CN106085100A - 树脂组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题是提供形成即使为低粗糙度、对于导体层的密合性也优异、玻璃化转变温度高的绝缘层的树脂组合物、使用该树脂组合物的粘接膜、预浸料、印刷线路板、和半导体装置。解决方案是一种树脂组合物,其含有(A)环氧树脂、(B)含有马来酰亚胺的甲硅烷基保护酚、和(C)活性酯化合物。

Description

树脂组合物
技术领域
本发明涉及树脂组合物。进而涉及粘接膜、预浸料、印刷线路板、和半导体装置。
背景技术
作为印刷线路板的制造方法,广泛使用了将进行了电路形成的导体层和绝缘层交替堆积起来的堆叠方式。在采用了堆叠方式的印刷线路板的制造方法中,一般地,绝缘层通过使树脂组合物固化而形成,然后,为了提高绝缘层与导体层的密合性,将固化的树脂组合物的表面进行粗糙化处理而在绝缘层的表面形成凹凸。将绝缘层的表面进行粗糙化处理后,通过用非电解镀敷形成导体层的添加法、和/或用非电解镀敷和电镀形成导体层的半添加法来形成导体层。
作为形成绝缘层的树脂组合物,例如在专利文献1中记载了含有环氧树脂、活性酯化合物、含三嗪结构的酚醛树脂、马来酰亚胺化合物、和苯氧基树脂的环氧树脂组合物、和使用该树脂组合物形成绝缘层。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本特开2010-090238号公报。
发明内容
发明要解决的课题
为了配线的进一步的高密度化,优选绝缘层表面的粗糙度(凹凸)是小的(低粗糙度)。例如利用非电解镀敷、电镀形成导体层后,如果利用闪蚀(flash etching)去除薄膜的镀层而使配线形成结束时,绝缘层表面的粗糙度大,则为了去除潜入凹部的导体层,需要长时间的闪蚀。进行长时间的闪蚀时,存在由于其影响,微细配线损伤或断线的危险性变高的问题。因此,为了形成高可靠性的高密度配线,要求即使绝缘层表面的粗糙化处理后的粗糙度小,绝缘层与导体层的密合性也优异。
另外,印刷线路板的绝缘层被要求具有高的玻璃化转变温度(Tg)。如果玻璃化转变温度低,则易于发生强度降低、产生裂纹等问题。
利用专利文献1中记载的树脂组合物形成的绝缘层即使为低粗糙度,密合性也优异,但要求进一步的改良。
因此,本发明欲解决的课题在于提供形成即使为低粗糙度,与导体层的密合性也优异、玻璃化转变温度高的绝缘层的树脂组合物、使用了该树脂组合物的粘接膜、预浸料、印刷线路板、和半导体装置。
解决课题用的手段
本发明人等对于上述课题进行了努力研究,结果发现通过将(A)环氧树脂、(B)含有马来酰亚胺的甲硅烷基保护酚、和(C)活性酯固化剂组合使用,可以解决上述课题,从而完成了本发明。
即,本发明包括以下的内容,
[1] 树脂组合物,其含有(A)环氧树脂、(B)含有马来酰亚胺的甲硅烷基保护酚、和(C)活性酯化合物;
[2] 根据[1]所述的树脂组合物,其中,(B)成分含有式(1)所示的结构,
(在式(1)中,R1和R2各自独立地表示可具有取代基的碳原子数为1~12的1价烃基,Ar1表示可具有取代基的含有芳香族基的2价基团。);
[3] 根据[2]所述的树脂组合物,其中,在式(1)中,Ar1为含有芴骨架的芳香族烃基;
[4] 根据[1]~[3]中任一项所述的树脂组合物,(B)成分是含有甲硅烷基保护酚部分和在末端的马来酰亚胺部分的化合物、或者包含含有甲硅烷基保护酚部分的化合物与在末端含有马来酰亚胺部分的化合物的混合物;
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的树脂组合物,其中,(B)成分是含有式(1)所示的结构、同时在末端含有马来酰亚胺基的化合物;
[6] 根据[5]所述的树脂组合物,其中,(B)成分还含有式(2)所示的结构,
(在式(2)中,R3表示单键或可具有取代基的2价的连接基团,Ar2表示可具有取代基的2价的连接基团。);
[7] 根据[1]~[6]中任一项所述的树脂组合物,其中,将(A)成分的环氧基数设为1时,(B)成分的反应基数为0.05以上且小于0.5;
[8] 根据[1]~[7]中任一项所述的树脂组合物,其含有(D)热塑性树脂;
[9] 根据[8]所述的树脂组合物,其中,(D)成分为苯氧基树脂;
[10] 根据[1]~[9]中任一项所述的树脂组合物,其含有(E)无机填充材料;
[11] 根据[10]所述的树脂组合物,其中,将树脂组合物的不挥发成分设为100质量%时,(E)成分的含量为10质量%~80质量%;
[12] 根据[1]~[11]中任一项所述的树脂组合物,其含有(F)固化促进剂;
[13] 粘接膜,其具有支撑体、和设置于该支撑体上的含有[1]~[12]中任一项所述的树脂组合物的树脂组合物层;
[14] 预浸料,其中,在片状纤维基材中浸透有[1]~[12]中任一项所述的树脂组合物;
[15] 印刷线路板,其含有利用[1]~[12]中任一项所述的树脂组合物的固化物形成的绝缘层;
[16] 半导体装置,其含有[15]所述的印刷线路板。
发明的效果
根据本发明,可以提供形成即使为低粗糙度,与导体层的密合性也优异、玻璃化转变温度高的绝缘层的树脂组合物、使用了该树脂组合物的粘接膜、预浸料、印刷线路板、和半导体装置。
具体实施方式
以下,对于本发明的树脂组合物、粘接膜、预浸料、印刷线路板、和半导体装置进行详细说明。
在本说明书中,附在化合物或基团之前的“可具有取代基的”这样的术语是指该化合物或基团的氢原子没有被取代基取代的情况、和该化合物或基团的氢原子的一部分或全部被取代基取代的情况这两者。
在本说明书中,“Cp~Cq”(p和q为正整数,满足p<q。)这样的术语表示紧接该术语之后记载的有机基团的碳原子数为p~q。例如“C1~C10烷基”表示碳原子数为1~10的烷基,“C1~C10烷基酯”表示与碳原子数为1~10的烷基的酯。
[树脂组合物]
本发明的树脂组合物的特征在于,含有(A)环氧树脂、(B)含有马来酰亚胺的甲硅烷基保护酚、和(C)活性酯化合物。以下对于本发明的树脂组合物中所含的各成分进行详细说明。
<(A)环氧树脂>
本发明的树脂组合物含有(A)环氧树脂(以下也称为(A)成分)。
作为环氧树脂,可以列举例如双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚AF型环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂、三酚(trisphenol)型环氧树脂、萘酚酚醛型环氧树脂(naphthol novolac expoxy resin)、线型酚醛型环氧树脂、叔丁基儿茶酚型环氧树脂、萘型环氧树脂、萘酚型环氧树脂、蒽型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、甲酚甲醛型环氧树脂、联苯型环氧树脂、线状脂肪族环氧树脂、具有丁二烯结构的环氧树脂、脂环式环氧树脂、杂环式环氧树脂、含螺环的环氧树脂、环己烷二甲醇型环氧树脂、亚萘基醚型环氧树脂、三羟甲基型环氧树脂、四苯基乙烷型环氧树脂等。环氧树脂可以1种单独使用,或可将2种以上组合使用。
环氧树脂优选包含在1分子中具有2个以上环氧基的环氧树脂。将环氧树脂的不挥发成分作为100质量%时,优选至少50质量%以上是在1分子中具有2个以上环氧基的环氧树脂。其中,优选包含在1分子中具有2个以上环氧基、在20℃的温度下为液态的环氧树脂(以下称为“液态环氧树脂”。)、和在1分子中具有3个以上环氧基、在20℃的温度下为固态的环氧树脂(以下称为“固态环氧树脂”。)。作为环氧树脂,通过将液态环氧树脂和固态环氧树脂并用,可得到具有优异的挠性的树脂组合物。另外,树脂组合物的固化物的断裂强度也提高。
作为液态环氧树脂,优选是双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚AF型环氧树脂、萘型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、线型酚醛型环氧树脂、具有酯骨架的脂环式环氧树脂、和具有丁二烯结构的环氧树脂,更优选是双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚AF型环氧树脂和萘型环氧树脂。作为液态环氧树脂的具体例,可以列举DIC(株)制的“HP4032”、“HP4032D”、“HP4032SS”(萘型环氧树脂)、三菱化学(株)制的“828US”、“jER828EL”(双酚A型环氧树脂)、“jER807”(双酚F型环氧树脂)、“jER152”(线型酚醛型环氧树脂)、新日铁住金化学(株)制的“ZX1059”(双酚A型环氧树脂与双酚F型环氧树脂的混合品)、Nagase ChemteX(株)制的“EX-721”(缩水甘油酯型环氧树脂)、(株)大赛璐制的“Celloxide 2021P”(具有酯骨架的脂环式环氧树脂)、“PB-3600”(具有丁二烯结构的环氧树脂)。它们可以单独使用1种,或可以将2种以上组合使用。
作为固态环氧树脂,优选是萘型4官能环氧树脂、甲酚甲醛型环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂、三酚型环氧树脂、萘酚型环氧树脂、联苯型环氧树脂、亚萘基醚型环氧树脂、蒽型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、四苯基乙烷型环氧树脂,更优选是萘型4官能环氧树脂、萘酚型环氧树脂、和联苯型环氧树脂。作为固态环氧树脂的具体例,可以列举DIC(株)制的“HP4032H”(萘型环氧树脂)、“HP-4700”、“HP-4710”(萘型4官能环氧树脂)、“N-690”(甲酚甲醛型环氧树脂)、“N-695”(甲酚甲醛型环氧树脂)、“HP-7200”(二环戊二烯型环氧树脂)、“HP-7200HH”、“EXA7311”、“EXA7311-G3”、“EXA7311-G4”、“EXA7311-G4S”、“HP6000”(亚萘基醚型环氧树脂)、日本化药(株)制的“EPPN-502H”(三酚型环氧树脂)、“NC7000L”(萘酚酚醛型环氧树脂)、“NC3000H”、“NC3000”、“NC3000L”、“NC3100”(联苯型环氧树脂)、新日铁住金化学(株)制的“ESN475V”(萘酚型环氧树脂)、“ESN485”(萘酚酚醛型环氧树脂)、三菱化学(株)制的“YX4000H”、“YL6121”(联苯型环氧树脂)、“YX4000HK”(联二甲苯酚型环氧树脂)、“YX8800”(蒽型环氧树脂)、“YL7760”(双酚AF型环氧树脂)、大阪燃气化学(大阪ガスケミカル)(株)制的“PG-100”、“CG-500”、三菱化学(株)制的“YL7800”(芴型环氧树脂)、三菱化学(株)制的“jER1010”(固体状双酚A型环氧树脂)、“jER1031S”(四苯基乙烷型环氧树脂)等。
作为环氧树脂,将液态环氧树脂和固态环氧树脂并用时,它们的用量比(液态环氧树脂:固态环氧树脂)以质量比计优选为1:0.1~1:6的范围。通过使液态环氧树脂与固态环氧树脂的用量比为所述范围,可得到下述i)~iii)等的效果:i)以粘接膜的形式使用时带来合适的粘着性,ii)以粘接膜的形式使用时可得到充分的挠性,操作性提高,以及iii)可得到具有充分的断裂强度的固化物。从上述i)~iii)的效果的角度考虑,液态环氧树脂与固态环氧树脂的用量比(液态环氧树脂:固态环氧树脂)以质量比计更优选为1:0.3~1:5的范围,进而优选为1:0.6~1:4的范围。
从得到显示良好的机械强度、绝缘可靠性的绝缘层的角度考虑,树脂组合物中的环氧树脂的含量优选为5质量%以上、更优选为10质量%以上、进而优选为20质量%以上。环氧树脂的含量的上限只要可发挥本发明的効果,就没有特别限定,优选为70质量%以下、更优选为60质量%以下、进而优选为50质量%以下。
应予说明,在本发明中,树脂组合物中的各成分的含量只要没有其他说明,是指将树脂组合物中的不挥发成分作为100质量%时的值。
环氧树脂的环氧当量优选为50~5000、更优选为50~3000、进而优选为80~2000、进而更优选为110~1000。通过为该范围,固化物的交联密度变得充分,可以带来表面粗糙度小的绝缘层。应予说明,环氧当量可以根据JIS K7236测定,是含有1当量的环氧基的树脂的质量。
环氧树脂的重均分子量优选为100~5000、更优选为250~3000、进而优选为400~1500。其中,环氧树脂的重均分子量是利用凝胶渗透色谱(GPC)法测定的聚苯乙烯换算的重均分子量。
<(B)含有马来酰亚胺的甲硅烷基保护酚>
本发明的树脂组合物含有(B)含有马来酰亚胺的甲硅烷基保护酚(以下也称为(B)成分)。(B)成分只要含有甲硅烷基保护酚部分和马来酰亚胺部分,就没有特别限定,例如可以是含有甲硅烷基保护酚部分的化合物与含有马来酰亚胺部分的化合物的混合物(熔融混合物),或者也可以是含有甲硅烷基保护酚部分和马来酰亚胺部分的化合物。(B)成分可以单独使用1种,也可以将2种以上的(B)成分组合使用。
甲硅烷基保护酚部分只要含有通过用甲硅烷基系保护基将酚羟基保护而产生的结构,就没有特别限定,例如由式(1)表示。(B)成分中的甲硅烷基保护酚部分优选含有式(1)所示的结构,
(式(1)中,R1和R2各自独立地表示可具有取代基的碳原子数为1~12的1价烃基,Ar1表示可具有取代基的含有芳香族基的2价基团。)。
R1和R2各自独立地表示可具有取代基的碳原子数为1~12的1价烃基。作为1价烃基,可以列举链状烃基、脂环式烃基、和芳香族烃基。
其中,链状烃基是指仅由链状结构构成的烃基,在主链中不含环状结构。但是,链状结构可以为直链状,也可以为支链状。脂环式烃基是指仅含有脂环式烃作为环结构、不含芳香族环的烃基,脂环式烃可以为单环、多环的任一者。但是,不需要仅由脂环式烃构成,其一部分中也可以含有链状结构。芳香族烃基是指含有芳香族环结构的烃基。但是,不需要仅由芳香族环构成,其一部分中也可以含有链状结构、脂环式烃,芳香族环可以为单环、多环的任一者。
作为链状烃基,可以列举烷基、烯基、炔基等。烷基、烯基、和炔基可以是直链状、或支链状的任一者。
作为烷基,优选是碳原子数为1~12的烷基,更优选碳原子数为1~6的烷基,进而优选碳原子数为1~4的烷基。上述碳原子数中不包含取代基的碳原子数。作为碳原子数为1~12的烷基,可以列举例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基等。
作为烯基,优选是碳原子数为2~12的烯基,更优选碳原子数为2~6的烯基,进而优选碳原子数为2~4的烯基。上述碳原子数中不包含取代基的碳原子数。作为碳原子数为2~12的烯基,可以列举乙烯基、丙烯基、正丁烯基等。
作为炔基,优选是碳原子数为2~12的炔基,更优选是碳原子数为2~6的炔基,进而优选是碳原子数为2~4的炔基。上述碳原子数中不包含取代基的碳原子数。作为碳原子数为2~12的炔基,可以列举乙炔基、丙炔基、正丁炔基等。
作为链状烃基,优选是烷基。
作为脂环式烃基,可以列举环烷基、环烯基、环炔基等,它们可以是单环、多环的任一者。
作为环烷基,优选是碳原子数3~12的环烷基,更优选是碳原子数3~6的环烷基,进而优选是碳原子数5~6的环烷基。上述碳原子数中不包含取代基的碳原子数。作为碳原子数3~12的环烷基,可以列举例如环丙基、环丁基、环戊基、环己基等。
作为环烯基,优选是碳原子数3~12的环烯基,更优选是碳原子数3~6的环烯基,进而优选是碳原子数5~6的环烯基。上述碳原子数中不包含取代基的碳原子数。作为碳原子数3~12的环烯基,可以列举环丙烯基、环丁烯基、环戊烯基、环己烯基等。
作为环炔基,优选是碳原子数3~12的环炔基,更优选是碳原子数3~6的环炔基,进而优选是碳原子数5~6的环炔基。上述碳原子数中不包含取代基的碳原子数。作为碳原子数3~12的环炔基,可以列举环丙炔基、环丁炔基、环戊炔基、环己炔基等。
作为脂环式烃基,优选是环烷基。
作为芳香族烃基,优选是碳原子数为6~12的芳基,更优选是碳原子数为6~10的芳基。上述碳原子数中不包含取代基的碳原子数。作为碳原子数为6~12的芳基,可以列举例如苯基、萘基等,优选苯基。
其中,R1和R2所表示的碳原子数1~12的1价烃基,作为取代基,优选是碳原子数为1~12的烷基、碳原子数为6~12的芳基,进而优选是苯基。
R1和R2所表示的碳原子数为1~12的1价烃基可具有取代基。作为取代基,没有特别限制,可以列举例如卤素原子、烷基、环烷基、烷氧基、环烷基氧基、芳基、芳基氧基、芳基烷基、芳基烷氧基、1价的杂环基、烷叉基(alkylidene group)、氨基、甲硅烷基、酰基、酰基氧基、羧基、磺基、氰基、硝基、羟基、巯基、氧代基(oxo group)等。
作为用作取代基的卤素原子,可以列举氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。
用作取代基的烷基可以是直链状、或支链状的任一者。该烷基的碳原子数优选为1~12、更优选为1~6、更优选为1~3。作为该烷基,可以列举例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、和癸基。用作取代基的烷基进而也可以具有取代基(“二次取代基”)。作为具有所述二次取代基的烷基,可以列举例如被卤素原子取代了的烷基,具体地,可以列举三氟甲基、三氯甲基、四氟乙基、四氯乙基等。
用作取代基的环烷基的碳原子数优选为3~12、更优选为3~6。作为该环烷基,可以列举例如环丙基、环丁基、环戊基、和环己基等。
用作取代基的烷氧基可以是直链状或支链状的任一者。该烷氧基的碳原子数优选为1~20、更优选为1~12、进而优选为1~6。作为该烷氧基,可以列举例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙基氧基、丁氧基、仲丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、戊基氧基、己基氧基、庚基氧基、辛基氧基、壬基氧基、和癸基氧基。
用作取代基的环烷基氧基的碳原子数优选为3~20、更优选为3~12、进而优选为3~6。作为该环烷基氧基,可以列举例如环丙基氧基、环丁基氧基、环戊基氧基、和环己基氧基。
用作取代基的芳基是由芳香族烃除去1个芳香环上的氢原子而成的基团。用作取代基的芳基的碳原子数优选为6~24、更优选为6~18、进而优选为6~14、进而更优选为6~10。作为该芳基,可以列举例如苯基、萘基、和蒽基。
用作取代基的芳基氧基的碳原子数优选为6~24、更优选为6~18、进而优选为6~14、进而更优选为6~10。作为用作取代基的芳基氧基,可以列举例如苯氧基、1-萘基氧基、和2-萘基氧基。
用作取代基的芳基烷基的碳原子数优选为7~25、更优选为7~19、进而优选为7~15、进而更优选为7~11。作为该芳基烷基,可以列举例如苯基-C1~C12烷基、萘基-C1~C12烷基、和蒽基-C1~C12烷基。
用作取代基的芳基烷氧基的碳原子数优选为7~25、更优选为7~19、进而优选为7~15、进而更优选为7~11。作为该芳基烷氧基,可以列举例如苯基-C1~C12烷氧基、和萘基-C1~C12烷氧基。
用作取代基的1价的杂环基是指由杂环式化合物的杂环除去1个氢原子而成的基团。该1价的杂环基的碳原子数优选为3~21、更优选为3~15、进而优选为3~9。该1价的杂环基也包含1价的芳香族杂环基(杂芳基)。作为该1价的杂环,可以列举例如噻吩基、吡咯基、呋喃基(furanyl)、呋喃基(furyl)、吡啶基、哒嗪基、嘧啶基、吡嗪基、三嗪基、吡咯烷基、哌啶基、喹啉基、和异喹啉基。
用作取代基的烷叉基是指从烷烃的同一碳原子上除去了2个氢原子的基团。该烷叉基的碳原子数优选为1~20、更优选1~14、进而优选为1~12、进而更优选为1~6、特别优选为1~3。作为该烷叉基,可以列举例如甲叉基(methylidene group)、乙叉基、丙叉基、异丙叉基、丁叉基、仲丁叉基、异丁叉基、叔丁叉基、戊叉基、己叉基、庚叉基、辛叉基、壬叉基、和癸叉基。
用作取代基的酰基是指由式:-C(=O)-R表示的基团(式中,R为烷基或芳基)。由R表示的烷基可以是直链状或支链状的任一者。作为由R表示的芳基,可以列举例如苯基、萘基、和蒽基。该酰基的碳原子数优选为2~20、更优选为2~13、进而优选为2~7。作为该酰基,可以列举例如乙酰基、丙酰基、丁酰基、异丁酰基、特戊酰基、和苯甲酰基。
用作取代基的酰基氧基是指由式:-O-C(=O)-R表示的基团(式中,R为烷基或芳基)。由R表示的烷基可以是直链状或支链状的任一者。作为由R表示的芳基,可以列举例如苯基、萘基、和蒽基。该酰基氧基的碳原子数优选为2~20、更优选为2~13、进而优选为2~7。作为该酰基氧基,可以列举例如乙酰氧基、丙酰氧基、丁酰氧基、异丁酰氧基、特戊酰氧基、和苯甲酰氧基。
上述的取代基也可以进而具有取代基(以下有时称为“二次取代基”)。作为二次取代基,只要没有特别的记载,可以使用与上述取代基相同的基团。
Ar1表示可具有取代基的含有芳香族基的2价基团。Ar1只要是含有芳香族环结构的2价基团,就没有特别限定,可以具有取代基。芳香族基可以是芳香族烃、或芳香族杂环,也可以是将芳香族烃和芳香族杂环组合的基团。Ar1优选是碳原子数为6以上的2价基团,更优选是碳原子数为10以上的2价基团,进而优选是碳原子数为15以上的2价基团,更进而优选是碳原子数为20以上的2价基团。碳原子数的上限没有特别限定,优选为50以下,优选为40以下,更优选为30以下。2价基团优选具有2~4个可稠合的苯基或亚苯基,优选具有3~4个(多个苯基稠合时,将各个苯基设为1个)。在上述碳原子数中不含取代基的碳原子数。作为2价基团,可以列举例如含有芴骨架的芳香族烃基(例如芴二基、联苯芴二基等)、亚苯基、亚萘基、亚联苯基、亚蒽基、包含亚苯基-二亚环戊基(dicyclopentylene)-亚苯基的2价基团、除去了双酚的2个OH基的2价基团、亚吡啶基(ピリジニレン基)、亚咪唑基(イミダゾレン基)等,优选是亚萘基、由下述结构式所示的基团、含有芴骨架的芳香族烃基,更优选是含有芴骨架的芳香族烃基,进而优选是联苯芴二基。
含有Ar1所表示的芳香族基的2价基团可具有取代基。作为取代基,与R1和R2所表示的碳原子数为1~12的1价烃基可具有的取代基同样,优选的范围也同样。
(B)成分进而含有马来酰亚胺部分。马来酰亚胺部分只要含有马来酰亚胺基即可,没有特别限制,优选在末端含有马来酰亚胺基,更优选在两末端含有马来酰亚胺基。
(B)成分是含有甲硅烷基保护酚部分的化合物与含有马来酰亚胺部分的化合物的混合物时,该含有马来酰亚胺部分的化合物优选在末端含有马来酰亚胺基,更优选在两末端含有马来酰亚胺基。即,该混合物优选包含含有甲硅烷基保护酚部分的化合物和在末端含有马来酰亚胺部分的化合物,优选包含含有甲硅烷基保护酚部分的化合物和在两末端含有马来酰亚胺部分的化合物。
含有马来酰亚胺部分的化合物优选经由“-Ar3-R4-Ar4-”而在两末端含有马来酰亚胺基(R4、Ar3、和Ar4可与下述的式(3)的基团相同,优选的范围也同样。)。
(B)成分为含有甲硅烷基保护酚部分和马来酰亚胺部分的化合物时,优选在该化合物的末端含有马来酰亚胺基,更优选在两末端含有马来酰亚胺基。即,该化合物优选是含有甲硅烷基保护酚部分和在末端的马来酰亚胺部分的化合物,更优选是含有甲硅烷基保护酚部分和在两末端的马来酰亚胺部分的化合物。
(B)成分是含有甲硅烷基保护酚部分和马来酰亚胺部分的化合物,在为含有式(1)所示的结构、同时在末端含有马来酰亚胺基的化合物的情况下,进而优选(B)成分含有式(2)所示的结构,
(式(2)中,R3表示单键或可具有取代基的2价的连接基团,Ar2表示可具有取代基的2价的连接基团。)。
R3表示单键或可具有取代基的2价的连接基团,优选表示可具有取代基的2价的连接基团。作为2价的连接基团,可以列举亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、-C(=O)-、-C(=O)-O-、氧原子、硫原子、C(=O)NR-、-NR-(R是氢原子、碳原子数为1~3的烷基)、和包含它们的组合的基团等。
作为亚烷基,优选是碳原子数为1~12的亚烷基,更优选是碳原子数为1~6的亚烷基,特别优选是碳原子数为1~4的亚烷基。上述碳原子数中不包含取代基的碳原子数。另外,R3所表示的亚烷基可以是直链、支链、环状的任一者,但优选是直链的亚烷基。作为这样的亚烷基,可以列举例如亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、亚壬基、亚癸基等。
作为亚烯基,优选是碳原子数为2~12的亚烯基,更优选是碳原子数为2~6的亚烯基,特别优选是碳原子数为2~4的亚烯基。上述碳原子数中不包含取代基的碳原子数。另外,R3所表示的亚烯基可以是直链、支链、环状的任一者,但优选是直链的亚烯基。作为这样的亚烯基,可以列举例如亚乙烯基、亚丙烯基、亚丁烯基、亚戊烯基、亚己烯基等。
作为亚炔基,优选是碳原子数为2~12的亚炔基,更优选是碳原子数为2~6的亚炔基,特别优选是碳原子数为2~4的亚炔基。上述碳原子数中不包含取代基的碳原子数。另外,R3所表示的亚炔基可以是直链、支链、环状的任一者,但优选是直链的亚炔基。作为这样的亚炔基,可以列举例如亚乙炔基、亚丙炔基、亚丁炔基、亚戊炔基、亚己炔基等。
作为亚芳基,优选是碳原子数为6~24的亚芳基,更优选是碳原子数为6~18的亚芳基,进而优选是碳原子数为6~14的亚芳基,进而更优选是碳原子数为6~10的亚芳基。上述碳原子数中不包含取代基的碳原子数。作为亚芳基,可以列举例如亚苯基、亚萘基、亚蒽基等。
其中,作为R3,优选为-NR-(R是氢原子、碳原子数为1~3的烷基),更优选为-NH-。
R3所表示的2价的连接基团可具有取代基。作为取代基,与式(1)中的R1和R2所表示的碳原子数为1~12的1价烃基可具有的取代基同样,优选的范围也同样。
Ar2表示可具有取代基的2价的连接基团。2价的连接基团与R3表示的2价的连接基团同义。其中,Ar2优选是碳原子数为6~24的亚芳基,更优选是碳原子数为6~18的亚芳基,更优选是碳原子数为6~14的亚芳基,进而优选是碳原子数为6~10的亚芳基。上述碳原子数中不包含取代基的碳原子数。作为亚芳基,可以列举例如亚苯基、亚萘基、亚联苯基、亚蒽基等,优选为亚苯基、亚萘基,更优选为亚苯基。
Ar2表示的2价的连接基团可具有取代基。作为取代基,与式(1)中的R1和R2所表示的碳原子数为1~12的1价烃基可具有的取代基同样,优选的范围也同样。
(B)成分优选是含有甲硅烷基保护酚部分和马来酰亚胺部分的化合物,更优选是含有式(1)所示的结构的同时、在末端或两末端含有马来酰亚胺基的化合物,进而优选是含有式(1)和式(2)所示的结构的同时、在末端含有马来酰亚胺基的化合物,特别优选是含有式(1)和式(2)所示的结构的同时、在两末端含有马来酰亚胺基的化合物。
(B)成分的合适的一个实施方式是含有式(1)和式(2)所示的结构、同时在两末端含有马来酰亚胺基的化合物,含有式(3)所示的结构,
(式(3)中,R1、R2、和Ar1可与式(1)的基团相同,R3和Ar2可与式(2)的基团相同,R4表示可具有取代基的碳原子数为1~12的亚烷基,Ar3和Ar4各自独立地表示可具有取代基的碳原子数为6~24的亚芳基,n表示1~20的整数,m表示1~20的整数。)。
R1、R2、和Ar1可与式(1)的基团相同,优选的范围也同样。另外,R3和Ar2可与式(2)的基团相同,优选的范围也同样。
R4表示可具有取代基的碳原子数为1~12的亚烷基,更优选是碳原子数为1~6的亚烷基,特别优选是碳原子数为1~4的亚烷基。上述碳原子数中不包含取代基的碳原子数。另外,R3所表示的亚烷基可以是直链、支链、环状的任一者,优选是直链的亚烷基。作为这样的亚烷基,可以列举例如亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、亚壬基、亚癸基等,优选是亚甲基。亚烷基可具有取代基,与式(1)中的R1和R2所表示的碳原子数1~12的1价烃基可具有的取代基同样,优选的范围也同样。
Ar3和Ar4各自独立地表示可具有取代基的碳原子数为6~24的亚芳基,更优选碳原子数为6~18的亚芳基,进而优选碳原子数为6~14的亚芳基,进而更优选碳原子数为6~10的亚芳基。上述碳原子数中不包含取代基的碳原子数。作为亚芳基,可以列举例如亚苯基、亚萘基、亚蒽基、2-乙基-6-甲基亚苯基等,优选是亚苯基、2-乙基-6-甲基亚苯基,更优选是2-乙基-6-甲基亚苯基。亚芳基可具有取代基,与式(1)中的R1和R2所表示的碳原子数为1~12的1价烃基可具有的取代基同样,优选的范围也同样。
n表示1~20的整数,优选1~10的整数,更优选1~6的整数,更优选2~5。
m表示1~20的整数,优选1~10的整数,更优选1~2的整数。
(B)成分的重均分子量优选为1000~100000,更优选为1000~50000,进而优选为1000~10000。这里,(B)成分的重均分子量是利用凝胶渗透色谱(GPC)法测定的聚苯乙烯换算的重均分子量。
以下列举(B)成分的具体例,但本发明不被其所限定(式中,n表示1~20的整数,m表示1~20的整数,Ph表示苯基。(B-4)是含有甲硅烷基保护酚部分的化合物与含有马来酰亚胺部分的化合物的混合物。)。
(B)成分可以利用公知的各种方法合成。例如可以通过使双马来酰亚胺化合物、和含有式(1)所示的结构单元的甲硅烷基保护低聚物等反应来合成(B)成分。另外,(B)成分可以使用市售品,作为市售品,可以列举例如AIR WATER INC.(エア・ウォーター(株))制的“PC1200-04-65P”、“PC1200-02-65P”、“PC1200-03-65P”等。
将树脂组合物的不挥发成分作为100质量%的情况下的(A)成分的含量设为a(质量%)、(B)成分的含量设为b(质量%)时,优选b/a为0.01~1,更优选为0.01~0.5,进而优选为0.01~0.3。
作为树脂组合物中的(B)成分的含量,从提高树脂组合物的玻璃化转变温度、且降低介质损耗因数的角度考虑,优选为1质量%~20质量%,更优选为1质量%~10质量%,进而优选为1质量%~5质量%。
另外,将(A)环氧树脂的环氧基数设为1时,(B)成分的反应基(甲硅烷基)数优选为0.05以上且小于0.5,更优选为0.05以上且0.35以下,进而优选为0.05以上且0.3以下。这里,“环氧树脂的环氧基数”是指,对于全部的环氧树脂,将用树脂组合物中存在的各环氧树脂的固体成分质量除以环氧当量所得的值进行总计而得的值。此外,“反应基”是指能与环氧基进行反应的官能团,“(B)成分的反应基数”是指,将用树脂组合物中存在的(B)成分的固体成分质量除以反应基当量所得的值全部进行总计而得的值。
本发明人等发现通过将(B)成分和下述的(C)成分组合使用,可以实现低粗糙度、同时实现与导体层的高密合,进而可实现玻璃化转变温度(Tg)高的绝缘层,进而可实现低介质损耗因数。
<(C)活性酯化合物>
本发明的树脂组合物含有(C)活性酯化合物(以下也称为(C)成分)。
活性酯化合物是在一分子中具有一个以上活性酯基的活性酯化合物。作为活性酯化合物,优选在一分子中具有两个以上活性酯基的活性酯化合物,例如优选使用酚酯类(phenol esters)、硫酚酯类(thiophenol esters)、N-羟基胺酯类、杂环羟基化合物的酯类等在一分子中具有两个以上反应活性高的酯基的活性酯化合物。活性酯化合物可以一种单独使用,也可以组合两种以上使用。
从耐热性提高的角度考虑,优选是利用羧酸化合物和/或硫代羧酸化合物、与羟基化合物和/或硫醇化合物的缩合反应而得的活性酯化合物。其中更优选使羧酸化合物与选自苯酚化合物、萘酚化合物和硫醇化合物中的一种以上的化合物进行反应而得到的活性酯化合物;进一步优选使羧酸化合物与具有酚羟基的芳香族化合物进行反应而得到的在一分子中具有两个以上活性酯基的芳香族化合物;进一步更优选使在一分子中具有至少两个以上羧基的羧酸化合物与具有酚羟基的芳香族化合物进行反应而得到的芳香族化合物、即在一分子中具有两个以上活性酯基的芳香族化合物。活性酯化合物可以是直链状,也可以是支链状。此外在一分子中具有至少两个以上羧基的羧酸化合物如果是含有脂肪族链的化合物,则可以提高与树脂组合物的相容性;如果是具有芳香环的化合物,则可以提高耐热性。
作为羧酸化合物,例如可列举:碳原子数1~20(优选为2~10、更优选为2~8)的脂肪族羧酸、碳原子数7~20(优选为7~10)的芳香族羧酸。作为脂肪族羧酸,例如可列举:乙酸、丙二酸、琥珀酸、马来酸、衣康酸等。作为芳香族羧酸,例如可列举:苯甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、均苯四酸等。其中,从耐热性的观点考虑,优选琥珀酸、马来酸、衣康酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸,更优选间苯二甲酸、对苯二甲酸。
作为硫代羧酸化合物,没有特别的限制,例如可列举:硫代乙酸、硫代苯甲酸等。
作为苯酚化合物,例如可列举:碳原子数6~40(优选为6~30、更优选为6~23、进一步优选为6~22)的苯酚化合物,作为优选的具体例,可列举:氢醌、间苯二酚、双酚A、双酚F、双酚S、酚酞啉、甲基化双酚A、甲基化双酚F、甲基化双酚S、苯酚、邻甲酚、间甲酚、对甲酚、邻苯二酚、二羟基二苯甲酮、三羟基二苯甲酮、四羟基二苯甲酮、间苯三酚、苯三酚、二环戊二烯型联苯酚等。作为苯酚化合物,还可使用线型酚醛树脂(phenol novolak)、日本特开2013-40270号公报记载的具有酚羟基的含磷原子的低聚物。
作为萘酚化合物,例如可列举:碳原子数10~40(优选为10~30、更优选为10~20)的萘酚化合物,作为优选的具体例,可列举:α-萘酚、β-萘酚、1,5-二羟基萘、1,6-二羟基萘、2,6-二羟基萘等。作为萘酚化合物,还可使用萘酚酚醛树脂(naphthol novolak)。
其中,优选双酚A、双酚F、双酚S、甲基化双酚A、甲基化双酚F、甲基化双酚S、邻苯二酚、α-萘酚、β-萘酚、1,5-二羟基萘、1,6-二羟基萘、2,6-二羟基萘、二羟基二苯甲酮、三羟基二苯甲酮、四羟基二苯甲酮、间苯三酚、苯三酚、二环戊二烯型联苯酚、线型酚醛树脂、具有酚羟基的含磷原子的低聚物;更优选邻苯二酚、1,5-二羟基萘、1,6-二羟基萘、2,6-二羟基萘、二羟基二苯甲酮、三羟基二苯甲酮、四羟基二苯甲酮、间苯三酚、苯三酚、二环戊二烯型联苯酚、线型酚醛树脂、具有酚羟基的含磷原子的低聚物;进一步优选1,5-二羟基萘、1,6-二羟基萘、2,6-二羟基萘、二羟基二苯甲酮、三羟基二苯甲酮、四羟基二苯甲酮、二环戊二烯型联苯酚、线型酚醛树脂、具有酚羟基的含磷原子的低聚物;进一步更优选1,5-二羟基萘、1,6-二羟基萘、2,6-二羟基萘、二环戊二烯型联苯酚、线型酚醛树脂、具有酚羟基的含磷原子的低聚物;尤其更优选1,5-二羟基萘、1,6-二羟基萘、2,6-二羟基萘、二环戊二烯型联苯酚、具有酚羟基的含磷原子的低聚物;特别优选二环戊二烯型联苯酚。
作为硫醇化合物,没有特别的限制,例如可列举:苯二硫醇、三嗪二硫醇等。
作为活性酯化合物的合适的具体例,可列举:含有二环戊二烯型联苯酚结构的活性酯化合物、含有萘结构的活性酯化合物、含有线型酚醛树脂的乙酰化物的活性酯化合物、含有线型酚醛树脂的苯甲酰化物的活性酯化合物、使芳香族羧酸与具有酚羟基的含磷原子的低聚物反应而得的活性酯化合物;其中更优选含有二环戊二烯型联苯酚结构的活性酯化合物、含有萘结构的活性酯化合物、使芳香族羧酸与具有酚羟基的含磷原子的低聚物反应而得的活性酯化合物。应予说明,本发明中,“二环戊二烯型联苯酚结构”表示包含亚苯基-二亚环戊基-亚苯基的2价结构单元。
作为活性酯化合物,可使用日本特开2004-277460号公报、日本特开2013-40270号公报中公开的活性酯化合物,还可使用市售的活性酯化合物。作为活性酯化合物的市售品,可以列举例如DIC(株)制的“EXB9451”、“EXB9460”、“EXB9460S”、“HPC-8000-65T”、“HPC-8000L-65M”(含有二环戊二烯型联苯酚结构的活性酯化合物)、DIC(株)制的“EXB9416-70BK”(含有萘结构的活性酯化合物)、三菱化学(株)制的“DC808”(含有线型酚醛树脂的乙酰化物的活性酯化合物)、三菱化学(株)制的“YLH1026”(含有线型酚醛树脂的苯甲酰化物的活性酯化合物)、DIC(株)制的“EXB9050L-62M”(含有磷原子的活性酯化合物)。
从得到低粗糙度、同时与导体层的密合性高、绝缘可靠性也优异的绝缘层的观点出发,树脂组合物中的活性酯化合物的含量优选为1质量%以上,更优选为2质量%以上,进而优选为3质量%以上,进而更优选为4质量%以上、5质量%以上、6质量%以上、7质量%以上、8质量%以上或9质量%以上。活性酯化合物的含量的上限没有特别限定,优选为30质量%以下,更优选为25质量%以下,进而优选为20质量%以下,进而更优选为18质量%以下、16质量%以下或15质量%以下。
另外,将(A)环氧树脂的环氧基数设为1时,从得到机械强度良好的绝缘层的观点出发,(C)活性酯化合物的反应基数优选为0.2~2,更优选为0.3~1.5,进而优选为0.35~1。这里,“环氧树脂的环氧基数”是指,对于全部的环氧树脂,将用树脂组合物中存在的各环氧树脂的固体成分质量除以环氧当量所得的值进行总计而得的值。此外,“反应基”是指能与环氧基进行反应的官能团,“活性酯化合物的反应基数”是指,将用树脂组合物中存在的活性酯化合物的固体成分质量除以反应基当量所得的值全部进行总计而得的值。
将(A)环氧树脂的环氧基数设为1时,(B)成分和(C)成分的总计反应基数优选为0.2~2、更优选为0.3~1.9、进一步优选为0.5~1.8。这里,“环氧树脂的环氧基数”是指,对于全部的环氧树脂,将用树脂组合物中存在的各环氧树脂的固体成分质量除以环氧当量所得的值进行总计而得的值。此外,“反应基”是指能与环氧基进行反应的官能团,“(B)成分和(C)成分的总计反应基数”是指,将用树脂组合物中存在的(B)成分和(C)成分的各固体成分质量除以反应基当量所得的值全部进行总计而得的值。
<(D)热塑性树脂>
本发明的树脂组合物优选除了含有(A)~(C)成分以外,还含有(D)热塑性树脂(以下也称为(D)成分)。
作为热塑性树脂,可以列举例如苯氧基树脂、聚乙烯醇缩醛树脂、聚烯烃树脂、聚丁二烯树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚砜树脂、聚醚砜树脂、聚苯醚树脂、聚碳酸酯树脂、聚醚醚酮树脂、聚酯树脂。优选是苯氧基树脂。热塑性树脂可以单独使用一种,或可以将两种以上组合使用。
热塑性树脂的聚苯乙烯换算的重均分子量优选为8000~70000的范围,更优选10000~60000的范围,进而优选20000~60000的范围。热塑性树脂的聚苯乙烯换算的重均分子量可利用凝胶渗透色谱(GPC)法测定。具体而言,热塑性树脂的聚苯乙烯换算的重均分子量可采用以下方式算出:使用(株)岛津制作所制LC-9A/RID-6A作为测定装置、使用昭和电工(株)制Shodex K-800P/K-804L/K-804L作为柱子、使用氯仿等作为流动相,在柱温40℃下进行测定,利用标准聚苯乙烯的标准曲线来算出。
苯氧基树脂可以列举例如具有选自双酚A骨架、双酚F骨架、双酚S骨架、双酚乙酰苯骨架、酚醛树脂(novolak)骨架、联苯骨架、芴骨架、二环戊二烯骨架、降冰片烯骨架、萘骨架、蒽骨架、金刚烷骨架、萜烯骨架、和三甲基环己烷骨架中的1种以上的骨架的苯氧基树脂。苯氧基树脂的末端可以是酚羟基、环氧基等任意官能团。苯氧基树脂可以单独使用1种或将2种以上组合使用。作为苯氧基树脂的具体例,可以列举三菱化学(株)制的“1256”和“4250”(均为含有双酚A骨架的苯氧基树脂)、“YX8100”(含有双酚S骨架的苯氧基树脂)、和“YX6954”(含有双酚乙酰苯骨架的苯氧基树脂),其它还可以列举新日铁住金化学(株)制的“FX280”和“FX293”、三菱化学(株)制的“YL6954BH30”、“YX7553”、“YL6794”、“YL7213”、“YL7290”和“YL7482”等。
作为聚乙烯醇缩醛树脂,可以列举例如聚乙烯醇缩甲醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂,优选是聚乙烯醇缩丁醛树脂。作为聚乙烯醇缩醛树脂的具体例,可以列举例如电气化学工业(株)制的“電化ブチラール4000-2”、“電化ブチラール5000-A”、“電化ブチラール6000-C”、“電化ブチラール6000-EP”、积水化学工业(株)制的エスレックBH系列、BX系列、KS系列、BL系列、BM系列等。
作为聚酰亚胺树脂的具体例,可以列举新日本理化(株)制的“リカコートSN20”和“リカコートPN20”。作为聚酰亚胺树脂的具体例,另外可以列举2官能性羟基末端聚丁二烯、使二异氰酸酯化合物和四元酸酐反应而得的线状聚酰亚胺(日本特开2006-37083号公报记载的聚酰亚胺)、含有聚硅氧烷骨架的聚酰亚胺(日本特开2002-12667号公报和日本特开2000-319386号公报等中记载的聚酰亚胺)等改性聚酰亚胺。
作为聚酰胺酰亚胺树脂的具体例,可以列举东洋纺织(株)制的“バイロマックスHR11NN”和“バイロマックスHR16NN”。作为聚酰胺酰亚胺树脂的具体例,另外可以列举日立化成工业(株)制的“KS9100”、“KS9300”(含有聚硅氧烷骨架的聚酰胺酰亚胺)等改性聚酰胺酰亚胺。
作为聚醚砜树脂的具体例,可以列举住友化学(株)制的“PES5003P”等。
作为聚砜树脂的具体例,可以列举ソルベイアドバンストポリマーズ(株)制的聚砜“P1700”、“P3500”等。
其中,在与(A)至(C)成分的组合中,从得到表面粗糙度更低、与导体层的密合性更为优异的绝缘层的角度考虑,作为热塑性树脂,优选是苯氧基树脂、聚乙烯醇缩醛树脂。因此在合适的一个实施方式中,(F)成分包含选自苯氧基树脂和聚乙烯醇缩醛树脂中的1种以上。
树脂组合物中的热塑性树脂的含量优选为0.1质量%~20质量%、更优选为0.5质量%~10质量%、进而优选为1质量%~5质量%。
<(E)无机填充材料>
本发明的树脂组合物优选除了含有(A)~(C)成分以外,还含有(E)无机填充材料(以下也称为(E)成分)。
无机填充材料的材料没有特别限定,可以列举例如二氧化硅、氧化铝、玻璃、堇青石、硅氧化物、硫酸钡、碳酸钡、滑石、粘土、云母粉、氧化锌、水滑石、勃姆石、氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸镁、氧化镁、氮化硼、氮化铝、氮化锰、硼酸铝、碳酸锶、钛酸锶、钛酸钙、钛酸镁、钛酸铋、氧化钛、氧化锆、钛酸钡、钛酸锆酸钡、锆酸钡、锆酸钙、磷酸锆、和磷酸钨酸锆等,其中二氧化硅是特别合适的。另外作为二氧化硅,优选球形二氧化硅。无机填充材料可以一种单独使用,也可以组合两种以上使用。
无机填充材料的平均粒径没有特别限定,从得到表面粗糙度小的绝缘层的角度或从提高微细配线形成性的角度考虑,优选为600nm以下、更优选为300nm以下、进而优选为200nm以下。该平均粒径的下限没有特别限定,通常为5nm以上。作为具有这样的平均粒径的无机填充材料的市售品,可以列举例如(株)Admatechs制“YC100C”、“YA050C”、“YA050C-MJE”、“YA010C”、电气化学工业(株)制“UFP-30”、(株)德山(Tokuyama)制“シルフィルNSS-3N”、“シルフィルNSS-4N”、“シルフィルNSS-5N”、(株)Admatechs制“SO-C2”、“SO-C1”等。
无机填充材料的平均粒径可以利用基于米氏(Mie)散射理论的激光衍射-散射法来测定。具体地,利用激光衍射散射式粒度分布测定装置,以体积基准制成无机填充材料的粒度分布,将其中值直径设为平均粒径,由此可以测定。测定样品可以优选使用利用超声波使无机填充材料分散在水中的物质。作为激光衍射散射式粒度分布测定装置,可以使用(株)堀场制作所制“LA-500”等。
无机填充材料从提高耐湿性和分散性的角度考虑,优选用氨基硅烷系偶联剂、环氧硅烷系偶联剂、巯基硅烷系偶联剂、硅烷系偶联剂、烷氧基硅烷化合物、有机硅氮烷化合物、钛酸酯系偶联剂等1种以上的表面处理剂进行处理。作为表面处理剂的市售品,可以列举例如信越化学工业(株)制“KBM403”(3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷)、信越化学工业(株)制“KBM803”(3-巯基丙基三甲氧基硅烷)、信越化学工业(株)制“KBE903”(3-氨基丙基三乙氧基硅烷)、信越化学工业(株)制“KBM573”(N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷)、信越化学工业(株)制“SZ-31”(六甲基二硅氮烷) 、信越化学工业(株)制“KBM103”(苯基三甲氧基硅烷)、信越化学工业(株)制“KBM-4803”(长链环氧型硅烷偶联剂)等。
采用了表面处理剂的表面处理的程度可以通过无机填充材料的每单位表面积的碳量来评价。无机填充材料的每单位表面积的碳量从无机填充材料的分散性提高的角度考虑,优选为0.02mg/m2以上,更优选为0.1mg/m2以上,进而优选为0.2mg/m2以上。另一方面,从防止树脂清漆(resin varnish)的熔融粘度、在片材形式下的熔融粘度的升高的角度考虑,优选为1mg/m2以下,更优选为0.8mg/m2以下,进而优选为0.5mg/m2以下。
无机填充材料的每单位表面积的碳量可以在使用溶剂(例如甲基乙基酮(MEK))对表面处理后的无机填充材料进行洗涤处理之后测定。具体而言,向用表面处理剂进行了表面处理的无机填充材料中加入足量的MEK作为溶剂,25℃下超声洗涤5分钟。可以在除去上清液,将固体成分干燥后,使用碳分析仪测定无机填充材料的每单位表面积的碳量。作为碳分析仪,可以使用(株)堀场制作所制“EMIA-320V”等。
树脂组合物中的无机填充材料的含量优选为10质量%以上、更优选为20质量%以上、进而优选为30质量%以上、40质量%以上、或50质量%以上。树脂组合物中的无机填充材料的含量的上限优选为80质量%以下、更优选为75质量%以下、进而优选为70质量%以下。
<(F)固化促进剂>
本发明的树脂组合物优选除了含有(A)~(C)成分以外,还含有(F)固化促进剂(以下也称为(F)成分)。
作为固化促进剂,可以列举例如磷系固化促进剂、胺系固化促进剂、咪唑系固化促进剂、胍系固化促进剂、金属系固化促进剂等,优选磷系固化促进剂、胺系固化促进剂、咪唑系固化促进剂,更优选胺系固化促进剂、咪唑系固化促进剂。固化促进剂可以单独使用一种,也可以将两种以上组合使用。
作为磷系固化促进剂,例如可列举:三苯基膦、硼酸鏻化合物、四苯基鏻四苯基硼酸盐、正丁基鏻四苯基硼酸盐、四丁基鏻癸酸盐、(4-甲基苯基)三苯基鏻硫氰酸盐、四苯基鏻硫氰酸盐、丁基三苯基鏻硫氰酸盐等,优选三苯基膦、四丁基鏻癸酸盐。
作为胺系固化促进剂,例如可列举:三乙基胺、三丁基胺等三烷基胺、4-二甲氨基吡啶、苄基二甲基胺、2,4,6,-三(二甲基氨基甲基)苯酚、1,8-二氮杂双环(5,4,0)-十一烯等,优选4-二甲氨基吡啶、1,8-二氮杂双环(5,4,0)-十一烯。
作为咪唑系固化促进剂,例如可列举:2-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑、1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑鎓偏苯三酸盐、1-氰基乙基-2-苯基咪唑鎓偏苯三酸盐、2,4-二氨基-6-[2'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-[2'-十一烷基咪唑基-(1')]-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-[2'-乙基-4'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-[2'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-均三嗪异氰尿酸加成物、2-苯基咪唑异氰尿酸加成物、2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑、2,3-二氢-1H-吡咯并[1,2-a]苯并咪唑、1-十二烷基-2-甲基-3-苄基咪唑鎓氯化物、2-甲基咪唑啉、2-苯基咪唑啉等咪唑化合物、以及咪唑化合物与环氧树脂的加合物,优选2-乙基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑。
作为咪唑系固化促进剂,可以使用市售品,可以列举例如三菱化学(株)制的“P200-H50”等。
作为胍系固化促进剂,例如可列举:氰基胍、1-甲基胍、1-乙基胍、1-环己基胍、1-苯基胍、1-(邻甲苯基)胍、二甲基胍、二苯基胍、三甲基胍、四甲基胍、五甲基胍、1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯、7-甲基-1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯、1-甲基双胍、1-乙基双胍、1-正丁基双胍、1-正十八烷基双胍、1,1-二甲基双胍、1,1-二乙基双胍、1-环己基双胍、1-烯丙基双胍、1-苯基双胍、1-(邻甲苯基)双胍等,优选氰基胍、1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯。
作为金属系固化促进剂,可以列举例如钴、铜、锌、铁、镍、锰、锡等金属的有机金属络合物或有机金属盐。作为有机金属络合物的具体例,可以列举乙酰丙酮钴(II)、乙酰丙酮钴(III)等有机钴络合物、乙酰丙酮铜(II)等有机铜络合物、乙酰丙酮锌(II)等有机锌络合物、乙酰丙酮铁(III)等有机铁络合物、乙酰丙酮镍(II)等有机镍络合物、乙酰丙酮锰(II)等有机锰络合物等。作为有机金属盐,可以列举例如辛酸锌、辛酸锡、环烷酸锌、环烷酸钴、硬脂酸锡、硬脂酸锌等。
树脂组合物中的固化促进剂的含量没有特别限定,优选以0.05质量%~3质量%的范围使用。
<其它添加剂>
本发明的树脂组合物根据需要可含有其它添加剂。作为其它添加剂,可以列举除(B)成分和(C)成分以外的固化剂(以下也称为“(B)成分等以外的固化剂”)、阻燃剂、和有机填充材料等。
-(B)成分等以外的固化剂-
本发明的树脂组合物也可以进而含有(B)成分等以外的固化剂。
作为(B)成分等以外的固化剂,只要具有使环氧树脂固化的功能就没有特别限定,可以列举例如苯酚(phenol)系固化剂、萘酚系固化剂、氰酸酯系固化剂、苯并噁嗪系固化剂、碳二亚胺系固化剂等。这些固化剂可以一种单独使用,或也可以组合两种以上使用。
其中,在与(A)至(C)成分的组合中,从得到表面粗糙度特别低、与导体层的密合性特别优异的绝缘层的角度、特别是从得到呈现良好的绝缘可靠性的绝缘层的角度考虑,作为除(B)成分和(C)成分以外的固化剂,优选是苯酚系固化剂、萘酚系固化剂。
作为苯酚系固化剂和萘酚系固化剂,从耐热性和耐水性的观点考虑,优选具有酚醛树脂(novolak)结构的苯酚系固化剂、或具有酚醛树脂结构的萘酚系固化剂。此外,从得到与导体层的密合性优异的绝缘层的角度考虑,优选含氮苯酚系固化剂或含氮萘酚系固化剂,更优选含有三嗪骨架的苯酚系固化剂或含有三嗪骨架的萘酚系固化剂。其中,从高度满足耐热性、耐水性、以及与导体层的密合性的角度考虑,优选含有三嗪骨架的线型酚醛树脂和含有三嗪骨架的萘酚酚醛树脂。作为苯酚系固化剂和萘酚系固化剂的具体例,例如可列举:明和化成(株)制的“MEH-7700”、“MEH-7810”、“MEH-7851”、日本化药(株)制的“NHN”、“CBN”、“GPH”、新日铁住金化学(株)制的“SN-170”、“SN-180”、“SN-190”、“SN-475”、“SN-485”、“SN-495”、“SN-375”、“SN-395”、DIC(株)制的“LA-7052”、“LA-7054”、“LA-3018”、“LA-1356”、“TD2090”等。
作为氰酸酯系固化剂,没有特别的限定,例如可列举:酚醛树脂型(线型酚醛树脂型、烷基线型酚醛树脂型等)氰酸酯系固化剂、二环戊二烯型氰酸酯系固化剂、双酚型(双酚A型、双酚F型、双酚S型等)氰酸酯系固化剂、以及它们被部分三嗪化而得的预聚物等。作为具体例,可列举:双酚A二氰酸酯、多酚氰酸酯、低聚(3-亚甲基-1,5-亚苯基氰酸酯)、4,4'-亚甲基双(2,6-二甲基苯基氰酸酯)、4,4'-亚乙基二苯基二氰酸酯、六氟双酚A二氰酸酯、2,2-双(4-氰酸酯)苯基丙烷、1,1-双(4-氰酸酯苯基甲烷)、双(4-氰酸酯-3,5-二甲基苯基)甲烷、1,3-双(4-氰酸酯苯基-1-(甲基亚乙基))苯、双(4-氰酸酯苯基)硫醚、和双(4-氰酸酯苯基)醚等二官能氰酸酯树脂、由线型酚醛树脂和甲酚酚醛树脂(cresol novolak)等衍生的多官能氰酸酯树脂、这些氰酸酯树脂部分三嗪化形成的预聚物等。作为氰酸酯系固化剂的具体例,可以列举Lonza Japan(株)制的“PT30”和“PT60”(均为线型酚醛树脂型多官能氰酸酯树脂)、“BA230”(双酚A二氰酸酯的一部分或全部三嗪化而形成了三聚体的预聚物)等。
作为苯并噁嗪系固化剂的具体例,可列举:昭和高分子(株)制的“HFB2006M”、四国化成工业(株)制的“P-d”、“F-a”。
作为碳二亚胺系固化剂的具体例,可以列举Nisshinbo Chemical(株)制的“V-03”、“V-07”等。
使用(B)成分等以外的固化剂时,树脂组合物中的该固化剂的含量优选为0.5质量%以上,更优选为0.6质量%以上,进而优选为0.7质量%以上、或1质量%以上。该含量的上限优选为10质量%以下,更优选为8质量%以下、4质量%以下、3质量%以下、或2质量%以下。
另外,本发明的树脂组合物含有(B)成分等以外的固化剂,将(A)环氧树脂的环氧基数设为1时,树脂组合物中所含的(B)成分等以外的固化剂的反应基数优选为0.01~0.5,更优选为0.01~0.3,进而优选为0.01~0.2。其中,“环氧树脂的环氧基数”和“反应基”如上所述。另外,“(B)成分等以外的固化剂的反应基数”是指将(B)成分等以外的固化剂的固体成分质量除以反应基当量而得的值全部进行总计而得的值。
-阻燃剂-
本发明的树脂组合物可含有阻燃剂。作为阻燃剂,可以列举例如有机磷系阻燃剂、有机系含氮的磷化合物、氮化合物、有机硅系阻燃剂、金属氢氧化物等。阻燃剂可以单独使用一种,或也可以将两种以上并用。
作为阻燃剂,可以使用市售品,可以列举例如三光(株)制的“HCA-HQ”、大八化学工业(株)制的“PX-200”等。
树脂组合物中的阻燃剂的含量没有特别限定,优选为0.5质量%~20质量%、更优选为1质量%~15质量%、进而优选为1.5质量%~10质量%。
-有机填充材料-
树脂组合物可进而含有有机填充材料。作为有机填充材料,可使用在形成印刷线路板的绝缘层时可使用的任意的有机填充材料,可以列举例如橡胶粒子、聚酰胺微粒、有机硅粒子等,优选是橡胶粒子。
作为橡胶粒子,可使用市售品,可以列举例如AICA工业(株)制的“AC3816N”、陶氏化学(Dow Chemical)日本(株)制的“EXL2655”等。
树脂组合物中的有机填充材料的含量优选为1质量%~20质量%、更优选为2质量%~10质量%。
树脂组合物进而根据需要可含有(B)成分等以外的固化剂、阻燃剂、和有机填充材料以外的其它添加剂,作为所述的其它添加剂,可以列举例如有机铜化合物、有机锌化合物和有机钴化合物等有机金属化合物、以及有机填料、增稠剂、消泡剂、流平剂、密合性赋予剂、和着色剂等树脂添加剂等。
本发明的树脂组合物的固化物的玻璃化转变温度(Tg)优选为120℃以上,更优选为130℃以上,进而优选为135℃以上、140℃、145℃以上或150℃以上。上限优选为200℃以下,进而优选为190℃以下,进而优选为180℃、170℃、160℃、或155℃以下。树脂组合物的固化物的玻璃化转变温度(Tg)可以利用下述的(玻璃化转变温度(Tg)的测定)中记载的方法来测定。
本发明的树脂组合物的固化物的介质损耗因数优选为0.013以下,更优选为0.01以下,进而优选为0.009以下或0.008以下。介质损耗因数的下限越低越好,但通常可为0.001以上等。树脂组合物的固化物的介质损耗因数可以利用下述(介质损耗因数的测定)中记载的方法进行测定。
本发明的树脂组合物可形成玻璃化转变温度高,即使为低粗糙度、与导体层的密合性也高的绝缘层。因此,本发明的树脂组合物可以合适地用作用于形成印刷线路板的绝缘层的树脂组合物(印刷线路板的绝缘层用树脂组合物),可以更为合适地用作用于形成印刷线路板的层间绝缘层的树脂组合物(印刷线路板的层间绝缘层用树脂组合物)。
[粘接膜]
本发明的粘接膜的特征在于,具有支撑体、和设置于该支撑体上的含有本发明的树脂组合物的树脂组合物层。
树脂组合物层的厚度从印刷线路板的薄型化的角度考虑,优选为100μm以下、更优选为80μm以下、进而优选为60μm以下、进而更优选为50μm以下或40μm以下。树脂组合物层的厚度的下限没有特别限定,通常可以为1μm以上、5μm以上、10μm以上等。
作为支撑体,可以列举例如由塑料材料形成的膜、金属箔、脱模纸,优选是由塑料材料形成的膜、金属箔。
使用由塑料材料形成的膜作为支撑体时,塑料材料可以列举例如聚对苯二甲酸乙二酯(以下有时简称为“PET”)、聚萘二甲酸乙二酯(以下有时简称为“PEN”)等聚酯、聚碳酸酯(以下有时简称为“PC”)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等丙烯酸系、环状聚烯烃、三乙酰基纤维素(TAC)、聚醚硫化物(PES)、聚醚酮、聚酰亚胺等。其中,优选聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯,特别优选价格便宜的聚对苯二甲酸乙二酯。
使用金属箔作为支撑体时,金属箔可以列举例如铜箔、铝箔等,优选是铜箔。作为铜箔,可以使用由铜的单金属构成的箔,也可以使用由铜与其它金属(例如锡、铬、银、镁、镍、锆、硅、钛等)的合金构成的箔。
可对支撑体的与树脂组合物层接合的面实施消光处理、电晕处理。
另外,作为支撑体,可使用在与树脂组合物层接合的面上具有脱模层的带有脱模层的支撑体。作为在带有脱模层的支撑体的脱模层中使用的脱模剂,可以列举例如选自醇酸树脂、聚烯烃树脂、聚氨酯树脂、和有机硅树脂中的1种以上的脱模剂。带有脱模层的支撑体可以使用市售品,可以列举例如具有以醇酸树脂系脱模剂为主成分的脱模层的PET膜、即琳得科(株)制的“SK-1”、“AL-5”、“AL-7”、东丽(株)制“露米勒(ルミラー)T6AM”等。
支撑体的厚度没有特别限定,优选为5μm~75μm的范围,更优选为10μm~60μm的范围。应予说明,使用带有脱模层的支撑体时,优选带有脱模层的支撑体整体的厚度为上述范围。
粘接膜例如可以如下这样制造,即,制备在有机溶剂中溶解有树脂组合物的树脂清漆,使用金属型涂料机等将该树脂清漆涂布在支撑体上,进而使其干燥而形成树脂组合物层,由此来制造。
有机溶剂可以列举例如丙酮、甲基乙基酮(MEK)和环己酮等酮类、乙酸乙酯、乙酸丁酯、溶纤剂乙酸酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯和卡必醇乙酸酯等乙酸酯类、溶纤剂和丁基卡必醇等卡必醇类、甲苯和二甲苯等芳香族烃类、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺(DMAc)和N-甲基吡咯烷酮等酰胺系溶剂等。有机溶剂可以单独使用1种,或将2种以上组合使用。
干燥可以利用加热、吹热风等公知的方法来实施。干燥条件没有特别地限定,但进行干燥,以使树脂组合物层中的有机溶剂的含量为10质量%以下、优选5质量%以下。根据树脂清漆中的有机溶剂的沸点而有所不同,例如使用含有30质量%~60质量%的有机溶剂的树脂清漆时,通过在50℃~150℃干燥3分钟~10分钟,可以形成树脂组合物层。
在粘接膜中,在树脂组合物层的不与支撑体接合的面(即,与支撑体相反侧的面)上,可以进而叠层与支撑体相符的保护膜。保护膜的厚度没有特别限定,例如为1μm~40μm。通过叠层保护膜,可以防止灰尘等向树脂组合物层的表面的附着或防止伤痕。粘接膜可以卷成卷状来保存,粘接膜具有保护膜时,通过剥离保护膜而可以使用。
本发明的粘接膜可以合适地用于形成印刷线路板的绝缘层(印刷线路板的绝缘层用),可以更为合适地用于形成印刷线路板的层间绝缘层(印刷线路板的层间绝缘层用)。
[预浸料]
本发明的预浸料的特征是将本发明的树脂组合物浸透于片状纤维基材中。
预浸料中使用的片状纤维基材没有特别限定,可以使用玻璃布、芳族聚酰胺无纺布、液晶聚合物无纺布等作为预浸料用基材常用的片状纤维基材。从印刷线路板的薄型化的角度考虑,片状纤维基材的厚度优选为50μm以下,更优选为40μm以下,进而优选为30μm以下,进而更优选为20μm以下。片状纤维基材的厚度的下限没有特别限定,通常为10μm以上。
预浸料可以利用热熔法、溶剂法等公知的方法制造。
预浸料的厚度可以与上述粘接膜中的树脂组合物层为同样的范围。
本发明的预浸料可以适合用于形成印刷线路板的绝缘层(印刷线路板的绝缘层用),更适合用于形成印刷线路板的层间绝缘层(印刷线路板的层间绝缘层用)。
[印刷线路板]
本发明的印刷线路板的特征是含有利用本发明的树脂组合物的固化物形成的绝缘层。
详细来说,本发明的印刷线路板可以使用上述的粘接膜,通过含有下述(I)和(II)的工序的方法来制造,
(I)在内层基板上将粘接膜叠层、使该粘接膜的树脂组合物层与内层基板接合的工序;
(II)将树脂组合物层热固化而形成绝缘层的工序。
工序(I)中使用的“内层基板”主要是指玻璃环氧基板、金属基板、聚酯基板、聚酰亚胺基板、BT树脂基板、热固型聚苯醚基板等基板、或在该基板的一面或两面形成进行了图案加工的导体层(电路)的电路基板。另外,在制造印刷线路板时,进而应该形成绝缘层和/或导体层的中间制造物的内层电路基板也包含在本发明中所说的“内层基板”中。印刷线路板为部件内置电路板时,只要使用内置有部件的内层基板即可。
内层基板与粘接膜的叠层例如可以通过从支撑体侧将粘接膜在内层基板上加热压合来进行。作为将粘接膜在内层基板上加热压合的构件(以下也称为“加热压合构件”),可以列举例如加热了的金属板(SUS壁板等)或金属辊(SUS辊)等。应予说明,优选不是将加热压合构件直接在粘接膜上加压,而是隔着耐热橡胶等弹性材料进行加压,以使粘接膜充分地顺应内层基板的表面凹凸。
内层基板与粘接膜的叠层可以利用真空层压法实施。在真空层压法中,加热压合温度优选为60℃~160℃,更优选为80℃~140℃的范围,加热压合压力优选为0.098MPa~1.77MPa,更优选为0.29MPa~1.47MPa的范围,加热压合时间优选为20秒~400秒,更优选为30秒~300秒的范围。叠层优选在压力为26.7hPa以下的减压条件下实施。
叠层可以利用市售的真空层压机进行。作为市售的真空层压机,可以列举例如(株)名机制作所制的真空加压式层压机、Nichigo-Morton(株)制的真空敷料器等。
叠层后,通过在常压下(大气压下)、例如将加热压合构件从支撑体侧加压,可进行叠层的粘接膜的平滑化处理。平滑化处理的加压条件可以设为与上述叠层的加热压合条件为同样的条件。平滑化处理可以通过市售的层压机进行。应予说明,叠层和平滑化处理可以使用上述市售的真空层压机连续地进行。
支撑体可在工序(I)与工序(II)之间除去,也可以在工序(II)之后除去。
在工序(II)中,将树脂组合物层进行热固化而形成绝缘层。
树脂组合物层的热固化条件没有特别限定,可以使用在形成印刷线路板的绝缘层时通常采用的条件。
例如,树脂组合物层的热固化条件根据树脂组合物的种类等而不同,但固化温度可以为120~240℃的范围(优选150~220℃的范围,更优选为170~200℃的范围),固化时间可以为5分钟~120分钟的范围(优选为10分钟~100分钟,更优选为15分钟~90分钟)。
在使树脂组合物层热固化前,可将树脂组合物层在比固化温度低的温度下进行预加热。例如在使树脂组合物层热固化之前,可在50℃以上且小于120℃(优选60℃以上且110℃以下、更优选70℃以上且100℃以下)的温度下,将树脂组合物层进行5分钟以上(优选5分钟~150分钟、更优选15分钟~120分钟)的预加热。
在制造印刷线路板时,可以进而实施(III)在绝缘层上开孔的工序、(IV)将绝缘层进行粗糙化处理的工序、(V)形成导体层的工序。这些工序(III)至(V)可以根据在印刷线路板的制造中使用的、本领域技术人员公知的各种方法来实施。应予说明,将支撑体在工序(II)后除去时,该支撑体的除去可在工序(II)与工序(III)之间、工序(III)与工序(IV)之间、或工序(IV)与工序(V)之间实施。
在其它的实施方式中,本发明的印刷线路板可以使用上述的预浸料来制造。制造方法基本上与使用粘接膜的情况相同。
工序(III)为在绝缘层上开孔的工序,由此可以在绝缘层上形成通孔(via hole)、透孔(through hole)等孔。工序(III)根据绝缘层的形成中使用的树脂组合物的组成等,例如可使用钻头、激光器、等离子体等来实施。孔的尺寸、形状可根据印刷线路板的设计而适当决定。
工序(IV)是将绝缘层进行粗糙化处理的工序。粗糙化处理的步骤、条件没有特别限定,可以采用在形成印刷线路板的绝缘层时通常使用的公知的步骤、条件。例如可以依次实施采用膨润液的膨润处理、采用氧化剂的粗糙化处理、采用中和液的中和处理,将绝缘层进行粗糙化处理。作为膨润液,没有特别限定,可以列举碱溶液、表面活性剂溶液等,优选是碱溶液,作为该碱溶液,更优选是氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液。作为市售的膨润液,可以列举例如ATOTECH JAPAN(株)制的“Swelling Dip Securiganth P”、“Swelling Dip Securiganth SBU”等。采用膨润液的膨润处理没有特别限定,例如可以通过在30~90℃的膨润液中将绝缘层浸渍1分钟~20分钟来进行。从将绝缘层的树脂的膨润抑制为合适的水平的角度考虑,优选使固化体在40℃~80℃的膨润液中浸渍5分钟~15分钟。作为氧化剂,没有特别限定,可以列举例如在氢氧化钠的水溶液中溶解了高锰酸钾、高锰酸钠的碱性高锰酸溶液。采用碱性高锰酸溶液等氧化剂的粗糙化处理优选在加热至60℃~80℃的氧化剂溶液中浸渍绝缘层10分钟~30分钟。另外,碱性高锰酸溶液中的高锰酸盐的浓度优选为5质量%~10质量%。作为市售的氧化剂,可以列举例如ATOTECH JAPAN(株)制的“Concentrate Compact CP”、“Dosing solution Securiganth P”等碱性高锰酸溶液。另外,作为中和液,优选为酸性的水溶液,作为市售品,可以列举例如ATOTECH JAPAN(株)制的“Reduction Solution Securiganth P(リダクションソリューション・セキュリガントP)”。采用中和液的处理可以通过使进行了采用氧化剂的粗糙化处理的处理面在30~80℃的中和液中浸渍5分钟~30分钟来进行。从操作性等的角度考虑,优选将进行了采用氧化剂的粗糙化处理的对象物在40℃~70℃的中和液中浸渍5分钟~20分钟的方法。
在一个实施方式中,粗糙化处理后的绝缘层表面的算术平均粗糙度(Ra)优选为280nm以下,更优选为250nm以下,进而优选为200nm以下、140nm以下、130nm以下、120nm以下、110nm以下、100nm以下、95nm以下、或90nm以下。Ra值的下限没有特别限定,优选为0.5nm以上,更优选为1nm以上。绝缘层表面的算术平均粗糙度(Ra)可以使用非接触型表面粗糙度计进行测定。作为非接触型表面粗糙度计的具体例子,可以列举维易科精密仪器有限公司(Veeco Instruments Inc.)制的“WYKO NT3300”。
工序(V)是形成导体层的工序。
导体层中使用的导体材料没有特别限定。在合适的实施方式中,导体层含有选自金、铂、钯、银、铜、铝、钴、铬、锌、镍、钛、钨、铁、锡和铟中的1种以上的金属。导体层可以是单金属层或合金层,作为合金层,可以列举例如由选自上述中的2种以上的金属的合金(例如镍-铬合金、铜-镍合金和铜-钛合金)形成的层。其中,从导体层形成的通用性、成本、图案形成的容易性等角度考虑,优选为铬、镍、钛、铝、锌、金、钯、银或铜的单金属层、或镍-铬合金、铜-镍合金、铜-钛合金的合金层,更优选为铬、镍、钛、铝、锌、金、钯、银或铜的单金属层、或镍-铬合金的合金层,进而优选为铜的单金属层。
导体层可以是单层结构,也可以是2层以上的由不同种类的金属或合金形成的单金属层或合金层叠层的多层结构。导体层为多层结构时,与绝缘层相接的层优选是铬、锌或钛的单金属层、或镍-铬合金的合金层。
导体层的厚度依赖于期望的印刷线路板的设计,但一般为3μm~35μm,优选为5μm~30μm。
在一个实施方式中,导体层可以利用镀敷来形成。例如可以利用半添加法、全添加法等以往公知的技术在绝缘层的表面进行镀敷,形成具有所需的配线图案的导体层。以下,示出利用半添加法形成导体层的例子。
首先,在绝缘层的表面利用非电解镀敷形成镀种层(メッキシード层)。接着,在形成的镀种层上,对应于所需的配线图案,形成使镀种层的一部分露出的掩模图案。在露出的镀种层上,利用电镀形成金属层后,除去掩模图案。然后,利用蚀刻等除去不需要的镀种层,可以形成具有所需的配线图案的导体层。
在一个实施方式中,粗糙化处理后的绝缘层与导体层的密合性可以通过剥离强度来评价。剥离强度优选为0.2kgf/cm以上、更优选为0.3kgf/cm以上、进而优选为0.40kgf/cm以上。另一方面,剥离强度的上限值没有特别限定,为1.2kgf/cm以下、0.9kgf/cm以下等。在本发明中,粗糙化处理后的绝缘层的表面粗糙度Ra尽管小,但可形成呈现高的剥离强度的绝缘层,从而绝缘层与导体层的密合性优异,显著有助于印刷线路板的微细配线化。剥离强度可以利用下述的(镀敷导体层的扯离强度(剥离强度))中记载的方法测定。
[半导体装置]
本发明的半导体装置的特征是含有印刷线路板。本发明的半导体装置可以使用本发明的印刷线路板来制造。
作为半导体装置,可以列举供于电气制品(例如计算机、手机、数码相机和电视等)和交通工具(例如摩托车、汽车、电车、船舶和飞机等)等中的各种半导体装置。
本发明的半导体装置可以通过在印刷线路板的导通部位安装部件(半导体芯片)来制造。“导通部位”是指“传导印刷线路板中的电信号的部位”,其位置可以是表面、或填埋的部位的任一者。另外,半导体芯片只要是以半导体为材料的电路元件即可,没有特别限定。
制造本发明的半导体装置时的半导体芯片的安装方法只要使半导体芯片有效地发挥功能即可,没有特别限定,具体地,可以列举引线接合安装方法、倒装芯片安装方法、采用内建非凹凸层(バンプなしビルドアップ層;BBUL)的安装方法、采用各向异性导电膜(ACF)的安装方法、采用非导电性膜(NCF)的安装方法等。其中,“采用内建非凹凸层(BBUL)的安装方法”是“将半导体芯片直接填埋到印刷线路板的凹部中,使半导体芯片与印刷线路板上的配线连接的安装方法”。
[实施例]
下面用实施例对本发明进行更详细的说明,但本发明都不受这些实施例的限制。应予说明,在以下记载中,“份”和“%”只要没有特别说明,分别是指“质量份”和“质量%”。
<实施例1>
一边搅拌一边使双酚A型环氧树脂(三菱化学(株)制“Epikote 828US”)15质量份、萘酚酚醛型环氧树脂(日本化药(株)制“NC3000H”)15质量份加热溶解在甲基乙基酮40质量份中。冷却至室温后,向其中混合球形二氧化硅((株)Admatechs制“SO-C2”、平均粒径0.5μm)100质量份,使用高压分散机均一地分散,得到树脂混合物。
向所得的树脂混合物中,混合含有马来酰亚胺基的甲硅烷基保护酚(AIR WATER INC.(株)制“PC1200-04-65P”、反应基当量约397、不挥发成分65质量%的甲氧基丙醇溶液)5质量份、活性酯固化剂(DIC(株)制“HPC-8000-65T”、活性基当量约223、不挥发成分65质量%的甲苯溶液)30质量份、苯氧基树脂(三菱化学(株)制“YL6954BH30”、重均分子量35000、不挥发成分30质量%的MEK:环己酮=1:1溶液)15质量份、固化促进剂(咪唑系固化促进剂(1-苄基-2-苯基咪唑)、四国化成(株)制、“1B2PZ”)0.1质量份,用高速旋转混合机均一地分散,制作树脂组合物。
应予说明,“PC1200-04-65P”由以下的结构式表示(n表示1~20的整数,m表示1~20的整数)。
接着,利用金属型涂料机在聚对苯二甲酸乙二酯(厚度38μm,以下简称为“PET”。)上涂布树脂组合物,以使干燥后的树脂组合物层的厚度为40μm,在90~130℃(平均110℃)干燥5分钟(残留溶剂量约1.5质量%)。接着一边在树脂组合物层的表面贴合厚度15μm的聚丙烯膜,一边卷绕成卷状。将卷状的粘接膜切成宽度507mm,由此得到507mm×336mm的粘接膜1。
<实施例2>
除了在实施例1中,1)将含有马来酰亚胺基的甲硅烷基保护酚(AIR WATER INC.(株)制“PC1200-04-65P”、不挥发成分65质量%的甲氧基丙醇溶液)5质量份改变为10质量份、和2)将活性酯固化剂(DIC(株)制“HPC-8000-65T”、不挥发成分65质量%的甲苯溶液)30质量份改变为25质量份以外,其它与实施例1同样地得到粘接膜2。
<实施例3>
除了在实施例1中,进而加入含有三嗪骨架的酚醛树脂(DIC(株)制、“LA-3018”、羟基当量151、固体成分50%的2-甲氧基丙醇溶液)5质量份作为固化剂以外,其它与实施例1同样地得到粘接膜3。
<实施例4>
除了在实施例2中,1)进而加入含有三嗪骨架的酚醛树脂(DIC(株)制“LA-3018”、羟基当量151、固体成分50%的2-甲氧基丙醇溶液)5质量份作为固化剂以外,其它与实施例2同样地得到粘接膜4。
<实施例5>
除了在实施例1中,代替含有马来酰亚胺基的甲硅烷基保护酚(AIR WATER INC.(株)制“PC1200-04-65P”、不挥发成分65质量%的甲氧基丙醇溶液)5质量份,而使用含有马来酰亚胺的甲硅烷基保护酚(马来酰亚胺化合物与甲硅烷基保护酚化合物的熔融混合物、AIR WATER INC.(株)制“PC1200-02-65P”、反应基当量约146、不挥发成分65质量%的甲氧基丙醇溶液)5质量份以外,其它与实施例1同样地得到粘接膜5。
应予说明,“PC1200-02-65P”由以下的结构式表示(Ph表示苯基)。
<实施例6>
除了在实施例2中,代替含有马来酰亚胺基的甲硅烷基保护酚(AIR WATER INC.(株)制“PC1200-04-65P”、不挥发成分65质量%的甲氧基丙醇溶液)10质量份,而使用含有马来酰亚胺的甲硅烷基保护酚(马来酰亚胺化合物与甲硅烷基保护酚化合物的熔融混合物)(AIR WATER INC.(株)制“PC1200-02-65P”、反应基当量约146、不挥发成分65质量%的甲氧基丙醇溶液)10质量份以外,其它与实施例2同样地得到粘接膜6。
<实施例7>
除了在实施例3中,代替含有马来酰亚胺基的甲硅烷基保护酚(AIR WATER INC.(株)制“PC1200-04-65P”、不挥发成分65质量%的甲氧基丙醇溶液)5质量份,而使用含有马来酰亚胺的甲硅烷基保护酚(马来酰亚胺化合物与甲硅烷基保护酚化合物的熔融混合物)(AIR WATER INC.(株)制“PC1200-02-65P”、反应基当量约146、不挥发成分65质量%的甲氧基丙醇溶液)5质量份以外,其它与实施例3同样地得到粘接膜7。
<实施例8>
除了在实施例4中,代替含有马来酰亚胺基的甲硅烷基保护酚(AIR WATER INC.(株)制“PC1200-04-65P”、不挥发成分65质量%的甲氧基丙醇溶液)10质量份,而使用含有马来酰亚胺的甲硅烷基保护酚(马来酰亚胺化合物与甲硅烷基保护酚化合物的熔融混合物)(AIR WATER INC.(株)制“PC1200-02-65P”、不挥发成分65质量%的甲氧基丙醇溶液)10质量份以外,其它与实施例4同样地得到粘接膜8。
<实施例9>
除了在实施例1中,代替含有马来酰亚胺基的甲硅烷基保护酚(AIR WATER INC.(株)制“PC1200-04-65P”、不挥发成分65质量%的甲氧基丙醇溶液)5质量份,而使用含有马来酰亚胺基的甲硅烷基保护酚(AIR WATER INC.(株)制“PC1200-03-65P”、反应基当量约289、不挥发成分65质量%的甲氧基丙醇溶液)5质量份以外,其它与实施例1同样地得到粘接膜9。
应予说明,“PC1200-03-65P”由以下的结构式表示(n和m分别表示1~20的整数)。
<实施例10>
除了在实施例2中,代替含有马来酰亚胺基的甲硅烷基保护酚(AIR WATER INC.(株)制“PC1200-04-65P”、不挥发成分65质量%的甲氧基丙醇溶液)10质量份,而使用含有马来酰亚胺基的甲硅烷基保护酚(AIR WATER INC.(株)制“PC1200-03-65P”、反应基当量约289、不挥发成分65质量%的甲氧基丙醇溶液)10质量份以外,其它与实施例2同样地得到粘接膜10。
<实施例11>
除了在实施例3中,代替含有马来酰亚胺基的甲硅烷基保护酚(AIR WATER INC.(株)制“PC1200-04-65P”、不挥发成分65质量%的甲氧基丙醇溶液)5质量份,而使用含有马来酰亚胺基的甲硅烷基保护酚(AIR WATER INC.(株)制“PC1200-03-65P”、反应基当量约289、不挥发成分65质量%的甲氧基丙醇溶液)5质量份以外,其它与实施例3同样地得到粘接膜11。
<实施例12>
除了在实施例4中,代替含有马来酰亚胺基的甲硅烷基保护酚(AIR WATER INC.(株)制“PC1200-03-65P”、不挥发成分65质量%的甲氧基丙醇溶液)10质量份,而使用含有马来酰亚胺基的甲硅烷基保护酚(AIR WATER INC.(株)制“PC1200-02-65P”、不挥发成分65质量%的甲氧基丙醇溶液)10质量份以外,其它与实施例4同样地得到粘接膜12。
<比较例1>
除了在实施例1中,1)不使用含有马来酰亚胺基的甲硅烷基保护酚(AIR WATER INC.(株)制“PC1200-04-65P”、不挥发成分65质量%的甲氧基丙醇溶液)、和2)使活性酯固化剂(DIC(株)制“HPC-8000-65T”、不挥发成分65质量%的甲苯溶液)30质量份改为35质量份以外,其它与实施例1同样地得到粘接膜13。
<比较例2>
除了在实施例2中,1)不使用含有马来酰亚胺基的甲硅烷基保护酚(AIR WATER INC.(株)制“PC1200-04-65P”、不挥发成分65质量%的甲氧基丙醇溶液)、2)不使用活性酯固化剂(DIC(株)制“HPC-8000-65T”、不挥发成分65质量%的甲苯溶液)、和3)使用含有三嗪骨架的酚醛树脂(DIC(株)制“LA-3018”、羟基当量151、固体成分50%的2-甲氧基丙醇溶液)30质量份作为(B)成分等以外的固化剂以外,其它与实施例2同样地得到粘接膜14。
<比较例3>
除了在实施例1中,1)不使用活性酯固化剂(DIC(株)制“HPC-8000-65T”、不挥发成分65质量%的甲苯溶液)、2)使用含有马来酰亚胺基的甲硅烷基保护酚(AIR WATER INC.(株)制“PC1200-04-65P”、不挥发成分65质量%的甲氧基丙醇溶液)35份以外,其它与实施例1同样地得到粘接膜15。
<比较例4>
除了在实施例1中,1)不使用活性酯固化剂(DIC(株)制“HPC-8000-65T”、不挥发成分65质量%的甲苯溶液)、2)使用含有马来酰亚胺基的甲硅烷基保护酚(AIR WATER INC.(株)制“PC1200-04-65P”、不挥发成分65质量%的甲氧基丙醇溶液)65份以外,其它与实施例1同样地得到粘接膜16。
<比较例5>
除了在比较例1中,代替双酚A型环氧树脂(三菱化学(株)制“Epikote 828US”),而使用多官能环氧树脂(日本化药(株)制“EPPN-502H”)15质量份以外,其它与比较例1同样地得到粘接膜17。
<印刷线路板的制作>
(1)内层电路基板的衬底处理
在形成了内层电路的玻璃布基材环氧树脂两面覆铜箔叠层板(铜箔的厚度18μm、基板厚度0.3mm、松下电工(株)制“R5715ES”)的两面浸渍于MEC(株)制“CZ8100”中,对铜表面进行粗糙化处理。
(2)粘接膜的层压处理
使用间歇式真空加压层压机((株)名机制作所制、“MVLP-500”)将各粘接膜在内层电路基板的两面进行层压处理,以使粘接膜与内层电路基板接合。层压处理如下进行:减压30秒而使空气气压为13hPa以下,然后以100℃、压力0.74MPa加压30秒。
(3)树脂组合物的固化
从进行了层压处理的粘接膜剥离PET膜,利用100℃、30分钟、进而180℃、30分钟的固化条件形成固化体(绝缘层)。
(4)粗糙化固化体的制造
将固化体在60℃下于膨润液(ATOTECH JAPAN(株)制“Swelling Dip Securiganth P”、含有二甘醇单丁基醚)中浸渍5分钟,接着在80℃下于粗糙化液(ATOTECH JAPAN(株)制“Concentrate Compact CP”、高锰酸钾浓度约6质量%、氢氧化钠浓度约4质量%的水溶液)中浸渍20分钟,最后在40℃下于中和液(ATOTECH JAPAN(株)制、“Reduction Solution Securiganth P”)中浸渍5分钟,得到粗糙化固化体。
(5)叠层体的制造
将在两面具有粗糙化固化体的内层电路基板浸渍于含有氯化钯(PdCl2)的非电解镀敷用溶液中,接着浸渍于非电解铜镀敷液中,在粗糙化固化体表面上形成镀种层。然后,在150℃加热30分钟,进行退火处理后,在镀种层上形成防蚀涂层,通过蚀刻将镀种层进行图案形成。接着,进行硫酸铜电镀,形成30μm厚的铜层(导体层)后,在180℃进行60分钟的退火处理,在内层电路基板的两面得到叠层体。
(密合性:镀敷导体层的扯离强度(剥离强度))
在叠层体的导体层上切开宽度10mm、长度100mm部分的切口,将其一端剥开,用夹具(T・S・E CO., Ltd制AUTO COM型试验机 “AC-50C-SL”)夹住,在室温中测定以50mm/分钟的速度沿垂直方向扯离35mm时的荷重,进而用以下的基准进行评价,
-评价基准-
○: 扯离荷重为0.40kgf/cm以上
△: 扯离荷重为0.30kgf/cm以上且小于0.40kgf/cm
×: 扯离荷重小于0.30kgf/cm。
(粗糙化后的算术平均粗糙度(Ra值))
使用非接触型表面粗糙度计(维易科精密仪器有限公司制WYKO NT3300),通过VSI接触模式、50倍透镜,将测定范围设为121μm×92μm,由所得的数值求出Ra值。通过求出随机选择的10点的平均粗糙度来测定。进而用以下的基准进行评价,
-评价基准-
○: Ra小于100nm
△: Ra为100nm以上且小于300nm
×: Ra为300nm以上。
<固化物的制作>
利用金属型涂料机,将各实施例和各比较例中所得的树脂组合物均匀涂布在进行了脱模处理的PET膜(琳得科(株)制、“PET501010”)上,以使干燥后的树脂组合物层的厚度为40μm,在90~130℃(平均110℃)干燥5分钟。然后,在氮氛围下、于200℃进行90分钟的热处理,从支撑体上剥离,由此得到固化物膜(厚度40μm)。
(玻璃化转变温度(Tg)的测定)
将上述固化物膜(厚度40μm)切割成宽度约5mm、长度约15mm的试验片,使用热机械分析装置Thermo Plus TMA8310((株)Rigaku制),用拉伸载荷法(JIS K7197)进行热机械分析。将试验片装配在上述装置上后,在荷重1g、升温速度5℃/分钟、从30℃升温至250℃的的测定条件下连续测定2次。由第2次的测定算出Tg,进而用以下的基准进行评价,
-评价基准-
○: Tg为150℃以上
△: Tg小于150℃且为135℃以上
×: Tg小于135℃。
(介质损耗因数的测定)
将上述固化物膜(厚度40μm)切割成长80mm、宽2mm,形成评价样品。对于该评价样品,使用Agilent Technologies公司制HP8362B,利用谐振腔法(ASTM D2520)在测定频数5.8GHz、测定温度23℃的条件下测定介质损耗因数。对于2个试验片进行测定,算出其平均值,进而用以下的基准进行评价,
-评价基准-
○: 介质损耗因数小于0.009
△: 介质损耗因数为0.009以上且小于0.0011
×: 介质损耗因数为0.011以上。
[表1]
[表2]

Claims (16)

1.树脂组合物,其含有(A)环氧树脂、(B)含有马来酰亚胺的甲硅烷基保护酚、和(C)活性酯化合物。
2.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,(B)成分含有式(1)所示的结构,
在式(1)中,R1和R2各自独立地表示可具有取代基的碳原子数为1~12的1价烃基,Ar1表示可具有取代基的含有芳香族基的2价基团。
3.根据权利要求2所述的树脂组合物,其中,在式(1)中,Ar1为含有芴骨架的芳香族烃基。
4.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,(B)成分是含有甲硅烷基保护酚部分和在末端的马来酰亚胺部分的化合物、或者包含含有甲硅烷基保护酚部分的化合物与在末端含有马来酰亚胺部分的化合物的混合物。
5.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,(B)成分是含有式(1)所示的结构、同时在末端含有马来酰亚胺基的化合物。
6.根据权利要求5所述的树脂组合物,其中,(B)成分还含有式(2)所示的结构,
在式(2)中,R3表示单键或可具有取代基的2价的连接基团,Ar2表示可具有取代基的2价的连接基团。
7.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,将(A)成分的环氧基数设为1时,(B)成分的反应基数为0.05以上且小于0.5。
8.根据权利要求1所述的树脂组合物,其含有(D)热塑性树脂。
9.根据权利要求8所述的树脂组合物,其中,(D)成分为苯氧基树脂。
10.根据权利要求1所述的树脂组合物,其含有(E)无机填充材料。
11.根据权利要求10所述的树脂组合物,其中,将树脂组合物的不挥发成分设为100质量%时,(E)成分的含量为10质量%~80质量%。
12.根据权利要求1所述的树脂组合物,其含有(F)固化促进剂。
13.粘接膜,其具有支撑体、和设置于该支撑体上的含有权利要求1~12中任一项所述的树脂组合物的树脂组合物层。
14.预浸料,其中,在片状纤维基材中浸透有权利要求1~12中任一项所述的树脂组合物。
15.印刷线路板,其含有利用权利要求1~12中任一项所述的树脂组合物的固化物形成的绝缘层。
16.半导体装置,其含有权利要求15所述的印刷线路板。
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