(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エポキシ樹脂混合物と、該エポキシ樹脂混合物の硬化剤と、重量平均分子量が１００００〜５０００００の熱可塑性樹脂と、エポキシ基を２個以上有する重量平均分子量が５０００〜１００００のポリアルキレングリコールと、無機絶縁性フィラーとから成ることを特徴とする接着材。
【請求項２】
前記エポキシ樹脂混合物が、多官能エポキシ樹脂２０〜８０重量％と２官能エポキシ樹脂２０〜８０重量％とから成るとともに、前記エポキシ樹脂混合物に対して外添加で、前記硬化剤が２〜１０重量％、前記熱可塑性樹脂が５〜３０重量％、前記ポリアルキレングリコールが１０〜４０重量％、前記無機絶縁性フィラーが３〜１０重量％添加されていることを特徴とする請求項１記載の接着材。
【請求項３】
前記接着材は、フィルム状であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の接着材。
【請求項４】
絶縁基板と、該絶縁基板上に請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の接着材を用いて形成された接着材層と、前記絶縁基板および前記接着材層の各表面に形成された複数の配線導体層と、前記接着材層に穿設された貫通孔の内部に形成され、前記複数の配線導体層間を電気的に接続する貫通導体とから成る配線基板に電子部品を実装して成る電子部品モジュールであって、前記配線基板表面に形成された前記配線導体層と前記電子部品の各電極とを導体バンプを介して電気的に接続して成ることを特徴とする電子部品モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面に配線導体層が被着される接着材層を形成するための接着材およびこれを用いた電子部品モジュールに関するものであり、特に、高温放置試験後の破断伸び変化率の小さい接着材およびこれを用いた温度サイクル試験等の耐熱疲労性や電子部品の実装時の接続信頼性に優れた電子部品モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器は、移動用や携帯用分野での各種通信機器等に代表されるように小型・薄型・軽量・高品質化がより要求されるようになってきており、このような電子機器に搭載される電子部品モジュールも小型・高機能・高信頼性化が要求されるようになってきている。そのため、このような電子部品モジュールを構成する配線基板にも、高密度化や高信頼性の要求が高まってきている。
【０００３】
このような要求に対して、近年、酸化アルミニウム質燒結体等のセラミックスを絶縁基板とするセラミック配線基板から、軽量・小型化が可能なガラス繊維と有機樹脂とから成る絶縁基板の表面に低抵抗金属である銅やニッケル等を用いて薄膜形成法により配線導体層を形成した、いわゆるプリント配線基板が電子部品モジュールに用いられるようになってきている。さらに、このプリント配線基板も、より高密度な配線が可能なビルドアップ配線基板へ変わりつつある。
【０００４】
このようなビルドアップ配線基板は、例えば、ガラス繊維とエポキシ樹脂とから成る絶縁基板上に、感光性樹脂を塗布・乾燥して絶縁層を形成した後、露光・現像により開口を形成し、さらに、紫外線を照射して絶縁層を硬化し、あるいは絶縁基板上に、熱硬化性樹脂から成るフィルムをラミネートした後、熱硬化して絶縁層を形成し、さらに、レーザで開口を穿設し、しかる後、これらの絶縁層に、その表面を化学粗化した後に無電解銅めっき法および電解銅めっき法を用いて銅薄膜を被着形成することより、開口内に導体層を形成するとともに絶縁層表面に配線導体層を形成し、さらに、このような絶縁層と配線導体層の形成を順次繰返すことにより製作される。
【０００５】
一般に，このようなビルドアップ配線基板の絶縁層は、耐熱性に優れたエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に無機絶縁性フィラーを含有した接着材を用いて形成されている。しかしながらこの接着材は、半導体素子等の電子部品を配線基板に実装する際のリフロー炉での熱応力を緩和するために低弾性率のアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）等の樹脂を含有しており、これが吸湿性のため、湿中放置試験等の耐湿試験において絶縁層の絶縁性を低下させてしまうという問題点を有していた。
【０００６】
そこでこのような問題点を解決するために、ビルドアップ配線基板用の接着材として、耐熱性・耐湿性に優れたブタジエン・メタクリル酸アルキル・スチレン共重合物を含有する多官能性シアン酸エステル・エポキシ樹脂組成物から成る熱硬化性樹脂組成物が提案されている（特開平１１−１２４４９１号公報参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この熱硬化性樹脂組成物は、多官能性シアン酸エステルとエポキシ樹脂とから成ることから、高温の条件下で長時間放置するとこれらの樹脂の架橋が進み過ぎて接着材層が硬く脆くなる硬化劣化性を示し、例えばその破断伸び率が当初の１０％程度から２％程度へ急激に低下してしまい、その結果、長期の高温放置試験等の耐熱疲労性試験において、接着材層にクラックが発生してその表面に形成された配線導体層を切断してしまい、導通不良を発生させてしまうという問題点を有していた。
【０００８】
また、この熱硬化性樹脂組成物は、電子部品の実装時の熱応力を緩和するためにゴム成分であるブタジエン・メタクリル酸アルキル・スチレン共重合物を多官能性シアン酸エステル・エポキシ樹脂中に分散しているが、ブタジエン・メタクリル酸アルキル・スチレン共重合物が多官能性シアン酸エステル・エポキシ樹脂と架橋する官能基を有していないことから、両者の結合が強固なものでなく、温度サイクル試験等の耐熱疲労性試験おいて両者の結合部に応力が集中してクラックが発生するとともに接着材層の表面に形成された配線導体層を切断してしまい、その結果、導通不良を発生させてしまうという問題点も有していた。
【０００９】
さらに、このような熱硬化性樹脂組成物を用いて絶縁層を形成した配線基板に電子部品を実装して成る電子部品モジュールにおいても、電子部品実装時の熱によって絶縁層の破断伸びが低下してしまい、電子部品と配線基板の接続部で断線してしまうという問題点を有していた。
【００１０】
本発明はかかる従来技術の問題点に鑑み案出されたものであり、その目的は、高温放置試験後の破断伸び変化率が小さい接着材およびこれを用いた温度サイクル試験等の耐熱疲労性と電子部品の実装時の接続信頼性に優れた電子部品モジュールを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の接着材は、エポキシ樹脂混合物と、このエポキシ樹脂混合物の硬化剤と、重量平均分子量が１００００〜５０００００の熱可塑性樹脂と、エポキシ基を２個以上有する重量平均分子量が５０００〜１００００のポリアルキレングリコールと、無機絶縁性フィラーとから成ることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の接着材は、上記構成においてエポキシ樹脂混合物が、多官能エポキシ樹脂20〜80重量％と２官能エポキシ樹脂20〜80重量％とから成るとともに、エポキシ樹脂混合物に対して外添加で、硬化剤が２〜10重量％、熱可塑性樹脂が５〜30重量％、ポリアルキレングリコールが10〜40重量％、無機絶縁性フィラーが３〜10重量％添加されていることを特徴とするものである。
【００１３】
さらに、本発明の接着材は、上記構成においてフィルム状であることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の電子部品モジュールは、絶縁基板と、この絶縁基板上に上記の接着材を用いて形成された接着材層と、絶縁基板および接着材層の各表面に形成された複数の配線導体層と、接着材層に穿設された貫通孔の内部に形成され、複数の配線導体層間を電気的に接続する貫通導体とから成る配線基板に電子部品を実装して成る電子部品モジュールであって、配線基板表面に形成された配線導体層と電子部品の各電極とを導体バンプを介して電気的に接続して成ることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の接着材によれば、エポキシ樹脂混合物を含有していることから架橋密度を高くすることができ、その結果、熱による樹脂の分子切断および樹脂中への水分の浸入を抑制でき、耐熱性・耐湿性の良好な接着材とすることができる。また、重量平均分子量が10000〜500000の熱可塑性樹脂を含有していることから、良好な伸縮性を有しフィルム成形性の良好な接着材とすることができる。さらに、ポリアルキレングリコールを含有しており、このポリアルキレングリコールのポリエーテル結合が、加熱し続けることによりその結合が切れる軟化劣化性を示すものであることから、この軟化劣化とエポキシ樹脂を加熱し続けることによって架橋が進行して生じる硬化劣化とが打ち消しあって、高温放置試験後の破断伸び変化率をJIS−C−5012に規定された方法により測定して−50〜50％の小さな値とすることができる。また、ポリアルキレングリコールがエポキシ基を２個以上有することから、エポキシ樹脂とポリアルキレングリコールとが共有結合し、両者の結合を強固なものとすることができ、その結果、両者の結合部に応力が集中したとしてもクラックが発生することはなく、耐熱疲労性の良好な接着材とすることができる。
【００１６】
本発明の電子部品モジュールによれば、上記接着材層を用いた配線基板表面に形成された配線導体層に、電子部品の各電極を導体バンプを介して電気的に接続したことから、温度サイクル試験等の耐熱疲労性試験において接続信頼性が良好であるとともに電子部品の実装時に断線の発生しない電子部品モジュールとすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の接着材およびこれを用いた電子部品モジュールについて詳細に説明する。
【００１８】
本発明の接着材は、エポキシ樹脂混合物と、このエポキシ樹脂混合物の硬化剤と、重量平均分子量が10000〜500000の熱可塑性樹脂と、エポキシ基を２個以上有するポリアルキレングリコールと、無機絶縁性フィラーとから構成されることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明の接着材は、ワニス状または固形フィルム状のいずれでも使用可能であるが、表面の平坦性や厚み制御の容易性等の観点からはフィルム状が好ましく、また、その厚みは数μｍから数１００μｍ程度の薄いシート状が好ましい。
【００２０】
本発明の接着材は、エポキシ樹脂混合物を含有していることから架橋密度を高くすることができるため、熱による樹脂の分子切断および樹脂中への水分の浸入を抑制でき、その結果、耐熱性・耐湿性に優れた接着材とすることができる。
【００２１】
このようなエポキシ樹脂混合物としては、耐熱性・耐薬品性・電気特性および加工性の観点からは、多官能エポキシ樹脂と２官能エポキシ樹脂との混合物が好ましく、特に、多官能エポキシ樹脂と２官能エポキシ樹脂との比率を多官能エポキシ樹脂２０〜８０重量％、２官能エポキシ樹脂２０〜８０重量％とすることが好ましい。多官能エポキシ樹脂が２０重量％より少ないと、接着材の架橋密度が低くなり耐薬品性が低下してしまう傾向があり、また、８０重量％を超えると架橋密度が高くなり接着材の可撓性が低下して高温放置後の破断伸びが低下してしまう傾向にある。従って、多官能エポキシ樹脂と２官能エポキシ樹脂との比率を多官能エポキシ樹脂２０〜８０重量％、２官能エポキシ樹脂２０〜８０重量％の範囲とすることが好ましい。
【００２２】
このような多官能エポキシ樹脂としては、フェノールノボラック型エポシキ樹脂やオルソクレゾールノボラック型エポシキ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート、脂環式エポキシ樹脂等が用いられ、また、２官能エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂やビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂等が用いられる。さらに、これらのエポキシ樹脂に難燃性を付与するために臭素化したエポキシ樹脂を併用することも可能である。
【００２３】
また、本発明の接着材は、エポキシ樹脂混合物の硬化剤をエポキシ樹脂混合物に対して２〜10重量％含有している。硬化剤の反応開始温度が100℃より低いと、フィルム成形時の乾燥工程でフィルムの硬化が進み過ぎて、その柔軟性が失われフィルムの取扱いに問題が生じる傾向があり、また、反応開始温度が200℃を超えるとエポキシ樹脂の酸化劣化が始まりフィルムが脆くなりその取扱が困難となる傾向がある。従って、硬化剤の反応開始温度は100〜200℃の範囲であることが好ましい。
【００２４】
また、硬化剤の添加量が、エポキシ樹脂混合物に対して外添加で２重量％より少ないと架橋密度が低くなり耐湿性や耐薬品性に劣る傾向があり、１０重量％を超えると架橋密度が高くなり過ぎて硬化後のフィルムの可撓性が低下して温度サイクル試験等での耐熱疲労信頼性が低下する傾向がある。従って、硬化剤の添加量はエポキシ樹脂混合物に対して外添加で２〜１０重量％の範囲であることが好ましい。
【００２５】
このような硬化剤としては、エポキシ樹脂混合物との反応開始温度が１３０〜１５０℃のメタフェニレンジアミンや反応開始温度が１２０〜１８０℃のジアミノジフェニルメタン、反応開始温度が１１０〜２００℃のジアミノジフェニルスルフォン等の芳香族アミン類、反応開始温度が１６０〜１８０℃のジシアンジアミド、反応開始温度が１６０〜１８０℃の２，４−ジアミノ−６−（２−メチル−１−イミダゾリルエチル）−１，３，５−トリアジン、反応開始温度が１１５〜１５５℃の２，２，４−ジアミノ−６−（２−ウンデシル−１−イミダゾリルエチル）−１，３，５−トリアジン等のトリアジン類に代表される構造が剛直な芳香族アミン類やトリアジン類を有するものが用いられる。
【００２６】
なお、反応開始温度が適合すればフェノール系硬化剤や硬化促進剤を併用しても良く、例えばフェノール系硬化剤としてはフェノールノボラック樹脂やオルソノボラック樹脂等、また、硬化促進剤としてはイミダゾール系化合物や有機スルフォン系化合物等の反応開始温度が１００〜２００℃の硬化剤および硬化促進剤を使用しても良い。
【００２７】
さらに、本発明の接着材は、重量平均分子量が１００００〜５０００００の熱可塑性樹脂をエポキシ樹脂混合物に対して５〜３０重量％含有していることから、良好な伸縮性を有するとともにフィルムの成形性に優れた接着材とすることができる。なお、熱可塑性樹脂の重量平均分子量が１００００より小さいと、フィルムが脆くなり成形性が悪くなる傾向があり、また、５０００００を超えると接着材の粘度が高くなり均一な膜厚のフィルムを得られなくなる傾向がある。従って、熱可塑性樹脂の重量平均分子量は１００００〜５０００００の範囲であることが好ましい。
【００２８】
また、熱可塑性樹脂の添加量がエポキシ樹脂混合物に対して外添加で５重量％より少ないとフィルムが脆くなり良好な伸縮性が得られなくなる傾向があり、３０重量％を超えると耐熱性に劣る傾向がある。従って、熱可塑性樹脂の添加量はエポキシ樹脂混合物に対して外添加で５〜３０重量％の範囲であることが好ましい。
【００２９】
このような熱可塑性樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）・アジピン酸アルキルエステル等のポリエステル類、ポリメチルメタクリレート・ポリブチルメタクリレート等のアクリル酸エステル類の粗化液に溶解するものが好ましい。
【００３０】
また、本発明の接着材は、エポキシ基を２個以上有するポリアルキレングリコールをエポキシ樹脂混合物に対して10〜40重量％含有している。一般に、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂は、加熱し続けると架橋が進行して硬化劣化を生じ破断伸びが徐々に低下していく性質を有する。しかしながら本発明の接着材は、エポキシ基を２個以上有するポリアルキレングリコールを含有しており、このポリアルキレングリコールのポリエーテル結合が加熱し続けることによりその結合が切れる軟化劣化の性質を有することからフィルムの破断伸びが向上し、エポキシ樹脂の硬化劣化による破断伸びの低下と打ち消しあってフィルムの破断伸びの変化率を小さなものとすることができ、その結果、高温放置試験後の破断伸び変化率をJIS−C−5012に規定された方法により測定して−50〜50％とすることができる。
【００３１】
さらに、ポリアルキレングリコールは、エポキシ基を２個以上有することから、エポキシ樹脂とポリアルキレングリコールとが共有結合し両者の結合を強固なものにすることができ、その結果、温度サイクル試験等の耐熱疲労性試験において両者の結合部に応力が集中したとしてもクラックが発生することはなく、耐熱疲労性の良好な接着材とすることができる。
【００３２】
このようなポリアルキレングリコールとしては、１分子鎖中にエポキシ基を2個以上有するエポキシ変性ポリテトラメチレングリコールやエポキシ変性ポリエチレングリコール・エポキシ変性ポリブチレングリコール等が用いられる。なお、これらのポリアルキレングリコールは、１分子鎖中に２個以上のエポキシ基を有していればエポキシ樹脂と良好に架橋することができるが、エポキシ樹脂とより強固に架橋するためには、分子鎖の両端にエポキシ基を有することが好ましい。
【００３３】
また、ポリアルキレングリコールの添加量は、エポキシ樹脂混合物に対して外添加で10〜40重量％の範囲が好ましく、添加量が10重量％よりも少ないと可撓性が低下する傾向があり、また、40重量％を超えると接着材の架橋密度が低下して耐湿性・耐薬品性が低下してしまう傾向がある。従って、ポリアルキレングリコールの添加量は10〜40重量％の範囲であることが好ましい。
【００３４】
さらに、ポリアルキレングリコールの重量平均分子量は5000〜10000の範囲が好ましく、重量平均分子量が5000より小さいと可撓性に劣り十分なゴム弾性を示すことができなくなる傾向があり、10000より大きいと分散性に劣り相分離してしまう傾向にある。従って、ポリアルキレングリコールの重量平均分子量は、5000〜10000の範囲が好ましい。
【００３５】
さらにまた、本発明の接着材は、エポキシ樹脂混合物に対して外添加で３〜１０重量％の無機絶縁性フィラーを含有している。この無機絶縁性フィラーはフィルムの強度を高める機能を有し、無機絶縁性フィラーの添加量が３重量％より少ないとフィルムの平坦性が悪くなる傾向があり、また、１０重量％を超えると貫通孔の穿設等のフィルムの加工性が悪くなる傾向がある。従って、無機絶縁性フィラーの添加量は３〜１０重量％の範囲であることが好ましい。
【００３６】
このような無機絶縁性フィラーとしては、シリカや酸化アルミニウム・窒化アルミニウム・炭化珪素・チタン酸カルシウム・酸化チタン・ゼオライト等の絶縁性の無機微粉末が用いられ、形状としては球状・破砕状・板状等のいずれでも良いが、分散性の観点からは球状のものが、また熱膨張係数の観点からはシリカや酸化アルミニウムが、さらにフィルムの成形性の観点からは平均粒径が２０μｍ以下、貫通孔の穿設性の観点からは平均粒径が１０μｍ以下、無機絶縁性フィラーの充填性の観点からは平均粒径が７μｍ以下の球状の微粉末であることが好ましい。
【００３７】
また、本発明の接着材は、上記構成において高温放置試験後の破断伸び変化率をＪＩＳ−Ｃ−５０１２に規定された方法により測定して−５０〜５０％としたことから、温度サイクル試験等の信頼性試験に対して耐熱疲労性に優れた接着材とすることができる。
【００３８】
高温放置試験後の破断伸び変化率は、−５０％より小さいと架橋密度が大きくなり過ぎてフィルムにクラックが発生する等耐熱疲労性に劣る傾向があり、５０％を超えると樹脂の架橋密度が低下して耐湿性・耐薬品性に劣る傾向がある。従って、高温放置試験後の破断伸び変化率は、−５０〜５０％の範囲であることが好ましい。
【００３９】
なお、ここで破断伸びとは、接着材で厚さ数１０μｍのフィルムを成形して完全硬化させた後、このフィルムを一定の速度で破断するまで引張った時のフィルムの伸び率で規定されるものであり、破断伸びの変化率はＪＩＳ−Ｃ−５０１２に規定された１５０℃の温度条件下、５００時間保持する高温放置試験前と試験後の破断伸びを測定して算出するものである。
【００４０】
また、本発明の接着材においては、フィルムを成形する際に良好な成形性を得るために、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）やプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＭＡ）・ジメチルフォルムアミド（ＤＭＦ）等の溶剤を１〜３重量％含有させても良い。
【００４１】
このような接着材から成るフィルムは、例えば、エポキシ樹脂混合物に硬化剤・熱可塑性樹脂・ポリアルキレングリコール・無機絶縁性フィラー・添加剤・溶剤を添加した混合物を混練してワニスを得、このワニスをポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製離型シート上に塗布して60〜100℃の温度で乾燥することにより成形される。
【００４２】
また、乾燥後のフィルムは、フィルムの上面にポリエチレン製保護シートを積層し、ロール状に巻き取ることにより容易に貯蔵できる。さらに、このフィルムの厚みは自由に設定することができるが、絶縁性の観点からは２０〜１００μｍの範囲の厚みであることが好ましい。
【００４３】
そして、このフィルムを所望の絶縁基板上に真空ラミネータを用いて圧着し、オーブンで加熱硬化することによって、絶縁基板上に接着材層を形成することができる。
【００４４】
かくして本発明の接着材によれば、耐熱性・耐湿性に良好であるとともに高温放置試験後の破断伸び変化率がＪＩＳ−Ｃ−５０１２に規定された方法により測定して−５０〜５０％の小さな値の接着材とすることができる。
【００４５】
なお、本発明の接着材は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能であり、例えば、上述の接着材に耐熱性の向上のためにヒンダードフェノール系酸化防止剤を、成形性のより向上のために高級脂肪酸エステルの滑剤を、また、配線導体層におけるピール強度の向上のために無電解めっき触媒等を含有させることも可能である。
【００４６】
次に、本発明の接着材を用いた電子部品モジュールを添付の図面に基づき詳細に説明する。
【００４７】
図１は本発明の接着材を用いた配線基板に、電子部品として半導体素子を搭載した場合の電子部品モジュールの一例を示す要部断面図である。
【００４８】
この図において、１は配線基板２、電子部品３から成る電子部品モジュールである。配線基板２は、主に絶縁基板４、接着材層５、配線導体層６から構成されており、また本例では、接着材層５は絶縁基板４の表面に５ａ、５ｂ、５ｃの３層、裏面に５ｄ、５ｅ、５ｆの３層を形成した例を示している。
【００４９】
絶縁基板４は、ガラス繊維−エポキシ樹脂やガラス繊維−ビスマレイミドトリアジン樹脂・ガラス繊維−アリル変性ポリフェニレンエーテル樹脂・アラミド繊維−エポキシ樹脂等の樹脂材料から成り、接着材層５の支持体として機能し、本例では、絶縁基板４の表裏両面に被着形成した銅・ニッケル・金等から成る配線導体層６を、ドリル等で穿設したスルーホール１０の内部に形成したスルーホール導体１１により電気的に接続している。なお、絶縁基板４の内層に内部配線導体（図示せず）を形成しても良い。
【００５０】
絶縁基板４の表裏両面には、本発明の接着材を用いて形成した接着材層５が被着形成されており、接着材層５は配線基板２に搭載する電子部品３を支持する支持部として機能する。
【００５１】
このような接着材層５は、本発明の接着材に溶剤等を添加した混合物を混練して得た液状ワニスを、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シート上に乾燥後に所望の厚みとなるようにローラコータを用いて塗布し、６０〜１００℃の温度で乾燥・硬化してフィルムを製作し、このフィルムを真空ラミネータにより絶縁基板４の表裏両面に圧着することにより形成される。
【００５２】
なお、接着材層５の表面に粗化液を用いて粗化して無数の微細孔による粗面を形成することにより、接着材層５と配線導体層６との密着性が良好となり、ピール強度を向上させることができ、その結果、温度サイクル試験等の信頼性試験に対して耐久性に優れたものとすることができる。
【００５３】
このような粗面は、例えば、接着材層５の表面をグリコールエーテル等の有機溶剤約１０％と水酸化ナトリウム等のアルカリ約１％とを含有した溶液中に５分間程度浸漬し、接着材層５の表面を膨潤させた後、過マンガン酸塩類等の酸化剤約１０％溶液中に１０分間程度浸漬して接着材層５の表面の熱可塑性樹脂を溶解し、最後に硫酸の約５％水溶液に５分間程度浸漬して接着材層５の表面を還元することにより形成される。
【００５４】
また、接着材層５の表面には、配線導体層６が形成されている。この配線導体層６は半導体素子等の電子部品３を外部電気回路基板（図示せず）に電気的に接続するための導電路として機能し、接着材層５の表面に露出した部位には電子部品３の各電極が金や半田等から成る導体バンプ９を介してフリップチップ接続により電気的に接続され、配線基板２の下面に露出した部位を外部電気回路基板の配線導体層に半田等を介して接続することにより、電子部品３が配線導体層６を介して外部電気回路基板に電気的に接続される。
【００５５】
このような配線導体層６は、サブトラクティブ法やアディティブ法等により形成され、粗化された接着材層５の表面に、例えば、無電解めっき法で銅を被着させ、ドライフィルムフォトレジストでパターン加工した後、電解めっき法で銅を所定の厚さに被着形成し、しかる後、ドライフィルム剥離・エッチング処理を行い配線パターンを形成することによって形成される。なお、配線導体層６は、金・銅・ニッケル等の低抵抗金属から成り、特に低抵抗と低価格という観点からは銅が好ましい。
【００５６】
なお、配線導体層６は、高速の電気信号を伝達させるという観点からはその厚みが３μｍ以上であることが好ましく、配線導体層６を接着材層５に被着形成させる際に配線導体層６に大きな応力を残留せず、配線導体層６が接着材層５から剥離し難いものとするためには、その厚さを５０μｍ以下としておくことが好ましい。
【００５７】
このような接着材層５および配線導体層６を絶縁基板４上に複数層形成する場合は、接着材層５となるフィルムを予め複数枚形成しておき、接着材層５のラミネートと配線導体層６の被着形成とを順次行えば良い。
【００５８】
また、複数の配線導体層６は、接着材層５の内部に設けた貫通孔７の内壁に被着形成された貫通導体８により電気的に接続されている。
【００５９】
このような貫通孔７の穿設は、露光・現像法により穿設する方法、あるいは炭酸ガスレーザやＹＡＧレーザ・ＵＶレーザ等のレーザ法により穿設する方法等が用いられるが、接着材層５の材料に依存せず微細加工ができ、貫通孔７の孔径を１０〜２００μｍの範囲に自由に設定でき、かつ加工スピードの速い炭酸ガスレーザを使用することが最も好ましい。
【００６０】
なお、本発明の接着材によれば、接着材を構成する熱可塑性樹脂の重量平均分子量が１００００〜５０００００と大きく酸素指数が小さいことからレーザによる熱で分解され易く、貫通孔７を穿設する際に接着材の残滓が貫通孔７の周辺や内部に残ることはなく、配線導体層６や貫通導体８をめっき法により被着形成した際、接続信頼性に優れたものとすることができる。
【００６１】
また、貫通導体８は、配線導体層６をめっき法により被着させる際、配線導体層６と同時にめっき処理を行ない形成すれば良い。なお、貫通導体８は貫通孔７の内壁面に被着形成して成るものの他に、貫通孔７の内部をめっき法により金属で充填して成るものであっても良い。
【００６２】
さらに、電子部品３を最外層の接着材層５表面に形成された配線導体層６に間に半田等の導体バンプ１０を介して接続することにより、電子部品３と配線導体層６とが電気的に接続され、また、電子部品３と接着材層５との間に樹脂から成るアンダフィル１２を注入することにより、電子部品３が接着材層５の表面に強固に固定される。
【００６３】
そして本発明の電子部品モジュール１においては、上記構成において接着材層５の高温放置試験後の破断伸び変化率がＪＩＳ−Ｃ−５０１２に規定された方法により測定して−５０〜５０％の小さな値のものであることから、温度サイクル試験等の耐熱疲労性試験において接続信頼性が良好であるとともに電子部品３の実装時に断線の発生しない電子部品モジュール１とすることができる。
【００６４】
なお、導体バンプ９は、配線導体層６と電子部品３とを電気的および機械的に接続する機能を有し、鉛−錫や金、錫−亜鉛、錫−銀−ビスマス等の導電性材料から成り、例えば、この導電性材料が鉛−錫の場合、これを用いて調製したペーストをスクリーン印刷法で所定個所に印刷した後、リフロー炉を通過させることにより配線導体層６の表面に固着形成される。
【００６５】
かくして本発明の電子部品モジュールによれば、温度サイクル試験等の耐熱疲労性と電子部品の実装時の接続信頼性に優れた電子部品モジュールとすることができる。
【００６６】
なお、本発明の電子部品モジュールは上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更が可能である。例えば、上述の実施例では、絶縁基板４の表裏両面に各３層の接着材層５をラミネートすることにより配線基板２を製作したが、１層や２層、あるいは４層以上の接着材層５をラミネート、または、絶縁基板４の表面あるいは裏面にのみに接着材層５をラミネートしても良い。さらに、接着材層５表面の配線導体層６に、本発明の接着材と同じ組成のソルダーレジスト層１３を被着形成してもよい。
【００６７】
また、電子部品モジュール１に搭載される電子部品３として半導体素子の他に抵抗器やキャパシタ・圧電素子等を搭載しても良く、さらに、このような電子部品３の作動時に発生する熱を放散するためにスティフナー等の放熱板を配線基板２に被着しても良い。
【００６８】
【実施例】
本発明の接着材およびこの接着材を用いた電子部品モジュールの特性を評価するために、以下のような接着材フィルムを用いた電子部品モジュールを製作した。
（接着材の実施例１）エポキシ樹脂混合物として、多官能エポキシ樹脂であるクレゾールノボラック型エポキシ樹脂が60重量％、２官能エポキシ樹脂である液状ビスフェノールＡ型エポキシが20重量％、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシが20重量％から成る混合物を用い、このエポキシ樹脂混合物に対して外添加で硬化剤として2，4−ジアミノ−6−（2−メチル−1−イミダゾリルエチル）−1，3，5−トリアジンを４重量％、熱可塑性樹脂として重量平均分子量が120000のアジピン酸プロピオンエステルを20重量％、ポリアルキレングリコールとして重量平均分子量が8000のエポキシ変性ポリテトラメチレングリコールを20重量％、無機絶縁性フィラーとして微粉砕シリカを８重量％、溶剤としてメチルエチルケトン（ＭＥＫ）とジメチルフォルムアミド（ＤＭＦ）を添加混合してワニス状接着材を製作した。
【００６９】
このワニス状接着材をポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シート上に乾燥後の厚みが４５μｍとなるようにロールコータにて塗布した後、６０〜１００℃の温度で乾燥させ接着材フィルム（フィルムＡ）を得た。この未硬化のフィルムＡを可撓性評価のため１８０度の折り曲げ試験を行ったが、折り曲げ部にクラック等の異常は全く認められなかった。
【００７０】
また、フィルムＡを175℃の温度で３時間加熱硬化処理した後、引張試験機で５ｍｍ／分間の速度でフィルムを引張った時の破断伸びは８％であった。さらに、フィルムＡに150℃の温度で500時間保持する熱履歴を加えたところ、破断伸びは６％となり、高温放置試験後の破断伸び変化率は−25％となった。
（接着材の実施例２）エポキシ樹脂混合物として、多官能エポキシ樹脂であるクレゾールノボラック型エポキシ樹脂が50重量％、２官能エポキシ樹脂である液状ビスフェノールＡ型エポキシが30重量％、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシが20重量％から成る混合物を用い、このエポキシ樹脂混合物に対して外添加で硬化剤として2，4−ジアミノ−6−（2−メチル−1−イミダゾリルエチル）−1，3，5−トリアジンを３重量％、熱可塑性樹脂として重量平均分子量が200000のアジピン酸ブチレンエステルを30重量％、ポリアルキレングリコールとして重量平均分子量が5000のエポキシ変性ポリエチレングリコールを30重量％、無機絶縁性フィラーとして微粉砕シリカを５重量％、溶剤としてＭＥＫとＰＭＡを添加混合してワニス状接着材を製作した。
【００７１】
このワニス状接着材をＰＥＴシート上に乾燥後の厚みが３０μｍとなるようにロールコータにて塗布した後、６０〜１００℃の温度で乾燥させ接着材フィルム（フィルムＢ）を得た。この未硬化のフィルムＢを可撓性評価のため１８０度の折り曲げ試験を行ったが、折り曲げ部にクラック等の異常は全く認められなかった。
【００７２】
また、フィルムＢを１７５℃の温度で３時間加熱硬化処理した後、引張試験機で５ｍｍ／分間の速度でフィルムを引張った時の破断伸びは９％であった。さらに、フィルムＢに１５０℃の温度で５００時間保持する熱履歴を加えたところ、破断伸びは８％となり、高温放置試験後の破断伸び変化率は−１１％となった。
（接着材の比較例）
エポキシ樹脂混合物として、多官能エポキシ樹脂であるクレゾールノボラック型エポキシ樹脂が６０重量％、２官能エポキシ樹脂である液状ビスフェノールＡ型エポキシが２０重量％、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシが２０重量％から成る混合物を用い、このエポキシ樹脂混合物に対して外添加で硬化剤としてジシアンジアミドを２重量％、無機絶縁性フィラーとして微粉砕シリカを８重量％、溶剤としてＭＥＫとＤＭＦを添加混合してワニス状接着材を製作した。
【００７３】
このワニス状接着材をＰＥＴシート上に乾燥後の厚みが４５μｍとなるようにロールコータにて塗布した後、６０〜１００℃の温度で乾燥させ接着材フィルム（フィルムＣ）を得た。この未硬化のフィルムＣを可撓性評価のため１８０度の折り曲げ試験を行ったところ、折り曲げ部にクラックが発生した。
【００７４】
また、フィルムＣを１７５℃の温度で３時間加熱硬化処理した後、引張試験機で５ｍｍ／分間の速度でフィルムを引張った時の破断伸びは５％であった。さらに、フィルムＣに１５０℃の温度で５００時間保持する熱履歴を加えたところ、破断伸びは１％となり、高温放置試験後の破断伸び変化率は−８０％となった。
【００７５】
以上のように、比較例の接着材を用いて製作したフィルムは、未硬化時の可撓性に劣り、高温放置試験後の破断伸び変化率も−８０％と極めて大きなものであった。
【００７６】
それに対して、本発明の接着材を用いて製作したフィルムは、未硬化時には可撓性に優れ、１５０℃の温度で５００時間保持する熱履歴を加えても高温放置試験後の破断伸び変化率が−２５〜−１１％と小さな値のフィルムであることが確認できた。
（電子部品の実施例１）
ガラス繊維−エポキシ樹脂から成る絶縁基板の表裏両面に、フィルムＡを真空ラミネーターにより同時にラミネートした後、フィルムＡからＰＥＴフィルムを剥離し、その後、１７５℃の温度で１時間加熱硬化処理した後、炭酸ガスレーザで貫通孔を穿設し、次いで、過マンガン酸カリウム溶液で粗化処理し、パラジウム系のめっき触媒で処理した後、無電解銅めっきを施し、さらにドライフィルムフォトレジストで配線パターン加工を行い、電解銅めっき法で厚さ１８μｍの配線導体層を形成した。その時の配線導体層のピール強度は０．８ｋｇ／ｃｍであった。
【００７７】
その後、ピール強度を安定化させるために１７５℃の温度で２時間加熱処理を行い、フィルムＡのラミネートと貫通孔の穿設・粗化処理・めっきによる配線導体層・貫通導体の形成を複数回繰返して６層の接着材層・配線導体層を絶縁基板上に形成した後、ソルダーレジスト加工したパッド上にニッケル・金めっきを施し、次いで半田バンプを形成した。さらに、この配線基板の半田バンプに半導体素子を搭載してリフロー炉を通して電気的に接続した後、半導体素子と配線基板との隙間にアンダーフィル材を注入して信頼性評価用の電子部品モジュールＡを得た。
【００７８】
次に、このサンプルを用いて、信頼性試験として温度サイクル試験を行い、配線基板のクラックや膨れ・剥がれ等の外観と抵抗値変化率の値で電子部品モジュールＡの評価を行なった。
【００７９】
温度サイクル試験は気相冷熱試験機を用い、サンプルを温度が−６０℃および１５０℃の気相中に各３０分間放置し、これを１サイクルとして２０００サイクルの条件で評価試験を行い、抵抗値変化率は、試験前後の抵抗値を測定して計算により算出した。
【００８０】
その結果、本発明の電子部品モジュールＡは、温度サイクル試験２０００サイクル後でもクラックが発生せず、抵抗値変化率は５％と低い値となり、半田バンプによる半導体素子と配線基板の接続が良好な電子部品モジュールであることが判った。
（電子部品の実施例２）
ガラス繊維−エポキシ樹脂から成る絶縁基板の表裏両面に、フィルムＢを真空ラミネーターにより同時にラミネートした後、フィルムＢからＰＥＴフィルムを剥離し、その後、１７５℃の温度で１時間加熱硬化処理した後、炭酸ガスレーザで貫通孔を穿設した。次いで、過マンガン酸カリウム溶液で粗化処理し、パラジウム系のめっき触媒で処理した後、無電解銅めっきを施し、さらに、ドライフィルムフォトレジストで配線パターン加工を行い、電解銅めっき法で厚さ２０μｍの配線導体層を形成した。その時の配線導体層のピール強度は０．９ｋｇ／ｃｍであった。
【００８１】
また、ピール強度を安定化させるために１７５℃の温度で２時間加熱処理を行った後、フィルムＢのラミネートと貫通孔の穿設・粗化処理・めっきによる配線導体層・貫通導体の形成を複数回繰返して６層の接着材層・配線導体層を絶縁基板上に形成した後、ソルダーレジスト加工したパッド上にニッケル・金めっきを施し、次に半田バンプを形成した。さらに、この配線基板の半田バンプに半導体素子を搭載してリフロー炉を通して電気的に接続した後、半導体素子と配線基板との隙間にアンダーフィル材を注入して信頼性評価用の電子部品モジュールＢを得た。
【００８２】
信頼性試験として、実施例１と同様にして温度サイクル試験を行なった結果、本発明の電子部品モジュールＢは、温度サイクル試験２０００サイクル後でもクラックが発生せず、抵抗値変化率は３％と低い値となり半田バンプによる半導体素子と配線基板の接続が良好な電子部品モジュールであることが判った。
（電子部品の比較例）
ガラス繊維−エポキシ樹脂から成る絶縁基板の表裏両面に、フィルムＣを真空ラミネーターにより同時にラミネートした後、フィルムＣからＰＥＴフィルムを剥離し、その後、１７５℃の温度で１時間加熱硬化処理した後、炭酸ガスレーザで貫通孔を穿設した。次に、過マンガン酸カリウム溶液で粗化処理し、パラジウム系のめっき触媒で処理した後、無電解銅めっきを施し、さらに、ドライフィルムフォトレジストで配線パターン加工を行い、電解銅めっき法で厚さ２０μｍの配線導体層を形成した。その時の配線導体層のピール強度は０．７ｋｇ／ｃｍであった。
【００８３】
また、ピール強度を安定化させるために１７５℃の温度で２時間加熱処理を行った後、フィルムＣのラミネートと貫通孔の穿設・粗化処理・めっきによる配線導体層・貫通導体の形成を複数回繰返して６層の接着材層・配線導体層を絶縁基板上に形成した後、ソルダーレジスト加工したパッド上にニッケル・金めっきを施し、次に半田バンプを形成した。その後、この配線基板の半田バンプに半導体素子を搭載してリフロー炉を通して電気的に接続した後、半導体素子と配線基板との隙間にアンダーフィル材を注入して信頼性評価用の電子部品モジュールＣを得た。
【００８４】
信頼性試験として、実施例１と同様にして温度サイクル試験を行なった結果、電子部品モジュールＣは、温度サイクル試験５００サイクル後にクラックが発生し、導体バンプ形状が変形して半導体素子と配線基板との導通不良を起こしていることが判明した。
【００８５】
【発明の効果】
本発明の接着材によれば、エポキシ樹脂混合物を含有していることから架橋密度を高くすることができ、その結果、熱による樹脂の分子切断および樹脂中への水分の浸入を抑制でき、耐熱性・耐湿性の良好な接着材とすることができる。また、重量平均分子量が10000〜500000の熱可塑性樹脂を含有していることから、良好な伸縮性を有しフィルム成形性の良好な接着材とすることができる。さらに、エポキシ基を２個以上有するポリアルキレングリコールを含有しており、このポリアルキレングリコールのポリエーテル結合が、加熱し続けることによりその結合が切れる軟化劣化性を示すものであることから、この軟化劣化とエポキシ樹脂を加熱し続けることによって架橋が進行して生じる硬化劣化とが打ち消しあって、高温放置試験後の破断伸び変化率をJIS−C−5012に規定された方法により測定して−50〜50％の小さな値とすることができる。また、ポリアルキレングリコールがエポキシ基を２個以上有することから、エポキシ樹脂とポリエーテル系エラストマーとが共有結合し、両者の結合を強固なものとすることができ、その結果、両者の結合部に応力が集中したとしてもクラックが発生することはなく、耐熱疲労性の良好な接着材とすることができる。
【００８６】
本発明の電子部品モジュールによれば、上記接着材層を用いた配線基板表面に形成された配線導体層に、電子部品の各電極を導体バンプを介して電気的に接続したことから、温度サイクル試験等の耐熱疲労性試験において接続信頼性が良好であるとともに電子部品の実装時に断線の発生しない電子部品モジュールとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の接着材を用いた配線基板に電子部品として半導体素子を搭載した場合の電子部品モジュールの実施の形態の一例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・・電子部品モジュール
２・・・・・・配線基板
３・・・・・・電子部品
４・・・・・・絶縁基板
５・・・・・・接着材層
６・・・・・・配線導体層
７・・・・・・貫通孔
８・・・・・・貫通導体
【図１】
0003635022.tif 000002