CN109644555B - 层间绝缘膜及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种多层印刷线路板用的层间绝缘膜,具有:将热固化性树脂组合物(I)形成层而成的(A)布线埋入层、和将热固化性树脂组合物(II)形成层而成的(B)粘接辅助层,在(A)布线埋入层及(B)粘接辅助层的总量中,含有1~10质量%的残留溶剂,该残留溶剂在残留溶剂的总量中含有10质量%以上的沸点为150~230℃的有机溶剂。

Description

层间绝缘膜及其制造方法
技术领域
本发明涉及层间绝缘膜及其制造方法。
背景技术
近年来,电子设备的小型化、轻质化及多功能化不断推进,与此相伴地,LSI(LargeScale Integration,大规模集成电路)、芯片部件等的高集成化推进,其形态也向着多引脚化及小型化飞速地变化。因此,为了提高电子部件的安装密度而进行多层线路板的微细布线化的开发。作为符合这些要求的多层线路板的制造方法,增层方式的多层线路板作为适合于轻质化、小型化及微细布线化的方法已逐渐成为主流,所述增层方式的多层线路板将不含玻璃布的层间绝缘膜代替预浸渍体来作为绝缘层,用过孔仅将必要的部分连接并形成布线层。
为了制造这种增层方式的多层线路板,将未固化的增层材料(层间绝缘膜)层压于内层电路板并通过加热使其固化,从而形成层间绝缘层。然后,利用激光加工形成过孔,利用碱高锰酸处理等进行钻污处理(Smear processing),同时在层间绝缘层的表面形成凹凸,再进行非电解镀铜而在层间绝缘层的表面和过孔处形成非电解镀铜,形成能与下部层进行层间连接的过孔(例如参照专利文献1~3)。这种工序也被称为半加成工艺。
层间绝缘层的表面与非电解镀铜的粘接力通过层间绝缘层表面的凹凸所产生的锚固效应来确保,为了得到充分的锚固效应,需要以Ra计为约0.6μm左右的表面粗糙度。
但是,近年来,由于信息通信的高速化而要求印刷线路板中流通高频的电信号。这种情况下,电信号(电流)会由于所谓的被称为“表皮效应”的现象而仅在导体表面附近流通,因此要求通过减小导体表面的粗糙度来抑制所谓的导体损耗。
另外,从形成微细布线的观点出发,也要求减小层间绝缘层表面的凹凸。
另一方面,为了提高加工尺寸稳定性、降低半导体安装后的翘曲量而对层间绝缘层要求低热膨胀系数化(低CTE化)及高弹性模量化,正在进行该研究(例如参照专利文献4~6)。作为低CTE化的最主流的方法,可列举使增层材料中的二氧化硅填料高填充化(例如使增层层中的40质量%以上为二氧化硅填料)的方法。另外,二氧化硅填料由于为相对介电常数(Dk)、相对介电损耗角正切(日语:比誘電正接)(Df)也小的材料,因此对于降低层间绝缘层的相对介电常数及相对介电损耗角正切也有效。
但是,在增层材料中使二氧化硅填料高填充化时,产生难以确保层间绝缘层的表面与非电解镀铜的粘接力的问题。通常认为其原因是:使增层材料热固化而形成的层间绝缘层的伸长率会由于二氧化硅填料的存在而变小。因此,为了实现低热膨胀化,需要实现层间绝缘层与非电解镀铜的粘接力的提高。
为了解决这种问题,提出了通过使用2层结构的增层材料而将层间绝缘层的功能分开的、所谓的层间绝缘层的“2层结构化”。
例如,为了确保非电解镀铜与树脂的粘接,提出了含有非电解镀铜催化剂的粘接层和绝缘树脂层的2层化结构的绝缘膜(例如参照专利文献7)。另外,近年提出了使2层结构的增层层的表面附近(与导体层的界面附近)的机械强度提高的树脂组成(例如参照专利文献8),增层层的2层结构化的可能性正在逐渐提高。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第3290296号公报
专利文献2:日本专利第3654851号公报
专利文献3:日本专利第3785749号公报
专利文献4:日本特表2006-527920号公报
专利文献5:日本特开2007-87982号公报
专利文献6:日本特开2009-280758号公报
专利文献7:日本特开平1-99288号公报
专利文献8:日本专利第4400337号公报
发明内容
发明要解决的问题
以这些背景为参考,本发明人们进行了2层结构的增层材料(层间绝缘膜)的研究,结果获知:特别是提高配合于布线埋入层的二氧化硅填料的量时,会产生膜的处理性下降的问题。因此,本发明人们进行了进一步研究,发现使未固化的增层材料中残存少量(例如4质量%左右)的有机溶剂的方法对提高处理性有效。
但是,如果利用使未固化的增层材料中残存少量的有机溶剂的方法,有时在通过加热而使增层材料固化后会在层间绝缘层中产生空隙、或在层间绝缘层的表面出现大的凹凸,希望进行改善。
本发明的课题在于,提供处理性优异、所得到的层间绝缘层中的空隙的产生及层间绝缘层表面的大的凹凸的产生受到抑制的层间绝缘膜及其制造方法。
用于解决问题的手段
本发明人们为了达到上述目的而反复进行了深入研究,结果发现通过以下的发明可解决上述课题,直至完成了本发明。
即,本发明提供以下的[1]~[15]。
[1]一种多层印刷线路板用的层间绝缘膜,具有:
将热固化性树脂组合物(I)形成层而成的(A)布线埋入层、和
将热固化性树脂组合物(II)形成层而成的(B)粘接辅助层,
在(A)布线埋入层及(B)粘接辅助层的总量中,含有1质量%~10质量%的残留溶剂,该残留溶剂在残留溶剂的总量中含有10质量%以上的沸点为150℃~230℃的有机溶剂。
[2]根据上述[1]所述的多层印刷线路板用的层间绝缘膜,其还具有(C)支撑体膜,并且依次具有(A)布线埋入层、(B)粘接辅助层及(C)支撑体膜。
[3]根据上述[1]或[2]所述的多层印刷线路板用的层间绝缘膜,其中,(A)布线埋入层及(B)粘接辅助层在60℃~140℃时的最低熔融粘度为5Pa·s~2,000Pa·s。
[4]根据上述[1]~[3]中任一项所述的多层印刷线路板用的层间绝缘膜,其中,热固化性树脂组合物(I)含有(d)无机填充材料,热固化性树脂组合物(I)中的(d)无机填充材料的含量相对于热固化性树脂组合物(I)的固体成分100质量份为40质量份~85质量份。
[5]根据上述[1]~[4]中任一项所述的多层印刷线路板用的层间绝缘膜,其中,热固化性树脂组合物(I)含有(a)环氧树脂,热固化性树脂组合物(I)中的(a)环氧树脂的含量相对于除(d)无机填充材料以外的热固化性树脂组合物(I)的固体成分100质量份为20质量份~90质量份。
[6]根据上述[5]所述的多层印刷线路板用的层间绝缘膜,其中,热固化性树脂组合物(I)含有软化点为40℃以上的环氧树脂作为(a)环氧树脂。
[7]根据上述[1]~[6]中任一项所述的多层印刷线路板用的层间绝缘膜,其中,热固化性树脂组合物(II)含有(d’)无机填充材料,热固化性树脂组合物(II)中的(d’)无机填充材料的含量相对于热固化性树脂组合物(II)的固体成分100质量份为1质量份~40质量份。
[8]根据上述[1]~[7]中任一项所述的多层印刷线路板用的层间绝缘膜,其中,热固化性树脂组合物(II)含有(a’)环氧树脂,热固化性树脂组合物(II)中的(a’)环氧树脂的含量相对于除(d’)无机填充材料以外的热固化性树脂组合物(II)的固体成分100质量份为30质量份~90质量份。
[9]根据上述[8]所述的多层印刷线路板用的层间绝缘膜,其中,热固化性树脂组合物(II)含有软化点为40℃以上的环氧树脂作为(a’)环氧树脂。
[10]根据上述[1]~[9]中任一项所述的多层印刷线路板用的层间绝缘膜,其中,热固化性树脂组合物(II)含有(f’)耐热树脂,(f’)耐热树脂为选自聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂及聚酰胺酰亚胺树脂中的至少1种。
[11]根据上述[10]所述的多层印刷线路板用的层间绝缘膜,其中,热固化性树脂组合物(II)中的(f’)耐热树脂的含量相对于除(d’)无机填充材料以外的热固化性树脂组合物(II)的固体成分100质量份为1质量份~30质量份。
[12]根据上述[1]~[11]中任一项所述的多层印刷线路板用的层间绝缘膜,其中,(A)布线埋入层的厚度为5μm~60μm,(B)粘接辅助层的厚度为1μm~15μm。
[13]一种多层印刷线路板用的层间绝缘膜的制造方法,其为制造上述[1]~[12]中任一项所述的多层印刷线路板用的层间绝缘膜的方法,具有下述工序1及2:
工序1:将热固化性树脂组合物(II)涂布在(C)支撑体膜上并干燥而形成(B)粘接辅助层的工序;
工序2:将热固化性树脂组合物(I)涂布在(B)粘接辅助层上并干燥而形成(A)布线埋入层的工序。
[14]根据上述[13]所述的多层印刷线路板用的层间绝缘膜的制造方法,其中,进行所述工序2前的(B)粘接辅助层中的残留溶剂的含量在(B)粘接辅助层中为3质量%以下。
[15]根据上述[13]或[14]所述的多层印刷线路板用的层间绝缘膜的制造方法,其中,热固化性树脂组合物(I)的固体成分浓度为50质量%~85质量%,热固化性树脂组合物(I)含有沸点为150℃~230℃的有机溶剂,热固化性树脂组合物(I)中的沸点为150℃~230℃的有机溶剂的含量在热固化性树脂组合物(I)所含有的全部有机溶剂中为5质量%~50质量%。
发明效果
根据本发明,可以提供处理性优异、所得到的层间绝缘层中的空隙的产生及层间绝缘层表面的大的凹凸的产生得到抑制的层间绝缘膜及其制造方法。
具体实施方式
[层间绝缘膜]
本发明的层间绝缘膜是具有将热固化性树脂组合物(I)形成层而成的(A)布线埋入层、和将热固化性树脂组合物(II)形成层而成的(B)粘接辅助层的多层印刷线路板用的层间绝缘膜,在(A)布线埋入层及(B)粘接辅助层的总量中,含有1~10质量%的残留溶剂,该残留溶剂在残留溶剂的总量中含有10质量%以上的沸点为150~230℃的有机溶剂。
本发明的层间绝缘膜作为多层印刷线路板用的增层材料使用,通过使本发明的层间绝缘膜的(A)布线埋入层及(B)粘接辅助层热固化,从而形成多层印刷线路板用的层间绝缘层。即,本说明书中“层间绝缘层”是指:将(A)布线埋入层热固化而成的层和/或将(B)粘接辅助层热固化而成的层。
本发明的层间绝缘膜的处理性优异、所得到的层间绝缘层中的空隙的产生及层间绝缘层表面的大的凹凸的产生得到抑制的理由虽然尚不确定,但可认为如下。
以往的2层结构的增层材料中所含的残留溶剂为低沸点溶剂,因此由于热固化时的急剧气化而在增层材料中或表面发泡,导致所得到的层间绝缘层残留有凹凸及气泡。该问题特别是在二氧化硅填料的量多的情况下容易发生。认为其原因在于,随着树脂与填料的界面面积的扩大,与溶剂的急剧沸腾相伴随的增层材料表面的结皮(变成仅表面被干燥的状态)速度加快,由于被封闭在内部的溶剂也欲蒸发,从而产生凹凸及气泡。
我们认为:本发明的层间绝缘膜通过含有高沸点的有机溶剂作为残留溶剂,从而可以抑制急剧的气化,层间绝缘膜中不易残留气泡;另外,可以抑制气泡向层间绝缘膜的表面移动而残留凹凸的情况。另外认为,通过将残留溶剂的含量及残留溶剂中的高沸点的有机溶剂的含量调整到特定范围,可以在不损害优异的膜处理性及膜耐热性的情况下抑制层间绝缘层的空隙及凹凸的产生。
<(A)布线埋入层>
(A)布线埋入层为将热固化性树脂组合物(I)形成层而成的层。
(A)布线埋入层是发挥如下作用的层:在使用本发明的层间绝缘膜制造多层印刷线路板时,在层压时直接与电路基板接触并熔融及流动,从而将电路基板埋入。另外发挥如下作用:当电路基板存在通孔、过孔等时,向它们中流动而对该孔内进行填充。
就(A)布线埋入层而言,从处理性的观点出发,优选在40℃以下为固体;从埋入性的观点出发,优选在层压加热时熔融。
层压温度通常为60~140℃,从生产率及节能的观点出发,优选为60~120℃,更优选为70~120℃。因此,(A)布线埋入层的熔融温度优选在上述层压温度的范围内。
需要说明的是,本发明的层间绝缘膜中,(A)布线埋入层可以是未固化状态,也可以是半固化状态。
(A)布线埋入层的厚度根据作为目标的层间绝缘层的厚度调整即可,通常为5~60μm,从多层印刷线路板的薄型化的观点出发,优选为5~50μm,更优选为5~40μm。(A)布线埋入层的厚度为5μm以上时,绝缘可靠性优异;为60μm以下时,有利于多层印刷线路板的薄型化。
(热固化性树脂组合物(I))
热固化性树脂组合物(I)含有热固化性树脂。
作为热固化性树脂,从生产率的观点出发,优选在常规的热固化温度、即150~230℃的范围内进行热固化的热固化性树脂。
作为热固化性树脂,可列举环氧树脂、氰酸酯化合物、双马来酰亚胺化合物、双烯丙基纳迪克酰亚胺(日文:ビスアリルナジイミド)树脂、苯并噁嗪化合物、双马来酰亚胺化合物与二胺化合物的聚合物等。这些中,优选环氧树脂、双马来酰亚胺化合物与二胺化合物的聚合物、氰酸酯化合物,从耐化学药品性优异的观点出发,更优选环氧树脂(以下也称为“(a)环氧树脂”)。
〔(a)环氧树脂〕
作为(a)环氧树脂,从耐化学药品性及耐热性的观点出发,优选在1分子中具有平均2个以上环氧基的环氧树脂。
作为(a)环氧树脂,可列举双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、联苯酚型环氧树脂、萘型环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂、苯酚线型酚醛型环氧树脂、甲酚线型酚醛型环氧树脂、芳烷基型环氧树脂、芳烷基线型酚醛型环氧树脂等。(a)环氧树脂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。这些中,从得到表面粗糙度小、与导体层的粘接性优异的层间绝缘层的观点出发,优选芳烷基线型酚醛型环氧树脂,更优选具有联苯骨架的芳烷基线型酚醛型环氧树脂(联苯芳烷基型环氧树脂)。具有联苯骨架的芳烷基线型酚醛型环氧树脂是指:在分子中含有联苯衍生物的芳香族环的芳烷基线型酚醛型的环氧树脂,可列举含有下述通式(a-1)所示的结构单元的环氧树脂等。
[化1]
Figure BDA0001967690720000081
通式(a-1)中,R1表示氢原子或甲基。
从得到表面粗糙度小、与导体层的粘接性优异的层间绝缘层的观点出发,含有通式(a-1)所示的结构单元的环氧树脂中的、通式(a-1)所示的结构单元的含量优选为50质量%以上,更优选为70质量%以上,进一步优选为80质量%以上。
作为含有通式(a-1)所示的结构单元的环氧树脂,可列举例如下述通式(a-2)所示的环氧树脂。
[化2]
Figure BDA0001967690720000082
通式(a-2)中,R1与上述同样,m表示1~20的整数。多个R1彼此相同或不同。
作为(a)环氧树脂,可以使用市售品。作为市售品的环氧树脂,可列举“NC-3000-H”(通式(a-2)中的m为2.8的环氧树脂,软化点:70℃)、“NC-3000”(通式(a-2)中的m为1.7的环氧树脂,软化点:56℃)(以上为日本化药株式会社制)等。
热固化性树脂组合物(I)中的(a)环氧树脂的含量相对于除(d)无机填充材料以外的热固化性树脂组合物(I)的固体成分100质量份优选为20~90质量份,更优选为25~80质量份,进一步优选为30~75质量份。(a)环氧树脂的含量为20质量份以上时,层间绝缘层的耐化学药品性优异;为90质量份以下时,固化性变得良好。
本说明书中,“固体成分”是指:除去了有机溶剂等挥发的物质而得的不挥发成分,表示将该树脂组合物干燥时不挥发而残留的成分,也包括在室温下为液态、糖稀状及蜡状的成分。另外,“不挥发成分”是指:将热固化性树脂组合物在200℃的环境下暴露60分钟时不蒸发的成分。需要说明的是,本说明书中,室温表示25℃。
另外,就热固化性树脂组合物(I)而言,从玻璃化转变温度(Tg)的观点出发,优选含有软化点为40℃以上的环氧树脂作为(a)环氧树脂,更优选含有软化点为40℃以上的多官能环氧树脂。
(a)环氧树脂中的软化点为40℃以上的环氧树脂的含量优选为80质量%以上,更优选为85质量%以上,进一步优选为90质量%以上。
〔(b)环氧固化剂〕
在含有(a)环氧树脂作为热固化性树脂时,热固化性树脂组合物(I)优选含有(b)环氧固化剂。
作为(b)环氧固化剂,可列举酚醛树脂系固化剂、酸酐系固化剂、胺系固化剂、酰肼系固化剂、活性酯系固化剂等。这些中,优选酚醛树脂系固化剂。
作为酚醛树脂系固化剂,可列举:苯酚线型酚醛树脂、甲酚线型酚醛树脂等线型酚醛型酚醛树脂;甲阶型线型酚醛树脂等;这些中,从可靠性提高的观点出发,优选线型酚醛型酚醛树脂。
线型酚醛型酚醛树脂可以使用市售品,作为市售品,可列举:作为苯酚线型酚醛树脂的“Phenolite(注册商标)TD-2090”;作为含三嗪的苯酚线型酚醛树脂的“Phenolite(注册商标)LA-1356”、“Phenolite(注册商标)LA7050序列”;作为含三嗪的甲酚线型酚醛树脂的“Phenolite(注册商标)LA-3018”(以上为DIC株式会社制)等。
作为酸酐系固化剂,可列举邻苯二甲酸酐、二苯甲酮四羧酸二酐、甲基纳迪克酸酐等;作为胺系固化剂,可列举双氰胺、二氨基二苯基甲烷、脒基脲等。
(b)环氧固化剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
就(b)环氧固化剂的含量而言,(a)环氧树脂的环氧基与(b)环氧固化剂的活性氢的当量比[(b)/(a)]优选为0.5~1.5,更优选为0.8~1.2。
〔(c)固化促进剂〕
从促进固化反应的观点出发,热固化性树脂组合物(I)优选还含有(c)固化促进剂。
作为(c)固化促进剂,可列举:2-苯基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基偏苯三酸咪唑鎓等咪唑化合物;三苯基膦等有机磷化合物;硼酸鏻等鎓盐;1,8-二氮杂双环十一碳烯等胺类;3-(3,4-二氯苯基)-1,1-二甲基脲等。(c)固化促进剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
从固化性及保存稳定性的观点出发,热固化性树脂组合物(I)中的(c)固化促进剂的含量相对于(a)环氧树脂100质量份优选为0.05~5质量份,更优选为0.1~2质量份,进一步优选为0.2~1质量份。
〔(d)无机填充材料〕
热固化性树脂组合物(I)优选还含有(d)无机填充材料。
通过含有(d)无机填充材料,可以降低所得到的层间绝缘层的热膨胀系数,并且可以提高高频特性及弹性模量。
作为(d)无机填充材料,可列举二氧化硅、氧化铝、硫酸钡、滑石、粘土、云母粉、氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸镁、氧化镁、氮化硼、硼酸铝、钛酸钡、钛酸锶、钛酸钙、钛酸铋、氧化钛、锆酸钡、锆酸钙等。(d)无机填充材料可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。这些中,从降低层间绝缘层的热膨胀系数的观点出发,优选二氧化硅。
(d)无机填充材料的平均粒径优选为0.01~3.0μm,更优选为0.1~2.0μm,进一步优选为0.3~1.0μm。当平均粒径为0.01μm以上时,可以将熔融粘度抑制为较低,因此电路基板的埋入性变得良好;为3.0μm以下时,微细布线的形成性优异。
从熔融粘度及通孔、电路图案等的埋入性的观点出发,(d)无机填充材料的形状优选为球形。
作为(d)无机填充材料,可以使用用硅烷偶联剂等表面处理剂进行了表面处理的无机填充材料。
作为硅烷偶联剂,可列举氨基硅烷偶联剂、乙烯基硅烷偶联剂、环氧硅烷偶联剂等。
热固化性树脂组合物(I)含有(d)无机填充材料时,其含量相对于热固化性树脂组合物(I)的固体成分100质量份优选为40~85质量份,更优选为50~80质量份,进一步优选为55~80质量份。(d)无机填充材料的含量为40质量份以上时,热膨胀系数及弹性模量优异;为85质量份以下时,电路基板的埋入性优异。
〔(e)有机溶剂〕
热固化性树脂组合物(I)优选含有(e)有机溶剂。需要说明的是,本说明书中,有时将含有有机溶剂的热固化性树脂组合物(I)称为“布线埋入层用清漆”。
布线埋入层用清漆所含的(e)有机溶剂还可承担如下作用:在制造本发明的层间绝缘膜时特意地残留在(A)布线埋入层中,作为层间绝缘膜所含的残留溶剂。因此,作为(e)有机溶剂,优选使用在本发明的层间绝缘膜中作为残留溶剂而残留的有机溶剂。
作为(e)有机溶剂,优选在20~30℃下为液体的有机溶剂,可列举:丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、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、卡必醇乙酸酯等乙酸酯类;溶纤剂、甲基卡必醇、丁基卡必醇等卡必醇类;甲苯、二甲苯等芳香族烃类;二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺(以下也称为“DMAc”)、N-甲基吡咯烷酮(以下也称为“NMP”)、二乙二醇二甲基醚、丙二醇单甲基醚等。有机溶剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。这些中,优选沸点为150~230℃的有机溶剂。需要说明的是,以下在本说明书中也将沸点为150~230℃的有机溶剂称为“高沸点溶剂”。
有机溶剂的沸点为150℃以上时,在作为残留溶剂而包含于层间树脂膜时,可以进一步抑制所得到的层间绝缘层表面的大的凹凸及层间绝缘层中的空隙的产生;为230℃以下时,可以抑制在形成层间绝缘层后残留的有机溶剂的产生。
作为高沸点溶剂,优选二乙二醇二甲基醚、二乙二醇单甲基醚、γ-丁内酯、均三甲苯、DMAc、环己酮、NMP。从同样的观点出发,高沸点溶剂的沸点优选为160~230℃,更优选为160~220℃,进一步优选为165~220℃。
就高沸点溶剂的含量而言,在布线埋入层用清漆中所含的有机溶剂的总量中优选为5~50质量%,更优选为8~40质量%。为5质量%以上时,容易将残留溶剂中的高沸点溶剂的含量调整到合适范围;为50质量%以下时,容易干燥,变得节能。
布线埋入层用清漆优选在加热环境下实施搅拌处理。作为加热温度,优选为40~80℃,更优选为50~70℃。作为加热时间,优选为10分钟以上,更优选为20~60分钟。通过实施加热搅拌处理,清漆中的树脂与无机填充材料的混合状态变得良好,无机填充材料的分散状态稳定,并且可以抑制清漆粘度的经时变化。
作为布线埋入层用清漆的固体成分浓度,从树脂的溶解性、混合状态、涂布及干燥的处理性的观点出发,优选为50~85质量%,更优选为60~80质量%,进一步优选为65~75质量%。固体成分浓度为50质量%以上时,干燥的效率优异,并且可得到层间绝缘层中的树脂与无机填充材料均匀地分散的状态。另外,为85质量%以下时,树脂的溶解性及混合性变得良好,涂布操作等处理性优异。
为了提高无机填充材料等的分散性,布线埋入层用清漆及后述的粘接辅助层用清漆优选实施过分散处理。
作为分散处理方法,可列举乳化方法、分散方法等方法。作为分散处理中使用的装置,可列举均质器(IKA公司制)、Polytron(注册商标)(Kinematica公司制)、TK自动均质混合机(Primix株式会社制)等间歇式乳化机;Ebara milder(株式会社荏原制作所制)、TKFilmix(注册商标)、TK Pipline homomixer(Primix株式会社制)、3辊磨、珠磨机、胶体磨(神钢Pantech株式会社制)、碎浆机(slusher)、三角湿式微粉碎机(日本COKE工业株式会社制)、Cavitron(株式会社Eurotec制)、Fine flow mill(大平洋机工株式会社制)等连续式乳化机;Micro fluidizer(Mizuho工业株式会社制)、NANOMIZER(NANOMIZER株式会社制)、APV Gaulin(GAULIN公司制)等高压乳化机;膜乳化机(冷化工业株式会社制)等膜乳化机;Vibromixer(冷化工业株式会社制)等振动式乳化机;超声波均质器(Branson公司制)等超声波乳化机;Gaulin式高压均质器、微射流均质器Z型喷嘴(Mizuho工业株式会社制)、微射流均质器(マイクロフィルタイザー)Y型喷嘴(Mizuho工业株式会社制)、Nanovater(注册商标)(吉田机械兴业株式会社制)、Ultimizer(株式会社Sugino Machine制)、DeBEE(株式会社美粒制)等高压碰撞装置、利用超声波振子的使用超声波振动能量的超声波分散装置等。这些中,从粒径的均匀化的观点出发,优选APV Gaulin、均质器、TK自动均质混合机、Ebaramilder、TK Filmix、TK Pipline homomixer。另外,从生产率及分散性的观点出发,优选实施选自珠磨机处理、3辊磨处理及高压碰撞处理中的1种以上分散处理。也可以将这些分散方法中的任意的2种以上组合应用。
〔其它成分〕
热固化性树脂组合物(I)中除了上述的(a)~(e)成分以外还可以含有:苯氧基树脂等热塑性树脂;Orben、Bentone(日文:ベントン)等增稠剂;咪唑系、噻唑系、三唑系、硅烷偶联剂等密合赋予剂;酞菁蓝、酞菁绿、碘绿、双偶氮黄、炭黑等着色剂;溴树脂、含磷的树脂等赋予阻燃性的树脂;流动调整剂;流平剂;橡胶成分;有机填充材料等。
<(B)粘接辅助层>
(B)粘接辅助层为将热固化性树脂组合物(II)形成层而成的层。
(B)粘接辅助层是为了确保通过热固化而形成的层间绝缘层的表面与形成于其上的导体层的粘接性而设置的层。
在制造多层线路板时,如上所述,在除钻污的同时对层间绝缘层的表面进行粗化而形成凹凸,通过在层间绝缘层的表面预先形成与导体层的粘接性优异的(B)粘接辅助层,从而即使是小的凹凸也可得到优异的与导体层的粘接性。
本发明的层间绝缘膜中,(B)粘接辅助层可以为未固化状态,也可以为半固化状态。
如上所述,(B)粘接辅助层是出于粘接辅助的目的而形成的。因此,从充分发挥(A)布线埋入层的功能的观点出发,优选(B)粘接辅助层的厚度在(A)布线埋入层与(B)粘接辅助层这两层的总厚度中所占的厚度较薄,具体而言,优选为1~15μm,更优选为2~10μm,近一步优选为3~7μm。(B)粘接辅助层的厚度为1μm以上时,可以提高与导体层的粘接性;为15μm以下时,可以使(A)布线埋入层的功能与(B)粘接辅助层的功能的平衡性良好。
(热固化性树脂组合物(II))
热固化性树脂组合物(II)含有热固化性树脂。
作为热固化性树脂,可列举与热固化性树脂组合物(I)中所含的热固化性树脂同样的物质,这些中,从耐化学药品性优异的观点出发,优选环氧树脂(以下也称为“(a’)环氧树脂”)。
〔(a’)环氧树脂〕
作为(a’)环氧树脂,可列举与(a)环氧树脂同样的环氧树脂,优选方式也相同。
热固化性树脂组合物(II)中的(a’)环氧树脂的含量相对于除后述的(d’)无机填充材料以外的热固化性树脂组合物(II)的固体成分100质量份优选为30~90质量份,更优选为40~80质量份,进一步优选为40~70质量份。(a’)环氧树脂的含量为30质量份以上时,层间绝缘层的耐化学药品性优异;为90质量份以下时,热固化性树脂组合物(II)的固化性变得良好。
另外,热固化性树脂组合物(II)优选含有软化点为40℃以上的环氧树脂来作为(a’)环氧树脂,更优选含有软化点为40℃以上的多官能环氧树脂。
(a’)环氧树脂中的软化点为40℃以上的环氧树脂的含量优选为70质量%以上,更优选为80质量%以上,进一步优选为85质量%以上。
〔(b’)环氧固化剂〕
热固化性树脂组合物(II)含有(a’)环氧树脂作为热固化性树脂时,优选含有(b’)环氧固化剂。
作为(b’)环氧固化剂,可列举与(b)环氧固化剂同样的环氧固化剂,优选方式也相同。
就(b’)环氧固化剂的含量而言,(a’)环氧树脂的环氧基与(b’)环氧固化剂的活性氢的当量比[(b’)/(a’)]优选为0.5~1.5,更优选为0.8~1.2。
〔(c’)固化促进剂〕
从促进固化反应的观点出发,热固化性树脂组合物(II)优选还含有(c’)固化促进剂。
作为(c’)固化促进剂,可列举与(c)固化促进剂同样的固化促进剂,优选方式也相同。
就热固化性树脂组合物(II)中的(c’)固化促进剂的含量而言,从固化性及保存稳定性的观点出发,相对于(a’)环氧树脂100质量份优选为0.05~5质量份,更优选为0.1~3质量份,进一步优选为0.2~2质量份。
〔(d’)无机填充材料〕
热固化性树脂组合物(II)优选还含有(d’)无机填充材料。
(B)粘接辅助层通过含有(d’)无机填充材料而可以降低层间绝缘层的热膨胀系数,并且可以提高高频特性(低Dk化、低Df化)及弹性模量。另外,在对层间绝缘层进行激光加工时,可以防止树脂飞散,使层间绝缘层的激光加工形状良好。进一步地,用氧化剂等在层间绝缘层的表面形成凹凸时,形成适度的凹凸,能够形成与导体层的粘接性优异的导体层。
作为(d’)无机填充材料,可列举与(d)无机填充材料同样的无机填充材料。这些中,优选二氧化硅。从在层间绝缘层上形成微细布线的观点出发,(d’)无机填充材料的平均粒径优选较小,优选为1μm以下,更优选为0.5μm以下,进一步优选为0.1μm以下。
作为平均粒径为0.1μm以下的二氧化硅,可列举热解法二氧化硅、溶胶凝胶二氧化硅等。作为热解法二氧化硅,从绝缘可靠性及耐热性的观点出发,优选在(a’)环氧树脂中的分散性良好者,表面进行过疏水性化处理的热解法二氧化硅“AEROSIL(注册商标)R972”、“AEROSIL(注册商标)R202”(日本AEROSIL株式会社制)等可通过商业手段获得。
为了提高耐湿性,(d’)无机填充材料可以用上述的硅烷偶联剂等表面处理剂进行了表面处理。
热固化性树脂组合物(II)含有(d’)无机填充材料时,其含量相对于热固化性树脂组合物(II)的固体成分100质量份优选为1~40质量份,更优选为3~20质量份,进一步优选为5~15质量份。(d’)无机填充材料的含量为1质量份以上时,层间绝缘层的热膨胀系数、高频特性、激光加工性、与导体层的粘接性优异;为40质量份以下时,埋入性及微细布线性优异。
〔(e’)有机溶剂〕
从层间绝缘膜的生产率的观点出发,热固化性树脂组合物(II)优选含有(e’)有机溶剂。需要说明的是,本说明书中有时将含有有机溶剂的热固化性树脂组合物(II)称为“粘接辅助层用清漆”。
粘接辅助层用清漆中所含的(e’)有机溶剂可列举与布线埋入层用清漆中所含的有机溶剂同样的有机溶剂。这些中,与布线埋入层用清漆同样地优选含有高沸点溶剂,优选的含量也相同。
作为粘接辅助层用清漆的固体成分浓度,从树脂的溶解性、混合状态、涂布及干燥的处理性的观点出发,优选为10~60质量%,更优选为15~50质量%,进一步优选为20~40质量%。固体成分浓度为10质量%以上时,干燥的效率优异,并且可得到层间绝缘层中的树脂与无机填充材料均匀地分散的状态。另外,为60质量%以下时,树脂的溶解性及混合性变得良好,涂布操作等处理性优异。
为了提高无机填充材料等的分散性,粘接辅助层用清漆优选实施过分散处理。作为分散处理的方法,可列举与作为布线埋入层用清漆的分散处理方法而列举的方法相同的方法。
〔(f’)耐热树脂〕
热固化性树脂组合物(II)优选还含有(f’)耐热树脂。热固化性树脂组合物(II)通过含有(f’)耐热树脂而对(B)粘接辅助层赋予伸长性,可以进一步提高层间绝缘层与导体层的粘接性。
(f’)耐热树脂优选为溶于上述有机溶剂的耐热树脂。作为(f’)耐热树脂,可列举:选自聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂及聚酰胺酰亚胺树脂中的至少1种树脂;具有这些树脂的化学结构的共聚物等。(f’)耐热树脂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。这些中,优选聚酰胺树脂。
聚酰胺树脂优选含有与热固化性树脂(例如环氧树脂的环氧基)反应的官能团(酚式羟基、氨基等),更优选含有酚式羟基。另外,从同样的观点出发,聚酰胺树脂进一步优选含有聚丁二烯骨架的含酚式羟基的聚丁二烯改性聚酰胺树脂。
作为含酚式羟基的聚丁二烯改性聚酰胺树脂,可以使用市售品,作为市售品,可列举日本化药株式会社制的聚酰胺树脂“BPAM-01”、“BPAM-155”等。
另外,作为聚酰胺树脂以外的(f’)耐热树脂的市售品,可列举:新日本理化株式会社制的可溶性聚酰亚胺“Rikacoat(注册商标)SN20”及“Rikacoat(注册商标)PN20”;SABICINNOVATIVE PLASTICS公司制的可溶性聚醚酰亚胺“Ultem(注册商标)”、东洋纺绩株式会社制的可溶性聚酰胺酰亚胺“VYLOMAX(注册商标)HR11NN”、“VYLOMAX(注册商标)HR16NN”等。
这些中,从层间绝缘层与导体层的粘接性的观点以及实施粗化处理时的表面凹凸的观点出发,优选“BPAM-01”及“BPAM-155”。
从在溶剂中的溶解性和层压后的粘接辅助层的膜厚保持性的观点出发,聚酰胺树脂的数均分子量优选为20,000~30,000,更优选为22,000~29,000,进一步优选为24,000~28,000。
从同样的观点出发,聚酰胺树脂的重均分子量优选为100,000~140,000,更优选为103,000~130,000,进一步优选为105,000~120,000。
需要说明的是,数均分子量及重均分子量为利用凝胶渗透色谱法(GPC)(东曹株式会社制)使用标准聚苯乙烯的标准曲线测定的,详细而言是按照实施例中记载的方法测定的。
从提高与导体层的粘接性的观点出发,(f’)耐热树脂优选断裂伸长率为10%以上、50℃下的弹性模量为1GPa以下、玻璃化转变温度为160℃以上的耐热树脂。
断裂伸长率可按照JIS(日本工业标准)K7127中记载的方法来确定。需要说明的是,本发明中“玻璃化转变温度为160℃以上”也包括如下情况:玻璃化转变温度比分解温度高,实质上不能观测玻璃化转变温度的情况。另外,分解温度为在按照JIS K7120中记载的方法测定时质量减少量达到5%的温度。
就(f’)耐热树脂的含量而言,从提高层间绝缘层与导体层的粘接性的观点出发,相对于除(d’)无机填充材料以外的热固化性树脂组合物(II)的固体成分100质量份优选为1~30质量份,更优选为5~20质量份,进一步优选为5~15质量份。
〔其它成分〕
热固化性树脂组合物(II)除了含有上述的(a’)~(f’)成分以外还可以含有其它成分。作为其它成分,可列举与热固化性树脂组合物(I)可含有的其它成分同样的成分。
<残留溶剂>
本发明的层间绝缘膜所含的残留溶剂为选自(A)布线埋入层及(B)粘接辅助层中的1层以上所含有的有机溶剂。通过含有残留溶剂,可以提高层间绝缘膜的处理性。
残留溶剂既可以是使布线埋入层用清漆所含的有机溶剂残留,也可以是使粘接辅助层清漆所含的有机溶剂残留,从抑制(A)布线埋入层与(B)粘接辅助层的混合的观点出发,优选使布线埋入层用清漆所含的有机溶剂残留。
残留溶剂的含量在(A)布线埋入层及(B)粘接辅助层的总量中为1~10质量%,优选为2~7质量%,更优选为2.5~6.5质量%。残留溶剂的含量为1质量%以上时,层间绝缘膜的处理性变得良好;为10质量%以下时,抑制热固化性树脂组合物的发粘,得到优异的处理性。
残留溶剂的含量可以将层间绝缘膜以200℃干燥15分钟而蒸发溶剂、并由干燥前后的重量差求出。另外,残留溶剂中的有机溶剂的种类及浓度可利用使用气相色谱的气相色谱法测定。
残留溶剂总量中的高沸点溶剂的含量为10质量%以上,优选为20质量%以上,进一步优选为30质量%以上,特别优选为40质量%以上。高沸点溶剂的含量为10质量%以上时,可以进一步抑制所得到的层间绝缘层表面的大的凹凸及层间绝缘层中的空隙的产生。
<(C)支撑体膜>
本发明的层间绝缘膜具有(C)支撑体膜,优选依次具有(A)布线埋入层、(B)粘接辅助层及(C)支撑体膜。(C)支撑体膜是制造本发明的层间绝缘膜时成为支撑体的构件,在使用本发明的层间绝缘膜制造多层印刷线路板时,通常最终被剥离或除去。
作为(C)支撑体膜,可列举有机树脂膜、金属箔、脱模纸等。
作为有机树脂膜的材质,可列举:聚乙烯、聚氯乙烯等聚烯烃;聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下也称为“PET”)、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯;聚碳酸酯、聚酰亚胺等。这些中,从价格及处理性的观点出发,优选PET。
作为金属箔,可列举铜箔、铝箔等。在使用铜箔作为支撑体时,可以将铜箔直接作为导体层并形成电路。这种情况下,作为铜箔,可以使用压延铜、电解铜箔等。另外,就铜箔的厚度而言,可以使用例如2~36μm的铜箔。在使用厚度较薄的铜箔的情况下,从提高操作性的观点出发,可以使用带有载体的铜箔。
可以对这些(C)支撑体膜及后述的保护膜实施脱模处理、等离子体处理、电晕处理等表面处理。作为脱模处理,可列举:利用硅酮树脂系脱模剂、醇酸树脂系脱模剂、氟树脂系脱模剂等进行的脱模处理等。
从处理性的观点出发,(C)支撑体膜的厚度优选为10~120μm,更优选为15~80μm,进一步优选为15~70μm。
(C)支撑体膜并非必需如上所述为单一成分,也可以用多层(2层以上)的不同材料来形成。
<保护膜>
本发明的层间绝缘膜可以具有保护膜。保护膜是设置在层间绝缘膜的与设置有支撑体的面相反一侧的面的膜,出于防止异物等附着于层间绝缘膜及划伤的目的而使用。在通过层压、热压制等将本发明的层间绝缘膜层叠在电路基板等之前剥离保护膜。
作为保护膜,可以使用与(C)支撑体膜同样的材料。就保护膜的厚度而言,可以使用例如具有1~40μm的厚度的保护膜。
<最低熔融粘度>
本发明的层间绝缘膜通常为了埋入电路基板而进行层压、使用,因此包含(A)布线埋入层及(B)粘接辅助层这两层的热固化性树脂组合物层(以下也简称为“热固化性树脂组合物层”)优选在层压温度范围内具有可得到良好的埋入性的最低熔融粘度。
层压温度通常为60~140℃,因此(A)布线埋入层及(B)粘接辅助层(热固化性树脂组合物层)的最低熔融粘度在60~140℃的范围内优选为5~2,000Pa·s,更优选为10~1,000Pa·s,进一步优选为20~500Pa·s。最低熔融粘度为5Pa·s以上时,在层压时树脂不会过度流动而从基板渗出;为2,000Pa·s以下时,电路基板的埋入性变得良好。
最低熔融粘度可以按照WO01/97582号公报中记载的条件来测定,上述的最低熔融粘度为以升温速度5℃/分钟进行测定时的值。
[层间绝缘膜的制造方法]
本发明的层间绝缘膜的制造方法为制造本发明的多层印刷线路板用的层间绝缘膜的方法,具有下述工序1及2。
工序1:将热固化性树脂组合物(II)涂布在(C)支撑体膜上并干燥而形成(B)粘接辅助层的工序,
工序2:将热固化性树脂组合物(I)涂布在(B)粘接辅助层上并干燥而形成(A)布线埋入层的工序。
<工序1>
工序1是将固化性树脂组合物(II)涂布在(C)支撑体膜上并干燥而形成(B)粘接辅助层的工序。
作为涂布热固化性树脂组合物(II)的方法,可列举使用逗号涂布机、棒涂机、吻合式涂布机、辊涂机、凹版涂布机、模涂机等公知的涂敷装置进行涂布的方法。涂敷装置可以根据目标膜厚适当选择。
干燥条件根据热固化性树脂组合物(II)中的有机溶剂的种类及量而已,例如,干燥温度优选为50~180℃,更优选为100~170℃,进一步优选为120~160℃。另外,干燥时间优选为0.5~20分钟,更优选为1~10分钟,进一步优选为2~7分钟。
需要说明的是,干燥条件优选按照使上述热固化性树脂组合物层的最低熔融粘度满足上述优选范围的方式来调整,另外,优选按照使干燥后的残留溶剂的含量在后述的优选范围内的方式来调整。
从抑制在(B)粘接辅助层上涂布布线埋入层用清漆时的混合的观点出发,工序1的干燥后的(B)粘接辅助层的总量中,残留溶剂的含量优选为3质量%以下,更优选为2质量%以下,进一步优选为1质量%以下。
<工序2>
工序2是将热固化性树脂组合物(I)涂布在(B)粘接辅助层上并干燥而形成(A)布线埋入层的工序。
作为工序2的涂布中使用的装置,可列举与工序1中所用的装置同样的装置。
干燥条件根据热固化性树脂组合物(I)中的有机溶剂的种类及量而异,例如,干燥温度优选为30~150℃,更优选为50~140℃,进一步优选为70~130℃。另外,干燥时间优选为0.5~20分钟,更优选为1~10分钟,进一步优选为2~7分钟。
工序2的干燥条件优选按照使所得到的层间树脂膜中的残留溶剂量及残留溶剂中的高沸点溶剂的含量达到上述优选范围内的方式来设定。
形成在(C)支撑体膜上的(B)粘接辅助层及(A)布线埋入层优选按照面积小于(C)支撑体膜的面积(如果为辊,则为宽度小于(C)支撑体膜的宽度)的方式来形成。
另外,本发明的层间绝缘膜可以根据需要在(A)布线埋入层上形成上述保护膜。得到的层间绝缘膜可以卷取为卷状来保存及储存。
需要说明的是,以上说明了在形成(B)粘接辅助层后、在该(B)粘接辅助层上形成(A)布线埋入层的层间绝缘膜的制造方法,作为其它方法,还可列举以下方法:将在(C)支撑体膜上形成(A)布线埋入层的层间绝缘膜、与在(C)支撑体膜上形成(B)粘接辅助层的层间绝缘膜,按照(A)布线埋入层与(B)粘接辅助层抵接的方式进行层压而制造。
这种情况下,本发明的层间绝缘膜成为(C)支撑体膜、(A)布线埋入层、(B)粘接辅助层、(C)支撑体膜的顺序的层构成,与(A)布线埋入层邻接的(C)支撑体膜作为保护膜起作用。
[多层印刷线路板]
然后,对使用本发明的多层印刷线路板用的层间绝缘膜制造多层印刷线路板的方法进行说明。
多层印刷线路板例如可以利用含有下述工序(1)~(6)[其中工序(3)为任选工序。]的制造方法来制造,在工序(1)、(2)或(3)之后可以将支撑体剥离或除去。
(1)将本发明的层间绝缘膜层压于电路基板的一面或两面的工序[以下称为层压工序(1)]。
(2)对在工序(1)中层压后的层间绝缘膜进行热固化而形成绝缘层的工序[以下称为绝缘形成层工序(2)]。
(3)对在工序(2)中形成绝缘层后的电路基板进行开孔的工序[以下称为开孔工序(3)]。
(4)利用氧化剂对绝缘层的表面进行粗化处理的工序[以下称为粗化处理工序(4)]。
(5)在粗化后的绝缘层的表面通过镀敷而形成导体层的工序[以下称为形成导体层工序(5)]。
(6)对导体层进行电路形成的工序[以下称为电路形成工序(6)]。
层压工序(1)为使用真空层压机将本发明的层间绝缘膜层压在电路基板的一面或两面的工序。作为真空层压机,可列举Nichigo-Morton株式会社制的真空敷贴机、株式会社名机制作所制的真空加压式层压机、株式会社日立制作所制的辊式干燥涂布机、日立化成Electronics株式会社制的真空层压机等。
在层间绝缘膜设置有保护膜的情况下,可以在剥离或除去保护膜后,一边按照本发明的层间绝缘膜的(A)布线埋入层与电路基板接触的方式进行加压及加热,一边压接于电路基板,由此进行层压。
该层压例如可以如下实施:将层间绝缘膜及电路基板根据需要进行预加热,然后在将压接温度设为60~140℃、将压接压力设为0.1~1.1MPa(9.8×104~107.9×104N/m2)、空气压20mmHg(26.7hPa)以下的减压下实施。另外,层压的方法既可以是间歇式,也可以是用辊的连续式。
另外,从埋入性的观点出发,层压温度优选根据层间绝缘膜的热固化性树脂组合物层的熔融粘度特性来确定。熔融粘度特性可以根据通过动态粘弹性模量(日语:動的粘弾性率)测定求出的温度-熔融粘度曲线来确定。例如,优选在将测定起始温度设为40℃、以5℃/分钟的升温速度进行测定时熔融粘度低于1,000Pa·s的温度区域内进行层压,从布线埋入性的观点出发,更优选在低于500Ps·s的温度区域内进行层压。
在绝缘形成层工序(2)中,首先,将在层压工序(1)中层压于电路基板的层间绝缘膜冷却到室温附近。
在剥离支撑体的情况下,剥离之后,使层压于电路基板的层间绝缘膜加热固化而形成层间绝缘层。
加热固化可以以2个阶段来进行,作为其条件,例如,第1阶段为100~200℃下5~30分钟,第2阶段为140~220℃下20~80分钟。在使用实施了脱模处理的支撑体的情况下,可以在热固化后剥离支撑体。
在利用上述方法形成绝缘层后,根据需要可以经过开孔工序(3)。开孔工序(3)是对电路基板及所形成的绝缘层通过钻孔、激光、等离子体、这些的组合等方法进行开孔而形成过孔、通孔等的工序。作为激光,可列举二氧化碳激光、YAG激光、UV激光、准分子激光等。
在粗化处理工序(4)中,通过氧化剂对绝缘层的表面进行粗化处理。另外,在对绝缘层及电路基板形成有过孔、通孔等的情况下,也可以通过氧化剂将形成它们时产生的所谓“钻污(スミア)”除去。粗化处理和钻污的除去可以同时进行。
作为氧化剂,可列举:高锰酸盐(高锰酸钾、高锰酸钠等)、重铬酸盐、臭氧、过氧化氢、硫酸、硝酸等。这些中,可以使用作为利用增层工艺制造多层印刷线路板的绝缘层粗化时所通用的氧化剂的、碱性高锰酸溶液(例如高锰酸钾、高锰酸钠的氢氧化钠水溶液)。
通过粗化处理,在绝缘层的表面形成凹凸的锚固
导体层形成工序(5)中,在进行粗化而形成有凹凸的锚固的绝缘层的表面,通过镀敷形成导体层。
作为镀敷方法,可列举非电解镀敷法、电镀法等。镀敷用的金属只要是可用于镀敷的金属则没有特别限制。镀敷用的金属可以从铜、金、银、镍、铂、钼、钌、铝、钨、铁、钛、铬或含有这些金属元素中的至少一种的合金中选择,优选铜、镍,更优选铜。
需要说明的是,也可以采用以下方法:预先形成与导体层(布线图案)相反图案的镀敷抗蚀剂,然后仅通过非电解镀敷形成导体层(布线图案)。
形成导体层后,可以以150~200℃实施20~120分钟退火处理。通过实施退火处理,有层间绝缘层与导体层之间的粘接强度进一步提高及稳定化的倾向。另外,通过该退火处理,可以推进层间绝缘层的固化。
电路形成工序(6)中,作为对导体层进行图案加工、形成电路的方法,可以利用例如:减成法、全加成法、半加成法(SAP:SemiAdditive Process)、改良半加成法(m-SAP:modified Semi Additive Process)等公知方法。
可以对如此制作的导体层的表面进行粗化。通过对导体层的表面进行粗化,从而有与接触导体层的树脂的密合性提高的倾向。导体层的粗化可以使用作为有机酸系微蚀刻剂的“CZ-8100”、“CZ-8101”、“CZ-5480”(以上为MEC株式会社制)等。
作为多层印刷线路板中使用的电路基板,可列举例如:在玻璃环氧基板、金属基板、聚酯基板、聚酰亚胺基板、BT树脂基板、热固化性聚苯醚基板等基板的一面或两面形成了经图案加工的导体层(电路)的电路基板。
另外,本发明的电路基板还包括:导体层和绝缘层交替地形成层且在一面或两面具有经图案加工的导体层(电路)的多层印刷线路板,其中,在上述电路基板的一面或两面具有由本发明的层间绝缘膜形成的层间绝缘层,在其一面或两面具有经图案加工的导体层(电路);在贴付本发明的层间绝缘膜并固化形成的固化物(层结构为粘接辅助层、布线埋入层、布线埋入层、粘接辅助层的顺序)的一面或两面具有经图案加工的导体层(电路)的电路基板;等。
从层间绝缘层对电路基板的粘接性的观点出发,电路基板的导体层的表面可以通过黑化处理等预先实施粗化处理。
另外,通过在所得到的多层印刷线路板的规定位置搭载半导体芯片、存储器等,可以制造半导体封装体。
实施例
以下示出实施例来具体说明本发明,但本发明不受其限定。
[粘接辅助层用清漆及粘接辅助层用膜的制作]
制造例1B
配合作为(a’)环氧树脂的联苯芳烷基型环氧树脂(日本化药株式会社制、商品名:NC-3000-H、固体成分浓度:100质量%、软化点:70℃)52.6质量份(相对于除(d’)无机填充材料以外的热固化性树脂组合物(II)的固体成分100质量份为57.7质量份)、
作为(b’)环氧固化剂的甲酚线型酚醛树脂(DIC株式会社制、商品名:Phenolite(注册商标)KA1165、固体成分浓度:100质量%)21.7质量份、
作为(c’)固化促进剂的2-苯基咪唑(四国化成工业株式会社制、固体成分浓度:100质量%)0.5质量份、
作为(d’)无机填充材料的热解法二氧化硅(日本AEROSIL株式会社制、商品名:AEROSIL(注册商标)R972、固体成分浓度:100质量%)8.8质量份(相对于热固化性树脂组合物(II)的固体成分100质量份为8.8质量份)、
作为(e’)有机溶剂的DMAc 146.4质量份、
作为(f’)耐热树脂的、按照固体成分浓度为10质量%的方式溶解于DMAc(三菱气体化学株式会社制、沸点165℃)的聚酰胺树脂(日本化药株式会社制、商品名:BPAM-155)73.0质量份(相对于除(d’)无机填充材料以外的热固化性树脂组合物(II)的固体成分100质量份为8.0质量份)、和
苯氧基树脂(三菱化学株式会社制、商品名:jER YX8100BH30、固体成分浓度:30质量%、环己酮与MEK的混合溶剂)30.4质量份,按照固体成分浓度为30质量%的方式进行溶解及混合。再用吉田机械兴业株式会社制的“Nanovater(注册商标)”实施分散处理,由此制作粘接辅助层用清漆。
用模涂机按照干燥后的厚度为5μm的方式将上述所得到的粘接辅助层用清漆涂布在作为(C)支撑体膜的PET膜(Unitika株式会社制、制品名:TR-1、厚度:38μm)上。然后,在140℃、3分钟的条件下干燥,得到粘接辅助层用膜。
粘接辅助层用膜(其中不包括(C)支撑体膜)中所含的残留溶剂的含量为0.3质量%。
[布线埋入层用清漆的制作]
制造例1A~13A
按照表1所示的配合比例(表中的数值为固体成分的质量份,在为溶液(除有机溶剂外)或分散液的情况下为固体成分换算量。)来配合组合物,使固体成分为72质量%,在60℃下加热搅拌30分钟进行溶解及混合。再用Ashizawa Fine Tech株式会社制的珠磨处理装置“STAR MILL(注册商标)AMC1”实施20分钟分散处理,得到布线埋入层用清漆1~13。
[层间绝缘膜的制造]
实施例1~11、比较例1
用模涂机按照干燥后的布线埋入层的厚度为35μm(布线埋入层的厚度与粘接辅助层的厚度合计为40μm)的方式将制造例1A~12A中制作的布线埋入层用清漆1~12分别涂布在制造例1B中制作的粘接辅助层用膜上。然后,以100℃干燥3分钟,得到层间绝缘膜1~12。
比较例2
用模涂机按照干燥后的布线埋入层的厚度为35μm(布线埋入层的厚度与粘接辅助层的厚度合计为40μm)的方式将制造例13A中制作的布线埋入层用清漆13涂布在制造例1B中制作的粘接辅助层用膜上。然后,以140℃干燥3分钟,得到层间绝缘膜13。
通过以下方法评价上述中得到的层间绝缘膜1~13的性能。将结果示于表1。
[评价方法]
(1)层间绝缘膜的处理性
按照(C)支撑体膜为内侧的方式将层间绝缘膜1~13设置于直径1mm的芯棒(mandrel),用芯棒试验机(YOSHIMITSU精机株式会社制)测定破裂发生角度。将在小于180°发生破裂的膜作为“不良”,将即使弯曲180°也未发生破裂的膜作为“良好”。
(2)层间绝缘层表面有无大的凹凸
按照(A)布线埋入层为电路基板侧的方式将层间绝缘膜1~13配置于预先形成了电路基板的覆铜层压板(日立化成株式会社制、商品名:MCL-E-679F、铜箔厚度:18μm、板厚:0.4mm),进行层压而层叠。层压使用间歇式的真空加压层压机(株式会社名机制作所制、商品名:MVLP-500)在真空度30mmHg以下、温度90℃、压力0.5MPa的条件下进行。
冷却到室温后,剥离(C)支撑体膜(PET膜),在设定为180℃的干燥机中加热固化60分钟,由此得到评价基板1~13。
用金属显微镜(尼康株式会社制、商品名:LV150N/MANUAL型)观察所得到的评价基板1~13的层间绝缘层的表面,确认层间绝缘层表面有无大的凹凸(膨胀)。将观察到大的凹凸的基板作为“不良”,将未观察到大的凹凸的基板作为“良好”。
(3)层间绝缘层中有无空隙
将上述(2)中得到的评价基板1~13用环氧注模树脂包埋后,形成切断面,得到切断面观察用试样1~13。使用离子研磨装置(株式会社日立High Technology制、商品名:E-3500)在加速电压5kV、放电电压3.3kV、Ar气体流量1.4sccm、加工宽度500μm、加工时间6小时的条件下进行切断面的形成。
利用扫描型电子显微镜(SEM)(株式会社日立High Technology制、商品名:SV-4700)观察所得到的切断面观察用试样1~13的切断面。将确认到5μm以上宽度的空隙的试样作为“有”空隙,将未确认到5μm以上宽度的空隙的试样作为“无”空隙。
(4)玻璃化转变温度(Tg)及(5)平均热膨胀系数
按照(A)布线埋入层侧位于铜箔的消光面(粗化面)的方式将层间绝缘膜1~13配置于铜箔(三井金属株式会社制、商品名:MW-G、厚度:18μm),进行层压而层叠。层压使用间歇式的真空加压层压机(株式会社名机制作所制、商品名:MVLP-500)在真空度30mmHg以下、温度90℃、压力0.5MPa的条件下进行。
冷却到室温后,剥离(C)支撑体膜(PET膜),在设定为180℃的干燥机中加热固化60分钟。然后,通过蚀刻除去铜箔,得到物性测定用层间绝缘层1~13。
将得到的物性测定用层间绝缘层1~13切成长度20mm、宽度4mm,作为试验片,使用热机械分析装置(TA Instruments公司制、商品名:TMA-2940)测定玻璃化转变温度及热膨胀系数。热机械分析如下进行:以10℃/分钟的升温速度从室温加热到200℃而除应变后,冷却到-20℃,以10℃/分钟的升温速度测定至250℃为止。使用-20~250℃的测定结果来计算玻璃化转变温度(Tg),再求出0~150℃的平均热膨胀系数。
[表1]
Figure BDA0001967690720000291
关于表1的各成分,如下所示。
[(a)环氧树脂]
·NC-3000-H:联苯芳烷基型环氧树脂(日本化药株式会社制、环氧当量:289g/eq、固体成分浓度:100质量%);
jER806:双酚F型环氧树脂(三菱化学株式会社制、环氧当量:160~170g/eq、固体成分浓度:100质量%)。
[(b)环氧固化剂]
·TD-2090:苯酚线型酚醛树脂(DIC株式会社制的“Phenolite(注册商标)TD-2090”、固体成分浓度:100质量%)。
[(c)固化促进剂]
·2PZ-CN:1-氰乙基-2-苯基咪唑(四国化成工业株式会社制的“Curezol(注册商标)2PZ-CN”、固体成分浓度:100质量%)。
[(d)无机填充材料]
·SO-C2:将用氨基硅烷偶联剂(信越化学工业株式会社制、商品名:KBM573)实施了处理的球状二氧化硅“SO-C2”(株式会社Admatechs制、平均粒径:0.5μm)按照固体成分浓度为70质量%的方式分散于MEK中而成的二氧化硅浆料。
[(e)沸点为150~230℃的有机溶剂]
·二乙二醇二甲基醚:三协化学株式会社制、沸点:162℃;
·二乙二醇单甲基醚:三协化学株式会社制、沸点:192℃;
·γ-丁内酯:三协化学株式会社制、沸点:204℃;
·均三甲苯:关东化学株式会社制、沸点:165℃;
·DMAc:三菱气体化学株式会社制、沸点:165℃;
·环己酮:三协化学株式会社制、沸点:155.6℃;
·NMP:三协化学株式会社制、沸点:202℃;
·MEK:三协化学株式会社制、沸点:79.5℃。
[阻燃剂]
·LA3018-50P:氨基三嗪改性线型酚醛型酚醛树脂(DIC株式会社制的“Phenolite(注册商标)LA3018-50P”、固体成分浓度:50质量%);
·HCA-HQ-HS:10-(2,5-二羟苯基)-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(三光株式会社制、固体成分浓度:100质量%)。
如表1所示,实施例1~11的本发明的层间绝缘膜的处理性良好,由本发明的层间绝缘膜得到的层间绝缘层在表面没有大的凹凸,在树脂层中未观察到空隙(Void)。而且,通过使用本发明的层间绝缘膜,得到了热膨胀系数低、玻璃化转变温度高的层间绝缘层。
另一方面,由不含沸点为150~230℃的有机溶剂作为残留溶剂的比较例1的层间绝缘膜得到的层间绝缘层在表面确认到大的凹凸,在树脂层中确认到空隙。
另外,残留溶剂的含量小于1质量%的比较例2的层间绝缘膜,其处理性差。

Claims (15)

1.一种多层印刷线路板用的层间绝缘膜,具有:
将热固化性树脂组合物(I)形成层而成的(A)布线埋入层、和
将热固化性树脂组合物(II)形成层而成的(B)粘接辅助层,
在(A)布线埋入层及(B)粘接辅助层的总量中,含有1质量%~10质量%的残留溶剂,该残留溶剂在残留溶剂的总量中含有10质量%以上且64质量%以下的沸点为150℃~230℃的有机溶剂。
2.根据权利要求1所述的多层印刷线路板用的层间绝缘膜,其还具有(C)支撑体膜,并且依次具有(A)布线埋入层、(B)粘接辅助层及(C)支撑体膜。
3.根据权利要求1或2所述的多层印刷线路板用的层间绝缘膜,其中,(A)布线埋入层及(B)粘接辅助层在60℃~140℃时的最低熔融粘度为5Pa·s~2,000Pa·s。
4.根据权利要求1或2所述的多层印刷线路板用的层间绝缘膜,其中,
热固化性树脂组合物(I)含有(d)无机填充材料,热固化性树脂组合物(I)中的(d)无机填充材料的含量相对于热固化性树脂组合物(I)的固体成分100质量份为40质量份~85质量份。
5.根据权利要求1或2所述的多层印刷线路板用的层间绝缘膜,其中,
热固化性树脂组合物(I)含有(a)环氧树脂,热固化性树脂组合物(I)中的(a)环氧树脂的含量相对于除(d)无机填充材料以外的热固化性树脂组合物(I)的固体成分100质量份为20质量份~90质量份。
6.根据权利要求5所述的多层印刷线路板用的层间绝缘膜,其中,
热固化性树脂组合物(I)含有软化点为40℃以上的环氧树脂作为(a)环氧树脂。
7.根据权利要求1或2所述的多层印刷线路板用的层间绝缘膜,其中,
热固化性树脂组合物(II)含有(d’)无机填充材料,热固化性树脂组合物(II)中的(d’)无机填充材料的含量相对于热固化性树脂组合物(II)的固体成分100质量份为1质量份~40质量份。
8.根据权利要求1或2所述的多层印刷线路板用的层间绝缘膜,其中,
热固化性树脂组合物(II)含有(a’)环氧树脂,热固化性树脂组合物(II)中的(a’)环氧树脂的含量相对于除(d’)无机填充材料以外的热固化性树脂组合物(II)的固体成分100质量份为30质量份~90质量份。
9.根据权利要求8所述的多层印刷线路板用的层间绝缘膜,其中,
热固化性树脂组合物(II)含有软化点为40℃以上的环氧树脂作为(a’)环氧树脂。
10.根据权利要求1或2所述的多层印刷线路板用的层间绝缘膜,其中,
热固化性树脂组合物(II)含有(f’)耐热树脂,(f’)耐热树脂为选自聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂及聚酰胺酰亚胺树脂中的至少1种。
11.根据权利要求10所述的多层印刷线路板用的层间绝缘膜,其中,
热固化性树脂组合物(II)中的(f’)耐热树脂的含量相对于除(d’)无机填充材料以外的热固化性树脂组合物(II)的固体成分100质量份为1质量份~30质量份。
12.根据权利要求1或2所述的多层印刷线路板用的层间绝缘膜,其中,
(A)布线埋入层的厚度为5μm~60μm,(B)粘接辅助层的厚度为1μm~15μm。
13.一种多层印刷线路板用的层间绝缘膜的制造方法,其为制造权利要求1~12中任一项所述的多层印刷线路板用的层间绝缘膜的方法,具有下述工序1及工序2:
工序1:将热固化性树脂组合物(II)涂布在(C)支撑体膜上并干燥而形成(B)粘接辅助层的工序;
工序2:将热固化性树脂组合物(I)涂布在(B)粘接辅助层上并干燥而形成(A)布线埋入层的工序。
14.根据权利要求13所述的多层印刷线路板用的层间绝缘膜的制造方法,其中,
进行所述工序2前的(B)粘接辅助层中的残留溶剂的含量在(B)粘接辅助层中为3质量%以下。
15.根据权利要求13或14所述的多层印刷线路板用的层间绝缘膜的制造方法,
热固化性树脂组合物(I)的固体成分浓度为50质量%~85质量%,
热固化性树脂组合物(I)含有沸点为150℃~230℃的有机溶剂,热固化性树脂组合物(I)中的沸点为150℃~230℃的有机溶剂的含量在热固化性树脂组合物(I)所含有的全部有机溶剂中为5质量%~50质量%。
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