CN109644566A - 多层印刷线路板用的粘接膜 - Google Patents
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Abstract
提供即便使二氧化硅填料高填充化,凹凸的埋入性也优异的多层印刷线路板用的粘接膜。具体而言,提供一种多层印刷线路板用的粘接膜,其具有将树脂组合物在支撑体膜上形成层而成的树脂组合物层,该树脂组合物含有:(A)重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)的分散比(Mw/Mn)为1.05~1.8的线型酚醛型酚醛树脂;(B)通式(1)所示的环氧树脂;和(C)无机填充材料,该树脂组合物层中的(C)无机填充材料的平均粒径为0.1μm以上,(C)无机填充材料的含量在树脂固体成分中的占比为20质量%~95质量%。
Description
技术领域
本发明涉及多层印刷线路板用的粘接膜。
背景技术
近年来,对于电子设备、通信设备等中使用的多层印刷线路板,不仅强烈要求小型化、轻质化及布线的高密度化,还强烈要求运算处理速度的高速化。伴随着该要求,作为多层印刷线路板的制造方法,正在关注在电路基板的布线层上交替堆积层间绝缘层的、层积方式的制造技术。
在层积方式的制造技术中,作为层间绝缘层和布线层的制造方法,以往常规的方法为通过所谓的“减成法”形成布线,所述减成法为:将用于形成层间绝缘层的树脂组合物(以下也称为“层间绝缘层用树脂组合物”)和用于形成布线层的铜箔用压制装置在高温下长时间进行加压,由此使层间绝缘层用树脂组合物热固化,得到具有铜箔的层间绝缘层,然后根据需要使用钻孔法、激光法等形成层间连接用的过孔(日文:ビアホール),然后通过蚀刻将铜箔除去并保留必要的部分。
但是,伴随着上述那样的多层印刷线路板的小型化、轻质化、布线的高密度化等要求,所谓的“加成法”逐渐引起关注,所述加成法为:将层间绝缘层用树脂组合物和铜箔用真空层压机在高温下短时间进行加压后,用干燥机等在高温下将层间绝缘层用树脂组合物热固化,根据需要用钻孔法、激光法等形成层间连接用的过孔,通过镀敷法在必要的部分形成布线层。
作为在层积方式中使用的层间绝缘层用树脂组合物,主要使用将芳香族系环氧树脂、和具有针对环氧树脂的活性氢的固化剂(例如酚系固化剂、胺系固化剂、羧酸系固化剂等)组合了的层间绝缘层用树脂组合物。使用这些固化剂并使之固化而得的固化物虽然物性方面的平衡性优异,但由于环氧基与活性氢的反应而产生极性高的羟基,由此存在导致吸水率上升、相对介电常数、介电损耗角正切等电特性下降的问题。另外,在使用这些固化剂时,产生树脂组合物的保存稳定性受损的问题。
另一方面,已知热固化性的具有氰酰基的氰酸酯化合物可提供电特性优异的固化物。但是,氰酰基通过热固化而形成均三嗪环的反应例如需要230℃、120分钟以上之类的高温下较长时间的固化,因此作为通过上述层积方式制作的多层印刷线路板用的层间绝缘层用树脂组合物并不适合。
作为降低氰酸酯化合物的固化温度的方法,已知将氰酸酯化合物与环氧树脂组合使用,并且使用固化催化剂使其固化的方法(例如,参照专利文献1及2)。
另外,从加工尺寸稳定性、降低半导体安装后的翘曲量的需求出发,对层积层要求低热膨胀系数化(低CTE化),并且采取适于低CTE化的举措(例如,参照专利文献3~5)。作为最主流的方法,大多通过使二氧化硅填料高填充化(例如,使层积层中的40质量%以上为二氧化硅填料)来实现层积层的低CTE化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-40298号公报
专利文献2:日本特开2010-90237号公报
专利文献3:日本特表2006-527920号公报
专利文献4:日本特开2007-87982号公报
专利文献5:日本特开2009-280758号公报
发明内容
发明要解决的问题
[a]如果为了实现层积层的低CTE化而使二氧化硅填料高填充化,则有难以利用层积材料将内层电路的布线图案的凹凸埋入的倾向。另外,要求利用层积材料埋入通孔(日文:スルーホール)之类的内层电路,以减小凹凸。如果为了实现层积材料的低CTE化而使二氧化硅填料高填充化,则有难以满足这些要求的倾向。
第1发明是为了解决这样的课题而作出的,其目的在于,提供即使使二氧化硅填料高填充化、凹凸的埋入性也优异的多层印刷线路板用的粘接膜。
[b]另外,第2发明的目的在于提供:可以得到在加速环境试验后也与电路基板的粘接性优异、且低热膨胀性、耐热性及介电特性优异的层间绝缘层的层间绝缘用树脂膜;带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜;以及,使用该层间绝缘用树脂膜或带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜而成的印刷线路板。
用于解决课题的手段
[a]本发明人们为了解决上述第1课题而反复进行了深入研究,结果发现,通过使用含有特定的线型酚醛型酚醛树脂、特定的环氧树脂和特定的无机填充材料的树脂组合物而能够解决上述第1课题,直至完成了本发明。即,第1发明提供以下的粘接膜。
(1)一种多层印刷线路板用的粘接膜,其具有将树脂组合物在支撑体膜上形成层而成的树脂组合物层,上述树脂组合物包含:(A)重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)的分散比(Mw/Mn)为1.05~1.8的线型酚醛型酚醛树脂、(B)下述通式(1)所示的环氧树脂、和(C)无机填充材料,该树脂组合物层中的(C)无机填充材料的平均粒径为0.1μm以上,(C)无机填充材料的含量在树脂固体成分中的占比为20~95质量%。
[化1]
(式中,p表示1~5的整数。)
[b]另外,本发明人们为了解决上述课题而进行了研究,结果发现,通过下述本发明可以解决该课题。
即,本发明提供以下的[1]~[7]。
[1]一种层间绝缘用树脂膜,其含有环氧树脂(A)、氰酸酯树脂(B)及双氰胺(C)。
[2]根据上述[1]所述的层间绝缘用树脂膜,其还含有无机填充材料(D)。
[3]根据上述[2]所述的层间绝缘用树脂膜,其中,无机填充材料(D)为二氧化硅。
[4]根据上述[1]~[3]中任一项所述的层间绝缘用树脂膜,其中,双氰胺(C)的含量相对于环氧树脂(A)与氰酸酯树脂(B)的固体成分换算合计100质量份为0.005~5.0质量份。
[5]一种带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜,其为在上述[1]~[4]中任一项所述的层间绝缘用树脂膜的一面设置有粘接辅助层的带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜,该粘接辅助层含有环氧树脂(a)、氰酸酯树脂(b)及无机填充材料(c)。
[6]根据上述[5]所述的带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜,进一步在上述粘接辅助层的与设置有层间绝缘用树脂膜一面相反侧的面设置有支撑体。
[7]一种印刷线路板,使用了上述[1]~[4]中任一项所述的层间绝缘用树脂膜、或上述[5]或[6]所述的带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜。
发明效果
[a]根据第1发明,可以提供即使使二氧化硅填料高填充化,凹凸的埋入性也优异的多层印刷线路板用的粘接膜。
[b]根据第2发明,可以提供:可以得到在加速环境试验后也与电路基板的粘接性优异、且低热膨胀性、耐热性及介电特性优异的层间绝缘层的层间绝缘用树脂膜;带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜;以及,使用该层间绝缘用树脂膜或带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜而成的印刷线路板。
具体实施方式
[a]第1发明
本发明的多层印刷线路板用的粘接膜,其具有在支撑体膜上将树脂组合物(以下也称为“粘接膜用树脂组合物”)形成层而成的树脂组合物层,所述树脂组合物含有(A)重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)的分散比(Mw/Mn)为1.05~1.8的线型酚醛型酚醛树脂(以下也简称为“(A)线型酚醛型酚醛树脂”)、(B)上述通式(1)所示的环氧树脂(以下也简称为“(B)环氧树脂”)和(C)无机填充材料,该树脂组合物层中的(C)无机填充材料的平均粒径为0.1μm以上,(C)无机填充材料的含量在树脂固体成分中的占比为20~95质量%。
[粘接膜用树脂组合物]
粘接膜用树脂组合物含有(A)线型酚醛型酚醛树脂、(B)环氧树脂、和(C)无机填充材料。以下对上述各成分进行说明。
<(A)线型酚醛型酚醛树脂>
(A)线型酚醛型酚醛树脂作为环氧树脂的固化剂使用,重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)的分散比(Mw/Mn)在1.05~1.8的范围内。
这样的(A)线型酚醛型酚醛树脂可以通过例如日本专利第4283773号公报中记载的制造方法来制造。
即,使用作为原料的酚化合物及醛化合物、作为酸催化剂的磷酸化合物、作为反应辅助溶剂的非反应性的含氧有机溶剂,将由这些形成的两层分离状态利用例如机械搅拌、超声波等进行搅拌混合,形成两层(有机相和水相)交融的白浊状的多相反应体系(相分离反应),进行酚化合物与醛化合物的反应,从而可以合成缩合物(树脂)。
然后,例如,添加混合非水溶性有机溶剂(例如甲乙酮、甲基异丁基酮等)溶解上述缩合物,停止搅拌混合并静置,使其分离为有机相(有机溶剂相)和水相(磷酸水溶液相),除去水相而实现回收,另一方面,对有机相进行热水洗和/或中和之后,蒸馏回收有机溶剂,由此可以制造(A)线型酚醛型酚醛树脂。
上述线型酚醛型酚醛树脂的制造方法由于利用了相分离反应,因此搅拌效率极为重要,从反应效率方面出发,理想的是使反应体系中的两相微细化、尽可能增加界面的表面积,由此可促进酚化合物向树脂的转化。
就作为原料使用的酚化合物而言,可列举例如:苯酚;邻甲酚;间甲酚;对甲酚;二甲苯酚;双酚化合物;邻位具有碳数3以上、优选碳数3~10的烃基的邻位取代酚化合物;对位具有碳数3以上、优选碳数3~18的烃基的对位取代酚化合物等。这些可以单独使用或将两种以上混合使用。
在此,作为双酚化合物,可列举例如:双酚A、双酚F、双(2-甲基苯酚)A、双(2-甲基苯酚)F、双酚S、双酚E、双酚Z等。
作为邻位取代酚化合物,可列举例如:2-丙基苯酚、2-异丙基苯酚、2-仲丁基苯酚、2-叔丁基苯酚、2-苯基苯酚、2-环己基苯酚、2-壬基苯酚、2-萘基苯酚等。
作为对位取代酚化合物,可列举例如:4-丙基苯酚、4-异丙基苯酚、4-仲丁基苯酚、4-叔丁基苯酚、4-苯基苯酚、4-环己基苯酚、4-壬基苯酚、4-萘基苯酚、4-十二烷基苯酚、4-十八烷基苯酚等。
就作为原料使用的醛化合物而言,可列举例如:甲醛、福尔马林、多聚甲醛、三聚甲醛、乙醛、三聚乙醛、丙醛等。这些中,从反应速度的观点出发,优选多聚甲醛。这些可以单独使用或将两种以上混合使用。
醛化合物(F)与酚化合物(P)的配合摩尔比(F/P)优选为0.33以上,更优选为0.40~1.0,进一步优选为0.50~0.90。通过使配合摩尔比(F/P)在上述范围内,可以得到优异的收率。
作为酸催化剂使用的磷酸化合物发挥在水的存在下、在与酚化合物之间形成相分离反应的场所(日文:相分離反応の場)的重要作用。作为磷酸化合物,可以使用例如89质量%磷酸、75质量%磷酸等水溶液型。另外,也可以根据需要使用例如多磷酸、磷酸酐等。
从控制相分离效果的观点出发,磷酸化合物的含量例如相对于酚化合物100质量份为5质量份以上,优选为25质量份以上,更优选为50~100质量份。需要说明的是,当使用70质量份以上的磷酸化合物时,优选通过向反应体系中的分批投入来抑制反应初期的放热、确保安全性。
作为反应辅助溶剂的非反应性含氧有机溶剂对促进相分离反应发挥极为重要的作用。作为反应辅助溶剂,优选使用选自醇化合物、多元醇系醚、环状醚化合物、多元醇系酯、酮化合物、亚砜化合物中的至少一种化合物。
作为醇化合物,可列举例如:甲醇、乙醇、丙醇等一元醇;丁二醇、戊二醇、己二醇、乙二醇、丙二醇、三亚甲基二醇、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、三丙二醇、聚乙二醇等二元醇;甘油等三元醇等。
作为多元醇系醚,可列举例如:乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丙基醚、乙二醇单丁基醚、乙二醇单戊基醚、乙二醇二甲基醚、乙二醇乙基甲基醚、乙二醇二醇醚等。
作为环状醚化合物,可列举例如:1,3-二噁烷、1,4-二噁烷等;作为多元醇系酯,可列举例如:乙二醇乙酸酯等二醇酯化合物等。作为酮化合物,可列举例如:丙酮、甲乙酮(以下也称为“MEK”)、甲基异丁基酮等,作为亚砜化合物,可列举例如:二甲基亚砜、二乙基亚砜等。
这些中,优选乙二醇单甲基醚、聚乙二醇、1,4-二噁烷。
反应辅助溶剂不限于上述例示,只要是具有上述特质且反应时呈液态则也可以为固体,可以分别单独使用或将两种以上混合使用。
作为反应辅助溶剂的配合量,没有特别限定,例如相对于酚化合物100质量份为5质量份以上,优选为10~200质量份。
通过在上述多相反应工序中还使用表面活性剂,由此能够促进相分离反应、缩短反应时间,也可以帮助提高收率。
作为表面活性剂,可列举例如:皂、α烯烃磺酸盐、烷基苯磺酸及其盐、烷基硫酸酯盐、烷基醚硫酸酯盐、苯基醚酯盐、聚氧乙烯烷基醚硫酸酯盐、醚磺酸盐、醚羧酸盐等阴离子系表面活性剂;聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧化烯烷基醚、聚氧乙烯苯乙烯化苯酚醚、聚氧乙烯烷基氨基醚、聚乙二醇脂肪族酯、脂肪族单甘油酯、脱水山梨醇脂肪族酯、季戊四醇脂肪族酯、聚氧乙烯聚丙二醇、脂肪族烷醇酰胺等非离子系表面活性剂;单烷基氯化铵、二烷基氯化铵、胺酸盐(日文:アミン酸塩)化合物等阳离子系表面活性剂等。
对表面活性剂的配合量没有特别限定,例如相对于酚化合物100质量份为0.5质量份以上,优选为1~10质量份。
反应体系中的水量会影响到相分离效果、生产效率,通常以质量基准计为40质量%以下。通过使水的量为40质量%以下,可以使生产效率保持良好。
酚化合物与醛化合物的反应温度根据酚化合物的种类、反应条件等而不同,没有特别限定,通常为40℃以上,优选为80℃~回流焊温度,更优选为回流焊温度。反应温度为40℃以上时,可得到充分的反应速度。反应时间根据反应温度、磷酸的配合量、反应体系中的含水量等而不同,通常为1~10小时左右。
另外,作为反应环境,通常为常压,从维持本发明的特点、即多相反应的观点出发,也可以在加压下或减压下进行反应。例如在0.03~1.50MPa的加压下,可以提高反应速度,此外能够使用甲醇等低沸点溶剂作为反应辅助溶剂。
通过上述(A)线型酚醛型酚醛树脂的制造方法,可以制造重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)的分散比(Mw/Mn)为1.05~1.8的线型酚醛型酚醛树脂。
虽然也根据酚化合物的种类而异,但根据醛化合物(F)与酚化合物(P)的配合摩尔比(F/P)的范围可得到例如以下这样的(A)线型酚醛型酚醛树脂。
在配合摩尔比(F/P)为0.33以上且小于0.80的范围内,可以以高收率制造如下的线型酚醛型酚醛树脂:在基于凝胶渗透色谱(GPC)的面积法的测定法中,酚化合物的单体成分的含量为例如3质量%以下、优选1质量%以下,酚化合物的二聚物成分的含量为例如5~95质量%、优选10~95质量%,此外基于GPC测定的重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)的分散比(Mw/Mn)为1.05~1.8、优选1.1~1.7。
作为(A)线型酚醛型酚醛树脂,可以使用市售品,可列举例如“PAPS-PN2”(旭有机材工业株式会社制、商品名)、“PAPS-PN3”(旭有机材工业株式会社制、商品名)等。
粘接膜用树脂组合物可以在不妨碍本发明的效果的范围内组合使用除(A)线型酚醛型酚醛树脂以外的环氧树脂固化剂(以下也简称为“环氧树脂固化剂”)。
作为环氧树脂固化剂,可列举例如:除(A)线型酚醛型酚醛树脂以外的各种酚醛树脂化合物、酸酐化合物、胺化合物、酰肼化合物等。作为酚醛树脂化合物,可列举例如除(A)线型酚醛型酚醛树脂以外的线型酚醛型酚醛树脂、甲阶型酚醛树脂等;作为酸酐化合物,可列举例如邻苯二甲酸酐、二苯甲酮四羧酸二酐、甲基纳迪克酸等。另外,作为胺化合物,可列举例如双氰胺、二氨基二苯基甲烷、脒基脲等。
这些环氧树脂固化剂中,从提高可靠性的观点出发,优选除(A)线型酚醛型酚醛树脂以外的线型酚醛型酚醛树脂。
另外,从提高金属箔的剥离强度及化学粗化后的非电解镀敷的剥离强度的观点出发,优选含三嗪环的线型酚醛型酚醛树脂及双氰胺。
作为除(A)线型酚醛型酚醛树脂以外的线型酚醛型酚醛树脂,可以使用市售品,可列举例如:“TD2090”(DIC株式会社制、商品名)等苯酚线型酚醛树脂;“KA-1165”(DIC株式会社制、商品名)等甲酚线型酚醛树脂等。另外,作为含三嗪环的线型酚醛型酚醛树脂的市售品,可列举例如:“Phenolite LA-1356”(DIC株式会社制、商品名)、“Phenolite LA7050系列”(DIC株式会社制、商品名)等,作为含三嗪的甲酚线型酚醛树脂的市售品,可列举例如“Phenolite LA-3018”(商品名、DIC株式会社制)等。
<(B)环氧树脂>
(B)环氧树脂为下述通式(1)所示的环氧树脂。
[化2]
(式中,p表示1~5的整数。)
作为(B)环氧树脂,可以使用市售品。作为市售品的(B)环氧树脂,可列举例如:“NC-3000”(式(1)中的p为1.7的环氧树脂)、“NC-3000-H”(式(1)中的p为2.8的环氧树脂)(均为日本化药株式会社制、商品名)等。
粘接膜用树脂组合物可以在不妨碍本发明的效果的范围内含有除(B)环氧树脂以外的环氧树脂、苯氧基树脂等高分子型的环氧树脂等。
<固化促进剂>
从加快(A)线型酚醛型酚醛树脂与(B)环氧树脂的反应的观点出发,粘接膜用树脂组合物可以含有固化促进剂。作为固化促进剂,可列举例如: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。这些可以单独使用或将两种以上混合使用。
<(C)无机填充材料>
粘接膜用树脂组合物含有平均粒径为0.1μm以上的(C)无机填充材料。
作为(C)无机填充材料,可列举例如: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。这些可以单独使用或将两种以上混合使用。这些中,从降低将粘接膜固化而形成的层间绝缘层的热膨胀系数的观点出发,优选二氧化硅。
对(C)无机填充材料的形状没有特别限定,从容易将形成于内层电路的通孔及电路图案的凹凸埋入的观点出发,优选为球形。
(C)无机填充材料的平均粒径为0.1μm以上,从得到优异的埋入性的观点出发,优选为0.2μm以上,更优选为0.3μm以上。
从埋入性的观点出发,平均粒径小于0.1μm的无机填充材料的含量以固体成分计优选为3vol%以下,更优选为1vol%以下,进一步优选不含平均粒径小于0.1μm的无机填充材料。需要说明的是,(C)无机填充材料既可以单独使用一种,也可以将平均粒径不同的无机填充材料混合使用。
作为(C)无机填充材料,可以使用市售品。作为市售品的(C)无机填充材料,可列举例如:作为球形二氧化硅的“SO-C1”(平均粒径:0.25μm)、“SO-C2”(平均粒径:0.5μm)、“SO-C3”(平均粒径:0.9μm)、“SO-C5”(平均粒径:1.6μm)、“SO-C6”(平均粒径:2.2μm)(均为株式会社Admatechs制)等。
(C)无机填充材料可以实施了表面处理。例如,在使用二氧化硅作为(C)无机填充材料时,作为表面处理,可以实施硅烷偶联剂处理。作为硅烷偶联剂,可列举例如:氨基硅烷偶联剂、乙烯基硅烷偶联剂、环氧硅烷偶联剂等。这些中,优选用氨基硅烷偶联剂实施了表面处理的二氧化硅。
按照以下方式来定义粘接膜用树脂组合物中的(C)无机填充材料的量。首先,将在支撑体膜上形成层的树脂组合物以200℃干燥30分钟,除去树脂组合物中所含的溶剂,测定除去溶剂后的重量(固体成分)。将该固体成分中所含的(C)无机填充材料的量定义为树脂固体成分中的(C)无机填充材料的量。
另外,作为(C)无机填充材料的测定方法,如果预先计算所配合的(C)无机填充材料的固体成分的量,则可以容易地求出固体成分中的比例。以下示出使用分散于溶剂的(C)无机填充材料(以下也称为“(C)无机填充材料分散液”)时的计算例。
以200℃干燥30分钟后进行计算,结果(C)无机填充材料分散液中的(C)无机填充材料的固体成分为70质量%。使用该(C)无机填充材料分散液40g配合成树脂组合物的结果,得到的树脂组合物的总量为100g。将100g的树脂组合物以200℃干燥30分钟,测定干燥后的固体成分的重量,结果为60g。固体成分中所含的(C)无机填充材料的量为40g×70质量%=28g,因此求出树脂固体成分中的(C)无机填充材料的量为28/60=47质量%(46.6质量%)。
从降低热固化后的层间绝缘层的热膨胀系数的观点出发,粘接膜用树脂组合物中的(C)无机填充材料的量越多越优选,但从将所形成的内层电路基板的布线图案的凹凸及通孔埋入的观点出发,存在合适的无机填充材料量。从这样的观点出发,(C)无机填充材料的含量在树脂固体成分中的占比为20~95质量%,优选为30~90质量%,更优选为50~90质量%。(C)无机填充材料的含量为20质量%以上时,可以降低热膨胀系数;为95质量%以下时,可以使埋入性保持良好。
<阻燃剂>
粘接膜用树脂组合物可以还含有阻燃剂。
作为阻燃剂,没有特别限定,可列举例如:无机阻燃剂、树脂阻燃剂等。
作为无机阻燃剂,可列举例如:作为(C)无机填充材料而例示的氢氧化铝、氢氧化镁等。
作为树脂阻燃剂,可以为卤素系树脂,也可以为非卤素系树脂,但考虑到环境负担,则优选使用非卤素系树脂。树脂阻燃剂既可以是作为填充材料来配合树脂阻燃剂,也可以是具有与热固化性树脂反应的官能团的树脂阻燃剂。
树脂阻燃剂可以使用市售品。就作为填充材料而配合的树脂阻燃剂的市售品而言,可列举例如:作为芳香族磷酸酯系阻燃剂的“PX-200”(大八化学工业株式会社制、商品名)、作为多磷酸盐化合物的“Exolit OP930”(Clariant Japan株式会社制、商品名)等。
作为具有与热固化性树脂反应的官能团的树脂阻燃剂的市售品,可列举:环氧系含磷阻燃剂、酚系含磷阻燃剂等。作为环氧系含磷阻燃剂,可列举例如:“FX-305”(新日铁住金化学株式会社制、商品名)等;作为酚系含磷阻燃剂,可列举例如:“HCA-HQ”(三光株式会社制、商品名)、“XZ92741”(陶氏化学公司制、商品名)等。这些可以单独使用或将两种以上混合使用。
<溶剂>
从高效地进行层形成的观点出发,粘接膜用树脂组合物优选含有溶剂。作为溶剂,可列举例如:丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮化合物;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化合物;溶纤剂、甲基卡必醇、丁基卡必醇等卡必醇化合物;甲苯、二甲苯等芳香族烃化合物;二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二乙二醇二甲基醚、丙二醇单甲基醚等。这些可以单独使用或将两种以上混合使用。
<残留溶剂量>
本发明的粘接膜中的残留溶剂量根据处理的材料而异,优选为1~20质量%,更优选为2~15质量%,进一步优选为2~10质量%。当残留溶剂量为1质量%以上时,粘接膜的处理性提高,例如,可以抑制用刀切割时发生落粉、发生破裂等。另一方面,当为20质量%以下时,抑制发粘,膜的卷取及退卷变得容易。另外,为了能够退卷,大多在干燥后在粘接膜的清漆涂敷面设置保护膜,残留溶剂量为20质量%以下时,保护膜与本发明的粘接膜之间的剥离变得容易。
另外,由于残留溶剂在制作多层印刷线路板的工序中会通过干燥及热固化而被除去,因此从环境负担的观点出发,优选较少,为了减小干燥及热固化前后的膜厚变化,也优选较少。
需要说明的是,在制造本发明的粘接膜时,优选按照达到目标的残留溶剂量的方式来决定干燥条件。干燥条件根据上述树脂组合物中所含的溶剂的种类、溶剂的量等而异,因此优选根据各涂敷装置预先摸索条件后再决定。
在此,本发明中的残留溶剂量是指:支撑体膜的树脂组合物层中所含的溶剂的比例(质量%),可以如下来定义。
首先,测定支撑体膜的重量(Wa),测定在其上形成树脂组合物层后的重量(Wb)。然后,将支撑体膜和在其上形成的树脂组合物层在200℃的干燥机中放置10分钟,测定干燥后的重量(Wc)。可以使用得到的重量(Wa)~(Wc)通过下述式来计算。
溶剂的比例(质量%)=(1-((Wc)-(Wa))/((Wb)-(Wa)))×100
<其它成分>
本发明的粘接膜可以在不妨碍本发明的效果的范围内含有其它成分。作为其它成分,可列举例如:Orben、Bentone(日文:ベントン)等增稠剂;噻唑系、三唑系等紫外线吸收剂;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;上述以外的任意树脂成分等。
[支撑体膜]
本发明中的支撑体膜是指在制造本发明的粘接膜时成为支撑体的膜,在制造多层印刷线路板时,通常最终被剥离或除去。
作为支撑体膜,没有特别限定,可列举例如: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,也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,对铜箔的厚度没有特别限定,可以使用例如具有2~36μm的厚度的铜箔。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:利用有机硅树脂系脱模剂、醇酸树脂系脱模剂、氟树脂系脱模剂等进行的脱模处理等。
对支撑体膜的厚度没有特别限定,从处理性的观点出发,优选为10~120μm,更优选为15~80μm,进一步优选为15~70μm。
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。
如果示出支撑体膜为2层结构的例子,可列举例如:使用上述所列举的支撑体膜作为第1层的支撑体膜,且具有由环氧树脂、环氧树脂的固化剂、填充材料等形成的层作为第2层的支撑体膜。第2层所使用的材料还可以使用在本发明的粘接膜所使用的材料中所列举的材料。
在第1层的支撑体膜上形成的层(第2层及以后,可以是2层以上的多层)是意在赋予功能而制作的层,例如,可以出于提高与镀铜的粘接性等目的而使用。
作为第2层的形成方法,没有特别限定,可列举例如以下方法:将在溶剂中溶解及分散各材料而得的清漆涂敷在第1层的支撑体膜上并使之干燥的方法。
当支撑体膜由多层形成时,第1层的支撑体膜的厚度优选为10~100μm,更优选为10~60μm,进一步优选为13~50μm。
形成在第1层的支撑体膜上的层(第2层及以后,可以是2层以上的多层)的厚度优选为1~20μm。当为1μm以上时,可以发挥想要发挥的功能;另外,当为20μm以下时,作为支撑体膜的经济性优异。
在支撑体膜由多层形成的情况下,在剥离支撑体膜时,也可以被分离为与本发明的粘接膜一起形成于多层印刷线路板侧而留下的层(可以为2层以上)、和要剥离或除去的层(可以为2层以上)。
[保护膜]
本发明的粘接膜可以具有保护膜。保护膜是设置在粘接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粘接膜、及划伤的目的而使用。在通过层压、热压制等将本发明的粘接膜层叠在电路基板等之前剥离保护膜。
作为保护膜,没有特别限定,可以使用与支撑体膜同样的材料。保护膜的厚度没有特别限定,可以使用例如具有1~40μm的厚度的保护膜。
[粘接膜的制造方法]
本发明的粘接膜可以通过在支撑体膜上涂敷粘接膜用树脂组合物并干燥来制造。得到的粘接膜可以卷取成卷状来保存及储存。更具体而言,例如,可以如下制造:在上述有机溶剂中溶解上述各树脂成分后,混合(C)无机填充材料等而制备粘接膜用树脂组合物,将该清漆涂敷在支撑体膜上,通过加热、热风吹送等干燥有机溶剂,在支撑体膜上形成树脂组合物层,从而制造。
需要说明的是,本发明的粘接膜中,形成在支撑体膜上的树脂组合物层可以为使其干燥而得到的未固化的状态,也可以为半固化(乙阶化)的状态。
作为在支撑体膜上涂敷清漆的方法,没有特别限定,例如可以应用使用逗号涂布机、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敷的方法。涂敷装置可以根据目标膜厚适当选择。
[b]第2发明
然后,对第2发明的层间绝缘用树脂膜、带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜及印刷线路板进行说明。
[层间绝缘用树脂膜]
本发明的层间绝缘用树脂膜含有环氧树脂(A)、氰酸酯树脂(B)及双氰胺(C)。
<环氧树脂(A)>
环氧树脂(A)没有特别限定,可列举例如:双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、苯酚线型酚醛型环氧树脂、甲酚线型酚醛型环氧树脂、联苯型环氧树脂、芳烷基型环氧树脂、萘酚型环氧树脂、蒽型环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂、萘型环氧树脂、芴型环氧树脂、呫吨型环氧树脂等。这些环氧树脂(A)既可以单独使用,也可以将两种以上组合使用。
作为环氧树脂(A),从耐热性、绝缘可靠性及与电路基板的粘接性的观点出发,可以为线型酚醛型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、萘型环氧树脂、芳烷基型环氧树脂,也可以为萘型环氧树脂、芳烷基型环氧树脂,还可以将萘型环氧树脂与芳烷基型环氧树脂组合使用。作为芳烷基型环氧树脂,可以为下述通式(1)所示的芳烷基型环氧树脂。
[化3]
(n表示1~10的数。)
组合含有萘型环氧树脂与芳烷基型环氧树脂时,从耐热性、绝缘可靠性、及与电路基板的粘接性的观点出发,其含有比例(萘型环氧树脂/芳烷基型环氧树脂)优选为15/85~50/50,更优选为15/85~45/55,进一步优选为30/70~45/55。
作为环氧树脂(A),可以使用市售品。作为市售品,可列举例如:N-740(环氧当量180)、N-770(环氧当量188)、N-673(环氧当量211)、N-830S(环氧当量168)(以上为DIC株式会社制、商品名);NC-7000L(环氧当量231)、NC-3000H(环氧当量289)、NC-3000L、NC-3000、NC-3100、NC-2000L(环氧当量237)(以上为日本化药株式会社制、商品名)等。
需要说明的是,从耐热性、绝缘可靠性、及与电路基板的粘接性的观点出发,(a)环氧树脂的环氧当量优选为150~500g/eq,更优选为150~400g/eq,进一步优选为170~350g/eq,特别优选为200~320g/eq;另外,可以为200~245g/eq,也可以为250~320g/eq。
在此,环氧当量是每当量环氧基的树脂的质量(g/eq),可以按照JIS K 7236(2001年)中规定的方法来测定。具体如下求出:使用株式会社三菱化学Analytech制的自动滴定装置“GT-200型”,在200ml烧杯中称量环氧树脂2g,滴加甲乙酮90ml,用超声波清洗器溶解后,添加冰醋酸10ml及鲸蜡基三甲基溴化铵1.5g,用0.1mol/L的高氯酸/乙酸溶液进行滴定,由此求出。
层间绝缘用树脂膜中的环氧树脂(A)的含量没有特别限定,相对于层间绝缘用树脂膜中所含的固体成分100质量份可以为5~30质量份,也可以为10~25质量份。
环氧树脂(A)的含量相对于层间绝缘用树脂膜中所含的固体成分100质量份为5质量份以上时,有与导体层的粘接性提高的倾向;为30质量份以下时,有可以充分保持氰酸酯树脂(B)的含量、可以降低介电损耗角正切的倾向。
需要说明的是,本说明书中,层间绝缘用树脂膜中所含的固体成分是指:从构成层间绝缘用树脂膜的成分中除去挥发性的成分后的残留成分。
<氰酸酯树脂(B)>
氰酸酯树脂(B)没有特别限定,可列举例如:2,2-双(4-氰酰苯基)丙烷[双酚A型氰酸酯树脂]、双(4-氰酰苯基)乙烷[双酚E型氰酸酯树脂]、双(3,5-二甲基-4-氰酰苯基)甲烷[四甲基双酚F型氰酸酯树脂]、2,2-双(4-氰酰苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷[六氟双酚A型氰酸酯树脂]等双酚型氰酸酯树脂;酚加成二环戊二烯聚合物的氰酸酯酯化合物等二环戊二烯型氰酸酯树脂;苯酚线型酚醛型氰酸酯酯化合物、甲酚线型酚醛型氰酸酯酯化合物等线型酚醛型氰酸酯树脂;α,α’-双(4-氰酰苯基)-间二异丙基苯;这些氰酸酯树脂的预聚物(以下也称为“氰酸酯预聚物”)等。这些可以单独使用或将两种以上混合使用。这些中,氰酸酯树脂(B)可以为双酚A型氰酸酯树脂,也可以为双酚A型氰酸酯树脂的预聚物。
这些中,从耐热性、绝缘可靠性、及与电路基板的粘接性的观点出发,优选下述通式(I)所示的氰酸酯树脂、下述通式(IV)所示的氰酸酯树脂及这些的预聚物,更优选下述通式(I)所示的氰酸酯树脂及其预聚物。
[化4]
通式(I)中,R1表示可被卤素原子取代的碳数1~3的亚烷基、硫原子、下述通式(II)或下述通式(III)所示的2价的基团。R2及R3表示氢原子或碳数1~4的烷基。多个R2彼此或多个R3彼此可以各自相同或不同,优选相同。
[化5]
通式(II)中,R4表示碳数1~3的亚烷基。多个R4彼此可以相同或不同,优选相同。
[化6]
[化7]
通式(IV)中,R5表示可被氢原子或卤素原子取代的碳数1~3的烷基。N表示1以上的整数。多个R5彼此可以相同或不同,优选相同。
上述通式(I)中,作为R1所示的碳数1~3的亚烷基,可列举:亚甲基、亚乙基、1,2-亚丙基、1,3-亚丙基、2,2-亚丙基(-C(CH3)2-)等。这些中,从耐热性、绝缘可靠性、及与电路基板的粘接性的观点出发,优选亚甲基或2,2-亚丙基(-C(CH3)2-),更优选2,2-亚丙基(-C(CH3)2-)。
作为取代上述碳数1~3的亚烷基的卤素原子,可列举氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
上述通式(II)中,作为R4所示的碳数1~3的亚烷基,可列举亚甲基、亚乙基、1,2-亚丙基、1,3-亚丙基、2,2-亚丙基(-C(CH3)2-)等。
这些R1所示的基团中,从耐热性、绝缘可靠性、及与电路基板的粘接性的观点出发,优选亚甲基或2,2-亚丙基(-C(CH3)2-),更优选2,2-亚丙基(-C(CH3)2-)。
上述通式(I)中,作为R2或R3所示的碳数1~4的烷基,可列举甲基、乙基、丙基、丁基等。
上述通式(IV)中,作为R5所示的碳数1~3的烷基,可列举甲基、乙基、丙基等。
作为取代上述碳数1~3的烷基的卤素原子,可列举氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
通式(IV)中,n表示1以上的整数,从耐热性、绝缘可靠性、及与电路基板的粘接性的观点出发,优选为1~7,更优选为1~4。
上述氰酸酯预聚物是指氰酸酯树脂彼此通过环化反应而形成了三嗪环的聚合物,主要可列举氰酸酯酯化合物的3、5、7、9、11聚体等。该氰酸酯预聚物中,氰酰基的转化率没有特别限定,从得到对有机溶剂的良好溶解性的观点出发,优选为20~70质量%,更优选为30~65质量%。
作为氰酸酯预聚物,可列举上述通式(I)所示的氰酸酯树脂的预聚物、上述通式(IV)所示的氰酸酯树脂的预聚物等。这些中,从耐热性、绝缘可靠性、及与电路基板的粘接性的观点出发,优选为在1分子中具有2个氰酰基的二氰酸酯化合物的预聚物,更优选为上述通式(I)所示的氰酸酯树脂的预聚物,进一步优选为2,2-双(4-氰酰苯基)丙烷的至少一部分被三嗪化而成为三聚体的预聚物(参照下述式(V))。
[化8]
氰酸酯树脂(B)的重均分子量没有特别限定,可以为200~4,500,可以为300~3,000,可以为500~2,000,也可以为500~1,500。如果重均分子量为200以上,则有氰酸酯树脂(B)的结晶化受抑制、对有机溶剂的溶解性变得良好的倾向。另外,如果重均分子量为4,500以下,则有粘度的增大受到抑制、操作性优异的倾向。
需要说明的是,本发明中,重均分子量(Mw)是利用凝胶渗透色谱(GPC)(东曹株式会社制)并使用标准聚苯乙烯的标准曲线测得的,详细为按照实施例中记载的方法测得的。
层间绝缘用树脂膜中的氰酸酯树脂(B)的含量没有特别限定,相对于层间绝缘用树脂膜中所含的固体成分100质量份可以为2~50质量份,可以为4~40质量份,可以为5~30质量份,可以为5~20质量份,可以为5~13质量份。如果氰酸酯树脂(B)的含量相对于层间绝缘用树脂膜中所含的固体成分100质量份为2质量份以上,则有得到良好的介电特性、耐热性及低热膨胀性的倾向;如果为50质量份以下,则有加速环境试验后与电路基板的粘接性优异的倾向。
<双氰胺(C)>
双氰胺(C)由H2N-C(=NH)-NH-CN来表示,熔点通常为205~215℃,纯度更高的双氰胺的熔点则为207~212℃。
双氰胺(C)为结晶性物质,可以为斜方晶,也可以为板状晶。双氰胺(C)优选纯度为98%以上者,更优选纯度为99%以上者,进一步优选纯度为99.4%以上者。
作为双氰胺(C),可以使用市售品,可以使用例如:日本CARBIDE工业株式会社、东京化成工业株式会社、KISHIDA化学株式会社、Nacalai Tesque株式会社等的市售品。
层间绝缘用树脂膜中的双氰胺(C)的含量没有特别限定,从防止加速环境试验后与电路基板的粘接性下降的观点出发,相对于环氧树脂(A)与氰酸酯树脂(B)的固体成分换算合计100质量份可以为0.005质量份以上,可以为0.01质量份以上,可以为0.03质量份以上,可以为0.25质量份以上,也可以为0.5质量份以上。另外,从防止在膜涂敷时析出双氰胺(C)的凝集物及防止介电特性恶化的观点出发,双氰胺(C)的含量的上限值相对于环氧树脂(A)与氰酸酯树脂(B)的固体成分换算合计100质量份可以为5.0质量份以下,可以为3.0质量份以下,也可以为1.5质量份以下。
另外,就层间绝缘用树脂膜中的双氰胺(C)的含量而言,双氰胺(C)相对于环氧树脂(A)的当量[(双氰胺(C)的配合量/双氰胺(C)的活性氢当量)/(环氧树脂(A)的配合量/环氧树脂(A)的环氧当量)]可以为0.005~0.5,可以为0.04~0.3,可以为0.04~0.13,可以为0.08~0.13。上述当量为0.005以上时,有加速环境试验后与电路基板的粘接性优异的倾向;为0.5以下时,有介电特性优异的倾向。
<无机填充材料(D)>
本发明的层间绝缘用树脂膜可以还含有无机填充材料(D)。由此,可实现层间绝缘层的低热膨胀化。
添加无机填充材料(D)时的添加量根据对本发明的层间绝缘用树脂膜所要求的特性及功能而异,例如,相对于层间绝缘用树脂膜中的树脂成分的固体成分换算100质量份可以为50~500质量份,可以为100~400质量份,可以为150~300质量份。
需要说明的是,这里所称的“树脂成分”是指:环氧树脂(A)、氰酸酯树脂(B)、双氰胺(C)及后述的可以作为其它成分添加的其它热固化性树脂、热塑性树脂。
作为无机填充材料(D),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、钛酸镁、钛酸铋、氧化钛、锆酸钡、锆酸钙等。这些中,可以设为二氧化硅。这些无机填充材料既可以单独使用,也可以将两种以上组合使用。
另外,无机填充材料(D)的平均粒径可以为5μm以下。如果平均粒径为5μm以下,则有如下倾向:在层间绝缘层上形成电路图案时,可以稳定地进行精细图案的形成。平均粒径是指:将粒子的总体积设为100%而求出基于粒径的累积频数分布曲线时,与体积50%相当的点的粒径,可以用使用了激光衍射散射法的粒度分布测定装置等来测定。
另外,为了提高耐湿性,无机填充材料(D)可以用硅烷偶联剂等表面处理剂进行了表面处理。
上述表面处理剂没有特别限定,从布线间的埋入性、以及层压及热固化后的平坦性的观点出发,可以是氨基硅烷偶联剂、有机硅低聚物偶联剂。即,作为无机填充材料(D),可以是使用氨基硅烷偶联剂进行了表面处理的无机填充材料、使用有机硅低聚物偶联剂进行了表面处理的无机填充材料。另外,作为无机填充材料(D),也可以将使用氨基硅烷偶联剂进行了表面处理的无机填充材料、和使用有机硅低聚物偶联剂进行了表面处理的无机填充材料组合使用,关于其配合比率,相对于无机填充材料(D)100质量份,可以为使用氨基硅烷偶联剂进行了表面处理的无机填充材料的含量达到60~90质量份的比率,也可以为达到70~80质量份的比率。
<其它成分>
此外,本发明的层间绝缘用树脂膜中,除了上述各成分以外,还可以在不妨碍本发明的效果的范围内根据需要使用其它的热固化性树脂、热塑性树脂以及阻燃剂、抗氧化剂、流动调整剂及固化促进剂等添加剂等。
本发明的层间绝缘用树脂膜可以在其任意一面设置有支撑体。
作为支撑体,可列举:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等聚烯烃的膜;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的膜;聚碳酸酯膜、聚酰亚胺膜等各种塑料膜。另外,也可以使用脱模纸、铜箔、铝箔等金属箔等。可以对支撑体及后述的保护膜实施消光处理、电晕处理等表面处理。另外,可以实施有机硅树脂系脱模剂、醇酸树脂系脱模剂、氟树脂系脱模剂等的脱模处理。支撑体的厚度也没有特别限定,可以为10~150μm,也可以为25~50μm。
本发明的层间绝缘用树脂膜的用途没有特别限定,可以用于粘接膜、预浸渍体等的绝缘树脂片、电路基板、阻焊剂、底部填充材料、芯片接合材料、半导体密封材料、填孔树脂、部件埋入树脂等需要层间绝缘层的用途。其中,可以优选用于在多层印刷线路板的制造中形成层间绝缘层。
然后,对本发明的层间绝缘用树脂膜的制造方法进行说明。
<层间绝缘用树脂膜的制造方法>
本发明的层间绝缘用树脂膜例如可以如下所述地进行制造。
制造层间绝缘用树脂膜时,首先,可以制成使环氧树脂(A)、氰酸酯树脂(B)、双氰胺(C)及根据需要使用的其它成分溶解或分散于有机溶剂的树脂清漆(以下也称为“层间绝缘用树脂膜用清漆”)的状态。
层间绝缘用树脂膜用清漆可以通过将环氧树脂(A)、氰酸酯树脂(B)、双氰胺(C)及其它成分与有机溶剂配合并使用公知的搅拌机等进行混合的方法来制造。
作为有机溶剂,可列举例如: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、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、N-甲基吡咯烷酮等酰胺系溶剂等。这些有机溶剂既可以单独使用,也可以将两种以上组合使用。
有机溶剂的配合量相对于层间绝缘用树脂膜用清漆100质量份可以为10~50质量份,也可以为10~35质量份。
通过将如此制造的层间绝缘用树脂膜用清漆涂敷在支撑体、然后进行加热干燥,可以得到层间绝缘用树脂膜。
作为支撑体,没有特别限定,可列举例如:与设置于上述本发明的层间绝缘用树脂膜的支撑体同样的支撑体。
作为在支撑体上涂敷层间绝缘用树脂膜用清漆的方法,可以使用例如逗号涂布机、棒涂机、吻合式涂布机、辊涂机、凹版涂布机、模涂机等本领域技术人员公知的涂敷装置。这些涂敷装置可以根据膜厚适当选择。
干燥温度及干燥时间可以根据有机溶剂的使用量、及所使用的有机溶剂的沸点等适宜决定,例如,在含有30~60质量%的有机溶剂的层间绝缘用树脂膜用清漆的情况下,可以通过以50~150℃干燥3~10分钟左右来适宜地形成层间绝缘用树脂膜。
本发明的层间绝缘用树脂膜中的挥发成分(主要是有机溶剂)的含量可以为10质量%以下,也可以为5质量%以下。
本发明的层间绝缘用树脂膜的厚度可以根据所需的性能来适宜决定,可以设为要层叠本发明的层间绝缘用树脂膜的电路基板的导体层的厚度以上。具体而言,电路基板所具有的导体层的厚度通常在5~70μm的范围内,因此层间绝缘用树脂膜的厚度可以为10~100μm。
形成在支撑体上的层间绝缘用树脂膜的、与支撑体相反一侧的面上可以层叠保护膜。保护膜的厚度没有特别限定,为例如1~40μm。通过层叠保护膜,可以防止在层间绝缘用树脂膜的表面上的灰尘等的附着及划伤。层间绝缘用树脂膜也可以卷取为卷状储存。
[带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜]
本发明的带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜为在上述本发明的层间绝缘用树脂膜的一面设置有粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜。
粘接辅助层位于本发明的层间绝缘用树脂膜所形成的层间绝缘层与通过镀敷而形成的导体层之间,是出于提高与导体层的粘接性的目的而设置的。通过设置粘接辅助层,可得到平滑的表面、且得到与通过镀敷形成的导体层良好的粘接强度,从形成微细布线的观点出发是合适的。
作为粘接辅助层,只要可以赋予与通过镀敷形成的导体层良好的粘接性即可,作为其一例,可列举含有环氧树脂(a)、氰酸酯树脂(b)及无机填充材料(c)的粘接辅助层。
<环氧树脂(a)>
环氧树脂(a)没有特别限定,可列举与上述环氧树脂(A)同样的环氧树脂。
这些中,从与导体层的粘接性的观点出发,可以为烷基苯酚线型酚醛型环氧树脂,从降低所得到的层间绝缘层的热膨胀率的观点出发,可以为萘甲酚线型酚醛(日文:ナフタレンクレゾールノボラック)型环氧树脂。
粘接辅助层中的环氧树脂(a)的含量没有特别限定,相对于粘接辅助层中所含的固体成分100质量份可以为40~90质量份,可以为45~70质量份,也可以为50~60质量份。如果环氧树脂(a)的含量为40质量份以上,则有所得到的印刷线路板的耐湿性、及导体层与层间绝缘层的粘接性优异的倾向。
需要说明的是,本说明书中,粘接辅助层中所含的固体成分是指:从构成粘接辅助层的成分中除去挥发性的成分后的残留成分。
<氰酸酯树脂(b)>
氰酸酯树脂(b)没有特别限定,可列举与上述氰酸酯树脂(B)同样的氰酸酯树脂,重均分子量也同样。
粘接辅助层中的氰酸酯树脂(b)的含量没有特别限定,相对于粘接辅助层中所含的固体成分100质量份可以为20~60质量份,也可以为30~50质量份,还可以为35~45质量份。氰酸酯树脂(b)的含量相对于粘接辅助层中所含的固体成分100质量份如果为20质量份以上,则有可得到良好的介电特性、耐热性及低热膨胀性的倾向;如果为60质量份以下,则有加速环境试验后与导体层的粘接性优异的倾向。
<无机填充材料(c)>
通过在粘接辅助层中配合无机填充材料(c),可以在激光加工时防止树脂飞散、使利用带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜形成的层间绝缘层的激光加工形状齐整。另外,在对利用带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜形成的层间绝缘层的表面进行粗化时,可以形成适度的粗化面、表现出与通过镀敷形成的导体层的良好的粘接强度。
作为无机填充材料(c),可列举与作为上述无机填充材料(D)列举的无机填充材料同样的无机填充材料,这些中,可以设为二氧化硅。另外,作为二氧化硅,可列举热解法二氧化硅、胶体二氧化硅等。
从在利用粘接辅助层形成的层间绝缘层上形成微细布线的观点出发,无机填充材料(c)的比表面积可以为20m2/g以上,也可以为50m2/g以上。无机填充材料(c)的比表面积的上限没有特别限制,从入手容易性的观点出发,可以为500m2/g以下,也可以为200m2/g以下。
比表面积可以通过基于不活泼气体的低温低湿物理吸附的BET法求出。具体而言,可以在液氮温度下使吸附占有面积为已知的分子吸附于粉体粒子表面,由其吸附量求出粉体粒子的比表面积。
作为比表面积为20m2/g以上的无机填充材料(c),可以使用市售品。作为市售品,可列举例如:作为热解法二氧化硅的AEROSIL R972(日本AEROSIL株式会社制、商品名、比表面积110m2/g)及AEROSIL R202(日本AEROSIL株式会社制、商品名、比表面积100m2/g);作为胶体二氧化硅的PL-1(扶桑化学工业株式会社制、商品名、比表面积181m2/g)、PL-7(扶桑化学工业株式会社制、商品名、比表面积36m2/g)等。另外,从提高耐湿性的观点出发,可以为用硅烷偶联剂等表面处理剂进行过表面处理的无机填充材料。
粘接辅助层中的无机填充材料(c)的含量相对于粘接辅助层中的树脂成分的固体成分换算100质量份可以为3~30质量份,可以为3~25质量份,也可以为5~20质量份。无机填充材料(c)的含量相对于粘接辅助层中的树脂成分的固体成分换算100质量份如果为3质量份以上,则有得到良好的激光加工性的倾向,如果为30质量份以下,则有在对层间绝缘层进行粗化后,通过镀敷形成导体层时,得到粘接辅助层与导体层的充分的粘接力的倾向。
<其它成分>
粘接辅助层中,除了上述各成分以外,还可以在不妨碍本发明的效果的范围内,根据需要使用其它热固化性树脂、热塑性树脂以及阻燃剂、抗氧化剂、流动调整剂、固化促进剂等添加剂等。
带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜可以还在上述粘接辅助层的、与设置有层间绝缘用树脂膜一面相反一侧的面上设置支撑体。
作为支撑体,可列举与上述本发明的层间绝缘用树脂膜的制造方法中所使用的支撑体同样的支撑体。
<带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜的制造方法>
本发明的带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜例如可以通过在上述支撑体上形成粘接辅助层、在其上形成层间绝缘用树脂膜的方法来制造。
在形成粘接辅助层时,可以制成使环氧树脂(a)、氰酸酯树脂(b)、无机填充材料(c)及其它成分溶解或分散于有机溶剂的树脂清漆(以下也称为“粘接辅助层用清漆”)的状态。
粘接辅助层用清漆的制造方法、粘接辅助层用清漆的制造中使用的有机溶剂与上述层间绝缘用树脂膜用清漆相同。
有机溶剂的配合量相对于粘接辅助层用清漆100质量份可以为60~95质量份,也可以为70~90质量份。
将如此制造的粘接辅助层用清漆涂敷在支撑体上之后,使其加热干燥,进一步在其上涂敷上述层间绝缘用树脂膜用清漆,然后使其加热干燥,由此可以形成带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜。
粘接辅助层用清漆、或层间绝缘用树脂膜用清漆的涂敷方法及涂敷这些之后的干燥条件,与本发明的层间绝缘用树脂膜的制造方法中的涂敷方法及干燥条件相同。
本发明的带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜中所形成的层间绝缘用树脂膜的厚度可以根据所需性能适宜决定,可以设为要层叠层间绝缘用树脂膜的电路基板的导体层的厚度以上。具体而言,电路基板所具有的导体层的厚度通常在5~70μm的范围内,因此层间绝缘用树脂膜的厚度可以为10~100μm。另外,粘接辅助层的厚度也没有特别限定,例如可以为1~15μm。
带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜的未设置粘接辅助层的面上,可以进一步层叠保护膜。保护膜的厚度没有特别限定,例如为1~40μm。通过层叠保护膜,可以防止在层间绝缘用树脂膜的表面上的灰尘等的附着及损伤。层间绝缘用树脂膜也可以卷取成卷状而储存。
[印刷线路板]
本发明的印刷线路板是使用本发明的层间绝缘用树脂膜、或带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜而成的。
以下,对将本发明的层间绝缘用树脂膜、或带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜层压于电路基板而制造印刷线路板的方法进行说明。
印刷线路板可以通过包含下述工序(1)~(5)的工序的制造方法来制造,在工序(1)、工序(2)或工序(3)之后可以剥离或除去支撑体。
工序(1):将本发明的层间绝缘用树脂膜或带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜层压在电路基板的单面或两面的工序。
工序(2):对所层压的层间绝缘用树脂膜或带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜进行热固化,而形成层间绝缘层的工序。
工序(3):对形成了层间绝缘层的电路基板进行开孔的工序。
工序(4):对层间绝缘层的表面进行粗化处理的工序。
工序(5):通过镀敷在经粗化后的层间绝缘层的表面形成导体层的工序。
<工序(1)>
工序(1)为将本发明的层间绝缘用树脂膜或带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜层压在电路基板的单面或两面的工序。作为层压层间绝缘用树脂膜或带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜的装置,真空层压机是适宜的。作为真空层压机,可以使用市售品,作为市售品的真空层压机,可列举例如:Nichigo-Morton株式会社制的真空涂布器、株式会社名机制作所制的真空加压式层压机、日立Industries株式会社制的辊式干式涂布机、日立AIC株式会社制的真空层压机等。
层压中,在层间绝缘用树脂膜或带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜具有保护膜的情况下,除去保护膜之后,边对层间绝缘用树脂膜或带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜进行加压及加热边压接于电路基板。
使用带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜时,按照层间绝缘用树脂膜的未设置粘接辅助层的面与电路基板的形成有电路的面相向的方式来配置。
层压的条件没有特别限定,可以将层间绝缘用树脂膜或带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜及电路基板根据需要而预热,将压接温度(层压温度)设为60~140℃,将压接压力设为0.1~1.1MPa(9.8×104~107.9×104N/m2),在空气压20mmHg(26.7hPa)以下的减压下进行层压。另外,层压的方法可以为间歇式,也可以为用辊的连续式。
<工序(2)>
工序(2)是对工序(1)中被层压后的层间绝缘用树脂膜或带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜进行热固化,从而形成层间绝缘层的工序。本工序中,首先,将在工序(1)中层压了层间绝缘用树脂膜或带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜的电路基板冷却到室温附近。
然后,在剥离支撑体的情况下,在剥离之后,对层压于电路基板的层间绝缘用树脂膜或带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜进行加热固化而形成层间绝缘层。加热固化的条件没有特别限定,可以在例如170~220℃下20~150分钟的范围内选择。在使用实施了脱模处理的支撑体的情况下,可以在热固化之后将支撑体剥离。
使用带粘接辅助层的层间绝缘树脂膜来制造印刷线路板的情况下,粘接辅助层及层间绝缘树脂膜的固化物相当于层间绝缘层。
<工序(3)>
工序(3)是对形成有层间绝缘层的电路基板进行开孔的工序。本工序中,利用钻孔、激光、等离子体或这些的组合等方法对工序(2)中形成的层间绝缘层及电路基板进行开孔而形成过孔、通孔等。作为激光,通常使用二氧化碳激光、YAG激光、UV激光、准分子激光等。
<工序(4)>
工序(4)为对层间绝缘层的表面进行粗化处理的工序。在本工序中,利用氧化剂对工序(2)中形成的层间绝缘层的表面进行粗化处理,同时在已形成过孔、通孔等的情况下,也可以进行形成这些时所产生的“钻污”的除去。
作为氧化剂,没有特别限定,可列举例如:高锰酸盐(高锰酸钾、高锰酸钠)、重铬酸盐、臭氧、过氧化氢、硫酸、硝酸等。这些中,可以使用作为利用层积工艺制造印刷线路板时的层间绝缘层的粗化所通用的氧化剂的碱性高锰酸溶液(例如高锰酸钾、高锰酸钠溶液)进行粗化及钻污的除去。
<工序(5)>
工序(5)是利用镀敷在粗化后的层间绝缘层的表面形成导体层的工序。本工序中,可以使用半加法,即,在层间绝缘层的表面通过非电解镀敷形成供电层,然后形成与导体层为相反图案的耐电镀抗蚀剂,通过电镀形成导体层(电路)。需要说明的是,在形成导体层后,例如,可以通过以150~200℃实施20~90分钟退火处理而使层间绝缘层与导体层的粘接强度进一步提高及稳定化。
此外,可以具有对如此制作的导体层的表面进行粗化的工序。导体层的表面的粗化具有提高与接触导体层的树脂的粘接性的效果。为了对导体层进行粗化,可以使用作为有机酸系微蚀刻剂的MECetchBOND CZ-8100、MECetchBOND CZ-8101、MECetchBOND CZ-5480(以上为MEC株式会社制、商品名)等。
实施例
[a]然后,通过实施例进一步详细地说明第1发明,但第1发明不受这些例子任何限定。
实施例1
配合作为环氧树脂的联苯线型酚醛型环氧树脂“NC-3000-H”(日本化药株式会社制、商品名、固体成分浓度100质量%)25.8质量份、作为线型酚醛型酚醛树脂的“PAPS-PN2”(旭有机材工业株式会社制、商品名、固体成分浓度100质量%、Mw/Mn=1.17)6.3质量份、
作为环氧树脂固化剂的三嗪改性苯酚线型酚醛树脂“LA-1356-60M”(DIC株式会社制、商品名、溶剂:MEK、固体成分浓度60质量%)4.9质量份、
作为无机填充材料的、用氨基硅烷偶联剂处理“SO-C2”(株式会社Admatechs制、商品名、平均粒径;0.5μm)的表面后分散到MEK中的二氧化硅(固体成分浓度70质量%)92.9质量份、
作为固化促进剂的2-乙基-4-甲基咪唑“2E4MZ”(四国化成工业株式会社制、商品名、固体成分浓度100质量%)0.026质量份、
作为追加溶剂的MEK13.1质量份,实施混合及珠磨机分散处理,从而制作粘接膜用树脂组合物清漆1。
将上述中得到的粘接膜用树脂组合物清漆1涂敷在作为支撑体膜的PET(DuPontTeijin Films株式会社制、商品名:G2、膜厚:50μm)上后进行干燥,形成树脂组合物层。需要说明的是,涂敷厚度设为40μm,干燥按照树脂组合物层中的残留溶剂达到8.0质量%的方式来进行。干燥后,在树脂组合物层那面一侧层叠聚乙烯膜(TAMAPOLY株式会社制、商品名:NF-13、厚度:25μm)作为保护膜。然后,将得到的膜卷取成卷状,得到粘接膜1。
实施例2~6、8、比较例1~4
在实施例1中,如表1中记载那样变更原料组成、制造条件,除此以外与实施例1同样进行,得到粘接膜2~6、8~12。
实施例7
准备60μm厚度的支撑体膜2,该支撑体膜2是通过在作为支撑体膜的PET(DuPontTeijin Films株式会社制、商品名:G2、膜厚:50μm)上,按照达到10μm的膜厚的方式涂敷用以下步骤制作的树脂清漆A并干燥而得到的。
上述中所使用的树脂清漆A通过以下步骤来制作。
配合作为环氧树脂的联苯线型酚醛型环氧树脂“NC-3000-H”(日本化药株式会社制、商品名、固体成分浓度100质量%)63.9质量份、作为环氧树脂固化剂的三嗪改性苯酚线型酚醛树脂“LA-1356-60M”(DIC株式会社制、商品名、溶剂;MEK、固体成分浓度60质量%)18.0质量份、
核壳橡胶粒子“EXL-2655”(罗门哈斯电子材料株式会社制、商品名)15.2质量份、
作为无机填充材料的热解法二氧化硅“AEROSIL R972”(日本AEROSIL株式会社制、商品名、平均粒径;0.02μm、固体成分浓度100质量%)8.8质量份、
作为固化促进剂的2-乙基-4-甲基咪唑“2E4MZ”(四国化成工业株式会社制、商品名、固体成分浓度100质量%)1.28质量份、
作为追加溶剂的环己酮226.1质量份,实施混合及珠磨机分散处理,由此制作树脂清漆A。
将上述中得到的树脂清漆A按照达到10μm的膜厚的方式涂敷于作为支撑体膜的PET(DuPont Teijin Films株式会社制、商品名:G2、膜厚:50μm)上后进行干燥,得到膜厚为60μm的支撑体膜2。
接下来,按照表1中记载的原料组成、制造条件,与实施例1同样制作涂敷于上述所得到的支撑体膜2上的粘接膜用树脂组合物清漆。
使用支撑体膜2和粘接膜用树脂组合物清漆,与实施例1同样地得到粘接膜7。
[评价方法]
得到的粘接膜1~12通过以下方法来评价。
(粘接膜的处理性试验用试样的制作及试验方法)
将得到的粘接膜1~12切成500mm×500mm的尺寸,制作粘接膜的处理性试验用试样1~12。
使用所制作的粘接膜的处理性试验用试样1~12,利用以下(1)~(3)的方法评价处理性,将任一试验中结果不良的试样作为“处理性不良”,将所有试验中均不为不良的试样作为“处理性良好”。
(1)对于粘接膜的处理性试验用试样1~12,首先剥离保护膜。将剥离保护膜时,涂敷及干燥了的树脂一部分附着在保护膜侧的试样或发生落粉的试样作为处理性不良。
(2)将把持膜的中央端2点(满足500mm×250mm的端部的2点)时、涂敷及干燥了的树脂发生破裂的试样作为处理性不良。
(3)在对表面的铜箔实施了黑化及还原处理的覆铜层压板“MCL-E-679FG(R)”(日立化成株式会社制、铜箔厚12μm、板厚0.41mm)上,用间歇式真空加压式层压机“MVL-500”(株式会社名机制作所制、商品名)通过层压进行层叠。此时的真空度为30mmHg以下,温度设为90℃,压力设为0.5MPa。在冷却到室温后,剥离支撑体膜(对于粘接膜7,在支撑体膜2中,在PET与形成于其上的树脂层之间剥离)。此时,将发生落粉或PET在过程中破裂的材料作为处理性不良。
(热膨胀系数测定用试样的制作及试验方法)
将得到的粘接膜1~12分别切成200mm×200mm的尺寸,剥离保护膜,用间歇式的真空加压式层压机“MVL-500”(株式会社名机制作所制、商品名)通过层压层叠于厚度18μm的铜箔。此时的真空度为30mmHg以下,温度设为90℃,压力设为0.5MPa。
冷却到室温后,剥离支撑体膜(对于粘接膜7,在支撑体膜2中,在PET与形成于其上的树脂层之间剥离),在180℃的干燥机中固化120分钟。然后,用氯化铁溶液除去铜箔,将其切成宽度3mm、长度8mm后作为热膨胀系数测定用试样1~12。
使用所制作的热膨胀系数测定用试样1~12,通过以下方法测定热膨胀系数。
对于所得到的热膨胀系数测定用试样1~12,用Seiko Instruments株式会社制的热机械分析装置,得到以升温速度10℃/分钟升温到240℃、冷却到-10℃后、以升温速度10℃/分钟升温到300℃时的膨胀量的变化曲线,求出该膨胀量的变化曲线的0~150℃的平均热膨胀系数。
(埋入性评价基板的制作及试验方法)
埋入性评价基板中所使用的内层电路如下。在铜箔厚度为12μm、板厚为0.15mm(包括铜箔厚度)的覆铜层压板“MCL-E-679FG(R)”(日立化成株式会社制、商品名)上,按照以5mm间隔形成25个×25个的组的方式利用钻孔开孔法制作直径为0.15mm的通孔。然后,实施除钻污及非电解镀敷,用电镀在通孔中实施电镀。
其结果是,得到包括铜厚度在内的板厚为0.2mm、具有直径为0.1mm且间隔为5mm的25个×25个通孔的电路基板。
然后,按照树脂组合物层与电路基板的电路面侧相向的方式,配置剥离了保护膜的粘接膜1~12后,用间歇式的真空层压机“MVL-500”(株式会社名机制作所制、商品名)通过层压进行层叠。此时的真空度为30mmHg,温度设为90℃,压力设为0.5MPa。
冷却到室温后,将两面带粘接膜的具有通孔的电路基板用2枚厚度1mm的铝板夹住,用上述真空层压机进行层压。此时的真空度为30mmHg,温度设为90℃,压力设为0.7MPa。
冷却到室温后,剥离支撑体膜(对于粘接膜7,在支撑体膜2中,在PET与形成于其上的树脂层之间剥离),在180℃的干燥机中固化120分钟。由此,得到埋入性评价基板1~12。
使用所制作的埋入性评价基板1~12,通过以下方法评价埋入性。
使用株式会社三丰制的接触式的表面粗糙度计“SV2100”(商品名)测定埋入性评价基板1~12的通孔部分表面的高度差。按照通孔的表面的中心部分纳入10个的方式测定高度差,计算10个凹陷的平均值。
[表1]
关于表1的成分,如以下所示。
[环氧树脂]
·NC-3000-H:联苯线型酚醛型环氧树脂(日本化药株式会社制、商品名、固体成分浓度100质量%)
·N-673-80M:甲酚线型酚醛型环氧树脂(DIC株式会社制、商品名、溶剂;MEK、固体成分浓度80质量%)
[线型酚醛型酚醛树脂]
·PAPS-PN2:线型酚醛型酚醛树脂(旭有机材工业株式会社制、商品名、固体成分浓度100质量%、Mw/Mn=1.17)
·PAPS-PN3:线型酚醛型酚醛树脂(旭有机材工业株式会社制、商品名、固体成分浓度100质量%、Mw/Mn=1.50)
·HP-850:不使用磷酸而使用盐酸制造的线型酚醛型酚醛树脂(日立化成株式会社制、商品名、固体成分浓度100质量%)
[三嗪改性苯酚线型酚醛树脂]
·LA-1356-60M:三嗪改性苯酚线型酚醛树脂(DIC株式会社制、商品名、溶剂;MEK、固体成分浓度60质量%)
[无机填充材料]
·SO-C2:用氨基硅烷偶联剂处理株式会社Admatechs制的二氧化硅“SO-C2”(商品名、平均粒径;0.5μm)的表面、进一步分散在MEK溶剂中的二氧化硅(固体成分浓度70质量%)
·SO-C6:用氨基硅烷偶联剂处理株式会社Admatechs制的二氧化硅“SO-C6”(商品名、平均粒径;2.2μm)的表面、进一步分散在MEK溶剂中的二氧化硅(固体成分浓度70质量%)
·AEROSIL R972:热解法二氧化硅(日本AEROSIL株式会社制、商品名、固体成分浓度100质量%、比表面积:100m2/g)
[固化促进剂]
·2E4MZ:2-乙基-4-甲基咪唑(四国化成工业株式会社制、商品名、固体成分浓度100质量%)
由表1可知:本发明的粘接膜的处理性良好,由本发明的粘接膜可得到热膨胀系数低、埋入性优异的层间绝缘层。
另一方面,在不使用本发明的粘接膜时,处理性、热膨胀系数、埋入性中的任意者差。
即,可知:根据第1发明,能够提供热膨胀系数低、埋入性优异、处理性优异的粘接膜,能够提供固化后的热膨胀系数低的层间绝缘层。
[b]接下来,对第2发明进一步进行详细说明,但本发明不受这些实施例限定。
氰酸酯预聚物的重均分子量通过凝胶渗透色谱(GPC)由使用了标准聚苯乙烯的标准曲线换算而求出。标准曲线使用标准聚苯乙烯:TSKgel(SuperHZ2000、SuperHZ3000[东曹株式会社制])以3次式来进行逼近(日文:近似)。将GPC条件示于以下。
·装置:泵:880-PU[日本分光株式会社制]
RI检测器:830-RI[日本分光株式会社制]
恒温槽:860-CO[日本分光株式会社制]
自动进样器:AS-8020[东曹株式会社制]
·洗脱液:四氢呋喃
·试样浓度:30mg/5mL
·注入量:20μL
·流量:1.00mL/分钟
·测定温度:40℃
[双酚A二氰酸酯的预聚物(氰酸酯预聚物)的合成]
制造例1
向容积1L的可拆式烧瓶中加入甲苯269.6g、2,2-双(4-氰酰苯基)丙烷(LonzaJapan株式会社制、商品名:Primaset BADCY)620.4g、对(α-枯基)苯酚(东京化成工业株式会社制)9.5g。目视确认2,2-双(4-氰酰苯基)丙烷和对(α-枯基)苯酚已溶解于甲苯后,使液温保持在100℃,配合作为反应促进剂的、预先相对于甲苯稀释为10质量%的环烷酸锌(和光纯药工业株式会社制)0.46g,在100℃下反应3小时,得到双酚A二氰酸酯的预聚物溶液(重均分子量:1,000、固体成分浓度为约70质量%)。
[层间绝缘用树脂膜的制作]
实施例1
作为无机填充材料(D),将实施了氨基硅烷偶联剂处理的二氧化硅填料(株式会社Admatechs制、商品名:SC-2050-KNK、固体成分浓度为70质量%的甲基异丁基酮分散液)51.2质量份(固体成分)、与实施了有机硅低聚物偶联剂(日立化成株式会社制、商品名:SC6000)处理的二氧化硅填料(株式会社Admatechs制、商品名:SC-2050-KC、固体成分浓度为70质量%的甲基异丁基酮分散液)17.1质量份(固体成分)混合。
向其中依次混合苯氧基树脂(三菱化学株式会社制、商品名:YL7213B、固体成分浓度为35质量%的甲乙酮溶液)1.6质量份(固体成分)、双氰胺(关东化学株式会社制、固体成分浓度为0.8质量%的丙二醇单甲基醚溶液)0.015质量份(固体成分)、制造例1中得到的双酚A二氰酸酯的预聚物溶液8.4质量份(固体成分)、对(α-枯基)苯酚(对枯基苯酚)(东京化成工业株式会社制、分子量212)1.0质量份、萘型环氧树脂(日本化药株式会社制、商品名:NC-7000L、环氧当量231)8.4质量份、芳烷基型环氧树脂(日本化药株式会社制、商品名:NC-3000H、环氧当量289)10.5质量份,利用高速旋转混合机在室温下使其溶解。
溶解后,配合作为阻燃剂的1,3-亚苯基双(二2,6-二甲苯基磷酸酯)(大八化学工业株式会社制、商品名:PX-200)1.7质量份、作为抗氧化剂的4,4’-亚丁基双-(6-叔丁基-3-甲基苯酚)(三菱化学株式会社制、商品名:YOSHINOX BB)0.08质量份、作为流动调整剂的“BYK310”(BYK-Chemie·JAPAN株式会社制、商品名、固体成分浓度为25质量%的二甲苯溶液)0.08质量份(固体成分)、作为有机系固化促进剂的1-氰乙基-2-苯基咪唑(四国化成工业株式会社制、商品名:2PZ-CN)0.02质量份、作为金属系固化促进剂的环烷酸锌(和光纯药工业株式会社制)0.002质量份,在室温下搅拌至这些溶解为止。然后通过NANOMIZER处理进行分散,从而得到用于制作层间绝缘用树脂膜的清漆1。
然后,使用逗号涂布机按照干燥后的层间绝缘用树脂膜的厚度达到37μm的方式将该清漆1涂布于作为支撑体的PET膜(厚度38μm)上后,以105℃干燥2分钟。需要说明的是,干燥后的层间绝缘用树脂膜中的挥发成分的量为6质量%。然后,边在层间绝缘用树脂膜的表面贴合作为保护膜的厚度15μm的聚丙烯膜边卷取为卷状,得到具有支撑体及保护膜的层间绝缘用树脂膜。
实施例2~5、比较例1
在实施例1中,按照表2所示的配合量来变更双氰胺(关东化学株式会社制、固体成分浓度为0.8质量%的丙二醇单甲基醚溶液)的配合量,除此以外与实施例1同样进行,得到用于制作层间绝缘用树脂膜的清漆2~6。然后,使用该清漆2~6与实施例1同样进行,得到具有支撑体及保护膜的层间绝缘用树脂膜。
[带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜的制作]
实施例6
配合制造例1中得到的双酚A二氰酸酯的预聚物溶液32.2质量份(固体成分)、萘甲酚线型酚醛型环氧树脂(日本化药株式会社制、商品名:NC-7000L、环氧当量231)42.8质量份、作为无机填充材料的二氧化硅填料(日本AEROSIL株式会社制、商品名:AEROSIL R972、比表面积110m2/g)8.8质量份、相对于所得到的清漆的总质量100质量份为86.5质量份的作为有机溶剂的二甲基乙酰胺,在室温下搅拌至树脂成分溶解为止。然后,通过NANOMIZER处理进行分散,得到用于制作粘接辅助层的清漆7。
然后,使用逗号涂布机按照干燥后的粘接辅助层的厚度达到3μm的方式将该清漆7涂布在作为支撑体的PET膜(厚度38μm)上,以140℃干燥3分钟,在PET膜上形成粘接辅助层。然后,使用逗号涂布机按照干燥后的层间绝缘用树脂膜的厚度达到40μm的方式将实施例1中制作的清漆1涂布在上述所得到的粘接辅助层上,以140℃干燥2分钟。然后,边在层间绝缘用树脂膜的与支撑体相反一侧的面上贴合作为保护膜的厚度15μm的聚丙烯膜边卷取为卷状,得到具有支撑体及保护膜的带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜。
实施例7~10、比较例2
在实施例6中,将涂布在粘接辅助层上的清漆1变更为表2所示的清漆,除此以外与实施例6同样进行,得到具有支撑体及保护膜的带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜。
[树脂板的制作]
通过以下的步骤制作用于玻璃化转变温度、热膨胀系数及介电损耗角正切的测定的树脂板。
(I)从实施例1~5及比较例1中得到的具有支撑体及保护膜的层间绝缘用树脂膜剥离保护膜后,以110℃干燥10分钟。
然后,将干燥后的具有支撑体的层间绝缘用树脂膜用真空加压式层压机(株式会社名机制作所制、商品名:MVLP-500/600-II)按照层间绝缘用树脂膜与铜箔抵接的方式层压在铜箔(电解铜箔、厚度12μm)的光泽面上,得到依次层叠有铜箔、层间绝缘用树脂膜、支撑体的层叠体(1)。上述层压通过减压30秒后以140℃、30秒、压接压力0.5MPa进行压制的方法来进行。然后,从层叠体(1)剥离支撑体。
(II)然后,准备与上述(I)中使用的具有支撑体及保护膜的层间绝缘用树脂膜相同的具有支撑体及保护膜的层间绝缘用树脂膜,将保护膜剥离后,进行与上述(I)同样的干燥。
(III)然后,将上述(I)中得到的剥离了支撑体的层叠体(1)和上述(II)中得到的干燥后的具有支撑体的层间绝缘用树脂膜,按照层间绝缘用树脂膜彼此抵接的方式,在与上述(I)相同的条件下进行层压,得到依次层叠有铜箔、由2层层间绝缘用树脂膜形成的层、支撑体的层叠体(2)。然后,从层叠体(2)剥离支撑体。
(IV)然后,将上述(III)中得到的剥离了支撑体的层叠体(2)和通过与上述(II)同样的方法得到的干燥后的具有支撑体的层间绝缘用树脂膜,按照层间绝缘用树脂膜彼此抵接的方式,在与上述(I)相同的条件下进行层压,得到依次层叠有铜箔、由3层层间绝缘用树脂膜形成的层、支撑体的层叠体(3)。
(V)通过与上述(I)~(III)相同的方法制作了层叠体(2)。
(VI)将上述(V)中得到的层叠体(2)和上述(I)~(IV)中得到的层叠体(3)的支撑体分别剥离,将层叠体(2)与层叠体(3)的层间绝缘用树脂膜彼此贴合,在压接压力1.0MPa、175℃、60分钟下使用真空压制进行压制成型。将得到的两面带铜箔的树脂板以190℃固化2小时后,用氯化铁蚀刻铜箔,由此得到厚度约0.2mm的树脂板。
[玻璃化转变温度的测定方法]
玻璃化转变温度使用动态粘弹性测定装置(株式会社UBM制、商品名:DVE-V4)来测定。将上述中制作的树脂板切成宽度5mm、长度30mm,安装于检测器。按照升温速度5℃/min、频率10Hz、测定温度范围40~350℃的测定条件进行测定,将损耗模量达到最大的温度作为玻璃化转变温度。将结果示于表2。玻璃化转变温度越高表示耐热性越优异。
[热膨胀系数的测定方法]
热膨胀系数使用热机械分析装置(TA Instruments公司制、商品名:TMA2940)通过拉伸加重法进行测定。将上述中制作的树脂板切成宽度3mm、长度20mm,安装于检测器,以载荷0.05N、升温速度10℃/min、测定温度-30~300℃的测定条件连续测定2次。算出第2次测定中25℃至150℃的平均热膨胀系数(ppm)。将结果示于表2。热膨胀系数越低表示低热膨胀性越优异。
[介电损耗角正切的测定方法]
将上述中制作的树脂板切成宽度2mm、长度70mm的试验片,使用网络分析仪(Agilent Technologies株式会社制、商品名:E8364B)和与5GHz对应的空腔谐振器测定介电损耗角正切。测定温度设为25℃。将结果示于表2。介电损耗角正切越低表示介电特性越优异。
[与电路基板的粘接强度的测定方法]
在评价与电路基板的粘接强度时,通过以下的步骤来制作粘接强度评价用基板。
(1)层压板的基底处理
将两面覆铜层压板(日立化成株式会社制、商品名:E-700GR、铜箔的厚度12μm、基板的厚度0.4mm)的两面用过硫酸铵蚀刻,得到除去了铜的基板。
(2)铜箔的基底处理
将电解铜箔(日本电解株式会社制、商品名:YGP-35、35μm厚)的光泽面浸渍于MEC株式会社制的“MECetchBOND CZ-8101”(商品名)中进行粗化处理直至蚀刻量达到1μm为止。需要说明的是,本说明书中,有时将浸渍于MEC株式会社制的“MECetchBOND CZ-8101”(商品名)进行粗化处理称为“CZ处理”。
(3)层间绝缘用树脂膜的层压
从实施例1~5及比较例1中制作的具有支撑体及保护膜的层间绝缘用树脂膜剥离保护膜。将得到的具有支撑体的层间绝缘用树脂膜,用间歇式真空加压层压机(株式会社名机制作所制)按照层间绝缘用树脂膜与CZ处理面抵接的方式层压于上述(2)中进行了CZ处理的铜箔的CZ处理面。层压通过减压30秒后以100℃、30秒、压接压力0.5MPa进行压制的方法来进行。
(4)层间绝缘用树脂膜的固化
从上述(3)中层压后的层间绝缘用树脂膜剥离支撑体后,在190℃下2小时用防爆干燥机使层间绝缘用树脂膜固化,得到具有使层间绝缘用树脂膜固化而成的层间绝缘层、和作为导体层的铜层的层压板。
(5)压制成型
将上述(1)中得到的基板、欲使其粘接的目标预浸渍体(日立化成株式会社制、商品名:E-679FG)和上述(4)中得到的层压板按照基板、预浸渍体、层间绝缘层、铜层的顺序进行层叠,在压接压力1.5MPa、180℃、60分钟下用真空压制进行压制成型,得到剥离测定部制作前的测定基板。
(6)剥离测定部的制作
在上述(5)中得到的测定基板的铜层上形成10mm宽度的抗蚀剂,用氯化铁蚀刻铜层,由此得到具有作为剥离测定部的10mm宽度的铜层的、粘接强度评价用基板。
使用通过上述得到的粘接强度评价用基板,利用以下的方法进行层间绝缘层与铜层的粘接强度的测定。
将剥离测定部的铜层的一端在铜层与层间绝缘层的界面处剥离,用夹具夹住,测定沿着垂直方向以拉伸速度50mm/分钟在室温下剥离时的载荷。
再将同一样品用高度加速寿命装置(ESPEC株式会社制)在130℃、85%RH的条件下进行100小时的加速环境试验,然后通过同样的方法测定粘接强度,测定加速环境试验后的粘接强度。由加速环境试验前后的粘接强度通过下述式算出粘接强度的维持率(%),进行加速环境试验前后的粘接强度的比较。将结果示于表2。
粘接强度的维持率(%)=(加速环境试验后的粘接强度/加速环境试验前的粘接强度)×100
[表面粗糙度的测定方法]
在测定表面粗糙度时,通过以下的步骤制作表面粗糙度测定用基板。
将实施例6~10及比较例2中得到的具有支撑体及保护膜的带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜切成250mm×250mm的尺寸后,剥离保护膜。
将得到的具有支撑体的带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜用真空加压式层压机(株式会社名机制作所制、商品名:MVLP-500/600-II)按照层间绝缘用树脂膜与印刷线路板抵接的方式层压在实施了CZ处理的印刷线路板(日立化成株式会社制、商品名:E-700GR)上。层压通过减压30秒后以100℃、30秒、压接压力0.5MPa进行压制的方法来进行。
然后冷却到室温,剥离除去支撑体。然后将配置有该带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜的印刷线路板以130℃干燥20分钟后,进一步以175℃、40分钟在防爆干燥机中进行固化,得到形成有层间绝缘层的印刷线路板。以将该印刷线路板切成30mm×40mm的基板作为试验片。
将上述中得到的试验片在加热到80℃的溶胀液(罗门哈斯电子材料公司制、商品名:CIRCUPOSIT MLB CONDITIONER211)中浸渍处理3分钟。然后,在加热到80℃的粗化液(罗门哈斯电子材料公司制、商品名:CIRCUPOSIT MLB PROMOTER213)中浸渍处理8分钟。然后,在加热到45℃的中和液(罗门哈斯电子材料公司制、商品名:CIRCUPOSIT MLB NEUTRALIZERMLB216)中浸渍处理5分钟而中和。使用由此对上述试验片的层间绝缘层的表面进行了粗化处理后的基板作为表面粗糙度测定用基板。
使用非接触式表面粗糙度计(Bruker AXS株式会社制、商品名:wykoNT9100)并使用内部透镜1倍、外部透镜50倍对上述中得到的表面粗糙度测定用基板的表面粗糙度进行测定,得到算术平均粗糙度(Ra)。将结果示于表3。从本发明的主旨出发,Ra越小越优选,小于200nm时对于微细布线形成性而言是适宜的。
[与镀铜的粘接强度的测定方法]
在测定与镀铜的粘接强度时,通过以下的步骤制作与镀铜的粘接强度测定用基板。
首先,将上述表面粗糙度测定用基板切成40mm×60mm,作为试验片。
将该试验片用60℃的碱清洁剂(Atotech Japan株式会社制、商品名:CleanerSecuriganth 902)处理5分钟,从而脱脂洗涤。洗涤后,用23℃的预浸液(Atotech Japan株式会社制、商品名:Predip Neoganth B)处理2分钟。然后,用40℃的活化剂液(AtotechJapan株式会社制、商品名:Activator Neoganth 834)实施5分钟处理,使钯催化剂附着。然后,用30℃的还原液(Atotech Japan株式会社制、商品名:Reducer Neoganth WA)处理5分钟。
将进行了上述处理的试验片放入化学铜液(Atotech Japan株式会社制、商品名:Basic Printganth MSK-DK)中进行非电解镀敷,直至层间绝缘层上的镀敷厚度达到0.5μm左右为止。非电解镀敷后,为了缓和残存于镀敷皮膜中的应力、除去残留的氢气,实施120℃、15分钟的烘烤处理。
然后,对于进行了非电解镀敷处理的试验片进一步进行电镀,直至层间绝缘层上的镀敷厚度达到30μm为止。从而形成作为导体层的铜层。电镀后,进行190℃、90分钟的加热,使其固化,得到剥离测定部制作前的测定基板。
在得到的测定基板的铜层上形成10mm宽度的抗蚀剂,用过硫酸铵蚀刻铜层,由此得到具有作为剥离测定部的10mm宽度的铜层的、与镀铜的粘接强度测定用基板。
与镀铜的粘接强度的测定方法,通过与上述与电路基板的粘接强度的测定方法同样的方法进行。将结果示于表3。
[回流焊耐热性]
在测定回流焊耐热性时,通过以下的步骤制作回流焊耐热性测定用基板。
从实施例6~10及比较例2中得到的具有支撑体及保护膜的带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜剥离保护膜。将得到的具有支撑体的带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜,按照层间绝缘用树脂膜与印刷线路板的导体层抵接的方式,层压于具有实施了CZ处理的导体层的印刷线路板(日立化成株式会社制、商品名:MCL-E-679(R)、厚度0.4mm、铜厚12μm、带内层电路图案)的两面。层压利用减压30秒后以100℃、30秒、压接压力0.5MPa进行压制的方法来进行。
然后冷却到室温,将两面的支撑体剥离除去,得到在两面配置有层间绝缘用树脂膜的印刷线路板。然后,将该在两面配置有层间绝缘用树脂膜的印刷线路板以130℃干燥20分钟后,进一步以175℃在防爆干燥机中固化40分钟,由此得到在两面形成有层间绝缘层的印刷线路板。对于得到的印刷线路板,在与上述镀铜的粘接强度测定用基板同样的条件下,进行粗化处理、非电解镀敷、电镀。然后以190℃进行2小时的后固化,得到回流焊耐热性测定用基板。
使该回流焊耐热性测定用基板从265℃的回流焊炉(株式会社TAMURA制作所制、输送速度0.61m/min)通过,测定4次直至产生膨胀(鼓泡)为止的通过次数,将其平均次数作为回流焊耐热性的指标。将结果示于表3。该平均次数越多表示回流焊耐热性越优异。
[表2]
*1:指相对于环氧树脂(A)与氰酸酯树脂(B)的固体成分换算合计100质量份的含量。
*2:双氰胺(C)相对于环氧树脂(A)的当量
指[(双氰胺(C)的配合量/双氰胺(C)的活性氢当量/
(环氧树脂(A)的配合量/环氧树脂(A)的环氧当量]。
表2中记载的化合物的详细情况如下。
·NC-7000L:萘型环氧树脂、日本化药株式会社制、商品名:NC-7000L、环氧当量231
·NC-3000H:芳烷基型环氧树脂、日本化药株式会社制、商品名:NC-3000H、环氧当量289
·双氰胺:关东化学株式会社制
·SC-2050-KNK:实施了氨基硅烷偶联剂处理的二氧化硅填料、株式会社Admatechs制、商品名:SC-2050-KNK
·SC-2050-KC:实施了有机硅低聚物偶联剂(日立化成株式会社制、商品名:SC6000)处理的二氧化硅填料、株式会社Admatechs制、商品名:SC-2050-KC
·对枯基苯酚:对(α-枯基)苯酚、东京化成工业株式会社制、分子量212
·YL-7213B:苯氧基树脂、三菱化学株式会社制、商品名:YL7213B
·PX-200:1,3-亚苯基双(二2,6-二甲苯基磷酸酯)、大八化学工业株式会社制、商品名:PX-200
·YOSHINOX BB:4,4’-亚丁基双-(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、三菱化学株式会社制、商品名:YOSHINOX BB
·BYK310:BYK-Chemie·JAPAN株式会社制、商品名:BYK310
·2PZ-CN:1-氰基乙基-2-苯基咪唑、四国化成工业株式会社制、商品名:2PZ-CN
·环烷酸锌:和光纯药工业株式会社制
根据表2,实施例1~5与比较例1相比维持了玻璃化转变温度、热膨胀系数、介电损耗角正切。另外可知,实施例1~5在与电路基板的粘接强度的评价中,加速环境试验后也与铜箔的粘接性优异。由此可知,在将本发明的层间绝缘用树脂膜层叠于电路基板而形成层间绝缘层时,电路基板的导体层(铜层)与层间绝缘层在加速环境试验后也具有良好的粘接强度。即,可知:通过本发明的层间绝缘用树脂膜,可得到与电路基板的粘接性优异、且低热膨胀性、耐热性及介电特性优异的层间绝缘层。
[表3]
由表3可知:使用本发明的带粘接辅助层的层间绝缘用树脂膜的实施例6~10与比较例2相比,得到维持表面粗糙度、与镀铜的粘接强度且回流焊耐热性优异的层间绝缘层。
产业上的可利用性
第1发明的粘接膜由于即便使二氧化硅填料高填充化,凹凸的埋入性也优异,因此作为多层印刷线路板用的粘接膜等有用。
第2发明的层间绝缘用树脂膜可以提供低热膨胀性、耐热性及介电特性优异、特别是在加速环境试验后也与电路基板的粘接性的下降少的层间绝缘层。因此,第2发明的层间绝缘用树脂膜在计算机、便携电话、数码相机、电视机等电气制品以及摩托车、汽车、电车、船舶、航空器等交通工具等中有用。
Claims (1)
1.一种多层印刷线路板用的粘接膜,具有将树脂组合物在支撑体膜上形成层而成的树脂组合物层,该树脂组合物含有:
(A)重均分子量Mw与数均分子量Mn的分散比即Mw/Mn为1.05~1.8的线型酚醛型酚醛树脂;
(B)下述通式(1)所示的环氧树脂;和
(C)无机填充材料,
该树脂组合物层中的(C)无机填充材料的平均粒径为0.1μm以上,
(C)无机填充材料的含量在树脂固体成分中的占比为20质量%~95质量%,
式中,p表示1~5的整数。
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