JP2022189965A - Curable composition - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composition that can form an insulation layer between wiring layers that shows low dielectric properties and has excellent insulation reliability.
SOLUTION: One aspect of the present invention is a composition containing a maleimide compound, and a nadiimide compound having a group represented by the formula (1). In the formula (1), R11 is an allyl group, m is 0 or 1.
SELECTED DRAWING: None
COPYRIGHT: (C)2023,JPO&INPIT

Description

本開示は、硬化性組成物に関する。 The present disclosure relates to curable compositions.

半導体パッケージの高密度化及び高性能化を目的に、異なる性能のチップを一つのパッケージに混載する実装形態が提案されている。この場合、コスト面に優れた、チップ間の高密度インターコネクト技術が重要になっている(例えば、特許文献1参照)。 For the purpose of increasing the density and performance of semiconductor packages, there have been proposed mounting forms in which chips with different performance are mounted together in one package. In this case, high-density interconnection technology between chips, which is excellent in terms of cost, has become important (see, for example, Patent Document 1).

複数のチップを高密度で実装するための形態として、高密度配線を有する有機基板を用いたパッケージ技術、スルーモールドビア(TMV:Through Mold Via)を有するファンアウト型のパッケージ技術(FO-WLP:FanOut-WaferLevel Package)、シリコン又はガラスインターポーザを用いたパッケージ技術、シリコン貫通電極(TSV:Through Silicon Via)を用いたパッケージ技術、基板に埋め込まれたチップをチップ間伝送に用いるパッケージ技術等が提案されている。 Package technology using organic substrates with high-density wiring and fan-out package technology (FO-WLP: Through Mold Via) with through mold vias (TMV) are used as forms for mounting multiple chips at high density. FanOut-WaferLevel Package), package technology using silicon or glass interposers, package technology using through silicon vias (TSV: Through Silicon Via), package technology using chips embedded in substrates for chip-to-chip transmission, etc. have been proposed. ing.

特に半導体用配線層及びFO-WLPにおいて半導体チップ同士を搭載する場合、当該半導体チップ同士を高密度で導通させるための微細な配線層が必要となる(例えば、特許文献2参照)。配線層内には、例えば5μm以下のライン幅とスペース幅とを有する微細な配線が配置される。当該配線は、例えばトレンチ法を用いて形成される。トレンチ法とは、配線層間に形成される絶縁層(配線層間絶縁層)の表面にレーザ等で形成したトレンチ(溝)に配線となる金属層をめっき法等によって形成する方法である。 In particular, when semiconductor chips are mounted on a semiconductor wiring layer and an FO-WLP, a fine wiring layer is required for high-density conduction between the semiconductor chips (see, for example, Patent Document 2). A fine wiring having a line width and a space width of, for example, 5 μm or less is arranged in the wiring layer. The wiring is formed using, for example, a trench method. The trench method is a method of forming a metal layer to be wiring in a trench (groove) formed by a laser or the like on the surface of an insulating layer (inter-wiring insulating layer) formed between wiring layers by plating or the like.

配線層間絶縁層においては、絶縁性が好適に維持される(絶縁信頼性に優れる)必要がある。例えば、特許文献3には、良好な絶縁信頼性を有する配線層間絶縁層等を提供することを目的として、硬化性樹脂と、硬化剤とを含有し、銅配線と接する配線層間絶縁層を形成するために用いられる樹脂組成物が開示されている。 In the wiring interlayer insulating layer, it is necessary to suitably maintain insulation (excellent insulation reliability). For example, in Patent Document 3, for the purpose of providing an inter-wiring insulating layer or the like having good insulation reliability, a curable resin and a curing agent are contained to form an inter-wiring insulating layer in contact with copper wiring. A resin composition is disclosed that is used to

特表2012-529770号公報Japanese translation of PCT publication No. 2012-529770 米国特許出願公開第2011/0221071号明細書U.S. Patent Application Publication No. 2011/0221071 国際公開第2018/056466号WO2018/056466

配線層間絶縁層には、絶縁信頼性に優れることに加えて、低誘電特性(低い誘電率及び誘電正接)を示すことが求められる。そこで、本発明は、低誘電特性を示すと共に絶縁信頼性に優れる配線層間絶縁層を形成可能な組成物を提供することを目的とする。 Inter-wiring insulating layers are required to exhibit low dielectric properties (low dielectric constant and dielectric loss tangent) in addition to excellent insulation reliability. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a composition capable of forming an inter-wiring insulating layer exhibiting low dielectric properties and excellent insulating reliability.

本発明の一側面は、マレイミド化合物と、下記式(1)で表される基を有するナジイミド化合物と、を含有する組成物である。

Figure 2022189965000001

式(1)中、R11はアリル基を表し、mは0又は1を表す。 One aspect of the present invention is a composition containing a maleimide compound and a nadimide compound having a group represented by the following formula (1).
Figure 2022189965000001

In formula (1), R 11 represents an allyl group and m represents 0 or 1.

ナジイミド化合物は、下記式(2)で表される化合物であってよい。

Figure 2022189965000002

式(2)中、R11及びmは、それぞれ独立に、前記式(1)中のR11及びmとそれぞれ同義であり、R12は、2価の有機基を表す。 The nadimide compound may be a compound represented by the following formula (2).
Figure 2022189965000002

In formula (2), R 11 and m are each independently synonymous with R 11 and m in formula (1) above, and R 12 represents a divalent organic group.

ナジイミド化合物は、下記式(3)で表される化合物であってよい。

Figure 2022189965000003

式(3)中、R12は、前記式(2)中のR12と同義である。 The nadimide compound may be a compound represented by the following formula (3).
Figure 2022189965000003

In formula (3), R 12 has the same definition as R 12 in formula (2).

2価の有機基は、芳香族炭化水素基を有してよい。2価の有機基は、2価の炭化水素基であってよい。 A divalent organic group may have an aromatic hydrocarbon group. The divalent organic group may be a divalent hydrocarbon group.

上記の組成物は、半導体パッケージの配線層間絶縁層の形成に用いられてよい。 The composition described above may be used to form an insulating layer between wiring layers of a semiconductor package.

本発明によれば、低誘電特性を示すと共に絶縁信頼性に優れる配線層間絶縁層を形成できる。 According to the present invention, it is possible to form an inter-wiring insulating layer exhibiting low dielectric properties and excellent insulation reliability.

半導体パッケージの一実施形態を示す模式断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a semiconductor package; FIG. 図1の半導体パッケージが有する配線層積層体を示す模式断面図である。2 is a schematic cross-sectional view showing a wiring layer laminate included in the semiconductor package of FIG. 1; FIG.

一実施形態に係る組成物は、マレイミド化合物と、ナジイミド化合物とを含有する。この組成物は、熱及び/又は光により硬化し得る硬化性組成物である。この組成物では、ナジイミド化合物が、硬化剤として機能し得る。 A composition according to one embodiment contains a maleimide compound and a nadimide compound. This composition is a curable composition that can be cured by heat and/or light. In this composition, a nadimide compound can function as a curing agent.

組成物は、マレイミド化合物の1種類又は2種類以上を含有する。マレイミド化合物は、例えば、下記式(I)で表されるマレイミド基を少なくとも2つ有する。

Figure 2022189965000004
The composition contains one or more maleimide compounds. The maleimide compound has, for example, at least two maleimide groups represented by the following formula (I).
Figure 2022189965000004

マレイミド化合物は、例えば、下記式(II)で表される化合物である。

Figure 2022189965000005

式中、Xは、2価の炭化水素基を含む2価の連結基である。 A maleimide compound is, for example, a compound represented by the following formula (II).
Figure 2022189965000005

In the formula, X is a divalent linking group containing a divalent hydrocarbon group.

Xで表される連結基に含まれる2価の炭化水素基は、飽和炭化水素基及び不飽和炭化水素基のいずれであってもよい。2価の炭化水素基は、鎖状及び環状のいずれであってもよく、鎖状の2価の炭化水素基は、直鎖状及び分岐状のいずれであってもよい。環状の不飽和炭化水素基は、芳香族基であってよい。2価の炭化水素基は、これらの基の2種以上を含んでいてもよい。 The divalent hydrocarbon group contained in the linking group represented by X may be either a saturated hydrocarbon group or an unsaturated hydrocarbon group. The divalent hydrocarbon group may be either linear or cyclic, and the linear divalent hydrocarbon group may be linear or branched. A cyclic unsaturated hydrocarbon group may be an aromatic group. A divalent hydrocarbon group may contain two or more of these groups.

2価の炭化水素基は、組成物の可とう性、並びに、組成物から作製されるフィルムの取り扱い性(タック性、割れ、粉落ち等)及び強度を高めることが可能となる観点から、好ましくは鎖状の炭化水素基を含み、より好ましくは炭素数6以上の主鎖を有する鎖状のアルキレン基を含む。 A divalent hydrocarbon group is preferable from the viewpoint of being able to increase the flexibility of the composition and the handleability (tackiness, cracking, powder falling off, etc.) and strength of a film produced from the composition. contains a chain hydrocarbon group, more preferably a chain alkylene group having a main chain of 6 or more carbon atoms.

炭素数6以上の主鎖を有する鎖状のアルキレン基は、-(CR-で表される(mは6以上の整数を表し、R及びRはそれぞれ独立に水素原子又は炭素数m未満のアルキル基を表す)。当該アルキレン基の主鎖の炭素数(m)は、好ましくは4以上又は6以上であり、好ましくは20以下、15以下又は10以下である。 A chain alkylene group having a main chain of 6 or more carbon atoms is represented by -(CR a R b ) m - (m represents an integer of 6 or more, R a and R b each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having less than m carbon atoms). The carbon number (m) of the main chain of the alkylene group is preferably 4 or more or 6 or more, and preferably 20 or less, 15 or less, or 10 or less.

2価の炭化水素基の炭素数は、マレイミド化合物の分子構造を三次元化し易く、ポリマーの自由体積を増大させて低密度化、すなわち低誘電率化できる観点から、好ましくは8以上、10以上又は15以上であり、好ましくは300以下、250以下、200以下、100以下、70以下又は50以下である。2価の炭化水素基の炭素数は、同様の観点から、好ましくは、8~300、8~250、8~200、又は8~100であってもよい。2価の炭化水素基は、好ましくは、炭素数8~300、8~250、8~200又は8~100の分岐を有していてもよいアルキレン基、より好ましくは、炭素数10~70の分岐を有していてもよいアルキレン基、更に好ましくは、炭素数15~50の分岐を有していてもよいアルキレン基である。 The number of carbon atoms in the divalent hydrocarbon group is preferably 8 or more and 10 or more from the viewpoints that the molecular structure of the maleimide compound can be easily three-dimensionalized and the free volume of the polymer can be increased to reduce the density, that is, to reduce the dielectric constant. or 15 or more, preferably 300 or less, 250 or less, 200 or less, 100 or less, 70 or less, or 50 or less. The number of carbon atoms in the divalent hydrocarbon group may be preferably 8-300, 8-250, 8-200, or 8-100 from the same viewpoint. The divalent hydrocarbon group is preferably an optionally branched alkylene group having 8 to 300, 8 to 250, 8 to 200 or 8 to 100 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 10 to 70 carbon atoms. An optionally branched alkylene group, more preferably an optionally branched alkylene group having 15 to 50 carbon atoms.

2価の炭化水素基は、高周波特性及び耐HAST(Highly Accelerated temperature andhumidity Stress Test)性をより効果的に高める観点から、下記式(III)で表される基であってよい。

Figure 2022189965000006

式中、R及びRは、それぞれ独立にアルキレン基を表し、R及びRは、それぞれ独立にアルキル基を表す。 The divalent hydrocarbon group may be a group represented by the following formula (III) from the viewpoint of more effectively improving high-frequency characteristics and HAST (Highly Accelerated temperature and humidity Stress Test) resistance.
Figure 2022189965000006

In the formula, R 1 and R 2 each independently represent an alkylene group, and R 3 and R 4 each independently represent an alkyl group.

又はRで表されるアルキレン基の炭素数は、柔軟性の更なる向上及び合成の容易性の観点から、好ましくは4~50、より好ましくは5~25、更に好ましくは6~10、特に好ましくは7~10である。R及びRで表されるアルキレン基は、好ましくは、上述した炭素数6以上の主鎖を有する鎖状のアルキレン基である。 The number of carbon atoms in the alkylene group represented by R 1 or R 2 is preferably 4 to 50, more preferably 5 to 25, still more preferably 6 to 10, from the viewpoint of further improving flexibility and facilitating synthesis. , particularly preferably 7-10. The alkylene group represented by R 1 and R 2 is preferably a chain alkylene group having a main chain of 6 or more carbon atoms as described above.

又はRで表されるアルキル基の炭素数は、柔軟性の更なる向上及び合成の容易性の観点から、好ましくは4~50、より好ましくは5~25、更に好ましくは6~10、特に好ましくは7~10である。 The number of carbon atoms in the alkyl group represented by R 3 or R 4 is preferably 4 to 50, more preferably 5 to 25, still more preferably 6 to 10, from the viewpoint of further improving flexibility and facilitating synthesis. , particularly preferably 7-10.

マレイミド化合物は、高周波特性及び伸び率をより効果的に高める観点から、好ましくは、2価の炭化水素基を複数有している。この場合、複数の2価の炭化水素基は、互いに同一であってもよく異なっていてもよい。マレイミド化合物は、好ましくは2~40個、より好ましくは2~20個、更に好ましくは2~10個の2価の炭化水素基を有する。 The maleimide compound preferably has a plurality of divalent hydrocarbon groups from the viewpoint of more effectively enhancing the high-frequency characteristics and elongation. In this case, the plurality of divalent hydrocarbon groups may be the same or different. The maleimide compound preferably has 2 to 40, more preferably 2 to 20, still more preferably 2 to 10 divalent hydrocarbon groups.

2価の炭化水素基は、例えば、ノニレン基、デシレン基、ウンデシレン基、ドデシレン基、テトラデシレン基、ヘキサデシレン基、オクタデシレン基、ノナデシレン基、イコシレン基、ヘンイコシレン基、ドコシレン基、トリコシレン基、テトラコシレン基、ペンタコシレン基、ヘキサコシレン基、ヘプタコシレン基、オクタコシレン基、ノナコシレン基、トリアコンチレン基等のアルキレン基;ベンジレン基、フェニレン基、ナフチレン基等のアリーレン基;フェニレンメチレン基、フェニレンエチレン基、ベンジルプロピレン基、ナフチレンメチレン基、ナフチレンエチレン基等のアリーレンアルキレン基;フェニレンジメチレン基、フェニレンジエチレン基等のアリーレンジアルキレン基等であってもよい。 Divalent hydrocarbon groups include, for example, nonylene group, decylene group, undecylene group, dodecylene group, tetradecylene group, hexadecylene group, octadecylene group, nonadecylene group, icosylene group, henicosylene group, docosylene group, tricosylene group, tetracosylene group, Alkylene groups such as pentacosylene group, hexacosylene group, heptacosylene group, octacosylene group, nonacosylene group and triacontylene group; arylene groups such as benzylene group, phenylene group and naphthylene group; phenylene methylene group, phenylene ethylene group and benzyl propylene group , a naphthylenemethylene group, an arylenealkylene group such as a naphthyleneethylene group; an arylenedialkylene group such as a phenylenediethylene group, a phenylenediethylene group, and the like.

Xで表される連結基は、上記の2価の炭化水素基のみからなっていてもよく、上記の2価の炭化水素基に加えてその他の有機基を含んでいてもよい。その他の有機基は、例えば、少なくとも2つのイミド結合を有する2価の有機基である。 The linking group represented by X may consist only of the above divalent hydrocarbon groups, or may contain other organic groups in addition to the above divalent hydrocarbon groups. Other organic groups are, for example, divalent organic groups having at least two imide bonds.

少なくとも2つのイミド結合を有する2価の有機基は、例えば、下記式(IV)で表される基であってよい。

Figure 2022189965000007

式中、Rは、4価の有機基を表す。 A divalent organic group having at least two imide bonds may be, for example, a group represented by the following formula (IV).
Figure 2022189965000007

In the formula, R5 represents a tetravalent organic group.

で表される4価の有機基は、例えば、取り扱い性の観点から、炭化水素基であってよい。当該炭化水素基の炭素数は、例えば、1~100、2~50又は4~30であってよい。 The tetravalent organic group represented by R5 may be, for example, a hydrocarbon group from the viewpoint of handleability. The number of carbon atoms in the hydrocarbon group may be, for example, 1-100, 2-50 or 4-30.

当該炭化水素基は、置換されていてもよく、例えば、置換又は非置換のシロキサン基を含んでいてもよい。シロキサン基としては、例えば、ジメチルシロキサン、メチルフェニルシロキサン、ジフェニルシロキサン等に由来する基が挙げられる。 The hydrocarbon groups may be substituted and may include, for example, substituted or unsubstituted siloxane groups. Examples of siloxane groups include groups derived from dimethylsiloxane, methylphenylsiloxane, diphenylsiloxane, and the like.

置換基は、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、水酸基、アルコキシ基、メルカプト基、シクロアルキル基、置換シクロアルキル基、ヘテロ環基、置換ヘテロ環基、アリール基、置換アリール基、ヘテロアリール基、置換ヘテロアリール基、アリールオキシ基、置換アリールオキシ基、ハロゲン原子、ハロアルキル基、シアノ基、ニトロ基、ニトロソ基、アミノ基、アミド基、-C(O)H、-C(O)-、-S-、-S(O)-、-OC(O)-O-、-C(O)-NR、-NRC(O)-N(R、-OC(O)-N(R、アシル基、オキシアシル基、カルボキシル基、カルバメート基、スルホニル基、スルホンアミド基、スルフリル基等であってもよい。ここで、Rは、水素原子又はアルキル基を表す。これらの置換基は、目的、用途等に合わせて、1種類又は2種類以上を選択できる。 Substituents are, for example, alkyl groups, alkenyl groups, alkynyl groups, hydroxyl groups, alkoxy groups, mercapto groups, cycloalkyl groups, substituted cycloalkyl groups, heterocyclic groups, substituted heterocyclic groups, aryl groups, substituted aryl groups, heteroaryl group, substituted heteroaryl group, aryloxy group, substituted aryloxy group, halogen atom, haloalkyl group, cyano group, nitro group, nitroso group, amino group, amido group, -C(O)H, -C(O)- , —S—, —S(O) 2 —, —OC(O)—O—, —C(O)—NR c , —NR c C(O)—N(R c ) 2 , —OC(O )—N(R c ) 2 , acyl group, oxyacyl group, carboxyl group, carbamate group, sulfonyl group, sulfonamide group, sulfuryl group and the like. Here, Rc represents a hydrogen atom or an alkyl group. One type or two or more types of these substituents can be selected according to the purpose, application, and the like.

で表される4価の有機基は、例えば、1分子中に2個以上の無水物環を有する酸無水物の4価の残基、すなわち、酸無水物から酸無水物基(-CO(=O)OC(=O)-)を2個除いた4価の基であってもよい。酸無水物としては、後述するような化合物が例示できる。 The tetravalent organic group represented by R 5 is, for example, a tetravalent residue of an acid anhydride having two or more anhydride rings in one molecule, that is, from an acid anhydride to an acid anhydride group (- It may be a tetravalent group excluding two CO(=O)OC(=O)-). Examples of acid anhydrides include compounds described later.

で表される有機基は、高周波特性に優れる観点から、好ましくは4価の芳香族基、より好ましくは、無水ピロメリット酸から2つの酸無水物基を取り除いた残基である。少なくとも2つのイミド結合を有する2価の有機基は、好ましくは、下記式(V)で表される基である。

Figure 2022189965000008
The organic group represented by R 5 is preferably a tetravalent aromatic group, more preferably a residue obtained by removing two acid anhydride groups from pyromellitic anhydride, from the viewpoint of excellent high-frequency characteristics. The divalent organic group having at least two imide bonds is preferably a group represented by formula (V) below.
Figure 2022189965000008

少なくとも2つのイミド結合を有する2価の有機基は、誘電特性に優れる観点から、下記式(VI)又は(VII)で表される基であってもよい。

Figure 2022189965000009

Figure 2022189965000010
The divalent organic group having at least two imide bonds may be a group represented by the following formula (VI) or (VII) from the viewpoint of excellent dielectric properties.
Figure 2022189965000009

Figure 2022189965000010

マレイミド化合物は、高周波特性に優れ、組成物がその他の樹脂(特に高分子量の熱可塑性エラストマ樹脂)を更に含有する場合にその他の樹脂との相溶性に優れる観点から、好ましくは、少なくとも2つのイミド結合を有する2価の有機基を複数有する。この場合、複数の当該2価の有機基は、互いに同一であってもよく異なっていてもよい。マレイミド化合物は、好ましくは2~40個、より好ましくは2~20個、更に好ましくは2~10個の当該2価の有機基を有する。 The maleimide compound preferably has at least two imides from the viewpoint of excellent high-frequency characteristics and excellent compatibility with other resins when the composition further contains other resins (especially high-molecular-weight thermoplastic elastomer resins). It has a plurality of divalent organic groups with bonds. In this case, the plurality of divalent organic groups may be the same or different. The maleimide compound preferably has 2 to 40, more preferably 2 to 20, still more preferably 2 to 10 such divalent organic groups.

マレイミド化合物は、より具体的には、一実施形態において、例えば、下記式(VIII)で表される化合物であってよく、下記式(IX)で表される化合物であってよい。

Figure 2022189965000011

Figure 2022189965000012

式中、Z、Z及びZは、それぞれ独立に上述した2価の炭化水素基を表し、Rは式(IV)中のRと同義であり、nは1~10の整数を表す。nが2以上である場合、複数のZは、互いに同一であっても異なっていてもよい。 More specifically, in one embodiment, the maleimide compound may be, for example, a compound represented by the following formula (VIII) or a compound represented by the following formula (IX).
Figure 2022189965000011

Figure 2022189965000012

In the formula, Z 1 , Z 2 and Z 3 each independently represent a divalent hydrocarbon group as described above, R 5 has the same definition as R 5 in formula (IV), and n is an integer of 1 to 10 represents When n is 2 or more , the plurality of Z3 may be the same or different.

マレイミド化合物は、例えば市販品を購入して使用可能である。市販品としては、例えば、式(VIII)で表されるマレイミド化合物である、BMI-TMH、BMI-1000,BMI-1000H,BMI-1100,BMI-1100H,BMI-2000,BMI-2300,BMI-3000,BMI-3000H,BMI-4000,BMI-5100,BMI-7000,BMI-7000H(いずれも商品名、大和化成工業株式会社製),BMI,BMI-70,BMI-80(いずれも商品名、ケイ・アイ化成株式会社製)等が挙げられる。市販品としては、例えば、式(IX)で表されるマレイミド化合物である、SFR2300(商品名、日立化成株式会社製)、BMI-1500、BMI-1700、BMI-3000、BMI-5000及びBMI-9000(いずれも商品名、Designer Molecules Inc.(DMI)製)等が挙げられる。 A maleimide compound can be used, for example, by purchasing a commercial product. Commercially available products include, for example, BMI-TMH, BMI-1000, BMI-1000H, BMI-1100, BMI-1100H, BMI-2000, BMI-2300, BMI-, which are maleimide compounds represented by formula (VIII). 3000, BMI-3000H, BMI-4000, BMI-5100, BMI-7000, BMI-7000H (all trade names, manufactured by Daiwa Kasei Kogyo Co., Ltd.), BMI, BMI-70, BMI-80 (all trade names, manufactured by K-I Kasei Co., Ltd.) and the like. Commercially available products include, for example, SFR2300 (trade name, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), BMI-1500, BMI-1700, BMI-3000, BMI-5000 and BMI-, which are maleimide compounds represented by formula (IX). 9000 (both trade names, manufactured by Designer Molecules Inc. (DMI)) and the like.

マレイミド化合物の重量平均分子量Mwは、1000以上、1500以上又は3000以上であってよく、30000以下、20000以下又は15000以下であってよい。マレイミド化合物の重量平均分子量Mwは、溶剤に対する溶解性、及び、モノマ、樹脂等の他の成分との相溶性の観点から、好ましくは1000~30000、より好ましくは1500~20000である。 The weight average molecular weight Mw of the maleimide compound may be 1,000 or more, 1,500 or more, or 3,000 or more, and may be 30,000 or less, 20,000 or less, or 15,000 or less. The weight average molecular weight Mw of the maleimide compound is preferably 1,000 to 30,000, more preferably 1,500 to 20,000, from the viewpoints of solubility in solvents and compatibility with other components such as monomers and resins.

マレイミド化合物の重量平均分子量Mwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定することができる。GPCの測定条件は下記のとおりである。
ポンプ:L-6200型[株式会社日立ハイテクノロジーズ製]
検出器:L-3300型RI[株式会社日立ハイテクノロジーズ製]
カラムオーブン:L-655A-52[株式会社日立ハイテクノロジーズ製]
ガードカラム及びカラム:TSK Guardcolumn HHR-L+TSKgel G4000HHR+TSKgel G2000HHR[すべて東ソー株式会社製、商品名]
カラムサイズ:6.0×40mm(ガードカラム)、7.8×300mm(カラム)
溶離液:テトラヒドロフラン
試料濃度:30mg/5mL
注入量:20μL
測定温度:40℃
The weight average molecular weight Mw of the maleimide compound can be measured by a gel permeation chromatography (GPC) method. The measurement conditions of GPC are as follows.
Pump: L-6200 type [manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation]
Detector: L-3300 type RI [manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation]
Column oven: L-655A-52 [manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation]
Guard column and column: TSK Guardcolumn HHR-L + TSKgel G4000HHR + TSKgel G2000HHR [all manufactured by Tosoh Corporation, trade name]
Column size: 6.0 x 40 mm (guard column), 7.8 x 300 mm (column)
Eluent: Tetrahydrofuran Sample concentration: 30 mg/5 mL
Injection volume: 20 μL
Measurement temperature: 40°C

マレイミド化合物の含有量は、組成物中の固形分全量を基準として、例えば、10質量%以上、40質量%以上、又は80質量%以上であってよく、99質量%以下、95質量%以下、又は90質量%以下であってよい。 The content of the maleimide compound, based on the total solid content in the composition, may be, for example, 10% by mass or more, 40% by mass or more, or 80% by mass or more, and 99% by mass or less, 95% by mass or less, Or it may be 90% by mass or less.

組成物は、ナジイミド化合物の1種類又は2種類以上を含有する。ナジイミド化合物は、下記式(1)で表される基を有する化合物である。

Figure 2022189965000013

式(1)中、R11はアリル基を表し、mは0又は1を表す。 The composition contains one or more nadimide compounds. A nadimide compound is a compound having a group represented by the following formula (1).
Figure 2022189965000013

In formula (1), R 11 represents an allyl group and m represents 0 or 1.

ナジイミド化合物は、式(1)で表される基を1つ有していてよく、2つ以上有していてよく、好ましくは2つ有する。ナジイミド化合物は、好ましくは、下記式(2)で表される化合物である。

Figure 2022189965000014

式(2)中、R11及びmは、それぞれ独立に、式(1)中のR11及びmとそれぞれ同義であり、R12は、2価の有機基を表す。 The nadimide compound may have one group represented by Formula (1), may have two or more groups, and preferably have two groups. The nadimide compound is preferably a compound represented by the following formula (2).
Figure 2022189965000014

In formula (2), R 11 and m are each independently synonymous with R 11 and m in formula (1), and R 12 represents a divalent organic group.

12で表される2価の有機基は、芳香族炭化水素基(芳香族環)を有していてよい。芳香族炭化水素基(芳香族環)は、ベンゼン残基、トルエン残基、キシレン残基、ナフタレン残基等であってよい。当該2価の有機基は、直鎖、分岐又は環状の脂肪族炭化水素基を有していてよい。脂肪族炭化水素基は、直鎖、分岐又は環状のアルキル基であってよい。当該2価の有機基は、上記の芳香族炭化水素基(芳香族環)及び脂肪族炭化水素基の両方を有していてもよい。 The divalent organic group represented by R 12 may have an aromatic hydrocarbon group (aromatic ring). An aromatic hydrocarbon group (aromatic ring) may be a benzene residue, a toluene residue, a xylene residue, a naphthalene residue, or the like. The divalent organic group may have a linear, branched or cyclic aliphatic hydrocarbon group. Aliphatic hydrocarbon groups may be linear, branched or cyclic alkyl groups. The divalent organic group may have both the above aromatic hydrocarbon group (aromatic ring) and aliphatic hydrocarbon group.

12で表される2価の有機基は、炭素原子及び水素原子のみを含む2価の炭化水素基であってよく、炭素原子及び水素原子に加えてその他の原子を含む2価の有機基であってもよく、好ましくは、2価の炭化水素基である。 The divalent organic group represented by R 12 may be a divalent hydrocarbon group containing only carbon atoms and hydrogen atoms, and a divalent organic group containing other atoms in addition to carbon atoms and hydrogen atoms and preferably a divalent hydrocarbon group.

2価の炭化水素基は、2価の脂肪族炭化水素基であってよく、下記の構造を有する2価の脂肪族炭化水素基であってよい。

Figure 2022189965000015

式中、nは1~10の整数である。 The divalent hydrocarbon group may be a divalent aliphatic hydrocarbon group and may be a divalent aliphatic hydrocarbon group having the structure below.
Figure 2022189965000015

In the formula, n is an integer of 1-10.

2価の炭化水素基は、好ましくは、芳香族炭化水素基(芳香族環)を有する2価の炭化水素基であり、より好ましくは、下記の構造のいずれかを有する2価の炭化水素基である。

Figure 2022189965000016
The divalent hydrocarbon group is preferably a divalent hydrocarbon group having an aromatic hydrocarbon group (aromatic ring), more preferably a divalent hydrocarbon group having any of the following structures is.
Figure 2022189965000016

その他の原子を含む2価の有機基は、炭素原子及び水素原子に加えて、例えば、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、フッ素原子等の原子の1種又は2種以上を含んでいてよい。その他の原子を含む2価の有機基は、好ましくは、下記の構造のいずれかを有する2価の炭化水素基である。

Figure 2022189965000017
The divalent organic group containing other atoms may contain, in addition to carbon atoms and hydrogen atoms, one or more of atoms such as nitrogen, oxygen, sulfur and fluorine atoms. Divalent organic groups containing other atoms are preferably divalent hydrocarbon groups having any of the structures below.
Figure 2022189965000017

ナジイミド化合物は、好ましくは、下記式(3)で表されるビスアリルナジイミド化合物(式(2)におけるmが1である化合物)である。

Figure 2022189965000018

式(3)中、R12は、式(2)中のR12と同義である。 The nadimide compound is preferably a bisallyl nadimide compound represented by the following formula (3) (a compound in which m is 1 in formula (2)).
Figure 2022189965000018

In formula (3), R 12 has the same definition as R 12 in formula (2).

ナジイミド化合物は、より好ましくは、式(3)におけるR12が芳香族炭化水素基(芳香族環)を有する2価の炭化水素基であるビスアリルナジイミド化合物であり、より好ましくは、下記式(3-1)又は(3-2)で表されるビスアリルナジイミド化合物であり、UV硬化性及びマレイミド化合物との相溶性に優れ、かつ低誘電特性を示す配線層間絶縁層を更に好適に形成できる観点から、より好ましくは、下記式(3-1)で表されるビスアリルナジイミド化合物である。

Figure 2022189965000019
The nadimide compound is more preferably a bisallyl nadimide compound in which R 12 in formula (3) is a divalent hydrocarbon group having an aromatic hydrocarbon group (aromatic ring), more preferably the following formula It is a bisallyl nadiimide compound represented by (3-1) or (3-2), is excellent in UV curing and compatibility with maleimide compounds, and exhibits low dielectric properties. A bisallylnadiimide compound represented by the following formula (3-1) is more preferable from the viewpoint of formation.
Figure 2022189965000019

ナジイミド化合物の含有量は、マレイミド化合物とナジイミド化合物との合計を100質量部としたときに、耐熱性を十分に向上できる観点から、好ましくは1質量部以上、より好ましくは10質量部以上であり、好ましくは90質量部以下、より好ましくは50質量部以下である。 The content of the nadimide compound is preferably 1 part by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more, from the viewpoint of sufficiently improving the heat resistance when the total of the maleimide compound and the nadimide compound is 100 parts by mass. , preferably 90 parts by mass or less, more preferably 50 parts by mass or less.

組成物は、組成物のUV硬化性を向上させ、及びマレイミド化合物とナジイミド化合物との相溶性も向上させる観点から、(メタ)アクリロイル基を有する化合物(以下「(メタ)アクリロイル化合物」ともいう)を更に含有してもよい。なお、後述する(メタ)アクリロイル基を有するカップリング剤は、(メタ)アクリロイル化合物に含まれないものとする。 The composition contains a compound having a (meth)acryloyl group (hereinafter also referred to as "(meth)acryloyl compound") from the viewpoint of improving the UV curability of the composition and also improving the compatibility between the maleimide compound and the nadimide compound. may be further included. A coupling agent having a (meth)acryloyl group, which will be described later, is not included in the (meth)acryloyl compound.

(メタ)アクリロイル化合物は、例えば、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化エトキシ化ビスフェノールA(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールポリ(メタ)アクリレート、エトキシ化イソシアヌル酸トリ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイル基を有するシルセスキオキサン誘導体等であってよい。 (Meth)acryloyl compounds include, for example, tricyclodecanedimethanol di(meth)acrylate, ethoxylated bisphenol A di(meth)acrylate, propoxylated ethoxylated bisphenol A (meth)acrylate, dipentaerythritol poly(meth)acrylate, It may be ethoxylated isocyanuric acid tri(meth)acrylate, polyethylene glycol di(meth)acrylate, silsesquioxane derivative having (meth)acryloyl group, and the like.

(メタ)アクリロイル化合物は、耐熱性に優れる観点から、好ましくは、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化エトキシ化ビスフェノールA(メタ)アクリレート、又は(メタ)アクリロイル基を有するシルセスキオキサン誘導体であり、マレイミド化合物との相溶性に優れる観点から、より好ましくは、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレートである。 From the viewpoint of excellent heat resistance, the (meth)acryloyl compound is preferably tricyclodecanedimethanol di(meth)acrylate, ethoxylated bisphenol A di(meth)acrylate, propoxylated ethoxylated bisphenol A (meth)acrylate, or It is a silsesquioxane derivative having a (meth)acryloyl group, and more preferably tricyclodecane dimethanol di(meth)acrylate from the viewpoint of excellent compatibility with the maleimide compound.

(メタ)アクリロイル化合物の含有量は、マレイミド化合物とナジイミド化合物と(メタ)アクリロイル化合物との合計を100質量部としたときに、0.1質量部以上、2質量部以上、又は5質量部以上であってよく、また、98質量部以下、50質量部以下、又は40質量部以下であってよく、更に低い誘電特性を示す配線層間絶縁層を形成できる観点から、好ましくは30質量部以下、より好ましくは20質量部以下、更に好ましくは10質量部以下、特に好ましくは5質量部以下である。一実施形態において、組成物は、低誘電特性を示す配線層間絶縁層を更に好適に形成できる観点から、(メタ)アクリロイル化合物を含有しない。 The content of the (meth)acryloyl compound is 0.1 parts by mass or more, 2 parts by mass or more, or 5 parts by mass or more when the total of the maleimide compound, the nadimide compound and the (meth)acryloyl compound is 100 parts by mass. may be 98 parts by mass or less, 50 parts by mass or less, or 40 parts by mass or less; It is more preferably 20 parts by mass or less, still more preferably 10 parts by mass or less, and particularly preferably 5 parts by mass or less. In one embodiment, the composition does not contain a (meth)acryloyl compound from the viewpoint of more preferably forming an inter-wiring insulating layer exhibiting low dielectric properties.

組成物は、硬化剤として、光ラジカル重合開始剤を更に含有してもよい。光ラジカル重合開始剤は、例えば、アルキルフェノン系光ラジカル重合開始剤、アシルフォスフィンオキサイド系光ラジカル重合開始剤等であってよい。 The composition may further contain a radical photopolymerization initiator as a curing agent. The radical photopolymerization initiator may be, for example, an alkylphenone-based radical photopolymerization initiator, an acylphosphine oxide-based radical photopolymerization initiator, or the like.

アルキルフェノン系光ラジカル重合開始剤は、例えば、BASF社製のIrgacure651、Irgacure184、DAROCURE1173、Irgacure2959、Irgacure127、DAROCUREMBF、Irgacure907、Irgacure369、Irgacure379EG等として購入可能である。アシルフォスフィンオキサイド系光ラジカル重合開始剤は、BASF社製のIrgacure819、LUCIRINTPO等として購入可能である。 Alkylphenone-based radical photopolymerization initiators can be purchased, for example, as Irgacure651, Irgacure184, DAROCURE1173, Irgacure2959, Irgacure127, DAROCUREMBF, Irgacure907, Irgacure369, Irgacure379EG manufactured by BASF. The acylphosphine oxide photoradical polymerization initiator can be purchased as Irgacure 819, LUCIRINTPO, etc. manufactured by BASF.

光ラジカル重合開始剤は、BASF社製のIrgacure784、IrgacureOXE01、Irgacure OXE02、Irgacure754等として購入可能なその他の光ラジカル重合開始剤であってもよい。 The photo-radical polymerization initiator may be other photo-radical polymerization initiators commercially available as Irgacure 784, Irgacure OXE01, Irgacure OXE02, Irgacure 754, etc. manufactured by BASF.

光ラジカル重合開始剤としては、感度が高い観点から、好ましくは、Irgacure907、Irgacure369、Irgacure379EG、IrgacureOXE01、IrgacureOXE02が好ましく用いられ、溶剤に対する溶解性の観点から、Irgacure907、Irgacure379EG、IrgacureOXE02がより好ましく用いられる。これらの光ラジカル重合開始剤は、目的、用途等に合わせて、1種類を単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。 As the radical photopolymerization initiator, Irgacure907, Irgacure369, Irgacure379EG, IrgacureOXE01, and IrgacureOXE02 are preferably used from the viewpoint of high sensitivity, and Irgacure907, Irgacure379EG, and IrgacureOXE02 are more preferably used from the viewpoint of solubility in solvents. These photo-radical polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more, depending on the purpose, application, and the like.

光ラジカル重合開始剤の含有量は、マレイミド化合物とナジイミド化合物との合計を100質量部としたときに、十分に硬化性組成物を硬化させられる観点から、好ましくは、0.1質量部以上であってよく、10質量部以下であってもよく、未反応物が更に残存しにくい観点から、より好ましくは、1質量部以上であってよく、6質量部以下であってもよい。 The content of the photoradical polymerization initiator is preferably 0.1 parts by mass or more from the viewpoint of sufficiently curing the curable composition when the total of the maleimide compound and the nadimide compound is 100 parts by mass. It may be 10 parts by mass or less, and more preferably 1 part by mass or more and 6 parts by mass or less from the viewpoint that unreacted substances are less likely to remain.

組成物は、カップリング剤を更に含有してもよい。カップリング剤は、例えばシランカップリング剤であってよい。シランカップリング剤は、例えば、ビニル基、エポキシ基、スチリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、アミノ基、ウレイド基、イソシアネート基、イソシアヌレート基、メルカプト基等を有していてよい。 The composition may further contain a coupling agent. The coupling agent may be, for example, a silane coupling agent. Silane coupling agents may have, for example, vinyl groups, epoxy groups, styryl groups, acryloyl groups, methacryloyl groups, amino groups, ureido groups, isocyanate groups, isocyanurate groups, mercapto groups, and the like.

ビニル基を有するシランカップリング剤としては、KBM-1003,KBE-1003(いずれも商品名、信越化学工業株式会社製。以下同様。)等が挙げられる。エポキシ基を有するシランカップリング剤としては、KBM-303,402,403,KBE-402,403,X-12-981S,X-12-984S等が挙げられる。スチリル基を有するシランカップリング剤としては、KBM-1403等が挙げられる。メタクリロイル基を有するシランカップリング剤としては、KBM-502,503,KBE-502,503等が挙げられる。アクリロイル基を有するシランカップリング剤としては、KBM-5103,X-12-1048,X-12-1050等が挙げられる。アミノ基を有するシランカップリング剤としては、KBM-602,603,903,573,575,KBE-903,9103P,X-12-972F等が挙げられる。ウレイド基を有するシランカップリング剤としては、KBE-585等が挙げられる。イソシアネート基を有するシランカップリング剤としては、KBE-9007,X-12-1159L等が挙げられる。イソシアヌレート基を有するシランカップリング剤としては、KBM-9659等が挙げられる。メルカプト基を有するシランカップリング剤としては、KBM-802,803,X-12-1154,X-12-1156等が挙げられる。これらは、目的、用途等に合わせて、1種類を単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。 Silane coupling agents having a vinyl group include KBM-1003 and KBE-1003 (both trade names, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.; hereinafter the same). Silane coupling agents having an epoxy group include KBM-303, 402, 403, KBE-402, 403, X-12-981S, X-12-984S and the like. Silane coupling agents having a styryl group include KBM-1403 and the like. Silane coupling agents having a methacryloyl group include KBM-502,503, KBE-502,503 and the like. Silane coupling agents having an acryloyl group include KBM-5103, X-12-1048, X-12-1050 and the like. Silane coupling agents having an amino group include KBM-602, 603, 903, 573, 575, KBE-903, 9103P and X-12-972F. Silane coupling agents having a ureido group include KBE-585 and the like. Silane coupling agents having an isocyanate group include KBE-9007, X-12-1159L and the like. Silane coupling agents having an isocyanurate group include KBM-9659 and the like. Silane coupling agents having a mercapto group include KBM-802, 803, X-12-1154, X-12-1156 and the like. These may be used singly or in combination of two or more according to the purpose, application, and the like.

シランカップリング剤の含有量は、マレイミド化合物とナジイミド化合物との合計を100質量部としたときに、ガラス、シリカ等との密着性を向上させる観点から、好ましくは、0.01質量部以上であってよく、5質量部以下であってもよく、未反応物が更に残存しにくい観点から、より好ましくは、0.1質量部以上であってよく、2質量部であってもよい。 The content of the silane coupling agent is preferably 0.01 part by mass or more from the viewpoint of improving adhesion to glass, silica, etc., when the total of the maleimide compound and the nadimide compound is 100 parts by mass. It may be 5 parts by mass or less, and more preferably 0.1 parts by mass or more, or 2 parts by mass, from the viewpoint that unreacted substances are less likely to remain.

組成物は、熱硬化性樹脂を更に含有していてもよい。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂、イソシアネート樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、オキセタン樹脂、アミノ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アリル樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂、シリコーン樹脂、トリアジン樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。ただし、熱硬化性樹脂には、上述したマレイミド化合物及びナジイミド化合物は包含されない。熱硬化性樹脂は、1種単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。熱硬化性樹脂は、耐熱性及び電気絶縁性の観点から、好ましくは、エポキシ樹脂又はシアネート樹脂である。 The composition may further contain a thermosetting resin. Examples of thermosetting resins include epoxy resins, phenol resins, cyanate resins, isocyanate resins, benzoxazine resins, oxetane resins, amino resins, unsaturated polyester resins, allyl resins, dicyclopentadiene resins, silicone resins, triazine resins, A melamine resin etc. are mentioned. However, the thermosetting resin does not include the maleimide compounds and nadimide compounds described above. Thermosetting resins may be used singly or in combination of two or more. From the viewpoint of heat resistance and electrical insulation, the thermosetting resin is preferably an epoxy resin or a cyanate resin.

エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールFノボラック型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリアジン骨格含有エポキシ樹脂、フルオレン骨格含有エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、キシリレン型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、多官能フェノール類及びアントラセン等の多環芳香族類のジグリシジルエーテル化合物並びにこれらにリン化合物を導入したリン含有エポキシ樹脂などが挙げられる。エポキシ樹脂は、耐熱性及び難燃性の点から、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂又はナフタレン型エポキシ樹脂である。これらは、1種単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。 Examples of epoxy resins include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, cresol novolak type epoxy resin, bisphenol A novolak type epoxy resin, and bisphenol F novolak type epoxy resin. , stilbene type epoxy resin, triazine skeleton-containing epoxy resin, fluorene skeleton-containing epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, xylylene type epoxy resin, biphenyl aralkyl type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, alicyclic epoxy Diglycidyl ether compounds of resins, polyfunctional phenols and polycyclic aromatics such as anthracene, and phosphorus-containing epoxy resins obtained by introducing phosphorus compounds into these. Epoxy resins are biphenylaralkyl type epoxy resins or naphthalene type epoxy resins in terms of heat resistance and flame retardancy. These may be used individually by 1 type, or may be used in mixture of 2 or more types.

シアネート樹脂としては、例えば、ノボラック型シアネート樹脂、ビスフェノールA型シアネート樹脂、ビスフェノールE型シアネート樹脂、テトラメチルビスフェノールF型シアネート樹脂等のビスフェノール型シアネート樹脂及びこれらが一部トリアジン化したプレポリマーなどが挙げられる。これらは、1種単独で、又は2種類以上を混合して使用してもよい。シアネート樹脂は、耐熱性及び難燃性の観点から、好ましくはノボラック型シアネート樹脂である。 Examples of cyanate resins include bisphenol-type cyanate resins such as novolak-type cyanate resins, bisphenol-A-type cyanate resins, bisphenol-E-type cyanate resins, tetramethylbisphenol-F-type cyanate resins, and prepolymers obtained by partially triazine-forming these resins. be done. These may be used singly or in combination of two or more. From the viewpoint of heat resistance and flame retardancy, the cyanate resin is preferably a novolac cyanate resin.

組成物は、硬化剤として、ナジイミド化合物及び光ラジカル重合開始剤に加えて、その他の硬化剤を更に含有してもよい。その他の硬化剤としては、例えば、ジシアンジアミド、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジエチル-ジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、フェニレンジアミン、キシレンジアミン等の芳香族アミン化合物、ヘキサメチレンジアミン、2,5-ジメチルヘキサメチレンジアミン等の脂肪族アミン化合物、メラミン、ベンゾグアナミン等のグアナミン化合物などが挙げられる。その他の硬化剤は、良好な反応性及び耐熱性が得られる観点から、好ましくは芳香族アミン化合物である。 The composition may further contain other curing agents in addition to the nadimide compound and the photoradical polymerization initiator as curing agents. Other curing agents include, for example, dicyandiamide, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diamino-3,3'-diethyl-diphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, phenylenediamine, xylenediamine, and the like. , aliphatic amine compounds such as hexamethylenediamine and 2,5-dimethylhexamethylenediamine, and guanamine compounds such as melamine and benzoguanamine. Other curing agents are preferably aromatic amine compounds from the viewpoint of obtaining good reactivity and heat resistance.

組成物がシアネート樹脂を含有する場合、組成物は、硬化剤として、例えば、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、アミノトリアジンノボラック樹脂等の多官能フェノール化合物、無水フタル酸、無水ピロメリット酸、無水マレイン酸、無水マレイン酸共重合体等の酸無水物などを更に含有してもよい。これらは、1種単独で又は2種以上を混合して使用できる。 When the composition contains a cyanate resin, the composition contains, as a curing agent, for example, polyfunctional phenol compounds such as phenol novolak, cresol novolak, and aminotriazine novolak resins, phthalic anhydride, pyromellitic anhydride, maleic anhydride, Acid anhydrides such as maleic anhydride copolymers may be further contained. These can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.

組成物は、低吸湿性及び低透湿性を付与する観点から、フィラー(充填材)を更に含有してもよい。フィラーは、無機材料からなる無機フィラーでもよく、有機材料からなる有機フィラーでもよい。これらのフィラーは、好ましくは絶縁性のフィラーである。 The composition may further contain a filler from the viewpoint of imparting low hygroscopicity and low moisture permeability. The filler may be an inorganic filler made of an inorganic material or an organic filler made of an organic material. These fillers are preferably insulating fillers.

無機フィラーとしては、例えば、アルミナ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、結晶性シリカ、非晶性シリカ、窒化ホウ素、チタニア、ガラス、酸化鉄、セラミック等が挙げられる。有機フィラーとしては、例えば、カーボン、ゴム系フィラー等が挙げられる。フィラーは、種類・形状等にかかわらず特に制限なく使用することができる。 Examples of inorganic fillers include alumina, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium silicate, magnesium silicate, calcium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, aluminum nitride, crystalline silica, and amorphous Silica, boron nitride, titania, glass, iron oxide, ceramics, and the like. Examples of organic fillers include carbon and rubber fillers. The filler can be used without particular restrictions regardless of its type, shape, and the like.

フィラーは、所望する機能に応じて使い分けてもよい。例えば、無機フィラーは、配線層間絶縁層に熱伝導性、低熱膨張性、低吸湿性等を付与する目的で添加される。有機フィラーは、例えば、配線層間絶縁層に靭性等を付与する目的で添加される。フィラーは、無機フィラー及び有機フィラーの少なくともいずれかを含んでいればよい、フィラーは、1種を単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。フィラーは、配線層間絶縁層に求められる、熱伝導性、低吸湿特性、絶縁性等を付与できる観点から、好ましくは無機フィラーであり、樹脂ワニスに対する分散性が良好である観点と、加熱時に高い接着力を付与できる観点とから、より好ましくは、シリカフィラー及びアルミナフィラーの少なくともいずれかである。 Different fillers may be used depending on the desired function. For example, the inorganic filler is added for the purpose of imparting thermal conductivity, low thermal expansion, low hygroscopicity, etc. to the wiring interlayer insulating layer. The organic filler is added, for example, for the purpose of imparting toughness and the like to the wiring interlayer insulating layer. The filler should just contain at least one of an inorganic filler and an organic filler. The filler can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. The filler is preferably an inorganic filler from the viewpoint of being able to impart thermal conductivity, low hygroscopicity, insulating properties, etc., which are required for the wiring interlayer insulating layer. At least one of a silica filler and an alumina filler is more preferable from the viewpoint of imparting adhesive strength.

フィラーの平均粒子径は、例えば10μm以下であり、フィラーの最大粒子径は、例えば30μm以下である。フィラーの平均粒子径が5μm以下であり、フィラーの最大粒子径が20μm以下であることが好ましい。平均粒子径が10μm以下であり、かつ最大粒子径が30μm以下であることにより、配線層間絶縁層の破壊靭性向上の効果を良好に発揮できると共に、配線層間絶縁層の接着強度の低下及びばらつきの発生を抑えることができ、また、配線層間絶縁層の表面が粗くなり、接着強度が低下することも抑制できる。フィラーの平均粒子径の下限、及び最大粒子径の下限は、特に制限はないが、どちらも0.001μm以上であってよい。 The average particle size of the filler is, for example, 10 μm or less, and the maximum particle size of the filler is, for example, 30 μm or less. It is preferable that the average particle size of the filler is 5 μm or less and the maximum particle size of the filler is 20 μm or less. When the average particle diameter is 10 μm or less and the maximum particle diameter is 30 μm or less, the effect of improving the fracture toughness of the wiring interlayer insulating layer can be satisfactorily exhibited, and the adhesion strength of the wiring interlayer insulating layer can be reduced and the variation can be suppressed. It is also possible to suppress the surface roughness of the inter-wiring-layer insulating layer and the deterioration of the bonding strength. Although the lower limit of the average particle size and the lower limit of the maximum particle size of the filler are not particularly limited, both may be 0.001 μm or more.

フィラーの平均粒子径及び最大粒子径の測定方法としては、例えば、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、20個程度のフィラーの粒径を測定する方法等が挙げられる。SEMを用いた測定方法としては、例えば、フィラーが含まれた組成物を加熱硬化(好ましくは150~180℃で1~10時間)させたサンプルを作製し、このサンプルの中心部分を切断して、その断面をSEMで観察する方法等が挙げられる。このとき、断面における粒子径30μm以下のフィラーの存在確率が、全フィラーの80%以上であることが好ましい。 Examples of the method for measuring the average particle size and maximum particle size of the filler include a method of measuring the particle size of about 20 fillers using a scanning electron microscope (SEM). As a measurement method using SEM, for example, a sample is prepared by heat-curing a composition containing a filler (preferably at 150 to 180° C. for 1 to 10 hours), and the central portion of this sample is cut. , a method of observing the cross section with an SEM, and the like. At this time, it is preferable that the existence probability of the filler having a particle diameter of 30 μm or less in the cross section is 80% or more of all the fillers.

フィラーの含有量は、付与する特性、又は機能に応じて適宜決められる。フィラーの含有量は、例えば、組成物の質量を基準として、好ましくは、1質量%~70質量%、又は2質量%~60質量%、より好ましくは5質量%~50質量%である。フィラーの含有量を増加させることにより、配線層間絶縁層の高弾性率化が図られる。これにより、ダイシング性(ダイサー刃による切断性)、ワイヤボンディング性(超音波効率)、及び加熱時の接着強度を有効に向上できる。熱圧着性の低下を抑制する観点から、フィラーの含有量は、上記の上限値以下であることが好ましい。求められる特性のバランスをとるべく、最適なフィラー含有量を決定してもよい。フィラーの混合及び混練は、通常の攪拌機、らいかい機、三本ロール、ボールミル等の分散機を適宜組み合わせて行ってよい。 The content of the filler is appropriately determined according to the properties or functions to be imparted. The filler content is, for example, preferably 1% to 70% by weight, or 2% to 60% by weight, more preferably 5% to 50% by weight, based on the weight of the composition. By increasing the filler content, it is possible to increase the elastic modulus of the wiring interlayer insulating layer. As a result, dicing properties (cutting properties with a dicer blade), wire bonding properties (ultrasonic efficiency), and adhesive strength during heating can be effectively improved. From the viewpoint of suppressing deterioration of thermocompression bonding properties, the content of the filler is preferably equal to or less than the above upper limit. An optimum filler content may be determined to balance the desired properties. Mixing and kneading of the filler may be carried out by appropriately combining dispersing machines such as ordinary stirrers, kneaders, triple rolls and ball mills.

組成物は、保存安定性、エレクトロマイグレーション防止、及び金属導体回路の腐食防止の観点から、酸化防止剤を更に含有してもよい。酸化防止剤としては、特に制限はなく、例えばベンゾフェノン系、ベンゾエート系、ヒンダートアミン系、ベンゾトリアゾール系、フェノール系酸化防止剤等が挙げられる。酸化防止剤の含有量は、添加による効果及び耐熱性、コスト等の観点から、樹脂成分100質量部に対して、好ましくは0.01質量部~10質量部である。 The composition may further contain an antioxidant from the viewpoint of storage stability, prevention of electromigration, and prevention of corrosion of metal conductor circuits. The antioxidant is not particularly limited, and examples thereof include benzophenone-based, benzoate-based, hindered amine-based, benzotriazole-based, and phenol-based antioxidants. The content of the antioxidant is preferably 0.01 parts by mass to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component, from the viewpoint of the effect of addition, heat resistance, cost, and the like.

組成物は、硬化を更に促進させるために、触媒を更に含有してもよい。触媒としては、例えば、過酸化物、イミダゾール系化合物、有機リン系化合物、第二級アミン、第三級アミン及び第四級アンモニウム塩が挙げられる。これらは、1種類を単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。触媒は、反応性の観点から、好ましくは、過酸化物、イミダゾール系化合物及び有機リン系化合物からなる群より選択される少なくとも1種であり、特にマレイミド基の自己重合性及びマレイミド基とアクリロイル基との反応に寄与する観点から、より好ましくは過酸化物である。 The composition may further contain a catalyst to further accelerate curing. Catalysts include, for example, peroxides, imidazole compounds, organophosphorus compounds, secondary amines, tertiary amines and quaternary ammonium salts. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together. From the viewpoint of reactivity, the catalyst is preferably at least one selected from the group consisting of peroxides, imidazole-based compounds and organophosphorus compounds. Peroxide is more preferable from the viewpoint of contributing to the reaction with.

組成物は、難燃剤を更に含有してもよい。難燃剤としては、特に限定されないが、臭素系難燃剤、塩素系難燃剤等の含ハロゲン系難燃剤、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリスジクロロプロピルホスフェート、リン酸エステル系化合物、赤リン等のリン系難燃剤、スルファミン酸グアニジン、硫酸メラミン、ポリリン酸メラミン、メラミンシアヌレート等の窒素系難燃剤、シクロホスファゼン、ポリホスファゼン等のホスファゼン系難燃剤、三酸化アンチモン等の無機系難燃剤などが挙げられる。これらの難燃剤は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。 The composition may further contain a flame retardant. Flame retardants include, but are not limited to, brominated flame retardants, halogen-containing flame retardants such as chlorine flame retardants, triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, trisdichloropropyl phosphate, phosphate compounds, red phosphorus, and the like. Nitrogen-based flame retardants such as guanidine sulfamate, melamine sulfate, melamine polyphosphate, and melamine cyanurate, phosphazene-based flame retardants such as cyclophosphazene and polyphosphazene, inorganic flame retardants such as antimony trioxide, etc. mentioned. These flame retardants may be used singly or in combination of two or more.

組成物は、紫外線吸収剤を更に含有してもよい。紫外線吸収剤としては、特に限定されないが、例えば、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤が挙げられる。 The composition may further contain an ultraviolet absorber. Examples of the ultraviolet absorber include, but are not particularly limited to, benzotriazole-based ultraviolet absorbers.

組成物は、蛍光増白剤を更に含有してもよい。蛍光増白剤としては、特に限定されないが、例えば、スチルベン誘導体が挙げられる。 The composition may further contain an optical brightener. Examples of fluorescent brightening agents include, but are not limited to, stilbene derivatives.

組成物は、取り扱い性の観点から、好ましくはフィルム状である。組成物は、各成分が溶剤中に溶解又は均一に分散されたワニス(液状)であってもよい。 The composition is preferably in the form of a film from the viewpoint of handleability. The composition may be a varnish (liquid) in which each component is dissolved or uniformly dispersed in a solvent.

ワニスの調製手段、条件等は、特に限定されない。例えば、所定配合量の各主成分をミキサー等によって十分に均一に撹拌及び混合した後、ミキシングロール、押出機、ニーダー、ロール、エクストルーダー等を用いて混練し、得られた混練物を更に冷却及び粉砕する方法が挙げられる。混練方法は、特に限定されない。 The varnish preparation means, conditions, etc. are not particularly limited. For example, after each main component in a predetermined blending amount is sufficiently and uniformly stirred and mixed with a mixer or the like, it is kneaded using a mixing roll, an extruder, a kneader, a roll, an extruder, or the like, and the resulting kneaded product is further cooled. and a method of pulverizing. A kneading method is not particularly limited.

組成物がワニスである場合、溶剤は、例えば有機溶媒であってよい。有機溶媒は、特に制限されないが、例えば、メタノール、エタノール、ブタノール、ブチルセロソルブ、エチ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モノメチルエーテル等のアルコール類;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、シクロペンタノン等のケトン;トルエン、キシレン、メシチレン、リモネン等の芳香族炭化水素;メトキシエチルアセテート、エトキシエチルアセテート、ブトキシエチルアセテート、酢酸エチル等のエステル;N,N-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-ピロリドン等の含窒素などであってよい。これらは、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を混合して用いてもよい。有機溶媒は、溶解性の点で、好ましくは、トルエン、キシレン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、リモネン又はメシチレンであり、毒性が低い点で、より好ましくは、シクロペンタノン、リモネン又はメシチレンである。 If the composition is a varnish, the solvent can be, for example, an organic solvent. Organic solvents are not particularly limited, but for example, alcohols such as methanol, ethanol, butanol, butyl cellosolve, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone; aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, mesitylene, limonene; esters such as methoxyethyl acetate, ethoxyethyl acetate, butoxyethyl acetate, ethyl acetate; N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methyl- It may be a nitrogen-containing compound such as 2-pyrrolidone. These may be used individually by 1 type, and may be used in mixture of 2 or more types. The organic solvent is preferably toluene, xylene, cyclohexanone, cyclopentanone, limonene or mesitylene in terms of solubility, and more preferably cyclopentanone, limonene or mesitylene in terms of low toxicity.

有機溶媒は、例えば、ワニス中の組成物の固形分量が5~90質量%となるような量で使用することが好ましく、ワニスの取り扱い性及び塗布・塗工性を良好に保つ点から、当該固形分量が10~60質量%となるような量で使用することがより好ましい。 The organic solvent, for example, is preferably used in an amount such that the solid content of the composition in the varnish is 5 to 90% by mass, and from the viewpoint of maintaining good varnish handling properties and application/coating properties, the It is more preferable to use an amount such that the solid content is 10 to 60% by mass.

組成物の硬化物は、130℃、相対湿度85%の雰囲気に200時間置かれた後の吸湿率が、好ましくは1質量%以下である。組成物の硬化物の、130℃、相対湿度85%の環境に200時間置かれた後の吸湿率は、実施例の記載の方法で測定することができる。 The cured product of the composition preferably has a moisture absorption rate of 1% by mass or less after being placed in an atmosphere of 130° C. and a relative humidity of 85% for 200 hours. The moisture absorption of the cured product of the composition after being placed in an environment of 130° C. and a relative humidity of 85% for 200 hours can be measured by the method described in Examples.

組成物の硬化物における塩化物イオンの濃度は、絶縁信頼性の観点から5ppm以下であることが好ましく、銅配線の変色を抑制できる点で3ppm以下であることがより好ましい。塩化物イオンの濃度は以下の手順で測定できる。硬化物サンプル1g、及び抽出液としての超純水10gをテフロン(登録商標)製耐熱容器に入れ、130℃で5時間加熱する。その後、抽出液をろ過してから、イオンクロマトグラフィーで分析する。得られたクロマトグラムにおいて、溶出時間0~30分に検出されたピークを溶出物の総量とみなし、9.6分付近の塩化物イオンのピーク面積から、硬化物サンプル中の塩化物イオンの質量を求める。求められた塩化物イオンの質量の、硬化物サンプルの質量に対する割合を、硬化物における塩化物イオンの濃度(ppm)として算出する。
ここでのイオンクロマトグラフィーの条件は以下のとおりである。
・装置:ダイオネクス製ISC-2000
・検出器:電気伝導度検出器
・カラム:AS20(4mmφ×200mm)
・カラム温度:30℃
・流速:1.0mL/分
・注入量:25μL
・グラジェント設定:KOH濃度を、0分に5mM、5分で5mM、15分で30mM、20分で55mMに設定した。
The concentration of chloride ions in the cured product of the composition is preferably 5 ppm or less from the viewpoint of insulation reliability, and more preferably 3 ppm or less from the viewpoint of suppressing discoloration of copper wiring. The chloride ion concentration can be measured by the following procedure. 1 g of a cured product sample and 10 g of ultrapure water as an extraction liquid are placed in a Teflon (registered trademark) heat-resistant container and heated at 130° C. for 5 hours. The extract is then filtered and then analyzed by ion chromatography. In the obtained chromatogram, the peak detected at the elution time of 0 to 30 minutes is regarded as the total amount of eluate, and the mass of chloride ions in the cured product sample is calculated from the peak area of chloride ions around 9.6 minutes. Ask for The ratio of the obtained mass of chloride ions to the mass of the cured product sample is calculated as the chloride ion concentration (ppm) in the cured product.
The conditions for ion chromatography here are as follows.
・Equipment: Dionex ISC-2000
・Detector: Electrical conductivity detector ・Column: AS20 (4mmφ×200mm)
・Column temperature: 30°C
・Flow rate: 1.0 mL/min ・Injection volume: 25 μL
- Gradient setting: KOH concentration was set to 5 mM at 0 min, 5 mM at 5 min, 30 mM at 15 min, 55 mM at 20 min.

配線層間のクロストークを抑制できる点で、配線層間絶縁層(組成物の硬化物)の10GHzでの誘電率は、3.6以下、3.2以下、又は3.0以下であることが好ましく、更に電気信号の信頼性を向上できる点で2.8以下であることがより好ましい。当該誘電率は、1.0以上であってよい。配線層間絶縁層(組成物の硬化物)の10GHzでの誘電正接は、好ましくは0.012以下、より好ましくは0.008以下、更に好ましくは0.005以下であり、例えば0.0001以上であってよい。当該誘電率及び誘電正接は、実施例に記載の方法で測定することができる。 The dielectric constant at 10 GHz of the insulating layer between wiring layers (cured product of the composition) is preferably 3.6 or less, 3.2 or less, or 3.0 or less in terms of suppressing crosstalk between wiring layers. Furthermore, it is more preferably 2.8 or less in that the reliability of electric signals can be improved. The dielectric constant may be 1.0 or greater. The dielectric loss tangent of the wiring interlayer insulating layer (cured product of the composition) at 10 GHz is preferably 0.012 or less, more preferably 0.008 or less, still more preferably 0.005 or less, for example 0.0001 or more. It's okay. The dielectric constant and dielectric loss tangent can be measured by the methods described in Examples.

組成物の硬化物のガラス転移温度は、温度サイクル時のクラックを抑制する観点から120℃以上であることが好ましく、配線への応力を緩和できる点で140℃以上であることがより好ましい。組成物の硬化物のガラス転移温度は、低温でのラミネートを可能にする点で240℃以下であることが好ましく、硬化収縮を抑制できる点で220℃以下であることがより好ましい。組成物の硬化物のガラス転移温度は、実施例に記載の方法で測定することができる。 The glass transition temperature of the cured product of the composition is preferably 120° C. or higher from the viewpoint of suppressing cracks during temperature cycles, and more preferably 140° C. or higher from the viewpoint of relaxing stress on wiring. The glass transition temperature of the cured product of the composition is preferably 240° C. or lower from the viewpoint of enabling lamination at a low temperature, and more preferably 220° C. or lower from the viewpoint of suppressing curing shrinkage. The glass transition temperature of the cured product of the composition can be measured by the method described in Examples.

組成物の硬化物の破断伸びは、配線層間絶縁層の反りを低減できる観点から、好ましくは5%以上であり、銅配線への応力を緩和できる観点から、より好ましくは10%以上であり、配線層積層体の温度サイクル信頼性を向上できる観点から、更に好ましくは15%以上である。上記破断伸びは、200%以下であってもよい。上記破断伸びは、実施例に記載の方法で測定することができる。 The elongation at break of the cured product of the composition is preferably 5% or more from the viewpoint of reducing the warpage of the wiring interlayer insulating layer, and more preferably 10% or more from the viewpoint of relaxing the stress on the copper wiring. From the viewpoint of improving the temperature cycle reliability of the wiring layer laminate, it is more preferably 15% or more. The elongation at break may be 200% or less. The elongation at break can be measured by the method described in Examples.

組成物の硬化物の5%重量減少温度は、耐熱信頼性の観点から、例えば300℃以上である。組成物の硬化物の5%重量減少温度は、180℃で2時間の加熱により組成物を硬化して得た厚さ300μmの硬化物をサンプルとして、示差熱熱重量同時測定装置(株式会社日立ハイテクサイエンス製、商品名:TG/DTA6300)を用いて、昇温速度:10℃/分、窒素フロー:400mL/分の条件下で測定することができる。 The 5% weight loss temperature of the cured product of the composition is, for example, 300° C. or higher from the viewpoint of heat resistance reliability. The 5% weight loss temperature of the cured product of the composition was determined by using a sample of a 300 μm thick cured product obtained by curing the composition by heating at 180 ° C. for 2 hours. High Tech Science, trade name: TG/DTA6300) can be used for measurement under conditions of a temperature increase rate of 10°C/min and a nitrogen flow of 400 mL/min.

組成物の硬化物の40℃における貯蔵弾性率は、10MPa~5GPaであってよい。 The cured product of the composition may have a storage modulus at 40° C. of 10 MPa to 5 GPa.

以上説明した組成物は、低誘電特性を示すと共に絶縁信頼性に優れる配線層間絶縁層を形成可能であるため、以下で説明するような半導体パッケージの配線層間絶縁層に好適に用いられる。 Since the composition described above can form an inter-wiring insulating layer exhibiting low dielectric properties and excellent insulation reliability, it is suitably used for an inter-wiring insulating layer of a semiconductor package as described below.

図1は、半導体パッケージの一実施形態を示す模式断面図であり、図2は、図1の半導体パッケージが有する配線層積層体を示す模式断面図である。図1に示されるように、半導体パッケージ100は、基板1と、基板1上に設けられた配線層積層体10と、配線層積層体10上に搭載された半導体チップ2A,2Bとを備える。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of a semiconductor package, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a wiring layer laminate included in the semiconductor package of FIG. As shown in FIG. 1, the semiconductor package 100 includes a substrate 1, a wiring layer laminate 10 provided on the substrate 1, and semiconductor chips 2A and 2B mounted on the wiring layer laminate 10.

基板1は、半導体チップ2C,2Dと電極5A,5Bとを絶縁材料4で封止して形成された封止体である。基板1内の半導体チップ2C,2Dは、絶縁材料4から露出した電極を介して外部装置と接続可能になっている。電極5A,5Bは、例えば、配線層積層体10と外部装置とが互いに電気的接続するための導電路として機能する。半導体チップ2A,2Bは、対応するアンダーフィル3A,3Bによって配線層積層体10上にそれぞれ固定されており、配線層積層体10内に設けられる表面配線(図示しない)を介して互いに電気的接続されている。半導体チップ2A~2Dのそれぞれは、配線層積層体10内の配線のいずれかに電気的に接続される。 The substrate 1 is a sealing body formed by sealing semiconductor chips 2C, 2D and electrodes 5A, 5B with an insulating material 4. As shown in FIG. The semiconductor chips 2C and 2D in the substrate 1 can be connected to an external device through electrodes exposed from the insulating material 4. As shown in FIG. The electrodes 5A and 5B function, for example, as conductive paths for electrically connecting the wiring layer laminate 10 and an external device to each other. The semiconductor chips 2A and 2B are fixed on the wiring layer laminate 10 by corresponding underfills 3A and 3B, respectively, and are electrically connected to each other via surface wiring (not shown) provided in the wiring layer laminate 10. It is Each of the semiconductor chips 2A-2D is electrically connected to one of the wirings in the wiring layer laminate 10. FIG.

半導体チップ2A~2Dのそれぞれは、例えば、グラフィック処理ユニット(GPU:Graphic Processing Unit)、DRAM(Dynamic Random Access Memory)若しくはSRAM(Static Random Access Memory)等の揮発性メモリ、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ、RFチップ、シリコンフォトニクスチップ、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)、センサーチップなどである。半導体チップ2A,2Bの厚さは、例えば、30μm以上であってよく、200μm以下であってよい。 Each of the semiconductor chips 2A to 2D is, for example, a graphic processing unit (GPU: Graphic Processing Unit), a volatile memory such as DRAM (Dynamic Random Access Memory) or SRAM (Static Random Access Memory), and a nonvolatile memory such as flash memory. , RF chips, silicon photonics chips, MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), sensor chips, and the like. The thickness of the semiconductor chips 2A and 2B may be, for example, 30 μm or more and may be 200 μm or less.

アンダーフィル3A,3Bは、例えば、キャピラリーアンダーフィル(CUF)、モールドアンダーフィル(MUF)、ペーストアンダーフィル(NCP)、フィルムアンダーフィル(NCF)、又は感光性アンダーフィルである。アンダーフィル3A,3Bは、それぞれ液状硬化型樹脂(例えば、エポキシ樹脂)を主成分として構成される。絶縁材料4は、例えば、絶縁性を有する硬化性樹脂である。 The underfills 3A, 3B are, for example, capillary underfills (CUF), mold underfills (MUF), paste underfills (NCP), film underfills (NCF), or photosensitive underfills. Each of the underfills 3A and 3B is mainly composed of liquid curable resin (for example, epoxy resin). The insulating material 4 is, for example, a curable resin having insulating properties.

配線層積層体10は、図2に示されるように、有機絶縁層21,22、有機絶縁層21,22内に埋め込まれた銅配線13,14、及び銅配線13,14と有機絶縁層21,22との間に設けられたバリア金属膜15、16をそれぞれ含む複数の配線層41,42と、配線層41,42に隣接する配線層間絶縁層17,18と、有機絶縁層21,22、及び配線層間絶縁層17,18を貫通するスルー配線19とを備える。有機絶縁層21,22と配線層間絶縁層17,18が基板11上に交互に積層されている。銅配線13,14の表面の一部が配線層41,42の一方の主面側に露出し、露出した銅配線13,14の表面に配線層間絶縁層17,18が接している。配線層間絶縁層17,18は、上述した組成物の硬化物である。有機絶縁層21,22は、感光性絶縁樹脂から形成された層であることができる。銅配線は、配線層の両方の主面側に露出し、露出した銅配線の表面に配線層間絶縁層が接していてもよい。 As shown in FIG. 2, the wiring layer laminate 10 includes organic insulating layers 21 and 22, copper wires 13 and 14 embedded in the organic insulating layers 21 and 22, and copper wires 13 and 14 and the organic insulating layer 21. , 22, wiring interlayer insulating layers 17 and 18 adjacent to the wiring layers 41 and 42, and organic insulating layers 21 and 22. , and a through wiring 19 passing through the wiring interlayer insulating layers 17 and 18 . Organic insulating layers 21 and 22 and wiring interlayer insulating layers 17 and 18 are alternately laminated on the substrate 11 . A part of the surfaces of the copper wirings 13 and 14 are exposed on one main surface side of the wiring layers 41 and 42, and the wiring interlayer insulating layers 17 and 18 are in contact with the exposed surfaces of the copper wirings 13 and 14, respectively. The wiring interlayer insulating layers 17 and 18 are cured products of the composition described above. The organic insulating layers 21 and 22 can be layers formed from a photosensitive insulating resin. The copper wiring may be exposed on both main surface sides of the wiring layer, and the wiring interlayer insulating layer may be in contact with the surface of the exposed copper wiring.

基板11は、配線層積層体10を支持する支持体である。基板11の平面視における形状は、例えば、円形状又は矩形状である。円形状である場合、基板11は、例えば、200mm~450mmの直径を有する。矩形状である場合、基板11の一辺は、例えば、300mm~700mmである。 The substrate 11 is a support that supports the wiring layer laminate 10 . The shape of the substrate 11 in plan view is, for example, circular or rectangular. When circular, substrate 11 has a diameter of, for example, 200 mm to 450 mm. In the case of a rectangular shape, one side of the substrate 11 is, for example, 300 mm to 700 mm.

基板11は、例えば、シリコン基板、ガラス基板、又はピーラブル銅箔であってよい。基板11としてシリコン基板又はガラス基板等が用いられる場合、配線層積層体10と基板11とを仮固定する図示しない仮固定層が設けられてもよい。この場合、仮固定層を除去することによって、配線層積層体10から基板11を容易に剥離できる。ピーラブル銅箔とは、支持体、剥離層、及び銅箔が順に重なった積層体である。ピーラブル銅箔においては、支持体が基板11に相当し、銅箔がスルー配線19の一部を構成することができる。 Substrate 11 may be, for example, a silicon substrate, a glass substrate, or a peelable copper foil. When a silicon substrate, a glass substrate, or the like is used as the substrate 11, a temporary fixing layer (not shown) for temporarily fixing the wiring layer laminate 10 and the substrate 11 may be provided. In this case, the substrate 11 can be easily separated from the wiring layer laminate 10 by removing the temporary fixing layer. A peelable copper foil is a laminate in which a support, a release layer, and a copper foil are laminated in order. In the peelable copper foil, the support corresponds to the substrate 11 and the copper foil can constitute a part of the through wiring 19 .

有機絶縁層21(第1の有機絶縁層)は、基板11側に位置する第3の有機絶縁層23と、第2の有機絶縁層22側に位置する第4の有機絶縁層24とを含んでいる。第1の有機絶縁層21は、対応する銅配線13が配置された複数の溝部21a(第1の溝部)を有する。第4の有機絶縁層24は、溝部21aに対応する複数の開口部が設けられている。これらの開口部によって露出する第3の有機絶縁層23の表面が、溝部21aの内面における底面を構成している。溝部21aの側面は、第4の有機絶縁層24によって構成されている。 The organic insulating layer 21 (first organic insulating layer) includes a third organic insulating layer 23 located on the substrate 11 side and a fourth organic insulating layer 24 located on the second organic insulating layer 22 side. I'm in. The first organic insulating layer 21 has a plurality of grooves 21a (first grooves) in which the corresponding copper wirings 13 are arranged. The fourth organic insulating layer 24 is provided with a plurality of openings corresponding to the grooves 21a. The surface of the third organic insulating layer 23 exposed through these openings constitutes the bottom surface of the inner surface of the groove 21a. The side surface of the groove portion 21a is composed of the fourth organic insulating layer 24. As shown in FIG.

第3の有機絶縁層23及び第4の有機絶縁層24の厚さは、例えば、それぞれ0.5μm~10μmであってよい。第1の有機絶縁層21の厚さは、例えば、1μm~20μmであってよい。 The thicknesses of the third organic insulating layer 23 and the fourth organic insulating layer 24 may be, for example, 0.5 μm to 10 μm, respectively. The thickness of the first organic insulating layer 21 may be, for example, 1 μm to 20 μm.

複数の溝部21aは、第1の有機絶縁層21において基板11と反対側の表面に設けられている。溝部21aの延在方向に直交する方向に沿った断面において、溝部21aのそれぞれは略矩形状を有している。溝部21aの内面は、側面及び底面を有している。複数の溝部21aは、所定のライン幅L及びスペース幅Sを有している。ライン幅L及びスペース幅S、それぞれ独立に、例えば0.5μm~10μmであってよい。ライン幅Lは、平面視にて溝部21aの延在方向に直交する方向における溝部21aの幅に相当する。スペース幅Sは、隣り合う溝部21a同士の距離に相当する。溝部21aの深さは、例えば、第4の有機絶縁層24の厚さに相当する。 A plurality of grooves 21 a are provided on the surface of the first organic insulating layer 21 opposite to the substrate 11 . Each of the grooves 21a has a substantially rectangular shape in a cross section along a direction perpendicular to the extending direction of the grooves 21a. The inner surface of the groove portion 21a has a side surface and a bottom surface. The plurality of grooves 21a have a predetermined line width L and space width S. As shown in FIG. Line width L and space width S may each independently be, for example, 0.5 μm to 10 μm. The line width L corresponds to the width of the groove portion 21a in the direction orthogonal to the extending direction of the groove portion 21a in plan view. The space width S corresponds to the distance between adjacent grooves 21a. The depth of the groove 21a corresponds to the thickness of the fourth organic insulating layer 24, for example.

有機絶縁層22(第2の有機絶縁層)は、配線層間絶縁層17(第1の配線層間絶縁層)を挟んで第1の有機絶縁層21上に積層されている。第2の有機絶縁層22は、対応する銅配線14が配置された複数の溝部22a(第2の溝部)を有する。 The organic insulating layer 22 (second organic insulating layer) is laminated on the first organic insulating layer 21 with the wiring interlayer insulating layer 17 (first wiring interlayer insulating layer) interposed therebetween. The second organic insulating layer 22 has a plurality of grooves 22a (second grooves) in which the corresponding copper wirings 14 are arranged.

第2の有機絶縁層22の厚さは、例えば、1μm~10μmであってよい。第2の有機絶縁層22の一部には、溝部22aに対応する複数の開口部が設けられている。これらの開口部によって露出する第1の配線層間絶縁層17の表面が、溝部22aの内面における底面を構成している。溝部22aの各側面は、第2の有機絶縁層22によって構成されている。複数の溝部22aのライン幅及びスペース幅は、溝部21aのライン幅L及びスペース幅Sと一致している。 The thickness of the second organic insulating layer 22 may be, for example, 1 μm to 10 μm. A portion of the second organic insulating layer 22 is provided with a plurality of openings corresponding to the grooves 22a. The surface of the first wiring interlayer insulating layer 17 exposed through these openings constitutes the bottom surface of the inner surface of the trench 22a. Each side surface of the groove portion 22 a is configured by the second organic insulating layer 22 . The line width and space width of the plurality of grooves 22a match the line width L and space width S of the groove 21a.

銅配線13は、上述したように対応する溝部21a内に設けられ、配線層積層体10内部における導電路として機能する。銅配線13の幅は、溝部21aのライン幅Lと略一致しており、隣り合う銅配線13同士の間隔は、溝部21aのスペース幅Sと略一致している。銅配線14は、上述したように対応する溝部22a内に設けられ、配線層積層体10内部における導電路として機能する。このため、銅配線13の幅は、溝部22aのライン幅と略一致しており、隣り合う銅配線14同士の間隔は、溝部22aのスペース幅と略一致している。銅配線14は、銅配線13と同様の金属材料を含有している。 The copper wiring 13 is provided in the corresponding groove portion 21a as described above and functions as a conductive path inside the wiring layer laminate 10 . The width of the copper wiring 13 substantially matches the line width L of the groove 21a, and the interval between adjacent copper wirings 13 substantially matches the space width S of the groove 21a. The copper wiring 14 is provided in the corresponding groove portion 22a as described above and functions as a conductive path inside the wiring layer laminate 10 . Therefore, the width of the copper wiring 13 substantially matches the line width of the groove 22a, and the interval between adjacent copper wirings 14 substantially matches the space width of the groove 22a. Copper wiring 14 contains the same metal material as copper wiring 13 .

バリア金属膜15(第1のバリア金属膜)は、銅配線13と第1の有機絶縁層21(すなわち、溝部21aの内面)とを仕切るように設けられる金属膜である。第1のバリア金属膜15は、銅配線13からの第1の有機絶縁層21への銅の拡散を防止するための膜であり、溝部21aの内面に沿って形成されている。このため、第1のバリア金属膜15は、有機絶縁層へ拡散しにくい金属材料(例えば、チタン、クロム、タングステン、パラジウム、ニッケル、金、タンタル又はこれらを含む合金)を含んでいる。 The barrier metal film 15 (first barrier metal film) is a metal film provided so as to partition the copper wiring 13 and the first organic insulating layer 21 (that is, the inner surface of the trench 21a). The first barrier metal film 15 is a film for preventing diffusion of copper from the copper wiring 13 to the first organic insulating layer 21, and is formed along the inner surface of the trench 21a. Therefore, the first barrier metal film 15 contains a metal material (eg, titanium, chromium, tungsten, palladium, nickel, gold, tantalum, or an alloy containing these) that is difficult to diffuse into the organic insulating layer.

第1のバリア金属膜15の厚さは、溝部21aの幅の半分未満且つ溝部21aの深さ未満である。銅配線13同士の導通を防ぐ観点及び銅配線13の抵抗上昇を抑制する観点から、第1のバリア金属膜15の厚さは、例えば、0.001μm~0.5μmであってよい。 The thickness of the first barrier metal film 15 is less than half the width of the trench 21a and less than the depth of the trench 21a. The thickness of the first barrier metal film 15 may be, for example, 0.001 μm to 0.5 μm from the viewpoint of preventing conduction between the copper wirings 13 and suppressing an increase in resistance of the copper wirings 13 .

第2のバリア金属膜16は、銅配線14と第2の有機絶縁層22(すなわち、溝部22aの内面)とを仕切るように設けられる金属膜である。第2のバリア金属膜16は、銅配線14からの第2の有機絶縁層22への銅の拡散を防止するための膜であり、溝部22aの内面に沿って形成されている。このため、第2のバリア金属膜16は、第1のバリア金属膜15と同様に、有機絶縁層へ拡散しにくい金属材料を含んでいる。第2のバリア金属膜16の厚さは、第1のバリア金属膜15と同様に、溝部22aの幅の半分未満且つ溝部22aの深さ未満であり、例えば、0.001μm~0.5μmであってよい。 The second barrier metal film 16 is a metal film provided so as to partition the copper wiring 14 and the second organic insulating layer 22 (that is, the inner surface of the trench 22a). The second barrier metal film 16 is a film for preventing diffusion of copper from the copper wiring 14 to the second organic insulating layer 22, and is formed along the inner surface of the trench 22a. Therefore, like the first barrier metal film 15, the second barrier metal film 16 contains a metal material that is difficult to diffuse into the organic insulating layer. Similarly to the first barrier metal film 15, the thickness of the second barrier metal film 16 is less than half the width of the groove 22a and less than the depth of the groove 22a. It's okay.

第1の配線層間絶縁層17は、銅配線13からの第1の有機絶縁層21及び第2の有機絶縁層22への銅の拡散を防止するための絶縁膜である。第1の配線層間絶縁層17は、配線層41(第1の配線層)と配線層42(第2の配線層)との間に、銅配線13と第2の有機絶縁層22とを仕切るように設けられている。第1の配線層間絶縁層17は、第1の配線層41の基板11とは反対側の主面に露出した銅配線13の表面と接している。配線層積層体10を薄くできる観点から、第1の配線層間絶縁層17の厚さは、例えば50μm以下であってよい。 The first wiring interlayer insulation layer 17 is an insulation film for preventing diffusion of copper from the copper wiring 13 to the first organic insulation layer 21 and the second organic insulation layer 22 . The first wiring interlayer insulation layer 17 partitions the copper wiring 13 and the second organic insulation layer 22 between the wiring layer 41 (first wiring layer) and the wiring layer 42 (second wiring layer). is provided as follows. The first wiring interlayer insulating layer 17 is in contact with the surface of the copper wiring 13 exposed on the main surface of the first wiring layer 41 opposite to the substrate 11 . From the viewpoint of making the wiring layer laminate 10 thin, the thickness of the first wiring interlayer insulating layer 17 may be, for example, 50 μm or less.

第2の配線層間絶縁層18は、銅配線14からの第2の有機絶縁層22への銅の拡散を防止するための絶縁膜である。第2の配線層間絶縁層18は、第2の配線層42の基板11とは反対側の主面に露出した銅配線14の表面と接しながら、第2の配線層42上に設けられている。第2の配線層間絶縁層18は、第1の配線層間絶縁層17と同様の材料を含んでおり、且つ、第1の配線層間絶縁層17と同様の特性を有している。 The second wiring interlayer insulation layer 18 is an insulation film for preventing diffusion of copper from the copper wiring 14 to the second organic insulation layer 22 . The second wiring interlayer insulating layer 18 is provided on the second wiring layer 42 while being in contact with the surface of the copper wiring 14 exposed on the main surface of the second wiring layer 42 opposite to the substrate 11 . . The second wiring interlayer insulating layer 18 contains the same material as the first wiring interlayer insulating layer 17 and has the same characteristics as the first wiring interlayer insulating layer 17 .

スルー配線19は、配線層41,42、及び配線層間絶縁層17,18を貫通するビア31に埋め込まれる配線であり、外部装置への接続端子として機能する。 The through wiring 19 is a wiring embedded in the via 31 penetrating the wiring layers 41 and 42 and the inter-wiring insulating layers 17 and 18, and functions as a connection terminal to an external device.

半導体パッケージにおける銅配線は、上述したように、トレンチ工法により形成されてもよく、他の一実施形態においては、SAP(Semi Additive Process)により形成されてもよい。いずれの場合であっても、上述した組成物は、配線層間絶縁層の形成に好適に用いられる。 The copper wiring in the semiconductor package may be formed by the trench method as described above, or may be formed by SAP (Semi Additive Process) in another embodiment. In any case, the composition described above is suitably used for forming an inter-wiring insulating layer.

本発明を以下の実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail by the following examples, but the invention is not limited to these examples.

実施例及び比較例では、以下の各成分を用いた。
(A-1):下記式で表されるマレイミド化合物(n=1~10の混合物、重量平均分子量:15000~20000程度、日立化成株式会社製、商品名:SFR2300)

Figure 2022189965000020

(A-2):下記式で表されるマレイミド化合物の混合物(大和化成工業株式会社製、商品名:BMI-TMH)
Figure 2022189965000021

(a-1):アクリル系エラストマ(日立化成株式会社製、商品名:KH-CT-865) The following components were used in Examples and Comparative Examples.
(A-1): Maleimide compound represented by the following formula (mixture of n = 1 to 10, weight average molecular weight: about 15000 to 20000, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., trade name: SFR2300)
Figure 2022189965000020

(A-2): A mixture of maleimide compounds represented by the following formula (manufactured by Daiwa Kasei Kogyo Co., Ltd., trade name: BMI-TMH)
Figure 2022189965000021

(a-1): Acrylic elastomer (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., trade name: KH-CT-865)

(B-1):下記式(3-1)で表されるナジイミド化合物(丸善石油化学株式会社製、商品名:BANI-X)

Figure 2022189965000022

(B-2):下記式(3-2)で表されるナジイミド化合物(丸善石油化学株式会社製、商品名:BANI-M)
Figure 2022189965000023

(b-1)液状エポキシ樹脂(jER811、三菱ケミカル株式会社製)とした場合の比較例を追記いたしました。 (B-1): a nadimide compound represented by the following formula (3-1) (manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd., trade name: BANI-X)
Figure 2022189965000022

(B-2): a nadimide compound represented by the following formula (3-2) (manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd., trade name: BANI-M)
Figure 2022189965000023

(b-1) Added a comparative example when using a liquid epoxy resin (jER811, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation).

(C):トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(新中村化学工業株式会社製、商品名:A-DCP)
(D):光ラジカル重合開始剤(BASF社製、商品名:IrgacureOXE02)
(E):エポキシ基を有するシランカップリング剤(信越化学工業株式会社製、商品名:X-12-984S)
(C): Tricyclodecane dimethanol diacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., trade name: A-DCP)
(D): Photoradical polymerization initiator (manufactured by BASF, trade name: IrgacureOXE02)
(E): Silane coupling agent having an epoxy group (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name: X-12-984S)

<誘電特性の評価>
上記の各成分を表1~3に示す配合比で混合し、ワニスを作製した。作製したワニスをピーラブル銅箔上に下記の条件でスピンコートした後、乾燥、露光及び露光後ベークを行って樹脂膜を形成した。これを複数回重ねることで、30~100μm程度の厚みを有する樹脂膜を得た。その後、220℃で2時間硬化させた。続いて、銅箔を剥離し、銅箔を過硫酸アンモニウムにて溶解除去して評価用サンプルを得た。
なお、スピンコート、乾燥、露光及び露光後ベークの条件は、それぞれ以下のとおりとした。
・スピンコート条件
Step.1:1000rpm/5秒
Step.2:2000rpm/30秒
SLOPE:5秒
・乾燥条件
90℃、3分間
・露光条件
露光量:1000mJ/cm
ブロードバンド露光
・露光後ベーク(PEB)
100℃、1分間
<Evaluation of dielectric properties>
A varnish was prepared by mixing each of the above components at the compounding ratio shown in Tables 1 to 3. The produced varnish was spin-coated on a peelable copper foil under the following conditions, and then dried, exposed and baked after exposure to form a resin film. By stacking this multiple times, a resin film having a thickness of about 30 to 100 μm was obtained. After that, it was cured at 220° C. for 2 hours. Subsequently, the copper foil was peeled off, and the copper foil was dissolved and removed with ammonium persulfate to obtain a sample for evaluation.
The conditions for spin coating, drying, exposure, and post-exposure baking were as follows.
- Spin coat conditions Step. 1: 1000 rpm/5 seconds Step. 2: 2000 rpm/30 seconds SLOPE: 5 seconds Drying conditions: 90° C. for 3 minutes Exposure conditions: Exposure amount: 1000 mJ/cm 2
Broadband exposure/post-exposure bake (PEB)
100°C, 1 minute

所定のサイズに切り出した評価用サンプルを用いて、SPDR法にて誘電特性(誘電率Dk及び誘電正接Df)を測定した。SPDRにはAgilent Technologies社製のSPDR誘電体共振器を、測定器にはアジレントテクノロジー社製ベクトル型ネットワークアナライザE8364Bを、測定プログラムにはCPMA-V2をそれぞれ使用した。条件は、周波数10GHz、測定温度25℃とした。 Dielectric properties (dielectric constant Dk and dielectric loss tangent Df) were measured by the SPDR method using an evaluation sample cut into a predetermined size. An SPDR dielectric resonator manufactured by Agilent Technologies was used as the SPDR, a vector network analyzer E8364B manufactured by Agilent Technologies was used as the measuring instrument, and CPMA-V2 was used as the measurement program. The conditions were a frequency of 10 GHz and a measurement temperature of 25°C.

<絶縁信頼性(b-HAST耐性)の評価>
SAPを用いて作製された櫛状配線上に、スピンコートにて上記のワニスを塗布し、続いて、乾燥、露光及びPEBを経て、評価用サンプルを作製した。なお、スピンコート、乾燥、露光及び露光後ベークの条件は、それぞれ上記の誘電特性の評価用サンプルの条件と同じとした。湿度85%、130℃の条件下において、作製した櫛状配線に3.3Vの電圧を印加した状態で静置した。陽極と陰極との間の抵抗値を予定の時間ごとに測定し、当該抵抗値が、300時間以上1×10Ω以上であったもの「A」(絶縁信頼性(b-HAST耐性)あり)とし、そうでなかったものを「B」(絶縁信頼性(b-HAST耐性)なし)として評価した。
<Evaluation of insulation reliability (b-HAST resistance)>
The above varnish was applied by spin coating onto the comb-like wiring produced using SAP, followed by drying, exposure, and PEB to produce a sample for evaluation. The conditions for spin coating, drying, exposure, and post-exposure baking were the same as those for the dielectric property evaluation sample. Under conditions of humidity of 85% and 130° C., the comb-shaped wiring was left standing while a voltage of 3.3 V was applied to the fabricated comb-like wiring. The resistance value between the anode and the cathode was measured at scheduled intervals, and the resistance value was 1×10 6 Ω or more for 300 hours or longer. ), and those that did not were evaluated as "B" (no insulation reliability (b-HAST resistance)).

<ガラス転移温度の測定>
誘電特性の評価用サンプルと同様にして作製した評価サンプルを、8mm×3cmの大きさに切り出した。このサンプルについて、DMA(動的粘弾性測定)装置(株式会社ユービーエム製、商品名:Rheogel-E4000)を用い、チャック間距離20mm、周波数10Hz、昇温速度10℃/分、温度範囲-30~300℃の条件で引っ張り法にて測定した、tanδが最大値を示す温度をガラス転移温度(℃)として記録した。
<Measurement of glass transition temperature>
An evaluation sample prepared in the same manner as the dielectric property evaluation sample was cut into a size of 8 mm×3 cm. For this sample, a DMA (dynamic viscoelasticity measurement) device (manufactured by UBM Co., Ltd., product name: Rheogel-E4000) was used, the distance between chucks was 20 mm, the frequency was 10 Hz, the temperature increase rate was 10 ° C./min, and the temperature range was -30. The temperature at which tan δ showed the maximum value measured by the tensile method under conditions of up to 300° C. was recorded as the glass transition temperature (° C.).

<線膨張率の測定>
誘電特性の評価用サンプルと同様にして作製した評価サンプルを、4mm×3cmの大きさに切り出し、TMA(熱機械的分析)装置(セイコーインスツルメンツ株式会社製、商品名:TMA/SS6000)を用いて、荷重10mNかつ下記の温度条件で、引っ張り法にて、50℃~70℃における線膨張率α1(10-6/K)及び200℃~220℃における線膨張率α2(10-6/K)を測定した。
・温度条件
30℃→200℃ (昇温速度10℃/分)
200℃→30℃ (降温速度20℃/分)
30℃→260℃ (昇温速度5℃/分)
260℃→30℃ (降温速度20℃/分)
<Measurement of coefficient of linear expansion>
An evaluation sample prepared in the same manner as the dielectric property evaluation sample was cut into a size of 4 mm × 3 cm, and a TMA (thermo-mechanical analysis) apparatus (manufactured by Seiko Instruments Inc., trade name: TMA/SS6000) was used. , a linear expansion coefficient α1 (10 -6 /K) at 50 ° C. to 70 ° C. and a linear expansion coefficient α2 (10 -6 /K) at 200 ° C. to 220 ° C. by a tensile method under a load of 10 mN and the following temperature conditions. was measured.
・Temperature condition 30°C → 200°C (heating rate 10°C/min)
200°C→30°C (temperature drop rate 20°C/min)
30°C → 260°C (heating rate 5°C/min)
260°C→30°C (temperature drop rate 20°C/min)

<スパッタ耐性>
シリコンウェハ(6インチ径、厚さ400μm)上に、スピンコートにて上記のワニスを塗布し、90℃/3分加熱乾燥して、シリコンウェハ上に樹脂膜を形成した。高精度平行露光機(株式会社オーク製作所製、商品名:EXM-1172-B-∞)を用いて1000mJ/cmで露光した。さらに、100℃/1分の条件で追加加熱を行った後、220℃/2時間更に加熱してサンプルを得た。
得られたサンプルの樹脂膜上に、50nmのチタン膜をスパッタで製膜し、次いで、150nmの銅膜をスパッタで製膜した。冷却後、サンプルを取り出し、スパッタ膜における割れ又はシワの有無を顕微鏡にて観察した。スパッタ膜に割れ又はシワが観察されたかったものを「A」(スパッタ耐性あり)、割れ又はシワが観察されたものを「B」(スパッタ耐性なし)として評価した。
<Spatter resistance>
A silicon wafer (diameter of 6 inches, thickness of 400 μm) was coated with the above varnish by spin coating and dried by heating at 90° C. for 3 minutes to form a resin film on the silicon wafer. Exposure was performed at 1000 mJ/cm 2 using a high-precision parallel exposure machine (trade name: EXM-1172-B-∞ manufactured by ORC Manufacturing Co., Ltd.). Furthermore, after additional heating was performed under the conditions of 100° C./1 minute, the sample was obtained by further heating at 220° C./2 hours.
On the resin film of the obtained sample, a titanium film of 50 nm was formed by sputtering, and then a copper film of 150 nm was formed by sputtering. After cooling, the sample was taken out and the presence or absence of cracks or wrinkles in the sputtered film was observed under a microscope. A film in which cracks or wrinkles were not observed in the sputtered film was evaluated as "A" (with sputter resistance), and a film in which cracks or wrinkles were observed was evaluated as "B" (no sputtering resistance).

<吸湿率の測定>
ウェハ(6インチ径、厚さ400μm)にスピンコータを用いて上記のワニスを塗布し、90℃/3分乾燥させて樹脂層を形成した。1000mJ/cmで露光して硬化させた後、220℃/2時間加熱することによって、試料を作製した。この試料を、相対湿度85%、130℃に設定された恒温恒湿槽(エスペック株式会社製、商品名:EHS-221MD)内にて、200時間静置した。そして、恒温恒湿槽内を50℃まで下げた後、試料を取り出し、シリコンウェハ上から樹脂の一部を削り取った。削り取られた樹脂の一部を示差熱熱重量同時測定装置(株式会社日立ハイテクサイエンス製、商品名:TG/DTA6300)を用いて、昇温速度:10℃/分、窒素フロー:400mL/分、温度範囲:25℃~150℃の条件下で測定した。一方で、同様に作製した試料を、130℃で2時間乾燥させ、同様の方法でTG-DTAを測定した。これらの150℃における重量減少率の差を吸湿率として算出した。
<Measurement of moisture absorption rate>
A wafer (diameter of 6 inches, thickness of 400 μm) was coated with the above varnish using a spin coater and dried at 90° C. for 3 minutes to form a resin layer. Samples were prepared by exposure at 1000 mJ/cm 2 and curing followed by heating at 220° C./2 hours. This sample was allowed to stand for 200 hours in a constant temperature/humidity chamber (manufactured by Espec Co., Ltd., trade name: EHS-221MD) set at 85% relative humidity and 130°C. Then, after the temperature inside the constant temperature and humidity chamber was lowered to 50° C., the sample was taken out, and part of the resin was scraped off from the silicon wafer. A part of the scraped resin was measured using a simultaneous differential thermogravimetric measurement device (manufactured by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd., product name: TG/DTA6300), temperature increase rate: 10 ° C. / min, nitrogen flow: 400 mL / min, Temperature range: Measured under conditions of 25°C to 150°C. On the other hand, a similarly prepared sample was dried at 130° C. for 2 hours, and TG-DTA was measured by the same method. The difference in weight loss rate at 150°C was calculated as the moisture absorption rate.

<伸び率の測定>
ピーラブルコア上に上記のワニスをスピンコートし、乾燥させた。次に露光する際、長さ30mm、幅5mmのマスクを介して露光した。得られた資料を現像したのち、220℃で2時間硬化させた。以降は上記と同様に銅箔部をエッチングすることで樹脂フィルムを得た。得られたサンプルを、小型卓上試験機(株式会社島津製作所製、商品名:EZ-S)にて送り速度5mm/分にて測定したときの破断伸びを測定した。この方法で作製した樹脂フィルムは、端部がなめらかであるため、カッターなどの刃物を用いて切り出したサンプルと比較して、より高い伸び率が得られた。
<Measurement of elongation>
The above varnish was spin-coated on the peelable core and dried. The next exposure was performed through a mask having a length of 30 mm and a width of 5 mm. The resulting sample was developed and then cured at 220°C for 2 hours. Thereafter, a resin film was obtained by etching the copper foil portion in the same manner as described above. The obtained sample was measured for elongation at break with a small desktop tester (manufactured by Shimadzu Corporation, trade name: EZ-S) at a feed rate of 5 mm/min. Since the resin film produced by this method had smooth edges, a higher elongation rate was obtained than a sample cut out using a knife such as a cutter.

<微細配線形成性の評価>
シリコンウェハ(6インチ径、厚さ400μm)上に、スピンコートにてワニスを塗布し、90℃/3分加熱乾燥して、シリコンウェハ上に樹脂膜を形成した。その際、乾燥後の樹脂の膜厚は5μmとなるようにスピンコート条件を調整した。次に、Line/Space(L/S(μm/μm))が200/200、100/100、80/80、60/60、50/50、40/40、30/30、20/20、10/10、7/7、5/5、4/4、3/3で、ビア径が50、40、30、20、10、7、5、4、3μmとなるネガ型用パターンマスクを載せ、高精度平行露光機(オーク製作所製、商品名:EXM-1172-B-∞)を用いて1000mJ/cmで露光した。さらに、100℃/1分の条件で追加加熱を行い、サンプルを得た。得られたサンプルをシクロペンタノンに室温(25℃)で60秒、揺動しながら浸漬、次いでシクロペンタノンでリンスしてからイソプロピルアルコールに室温(25℃)で5秒間浸漬した。その後、圧空を吹きかけるなどしてイソプロピルアルコールを揮発させた。
微細配線形成性は、樹脂膜のウェハ上から剥離、樹脂膜のひび割れ、パターン端部の荒れの有無、及び、樹脂を現像したパターン底部の残渣の有無を金属顕微鏡で確認した。これらの不具合が確認できなかった最小のL/S及びビア径を微細加工性とした。
<Evaluation of Formability of Fine Wiring>
A varnish was applied to a silicon wafer (diameter of 6 inches, thickness of 400 μm) by spin coating, and dried by heating at 90° C./3 minutes to form a resin film on the silicon wafer. At that time, the spin coating conditions were adjusted so that the film thickness of the resin after drying was 5 μm. Next, Line/Space (L/S (μm/μm)) is 200/200, 100/100, 80/80, 60/60, 50/50, 40/40, 30/30, 20/20, 10 /10, 7/7, 5/5, 4/4, 3/3 and via diameters of 50, 40, 30, 20, 10, 7, 5, 4, 3 μm. Exposure was performed at 1000 mJ/cm 2 using a high-precision parallel exposure machine (trade name: EXM-1172-B-∞ manufactured by ORC Manufacturing Co., Ltd.). Furthermore, additional heating was performed under the conditions of 100° C./1 minute to obtain a sample. The resulting sample was immersed in cyclopentanone at room temperature (25° C.) for 60 seconds with shaking, then rinsed with cyclopentanone and then immersed in isopropyl alcohol at room temperature (25° C.) for 5 seconds. After that, the isopropyl alcohol was volatilized by blowing compressed air or the like.
The formation of fine wiring was checked with a metallurgical microscope for the presence or absence of peeling of the resin film from the wafer, cracking of the resin film, roughness at the pattern edge, and residue at the bottom of the pattern after the resin was developed. The minimum L/S and via diameter at which these defects could not be confirmed were regarded as microfabrication.

以上説明した各特性の評価結果を表1~3に示す。 Tables 1 to 3 show the evaluation results of each characteristic described above.

Figure 2022189965000024
Figure 2022189965000024

Figure 2022189965000025
Figure 2022189965000025

Figure 2022189965000026
Figure 2022189965000026

1…基板、2A~2D…半導体チップ、3A,3B…アンダーフィル、4…絶縁材料、10…配線層積層体、11…基板、13…銅配線、14…銅配線、15,16…バリア金属膜、17,18…配線層間絶縁層、21…有機絶縁層、21a…溝部、22…有機絶縁層、22a…溝部、100…半導体パッケージ、L…ライン幅、S…スペース幅。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Substrate, 2A-2D... Semiconductor chip, 3A, 3B... Underfill, 4... Insulating material, 10... Wiring layer laminate, 11... Substrate, 13... Copper wiring, 14... Copper wiring, 15, 16... Barrier metal Film 17, 18 Inter-wiring insulating layer 21 Organic insulating layer 21a Groove 22 Organic insulating layer 22a Groove 100 Semiconductor package L Line width S Space width.

Claims (6)

マレイミド化合物と、下記式(1)で表される基を有するナジイミド化合物と、を含有する硬化性組成物。
Figure 2022189965000027

[式(1)中、R11はアリル基を表し、mは0又は1を表す。]
A curable composition containing a maleimide compound and a nadimide compound having a group represented by the following formula (1).
Figure 2022189965000027

[In formula (1), R 11 represents an allyl group, and m represents 0 or 1. ]
前記ナジイミド化合物が、下記式(2)で表される化合物である、請求項1に記載の硬化性組成物。
Figure 2022189965000028

[式(2)中、R11及びmは、それぞれ独立に、前記式(1)中のR11及びmとそれぞれ同義であり、R12は、2価の有機基を表す。]
The curable composition according to claim 1, wherein the nadimide compound is a compound represented by the following formula (2).
Figure 2022189965000028

[In Formula (2), R 11 and m are each independently synonymous with R 11 and m in Formula (1), and R 12 represents a divalent organic group. ]
前記ナジイミド化合物が、下記式(3)で表される化合物である、請求項2に記載の硬化性組成物。
Figure 2022189965000029

[式(3)中、R12は、前記式(2)中のR12と同義である。]
The curable composition according to claim 2, wherein the nadimide compound is a compound represented by the following formula (3).
Figure 2022189965000029

[In Formula (3), R 12 has the same definition as R 12 in Formula (2). ]
前記2価の有機基が芳香族炭化水素基を有する、請求項2又は3に記載の硬化性組成物。 4. The curable composition according to claim 2 or 3, wherein said divalent organic group has an aromatic hydrocarbon group. 前記2価の有機基が2価の炭化水素基である、請求項2~4のいずれか一項に記載の硬化性組成物。 A curable composition according to any one of claims 2 to 4, wherein said divalent organic group is a divalent hydrocarbon group. 半導体パッケージの配線層間絶縁層の形成に用いられる、請求項1~5のいずれか一項に記載の硬化性組成物。
The curable composition according to any one of claims 1 to 5, which is used for forming an insulating layer between wiring layers in a semiconductor package.
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