專利名稱：半固化片、層疊板、印刷布線板以及半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半固化片、層疊板、印刷布線板以及半導(dǎo)體裝置。
背景技術(shù)：
近年來，伴隨著電子儀器的高功能化等的要求，電子部件的高密度集成化、進(jìn)而高密度安裝化得以發(fā)展。因此，其中使用的與高密度安裝對(duì)應(yīng)的印刷布線板等，甚于以往，其小型化且高密度化更得到了發(fā)展。作為該印刷布線板的絕緣材料，雖然廣泛使用將玻璃織布等玻璃纖維基材浸漬于環(huán)氧樹脂等熱固性樹脂而獲得的半固化片進(jìn)行層疊并進(jìn)行加熱加壓固化的層疊板，但是伴隨高密度化，絕緣可靠性降低的問題變得顯著。另外，近年來在印刷布線板上的部件安裝達(dá)到高密度化，因此，在對(duì)印刷布線板的基板材料所要求的諸特性之中，特別要求具有低線膨脹化、高剛性化、高耐熱化。半導(dǎo)體元件的熱膨脹系數(shù)為3 6ppm/°C，小于一般的半導(dǎo)體塑料封裝用印刷布線板的熱膨脹系數(shù)。因此，在對(duì)半導(dǎo)體塑料封裝施加熱沖擊時(shí)，因半導(dǎo)體元件和半導(dǎo)體塑料封裝用印刷布線板的熱膨脹系數(shù)差異，而有時(shí)會(huì)導(dǎo)致在半導(dǎo)體塑料封裝上發(fā)生翹曲，在半導(dǎo)體元件與半導(dǎo)體塑料封裝用布線板之間、在半導(dǎo)體塑料封裝與安裝的印刷布線板之間產(chǎn)生連接不良。為了減小翹曲而確保連接可靠性，需要開發(fā)熱膨脹系數(shù)小的層疊板。另外，就印刷布線板而言，為了適于與部件、其它基板的連接以及部件的安裝等，也要求其具有部分或整體的高剛性。另外，從電氣、電子部件的可靠性的方面考慮，要求半固化片的耐熱性。為了實(shí)現(xiàn)低線膨脹化、高剛性化、高耐熱性，嘗試著對(duì)玻璃織布進(jìn)行高密度化 (例如，專利文獻(xiàn)1)、提高樹脂組合物中的充填材料量(例如，專利文獻(xiàn)2、等。然而，如果將玻璃織布高密度化，那么被稱為網(wǎng)洞(Basket Hole、八^ * ^卜*一的由經(jīng)紗和緯紗而包圍的沒有玻璃纖維絲的部分的面積變小。因此，樹脂、填充材料對(duì)
玻璃織布的浸漬性變差，在玻璃織布中產(chǎn)生沒有浸漬樹脂、填充材料的的孔隙(空隙)，引起絕緣可靠性的降低，或無法成形的問題。特別是，就高密度化的玻璃織布而言，填充材料的浸漬性惡化。因此，無法在不產(chǎn)生孔隙的狀態(tài)下將高填充材料量的樹脂組合物浸入高密度化的玻璃織布中。因此，在印刷布線板的基板材料中，低線膨脹化、高剛性化、以及高耐熱化尚不充分，另外，半導(dǎo)體裝置的可靠性也不充分。作為提高樹脂組合物對(duì)玻璃織布的浸漬性的嘗試，進(jìn)行了如下嘗試在玻璃織布上用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理，或?qū)嵤┪锢砑庸?(專利文獻(xiàn)幻。然而，在這樣的表面處理、物理加工中，將足夠的填充材料浸入玻璃織布中， 并降低孔隙(空隙)的產(chǎn)生率的方面，尚不充分。
背景技術(shù)：
文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開2002-192521號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2007_2對(duì)沈9號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開2009-173765號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題本發(fā)明的目的在于，提供可大幅降低玻璃纖維基材中的孔隙的產(chǎn)生、并可形成可靠性高的印刷布線板和半導(dǎo)體裝置的半固化片、層疊板、以及使用它們的印刷布線板及半導(dǎo)體裝置。解決課題的方法上述目的可通過下述的本發(fā)明[1] [12]達(dá)成。[1] 一種半固化片，其為使玻璃纖維基材(A)浸漬于熱固性樹脂組合物(B)而成的半固化片，其特征在于，在所述玻璃纖維基材㈧的玻璃纖維表面附著有平均粒徑為500nm以下的無機(jī)微粒。[2]根據(jù)[1]所述的半固化片，其特征在于，所述玻璃纖維基材(A)上的所述無機(jī)微粒為二氧化硅微粒。[3]根據(jù)[1]或[2]所述的半固化片，其特征在于，所述玻璃纖維基材(A)的厚度為150μ 以下。[4]根據(jù)[1] [3]中任一項(xiàng)所述的半固化片，其特征在于，所述玻璃纖維基材 (A)是通過分散有所述無機(jī)微粒的處理液來處理玻璃纖維表面而成。[5]根據(jù)[1] W]中任一項(xiàng)所述的半固化片，其特征在于，在所述熱固性樹脂組合物(B)中含有無機(jī)填充材料。[6]根據(jù)[1] [5]中任一項(xiàng)所述的半固化片，其特征在于，在所述熱固性樹脂組合物(B)中含有環(huán)氧樹脂。[7]根據(jù)[1] W]中任一項(xiàng)所述的半固化片，其特征在于，在所述熱固性樹脂組合物(B)中含有氰酸酯樹脂。[8]根據(jù)[1] [7]中任一項(xiàng)所述的半固化片，其特征在于，所述熱固性樹脂組合物(B)中含有的無機(jī)填充材料的平均粒徑為0. 1 μ m 5. 0 μ m。[9] 一種層疊板，其特征在于，通過將前述[1] [8]中任一項(xiàng)所述的半固化片進(jìn)行固化而獲得。[10]根據(jù)[9]所述的層疊板，其特征在于，在所述半固化片的至少一個(gè)外側(cè)面上
設(shè)置有導(dǎo)體層。[11] 一種印刷布線板，其特征在于，使用前述[9]或[10]所述的層疊板，并實(shí)施布線加工而成。[12] 一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，在前述[11]所述的印刷布線板上搭載半導(dǎo)體元件而成。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，半固化片為使玻璃纖維基材㈧浸漬于熱固性樹脂組合物⑶而成的半固化片，通過將該半固化片形成為在所述玻璃纖維基材(A)的玻璃纖維表面附著有平均粒徑為500nm以下的無機(jī)微粒的半固化片，從而即使玻璃纖維基材為高密度，也可大幅降低玻璃纖維基材中的孔隙的產(chǎn)生，達(dá)到可制造出可靠性高的印刷布線板、半導(dǎo)體裝置的效果。
另外，根據(jù)本發(fā)明，便可達(dá)成更進(jìn)一步的玻璃纖維基材的高密度化、熱固性樹脂組合物中的高填充材料量化，可獲得實(shí)現(xiàn)了低線膨脹化、高剛性化以及高耐熱化的層疊板，可提高半導(dǎo)體裝置的可靠性。


圖1是實(shí)施例4中使用的、附著有平均粒徑為IOOnm的無機(jī)微粒的玻璃纖維基材表面的SEM照片。圖2是比較例4中使用的、在玻璃纖維表面沒有附著無機(jī)微粒的玻璃纖維基材表面的SEM照片。圖3是實(shí)施例4的覆銅層壓板的剖面觀察的SEM照片。圖4是比較例4的覆銅層壓板的剖面觀察的SEM照片。
具體實(shí)施例方式以下，詳細(xì)說明本發(fā)明的半固化片、層疊板、印刷布線板以及半導(dǎo)體裝置。本發(fā)明的半固化片是使玻璃纖維基材(A)浸漬于熱固性樹脂組合物(B)而成的半固化片，其特征在于，在前述玻璃纖維基材(A)的玻璃纖維表面附著有平均粒徑為500nm以下的無機(jī)微粒。前述“附著”是指，前述無極微粒固定于玻璃纖維表面的程度，是即使將前述玻璃纖維基材(A)浸漬于有機(jī)溶劑中也不剝離的程度?！案街卑ㄇ笆鰺o機(jī)微粒借助于偶聯(lián)劑、樹脂等而附著于玻璃纖維表面的情況。即使將前述玻璃纖維基材(A)浸漬于、要浸漬的熱固性樹脂組合物(B)中所使用的有機(jī)溶劑中，前述無機(jī)微粒也以不剝離的程度固定于玻璃纖維表面即可。就本發(fā)明的半固化片而言，通過將平均粒徑為500nm以下的無機(jī)微粒附著于前述玻璃纖維基材(A)的玻璃纖維表面，即使玻璃纖維基材為高密度，熱固性樹脂組合物也容易浸入玻璃纖維基材中，可大幅降低玻璃纖維基材中的孔隙的產(chǎn)生。其原因可推定為通過在通常的μ m級(jí)別纖維直徑的玻璃纖維表面附著平均粒徑為500nm以下的無機(jī)微粒，從而在各玻璃纖維間設(shè)置適度的間隔，由此不僅提高樹脂的浸漬性也提高填充材料的浸漬性。 根據(jù)本發(fā)明，由于可大幅減低玻璃纖維基材中的孔隙的產(chǎn)生，因此可制造可靠性高的印刷布線板、半導(dǎo)體裝置。另外，根據(jù)本發(fā)明，即使是高密度化的玻璃纖維基材，即使提高熱固性樹脂組合物中的填充材料量，也可減低玻璃纖維基材中的孔隙，因此便可獲得實(shí)現(xiàn)了低線膨脹化、高剛性化、以及高耐熱化的層疊板，可提高半導(dǎo)體裝置的可靠性。作為在本發(fā)明中使用的玻璃纖維基材(A)，例如可列舉出玻璃織布、玻璃無紡布等。由此，可提高半固化片的強(qiáng)度，另外，可實(shí)現(xiàn)低吸水化。另外，可減小半固化片的線膨脹系數(shù)。作為玻璃纖維中的玻璃材質(zhì)，可列舉出E玻璃、D玻璃、Q玻璃、S玻璃、NE玻璃、T 玻璃等。其中，當(dāng)使用T玻璃時(shí)，可達(dá)成玻璃纖維基材的高彈性化，可實(shí)現(xiàn)熱膨脹系數(shù)也小的半固化片。另外，就τ玻璃而言，當(dāng)在后述的熱固性樹脂組合物(B)中含有氰酸酯的情況下，特別是可使親和性良好，可實(shí)現(xiàn)更優(yōu)良的低膨脹性、高彈性率(高剛性)。此處所言的T玻璃的組成為為64 66重量％、Al2O3為M 洸重量％、MgO為9 11重量％。另外，作為玻璃纖維，優(yōu)選由平均纖維直徑為2. 5 9. Ομπι范圍的玻璃細(xì)絲構(gòu)成的玻璃纖維。作為玻璃織布，可列舉出將5 500ΤΕΧ (優(yōu)選22 68ΤΕΧ)的玻璃纖維束用作經(jīng)紗及緯紗而制成織物的玻璃織布。就玻璃織布的紡織密度而言，可列舉出如下范圍經(jīng)紗及緯紗皆優(yōu)選為10 200根/25mm，更優(yōu)選15 100根/25mm、進(jìn)一步優(yōu)選15 80根/25mm。 關(guān)于紡織結(jié)構(gòu)，雖然優(yōu)選平織結(jié)構(gòu)，但是也可為具有席紋織(& & 二織)、緞紋織(朱子織0 )、斜紋織(綾織D )等紡織結(jié)構(gòu)的玻璃織布。另外，玻璃纖維基材的質(zhì)量為5 400g/m2的范圍、優(yōu)選為10 300g/m2的范圍。本發(fā)明中使用的玻璃纖維基材(A)的厚度，從浸漬性的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選為150μπι 以下。另外，作為附著于玻璃纖維表面的平均粒徑為500nm以下的無機(jī)微粒，例如可使用二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯等的微粒。其中，從低膨脹性的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選二氧化硅微粒。 作為二氧化硅微粒，例如可使用燃燒法等干式的熔融二氧化硅，沉降法、凝膠法等濕式的溶膠-凝膠二氧化硅等。其中優(yōu)選使用膠體狀二氧化硅。如果使用膠體狀二氧化硅，膠體狀二氧化硅可均勻地附著于玻璃纖維表面，因而優(yōu)選。附著于玻璃纖維表面的無機(jī)微粒的平均粒徑為500nm以下，其中，從浸漬性的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選為10 300nm，更優(yōu)選為40 150nm。如果上述平均粒徑不足lOnm，則擴(kuò)大細(xì)絲間的效果小，有時(shí)無法提高浸漬性。另外，如果上述平均粒徑大于500nm，則難以進(jìn)入細(xì)絲間，有時(shí)作業(yè)性會(huì)降低。本發(fā)明中的平均粒徑，是以D50規(guī)定，可通過激光衍射散射法來測定。具體可通過如下來測定在水中利用超聲波將無機(jī)微粒分散，通過激光衍射式粒度分布測定裝置 (H0RIBA制、LA-500)，按照體積基準(zhǔn)制作無機(jī)微粒的粒度分布，將其中位直徑設(shè)為平均粒徑。也可使用硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑等的表面處理劑對(duì)玻璃纖維基材的表面進(jìn)行表面處理。優(yōu)選考慮與要浸漬的熱固性樹脂的反應(yīng)性而適宜地選擇表面處理劑。例如可列舉出乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基)三甲氧基硅烷等具有不飽和雙鍵的硅烷偶聯(lián)劑；β-(3，4-環(huán)氧基環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、Y-縮水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷、Y-縮水甘油基氧基丙基甲基二乙氧基硅烷等具有環(huán)氧基的硅烷偶聯(lián)劑；Y -巰基丙基三甲氧基硅烷等具有巰基的硅烷偶聯(lián)劑；Y -氨基丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)Y-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(N-乙烯基芐基氨基乙基)-Y -氨基丙基三甲氧基硅烷等具有氨基的硅烷偶聯(lián)劑。另外，從提高剛性的觀點(diǎn)考慮，可通過水溶性聚氨酯等對(duì)玻璃纖維基材的表面進(jìn)行表面處理。作為水溶性聚氨酯，例如可列舉出4，4’ - 二苯基甲烷二異氰酸酯、2，4’ -或 2,6'-甲苯二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯等具有2個(gè)以上的異氰酸酯基的聚異氰酸酯與、水溶性的聚氧化烯多元醇(水。〗J才* * 7 > > >水?！絡(luò)才一> ) 進(jìn)行反應(yīng)而獲得的化合物。作為在玻璃纖維表面附著有平均粒徑500nm以下的無機(jī)微粒的玻璃纖維基材的獲得方法，沒有特別限定，例如可列舉出使用處理液，進(jìn)行涂布于玻璃纖維表面等的處理的方法，所述處理液為在水、有機(jī)溶劑等的溶劑中，至少分散有平均粒徑為500nm以下的無機(jī)微粒的處理液。作為分散有上述無機(jī)微粒的處理液，優(yōu)選使用膠體狀的二氧化硅含有液。 在該處理液中，可混合如上所述的表面處理劑、樹脂。作為將處理液涂布于玻璃纖維表面的方法，可列舉出如下方法將玻璃纖維基材浸漬于處理液中的方法、利用各種涂布裝置進(jìn)行涂布的方法、基于噴射法的吹附法等。它們之中，優(yōu)選將玻璃纖維基材浸漬于處理液的方法。由此，可提高處理液對(duì)玻璃纖維基材的浸漬性。也優(yōu)選將玻璃纖維基材浸漬于處理液時(shí)作用超聲波振動(dòng)。另外，將處理液涂布于玻璃纖維基材之后，作為干燥溶劑的方法，可適用熱風(fēng)、電磁波等公知的方法。干燥溶劑之后， 也可在該玻璃纖維基材上進(jìn)一步涂布如上所述的表面處理劑、樹脂。就針對(duì)玻璃纖維基材的表面處理而言，在除去編織所需要的集束劑的階段，采用公知的表面處理法用上述表面處理劑進(jìn)行表面處理即可。另外，可通過柱狀流等高壓水流、 或基于水中的高頻率振動(dòng)法的超聲波等，實(shí)施對(duì)玻璃纖維基材的開纖(opening fiber，開繊)加工。在玻璃纖維基材(A)中，就粒徑500nm以下的無機(jī)微粒附著于玻璃纖維表面的量而言，考慮到降低玻璃纖維基材中的孔隙的產(chǎn)生、成形性的方面，相對(duì)于玻璃纖維基材 (A) 100重量份，優(yōu)選平均粒徑為500nm以下的無機(jī)微粒為1. OX 10_3 5. OX 10_2重量份， 更優(yōu)選為1. OX 10_2 4. OX 10_2重量份。接著，說明本發(fā)明中使用的熱固性樹脂組合物(B)。在熱固性樹脂組合物⑶中，至少包含熱固性樹脂。作為熱固性樹脂，可列舉出環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、尿素樹脂、三聚氰胺樹脂、硅樹脂、聚酯樹脂或氰酸酯樹脂等。它們之中， 優(yōu)選環(huán)氧樹脂和/或氰酸酯樹脂。這是因?yàn)椋谑褂铆h(huán)氧樹脂和/或氰酸酯樹脂的情況下， 線膨脹性小、耐熱性顯著提高。另外，如果將環(huán)氧樹脂和/或氰酸酯樹脂與高填充量的填充材料進(jìn)行組合，則具有耐熱性、耐沖擊性、高剛性優(yōu)良的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于耐熱性高且線膨脹系數(shù)低的環(huán)氧樹脂和/或氰酸酯樹脂而言，由于粘度高而難以浸漬于玻璃纖維基材中，但是如果使用本申請(qǐng)的上述玻璃纖維基材(A)，也可良好地浸漬如此的粘度高的樹脂。根據(jù)本申請(qǐng)，可實(shí)現(xiàn)上述玻璃纖維基材(A)、耐熱性高且線膨脹系數(shù)低的環(huán)氧樹脂和/或氰酸酯樹脂以及高填充量的填充材料的組合，因此可獲得低線膨脹系數(shù)且耐熱性、耐沖擊性、高剛性優(yōu)良的半固化片。作為前述環(huán)氧樹脂的具體例，可列舉出雙酚A型環(huán)氧樹脂，雙酚F型環(huán)氧樹脂，苯酚酚醛清漆型環(huán)氧樹脂，甲酚酚醛清漆型環(huán)氧樹脂，雙酚A酚醛清漆型環(huán)氧樹脂，聯(lián)苯酚醛清漆型環(huán)氧樹脂，蒽型環(huán)氧樹脂，二氫蒽型環(huán)氧樹脂，三官能苯酚型環(huán)氧樹脂，四官能苯酚型環(huán)氧樹脂，萘型環(huán)氧樹脂，聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂，芳烷基改性環(huán)氧樹脂，脂環(huán)式環(huán)氧樹脂，多元醇型環(huán)氧樹脂，縮水甘油胺、縮水甘油酯、丁二醇等的對(duì)雙鍵進(jìn)行了環(huán)氧化的化合物，通過含羥基的有機(jī)硅樹脂類與表氯醇反應(yīng)而獲得的化合物等。在本發(fā)明中，從阻燃性、低吸水化、焊錫耐熱性的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選使用芳烷基改性環(huán)氧樹脂。芳烷基改性環(huán)氧樹脂，例如可列舉出下述式(1)所表示的環(huán)氧樹脂。具體可列舉出苯酚芳烷基環(huán)氧樹脂、聯(lián)苯基芳烷基環(huán)氧樹脂、萘芳烷基環(huán)氧樹脂等。
權(quán)利要求
1.一種半固化片，其為使玻璃纖維基材A浸漬于熱固性樹脂組合物B而成的半固化片， 其特征在于，在所述玻璃纖維基材A的玻璃纖維表面附著有平均粒徑為500nm以下的無機(jī)微粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半固化片，其特征在于，所述玻璃纖維基材A中的所述無機(jī)微粒為二氧化硅微粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半固化片，其特征在于，所述玻璃纖維基材A的厚度為 150 μ m以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半固化片，其特征在于，所述玻璃纖維基材A是通過分散有所述無機(jī)微粒的處理液來處理玻璃纖維表面而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半固化片，其特征在于，在所述熱固性樹脂組合物B中含有無機(jī)填充材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半固化片，其特征在于，在所述熱固性樹脂組合物B中含有環(huán)氧樹脂。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半固化片，其特征在于，在所述熱固性樹脂組合物B中含有氰酸酯樹脂。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半固化片，其特征在于，所述熱固性樹脂組合物B中含有的無機(jī)填充材料的平均粒徑為0. 1 μ m 5. 0 μ m。
9.一種層疊板，其特征在于，通過對(duì)權(quán)利要求1所述的半固化片進(jìn)行固化而獲得。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的層疊板，其特征在于，在所述半固化片的至少一個(gè)外側(cè)面上設(shè)置有導(dǎo)體層。
11.一種印刷布線板，其特征在于，使用權(quán)利要求9所述的層疊板，并實(shí)施布線加工而成。
12.—種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，在權(quán)利要求11所述的印刷布線板上搭載半導(dǎo)體元件而成。
全文摘要
本發(fā)明提供可大幅減低玻璃纖維基材中的孔隙的產(chǎn)生，且可形成可靠性高的印刷布線板和半導(dǎo)體裝置的半固化片、層疊板以及使用了它們的印刷布線板及半導(dǎo)體裝置。本發(fā)明的半固化片，其為使玻璃纖維基材A浸漬于熱固性樹脂組合物B而成的半固化片，其特征在于，在前述玻璃纖維基材A的玻璃纖維表面附著有平均粒徑為500nm以下的無機(jī)微粒。
文檔編號(hào)H05K1/03GK102161831SQ20111003756
公開日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2011年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月5日
發(fā)明者木村道生, 田中伸樹, 高橋昭仁 申請(qǐng)人:住友電木株式會(huì)社