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  • 特許-樹脂組成物 図1
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-01-09
(45)【発行日】2024-01-17
(54)【発明の名称】樹脂組成物
(51)【国際特許分類】
   C08L 63/00 20060101AFI20240110BHJP
   C08K 3/04 20060101ALI20240110BHJP
   C08K 3/013 20180101ALI20240110BHJP
   C08L 101/02 20060101ALI20240110BHJP
   H01L 23/14 20060101ALI20240110BHJP
   H01L 23/29 20060101ALI20240110BHJP
   H01L 23/31 20060101ALI20240110BHJP
   H05K 1/03 20060101ALI20240110BHJP
【FI】
C08L63/00 A
C08K3/04
C08K3/013
C08L101/02
H01L23/14 R
H01L23/30 R
H05K1/03 610S
H05K1/03 610L
【請求項の数】 15
(21)【出願番号】P 2022064439
(22)【出願日】2022-04-08
(62)【分割の表示】P 2020204161の分割
【原出願日】2017-07-18
(65)【公開番号】P2022089902
(43)【公開日】2022-06-16
【審査請求日】2022-04-08
(73)【特許権者】
【識別番号】000000066
【氏名又は名称】味の素株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】阪内 啓之
(72)【発明者】
【氏名】西嶋 千晴
【審査官】武貞 亜弓
(56)【参考文献】
【文献】特開2004-156053(JP,A)
【文献】特開2001-302885(JP,A)
【文献】特開2003-321594(JP,A)
【文献】特開2016-089091(JP,A)
【文献】特開2012-255147(JP,A)
【文献】特開2006-193619(JP,A)
【文献】特開2017-071704(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08G 59/00- 59/72
C08K 3/00- 13/08
C08L 1/00-101/14
H01L 23/28- 23/31
H01L 23/12- 23/14
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A)エポキシ樹脂((D)成分を除く)、(B)無機充填材((C)成分を除く)、(C)DBP吸収量が80cm/100g以下であるカーボンブラック、及び、(D)ガラス転移温度が-30℃以上30℃以下の高分子樹脂を含む、樹脂組成物であって、
(D)成分の量が、樹脂組成物中の不揮発成分100質量%に対して、0.2質量%以上20質量%以下であり、
(D)成分が、分子内に、ポリブタジエン構造、ポリアルキレン構造、ポリアルキレンオキシ構造、ポリイソプレン構造、ポリイソブチレン構造、ポリカーボネート構造、及びポリアクリル構造からなる群より選択される1種類以上の構造を有する、樹脂組成物。
【請求項2】
(B)成分の量が、樹脂組成物中の不揮発成分100質量%に対して、30質量%以上95質量%以下である、請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項3】
(B)成分の量が、樹脂組成物中の不揮発成分100質量%に対して、75質量%以上95質量%以下である、請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項4】
(A)成分が、(A-1)窒素含有エポキシ樹脂又は縮合環構造を有するエポキシ樹脂を含む、請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項5】
(D)成分が、(A)成分と反応できる官能基を有する、請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項6】
(D)成分が、ヒドロキシル基、酸無水物基、フェノール性水酸基、エポキシ基、イソシアネート基及びウレタン基からなる群より選択される1種類以上の官能基を有する、請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項7】
(D)成分の数平均分子量が、4000以上100000以下である、請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項8】
(C)成分の量が、樹脂組成物中の不揮発成分100質量%に対して、0.1質量%以上3質量%以下である、請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項9】
半導体チップパッケージの絶縁層用樹脂組成物である、請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項10】
半導体封止用の樹脂組成物である、請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項11】
支持体と、該支持体上に設けられた請求項1~10のいずれか1項に記載の樹脂組成物を含む樹脂組成物層と、を有する樹脂シート。
【請求項12】
半導体チップパッケージの絶縁層用樹脂シートである、請求項11に記載の樹脂シート。
【請求項13】
請求項1~10のいずれか1項に記載の樹脂組成物の硬化物により形成された絶縁層を含む、回路基板。
【請求項14】
請求項13に記載の回路基板と、該回路基板上に搭載された半導体チップとを含む、半導体チップパッケージ。
【請求項15】
半導体チップと、前記半導体チップを封止する請求項1~10のいずれか1項に記載の樹脂組成物の硬化物とを含む、半導体チップパッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、樹脂組成物に関する。さらには、本発明は、当該樹脂組成物を用いて得られる、樹脂シート、回路基板、及び半導体チップパッケージに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、電子機器の小型化、高性能化が進んでいる。これに伴い、半導体パッケージ基板においては、ビルドアップ層が複層化され、配線の微細化及び高密度化が求められている。また、スマートフォン、タブレット型デバイスの普及に伴って、薄型化の要求が強まっている。そこで、コア材を薄型化したり、コアレス構造を採用したりした、薄型パッケージ基板が求められている。このような薄型パッケージ基板を実現するために、絶縁層には、薄くても高い絶縁性が求められる。
【0003】
一方、絶縁層は、その着色のためカーボンブラックを含むことが求められる場合がある。例えば、特許文献1では、スミア抑制成分としてカーボンブラックを含む樹脂組成物が開示されている。また、特許文献2では、ガラス転移温度が30℃以下の高分子樹脂を含む樹脂組成物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開2014-005464号公報
【文献】特開2014-095047号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明者らは、絶縁層のガラス転移温度を高めて耐熱性を向上させるために、無機充填材を樹脂組成物に配合することを試みた。また、本発明者らは、樹脂組成物の溶融粘度を適切な値に調整して樹脂シートのラミネート性を改善するために、ガラス転移温度が30℃以下の高分子樹脂を樹脂組成物に配合することを試みた。そして、本発明者らは、これら無機充填材及び高分子樹脂を組み合わせて含む樹脂組成物において、物性バランスを向上させるべく検討を行った。
【0006】
この検討において、本発明者らは、このような樹脂組成物をカーボンブラックによる着色用途に用いる場合、カーボンブラックの凝集が生じることがありえることを見い出した。本発明者らの検討によれば、前記のようなカーボンブラックの凝集は、カーボンブラックと無機充填材及び高分子樹脂との間で相溶性が異なることによって生じていると考えられる。
【0007】
カーボンブラックの凝集が生じると、絶縁層の発色が凝集の影響を受けて、所望の色調が得られないことがある。また、カーボンブラックの凝集により、視認できる程度の大きい凝集塊としてカーボンブラック欠点が生じると、樹脂組成物の品質に問題が無くても、商品価値を低く評価されることがある。
【0008】
本発明は、前記の課題に鑑みて創案されたもので、発色、最低溶融粘度及びガラス転移温度等の特性においてバランスがとれていながら、カーボンブラックの凝集を抑制できる樹脂組成物;前記の樹脂組成物を含む樹脂組成物層を有する樹脂シート;前記の樹脂組成物の硬化物によって形成された絶縁層を含む回路基板;並びに、前記の樹脂組成物の硬化物を含む半導体チップパッケージ;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】
【0009】
本発明者らは、前記の課題を解決するべく鋭意検討した。その結果、(A)エポキシ樹脂、(B)無機充填材、(C)DBP吸収量が所定値以下であるカーボンブラック、及び、(D)ガラス転移温度が30℃以下の高分子樹脂を組み合わせて含む樹脂組成物が、前記の課題を解決できることを見い出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、下記の通りである。
【0010】
〔1〕 (A)エポキシ樹脂、(B)無機充填材、(C)DBP吸収量が130cm/100g以下であるカーボンブラック、及び、(D)ガラス転移温度が30℃以下の高分子樹脂を含む、樹脂組成物。
〔2〕 (B)成分の量が、樹脂組成物中の不揮発成分100質量%に対して、30質量%以上95質量%以下である、〔1〕に記載の樹脂組成物。
〔3〕 (B)成分の量が、樹脂組成物中の不揮発成分100質量%に対して、75質量%以上95質量%以下である、〔1〕又は〔2〕に記載の樹脂組成物。
〔4〕 (A)成分が、(A-1)窒素含有エポキシ樹脂又は縮合環構造を有するエポキシ樹脂を含む、〔1〕~〔3〕のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
〔5〕 (D)成分が、分子内に、ポリブタジエン構造、ポリシロキサン構造、ポリアルキレン構造、ポリアルキレンオキシ構造、ポリイソプレン構造、ポリイソブチレン構造、ポリカーボネート構造、及びポリアクリル構造からなる群より選択される1種類以上の構造を有する、〔1〕~〔4〕のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
〔6〕 (D)成分が、(A)成分と反応できる官能基を有する、〔1〕~〔5〕のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
〔7〕 (D)成分が、ヒドロキシル基、酸無水物基、フェノール性水酸基、エポキシ基、イソシアネート基及びウレタン基からなる群より選択される1種類以上の官能基を有する、〔1〕~〔6〕のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
〔8〕 (D)成分の数平均分子量が、4000以上100000以下である、〔1〕~〔7〕のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
〔9〕 (D)成分の量が、樹脂組成物中の不揮発成分100質量%に対して、0.2質量%以上20質量%以下である、〔1〕~〔8〕のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
〔10〕 (C)成分の量が、樹脂組成物中の不揮発成分100質量%に対して、0.1質量%以上3質量%以下である、〔1〕~〔9〕のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
〔11〕 半導体チップパッケージの絶縁層用樹脂組成物である、〔1〕~〔10〕のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
〔12〕 半導体封止用の樹脂組成物である、〔1〕~〔11〕のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
〔13〕 支持体と、該支持体上に設けられた〔1〕~〔12〕のいずれか1項に記載の樹脂組成物を含む樹脂組成物層と、を有する樹脂シート。
〔14〕 半導体チップパッケージの絶縁層用樹脂シートである、〔13〕に記載の樹脂シート。
〔15〕 〔1〕~〔12〕のいずれか1項に記載の樹脂組成物の硬化物により形成された絶縁層を含む、回路基板。
〔16〕 〔15〕に記載の回路基板と、該回路基板上に搭載された半導体チップとを含む、半導体チップパッケージ。
〔17〕 半導体チップと、前記半導体チップを封止する〔1〕~〔12〕のいずれか1項に記載の樹脂組成物の硬化物とを含む、半導体チップパッケージ。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、発色、最低溶融粘度及びガラス転移温度等の特性においてバランスがとれていながら、カーボンブラックの凝集を抑制できる樹脂組成物;前記の樹脂組成物を含む樹脂組成物層を有する樹脂シート;前記の樹脂組成物の硬化物によって形成された絶縁層を含む回路基板;並びに、前記の樹脂組成物の硬化物を含む半導体チップパッケージ;を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
図1図1は、本発明の第二実施形態に係る半導体チップパッケージの一例としてのFan-out型WLPを模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、実施形態及び例示物を示して、本発明について詳細に説明する。ただし、本発明は、以下に挙げる実施形態及び例示物に限定されるものでは無く、本発明の特許請求の範囲及びその均等の範囲を逸脱しない範囲において任意に変更して実施しうる。
【0014】
[1.樹脂組成物の概要]
本発明の樹脂組成物は、(A)エポキシ樹脂、(B)無機充填材、(C)DBP吸収量が所定値以下であるカーボンブラック、及び、(D)ガラス転移温度が30℃以下の高分子樹脂を含む。以下の説明において、(C)成分としての「DBP吸収量が所定値以下であるカーボンブラック」を、「(C)カーボンブラック」ということがある。また、以下の説明において、(D)成分としての「ガラス転移温度が30℃以下の高分子樹脂」を、「(D)高分子樹脂」ということがある。
【0015】
前記の(A)エポキシ樹脂、(B)無機充填材、(C)カーボンブラック及び(D)高分子樹脂を組み合わせて含むことにより、樹脂組成物は、発色、最低溶融粘度及びガラス転移温度等の特性においてバランスがとれていながら、カーボンブラックの凝集を抑制できるという、本発明の所望の効果を得ることができる。このような樹脂組成物の硬化物は、その優れた特性を活かして、半導体チップパッケージの絶縁層及び封止材として好ましく用いることができる。
【0016】
また、前記の樹脂組成物は、(A)エポキシ樹脂、(B)無機充填材、(C)カーボンブラック及び(D)高分子樹脂に組み合わせて、更に任意の成分を含んでいてもよい。任意の成分としては、例えば、(E)硬化剤、(F)硬化促進剤、(G)熱可塑性樹脂、(H)難燃剤、等が挙げられる。
【0017】
[2.(A)エポキシ樹脂]
本発明の樹脂組成物は、(A)成分として、エポキシ樹脂を含む。(A)エポキシ樹脂は、通常、当該分子中にエポキシ基を有する。(A)エポキシ樹脂の1分子当たりのエポキシ基の数は、通常1個以上であり、好ましくは2個以上である。本発明の所望の効果を顕著に得る観点から、(A)エポキシ樹脂の不揮発成分100質量%に対して、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂の割合は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、特に好ましくは70質量%以上である。
【0018】
(A)エポキシ樹脂としては、例えば、ビキシレノール型エポキシ樹脂;ビスフェノールAF型エポキシ樹脂、及びパーフルオロアルキル型エポキシ樹脂等のフッ素含有エポキシ樹脂;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AF型エポキシ樹脂;ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂;トリスフェノール型エポキシ樹脂;ナフトールノボラック型エポキシ樹脂;フェノールノボラック型エポキシ樹脂;tert-ブチル-カテコール型エポキシ樹脂;ナフタレン型エポキシ樹脂;ナフトール型エポキシ樹脂;アントラセン型エポキシ樹脂;グリシジルアミン型エポキシ樹脂;グリシジルエステル型エポキシ樹脂;クレゾールノボラック型エポキシ樹脂;ビフェニル型エポキシ樹脂;線状脂肪族エポキシ樹脂;ブタジエン構造を有するエポキシ樹脂;脂環式エポキシ樹脂;複素環式エポキシ樹脂;スピロ環含有エポキシ樹脂;シクロヘキサン型エポキシ樹脂;シクロヘキサンジメタノール型エポキシ樹脂;ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂;トリメチロール型エポキシ樹脂;テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂;リン含有エポキシ樹脂等が挙げられる。(A)エポキシ樹脂は1種類単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【0019】
(A)エポキシ樹脂は、(A-1)窒素含有エポキシ樹脂又は縮合環構造を有するエポキシ樹脂を含むことが好ましい。(A-1)成分としては、窒素含有エポキシ樹脂のみを用いてもよく、縮合環構造を有するエポキシ樹脂のみを用いてもよく、窒素含有エポキシ樹脂及び縮合環構造を有するエポキシ樹脂を組み合わせて用いてもよい。(A)エポキシ樹脂が(A-1)成分を含むことにより、本発明の所望の効果を顕著に発揮でき、特に、樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度を効果的に高めることができる。このようにガラス転移温度を高めることができる作用は、(A-1)成分と(D)高分子樹脂とを組み合わせた場合に顕著である。さらに、(A-1)成分により、通常は、樹脂組成物の硬化物のシェア強度、破断曲げひずみ、及び割れ性を良好にできる。
【0020】
窒素含有エポキシ樹脂は、分子中に窒素原子を含有するエポキシ樹脂である。好ましい窒素含有エポキシ樹脂としては、例えば、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、アミノフェノール型エポキシ樹脂が挙げられる。
【0021】
窒素含有エポキシ樹脂の具体例としては、三菱化学社製の「630」、「630LSD」(グリシジルアミン型エポキシ樹脂);ADEKA社製の「EP-3950S」、「EP-3950L」、「EP-3980S」(グリシジルアミン型エポキシ樹脂);日本化薬社製の「GAN」、「GOT」(グリシジルアミン型エポキシ樹脂);住友化学社製「ELM-100」(グリシジルアミン型エポキシ樹脂);等が挙げられる。これらは1種類単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【0022】
縮合環構造を有するエポキシ樹脂は、分子中に縮合環構造を有するエポキシ樹脂である。縮合環構造を有する好ましいエポキシ樹脂としては、例えば、ナフタレン型エポキシ樹脂、ナフタレン型4官能エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂が挙げられる。中でも、ナフタレン型エポキシ樹脂、ナフタレン型4官能エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、及びジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂がより好ましく、ナフタレン型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂が更に好ましい。
【0023】
縮合環構造を有するエポキシ樹脂の具体例としては、DIC社製の「HP4032」、「HP4032SS」(ナフタレン型エポキシ樹脂);DIC社製の「HP-4700」、「HP-4710」(ナフタレン型4官能エポキシ樹脂);DIC社製の「HP-7200H」、「HP-7200」、「HP-7200L」(ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂);DIC社製の「EXA7311」、「EXA7311-G3」、「EXA7311-G4」、「EXA7311-G4S」、「HP6000」(ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂);DIC社製の「NC7000L」(ナフトールノボラック型エポキシ樹脂);新日鉄住金化学社製の「ESN475V」(ナフトール型エポキシ樹脂);新日鉄住金化学社製の「ESN485」(ナフトールノボラック型エポキシ樹脂);新日鉄住金化学社製の「YX8800」(アントラセン型エポキシ樹脂);大阪ガスケミカル社製の「PG-100」、「CG-500」(フルオレン型エポキシ樹脂);三菱化学社製の「YL7800」(フルオレン型エポキシ樹脂);三菱化学社製の「YX8800」(アントラセン型エポキシ樹脂);等が挙げられる。これらは1種類単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【0024】
(A-1)成分として窒素含有エポキシ樹脂と縮合環構造を有するエポキシ樹脂とを組み合わせて用いる場合、それらの量比は、所定の範囲に収まることが好ましい。具体的には、「窒素含有エポキシ樹脂:縮合環構造を有するエポキシ樹脂」の質量比は、好ましくは1:0.1~1:10、より好ましくは1:0.3~1:5、更に好ましくは1:0.6~1:2.5である。窒素含有エポキシ樹脂と縮合環構造を有するエポキシ樹脂との量比をこのような範囲とすることにより、樹脂組成物の硬化物の耐熱性を効果的に高めることができる。
【0025】
樹脂組成物中の(A-1)成分の量は、樹脂組成物の不揮発成分100質量%に対して、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは0.8質量%以上、特に好ましくは1.0質量%以上であり、好ましくは10質量%以下、より好ましくは8質量%以下、特に好ましくは5質量%以下である。(A-1)成分の量が前記の範囲にあることにより、本発明の所望の効果を顕著に得ることができる。さらに、通常は、樹脂組成物の硬化物のシェア強度、破断曲げひずみ、及び、耐割れ性を改善できる。
【0026】
(A)エポキシ樹脂は、(A-1)成分に組み合わせて、(A-1)成分以外の(A-2)25℃で液状のエポキシ樹脂を更に含むことが好ましい。この(A-2)成分には、25℃で液状の窒素含有エポキシ樹脂、及び、25℃で液状の縮合環構造を有するエポキシ樹脂は含めない。(A-1)成分に組み合わせて(A-2)成分を用いることにより、本発明の所望の効果を顕著に得ることができる。
【0027】
(A-2)成分としての25℃で液状のエポキシ樹脂は、1分子中に2個以上のエポキシ基を有することが好ましい。また、(A-2)成分としての25℃で液状のエポキシ樹脂は、分子中に芳香環を有する芳香族系のエポキシ樹脂が好ましい。ここで、用語「芳香環」には、単環の芳香環だけでなく、多環の芳香族環及び芳香族複素環をも含む。
【0028】
(A-2)成分としては、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AF型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、エステル骨格を有する脂環式エポキシ樹脂、シクロヘキサン型エポキシ樹脂、シクロヘキサンジメタノール型エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂、及びブタジエン構造を有するエポキシ樹脂が挙げられる。中でも、本発明の所望の効果を顕著に得る観点から、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、及びビスフェノールAF型エポキシ樹脂が好ましく、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂がさらに好ましい。
【0029】
(A-2)成分の具体例としては、三菱化学社製の「828US」、「jER828EL」(ビスフェノールA型エポキシ樹脂);三菱化学社製の「JER806」、「jER807」(ビスフェノールF型エポキシ樹脂);三菱化学社製の「jER152」(フェノールノボラック型エポキシ樹脂);新日鉄住金化学社製の「ZX1059」(ビスフェノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ樹脂の混合品);ナガセケムテックス社製の「EX-721」(グリシジルエステル型エポキシ樹脂);ダイセル社製の「セロキサイド2021P」(エステル骨格を有する脂環式エポキシ樹脂);新日鐵化学社製の「ZX1658」、「ZX1658GS」(液状1,4-グリシジルシクロヘキサン);三菱化学社製「YX7400」(柔軟脂肪族骨格を有するエポキシ樹脂);が挙げられる。これらは1種類単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【0030】
(A)エポキシ樹脂が(A-1)成分と(A-2)成分とを組み合わせて含む場合、それらの量比は、所定の範囲に収まることが好ましい。具体的には、「(A-1)成分:(A-2)成分」の質量比は、好ましくは1:0.1~1:10、より好ましくは1:0.1~1:8、更に好ましくは1:0.1~1:6である。(A-1)成分と(A-2)成分との質量比をこのような範囲とすることにより、本発明の所望の効果を顕著に得ることができる。また、通常は、樹脂組成物の硬化物のシェア強度、破断曲げひずみ、及び割れ性を良好にできる。
【0031】
(A)エポキシ樹脂が(A-2)成分を含む場合、(A-2)成分の量は、樹脂組成物の不揮発成分100質量%に対して、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1質量%以上、さらに好ましくは2質量%以上であり、好ましくは10質量%以下、より好ましくは8質量%以下、さらに好ましくは6質量%以下である。(A-2)成分の量が前記の範囲にあることにより、本発明の所望の効果を顕著に得ることができる。さらに、通常は、樹脂組成物の硬化物の耐割れ性を改善することができる。
【0032】
(A)エポキシ樹脂は、(A-1)成分及び(A-2)成分に組み合わせて、これら(A-1)成分及び(A-2)成分以外の(A-3)任意のエポキシ樹脂を含んでいてもよい。このような(A-3)成分としては、20℃で固体状のエポキシ樹脂が好ましい。この20℃で固体状のエポキシ樹脂は、1分子中に3個以上のエポキシ基を有することが好ましい。さらに、(A-3)成分は、分子中に芳香環を有する芳香族系のエポキシ樹脂が好ましい。
【0033】
好ましい(A-3)成分としては、例えば、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールAF型エポキシ樹脂、テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂が挙げられる。中でも、本発明の所望の効果を顕著に得る観点から、ビフェニル型エポキシ樹脂が好ましい。
【0034】
(A-3)成分の具体例としては、DIC社製の「N-690」(クレゾールノボラック型エポキシ樹脂)、「N-695」(クレゾールノボラック型エポキシ樹脂);日本化薬社製の「EPPN-502H」(トリスフェノール型エポキシ樹脂)、「YX4000HK」(ビキシレノール型エポキシ樹脂)、「YL7760」(ビスフェノールAF型エポキシ樹脂)、「NC3000L」(ビフェニル型エポキシ樹脂);三菱化学社製の「jER1010」(固体状ビスフェノールA型エポキシ樹脂)、「jER1031S」(テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂)、「157S70」(ビスフェノールノボラック型エポキシ樹脂)、「jER1031S」(テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂);等が挙げられる。これらは1種類単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【0035】
(A)エポキシ樹脂が(A-3)成分を含む場合、(A-3)成分の量は、樹脂組成物中の不揮発成分100質量%に対して、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1質量%以上、さらに好ましくは2質量%以上であり、好ましくは10質量%以下、より好ましくは8質量%以下、さらに好ましくは6質量%以下である。(A-3)成分の量が前記の範囲にあることにより、本発明の所望の効果を顕著に得ることができる。さらに、通常は、樹脂組成物の硬化物の機械強度及び絶縁信頼性を良好にできる。
【0036】
上述した(A-1)成分~(A-3)成分を含む(A)エポキシ樹脂全体の量は、樹脂組成物の不揮発成分100質量%に対して、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1質量%以上、特に好ましくは3質量%以上であり、好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下、より好ましくは15質量%以下である。(A)エポキシ樹脂の量が前記の範囲にあることにより、本発明の所望の効果を顕著に得ることができる。
【0037】
(A)エポキシ樹脂のエポキシ当量は、好ましくは50~5000、より好ましくは50~3000、さらに好ましくは80~2000、さらにより好ましくは110~1000である。この範囲となることで、樹脂組成物の硬化物の架橋密度が十分となり、硬化物を絶縁層として使用する際、表面粗さの小さい絶縁層をもたらすことができる。なお、(A)成分のエポキシ当量は、JIS K7236に従って測定することができ、1当量のエポキシ基を含む樹脂の質量である。
【0038】
(A)エポキシ樹脂の重量平均分子量は、好ましくは100~5000、より好ましくは250~3000、さらに好ましくは400~1500である。ここで、液状エポキシ樹脂の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量である。
【0039】
(A)エポキシ樹脂の数平均分子量は、好ましくは4000未満、より好ましくは3500以下、さらに好ましくは3000以下である。下限は、好ましくは500以上、より好ましくは1000以上、さらに好ましくは1500以上である。数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法を使用して測定されるポリスチレン換算の数平均分子量である。
【0040】
[3.(B)無機充填材]
本発明の樹脂組成物は、(B)成分として、無機充填材を含む。(B)無機充填材を用いることにより、樹脂組成物の耐熱性を向上させることができる。さらに、(B)無機充填材を用いることにより、通常は、樹脂組成物の硬化物の熱膨張率を小さくできるので、反りの抑制が可能である。さらに、(B)無機充填材により、通常は、樹脂組成物の硬化物の絶縁性能及び封止性能を向上させることができる。
【0041】
無機充填材の材料としては、通常、無機材料を用い、好ましくは無機化合物を用いる。(B)無機充填材の材料としては、例えば、シリカ、アルミナ、ガラス、コーディエライト、シリコン酸化物、硫酸バリウム、炭酸バリウム、タルク、クレー、雲母粉、酸化亜鉛、ハイドロタルサイト、ベーマイト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化マンガン、ホウ酸アルミニウム、炭酸ストロンチウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸ビスマス、酸化チタン、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸バリウム、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、リン酸ジルコニウム、及びリン酸タングステン酸ジルコニウム等が挙げられる。これらの中でも、本発明の所望の効果を顕著に得る観点から、シリカが特に好適である。シリカとしては、球形シリカが好ましい。また、(B)無機充填材は、1種類単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【0042】
通常、(B)無機充填材は、粒子の状態で樹脂組成物に含まれる。(B)無機充填材の平均粒径は、好ましくは0.01μm以上、より好ましくは0.05μm以上、さらに好ましくは0.1μm以上であり、また、好ましくは5μm以下、より好ましくは2.5μm以下、さらに好ましくは2.2μm以下、特に好ましくは2μm以下である。(B)無機充填材の平均粒径が前記範囲にあることにより、本発明の所望の効果を顕著に得ることができ、更に通常は、表面粗度の低い絶縁層を得ることができる。
【0043】
(B)無機充填材の平均粒径は、ミー(Mie)散乱理論に基づくレーザー回折・散乱法により、測定できる。具体的には、レーザー回折散乱式粒径分布測定装置により、(B)無機充填材の粒径分布を体積基準で作成し、その粒径分布からメディアン径として平均粒径を測定できる。測定サンプルは、(B)無機充填材を超音波により水等の溶剤中に分散させたものを好ましく使用できる。レーザー回折散乱式粒径分布測定装置としては、堀場製作所社製「LA-500」等を使用することができる。
【0044】
前記のような(B)無機充填材としては、例えば、アドマテックス社製「YC100C」、「YA050C」、「YA050C-MJE」、「YA010C」;電気化学工業社製「UFP-30」;トクヤマ社製「シルフィルNSS-3N」、「シルフィルNSS-4N」、「シルフィルNSS-5N」;アドマテックス社製「SC2500SQ」、「SO-C6」、「SO-C4」、「SO-C2」、「SO-C1」;等が挙げられる。
【0045】
(B)無機充填材は、適切な表面処理剤で表面処理されていることが好ましい。表面処理されることにより、(B)無機充填材の耐湿性及び分散性を高めることができる。表面処理剤としては、例えば、フッ素含有シランカップリング剤、アミノシラン系カップリング剤、エポキシシラン系カップリング剤、メルカプトシラン系カップリング剤、シラン系カップリング剤、アルコキシシラン化合物、オルガノシラザン化合物、チタネート系カップリング剤等が挙げられる。
【0046】
表面処理剤の市販品としては、例えば、信越化学工業社製「KBM22」(ジメチルジメトキシシラン)、信越化学工業社製「KBM403」(3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)、信越化学工業社製「KBM803」(3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン)、信越化学工業社製「KBE903」(3-アミノプロピルトリエトキシシラン)、信越化学工業社製「KBM573」(N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン)、信越化学工業社製「SZ-31」(ヘキサメチルジシラザン)、信越化学工業社製「KBM103」(フェニルトリメトキシシラン)、信越化学工業社製「KBM-4803」(長鎖エポキシ型シランカップリング剤)等が挙げられる。また、表面処理剤は、1種類単独で用いてもよく、2種類以上を組合わせて用いてもよい。
【0047】
樹脂組成物中の(B)無機充填材の量は、樹脂組成物中の不揮発成分100質量%に対して、好ましくは30質量%以上、より好ましくは50質量%以上、更に好ましくは75質量%以上であり、好ましくは95質量%以下、より好ましくは93質量%以下、さらに好ましくは90質量%以下である。(B)無機充填材の量が前記の範囲にあることにより、本発明の所望の効果を顕著に得ることができる。また、通常は、(B)無機充填材の量が、前記範囲の下限値以上であることにより、樹脂組成物の硬化物の熱膨張率を低くでき、また、前記範囲の上限値以下であることにより、樹脂組成物の機械的強度、特に伸びを良好にできる。
【0048】
[4.(C)カーボンブラック]
本発明の樹脂組成物は、(C)成分として、DBP吸収量が所定値以下であるカーボンブラックを含む。(C)カーボンブラックの具体的なDBP吸収量は、通常130cm/100g以下、好ましくは100cm/100g以下、特に好ましくは80cm/100g以下である。このようにDBP吸収量が小さい(C)カーボンブラックは、(A)エポキシ樹脂、(B)無機充填材及び(D)高分子樹脂と組み合わせた場合に、当該(C)カーボンブラックの凝集を抑制できる。また、このような(C)カーボンブラックを含む樹脂組成物及びその硬化物の特性(樹脂組成物の最低溶融粘度、樹脂組成物の硬化物の発色及びガラス転移温度、等)は、他のカーボンブラックを(A)エポキシ樹脂、(B)無機充填材及び(D)高分子樹脂と組み合わせて得られる樹脂組成物の特性と同程度以上に優れる。したがって、(C)カーボンブラックを用いることにより、発色、最低溶融粘度及びガラス転移温度等の特性においてバランスがとれていながら、カーボンブラックの凝集を抑制できる樹脂組成物が実現できる。(B)無機充填材及び(D)高分子樹脂を含む樹脂組成物では一般にカーボンブラックが凝集し易い傾向があることに鑑みれば、前記の作用は、当業者にとって意外なものである。(C)カーボンブラックのDBP吸収量の下限は、特段の制限は無く、例えば、10cm/100g以上、20cm/100g以上、40cm/100g以上としてもよい。
【0049】
(C)カーボンブラックのDBP吸収量は、JIS K 6217-4:2017に規定された方法で測定できる。DBP吸収量は、カーボンブラックの表面にある官能基の種類及び量、並びにカーボンブラックの比表面積等の要素に影響を受ける物性値であり、このDBP吸収量が、(B)無機充填材及び(D)高分子樹脂と混合した(C)カーボンブラックの分散性に相関があることは、従来は知られていなかった。
【0050】
(C)カーボンブラックの平均粒径は、好ましくは5nm以上、より好ましくは10nm以上、特に好ましくは15nm以上であり、好ましくは300nm以下、より好ましくは100nm以下、特に好ましくは50nm以下である。一般に、平均粒径が小さいカーボンブラックは凝集を生じ易い傾向があるが、本発明の樹脂組成物では、通常、(C)カーボンブラックが小さくても凝集を抑制できる。よって、本発明の効果を有効に活用する観点では、(C)カーボンブラックとして前記のように平均粒径が小さいものを用いることが好ましい。また、前記のように平均粒径の小さい(C)カーボンブラックを用いることにより、樹脂組成物の硬化物の色の調整を容易に行うことができる。
【0051】
前記の(C)カーボンブラックの平均粒径は、複数の(C)カーボンブラックが集まった二次粒子の平均粒径ではなく、個別の(C)カーボンブラックの一次粒子の平均粒径を表す。この(C)カーボンブラックの平均粒径は、(C)カーボンブラックを電子顕微鏡で観察して、その算術平均径として求めることができる。
【0052】
(C)カーボンブラックのpHは、好ましくは1.0以上、より好ましくは2.0以上、特に好ましくは3.0以上であり、好ましくは7.0以下、より好ましくは6.0以下、特に好ましくは4.0以下である。このような範囲のpHを有する(C)カーボンブラックを用いることにより、本発明の所望の効果を顕著に得ることができ、特に(C)カーボンブラックの凝集を効果的に抑制できる。
【0053】
(C)カーボンブラックのpHは、JIS K 5101-17-2:2004に規定された方法で測定できる。
【0054】
(C)カーボンブラックは、市販のカーボンブラックをそのまま用いてもよく、DBP吸収量等の物性値が所定の範囲に収まるように複数の市販品を適切に混合して用いてもよい。カーボンブラックの市販品は、例えば、三菱化学社、東海カーボン社、旭カーボン社、新日化カーボン社、日本ピグメント社、トーヨーカラー社、御国色素社から入手できる。
【0055】
樹脂組成物中の(C)カーボンブラックの量は、樹脂組成物中の不揮発成分100質量%に対して、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.15質量%以上、特に好ましくは0.2質量%以上であり、好ましくは3質量%以下、より好ましくは2.5質量%以下、特に好ましくは2質量%以下である。(C)カーボンブラックの量が前記の範囲にあることにより、本発明の所望の効果を顕著に得ることができる。特に、(C)カーボンブラックの量が前記範囲の下限値以上であることにより、樹脂組成物の硬化物を適切に着色でき、(C)カーボンブラックの量が前記範囲の上限値以下であることにより、(C)カーボンブラックの凝集を特に効果的に抑制できる。
【0056】
[5.(D)高分子樹脂]
本発明の樹脂組成物は、(D)成分として、ガラス転移温度が30℃以下の高分子樹脂を含む。(D)成分を用いることにより、樹脂組成物の最低溶融粘度を低くできる。そのため、通常は、樹脂組成物層を備える樹脂シートのラミネート性を向上させることができる。詳細には、(D)高分子樹脂のガラス転移温度は、通常30℃以下、好ましくは20℃以下、更に好ましくは10℃以下である。ガラス転移温度の下限値は、特に限定されないが、例えば-30℃以上でありうる。また、(D)高分子樹脂を用いることにより、通常は、樹脂組成物の硬化物の弾性率を低くできるので、この硬化物で形成された封止層及び絶縁層のピール強度を向上させられる。また、(D)高分子樹脂は、通常、25℃~220℃の広い温度領域において線熱膨張係数が変化し難いので、樹脂組成物の硬化物の寸法安定性を高めることができる。
【0057】
(D)高分子樹脂としては、その分子内に、ポリブタジエン構造、ポリシロキサン構造、ポリアルキレン構造、ポリアルキレンオキシ構造、ポリイソプレン構造、ポリイソブチレン構造、ポリカーボネート構造、及びポリアクリル構造からなる群より選択される1種類以上の構造を有する化合物が好ましい。このような構造を有する(D)高分子樹脂を用いることにより、本発明の所望の効果を顕著に得ることができる。また、このような構造を有する(D)高分子樹脂は、通常、柔軟性に優れるので、樹脂組成物の最低溶融粘度を効果的に下げることができる。さらに、このような構造を有する(D)高分子樹脂と組み合わせた場合に、一般にカーボンブラックは凝集し易い傾向があったが、上述した(C)カーボンブラックは凝集を生じ難い。よって、(C)カーボンブラックの凝集を効果的に抑制できるという効果を活用する観点から、(D)高分子樹脂としては、その分子内に前記の構造を有する化合物が好ましい。中でも、上述した効果を更に効果的に発揮する観点では、ポリブタジエン構造、ポリシロキサン構造、ポリイソプレン構造、ポリイソブチレン構造、ポリカーボネート構造及びポリアクリル構造が好ましく、ポリブタジエン構造、ポリイソプレン構造、及びポリカーボネート構造がより好ましく、ポリブタジエン構造及びポリカーボネート構造が特に好ましい。
【0058】
ポリブタジエン構造には、ブタジエンを重合して形成される構造だけでなく、当該構造に水素添加して形成される構造も含む。また、ブタジエン構造は、その一部のみが水素添加されていてもよく、その全てが水素添加されていてもよい。さらに、ポリブタジエン構造は、(D)高分子樹脂の分子において、主鎖に含まれていてもよく、側鎖に含まれていてもよい。ポリブタジエン構造を分子内に有する樹脂を、以下「ブタジエン樹脂」ということがある。ブタジエン樹脂としては、25℃で液状であるか、または、ガラス転移温度が25℃以下であるブタジエン樹脂が好ましい。
【0059】
ポリシロキサン構造は、シロキサン結合を含む構造であり、例えばシリコーンゴムに含まれる。ポリシロキサン構造は、(D)高分子樹脂の分子において、主鎖に含まれていてもよく、側鎖に含まれていてもよい。ポリシロキサン構造を分子内に有する樹脂を、以下「シロキサン樹脂」ということがある。
【0060】
ポリアルキレン構造は、所定の炭素原子数を有することが好ましい。ポリアルキレン構造の具体的な炭素原子数は、好ましくは2以上、より好ましくは3以上、特に好ましくは5以上であり、好ましくは15以下、より好ましくは10以下、特に好ましくは6以下である。また、ポリアルキレン構造は、(D)高分子樹脂の分子において、主鎖に含まれていてもよく、側鎖に含まれていてもよい。ポリアルキレン構造を分子内に有する樹脂を、以下「アルキレン樹脂」ということがある。
【0061】
ポリアルキレンオキシ構造は、所定の炭素原子数を有することが好ましい。ポリアルキレンオキシ構造の具体的な炭素原子数は、好ましくは2以上、好ましくは3以上、より好ましくは5以上であり、好ましくは15以下、より好ましくは10以下、特に好ましくは6以下である。ポリアルキレンオキシ構造は、(D)高分子樹脂の分子において、主鎖に含まれていてもよく、側鎖に含まれていてもよい。ポリアルキレンオキシ構造を分子内に有する樹脂を、以下「アルキレンオキシ樹脂」ということがある。
【0062】
ポリイソプレン構造は、(D)高分子樹脂の分子において、主鎖に含まれていてもよく、側鎖に含まれていてもよい。ポリイソプレン構造を分子内に有する樹脂を、以下「イソプレン樹脂」ということがある。
【0063】
ポリイソブチレン構造は、(D)高分子樹脂の分子において、主鎖に含まれていてもよく、側鎖に含まれていてもよい。ポリイソブチレン構造を分子内に有する樹脂を、以下「イソブチレン樹脂」ということがある。
【0064】
ポリカーボネート構造は、(D)高分子樹脂の分子において、主鎖に含まれていてもよく、側鎖に含まれていてもよい。ポリカーボネート構造を分子内に有する樹脂を、以下「カーボネート樹脂」ということがある。カーボネート樹脂としては、ガラス転移温度が25℃以下のカーボネート樹脂が好ましい。
【0065】
ポリアクリル構造は、アクリロイル基及びメタクリロイル基の少なくとも一方を含む化合物(アクリレート、メタクリレート等)が前記アクリロイル基又はメタクリロイル基で重合して形成される構造である。ポリアクリル構造は、(D)高分子樹脂の分子において、主鎖に含まれていてもよく、側鎖に含まれていてもよい。ポリアクリル構造を分子内に有する樹脂を、以下「アクリル樹脂」ということがある。アクリル樹脂としては、ガラス転移温度が25℃以下のアクリル樹脂が好ましい。
【0066】
(D)高分子樹脂は、(A)エポキシ樹脂と反応できる官能基を有することが好ましい。この官能基には、加熱によって現れる反応基も含める。(D)高分子樹脂が前記の官能基を有することにより、樹脂組成物の硬化物の機械的強度を向上させることができる。
【0067】
前記の官能基としては、ヒドロキシ基、カルボキシ基、酸無水物基、フェノール性水酸基、エポキシ基、イソシアネート基、ウレタン基などが挙げられる。中でも、本発明の効果を顕著に得る観点から、前記の官能基としては、ヒドロキシル基、酸無水物基、フェノール性水酸基、エポキシ基、イソシアネート基及びウレタン基からなる群より選択される1種類以上の官能基が好ましく、フェノール性水酸基が特に好ましい。
【0068】
(D)高分子樹脂は、イミド構造を有することが好ましい。イミド構造を有することにより、(D)高分子樹脂の耐熱性を効果的に高めることができる。
【0069】
(D)高分子樹脂の好ましい例としては、ブタジエン樹脂が挙げられる。ブタジエン樹脂の好ましい例としては、水素化ポリブタジエン骨格含有樹脂、ヒドロキシ基含有ブタジエン樹脂、フェノール性水酸基含有ブタジエン樹脂、カルボキシ基含有ブタジエン樹脂、酸無水物基含有ブタジエン樹脂、エポキシ基含有ブタジエン樹脂、イソシアネート基含有ブタジエン樹脂、ウレタン基含有ブタジエン樹脂が挙げられる。中でも、フェノール性水酸基含有ブタジエン樹脂が更に好ましい。ここで、「水素化ポリブタジエン骨格含有樹脂」とは、ポリブタジエン骨格の少なくとも一部が水素化された樹脂をいい、必ずしもポリブタジエン骨格が完全に水素化された樹脂である必要はない。水素化ポリブタジエン骨格含有樹脂としては、例えば、水素化ポリブタジエン骨格含有エポキシ樹脂等が挙げられる。また、フェノール性水酸基含有ブタジエン樹脂としては、ポリブタジエン構造を有し、かつフェノール性水酸基を有する樹脂等が挙げられる。
【0070】
ブタジエン樹脂の具体例としては、クレイバレー社製の「Ricon 657」(エポキシ基含有ポリブタジエン)、「Ricon 130MA8」、「Ricon 130MA13」、「Ricon 130MA20」、「Ricon 131MA5」、「Ricon 131MA10」、「Ricon 131MA17」、「Ricon 131MA20」、「Ricon 184MA6」(酸無水物基含有ポリブタジエン)、日本曹達社製の「JP-100」、「JP-200」(エポキシ化ポリブタジエン)、「GQ-1000」(水酸基、カルボキシル基導入ポリブタジエン)、「G-1000」、「G-2000」、「G-3000」(両末端水酸基ポリブタジエン)、「GI-1000」、「GI-2000」、「GI-3000」(両末端水酸基水素化ポリブタジエン)、ダイセル社製の「PB3600」、「PB4700」(ポリブタジエン骨格エポキシ化合物)、「エポフレンドA1005」、「エポフレンドA1010」、「エポフレンドA1020」(スチレンとブタジエンとスチレンブロック共重合体のエポキシ化合物)、ナガセケムテックス社製の「FCA-061L」(水素化ポリブタジエン骨格エポキシ化合物)、「R-45EPT」(ポリブタジエン骨格エポキシ化合物)、等が挙げられる。
【0071】
また、好ましいブタジエン樹脂の例としては、ヒドロキシル基末端ポリブタジエン、ジイソシアネート化合物及び四塩基酸無水物を原料とする線状ポリイミド(特開2006-37083号公報、国際公開第2008/153208号に記載のポリイミド)も挙げられる。該ポリイミド樹脂のポリブタジエン構造の含有率は、好ましくは60質量%~95質量%、より好ましくは75質量%~85質量%である。該ポリイミド樹脂の詳細は、特開2006-37083号公報、国際公開第2008/153208号の記載を参酌することができ、この内容は本明細書に組み込まれる。
【0072】
(D)高分子樹脂の好ましい別の例としては、シロキサン樹脂が挙げられる。シロキサン樹脂の具体例としては、信越シリコーン社製の「SMP-2006」、「SMP-2003PGMEA」、「SMP-5005PGMEA」、アミン基末端ポリシロキサン、四塩基酸無水物を原料とする線状ポリイミド(国際公開第2010/053185号)等が挙げられる。
【0073】
(D)高分子樹脂の好ましい更に別の例としては、アルキレン樹脂及びアルキレンオキシ樹脂が挙げられる。アルキレン樹脂及びアルキレンオキシ樹脂の具体例としては、旭化成せんい社製の「PTXG-1000」、「PTXG-1800」、三菱化学社製の「YX-7180」(エーテル結合を有するアルキレン構造を含有する樹脂)、DIC Corporation社製の「EXA-4850-150」、「EXA-4816」、「EXA-4822」、ADEKA社製の「EP-4000」、「EP-4003」、「EP-4010」、「EP-4011」、新日本理化社製の「BEO-60E」、「BPO-20E」、三菱化学社製の「YL7175」、「YL7410」等が挙げられる。
【0074】
(D)高分子樹脂の好ましい更に別の例としては、イソプレン樹脂が挙げられる。イソプレン樹脂の具体例としては、クラレ社製の「KL-610」、「KL-613」等が挙げられる。
【0075】
(D)高分子樹脂の好ましい更に別の例としては、イソブチレン樹脂が挙げられる。イソブチレン樹脂の具体例としては、カネカ社製の「SIBSTAR-073T」(スチレン-イソブチレン-スチレントリブロック共重合体)、「SIBSTAR-042D」(スチレン-イソブチレンジブロック共重合体)等が挙げられる。
【0076】
(D)高分子樹脂の好ましい更に別の例としては、カーボネート樹脂が挙げられる。カーボネート樹脂の好ましい例としては、ヒドロキシ基含有カーボネート樹脂、フェノール性水酸基含有カーボネート樹脂、カルボキシ基含有カーボネート樹脂、酸無水物基含有カーボネート樹脂、エポキシ基含有カーボネート樹脂、イソシアネート基含有カーボネート樹脂、ウレタン基含有カーボネート樹脂等が挙げられる。
【0077】
カーボネート樹脂の具体例としては、旭化成ケミカルズ社製の「T6002」、「T6001」(ポリカーボネートジオール)、クラレ社製の「C-1090」、「C-2090」、「C-3090」(ポリカーボネートジオール)等が挙げられる。
【0078】
また、好ましいカーボネート樹脂の例としては、ヒドロキシル基末端ポリカーボネート、ジイソシアネート化合物及び四塩基酸無水物を原料とする線状ポリイミドも挙げられる。該ポリイミド樹脂のポリカーボネート構造の含有率は、好ましくは60質量%~95質量%、より好ましくは75質量%~85質量%である。該ポリイミド樹脂の詳細は、国際公開第2016/129541号の記載を参酌することができ、この内容は本明細書に組み込まれる。
【0079】
(D)高分子樹脂の好ましい更に別の例としては、アクリル樹脂が挙げられる。アクリル樹脂の好ましい例としては、ヒドロキシ基含有アクリル樹脂、フェノール性水酸基含有アクリル樹脂、カルボキシ基含有アクリル樹脂、酸無水物基含有アクリル樹脂、エポキシ基含有アクリル樹脂、イソシアネート基含有アクリル樹脂、ウレタン基含有アクリル樹脂等が挙げられる。
【0080】
アクリル樹脂の具体例としては、ナガセケムテックス社製のテイサンレジン「SG-70L」、「SG-708-6」、「WS-023」、「SG-700AS」、「SG-280TEA」(カルボキシ基含有アクリル酸エステル共重合体樹脂、酸価5~34mgKOH/g、重量平均分子量40万~90万、Tg-30℃~5℃)、「SG-80H」、「SG-80H-3」、「SG-P3」(エポキシ基含有アクリル酸エステル共重合体樹脂、エポキシ当量4761~14285g/eq、重量平均分子量35万~85万、Tg11℃~12℃)、「SG-600TEA」、「SG-790」(ヒドロキシ基含有アクリル酸エステル共重合体樹脂、水酸基価20~40mgKOH/g、重量平均分子量50万~120万、Tg-37℃~-32℃)、根上工業社製の「ME-2000」、「W-116.3」(カルボキシ基含有アクリル酸エステル共重合体樹脂)、「W-197C」(水酸基含有アクリル酸エステル共重合体樹脂)、「KG-25」、「KG-3000」(エポキシ基含有アクリル酸エステル共重合体樹脂)等が挙げられる。
【0081】
(D)高分子樹脂の好ましい更に別の例としては、アクリルゴム粒子、ポリアミド微粒子、シリコーン粒子などが挙げられる。アクリルゴム粒子の具体例としては、アクリロニトリルブタジエンゴム、ブタジエンゴム、アクリルゴムなどのゴム弾性を示す樹脂に化学的架橋処理を施し、有機溶剤に不溶かつ不融とした樹脂の微粒子体が挙げられる。アクリルゴム粒子の具体例としては、XER-91(日本合成ゴム社製);スタフィロイドAC3355、AC3816、AC3832、AC4030、AC3364、IM101(以上、ガンツ化成社製);パラロイドEXL2655、EXL2602(以上、呉羽化学工業社製);等が挙げられる。ポリアミド微粒子としては、ナイロン等の脂肪族ポリアミド、ポリアミドイミド等の柔軟な骨格を有するものを用いることができる。ポリアミド微粒子の具体例を挙げると、VESTOSINT 2070(ダイセルヒュルス社製);SP500(東レ社製);等が挙げられる。
【0082】
(D)高分子樹脂は、1種類単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【0083】
(D)高分子樹脂は、優れた柔軟性を発揮する観点から、高分子量であることが好ましい。(D)高分子樹脂の具体的な数平均分子量Mnは、好ましくは4000以上、より好ましくは4500以上、更に好ましくは5000以上、特に好ましくは5500以上であり、好ましくは100000以下、より好ましくは95000以下、特に好ましくは90000以下である。(D)高分子樹脂の数平均分子量Mnが前記の範囲にあることにより、本発明の所望の効果を顕著に得ることができる。(D)高分子樹脂の数平均分子量Mnは、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)を使用して測定されるポリスチレン換算の数平均分子量である。
【0084】
(D)高分子樹脂が官能基を有する場合、(D)高分子樹脂の官能基当量は、好ましくは100以上、より好ましくは200以上、更に好ましくは1000以上、特に好ましくは2500以上であり、好ましくは50000以下、より好ましくは30000以下、更に好ましくは10000以下、特に好ましくは5000以下である。官能基当量は、1グラム当量の官能基を含む樹脂のグラム数である。例えば、エポキシ基当量は、JIS K7236に従って測定することができる。また、例えば、水酸基当量はJIS K1557-1に従って測定した水酸基価でKOHの分子量を割ることで算出することができる。
【0085】
樹脂組成物中の(D)高分子樹脂の量は、樹脂組成物の不揮発成分100質量%に対して、好ましくは0.2質量%以上、より好ましくは0.3質量%以上、特に好ましくは0.4質量%以上であり、好ましくは20質量%以下、より好ましくは15質量%以下、特に好ましくは10質量%以下である。(D)高分子樹脂の量が前記の範囲にあることにより、本発明の所望の効果を顕著に得ることができる。特に、(D)高分子樹脂の量が、前記範囲の下限値以上であることにより、樹脂組成物の最低溶融粘度を効果的に低くでき、また、前記範囲の上限値以下であることにより、樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度を高くして耐熱性を向上させることができる。
【0086】
[6.(E)硬化剤]
樹脂組成物は、任意の成分として、上述した成分以外に(E)硬化剤を含んでいてもよい。(E)硬化剤は、通常、(A)エポキシ樹脂と反応して樹脂組成物を硬化させる機能を有する。(E)硬化剤は、1種類単独で用いてもよく、2種類以上を組合わせて用いてもよい。
【0087】
(E)成分としての硬化剤としては、例えば、活性エステル系硬化剤、フェノール系硬化剤、ナフトール系硬化剤、ベンゾオキサジン系硬化剤、シアネートエステル系硬化剤、カルボジイミド系硬化剤などが挙げられる。中でも、本発明の所望の効果を顕著に得る観点から、(E)硬化剤としては、フェノール系硬化剤、ナフトール系硬化剤、活性エステル系硬化剤及びシアネートエステル系硬化剤が好ましく、フェノール系硬化剤及び活性エステル系硬化剤がより好ましい。
【0088】
活性エステル系硬化剤としては、1分子中に1個以上の活性エステル基を有する化合物を用いることができる。中でも、活性エステル系硬化剤としては、フェノールエステル類、チオフェノールエステル類、N-ヒドロキシアミンエステル類、複素環ヒドロキシ化合物のエステル類等の、反応活性の高いエステル基を1分子中に2個以上有する化合物が好ましい。当該活性エステル系硬化剤は、カルボン酸化合物及び/又はチオカルボン酸化合物とヒドロキシ化合物及び/又はチオール化合物との縮合反応によって得られるものが好ましい。特に、耐熱性向上の観点から、カルボン酸化合物とヒドロキシ化合物とから得られる活性エステル系硬化剤が好ましく、カルボン酸化合物とフェノール化合物及び/又はナフトール化合物とから得られる活性エステル系硬化剤がより好ましい。
【0089】
カルボン酸化合物としては、例えば、安息香酸、酢酸、コハク酸、マレイン酸、イタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ピロメリット酸等が挙げられる。
【0090】
フェノール化合物又はナフトール化合物としては、例えば、ハイドロキノン、レゾルシン、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、フェノールフタリン、メチル化ビスフェノールA、メチル化ビスフェノールF、メチル化ビスフェノールS、フェノール、o-クレゾール、m-クレゾール、p-クレゾール、カテコール、α-ナフトール、β-ナフトール、1,5-ジヒドロキシナフタレン、1,6-ジヒドロキシナフタレン、2,6-ジヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシベンゾフェノン、トリヒドロキシベンゾフェノン、テトラヒドロキシベンゾフェノン、フロログルシン、ベンゼントリオール、ジシクロペンタジエン型ジフェノール化合物、フェノールノボラック等が挙げられる。ここで、「ジシクロペンタジエン型ジフェノール化合物」とは、ジシクロペンタジエン1分子にフェノール2分子が縮合して得られるジフェノール化合物をいう。
【0091】
活性エステル系硬化剤の好ましい具体例としては、ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造を含む活性エステル化合物、ナフタレン構造を含む活性エステル化合物、フェノールノボラックのアセチル化物を含む活性エステル化合物、フェノールノボラックのベンゾイル化物を含む活性エステル化合物が挙げられる。中でも、ナフタレン構造を含む活性エステル化合物、ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造を含む活性エステル化合物がより好ましい。「ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造」とは、フェニレン-ジシクロペンチレン-フェニレンからなる2価の構造を表す。
【0092】
活性エステル系硬化剤の市販品としては、例えば、ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造を含む活性エステル化合物として、「EXB9451」、「EXB9460」、「EXB9460S」、「HPC-8000-65T」、「HPC-8000H-65TM」、「EXB-8000L-65TM」(DIC社製);ナフタレン構造を含む活性エステル化合物として「EXB9416-70BK」(DIC社製);フェノールノボラックのアセチル化物を含む活性エステル化合物として「DC808」(三菱化学社製);フェノールノボラックのベンゾイル化物を含む活性エステル化合物として「YLH1026」(三菱化学社製);フェノールノボラックのアセチル化物である活性エステル系硬化剤として「DC808」(三菱化学社製);フェノールノボラックのベンゾイル化物である活性エステル系硬化剤として「YLH1026」(三菱化学社製)、「YLH1030」(三菱化学社製)、「YLH1048」(三菱化学社製);等が挙げられる。
【0093】
フェノール系硬化剤及びナフトール系硬化剤としては、耐熱性及び耐水性の観点から、ノボラック構造を有するものが好ましい。また、導体層との密着性の観点から、含窒素フェノール系硬化剤が好ましく、トリアジン骨格含有フェノール系硬化剤がより好ましい。
【0094】
フェノール系硬化剤及びナフトール系硬化剤の具体例としては、明和化成社製の「MEH-7700」、「MEH-7810」、「MEH-7851」;日本化薬社製の「NHN」、「CBN」、「GPH」;新日鉄住金社製の「SN170」、「SN180」、「SN190」、「SN475」、「SN485」、「SN495V」、「SN375」、「SN395」;DIC社製の「TD-2090」、「LA-7052」、「LA-7054」、「LA-1356」、「LA-3018-50P」、「EXB-9500」、「HPC-9500」、「KA-1160」、「KA-1163」、「KA-1165」;群栄化学社製の「GDP-6115L」、「GDP-6115H」等が挙げられる。
【0095】
ベンゾオキサジン系硬化剤の具体例としては、昭和高分子社製の「HFB2006M」、四国化成工業社製の「P-d」、「F-a」が挙げられる。
【0096】
シアネートエステル系硬化剤としては、例えば、ビスフェノールAジシアネート、ポリフェノールシアネート、オリゴ(3-メチレン-1,5-フェニレンシアネート)、4,4’-メチレンビス(2,6-ジメチルフェニルシアネート)、4,4’-エチリデンジフェニルジシアネート、ヘキサフルオロビスフェノールAジシアネート、2,2-ビス(4-シアネート)フェニルプロパン、1,1-ビス(4-シアネートフェニルメタン)、ビス(4-シアネート-3,5-ジメチルフェニル)メタン、1,3-ビス(4-シアネートフェニル-1-(メチルエチリデン))ベンゼン、ビス(4-シアネートフェニル)チオエーテル、及びビス(4-シアネートフェニル)エーテル、等の2官能シアネート樹脂;フェノールノボラック及びクレゾールノボラック等から誘導される多官能シアネート樹脂;これらシアネート樹脂が一部トリアジン化したプレポリマー;などが挙げられる。シアネートエステル系硬化剤の具体例としては、ロンザジャパン社製の「PT30」及び「PT60」(いずれもフェノールノボラック型多官能シアネートエステル樹脂)、「BA230」、「BA230S75」(ビスフェノールAジシアネートの一部又は全部がトリアジン化され三量体となったプレポリマー)等が挙げられる。
【0097】
カルボジイミド系硬化剤の具体例としては、日清紡ケミカル社製の「V-03」、「V-07」等が挙げられる。
【0098】
樹脂組成物が(E)硬化剤を含む場合、(E)硬化剤の量は、樹脂組成物中の不揮発成分100質量%に対して、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1.0質量%以上、特に好ましくは2.0質量%以上であり、好ましくは20質量%以下、より好ましくは15質量%以下、特に好ましくは10質量%以下である。(E)成分の量が前記の範囲にあることにより、本発明の所望の効果を顕著に得ることができる。
【0099】
(A)エポキシ樹脂のエポキシ基数を1とした場合、(E)硬化剤の活性基数は、好ましくは0.10以上、より好ましくは0.15以上、更に好ましくは0.20以上であり、好ましくは2以下、より好ましくは1.5以下、更に好ましくは1.0以下である。ここで、「(A)エポキシ樹脂のエポキシ基数」とは、樹脂組成物中に存在する(A)エポキシ樹脂の不揮発成分の質量をエポキシ当量で除した値を全て合計した値である。また、「(B)硬化剤の活性基数」とは、樹脂組成物中に存在する(E)硬化剤の不揮発成分の質量を活性基当量で除した値を全て合計した値である。(A)エポキシ樹脂のエポキシ基数を1とした場合の(E)硬化剤の活性基数が前記範囲にあることにより、本発明の所望の効果を顕著に得ることができ、更に通常は、樹脂組成物層の硬化物の耐熱性がより向上する。
【0100】
[7.(F)硬化促進剤]
樹脂組成物は、任意の成分として、上述した成分以外に(F)硬化促進剤を含んでいてもよい。(F)硬化促進剤を用いることにより、樹脂組成物を硬化させる際に硬化を促進できる。
【0101】
(F)成分としての硬化促進剤としては、例えば、リン系硬化促進剤、アミン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤、グアニジン系硬化促進剤、金属系硬化促進剤等が挙げられ、リン系硬化促進剤、アミン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤、金属系硬化促進剤が好ましい。中でも、本発明の効果を顕著に発揮する観点では、アミン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤、金属系硬化促進剤が好ましく、イミダゾール系硬化促進剤が特に好ましい。硬化促進剤は、1種類単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【0102】
リン系硬化促進剤としては、例えば、トリフェニルホスフィン、ホスホニウムボレート化合物、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、n-ブチルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラブチルホスホニウムデカン酸塩、(4-メチルフェニル)トリフェニルホスホニウムチオシアネート、テトラフェニルホスホニウムチオシアネート、ブチルトリフェニルホスホニウムチオシアネート等が挙げられる。中でも、トリフェニルホスフィン、テトラブチルホスホニウムデカン酸塩が好ましい。
【0103】
アミン系硬化促進剤としては、例えば、トリエチルアミン、トリブチルアミン等のトリアルキルアミン、4-ジメチルアミノピリジン、ベンジルジメチルアミン、2,4,6,-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、1,8-ジアザビシクロ(5,4,0)-ウンデセン等が挙げられる。中でも、4-ジメチルアミノピリジン、1,8-ジアザビシクロ(5,4,0)-ウンデセンが好ましい。
【0104】
イミダゾール系硬化促進剤としては、例えば、2-メチルイミダゾール、2-ウンデシルイミダゾール、2-ヘプタデシルイミダゾール、1,2-ジメチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、2-フェニル-4-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾール、1-シアノエチル-2-エチル-4-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイト、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、2,4-ジアミノ-6-[2’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2’-ウンデシルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2’-エチル-4’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジンイソシアヌル酸付加物、2-フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール、2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾール、2,3-ジヒドロ-1H-ピロロ[1,2-a]ベンズイミダゾール、1-ドデシル-2-メチル-3-ベンジルイミダゾリウムクロライド、2-メチルイミダゾリン、2-フェニルイミダゾリン等のイミダゾール化合物及びイミダゾール化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体が挙げられる。中でも、2-エチル-4-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾールが好ましい。
【0105】
イミダゾール系硬化促進剤としては、市販品を用いてもよく、例えば、三菱化学社製の「P200-H50」;四国化成工業社製「1B2PZ」;等が挙げられる。
【0106】
グアニジン系硬化促進剤としては、例えば、ジシアンジアミド、1-メチルグアニジン、1-エチルグアニジン、1-シクロヘキシルグアニジン、1-フェニルグアニジン、1-(o-トリル)グアニジン、ジメチルグアニジン、ジフェニルグアニジン、トリメチルグアニジン、テトラメチルグアニジン、ペンタメチルグアニジン、1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン、7-メチル-1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン、1-メチルビグアニド、1-エチルビグアニド、1-n-ブチルビグアニド、1-n-オクタデシルビグアニド、1,1-ジメチルビグアニド、1,1-ジエチルビグアニド、1-シクロヘキシルビグアニド、1-アリルビグアニド、1-フェニルビグアニド、1-(o-トリル)ビグアニド等が挙げられる。中でも、ジシアンジアミド、1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エンが好ましい。
【0107】
金属系硬化促進剤としては、例えば、コバルト、銅、亜鉛、鉄、ニッケル、マンガン、スズ等の金属の、有機金属錯体又は有機金属塩が挙げられる。有機金属錯体の具体例としては、コバルト(II)アセチルアセトナート、コバルト(III)アセチルアセトナート等の有機コバルト錯体、銅(II)アセチルアセトナート等の有機銅錯体、亜鉛(II)アセチルアセトナート等の有機亜鉛錯体、鉄(III)アセチルアセトナート等の有機鉄錯体、ニッケル(II)アセチルアセトナート等の有機ニッケル錯体、マンガン(II)アセチルアセトナート等の有機マンガン錯体等が挙げられる。有機金属塩としては、例えば、オクチル酸亜鉛、オクチル酸錫、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、ステアリン酸スズ、ステアリン酸亜鉛等が挙げられる。
【0108】
樹脂組成物が(F)硬化促進剤を含む場合、(F)硬化促進剤の量は、本発明の所望の効果を顕著に得る観点から、樹脂組成物の不揮発成分100質量%に対して、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.03質量%以上、特に好ましくは0.05質量%以上であり、好ましくは3質量%以下、より好ましくは1.5質量%以下、特に好ましくは1質量%以下である。
【0109】
[8.(G)熱可塑性樹脂]
樹脂組成物は、任意の成分として、上述した成分以外に(G)熱可塑性樹脂を含んでいてもよい。
【0110】
(G)成分としての熱可塑性樹脂としては、例えば、フェノキシ樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリオレフィン樹脂、ブタジエン樹脂、シロキサン樹脂、アルキレン樹脂、アルキレンオキシ樹脂、イソプレン樹脂、イソブチレン樹脂、カーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエステル樹脂が挙げられる。
【0111】
フェノキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA骨格、ビスフェノールF骨格、ビスフェノールS骨格、ビスフェノールアセトフェノン骨格、ノボラック骨格、ビフェニル骨格、フルオレン骨格、ジシクロペンタジエン骨格、ノルボルネン骨格、ナフタレン骨格、アントラセン骨格、アダマンタン骨格、テルペン骨格、及びトリメチルシクロヘキサン骨格からなる群から選択される1種類以上の骨格を有するフェノキシ樹脂が挙げられる。フェノキシ樹脂の末端は、フェノール性水酸基、エポキシ基等のいずれの官能基でもよい。
【0112】
フェノキシ樹脂の具体例としては、三菱化学社製の「1256」及び「4250」(いずれもビスフェノールA骨格含有フェノキシ樹脂);三菱化学社製の「YX8100」(ビスフェノールS骨格含有フェノキシ樹脂);三菱化学社製の「YX6954」(ビスフェノールアセトフェノン骨格含有フェノキシ樹脂);新日鉄住金化学社製の「FX280」及び「FX293」;三菱化学社製の「YX6954BH30」、「YX6954BH30」、「YX7553」、「YX7553BH30」、「YL7769BH30」、「YL6794」、「YL7213」、「YL7290」、「YL7891BH30」及び「YL7482」等が挙げられる。
【0113】
(G)熱可塑性樹脂の重量平均分子量Mwは、本発明の所望の効果を顕著に得る観点から、好ましくは8,000以上、より好ましくは10,000以上、特に好ましくは20,000以上であり、好ましくは70,000以下、より好ましくは60,000以下、特に好ましくは50,000以下である。(G)熱可塑性樹脂の重量平均分子量Mwは、GPCを使用して測定されるポリスチレン換算の数平均分子量である。
【0114】
樹脂組成物が(G)熱可塑性樹脂を含む場合、樹脂組成物における(G)熱可塑性樹脂の量は、本発明の所望の効果を顕著に得る観点から、樹脂組成物中の不揮発成分100質量%に対して、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、さらに好ましくは0.3質量%以上であり、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下である。
【0115】
[9.(H)難燃剤]
樹脂組成物は、任意の成分として、上述した成分以外に(H)難燃剤を含んでいてもよい。
【0116】
(H)難燃剤としては、例えば、有機リン系難燃剤、有機系窒素含有リン化合物、窒素化合物、シリコーン系難燃剤、金属水酸化物等が挙げられる。難燃剤は1種類単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
【0117】
(H)難燃剤の具体例としては、三光社製の「HCA-HQ」、大八化学工業社製の「PX-200」等が挙げられる。難燃剤としては加水分解しにくいものが好ましく、例えば、10-(2,5-ジヒドロキシフェニル)-10-ヒドロ-9-オキサ-10-フォスファフェナンスレン-10-オキサイド等が好ましい。
【0118】
樹脂組成物が(H)難燃剤を含有する場合、(H)難燃剤の量は、樹脂組成物中の不揮発成分100質量%に対して、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、さらに好ましくは0.3質量%以上であり、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下である。
【0119】
[10.(I)任意の添加剤]
樹脂組成物は、上述した成分以外に、任意の成分として更に添加剤を含んでいてもよい。このような添加剤としては、例えば、有機銅化合物、有機亜鉛化合物及び有機コバルト化合物等の有機金属化合物;バインダー、増粘剤、消泡剤、レベリング剤、密着性付与剤等の樹脂添加剤;などが挙げられる。これらの添加剤は、1種類単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【0120】
[11.樹脂組成物の製造方法]
樹脂組成物は、例えば、配合成分を、回転ミキサーなどの撹拌装置を用いて撹拌する方法によって製造できる。
【0121】
[12.樹脂組成物の特性]
上述した樹脂組成物によれば、最低溶融粘度を低くできる。そのため、樹脂組成物を用いた樹脂シートのラミネート性を良好にできる。(B)無機充填材によれば樹脂組成物の硬化物の絶縁性能及び封止性能を向上させることができるが、一般に、(B)無機充填材を含む組成物は溶融粘度が高くなり、ラミネート性が損なわれる傾向がある。これに対し、上述した樹脂組成物では、(D)高分子樹脂を用いたことにより、(B)無機充填材を用いながらも溶融粘度を低くできるので、良好なラミネート性を達成できる。樹脂組成物の具体的な最低溶融粘度は、好ましくは30000poise以下、より好ましくは20000poise以下、更に好ましくは12000poise以下である。樹脂組成物の最低溶融粘度の下限は、特段の制限は無いが、例えば100poise以上でありうる。樹脂組成物の最低溶融粘度は、実施例に記載の方法によって測定できる。
【0122】
上述した樹脂組成物によれば、ガラス転移温度が高い硬化物を得られる。そのため、樹脂組成物の硬化物の耐熱性を良好にできるので、耐熱性に優れた絶縁層及び封止層を得ることができる。例えば、樹脂組成物を実施例に記載の条件で熱硬化させて得た硬化物の具体的なガラス転移温度は、好ましくは140℃以上、より好ましくは145℃以上、特に好ましくは150℃以上である。樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度の上限は、特段の制限は無いが、例えば300℃以下でありうる。樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度は、実施例に記載の方法によって測定できる。
【0123】
上述した樹脂組成物によれば、カーボンブラックが着色剤として機能するので、当該カーボンブラックを用いる用途に応じた適切な発色が得られる。通常、カーボンブラックが黒色顔料として機能するので、樹脂組成物の硬化物の色を、黒色又はそれに近い色にすることができる。例えば、実施例に記載の方法で樹脂組成物の硬化物によって絶縁層を形成した場合に、黒色の絶縁層が得られる。具体的には、前記の絶縁層のL表色系における座標Lと、白色標準板としての酸化アルミニウム製白色板のL表色系における座標Lとの差ΔLは、好ましくは-100以上であり、好ましくは-40以下、より好ましくは-50以下、特に好ましくは-60以下である。さらに、前記の絶縁層のL表色系における座標bと、白色標準板としての酸化アルミニウム製白色板のL表色系における座標bとの差Δbは、好ましくは-20以上、より好ましくは-15以上、特に好ましくは-10以上であり、好ましくは20以下、より好ましくは15以下、特に好ましくは10以下である。
【0124】
上述した樹脂組成物は、カーボンブラックの凝集を抑制できる。従来、(B)無機充填材及び(D)高分子樹脂を含む樹脂組成物においては一般にカーボンブラックは凝集を生じ易かったので、発色、最低溶融粘度及びガラス転移温度等の優れた特性とカーボンブラックの凝集抑制との両方を達成することは、困難であった。これに対し、上述した樹脂組成物によれば、(B)無機充填材及び(D)高分子樹脂と組み合わせた場合であっても(C)カーボンブラックの凝集の抑制が可能である。したがって、前記のように発色、最低溶融粘度及びガラス転移温度等の特性においてバランスがとれていながら、(C)カーボンブラックの凝集による欠点の発生を抑制することができる。具体的には、樹脂組成物層を形成した場合に、最大長100μmを超える(C)カーボンブラックの凝集物の発生頻度を減らすことが可能である。
【0125】
上述した樹脂組成物の硬化物は、通常、優れた絶縁性能を有する。(B)無機充填材によって優れた絶縁性能が得られることに加え、カーボンブラックの凝集を抑制できるので、カーボンブラックの凝集物による絶縁性の低下を抑制できる。また、カーボンブラックの凝集物の発生を抑制できるので、薄い絶縁層の材料として樹脂組成物を用いることが可能である。
【0126】
上述した樹脂組成物の硬化物は、通常、優れた封止性能を有する。(B)無機充填材によって優れた封止性能が得られることに加え、カーボンブラックの凝集を抑制できるので、カーボンブラックの凝集物を起点としたクラックの発生を抑制でき、クラックによる封止性の低下を抑制できる。
【0127】
[13.樹脂組成物の用途]
上述した利点を活用して、前記の樹脂組成物の硬化物により、封止層及び絶縁層を形成することができる。よって、この樹脂組成物は、半導体封止用又は絶縁層用の樹脂組成物として用いることができる。
【0128】
例えば、前記の樹脂組成物は、半導体チップパッケージの絶縁層を形成するための樹脂組成物(半導体チップパッケージの絶縁層用樹脂組成物)、及び、回路基板(プリント配線板を含む。)の絶縁層を形成するための樹脂組成物(回路基板の絶縁層用樹脂組成物)として、好適に使用することができる。
【0129】
また、例えば、前記の樹脂組成物は、半導体チップを封止するための樹脂組成物(半導体チップの封止用樹脂組成物)として、好適に使用することができる。
【0130】
前記の樹脂組成物の硬化物で形成された封止層又は絶縁層を適用できる半導体チップパッケージとしては、例えば、FC-CSP、MIS-BGAパッケージ、ETS-BGAパッケージ、Fan-out型WLP(Wafer Level Package)、Fan-in型WLP、Fan-out型PLP(Panel Level Package)、Fan-in型PLPが挙げられる。
【0131】
また、前記の樹脂組成物は、アンダーフィル材として用いてもよく、例えば、半導体チップを基板に接続した後に用いるMUF(Molding Under Filling)の材料として用いてもよい。
【0132】
さらに、前記の樹脂組成物は、樹脂シート、プリプレグ等のシート状積層材料、ソルダーレジスト、ダイボンディング材、穴埋め樹脂、部品埋め込み樹脂等、樹脂組成物が用いられる広範な用途に使用できる。
【0133】
[14.樹脂シート]
本発明の樹脂シートは、支持体と、該支持体上に設けられた樹脂組成物層と、を有する。樹脂組成物層は、本発明の樹脂組成物を含む層であり、通常は、樹脂組成物で形成されている。
【0134】
樹脂組成物層の厚さは、薄型化の観点から、好ましくは200μm以下、より好ましくは150μm以下、更に好ましくは100μm以下、80μm以下、60μm以下、50μm以下、又は、40μm以下である。樹脂組成物層の厚さの下限は、特に限定されず、例えば、1μm以上、5μm以上、10μm以上、等でありうる。
【0135】
支持体としては、例えば、プラスチック材料からなるフィルム、金属箔、離型紙が挙げられ、プラスチック材料からなるフィルム、金属箔が好ましい。
【0136】
支持体としてプラスチック材料からなるフィルムを使用する場合、プラスチック材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(以下「PET」と略称することがある。)、ポリエチレンナフタレート(以下「PEN」と略称することがある。)等のポリエステル;ポリカーボネート(以下「PC」と略称することがある。);ポリメチルメタクリレート(以下「PMMA」と略称することがある。)等のアクリルポリマー;環状ポリオレフィン;トリアセチルセルロース(以下「TAC」と略称することがある。);ポリエーテルサルファイド(以下「PES」と略称することがある。);ポリエーテルケトン;ポリイミド;等が挙げられる。中でも、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートが好ましく、安価なポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。
【0137】
支持体として金属箔を使用する場合、金属箔としては、例えば、銅箔、アルミニウム箔等が挙げられる。中でも、銅箔が好ましい。銅箔としては、銅の単金属からなる箔を用いてもよく、銅と他の金属(例えば、スズ、クロム、銀、マグネシウム、ニッケル、ジルコニウム、ケイ素、チタン等)との合金からなる箔を用いてもよい。
【0138】
支持体は、樹脂組成物層と接合する面に、マット処理、コロナ処理、帯電抑制処理等の処理が施されていてもよい。
【0139】
また、支持体としては、樹脂組成物層と接合する面に離型層を有する離型層付き支持体を使用してもよい。離型層付き支持体の離型層に使用する離型剤としては、例えば、アルキド樹脂、ポリオレフィン樹脂、ウレタン樹脂、及びシリコーン樹脂からなる群から選択される1種以上の離型剤が挙げられる。離型剤の市販品としては、例えば、アルキド樹脂系離型剤としてのリンテック社製の「SK-1」、「AL-5」、「AL-7」;等が挙げられる。また、離型層付き支持体としては、例えば、東レ社製の「ルミラーT60」、帝人社製の「ピューレックス」、ユニチカ社製の「ユニピール」等が挙げられる。
【0140】
支持体の厚みとしては、5μm~75μmの範囲が好ましく、10μm~60μmの範囲がより好ましい。なお、離型層付き支持体を使用する場合、離型層付き支持体全体の厚さが上記範囲であることが好ましい。
【0141】
樹脂シートは、例えば、有機溶剤に樹脂組成物を溶解した樹脂ワニスを調製し、この樹脂ワニスを、ダイコーター等の塗布装置を用いて支持体上に塗布し、更に乾燥させて樹脂組成物層を形成させることにより、製造することができる。
【0142】
有機溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン(MEK)及びシクロヘキサノン等のケトン溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及びカルビトールアセテート等の酢酸エステル溶剤;セロソルブ及びブチルカルビトール等のカルビトール溶剤;トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素溶剤;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド(DMAc)及びN-メチルピロリドン等のアミド系溶剤;等を挙げることができる。有機溶剤は、1種類単独で使用してもよく、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
【0143】
乾燥は、加熱、熱風吹きつけ等の公知の方法により実施してよい。乾燥は、樹脂組成物層中の有機溶剤の含有量が、通常10質量%以下、好ましくは5質量%以下となるように行う。樹脂ワニス中の有機溶剤の沸点によっても異なるが、例えば30質量%~60質量%の有機溶剤を含む樹脂ワニスを用いる場合、50℃~150℃で3分間~10分間乾燥させることにより、樹脂組成物層を形成することができる。
【0144】
樹脂シートは、必要に応じて、支持体及び樹脂組成物層以外の任意の層を含んでいてもよい。例えば、樹脂シートにおいて、樹脂組成物層の支持体と接合していない面(即ち、支持体とは反対側の面)には、支持体に準じた保護フィルムが設けられていてもよい。保護フィルムの厚さは、例えば、1μm~40μmである。保護フィルムにより、樹脂組成物層の表面へのゴミ等の付着やキズを抑制できる。樹脂シートが保護フィルムを有する場合、保護フィルムを剥がすことによって樹脂シートが使用可能となる。樹脂シートは、ロール状に巻きとって保存することが可能である。
【0145】
樹脂シートは、半導体チップパッケージの製造において絶縁層を形成するため(半導体チップパッケージの絶縁層用樹脂シート)に好適に使用することができる。例えば、樹脂シートは、回路基板の絶縁層を形成するため(回路基板の絶縁層用樹脂シート)に好適に使用することができ、その上にメッキにより導体層が形成される層間絶縁層を形成するため(メッキにより導体層を形成する回路基板の層間絶縁層用)にさらに好適に使用することができる。このような基板を使ったパッケージの例としては、FC-CSP、MIS-BGAパッケージ、ETS-BGAパッケージが挙げられる。
【0146】
また、樹脂シートは、半導体チップを封止するため(半導体チップ封止用樹脂シート)、または、半導体チップに配線を形成するため(半導体チップ配線形成用樹脂シート)に好適に使用することができる。適用可能な半導体チップパッケージとしては、例えば、Fan-out型WLP(Wafer Level Package)、Fan-in型WLP、Fan-out型PLP(Panel Level Package)、Fan-in型PLP等が挙げられる。
【0147】
また、樹脂シートは、半導体チップを基板に接続した後に用いるMUFの材料に用いてもよい。
【0148】
さらに、樹脂シートは、高い絶縁信頼性が要求される他の広範な用途に使用できる。例えば、樹脂シートは、プリント配線板等の回路基板の絶縁層を形成するために好適に使用することができる。
【0149】
[15.回路基板]
本発明の回路基板は、本発明の樹脂組成物の硬化物により形成された絶縁層を含む。この回路基板は、例えば、下記の工程(1)及び工程(2)を含む製造方法によって、製造できる。
(1)基材上に、樹脂組成物層を形成する工程。
(2)樹脂組成物層を熱硬化して、絶縁層を形成する工程。
【0150】
工程(1)では、基材を用意する。基材としては、例えば、ガラスエポキシ基板、金属基板(ステンレスや冷間圧延鋼板(SPCC)など)、ポリエステル基板、ポリイミド基板、BTレジン基板、熱硬化型ポリフェニレンエーテル基板等の基板が挙げられる。また、基材は、当該基材の一部として表面に銅箔等の金属層を有していてもよい。例えば、両方の表面に剥離可能な第一金属層及び第二金属層を有する基材を用いてもよい。このような基材を用いる場合、通常、回路配線として機能できる配線層としての導体層が、第二金属層の第一金属層とは反対側の面に形成される。このような金属層を有する基材としては、例えば、三井金属鉱業社製のキャリア銅箔付極薄銅箔「Micro Thin」)が挙げられる。
【0151】
また、基材の一方又は両方の表面には、導体層が形成されていてもよい。以下の説明では、基材と、この基材表面に形成された導体層とを含む部材を、「配線層付基材」ということがある。導体層に含まれる導体材料としては、例えば、金、白金、パラジウム、銀、銅、アルミニウム、コバルト、クロム、亜鉛、ニッケル、チタン、タングステン、鉄、スズ及びインジウムからなる群から選択される1種以上の金属を含む材料が挙げられる。導体材料としては、単金属であってもよく、合金を用いてもよい。合金としては、例えば、上記の群から選択される2種類以上の金属の合金(例えば、ニッケル・クロム合金、銅・ニッケル合金及び銅・チタン合金)が挙げられる。中でも、導体層形成の汎用性、コスト、パターニングの容易性等の観点から、単金属としてのクロム、ニッケル、チタン、アルミニウム、亜鉛、金、パラジウム、銀若しくは銅;及び、ニッケル・クロム合金、銅・ニッケル合金、銅・チタン合金の合金;が好ましい。その中でも、クロム、ニッケル、チタン、アルミニウム、亜鉛、金、パラジウム、銀若しくは銅の単金属;及び、ニッケル・クロム合金;がより好ましく、銅の単金属が更に好ましい。
【0152】
導体層は、例えば配線層として機能させるために、パターン形成されていてもよい。この際、導体層のライン(回路幅)/スペース(回路間の幅)比は、特に制限されないが、好ましくは20/20μm以下(即ちピッチが40μm以下)、より好ましくは10/10μm以下、さらに好ましくは5/5μm以下、よりさらに好ましくは1/1μm以下、特に好ましくは0.5/0.5μm以上である。ピッチは、導体層の全体にわたって同一である必要はない。導体層の最小ピッチは、例えば、40μm以下、36μm以下、又は30μm以下であってもよい。
【0153】
導体層の厚みは、回路基板のデザインによるが、好ましくは3μm~35μm、より好ましくは5μm~30μm、さらに好ましくは10~20μm、特に好ましくは15~20μmである。また、絶縁層の形成後に絶縁層を研磨又は研削し、導体層を露出させて導体層の層間接続を行う場合、層間接続を行う導体層と、層間接続を行わない導体層とは、厚みが異なっていることが好ましい。各導体層のうち、最も厚い導体層(導電性ピラー)の厚みは、所望の配線板のデザインによるが、好ましくは2μm以上100μm以下である。導体層の厚みは、前述のパターン形成を繰り返すことで調整することができる。また、層間接続される導体層は、凸型となっていてもよい。
【0154】
導体層は、例えば、基材上にドライフィルム(感光性レジストフィルム)を積層する工程、フォトマスクを用いてドライフィルムに対して所定の条件で露光及び現像を行ってパターンを形成してパターンドライフィルムを得る工程、現像したパターンドライフィルムをめっきマスクとして電解めっき法等のメッキ法によって導体層を形成する工程、及び、パターンドライフィルムを剥離する工程を含む方法によって、製造できる。ドライフィルムとしては、フォトレジスト組成物からなる感光性のドライフィルムを用いることができ、例えば、ノボラック樹脂、アクリル樹脂等の樹脂で形成されたドライフィルムを用いることができる。基材とドライフィルムとの積層条件は、後述する基材と樹脂シートとの積層の条件と同様でありうる。ドライフィルムの剥離は、例えば、水酸化ナトリウム溶液等のアルカリ性の剥離液を使用して実施することができる。必要に応じて、不要な配線パターンをエッチング等により除去してもよい。
【0155】
基材を用意した後で、基材上に、樹脂組成物層を形成する。基材の表面に導体層が形成されている場合、樹脂組成物層の形成は、導体層が樹脂組成物層に埋め込まれるように行うことが好ましい。
【0156】
樹脂組成物層の形成は、通常、樹脂シートと基材とを積層することによって行われる。この積層は、例えば、樹脂シートの保護フィルムを除去後、支持体側から樹脂シートを基材に加熱圧着することにより、基材に樹脂組成物層を貼り合わせることで、行うことができる。樹脂シートを基材に加熱圧着する部材(以下、「加熱圧着部材」ということがある。)としては、例えば、加熱された金属板(SUS鏡板等)又は金属ロール(SUSロール)等が挙げられる。なお、加熱圧着部材を樹脂シートに直接プレスするのではなく、基材の表面凹凸に樹脂シートが十分に追随するよう、耐熱ゴム等の弾性材を介してプレスするのが好ましい。
【0157】
基材と樹脂シートとの積層は、例えば、真空ラミネート法により実施してよい。真空ラミネート法において、加熱圧着温度は、好ましくは60℃~160℃、より好ましくは80℃~140℃の範囲である。加熱圧着圧力は、好ましくは0.098MPa~1.77MPa、より好ましくは0.29MPa~1.47MPaの範囲である。加熱圧着時間は、好ましくは20秒間~400秒間、より好ましくは30秒間~300秒間の範囲である。積層は、好ましくは圧力13hPa以下の減圧条件下で実施する。
【0158】
積層の後に、常圧下(大気圧下)、例えば、加熱圧着部材を支持体側からプレスすることにより、積層された樹脂シートの平滑化処理を行ってもよい。平滑化処理のプレス条件は、上記積層の加熱圧着条件と同様の条件とすることができる。なお、積層と平滑化処理は、真空ラミネーターを用いて連続的に行ってもよい。
【0159】
基材上に樹脂組成物層を形成した後、工程(2)で、樹脂組成物層を熱硬化して絶縁層を形成する。樹脂組成物層の熱硬化条件は、樹脂組成物の種類等によっても異なるが、硬化温度は通常120℃~240℃の範囲(好ましくは150℃~220℃の範囲、より好ましくは170℃~200℃の範囲)、硬化時間は通常5分間~120分間の範囲(好ましくは10分間~100分間、より好ましくは15分間~90分間)である。
【0160】
樹脂組成物層を熱硬化させる前に、樹脂組成物層に対して、硬化温度よりも低い温度で加熱する予備加熱処理を施してもよい。例えば、樹脂組成物層を熱硬化させるのに先立ち、通常50℃以上120℃未満(好ましくは60℃以上110℃以下、より好ましくは70℃以上100℃以下)の温度にて、樹脂組成物層を、通常5分間以上(好ましくは5分間~150分間、より好ましくは15分間~120分間)、予備加熱してもよい。
【0161】
以上のようにして、絶縁層を有する回路基板を製造できる。また、回路基板の製造方法は、更に、任意の工程を含んでいてもよい。
回路基板の製造方法は、例えば、樹脂シートの支持体を剥離する工程を含んでいてもよい。支持体は、樹脂組成物層の熱硬化の前に剥離してもよく、樹脂組成物層の熱硬化の後に剥離してもよい。
【0162】
回路基板の製造方法は、例えば、絶縁層を形成した後で、その絶縁層の表面を研磨する工程を含んでいてもよい。研磨方法は特に限定されない。例えば、平面研削盤を用いて絶縁層の表面を研磨することができる。
【0163】
回路基板の製造方法は、例えば、導体層を層間接続する工程(3)を含んでいてもよい。この工程(3)では、通常、絶縁層の一側に設けらえた導体層(例えば、基材表面に形成された導体層)を、前記導体層の他側にまで導通させる。この工程(3)は、絶縁層にビアホールを形成し、さらにビアホールが形成された位置を含む絶縁層上の適切な位置に導体層を形成して、層間接続を行うことを含んでいてもよい。また、工程(3)は、絶縁層を研磨又は研削し、絶縁層の一側に形成された導体層を露出させて、層間接続を行うことを含んでいてもよい。
【0164】
ビアホールを用いて層間接続を行う場合、例えば、配線層付基材上に形成された絶縁層にビアホールを形成した後、絶縁層の基材とは反対側に導体層を形成して、層間接続を行う。ビアホールの形成方法としては、例えば、レーザー照射、エッチング、メカニカルドリリング等が挙げられる。中でも、レーザー照射が好ましい。このレーザー照射は、炭酸ガスレーザー、YAGレーザー、エキシマレーザー等の任意の光源を用いた適切なレーザー加工機を用いて行うことができる。例えば、樹脂シートの支持体側にレーザー照射を行って、支持体及び絶縁層を貫通して、基材表面の導体層を露出させるビアホールを形成してもよい。
【0165】
レーザー照射は、選択されたレーザー加工機に応じた適切な工程により実施できる。ビアホールの形状は、特に限定されないが、一般的には円形又は略円形である。ビアホールの形状とは、ビアホールの延在方向でみたときの開口の輪郭の形状をいう。
【0166】
ビアホール形成後、ビアホール内のスミアを除去する工程を行うことが好ましい。この工程は、デスミア工程と呼ばれることがある。例えば、絶縁層上への導体層の形成をめっき工程により行う場合には、ビアホールに対して、湿式のデスミア処理を行ってもよい。また、絶縁層上への導体層の形成をスパッタ工程により行う場合には、プラズマ処理工程などのドライデスミア工程を行ってもよい。さらに、デスミア工程によって、絶縁層に粗化処理が施されてもよい。
【0167】
また、絶縁層上に導体層を形成する前に、絶縁層に対して、粗化処理を行ってもよい。この粗化処理によれば、通常、ビアホール内を含めた絶縁層の表面が粗化される。粗化処理としては、乾式及び湿式のいずれの粗化処理を行ってもよい。乾式の粗化処理の例としては、プラズマ処理等が挙げられる。また、湿式の粗化処理の例としては、膨潤液による膨潤処理、酸化剤による粗化処理、及び、中和液による中和処理をこの順に行う方法が挙げられる。
【0168】
粗化処理後の絶縁層表面の表面粗さRaは、好ましくは350nm以上、より好ましくは400nm以上、さらに好ましくは450nm以上であり、好ましくは700nm以下、より好ましくは650nm以下、さらに好ましくは600nm以下である。表面粗さRaは、非接触型表面粗さ計を用いて測定できる。
【0169】
ビアホールを形成後、絶縁層上に導体層を形成する。ビアホールが形成された位置に導体層を形成することで、新たに形成された導体層と基材表面の導体層とが導通して、層間接続が行われる。導体層の形成方法は、例えば、めっき法、スパッタ法、蒸着法などが挙げられ、中でもめっき法が好ましい。好適な実施形態では、セミアディティブ法、フルアディティブ法等の適切な方法によって絶縁層の表面にめっきして、所望の配線パターンを有する導体層を形成する。また、樹脂シートにおける支持体が金属箔である場合、サブトラクティブ法により、所望の配線パターンを有する導体層を形成することができる。形成される導体層の材料は、単金属でもよく、合金でもよい。また、この導体層は、単層構造を有していてもよく、異なる種類の材料の層を2層以上含む複層構造を有していてもよい。
【0170】
ここで、絶縁層上に導体層を形成する実施形態の例を、詳細に説明する。絶縁層の表面に、無電解めっきにより、めっきシード層を形成する。次いで、形成されためっきシード層上に、所望の配線パターンに対応して、めっきシード層の一部を露出させるマスクパターンを形成する。露出しためっきシード層上に、電解めっきにより電解めっき層を形成する。その際、電解めっき層の形成とともに、ビアホールを電解めっきにより埋め込んで、フィルドビアを形成してもよい。電解めっき層を形成した後、マスクパターンを除去する。その後、不要なめっきシード層をエッチング等の処理により除去して、所望の配線パターンを有する導体層を形成できる。なお、導体層を形成する際、マスクパターンの形成に用いるドライフィルムは、上記ドライフィルムと同様である。
【0171】
導体層は、線状の配線のみならず、例えば外部端子が搭載され得る電極パッド(ランド)なども含み得る。また、導体層は、電極パッドのみから構成されていてもよい。
【0172】
また、導体層は、めっきシード層の形成後、マスクパターンを用いずに電解めっき層及びフィルドビアを形成し、その後、エッチングによるパターニングを行うことによって形成してもよい。
【0173】
絶縁層の研磨又は研削によって層間接続を行う場合、例えば、配線層付基材上に形成された絶縁層を研磨又は研削して、基材上に形成された導体層を、絶縁層の基材とは反対側に露出させる。絶縁層の研磨方法及び研削方法としては、基材表面の導体層を露出させることができる任意の方法を用いることができる。中でも、研磨又は研削によって、絶縁層の層平面に対して平行な研磨面又は切削面が得られる方法が好ましい。例えば、化学機械研磨装置による化学機械研磨方法、バフ等の機械研磨方法、砥石回転による平面研削方法、等が挙げられる。また、絶縁層の研磨又は研削によって層間接続を行う場合、ビアホールを用いて層間接続を行う場合と同じく、スミア除去工程、粗化処理を行う工程、絶縁層上に導体層を形成する工程を行ってもよい。また、基材表面の全ての導体層を露出させる必要はなく、その一部を露出させてもよい。
【0174】
回路基板の製造方法は、例えば、基材を除去する工程(4)を含んでいてもよい。基材を除去することにより、絶縁層と、この絶縁層に埋め込まれた導体層とを有する回路基板が得られる。この工程(4)は、例えば、剥離可能な第一金属層及び第二金属層を有する基材を用いた場合に、行うことができる。以下、好適な例を説明する。第一金属層及び第二金属層を有する基材の前記第二金属層の表面に、導体層を形成する。さらに、導体層が樹脂組成物層に埋め込まれるように、第二金属層上に樹脂組成物層を形成し、熱硬化させて、絶縁層を得る。その後、必要に応じて層間接続を行った後で、基材の第二金属層以外の部分を剥離する。そして、第二金属層を、例えば塩化銅水溶液などのエッチング液でエッチングして、除去する。これにより、基材の除去が行われる。この際、必要に応じて、導体層を保護フィルムで保護した状態で、基材の除去を行ってもよい。
【0175】
他の実施形態において、回路基板は、プリプレグを用いて製造することができる。プリプレグは、例えばホットメルト法、ソルベント法等の方法により、シート状繊維基材に樹脂組成物を含浸させたものである。シート状繊維基材としては、例えば、ガラスクロス、アラミド不織布、液晶ポリマー不織布等が挙げられる。また、薄型化の観点から、シート状繊維基材の厚さは、好ましくは900μm以下、より好ましくは800μm以下、さらに好ましくは700μm以下、特に好ましくは600μm以下であり、また、好ましくは1μm以上、1.5μm以上、2μm以上である。このプリプレグの厚さは、上述の樹脂シートにおける樹脂組成物層と同様の範囲でありうる。このようなプリプレグを用いた回路基板の製造方法は、基本的に、樹脂シートを用いる場合と同様である。
【0176】
[16.半導体チップパッケージ]
本発明の第一実施形態に係る半導体チップパッケージは、上述した回路基板と、この回路基板に搭載された半導体チップとを含む。この半導体チップパッケージは、回路基板に半導体チップを接合することにより、製造できる。
【0177】
回路基板と半導体チップとの接合条件は、半導体チップの端子電極と回路基板の回路配線とが導体接続できる任意の条件を採用できる。例えば、半導体チップのフリップチップ実装において使用される条件を採用できる。また、例えば、半導体チップと回路基板との間に、絶縁性の接着剤を介して接合してもよい。
【0178】
接合方法の例としては、半導体チップを回路基板に圧着する方法が挙げられる。圧着条件としては、圧着温度は通常120℃~240℃の範囲(好ましくは130℃~200℃の範囲、より好ましくは140℃~180℃の範囲)、圧着時間は通常1秒間~60秒間の範囲(好ましくは5秒間~30秒間)である。
【0179】
また、接合方法の他の例としては、半導体チップを回路基板にリフローして接合する方法が挙げられる。リフロー条件は、120℃~300℃の範囲としてもよい。
【0180】
半導体チップを回路基板に接合した後、半導体チップをモールドアンダーフィル材で充填してもよい。このモールドアンダーフィル材として、上述した樹脂組成物を用いてもよく、また、上述した樹脂シートを用いてもよい。
【0181】
本発明の第二実施形態に係る半導体チップパッケージは、半導体チップと、この半導体チップを封止する前記樹脂組成物の硬化物とを含む。このような半導体チップパッケージでは、通常、樹脂組成物の硬化物は封止層として機能する。第二実施形態に係る半導体チップパッケージとしては、例えば、Fan-out型WLPが挙げられる。
【0182】
図1は、本発明の第二実施形態に係る半導体チップパッケージの一例としてのFan-out型WLPを模式的に示す断面図である。Fan-out型WLPとしての半導体チップパッケージ100は、例えば、図1に示すように、半導体チップ110;半導体チップ110の周囲を覆うように形成された封止層120;半導体チップ110の封止層120とは反対側の面に設けられた、絶縁層としての再配線形成層130;導体層としての再配線層140;ソルダーレジスト層150;及び、バンプ160を備える。
【0183】
このような半導体チップパッケージの製造方法は、
(A)基材に仮固定フィルムを積層する工程、
(B)半導体チップを、仮固定フィルム上に仮固定する工程、
(C)半導体チップ上に封止層を形成する工程、
(D)基材及び仮固定フィルムを半導体チップから剥離する工程、
(E)半導体チップの基材及び仮固定フィルムを剥離した面に、絶縁層としての再配線形成層を形成する工程、
(F)再配線形成層上に、導体層としての再配線層を形成する工程、並びに、
(G)再配線層上にソルダーレジスト層を形成する工程、
を含む。また、前記の半導体チップパッケージの製造方法は、
(H)複数の半導体チップパッケージを、個々の半導体チップパッケージにダイシングし、個片化する工程
を含んでいてもよい。以下、この製造方法について詳細に説明する。
【0184】
(工程(A))
工程(A)は、基材に仮固定フィルムを積層する工程である。基材と仮固定フィルムとの積層条件は、回路基板の製造方法における基材と樹脂シートとの積層条件と同様でありうる。
【0185】
基材としては、例えば、シリコンウェハー;ガラスウェハー;ガラス基板;銅、チタン、ステンレス、冷間圧延鋼板(SPCC)等の金属基板;FR-4基板等の、ガラス繊維にエポキシ樹脂等をしみこませ熱硬化処理した基板;BT樹脂等のビスマレイミドトリアジン樹脂からなる基板;などが挙げられる。
【0186】
仮固定フィルムは、半導体チップから剥離でき、且つ、半導体チップを仮固定することができる任意の材料を用いうる。市販品としては、日東電工社製「リヴァアルファ」等が挙げられる。
【0187】
(工程(B))
工程(B)は、半導体チップを、仮固定フィルム上に仮固定する工程である。半導体チップの仮固定は、例えば、フリップチップボンダー、ダイボンダー等の装置を用いて行うことができる。半導体チップの配置のレイアウト及び配置数は、仮固定フィルムの形状、大きさ、目的とする半導体パッケージの生産数等に応じて適切に設定できる。例えば、複数行で、かつ複数列のマトリックス状に半導体チップを整列させて、仮固定してもよい。
【0188】
(工程(C))
工程(C)は、半導体チップ上に封止層を形成する工程である。封止層は、上述した樹脂組成物の硬化物によって形成する。封止層は、通常、半導体チップ上に樹脂組成物層を形成する工程と、この樹脂組成物層を熱硬化させて封止層を形成する工程とを含む方法で形成する。
【0189】
半導体チップ上への樹脂組成物層の形成は、通常、上述した樹脂シートを用いて行う。具体的には、樹脂シートの樹脂組成物層と半導体チップとを積層することによって、半導体チップ上に樹脂組成物層を形成する。上述した樹脂組成物は、通常は最低溶融粘度が低いので、前記の積層により、半導体チップの良好な封止が可能である。
【0190】
半導体チップと樹脂シートの積層は、例えば、樹脂シートの保護フィルムを除去後、支持体側から樹脂シートを半導体チップに加熱圧着することにより、半導体チップに樹脂組成物層を貼り合わせることで、行うことができる。樹脂シートを半導体チップに加熱圧着する加熱圧着部材としては、例えば、加熱された金属板(SUS鏡板等)又は金属ロール(SUSロール)等が挙げられる。なお、加熱圧着部材を樹脂シートに直接プレスするのではなく、半導体チップの表面凹凸に樹脂シートが十分に追随するよう、耐熱ゴム等の弾性材を介してプレスするのが好ましい。
【0191】
また、半導体チップと樹脂シートの積層は、例えば、樹脂シートの保護フィルムを除去後、真空ラミネート法により実施してもよい。真空ラミネート法における積層条件は、回路基板の製造方法における基材と樹脂シートとの積層条件と同様でありうる。
【0192】
樹脂シートの支持体は、半導体チップ上に樹脂シートを積層する前に剥離してもよく、半導体チップと樹脂シートとを積層した後且つ樹脂組成物層を熱硬化する前に剥離してもよく、半導体チップと樹脂シートとを積層し樹脂組成物層を熱硬化した後に剥離してもよい。
【0193】
また、半導体チップ上への樹脂組成物層の形成は、上述した樹脂組成物を用いて行ってもよい。具体的には、樹脂組成物を半導体チップ上に塗布することによって行ってもよい。樹脂組成物の塗布条件としては、樹脂シートの製造方法において樹脂組成物層を形成する際の塗布条件と同様でありうる。
【0194】
半導体チップ上に樹脂組成物層を形成した後で、この樹脂組成物層を熱硬化させて、半導体チップを覆う封止層を得る。これにより、樹脂組成物の硬化物による半導体チップの封止が行われる。樹脂組成物層の熱硬化条件は、回路基板の製造方法における樹脂組成物層の熱硬化条件と同じ条件を採用してもよい。さらに、樹脂組成物層を熱硬化させる前に、樹脂組成物層に対して、硬化温度よりも低い温度で加熱する予備加熱処理を施してもよい。この予備加熱処理の処理条件は、回路基板の製造方法における予備加熱処理と同じ条件を採用してもよい。
【0195】
(工程(D))
工程(D)は、基材及び仮固定フィルムを半導体チップから剥離する工程である。剥離方法は、仮固定フィルムの材質に応じた適切な方法を採用することが望ましい。剥離方法としては、例えば、仮固定フィルムを加熱、発泡又は膨張させて剥離する方法が挙げられる。また、剥離方法としては、例えば、基材を通して仮固定フィルムに紫外線を照射して、仮固定フィルムの粘着力を低下させて剥離する方法が挙げられる。
【0196】
仮固定フィルムを加熱、発泡又は膨張させて剥離する方法において、加熱条件は、通常、100℃~250℃で1秒間~90秒間又は5分間~15分間である。また、紫外線を照射して仮固定フィルムの粘着力を低下させて剥離する方法において、紫外線の照射量は、通常、10mJ/cm~1000mJ/cmである。
【0197】
(工程(E))
工程(E)は、半導体チップの基材及び仮固定フィルムを剥離した面に、絶縁層としての再配線形成層を形成する工程である。
【0198】
再配線形成層の材料は、再配線形成層の形成時に絶縁性を有する任意の材料を用いることができる。中でも、半導体チップパッケージの製造のしやすさの観点から、感光性樹脂及び熱硬化性樹脂が好ましい。また、この熱硬化性樹脂として、本発明の樹脂組成物を用いてもよい。
【0199】
再配線形成層を形成した後、半導体チップと再配線層とを層間接続するために、再配線形成層にビアホールを形成してもよい。
【0200】
再配線形成層の材料が感光性樹脂である場合のビアホールの形成方法では、通常、再配線形成層の表面に、マスクパターンを通して活性エネルギー線を照射して、照射部の再配線形成層を光硬化させる。活性エネルギー線としては、例えば、紫外線、可視光線、電子線、X線等が挙げられ、特に紫外線が好ましい。紫外線の照射量及び照射時間は、感光性樹脂に応じて適切に設定できる。露光方法としては、例えば、マスクパターンを再配線形成層に密着させて露光する接触露光法、マスクパターンを再配線形成層に密着させずに平行光線を使用して露光する非接触露光法、などが挙げられる。
【0201】
再配線形成層を光硬化させた後で、再配線形成層を現像し、未露光部を除去して、ビアホールを形成する。現像は、ウェット現像、ドライ現像のいずれを行ってもよい。現像の方式としては、例えば、ディップ方式、パドル方式、スプレー方式、ブラッシング方式、スクラッピング方式等が挙げられ、解像性の観点から、パドル方式が好適である。
【0202】
再配線形成層の材料が熱硬化性樹脂である場合のビアホールの形成方法としては、例えば、レーザー照射、エッチング、メカニカルドリリング等が挙げられる。中でも、レーザー照射が好ましい。レーザー照射は、炭酸ガスレーザー、UV-YAGレーザー、エキシマレーザー等の光源を用いる適切なレーザー加工機を用いて行うことができる。
【0203】
ビアホールの形状は、特に限定されないが、一般的には円形又は略円形とされる。ビアホールのトップ径は、好ましくは50μm以下、より好ましくは30μm以下、さらに好ましくは20μm以下であり、好ましくは3μm以上、好ましくは10μm以上、より好ましくは15μm以上である。ここで、ビアホールのトップ径とは、再配線形成層の表面でのビアホールの開口の直径をいう。
【0204】
(工程(F))
工程(F)は、再配線形成層上に、導体層としての再配線層を形成する工程である。再配線形成層上に再配線層を形成する方法は、回路基板の製造方法における絶縁層上への導体層の形成方法と同様でありうる。また、工程(E)及び工程(F)を繰り返し行い、再配線層及び再配線形成層を交互に積み上げて(ビルドアップ)もよい。
【0205】
(工程(G))
工程(G)は、再配線上にソルダーレジスト層を形成する工程である。ソルダーレジスト層の材料は、ソルダーレジスト層の形成時に絶縁性を有する任意の材料を用いることができる。中でも、半導体チップパッケージの製造のしやすさの観点から、感光性樹脂及び熱硬化性樹脂が好ましい。また、熱硬化性樹脂として、本発明の樹脂組成物を用いてもよい。
【0206】
また、工程(G)では、必要に応じて、バンプを形成するバンピング加工を行ってもよい。バンピング加工は、半田ボール、半田めっきなどの方法で行うことができる。また、バンピング加工におけるビアホールの形成は、工程(E)と同様に行うことができる。
【0207】
(工程(H))
半導体チップパッケージの製造方法は、工程(A)~(G)以外に、工程(H)を含んでいてもよい。工程(H)は、複数の半導体チップパッケージを個々の半導体チップパッケージにダイシングし、個片化する工程である。半導体チップパッケージを個々の半導体チップパッケージにダイシングする方法は特に限定されない。
【0208】
本発明の第三実施形態に係る半導体チップパッケージは、例えば図1に一例を示すような半導体チップパッケージ100において、再配線形成層130又はソルダーレジスト層150を、本発明の樹脂組成物の硬化物で形成した半導体チップパッケージである。
【0209】
[17.半導体装置]
上述した半導体チップパッケージが実装される半導体装置としては、例えば、電気製品(例えば、コンピューター、携帯電話、スマートフォン、タブレット型デバイス、ウェラブルデバイス、デジタルカメラ、医療機器、及びテレビ等)及び乗物(例えば、自動二輪車、自動車、電車、船舶及び航空機等)等に供される各種半導体装置が挙げられる。
【実施例
【0210】
以下、本発明について、実施例を示して具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものでは無い。以下の説明において、量を表す「部」及び「%」は、別途明示の無い限り、それぞれ「質量部」及び「質量%」を意味する。また、以下に説明する操作は、別途明示の無い限り、常温常圧の環境で行った。
【0211】
[合成例1]
反応容器に、2官能性ヒドロキシ基末端ポリブタジエン(日本曹達社製「G-3000」、数平均分子量=3000、ヒドロキシ基当量=1800g/eq.)69gと、芳香族炭化水素系混合溶剤(出光石油化学社製「イプゾール150」)40gと、ジブチル錫ラウレート0.005gとを入れ、混合して均一に溶解させた。均一になったところで50℃に昇温し、更に撹拌しながらイソホロンジイソシアネート(エボニックデグサジャパン社製「IPDI」、イソシアネート基当量=113g/eq.)8gを添加し、約3時間反応を行った。
【0212】
次いで、得られた反応物を室温まで冷却した。冷却した反応物に、クレゾールノボラック樹脂(DIC社製「KA-1160」、水酸基当量=117g/eq.)23gと、エチルジグリコールアセテート(ダイセル社製)60gとを添加し、攪拌しながら80℃まで昇温し、約4時間反応を行った。FT-IRによって2250cm-1のNCOピークの消失の確認を行った。NCOピークの消失の確認をもって反応の終点とみなし、反応物を室温まで降温した。そして、反応物を100メッシュの濾布で濾過して、ブタジエン構造及びフェノール性水酸基を有するエラストマーA(フェノール性水酸基含有ブタジエン樹脂:不揮発成分50質量%)を得た。エラストマーAの数平均分子量は5500、ガラス転移温度は-5℃であった。
【0213】
[合成例2]
撹拌装置、温度計及びコンデンサーを取り付けられたフラスコに、溶剤として、エチルジグリコールアセテート368.41g及び芳香族系溶剤(エクソンモービル社製「ソルベッソ150」)368.41gを仕込んだ。さらに、前記のフラスコに、ジフェニルメタンジイソシアネート100.1g(0.4モル)と、ポリカーボネートジオール(クラレ社製「C-2015N」、数平均分子量:約2000、水酸基当量=1000g/eq.、不揮発成分:100%)400g(0.2モル)とを仕込んで、70℃で4時間反応を行った。
【0214】
ついで、前記のフラスコに、更にノニルフェノールノボラック樹脂(水酸基当量=229.4g/eq、平均4.27官能、平均計算分子量979.5g/モル)195.9g(0.2モル)と、エチレングリコールビスアンヒドロトリメリテート41.0g(0.1モル)とを仕込んで、2時間かけて150℃に昇温し、12時間反応させた。FT-IRによって2250cm-1のNCOピークの消失の確認を行った。NCOピークの消失の確認をもって反応の終点とみなし、反応物を室温まで降温した。そして、100メッシュの濾布で濾過して、カーボネート構造を有するエラストマーB(不揮発成分50質量%)を得た。エラストマーBの数平均分子量は6100、ガラス転移温度は5℃であった。
【0215】
[実施例1]
25℃で、液状エポキシ樹脂(新日鉄住金化学社製「ZX1059」、ビスフェノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ樹脂との1:1混合品(質量比)、エポキシ当量:169g/eq.)25部、グリシジルアミン型エポキシ樹脂(住友化学社製「ELM-100」、エポキシ当量107g/eq.)5部、ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬社製「NC3000L」、エポキシ当量269g/eq.)20部、両親媒性ポリエーテルブロックコポリマー(Dow Chemical Co.製「Fortegra100」、数平均分子量6700)3部、フェニルアミノシラン系カップリング剤(信越化学工業社製「KBM573」)で表面処理した球形シリカ(平均粒径0.5μm、アドマテックス社製「SO-C2」)380部、活性エステル化合物(DIC社製「HPC-8000-65T」、活性基当量約223g/eq.の不揮発成分65質量%のトルエン溶液)7.7部、トリアジン骨格含有フェノールノボラック系硬化剤(DIC社製「LA-7054」、水酸基当量約125g/eq.、不揮発成分60%のMEK溶液)8.3部、フェノキシ樹脂(三菱化学社製「YX7553BH30」、不揮発成分30質量%のシクロヘキサノン:メチルエチルケトン(MEK)の1:1溶液)16.6部、難燃剤(三光社製「HCA-HQ」、10-(2,5-ジヒドロキシフェニル)-10-ヒドロ-9-オキサ-10-フォスファフェナンスレン-10-オキサイド、平均粒径2μm)5部、カーボンブラックA(DBP吸収量120cm/100g、pH=6.5、平均粒径20nm)1.5部、硬化促進剤(四国化成工業社製「1B2PZ」、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール)0.3部、メチルエチルケトン25部、及び、シクロヘキサノン25部を混合し、高速回転ミキサーを用いて均一に分散させて、混合物を得た。この混合物を、カートリッジフィルター(ROKITECHNO製「SHP050」)で濾過して、樹脂ワニス1を調製した。
【0216】
なお、前記の両親媒性ポリエーテルブロックコポリマー(Dow Chemical Co.製「Fortegra100」)は、25℃程度の室温で液状の樹脂であり、したがって、そのガラス転移温度は30℃以下である。
【0217】
[実施例2]
カーボンブラックAの量を、1.5部から1.0部に変更した。以上の事項以外は、実施例1と同じ操作を行って、樹脂ワニス2を調製した。
【0218】
[実施例3]
25℃で、液状エポキシ樹脂(新日鉄住金化学社製「ZX1059」、ビスフェノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ樹脂との1:1混合品(質量比)、エポキシ当量:169g/eq)10部、グリシジルアミン型エポキシ樹脂(住友化学社製「ELM-100」、エポキシ当量107g/eq.)5部、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC社製「HP4032SS」、エポキシ当量151g/eq.)7部、合成例1で調製したエラストマーA(不揮発成分50質量%)を16部、フェニルアミノシラン系カップリング剤(信越化学工業社製「KBM573」)で表面処理した球形シリカ(平均粒径0.5μm、アドマテックス社製「SO-C2」)310部、活性エステル化合物(DIC社製「HPC-8000-65T」、活性基当量約223g/eq.、不揮発成分65質量%のトルエン溶液)7.7部、トリアジン骨格含有フェノールノボラック系硬化剤(DIC製「LA-7054」、水酸基当量約125g/eq.、不揮発成分60%のMEK溶液)25部、カーボンブラックA(DBP吸収量120cm/100g、pH=6.5、平均粒径20nm)4部、硬化促進剤(四国化成工業社製「1B2PZ」、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール)0.5部、及び、メチルエチルケトン20部を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散させて、混合物を得た。この混合物を、カートリッジフィルター(ROKITECHNO製「SHP050」)で濾過して、樹脂ワニス3を調製した。
【0219】
[実施例4]
カーボンブラックAの量を、4部から2部に変更した。また、メチルエチルケトンの量を、20部から25部に変更した。以上の事項以外は、実施例3と同じ操作を行って、樹脂ワニス4を調製した。
【0220】
[実施例5]
カーボンブラックA 1.5部の代わりに、カーボンブラックB(DBP吸収量70cm/100g、pH=3.5、平均粒径20nm)4部を用いた。以上の事項以外は、実施例1と同じ操作を行って、樹脂ワニス5を調製した。
【0221】
[実施例6]
カーボンブラックA 4部の代わりに、カーボンブラックB(DBP吸収量70cm/100g、pH=3.5、平均粒径20nm)2.5部を用いた。また、メチルエチルケトンの量を、20部から25部に変更した。以上の事項以外は、実施例3と同じ操作を行って、樹脂ワニス6を調製した。
【0222】
[実施例7]
合成例1で調製したエラストマーA(不揮発成分50質量%)16部の代わりに、合成例2で調製したエラストマーB(不揮発分50質量%)16部を用いた。また、カーボンブラックAの量を、4部から2部に変更した。さらに、メチルエチルケトンの量を、20部から25部に変更した。以上の事項以外は、実施例3と同じ操作を行って、樹脂ワニス7を調製した。
【0223】
[実施例8]
液状エポキシ樹脂(新日鉄住金化学社製「ZX1059」)の量を、25部から22部に変更した。また、カーボンブラックA 1.5部の代わりに、カーボンブラックB(DBP吸収量70cm/100g、pH=3.5、平均粒径20nm)4部を用いた。さらに、樹脂ワニスの材料として、更にゴム弾性エポキシ樹脂(三菱化学社製「YX7400」、エポキシ当量410g/eq.)3部を添加した。以上の事項以外は、実施例1と同じ操作を行って、樹脂ワニス8を調製した。
【0224】
[比較例1]
活性エステル化合物(DIC社製「HPC-8000-65T」)を使用しなかった。また、トリアジン骨格含有フェノールノボラック系硬化剤(DIC社製「LA-7054」、不揮発分60%)の量を、8.3部から16.6部に変更した。さらに、カーボンブラックA 1.5部の代わりに、カーボンブラックC(DBP吸収量140cm/100g、pH=8、平均粒径20nm)1.5部を用いた。以上の事項以外は、実施例1と同じ操作を行って、樹脂ワニス9を調製した。
【0225】
[比較例2]
活性エステル化合物(DIC社製「HPC-8000-65T」)を使用しなかった。また、トリアジン骨格含有フェノールノボラック系硬化剤(DIC社製「LA-7054」、不揮発分60%)の量を、25部から33.3部に変更した。さらに、カーボンブラックA 4部の代わりに、カーボンブラックC(DBP吸収量140cm/100g、pH=8、平均粒径20nm)4部を用いた。また、メチルエチルケトンの量を、20部から25部に変更した。以上の事項以外は、実施例3と同じ操作を行って、樹脂ワニス10を調製した。
【0226】
[比較例3]
活性エステル化合物(DIC社製「HPC-8000-65T)を使用しなかった。また、トリアジン骨格含有フェノールノボラック系硬化剤(DIC社製「LA-7054」、不揮発分60%)の量を、8.3部から16.6部に変更した。さらに、カーボンブラックA 1.5部の代わりに、カーボンブラックC(DBP吸収量140cm/100g、pH=8、平均粒径20nm)0.6部を用いた。また、硬化促進剤(四国化成工業社製「1B2PZ」)の量を、0.3部から0.7部に変更した。以上の事項以外は、実施例1と同じ操作を行って、樹脂ワニス11を調製した。
【0227】
[比較例4]
活性エステル化合物(DIC社製「HPC-8000-65T」)を使用しなかった。また、トリアジン骨格含有フェノールノボラック系硬化剤(DIC社製「LA-7054」、不揮発分60%)の量を、25部から33.3部に変更した。さらに、カーボンブラックA 4部の代わりに、カーボンブラックC(DBP吸収量140cm/100g、pH=8、平均粒径20nm)1.3部を用いた。また、メチルエチルケトンの量を、20部から25部に変更した。以上の事項以外は、実施例3と同じ操作を行って、樹脂ワニス12を調製した。
【0228】
[比較例5]
カーボンブラックA 1.5部の代わりに、カーボンブラックC(DBP吸収量140cm/100g、pH=8、平均粒径20nm)1.5部を用いた。以上の事項以外は、実施例1と同じ操作を行って、樹脂ワニス13を調製した。
【0229】
[樹脂組成物層のカーボンブラック欠点の評価]
表面に離型処理が施されたポリエチレンテレフタレートフィルム(リンテック社製「PET501010」、厚さ50μm)を、支持体として用意した。この支持体の離型面に、実施例及び比較例で調製した樹脂ワニスを、乾燥後の樹脂組成物層の厚みが50μmとなるように均一に塗布し、80℃~120℃(平均100℃)で5分間乾燥させて、幅30cm、長さ30cmの樹脂シートを得た。
【0230】
光源を当てながら、デジタルマイクロスコープ(キーエンス社製「VH-Z20R」)を用いて、樹脂シートを支持体側から観察して、カーボンブラックの凝集物の有無を調べた。凝集物の最大長が100μmを超える凝集物がある場合を「×」と判定し、ない場合を「○」と判定した。
【0231】
[絶縁層のΔL*及びΔb*の測定]
表面に離型処理が施されたポリエチレンテレフタレートフィルム(リンテック社製「PET501010」、厚さ50μm)を、支持体として用意した。この支持体の離型面に、実施例及び比較例で調製した樹脂ワニスを、乾燥後の樹脂組成物層の厚みが100μmとなるように均一に塗布し、80℃~120℃(平均100℃)で5分間乾燥させて、樹脂シートを得た。
【0232】
この樹脂シートと銅張積層板とを、バッチ式真空加圧ラミネーター(名機社製「MVLP-500」)を用いて、樹脂シートの樹脂組成物層が銅張積層板の両面に接するように、ラミネートした。ラミネートは、30秒間減圧して気圧を13hPa以下とし、その後、30秒間、100℃、圧力0.74MPaで圧着させることにより、行った。ラミネートの後、支持体を除去した。その後、100℃で30分、その後180℃で30分の硬化条件で加熱して、樹脂組成物層を硬化させて、絶縁層を形成した。
【0233】
得られた絶縁層のL表色系における座標L及びbと、白色標準板のL表色系における座標L及びbとの差ΔL及びΔbを、色差計(コニカミノルタジャパン社製「CR-10」)を用いて、測定した。白色標準板としては、酸化アルミニウム製白色板を用いた。
【0234】
[樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度の測定]
表面に離型処理が施されたポリエチレンテレフタレートフィルム(リンテック社製「PET501010」、厚さ50μm)を、支持体として用意した。この支持体の離型面に、実施例及び比較例で調製した樹脂ワニスを、乾燥後の樹脂組成物層の厚みが100μmとなるように均一に塗布し、80℃~120℃(平均100℃)で5分間乾燥させて、樹脂シートを得た。
【0235】
樹脂シートを180℃で90分間オーブンで加熱して、樹脂組成物層を熱硬化させて、樹脂組成物の硬化物層を得た。硬化物層から支持体を剥がし、硬化物層を切断して、幅約5mm、長さ約15mmの試験片を得た。この試験片について、熱機器分析装置(リガク社製「Thermo Plus TMA8310」)を使用して、引張加重法にて熱機械分析を行った。詳細には、試験片を前記熱機械分析装置に装着した後、荷重1g、昇温速度5℃/分の測定条件にて連続して2回測定を行った。そして、2回目の測定において、ガラス転移温度Tg(℃)を算出した。
【0236】
[樹脂組成物の最低溶融粘度の測定]
表面に離型処理を施されたポリエチレンテレフタレートフィルム(リンテック社製「PET501010」、厚さ50μm)を、支持体として用意した。この支持体の離型面に、実施例及び比較例で調製した樹脂ワニスを、乾燥後の樹脂組成物層の厚みが100μmとなるように均一に塗布し、80℃~120℃(平均100℃)で5分間乾燥させて、樹脂シートを得た。
【0237】
支持体を剥離した後、樹脂組成物層を金型で圧縮することにより、測定用ペレット(直径18mm、1.2g~1.3g)を作製した。その後、この測定用ペレットについて、動的粘弾性測定装置(ユー・ビー・エム社製「Rheosol-G3000」)を用いて、最低溶融粘度の測定を行った。具体的には、測定用ペレット1gについて、直径18mmのパラレルプレートを使用して、開始温度60℃から200℃までの温度範囲で昇温して動的粘弾性率を測定し、最低溶融粘度(poise)を算出した。測定条件は、昇温速度5℃/分、測定温度間隔2.5℃、振動数1Hz、ひずみ1degとした。
【0238】
[結果]
上述した実施例及び比較例の結果を、下記の表に示す。下記の表において、各成分の量は、不揮発成分の質量部を表す。また、下記の表において、略称の意味は、下記の通りである。
ZX1059:液状エポキシ樹脂(新日鉄住金化学社製「ZX1059」、ビスフェノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ樹脂との1:1混合品(質量比)、エポキシ当量:169g/eq.)。
ELM-100:グリシジルアミン型エポキシ樹脂(住友化学社製「ELM-100」、エポキシ当量107g/eq.)。
HP4032SS:ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC社製「HP4032SS」、エポキシ当量151g/eq.)。
YX7400:ゴム弾性エポキシ樹脂(三菱化学社製「YX7400」、エポキシ当量410g/eq.)。
NC3000L:ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬社製「NC3000L」、エポキシ当量269g/eq.)。
SO-C2:フェニルアミノシラン系カップリング剤(信越化学工業社製「KBM573」)で表面処理した球形シリカ(平均粒径0.5μm、アドマテックス社製「SO-C2」)。
CB-A:カーボンブラックA(DBP吸収量120cm/100g、pH=6.5、平均粒径20nm)。
CB-B:カーボンブラックB(DBP吸収量70cm/100g、pH=3.5、平均粒径20nm)。
CB-C:カーボンブラックC(DBP吸収量140cm/100g、pH=8、平均粒径20nm)。
エラストマーA:合成例1で製造したブタジエン構造及びフェノール性水酸基を有するエラストマー(不揮発分50質量%、数平均分子量5500、ガラス転移温度-5℃)。
エラストマーB:合成例2で製造したカーボネート構造を有するエラストマー(不揮発分50質量%、数平均分子量6100、ガラス転移温度5℃)。
fortegra100:20℃で液状の両親媒性ポリエーテルブロックコポリマー(Dow Chemical Co.製「Fortegra100」、数平均分子量6700)。
HPC-8000:活性エステル化合物(DIC社製「HPC-8000-65T」、活性基当量約223g/eq.の不揮発分65質量%のトルエン溶液)。
LA-7054:トリアジン骨格含有フェノールノボラック系硬化剤(DIC社製「LA-7054」、水酸基当量約125g/eq.、不揮発分60%のメチルエチルケトン溶液)。
1B2PZ:硬化促進剤(四国化成工業社製「1B2PZ」、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール)。
YX7553BH30:フェノキシ樹脂(三菱化学社製「YX7553BH30」、不揮発分30質量%のシクロヘキサノン:メチルエチルケトン(MEK)の1:1溶液)。
HCA-HQ:難燃剤(三光社製「HCA-HQ」、10-(2,5-ジヒドロキシフェニル)-10-ヒドロ-9-オキサ-10-フォスファフェナンスレン-10-オキサイド、平均粒径2μm)。
CB欠点:カーボンブラック欠点。
【0239】
【表1】
【0240】
【表2】
【0241】
[検討]
表1及び表2から分かるように、所定の範囲のDBP吸収量を有する(C)カーボンブラックを用いた実施例では、(C)カーボンブラック以外のカーボンブラックを用いた比較例と同程度又はより優れた発色、最低溶融粘度及びガラス転移温度を得ることができ、更にはカーボンブラックの凝集による欠点の発生を抑制できた。この結果から、本発明により、発色、最低溶融粘度及びガラス転移温度等の特性においてバランスがとれていながら、カーボンブラックの凝集を抑制できる樹脂組成物を実現できることが確認された。
【0242】
また、本発明者らは、上述した実施例1~8の実験を、カーボンブラックの凝集物が生じるまで繰り返し行った。その結果、カーボンブラックAを用いた実施例1~4及び7よりも、カーボンブラックBを用いた実施例5、6及び8の方が、カーボンブラックの凝集物が生じるまでに行う実験回数が多かった。この結果は、カーボンブラックAを用いるよりも、カーボンブラックBを用いる方が、カーボンブラックの凝集を効果的に抑制して、凝集物の発生頻度をより低くできることを表す。
【符号の説明】
【0243】
100 半導体チップパッケージ
110 半導体チップ
120 封止層
130 再配線形成層
140 再配線層
150 ソルダーレジスト層
160 バンプ
図1