JP2023149471A - Positive photosensitive dry film, cured product of the same and electronic component - Google Patents

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JP2023149471A JP2022058063A JP2022058063A JP2023149471A JP 2023149471 A JP2023149471 A JP 2023149471A JP 2022058063 A JP2022058063 A JP 2022058063A JP 2022058063 A JP2022058063 A JP 2022058063A JP 2023149471 A JP2023149471 A JP 2023149471A
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郁弥 小笠原
Ikuya Ogasawara
智美 福島
Tomomi Fukushima
楽 渡部
Raku Watabe
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Abstract

To provide a positive photosensitive dry film which closely adheres to a base material at an appropriate heating temperature as a dry film, can be patterned by photolithography, and enables the production of an insulation film with excellent heat characteristics (Tg), a cured product of the same, and an electronic component.SOLUTION: A positive photosensitive dry film includes a resin layer composed of a positive photosensitive resin composition on a support film. The positive photosensitive resin composition contains (A) a polybenzoxazole precursor, (B) a phenol resin, (C) a diazonaphthoquinone derivative, and (D) a compound with two or more methylol and/or methoxy functional groups, wherein (B) the phenol resin has a weight average molecular weight Mw of 600-2,500 and a dispersion degree Mw/Mn of 1.5-3.0, and the content of (B) the phenol resin is 6-50 pts.mass relative to 100 pts.mass of (A) the polybenzoxazole precursor.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、半導体材料などの電子部品において有用なポジ型感光性ドライフィルム(以下、単に「ドライフィルム」とも称する)、その硬化物および電子部品に関する。 The present invention relates to a positive photosensitive dry film (hereinafter also simply referred to as "dry film") useful in electronic components such as semiconductor materials, a cured product thereof, and an electronic component.

多層プリント配線板の製造方法として、内層回路板に、絶縁層と導体層とを交互に積み上げて形成するビルドアップ工法が知られている。このようなビルドアップ工法にて製造される多層プリント配線板では、一般的に絶縁層としてエポキシ樹脂を主成分とした熱硬化性樹脂組成物が用いられ、その硬化物に炭酸ガスレーザーにて層間を導通させるためのビアを形成する。 A build-up method is known as a method for manufacturing multilayer printed wiring boards, in which insulating layers and conductive layers are alternately stacked on an inner layer circuit board. In multilayer printed wiring boards manufactured using such a build-up method, a thermosetting resin composition containing epoxy resin as the main component is generally used as the insulating layer, and the cured product is coated with a carbon dioxide laser to form an interlayer. A via is formed to provide electrical continuity.

また、ビルドアップ工法では、絶縁層にドライフィルム型の材料が用いられる。このようなドライフィルム型の材料は、ラミネーターを用いてプリント配線板に熱圧着することで平坦な層を形成できるため、高多層化が容易となる。 Furthermore, in the build-up method, a dry film type material is used for the insulating layer. Such a dry film type material can form a flat layer by thermocompression bonding to a printed wiring board using a laminator, making it easy to increase the number of layers.

一方、近年、ビルドアップ工法を用いて製造した半導体パッケージでは、高性能化に伴うビアの小径化が進み、ビアの数も増加傾向にある。これに対して、従来の炭酸ガスレーザーではビアの小径加工は難しく、小径のビアが形成できるUV-YAGレーザーでは、加工速度が遅く、製造コストが上がるという課題が生じている。 On the other hand, in recent years, in semiconductor packages manufactured using the build-up method, the diameter of the vias has become smaller as the performance has improved, and the number of vias has also been increasing. On the other hand, it is difficult to process vias with small diameters using conventional carbon dioxide lasers, and with UV-YAG lasers, which can form vias with small diameters, the processing speed is slow and manufacturing costs are high.

そこで、レーザー加工に代わり、フォトリソグラフィでビアを形成することが検討されており、中でも、半導体素子の製造で用いられ、熱特性(高Tg)や解像性に優れたポリイミド前駆体やポリベンゾオキサゾール前駆体を主成分とするポジ型の感光性樹脂組成物が注目されている。 Therefore, instead of laser processing, forming vias by photolithography is being considered. Among them, polyimide precursors and polybenzene, which are used in the manufacture of semiconductor devices and have excellent thermal properties (high Tg) and resolution, are being considered. Positive type photosensitive resin compositions containing oxazole precursors as a main component are attracting attention.

例えば、特許文献1,2に、ポリベンゾオキサゾール前駆体を主成分とし、光酸発生剤およびシランカップリング剤を含むポジ型感光性樹脂組成物が記載されている。 For example, Patent Documents 1 and 2 describe positive photosensitive resin compositions containing a polybenzoxazole precursor as a main component and containing a photoacid generator and a silane coupling agent.

再公表2018/056013号Re-publication 2018/056013 特開2021-032991号公報JP2021-032991A

しかしながら、上記特許文献に記載のポジ型の感光性樹脂組成物は、半導体素子の製造工程にてスピンコートするため液状であり、ドライフィルム型に加工したところ、ラミネーターによる熱圧着では基材に対する密着性が十分に得られないという問題があった。そのため、特許文献1,2に開示されているような組成物の特性を有し、かつドライフィルムとして扱うことができるポジ型感光性ドライフィルムが求められていた。 However, the positive photosensitive resin composition described in the above patent document is liquid because it is spin-coated in the manufacturing process of semiconductor elements, and when processed into a dry film type, it does not adhere tightly to the base material when thermocompression bonded with a laminator. There was a problem of not being able to get enough sex. Therefore, there has been a demand for a positive photosensitive dry film that has the characteristics of the compositions disclosed in Patent Documents 1 and 2 and can be handled as a dry film.

そこで本発明の目的は、ドライフィルムとして適切な加熱温度で基材に密着し、フォトリソグラフィによるパターニングが可能であり、熱特性(Tg)に優れた絶縁膜が得られるポジ型感光性ドライフィルム、その硬化物および電子部品を提供することにある。 Therefore, the purpose of the present invention is to provide a positive photosensitive dry film that adheres to a substrate at an appropriate heating temperature as a dry film, can be patterned by photolithography, and can provide an insulating film with excellent thermal properties (Tg). The purpose of the present invention is to provide cured products and electronic components thereof.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。 The present inventors have completed the present invention as a result of intensive studies to solve the above problems.

すなわち、本発明のポジ型感光性ドライフィルムは、支持フィルム上に、ポジ型感光性樹脂組成物からなる樹脂層を備えるポジ型感光性ドライフィルムであって、
前記ポジ型感光性樹脂組成物が、
(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体と、
(B)フェノール樹脂と、
(C)ジアゾナフトキノン誘導体と、
(D)メチロール基および/またはメトキシ基を2官能以上含む化合物と、
を含み、
前記(B)フェノール樹脂の、重量平均分子量Mwが600~2500であって、分散度Mw/Mn(重量平均分子量/数平均分子量)が1.5~3.0であり、前記(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体100質量部に対する含有量が、6質量部~50質量部であることを特徴とするものである。
That is, the positive photosensitive dry film of the present invention is a positive photosensitive dry film comprising a resin layer made of a positive photosensitive resin composition on a support film,
The positive photosensitive resin composition is
(A) a polybenzoxazole precursor;
(B) phenolic resin;
(C) a diazonaphthoquinone derivative;
(D) a compound containing two or more functional methylol groups and/or methoxy groups;
including;
The (B) phenolic resin has a weight average molecular weight Mw of 600 to 2500, a dispersity Mw/Mn (weight average molecular weight/number average molecular weight) of 1.5 to 3.0, and It is characterized in that the content is from 6 parts by mass to 50 parts by mass based on 100 parts by mass of the benzoxazole precursor.

また、本発明の硬化物は、上記ポジ型感光性ドライフィルムに含まれる前記樹脂層が、硬化されてなることを特徴とするものである。 Further, the cured product of the present invention is characterized in that the resin layer contained in the positive photosensitive dry film is cured.

さらに、本発明の電子部品は、上記硬化物を含むことを特徴とするものである。 Furthermore, the electronic component of the present invention is characterized by containing the above-mentioned cured product.

本発明によれば、ドライフィルムとして適切な加熱温度で基材に密着し、フォトリソグラフィによるパターニングが可能であり、熱特性(Tg)に優れた絶縁膜が得られるポジ型感光性ドライフィルム、その硬化物および電子部品を実現することが可能となった。 According to the present invention, a positive photosensitive dry film that adheres to a substrate at an appropriate heating temperature as a dry film, can be patterned by photolithography, and provides an insulating film with excellent thermal properties (Tg); It has become possible to create cured products and electronic components.

以下、本発明の実施の形態について詳述する。
(ポジ型感光性ドライフィルム)
本発明のポジ型感光性ドライフィルムは、支持フィルム上に、ポジ型感光性樹脂組成物(以下、単に「樹脂組成物」とも称する)からなる樹脂層を備える。
Embodiments of the present invention will be described in detail below.
(Positive photosensitive dry film)
The positive photosensitive dry film of the present invention includes a resin layer made of a positive photosensitive resin composition (hereinafter also simply referred to as "resin composition") on a support film.

まず、本発明のポジ型感光性ドライフィルムの樹脂層を構成するポジ型感光性樹脂組成物に含まれる成分について、詳述する。 First, the components contained in the positive photosensitive resin composition constituting the resin layer of the positive photosensitive dry film of the present invention will be described in detail.

[(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体]
本発明に係るポジ型感光性樹脂組成物は、(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体を含有する。(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体を合成する方法は特に限定されず、公知の方法で合成すればよい。例えば、アミン成分としてのジヒドロキシジアミン類と、酸成分としてのジカルボン酸ジクロリド等のジカルボン酸のジハライドとを反応させて得ることができる。
[(A) Polybenzoxazole precursor]
The positive photosensitive resin composition according to the present invention contains (A) a polybenzoxazole precursor. (A) The method for synthesizing the polybenzoxazole precursor is not particularly limited, and any known method may be used. For example, it can be obtained by reacting dihydroxydiamines as an amine component with a dihalide of a dicarboxylic acid such as dicarboxylic acid dichloride as an acid component.

(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体は、下記式で表される繰り返し構造を有するポリヒドロキシアミド酸であることが好ましい。

Figure 2023149471000001
(式中、Xは4価の有機基を示し、Yは2価の有機基を示し、nは1以上の整数であり、好ましくは10~50、より好ましくは20~40である。) (A) The polybenzoxazole precursor is preferably a polyhydroxyamic acid having a repeating structure represented by the following formula.
Figure 2023149471000001
(In the formula, X represents a tetravalent organic group, Y represents a divalent organic group, and n is an integer of 1 or more, preferably 10 to 50, more preferably 20 to 40.)

(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体を上記の合成方法で合成する場合、上記一般式(1)中、Xは、上記ジヒドロキシジアミン類の残基であり、Yは、上記ジカルボン酸の残基である。 (A) When the polybenzoxazole precursor is synthesized by the above synthesis method, in the above general formula (1), X is a residue of the above dihydroxydiamine, and Y is a residue of the above dicarboxylic acid. .

上記ジヒドロキシジアミン類としては、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジヒドロキシビフェニル、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシビフェニル、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)スルホン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(4-アミノ-3-ヒドロキシフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン等が挙げられる。中でも、上記ジヒドロキシジアミン類としては、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパンが好ましい。 The above dihydroxydiamines include 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxybiphenyl, 4,4'-diamino-3,3'-dihydroxybiphenyl, bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)propane, Bis(4-amino-3-hydroxyphenyl)propane, bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)sulfone, bis(4-amino-3-hydroxyphenyl)sulfone, 2,2-bis(3-amino-4 -hydroxyphenyl)-1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis(4-amino-3-hydroxyphenyl)-1,1,1,3,3,3-hexa Examples include fluoropropane. Among these, 2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)-1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane is preferred as the dihydroxydiamine.

上記ジカルボン酸としては、イソフタル酸、テレフタル酸、5-tert-ブチルイソフタル酸、5-ブロモイソフタル酸、5-フルオロイソフタル酸、5-クロロイソフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、4,4’-ジカルボキシビフェニル、4,4’-ジカルボキシジフェニルエーテル、4,4’-ジカルボキシテトラフェニルシラン、ビス(4-カルボキシフェニル)スルホン、2,2-ビス(p-カルボキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-カルボキシフェニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン等の芳香環を有するジカルボン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、1,2-シクロブタンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、1,3-シクロペンタンジカルボン酸等の脂肪族系ジカルボン酸が挙げられる。中でも、4,4’-ジカルボキシジフェニルエーテルが好ましい。 Examples of the dicarboxylic acids include isophthalic acid, terephthalic acid, 5-tert-butyl isophthalic acid, 5-bromoisophthalic acid, 5-fluoroisophthalic acid, 5-chloroisophthalic acid, 2,6-naphthalene dicarboxylic acid, 4,4' -Dicarboxybiphenyl, 4,4'-dicarboxydiphenyl ether, 4,4'-dicarboxytetraphenylsilane, bis(4-carboxyphenyl)sulfone, 2,2-bis(p-carboxyphenyl)propane, 2,2 -Dicarboxylic acids having an aromatic ring such as -bis(4-carboxyphenyl)-1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, 1,2-cyclobutanedicarboxylic acid, Examples include aliphatic dicarboxylic acids such as 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid and 1,3-cyclopentanedicarboxylic acid. Among them, 4,4'-dicarboxydiphenyl ether is preferred.

上記一般式(1)中、Xが示す4価の有機基は、脂肪族基でも芳香族基でもよいが、芳香族基であることが好ましく、2つのヒドロキシ基および2つのアミノ基がオルト位に芳香環上に位置することがより好ましい。上記4価の芳香族基の炭素原子数は、6~30であることが好ましく、6~24であることがより好ましい。上記4価の芳香族基の具体例としては下記の基が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、ポリベンゾオキサゾール前駆体に含まれうる公知の芳香族基を用途に応じて選択すればよい。 In the above general formula (1), the tetravalent organic group represented by More preferably, it is located on an aromatic ring. The number of carbon atoms in the tetravalent aromatic group is preferably 6 to 30, more preferably 6 to 24. Specific examples of the above-mentioned tetravalent aromatic group include the following groups, but are not limited to these. Known aromatic groups that can be included in the polybenzoxazole precursor may be selected depending on the purpose. Bye.

Figure 2023149471000002
Figure 2023149471000002

上記4価の芳香族基は、上記芳香族基の中でも、下記の基であることが好ましい。

Figure 2023149471000003
Among the aromatic groups described above, the tetravalent aromatic group is preferably the following group.
Figure 2023149471000003

上記一般式(1)中、Yが示す2価の有機基は脂肪族基でも芳香族基でもよいが、芳香族基であることが好ましく、芳香環上で上記一般式(1)中のカルボニルと結合していることがより好ましい。上記2価の芳香族基の炭素原子数は、6~30であることが好ましく、6~24であることがより好ましい。上記2価の芳香族基の具体例としては、下記の基が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、ポリベンゾオキサゾール前駆体に含まれる公知の芳香族基を用途に応じて選択すればよい。 In the above general formula (1), the divalent organic group represented by Y may be an aliphatic group or an aromatic group, but is preferably an aromatic group, and the carbonyl group in the above general formula (1) is preferably an aromatic group. More preferably, it is combined with. The number of carbon atoms in the divalent aromatic group is preferably 6 to 30, more preferably 6 to 24. Specific examples of the above-mentioned divalent aromatic group include the following groups, but are not limited to these. Known aromatic groups contained in the polybenzoxazole precursor may be selected depending on the purpose. Bye.

Figure 2023149471000004
(式中、Aは単結合、-CH-、-O-、-CO-、-S-、-SO-、-NHCO-、-C(CF-、および、-C(CH-からなる群から選択される2価の基を表す。)
Figure 2023149471000004
(In the formula, A is a single bond, -CH 2 -, -O-, -CO-, -S-, -SO 2 -, -NHCO-, -C(CF 3 ) 2 -, and -C(CH 3 ) Represents a divalent group selected from the group consisting of 2 -.)

上記2価の有機基は、上記芳香族基の中でも、下記の基であることが好ましい。

Figure 2023149471000005
Among the aromatic groups, the divalent organic group is preferably the following group.
Figure 2023149471000005

(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体は、上記のポリヒドロキシアミド酸の繰り返し構造を2種以上含んでいてもよい。また、上記のポリヒドロキシアミド酸の繰り返し構造以外の構造を含んでいてもよく、例えば、ポリアミド酸の繰り返し構造を含んでいてもよい。 (A) The polybenzoxazole precursor may contain two or more types of repeating structures of the above polyhydroxyamic acid. Further, it may contain a structure other than the repeating structure of polyhydroxyamic acid described above, for example, it may contain a repeating structure of polyamic acid.

(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体の数平均分子量Mnは、5,000~100,000であることが好ましく、8,000~50,000であることがより好ましい。ここで、本発明において、数平均分子量Mnは、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)で測定し、標準ポリスチレンで換算した数値である。また、(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体の重量平均分子量Mwは、10,000~200,000であることが好ましく、16,000~100,000であることがより好ましい。ここで、本発明において、重量平均分子量Mwは、GPCで測定し、標準ポリスチレンで換算した数値である。さらに、(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体の分散度Mw/Mnは、1~5であることが好ましく、1~3であることがより好ましい。 The number average molecular weight Mn of the polybenzoxazole precursor (A) is preferably from 5,000 to 100,000, more preferably from 8,000 to 50,000. Here, in the present invention, the number average molecular weight Mn is a value measured by gel permeation chromatography (GPC) and converted to standard polystyrene. Further, the weight average molecular weight Mw of the polybenzoxazole precursor (A) is preferably 10,000 to 200,000, more preferably 16,000 to 100,000. Here, in the present invention, the weight average molecular weight Mw is a value measured by GPC and converted using standard polystyrene. Further, the degree of dispersion Mw/Mn of the polybenzoxazole precursor (A) is preferably from 1 to 5, more preferably from 1 to 3.

(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体の配合量は、樹脂組成物の固形分全量基準で、50質量%~90質量%であることが好ましい。 (A) The polybenzoxazole precursors may be used alone or in combination of two or more. (A) The blending amount of the polybenzoxazole precursor is preferably 50% by mass to 90% by mass based on the total solid content of the resin composition.

[(B)フェノール樹脂]
本発明に係るポジ型感光性樹脂組成物は、(B)フェノール樹脂を含有する。(B)フェノール樹脂としては、特に限定されず、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、トリスフェノールメタン型フェノール樹脂などを使用することができる。特には、フェノール性水酸基当量が95~120g/eqであり、75℃~125℃の間に軟化点を有するフェノールノボラック樹脂またはクレゾールノボラック樹脂を用いることが好ましく、このような特性値を有するフェノール樹脂によれば、ドライフィルムはラミネーターによる熱圧着にて基材に対して十分な密着性が得られ、かつフォトリソグラフィにおいて未露光部の耐現像性を向上することができ、さらに耐熱性に優れた硬化物を得ることができる。
[(B) Phenol resin]
The positive photosensitive resin composition according to the present invention contains (B) a phenol resin. (B) The phenol resin is not particularly limited, and for example, phenol novolak resin, cresol novolak resin, dicyclopentadiene type phenol resin, trisphenolmethane type phenol resin, etc. can be used. In particular, it is preferable to use a phenol novolak resin or cresol novolak resin that has a phenolic hydroxyl equivalent of 95 to 120 g/eq and a softening point between 75°C and 125°C. According to Dry Film, sufficient adhesion to the substrate can be obtained by thermocompression bonding with a laminator, and it can also improve the development resistance of unexposed areas in photolithography, and has excellent heat resistance. A cured product can be obtained.

(B)フェノール樹脂の重量平均分子量Mwは、600~2,500であることが必要であり、600~1,500であることが好ましい。また、(B)フェノール樹脂の分散度Mw/Mnは、1.5~3.0であることが必要であり、1.8~2.1であることが好ましい。このような重量平均分子量Mwおよび分散度Mw/Mnを有する(B)フェノール樹脂を用いることで、フォトリソグラフィにおいて露光部の現像不良が抑制され、未露光部の耐現像性を向上することができる。 The weight average molecular weight Mw of the phenol resin (B) needs to be 600 to 2,500, preferably 600 to 1,500. Further, the dispersity Mw/Mn of the phenol resin (B) needs to be 1.5 to 3.0, preferably 1.8 to 2.1. By using the phenol resin (B) having such a weight average molecular weight Mw and dispersity Mw/Mn, development defects in exposed areas can be suppressed in photolithography, and development resistance of unexposed areas can be improved. .

(B)フェノール樹脂の配合量は、(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体100質量部に対する含有量で、6質量部~50質量部とすることが必要であり、15質量部~40質量部であることが好ましい。(B)フェノール樹脂の配合量が少なすぎると、フィルム化した際に基材への密着性が十分に得られず、現像時に膜表面に濁りが発生する。(B)フェノール樹脂の配合量が多すぎると、絶縁膜の熱特性(Tg)が低下し、現像時のパターン(未露光)部の表面に濁りが発生する。 The blending amount of (B) phenol resin is required to be 6 parts by mass to 50 parts by mass, and is 15 parts by mass to 40 parts by mass, based on 100 parts by mass of (A) polybenzoxazole precursor. It is preferable. (B) If the blending amount of the phenol resin is too small, sufficient adhesion to the substrate will not be obtained when formed into a film, and turbidity will occur on the film surface during development. (B) If the blending amount of the phenol resin is too large, the thermal properties (Tg) of the insulating film will deteriorate, and the surface of the pattern (unexposed) portion will become cloudy during development.

[(C)ジアゾナフトキノン誘導体]
本発明に係るポジ型感光性樹脂組成物は、(C)ジアゾナフトキノン誘導体を含有する。(C)ジアゾナフトキノン誘導体としては特に限定されず、例えば、トリス(4-ヒドロキシフェニル)-1-エチル-4-イソプロピルベンゼンのナフトキノンジアジド付加物(例えば、三宝化学研究所社製のTKF-428,TKF-528,TS533,TS567,TS583,TS593)や、テトラヒドロキシベンゾフェノンのナフトキノンジアジド付加物(例えば、三宝化学研究所社製のBS550,BS570,BS599)等が挙げられる。
[(C) Diazonaphthoquinone derivative]
The positive photosensitive resin composition according to the present invention contains (C) a diazonaphthoquinone derivative. (C) The diazonaphthoquinone derivative is not particularly limited, and includes, for example, a naphthoquinonediazide adduct of tris(4-hydroxyphenyl)-1-ethyl-4-isopropylbenzene (for example, TKF-428 manufactured by Sanpo Chemical Research Institute), TKF-528, TS533, TS567, TS583, TS593) and naphthoquinonediazide adducts of tetrahydroxybenzophenone (for example, BS550, BS570, BS599 manufactured by Sanpo Chemical Research Institute).

(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体と(B)フェノール樹脂は、ポジ型感光材料として知られる(C)ジアゾナフトキノン誘導体を組み合わせて用いることで、非光照射部にアルカリ難溶性を付与することができ、フォトリソグラフィによるパターニングが可能となる。 By using (A) polybenzoxazole precursor and (B) phenol resin in combination with (C) diazonaphthoquinone derivative, which is known as a positive photosensitive material, it is possible to impart low alkali solubility to the non-light irradiated area. , patterning by photolithography becomes possible.

(C)ジアゾナフトキノン誘導体は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。(C)ジアゾナフトキノン誘導体の配合量は、(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体100質量部に対する含有量で、5質量部~15質量部であることが好ましい。(C)ジアゾナフトキノン誘導体の配合量を上記範囲とすることで、(C)ジアゾナフトキノン誘導体の配合による効果を、良好に得ることができる。 (C) Diazonaphthoquinone derivatives may be used alone or in combination of two or more. The blending amount of the diazonaphthoquinone derivative (C) is preferably 5 parts by mass to 15 parts by mass based on 100 parts by mass of the polybenzoxazole precursor (A). By setting the blending amount of the diazonaphthoquinone derivative (C) within the above range, the effects of blending the diazonaphthoquinone derivative (C) can be favorably obtained.

[(D)メチロール基および/またはメトキシ基を2官能以上含む化合物]
本発明に係るポジ型感光性樹脂組成物は、(D)メチロール基および/またはメトキシ基を2官能以上含む化合物を含有する。(D)メチロール基および/またはメトキシ基を2官能以上含む化合物としては、特に限定されず、例えば、以下の構造式で示される化合物が挙げられる。中でも、メトキシ基を2官能以上含むメラミン誘導体を用いることが好ましい。
[(D) Compound containing two or more functional methylol groups and/or methoxy groups]
The positive photosensitive resin composition according to the present invention contains (D) a compound containing two or more functional methylol groups and/or methoxy groups. (D) The compound containing two or more functional methylol groups and/or methoxy groups is not particularly limited, and examples thereof include compounds represented by the following structural formula. Among these, it is preferable to use a melamine derivative containing two or more functional methoxy groups.

Figure 2023149471000006
Figure 2023149471000006

加熱により閉環して高耐熱性を示す(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体に加えて、(B)フェノール樹脂、並びに、(D)メチロール基および/またはメトキシ基を2官能以上含む化合物を用いたことで、これらにより架橋構造が形成されて、高い耐熱性(高Tg)を有する絶縁膜を実現することができる。 In addition to (A) a polybenzoxazole precursor that exhibits high heat resistance when ring-closed by heating, (B) a phenol resin, and (D) a compound containing two or more functional groups of methylol and/or methoxy groups was used. A crosslinked structure is formed by these, and an insulating film having high heat resistance (high Tg) can be realized.

(D)メチロール基および/またはメトキシ基を2官能以上含む化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。(D)メチロール基および/またはメトキシ基を2官能以上含む化合物の配合量は、(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体100質量部に対する含有量で、10質量部~30質量部であることが好ましい。(D)メチロール基および/またはメトキシ基を2官能以上含む化合物の配合量を上記範囲とすることで、(D)メチロール基および/またはメトキシ基を2官能以上含む化合物の配合による効果を、良好に得ることができる。 (D) Compounds containing two or more functional methylol groups and/or methoxy groups may be used alone or in combination of two or more. (D) The compounding amount of the compound containing two or more functional methylol groups and/or methoxy groups is preferably 10 parts by mass to 30 parts by mass based on 100 parts by mass of (A) polybenzoxazole precursor. (D) By setting the blending amount of the compound containing two or more functional groups of methylol group and/or methoxy group within the above range, the effect of blending the compound containing (D) two or more functional groups of methylol group and/or methoxy group can be improved. can be obtained.

[その他の成分]
本発明に係るポジ型感光性樹脂組成物は、上記(A)~(D)成分に加えて、任意にその他の成分を含有することができる。
[Other ingredients]
The positive photosensitive resin composition according to the present invention may optionally contain other components in addition to the components (A) to (D) above.

本発明に係るポジ型感光性樹脂組成物は、(E)t-ブチルカテコールを含有することが好ましい。(E)t-ブチルカテコールを含有することにより、露光部の現像残渣(スカム)が少なく、現像性に優れるものとすることができる。(E)t-ブチルカテコールの配合量は、(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体100質量部に対する含有量で、0.1質量部~1.0質量部であることが好ましい。 The positive photosensitive resin composition according to the present invention preferably contains (E) t-butylcatechol. (E) By containing t-butylcatechol, there is little development residue (scum) in the exposed area, and the developability can be excellent. The blending amount of (E) t-butylcatechol is preferably 0.1 parts by mass to 1.0 parts by mass based on 100 parts by mass of (A) polybenzoxazole precursor.

本発明に係るポジ型感光性樹脂組成物には、加工特性や各種機能性を付与するために、その他、様々な有機または無機の低分子または高分子化合物を配合してもよい。例えば、界面活性剤、(F)レベリング剤、可塑剤、微粒子等を用いることができる。このうち微粒子には、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン等の有機微粒子、コロイダルシリカ、カーボン、層状珪酸塩等の無機微粒子が含まれる。また、(F)レベリング剤(表面調整剤)としては、熱可塑性アクリル樹脂である非シリコン系剥離剤等を用いることができる。 The positive photosensitive resin composition according to the present invention may contain various other organic or inorganic low-molecular or high-molecular compounds in order to impart processing properties and various functionalities. For example, surfactants, (F) leveling agents, plasticizers, fine particles, etc. can be used. Among these, the fine particles include organic fine particles such as polystyrene and polytetrafluoroethylene, and inorganic fine particles such as colloidal silica, carbon, and layered silicates. Furthermore, as the leveling agent (surface conditioning agent) (F), a non-silicon release agent such as a thermoplastic acrylic resin can be used.

また、本発明に係るポジ型感光性樹脂組成物には、光感度を向上させるために、公知の増感剤を配合することもできる。さらに、本発明に係るポジ型感光性樹脂組成物には、基材に対する密着性向上のために、公知の接着助剤を添加することもできる。さらにまた、本発明に係るポジ型感光性樹脂組成物には、各種着色剤および繊維等を配合してもよい。 Furthermore, a known sensitizer can be added to the positive photosensitive resin composition according to the present invention in order to improve photosensitivity. Furthermore, a known adhesion aid may be added to the positive photosensitive resin composition according to the present invention in order to improve adhesion to a substrate. Furthermore, various coloring agents, fibers, etc. may be added to the positive photosensitive resin composition according to the present invention.

本発明に係るポジ型感光性樹脂組成物には、(G)溶剤(溶媒)を配合することができる。溶剤としては、(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体、(B)フェノール樹脂、(C)ジアゾナフトキノン誘導体、(D)メチロール基および/またはメトキシ基を2官能以上含む化合物、および、その他の成分を溶解できるものであれば、特に限定されない。(G)溶剤としては、具体的には例えば、N,N’-ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、N,N’-ジメチルアセトアミド、ジエチレングリコールジメチルエーテル、シクロペンタノン、γ-ブチロラクトン、α-アセチル-γ-ブチロラクトン、テトラメチル尿素、1,3-ジメチル-2-イミダゾリノン、N-シクロヘキシル-2-ピロリドン、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルアミド、ピリジン、ジエチレングリコールモノメチルエーテルを挙げることができる。 (G) a solvent (solvent) can be blended into the positive photosensitive resin composition according to the present invention. As a solvent, (A) polybenzoxazole precursor, (B) phenol resin, (C) diazonaphthoquinone derivative, (D) compound containing two or more functional groups of methylol group and/or methoxy group, and other components are dissolved. There is no particular limitation as long as it is possible. (G) Solvents include, for example, N,N'-dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, N,N'-dimethylacetamide, diethylene glycol dimethyl ether, cyclopentanone, γ -butyrolactone, α-acetyl-γ-butyrolactone, tetramethylurea, 1,3-dimethyl-2-imidazolinone, N-cyclohexyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphoramide, pyridine, diethylene glycol monomethyl ether be able to.

(G)溶剤は、単独で用いても、二種以上を混合して用いてもよい。(G)溶剤の使用量は、塗布膜厚や粘度に応じて、(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体100質量部に対し、50~9000質量部の範囲で用いることができる。また、(G)溶剤は、本発明のドライフィルムの樹脂層中に、20質量%以下で含有していてよい。 (G) The solvent may be used alone or in combination of two or more. The amount of the solvent (G) to be used can range from 50 to 9,000 parts by mass based on 100 parts by mass of the polybenzoxazole precursor (A), depending on the coating film thickness and viscosity. Moreover, the (G) solvent may be contained in the resin layer of the dry film of the present invention in an amount of 20% by mass or less.

本発明のポジ型感光性ドライフィルムは、支持フィルム上に、上記ポジ型感光性樹脂組成物を塗布後、乾燥して得られる樹脂層を有する。本発明のドライフィルムは、樹脂層を、基材に接するようにラミネートして使用される。 The positive photosensitive dry film of the present invention has a resin layer obtained by coating the above positive photosensitive resin composition on a support film and then drying it. The dry film of the present invention is used by laminating the resin layer so as to be in contact with the base material.

本発明のドライフィルムは、支持フィルム(キャリアフィルム)上に、上記ポジ型感光性樹脂組成物を、ブレードコーターやリップコーター、コンマコーター、フィルムコーター等の適宜の方法により均一に塗布し、乾燥して樹脂層を形成し、好ましくはその上に保護フィルム(カバーフィルム)を積層することにより、製造することができる。乾燥方法としては、特に限定されず、風乾、オーブンまたはホットプレートによる加熱乾燥、真空乾燥等の方法が用いられる。また、乾燥は、樹脂層中の(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体の閉環が起こらないような条件で行うことが望ましい。具体的には例えば、自然乾燥、送風乾燥または加熱乾燥を、70~110℃で1~30分の条件で行うことができる。好ましくは、オーブン中で1~20分乾燥を行う。また、真空乾燥も可能であり、この場合は、室温で20分~1時間の条件で行うことができる。 The dry film of the present invention is produced by uniformly applying the above-mentioned positive photosensitive resin composition onto a support film (carrier film) using an appropriate method such as a blade coater, lip coater, comma coater, or film coater, and then drying it. It can be manufactured by forming a resin layer and preferably laminating a protective film (cover film) thereon. The drying method is not particularly limited, and methods such as air drying, heating drying using an oven or hot plate, and vacuum drying are used. Further, it is desirable that the drying be carried out under conditions such that ring closure of the polybenzoxazole precursor (A) in the resin layer does not occur. Specifically, for example, natural drying, blow drying, or heat drying can be performed at 70 to 110° C. for 1 to 30 minutes. Preferably, drying is carried out in an oven for 1 to 20 minutes. Vacuum drying is also possible, and in this case it can be carried out at room temperature for 20 minutes to 1 hour.

本発明のドライフィルムにおいて、支持フィルムおよび保護フィルムの材料は、ドライフィルムに用いられるものとして公知の材料であれば、いずれも使用することができる。支持フィルムと保護フィルムとは、同一の材料からなるものであっても、異なる材料からなるものであってもよい。支持フィルムとしては、例えば、2~150μmの厚さのポリエチレンテレフタレート等のポリエステルフィルムなどの熱可塑性樹脂フィルムが用いられる。保護フィルムとしては、ポリエチレンフィルムやポリプロピレンフィルム等を使用することができるが、樹脂層に対する接着力が、支持フィルムよりも小さいものが好ましい。 In the dry film of the present invention, any materials known for use in dry films can be used for the support film and the protective film. The support film and the protective film may be made of the same material or may be made of different materials. As the support film, for example, a thermoplastic resin film such as a polyester film such as polyethylene terephthalate having a thickness of 2 to 150 μm is used. As the protective film, polyethylene film, polypropylene film, etc. can be used, but it is preferable that the adhesive strength to the resin layer is smaller than that of the support film.

なお、本発明においては、上記保護フィルム上に上記ポジ型感光性樹脂組成物を塗布、乾燥させることにより樹脂層を形成して、その表面に支持フィルムを積層するものであってもよい。すなわち、本発明においてドライフィルムを製造する際に樹脂組成物を塗布するフィルムとしては、支持フィルムおよび保護フィルムのいずれを用いてもよい。 In the present invention, a resin layer may be formed by coating and drying the positive photosensitive resin composition on the protective film, and a support film may be laminated on the surface of the resin layer. That is, in the present invention, as the film to which the resin composition is applied when manufacturing the dry film, either a support film or a protective film may be used.

本発明のドライフィルム上における樹脂層の膜厚としては、40μm以下が好ましく、5μm~25μmの範囲がより好ましい。 The thickness of the resin layer on the dry film of the present invention is preferably 40 μm or less, more preferably in the range of 5 μm to 25 μm.

(硬化物)
本発明の硬化物は、上記本発明のドライフィルムに含まれる樹脂層を硬化して得られるものであり、熱特性(Tg)に優れた絶縁膜となるものである。以下の製造方法にて、パターン形成した硬化物が得られる。
(cured product)
The cured product of the present invention is obtained by curing the resin layer contained in the dry film of the present invention, and becomes an insulating film with excellent thermal properties (Tg). A patterned cured product can be obtained by the following manufacturing method.

まず、ステップ1として、本発明のポジ型感光性ドライフィルムを、ラミネーター等により樹脂層が基材と接触するように基材上に貼り合わせた後、支持フィルムを剥がすことにより、基材上に樹脂層を形成する。 First, in step 1, the positive photosensitive dry film of the present invention is laminated onto a base material using a laminator or the like so that the resin layer is in contact with the base material, and then the supporting film is peeled off. Form a resin layer.

上記基材としては、あらかじめ銅等により回路形成されたプリント配線板やフレキシブルプリント配線板の他、紙フェノール、紙エポキシ、ガラス布エポキシ、ガラスポリイミド、ガラス布/不繊布エポキシ、ガラス布/紙エポキシ、合成繊維エポキシ、フッ素樹脂・ポリエチレン・ポリフェニレンエーテル,ポリフェニレンオキシド・シアネート等を用いた高周波回路用銅張積層板等の材質を用いたもので、全てのグレード(FR-4等)の銅張積層板、その他、金属基板、ポリイミドフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム、ガラス基板、セラミック基板、ウエハ板等を挙げることができる。 The above-mentioned base materials include printed wiring boards and flexible printed wiring boards on which circuits are previously formed using copper, etc., as well as paper phenol, paper epoxy, glass cloth epoxy, glass polyimide, glass cloth/nonwoven epoxy, and glass cloth/paper epoxy. , synthetic fiber epoxy, fluororesin/polyethylene/polyphenylene ether, polyphenylene oxide/cyanate, etc., are used in copper-clad laminates for high-frequency circuits, and all grades (FR-4, etc.) of copper-clad laminates are used. Other examples include metal substrates, polyimide films, polyethylene terephthalate films, polyethylene naphthalate (PEN) films, glass substrates, ceramic substrates, wafer plates, and the like.

次に、ステップ2として、上記樹脂膜を、所定のパターンを有するフォトマスクを介して、あるいは直接、露光する。露光光線は、(C)ジアゾナフトキノン誘導体を活性化させ、酸を発生させることができる波長のものを用いる。具体的には、露光光線は、最大波長が350~410nmの範囲にあるものが好ましい。上述したように、増感剤を適宜用いることで、光感度を調整することができる。露光装置としては、コンタクトアライナー、ミラープロジェクション、ステッパー、レーザーダイレクト露光装置等を用いることができる。 Next, in step 2, the resin film is exposed to light through a photomask having a predetermined pattern or directly. The exposure light beam used has a wavelength that can activate the diazonaphthoquinone derivative (C) and generate acid. Specifically, the exposure light preferably has a maximum wavelength in the range of 350 to 410 nm. As described above, photosensitivity can be adjusted by appropriately using a sensitizer. As the exposure device, a contact aligner, mirror projection, stepper, laser direct exposure device, etc. can be used.

次に、ステップ3として、加熱を行い、未露光部の(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体の一部を閉環してもよい。ここで、閉環率は、30%程度とすることができ、例えば、10%以上40%以下である。加熱時間および加熱温度は、(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体の種類や塗布膜厚によって、適宜変更する。 Next, in step 3, heating may be performed to close a part of the polybenzoxazole precursor (A) in the unexposed area. Here, the ring closure rate can be about 30%, for example, 10% or more and 40% or less. The heating time and heating temperature are changed as appropriate depending on the type of polybenzoxazole precursor (A) and the coating film thickness.

次に、ステップ4として、樹脂膜を現像液で処理する。これにより、樹脂膜中の露光部分を除去して、本発明のポジ型感光性ドライフィルムの樹脂層のパターン膜を形成することができる。 Next, in step 4, the resin film is treated with a developer. Thereby, the exposed portion in the resin film can be removed to form a pattern film of the resin layer of the positive photosensitive dry film of the present invention.

現像に用いる方法としては、従来知られているフォトレジストの現像方法、例えば、回転スプレー法、パドル法、超音波処理を伴う浸せき法等の中から任意の方法を選択することができる。現像液としては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン等の有機アミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド等の四級アンモニウム塩類等の水溶液を挙げることができる。また、必要に応じて、これらにメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等の水溶性有機溶剤や界面活性剤を適当量添加してもよい。その後、必要に応じて、樹脂膜をリンス液により洗浄してパターン膜を得る。リンス液としては、蒸留水、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等を単独または組み合わせて用いることができる。また、現像液として、上記溶剤を使用してもよい。 As the method used for development, any method can be selected from conventionally known photoresist development methods, such as a rotary spray method, a paddle method, and an immersion method accompanied by ultrasonic treatment. Examples of developing solutions include inorganic alkalis such as sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, and aqueous ammonia, organic amines such as ethylamine, diethylamine, triethylamine, and triethanolamine, and tetramethylammonium hydroxide and tetrabutylammonium hydroxide. Examples include aqueous solutions of quaternary ammonium salts such as . Further, if necessary, an appropriate amount of a water-soluble organic solvent such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, or a surfactant may be added to these. Thereafter, if necessary, the resin film is washed with a rinsing liquid to obtain a pattern film. As the rinsing liquid, distilled water, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, etc. can be used alone or in combination. Further, the above-mentioned solvents may be used as the developer.

その後、ステップ5として、パターン膜を加熱して硬化塗膜(硬化物)を得る。このとき、(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体を閉環し、ポリベンゾオキサゾールを得ればよい。加熱温度は、ポリベンゾオキサゾールのパターン膜を硬化可能な範囲で適宜設定する。例えば、不活性ガス中で、150~350℃で5~120分程度の加熱を行う。加熱温度のより好ましい範囲は、180~300℃である。加熱は、例えば、ホットプレート、オーブン、温度プログラムを設定できる昇温式オーブンを用いることにより行う。このときの雰囲気(気体)としては、空気を用いてもよく、窒素、アルゴン等の不活性ガスを用いてもよい。 Thereafter, in step 5, the patterned film is heated to obtain a cured coating film (cured product). At this time, polybenzoxazole may be obtained by ring-closing the polybenzoxazole precursor (A). The heating temperature is appropriately set within a range that can cure the polybenzoxazole pattern film. For example, heating is performed at 150 to 350° C. for about 5 to 120 minutes in an inert gas. A more preferable heating temperature range is 180 to 300°C. Heating is performed, for example, by using a hot plate, an oven, or a heating oven in which a temperature program can be set. As the atmosphere (gas) at this time, air may be used, or an inert gas such as nitrogen or argon may be used.

本発明のドライフィルムの用途は特に限定されず、例えば、接着剤、充填剤、電子材料、光回路部品、成形材料、レジスト材料、建築材料、3次元造形、光学部材等の公知の分野および製品などが挙げられる。本発明のドライフィルムは、特に、ポリベンゾオキサゾール膜の耐熱性や寸法安定性、絶縁性等の特性が有効とされる広範な分野・製品、例えば、カラーフィルター、フレキシブルディスプレー用フィルム、半導体素子の被覆膜、電子部品、層間絶縁膜、ソルダーレジストなどのプリント配線板の被覆膜、光回路、光回路部品、反射防止膜、ホログラム、光学部材または建築材料の形成材料として好適に用いられる。 The use of the dry film of the present invention is not particularly limited, and includes, for example, adhesives, fillers, electronic materials, optical circuit components, molding materials, resist materials, building materials, three-dimensional modeling, optical components, and other known fields and products. Examples include. The dry film of the present invention is particularly useful in a wide range of fields and products where the properties such as heat resistance, dimensional stability, and insulation properties of polybenzoxazole films are effective, such as color filters, flexible display films, and semiconductor devices. It is suitably used as a forming material for coating films, electronic components, interlayer insulating films, coating films for printed wiring boards such as solder resists, optical circuits, optical circuit components, antireflection films, holograms, optical members, or building materials.

特に、本発明のドライフィルムは、主にパターン形成材料(レジスト)として用いられ、それによって形成されたパターン膜は、ポリベンゾオキサゾールからなる永久膜として耐熱性や絶縁性を付与する成分として機能し、例えば、カラーフィルター、フレキシブルディスプレー用フィルム、電子部品、半導体素子の被覆膜、層間絶縁膜、ソルダーレジストやカバーレイ膜などのプリント配線板の被覆膜、ソルダーダム、光回路、光回路部品、反射防止膜、その他の光学部材または電子部材を形成することに適している。 In particular, the dry film of the present invention is mainly used as a pattern forming material (resist), and the pattern film formed thereby functions as a component that provides heat resistance and insulation as a permanent film made of polybenzoxazole. For example, color filters, flexible display films, electronic components, coating films for semiconductor elements, interlayer insulation films, coating films for printed wiring boards such as solder resists and coverlay films, solder dams, optical circuits, optical circuit components, It is suitable for forming antireflection films, other optical members, or electronic members.

以下、実施例および比較例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これら実施例や比較例によって制限されるものではない。なお、以下において「部」および「%」とあるのは、特に断りのない限り全て質量基準である。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited by these Examples and Comparative Examples. In addition, all "parts" and "%" below are based on mass unless otherwise specified.

(ポリベンゾオキサゾール(PBO)前駆体の合成)
攪拌機および温度計を備えた0.5Lのフラスコ中にN-メチルピロリドン212gを仕込み、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシアミドフェニル)ヘキサフルオロプロパン28.00g(76.5mmol)を撹拌溶解した。その後、フラスコを氷浴に浸し、フラスコ内を0~5℃に保ちながら、4,4-ジフェニルエーテルジカルボン酸クロリド25.00g(83.2mmol)を固体のまま5gずつ30分間かけて加え、氷浴中で30分間撹拌した。その後、室温で5時間撹拌を続けた。撹拌した溶液を1Lのイオン交換水(比抵抗値18.2MΩ・cm)に投入し、析出物を回収した。その後、得られた固体をアセトン420mLに溶解させ、1Lのイオン交換水に投入した。析出した固体を回収後、減圧乾燥して、カルボキシル基末端を有し下記の繰り返し構造を有するポリベンゾオキサゾール(PBO)前駆体A1を得た。ポリベンゾオキサゾール前駆体A1の数平均分子量(Mn)は12,900、重量平均分子量(Mw)は29,300、Mw/Mnは2.28であった。
(Synthesis of polybenzoxazole (PBO) precursor)
212 g of N-methylpyrrolidone was charged into a 0.5 L flask equipped with a stirrer and a thermometer, and 28.00 g (76.5 mmol) of bis(3-amino-4-hydroxyamidophenyl)hexafluoropropane was dissolved with stirring. Thereafter, the flask was immersed in an ice bath, and while keeping the inside of the flask at 0 to 5°C, 25.00 g (83.2 mmol) of 4,4-diphenyl ether dicarboxylic acid chloride was added as a solid in 5 g portions over 30 minutes. The mixture was stirred for 30 minutes. Thereafter, stirring was continued for 5 hours at room temperature. The stirred solution was poured into 1 L of ion-exchanged water (specific resistance value: 18.2 MΩ·cm), and the precipitate was collected. Thereafter, the obtained solid was dissolved in 420 mL of acetone and poured into 1 L of ion-exchanged water. After collecting the precipitated solid, it was dried under reduced pressure to obtain a polybenzoxazole (PBO) precursor A1 having carboxyl group terminals and the following repeating structure. The number average molecular weight (Mn) of the polybenzoxazole precursor A1 was 12,900, the weight average molecular weight (Mw) was 29,300, and the Mw/Mn was 2.28.

Figure 2023149471000007
Figure 2023149471000007

下記表中に示す配合に従い、各実施例および比較例のポジ型感光性樹脂組成物のワニスを調製した。(A)PBO前駆体としては、上記で合成したベンゾオキサゾール前駆体を用いた。 Varnishes of positive photosensitive resin compositions of Examples and Comparative Examples were prepared according to the formulations shown in the table below. (A) As the PBO precursor, the benzoxazole precursor synthesized above was used.

このポジ型感光性樹脂組成物を、粘度0.5~20dPa・s(回転粘度計5rpm、25℃)になるように溶剤の量を調整して、バーコーターを用いて、樹脂層の厚さが乾燥後15μmになるように支持フィルム(ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム;東洋紡(株)製TN-200、厚さ38μm、大きさ30cm×30cm)上に塗布した。次いで、熱風循環式乾燥炉にて樹脂層の残留溶剤が0.5~17.5質量%となるように70~90℃(平均80℃)にて10~20分間乾燥し、支持フィルム上に樹脂層を形成して、ポジ型感光性ドライフィルムを作製した。 The amount of solvent was adjusted so that the viscosity of this positive photosensitive resin composition was 0.5 to 20 dPa·s (rotational viscometer 5 rpm, 25°C), and the thickness of the resin layer was adjusted using a bar coater. It was coated on a support film (polyethylene terephthalate (PET) film; TN-200 manufactured by Toyobo Co., Ltd., thickness 38 μm, size 30 cm x 30 cm) so that the film had a thickness of 15 μm after drying. Next, the resin layer was dried in a hot air circulation drying oven at 70 to 90°C (average 80°C) for 10 to 20 minutes so that the residual solvent in the resin layer was 0.5 to 17.5% by mass. A resin layer was formed to produce a positive photosensitive dry film.

[現像速度評価]
(1)ドライフィルムの樹脂層を、Siウエハに対して、真空ラミネーター(CVP-600,ニッコーマテリアルズ社製,チャンバー温度:90℃)を用いてラミネートし、評価膜を準備した。
(2)得られた評価膜の一部について、露光量500mJ/cmで露光を行った。
(3)露光した評価膜および未露光の評価膜を1wt% NaOH水溶液に20秒間浸漬し、振動させながら現像した。
(4)現像前後の膜厚から1秒当たりの現像速度[nm/s]を求め、溶解速度比(未露光部現像速度/露光部現像速度)を算出して、以下の評価基準に従い評価を行った。
[Development speed evaluation]
(1) A resin layer of a dry film was laminated onto a Si wafer using a vacuum laminator (CVP-600, manufactured by Nikko Materials, chamber temperature: 90° C.) to prepare a film for evaluation.
(2) A part of the obtained evaluation film was exposed to light at an exposure dose of 500 mJ/cm 2 .
(3) The exposed evaluation film and the unexposed evaluation film were immersed in a 1 wt % NaOH aqueous solution for 20 seconds and developed while being vibrated.
(4) Determine the development speed per second [nm/s] from the film thickness before and after development, calculate the dissolution rate ratio (development speed of unexposed area/development speed of exposed area), and evaluate according to the following evaluation criteria. went.

(評価基準)
〇:溶解速度比が2.5以上である場合。
△:溶解速度比が2以上、2.5未満である場合。
×:溶解速度比が2未満である場合。
(Evaluation criteria)
○: When the dissolution rate ratio is 2.5 or more.
Δ: When the dissolution rate ratio is 2 or more and less than 2.5.
×: When the dissolution rate ratio is less than 2.

[ラミネート密着性評価]
(1)リン酸水溶液にて表面処理した銅張積層板に対して、ドライフィルムの樹脂層を現像速度評価と同様にしてラミネートし、評価サンプルを準備した。
(2)1時間静置後、評価サンプルから支持フィルム(PETフィルム)を静かに剥がした。
(3)PETフィルム上への樹脂層の残膜量を面積比率で評価して、以下の評価基準に従い評価を行った。
[Lamination adhesion evaluation]
(1) An evaluation sample was prepared by laminating a resin layer of a dry film on a copper-clad laminate whose surface had been treated with an aqueous phosphoric acid solution in the same manner as in the development speed evaluation.
(2) After standing for 1 hour, the support film (PET film) was gently peeled off from the evaluation sample.
(3) The amount of the resin layer remaining on the PET film was evaluated based on the area ratio, and the evaluation was performed according to the following evaluation criteria.

(評価基準)
◎:PETフィルム上への残膜量が0%である場合。
〇:PETフィルム上への残膜量が1%~10%である場合。
△:PETフィルム上への残膜量が11%~20%である場合。
×:PETフィルム上への残膜量が21%以上である場合。
(Evaluation criteria)
◎: When the amount of film remaining on the PET film is 0%.
○: When the amount of film remaining on the PET film is 1% to 10%.
Δ: When the amount of film remaining on the PET film is 11% to 20%.
×: When the amount of film remaining on the PET film is 21% or more.

[パターニング性評価]
(1)ドライフィルムの樹脂層を、6インチSiウエハに対して、現像速度評価と同様にしてラミネートし、評価膜を準備した。
(2)1時間静置後、評価膜から支持フィルム(PETフィルム)を静かに剥がした。
(3)得られた評価膜について、コンタクト露光機を用いて、露光量500mJ/cmでパターン露光を行った。
(4)露光後の評価膜を、1wt% NaOH水溶液に、露光部の膜厚が0μmになるまで浸漬し、パターンを現像した。
(5)得られたパターンを走査電子顕微鏡(SEM)により観察して、以下の評価基準に従い評価を行った。
[Patternability evaluation]
(1) A resin layer of a dry film was laminated onto a 6-inch Si wafer in the same manner as in the development speed evaluation to prepare a film for evaluation.
(2) After standing still for 1 hour, the support film (PET film) was gently peeled off from the evaluation membrane.
(3) The obtained evaluation film was subjected to pattern exposure using a contact exposure machine at an exposure dose of 500 mJ/cm 2 .
(4) Evaluation after exposure The film was immersed in a 1 wt % NaOH aqueous solution until the film thickness at the exposed area became 0 μm, and the pattern was developed.
(5) The obtained pattern was observed using a scanning electron microscope (SEM) and evaluated according to the following evaluation criteria.

(評価基準)
◎◎:ライン6μm以上10μm未満、ビアΦ6μm以上10μm未満がともに形成可能である場合。
◎:ライン10μm以上20μm未満、ビアΦ10μm以上20μm未満がともに形成可能である場合。
〇:ライン10μm以上20μm未満またはビアΦ10μm以上20μm未満のどちらかが形成可能である場合。
△:20μm以上のラインまたはビアのみが形成可能である場合。
×:パターンが観察不可能(コントラスト不足または膜がSiウエハから剥離した状態)である場合。
(Evaluation criteria)
◎◎: When it is possible to form lines of 6 μm or more and less than 10 μm and vias of 6 μm or more and less than 10 μm.
◎: When both lines of 10 μm or more and less than 20 μm and vias of 10 μm or more and less than 20 μm can be formed.
○: When either a line of 10 μm or more and less than 20 μm or a via Φ of 10 μm or more and less than 20 μm can be formed.
Δ: When only lines or vias of 20 μm or more can be formed.
×: When the pattern cannot be observed (contrast is insufficient or the film is peeled off from the Si wafer).

[熱特性評価]
(1)ポジ型感光性樹脂組成物のワニスを、銅箔上に150~200μmのギャップで塗工した。
(2)得られた塗膜を、80℃で20分間乾燥した。
(3)乾燥後の塗膜を、大気中で、10分間で150℃まで昇温し、150℃で30分間保持した後、14分間で220℃まで昇温し、220℃で1時間保持することにより、硬化させた。
(4)得られた硬化膜を銅箔から剥離し、TMA測定によりガラス転移温度Tgを測定して、以下の評価基準に従い評価を行った。
[Thermal property evaluation]
(1) A varnish of a positive photosensitive resin composition was applied onto copper foil with a gap of 150 to 200 μm.
(2) The obtained coating film was dried at 80° C. for 20 minutes.
(3) The dried coating film is heated to 150°C in 10 minutes in the air, held at 150°C for 30 minutes, then heated to 220°C in 14 minutes, and held at 220°C for 1 hour. This made it harden.
(4) The obtained cured film was peeled off from the copper foil, the glass transition temperature Tg was measured by TMA measurement, and evaluation was performed according to the following evaluation criteria.

(評価基準)
〇:ガラス転移温度Tg(℃)が200℃以上である場合。
×:ガラス転移温度Tg(℃)が200℃未満である場合。
(Evaluation criteria)
○: When the glass transition temperature Tg (°C) is 200°C or higher.
×: When the glass transition temperature Tg (°C) is less than 200°C.

[現像時膜濁り評価]
(1)ドライフィルムの樹脂層を、6インチSiウエハに対して、現像速度評価と同様にしてラミネートし、評価膜を準備した。
(2)1時間静置後、評価膜から支持フィルム(PETフィルム)を静かに剥がした。
(3)得られた評価膜を、1wt% NaOH水溶液に60秒間浸漬した。
(4)浸漬後の評価膜について、膜表面の濁りを目視で観察して、以下の評価基準に従い評価を行った。
[Evaluation of film turbidity during development]
(1) A resin layer of a dry film was laminated onto a 6-inch Si wafer in the same manner as in the development speed evaluation to prepare a film for evaluation.
(2) After standing still for 1 hour, the support film (PET film) was gently peeled off from the evaluation membrane.
(3) The obtained evaluation membrane was immersed in a 1 wt% NaOH aqueous solution for 60 seconds.
(4) Evaluation of the membrane after immersion The turbidity of the membrane surface was visually observed and evaluated according to the following evaluation criteria.

(評価基準)
〇:濁りが見られない場合。
×:濁りが観察された場合。
(Evaluation criteria)
○: When no turbidity is observed.
×: When turbidity is observed.

[現像時膨潤評価]
(1)ドライフィルムの樹脂層を、6インチSiウエハに対して、現像速度評価と同様にしてラミネートし、評価膜を準備した。
(2)1時間静置後、評価膜から支持フィルム(PETフィルム)を静かに剥がした。
(3)得られた評価膜を、1wt% NaOH水溶液に60秒間浸漬した。
(4)浸漬後の評価膜を、イオン交換水で洗浄し、エアーブロアーで水分を除去した。
(5)エアーブロアー使用時に、膜形状の変化を目視で観察して、以下の評価基準に従い評価を行った。
[Swelling evaluation during development]
(1) A resin layer of a dry film was laminated onto a 6-inch Si wafer in the same manner as in the development speed evaluation to prepare a film for evaluation.
(2) After standing still for 1 hour, the support film (PET film) was gently peeled off from the evaluation membrane.
(3) The obtained evaluation membrane was immersed in a 1 wt% NaOH aqueous solution for 60 seconds.
(4) The evaluation membrane after immersion was washed with ion-exchanged water, and water was removed using an air blower.
(5) When using an air blower, changes in membrane shape were visually observed and evaluated according to the following evaluation criteria.

(評価基準)
〇:膜形状に変化は観測されず、膨潤していないと判断された場合。
×:膜形状に変化を観測し、膨潤していると判断された場合。
(Evaluation criteria)
○: No change was observed in the membrane shape and it was determined that there was no swelling.
×: When a change in the membrane shape is observed and it is determined that the membrane is swollen.

これらの結果を、下記の表中に併せて示す。 These results are also shown in the table below.

Figure 2023149471000008
Figure 2023149471000008

*1)DIC(株)製、フェノールノボラック樹脂、水酸基当量約104g/eq.、軟化点約80℃、Mw/Mn=2.08、Mw=1,200
*2)DIC(株)製、フェノールノボラック樹脂、水酸基当量約105g/eq.、軟化点約120℃、Mw/Mn=7.87、Mw=10,418
*3)DIC(株)製、クレゾールノボラック樹脂、水酸基当量約117g/eq.、軟化点約85℃、Mw/Mn=1.86、Mw=850
*4)DIC(株)製、クレゾールノボラック樹脂、水酸基当量約119g/eq.、軟化点約124℃、Mw/Mn=2.16、Mw=2,300
*5)明和化成(株)製、フェノールノボラック樹脂、水酸基当量約106g/eq.、軟化点約84℃、Mw/Mn=1.31、Mw=1,900
*6)JFEケミカル(株)製、トリスフェノールメタン樹脂、水酸基当量約203g/eq.、軟化点約70℃、Mw/Mn=1.33、Mw=541
*7)DIC(株)製、ナフタレン型エポキシ樹脂、官能基当量約165g/eq.、軟化点約90℃、Mw/Mn=1.69、Mw=865
*8)(株)三宝化学研究所製、ナフトキノンジアジド化合物、生成されるカルボキシル基当量約383g/eq
*9)(株)三和ケミカル製、ニカラックMW-390、ヘキサメトキシメチルメラミン
*10)DIC(株)製、4-t-ブチルカテコール

Figure 2023149471000009
*11)BYK Additives & Instruments社製 表面調整剤 *1) Manufactured by DIC Corporation, phenol novolac resin, hydroxyl equivalent: approximately 104 g/eq. , softening point about 80°C, Mw/Mn=2.08, Mw=1,200
*2) Manufactured by DIC Corporation, phenol novolac resin, hydroxyl equivalent: approximately 105 g/eq. , softening point about 120°C, Mw/Mn=7.87, Mw=10,418
*3) Manufactured by DIC Corporation, cresol novolak resin, hydroxyl equivalent: approximately 117 g/eq. , softening point about 85°C, Mw/Mn=1.86, Mw=850
*4) Manufactured by DIC Corporation, cresol novolac resin, hydroxyl equivalent: approximately 119 g/eq. , softening point about 124°C, Mw/Mn=2.16, Mw=2,300
*5) Manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd., phenol novolak resin, hydroxyl equivalent: approximately 106 g/eq. , Softening point: about 84°C, Mw/Mn=1.31, Mw=1,900
*6) Manufactured by JFE Chemical Co., Ltd., trisphenolmethane resin, hydroxyl equivalent: approximately 203 g/eq. , softening point about 70°C, Mw/Mn=1.33, Mw=541
*7) Manufactured by DIC Corporation, naphthalene type epoxy resin, functional group equivalent: approximately 165 g/eq. , softening point about 90°C, Mw/Mn=1.69, Mw=865
*8) Manufactured by Sanpo Chemical Research Institute, naphthoquinone diazide compound, produced carboxyl group equivalent: approximately 383 g/eq
*9) Sanwa Chemical Co., Ltd., Nikalac MW-390, hexamethoxymethylmelamine *10) DIC Corporation, 4-t-butylcatechol
Figure 2023149471000009
*11) BYK Additives & Instruments surface conditioning agent

Figure 2023149471000010
Figure 2023149471000010

上記表中に示す結果から、(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体と、(B)フェノール樹脂と、(C)ジアゾナフトキノン誘導体と、(D)メチロール基および/またはメトキシ基を2官能以上含む化合物とを含み、(B)フェノール樹脂が所定の物性および含有量を満足する本発明のポジ型感光性ドライフィルムは、フォトリソグラフィによるパターニングが可能であって、フィルム化した際に適切な加熱温度により軟化性および基材への密着性を示し、適度な現像速度を有するとともに、熱特性(Tg)に優れた絶縁膜が得られるものであることが明らかである。

From the results shown in the table above, it is clear that (A) a polybenzoxazole precursor, (B) a phenol resin, (C) a diazonaphthoquinone derivative, and (D) a compound containing two or more functional methylol groups and/or methoxy groups. The positive photosensitive dry film of the present invention, in which (B) a phenolic resin satisfies predetermined physical properties and content, can be patterned by photolithography and is softened by an appropriate heating temperature when formed into a film. It is clear that an insulating film can be obtained which exhibits good properties and adhesion to the substrate, has an appropriate development rate, and has excellent thermal properties (Tg).

Claims (3)

支持フィルム上に、ポジ型感光性樹脂組成物からなる樹脂層を備えるポジ型感光性ドライフィルムであって、
前記ポジ型感光性樹脂組成物が、
(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体と、
(B)フェノール樹脂と、
(C)ジアゾナフトキノン誘導体と、
(D)メチロール基および/またはメトキシ基を2官能以上含む化合物と、
を含み、
前記(B)フェノール樹脂の、重量平均分子量Mwが600~2500であって、分散度Mw/Mnが1.5~3.0であり、前記(A)ポリベンゾオキサゾール前駆体100質量部に対する含有量が、6質量部~50質量部であることを特徴とするポジ型感光性ドライフィルム。
A positive photosensitive dry film comprising a resin layer made of a positive photosensitive resin composition on a support film,
The positive photosensitive resin composition is
(A) a polybenzoxazole precursor;
(B) phenolic resin;
(C) a diazonaphthoquinone derivative;
(D) a compound containing two or more functional methylol groups and/or methoxy groups;
including;
The weight average molecular weight Mw of the (B) phenol resin is 600 to 2500, the dispersity Mw/Mn is 1.5 to 3.0, and the content is based on 100 parts by mass of the polybenzoxazole precursor (A). A positive photosensitive dry film characterized in that the amount is 6 parts by mass to 50 parts by mass.
請求項1記載のポジ型感光性ドライフィルムに含まれる前記樹脂層が、硬化されてなることを特徴とする硬化物。 A cured product, characterized in that the resin layer contained in the positive photosensitive dry film according to claim 1 is cured. 請求項2記載の硬化物を含むことを特徴とする電子部品。
An electronic component comprising the cured product according to claim 2.
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