CN114554701A - 电路基板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题是提供可在抑制镀层烧焦的同时形成微细布线的新的电路基板的制造方法。本发明的解决手段是一种电路基板的制造方法,其中,包括:(X)在绝缘层表面形成镀覆种子层的工序;镀覆种子层的厚度为250 nm以下,绝缘层表面的算术平均粗糙度(Ra)为100 nm以下。
Description
技术领域
本发明涉及电路基板的制造方法。
背景技术
晶圆级封装(WLP)和面板级封装(PLP)等电路基板的制造中,再布线层一般如下形成:将感光性材料通过旋涂法设置于晶片或面板基板上并使其固化而形成绝缘层后,通过溅射法等形成导体层,重复该工序而多层化。
随着电子设备的高性能化,对电路基板要求进一步的微细布线化。但是,感光性材料存在绝缘性和热膨胀系数等物性比热固性材料更差的倾向,绝缘层的进一步薄型化困难,进一步的微细布线化(布线的微细化、高密度化)产生极限。因此,期待使用绝缘性和热膨胀系数等物性优异的热固性材料形成绝缘层(例如,专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2019-016647号公报。
发明内容
发明所要解决的技术问题
实现进一步的微细布线化时,既需要导体层的薄型化,也需要形成导体层时作为基底的镀覆种子层的薄型化。此外,使用热固性材料形成绝缘层的情况下,需要采用激光等的开孔加工以及除去因开孔加工而产生的树脂残渣(沾污)的去沾污(desmear)处理。
去沾污处理中,绝缘层的表面也被粗糙化。此时,若绝缘层表面的粗糙度升高,则形成于其上的镀覆种子层的厚度因绝缘层表面的凹凸而变得不均。并且,本发明人等发现镀覆种子层的较薄部分的电阻值升高,因此在之后的电解镀覆工序中,镀层的生长慢,导体层的形成不充分,产生难以形成均匀的导体层的问题。所述问题是在为了实现进一步的微细布线化而尝试形成薄的镀覆种子层的情况下首次发现的课题。
此外,在通过溅射法形成镀覆种子层的情况下,作为镀覆种子层的材料的导体对于绝缘层表面从上方附着,因此因绝缘层表面的凹凸结构而产生难以使导体附着的部分,一部分难以形成镀覆种子层。由此,产生均匀的导体层的形成变得更加困难的问题。
本发明人等发现,像这样为了实现进一步的微细布线化而使用热固性材料形成绝缘层、并在其表面形成薄型的导体层的情况下,发生所形成的导体层不均匀的所谓镀层烧焦(plating burn)这样的现象。
本发明的课题是提供可在抑制镀层烧焦的同时形成微细布线的新的电路基板的制造方法。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明人等为解决上述课题进行了认真研究,结果发现,如果采用具有下述构成的电路基板的制造方法可解决上述课题,从而完成了本发明。
即,本发明包括以下的内容;
[1] 一种电路基板的制造方法,其中,包括:
(X)在绝缘层的表面形成镀覆种子层的工序;
镀覆种子层的厚度为250 nm以下,绝缘层表面的算术平均粗糙度(Ra)为100 nm以下;
[2] 根据[1]所述的方法,其中,将镀覆种子层的厚度设为Ds(nm)、并将绝缘层表面的Ra设为Rai(nm)时,满足1≤Ds/Rai;
[3] 根据[1]或[2]所述的方法,其中,在工序(X)中,通过溅射法形成镀覆种子层;
[4] 根据[1]~[3]中任一项所述的方法,其中,包括:通过电解镀覆法在镀覆种子层上形成导体层的工序;
[5] 根据[4]所述的方法,其中,导体层的线宽/线距比(L/S)为5/5μm以下;
[6] 根据[1]~[5]中任一项所述的方法,其中,在工序(X)之前,包括:
(1)将包含支承体和设置于该支承体上的热固性树脂组合物层的树脂片材以该热固性树脂组合物层与基材接合的方式层叠于基材的工序,
(2)使热固性树脂组合物层热固化而形成绝缘层的工序,
(3)对绝缘层进行开孔加工的工序,以及
(4)对绝缘层进行去沾污处理的工序;
[7] 根据[6]所述的方法,其中,热固性树脂组合物层包含活性酯类固化剂;
[8] 根据[1]~[7]中任一项所述的方法,其中,电路基板为晶圆级封装或面板级封装。
发明的效果
根据本发明,能够提供可在抑制镀层烧焦的同时形成微细布线的新的电路基板的制造方法。
具体实施方式
以下,对本发明结合其优选实施方式进行详细说明。但是,本发明并不限定于下述实施方式及示例物,可在不脱离本发明的权利要求书及其均等范围的范围内任意变更实施。
[电路基板的制造方法]
本发明的电路基板的制造方法(以下也简称为“本发明的制造方法”)的特征在于,包括:
(X)在绝缘层的表面形成镀覆种子层的工序;
镀覆种子层的厚度为250 nm以下,绝缘层表面的算术平均粗糙度(Ra)为100 nm以下。
WLP或PLP这样的电路基板中,形成再布线层时,成为导体层的基底的镀覆种子层的厚度一般认为在600 nm~1000 nm左右。形成像这样较厚的镀覆种子层的情况下,在该镀覆种子层上通过电解镀覆法形成导体层时不会产生发生镀层烧焦这样的问题。
本发明人等为了应对近年来的进一步的微细布线化(布线的微细化、高密度化)的需求,尝试在使用热固性材料形成绝缘层的同时,在该绝缘层的表面形成较薄的镀覆种子层。作为其结果,发现在该镀覆种子层上通过电解镀覆法形成的导体层的厚度产生不均,出现发生镀层烧焦的问题。使用热固性材料形成绝缘层的情况下,由于开孔加工后进行的去沾污处理等而存在绝缘层表面的粗糙度高的倾向。如果在所述绝缘层表面形成薄的镀覆种子层,则镀覆种子层的厚度因绝缘层表面的凹凸而容易变得不均。该情况下,镀覆种子层较薄的部分的电阻值比镀覆种子层较厚的部分更高,如果在其上通过电解镀覆法形成导体层,则镀覆种子层的较薄且电阻值较高的部分与其他部分相比,镀层的生长慢,导体层的形成变得不充分。推测由于这样的镀覆种子层的厚度不均,产生镀层烧焦。
针对这一点,通过包括在算术平均粗糙度(Ra)为100 nm以下的绝缘层表面形成厚度250 nm以下的镀覆种子层的工序的本发明的制造方法,可在显著抑制镀层烧焦的同时,以5/5μm以下的线宽/线距比(L/S)形成薄型的导体层,对于近年来所要求的进一步的微细布线化非常有帮助。
本发明的制造方法中,即使镀覆种子层的厚度更薄,也可抑制镀层烧焦,能够实现所期待的效果。例如,镀覆种子层的厚度可设为较好是240 nm以下、220 nm以下或200 nm以下,更好是180 nm以下、160 nm以下或150 nm以下,进一步更好是140 nm以下、120 nm以下或100 nm以下。对于镀覆种子层,在其上以所期望的图案形成导体层后,除导体层形成部以外的不需要部分可通过蚀刻等被除去。此时,镀覆种子层的厚度越小,则可越容易地除去镀覆种子层的不需要部分,能够将除去不需要部分时的导体图案的侵蚀抑制在最低限度,因此在实现微细布线化方面有利。
镀覆种子层至少包含导电种子层。导电种子层是电解镀覆法中起到电极的作用的层。作为构成导电种子层的导体材料,只要呈现足够的导电性,就无特别限定,作为优选的例子,可举出铜、钯、金、铂、银、铝及它们的合金。镀覆种子层还可包含扩散阻挡层。扩散阻挡层是防止构成导电种子层的导体材料扩散至绝缘层而产生绝缘击穿的层。此外,作为构成扩散阻挡层的材料,只要可抑制并防止构成导电种子层的导体材料的扩散,则无特别限定,作为优选的例子,可举出钛、钨、钽及它们的合金。镀覆种子层包含扩散阻挡层的情况下,本发明中的“镀覆种子层的厚度”是指不仅包含导电种子层、还包含扩散阻挡层的镀覆种子层整体的平均厚度。
镀覆种子层包含扩散阻挡层的情况下,只要可抑制并防止构成导电种子层的导体材料的扩散,则该扩散阻挡层的厚度无特别限定,从有助于微细布线化的观点来看,较好是20 nm以下,更好是15 nm以下,进一步更好是10 nm以下。扩散阻挡层的厚度的下限无特别限定,可设为例如1 nm以上、3 nm以上、5 nm以上等。该情况下,镀覆种子层的剩余部分较好是导电种子层,该导电种子层的厚度可与扩散阻挡层的厚度关联而按照镀覆种子层整体的厚度在上述优选范围内的条件来确定。
从可在抑制镀层烧焦的同时,实现进一步的微细布线化的观点来看,将镀覆种子层的厚度设为Ds(nm)、并将绝缘层表面的Ra设为Rai(nm)时,较好是满足1≤Ds/Rai。满足所述条件的情况下,镀覆种子层的厚度为90 nm以下、80 nm以下、70 nm以下、60 nm以下或50nm以下这样的较小值时,也可在抑制镀层烧焦的同时,形成L/S小的薄型的导体层,因此优选。从可实现密合强度良好的微细布线的观点来看,Ds/Rai比的上限较好是8以下,更好是6以下,进一步更好是5以下、4以下、3.5以下或3以下。
本发明的制造方法中,对于工序(X)而言,只要可实现上述的镀覆种子层的厚度和绝缘层表面的Ra,则无特别限定。
例如,在工序(X)中,镀覆种子层可通过干法镀覆形成,也可通过湿法镀覆形成。作为干法镀覆,可举出例如溅射法、离子镀法、真空蒸镀法等物理气相沉积(PVD)法,热CVD、等离子体CVD等化学气相沉积(CVD)法。此外,作为湿法镀覆,可举出无电解镀覆法。从可形成具有更均匀的厚度的薄的镀覆种子层的观点来看,较好是干法镀覆法,其中,从可实现密合强度优异的微细布线的观点来看,特别好是溅射法。因此,在优选的一个实施方式中,在工序(X)中,通过溅射法形成镀覆种子层。
本发明的制造方法中,在工序(X)之后,包括通过电解镀覆法在镀覆种子层上形成导体层的工序。
本发明的制造方法中,工序(X)中可形成厚度均匀的薄的镀覆种子层,在该镀覆种子层上通过电解镀覆法形成导体层时可显著减少镀层烧焦。由此,本发明的制造方法可在抑制镀层烧焦的同时形成微细布线。
导体层的形成通过所谓的半加成法实施。即,在通过工序(X)形成的镀覆种子层上,对应所期望的布线图案形成使镀覆种子层的一部分露出的抗镀层。接着,在露出的镀覆种子层上,通过电解镀覆法形成导体层后,除去抗镀层。然后,通过蚀刻等除去除导体层形成部以外的不需要的镀覆种子层,可形成具有所期望的布线图案的导体层(以下也称“导体图案”)。
根据能够以均匀的厚度形成薄的镀覆种子层的本发明的制造方法,可在抑制镀层烧焦的同时,形成L/S小且薄型的导体图案。
根据本发明的制造方法,可在抑制镀层烧焦的同时,形成L/S较好是5/5μm以下、更好是4/4μm以下、进一步更好是3/3μm以下或2/2μm以下的导体图案,即使是L/S为1/1μm的导体图案,也能够在不存在镀层烧焦的情况下形成。根据本发明的制造方法,可优选以2μm以下、1.5μm以下或1μm以下的厚度形成所述L/S小的导体图案。导体图案的厚度的下限可设为例如0.5μm以上、0.6μm以上等。
本发明的制造方法可在享受使用热固性材料形成绝缘层时原本所带来的优异效果(即可获得诸特性优异的薄型绝缘层)的同时,在不存在镀层烧焦的问题的情况下形成微细布线,因此对于电路基板的微细布线化有显著的贡献。
以下,按照使用热固性材料形成绝缘层的特别优选的形态对本发明的制造方法进行说明。
优选的一个实施方式中,本发明的制造方法在工序(X)之前包括:
(1)将包含支承体和设置于该支承体上的热固性树脂组合物层的树脂片材以该热固性树脂组合物层与基材接合的方式层叠于基材的工序,
(2)使热固性树脂组合物层热固化而形成绝缘层的工序,
(3)对绝缘层进行开孔加工的工序,以及
(4)对绝缘层进行去沾污处理的工序。
<树脂片材>
在对各工序进行说明之前,对本发明的制造方法中优选使用的树脂片材进行说明。
优选的一个实施方式中,树脂片材包括支承体和设置于该支承体上的热固性树脂组合物层。
作为支承体,可举出例如由塑料材料形成的膜、金属箔、脱模纸,较好是由塑料材料形成的膜、金属箔。
使用由塑料材料形成的膜作为支承体的情况下,作为塑料材料,可举出例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等丙烯酸类聚合物、环状聚烯烃、三乙酰纤维素(TAC)、聚醚硫化物(PES)、聚醚酮、聚酰亚胺等。其中,较好是聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯,特别好是低价的聚对苯二甲酸乙二醇酯。
使用金属箔作为支承体的情况下,作为金属箔,可举出例如铜箔、铝箔等,较好是铜箔。作为铜箔,可使用由铜的单金属形成的箔,也可使用由铜与其他金属(例如锡、铬、银、镁、镍、锆、硅、钛等)的合金形成的箔。
对于支承体而言,可在与热固性树脂组合物层接合的一侧的表面实施了哑光处理、电晕放电处理。此外,作为支承体,可使用在与热固性树脂组合物层接合的一侧的表面具有脱模层的带脱模层的支承体。作为用于带脱模层的支承体的脱模层的脱模剂,可举出例如选自醇酸树脂、烯烃树脂、聚氨酯树脂和有机硅树脂中的1种以上的脱模剂。作为脱模剂的市售品,可举出例如作为醇酸树脂类脱模剂的琳得科株式会社制的“SK-1”、“AL-5”、“AL-7”等。
支承体的厚度无特别限定,较好是在5μm~75μm的范围内,更好是在10μm~60μm的范围内。应予说明,在支承体为带脱模层的支承体的情况下,较好是带脱模层的支承体整体的厚度在上述范围内。
树脂片材中,热固性树脂组合物层(以下也简称“树脂组合物层”)作为树脂包含热固性树脂。作为热固性树脂,可使用形成电路基板时所用的目前公知的热固性树脂,其中,从容易在去沾污处理后形成表面粗糙度小的绝缘层的观点来看,较好是包含环氧树脂。
-环氧树脂-
环氧树脂是指具有环氧基的固化性树脂。环氧树脂可单独使用1种,也可将2种以上组合使用。
作为环氧树脂,可举出例如联二甲酚(bixylenol)型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚AF型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂、三酚型环氧树脂、萘酚酚醛清漆(naphthol novolac)型环氧树脂、苯酚酚醛清漆(phenol novolac)型环氧树脂、叔丁基儿茶酚型环氧树脂、萘型环氧树脂、萘酚型环氧树脂、蒽型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、甲酚酚醛清漆(cresol novolac)型环氧树脂、苯酚芳烷基型环氧树脂、联苯型环氧树脂、线性脂肪族环氧树脂、具有丁二烯结构的环氧树脂、脂环族环氧树脂、杂环型环氧树脂、含螺环的环氧树脂、环己烷型环氧树脂、环己烷二甲醇型环氧树脂、萘醚型环氧树脂、三羟甲基型环氧树脂、四苯基乙烷型环氧树脂、异氰脲酸酯型环氧树脂、苯酚苯并吡咯酮(phenol phthalimidine)型环氧树脂、酚酞(phenol phthalein)型环氧树脂等。
树脂组合物层较好是作为环氧树脂包含在1分子中具有2个以上的环氧基的环氧树脂。相对于环氧树脂的不挥发成分100质量%,在1分子中具有2个以上的环氧基的环氧树脂的比例较好是50质量%以上,更好是60质量%以上,特别好是70质量%以上。
环氧树脂有温度25℃时呈固态的环氧树脂(以下也称“固态环氧树脂”)和温度25℃时呈液态的环氧树脂(以下也称“液态环氧树脂”)。树脂片材中,树脂组合物层作为环氧树脂可仅包含固态环氧树脂,或者仅包含液态环氧树脂,或者组合包含固态环氧树脂和液态环氧树脂。
作为固态环氧树脂,较好是在1分子中具有3个以上的环氧基的固态环氧树脂,更好是在1分子中具有3个以上的环氧基的芳香族类的固态环氧树脂。
作为固态环氧树脂,较好是联二甲酚型环氧树脂、萘型环氧树脂、萘型四官能环氧树脂、萘酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂、三酚型环氧树脂、萘酚型环氧树脂、联苯型环氧树脂、萘醚型环氧树脂、蒽型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚AF型环氧树脂、苯酚芳烷基型环氧树脂、四苯基乙烷型环氧树脂、苯酚苯并吡咯酮型环氧树脂、酚酞型环氧树脂。
作为固态环氧树脂的具体例子,可举出:DIC株式会社制的“HP4032H”(萘型环氧树脂),DIC株式会社制的“HP-4700”、“HP-4710”(萘型四官能环氧树脂),DIC株式会社制的“N-690”(甲酚酚醛清漆型环氧树脂),DIC株式会社制的“N-695”(甲酚酚醛清漆型环氧树脂),DIC株式会社制的“HP-7200”、“HP-7200HH”、“HP-7200H”、“HP-7200L”(双环戊二烯型环氧树脂),DIC株式会社制的“EXA-7311”、“EXA-7311-G3”、“EXA-7311-G4”、“EXA-7311-G4S”、“HP6000”、“HP6000L”(萘醚型环氧树脂),日本化药株式会社制的“EPPN-502H”(三酚型环氧树脂),日本化药株式会社制的“NC7000L”(萘酚酚醛清漆型环氧树脂),日本化药株式会社制的“NC3000H”、“NC3000”、“NC3000L”、“NC3000FH”、“NC3100”(联苯型环氧树脂),日铁化学材料株式会社制的“ESN475V”(萘型环氧树脂),日铁化学材料株式会社制的“ESN485”(萘酚型环氧树脂),日铁化学材料株式会社制的“ESN375”(二羟基萘型环氧树脂),三菱化学株式会社制的“YX4000H”、“YX4000”、“YX4000HK”、“YL7890”(联二甲酚型环氧树脂),三菱化学株式会社制的“YL6121”(联苯型环氧树脂),三菱化学株式会社制的“YX8800”(蒽型环氧树脂),三菱化学株式会社制的“YX7700”(苯酚芳烷基型环氧树脂),大阪燃气化学株式会社制的“PG-100”、“CG-500”,三菱化学株式会社制的“YX7760”(双酚AF型环氧树脂),三菱化学株式会社制的“YL7800”(芴型环氧树脂),三菱化学株式会社制的“jER1010”(双酚A型环氧树脂),三菱化学株式会社制的“jER1031S”(四苯基乙烷型环氧树脂),日本化药株式会社制的“WHR991S”(苯酚苯并吡咯酮型环氧树脂)等。这些树脂可单独使用1种,也可将2种以上组合使用。
作为液态环氧树脂,较好是在1分子中具有2个以上的环氧基的液态环氧树脂。
作为液态环氧树脂,较好是双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚AF型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、萘型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、具有酯骨架的脂环族环氧树脂、环己烷型环氧树脂、环己烷二甲醇型环氧树脂、及具有丁二烯结构的环氧树脂。
作为液态环氧树脂的具体例子,可举出:DIC株式会社制的“HP4032”、“HP4032D”、“HP4032SS”(萘型环氧树脂),三菱化学株式会社制的“828US”、“828EL”、“jER828EL”、“825”(双酚A型环氧树脂),三菱化学株式会社制的“jER807”、“1750”(双酚F型环氧树脂),三菱化学株式会社制的“jER152”(苯酚酚醛清漆型环氧树脂),三菱化学株式会社制的“630”、“630LSD”、“604”(缩水甘油胺型环氧树脂),ADEKA株式会社制的“ED-523T”(Glycirol型环氧树脂),ADEKA株式会社制的“EP-3950L”、“EP-3980S”(缩水甘油胺型环氧树脂),ADEKA株式会社制的“EP-4088S”(双环戊二烯型环氧树脂),日铁化学材料株式会社制的“ZX1059”(双酚A型环氧树脂与双酚F型环氧树脂的混合品),Nagase ChemteX株式会社制的“EX-721”(缩水甘油酯型环氧树脂),大赛璐株式会社制的“CELLOXIDE 2021P”(具有酯骨架的脂环族环氧树脂),大赛璐株式会社制的“PB-3600”、日本曹达株式会社制的“JP-100”、“JP-200”(具有丁二烯结构的环氧树脂),日铁化学材料株式会社制的“ZX1658”、“ZX1658GS”(1,4-缩水甘油基环己烷型环氧树脂),三菱化学株式会社制的“YX8000”(氢化双酚A型环氧树脂),信越化学株式会社制的“KF-101”(环氧改性有机硅树脂)等。这些树脂可单独使用1种,也可将2种以上组合使用。
环氧树脂可以是固态环氧树脂、液态环氧树脂、或它们的组合中的任一种,但从容易在去沾污处理后实现表面粗糙度小的绝缘层的观点来看,较好是单独包含固态环氧树脂,或者组合包含固态环氧树脂和液态环氧树脂。
作为环氧树脂,组合使用固态环氧树脂和液态环氧树脂的情况下,它们的质量比(固态环氧树脂:液态环氧树脂)较好是40:1~1:10,更好是30:1~1:5,特别好是20:1~1:1。
环氧树脂的环氧当量较好是50 g/eq.~5000 g/eq.,更好是60 g/eq.~1000 g/eq.,进一步更好是80 g/eq.~500 g/eq.,再进一步更好是100 g/eq.~300 g/eq.。环氧当量为每1当量的环氧基对应的树脂的质量。该环氧当量可按照JIS K7236进行测定。
环氧树脂的重均分子量(Mw)较好是100~5000,更好是250~3000,进一步更好是400~1500。树脂的重均分子量可通过凝胶渗透色谱(GPC)法,作为聚苯乙烯换算的值进行测定。
将树脂组合物中的树脂成分设为100质量%时,环氧树脂的含量较好是30质量%以上,更好是40质量%以上,进一步更好是50质量%以上,较好是95质量%以下,更好是90质量%以下,进一步更好是85质量%以下。本发明中,“树脂成分”是指构成树脂组合物层的不挥发成分中除后述的无机填充材料以外的成分。
树脂片材中,树脂组合物层可还包含其他成分。作为所述其他成分,可举出例如固化剂、无机填充材料、热塑性树脂、固化促进剂及其他添加剂等。以下,对各成分进行详细说明。
-固化剂-
树脂组合物层可包含固化剂。固化剂具有与环氧树脂反应而使树脂组合物固化的功能。固化剂可单独使用1种,也可将2种以上组合使用。
作为固化剂,无特别限定,可举出例如活性酯类固化剂、苯酚类固化剂、萘酚类固化剂、碳二亚胺类固化剂、酸酐类固化剂、胺类固化剂、苯并噁嗪类固化剂、氰酸酯类固化剂、硫醇类固化剂等。从容易在去沾污处理后实现表面粗糙度小的绝缘层的观点来看,固化剂较好是包含活性酯类固化剂。因此,优选的一个实施方式中,树脂片材中的热固性树脂组合物层包含活性酯类固化剂。
作为活性酯类固化剂,可使用在1分子中具有1个以上的活性酯基的化合物。其中,作为活性酯类固化剂,较好是酚酯类、硫酚酯类、N-羟基胺酯类、杂环羟基化合物的酯类等在1分子中具有2个以上的反应活性高的酯基的化合物。该活性酯类固化剂较好是通过羧酸化合物和/或硫代羧酸化合物与羟基化合物和/或硫醇化合物的缩合反应获得的化合物。特别是从耐热性提高的观点来看,较好是由羧酸化合物和羟基化合物获得的活性酯类固化剂,更好是由羧酸化合物与苯酚化合物和/或萘酚化合物获得的活性酯类化合物。
作为羧酸化合物,可举出例如苯甲酸、乙酸、琥珀酸、马来酸、衣康酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、均苯四酸等。
作为苯酚化合物或萘酚化合物,可举出例如氢醌、间苯二酚、双酚A、双酚F、双酚S、酚酞啉、甲基化双酚A、甲基化双酚F、甲基化双酚S、苯酚、邻甲酚、间甲酚、对甲酚、儿茶酚、α-萘酚、β-萘酚、1,5-二羟基萘、1,6-二羟基萘、2,6-二羟基萘、二羟基二苯酮、三羟基二苯酮、四羟基二苯酮、间苯三酚、苯三酚、双环戊二烯型双酚(dicyclopentadiene diphenol)化合物、线型酚醛树脂(phenol novolac)等。在此,“双环戊二烯型双酚化合物”是指1分子双环戊二烯缩合2分子苯酚而得的二苯酚化合物。
作为活性酯类固化剂的优选的具体例子,较好是包含双环戊二烯型双酚结构的活性酯类固化剂、包含萘结构的活性酯类固化剂、包含线型酚醛树脂(phenol novolac)的乙酰化物的活性酯类固化剂、包含线型酚醛树脂的苯甲酰化物的活性酯类固化剂。其中,更好是包含萘结构的活性酯类固化剂、包含双环戊二烯型双酚结构的活性酯类固化剂。“双环戊二烯型双酚结构”表示由亚苯基-亚二环戊基(ジシクロペンチレン)-亚苯基形成的2价结构单元。
作为活性酯化合物的市售品,包含双环戊二烯型双酚结构的活性酯化合物可举出“EXB9451”、“EXB9460”、“EXB9460S”、“EXB-8000L”、“EXB-8000L-65M”、“EXB-8000L-65TM”、“HPC-8000L-65TM”、“HPC-8000”、“HPC-8000-65T”、“HPC-8000H”、“HPC-8000H-65TM”(DIC株式会社制),包含萘结构的活性酯化合物可举出“EXB-8100L-65T”、“EXB-8150-60T”、“EXB-8150-62T”、“EXB-9416-70BK”、“HPC-8150-60T”、“HPC-8150-62T”(DIC株式会社制),含磷的活性酯化合物可举出“EXB9401”(DIC株式会社制),包含线型酚醛树脂的乙酰化物的活性酯化合物可举出“DC808”(三菱化学株式会社制),包含线型酚醛树脂的苯甲酰化物的活性酯化合物可举出“YLH1026”、“YLH1030”、“YLH1048”(三菱化学株式会社制),含苯乙烯基和萘结构的活性酯化合物可举出“PC1300-02-65MA”(AIR WATER株式会社制)等。
作为苯酚类固化剂及萘酚类固化剂,从耐热性和耐水性的观点来看,较好是具有酚醛结构(novolac structure)的上述固化剂。此外,从与导体层的密合性的观点来看,较好是含氮的苯酚类固化剂、含氮的萘酚类固化剂,更好是含三嗪骨架的苯酚类固化剂、含三嗪骨架的萘酚类固化剂。
作为苯酚类固化剂及萘酚类固化剂的具体例子,可举出例如明和化成株式会社制的“MEH-7700”、“MEH-7810”、“MEH-7851”、“MEH-8000H”,日本化药株式会社制的“NHN”、“CBN”、“GPH”,日铁化学材料株式会社制的“SN-170”、“SN-180”、“SN-190”、“SN-475”、“SN-485”、“SN-495”、“SN-495V”、“SN-375”、“SN-395”,DIC株式会社制的“TD-2090”、“TD-2090-60M”、“LA-7052”、“LA-7054”、“LA-1356”、“LA-3018”、“LA-3018-50P”、“EXB-9500”、“HPC-9500”、“KA-1160”、“KA-1163”、“KA-1165”,群荣化学株式会社制的“GDP-6115L”、“GDP-6115H”、“ELPC75”等。
碳二亚胺类固化剂是在1分子中具有2个以上的碳二亚胺结构的固化剂,可举出例如:四亚甲基双(叔丁基碳二亚胺)、环己烷双(亚甲基叔丁基碳二亚胺)等脂肪族双碳二亚胺,亚苯基双(二甲苯基碳二亚胺)等芳香族双碳二亚胺等,聚六亚甲基碳二亚胺、聚三甲基六亚甲基碳二亚胺、聚亚环己基碳二亚胺、聚(亚甲基双亚环己基碳二亚胺)、聚(异佛尔酮碳二亚胺)等脂肪族聚碳二亚胺,聚(亚苯基碳二亚胺)、聚(亚萘基碳二亚胺)、聚(亚苄基碳二亚胺)、聚(甲基二异丙基亚苯基碳二亚胺)、聚(三乙基亚苯基碳二亚胺)、聚(二乙基亚苯基碳二亚胺)、聚(三异丙基亚苯基碳二亚胺)、聚(二异丙基亚苯基碳二亚胺)、聚(亚二甲苯基碳二亚胺)、聚(四甲基亚二甲苯基碳二亚胺)、聚(亚甲基二亚苯基碳二亚胺)、聚[亚甲基双(甲基亚苯基)碳二亚胺]等芳香族聚碳二亚胺等的聚碳二亚胺。
作为碳二亚胺类固化剂的市售品,可举出例如日清纺化学株式会社制的“CARBODILITE V-02B”、“CARBODILITE V-03”、“CARBODILITE V-04K”、“CARBODILITE V-07”和“CARBODILITE V-09”,莱茵化学公司制的“Stabaxol P”、“Stabaxol P400”、“Hycasyl510”等。
酸酐类固化剂是在1分子中具有1个以上的羧酸酐基(-CO-O-CO-)的固化剂,可举出例如,邻苯二甲酸酐、均苯四酸二酐、1,4,5,8-萘四甲酸二酐、2,3,6,7-萘四甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯酮四甲酸二酐、氧双邻苯二甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯砜四甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯醚四甲酸二酐、3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐、亚甲基-4,4'-二邻苯二甲酸二酐等芳香族酸酐类固化剂,四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、甲基纳迪克酸酐、氢化甲基纳迪克酸酐、三烷基四氢邻苯二甲酸酐、十二烯基琥珀酸酐、环戊烷四甲酸二酐、环己烷-1,2,4,5-四甲酸二酐等脂肪族酸酐类固化剂,苯乙烯/马来酸酐共聚物、(甲基)丙烯酸烷基酯/苯乙烯/马来酸酐共聚物等聚合物酸酐类固化剂等。作为酸酐类固化剂的市售品,可举出新日本理化株式会社制的“HNA-100”、“MH-700”、“MTA-15”、“DDSA”、“OSA”,三菱化学株式会社制的“YH306”、“YH307”,日立化成株式会社制的“HN-2200”、“HN-5500”等。
胺类固化剂是具有2个以上的氨基的固化剂,可举出例如脂肪族胺类、聚醚胺类、脂环族胺类、芳香族胺类等,其中,从发挥本发明的所期望的效果的观点来看,较好是芳香族胺类。胺类固化剂较好是伯胺或仲胺,更好是伯胺。作为胺类固化剂的具体例子,可举出4,4'-亚甲基双(2,6-二甲基苯胺)、4,4'-二氨基二苯基甲烷、4,4'-二氨基二苯基砜、3,3'-二氨基二苯基砜、间苯二胺、间二甲苯二胺、二乙基甲苯二胺、4,4'-二氨基二苯基醚、3,3'-二甲基-4,4'-二氨基联苯、2,2'-二甲基-4,4'-二氨基联苯、3,3'-二羟基联苯胺、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)丙烷、3,3-二甲基-5,5-二乙基-4,4-二苯基甲烷二胺、2,2-双(4-氨基苯基)丙烷、2,2-双(4-(4-氨基苯氧基)苯基)丙烷、1,3-双(3-氨基苯氧基)苯、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、4,4'-双(4-氨基苯氧基)联苯、双(4-(4-氨基苯氧基)苯基)砜、双(4-(3-氨基苯氧基)苯基)砜等。胺类固化剂可使用市售品,可举出例如Seika株式会社制的“SEIKACURE-S”,日本化药株式会社制的“KAYABOND C-200S”、“KAYABOND C-100”、“KAYAHARD A-A”、“KAYAHARD A-B”、“KAYAHARD A-S”,三菱化学株式会社制的“EPICURE W”等。
作为苯并噁嗪类固化剂的具体例子,可举出JFE化工株式会社制的“JBZ-OP100D”“ODA-BOZ”、昭和高分子株式会社制的“HFB2006M”、四国化成工业株式会社制的“P-d”、“F-a”等。
作为氰酸酯类固化剂,可举出例如双酚A二氰酸酯、多酚氰酸酯(低聚(3-亚甲基-1,5-亚苯基氰酸酯))、4,4'-亚甲基双(2,6-二甲基苯基氰酸酯)、4,4'-亚乙基二苯基二氰酸酯、六氟双酚A二氰酸酯、2,2-双(4-氰酸酯基)苯基丙烷、1,1-双(4-氰酸酯基苯基甲烷)、双(4-氰酸酯基-3,5-二甲基苯基)甲烷、1,3-双(4-氰酸酯基苯基-1-(甲基亚乙基))苯、双(4-氰酸酯基苯基)硫醚、和双(4-氰酸酯基苯基)醚等二官能氰酸酯树脂、由苯酚酚醛清漆树脂及甲酚酚醛清漆树脂等所衍生的多官能氰酸酯树脂、这些氰酸酯树脂的一部分三嗪化而得的预聚物等。作为氰酸酯类固化剂的具体例子,可举出Lonza Japan株式会社制的“PT30”和“PT60”(均为苯酚酚醛清漆型多官能氰酸酯树脂)、“BA230”、“BA230S75”(双酚A二氰酸酯的一部分或全部被三嗪化而形成了三聚体的预聚物)等。
硫醇类固化剂是具有2个以上的巯基的固化剂,可举出例如,三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丁酸酯)、三(3-巯基丙基)异氰脲酸酯等。
固化剂的反应基团当量较好是50 g/eq.~3000 g/eq.,更好是100 g/eq.~1000g/eq.,进一步更好是100 g/eq.~500 g/eq.,特别好是100 g/eq.~300 g/eq.。反应基团当量为每1当量的反应基团对应的固化剂的质量。关于反应基团,例如,如果是活性酯类固化剂则为活性酯基,如果是酚类固化剂则为酚式羟基。酸酐类固化剂的情况下,1当量的羧酸酐基(-CO-O-CO-)相当于2当量的反应基团。
将树脂组合物中的树脂成分设为100质量%时,固化剂的含量较好是3质量%以上,更好是5质量%以上,进一步更好是10质量%以上,较好是40质量%以下,更好是30质量%以下,进一步更好是25质量%以下或20质量%以下。
-无机填充材料-
树脂片材中,树脂组合物层可包含无机填充材料。通过包含无机填充材料,可实现热特性良好的绝缘层。
作为无机填充材料的材料,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、磷酸锆和磷酸钨酸锆等。其中,特别优选二氧化硅。作为二氧化硅,可举出无定形二氧化硅、熔融二氧化硅、结晶二氧化硅、合成二氧化硅、中空二氧化硅等。此外,作为二氧化硅,较好是球状二氧化硅。无机填充材料可单独使用1种,也可将2种以上组合使用。
作为无机填充材料的市售品,可举出例如电气化学工业株式会社制的“UFP-30”,日铁化学材料株式会社制的“SP60-05”、“SP507-05”,株式会社雅都玛制的“YC100C”、“YA050C”、“YA050C-MJE”、“YA010C”,DENKA株式会社制的“UFP-30”,株式会社德山(Tokuyama)制的“SILFIL NSS-3N”、“SILFIL NSS-4N”、“SILFIL NSS-5N”,株式会社雅都玛制的“SC2500SQ”、“SO-C4”、“SO-C2”、“SO-C1”,DENKA株式会社制的“DAW-03”、“FB-105FD”等。
从容易在去沾污处理后实现表面粗糙度小的绝缘层的观点来看,无机填充材料的平均粒径较好是3μm以下,更好是2μm以下,进一步更好是1μm以下、0.8μm以下、0.6μm以下、0.5μm以下、0.4μm以下或0.3μm以下。该平均粒径的下限无特别限定,较好是0.01μm以上,更好是0.05μm以上,进一步更好是0.07μm以上、0.1μm以上或0.2μm以上。无机填充材料的平均粒径可通过基于米氏(Mie)散射理论的激光衍射散射法进行测定。具体来说,可通过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来进行测定。测定样品可使用将无机填充材料100mg、甲基乙基酮10g称量至管瓶中并通过超声波分散10分钟而得的样品。对于测定样品,使用激光衍射式粒径分布测定装置,将使用光源波长设为蓝色和红色,以流动池(flow cell)方式测定无机填充材料的体积基准的粒径分布,根据所得的粒径分布作为中值粒径算出平均粒径。作为激光衍射式粒径分布测定装置,可举出例如株式会社堀场制作所制“LA-960”等。
无机填充材料的比表面积无特别限定,较好是0.1 m2/g以上,更好是0.5 m2/g以上,进一步更好是1 m2/g以上、3 m2/g以上或5 m2/g以上。该比表面积的上限无特别限定,较好是100 m2/g以下,更好是80 m2/g以下,进一步更好是60 m2/g以下、50 m2/g以下或40 m2/g以下。无机填充材料的比表面积可根据BET法使用比表面积测定装置(Mountech株式会社制Macsorb HM-1210)使氮气吸附于试样表面,用BET多点法算出比表面积来获得。
无机填充材料较好是通过合适的表面处理剂进行了表面处理。通过进行表面处理,可提高无机填充材料的耐湿性和分散性。作为表面处理剂,可举出例如,乙烯基类硅烷偶联剂、环氧基类硅烷偶联剂、苯乙烯基类硅烷偶联剂、(甲基)丙烯酸类硅烷偶联剂、氨基类硅烷偶联剂、异氰脲酸酯类硅烷偶联剂、脲基类硅烷偶联剂、巯基类硅烷偶联剂、异氰酸酯类硅烷偶联剂、酸酐类硅烷偶联剂等硅烷偶联剂,甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷等非硅烷偶联-烷氧基硅烷混合物,硅氮烷化合物等。表面处理剂可单独使用1种,也可将2种以上组合使用。
作为表面处理剂的市售品,可举出例如:信越化学工业株式会社制“KBM403”(3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷)、信越化学工业株式会社制“KBM803”(3-巯基丙基三甲氧基硅烷)、信越化学工业株式会社制“KBE903”(3-氨基丙基三乙氧基硅烷)、信越化学工业株式会社制“KBM573”(N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷)、信越化学工业株式会社制“SZ-31”(六甲基二硅氮烷)等。
从无机填充材料的分散性提高的观点来看,通过表面处理剂进行的表面处理的程度较好是在规定的范围内。具体来说,100质量%的无机填充材料较好是通过0.2~5质量%的表面处理剂进行了表面处理。
通过表面处理剂进行的表面处理的程度可通过无机填充材料的每单位表面积的碳量进行评价。从无机填充材料的分散性提高的观点来看,无机填充材料的每单位表面积的碳量较好是0.02 mg/m2以上,更好是0.1 mg/m2以上,进一步更好是0.2 mg/m2以上。另一方面,从防止树脂组合物层的熔融粘度和片材形态下的熔融粘度的上升的观点来看,较好是1.0 mg/m2以下,更好是0.8 mg/m2以下,进一步更好是0.5 mg/m2以下。无机填充材料的每单位表面积的碳量可在将表面处理后的无机填充材料通过溶剂(例如甲基乙基酮(MEK))进行清洗处理后进行测定。具体来说,向通过表面处理剂进行了表面处理的无机填充材料中加入作为溶剂的足量的MEK,在25℃超声波清洗5分钟。除去上清液,使固体成分干燥后,可使用碳分析仪测定无机填充材料的每单位表面积的碳量。作为碳分析仪,可使用株式会社堀场制作所制“EMIA-320V”等。
树脂组合物层包含无机填充材料的情况下,从实现低线热膨胀系数等热特性良好的绝缘层的观点来看,将树脂组合物层中的不挥发成分设为100质量%时,树脂组合物层中的无机填充材料的含量较好是30质量%以上,更好是40质量%以上,进一步更好是45质量%以上、50质量%以上、55质量%以上、60质量%以上或65质量%以上。无机填充材料的含量的上限无特别限定,较好是85质量%以下,更好是80质量%以下或75质量%以下。
-热塑性树脂-
树脂片材中,树脂组合物层可包含热塑性树脂。热塑性树脂可单独使用1种,或者也可将2种以上组合使用。
作为热塑性树脂,可举出例如苯氧树脂、聚乙烯醇缩醛树脂、丙烯酸树脂、聚烯烃树脂、聚丁二烯树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚砜树脂、聚醚砜树脂、聚苯醚树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚碳酸酯树脂、聚醚醚酮树脂、聚酯树脂,其中,较好是选自苯氧树脂、丙烯酸树脂和聚苯醚树脂中的树脂。
作为苯氧树脂,可举出例如,具有选自双酚A骨架、双酚F骨架、双酚S骨架、双酚乙酰苯骨架、酚醛骨架、联苯骨架、芴骨架、双环戊二烯骨架、降冰片烯骨架、萘骨架、蒽骨架、金刚烷骨架、萜烯骨架和三甲基环己烷骨架中的1种以上的骨架的苯氧树脂。苯氧树脂的末端可以是酚式羟基、环氧基等中的任一种官能团。苯氧树脂可单独使用1种,也可将2种以上组合使用。作为苯氧树脂的具体例子,可举出:三菱化学株式会社制的“1256”和“4250”(均为含双酚A骨架的苯氧树脂)、“YX8100”(含双酚S骨架的苯氧树脂)和“YX6954”(含双酚乙酰苯骨架的苯氧树脂),日铁化学材料株式会社制的“FX280”和“FX293”、三菱化学株式会社制的“YX7200B35”、“YX7500BH30”、“YX6954BH30”、“YX7553”、“YX7553BH30”、“YL7769BH30”、“YL6794”、“YL7213”、“YL7290”和“YL7482”等。
作为聚乙烯醇缩醛树脂,可举出例如聚乙烯醇缩甲醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂,较好是聚乙烯醇缩丁醛树脂。作为聚乙烯醇缩醛树脂的具体例子,可举出例如,电气化学工业株式会社制的“电化缩丁醛(Denka Butyral) 4000-2”、“电化缩丁醛5000-A”、“电化缩丁醛6000-C”、“电化缩丁醛6000-EP”,积水化学工业株式会社制的S-LEC BH系列、BX系列(例如BX-5Z)、KS系列(例如KS-1)、BL系列、BM系列等。
丙烯酸树脂是指使包含(甲基)丙烯酸酯类单体的单体成分聚合而成的聚合物。构成丙烯酸树脂的单体成分中,除(甲基)丙烯酸酯类单体之外,还可包含(甲基)丙烯酰胺类单体、苯乙烯类单体、含官能团的单体等作为共聚成分。作为丙烯酸树脂的具体例子,可举出:东亚合成株式会社制的“ARUFON UP-1000”、“ARUFON UP-1010”、“ARUFON UP-1020”、“ARUFON UP-1021”、“ARUFON UP-1061”、“ARUFON UP-1080”、“ARUFON UP-1110”、“ARUFONUP-1170”、“ARUFON UP-1190”、“ARUFON UP-1500”、“ARUFON UH-2000”、“ARUFON UH-2041”、“ARUFON UH-2190”、“ARUFON UHE-2012”、“ARUFON UC-3510”、“ARUFON UG-4010”、“ARUFONUS-6100”、“ARUFON US-6170”等。这些树脂可单独使用1种,也可将2种以上组合使用。
作为聚烯烃树脂,可举出例如,低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯基酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物等乙烯类共聚树脂,聚丙烯、乙烯-丙烯嵌段共聚物等聚烯烃类弹性体等。
作为聚丁二烯树脂,可举出例如,含氢化聚丁二烯骨架的树脂、含羟基的聚丁二烯树脂、含酚式羟基的聚丁二烯树脂、含羧基的聚丁二烯树脂、含酸酐基的聚丁二烯树脂、含环氧基的聚丁二烯树脂、含异氰酸酯基的聚丁二烯树脂、含氨基甲酸酯基的聚丁二烯树脂、聚苯醚-聚丁二烯树脂等。
聚酰亚胺树脂的具体例子,可举出新日本理化株式会社制的“RIKACOAT SN20”和“RIKACOAT PN20”。作为聚酰亚胺树脂的具体例子,还可举出使二官能性羟基末端聚丁二烯、二异氰酸酯化合物和四元酸酐反应而得的线性聚酰亚胺(日本特开2006-37083号公报记载的聚酰亚胺)、含聚硅氧烷骨架的聚酰亚胺(日本特开2002-12667号公报和日本特开2000-319386号公报等中记载的聚酰亚胺)等改性聚酰亚胺。
作为聚酰胺酰亚胺树脂的具体例子,还可举出东洋纺绩株式会社制的“VYLOMAXHR11NN”和“VYLOMAX HR16NN”。作为聚酰胺酰亚胺树脂的具体例子,还可举出日立化成工业株式会社制的“KS9100”、“KS9300”(含聚硅氧烷骨架的聚酰胺酰亚胺)等改性聚酰胺酰亚胺。
作为聚醚砜树脂的具体例子,可举出住友化学株式会社制的“PES5003P”等。
作为聚砜树脂的具体例子,可举出索尔维高性能聚合物(Solvay AdvancedPolymers)株式会社制的聚砜“P1700”、“P3500”等。
作为聚苯醚树脂的具体例子,可举出三菱瓦斯化学株式会社制的低聚苯醚-苯乙烯树脂“OPE-2St 1200”、“OPE-2St 2200”,沙伯基础创新塑料公司(SABIC)制的“Noryl(注册商标)SA90”等。作为聚醚酰亚胺树脂的具体例子,可举出GE公司制的“ULTEM”等。
作为聚碳酸酯树脂,可举出,含羟基的碳酸酯树脂、含酚式羟基的碳酸酯树脂、含羧基的碳酸酯树脂、含酸酐基的碳酸酯树脂、含异氰酸酯基的碳酸酯树脂、含氨基甲酸酯基的碳酸酯树脂等。作为聚碳酸酯树脂的具体例子,可举出:三菱瓦斯化学株式会社制的“FPC0220”,旭化成化学品株式会社制的“T6002”、“T6001”(聚碳酸酯二醇),株式会社可乐丽制的“C-1090”、“C-2090”、“C-3090”(聚碳酸酯二醇)等。作为聚醚醚酮树脂的具体例子,可举出住友化学株式会社制的“SUMIPLOY K”等。作为聚酯树脂,可举出例如聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂等。
热塑性树脂的重均分子量较好是8000以上,更好是10000以上,进一步更好是20000以上,较好是100000以下,更好是70000以下,进一步更好是60000以下。树脂的重均分子量可通过凝胶渗透色谱(GPC)法,作为聚苯乙烯换算的值进行测定。
树脂组合物层包含热塑性树脂的情况下,将树脂组合物层中的树脂成分设为100质量%时,树脂组合物层中的热塑性树脂的含量较好是50质量%以下,更好是40质量%以下,进一步更好是30质量%以下、20质量%以下或10质量%以下,较好是0.1质量%以上,更好是0.5质量%以上,进一步更好是1质量%以上。
-固化促进剂-
树脂片材中,树脂组合物层可包含固化促进剂。
作为固化促进剂,可举出例如磷类固化促进剂、胺类固化促进剂、咪唑类固化促进剂、胍类固化促进剂、金属类固化促进剂、过氧化物类固化促进剂等。固化促进剂可单独使用1种,也可将2种以上组合使用。
树脂组合物层包含固化促进剂的情况下,将树脂组合物中的树脂成分设为100质量%时,树脂组合物层中的固化促进剂的含量较好是0.001质量%以上,更好是0.005质量%以上,进一步更好是0.01质量%以上,较好是1质量%以下,更好是0.8质量%以下、0.6质量%以下或0.4质量%以下。
-其他添加剂-
树脂片材中,树脂组合物层可进一步包含其他添加剂。作为这样的其他添加剂,可举出例如:有机铜化合物、有机锌化合物、有机钴化合物等有机金属化合物,橡胶粒子等有机填充材料,酞菁蓝、酞菁绿、碘绿、重氮黄、结晶紫、氧化钛、炭黑等着色剂,氢醌、儿茶酚、连苯三酚、吩噻嗪等阻聚剂,有机硅类均平剂、丙烯酸聚合物类均平剂等均平剂,膨润土(Benton)、蒙脱石等增稠剂,有机硅类消泡剂、丙烯酸类消泡剂、氟类消泡剂、乙烯基树脂类消泡剂等消泡剂,苯并三唑类紫外线吸收剂等紫外线吸收剂,脲硅烷等粘接性提高剂,三唑类密合性赋予剂、四唑类密合性赋予剂、三嗪类密合性赋予剂等密合性赋予剂,受阻酚类抗氧化剂、受阻胺类抗氧化剂等抗氧化剂,茋衍生物等荧光增白剂,氟类表面活性剂、有机硅类表面活性剂等表面活性剂,磷类阻燃剂(例如磷酸酯化合物、磷腈化合物、膦酸化合物、红磷)、氮类阻燃剂(例如硫酸三聚氰胺)、卤素类阻燃剂、无机类阻燃剂(例如三氧化锑)等阻燃剂,磷酸酯类分散剂、聚氧化烯类分散剂、乙炔类分散剂、有机硅类分散剂、阴离子性分散剂、阳离子性分散剂等分散剂,硼酸酯(盐)类稳定剂、钛酸酯类稳定剂、铝酸酯类稳定剂、锆酸酯类稳定剂、异氰酸酯类稳定剂、羧酸类稳定剂、羧酸酐类稳定剂等稳定剂等。其他添加剂可单独使用1种,也可将2种以上组合使用。如果是本领域技术人员,则可适当设定各添加剂的含量。
树脂片材例如可如下制造:使用口模式涂布机(die coater)等将液态的树脂组合物直接涂布于支承体上,或者制备在有机溶剂中溶解树脂组合物而得的树脂清漆并使用口模式涂布机等将其涂布于支承体上,进而进行干燥而形成树脂组合物层。
作为有机溶剂,可适当使用公知的有机溶剂,其种类无特别限定。作为有机溶剂,可举出例如:丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮类溶剂,乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸异戊酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、γ-丁内酯等酯类溶剂,四氢吡喃、四氢呋喃、1,4-二噁烷、二乙醚、二异丙醚、二丁醚、二苯醚等醚类溶剂,甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇等醇类溶剂,乙酸2-乙氧基乙基酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯、卡必醇乙酸酯(ethyl diglycol acetate)、γ-丁内酯、甲氧基丙酸甲酯等醚酯类溶剂,乳酸甲酯、乳酸乙酯、2-羟基异丁酸甲酯等酯醇类溶剂,2-甲氧基丙醇、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、丙二醇单甲醚、二乙二醇单丁醚(丁基卡必醇)等醚醇类溶剂,N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮等酰胺类溶剂,二甲亚砜等亚砜类溶剂,乙腈、丙腈等腈类溶剂,己烷、环戊烷、环己烷、甲基环己烷等脂肪族烃类溶剂,苯、甲苯、二甲苯、乙苯、三甲苯等芳香族烃类溶剂等。有机溶剂可单独使用1种,也可将2种以上以任意的比例组合使用。
干燥可通过加热、热风吹拂等公知的方法实施。干燥条件无特别限定,以树脂组合物层中的有机溶剂的含量成为10质量%以下、较好是5质量%以下的条件进行干燥。根据树脂组合物(树脂清漆)中的有机溶剂的沸点而不同,例如使用含30质量%~60质量%的有机溶剂的树脂组合物(树脂清漆)的情况下,可通过在50℃~150℃干燥2分钟~10分钟来形成树脂组合物层。
一个实施方式中,树脂片材可还根据需要包含其他的层。作为所述的其他的层,可举出例如设置于树脂组合物层的不与支承体接合的面(即,与支承体相反的一侧的面)的根据支承体选用的保护膜等。保护膜的厚度无特别限定,例如为1~40μm。通过层叠保护膜,可抑制在树脂组合物层的表面附着垃圾等或形成损伤。树脂片材具有保护膜的情况下,可通过剥离保护膜来使用。
以下,对各工序进行说明。
<工序(1)>
工序(1)中,将包含支承体和设置于该支承体上的热固性树脂组合物层的树脂片材以该热固性树脂组合物层与基材接合的方式层叠于基材。
树脂片材如上述<树脂片材>栏中所说明。
在通过芯片先装(Chip-1st)工艺来制造电路基板的情况下,工序(1)中使用的“基材”采用形成有具有规定功能的电路元件和在该电路元件上电连接的多个电极焊盘的半导体晶片即可。作为半导体晶片,可优选举出硅(Si)类晶片,但并不限定于此,还可使用例如砷化镓(GaAs)类、磷化铟(InP)类、磷化镓(GaP)类、氮化镓(GaN)类、碲化镓(GaTe)类、硒化锌(ZnSe)类、碳化硅(SiC)类等的晶片。芯片先装工艺是指最初设置半导体芯片,在其电极焊盘面形成再布线层的工艺(例如,日本特开2002-289731号公报、日本特开2006-173345号公报等)。所述的芯片先装工艺中,特别是在制造扇出(Fan-out)结构的封装的情况下,先将半导体晶片单片化,将各半导体芯片相互间隔开地配置于载体(玻璃基板、金属基板、塑料基板等)后,进行树脂密封,在露出的电极焊盘面及其周围的密封树脂层上形成再布线层即可(例如,日本特开2012-15191号公报、日本特开2015-126123号公报等)。所述形态中,工序(1)中所述的“基材”使用单片化的半导体芯片以其电极焊盘面露出的方式用密封树脂来密封周围而成的基板即可。
此外,通过再布线层先装(RDL-1st)工艺来制造电路基板的情况下,工序(1)中使用的“基材”采用带剥离层的基板(带剥离层的玻璃基板、带剥离层的金属基板、带剥离层的塑料基板等)即可。再布线层先装工艺是指最初设置再布线层,在该再布线层以其电极焊盘面可与再布线层电连接的状态设置半导体芯片的工艺(例如,日本特开2015-35551号公报、日本特开2015-170767号公报等)。再布线层先装工艺中,在再布线层设置半导体芯片后,剥离带剥离层的基板,从而再布线层露出。所述再布线层先装工艺特别适合于制造扇出结构的封装的情况。
基材与树脂片材的层叠例如可通过自支承体侧将树脂片材加热压接于基材来进行。作为将树脂片材加热压接于基材的构件(以下也称“加热压接构件”),可举出例如加热后的金属板(SUS端板等)或金属辊(SUS辊)等。应予说明,较好是不将加热压接构件直接压于树脂片材,而是介以耐热橡胶等弹性材料进行压制,使得树脂片材充分顺应基材的表面凹凸。
基材与树脂片材的层叠可通过真空层合法实施。真空层合法中,加热压接温度较好是在60℃~160℃、更好是80℃~140℃的范围内,加热压接压力较好是在0.098 MPa~1.77 MPa、更好是0.29 MPa~1.47 MPa的范围内,加热压接时间较好是在20秒~400秒、更好是30秒~300秒的范围内。层叠较好是在压力26.7 hPa以下的减压条件下实施。
层叠可通过市售的真空层合机进行。作为市售的真空层合机,可举出例如株式会社名机制作所制的真空加压式层合机、Nikko-Materials株式会社制的真空敷料器、分批式真空加压层合机等。
可在层叠后,在常压下(大气压下),例如将加热压接构件自支承体侧压制来进行已层叠的树脂片材的平滑化处理。平滑化处理的压制条件可采用与上述层叠的加热压接条件同样的条件。平滑化处理可通过市售的层合机进行。应予说明,层叠和平滑化处理可使用上述的市售的真空层合机连续地进行。
-工序(2)-
工序(2)中,使热固性树脂组合物层热固化而形成绝缘层。
树脂组合物层的固化条件无特别限定,可使用形成电路基板的绝缘层时通常所采用的条件。
例如,树脂组合物层的热固化条件根据树脂组合物的种类等而不同,一个实施方式中,固化温度较好是120℃~250℃,更好是150℃~240℃,进一步更好是180℃~230℃。固化时间可以较好是5分钟~240分钟,更好是10分钟~150分钟,进一步更好是15分钟~120分钟。
可在使树脂组合物层热固化之前,将树脂组合物层在比固化温度低的温度下进行预加热。例如,可在使树脂组合物层热固化之前,在50℃~120℃、较好是60℃~115℃、更好是70℃~110℃的温度下,将树脂组合物层预加热5分钟以上、较好是5分钟~150分钟、更好是15分钟~120分钟、进一步更好是15分钟~100分钟。通过进行预加热而容易在去沾污处理后实现表面粗糙度小的绝缘层,因而是有利的。
-工序(3)-
工序(3)中,对绝缘层进行开孔加工。
由此,可在绝缘层形成通孔。工序(3)可根据用于形成绝缘层的树脂组合物的组成等,使用例如钻头、激光器、等离子体等来实施。孔的尺寸和形状可根据电路基板的设计而适当确定。
-工序(4)-
工序(4)中,对绝缘层进行去沾污处理。
由此,可除去因开孔加工而在通孔内产生的沾污。去沾污处理无特别限定,可通过公知的各种方法进行。一个实施方式中,去沾污处理可采用干法去沾污处理、湿法去沾污处理或它们的组合。
作为干法去沾污处理,可举出例如采用等离子体的去沾污处理等。采用等离子体的去沾污处理是通过使用向等离子体发生装置内导入气体而产生的等离子体对绝缘层进行处理,从而除去通孔内产生的沾污。作为等离子体的发生方法,无特别限定,可举出通过微波生成等离子体的微波等离子体、使用高频波的高频等离子体、在大气压下产生的大气压等离子体、在真空下产生的真空等离子体等,较好是在真空下产生的真空等离子体。此外,去沾污处理中使用的等离子体较好是通过高频波激发的RF等离子体。
作为等离子体化的气体,只要可除去通孔内的沾污,则无特别限定,可使用例如包含SF6的气体。该情况下,除SF6之外,等离子体化气体还可包含例如Ar、O2等其他气体。其中,从容易在去沾污处理后实现表面粗糙度小的绝缘层的观点来看,作为等离子体化的气体,较好是包含“SF6”与“Ar和O2中的至少一者”的混合气体,更好是包含SF6、Ar和O2的混合气体。
使用SF6与其他气体的混合气体的情况下,作为其混合比(SF6/其他气体:单位为sccm),从容易在去沾污处理后实现表面粗糙度小的绝缘层的观点来看,较好是1/0.01~1/1,更好是1/0.05~1/1,进一步更好是1/0.1~1/1。
使用等离子体的去沾污处理的时间无特别限定,较好是30秒以上,更好是60秒以上、90秒以上或120秒以上。从容易在去沾污处理后实现表面粗糙度小的绝缘层的观点来看,该去沾污处理的时间的上限较好是10分钟以下,更好是5分钟以下。
采用等离子体的去沾污处理可使用市售的等离子体去沾污处理装置来实施。市售的等离子体去沾污处理装置中,作为适合于电路基板的制造用途的例子,可举出牛津仪器(Oxford Instruments)公司制的等离子体干法蚀刻装置、NISSIN株式会社制的微波等离子体装置、积水化学工业株式会社制的常压等离子体蚀刻装置等。
作为干法去沾污处理,还可使用能够从喷嘴喷射研磨材料来对处理对象进行研磨的干法喷砂处理。干法喷砂处理可使用市售的干法喷砂处理装置来实施。作为研磨材料,在使用水溶性的研磨材料的情况下,通过在干法喷砂处理后进行水洗处理,研磨材料不会残留于通孔内部,可有效地除去沾污。
不论树脂组合物层的组成等,从容易实现表面粗糙度小的绝缘层的观点来看,去沾污处理较好是干法去沾污处理,其中更好是采用等离子体的去沾污处理。因此,优选的一个实施方式中,对绝缘层进行干法去沾污处理,特别优选使用等离子体对绝缘层进行去沾污处理。
作为湿法去沾污处理,可举出例如采用氧化剂溶液的去沾污处理等。采用氧化剂溶液进行去沾污处理的情况下,较好是依次实施采用膨润液的膨润处理、采用氧化剂溶液的氧化处理、采用中和液的中和处理。作为膨润液,可举出例如安美特日本株式会社制“Swelling Dip Securiganth P”、“Swelling Dip Securiganth SBU”等。膨润处理较好是通过将形成有通孔的基板在加热至60℃~80℃的膨润液中浸渍5分钟~10分钟来进行。作为氧化剂溶液,较好是碱性高锰酸水溶液,可举出例如在氢氧化钠的水溶液中溶解高锰酸钾或高锰酸钠而得的溶液。采用氧化剂溶液的氧化处理较好是通过将膨润处理后的基板在加热至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,可举出例如安美特日本株式会社制“Concentrate Compact P”、“ConcentrateCompact CP”、“Dosing solution Securiganth P”等。采用中和液的中和处理较好是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,较好是酸性的水溶液,作为市售品,可举出例如安美特日本株式会社制的“Reductionsolution Securiganth P”。
作为湿法去沾污处理,还可使用能够从喷嘴喷射研磨材料和分散介质对处理对象进行研磨的湿法喷砂处理。湿法喷砂处理可使用市售的湿法喷砂处理装置来实施。
优选的一个实施方式中,对绝缘层进行湿法去沾污处理,特别优选使用氧化剂溶液对绝缘层进行去沾污处理。
将干法去沾污处理与湿法去沾污处理组合实施的情况下,可先实施干法去沾污处理,也可先实施湿法去沾污处理。
树脂片材的支承体可在工序(1)与工序(2)之间除去,可在工序(2)与工序(3)之间除去,可在工序(3)与工序(4)之间除去,也可在工序(4)之后除去。从容易在去沾污处理后实现表面粗糙度小的绝缘层的观点来看,支承体较好是在工序(2)之后除去,更好是在工序(4)之后除去。
本发明的制造方法中,通过在实施这些工序(1)~工序(4)之后,实施前述的工序(X)和导体层形成工序,从而可在抑制镀层烧焦的同时,形成L/S小且薄型的导体图案。还可将这些工序总称为再布线形成工序,本发明的制造方法的特征在于,再布线形成工序包括在Ra为100 nm以下的绝缘层表面形成厚度250 nm以下的镀覆种子层的工序。
通过反复进行再布线形成工序,可形成多层结构的再布线层。根据本发明的制造方法,可在使用热固性材料形成诸特性优异的薄型绝缘层的同时,使用薄的镀覆种子层在不存在镀层烧焦的情况下形成L/S小且薄型的导体图案,因此可极微细且高密度地设置布线。
根据本发明的制造方法,可实现具有L/S小且薄型的导体图案的WLP、PLP这样的电路基板。
WLP或PLP这样的电路基板的制造方法如示出的专利文献所述且如前所述。例如,制造扇入(fan-in)结构的WLP的情况下,作为“基材”,采用形成有具有规定功能的电路元件和在该电路元件上电连接的多个电极焊盘的半导体晶片,并实施工序(1)以使其电极焊盘面与热固性树脂组合物层接合即可。接着,依次实施工序(2)、工序(3)、工序(4)、工序(X)、导体层形成工序,可在半导体晶片的电极焊盘面形成再布线层。通过反复实施这些工序,还可形成多层的再布线层。接着,在再布线层的与半导体晶片相反的一侧的面形成凸块(bump)等的板连接端子(board connecting terminal),并进行单片化,从而可制造扇入结构的WLP。
例如,制造扇出结构的WLP的情况下,首先对形成有具有规定功能的电路元件和在该电路元件上电连接的多个电极焊盘的半导体晶片进行单片化。接着,将各半导体芯片相互间隔开地配置于载体(玻璃基板、金属基板、塑料基板等)后,进行树脂密封,从而获得单片化的半导体芯片以其电极焊盘面露出的方式用密封树脂来密封周围而成的基板。采用所述基板作为“基材”,实施工序(1)以使其电极焊盘面露出侧的基板的表面与热固性树脂组合物层接合即可。接着,依次实施工序(2)、工序(3)、工序(4)、工序(X)、导体层形成工序,可在露出的电极焊盘面及其周围的密封树脂层上形成再布线层。通过反复实施这些工序,还可形成多层的再布线层。接着,在再布线层的与基板相反的一侧的面形成凸块等的板连接端子,并重新进行单片化,从而可制造扇出结构的WLP。
特别是通过本发明的制造方法得到的扇出结构的WLP或PLP,再叠加能够以大面积形成再布线层这样的扇出结构本来的特长,能够以大面积形成极微细且高密度的布线,因而是有利的。因此,优选的一个实施方式中,通过本发明的制造方法,制造扇出结构的WLP或PLP。
本发明可广泛地适用于包括在绝缘层表面形成镀覆种子层的工序的电路基板的制造。关于WLP或PLP这样的电路基板的制造方法,以前述的芯片先装工艺、再布线层先装工艺的观点为首,并且从芯片搭载方向(面朝下(Face-down)型、面朝上(Face-up)型)的观看来看,也实现了多种多样的发展,但本发明涉及可广泛地适用于其制造过程中包括在绝缘层表面形成镀覆种子层的工序的电路基板的制造,并且通用性极高的技术。
实施例
以下,通过实施例对本发明进行具体说明。本发明并不局限于这些实施例。应予说明,以下,只要没有另行明示,表示量的“份”和“%”分别是指“质量份”和“质量%”。在未特别指定温度的情况下的温度条件和压力条件为室温(25℃)和大气压(1 atm)。
<使用的无机填充材料>
无机填充材料1:相对于100份球状二氧化硅(电气化学工业株式会社制“UFP-30”,平均粒径0.3μm,比表面积30.7 m2/g),用2份N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(信越化学工业株式会社制“KBM573”)进行了表面处理的材料;
无机填充材料2:相对于100份球状二氧化硅(株式会社雅都玛制“SO-C2”,平均粒径0.5μm,比表面积5.8 m2/g),用1份N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(信越化学工业株式会社制“KBM573”)进行了表面处理的材料;
无机填充材料3:相对于100份球状二氧化硅(株式会社雅都玛制“SO-C4”,平均粒径1.1μm,比表面积4.5 m2/g),用1份N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(信越化学工业株式会社制“KBM573”)进行了表面处理的材料。
<制备例1>(树脂组合物1的制备)
一边搅拌一边使6份联二甲酚型环氧树脂(三菱化学株式会社制“YX4000HK”,环氧当量约185)、5份萘型环氧树脂(日铁化学材料株式会社制“ESN475V”,环氧当量约332)、15份双酚AF型环氧树脂(三菱化学株式会社制“YX7760”,环氧当量约238)、2份萘醚型环氧树脂(DIC株式会社制“HP6000L”,环氧当量约213)、2份环己烷型环氧树脂(三菱化学株式会社制“ZX1658GS”,环氧当量约135)、2份苯氧树脂(三菱化学株式会社制“YX7500BH30”,固体成分30质量%的环己酮:甲基乙基酮(MEK)的1:1溶液,Mw=44000)加热溶解于20份溶剂石脑油和10份环己酮的混合溶剂中。冷却至室温后,向其中混合4份含三嗪骨架的甲酚酚醛清漆类固化剂(DIC株式会社制“LA-3018-50P”,羟基当量约151,固体成分50%的2-甲氧基丙醇溶液)、6份活性酯类固化剂(DIC株式会社制“EXB-8000L-65TM”,活性基团当量约220,不挥发成分65质量%的甲苯溶液)、60份无机填充材料1、0.05份胺类固化促进剂(4-二甲基氨基吡啶(DMAP)),用高速旋转混合机均匀地分散后,通过筒式过滤器(ROKITECHNO公司制“SHP020”)过滤,制成树脂组合物1。
<制备例2>(树脂组合物2的制备)
(1)将活性酯类固化剂(DIC株式会社制“EXB-8000L-65TM”,活性基团当量约220,不挥发成分65质量%的甲苯溶液)的掺入量由6份变更为12份、(2)使用90份的无机填充材料2代替60份的无机填充材料1、(3)使用苯氧树脂(三菱化学株式会社制“YX7553BH30”,固体成分30质量%的环己酮:甲基乙基酮(MEK)的1:1溶液,Mw=35000)代替苯氧树脂(三菱化学株式会社制“YX7500BH30”,固体成分30质量%的环己酮:甲基乙基酮(MEK)的1:1溶液,Mw=44000),除了以上方面之外,与制备例1同样地进行操作,制成树脂组合物2。
<制备例3>(树脂组合物3的制备)
(1)将活性酯类固化剂(DIC株式会社制“EXB-8000L-65TM”,活性基团当量约220,不挥发成分65质量%的甲苯溶液)的掺入量由6份变更为12份、(2)使用90份的无机填充材料3代替60份的无机填充材料1、(3)使用苯氧树脂(三菱化学株式会社制“YX7553BH30”,固体成分30质量%的环己酮:甲基乙基酮(MEK)的1:1溶液,Mw=35000)代替苯氧树脂(三菱化学株式会社制“YX7500BH30”,固体成分30质量%的环己酮:甲基乙基酮(MEK)的1:1溶液,Mw=44000),除了以上方面之外,与制备例1同样地进行操作,制成树脂组合物3。
树脂组合物1~3的制备中使用的成分及其掺入量示于下述表1。
[表1]
[实施例1]
(1)树脂片材的制作
作为支承体,准备通过醇酸树脂类脱模剂(琳得科株式会社制“AL-5”)进行了脱模处理的PET膜(东丽株式会社制“LUMIRROR R80”,厚度38μm,软化点130℃,“脱模PET”)。用口模式涂布机将树脂组合物1按照干燥后的树脂组合物层的厚度成为20μm的条件均匀地涂布于支承体的脱模剂上,在70℃~95℃干燥2分钟,由此在脱模PET上设置树脂组合物层。接着,在树脂组合物层的不与支承体接合的面以与树脂组合物层接合的方式层叠作为保护膜的聚丙烯膜(Oji F-Tex株式会社制“ALPHAN MA-411”,厚度15μm)的粗糙面。由此,获得具有脱模PET(支承体)\树脂组合物层\保护膜的层结构的树脂片材。
(2)评价用电路基板的制造
按照下述步骤制造了评价用的电路基板。
(2-1)基材的准备
作为基材,准备在单面层叠有铜层的硅晶片(铜层的厚度1μm,晶片的厚度0.8 mm,8英寸尺寸),投入130℃的烘箱中进行30分钟的干燥。
(2-2)树脂片材的层叠
从树脂片材剥离保护膜,使树脂组合物层露出。接着,用分批式真空加压层合机(Nikko-Materials株式会社制2阶段堆叠层合机(2-Stage Buildup Laminator)“CVP700”)以树脂组合物层与基材的铜层相接的方式层叠于基材的单面。该层叠如下实施:减压30秒使气压达到13hPa以下后,以130℃、压力0.74MPa压接45秒。接着,以120℃、压力0.5 MPa进行75秒的热压来进行平滑化。
(2-3)树脂组合物层的热固化
层叠树脂片材后,将层叠体投入100℃的烘箱中加热30分钟,接着移至180℃的烘箱中加热30分钟,将树脂组合物层热固化。然后,剥离支承体。如此操作,获得在基材上设置有树脂组合物层的固化物(绝缘层,厚度20μm)的基板A。
(2-4)去沾污处理
对基板A进行湿法去沾污处理。具体来说,对于基板A,在膨润液(安美特日本株式会社制“Swelling Dip Securiganth P”,二乙二醇单丁醚和氢氧化钠的水溶液)中于60℃浸渍5分钟,接着在粗糙化液(安美特日本株式会社制“Concentrate Compact P”,KMnO4:60g/L,NaOH:40 g/L的水溶液)中于80℃浸渍15分钟,最后在中和液(安美特日本株式会社制“Reduction solution Securiganth P”,硫酸水溶液)中于40℃浸渍5分钟后,于80℃干燥30分钟。将所得的基板称为基板B。
(2-5)镀覆种子层的形成
在基板B的绝缘层的表面形成镀覆种子层。具体来说,在基板B的绝缘层的表面,使用溅射装置(CANON ANELVA株式会社制“E-400S”),形成厚度10 nm的扩散阻挡层(Ti层),接着形成厚度50 nm的导电种子层(Cu层),从而形成厚度60 nm的镀覆种子层。
(2-6)导体层的形成
将所得的基板在150℃加热30分钟进行退火处理。接着,按照半加成法,形成抗镀层,通过曝光、显影而形成L/S=2/2μm(线宽度1 mm)的梳齿(櫛刃)图案后,进行硫酸铜电解镀覆,以2μm的厚度形成导体层(导体图案)。形成导体图案后,在200℃加热60分钟进行退火处理。将所得的基板称为基板C。
[实施例2]
与实施例1同样地进行操作,制作树脂片材,制成基板A、基板B。接着,在镀覆种子层的形成中,除将导电种子层(Cu层)的厚度由50 nm变更为100 nm而形成厚度110 nm的镀覆种子层以外,与实施例1同样地进行操作,形成基板C。
[实施例3]
与实施例1同样地进行操作,制作树脂片材,制成基板A、基板B。接着,在种子层的形成中,除将导电种子层(Cu层)的厚度由50 nm变更为150 nm而形成厚度160 nm的镀覆种子层以外,与实施例1同样地进行操作,形成基板C。
[实施例4]
除了使用树脂组合物2代替树脂组合物1以外,与实施例1同样地进行操作,制成树脂片材。使用所得的树脂片材,与实施例1同样地进行操作,制成基板A。
实施例4中,对基板A进行了干法去沾污处理。具体来说,使用等离子体干法蚀刻装置(牛津仪器公司制“PlasmaPro100”),将Ar/SF6/O2设为混合比10:40:8(sccm),并以真空度:50 mTorr、RF功率:120 W、ICP功率:0 W的条件,对基板A进行2分钟的处理,获得基板B。
接着,在镀覆种子层的形成中,除将导电种子层(Cu层)的厚度由50 nm变更为100nm而形成厚度110 nm的镀覆种子层以外,与实施例1同样地进行操作,形成基板C。
[比较例1]
除了使用树脂组合物2代替树脂组合物1以外,与实施例1同样地进行操作,制作树脂片材,制成基板A、基板B。接着,在镀覆种子层的形成中,除将导电种子层(Cu层)的厚度由50 nm变更为100 nm而形成厚度110 nm的镀覆种子层以外,与实施例1同样地进行操作,形成基板C。
[比较例2]
除了使用树脂组合物3代替树脂组合物1以外,与实施例1同样地进行操作,制作树脂片材,制成基板A、基板B。接着,在镀覆种子层的形成中,除将导电种子层(Cu层)的厚度由50 nm变更为200 nm而形成厚度210 nm的镀覆种子层以外,与实施例1同样地进行操作,形成基板C。
[参考例1]
除了使用树脂组合物2代替树脂组合物1以外,与实施例1同样地进行操作,制作树脂片材,制成基板A、基板B。接着,在镀覆种子层的形成中,除将导电种子层(Cu层)的厚度由50 nm变更为300 nm而形成厚度310 nm的镀覆种子层以外,与实施例1同样地进行操作,形成基板C。
对各种测定方法和评价方法进行说明。
<厚度的测定>
树脂组合物层等的厚度使用接触式膜厚计(株式会社三丰“MCD-25MJ”)进行测定。
<绝缘层表面的粗糙度的测定>
对于实施例、比较例和参考例中制成的基板B,测定了绝缘层表面的算术平均粗糙度(Ra)。测定中采用了非接触三维表面形状粗糙度测定系统(BRUKER AXS公司制“Wyko GT-X3”)。
<布线形状(镀层烧焦)的评价>
对于实施例、比较例和参考例中制成的基板C,通过光学显微镜(Hirox公司制“KH8700”)观察了形成的导体图案。具体来说,将导体图案用光学显微镜(CCD)放大,进行了形状的确认。对于L/S=2/2μm的梳齿图案,随机对20条高度2μm、长度1 mm的布线进行了观察。计数20条布线中的异常析出部的个数,观察到50个以上的异常析出部的情况判定为“×”(不良),异常析出部少于50个的情况判定为“○”(良好)。
实施例、比较例和参考例的测定结果、评价结果示于下述表2。
[表2]
形成厚度超过250 nm的镀覆种子层的参考例1,由于镀覆种子层自身的厚度等而对微细布线化的贡献有限。形成像所述参考例1那样较厚的镀覆种子层的情况下,即使在算术平均粗糙度(Ra)超过100 nm的绝缘层表面形成导体图案的情况下,也并未产生太多镀层烧焦(现有技术中未发现本发明要解决的技术问题的佐证);
为了实现进一步的微细布线化,形成厚度为250 nm以下的薄的镀覆种子层的情况下,如果绝缘层表面的Ra超过100 nm,则确认显著地发生镀层烧焦(比较例1、2);
相对而言,包括在Ra为100 nm以下的绝缘层表面形成厚度250 nm以下的镀覆种子层的工序的实施例1~4中,确认可在显著抑制镀层烧焦的同时,以L/S=2/2μm的条件形成薄型的导体图案,证实了对电路基板的微细布线化有显著的贡献。
Claims (8)
1.一种电路基板的制造方法,其中,包括:
(X)在绝缘层表面形成镀覆种子层的工序;
镀覆种子层的厚度为250 nm以下,绝缘层表面的算术平均粗糙度(Ra)为100 nm以下。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,将镀覆种子层的厚度设为Ds(nm)、并将绝缘层表面的Ra设为Rai(nm)时,满足1≤Ds/Rai。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,在工序(X)中,通过溅射法形成镀覆种子层。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,包括:
通过电解镀覆法在镀覆种子层上形成导体层的工序。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,导体层的线宽/线距比(L/S)为5/5μm以下。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,在工序(X)之前,包括:
(1)将包含支承体和设置于该支承体上的热固性树脂组合物层的树脂片材以该热固性树脂组合物层与基材接合的方式层叠于基材的工序、
(2)使热固性树脂组合物层热固化而形成绝缘层的工序、
(3)对绝缘层进行开孔加工的工序、以及
(4)对绝缘层进行去沾污处理的工序。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,热固性树脂组合物层包含活性酯类固化剂。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的方法,其中,电路基板为晶圆级封装或面板级封装。
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