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JP6969099B2 - 樹脂シートの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、樹脂シートの製造方法に関する。さらには、樹脂シート、プリント配線板の製造方法、プリント配線板、及び半導体装置に関する。
プリント配線板の製造技術としては、回路形成された導体層と絶縁層とを交互に積み上げていくビルドアップ方式が広く用いられている。ビルドアップ方式において、絶縁層は、一般に、樹脂組成物層を含む樹脂シートを内層基板にラミネートし、樹脂組成物層を硬化させて形成される。
近年では、樹脂組成物層中の無機充填材の含有量を多くし、絶縁層の熱膨張率を低下させることが知られているが、無機充填材の含有量が多いと、得られる絶縁層と導体層との密着強度(ピール強度)が低下しやすくなる。このため、例えば、特許文献1では、複数の樹脂組成物層を含む樹脂シートであって、導体層と接合することとなる樹脂組成物層として樹脂成分の割合の多い層を含む樹脂シートが開示されている。
特開2014−17301号公報
本発明者らは、複数の樹脂組成物層を含む樹脂シートを使用して形成された絶縁層においては、リフロー時などの高温環境下に晒されたときに層間剥離(デラミネーション)が生じる場合のあることを見出した。本発明者らはまた、複数の樹脂組成物層を含む樹脂シートにおいては、各層の厚みの制御が困難であり、粗度やピール強度の安定性に劣る絶縁層に帰着する場合のあることを見出した。
本発明は、層間剥離を抑制し、粗度やピール強度の安定性の高い絶縁層を実現し得る樹脂シートの製造方法を提供することを課題とする。
本発明者らは、上記課題につき鋭意検討した結果、複数の樹脂組成物層を含む樹脂シートを製造するに際して、樹脂組成物層同士が接している領域に、各樹脂組成物層の成分が混在している層を新たに設けることで上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は以下の内容を含む。
[1] 支持体と、支持体上に設けられた第1の樹脂組成物からなる第1の樹脂組成物層と、第1の樹脂組成物層上に設けられた第2の樹脂組成物からなる第2の樹脂組成物層とを有し、第1の樹脂組成物層と第2の樹脂組成物層との間に、第1の樹脂組成物及び第2の樹脂組成物が混在している混合層を有する樹脂シートの製造方法であって、
支持体上に、第1の樹脂組成物を溶解した第1の樹脂ワニスを塗布し、第1の樹脂ワニス上に、第2の樹脂組成物を溶解した第2の樹脂ワニスを塗布し、乾燥する工程、を含み、
第1の樹脂ワニスの粘度が100mPa・s以上であり、
第2の樹脂ワニスの粘度が100mPa・s以上である、樹脂シートの製造方法。
[2] 支持体上に、第1の樹脂ワニスを塗布すると同時に第1の樹脂ワニス上に第2の樹脂ワニスを塗布し、その後乾燥する工程を含む、又は、
支持体上に、第1の樹脂ワニスを塗布し、予備乾燥させた後、第1の樹脂ワニス上に第2の樹脂ワニスを塗布し、その後乾燥する工程を含む、[1]に記載の樹脂シートの製造方法。
[3] 予備乾燥させた後の第1の樹脂ワニス中の残留溶剤量が、第1の樹脂ワニス中に含まれる不揮発成分の合計を100質量%としたとき、15質量%〜70質量%である、[2]に記載の樹脂シートの製造方法。
[4] 支持体上に、第1の樹脂ワニスを塗布すると同時に第1の樹脂ワニス上に第2の樹脂ワニスを塗布し、その後乾燥する工程を含む、[1]又は[2]に記載の樹脂シートの製造方法。
[5] 第1の樹脂組成物層の厚みが0.3μm〜15μmであり、第2の樹脂組成物層の厚みが3μm〜200μmであり、混合層の厚みが0.4μm以上で第1の樹脂組成物層の厚みの2倍以下である、[1]〜[4]のいずれかに記載の樹脂シートの製造方法。
[6] 支持体が、離型層付き支持体である、[1]〜[5]のいずれかに記載の樹脂シートの製造方法。
[7] 第1の樹脂組成物層の最低溶融粘度が3000poise以上であり、第2の樹脂組成物層の最低溶融粘度が10000poise以下である、[1]〜[6]のいずれかに記載の樹脂シートの製造方法。
[8] 第1の樹脂ワニスの粘度が100mPa・s〜3000mPa・sであり、第2の樹脂ワニスの粘度が100mPa・s〜6000mPa・sである、[1]〜[7]のいずれかに記載の樹脂シートの製造方法。
[9] 同一塗工ライン上において、第1の樹脂ワニスと第2の樹脂ワニスとを塗布する、[1]〜[8]のいずれかに記載の樹脂シートの製造方法。
[10] [1]〜[9]のいずれかに記載の方法により製造した樹脂シートを内層基板上に積層し、熱硬化させた後に支持体を除去する、プリント配線板の製造方法。
[11] 支持体と、支持体上に設けられた第1の樹脂組成物からなる第1の樹脂組成物層と、第1の樹脂組成物層上に設けられた第2の樹脂組成物からなる第2の樹脂組成物層とを有し、第1の樹脂組成物層と第2の樹脂組成物層との間に、第1の樹脂組成物及び第2の樹脂組成物が混在している混合層を有し、混合層の厚みが0.4μm以上である、樹脂シート。
[12] 第1の樹脂組成物層の厚みが0.3μm〜15μmであり、第2の樹脂組成物層の厚みが3μm〜200μmであり、混合層の厚みが0.4μm以上で第1の樹脂組成物層の厚みの2倍以下である、[11]に記載の樹脂シート。
[13] 第1の樹脂組成物層の最低溶融粘度が3000poise以上である、[11]又は[12]に記載の樹脂シート。
[14] 第2の樹脂組成物層の最低溶融粘度が10000poise以下である、[11]〜[13]のいずれかに記載の樹脂シート。
[15] [11]〜[14]のいずれかに記載の樹脂シートを用いて形成された絶縁層を含むプリント配線板。
[16] [15]に記載のプリント配線板を含む半導体装置。
本発明によれば、層間剥離を抑制し、粗度やピール強度の安定性の高い絶縁層を実現し得る樹脂シートの製造方法を提供することが可能となった。
図1は、本発明の樹脂シートの一例を示す模式断面図である。 図2は、本発明の樹脂シートの製造方法の一例を示す模式図である。 図3は、本発明の樹脂シートの製造方法の他の一例を示す模式図である。
以下、本発明について詳細に説明する。
[樹脂シート]
本発明の樹脂シートは、支持体と、支持体上に設けられた第1の樹脂組成物からなる第1の樹脂組成物層と、第1の樹脂組成物層上に設けられた第2の樹脂組成物からなる第2の樹脂組成物層とを有し、第1の樹脂組成物層と第2の樹脂組成物層との間に、第1の樹脂組成物及び第2の樹脂組成物が混在している混合層を有し、混合層の厚みが0.4μm以上であることを特徴とする。
先述のとおり、複数の樹脂組成物層を含む樹脂シートを使用して形成された絶縁層においては、リフロー時などの高温環境下に晒されたときに層間剥離(デラミネーション)が生じる場合のあることを本発明者らは見出した。複数の樹脂組成物層を含む樹脂シートを使用して絶縁層を形成すると、得られる絶縁層においては、各樹脂組成物層に由来する複数の硬化物層が形成される。これらの硬化物層は、組成の異同に起因して、高温環境下においては異なる膨張率を示す場合がある。斯かる場合、層間に応力が集中することから、層間剥離を生じ易いものと推察する。この点、本発明の樹脂シートは、第1及び第2の樹脂組成物層の間に第1及び第2の樹脂組成物層を形成する各樹脂組成物が混在している混合層を有する。本発明の樹脂シートを使用して形成された絶縁層においては、第1の樹脂組成物層に由来する第1の硬化物層と、第2の樹脂組成物層に由来する第2の硬化物層との間に、混合層に由来する硬化物層が形成される。混合層に由来する硬化物層は、第1の硬化物層と第2の硬化物層の膨張率の異同に起因する応力の集中を緩和することから、リフロー時などの高温環境下における層間剥離を抑制することが可能である。なお、複数の樹脂組成物層を含む従来の樹脂シートを使用して絶縁層を形成する場合においても、各樹脂組成物層の組成や熱硬化条件によっては応力緩和層が形成される場合がある。しかしながら、形成される応力緩和層の厚さは、高温環境下における層間剥離の問題を解消するには十分ではなかった。これに対し、所定の厚さの混合層を有する本発明の樹脂シートを使用することで、各樹脂組成物層の組成や熱硬化条件によらず、層間剥離の抑制された絶縁層を容易に実現可能である。
図1は、本発明の樹脂シートの一例を示す模式断面図である。図1に示す樹脂シート1においては、支持体11、第1の樹脂組成物層12、混合層13、及び第2の樹脂組成物層14が順に積層されている。
以下、本発明の樹脂シートを構成する各層について詳細に説明する。
<支持体>
本発明の樹脂シートは、支持体を有する。本発明における支持体としては、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。
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(PMMA)等のアクリル、環状ポリオレフィン、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリエーテルサルファイド(PES)、ポリエーテルケトン、ポリイミドなどが挙げられる。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。
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、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。
支持体は、第1の樹脂組成物層と接合する面にマット処理、コロナ処理を施してあってもよい。
また、支持体としては、第1の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。離型層付き支持体は、市販品を用いてもよく、例えば、アルキド樹脂系離型剤を主成分とする離型層を有するPETフィルムである、リンテック(株)製の「SK−1」、「AL−5」、「AL−7」、東レ(株)製「ルミラーT6AM」などが挙げられる。
支持体の厚みとしては、特に限定されないが、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。
<第1の樹脂組成物層>
本発明の樹脂シートは、第1の樹脂組成物からなる第1の樹脂組成物層を有する。第1の樹脂組成物層は支持体と接合しており、プリント配線板の製造に際しては、その上に導体層が設けられる絶縁層の表面近傍の領域を形成する。第1の樹脂組成物は特に限定されず、その硬化物が十分な硬度と絶縁性を有するものであればよい。斯かる樹脂組成物としては、例えば、硬化性樹脂とその硬化剤を含む組成物が挙げられる。硬化性樹脂としては、プリント配線板の絶縁層を形成する際に使用される従来公知の硬化性樹脂を用いることができ、中でもエポキシ樹脂が好ましい。したがって一実施形態において、第1の樹脂組成物は(a)エポキシ樹脂及び(b)硬化剤を含む。第1の樹脂組成物は、必要に応じて、さらに(c)無機充填材、(d)熱可塑性樹脂、(e)硬化促進剤、(f)難燃剤及び(g)有機充填材等の添加剤を含んでいてもよい。
以下、第1の樹脂組成物の材料として使用し得るエポキシ樹脂、硬化剤、及び添加剤について説明する。
−(a)エポキシ樹脂−
エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノール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及びトリメチロール型エポキシ樹脂等が挙げられる。エポキシ樹脂は1種単独で用いてもよく、又は2種以上を併用してもよい。
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エポキシ樹脂を含むことが好ましい。エポキシ樹脂の不揮発成分を100質量%とした場合に、少なくとも50質量%以上は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であるのが好ましい。中でも、1分子中に2個以上(好ましくは3個以上)のエポキシ基を有し、温度20℃で固体状のエポキシ樹脂(以下、「固体状エポキシ樹脂」という。)を含むことが好ましい。エポキシ樹脂はまた、1分子中に2個以上のエポキシ基を有し、温度20℃で液状のエポキシ樹脂(以下、「液状エポキシ樹脂」という。)を含んでもよい。第1の樹脂組成物において、エポキシ樹脂中の固体状エポキシ樹脂の含有量は、エポキシ樹脂全体の不揮発成分を100質量%としたとき、好ましくは30質量%以上、より好ましくは40質量%以上、さらに好ましくは50質量%以上、60質量%以上、70質量%以上、80質量%以上、又は90質量%以上である。該固体状エポキシ樹脂の含有量の上限は特に限定されず、100質量%であってもよい。
液状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、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、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、エステル骨格を有する脂環式エポキシ樹脂、シクロヘキサンジメタノール型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ブタジエン構造を有するエポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、及びナフタレン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、ビスフェノールAF型エポキシ樹脂、及びナフタレン型エポキシ樹脂がより好ましく、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、ビスフェノールAF型エポキシ樹脂がさらに好ましい。液状エポキシ樹脂の具体例としては、DIC(株)製の「HP4032」、「HP4032D」、「HP4032SS」(ナフタレン型エポキシ樹脂)、三菱化学(株)製の「jER828EL」(ビスフェノールA型エポキシ樹脂)、「jER807」(ビスフェノールF型エポキシ樹脂)、「YL7223」、「YL7723」(ビスフェノールAF型エポキシ樹脂)、「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(株)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(株)製の「EX−721」(グリシジルエステル型エポキシ樹脂)が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、又は2種以上を併用してもよい。
固体状エポキシ樹脂としては、ナフタレン型4官能エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、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、ナフトール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、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、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、及びテトラフェニルエタン型エポキシ樹脂が好ましく、ナフタレン型4官能エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、又はナフチレンエーテル型エポキシ樹脂がより好ましく、ナフタレン型4官能エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂がさらに好ましい。固体状エポキシ樹脂の具体例としては、DIC(株)製の「HP−4700」、「HP−4710」(ナフタレン型4官能エポキシ樹脂)、「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)、「HP−7200」(ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂)、「EXA7311」、「EXA7311−G3」、「EXA7311−G4」、「EXA7311−G4S」、「HP6000」(ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂)、日本化薬(株)製の「EPPN−502H」(トリスフェノールエポキシ樹脂)、「NC7000L」(ナフトールノボラックエポキシ樹脂)、「NC3000H」、「NC3000」、「NC3000L」、「NC3100」(ビフェニル型エポキシ樹脂)、新日鉄住金化学(株)製の「ESN475V」(ナフトールノボラック型エポキシ樹脂)、「ESN485V」(ナフトールノボラック型エポキシ樹脂)、三菱化学(株)製の「YX4000H」、「YL6121」(ビフェニル型エポキシ樹脂)、「YX4000HK」(ビキシレノール型エポキシ樹脂)、大阪ガスケミカル(株)製の「PG−100」、「CG−500」、三菱化学(株)製の「YL7800」(フルオレン型エポキシ樹脂)、「YL7760」(ビスフェノールAF型エポキシ樹脂)等が挙げられる。
第1の樹脂組成物中のエポキシ樹脂の含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、さらに好ましくは20質量%以上又は30質量%以上である。エポキシ樹脂の含有量の上限は特に限定されないが、好ましくは50質量%以下、より好ましくは45質量%以下、さらにより好ましくは40質量%以下である。
なお、本発明において、樹脂組成物を構成する各成分の含有量は、別途明示のない限り、樹脂組成物中の不揮発成分の合計を100質量%としたときの値である。
エポキシ樹脂のエポキシ当量は、好ましくは50〜3000、より好ましくは80〜2000、さらに好ましくは110〜1000である。この範囲となることで、硬化物の架橋密度が十分となり表面粗さの小さい絶縁層をもたらすことができる。なお、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。
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、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。
−(b)硬化剤−
硬化剤としては、エポキシ樹脂を硬化する機能を有する限り特に限定されず、例えば、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、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、及びカルボジイミド系硬化剤などが挙げられる。硬化剤は1種単独で用いてもよく、又は2種以上を併用してもよい。
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フェノール系硬化剤、又はノボラック構造を有するナフトール系硬化剤が好ましい。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。中でも、耐熱性、耐水性、及び導体層との密着性(剥離強度)を高度に満足させる観点から、トリアジン骨格含有フェノールノボラック硬化剤が好ましい。
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、例えば、明和化成(株)製の「MEH−7700」、「MEH−7810」、「MEH−7851」、日本化薬(株)製の「NHN」、「CBN」、「GPH」、新日鉄住金(株)製の「SN170」、「SN180」、「SN190」、「SN475」、「SN485」、「SN495」、「SN375」、「SN395」、DIC(株)製の「LA−7052」、「LA−7054」、「LA−3018」、「EXB−9500」等が挙げられる。
トリアジン骨格含有フェノールノボラック硬化剤の具体例としては、例えば、「LA−3018−50P」等が挙げられる。
粗化処理後に表面粗さの小さい絶縁層を得る観点から、活性エステル系硬化剤も好ましい。活性エステル系硬化剤としては、特に制限はないが、一般に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く用いられる。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。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。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。
具体的には、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好ましく、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価の構造単位を表す。
活性エステル系硬化剤の市販品としては、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として、「EXB9451」、「EXB9460」、「EXB9460S」、「HPC−8000−65T」(DIC(株)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(株)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(株)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(株)製)などが挙げられる。
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(株)製の「HFB2006M」、四国化成工業(株)製の「P−d」、「F−a」が挙げられる。
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(株)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」(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。
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(株)製の「V−03」、「V−07」等が挙げられる。
エポキシ樹脂と硬化剤との量比は、[エポキシ樹脂のエポキシ基の合計数]:[硬化剤の反応基の合計数]の比率で、1:0.2〜1:2の範囲が好ましく、1:0.3〜1:1.5がより好ましく、1:0.4〜1:1.2がさらに好ましい。ここで、硬化剤の反応基とは、活性水酸基、活性エステル基等であり、硬化剤の種類によって異なる。また、エポキシ樹脂のエポキシ基の合計数とは、各エポキシ樹脂の固形分質量をエポキシ当量で除した値をすべてのエポキシ樹脂について合計した値であり、硬化剤の反応基の合計数とは、各硬化剤の固形分質量を反応基当量で除した値をすべての硬化剤について合計した値である。エポキシ樹脂と硬化剤との量比を斯かる範囲とすることにより、樹脂組成物の硬化物の耐熱性がより向上する。
一実施形態において、第1の樹脂組成物は、上述の(a)エポキシ樹脂及び(b)硬化剤を含む。第1の樹脂組成物は、(a)エポキシ樹脂として固体状エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂(エポキシ樹脂中の固体状エポキシ樹脂の含有量は好ましくは30質量%以上、より好ましくは40質量%以上、さらに好ましくは50質量%以上、60質量%以上、70質量%以上、80質量%以上、又は90質量%以上)を、(b)硬化剤として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からなる群から選択される1種以上(好ましくはフェノール系硬化剤、ナフトール系硬化剤及び活性エステル系硬化剤からなる群から選択される1種以上)を、それぞれ含むことが好ましい。
第1の樹脂組成物中の硬化剤の含有量は特に限定されないが、好ましくは30質量%以下、より好ましくは25質量%以下、さらに好ましくは20質量%以下、さらにより好ましくは15質量%以下である。また、下限は特に制限はないが3質量%以上が好ましい。
−(c)無機充填材−
第1の樹脂組成物は、さらに無機充填材を含んでもよい。無機充填材の材料は特に限定されないが、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。これらの中でも無定形シリカ、溶融シリカ、結晶シリカ、合成シリカ、中空シリカ等のシリカが特に好適である。またシリカとしては球状シリカが好ましい。無機充填材は1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
第1の樹脂組成物に使用される無機充填材の平均粒径は特に限定されないが、表面粗さの小さい絶縁層を得る観点から、好ましくは600nm以下、より好ましくは300nm以下、さらに好ましくは200nm以下、さらにより好ましくは150nm以下、100nm以下、90nm以下、80nm以下、70nm以下、60nm以下又は50nm以下である。該平均粒径の下限は、特に限定されないが、通常、5nm以上である。このような平均粒径を有する無機充填材の市販品としては、例えば、(株)アドマテックス製「YC100C」、「YA050C」、「YA050C−MJE」、「YA010C」、電気化学工業製「UFP−30」、トクヤマ製「シルフィルNSS−3N」、「シルフィルNSS−4N」、「シルフィルNSS−5N」が挙げられる。
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・散乱法により測定することができる。具体的にはレーザー回折散乱式粒度分布測定装置により、無機充填材の粒度分布を体積基準で作成し、そのメディアン径を平均粒径とすることで測定することができる。測定サンプルは、無機充填材を超音波により水中に分散させたものを好ましく使用することができる。レーザー回折散乱式粒度分布測定装置としては、(株)堀場製作所製「LA−500」等を使用することができる。
無機充填材は、耐湿性及び分散性を高める観点から、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、オルガノシラザン化合物、チタネート系カップリング剤などの1種以上の表面処理剤で処理されていることが好ましい。表面処理剤の市販品としては、例えば、信越化学工業(株)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(株)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(株)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(株)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(株)製「SZ−31」(ヘキサメチルジシラザン)、信越化学工業(株)製「KBM103」(フェニルトリメトキシシラン)等が挙げられる。
表面処理剤による表面処理の程度は、無機充填材の単位表面積当たりのカーボン量によって評価することができる。無機充填材の単位表面積当たりのカーボン量は、無機充填材の分散性向上の観点から、0.02mg/m以上が好ましく、0.1mg/m以上がより好ましく、0.2mg/m以上が更に好ましい。一方、樹脂ワニスの溶融粘度やシート形態での溶融粘度の上昇を防止する観点から、1mg/m以下が好ましく、0.8mg/m以下がより好ましく、0.5mg/m以下が更に好ましい。
無機充填材の単位表面積当たりのカーボン量は、表面処理後の無機充填材を溶剤(例えば、メチルエチルケトン(MEK))により洗浄処理した後に測定することができる。具体的には、溶剤として十分な量のMEKを表面処理剤で表面処理された無機充填材に加えて、25℃で5分間超音波洗浄する。上澄液を除去し、固形分を乾燥させた後、カーボン分析計を用いて無機充填材の単位表面積当たりのカーボン量を測定することができる。カーボン分析計としては、(株)堀場製作所製「EMIA−320V」等を使用することができる。
第1の樹脂組成物中の無機充填材の含有量は特に限定されないが、好ましくは60質量%以下、より好ましくは55質量%以下、さらに好ましくは50質量%以下、さらにより好ましくは48質量%以下、46質量%以下、44質量%以下、42質量%以下、又は40質量%以下である。第1の樹脂組成物中の無機充填材の含有量の下限は特に限定されず0質量%であってもよい。
−(d)熱可塑性樹脂−
第1の樹脂組成物は、さらに熱可塑性樹脂を含んでもよい。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、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂及びポリスルホン樹脂等が挙げられる。熱可塑性樹脂は1種単独で用いてもよく、又は2種以上を併用してもよい。
熱可塑性樹脂のポリスチレン換算の重量平均分子量は8,000〜70,000の範囲が好ましく、10,000〜60,000の範囲がより好ましく、20,000〜60,000の範囲がさらに好ましい。熱可塑性樹脂のポリスチレン換算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)法で測定される。具体的には、熱可塑性樹脂のポリスチレン換算の重量平均分子量は、測定装置として(株)島津製作所製LC−9A/RID−6Aを、カラムとして昭和電工(株)製Shodex K−800P/K−804L/K−804Lを、移動相としてクロロホルム等を用いて、カラム温度40℃にて測定し、標準ポリスチレンの検量線を用いて算出することができる。
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。フェノキシ樹脂は1種単独で用いてもよく、又は2種以上を併用してもよい。フェノキシ樹脂の具体例としては、三菱化学(株)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)、「YX8100」(ビスフェノールS骨格含有フェノキシ樹脂)、及び「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)が挙げられ、その他にも、新日鉄住金化学(株)製の「FX280」及び「FX293」、三菱化学(株)製の「YX7553BH30」、「YL7769BH30」、「YL6794」、「YL7213」、「YL7290」及び「YL7482」等が挙げられる。
アクリル樹脂としては、官能基含有アクリル樹脂が好ましく、エポキシ基含有アクリル樹脂がより好ましく、エポキシ基含有アクリル酸エステル共重合体樹脂がさらに好ましい。アクリル樹脂として官能基含有アクリル樹脂を用いる場合、その官能基当量は、好ましくは1000〜50000、より好ましくは2500〜30000である。
アクリル樹脂の具体例としては、ナガセケムテックス(株)製の「SG−80H」、「SG−P3」(エポキシ基含有アクリル酸エステル共重合体樹脂)が挙げられる。
ポリビニルアセタール樹脂としては、例えば、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂が挙げられ、ポリビニルブチラール樹脂が好ましい。ポリビニルアセタール樹脂の具体例としては、電気化学工業(株)製の電化ブチラール4000−2、5000−A、6000−C、6000−EP、積水化学工業(株)製のエスレックBHシリーズ、BXシリーズ、KSシリーズ(具体的には「KS−1」など)、BLシリーズ、BMシリーズ等が挙げられる。
ポリイミド樹脂の具体例としては、新日本理化(株)製の「リカコートSN20」及び「リカコートPN20」が挙げられる。また、ポリイミド樹脂の具体例としては、2官能性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反応させて得られる線状ポリイミド(特開2006−37083号公報)、ポリシロキサン骨格含有ポリイミド(特開2002−12667号公報及び特開2000−319386号公報等)等の変性ポリイミドが挙げられる。
ポリアミドイミド樹脂の具体例としては、東洋紡績(株)製の「バイロマックスHR11NN」及び「バイロマックスHR16NN」が挙げられる。ポリアミドイミド樹脂の具体例としてはまた、日立化成工業(株)製のポリシロキサン骨格含有ポリアミドイミド「KS9100」、「KS9300」等の変性ポリアミドイミドが挙げられる。
ポリエーテルスルホン樹脂の具体例としては、住友化学(株)製の「PES5003P」等が挙げられる。
ポリスルホン樹脂の具体例としては、ソルベイアドバンストポリマーズ(株)製のポリスルホン「P1700」、「P3500」等が挙げられる。
第1の樹脂組成物中の熱可塑性樹脂の含有量は特に限定されないが、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは1質量%以上、さらに好ましくは3質量%以上、5質量%以上又は7質量%以上である。熱可塑性樹脂の含有量の上限は特に限定されないが、好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下である。
−(e)硬化促進剤−
第1の樹脂組成物は、さらに硬化促進剤を含んでもよい。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が好ましく、アミン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤がより好ましい。硬化促進剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
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、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。
アミン系硬化促進剤としては、例えば、トリエチルアミン、トリブチルアミンなど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、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。
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、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、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。
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」等が挙げられる。
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、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。
また、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。
第1の樹脂組成物中の硬化促進剤の含有量は特に限定されないが、エポキシ樹脂と硬化剤の不揮発成分合計量を100質量%としたとき、0.05質量%〜3質量%の範囲で使用することが好ましい。
−(f)難燃剤−
第1の樹脂組成物は、さらに難燃剤を含んでもよい。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種単独で用いてもよく、又は2種以上を併用してもよい。
難燃剤としては、市販品を用いてもよく、例えば、三光社製の「HCA−HQ」等が挙げられる。
第1の樹脂組成物層中の難燃剤の含有量は特に限定されないが、好ましくは0.5質量%〜20質量%、より好ましくは1質量%〜15質量%、さらに好ましくは1.5質量%〜10質量%がさらに好ましい。
−(g)有機充填材−
第1の樹脂組成物は、さらに有機充填材を含んでもよい。有機充填材としては、プリント配線板の絶縁層を形成するに際し使用し得る任意の有機充填材を使用してよく、例えば、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、ゴム粒子が好ましい。 ゴム粒子としては、市販品を用いてもよく、例えば、アイカ工業(株)製の「AC3816N」等が挙げられる。
第1の樹脂組成物中の有機充填材の含有量は、好ましくは1質量%〜20質量%、より好ましくは2質量%〜10質量%である。
−その他の成分−
第1の樹脂組成物は、必要に応じて、他の添加剤を含んでいてもよく、斯かる他の添加剤としては、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、並びに有機フィラー、増粘剤、消泡剤、レベリング剤、密着性付与剤、及び着色剤等の樹脂添加剤等が挙げられる。
第1の樹脂組成物層の厚みとしては、粗度やピール強度の安定性の高い絶縁層を得る観点から、0.3μm〜15μmが好ましい。第1の樹脂組成物層の厚みの下限は、より好ましくは0.5μm以上、さらに好ましくは1μm以上、1.5μm以上、2μm以上、2.5μm以上、又は3μm以上である。特に第1の樹脂組成物層の厚みを1μm以上とすることで、より粗度やピール強度の安定性を高めることができる。第1の樹脂組成物層の厚みの上限は、より好ましくは12μm以下、さらに好ましくは10μm以下、9μm以下、又は8μm以下である。なお、第1の樹脂組成物層の厚みは、第2の樹脂組成物層の厚みよりも薄いことが好ましい。
第1の樹脂組成物層の厚みは、後述する(樹脂シートの各層の厚みの測定)の手順に従って測定することができる。
第1の樹脂組成物層の最低溶融粘度としては、内層基板への積層時に所期の厚みを維持し易く、ひいては粗度やピール強度の安定性の高い絶縁層を達成し得る観点から、3000poise(300Pa・s)以上が好ましく、5000poise(500Pa・s)以上がより好ましく、10000poise(1000Pa・s)以上がさらに好ましい。特に該最低溶融粘度が5000poise以上である場合に、一際良好なリフロー耐性を示す絶縁層が得られる。第1の樹脂組成物層の最低溶融粘度の上限については特に制限はないが、100000poise(10000Pa・s)以下が好ましく、80000poise(8000Pa・s)以下がより好ましく、50000poise(5000Pa・s)以下がさらに好ましい。
第1の樹脂組成物層の最低溶融粘度とは、第1の樹脂組成物層の樹脂が溶融した際に樹脂組成物層が呈する最低の粘度をいう。詳細には、一定の昇温速度で第1の樹脂組成物層を加熱して樹脂を溶融させると、初期の段階は溶融粘度が温度上昇とともに低下し、その後、ある程度を超えると温度上昇とともに溶融粘度が上昇する。最低溶融粘度とは、斯かる極小点の溶融粘度をいう。第1の樹脂組成物層の最低溶融粘度は、例えば、動的粘弾性測定装置((株)ユー・ビー・エム製「Rheosol−G3000」)を使用し、試料樹脂組成物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℃まで昇温速度5℃/分にて昇温し、測定温度間隔2.5℃、振動数1Hz、ひずみ1degの測定条件にて測定することができる。第2の樹脂組成物層の最低溶融粘度の定義及び測定法も同様である。
<第2の樹脂組成物層>
本発明の樹脂シートは、第2の樹脂組成物からなる第2の樹脂組成物層を有する。第2の樹脂組成物層は、得られる絶縁層のバルク特性に影響を与える。
得られる絶縁層の熱膨張率を低下させて、絶縁層と導体層との熱膨張の差によるクラックや回路歪みの発生を防止する観点から、第2の樹脂組成物は、無機充填材を含むことが好ましい。第2の樹脂組成物中の無機充填材の含有量は、得られる絶縁層の熱膨張率を低下させる観点から、好ましくは50質量%以上、より好ましくは55質量%以上、さらに好ましくは60質量%以上、62質量%以上、64質量%以上、66質量%以上、68質量%以上又は70質量%以上である。第2の樹脂組成物中の無機充填材の含有量の上限は、得られる絶縁層の機械強度の観点から、好ましくは96質量%以下、より好ましくは95質量%以下、さらに好ましくは90質量%以下又は85質量%以下である。
好適な一実施形態において、第2の樹脂組成物中の無機充填材の含有量は、第1の樹脂組成物中の無機充填材の含有量よりも高い。第1の樹脂組成物中の無機充填材の含有量をA1(質量%)、第2の樹脂組成物中の無機充填材の含有量をA2(質量%)とすると、A1及びA2の差(A2−A1)は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは15質量%以上、さらに好ましくは20質量%以上、25質量%以上、又は30質量%以上である。差(A2−A1)の上限は特に限定されないが、通常、90質量%以下、80質量%以下などとし得る。従来の樹脂シートに関しては、差(A2−A1)を大きくすると、リフロー時などの高温環境下に晒されたときに絶縁層に層間剥離が生じ易いことを本発明者らは見出した。これに対し、混合層を有する本発明の樹脂シートを用いて形成した絶縁層は、差(A2−A1)の値が大きい場合であっても、層間剥離を抑制することができる。したがって本発明では、各層の組成の設計自由度が高く、各層に所期の機能を有利に付与することが可能である。また、このようにA1とA2とが異なる場合には、後述する混在層の把握がより容易となる。
無機充填材としては、例えば、第1の樹脂組成物について説明した無機充填材が挙げられ、中でもシリカが好ましく、球状シリカがより好ましい。第2の樹脂組成物に含まれる無機充填材の平均粒径は、第2の樹脂組成物層の流動性を高めて十分な回路埋め込み性を実現する観点から、0.01μm〜5μmの範囲が好ましく、0.05μm〜2μmの範囲がより好ましく、0.1μm〜1μmの範囲がさらに好ましく、0.2μm〜0.8μmがさらにより好ましい。このような平均粒径を有する無機充填材の市販品としては、例えば、(株)アドマテックス製「SOC4」、「SOC2」、「SOC1」が挙げられる。
第2の樹脂組成物に含まれる無機充填材は、表面処理剤で処理されていることが好ましい。表面処理剤の種類及び表面処理の程度は、<第1の樹脂組成物層>欄において説明したとおりである。
第2の樹脂組成物に含まれる他の材料としては、例えば、<第1の樹脂組成物層>欄において説明した、(a)エポキシ樹脂をはじめとする硬化性樹脂、及び(b)硬化剤が挙げられる。したがって一実施形態において、第2の樹脂組成物は、(a)エポキシ樹脂、(b)硬化剤及び(c)無機充填材を含む。各成分の好適な例は、<第1の樹脂組成物層>欄において説明したとおりであるが、中でも、第2の樹脂組成物は、(a)エポキシ樹脂として液状エポキシ樹脂と固体状エポキシ樹脂との混合物(液状エポキシ樹脂:固体状エポキシ樹脂の質量比は1:0.1〜1:4の範囲が好ましく、1:0.3〜1:3.5の範囲がより好ましく、1:0.6〜1:3の範囲がさらに好ましく、1:0.8〜1:2.5の範囲が特に好ましい)を、(b)硬化剤として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からなる群から選択される1種以上(好ましくはフェノール系硬化剤、ナフトール系硬化剤及び活性エステル系硬化剤からなる群から選択される1種以上)を、(c)無機充填材としてシリカをそれぞれ含むことが好ましい。
第2の樹脂組成物中の(a)エポキシ樹脂の含有量は特に限定されないが、好ましくは3質量%〜50質量%、より好ましくは5質量%〜45質量%、さらに好ましくは5質量%〜40質量%、さらにより好ましくは7質量%〜35質量%である。
第2の樹脂組成物における(a)エポキシ樹脂と(b)硬化剤との量比は、<第1の樹脂組成物層>欄において説明したものと同様とし得る。
第2の樹脂組成物中の(b)硬化剤の含有量は特に限定されないが、好ましくは30質量%以下、より好ましくは25質量%以下、さらに好ましくは20質量%以下、さらにより好ましくは15質量%以下、10質量%以下である。また、下限は特に制限はないが、3質量%以上が好ましい。
第2の樹脂組成物は、さらに(d)熱可塑性樹脂、(e)硬化促進剤、(f)難燃剤及び(g)有機充填材からなる群から選択される1種以上の成分を含んでもよい。これら(d)乃至(g)成分の好適な例は、<第1の樹脂組成物層>欄において説明したとおりである。
第2の樹脂組成物中の(d)熱可塑性樹脂の含有量は特に限定されないが、好ましくは0.1質量%〜20質量%、より好ましくは0.5質量%〜10質量%である。
第2の樹脂組成物中の(e)硬化促進剤の含有量は、(a)エポキシ樹脂と(b)硬化剤の不揮発成分合計量を100質量%としたとき、好ましくは0.05質量%〜3質量%である。
第2の樹脂組成物中の(f)難燃剤の含有量は特に限定されないが、好ましくは0.5質量%〜10質量%、より好ましくは1質量%〜9質量%、さらにより好ましくは1.5質量%〜8質量%である。
第2の樹脂組成物中の(g)有機充填材の含有量は特に限定されないが、好ましくは1質量%〜10質量%、より好ましくは2質量%〜5質量%である。
第2の樹脂組成物は、必要に応じて、他の添加剤を含んでいてもよく、斯かる他の添加剤としては、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、並びに有機フィラー、増粘剤、消泡剤、レベリング剤、密着性付与剤、及び着色剤等の樹脂添加剤等が挙げられる。
第2の樹脂組成物層の厚みとしては、所期の厚さの絶縁層が得られる限り特に限定されないが、3μm〜200μmが好ましい。第2の樹脂組成物層の厚みの下限は、より好ましくは5μm以上、さらに好ましくは10μm以上、又は15μm以上である。第2の樹脂組成物層の厚みの上限は、より好ましくは180μm以下、さらに好ましくは160μm以下、150μm以下、140μm以下、120μm以下、又は100μm以下である。
第2の樹脂組成物層の厚みは、後述する(樹脂シートの各層の厚みの測定)の手順に従って測定することができる。
第2の樹脂組成物層の最低溶融粘度としては、良好な回路埋め込み性を得る観点から、10000poise(1000Pa・s)以下が好ましく、8000poise(800Pa・s)以下がより好ましく、5000poise(500Pa・s)以下がさらに好ましい。下限については特に制限はないが、500poise(50Pa・s)以上が好ましく、800poise(80Pa・s)以上がより好ましく、1000poise(100Pa・s)以上がさらに好ましい。
<混合層>
本発明の樹脂シートは、第1の樹脂組成物層と第2の樹脂組成物層との間に、第1の樹脂組成物及び第2の樹脂組成物が混在している混合層を有する。
混合層の厚みは、リフロー時などの高温環境下における層間剥離の抑制された絶縁層を得る観点から、0.4μm以上であり、0.5μm以上が好ましく、1.0μm以上がより好ましい。混合層の厚みの上限については特に制限はないが、第1の樹脂組成物層の厚みの2倍以下が好ましい。例えば、第1の樹脂組成物層の厚みをt(μm)とすると、混合層の厚みは、好ましくは2t以下、より好ましくは1.5t以下、さらに好ましくはt以下、0.9t以下、0.8t以下、又は0.7t以下である。混合層の厚みは、2t以下である限りにおいて、10μm以下がより好ましく、5μm以下がさらに好ましく、3μm以下が特に好ましい。
混合層の厚みは、後述する(樹脂シートの各層の厚みの測定)の手順に従って測定することができる。なお、混合層は、第1の樹脂組成物層や第2の樹脂組成物層とは異なる組成を有する領域として把握し得る。例えば、第1の樹脂組成物層中の無機充填材の含有量A1と第2の樹脂組成物層中の無機充填材の含有量A2とがA1<A2の関係を満たす場合、樹脂シートの断面SEM観察において、混合層は以下のとおり把握することができる。すなわち、樹脂シートの断面において、支持体との接合界面からの距離が0からt1までの領域では無機充填材/樹脂成分比は一定であり、支持体との接合界面からの距離がt1からt2までの領域では無機充填材/樹脂成分比は徐々に高くなり、支持体との接合界面からの距離がt2からt3までの領域では無機充填材/樹脂成分比は一定である。なお、支持体との接合界面からの距離t3の位置は、支持体とは反対側の樹脂組成物層の表面位置である。斯かる場合、支持体との接合界面からの距離が0からt1までの領域が第1の樹脂組成物層であり、該距離がt1からt2までの領域が混合層であり、該距離がt2からt3までの領域が第2の樹脂組成物層である。あるいはまた、第1の樹脂組成物層中の無機充填材の粒径と、第2の樹脂組成物層中の無機充填材の粒径とが相違する場合は、無機充填材の粒径の変化の観点から混合層を把握することも可能である。
本発明の樹脂シートは、第2の樹脂組成物層の表面に、保護フィルムをさらに含んでもよい。保護フィルムは、第2の樹脂組成物層の表面へのゴミ等の付着やキズの防止に寄与する。保護フィルムの材料としては、支持体について説明した材料と同じものを用いてよい。保護フィルムの厚さは、特に限定されるものではないが、例えば、1μm〜40μmである。支持体付き樹脂シートは、プリント配線板を製造する際には、保護フィルムを剥がすことによって使用可能となる。
本発明の樹脂シートは、金属張積層板の絶縁層を形成するため(金属張積層板の絶縁層用)、プリント配線板の絶縁層を形成するため(プリント配線板の絶縁層用)に使用することができる。中でも、ビルドアップ方式によるプリント配線板の製造において、絶縁層を形成するため(プリント配線板のビルドアップ絶縁層用)に好適に使用することができ、メッキにより導体層を形成するため(メッキにより導体層を形成するプリント配線板のビルドアップ絶縁層用)にさらに好適に使用することができる。
−他の実施形態−
本発明では、複数の樹脂組成物層を含む樹脂シートにおいて、樹脂組成物層同士が接している領域に、各樹脂組成物層の成分が混在している層を設ける。これによって、本発明は、高温環境下における層間剥離の抑制された絶縁層を実現するものである。上記においては、2つの樹脂組成物層を含む実施形態について説明したが、斯かる本発明のコンセプトを使用して、より多層の樹脂組成物層を含む樹脂シートを得てもよい。例えば、第1の樹脂組成物層、第2の樹脂組成物層及び追加の樹脂組成物層(第3の樹脂組成物層)の3つの樹脂組成物層を含む樹脂シートを得ることができる。斯かる場合、第1の樹脂組成物層と第3の樹脂組成物層の間、及び第2の樹脂組成物層と第3の樹脂組成物層の間にそれぞれ混合層を設ければよい。3層以上の樹脂組成物層を含む樹脂シートにおいても、支持体と接合する第1の樹脂組成物層の好適な組成や厚みは上記の<第1の樹脂組成物層>において述べたとおりである。また、内層基板と接合することとなる樹脂組成物層の好適な組成は上記の<第2の樹脂組成物層>において述べたとおりである。詳細には、支持体\第1の樹脂組成物層\第1の混合層\追加の樹脂組成物層(第3の樹脂組成物層)\第2の混合層\第2の樹脂組成物層の層構成を有する樹脂シートを得ることができる。斯かる樹脂シートにおいて、追加の樹脂組成物層の組成や厚みは、所望のプリント配線板の設計に応じて適宜決定してよい。第1及び第2の樹脂組成物層とは大きく異なる膨張特性を呈する追加の樹脂組成物層を設ける場合であっても、混合層を設ける本発明によれば、所期の機能を有する絶縁層を、高温環境下における層間剥離なしに有利に達成することができる。追加の樹脂組成物層としては、例えば、新たな機能を樹脂シートに付与するために、ガラスファイバーなどを含む樹脂組成物層であってもよい。
[樹脂シートの製造方法]
本発明の樹脂シートは、先述のとおり、支持体と、支持体上に形成された第1の樹脂組成物からなる第1の樹脂組成物層と、第1の樹脂組成物層上に形成された第2の樹脂組成物からなる第2の樹脂組成物層とを有し、第1の樹脂組成物層と第2の樹脂組成物層との間に、第1の樹脂組成物及び第2の樹脂組成物が混在している混合層を有する。斯かる樹脂シートの製造方法は、支持体上に、第1の樹脂組成物を溶解した第1の樹脂ワニスを塗布し、第1の樹脂ワニス上に、第2の樹脂組成物を溶解した第2の樹脂ワニスを塗布し、乾燥する工程、を含み、第1の樹脂ワニスの粘度が100mPa・s以上であり、第2の樹脂ワニスの粘度が100mPa・s以上であることを特徴とする。
従来、例えば、特開2014−17301号公報に記載の樹脂シートは、支持体上に第1の樹脂組成物を溶解した第1の樹脂ワニスを塗布し、第1の樹脂組成物層を形成した後に、第1の樹脂組成物層上に第2の樹脂組成物を溶解した第2の樹脂ワニスを塗布し、第2の樹脂組成物層を形成させていた(以下、「2度塗り法」ともいう)。
本発明では、同一塗工ライン上で第1の樹脂ワニスと第2の樹脂ワニスとを塗布する。詳細には、第2の樹脂ワニスを第1の樹脂組成物層ではなく、第1の樹脂ワニス上に塗布する。すなわち、第1の樹脂組成物層を形成する前に第2の樹脂ワニスを塗布する。これにより、第1の樹脂組成物層と第2の樹脂組成物層との間に、第1の樹脂ワニスに含まれる第1の樹脂組成物と、第2の樹脂ワニスに含まれる第2の樹脂組成物が混在している混合層を形成することができる。
本発明の樹脂シートの製造方法は、第1の樹脂ワニス上に第2の樹脂ワニスを塗布して所期の混合層を形成し得る限り特に制限はない。好適な一実施形態において、本発明の樹脂シートの製造方法は、
支持体上に、第1の樹脂ワニスを塗布すると同時に第1の樹脂ワニス上に第2の樹脂ワニスを塗布し、その後乾燥する工程を含む、又は
支持体上に、第1の樹脂ワニスを塗布し、予備乾燥させた後、第1の樹脂ワニス上に第2の樹脂ワニスを塗布し、その後乾燥する工程を含む。
以下、前者の工程を含む方法を「同時塗工法」ともいい、後者の工程を含む方法を「タンデム塗工法」ともいう。なお、同時塗工法、タンデム塗工法はいずれも、従来の2度塗り法とは異なり、同一塗工ライン上において、第1の樹脂ワニスと第2の樹脂ワニスを塗布することを特徴とする。
以下、図2及び図3を参照して、本発明の樹脂シートの製造方法の好適な実施形態である同時塗工法とタンデム塗工法について説明する。
<同時塗工法>
図2に、同時塗工法における樹脂シートの製造装置の一例を示す。図2に示す樹脂シートの製造装置100は、塗布装置101及び乾燥装置102を含む。該装置100において、支持体11は塗布装置101に供給される。塗布装置101は、支持体11上に、第1の樹脂ワニスを塗布すると同時に第1の樹脂ワニス上に第2の樹脂ワニスを塗布する。第1及び第2の樹脂ワニスが塗布された支持体は乾燥装置102に供給される。乾燥装置102は、支持体上に塗布された第1及び第2の樹脂ワニスを乾燥する。必要に応じて、樹脂シートをロール状に巻き取る。これにより、支持体上に、第1の樹脂ワニス由来の第1の樹脂組成物層と第2の樹脂ワニス由来の第2の樹脂組成物層が形成され、第1の樹脂組成物層と第2の樹脂組成物層の間に第1の樹脂ワニスと第2の樹脂ワニスとが混合して得られる混合層が形成される。
同時塗工法においては、樹脂シートの製造における熱履歴を抑制することができ、また、支持体の熱収縮を抑制することができる。これにより、同時塗工法により形成された樹脂シートは、粗度やピール強度の安定性に優れる絶縁層をもたらすことができる。また、同時塗工法においては、第1及び第2の樹脂ワニスを同時に塗布するので、混合層の厚みを厚めに形成しやすい。したがって、同時塗工法により製造された樹脂シートは、リフロー耐性により優れる絶縁層をもたらすことができる。
同時塗工法において、第1及び第2の樹脂ワニスは、第1の樹脂ワニスを塗布すると同時に第1の樹脂ワニス上に第2の樹脂ワニスを塗布し得る公知の塗布装置を用いて塗布することができる。例えば、第1の樹脂ワニスを塗布するためのスリットと第2の樹脂ワニスを塗布するためのスリットを備えたマルチスリット型ダイコーター等の公知の多層塗工システムを用いて塗布することができる。
第1及び第2の樹脂ワニスは、それぞれ第1及び第2の樹脂組成物を溶剤に溶解して調製することができる。樹脂ワニスの調製に用いる溶剤としては特に制限はないが、有機溶剤が好ましい。有機溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン及びシクロヘキサノン等のケトン類、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類、セロソルブ及びブチルカルビトール等のカルビトール類、トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド及びN−メチルピロリドン等のアミド系溶媒やソルベントナフサ等を挙げることができる。有機溶剤は1種単独で用いてもよく、又は2種以上を併用してもよい。
また、第1の樹脂組成物を溶解する溶剤と、第2の樹脂組成物を溶解する溶剤とは、同一であっても異なっていてもよい。
第1及び第2の樹脂ワニス中に含まれる溶剤は、樹脂ワニス中に含まれる不揮発成分の合計を100質量%としたとき、好ましくは75質量%以下、より好ましくは65質量%以下、さらに好ましくは55質量%以下、特に好ましくは45質量%以下となるように調整する。下限は、混合層の形成を促進する観点から、好ましくは15質量%以上、より好ましくは20質量%以上である。
第1の樹脂ワニスの粘度は、第1の樹脂組成物層の厚みを容易に制御できる観点、支持体との親和性を向上し、ハジキやスジ等の発生なしに第1の樹脂ワニスを塗布し得る観点から、100mPa・s以上であり、200mPa・s以上が好ましく、300mPa・s以上がより好ましい。第1の樹脂ワニスの粘度の上限については特に制限はないが、第1の樹脂組成物層の厚みを制御し易く薄膜化が容易である観点から、3000mPa・s以下が好ましく、2000mPa・s以下がより好ましく、1000mPa・s以下がさらに好ましい。
第2の樹脂ワニスの粘度は、第2の樹脂組成物層の厚みを容易に制御できる観点から、100mPa・s以上であり、200mPa・s以上が好ましく、300mPa・s以上がより好ましい。第2の樹脂ワニスの粘度の上限については特に制限はないが、第2の樹脂組成物層の厚みを制御し易く薄膜化が容易である観点から、6000mPa・s以下が好ましく、3000mPa・s以下がより好ましく、1000mPa・s以下がさらに好ましい。
第1及び第2の樹脂ワニスの粘度は、例えば、回転式(E型)粘度計を用いて測定することができる。該回転式(E型)粘度計としては、例えば、東機産業(株)「RE−80U」が挙げられる。
第1及び第2の樹脂ワニスの乾燥は、加熱、熱風吹きつけ等の公知の乾燥方法により実施してよい。乾燥条件は特に限定されないが、乾燥後の樹脂シート中の残留溶剤量が、第1の樹脂組成物層、混合層及び第2の樹脂組成物層中に含まれる不揮発成分の合計を100質量%としたとき、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下となるように乾燥させる。残留溶剤量の下限は特に限定されないが、通常、0.1質量%以上、0.5質量%以上などとし得る。第1及び第2の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%の有機溶剤を含む第1及び第2の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、本発明の樹脂シートを製造することができる。
<タンデム塗工法>
図3に、タンデム塗工法における樹脂シートの製造装置の一例を示す。図3に示す樹脂シートの製造装置200は、第1の塗布装置201、予備乾燥装置202、第2の塗布装置203、及び乾燥装置204を含む。該製造装置200において、支持体11は第1の塗布装置201に供給される。第1の塗布装置201は、支持体11上に、第1の樹脂ワニスを塗布する。第1の樹脂ワニスが塗布された支持体は、予備乾燥装置202に供給される。予備乾燥装置202は、第1の樹脂ワニスを予備乾燥する。第1の樹脂ワニスの予備乾燥後、支持体は第2の塗布装置203に供給される。第2の塗布装置203は、第1の樹脂ワニス上に第2の樹脂ワニスを塗布する。その後、第1及び第2の樹脂ワニスが塗布された支持体は、乾燥装置204に供給される。乾燥装置204は、支持体上に塗布された第1及び第2の樹脂ワニスを乾燥する。必要に応じて、樹脂シートをロール状に巻き取る。これにより、支持体上に、第1の樹脂ワニス由来の第1の樹脂組成物層と第2の樹脂ワニス由来の第2の樹脂組成物層が形成され、第1の樹脂組成物層と第2の樹脂組成物層の間に第1の樹脂ワニスと第2の樹脂ワニスとが混合して得られる混合層が形成される。
タンデム塗工法においては、第1の樹脂ワニスを予備乾燥させるので、第1の樹脂組成物層の厚みの精度を向上させることができる。
タンデム塗工法において、予備乾燥は、第1の樹脂ワニスと第2の樹脂ワニスとの混合による混合層の形成を阻害しない限りにおいて特に制限はなく、加熱、熱風吹きつけ等の公知の乾燥方法により実施してよい。予備乾燥条件は特に限定されないが、乾燥後の第1の樹脂ワニス中の残留溶剤量が、第1の樹脂ワニス中に含まれる不揮発成分の合計を100質量%としたとき、好ましくは70質量%以下、より好ましくは60質量%以下、さらに好ましくは50質量%以下、特に好ましくは40質量%以下となるように予備乾燥させる。残留溶剤量の下限は、混合層の形成を促進する観点から、好ましくは15質量%以上、より好ましくは20質量%以上、さらに好ましくは25質量%以上である。第1の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%の有機溶剤を含む第1の樹脂ワニスを用いる場合、50℃〜150℃で0.1分間〜3分間(より好ましくは60℃〜130℃で0.2分間〜2分間、さらに好ましくは70℃〜120℃で0.3分間〜1.5分間)乾燥させることが好ましい。
第1及び第2の樹脂ワニス(粘度、溶剤の種類等)は、同時塗工法について説明したとおりである。また、第2の樹脂ワニスを塗布した後の乾燥は、同時塗工法における乾燥と同様の条件で実施してよい。
本発明の樹脂シートの製造方法は、第2の樹脂組成物層の表面(支持体側とは反対側の面)に、保護フィルムを積層する工程をさらに含んでもよい。保護フィルムの詳細は先述のとおりである。
[プリント配線板及びその製造方法]
本発明の方法により製造した樹脂シートを用いて、プリント配線板を製造することができる。例えば、本発明の方法により製造した樹脂シートを内層基板上に積層し、熱硬化させた後に支持体を除去することによって、プリント配線板を製造することができる。したがって本発明のプリント配線板は、本発明の樹脂シートを用いて形成された絶縁層を含むことを特徴とする。
詳細には、本発明のプリント配線板は、本発明の樹脂シートを用いて、下記工程(I)乃至(III)を含む方法により製造することができる。
(I)本発明の樹脂シートを、第2の樹脂組成物層が内層基板と接合するように、内層基板に積層する工程
(II)樹脂シートを熱硬化して絶縁層を形成する工程
(III)支持体を除去する工程
工程(I)において、本発明の樹脂シートを、第2の樹脂組成物層が内層基板と接合するように、内層基板上に積層する。
工程(I)に使用する「内層基板」とは、主として、ガラスエポキシ基板、金属基板、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、又は該基板の片面又は両面にパターン加工された導体層(回路)が形成された回路基板をいう。またプリント配線板を製造する際に、さらに絶縁層及び/又は導体層が形成されるべき中間製造物の内層回路基板も本発明でいう「内層基板」に含まれる。
工程(I)における樹脂シートと内層基板との積層は、従来公知の任意の方法で実施してよいが、ロール圧着やプレス圧着等で、第2の樹脂組成物層が内層基板と接合するようにラミネート処理することが好ましい。
ラミネート処理は、ロール圧着やプレス圧着等で、ラミネート処理することが好ましい。中でも、減圧下でラミネートする真空ラミネート法がより好ましい。ラミネートの方法は、バッチ式でも連続式であってもよい。
ラミネート処理は、一般に、圧着圧力を1kgf/cm〜11kgf/cm(9.8×10N/m〜107.9×10N/m)の範囲とし、圧着温度を70℃〜120℃の範囲とし、圧着時間を5秒間〜180秒間の範囲とし、空気圧が20mmHg(26.7hPa)以下の減圧下で実施することが好ましい。
ラミネート処理は、市販の真空ラミネーターを用いて実施することができる。市販されている真空ラミネーターとしては、例えば、(株)名機製作所製の真空加圧式ラミネーター、ニチゴー・モートン(株)製のバキュームアップリケーター等が挙げられる。
なお、内層基板の表面凹凸(例えば、内層回路基板の表面回路の凹凸)に樹脂シートが十分に追随するように、耐熱ゴム等の弾性材を介してラミネート処理することが好ましい。
工程(I)において、樹脂シートは、内層基板の片面に積層してもよく、内層基板の両面に積層してもよい。
工程(I)の後、内層基板に積層された樹脂シートを、加熱及び加圧して、平滑化する処理を実施してもよい。平滑化処理は、一般に、常圧(大気圧)下、加熱された金属板又は金属ロールにより、樹脂シートを加熱及び加圧することにより実施される。加熱及び加圧の条件は、上記ラミネート処理の条件と同様の条件を用いることができる。なお、ラミネート処理と平滑化処理は、市販の真空ラミネーターを用いて連続的に実施してよい。
工程(II)において、樹脂シートを熱硬化して絶縁層を形成する。詳細には、積層された樹脂シートの第1の樹脂組成物層、混合層、及び第2の樹脂組成物層を熱硬化して絶縁層を形成する。
熱硬化の条件は特に限定されず、プリント配線板の絶縁層を形成するに際して通常採用される条件を使用してよい。
例えば、樹脂シートの熱硬化条件は、第1及び第2の樹脂組成物層を構成する樹脂組成物の組成によっても異なるが、硬化温度は120℃〜240℃の範囲(好ましくは150℃〜210℃の範囲、より好ましくは170℃〜190℃の範囲)、硬化時間は5分間〜90分間の範囲(好ましくは10分間〜75分間、より好ましくは15分間〜60分間)とすることができる。
樹脂シートを熱硬化させる前に、各樹脂組成物層を硬化温度よりも低い温度にて予備加熱してもよい。例えば、樹脂シートを熱硬化させるのに先立ち、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、各樹脂組成物層を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。
工程(III)において、支持体を除去する。これにより、絶縁層の表面が露出する。支持体の除去は、手動で行ってもよく、自動剥離装置等を用いて機械的に行ってもよい。また、支持体として金属箔を使用した場合には、化学薬品を用いて除去してもよい。
プリント配線板を製造するに際しては、(IV)絶縁層に穴あけする工程、(V)絶縁層を粗化処理する工程、(VI)絶縁層表面に導体層を形成する工程をさらに実施してもよい。これらの工程(IV)乃至(VI)は、プリント配線板の製造に用いられる、当業者に公知の各種方法に従って実施してよい。なお、支持体の除去は、工程(II)と工程(IV)との間、工程(IV)と工程(V)の間、又は工程(V)と工程(VI)との間に実施してよい。
工程(IV)は、絶縁層に穴あけする工程であり、これにより絶縁層にビアホール、スルーホール等のホールを形成することができる。例えば、ドリル、レーザー(炭酸ガスレーザー、YAGレーザー等)、プラズマ等を使用して絶縁層にホールを形成することができる。
工程(V)は、絶縁層を粗化処理する工程である。粗化処理の手順、条件は特に限定されず、プリント配線板の絶縁層を形成するに際して通常使用される公知の手順、条件を採用することができる。例えば、膨潤液による膨潤処理、酸化剤による粗化処理、中和液による中和処理をこの順に実施して絶縁層を粗化処理することができる。膨潤液としては特に限定されないが、アルカリ溶液、界面活性剤溶液等が挙げられ、好ましくはアルカリ溶液であり、該アルカリ溶液としては、水酸化ナトリウム溶液、水酸化カリウム溶液がより好ましい。市販されている膨潤液としては、例えば、アトテックジャパン(株)製のスウェリング・ディップ・セキュリガンスP、スウェリング・ディップ・セキュリガンスSBU等が挙げられる。膨潤液による膨潤処理は、特に限定されないが、例えば、30℃〜90℃の膨潤液に絶縁層を1分間〜20分間浸漬することにより行うことができる。酸化剤としては、特に限定されないが、例えば、水酸化ナトリウムの水溶液に過マンガン酸カリウムや過マンガン酸ナトリウムを溶解したアルカリ性過マンガン酸溶液が挙げられる。アルカリ性過マンガン酸溶液等の酸化剤による粗化処理は、60℃〜80℃に加熱した酸化剤溶液に絶縁層を10分間〜30分間浸漬させて行うことが好ましい。また、アルカリ性過マンガン酸溶液における過マンガン酸塩の濃度は5質量%〜10質量%が好ましい。市販されている酸化剤としては、例えば、アトテックジャパン(株)製のコンセントレート・コンパクトCP、ドージングソリューション・セキュリガンスP等のアルカリ性過マンガン酸溶液が挙げられる。また、中和液としては、酸性の水溶液が好ましく、市販品としては、例えば、アトテックジャパン(株)製のリダクションソリューション・セキュリガントPが挙げられる。中和液による処理は、酸化剤溶液による粗化処理がなされた処理面を30℃〜80℃の中和液に5分間〜30分間浸漬させることにより行うことができる。
一実施形態において、粗化処理後の絶縁層表面の算術平均粗さRaは、好ましくは400nm以下、より好ましくは350nm以下、さらに好ましくは300nm以下、250nm以下、200nm以下、150nm以下、又は100nm以下である。本発明の樹脂シートを用いて形成された絶縁層は、このようにRaが小さい場合であっても、導体層に対し優れたピール強度を呈する。Ra値の下限は特に限定はされないが、通常、0.5nm以上、1nm以上などとし得る。なお、粗化処理後の絶縁層表面のRaにばらつきがある場合、Raの最大値(Ramax)が上記の範囲にあることが好ましい。
また、本発明においては、粗化処理後に表面粗さのばらつきが少なく、粗度の安定性の高い絶縁層を形成することができる。一実施形態において、粗化処理後の絶縁層表面の算術平均粗さの最大値(Ramax)と最小値(Ramin)の差Ramax−Raminは、好ましくは150nm以下、より好ましくは100nm以下、さらに好ましくは80nm以下、60nm以下、40nm以下又は30nm以下である。差Ramax−Raminの下限は、低いことが好ましく、0nmであってよいが、通常、0.1nm以上、0.5nm以上などとし得る。
絶縁層表面の算術平均粗さRaは、非接触型表面粗さ計を用いて測定することができる。非接触型表面粗さ計の具体例としては、ビーコインスツルメンツ製の「WYKO NT3300」が挙げられる。
工程(VI)は、絶縁層表面に導体層を形成する工程である。
導体層に使用する導体材料は特に限定されない。好適な実施形態では、導体層は、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。導体層は、単金属層であっても合金層であってもよく、合金層としては、例えば、上記の群から選択される2種以上の金属の合金(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)から形成された層が挙げられる。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、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層、又はニッケル・クロム合金、銅・ニッケル合金、銅・チタン合金の合金層が好ましく、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層、又はニッケル・クロム合金の合金層がより好ましく、銅の単金属層が更に好ましい。
導体層は、単層構造であっても、異なる種類の金属若しくは合金からなる単金属層又は合金層が2層以上積層した複層構造であってもよい。導体層が複層構造である場合、絶縁層と接する層は、クロム、亜鉛若しくはチタンの単金属層、又はニッケル・クロム合金の合金層であることが好ましい。
導体層の厚さは、所望のプリント配線板のデザインによるが、一般に3μm〜35μm、好ましくは5μm〜30μmである。
導体層は、メッキにより形成してよい。例えば、セミアディティブ法、フルアディティブ法等の従来公知の技術により絶縁層の表面にメッキして、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。以下、導体層をセミアディティブ法により形成する例を示す。
まず、絶縁層の表面に、無電解メッキによりメッキシード層を形成する。次いで、形成されたメッキシード層上に、所望の配線パターンに対応してメッキ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。露出したメッキシード層上に、電解メッキにより金属層を形成した後、マスクパターンを除去する。その後、不要なメッキシード層をエッチングなどにより除去して、所望の配線パターンを有する導体層を形成することができる。
一実施形態において、粗化処理後の絶縁層と導体層とのピール強度は、好ましくは0.4kgf/cm以上、より好ましくは0.45kgf/cm以上、さらに好ましくは0.50kgf/cm以上である。一方、ピール強度の上限値は特に限定されないが、1.2kgf/cm以下、0.9kgf/cm以下などとなる。本発明においては、粗化処理後の絶縁層の表面粗さRaが小さいにもかかわらず、このように高いピール強度を呈する絶縁層を形成し得ることから、プリント配線板の微細配線化に著しく寄与するものである。なお、絶縁層と導体層とのピール強度にばらつきがある場合、ピール強度の最小値(Smin)が上記の範囲にあることが好ましい。
また、本発明においては、絶縁層と導体層とのピール強度のばらつきが少なく、ピール強度の安定性の高い絶縁層を形成することができる。一実施形態において、絶縁層と導体層とのピール強度の最大値(Smax)と最小値(Smin)の差Smax−Sminは、好ましくは0.15kgf/cm以下、より好ましくは0.1kgf/cm以下である。差Smax−Sminの下限は、低いことが好ましく、0kgf/cmであってよいが、通常、0.01kgf/cm以上、0.05kgf/cm以上などとし得る。
なお、本発明において、絶縁層と導体層との剥離強度とは、導体層を絶縁層に対して垂直方向(90度方向)に引き剥がしたときの剥離強度(90度ピール強度)をいい、導体層を絶縁層に対して垂直方向(90度方向)に引き剥がしたときの剥離強度を引っ張り試験機で測定することにより求めることができる。引っ張り試験機としては、例えば、(株)TSE製の「AC−50C−SL」等が挙げられる。
[半導体装置]
本発明の半導体装置は、本発明のプリント配線板を含むことを特徴とし、本発明のプリント配線板を用いて、半導体装置を製造することができる。本発明のプリント配線板を用いることにより、高い半田リフロー温度を採用する実装工程においても、絶縁層の層間剥離を有利に抑制することができ、絶縁層と導体層とのピール強度の安定性の高さも相俟って、高いリフロー信頼性を実現し得る。
かかる半導体装置としては、電気製品(例えば、コンピューター、携帯電話、デジタルカメラ及びテレビ等)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。
本発明の半導体装置は、プリント配線板の導通箇所に、部品(半導体チップ)を実装することにより製造することができる。「導通箇所」とは、「プリント配線板における電気信号を伝える箇所」であって、その場所は表面であっても、埋め込まれた箇所であってもいずれでも構わない。また、半導体チップは半導体を材料とする電気回路素子であれば特に限定されない。
本発明の半導体装置を製造する際の半導体チップの実装方法は、半導体チップが有効に機能しさえすれば、特に限定されないが、具体的には、ワイヤボンディング実装方法、フリップチップ実装方法、バンプなしビルドアップ層(BBUL)による実装方法、異方性導電フィルム(ACF)による実装方法、非導電性フィルム(NCF)による実装方法、などが挙げられる。ここで、「バンプなしビルドアップ層(BBUL)による実装方法」とは、「半導体チップをプリント配線板の凹部に直接埋め込み、半導体チップとプリント配線板上の配線とを接続させる実装方法」のことである。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下の記載において、「部」及び「%」は、別途明示のない限り、それぞれ「質量部」及び「質量%」を意味する。
(樹脂ワニス1の調製)
ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂(DIC(株)製「EXA−7311−G4S」、エポキシ当量186)10部、ビキシレノール型エポキシ樹脂(三菱化学(株)製「YX4000HK」、エポキシ当量約185)10部、ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬(株)製「NC3000H」、エポキシ当量288)20部、及びフェノキシ樹脂(三菱化学(株)製「YX7553BH30」、固形分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)25部を、ソルベントナフサ15部及びシクロヘキサノン5部の混合溶媒に撹拌しながら加熱溶解させた。室温にまで冷却した後、そこへ、トリアジン骨格含有フェノールノボラック系硬化剤(水酸基当量125、DIC(株)製「LA−7054」、固形分60%のMEK溶液)12部、ナフトール系硬化剤(新日鉄住金化学(株)製「SN485」、水酸基当量215、固形分60%のMEK溶液)15部、ポリビニルブチラール樹脂(ガラス転移温度105℃、積水化学工業(株)製「KS−1」)の固形分15%のエタノールとトルエンの1:1の混合溶液10部、アミン系硬化促進剤(4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)、固形分5質量%のMEK溶液)1部、イミダゾール系硬化促進剤(三菱化学(株)製「P200−H50」、固形分50質量%のプロピレングリコールモノメチルエーテル溶液)2部、ゴム粒子(アイカ工業(株)製、AC3816N)4部をMEK20部に室温で12時間膨潤させておいたもの、アミノシラン系カップリング剤(信越化学工業(株)製「KBM573」)で表面処理された球状シリカ((株)アドマテックス製「SOC2」、平均粒径0.5μm、単位表面積当たりのカーボン量0.38mg/m)50部を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散した後に、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。
(樹脂ワニス2の調製)
ビスフェノールAF型エポキシ樹脂(三菱化学(株)製「YL7760」、エポキシ当量238)10部、ビキシレノール型エポキシ樹脂(三菱化学(株)製「YX4000HK」、エポキシ当量約185)6部、ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬(株)製「NC3000H」、エポキシ当量288)30部、及びフェノキシ樹脂(三菱化学(株)製「YX7553BH30」、固形分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)5部、フェノキシ樹脂(三菱化学(株)製「YL7769BH30」、固形分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)20部を、MEK20部及びシクロヘキサノン5部の混合溶媒に撹拌しながら加熱溶解させた。室温にまで冷却した後、そこへ、活性エステル系硬化剤(DIC(株)製「HPC8000−65T」、活性基当量約223、不揮発成分65質量%のトルエン溶液)20部、アミン系硬化促進剤(4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)、固形分5質量%のMEK溶液)4部、イミダゾール系硬化促進剤(1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール(1B2PZ)、固形分5質量%のMEK溶液)3部、フェニルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製「KBM103」)で表面処理された球状シリカ(電気化学工業(株)製「UFP−30」、平均粒径0.1μm、単位表面積当たりのカーボン量0.22mg/m)45部を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散した後に、カートリッジフィルター(ROKITECHNO製「SHP030」)で濾過して、樹脂ワニス2を調製した。
(樹脂ワニス3の調製)
樹脂ワニス2の調製において、アミン系硬化促進剤(4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)、固形分5質量%のMEK溶液)の配合量を4部から2部に変更し、イミダゾール系硬化促進剤(1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール(1B2PZ)、固形分5質量%のMEK溶液)の配合量を3部から1部に変更したこと以外は樹脂ワニス2と同様にして樹脂ワニス3を調製した。
(樹脂ワニス4の調製)
ビスフェノール型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学(株)製「ZX1059」、エポキシ当量約169、ビスフェノールA型とビスフェノールF型の1:1混合品)5部、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC(株)製「HP4032SS」、エポキシ当量約144)5部、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC(株)製「HP−4710」、エポキシ当量約170)5部、ビキシレノール型エポキシ樹脂(三菱化学(株)製「YX4000HK」、エポキシ当量約185)5部、ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬(株)製「NC3000H」、エポキシ当量288)12部、及びフェノキシ樹脂(三菱化学(株)製「YX7553BH30」、固形分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)10部を、ソルベントナフサ20部及びシクロヘキサノン10部の混合溶媒に撹拌しながら加熱溶解させた。室温にまで冷却した後、そこへ、トリアジン骨格含有フェノールノボラック系硬化剤(水酸基当量125、DIC(株)製「LA7054」、固形分60%のMEK溶液)12部、ナフトール系硬化剤(DIC(株)製「EXB−9500」、水酸基当量190、固形分50%のMEK溶液)12部、アミン系硬化促進剤(4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)、固形分5質量%のMEK溶液)1部、難燃剤(三光(株)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)2部、ゴム粒子(アイカ工業(株)製「AC3816N」)2部をMEK10部に室温で12時間膨潤させておいたもの、アミノシラン系カップリング剤(信越化学工業(株)製「KBM573」)で表面処理された球状シリカ((株)アドマテックス製「SOC4」、平均粒径1μm、単位表面積当たりのカーボン量0.31mg/m)200部を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散した後に、カートリッジフィルター(ROKITECHNO製「SHP050」)で濾過して、樹脂ワニス4を調製した。
(樹脂ワニス5の調製)
ビスフェノール型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学(株)製「ZX1059」、エポキシ当量約169、ビスフェノールA型とビスフェノールF型の1:1混合品)5部、ビスフェノールAF型エポキシ樹脂(三菱化学(株)製「YL7760」、エポキシ当量238)10部、ビキシレノール型エポキシ樹脂(三菱化学(株)製「YX4000HK」、エポキシ当量約185)5部、ナフタレン型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学(株)製「ESN475V」、エポキシ当量330)20部、及びフェノキシ樹脂(三菱化学(株)製「YX7553BH30」、固形分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)10部、ソルベントナフサ30部及びシクロヘキサノン5部の混合溶媒に撹拌しながら加熱溶解させた。室温にまで冷却した後、そこへ、トリアジン骨格含有クレゾールノボラック系硬化剤(水酸基当量151、DIC(株)製「LA−3018−50P」、固形分50%の2−メトキシプロパノール溶液)12部、活性エステル系硬化剤(DIC(株)製「HPC−8000−65T」、活性基当量約223、不揮発成分65質量%のトルエン溶液)12部、アミン系硬化促進剤(4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)、固形分5質量%のMEK溶液)1.5部、イミダゾール系硬化促進剤(1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール(1B2PZ)、固形分5質量%のMEK溶液)1部、難燃剤(三光(株)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)2部、アミノシラン系カップリング剤(信越化学工業(株)製「KBM573」)で表面処理された球状シリカ((株)アドマテックス製「SOC1」、平均粒径0.25μm、単位表面積当たりのカーボン量0.36mg/m)160部を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散した後に、カートリッジフィルター(ROKITECHNO製「SHP030」)で濾過して、樹脂ワニス5を調製した。
(樹脂ワニス6の調製)
樹脂ワニス1の調製において、ソルベントナフサ15部及びシクロヘキサノン5部の混合溶媒に代えて、ソルベントナフサ15部、MEK15部及びシクロヘキサノン15部の混合溶媒を使用したこと以外は、樹脂ワニス1と同様にして樹脂ワニス6を調製した。
(樹脂ワニスの粘度測定)
半径24mm、角度1.34°のコーンプレートを装着した回転式(E型)粘度計(東機産業(株)「RE−80U」)を使用して粘度を測定した。25℃の温調水をジャケット循環させた試料台に、試料樹脂組成ワニス1.2gを気泡が入らないように採取し、2分間静置し温調したのち、20rpmの回転数で2分間回転させた際の値を粘度とした。
(実施例1:樹脂シート1の作製)
支持体として、アルキド樹脂系離型剤(リンテック(株)製「AL−5」)で離型処理したPETフィルム(東レ(株)製「ルミラーT6AM」、厚さ38μm、軟化点130℃)を用意した。
同時塗工法により、以下の手順にて樹脂シート1を作製した。塗工機にロール形態のPETフィルムを設置し、巻き出していき、該支持体の離型面に、2層スリットダイコーターを使用して樹脂ワニス1を塗布すると同時に樹脂ワニス1上に樹脂ワニス4を塗布した。樹脂ワニス1の塗布、乾燥後の狙い厚みが5μmとなるように塗工(塗布)し、樹脂ワニス4の塗布、乾燥後の狙い厚みが20μmとなるように塗布した。70℃〜110℃(平均95℃)にて4.5分間乾燥させ、各樹脂組成物層を形成した。次いで、樹脂組成物層の支持体と接合していない面に、保護フィルムとしてポリプロピレンフィルム(王子特殊紙(株)製「アルファンMA−411」、厚さ15μm)を、該保護フィルムの粗面が第2の樹脂組成物層と接合するように積層した。これにより、支持体、第1の樹脂組成物層(樹脂ワニス1由来)、混合層、第2の樹脂組成物層(樹脂ワニス4由来)、及び保護フィルムの順からなる樹脂シート1を得た。なお、樹脂ワニスの塗布、乾燥後の狙い厚みとは、樹脂ワニスを塗布し、そのまま乾燥させた際の厚みのことをいう。
(実施例2:樹脂シート2の作製)
同時塗工法に代えてタンデム塗工法を使用した以外は実施例1と同様にして樹脂シート2を作製した。詳細には、ダイコーターを使用して樹脂ワニス1が3μmの塗布、乾燥後の狙い厚みとなるように塗布し、90℃で0.8分間予備乾燥した後(残留溶剤量約30質量%)、ダイコーターを使用して樹脂ワニス1上に樹脂ワニス4を22μmの塗布、乾燥後の狙い厚みとなるように塗布し、80℃〜110℃(平均100℃)にて4分間乾燥させた以外は、実施例1と同様にして樹脂シート2を得た。
(実施例3:樹脂シート3の作製)
実施例1において、樹脂ワニス1に代えて樹脂ワニス2を使用すると共に、樹脂ワニス4に代えて樹脂ワニス5を使用した以外は、実施例1と同様にして樹脂シート3を得た。
(実施例4:樹脂シート4の作製)
実施例1において、1)樹脂ワニス1に代えて樹脂ワニス3を使用し、樹脂ワニスの塗布、乾燥後の狙い厚みを5μmから8μmに変更した点、2)樹脂ワニス4に代えて樹脂ワニス5を使用し、樹脂ワニスの塗布、乾燥後の狙い厚みを20μmから17μmに変更した点以外は、実施例1と同様にして樹脂シート4を得た。
(比較例1:樹脂シート5の作製)
支持体として、アルキド樹脂系離型剤(リンテック(株)製「AL−5」)で離型処理したPETフィルム(東レ(株)製「ルミラーT6AM」、厚さ38μm、軟化点130℃)を用意した。
2度塗り法により、以下の手順にて樹脂シート5を作製した。支持体上に、ダイコーターを使用して樹脂ワニス1の塗布、乾燥後の狙い厚みが3μmとなるように塗布し、70℃〜110℃(平均95℃)にて4.5分間乾燥させ、第1の樹脂組成物層を形成した。次いで、第1の樹脂組成物層上に、ダイコーターを使用して樹脂ワニス4の塗布、乾燥後の狙い厚みが22μmとなるように塗布し、70℃〜110℃(平均95℃)にて4.5分間乾燥させ、第2の樹脂組成物層を形成し、樹脂シート5を得た。
(比較例2:樹脂シート6の作製)
実施例1において、1)樹脂ワニス1に代えて樹脂ワニス6を使用し、樹脂ワニスの塗布、乾燥後の狙い厚みを5μmから3μmに変更した点、2)樹脂ワニス4の塗布、乾燥後の狙い厚みを20μmから22μmに変更した点以外は、実施例1と同様にして樹脂シート6を得た。
(最低溶融粘度の測定)
各実施例及び各比較例と同条件にてPETフィルム上に第1又は第2の樹脂組成物層を単層で塗工し、測定サンプルを用意した。動的粘弾性測定装置((株)ユー・ビー・エム製「Rheosol−G3000」)を使用し、試料樹脂組成物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℃まで昇温速度5℃/分にて昇温し、測定温度間隔2.5℃、振動数1Hz、ひずみ1degの測定条件にて動的粘弾性率を測定し、最低溶融粘度(poise)を測定した。
(樹脂シートの各層の厚みの測定)
各実施例及び各比較例で作製した樹脂シート(200mm角)から保護フィルムを剥離した。第2の樹脂組成物層を上面として、樹脂シートを、255mm×255mmサイズのガラス布基材エポキシ樹脂両面銅張積層板(0.7mm厚、松下電工(株)製「R5715ES」)上に設置し、樹脂シートの四辺をポリイミド接着テープ(幅10mm)で固定し、100℃(100℃のオーブンに投入後)で30分間、次いで175℃(175℃のオーブンに移し替えた後)で30分間、熱硬化させた。その後、基板を室温雰囲気下に取り出した。
熱硬化させた樹脂シートを、FIB−SEM複合装置(SIIナノテクノロジー(株)製「SMI3050SE」)を用いて、断面観察を行った。詳細には、樹脂シートの表面に垂直な方向における断面をFIB(集束イオンビーム)により削り出し、断面SEM画像(観察幅30μm、観察倍率9,000倍)を取得した。各サンプルにつき、無作為に選んだ5箇所の断面SEM画像を取得し、各層の厚みを平均値で示し、この値を各層の厚みとした。
(プリント配線板の作製及び評価)
各実施例及び各比較例の樹脂シートを用い、以下の手順に沿ってプリント配線板をそれぞれ作製した。
<プリント配線板の作製>
(1)回路基板の下地処理
ガラス布基材エポキシ樹脂両面銅張積層板(銅箔の厚さ18μm、基板厚み0.3mm、日立化成工業(株)製「679FGR」)にIPC MULTI−PURPOSE TEST BOARD NO. IPC B−25のパターン(ライン/スペース=175/175μmの櫛歯パターン(残銅率50%))を形成し、両面をマイクロエッチング剤(メック(株)製「CZ8100」)にて1μmエッチングして銅表面の粗化処理を行った。
(2)樹脂シートの積層
実施例及び比較例で作製した樹脂シートから保護フィルムを剥離した。樹脂シートを、バッチ式真空加圧ラミネーター((株)ニチゴー・モートン製2ステージビルドアップラミネーター「CVP700」)を用いて、第2の樹脂組成物層が回路基板と接合するように、回路基板の両面に積層した。積層は、30秒間減圧して気圧を13hPa以下とした後、110℃、圧力0.74MPaにて30秒間圧着させることにより実施した。次いで、積層された樹脂シートを、大気圧下、110℃、圧力0.5MPaにて60秒間熱プレスして平滑化した。
(3)樹脂組成物層の硬化
樹脂シートの積層後、支持体が付いた状態で、100℃で(100℃のオーブンに投入後)30分間、次いで175℃で(175℃のオーブンに移し替えた後)30分間の条件で熱硬化し、回路基板の両面に絶縁層を形成した。その後、基板を室温雰囲気下に取り出した。
(4)粗化処理
支持体を剥離した基板を、膨潤液(アトテックジャパン(株)製「スエリングディップ・セキュリガントP」、ジエチレングリコールモノブチルエーテル及び水酸化ナトリウムを含有する水溶液)に60℃で5分間(実施例1、2及び比較例1、2)又は10分間(実施例3、4)、酸化剤(アトテックジャパン(株)製「コンセントレート・コンパクトCP」、KMnO:60g/L、NaOH:40g/Lの水溶液)に80℃で20分間、最後に中和液(アトテックジャパン(株)製「リダクションソリューション・セキュリガントP」、硫酸水溶液)に40℃で5分間浸漬した後、80℃で30分間乾燥させた。得られた基板を「評価基板A」と称する。
(5)セミアディティブ工法による導体層の形成
評価基板Aを、PdClを含む無電解メッキ液に40℃で5分間、次いで無電解銅メッキ液に25℃で20分間浸漬した。得られた基板を150℃にて30分間加熱してアニール処理を行った後、硫酸銅電解メッキを行い、厚さ30μmの導体層を全面に形成した。次いで、190℃にて60分間加熱してアニール処理を行った。得られた基板を「評価基板B」と称する。
<評価>
(1)算術平均粗さ(Ra)
絶縁層表面の算術平均粗さ(Ra)は、下記の手順にて測定し評価した。各評価基板Aについて、ライン/スペース=175/175μmの櫛歯パターン(残銅率50%)上の、絶縁層表面を、非接触型表面粗さ計(ビーコインスツルメンツ社製「WYKO NT3300」)を用いて、VSIコンタクトモード、50倍レンズにより測定範囲を121μm×92μmとして測定し、得られる数値によりRa値を求めた。無作為に選んだ10点についてRa値を求めた。そして、Ra値の最大値と最小値の差(最大値−最小値)の値に関して、以下の基準で評価した。
[評価基準]
○:差が150nm以下
×:差が150nmを超える
(2)ピール強度
絶縁層と導体層とのピール強度は、下記の手順にて測定し評価した。各評価基板Bについて、ライン/スペース=175/175μmの櫛歯パターン(残銅率50%)上の導体層に、幅10mm、長さ100mmの部分の切込みをいれ、この一端を剥がしてつかみ具(株式会社ティー・エス・イー、オートコム型試験機「AC−50C−SL」)で掴み、室温中にて、50mm/分の速度で垂直方向に35mmを引き剥がした時の荷重(kgf/cm)を測定した。そして、ピール強度の最大値と最小値の差(最大値−最小値)の値に関して、以下の基準で評価した。
[評価基準]
○:差が0.15kgf/cm以下
×:差が0.15kgf/cmを超える
(3)リフロー耐性
評価基板Bを45mm角の個片に切り出した後(n=3)、60℃、60%相対湿度の雰囲気中にて48時間放置した。その後、ピーク温度260℃の半田リフロー温度を再現するリフロー装置(日本アントム(株)製「HAS−6116」)に通した(リフロー温度プロファイルはIPC/JEDEC J−STD−020Cに準拠)。リフロー工程を13回まで行い、絶縁層における層間剥離や絶縁層と導体層との剥離等の剥離異常の有無、剥離異常の生じるタイミングに関して、以下の基準で評価した。
[評価基準]
◎:13回まで剥離異常が無いもの
○:7回〜12回において1ピースでも剥離異常の発生したもの
×:6回目までに1ピースでも剥離異常の発生したもの
Figure 0006969099
上記表から、実施例1〜4は、粗度やピール強度の安定性が高く、リフロー時の高温環境下に晒した際にも層間剥離が抑制されリフロー耐性に優れることがわかる。混合層の厚みが1.0μm以上である実施例1及び実施例3の樹脂シートは、混合層の厚みが0.7μmである実施例2の樹脂シートと比較して、リフロー耐性により優れる絶縁層をもたらすことがわかる。また、第1の樹脂組成物層の最低溶融粘度が5000poise以上である実施例1及び実施例3の樹脂シートは、第1の樹脂組成物層の最低溶融粘度が3900poiseである実施例4の樹脂シートと比較して、リフロー耐性により優れる絶縁層をもたらすことがわかる。
一方、2度塗り法により作製した比較例1の樹脂シートは、混合層の厚みが薄く、該樹脂シートを使用して形成された絶縁層は、リフロー時の高温環境下において層間剥離が発生しやすく、リフロー耐性に劣っていることがわかる。
また、粘度が80mPa・sである樹脂ワニスを用いて第1の樹脂組成物層を作製した比較例2では、支持体上での樹脂ワニスのハジキ等に起因して、得られる絶縁層の表面欠陥が多くなり、粗度、ピール強度の安定性に劣っていることがわかる。比較例2ではまた、低粘度の樹脂ワニスに起因して、樹脂ワニス同士の混合が過度となり第1の樹脂組成物層の厚みが薄いことも相俟って、粗度、ピール強度の安定性が劣ることとなる。ピール強度が低い箇所では、絶縁層と導体層との剥離も生じることから、リフロー耐性は著しく劣る。
1 樹脂シート
11 支持体
12 第1の樹脂組成物層
13 混合層
14 第2の樹脂組成物層
100 樹脂シートの製造装置
101 塗布装置
102 乾燥装置
200 樹脂シートの製造装置
201 第1の塗布装置
202 予備乾燥装置
203 第2の塗布装置
204 乾燥装置

Claims (18)

  1. 支持体と、支持体上に設けられた第1の樹脂組成物からなる第1の樹脂組成物層と、第1の樹脂組成物層上に設けられた第2の樹脂組成物からなる第2の樹脂組成物層とを有し、第1の樹脂組成物層と第2の樹脂組成物層との間に、第1の樹脂組成物及び第2の樹脂組成物が混在している混合層を有する樹脂シートの製造方法であって、
    第1の樹脂組成物及び第2の樹脂組成物は、エポキシ樹脂を含み、
    第1の樹脂組成物は固体状エポキシ樹脂を含み、固体状エポキシ樹脂の含有量は、第1の樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂全体の不揮発成分を100質量%としたとき、30質量%以上であり、
    第1の樹脂組成物中のエポキシ樹脂の含有量は、第1の樹脂組成物中の不揮発成分の合計を100質量%としたとき、5質量%以上50質量%以下であり、
    第2の樹脂組成物中のエポキシ樹脂の含有量は、第2の樹脂組成物中の不揮発成分の合計を100質量%としたとき、3質量%以上45質量%以下であり、
    第1及び第2の樹脂組成物は硬化剤を含み、硬化剤の含有量は、樹脂組成物中の不揮発成分の合計を100質量%としたとき、3質量%以上30質量%以下であり、
    第1の樹脂組成物は無機充填材を含み、無機充填材の含有量は、第1の樹脂組成物中の不揮発成分の合計を100質量%としたとき、60質量%以下であり、
    第2の樹脂組成物は無機充填材を含み、無機充填材の含有量は、第2の樹脂組成物中の不揮発成分の合計を100質量%としたとき、50質量%以上であり、
    支持体上に、第1の樹脂組成物を溶解した第1の樹脂ワニスを塗布し、第1の樹脂ワニス上に、第2の樹脂組成物を溶解した第2の樹脂ワニスを塗布し、乾燥する工程、を含み、
    第1の樹脂ワニスの粘度が100mPa・s以上であり、
    第2の樹脂ワニスの粘度が100mPa・s以上である、樹脂シートの製造方法。
  2. 支持体上に、第1の樹脂ワニスを塗布すると同時に第1の樹脂ワニス上に第2の樹脂ワニスを塗布し、その後乾燥する工程を含む、又は、
    支持体上に、第1の樹脂ワニスを塗布し、予備乾燥させた後、第1の樹脂ワニス上に第2の樹脂ワニスを塗布し、その後乾燥する工程を含む、請求項1に記載の樹脂シートの製造方法。
  3. 予備乾燥させた後の第1の樹脂ワニス中の残留溶剤量が、第1の樹脂ワニス中に含まれる不揮発成分の合計を100質量%としたとき、15質量%〜70質量%である、請求項2に記載の樹脂シートの製造方法。
  4. 支持体上に、第1の樹脂ワニスを塗布すると同時に第1の樹脂ワニス上に第2の樹脂ワニスを塗布し、その後乾燥する工程を含む、請求項1又は2に記載の樹脂シートの製造方法。
  5. 第1の樹脂組成物層の厚みが0.3μm〜15μmであり、第2の樹脂組成物層の厚みが3μm〜200μmであり、混合層の厚みが0.4μm以上で第1の樹脂組成物層の厚みの2倍以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂シートの製造方法。
  6. 支持体が、離型層付き支持体である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の樹脂シートの製造方法。
  7. 第1の樹脂組成物層の最低溶融粘度が3000poise以上であり、第2の樹脂組成物層の最低溶融粘度が10000poise以下である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の樹脂シートの製造方法。
  8. 第1の樹脂ワニスの粘度が100mPa・s〜3000mPa・sであり、第2の樹脂ワニスの粘度が100mPa・s〜6000mPa・sである、請求項1〜7のいずれか1項に記載の樹脂シートの製造方法。
  9. 同一塗工ライン上において、第1の樹脂ワニスと第2の樹脂ワニスとを塗布する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の樹脂シートの製造方法。
  10. 請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法により製造した樹脂シートを内層基板上に積層し、熱硬化させた後に支持体を除去する、プリント配線板の製造方法。
  11. 第1及び第2の樹脂組成物中のエポキシ樹脂と硬化剤との量比([エポキシ樹脂のエポキシ基の合計数]:[硬化剤の反応基の合計数])が、1:0.2〜1:2である、請求項1〜10のいずれか1項に記載のプリント配線板の製造方法。
  12. 支持体と、支持体上に設けられた第1の樹脂組成物からなる第1の樹脂組成物層と、第1の樹脂組成物層上に設けられた第2の樹脂組成物からなる第2の樹脂組成物層とを有し、第1の樹脂組成物層と第2の樹脂組成物層との間に、第1の樹脂組成物及び第2の樹脂組成物が混在している混合層を有し、
    第1の樹脂組成物及び第2の樹脂組成物は、エポキシ樹脂を含み、
    第1の樹脂組成物は固体状エポキシ樹脂を含み、固体状エポキシ樹脂の含有量は、第1の樹脂組成物に含まれるエポキシ樹脂全体の不揮発成分を100質量%としたとき、30質量%以上であり、
    第1の樹脂組成物中のエポキシ樹脂の含有量は、第1の樹脂組成物中の不揮発成分の合計を100質量%としたとき、5質量%以上50質量%以下であり、
    第2の樹脂組成物中のエポキシ樹脂の含有量は、第2の樹脂組成物中の不揮発成分の合計を100質量%としたとき、3質量%以上45質量%以下であり、
    第1及び第2の樹脂組成物は硬化剤を含み、硬化剤の含有量は、樹脂組成物中の不揮発成分の合計を100質量%としたとき、3質量%以上30質量%以下であり、
    第1の樹脂組成物は無機充填材を含み、無機充填材の含有量は、第1の樹脂組成物中の不揮発成分の合計を100質量%としたとき、60質量%以下であり、
    第2の樹脂組成物は無機充填材を含み、無機充填材の含有量は、第2の樹脂組成物中の不揮発成分の合計を100質量%としたとき、50質量%以上であり、
    混合層の厚みが0.4μm以上である、樹脂シート。
  13. 第1の樹脂組成物層の厚みが0.3μm〜15μmであり、第2の樹脂組成物層の厚みが3μm〜200μmであり、混合層の厚みが0.4μm以上で第1の樹脂組成物層の厚みの2倍以下である、請求項12に記載の樹脂シート。
  14. 第1の樹脂組成物層の最低溶融粘度が3000poise以上である、請求項12又は13に記載の樹脂シート。
  15. 第2の樹脂組成物層の最低溶融粘度が10000poise以下である、請求項12〜14のいずれか1項に記載の樹脂シート。
  16. 第1及び第2の樹脂組成物中のエポキシ樹脂と硬化剤との量比([エポキシ樹脂のエポキシ基の合計数]:[硬化剤の反応基の合計数])が、1:0.2〜1:2である、請求項12〜15のいずれか1項に記載の樹脂シート。
  17. 請求項12〜16のいずれか1項に記載の樹脂シートを用いて形成された絶縁層を含むプリント配線板。
  18. 請求項17に記載のプリント配線板を含む半導体装置。
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