(57)【要約】【課題】低コストで低熱膨張な多層配線板用材料及びそれを用いた多層配線板を提供する。【解決手段】絶縁性樹脂と硬化後の弾性率が該絶縁性樹脂よりも低弾性率の樹脂とを含む樹脂組成物と、該絶縁性樹脂よりも高弾性率の基材と、を含むことを特徴とする多層配線板用材料。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性樹脂と硬化後の弾性率が該絶縁性樹脂よりも低弾性率の樹脂とを含む樹脂組成物と、該絶縁性樹脂よりも高弾性率の基材と、を含むことを特徴とする多層配線板用材料。
【請求項２】
樹脂組成物の２５〜３０℃における弾性率が０．１〜１０ＧＰａであることを特徴とする請求項１に記載の多層配線板用材料。
【請求項３】
低弾性率の樹脂が反応性官能基を有することを特徴とする請求項１または２に記載の多層配線板用材料。
【請求項４】
低弾性率の樹脂が粒子状成分であることを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の多層配線板用材料。
【請求項５】
粒子状成分がコアシェル構造であることを特徴とする請求項４に記載の多層配線板用材料。
【請求項６】
粒子状成分の平均一次粒子径が０．０３〜５μｍであることを特徴とする請求項４または５に記載の多層配線板用材料。
【請求項７】
樹脂組成物中の低弾性率の樹脂の添加量が２．５〜５０重量％であることを特徴とする請求項１から６いずれかに記載の多層配線板用材料。
【請求項８】
反応性官能基がエポキシ基であることを特徴とする請求項３から７いずれかに記載の多層配線板用材料。
【請求項９】
反応性官能基がカルボキシル基であることを特徴とする請求項３から７いずれかに記載の多層配線板用材料。
【請求項１０】
絶縁性樹脂がエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１から９いずれかに記載の多層配線板用材料。
【請求項１１】
基材がガラス織布、ガラス不織布、アラミド不織布のいずれかであることを特徴とする請求項１から１０いずれかに記載の多層配線板用材料。
【請求項１２】
請求項１から１１いずれかに記載の多層配線板用材料を用い、製造して成る多層配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層配線板用材料及びそれを用いた多層配線板に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線板は電子機器の小型化・高性能化に伴い配線ピッチが狭小化してきている。高密度配線に対応する半導体の実装方法としては、従来のワイヤボンディング方式に代わりフリップチップ接続方式が広く用いられている。フリップチップ接続ははんだボールで配線板と半導体を実装する方法であり、はんだリフロー時に３００℃近い熱が配線板にかかる。この際、一般的な樹脂組成物を材料とする配線板では樹脂の熱膨張により接続界面に大きな応力が発生し、接続不良を起こす場合があった。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１８２８５１号公報
【特許文献２】特許第２７４０９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような状況を背景として、配線板材料には低熱膨張な材料が求められている。通常の配線板材料としては、エポキシ樹脂を主剤とした樹脂組成物とガラス織布とを硬化・一体成形したものが一般的である。エポキシ樹脂は絶縁性や耐熱性、コストなどのバランスが優れるが、熱膨張率が大きいためシリカなどの無機充填材を添加して熱膨張を抑制するのが一般的である（例えば、特許文献１および２）。無機充填材を高充填することでさらなる低熱膨張化も可能であるが、充填量を増やすことは吸湿による絶縁信頼性の低下や樹脂−配線層の密着不足を招くため、多層配線板用途では限界がある。熱膨張の小さい樹脂としてはポリイミドが広く知られているが、成形に高温を要する、コストが高いといった問題がある。また、フィルム状の形態であるためフレキシブル基板用の材料として適している反面、剛性を必要とする多層配線板用途には適さなかった。本発明は、低コストで低熱膨張な多層配線板用材料及びそれを用いた多層配線板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、次のものに関する。
１．絶縁性樹脂と硬化後の弾性率が該絶縁性樹脂よりも低弾性率の樹脂とを含む樹脂組成物と、該絶縁性樹脂よりも高弾性率の基材と、を含むことを特徴とする多層配線板用材料。
２．樹脂組成物の２５〜３０℃における弾性率が０．１〜１０ＧＰａであることを特徴とする項１に記載の多層配線板用材料。
３．低弾性率の樹脂が反応性官能基を有することを特徴とする項１または２に記載の多層配線板用材料。
４．低弾性率の樹脂が粒子状成分であることを特徴とする項１から３いずれかに記載の多層配線板用材料。
５．粒子状成分がコアシェル構造であることを特徴とする項４に記載の多層配線板用材料。
６．粒子状成分の平均一次粒子径が０．０３〜５μｍであることを特徴とする項４または５に記載の多層配線板用材料。
７．樹脂組成物中の低弾性率の樹脂の添加量が２．５〜５０重量％であることを特徴とする項１から６いずれかに記載の多層配線板用材料。
８．反応性官能基がエポキシ基であることを特徴とする項３から７いずれかに記載の多層配線板用材料。
９．反応性官能基がカルボキシル基であることを特徴とする項３から７いずれかに記載の多層配線板用材料。
１０．絶縁性樹脂がエポキシ樹脂であることを特徴とする項１から９いずれかに記載の多層配線板用材料。
１１．基材がガラス織布、ガラス不織布、アラミド不織布のいずれかであることを特徴とする項１から１０いずれかに記載の多層配線板用材料。
１２．項１から１１いずれかに記載の多層配線板用材料を用い、製造して成る多層配線板。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば低弾性率の樹脂を高弾性率の基材と成形することにより、低コストで低熱膨張な多層配線板用材料及びそれを用いた多層配線板を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、絶縁性樹脂と、該絶縁性樹脂よりも低弾性率の樹脂と、該絶縁性樹脂よりも高弾性率の基材とを含む多層配線板用材料である。絶縁性樹脂中に、この絶縁性樹脂よりも低弾性率の樹脂を添加することにより低弾性率の樹脂組成物を形成することができ、高弾性率の基材と一体化して樹脂組成物を基材に拘束させることで面方向の熱膨張が小さい多層配線板材料を得ることができる。
【０００８】
硬化した樹脂組成物の弾性率は２５〜３０℃で０．１〜１０ＧＰａであることが好ましく、０．５〜８ＧＰａであることがより好ましい。さらに好ましいのは１〜７ＧＰａである。樹脂組成物の弾性率は低いほど基材による拘束効果が大きくなり低熱膨張化が期待できるが、０．１ＧＰａを下回ると形成した配線板材料の取り扱いが難しくなり、部品実装時の接続不良も引き起こす可能性がある。
【０００９】
本発明で用いる低弾性率の樹脂は、絶縁性樹脂よりも低弾性であることが必要である。このような樹脂としては、ＮＢＲ、アクリルゴム、シリコンゴム、ポリブタジエン、エポキシ変性ゴムなどが上げられるが、絶縁性樹脂の特性低下を抑制するために反応性官能基を有する低弾性率の樹脂、あるいは粒子状ゴムが好ましい。これらの樹脂は単独でも、それぞれ別の２種類以上を用いても良い。これらの樹脂の添加は樹脂組成物の弾性率低下に有効である。
【００１０】
反応性官能基としては、エポキシ基、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、スルホ基などがあるが、反応性からエポキシ基、カルボキシル基が好ましい。１分子中の反応性官能基数は１個以上あればよいが、架橋密度を高めるために、２個以上あると好ましい。
【００１１】
粒子状成分はゴム弾性を示すものが好ましく、コアシェル構造を有する粒子であれば絶縁性樹脂との相溶性が向上するため分散状態が良好になりさらに好ましい。コアシェル構造を有する粒子状成分とは、コア層とコア層を被覆するシェル層の２層または３層構造をなすもので、コア層がゴム弾性を示す架橋ゴム、シェル層が架橋ポリマであるような粒子である。コア層には、架橋ポリブタジエン、架橋ポリイソプレンなどが有効であり、シェル層には、架橋ポリメタクリル酸メチル、架橋ポリスチレンなどが好ましい。
【００１２】
粒子状成分の平均一次粒子径は０．０３〜５μｍの範囲であることが好ましく、０．０５〜１μｍであるとさらに好ましく、０．０５〜０．５μｍであるとより好ましい。平均一次粒子径が５μｍより大きい場合、配線板の絶縁信頼性が低下する傾向がある。また、平均一次粒子径が０．０３μｍより小さいと凝集しやすく、同様に絶縁信頼性が低下しやすくなる。
【００１３】
低弾性率の樹脂の添加量は、樹脂組成物中の樹脂分の総量のうち、２．５〜５０重量％が好ましく、５〜３０重量％だとさらに好ましい。２．５重量％より少ない場合は弾性率の低減効果が不十分で、樹脂組成物の弾性率が低下しにくい。また、添加量が５０重量％より多い場合、樹脂組成物の低弾性化効果よりも低弾性率の樹脂自体の熱膨張の影響が大きくなり、逆に樹脂組成物の熱膨張率が大きくなる可能性がある。
【００１４】
本発明で用いる絶縁性樹脂は特に限定するものではないが、多層配線板用途では絶縁性や吸湿性の面で優れているエポキシ樹脂が好適に用いられる。用いるエポキシ樹脂は、分子内に二個以上のエポキシ基をもつ化合物であればどのようなものでもよく、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、脂肪族鎖状エポキシ樹脂、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、エポキシ化ポリブタジエン、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂などがあり、特にビスフェノールＡ型エポキシ樹脂とクレゾールノボラック型エポキシ樹脂等の多官能エポキシ樹脂との混合物が内層回路充填性及び耐熱性の向上のために好ましい。これらの化合物の分子量はどのようなものでもよく、何種類かを併用することができる。
【００１５】
本発明の多層配線板用絶縁樹脂を混合するため、溶剤を加えることが好ましい。溶剤は、絶縁性樹脂と、該絶縁性樹脂よりも低弾性率の樹脂、およびこれらを硬化反応させる硬化剤などを溶解・混合するものであればどのようなものでもよいが、特にアセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、トルエン、キシレン、酢酸エチル、Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミド、エタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル等がエポキシ樹脂組成物の溶解性に優れ、比較的沸点が低いため、好ましい。これらの溶剤の配合量は、絶縁性樹脂が溶解し、低弾性樹脂も溶解、または混合できればどのような量でもよいが、絶縁性樹脂と、該絶縁性樹脂よりも低弾性率の樹脂および硬化剤の総量１００重量部に対して、５〜３００重量部の範囲が好ましく、３０〜２００重量部の範囲がさらに好ましい。また、上記の溶剤は、組み合わせて用いても構わない。
【００１６】
低弾性率の樹脂を均一に分散させるため、らいかい機、ホモジナイザー等を用いることが有効である。さらに、無機充填剤を配合しても構わないし、添加剤を添加してもかまわない。無機充填剤としては、シリカ、アルミナ、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、クレイ、タルク、窒化珪素、窒化ホウ素、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、チタン酸ストロンチウム等を使用することができる。この配合量としては、本発明の樹脂組成物の総量１００重量部に対して、３００重量部以下とすることが好ましく、また２００重量部以下にすることが本発明の多層配線板用材料が均一でかつ良好な取扱性を得るためにより好ましい。添加剤としては、各種シランカップリング剤、硬化促進剤、消泡剤等を使用できる。この配合量としては樹脂組成物の総量１００重量部に対して、好ましくは５重量部以下、さらに３重量部以下にすることが樹脂組成物の特性を維持する上でより好ましい。
【００１７】
本発明の基材は、樹脂よりも高弾性で樹脂を含浸させて熱硬化・一体化出来るものであればよく、ガラス織布やガラス不織布、アラミド不織布が好適に用いられる。
【００１８】
本発明のプリント配線板用絶縁樹脂の加熱硬化工程は、どのような条件でも構わないが、その温度は、１５０〜３００℃が好ましく、１６０から２５０℃だとさらに好ましい。１５０℃より低い温度では、樹脂の硬化速度が低くなり、長時間の加熱が必要となるか硬化が不十分となり好ましくない。３００℃より高い温度では、樹脂の熱分解が起き、耐熱性等が低下するため好ましくない。
【実施例】
【００１９】
以下に、本発明を実施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。
実施例１
（１）ガラス織布含浸用樹脂の作製
以下に示す組成のガラス織布含浸用樹脂を作製した。
・ノボラックフェノール型エポキシ樹脂、Ｎ−７７０（商品名、大日本インキ化学株式会社製）  ３０ｇ
・ノボラックフェノール樹脂、ＨＰ−８５０（商品名、日立化成工業株式会社製）  １６ｇ
・ジシアンジアミド（商品名、日本カーバイド株式会社製）  ０．０４ｇ
・コアシェル構造架橋ゴム、パラロイドＥＸＬ２６５５（商品名、ロームアンドハース株式会社製、平均粒子径０．２μｍ）  ２．５ｇ
・硬化促進剤２ＰＺ−ＣＮＳ−ＰＷ（商品名、四国化成工業株式会社製）  ０．１ｇ
・溶剤、メチルエチルケトン（試薬）  ８０ｇ
【００２０】
（２）熱膨張率測定基板の作製
（１）で作製した樹脂を厚みが０．２ｍｍのガラス織布（坪量２１０ｇ／ｍ２）に含浸し、１６０℃で３分間加熱して半硬化（Ｂステージ状態）のプリプレグを得た。このプリプレグを４枚重ね、その両側に１８μｍの商品名Ｆ２−ＷＳ銅はく（Ｒｚ：２．０μｍ、Ｒａ：０．３μｍ）を重ね、１７５℃、９０分、２．５ＭＰａのプレス条件で両面銅張積層板を作製した。この銅張り積層板を過硫酸アンモニウム１５０ｇ／ｌの水溶液に４０℃−２０分間浸漬して銅はくをエッチング除去し、熱膨張率測定基板を得た。
【００２１】
（３）弾性率測定基板の作製
（２）と同様に作製したプリプレグから半硬化樹脂を採取して粉末にし、フッ素樹脂シートをスペーサおよび離型シートとして１７５℃、９０分、２．５ＭＰａのプレス条件で硬化して厚さ０．２ｍｍの樹脂板を作製し、弾性率測定基板を得た。
【００２２】
実施例２
シリカ、ＳＯ−Ｇ１（商品名、アドマテックス株式会社製、平均粒子径０．２〜０．４μｍ）を６１ｇ加えた以外は、実施例１と同様にして測定基板を得た。
【００２３】
実施例３
ＳＯ−Ｇ１を２２ｇ加えた以外は、実施例１と同様にして測定基板を得た。
【００２４】
実施例４
パラロイドＥＸＬ２６５５の代わりに、ＳＯ−Ｇ１、６１ｇと、架橋ＮＢＲ、ＸＥＲ−９１（商品名、ジェイエスアール株式会社製、平均粒子径０．１μｍ）、２．５ｇとを加えた以外は、実施例１と同様にして測定基板を得た。
【００２５】
実施例５
Ｎ−７７０の添加量を２７ｇに変更し、パラロイドＥＸＬ２６５５の代わりに、ＳＯ−Ｇ１、６１ｇと、ＣＴＢＮエポキシ、ＥＰＩＣＬＯＮ  ＴＳＲ−６０１（商品名、大日本インキ化学株式会社製）、３．５ｇとを加えた以外は、実施例１と同様にして測定基板を得た。
【００２６】
実施例６
Ｎ−７７０の添加量を２５ｇに、パラロイドＥＸＬ２６５５の添加量を２．３ｇに変更し、ＳＯ−Ｇ１、６１ｇと、ＥＰＩＣＬＯＮ  ＴＳＲ−６０１、３．５ｇとを加えた以外は、実施例１と同様にして測定基板を得た。
【００２７】
実施例７
Ｎ−７７０の添加量を２５ｇに変更し、パラロイドＥＸＬ２６５５の代わりに、ＳＯ−Ｇ１、６１ｇと、ＸＥＲ−９１、２．３ｇと、ＥＰＩＣＬＯＮ  ＴＳＲ−６０１、３．５ｇとを加えた以外は、実施例１と同様にして測定基板を得た。
【００２８】
比較例１
（１）ガラス織布含浸用樹脂の作製
以下に示す組成のガラス織布含浸用樹脂を作製した。
・ノボラックフェノール型エポキシ樹脂、Ｎ−７７０（商品名、大日本インキ化学株式会社製）  ３０ｇ
・ノボラックフェノール樹脂、ＨＰ−８５０（商品名、日立化成工業株式会社製）  １６ｇ
・ジシアンジアミド（商品名、日本カーバイド株式会社製）  ０．０４ｇ
・硬化促進剤２ＰＺ−ＣＮＳ−ＰＷ（商品名、四国化成工業株式会社製）  ０．１ｇ
・溶剤、メチルエチルケトン（試薬）  ８０ｇ
【００２９】
（２）熱膨張率測定基板の作製
（１）で作製した樹脂を用い実施例１と同様にして銅張積層板を作製し、銅はくをエッチング除去して熱膨張率測定基板を得た。
【００３０】
（３）弾性率測定基板の作製
（２）と同様に作製したプリプレグから、実施例１と同様にして弾性率測定基板を得た。
【００３１】
比較例２
ＳＯ−Ｇ１を６１ｇ加えた以外は比較例１と同様にして測定基板を得た。
【００３２】
比較例３
ＳＯ−Ｇ１を２２ｇ加えた以外は比較例１と同様にして測定基板を得た。
【００３３】
実施例、比較例で作製した基板の面方向の弾性率、熱膨張率測定結果を表１に示す。実施例１では低弾性率の樹脂の添加により、比較例１と比較して樹脂の熱膨張率が大きくなっているが、この樹脂をガラスクロスと一体成形したものでは熱膨張率が低下している。これは樹脂の低弾性化により、樹脂が高弾性率のガラスクロスに拘束され熱膨張が抑制されている効果である。実施例２〜７と比較例２および３は、いずれもシリカを充填材として用いたものであるが、この場合にも同様な効果が得られた。また、実施例１と比較例３を比較すると、ガラスクロスと一体成形した基板の熱膨張率は同等であるが、樹脂の弾性率は実施例１の方が半分程度に低下していることが分かる。すなわち、本発明によれば熱膨張特性を損なうことなく基板の低弾性化も可能である。
【００３４】
【表１】
2007294516.tif 000002
【００３５】
本発明によれば、低弾性率の樹脂を高弾性率の基材と成形することにより、低コストで低熱膨張な樹脂組成物を得ることができる。