JP2008244189A - Circuit board and semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回路基板および半導体装置に関する。 The present invention relates to a circuit board and a semiconductor device.
シート状基材のコア層としてガラス繊維基材等を用い、熱硬化性樹脂を含浸して得られるプリプレグを用いて回路基板が形成されている。このプリプレグは、厚さ50〜200μm程度のガラス繊維基材を熱硬化性樹脂のワニスに浸漬する方法等によって得られる(例えば、特許文献1参照)。
しかし、近年の電子部品・電子機器等の小型化・薄膜化等に伴って、それに用いられる回路基板等にも小型化・薄膜化が要求される。それに伴い、回路基板には、より高密度の回路配線パターンを形成することが必要となってきている。
A circuit board is formed using a prepreg obtained by impregnating a thermosetting resin using a glass fiber substrate or the like as a core layer of a sheet-like substrate. This prepreg is obtained by a method of immersing a glass fiber substrate having a thickness of about 50 to 200 μm in a thermosetting resin varnish (see, for example, Patent Document 1).
However, along with recent downsizing and thinning of electronic parts and electronic devices, circuit boards and the like used therefor are required to be downsized and thinned. Accordingly, it has become necessary to form a higher-density circuit wiring pattern on the circuit board.
このような高密度の回路パターンを形成するために、多層構造の回路基板を用い、その各層を薄くすることが行なわれているが、内層の回路パターンによって必要とされる樹脂量が異なるため、プリプレグの積層時に樹脂がはみ出したり、回路を埋める樹脂が不足したりするため良好な回路基板を得られない場合があった。 In order to form such a high-density circuit pattern, a multilayer circuit board is used and each layer is thinned. However, the amount of resin required varies depending on the inner layer circuit pattern. When the prepreg is laminated, the resin protrudes or the resin that fills the circuit is insufficient, so that a good circuit board may not be obtained.
本発明の目的は、薄膜化に対応した回路基板および半導体装置を提供することにあり、かつ回路パターンに応じたプリプレグを用いて良好な回路基板および半導体装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a circuit board and a semiconductor device corresponding to thinning, and to provide a good circuit board and a semiconductor device using a prepreg corresponding to a circuit pattern.
このような目的は、下記(1)〜(6)に記載の本発明により達成される。
(1)シート状基材のコア層と、前記コア層の一方面側に形成される第1樹脂層および他方面側に形成される第2樹脂層とを有するプリプレグと、回路配線が形成された基板とが積層されてなる回路基板であって、前記プリプレグの第1樹脂層は、前記基板の回路配線が形成された面に接合されており、前記第1樹脂層の厚さが前記第2樹脂層の厚さよりも厚く、かつ前記第1樹脂層の厚さをB1[μm]とし、第1樹脂層に接する回路配線の厚さをt1[μm]およびその回路配線の残銅率をS[%]とし、回路配線部の上端面からコア層までの厚さをt2[μm]としたとき、B1=t2+t1×(1−S/100)である関係を満たすことを特徴とする回路基板。
(2)前記シート状基材の厚さは、5〜25μmである上記(1)に記載の回路基板。
(3)前記プリプレグの硬化後の面方向の熱膨張係数は、20ppm/℃以下である上記(1)または(2)に記載の回路基板。
(4)前記第1樹脂層の厚さと、前記第2樹脂層の厚さとの比(第2樹脂層/第1樹脂層)、0.1〜1である上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の回路基板。
(5)前記第2樹脂層の厚さは、5〜15μmである上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の回路基板。
(6)前述のシート状基材が、誘電率7以下、熱膨張係数6ppm/℃以下である上記(1)〜(5)いずれかに記載の回路基板。
(7)上記(1)ないし(6)のいずれかに記載の回路基板に半導体素子が搭載されてなることを特徴とする半導体装置。
Such an object is achieved by the present invention described in the following (1) to (6).
(1) A prepreg having a core layer of a sheet-like base material, a first resin layer formed on one side of the core layer and a second resin layer formed on the other side, and circuit wiring are formed. A first resin layer of the prepreg is bonded to a surface of the substrate on which circuit wiring is formed, and the thickness of the first resin layer is the first substrate. The thickness of the first resin layer is B1 [μm], the thickness of the circuit wiring in contact with the first resin layer is t1 [μm], and the remaining copper ratio of the circuit wiring is A circuit that satisfies the relationship of B1 = t2 + t1 × (1−S / 100), where S [%] and the thickness from the upper end surface of the circuit wiring portion to the core layer is t2 [μm]. substrate.
(2) The circuit board according to (1), wherein the thickness of the sheet-like base material is 5 to 25 μm.
(3) The circuit board according to (1) or (2), wherein a thermal expansion coefficient in a plane direction after the prepreg is cured is 20 ppm / ° C. or less.
(4) The ratio of the thickness of the first resin layer to the thickness of the second resin layer (second resin layer / first resin layer), (1) to (3) A circuit board according to any one of the above.
(5) The circuit board according to any one of (1) to (4), wherein the thickness of the second resin layer is 5 to 15 μm.
(6) The circuit board according to any one of (1) to (5), wherein the sheet-like base material has a dielectric constant of 7 or less and a thermal expansion coefficient of 6 ppm / ° C. or less.
(7) A semiconductor device, wherein a semiconductor element is mounted on the circuit board according to any one of (1) to (6).
本発明によれば、薄膜化に対応することが可能であり、かつ回路パターンに応じて最適なプリプレグを用いて良好な回路基板を提供することができる。すなわち、回路パターン(例えば残銅率、銅箔の厚さ)に応じてシート状基材のコア層、たとえば繊維基材などをプリプレグの厚さ方向に偏在させることで、回路パターンに応じた必要な樹脂量のみを有するプリプレグを用いて、厚みが薄くかつ樹脂の不足や過多による不具合の無い良好な回路基板を得ることができる。
また、本発明によれば上記回路基板を有する半導体装置を提供することができ、それによって厚みの薄いの半導体装置を得ることができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can respond to thin film formation, and can provide a favorable circuit board using the optimal prepreg according to a circuit pattern. That is, the core layer of the sheet-like base material, for example, the fiber base material is unevenly distributed in the thickness direction of the prepreg according to the circuit pattern (for example, the remaining copper ratio, the thickness of the copper foil), and the necessity according to the circuit pattern By using a prepreg having only a small amount of resin, it is possible to obtain a good circuit board that is thin and has no problems due to insufficient or excessive resin.
In addition, according to the present invention, a semiconductor device having the circuit board can be provided, whereby a thin semiconductor device can be obtained.
以下、本発明の回路基板および半導体装置について説明する。
本発明の回路基板は、シート状基材のコア層と、前記コア層の一方面側に形成される第1樹脂層および他方面側に形成される第2樹脂層とを有するプリプレグと、回路配線が形成された基板とが積層されてなる回路基板であって、前記プリプレグの第1樹脂層は、前記基板の回路配線が形成された面に接合されており、前記第1樹脂層の厚さが前記第2樹脂層の厚さよりも厚く、かつ前記第1樹脂層の厚さをB1[μm]とし、第1樹脂層に接する回路配線の厚さをt1[μm]およびその回路配線の残銅率をS[%]とし、回路配線部の上端面からコア層までの厚さをt2[μm]としたとき、B1=t2+t1×(1−S/100)である関係を満たすことを特徴とする。
また、本発明の半導体装置は、上記に記載の回路基板に半導体素子が搭載されてなることを特徴とする。
The circuit board and semiconductor device of the present invention will be described below.
A circuit board of the present invention includes a prepreg having a core layer of a sheet-like base material, a first resin layer formed on one side of the core layer, and a second resin layer formed on the other side, and a circuit A circuit board formed by laminating a substrate on which wiring is formed, wherein the first resin layer of the prepreg is bonded to a surface of the substrate on which circuit wiring is formed, and the thickness of the first resin layer is Is thicker than the thickness of the second resin layer, the thickness of the first resin layer is B1 [μm], the thickness of the circuit wiring in contact with the first resin layer is t1 [μm], and the circuit wiring When the remaining copper ratio is S [%] and the thickness from the upper end surface of the circuit wiring portion to the core layer is t2 [μm], the relationship B1 = t2 + t1 × (1−S / 100) is satisfied. Features.
A semiconductor device of the present invention is characterized in that a semiconductor element is mounted on the circuit board described above.
まず、回路基板について説明する。
回路基板は、図1に示すようなプリプレグ10と、図2に示すような基板30とで構成されている。
プリプレグ10は、シート状基材のコア層11と、コア層11の一方の面側(図1中の上側)に形成される第1樹脂層1と、他方の面側(図1中の下側)に形成される第2樹脂層2とを有している。
基板30には、コア材4の両表面から突出するように回路配線部5が形成されている。回路配線5同士の間には、空間部51が形成されている。プリプレグ10と基板30とが接合された際に、空間部51に、第2樹脂層2が埋め込まれることになる。
First, the circuit board will be described.
The circuit board includes a
The
The
図3は、プリプレグ10と、基板30とが積層されている状態を模式的に示したものである。図3に示すように、回路配線5同士の間の空間部51に、第1樹脂層1が埋設されている。
そして、第1樹脂層1の厚さをB1[μm]とし、回路配線部5の厚さをt1[μm]およびその残銅率をS[%]とし、回路配線部5の上端面(図3中上側)からコア層11までの厚さをt2[μm]としたとき、B1=t2+t1×(1−S/100)である関係を満たす。これにより、回路配線のパターンに最適な樹脂層厚さを設定することができ、最終的に得られる回路基板の厚さを薄くすることができる。
FIG. 3 schematically shows a state in which the
Then, the thickness of the
ここで、t2の厚さは、特に限定されないが、0〜15μmが好ましい。また、回路配線部5とコア層11との接触による回路配線部5での絶縁性の低下等が懸念される場合は、t2を3〜15μmとすることが好ましい。一方、最終的な回路基板の厚さを薄くする場合には、t2を0〜5μmとすることが好ましく、さらに絶縁性と薄さを両立するためには、t2を3〜5μmとすることが好ましい。これにより、プリプレグ10の厚さを最適化した上で、一方の面側には回路配線部5への埋め込み性に優れ、かつ他方の面側には高い絶縁信頼性を付与することができる。
Here, although the thickness of t2 is not specifically limited, 0-15 micrometers is preferable. Moreover, when there is a concern about a decrease in insulation in the
また、プリプレグ10全体の厚さをt0[μm]とし、回路配線部5の厚さをt1[μm]としたとき、t0とt1の差(t3)は、特に限定されないが、35μm以下であることが好ましく、特に10〜30μmであることが好ましい。これにより、最終的に得られる回路基板の厚さが薄くても、絶縁信頼性を維持することができる。
Further, when the thickness of the
また、第2樹脂層2の厚さB2[μm]も特に限定されないが、表面のメッキ付き性を主として要求されるだけの場合は、5〜15μmが好ましく、特に8〜10μmが好ましい。これにより、一方の面側のメッキ付き性に優れる。
Further, the thickness B2 [μm] of the
また、第1樹脂層1の厚さB1[μm]と、第2樹脂層2の厚さB2[μm]との比(B2/B1)も特に限定されないが、0.1〜1が好ましく、特に0.2〜0.4が好ましい。厚さの比が前記範囲内であると、特にコア層11の波打ちを低減でき、それによってプリプレグ10の平坦性が向上し得られる基板の歩留が向上する。
Further, the ratio (B2 / B1) between the thickness B1 [μm] of the
プリプレグ10の全体の厚さは、特に限定されないが、10〜35μmが好ましく、特に10〜25μmが好ましい。これにより、特に6層以上に多層化しても基板を薄い状態に維持でき、最終的に薄い半導体装置を得ることができる。
The total thickness of the
回路基板は、例えば上述したプリプレグ10を、基板30の両面側に積層して得られる。このような回路基板は、例えば表面に回路パターンを有した基板30の両面に、プリプレグ10を重ね、さらに最外層に銅箔を重ねて、加熱、加圧成形することで得ることができる。
回路基板について、図4に示すような4層の回路配線を有する回路基板に基づいて詳細に説明する。
回路基板70は、基板30の両面にプリプレグ10aおよび10bが積層されている。
基板30には、基板30を貫通するようにスルーホール41が設けられている。スルーホール41の内部は、銅メッキされており、基板30の両表面に形成されている回路配線部5と電気的に接続されている。
The circuit board is obtained, for example, by laminating the above-described
The circuit board will be described in detail based on a circuit board having four layers of circuit wiring as shown in FIG.
In the
A through
基板30の両表面の回路配線部5を覆うように、プリプレグ10aおよび10bが設けられている。プリプレグ10aおよび10bの第1樹脂層1は、それぞれ回路配線部5同士の空間部51へ埋め込まれている。
プリプレグ10aおよび10bの表面には、回路配線部5a、5bが形成されている。回路配線部5a、5bは、例えば銅メッキにより形成することができる。また、プリプレグ10aおよび10bには、プリプレグ10a、10bを貫通するようにスルーホール101が設けられている。スルーホール101の内部は、銅メッキされており、基板30の表面に形成されている回路配線部5と、プリプレグ10の表面に形成されている回路配線部5a、5bとを電気的に接続されている。
このように、回路基板70を構成するプリプレグ10の第1樹脂層1の厚さが、回路配線部5の厚さと上述したような関係を満足するために、回路基板70の厚さを薄くすることができる。
Thus, in order for the thickness of the
次に、上述のようなプリプレグ10について説明する。
プリプレグ10は、図1に示すようにシート状基材のコア層11と、コア層11の一方の面側(図1中の上側)に形成される第1樹脂層1と、他方の面側(図1中の下側)に形成される第2樹脂層2とを有している。以下、それぞれについて説明する。
Next, the
As shown in FIG. 1, the
(コア層)
コア層11を構成するシート状基材としては、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等が挙げられる。これらの中でもガラス繊維基材が好ましい。これにより、プリプレグ10の強度を向上することができる。
(Core layer)
Examples of the sheet-like substrate constituting the
このようなガラス繊維基材を構成するガラスとしては、例えばEガラス、Cガラス、Aガラス、Sガラス、Dガラス、NEガラス、Tガラス等が挙げられる。これらの中でもN、NE、S、Tガラスが好ましい。これにより、ガラス繊維基材の熱膨張係数を小さくすることができ、それによってプリプレグの熱膨張係数を小さくすることができる。 As glass which comprises such a glass fiber base material, E glass, C glass, A glass, S glass, D glass, NE glass, T glass etc. are mentioned, for example. Among these, N, NE, S, and T glass are preferable. Thereby, the thermal expansion coefficient of a glass fiber base material can be made small, and, thereby, the thermal expansion coefficient of a prepreg can be made small.
シート状基材の厚さは、特に限定されないが、5〜25μmであることが好ましく、特に10〜15μmであることが好ましい。厚さが前記範囲内であると、特に、基板の薄膜化と基板の強度とのバランス、さらには層間接続の加工性や信頼性に優れる。
また、シート状基材の誘電率は、特に限定されないが、7以下であることが好まし。
また、シート状基材の熱膨張係数は、特に限定されないが、6ppm/℃以下であることが好ましく、さらに好ましくは3ppm/℃以下であることが好ましい。
Although the thickness of a sheet-like base material is not specifically limited, It is preferable that it is 5-25 micrometers, and it is especially preferable that it is 10-15 micrometers. When the thickness is within the above range, the balance between the reduction in the thickness of the substrate and the strength of the substrate, and the processability and reliability of interlayer connection are particularly excellent.
The dielectric constant of the sheet-like substrate is not particularly limited, but is preferably 7 or less.
Moreover, the thermal expansion coefficient of the sheet-like substrate is not particularly limited, but is preferably 6 ppm / ° C. or less, more preferably 3 ppm / ° C. or less.
(第1樹脂層)
第1樹脂層1は、例えば硬化性樹脂と、硬化剤等とを含む樹脂組成物で構成されている。
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型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、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂等が挙げられる。 これらの中の1種類を単独で用いてもよいし、異なる重量平均分子量を有する2種類以上を併用してもよく、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てもよい。
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10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10の電気特性(低誘電率、低誘電正接)等にも優れる。
(First resin layer)
The
Examples of the curable resin include novolac type phenol resins such as phenol novolak resin, cresol novolak resin, bisphenol A novolak resin, unmodified resole phenol resin, oil-modified resole phenol resin modified with paulownia oil, linseed oil, walnut oil, etc. Phenol resin such as resol type phenol 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 Bisphenol type epoxy resin such as resin, phenol novolac type epoxy resin, novolak type epoxy resin such as cresol novolak type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, Phenylaralkyl epoxy resin, arylalkylene epoxy resin, naphthalene epoxy resin, anthracene epoxy resin, phenoxy epoxy resin, dicyclopentadiene epoxy resin, norbornene epoxy resin, adamantane epoxy resin, fluorene epoxy resin, etc. Resin having triazine ring such as epoxy resin, urea (urea) resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, bismaleimide resin, polyurethane resin, diallyl phthalate resin, silicone resin, resin having benzoxazine ring, cyanate resin, polyimide resin , Polyamideimide resin, benzocyclobutene resin and the like. One of these may be used alone, two or more having different weight average molecular weights may be used in combination, and one or two or more thereof and a prepolymer thereof may be used in combination.
Among these, cyanate resins (including prepolymers of cyanate resins) are particularly preferable. Thereby, the thermal expansion coefficient of the
前記シアネート樹脂は、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、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る。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10を薄膜化(厚さ35μm以下)した場合であってもプリプレグ10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。
The cyanate resin can be obtained by, for example, reacting a halogenated cyanide compound with a phenol and prepolymerizing it by a method such as heating as necessary. Specific examples include 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. Among these, 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. This is because the 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
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。 As said novolak-type cyanate resin, what is shown, for example by Formula (I) can be used.
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。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10の成形性が低下する場合がある。
The average repeating unit n of the novolak cyanate resin represented by the formula (I) is not particularly limited, but is preferably 1 to 10, and particularly preferably 2 to 7. When 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. Moreover, when average repeating unit n exceeds the said upper limit, melt viscosity will become high too much and the moldability of the
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10を作製した場合にタック性が生じ、プリプレグ10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。
Although the weight average molecular weight of the cyanate resin is not particularly limited, a weight average molecular weight of 500 to 4,500 is preferable, and 600 to 3,000 is particularly preferable. When the
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).
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。 In addition, although not particularly limited, 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.
前記熱硬化性樹脂の含有量は、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10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10の強度が低下する場合がある。
Although content of the said thermosetting resin is not specifically limited, 5 to 50 weight% of the whole said resin composition is preferable, and 20 to 40 weight% is especially preferable. When the content is less than the lower limit, it may be difficult to form the
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、最終的に得
られる回路基板を薄膜化(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、回路基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。
Moreover, it is preferable that the said resin composition contains an inorganic filler. Thereby, even if the circuit board finally obtained is thinned (thickness 0.5 mm or less), it can be excellent in strength. Furthermore, the low thermal expansion of the circuit board can be improved.
Examples of the inorganic filler 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. Carbonates, hydroxides such as aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, sulfates or sulfites such as barium sulfate, calcium sulfate, calcium sulfite, zinc borate, barium metaborate, aluminum borate, boron 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. As the inorganic filler, one of these can be used alone, or two or more can be used in combination. Among these, silica is particularly preferable, and fused silica (particularly spherical fused silica) is preferable in terms of excellent low thermal expansion. 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. .
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10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。
The average particle diameter of the inorganic filler is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 5.0 μm, particularly preferably 0.1 to 2.0 μm. If the particle size of the inorganic filler is less than the lower limit value, the viscosity of the varnish increases, which may affect the workability when producing the
This average particle diameter can be measured, for example, by a particle size distribution meter (manufactured by HORIBA, LA-500).
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種類以上とを併用したりすることもできる。 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 type or two or more types of inorganic fillers having an average particle size of monodisperse and / or polydisperse may be used in combination.
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。 Furthermore, spherical silica (especially spherical fused silica) having an average particle size of 5.0 μm or less is preferable, and spherical fused silica having an average particle size of 0.01 to 2.0 μm is particularly preferable. Thereby, the filling property of an inorganic filler can be improved.
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。 Although content of the said inorganic filler is not specifically limited, 20 to 80 weight% of the whole resin composition is preferable, and 30 to 70 weight% is especially preferable. When the content is within the above range, particularly low thermal expansion and low water absorption can be achieved.
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、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E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、キシリレン型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂等の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が挙げられる。エポキシ樹脂として、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。
これらエポキシ樹脂の中でも特にアリールアルキレン型エポキシ樹脂が好ましい。これにより、吸湿半田耐熱性および難燃性を向上させることができる。
When a cyanate resin (particularly a novolac-type cyanate resin) is used as the thermosetting resin, it is preferable to use an epoxy resin (substantially free of halogen atoms). Examples of the epoxy resin include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol E type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, bisphenol M type epoxy resin, bisphenol P type epoxy resin, and bisphenol Z type epoxy resin. Type epoxy resins, phenol novolac type epoxy resins, cresol novolac epoxy resins and other novolak type epoxy resins, biphenyl type epoxy resins, xylylene type epoxy resins, biphenyl aralkyl type epoxy resins and other aryl alkylene type epoxy resins, naphthalene type epoxy resins, anthracene Type epoxy resin, phenoxy type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, norbornene type epoxy resin, adamantane type An epoxy resin, a fluorene type epoxy resin, etc. are mentioned. As the epoxy 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 epoxy resins, aryl alkylene type epoxy resins are particularly preferable. Thereby, moisture absorption solder heat resistance and a flame retardance can be improved.
前記アリールアルキレン型エポキシ樹脂とは、繰り返し単位中に一つ以上のアリールアルキレン基を有するエポキシ樹脂をいう。例えばキシリレン型エポキシ樹脂、ビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらの中でもビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂が好ましい。ビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂は、例えば式(II)で示すことができる。 The arylalkylene-type epoxy resin refers to an epoxy resin having one or more arylalkylene groups in a repeating unit. For example, a xylylene type epoxy resin, a biphenyl dimethylene type epoxy resin, etc. are mentioned. Among these, a biphenyl dimethylene type epoxy resin is preferable. The biphenyl dimethylene type epoxy resin can be represented by, for example, the formula (II).
前記式(II)で示されるビフェニルジメチレン型エポキシ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2〜5が好ましい。平均繰り返し単位nが前記下限値未満であるとビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂は結晶化しやすくなり、汎用溶媒に対する溶解性が比較的低下するため、取り扱いが困難となる場合がある。また、平均繰り返し単位nが前記上限値を超えると樹脂の流動性が低下し、成形不良等の原因となる場合がある。 The average repeating unit n of the biphenyl dimethylene type epoxy resin represented by the formula (II) is not particularly limited, but is preferably 1 to 10, and particularly preferably 2 to 5. When the average repeating unit n is less than the lower limit, the biphenyl dimethylene type epoxy resin is easily crystallized, and the solubility in a general-purpose solvent is relatively lowered, which may make handling difficult. On the other hand, if the average repeating unit n exceeds the upper limit, the fluidity of the resin is lowered, which may cause molding defects.
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。 Although content of the said epoxy resin is not specifically limited, 1 to 55 weight% of the whole resin composition is preferable, and 2 to 40 weight% is especially preferable. 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.
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10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10作製時、シート状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。
The weight average molecular weight of the epoxy resin is not particularly limited, but a weight average molecular weight of 500 to 20,000 is preferable, and 800 to 15,000 is particularly preferable. If the weight average molecular weight is less than the lower limit value, tackiness may occur in the
The weight average molecular weight of the epoxy resin can be measured by GPC, for example.
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。 When using cyanate resin (especially novolak-type cyanate resin) as said thermosetting resin, it is preferable to use a phenol resin. Examples of the phenol resin include novolak-type phenol resins, resol-type phenol resins, and arylalkylene-type phenol resins. As 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.
前記アリールアルキレン型フェノール樹脂としては、例えばキシリレン型フェノール樹脂、ビフェニルジメチレン型フェノール樹脂等が挙げられる。ビフェニルジメチレン型フ
ェノール樹脂は、例えば式(III)で示すことができる。
Examples of the aryl alkylene type phenol resin include a xylylene type phenol resin and a biphenyl dimethylene type phenol resin. A biphenyl dimethylene type phenol resin can be shown, for example by Formula (III).
前記式(III)で示されるビフェニルジメチレン型フェノール樹脂の繰り返し単位nは、特に限定されないが、1〜12が好ましく、特に2〜8が好ましい。平均繰り返し単位nが前記下限値未満であると耐熱性が低下する場合がある。また、前記上限値を超えると他の樹脂との相溶性が低下し、作業性が低下する場合がある。 Although the repeating unit n of the biphenyl dimethylene type phenol resin represented by the formula (III) is not particularly limited, 1 to 12 is preferable, and 2 to 8 is particularly preferable. If the average repeating unit n is less than the lower limit, the heat resistance may be lowered. Moreover, when the said upper limit is exceeded, compatibility with other resin will fall and workability | operativity may fall.
前述のシアネート樹脂(特にノボラック型シアネート樹脂)とアリールアルキレン型フェノール樹脂との組合せにより、架橋密度をコントロールし、反応性を容易に制御できる。 By combining the above-mentioned cyanate resin (particularly novolak-type cyanate resin) and arylalkylene-type phenol resin, the crosslinking density can be controlled and the reactivity can be easily controlled.
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。 Although content of the said phenol resin is not specifically limited, 1 to 55 weight% of the whole resin composition is preferable, and 5 to 40 weight% is especially preferable. 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.
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10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10作製時、シート状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。
The weight average molecular weight of the phenol resin is not particularly limited, but a weight average molecular weight of 400 to 18,000 is preferable, and 500 to 15,000 is particularly preferable. If the weight average molecular weight is less than the lower limit value, tackiness may occur in the
The weight average molecular weight of the phenol resin can be measured by, for example, GPC.
更に、前記シアネート樹脂(特にノボラック型シアネート樹脂)と前記フェノール樹脂(アリールアルキレン型フェノール樹脂、特にビフェニルジメチレン型フェノール樹脂)と前記エポキシ樹脂(アリールアルキレン型エポキシ樹脂、特にビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂)との組合せを用いて基板(特に回路基板)を作製した場合、特に優れた寸法安定性を得ることが出来る。 Furthermore, the cyanate resin (especially novolac type cyanate resin), the phenol resin (arylalkylene type phenolic resin, particularly biphenyldimethylene type phenolic resin) and the epoxy resin (arylalkylene type epoxy resin, particularly biphenyldimethylene type epoxy resin). When a board (especially a circuit board) is produced using a combination with the above, particularly excellent dimensional stability can be obtained.
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、シート状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。
The resin composition is not particularly limited, but it is preferable to use a coupling agent. The coupling agent uniformly fixes the thermosetting resin and the inorganic filler to the sheet-like substrate by improving the wettability of the interface between the thermosetting resin and the inorganic filler. The heat resistance, particularly the solder heat resistance after moisture absorption can be improved.
As 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.
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。 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.
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。 A curing accelerator may be used in the resin composition as necessary. A well-known thing can be used as said hardening accelerator. For example, 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, salicylic acid, paratoluenesulfonic acid, and the like, or a mixture thereof. . As the curing accelerator, one kind including these derivatives can be used alone, or two or more kinds including these derivatives can be used in combination.
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10の保存性が低下する場合がある。
Although content of the said hardening accelerator is not specifically limited, 0.05-5 weight% of the whole said resin composition is preferable, and 0.2-2 weight% is especially preferable. If the content is less than the lower limit, the effect of promoting curing may not appear, and if the content exceeds the upper limit, the storability of the
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。
In the resin composition, 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. Polystyrene 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, methacryl modified polybutadiene, etc. 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.
(第2樹脂層)
第2樹脂層2は、第1樹脂層1と同様に例えばエポキシ樹脂、シアン酸エステル樹脂等の熱硬化性樹脂と、硬化剤等とを含む樹脂組成物で構成されている。
ここで、第2樹脂層2と第1樹脂層1とを構成する樹脂組成物は、同じであっても異なっていても良いが、異なることが好ましい。これにより、各樹脂層に対して異なる機能を付与することができる。
具体的な樹脂組成については、第1樹脂層1を構成する樹脂組成と同様のものを用いることができる。
(Second resin layer)
Similar to the
Here, the resin compositions constituting the
About a specific resin composition, the thing similar to the resin composition which comprises the
このような第1樹脂層と第2樹脂層とを有するプリプレグは、例えば上述の樹脂組成物をシート状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。 A prepreg having such a first resin layer and a second resin layer is obtained, for example, by impregnating a sheet-like base material with the above-described resin composition. Thereby, 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 can be obtained.
上述の樹脂組成物を繊維基材に含浸させる方法には、例えば、本発明の樹脂組成物を用
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、真空ラミネート法等が挙げられる。これらの中でも、真空ラミネート法が好ましい。これにより、シート状基材に対する樹脂層の偏在位置を自由にコントロールすることができ、含浸性にも優れる。
真空ラミネート法について簡単に説明すると、予めキャリアフィルム等に第1樹脂層1および第2樹脂層2を構成する樹脂組成物を、それぞれ塗布したキャリア材料を製造し、このキャリア材料をシート状基材の両面から真空中でラミネート後、真空中もしくは大気中で熱処理乾燥させる方法が挙げられる。このような方法によると、キャリア材料に塗布する第1樹脂層1および第2樹脂層2の厚さ、構成する樹脂組成を変えるだけで、プリプレグ10の両面の樹脂組成を異なるようにしたり、両面それぞれの樹脂層の厚さを調整したりすることが容易となる。
Examples of the method of impregnating the fiber base material with the above-described resin composition include, for example, a method of preparing a resin varnish using the resin composition of the present invention, immersing the fiber base material in the resin varnish, and a method of applying with various coaters , Spraying method, vacuum laminating method and the like. Among these, the vacuum laminating method is preferable. Thereby, the uneven distribution position of the resin layer with respect to a sheet-like base material can be controlled freely, and it is excellent also in the impregnation property.
The vacuum laminating method will be briefly described. A carrier material obtained by previously applying a resin composition constituting the
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40〜8
0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。
The solvent used in the resin varnish desirably exhibits good solubility in the resin component in the resin composition, but a poor solvent may be used within a range that does not adversely affect the resin varnish. Examples of 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 40-8.
0 wt% is preferable, and 50 to 65 wt% is particularly preferable. 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.
このようなプリプレグ10硬化後の面方向の線膨張係数は、特に限定されないが、20ppm以下であることが好ましく、特に5〜10ppmであることが好ましい。線膨張係数が前記範囲内であると、繰り返しの熱衝撃に対する耐クラック性を向上することができる。
前記面方向の線膨張係数は、例えばTMA装置(TAインスツルメント社製)を用いて、10℃/分で昇温して評価することができる。
プリプレグ10の硬化後とは、例えばDSC装置で評価したときの反応率が80%以上となる状態を意味する。
The linear expansion coefficient in the plane direction after curing of the
The linear expansion coefficient in the plane direction can be evaluated by elevating the temperature at 10 ° C./min using, for example, a TMA apparatus (manufactured by TA Instruments).
After the
(基板)
基板30は、コア材4と、コア材4の両表面から突出するように回路配線5が形成されている。
コア材4は、例えば、住友ベークライト性ELC−4785GS、その他FR4やFR5等のプリント配線用基板を挙げることができる。
(substrate)
The
Examples of the core material 4 include a printed wiring board such as Sumitomo Bakelite ELC-4785GS and other FR4 and FR5.
コア材4の厚さは、特に限定されないが、50〜200μmが好ましく、特に50〜100μmが好ましい。厚さが前記範囲内であると、特に最終的に得られる回路基板を薄くすることができ、かつ反りなどの変形を抑えることに優れる。 Although the thickness of the core material 4 is not specifically limited, 50-200 micrometers is preferable and 50-100 micrometers is especially preferable. When the thickness is within the above range, the circuit board finally obtained can be made thin and excellent in suppressing deformation such as warpage.
回路配線5は、例えば銅メッキ、銅箔をエッチング等することにより得られる。回路配線5の高さは、特に限定されないが、35μm以下が好ましく、特に3〜25μmが好ましい。高さが前記範囲内であると、回路形成性と埋め込み性とのバランスに優れる。
The
このようなプリプレグ10と、基板30とで構成される回路基板70に、半導体素子を搭載することで半導体装置を得ることができる。上述したように、回路基板70は、厚さを薄くすることができるので、半導体装置の厚さも薄くすることができるものである。
A semiconductor device can be obtained by mounting a semiconductor element on the
上述の説明では、基板30の両面にプリプレグ10が一層積層される場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、プリプレグ10を2層、3層以上の多層積層しても良い。この場合には、各プリプレグをすべて同じものを用いる必要が無い。
In the above description, the case where the
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to this.
(実施例1)
1)第1樹脂層の形成
(樹脂ワニスの調製)
熱硬化性樹脂としてノボラック型シアネート樹脂(ロンザジャパン社製、プリマセット
PT−30、重量平均分子量約2,600)15重量%、エポキシ樹脂としてビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂(日本化薬社製、NC−3000P、エポキシ当量275)8重量%、フェノール樹脂としてビフェニルジメチレン型フェノール樹脂(明和化成社製、MEH−7851−S、水酸基当量203)7重量%およびカップリング剤としてエポキシシラン型カップリング剤(日本ユニカー社製、A−187)を、後述する無機充填材100重量部に対して0.3重量部をメチルエチルケトンに常温で溶解し、無機充填材として球状溶融シリカSFP−10X(電気化学工業社製、平均粒径0.3μm)20重量%および球状溶融シリカSO−32R(アドマテックス社製、平均粒径1.5μm)50重量%を添加し、高速攪拌機を用いて10分間攪拌して樹脂材料ワニスを調製した。
Example 1
1) Formation of first resin layer (preparation of resin varnish)
15% by weight of novolak cyanate resin (Lonza Japan, Primaset PT-30, weight average molecular weight of about 2,600) as thermosetting resin, biphenyldimethylene type epoxy resin (Nippon Kayaku, NC) as epoxy resin -3000P, epoxy equivalent 275) 8 wt%, phenol resin as biphenyldimethylene type phenol resin (Maywa Kasei Co., Ltd., MEH-7851-S, hydroxyl group equivalent 203) 7 wt%, and epoxysilane type coupling agent as coupling agent (Nihon Unicar Co., Ltd., A-187) is dissolved in methyl ethyl ketone at room temperature with respect to 100 parts by weight of the inorganic filler described later, and spherical fused silica SFP-10X (electrochemical industry) is used as the inorganic filler. 20% by weight, average fused particle size 0.3 μm) and spherical fused silica SO-3 R was added (Admatechs Co., Ltd., average particle diameter 1.5 [mu] m) 50 wt%, the resin material varnish was prepared by stirring 10 minutes using a high speed stirrer.
(第1キャリア材料の形成)
キャリアフィルムとしてポリエチレンテレフタレートフィルム(三菱化学ポリエステル社製、SFB−38、厚さ38μm、幅480m)を用い、上述の樹脂材料ワニスをコンマコーター装置で塗工し、170℃の乾燥装置で3分間乾燥させ、厚さ20μm、幅410mmの樹脂層が、キャリアフィルムの幅方向の中心に位置するように形成してキャリア材料1(最終的に第1樹脂層を形成)を得た。
(Formation of first carrier material)
A polyethylene terephthalate film (manufactured by Mitsubishi Chemical Polyester Co., Ltd., SFB-38, thickness 38 μm, width 480 m) is used as a carrier film. Thus, a carrier layer 1 (finally formed with a first resin layer) was obtained by forming a resin layer having a thickness of 20 μm and a width of 410 mm so as to be positioned at the center in the width direction of the carrier film.
2)第2樹脂層の形成
(樹脂ワニスの調製)
熱硬化性樹脂としてノボラック型シアネート樹脂(ロンザジャパン社製、プリマセット
PT−30、重量平均分子量約2,600)15重量%、エポキシ樹脂としてビフェニルジメチレン型エポキシ樹脂(日本化薬社製、NC−3000P、エポキシ当量275)8重量%、フェノール樹脂としてビフェニルジメチレン型フェノール樹脂(明和化成社製、MEH−7851−S、水酸基当量203)7重量%およびカップリング剤としてエポキシシラン型カップリング剤(日本ユニカー社製、A−187)を、後述する無機充填材100重量部に対して0.3重量部をメチルエチルケトンに常温で溶解し、無機充填材として球状溶融シリカSFP−10X(電気化学工業社製、平均粒径0.3μm)20重量%および球状溶融シリカSO−32R(アドマテックス社製、平均粒径1.5μm)50重量%を添加し、高速攪拌機を用いて10分間攪拌して樹脂材料ワニスを調製した。
2) Formation of second resin layer (preparation of resin varnish)
15% by weight of novolak cyanate resin (Lonza Japan, Primaset PT-30, weight average molecular weight of about 2,600) as thermosetting resin, biphenyldimethylene type epoxy resin (Nippon Kayaku, NC) as epoxy resin -3000P, epoxy equivalent 275) 8 wt%, phenol resin as biphenyldimethylene type phenol resin (Maywa Kasei Co., Ltd., MEH-7851-S, hydroxyl group equivalent 203) 7 wt%, and epoxysilane type coupling agent as coupling agent (Nihon Unicar Co., Ltd., A-187) is dissolved in methyl ethyl ketone at room temperature with respect to 100 parts by weight of the inorganic filler described later, and spherical fused silica SFP-10X (electrochemical industry) is used as the inorganic filler. 20% by weight, average fused particle size 0.3 μm) and spherical fused silica SO-3 R was added (Admatechs Co., Ltd., average particle diameter 1.5 [mu] m) 50 wt%, the resin material varnish was prepared by stirring 10 minutes using a high speed stirrer.
(第2キャリア材料の形成)
キャリアフィルムとしてポリエチレンテレフタレートフィルム(三菱化学ポリエステル社製、SFB−38、厚さ38μm、幅480m)を用い、上述の樹脂材料ワニスをコンマコーター装置で塗工し、170℃の乾燥装置で3分間乾燥させ、厚さ8μm、幅360mmの樹脂層が、キャリアフィルムの幅方向の中心に位置するように形成してキャリア材料2(最終的に第2樹脂層を形成)を得た。
(Formation of second carrier material)
A polyethylene terephthalate film (manufactured by Mitsubishi Chemical Polyester Co., Ltd., SFB-38, thickness 38 μm, width 480 m) is used as a carrier film. Thus, a resin layer having a thickness of 8 μm and a width of 360 mm was formed so as to be positioned at the center in the width direction of the carrier film to obtain a carrier material 2 (finally formed a second resin layer).
3)プリプレグの製造
繊維基材としてガラス繊維基材(クロスタイプ♯1015、幅360mm、厚さ15μm、坪量17g/m2)を用い、真空ラミネート装置および熱風乾燥装置によりプリプレグを製造した。具体的には、ガラス繊維基材の両面に前記キャリア材料1およびキャリア材料2がガラス繊維基材の幅方向の中心に位置するように、それぞれ重ね合わせ、750Torrの減圧条件下で、80℃のラミネートロールを用いて接合した。ここで、ガラス繊維基材の幅方向寸法の内側領域においては、キャリア材料1およびキャリア材料2の樹脂層を繊維布の両面側にそれぞれ接合するとともに、ガラス繊維基材の幅方向寸法の外側領域においては、キャリア材料1およびキャリア材料2の樹脂層同士を接合した。次いで、上記接合したものを、120℃に設定した横搬送型の熱風乾燥装置内を2分間通すことによって、圧力を作用させることなく加熱処理して、厚さ35μm(第1樹脂層:16μm、繊維基材:15μm、第2樹脂層:4μm)のプリプレグを得た。
3) Production of prepreg Using a glass fiber substrate (cross type # 1015, width 360 mm, thickness 15 μm, basis weight 17 g / m 2 ) as a fiber substrate, a prepreg was produced by a vacuum laminator and a hot air dryer. Specifically, the
4)回路基板の製造
表面に導体間隔50μmのくし形パターンを有し、回路厚さ18μmで残銅率50%のコア基板に、プリプレグを重ね、さらに最外層に銅箔を重ねて、加熱、加圧成形(3MPa、200℃、90分間)して多層基板を得た。
4) Manufacture of a circuit board A comb-shaped pattern with a conductor spacing of 50 μm on the surface, a prepreg is stacked on a core substrate with a circuit thickness of 18 μm and a residual copper ratio of 50%, and a copper foil is further stacked on the outermost layer. A multilayer substrate was obtained by pressure molding (3 MPa, 200 ° C., 90 minutes).
5)半導体装置の製造
最外層の銅箔(厚さ12μm)に回路形成した後に半導体素子を搭載して半導体装置を得た。
5) Manufacture of Semiconductor Device After forming a circuit on the outermost copper foil (thickness 12 μm), a semiconductor element was mounted to obtain a semiconductor device.
(実施例2)
シート状基材として以下のものを用いた以外は、実施例1と同様にした。
シート状基材として、ガラス繊維基材(クロスタイプ#106、幅360mm、厚さ35μm、坪量24g/m2)を用いた。
(Example 2)
The same procedure as in Example 1 was performed except that the following was used as the sheet-like substrate.
A glass fiber substrate (cross type # 106, width 360 mm, thickness 35 μm, basis weight 24 g / m 2 ) was used as the sheet-like substrate.
(実施例3)
第1樹脂層の樹脂組成を以下のようにした以外は、実施例1と同様にした。
熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン社製・「Ep5048」)100重量部、硬化剤(ジシアンジアミド)2重量部および硬化促進剤(2−エチル−4−メチルイミダゾール)0.1重量部をメチルセルソルブ100重量部に溶解させて樹脂ワニスを得た。厚さ30μm(第1樹脂層:11μm、繊維基材:15μm、第2樹脂層:4μm)のプリプレグを得た。
(Example 3)
Example 1 was the same as Example 1 except that the resin composition of the first resin layer was as follows.
As a thermosetting resin, 100 parts by weight of an epoxy resin (manufactured by Japan Epoxy Resin Co., “Ep5048”), 2 parts by weight of a curing agent (dicyandiamide) and 0.1 part by weight of a curing accelerator (2-ethyl-4-methylimidazole) A resin varnish was obtained by dissolving in 100 parts by weight of methyl cellosolve. A prepreg having a thickness of 30 μm (first resin layer: 11 μm, fiber substrate: 15 μm, second resin layer: 4 μm) was obtained.
(比較例1)
繊維基材およびキャリア材料1、2を以下のようにした以外は、実施例1と同様にした。
繊維基材としてガラス繊維基材(クロスタイプ♯1080、厚さ55μm、坪量47g/m2)を用いた。なお、キャリア材料1およびキャリア材料2の樹脂層の厚さを、それぞれ20μm(キャリア材料1)および20μm(キャリア材料2)とした。
得られたプリプレグの厚さは、65μm(第1樹脂層:5μm、繊維基材:55μm、第2樹脂層:5μm)であった。そして、表面に導体間隔50μmのくし形パターンを有し、回路厚さ18μmで残銅率50%のコア基板に、プリプレグを重ね、さらに最外層に銅箔を重ねて、加熱、加圧成形(3MPa、200℃、90分間)して多層基板を得た。また、最外層の銅箔(厚さ12μm)に回路形成した後に半導体素子を搭載して半導体装置を得た。
(Comparative Example 1)
Example 1 was repeated except that the fiber base material and
A glass fiber substrate (cross type # 1080, thickness 55 μm, basis weight 47 g / m 2 ) was used as the fiber substrate. The thicknesses of the resin layers of
The thickness of the obtained prepreg was 65 μm (first resin layer: 5 μm, fiber base material: 55 μm, second resin layer: 5 μm). Then, the surface has a comb pattern with a conductor spacing of 50 μm, a prepreg is stacked on a core substrate with a circuit thickness of 18 μm and a residual copper ratio of 50%, and a copper foil is further stacked on the outermost layer. 3 MPa, 200 ° C., 90 minutes) to obtain a multilayer substrate. Further, after forming a circuit on the outermost copper foil (thickness 12 μm), a semiconductor element was mounted to obtain a semiconductor device.
各実施例および比較例で得られた半導体装置について、以下の評価を行った。評価項目を内容と共に示す。得られた結果を表1に示す。
1.回路基板厚さ
得られた回路基板の厚さを測定した。
The semiconductor device obtained in each example and comparative example was evaluated as follows. The evaluation items are shown together with the contents. The obtained results are shown in Table 1.
1. Circuit board thickness The thickness of the obtained circuit board was measured.
2.絶縁信頼性
内外層に導体間隔50μmのくし形パターンを有する、絶縁信頼性試験用の4層プリント配線板を作製し、これらの絶縁抵抗を自動超絶縁抵抗計(ADVANTEST社製)で測定した後、PCT−130℃/85%の雰囲気中で、直流電圧50Vを印加、96時間経過後の絶縁抵抗を測定した。測定時の印加電圧は100Vで1分とし、絶縁抵抗が1×109Ω以上であるものを○、絶縁抵抗が1×109Ω未満であるものを×とした。
2. Insulation reliability After making a four-layer printed wiring board for insulation reliability test having a comb pattern with a conductor spacing of 50 μm on the inner and outer layers, and measuring these insulation resistances with an automatic super insulation resistance meter (manufactured by ADVANTEST) In a PCT-130 ° C / 85% atmosphere, a DC voltage of 50 V was applied, and the insulation resistance after 96 hours was measured. The applied voltage at the time of measurement was 100 V for 1 minute, the case where the insulation resistance was 1 × 10 9 Ω or more was rated as ◯, and the case where the insulation resistance was less than 1 × 10 9 Ω was rated as x.
3.埋め込み性
くし形パターン部の断面を顕微鏡で観察して樹脂層の埋め込み性を評価した。各符号は、以下の通りである。
◎:全てのサンプルについて埋め込み性に優れていた。
○:ガラス織布への回路配線の接触が一部有るが、実用上問題無かった。
△:ガラス織布への回路配線の接触が一部有り、実用不可であった。
×:樹脂層の埋め込みが、不十分でボイド等有った。
3. The cross section of the embedding comb pattern portion was observed with a microscope to evaluate the embedding property of the resin layer. Each code is as follows.
A: All samples were excellent in embeddability.
○: There was a part of the circuit wiring contact with the glass woven fabric, but there was no practical problem.
(Triangle | delta): There existed a part of circuit wiring contact to glass woven fabric, and it was unpractical.
X: The resin layer was not sufficiently embedded and had voids or the like.
表1から明らかなように、実施例1〜3の回路基板の厚さは、200μm以下であり薄い回路基板が得られることが示された。
また、実施例1〜3の回路基板は、絶縁信頼性および埋め込み性にも優れていた。
また、実施例1〜3の半導体装置は、正常に作動することが確認された。
As is apparent from Table 1, the thickness of the circuit boards of Examples 1 to 3 was 200 μm or less, indicating that a thin circuit board was obtained.
Moreover, the circuit boards of Examples 1 to 3 were excellent in insulation reliability and embeddability.
Moreover, it was confirmed that the semiconductor devices of Examples 1 to 3 operate normally.
1 第1樹脂層
2 第2樹脂層
4 コア材
41 スルーホール
5 回路配線部
5a 回路配線部
5b 回路配線部
51 空間部
10 プリプレグ
10a プリプレグ
10b プリプレグ
101 スルーホール
11 コア層
30 基板
70 回路基板
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記プリプレグの第1樹脂層は、前記基板の回路配線が形成された面に接合されており、
前記第1樹脂層の厚さが前記第2樹脂層の厚さよりも厚く、かつ前記第1樹脂層の厚さをB1[μm]とし、第1樹脂層に接する回路配線の厚さをt1[μm]およびその回路配線の残銅率をS[%]とし、回路配線部の上端面からコア層までの厚さをt2[μm]としたとき、B1=t2+t1×(1−S/100)である関係を満たすことを特徴とする回路基板。 A prepreg having a core layer of a sheet-like substrate; a first resin layer formed on one side of the core layer; and a second resin layer formed on the other side; a substrate on which circuit wiring is formed; Is a circuit board formed by laminating,
The first resin layer of the prepreg is bonded to the surface of the substrate where the circuit wiring is formed,
The thickness of the first resin layer is larger than the thickness of the second resin layer, the thickness of the first resin layer is B1 [μm], and the thickness of the circuit wiring in contact with the first resin layer is t1 [ μm] and the remaining copper ratio of the circuit wiring is S [%], and the thickness from the upper end surface of the circuit wiring portion to the core layer is t2 [μm], B1 = t2 + t1 × (1−S / 100) A circuit board characterized by satisfying the following relationship.
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