JPH09232703A

JPH09232703A - チップ実装プリント配線板

Info

Publication number: JPH09232703A
Application number: JP8065358A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Haruta; 要一春田; Takeya Matsumoto; 健也松本; Hiroshi Niitsuma; 裕志新妻; Hideki Hiraoka; 秀樹平岡; Masahiro Fujiwara; 正裕藤原
Original assignee: Toagosei Co Ltd
Current assignee: Toagosei Co Ltd
Priority date: 1996-02-27
Filing date: 1996-02-27
Publication date: 1997-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】ＭＣＭ−Ｌの製造において、ベアチップの
はんだバンプや金バンプと積層板上の導体回路間の接続
や、ベアチップを封止剤で被覆する際の加熱・冷却によ
り、樹脂に収縮応力が残り、ＭＣＭ自体にそり・ねじれ
が発生し、樹脂にクラックが生じ易くなる。またバンプ
接続部分にも応力が集中し破損し易くなることからベア
チップ実装の信頼性が十分に得られないという問題点が
あった。【解決手段】表面に導体回路を有する樹脂含浸ガラス
クロス積層板からなる内層基板の片面または両面に、加
熱時にゴム弾性を有する絶縁性樹脂の層を形成し、該絶
縁性樹脂の層の上に表面の導体回路を形成し、該絶縁性
樹脂の層を貫通して内層基板上の導体回路と表面の導体
回路とをめっきで接続させてなり、かつ表面の導体回路
の電極にチップ部品のバンプを接続してなるブラインド
バイアホールを有するチップ実装プリント配線板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高密度実装に適した
チップ実装プリント配線板に関するものである。特に半
導体ベアチップ実装時の加熱による熱応力を緩和し、半
導体チップの接続信頼性に優れたプリント配線板を提供
するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子機器の小型化、多機能化に伴って、
現在プリント配線板はより高密度化の方向に進んでい
る。例えば、導体回路の細線化、高多層化；スルーバイ
アホール、ブラインドバイアホールまたはバリードバイ
アホール等のインタースティシャルバイアホールを含む
スルーホールの小径化；小型チップ部品の表面実装によ
る高密度実装等が挙げられる。

【０００３】高密度化実装としては、有機材料を使用し
たマルチチップモジュールＭＣＭ−Ｌ、さらに高密度化
実装になるとセラミックを使用したＭＣＭ−Ｃ、また基
板材料を問わず、セラミック、シリコンウエハ、金属板
上に回路を多層化させたＭＣＭ−Ｄ等が多く使用され
る。これらは高密度の必要度と経済性を考慮して選択し
設計されている。つまりＭＣＭ−Ｌ、ＭＣＭ−Ｃ、ＭＣ
Ｍ−Ｄになるに従って実装密度は大きくなる反面高価に
なっている。

【０００４】価格を重視する場合にはＭＣＭ−Ｌを使用
するのが好ましい。その場合ＭＣＭ−Ｌは通常ベース材
料に汎用性のあるガラスエポキシ積層板、ガラスクロス
ポリイミド積層板またはビスマレイミド積層板等の樹脂
含浸ガラスクロス積層板を使用する。しかしながら、半
導体ベアチップと上記の積層板は熱膨張、収縮率に整合
性がない。例えばガラスエポキシ基材の熱膨張係数は
１．５×１０^-5／℃でシリコンでは２．６×１０^-4／℃
となり１桁違うことになり、収縮時の応力も大きくな
る。

【０００５】ＭＣＭ−Ｌの代表的なものは、ベアチップ
のはんだバンプや金バンプと積層板上の導体回路間を接
続し、ベアチップを封止剤で被覆している。この工程に
おいて１４０℃〜１７０℃で数十分加熱すると冷却後樹
脂には収縮応力が残り、ＭＣＭとしてそり・ねじれが発
生し樹脂にクラックが生じやすくなる。またバンプ接続
部分にも応力が集中し破損しやすくなることからベアチ
ップ実装の信頼性が十分に得られなかった。

【０００６】一方、一般に絶縁性樹脂を難燃化する場合
には、通常臭素化化合物を添加する。その場合該樹脂中
には臭素イオンや臭素化化合物製造時に混入する塩素イ
オン等のイオン性不純物が存在し、高温吸湿化でイオン
が移行して半導体ベアチップのアルミ配線の腐食という
問題も発生していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来法の
欠点をなくし、信頼性の高いチップ実装プリント配線板
を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、樹脂含浸ガラ
スクロス積層板の片面または両面に、加熱時にゴム弾性
を有する絶縁性樹脂の層を形成し、該絶縁性樹脂の層の
上に導体回路を形成し、該導体回路のパッドにチップ部
品のバンプを接続してなるチップ実装プリント配線板に
より、第一の目的であるベアチップと樹脂含浸ガラスク
ロス積層板との応力緩和を達成するものである。

【０００９】すなわち、はんだや金めっき等のバンプを
有するベアチップをプリント配線板の導体回路からなる
パッドに実装する場合にはバンプを加熱および加圧して
接続する。その場合、加熱した状態で加圧すると絶縁性
樹脂がゴム状となるため、バンプの高さのばらつきがあ
っても導体回路の各パッドが追随し、冷却後も応力が集
中することがなくなり、バンプの接続信頼性が向上する
ことになる。また、ベアチップ実装後、封止剤で被覆す
るときに１５０℃程度まで加熱した場合、積層板上に加
熱時にゴム状となる絶縁性樹脂の層が存在し、その絶縁
性樹脂の層の上の導体回路からなるパッドには加熱中の
応力集中はなく、冷却時にも絶縁性樹脂により応力が分
散され、封止剤にはクラックが入り難く、バンプ接続部
分へ応力集中による破損も防止できる。

【００１０】加熱時にゴム弾性を有する絶縁性樹脂と
は、常温では固体状であり、１４０℃以上でその動的粘
弾性率Ｅ’が１×１０⁹ｄｙｎ／ｃｍ² 以下となるもの
である。

【００１１】第二の本発明は、表面に導体回路を有する
樹脂含浸ガラスクロス積層板からなる内層基板の片面ま
たは両面に、加熱時にゴム弾性を有する絶縁性樹脂の層
を形成し、該絶縁性樹脂の層の上に表面の導体回路を形
成し、該絶縁性樹脂の層を貫通して内層基板上の導体回
路と表面の導体回路とをめっきで接続させてなり、かつ
表面の導体回路の電極にチップ部品のバンプを接続して
なるブラインドバイアホールを有するチップ実装プリン
ト配線板である。

【００１２】上記のブラインドバイアホールを設けた高
密度多層プリント配線板は、ベアチップ実装が可能であ
り、かつ前述と同様層間の絶縁性樹脂の応力緩和効果に
より、バンプの接続信頼性が向上することになる。

【００１３】第三の本発明は、第一または第二の本発明
を構成する、加熱時にゴム弾性を有する絶縁性樹脂とし
て、(1) アクリル酸および／またはメタクリル酸（以下
「（メタ）アクリル酸」と称する。）と、（メタ）アク
リル酸エステルとを主成分とする線状重合体（以下「未
変性アクリル系ポリマー」と称する。）であって、その
構成成分である（メタ）アクリル酸に由来するカルボキ
シル基の一部にグリシジル基およびＣ＝Ｃ不飽和二重結
合を有する化合物を付加させた重合物（以下「第１成
分」と称する。）、(2) 末端にＣ＝Ｃ不飽和二重結合を
有する重合性化合物（以下「第２成分」と称する。）、
並びに(3) 加熱および／または活性エネルギー線の照射
によりＣ＝Ｃ不飽和二重結合の重合を開始させ得る重合
開始剤（以下「第３成分」と称する。）からなるアルカ
リ可溶性の樹脂組成物を使用するものであり、これによ
りブラインドバイアホールの形成が、後述のとおり該樹
脂組成物をアルカリ溶解する方法で極めて容易になさ
れ、しかも応力緩和が可能で、信頼性の高いブラインド
バイアホールを有するチップ実装プリント配線板が得ら
れる。

【００１４】第四の本発明は、第一または第二の本発明
の加熱時にゴム弾性を有する絶縁性樹脂として、(1) 前
記未変性アクリル系ポリマーであってその構成成分であ
る（メタ）アクリル酸に由来するカルボキシル基の一部
にグリシジル基およびＣ＝Ｃ不飽和二重結合を有する化
合物と、グリシジル基を有するハロゲン化フェニル化合
物とを付加させた重合体（以下「第１’成分」と称す
る。）、(2) 前記第２成分、(3) 前記第３成分、並びに
(4) −ＯＨ基を有する無機イオン交換体（以下「第４成
分」と称する。）からなるアルカリ可溶性の樹脂組成物
を使用するものである。第四の本発明では難燃化組成で
しかもベアチップの腐食防止が可能となり、信頼性の高
いブラインドバイアホールを有するチップ実装プリント
配線板が得られる。

【００１５】第１’成分を選択して絶縁性樹脂組成物に
難燃性を付与した場合に、ハロゲン等が不純物として混
入されるため該組成物の純度が低下し、絶縁信頼性や導
体の腐食等の問題が発生し易くなる。そこで−ＯＨ基を
有する無機イオン交換体をさらに添加して不純物イオン
を捕捉することにより該問題を解決することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】第三または第四の本発明における
未変性アクリル系ポリマーは、例えばメチルアクリレー
トおよび／またはメチルメタクリレート（以下「アクリ
レートおよび／またはメタクリレート」を「（メタ）ア
クリレート」と称する。）、ブチル（メタ）アクリレー
ト、ヘキシル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル
（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）ア
クリレートまたはテトラヒドロフルフリル（メタ）アク
リレート等の（メタ）アクリル酸エステル、並びに（メ
タ）アクリル酸を、所望の組成比率で、溶媒、好ましく
はイソプロピルアルコール、エチレングリコールモノエ
チルエーテルまたはプロピレングリコールモノメチルエ
ーテル等のアルコール系溶媒に溶解し、アゾビスイソブ
チロニトリルまたはベンゾイルパーオキサイド等を開始
剤とし、共重合させることにより得ることができる。

【００１７】未変性アクリル系ポリマーには、（メタ）
アクリル酸および（メタ）アクリル酸エステル以外の単
量体として、これら以外のスチレンまたはアクリロニト
リル等のビニル系単量体を、未変性アクリル系ポリマー
を構成する全モノマーのうち２５モル％以下の割合で共
重合させることも可能であり、ビニル系単量体のうちス
チレンを使用すると耐熱性が上がるので好ましい。

【００１８】未変性アクリル系ポリマーの好ましい分子
量（ゲルパーミュエーションクロマトグラフによるスチ
レン換算重量平均分子量）は、１０，０００〜１００，
０００で、より好ましくは２０，０００〜７０，０００
である。分子量が小さ過ぎると耐熱性および耐湿性等が
低下し、分子量が大き過ぎるとアルカリ溶解性が低下す
る。

【００１９】また、（メタ）アクリル酸と（メタ）アク
リル酸エステルの比率は、アルカリ可溶性の点で最終の
樹脂組成物としての酸価が０．５〜３．０の範囲内とな
る値に調整することが好ましく、酸の一部がグリシジル
基を有するエチレン性不飽和化合物およびグリシジル基
を有するハロゲン化フェニル化合物との付加に利用され
ることを考慮すると、（メタ）アクリル酸は未変性アク
リル系ポリマーを構成する全モノマーのうち２５〜６０
モル％であることが好ましい。なお、第三または第四の
本発明の樹脂組成物において、アルカリ可溶性とは、通
常のソルダーレジストの除去等に使用する条件、すなわ
ち０．１〜１重量％の炭酸ソーダ水溶液を用いて３０〜
４０℃で、溶解することを指す。

【００２０】第三または第四の本発明の第１成分は、未
変性アクリル系ポリマー中に共重合させた（メタ）アク
リル酸に由来するカルボキシル基に、グリシジル基およ
びＣ＝Ｃ不飽和二重結合を有する化合物を付加させたも
のである。さらに難燃性を必要とする場合は、前記化合
物に加えグリシジル基を有するハロゲン化フェニル化合
物を付加させて、前記第１’成分とすることが好まし
い。以下これら化合物について説明する。

【００２１】グリシジル基およびＣ＝Ｃ不飽和二重結合
を有する化合物としては、グリシジル（メタ）アクリレ
ート、アリルグリシジルエーテル、ビニルベンジルグリ
シジルエーテルおよび４−グリシジルオキシ−３，５−
ジメチルベンジルアクリルアミド等が挙げられ、これら
の中では、酸への付加反応が容易な点からグリシジル
（メタ）アクリレートが好ましい。本発明ではこの化合
物が未変性アクリル系ポリマーに付加した状態で第２成
分と架橋を起こすため、耐熱性および耐湿性が大幅に向
上するものと考えられる。

【００２２】グリシジル基およびＣ＝Ｃ不飽和二重結合
を有する化合物の付加量は、未変性アクリル系ポリマー
を構成する全モノマーの１０〜２５モル％とすることが
好ましい。１０モル％未満では、耐熱性や耐湿性が充分
に発揮されず、また２５モル％を超えると、未変性アク
リル系ポリマー中に（メタ）アクリル酸が多過ぎること
になり、該ポリマーの物性が低下するため、いずれも好
ましくない。

【００２３】グリシジル基を有するハロゲン化フェニル
化合物の付加量は、未変性アクリル系ポリマーを構成す
る全モノマーの５〜２５モル％とすることが好ましい。
５モル％未満では、難燃性が充分に発揮されず、また２
５モル％を超えると、はんだ耐熱性が悪くなり、いずれ
も好ましくない。

【００２４】グリシジル基を有するハロゲン化フェニル
化合物としては、ジブロモフェニルグリシジルエーテ
ル、トリブロモフェニルグリシジルエーテル、ジクロロ
フェニルグリシジルエーテルおよびジブロモクレジルグ
リシジルエーテル等１分子中にグリシジル基を２個以上
有する化合物、並びにテトラブロモビスフェノールＡの
ジグリシジルエーテル等のように、１分子中にグリシジ
ル基を２個以上有する化合物が挙げられるが、後者の化
合物は（メタ）アクリル酸への付加反応プロセスにおい
て、１分子中の複数のグリシジル基が反応することによ
りゲル化が起こり易く、反応のコントロールが困難なた
め、前者の化合物の使用がより好ましい。またハロゲン
原子としては少量でも良好な難燃性が得られる点で臭素
が好ましい。

【００２５】本発明の絶縁性樹脂に難燃性を付与するた
めには、前記第１’成分を用いる代わりに、前記第１成
分に臭素化フェノール化合物のグリシジルエーテルと
（メタ）アクリル酸との反応物を配合して使用すること
もできるが、樹脂への相溶性が悪いとの理由から、第
１’成分の使用の方がより好ましい。なお、該反応物を
第１’成分を用いた絶縁性樹脂に配合して、さらに難燃
性を高めることも可能である。

【００２６】次に、第２成分としての末端にＣ＝Ｃ不飽
和二重結合を有する重合性化合物について説明する。こ
れは、末端にアクリロイル基および／またはメタクリロ
イル基（以下「（メタ）アクリロイル基」と称す
る。）、アリル基或いはビニル基等を有し、紫外線等の
活性エネルギー線の照射および／または加熱により重合
（架橋）を起こし得る化合物である。

【００２７】具体的には二重結合が１個のメチル（メ
タ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−
エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチ
ル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）
アクリレートまたは２−ヒドロキシ−３−フェノキシプ
ロピル（メタ）アクリレート等の単官能（メタ）アクリ
レート類；スチレンまたはアクリロニトリル等のビニル
基を有する化合物が挙げられる。二重結合が２個のもの
では、１，３−ブタンジオールジ（メタ）アクリレー
ト、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポ
リエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプ
ロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ビスフェ
ノールＡ型エポキシのジ（メタ）アクリレートまたはウ
レタン（メタ）アクリレート等のジ（メタ）アクリレー
ト類；ジアリルフタレートまたはビスフェノールＡのジ
アリルエーテル等アリル化合物類が挙げられる。また、
二重結合が３個以上のものでは、トリメチロールプロパ
ントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールト
リ（メタ）アクリレートまたはジペンタエリスリトール
ヘキサ（メタ）アクリレート等が挙げられる。

【００２８】上記重合性化合物のうち、二重結合が３個
以上の化合物を使用すると、架橋密度が高くなり、耐熱
性は増すが硬化後の樹脂は硬くて脆く、銅はくや基板へ
の密着性が悪くなる。一方、二重結合が２個以下の化合
物ではこの逆で、密着性は良くなるが、耐熱性が悪くな
る。従って、３個以上の化合物と２個以下の化合物を３
０重量部／７０重量部〜７０重量部／３０重量部の範囲
で混合・配合するのが好ましい。また第１成分または第
１’成分との相溶性の点から、二重結合２個の化合物と
してはウレタン（メタ）アクリレートまたはポリエチレ
ングリコールジ（メタ）アクリレートが、３個の化合物
としてはトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレ
ートまたはペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレ
ートが好ましい。第２成分の配合量は、第１成分または
第１’成分並びに第２成分の合計量を基準として、２０
〜５０重量％の範囲が耐熱性と密着性の点から好まし
い。

【００２９】第３成分である重合開始剤のうち、活性エ
ネルギー線による重合開始剤としては、芳香族ケトンの
ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、キサントン、チオキ
サントンまたは２−エチルアントラキノン；アセトフェ
ノン類としてアセトフェノン、トリクロロアセトフェノ
ン、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、１
−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾイ
ンイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテ
ルまたは２，２−ジエトキシアセトフェノン等；ジケト
ン類としてベンジルまたはメチルベンゾイルフォルメー
ト等が挙げられ、その配合量は第１成分または第１’成
分並びに第２成分の合計量１００重量部に対して０．５
〜１０重量部が好ましい。０．５重量部未満では硬化が
不十分となり耐熱性が劣り、１０重量部を超えると組成
物中に分解物が多く残り可塑剤的な効果が発現してやは
り耐熱性が劣り易くなる。なお活性エネルギー線のうち
電子線を用いて硬化させる場合はこの重合開始剤を省い
てもよい。

【００３０】加熱による開始剤としては、有機過酸化物
系またはアゾビス系が挙げられ、保存安定性を得るため
には分解開始温度が高いものが好ましい。例としてジク
ミルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイ
ド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオ
キシ）ヘキサンまたは２，５−ジメチル−２，５−ジ
（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン等が挙げられる。そ
の配合量は、第１成分または第１’成分並びに第２成分
の合計量１００重量部に対して０．５〜１０重量部が好
ましい。０．５重量部未満では硬化が不十分となり耐熱
性が劣り、１０重量部を超えると組成物中に分解物が多
く残り可塑剤的な効果が発現してやはり耐熱性が劣り易
くなる。

【００３１】絶縁性樹脂組成物を硬化させるには活性エ
ネルギー線または加熱のいずれの手段を用いてもよい
が、活性エネルギー線だけでは耐熱性が十分に上がらな
い場合が多いので、加熱による硬化を併用することが好
ましい。

【００３２】本発明の絶縁性樹脂組成物に難燃性を持た
せるには、グリシジル基を有するハロゲン化フェニル化
合物を側鎖に導入した重合体を主成分とするのに加え
て、リンまたはリン系難燃剤を少量配合することが好ま
しい。本来は難燃化機能に乏しいリンまたはリン系難燃
剤を少量配合することによって、難燃性に関する相乗効
果が生じ、ハロゲン化フェニル化合物の必要導入量が低
減されて、樹脂組成物の耐熱性および電気的な絶縁性を
損なうことなく、良好な難燃性を具備させ得ることがで
きる。

【００３３】ここでリン系難燃剤とは、通常、難燃性を
付与するための添加剤として多用されているリン化合物
であり、リン酸エステル系として、トリフェニルホスフ
ェート、トリクレジルホスフェート、クレジルジフェニ
ルホスフェートまたはトリブチルホスフェート等、また
含ハロゲンリン酸エステルとしてトリスクロロエチルエ
チルホスフェート、トリスジクロロプロピルホスフェー
トまたはトリス（トリブロモフェニル）ホスフェート等
が挙げられる。さらに化合物ではなく、純粋なリンその
ものである赤リンも使用可能である。

【００３４】本発明に使用する絶縁性樹脂組成物におけ
るハロゲンおよびリンの総含有量は、第１成分または第
１’成分、第２成分、第３成分並びにリンまたはリン系
難燃剤の合計量を基準にして、ハロゲンが２〜２０重量
％で、リンが０．２〜５重量％が好ましい。ハロゲンの
含有量が２重量％未満では難燃性が不十分であり、２０
重量％を超えるとはんだ耐熱性が悪くなる。またリンの
含有量が０．２重量％未満では同様に難燃性が不十分に
なり、５重量％を超えると耐熱性、耐湿性および電気絶
縁性が悪くなる。またより好ましいハロゲンの含有量は
８〜１５重量％で、より好ましいリンの含有量は０．５
〜２重量％である。なおハロゲンの中では、前記のよう
に難燃性の効果の点で臭素が最も好ましい。

【００３５】さらに本発明に使用する絶縁性樹脂組成物
には、通常使用されるようなタルク、炭カル等の無機充
填材、或いはレベリング剤、消泡剤等の添加剤を追加し
てもよい。

【００３６】第４の本発明では前記第１’成分、第２成
分および第３成分からなる絶縁性樹脂組成物中に第４成
分として−ＯＨ基を有する無機イオン交換体を配合させ
ることにより、金属導体の腐食による故障を防止する効
果を好ましく付加することができる。

【００３７】イオン交換体としては、全イオン交換体、
有機イオン交換体または無機イオン交換体等があるが、
耐熱性に優れた−ＯＨ基を有する無機イオン交換体が適
している。さらに詳しくは−ＯＨ基を有する無機陽イオ
ン交換体および−ＯＨ基を有する無機陰イオン交換体を
併せて含有させることにより、イオン不純物の影響をよ
り効果的に防止することができる。−ＯＨ基を有する無
機イオン交換体によるイオン捕捉作用は下記の通りであ
る。

【００３８】金属イオン捕捉用の無機陽イオン交換体を
ＲＯ^-Ｈ⁺、金属イオンをＭ⁺ＯＨ^-の水酸基型で表す
と、イオン交換は次のようになり、結果として水を生成
する。ＲＯ^-Ｈ⁺＋Ｍ⁺ＯＨ^-→ＲＯ^-Ｍ⁺＋Ｈ₂Ｏ …(a) 上記のイオンを捕捉する反応は、イオン交換反応である
が、無機イオン交換体の特徴として、逆反応は起こり難
く、一般には一度捕捉されたイオンは遊離し難い。これ
はＲＯ^-Ｈ⁺の結合がＲＯ^-Ｍ⁺になった後のＯ−Ｍ間
の結合は共有結合性が強いためと思われる。

【００３９】ハロゲン等のイオン性不純物に対しては。
−ＯＨ基を有する無機陰イオン交換体をＲ’⁺ＯＨ^-、
ハロゲンイオンをＨ⁺Ｘ^-の酸型で表すと次のような反
応となり、結果として水を生成する。Ｒ’⁺ＯＨ^-＋Ｈ⁺Ｘ^-→Ｒ’⁺Ｘ^-＋Ｈ₂ Ｏ …(b) 中性塩の場合には、上記の(a)(b)の反応が同時に起こ
る。

【００４０】第四の本発明の絶縁性樹脂組成物に配合さ
せる無機イオン交換体の量は、該樹脂組成物に対して、
０．１〜１５重量％が好ましく、より好ましくは０．１
〜１０重量％である。無機イオン交換体の粒度は、イオ
ン捕捉速度や目的とする捕捉イオン交換体との接触を大
きくするために細かい方が望ましく、好ましい平均粒度
は１０μｍ以下であり、より好ましくは５μｍ以下であ
る。

【００４１】用いられる無機イオン交換体としては、
金、銀、銅、鉛、白金およびカドミウム等の金属イオン
に高選択性を有するアンチモン酸（Ｓｂ₂Ｏ₅・ｎＨ₂
Ｏ）、ニオブ酸（Ｎｂ₂Ｏ₅・ｎＨ₂Ｏ）並びにタンタ
ル酸に代表される五価金属の含水酸化物；銅およびアル
ミニウム等に高選択性を有するリン酸ジルコニウムに代
表される不溶性四価金属リン酸塩；ハロゲンイオンに高
選択性を有する含水酸化硝酸ビスマスおよび含水酸化鉛
で代表される含水金属酸化物、鉛ヒドロキシアパタイト
含水酸化硝酸ビスマスで代表されるアパタイト類並びに
ハイドロタルサイト類等が挙げられる。

【００４２】金属イオン捕捉用としては、その他タリウ
ム酸、モリブデン酸およびタングステン酸等、ハロゲン
イオン捕捉用としては、含水酸化鉄、含水酸化スズ、含
水酸化アルミニウム、含水酸化ジルコニウムおよび含水
酸化チタン等が挙げられる。これらの無機イオン交換体
のうち、アンチモン酸で代表される五価金属の含水酸化
物は、銀、銅、カドミウム、鉛、金および白金のイオ
ン、特に銀イオンの捕捉に優れている。また、亜ヒ酸ジ
ルコニウムで代表される四価金属の亜ヒ酸塩は銅イオン
の捕捉に優れている。

【００４３】一方、ハロゲンイオン捕捉用としては、含
水酸化硝酸ビスマス、含水酸化鉛、鉛ヒドロキシアパタ
イトおよび水酸化リン酸鉛が有用であり、中でも−ＯＨ
基を一部ＮＯ₃ 基に置換したものは、特に優れている。
これら無機イオン交換体は、金属イオン捕捉用のものを
単独に使用しても良く、ハロゲンイオン捕捉用のものと
併用しても良い。しかしながら黒化処理した内層基板上
の絶縁樹脂組成物に使用する場合は、金属イオン捕捉剤
が黒化処理上の酸化銅への腐食等の影響を及ぼすことも
あり、ハロゲンイオン捕捉剤のみの方が好ましい。ま
た、−ＯＨ基を有する無機イオン交換体としては、２種
以上の金属元素を含む複合物（例えばアンチモン酸マン
ガンやアンチモン酸スズ等）やそれらの混合物も使用可
能である。

【００４４】本発明のチップ実装プリント配線板におい
て、樹脂含浸ガラスクロス積層板または該積層板からな
る内層基板に、加熱時にゴム弾性を有する絶縁性樹脂の
層を形成する方法としては、前記積層板または前記内層
基板に絶縁性樹脂を塗布し乾燥後銅はくを積層する方法
と、絶縁性樹脂を銅はくに塗布した銅張絶縁シートを作
成し、該シートを前記積層板または前記内層基板に積層
する方法が挙げられるが、工程が簡略なことから後者の
方法が好ましい。

【００４５】本発明のチップ実装プリント配線板におけ
る、加熱時にゴム弾性を有する絶縁性樹脂の層の厚みは
３０〜７０μｍが好ましい。３０μｍ未満では絶縁性が
不十分で、７０μｍを超えるとはんだ耐熱性が悪くなり
いずれも好ましくない。なお、樹脂性樹脂を銅はくに塗
布した銅張絶縁シートを作成し、該シートを樹脂含浸ガ
ラスクロス積層板または該積層板からなる内層基板に積
層する際の、該絶縁性樹脂の銅はくへの塗布厚は、４０
〜１００μｍ（乾燥後の厚み）が適当である。

【００４６】第二、第三および第四の本発明のブライン
ドバイアホールを有するチップ実装プリント配線板の製
造方法において、ブラインドバイアホールは種々の方法
で設けることができるが、絶縁性樹脂がアルカリ可溶性
の場合は次の方法が工程が簡略で好ましい。すなわち、
内層基板に絶縁性樹脂を介して表面銅はくを積層した銅
張積層板パネルを作成し、選択エッチングで表面の銅は
くの所定の位置に微細穴を設け、該微細穴の下の樹脂組
成物をアルカリ溶解してブラインドバイアホールを形成
する方法である。なお、第二の本発明で絶縁性樹脂がア
ルカリ不溶性の場合は、通常のドリル加工によりブライ
ンドバイアホールを形成することができる。

【００４７】ブラインドバイアホールにめっきを形成す
る方法としては、通常の無電解銅めっきおよび電気銅め
っきを施す方法が挙げられるが、ダイレクトプレーティ
ング法も使用できる。

【００４８】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に
説明する。なお、チップ実装プリント配線板の製造方法
の説明のために、図１〜図３を掲げた。

【００４９】実施例１（第１成分の合成）ｎ−ブチルメタクリレート４０重量
部、メチルメタクリレート１５重量部、スチレン１５重
量部、ヒドロキシエチルメタクリレート１０重量部、メ
タクリル酸２０重量部およびアゾビスイソブチルニトリ
ル２重量部からなる混合物を、窒素ガス雰囲気下で温度
８０℃に保持したプロピレングリコールモノメチルエー
テル１２０重量部中に５時間かけて滴下した。１時間熟
成後、さらにアゾビスイソブチルニトリル０．５重量部
を加えて２時間熟成することによりカルボキシル基含有
メタクリル樹脂を合成した。次に空気を吹き込みなが
ら、グリシジルメタクリレート２０重量部、テトラブチ
ルアンモニウムブロマイド１．５重量部、さらに重合禁
止剤としてハイドロキノン０．１５重量部を加えて温度
８０℃で８時間反応させて分子量５０，０００〜７０，
０００、酸価１．８ｍｅｑ／ｇ、不飽和基濃度１．１４
モル／ｋｇのカルボキシル基を有するベースレジンを合
成した。

【００５０】（絶縁性樹脂組成物Ａの調製）上記第１成
分を５０重量部、第２成分としてポリエチレングリコー
ルジアクリレート（東亞合成（株）製アロニックスＭ−
２６０）２０重量部およびウレタンアクリレート（東亞
合成（株）製アロニックスＭ−１６００）２０重量部、
第３成分のうち熱重合開始剤としてジクミルパーオキサ
イド（日本油脂（株）製パークミルＤ）１．５重量部、
光重合開始剤として２−メチル−〔４−（メチルチオ）
フェニル〕−２−モリフォリノ−１−プロパノン（チバ
ガイギー社製イルガキュア９０７）３重量部、並びに光
重合促進剤ｐ−ジメチルアミノ安息香酸エチル（日本化
薬（株）製カヤキュアＥＰＡ）２重量部をよく混合し
て、絶縁性樹脂組成物Ａを調製した。該組成物の動的粘
弾性スペクトルを測定したところ、図４のとおりとな
り、１４０℃でＥ’＝１０^8.5ｄｙｎ／ｃｍ²であっ
た。なお、図４の動的粘弾性スペクトルは、岩本製作所
（株）製粘弾性スペクトロメーターＶＥＳ−ＦＩＩＩを
用い、初期加重３０ｇ、周波数１０Ｈｚの条件で測定し
たものである。

【００５１】（プリント配線板の作成）上記の絶縁性樹
脂組成物Ａを１８μｍ厚の銅はくのマット面にバーコー
ターにより印刷し、９０℃オーブン中で１０分乾燥させ
て７０μｍの厚さの樹脂層３を形成した銅張絶縁シート
を作成した。

【００５２】アンクラッドの０．６ｍｍ厚ガラスエポキ
シ積層板１に上記銅張絶縁シートの樹脂側を重ね、８０
℃のメタルロールによりラミネートを行って銅張積層板
パネルを作成した。銅はくを選択エッチングした後、無
電解金めっきを施して導体回路パターンおよびピッチ８
０μｍのバンプ接続用の電極４を設けたプリント配線板
を作成した（図２）。

【００５３】（プリント配線板の作成）半導体チップ５
に松下電器産業（株）製のバンプボンダーＰａｎａｓｅ
ｒｔＡＳＴＢで８０μｍピッチの金からなるスタッドバ
ンプ６を形成した。次にフリップチップボンダーＰａｎ
ａｓｅｒｔＦＣＢ−Ｓで上記スタッドバンプに導電性
接着剤９を転写した後に上記プリント配線板の電極４に
位置合わせを行った後マウントして、半導体チップを実
装したプリント配線板を作成した。

【００５４】次にプリント配線板と半導体チップの隙間
に球状のシリカフィラーを充填した熱硬化性エポキシ樹
脂からなる封止剤７を毛細管現象により充填させた。そ
の後、１５０℃３０分間の加熱を行い該封止剤を硬化さ
せた。

【００５５】作成した半導体チップ５を実装したプリン
ト配線板を温度サイクル１２５℃３０分、−６５℃３０
分を１サイクルとして５００サイクルまで試験を行った
がバンプ接続部の電気導通は正常であった。１２１℃９
７％、２気圧のプレッシャークッカーテスト（以下「Ｐ
ＣＴ」と称する。）を行った結果、半導体バンプの周辺
のアルミニウム配線には異常が見られなかった。ＵＬ９
４の燃焼試験を行うと９４Ｖ−１であった。

【００５６】実施例２実施例１で作成した絶縁性樹脂組成物Ａを１８μｍ厚の
銅はくのマット面にバーコーターにより印刷し、９０℃
オーブン中で１０分乾燥させて７０μｍの厚さの樹脂層
３を形成した銅張絶縁シートを作成した。

【００５７】３５μｍ導体回路２を有する０．６ｍｍ厚
のガラスエポキシ積層板の内層基板１を用意し、前記導
体回路に通常の方法で黒化処理を行った。次にこの内層
基板の片面に前記の銅張絶縁シートの樹脂側を重ね、８
０℃のメタルロールによりラミネートを行って銅張積層
板パネルを作成した。選択エッチングで表面の銅はくの
所定の位置に微細穴を設け、該微細穴の下の樹脂組成物
を０．１重量％の炭酸ソーダを用い４０℃でアルカリ溶
解してブラインドバイアホールを形成した。次に無電解
銅めっきおよび電気銅めっきを施してめっきブラインド
バイアホール８を形成した。次いで表面の銅はくを選択
エッチングした後無電解金めっきを施して導体回路パタ
ーンおよびピッチ８０μｍのバンプ接続用の電極４を設
けたプリント配線板を作成した（図３）。

【００５８】実施例１と同様の方法で半導体チップを本
実施例のプリント配線板にマウントして図１に示すよう
な半導体チップを実装したプリント配線板を作成した。

【００５９】該配線板を温度サイクル１２５℃３０分、
−６５℃３０分を１サイクルとして５００サイクルまで
試験を行ったがバンプ接続部の電気導通は正常であっ
た。そして、内層基板の導体回路と外層電極間に直流電
圧５０ボルトを印可して８５℃、相対湿度８５％の条件
で３，０００時間処理したが絶縁抵抗の劣化は殆どなく
１０¹²〜１０¹³Ωあった。１２１℃９７％、２気圧のＰ
ＣＴを行った結果、半導体バンプの周辺のアルミニウム
配線には異常が見られなかった。ＵＬ９４の燃焼試験を
行うと９４Ｖ−１レベルであった。

【００６０】実施例３（第１’成分の合成）ｎ−ブチルメタクリレート３０重
量部、メチルメタクリレート１３重量部、スチレン１０
重量部、ヒドロキシエチルメタクリレート５重量部、メ
タクリル酸４２重量部およびアゾビスイソブチルニトリ
ル１重量部からなる混合物を、窒素ガス雰囲気下で温度
８０℃に保持したプロピレングリコールモノメチルエー
テル１２０重量部中に５時間かけて滴下した。１時間熟
成後、アゾビスイソブチルニトリル０．５重量部を加え
て２時間熟成することにより分子量５０，０００〜７
０，０００のカルボキシル基含有メタクリル樹脂を合成
した。次に空気を吹き込みながら、ジブロモフェニルグ
リシジルエーテルおよびジブロモクレジルグリシジルエ
ーテルの混合物（日本化薬（株）製Ｂｒｏｃ−Ｃ）５０
重量部、グリシジルメタクリレート２０重量部、テトラ
ブチルアンモニウムブロマイド１．５重量部、さらに重
合禁止剤としてハイドロキノン０．１５重量部を加えて
８０℃で８時間反応させて、酸価２．０ｍｅｑ／ｇ、不
飽和当量０．８３モル／ｋｇのカルボキシル基を有する
第１’成分を合成した。

【００６１】この第１’成分を構成するモノマーのう
ち、メタクリル酸の量は全モノマーの５０．７モル％で
あり、このうち１４．６モル％にグリシジルメタクリレ
ートを付加させ、１６．１モル％にジブロモフェニルグ
リシジルエーテルおよびジブロモクレジルグリシジルエ
ーテルを付加させ、残る２０．０モル％が未変成の酸と
して存在していることになる。

【００６２】（絶縁性樹脂組成物Ｂの調製）上記第１’
成分を５０重量部、第２成分としてポリエチレングリコ
ールジアクリレート（東亞合成（株）製アロニックスＭ
−２６０）２０重量部およびウレタンアクリレート（東
亞合成（株）製アロニックスＭ−１６００）２０重量
部、第３成分のうち熱重合開始剤としてジクミルパーオ
キサイド（日本油脂（株）製パークミルＤ）１．５重量
部、光重合開始剤として２−メチル−〔４−（メチルチ
オ）フェニル〕−２−モリフォリノ−１−プロパノン
（チバガイギー社製イルガキュア９０７）３重量部、並
びにリン系難燃剤としてトリフェニルホスフェート１
４．４重量部をよく混合して、難燃性を有する絶縁性樹
脂組成物を調製した。この組成物の臭素含有量は８．４
重量％、リン含有量は１．０重量％である。−ＯＨを有
する無機イオン交換体としてアンチモン酸チタンおよび
ハロゲンイオン捕捉用として水酸化リン酸鉛からなる混
合物（重量比６：４）１．０重量部を予めペンタエリス
トールトリアクリレートに添加し、３本ロール等により
十分に混合して絶縁性樹脂組成物を調製した。該絶縁性
樹脂組成物の動的粘弾性スペクトルを測定したところ、
前記絶縁性樹脂組成物Ａより低く、１３０℃において
Ｅ’＝１０^8.5ｄｙｎ／ｃｍ²、１４０℃においてＥ’
＝１０^8.3ｄｙｎ／ｃｍ²であった。

【００６３】上記の絶縁性樹脂組成物Ｂを、マット処理
した１８μｍ厚の銅はくのマット面にスクリーン印刷に
より印刷し、９０℃オーブン中で１０分乾燥させて７０
μｍの厚さの樹脂層２を形成した銅張絶縁シートを作成
した。

【００６４】次に実施例２と同様にプリント配線板を作
成し、かつ実施例１と同様の半導体チップ５をマウント
して、半導体チップを実装したプリント配線板を作成さ
せた。

【００６５】該プリント配線板を温度サイクル１２５℃
３０分、−６５℃３０分を１サイクルとして５００サイ
クルまで試験を行ったがバンプ接続部の電気導通は正常
であった。そして、内層基板の導体回路と外層電極間に
直流電圧５０ボルトを印可して８５℃、相対湿度８５％
の条件で２，０００時間処理したが絶縁抵抗の劣化は殆
どなく１０¹²〜１０¹³Ωあった。１２１℃９７％、２気
圧のＰＣＴを行った結果、半導体バンプ間には異常が見
られなかった。ＵＬ９４の燃焼試験を行うと９４Ｖ−０
であった。

【００６６】比較例１３５μｍの銅はく回路を有するの０．６ｍｍ厚ガラスエ
ポキシ積層板の銅はくに無電解金めっきを施して導体回
路パターンおよびピッチ８０μｍのバンプ接続用の電極
を設けたプリント配線板を作成した。

【００６７】実施例２と同様に本比較例の上記プリント
配線板に半導体チップをマウントして、半導体チップを
実装したプリント配線板を作成した。該プリント配線板
を温度サイクル１２５℃３０分、−６５℃３０分を１サ
イクルとして１００サイクルまで試験を行ったがバンプ
接続部の電気導通不良が発生した。

【００６８】比較例２実施例３の絶縁性樹脂組成物Ｂのうち第４成分の−ＯＨ
基を有する無機イオン交換体を除いた絶縁性樹脂組成物
Ｃを作成し、１８μｍ銅はくのマット面に塗布して９０
℃１０分で乾燥させて銅張絶縁シートを作成した。

【００６９】実施例２と同様にピッチ８０μｍのバンプ
接続用の電極を設けたプリント配線板を作成した。そし
て、実施例１と同様に本比較例の上記プリント配線板に
半導体チップをマウントして、半導体チップを実装した
プリント配線板を作成した。

【００７０】該プリント配線板を温度サイクル１２５℃
３０分、−６５℃３０分を１サイクルとして５００サイ
クルまで試験を行ったがバンプ接続部の電気導通の異常
はなかった。しかしながら、内層基板の導体回路と外層
電極間に直流電圧５０ボルトを印可して８５℃、相対湿
度８５％の条件で５００時間処理したした結果、層間の
絶縁抵抗は初期１０¹³〜１０¹⁴Ωが１０¹¹〜１０¹²Ωま
で下がった。また、１２１℃９７％、２気圧のＰＣＴを
行った結果、半導体バンプ周辺のアルミニウム配線には
樹枝状のデンドライトが観察された。

【００７１】

【発明の効果】上記のように本発明のプリント配線板に
使用する絶縁性樹脂は、加熱残留応力が小さいので半導
体チップ実装時に熱膨張係数の違う無機材料からなる半
導体と有機材料であるプリント配線板の接続信頼性が高
く、しかも半導体のアルミニウム配線を腐食させない。
このため、信頼性の高いプリント配線板が得られること
から工業上利用価値の高いものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例２におけるチップ実装プリント
配線板を示す概略断面図である。

【図２】本発明の実施例１における導体回路パターンお
よびバンプ接続用の電極を設けたプリント配線板を示す
概略断面図である。

【図３】本発明の実施例２における導体回路パターンお
よびバンプ接続用の電極を設けたプリント配線板を示す
概略断面図である。

【図４】本発明の実施例１における絶縁性樹脂組成物を
測定した、動的粘弾性スペクトル図である。

【符号の説明】

１内装基板２導体回路３樹脂層４電極５半導体チップ６バンプ７封止剤８めっきブラインドバイアホール９導電接着剤

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０５Ｋ 1/18 Ｈ０１Ｌ 23/14 Ｒ (72)発明者平岡秀樹愛知県名古屋市港区船見町１番地の１東亞合成株式会社名古屋総合研究所内 (72)発明者藤原正裕愛知県名古屋市港区船見町１番地の１東亞合成株式会社名古屋総合研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂含浸ガラスクロス積層板の片面また
は両面に、加熱時にゴム弾性を有する絶縁性樹脂の層を
形成し、該絶縁性樹脂の層の上に導体回路を形成し、該
導体回路の電極にチップ部品のバンプを接続してなるチ
ップ実装プリント配線板。
【請求項２】表面に導体回路を有する樹脂含浸ガラス
クロス積層板からなる内層基板の片面または両面に、加
熱時にゴム弾性を有する絶縁性樹脂の層を形成し、該絶
縁性樹脂の層の上に表面の導体回路を形成し、該絶縁性
樹脂の層を貫通して内層基板上の導体回路と表面の導体
回路とをめっきで接続させてなり、かつ表面の導体回路
の電極にチップ部品のバンプを接続してなるブラインド
バイアホールを有するチップ実装プリント配線板。
【請求項３】加熱時にゴム弾性を有する絶縁性樹脂
が、(1) アクリル酸および／またはメタクリル酸と、ア
クリル酸エステルおよび／またはメタクリル酸エステル
とを主成分とする線状重合体であって、その構成成分で
あるアクリル酸および／またはメタクリル酸に由来する
カルボキシル基の一部に、グリシジル基およびＣ＝Ｃ不
飽和二重結合を有する化合物を付加させた重合体、(2)
末端にＣ＝Ｃ不飽和二重結合を有する重合性化合物、並
びに(3) 加熱および／または活性エネルギー線の照射に
よりＣ＝Ｃ不飽和二重結合の重合を開始させ得る重合開
始剤、からなるアルカリ可溶性の樹脂組成物であること
を特徴とする請求項１または請求項２のチップ実装プリ
ント配線板。
【請求項４】加熱時にゴム弾性を有する絶縁性樹脂
が、(1) アクリル酸および／またはメタクリル酸と、ア
クリル酸エステルおよび／またはメタクリル酸エステル
とを主成分とする線状重合体であって、その構成成分で
あるアクリル酸および／またはメタクリル酸に由来する
カルボキシル基の一部に、グリシジル基およびＣ＝Ｃ不
飽和二重結合を有する化合物と、グリシジル基を有する
ハロゲン化フェニル化合物とを付加させた重合体、(2)
末端にＣ＝Ｃ不飽和二重結合を有する重合性化合物、
(3) 加熱および／または活性エネルギー線の照射により
Ｃ＝Ｃ不飽和二重結合の重合を開始させ得る重合開始
剤、並びに(4) −ＯＨ基を有する無機イオン交換体、か
らなるアルカリ可溶性の樹脂組成物であることを特徴と
する請求項１または請求項２のチップ実装プリント配線
板。