氧基矽烷及3-巰基丙基甲基二甲氧基矽烷等之巰基矽烷,N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-2(胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-2(胺基乙基)-3-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-2(胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-三乙氧基矽烷基-N-(1,3-二甲基亞丁基)丙基胺及N-(乙烯基苄基)-2-胺基乙基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷等之胺基矽烷,乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷及乙烯基三氯矽烷等之乙烯基矽烷,3-異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷等之異氰酸酯矽烷,3-脲丙基三甲氧基矽烷及3-脲丙基三乙氧基矽烷等之脲矽烷,(5-降烯-2-基)三甲氧基矽烷、(5-降烯-2-基)三乙氧基矽烷及(5-降烯-2-基)乙基三甲氧基矽烷等之(5-降烯-2-基)烷基矽烷及苯基三甲氧基矽烷等之苯基矽烷等。此等之含官能基之矽烷類係適當選擇以使(B)無機填充材之分散性提升及將樹脂組成物之最低動態黏度維持於4000Pa‧s以下。
環狀寡聚矽氧烷類可舉例如六甲基環三矽氧烷、八甲基環四矽氧烷等。
有機鹵矽烷類可舉例如三甲基氯矽烷、二甲基二氯矽烷及甲基三氯矽烷等。此等之中,更佳為二甲基二氯矽烷。
烷基矽氮烷類可舉例如六甲基二矽氮烷、1,3-二乙烯基1,1,3,3-四甲基二矽氮烷、八甲基三矽氮烷及六甲基環三矽氮烷等。此等之中,更佳為六甲基二矽氮烷。
對球狀二氧化矽事先使用表面處理劑進行處理的方法,可依公知方法進行。例如,可藉由將球狀二氧化矽置入混合器中,於氮環境下,一邊攪拌、一邊噴霧上述處理劑,依既定溫度保持一定時間而進行。亦可將上述噴霧之處理劑事先溶解於溶劑中。又,亦可將球狀二氧化矽與處理劑置入混合器中,再添加溶劑並攪拌,或為了促進二氧化矽表面之矽醇與偶合劑之反應而予以加溫,或添加少量水,或使用酸或鹼。
處理時之溫度雖視處理劑種類而異,但必須依處理劑之分解溫度以下進行。又,若處理溫度過低,則處理劑與球狀二氧化矽之鍵結力變低,無法得到處理效果。因此,必須配合處理劑依適當溫度進行處理。又,保持時間可視處理劑之種類或處理溫度而適當調整。
(B)無機填充材之平均粒徑較佳為0.01~5μm。更佳為0.1~2μm。若(B)無機填充材之平均粒徑為上述下限值以上,則在使用第2樹脂組成物調製樹脂清漆時,由於樹脂清漆之黏度降低,故可使在製作印刷佈線板用積層基材時之對作業性造成的影響減少。另一方面,藉由設為上限值以下,則可於樹脂清漆中抑制(B)無機填充材之沉降等現象。藉由將(B)無機填充材之平均粒徑設為上述範圍內,可使此等特性之均衡優越。
另外,(B)無機填充材可使用平均粒徑為單分散的無機填充材,亦可使用平均粒徑為多分散的無機填充材。再者,亦可併用平均粒徑為單分散及/或多分散之無機填充材的1種或2種以上。
(B)無機填充材之含量為樹脂層16整體(100重量%)的55~75重量%,可將樹脂層16之熱膨脹係數調整為10ppm~35ppm。
(B)無機填充材係可依每單位重量之樹脂層16所含之(B)無機填充材的表面積總和較佳為1.8~4.5m2 /g、更佳2.0~4.3m2 /g的方式含有。(B)無機填充材之表面積總和可藉下式算出。
式:每單位重量之樹脂層16所含之(B)無機填充材之表面積總和(m2 /g)=(X(%)/100)×Y(m2 /g)
X:樹脂層16中之無機填充材比例(%)
Y:無機填充材之比表面積(m2 /g)
本實施形態中,藉由將絕緣層16之硬化物的吸水率設為既定範圍,可改善接黏層14與鍍敷金屬層等之接黏性。再者,藉由使上述(B)無機填充材之表面積總和為上述範圍,則接黏層14與鍍敷金屬層等之接黏性、接黏層14之成形性、進而絕緣可靠性的均衡優越。
((A)環氧樹脂)
作為(A)環氧樹脂,可使用上述者。
其中,由降低樹脂層16之吸水率、將硬化物之吸水率設定於既定範圍內的觀點而言,較佳為聯苯芳烷基型環氧樹脂、萘芳烷基型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂,更佳為含有二環戊二烯型環氧樹脂。
在將排除(B)無機填充材之樹脂層16整體設為100重量%時,(A)環氧樹脂較佳為含有10~90重量%、較佳25~75重量%。若含量為下限值以上,則可抑制第2樹脂組成物之硬化性降低、或所得製品之耐濕性降低。另一方面,藉由設為上限值以下,則抑制低熱膨脹性、耐熱性的降低。因此,由此等特性之均衡的觀點而言,較佳為上述範圍。
(氰酸酯樹脂組成物(D))
作為氰酸酯樹脂組成物(D),可舉例如使鹵化氰化合物與酚類反應,視需要藉加熱等方法進行預聚化而可得到的樹脂。具體可舉例如酚醛清漆型氰酸酯樹脂、雙酚A型氰酸酯樹脂、雙酚E型氰酸酯樹脂、四甲基雙酚F型氰酸酯樹脂等之雙酚型氰酸酯樹脂,二環戊二烯型氰酸酯樹脂等。此等之中,較佳為酚醛清漆型氰酸酯樹脂。藉此可提升耐熱性。
進而,作為氰酸酯樹脂組成物(D),可使用將此等樹脂經預聚化者。亦即,可單獨使用上述氰酸酯樹脂,亦可併用重量平均分子量相異的氰酸酯樹脂,或可併用上述氰酸酯樹脂與其之預聚物。
預聚物通常係將上述氰酸酯樹脂藉由加熱反應等,予以例如三聚化而獲得,由於其可調整樹脂組成物之成形性、流動性,故適合使用。上述預聚物係例如在使用三聚化率為20~50重量%之預聚物時,可表現良好的成形性、流動性。
再者,氰酸酯樹脂組成物(D)較佳係80℃下之黏度為15~550mPa‧s。其理由在於,於真空下經加熱加壓積層(層合)時在內層電路圖案上平坦性佳地形成絕緣樹脂層,並保持與環氧樹脂等其他成分的相溶性。若超過上述上限值,則有絕緣樹脂層表面之平坦性受損之虞。又,若未滿上述下限值,則有相溶性惡化,於層合時發生分離而滲出之虞。
氰酸酯樹脂組成物(D)之含量較佳為排除(B)無機填充材之樹脂層16整體的10~90重量%、特佳25~75重量%。若含量為未滿上述下限值,則有難以形成絕緣樹脂層的情形;若超過上述上限值,則有絕緣樹脂層之強度降低的情形。因此,由此種特性之均衡的觀點而言,較佳為上述範圍。
((C)環狀矽氧烷化合物)
作為(C)環狀矽氧烷化合物,可使用上述具有至少2個Si-H鍵結或Si-OH鍵結的環狀或籠型矽氧烷化合物。
藉由具有至少2個Si-H鍵結或Si-OH鍵結,可使環狀矽氧烷化合物彼此鍵結,進而被覆填充材或填充材與樹脂界面,藉此可提升印刷佈線板用積層基材之強度,進而可實現因疏水化造成的低吸水化。
作為環狀矽氧烷化合物,可使用上述者。
籠型矽氧烷化合物可使用上述者,可舉例如聚倍半矽氧烷(T8)、聚倍半矽氧烷-羥基取代物、聚倍半矽氧烷-八羥基取代物、聚倍半矽氧烷-(3-環氧丙基)丙氧基-七羥基取代物、聚倍半矽氧烷-(2,3-丙二醇)丙氧基-七羥基取代物等。
本實施形態中,亦可使用上述環狀或籠型矽氧烷化合物以外的偶合劑。此種偶合劑並無特別限定,可舉例如矽烷系、鈦酸系、鋁系偶合劑等。可舉例如N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-(2-胺基乙基)胺基丙基三甲氧基矽烷、3-(2-胺基乙基)胺基丙基三乙氧基矽烷、3-苯胺基丙基三甲氧基矽烷、3-苯胺基丙基三乙氧基矽烷、N-β-(N-乙烯基苄基胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、及N-β-(N-乙烯基苄基胺基乙基)-3-胺基丙基三乙氧基矽烷等之胺基矽烷化合物,3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷及2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷等之環氧基矽烷化合物,其他有如3-巰基丙基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基三乙氧基矽烷、3-脲丙基三甲氧基矽烷、3-脲丙基三乙氧基矽烷及3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷等。此等之中,可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
若使用偶合劑,可提升(A)環氧樹脂及氰酸酯樹脂組成物(D)與上述無機填充材間之界面的濕潤性。藉此,可提升耐熱性、尤其是吸濕焊錫耐熱性。
(C)環狀矽氧烷化合物之含量並無特別限定,較佳係相對於(B)無機填充材100重量份為0.05~5.00重量份。特佳為0.1~2.5重量份。若(C)環狀矽氧烷化合物之含量為未滿上述下限值,則有被覆無機填充材以提升耐熱性的效果不足的情形。另一方面,若超過上述上限值,則有絕緣層之彎曲強度降低的情形。藉由使偶合劑之含量設為上述範圍內,則可作成此等特性之均衡優越者。
(硬化促進劑(E))
作為硬化促進劑(E)之具體例,可舉例如有機膦、四取代鏻化合物、磷甜菜鹼化合物、膦化合物與醌化合物之加成物、鏻化合物與矽烷化合物之加成物等的含磷原子化合物;1,8-二吖雙環(5,4,0)十一烯-7、苄基二甲基胺、2-甲基咪唑等之含氮原子化合物。
此等之中,由硬化性之觀點而言,較佳為含磷原子化合物,由流動性與硬化性之均衡的觀點而言,更佳為四取代鏻化合物、磷甜菜鹼化合物、膦化合物與醌化合物之加成物、鏻化合物與矽烷化合物之加成物等的具有潛伏性的觸媒。若考慮到流動性之觀點,則特佳為四取代鏻化合物;又,由耐焊性之觀點而言,特佳為磷甜菜鹼化合物、膦化合物與醌化合物之加成物;又,若考慮潛伏硬化性之觀點,特佳為鏻化合物與矽烷化合物的加成物。又,由成形性之觀點,較佳為四取代鏻化合物。
作為有機膦,可舉例如乙基膦、苯基膦等之一級膦;二甲基膦、二苯基膦等之二級膦;三甲基膦、三乙基膦、三丁基膦、三苯基膦等之三級膦。
作為四取代鏻化合物,可舉例如下述一般式(3)所示之化合物等。
[化5]
一般式(3)中,P表示磷原子,R17、R18、R19及R20分別獨立表示於芳香環上具有至少一個選自芳香族基或烷基,A表示羥基、羧基、硫醇基之任一官能基的芳香族有機酸的陰離子,AH表示於芳香環上具有至少1個選自羥基、羧基、硫醇基之任一官能基的芳香族有機酸,x及y為1~3之整數,z為0~3之整數,且x=y。
一般式(3)所示之化合物,係例如如下進行而獲得,但並不限定於此。首先,將四取代鹵化鏻與芳香族有機酸與鹼均勻混合於有機溶劑中,於該溶液系統內產生芳香族有機酸陰離子。接著,加入水時,可使一般式(3)所示之化合物沉澱。一般式(3)所示之化合物中,由合成時之收得率與硬化促進效果之均衡優越的觀點而言,較佳係鍵結於磷原子上之R17、R18、R19及R20為苯基,且AH為於芳香環上具有羥基的化合物,亦即酚化合物,且A為該酚化合物的陰離子。
作為磷甜菜鹼化合物,可舉例如下述一般式(4)所示之化合物。
[化6]
一般式(4)中,X1表示碳數1~3之烷基,Y1表示羥基,f為0~5之整數,g為0~4之整數。
一般式(4)所示之化合物係例如下述般進行而獲得。首先,使屬於三級膦之三芳香族取代膦與重氮鹽接觸,經由使三芳香族取代膦與重氮鹽所具有之重氮基取代的步驟而獲得。然而,並不限定於此。
作為膦化合物與醌化合物的加成物,可舉例如下述一般式(5)所示的化合物等。
[化7]
一般式(5)中,P表示磷原子,R21、R22及R23彼此獨立表示碳數1~12之烷基或碳數6~12之芳基,R24、R25及R26彼此獨立表示氫原子或碳數1~12之烴基,R24與R25亦可彼此鍵結形成環。
作為用於膦化合物與醌化合物之加成物中的膦化合物,較佳為三苯基膦、參(烷基苯基)膦、參(烷氧基苯基)膦、三萘基膦、參(苄基)膦等之於芳香環上為無取代或存在烷基、烷氧基等之取代基者,作為烷基、烷氧基等之取代基,可舉例如具有1~6碳數者。由容易取得的觀點而言,較佳為三苯基膦。
另外,作為膦化合物與醌化合物之加成物中所使用的醌化合物,可舉例如鄰苯醌、對苯醌、蒽醌類,其中,由保存穩定性的觀點而言,較佳為對苯醌。
作為膦化合物與醌化合物之加成物的製造方法,可於能夠溶解有機三級膦與苯醌類之雙方的溶媒中使其接觸、混合,而得到加成物。作為溶媒,可為丙酮或甲基乙基酮等之酮類並對加成物的溶解性較低者。然而,並不限定於此。
一般式(5)所示之化合物中,鍵結於磷原子之R21、R22及R23為苯基,且R24、R25及R26為氫的化合物,亦即,由使半導體密封用樹脂組成物之硬化物之熱時彈性係數降低的觀點而言,較佳為使1,4-苄醌與三苯基膦加成的化合物。
作為鏻化合物與矽烷化合物的加成物,可舉例如下式(6)所示的化合物等。
[化8]
一般式(6)中,P表示磷原子,Si表示矽原子。R27、R28、R29及R30彼此獨立表示具有芳香環或雜環的有機基、或脂肪族基,X2為與基Y2及Y3鍵結的有機基。X3為與基Y4及Y5鍵結的有機基。Y2及Y3表示質子供給性基釋出質子而成的基,同一分子內之基Y2及Y3係與矽原子鍵結而形成嵌合構造者。Y4及Y5表示質子供給性基釋出質子而成的基,同一分子內之基Y4及Y5係與矽原子鍵結而形成嵌合構造者。X2及X3彼此可為相同或相異,Y2、Y3、Y4及Y5彼此可為相同或相異。Z1為具有芳香環或雜環的有機基、或脂肪族基。
一般式(6)中,作為R27、R28、R29及R30,可舉例如苯基、甲基苯基、甲氧基苯基、羥基苯基、萘基、羥基萘基、苄基、甲基、乙基、正丁基、正辛基及環己基等,此等之中,更佳為具有苯基、甲基苯基、甲氧基苯基、羥基苯基、羥基萘基等之取代基的芳香族基或無取代之芳香族基。
另外,一般式(6)中,X2為與Y2及Y3鍵結的有機基。同樣地,X3為與基Y4與Y5鍵結的有機基。Y2及Y3為質子供給性基釋出質子而成的基,同一分子內之基Y2及Y3係與矽原子鍵結而形成嵌合構造者。同樣地,Y4及Y5係質子供給性基釋出質子而成的基,同一分子內之基Y4及Y5與矽原子鍵結而形成嵌合構造。基X2及X3彼此可為相同或相異,基Y2、Y3、Y4及Y5彼此可為相同或相異。此種一般式(6)中之-Y2-X2-Y3-及-Y4-X3-Y5-所示之基,係由質子供給體釋出2個質子而成之基所構成者;作為質子供給體,可舉例如鄰苯二酚、五倍子酚、1,2-二羥基萘、2,3-二羥基萘、2,2’-聯酚、1,1’-聯-2-萘酚、水楊酸、1-羥基-2-萘酸、3-羥基-2-萘酸、氯冉酸、單寧酸、2-羥基苄基醇、1,2-環己二醇、1,2-丙二醇及甘油等。此等之中,由原料取得容易度與硬化促進效果之均衡的觀點而言,更佳為鄰苯二酚、1,2-二羥基萘、2,3-二羥基萘。
另外,一般式(6)中之Z1,表示具有芳香環或雜環之有機基或脂肪族基,作為此等之具體例,可舉例如甲基、乙基、丙基、丁基、己基及辛基等之脂肪族烴基,或苯基、苄基、萘基及聯苯基等之芳香族烴基,環氧丙氧基丙基、巰基丙基、胺基丙基及乙烯基等之反應性取代基等;此等之中,由熱穩定性之方面而言,更佳為甲基、乙基、苯基、萘基及聯苯基。
作為鏻化合物與矽烷化合物之加成物的製造方法,係於裝入了甲醇的燒瓶中,加入苯基三甲氧基矽烷等之矽烷化合物、2,3-二羥基萘等之質子供給體並予以溶解,接著於室溫攪拌下滴下甲氧化鈉-甲醇溶液。進而於其中,於室溫攪拌下滴下事先準備之將四苯基溴化鏻等之四取代鹵化鏻溶解於甲醇中的溶液,而析出結晶。將析出之結晶進行過濾、水洗、真空乾燥,得到鏻化合物與矽烷化合物的加成物。然而,並不限定於此。
硬化促進劑(E)之含量的下限值,係相對於樹脂層100重量%,較佳為0.1重量%以上。若硬化促進劑(E)之含量的下限值為上述範圍內,則可得到充分之硬化性。又,硬化促進劑(E)之含量的上限值係相對於樹脂層100重量%,較佳為1重量%以下。若硬化促進劑(E)之含量的上限值為上述範圍內,則可於樹脂組成物得到充分的流動性。
本實施形態中,樹脂層16係依55~75重量%、較佳60~75重量%含有(B)無機填充材,依5~35重量%、較佳5~25重量%含有(A)環氧樹脂,依5~30重量%、較佳5~20重量%含有氰酸酯樹脂(D)。藉此,樹脂層16之低熱膨脹率、進而形成於接黏層14上之鍍敷金屬層等之間的接黏性提升的均衡優越。
(其他成分)
樹脂層16可進一步含有熱可塑性樹脂。藉此,可使由樹脂組成物所得之硬化物的機械強度提升。
作為熱可塑性樹脂,可舉例如苯氧基系樹脂、烯烴系樹脂等。可單獨使用,亦可併用具有不同重量平均分子量的2種以上,或可併用1種或2種以上與其等之預聚物。此等之中,較佳為苯氧基系樹脂。藉此,可提升樹脂層16之耐熱性及難燃性。
苯氧基樹脂並無特別限定,可舉例如具有雙酚A骨架之苯氧基樹脂、具有雙酚F骨架之苯氧基樹脂、具有雙酚S骨架之苯氧基樹脂、具有雙酚M(4,4’-(1,3-伸苯基二異亞丙基)雙酚)骨架的苯氧基樹脂、具有雙酚P(4,4’-(1,4)-伸苯基二異亞丙基)雙酚)骨架的苯氧基樹脂、雙酚Z(4,4’-環己二烯雙酚)骨架的苯氧基樹脂等具有雙酚骨架的苯氧基樹脂,具有酚醛清漆骨架的苯氧基樹脂,具有蒽骨架的苯氧基樹脂,具有茀骨架的苯氧基樹脂,具有二環戊二烯骨架的苯氧基樹脂,具有降烯骨架的苯氧基樹脂,具有萘骨架的苯氧基樹脂,具有聯苯骨架的苯氧基樹脂,具有金剛烷骨架的苯氧基樹脂等。又,作為苯氧基樹脂,亦可使用具有複數種之此等骨架的構造,或可使用各別之骨架比率不同的苯氧基樹脂。進而可使用複數種之不同骨架的苯氧基樹脂,或使用複數種之具有不同重量平均分子量的苯氧基樹脂,或可併用此等之預聚物。
樹脂層16可進一步含有酚樹脂。作為酚樹脂,係指具有可與環氧樹脂進行硬化反應、形成交聯構造之酚性羥基的所有單體、寡聚物、聚合物,可舉例如:酚酚醛清漆樹脂、芳烷基酚樹脂、萜改質酚樹脂、二環戊二烯改質酚樹脂、雙酚A、三酚甲烷等。此等酚樹脂可單獨或混合使用。
樹脂層16視需要亦可含有其他硬化促進劑。作為其他之硬化促進劑,可舉例如咪唑化合物、萘酸鋅、萘酸鈷、辛酸錫、辛酸鈷、雙乙醯基丙酮鈷(II)、三乙醯基丙酮鈷(III)等之有機金屬鹽,三乙基胺、三丁基胺、二吖雙環[2,2,2]辛烷等之三級胺類,酚、雙酚A、壬基酚等之酚化合物,醋酸、苯甲酸、水楊酸、對甲苯磺酸等之有機酸等,或其混合物。此等之中,包括其衍生物可單獨使用1種,亦可併用包括其等衍生物的2種以上。
此等硬化促進劑中,特佳為咪唑化合物。藉此,可提升吸濕焊錫耐熱性。咪唑化合物係指具有在與(A)環氧樹脂與氰酸酯樹脂(D)一起溶解於有機溶劑中時,實質上可溶解至分子程度、或分散至接近此狀態的性狀者。
樹脂層16係藉由使用此種咪唑化合物,可有效促進(A)環氧樹脂與氰酸酯樹脂組成物(D)的反應;又,即使減少咪唑化合物之調配量仍可賦予相同特性。
再者,使用了此種咪唑化合物之樹脂組成物,可與樹脂成分之間由微小基質單位依高均勻性使其硬化。藉此,可提升形成於印刷佈線板上之絕緣樹脂層的絕緣性、耐熱性。
作為咪唑化合物,可舉例如1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2,4-二胺基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三吖、2,4-二胺基-6-(2’-十一基咪唑基)-乙基-s-三吖、2,4-二胺基-6-[2’-乙基-4-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三吖、2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羥基甲基咪唑等。
此等之中,較佳為選自1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑及2-乙基-4-甲基咪唑的咪唑化合物。此等咪唑化合物因對具有特別優越的相溶性,故可得到均勻性高的硬化物,並可形成細微且均勻的粗化面,故可容易形成細微之導體電路,同時可於印刷佈線板表現高耐熱性。
上述咪唑化合物之含量並無特別限定相對於(A)環氧樹脂與氰酸酯樹脂(D)之合計100重量%,較佳為0.01~5.00重量%,特佳0.05~3.00重量%。藉此,尤其可提升耐熱性。
另外,於調製樹脂層16時所使用的樹脂組成物中,為了提升樹脂之相溶性、穩定性、作業性等各種特性,亦可適當添加各種添加劑,例如均平劑、消泡劑、抗氧化劑、顏料、染料、消泡劑、難燃劑、紫外線吸收劑、離子捕捉劑、非反應性稀釋劑、反應性稀釋劑、搖變性賦予劑、增黏劑等。
<印刷佈線板用積層基材之製造方法>
印刷佈線板用積層基材(第1實施形態)10及印刷佈線板用積層基材(第2實施形態)11可如以下般製造。
首先,調製用於製作接黏層14或樹脂層16的樹脂組成物。
接黏層14用之第3樹脂組成物係將接黏層14所含之各成分,接黏層16用之第2樹脂組成物係將樹脂層16所含之各成分,於丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、甲苯、醋酸乙酯、環己烷、庚烷、環己烷、環己酮、四氫呋喃、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、二甲基亞碸、乙二醇、賽路蘇系、卡必醇系、苯甲醚等之有機溶劑中,藉超音波分散方式、高壓衝突式分散方式、高速旋轉分散方式、珠磨方式、高速剪切分散方式及自轉公轉式分散方式等之各種混合機進行溶解、混合、攪拌,可得到樹脂清漆A(接黏層14用)、及樹脂清漆B(樹脂層16用)。
然後,使用各種塗佈裝置,將樹脂清漆A塗佈至剝離片12或金屬箔13上後,對其進行乾燥。又,將樹脂清漆A藉噴霧裝置於剝離片12上進行噴霧塗佈後,對其進行乾燥。藉此,可於剝離片12上形成接黏層14。進而,使用各種塗佈裝置,將樹脂清漆B塗佈至接黏層14上後,對其進行乾燥。又,將樹脂清漆B藉噴霧裝置於接黏層14上進行噴霧塗佈後,對其進行乾燥。藉此,可於接黏層14上形成樹脂層16。
塗佈裝置並無特別限定,可使用例如輥塗器、棒塗器、刀塗器、凹版塗佈器、模塗器、刮刀塗佈器及簾塗器等。此等之中,較佳為使用模塗器、刀塗器及刮刀塗佈器的方法。藉此,可效率佳地製造無空隙、具有均勻絕緣樹脂層厚度的印刷佈線板用積層基材。
剝離片12係經由接黏層14積層樹脂層16,故最好選擇積層時容易操作者。又,由於在依使印刷佈線板用積層基材10之樹脂層16側抵接於內層電路的狀態下進行積層後,去除剝離片12,故較佳係在積層後,剝離容易進行者。
作為剝離片13可舉例如聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯等之聚酯樹脂、氟系樹脂、聚醯亞胺樹脂等之具有耐熱性的熱可塑性樹脂薄膜等。此等薄膜中,由與接黏層14之接黏性及剝離性之均衡的觀點而言,較佳為由聚酯所構成的薄膜。剝離片12之厚度並無特別限定,通常為10~200μm、較佳20~75μm。若剝離片12之厚度為上述範圍內,則操作容易,且樹脂層16之平坦性優越。
金屬箔13係與剝離片12同樣地,可於在內層電路上積層印刷佈線板用積層基材10後,予以剝離而使用,亦可對金屬箔13進行蝕刻而使用作為導體電路。於使用作為導體電路的情況,金屬箔13較佳係由銅或鋁所構成。
金屬泊13之厚度並無特別限定,通常為1~100μm、較佳2~35μm。若金屬箔13之厚度為上述範圍內,則操作容易,且樹脂層16之平坦性優越。
另外,金屬箔13亦可使用具有載體箔之極薄金屬箔。所謂具有載體箔之極薄金屬箔,係指使可剝離之載體箔與極薄金屬箔貼合的金屬箔。藉由使用具有載體箔之極薄金屬箔則可於上述絕緣層雙面上形成極薄金屬箔層,故在例如藉由半主動法等形成電路時,不需進行無電解鍍敷,可直接電鍍出極薄金屬箔作為給電層,故於形成電路後,可對極薄銅箔進行快速蝕刻。藉由使用具有載體箔之極薄金屬箔,即使是厚10μm以下之極薄金屬箔,例如可防止壓製步驟中之極薄金屬箔的操作性降低、或極薄銅箔的破裂或斷裂。
如此所得之印刷佈線板用積層基材10或11中,接黏層14之層厚並無特別限定,通常可設為0.5~10μm、較佳5~10μm,樹脂層16的層厚通常可設為1~6μm、較佳可設為5~40μm。
另一方面,樹脂層16之層厚較佳係為了升絕緣可靠性而為上述下限值以上,為了達成多層佈線板之目的之一的薄膜化而為上述上限值以下。藉此,於製造多層印刷佈線板時,可填充內層電路之凹凸而予以成形,並可確保適當之絕緣樹脂層厚。
<預浸體之製造>
印刷佈線板用積層基材亦可使構成樹脂層16之樹脂浸含於纖維基材中,以具備剝離片12或金屬箔13之具有載體之預浸體的型式獲得。又,本實施形態中,「具備剝離片12或金屬箔13之至少一者的具有載體之預浸體」及「於纖維基材中使樹脂清漆B浸含、乾燥而得的預浸體」的任一者,有時簡稱為「預浸體」。
作為纖維基材之材質並無特別限定,可舉例如玻璃織布、玻璃不織布等之玻璃纖維基材、以聚醯胺樹脂纖維、芳香族聚醯胺樹脂纖維、全芳香族聚醯胺樹脂纖維等之聚醯胺系樹脂纖維,聚酯樹脂纖維、芳香族聚酯樹脂纖維、全芳香族聚酯樹脂纖維等之聚酯系樹脂纖維,聚醯亞胺樹脂纖維、氟樹脂纖維等作為主成分之織布或不織布所構成的合成纖維基材,以牛皮紙、棉絨紙、棉絨與牛皮紙漿之混抄紙等作為主成分的紙基材等之有機纖維基材等。此等之中,較佳為玻璃纖維基材。藉此,可提升預浸體之強度、降低吸水率,並可減小熱膨脹係數。
構成玻璃纖維基材之玻璃並無特別限定,可舉例如E玻璃、C玻璃、A玻璃、S玻璃、D玻璃、NE玻璃、T玻璃、H玻璃等。此等之中,較佳為E玻璃、T玻璃或S玻璃。藉此,可達成玻璃纖維基材之高彈性化,亦可減小熱膨脹係數。
作為具有載體之預浸體之製造方法,可舉例如:準備事先使構成樹脂層16之樹脂清漆B浸含於纖維基材中,並藉加熱乾燥使溶劑揮發的預浸體,再將構成接黏層14之樹脂清漆A塗佈於上述預浸體,其後,藉加熱乾燥使溶劑揮發,然後將剝離片12或金屬箔13貼合至接黏層14上而作成具有載體之預浸體的方法;或使構成樹脂層16之樹脂清漆B浸含於纖維基材中後,直接塗佈構成接黏層14之樹脂清漆A,其後,藉加熱乾燥使溶劑揮發,然後將剝離片12或金屬箔13貼合至接黏層14上而作成具有載體之預浸體的方法等。
另外,如上述般,準備印刷佈線板用積層基材10。進而,準備於剝離片12上積層了樹脂層16的樹脂片。然後,於片狀之纖維基材40雙面上,相對向地配置具有薄膜之絕緣樹脂片的絕緣樹脂層16(圖5(a))。然後,於真空中,依例如加熱60~130℃、加壓0.1~5MPa,由具有薄膜之絕緣樹脂片之兩側進行層合,使構成樹脂層16之樹脂浸含於纖維基材40中。藉此,可得到於雙面具有薄膜之預浸體42(圖5(b))。
尚且,亦可取代印刷佈線板用積層基材10而使用印刷佈線板用積層基材11。另外,亦可取代於剝離片12上積層了樹脂層16之樹脂片,而使用習知以來使用的樹脂片(例如日本專利特開2010-31263號公報)。
作為使樹脂清漆B浸含於纖維基材中的方法,可舉例如將纖維基材浸漬於樹脂清漆B中的方法,以各種塗佈器進行塗佈的方法,以噴霧器進行吹附的方法等。此等之中,較佳為將纖維基材浸漬於樹脂清漆B中的方法。藉此,可提升樹脂清漆B(環氧樹脂組成物)對纖維基材之浸含性。又,在將纖維基材浸漬於樹脂清漆B中時,可使用一般之浸含塗佈設備。
例如圖3所示般,在捲出輥狀之纖維基材1的同時,使其浸漬於含浸槽2的樹脂清漆3中。含浸槽2係具備浸漬輥4(圖1中為3根),藉浸漬輥4使纖維基材1連續地通過樹脂清漆3中,環氧樹脂清漆3浸含於纖維基材1。接著,將浸含了環氧樹脂清漆3之纖維基材1,拉起呈垂直方向,並依水平方向並排,通過相對向之1對擠壓輥5、5之間,調整環氧樹脂清漆3對纖維基材1的浸含量。又,亦可取代擠壓輥而使用刮刀輥。其後,將浸含著環氧樹脂清漆3之纖維基材1,藉乾燥機6依既定溫度進行加熱,使所塗佈之清漆中的溶劑揮發,並使樹脂清漆B半硬化,而製造預浸體7。
尚且,圖3中之上部輥8係為了使預浸體7朝進行方向移動,故朝與預浸體7之進行方向相同的方向旋轉。又,將環氧樹脂清漆之溶劑,依例如溫度90~180℃、時間1~10分鐘之條件進行乾燥,藉此可得到半硬化之預浸體7。
另外,具有載體之預浸體亦可藉由包括以下步驟的製造方法進行製造。
首先,將印刷佈線板用積層基材10或11之樹脂層16側之面,重疊至纖維基材之單面或雙面上,於減壓條件下將其等接合(步驟(a))。接著,接合後,依構成樹脂層16之絕緣樹脂成分的玻璃轉移溫度以上之溫度進行加熱處理,製作具有載體之預浸體(步驟(b))。
首先,說明(a)步驟。
於(a)步驟中,在減壓條件下將印刷佈線板用積層基材10或11與纖維基材接合。
作為將印刷佈線板用積層基材10與纖維基材接合的方法並無特別限定,可舉例如連續地供給纖維基材與印刷佈線板用積層基材10,一邊予以重疊、一邊進行接合的方法。
(a)步驟中,在將印刷佈線板用積層基材10、11之樹脂層16側與纖維基材接合時,較佳係加溫至絕緣樹脂層16之樹脂成分之流動性提升的溫度。藉此,可容易接合纖維基材與絕緣樹脂層16。又,藉由將絕緣樹脂層16之至少一部分熔融而浸含至纖維基材內部,則容易得到浸含性良好的具有載體之預浸體。
於此,作為加溫方法並無特別限定,可適合使用例如於接合時使用經加熱至既定溫度之層合輥的方法等。於此,作為加溫之溫度,係視形成絕緣樹脂層之樹脂的種類或調配而異,可依例如60~100℃實施。
接著,說明(b)步驟。
(b)步驟係於(a)步驟之接合後,依構成絕緣樹脂層16之絕緣樹脂成分的玻璃轉移溫度上之溫度進行加熱處理,製作預浸體。
藉此,於(a)步驟中,可使在將具有絕緣樹脂層之載體與纖維基材接合時所殘存之減壓空隙或實質之真空空隙消失,而可製造非填充部分非常少、或實質上不存在非填充部分的具有雙面載體之預浸體。
作為加熱處理之方法並無特別限定,例如可使用熱風乾燥裝置、紅外線加熱裝置、加熱輥裝置、平板狀之熱盤壓製裝置等而實施。
<積層板之製造>
製造使用了印刷佈線板用積層基材10、11之覆金屬積層板的方法例如下。
首先,如上述般,準備圖2所示之印刷佈線板用積層基材11。接著,於片狀之纖維基材40雙面上相對向地配置絕緣樹脂層16(圖4(a))。
然後,於真空中,依例如加熱60~130℃、加壓0.1~5MPa,使印刷佈線板用積層基材之構成樹脂層16的樹脂浸含於纖維基材40中(圖4(b))。接著,藉由對雙面具有金屬箔之預浸體52進行直接加熱加壓成形,而可得到於雙面具有金屬箔之積層板54(圖4(c))。
另外,可依上述相同方法,藉由使用印刷佈線板用積層基材10與12而得到單面上具有金屬箔的積層板,藉由僅使用印刷佈線板用積層基材10而得到不具有金屬箔的積層板。
再者,使用習知印刷佈線板所用之樹脂片(例如日本專利特開2010-31263號),亦可由纖維基材與印刷佈線板用積層基材10、11製造積層板。例如,將具有載體之預浸體42的剝離片12剝離而得到預浸體(圖5(c))。然後,使2個預浸體之樹脂層16彼此相對向配置,並使接黏層14與金屬箔44相對向配置(圖5(d))。然後,藉由從兩側進行加熱加壓成形,可得到具有2片纖維基材、於雙面具有金屬箔的積層板50(圖5(e))。
尚且,作為纖維基材40,可使用上述預浸體所用的纖維基材。
<印刷佈線板之製造方法>
圖6例示製造使用了印刷佈線板用積層基材10之多層印刷佈線板的方法。
圖6(a)表示於核心基板(例如FR-4之雙面銅箔)上進行了電路圖案形成的內層電路基板18。
首先,使用鑽孔機於核心基板進行開孔,形成開口部21。開口後之樹脂殘渣等係進行藉由過錳酸鹽、重鉻酸鹽等之氧化劑等予以去除的去膠渣處理,但藉由使用本實施形態之覆金屬積層板作為核心基材,即使在去膠渣處理後仍維持接黏層14與金屬層16的接黏性。
然後,藉無電解鍍敷,對開口部21進行鍍敷處理,達到內層電路基板18之雙面導通。接著,藉由對核心基板之銅箔進行蝕刻以形成內層電路17。
尚且,獲得上述多層印刷佈線板時所使用的內層電路板,可例如適合使用對內層電路部分進行了黑化處理等之粗化處理者。又,開口部21可藉導體膏、或樹脂膏予以適當埋覆。
內層電路17之材質,較佳可於內層電路形成時藉蝕刻或剝離等方法予以去除。蝕刻時,較佳係對此所使用之藥液等具有耐藥品性者。此種內層電路17之材質,可舉例如銅箔、銅板、銅合金板、42合金及鎳等。尤其是銅箔、銅板及銅合金板,由於不僅可選擇電鍍品或軋延品,並可容易取得各種厚度,故最適合使用作為內層電路17。
接著,使用印刷佈線板用積層基材10,以將樹脂層16作為內層電路基板18側並被覆內層電路17的方式進行積層(圖6(b))。印刷佈線板用積層基材之積層(層合)方法並無特別限定,較佳係使用真空壓製、常壓層合器、及真空下進行加熱加壓之層合器以進行積層的方法,更佳為使用於真空下進行加熱加壓之層合器的方法。
接著,藉由對所形成之樹脂層16進行加熱而使其硬化。使其硬化之溫度並無特別限定,較佳為100℃~250℃之範圍。特佳為150℃~200℃。又,為了容易去除其次之雷射照射及樹脂殘渣,故有時亦作成半硬化狀態。又,可對第一層之樹脂層16依低於通常加熱溫度低的溫度進行加熱使其部分硬化(半硬化),再於接黏層14上形成一層至複數層之樹脂層16,將半硬化樹脂層16再次加熱硬化至實用上無問題的程度,藉此可提升樹脂層16間及樹脂層16與電路間的接黏力。此時之半硬化之溫度,較佳為80℃~200℃,更佳100℃~180℃。又,於下一步驟中照射雷射,於樹脂形成通孔開口部22,但在此之前需剝離剝離薄膜12。剝離薄膜12之剝離可於絕緣樹脂層形成後、加熱硬化前、或加熱硬化後的任一時機進行。
其次,對接黏層14及樹脂層16照射雷射,形成通孔開口部22(圖6(c))。雷射可使用激分子雷射、UV雷射及碳酸氣體雷射等。由雷射所進行之開口部22的形成,不論樹脂層16為感光性‧非感光性,均可容易形成細微之通孔開口部22。因此,特佳係有時必須於樹脂層16形成細微之開口部。
尚且,雷射照射後之樹脂殘渣等係進行藉由過錳酸鹽、重鉻酸鹽等之氧化劑等予以去除的去膠渣處理。藉由去膠渣處理,可使平滑之樹脂層16表面同時粗化,可提高其次之金屬鍍敷所形成的導電佈線電路的密黏性。根據本實施形態之印刷佈線板用積層基材10,於去膠渣處理後仍維持接黏層14與外層電路20之接黏性。於接黏層14表面上,由於在去膠渣步驟中均勻地實施了細微之凹凸形狀,故提升其與外層電路20的密黏性。又,由於樹脂層表面之平滑性高,故可精度佳地形成細微之佈線電路。
接著,形成外層電路20(圖6(d))。外層電路20之形成方法可藉由例如屬於公知方法的半主動法等所形成,本發明並不限定於此等。接著,形成導體柱23(圖6(e))。作為導體柱23之形成方法,可藉公知方法之電鍍等形成。例如,以外層電路20作為電鍍用導線,進行銅電鍍,以銅填充通孔開口部22內則可形成銅柱。
再者,藉由重複圖6(b)~圖6(e)所示之步驟,可作成多層。又,在使絕緣樹脂層成為半硬化狀態時,有時亦進行後硬化(post cure)。
接著,形成抗焊層24(圖6(f))。又,藉由重複圖6(f))中,圖6(b)~圖6(e)所示步驟,成為具有2層樹脂層16的多層構造。
抗焊層24之形成方法並無特別限定,例如層合乾薄膜式之抗焊層,藉曝光及顯影而形成的方法;或對印刷了液狀抗焊劑者進行曝光及顯影而形成的方法。又,連接用電極部可藉鍍金、鍍鎳及鍍焊等之金屬皮膜予以適當被覆。藉此種方法可製造多層印刷佈線板。
圖7例示製造使用了印刷佈線板用積層基材11之多層印刷佈線板的方法。如圖7(a)所示般,將印刷佈線板用積層基材之樹脂層16作為內層電路基板18側,以被覆內層電路17的方式予以積層。印刷佈線板用積層基材之積層(層合)的方法,係與第1實施形態同樣地並無特別限定,較佳係使用真空壓製、常壓層合器、及真空下進行加熱加壓之層合器以進行積層的方法;更佳係使用於真空下進行加熱加壓之層合器以進行積層的方法。
其次,於印刷佈線板用積層基材設置通孔開口部。
首先,藉既定之蝕刻法,對金屬箔13進行蝕刻,形成開口部(圖7(b))。然後,對露出至此開口部底部之樹脂層16照射雷射以形成通孔開口部(圖7(c))。
雷射照射後,為了去除通孔開口部內之樹脂殘渣等,而藉過錳酸鹽、重鉻酸鹽等之氧化劑等進行去膠渣處理。藉去膠渣處理,可提高藉由其次之金屬鍍敷所形成之導電佈線電路的密黏性。根據本實施形態之印刷佈線板用積層基材11,於去膠渣處理後仍維持接黏層14與樹脂層16間的接黏性。
然後,藉金屬鍍敷達到絕緣樹脂層間的連接,藉蝕刻進行外層電路圖案形成(圖7(d))。其後,與使用了印刷佈線板用積層基材10之情況同樣地,可得到多層印刷佈線板。又,圖7(b)中,亦可將金屬箔全部蝕刻去除,藉圖6(b)~(f)之步驟得到印刷佈線板。
<半導體裝置之製造方法>
其次,針對於本實施形態之印刷佈線板上安裝半導體元件而成的半導體裝置進行說明。
圖8為表示半導體裝置25之一例的剖面圖。
如圖8所示,在印刷佈線板26單面上,設置複數之連接用電極部27。具有對應至此多層印刷佈線板之連接用電極部27而設置之焊錫凸塊29的半導體元件28,係經由焊錫凸塊29,與印刷佈線板26連接。
然後,於印刷佈線板26與半導體元件28之間填充液狀密封樹脂30,形成半導體裝置25。又,印刷佈線板26係於內層電路基板18上具備內層電路17、絕緣層16、接黏層14及外層電路20。內層電路17與外層電路20係經由導體柱23而連接。又,絕緣層16係由抗焊層24所被覆。
焊錫凸塊29較佳係由含有錫、鉛、銀、銅、鉍等之合金所構成。半導體元件28與印刷佈線板26之連接方法,係在使用倒裝晶片接合器等進行基板上之連接用電極部與半導體元件之金屬凸塊的對位後,使用IR迴焊裝置、熱板、其他加熱裝置將焊錫凸塊29加熱至熔點以上,將基板上之多層印刷佈線板26與焊錫凸塊29熔融接合,藉此予以連接。又,為了使連接可靠性良好,亦可事先於多層印刷佈線板26上之連接用電極部形成焊錫膏等熔點較低之金屬的層。亦可於此接合步驟前,於焊錫凸塊及/或多層印刷佈線板上之連接用電極部的表層上塗佈助焊劑,以提升連接性。
再者,電路基板用環氧樹脂組成物可適合用於要求小型化、高密度佈線化、高可靠性之系統級封裝(SiP)等中所使用之要求高可靠性的印刷佈線板等。
以下,根據實施例及比較例詳細說明本發明,但本發明並不限定於此。又,表中之調配量單位為重量部。
(實施例1)
(關於第1樹脂組成物)
實施例及比較例中所使用之原材料係如下述。
(1)無機填充材A/球狀二氧化矽;Admatechs公司製‧「SO-25R」,平均粒徑0.5μm
(2)無機填充材B/水鋁礦;大名化學公司製C-20,平均粒徑2.0μm,BET比表面積4.0m2 /g
(3)環氧樹脂A/甲氧基萘二亞甲基型環氧樹脂;DIC公司製‧「HP-5000」,環氧當量250
(4)環氧樹脂B/聯苯二亞甲基型環氧樹脂;日本化藥公司製‧「NC-3000」,環氧當量275
(5)氰酸酯樹脂A/酚醛清漆型氰酸酯樹脂;Lonza Japan公司製‧「Primaset PT-30」,氰酸酯當量124
(6)氰酸酯樹脂B/雙酚A型氰酸酯樹脂;Lonza Japan公司製‧「Primaset BA-200」,氰酸酯當量139
(7)苯氧基樹脂/雙酚A型環氧樹脂與雙酚F型環氧樹脂之共聚物:Japan Epoxy Resin公司製‧「jER4275」,重量平均分子量60000
(8)酚系硬化劑/聯苯伸烷基型酚醛清漆樹脂:明和化成公司製「MEH-7851-3H」,羥基當量220
(9)硬化促進劑/咪唑化合物:四國化成工業公司製‧「Curezol 1B2PZ(1-苄基-2-苯基咪唑)」
(10)(C)環狀矽氧烷化合物A(TMCTS)/1,3,5,7-四甲基環四矽氧烷:AZMAX股份有限公司製
(11)(C)環狀矽氧烷化合物B(PMCTS)/1,3,5,7,9-五甲基環五矽氧烷:AZMAX股份有限公司製
<實施例1-1>
(1)樹脂清漆之調製
將環氧樹脂A25.0重量份、酚硬化劑24.0重量份、環狀矽氧烷化合物A1.0重量份溶解、分散於甲基乙基酮。再添加無機填充材A50.0重量份,使用高速攪拌裝置攪拌10分鐘,調製固形份60重量%的樹脂清漆。
(2)預浸體之製作
將上述樹脂清漆浸含於玻璃織布(厚92μm,日東紡績公司製,WEA-116E),以150℃之加熱爐乾燥2分鐘,得到預浸體中之清漆固形份為約50重量%的預浸體。
(3)積層板之製作
將上述預浸體2片重疊,於雙面上重疊3μm之具載體銅箔(三井金屬公司製,MTEx),依壓力4MPa、溫度200℃進行加熱加壓成形2小時,藉此得到雙面具有銅箔的厚0.2mm之積層板。
(4)樹脂片之製作
將上述樹脂清漆,於PET薄膜(厚38μm,三菱樹脂聚酯公司製,SFB38)上,使用刮刀塗佈器裝置,依乾燥後之環氧樹脂層厚度成為40μm之方式進行塗佈,對其以150℃之乾燥裝置進行乾燥5分鐘,製造樹脂片。
(5)印刷佈線板(雙面電路基板)之製作
於上述積層板上使用0.1mm鑽孔器進行穿孔加工後,以鍍敷填充穿孔。再對銅箔表面藉輥層合器層合半主動用乾薄膜(旭化成製UFG-255),進行曝光、顯影為既定圖案狀後,對圖案狀之露出部進行電解鍍銅處理而形成20μm厚之電解鍍洞皮膜。進而,剝離乾薄膜後,藉快速蝕刻處理,去除3μm銅箔種子層。其後,實施電路粗化處理(MEC製CZ8101),製成具有L/S=15μm/15μm的梳齒圖案狀銅電路的印刷佈線板(雙面電路基板)。
(6)多層印刷佈線板之製作
於上述所得之雙面電路基板上,以上述所得之樹脂片之環氧樹脂面為內側予以重疊,對其使用真空加壓式層合器裝置,依溫度100℃、壓力1MPa進行真空加熱加壓成形。由樹脂片剝離基材之PET薄膜後,以熱風乾燥裝置依170℃加熱60分鐘使其硬化。進而,對絕緣層使用碳酸雷射裝置設置開口部,藉電解鍍銅於絕緣層表面上進行L/S=25μm/25μm之外層電路形成,達到外層電路與內層電路的導通。又,外層電路係設置用於安裝半導體元件的連接用電極部。其後,於最外層形成抗焊層(太陽油墨公司製,PSR4000/AUS308),藉曝光‧顯影依可安裝半導體元件的方式使連接用電極部露出,實施ENEPIG處理,切斷為50mm×50mm之尺寸,得到封裝用多層印刷佈線板。
(7)半導體裝置之製作
半導體元件(TEG晶片,尺寸15mm×15mm,厚0.8mm)係使用焊錫凸塊係由Sn/Pb組成的共晶所形成,電路保護膜由正型感光性樹脂(住友Bakelite公司製CRC-8300)所形成者。半導體裝置之組裝,首先係於焊錫凸塊上藉轉印法均勻塗佈助焊劑,接著使用倒裝晶片接合器裝置,於上述封裝用多層印刷佈線板上藉加熱壓黏進行搭載。接著,藉IR迴焊爐將焊錫凸塊熔融接合後,填充液狀密封樹脂(住友Bakelite公司製,CRP-415S),使液狀密封樹脂硬化,藉此得到半導體裝置。又,液狀密封樹脂係依溫度150℃、120分鐘之條件使其硬化。
<實施例1-2~1-5及比較例1-1~1-3>
依表1之調配量,與實施例1同樣地得到預浸體、積層板、印刷佈線板、多層印刷佈線板及半導體裝置。
針對上述所得之預浸體、積層板、多層印刷佈線板及半導體裝置,進行以下評價項目的評價。又,將實施例及比較例之樹脂組成物的調配組成、各物性值、評價結果示於表1及2。又,表中各調配量係表示「重量份」。
(1)熱膨脹係數
對厚0.2mm積層板之銅箔進行全面蝕刻,由所得之積層板切出4mm×20mm的測試片,使用TMA依10℃/分之條件,測定50℃~150℃下之面方向之線膨脹係數(平均線膨脹係數)。各符號如下述。
◎:線膨脹係數未滿10ppm
○:線膨脹係數1oppm以上且未滿15ppm
╳:線膨脹係數15ppm以上
(2)吸濕焊錫耐熱性
由所得之積層板切出50mm正方之測試片,進行3/4蝕刻,使用壓力切割器依121℃進行吸濕處理2小時後於260℃焊錫中浸漬30秒,觀察有無膨脹。各符號如下述。
○:無異常
╳:發生膨脹
(3)ENEPIG製造適應性
使用切出為50mm正方之雙面電路基板作為測試片,依下述順序,進行ENGPIG製造適應性的評價。
將上述測試片浸漬於液溫50℃之清潔液(上村工業製ACL-007)5分鐘,予以充分水洗後,浸漬於液溫25℃之軟蝕刻液(過硫酸鈉與硫酸之混合液)1分鐘,予以充分水洗。接著浸漬於液溫25℃之硫酸中1分鐘作為酸洗處理,予以充分水洗。再浸漬於液溫25℃之硫酸1分鐘,接著於液溫25℃之鈀觸媒賦予液(上村工業製KAT-450)中浸漬2分鐘後,予以充分水洗。將此測試片浸漬於液溫80℃之無電解Ni鍍敷浴(上村工業製NPR-4)35分鐘後,予以充分水洗,於液溫50℃之無電解Pd鍍敷浴(上村工業製TPD-30)中浸漬5分鐘後,予以充分水洗。最後浸漬於80℃之無電解Au鍍敷浴(上村工業製TWX-40)30分鐘後,予以充分水洗。
以電子顯微鏡(倍率2000倍)觀察此測試片的佈線間,確認佈線間有無鍍敷之異常析出。若有異常析出,則成為佈線間之短路原因,故不佳。各符號表示如下。
○:50mm正方之測試片之範圍內,金屬析出部之比例以面積計為5%以下
╳:5%以上
(4)熱衝擊性試驗
將所得之半導體裝置於Fluorinert中,以-55℃10分鐘、125℃10分鐘、-55℃10分鐘作為1周期,進行1000周期處理,以目視確認於測試片上有無發生裂痕。各符號如下。
○:無裂痕發生
╳:發生裂痕
實施例1-1~1-5係使用了本發明之電路基板用環氧樹脂組成物者。其所有評價均良好,ENEPIG製程適應性亦良好。另一方面,比較例1-1由於未使用環狀矽氧烷化合物,故於ENEPIG製程中發生不良情形。比較例1-2由於未使用無機填充材,故低熱膨脹性差,亦未滿足半導體裝置之耐熱衝擊性。比較例1-3由於未使用環氧樹脂,故吸濕耐熱性及耐熱衝擊性差劣。可知為了滿足所有之低熱膨脹性、耐熱性、ENEPIG製程適應性、耐熱衝擊性,本發明之電路基板用環氧樹脂組成物屬有效。
(參考例實施例)
使用以下原料作為實施例及比較例中所使用之原材料以外的原料,進行參考實驗。
(12)無機填充材C/球狀奈米二氧化矽:TOKUYAMA公司製NSS-5N,平均粒徑70nm
(13)無機填充材D/球狀奈米二氧化矽:扶桑化學工業公司製PL-1,平均粒徑15nm
(14)環氧樹脂C/雙酚A型環氧樹脂:DIC公司製‧「840-S」,環氧當量185
(參考例1-1~1-5)
除了依表2進行調配以外,與實施例1-1同樣地進行,得到預浸體、積層板、樹脂片、多層印刷佈線板及半導體裝置。
(5)接觸角測定
將上述積層板之銅箔藉蝕刻去除,於以下順序後,測定接觸角。
將上述積層板浸漬於(a)液溫50℃之清潔液(上村工業製ACL-007)5分鐘,予以充分水洗後,浸漬於(b)液溫25℃之軟蝕刻液(過硫酸鈉與硫酸之混合液)1分鐘,予以充分水洗。接著浸漬於(c)液溫25℃之硫酸中1分鐘作為酸洗處理,予以充分水洗。再浸漬於(d)液溫25℃之硫酸1分鐘,接著於液溫25℃之鈀觸媒賦予液(上村工業製KAT-450)中浸漬2分鐘後,予以充分水洗。將此測試片浸漬於(e)液溫80℃之無電解Ni鍍敷浴(上村工業製NPR-4)35分鐘後,予以充分水洗,於(f)液溫50℃之無電解Pd鍍敷浴(上村工業製TPD-30)中浸漬5分鐘後,予以充分水洗。最後浸漬於(g)80℃之無電解Au鍍敷浴(上村工業製TWX-40)30分鐘後,予以充分水洗。
其後,藉協和界面化學公司製之接觸角測定裝置(DM-301),測定樹脂表面(無佈線部分)與純水的接觸角。接觸角測定之結果示於表3。
參考例1-1~1-3之任一積層板,可確認到接觸角為85°以下。
又,使用了參考例之積層板的印刷佈線板,係ENEPIG特性良好。
尚且,關於實施例與比較例之積層板,亦將接觸角與ENEPIG特性的關係整合於表4。表中數值係上述(a)~(g)中之各步驟的接觸角(°)。
結果,尤其是(e)液溫80℃之無電解Ni鍍敷浴後接觸角為100°的比較例1,係於ENEPIG步驟後發生金屬之異常析出。另一方面,其他的接觸角為85°以下,為良好之ENEPIG特性。又,參考例及5的接觸角為大於85°。使用了參考例4及5之積層板的印刷佈線板,係於ENEPIG步驟後,發生金屬之異常析出。又,在參考例1-1及1-2之使用了含有(C)環狀矽氧烷化合物與微粒子雙方的情況,使用積層板製作L/S=10μm/10μm的印刷佈線板(雙面電路基板),評價ENEPIG特性。結果未出現金屬之異常析出,呈良好。
(關於第2樹脂組成物)
(實施例2-1)
1.清漆之製作
1.1.接黏層形成用樹脂清漆(1A)的製作
將含有羥基之聚醯胺樹脂(日本化藥公司製,BPAM01)30重量份、作為平均粒徑100nm以下之二氧化矽的球狀二氧化矽漿料(Admatechs公司製,SX009,平均粒徑50nm)15重量份、作為環氧樹脂之HP-5000(DIC公司製)35重量份、作為氰酸酯樹脂之酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂(LONZA公司製,Primaset PT-30)19.4重量份、作為偶合劑之環氧基矽烷偶合劑(日本Unicar公司製,A187)0.1重量份、作為硬化觸媒之咪唑(四國化成公司製,Curezol 1B2PZ)0.5重量份,使用高速攪拌裝置於二甲基乙醯胺與甲基乙基酮之混合溶媒中攪拌60分鐘,調製固形份30%之與基材接觸的絕緣層用樹脂清漆(1A)。
1.2.樹脂層形成用樹脂清漆(1B)之製作
添加作為無機填充材之環狀熔融二氧化矽(Admatechs公司製,SO-25R,平均粒徑0.5μm)65重量份、作為溶劑之甲基乙基酮、作為環狀矽氧烷化合物之TMCTS(試藥)0.5重量份、作為環氧樹脂之二環戊二烯型環氧樹脂(DIC公司製,HP-7200)20重量份、作為氰酸酯樹脂之酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂(LONZA公司製,Primaset PT-30)10重量份、苯氧基樹脂(三菱化學公司製,jER-4275)3.8重量份、作為偶合劑之環氧基矽烷偶合劑(日本Unicar公司製,A187)0.5重量份、作為硬化觸媒之咪唑(四國化成公司製,Curezol 1B2PZ)0.2重量份,使用高速攪拌裝置攪拌60分鐘,調製固形份70%之樹脂清漆(1B)。
2.樹脂片(印刷佈線板用積層基材)之製作
將上述所得之樹脂清漆(1A),於厚36μm之PET(聚對苯二甲酸乙二酯)薄膜單面上,使用刮刀塗佈器裝置依乾燥後之接黏層厚為5μm之方式進行塗佈,對其以160℃乾燥裝置進行乾燥3分鐘,形成接黏層。
接著,於接黏層上面,進一步使用刮刀塗佈器裝置依乾燥後之樹脂層厚總和為30μm之方式,塗佈樹脂清漆(1B),將其藉160℃之乾燥裝置進行乾燥3分鐘,得到於PET薄膜上積層接黏層及樹脂層的樹脂片。
3.硬化樹脂板之製作
將各實施例及比較例所使用之樹脂層用清漆依厚90μm之方式塗佈於PET薄膜上,於真空下,依溫度200℃、壓力1.5MPa進行加熱加壓成形而得到硬化樹脂板。
4.印刷佈線板之製作
為了測定後述之表面粗度(Ra)、鍍敷剝離強度,首先製造多層印刷佈線板。
多層印刷佈線板係在雙面上形成有既定之內層電路圖案的內層電路基板的表背上,以上述所得之樹脂片之絕緣層面為內側予以重疊,對其使用真空加壓式層合器裝置,依溫度100℃、壓力1MPa進行真空加熱加壓成形,其後,以熱風乾燥裝置依170℃進行加熱硬化60分鐘,製造多層印刷佈線板。
尚且,內層電路基板係使用下述之銅箔積層板。
‧絕緣層:無鹵素FR-4材,厚0.4mm
‧導體層:銅箔厚18μm,L/S=120/180μm,間隙孔1mmΦ 、3mmΦ ,間隙2mm
5.半導體裝置之製作
由上述所得之多層印刷佈線板剝離基材,使用碳酸雷射裝置形成Φ 60μm開口部(盲通孔),浸漬於60℃之膨潤液(Atotech Japan股份有限公司製,Swelling Dip Securiganth P)10分鐘,再浸漬於80℃過錳酸鉀水溶液(Atotech Japan股份有限公司製,concentrate compact CP)20分鐘後,予以中和並進行粗化處理。經脫脂、觸媒賦予、活性化之步驟後,形成約1μm之無電解鍍銅皮膜、30μm之電鍍銅膜,以熱風乾燥裝置依200℃進行退火處理60分鐘。接著,印刷抗焊層(太陽油墨製造(股)製,PSR-4000 AUS703),依露出半導體元件搭載墊等的方式,藉既定遮置進行曝光、顯影、熟化,以電路上之抗焊層厚成為12μm之方式形成。
最後,對由抗焊層露出之電路層,形成無電解鍍鎳層3μm,再於其上形成由無電解鍍金層0.1μm所構成的鍍敷層,將所得基板切斷為50mm×50mm尺寸,得到半導體裝置用之多層印刷佈線板。半導體裝置係於上述半導體裝置用之多層印刷佈線板上,藉由倒裝晶片接合器裝置,依加熱壓黏搭載具有焊錫凸塊的半導體元件(TEG晶片,尺寸15mm×15mm,厚0.8μm),接著,藉IR迴焊爐將焊錫凸塊熔融接合後,填充液狀密封樹脂(住友Bakelite公司製,CRP-4125S),使液狀密封樹脂硬化而獲得。又,液狀密封樹脂係依溫度150℃、120分鐘之條件進行硬化。又,上述半導體元件之焊錫凸塊係使用由Sn/Pd組成之共晶所形成者。
(實施例2-2)
除了取代樹脂清漆(1A),使用以下之樹脂清漆(2A)以外,與實施例1同樣地進行,得到樹脂片、硬化樹脂板、多層印刷佈線板及半導體裝置。
(接黏層形成用樹脂清漆(2A)之製作)
將含有羥基之聚醯胺樹脂(日本化藥公司製,BPAM01)35重量份、作為環氧樹脂之HP-5000(DIC公司製)40重量份、作為氰酸酯樹脂之酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂(LONZA公司製,Primaset PT-30)24.5重量份、作為硬化觸媒之咪唑(四國化成公司製,Curezol 1B2PZ)0.5重量份,使用高速攪拌裝置於二甲基乙醯胺與甲基乙基酮的混合溶媒中攪拌60分鐘,調製固形份30%之與基材接觸的絕緣層用清漆(2A)。
(實施例2-3)
除了取代樹脂清漆(1A),使用以下之樹脂清漆(3A)以外,與實施例1同樣地進行,得到樹脂片、硬化樹脂板、多層印刷佈線板及半導體裝置。
(接黏層形成用樹脂清漆(3A)之製作)
將含有羥基之聚醯胺樹脂(日本化藥公司製,BPAM01)30重量份、環狀二氧化矽漿料(Admatechs公司製,SC1030,平均粒徑300nm)15重量份、作為環氧樹脂之HP-5000(DIC公司製)35重量份、作為氰酸酯樹脂之酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂(LONZA公司製,Primaset PT-30)19.4重量份、作為偶合劑之環氧基矽烷偶合劑(日本Unicar公司製,A187)0.1重量份、作為硬化觸媒之咪唑(四國化成公司製,Curezol 1B2PZ)0.5重量份,使用高速攪拌裝置於二甲基乙醯胺與甲基乙基酮的混合溶媒中攪拌60分鐘,調製固形份30%之與基材接觸的絕緣層用清漆(3A)。
(實施例2-4)
除了取代樹脂清漆(1B),使用以下之樹脂清漆(4B)以外,與實施例1同樣地進行,得到樹脂片、硬化樹脂板、多層印刷佈線板及半導體裝置。
(樹脂層形成用樹脂清漆(4B)之製作)
將作為無機填充材之球狀熔融二氧化矽(Admatechs公司製,SO-25R,平均粒徑0.5μm)65重量份、作為溶劑之甲基乙基酮、作為環狀矽氧烷化合物之PMCPS(試藥)0.5重量份、作為環氧樹脂之二環戊二烯型環氧樹脂(DIC公司製,HP-7200)20重量份、作為氰酸酯樹脂之酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂(LONZA公司製,Primaset PT-30)10重量份、苯氧基樹脂(三菱化學公司製,jER-4275)3.8重量份、作為偶合劑之環氧基矽烷偶合劑(日本Unicar公司製,A187)0.5重量份、作為硬化觸媒之咪唑(四國化成公司製,Curezol 1B2PZ)0.2重量份,使用高速攪拌裝置攪拌60分鐘,調製固形份70%之絕緣層用清漆(4B)。
(實施例2-5)
除了取代樹脂清漆(1B),使用以下之樹脂清漆(5B)以外,與實施例1同樣地進行,得到樹脂片、硬化樹脂板、多層印刷佈線板及半導體裝置。
(樹脂層形成用樹脂清漆(5B)之製作)
將作為無機填充材之球狀熔融二氧化矽(Admatechs公司製,SO-25R,平均粒徑0.5μm)65重量份、作為溶劑之甲基乙基酮、作為環狀矽氧烷化合物之PMCPS(試藥)0.5重量份、作為環氧樹脂之甲氧基萘芳烷基型環氧樹脂(DIC公司製,HP-5000)20重量份、作為氰酸酯樹脂之酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂(LONZA公司製,Primaset PT-30)10重量份、苯氧基樹脂(三菱化學公司製,jER-4275)3.8重量份、作為偶合劑之環氧基矽烷偶合劑(日本Unicar公司製,A187)0.5重量份、作為硬化觸媒之咪唑(四國化成公司製,Curezol 1B2PZ)0.2重量份,使用高速攪拌裝置攪拌60分鐘,調製固形份70%之絕緣層用清漆(5B)。
(實施例2-6)
除了取代樹脂清漆(1B),使用以下之樹脂清漆(6B)以外,與實施例1同樣地進行,得到樹脂片、硬化樹脂板、多層印刷佈線板及半導體裝置。
(樹脂層形成用樹脂清漆(6B)之製作)
將作為無機填充材之球狀熔融二氧化矽(Admatechs公司製,SO-25R,平均粒徑0.5μm)65重量份、作為溶劑之甲基乙基酮、作為環狀矽氧烷化合物之PMCPS(試藥)0.5重量份、作為環氧樹脂之二環戊二烯型環氧樹脂(DIC公司製,HP-7200)20重量份、作為氰酸酯樹脂之酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂(LONZA公司製,DT-4000)10重量份、苯氧基樹脂(三菱化學公司製,jER-4275)3.8重量份、作為偶合劑之環氧基矽烷偶合劑(日本Unicar公司製,A187)0.5重量份、作為硬化觸媒之咪唑(四國化成公司製,Curezol 1B2PZ)0.2重量份,使用高速攪拌裝置攪拌60分鐘,調製固形份70%之絕緣層用清漆(6B)。
(實施例2-7)
除了取代樹脂清漆(1B),使用以下之樹脂清漆(7B)以外,與實施例1同樣地進行,得到樹脂片、硬化樹脂板、多層印刷佈線板及半導體裝置。
(樹脂層形成用樹脂清漆(7B)之製作)
將作為無機填充材之球狀熔融二氧化矽(Admatechs公司製,SO-25R,平均粒徑0.5μm)65重量份、作為溶劑之甲基乙基酮、作為環狀矽氧烷化合物之TMCTS(試藥)0.5重量份、作為環氧樹脂之二環戊二烯型環氧樹脂(DIC公司製,HP-7200)20重量份、苯氧基樹脂(三菱化學公司製,jER-4275)3.8重量份、酚樹脂(日本化藥公司製,GPH-103)10重量份、作為偶合劑之環氧基矽烷偶合劑(日本Unicar公司製,A187)0.5重量份、作為硬化觸媒之咪唑(四國化成公司製,Curezol 1B2PZ)0.2重量份,使用高速攪拌裝置攪拌60分鐘,調製固形份70%之絕緣層用清漆(7B)。
(實施例2-8)
除了取代樹脂清漆(1A),使用以下之樹脂清漆(8A)以外,與實施例1同樣地進行,得到樹脂片、硬化樹脂板、多層印刷佈線板及半導體裝置。
(接黏層形成用樹脂清漆(8A)之製作)
將含有羥基之聚醯胺樹脂(日本化藥公司製,BPAM01)40重量份、作為環氧樹脂之HP-5000(DIC公司製)58重量份、作為硬化觸媒之咪唑(四國化成公司製,Curezol 1B2PZ)2重量份,使用高速攪拌裝置於二甲基乙醯胺與甲基乙基酮的混合溶媒中攪拌60分鐘,調製固形份30%之與基材接觸的絕緣層用清漆(8A)。
(實施例2-9)
除了取代樹脂清漆(1A),使用以下之樹脂清漆(9A)以外,與實施例6同樣地進行,得到樹脂片、硬化樹脂板、多層印刷佈線板及半導體裝置。
(接黏層形成用樹脂清漆(9A)之製作)
將作為環氧樹脂之HP-5000(DIC公司製)45重量份、作為氰酸酯樹脂之酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂(LONZA公司製,Primaset PT-30)29.6重量份、作為硬化觸媒之咪唑(四國化成公司製,Curezol 1B2PZ)0.4重量份,使用高速攪拌裝置於二甲基乙醯胺與甲基乙基酮的混合溶媒中攪拌60分鐘,調製固形份30%之與基材接觸的絕緣層用清漆(9A)。
(實施例2-10)
除了取代樹脂清漆(1B),使用以下之樹脂清漆(10B)以外,與實施例1同樣地進行,得到樹脂片、硬化樹脂板、多層印刷佈線板及半導體裝置。
(樹脂層形成用樹脂清漆(10B)之製作)
添加作為無機填充材之球狀熔融二氧化矽(Admatechs公司製,SO-25R,平均粒徑0.5μm)65重量份、作為溶劑之甲基乙基酮、作為環狀矽氧烷化合物之TMCTS(試藥)0.5重量份、作為環氧樹脂之二環戊二烯型環氧樹脂(DIC公司製,HP-7200)20重量份、作為氰酸酯樹脂之酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂(LONZA公司製,Primaset PT-30)10重量份、苯氧基樹脂(三菱化學公司製,jER-4275)3.5重量份、作為偶合劑之環氧基矽烷偶合劑(日本Unicar公司製,A187)0.5重量份、作為硬化促進劑之四苯基鏻與雙(萘-2,3-二氧基)苯基矽酸酯的加成物(住友Bakelite公司製,C05-MB)0.5重量份,使用高速攪拌裝置攪拌60分鐘,調製固形份70%之絕緣層用清漆(10B)。
(實施例2-11)
除了取代樹脂清漆(1B),使用以下之樹脂清漆(11B)以外,與實施例1同樣地進行,得到樹脂片、硬化樹脂板、多層印刷佈線板及半導體裝置。
(樹脂層形成用樹脂清漆(11B)之製作)
將作為無機填充材之球狀熔融二氧化矽(Admatechs公司製,SO-31R,平均粒徑1.0μm)65重量份、作為溶劑之甲基乙基酮、作為環狀矽氧烷化合物之TMCTS(試藥)0.5重量份、作為環氧樹脂之二環戊二烯型環氧樹脂(DIC公司製,HP-7200)20重量份、作為氰酸酯樹脂之酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂(LONZA公司製,Primaset PT-30)10重量份、苯氧基樹脂(三菱化學公司製,jER-4275)3.8重量份、作為偶合劑之環氧基矽烷偶合劑(日本Unicar公司製,A187)0.5重量份、作為硬化觸媒之咪唑(四國化成公司製,Curezol 1B2PZ)0.2重量份,使用高速攪拌裝置攪拌60分鐘,調製固形份70%之絕緣層用清漆(11B)。
(實施例2-12)
除了取代樹脂清漆(1B),使用以下之樹脂清漆(12B)以外,與實施例1同樣地進行,得到樹脂片、硬化樹脂板、多層印刷佈線板及半導體裝置。
(樹脂層形成用樹脂清漆(12B)之製作)
將作為無機填充材之球狀熔融二氧化矽(Admatechs公司製,SO-25R,平均粒徑0.5μm)50重量份及球狀熔融二氧化矽(Admatechs公司製,SO-22R,平均粒徑0.3μm)15重量份、作為溶劑之甲基乙基酮、作為環狀矽氧烷化合物之TMCTS(試藥)0.5重量份、作為環氧樹脂之二環戊二烯型環氧樹脂(DIC公司製,HP-7200)20重量份、作為氰酸酯樹脂之酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂(LONZA公司製,Primaset PT-30)10重量份、苯氧基樹脂(三菱化學公司製,jER-4275)3.8重量份、作為偶合劑之環氧基矽烷偶合劑(日本Unicar公司製,A187)0.5重量份、作為硬化觸媒之咪唑(四國化成公司製,Curezol 1B2PZ)0.2重量份,使用高速攪拌裝置攪拌60分鐘,調製固形份70%之絕緣層用清漆(12B)。
(實施例2-14)
除了取代樹脂清漆(1B),使用以下之樹脂清漆(14B)以外,與實施例1同樣地進行,得到樹脂片、硬化樹脂板、多層印刷佈線板及半導體裝置。
(樹脂層形成用樹脂清漆(14B)之製作)
將作為無機填充材之球狀熔融二氧化矽(Admatechs公司製,SO-31R,平均粒徑1.0μm)55重量份、作為溶劑之甲基乙基酮、作為環狀矽氧烷化合物之TMCTS(試藥)0.5重量份、作為環氧樹脂之二環戊二烯型環氧樹脂(DIC公司製,HP-7200)43重量份、作為偶合劑之環氧基矽烷偶合劑(日本Unicar公司製,A187)0.5重量份、作為硬化促進劑之四苯基鏻與雙(萘-2,3-二氧基)苯基矽酸酯的加成物(住友Bakelite公司製,C05-MB)1重量份,使用高速攪拌裝置攪拌60分鐘,調製固形份70%之清漆(14B)。
(實施例2-15)
除了取代樹脂清漆(1B),使用以下之樹脂清漆(15B)以外,與實施例1同樣地進行,得到樹脂片、硬化樹脂板、多層印刷佈線板及半導體裝置。
(樹脂層形成用樹脂清漆(15B)之製作)
將作為無機填充材之球狀熔融二氧化矽(Admatechs公司製,SO-25R,平均粒徑0.5μm)60重量份、作為溶劑之甲基乙基酮、作為環狀矽氧烷化合物之TMCTS(試藥)0.5重量份、作為環氧樹脂之二環戊二烯型環氧樹脂(DIC公司製,HP-7200)20重量份、作為氰酸酯樹脂之酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂(LONZA公司製,Primaset PT-30)12重量份、苯氧基樹脂(三菱化學公司製,jER-4275)3.8重量份、作為偶合劑之環氧基矽烷偶合劑(日本Unicar公司製,A187)0.5重量份、作為硬化觸媒之咪唑(四國化成公司製,Curezol 1B2PZ)0.2重量份,使用高速攪拌裝置攪拌60分鐘,調製固形份70%之絕緣層用清漆(15B)。
(實施例2-16)
除了取代樹脂清漆(1B),使用以下之樹脂清漆(16B)以外,與實施例1同樣地進行,得到樹脂片、硬化樹脂板、多層印刷佈線板及半導體裝置。
(樹脂層形成用樹脂清漆(16B)之製作)
將作為無機填充材之球狀熔融二氧化矽(Admatechs公司製,SO-25R,平均粒徑0.5μm)70重量份、作為溶劑之甲基乙基酮、作為環狀矽氧烷化合物之TMCTS(試藥)0.5重量份、作為環氧樹脂之二環戊二烯型環氧樹脂(DIC公司製,HP-7200)18重量份、作為氰酸酯樹脂之酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂(LONZA公司製,Primaset PT-30)7重量份、苯氧基樹脂(三菱化學公司製,jER-4275)3.8重量份、作為偶合劑之環氧基矽烷偶合劑(日本Unicar公司製,A187)0.5重量份、作為硬化觸媒之咪唑(四國化成公司製,Curezol 1B2PZ)0.2重量份,使用高速攪拌裝置攪拌60分鐘,調製固形份70%之絕緣層用清漆(16B)。
(實施例2-17)
除了取代樹脂清漆(1B),使用以下之樹脂清漆(17B)以外,與實施例1同樣地進行,得到樹脂片、硬化樹脂板、多層印刷佈線板及半導體裝置。
(樹脂層形成用樹脂清漆(17B)之製作)
將作為無機填充材之球狀熔融二氧化矽(Admatechs公司製,SO-25R,平均粒徑0.5μm)10重量份及球狀熔融二氧化矽(Admatechs公司製,SO-C6,平均粒徑2.0μm)55重量份、作為溶劑之甲基乙基酮、作為環狀矽氧烷化合物之TMCTS(試藥)0.5重量份、作為環氧樹脂之二環戊二烯型環氧樹脂(DIC公司製,HP-7200)20重量份、作為氰酸酯樹脂之酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂(LONZA公司製,Primaset PT-30)10重量份、苯氧基樹脂(三菱化學公司製,jER-4275)3.8重量份、作為偶合劑之環氧基矽烷偶合劑(日本Unicar公司製,A187)0.5重量份、作為硬化觸媒之咪唑(四國化成公司製,Curezol 1B2PZ)0.2重量份,使用高速攪拌裝置攪拌60分鐘,調製固形份70%之絕緣層用清漆(17B)。
(實施例2-18)
除了取代樹脂清漆(1B),使用以下之樹脂清漆(18B)以外,與實施例1同樣地進行,得到樹脂片、硬化樹脂板、多層印刷佈線板及半導體裝置。
(樹脂層形成用樹脂清漆(18B)之製作)
將作為無機填充材之球狀熔融二氧化矽(Admatechs公司製,SO-31R,平均粒徑1.0μm)35重量份及球狀熔融二氧化矽(Admatechs公司製,SO-C6,平均粒徑2.2μm)25重量份、作為溶劑之甲基乙基酮、作為環狀矽氧烷化合物之TMCTS(試藥)0.5重量份、作為環氧樹脂之二環戊二烯型環氧樹脂(DIC公司製,HP-7200)28重量份、作為氰酸酯樹脂之酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂(LONZA公司製,Primaset PT-30)12重量份、苯氧基樹脂(三菱化學公司製,jER-4275)3.8重量份、作為偶合劑之環氧基矽烷偶合劑(日本Unicar公司製,A187)0.5重量份、作為硬化觸媒之咪唑(四國化成公司製,Curezol 1B2PZ)0.2重量份,使用高速攪拌裝置攪拌60分鐘,調製固形份70%之絕緣層用清漆(18B)。
(實施例2-19)
除了取代樹脂清漆(1B),使用以下之樹脂清漆(19B)以外,與實施例1同樣地進行,得到樹脂片、硬化樹脂板、多層印刷佈線板及半導體裝置。
(樹脂層形成用樹脂清漆(19B)之製作)
將作為無機填充材之球狀熔融二氧化矽(Admatechs公司製,SO-25R,平均粒徑0.5μm)72重量份、作為溶劑之甲基乙基酮、作為環狀矽氧烷化合物之TMCTS(試藥)0.7重量份、作為環氧樹脂之二環戊二烯型環氧樹脂(DIC公司製,HP-7200)20重量份、作為氰酸酯樹脂之酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂(LONZA公司製,Primaset PT-30)3重量份、苯氧基樹脂(三菱化學公司製,jER-4275)3.6重量份、作為偶合劑之環氧基矽烷偶合劑(日本Unicar公司製,A187)0.5重量份、作為硬化觸媒之咪唑(四國化成公司製,Curezol 1B2PZ)0.2重量份,使用高速攪拌裝置攪拌60分鐘,調製固形份70%之絕緣層用清漆(19B)。
(實施例2-20)
除了取代樹脂清漆(1B),使用以下之樹脂清漆(20B)以外,與實施例1同樣地進行,得到樹脂片、硬化樹脂板、多層印刷佈線板及半導體裝置。
(樹脂層形成用樹脂清漆(20B)之製作)
將作為無機填充材之球狀熔融二氧化矽(Admatechs公司製,SO-25R,平均粒徑0.5μm)59重量份及球狀熔融二氧化矽(Admatechs公司製,SO-22R,平均粒徑0.3μm)6重量份、作為溶劑之甲基乙基酮、作為環狀矽氧烷化合物之TMCTS(試藥)0.5重量份、作為環氧樹脂之二環戊二烯型環氧樹脂(DIC公司製,HP-7200)20重量份、作為氰酸酯樹脂之酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂(LONZA公司製,Primaset PT-30)10重量份、苯氧基樹脂(三菱化學公司製,jER-4275)3.8重量份、作為偶合劑之環氧基矽烷偶合劑(日本Unicar公司製,A187)0.5重量份、作為硬化觸媒之咪唑(四國化成公司製,Curezol 1B2PZ)0.2重量份,使用高速攪拌裝置攪拌60分鐘,調製固形份70%之絕緣層用清漆(12B)。
(比較例2-1)
除了取代樹脂清漆(1B),使用以下之樹脂清漆(3C)以外,與實施例1同樣地進行,得到樹脂片、硬化樹脂板、多層印刷佈線板及半導體裝置。
(樹脂層形成用樹脂清漆(3C)之製作)
添加作為無機填充材之球狀熔融二氧化矽(Admatechs公司製,SO-25R,平均粒徑0.5μm)70重量份、作為溶劑之甲基乙基酮、作為環狀矽氧烷化合物之TMCTS(試藥)0.5重量份、作為環氧樹脂之二環戊二烯型環氧樹脂(DIC公司製,HP-7200)3重量份、作為氰酸酯樹脂之酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂(LONZA公司製,Primaset PT-30)26重量份、作為偶合劑之環氧基矽烷偶合劑(日本Unicar公司製,A187)0.5重量份、作為硬化促進劑之四苯基鏻與雙(萘-2,3-二氧基)苯基矽酸酯的加成物(住友Bakelite公司製,C05-MB)0.5重量份,使用高速攪拌裝置攪拌60分鐘,調製固形份70%之樹脂清漆(3C)。
將各實施例、比較例所使用之樹脂清漆的調配表,及針對由各實施例、比較例所得之樹脂片、預浸體、多層印刷佈線板、半導體裝置所得之評價結果,示於表5~7。
各評價項目係依以下方法進行。
(1)樹脂層中之每單位樹脂的吸水率
將所得之雙面銅箔積層板切出50mm正方,分別測定於120℃乾燥機內放置2小時後之樣本重量,及於121℃、濕度100%之槽內放置2小時後的樣本重量,藉下式算出每單位樹脂的吸水率。
每單位樹脂之吸水率(%)=
((B/A)/A)×100×(100/(100-X))
A:於120℃乾燥機內放置2小時後的重量(mg)
B:於121℃、濕度100%槽內放置2小時後的重量(mg)
X:樹脂層(100重量%)中之無機填充材的重量%(%)
(2)熱膨脹係數
由所得之樹脂硬化物採取4mm×20mm之評價用試料,使用TMA(熱機械性分析)裝置(TA Instrument公司製),依10℃/分鐘由0℃至260℃進行昇降溫並進行測定,算出50℃至100℃的膨脹係數。
(3)加工性(層合性)
於具有線寬/線間/厚=20μm/20μm/10μm之電路層的電路基板上,依溫度120℃、壓力1.0MPa之條件藉真空積層裝置積層(層合)上述所得之具有薄膜的絕緣樹脂片後,剝離薄膜,藉乾燥機以溫度170℃進行加熱處理1小時,使樹脂組成物硬化而形成絕緣樹脂層。觀察所得之具有絕緣樹脂層之電路基板的剖面,評價線間的樹脂埋覆性。各符號如下述。
◎:良好,樹脂無間隙地被埋覆著
○:實質上無問題,有2μm以下之微小圓形空隙
△:實質上無法使用,有2μm以上之空隙
╳:無法使用,埋覆不良
(4)去膠渣處理後之表面粗度(去膠渣性)
對上述所得之多層印刷佈線板進行粗化處理後,以雷射顯微鏡(KEYENCE公司製,VK-8510,條件:PITCH0.02μm,RUN mode彩色超深度)測定表面粗度(Ra)。Ra係測定10點,取得10點之平均值。
(5)鍍敷剝離
藉多層印刷佈線板,剝除鍍銅膜並根據JIS C-6481測定強度。
(6)通孔間絕緣可靠性
製作通孔壁間50μm及100μm的多層印刷佈線板,依PCT-130℃/85%之條件下施加20V電壓,於200小時後確認絕緣性。
◎:於通孔壁間50μm、100μm之任一者中,經200小時處理後均保持1E08Ω。
○:於通孔壁間100μm中,經200小時處理後保持1E08Ω。
△:於通孔壁間50μm、100μm之任一者中,雖無短路,但無法保持1E08Ω。
╳:於通孔壁間50μm、100中均發生短路。
(7)熱衝擊試驗
將所得之半導體裝置於Fluorinert中,以-55℃ 30分鐘、125℃ 30分鐘作為1周期,進行1000周期處理,以目視確認於基板或半導體元件等上有無發生裂痕。又,各符號如下。
○:無異常
╳:發生裂痕
(8)耐熱性
將上述所得之半導體裝置通過260℃迴焊爐,以剖面觀察確認有無膨脹。半導體裝置係通過迴焊爐30次。
迴焊條件係由室溫(25℃)緩緩升溫至160℃(50~60秒)。接著,歷時50~60秒進行160℃~200℃之昇溫。其後,以65~75秒進行200℃~260℃之昇溫,再依260~262℃之溫度加熱5~10秒(迴焊)。其後,歷時15分鐘冷卻至30℃(放冷)的條件。
○:無異常
╳:剖面觀察中於銅-樹脂間有膨脹
實施例2-1~2-12、2-14~2-20中,成形性等所有評價均為良好結果。然而,於樹脂層中未調配(C)環狀矽氧烷化合物的比較例1,係有鍍敷剝離強度低,耐熱性差的結果。
此申請案係主張2010年5月7日申請之日本申請特願2010-107694號及2010年5月12日申請之日本申請特開2010-110645號為基礎的優先權,將其所有揭示內容取於此。
1...纖維基材
2...含浸槽
3...環氧樹脂清漆
4...浸漬輥
5...擠壓輥
6...乾燥機
7...預浸體
8...上部輥
10...印刷佈線板用積層基材
11...印刷佈線板用積層基材
12...印刷佈線板用積層基材
13...金屬箔
14...接黏層
16...絕緣樹脂層
17...內層電路
18...內層電路基板
20...外層電路
21...開口部
22...通孔開口部
23...導體柱
24...抗焊層
25...半導體裝置
26...印刷佈線板
27...連接用電極部
28...半導體元件
29...焊錫凸塊
30...液狀密封樹脂
40...纖維基材
42...具有載體之預浸體
44...金屬箔
50...積層板
52...預浸體
54...積層板
圖1為概略表示印刷佈線板用積層基材之一例的剖面圖。
圖2為概略表示印刷佈線板用積層基材之一例的剖面圖。
圖3為概略表示使纖維基材浸漬於樹脂清漆之浸含塗佈設備的剖面圖。
圖4為表示使用有印刷佈線板用積層基材之覆金屬積層板之製造例的步驟剖面圖。
圖5為表示使用有印刷佈線板用積層基材之印刷佈線板之製造例的步驟剖面圖。
圖6為概略表示使用有多層印刷佈線板所作成之半導體裝置的剖面圖。
圖7為表示使用有印刷佈線板用積層基材之印刷佈線板之製造例的剖面圖。
圖8為概略表示使用有印刷佈線板所製作之半導體裝置的剖面圖。
10...印刷佈線板用積層基材
12...印刷佈線板用積層基材
14...接黏層
16...絕緣樹脂層

Claims (23)

  1. 一種電路基板用環氧樹脂組成物,其含有:(A)環氧樹脂;(B)無機填充材;與(C)具有至少2個Si-H鍵結或Si-OH鍵結的環狀矽氧烷化合物;上述(A)環氧樹脂係選自由雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、雙酚E型環氧樹脂、雙酚M型環氧樹脂、雙酚P型環氧樹脂、雙酚Z型環氧樹脂、酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、聯苯芳烷基型環氧樹脂、芳基伸烷基型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、蒽型環氧樹脂、苯氧基型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、降烯型環氧樹脂、金剛烷型環氧樹脂、茀型環氧樹脂所組成群中1種或2種以上之樹脂;上述(A)環氧樹脂係以樹脂組成物整體之固形份基準計,含有5重量%以上且30重量%以下。
  2. 如申請專利範圍第1項之電路基板用環氧樹脂組成物,其中,上述(C)具有至少2個Si-H鍵結或Si-OH鍵結的環狀矽氧烷化合物係下述一般式(1)所示;[化1] (式中,x表示2以上且10以下之整數,R1 可為相同或相異,表示含有選自氧原子、硼原子或氮原子之原子的基,R2 表示氫原子、碳數1~20之飽和或不飽和烴基;其中,R1 及R2 之至少2個為氫原子或羥基)。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之電路基板用環氧樹脂組成物,其中,進一步含有氰酸酯樹脂組成物。
  4. 一種預浸體,係使電路基板用環氧樹脂組成物浸含於基材中而成;上述電路基板用環氧樹脂組成物為申請專利範圍第1至3項中任一項之電路基板用環氧樹脂組成物。
  5. 一種覆金屬積層板,係於申請專利範圍第4項之預浸體之至少單面具有金屬箔,或在使該預浸體重疊2片以上之積層體之至少單面具有金屬箔。
  6. 一種樹脂片,係具備:支撐基材;與絕緣層,係形成於上述支撐基材上,由電路基板用環氧樹 脂組成物所構成;上述支撐基材為薄膜或金屬箔;上述電路基板用環氧樹脂組成物係申請專利範圍第1至3項中任一項之電路基板用環氧樹脂組成物。
  7. 一種印刷佈線板,係將申請專利範圍第5項之覆金屬積層板用於內層電路基板而成。
  8. 一種印刷佈線板,係於內層電路基板之電路上積層申請專利範圍第4項之預浸體而成。
  9. 一種印刷佈線板,係於內層電路基板之電路上,積層申請專利範圍第4項之預浸體或申請專利範圍第6項之樹脂片而成。
  10. 一種半導體裝置,係於印刷佈線板上搭載半導體元件而成;上述印刷佈線板係申請專利範圍第7至9項中任一項之印刷佈線板。
  11. 一種印刷佈線板用積層基材,係具備:支撐基材;形成於上述支撐基材上之接黏層;與形成於上述接黏層上之樹脂層;上述樹脂層係含有(A)環氧樹脂、(B)無機填充材及(C)具有選自由Si-H鍵結及Si-OH鍵結所組成群之至少2個鍵結的環狀或籠型矽氧烷化合物; 上述(A)環氧樹脂係選自由雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、雙酚E型環氧樹脂、雙酚M型環氧樹脂、雙酚P型環氧樹脂、雙酚Z型環氧樹脂、酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、聯苯芳烷基型環氧樹脂、芳基伸烷基型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、蒽型環氧樹脂、苯氧基型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、降烯型環氧樹脂、金剛烷型環氧樹脂、茀型環氧樹脂所組成群中1種或2種以上之樹脂;上述樹脂層係含有5重量%以上且30重量%以下之上述(A)環氧樹脂。
  12. 如申請專利範圍第11項之印刷佈線板用積層基材,其中,上述(C)具有選自由Si-H鍵結及Si-OH鍵結所組成群之至少2個鍵結的環狀或籠型矽氧烷化合物,係下述一般式(1)所示; (式中,x表示2以上且10以下之整數,n表示0以上且2 以下之整數,R1 可為相同或相異,表示含有選自氧原子、硼原子或氮原子之原子的取代基,R2 可為相同或相異,表示氫原子、碳數1~20之飽和或不飽和烴基;其中,R1 及R2 之至少2個為氫原子或羥基)。
  13. 如申請專利範圍第11項之印刷佈線板用積層基材,其中,上述樹脂層係相對於上述樹脂層之合計值100重量%,含有40~75重量%之(B)無機填充材。
  14. 如申請專利範圍第11項之印刷佈線板用積層基材,其中,上述樹脂層係含有(D)氰酸酯樹脂組成物。
  15. 如申請專利範圍第14項之印刷佈線板用積層基材,其中,上述接黏層係含有(X)含有至少一個羥基之芳香族聚醯胺樹脂。
  16. 如申請專利範圍第15項之印刷佈線板用積層基材,其中,上述(X)含有至少一個羥基之芳香族聚醯胺樹脂,係含有由具有二烯骨架之4個以上的碳鏈所連繫成的鏈段。
  17. 如申請專利範圍第15項之印刷佈線板用積層基材,其中,上述(X)含有至少一個羥基之芳香族聚醯胺樹脂係含有丁二烯橡膠成分之鏈段。
  18. 如申請專利範圍第11至17項中任一項之印刷佈線板用積層基材,其中,上述接黏層係含有(Y)平均粒徑100nm以下之無機填充材。
  19. 如申請專利範圍第11項之印刷佈線板用積層基材,其 中,上述每單位重量之樹脂層中所含之(B)無機填充材之表面積的總和為1.8m2 /g以上且4.5m2 /g以下。
  20. 一種印刷佈線板用積層體,係將印刷佈線板用積層基材貼合於基材兩面而成;上述印刷佈線板用積層基材係申請專利範圍第11至19項中任一項之印刷佈線板用積層基材。
  21. 一種印刷佈線板,係將申請專利範圍第11至19項中任一項之印刷佈線板用積層基材用於內層電路基板而成。
  22. 如申請專利範圍第21項之印刷佈線板,其中,上述內層電路基板係使申請專利範圍第20項之印刷佈線板用積層體硬化,於該印刷佈線板用積層體上形成導體電路者。
  23. 一種半導體裝置,係於申請專利範圍第21或22項之印刷佈線板搭載半導體元件而成者。
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