(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エポキシ樹脂と反応可能な官能基を有する芳香族セグメント、エポキシ樹脂と反応可能な官能基を含まない芳香族セグメント及び飽和脂肪族鎖セグメントを有するポリアミドエラストマー（Ａ）と、極性基を有する架橋型ゴム（Ｂ）と、エポキシ樹脂（Ｃ）と、エポキシ樹脂用硬化剤（Ｄ）とを含有し、
ポリアミドエラストマー（Ａ）が、式（１）で示される芳香族ポリアミドセグメントと、式（２）で示される芳香族ポリアミドセグメントと、式（３）で示される飽和脂肪族鎖セグメントを有することを特徴とする絶縁材料。
【化１】
0005234729.tif 000020
【化２】
0005234729.tif 000021
（式（１）中のｎ、式（２）中のｍは、ｎ／（ｍ＋ｎ）が０．０５以上０．８以下を満たす整数を示す。）
【化３】
0005234729.tif 000022
（式（３）中、ｘは０以上５０以下の整数を示す。）
【請求項２】
式（１）で示される芳香族ポリアミドセグメント及び式（２）で示される芳香族ポリアミドセグメントと、式（３）で示される飽和脂肪族鎖セグメントとの質量比が３０：７０〜７０：３０であることを特徴とする請求項１記載の絶縁材料。
【請求項３】
請求項１又は２記載の絶縁材料を用いて形成されたことを特徴とする配線基板。
【請求項４】
請求項３記載の配線基板を備えたことを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板の形成に用いる絶縁材料、これを用いた配線基板及び半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、半導体装置の小型化を図るために、配線基板の表面に複数のハンダボールをマトリクス状に配列しておき、このハンダボール上に半導体チップを載置し、このハンダボールを溶融させることにより半導体チップを配線基板に接続する技術が開発されている。このような半導体装置の例として、ＦＣＢＧＡ（Flip Chip Ball Grid Array）及びＷＬＣＳＰ（Wafer Level Chip Size Package）がある。また、配線基板には、配線が埋め込まれた複数層の樹脂層が積層された多層配線基板、例えば、ビルドアップ樹脂基板やＭＬＴＳ（Multi Layer Thin Substrate）（商標名）構造等のパッケージ基板がある。
【０００３】
しかしながら、この技術には以下に示すような問題点がある。即ち、半導体チップの材料であるシリコンと配線基板を形成する樹脂とは、熱膨張係数が相互に異なっている。このため、搭載時にハンダボールに力が印加されないように半導体チップを配線基板に搭載しても、半導体装置が室温まで冷却されると、半導体チップの収縮量と配線基板の収縮量とが相互に異なるため、半導体装置に反りが発生し、ハンダボールに力が印加される。また、半導体チップの動作に伴う発熱、及び外気温の変化により、半導体装置に加熱及び冷却のサイクルが繰返し負荷されると、ハンダボールが疲労破壊して断線してしまうことがある。
【０００４】
従来、この問題を回避して半導体装置の接続信頼性を向上させるために、配線基板をできるだけ剛性が高い樹脂により形成することが試みられてきた。これは、配線基板の剛性を高めることにより、半導体装置の反り及び配線基板の変形を抑制しようとするものである。例えば、特許文献１には、配線基板の材料として、ヤング率が１０ＧＰａ以上の絶縁材料を使用する技術が開示されている。
【０００５】
これに対して、特許文献２には、配線基板の材料として、ヤング率が１ＧＰａ以下の絶縁材料を使用する技術が開示されている。
【０００６】
しかしながら、上述の技術には以下に示すような問題点がある。即ち、特許文献１に記載されている配線基板は、ヤング率が１０ＧＰａ以上の材料により配線基板を形成してもなお、温度サイクルに対する半導体装置の接続信頼性は不十分である。また、配線基板を形成する絶縁材料の主成分である母材は、その表面に無電解銅めっきを施して銅配線を形成したときに、銅配線との間の密着性が低い傾向にある。このため、このような母材に、銅配線との密着性を向上させるために添加剤を添加するが、母材の種類によって添加剤の効果がばらつき、めっき密着性を向上させる効果が得られない場合がある。
【０００７】
また、特許文献２に記載されている絶縁材料は、線膨張係数が比較的大きく、ビアの接続信頼性が低下する場合があるのと同時に、１８０℃のような高温下に長期間置かれた際の耐熱性が不十分な場合がある。
【特許文献１】特開２００２−１９８４６２号公報
【特許文献２】特開２００７−０５６２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の課題は、優れた低熱膨張性、高耐熱性及び低弾性を有し、且つ、無電解めっきの密着性が良好な絶縁材料を提供することにある。また、本発明の課題は、絶縁基板に半導体チップ等の外部素子を搭載した半導体装置において、配線基板が外部素子の熱膨張に追従することが可能であり、半導体装置の反りを抑制し、配線基板と外部素子間の接続部に負荷される力を緩和し、ビアの接続信頼性が良好な半導体装置を与えることができる配線基板を提供することにある。更に、温度サイクルに対する接続信頼性が良好であり、１８０℃のような高温下に長期間置かれた場合でも特性の劣化がほとんどなく、高い信頼性を示し、車搭載用途への展開を図ることができる半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、エポキシ樹脂と反応可能な官能基を有する芳香族セグメント、エポキシ樹脂と反応可能な官能基を含まない芳香族セグメント及び飽和脂肪族鎖セグメントを有するポリアミドエラストマー（Ａ）と、極性基を有する架橋型ゴム（Ｂ）と、エポキシ樹脂（Ｃ）と、エポキシ樹脂用硬化剤（Ｄ）とを含有し、
ポリアミドエラストマー（Ａ）が、式（１）で示される芳香族ポリアミドセグメントと、式（２）で示される芳香族ポリアミドセグメントと、式（３）で示される飽和脂肪族鎖セグメントを有することを特徴とする絶縁材料。
【化１】
0005234729.tif 000002
【化２】
0005234729.tif 000003
（式（１）中のｎ、式（２）中のｍは、ｎ／（ｍ＋ｎ）が０．０５以上０．８以下を満たす整数を示す。）
【化３】
0005234729.tif 000004
（式（３）中、ｘは０以上５０以下の整数を示す。）
【００１０】
また、本発明は、上記絶縁材料を用いて形成されたことを特徴とする配線基板や、該配線基板を備えたことを特徴とする半導体装置に関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の絶縁材料は、優れた低熱膨張性、高耐熱性及び低弾性を有し、且つ、無電解めっきの密着性が良好である。本発明の配線基板は、絶縁基板に半導体チップ等の外部素子を搭載した半導体装置において、配線基板が外部素子の熱膨張に追従することが可能であり、半導体装置の反りを抑制し、配線基板と外部素子間の接続部に付加される力を緩和し、ビアの接続信頼性が良好な半導体装置を与えることができる。また、本発明の半導体装置は、温度サイクルに対する接続信頼性が良好であり、１８０℃のような高温下に長期間置かれた場合でも特性の劣化がほとんどなく、高い信頼性を示し、車搭載用途への展開を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の絶縁材料は、エポキシ樹脂と反応可能な官能基を有する芳香族セグメント、エポキシ樹脂と反応可能な官能基を含まない芳香族セグメント及び飽和脂肪族鎖セグメントを有するポリアミドエラストマー（Ａ）と、極性基を有する架橋型ゴム（Ｂ）と、エポキシ樹脂（Ｃ）と、エポキシ樹脂用硬化剤（Ｄ）とを含有し、
ポリアミドエラストマー（Ａ）が、式（１）で示される芳香族ポリアミドセグメントと、式（２）で示される芳香族ポリアミドセグメントと、式（３）で示される飽和脂肪族鎖セグメントを有することを特徴とする。
【化４】
0005234729.tif 000005
【化５】
0005234729.tif 000006
（式（１）中のｎ、式（２）中のｍは、ｎ／（ｍ＋ｎ）が０．０５以上０．８以下を満たす整数を示す。）
【化６】
0005234729.tif 000007
（式（３）中、ｘは０以上５０以下の整数を示す。）
上記熱伝導性樹脂材料を用いて射出成形又は圧縮成形により成形された熱伝導性成形体に関する。本発明の絶縁材料は、架橋後、ポリアミドエラストマー（Ａ）、架橋型ゴム（Ｂ）、エポキシ樹脂（Ｃ）、エポキシ樹脂用硬化剤（Ｄ）の全体が架橋により一体的に結合した構造を有することにより、熱による体積変動を極めて顕著に抑制することができる。
【００１３】
本発明の絶縁材料に用いられるポリアミドエラストマー（Ａ）は、エポキシ樹脂（Ｃ）と反応可能な官能基を有する芳香族セグメント（以下、芳香族セグメント（ａ１）という。）、エポキシ樹脂と反応可能な官能基を含まない芳香族セグメント（以下、芳香族セグメント（ａ２）という。）及び飽和脂肪族鎖セグメントを有する。ポリアミドエラストマー(Ａ)において、芳香族セグメント（ａ１）及び芳香族セグメント（ａ２）が、それぞれ芳香族ポリアミドセグメント（ａ１'）、芳香族ポリアミドセグメント（ａ２'）としてポリアミド成分を構成し、飽和脂肪族鎖セグメントがエラストマ−成分を構成するものである。芳香族ポリアミドセグメントがエポキシ樹脂と架橋を形成し硬化されるのに対し、飽和脂肪族鎖セグメントは、エポキシ樹脂との架橋を形成せず、硬化後においても、ソフトセグメントであることを維持し、絶縁材料にゴム弾性を付与することができる。また、芳香族セグメントに、エポキシ樹脂との反応可能な官能基を含まない芳香族セグメント（ａ２）を有することにより、エポキシ樹脂との反応可能な官能基を有する芳香族セグメント（ａ１）量の調整が容易となり、エポキシ樹脂との間に形成される架橋密度の調整を容易に行うことができる。芳香族セグメント（ａ１）において有するエポキシ樹脂と反応可能な官能基としては、ヒドロキシ基である。
【００１４】
芳香族ポリアミドセグメント（ａ１'）としては、具体的には、式（１）で示される芳香族ポリアミドセグメントであり、芳香族ポリアミドセグメント（ａ２'）としては、具体的には、式（２）で示される芳香族ポリアミドセグメントである。
【００１５】
【化１】
0005234729.tif 000008
【００１６】
【化２】
0005234729.tif 000009
【００１７】
上記式（１）中のｎ、式（２）中のｍは、ｎ／（ｍ＋ｎ）が０．０５以上０．８以下である。ｎ／（ｍ＋ｎ）が０．０５以上であれば、エポキシ樹脂間の架橋が充分な架橋密度で形成され、耐熱性、耐溶剤性、膜強度に優れる絶縁材料が得られる。また、ｎ／（ｍ＋ｎ）が０．８以下であれば、過剰の架橋の形成を抑制し、柔軟性、伸び率に優れた絶縁材料が得られる。
【００１８】
上記式（１）で示される芳香族ポリアミドセグメント（ａ１'）と、式（２）で示される芳香族ポリアミドセグメント（ａ２'）とは相互に接続されて配置されても、分離して配置されていてもよい。
【００１９】
また、ポリアミドエラストマー（Ａ）における飽和脂肪族鎖セグメントとしては、不飽和結合を有しないため、低熱膨張性を示し、更に、分岐構造を有するものが、分子鎖の絡み合い効果が大きくなり、より低熱膨張性を示す。側鎖としては、１，４−ブタジエン等の水素化ポリブタシエン鎖等を有するものが好ましい。具体的には、式（３）で示されるものである。式中、ｘは０以上、５０以下である。
【００２０】
【化３】
0005234729.tif 000010
【００２１】
上記ポリアミドエラストマー(Ａ)としては、式（４）で示されるフェノール性水酸基含有ポリアミド−水素化ポリブタジエン共重合体（以下、水酸基含有共重合体という。）であることが好ましい。式中、ｍ、ｎ、ｘは式（１）、（２）におけるｍ、ｎ、ｘと同じものを表す。
【００２２】
【化４】
0005234729.tif 000011
【００２３】
この式（４）で表される水酸基含有共重合体中、式（１）で示される芳香族ポリアミドセグメント及び式（２）で示される芳香族ポリアミドセグメントと、式（３）で示される飽和脂肪族鎖セグメントとの質量比は、３０：７０〜７０：３０であることが好ましい。
【００２４】
上記ポリアミドエラストマー（Ａ）は、重量平均分子量（Ｍｗ）が２０万以下であることが好ましく、１０万以下であることがより好ましい。ポリアミドエラストマー（Ａ）の重量平均分子量（Ｍｗ）が２０万以下であれば、絶縁材料において半硬化物が１００℃以上１８０℃以下の温度範囲で十分な流動性を有し、配線を容易に被覆、埋設することができる。また、ポリアミドエラストマー（Ａ）の重量平均分子量（Ｍｗ）は１万程度以上であることが、成膜性、芳香族ポリアミドの特性を発揮できる点から、好ましい。
【００２５】
本発明の絶縁材料に用いる極性基を有する架橋型ゴム（Ｂ）は、極性基を有するものであれば特に限定されるものではないが、極性基としてエポキシ樹脂（Ｃ）やエポキシ樹脂用硬化剤（Ｄ）と容易に結合する官能基を有し、架橋を形成できるものが好ましい。架橋型ゴム（Ｂ）の極性基としては、例えば、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基等が好ましい。かかる極性基を有する架橋型ゴム（Ｂ）としては、具体的には、例えば、ＸＳＫ−５００（ＪＳＲ株式会社製）、スタフィロイドＩＭ−２０３及びＡＣ−４０３０（ガンツ化成製）等を使用することができる。このような架橋型ゴム（Ｂ）は、それ自体がエポキシ樹脂（Ｃ）及びエポキシ樹脂用硬化剤（Ｄ）に架橋を形成して結合し、架橋構造の一部を形成し絶縁材料の低熱膨張化を図ることができる。
【００２６】
本発明の絶縁材料に用いるエポキシ樹脂（Ｃ）は、一般に、エポキシ樹脂は硬化の際の容積縮小が非常に少ないものであるが、熱による容積変動が少ないものが好ましく、ポリアミドエラストマー（Ａ）及び架橋型ゴム（Ｂ）と容易に結合するものが好ましい。具体的には、例えば、フェノールビフェニレンアラルキル型エポキシ樹脂、フェノールキシレンアラルキル型エポキシ樹脂、フェノールジフェニルエーテルアラルキル型エポキシ樹脂、２官能のビフェニル型エポキシ樹脂、アントラセン含有ノボラック型エポキシ樹脂、フルオレン含有ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールフルオレン含有ノボラック型エポキシ樹脂、フェノールビフェニレントリアジン型エポキシ樹脂、及びフェノールキシレントリアジン型エポキシ樹脂を挙げることができる。また、ナフタレンジオール型エポキシ樹脂、フェノールノボラックエポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂、ビスフェノールＦ含有ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ含有ノボラック型エポキシ樹脂、フェノールトリアジン型エポキシ樹脂、クレゾールトリアジン型エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂、トリスフェニロールエタン型エポキシ樹脂、ポリフェノール型エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂、芳香族エステル型エポキシ樹脂、環状脂肪族エステル型エポキシ樹脂、エーテルエステル型エポキシ樹脂等を挙げることができる。また、ジアミノジフェニルメタン、ジエチレントリアミン及びジアミノジフェニルスルホン等のアミン系化合物のグリシジル化物を用いることもできる。加えて、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビスフェノールＳ型又はビフェニル骨格含有型で、両末端がエポキシ基であるフェノキシ樹脂等も使用できる。このフェノキシ樹脂は、ポリスチレン換算の重量平均分子量が２万から１０万程度であることが好ましい。これらのエポキシ樹脂は単独で使用しても、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【００２７】
本発明の絶縁材料に用いるエポキシ樹脂用硬化剤（Ｄ）は、エポキシ樹脂（Ｃ）に効率よく架橋を形成するものであれば、一般的に使用されているものを用いることができる。エポキシ樹脂用硬化剤（Ｄ）としては、具体的には、ビスフェノールＡ型フェノール樹脂、ビスフェノールＦ型フェノール樹脂、ビスフェノールＳ型フェノール樹脂、ビフェニル異性体のジヒドロキシエーテル、ナフタレンジオール型樹脂、フェノールノボラック樹脂、アリル基で変性したフェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フェノールジフェニルエーテルアラルキル型樹脂、ナフタレン含有ノボラック型樹脂、アントラセン含有ノボラック型樹脂、フルオレン含有ノボラック型樹脂、ビスフェノールフルオレン含有ノボラック型樹脂、ビスフェノールＦ含有ノボラック型フェノール樹脂、ビスフェノールＡ含有ノボラック型フェノール樹脂、フェノールビフェニルトリアジン型樹脂、フェノールキシレントリアジン型樹脂、フェノールトリアジン型樹脂、クレゾールノボラックトリアジン型樹脂、テトラフェニロールエタン型樹脂、トリスフェニロールエタン型樹脂、ポリフェノール型樹脂、芳香族エステル型フェノール樹脂、環状脂肪族エステル含有フェノール樹脂、エーテルエステル型フェノール樹脂等を挙げることができる。これらのエポキシ樹脂用硬化剤（Ｄ）に併存させて、ジアミノジフェニルメタン、ジエチレントリアミン及びジアミノジフェニルスルホン等のアミン系化合物や、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビスフェノールＳ型又はビフェニル骨格含有型で、片末端又は両末端が水酸基であるフェノキシ樹脂も使用できる。このフェノキシ樹脂は、ポリスチレン換算の重量平均分子量が例えば２万〜１０万程度であることが好ましい。これらは、エポキシ樹脂用硬化剤（Ｄ）に１種又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２８】
これらのポリアミドエラストマー（Ａ）と、極性基を有する架橋型ゴム（Ｂ）と、エポキシ樹脂（Ｃ）と、エポキシ樹脂用硬化剤（Ｄ）の絶縁材料中の含有量としては、これらの樹脂成分中に占める質量をそれぞれＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとするとき、ポリアミドエラストマー（Ａ）は２０質量％以上８０質量％以下、即ち、（Ａ×１００）／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）の値が２０以上８０以下であることが好ましい。ポリアミドエラストマー（Ａ）の含有量が２０質量％以上であれば、絶縁材料に靭性を付与し、絶縁材料が充分な破断伸びを有するものとなり、８０質量％以下であれば、絶縁材料の製造時に、充分な流動性、硬化性を有し、硬化して得られる絶縁材料が耐薬品性に優れたものとなる。
【００２９】
架橋型ゴム（Ｂ）の含有量は３質量％以上２５質量％以下、即ち、（Ｂ×１００）／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）の値が３以上２５以下であることが好ましく、より好ましくは５質量％以上２０質量％以下である。架橋型ゴム（Ｂ）の含有量が３質量％以上であれば、絶縁材料に無電解めっきに対する付着性を付与し、２５質量％以下であれば、絶縁材料が耐薬品性に優れ、加工性に優れるものとなる。
【００３０】
本発明の絶縁材料には、上記の他、これらの機能を阻害しない範囲において、充填材を含有させることができる。無機充填材を含有させる場合は、エストマー（Ａ）、架橋型ゴム（Ｂ）、エポキシ樹脂（Ｃ）、エポキシ樹脂用硬化剤（Ｄ）及び無機充填材（Ｅ）の総量に占める無機充填材の質量割合、即ち、（Ｅ×１００）／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ）の値が５０質量％以下となることが好ましい。無機充填材の質量割合が５０質量％以下であれば、絶縁材料において破断伸びの低下を抑制し、ヤング率の上昇を抑制することができ、充分な応力緩和性を有するものとなる。
【００３１】
充填材としては、具体的には、例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、ジルコン、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、ベリリア、滑石（タルク）、雲母（マイカ）、酸化チタン、ジルコニア等の粉体、又はこれらの材料を球形化したビーズ、チタン酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、アルミナ等の単結晶繊維、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム及びホウ酸亜鉛等の金属水和物を挙げることができる。更に、これらの充填材の表面を、シランカップリング剤や、エポキシ樹脂及びフェノール樹脂を始めとする各種有機物により表面処理したものも使用することができる。これらの充填材は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【００３２】
また、充填材としてエポキシ樹脂の硬化促進触媒を用いることもできる。硬化促進触媒としては、エポキシ樹脂の硬化に一般的に使用されているものであってもよく、例えば、イミダゾール類、ジアザビシクロアルケン及びその誘導体、三級アミン類等を挙げることができる。これらの硬化促進触媒は、１種を用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３３】
その他の充填材として、必要に応じて、シリコーンゴム、シリコーンパウダー、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、インデン等の可撓性付与剤を添加してもよい、更にまた、有機シラン化合物、有機チタネート化合物、有機アルミネート化合物等のカップリング剤を適宜配合してもよい。特に、シランカップリング剤のうち有機シラン化合物、例えば、反応性官能基を有するアルコキシシランは、絶縁材料の密着性及びハンダ耐熱性の向上に有効である。アルコキシシランとしては、例えば、γ−アミノプロピルトリメトキシシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノシラン化合物、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等のエポキシシラン化合物、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプトシラン化合物、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のウレイドシラン化合物等を用いることができる。
【００３４】
更に、充填材として、絶縁材料に積層する導電性箔、例えば銅箔との密着性を向上させる改良剤を用いることができる。密着性向上の改良剤として、銅表面と結合形成可能な防錆剤等に使用される成分、例えば、トリアゾール化合物、メルカプトシラン化合物以外のメルカプト化合物及びイミダゾールの銅錯体を添加してもよい。トリアゾール化合物としては、１，２，３−ベンゾトリアゾール及びトリルトリアゾールを挙げることができる。メルカプト化合物としては、２，４，６−トリメルカプト−ｓ−トリアジン、２−ジ−ｎ−ブチルアミノ−４，６−ジメルカプト−ｓ−トリアジン、２−アニリノ−４，６−ジメルカプト−ｓ−トリアジン等を挙げることができる。イミダゾールの銅錯体としては、例えば、２−メチルイミダゾール銅（II）錯体を挙げることができる。これらは１種又は、２種以上の成分を組み合わせて合して使用することができる。
【００３５】
更に、必要に応じて難燃剤を添加してもよい。難燃剤としては、ハロゲン系難燃剤、窒素系難燃剤、及びリン系難燃剤並びに無機系難燃剤を用いることができる。ハロゲン系の難燃剤としては、臭素化ビスフェノールＡ型樹脂及びそのエポキシ化物を挙げることができる。窒素系難燃剤のうち、添加型の化合物としては、メラミン及びイソシアヌル酸化合物等を挙げることができる。また、窒素系難燃剤のうち、反応型の化合物としては、フェノールトリアジン型の硬化剤及びエポキシ樹脂や、ベンゾオキサジン系化合物等を挙げることができる。リン系難燃剤としては、赤燐、燐酸化合物、有機リン化合物等を挙げることができる。無機系難燃剤としては、前記金属水和物、モリブデン酸亜鉛、スズ酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛又はスズ酸亜鉛をタルク又はシリカの表面に被覆させた化合物を挙げることができる。また、ハロゲン系難燃剤を使用する場合には酸化アンチモンを併用すると極めて優れた難燃性が得られる。
【００３６】
その他、絶縁材料を使用した半導体装置の信頼性を低下させない充填材、例えば、顔料、酸化防止剤及び有機溶媒等を用いることができる。
【００３７】
上記絶縁材料の製造方法としては、特願２００６−３３６１９３記載の方法を用いてポリアミドエラストマー（Ａ）を作成する。具体的には、芳香族ジアミン原料と、フェノール性水酸基含有芳香族ジカルボン酸原料、フェノール性水酸基を含有しない芳香族ジカルボン酸原料とを縮合させて、両末端にカルボキシル基を有する芳香族ポリアミド、又は両末端にアミノ基を有する芳香族ポリアミドを得る。そして、得られた芳香族ポリアミドに、両末端にアミノ基を有する飽和脂肪族ジアミン又は両末端にカルボキシル基を有する飽和脂肪族ジカルボン酸をアミド結合させポリアミドエラストマー（Ａ）を得る。
【００３８】
芳香族ジアミン原料と、フェノール性水酸基含有芳香族ジカルボン酸原料、フェノール性水酸基を含有しない芳香族ジカルボン酸原料との縮合反応（アミド結合）、及び芳香族ポリアミドと飽和脂肪族ジカルボン酸又は飽和脂肪族ジアミンとの縮合反応（アミド結合）は、ピリジン誘導体の存在下、りん系縮合剤を用い反応させることができ、その他有機溶媒を用いることが可能である。その際塩化リチウムや塩化カルシウム等の無機塩を添加すると、より分子量が増大する。りん系縮合剤として亜りん酸エステルが好ましい。この製造方法によれば、官能基であるフェノール性水酸基を保護することなしに、更にフェノール性水酸基と他の反応基、例えばカルボキシル基やアミノ基との反応を起こすことなしに、フェノール性水酸基含有芳香族ポリアミド樹脂を容易に製造できる。また、重縮合に際して高温を必要としない、すなわち約１５０℃以下で重縮合可能という利点も有する。
【００３９】
このようにして得られたポリアミドエラストマー（Ａ）と、極性基を有する架橋型ゴム（Ｂ）と、エポキシ樹脂（Ｃ）と、エポキシ樹脂用硬化剤（Ｄ）とを混合し、必要に応じて上記充填材を添加して絶縁材料を得ることができる。
【００４０】
上記絶縁材料は、加熱することにより、絶縁材料の全体に亘って架橋を形成し一体化した絶縁体に成形することができる。成形方法としては、押出し成形等によることができる。
【００４１】
このようにして得られる絶縁体は、１０〜３０℃等の室温でヤング率が２ＧＰａ以下であり、破断伸び量が１０％以下であることが、得られる絶縁体の信頼性の点から好ましい。
【００４２】
本発明の配線基板は、上記絶縁材料を用いて形成されたことを特徴とする。配線基板としては特に制限はないが、半導体装置に用いられるものを挙げることができる。
【００４３】
本発明の半導体装置は、上記配線基板を備えたことを特徴とする。その一例として、図１の概略断面図、図２の部分側面図に示すものを挙げることができる。
【００４４】
図１、２に示す半導体装置は、ＦＣＢＧＡ型半導体装置であり、配線が形成された絶縁層が複数層積層された積層構造を有するパッケージ基板２を備え、各絶縁層には、その表面に、例えば銅製の配線３と、この配線３に接続され、且つ厚さ方向に設けられるビア４とが形成されている。パッケージ基板２の複数の絶縁層のうち、少なくとも表面に設けられる絶縁層１６ａに、上記絶縁材料を用いて形成された上記配線基板が適用されるが、内部に配置される絶縁層に上記配線基板を適用してもよい。絶縁層１６ａ（図２参照）には、ビアに接続されると共に、半導体チップ９の電極にハンダバンプ７を介して接続される搭載パッド５が設けられている。配線３、ビア４及び搭載パッド５を総称して配線ということもある。パッケージ基板２の上記絶縁層１６ａが設けられる表面とは反対側の下面側の表面には、ビアに接続される複数のボールパッド６が形成され、ボールパッドと搭載バッドは導通状態が形成されるようになっている。搭載パッドや、ボールパッドの形状は特に限定されるものではないが、パッケージ基板２の表面にそれぞれマトリクス状に配列され、搭載パッドはボールパッドより小さく、その配列間隔も短く形成され、それぞれの上にはハンダバンプとＢＧＡボール８が接続されている。
【００４５】
半導体チップ９は、シリコン製等の基板上に、集積回路（ＩＣ）と、これらに接続された配線とが設けられたＩＣ層が複数積層された多層構造を有し、パッケージ基板２に対向する表面に、複数の入出力パッドが設けられている。各入出力パッドはパッケージ基板２の各ハンダバンプ７に接続され、ＢＧＡボール８と導通されると共に、ハンダバンプ７の周囲に充填されるアンダーフィル樹脂１０により、半導体チップ９がパッケージ基板２に固定される。更に、半導体チップ９を囲むような枠状の形状のステンレス又は銅製等のスティフナ１１が、接着剤層１５によりパッケージ基板２に接着され、その枠状形状内に半導体チップ９が収納されたとき、スティフナ１１の上面が半導体チップ９の上面と略同一平面上にあるように設けられている。
【００４６】
更に、半導体チップ９及びスティフナ１１上には、例えばセラミックス製で、パッケージ基板と類似の平面形状を有するリッド１２が、接着剤層１３、１４により半導体チップ９と、スティフナ１１に接着されて設けられ、半導体チップ９を保護すると共に、ヒートシンクとしても機能するようになっている。このような半導体装置１は、ＢＧＡボール８を介してマザーボード（図示せず）等に搭載されて使用される。
【００４７】
上記半導体装置の製造方法を以下に説明する。先ず、銅等の金属材料からなる支持基板（図示せず）を２枚用意し、この２枚の支持基板を貼り合わせる。次に、この貼り合わせた貼着支持基板の両面に、Ｎｉ層、Ａｕ層、Ｎｉ層、Ｃｕ層をこの順にめっきして多層膜を形成する。そして、この多層膜を、搭載パッド５となる部分のみを残留して、その残部を除去してパターニングする。そして、このパターニングされた多層膜を埋め込むように、上記絶縁材料の半硬化状態の配線基板を貼付する。この半硬化状態の配線基板を加熱して硬化させ、絶縁材料からなる絶縁層を形成する。次に、この絶縁層上から上記多層膜に到達するようにレーザー光等により孔を穿設し、その後、この孔の内部を金属めっき膜により埋め込んで、ビア４を形成する。これにより、貼着支持基板の両面に、多層膜及びビア４が形成された第１層目の絶縁層が形成される。
【００４８】
次に、この第１層目の絶縁層上に、ビア４に接続されるように配線３を形成し、この配線３を埋め込むように半硬化状態の上記絶縁材料とは異なる例えばエポキシ樹脂等のフィルムを貼付して熱硬化させることにより絶縁層を形成する。そして、この絶縁層に上記と同様にして、ビア４を形成して、絶縁層内に配線３及びビア４が埋設された２層目の絶縁層を形成する。次に、この２層目の絶縁層と同様な工程により、３層目以降の絶縁層を順次形成する。そして、全ての絶縁層を形成した後、最後に形成した絶縁層上に、化学めっき又はエッチングにより、ボールパッド６を形成する。これにより、貼り合わせた支持基板の両面にそれぞれ、複数層の絶縁層が積層されたパッケージ基板２が形成される。
【００４９】
次に、貼着支持基板を２枚の支持基板に分離し、アルカリ性の溶液を使用して支持基板を溶解、除去する。次に、酸性の溶液を使用して多層膜のＮｉ層を溶解、除去し、Ａｕ層、Ｎｉ層、Ｃｕ層がこの順に積層された搭載パッド５が形成される。その後、搭載パッド５が形成されている側のパッケージ基板２の表面に、接着剤層１５を介してスティフナ１１を接着し、「スティフナ付きパッケージ基板」を作製する。支持基板を除去する際に、スティフナ状の残部以外を除去することにより、支持基板の除去とスティフナ１１の形成とを同時に行うことができると共に、接着剤層１５が不要になる。
【００５０】
一方、半導体チップ９の入出力パッド（図示せず）にハンダバンプ７を接合して、「ハンダバンプ付き半導体チップ」を作製する。次に、「スティフナ付きパッケージ基板」の各搭載パッド５に、「ハンダバンプ付き半導体チップ」の各ハンダバンプ７が接続されるように、「ハンダバンプ付き半導体チップ」を「スティフナ付き基板」に接続する。その後、半導体チップ９とパッケージ基板２間に、ハンダバンプ７を埋め込むようにアンダーフィル樹脂１０を充填し、加熱して硬化させる。
【００５１】
次に、半導体チップ９及びスティフナ１１の上面、即ち、パッケージ基板２が接合されている面の反対側の面に、接着剤１３及び１４を介してリッド１２を接着する。そして、パッケージ基板２の下面に形成されたボールパッド６にＢＧＡボール８を接合し、半導体装置１が製造される。得られた半導体装置は、ＢＧＡボールを介して、例えばエポキシ樹脂にガラスクロスが浸漬されたガラスエポキシ基板（ＦＲ−４基板、ＦＲ−５基板：社製）等のマザーボードに接続、搭載されて使用される。
【００５２】
次に、上記半導体装置の動作について説明する。
【００５３】
半導体装置１には、マザーボードを介して、電源電位及び信号が入力される。このとき、電源電位及び信号は、ＢＧＡボール８→ボールパッド６→ビア４及び配線３→搭載パッド５→ハンダバンプ７からなる電流経路を介して、半導体チップ９に入力される。半導体チップ９は、この入力された電源電位及び信号に基いて信号の記憶及び演算等の情報処理を行い、その結果を出力する。出力された信号は、上記とは逆の経路を介して、マザーボードに対して出力され、マザーボードを介して外部に出力される。
【００５４】
このとき、半導体チップ９が動作することにより発熱する。この熱の一部はリッド１２に吸収されるものの、リッド１２の熱容量には限界があるため、残りの熱の一部はハンダバンプ７を介してパッケージ基板２に伝導され、残りは半導体チップ９に蓄積される。この結果、半導体チップ９、ハンダバンプ７及びパッケージ基板２の温度は上昇し、半導体チップ９、パッケージ基板２は熱膨張するが、半導体チップ９の基板を形成しているシリコンの熱膨張率と、パッケージ基板２を形成している絶縁材料の熱膨張率とは相互に異なり、異なる熱膨張率で膨張する。それにも拘わらず、パッケージ基板２の表面の絶縁層１６ａが、ヤング率が２ＧＰａ以下の比較的軟らかい本発明の絶縁材料により形成されているため、絶縁層１６ａが、半導体チップ９の熱膨張に追従して変形することができる。この結果、半導体チップ９とパッケージ基板２との間にハンダバンプ７を介して作用するせん断力が緩和され、ハンダバンプ７に大きな力が負荷されるのを抑制することができる。同様に、外部の気温変化により半導体装置１が加熱又は冷却されたときも、半導体チップ９とパッケージ基板２との間に作用する熱応力が、絶縁層１６ａが変形することにより緩和され、ハンダバンプ７に過大な力が負荷されるのを抑制することができる。この結果、半導体装置１の反りや、ハンダバンプ７の疲労破壊を抑制することができる。このため、半導体装置１は温度サイクルに対する接続信頼性が高い。
【００５５】
また、絶縁層１６ａを形成する材料が、低熱膨張性、高耐熱性、低弾性かつ破断伸び量が１０％以上であることから、絶縁層１６ａが半導体チップ９の熱膨張に追従して変形しても、絶縁層１６ａにクラック等の欠陥が発生することがなく、半導体装置１の信頼性が高い。
【００５６】
更に、本実施形態においては、絶縁層１６ａを形成する絶縁材料が、その構造中に極性基を有する架橋型ゴムを含有しているため、無電解めっき性が良好であり、絶縁層１６ａ上に無電解めっき法によりＣｕ層を形成したときに、このＣｕ層と絶縁層１６ａとの間の密着性が高い。また、絶縁材料に上述の架橋性ゴムを含有することで、絶縁材料が低熱膨張性を示すことができる。
【００５７】
上記説明において、パッケージ基板２の表面の絶縁層１６ａのみを、上記絶縁材料により形成する例を挙げて記載したが、本発明はこれに限定されず、表面の絶縁層を含む２層以上の絶縁層を、上記絶縁材料により形成してもよく、パッケージ基板２の総ての絶縁層を上記絶縁材料により形成してもよい。これにより、パッケージ基板２全体が半導体チップの変形に追従して変形することにより、熱応力を緩和する効果がより一層増大する。
【００５８】
特に、パッケージ基板２の表裏の絶縁層を上記絶縁材料を用いて形成することにより、マザーボードの熱膨張に追従して、パッケージ基板２の表面の絶縁層が変形することができ、ＢＧＡボール８に負荷される熱応力を緩和することができる。この結果、半導体装置１の反り、及びＢＧＡボール８の疲労破壊を防ぐことができ、温度サイクルに対する接続信頼性を向上させることができる。マザーボード側のパッケージ基板２の表面の絶縁層が、ヤング率１ＧＰａ以下、破断伸び量２０％以上の上記絶縁材料を用いて形成されるとより好ましい。また、ハンダバンプの替わりに、ハンダペーストを設けてもよい。
【実施例】
【００５９】
以下、本発明の絶縁材料及び半導体装置について、更に、具体的に説明する。本発明の技術的範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６０】
ポリアミドエラストマー（Ａ）として、式（１）で示される芳香族ポリアミドセグメント及び式（２）で示される芳香族ポリアミドセグメント（式中、ｎ／（ｍ＋ｎ）が０．１３を示す。）ａと、式（３）で示される飽和脂肪族鎖セグメント（式中、ｘが３６を示す。）ｂとを、質量比ａ：ｂが６０：４０で有し、表１に示す分子量を有するＡ１〜Ａ５を調製した。ポリアミドエラストマーの活性水素当量は４０００ｇ／ｅｑであった。
【００６１】
ここで、活性水素当量は、芳香族ポリアミドセグメント中のフェノール性水酸基と、ポリアミドエラストマーの末端官能基を合わせた当量を示しす。具体的には、ポリアミドエラストマーを構成する原料全ての重量から、重合によって脱水される水分量を差し引き、その重量を、フェノール性水酸基と、末端官能基の合計のモル数で除して、得られた値である。
【００６２】
極性基を有する架橋型ゴム（Ｂ）として、表２に示す架橋型ゴムＢ１〜Ｂ３を選択して用いた。架橋型ゴムＢ１はＭＥＫにより固形分濃度が２０質量％、粘度４６０ｍＰａｓに調整して用い、架橋型ゴムＢ２、Ｂ３は無溶剤で用いた。
【００６３】
エポキシ樹脂Ｃ１、エポキシ樹脂用硬化剤Ｄ１、充填剤、硬化促進触媒、溶剤として、表２、３に示すものを用いた。表４〜７に示す硬化促進触媒の値は、ポリアミドエラストマー、架橋型ゴム、エポキシ樹脂、エポキシ樹脂用硬化剤の合計の質量を１００部としたときの質量部を示す。
【００６４】
【表１】
0005234729.tif 000012
【００６５】
【表２】
0005234729.tif 000013
【００６６】
【表３】
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【００６７】
［実施例１］
［絶縁層の作製］
ポリアミドエラストマーＡ２、架橋型ゴムＢ１、エポキシ樹脂Ｃ１、硬化剤Ｄ１、硬化促進触媒とを表４に示す割合で、これらが３０質量％となるように、有機溶剤シクロペンタノンに溶解・分散させ、ワニスを調製した。得られたワニスを、離型剤を塗布したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上に、目的の厚みが得られるように塗工機で均一に塗布し、１００℃の温度で５分間乾燥させて溶剤を一定量揮発させた後、樹脂面を離型剤付きのＰＥＴフィルムで被覆し、未硬化の樹脂層をＰＥＴフィルムで挟持した３層構造のラミネートフィルムを作製した。
【００６８】
ラミネートフィルムを１７０℃の温度で３ＭＰａの圧力を２時間負荷しプレス成型し、樹脂層を硬化して、厚さが５０μｍの絶縁層を作製した。得られた絶縁層について、引張弾性率、破断強度、伸び、最大膨張量、線膨張係数をＪＩＳ Ｋ ７１２７に準拠した方法により測定した。結果を表４に示す。
【００６９】
［靭性］
引張弾性率、破断強度、伸びを以下のように測定した。
【００７０】
絶縁層を、幅１０ｍｍ、長さ８０ｍｍの短冊状に切り出し、サンプルを調製した。引張試験機（ＩＮＳＴＲＯＮ  ５５６７：インストロン社製）の被試験体の両端を支持する支持具間の距離を６０ｍｍ、引張速度を５ｍｍ／分にそれぞれ設定した。サンプルを支持具に支持し、破断強度、引張弾性率及び破断伸び量を算出した。これらは絶縁フィルムの靭性の評価の指標となる。
【００７１】
［耐熱性と熱膨張性］
絶縁層を、幅４ｍｍ、長さ１５ｍｍの短冊状に切り出し、サンプルを調製した。ＴＭＡ試験機（ＴＭＡ／ＳＳ６１００：セイコーインスツルメンツ社製）の被試験体の両端を支持する支持具間の距離を１０ｍｍ、１０ｍＮの一定荷重を加え、５℃／分で室温から３００℃まで昇温したときの収縮が始まる温度（膨張量の極大点）、変曲点（＝Ｔｇ：ガラス転移温度）前後の線膨張係数（α１とα２）を測定した。これらはそれぞれ、耐熱性、熱膨張性の評価の指標となる。
【００７２】
［配線基板の作製（ビア接続信頼性評価）］
マルチボンド（日本マクダーミッド社製）で、両面銅張ＦＲ−４材の銅箔表面を粗面化（凹凸１−２μｍ）した面に、上記ラミネートフィルムの樹脂層を密着させ、１２０℃の温度、１．５ＭＰａの圧力下で３０分間、その後、１７０℃の温度、３ＭＰａの圧力下で１２０分間、樹脂層を硬化し絶縁層とした。次に、銅箔をハーフエッチングして６μｍ厚程度に薄化した後、上面から炭酸ガスレーザーで、トップが７５μｍφでボトムが５０μｍφのビア形状が得られるように孔を穿設し、フィルドメッキしてビアを作成した基板を得た。このビアの接続信頼性を以下の通り評価した。
【００７３】
得られた基板を、２６０℃のハンダ浴に２０秒間浸漬した後、直ちに取り出し、２０℃に２０秒間放置する工程を１サイクルとし、これを５０サイクル行って、ビアの状態を断面研磨して観察した。ビアの接続が良好な場合を◎、断線が生じていない場合を○、断線が生じている場合を×とした。結果を表４に示す。
【００７４】
［配線基板の作製（配線埋込性評価）］
ＰＥＮ層−樹脂層（ＡＢＦ−ＧＸ３：味の素ファインテクノ社製）−銅箔の３層構造を持つ３層ＣＣＬの銅箔面に、銅配線回路を模した、各幅１００μｍのラインアンドスペースパターンを形成した。上記ラミネートフィルムの片面のＰＥＴ層を剥離して露出した樹脂層を、３層ＣＣＬのラインアンドスペースパターンを形成した銅箔面に重ね、更に、３層ＣＣＬのＰＥＮ層上にミラーウェハーを積層し、離型ＰＥＴ層−樹脂層−銅箔−樹脂層（ＡＢＦ−ＧＸ３）−ＰＥＮ層−ミラーウェハーの順に積層された積層体を作製した。この積層体を真空ラミネーターを用いて、１５０℃の温度で１ＭＰａの圧力を３０分間負荷して、樹脂層を硬化し、パターニングされた銅箔とを接着させ、基板を得た。
【００７５】
得られた基板を顕微鏡により観察して、銅箔のパターンが絶縁層に埋め込まれている程度を観察し、以下の基準により回路埋込性の良否を評価した。回路埋込性が特に優れている場合を◎、回路埋込性が良好な場合を○、回路埋込性が得られている場合を△、不十分な場合を×とした。結果を表４に示す。
【００７６】
［配線基板の作製（無電解メッキ性評価）］
樹脂基板の両面に銅箔が積層された両面銅張積層板の銅箔上に、上記ラミネートフィルムの樹脂層を積層し、１２０℃の温度で１．５ＭＰａの圧力下で３０分間、その後、１７０℃の温度で３ＭＰａの圧力下で１２０分間、樹脂層を硬化し絶縁層とし、絶縁層が積層された基板を作製した。次に、この基板に対して、デスミア処理を行った。このデスミア処理は、基板をデスミア液に１分間浸漬し、中和し、水洗するという一連の作業を３回繰り返すディップ法により行った。処理時間は若干異なるが、この方法は、基板メーカーで一般的に実施されている方法である。その後、前記基板に対して無電解銅めっきを施し、絶縁層上に銅めっき層を形成した。この銅めっき層の密着性を、外観観察及び粘着テープを使用し、粘着テープに銅めっき層の付着を観察する剥離試験により評価した。
【００７７】
銅めっき層の剥離が見られなかった場合を「◎」、僅かに剥離が観察されたが、実用上問題がない程度の場合を「○」、剥離が見られ実用上問題がある場合を「×」とした。結果を表４に示す。
【００７８】
［配線基板の作製（絶縁信頼性評価）］
上記ワニスを使用して、絶縁信頼性の評価用として、以下の構造を有する評価用配線基板を作製した。評価用配線基板を図３の概略図、図４の平面図、図５の一部拡大断面図及び平面図に示す。
【００７９】
図４に示すように、評価用配線基板４３には、コアとなるＦＲ−４基板４４の表面上に、１対の矩形状電極４２と、これらにそれぞれ接続される１対の櫛型配線４１が設けられている。櫛型配線４１は一方の櫛形配線４１の歯間に、他方の櫛形配線４１の歯が位置し、且つ、歯同士が接触しないような入れ子状に配置されている。ＦＲ−４基板４４は縦８．０ｍｍ、横２４．４ｍｍ、厚さ０．８ｍｍであり、矩形状電極４２の矩形の一辺の長さは５．２ｍｍである。各櫛形配線４１には、その歯となる１０本の配線４５が設けられ、各配線４５の長さは８．７ｍｍである。更に、各配線４５にはそれぞれ３０個のビア４６が形成されている。評価用基板４３に設けられているビア４６の総数は、２×１０×３０＝６００個である。この６００個のビア４６が、（２０×３０）のマトリクス状に配列されている。ビアの配列ピッチは、両方向とも３００μｍである。
【００８０】
上記各配線４５は以下のように構成されている。図５に示すように、基板４４の表面上に、ＣｕからなるＣｕパターン４７が、配線４５の延長方向に沿って断続的に設けられ、このＣｕパターン４７を覆うように積層される厚さが５０μｍのビルドアップ樹脂層４８を介して、配線４５の延長方向に沿ってＣｕパターン４９が断続的に設けられている。Ｃｕパターン４７及び４９は上方から見て、直径が１５０μｍの２つの円形部と、その間をつなぐ１つの矩形部とを備えたダンベル形状を有し、その厚さは１８μｍである。Ｃｕパターン４９は、その円形部がビルドアップ樹脂層を介してＣｕパターン４７の円形部上に積層され、その矩形部はＣｕパターン４７が設けられていない領域上に位置するように設けられている。そして、Ｃｕパターン４７の各円形部とＣｕパターン４９の各円形部を相互に接続するように、ビルドアップ樹脂層中にビア４６が設けられている。このビア４６によってＣｕパターン４７とＣｕパターン４９とを接続し、配線４５が構成される。ビア４６の形状は円錐台形であり、上端部の直径が１００μｍであり、下端部の直径が７５μｍである。また、Ｃｕパターン４７又は４９間を接続するビア間の距離は、上記のように３００μｍである。ビルドアップ樹脂層４８は上記絶縁層によって形成され、その上には、Ｃｕパターン４９を覆うように、厚さが３５μｍのソルダーレジスト５０が設けられている。また、基板４４の裏面上の全面には、厚さが１８μｍのＣｕパターン５１が設けられている。
【００８１】
上記評価用基板４３を使用して、ＨＡＳＴ（Highly Accelerated temperature humidity Stress Test）を実施した。試験条件は、温度を１３０℃、湿度を８５ＲＨ％、電極間に印加する電圧を５Ｖとした。そして、電極４２間の抵抗値が１×１０9Ω以下となるまでの時間を計測した。試験は最長で５００時間まで実施した。試験結果を表４に示す。表４中、「５００超」は、５００時間まで試験を継続しても、電極間の抵抗値が１×１０9Ω以下にならなかったことを示している。抵抗値が１×１０9Ω以下となる時間は絶縁信頼性の指標となり、この時間が長いほうが、絶縁信頼性が優れているといえる。
【００８２】
［半導体装置］
上記ワニスを、銅箔の粗化面（マット面）に、目的の厚みが得られるように塗工機で均一に塗布した。その後、１００℃の温度で５分間乾燥させて溶剤を一定量揮発させた後、樹脂面を離型剤付きのＰＥＴフィルムにより覆い、未硬化の樹脂層を有する３層構造の片面銅張プリプレグ材（離型ＰＥＴ−樹脂分−銅箔）を作製した。
【００８３】
この片面銅張プリプレグ材の銅箔を配線に形成し配線基板を作製し、この配線基板を複数作製しビルドアップ工法で積層して、パッケージ基板を作製した。このパッケージ基板に半導体チップを搭載し、この半導体チップの周囲に枠状のスティフナを設け、半導体チップ及び補強板上にリッド（ヒートシンク）を接着し、図１に示すＦＣＢＧＡ型半導体装置を作製した。
【００８４】
［接続信頼性評価］
上記ＦＣＢＧＡ型半導体装置を３８個用意し、これらの半導体装置について温度サイクル試験を実施した。温度サイクル試験は、室温からスタートし、−４０℃まで冷却して−４０℃で１５分間、１２５℃まで加熱して１２５℃で１５分間を１サイクルとした。加熱及び冷却の時間は１５分とした。１０００サイクル行い、半導体チップとパッケージ基板との間の接合部（ハンダバンプ）のクラックを観察した。クラックの発生した個数（不良発生個数）を表４に示す。不良発生個数が少ないほど、ＦＣＢＧＡ型半導体装置の接続信頼性が優れているといえる。
【００８５】
［高温保管性評価］
上記ＦＣＢＧＡ型半導体装置を１０個用意し、１５０℃又は１８０℃の恒温槽に所定の時間（２００時間、１０００時間）保管した。その後、この装置の各ハンダボール間の抵抗値を任意に１０点選択して測定し、これらの平均値を求め、高温保管性について以下の基準により評価した。結果を表４に示す。
【００８６】
得られた抵抗値の平均値と上記高温保管をしていない装置の抵抗値（ブランク）との差が、ブランクに対して２０％以内の場合を合格、２０％超の場合を不合格とした。
【００８７】
［実施例２〜１０］
表５〜７に示す物質及び使用量を用いた他は実施例１と同様に絶縁層を作製し、靭性、耐熱性、熱膨張性を評価し、配線基板を作製し、そのビア接続信頼性、配線埋込性、無電解メッキ性、絶縁信頼性を評価した。更に、実施例１と同様に、半導体装置を作製し、その接続信頼性、高温保管性の評価を行なった。結果を表５〜７に示す。
【００８８】
［比較例１］
不飽和脂肪族鎖セグメントを有する以下の化学式（式中、ｐ／（ｐ＋ｑ）が０．１３を示す。）で示されるポリアミドエラストマーａ１を用いた。
【００８９】
【化５】
0005234729.tif 000015
【００９０】
ポリアミドエラストマーａ１は芳香族ポリアミドセグメントｃと、不飽和脂肪族鎖セグメントｄとを、質量比ｃ：ｄが６０：４０で有し、表１に示す分子量を有する。ポリアミドエラストマーＡ２に替えてポリアミドエラストマーａ１を用いた他は実施例１と同様に絶縁層を作製し、靭性、耐熱性、熱膨張性を評価し、配線基板を作製し、そのビア接続信頼性、配線埋込性、無電解メッキ性、絶縁信頼性を評価した。更に、実施例１と同様に、半導体装置を作製し、その接続信頼性、高温保管性の評価を行なった。結果を表４に示す。
【００９１】
［比較例２］
架橋型ゴムＢ１を用いず、表６に示す物質を用いた他は実施例１と同様に絶縁層を作製し、靭性、耐熱性、熱膨張性を評価し、配線基板を作製し、そのビア接続信頼性、配線埋込性、無電解メッキ性、絶縁信頼性を評価した。更に、実施例１と同様に、半導体装置を作製し、その接続信頼性、高温保管性の評価を行なった。結果を表６に示す。
【００９２】
［比較例３］
架橋型ゴムＢ１に替えて極性基を有しない架橋型ゴムｂ１を用いた他は実施例１と同様に絶縁層を作製し、靭性、耐熱性、熱膨張性を評価し、配線基板を作製し、そのビア接続信頼性、配線埋込性、無電解メッキ性、絶縁信頼性を評価した。更に、実施例１と同様に、半導体装置を作製し、その接続信頼性、高温保管性の評価を行なった。結果を表６に示す。
【００９３】
【表４】
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【００９４】
【表５】
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【００９５】
【表６】
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【００９６】
【表７】
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【００９７】
実施例１〜１０において、エポキシ樹脂と反応可能な官能基を有する芳香族セグメント、エポキシ樹脂と反応可能な官能基を含まない芳香族セグメント、飽和脂肪族鎖セグメントを有するポリアミドエラストマー（Ａ）と、極性基を有する架橋型ゴム（Ｂ）、エポキシ樹脂（Ｃ）、エポキシ樹脂用硬化剤（Ｄ）とを含有する絶縁材料において、低熱膨張性、高耐熱性、低弾性を同時に達成できるとともに、無電解メッキ性に優れ、これを用いた半導体装置は信頼性に優れている。これに対して、比較例１は、飽和脂肪族鎖セグメントに替えて不飽和脂肪族鎖セグメントを有するポリアミドエラストマー（ａ）を含有しているため、線膨張係数が大きく、高温保管特性が劣っている。また、比較例２、３は、極性基を有しない架橋型ゴムを含有しているため、線膨張係数が大きく、かつ、無電解メッキ性が劣るため、接続信頼性が不十分である。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の半導体装置の一例を示す断面図である。
【図２】図１に示す本発明の半導体装置の一例の一部を示す側面図である。
【図３】本発明の配線基板の一例を示す概略図である。
【図４】図３に示す本発明の配線基板の一例を示す上面図である。
【図５】図３に示す本発明の配線基板の一例を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００９９】
１  半導体装置
２  パッケージ基板
３、４５  配線
４、４６  ビア
５  搭載パッド
６  ボールパッド
７  ハンダバンプ
８  ＢＧＡボール
９  半導体チップ
１０  アンダーフィル樹脂
１１  スティフナ
１２  リッド
１３、１４、１５  接着剤層
１６ａ  絶縁層（配線基板）
４１  櫛形配線
４２  電極
４３  評価用基板
４４  ＦＲ−４基板
４７、４９、５１  Ｃｕパターン
４８  ビルトアップ樹脂層（配線基板）
５０  ソルダーレジスト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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