WO2010035445A1 - 積層板、回路板および半導体装置 - Google Patents

積層板、回路板および半導体装置 Download PDF

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高橋昭仁
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住友ベークライト株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a laminated board, a circuit board, and a semiconductor device.
  • the materials used for the printed wiring boards are required to have quality that can cope with downsizing, thinning, high integration, multi-layering, and high heat resistance. It has been. Along with these demands, warpage of the printed wiring board has become a problem.
  • Factors that cause warping of the printed wiring board include uneven distribution such as the copper remaining rate of the wiring pattern, the part position, and the surface resist opening ratio.
  • molding of the laminated board which comprises a printed wiring board, the displacement of the thickness of the resin component impregnated to the base material which comprises a laminated board, etc. are mention
  • a method of adding an inorganic filler into the resin component has been performed (for example, Patent Document 1).
  • Patent Document 1 there is a concern that a new problem such as a reduction in punching may occur due to the use of a highly rigid base material, and a laminated board with less warpage before and after mounting has been desired.
  • a laminate comprising an insulating resin layer and a metal foil in contact with the insulating resin layer,
  • the tensile elastic modulus (A) at 25 ° C. of the metal foil is 30 GPa or more and 60 GPa or less
  • the thermal expansion coefficient (B) of the metal foil is 10 ppm or more, 30 ppm or less
  • the bending elastic modulus (C) at 25 ° C. of the insulating resin layer is 20 GPa or more and 35 GPa or less
  • D thermal expansion coefficient
  • Tg of the insulating resin layer is 5 ppm or more and 15 ppm or less
  • the laminated board whose interface stress between the said insulating resin layer represented by following formula (1) and the said metal foil is 7x10 ⁇ 4 > or less.
  • Interfacial stress ⁇ (B)-(D) ⁇ x ⁇ (A)-(C) ⁇ x ⁇ Tg-25 [° C.] ⁇ (1)
  • the laminate of the present invention is a laminate comprising a metal foil and an insulating resin layer.
  • the metal foil is provided in contact with the insulating resin layer.
  • this metal foil may be provided so that the whole surface of an insulating resin layer may be covered, and may be provided in a part.
  • the metal foil may be provided on one side of the insulating resin layer, or may be provided on both sides.
  • the laminated board may be a double-sided copper-clad laminated board or a circuit board.
  • the tensile elastic modulus (A) at 25 ° C. of the metal foil is 30 GPa or more and 60 GPa or less, more preferably 35 GPa or more and 50 GPa or less. If the tensile elastic modulus is within this range, it is possible to obtain a laminate having a small warp after circuit processing.
  • the tensile modulus (A) of the metal foil can be adjusted by changing the crystal size of the metal (copper) in the metal foil. For example, when the crystal size of the metal (copper) is increased, the elastic modulus is decreased, and when the crystal size is decreased, the elastic modulus is increased.
  • the crystal size of the metal (copper) can be controlled by adjusting the conditions of electrolytic plating, for example.
  • the metal foil which concerns on this invention can be used as the plating film obtained by electroplating the constituent material (metal) of metal foil.
  • an autograph can be used. Specifically, first, a sample is prepared according to JIS Z 2201. And sample shape can be measured based on JISZ2201 using an autograph (made by Shimadzu Corporation) as a No. 13 test piece.
  • the thermal expansion coefficient (B) of the metal foil is preferably 10 ppm or more and 30 ppm or less, more preferably 10 ppm or more and 20 ppm or less. If the thermal expansion coefficient is within this range, a laminate having a small difference in coefficient of thermal expansion from the insulating resin layer and small warpage during chip mounting can be obtained.
  • a metal which comprises metal foil For example, iron, nickel, copper, aluminum, etc. can be used. Among these, it is preferable to use a copper foil as the metal foil.
  • the copper foil allows impurities contained in the manufacturing process.
  • the coefficient of thermal expansion (B) of the metal foil can be adjusted by changing the type of the metal foil.
  • the value of the thermal expansion coefficient (B) of aluminum is 24 ppm
  • the value of the thermal expansion coefficient (B) of copper is about 17 ppm.
  • a TMA (thermomechanical analysis) apparatus can be used. Specifically, a 4 mm ⁇ 20 mm test piece is prepared from an electrolytic metal foil (copper foil), and the temperature is increased at 10 ° C./min using a TMA (thermomechanical analysis) apparatus (TA Instruments). Can be measured.
  • TMA thermomechanical analysis
  • the bending elastic modulus (C) at 25 ° C. of the insulating resin layer is 20 GPa or more and 35 GPa or less, more preferably 25 GPa or more and 35 GPa or less. If the flexural modulus is within this range, it is difficult to be affected by the metal foil, and a laminated board having a small warp after circuit fabrication can be obtained.
  • the thermal expansion coefficient (D) in the XY direction at 25 ° C. to Tg of the insulating resin layer is 5 ppm or more and 15 ppm or less. More preferably, it is 5 ppm or more and 10 ppm or less. If the coefficient of thermal expansion is within this range, a difference in coefficient of thermal expansion from the chip is small, and a laminated board having a small warp during chip mounting can be obtained.
  • the thermal expansion coefficient (D) can be adjusted. For example, when the filler content is increased, the flexural modulus (C) of the insulating resin layer can be increased. When cyanate resin is used as the resin, the flexural modulus (C) of the insulating resin layer can be increased.
  • a (DMA) dynamic viscoelasticity measuring device (dynamic viscoelasticity measuring device DMA983 manufactured by TA Instruments) can be used. Specifically, the entire surface of the copper-clad laminate is etched to produce a sample having a width of 15 mm, a thickness of 0.1 mm, and a length of 25 mm, and can be measured using a DMA device in accordance with JIS K 6911. .
  • a TMA (thermomechanical analysis) apparatus can be used for measuring the thermal expansion coefficient (D) of the insulating resin layer.
  • the copper-clad laminate was etched on the entire surface to produce a 4 mm ⁇ 20 mm test piece from the substrate from which the copper foil was removed, and a TMA (thermomechanical analysis) apparatus (manufactured by TA Instruments) was used.
  • TMA thermomechanical analysis
  • the temperature can be measured at 10 ° C./min.
  • the tensile elastic modulus at 25 ° C. of the metal foil is (A)
  • the thermal expansion coefficient of the metal foil is (B)
  • the bending elastic modulus at 25 ° C. of the insulating resin layer is (C)
  • the thermal expansion coefficient in the XY direction at 25 ° C. to Tg of the insulating resin layer is (D)
  • Represented by the following formula (1) shows the difference in stress at the interface between the metal foil and the insulating resin layer, interfacial stress (interfacial stress parameter) 7x10 4 or less, more preferably, to 2x10 4 or less .
  • Interfacial stress ⁇ (B)-(D) ⁇ x ⁇ (A)-(C) ⁇ x ⁇ Tg-25 [° C.] ⁇ (1)
  • Tg represents the glass transition temperature of the insulating resin layer.
  • the value of the interfacial stress indicates an absolute value.
  • the interfacial stress is 7 ⁇ 10 4 or less
  • warpage as a circuit board and warpage after mounting due to interfacial stress between the metal foil and the insulating resin layer or between the metal foil and the mounting component can be reduced.
  • the reliability of the component mounting board can be improved.
  • the interface stress is 2 ⁇ 10 4 or less
  • the peel strength between the metal foil and the insulating resin layer can be further improved. For this reason, even if the formation of the metal foil or the like is changed, the laminate is highly stickable, so that the laminate is excellent in reliability.
  • the manufacturing margin of the laminated board of the present invention can be improved.
  • a DMA device can be used to measure the glass transition temperature Tg of the insulating resin layer.
  • Patent Document 1 In an example of a manufacturing process of a conventional metal foil-clad laminate, as shown in Patent Document 1, a metal foil-clad laminate is obtained by heating and pressing a metal foil laminated on one or both sides of a highly rigid substrate. Have gained. Conventionally, in the technical field using such a highly rigid base material, from the viewpoint of productivity such as preventing wrinkles in the metal foil or improving the handleability, as a representative example of the metal foil, from 80 GPa A highly elastic metal foil of about 110 GPa has been generally used. Therefore, although the specific elastic modulus of the metal foil is not described in Patent Document 1, a metal foil of about 80 GPa to 110 GPa is also used in Patent Document 1 from the viewpoint of the above-described productivity.
  • the insulating resin layer according to the present invention includes a prepreg formed by impregnating a base material (fiber base material) with a resin component (resin composition).
  • a resin composition used for forming a sheet-like prepreg by impregnating a base material, and is characterized by containing a resin and / or a prepolymer thereof.
  • the prepreg according to the present invention is characterized in that a fiber base material is impregnated with the above-described resin composition.
  • the insulating resin layer used for the laminated board of the present invention is formed by molding one or more prepregs described above.
  • thermosetting resin examples include novolac type phenol resins such as phenol novolak resin, cresol novolak resin, bisphenol A novolak resin, unmodified resol phenol resin, oil-modified resole phenol modified with tung oil, linseed oil, walnut oil, and the like.
  • Phenol resin such as resol type phenol resin such as resin, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, bisphenol E type epoxy resin, bisphenol M type epoxy resin, bisphenol P type epoxy resin, bisphenol Z Type epoxy resin, bisphenol type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac epoxy resin, etc.
  • novolac type epoxy resin novolac type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin , Biphenyl aralkyl type epoxy resin, aryl alkylene type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, anthracene type epoxy resin, phenoxy type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, norbornene type epoxy resin, adamantane type epoxy resin, fluorene type epoxy resin, etc.
  • cyanate resins including prepolymers of cyanate resins
  • the thermal expansion coefficient of a prepreg can be made small.
  • the electrical properties (low dielectric constant, low dielectric loss tangent), mechanical strength, etc. of the prepreg are also excellent.
  • cyanate resin Although it does not specifically limit as said cyanate resin, it can obtain by making a halogenated cyanide compound and phenols react and prepolymerizing by methods, such as a heating, as needed.
  • bisphenol type cyanate resins such as novolac type cyanate resin, bisphenol A type cyanate resin, bisphenol E type cyanate resin, and tetramethylbisphenol F type cyanate resin can be mentioned, and these can be used alone or in combination. May be.
  • novolac type cyanate resin is preferable. Thereby, the heat resistance improvement by a crosslinking density increase and flame retardance, such as a resin composition, can be improved.
  • novolac-type cyanate resin forms a triazine ring after the curing reaction. Furthermore, it is considered that novolak-type cyanate resin has a high benzene ring ratio due to its structure and is easily carbonized. Furthermore, even when the thickness of the prepreg is 0.5 mm or less, excellent rigidity can be imparted to a laminate produced by curing the prepreg. In particular, since the rigidity during heating is excellent, the reliability when mounting a semiconductor element is also particularly excellent.
  • novolak type cyanate resin for example, those represented by the formula (I) can be used.
  • the average repeating unit n of the novolak-type cyanate resin represented by the formula (I) is not particularly limited, but is preferably 1 to 10, particularly preferably 2 to 7 (hereinafter, “to” is the upper limit unless otherwise specified) Value and lower limit).
  • the average repeating unit n is less than the lower limit, the novolak cyanate resin has low heat resistance, and the low-mer may be desorbed and volatilized during heating.
  • melt viscosity will become high too much and the moldability of a prepreg may fall.
  • the weight average molecular weight of the cyanate resin is not particularly limited, but a weight average molecular weight of 500 to 4,500 is preferable, and 600 to 3,000 is particularly preferable.
  • a weight average molecular weight of 500 to 4,500 is preferable, and 600 to 3,000 is particularly preferable.
  • the prepreg is produced when the weight average molecular weight is less than the lower limit, tackiness may occur, and when the prepregs come into contact with each other, they may adhere to each other or transfer of the resin may occur.
  • the weight average molecular weight exceeds the above actual value, the reaction becomes too fast, and when it is used as a substrate (particularly a circuit substrate), molding defects may occur or the interlayer peel strength may be lowered.
  • the weight average molecular weight of the cyanate resin or the like can be measured by, for example, GPC (gel permeation chromatography, standard substance: converted to polystyrene).
  • the cyanate resin can be used alone or in combination of two or more having different weight average molecular weights, or one or two or more of these prepolymers. It can also be used together.
  • the content of the thermosetting resin is not particularly limited, but is preferably 5 to 50% by weight, particularly preferably 20 to 40% by weight, based on the entire resin composition.
  • the content is less than the lower limit, it may be difficult to form a prepreg, and when the content exceeds the upper limit, the strength of the prepreg may be reduced.
  • the said resin composition contains an inorganic filler.
  • an inorganic filler examples include silicates such as talc, calcined clay, unfired clay, mica and glass, oxides such as titanium oxide, alumina, silica and fused silica, calcium carbonate, magnesium carbonate, hydrotalcite and the like.
  • examples thereof include borates such as calcium oxide and sodium borate, nitrides such as aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, and carbon nitride, titanates such as strontium titanate and barium titanate.
  • the inorganic filler one of these can be used alone, or two or more can be used in combination.
  • silica is particularly preferable, and fused silica (particularly spherical fused silica) is preferable in terms of excellent low thermal expansion.
  • fused silica particularly spherical fused silica
  • the shape is crushed and spherical, but in order to reduce the melt viscosity of the resin composition in order to ensure the impregnation of the fiber substrate, a method of use that suits the purpose, such as using spherical silica, is adopted. .
  • the average particle size of the inorganic filler is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 5.0 ⁇ m, particularly preferably 0.1 to 2.0 ⁇ m. If the particle size of the inorganic filler is less than the lower limit, the viscosity of the varnish becomes high, which may affect the workability during prepreg production. When the upper limit is exceeded, phenomena such as sedimentation of the inorganic filler may occur in the varnish.
  • This average particle diameter can be measured by, for example, a particle size distribution meter (manufactured by HORIBA, LA-500).
  • the inorganic filler is not particularly limited, and an inorganic filler having a monodispersed average particle diameter can be used, and an inorganic filler having a polydispersed average particle diameter can be used. Furthermore, one or two or more inorganic fillers having an average particle size of monodisperse and / or polydisperse can be used in combination.
  • spherical silica (especially spherical fused silica) having an average particle size of 5.0 ⁇ m or less is preferable, and spherical fused silica having an average particle size of 0.01 to 2.0 ⁇ m is particularly preferable. Thereby, the filling property of an inorganic filler can be improved.
  • the content of the inorganic filler is not particularly limited, but is preferably 20 to 80% by weight, particularly preferably 30 to 70% by weight, based on the entire resin composition. When the content is within the above range, particularly low thermal expansion and low water absorption can be achieved.
  • the epoxy resin is not particularly limited.
  • bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, arylalkylene Type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, triphenolmethane type epoxy resin, alicyclic epoxy resin and copolymers thereof, and the like may be used singly or in combination.
  • an epoxy resin two or more types having different weight average molecular weights among them can be used in combination, or one or two or more types and a prepolymer thereof can be used in combination.
  • the content of the epoxy resin is not particularly limited, but is preferably 1 to 55% by weight, particularly preferably 2 to 40% by weight, based on the entire resin composition. If the content is less than the lower limit, the reactivity of the cyanate resin may decrease, or the moisture resistance of the product obtained may decrease, and if the content exceeds the upper limit, the heat resistance may decrease.
  • the weight average molecular weight of the epoxy resin is not particularly limited, but the weight average molecular weight is preferably 500 to 20,000, and particularly preferably 800 to 15,000. When the weight average molecular weight is less than the lower limit, tackiness may occur in the prepreg, and when the upper limit is exceeded, the impregnation property to the fiber base material is lowered during prepreg production, and a uniform product cannot be obtained. There is.
  • the weight average molecular weight of the epoxy resin can be measured by GPC, for example.
  • a cyanate resin particularly a novolac-type cyanate resin
  • the thermosetting resin it is preferable to use a phenol resin.
  • the phenol resin include novolak-type phenol resins, resol-type phenol resins, and arylalkylene-type phenol resins.
  • the phenolic resin one of these can be used alone, or two or more having different weight average molecular weights are used in combination, or one or two or more thereof and a prepolymer thereof are used in combination. You can also Among these, arylalkylene type phenol resins are particularly preferable. Thereby, moisture absorption solder heat resistance can be improved further.
  • the content of the phenol resin is not particularly limited, but is preferably 1 to 55% by weight, particularly preferably 5 to 40% by weight, based on the entire resin composition. If the content is less than the lower limit, the heat resistance may be reduced, and if the content exceeds the upper limit, the characteristics of low thermal expansion may be impaired.
  • the weight average molecular weight of the phenol resin is not particularly limited, but the weight average molecular weight is preferably 400 to 18,000, and particularly preferably 500 to 15,000. When the weight average molecular weight is less than the lower limit, tackiness may occur in the prepreg, and when the upper limit is exceeded, the impregnation property to the fiber base material is lowered during prepreg production, and a uniform product cannot be obtained. There is.
  • the weight average molecular weight of the phenol resin can be measured by, for example, GPC.
  • the resin composition is not particularly limited, but it is preferable to use a coupling agent.
  • the coupling agent improves the wettability of the interface between the thermosetting resin and the inorganic filler, thereby uniformly fixing the thermosetting resin or the like and the inorganic filler to the fiber substrate, Heat resistance, particularly solder heat resistance after moisture absorption can be improved.
  • the coupling agent any commonly used one can be used. Specifically, an epoxy silane coupling agent, a cationic silane coupling agent, an aminosilane coupling agent, a titanate coupling agent, and a silicone oil type coupling. It is preferable to use one or more coupling agents selected from among the agents. Thereby, the wettability with the interface of an inorganic filler can be made high, and thereby heat resistance can be improved more.
  • the addition amount of the coupling agent is not particularly limited because it depends on the specific surface area of the inorganic filler, but is preferably 0.05 to 3 parts by weight, particularly 0.1 to 2 parts per 100 parts by weight of the inorganic filler. Part by weight is preferred. If the content is less than the lower limit, the inorganic filler cannot be sufficiently coated, and thus the effect of improving the heat resistance may be reduced. If the content exceeds the upper limit, the reaction is affected, and the bending strength is reduced. There is a case.
  • a curing accelerator may be used as necessary.
  • a well-known thing can be used as said hardening accelerator.
  • organic metal salts such as zinc naphthenate, cobalt naphthenate, tin octylate, cobalt octylate, bisacetylacetonate cobalt (II), trisacetylacetonate cobalt (III), triethylamine, tributylamine, diazabicyclo [2,2 , 2] tertiary amines such as octane, 2-phenyl-4-methylimidazole, 2-ethyl-4-ethylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxyimidazole Imidazoles such as 2-phenyl-4,5-dihydroxyimidazole, phenolic compounds such as phenol, bisphenol A and nonylphenol, organic acids such as acetic acid, benzoic acid
  • the content of the curing accelerator is not particularly limited, but is preferably 0.05 to 5% by weight, particularly preferably 0.2 to 2% by weight, based on the entire resin composition.
  • the content is less than the lower limit, the effect of promoting curing may not appear, and when the content exceeds the upper limit, the storability of the prepreg may deteriorate.
  • thermoplastic resins such as phenoxy resin, polyimide resin, polyamideimide resin, polyphenylene oxide resin, polyethersulfone resin, polyester resin, polyethylene resin, polystyrene resin, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer are used.
  • Polyethylene thermoplastic elastomers such as polymers, polyolefin thermoplastic elastomers, polyamide elastomers, thermoplastic elastomers such as polyester elastomers, and diene elastomers such as polybutadiene, epoxy-modified polybutadiene, acrylic-modified polybutadiene, and methacryl-modified polybutadiene are used in combination. You may do it.
  • the resin composition may contain additives other than the above components such as pigments, dyes, antifoaming agents, leveling agents, ultraviolet absorbers, foaming agents, antioxidants, flame retardants, and ion scavengers as necessary. May be added.
  • the prepreg according to the present invention is obtained by impregnating a base material with the above resin composition. Thereby, it is possible to obtain a prepreg suitable for manufacturing a printed wiring board excellent in various characteristics such as dielectric characteristics, mechanical and electrical connection reliability under high temperature and high humidity.
  • the fiber substrate used in the present invention examples include glass fiber substrates such as glass woven fabric and glass nonwoven fabric, polyamide resin fibers such as polyamide resin fibers, aromatic polyamide resin fibers and wholly aromatic polyamide resin fibers, and polyester resins.
  • Synthetic fiber substrate kraft paper composed of woven fabric or non-woven fabric mainly composed of fibers, aromatic polyester resin fibers, polyester resin fibers such as wholly aromatic polyester resin fibers, polyimide resin fibers, fluororesin fibers, etc.
  • organic fiber substrates such as cotton linter paper, paper substrate mainly composed of linter and kraft pulp mixed paper, etc.
  • glass fiber substrate is preferably used. Thereby, the intensity
  • Examples of the method of impregnating the fiber base material with the resin composition obtained in the present invention include a method of preparing a resin varnish using the resin composition according to the present invention and immersing the fiber base material in the resin varnish, and various coaters.
  • coating by, the method of spraying by spray, etc. are mentioned.
  • the method of immersing the fiber base material in the resin varnish is preferable. Thereby, the impregnation property of the resin composition with respect to the fiber base material can be improved.
  • a fiber base material is immersed in a resin varnish, a normal impregnation coating equipment can be used.
  • the solvent used in the resin varnish desirably has good solubility in the resin component in the resin composition, but a poor solvent may be used as long as it does not adversely affect the resin varnish.
  • the solvent exhibiting good solubility include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, tetrahydrofuran, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, ethylene glycol, cellosolve and carbitol.
  • the solid content of the resin varnish is not particularly limited, but the solid content of the resin composition is preferably 40 to 80% by weight, particularly preferably 50 to 65% by weight. Thereby, the impregnation property to the fiber base material of the resin varnish can further be improved.
  • a prepreg can be obtained by impregnating the fiber base material with the resin composition and drying at a predetermined temperature, for example, 80 to 200 ° C.
  • the insulating resin layer constituting the laminate of the present invention is formed by molding at least one prepreg.
  • the metal foil is overlapped on both the upper and lower surfaces or one surface.
  • a film may be stacked on one side.
  • Two or more prepregs can be laminated.
  • a metal foil or film is laminated on the outermost upper and lower surfaces or one surface of the laminated prepregs.
  • a laminate can be obtained by heating and pressurizing a laminate of a prepreg (insulating resin layer) and a metal foil or the like.
  • the heating temperature is not particularly limited, but is preferably 150 to 240 ° C, and particularly preferably 180 to 220 ° C.
  • the pressure to be pressurized is not particularly limited, but is preferably 2 to 5 MPa, and particularly preferably 2.5 to 4 MPa.
  • the metal foil used in the laminate of the present invention examples include iron, aluminum, stainless steel, copper, and alloys containing one or more of these.
  • copper is preferably used as the metal foil from the viewpoint of electrical characteristics.
  • the thickness of the metal foil is not particularly limited, but is preferably 1 ⁇ m or more and 70 ⁇ m or less, and particularly preferably 5 ⁇ m or more and 18 ⁇ m or less.
  • the thickness of the insulating resin layer used in the laminate of the present invention is preferably 10 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less, more preferably 20 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less.
  • polyethylene for example, polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polyimide, fluorine resin and the like can be mentioned.
  • the circuit board of the present invention forms a conductor circuit by etching a metal foil of a laminated board.
  • An insulating coating layer is formed on the conductor circuit so as to cover the conductor circuit.
  • a semiconductor device using a circuit board is not particularly limited.
  • flip chip type semiconductor devices An example of a flip chip type semiconductor device will be described below.
  • a semiconductor element having a solder bump is mounted on a circuit board, and the circuit board and the semiconductor element are connected via the solder bump.
  • a liquid sealing resin is filled between the circuit board and the semiconductor element to form a semiconductor device.
  • the solder bump is preferably made of an alloy made of tin, lead, silver, copper, bismuth or the like.
  • the semiconductor element and circuit board are connected by aligning the connection electrode on the circuit board with the solder bump of the semiconductor element using a flip chip bonder, etc., and then using an IR reflow device, a hot plate, or other heating.
  • the solder bumps are heated to the melting point or higher by using an apparatus, and the circuit board and the solder bumps are connected by fusion bonding.
  • connection reliability In order to improve connection reliability, a metal layer having a relatively low melting point such as solder paste may be formed in advance on the connection electrode portion on the circuit board. Prior to this joining step, the connection reliability can be improved by applying a flux to the solder bumps and / or the surface layer of the connection electrode portion on the circuit board.
  • Example 1 (1) Preparation of resin varnish Novolak cyanate resin (Lonza Japan Co., Ltd., Primaset PT-30, weight average molecular weight of about 700) 14.7 parts by weight, biphenyldimethylene type epoxy resin (Nippon Kayaku Co., Ltd., NC-3000H, epoxy equivalent 275) 8 parts by weight, biphenyl dimethylene type phenol resin (Maywa Kasei Co., Ltd., MEH-7851-3H, hydroxyl group equivalent 230) 7 parts by weight, and epoxy silane type coupling agent (GE Toshiba Silicone) A-187) 0.3 parts by weight is dissolved in methyl ethyl ketone at room temperature, and 70 parts by weight of spherical fused silica (manufactured by Admatechs Co., Ltd., SO-25R, average particle size 0.5 ⁇ m) is added. The mixture was stirred for 10 minutes using a high-speed stirrer to obtain a resin varnish.
  • Novolak cyanate resin Lithoxy
  • a semiconductor element (TEG chip, size 15 mm ⁇ 15 mm, thickness 0.8 mm, coefficient of thermal expansion (CTE) 3 ppm) is formed by forming a solder bump with a eutectic of Sn / Pb composition, and a circuit protective film Made of a positive photosensitive resin (CRC-8300 manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.) was used.
  • a flux material was uniformly applied to the solder bumps by a transfer method, and then mounted on the package substrate by thermocompression bonding using a flip chip bonder device.
  • a liquid sealing resin manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd., CRP-4152S
  • CRP-4152S Sumitomo Bakelite Co., Ltd.
  • Example 2 19.7 parts by weight of novolac type cyanate resin (Lonza Japan KK, Primaset PT-30, weight average molecular weight about 700), biphenyldimethylene type epoxy resin (Nippon Kayaku Co., Ltd., NC-3000H, epoxy equivalent 275) ) 11 parts by weight, 9 parts by weight of a biphenyl dimethylene type phenol resin (Maywa Kasei Co., Ltd., MEH-7851-3H, hydroxyl equivalent 230), and an epoxy silane type coupling agent (GE Toshiba Silicone Co., Ltd., A-187) ) Except that 0.3 parts by weight was dissolved in methyl ethyl ketone at room temperature to obtain 60 parts by weight of spherical fused silica (manufactured by Admatechs Co., Ltd., SO-25R, average particle size 0.5 ⁇ m). A semiconductor device was obtained.
  • novolac type cyanate resin Liippon Kayaku Co., Ltd., NC-3000H, epoxy equivalent 275
  • Example 3 A semiconductor device was obtained in the same manner as in Example 2 except that an electrolytic copper foil having a tensile elastic modulus at 25 ° C. of 60 GPa (Mitsui Metals 3EC-M3-VLP) was used.
  • a semiconductor device was prepared in the same manner as in Example 1 except that the weight part was dissolved in methyl ethyl ketone at room temperature to obtain 55 parts by weight of spherical fused silica (manufactured by Admatechs Co
  • Example 5 17.2 parts by weight of biphenylaralkyl-modified phenol novolak type epoxy resin (Nippon Kayaku Co., Ltd., NC-3000H, epoxy equivalent 275), p of the above formula derived from ⁇ -naphthol aralkyl resin (SN485 manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) -12.25 parts by weight of xylene-modified naphthol aralkyl-type cyanate resin, 5.25 parts by weight of bis (3-ethyl-5-methyl-maleimidophenyl) methane (manufactured by Keisei Kasei Co., Ltd., BMI-70), and epoxysilane type coupling agent (GE Toshiba Silicone Co., Ltd., A-187) 0.3 parts by weight dissolved in methyl ethyl ketone at room temperature, 65 parts by weight of spherical fused silica (manufactured by Admatechs Co., Ltd., SO
  • Example 6 P of the above formula derived from 15.95 parts by weight of a biphenylaralkyl-modified phenol novolac type epoxy resin (Nippon Kayaku Co., Ltd., NC-3000H, epoxy equivalent 275), ⁇ -naphthol aralkyl resin (SN485 manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) -13.13 parts by weight of xylene-modified naphthol aralkyl-type cyanate resin, 1.88 parts by weight of naphthalene diol glycidyl ether (DIC, HP4032), bis (3-ethyl-5-methyl-maleimidophenyl) methane (manufactured by KAI KASEI, BMI -70) 8.75 parts by weight and 0.3 part by weight of epoxy silane type coupling agent (GE Toshiba Silicone Co., Ltd., A-187) were dissolved in methyl ethyl ketone at room temperature, and spherical fused
  • Example 7 Cresol novolac type epoxy resin (N690, manufactured by DIC) 22.8 parts by weight, phenol novolac resin (manufactured by DIC, Phenolite LF2882) 12.2 parts by weight, curing agent (manufactured by ADEKA, EH-3636AS) 0.3 parts by weight and Epoxysilane type coupling agent (GE Toshiba Silicone Co., Ltd., A-187) 0.3 parts by weight is dissolved in methyl ethyl ketone at room temperature, and spherical fused silica (manufactured by Admatechs Co., Ltd., SO-25R, average particle size 0). 0.5 ⁇ m) A semiconductor device was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount was 65 parts by weight.
  • Example 1 A semiconductor device was obtained in the same manner as in Example 2 except that an electrolytic copper foil (F2-WS, manufactured by Furukawa Electric) having a tensile elastic modulus at 25 ° C. of 80 GPa was used.
  • F2-WS electrolytic copper foil
  • Example 2 A semiconductor device was obtained in the same manner as in Example 2 except that an electrolytic copper foil having a tensile elastic modulus at 25 ° C. of 110 GPa (JTCAM made by Nikko Metal) was used.
  • Comparative Example 4 38.4 parts by weight of bisphenol A type epoxy resin (manufactured by jER, Epicoat 828), 17 parts by weight of modified phenol novolac resin (manufactured by DIC, Phenolite LF2882), 0.3 part by weight of curing accelerator 2PN-CZ (manufactured by Shikoku Kasei) And 0.3 part by weight of an epoxy silane type coupling agent (GE Toshiba Silicone Co., Ltd., A-187) dissolved in methyl ethyl ketone at room temperature, spherical fused silica (manufactured by Admatechs Co., Ltd., SO-25R, average particle size) 0.5 ⁇ m) 40 parts by weight
  • a semiconductor device was obtained in the same manner as in Example 1 except that electrolytic copper foil (F2-WS, manufactured by Furukawa Electric) having a tensile elastic modulus at 25 ° C. of 80 GPa was used.
  • electrolytic copper foil F2-WS, manufactured by Fur
  • Warp of Laminated Plate A laminated plate of 530 mm ⁇ 530 mm was cut into 50 mm ⁇ 50 mm to obtain a warp evaluation sample. The amount of warpage is measured using a temperature variable laser three-dimensional measuring machine (LS220-MT100, manufactured by T-Tech Co., Ltd.) under a measurement area of 48 mm ⁇ 48 mm, a measurement pitch of 4 mm (both in X and Y directions) at 25 ° C. went. The obtained warp data was subjected to inclination correction by the least square method, and the difference between the maximum value and the minimum value was defined as the warp amount. Therefore, the smaller the amount of warp, the less warp.
  • ⁇ Warpage of 60 ⁇ m or less
  • ⁇ Over 60 ⁇ m and 80 ⁇ m or less
  • X Over 80 ⁇ m
  • CTE Thermal expansion coefficient
  • CTE Thermal expansion coefficient
  • Glass transition temperature Tg of insulating resin layer A test piece of 4 mm ⁇ 20 mm was prepared from a substrate obtained by etching the entire surface of the copper-clad laminate, and the temperature was measured at 5 ° C./minute using a dynamic viscoelasticity measuring device DMA983 manufactured by TA Instruments. The peak position of tan ⁇ was taken as the glass transition temperature.
  • Examples 1 to 7 using metal foils having a tensile modulus of elasticity of 30 GPa or more and 60 GPa or less have low warpage of the laminated plate and improved mounting reliability when used as a semiconductor device.
  • Comparative Examples 1 to 3 using a metal foil having a tensile elastic modulus exceeding 60 GPa resulted in large warpage and low mounting reliability.
  • Comparative Example 4 similar to Example 1 of Patent Document 1 a typical 80 GPa metal foil was conventionally used for a highly rigid substrate (laminate).
  • Comparative Example 4 Although the warpage of the laminate of the metal foil and the insulating resin layer is small, the thermal expansion coefficient of the insulating resin layer is higher than that of the present invention, so that stress is generated between the insulating resin layer and the semiconductor element. It was found that the mounting reliability was lowered.

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Abstract

　本発明の積層板は、絶縁樹脂層と、絶縁樹脂層上に接する金属箔とを備える積層板であって、金属箔の２５℃における引張弾性率（Ａ）が３０ＧＰａ以上、６０ＧＰａ以下、金属箔の熱膨張係数（Ｂ）が１０ｐｐｍ以上、３０ｐｐｍ以下、絶縁樹脂層の２５℃における曲げ弾性率（Ｃ）が２０ＧＰａ以上、３５ＧＰａ以下、絶縁樹脂層の２５℃～ＴｇにおけるＸＹ方向での熱膨張係数（Ｄ）が５ｐｐｍ以上、１５ｐｐｍ以下としたとき、 　下記式（１）で表される絶縁樹脂層と金属箔との間の界面応力が、７ｘ１０４以下である、積層板。 界面応力＝｛（Ｂ）－（Ｄ）｝ｘ｛（Ａ）－（Ｃ）｝ｘ｛Ｔｇ－２５［℃］｝　・・・式（１） 　　Ｔｇ：絶縁樹脂層のガラス転移温度を表す。

Description

積層板、回路板および半導体装置
　本発明は、積層板、回路板および半導体装置に関するものである。
技術背景
　近年の電子機器の小型化、高機能化に伴い、搭載されるプリント配線板に用いられる材料には、小型化、薄型化、高集積化、高多層化、高耐熱化に対応できる品質が求められている。これらの要求に伴い、プリント配線板の反りが問題となっている。
　プリント配線板に反りが発生すると、実装工程において、部品の取り付け不良、接続不良、製造ラインでのひっかかりなど不具合が発生する。また実装後の製品においても、冷熱サイクル試験で、プリント配線板が反っていると、プリント配線板と実装部品の間にストレスが発生しやすく、スルーホールの断線、部品接続部分の断線など起きやすい。
　プリント配線板の反りを引き起こす要因としては、配線パターンの銅残存率、部品位置、表面レジスト開口率などの偏在性がある。
　また、プリント配線板を構成する積層板の積層成形時応力、積層板を構成する基材に含浸された樹脂成分の厚さの変位などがあげられる。これらへの対応として、樹脂成分中に無機充填材を添加する方法などがおこなわれている（例えば特許文献１）。しかしながら、高剛性の基材になることにより、打抜き加工の低下など新たな問題が発生することが懸念され、実装前後の反りの少ない積層板が望まれていた。
特開２００５－０４８０３６号公報
　プリント配線板として、反りが小さく、実装信頼性に優れた積層板および回路板を提供する。
　このような目的は、下記（１）～（１７）に記載の本発明により達成される。
［１］絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層上に接する金属箔とを備える積層板であって、
　前記金属箔の２５℃における引張弾性率（Ａ）が３０ＧＰａ以上、６０ＧＰａ以下、
　前記金属箔の熱膨張係数（Ｂ）が１０ｐｐｍ以上、３０ｐｐｍ以下、
　前記絶縁樹脂層の２５℃における曲げ弾性率（Ｃ）が２０ＧＰａ以上、３５ＧＰａ以下、
　前記絶縁樹脂層の２５℃～ＴｇにおけるＸＹ方向での熱膨張係数（Ｄ）が５ｐｐｍ以上、１５ｐｐｍ以下としたとき、
　下記式（１）で表される前記絶縁樹脂層と前記金属箔との間の界面応力が、７ｘ１０４以下である、積層板。
界面応力＝｛（Ｂ）－（Ｄ）｝ｘ｛（Ａ）－（Ｃ）｝ｘ｛Ｔｇ－２５［℃］｝　・・・式（１）
　　Ｔｇ：前記絶縁樹脂層のガラス転移温度を表す。
［２］前記界面応力が、２ｘ１０４以下である、［１］に記載の積層板。
［３］前記金属箔が、銅箔である、［１］または［２］に記載の積層板。
［４］前記金属箔が、めっき膜を含む、［１］から［３］のいずれかに記載の積層板。
［５］前記絶縁樹脂層は、基材に樹脂組成物を含浸させてなるプリプレグを含む、［１］から［４］のいずれかに記載の積層板。
［６］前記樹脂組成物は、エポキシ樹脂を含む、［５］に記載の積層板。
［７］前記樹脂組成物は、シアネート樹脂を含む、［５］または［６］に記載の積層板。
［８］前記シアネート樹脂は、下記一般式（Ｉ）で表されるノボラック型シアネート樹脂である［７］に記載の積層板。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
［９］前記シアネート樹脂の含有量は、前記樹脂組成物全体の５重量％以上、５０重量％以下である、［７］または［８］に記載の積層板。
［１０］前記エポキシ樹脂の含有量は、前記樹脂組成物全体の１重量％以上、５５重量％以下である、［６］に記載の積層板。
［１１］前記樹脂組成物は、無機充填材を含む、［５］から［１０］のいずれかに記載の積層板。
［１２］前記無機充填材の含有量は、前記樹脂組成物全体の２０重量％以上、８０重量％以下である、［１１］に記載の積層板。
［１３］前記基材は、ガラス繊維基材である［５］から［１２］のいずれかに記載の積層板。
［１４］前記金属箔の厚さは、１μｍ以上、７０μｍ以下である、［１］から［１３］のいずれかに記載の積層板。
［１５］前記絶縁樹脂層の厚さは、１０μｍ以上、１０００μｍ以下である、［１］から［１４］のいずれかに記載の積層板。
［１６］［１］から［１５］のいずれかに記載の積層板を回路加工して得られ、回路板。
［１７］［１６］に記載の回路板に半導体素子を搭載してなる、半導体装置。
　なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
　本発明によれば、プリント配線板として、反りが小さく、実装信頼性に優れた積層板および回路板を提供することができる。
　以下、本発明の積層板、回路板について説明する。
　本発明の積層板は、金属箔と、絶縁樹脂層とで構成される積層板である。金属箔は、絶縁樹脂層上に接するように設けられている。また、この金属箔は、絶縁樹脂層の全面を覆うように設けられていてもよいし、一部に設けられていてもよい。また、金属箔は、絶縁樹脂層の片面に設けられていてもよいし、両面に設けられていてもよい。たとえば、積層板は、両面銅張積層板でもよいし、回路板でもよい。
　金属箔の２５℃における引張弾性率（Ａ）が３０ＧＰａ以上、６０ＧＰａ以下、さらに好ましくは３５ＧＰａ以上、５０ＧＰａ以下である。引張弾性率がこの範囲内にあれば回路加工後の反りが小さい積層板とすることができる。
　たとえば、金属箔中の金属（銅）の結晶サイズを変更することにより、金属箔の引張弾性率（Ａ）を調節することができる。たとえば、金属（銅）の結晶サイズを大きくすると、弾性率が下がり、結晶サイズを小さくすれば、弾性率が高くなる。
　ここで、たとえば電解めっきの条件を調節することにより、金属（銅）の結晶サイズを制御できる。
　このように、本発明に係る金属箔は、金属箔の構成材料（金属）を電解めっきすることにより得られる、めっき膜とすることができる。
　金属箔の引張弾性率（Ａ）を測定するには、たとえば、オートグラフを用いることができる。具体的には、まず、ＪＩＳ　Ｚ　２２０１に準拠し、サンプルを作製する。そして、サンプル形状は、１３号試験片として、オートグラフ（島津製作所製）を用いて、ＪＩＳ　Ｚ　２２０１に準拠し測定することができる。
　また、金属箔の熱膨張係数（Ｂ）が、１０ｐｐｍ以上、３０ｐｐｍ以下が好ましく、さらに好ましくは１０ｐｐｍ以上、２０ｐｐｍ以下である。熱膨張係数がこの範囲内にあれば、絶縁樹脂層との熱膨張率の差が小さくチップ実装時の反りの少ない積層板とすることができる。
　金属箔を構成する金属としては、特に限定はされないが、例えば、鉄、ニッケル、銅、アルミなどを用いることができる。これらの中でも、金属箔として銅箔を用いることが好ましい。銅箔としては、その製造過程に含まれる不純物を許容する。
　たとえば金属箔の種類を変えることにより、金属箔の熱膨張係数（Ｂ）を調節することができる。たとえば、アルミの熱膨張係数（Ｂ）の値は、２４ｐｐｍで、銅の熱膨張係数（Ｂ）の値は、１７ｐｐｍ程度である。
　熱膨張係数（Ｂ）を測定するには、たとえば、ＴＭＡ（熱機械的分析）装置を用いることができる。具体的には、電解金属箔（銅箔）から４ｍｍ×２０ｍｍの試験片を作製し、ＴＭＡ（熱機械的分析）装置（ＴＡインスツルメント社製）を用いて、１０℃／分で昇温して測定することができる。
　絶縁樹脂層の２５℃における曲げ弾性率（Ｃ）が２０ＧＰａ以上、３５ＧＰａ以下、さらに好ましくは２５ＧＰａ以上、３５ＧＰａ以下である。曲げ弾性率がこの範囲内にあれば、金属箔の影響を受けにくく回路作製後の反りの小さい積層板とすることができる。
　また、絶縁樹脂層の２５℃～ＴｇにおけるＸＹ方向での熱膨張係数（Ｄ）が５ｐｐｍ以上、１５ｐｐｍ以下である。さらに好ましくは５ｐｐｍ以上、１０ｐｐｍ以下である。熱膨張係数がこの範囲内にあればチップとの熱膨張率の差が小さくチップ実装時に反りの小さい積層板とすることができる。
　たとえば、絶縁樹脂層を構成する、フィラー含有量、プリプレグ中のガラスクロスの比率、ガラスの組成、樹脂の種類等を変更することにより、絶縁樹脂層の曲げ弾性率（Ｃ）または絶縁樹脂層の熱膨張係数（Ｄ）を調節することができる。
　たとえばフィラー含有量を大きくすると、絶縁樹脂層の曲げ弾性率（Ｃ）を大きくすることができる。樹脂として、シアネート樹脂を用いると絶縁樹脂層の曲げ弾性率（Ｃ）を大きくすることができる。
　絶縁樹脂層の曲げ弾性率（Ｃ）の測定には、（ＤＭＡ）動的粘弾性測定装置（ＴＡインスツルメント社製　動的粘弾性測定装置ＤＭＡ９８３）を用いることができる。具体的には、銅張積層板を全面エッチングして、幅１５ｍｍ、厚み０．１ｍｍ、長さ２５ｍｍのサンプルを作製し、ＪＩＳ　Ｋ　６９１１に準拠し、ＤＭＡ装置を用いて、測定することができる。
　一方、絶縁樹脂層の熱膨張係数（Ｄ）の測定には、ＴＭＡ（熱機械的分析）装置を用いることができる。具体的には、銅張積層板を全面エッチングして、銅箔を除去した基板から４ｍｍ×２０ｍｍの試験片を作製し、ＴＭＡ（熱機械的分析）装置（ＴＡインスツルメント社製）を用いて、１０℃／分で昇温して測定することができる。
　このように、上記金属箔の２５℃における引張弾性率を（Ａ）、
上記金属箔の熱膨張係数を（Ｂ）、
上記絶縁樹脂層の２５℃における曲げ弾性率を（Ｃ）、
上記絶縁樹脂層の２５℃～ＴｇにおけるＸＹ方向での熱膨張係数を（Ｄ）としたとき、
下記式（１）で表され、金属箔と絶縁樹脂層との間の界面における応力の差を示す、界面応力（界面応力パラメータ）が７ｘ１０４以下、さらに好ましくは２ｘ１０４以下とすることができる。
　界面応力＝｛（Ｂ）－（Ｄ）｝ｘ｛（Ａ）－（Ｃ）｝ｘ｛Ｔｇ－２５［℃］｝　・・・式（１）
　　Ｔｇ：絶縁樹脂層のガラス転移温度を表す。
　ここで、界面応力の値は、絶対値を示す。
　界面応力が７ｘ１０４以下となっていることにより、金属箔と絶縁樹脂層、または、金属箔と実装部品間での界面応力による、回路板としての反りや実装後の反りを小さくすることができ、部品実装基板の信頼性を向上することができる。
　また、界面応力が２ｘ１０４以下の場合には、金属箔と絶縁樹脂層とのピール強度を一層向上させることができる。このため、金属箔の形成等を変更したとしても積層板の貼付性が高いため、信頼性に優れた積層板となる。このように、設計通りの積層板が得られるので、本発明の積層板の製造マージンを向上させることができる。
　絶縁樹脂層のガラス転移温度Ｔｇを測定するには、ＤＭＡ装置を用いることができる。
　従来の金属箔張積層板の製造工程の一例においては、特許文献１に示すように、高剛性の基材の片面または両面に金属箔を重ねたものを加熱加圧して、金属箔張積層板を得ている。従来、このような高剛性の基材を用いる技術分野においては、金属箔にしわが入らないようにする、またはハンドリング性をよくする等の生産性の観点から、金属箔の代表例として、８０ＧＰａから１１０ＧＰａ程度の高弾性の金属箔が一般的に用いられていた。したがって、特許文献１には具体的な金属箔の弾性率に関しては、記載されていないものの、上述の生産性の観点から、８０ＧＰａから１１０ＧＰａ程度の金属箔が特許文献１においても使用されている。
　しかしながら、本発明者らが検討したところ、高スペックが要求される現在においては、高弾性の金属箔を高剛性の基材に用いると実装前後に発生するわずかな反りでも、問題になることがあることを新たに見出した。
　そこで、本発明においては、高弾性ではなく、上述のような低弾性の金属箔を高剛性の絶縁樹脂層に用いている。そのため、（ｉ）金属箔と絶縁樹脂層、または（ｉｉ）金属箔と実装部品間での界面応力差を小さくすることができる。このため、実装前後の反りを抑制することができる。このようにして、本発明においては、信頼性に優れた積層板を得ることができる。ここで、高剛性の絶縁樹脂層に用いるので、（ｉｉｉ）絶縁樹脂層と実装部品間での界面応力差を小さくすることができ、信頼性の信頼性に優れた積層板を得ることができる。
　本発明に係る絶縁樹脂層は、基材（繊維基材）に樹脂成分（樹脂組成物）を含浸させてなるプリプレグを含むものである。
　以下、本発明に係る樹脂組成物、プリプレグおよび積層板について詳細に説明する。
　本発明に係る樹脂組成物は、基材に含浸させてシート状のプリプレグを形成するために用いる樹脂組成物であって、樹脂および／またはそのプレポリマーを含むことを特徴とするものである。また、本発明に係るプリプレグは、上述の樹脂組成物を繊維基材に含浸させてなることを特徴とするものである。また、本発明の積層板に用いる絶縁樹脂層は、上述のプリプレグを１枚以上成形してなることを特徴とするものである。
　以下、本発明に係る樹脂組成物について説明する。
　樹脂組成物は、特に限定されないが、熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物で構成されていることが好ましい。これにより、プリプレグの耐熱性を向上することができる。
　前記熱硬化性樹脂としては、例えばフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、未変性のレゾールフェノール樹脂、桐油、アマニ油、クルミ油等で変性した油変性レゾールフェノール樹脂等のレゾール型フェノール樹脂等のフェノール樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＥ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＭ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＰ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＺ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、アリールアルキレン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、フェノキシ型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ノルボルネン型エポキシ樹脂、アダマンタン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂、ユリア（尿素）樹脂、メラミン樹脂等のトリアジン環を有する樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾオキサジン環を有する樹脂、シアネート樹脂等が挙げられる。
　これらの中の１種類を単独で用いることもできるし、異なる重量平均分子量を有する２種類以上を併用したり、１種類または２種類以上と、それらのプレポリマーを併用したりすることもできる。
　またこれらの中でも、特にシアネート樹脂（シアネート樹脂のプレポリマーを含む）が好ましい。これにより、プリプレグの熱膨張係数を小さくすることができる。さらに、プリプレグの電気特性（低誘電率、低誘電正接）、機機械強度等にも優れる。
　前記シアネート樹脂としては、特に限定されないが、例えばハロゲン化シアン化合物とフェノール類とを反応させ、必要に応じて加熱等の方法でプレポリマー化することにより得ることができる。具体的には、ノボラック型シアネート樹脂やビスフェノールＡ型シアネート樹脂、ビスフェノールＥ型シアネート樹脂、テトラメチルビスフェノールＦ型シアネート樹脂等のビスフェノール型シアネート樹脂等を挙げることができ、これらを単独又は複数種併用してもよい。
　これらの中でもノボラック型シアネート樹脂が好ましい。これにより、架橋密度増加による耐熱性向上と、樹脂組成物等の難燃性を向上することができる。ノボラック型シアネート樹脂は、硬化反応後にトリアジン環を形成するからである。さらに、ノボラック型シアネート樹脂は、その構造上ベンゼン環の割合が高く、炭化しやすいためと考えられる。さらに、プリプレグを厚さ０．５ｍｍ以下にした場合であっても、プリプレグを硬化させて作製した積層板に優れた剛性を付与することができる。特に加熱時における剛性に優れるので、半導体素子実装時の信頼性にも特に優れる。
　前記ノボラック型シアネート樹脂としては、例えば式（Ｉ）で示されるものを使用することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
　前記式（Ｉ）で示されるノボラック型シアネート樹脂の平均繰り返し単位ｎは、特に限定されないが、１～１０が好ましく、特に２～７が好ましい（以下、「～」は、特に明示しない限り、上限値と下限値を含むことを表す）。平均繰り返し単位ｎが前記下限値未満であるとノボラック型シアネート樹脂は耐熱性が低下し、加熱時に低量体が脱離、揮発する場合がある。また、平均繰り返し単位ｎが前記上限値を超えると溶融粘度が高くなりすぎ、プリプレグの成形性が低下する場合がある。
　前記シアネート樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、重量平均分子量５００～４，５００が好ましく、特に６００～３，０００が好ましい。重量平均分子量が前記下限値未満であるとプリプレグを作製した場合にタック性が生じ、プリプレグ同士が接触したとき互いに付着したり、樹脂の転写が生じたりする場合がある。また、重量平均分子量が前記上現値を超えると反応が速くなりすぎ、基板（特に回路基板）とした場合に、成形不良が生じたり、層間ピール強度が低下したりする場合がある。
　前記シアネート樹脂等の重量平均分子量は、例えばＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー、標準物質：ポリスチレン換算）で測定することができる。
　また、特に限定されないが、前記シアネート樹脂は、１種類を単独で用いることもできるし、異なる重量平均分子量を有する２種類以上を併用したり、１種類または２種類以上と、それらのプレポリマーを併用したりすることもできる。
　前記熱硬化性樹脂（たとえばシアネート樹脂）の含有量は、特に限定されないが、前記樹脂組成物全体の５～５０重量％が好ましく、特に２０～４０重量％が好ましい。含有量が前記下限値未満であるとプリプレグを形成するのが困難となる場合があり、前記上限値を超えるとプリプレグの強度が低下する場合がある。
　また、前記樹脂組成物は、無機充填材を含むことが好ましい。これにより、積層板を薄膜化（厚さ０．５ｍｍ以下）にしても強度に優れることができる。さらに、積層板の低熱膨張化を向上することもできる。
　前記無機充填材としては、例えばタルク、焼成クレー、未焼成クレー、マイカ、ガラス等のケイ酸塩、酸化チタン、アルミナ、シリカ、溶融シリカ等の酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ハイドロタルサイト等の炭酸塩、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等の水酸化物、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム等の硫酸塩または亜硫酸塩、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸ナトリウム等のホウ酸塩、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化炭素等の窒化物、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム等のチタン酸塩等を挙げることができる。無機充填材として、これらの中の１種類を単独で用いることもできるし、２種類以上を併用したりすることもできる。これらの中でも特に、シリカが好ましく、溶融シリカ（特に球状溶融シリカ）が低熱膨張性に優れる点で好ましい。その形状は破砕状、球状があるが、繊維基材への含浸性を確保するために樹脂組成物の溶融粘度を下げるには球状シリカを使う等、その目的にあわせた使用方法が採用される。
　前記無機充填材の平均粒子径は、特に限定されないが、０．０１～５．０μｍが好ましく、特に０．１～２．０μｍが好ましい。無機充填材の粒径が前記下限値未満であるとワニスの粘度が高くなるため、プリプレグ作製時の作業性に影響を与える場合がある。また、前記上限値を超えると、ワニス中で無機充填剤の沈降等の現象が起こる場合がある。
　この平均粒子径は、例えば粒度分布計（ＨＯＲＩＢＡ製、ＬＡ－５００）により測定することができる。
　また前記無機充填材は、特に限定されないが、平均粒子径が単分散の無機充填材を用いることもできるし、平均粒子径が多分散の無機充填材を用いることができる。さらに平均粒子径が単分散及び／または、多分散の無機充填材を１種類または２種類以上併用したりすることもできる。
　更に平均粒子径５．０μｍ以下の球状シリカ（特に球状溶融シリカ）が好ましく、特に平均粒子径０．０１～２．０μｍの球状溶融シリカが好ましい。これにより、無機充填剤の充填性を向上させることができる。
　前記無機充填材の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物全体の２０～８０重量％が好ましく、特に３０～７０重量％が好ましい。含有量が前記範囲内であると、特に低熱膨張、低吸水とすることができる。
　前記熱硬化性樹脂としてシアネート樹脂（特にノボラック型シアネート樹脂）を用いる場合は、エポキシ樹脂（実質的にハロゲン原子を含まない）を用いることが好ましい。前記エポキシ樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、アリールアルキレン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂及びこれらの共重合体等が挙げられ、これらを単独又は複数種併用してもよい。
　また、エポキシ樹脂として、これらの中の異なる重量平均分子量を有する２種類以上を併用したり、１種類または２種類以上と、それらのプレポリマーを併用したりすることもできる。
　前記エポキシ樹脂の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物全体の１～５５重量％が好ましく、特に２～４０重量％が好ましい。含有量が前記下限値未満であるとシアネート樹脂の反応性が低下したり、得られる製品の耐湿性が低下したりする場合があり、前記上限値を超えると耐熱性が低下する場合がある。
　前記エポキシ樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、重量平均分子量５００～２０，０００が好ましく、特に８００～１５，０００が好ましい。重量平均分子量が前記下限値未満であるとプリプレグにタック性が生じる場合が有り、前記上限値を超えるとプリプレグ作製時、繊維基材への含浸性が低下し、均一な製品が得られない場合がある。
　前記エポキシ樹脂の重量平均分子量は、例えばＧＰＣで測定することができる。
　前記熱硬化性樹脂としてシアネート樹脂（特にノボラック型シアネート樹脂）を用いる場合は、フェノール樹脂を用いることが好ましい。前記フェノール樹脂としては、例えばノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂、アリールアルキレン型フェノール樹脂等が挙げられる。フェノール樹脂として、これらの中の１種類を単独で用いることもできるし、異なる重量平均分子量を有する２種類以上を併用したり、１種類または２種類以上と、それらのプレポリマーを併用したりすることもできる。これらの中でも特に、アリールアルキレン型フェノール樹脂が好ましい。これにより、さらに吸湿半田耐熱性を向上させることができる。
　前記フェノール樹脂の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物全体の１～５５重量％が好ましく、特に５～４０重量％が好ましい。含有量が前記下限値未満であると耐熱性が低下する場合があり、前記上限値を超えると低熱膨張の特性が損なわれる場合がある。
　前記フェノール樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、重量平均分子量４００～１８，０００が好ましく、特に５００～１５，０００が好ましい。重量平均分子量が前記下限値未満であるとプリプレグにタック性が生じる場合が有り、前記上限値を超えるとプリプレグ作製時、繊維基材への含浸性が低下し、均一な製品が得られない場合がある。
　前記フェノール樹脂の重量平均分子量は、例えばＧＰＣで測定することができる。
　前記樹脂組成物は、特に限定されないが、カップリング剤を用いることが好ましい。前記カップリング剤は、前記熱硬化性樹脂と、前記無機充填材との界面の濡れ性を向上させることにより、繊維基材に対して熱硬化性樹脂等および無機充填材を均一に定着させ、耐熱性、特に吸湿後の半田耐熱性を改良することができる。
　前記カップリング剤としては、通常用いられるものなら何でも使用できるが、具体的にはエポキシシランカップリング剤、カチオニックシランカップリング剤、アミノシランカップリング剤、チタネート系カップリング剤およびシリコーンオイル型カップリング剤の中から選ばれる１種以上のカップリング剤を使用することが好ましい。これにより、無機充填材の界面との濡れ性を高くすることができ、それによって耐熱性をより向上させることできる。
　前記カップリング剤の添加量は、前記無機充填材の比表面積に依存するので特に限定されないが、無機充填材１００重量部に対して０．０５～３重量部が好ましく、特に０．１～２重量部が好ましい。含有量が前記下限値未満であると無機充填材を十分に被覆できないため耐熱性を向上する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えると反応に影響を与え、曲げ強度等が低下する場合がある。
　前記樹脂組成物には、必要に応じて硬化促進剤を用いても良い。前記硬化促進剤としては公知の物を用いることが出来る。例えばナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、オクチル酸スズ、オクチル酸コバルト、ビスアセチルアセトナートコバルト（ＩＩ）、トリスアセチルアセトナートコバルト（ＩＩＩ）等の有機金属塩、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ジアザビシクロ［２，２，２］オクタン等の３級アミン類、２－フェニル－４－メチルイミダゾール、２－エチル－４－エチルイミダゾール、２－フェニル－４－メチルイミダゾール、２－フェニル－４－メチル－５－ヒドロキシイミダゾール、２－フェニル－４，５－ジヒドロキシイミダゾール等のイミダゾール類、フェノール、ビスフェノールＡ、ノニルフェノール等のフェノール化合物、酢酸、安息香酸、サリチル酸、パラトルエンスルホン酸等の有機酸等、またはこの混合物が挙げられる。硬化促進剤として、これらの中の誘導体も含めて１種類を単独で用いることもできるし、これらの誘導体も含めて２種類以上を併用したりすることもできる。
　前記硬化促進剤の含有量は、特に限定されないが、前記樹脂組成物全体の０．０５～５重量％が好ましく、特に０．２～２重量％が好ましい。含有量が前記下限値未満であると硬化を促進する効果が現れない場合があり、前記上限値を超えるとプリプレグの保存性が低下する場合がある。
　前記樹脂組成物では、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂等の熱可塑性樹脂、スチレン－ブタジエン共重合体、スチレン－イソプレン共重合体等のポリスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリエステル系エラストマー等の熱可塑性エラストマ－、ポリブタジエン、エポキシ変性ポリブタジエン、アクリル変性ポリブタジエン、メタクリル変性ポリブタジエン等のジエン系エラストマーを併用しても良い。
　また、前記樹脂組成物には、必要に応じて、顔料、染料、消泡剤、レベリング剤、紫外線吸収剤、発泡剤、酸化防止剤、難燃剤、イオン捕捉剤等の上記成分以外の添加物を添加しても良い。
　次に、プリプレグについて説明する。
　本発明に係るプリプレグは、上述の樹脂組成物を基材に含浸させてなるものである。これにより、誘電特性、高温多湿下での機械的、電気的接続信頼性等の各種特性に優れたプリント配線板を製造するのに好適なプリプレグを得ることができる。
　本発明で用いる繊維基材としては、例えば、ガラス織布、ガラス不織布等のガラス繊維基材、ポリアミド樹脂繊維、芳香族ポリアミド樹脂繊維、全芳香族ポリアミド樹脂繊維等のポリアミド系樹脂繊維、ポリエステル樹脂繊維、芳香族ポリエステル樹脂繊維、全芳香族ポリエステル樹脂繊維等のポリエステル系樹脂繊維、ポリイミド樹脂繊維、フッ素樹脂繊維等を主成分とする織布または不織布で構成される合成繊維基材、クラフト紙、コットンリンター紙、リンターとクラフトパルプの混抄紙等を主成分とする紙基材等の有機繊維基材などがあり、これらのなかでもガラス繊維基材を用いることが好ましい。これにより、プリプレグの強度、吸水率を向上することができる。また、プリプレグの熱膨張係数を小さくすることができる。
　本発明で得られる樹脂組成物を繊維基材に含浸させる方法には、例えば、本発明に係る樹脂組成物を用いて樹脂ワニスを調製し、繊維基材を樹脂ワニスに浸漬する方法、各種コーターによる塗布する方法、スプレーによる吹き付ける方法等が挙げられる。これらの中でも、繊維基材を樹脂ワニスに浸漬する方法が好ましい。これにより、繊維基材に対する樹脂組成物の含浸性を向上することができる。なお、繊維基材を樹脂ワニスに浸漬する場合、通常の含浸塗布設備を使用することができる。
　前記樹脂ワニスに用いられる溶媒は、前記樹脂組成物中の樹脂成分に対して良好な溶解性を示すことが望ましいが、悪影響を及ぼさない範囲で貧溶媒を使用しても構わない。良好な溶解性を示す溶媒としては、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、エチレングリコール、セルソルブ系、カルビトール系等が挙げられる。
　前記樹脂ワニスの固形分は、特に限定されないが、前記樹脂組成物の固形分４０～８０重量％が好ましく、特に５０～６５重量％が好ましい。これにより、樹脂ワニスの繊維基材への含浸性を更に向上できる。前記繊維基材に前記樹脂組成物を含浸させ、所定温度、例えば８０～２００℃等で乾燥させることによりプリプレグを得ることが出来る。
　次に、本発明の積層板について説明する。
　本発明の積層板を構成する絶縁樹脂層は、プリプレグを少なくとも１枚成形してなるものである。プリプレグ１枚のときは、その上下両面もしくは片面に金属箔を重ねる。またプリプレグ１枚のときは、その片面にフィルムを重ねてもよい。
　また、プリプレグを２枚以上積層することもできる。プリプレグを２枚以上積層するときは、積層したプリプレグの最も外側の上下両面もしくは片面に金属箔あるいはフィルムを重ねる。
　次に、プリプレグ（絶縁樹脂層）と金属箔等とを重ねたものを加熱、加圧して成形することで積層板を得ることができる。
　前記加熱する温度は、特に限定されないが、１５０～２４０℃が好ましく、特に１８０～２２０℃が好ましい。
　また、前記加圧する圧力は、特に限定されないが、２～５ＭＰａが好ましく、特に２．５～４ＭＰａが好ましい。
　本発明の積層板に用いる金属箔としては、鉄、アルミ、ステンレス、銅、これらを１種類または２種類以上含む合金などが挙げられる。これらの中でも銅を金属箔として用いることが、電気特性の面からも好ましい。金属箔の厚さは、特に限定はされないが、１μｍ以上、７０μｍ以下が好ましく、特に５μｍ以上、１８μｍ以下が好ましい。
　本発明の積層板に用いる絶縁樹脂層の厚さは、１０μｍ以上、１０００μｍ以下が好ましく、より好ましくは、２０μｍ以上、５００μｍ以下である。
　また、フィルムとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、フッ素系樹脂等を挙げることができる。
　次に、本発明の回路板について説明する。
　本発明の回路板は、積層板の金属箔をエッチングすることにより導体回路を形成する。導体回路上には、導体回路を覆うように絶縁被覆層が形成されている。
　次に、本発明の半導体装置について説明する。
　回路板を用いてなる半導体装置は、特に限定されるものではないが、例えば、回路板と半導体素子がボンディングワイヤーにより接続された半導体装置や、回路板と半導体素子が半田バンプを介して接続されたフリップチップタイプの半導体装置等が挙げられる。以下、フリップチップタイプの半導体装置について一例を示す。
　フリップチップタイプの半導体装置は、回路板に半田バンプを有する半導体素子を実装し、半田バンプを介して、回路板と半導体素子とを接続する。そして、回路板と半導体素子との間には液状封止樹脂を充填し、半導体装置を形成する。半田バンプは、錫、鉛、銀、銅、ビスマスなどからなる合金で構成されることが好ましい。半導体素子と回路板との接続方法は、フリップチップボンダーなどを用いて回路板上の接続用電極部と半導体素子の半田バンプとの位置合わせを行ったあと、ＩＲリフロー装置、熱板、その他加熱装置を用いて半田バンプを融点以上に加熱し、回路板と半田バンプとを溶融接合することにより接続する。尚、接続信頼性を良くするため、予め回路板上の接続用電極部に半田ペースト等、比較的融点の低い金属の層を形成しておいても良い。この接合工程に先んじて、半田バンプおよび、または回路板上の接続用電極部の表層にフラックスを塗布することで接続信頼性を向上させることもできる。
　以下、本発明を実施例及び比較例により説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
（実施例１）
（１）樹脂ワニスの調製
　ノボラック型シアネート樹脂（ロンザジャパン株式会社製、プリマセットＰＴ－３０、重量平均分子量約７００）１４．７重量部、ビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂（日本化薬株式会社製、ＮＣ－３０００Ｈ、エポキシ当量２７５）８重量部、ビフェニルジメチレン型フェノール樹脂（明和化成株式会社製、ＭＥＨ－７８５１－３Ｈ、水酸基当量２３０）７重量部、およびエポキシシラン型カップリング剤（ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、Ａ－１８７）０．３重量部をメチルエチルケトンに常温で溶解し、球状溶融シリカ（株式会社アドマテックス社製、ＳＯ－２５Ｒ、平均粒径０．５μｍ）７０重量部を添加し、高速攪拌機を用いて１０分攪拌して、樹脂ワニスを得た。
（２）プリプレグの製造
　上述の樹脂ワニスを用いて、ガラス繊布（厚さ９４μｍ、日東紡績社製、ＷＥＡ－２１１６）に含浸し、１５０℃の乾燥炉で２分間乾燥させ、プリプレグ中のワニス固形分が約５０％重量部のプリプレグを得た。得られたプリプレグの厚さは０．１ｍｍであった。
（３）積層板の製造
　上記プリプレグを上下に厚さ１２μｍ、２５℃における引張弾性率３０ＧＰａの電解銅箔（日本電解製　ＨＬＢ）を重ねて、圧力４ＭＰａ、温度２００℃で２時間加熱加圧成形し、厚さ０．１２４ｍｍの両面銅張積層板を得た。
（４）回路板の製造
　上記積層板を通常の回路作成工程（穴あけ、メッキ、ＤＦＲラミネート、露光・現像、エッチング、ＤＦＲ剥離）にて所定の回路作成を行った。
（５）パッケージ基板の製造
　上記回路板の絶縁層に炭酸レーザー装置を用いて開口部を設け、電解銅めっきにより絶縁層表面に外層回路形成を行い、外層回路と内層回路との導通を図った。なお、外層回路は、半導体素子を実装するための接続用電極部を設けた。
　その後、最外層にソルダーレジスト（太陽インキ製造社製ＰＳＲ４０００／ＡＵＳ３０８）を形成し、露光・現像により半導体素子が実装できるよう接続用電極部を露出させ、ニッケル金メッキ処理を施し、５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさに切断し、パッケージ基板を得た。
（６）半導体装置の製造
　半導体素子（ＴＥＧチップ、サイズ１５ｍｍ×１５ｍｍ、厚み０．８ｍｍ、熱膨張係数（ＣＴＥ）３ｐｐｍ）は、半田バンプをＳｎ／Ｐｂ組成の共晶で形成し、回路保護膜をポジ型感光性樹脂（住友ベークライト社製ＣＲＣ－８３００）で形成したものを使用した。半導体装置の組み立ては、まず、半田バンプにフラックス材を転写法により均一に塗布し、次にフリップチップボンダー装置を用い、上記パッケージ基板上に加熱圧着により搭載した。次に、ＩＲリフロー炉で半田バンプを溶融接合した後、液状封止樹脂（住友ベークライト社製、ＣＲＰ－４１５２Ｓ）を充填し、液状封止樹脂を硬化させることで半導体装置を得た。尚、液状封止樹脂は、温度１５０℃、１２０分の条件で硬化させた。
（実施例２）
　ノボラック型シアネート樹脂（ロンザジャパン株式会社製、プリマセットＰＴ－３０、重量平均分子量約７００）１９．７重量部、ビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂（日本化薬株式会社製、ＮＣ－３０００Ｈ、エポキシ当量２７５）１１重量部、ビフェニルジメチレン型フェノール樹脂（明和化成株式会社製、ＭＥＨ－７８５１－３Ｈ、水酸基当量２３０）９重量部、およびエポキシシラン型カップリング剤（ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、Ａ－１８７）０．３重量部をメチルエチルケトンに常温で溶解し、球状溶融シリカ（株式会社アドマテックス社製、ＳＯ－２５Ｒ、平均粒径０．５μｍ）６０重量部とした以外は、実施例１と同様にして半導体装置を得た。
（実施例３）
　２５℃における引張弾性率が６０ＧＰａの電解銅箔（三井金属製　３ＥＣ－Ｍ３－ＶＬＰ）を用いた以外は、実施例２と同様に半導体装置を得た。
　（実施例４）
　ビフェニルアラルキル変性フェノールノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬株式会社製、ＮＣ－３０００Ｈ、エポキシ当量２７５）１５．４５重量部、α－ナフトールアラルキル樹脂（ＳＮ４８５　新日鐵化学製）から誘導した下記式のｐ－キシレン変性ナフトールアラルキル型シアネート樹脂２７重量部、ナフタレンジオールグリシジルエーテル（ＤＩＣ製、ＨＰ４０３２）２．２５重量部、およびエポキシシラン型カップリング剤（ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、Ａ－１８７）０．３重量部をメチルエチルケトンに常温で溶解し、球状溶融シリカ（株式会社アドマテックス社製、ＳＯ－２５Ｒ、平均粒径０．５μｍ）５５重量部とした以外は、実施例１と同様にして半導体装置を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
（実施例５）
ビフェニルアラルキル変性フェノールノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬株式会社製、ＮＣ－３０００Ｈ、エポキシ当量２７５）１７．２重量部、α－ナフトールアラルキル樹脂（ＳＮ４８５　新日鐵化学製）から誘導した上記式のｐ－キシレン変性ナフトールアラルキル型シアネート樹脂１２．２５重量部、ビス（３－エチル－５－メチル－マレイミドフェニル）メタン（ケイアイ化成製、ＢＭＩ－７０）５．２５重量部、およびエポキシシラン型カップリング剤（ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、Ａ－１８７）０．３重量部をメチルエチルケトンに常温で溶解し、球状溶融シリカ（株式会社アドマテックス社製、ＳＯ－２５Ｒ、平均粒径０．５μｍ）６５重量部とした以外は、実施例１と同様にして半導体装置を得た。
　（実施例６）
ビフェニルアラルキル変性フェノールノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬株式会社製、ＮＣ－３０００Ｈ、エポキシ当量２７５）１５．９５重量部、α－ナフトールアラルキル樹脂（ＳＮ４８５　新日鐵化学製）から誘導した上記式のｐ－キシレン変性ナフトールアラルキル型シアネート樹脂１３．１３重量部、ナフタレンジオールグリシジルエーテル（ＤＩＣ製、ＨＰ４０３２）１．８８重量部、ビス（３－エチル－５－メチル－マレイミドフェニル）メタン（ケイアイ化成製、ＢＭＩ－７０）８．７５重量部、およびエポキシシラン型カップリング剤（ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、Ａ－１８７）０．３重量部をメチルエチルケトンに常温で溶解し、球状溶融シリカ（株式会社アドマテックス社製、ＳＯ－２５Ｒ、平均粒径０．５μｍ）６０重量部とした以外は、実施例１と同様にして半導体装置を得た。
（実施例７）
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（Ｎ６９０、ＤＩＣ製）２２．８重量部、フェノールノボラック樹脂（ＤＩＣ製、フェノライトＬＦ２８８２）１２．２重量部、硬化剤（ＡＤＥＫＡ製、ＥＨ－３６３６ＡＳ）０．３重量部およびエポキシシラン型カップリング剤（ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、Ａ－１８７）０．３重量部をメチルエチルケトンに常温で溶解し、球状溶融シリカ（株式会社アドマテックス社製、ＳＯ－２５Ｒ、平均粒径０．５μｍ）６５重量部とした以外は、実施例１と同様にして半導体装置を得た。
（比較例１）
　２５℃における引張弾性率が８０ＧＰａの電解銅箔（古河電工製　Ｆ２－ＷＳ）を用いた以外は、実施例２と同様に半導体装置を得た。
（比較例２）
　２５℃における引張弾性率が１１０ＧＰａの電解銅箔（日鉱金属製　ＪＴＣＡＭ）を用いた以外は、実施例２と同様に半導体装置を得た。
（比較例３）
　ビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂（日本化薬株式会社製、ＮＣ－３０００Ｈ、エポキシ当量２７５）２１．７重量部、ビフェニルジメチレン型フェノール樹脂（明和化成株式会社製、ＭＥＨ－７８５１－３Ｈ、水酸基当量２３０）１８重量部、およびエポキシシラン型カップリング剤（ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、Ａ－１８７）０．３重量部をメチルエチルケトンに常温で溶解し、球状溶融シリカ（株式会社アドマテックス社製、ＳＯ－２５Ｒ、平均粒径０．５μｍ）６０重量部とし、２５℃における引張弾性率が１１０ＧＰａの電解銅箔を用いた以外は、実施例１と同様にして半導体装置を得た。
（比較例４）
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ｊＥＲ製、エピコート８２８）３８．４重量部、変性フェノールノボラック樹脂（ＤＩＣ製、フェノライトＬＦ２８８２）１７重量部、硬化促進剤２ＰＮ－ＣＺ（四国化成製）０．３重量部およびエポキシシラン型カップリング剤（ＧＥ東芝シリコーン株式会社製、Ａ－１８７）０．３重量部をメチルエチルケトンに常温で溶解し、球状溶融シリカ（株式会社アドマテックス社製、ＳＯ－２５Ｒ、平均粒径０．５μｍ）４０重量部とし、２５℃における引張弾性率が８０ＧＰａの電解銅箔（古河電工製　Ｆ２－ＷＳ）を用いた以外は、実施例１と同様にして半導体装置を得た。
　実施例および比較例で得られた積層板および半導体装置を用い、以下の評価項目の評価を行った。結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
評価方法
（１）積層板の反り
　５３０ｍｍ×５３０ｍｍの積層板を５０ｍｍ×５０ｍｍに切断し、反り評価サンプルとして得た。
　反り量の測定は、温度可変レーザー３次元測定機（ＬＳ２２０－ＭＴ１００、（株）ティーテック製）を用い、測定エリア４８ｍｍ×４８ｍｍ、測定ピッチ４ｍｍ（Ｘ、Ｙ両方向とも）、２５℃条件下で行った。得られた反りデータは、最小２乗法により傾き補正を行い、最高値と最低値との差を反り量と定義した。よって反り量が小さいほど、反りが少ないことになる。
○：反り６０μｍ以下
△：６０μｍを超えて８０μｍ以下
×：８０μｍ超え
（２）実装信頼性
　上記半導体装置をフロリナート中で、
（ｉ）条件１として、－６５℃１０分、１５０℃１０分、－６５℃１０分を１サイクルとして、１０００サイクル処理し、
（ｉｉ）条件２として、－４０℃１０分、１２５℃１０分、－４０℃１０分を１サイクルとして、１０００サイクル処理し、テストピースにクラックが発生していないか目視で確認した。
○：条件１および条件２において、クラック発生なし
△：条件１ではクラック発生あり、条件２ではクラック発生なし
×：条件１および条件２において、クラック発生あり
（３）金属箔の引張弾性率
　ＪＩＳ　Ｚ　２２０１に準拠し、サンプルを作製した。サンプル形状は、１３号試験片を用い、オートグラフ（島津製作所製）を用いて、ＪＩＳ　Ｚ　２２０１に準拠し測定した。
（４）金属箔の熱膨張係数（ＣＴＥ）
　上記電解銅箔から４ｍｍ×２０ｍｍの試験片を作製し、ＴＭＡ（熱機械的分析）装置（ＴＡインスツルメント社製）を用いて、１０℃／分で昇温して測定した。
（５）絶縁樹脂層の曲げ弾性率
　ＪＩＳ　Ｋ　６９１１に準拠し、測定した。サンプル形状は、幅１５ｍｍ、厚み０．１ｍｍ、長さ２５ｍｍのものを用いた。なお、サンプルは、前記積層板を全面エッチングしたものを用いた。
　（６）絶縁樹脂層の熱膨張係数（ＣＴＥ）
　銅張積層板を全面エッチングした基板から４ｍｍ×２０ｍｍの試験片を作製し、ＴＭＡ（熱機械的分析）装置（ＴＡインスツルメント社製）を用いて、１０℃／分で昇温して測定した。
　（７）絶縁樹脂層のガラス転移温度Ｔｇ
　銅張積層板を全面エッチングした基板から４ｍｍ×２０ｍｍの試験片を作製し、ＴＡインスツルメント社製動的粘弾性測定装置ＤＭＡ９８３を用いて５℃／分で昇温し測定を行った。ｔａｎδのピーク位置をガラス転移温度とした。
　表１から明らかなように、引張弾性率が３０ＧＰａ以上、６０ＧＰａ以下の金属箔を用いた実施例１～７は、積層板の反りが小さく、且つ半導体装置としたときの実装信頼性が向上した。これに対して、引張弾性率が６０ＧＰａを超える金属箔を用いた比較例１～３は、反りが大きく、実装信頼性も低い結果となった。
　特許文献１の実施例１に類似の比較例４においては、高剛性の基材（積層板）に対して、従来では代表的な８０ＧＰａの金属箔を使用した。その結果、比較例４は、金属箔および絶縁樹脂層の積層板の反りは小さいものの、本発明より絶縁樹脂層の熱膨張係数が高いために、絶縁樹脂層と半導体素子との間で応力が発生し、実装信頼性も低下したことが分かった。

Claims (17)

  1. 　絶縁樹脂層と、前記絶縁樹脂層上に接する金属箔とを備える積層板であって、
    　前記金属箔の２５℃における引張弾性率（Ａ）が３０ＧＰａ以上、６０ＧＰａ以下、
    　前記金属箔の熱膨張係数（Ｂ）が１０ｐｐｍ以上、３０ｐｐｍ以下、
    　前記絶縁樹脂層の２５℃における曲げ弾性率（Ｃ）が２０ＧＰａ以上、３５ＧＰａ以下、
    　前記絶縁樹脂層の２５℃～ＴｇにおけるＸＹ方向での熱膨張係数（Ｄ）が５ｐｐｍ以上、１５ｐｐｍ以下としたとき、
    　下記式（１）で表される前記絶縁樹脂層と前記金属箔との間の界面応力が、７ｘ１０４以下である、積層板。
    界面応力＝｛（Ｂ）－（Ｄ）｝ｘ｛（Ａ）－（Ｃ）｝ｘ｛Ｔｇ－２５［℃］｝　・・・式（１）
    　　Ｔｇ：前記絶縁樹脂層のガラス転移温度を表す。
  2. 　前記界面応力が、２ｘ１０４以下である、請求項１に記載の積層板。
  3. 　前記金属箔が、銅箔である、請求項１または２に記載の積層板。
  4. 　前記金属箔が、めっき膜を含む、請求項１から３のいずれかに記載の積層板。
  5. 　前記絶縁樹脂層は、基材に樹脂組成物を含浸させてなるプリプレグを含む、請求項１から４のいずれかに記載の積層板。
  6. 　前記樹脂組成物は、エポキシ樹脂を含む、請求項５に記載の積層板。
  7. 　前記樹脂組成物は、シアネート樹脂を含む、請求項５または６に記載の積層板。
  8. 　前記シアネート樹脂は、下記一般式（Ｉ）で表されるノボラック型シアネート樹脂である請求項７に記載の積層板。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
  9. 　前記シアネート樹脂の含有量は、前記樹脂組成物全体の５重量％以上、５０重量％以下である、請求項７または８に記載の積層板。
  10. 　前記エポキシ樹脂の含有量は、前記樹脂組成物全体の１重量％以上、５５重量％以下である、請求項６に記載の積層板。
  11. 　前記樹脂組成物は、無機充填材を含む、請求項５から１０のいずれかに記載の積層板。
  12. 　前記無機充填材の含有量は、前記樹脂組成物全体の２０重量％以上、８０重量％以下である、請求項１１に記載の積層板。
  13. 　前記基材は、ガラス繊維基材である、請求項５から１２のいずれかに記載の積層板。
  14. 　前記金属箔の厚さは、１μｍ以上、７０μｍ以下である、請求項１から１３のいずれかに記載の積層板。
  15. 　前記絶縁樹脂層の厚さは、１０μｍ以上、１０００μｍ以下である、請求項１から１４のいずれかに記載の積層板。
  16. 　請求項１から１５のいずれかに記載の積層板を回路加工して得られ、回路板。
  17. 　請求項１６に記載の回路板に半導体素子を搭載してなる、半導体装置。
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