JP2005158978A - テープインターポーザー用感光性樹脂組成物および基材 - Google Patents

テープインターポーザー用感光性樹脂組成物および基材 Download PDF

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Abstract

【課題】ヴィア形成コストが高いことと現行感光性材料では反りが発生する点である。
【解決手段】特定の構造及び特性を有するポリアミド酸、少なくとも2つ以上の光重合可能なC=C不飽和2重結合を有する(メタ)アクリレート、光重合開始剤、および難燃剤からなる樹脂組成物であって、該樹脂組成物を用いて加工されたフィルムが特定の特性を有する基材を用いる。
【選択図】 なし

Description

本発明は、テープインターポーザー用感光性樹脂および該組成物を銅箔に塗布した基材であって加工を容易にしたテープインターポーザー用基材に関する。
近年のマルチメディア社会において、電子情報システム、デバイスの大集積化が進行するとともに、電子情報機器の高性能・高機能化(複合化・融合化)と携帯化(小型化・高密度化)の動きが激しくなってきている。これらの要求に対し、実装技術とともにそれに対応できる構成部材の開発が急がれている。
携帯電話を中心に、更なる軽薄短小化の波は表面実装の為の構成部品のさまざまな工夫に及んでいる。その中でICチップ実装用インターポーザー基材にポリイミドを採用したテープインターポーザーが近年注目されている。該基板は、銅箔とポリイミドのラミネート基材を用いたものが主流である。これはより軽く、より薄くを追求するために、ポリイミドの優れた耐熱性、寸法安定性、耐薬品性、電気絶縁性、電気特性、機械特性を利用し、回路基板材料、とりわけフレキシブル基板のベース樹脂として広く用いられている。従来のテープインターポーザー用基材は、上記の如く銅箔とポリイミドのラミネート基材を用い、ICチップ実装用のヴィア形成は、レーザー法が主流であった。しかしながら、導体回路パターンの微細化と位置精度の向上、さらに実装部品の小型化、ICパッケージのリードのファインピッチ化により、レーザー法ではコスト低減が大きな課題となってきた。また、該工程の低コスト化を目的に感光性を有するソルダーレジストの代用も検討されている(特願平11−203464号)が、工程が煩雑で製造コストの低減が難しく、配線上の膜厚を均一に保持できない。また耐熱性、耐薬品性が劣ると共に硬化後に銅箔との膨張率の違いにより発生する応力により基材が反るという問題があった。
特願平11-203464号
解決しようとする課題は、ヴィア形成コストが安く、かつ反りが発生しないテープインターポーザー用感光性樹脂組成物およびそれから得られるテープインターポーザー用基材を提供することにある。
本発明は、上記課題を達成するために鋭意検討を行った結果、(A)下記一般式(1)で表される構成単位からなり、
Figure 2005158978
…(1)
(式中、nは1〜100の整数であり、R1はC、H、OおよびNから選ばれる元素のみで構成される2価の有機基を表わし、R2はC、H、OおよびNから選ばれる元素のみで構成される4価の有機基を表わす。)
下記式(1)で示されるClausius-Mossotiの式で求められた誘電率が3〜5の範囲にあり、
誘電率(ε)=(1+2・Pm/Vm)/(1−Pm/Vm) …(1)
(式中、Pmはモル分極率を示し、Vmはモル体積を示す。)
粘度(N,N−ジメチルアセトアミド溶媒、濃度30質量%、25℃で測定)が0.5〜30.0Pa・sの範囲にあり、かつ構成単位中のアミド酸含有率が15〜40質量%の範囲にあり、そのイミド化後の弾性率が0.5〜6.0GPaであるポリアミド酸、
(B)少なくとも2つ以上の光重合可能なC=C不飽和2重結合を有する(メタ)アクリレート、
(C)光重合開始剤、および
(D)難燃剤
を含有し、上記(A)ポリアミド酸100質量部に対して、上記(B)少なくとも2つ以上の光重合可能なC=C不飽和2重結合を有する(メタ)アクリレート化合物を10〜700質量部の割合で含有する感光性樹脂組成物であって、硬化後のフィルムの弾性率が0.1〜3.0GPaであることを特徴とするテープインターポーザー用感光性樹脂組成物およびそれを銅箔に塗工、乾燥して得られるテープインターポーザー用基材を見出し本発明に至った。
本発明感光性樹脂を塗工した基材を用いることにより、インターポーザー基材の加工を容易にかつ低コスト化を可能にし、また硬化時の応力を低減することにより反りの発生を抑えたことで、加工上のコスト低減ができると同時に不良率の低減、加工精度の向上、品質の向上等の利点がある。
以下に本発明の内容について述べる。
以下、本発明に係る感光性樹脂組成物、ドライフィルムおよびそれを用いた加工部品について具体的に説明する。
本発明に係るテープインターポーザー用感光性樹脂組成物は、
(A)ポリアミド酸、
(B)少なくとも2つ以上の光重合可能なC=C不飽和2重結合を有する(メタ)アクリレート、
(C)光重合開始剤、および
(D)難燃剤
を含有している。
以下、感光性樹脂組成物を構成する各成分について詳細に説明する。
(A)ポリアミド酸
本発明で用いられるポリアミド酸(A)は、下記一般式(1)で表される構成単位(以下「ポリアミド酸単位」ともいう。)からなるものである。
Figure 2005158978
…(1)
(式中、nは1〜100の整数であり、R1はC、H、OおよびNから選ばれる元素のみで構成される2価の有機基を表し、R2はC、H、OおよびNから選ばれる元素のみで構成される4価の有機基を表す。)
1として好ましい2価の有機基としては、下記式(7−1)で表される基が挙げられる。
Figure 2005158978
…(7−1)
(式中、R3は、−,−CO−,−O−,−C(CH−,−C(CF−又は−COO−を、R4は、水素,ハロゲン原子、C〜Cのアルコキシ基,C〜Cのアルキル基を表し、mは0〜3の整数を表し、qは、0〜5の整数を表す。)
2として好ましい4価の有機基としては、下記式(8−1)または(8−2)で表される基が挙げられる。
Figure 2005158978
…(8−1) …(8−2)
本発明で用いられるポリアミド酸(A)は、前記一般式(1)のClausius-Mossotiの式で求められた誘電率が3〜5、好ましくは3.3〜4.7の範囲にあることが好ましい。
ポリアミド酸単位の誘電率が上記下限値以上であると、ソルダーレジスト用ドライフィルムから得られたポリイミド皮膜とFPCとの接着性に優れ、誘電率が上記上限値以下であると、(メタ)アクリレート(B)との相溶性を保持でき、ソルダーレジスト用ドライフィルムから得られたポリイミド皮膜の可撓性に優れる傾向がある。
また、本発明に係るポリアミド酸(A)は、構成単位中のアミド酸含有率が15〜40質量%、好ましくは25〜35質量%の範囲にある。
アミド酸含有率が15質量%以上であると、感光性樹脂組成物から得られる被膜は高Tgを実現でき、40質量%以下であるとポリアミド酸(A)から得られるポリイミドと(メタ)アクリレート(B)から得られるアクリルポリマーとの相溶性を保持でき、かつ感光性樹脂組成物から得られる被膜が可撓性に優れる。
ここで、アミド酸含有率とは、アミド基(NHCO)とカルボン酸基(COOH)が構成単位中に占める質量%を示す。
本発明では、ポリアミド酸(A)は、誘電率およびアミド酸含有率がそれぞれ3〜5かつ15〜40質量%、特に3.3〜4.7かつ25〜35質量%であることが好ましい。
本発明の特徴は、ポリイミドとアクリルポリマーがポリマーアロイを形成することにより、ポリイミドの特長とアクリルポリマーの特長を生かすことであり、上述のような相溶性を得ることが本発明のキー技術の一つとなる。
このようなポリアミド酸単位からなり、かつ誘電率およびアミド酸含有率が上記範囲内にあるポリアミド酸(A)は、例えば下記式(7−1')で表される芳香族ジアミンと、下記式(8−1')または(8−2')で表される芳香族二無水物とを使用し、これらを有機溶剤中で付加重合させて製造することができる。
Figure 2005158978
…(7−1')

(式中、R3は、−,−CO−,−O−,−C(CH−,−C(CF−又は−COO−を、R4は、水素,ハロゲン原子、C〜Cのアルコキシ基,C〜Cのアルキル基を表し、mは0〜3の整数を表し、qは、0〜5の整数を表す。)

Figure 2005158978

…(8−1') …(8−2')
本発明では、芳香族ジアミンとして上記式(7−1')で表される芳香族ジアミンとしては、3,3'−ジアミノジフェニルエーテル、4,4'−ジアミノ−3,3',5,5'−テトラメチルジフェニルメタン、4,4'−ジアミノ−3,3'−ジエチル−5,5'−ジメチルジフェニルメタン、4,4'−ジアミノジフェニル−2,2'−プロパン、4,4'−ジアミノジフェニルメタン、3,4'−ジアミノベンズアニリド、4,4'−ジアミノベンズアニリド、3,3'−ジアミノベンゾフェノン、4,4'−ジアミノベンゾフェノン、3,3'−ジエチル−4,4'−ジアミノジフェニルエーテル、3,3'−ジエトキシ−4,4'−ジアミノジフェニルメタン、3,3'−ジメチル−4,4'−ジアミノジフェニルメタン、3,3'−ジメチル−4,4'−ジアミノジフェニルプロパン、3,3'−ジエチル−4,4'−ジアミノジフェニルプロパン、3,3'−ジメチル−5,5'−ジエチル−4,4'−ジアミノジフェニルメタン、3,3'−ジメトキシ−4,4'−ジアミノジフェニルエーテル、3,3'−ジメトキシ−4,4'−ジアミノジフェニルメタン、3,3'−ジメトキシ−4,4'−ジアミノジフェニルスルフォン、3,3'−ジメトキシ−4,4'−ジアミノジフェニルプロパン、3,3'−ジエトキシ−4,4'−ジアミノジフェニルプロパン、3,3',5,5'−テトラメチル−4,4'−ジアミノジフェニルメタン、3,3',5,5'−テトラエチル−4,4'−ジアミノジフェニルメタン、4,4'−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、2,2'−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン等を使用することができる。
これらの上記式(7−1')で表される芳香族ジアミン以外の芳香族ジアミンは、該芳香族ジアミンを用いて得られるポリアミド酸(A)が、上記誘電率を満たす場合に使用することができる。
また上記化合物以外に、(数1)を満足する範囲であれば、脂肪族ジアミンも
併用することができる。
本発明では、芳香族酸二無水物として上記式(8−1')または(8−2')で表される芳香族酸二無水物の他に、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシルフェニル)エタン二無水物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシルフェニル)エタン二無水物、2,2−ビス(3,3−ジカルボキシルフェニル)エタン二無水物、2,2−ビス[4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物、3,3',4,4'−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3',4'−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、2,3,5,6−ピリジンテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3',4'−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物等を使用することができる。
これらの上記式(8−1')または(8−2')で表される芳香族酸二無水物以外の芳香族酸二無水物は、該芳香族酸二無水物を用いて得られるポリアミド酸(A)が、上記誘電率を満たす場合に使用することができる。
上記芳香族ジアミンと上記芳香族二無水物との重合反応において、反応温度は通常10〜60℃、好ましくは20〜50℃であり、圧力は特に限定しない。反応時間は、使用する有機溶剤種、および反応温度により左右されるが、通常反応が完結するのに十分な時間は4〜24時間である。
上記のように得られるポリアミド酸溶液(ポリアミド酸(A))は、粘度が0.5〜30.0Pa・s、好ましくは10.0〜20.0Pa・sの範囲にあることが望ましい。ここで、粘度とはEH型粘度計(東機産業社製)3゜コーンを用い、25℃で測定した値である。
このポリアミド酸溶液の粘度が0.5Pa・s以上であると、露光部の塗膜強度が十分に得られ高い解像度が得られる傾向がある。30.0Pa・s以下では(メタ)アクリレート(B)との相溶性が良くまた現像時未露光部のアルカリ溶液による溶解性が良いため高い解像度が得られる傾向がある。この対数粘度は、芳香族ジアミンと芳香族二酸無水物のモル比を変えることにより、任意に調整できる。
ポリアミド酸(A)の含有割合は、感光性樹脂組成物中に10〜95質量%(固形分換算)、好ましくは30〜70質量%である。含有割合が10質量%以上であると、露光後の被膜のアルカリ溶液による溶解性が向上し、高い解像度を得ることができると同時に、最終硬化膜としてポリイミドの特長である耐熱性、耐薬品性、電気絶縁性等を発現できる。また、含有割合が95質量%以下にし、(メタ)アクリレート(B)の含有量を確保することにより、感光性を発現し、UV等のエネルギー線硬化が可能となり、光によるファインパターン形成が可能となる。
(B)少なくとも2つ以上の光重合可能なC=C不飽和2重結合を有する(メタ)アクリレート
本発明で用いられる少なくとも2つ以上の光重合可能なC=C不飽和2重結合を有する(メタ)アクリレート(B)としては、下記のようなアルコール性水酸基を有し、かつ光重合可能なC=C不飽和二重結合を少なくとも2つ以上有する(メタ)アクリレート化合物、ポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート化合物、その他の(メタ)アクリレート化合物などが挙げられる。
(メタ)アクリレート(B)は、ポリアミド酸(A)100質量部に対して、10〜700質量部、好ましくは30〜250質量部の割合となるように用いられる。
(アルコール性水酸基を有し、かつ光重合可能なC=C不飽和二重結合を少なくとも2つ以上有する(メタ)アクリレート化合物)
アルコール性水酸基を有し、かつ光重合可能なC=C不飽和二重結合を少なくとも2つ以上有する(メタ)アクリレート化合物としては、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタメタクリレート、テトラメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールプロパントリメタクリレート、トリス{ヒドロキシエチルアクリロイル}イソシアヌレート、トリス{ヒドロキシエチルメタクリロイル}イソシアヌレート、イソシアヌール酸トリアクリレート、イソシアヌール酸トリメタクリレートが挙げられる。
これらのアルコール性水酸基を有し、かつ光重合可能なC=C不飽和二重結合を少なくとも2つ以上有する(メタ)アクリレート化合物は、単独または2種以上を併用することができる。
これらはポリアミド酸(A)との相溶性に優れ、露光時の硬化性および現像性制御のために用いられる。
上記アルコール性水酸基を有し、かつ光重合可能なC=C不飽和二重結合を少なくとも2つ以上有する(メタ)アクリレート化合物の含有量は、ポリアミド酸(A)100質量部に対し0〜200質量部、好ましくは5〜200質量部、より好ましくは10〜50質量部である。200質量部以下にすることによって現像時の未露光部のアルカリ溶液による溶解性を保持でき、更にイミド化後の硬化物の可撓性が損なわれない。
(ポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート化合物)
ポリアルキレングルコールジ(メタ)アクリレート化合物としては、次式(3)で示される化合物が挙げられる。この化合物は単独または2種以上を併用することができる。
この化合物はアミド酸との相溶性に優れ、露光時の硬化性および現像性制御のために用いられる。
Figure 2005158978
…(3)
(式中、R3は水素原子またはメチル基、R4およびR6は炭素数2〜5の脂肪族基、R5はベンゼン環を2個以上有する芳香族基または単結合を示し、nおよびmは1以上の整数であり、かつn+mは2〜12である。)。
上記化合物中、R、Rは炭素数2〜4の脂肪族基を表し、例えばエチレン、プロピレン、1−ブチレン、2−ブチレン基が好適である。炭素数を2〜4に限定することで、適度な水溶性を保持し、ポリアミド酸(A)との良好な相溶性を発現することができる。
また式中、Rはベンゼン環を2個以上有する芳香族基または単結合を表し、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールS、メチレンビスフェノール、4,4'-エチリデンビスフェノール、ビフェノール、4,4'−オキシビスフェノール、1,1'−ビフェニル−4,4'-ジオール、4,4'−シクロヘキシリレンビスフェノール、4,4'−(1−フェニルエチリデン)ビスフェノール、4,4'-オキシビスフェノール、ビス(4-ヒドロキシフェニル)メタノン、4,4'−(フェニルメチレン)ビスフェノール、5,5'−(1,1'−シクロヘキシリデン)ビス−[1,1'−(ビフェニル)−2−オール、メチレン−4,4’−ビス−N−ヒドロキシカルボキサイドフェニルなどの化合物の残基が挙げられる。ベンゼン環数を2個以上とする事で、親水性を保持しながら耐薬品性を向上させる事ができる。
ポリアルキレングルコールジ(メタ)アクリレート化合物の含有量は、ポリアミド酸(A)100質量部に対し10〜500質量部、好ましくは20〜200質量部である。10質量部以上含有することでアミド酸との相溶性が向上し、解像性も良好となる。同時にイミド化後の硬化物の可撓性が向上し、高Tgを有しながら高い伸び率を得ることができる。また500質量部以下にすることによってポリイミドの特長を生かした硬化膜を得ることができ、耐薬品性や高い電気絶縁性を発現できる。
(その他の(メタ)アクリレート化合物)
本発明では(メタ)アクリレート化合物(B)として、上記以外に必要に応じて下記化合物を併用することができる。
例えば1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、N,N'−メチレンビス(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、1,3,5−トリ(メタ)アクリロイルヘキサヒドロ−S−トリアジン、トリス{ヒドロキシエチル(メタ)アクリロイル}イソシアヌレート、トリ(メタ)アクリルホルマール、テトラメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
これらはポリアミド酸(A)に溶解できる範囲で使用可能であるが、通常ポリアミド酸(A)100質量部に対して0〜90質量部である。
(C)光重合開始剤
本発明で用いられる光重合開始剤(C)は、具体的にはベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾイン、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−フェニルアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン、2−ヒドロキシ−4−イソプロピル−2−メチルプロピオフェノン、2−エチルアントラキノン、2−t−ブチルアントラキノン、ジエチルチオキサントン、クロルチオキサントン、ベンジル、ベンジルジメチルケタール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾイル安息香酸、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルホリノプロパン−1−オン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等が挙げられる。
さらにベンゾインとエチレンオキサイドの等モル付加物や、2〜4倍モル付加物、ベンゾインとプロピレンオキサイドの等モル付加物や、2〜4倍モル付加物、α−アリルベンゾイン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンとエチレンオキサイドの等モル付加物や、2〜4倍モル付加物、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンとプロピレンオキサイドの等モル付加物や、2〜4倍モル付加物、ベンゾイル安息香酸とエチレンオキサイド等モル反応物、2〜4倍モル付加物、ベンゾイル安息香酸とプロピレンオキサイドの等モル反応物、2〜4倍モル付加物、ヒドロキシベンゾフェノンとエチレンオキサイドの等モル反応物、2〜4倍モル付加物、ヒドロキシベンゾフェノンとプロピレンオキサイドの等モル反応物、2〜4倍モル付加物、4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、4−(2−アクロオキシエトキシ)−フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトンとエチレンオキサイドの等モル反応物、2〜4倍モル付加物、4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル−(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトンとプロピレンオキサイドの等モル反応物、2〜4倍モル付加物、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、1−(4−デシルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン等が挙げられる。これらは1種または2種以上混合し使用することができる。
また重合効率を向上させる目的で光重合開始助剤を併用してもよい。具体的には、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、トリプロパノールアミン、ジプロパノールアミン、モノプロパノールアミン、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル等が挙げられる。これら光重合開始助剤は1種または2種以上を混合し使用することができる。
上記光重合開始剤及び光重合開始助剤の含有量は、それぞれ0.05〜10質量%(固形分比)、好ましくは0.5〜7質量%、更に好ましくは0.5〜3質量%である。合計0.1質量%以上となるように含有させることにより目的の解像度が得られる程度の硬化度が得られる。また合計20質量%以下にすることにより、(メタ)アクリレート(B)の重合度を適度に調整でき、解像度や可撓性を制御することができる。
(D)難燃剤
本発明に用いる難燃剤は、ポリアミド酸溶液と相溶できるものであれば何れでも良く、例えばリン系難燃剤、ハロゲン系難燃剤を挙げることができ、リン系難燃剤が好ましい。
(リン系難燃剤)
リン系難燃剤としては、例えばトリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリブトキシエチルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、2−エチルヘキシルジフェニルホスフェート、トリアリルホスフェート、ブチル化トリフェニルホスフェート、レゾルシノールビスジフェニルフォスフェート、ビスフェノールAビスジフェニルフォスフェート、ビスフェノールAビスジクレジルフォスフェート、ジエチル−N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)アミノメチルフォスフォネート等及び有機リン化合物がエポキシ基を1〜4個有する化合物、(メタ)アクリル基を1〜4個有する化合物およびビニル基を1〜4個有する化合物から選ばれる少なくとも1種の化合物と直接または他の化合物を介して結合したものがより好ましく使用できる。
有機リン化合物がエポキシ基を1〜4個有する化合物、(メタ)アクリル基を1〜4個有する化合物およびビニル基を1〜4個有する化合物から選ばれる少なくとも1種の化合物と直接または他の化合物を介して結合したもので好適なものとして、具体的には、下記式(4)で表される有機リン含有化合物と、
Figure 2005158978
…(4)

エポキシ基を1〜4個有する化合物、(メタ)アクリル基を1〜4個有する化合物またはビニル基を1〜4個有する化合物との等モル付加物、
下記式(5)で表される有機リン含有化合物と、
Figure 2005158978
…(5)

エポキシ基を1個有する化合物、(メタ)アクリル基を1個有する化合物またはビニル基を1個有する化合物との等モル付加物、
下記式(6)で表される有機リン含有化合物と、
Figure 2005158978
…(6)

エポキシ基を1個有する化合物、(メタ)アクリル基を1個有する化合物またはビニル基を1個有する化合物との等モル付加物などが挙げられる。
有機リン含有化合物が、エポキシ基を1〜4個有する化合物、(メタ)アクリル基を1〜4個有する化合物およびビニル基を1〜4個有する化合物から選ばれる少なくとも1種の化合物と直接または他の化合物を介して結合することで、高温高湿下で加水分解することが無く、またその加水分解したリン酸による触媒的な二次反応も起こらず、初期に設計した樹脂物性を安定的に発現することができる。
ここでエポキシ基を1〜4個有する化合物としては、例えば以下のような化合物が挙げられる。
(エポキシ基を1個有する化合物)
エポキシ基を1個有する化合物としては、フェノール類をグリシジル化したモノジグルシジルエーテルであれば何れでもよい。
フェノール類としては、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、レゾルシノール、ハイドロキノン、カテコール、ビスフェノールA、ビフェノール、4,4'-オキシビスフェノール、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタノン、4,4'−エチリデンビスフェノール、4,4'-シクロヘキシリレンビスフェノール、4,4'−(フェニルメチレン)ビスフェノール、o−フェニルフェノール、o−フェニルフェノール、m−フェニルフェノール、p−フェニルフェノール、o−エチルフェノール、m−エチルフェノール、p−エチルフェノール、o−イソプロピルフェノール、o−メトキシフェノール、m−メトキシフェノール、2,4−キシレノール、2,6−キシレノール、p−メトキシフェノール、α−ナフトール、β−ナフトール等が挙げられる。その他フェノール(エチレンオキサイドnモル付加)グリシジルエーテル、p−tert−ブチルフェニルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、ビニルグリシジルエーテル、グリシジル(メタ)アクリレート、N−グリシジルフタルイミド、ジブロモフェニルグリシジルエーテル等も使用できる。これらのフェノール類は、1種単独でまたは2種以上組み合わせて用いることができる。
(エポキシ基を2個有する化合物)
エポキシ基を2個有する化合物としては、二価のフェノール類または芳香族アミン類をグリシジル化したジグルシジルエーテルであればいずれでもよい。
二価のフェノール類としては、ビスフェノールA、ビスフェノールS、メチレンビスフェノール、4,4'-エチリデンビスフェノール、ビフェノール、4,4'-オキシビスフェノール、1,1'-ビフェニル-4,4'-ジオール、4,4'-シクロヘキシリレンビスフェノール、4,4'−(1−フェニルエチリデン)ビスフェノール、4,4'−オキシビスフェノール、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタノン、4,4'−(フェニルメチレン)ビスフェノール、5,5'−(1,1'−シクロヘキシリデン)ビス−[1,1'−(ビフェニル)−2−オール]、レゾルシノール、ハイドロキノンなどが挙げられる。
また芳香族アミンとしては、アニリン、o−メチルアニリン、m−メチルアニリン、p−メチルアニリン、o−エチルアニリン、m−エチルアニリン、p−エチルアニリン、o−プロピルアニリン、m−プロピルアニリン、p−プロピルアニリン、o−フェニルアニリン、m−フェニルアニリン、p−フェニルアニリンなどが挙げられる。
これらの二価のフェノール類または芳香族アミン類は、1種単独でまたは2種以上組み合わせて用いることができる。
(エポキシ基を3個有する化合物)
エポキシ基を3個有する化合物としては、3価のフェノール類または芳香族アミノフェノールをグリシジル化したトリグルシジルエーテルであればいずれでもよい。
3価のフェノール類としては例えば、4,4',4''−メチリデントリスフェノール、4,4'−[1−[4−[1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール、4,4',4''−エチリディントリスフェノール、トリキス(ヒドロキシフェニル)エタン、トリキスグリシジルオキシフェニルメチルエタン、トリキス(ヒドキシフェニル)メチルプロパン、トリスフェノール−TC等が挙げられる。
また芳香族アミノフェノールとしては、o−アミノフェノール、m−アミノフェノール、p−アミノフェノール、アルキル化ο−、m−、p−アミノフェノール等が挙げられる。ここでアルキル化アミノフェノールとは、メチル基、エチル基、n−プロピル基およびイソプロピル基から選ばれる1種〜4種が1個〜4個がベンゼン環に直接結合したアミノフェノールをいう。
これらの3価のフェノール類または芳香族アミノフェノールは、1種単独でまたは2種以上組み合わせて用いることができる。
(エポキシ基を4個有する化合物)
エポキシ基を4個有する化合物としては、4価のフェノール類または芳香族ジアミンをグリシジル化したテトラグリシジルエーテルであれば何れでもよい。
4価のフェノール類としては、4,4',4'',4'''−(1,2−エタンジイリデン)テトラキス[2−メチルフェノール]、4,4',4'',4'''−(1,4−フェニレンジメチリデン)テトラキスフェノール等が挙げられる。
また芳香族ジアミンとしては、o−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、1,1'−ジアミノジフェニルメタン、1,2'−ジアミノジフェニルメタン、1,3'−ジアミノジフェニルメタン、2,2'−ジアミノジフェニルメタン、2,3'−ジアミノジフェニルメタン、3,3'−ジアミノジフェニルメタン等が挙げられる。
これらの4価のフェノール類または芳香族ジアミンは、1種単独でまたは2種以上組み合わせて用いることができる。
また(メタ)アクリル基を1〜4個有する化合物またはビニル基を1〜4個有する化合物としては、例えば以下のような化合物が挙げられる。
((メタ)アクリル基またはビニル基を1個有する化合物)
(メタ)アクリル基またはビニル基を1個有する化合物としては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシエチエングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチエングリコール(メタ)アクリレート、β−(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロジェンフタレート、フェニル(メタ)アクリレート、o−ブロモフェニル(メタ)アクリレート、m−ブロモフェニル(メタ)アクリレート、p−ブロモフェニル(メタ)アクリレート、o−,m−ジブロモフェニル(メタ)アクリレート、o−,p−ジブロモフェニル(メタ)アクリレート、m−,p−ジブロモフェニル(メタ)アクリレート、トリブロモフェニル(メタ)アクリレート、o−ブロモフェニルエチレングリコール(メタ)アクリレート、m−ブロモフェニルエチレングリコール(メタ)アクリレート、p−ブロモフェニルエチレングリコール(メタ)アクリレート、o−,m−ジブロモフェニルエチレングリコール(メタ)アクリレート、o−,p−ジブロモフェニルエチレングリコール(メタ)アクリレート、m−,p−ジブロモフェニルエチレングリコール(メタ)アクリレート、トリブロモフェニルエチレングリコール(メタ)アクリレート、o−ブロモフェニルポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、m−ブロモフェニルポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、p−ブロモフェニルポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、o−,m−ジブロモフェニルポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、o−,p−ジブロモフェニルポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、m−,p−ジブロモフェニルポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、トリブロモフェニルポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、2−ヒドロキシプロピルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、フェノキシエチルビニルエーテル、フェノキシジエチレングリコールビニルエーテル、フェノキシポリエチレングリコールビニルエーテル、メトキシエチエングリコールビニルエーテル、メトキシポリエチエングリコールビニルエーテル、β−ビニルオキシエチルハイドロジェンフタレート、フェニルビニルエーテル、o−ブロモフェニルビニルエーテル、m−ブロモフェニルビニルエーテル、p−ブロモフェニルビニルエーテル、o−,m−ジブロモフェニルビニルエーテル、o−,p−ジブロモフェニルビニルエーテル、m−,p−ジブロモフェニルビニルエーテル、トリブロモフェニルビニルエーテル、o−ブロモフェニルエチレングリコールビニルエーテル、m−ブロモフェニルエチレングリコールビニルエーテル、p−ブロモフェニルエチレングリコールビニルエーテル、o−,m−ジブロモフェニルエチレングリコールビニルエーテル、o−,p−ジブロモフェニルエチレングリコールビニルエーテル、m−,p−ジブロモフェニルエチレングリコールビニルエーテル、トリブロモフェニルエチレングリコールビニルエーテル、o−ブロモフェニルポリエチレングリコールビニルエーテル、m−ブロモフェニルポリエチレングリコールビニルエーテル、p−ブロモフェニルポリエチレングリコールビニルエーテル、o−,m−ジブロモフェニルポリエチレングリコールビニルエーテル、o−,p−ジブロモフェニルポリエチレングリコールビニルエーテル、m−,p−ジブロモフェニルポリエチレングリコールビニルエーテル、トリブロモフェニルポリエチレングリコールビニルエーテル等が挙げられる。
これらの(メタ)アクリル基またはビニル基を1個有する化合物は、1種単独でまたは2種以上組み合わせて用いることができる。
((メタ)アクリル基またはビニル基を2個有する化合物)
(メタ)アクリル基またはビニル基を2個有する化合物としては、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、N,N'−メチレンビス(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、エタンジオールジ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロパンジオールジ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロパンジオールジ−1−アクリレート−3−メタクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、イソプロピルジオールジ(メタ)アクリレート、イソプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、下記式(3’)で表されるジ(メタ)アクリレート化合物等が挙げられる。
Figure 2005158978
…(3’)

(式中、RおよびRは炭素数2〜4の脂肪族基、例えばエチレン、プロピレン、1−ブチレン、2−ブチレン基を表し、Rはベンゼン環を2個以上有する芳香族基、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールS、メチレンビスフェノール、4,4'-エチリデンビスフェノール、ビフェノール、4,4'-オキシビスフェノール、1,1'-ビフェニル-4,4'-ジオール、4,4'−シクロヘキシリレンビスフェノール、4,4'−(1−フェニルエチリデン)ビスフェノール、4,4'−オキシビスフェノール、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタノン、4,4'−(フェニルメチレン)ビスフェノール、5,5'−(1,1'−シクロヘキシリデン)ビス−[1,1'−(ビフェニル)−2−オール]の残基を示し、 Rは水素またはメチル基を示す。
またnおよびmは0以上の整数であり、n+mは0〜12の整数である。)
さらに、エタンジオールジビニルエーテル、2−ヒドロキシプロパンジオールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、イソプロピルジオールジビニルエーテル、イソプロピレングリコールジビニルエーテル、ウレタンアクリレートUA−4000(商品名:新中村化学工業社製)、ウレタンアクリレートU−108A(商品名:新中村化学工業社製)、ウレタンアクリレートU−200AX(商品名:新中村化学工業社製)、ウレタンアクリレートU−122A(商品名:新中村化学工業社製)、ウレタンアクリレートU−340AX(商品名:新中村化学工業社製)、下記式(3'’)で表されるポリアルキレングリコールジビニルエーテル化合物等が挙げられる。
Figure 2005158978
…(3'’)

(式中、R3は炭素数2〜4の脂肪族基、例えばエチレン、プロピレン、1−ブチレン、2−ブチレン基を示し、
4はベンゼン環を2個以上有する芳香族基、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールS、メチレンビスフェノール、4,4'-エチリデンビスフェノール、ビフェノール、4,4'-オキシビスフェノール、1,1'-ビフェニル-4,4'-ジオール、4,4'−シクロヘキシリレンビスフェノール、4,4'−(1−フェニルエチリデン)ビスフェノール、4,4'−オキシビスフェノール、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタノン、4,4'−(フェニルメチレン)ビスフェノール、5,5'−(1,1'−シクロヘキシリデン)ビス−[1,1'−(ビフェニル)−2−オール]の残基を示す。
またnおよびmは0以上の整数であり、n+mは0〜12の整数である。)
これらの(メタ)アクリル基またはビニル基を1個有する化合物は、1種単独でまたは2種以上組み合わせて用いることができる。
((メタ)アクリル基またはビニル基を3個有する化合物)
(メタ)アクリル基またはビニル基を3個有する化合物としては、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、1,3,5−トリ(メタ)アクリロイルヘキサヒドロ−S−トリアジン、トリス{ヒドロキシエチル(メタ)アクリロイル}イソシアヌレート、トリ(メタ)アクリルホルマール、ポリエステルアクリレートPA−1000(商品名:新中村化学工業社製)等が挙げられる。
これらの(メタ)アクリル基またはビニル基を3個有する化合物は、1種単独でまたは2種以上組み合わせて用いることができる。
((メタ)アクリル基またはビニル基を4個有する化合物)
(メタ)アクリル基またはビニル基を4個有する化合物としては、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、テトラメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、ポリエステルアクリレートPA−2000(商品名:新中村化学工業社製)、ウレタンアクリレートU−4HA(商品名:新中村化学工業社製)、ウレタンアクリレートU−1084A(商品名:新中村化学工業社製)等が挙げられる。
これらの(メタ)アクリル基またはビニル基を4個有する化合物は、1種単独でまたは2種以上組み合わせて用いることができる。
上記以外の有機リン含有化合物でも、ソルダーレジスト皮膜の物性を低下させない程度であれば併用しても差し支えない。
上記リン系難燃剤の含有量は、感光性樹脂組成物(固形分)中のP原子含有量として0.5〜10質量%、好ましくは1〜3質量%である。P原子含有量が0.5質量%以上で難燃性が発現し、10質量%以下とすると現像性及び耐水性を保持できる。
上記リン系難燃剤を用いるときには下記のようなハロゲン系難燃剤を併用することができ、このときハロゲン系難燃剤の含有量は、感光性樹脂組成物(固形分)中のBr原子含有量として0〜20質量%、好ましくは0〜8質量%である。この場合Br系難燃剤は、P系難燃剤の助剤的に使用され、主難燃剤とはならない。
(ハロゲン系難燃剤)
ハロゲン系難燃剤としては例えばトリブロモネオペンチルアルコール、エチレンビステトラブロモフタルイミド、テトラブロモ無水フタル酸、トリス(トリブロモフェノキシ)トリアジン、ペンタブロモベンジルアクリレート、ビス(トリブロモフェノキシエタン)、メタクリル酸−2,4,6−トリブロモフェニル、アクリル酸−2,4,6−トリブロモフェニル、EO変性メタクリル酸−2,4,6−トリブロモフェニル、PO変性メタクリル酸−2,4,6−トリブロモフェニル、EO変性アクリル酸−2,4,6−トリブロモフェニル、PO変性アクリル酸−2,4,6−トリブロモフェニル、メタクリル酸−2,4,6−トリクロロフェニル、ジブロムネオペンチルジメタクリレート、ジブロムプロピルアクリレート、ジブロムプロピルメタクリレート、メタクリル酸クロライド、p−クロロスチレン、メチル−2−クロロアクリレート、エチル−2−クロロアクリレート、n−ブチル−2−クロロアクリレート、テトラブロモビスフェノールAジアクリレート、テトラブロモビスフェノールAジメタクリレート、EO変性テトラブロモビスフェノールAジアクリレート、PO変性テトラブロモビスフェノールAジアクリレート、EO変性テトラブロモビスフェノールAジメタクリレート、PO変性テトラブロモビスフェノールAジメタクリレート等が挙げられる。これらのハロゲン系難燃剤は1種または2種以上混合し使用することができる。
上記ハロゲン系難燃剤は、感光性樹脂組成物(固形分)中のハロゲン原子含有量として3〜20質量%、好ましくは5〜12質量%となるような量で必要に応じて用いられる。ハロゲン系難燃剤の含有量が上記下限値以上であると、難燃性が発現する傾向があり、上記上限値以下であると、ソルダーレジスト用ドライフィルムは高い解像度が保持できる傾向がある。
溶 剤
感光性樹脂組成物には、溶剤を用いることができる。溶剤としては、上記(A)ないし(D)の一部または全部を溶解し易いものを用いることが好ましいが、作業性(乾燥性含む)および樹脂物性を向上させるかまたは損なわない範囲で貧溶媒を使用することができる。
溶剤の使用量は、作業性(乾燥性含む)および樹脂物性を向上させるかまたは損なわない範囲であれば特に限定されないが、好ましくは感光性樹脂組成物中30〜90重量%、さらに好ましくは45〜70重量%である。上記範囲で溶剤を使用すると、ドライフィルム作製時にレベリング性が向上し、品質の向上につながる。
具体的な溶剤としては例えばケトン類、アルコール類、エーテルおよびエステル類、エステル類、グリコールエーテル類、アミン、アミド類、炭化水素類等が挙げられる。
ケトン類としては例えばアセトン,メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチル−n−アミルケトン、アセトニルアセトン、イソホロン、アセトフェノン等が挙げられ、これら単独または複数を併用できる。
アルコール類としては例えばエチルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキシレングリコール、テキサノール等が挙げられ、これら単独または複数を併用できる。
エーテル及びアセタール類としては例えばn−ブチルエーテル、n−ヘキシルエーテル、エチルフェニルエーテル、1,4−ジオキサン、トリオキサン、ジエチルアセタール、1,2−ジオキソラン、テトラヒドロピラン、テトラヒドロフラン等が挙げられ、これら単独または複数を併用できる。
エステル類としては例えばギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、ギ酸イソブチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸ベンジル、酢酸イソアミル、乳酸エチル、安息香酸メチル、シュウ酸ジエチル、コハク酸ジメチル、グルタミン酸ジメチル、アジピン酸ジメチル、炭酸メチル、炭酸エチル、炭酸プロピル、炭酸ブチル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルアセテート、エチレングリコールモノプロピルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールジアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジアセテート等が挙げられ、これら単独または複数を併用できる。
グルコールエーテル類としては例えばエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル等が挙げられ、これら単独または複数を併用できる。
アミン、アミド類としては例えばジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ピリジン、ピラジン等が挙げられ、これら単独または複数を併用できる。
炭化水素類としては例えばn−ヘプタン、n−オクタン、n−デカン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、ピネン等が挙げられ、これら単独または複数を併用できる。
その他、ジメチルスルホキシド等も使用することができる。
これらは単独で用いても良いが、複数を併用しても良い。例えば、低沸点溶剤と高沸点溶剤を混合することにより乾燥時の発泡を抑制することができ、ドライフィルムの品質を向上させることができる。また、これらの溶剤は作業性(乾燥性含む)および樹脂物性を向上させるかまたは損なわない範囲であれば同一の群以外と併用しても差し支えない。
ドライフィルムの製造方法
ドライフィルム(感光性ポリイミドフィルム)は、固形分30〜90質量%に調整された該感光性樹脂組成物を、一定厚みの無色透明なフィルムに一定厚みで塗布、乾燥することによって得ることができる。
ここで無色透明なフィルムとしては、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアリレート、エチレン/シクロデセン共重合体(三井化学製、商品名:APEL(登録商標))等を用いることができる。ポリアミド酸(A)は水分により物性が変化するため、低透湿性の樹脂が望ましく、従ってこれらの中では、APEL(商標)、ポリエチレンおよびポリプロピレンが好適である。
無色透明なフィルムの厚みは、通常15〜100μm、好ましくは30〜75μmの範囲にあることが好ましい。厚さが上記範囲にあるとフィルムは、塗工性、付着性、ロール性、強靱性、コスト等に優れる。
本発明では、塗工性、付着性、ロール性、強靱性、コスト等を考慮すると、フィルムの厚みが15〜100μm、好ましくは30〜75μmの範囲にある、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン含有率の高いAPEL(登録商標)がさらに好ましい。
感光性樹脂組成物の塗布は、上記の無色透明なフィルムにリバースロールコーターやグラビアロールコーター、コンマコーター、カーテンコーター等の公知の方法で行うことができる。塗膜の乾燥は、熱風乾燥や遠赤外線、近赤外線を用いた乾燥機を用い、温度50〜120℃で行うことができ、好ましくは60〜100℃で10〜60分行う。
ドライフィルムの膜厚は、5〜100μm、より好ましくは10〜50μmである。膜厚が5μm以上であると絶縁信頼性に問題が無く、100μm以下にすることで解像度を向上させることができる。
インターポーザーの製造方法
前記のドライフィルムを銅箔と重ね合わせ、平面圧着やロール圧着等の公知の方法により、40〜150℃、好ましくは40〜120℃、より好ましくは60〜100℃に加熱しながら0.2〜3MPaの圧力で熱圧着する事で感光性皮膜を形成することによりインターポーザー用基材ができる。熱圧着可能温度を40℃以上とする事で圧着前の位置合わせ時にタックにより手間取ったりする事が無くなり、150℃以下とすることによりイミド化が進行しすぎないで圧着時間に余裕ができ、工程マージンを広く取ることができる。なお、熱圧着可能温度とは、気泡残り等の問題がなく、パターンへの埋め込みが充分にできると同時に、流れすぎてパターンの外に流れ出さない粘度にフィルムを制御することが可能な温度を意味する。
またドライフィルムを圧着するときの温度における粘度は50〜50000Pa・s、好ましくは100〜5000Pa・sが良い。50Pa・s以上とする事で圧着時の流れ出しを防ぐことができ、50000Pa・s以下とすることで良好なパターンへの埋め込み性を得ることができる。なお、ドライフィルムを圧着するときの温度における粘度は、HAAKE社製レオメーターを用い、パラレルプレート間にフィルムを厚みが0.5〜1.0mmになるように挟み、昇温しながら周波数0.5Hzでずり応力を加え測定される。
チップ搭載面は、ヴィア形成の為に、フォトマスクを通して露光される。露光量は、感光性樹脂組成物の組成により異なるが、通常100〜1000mJ/cm2である。この時使用される活性光線としては、例えば電子線、紫外線、X線等が挙げられるが、好ましくは紫外線である。光源としては低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ハロゲンランプ等を使用することができる。
露光後、現像液を用い、浸漬法やスプレー法にて現像を行う。現像液としては、水酸化ナトリウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液等のアルカリ水溶液が使用できる。現像後は、稀塩酸や稀硫酸等の稀薄な酸性水溶液でリンスし、アミド酸とすることが望ましい。リンス工程を設けることでイミド化率の低下を抑えることができる。
現像によって得られたパターンは、その後加熱処理によってポリイミド化される。加熱処理は、150〜450℃、好ましくは200〜300℃で0.1〜5時間連続的または段階的に行われる。硬化後の弾性率は0.5〜6.0Gpaが好ましい。
その後、ヴィア内穴埋めの為に、SnAgはんだにより電気メッキを行った。
BGAパッド面は、銅箔上にエッチング用感光性ドライフィルムをラミネート後、はんだバンプ形成のため、ガラスマスクを用い、露光、現像し、SnAgはんだバンプ用電気メッキを行った。アルカリでドライフィルム剥離後再度銅箔上にエッチング用感光性ドライフィルムをラミネートし、配線パターンを形成するためにフィルムマスクを用い露光、次に現像、アルカリエッチング、ドライフィルム剥離を行うことにより、インターポーザーを製造できる。
以下、代表的な実施例により本発明を詳細に説明するがこれに限定されるものではない。
(合成例1)
ポリアミド酸溶液(PP1)の合成
反応器(攪拌機、還流冷却器及び窒素導入菅付き)中、窒素雰囲気下、N,N−ジメチルアセトアミド 350g、ジエチレングリコールジメチルエーテル 350gに1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン 151.0g(0.517モル)を溶解し、これを攪拌しながら3,3',4,4'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物 149.0g(0.507モル)(モル比0.981)を乾燥個体のまま少量づつ添加した。この間反応温度を25〜30℃に保ち、添加後20時間窒素雰囲気下で攪拌を継続し、固形分30質量%のポリアミド酸溶液(PP1)を得た。この時、ポリアミド酸の誘電率は及び粘度、アミド酸含有率は、それぞれ4.24、14.5Pa・s、28.7%であった。
(合成例2)
ポリアミド酸(PP2)の合成
3,3’−ジアミノジフェニルスルホンの量を138.8g(0.5596モル)、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物の量を161.2g(0.5484モル)(モル比0.980)使用し、合成例1と同一反応条件で行い、ポリアミド酸(PP2)溶液を得た。この時、ポリアミド酸の誘電率は及び粘度、アミド酸含有率は、それぞれ4.95、6.3Pa・s、32.5%であった。
(合成例3)
感光性ベースポリマー(PP3)の合成
平均核体数が7個のクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(日本化薬社製EOCN104S,軟化点92℃,エポキシ当量220g/eq)220質量部を、エチルカルビトールアセテート214質量部に加熱溶解し、アクリル酸180質量部とメチルハイドロキノン0.5質量部、及びトリフェニルホスフィン2質量部を加え、85〜95℃で18時間反応させた。この反応溶液に、無水テトラヒドロフタル酸100質量部を加え、更に、80〜90℃で12時間反応させ、感光性ベースポリマー(PP2)溶液を得た。得られたPP3溶液は、固形分濃度70%、混合物としての酸価が65mgKOH/g、であった。
(実施例1)
合成例1で得られたアミド酸溶液(PP1)を200質量部とアクリレートとしてビスフェノールAジアクリレートのエチレンオキサイド10モル付加物(新中村化学工業社製、商品名 A−BPE−10)60質量部、難燃剤としてビスフェノールAビスジクレジルフォスフェートCR−741(商品名 大八化学社製、P含有量:8.3質量%)29.5質量部(P含有量2.0質量%)を混合後、光重合開始剤としてIRUGACURE907(商品名 チバガイギー社製、以下「IRG907」と記す)2.5質量部、カヤキュアーDETX(商品名 日本化薬社製、以下「DETX」と記す)1.5質量部を混合溶解し、ワニスを調製した。このワニスを幅30cm、厚さ20μmのキャリアフィルムとしてポリエチレンフィルム上に約100μmの厚みで塗工後、熱風循環乾燥炉内で80℃×30分間乾燥、厚さ25μmのポリエチレンフィルムを張り合わせドライフィルムを作製した。出来上がりの感光性ポリイミドフィルムの厚さは40μmであった。
次に18μm厚みの銅箔と上記感光性ポリイミドフィルムをロール表面温度80℃にコントロールされたラミネーターを用い、プレス圧0.5MPaでラミネートしインターポーザー用基材(100mm×100mm)とした。
チップ搭載面は、50μmφのヴィア形成の為に、ガラスマスクを通し高圧水銀灯で300mj/cm2を露光、30℃の1%Na2CO3水溶液で現像、水洗後、140℃×10分+180℃×10分+230℃×10分加熱しイミド化を行った。イミド化後の弾性率は0.4GPaであった。
その後、ヴィア内穴埋めの為にSnAgはんだによる電気メッキを行った。
BGAパッド面は、銅箔上にエッチング用感光性ドライフィルムをラミネート後、はんだバンプ形成のため、ガラスマスクを用い、露光、現像し、SnAgはんだバンプ用電気メッキを行った。アルカリでドライフィルム剥離後再度銅箔上にエッチング用感光性ドライフィルムをラミネートし、配線パターンを形成するためにガラスマスクを用い露光、次に現像、アルカリエッチング、ドライフィルム剥離を行い、インターポーザーを作製、評価用サンプルに供した。
(比較例1)
合成例2で得られたアミド酸溶液(PP2)を200質量部とアクリレートとしてビスフェノールAジアクリレートのエチレンオキサイド10モル付加物(新中村化学工業社製、商品名 A−BPE−10)60質量部、難燃剤としてビスフェノールAビスジクレジルフォスフェートCR−741(商品名 大八化学社製、P含有量:8.3質量%)29.5質量部(P含有量2.0質量%)を混合後、光重合開始剤としてIRUGACURE907(商品名 チバガイギー社製、以下「IRG907」と記す)2.5質量部、カヤキュアーDETX(商品名 日本化薬社製、以下「DETX」と記す)1.5質量部を混合溶解し、ワニスを調製した。このワニスを幅30cm、厚さ20μmのキャリアフィルムとしてポリエチレンフィルム上に約100μmの厚みで塗工後、熱風循環乾燥炉内で80℃×30分間乾燥、厚さ25μmのポリエチレンフィルムを張り合わせドライフィルムを作製した。出来上がりの感光性ポリイミドフィルムの厚さは40μmであった。
次に18μm厚みの銅箔と上記感光性ポリイミドフィルムをロール表面温度80℃にコントロールされたラミネーターを用い、プレス圧0.5MPaでラミネートしインターポーザー用基材(100mm×100mm)とした。
チップ搭載面は、50μmφのヴィア形成の為に、ガラスマスクを通し高圧水銀灯で300mj/cm2を露光、30℃の1%Na2CO3水溶液で現像、水洗後、140℃×10分+180℃×10分+230℃×10分加熱しイミド化を行った。イミド化後の弾性率は1.8GPaであった。
その後、ヴィア内穴埋めの為にSnAgはんだによる電気メッキを行った。
BGAパッド面は、銅箔上にエッチング用感光性ドライフィルムをラミネート後、はんだバンプ形成のため、ガラスマスクを用い、露光、現像し、SnAgはんだバンプ用電気メッキを行った。アルカリでドライフィルム剥離後再度銅箔上にエッチング用感光性ドライフィルムをラミネートし、配線パターンを形成するためにガラスマスクを用い露光、次に現像、アルカリエッチング、ドライフィルム剥離を行い、インターポーザーを作製、評価用サンプルに供した。
(比較例2)
合成例3で得られた感光性ベースポリマー(PP3)100質量部に、IRG907を17質量部、DETXを1質量部、4−ジエチルアミノエチルベンゾエート(日本化薬社製:以降、EPAと称す)0.2部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬社製:以降、DPHAと称す)23部,エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート60部、2,2´−(3,3´,5,5´−テトラメチル−1,1´−ビフェニル)−4,4´−ジイル)ビス(オキシメチレン))ビス−オキシランYX−4000(商品名 ジャパンエポキシレジン社製)40部、CR−741を75部(P含有量4.0質量%)混合し、ワニスを調製した。このワニスを幅30cm、厚さ20μmのキャリアフィルムとしてポリエチレンフィルム上に約80μmの厚みで塗工後、熱風循環乾燥炉内で80℃×30分間乾燥、厚さ25μmのポリエチレンリリースフィルムを張り合わせドライフィルムを作製した。感光性ドライフィルムの厚さは43μmであった。
次に18μm厚みの銅箔と上記ドライフィルムをロール表面温度80℃にコントロールされたラミネーターを用い、プレス圧0.5MPaでラミネートしインターポーザー用基材(100mm×100mm)とした。
チップ搭載面は、50μmφのヴィア形成の為に、ガラスマスクを通し高圧水銀灯で300mj/cm2を露光、30℃の1%Na2CO3水溶液で現像、水洗後、160℃×40分加熱硬化を行った。イミド化後の弾性率は2.3GPaであった。
その後、ヴィア内穴埋めの為にSnAgはんだによる電気メッキを行った。
BGAパッド面は、銅箔上にエッチング用感光性ドライフィルムをラミネート後、はんだバンプ形成のため、ガラスマスクを用い、露光、現像し、SnAgはんだバンプ用電気メッキを行った。アルカリでドライフィルム剥離後再度銅箔上にエッチング用感光性ドライフィルムをラミネートし、配線パターンを形成するためにガラスマスクを用い露光、次に現像、アルカリエッチング、ドライフィルム剥離を行い、インターポーザーを作製、評価用サンプルに供した。
(比較例3)
基材として、50μm厚銅箔付きガラス繊維補強基材HL832NB(商品名 三菱瓦斯化学社製)(100mm×100mm)を用いた。
チップ搭載面は、CO2レーザーを使い50μmφのヴィア形成を行った。その後、レーザースミア除去、ヴィア内穴埋めの為にSnAgはんだによる電気メッキを行った。
BGAパッド面は、銅箔上にエッチング用感光性ドライフィルムをラミネート後、はんだバンプ形成のため、ガラスマスクを用い、露光、現像し、SnAgはんだバンプ用電気メッキを行った。アルカリでドライフィルム剥離後再度銅箔上にエッチング用感光性ドライフィルムをラミネートし、配線パターンを形成するためにガラスマスクを用い露光、次に現像、アルカリエッチング、ドライフィルム剥離を行い、インターポーザーを作製、評価用サンプルに供した。
(評価方法)
上記実施例で作製されたテストピースを用い、以下の項目につき評価を行った。
評価1(解像度)
光学顕微鏡にて、開口径(U/L)および開口状態を観察した。
評価2(はんだ耐熱性)
260±5℃に保持された溶融はんだにチップ搭載面を上にして5秒フロートし、これを3回繰り返した後の銅箔と樹脂との膨れ等の有無を確認した(JPCA−BM02に準じた)。
評価3(反り量)
評価2評価されたテストピースを平坦な机上に置く。4隅の机上面からの高さを測り4で割った値とした。
評価4(サーマルショック)
−65℃×5Min./150℃×5Min.×1000サイクル後の外観を確認した。
評価5(絶縁信頼性)
L/S=50/50μm、印加電圧10Vで、85℃×85%RH×1000時間後、マイグレーション発生の有無を確認した。
評価6(ヴィア形成性)
1m基板を加工した場合のヴィア形成のみの時間を1,000,000穴/m当たりで算出した。
Figure 2005158978

Claims (2)

  1. (A)下記一般式(1)で表される構成単位からなり、
    Figure 2005158978
    …(1)

    (式中、nは1〜100の整数であり、R1はC、H、OおよびNから選ばれる元素のみで構成される2価の有機基を表わし、R2はC、H、OおよびNから選ばれる元素のみで構成される4価の有機基を表わす。)
    下記式(1)で示されるClausius-Mossotiの式で求められた誘電率が3〜5の範囲にあり、
    誘電率(ε)=(1+2・Pm/Vm)/(1−Pm/Vm) …(1)
    (式中、Pmはモル分極率を示し、Vmはモル体積を示す。)
    粘度(N,N−ジメチルアセトアミド溶媒、濃度30質量%、25℃で測定)が0.5〜30.0Pa・sの範囲にあり、かつ構成単位中のアミド酸含有率が15〜40質量%の範囲にあり、そのイミド化後の弾性率が0.5〜6.0GPaであるポリアミド酸、
    (B)少なくとも2つ以上の光重合可能なC=C不飽和2重結合を有する(メタ)アクリレート、
    (C)光重合開始剤、および
    (D)難燃剤
    を含有し、上記(A)ポリアミド酸100質量部に対して、上記(B)少なくとも2つ以上の光重合可能なC=C不飽和2重結合を有する(メタ)アクリレート化合物を10〜700質量部の割合で含有する感光性樹脂組成物であって、硬化後のフィルムの弾性率が0.1〜3.0Gpaであることを特徴とするテープインターポーザー用感光性樹脂組成物。
  2. 請求項1に記載の感光性樹脂組成物を銅箔に塗工、乾燥したことを特徴とするテープインターポーザー用基材。
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