CN110018613A - 树脂组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于提供:可得到不仅具有绝缘可靠性、显影性、而且能同时实现焊料耐热性和翘曲抑制的固化物的树脂组合物;使用该树脂组合物得到的树脂片材、印刷布线板、及半导体装置。本发明的解决方案是一种树脂组合物,其含有:(A)含有烯属不饱和基团及羧基且具有双酚骨架的树脂、(B)固态环氧树脂、(C)平均粒径为0.5μm以上的无机填充材料、(D)光聚合引发剂及(E)橡胶粒子。
Description
技术领域
本发明涉及树脂组合物。进而涉及使用该树脂组合物得到的树脂片材、印刷布线板、及半导体装置。
背景技术
在印刷布线板中,作为用于抑制焊料附着于不需要焊料的部分、并且抑制电路基板发生腐蚀的永久保护膜,设置了阻焊剂。作为阻焊剂,通常使用例如专利文献1中记载的那样的感光性树脂组合物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2017/122717号。
发明内容
发明所要解决的课题
近年来,响应于高密度化和薄型化的倾向,对于电路基板而言,无芯化、基于FC(倒装芯片)的安装被积极开展。
通过使电路基板无芯化,从而薄型化成为可能,但对于经无芯化的电路基板而言,通常自支承性低,因此,根据电路基板的构成,有时容易发生翘曲。因此,作为可用于电路基板的材料,要求使应力缓和那样的树脂组合物。
另外,通过进行基于FC的安装,从而使电路基板的高密度化和薄型化成为可能,对于FC而言,要求设想了回焊炉(reflow oven)的焊料耐热性优异的树脂组合物。
为了使应力缓和,可以考虑向树脂组合物中添加液态的材料,但若向树脂组合物中添加液态的材料,则有时难以满足耐热性、绝缘可靠性、及显影性等基本特性。
另外,为了提高焊料耐热性,考虑在树脂组合物中含有刚直且有韧性的材料,但若在树脂组合物中含有这样的材料,则有时丧失柔软性,导致翘曲增大。
本发明的课题在于提供:可得到不仅具有绝缘可靠性、显影性、而且能同时实现焊料耐热性和翘曲抑制的固化物的树脂组合物;使用该树脂组合物得到的树脂片材、印刷布线板、及半导体装置。
用于解决课题的手段
本发明人等为了解决上述课题而进行了深入研究,结果发现,通过在树脂组合物中包含含有烯属不饱和基团及羧基的规定的树脂、规定的环氧树脂、及橡胶粒子,能解决上述课题,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)含有烯属不饱和基团及羧基且具有双酚骨架的树脂、
(B)固态环氧树脂、
(C)平均粒径为0.5μm以上的无机填充材料、
(D)光聚合引发剂、及
(E)橡胶粒子;
[2]根据[1]所述的树脂组合物,其中,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(E)成分的含量为0.3质量%以上且30质量%以下;
[3]根据[1]或[2]所述的树脂组合物,其用于形成阻焊剂;
[4]根据[1]~[3]中任一项所述的树脂组合物,其中,(A)成分具有双酚A骨架;
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的树脂组合物,其中,(B)成分含有联苯型环氧树脂;
[6]根据[1]~[5]中任一项所述的树脂组合物,其中,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(C)成分的含量为50质量%以下;
[7]根据[1]~[6]中任一项所述的树脂组合物,其中,(C)成分为二氧化硅;
[8]根据[1]~[7]中任一项所述的树脂组合物,其中,(D)成分为酰基氧化膦系光聚合引发剂或肟酯系光聚合引发剂;
[9]根据[1]~[8]中任一项所述的树脂组合物,其中,还包含(F)玻璃化转变温度为-20℃以下的(甲基)丙烯酸系聚合物;
[10]根据[9]所述的树脂组合物,其中,将(A)成分的含有质量设为W(a),将(F)成分的含有质量设为W(f)时,W(f)/W(a)为0.1以上且3以下;
[11]树脂片材,其具有支承体、和设置于该支承体上的包含[1]~[10]中任一项所述的树脂组合物的树脂组合物层;
[12]印刷布线板,其是包含由[1]~[10]中任一项所述的树脂组合物的固化物形成的绝缘层的印刷布线板,其中,印刷布线板为无芯结构;
[13]半导体装置,其包含[12]所述的印刷布线板。
发明的效果
通过本发明,可提供:可得到不仅具有绝缘可靠性、显影性、而且能同时实现焊料耐热性和翘曲抑制的固化物的树脂组合物;使用该树脂组合物得到的树脂片材、印刷布线板、及半导体装置。
具体实施方式
以下,对本发明的树脂组合物(感光性树脂组合物)、树脂片材、印刷布线板、及半导体装置进行详细说明。
[树脂组合物]
本发明的树脂组合物含有:(A)含有烯属不饱和基团及羧基且具有双酚骨架的树脂、(B)固态环氧树脂、(C)平均粒径为0.5μm以上的无机填充材料、(D)光聚合引发剂、及(E)橡胶粒子。通过组合地包含(A)~(E)成分,能获得如下的本发明所期望的效果:可得到不仅具有绝缘可靠性、显影性、而且能同时实现焊料耐热性和翘曲抑制的固化物。对于该树脂组合物的固化物而言,有效利用其优异的特性,可优选用于形成阻焊剂的用途。
另外,本发明的树脂组合物除了包含(A)~(E)成分之外,还可以包含任意的成分。作为任意的成分,例如可包含:(F)玻璃化转变温度为-20℃以下的(甲基)丙烯酸系聚合物、(G)活性稀释剂(reactive diluent)、(H)有机溶剂、及(I)其他添加剂。以下,对树脂组合物中包含的各成分进行详细说明。
<(A)含有烯属不饱和基团及羧基且具有双酚骨架的树脂>
树脂组合物含有(A)含有烯属不饱和基团及羧基且具有双酚骨架的树脂。若在树脂组合物中包含含有烯属不饱和基团及羧基的树脂,则显影性提高。本发明人等认识到,若该树脂具有较刚直的双酚骨架,则不仅能提高显影性,还能抑制所得固化物的翘曲并且能提高焊料耐热性。
作为双酚骨架,可举出例如:双酚A骨架、双酚F骨架、双酚AF骨架、双酚AP骨架、双酚B骨架、双酚BP骨架、双酚C骨架、双酚E骨架、双酚G骨架、双酚M骨架、双酚S骨架、双酚P骨架、双酚PH骨架、双酚TMC骨架、双酚Z骨架等。其中,从得到显影性、焊料耐热性及翘曲抑制特别优异的固化物的观点考虑,优选具有双酚A骨架、双酚F骨架,更优选具有双酚A骨架。
作为烯属不饱和基团,可举出例如:乙烯基、烯丙基、炔丙基、丁烯基、乙炔基、苯基乙炔基、马来酰亚胺基、纳迪克酰亚胺基(nadiimide)、(甲基)丙烯酰基等,从光自由基聚合的反应性的观点考虑,优选(甲基)丙烯酰基。所谓“(甲基)丙烯酰基”包含甲基丙烯酰基及丙烯酰基以及它们的组合。
(A)成分具有双酚骨架、烯属不饱和基团及羧基,可使用不仅能进行光自由基聚合、而且能进行碱显影的任意的化合物,其中,优选具有双酚骨架、而且在1分子中同时具有羧基和2个以上的烯属不饱和基团的树脂。
作为(A)成分的一个形态,可举出使含有双酚骨架的环氧化合物与不饱和羧酸反应、进而与酸酐反应而得到的、酸改性不饱和含有双酚骨架的环氧酯树脂等。详细而言,使含有双酚骨架的环氧化合物与不饱和羧酸反应,得到不饱和含有双酚骨架的环氧酯树脂,使不饱和含有双酚骨架的环氧酯树脂与酸酐反应,从而可得到酸改性不饱和环氧酯树脂。
作为含有双酚骨架的环氧化合物,可举出例如:使双酚A型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、氢化双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚F型环氧树脂与环氧氯丙烷反应从而改性为3官能以上的改性双酚F型环氧树脂等双酚型环氧树脂、双酚A型酚醛(novolac)型环氧树脂、双酚AF型环氧树脂等。其中,从得到不仅具有显影性、而且能同时实现焊料耐热性和翘曲抑制的固化物的观点考虑,优选双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂。
作为不饱和羧酸,可举出例如丙烯酸、甲基丙烯酸、肉桂酸、巴豆酸等,这些不饱和羧酸可以单独使用1种,也可并用2种以上。其中,从提高树脂组合物的光固化性的观点考虑,优选丙烯酸、甲基丙烯酸。需要说明的是,本说明书中,有时将上述的含有双酚骨架的环氧化合物与(甲基)丙烯酸的反应产物即环氧酯树脂记载为“含有双酚骨架的环氧(甲基)丙烯酸酯”,此处,含有双酚骨架的环氧化合物的环氧基通过与(甲基)丙烯酸的反应而实质上消失。所谓“(甲基)丙烯酸酯”包含甲基丙烯酸酯及丙烯酸酯以及它们的组合。有时将丙烯酸和甲基丙烯酸统称为“(甲基)丙烯酸”。
作为酸酐,可举出例如:马来酸酐、琥珀酸酐、衣康酸酐、邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸酐、二苯甲酮四甲酸二酐等,这些酸酐可以单独使用任意1种,也可并用2种以上。其中,从固化物的显影性及绝缘可靠性提高方面考虑,优选琥珀酸酐、四氢邻苯二甲酸酐。
在得到酸改性不饱和含有双酚骨架的环氧酯树脂时,根据需要,可以使用催化剂、溶剂、及阻聚剂等。
作为酸改性不饱和含有双酚骨架的环氧酯树脂,从进一步提高固化物的绝缘可靠性及显影性的观点考虑,优选酸改性含有双酚骨架的环氧(甲基)丙烯酸酯。所谓酸改性不饱和含有双酚骨架的环氧酯树脂中的“环氧”,表示来自上述的环氧化合物的结构。例如,所谓“酸改性含有双酚骨架的环氧(甲基)丙烯酸酯”,是指使用(甲基)丙烯酸作为不饱和羧酸而得到的酸改性不饱和含有双酚骨架的环氧酯树脂。
关于这样的酸改性不饱和含有双酚骨架的环氧酯树脂,可使用市售品,作为具体例,可举出日本化药公司制的“ZAR-2000”(双酚A型环氧树脂、丙烯酸、及琥珀酸酐的反应产物)、“ZFR-1491H”、“ZFR-1533H”(双酚F型环氧树脂、丙烯酸、及四氢邻苯二甲酸酐的反应产物)等。这些酸改性不饱和含有双酚骨架的环氧酯树脂可以单独使用1种,也可组合使用2种以上。
作为(A)成分的重均分子量,从显著得到本发明的效果的观点考虑,优选为1000以上,更优选为1500以上,进一步优选为2000以上,优选为10000以下,更优选为8000以下,进一步优选为7500以下。重均分子量是利用凝胶渗透色谱法(GPC)测得的按照聚苯乙烯换算的重均分子量。
作为(A)成分的酸值,从提高树脂组合物的碱显影性这样的观点考虑,优选为1mgKOH/g以上,更优选为30mgKOH/g以上,进一步优选为50mgKOH/g以上。另一方面,从抑制固化物的微细图案由于显影而洗脱、提高绝缘可靠性这样的观点考虑,优选为200mgKOH/g以下,更优选为150mgKOH/g以下,进一步优选为120mgKOH/g以下。此处,所谓酸值,是指(A)成分中存在的羧基的残余酸值,酸值可利用以下的方法测定。首先,精密称量约1g测定树脂溶液,然后向该树脂溶液中添加丙酮30g,将树脂溶液均匀溶解。接下来,向该溶液中添加适量作为指示剂的酚酞,使用0.1N的KOH水溶液进行滴定。而后,利用下述式算出酸值;
式:A(a)=10×Vf×56.1/(Wp×I)。
需要说明的是,上述式中,A(a)表示酸值(mgKOH/g),Vf表示KOH的滴定量(mL),Wp表示测定树脂溶液质量(g),I表示测定树脂溶液的不挥发成分的比例(质量%)。
(A)成分的制造中,从提高保存稳定性这样的观点考虑,含有双酚骨架的环氧化合物的环氧基的摩尔数、与不饱和羧酸和酸酐的合计的羧基的摩尔数之比优选为1:0.8~1.3的范围,更优选为1:0.9~1.2的范围。
作为(A)成分的含量,从显著得到本发明的效果的观点考虑,将树脂组合物的固体成分整体设为100质量%时,优选为5质量%以上,更优选为10质量%以上,进一步优选为15质量%以上,优选为40质量%以下,更优选为35质量%以下,进一步优选为30质量%以下。
需要说明的是,本发明中,只要没有另行明确说明,树脂组合物中的各成分的含量是指将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时的值。
<(B)固态环氧树脂>
树脂组合物含有(B)固态环氧树脂。通过使树脂组合物含有固态环氧树脂,能提高所得固化物的绝缘可靠性。另外,(B)成分为固态,因而还能提高固化物的焊料耐热性。所谓(B)固态环氧树脂,是指在20℃的温度下为固态的环氧树脂。(B)成分优选在1分子中具有2个以上环氧基,从显著得到本发明的效果的观点考虑,更优选在1分子中具有3个以上环氧基。
作为固态环氧树脂,可举出:联苯型环氧树脂、联苯芳烷基型环氧树脂、联二甲酚(bixylenol)型环氧树脂、萘型环氧树脂、萘型四官能环氧树脂、甲酚酚醛(cresolnovolac)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、亚萘基醚型环氧树脂、蒽型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚AF型环氧树脂、四苯基乙烷型环氧树脂等,其中,从得到绝缘可靠性及焊料耐热性更优异的固化物的观点考虑,优选联苯型环氧树脂。
作为固态环氧树脂的具体例,可举出:DIC公司制的“HP4032H”(萘型环氧树脂);DIC公司制的“HP-4700”、“HP-4710”(萘型四官能环氧树脂);DIC公司制的“N-690”(甲酚酚醛型环氧树脂);DIC公司制的“N-695”(甲酚酚醛型环氧树脂);DIC公司制的“HP-7200”、“HP-7200HH”、“HP-7200H”(二环戊二烯型环氧树脂);DIC公司制的“EXA-7311”、“EXA-7311-G3”、“EXA-7311-G4”、“EXA-7311-G4S”、“HP6000L”、“HP6000”(亚萘基醚型环氧树脂);日本化药公司制的“EPPN-502H”(三酚型环氧树脂);日本化药公司制的“NC7000L”(萘酚酚醛型环氧树脂);日本化药公司制的“NC3000H”、“NC3000”、“NC3000L”、“NC3100”(联苯型环氧树脂(联苯芳烷基型环氧树脂));新日铁住金化学公司制的“ESN475V”(萘型环氧树脂);新日铁住金化学公司制的“ESN485”(萘酚酚醛型环氧树脂);三菱化学公司制的“YX4000H”、“YX4000”、“YL6121”(联苯型环氧树脂);三菱化学公司制的“YX4000HK”(联二甲酚型环氧树脂);三菱化学公司制的“YX8800”(蒽型环氧树脂);大阪燃气化学公司制的“PG-100”、“CG-500”;三菱化学公司制的“YL7760”(双酚AF型环氧树脂);三菱化学公司制的“YL7800”(芴型环氧树脂);三菱化学公司制的“jER1010”(固态双酚A型环氧树脂);三菱化学公司制的“jER1031S”(四苯基乙烷型环氧树脂)等。它们可以单独使用1种,也可组合使用2种以上。
从得到显示良好的机械强度、绝缘可靠性的固化物的观点考虑,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(B)成分的含量优选为1质量%以上,更优选为5质量%以上,进一步优选为10质量%以上,优选为40质量%以下,更优选为35质量%以下,进一步优选为25质量%以下。
<(C)平均粒径为0.5μm以上的无机填充材料>
树脂组合物含有(C)平均粒径为0.5μm以上的无机填充材料。通过使树脂组合物含有(C)成分,从而能降低所得固化物的平均线热膨胀系数,能提高显影性。
无机填充材料的材料没有特别限制,可举出例如: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、及磷酸钨酸锆等。这些中,特别优选二氧化硅。另外,作为二氧化硅,优选球形二氧化硅。关于无机填充材料,可以单独使用1种,也可组合使用2种以上。
若含有平均粒径大的无机填充材料,则导致光发生散射,因而导致显影性差。因此,通常在树脂组合物中含有平均粒径小于0.5μm的无机填充材料。然而,本发明人等认识到,若将(A)~(E)成分组合,则在含有平均粒径为0.5μm以上的无机填充材料时,有时可得到显影性优异的固化物。
从得到显影性优异、平均线热膨胀系数低的固化物的观点考虑,无机填充材料的平均粒径优选为0.5μm以上,优选为0.8μm以上,更优选为1μm以上。对于该平均粒径的上限而言,从得到优异的分辨力的观点考虑,为2.5μm以下,优选为2μm以下,更优选为1.5μm以下,进一步优选为1.3μm以下。作为具有这样的平均粒径的无机填充材料的市售品,可举出例如:雅都玛(Admatechs)公司制“SOC2”、“SC2050”、“SOC4”、“SC4050”、“ADMAFINE”、电气化学工业公司制“SFP系列”、新日铁住金材料公司制“SP(H)系列”、堺化学工业公司制“Sciqas系列”、日本触媒公司制“Seahostar 系列”、新日铁住金材料公司制的“AZ系列”、“AX系列”、堺化学工业公司制的“B系列”、“BF系列”等。
无机填充材料的平均粒径可利用基于米氏(Mie)散射理论的激光衍射-散射法测定。具体而言,可通过以下方式测定:利用激光衍射散射式粒径分布测定装置,以体积基准制成无机填充材料的粒径分布,将其中值粒径作为平均粒径。关于测定样品,可优选使用利用超声波将无机填充材料分散于水中而得到的样品。作为激光衍射散射式粒径分布测定装置,可使用株式会社堀场制作所制“LA-960”。
从显著得到本发明的效果的观点考虑,(D)无机填充材料的比表面积优选为1m2/g以上,更优选为2m2/g以上,特别优选为5m2/g以上。对上限没有特别限制,优选为60m2/g以下、50m2/g以下或40m2/g以下。(D)无机填充材料的比表面积可利用BET法测定。
从提高耐湿性及分散性的观点考虑,优选用表面处理剂对无机填充材料进行了表面处理。作为表面处理剂,可举出例如: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。
作为表面处理剂的市售品,可举出例如:信越化学工业公司制“KBM22”(二甲基二甲氧基硅烷)、信越化学工业公司制“KBM403”(3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷)、信越化学工业公司制“KBM803”(3-巯基丙基三甲氧基硅烷)、信越化学工业公司制“KBE903”(3-氨基丙基三乙氧基硅烷)、信越化学工业公司制“KBM573”(N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷)、信越化学工业公司制“KBM5783”(N-苯基-3-氨基辛基三甲氧基硅烷)、信越化学工业公司制“SZ-31”(六甲基二硅氮烷)、信越化学工业公司制“KBM103”(苯基三甲氧基硅烷)、信越化学工业公司制“KBM-4803”(长链环氧型硅烷偶联剂)等。关于表面处理剂,可以单独使用1种,也可以以任意的比率组合使用2种以上。
基于表面处理剂的表面处理的程度可通过(C)成分的每单位表面积的碳量来评价。从提高(C)成分的分散性的观点考虑,(C)成分的每单位表面积的碳量优选为0.02mg/m2以上,更优选为0.1mg/m2以上,特别优选为0.2mg/m2以上。另一方面,从抑制树脂组合物的熔体粘度及片材形态下的熔体粘度的上升的观点考虑,前述的碳量优选为1mg/m2以下,更优选为0.8mg/m2以下,特别优选为0.5mg/m2以下。
(C)成分的每单位表面积的碳量可在利用溶剂(例如甲基乙基酮(以下有时简称为“MEK”))对表面处理后的(C)成分进行洗涤处理后测定。具体而言,可将足量的甲基乙基酮与用表面处理剂进行了表面处理的(C)成分混合,于25℃进行5分钟超声波洗涤。然后,将上清液除去,使固体成分干燥,然后使用碳分析计,来测定(C)成分的每单位表面积的碳量。作为碳分析计,可使用株式会社堀场制作所制“EMIA-320V”。
从得到平均线热膨胀系数低的固化物的观点考虑,在将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(C)成分的含量优选为10质量%以上,优选为13质量%以上,更优选为15质量%以上。对于上限而言,从提高显影性的观点、抑制翘曲的观点考虑,优选为50质量%以下,更优选为45质量%以下,更优选为40质量%以下或35质量%以下。
<(D)光聚合引发剂>
树脂组合物含有(D)光聚合引发剂。通过含有(D)光聚合引发剂,从而能有效地使树脂组合物进行光固化。
(D)光聚合引发剂没有特别限制,可举出例如:双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦)、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦等酰基氧化膦系光聚合引发剂;1-[4-(苯硫基)-1,2-辛烷二酮2-(O-苯甲酰肟)、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-乙酮1-(O-乙酰肟)等肟酯系光聚合引发剂;2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-1-丁酮、2-(二甲基氨基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基-1-丙酮等α-氨基烷基苯某酮系光聚合引发剂;二苯甲酮、甲基二苯甲酮、邻苯甲酰基苯甲酸、苯甲酰基乙基醚、2,2-二乙氧基苯乙酮、2,4-二乙基硫杂蒽酮、二苯基-(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基膦酸乙酯、4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮、1-羟基-环己基-苯基酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、1-[4-(2-羟基乙氧基)-苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦;锍盐系光聚合引发剂等。这些光聚合引发剂可以单独使用1种,也可并用2种以上。这些中,从更有效地使树脂组合物进行光固化的观点、提高分辨力的观点考虑,优选酰基氧化膦系光聚合引发剂、肟酯系光聚合引发剂,更优选肟酯系光聚合引发剂。
作为(D)光聚合引发剂的具体例,可举出:IGM公司制的“Omnirad907”、“Omnirad369”、“Omnirad379”、“Omnirad819”、“OmniradTPO”、BASF公司制的“IrgacureOXE-01”、“IrgacureOXE-02”、“IrgacureTPO”、“Irgacure819”、ADEKA公司制的“N-1919”等。
此外,对于树脂组合物而言,可以与(D)光聚合引发剂组合而包含光聚合引发助剂。作为光聚合引发助剂,可举出例如:N,N-二甲基氨基苯甲酸乙酯、N,N-二甲基氨基苯甲酸异戊酯、4-二甲基氨基苯甲酸戊酯、三乙基胺、三乙醇胺等叔胺类;吡唑啉类、蒽类、香豆素类、氧杂蒽酮类、硫杂蒽酮类等光敏剂等。这些光聚合引发助剂可以单独使用任意1种,也可并用2种以上。
作为(D)光聚合引发剂的含量,从使树脂组合物充分光固化、提高绝缘可靠性这样的观点考虑,将树脂组合物的不挥发成分设为100质量%时,优选为0.01质量%以上,更优选为0.1质量%以上,进一步优选为0.3质量%以上。另一方面,从抑制因灵敏度过剩而导致的分辨力下降这样的观点考虑,对于上限而言,优选为5质量%以下,更优选为3质量%以下,进一步优选为1.5质量%以下。需要说明的是,树脂组合物包含光聚合引发助剂时,优选(D)光聚合引发剂与光聚合引发助剂的总含量为上述范围内。
<(E)橡胶粒子>
树脂组合物含有(E)橡胶粒子。对于(E)橡胶粒子而言,通常折射率高于(C)成分,因此,与组合地包含(A)~(D)成分的成分的折射率匹配,在对树脂组合物的固化物进行曝光时,光变得不易散射。另外,(E)橡胶粒子为粒子状,因此,容易用显影液将其除去。此外,橡胶粒子通常具有应力松弛作用,因此,在形成树脂组合物的固化物时产生的内部应力可通过(E)橡胶粒子而被松弛。因此,通过使树脂组合物含有(E)橡胶粒子,能抑制固化物的翘曲,能提高固化物的显影性。
对于(E)橡胶粒子而言,优选的是,不溶于制备树脂组合物时的有机溶剂,也不与树脂组合物中的树脂成分相容,在树脂组合物的清漆中以分散状态存在。(E)橡胶粒子通常可通过以下方式来制备:将橡胶成分的分子量增大至不溶于有机溶剂或树脂的程度,将其形成为粒子状。
作为(E)橡胶粒子,可举出例如:核壳型橡胶粒子、交联丙烯腈丁二烯橡胶(NBR)粒子、交联苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)粒子、丙烯酸系橡胶粒子等。其中,从抑制固化物的翘曲、及提高显影性的观点考虑,优选为核壳型橡胶粒子。
核壳型橡胶粒子是包含位于该粒子的表面的壳层、和位于该壳层的内部的核层的橡胶粒子,可在壳层与核层之间包含中间层。作为核壳型橡胶粒子,例如可举出:包含由玻璃状聚合物形成的壳层、和由橡胶状聚合物形成的核层的核壳型橡胶粒子;包含由玻璃状聚合物形成的壳层、由橡胶状聚合物形成的中间层、和由玻璃状聚合物形成的核层的核壳型橡胶粒子;等等。作为玻璃状聚合物,可举出例如甲基丙烯酸甲酯的聚合物等,作为橡胶状聚合物,可举出例如丙烯酸丁酯聚合物(丁基橡胶)等。
作为核壳型橡胶粒子的具体例,可举出AICA 工业公司制的STAPHYLOID“AC3832”、“AC3816N”、三菱化学公司制的“METABLEN KW-4426”等。
作为交联丙烯腈丁二烯橡胶粒子的具体例,可举出JSR公司制的“XER-91”(平均粒径0.5μm)等。
作为交联苯乙烯丁二烯橡胶粒子的具体例,可举出JSR公司制“XSK-500”(平均粒径0.5μm)等。
作为丙烯酸系橡胶粒子的具体例,可举出三菱化学公司制的METABLEN “W300A”(平均粒径0.1μm)、“W450A”(平均粒径0.2μm)、陶氏化学公司制的“EXL-2655”等。
(E)橡胶粒子可以单独使用1种,也可组合使用2种以上。
(E)橡胶粒子的平均粒径与(C)成分的平均粒径相同,可利用同样的方法测定。
作为(E)橡胶粒子的含量,从抑制固化物的翘曲、提高固化物的显影性的观点考虑,在将树脂组合物的不挥发成分设为100质量%时,优选为0.3质量%以上,更优选为0.5质量%以上,进一步优选为1质量%以上,优选为40质量%以下,更优选为35质量%以下,进一步优选为30质量%以下。
<(F)玻璃化转变温度为-20℃以下的(甲基)丙烯酸系聚合物>
树脂组合物可含有(F)玻璃化转变温度为-20℃以下的(甲基)丙烯酸系聚合物。其中,(F)成分不包括属于(A)成分的物质。通过使树脂组合物含有(F)成分,从而在对所得固化物进行显影时,容易在与显影液之间发生适度的相分离,容易用显影液将其除去。其结果,能进一步提高固化物的显影性。另外,通过使树脂组合物含有(F)成分,能松弛应力,能进一步抑制所得固化物的翘曲。所谓(甲基)丙烯酸系聚合物,是指包含具有将(甲基)丙烯酸系单体聚合而形成的结构的结构单元的聚合物。作为这样的(甲基)丙烯酸系聚合物,可举出将(甲基)丙烯酸系单体聚合而形成的聚合物、或将(甲基)丙烯酸系单体和能与该(甲基)丙烯酸系单体共聚的单体进行共聚而形成的聚合物。
对于(F)成分的玻璃化转变温度(Tg)而言,从提高柔软性的观点考虑,优选为-20℃以下,更优选为-23℃以下,进一步优选为-25℃以下。对于下限而言,从提高碱溶解性的观点考虑,优选为-300℃以上,更优选为-200℃以上,进一步优选为-100℃以上、-80℃以上。此处,所谓(F)成分的玻璃化转变温度,是指(F)成分的主链的理论上的玻璃化转变温度,该理论上的玻璃化转变温度可通过以下所示的FOX方程算出。由FOX方程算出的玻璃化转变温度与通过差示扫描量热测定(TMA、DSC、DTA)测得的玻璃化转变温度大致一致,因此,可通过差示扫描量热测定来测定(F)成分的主链的玻璃化转变温度;
1/Tg=(W1/Tg1)+(W2/Tg2)+・・・+(Wm/Tgm)
W1+W2+・・・+Wm=1
Wm表示构成(F)成分的各单体的含量(质量%),Tgm表示构成(F)成分的各单体的玻璃化转变温度(K)。
(F)成分优选为含有烯属不饱和基团及羧基的(甲基)丙烯酸系聚合物,更优选为在1分子中同时具有羧基和2个以上烯属不饱和基团的(甲基)丙烯酸系聚合物。
作为烯属不饱和基团,与(A)成分中的烯属不饱和基团相同,优选的范围也相同。
作为(F)成分,可举出使含有环氧基的共聚物与(甲基)丙烯酸反应、进而与酸酐反应而得到的酸改性不饱和环氧(甲基)丙烯酸系共聚物等。详细而言,使含有环氧基的共聚物与(甲基)丙烯酸反应,得到不饱和环氧(甲基)丙烯酸系共聚物,使不饱和环氧(甲基)丙烯酸系共聚物与酸酐反应,从而可得到酸改性不饱和环氧(甲基)丙烯酸系共聚物。含有环氧基的共聚物的环氧基通常通过与(甲基)丙烯酸的反应而实质上消失。
含有环氧基的共聚物可通过使含有环氧基的单体及根据需要的任意的单体聚合而得到。作为含有环氧基的单体,可举出例如:(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧丁酯、(甲基)丙烯酸2-甲基-3,4-环氧环己酯、烯丙基缩水甘油基醚等含有环氧基的(甲基)丙烯酸酯单体,优选(甲基)丙烯酸缩水甘油酯。含有环氧基的单体可单独使用,也可将2种以上混合而使用。
作为任意的单体,可举出例如:苯乙烯、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸正庚酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸鲸蜡基酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯、(甲基)丙烯酸山嵛基酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸4-叔丁基环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片基酯、(甲基)丙烯酸双环戊基酯、(甲基)丙烯酸苄酯、丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯腈、3-(甲基)丙烯酰基丙基三甲氧基硅烷、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基氨基乙基酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基正丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基正丁酯、(甲基)丙烯酸3-羟基正丁酯、1,4-环己烷二甲醇单(甲基)丙烯酸酯、甘油单(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基-2-羟基乙基邻苯二甲酸酯、在末端具有羟基的内酯改性(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸1-金刚烷基酯等,优选(甲基)丙烯酸正丁酯。任意的单体可单独使用,也可将2种以上混合而使用。
关于在得到(F)成分时使用的酸酐,可使用与在得到(A)成分时使用的酸酐同样的酸酐。
作为(F)成分的优选的一个实施方式,是如下的化合物:使通过使含有环氧基的单体及任意的单体聚合而得到的含有环氧基的共聚物、(甲基)丙烯酸以及酸酐反应而得到的化合物,其中,含有环氧基的单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯,任意的单体为丙烯酸丁酯,酸酐为四氢邻苯二甲酸酐。
作为(F)成分的重均分子量,从提高固化物的显影性的观点考虑,为30000以下,优选为28000以下,更优选为25000以下。作为下限,从涂膜性的观点考虑,优选为5000以上,更优选为10000以上,进一步优选为15000以上。重均分子量可按照与(A)成分的重均分子量同样的方法测定。
作为(F)成分的酸值,从提高固化物的碱显影性这样的观点考虑,酸值优选为0.1mgKOH/g以上,更优选为0.5mgKOH/g以上,进一步优选为1mgKOH/g以上。另一方面,从在显影时残渣的除去性优异这样的观点考虑,酸值优选为150mgKOH/g以下,更优选为120mgKOH/g以下,进一步优选为100mgKOH/g以下。酸值可利用与(A)成分中的酸值同样的方法算出。
树脂组合物含有(F)成分时,作为(F)成分的含量,从得到显影性优异、抑制了翘曲的固化物的观点考虑,在将树脂组合物的不挥发成分设为100质量%时,优选为1质量%以上,更优选为3质量%以上,进一步优选为5质量%以上,优选为25质量%以下,更优选为20质量%以下,进一步优选为15质量%以下。
作为树脂组合物中的(A)成分的含量与(F)成分的总含量,从显著得到本发明的效果的观点考虑,在将树脂组合物的不挥发成分设为100质量%时,优选为10质量%以上,更优选为15质量%以上,进一步优选为20质量%以上,优选为50质量%以下,更优选为45质量%以下,进一步优选为40质量%以下。
将树脂组合物中的(A)成分的含有质量设为W(a),将树脂组合物中的(F)成分的含有质量设为W(f)时,从得到显影性更优异的固化物的观点考虑,W(f)/W(a)优选为0.1以上,更优选为0.2以上,进一步优选为0.3以上,优选为3以下,更优选为1.5以下,进一步优选为1以下。此处,所谓树脂组合物中的(A)成分的含有质量,表示将树脂组合物的不挥发成分设为100质量%时的(A)成分的含量;所谓树脂组合物中的(F)成分的含有质量,表示将树脂组合物的不挥发成分设为100质量%时的(F)成分的含量。
<(G)活性稀释剂>
树脂组合物可以进一步含有(G)活性稀释剂。通过含有(G)活性稀释剂,可提高光学活性(光学反应性)。作为(G)活性稀释剂,例如,可使用在1分子中具有1个以上的(甲基)丙烯酰基且在室温下为液体、固体或半固体的感光性(甲基)丙烯酸酯化合物。所谓室温表示25℃左右。
作为代表性的感光性(甲基)丙烯酸酯化合物,可举出例如:三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯,丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丁酯等丙烯酸羟基烷基酯类;乙二醇、甲氧基四甘醇、聚乙二醇、丙二醇等二醇类的单丙烯酸酯类或二丙烯酸酯类;N,N-二甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺等丙烯酰胺类;丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯等丙烯酸氨基烷基酯类;三羟甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇等多元醇或它们的环氧乙烷、环氧丙烷或ε-己内酯的加成物的多元丙烯酸酯类;丙烯酸苯氧基酯、丙烯酸苯氧基乙酯等酚类、或其环氧乙烷或环氧丙烷加成物等的丙烯酸酯类;由三羟甲基丙烷三缩水甘油基醚等缩水甘油基醚衍生的环氧丙烯酸酯类;三聚氰胺丙烯酸酯类;及/或与上述的丙烯酸酯对应的甲基丙烯酸酯类等。这些中,优选多元丙烯酸酯类或多元甲基丙烯酸酯类,例如,作为三元的丙烯酸酯类或甲基丙烯酸酯类,可举出:三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷EO加成三(甲基)丙烯酸酯、甘油PO加成三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、四糠醇低聚(甲基)丙烯酸酯、乙基卡必醇低聚(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇低聚(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇低聚(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷低聚(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇低聚(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、N,N,N',N'-四(β-羟基乙基)乙基二胺的(甲基)丙烯酸酯等;作为三元以上的丙烯酸酯类或甲基丙烯酸酯类,可举出:三(2-(甲基)丙烯酰基氧基乙基)磷酸酯、三(2-(甲基)丙烯酰基氧基丙基)磷酸酯、三(3-(甲基)丙烯酰基氧基丙基)磷酸酯、三(3-(甲基)丙烯酰基-2-羟基氧基丙基)磷酸酯、二(3-(甲基)丙烯酰基-2-羟基氧基丙基)(2-(甲基)丙烯酰基氧基乙基)磷酸酯、(3-(甲基)丙烯酰基-2-羟基氧基丙基)二(2-(甲基)丙烯酰基氧基乙基)磷酸酯等磷酸三酯(甲基)丙烯酸酯等。关于这些感光性(甲基)丙烯酸酯化合物,可以单独使用任意1种,也可并用2种以上。
(G)活性稀释剂可使用市售品,作为具体例,可举出:“DPHA”(二季戊四醇六丙烯酸酯,日本化药公司制)、“DCP-A”(三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯,共荣社化学公司制)等。
树脂组合物含有(G)活性稀释剂时,从促进光固化、并且在将树脂组合物形成为固化物时抑制发粘这样的观点考虑,将树脂组合物的固体成分整体设为100质量%时,(G)活性稀释剂的含量优选为0.5质量%以上,更优选为3质量%以上,进一步优选为5质量%以上,优选为25质量%以下,更优选为20质量%以下,进一步优选为15质量%以下。
<(H)有机溶剂>
树脂组合物可以进一步含有(H)有机溶剂。通过含有(H)有机溶剂,可调节清漆粘度。作为(H)有机溶剂,可举出例如:乙基甲基酮、环己酮等酮类;甲苯、二甲苯、四甲基苯等芳烃类;甲基溶纤剂、丁基溶纤剂、甲基卡必醇、丁基卡必醇、丙二醇单甲基醚、二丙二醇单乙基醚、二丙二醇二乙基醚、三乙二醇单乙基醚等二醇醚类;乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁基溶纤剂乙酸酯、卡必醇乙酸酯、乙基二甘醇乙酸酯等酯类;辛烷、癸烷等脂肪族烃类;石油醚、石脑油、氢化石脑油、溶剂石脑油等石油系溶剂等。这些有机溶剂可以单独使用1种,也可组合使用或2种以上。对于使用有机溶剂时的含量而言,从树脂组合物的涂布性的观点考虑,可以适当调整。
<(I)其他添加剂>
在不妨碍本发明目的的程度,树脂组合物可以进一步含有(I)其他添加剂。作为(I)其他添加剂,可举出例如:东亚合成公司制的“IXEPLAS-A3”等离子捕获剂、在20℃下为液态的环氧树脂、热塑性树脂、有机填充材料、三聚氰胺、有机膨润土等的微粒、酞菁蓝、酞菁绿、碘绿、重氮黄、结晶紫、氧化钛、炭黑、萘黑等着色剂、氢醌、吩噻嗪、甲基氢醌、氢醌单甲基醚、邻苯二酚、连苯三酚等阻聚剂、膨润土(Benton)、蒙脱石等增稠剂、有机硅系、氟系、乙烯基树脂系的消泡剂、溴化环氧化合物、酸改性溴化环氧化合物、锑化合物、芳族缩合磷酸酯、含卤素缩合磷酸酯等阻燃剂、酚系固化剂、氰酸酯系固化剂等热固化树脂等各种添加剂。
对于树脂组合物而言,作为必需成分混合上述(A)~(E)成分,作为任意成分适当地混合上述(F)~(I)成分,另外,根据需要,利用三辊磨、球磨机、珠磨机、砂磨机等混炼装置、或高速混合机、行星式混合机等搅拌装置进行混炼或搅拌,由此制造成树脂清漆。
<树脂组合物的物性、用途>
本发明的树脂组合物由于含有(A)~(E)成分,因而通常显示25℃下的弹性模量低这样的特性。因此,通过使用该树脂组合物,能得到可抑制印刷布线板的翘曲的绝缘层及阻焊剂层。于190℃使树脂组合物进行90分钟热固化而得到的固化物在25℃下的弹性模量优选为4GPa以下,更优选为3GPa以下,进一步优选为2GPa以下。下限没有特别限制,通常可以为0.1GPa以上等。弹性模量可利用拉伸-压缩试验机、动态粘弹性测定装置(DMA)等来测定。
例如,使用上述的树脂组合物,利用实施例中记载的方法,在铜箔上形成树脂组合物的固化物层,制作评价样品。这种情况下,可使利用评价样品的实施例中记载的方法测定的翘曲量通常为3.5mm以下、2.5mm以下、或2mm以下。
本发明的树脂组合物由于含有(A)~(E)成分,因而能得到显影性优异的固化物。因此,通过使用该树脂组合物,能得到显影性优异的绝缘层及阻焊剂层。例如,利用实施例中记载的方法,制作评价用层叠体。这种情况下,评价用层叠体的无残渣的最小开口直径(最小通孔直径)优选为100μm以下,更优选为90μm以下,进一步优选为80μm以下、70μm以下。下限没有特别限制,可以为10μm以上等。另外,由于本发明的树脂组合物的固化物的显影性优异,因而,在利用实施例中记载的方法对评价用层叠体的外观进行评价时,通常,在所有未曝光部均未残留树脂成分,另外,即使观察任意三个最小开口直径的开口形状,开口形状也不是扁瘪的形状,而且也未观察到裂缝。
本发明的树脂组合物由于含有(A)~(E)成分,因而可得到绝缘可靠性优异的固化物。因此,通过使用该树脂组合物,能得到绝缘可靠性优异的绝缘层及阻焊剂层。例如,对利用实施例中记载的方法得到的绝缘层的初始电阻值和HAST试验后的HAST电阻值进行比较,通常几乎见不到HAST电阻值的下降。
本发明的树脂组合物由于含有(A)~(E)成分,因而可得到焊料耐热性优异的固化物。因此,通过使用该树脂组合物,可得到焊料耐热性优异的绝缘层及阻焊剂层。例如,利用实施例中记载的方法,制作评价用层叠体。这种情况下,对于评价用层叠体,利用由实施例中记载的方法进行测定的方法,对焊料耐热性进行评价,通常未发现绝缘层的剥离、图案的变形等。
本发明的树脂组合物的用途没有特别限制,可用于树脂片材、电路基板(层叠板用途、多层印刷布线板用途等)、阻焊剂、底部填充材料、芯片键合材料、半导体密封材料、填充树脂、部件埋入树脂等树脂组合物的广泛用途。其中,可作为阻焊剂用树脂组合物(将树脂组合物的固化物作为阻焊剂的印刷布线板)、印刷布线板的绝缘层用树脂组合物(将树脂组合物的固化物作为绝缘层的印刷布线板)、层间绝缘层用树脂组合物(将树脂组合物的固化物作为层间绝缘层的印刷布线板)、及镀层形成用树脂组合物(在树脂组合物的固化物上形成了镀层的印刷布线板)而合适地使用。
[树脂片材]
本发明的树脂组合物可以以在支承体上形成有树脂组合物层而成的树脂片材的形态合适地使用。即,树脂片材包含支承体、和设置于该支承体上的由本发明的树脂组合物形成的树脂组合物层。
作为支承体,可举出例如:聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜、聚丙烯膜、聚乙烯膜、聚乙烯醇膜、三乙酰乙酸酯膜等,特别优选聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。
作为市售的支承体,可举出例如:王子制纸公司制的产品名“Alphan MA-410”、“E-200C”、信越薄膜公司制的聚丙烯膜、帝人公司制的产品名“PS-25”等PS系列等聚对苯二甲酸乙二醇酯膜等,但不限于这些。对于这些支承体而言,为了容易将树脂组合物层除去,优选在表面上涂布有有机硅涂层剂这样的剥离剂。支承体的厚度优选为5μm~50μm的范围,更优选为10μm~25μm的范围。通过使厚度为5μm以上,从而在显影前进行支承体剥离时,能抑制支承体破损;通过使厚度为50μm以下,能提高从支承体上曝光时的分辨率。另外,优选低白点(fish eye)的支承体。此处所谓白点,是指在使材料进行热熔融、混炼、挤出、双轴拉伸、浇注法等来制造膜时,材料的异物、未溶解物、氧化降解物等进入到膜中而成的白点。
另外,为了减少利用紫外线等活性能量射线进行曝光时的光的散射,支承体优选透明性优异。关于支承体,具体而言,优选成为透明性指标的浊度(按照JIS K6714进行了标准化的雾度)为0.1~5。
树脂组合物层可以被保护膜保护。通过用保护膜对树脂片材的树脂组合物层侧进行保护,从而能防止灰尘等附着于树脂组合物层表面、或在树脂组合物层表面上产生损伤。作为保护膜,可使用利用与上述的支承体同样的材料构成的膜。保护膜的厚度没有特别限制,优选为1μm~40μm的范围,更优选为5μm~30μm的范围,进一步优选为10μm~30μm的范围。需要说明的是,对于保护膜而言,优选相对于树脂组合物层与支承体的粘接力,树脂组合物层与保护膜的粘接力小。
本发明的树脂片材可按照本领域技术人员公知的方法,例如通过下述方法制造:制备将本发明的树脂组合物溶解于有机溶剂中而成的树脂清漆,将该树脂清漆涂布于支承体上,通过加热或吹热风等使有机溶剂干燥,从而形成树脂组合物层。具体而言,首先,利用真空脱泡法等,将树脂组合物中的泡完全除去,然后将树脂组合物涂布于支承体上,利用热风炉或远红外线炉将溶剂除去,使其干燥,接着,根据需要,在得到的树脂组合物层上层叠保护膜,由此可制造树脂片材。具体的干燥条件根据树脂组合物的固化性、树脂清漆中的有机溶剂量而不同,可在包含30质量%~60质量%的有机溶剂的树脂清漆中,于80℃~120℃干燥3分钟~13分钟。从防止后续工序中的有机溶剂的扩散方面考虑,树脂组合物层中的残留有机溶剂量相对于树脂组合物层的总量优选为5质量%以下,更优选为2质量%以下。本领域技术人员能通过简单的实验适当地设定合适的干燥条件。从提高处理性、并且抑制树脂组合物层内部的灵敏度及分辨率降低这样的观点考虑,树脂组合物层的厚度优选为5μm~500μm的范围,更优选为10μm~200μm的范围,进一步优选为15μm~150μm的范围,进一步更优选为20μm~100μm的范围,特别是更优选为20μm~60μm的范围。
作为树脂组合物的涂布方式,可举出例如:凹版涂布方式、微型凹版涂布方式、反向涂布(reverse coating)方式、接触式反向涂布(kiss reverse coating)方式、口模式涂布(die coating)方式、夹缝式挤压(slot die)方式、唇模涂布(lip coating)方式、逗号涂布(comma coating)方式、刮板涂布(blade coating)方式、辊涂布方式、刮刀涂布(knifecoating)方式、帘幕式涂布(curtain coating)方式、密闭腔式(chamber)凹版涂布方式、夹缝喷嘴型(slot orifice)方式、喷涂方式、浸渍涂布方式等。
对于树脂组合物而言,可以分成数次来涂布,也可以用1次来涂布,另外,也可组合多种不同方式来涂布。其中,优选均匀涂布性优异的口模式涂布。另外,为了避免异物混入等,优选在洁净室等异物产生少的环境中实施涂布工序。
[印刷布线板]
本发明的印刷布线板包含由本发明的树脂组合物的固化物形成的绝缘层,具有无芯结构。该绝缘层优选作为阻焊剂使用。所谓无芯结构,是指不包含芯基板的印刷布线板、搭载半导体的基板的结构,不仅能减少其整体的厚度,而且能缩短信号处理时间。作为这样的印刷布线板的具体例,可举出:无芯FC-BGA(Ball Grid Array,球栅阵列)、ETS(EmbeddedMolding Substrate,内埋式线路基板)、MIS-BGA(Ball Grid Array,球栅阵列)等。
详细而言,本发明的印刷布线板可使用上述的树脂片材制造。以下,对绝缘层为阻焊剂的情况进行说明。
<层压工序>
层压工序是使用真空层压机,将树脂片材的树脂组合物层侧层压在支承基板的一面或两面的工序。层压工序中,在树脂片材具有保护膜的情况下,将该保护膜除去后,根据需要将树脂片材及支承基板预热,一边将树脂组合物层加压及加热,一边压接于支承基板。对于树脂片材,优选使用利用真空层压法在减压下层压于支承基板的方法。
作为支承基板,可举出例如: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、热固化型聚苯醚基板等。另外,从容易将支承基板剥离的观点考虑,可以在支承基板的表面形成铜箔等金属层。
层压工序的条件没有特别限制,例如,优选在使压接温度(层压温度)为优选70℃~140℃、使压接压力为优选1kgf/cm2~11kgf/cm2(9.8×104N/m2~107.9×104N/m2)、使压接时间为优选5秒~300秒、使空气压为20mmHg(26.7hPa)以下的减压下进行层压。另外,层压工序可以是间歇式,也可以是使用辊的连续式。真空层压法可使用市售的真空层压机进行。作为市售的真空层压机,可举出例如:Nikko-Materials公司制真空敷料器(vacuumapplicator)、株式会社名机制作所制真空加压式层压机、Hitachi Industries公司制辊式干式涂布机、Hitachi AIC 公司制真空层压机等。如上所述地操作,可在支承基板上形成树脂片材。
<曝光工序>
通过层压工序,在支承基板上设置了树脂片材后,接下来,进行通过掩模图案,向树脂组合物层的规定部分照射活化射线,使照射部的树脂组合物层光固化的曝光工序。作为活化射线,可举出例如紫外线、可见光线、电子束、X射线等,特别优选紫外线。紫外线的照射量大致为10mJ/cm2~1000mJ/cm2。曝光方法包括使掩模图案密合于印刷布线板而进行的接触曝光法、以及在不密合的状态下使用平行光线进行曝光的非接触曝光法,使用哪种都可以。另外,在树脂组合物层上存在支承体的情况下,可以从支承体上进行曝光,也可以在将支承体剥离后进行曝光。
阻焊剂由于使用本发明的树脂组合物,因而显影性优异。因此,作为掩模图案中的曝光图案,例如,可使用电路宽度(线宽;L)与电路间的宽度(线距;S)之比(L/S)为100μm/100μm以下(即,布线间距200μm以下)、L/S=80μm/80μm以下(布线间距160μm以下)、L/S=70μm/70μm以下(布线间距140μm以下)、L/S=60μm/60μm以下(布线间距120μm以下)、L/S=50μm/50μm以下(布线间距100μm以下)的图案。另外,作为曝光图案,例如,可使用开口为100μm以下的圆孔、90μm以下的圆孔、80μm以下的圆孔、70μm以下的圆孔、60μm以下的圆孔、50μm以下的圆孔的图案。需要说明的是,间距不需要在电路基板的整体范围内相同。
<显影工序>
曝光工序后,将树脂组合物层上的支承体除去,然后,利用湿式显影或干式显影,将未经光固化的部分(未曝光部)除去而进行显影,由此,可形成图案。
上述湿式显影的情况下,作为显影液,可使用碱性水溶液、水系显影液、有机溶剂等安全且稳定、操作性良好的显影液,其中,优选基于碱水溶液的显影工序。另外,作为显影方法,可适当采用喷雾、摇动浸渍、刷涂(brushing)、刮涂(scrapping)等公知的方法。
作为可作为显影液使用的碱性水溶液,可举出例如:氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾等碱金属氢氧化物、碳酸钠、碳酸氢钠等碳酸盐或碳酸氢盐、磷酸钠、磷酸钾等碱金属磷酸盐、焦磷酸钠、焦磷酸钾等碱金属焦磷酸盐的水溶液、四烷基氢氧化铵等不含金属离子的有机碱的水溶液,从不含金属离子、不会对半导体芯片造成影响这方面考虑,优选四甲基氢氧化铵(TMAH)的水溶液。
在这些碱性水溶液中,为了提高显影效果,可将表面活性剂、消泡剂等添加至显影液中。上述碱性水溶液的pH值例如优选为8~12的范围,更优选为9~11的范围。另外,上述碱性水溶液的碱浓度优选为0.1质量%~10质量%。上述碱性水溶液的温度可根据树脂组合物层的显影性适当选择,优选为20℃~50℃。
可作为显影液使用的有机溶剂例如为丙酮、乙酸乙酯、具有碳原子数为1~4的烷氧基的烷氧基乙醇、乙醇、异丙醇、丁醇、一缩二乙二醇单甲基醚、一缩二乙二醇单乙基醚、一缩二乙二醇单丁基醚。
对于这样的有机溶剂的浓度而言,相对于显影液总量,优选为2质量%~90质量%。另外,这样的有机溶剂的温度可根据显影性而进行调节。此外,这样的有机溶剂可以单独使用,或者组合2种以上而使用。作为单独使用的有机溶剂系显影液,可举出例如1,1,1-三氯乙烷、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、环己酮、甲基异丁基酮、γ-丁内酯。
图案形成中,根据需要可以同时使用上述的2种以上的显影方法。显影方式包括浸渍方式、旋覆浸没方式、喷雾方式、高压喷雾方式、刷涂方式、刮涂方式等,高压喷雾方式由于使分辨率提高而优选。作为采用喷雾方式时的喷雾压,优选为0.05MPa~0.3MPa。
<热固化(后烘烤)工序>
上述显影工序结束后,进行热固化(后烘烤)工序,形成阻焊剂。加热的条件根据树脂组合物中的树脂成分的种类、含量等适当选择即可,优选于150℃~220℃,在20分钟~180分钟的范围内选择,更优选于160℃~200℃,在30分钟~120分钟的范围内选择。需要说明的是,可在加热前进行基于高压汞灯的紫外线照射、使用了清洁炉(Clean Oven)的加热工序等。在照射紫外线的情况下,可根据需要调整其照射量,例如可以以0.05J/cm2~10J/cm2左右的照射量进行照射。
<剥离工序>
剥离工序是将支承基板剥离、制作无芯结构的印刷布线板的工序。支承基板的剥离方法没有特别限制。剥离工序在层压工序、曝光工序、及显影工序中的任意工序后进行即可。
<其他工序>
对于印刷布线板而言,可以在形成阻焊剂后,还包括开孔工序、去胶渣工序。这些工序可按照印刷布线板的制造中可用的本领域技术人员公知的各种方法实施。
形成阻焊剂后,根据期望,对在电路基板上形成的阻焊剂进行开孔工序,形成通孔、透孔。对于开孔工序而言,可利用例如钻头、激光、等离子体等公知的方法进行,另外,根据需要可将这些方法组合而进行,优选利用二氧化碳激光、YAG激光等激光进行开孔工序。
去胶渣工序是进行去胶渣处理的工序。在开孔工序中形成的开口部内部,通常附着有树脂残渣(胶渣)。所述胶渣成为电连接不良的原因,因此,在该工序中实施将胶渣除去的处理(去胶渣处理)。
去胶渣处理可利用干式去胶渣处理、湿式去胶渣处理或它们的组合来实施。
作为干式去胶渣处理,可举出例如使用了等离子体的去胶渣处理等。使用了等离子体的去胶渣处理可使用市售的等离子体去胶渣处理装置来实施。市售的等离子体去胶渣处理装置中,作为适合用于印刷布线板的制造用途的例子,可举出NISSIN公司制的微波等离子体装置、积水化学工业公司制的常压等离子体蚀刻装置等。
作为湿式去胶渣处理,可举出例如使用了氧化剂溶液的去胶渣处理等。在使用氧化剂溶液进行去胶渣处理的情况下,优选依次进行基于溶胀液的溶胀处理、基于氧化剂溶液的氧化处理、基于中和液的中和处理。作为溶胀液,可举出例如ATOTECH JAPAN公司制的“Swelling Dip Securiganth P”、“Swelling Dip Securiganth SBU”等。溶胀处理优选通过将形成有通孔等的基板在已加热至60℃~80℃的溶胀液中浸渍5分钟~10分钟来进行。作为氧化剂溶液,优选碱性高锰酸水溶液,可举出例如在氢氧化钠的水溶液中溶解高锰酸钾、高锰酸钠而成的溶液。基于氧化剂溶液的氧化处理优选通过将溶胀处理后的基板在已加热至60℃~80℃的氧化剂溶液中浸渍10分钟~30分钟来进行。作为碱性高锰酸水溶液的市售品,可举出例如ATOTECH JAPAN公司制的“Concentrate Compact CP”、“DosingSolution Securiganth P”等。基于中和液的中和处理优选通过将氧化处理后的基板在30℃~50℃的中和液中浸渍3分钟~10分钟来进行。作为中和液,优选酸性的水溶液,作为市售品,可举出例如ATOTECH JAPAN公司制的“Reduction Solution Securiganth P”。
在将干式去胶渣处理和湿式去胶渣处理组合实施时,可以先实施干式去胶渣处理,也可先实施湿式去胶渣处理。
在使用绝缘层作为层间绝缘层的情况下,也与阻焊剂的情况同样地进行,可以在热固化工序后,进行开孔工序、去胶渣工序、及镀覆工序。
镀覆工序是在绝缘层上形成导体层的工序。导体层可通过将无电解镀覆与电解镀覆组合而形成,另外,可以形成与导体层为相反图案的抗镀剂,仅通过无电解镀覆形成导体层。作为随后的图案形成的方法,例如,可使用本领域技术人员公知的减成法、半加成法等。
[半导体装置]
本发明的半导体装置包含印刷布线板。本发明的半导体装置可以使用本发明的印刷布线板来制造。
作为半导体装置,可举出供于电气制品(例如,计算机、移动电话、数码相机及电视机等)及交通工具(例如,摩托车、汽车、电车、船舶及飞机等)等的各种半导体装置。
本发明的半导体装置可通过在印刷布线板的导通位置安装部件(半导体芯片)来制造。所谓“导通位置”是指“印刷布线板中的传递电信号的位置”,其位置为表面、或为被埋入的位置均可。另外,半导体芯片没有特别限制,只要是将半导体作为材料的电气电路元件即可。
制造本发明的半导体装置时的半导体芯片的安装方法没有特别限制,只要能使半导体芯片有效地发挥功能即可,具体而言,可举出引线接合安装方法、倒装芯片安装方法、基于无焊内建层(Bump less Build-Up Layer, BBUL)的安装方法、基于各向异性导电膜(ACF)的安装方法、基于非导电性膜(NCF)的安装方法等等。此处所谓的“基于无焊内建层(BBUL)的安装方法”是指“将半导体芯片直接埋入至印刷布线板的凹部,使半导体芯片与印刷布线板上的布线连接的安装方法”。
实施例
以下,通过实施例具体说明本发明,但本发明不受这些实施例的限制。需要说明的是,在以下的记载中,只要没有另行明确说明,表示量的“份”及“%”分别指“质量份”及“质量%”。
((F)成分的玻璃化转变温度的测定)
(F)成分的玻璃化转变温度利用以下所示的FOX方程算出;
1/Tg=(W1/Tg1)+(W2/Tg2)+・・・+(Wm/Tgm)
W1+W2+・・・+Wm=1
Wm表示构成(F)成分的各单体的含量(质量%),Tgm表示构成(F)成分的各单体的玻璃化转变温度(K)。
((A)成分及(F)成分的重均分子量(Mw)的测定)
将利用凝胶渗透色谱法(GPC)测定的按照聚苯乙烯换算的重均分子量作为(A)成分及(F)成分的重均分子量。
(合成例1:(F)成分的合成)
向内容量为2升的五口反应容器内,添加甲基异丁基酮350g、甲基丙烯酸缩水甘油酯71g、丙烯酸丁酯136g及偶氮双异丁腈16g,一边吹入氮气一边于80℃进行6小时加热。接下来,向得到的反应溶液中添加丙烯酸36g、氢醌单甲基醚(Metokinon)4mg及三苯基膦4mg,一边吹入空气一边于100℃进行24小时加热。向得到的反应混合物中添加四氢邻苯二甲酸酐48g,于70℃进行10小时加热,添加溶剂,得到聚合物溶液。聚合物的理论Tg值为-28℃,固体成分含量为45质量%,Mw为18000,酸值为52mgKOH/g。
<实施例1~5、比较例1~6>
以下表所示的配合比例配合各成分,使用高速旋转混合机制备树脂清漆。接下来,作为支承体,准备用醇酸树脂系脱模剂(琳得科公司制,“AL-5”)进行了脱模处理的PET膜(东丽公司制,“LUMIRROR T6AM”,厚度为38μm,软化点为130℃,“脱模PET”)。用口模式涂布机将制备的树脂清漆均匀涂布于所述脱模PET,使得干燥后的树脂组合物层的厚度成为40μm,于80℃~110℃进行5分钟干燥,由此,得到在脱模PET上具有树脂组合物层的树脂片材。
[表1]
。
表中的缩写等如下所述;
・ZAR-2000:双酚A型环氧丙烯酸酯(日本化药公司制,酸值99mgKOH/g,固体成分浓度约为70%)
・ZFR-1491H:双酚F型环氧丙烯酸酯(日本化药公司制,酸值99mgKOH/g,固体成分浓度约为70%)
・NC3000H:固态联苯型环氧树脂(日本化药公司制,环氧当量约272)
・SC2050:对于熔融二氧化硅浆料(雅都玛公司制,平均粒径为0.5μm,比表面积为5.9m2/g)100质量份,用氨基硅烷(信越化学公司制,“KBM573”)0.5质量份进行了表面处理,并添加了MEK的浆料。固体成分浓度为70%
・IrgacureOXE-02:1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-乙酮1-(O-乙酰肟)(BASF制)
・AC3816N:具有核壳多层结构的有机微粒(Gantsu Kasei公司制,平均粒径0.5μm)
・合成例1:合成例1中合成的(F)成分
・DCP-A:三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯(共荣社化学公司制,丙烯酸酯当量约152)
・IXEPLAS-A3:离子捕获剂(东亚合成公司制,水滑石与磷酸锆的混合物)
・CCR-1171H:甲酚酚醛型环氧丙烯酸酯(日本化药公司制,酸值99mgKOH/g,固体成分浓度约为70%,Tg为-20℃以上)
・ZCR-1797H:联苯型环氧丙烯酸酯(日本化药公司制,酸值99mgKOH/g,固体成分浓度约为70%,Tg为-20℃以上)
・UN-5507:氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂(根上工业公司制,酸值60mgKOH/g,固体成分浓度约为70%)
・828:液态双酚A型环氧树脂(三菱化学公司制,环氧当量约190)
・PB3600:含有丁二烯结构的环氧树脂(大赛璐化学制,环氧当量约200)
・MEK:甲基乙基酮
・EDGAc:二乙二醇单乙基醚醋酸酯。
<树脂贴合时的翘曲的评价>
将实施例及比较例中制作的树脂片材配置在铜箔(JX日矿日石金属公司制,“JTC箔”,铜箔厚度为18μm)的单面的整个表面,使用真空层压机(Nikko Materials公司制,VP160)进行层叠。然后,切割成10cm×10cm的大小,将PET膜剥离,在190℃的烘箱中,使树脂片材进行90分钟热固化,得到评价样品。针对各四角四边的高度,用聚酰亚胺带将四边中的一边固定于SUS板,求出自SUS板起最高点的高度,由此求出翘曲的值(cm)。将翘曲的值大于3cm的样品表示为“×”。
<显影性的评价>
(评价用层叠体的制作)
准备形成有电路的玻璃环氧基板(覆铜层叠板),所述电路是对厚度为18μm的铜层进行图案化而得到的,利用基于包含有机酸的表面处理剂(CZ8100,MEC公司制)的处理对铜层实施粗糙化。接下来,以通过实施例、比较例而得到的树脂片材的树脂组合物层与铜电路表面接触方式进行配置,使用真空层压机(Nikko Materials公司制,VP160)进行层叠,形成依次层叠有前述覆铜层叠板、前述树脂组合物层、和前述支承体的层叠体。将压接条件设定为:真空抽吸的时间为30秒,压接温度为80℃,压接压力为0.7MPa,加压时间为30秒。将该层叠体在室温下静置30分钟以上,使用图案形成装置,用紫外线从该层叠体的支承体上进行曝光。关于曝光图案,使用绘制有开口为50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm的圆孔、L/S(线宽/线距)为50μm/50μm、60μm/60μm、70μm/70μm、80μm/80μm、90μm/90μm、100μm/100μm的线宽与线距、1cm×2cm的四边形的石英玻璃掩模。在室温下静置30分钟,然后,从前述层叠体剥离支承体。使用作为显影液的30℃的1质量%碳酸钠水溶液,以0.2MPa的喷雾压,在该层叠板上的树脂组合物层的整面,进行2分钟喷雾显影。喷雾显影后,进行1J/cm2的紫外线照射,进而于180℃进行30分钟的加热处理,形成具有开口部的图案绝缘层。将其作为评价用层叠体。
(曝光后的外观的评价)
通过目视观察评价用层叠体的1cm×2cm的四边形部分的图案绝缘层的未曝光部,按照下述的基准评价曝光后的外观,
○:在所有未曝光部均未残留树脂;
△:观察到非常少的树脂残渣;
×:通过目视能确认树脂成分。
(开口形状的评价及最小开口直径的测定)
用SEM(Hitachi High-Technologies公司制,S-4800)观察通过曝光而形成的各开口部(倍率为1000倍),测定无残渣的开口部的最小开口直径。将未曝光部的残渣多、未发现无残渣的最小开口直径的情况表示为“×”。另外,按照下述的基准评价开口部的开口形状,
○:观察任意的三点的开口,未观察到直径扁瘪的形状或裂缝;
×:观察任意的三点的开口,观察到直径扁瘪的形状或裂缝。
<绝缘可靠性的评价>
使用间歇式真空层压机(Nichigo-Morton公司制,VP160),将实施例及比较例中制作的树脂片材层压至L/S=15μm/15μm的TAB带。使用间歇式烘箱,于190℃进行90分钟加热,使树脂组合物层固化,得到绝缘层。测定固化后的绝缘层的电阻值,作为初始电阻值。接下来,在HAST试验机(楠本化成公司制,“ETAC PM422”)中,在130℃、85%Rh的条件下,放置50小时和放置100小时,测定各时间后的电阻值(HAST电阻值),对初始电阻值、50小时后的电阻值、及100小时后的电阻值进行比较,按照下述的基准评价电阻值下降的情况,
○:100小时后也未观察到电阻值下降;
△:保持电阻值50小时以上;
×:在50小时以下的时间内,电阻值下降。
<焊料耐热性的评价>
在评价用层叠体上涂布WF-6300(千住金属公司制,水溶性焊剂),投入至回焊炉(ANTOM公司制,HAS-6116)中于260℃以上保持1分钟以上的热过程。在回焊炉内通过三次,然后用60℃的水洗涤水溶性焊剂,通过目视观察,按照下述的基准对绝缘层的膨胀、剥离进行评价,
○:未发现剥离或图案的变形等;
×:发生了剥离或图案的变形等。
[表2]
。
由上表的结果可知,实施例1~5的翘曲量、显影性、绝缘可靠性及焊料耐热性优异。
可知不含(A)成分的比较例1~3的翘曲量、显影性、绝缘可靠性及焊料耐热性中的至少1项比实施例差,不能作为感光性的树脂组合物使用。
可知不含(E)橡胶粒子的比较例4的翘曲量比实施例差,不含(B)固态环氧树脂的比较例5的显影性、绝缘可靠性及焊料耐热性比实施例差,不能作为感光性的树脂组合物使用。
添加了具有丁二烯骨架的树脂来代替(E)橡胶粒子的比较例6的显影性比实施例差,不能作为感光性的树脂组合物使用。
确认了各实施例中,即使在不含(F)~(I)成分等的情况下,虽然程度存在差异,但也归结为与上述实施例同样的结果。
Claims (13)
1.一种树脂组合物,其含有:
(A)含有烯属不饱和基团及羧基且具有双酚骨架的树脂;
(B)固态环氧树脂;
(C)平均粒径为0.5μm以上的无机填充材料;
(D)光聚合引发剂;和
(E)橡胶粒子。
2.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(E)成分的含量为0.3质量%以上且30质量%以下。
3.根据权利要求1所述的树脂组合物,其用于形成阻焊剂。
4.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,(A)成分具有双酚A骨架。
5.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,(B)成分含有联苯型环氧树脂。
6.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(C)成分的含量为50质量%以下。
7.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,(C)成分为二氧化硅。
8.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,(D)成分为酰基氧化膦系光聚合引发剂或肟酯系光聚合引发剂。
9.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,还包含(F)玻璃化转变温度为-20℃以下的(甲基)丙烯酸系聚合物。
10.根据权利要求9所述的树脂组合物,其中,将(A)成分的含有质量设为W(a)、将(F)成分的含有质量设为W(f)时,W(f)/W(a)为0.1以上且3以下。
11.一种树脂片材,其具有:
支承体、和
设置于该支承体上的包含权利要求1~10中任一项所述的树脂组合物的树脂组合物层。
12.一种印刷布线板,其是包含由权利要求1~10中任一项所述的树脂组合物的固化物形成的绝缘层的印刷布线板,
其中,印刷布线板为无芯结构。
13.一种半导体装置,其包含权利要求12所述的印刷布线板。
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