CN111836869B - 研磨组合物 - Google Patents

Abstract

本发明为研磨组合物，对树脂进行研磨，含有氧化铝磨料、分散剂、水，所述氧化铝磨料中的氧化铝粒子的一次平均粒径与通过动态光散射法测定的所述氧化铝粒子的平均粒径之比为1：6.0～1：100。

Description

研磨组合物

关联申请的相互参照

本申请主张日本专利申请2018-048058号的优先权，并通过引用纳入本申请说明书的记载中。

技术领域

本发明涉及研磨组合物。

背景技术

近年，伴随印制电路板、模块基板、封装基板等的小型化及高集成化，布线的精密化及高密度化也在推进。该布线被重叠数层而形成有凹凸，因此需要通过研磨去除该凹凸，并使其变得平坦。

目前，在印制电路板等中，将由铜或铜合金构成的布线层叠在由树脂构成的绝缘基板上，并由此形成导电层。作为对铜或铜合金进行研磨的研磨组合物，例如已知一种研磨组合物，该研磨组合物含有硅胶等的磨料、铜络合剂、烷基苯磺酸三乙醇胺、和水(专利文献1)。

现有技术文献

专利文献1：日本国特开2015-90922号公报

发明内容

最近，在对印制电路板等进行研磨时，希望也同时对构成绝缘基板的树脂进行研磨。尤其，希望以较高的研磨速度对树脂进行研磨。但是，目前若为了提高研磨速度而增大研磨组合物中所含有的磨料的粒径，则存在该磨料会在研磨组合物中沉淀的问题。由此，无法均匀地将研磨组合物向研磨垫上供给。

发明欲解决的课题

本发明是鉴于这样的现状作出的发明，其课题在于提供一种研磨组合物，该研磨组合物能够抑制磨料的沉淀、且能够提高树脂的研磨速度。

用于解决课题的手段

本发明的发明者们发现，在利用含有氧化铝磨料、分散剂及水的研磨组合物对树脂进行研磨时，通过使所述氧化铝磨料中的氧化铝粒子的一次平均粒径与通过动态光散射法测定的所述氧化铝粒子的平均粒径之比在特定的范围，而能够抑制磨料的沉淀、且提高树脂的研磨速度。本发明的主旨如下。

本发明的研磨组合物，对树脂进行研磨，含有氧化铝磨料、分散剂、水，所述氧化铝磨料中的氧化铝粒子的一次平均粒径与通过动态光散射法测定的所述氧化铝粒子的平均粒径之比为1：6.0～1：100。

本发明的研磨组合物，所述分散剂优选为表面活性剂。

本发明的研磨组合物，所述表面活性剂优选为烷基苯磺酸盐。

附图说明

图1是表示利用实施例及比较例的研磨组合物对聚酰亚胺进行研磨时的研磨速度的图表。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式的研磨组合物进行说明。

＜研磨组合物＞

本发明的实施方式的研磨组合物包含氧化铝磨料、分散剂及水。

(氧化铝磨料)

本实施方式的研磨组合物含有氧化铝磨料。作为所述氧化铝磨料，没有特别限定，能够从公知的各种氧化铝粒子中进行适当选择并使用。作为这样公知的氧化铝粒子，例如能够列举α-氧化铝、γ-氧化铝、δ-氧化铝、θ-氧化铝、η-氧化铝、κ-氧化铝、χ-氧化铝等。另外，根据基于制法的分类，被称作气相氧化铝的氧化铝(典型的是在对氧化铝盐进行高温烧成时生成的氧化铝微粒)、及被称作胶体氧化铝或氧化铝溶胶的氧化铝(例如勃姆石等氧化铝水合物)也包含在所述公知的氧化铝粒子的例子中。这些氧化铝粒子可以单独使用，也可以组合两种以上进行使用。

所述研磨组合物中的所述氧化铝磨料的含量优选为0.3质量％以上、且优选为5.0质量％以下。若所述氧化铝磨料的含量为所述范围，则能够维持较高的研磨性，并同时抑制保存稳定性的降低。所述氧化铝磨料的含量更优选为1.0质量％以上、且更优选为3.0质量％以下。此外，在含有两种以上所述氧化铝磨料的情况下，所述氧化铝磨料的含量为所述氧化铝磨料的总计含量。

本实施方式的研磨组合物，氧化铝磨料中的氧化铝粒子的一次平均粒径与通过动态光散射法测定的所述氧化铝粒子的平均粒径之比为1：6.0～1：100，优选为1：10～1：50。

在所述研磨组合物中，在氧化铝磨料中的氧化铝粒子的表面吸附有后述的分散剂，因此，氧化铝粒子形成簇。所述研磨组合物中，所述氧化铝磨料中的氧化铝粒子的一次平均粒径与通过动态光散射法测定的所述氧化铝粒子(即，形成簇的氧化铝粒子)的平均粒径之比为所述范围，因此，能够提高氧化铝磨料的分散性，抑制所述氧化铝磨料的沉淀。其结果为，能够将研磨组合物向研磨垫上均匀地供给。另外，由于能够使所述研磨组合物中的氧化铝粒子的平均粒径比该氧化铝粒子的一次平均粒径大，因此，能够提高树脂的研磨速度。

(分散剂)

本实施方式的研磨组合物含有分散剂。

作为所述分散剂，例如能够列举表面活性剂、高分子化合物、磷酸盐类等。这其中，分散剂优选表面活性剂。若分散剂为表面活性剂，则由于在所述氧化铝粒子的表面吸附有表面活性剂，因此，能够进一步提高所述氧化铝磨料的分散性。其结果为，能够进一步抑制所述氧化铝磨料的沉淀。而且，由于在所述氧化铝粒子的表面吸附有表面活性剂，故能够使所述研磨组合物中的氧化铝粒子的平均粒径比该氧化铝粒子的一次平均粒径更大，因此，能够进一步提高树脂的研磨速度。此外，这些分散剂可以单独使用，也可以组合两种以上进行使用。

作为所述表面活性剂，例如，能够列举聚丙烯酸、烷基苯磺酸、烷烃磺酸、α-烯烃磺酸、烷基醚羧酸、烷基磺酸、及其盐，以及烷基硫酸酯盐等阴离子表面活性剂等。这其中，表面活性剂优选为烷基苯磺酸盐。若表面活性剂为烷基苯磺酸盐，则由于在所述氧化铝粒子的表面吸附有烷基苯磺酸盐，所述氧化铝磨料的分散性得到进一步提高。其结果为，能够进一步抑制所述氧化铝磨料的沉淀。而且，由于在所述氧化铝粒子的表面吸附有烷基苯磺酸盐，故能够使所述研磨组合物中的氧化铝粒子的平均粒径比该氧化铝粒子的一次平均粒径更大，因此，能够进一步提高树脂的研磨速度。此外，这些表面活性剂能够单独使用，也可以组合两种以上进行使用。

作为所述烷基苯磺酸，例如能够列举从C6到C20的烷基苯磺酸，具体来说，能够列举癸基苯磺酸、十一烷基苯磺酸、十二烷基苯磺酸、十三烷基苯磺酸、十四烷基苯磺酸等。基于抑制氧化铝磨料的沉淀、且提高树脂的研磨速度的观点，烷基苯磺酸优选为十二烷基苯磺酸。另外，作为烷基苯磺酸盐，例如能够列举烷基苯磺酸钠、烷基苯磺酸三乙醇胺等。

从提高氧化铝磨料的分散性的观点考虑，所述研磨组合物中的所述分散剂的含量优选为0.3质量％以上，更优选为0.5质量％以上，另外，优选为3.0质量％以下，更优选为1.5质量％以下。此外，在含有两种以上的所述分散剂的情况下，所述分散剂的含量为所述分散剂的总计含量。

(水)

本实施方式的研磨组合物中，氧化铝磨料、甘氨酸及表面活性剂溶解或悬浊于水。所述水优选离子交换水等杂质较少的水，这样不会妨碍氧化铝磨料、甘氨酸及表面活性剂的各种作用。

(pH值调整剂)

本实施方式的研磨组合物的pH值优选为7.0以上且11.0以下。通过该构成，能够提高相对于树脂的机械研磨力，使树脂的研磨速度提高。为了将pH值调整到所述范围，本实施方式的研磨组合物还可以根据需要含有pH值调整剂。作为所述pH值调整剂，例如能够列举有机酸、无机酸等酸(例如，甘氨酸、丙二酸、苹果酸、酒石酸、天冬氨酸等有机酸，硝酸、盐酸等无机酸等)；氨、KOH等无机盐基；四甲基氢氧化铵(TMAH)等有机盐基等。

(消泡剂)

本实施方式的研磨组合物，根据需要还可以含有消泡剂。根据该构成，能够抑制研磨组合物的起泡、且能够将树脂研磨得更均匀。作为所述消泡剂，例如，能够列举硅酮乳液、非离子型表面活性剂等。所述研磨组合物中的所述消泡剂的含量优选为0.05质量％以上、且优选为0.3质量％以下。

此外，本发明的研磨组合物不限于所述实施方式。另外，本发明的研磨组合物不限于上述作用效果。本发明的研磨组合物，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变更。

＜研磨对象物＞

本实施方式的研磨组合物对树脂进行研磨。作为所述树脂，例如能够列举环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂等。

作为通过本实施方式的研磨组合物进行研磨的研磨对象物，能够列举含有树脂的印制电路板、模块基板、封装基板等。

实施例

以下，对本发明的实施例进行说明，但本发明不限于以下的实施例。

＜研磨组合物的调整＞

制作表1所示组成的实施例及比较例的研磨组合物。将各成分的详细表示如下。

氧化铝磨料：A9225(圣戈班(股份公司)生产)，一次平均粒径＝40.3nm

LAS：十二烷基苯磺酸三乙醇胺(东邦化学工业(股份公司)生产)

KOH：东亚合成(股份公司)生产

甘氨酸：扶桑化学工业(股份公司)生产

硅系消泡剂：硅酮乳液(Senka(股份公司)生产)

水：离子交换水

＜pH值的测定＞

各实施例及各比较例的研磨组合物的pH值是利用pH值测定仪测定的。

＜氧化铝粒子的一次平均粒径＞

氧化铝粒子的一次粒径是将粒子假设为球体，并通过下述(i)式算出的。此外，在下述(i)式中，氧化铝密度为4g/cm3。

d＝6/ρS···(i)

d：一次粒径(μm)

ρ：氧化铝密度(g/cm3)

S：比表面积(m2/g)

上述(i)式中的比表面积是通过利用了比表面积、细孔径分析装置QUADRASORBevo(Quanta chrome Co.生产)的氮气吸附法(BET法)测定的。此外，作为氧化铝磨料，使用将氧化铝料浆在85℃真空干燥24小时后的物质。以下示出了详细的条件。

前处理：将氧化铝磨料放入测定单元，在85℃下真空排气两小时。

测定原理：定容法

吸附气体：氮气

测定温度：77.35K(-195.8℃)

单元尺寸：小尺寸单元1.5cm3(杆外径9mm)

测定项目：P/P0＝0～0.3的吸附侧数点

解析项目：基于BET多点法测得的比表面积

通过上述的方法，对同一氧化铝磨料测定两次比表面积，根据各比表面积将通过上述(i)式得到的一次粒径的平均值作为一次平均粒径。

＜氧化铝粒子的平均粒径的测定＞

使用ZETA电位、粒径测定系统ELSZ-2(大塚电子(股份公司)生产)，并通过动态光散射法对氧化铝粒子的平均粒径进行测定。然后，将得到的氧化铝粒子的体积粒度分布的累计体积频率为50％的粒径作为氧化铝粒子的平均粒径。此外，测定是将通过超纯水稀释100倍后的氧化铝料浆填充至测定单元并进行的。另外，作为激光，使用半导体激光。将氧化铝粒子的平均粒径、及氧化铝粒子的一次平均粒径和所述平均粒径之比表示在表1中。此外，在比较例2及比较例3的研磨组合物中，由于氧化铝磨料沉淀，所以无法测定氧化铝粒子的平均粒径。

＜研磨速度的测定＞

利用各实施例及各比较例的研磨组合物，并在下述条件下对被研磨物进行研磨，求出研磨速度。将其结果表示在表1及图1中。

被研磨物：聚酰亚胺(在硅片上成膜)

研磨机：FREX((股份公司)荏原制作所生产)

研磨压：3psi

料浆流量：300mL/min

压盘转速/托盘转速：103rpm/97rpm

研磨时间：1min

研磨垫：IC1000(霓达哈斯(股份公司)生产)

＜分散稳定性的评价＞

取100ml各实施例及各比较例的研磨组合物分别放入侧面透明或半透明的塑料容器中进行充分搅拌后，在室温下静置10分钟，由此得到各研磨组合物的料浆。然后，通过目视对各料浆进行观察，从而进行分散稳定性的评价。评价基准如以下所述。将评价结果表示在表1中。

○：没有观察到磨料沉淀到容器下部的情况。

×：观察到了磨料沉淀到容器下部的情况。

表1

如表1所示，满足本发明的全部要件的实施例1～3的研磨组合物能够抑制氧化铝磨料的沉淀，并提高树脂的研磨速度。

另一方面，比较例1的研磨组合物不含有分散剂、且氧化铝粒子的一次平均粒径和所述平均粒径之比不满足本发明所规定的范围，因此，无法提高树脂的研磨速度。

比较例2及比较例3的研磨组合物因含有甘氨酸而使pH值降低(接近氧化铝的等电点)，因此，氧化铝粒子容易凝集。但是，由于不含有分散剂，故氧化铝磨料会迅速沉淀。

Claims (1)

1.一种研磨组合物，其特征在于，

对树脂进行研磨，

所述研磨组合物含有氧化铝磨料、分散剂、水，

所述氧化铝磨料中的氧化铝粒子的一次平均粒径与通过动态光散射法测定的、形成簇的所述氧化铝粒子的平均粒径之比为1：6.0～1：100，

所述分散剂为表面活性剂，

所述分散剂的含量为0.3质量％以上且3.0质量％以下，

所述表面活性剂为烷基苯磺酸盐。

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