JP2017193690A - 多層プリント配線板用の接着フィルム - Google Patents
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Abstract
Description
シアネート樹脂の硬化温度を下げる方法としては、シアネート樹脂とエポキシ樹脂とを併用し、硬化触媒を使用して硬化させる方法が知られている(例えば、特許文献1及び2参照)。
(式中、pは、1〜5の整数を示す。)
すなわち、第2の発明は、次の(1)〜(16)を提供する。
<1>(A)エポキシ樹脂、(B)シアネート樹脂、(C)無機充填材及び(D)リン含有化合物を含有する熱硬化性樹脂組成物を用いて形成される層間絶縁層用樹脂フィルムであり、
(D)リン含有化合物が、芳香族リン酸エステル、芳香族縮合リン酸エステル及び環状ホスファゼンからなる群から選ばれる少なくとも1種であり、
(C)無機充填材の含有量が、前記熱硬化性樹脂組成物の固形分100質量部に対して、50〜85質量部である、層間絶縁層用樹脂フィルム。
<2>前記熱硬化性樹脂組成物中における(D)リン含有化合物の含有量が、前記熱硬化性樹脂組成物の固形分100質量部に対して、0.1〜20質量部である、上記<1>に記載の層間絶縁層用樹脂フィルム。
<3>(D)リン含有化合物が、ヒドロキシ基及びアミノ基を含有しない、上記<1>又は<2>に記載の層間絶縁層用樹脂フィルム。
<4>(D)リン含有化合物が、下記一般式(1)で表される化合物である、上記<1>〜<3>のいずれかに記載の層間絶縁層用樹脂フィルム。
(式中、RD1は、各々独立に、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を示し、nは各々独立に、1〜5の整数を示し、ArD1は、炭素数6〜20のアリーレン基を示す。)
(式中、RD2は、各々独立に、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数1〜10のアルコキシ基又は炭素数6〜20のアリールオキシ基を示す。)
<7>前記熱硬化性樹脂組成物が、さらに、(E)フェノキシ樹脂を含有する、上記<1>〜<6>のいずれかに記載の層間絶縁層用樹脂フィルム。
<8>(E)フェノキシ樹脂が、脂環式構造を含有する、上記<7>に記載の層間絶縁層用樹脂フィルム。
<9>前記熱硬化性樹脂組成物中における(E)フェノキシ樹脂の含有量が、前記熱硬化性樹脂組成物の固形分100質量部に対して、0.2〜10質量部である、上記<7>又は<8>に記載の層間絶縁層用樹脂フィルム。
<10>前記熱硬化性樹脂組成物が、さらに、(F)活性エステル硬化剤を含有する、上記<1>〜<9>のいずれかに記載の層間絶縁層用樹脂フィルム。
<11>前記熱硬化性樹脂組成物中における(F)活性エステル硬化剤の含有量が、(A)エポキシ樹脂の平均当量に対して、0.1〜0.7当量である、上記<10>に記載の層間絶縁層用樹脂フィルム。
<12>多層プリント配線板のビルドアップ層形成用である、上記<1>〜<11>のいずれかに記載の層間絶縁層用樹脂フィルム。
<13>上記<1>〜<12>のいずれかに記載の層間絶縁層用樹脂フィルムと、有機樹脂フィルムと、を有する、多層樹脂フィルム。
<14>前記有機樹脂フィルムの厚みが10〜70μmであり、前記層間絶縁層用樹脂フィルムの厚みが1〜70μmである、上記<13>に記載の多層樹脂フィルム。
<15>上記<1>〜<12>のいずれかに記載の層間絶縁層用樹脂フィルム及び上記<13)若しくは<14>に記載の多層樹脂フィルムからなる群から選択される少なくとも1種を用いて得られる、多層プリント配線板。
<16>上記<1>〜<12>のいずれかに記載の層間絶縁層用樹脂フィルム及び上記<13>若しくは<14>に記載の多層樹脂フィルムからなる群から選択される少なくとも1種を用いる多層プリント配線板の製造方法であって、以下の工程を有する、多層プリント配線板の製造方法。
(1)前記層間絶縁層用樹脂フィルム又は前記多層樹脂フィルムを回路基板の片面又は両面にラミネートする工程。
(2)工程(1)でラミネートされた樹脂フィルムを熱硬化し、絶縁層を形成する工程。
(3)工程(2)で絶縁層を形成した回路基板に穴あけする工程。
(4)絶縁層の表面を酸化剤によって粗化処理する工程。
(5)粗化された絶縁層の表面にめっきにより導体層を形成する工程。
(6)セミアディティブ法により、導体層に回路形成する工程。
本発明の多層プリント配線板用の接着フィルムは、(a)重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との分散比(Mw/Mn)が、1.05〜1.8であるノボラック型フェノール樹脂(以下、単に「(a)ノボラック型フェノール樹脂」ともいう)と、(b)前記一般式(I)で表されるエポキシ樹脂(以下、単に「(A)エポキシ樹脂」ともいう)と、(c)無機充填材と、を含む樹脂組成物(以下、「接着フィルム用樹脂組成物」ともいう)を、支持体フィルム上に層形成してなる樹脂組成物層を有し、該樹脂組成物層中の(c)無機充填材の平均粒径が0.1μm以上であり、(c)無機充填材の含有量が、樹脂固形分のうち20〜95質量%である、多層プリント配線板用の接着フィルムである。
接着フィルム用樹脂組成物は、(a)ノボラック型フェノール樹脂と、(A)エポキシ樹脂と、(c)無機充填材とを含むものである。以下、これらの各成分について説明する。
(a)ノボラック型フェノール樹脂は、エポキシ樹脂の硬化剤として用いられるものであり、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との分散比(Mw/Mn)が、1.05〜1.8の範囲のものである。
すなわち、原料としてフェノール化合物及びアルデヒド化合物、酸触媒としてリン酸化合物、反応補助溶媒として非反応性の含酸素有機溶剤を用い、これらから形成される二層分離状態を、例えば、機械的攪拌、超音波等によりかき混ぜ混合して、二層(有機相と水相)が交じり合った白濁状の不均一反応系(相分離反応)として、フェノール化合物とアルデヒド化合物との反応を進め、縮合物(樹脂)を合成することができる。
次に、例えば、非水溶性有機溶剤(例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等)を添加混合して前記の縮合物を溶解し、かき混ぜ混合を止めて静置し、有機相(有機溶剤相)と水相(リン酸水溶液相)とに分離させ、水相を除去して回収を図る一方、有機相については湯水洗及び/又は中和した後、有機溶剤を蒸留回収することによって(a)ノボラック型フェノール樹脂を製造することができる。
上記のノボラック型フェノール樹脂の製造方法は、相分離反応を利用しているため、攪拌効率は極めて重要であり、反応系中の両相を微細化して界面の表面積をできる限り増加させることが反応効率の面から望ましく、これによりフェノール化合物の樹脂への転化が促進される。
ここで、ビスフェノール化合物としては、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビス(2−メチルフェノール)A、ビス(2−メチルフェノール)F、ビスフェノールS、ビスフェノールE、ビスフェノールZ等が挙げられる。
オルソ置換フェノール化合物としては、例えば、2−プロピルフェノール、2−イソプロピルフェノール、2−sec−ブチルフェノール、2−tert−ブチルフェノール、2−フェニルフェノール、2−シクロヘキシルフェノール、2−ノニルフェノール、2−ナフチルフェノール等が挙げられる。
パラ置換フェノール化合物としては、例えば、4−プロピルフェノール、4−イソプロピルフェノール、4−sec−ブチルフェノール、4−tert−ブチルフェノール、4−フェニルフェノール、4−シクロヘキシルフェノール、4−ノニルフェノール、4−ナフチルフェノール、4−ドデシルフェノール、4−オクタデシルフェノール等が挙げられる。
リン酸化合物の含有量は、相分離効果を制御する観点から、例えば、フェノール化合物100質量部に対して、5質量部以上、好ましくは25質量部以上、より好ましくは50〜100質量部である。なお、70質量部以上のリン酸化合物を使用する場合には、反応系への分割投入により、反応初期の発熱を抑えて安全性を確保することが好ましい。
アルコール化合物としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール等の一価アルコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール等の二価アルコール、グリセリン等の三価アルコールなどが挙げられる。
多価アルコール系エーテルとしては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノペンチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールエチルメチルエーテル、エチレングリコールグリコールエーテル等が挙げられる。
環状エーテル化合物としては、例えば、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン等が挙げられ、多価アルコール系エステルとしては、例えば、エチレングリコールアセテート等のグリコールエステル化合物などが挙げられる。ケトン化合物としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン(以下、「MEK」ともいう)、メチルイソブチルケトン等が挙げられ、スルホキシド化合物としては、例えば、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキド等が挙げられる。
これらの中でも、エチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコール、1,4−ジオキサンが好ましい。
反応補助溶媒は、上記の例示に限定されず、上記の特質を有し、かつ反応時に液状を呈するものであれば、固体であってもよく、それぞれ単独で又は2種以上を混合して使用してもよい。
反応補助溶媒の配合量としては、特に限定されないが、例えば、フェノール化合物100質量部に対して、5質量部以上、好ましくは10〜200質量部である。
界面活性剤としては、例えば、石鹸、アルファオレフィンスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸及びその塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸エステル塩、フェニルエーテルエステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、エーテルスルホン酸塩、エーテルカルボン酸塩等のアニオン系界面活性剤;ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンスチレン化フェノールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミノエーテル、ポリエチレングリコール脂肪族エステル、脂肪族モノグリセライド、ソルビタン脂肪族エステル、ペンタエリストール脂肪族エステル、ポリオキシエチレンポリプロピレングリコール、脂肪族アルキロールアマイド等のノニオン系界面活性剤;モノアルキルアンモニウムクロライド、ジアルキルアンモニウムクロライド、アミン酸塩化合物等のカチオン系界面活性剤などが挙げられる。
界面活性剤の配合量は、特に限定されないが、例えば、フェノール化合物100質量部に対して、0.5質量部以上、好ましくは1〜10質量部である。
フェノール化合物の種類によって異なるものの、アルデヒド化合物(F)とフェノール化合物(P)の配合モル比(F/P)の範囲によって、例えば、以下のような(a)ノボラック型フェノール樹脂が得られる。
配合モル比(F/P)が0.33以上0.80未満の範囲では、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)の面積法による測定法で、フェノール化合物のモノマー成分の含有量が、例えば、3質量%以下、好ましくは1質量%以下であり、フェノール化合物のダイマー成分の含有量が、例えば、5〜95質量%、好ましくは10〜95質量%であり、さらにGPC測定による重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との分散比(Mw/Mn)が、1.05〜1.8、好ましくは1.1〜1.7であるノボラック型フェノール樹脂を高収率で製造することができる。
エポキシ樹脂硬化剤としては、例えば、(a)ノボラック型フェノール樹脂以外の各種フェノール樹脂化合物、酸無水物化合物、アミン化合物、ヒドラジット化合物等が挙げられる。フェノール樹脂化合物としては、例えば、(a)ノボラック型フェノール樹脂以外のノボラック型フェノール樹脂、レゾール型フェノール樹脂等が挙げられ、酸無水物化合物としては、例えば、無水フタル酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、メチルハイミック酸等が挙げられる。また、アミン化合物としては、例えば、ジシアンジアミド、ジアミノジフェニルメタン、グアニル尿素等が挙げられる。
また、金属箔の引き剥がし強さ及び化学粗化後の無電解めっきの引き剥がし強さが向上する観点からは、トリアジン環含有ノボラック型フェノール樹脂及びジシアンジアミドが好ましい。
(a)ノボラック型フェノール樹脂以外のノボラック型フェノール樹脂は、市販品を用いてよく、例えば、「TD2090」(DIC株式会社製、商品名)等のフェノールノボラック樹脂、「KA−1165」(DIC株式会社製、商品名)等のクレゾールノボラック樹脂などが挙げられる。また、トリアジン環含有ノボラック型フェノール樹脂の市販品としては、例えば、「フェノライトLA−1356」(DIC株式会社製、商品名)、「フェノライトLA7050シリーズ」(DIC株式会社製、商品名)等が挙げられ、トリアジン含有クレゾールノボラック樹脂の市販品としては、例えば、「フェノライトLA−3018」(商品名、DIC株式会社製)等が挙げられる。
(A)エポキシ樹脂は、下記一般式(I)で表されるエポキシ樹脂である。
接着フィルム用樹脂組成物は、本発明の効果を阻害しない範囲において、(A)エポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂、フェノキシ樹脂等の高分子タイプのエポキシ樹脂などを含んでいてもよい。
接着フィルム用樹脂組成物は、(a)ノボラック型フェノール樹脂と(A)エポキシ樹脂との反応を速める観点から、硬化促進剤を含んでいてもよい。硬化促進剤としては、例えば、2−フェニルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾリウムトリメリテート等のイミダゾール化合物;トリフェニルホスフィン等の有機リン化合物;ホスホニウムボレート等のオニウム塩;1,8−ジアザビシクロウンデセン等のアミン類;3−(3,4−ジクロロフェニル)−1,1−ジメチルウレアなどが挙げられる。これらは単独で又は2種以上を混合して使用してもよい。
接着フィルム用樹脂組成物は、平均粒径が0.1μm以上の(c)無機充填材を含む。
(c)無機充填材としては、例えば、シリカ、アルミナ、硫酸バリウム、タルク、クレー、雲母粉、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、ホウ酸アルミニウム、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ビスマス、酸化チタン、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム等が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を混合して使用してもよい。これらの中でも、接着フィルムを硬化して形成される層間絶縁層の熱膨張係数を下げる観点から、シリカであることが好ましい。
(c)無機充填材の形状は、特に限定されないが、内層回路に形成されたスルーホール及び回路パターンの凹凸を埋め込み易くする観点から、球形であることが好ましい。
平均粒径が0.1μm未満の無機充填材の含有量は、埋め込み性の観点から、固形分で、3vol%以下が好ましく、1vol%以下がより好ましく、平均粒径が0.1μm未満の無機充填材を含有しないことがさらに好ましい。なお、(c)無機充填材は、1種を単独で用いてもよく、異なる平均粒径のものを混合して使用してもよい。
また、(c)無機充填材の測定方法として、予め配合する(c)無機充填材の固形分の量を計算しておくと、固形分中の割合を容易に求めることができる。溶剤に分散した(c)無機充填材(以下、「(c)無機充填材分散液」ともいう)を使用する場合における計算例を以下に示す。
(c)無機充填材分散液中における(c)無機充填材の固形分は、200℃で30分間乾燥して計算した結果、70質量%であった。この(c)無機充填材分散液40gを用いて樹脂組成物を配合した結果、得られた樹脂組成物の総量は100gであった。100gの樹脂組成物を200℃で30分乾燥し、乾燥後の固形分の重量を測定した結果60gであった。固形分中に含まれる(c)無機充填材の量は、40g×70質量%=28gであるため、樹脂固形分のうちの(c)無機充填材の量は、28/60=47質量%(46.6質量%)と求められる。
接着フィルム用樹脂組成物は、さらに、難燃剤を含んでいてもよい。
難燃剤としては、特に限定されないが、例えば、無機難燃剤、樹脂難燃剤等が挙げられる。
無機難燃剤としては、例えば、(c)無機充填材として例示される水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等が挙げられる。
樹脂難燃剤としては、ハロゲン系樹脂であっても、非ハロゲン系樹脂であってもよいが、環境負荷への配慮から、非ハロゲン系樹脂を用いることが好ましい。樹脂難燃剤は、充填材として配合するものであってもよく、熱硬化性樹脂と反応する官能基を有するものであってもよい。
樹脂難燃剤は、市販品を使用することができる。充填材として配合する樹脂難燃剤の市販品としては、例えば、芳香族リン酸エステル系難燃剤である「PX−200」(大八化学工業株式会社製、商品名)、ポリリン酸塩化合物である「Exolit OP 930」(クラリアントジャパン株式会社製、商品名)等が挙げられる。
熱硬化性樹脂と反応する官能基を有する樹脂難燃剤の市販品としては、エポキシ系リン含有難燃剤、フェノール系リン含有難燃剤等が挙げられる。エポキシ系リン含有難燃剤としては、例えば、「FX−305」(新日鐵住金化学株式会社製、商品名)等が挙げられ、フェノール系リン含有難燃剤としては、例えば、「HCA−HQ」(三光株式会社製、商品名)、「XZ92741」(ダウ・ケミカル社製、商品名)等が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を混合して使用してもよい。
接着フィルム用樹脂組成物は、層形成を効率的に行う観点から、溶剤を含むことが好ましい。溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン化合物;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、カルビトールアセテート等の酢酸エステル化合物;セロソルブ、メチルカルビトール、ブチルカルビトール等のカルビトール化合物;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素化合物;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどを挙げることができる。これらは単独で又は2種以上を混合して使用してもよい。
本発明の接着フィルム中における残留溶剤量は、取り扱う材料によって異なるが、1〜20質量%が好ましく、2〜15質量%がより好ましく、2〜10質量%がさらに好ましい。残留溶剤量が1質量%以上であると、接着フィルムの取り扱い性が向上し、例えば、カッターで切断をする際の粉落ちの発生、割れの発生等を抑制することができる。一方、20質量%以下であると、ベトつきを抑制し、フィルムの巻き取り及び巻きだしが容易になる。また、巻きだしを可能にするため、乾燥後に接着フィルムのワニス塗布面に保護フィルムを設けることが多いが、残留溶剤量が20質量%以下であると、保護フィルムと本発明の接着フィルムとの間の剥離が容易になる。
また、残留溶剤は、多層プリント配線板を作製する工程で、乾燥及び熱硬化によって除去されるものであるため、環境負荷の観点から少ないほうが好ましく、乾燥及び熱硬化の前後の膜厚変化を小さくするためにも少ないほうが好ましい。
なお、本発明の接着フィルムの製造にあたっては、目標とする残留溶剤量になるように、乾燥条件を決定することが好ましい。乾燥条件は、前述の樹脂組成物中に含まれる溶剤の種類、溶剤の量等によって異なるため、それぞれの塗工装置によって、予め条件出しを行った後、決定することが好ましい。
まず、支持体フィルムの重量(Wa)を測定し、その上に樹脂組成物層を形成した後の重量(Wb)を測定する。その後、支持体フィルムとその上に形成した樹脂組成物層を200℃の乾燥機の中に10分間放置し、乾燥後の重量(Wc)を測定する。得られた重量(Wa)〜(Wc)を用いて下記式により計算することができる。
溶剤の割合(質量%)=(1−((Wc)−(Wa))/((Wb)−(Wa)))×100
本発明の接着フィルムは、本発明の効果を阻害しない範囲で、その他の成分を含んでいてもよい。その他の成分としては、例えば、オルベン、ベントン等の増粘剤;チアゾール系、トリアゾール系等の紫外線吸収剤;シランカップリング剤等の密着付与剤;フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、アイオジングリーン、ジスアゾイエロー、カーボンブラック等の着色剤;上記以外の任意の樹脂成分などが挙げられる。
本発明における支持体フィルムとは、本発明の接着フィルムを製造する際の支持体となるものであり、多層プリント配線板を製造する際に、通常、最終的に剥離又は除去されるものである。
有機樹脂フィルムの材質としては、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル等のポリオレフィン;ポリエチレンテレフタレート(以下、「PET」ともいう)、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル;ポリカーボネート、ポリイミドなどが挙げられる。これらの中でも、価格及び取り扱い性の観点から、PETが好ましい。
金属箔としては、銅箔、アルミニウム箔等が挙げられる。支持体に銅箔を用いる場合には、銅箔をそのまま導体層とし、回路を形成することもできる。この場合、銅箔としては、圧延銅、電解銅箔等を用いることができる。また、銅箔の厚さは、特に限定されないが、例えば、2〜36μmの厚さを有するものを使用することができる。厚さの薄い銅箔を用いる場合には、作業性を向上させる観点から、キャリア付き銅箔を使用してもよい。
これらの支持体フィルム及び後述する保護フィルムには、離型処理、プラズマ処理、コロナ処理等の表面処理が施されていてもよい。離型処理としては、シリコーン樹脂系離型剤、アルキッド樹脂系離型剤、フッ素樹脂系離型剤等による離型処理などが挙げられる。
支持体フィルムの厚さは、特に限定されないが、取扱い性の観点から、10〜120μmが好ましく、15〜80μmがより好ましく、15〜70μmがさらに好ましい。
支持体フィルムは、上述のように単一の成分である必要はなく、複数層(2層以上)の別材料で形成されていてもよい。
1層目の支持体フィルムの上に形成される層(2層目以降、2層以上の複数層あってもよい)は、機能を付与することを意図して作製される層であり、例えば、メッキ銅との接着性の向上等を目的として用いることができる。
2層目の形成方法としては、特に制限されないが、例えば、各材料を溶媒中に溶解及び分散したワニスを、1層目の支持体フィルム上に塗布及び乾燥させる方法が挙げられる。
1層目の支持体フィルムの上に形成される層(2層目以降、2層以上の複数層あってもよい)の厚さは、1〜20μmが好ましい。1μm以上であると、意図する機能を果たすことができ、また、20μm以下であると、支持体フィルムとしての経済性に優れる。
本発明の接着フィルムは、保護フィルムを有していてもよい。保護フィルムは、接着フィルムの支持体が設けられている面とは反対側の面に設けられるものであり、接着フィルムへの異物等の付着及びキズ付きを防止する目的で使用される。保護フィルムは、本発明の接着フィルムをラミネート、熱プレス等で回路基板等に積層する前に剥離される。
保護フィルムとしては、特に限定されないが、支持体フィルムと同様の材料を用いることができる。保護フィルムの厚さは、特に限定されないが、例えば、1〜40μmの厚さを有するものを使用することができる。
本発明の接着フィルムは、支持体フィルム上に接着フィルム用樹脂組成物を塗布及び乾燥することにより製造することができる。得られた接着フィルムは、ロール状に巻き取って、保存及び貯蔵することができる。より具体的には、例えば、前記有機溶剤に前記各樹脂成分を溶解した後、(c)無機充填材等を混合して接着フィルム用樹脂組成物を調製し、該ワニスを支持体フィルム上に塗布し、加熱、熱風吹きつけ等によって、有機溶剤を乾燥させて、支持体フィルム上に樹脂組成物層を形成することにより製造することができる。
なお、本発明の接着フィルムにおいて、支持体フィルム上に形成した樹脂組成物層は、乾燥させて得られる未硬化の状態であってもよく、半硬化(Bステージ化)した状態であってもよい。
次に、第2の発明に係る層間絶縁層用樹脂フィルム、多層樹脂フィルム及び多層プリント配線板について説明する。
第2の発明に係る層間絶縁層用樹脂フィルムは、(A)エポキシ樹脂、(B)シアネート樹脂、(C)無機充填材及び(D)リン含有化合物を含有する熱硬化性樹脂組成物(以下、「層間絶縁層用樹脂組成物」ともいう)を用いて形成される層間絶縁層用樹脂フィルムであり、(D)リン含有化合物が、芳香族リン酸エステル、芳香族縮合リン酸エステル及び環状ホスファゼンからなる群から選ばれる少なくとも1種であり、(C)無機充填材の含有量が、前記熱硬化性樹脂組成物の固形分100質量部に対して、50〜85質量部である、層間絶縁層用樹脂フィルムである。
本明細書において、「固形分」とは、溶剤等の揮発する物質を除いた不揮発分のことであり、樹脂組成物を乾燥させた際に、揮発せずに残る成分を示し、室温で液状、水飴状及びワックス状のものも含む。ここで、本明細書において室温とは25℃を示す。
なお、層間絶縁層用樹脂フィルムは、一般的に、層間絶縁フィルムと称することもある。
第2の発明に係る層間絶縁層用樹脂フィルムの形成に用いられる層間絶縁層用樹脂組成物は、(A)エポキシ樹脂、(B)シアネート樹脂、(C)無機充填材及び(D)リン含有化合物を含有する。以下、各成分について説明する。
(A)エポキシ樹脂としては、特に限定されないが、例えば、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が好ましく挙げられる。
このような(A)エポキシ樹脂としては、グリシジルエーテルタイプのエポキシ樹脂、グリシジルアミンタイプのエポキシ樹脂、グリシジルエステルタイプのエポキシ樹脂等が挙げられる。これらの中でも、グリシジルエーテルタイプのエポキシ樹脂が好ましい。
(A)エポキシ樹脂は、主骨格の違いによっても分類され、上記それぞれのタイプのエポキシ樹脂において、さらに、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型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂;フェノールノボラック型エポキシ樹脂、アルキルフェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールアルキルフェノール共重合ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールFノボラック型エポキシ樹脂、アラルキルノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂;スチルベン型エポキシ樹脂;トリアジン骨格含有エポキシ樹脂;フルオレン骨格含有エポキシ樹脂;ナフタレン型エポキシ樹脂;トリフェニルメタン型エポキシ樹脂;ビフェニル型エポキシ樹脂;キシリレン型エポキシ樹脂;ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂等の脂環式エポキシ樹脂などに分類される。前記アラルキルノボラック型エポキシ樹脂としては、ナフトール骨格を有するアラルキルクレゾール共重合ノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格を有するアラルキルノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。(A)エポキシ樹脂は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、層間絶縁層用樹脂フィルムの取り扱い性、並びに得られる層間絶縁層の電気特性、耐熱性及び難燃性の観点から、ノボラック型エポキシ樹脂が好ましく、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂がより好ましい。また、同様の観点から、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂とビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂とを併用することが好ましい。
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂とビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂とを併用する場合、その質量比(クレゾールノボラック型エポキシ樹脂/ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂)は、層間絶縁層用樹脂フィルムの取り扱い性、並びに得られる層間絶縁層の電気特性、耐熱性及び難燃性の観点から、40/60〜90/10が好ましく、50/50〜80/20がより好ましく、60/40〜70/30がさらに好ましい。
ここで、エポキシ当量は、エポキシ基あたりの樹脂の質量(g/eq)であり、JIS K 7236(2001年)に規定された方法に従って測定することができる。具体的には、株式会社三菱化学アナリテック製の自動滴定装置「GT−200型」を用いて、200mlビーカーにエポキシ樹脂2gを秤量し、メチルエチルケトン90mlを滴下し、超音波洗浄器溶解後、氷酢酸10ml及び臭化セチルトリメチルアンモニウム1.5gを添加し、0.1mol/Lの過塩素酸/酢酸溶液で滴定することにより求められる。
(B)シアネート樹脂としては、特に限定されないが、例えば、1分子中に2個以上のシアナト基を有するシアネート樹脂が好ましく挙げられる。
(B)シアネート樹脂としては、2,2−ビス(4−シアナトフェニル)プロパン[ビスフェノールA型シアネート樹脂]、ビス(4−シアナトフェニル)エタン[ビスフェノールE型シアネート樹脂]、ビス(3,5−ジメチル−4−シアナトフェニル)メタン[テトラメチルビスフェノールF型シアネート樹脂]、2,2−ビス(4−シアナトフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン[ヘキサフルオロビスフェノールA型シアネート樹脂]等のビスフェノール型シアネート樹脂;フェノール付加ジシクロペンタジエン重合体のシアネートエステル化合物等のジシクロペンタジエン型シアネート樹脂;フェノールノボラック型シアネートエステル化合物、クレゾールノボラック型シアネートエステル化合物等のノボラック型シアネート樹脂;α,α’−ビス(4−シアナトフェニル)−m−ジイソプロピルベンゼン;これらのシアネート樹脂のプレポリマー(以下、「シアネートプレポリマー」ともいう)などが挙げられる。(B)シアネート樹脂は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、層間絶縁層用樹脂フィルムの取り扱い性、並びに得られる層間絶縁層の電気特性、耐熱性及び難燃性の観点から、ビスフェノール型シアネート樹脂、ノボラック型シアネート樹脂、及びこれらのプレポリマーが好ましい。ビスフェノール型シアネート樹脂としては、下記一般式(3)で表されるジシアネート樹脂が好ましい。
(式中、RB1は、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数1〜5のアルキレン基、炭素数2〜5のアルキリデン基、硫黄原子、下記一般式(3−1)又は下記式(3−2)で表される2価の基を示す。RB2及びRB3は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基を示す。)
(式中、RB4は、各々独立に、炭素数1〜5のアルキレン基又は炭素数2〜5のアルキリデン基を示す。)
一般式(3)中、RB1が示す炭素数2〜5のアルキリデン基としては、エチリデン基、プロピリデン基、イソプロピリデン基、ブチリデン基、イソブチリデン基、ペンチリデン基、イソペンチリデン基等が挙げられる。
前記炭素数1〜5のアルキレン基を置換するハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
一般式(3−1)中、RB4が示す炭素数1〜5のアルキレン基及び炭素数2〜5のアルキリデン基は、一般式(3)中のRB1の場合と同様に説明される。
これらのRB1が示す基の中でも、メチレン基、プロピリデン基が好ましく、プロピリデン基がより好ましい。
一般式(3)中、RB2及びRB3が示す炭素数1〜4のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。RB2及びRB3としては、水素原子であることが好ましい。
シアネートプレポリマーとしては、層間絶縁層用樹脂フィルムの取り扱い性、並びに得られる層間絶縁層の電気特性、耐熱性及び難燃性の観点から、1分子中に2個のシアナト基を有するジシアネート化合物のプレポリマーが好ましく、前記一般式(3)で表されるジシアネート樹脂のプレポリマーがより好ましく、ビスフェノールA型シアネート樹脂の少なくとも一部がトリアジン化されて3量体となった下記式(4)で表されるプレポリマーがさらに好ましい。
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(ポリスチレン換算)で測定した値であり、実施例に記載の方法により測定することができる。
単官能フェノール化合物としては、p−ノニルフェノール、p−tert−ブチルフェノール、p−tert−アミルフェノール、p−tert−オクチルフェノール等のアルキル基置換フェノール系化合物;p−(α−クミル)フェノール、モノ−、ジ−又はトリ−(α−メチルベンジル)フェノール等の下記一般式(5)で表されるフェノール系化合物などが挙げられる。これらは単独で又は2種以上を混合して使用してもよい。
(式中、RB5は、各々独立に、水素原子又はメチル基を示し、mは1〜3の整数を示す。)
また、シアネート樹脂のプレポリマーの市販品としては、ビスフェノールA型シアネート樹脂をプレポリマー化した「プリマセット(Primaset)BA200」、「プリマセット(Primaset)BA230S」、「プリマセット(Primaset)BA3000S」(以上、ロンザ社製)等が挙げられる。
上記以外のシアネート樹脂としては、「アロシー(Arocy)XU−371」(ハンツマン社製)、ジシクロペンタジエン構造を含有するシアネート樹脂である「アロシー(Arocy)XP71787.02L」(ハンツマン社製)、「プリマセット(Primaset)DT−4000」(ロンザ社製)、「プリマセット(Primaset)DT―7000」(ロンザ社製)等が挙げられる。
(C)無機充填材としては、シリカ、アルミナ、硫酸バリウム、タルク、クレー、雲母粉、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、ホウ酸アルミニウム、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ビスマス、酸化チタン、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム等が挙げられる。これらの中でも、層間絶縁層用樹脂フィルムの取り扱い性、並びに得られる層間絶縁層の電気特性、耐熱性及び難燃性の観点から、シリカが好ましい。(C)無機充填材は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、体積平均粒径とは、粒子の全体積を100%として粒径による累積度数分布曲線を求めたとき、体積50%に相当する点の粒径のことであり、レーザー回折散乱法を用いた粒度分布測定装置等で測定することができる。
(C)無機充填材の形状は、パターン埋め込み性の観点から、球状であることが好ましい。
シランカップリング剤による表面処理の方式は、配合前の無機充填材に対して乾式又は湿式で表面処理する方式であってもよく、表面未処理の無機充填材を、他の成分に配合して組成物とした後、該組成物にシランカップリング剤を添加する、いわゆるインテグラルブレンド処理方式であってもよい。
層間絶縁層用樹脂組成物は、芳香族リン酸エステル、芳香族縮合リン酸エステル及び環状ホスファゼンからなる群から選ばれる少なくとも1種の(D)リン含有化合物を含有する。本発明の層間絶縁層用樹脂フィルムは、(D)リン含有化合物を含有する層間絶縁層用樹脂組成物を用いて形成することにより、得られる層間絶縁層の電気特性、耐熱性及び難燃性に優れ、樹脂フィルムとして取り扱い性に優れたものとなる。
(D)リン含有化合物は、得られる層間絶縁層用樹脂フィルムの取り扱い性を向上させる観点から、ヒドロキシ基及びアミノ基を含有しないことが好ましい。
芳香族リン酸エステルとしては、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、クレジルジ−2,6−キシレニルホスフェート等が挙げられる。これらの中でも、層間絶縁層用樹脂フィルムの取り扱い性、並びに得られる層間絶縁層の電気特性、耐熱性及び難燃性の観点から、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェートが好ましい。
芳香族縮合リン酸エステルとしては、下記一般式(1)で表される化合物等が挙げられる。
(式中、RD1は、各々独立に、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を示し、nは各々独立に、1〜5の整数を示し、ArD1は、炭素数6〜20のアリーレン基を示す。)
一般式(1)中、ArD1が示す炭素数6〜20のアリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、下記一般式(1−1)で表される2価の基等が挙げられる。
(式中、RD3は、炭素数1〜5のアルキレン基、炭素数2〜5のアルキリデン基を示す。)
一般式(1−1)中、RD3が示す炭素数2〜5のアルキリデン基としては、エチリデン基、プロピリデン基、イソプロピリデン基、ブチリデン基、イソブチリデン基、ペンチリデン基、イソペンチリデン基等が挙げられる。
RD3としては、層間絶縁層用樹脂フィルムの取り扱い性、並びに得られる層間絶縁層の電気特性、耐熱性及び難燃性の観点から、メチレン基又はイソプロピリデン基が好ましい。
(式中、RD1及びArD1は、一般式(1)中のRD1及びArD1と同様である。)
環状ホスファゼンとしては、下記一般式(2)で表される化合物等が挙げられる。
(式中、RD2は、各々独立に、ハロゲン原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリールオキシ基を示す。)
一般式(2)中、RD2が示す炭素数1〜10のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等が挙げられる。
一般式(2)中、RD2が示す炭素数6〜20のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、ビフェニリル基等が挙げられる。
一般式(2)中、RD2が示す炭素数1〜10のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、ヘキシルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基等が挙げられる。
一般式(2)中、RD2が示す炭素数6〜20のアリールオキシ基としては、フェノキシ基、ナフトキシ基、アントリルオキシ基、ビフェニリルオキシ基等が挙げられる。
これらのRD2が示す基の中でも、炭素数6〜20のアリールオキシ基が好ましく、フェノキシ基がより好ましい。
層間絶縁層用樹脂組成物は、(E)フェノキシ樹脂を含有することが好ましい。
ここで、「フェノキシ樹脂」とは主鎖が芳香族ジオールと芳香族ジグリシジルエーテルとの重付加構造である高分子の総称であり、本明細書においては、重量平均分子量が、10,000以上のものを指す。なお、主鎖が芳香族ジオールと芳香族ジグリシジルエーテルの重付加構造である高分子がエポキシ基を有する場合、重量平均分子量が10,000以上のものは(E)フェノキシ樹脂と分類し、重量平均分子量が10,000未満のものは(A)エポキシ樹脂と分類する。
(E)フェノキシ樹脂としては、シクロヘキサン構造を含有するフェノキシ樹脂、トリメチルシクロヘキサン構造を含有するフェノキシ樹脂、テルペン構造を含有するフェノキシ樹脂等が挙げられる。これらの中でも、層間絶縁層用樹脂フィルムの取り扱い性を向上させる観点から、テルペン構造及びトリメチルシクロヘキサン構造から選ばれる1種以上を含有するフェノキシ樹脂が好ましく、トリメチルシクロヘキサン構造を含有するフェノキシ樹脂がより好ましい。
トリメチルシクロヘキサン構造を含有するフェノキシ樹脂としては、特開2006−176658号公報に開示されている、ビスフェノールTMC(ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン)を原料とするフェノキシ樹脂等が挙げられる。
テルペン構造を含有するフェノキシ樹脂としては、例えば、特開2006−176658号公報に開示されているフェノキシ樹脂において、原料の2価フェノール化合物として、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサンの代わりにテルペンジフェノールを使用して合成されるフェノキシ樹脂等が挙げられる。
(E)フェノキシ樹脂は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
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(ポリスチレン換算)で測定した値であり、実施例に記載の方法により測定することができる。
層間絶縁層用樹脂組成物は、(F)活性エステル硬化剤を含有することが好ましい。(F)活性エステル硬化剤を含有することで、誘電正接が低減される傾向にある。
(F)活性エステル硬化剤としては、特に限定されないが、例えば、1分子中にエステル基を2個以上有する化合物が好ましく挙げられる。
具体的には、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が挙げられる。
カルボン酸化合物としては、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。
フェノール化合物としては、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、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ニルジフェノール、フェノールノボラック等が挙げられる。
ナフトール化合物としては、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等が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を混合して使用してもよい。
市販品の(F)活性エステル硬化剤としては、ジシクロペンタジエニルジフェノール構造を含むもの、フェノールノボラックのアセチル化物、フェノールノボラックのベンゾイル化物等が挙げられる。
ジシクロペンタジエニルジフェノール構造を含むものとしては、「EXB9451」、「EXB9460」、「EXB9460S−65T」、「HPC−8000−65T」(以上、DIC株式会社製、活性基当量223g/eq)等が挙げられる。
フェノールノボラックのアセチル化物としては、「DC808」(三菱化学株式会社製、活性基当量149g/eq)等が挙げられる。
フェノールノボラックのベンゾイル化物としては、「YLH1026」(活性基当量200g/eq)、「YLH1030」(活性基当量201g/eq)、「YLH1048」(活性基当量245g/eq)(以上、三菱化学株式会社製)等が挙げられる。
これらの中でも、ワニスの保存安定性及び硬化物の熱膨張率の観点、並びにリフロー耐熱性、保存安定性及びスミア除去性に優れる層間絶縁層を得る観点から、ジシクロペンタジエニルジフェノール構造を含む「HPC−8000−65T」が好ましい。
層間絶縁層用樹脂組成物は、低温で短時間の硬化を可能にする観点から、(G)硬化促進剤を含有していてもよい。
(G)硬化促進剤としては、金属系硬化促進剤、有機系硬化促進剤等が挙げられる。
金属系硬化促進剤としては、例えば、有機金属系硬化促進剤を使用することができる。有機金属系硬化促進剤は、(B)シアネート樹脂の自己重合反応の促進作用及び(A)エポキシ樹脂と(B)シアネート樹脂との反応の促進作用を有するものである。
有機金属系硬化促進剤としては、遷移金属、12族金属の有機金属塩及び有機金属錯体等が挙げられる。金属としては、銅、コバルト、マンガン、鉄、ニッケル、亜鉛、スズ等が挙げられる。
有機金属塩としては、カルボン酸塩が挙げられ、その具体例としては、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸亜鉛等のナフテン酸塩、2−エチルヘキサン酸コバルト、2−エチルヘキサン酸亜鉛等の2−エチルヘキサン酸塩、オクチル酸亜鉛、オクチル酸スズ、ステアリン酸スズ、ステアリン酸亜鉛などが挙げられる。
有機金属錯体としては、アセチルアセトン錯体等のキレート錯体が挙げられ、その具体例としては、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などが挙げられる。これらの中でも、硬化性及び溶解性の観点から、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、亜鉛(II)アセチルアセトナート、鉄(III)アセチルアセトナート、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルトが好ましい。これらは単独で又は2種以上を混合して使用してもよい。
有機系硬化促進剤(但し、前記有機金属系硬化促進剤を含まない。)としては、有機リン化合物、イミダゾール化合物、第二級アミン、第三級アミン等のアミン系化合物;第四級アンモニウム塩などが挙げられる。これらは単独で又は2種以上を混合して使用してもよい。これらの中でも、ビアホール内のスミア除去性の観点から、有機リン化合物、イミダゾール化合物、アミン系化合物が好ましく、有機リン化合物がより好ましい。有機系硬化促進剤は、一度に又は複数回に分けて配合してもよい。
リン原子に少なくとも1つのアルキル基が結合したホスフィン化合物とキノン化合物との付加反応物としては、下記一般式(G−1)で表されるリン原子に1つ以上のアルキル基が結合したホスフィン化合物と、下記一般式(G−2)で表されるキノン化合物との付加反応物であることが好ましい。
(一般式(G−1)中、RG1は炭素数1〜12のアルキル基を示し、RG2及びRG3は、各々独立に、水素原子又は炭素数1〜12の炭化水素基を示す。一般式(G−2)中、RG4〜RG6は、各々独立に、水素原子又は炭素数1〜18の炭化水素基を示し、RG4とRG5は互いに結合して環状構造となっていてもよい。)
また、RG2及びRG3で表される炭素数1〜12の炭化水素基としては、炭素数1〜12の置換又は非置換の脂肪族炭化水素基、炭素数1〜12の置換又は非置換の脂環式炭化水素基、炭素数1〜12の置換又は非置換の芳香族炭化水素基等が挙げられる。
炭素数1〜12の置換又は非置換の脂肪族炭化水素基としては、例えば、前記RG1で表される炭素数1〜12のアルキル基と同様の基が挙げられる。
炭素数1〜12の置換又は非置換の脂環式炭化水素基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、これらにアルキル基、アルコキシ基、アリール基、水酸基、アミノ基、ハロゲン等が置換したものなどが挙げられる。
炭素数1〜12の置換又は非置換の芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基等のアリール基;トリル基、ジメチルフェニル基、エチルフェニル基、ブチルフェニル基、t−ブチルフェニル基、ジメチルナフチル基等のアルキル基置換アリール基;メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、ブトキシフェニル基、t−ブトキシフェニル基、メトキシナフチル基等のアルコキシ基置換アリール基;ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のアミノ基置換アリール基;ヒドロキシフェニル基、ジヒドロキシフェニル基等のハロゲン置換アリール基;フェノキシ基、クレゾキシ基等のアリーロキシ基;フェニルチオ基、トリルチオ基、ジフェニルアミノ基、これらにアミノ基、ハロゲン等が置換したものなどが挙げられる。中でも、置換又は非置換のアルキル基及びアリール基が好ましい。
炭素数1〜18の置換又は非置換の脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基等のアルキル基;ビニル基、アリル基、プロペニル基、ブテニル基等のアルケニル基;メトキシ基、エトキシ基、プロポキシル基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基等のアルコキシ基;ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等のアルキルアミノ基;メチルチオ基、エチルチオ基、ブチルチオ基、ドデシルチオ基等のアルキルチオ基;アミノ基置換アルキル基、アルコキシ置換アルキル基、水酸基置換アルキル基、アリール基置換アルキル基等の置換アルキル基;アミノ基置換アルコキシ基、水酸基置換アルコキシ基、アリール基置換アルコキシ基等の置換アルコキシ基などが挙げられる。
炭素数1〜18の置換又は非置換の脂環式炭化水素基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、これらにアルキル基、アルコキシ基、アリール基、水酸基、アミノ基、ハロゲン等が置換したものなどが挙げられる。
炭素数1〜18の置換又は非置換の芳香族炭化水素基としては、フェニル基、トリル基等のアリール基;ジメチルフェニル基、エチルフェニル基、ブチルフェニル基、t−ブチルフェニル基等のアルキル基置換アリール基;メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、ブトキシフェニル基、t−ブトキシフェニル基等のアルコキシ基置換アリール基;フェノキシ基、クレゾキシ基等のアリーロキシ基;フェニルチオ基、トリルチオ基、ジフェニルアミノ基、これらにアミノ基、ハロゲン等が置換したものなどが挙げられる。
なかでも、水素原子、置換又は非置換のアルキル基、置換又は非置換のアルコキシ基、置換又は非置換のアリーロキシ基、置換又は非置換のアリール基、置換又は非置換のアルキルチオ基及び置換又は非置換のアリールチオ基が好ましい。
(一般式(G−3)〜(G−5)中、RG6は、前記一般式(G−2)と同様である。)
(一般式(G−6)中、RG1〜RG6は、前記一般式(G−1)及び(G−2)と同様である。)
リン原子に少なくとも一つのアルキル基が結合したホスフィン化合物とキノン化合物との付加反応物は、1種を単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
層間絶縁層用樹脂組成物は、本発明の効果を阻害しない範囲で、上記各成分以外の成分を含有していてもよい。その他の成分としては、上記各成分以外の樹脂成分(以下、「他の樹脂成分」ともいう)、添加剤、難燃剤等が挙げられる。
他の樹脂成分としては、ビスマレイミド化合物とジアミン化合物との重合物、ビスマレイミド化合物、ビスアリルナジド樹脂、ベンゾオキサジン化合物等が挙げられる。
添加剤としては、オルベン、ベントン等の増粘剤;イミダゾール系、チアゾール系、トリアゾール系、シランカップリング剤等の密着付与剤;ゴム粒子;着色剤などが挙げられる。
難燃剤としては、無機難燃剤、樹脂難燃剤等が挙げられる。無機難燃剤としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等が挙げられる。樹脂難燃剤は、ハロゲン系樹脂であっても、非ハロゲン系樹脂であってもよいが、環境負荷への配慮から、非ハロゲン系樹脂が好ましい。
層間絶縁層用樹脂フィルムの厚さは、例えば、1〜100μmであり、1〜70μmであってもよい。また、層間絶縁層用樹脂フィルムの厚さは、プリント配線板に形成される導体層の厚みによって決定してもよく、導体層の厚さは、通常、5〜70μmであるため、層間絶縁層用樹脂フィルムの厚さは、10〜100μmが好ましく、多層プリント配線板の薄型化を可能とする観点からは、15〜80μmがより好ましく、20〜50μmがさらに好ましい。
本発明の層間絶縁層用樹脂フィルムは、支持体の上に形成されたものであってもよい。
支持体としては、有機樹脂フィルム、金属箔、離型紙等が挙げられる。
有機樹脂フィルムの材質としては、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル等のポリオレフィン;ポリエチレンテレフタレート(以下、「PET」ともいう)、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル;ポリカーボネート、ポリイミドなどが挙げられる。これらの中でも、価格及び取り扱い性の観点から、PETが好ましい。
金属箔としては、銅箔、アルミニウム箔等が挙げられる。支持体に銅箔を用いる場合には、銅箔をそのまま導体層とし、回路を形成することもできる。この場合、銅箔としては、圧延銅、電解銅箔等を用いることができる。また、銅箔の厚さは、例えば、2〜36μmとすることができる。厚さの薄い銅箔を用いる場合には、作業性を向上させる観点から、キャリア付き銅箔を使用してもよい。
本発明の一態様として、前記層間絶縁層用樹脂フィルムと、上記有機樹脂フィルムとを有する多層樹脂フィルムが挙げられる。該多層樹脂フィルムは、後述するように、層間絶縁層用樹脂フィルムからなる層(層間絶縁層用樹脂組成物層)と共に、接着補助層を有していてもよい。
支持体の厚さは、取扱い性及び経済性の観点から、5〜120μmが好ましく、10〜70μmがより好ましく、15〜50μmがより好ましく、25〜50μmが特に好ましい。
支持体は、多層プリント配線板を製造する際に、通常、最終的に剥離又は除去される。
本発明の層間絶縁層用樹脂フィルムの支持体とは反対側の面には、保護フィルムを配してもよい。保護フィルムは、層間絶縁層用樹脂フィルムの支持体が設けられている面とは反対側の面に設けられるものであり、層間絶縁層用樹脂フィルムへの異物等の付着及びキズ付きを防止する目的で使用される。保護フィルムは、層間絶縁層用樹脂フィルムをラミネート、熱プレス等で回路基板等に積層する前に剥離される。
保護フィルムとしては、支持体と同様の材料を用いることができる。保護フィルムの厚さは、例えば、1〜40μmの厚さを有するものを使用することができる。
本発明の層間絶縁層用樹脂フィルムは、例えば、支持体上に層間絶縁層用樹脂組成物を塗工した後、乾燥して製造することができる。その際、層間絶縁層用樹脂組成物は有機溶剤に溶解及び/又は分散させてワニスの状態にすることが好ましい。
有機溶剤としては、アセトン、メチルエチルケトン(以下、「MEK」ともいう)、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;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、カルビトールアセテート等の酢酸エステル系溶剤;セロソルブ、ブチルカルビトール等のカルビトール系溶剤;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド系溶剤などが挙げられる。これらは単独で又は2種以上を混合して使用してもよい。これらの中でも、溶解性の観点から、ケトン系溶剤が好ましく、MEK、メチルイソブチルケトンがより好ましい。
乾燥条件は、ワニス中の有機溶剤の量及び種類によっても異なるが、例えば、20〜80質量%の有機溶剤を含むワニスであれば、50〜150℃で1〜10分間乾燥すればよい。
次に、本発明の多層樹脂フィルムの一態様として、接着補助層を有する多層樹脂フィルムについて説明する。
接着補助層を有する多層樹脂フィルムは、有機樹脂フィルムと、接着補助層と、本発明の層間絶縁層用樹脂フィルムからなる層間絶縁層用樹脂組成物層とを、この順に有する多層樹脂フィルムである。
層間絶縁層用樹脂組成物層は、本発明の層間絶縁層用樹脂フィルムからなる層であり、その好適な態様は、本発明の層間絶縁層用樹脂フィルムの説明のとおりである。
層間絶縁層用樹脂組成物層は、接着補助層を有する多層樹脂フィルムを用いて多層プリント配線板を製造する場合において、回路基板と接着補助層との間に設けられる層であり、該層間絶縁層用樹脂組成物層を硬化して得られる絶縁層は、例えば、多層プリント配線板において、多層化された回路パターン同士を絶縁する役割を果たす。また、層間絶縁層用樹脂組成物層は、回路基板にスルーホール、ビアホール等が存在する場合、それらの中に流動し、該ホール内を充填する役割も果たす。
接着補助層は、ビルドアップ方式によって多層化された多層プリント配線板において、多層化された回路パターン同士を絶縁し、かつ平滑でめっきピール強度を高くする役割を果たす層である。
接着補助層の厚さは、導体層との接着性が高い層間絶縁層を得る観点から、1〜10μmが好ましく、2〜8μmがより好ましい。
接着補助層は、接着補助層用樹脂組成物を用いて形成することができる。
接着補助層用樹脂組成物は、平滑な表面を有し、導体層との接着性が高い層間絶縁層を得る観点から、(H)シアネート樹脂を含有することが好ましい。
(H)シアネート樹脂としては、前記層間絶縁層用樹脂組成物が含有する(B)シアネート樹脂と同様のものが挙げられ、好適な態様も同様である。
接着補助層用樹脂組成物が(H)シアネート樹脂を含有する場合、その含有量は、平滑な表面を有し、導体層との接着性が高い層間絶縁層を得る観点から、接着補助層用樹脂組成物の固形分100質量部に対して、5〜50質量部が好ましく、10〜40質量部がより好ましく、20〜35質量部がさらに好ましい。
接着補助層用樹脂組成物は、さらに、(J)エポキシ樹脂を含有することが好ましい。
(J)エポキシ樹脂としては、前記層間絶縁層用樹脂組成物が含有することができる(A)エポキシ樹脂と同様のものが挙げられる。これらの中でも、得られる層間絶縁層のリフロー耐熱性が優れる観点から、アラルキルノボラック型エポキシ樹脂が好ましく、ビフェニル骨格を有するアラルキルノボラック型エポキシ樹脂がより好ましい。
ビフェニル骨格を有するアラルキルノボラック型エポキシ樹脂とは、分子中にビフェニル誘導体の芳香族環を含有するアラルキルノボラック型のエポキシ樹脂をいい、下記一般式(6)で表される構造単位を含有するエポキシ樹脂等が挙げられる。
(式中、RJ1は水素原子又はメチル基を示す。)
一般式(6)で表される構造単位を含有するエポキシ樹脂は、同様の観点から、下記一般式(6’)で表されるエポキシ樹脂であることが好ましい。
(式中、RJ1は、一般式(6)中におけるRJ1と同様であり、sは、1〜20の整数を示す。)
また、接着補助層用樹脂組成物中における、(J)エポキシ樹脂と(H)シアネート樹脂との質量比[(J)/(H)]は、導体層との接着性が高い層間絶縁層を得る観点から、0.5〜5が好ましく、1〜3がより好ましく、1.2〜2.5がさらに好ましい。
接着補助層用樹脂組成物は、さらに、(K)ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂及びポリベンゾオキサゾール樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種を含有することが好ましい。これらの中でも、表面粗さが小さく、めっき法によって形成した導体層との接着強度に優れる層間絶縁層を得る観点から、ポリアミド樹脂を含有することが好ましい。
このようなポリアミド樹脂としては、下記一般式(7−1)で表される構造単位、下記一般式(7−2)で表される構造単位及び下記一般式(7−3)で表される構造単位を含有するフェノール性水酸基含有ポリブタジエン変性ポリアミド樹脂が好ましい。
RK1、RK2及びRK3は、それぞれ独立に、芳香族ジアミン又は脂肪族ジアミンに由来する2価の基であり、RK4は、芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸又は両末端にカルボキシ基を有するオリゴマーに由来する2価の基である。
フェノール性水酸基含有ポリブタジエン変性ポリアミド樹脂の製造に用いられる脂肪族ジアミンとしては、エチレンジアミン、プロパンジアミン、ヒドロキシプロパンジアミン、ブタンジアミン、ヘプタンジアミン、ヘキサンジアミン、ジアミノジエチルアミン、ジアミノプロピルアミン、シクロペンタンジアミン、シクロヘキサンジアミン、アザペンタンジアミン、トリアザウンデカジアミン等が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を混合して使用してもよい。
フェノール性水酸基含有ポリブタジエン変性ポリアミド樹脂の製造に用いられるフェノール性水酸基を含有しないジカルボン酸としては、芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、両末端にカルボキシ基を有するオリゴマー等が挙げられる。
芳香族ジカルボン酸としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ビフェニルジカルボン酸、メチレン二安息香酸、チオ二安息香酸、カルボニル二安息香酸、スルホニル安息香酸、ナフタレンジカルボン酸等が挙げられる。
脂肪族ジカルボン酸としては、シュウ酸、マロン酸、メチルマロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸、りんご酸、酒石酸、(メタ)アクリロイルオキシコハク酸、ジ(メタ)アクリロイルオキシコハク酸、(メタ)アクリロイルオキシりんご酸、(メタ)アクリルアミドコハク酸、(メタ)アクリルアミドりんご酸等が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を混合して使用してもよい。
ポリアミド樹脂としては、表面粗さが小さく、めっき法によって形成した導体層との接着強度に優れる層間絶縁層を得る観点から、「BPAM−01」及び「BPAM−155」が好ましく、「BPAM−155」がより好ましい。「BPAM−155」は、末端にアミノ基を有するゴム変性ポリアミド樹脂であり、エポキシ基との反応性を有するため、「BPAM−155」を含有する熱硬化性樹脂組成物から得られる層間絶縁層は、めっき法によって形成した導体層との接着強度により優れ、表面粗さが小さくなる傾向にある。
ポリアミド樹脂の重量平均分子量は、同様の観点から、100,000〜140,000が好ましく、103,000〜130,000がより好ましく、105,000〜120,000がさらに好ましい。
なお、数平均分子量及び重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)(東ソー株式会社製)により、標準ポリスチレンの検量線を用いて測定したものであり、詳細には、実施例に記載の方法に従って測定したものである。
接着補助層用樹脂組成物は、さらに、(L)比表面積が20〜500m2/gである無機充填材(以下、単に「(L)無機充填材」ともいう)を含有することが好ましい。
(L)無機充填材は、本発明の樹脂組成物を熱硬化して形成される層間絶縁層をレーザー加工する際に、樹脂の飛散を防止し、レーザー加工の形状を整えることを可能にする観点から重要である。また、層間絶縁層の表面を酸化剤で粗化する際に、適度な粗化面を形成し、めっきによって接着強度に優れる導体層の形成を可能にする観点から重要であり、そのような観点から選択することが好ましい。
(L)無機充填材の形状は、任意の形状であり、特に、後述するヒュームドシリカ、コロイダルシリカ等は球形でないため、適度な粗化面の形成、接着強度に優れる導体層の形成等の効果を発現させるために、比表面積を上記の範囲に調整することが好ましい。
比表面積は、窒素等の不活性気体の低温低湿物理吸着によるBET法で求めることができる。具体的には、粉体粒子表面に、窒素等の吸着占有面積が既知の分子を液体窒素温度で吸着させ、その吸着量から粉体粒子の比表面積を求めることができる。
(L)無機充填材は、耐湿性を向上させるために、シランカップリング剤等の表面処理剤で表面処理している無機充填材であってもよい。また、(L)無機充填材は、有機溶剤に溶解又は均一に分散するものであることが好ましい。
接着補助層用樹脂組成物は、さらに、(M)硬化促進剤を含有することが好ましい。
(M)硬化促進剤としては、前記(G)硬化促進剤と同様のものが挙げられる。これらの中でも、有機リン化合物が好ましく、トリフェニルホスフィンがより好ましい。
接着補助層用樹脂組成物が(M)硬化促進剤を含有する場合、その含有量は、(M)硬化促進剤の種類によっても異なるが、例えば、(M)硬化促進剤として有機リン化合物を含有する場合、(A)エポキシ樹脂の固形分100質量部に対して、0.001〜1質量部が好ましく、0.002〜0.1質量部がより好ましく、0.003〜0.05質量部がさらに好ましい。
接着補助層用樹脂組成物は、本発明の効果を阻害しない範囲で、上記各成分以外の成分を含有していてもよい。その他の成分としては、層間絶縁層用樹脂組成物が含有していてもよいその他の成分と同様のものが挙げられる。
接着補助層を有する多層樹脂フィルムの製造方法としては、例えば、支持体上にワニスの状態とした接着補助層用樹脂組成物を塗工した後、乾燥して、支持体上に接着補助層を形成した後、該接着補助層の上に、ワニスの状態とした層間絶縁層用樹脂組成物を塗工した後、乾燥して、層間絶縁層用樹脂組成物層を形成する方法が挙げられる。
別の方法としては、例えば、上述の方法で支持体上に接着補助層を形成し、別途、層間絶縁層用樹脂組成物層を剥離可能なフィルムの上に形成し、支持体上に形成された接着補助層と、フィルム上に形成された層間絶縁層用樹脂組成物層とを、接着補助層が形成された面と層間絶縁層用樹脂組成物層が形成された面とが接するようにラミネートする方法も挙げられる。この場合、層間絶縁層用樹脂組成物層を剥離可能なフィルムは、保護フィルムとしての役割も果たすことができる。
本発明の多層プリント配線板は、本発明の層間絶縁層用樹脂フィルム及び多層樹脂フィルムからなる群から選択される少なくとも1種を用いて得られるものである。つまり、本発明の層間絶縁層用樹脂フィルムは、多層プリント配線板用として有用である。さらには、本発明の層間絶縁層用樹脂フィルムは、多層プリント配線板、特にビルドアップ配線板のビルドアップ層形成用としても有用である。
本発明の多層プリント配線板は、例えば、下記工程(1)〜(6)[但し、工程(3)は任意である。]を含む製造方法により製造することができ、工程(1)、(2)又は(3)の後で支持体を剥離又は除去してもよい。
なお、以下、単に「樹脂フィルム」と称する場合は、「層間絶縁層用樹脂フィルム」及び「多層樹脂フィルム」の両者を指すものとする。
(2)工程(1)でラミネートされた樹脂フィルムを熱硬化し、絶縁層を形成する工程[以下、絶縁層形成工程(2)と称する]。
(3)工程(2)で絶縁層を形成した回路基板に穴あけする工程[以下、穴あけ工程(3)と称する]。
(4)絶縁層の表面を酸化剤によって粗化処理する工程[以下、粗化処理工程(4)と称する]。
(5)粗化された絶縁層の表面にめっきにより導体層を形成する工程[以下、導体層形成工程(5)と称する]。
(6)セミアディティブ法により導体層に回路形成する工程[以下、回路形成工程(6)と称する]。
該ラミネートは、例えば、樹脂フィルム及び回路基板を必要に応じて予備加熱してから、圧着温度60〜140℃、圧着圧力0.1〜1.1MPa(9.8×104〜107.9×104N/m2)、空気圧20mmHg(26.7hPa)以下の減圧下で実施することができる。また、ラミネートの方法は、バッチ式であっても、ロールでの連続式であってもよい。
支持体を剥離する場合は、剥離した後、回路基板にラミネートされた樹脂フィルムを加熱硬化させて絶縁層、つまり後に「層間絶縁層」となる絶縁層を形成する。接着補助層を有する多層樹脂フィルムを用いる場合、ここで形成される絶縁層は、層間絶縁層用樹脂組成物層の硬化物と接着補助層の硬化物とから構成される層になる。
加熱硬化は、2段階で行ってもよく、その条件としては、例えば、1段階目は100〜200℃で5〜30分間であり、2段階目は140〜220℃で20〜80分間である。離型処理の施された支持体を使用した場合には、熱硬化させた後に、支持体を剥離してもよい。
酸化剤としては、過マンガン酸塩(過マンガン酸カリウム、過マンガン酸ナトリウム等)、重クロム酸塩、オゾン、過酸化水素、硫酸、硝酸等が挙げられる。これらの中でも、ビルドアップ工法による多層プリント配線板の製造における絶縁層の粗化に汎用されている酸化剤である、アルカリ性過マンガン酸溶液(例えば、過マンガン酸カリウム、過マンガン酸ナトリウムの水酸化ナトリウム水溶液)を用いることができる。
粗化処理により、絶縁層の表面に凹凸のアンカーが形成する。
めっき方法としては、無電解めっき法、電解めっき法等が挙げられる。めっき用の金属は、めっきに使用し得る金属であれば特に制限されない。めっき用の金属は、銅、金、銀、ニッケル、白金、モリブデン、ルテニウム、アルミニウム、タングステン、鉄、チタン、クロム、又はこれらの金属元素のうちの少なくとも1種を含む合金の中から選択することができ、銅、ニッケルであることが好ましく、銅であることがより好ましい。
なお、先に導体層(配線パターン)とは逆パターンのめっきレジストを形成しておき、その後、無電解めっきのみで導体層(配線パターン)を形成する方法を採用することもできる。
導体層の形成後、150〜200℃で20〜120分間アニール処理を施してもよい。アニール処理を施すことにより、層間絶縁層と導体層との間の接着強度がさらに向上及び安定化する傾向にある。また、このアニール処理によって、層間絶縁層の硬化を進めてもよい。
回路形成工程(6)において、導体層をパターン加工し、回路形成する方法としては、サブトラクティブ法、フルアディティブ法、セミアディティブ法(SAP:SemiAdditive Process)、モディファイドセミアディティブ法(m−SAP:modified Semi Additive Process)等の公知の方法を利用することができる。
また、導体層と絶縁層とが交互に層形成され、片面又は両面にパターン加工された導体層(回路)を有する多層プリント配線板、上記回路基板の片面又は両面に、本発明の樹脂フィルムから形成された層間絶縁層を有し、その片面又は両面にパターン加工された導体層(回路)を有するもの、本発明の樹脂フィルムを張り合わせて硬化して形成した硬化物(層構造としては、接着補助層、層間絶縁層用樹脂組成物層、層間絶縁層用樹脂組成物層、接着補助層の順番となる)の片面又は両面にパターン加工された導体層(回路)を有するものなども本発明における回路基板に含まれる。
層間絶縁層の回路基板への接着性の観点からは、回路基板の導体層の表面は、黒化処理等により、予め粗化処理が施されていてもよい。
エポキシ樹脂として、ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂である「NC−3000−H」(日本化薬株式会社製、商品名、固形分濃度100質量%)を25.8質量部、
ノボラック型フェノール樹脂として、「PAPS−PN2」(旭有機材工業株式会社製、商品名、固形分濃度100質量%、Mw/Mn=1.17)を6.3質量部、
エポキシ樹脂硬化剤として、トリアジン変性フェノールノボラック樹脂である「LA−1356−60M」(DIC株式会社製、商品名、溶剤:MEK、固形分濃度60質量%)を4.9質量部、
無機充填材として、「SO−C2」(株式会社アドマテックス製、商品名、平均粒径;0.5μm)の表面をアミノシランカップリング剤で処理し、さらに、MEK中に分散させたシリカ(固形分濃度70質量%)を92.9質量部、
硬化促進剤として、2−エチル−4−メチルイミダゾールである「2E4MZ」(四国化成工業株式会社製、商品名、固形分濃度100質量%)を0.026質量部、
追加溶剤としてMEKを13.1質量部配合し、混合及びビーズミル分散処理を施して接着フィルム用樹脂組成物ワニス1を作製した。
上記で得られた接着フィルム用樹脂組成物ワニス1を、支持体フィルムであるPET(帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名:G2、フィルム厚:50μm)上に塗布した後、乾燥して、樹脂組成物層を形成した。なお、塗工厚さは40μmとして、乾燥は、樹脂組成物層中の残留溶剤が8.0質量%になるように行った。乾燥後、樹脂組成物層面側に保護フィルムとして、ポリエチレンフィルム(タマポリ株式会社製、商品名:NF−13、厚さ:25μm)を積層した。その後、得られたフィルムをロール状に巻き取り、接着フィルム1を得た。
実施例1において、原料組成、製造条件を表1に記載のとおりに変更した以外は、実施例1と同様にして、接着フィルム2〜6、8〜12を得た。
支持体フィルムであるPET(帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名:G2、フィルム厚:50μm)の上に、10μmの膜厚になるように、以下の手順で作製した樹脂ワニスAを塗布及び乾燥して得られた60μm厚さの支持体フィルム2を準備した。
エポキシ樹脂として、ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂である「NC−3000−H」(日本化薬株式会社製、商品名、固形分濃度100質量%)を63.9質量部、
エポキシ樹脂硬化剤として、トリアジン変性フェノールノボラック樹脂である「LA−1356−60M」(DIC株式会社製、商品名、溶剤;MEK、固形分濃度60質量%)を18.0質量部、
コアシェルゴム粒子である「EXL−2655」(ローム・アンド・ハース電子材料株式会社製、商品名)を15.2質量部、
無機充填材として、ヒュームドシリカである「アエロジルR972」(日本アエロジル株式会社製、商品名、平均粒径;0.02μm、固形分濃度100質量%)を8.8質量部、
硬化促進剤として、2−エチル−4−メチルイミダゾールである「2E4MZ」(四国化成工業株式会社製、商品名、固形分濃度100質量%)を1.28質量部、
追加溶剤として、シクロヘキサノンを226.1質量部配合し、混合及びビーズミル分散処理を施して樹脂ワニスAを作製した。
上記で得られた樹脂ワニスAを、支持体フィルムであるPET(帝人デュポンフィルム株式会社製、商品名:G2、フィルム厚:50μm)上に、10μmの膜厚になるように塗布した後、乾燥して、フィルム厚が60μmの支持体フィルム2を得た。
支持体フィルム2と、接着フィルム用樹脂組成物ワニスを用いて、実施例1と同様にして接着フィルム7を得た。
得られた接着フィルム1〜12は以下の方法により評価した。
得られた接着フィルム1〜12を500mm×500mmのサイズに切断し、接着フィルムの取扱い性試験用試料1〜12を作製した。
作製した接着フィルムの取扱い性試験用試料1〜12を用いて、次の(1)〜(3)の方法により取扱い性を評価し、いずれかの試験において不良とされたものを「取扱い性不良」、いずれの試験でも不良でなかったものを「取扱い性良好」とした。
(1)接着フィルムの取扱い性試験用試料1〜12について、まず、保護フィルムを剥離した。保護フィルムを剥離する際に、塗布及び乾燥した樹脂が一部、保護フィルム側に付着したもの、又は粉落ちが発生したものを、取扱い性不良とした。
(2)フィルムの中央端2点(500mm×250mmになるように、端部の2点)を持ち、塗布及び乾燥した樹脂に割れが発生したものを、取扱い性不良とした。
(3)表面の銅箔に黒化及び還元処理を施した銅張積層板である「MCL−E−679FG(R)」(日立化成株式会社製、銅箔厚12μm、板厚0.41mm)に、バッチ式の真空加圧式ラミネーター「MVL−500」(株式会社名機製作所製、商品名)を用いてラミネートによって積層した。この際の真空度は30mmHg以下であり、温度は90℃、圧力は0.5MPaの設定とした。室温に冷却後、支持体フィルムを剥がした(接着フィルム7については、支持体フィルム2のうち、PETとその上に形成した樹脂層の間で剥がれた)。この際に、粉落ちが発生したり、PETが途中で破れた材料を取り扱い性不良とした。
得られた接着フィルム1〜12をそれぞれ200mm×200mmのサイズに切断し、保護フィルムを剥がし、18μm厚さの銅箔に、バッチ式の真空加圧式ラミネーター「MVL−500」(株式会社名機製作所製、商品名)を用いてラミネートによって積層した。この際の真空度は30mmHg以下であり、温度は90℃、圧力は0.5MPaの設定とした。
室温に冷却後、支持体フィルムを剥がし(接着フィルム7については、支持体フィルム2のうち、PETとその上に形成した樹脂層の間で剥がれた)、180℃の乾燥機中で120分間硬化した。その後、塩化第二鉄液で銅箔を除去し、幅3mm、長さ8mmに切り出したものを、熱膨張係数測定用試料1〜12とした。
得られた熱膨張係数測定用試料1〜12をセイコーインスツル株式会社製の熱機械分析装置を用い、昇温速度10℃/分で240℃まで昇温させ、−10℃まで冷却後、昇温速度10℃/分で300℃まで昇温させた際の膨張量の変化曲線を得て、該膨張量の変化曲線の0〜150℃の平均熱膨張係数を求めた。
埋め込み性評価基板に使用した内層回路は次のとおりである。銅箔厚が12μm、板厚が0.15mm(銅箔厚を含む)の銅張積層板である「MCL−E−679FG(R)」(日立化成株式会社製、商品名)に直径が0.15mmのスルーホールを5mm間隔で25個×25個の群になるようにドリル穴あけ法によって作製した。次いで、デスミア及び無電解めっきを施し、電解めっきを用いてスルーホール中に電解めっきを施した。
その結果、銅厚を含む板厚が0.2mm、直径が0.1mm、5mm間隔で25個×25個のスルーホールを有する回路基板を得た。
次に、保護フィルムを剥がした接着フィルム1〜12を、樹脂組成物層が回路基板の回路面側と対向するように配置した後、バッチ式の真空ラミネーター「MVL−500」(株式会社名機製作所製、商品名)を用いてラミネートによって積層した。この際の真空度は30mmHgであり、温度は90℃、圧力は0.5MPaの設定とした。
室温に冷却後、両面に接着フィルムが付いたスルーホールを有する回路基板を1mmの厚さのアルミ板2枚で挟み、前記真空ラミネーターを用いてラミネートを行った。この際の真空度は30mmHgであり、温度は90℃、圧力は0.7MPaの設定とした。
室温に冷却後、支持体フィルムを剥がし(接着フィルム7については、支持体フィルム2のうち、PETとその上に形成した樹脂層の間で剥がれた)、180℃の乾燥機中で120分間硬化した。こうして、埋め込み性評価基板1〜12を得た。
株式会社ミツトヨ製の接触式の表面粗さ計「SV2100」(商品名)を用い、埋め込み性評価基板1〜12のスルーホール部分表面の段差を測定した。段差は、スルーホールの表面の中心部分が10個入るように測定し、10個の凹みの平均値を計算した。
[エポキシ樹脂]
・NC−3000−H:ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂(日本化薬株式会社製、商品名、固形分濃度100質量%)
・N−673−80M:クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(DIC株式会社製、商品名、溶剤;MEK、固形分濃度80質量%)
[ノボラック型フェノール樹脂]
・PAPS−PN2:ノボラック型フェノール樹脂(旭有機材工業株式会社製、商品名、固形分濃度100質量%、Mw/Mn=1.17)
・PAPS−PN3:ノボラック型フェノール樹脂(旭有機材工業株式会社製、商品名、固形分濃度100質量%、Mw/Mn=1.50)
・HP−850:リン酸ではなく塩酸を使用して製造したノボラック型フェノール樹脂(日立化成株式会社製、商品名、固形分濃度100質量%)
[トリアジン変性フェノールノボラック樹脂]
・LA−1356−60M:トリアジン変性フェノールノボラック樹脂(DIC株式会社製、商品名、溶剤;MEK、固形分濃度60質量%)
[無機充填材]
・SO−C2:株式会社アドマテックス製のシリカ「SO−C2」(商品名、平均粒径;0.5μm)の表面をアミノシランカップリング剤で処理し、さらに、MEK溶剤中に分散させたシリカ(固形分濃度70質量%)
・SO−C6:株式会社アドマテックス製のシリカ「SO−C6」(商品名、平均粒径;2.2μm)の表面をアミノシランカップリング剤で処理し、さらに、MEK溶剤中に分散させたシリカ(固形分濃度70質量%)
・アエロジルR972:ヒュームドシリカ(日本アエロジル株式会社製、商品名、固形分濃度100質量%、比表面積:100m2/g)
[硬化促進剤]
・2E4MZ:2−エチル−4−メチルイミダゾール(四国化成工業株式会社製、商品名、固形分濃度100質量%)
一方、本発明の接着フィルムを用いなかった場合、取扱い性、熱膨張係数、埋め込み性のいずれかが劣っていた。
すなわち、第1の発明によれば、熱膨張係数が低く、埋め込み性に優れ、取扱い性に優れる接着フィルムを提供でき、硬化後の熱膨張係数が低い層間絶縁層を提供できることが分かる。
・装置:ポンプ:880−PU[日本分光株式会社製]
RI検出器:830−RI[日本分光株式会社製]
恒温槽:860−CO[日本分光株式会社製]
オートサンプラー:AS−8020[東ソー株式会社製]
・溶離液:テトラヒドロフラン
・試料濃度:30mg/5mL
・注入量:20μL
・流量:1.00mL/分
・測定温度:40℃
製造例1
(シアネートプレポリマーAの合成)
ディーンスターク還流冷却器、温度計及び撹拌器を備えた5Lのセパラブルフラスコに、ビスフェノールA型の2官能のシアネート樹脂である「アロシー(登録商標)B−10」(ハンツマン社製、分子量278)を3,000g、p−(α−クミル)フェノール(三井化学ファイン株式会社製、分子量212)を45.8g、トルエンを1,303g投入して反応溶液とした。反応溶液の昇温を開始し、反応溶液の温度が90℃になるまで撹拌した。90℃に到達した時点で、ナフテン酸亜鉛(和光純薬工業株式会社製、固形分濃度8質量%、ミネラルスピリット溶液カット品)を反応溶液に2.799g添加した。その後、さらに110℃に昇温し、110℃で180分間撹拌させた。続いて、反応溶液の固形分濃度が70質量%になるようにトルエンを追加配合することによって、トルエンに溶解したシアネートプレポリマーA(重量平均分子量:約3,200)を作製した。
製造例2
表2に示す配合組成(表中の数値は固形分の質量部であり、溶液(有機溶剤を除く)又は分散液の場合は固形分換算量である。)に従って組成物を配合し、樹脂成分が溶解するまで撹拌し、ビーズミル処理によって分散することによって、ワニス状の接着補助層用樹脂組成物(固形分濃度:20質量%)を得た。
上記で得られた接着補助層用樹脂組成物を、厚さ38μmの支持体である片面に離型処理が施されたPETフィルム(帝人・デュポンフィルム株式会社製、NR−1、製品名)の離型処理面の上にダイコーターを用いて塗工し、130℃で2分間乾燥させることで、接着補助層の膜厚が3μmの支持体付き接着補助層を得た。使用した原料を表2に示す。
・シアネートプレポリマーA:製造例1で合成したシアネートプレポリマーA
・NC−3000−H:ビフェニルアラルキル構造含有ノボラック型エポキシ樹脂(日本化薬株式会社製「NC−3000−H」、エポキシ当量:289g/eq、固形分濃度100質量%)
・BPAM−155:末端にアミノ基を有するゴム変性ポリアミド樹脂(日本化薬株式会社製「BPAM−155」、数平均分子量:26,000、重量平均分子量:110,000、固形分濃度100質量%)を予めジメチルアセトアミドに固形分濃度が10質量%になるように溶解したもの。
・アエロジルR972:ヒュームドシリカ(日本アエロジル株式会社製「アエロジル(登録商標)R972」、比表面積:100m2/g、固形分濃度100質量%)
・トリフェニルホスフィン:(東京化成工業株式会社製、固形分濃度100質量%)
(参考)実施例1
表3に示す配合組成(表中の数値は固形分の質量部であり、溶液(有機溶剤を除く)又は分散液の場合は固形分換算量である。)に従って組成物を配合し、ビーズミル処理によって分散し、ワニス状の層間絶縁層用樹脂組成物1(固形分濃度:71質量%)を得た。
次に、層間絶縁層用樹脂組成物1を、支持体である厚さ38μmの片面に離型処理が施されたPETフィルム(帝人・デュポンフィルム株式会社製、NR−1、製品名)の離型処理面の上にダイコーターを用いて塗工し、100℃で1.5分間乾燥させることで、PETフィルム上に膜厚が40μmの層間絶縁層用樹脂フィルムを得た。
また、上記で得た層間絶縁層用樹脂組成物1を、製造例2で得られた支持体付き接着補助層の接着補助層の上にダイコーターを用いて塗工し、100℃で1.5分間乾燥させることで、膜厚が37μmの層間絶縁層用樹脂組成物層を形成し、接着補助層を有する多層樹脂フィルムを得た。
(参考)実施例1において、層間絶縁層用樹脂組成物の組成を表3に示す組成に変更した以外は、(参考)実施例1と同様にして、層間絶縁層用樹脂フィルム及び接着補助層を有する多層樹脂フィルムを得た。
(1)難燃性
両面銅張り積層板(日立化成株式会社製、商品名:MCL−E−679F、0.8mm厚)の銅箔をエッチングにより取り除き、その両面に、各例で得られた層間絶縁層用樹脂フィルムを、樹脂面が積層板に対向するように配置してラミネートした後、190℃で120分間熱硬化させて試験片を作製した。得られた試験片について、UL−94規格に基づく垂直燃焼試験(V法)に準じて、難燃性を評価した。
各例で得られた樹脂フィルムを室温(25℃)で5日間放置した後、樹脂面を外側(支持体を内側)にして180°に折り曲げ、割れの有無を目視にて確認した。層間絶縁層用樹脂フィルム20枚について確認し、表3に「割れが生じた層間絶縁層用樹脂フィルムの数/20」として示した。
ガラス転移温度(Tg)は、各例で得られた樹脂フィルムからシート状の硬化物を作製し、この硬化物について熱機械分析(TMA)を行って評価した。
シート状の硬化物は、樹脂フィルムをラミネートにより1枚ずつ積層させ、合計5枚積層させた積層体を作製し、該積層体を190℃で180分間熱硬化させて作製した。
該硬化物を、縦40mm(X方向)、横4mm(Y方向)、厚さ80mm(Z方向)に切り出したものを評価基板とし、該評価基板について、熱機械分析装置(TAインスツルメント社製、Q400)を用い、圧縮法で熱機械分析を行った。具体的には、前記評価基板を前記装置に引っ張り方向(x−y方向)に装着後、荷重5g、昇温速度10℃/分の測定条件にて連続して2回測定し、2回目の測定における熱膨張曲線の異なる接線の交点で示されるTgを求め、耐熱性の指標とした。結果を表3に示す。
ガラス転移温度の評価に用いた樹脂フィルムの硬化物の作製方法と同様の方法によりシート状の硬化物を作製し、該硬化物を、長さ70mm、幅2mmに切り出したものを評価サンプルとした。この評価サンプルについてアジレントテクノロジーズ(Agilent Technologies)社製の「HP8362B」を用い、空洞共振摂動法により、測定周波数5GHz、測定温度23℃にて誘電正接を測定した。結果を表3に示す。
表面粗さを測定するに当たり、以下の手順で表面粗さ測定用基板を作製した。
両面銅張り積層板(日立化成株式会社製、商品名:MCL−E−679F、0.8mm厚)をメック株式会社製のエッチング剤「CZ8101」(商品名)を用いて1μmエッチングして粗化処理を施した後、その両面に、各例で得られた接着補助層を有する多層樹脂フィルムを、樹脂面が積層板に対向するように配置してラミネートした。その後、支持体フィルムをつけた状態で190℃で60分間熱硬化させ、支持体フィルムを剥離した。得られた試料を、縦60mm(X方向)、横120mm(Y方向)に切り出したものを試験片とし、該試験片を80℃に加温した膨潤液「CIRCUPOSIT MLB CONDITIONER211」(ローム・アンド・ハース電子材料社製)に3分間浸漬処理した。次に、80℃に加温した粗化液「CIRCUPOSIT MLB PROMOTER213」(ローム・アンド・ハース電子材料社製)に8分間浸漬処理した。引き続き、45℃に加温した中和液「CIRCUPOSIT MLB NEUTRALIZER MLB216」(ローム・アンド・ハース電子材料社製)に5分間浸漬処理して中和した。このようにして、表面を粗化処理した表面粗さ測定用基板を得た。
得られた表面粗さ測定用基板について、比接触式表面粗さ計「WykoNT9100」(ブルカー・エイエックスエス株式会社製、商品名)を用い、内部レンズ1倍、外部レンズ50倍を用いて、接着補助層の表面粗さの測定を行い、算術平均粗さ(Ra)を得た。算術平均粗さ(Ra)は、表面粗さ測定用基板中の任意の部分(ただし、レーザーによるビアホールが形成されていない領域)について5箇所の平均粗さを測定し、これらの平均値とした。結果を表3に示す。算術平均粗さ(Ra)は本発明の主旨から、小さいほうが好ましい。
・N−673:クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(DIC株式会社製「エピクロン(登録商標)N−673」、エポキシ当量:210g/eq、固形分濃度100質量%)
・jER157S70:ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製「jER(登録商標)157S70」、エポキシ当量:210g/eq、固形分濃度100質量%)
・jER828:ビスフェノールA型の液状エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製「jER(登録商標)828」、固形分濃度100質量%、エポキシ当量:185g/eq)
・シアネートプレポリマーA:製造例1で合成したシアネートプレポリマーA
・BA3000S:ビスフェノールA型シアネート樹脂のプレポリマー(ロンザ社製「プリマセットBA3000S」)
・アミノシランカップリング剤処理SO−C2:アミノシランカップリング剤(信越化学株式会社製、商品名:KBM573)で処理を施した球状シリカ「SO−C2」(株式会社アドマテックス製、平均粒径:0.5μm)をMEK溶剤中に固形分濃度が70質量%になるように分散させたシリカスラリー
・PX−200:1,3−フェニレン−ビス(ジ−2,6−ジメチルフェニルホスフェート)(大八化学工業株式会社製、リン含有量:9質量%、一般式(1)で表される化合物)
・CR−741:ビスフェノールAビス(ジフェニルホスフェート)(大八化学工業株式会社製、リン含有量:8.9質量%、一般式(1)で表される化合物)
・PX−201:1,4−フェニレン−ビス(ジ−2,6−ジメチルフェニルホスフェート)(大八化学工業株式会社製、リン含有量:9質量%、一般式(1)で表される化合物)
・PX−202:4,4’−ビフェニレン−ビス(ジ−2,6−ジメチルフェニルホスフェート)(大八化学工業株式会社製、リン含有量:8.1質量%、一般式(1)で表される化合物)
・TPP:トリフェニルホスフェート(大八化学工業株式会社製、リン含有量:9.5質量%)
・TCP:トリクレジルホスフェート(大八化学工業株式会社製、リン含有量:8.4質量%)
・TXP:トリキシレニルホスフェート(大八化学工業株式会社製、リン含有量:7.6質量%)
・SPB100:フェノキシホスファゼン(大塚化学株式会社製、リン含有量:13質量%、一般式(2)で表される化合物)
・HCA−HQ−HS:10−(2,5−ジヒドロキシフェニル)−9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイド(三光株式会社製)
・OP−930:ポリリン酸塩化合物(クラリアントジャパン株式会社製、リン含有量:23質量%、平均粒子径;約5μm)
・YX7200B35:フェノキシ樹脂(三菱化学株式会社製「jER(登録商標)YX7200B35」、エポキシ当量:3,000〜16,000g/eq、固形分濃度35質量%、MEKカット)
・HPC−8000−65T:活性エステル樹脂(DIC株式会社製「EPICLON(登録商標)HPC−8000−65T」、固形分濃度65質量%、トルエンカット品)
・トリフェニルホスフィン(関東化学株式会社製)
・ナフテン酸亜鉛:(和光純薬工業株式会社製、固形分濃度8質量%、ミネラルスピリット溶液)
・硬化促進剤1:特開2011−179008号公報を参考にして合成した下記式(G−7)で表されるトリブチルホスフィンと1,4−ベンゾキノンの付加反応物(固形分濃度100質量%)
一方、(D)リン含有化合物を含有しない(参考)比較例1の層間絶縁層用樹脂フィルムは、難燃性に劣っていた。また、環状ホスファゼン、芳香族リン酸エステル及び芳香族縮合リン酸エステルからなる群から選ばれる少なくとも1種とは異なる(D’)リン含有化合物を含有する(参考)比較例2及び3では、いずれもリン含有化合物の溶け残りが確認され、(参考)比較例2は樹脂フィルムの取り扱い性が悪く、(参考)比較例3は、表面粗さが劣っていた。
Claims (1)
- (a)重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との分散比(Mw/Mn)が、1.05〜1.8であるノボラック型フェノール樹脂と、
(b)下記一般式(I)で表されるエポキシ樹脂と、
(c)無機充填材と、
を含む樹脂組成物を、支持体フィルム上に層形成してなる樹脂組成物層を有し、
該樹脂組成物層中の(c)無機充填材の平均粒径が0.1μm以上であり、
(c)無機充填材の含有量が、樹脂固形分のうち20〜95質量%である、多層プリント配線板用の接着フィルム。
(式中、pは、1〜5の整数を示す。)
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