JP6136330B2 - 薄型フィルム用樹脂組成物、薄型フィルム、積層シート及び多層プリント配線板 - Google Patents
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Description
[1] (A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤及び(C)熱可塑性樹脂を含み、
(C)熱可塑性樹脂/(A)エポキシ樹脂の質量比が0.5〜40であり、
(C)熱可塑性樹脂/[(A)エポキシ樹脂+(B)硬化剤]の質量比が0.1〜20である、薄型フィルム用樹脂組成物。
[2] (C)熱可塑性樹脂が、フェノキシ樹脂及び/又はポリビニルアセタール樹脂である、[1]に記載の薄型フィルム用樹脂組成物。
[3] (C)熱可塑性樹脂の重量平均分子量が、10000〜100000である、[1]又は[2]に記載の薄型フィルム用樹脂組成物。
[4] さらに(D)硬化促進剤を含み、(D)硬化促進剤/[(A)エポキシ樹脂+(B)硬化剤]の質量比が0.0005〜0.05である、[1]〜[3]のいずれかに記載の薄型フィルム用樹脂組成物。
[5] [1]〜[4]のいずれかに記載の樹脂組成物からなる薄型フィルム。
[6] [1]〜[4]のいずれかに記載の樹脂組成物の硬化物からなる薄型フィルム。
[7] 厚さが15μm以下である、[5]又は[6]に記載の薄型フィルム。
[8] メッキにより導体層を形成する多層プリント配線板の絶縁層用である、[5]〜[7]のいずれかに記載の薄型フィルム。
[9] [5]〜[8]のいずれかに記載の薄型フィルムと、該薄型フィルムと接合するプリプレグとを含む積層シート。
[10] [9]に記載の積層シートにより絶縁層が形成された、多層プリント配線板。
[11] [5]〜[8]のいずれかに記載の薄型フィルムにより絶縁層が形成された、多層プリント配線板。
[12] [10]又は[11]に記載の多層プリント配線板を含む半導体装置。
[13] 下記工程(I−1)乃至(III−1)を含む、多層プリント配線板の製造方法。
(I−1)[9]に記載の積層シートを、プリプレグが内層回路基板に接するように、内層回路基板に積層する工程
(II−1)内層回路基板に積層された積層シートを、加熱及び加圧して、平滑化する工程
(III−1)平滑化された積層シートを熱硬化して絶縁層を形成する工程
[14] 下記工程(I−2)乃至(III−2)を含む、多層プリント配線板の製造方法。
(I−2)[5]〜[8]のいずれかに記載の薄型フィルムを内層回路基板に積層する工程
(II−2)内層回路基板に積層された薄型フィルムを、加熱及び加圧して、平滑化する工程
(III−2)内層回路基板に積層された薄型フィルムを熱硬化して絶縁層を形成する工程
[15] 絶縁層に穴あけする工程、該絶縁層を粗化処理する工程、及び粗化された絶縁層表面にメッキにより導体層を形成する工程をさらに含む、[13]又は[14]に記載の多層プリント配線板の製造方法。
本発明の薄型フィルム用樹脂組成物は、(A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤及び(C)熱可塑性樹脂を含み、(C)熱可塑性樹脂/(A)エポキシ樹脂の質量比が0.5〜40であり、(C)熱可塑性樹脂/[(A)エポキシ樹脂+(B)硬化剤]の質量比が0.1〜20であることを特徴とする。
なお、本発明において、「(C)熱可塑性樹脂/(A)エポキシ樹脂の質量比」とは、(A)エポキシ樹脂の質量を1としたときの(C)熱可塑性樹脂の質量の値をいう。また、「(C)熱可塑性樹脂/[(A)エポキシ樹脂+(B)硬化剤]の質量比」とは、(A)エポキシ樹脂と(B)硬化剤の合計質量を1としたときの(C)熱可塑性樹脂の質量の値をいう。
エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールAF型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリスフェノールエポキシ樹脂、ナフトールノボラックエポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、tert-ブチル-カテコール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、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、線状脂肪族エポキシ樹脂、ブタジエン構造を有するエポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、スピロ環含有エポキシ樹脂、シクロヘキサンジメタノール型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂及びトリメチロール型エポキシ樹脂等が挙げられる。エポキシ樹脂は1種単独で用いてもよく、又は2種以上を併用してもよい。
硬化剤としては、エポキシ樹脂を硬化する機能を有する限り特に限定されないが、例えば、フェノール系硬化剤、ナフトール系硬化剤、活性エステル系硬化剤、ベンゾオキサジン系硬化剤、シアネートエステル系硬化剤、酸無水物系硬化剤等が挙げられ、中でもフェノール系硬化剤、ナフトール系硬化剤、活性エステル系硬化剤が好ましい。硬化剤は1種単独で用いてもよく、又は2種以上を併用してもよい。
熱可塑性樹脂としては、例えば、フェノキシ樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、及びポリスルホン樹脂等が挙げられる。熱可塑性樹脂は1種単独で用いてもよく、又は2種以上を併用してもよい。粗化後の表面粗度が小さく、導体層に対し十分な剥離強度を示す薄い絶縁層を得る観点から、熱可塑性樹脂としては、フェノキシ樹脂及び/又はポリビニルアセタール樹脂が好ましい。
本発明の薄型フィルム用樹脂組成物を用いて薄型フィルムを形成することができる。
本発明の薄型フィルムを用いて種々のフィルムとの積層シートを形成することができる。
ラミネート処理は、市販されている真空ラミネーターを用いて実施することができる。市販されている真空ラミネーターとしては、例えば、(株)名機製作所製の真空加圧式ラミネーター、ニチゴー・モートン(株)製のバキュームアップリケーター等が挙げられる。
本発明の積層シート又は本発明の薄型フィルムを使用して多層プリント配線板を製造することができる。
(I−1)本発明の積層シートを、プリプレグが内層回路基板に接するように、内層回路基板に積層する工程
(II−1)内層回路基板に積層された積層シートを、加熱及び加圧して、平滑化する工程
(III−1)平滑化された積層シートを熱硬化して絶縁層を形成する工程
(I−2)本発明の薄型フィルムを内層回路基板に積層する工程
(II−2)内層回路基板に積層された薄型フィルムを、加熱及び加圧して、平滑化する工程
(III−2)内層回路基板に積層された薄型フィルムを熱硬化して絶縁層を形成する工程
絶縁層の粗化面の算術平均粗さ(Ra)は、非接触型表面粗さ計を用いて測定することができる。非接触型表面粗さ計の具体例としては、ビーコインスツルメンツ製の「WYKO NT3300」が挙げられる。
絶縁層と導体層との剥離強度の測定は、JIS C6481に準拠して行うことができる。
上記の多層プリント配線板を用いて、半導体装置を製造することができる。
(1)内層回路基板への薄型フィルムの積層
下記実施例及び比較例で製造した接着フィルムA(薄型フィルムA/支持体の層構成を有する接着フィルム)を、バッチ式真空加圧ラミネーター((株)名機製作所製「MVLP-500」)を用いて、薄型フィルムAが内層回路基板と接するように、内層回路基板の両面に積層した。内層回路基板としては、内層回路を形成した両面銅張積層板(銅箔の厚さ18μm、松下電工(株)製「R5715ES」)を使用した。積層は、30秒間真空吸引して気圧を13hPa以下とした後、温度80℃、圧力7.0kgf/cm2にて、支持体上から、耐熱ゴムを介して60秒間プレスすることにより積層した。
次に、大気圧下、温度80℃、圧力5.5kgf/cm2にて、SUS鏡板を用いて、支持体上から90秒間プレスすることにより、薄型フィルムAを平滑化した。
積層された薄型フィルムAを、100℃にて30分間、次いで180℃にて30分間加熱し、薄型フィルムAを熱硬化させた。熱硬化の後、支持体を剥離して、絶縁層を露出させた。
日立ビアメカニクス(株)製CO2レーザー加工機「LC−2E21B/1C」を使用して、絶縁層を穴あけ加工して、ビアホールを形成した。絶縁層表面におけるビアホールのトップ径(直径)は50μmであった。なお、穴あけ加工の条件は、マスク径1.60mm、フォーカスオフセット値0.050、パルス幅25μs、エネルギー0.33mJ/ショット、アパーチャー13、ショット数2、バーストモードであった。
ビアホールの形成後、絶縁層を形成した内層回路基板を、膨潤液(アトテックジャパン(株)製「スエリングディップ・セキュリガントP」、ジエチレングリコールモノブチルエーテル及び水酸化ナトリウムの水溶液)に60℃で10分間、次いで酸化剤溶液(アトテックジャパン(株)製「コンセントレート・コンパクトP」、過マンガン酸カリウム濃度約6%、水酸化ナトリウム濃度約4%の水溶液)に80℃で20分間、最後に中和液(アトテックジャパン(株)製「リダクションショリューシン・セキュリガントP」、硫酸水溶液)に40℃で5分間、浸漬した後、80℃で30分間乾燥した。乾燥後の基板を「評価基板1a」と称する。
絶縁層の粗化面にメッキにより導体層を形成した。詳細には、評価基板1aを、PdCl2を含む無電解メッキ用溶液に40℃で5分間浸漬し、次いで無電解銅メッキ液に25℃で20分間浸漬した。150℃にて30分間加熱してアニール処理を行った後に、セミアディティブ法に従って、エッチングレジストを形成し、露光・現像によるパターン形成の後に、硫酸銅電解メッキを行い、30μmの厚さで導体層を形成した。次いで、200℃で60分間加熱してアニール処理を行った。得られたプリント配線板を「評価基板1b」と称する。
(1)プリプレグの調製
ガラスクロス((株)有沢製作所社製「1015NS」、厚さ16μm)に、下記実施例及び比較例で調製した樹脂ワニスを含浸させた。次いで、プリプレグ中の残存有機溶剤量が0.6%となるまで乾燥し、厚さ35μmのプリプレグを得た。得られたプリプレグの片面に、支持体として厚さ38μmのPETフィルムを、他方の面に保護フィルムとして厚さ15μmのポリプロピレンフィルムをラミネート処理し、接着シートを得た。
接着シートから保護フィルムを剥離して、プリプレグを露出させた。次いで、下記実施例及び比較例で製造した接着フィルムB(薄型フィルムB/支持体の層構成を有する接着フィルム)に、プリプレグの露出した接着シートを、バッチ式真空加圧ラミネーター((株)名機製作所製「MVLP-500」)を用いて、プリプレグが薄型フィルムBと接するように積層した。積層は、30秒間真空吸引して気圧を13hPa以下とした後、温度120℃、圧力7.0kgf/cm2にて、支持体上から、耐熱ゴムを介して30秒間プレスすることにより積層した。次いで、大気圧下、温度120℃、圧力5kgf/cm2にて、SUS鏡板を用いて、支持体上から60秒間プレスすることにより、積層シートを得た。
積層シートから、接着シート由来の支持体を剥離して、プリプレグを露出させた。次いで、プリプレグの露出した積層シートを、バッチ式真空加圧ラミネーター((株)名機製作所製「MVLP-500」)を用いて、内層回路基板の両面に積層した。内層回路基板としては、内層回路基板(IPC MULTI-PURPOSE TESTBOARD No.IPC-B-25、厚さ0.8mm、導体層の厚さ18μm)を使用した。積層は、30秒間真空吸引して気圧を13hPa以下とした後、温度80℃、圧力7.0kgf/cm2にて、接着フィルムB由来の支持体上から、耐熱ゴムを介して60秒間プレスすることにより積層した。
次に、大気圧下、温度80℃、圧力5.5kgf/cm2にて、SUS鏡板を用いて、接着フィルムB由来の支持体上から90秒間プレスすることにより、積層シートを平滑化した。
積層された積層シートを、100℃にて30分間、次いで180℃にて30分間加熱し、積層シートを熱硬化させた。熱硬化の後、接着フィルムB由来の支持体を剥離して、絶縁層を露出させた。
日立ビアメカニクス(株)製CO2レーザー加工機「LC−2E21B/1C」を使用して、絶縁層を穴あけ加工して、ビアホールを形成した。絶縁層表面におけるビアホールのトップ径(直径)は50μmであった。なお、穴あけ加工の条件は、マスク径1.60mm、フォーカスオフセット値0.050、パルス幅25μs、エネルギー0.33mJ/ショット、アパーチャー13、ショット数2、バーストモードであった。
ビアホールの形成後、絶縁層を形成した内層回路基板を、膨潤液(アトテックジャパン(株)製「スエリングディップ・セキュリガントP」、ジエチレングリコールモノブチルエーテル及び水酸化ナトリウムの水溶液)に60℃で10分間、次いで酸化剤溶液(アトテックジャパン(株)製「コンセントレート・コンパクトP」、過マンガン酸カリウム濃度約6%、水酸化ナトリウム濃度約4%の水溶液)に80℃で20分間、最後に中和液(アトテックジャパン(株)製「リダクションショリューシン・セキュリガントP」、硫酸水溶液)に40℃で5分間、浸漬した後、80℃で30分間乾燥した。乾燥後の基板を「評価基板2a」と称する。
絶縁層の粗化面にメッキにより導体層を形成した。詳細には、評価基板2aを、PdCl2を含む無電解メッキ用溶液に40℃で5分間浸漬し、次いで無電解銅メッキ液に25℃で20分間浸漬した。150℃にて30分間加熱してアニール処理を行った後に、セミアディティブ法に従って、エッチングレジストを形成し、露光・現像によるパターン形成の後に、硫酸銅電解メッキを行い、30μmの厚さで導体層を形成した。次いで、200℃で60分間加熱してアニール処理を行った。得られたプリント配線板を「評価基板2b」と称する。
下記実施例及び比較例で製造した薄型フィルムAについて、0.5m×0.5mの領域を目視で観察し、下記基準にて塗工性(ピンホール)を評価した。
評価基準:
○:ピンホールがない
×:ピンホールがある
評価基板1aについて、非接触型表面粗さ計(ビーコインスツルメンツ社製「WYKO NT3300」)を用いて、VSIコンタクトモード、50倍レンズにより測定範囲を121μm×92μmとして得られる数値によりRa値を求めた。無作為に選んだ10点の平均値を求めることにより測定した。
絶縁層と導体層の剥離強度の測定は、評価基板1bについて、JIS C6481に準拠して行った。具体的には、評価基板1bの導体層に、幅10mm、長さ100mmの部分の切込みをいれ、この一端を剥がしてつかみ具で掴み、室温中にて、50mm/分の速度で垂直方向に35mmを引き剥がした時の荷重(kgf/cm)を測定し、剥離強度を求めた。測定には、引っ張り試験機((株)TSE製のオートコム型試験機「AC−50C−SL」)を使用した。
評価基板2bについて、上記<絶縁層と導体層の剥離強度の測定>と同様にして、絶縁層と導体層の剥離強度を測定し、下記基準に基づき、薄型フィルムの接着性を評価した。
評価基準:
○:薄型フィルムとプリプレグの界面で剥離が生じない
×:薄型フィルムとプリプレグの界面で剥離が生じた
評価基板2bを200mmx200mmの試験片に切断し、マイクロスコープ(KEYENCE(株)製マイクロスコープ「VH−5500」)を用いて表面状態を観察し、下記基準に基づき、絶縁層におけるシート状繊維基材の露出を評価した。
評価基準:
○:露出なし(0箇所で露出)
△:1箇所以上3箇所未満で露出
×:4箇所以上で露出
(樹脂ワニスの調製)
液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポキシ当量190、三菱化学(株)製「jER828EL」)28部、ナフタレン型4官能エポキシ樹脂(エポキシ当量163、DIC(株)製「HP−4700」)28部を、メチルエチルケトン(MEK)15部及びシクロヘキサノン15部の混合溶剤に撹拌しながら加熱溶解させた。そこへ、ナフトール系硬化剤(フェノール性水酸基当量215、東都化成(株)製「SN-485」)の固形分50%のMEK溶液110部、硬化促進剤(四国化成工業(株)製、「2E4MZ」)1部、球形シリカ(アドマテックス社製「SOC2」、平均粒径0.5μm)220部、及びフェノキシ樹脂溶液(重量平均分子量39000、エポキシ当量13000、三菱化学(株)製「YL6954BH30」、固形分30%のMEK溶液)330部を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散して、樹脂ワニスを調製した。
支持体としてアルキド樹脂系離型層付きPETフィルム(厚さ38μm、リンテック(株)製「AL5」)を用意した。上記で得た樹脂ワニスを、該支持体の離型層側表面に、ダイコータにて均一に塗布し、80℃〜120℃(平均100℃)で6〜8分間乾燥させて、接着フィルムAを得た。接着フィルムAは、支持体と、該支持体と接合する薄型フィルムA(厚さ10μm)とを含むものであった。ここで、薄型フィルムAは上記「第一実施形態の薄型フィルム」に相当する。
得られた接着フィルムAを、さらに160℃で10分間加熱して薄型フィルムAを熱硬化させ、接着フィルムBを得た。接着フィルムBは、支持体と、該支持体と接合する薄型フィルムB(厚さ10μm;薄型フィルムAの硬化物)とを含むものであった。ここで、薄型フィルムBは上記「第二実施形態の薄型フィルム」に相当する。
また、得られた接着フィルムBを用いて、上記〔評価基板2の調製〕の手順に従って、評価基板2bを製造した。
各評価結果を表1に示す。
薄型フィルムA及びBの厚さを5μmとした以外は、実施例1と同様にして各評価を行った。各評価結果を表1に示す。
硬化促進剤(四国化成工業(株)製、「2E4MZ」)の配合量を2部とした以外は、実施例2と同様にして接着フィルムAを得た。
得られた接着フィルムAを、さらに160℃で5分間加熱して薄型フィルムAを熱硬化させ、接着フィルムBを得た。
得られた接着フィルムA及びBを用いて、実施例1と同様にして各評価を行った。各評価結果を表1に示す。
フェノキシ樹脂溶液(重量平均分子量39000、エポキシ当量13000、三菱化学(株)製「YL6954BH30」、固形分30%のMEK溶液)330部に代えて、ポリビニルブチラール樹脂溶液(積水化学工業(株)製「KS-1」、固形分15%のエタノールとトルエンの質量比が1:1の混合溶液)660部を使用した以外は、実施例2と同様にして各評価を行った。各評価結果を表1に示す。
フェノキシ樹脂溶液(重量平均分子量39000、エポキシ当量13000、三菱化学(株)製「YL6954BH30」、固形分30%のMEK溶液)の配合量を500部としたこと以外は、実施例2と同様にして各評価を行った。各評価結果を表1に示す。
フェノキシ樹脂溶液(重量平均分子量39000、エポキシ当量13000、三菱化学(株)製「YL6954BH30」、固形分30%のMEK溶液)の配合量を1100部としたこと以外は、実施例2と同様にして各評価を行った。各評価結果を表1に示す。
接着フィルムBに代えて接着フィルムAを用いて評価基板2bを製造したこと以外は、実施例6と同様にして各評価を行った。各評価結果を表1に示す。
フェノキシ樹脂溶液(重量平均分子量39000、エポキシ当量13000、三菱化学(株)製「YL6954BH30」、固形分30%のMEK溶液)の配合量を7000部としたこと以外は、実施例7と同様にして各評価を行った。各評価結果を表1に示す。
フェノキシ樹脂溶液(重量平均分子量39000、エポキシ当量13000、三菱化学(株)製「YL6954BH30」、固形分30%のMEK溶液)の配合量を33部とし、硬化促進剤(四国化成工業(株)製、「2E4MZ」)の配合量を0.1部としたこと以外は、実施例2と同様にして各評価を行った。各評価結果を表1に示す。
ポリビニルブチラール樹脂溶液(積水化学工業(株)製「KS-1」、固形分15%のエタノールとトルエンの質量比が1:1の混合溶液)の配合量を66部とし、硬化促進剤(四国化成工業(株)製、「2E4MZ」)の配合量を0.1部としたこと以外は、実施例4と同様にして各評価を行った。各評価結果を表1に示す。
Claims (15)
- 支持体と該支持体と接合する薄型フィルムとを含む接着フィルムであって、
薄型フィルムが、
(A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤及び(C)熱可塑性樹脂を含み、
(C)熱可塑性樹脂/(A)エポキシ樹脂の質量比が1.5〜40であり、
(C)熱可塑性樹脂/[(A)エポキシ樹脂+(B)硬化剤]の質量比が0.1〜20である樹脂組成物からなり、
薄型フィルムの厚さが15μm以下であり、
支持体が、プラスチック材料からなるフィルムである、接着フィルム。 - 支持体と該支持体と接合する薄型フィルムとを含む接着フィルムであって、
薄型フィルムが、
(A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤及び(C)熱可塑性樹脂を含み、
(C)熱可塑性樹脂/(A)エポキシ樹脂の質量比が1.5〜40であり、
(C)熱可塑性樹脂/[(A)エポキシ樹脂+(B)硬化剤]の質量比が0.1〜20である樹脂組成物の硬化物からなり、
薄型フィルムの厚さが15μm以下であり、
支持体が、プラスチック材料からなるフィルムである、接着フィルム。 - (C)熱可塑性樹脂が、フェノキシ樹脂及び/又はポリビニルアセタール樹脂である、請求項1または2に記載の接着フィルム。
- (C)熱可塑性樹脂の重量平均分子量が、10000〜100000である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の接着フィルム。
- 樹脂組成物がさらに(D)硬化促進剤を含み、(D)硬化促進剤/[(A)エポキシ樹脂+(B)硬化剤]の質量比が0.0005〜0.05である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の接着フィルム。
- (C)熱可塑性樹脂/[(A)エポキシ樹脂+(B)硬化剤]の質量比が0.85〜20である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の接着フィルム。
- 薄型フィルムの厚さが10μm以下である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の接着フィルム。
- メッキにより導体層を形成する多層プリント配線板の絶縁層用である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の接着フィルム。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の接着フィルムと、該接着フィルムの薄型フィルムと接合するプリプレグとを含む積層シート。
- 請求項9に記載の積層シートにより絶縁層が形成された、多層プリント配線板。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の接着フィルムの薄型フィルムにより絶縁層が形成された、多層プリント配線板。
- 請求項10又は11に記載の多層プリント配線板を含む半導体装置。
- 下記工程(I−1)乃至(III−1)を含む、多層プリント配線板の製造方法。
(I−1)請求項9に記載の積層シートを、プリプレグが内層回路基板に接するように、内層回路基板に積層する工程
(II−1)内層回路基板に積層された積層シートを、加熱及び加圧して、平滑化する工程
(III−1)平滑化された積層シートを熱硬化して絶縁層を形成する工程 - 下記工程(I−2)乃至(III−2)を含む、多層プリント配線板の製造方法。
(I−2)請求項1〜8のいずれか1項に記載の接着フィルムを、薄型フィルムが内層回路基板に接するように、内層回路基板に積層する工程
(II−2)内層回路基板に積層された薄型フィルムを、加熱及び加圧して、平滑化する工程
(III−2)内層回路基板に積層された薄型フィルムを熱硬化して絶縁層を形成する工程 - 絶縁層に穴あけする工程、該絶縁層を粗化処理する工程、及び粗化された絶縁層表面にメッキにより導体層を形成する工程をさらに含む、請求項13又は14に記載の多層プリント配線板の製造方法。
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