JP5820825B2 - 樹脂組成物、硬化物、樹脂フィルム及び配線板 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体素子の表面保護膜、層間絶縁膜、半導体パッケージ基板、ボンディングシート、プリント配線板用保護絶縁膜の材料として有用な樹脂組成物、樹脂組成物を用いた硬化物、樹脂組成物を用いた樹脂フィルム、及びそれらを用いた配線板に関する。
半導体素子の表面保護膜、層間絶縁膜、プリント配線板用保護絶縁膜の材料として、耐熱性に優れるポリイミド系の樹脂組成物が用いられるようになっている。特に、ポリイミド系の樹脂組成物をフレキシブルプリント配線板の絶縁材料として用いる場合、耐熱性に加えて硬化後の反りが少ないことが求められる。耐熱性に優れ、且つ、硬化後の反りを低減できるポリイミド系の樹脂組成物として、エステル末端オリゴマー及びアミン末端オリゴマーからなるポリイミド系インクが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載のポリイミド系インクは、フレキシブル配線回路上に塗布された後、250℃以上の温度で熱処理されてイミド化して用いられる。このイミド化工程においては、脱溶媒やオリゴマーのイミド化に伴う閉環反応に起因する応力から、形成されるポリイミド樹脂の収縮が生じる。このため、反りの抑制が必ずしも十分ではなく、加工性にも問題が生じる。また、回路材料に銅箔を用いる場合には、250℃以上の熱処理によってカルボキシル基と配線材料とが反応し、配線材料が酸化してしまうという問題もある。
また、低温でのイミド化を可能とし、硬化後の反りを低減できるポリイミド前駆体も開発されている。このようなポリイミド前駆体としては、アルキルエーテルジアミンを用いた非シリコーン系のポリイミド前駆体や(例えば、特許文献2参照)、ジアミノシロキサンをジアミン成分として使用したシリコーン系のポリイミド前駆体(例えば、特許文献3、特許文献4参照)などが挙げられる。
特開平2−145664号公報 特開2006−321924号公報 特開昭57−143328号公報 特開昭58−13631号公報
しかしながら、特許文献2に記載のポリイミド前駆体は、アルキルエーテルジアミンに由来するポリアミド酸構造と、芳香族ジアミンに由来するポリイミド構造とを構成単位として有する。このため、ポリイミド系の樹脂組成物としてフレキシブルプリント配線板の絶縁材料に用いた場合には、芳香族ジアミンに由来するポリイミド部位が収縮し、硬化時の反りを必ずしも十分に抑制できない問題がある。
また、特許文献3及び特許文献4に記載のポリイミド前駆体は、シリコーン系のポリイミド前駆体であることから、ポリイミド系の樹脂組成物として回路基板に塗布してイミド化させて回路の保護膜を形成する場合、その後のプリプレグやボンディング工程で、シリコーン部位が表面に偏析して保護膜の表面が低表面張力・高撥水性となり、接着成分をはじいてしまう場合がある。このため、保護膜と接着シートとの間の接着力が不足し、保護膜として必ずしも十分な性能が得られない問題がある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、硬化時における反りを低減でき、耐熱性に優れると共に、半導体素子の表面保護膜、層間絶縁膜、プリント配線板用保護絶縁膜、層間絶縁膜などの材料として好適に使用できる樹脂組成物、樹脂組成物を用いた樹脂フィルム及びそれらを用いた配線板を提供することを目的とする。
本発明の樹脂組成物は、(A)水酸基及び/又はカルボキシル基を有するポリイミドと、(B)2官能水酸基含有化合物と、(C)オキサゾリン化合物と、を含有し、前記オキサゾリン化合物が、前記ポリイミド及び/又は前記2官能水酸基含有化合物との間で3次元架橋を形成し得ることを特徴とする。
本発明の樹脂組成物においては、前記3次元架橋が、C=O基及び/又はNH基を含むことが好ましい。
本発明の樹脂組成物においては、前記オキサゾリン化合物が3官能以上であることが好ましい。
本発明の樹脂組成物においては、前記2官能水酸基含有化合物として、両末端フェノール変性シリコーン、ポリブタジエンポリオール、水添ポリブタジエンポリオール、及びポリカーボネートポリオールから選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。
本発明の樹脂組成物においては、前記2官能水酸基含有化合物が、脂肪族構造を含有することが好ましい。
本発明の樹脂組成物においては、前記2官能水酸基含有化合物が、ポリカーボネートポリオールであることが好ましい。
本発明の樹脂組成物においては、前記2官能水酸基含有化合物に含まれる水酸基と、前記オキサゾリン化合物に含まれる架橋性官能基とのモル比が、水酸基/架橋性官能基=0.5〜1であることが好ましい。
本発明の樹脂組成物においては、前記ポリイミド100質量部に対して、前記2官能水酸基含有化合物の含有量が5質量部〜60質量部であることが好ましい。
本発明の樹脂組成物においては、前記ポリイミド100質量部に対して、前記オキサゾリン化合物の含有量が5質量部〜60質量部であることが好ましい。
本発明の樹脂組成物においては、前記2官能水酸基含有化合物の数平均分子量が、500〜3000であることが好ましい。
本発明の樹脂組成物においては、前記ポリイミドが、下記一般式(1)で表される繰り返し構造を有することが好ましい。
Figure 0005820825
(式(1)中、Yは、2価の有機基を表し、Zは、4価の有機基を表す。aは、1〜50の整数を表す。)
本発明の樹脂組成物においては、前記ポリイミドが、下記一般式(2)で表される繰り返し構造を有することが好ましい。
Figure 0005820825
(式(2)中、Z及びZは、4価の有機基を表し、Y、Y、Y、Y、及びYは、それぞれ独立して炭素数1〜炭素数5のアルキレン基を表し、分岐していてもよい。b、c、及びdはそれぞれ独立して1〜50の整数を表す。
本発明の樹脂組成物においては、前記ポリイミドが、下記一般式(3)で表されるポリイミド構造及び下記一般式(4)で表されるポリアミド酸構造をそれぞれ繰り返し構成単位として有することが好ましい。
Figure 0005820825
(式(3)及び式(4)中、R、R、R、R、R、R、R10、R11、R13、及びR14は、それぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜炭素数20の1価の有機基を表す。R、R、R、R12、及びR15は、それぞれ独立して炭素数1〜炭素数20の4価の有機基を表し、m、n、pは、それぞれ独立して0以上100以下の整数を表す。R16は、4価の有機基を表し、R17は、炭素数1〜炭素数90の2価の有機基を表す。)
本発明の樹脂組成物において、前記一般式(3)で表されるポリイミド構造を構成するジアミン成分として、下記一般式(5)で表されるジアミンを含むことが好ましい。
Figure 0005820825
(式(5)中、R、R、R、R、R、R、R10、R11、R13、及びR14は、それぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜炭素数20の1価の有機基を表す。R、R、R、R12、及びR15は、それぞれ独立して炭素数1〜炭素数20の4価の有機基を表し、m、n、pは、それぞれ独立して0以上30以下の整数であり、1≦(m+n+p)≦30を満たす。)
本発明の樹脂組成物において、前記ポリイミドが、下記一般式(6)で表される構造を繰り返し単位として有することが好ましい。
Figure 0005820825
(式(6)中、R、R、R、R、R、R、R10、R11、R13、及びR14は、それぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜炭素数20の1価の有機基を表す。R、R、R、R12、及びR15は、炭素数1〜炭素数20の4価の有機基を表し、m、n、pは、それぞれ独立して0以上30以下の整数を表す。R16は、4価の有機基を表し、R17は、炭素数1〜炭素数90の2価の有機基を表す。A、B、Cは、各単位のmol%を表し、0.10≦(A+B)/(A+B+C)≦0.85を満たす。)
本発明の樹脂組成物において、前記ポリイミドが、下記一般式(7)で表されるポリイミド構造及び下記一般式(8)で表されるポリアミド酸構造を構成単位として有することが好ましい。
Figure 0005820825
(式(7)及び式(8)中、Z及びZは、下記一般式(9)で表されるテトラカルボン酸二無水物に由来する4価の有機基であり、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。R18は、炭素数1〜炭素数30の2価の有機基、R19は、炭素数1〜炭素数30の1価の有機基、eは1以上20以下の整数を表す。)
Figure 0005820825
本発明の樹脂組成物においては、(D)光重合可能な不飽和二重結合を2つ以上有する(メタ)アクリレート化合物と、(E)光重合開始剤と、を含有することが好ましい。
本発明の樹脂組成物においては、前記光重合可能な不飽和二重結合を2つ以上有する(メタ)アクリレート化合物として、二重結合を3つ以上有する(メタ)アクリレート化合物を含むことが好ましい。
本発明の樹脂組成物においては、前記二重結合を3つ以上有する(メタ)アクリレート化合物として、下記一般式(10)で表わされる化合物を含むことが好ましい。
Figure 0005820825
(式(10)中、R20は水素原子又はメチル基を表わし、複数のEは各々独立に炭素数2〜炭素数5のアルキレン基を表わし、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。fは1〜10の整数である。)
本発明の樹脂組成物においては、前記光重合可能な不飽和二重結合を2つ以上有する(メタ)アクリレート化合物として、二重結合を2つ有する(メタ)アクリレート化合物と二重結合を3つ以上有する(メタ)アクリレート化合物とを含むことが好ましい。
本発明の樹脂組成物においては、(F)リン化合物を含有することが好ましい。
本発明の樹脂組成物においては、前記リン化合物として、リン酸エステル化合物及び/又はホスファゼン化合物を含むことが好ましい。
本発明の樹脂組成物においては、温度85℃、湿度85%、1000時間の絶縁信頼性試験における層間絶縁抵抗が10Ω以上であり、120℃〜220℃の粘度が5000Pa・S〜100000Pa・Sであって、伸度20%未満の弾性域と伸度50%以上の塑性域とを有し、層間絶縁層の膜厚が40μm以下であることが好ましい
本発明の硬化物は、上記樹脂組成物を、100℃〜130℃において5分〜60分加熱した後に、160℃〜200℃において15分〜60分加熱することで得られることを特徴とする。
本発明の樹脂フィルムは、基材と、前記基材上に設けられた上記樹脂組成物とを具備することを特徴とする。
本発明の樹脂フィルムにおいては、前記基材がキャリアフィルムであることが好ましい。
本発明の樹脂フィルムにおいては、前記樹脂組成物上に設けられたカバーフィルムを具備することが好ましい。
本発明の樹脂フィルムにおいては、前記基材が銅箔であることが好ましい。
本発明の配線板は、配線を有する基材と、前記配線を覆うように設けられた上記樹脂組成物と、を具備することを特徴とする。
本発明によれば、硬化時における反りを低減でき、耐熱性に優れると共に、半導体素子の表面保護膜、層間絶縁膜、プリント配線板用保護絶縁膜、層間絶縁膜などの材料として好適に使用できる樹脂組成物、樹脂組成物を用いた樹脂フィルム及びそれらを用いた配線板を提供することができる。
本実施の形態に係る多層フレキシブル配線板の製造工程の概略を示す図である。
近年、携帯電話などの電子機器の高機能化及び軽量化に伴い、各種電子機器に用いられるフレキシブルプリント基板の薄型化や部品実装などの高機能化が進められている。フレキシブルプリント基板の製造工程においては、エポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂が用いられているが、エポキシ系の樹脂を保護膜として用いた場合には、フレキシブルプリント基板の薄型化で必要となる高絶縁信頼性や、柔軟性、低反発性、難燃性が必ずしも十分に得られない。また、エポキシ系樹脂は、反応性を有するため保存安定性に欠ける。また、従来のポリイミド系樹脂を用いた場合においても、反りの低減や耐熱性を実現できるポリイミド系樹脂は高価であると共に、イミド化に伴う硬化物の反りの低減や耐熱性が良い樹脂組成物が望まれている。
本発明者らは、高分子化合物や多官能水酸基含有化合物との間で3次元架橋を形成し得る多官能架橋性化合物に着目した。そして、本発明者らは、高分子化合物及び/又は多官能水酸基含有化合物と、多官能架橋性化合物と、を含む樹脂組成物を加熱することにより、多官能架橋性化合物と多官能水酸基含有化合物との間に形成される3次元架橋によって3次元的なネットワークを形成することを着想した。さらに、本発明者らは、この3次元的なネットワークにより、硬化時の反りを低減でき、優れた耐熱性を有する樹脂組成物を実現できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明に係る樹脂組成物は、(A)高分子化合物と、(B)2以上の水酸基を有する多官能水酸基含有化合物と、(C)高分子化合物及び/又は多官能水酸基含有化合物との間で架橋結合を形成する2以上の架橋性官能基を有する多官能架橋性化合物と、を含有し、多官能架橋性化合物が、高分子化合物及び/又は多官能水酸基含有化合物との間で3次元架橋を形成し得るものである。
この樹脂組成物においては、加熱によって多官能架橋性化合物の架橋性官能基と多官能水酸基含有化合物の水酸基との間で3次元架橋が形成され、この3次元架橋によって3次元的なネットワークが形成される。これにより、樹脂組成物の硬化時の高分子化合物の収縮を抑制できると共に、高分子化合物、多官能水酸基含有化合物及び多官能架橋性化合物間の相溶性が向上する。この結果、硬化時における反りを低減でき、耐熱性に優れると共に、半導体素子の表面保護膜、層間絶縁膜、プリント配線板用保護絶縁膜、層間絶縁膜などの材料として好適に使用できる樹脂組成物を実現できる。
本発明に係る樹脂組成物においては、高分子化合物がイミド基及び/又はアミド基を有し、多官能水酸基含有化合物及び多官能架橋性化合物の間に形成される3次元架橋が、C=O基及び/又はNH基を含むことが好ましい。この構成により、3次元架橋に含まれるC=O基及び/又はNH基と高分子化合物のイミド基及び/又はアミド基との間で、水素結合を主とした相互作用が生じるので、高分子化合物、多官能水酸基含有化合物及び多官能架橋性化合物間の相溶性が更に向上する。これにより、硬化時の反りをより低減でき、耐熱性がさらに向上する。
本発明に係る樹脂組成物においては、高分子化合物、多官能水酸基含有化合物及び多官能架橋性化合物としては、加熱などによって高分子化合物及び/又は多官能水酸基含有化合物と多官能架橋性化合物との間に3次元架橋を形成するものであれば、本発明の効果を奏する範囲で各種化合物を組み合わせて用いることができる。以下、本発明に係る樹脂組成物の態様について詳細に説明する。
(第1の態様)
本発明の第1の態様に係る樹脂組成物は、多官能水酸基含有化合物及び/又は多官能架橋性化合物が3官能以上である。このように、多官能水酸基含有化合物又は多官能架橋性化合物の少なくとも一方が3官能以上であれば、多官能水酸基含有化合物の複数の水酸基と多官能架橋性化合物の複数の架橋性官能基(例えば、イソシアネート基、オキサゾリン基)との間の架橋反応によって複数のC=O基及び/又はNH基を含む3次元架橋が形成され、3次元的なネットワークを形成できる。この場合、高分子化合物を介さずに形成された多官能水酸基含有化合物と多官能架橋性化合物との間の3次元ネットワークによって高分子化合物の収縮を抑制することが可能となり、十分な反りの低減及び優れた耐熱性が発現する。
本発明の第1の態様に係る樹脂組成物においては、多官能水酸基含有化合物と多官能架橋性化合物との間に形成された3次元的なネットワークによって、高分子化合物の収縮を抑制するので、高分子化合物の分子構造に制限されずに、本発明の効果を奏することが可能となる。このため、例えば、複雑な分子構造を有さない安価な高分子化合物を用いた場合においても、樹脂組成物の硬化時の反りを低減でき、優れた耐熱性が発現する。
(第2の態様)
本発明の第2の態様に係る樹脂組成物においては、高分子化合物が、水酸基及び/又はカルボキシル基を有する。このように、高分子化合物が、水酸基及びカルボキシル基のいずれか一方を有することにより、高分子化合物の水酸基及び/又はカルボキシル基と多官能架橋性化合物の架橋性官能基(例えば、イソシアネート基、オキサゾリン基)との間にも架橋結合が形成される。これにより、高分子化合物、多官能水酸基含有化合物及び多官能架橋性化合物間に高分子化合物を介した3次元的なネットワークが形成されるので、高分子化合物、多官能水酸基含有化合物及び多官能架橋性化合物の相溶性が向上し、高分子化合物の収縮を更に抑制することが可能となり、特に樹脂組成物の硬化時の反りを低減でき、優れた耐熱性が発現する。
本発明の第2の態様に係る樹脂組成物においては、高分子化合物を介して3次元架橋が形成されるので、多官能水酸基含有化合物及び多官能架橋性化合物の少なくとも一方が3官能以上でなくとも、3次元的なネットワークを形成することが可能となる。また、高分子化合物を介した3次元的なネットワークが形成されるので、高分子化合物と多官能水酸基含有化合物及び多官能架橋性化合物との相溶性が更に向上する。このため、多官能水酸基含有化合物及び多官能架橋性化合物との相溶性が低い高分子化合物を用いた場合においても、フレキシブルプリント配線板の製造工程などに使用できる実用的な樹脂組成物が得られる。以下、各構成要素について詳細に説明する。
(A)高分子化合物
高分子化合物としては、本発明の効果を奏する範囲で各種高分子化合物を用いることができる。高分子化合物としては、例えば、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアミド酸、ポリアミド酸がイミド化されたポリイミドなどが挙げられる。なお、本発明において、ポリイミドとは、ポリアミド酸の一部が全てのポリアミド酸がイミド化されたポリイミド前駆体及びポリアミド酸の全てがイミド化されたポリイミドの双方を含むものとする。
第1の態様に係る樹脂組成物においては、高分子化合物としては、分子構造に制限されず、上述したポリイミドなどの各種高分子化合物を用いることができる。これらの中でも、高分子化合物としては、耐熱性及び耐吸湿性の観点から、ポリイミドを用いることが好ましい。
第2の態様に係る樹脂組成物においては、高分子化合物としては、分子鎖中に水酸基及び/又はカルボキシル基を有するものを用いる。このような高分子化合物としては、ポリアミド酸や分子鎖中に水酸基又はカルボキシル基を有するポリイミドなどを用いることができる。
ポリイミドは、酸二無水物とジアミンとを反応させることにより得られる。高分子化合物としてポリイミドを用いる場合には、例えば、ポリイミド構造を主に繰り返し構成単位として有するポリイミドを用いてもよく、ポリイミド構造とポリアミド酸構造とを繰り返し構成単位として有するポリイミドを用いてもよい。
高分子化合物としては、例えば、下記一般式(1)で表される繰り返し構成単位を有するものを用いることができる。
Figure 0005820825
(式(1)中、Yは、2価の有機基を表し、Zは、4価の有機基を表す。aは、1〜50の整数を表す。)
また、高分子化合物としては、アルキルエーテルジアミンと酸二無水物とを反応させて得られる非シリコーン系のポリイミドを用いてもよく、ジアミノシロキサンと酸二無水物とを反応させて得られるシリコーン系のポリイミドを用いてもよい。
高分子化合物としては、下記一般式(2)で表される繰り返し構造を有するものを用いることが好ましい。この高分子化合物においては、オキシアルキレン基を有することから、分子鎖に柔軟性が付与され、高分子化合物の溶剤可溶性が向上する。
Figure 0005820825
(式(2)中、Z及びZは、4価の有機基を表し、Y、Y、Y、Y、及びYは、それぞれ独立して炭素数1〜炭素数5のアルキレン基を表し、分岐していてもよい。b、c、及びdは、それぞれ独立して1〜50の整数を表す。)
また、高分子化合物としては、下記一般式(3)で表されるポリイミド構造及び下記一般式(4)で表されるポリアミド酸構造をそれぞれ繰り返し構成単位として有するものを用いることが好ましい。この高分子化合物においては、ポリイミド構造にアルキルエーテル構造を含有すると共に、ポリアミド酸構造を含有することから、分子量安定性を損なうことなく分子鎖に柔軟性が付与されるので、現像安定性が向上する。また、この高分子化合物においては、下記一般式(4)に含まれるポリアミド酸構造のカルボキシル基が、多官能架橋性化合物の架橋性官能基(例えば、イソシアネート基、オキサゾリン基など)と反応するので、高分子化合物と多官能架橋性化合物との間にも架橋が形成され、硬化時のポリイミドの収縮をさらに抑制できる。また、カルボキシル基が架橋性官能基と反応することにより、硬化物中のカルボキシル基が減少するので、絶縁性に優れた硬化物を得ることができる。
Figure 0005820825
(式(3)及び式(4)中、R、R、R、R、R、R、R10、R11、R13、及びR14は、それぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜炭素数20の1価の有機基を表す。R、R、R、R12、及びR15は、それぞれ独立して炭素数1〜炭素数20の4価の有機基を表し、m、n、pは、それぞれ独立して0以上100以下の整数を表す。R16は、4価の有機基を表し、R17は、炭素数1〜炭素数90の2価の有機基を表す。)
また、高分子化合物としては、上記一般式(3)で表される高分子化合物を構成するジアミン成分として、下記一般式(5)で表されるジアミンを含むものが好ましい。
Figure 0005820825
(式(5)中、R、R、R、R、R、R、R10、R11、R13、及びR14はそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜炭素数20の1価の有機基を表す。R、R、R、R12、及びR15はそれぞれ独立して炭素数1〜炭素数20の4価の有機基を表し、m、n、pはそれぞれ独立して0以上30以下の整数であり、1≦(m+n+p)≦30を満たす。)
また、高分子化合物としては、下記一般式(6)で表される構造を繰り返し単位として有するものを用いることが好ましい。
Figure 0005820825
(式(6)中、R、R、R、R、R、R、R10、R11、R13、及びR14は、それぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜炭素数20の1価の有機基を表す。R、R、R、R12、及びR15は、炭素数1〜炭素数20の4価の有機基を表し、m、n、pは、それぞれ独立して0以上30以下の整数を表す。R16は、4価の有機基を表し、R17は、炭素数1〜炭素数90の2価の有機基を表す。A、B、Cは、各単位のmol%を表し、0.10≦(A+B)/(A+B+C)≦0.85を満たす。)
上記一般式(6)で表される高分子化合物においては、0.10≦(A+B)/(A+B+C)を満たすことにより、分子鎖中のアルキルエーテル構造が増大し、高分子化合物の分子鎖の柔軟性が向上するので、硬化後の反りを低減することができる。また、(A+B)/(A+B+C)≦0.85を満たすことにより、分子鎖中のカルボキシル基が増大するので、硬化物のアルカリ現像液に対する溶解性が発現すると共に、現像性が良好となる。
さらに、高分子化合物としては、下記一般式(7)で表されるポリイミド構造及び下記一般式(8)で表されるポリアミド酸構造を繰り返し構成単位として有するものを用いることが好ましい。この高分子化合物においては、シロキサン部位がポリイミド構造に含まれることから、ポリイミド構造に適度な柔軟性が付与されるので、高分子化合物の分子鎖の収縮を抑制でき、硬化後の反りを抑制できる。また、ポリアミド酸構造に芳香環が含まれることから、ポリアミド酸構造の分子量の低下を抑制でき、樹脂組成物の保存安定性及び樹脂組成物から得られるドライフィルムの現像時間安定性が向上する。さらに、ポリイミド構造及びポリアミド酸構造がテトラカルボン酸二無水物由来の4価の有機基を含むので、分子鎖に適度な剛直性が付与され、耐熱性が向上して絶縁信頼性が向上する。
Figure 0005820825
(式(7)及び式(8)中、Z及びZは、下記一般式(9)で表されるテトラカルボン酸二無水物に由来する4価の有機基であり、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。R18は、炭素数1〜炭素数30の2価の有機基、R19は、炭素数1〜炭素数30の1価の有機基、eは1以上20以下の整数を表す。)
Figure 0005820825
さらに、高分子化合物として、上記一般式(7)で表されるポリイミド構造及び上記一般式(8)で表されるポリアミド酸構造を繰り返し構成単位として有するものを用いた場合には、ポリアミド酸構造に含まれるカルボキシル基が、多官能架橋性化合物の架橋性官能基(例えば、イソシアネート基)と反応する。これにより、高分子化合物が多官能水酸基含有化合物と多官能架橋性化合物との間の3次元ネットワークに取り込まれ、シリコーン部位の硬化物の表面への偏析を抑制できる。これにより、表面張力の低下及び撥水性の発現を抑制できるので、保護膜とした場合においても、良好な接着力が得られる。
(B)多官能水酸基含有化合物
多官能水酸基含有化合物としては、第1の態様及び第2の態様に係る樹脂組成物において、共通する多官能水酸基含有化合物を用いることができる。多官能水酸基含有化合物としては、分子鎖中に2以上の水酸基を有するものであれば、本発明の効果を奏する範囲で各種水酸基含有化合物を用いることができる。多官能水酸基含有化合物としては、例えば、2つの水酸基を含有する2官能水酸基含有化合物としての各種ジオールを用いてもよく、3以上の水酸基を含有する各種ポリオールを用いてもよい。これらの中でも、多官能水酸基含有化合物と多官能架橋性化合物(例えば、多官能イソシアネートや、多官能オキサゾリン化合物)との間で複数の架橋結合を形成する観点から、多官能水酸基含有化合物としては、2以上の水酸基を含有する多官能水酸基含有化合物を用いることが好ましい。
多官能水酸基含有化合物としては、絶縁性を高める観点から、両末端フェノール変性シリコーン、ポリブタジエンポリオール、水添ポリブタジエンポリオール、及びポリカーボネートポリオールから選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。また、多官能水酸基含有化合物としては、脂肪族構造を有するものが好ましい。これにより、耐水性が向上すると共に低弾性となるので、反りと絶縁信頼性を向上することができる。以上のような観点から、多官能水酸基含有化合物としては、上記で挙げた具体例のうち、水添ポリブタジエンポリオール、ポリカーボネートポリオールが好ましく、特に反りの低減できる観点から、ポリカーボネートポリオールを用いることが好ましい。
本発明に係る樹脂組成物においては、ポリイミド100質量部に対して、多官能水酸基含有化合物の含有量が5質量部〜60質量部であることが好ましい。多官能水酸基含有化合物が5質量部以上であることにより、多官能架橋性化合物との間で十分な架橋を形成できるので、硬化時の反りの低減が可能となる。また、多官能水酸基含有化合物が60質量部以下であることにより、樹脂組成物中の過剰な水酸基が減少するので、樹脂組成物の硬化後の絶縁信頼性が向上する。さらに、ポリイミド100質量部に対して、多官能水酸基含有化合物の含有量が5質量部〜30質量部であることが好ましい。
多官能水酸基含有化合物としては、数平均分子量が500〜3000であるものを用いることが好ましい。ここで、数平均分子量とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したスチレン換算分子量の数平均分子量をいう。多官能水酸基含有化合物の数平均分子量が500以上であれば、樹脂組成物が低弾性となるので、反りを低減できる。また、多官能水酸基含有化合物の数平均分子量が3000以下であれば、樹脂組成物の粘度を低減できるので、配線板の配線部やスルーホール部への埋め込み性が良好となる。さらに、多官能水酸基含有化合物の数平均分子量としては、樹脂組成物の低弾性及び粘度の低減の観点から、500〜2000であることが好ましい。
(C)多官能架橋性化合物
多官能架橋性化合物としては、第1の態様及び第2の態様に係る樹脂組成物において、共通する多官能架橋性化合物を用いることができる。多官能架橋性化合物としては、2以上の架橋性官能基を有するものであれば、本発明の効果を奏する範囲で各種多官能架橋性化合物を用いることができる。ここで、架橋性官能基とは、高分子化合物の水酸基又はカルボキシル基、及び多官能水酸基含有化合物の水酸基との間で架橋結合を形成し得る官能基をいう。架橋性官能基としては、例えば、イソシアネート基、オキサゾリン基などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、多官能架橋性化合物としては、2つの架橋性官能基を有する2官能架橋性化合物を用いてもよく、3以上の架橋性官能基を有する架橋性化合物を用いてもよい。多官能架橋性化合物としては、例えば、2以上のイソシアネート基を有する多官能イソシアネート化合物や、2以上のオキサゾリン基を有する多官能オキサゾリン化合物などが挙げられる。
多官能架橋性化合物としては、2以上のイソシアネート基を含有する多官能イソシアネート化合物を用いることが好ましい。この構成により、多官能イソシアネート化合物のイソシアネート基と多官能水酸基含有化合物の水酸基との間でウレタン結合を介して3次元的なネットワークが形成されると共に、高分子化合物に含まれるイミド基及びアミド基、又は水酸基及びカルボキシル基とウレタン構造に含まれるC=O基及びNH基との間で水素結合による相互作用が生じる。これにより、樹脂組成物の低反発性を向上させることができると共に、高分子化合物の塑性と樹脂組成物の弾性との複合化により、樹脂組成物に適度な流動性が発現する。この結果、例えば、樹脂組成物を多層フレキシブルプリント配線板の層間絶縁膜として用いる場合に必要とされる相反する2つの物性(流動性及び粘性)を両立することができるので、層間絶縁膜として優れた性能を確保することができる。多官能イソシアネート化合物としては、2以上のイソシアネート基を有するものであれば、本発明の効果を奏する範囲で各種イソシアネート化合物を用いることができる。
また、本発明に係る樹脂組成物を多層フレキシブル配線板などの層間絶縁膜として用いる場合においては、配線板の配線部やスルーホール部への樹脂組成物の流れ込みが求められる一方で、樹脂組成物が配線板の端部から流れ出さずにある程度保持されることが求められる。これは、高圧力下のプレス工程で、スルーホールへの流れ込みを十分に行おうと試みると、一般的に、配線板の端部から樹脂組成物が流れ出し、配線板の端部の絶縁層の厚みが薄くなり絶縁性が低下する恐れがあるためである。このため、例えば、上述した樹脂組成物のうち、多官能架橋性化合物として、多官能イソシアネート化合物を用いた場合には、多官能イソシアネート化合物のイソシアネート基と多官能水酸基含有化合物の水酸基との間で形成されるウレタン結合により、多官能水酸基含有化合物と多官能イソシアネート化合物とが結合されると共に、ウレタン構造と高分子化合物との間の水素結合による相互作用が生じる。これにより、高分子化合物の塑性と樹脂組成物の弾性との複合化により、相反する配線部への樹脂組成物の流れ込みに必要な流動性と、配線部の端部の絶縁膜の厚みを確保するために樹脂組成物の流出防止に必要な適度な粘度とを両立できる。この結果、配線板の端部からの樹脂組成物の流出が防止され樹脂組成物が配線板の端部から流出されずにある程度保持されるので、非常に良好な埋め込み性を達成することができる。
また、多官能架橋性化合物としては、2以上のイソシアネート基を含有する多官能イソシアネ−ト化合物にブロック剤を反応させることにより得られるブロックイソシアネート基を含有するブロックイソシアネートを用いてもよい。この場合においては、多官能架橋性化合物としては、多官能水酸基含有化合物の水酸基との反応による高分子化、架橋形成による耐熱性向上及び耐薬品性の観点から、2以上のブロックイソシアネート基を含有するものが好ましい。さらに、多官能水酸基含有化合物とイソシアネート化合物との間の架橋結合を形成する観点から、多官能水酸基含有化合物としては、2以上のイソシアネートを含有する多官能イソシアネート化合物又はブロックイソシアネートを用いることが好ましい。
また、多官能架橋性化合物としては、2以上のオキサゾリン基を有する多官能オキサゾリン化合物を用いることも好ましい。この構成により、多官能オキサゾリン化合物のオキサゾリン基が、多官能水酸基含有化合物の水酸基との間で反応してアミド結合が形成される。また、高分子化合物が水酸基やカルボキシル基を有する場合には、多官能オキサゾリン化合物のオキサゾリン基が、水酸基やカルボキシル基との間で反応してアミド結合及び/又はアミドエステルを含む架橋構造(3次元架橋)が形成される。これにより、高分子化合物、多官能水酸基含有化合物及び多官能架橋性化合物間にアミド結合及び/又はアミドエステルを含む3次元架橋による3次元的なネットワークが形成されるので、架橋構造と高分子化合物との間の水素結合などの相互作用及び化学結合により、多官能水酸基含有化合物の柔軟性を高分子化合物に有効に反映でき、十分な反りの低減及び優れた耐熱性を実現できる。多官能オキサゾリン化合物としては、2以上のオキサゾリン基を有するものであれば、本発明の効果を奏する範囲で各種オキサゾリン化合物を用いることができる。
本発明に係る樹脂組成物においては、高分子化合物100質量部に対して、多官能架橋性化合物の含有量が5質量部〜60質量部であることが好ましい。多官能架橋性化合物の含有量が5質量部以上であれば、多官能水酸基含有化合物との間で十分な架橋が形成できるので、硬化時の反りを低減できる。また、多官能架橋性化合物の含有量が60質量部以下であれば、高分子化合物が加熱加圧時に良流動性となるので、スルーホール埋め込み性が向上できる。さらに、多官能架橋性化合物の含有量としては、高分子化合物100質量部に対して、5質量部〜30質量部であることが好ましい。
本発明に係る樹脂組成物においては、多官能水酸基含有化合物に含まれる水酸基と、多官能架橋性化合物に含まれる架橋性官能基とのモル比が、水酸基/架橋性官能基=0.5〜1であることが好ましい。これにより、多官能水酸基含有化合物に含まれる水酸基が、多官能架橋性化合物の架橋性官能基に対して過剰となるので、多官能水酸基含有化合物と多官能架橋性化合物との間の架橋結合が適度に形成される。このため、樹脂組成物の硬化に伴うポリイミドの収縮を抑制でき、硬化時における十分な反りの低減及び優れた耐熱性を実現できる。
(D)感光剤
本発明に係る樹脂組成物は、感光剤を含有することにより、感光性樹脂組成物として用いることができる。感光剤としては、第1の態様及び第2の態様に係る樹脂組成物において、共通する感光剤を用いることができる。感光剤としては、光照射により構造が変化し、溶媒に対する溶解性が変化する性質を有する化合物であれば特に限定されず、各種化合物を用いることができる。感光剤としては、例えば、光重合可能な不飽和二重結合を2つ以上有する(メタ)アクリレート化合物などを好適に用いることができる。
また、本発明に係る樹脂組成物においては、解像性及び絶縁性を向上する観点から、光重合可能な不飽和二重結合を2つ以上有する(メタ)アクリレート化合物として、二重結合を3つ以上有する(メタ)アクリレート化合物を含むことが好ましい。
さらに、本発明の樹脂組成物においては、絶縁抵抗値や反りを低減する観点から、二重結合を3つ以上有する(メタ)アクリレート化合物が、下記一般式(10)で表わされる化合物であることが好ましい。下記一般式(10)で表される化合物は、高分子化合物の骨格に取り込まれずに第二成分として架橋体を形成するので、硬化時の高分子化合物の収縮を防ぐことができ、反りを抑制することができる。しかも、下記一般式(10)で表される化合物は、水酸基などの電気絶縁性を低下させる官能基を有していないことから、剛直な架橋体が形成され、硬化膜のガラス転移点(Tg)や弾性率が高くなり、絶縁抵抗値が向上すると推定される。
Figure 0005820825
(式(10)中、R20は、水素原子又はメチル基を表わし、複数のEは、各々独立に炭素数2〜炭素数5のアルキレン基を表わし、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。fは、1〜10の整数である。)
本発明の樹脂組成物においては、現像性及び絶縁信頼性の観点から、光重合可能な不飽和二重結合を2つ以上有する(メタ)アクリレート化合物として、二重結合を2つ有する(メタ)アクリレート化合物と二重結合を3つ以上有する(メタ)アクリレート化合物とを含むことが好ましい。二重結合を3つ以上有する(メタ)アクリレート化合物は、多官能水酸基含有化合物との間で剛直な架橋体を形成するので、硬化膜の弾性率及びガラス転移点(Tg)が高くなり、絶縁信頼性が向上すると推定される。
(E)光重合開始剤
本発明に係る樹脂組成物において、上述した感光剤を用いる場合には、光重合開始剤と組み合わせて用いることが好ましい。光重合開始剤としては、第1の態様及び第2の態様に係る樹脂組成物において、共通する光重合開始剤を用いることができる。光重合開始剤としては、各種の活性光線、紫外線などにより活性化され、重合を開始する化合物であれば、各種化合物を用いることができる。光重合開始剤としては、例えば、オキシムエステル類などを好適に用いることができる。
本発明に係る樹脂組成物においては、光重合可能な不飽和二重結合を2つ以上有する(メタ)アクリレート化合物と、光重合開始剤と、を含有することが好ましい。これにより、感光性樹脂組成物として好適に用いることができる。
(F)難燃剤
本発明に係る樹脂組成物においては、難燃剤を含有することが好ましい。難燃剤としては、第1の態様及び第2の態様に係る樹脂組成物において、共通する難燃剤を用いることができる。難燃剤の種類としては、特に限定されないが含ハロゲン化合物、含窒素化合物、含リン化合物及び無機難燃剤などが挙げられる。また、リン化合物としては、リン化合物としては、構造中にリン原子を含む化合物であれば特に限定されない。リン化合物としては、例えば、リン酸エステル化合物、ホスファゼン化合物などが挙げられる。これらの難燃剤を一種用いてもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。難燃剤の添加量は特に限定されることなく、用いる難燃剤の種類に応じて適宜変更できる。
本発明に係る樹脂組成物においては、リン化合物を含むことが好ましい。これにより、樹脂組成物の難燃性が向上する。
また、本発明に係る樹脂組成物においては、リン化合物として、リン酸エステル化合物及び/又はホスファゼン化合物を含むことが好ましい。これにより、特に樹脂組成物の難燃性が向上する。
本発明に係る樹脂組成物においては、所定温度で加熱又は乾燥することにより硬化物(硬化膜)を得ることができる。この硬化物は、例えば、本発明に係る樹脂組成物を基材上に塗布して乾燥することにより、樹脂フィルムとして用いることができる。また、感光剤を含有した感光性樹脂組成物は、感光性フィルムとして用いることもできる。これらの樹脂フィルム及び感光性フィルムは、例えば、フレキシブルプリント基板の層間絶縁膜・配線保護膜として好適に用いることができる。
本発明に係る硬化物は、上記樹脂組成物を、100℃〜130℃において5分〜60分加熱した後に、160℃〜200℃において15分〜60分加熱することで得られる。
本発明に係る樹脂フィルムは、基材と、この基材上に設けられた樹脂組成物とを具備する。この場合においては、基材として、銅箔やキャリアフィルムなどを用いることができる。また、本発明に係る樹脂フィルムにおいては、キャリアフィルムと、このキャリアフィルム上に設けられた樹脂組成物と、この樹脂組成物上に設けられたカバーフィルムを具備することが好ましい。これにより、樹脂フィルムの表面を保護することができる。
本発明に係る樹脂フィルムにおいては、基材として銅箔を用い、この銅箔上に上記樹脂組成物を設けることができる。このように、銅箔上に樹脂組成物を設けて乾燥することにより、多層フレキシブル配線板などの層間絶縁膜として好適に用いることができる。
本発明に係る配線板は、配線を有する基材と、前記配線を覆うように設けられた上記樹脂組成物と、を具備する。このように、配線を覆うように樹脂組成物を設けることにより、配線板の配線パターンの保護膜として好適に用いることができる。
本発明に係る樹脂組成物においては、高分子化合物と良好に相溶する低分子量の多官能水酸基含有化合物及び多官能架橋性化合物を含むことから、樹脂組成物の粘度が低減されて流動性が向上する。これにより、フレキシブルプリント配線板の製造工程において、配線板の絶縁基板に設けたスルーホールや、配線パターンへの埋込性が向上するので、多層フレキシブル配線板用層間絶縁膜、配線保護膜として好適に用いることができる。
ここで、図1を参照して本発明に係る配線板の製造工程の概略について説明する。図1Aに示すように、多層フレキシブル配線板の製造には、絶縁基板11と、この絶縁基板層11の両主面上に設けられた銅箔12a,12bとを備えた両面フレキシブル基板10を用いる。まず、銅箔12,12bにドライフィルムをラミネートした後、ドライフィルムの露光・現像、及び銅箔12a,12bのエッチングにより、銅箔12a,12bの一部を除去した後、絶縁基板11にスルーホール13を形成する。次に、スルーホール13の表面に銅めっき14を形成して両面の銅箔12a,12bを電気的に接続する(図1B参照)。
次に、図1Cに示すように、フレキシブル部16となる領域の銅箔12bをエッチングによって除去する。次に、本発明に係る樹脂組成物をスルーホール13内に充填して絶縁処理する。ここで、上述したように、本発明に係る樹脂組成物において、多官能架橋性化合物として多官能イソシアネート化合物を用い、高分子化合物として、水酸基及び/又はカルボキシル基を用いた場合には、樹脂組成物に適度な流動性及び粘性が発現される。これにより、微小なスルーホール13を設けた場合であっても、スルーホール13内に充填することが可能となる。
次に、図1Dに示すように、銅箔15aと、この銅箔15a上に本発明に係る樹脂組成物を塗布した得られた保護層15bとを備えた積層体15を銅箔12a,12b上にそれぞれ積層する。ここで、本発明に係る樹脂組成物おいて、高分子化合物としてポリイミドを用いた場合には、塗布後のイミド化が不要となる。これにより、積層後の後硬化処理を必要とせず、クイックプレスによる積層が可能となる。
次に、図1Eに示すように、エッチングなどによって銅箔15a及び保護層15bを除去した後、銅めっき14を施して外部導電層としての銅箔15aと内部導電層としての銅箔12a,12bとを電気的に接続する。次に、サブトラクティブ法などによって、銅箔15aをパターニングして配線パターンを形成する。最後に、図1Fに示すように、配線パターン加工された銅箔15a上に本発明に係る樹脂組成物を塗布して保護膜17を形成する。ここで、上述したように、本発明に係る樹脂組成物において、多官能架橋性化合物として多官能イソシアネート化合物を用い、高分子化合物として、水酸基及び/又はカルボキシル基を用いた場合には、樹脂組成物に適度な流動性及び粘性が発現される。これにより、微細な配線パターンを形成した場合においても、配線パターン間に樹脂組成物が充填され、絶縁保護することができる。
また、本発明に係る樹脂フィルムは、温度85℃、湿度85%、1000時間の絶縁信頼性試験における層間絶縁抵抗が10Ω以上であり、120℃〜220℃の粘度が5000Pa・S〜100000Pa・Sであって、伸度20%未満の弾性域と伸度50%以上の塑性域とを有し、層間絶縁層の膜厚が40μm以下であることが望ましい。これにより、樹脂フィルム及び銅箔に形成した樹脂フィルムを配線板に積層する際に、良好にスルーホール部を埋め込み、配線板端部に樹脂流れ無く好適に用いることができる。層間絶縁膜として用いる場合、配線板の配線部やスルーホール部への樹脂の流れ込みが求められる一方で、樹脂組成物が配線板の端部から流れ出さずにある程度保持されることが求められる。これは、高圧力下のプレス工程で、スルーホールへの流れ込みを十分に行おうと試みると、一般的に、配線板の端部から樹脂組成物が流れ出し、配線板の端部の絶縁層の厚みが薄くなり絶縁性が低下する恐れがあるためである。上記構成の場合、樹脂フィルムの120℃〜220℃の粘度と樹脂フィルムの弾性域と塑性域を制御することにより、従来技術では困難であった互い相反するスルーホールへの流れ込みと配線板の端部からの樹脂組成物の流出防止とを両立することができ、非常に良好な埋め込み性を達成することができる。
すなわち樹脂フィルムの120℃〜220℃の粘度が、積層の際に使用する120℃〜220℃の間において、粘度が5000Pa・S以上であれば、配線板の端部からの樹脂組成物の流出防止と良好な埋め込み性が得られ、粘度が100000Pa・S以下であれば、汎用の積層装置、例えば真空プレスなどで良好に積層できる。また、樹脂フィルムの伸度20%未満の弾性域で配線板の端部からの樹脂組成物の流出防止となり、樹脂フィルムの伸度50%以上の塑性域により良好な埋め込み性を達成することができる。さらに層間絶縁層の膜厚が40μm以下で極めて良好な低反発性を発現することにより、小型携帯電子機器への組み込み性が良好となり、温度85℃、湿度85%、1000時間の絶縁信頼性試験における層間絶縁抵抗が10Ω以上であることにより、層間絶縁層の膜厚が40μm以下でも良好な絶縁信頼性が得られる。
以下、上述した本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、以下の第1の実施の形態〜第4の実施の形態においては、主に上記第2の態様に係る樹脂組成物について説明するが、以下の第1の実施の形態〜第4の実施の形態においては、使用する高分子化合物を適宜選択することにより、第1の態様に係る樹脂組成物として用いることも可能である。
(第1の実施の形態)
フレキシブルプリント基板の製造に用いられる材料としては、ポリアミド酸の一部をイミド化したポリイミド前駆体を含む樹脂組成物が提案されている。この樹脂組成物においては、ポリアミド酸の一部をイミド化したポリイミド前駆体を用いることにより、ポリイミドの収縮に伴う反りを低減し、低温でのイミド化を可能にしてイミド化に伴うポリイミド前駆体と配線材料との反応を抑制すると共に、アルカリ水溶液による現像処理を容易にしている。しかしながら、近年のフレキシブルプリント基板の高機能化及び軽量化により、従来のポリイミド前駆体を含む樹脂を用いた場合でも、必ずしも十分に反りを低減できず、また、耐熱性についても改善が望まれている。
本発明者らは、(A)高分子化合物として、ポリアミド酸構造及びポリイミド構造を構成単位として含有するポリイミドを用いることに着目した。そして、本発明者らは、(A)高分子化合物としてのポリイミド、(B)多官能水酸基含有化合物、及び(C)多官能架橋性化合物としてのイソシアネート化合物(ブロックイソシアネート化合物)を含有し、多官能水酸基含有化合物に含まれる水酸基と、ブロックイソシアネート化合物に含まれるイソシアネート基とのモル比を所定範囲内とすることにより、硬化時における反りの低減、及び優れた耐熱性が実現可能であり、半導体素子の表面保護膜、層間絶縁膜、プリント配線板用保護絶縁膜、層間絶縁膜などの材料として好適に使用可能な樹脂組成物が得られることを見出した。
この樹脂組成物においては、多官能水酸基含有化合物が、ポリイミドの骨格中に取り込まれずに第二成分として存在し、多官能水酸基含有化合物とブロックイソシアネート化合物との間に3次元架橋が形成されるので、硬化時のポリイミドの分子鎖の収縮を抑制でき、反りを抑制できると共に、硬化前の樹脂組成物の溶融粘度を低下させスルーホール埋め込み性が向上する。また、ポリイミドが、熱架橋性官能基を有するポリアミド酸構造を構成単位として有することから、多官能水酸基含有化合物とブロックイソシアネート化合物との間にポリイミドを介した3次元ネットワークが形成される。これらにより、硬化時の反りを低減できる。さらに、ポリイミドが、他の成分との相溶性が良好であり、3次元構造または相互貫通網目構造[InterPenetrationNetwork(IPN)]を形成するポリイミド構造を構成単位として有することから、高い耐熱性(例えば、高いはんだ耐熱性)が発現する。また、ブロックイソシアネート化合物が含まれることにより、低温でカルボキシル基を不活性化し、低温硬化が可能となるため、硬化時のポリイミド骨格の収縮を防ぎ、反りを抑制できる。以下、本発明の第1の実施の形態について具体的に説明する。
本発明の第1の実施の形態に係る樹脂組成物は、(a)ポリイミド、(B)多官能水酸基含有化合物、及び(c−1)イソシアネート化合物(ブロックイソシアネート化合物)を含有し、ポリイミドが、ポリイミド構造及びポリアミド酸構造を構成単位として有し、多官能水酸基含有化合物に含まれる水酸基と、ブロックイソシアネート化合物に含まれるイソシアネート基とのモル比が、水酸基/イソシアネート基=0.5〜1である。
この樹脂組成物においては、多官能水酸基含有化合物に含まれる水酸基と、ブロックイソシアネートに含まれるイソシアネート基とのモル比が水酸基/イソシアネート基=0.5〜1であり、水酸基に対してイソシアネート基の量が過剰である。この構成により、以下のような機構によって耐熱性が発現すると推測される。イソシアネート基は、水酸基と反応してウレタン構造を形成するが、水酸基に対してイソシアネート基の量が過剰であるため、イソシアネート基は余る。余ったイソシアネート基は、イミド化反応後に残存するポリイミド中に含まれるポリアミド酸構造のカルボキシル基と反応し、アミド構造やウレア構造などを形成する。つまり、熱硬化によって、ポリイミドとブロックイソシアネート化合物との間の化学的な架橋と、多官能水酸基含有化合物とブロックイソシアネート化合物との間の化学的な架橋とが形成されると考えられる。このように、イソシアネート同士の反応など複数種類の架橋によって3次元的なネットワークが形成されることにより、さらなる耐熱性が発現する。
次に、樹脂組成物を構成する各構成要素について詳細に説明する。
(a)ポリイミド
本実施の形態に係る樹脂組成物に用いられるポリイミドは、例えば、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを反応させる事によって得ることができる。使用するテトラカルボン酸二無水物に制限はなく、従来公知のテトラカルボン酸二無水物を用いることができる。テトラカルボン酸二無水物としては、芳香族テトラカルボン酸や脂肪族テトラカルボン酸二無水物などを適用することができる。また、使用するジアミンに制限はなく、従来公知のジアミンを用いることができる。
芳香族テトラカルボン酸の具体例としては、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、1,1−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、3,3’−オキシジフタル酸二無水物、4,4’−オキシジフタル酸二無水物、2,2−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)プロパン、1,3−ジヒドロ−1,3−ジオキソ−5−イソベンゾフランカルボン酸−1,4−フェニレンエステル、4−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラン−3−イル)−1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−1,2−ジカルボン酸無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5,6−ピリジンテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物、2,2−ビス(4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物、2,2−ビス(4−(3,4−ジカルボキシベンゾイルオキシ)フェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ビフェニル二無水物などが挙げられる。
脂肪族テトラカルボン酸二無水物の具体例としては、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5,6−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フラニル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸二無水物、ビシクロ[2,2,2]オクト−7−エン−2,3,5,6テトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物などが挙げられる。
上述したテトラカルボン酸二無水物は単独で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。なお、ポリイミドの耐熱性や重合速度の観点から、上述したテトラカルボン酸二無水物の中で、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、4,4’−オキシジフタル酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物が特に好ましいものとして挙げられる。
ジアミンの具体例としては、例えば、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、ビス(3−(3−アミノフェノキシ)フェニル)エーテル、ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)エーテル、1,3−ビス(3−(3−アミノフェノキシ)フェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ)ベンゼン、ビス(3−(3−(3−アミノフェノキシ)フェノキシ)フェニル)エーテル、ビス(4−(4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ)フェニル)エーテル、1,3−ビス(3−(3−(3−アミノフェノキシ)フェノキシ)フェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−(4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ)フェノキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)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−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、m−フェニレンジアミン、o−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、ビス(3−アミノフェニル)スルフィド、ビス(4−アミノフェニル)スルフィド、ビス(3−アミノフェニル)スルホキシド、ビス(4−アミノフェニル)スルホキシド、ビス(3−アミノフェニル)スルホン、ビス(4−アミノフェニル)スルホン、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、α,ω−ビス(2−アミノエチル)ポリジメチルシロキサン、α,ω−ビス(3−アミノプロピル)ポリジメチルシロキサン、α,ω−ビス(4−アミノブチル)ポリジメチルシロキサン、α,ω−ビス(4−アミノフェニル)ポリジメチルシロキサン、α,ω−ビス(3−アミノプロピル)ポリジフェニルシロキサンなどが挙げられるが、これらに限定されない。好ましくは、4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、1,3−ビス(3−(3−アミノフェノキシ)フェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、ポリオキシアルキレンジアミンである。
また、ジアミンとしては、α,ω−ビス(2−アミノエチル)ポリジメチルシロキサン、α,ω−ビス(3−アミノプロピル)ポリジメチルシロキサン、α,ω−ビス(4−アミノブチル)ポリジメチルシロキサン、α,ω−ビス(4−アミノフェニル)ポリジメチルシロキサン、α,ω−ビス(3−アミノプロピル)ポリジフェニルシロキサンなども好ましい。
上述したジアミンにおいて、樹脂組成物の硬化物の反りを低減させる観点から、ポリオキシエチレンジアミンや、ポリオキシプロピレンジアミン、その他炭素鎖数の異なるオキシアルキレン基を含むポリオキシアルキレンジアミンなどを用いることが好ましい。ポリオキシアルキレンジアミン類としては、米ハンツマン社製のジェファーミンED−600、ED−900、ED−2003、EDR−148、HK−511などのポリオキシエチレンジアミンや、ジェファーミンD−230、D−400、D−2000、D−4000、独BASF社製のポリエーテルアミンD−230、D−400、D−2000などのポリオキシプロピレンジアミンや、ジェファーミンXTJ−542、XTJ533、XTJ536などのポリテトラメチレンエチレン基を有するものなどが挙げられる。
中でも、比較的分子量の低いEDR−148、D−230、D−400、HK−511などは、比較的高いガラス転移温度をもつポリマーとなり得るため、耐熱性、耐薬品性が必要な用途において好ましく用いられる。一方、比較的分子量の高いD−2000などは、柔軟性などに優れる。また、耐熱性、耐薬品性と柔軟性、溶剤可溶性のバランスの点から、ポリオキシアルキレンジアミンの重量平均分子量としては、400〜3000が好ましく、400〜2000が特に好ましく、D−400、D−2000、ED−600、ED−900、XTJ−542が好ましく用いられる。
本実施の形態に係る樹脂組成物に用いられるポリイミドは、ポリイミド構造及びポリアミド酸構造を構成単位として有している。このように他の成分と相溶性の良いポリイミド構造部分と、熱架橋性官能基を有するポリアミド酸構造部分とを共に有することで、低温硬化の際に残存したカルボキシル基をブロックイソシアネートとの反応で不活性化させ、ブロックイソシアネートと多官能水酸基含有化合物により反りを抑制することができる。
また、本実施の形態に係る樹脂組成物に用いられるポリイミドとしては、ポリエーテル構造を有するポリイミドを含むことが好ましい。ポリエーテル構造を骨格中に有することで、熱硬化後の硬化物のガラス転移温度と弾性率を制御することができ、さらに反りを低減することができるためである。また、熱硬化後に、ポリエーテル構造を有するポリイミドと熱架橋性官能基を有する化合物との間で化学的な架橋が形成されると共に、ポリエーテル構造を有するポリイミドがポリオキシアルキレン鎖を有することから、高分子鎖間の局部的な相互作用で、3次元的なネットワークが形成され、耐熱性を発現できるためである。
また、ポリイミドとしては、下記一般式(2)の構造を有するポリイミド部を含むポリイミドを用いることが好ましい。ポリイミドの溶剤可溶性向上のためである。
Figure 0005820825
(式(2)中、Z及びZは、4価の有機基を表す。Y、Y、Y、Y、及びYは、炭素数1〜炭素数5のアルキレン基を表し、側鎖があってもよい。b、c、及びdは、1〜50の整数を表す。)
また、ポリイミドとしては、下記一般式(11)の構造を有するポリイミド部を含むポリイミドを用いることも好ましい。下記一般式(11)の構造を有するポリイミド部を含むことによっても、ポリイミドの溶剤可溶性が向上する。ポリイミドとしては、上記一般式(2)又は下記一般式(11)の構造を有するポリイミド部を含むポリイミドを用いることが好ましい。
Figure 0005820825
(式(11)中、Z及びZは、4価の有機基を表す。Y、Y、Y、Y、Y10、Y11、Y12及びY13は、炭化水素基を表す。gは、3〜100の整数を表す)
上記一般式(2)において、Y、Y、Y、Y、Yは、炭素数1〜炭素数5のアルキレン基であり、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基が挙げられる。b、c、及びdは、1〜50の整数を表し、3〜40が好ましく、さらに5〜30が好ましい。
上記一般式(11)において、Z及びZは、4価の有機基を表すが、例えば、フェニル基、ビフェニル基、ジフェニルエーテル基、ベンゾフェノン基、ジフェニルスルホン基、ナフタレン基が挙げられる。この中でもビフェニル基、ジフェニルエーテル基、ベンゾフェノン基、ジフェニルスルホン基が好ましく、さらにジフェニルエーテル基が好ましい。
また、上記一般式(11)において、Y、Y、Y、Y、Y10、Y11、Y12及びY13は、炭化水素基を表す。Y、Yとしては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基などの炭素数1〜炭素数5のアルキレン基が挙げられる。また、Y、Y、Y10、Y11、Y12及びY13としては、例えば、メチル基、エチル基、ブロピル基、ブチル基、フェニル基が挙げられる。この中でもメチル基、エチル基、ブロピル基、ブチル基が好ましく、さらにメチル基、エチル基、ブロピル基が好ましい。gは、3〜100の整数を表し、5〜70が好ましく、10〜50がより好ましい。
さらに、ポリイミド中の全ジアミンにおいて、下記一般式(12)の構造を有するジアミンの含有率が15モル%以上85モル%以下であることが好ましい。ポリイミドの溶剤可溶性向上と低弾性率化のためである。
Figure 0005820825
(式(12)中、Y、Y、Y、Y、及びYは、炭素数1〜炭素数5のアルキレン基を表し、側鎖があってもよい。b、c、及びdは、1〜50の整数を表す。)
なお、上記一般式(12)において、基板との密着性の観点から、Y、Y、Y及びYは2種類以上のアルキレン基を有することが好ましい。
さらに、ポリイミド中の全ジアミンにおいて、下記一般式(13)の構造を有するジアミンの含有率が15モル%以上95モル%以下であることが好ましい。ポリイミドの溶剤可溶性向上と低弾性率化のためである。
Figure 0005820825
(式(13)中、Y、Y、Y、Y、Y10、Y11、Y12及びY13は、炭化水素基を表す。gは、3〜100の整数を表す)
また、上記ポリイミドのイミド化率としては、ポリイミドと架橋性官能基を有する多官能架橋性化合物としてのイソシアネート化合物との架橋を形成する観点から、25%以上100%未満であることが好ましく、25%以上98%以下であることがより好ましい。ポリイミドのイミド化率が98%以下であれば、熱架橋性官能基を有する化合物と架橋するポリイミド前駆体中のカルボキシル基が十分残っているため、硬化後に耐薬品性、耐熱性を発揮する。また、ポリイミドのイミド化率が25%以上であれば、硬化後、アルカリ性溶液に可溶なカルボキシル残基が少なくなり、耐薬品性、耐熱性を発揮できる。
なお、上述した実施の形態においては、ポリイミド構造とポリアミド酸構造とを含有するポリイミドを用いた上記第2の態様に係る樹脂組成物について説明したが、本発明の効果を奏する範囲でポリアミド酸構造を実質的に含まないポリイミドを用いることにより、上記第1の態様に係る樹脂組成物として用いることも可能である。この場合には、ポリイミドのイミド化率が100%となるので、イミド化反応の必要が無く、配線層の劣化を抑制し良好な絶縁信頼性、耐熱性を発揮する。
次に、ポリイミドの製造方法について述べる。本実施の形態に係るポリイミドの製造方法は、公知方法を含め、ポリイミドを製造可能な全ての方法を適用できる。中でも、有機溶媒中で反応を行う方法を用いることが好ましい。このような反応において用いられる溶媒として、例えば、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、γ−ブチロラクトン、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン、ジメチルスルホキシド、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、フェノール、クレゾール、安息香酸エチル、安息香酸ブチルなどが挙げられる。これらは単独あるいは2種以上混合して用いられる。なお、この反応における反応原料の濃度は、通常、2質量%〜80質量%、好ましくは30質量%〜70質量%である。
反応させるテトラカルボン酸二無水物とジアミンとのモル比は、0.8〜1.2の範囲内である。この範囲内の場合、分子量を上げることができ、伸度などにも優れる。好ましくは0.9〜1.1、より好ましくは0.95〜1.05である。
ポリイミドの重量平均分子量は、5000以上100000以下であることが好ましい。ここで、重量平均分子量とは、既知の数平均分子量のポリスチレンを標準として、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによって測定される重量平均分子量をいう。重量平均分子量は10000以上60000以下がより好ましく、20000以上50000以下が最も好ましい。重量平均分子量が5000以上100000以下であると樹脂組成物を用いて得られる保護膜の反りが改善され、低反発性、及び耐熱性に優れる。さらに塗工印刷時に所望する膜厚にて滲み無く印刷でき、また、得られた保護膜の伸度などの機械物性に優れる。
ポリイミドは、以下のような方法で得られる。まず反応原料を室温で重縮合反応することにより、ポリアミド酸構造からなるポリイミドが製造される。次に、このポリイミドを好ましくは100℃〜400℃に加熱してイミド化するか、又は無水酢酸などのイミド化剤を用いて化学イミド化することにより、ポリアミド酸に対応する繰り返し単位構造を有するポリイミド構造を含むポリイミドが得られる。加熱してイミド化する場合、副生する水を除去するために、共沸剤(好ましくは、トルエンやキシレン)を共存させて、ディーンシュターク型脱水装置を用いて、還流下、脱水を行うことも好ましい。
また、80℃〜220℃で反応を行うことにより、ポリアミド酸構造を含むポリイミドの生成と熱イミド化反応を共に進行させて、ポリイミド構造とポリアミド酸構造を含むポリイミドを得ることも好ましい。すなわち、ジアミン成分と酸二無水物成分とを有機溶媒中に懸濁又は溶解させ、80℃〜220℃の加熱下において反応させて、ポリイミドの生成と脱水イミド化とを共に行わせることにより、ポリイミドを得ることも好ましい。
また、ポリイミドのポリマー主鎖の末端が、モノアミン誘導体又はカルボン酸誘導体からなる末端封止剤で末端封止することも可能である。ポリイミドのポリマー主鎖の末端が封止されることで、末端官能基に由来する貯蔵安定性に優れる。
モノアミン誘導体からなる末端封止剤としては、例えば、アニリン、o−トルイジン、m−トルイジン、p−トルイジン、2,3−キシリジン、2,6−キシリジン、3,4−キシリジン、3,5−キシリジン、o−クロロアニリン、m−クロロアニリン、p−クロロアニリン、o−ブロモアニリン、m−ブロモアニリン、p−ブロモアニリン、o−ニトロアニリン、p−ニトロアニリン、m−ニトロアニリン、o−アミノフェノール、p−アミノフェノール、m−アミノフェノール,o−アニシジン、m−アニシジン、p−アニシジン,o−フェネチジン、m−フェネチジン、p−フェネチジン、o−アミノベンズアルデヒド、p−アミノベンズアルデヒド、m−アミノベンズアルデヒド、o−アミノベンズニトリル、p−アミノベンズニトリル、m−アミノベンズニトリル,2−アミノビフェニル,3−アミノビフェニル、4−アミノビフェニル、2−アミノフェニルフェニルエーテル、3−アミノフェニルフェニルエーテル,4−アミノフェニルフェニルエーテル、2−アミノベンゾフェノン、3−アミノベンゾフェノン、4−アミノベンゾフェノン、2−アミノフェニルフェニルスルフィド、3−アミノフェニルフェニルスルフィド、4−アミノフェニルフェニルスルフィド、2−アミノフェニルフェニルスルホン、3−アミノフェニルフェニルスルホン、4−アミノフェニルフェニルスルホン、α−ナフチルアミン、β−ナフチルアミン、1−アミノ−2−ナフトール、5−アミノ−1−ナフトール、2−アミノ−1−ナフトール、4−アミノ−1−ナフトール、5−アミノ−2−ナフトール、7−アミノ−2−ナフトール、8−アミノ−1−ナフトール、8−アミノ−2−ナフトール、1−アミノアントラセン、2−アミノアントラセン、9−アミノアントラセンなどの芳香族モノアミンを挙げることができる。中でも、アニリンの誘導体が好ましく使用される。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いることもできる。
カルボン酸誘導体からなる末端封止剤としては、主に無水カルボン酸誘導体が挙げられる。無水カルボン酸誘導体としては、例えば、無水フタル酸、2,3−ベンゾフェノンジカルボン酸無水物、3,4−ベンゾフェノンジカルボン酸無水物、2,3−ジカルボキシフェニルフェニルエーテル無水物、3,4−ジカルボキシフェニルフェニルエーテル無水物、2,3−ビフェニルジカルボン酸無水物、3,4−ビフェニルジカルボン酸無水物、2,3−ジカルボキシフェニルフェニルスルホン無水物、3,4−ジカルボキシフェニルフェニルスルホン無水物、2,3−ジカルボキシフェニルフェニルスルフィド無水物、3,4−ジカルボキシフェニルフェニルスルフィド無水物、1,2−ナフタレンジカルボン酸無水物、2,3−ナフタレンジカルボン酸無水物、1,8−ナフタレンジカルボン酸無水物、1,2−アントラセンジカルボン酸無水物、2,3−アントラセンジカルボン酸無水物、1,9−アントラセンジカルボン酸無水物などの芳香族ジカルボン酸無水物が挙げられる。これらの芳香族ジカルボン酸無水物の中で、好ましくは無水フタル酸が使用される。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いることもできる。
上述した方法で得られるポリイミドは、脱溶剤することなく、そのまま、又はさらに必要な溶剤、添加剤などを配合して本実施の形態に係る樹脂組成物に用いることができる。
なお、上述した実施の形態においては、(A)高分子化合物として脂肪族ジアミン成分が含まれるポリイミド構造及びポリアミド酸構造を構成単位として有するポリイミドを用いた第2の態様に係る樹脂組成物について説明したが、本発明の効果を奏する範囲でポリアミド酸構造を実質的に含まないポリイミドを用いることにより、上記第1の態様に係る樹脂組成物として用いることも可能である。
(B)多官能水酸基含有化合物
本実施の形態に係る樹脂組成物に用いられる多官能水酸基含有化合物とは、分子鎖一本に対して2以上の水酸基を含むものを指す。骨格中には、脂肪族、芳香族、脂環基などの炭化水素基を含むものが挙げられ、絶縁性を高める点から下記式(14)で表されるような構造を骨格中に有するものが好ましく、反り抑制の点から脂肪族を含む化合物であることが好ましい。脂肪族の骨格を有することにより、反りを抑制の効果を損なうことなく吸湿性を抑えることができ、吸湿時においても高い絶縁性を発現できるためである。なお、長鎖の脂肪族基を含む場合には反り抑制の効果が高まるため好ましい。
Figure 0005820825
(式(14)中、Xは、芳香族、Yは、炭素数1から炭素数10の脂肪族、Zは、エーテル基、エステル基、カーボネート基、ウレタン基、ウレア基から選ばれる官能基で、h=0〜2の整数、i=0〜1の整数、j=1〜1000の整数を表す。)
また、特に電子材料用途では、フッ素や塩素などのハロゲンを含まないものが好ましい。
多官能水酸基含有化合物の具体例としては、PTMG1000(三菱化学社製)などのポリテトラメチレンジオール、G−1000(日本曹達社製)などのポリブタジエンジオール、GI−1000(日本曹達社製)などの水添ポリブタジエンジオール、デュラノールT5651、デュラノールT5652、デュラノールT4671(旭化成ケミカルズ社製)及びプラクセルCD(ダイセル化学社製)などのポリカーボネートジオール、プラクセル200(ダイセル化学社製)などのポリカプロラクトンジオール、ビスフェノールA(ダイセル化学社製)などのビスフェノール類、リカビノールHB(新日本理化社製)などの水添ビスフェノール類などが挙げられる。
中でも、絶縁性を高める点からポリブタジエンジオール、水添ポリブタジエンジオール、ポリカーボネートジオールが好ましく、反りの低減の点からポリカーボネートジオールが好ましい。
また、多官能水酸基含有化合物は、反り低減と有機溶剤への溶解性の点から室温おいて液状のものが好ましい。分子量としては500〜3000のものが好ましく、特に分子量が500〜2000のものが好ましい。
多官能水酸基含有化合物は、反り低減、半田耐熱性及び耐薬品性を両立させるという点から樹脂組成物100質量部に対し、3質量部〜70質量部含有することが好ましく、5質量部〜60質量部含有することがさらに好ましい。
なお、本実施の形態においては、(B)多官能水酸基含有化合物として、2つの水酸基を含有する多官能水酸基含有化合物について説明したが、本発明の効果を奏する範囲で2以上の水酸基を含有するポリオールなども用いることが可能である。
(c−1)ブロックイソシアネート化合物
本実施の形態に係る樹脂組成物に用いられるブロックイソシアネート化合物とは、分子内に2個以上のイソシアネ−ト基を有するイソシアネ−トにブロック剤を反応させることにより得られる化合物である。分子内に2個以上のイソシアネ−ト基を有するイソシアネ−ト化合物としては、1,6−ヘキサンジイソシアネ−ト、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネ−ト、2,4−トリレンジイソシアネ−ト、2,6−トリレンジイソシアネ−ト、キシリレンジイソシアネ−ト、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、4,4’−水酸化ジイソシアネ−ト、イソホロンジイソシアネ−ト、1,5−ナフタレンジイソシアネ−ト、4,4−ジフェニルジイソシアネ−ト、1,3―ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、フェニレン1,4−ジイソシアネ−ト、フェニレン2,6−ジイソシアネ−ト、1,3,6−ヘキサメチレントリイソシアネ−ト、又はヘキサメチレンジイソシアネートなどが挙げられる。ブロック剤としては、アルコ−ル類、フェノ−ル類、ε−カプロラクタム、オキシム類、活性メチレン類、メルカプタン類、アミン類、イミド類、酸アミド類、イミダゾ−ル類、尿素類、カルバミン酸塩類、イミン類、又は亜硫酸塩類、などが挙げられる。
ブロックイソシアネート化合物の具体例としては、旭化成ケミカルズ社製の商品名デュラネートSBN−70D、TPA−B80E、TPA−B80X、17B−60PX、MF−B60X、E402−B80T、ME20−B80S、MF−K60X、K6000などのヘキサメチレンジイソシアネート(以下、「HDI」とも言う。)系ブロックイソシアネートが挙げられる。また、三井化学ポリウレタン社製品としては、商品名タケネートB−882Nや、トリレンジイソシアネート系ブロックイソシアネートである商品名タケネートB−830や、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネ−ト系ブロックイソシアネートである商品名タケネートB−815N、1,3―ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン系ブロックイソシアネートであるタケネートB−846Nが挙げられる。また、日本ポリウレタン工業社製の商品名コロネートAP−M2503、2515、2507、2513、又はミリオネートMS−50などや、イソホロンジイソシアネート系ブロックイソシアネートであるBaxenden社製の品番7950,7951,7990などが挙げられる。これらのブロックイソシアネート化合物は、単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
なお、本実施の形態においては、(C)多官能架橋性化合物として、ブロックイソシアネート化合物を用いる例について説明したが、ブロックイソシアネート化合物に代えて上述した2以上のイソシアネート基を有する多官能イソシアネート化合物を用いることも可能である。さらに、本発明の効果を奏する範囲で多官能イソシアネート化合物に代えて多官能オキサゾリン化合物を用いることもできる。
なお、樹脂組成物は、ポリイミド、多官能水酸基含有化合物、ブロックイソシアネート化合物の他に、有機溶媒を含有してもよい。有機溶媒に溶解した状態とすることにより、ワニスとして好ましく使用することができるためである。
このような有機溶媒としては、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドンなどのアミド溶媒、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンなどのラクトン溶媒、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、ヘキサメチルスルホキシドなどの含硫黄系溶媒、クレゾール、フェノールなどのフェノール系溶媒、ジエチレングリコールジメチルエーテル(ジグライム)、トリエチレングリコールジメチルエーテル(トリグライム)、テトラグライム、ジオキサン、テトラヒドロフラン、安息香酸ブチル、安息香酸エチル、安息香酸メチルなどのエーテル溶媒が挙げられる。また、これらの有機溶媒は、単独で使用してもよいし、複数併用してもよい。特に、高沸点と低吸水性の点から、γ−ブチロラクトン、トリグライム、安息香ブチル、安息香酸エチルを用いることが好ましい。
(F)難燃剤
樹脂組成物は、更に難燃剤を含有してもよい。難燃剤の種類は特に限定されないが、含ハロゲン化合物、含リン化合物及び無機難燃剤などが挙げられる。これらの難燃剤を一種用いてもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。難燃剤の添加量は特に限定されることなく、用いる難燃剤の種類に応じて適宜変更できる。例えば、ポリイミドの含有量を基準として、5質量%から50%の範囲で用いることができる。
含ハロゲン化合物として、塩素を含む有機化合物と臭素を含む化合物などが挙げられる。具体的には、ペンタブロモジフェニルエーテル、オクタブロモジフェニルエーテル、デカブロモジフェニルエーテル、テトラブロモビスフェノールA、ヘキサブロモシクロドデカンテトラブロモビスフェノールAなどが挙げられる。
含リン化合物として、ホスファゼン、ホスフィン、ホスフィンオキサイド、リン酸エステル、及び亜リン酸エステルなどのリン化合物が揚げられる。特にポリイミド組成物との相溶性の面から、ホスファゼン、ホスファイオキサイド、又はリン酸エステルを用いることが好ましい。
含リン化合物の具体例としては、伏見製薬所社製のホスファゼン誘導体FP100、FP110、FP300、FP400などが挙げられる。
無機難燃剤として、アンチモン化合物と金属水酸化物などが挙げられる。アンチモン化合物として、三酸化アンチモンと五酸化アンチモンが挙げられる。金属水酸化物として、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどが挙げられる。なお、アンチモン化合物と上記含ハロゲン化合物とを併用することにより、プラスチックの熱分解温度域で、酸化アンチモンが難燃剤からハロゲン原子を引き抜いてハロゲン化アンチモンが生成されるため、相乗的に難燃性を高めることができる。
無機難燃剤は有機溶媒に溶解しないため、その粉末の粒径は100μm以下であることが好ましい。粒径が100μm以下であれば、ポリイミド組成物に混入しやすく、硬化後の樹脂の透明性を損ねることないためである。難燃性を十分に高めるためには、粉末の粒径は50μm以下であることが好ましく、10μm以下とすると特に好ましい。
また、難燃剤としては、含窒素化合物を用いてもよい。含窒素化合物は、一種を難燃剤として用いてもよく、上述した含ハロゲン化合物、含リン化合物及び無難燃剤と含窒素化合物とを二種以上を混合して難燃剤として用いてもよい。含窒素化合物の添加量としては、特に限定されることなく、用いる難燃剤の種類に応じて変更可能である。含窒素化合物の添加量としては、例えば、上述した難燃剤と同様に、ポリイミドの含有量を基準として、5質量%から50質量%の範囲で用いることができる。含窒素化合物としては、例えば、日産化学社製、堺化学工業社製のメラミンシアヌレートなどが挙げられる。
塗工膜を形成する際には、その塗工方式に応じて粘度とチクソトロピーの調整を行う。必要に応じて、フィラーやチクソトロピー性付与剤を添加して用いることも可能である。また、公知の消泡剤やレベリング剤や顔料などの添加剤を加えることも可能である。
また、塗工膜を形成する際には、ウレタン化触媒を添加して用いてもよい。ウレタン化触媒としてはサンアプロ社製のU−CAT SA(登録商標)102、603、506、U−CAT(登録商標)1102、マツモトファインケミカル社製の有機ジルコニウム化合物、楠本化成社製のジルコニウムK−KATなどが挙げられる。
樹脂組成物は、更に熱架橋性官能基を有する化合物を含有してもよい。熱架橋性官能基を有する化合物としては、トリアジン系化合物、ベンゾオキサジン化合物、及びエポキシ化合物などが挙げられる。
トリアジン系化合物としては、メラミン類及びシアヌル酸メラミン類が好ましい。メラミン類としては、メラミン誘導体、メラミンと類似の構造を有する化合物とメラミンとの縮合物などが挙げられる。メラミン類の具体例としては、例えば、メチロール化メラミン、アンメリド、アンメリン、ホルモグアナミン、グアニルメラミン、シアノメラミン、アリールグアナミン、メラム、メレム、メロンなどが挙げられる。シアヌル酸メラミン類としては、シアヌル酸とメラミン類とのなどモル反応物が挙げられる。また、シアヌル酸メラミン類中のアミノ基又は水酸基のいくつかが、他の置換基で置換されていてもよい。ベンゾオキサジン化合物は、モノマーのみからなるものでもよいし、数分子が重合してオリゴマー状態となっていてもよい。また、異なる構造を有するベンゾオキサジン化合物を同時に用いてもよい。中でも、ビスフェノールベンゾオキサジンが好ましく用いられる。
なお、樹脂組成物は、更にアクリルモノマーと光ラジカル発生剤を加えることにより、ネガ型感光性樹脂組成物として使用することができる。また、光酸発生剤を加えることにより、ポジ型感光性樹脂組成物として使用することができる。
上述した樹脂組成物を加熱することによって硬化物を得ることができる。加熱の態様については特に限定されないが、2段階の温度領域で5分〜60分ずつ加熱することが好ましく、100℃〜130℃において5分〜60分加熱した後に、160℃〜200℃において15分〜60分加熱するとより好ましい。このように2種類の温度領域で硬化させることで、樹脂組成物中に含まれる化合物間の反応をコントロールし、3次元のネットワークを形成させることができる。そして、これにより、硬化物の耐熱性や耐薬品性を高めることができる。より具体的には、下記の通りである。まず、低温領域(例えば100℃〜130℃)で主として多官能水酸基含有化合物とブロックイソシアネート化合物とが反応してウレタン構造が生じる。これにより多官能水酸基含有化合物とブロックイソシアネート化合物との間の化学的な架橋Iが形成される(以下「工程(I)」とする)。その後、高温領域(例えば160℃〜200℃)で主としてポリイミドのイミド化反応が生じる。そして、イミド化されずに残存したポリイミド中のポリアミド酸のカルボン酸とイソシアネート基との反応が生じてアミド構造やウレア構造などが形成される。これにより、ポリアミド酸とイソシアネートとの間の化学的な架橋IIが形成される(以下「工程(II)」とする)。この架橋I及び架橋IIによって形成される3次元のネットワークにより、耐熱性に優れた硬化物を得ることができる。なお、架橋IIの形成後に残存したイソシアネート基は、残存したイソシアネート基同士で反応する。これによって活性種が無くなり、硬化物の絶縁性が高められることになる。
上記工程(II)においては、形成される樹脂組成物膜の厚さにもよるが、オーブンあるいはホットプレートにより最高温度を150℃〜220℃の範囲とし、5分間〜100分間、空気又は窒素などの不活性雰囲気下で加熱することにより、脱溶媒される。加熱温度は、処理時間の全体に亘って一定であっても良く、徐々に昇温させてもよい。樹脂組成物膜は、公知のスクリーン印刷、又は、精密ディスペンス法により、フレキシブルプリント回路基板や半導体ウエハー表面に印刷し形成することができる。
樹脂組成物は、熱硬化させることにより優れた耐熱性を示すので、半導体素子の表面硬化膜、層間絶縁膜、ボンディングシート、プリント配線板用保護絶縁膜、プリント回路基板の表面保護膜などとして有用であり、種々の電子部品に適用される。例えば、フレキシブルなプリント回路基板として、エスパネックスM(新日鉄化学社製)(絶縁層の厚さ25μm、導体層は銅箔F2−WS(18μm))を用い、この回路基板上の一部に樹脂組成物を塗布し、硬化させる。塗布しなかった部分には電解ニッケル−金メッキを施すことで外部端子として用いることができる。このようにして形成された表面保護膜は、良好な絶縁特性を発揮する。なお、本実施の形態における樹脂組成物の熱硬化は、比較的低い温度条件(例えば160℃〜200℃)で行われるため、銅の酸化は生じない。このような低温硬化が可能なのは、カルボン酸がブロックイソシアネート化合物(正確には、加熱によりブロックが外れたイソシアネート化合物)と反応するため、完全なイミド化が不要となり、250℃もの高温加熱が不要になるためである。
また、本実施の形態に係る樹脂組成物は、基材上に塗布して乾燥することにより、樹脂フィルムとして用いることができる。
また、エスパネックスM(新日鉄化学社製)(絶縁層の厚さ25μm、導体層は銅箔F2−WS(18μm))の両面銅張板を用いて、両面部品実装回路基板を作成し、この回路基板の部品実装部以外に樹脂組成物を塗布、硬化して、樹脂組成物を表面保護膜として用いても良好な絶縁特性を発揮する。ここで、表面保護膜の膜厚は1μm〜50μmであることが好ましい。膜厚を1μm以上とすることにより取り扱いが容易となり、50μm以下とすることにより折り曲げやすく組み込みが容易となるためである。
なお、本実施の形態に係る樹脂組成物は、(D)感光剤を含有することにより、感光性樹脂組成物として用いることもできる。また、感光性樹脂組成物を基材上に塗布することにより、感光性フィルムを得ることもできる。
さらに、本実施の形態に係る樹脂組成物は、銅箔上に樹脂組成物を設けて乾燥することにより、多層フレキシブル配線板などの層間絶縁膜として好適に用いることができる。また、本実施の形態に係る樹脂組成物は、基材上に形成された配線パターンを覆うように樹脂組成物を設けることにより、配線板の配線パターンの保護膜として好適に用いることができる。
(第2の実施の形態)
フレキシブルプリント基板の製造工程においては、電気絶縁信頼性、折り曲げ耐性、耐熱性、難燃性に優れたカバーレイが必要されている。このようなカバーレイを実現するため、脂肪族ジアミンをジアミン成分として用いたポリアミド酸を含む樹脂組成物が提案されている。この樹脂組成物においては、脂肪族ジアミンがポリアミド酸に含まれることから、樹脂組成物を溶剤に溶解させたワニスの分子量低下が大きく、リソグラフィーによるパターン形成時における残膜率の低下及びパターン形状の歪みなどにより、現像性が低下する場合がある。
本発明者らは、(A)高分子化合物として、脂肪族ジアミン成分が含まれるポリイミド構造及びポリアミド酸構造を構成単位として有するポリイミドを用いることに着目した。そして、本発明者らは、(A)高分子化合物としての脂肪族ジアミン成分が含まれるポリイミド構造及びポリアミド酸構造を構成単位として有するポリイミドと、(B)多官能水酸基含有化合物としての2官能水酸基含有化合物と、(C)多官能架橋性化合物としてのブロックイソシアネート化合物と、(D)感光剤と、を含有することにより、現像性及び反りが良好であり、優れた絶縁性を有する感光性組成物を実現できることを見出した。
この感光性樹脂組成物においては、2官能水酸基含有化合物の水酸基とブロックイソシアネート化合物のイソシアネート基とが反応してウレタン構造を形成し、かつ、2官能水酸基含有化合物はポリイミド骨格中に取り込まれずに、感光性樹脂組成物中で第二成分として存在する。これにより、硬化時のポリイミド骨格の収縮を防ぐことができ、反りの低減を達成することができる。また、ポリイミドのポリイミド構造に脂肪族ジアミン成分が含まれることから、ポリアミド酸構造の解重合による分子量低下を抑制できる。これにより、分子量が安定化するので、リソグラフィーによるパターン時における残膜率の低下やパターン形状の歪みを抑制でき、現像性の低下を抑制できる。以下、本発明の第2の実施の形態について具体的に説明する。
本発明の第2の実施の形態に係る感光性樹脂組成物は、(a)ポリイミドと、(b)2官能水酸基含有化合物と、(c−1)イソシアネート化合物(ブロックイソシアネート化合物)と、感光剤と、を含有し、2官能水酸基含有化合物に含まれる水酸基と、ブロックイソシアネート化合物に含まれるイソシアネート基とのモル比が、水酸基/イソシアネート基=0.5〜1である。
この樹脂組成物においては、2官能水酸基含有化合物に含まれる水酸基と、ブロックイソシアネート化合物に含まれるイソシアネート基とのモル比が、水酸基/イソシアネート基=0.5〜1であることによって、過剰なイソシアネート基がポリイミドに含まれるポリアミド酸構造のカルボン酸と反応する。これにより、3次元的なネットワークが形成され、優れた絶縁信頼性を達成することができる。以下、各構成要素について詳細に説明する。
(a)ポリイミド
まず、本実施の形態に係る感光性樹脂組成物におけるポリイミドについて説明する。本実施の形態に係る感光性樹脂組成物において、ポリイミドは、例えば、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを反応させることによって得ることができる。使用するテトラカルボン酸二無水物に制限はなく、従来公知のテトラカルボン酸二無水物を用いることができる。テトラカルボン酸二無水物としては、芳香族テトラカルボン酸や脂肪族テトラカルボン酸二無水物などを適用することができる。また、使用するジアミンに制限はなく、従来公知のジアミンを用いることができる。
本実施の形態に係る感光性樹脂組成物において、ポリイミドとしては、現像性及び分子量安定性の観点から、下記一般式(3)で表されるポリイミド構造、及び下記一般式(4)で表されるポリアミド酸構造をそれぞれ繰り返し構成単位として有することが好ましい。
Figure 0005820825
(式(3)及び式(4)中、R、R、R、R、R、R、R10、R11、R13、及びR14は、それぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜炭素数20の1価の有機基を表し、同じであっても異なっていてもよい。R、R、R、R12、及びR15は、炭素数1〜炭素数20の4価の有機基を表し、m、n、pは、それぞれ独立して0以上100以下の整数を表す。R16は、4価の有機基を表し、R17は、炭素数1〜炭素数90の2価の有機基を表す。)
また、ポリイミドとしては、上記一般式(3)で表されるポリイミド構造を構成するジアミン成分として、下記一般式(15)で表されるジアミンを含むことが好ましい。
Figure 0005820825
(式(15)中、R、R、R、R、R、R、R10、R11、R13、及びR14は、それぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜炭素数20の1価の有機基を表し、同じであっても異なっていてもよい。R、R、R、R12、及びR15は、炭素数1〜炭素数20の4価の有機基を表し、m、n、pは、それぞれ独立して0以上30以下の整数であり、1≦(m+n+p)≦30を満たす。)
ポリイミドの合成法としては、テトラカルボン酸二無水物と、上記一般式(15)で表される脂肪族ジアミンとを重合、環化させてポリイミドを得てから、テトラカルボン酸二無水物と下記一般式(16)で表されるジアミンを重合させる合成法が挙げられる。
Figure 0005820825
(式(16)中、R17は、炭素数1〜炭素数90の2価の有機基を表す。)
テトラカルボン酸二無水物としては、ビフェニル−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸二無水物(以下、「BPDA」と略称する)、ベンゾフェノン−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸二無水物(以下、「BTDA」と略称する)、オキシジフタル酸二無水物(以下、「ODPA」と略称する)、ジフェニルスルホン−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸二無水物、エチレングリコールビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)(以下、「TMEG」と略称する)、p−フェニレンビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)、p−ビフェニレンビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)、m−フェニレンビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)、o−フェニレンビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)、ペンタンジオールビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)(以下、「5−BTA」と略称する)、デカンジオールビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)、無水ピロメリット酸、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、4,4’−(2,2−ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸二無水物、メタ−ターフェニル−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2,2,2]オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、シクロブタン−1,2,3,4−テトラカルボン酸二無水物、1−カルボキシメチル−2,3,5−シクロペンタトリカルボン酸−2,6:3,5−二無水物、4−(2,5−ジオキソテトラヒドロフラン−3−イル)−1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン−1,2−ジカルボン酸無水物、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフリル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、などが挙げられる。上述したテトラカルボン酸二無水物は単独で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。なお、ポリイミドの現像性の観点から、BPDA、ODPA、BTDA、TMEG、5−BTA、デカンジオールビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)がより好ましい。
上記一般式(15)で表されるジアミンとしては、上記一般式(15)で表される構造を有していれば限定されないが、1,8−ジアミノ−3,6−ジオキシオクタンなどのポリオキシエチレンジアミン化合物、ハンツマン社製ジェファーミンEDR−148、EDR−176などのポリオキシアルキレンジアミン化合物、ジェファーミンD−230、D−400、D−2000、D−4000、BASF社製のポリエーテルアミンD−230、D−400、D−2000などのポリオキシプロピレンジアミン化合物、HK−511、ED−600、ED−900、ED−2003、XTJ−542などの異なるオキシアルキレン基を有する化合物などが挙げられる。これらのオキシアルキレン基を有する化合物を用いることによりポリイミドの焼成後のFPCの反りを低減させることができる。
上記一般式(15)で表されるジアミンにおいて、m、n、pは、それぞれ独立して0以上30以下の整数である。絶縁信頼性の観点から、1≦(m+n+p)≦30であることが好ましく、3≦(m+n+p)≦10であることがより好ましい。1≦(m+n+p)≦30のように、オキシアルキレン基を有する骨格が短いことによって、ポリイミドの弾性率が高くなり、絶縁信頼性が向上したと推定できる。また、通常このようなオキシアルキレン基骨格が短い場合、反りが発現する傾向にあるが、本実施の形態においては、2官能水酸基含有化合物とブロックイソシアネートとを併用することにより、反りは良好な状態で維持したまま、より絶縁信頼性を向上させることができると推定される。
本実施の形態に係るポリイミドは、ポリイミド構造、ポリアミド酸構造をそれぞれ繰り返し構成単位として有するが、ポリイミド構造中に上記一般式(15)で表されるジアミンを導入することにより、ポリイミドワニス及びフィルムの分子量が安定する。上記一般式(15)のジアミンをポリアミド酸構造に導入すると、脂肪族ジアミンの塩基性が高く、従来のポリアミド酸と比較して、ポリアミド酸の解重合が進み、分子量低下が著しくなる。ポリイミド構造に導入することにより脂肪族ジアミンの塩基性の影響を受けずに分子量が安定化する。
上記一般式(16)で表されるジアミンとしては、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)アルカン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)アルカン、1,5−ビス(4−アミノフェノキシ)アルカン、1,4−ジアミノベンゼン、1,3−ジアミノベンゼン、2,4−ジアミノトルエン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル、3,7−ジアミノ−ジメチルジベンゾチオフェン−5,5−ジオキシド、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ビス(4−アミノフェニル)スルフィド、4,4’−ジアミノベンズアニリド、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)−2,2−ジメチルプロパン、1,2−ビス[2−(4−アミノフェノキシ)エトキシ]エタン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、5−アミノ−1−(4−アミノメチル)−1,3,3−トリメチルインダン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン(以下、APBと略称する)、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、4、4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、2,2−ビス(4−アミノフェノキシフェニル)プロパン(以下、BAPPと略称する)、トリメチレン−ビス(4−アミノベンゾエート)(以下TMABと略称する)、4−アミノフェニル−4−アミノベンゾエート、2−メチル−4−アミノフェニル−4−アミノベンゾエート、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、1−アミノ−3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン、3,3’−ジカルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,5−ジアミノ安息香酸、3,3’−ジヒドロキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、1,3−ビス(4−アミノフェノキシベンゼン)などが挙げられる。この中で、ポリイミドの低Tg、現像性の観点から、APB、BAPP、TMABが好ましい。これらのジアミンを、一部、ポリイミドに用いるジアミンとしても用いることができる。
さらに、本実施の形態においては、ポリイミドが、下記一般式(6)で表される構造を繰り返し単位として有することが好ましい。
Figure 0005820825
(式(6)中、R、R、R、R、R、R、R10、R11、R13、及びR14は、それぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜炭素数20の1価の有機基を表し、同じであっても異なっていてもよい。R、R、R、R12、及びR15は、炭素数1〜炭素数20の4価の有機基を表す。m、n、pは、それぞれ独立して0以上30以下の整数を表す。R16は4価の有機基を表し、R17は炭素数1〜炭素数90の2価の有機基を表す。A、B、Cは各単位のmol%を表し、0.10≦(A+B)/(A+B+C)≦0.85を満たす。)
上記一般式(6)で表される構造の中でも、現像性、反り、及び絶縁信頼性の観点から、0.10≦(A+B)/(A+B+C)≦0.85であることが好ましく、0.15≦(A+B)/(A+B+C)≦0.8がより好ましく、0.2≦(A+B)/(A+B+C)≦0.7がさらに好ましい。上記一般式(15)で表されるジアミンを含む構造である(A+B)が全体に対して0.10以上であることで、反りを低減させる事ができる。また、上記一般式(15)で表されるジアミンを含む構造である(A+B)が全体に対して0.85以下であることで、弾性率及びガラス転移点(Tg)の低下が抑えられ、絶縁信頼性が保たれる。さらに、ポリイミド構造である(A+B)が全体に対して0.85以下であることで、アルカリ現像液に対して溶解性が発現し、現像性が良好となる。
ポリイミドの主鎖末端は、性能に影響を与えない構造であれば、特に限定されない。ポリイミドを製造する際に用いる酸二無水物、ジアミンに由来する末端でもよいし、その他の酸無水物、アミン化合物などにより末端を封止することもできる。
ポリイミドの重量平均分子量としては、1000以上1000000以下であることが好ましい。ここで、重量平均分子量とは、既知の重量平均分子量のポリスチレンを標準として、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによって測定される分子量をいう。重量平均分子量はポリイミド膜の強度の観点から、1000以上であることが好ましい。またポリイミド含有樹脂組成物の粘度、成型性の観点から、1000000以下であることが好ましい。重量平均分子量は5000以上、500000以下がより好ましく、10000以上300000以下が特に好ましく、20000以上、50000以下が最も好ましい。
ポリイミド構造及びポリアミド酸構造をそれぞれ繰り返し単位として有するポリイミドは、酸二無水物とジアミンを非等モル量で反応させて1段階目のポリイミド部位を合成する工程(工程1)、続いて2段階目のポリアミド酸部位を合成する工程(工程2)により作製することができる。以下、それぞれの工程について説明する。
(工程1)
1段階目のポリイミド部位を合成する工程について説明する。1段階目のポリイミド部位を合成する工程としては特に限定されず、公知の方法を適用することができる。より具体的には、以下の方法により得られる。まずジアミンを重合溶媒に溶解及び/又は分散し、これに酸二無水物粉末を添加する。そして、水と共沸する溶媒を加え、メカニカルスターラーを用い、副生する水を共沸除去しながら、0.5時間〜96時間好ましくは0.5時間〜30時間加熱撹拌する。この際モノマー濃度は0.5質量%以上、95質量%以下、好ましくは1質量%以上、90質量%以下である。
ポリイミド部位を合成する際は、公知のイミド化触媒を添加することによっても、無触媒によっても、ポリイミド部位を得ることができる。イミド化触媒は特に制限されないが、無水酢酸のような酸無水物、γ―バレロラクトン、γ―ブチロラクトン、γ−テトロン酸、γ−フタリド、γ−クマリン、γ−フタリド酸のようなラクトン化合物、ピリジン、キノリン、N−メチルモルホリン、トリエチルアミンのような三級アミンなどが挙げられる。また、必要に応じて1種、あるいは2種以上の混合物であってもよい。この中でも特に、反応性の高さ及び次反応への影響の観点からγ−バレロラクトンとピリジンの混合系及び無触媒が特に好ましい。
イミド化触媒の添加量としては、ポリアミド酸を100質量部とすると、50質量部以下が好ましく、30質量部以下がより好ましい。
ポリイミド部位の合成の際に使用される反応溶媒としては、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテルのような炭素数2以上9以下のエーテル化合物;アセトン、メチルエチルケトンのような炭素数2以上6以下のケトン化合物;ノルマルペンタン、シクロペンタン、ノルマルヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、デカリンのような炭素数5以上10以下の飽和炭化水素化合物;ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリンのような炭素数6以上10以下の芳香族炭化水素化合物;酢酸メチル、酢酸エチル、γ―ブチロラクトン、安息香酸メチルのような炭素数3以上12以下のエステル化合物;クロロホルム、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタンのような炭素数1以上10以下の含ハロゲン化合物;アセトニトリル、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−ピロリドンのような炭素数2以上10以下の含窒素化合物;ジメチルスルホキシドのような含硫黄化合物が挙げられる。これらは必要に応じて1種、あるいは2種以上の混合物であってもよい。特に好ましい溶媒としては、炭素数2以上9以下のエーテル化合物、炭素数3以上12以下のエステル化合物、炭素数6以上10以下の芳香族炭化水素化合物、炭素数2以上10以下の含窒素化合物が挙げられる。これらは工業的な生産性、次反応への影響などを考慮して任意に選択可能である。
ポリイミド部位の合成においては、反応温度は15℃以上、250℃以下で実施することが好ましい。反応温度が15℃以上であれば反応が開始され、また250℃以下であれば触媒の失活が無い。好ましくは20℃以上、220℃以下、さらに好ましくは20℃以上、200℃以下である。
反応に要する時間は、目的あるいは反応条件によって異なるが、通常は96時間以内であり、特に好適には30分から30時間の範囲で実施される。
(工程2)
次に、2段階目のポリアミド酸部位を合成する工程について説明する。2段階目のポリアミド酸部位の合成は、工程1で得られたポリイミド部位を出発原料として用い、ジアミン及び/又は酸二無水物を追添して重合させることで実施できる。2段階目のポリアミド酸部位の合成の際の重合温度としては、0℃以上250℃以下が好ましく、0℃以上100℃以下がさらに好ましく、0℃以上80℃以下が特に好ましい。
ポリアミド酸の合成の際の反応に要する時間は、目的あるいは反応条件によって異なるが、通常は96時間以内であり、特に好適には30分から30時間の範囲で実施される。
反応溶媒としては、工程1でポリイミド部位の合成に使用したものと同じものを用いることができる。その場合、工程1の反応溶液をそのまま用いてポリアミド酸部位の合成を行うことができる。また、ポリイミド部位の合成に用いたものと異なる溶媒を用いてもよい。
このような溶媒としては、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテルのような炭素数2以上9以下のエーテル化合物;アセトン、メチルエチルケトンのような炭素数2以上6以下のケトン化合物;ノルマルペンタン、シクロペンタン、ノルマルヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、デカリンのような炭素数5以上10以下の飽和炭化水素化合物;ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリンのような炭素数6以上10以下の芳香族炭化水素化合物;酢酸メチル、酢酸エチル、γ―ブチロラクトン、安息香酸メチルのような炭素数3以上12以下のエステル化合物;クロロホルム、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタンのような炭素数1以上10以下の含ハロゲン化合物;アセトニトリル、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−ピロリドンのような炭素数2以上10以下の含窒素化合物;ジメチルスルホキシドのような含硫黄化合物が挙げられる。
これらは必要に応じて1種、あるいは2種以上の混合物であってもよい。特に好ましい溶媒としては、炭素数2以上9以下のエーテル化合物、炭素数3以上12以下のエステル化合物、炭素数6以上10以下の芳香族炭化水素化合物、炭素数2以上10以下の含窒素化合物が挙げられる。これらは工業的な生産性、次反応への影響などを考慮して任意に選択可能である。
製造終了後のポリイミドは、反応溶媒に溶かしたまま用いてもよいし、以下の方法で回収・精製してもよい。また、製造終了後のポリイミドの回収は、反応溶液中の溶媒を減圧留去することに行うことができる。
ポリイミドの精製方法としては、反応溶液中の不溶解な酸二無水物及びジアミンを減圧濾過、加圧濾過などで除去する方法が挙げられる。また、反応溶液を貧溶媒に加え析出させる、いわゆる再沈殿による精製方法を実施することができる。更に特別に高純度なポリイミドが必要な場合は超臨界二酸化炭素を用いた抽出による精製方法も可能である。
本実施の形態に係る感光性樹脂組成物においては、2官能水酸基含有化合物と、ブロックイソシアネートと、を含有することで絶縁信頼性が向上し、かつ反りを抑制できる。2官能水酸基含有化合物に含まれる水酸基とブロックイソシアネートに含まれるイソシアネート基との反応による架橋体形成により、絶縁信頼性が向上すると推定される。また、2官能水酸基含有化合物が、ポリイミドの骨格中に取り込まれずに第二成分として存在することで、硬化時のポリイミド骨格の収縮を防ぎ、反りを抑制できる。さらに、ブロックイソシアネートが含まれることにより、低温でカルボキシル基を不活性化し、低温硬化が可能となるため、硬化時のポリイミド骨格の収縮を防ぎ、反りを抑制できると考えられる。
なお、上述した実施の形態においては、(A)高分子化合物としてポリイミドを用いる例について説明したが、(A)高分子化合物としては、ポリアミド酸構造を含まないポリイミド、ポリイミド構造を含まないポリアミド、ポリアミド酸構造とポリイミド構造とを共に含むポリアミドイミドなどを用いることも可能である。
また、本実施の形態に係る樹脂組成物においては、耐熱性の観点から、2官能水酸基含有化合物に含まれる水酸基と、ブロックイソシアネートに含まれるイソシアネート基とのモル比が、水酸基/イソシアネート基=0.5〜1であることが好ましい。
(b)2官能水酸基含有化合物
2官能水酸基含有化合物としては、本発明の効果を奏する範囲で、上記第1の実施の形態に係る樹脂組成物に用いた多官能水酸基含有化合物と同様のものを用いることができる。
(c−1)ブロックイソシアネート化合物
ブロックイソシアネート化合物としては、上記第1の実施の形態に係る樹脂組成物に用いるものと同様のものを用いることができる。また、第1の実施の形態に係る樹脂組成物と同様に、本発明の効果を奏する範囲で、他の多官能イソシアネート化合物や多官能オキサゾリン化合物を用いることもできる。
(D)感光剤
本実施の形態に係る感光性樹脂組成物は、感光剤として少なくとも2つ以上の光重合可能な不飽和二重結合を有する(メタ)アクリレート化合物を含み、さらに(E)光重合開始剤を含むことが好ましい。本実施の形態に係る感光性樹脂組成物における感光剤とは、光照射により構造が変化し、溶媒に対する溶解性が変化する性質を有する化合物を表す。本実施の形態に係る感光性樹脂組成物においては、2つ以上の光重合可能な不飽和二重結合を有する(メタ)アクリレート化合物と光重合開始剤とを含むことにより、2つ以上の光重合可能な不飽和二重結合を有する(メタ)アクリレート化合物によっても架橋体が形成されるので、現像性、及び絶縁信頼性が向上する。
2つ以上の光重合可能な不飽和二重結合を有する(メタ)アクリレート化合物としては、トリシクロデカンジメチロールジアクリレート、エチレンオキシド(EO)変性ビスフェノールAジメタクリレート、EO変性水添ビスフェノールAジアクリレート、1,6−ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、1,4−シクロヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(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、2−ジ(p−ヒドロキシフェニル)プロパンジ(メタ)アクリレート、トリス(2−アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ε−カプロラクトン変性トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、グリセロールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ポリオキシプロピルトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ポリオキシエチルトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、β―ヒドロキシプロピル−β’−(アクリロイルキシ)−プロピルフタレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ/テトラ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。その中で、現像性や焼成後の反りの観点から、EO変性ビスフェノールAジメタクリレート、EO変性水添ビスフェノールAジアクリレート、ペンタエリスリトールトリ/テトラ(メタ)アクリレートが好ましい。
また、現像性と絶縁信頼性の観点から、二重結合を2つ有する化合物と二重結合を3つ以上有する化合物の組合せであることが好ましい。二重結合を3つ以上有する化合物が剛直な架橋体を形成することにより、硬化膜の弾性率やガラス転移点(Tg)が高くなり、絶縁信頼性が向上すると推定される。
通常二重結合を3つ以上有する化合物を含む場合には、架橋点が増えることから反りが発生する傾向にある。しかしながら、本実施の形態においては、2官能水酸基含有化合物が、二重結合を有する化合物と架橋構造を形成することなく、感光性樹脂組成物中に第二成分として存在することによって、反りを軽減することができる。
二重結合を3つ以上有する化合物としては、ペンタエリスリトールトリ/テトラアクリレート(商品名:アロニックス(登録商標)M−306、東亞合成社製)、トリメチロールプロパンPO変性トリアクリレート(商品名:アロニックスM−310、東亞合成社製)、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(商品名:A−TMMT、新中村化学工業社製)、EO変性グリセロールトリ(メタ)アクリレート(商品名:A−GLY−9E(EO変性9mol)、新中村化学工業社製)、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート(商品名:アロニックスM−408、東亞合成社製)、ジペンタエリスリトールペンタ及びヘキサアクリレート(商品名:アロニックスM−403、東亞合成社製)などが挙げられる。
2つ以上の光重合可能な不飽和二重結合を有する(メタ)アクリレート化合物の量は、ポリイミドの量を100質量部とした場合、現像性の観点から5質量部以上60質量部以下が好ましく、10質量部以上40質量部以下がより好ましい。
なお、本実施の形態に係る樹脂組成物においては、感光性樹脂として用いない場合には、必ずしも(D)感光剤を用いる必要はない。
(E)光重合開始剤
光重合開始剤としては、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オンのようなベンジルジメチルケタール類、ベンジルジプロピルケタール類、ベンジルジフェニルケタール類、ベンゾインメチルエーテル類、ベンゾインエチルエーテル、チオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、4−イソプロピルチオキサントン、2,4−イソプロピルチオキサントン、2−フルオロチオキサントン、4−フルオロチオキサントン、2−クロロチオキサントン、4−クロロチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン[ミヒラーズケトン]、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノンなどの芳香族ケトン化合物、ロフィン二量体などのトリアリールイミダゾール二量体、9−フェニルアクリジンなどのアクリジン化合物、α、α―ジメトキシ−α−モルホリノ−メチルチオフェニルアセトフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、N−アリール−α―アミノ酸などのオキシムエステル化合物、p−ジメチルアミノ安息香酸、p−ジメチルアミノ安息香酸、p−ジエチルアミノ安息香酸、p−ジイソプロピルアミノ安息香酸、p−安息香酸エステル、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−1−{4−[(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オンなどのα―ヒドロキシアルキルフェノン類、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホニル)フェニル]−1−ブタノンなどのα―アミノアルキルフェノン類、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイドなどのアシルフォスフィンオキサイド類、1,2−オクタンジオン1−[4−(フェニルチオ)−2−(O−ベンゾイルオキシム)]、エタノン1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−1−(O−アセチルオキシム)などのオキシムエステル類などが挙げられる。これらの中で、感度の観点から、オキシムエステル類が好ましい。
光重合開始剤の量は、ポリイミドの量を100質量部とした場合、感度及び解像度の観点から、0.01質量部以上40質量部以下が好ましい。0.5質量部以上35質量部以下がより好ましい。
(F)リン化合物
感光性樹脂組成物は、リン化合物を含有することが好ましい。リン化合物は、構造中にリン原子を含むリン原子含有化合物であれば限定されない。このようなリン化合物としては、リン酸エステル構造を有するリン酸エステル化合物、又はホスファゼン構造を有するホスファゼン化合物などが挙げられる。
リン酸エステル化合物としては、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリイソブチルホスフェート、トリス(2−エチルヘキシル)ホスフェートなどの脂肪族炭化水素基を置換基とするリン酸エステル、トリス(ブトキシエチル)ホスフェートなどの酸素原子を含む脂肪族有機基を置換基とするリン酸エステル、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、レゾルシノールビス(ジフェニルホスフェート)などの芳香族有機基を置換基とするリン酸エステル化合物などが挙げられる。これらの中で、現像性の観点からトリス(ブトキシエチル)ホスフェート、トリイソブチルホスフェートが好ましい。
ホスファゼン化合物としては、下記一般式(17)、下記一般式(18)で表される構造などが挙げられる。
Figure 0005820825
上記一般式(17)及び上記一般式(18)で表されるホスファゼン化合物におけるR21、R22、R23、R24としては、炭素数1以上20以下の有機基であれば限定されない。炭素数1以上であれば、難燃性が発現する傾向にあるため好ましい。炭素数20以下であれば、ポリイミドと相溶する傾向にあるため好ましい。この中で、難燃性発現の観点から、炭素数6以上18以下の芳香族性化合物に由来する官能基が特に好ましい。このような官能基として、フェニル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、2−ヒドロキシフェニル基、3−ヒドロキシフェニル基、4−ヒドロキシフェニル基、2−シアノフェニル基、3−シアノフェニル基、4−シアノフェニル基などのフェニル基を有する官能基、1−ナフチル基、2−ナフチル基などのナフチル基を有する官能基、ピリジン、イミダゾール、トリアゾール、テトラゾールなどの含窒素複素環化合物に由来する官能基などが挙げられる。これらの化合物は、必要に応じて1種類でも2種類以上の組み合わせで用いてもよい。この中で、入手の容易さからフェニル基、3−メチルフェニル基、4−ヒドロキシフェニル基、4−シアノフェニル基を有する化合物が好ましい。
上記一般式(17)で表されるホスファゼン化合物におけるvは、3以上25以下であれば限定されない。3以上であれば、難燃性を発現し、25以下であれば、有機溶剤に対する溶解性が高い。この中で特に、入手の容易さからvが3以上10以下であることが好ましい。
上記一般式(18)で表されるホスファゼン化合物におけるwは、3以上10000以下であれば限定されない。3以上であれば難燃性を発現し、10000以下であれば、有機溶剤に対する溶解性が高い。この中で特に、入手の容易さから3以上100以下が好ましい。
上記一般式(18)で表されるホスファゼン化合物におけるG及びJは、炭素数3以上30以下の有機基であれば限定されない。この中で、Gとしては、−N=P(OC、−N=P(OC(OCOH)、−N=P(OC)(OCOH)、−N=P(OCOH)、−N=P(O)(OC)、−N=P(O)(OCOH)が好ましい。Jとしては、−P(OC、−P(OC(OCOH)、−P(OC(OCOH)、−P(OC)(OCOH)、−P(OCOH)、−P(O)(OC、−P(O)(OCOH)、−P(O)(OC)(OCOH)などが好ましい。
リン化合物としては、1種類のリン化合物を用いてもよく、2種類以上のリン化合物を組み合わせて用いてもよい。
感光性樹脂組成物におけるリン化合物の添加量は、ポリイミドの量を100質量部とした場合、現像性などの観点から、50質量部以下が好ましい。硬化体の難燃性の観点から、45質量部以下がより好ましい。また、5質量部以上あれば効果を発揮する。
(G)その他化合物
感光性樹脂組成物においては、その性能に悪影響を及ぼさない範囲で、その他化合物を含むことが出来る。具体的には、焼成後のフィルムの靭性や耐溶剤性、耐熱性(熱安定性)を向上させるために用いられる熱硬化性樹脂、及びポリイミドと反応性を有する化合物などが挙げられる。また、密着性向上のために用いられる複素環化合物、及びフィルムの着色のために用いられる顔料や染料などが挙げられる。
熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、シアネートエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、ベンゾオキサゾリン、フェノール樹脂、メラミン樹脂、マレイミド化合物などがあげられる。
ポリイミドと反応性を有する化合物としては、ポリマー中のカルボキシル基、アミノ基や末端の酸無水物と反応し、3次元架橋構造を形成できる化合物などが挙げられる。その中で、加熱することで塩基であるアミノ基を発生する、いわゆる熱塩基発生剤化合物が好ましい。例えば、アミンなどの塩基化合物のアミノ基を、スルホン酸などの酸で塩構造を作る、ジカーボネート化合物により保護する、酸クロライド化合物により保護することにより得られる化合物がある。それにより、室温では塩基性を発現せず安定であり、加熱により脱保護し、塩基を発生させる熱塩基発生剤とすることができる。
複素環化合物とはヘテロ原子を含む環式化合物であれば限定されない。ここで、本実施の形態におけるヘテロ原子には、酸素、硫黄、窒素、リンが挙げられる。具体例としては、2−メチルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾールのようなイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾールのようなN−アルキル基置換イミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾールなどの芳香族基含有イミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾールなどのシアノ基含有イミダゾール、イミダゾールシランなどのケイ素含有イミダゾールなどのイミダゾール化合物、5−メチルベンゾトリアゾール、1−(1’、2’−ジカルボキシエチルベンゾトリアゾール)、1−(2−エチルヘキシアミノメチルベンゾトリアゾール)などのトリアゾール化合物、2−メチル−5−フェニルベンゾオキサゾールなどオキサゾール化合物などが挙げられる。
顔料や染料としては、フタロシアニン系化合物があげられる。
その他化合物の添加量は、0.01質量部以上、30質量部以下であれば限定されない。0.01質量部以上であれば十分に密着性やフィルムへの着色性が向上する傾向にあり、30質量部以下であれば感光性などへの悪影響がない。感光性樹脂組成物は、任意で、有機溶剤を含有してもよい。
有機溶剤は、ポリイミドを均一に溶解及び/又は分散させうるものであれば限定されない。このような有機溶剤としては、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテルのような炭素数2以上9以下のエーテル化合物;アセトン、メチルエチルケトンのような炭素数2以上6以下のケトン化合物;ノルマルペンタン、シクロペンタン、ノルマルヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、デカリンのような炭素数5以上10以下の飽和炭化水素化合物;ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリンのような炭素数6以上10以下の芳香族炭化水素化合物;酢酸メチル、酢酸エチル、γ−ブチロラクトン、安息香酸メチルのような炭素数3以上9以下のエステル化合物;クロロホルム、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタンのような炭素数1以上10以下の含ハロゲン化合物;アセトニトリル、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−ピロリドンのような炭素数2以上10以下の含窒素化合物;ジメチルスルホキシドのような含硫黄化合物が挙げられる。
これらは必要に応じて1種、あるいは2種以上の混合物であってもよい。特に好ましい有機溶剤としては、炭素数2以上9以下のエーテル化合物、炭素数3以上9以下のエステル化合物、炭素数6以上10以下の芳香族炭化水素化合物、炭素数2以上10以下の含窒素化合物や、それらの1種、あるいは2種以上の混合物が挙げられる。また、ポリイミドの溶解性の観点から、トリエチレングリコールジメチルエーテル、N−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドが好ましい。
ポリイミドと有機溶剤とからなる樹脂組成物におけるポリイミドの濃度としては、樹脂成型体を形成可能な濃度であれば、特に制限されない。作製する樹脂成型体の膜厚の観点からポリイミドの濃度が1質量%以上、樹脂成型体の膜厚の均一性からポリイミドの濃度が90質量%以下であることが好ましい。得られる樹脂成型体の膜厚の観点から、2質量%以上、80質量%以下がより好ましい。
(H)感光性フィルム
本実施の形態に係る感光性樹脂組成物は、感光性フィルムの形成に好適に用いることができる。本実施の形態に係る感光性フィルムは、感光性樹脂組成物を基材上に塗布して得られる。また、本実施の形態に係る感光性フィルムにおいては、キャリアフィルムと、このキャリアフィルム上に設けられた上記感光性樹脂組成物と、この感光性樹脂上に形成されたカバーフィルムとを具備するものが好ましい。
感光性フィルムを製造するという観点からは、感光性樹脂組成物におけるポリイミドの濃度としては、1質量%以上、90質量%以下が好ましい。ポリイミドの濃度としては、感光性フィルムの膜厚の観点から1質量%以上が好ましく、感光性樹脂組成物の粘度、膜厚の均一性の観点から90質量%以下が好ましい。得られる感光性フィルムの膜厚の観点から、2質量%以上、80質量%以下がより好ましい。
次に、感光性フィルムの製造方法について説明する。まず、感光性樹脂組成物を基材にコートする。基材としては、感光性フィルム形成の際に損傷しない基材であれば、限定されない。このような基材としては、シリコンウエハ、ガラス、セラミック、耐熱性樹脂、キャリアフィルムなどが挙げられる。キャリアフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートフィルムや金属フィルムが挙げられる。取扱いの良さから、耐熱性樹脂及びキャリアフィルムが好ましく、基板圧着後の剥離性の観点から、ポリエチレンテレフタレートフィルムが特に好ましい。
コート方法としてはバーコート、ローラーコート、ダイコート、ブレードコート、ディップコート、ドクターナイフ、スプレーコート、フローコート、スピンコート、スリットコート、はけ塗りなどが例示できる。コート後、必要に応じてホットプレートなどによりプリベークと呼ばれる加熱処理を行ってもよい。
感光性樹脂組成物で構成された感光性フィルムを製造する場合は、感光性樹脂組成物の溶液を任意の方法で任意の基材(キャリアフィルム)上に塗布する。次に、感光性樹脂組成物を乾燥してドライフィルム化した後、例えばキャリアフィルムと感光性フィルムとを有する積層フィルムとする。
また、感光性フィルム上に、任意の防汚用や保護用のカバーフィルムを少なくとも一層設けて積層フィルムとしてもよい。本実施の形態に係る積層フィルムおいて、カバーフィルムとしては、低密度ポリエチレンなど感光性フィルムを保護するフィルムであれば限定されない。
(I)フレキシブルプリント配線板
本実施の形態に係る感光性フィルムは、フレキシブルプリント配線板に好適に用いることが可能である。本実施の形態に係るフレキシブルプリント配線板は、配線を有する基材と、この基材上の配線を覆うように設けられた上記感光性フィルムとを具備する。このフレキシブル配線板は、配線を有する基材上に感光性フィルムを圧着し、アルカリ現像した後、焼成を行うことにより得ることができる。
フレキシブルプリント配線板における配線を有する基材としては、ガラスエポキシ基板、ガラスマレイミド基板などのような硬質基材、あるいは銅張積層板などのフレキシブルな基板などが挙げられる。この中で、折り曲げ可能の観点からフレキシブルな基板が好ましい。
フレキシブルプリント配線板の形成方法は、感光性フィルムが配線を覆うように基材に形成されれば限定されない。このような形成方法としては、配線を有する基材の配線側と本実施の形態に係る感光性フィルムとを接触させた状態で、熱プレス、熱ラミネート、熱真空プレス、熱真空ラミネートなどを行う方法などが挙げられる。この中で、配線間への感光性フィルムの埋め込みの観点から、熱真空プレス、熱真空ラミネートが好ましい。
配線を有する基材上に感光性フィルムを積層する際の加熱温度は、感光性フィルムが基材に密着しうる温度であれば限定されない。基材への密着の観点や感光性フィルムの分解や副反応の観点から、30℃以上、400℃以下が好ましい。より好ましくは、50℃以上、150℃以下である。
配線を有する基材の整面処理は、特に限定されないが、塩酸処理、硫酸処理、過硫酸ナトリウム水溶液処理などが挙げられる。
感光性フィルムは、光照射後、光照射部位以外をアルカリ現像にて溶解することにより、ネガ型のフォトリソグラフィーが可能である。この場合において、光照射に用いる光源は、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、低圧水銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、蛍光灯、タングステンランプ、アルゴンレーザー、ヘリウムカドミウムレーザーなどが挙げられる。この中で、高圧水銀灯、超高圧水銀灯が好ましい。
現像に用いるアルカリ水溶液としては、光照射部位以外を、溶解しうる溶液であれば限定されない。このような溶液としては、炭酸ナトリウム水溶液、炭酸カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液などが挙げられる。現像性の観点から、炭酸ナトリウム水溶液及び水酸化ナトリウム水溶液が好ましい。現像方法としては、スプレー現像、浸漬現像、パドル現像などが挙げられる。
次いで、感光性フィルムを圧着したプリント配線板を焼成することによりプリント配線板を形成する。焼成は、溶媒の除去の観点や副反応や分解などの観点から、30℃以上、400℃以下の温度で実施することが好ましい。より好ましくは、100℃以上、300℃以下である。
焼成における反応雰囲気は、空気雰囲気下でも不活性ガス雰囲気下でも実施可能である。プリント配線板の製造において、前記焼成に要する時間は、反応条件によって異なるが、通常は24時間以内であり、特に好適には1時間から8時間の範囲で実施される。
本実施の形態に係るポリイミド及び感光性樹脂組成物は、キュア後の反りが良好であり、かつ現像性も良好であり、硬化体とした際に耐薬品性を示すことから、エレクトロニクス分野で各種電子機器の操作パネルなどに使用されるプリント配線板や回路基板の保護層形成、積層基板の絶縁層形成、半導体装置に使用されるシリコンウエハ、半導体チップ、半導体装置周辺の部材、半導体搭載用基板、放熱板、リードピン、半導体自身などの保護や絶縁及び接着に使用するための電子部品への膜形成用途に利用される。このように、シリコンウエハ、銅張積層板、プリント配線板などの上に形成された配線を保護する保護膜をカバーレイという。
また、本実施の形態に係るポリイミド及び感光性樹脂組成物は、フレキシブルプリント配線回路(FPC)用基板、テープオートメーションボンディング(TAB)用基材、各種電子デバイスにおける電気絶縁膜及び液晶ディスプレー用基板、有機エレクトロルミネッセンス(EL)ディスプレー用基板、電子ペーパー用基板、太陽電池用基板、特にフレキシブルプリント配線回路用のカバーレイに好適に用いることができる。
(第3の実施の形態)
フレキシブルプリント基板の製造工程に用いられる材料として、ジアミン成分としてシリコーンジアミンを用いたシロキサン部位を有するポリアミド酸構造とポリイミド構造とを有するポリイミドを含む樹脂組成物が提案されている。これらの樹脂組成物においては、シロキサン部位がポリアミド酸構造にのみ存在する。このため、硬化時にポリイミド構造が収縮して反りが生じると共に、ポリアミド酸構造の分子量の低下が著しく、ドライフィルム(樹脂フィルム)の現像時間が不安定となる問題がある。また、近年、フレキシブルプリント基板の部品実装信頼性として、高加速試験(HAST)が行なわれるようになり、HAST耐性を有する高い絶縁信頼性と、接続信頼性向上のために反りの抑制された材料が求められている。
本発明者らは、(A)高分子化合物として、シロキサン部位を有するポリイミド構造及びポリアミド酸構造を構成単位として有するポリイミドを用いることに着目した。そして、(A)高分子化合物としてのシロキサン部位を有するポリイミド構造及びポリアミド酸構造を構成単位として有するポリイミドと、(D)感光剤としての特定構造を有する(メタ)アクリレート化合物と、(E)光重合開始剤とを含有する感光性樹脂組成物により、優れたHAST耐性を有する感光性樹脂組成物を実現できることを見出した。
この感光性樹脂組成物においては、シロキサン部位がポリイミド構造に含まれことから、ポリアミド酸構造の分子量の低下を抑制できるので、現像性の低下を抑制できる。また、分子鎖のポリイミド部位に適度な柔軟性が付与されるので、硬化時の樹脂フィルムの反りを低減できる。さらに、2官能水酸基含有化合物及びブロックイソシアネート化合物を含むことにより、シリコーン部位を有するポリイミドの収縮及び偏析を抑制でき、硬化時の反りの低減及び耐熱性が向上すると共に、基材との接着性の低下を抑制できる。以下、本発明の第3の実施の形態について具体的に説明する。
本発明の第3の実施の形態に係る感光性樹脂組成物は、(a)ポリイミド構造及びポリアミド酸構造を構成単位として有するポリイミドと、(D)光重合可能な不飽和二重結合を2つ以上有する(メタ)アクリレート化合物と、(E)光重合開始剤とを含有する。以下、各構成要素について詳細に説明する。
(a)ポリイミド
本実施の形態に係るポリイミドは、下記一般式(7)で表されるポリイミド構造及び、下記一般式(8)で表されるポリアミド酸構造をそれぞれ繰り返し構成単位として有するブロック共重合体である。本実施の形態に係るポリイミドは、酸二無水物及びジアミンを用いて合成される。
Figure 0005820825
(式(7)及び式(8)中、Z、Zは、下記一般式(9)で表されるテトラカルボン酸二無水物に由来する4価の有機基であり、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。R18は、炭素数1〜炭素数30の2価の有機基を表し、R19は、炭素数1〜炭素数30の1価の有機基を表し、eは、1以上20以下の整数を表す。)
Figure 0005820825
本実施の形態においては、ポリイミドが、上記一般式(7)で表されるポリイミド構造を含むことから、シロキサン部位がポリイミド構造に含まれる。これにより、分子鎖のポリイミド部位に適度な柔軟性が付与されるので、焼成後のフィルムの反りを低減できる。また、ポリイミドが、上記一般式(8)で表されるポリアミド酸構造を含むことから、分子鎖に芳香環が導入される。これにより、ポリアミド酸構造の分子量の低下を抑制できるので、感光性樹脂組成物の保存安定性及びドライフィルムの現像時間安定性が向上する。さらに、ポリイミドのポリアミド酸構造及びポリイミド構造が、上記一般式(9)で表されるテトラカルボン酸二無水物由来の4価の有機基を含むので、分子鎖に適度な剛直性が付与され、耐熱性が向上して絶縁信頼性(HAST耐性)が向上する。
本実施の形態に用いる酸二無水物としては、無水ピロメリット酸(以下、「PMDA」とも略称する)、オキシジフタル酸二無水物(以下、「ODPA」とも略称する)、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(以下、「BPDA」とも略称する)が挙げられる。オキシジフタル酸二無水物、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物については、構造異性体が存在するがその構造は特に限定されない。またこれらの酸二無水物は、単独で使用してもよいし、複数併用してもよい。
本実施の形態に用いる芳香族ジアミンとしては、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼンが挙げられる。反りの観点から屈曲性を有する1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼンが好ましい。
また、本実施の形態に用いるシリコーンジアミンとしては、下記一般式(19)で表される構造であれば特に限定されない。
Figure 0005820825
上記一般式(7)及び上記一般式(19)において、eは、1≦e≦20を満たす整数である。eが20以下であれば、アルカリ可溶性及びHAST耐性が良好となる。上記一般式(19)におけるeとしては、生成するポリイミドのTg及び難燃性の観点から、1以上15以下であることが好ましく、1以上12以下がより好ましい。
上記一般式(7)及び上記一般式(19)において、R18は、炭素数1以上30以下である2価の有機基であれば限定されない。炭素数1以上30以下である2価の有機基(R19)としては、難燃性の観点から、CH、C、C、C、などで表される炭素数10以下の脂肪族飽和炭化水素に由来する2価の有機基が好ましい。
上記一般式(7)及び上記一般式(19)において、R19は炭素数1以上30以下の有機基を表し、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。炭素数1以上30以下の有機基(R19)としては、脂肪族飽和炭化水素基、脂肪族不飽和炭化水素基、環状構造を含む有機基、及びそれらを組み合わせた基などが挙げられる。
上記脂肪族飽和炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基などの第一級炭化水素基、イソブチル基、イソペンチル基などの第二級炭化水素基、t−ブチル基などの第三級炭化水素基などが挙げられる。
上記脂肪族不飽和炭化水素基としては、ビニル基、アリル基などの二重結合を含む炭化水素基、エチニル基などの三重結合を含む炭化水素基などが挙げられる。
上記環状構造を含む官能基としては、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロデシル基、シクロオクチル基などの単環式官能基;ノルボルニル基、アダマンチル基などの多環式官能基;ピロール、フラン、チオフェン、イミダゾール、オキサゾール、チアゾール、テトラヒドロフラン、ジオキサン構造を有する複素環式官能基;ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環構造を含む芳香族炭化水素基などが挙げられる。
炭素数1以上30以下の有機基(R19)としては、ハロゲン原子、ヘテロ原子及び金属原子を含むものであってもよい。ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。また、ヘテロ原子としては、酸素、硫黄、窒素、リンが挙げられる。また、金属原子としては、ケイ素及びチタンが挙げられる。
また、炭素数1以上30以下の有機基(R19)がヘテロ原子及び/又は金属原子を含む場合、R19は結合するヘテロ原子及び/又は金属原子に直接結合していてもよく、ヘテロ原子及び/又は金属原子を介して結合していてもよい。
上記一般式(7)及び上記一般式(19)のR19の炭素数としては、難燃性を考慮して、1以上20以下が好ましい。さらに、生成するポリイミドの溶媒溶解性の観点から、炭素数としては、1以上10以下が特に好ましい。
上記一般式(19)で表される化合物として、R18:プロピレン基、R19:メチル基で表わされる化合物としては、信越化学工業社製のPAM−E(n≒2)、KF−8010(n≒10)、X−22−161A(n≒20)、東レダウコーニング社製のBY16−871(n≒2)、及びBY16−853U(n≒10)が挙げられる。また、R18:プロピレン基、R19:フェニル基で表わされる化合物としては、信越化学工業社製のX−22−1660B−3(n≒20)が挙げられる。
ポリイミドの主鎖末端は、性能に影響を与えない構造であれば、特に限定されない。ポリイミドを製造する際に用いる酸二無水物、ジアミンに由来する主鎖末端でもよいし、その他の酸無水物、アミン化合物などにより主鎖末端を封止したものであってもよい。
ポリイミドの重量平均分子量は1000以上1000000以下であることが好ましい。ここで、重量平均分子量とは、既知の重量平均分子量のポリスチレンを標準として、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによって測定される分子量をいう。重量平均分子量はポリイミド膜の強度の観点から、1000以上であることが好ましい。またポリイミド含有樹脂組成物の粘度、成型性の観点から、1000000以下であることが好ましい。重量平均分子量は5000以上、500000以下がより好ましく、10000以上300000以下が特に好ましく、25000以上、50000以下が最も好ましい。
ポリイミド構造及びポリアミド酸構造をそれぞれ繰り返し単位として有するポリイミの製造方法は、上記第2の実施の形態に示した製造方法を用いることができる。
なお、上述した実施の形態においては、(A)高分子化合物としてシロキサン部位を有するポリイミド構造及びポリアミド酸構造を構成単位として有するポリイミドを用いた第2の態様に係る樹脂組成物について説明したが、本発明の効果を奏する範囲でポリアミド酸構造を実質的に含まないポリイミドを用いることにより、上記第1の態様に係る樹脂組成物として用いることも可能である。
(b)2官能水酸基含有化合物
本実施の形態に係る感光性樹脂組成物においては、2官能水酸基含有化合物、及びブロックイソシアネート化合物を含有することが好ましい。2官能水酸基含有化合物は、ポリイミドと直接的結合を有しないため、骨格中に取り込まれずに第二成分として存在する。これにより、硬化時のポリイミド骨格の収縮を防ぐことができ、反りを抑制できる。さらに、ブロックイソシアネート化合物が含まれることにより、低温でポリイミドのカルボキシル基を不活性化し、低温硬化が可能となるため、硬化時のポリイミド骨格の収縮を防ぎ、反りを抑制できるためである。
また、本実施の形態に係る感光性樹脂組成物においては、耐熱性の観点から、2官能水酸基含有化合物に含まれる水酸基と、ブロックイソシアネートに含まれるイソシアネート基とのモル比は、水酸基/イソシアネート基=0.5〜1であることが好ましい。
2官能水酸基含有化合物としては、上記第1の実施の形態に係る樹脂組成物に用いるものと同様のものを用いることができる。なお、2官能水酸基含有化合物としては、本発明の効果を奏する範囲で、2以上の水酸基を含有する多官能水酸基含有化合物を用いることもできる。
本実施の形態においては、2官能水酸基含有化合物は、反り低減、半田耐熱性及び耐薬品性を両立させるという点から、樹脂組成物100質量部に対し、1質量部〜70質量部含有することが好ましく、1質量部〜60質量部含有することがさらに好ましい。
(c−1)ブロックイソシアネート化合物
ブロックイソシアネート化合物としては、上記第1の実施の形態に係る樹脂組成物に用いるものと同様のものを用いることができる。なお、本実施の形態においては、(C)多官能架橋性化合物として、ブロックイソシアネート化合物を用いる例について説明したが、本発明の効果を奏する範囲で2以上のイソシアネート基を有する多官能イソシアネート化合物や、2以上の架橋性官能基を有する多官能架橋性化合物や、多官能オキサゾリン化合物を用いることも可能である。
(d)(メタ)アクリレート化合物
光重合可能な不飽和二重結合を2つ以上有する(メタ)アクリレート化合物としては、トリシクロデカンジメチロールジアクリレート、エチレンオキシド(EO)変性ビスフェノールAジメタクリレート、EO変性水添ビスフェノールAジアクリレート、1,6−ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、1,4−シクロヘキサンジオールジ(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、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、2−ジ(p−ヒドロキシフェニル)プロパンジ(メタ)アクリレート、トリス(2−アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ε−カプロラクトン変性トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、グリセロールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ポリオキシエチレントリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ポリオキシプロピレントリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、β―ヒドロキシプロピル−β’−(アクリロイルオキシ)−プロピルフタレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ/テトラ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
本実施の形態に係る感光性樹脂組成物においては、2つ以上の光重合可能な不飽和二重結合を有する(メタ)アクリレート化合物を含有する。解像性やHAST耐性の観点から、二重結合を3つ以上有する(メタ)アクリレート化合物を含むことが好ましい。
二重結合を3つ以上有する(メタ)アクリレート化合物としては、ペンタエリスリトールトリ/テトラアクリレート(東亞合成社製、アロニックスM−306)、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(新中村化学工業社製、A−TMMT)、EO変性グリセロールトリ(メタ)アクリレート(新中村化学工業社製、A−GLY−9E(EO変性9mol))、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート(東亞合成社製、アロニックスM−408)、ジペンタエリスリトールペンタ及びヘキサアクリレート(東亞合成社製、アロニックスM−403)などが挙げられる。
また本実施の形態において、二重結合を3つ以上有する(メタ)アクリレート化合物としては、絶縁抵抗値(HAST耐性)や反りの観点から、下記一般式(10)で表わされる化合物であることがより好ましい。これは下記一般式(10)で表される化合物が、ポリイミドの骨格中に取り込まれずに第二成分として架橋体を形成することで、硬化時のポリイミド骨格の収縮を防ぎ、反りを抑制できるためである。これに加えて、水酸基などの電気絶縁性を低下させる官能基を持っていないことから、本実施の形態に係るポリイミドマトリックス中に剛直な架橋体が形成され、硬化膜のTgや弾性率が高くなり、HAST耐性が向上すると推定される。
Figure 0005820825
(式(10)中、R20は、水素原子又はメチル基を表わす。複数のEは各々独立に炭素数2〜炭素数5のアルキレン基を表わし、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。fは、1〜10の整数である。)
上記式(10)において、炭素数2〜炭素数6のアルキレン基(E)としては、例えば、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基、ペンチレン基、ネオペンチル基などが挙げられる。解像性の観点から、Eとしては、2又は3のアルキレン基であることがより好ましい。また、上記式(10)において、難燃性の観点から、fとしては、1以上5以下が特に好ましい。
上記一般式(10)で表わされる化合物としては、東亞合成社製のアロニックスM−350(E:エチレン基、f:1)、M−360(E:エチレン基、f:2)、M−310(E:プロピレン基、f:1)、M−321(E:プロピレン基、f:2)、SARTOMER社製のSR502(E:エチレン基、f:3)、SR9035(E:エチレン基、f:5)などが挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、複数併用してもよい。
また、本実施の形態に係る感光性樹脂組成物においては、焼成後の反りや解像性の観点から、二重結合を2つ有する(メタ)アクリレート化合物と二重結合を3つ以上有する(メタ)アクリレート化合物とを併用することが好ましい。
二重結合を2つ有する(メタ)アクリレート化合物としては、脂肪族系ジ(メタ)アクリレートとビスフェノール構造を有する芳香族系ジ(メタ)アクリレートに分けられる。脂肪族系ジ(メタ)アクリレートとしては、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレン・ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。具体的には、ノナエチレングリコールジアクリレート(新中村化学工業社製、9G)、ヘプタプロピレングリコ−ルジメタクリレ−ト(新中村化学工業社製、9PG)などが反り抑制の観点から、好ましい。
また芳香族系ジ(メタ)アクリレートとしては、下記一般式(20)で表わされる化合物が挙げられる。
Figure 0005820825
(式(20)中、R25及びR26は、水素原子又はメチル基を表わす。複数のEは、各々独立に炭素数2〜炭素数6のアルキレン基を表わし、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。)
上記一般式(20)において、炭素数2〜炭素数6のアルキレン基(E)としては、例えば、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基、ペンチレン基、ネオペンチル基などが挙げられる。
上記一般式(20)において、l及びkは、それぞれ1以上10以下の整数であり、2≦l+k≦20である。l及びkが、それぞれ10以下であると難燃性及びHAST耐性が向上する。また反り及び解像性の観点から、一般式(20)におけるl及びkとしては、それぞれ3以上6以下、6≦l+k≦12がより好ましい。
上記一般式(20)における具体的な例としては、東亞合成社製のアロニックスM−208(R25、R26:水素原子、E:エチレン基、l、k≒2)、新中村化学工業社製のBPE−500(R25、R26:メチル基、E:エチレン基、l+k=10)、BPE−900(R25、R26:メチル基、E:エチレン基、l+k=17)、A−BPE−500(R25、R26:水素原子、E:エチレン基、l+k=10)、A−B1206PE(下記一般式(21)、R25:水素原子、R26:メチル基、E:エチレン基、E:プロピレン基、l1+k1=6、l2+k2=12)などが挙げられる。
Figure 0005820825
光重合可能な不飽和二重結合を2つ以上有する(メタ)アクリレート化合物の量としては、ポリイミドの量を100質量部とした場合、解像性の観点から5質量部以上60質量部以下が好ましく、10質量部以上40質量部以下がより好ましい。
なお、本実施の形態に係る樹脂組成物においては、感光性樹脂として用いない場合には、必ずしも(D)感光剤としての(メタ)アクリレート化合物を含有する必要はない。
(E)光重合開始剤
光重合開始剤としては、上記第2の実施の形態に示したものと同様のものを用いることができる。
(F)リン化合物
リン化合物としては、上記第2の実施の形態に示したものと同様のものを用いることができる。また、上記一般式(17)に示したホスファゼン化合物としては、具体的には、Rabitle(登録商標)FP−300、FP−390、(伏見製薬所社製、略称FP−300(R21=R22=4−シアノフェニル基)、略称FP−390(R21=R22=3−メチルフェニル基)が挙げられる。
(G)その他化合物
また、本実施の形態に係る感光性樹脂組成物においては、その性能に悪影響を及ぼさない範囲でその他化合物を含むことができる。その他化合物としては、上記第2の実施の形態に示したものと同様のものが挙げられる。
(H)感光性フィルム
また、本実施の形態に係る感光性樹脂組成物は、上記第2の実施の形態に係る感光性樹脂組成物と同様に、感光性フィルムの形成に用いることができる。
(I)フレキシブルプリント配線板
また、本実施の形態に係る感光性樹脂組成物は、上記第2の実施の形態に係る感光性樹脂組成物と同様に、フレキシブルプリント配線板に好適に用いることが可能である。
(第4の実施の形態)
フレキシブルプリント基板の製造に用いられる材料としては、ポリアミド酸の全てをイミド化し水酸基及び/又はカルボキシル基を含むアリカリ水溶液可溶・溶剤可溶ポリイミドを含む樹脂組成物が提案されている。この樹脂組成物においては、フレキシブルプリント配線板の製造で用いられるレーザービア加工を不要とし、アリカリ水溶液や溶剤でビア加工する層間絶縁材料として使用できる。しかしながら、フレキシブルプリント配線板の製造工程で使用される溶剤やアルカリ水溶液に対する耐性に乏しい為、改善が要求されている。また脱溶媒したフィルム形態の絶縁材料を加熱加圧プレス法で配線板に積層し層間絶縁膜として使用する場合、高分子化合物である為、樹脂流動性に乏しくスルーホール埋め込み性に乏しく、改善が望まれている。
本発明者らは、(A)高分子化合物として、水酸基及び/又はカルボキシル基とシロキサン部位とを有する溶剤可溶ポリイミドを用いることに着目した。そして、本発明者らは、(A)高分子化合物としての溶剤可溶性ポリイミドと、(B)多官能水酸基含有化合物としての2官能水酸基含有化合物と、(C)多官能架橋性化合物としてのオキサゾリン化合物を含むことにより、架橋反応前は溶剤やアルカリ水溶液による加工が可能で、良好なスルーホール埋め込み性を示し、架橋反応後は優れた溶剤およびアルカリ水溶液への耐性を有するアルカリ可溶の樹脂組成物を実現できることを見出した。以下、本発明の第4の実施の形態について具体的に説明する。
本発明の第4の実施の形態に係る樹脂組成物は、(a)水酸基及び/又はカルボキシル基を有するポリイミドと、(b)2官能水酸基含有化合物と、(c−2)オキサゾリン化合物とを含有し、ポリイミド100質量部に対して、2官能水酸基含有化合物及びオキサゾリン化合物の含有量が2質量部から45質量部である。
この樹脂組成物においては、ポリイミドが、水酸基及び/又はカルボキシル基を有すること、及び2官能水酸基含有化合物とオキサゾリン化合物の含有量が所定範囲内であることにより、架橋前はスルーホール埋め込み性に優れ、アリカリ水溶液に可溶で、架橋後にアルカリ水溶液に不溶となる。また、ポリイミドが、水酸基及び/又はカルボキシル基を有することにより、オキサゾリン化合物と反応し、反りを抑制できる。また、2官能水酸基含有化合物が、ポリイミドの骨格中に取り込まれずに第二成分として存在することで、硬化時のポリイミド骨格の収縮を防ぎ、反りを抑制できる。また、オキサゾリン化合物が含まれることにより、低温でカルボキシル基を不活性化し、低温硬化が可能となるため、硬化時のポリイミド骨格の収縮を防ぎ、反りを抑制できる。
この樹脂組成物では、ポリイミドが、水酸基及び/又はカルボキシル基を有することにより、硬化前にアルカリ水溶液へ可溶となり、硬化後にアルカリ水溶液に不溶となり、かつ高い耐熱性(例えば、高いはんだ耐熱性)が発現する。また、上記構造により、硬化時の反りを抑制できる。
また、ポリイミドの構造中に水酸基及び/又はカルボキシル基を有するが、樹脂組成物中に2官能水酸基含有化合物を存在させることで、硬化時のポリイミド骨格の収縮を防ぐことができる。つまり、2官能水酸基含有化合物が、骨格中に取り込まれずに第二成分として含有されることで、樹脂組成物から得られる硬化物の反りをさらに低減することができる。また、オキサゾリン化合物を含有することで、水酸基との反応による高分子化、架橋形成により、アルカリ水溶液への不溶性とさらに高い耐熱性を実現できる。
また、2官能水酸基含有化合物と、オキサゾリン化合物の含有量は、ポリイミド100質量部に対して2質量部から45質量部であり、ポリイミドが他の成分に対して過剰である。この構成により、以下のような機構によって耐熱性が発現すると推測される。オキサゾリン基は、水酸基と反応してC=O基やNH基を含む構造を形成するが、更にオキサゾリン基は、イミド化反応後に残存するポリイミド中に含まれる水酸基及び/又はカルボン酸と反応し、C=O基やNH基を含むアミド構造やウレア構造などを形成する。つまり、熱硬化によって、ポリイミドとオキサゾリン化合物との間の化学的な架橋と、2官能水酸基含有化合物とオキサゾリン化合物との間の化学的な架橋とが形成されると考えられる。このように、複数種類の架橋によって3次元架橋形成されることにより、さらに耐熱性に優れたポリイミドを過剰とすることにより、さらなる耐熱性が発現する。
次に、樹脂組成物を構成する各組成物の詳細を説明する。
(a)ポリイミド
本実施の形態に係る樹脂組成物に用いられるポリイミドは、水酸基及び/又はカルボキシル基を構成単位として有している。このようにポリイミド構造部分が多官能架橋性化合物の架橋性官能基と反応して硬化することにより、硬化後のアルカリ水溶液への不溶性を示す。また、低温硬化の際に残存したカルボキシル基をオキサゾリン化合物及び/又はブロックイソシアネート化合物との反応で不活性化させ、オキサゾリン化合物及び/又はブロックイソシアネート化合物と2官能水酸基含有化合物により反りを抑制することができる。
本実施の形態に係る樹脂組成物に用いられるポリイミドは、水酸基及び/又はカルボキシル基を構成単位として有している。水酸基及び/又はカルボキシル基は、水酸基及び/又はカルボキシル基を有するジアミンを用いることでポリイミドに導入できる。このようなジアミンとしては、2,5−ジアミノフェノ−ル、3,5−ジアミノフェノ−ル、4,4’−(3,3’−ジヒドロキシ)ジアミノビフェニル、4,4’−(2,2’−ジヒドロキシ)ジアミノビフェニル、2,2’−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、3−ヒドロキシ−4−アミノビフェニル(HAB)、4,4’−(3,3’−ジカルボキシ)ジフェニルアミン、メチレンビスアミノ安息香酸(MBAA)、2,5−ジアミノ安息香酸(DABA)、3,3’−ジカルボキシ−4,4’−ジアミノジフェニルエ−テルなどが挙げられる。
ポリイミドのその他の構成については、上記第1の実施の形態と同様のものを用いることができる。なお、上述した実施の形態においては、(A)高分子化合物として水酸基及び/又はカルボキシル基とシロキサン部位とを有する溶剤可溶ポリイミドを用いた第2の態様に係る樹脂組成物について説明したが、本発明の効果を奏する範囲でポリアミド酸構造を実質的に含まないポリイミドを用いることにより、上記第1の態様に係る樹脂組成物として用いることも可能である。
本実施の形態に係るポリイミドの製造方法としては、上述した第1の実施の形態で示したポリイミドの製造方法と同様の方法を用いることができる。
(b)2官能水酸基含有化合物
本実施の形態に係る樹脂組成物に用いられる2官能水酸基含有化合物とは、分子鎖一本に対して2つの水酸基を含むものを指す。骨格中には、脂肪族、芳香族、脂環基などの炭化水素基を含むものが挙げられ、オキサゾリン化合物と架橋させる場合は絶縁性を高める点から下記式(14)で表されるような構造を骨格中に有するものが好ましく、反り抑制の点から脂肪族を含む化合物であることが好ましい。脂肪族の骨格を有することにより、反りを抑制の効果を損なうことなく吸湿性を抑えることができ、吸湿時においても高い絶縁性を発現できるためである。なお、長鎖の脂肪族基を含む場合には反り抑制の効果が高まるため好ましい。
Figure 0005820825
(式(14)中、Xは、芳香族、Yは、炭素数1から10の脂肪族、Zは、エーテル基、エステル基、カーボネート基、ウレタン基、ウレア基から選ばれる官能基で、h=0〜2の整数、i=0〜1の整数、j=1〜1000の整数を表す。)
また、オキサゾリン化合物と架橋させるのには、ポリフェノール末端化合物が好ましい。また、特に電子材料用途では、フッ素や塩素などのハロゲンを含まないものが好ましい。
2官能水酸基含有化合物の具体例としては、三菱化学社製のPTMG1000などのポリテトラメチレンジオール、日本曹達社製のG−1000などのポリブタジエンジオール、GI−1000などの水添ポリブタジエンジオール、旭化成ケミカルズ社製のデュラノールT5651、デュラノールT5652、デュラノールT4671及びダイセル化学社製のプラクセルCDなどのポリカーボネートジオール、ダイセル化学社製のプラクセル200などのポリカプロラクトンジオール、ビスフェノールAなどのビスフェノール類、新日本理化社製のリカビノールHBなどの水添ビスフェノール類、信越化学社製X−22−1821、ダウコーニング社製BY16−752、BY16−799などの両末端フェノール変性シリコーンなどが挙げられる。
これらの中でも、絶縁性を高める点から両末端フェノール変性シリコーン、ポリブタジエンジオール、水添ポリブタジエンジオール、ポリカーボネートジオールが好ましく、反りの低減の点から両末端フェノール変性シリコーン、ポリカーボネートジオールが好ましい。
また、2官能水酸基含有化合物は、反り低減と有機溶剤への溶解性の点から室温おいて液状のものが好ましい。数平均分子量としては500〜3000のものが好ましく、特に数平均分子量が500〜2000のものが好ましい。
2官能水酸基含有化合物は、反り低減、半田耐熱性及び耐薬品性を両立させるという点から樹脂組成物100質量部に対し、3質量部〜70質量部含有することが好ましく、5質量部〜60質量部含有することがさらに好ましい。
なお、本実施の形態においては、(B)多官能水酸基含有化合物として、2つの水酸基を含有する2官能水酸基含有化合物について説明したが、本発明の効果を奏する範囲で2以上の水酸基を含有するポリオールなども用いることが可能である。
(c−2)オキサゾリン化合物
本実施の形態に係る樹脂組成物に用いられるオキサゾリン化合物とは、分子内に2個以上のオキサゾリン基を有する化合物である。オキサゾリン化合物としては、ポリイミド(高分子化合物)及び/又は2官能水酸基含有化合物との間で架橋を形成した際に、当該架橋にC=O基及び/又はNH基を少なくとも2つ有するものが好ましい。
オキサゾリン化合物の具体例としては、1,3−ビス(4,5−ジヒドロ−2−オキサゾリル)ベンゼン、日本触媒社製のK−2010E、K−2020E、K−2030E、2,6−ビス(4−イソプロピル−2−オキサゾリン−2−イル)ピリジン、2,6−ビス(4−フェニル−2−オキサゾリン−2−イル)ピリジン、2,2‘−イソプロピリデンビス(4−フェニル−2−オキサゾリン)、2,2‘−イソプロピリデンビス(4−ターシャルブチル−2−オキサゾリン)などが挙げられる。これらのオキサゾリン化合物は、単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
上述した樹脂組成物を加熱することによって硬化物を得ることができる。加熱の態様については特に限定されないが、アリカリ水溶液に可溶とするため、50℃〜140℃において1分間〜60分間加熱することが好ましい。さらに高温領域(例えば160℃〜200℃)の加熱で主として架橋反応が生じ、アルカリ水溶液へ不溶となる。
上記高温領域においては、形成される樹脂組成物膜の厚さにもよるが、オーブンあるいはホットプレートにより最高温度を150℃〜220℃の範囲とし、5分間〜100分間、空気又は窒素などの不活性雰囲気下で加熱することにより、架橋する。加熱温度は、処理時間の全体に亘って一定であっても良く、徐々に昇温させてもよい。樹脂組成物膜は、公知のスクリーン印刷、又は、精密ディスペンス法により、フレキシブルプリント回路基板や半導体ウエハー表面に印刷し形成することができる。
樹脂組成物は、熱硬化させることにより優れた耐熱性を示すので、半導体素子の表面硬化膜、層間絶縁膜、ボンディングシート、プリント配線板用保護絶縁膜、プリント回路基板の表面保護膜・層間絶縁膜などとして有用であり、種々の電子部品に適用される。例えば、銅箔F2−WS(12μm)に樹脂組成物を塗工し95℃12分乾燥し、絶縁層の厚さ15μmの樹脂付き銅箔を作成できる。フレキシブルなプリント回路基板としては、エスパネックスM(新日鉄化学社製)(絶縁層の厚さ25μm、導体層は銅箔F2−WS(18μm))を用い、この回路基板上に樹脂付き銅箔を真空プレスにて100℃1分間、4MPaで積層し、銅箔上に感光性エッチングレジスト層を形成しアルカリ水溶液にてエッチングレジストと樹脂組成物を溶解しビアを形成した後、レジストを剥離し、180℃1時間硬化することにより層間絶縁膜が得られる。このようにして形成された層間絶縁膜は、良好な絶縁特性を発揮する。なお、本実施の形態における樹脂組成物の熱硬化は、比較的低い温度条件(例えば160℃〜200℃)で行われるため、銅の酸化は生じない。
また、エスパネックスM(新日鉄化学社製、絶縁層の厚さ25μm、導体層は銅箔F2−WS(18μm))の両面銅張板を用いて、両面部品実装回路基板を作成し、この回路基板に樹脂組成物を塗工乾燥し、アルカリ水溶液による加工後に硬化して、樹脂組成物を表面保護膜として用いても、良好な絶縁特性を発揮する。ここで、表面保護膜の膜厚は1μm〜50μmであることが好ましい。膜厚を1μm以上とすることにより取り扱いが容易となり、50μm以下とすることにより折り曲げやすく組み込みが容易となるためである。
なお、本実施の形態に係る樹脂組成物は、(D)感光剤を含有することにより、感光性樹脂組成物として用いることもできる。また、感光性樹脂組成物を基材上に塗布することにより、感光性フィルムを得ることもできる。
また、本実施の形態に係る樹脂組成物は、難燃性を向上する観点から、(F)リン化合物を含有させて用いることもできる。(F)リン化合物としては、リン酸エステル化合物又はホスファゼン化合物などを用いることができる。
さらに、本実施の形態に係る樹脂組成物は、銅箔上に樹脂組成物を設けて乾燥することにより、多層フレキシブル配線板などの層間絶縁膜として好適に用いることができる。また、本実施の形態に係る樹脂組成物は、基材上に形成された配線パターンを覆うように樹脂組成物を設けることにより、配線板の配線パターンの保護膜として好適に用いることができる。
なお、樹脂組成物は、ポリイミド、2官能水酸基含有化合物、オキサゾリン化合物及びの他に、有機溶媒を含有してもよい。有機溶媒に溶解した状態とすることにより、ワニスとして好ましく使用することができるためである。
このような有機溶媒としては、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドンなどのアミド溶媒、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンなどのラクトン溶媒、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、ヘキサメチルスルホキシドなどの含硫黄系溶媒、クレゾール、フェノールなどのフェノール系溶媒、ジエチレングリコールジメチルエーテル(ジグライム)、トリエチレングリコールジメチルエーテル(トリグライム)、テトラグライム、ジオキサン、テトラヒドロフラン、安息香酸ブチル、安息香酸エチル、安息香酸メチルなどのエーテル溶媒が挙げられる。また、これらの有機溶媒は、単独で使用してもよいし、複数併用してもよい。特に、高沸点と低吸水性の点から、γ−ブチロラクトン、トリグライム、安息香ブチル、安息香酸エチルを用いることが好ましい。
以下、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。なお、本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
本発明の第1の実施の形態に係る樹脂組成物について、以下の実施例1及び比較例1を参照して説明する。なお、以下の実施例1において、試料1から試料32は、第2の態様に係る樹脂組成物であり、試料33から試料35は、第1の態様に係る樹脂組成物である。
(実施例1)
樹脂組成物の硬化膜を含む試料1を作製し、その特性を確認した。本実施例では、樹脂組成物として、イミド化率88%のポリイミド(以下、ポリイミドA)のワニスに、ポリカーボネートジオールである旭化成ケミカルズ社製デュラノールT5651(分子量1000;以下、多官能水酸基含有化合物A)と、ヘキサメチレンジイソシアネート系ブロックイソシアネートである旭化成ケミカルズ社製デュラネートSBN−70D(NCO含有量10.2wt%;以下、イソシアネート化合物A)とを加えたものを用いた。ポリイミドA100質量部に対し、多官能水酸基含有化合物Aは5質量部、イソシアネート化合物Aは5質量部とした。また、樹脂組成物に対し、ポリイミドAが30質量%になるよう調合した。この場合、多官能水酸基含有化合物に含まれる水酸基と、イソシアネート化合物Aに含まれるイソシアネート基とのモル比は、水酸基/イソシアネート基=0.9であった。以下、ポリイミドAの合成方法、硬化膜の作製方法、及び各特性の評価方法について説明する。
[ポリイミドA]
ポリイミドAの合成方法について説明する。まず、三口セパラブルフラスコに窒素導入管、温度計、水分分離トラップを備えた玉付冷却管を取り付けた。氷水浴0℃で、ジェファーミンXTJ−542(ハンツマン社製、重量平均分子量1000)40g、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン(APB)23.519g、無水フタル酸2.027g、γ−ブチロラクトン(GBL)60g、安息香酸エチル(BAEE)60g、トルエン20g、γ−バレロラクトン12g、ピリジン18gを入れ、均一になるまで攪拌した。さらに、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)18.966gと、3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物(DSDA)19.616gとを少しずつ添加した。0.5時間攪拌した後、170℃まで昇温し、4時間加熱した。反応中、副生する水は、トルエンと共沸し、水分分離トラップを備えた玉付冷却管を用いて、還流下、脱水を行った。副生水を抜いた後、還流を止め、トルエンを全抜きした。系を60℃まで冷却した後、BTDA5.293g、APB4.780gを添加した。5時間後、室温まで冷却した。次に生成物を5μmのフィルターで加圧ろ過することでイミド化率88%のポリイミドAワニスを得た。
なお、上述したイミド化率は、IR法で求めた。具体的には、1480cm−1近傍のベンゼン環に基づくピークを基準とし、1380cm−1近傍のイミド環生成に基づくピークの吸光度との比からイミド化率を求めた。任意の温度におけるイミド化率Cは、任意の温度における1480cm−1の吸光度をA3、1380cm−1の吸光度をB3として、C=((B3/A3―B1/A1)/(B2/A2―B1/A1))×100(%)の式から算出される。ここで、50℃にて合成し80℃で乾燥した樹脂の1480cm−1における吸光度をA1、1380cm−1の吸光度をB1とした。また、大気雰囲気で220℃、60分間熱処理した樹脂の1480cm−1における吸光度をA2、1380cm−1の吸光度をB2とした。また、各ピークに関し、ピーク前後でピークの谷と谷を結ぶように適宜ベースラインを引き、ベースラインからの各ピークの高さ(つまり、各ピーク点と、各ピークからベースラインへ降ろした線とベースラインとの交点まで距離)をそれぞれの吸光度と定義した。なお、上記式において算出されるイミド化率Cは、220℃、60分間熱処理時のイミド化率を100%とする値である。
[硬化膜の作製]
上述した樹脂組成物をバーコーターで基板に塗工し、室温で5分間〜10分間レベリングを行い、熱風オーブンにて120℃、60分間、次いで180℃、30分間加熱して乾燥硬化し、試料1を作製した。基板としては、東レ・デュポン社製のカプトン(登録商標)100ENを用いた。また、樹脂組成物は基板の片面に塗工した。乾燥硬化後の膜厚は約20μmとした。
[反りの評価]
反りの評価は、試料四隅の持ち上がりによって評価した。具体的には、23℃、湿度50%の環境下にて、上述した試料1を5cm×5cmに切断し、中央部に対する角の浮き上がった距離を反りとして測定した。反りが10mm以下であるものは良好として○とし、5mm以下であるものは更に良好として◎とし、15mm以下であるものは△、15mmを超えるものは不良として×とした。
[半田耐性(耐熱性)の評価]
半田耐性は、JPCA−BM02規格に準じ、3cm×3cmに切断した試料1をハンダ浴に260℃で60秒間浸漬して評価した。外観を目視にて検査して、変形・溶解跡などの変化の有無を確認し、全体の面積の90%以上に変化が見られない場合を○とし、全体の面積の50%〜90%に変化が見られない場合を△とし、変化が見られない領域が50%未満の場合を×とした。
[耐薬品性の評価]
上述した試料1を、室温でメチルエチルケトン中に10分間浸漬させ、塗膜外観を目視にて検査し、変形・溶解跡などの変化の有無を確認した。全体の面積の90%以上に変化が見られない場合を○とし、全体の面積の50%〜90%に変化が見られない場合を△とし、変化が見られない領域が50%未満の場合を×とした。
[温度85℃・湿度85%における絶縁抵抗の評価]
フレキシブルなプリント回路基板の基材としてエスパネックスM(新日鉄化学社製)(絶縁層の厚さ25μm、導体層は銅箔F2−WS(18μm))を使用し、ライン/スペース:50μm/50μmの櫛形配線板を作製した。この回路基板上の一部に、硬化後の膜厚が15μmとなる様に樹脂組成物を塗布し硬化させ、試料1Bとした。硬化の条件は、試料1Aと同様である。その後、DC50V、85℃、湿度85%の条件下で8時間放置しながら抵抗を測定し、絶縁抵抗が10Ωを越える場合を○とし、10Ωに達しない場合を×とした。
[100℃から220℃の粘度の評価]
100℃から220℃の粘度は、TAインスツルメント社製測定機AR−G2を使用し、銅箔を基材とした樹脂フィルムから銅箔をエッチング除去して得た樹脂フィルムを27枚積層した試料を用い、ローター:8mm径パラレルプレート、歪:0.1%、周波数:1Hz、法線応力:0.1N(100g)で評価した。100℃から220℃の粘度が5000Pa・sから100000Pa・sの範囲にある場合を○とし、5000Pa・s未満または100000Pa・sを越えた領域がある場合を×とした。
[弾性域と塑性域の評価]
弾性域と塑性域は、JIS−C−2151規格に準じ、幅5mm、長さ100mmの試料をチャック間距離50mm、100mm/minで引っ張り試験を行い、降伏点までの伸度を弾性域、降伏点から破断点までの伸度を塑性域として評価した。弾性域が伸度20%未満で伸度50%以上の塑性域の場合を○とし、弾性域が20%以上又は伸度50%未満の塑性域の場合を×とした。
[層間絶縁抵抗の評価]
層間絶縁抵抗は、フレキシブルなプリント回路基板の基材としてエスパネックスM(新日鉄化学社製)(絶縁層の厚さ25μm、導体層は銅箔F2−WS(18μm))を使用し、銅箔を基材とした樹脂フィルムを積層し、その後、DC50V、85℃、湿度85%の条件下で1000時間放置しながら抵抗を測定し、樹脂フィルムの間の絶縁抵抗が10Ω以上の場合を○とし、10Ωに達しない場合を×とした。
[スルーホール埋め込み性の評価]
スルーホール埋め込み性は、作製した4層の配線板をエポキシ樹脂で包埋し、切断・研磨し光学顕微鏡にて評価した。スルーホールに隙間無く樹脂が埋め込まれている場合を○とし、スルーホール内に隙間が観察された場合を×とした。
[冷熱衝撃試験の評価]
冷熱衝撃試験は、JPCA−HD01−2003規格に準じ、作製した4層の配線板を−40℃、120℃、1000サイクルで評価した。サイクル中の接続抵抗の変動が10%以内の場合を○とし、10%を越えた場合を×とした。
[樹脂流れ性の評価]
樹脂流れ性は、銅箔を基材とした樹脂シート20cm角を銅箔F2−WS(12μm)と真空プレス(180℃、20分間、4MPa)積層した後に試料端部の樹脂のはみ出しを目視にて評価した。樹脂のはみ出しが1mm以下の場合を○とし、1mmを越えた場合を×とした。
試料1(試料1A、試料1B)の評価結果を下記表1に示す。下記表1から分かるように、試料1に係る樹脂組成物を用いた硬化物は、硬化時の反りが十分に抑制され、半田耐性(すなわち耐熱性)に優れている。また、耐薬品性や、高温高湿条件の絶縁性にも優れることが分かる。
また、試料1に係る樹脂組成物を用いた硬化物は、弾性域と塑性域の評価、層間絶縁抵抗、スルーホール埋め込み性、冷熱衝撃試験、樹脂流れ性のいずれにおいても良好な評価結果が得られた。
次に、試料1とは異なる条件で調合した樹脂組成物を用いて硬化膜を作製し、作製された試料2〜試料21の特性を確認した。
[試料2〜試料5]
試料2〜試料5は、試料1と同様に、ポリイミドA、多官能水酸基含有化合物A、イソシアネート化合物Aを含む樹脂組成物を用いて作製した。試料2〜試料5の主な相違点は多官能水酸基含有化合物Aとイソシアネート化合物Aの含有量である。具体的には、試料2は、ポリイミドA100質量部に対し、多官能水酸基含有化合物Aを7.5質量部、イソシアネート化合物Aを7.5質量部で加えた樹脂組成物を用いて作製した。試料3は、ポリイミドA100質量部に対し、多官能水酸基含有化合物Aを10質量部、イソシアネート化合物Aを10質量部で加えた樹脂組成物を用いて作製した。試料4は、ポリイミドA100質量部に対し、多官能水酸基含有化合物Aを15質量部、イソシアネート化合物Aを15質量部で加えた樹脂組成物を用いて作製した。試料5は、ポリイミドA100質量部に対し、多官能水酸基含有化合物Aを10質量部、イソシアネート化合物Aを15質量部で加えた樹脂組成物を用いて作製した。試料2〜試料5の作製方法や評価方法などは、試料1と同様である。
[試料6〜試料9]
試料6〜試料9は、後述するイミド化率28%のポリイミド(以下、ポリイミドB)、多官能水酸基含有化合物A、イソシアネート化合物Aを含む樹脂組成物を用いて作製した。試料6〜試料9の主な相違点は多官能水酸基含有化合物AとブロックイソシアネートAの含有量である。具体的には、試料6は、ポリイミドB100質量部に対し、多官能水酸基含有化合物Aを7.5質量部、イソシアネート化合物Aを7.5質量部で加えた樹脂組成物を用いて作製した。試料7は、ポリイミドB100質量部に対し、多官能水酸基含有化合物Aを10質量部、イソシアネート化合物Aを10質量部で加えた樹脂組成物を用いて作製した。試料8は、ポリイミドB100質量部に対し、多官能水酸基含有化合物Aを30質量部、イソシアネート化合物Aを30質量部で加えた樹脂組成物を用いて作製した。試料9は、ポリイミドB100質量部に対し、多官能水酸基含有化合物Aを60質量部、イソシアネート化合物Aを60質量部で加えた樹脂組成物を用いて作製した。試料6〜試料9の作製方法や評価方法などについては、試料1と同様である。
[ポリイミドB]
ポリイミドBの合成方法は次の通りである。まず、三口セパラブルフラスコに窒素導入管、温度計、水分分離トラップを備えた玉付冷却管を取り付けた。氷水浴0℃で、ジェファーミンXTJ−542(ハンツマン社製、重量平均分子量1000)40g、γ−ブチロラクトン(GBL)60g、安息香酸エチル(BAEE)60g、トルエン20g、γ−バレロラクトン12g、ピリジン18gを入れ、均一になるまで攪拌した。さらに、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)11.760gを少しずつ添加した。0.5時間攪拌した後、170℃まで昇温し、4時間加熱した。反応中、副生する水は、トルエンと共沸し、水分分離トラップを備えた玉付冷却管を用いて、還流下、脱水を行った。副生水を抜いた後、還流を止め、トルエンを全抜きした。系を60℃まで冷却した後、BPDA35.6g、APB29.738gを添加した。5時間後、室温まで冷却した。次に生成物を5μmのフィルターで加圧ろ過することでイミド化率28%のポリイミドBワニスを得た。
[試料10〜試料15]
試料10〜試料15は、ポリイミドA、イソシアネート化合物Aを含む樹脂組成物を用いて作製した。試料10〜試料15の主な相違点は、多官能水酸基含有化合物として、多官能水酸基含有化合物B〜Fのいずれかを用いた点である。多官能水酸基含有化合物Bとしては、ポリカーボネートジオールである旭化成ケミカルズ社製デュラノールT5652(分子量2000)を用いた。多官能水酸基含有化合物Cとしては、ポリカーボネートジオールである旭化成ケミカルズ社製デュラノールT4671(分子量1000)を用いた。多官能水酸基含有化合物Dとしては、ポリブタジエンジオールである日本曹達社製G−1000(分子量1000)を用いた。多官能水酸基含有化合物Eとしては、水添ポリブタジエンジオールである日本曹達社製GI−1000(分子量1000)を用いた。多官能水酸基含有化合物Fとしては、ポリテトラメチレンジオールである三菱化学社製PTMG1000(分子量1000)を用いた。
試料10は、ポリイミドA100質量部に対し、多官能水酸基含有化合物Bを10質量部、イソシアネート化合物Aを5質量部で加えた樹脂組成物を用いて作製した。試料11は、ポリイミドA100質量部に対し、多官能水酸基含有化合物Cを10質量部、イソシアネート化合物Aを10質量部で加えた樹脂組成物を用いて作製した。試料12は、ポリイミドA100質量部に対し、多官能水酸基含有化合物Dを30質量部、イソシアネート化合物Aを30質量部で加えた樹脂組成物を用いて作製した。試料13は、ポリイミドA100質量部に対し、多官能水酸基含有化合物Eを30質量部、イソシアネート化合物Aを30質量部で加えた樹脂組成物を用いて作製した。試料14は、ポリイミドA100質量部に対し、多官能水酸基含有化合物Fを30質量部、イソシアネート化合物Aを30質量部で加えた樹脂組成物を用いて作製した。試料15は、ポリイミドA100質量部に対し、多官能水酸基含有化合物Bを7.5質量部、イソシアネート化合物Aを7.5質量部で加えた樹脂組成物を用いて作製した。試料10〜試料15の作製方法や評価方法などについては、試料1と同様である。
[試料16、試料17]
試料16、試料17は、ポリイミドA、多官能水酸基含有化合物Aを含む樹脂組成物を用いて作製した。試料16、試料17の主な相違点は、イソシアネート化合物として、イソシアネート化合物B、Cのいずれかを用いた点である。イソシアネート化合物Bとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート系ブロックイソシアネートである旭化成ケミカルズ社製デュラネートTPA−B80E(NCO含有量=12.5wt%)を用いた。イソシアネート化合物Cとしては、イソホロンジイソシアネート系ブロックイソシアネートであるBaxenden社製の品番7951(NCO含有量=7.80wt%)を用いた。
試料16は、ポリイミドA100質量部に対し、多官能水酸基含有化合物Aを10質量部、イソシアネート化合物Bを9質量部で加えた樹脂組成物を用いて作製した。試料17は、ポリイミドA100質量部に対し、多官能水酸基含有化合物Aを10質量部、イソシアネート化合物Cを14質量部で加えた樹脂組成物を用いて作製した。試料16、試料17の作製方法や評価方法などについては、試料1と同様である。
[試料18、試料19]
試料18、試料19は、ポリイミドB、多官能水酸基含有化合物A、イソシアネート化合物Aを含む樹脂組成物を用いて作製した。試料18、試料19の主な相違点は、多官能水酸基含有化合物Aとイソシアネート化合物Aの含有量、及び硬化時の加熱条件である。具体的には、試料18は、ポリイミドB100質量部に対し、多官能水酸基含有化合物Aを10質量部、イソシアネート化合物Aを10質量部で加えた樹脂組成物を用いて作製した。試料19は、ポリイミドB100質量部に対し、多官能水酸基含有化合物Aを30質量部、イソシアネート化合物Aを30質量部で加えた樹脂組成物を用いて作製した。また、硬化時の加熱条件は、180℃、60分間、ついで180℃、60分間(つまり、180℃、60分間×2)とした。加熱条件を除く試料18、試料19の作製方法、評価方法などについては、試料1と同様である。
[試料20、試料21]
試料20、試料21は、試料1と同様に、ポリイミドA、多官能水酸基含有化合物A、イソシアネート化合物Aを含む樹脂組成物を用いて作製した。試料20、試料21の主な相違点は多官能水酸基含有化合物Aとイソシアネート化合物Aの含有量である。具体的には、試料20は、ポリイミドA100質量部に対し、多官能水酸基含有化合物Aを3質量部、イソシアネート化合物Aを3質量部で加えた樹脂組成物を用いて作製した。試料21は、ポリイミドA100質量部に対し、多官能水酸基含有化合物Aを70質量部、イソシアネート化合物Aを70質量部で加えた樹脂組成物を用いて作製した。試料20、試料21の作製方法や評価方法などは、試料1と同様である。
試料2〜試料21の評価結果を下記表1に示す。下記表1から分かるように、本実施例における樹脂組成物を用いた硬化物は、硬化時の反りが十分に抑制され、半田耐性(すなわち耐熱性)に優れている。また、耐薬品性や、高温高湿条件の絶縁性にも優れる。なお、試料10〜試料15などの評価結果より、絶縁性を高める点からは、多官能水酸基含有化合物として、ポリブタジエンジオール、水添ポリブタジエンジオール、ポリカーボネートジオールを用いることが好ましいことが分かる。また、反り低減の点からは、樹脂組成物100質量部に対し、ポリイミドを少なくとも3質量部〜70質量部含有することが好ましく、5質量部〜70質量部含有することがより好ましく、5質量部〜60質量部含有することがさらに好ましいことが分かる。また、試料18、試料19などの評価結果より、耐熱性や耐薬品性を高める点からは、低温領域(100〜130℃)の熱処理と、高温領域(160〜200℃)の熱処理とを併せて用いることが好ましいことが分かる。ただし、熱処理の条件はこれに限定されない。
次に、試料1〜試料21とは異なる条件で調合した樹脂組成物を用いて硬化膜を作製し、作製された試料22〜試料29の特性を確認した。
[試料22〜試料25]
試料22〜試料25は、ポリイミドC〜F、多官能水酸基含有化合物A、イソシアネート化合物Aを含む樹脂組成物を用いて試料1と同様に作製した。試料22〜試料25の主な相違点はポリイミドのイミド化率である。具体的には、試料22〜試料25は、ポリイミドC〜F100質量部に対し、多官能水酸基含有化合物Aを15質量部、イソシアネート化合物Aを15質量部で加えた樹脂組成物を用いて作製した。試料22〜試料25の作製方法や評価方法などは、試料1と同様である。
[ポリイミドC]
ポリイミドCの合成方法について説明する。まず、三口セパラブルフラスコに窒素導入管、温度計、水分分離トラップを備えた玉付冷却管を取り付けた。室温25℃で、トリエチレングリコールジメチルエーテル15g、γ−ブチロラクトン35g、トルエン20.0g、4,4’−オキシジフタル酸二無水物(マナック社製、略称ODPA)10.86g(35.00mmol)を入れ、均一になるまで攪拌した。その後、80℃に昇温しシリコーンジアミン(信越化学工業社製、略称KF−8010)11.30g(13.78mmol)を加え、更に0.5時間攪拌した後、170℃まで昇温し、4時間加熱した。反応中、副生する水は、トルエンと共沸し、水分分離トラップを備えた玉付冷却管を用いて、還流下、脱水を行った。副生水を抜いた後、還流を止め、トルエンを全抜きした。系を100℃まで冷却した後、無水マレイン酸0.14gを加え0.5時間攪拌した。12時間室温25℃にて静置、冷却した後に1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン(三井化学社製、略称APB−N)6.00g(20.52mmol)を添加した。5時間、室温25℃で攪拌した。次に生成物を5μmのフィルターで加圧ろ過することでイミド化率40%のポリイミドCワニスを得た。
[ポリイミドD]
ポリイミドDの合成方法について説明する。まず、三口セパラブルフラスコに窒素導入管、温度計、水分分離トラップを備えた玉付冷却管を取り付けた。室温25℃で、トリエチレングリコールジメチルエーテル15g、γ−ブチロラクトン35g、トルエン20.0g、ODPA10.86g(35.00mmol)を入れ、均一になるまで攪拌した。その後、80℃に昇温しKF−8010を11.30g(13.78mmol)加え、更に2時間攪拌した後、第一回目のAPB−Nを2.17g(7.42mmol)を入れ0.5時間攪拌した後、170℃まで昇温し、4時間加熱した。反応中、副生する水は、トルエンと共沸し、水分分離トラップを備えた玉付冷却管を用いて、還流下、脱水を行った。副生水を抜いた後、還流を止め、トルエンを全抜きした。系を100℃まで冷却した後、無水マレイン酸0.14gを加え0.5時間攪拌した。12時間室温25℃にて静置、冷却した後に第二回目のAPB−Nを3.83g(13.10mmol)を添加した。5時間、室温25℃で攪拌した。次に生成物を5μmのフィルターで加圧ろ過することでイミド化率60%のポリイミドDワニスを得た。
[ポリイミドE]
ポリイミドEの合成方法について説明する。ポリイミドの合成方法の第一回目のAPB−Nを4.03g(13.78mmol)、第二回目のAPB−Nを1.97g(6.73mmol)とする以外は、ポリイミドDの合成方法と同様にしてイミド化率80%のポリイミドEワニスを得た。
[ポリイミドF]
ポリイミドFの合成方法について説明する。ポリイミドDの合成方法の第一回目のAPB−Nを4.86g(16.62mmol)、第二回目のAPB−Nを1.03g(3.52mmol)とする以外は、ポリイミドDの合成方法と同様にしてイミド化率90%のポリイミドFワニスを得た。
[試料26]
試料26は、ポリイミドC、多官能水酸基含有化合物A、イソシアネート化合物Aを含む樹脂組成物を用いて試料1と同様に作製した。試料22に対する試料26の主な相違点は難燃成分の添加である。具体的には、試料26は、ポリイミドC100質量部に対し、多官能水酸基含有化合物Aを15質量部、イソシアネート化合物Aを15質量部、伏見製薬所社製のホスファゼン誘導体FP−300(難燃剤A)を23質量部で加えた樹脂組成物を用いて作製した。試料26の作製方法や評価方法などは、試料1と同様である。
[試料27]
試料27は、試料26と同じ樹脂組成物を用いて作製した。試料26に対する試料27の主な相違点は[硬化膜の作製]に使用した基板である。具体的には、試料27では、基板として古河サーキットフォイル社製の銅箔F2−WSの12μm膜厚品を使用し、銅箔のマット面の上に硬化膜を形成した。乾燥硬化後の膜厚は約30μmとした。試料27の他の作製方法や評価方法などは、試料1と同様である。
[試料28]
試料28は、ポリイミドC、多官能水酸基含有化合物A、イソシアネート化合物Aを含む樹脂組成物を用いて試料1と同様に作製した。試料22に対する試料28の主な相違点は難燃成分の添加と触媒の添加である。試料28は、ポリイミドC100質量部に対し、多官能水酸基含有化合物Aを18質量部、イソシアネート化合物Aを18質量部、伏見製薬所社製のホスファゼン誘導体FP−300(難燃剤A)を27質量部、堺化学工業社製のメラミンシアヌレートMC−20NJ粉砕品(難燃剤B:平均粒径1.1μm、最大粒径3μm)を18質量部、サンアプロ社製のU−CAT SA(登録商標)102(触媒A)を0.18質量部で加えた樹脂組成物を用いて作製した。試料28の作製方法や評価方法などは、基板として古河サーキットフォイル社製の銅箔F2−WSの12μm膜厚品を使用し、銅箔のマット面の上に硬化膜を形成し、120℃、10分間及び200℃、15分間加熱して乾燥硬化し、硬化後の膜厚は約30μmとした以外は試料1と同様である。
[試料29]
試料29は、試料28と同様の樹脂組成物を用いて作製した。試料28に対する試料29の主な相違点は触媒種だけである。具体的には、サンアプロ社製のU−CAT(登録商標)1102(触媒B)を0.18質量部使用した。試料29の他の作製方法や評価方法などは、試料28と同様である。
試料22〜試料29の評価結果を下記表2に示す。下記表2から分かるように、試料22〜試料29に係る樹脂組成物を用いた硬化物は、硬化時の反りが十分に抑制され、半田耐性(すなわち耐熱性)に優れている。また、耐薬品性や、高温高湿条件の絶縁性にも優れており、下記表1に示した試料1から試料21に係る樹脂組成物と同様の効果が得られた。
次に、試料27〜試料29で作製した樹脂フィルムを用いて試料30〜試料32を作製し、その特性を確認した。
[試料30]
試料30は、試料27で得られた樹脂フィルムを用いて作製した。試料27に対する試料30の主な相違点は、配線板に樹脂フィルムを積層して作製した点である。具体的にはフレキシブルなプリント配線板の基材としてエスパネックスM(新日鉄化学社製)(絶縁層の厚さ25μm、導体層は銅箔F2−WS(18μm))を使用し、直径0.1mmのスルーホールを4mm間隔でドリル加工し銅メッキ後、パターン加工した配線板の両面に樹脂フィルムを真空プレス(180℃、20分間、4MPa)積層し、パターン加工後にスルーホール間中央にレーザービア加工の上、銅メッキし25個のビアをディジーチェーン接続した4層の配線板を作製した。
[試料31、試料32]
試料31は試料28を、試料32は試料29を用い、試料30と同じ方法で配線板を作製し試料30と同じ方法で評価した。
次に、試料1〜試料32とは異なる条件で調合した樹脂組成物を用いて樹脂フィルムを作製し、作製された試料33〜試料35の特性を確認した。
[試料33]
試料33は、イミド化率100%のポリイミドGのワニスに、多官能水酸基含有化合物Aと、ヘキサメチレンジイソシアネート系イソシアネートである旭化成ケミカルズ社製デュラネートTPA−100(NCO含有量23.1wt%;以下、イソシアネート化合物)とを加えたものを用いた。ポリイミドG100質量部に対し、多官能水酸基含有化合物Aは10質量部、イソシアネート化合物は4.4質量部とした。また、樹脂組成物に対し、ポリイミドGが30質量%になるよう調合した。この場合、多官能水酸基含有化合物に含まれる水酸基とイソシアネート化合物Dに含まれるイソシアネート基とのモル比は、水酸基/イソシアネート基=0.9であった。この樹脂組成物を使用し試料30と同じ方法で配線板を作製し試料30と同じ方法で評価した。
[ポリイミドG]
ポリイミドGの合成方法について説明する。まず、三口セパラブルフラスコに窒素導入管、温度計、水分分離トラップを備えた玉付冷却管を取り付けた。室温25℃で、トリエチレングリコールジメチルエーテル15g、γ−ブチロラクトン35g、トルエン20.0g、4,4’−オキシジフタル酸二無水物(マナック社製、略称ODPA)10.86g(35.00mmol)を入れ、均一になるまで攪拌した。その後、80℃に昇温しシリコーンジアミン(信越化学工業社製、略称KF−8010)11.30g(13.78mmol)を加え、更に0.5時間攪拌した後、170℃まで昇温し、4時間加熱した。反応中、副生する水は、トルエンと共沸し、水分分離トラップを備えた玉付冷却管を用いて、還流下、脱水を行った。副生水を抜いた後、還流を止め、トルエンを全抜きした。系を100℃まで冷却した後、無水マレイン酸0.14gを加え0.5時間攪拌した。12時間室温25℃にて静置、冷却した後に1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン(三井化学社製、略称APB−N)6.00g(20.52mmol)、γ−ブチロラクトン35g、トルエン20.0gを添加した。0.5時間攪拌した後、170℃まで昇温し、4時間加熱した。反応中、副生する水は、トルエンと共沸し、水分分離トラップを備えた玉付冷却管を用いて、還流下、脱水を行った。副生水を抜いた後、還流を止め、トルエンを全抜きした。次に生成物を5μmのフィルターで加圧ろ過することでイミド化率100%のポリイミドGワニスを得た。
[試料34]
試料34は、ポリイミドGのワニスに、ポリカーボネートジオールである旭化成ケミカルズ社製デュラノールT5650E(分子量500)と、イソシアネート化合物Dとを加えたものを用いた。ポリイミドG100質量部に対し、T5650Eは5質量部、イソシアネート化合物Dは4.4質量部とした。また、樹脂組成物に対し、ポリイミドHが30質量%になるよう調合した。この場合、多官能水酸基含有化合物に含まれる水酸基と、イソシアネート化合物Dに含まれるイソシアネート基とのモル比は、水酸基/イソシアネート基=0.9であった。この樹脂組成物を使用し試料30と同じ方法で配線板を作製し試料30と同じ方法で評価した。
[試料35]
試料35は、ポリイミドGのワニスに、ポリカーボネートポリオールとして平均水酸基数3.6のポリカーボネートポリオールAと、ヘキサメチレンジイソシアネート(以下、イソシアネート化合物E)とを加えたものを用いた。ポリイミドG100質量部に対し、ポリカーボネートポリオールAは6.2質量部、ヘキサメチレンジイソシアネートは2質量部とした。また、樹脂組成物に対し、ポリイミドGが30質量%になるよう調合した。この場合、多官能水酸基含有化合物に含まれる水酸基と、イソシアネート化合物Eに含まれるイソシアネート基とのモル比は、水酸基/イソシアネート基=0.9であった。この樹脂組成物を使用し試料30と同じ方法で配線板を作製し試料30と同じ方法で評価した。試料30〜試料35の評価結果を下記表3に示す。
[ポリカーボネートポリオールA]
ポリカーボネートポリオールAの合成方法について説明する。デイクソンパッキングを充填した直径10mm、長さ300mmの蒸留塔及び温度計、攪拌機付の2リットルフラスコにエチレンカーボネート:EC 871.6g(9.9モル)トリメチロールプロパン:TMP 530.8g(3.96モル)、1.6−ヘキサンジオール:HDL 351.6g(2.98モル)、1.5−ペンタンジオール:PDL310g(2.98モル)を加え、20torrの減圧下に加熱攪拌し、内温が120℃〜130℃になるようにコントロールした。蒸留塔のTopから共沸組成のECとエチレングリコールを溜出させながら、18時間反応を行なった。次に蒸留塔を取りはずして、減圧度を4Torrにして未反応のECとジオールを回収した。未反応物の溜出の終了後、内温を190℃にし、その温度を保ったままジオールを溜出させることにより自己縮合反応を行なった。反応を5時間行なった後GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)分析により数平均分子量1014(ポリスチレン換算)の無色透明な粘性の液体を得た。収量は1200gであった。この液体は、次の物性を有していた。組成(モル%);HDL:PDL:TMP=30.0:21.7:45.4、その他エーテル結合を含むユニットが0.4%存在、OH価(mgKOH/g)=198.8、平均水酸基数=3.6であった。
[多官能水酸基含有化合物の分子量の評価]
多官能水酸基含有化合物の分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(東ソー社製)により測定し、スチレン換算分子量の数平均分子量で評価した。
下記表3から分かるように、試料30から試料35に係る樹脂組成物を用いた樹脂フィルムは、層間絶縁抵抗、スルーホール埋め込み性、半田耐性(すなわち耐熱性)、冷熱衝撃耐性に優れており、下記表1に示した試料1から試料21に係る樹脂組成物と同様の効果が得られた。また、イミド化率100%のポリイミドを用いた場合(試料33〜試料35)、3官能以上の多官能水酸基含有化合物を用いた場合(試料35)、2官能のイソシアネート化合物を用いた場合(試料35)、ブロックイソシアネート以外のイソシアネート化合物を用いた場合(試料33〜試料35)においても良好な結果が得られることが分かる。
(比較例1)
比較例として、上述した実施例1とは異なる条件で調合した樹脂組成物を用いて硬化膜を作製し、作製された試料の特性を確認した。本比較例では、比較試料1〜比較試料8を作製し、その特性を確認した。
[比較試料1〜比較試料3]
比較試料1〜比較試料3は、ポリイミドAを含む樹脂組成物を用いて作製した。比較試料1〜比較試料3の主な相違点は、ポリイミドA以外の成分である。具体的には、比較試料1は、多官能水酸基含有化合物A及びイソシアネート化合物Aを含まない樹脂組成物を用いて作製した。比較試料2は、ポリイミドA100質量部に対し、多官能水酸基含有化合物Aを5質量部で加えた樹脂組成物を用いて作製した。比較試料3は、ポリイミドA100質量部に対し、イソシアネート化合物Aを5質量部で加えた樹脂組成物を用いて作製した。比較試料1〜比較試料3の作製方法や評価方法などは、実施例1と同様である。
[比較試料4、比較試料5]
比較試料4、比較試料5は、ポリイミドA、多官能水酸基含有化合物A、イソシアネート化合物Aを含む樹脂組成物を用いて作製した。比較試料4、5の主な相違点は多官能水酸基含有化合物Aに対するイソシアネート化合物Aの含有量(つまり、官能水酸基含有化合物に含まれる水酸基と、イソシアネート化合物Aに含まれるイソシアネート基とのモル比)である。より具体的には、比較試料4は、ポリイミドA100質量部に対し、多官能水酸基含有化合物Aを10質量部、イソシアネート化合物Aを6質量部で加えることにより、水酸基とイソシアネート基とのモル比を、水酸基/イソシアネート基=1.4とした樹脂組成物を用いて作製した。比較試料5は、ポリイミドA100質量部に対し、多官能水酸基含有化合物Aを10質量部、イソシアネート化合物Aを20質量部で加えることにより、水酸基とイソシアネート基とのモル比を、水酸基/イソシアネート基=0.4とした樹脂組成物を用いて作製した。比較試料4、5の作製方法や評価方法などは、実施例1と同様である。
[比較試料6]
比較試料6は、多官能水酸基含有化合物A、イソシアネート化合物Aを含む樹脂組成物を用いて作製した。つまり、比較試料6は、ポリイミドを含まない樹脂組成物を用いて作製した。比較試料6の作製方法や評価方法などは、実施例1と同様である。
[比較試料7]
比較試料7は、多官能水酸基含有化合物及びブロックイソシアネートが骨格中に取り込まれたイミド化率100%のポリイミド(ポリアミド酸構造を含まないポリイミド;以下、ポリイミドH)を含む樹脂組成物を用いて作製した。ポリイミドHには、多官能水酸基含有化合物及びブロックイソシアネートが取り込まれているため、樹脂組成物の成分としては多官能水酸基含有化合物及びブロックイソシアネートを含んでいない。比較試料7の作製方法や評価方法などは、実施例1と同様である。
[ポリイミドH]
ポリイミドHの合成方法は次の通りである。まず、三口セパラブルフラスコに窒素導入管、温度計、水分分離トラップを備えた玉付冷却管を取り付けた。旭化成ケミカルズ社製デュラノールT5651(分子量1000)78.88g、ヘキサメチレンジイソシアネート26.91g、γ−ブチロラクトン(GBL)177gを仕込んだ。室温、窒素雰囲気下、200rpmで15分攪拌した後、140℃に昇温して1時間攪拌した。ついで、4,4’−オキシジフタル酸二無水物62.04g(200ミリモル)、GBL176gを加え、170℃、200rpmで攪拌しながら1.5時間反応させた。さらに、室温に冷却しBPDA5.88g、APB40.55g、GBL353g、トルエン70g、γ−バレロラクトン2.2g、ピリジン3.5gを加え、170℃、200rpmで攪拌しながら3.5時間反応させた。反応中、副生する水は、トルエンと共沸し、水分分離トラップを備えた玉付冷却管を用いて、還流下、脱水を行った。副生水を抜いた後、還流を止め、トルエンを全抜きした。次に生成物を5μmのフィルターで加圧ろ過することでイミド化率100%のポリイミドHワニスを得た。つまり、ポリイミドHとは、樹脂組成物中のポリイミドにおいてポリアミド酸構造を含まず、かつ多官能水酸基含有化合物及びブロックイソシアネートを樹脂組成物中の成分としてではなく、ポリイミドの骨格中に取り込んでいるものに相当する。
比較試料1〜比較試料7の評価結果を下記表4に示す。比較試料1〜3、6より、ポリイミド、多官能水酸基含有化合物、イソシアネート化合物のいずれかが欠けた場合には良好な硬化物は得られないことが確認された。また、比較試料4、5より、イソシアネート化合物が過剰となる水酸基/イソシアネート基=0.4では、イソシアネート化合物同士の反応により生じ反りが生じ、多官能水酸基含有化合物が過剰となる水酸基/イソシアネート基=1.4では、未反応物が増え耐薬品性が低下することが確認された。つまり、水酸基/イソシアネート基=0.5〜1でない場合には良好な硬化物は得られないことが確認された。また、比較試料7より、多官能水酸基含有化合物及びイソシアネート化合物が骨格中に取り込まれ、樹脂組成物の成分としては多官能水酸基含有化合物及びイソシアネート化合物を含まない場合には、良好な硬化物は得られないことが確認された。
Figure 0005820825
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Figure 0005820825
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表1〜表4から分かるように、実施例1及び比較例1の評価結果により、ポリイミド構造及びポリアミド酸構造を構成単位として有するポリイミドと、多官能水酸基含有化合物と、イソシアネート化合物とを含有し、多官能水酸基含有化合物に含まれる水酸基と、イソシアネート化合物に含まれるイソシアネート基とのモル比が、水酸基/イソシアネート基=0.5〜1である樹脂組成物を用いることによって、反りが十分に抑制され、優れた耐熱性を有する硬化膜が得られることが確認された。
また、表1から表3から分かるように、実施例1に係る樹脂組成物を用いた試料1から試料35に係る樹脂フィルムにおいては、120℃から220℃の粘度と樹脂フィルムの弾性域及び塑性域とを制御できるので、樹脂流れ性、スルーホール埋め込み性、冷熱衝撃耐性が良好となることが分かる。このため、配線板の製造工程に用いた場合に、スルーホールへの埋め込み性と、配線板の端部からの樹脂組成物の流出防止とを両立することができる。
本発明の第2の実施の形態に係る樹脂組成物について、以下の実施例2から実施例12及び比較例2から比較例6を参照して説明する。なお、以下の実施例2から実施例12は、第2の態様に係る樹脂組成物である。
<試薬>
実施例及び比較例において、用いた試薬は以下である。なお、以下の実施例2から実施例12及び比較例2から比較例6並びに表5及び表6では、以下の試薬の略称を表記している。
(a)ポリイミド成分:BPDA(三井化学社製)、APB(商品名:APB−N、三井化学社製)、一般式(5)で表されるジアミン:ポリエーテルアミン(商品名:ポリエーテルアミンD−400(以下、単に「D−400」と表記する)、BASF社製、m+n+p=6.1)、ジェファーミン(商品名:ジェファーミンD−230(以下、単に「D−230」と表記する)、ハンツマン社製、m+n+p=2.5)、ジェファーミン(商品名:ジェファーミンXTJ−542(以下、単に「XJT−400」と表記する)、ハンツマン社製、m+n+p=15)、ジェファーミン(商品名:ジェファーミンD−2000、ハンツマン社製、m+n+p=33)
(b)2官能水酸基含有化合物:ポリカーボネートジオール(商品名:デュラノールT5651(以下、単に「T5651」と表記する)、旭化成ケミカルズ社製)、ポリカーボネートジオール(商品名:デュラノールT4671(以下、単に「T4671」と表記する)、旭化成ケミカルズ社製)
(c−1)イソシアネート化合物:ブロックイソシアネート(商品名:デュラネートSBN−70D(以下、単に「SBN−70D」と表記する)、旭化成ケミカルズ社製)、ブロックイソシアネート(商品名:デュラネートTPA−B80E(以下、単に「TPA−B80E」と表記する)、旭化成ケミカルズ社製)
(D)感光剤1(二重結合を2つ有する化合物):EO変性ビスフェノールAジメタクリレート(商品名:BPE−500、新中村化学工業社製)
(D)感光剤2(二重結合を3つ以上有する化合物):トリメチロールプロパンPO変性トリアクリレート(商品名:アロニックスM−310(以下、単に「M−310」と表記する)、東亞合成社製、二重結合を3つ有する化合物に相当)
(E)光重合開始剤:エタノン1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−1−(O−アセチルオキシム)(商標名:IRGACURE OXE−02、チバ・ジャパン社製)
(F)リン化合物:ホスファゼン化合物(商品名:FP−300、伏見製薬所社製)
(その他):トルエン(和光純薬工業社製、有機合成用)、γ―ブチロラクトン(和光純薬工業社製)、炭酸ナトリウム(和光純薬工業社製)
<重量平均分子量測定>
重量平均分子量の測定法であるゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)は、下記の条件により測定を行った。溶媒としてN,N−ジメチルホルムアミド(和光純薬工業社製、高速液体クロマトグラフ用)を用い、測定前に24.8mmol/Lの臭化リチウム一水和物(和光純薬工業社製、純度99.5%)及び63.2mmol/Lのリン酸(和光純薬工業社製、高速液体クロマトグラフ用)を加えたものを使用した。
カラム:Shodex KD−806M(昭和電工社製)
流速:1.0mL/分
カラム温度:40℃
ポンプ:PU−2080Plus(JASCO社製)
検出器:RI−2031Plus(RI:示差屈折計、JASCO社製)
UV―2075Plus(UV−VIS:紫外可視吸光計、JASCO社製)
また、重量平均分子量を算出するための検量線は、スタンダードポリスチレン(東ソー社製)を用いて作成した。
<膜厚測定>
硬化体の膜厚測定は、膜厚計(Mitutoyo社製、ID−C112B)を用いて行った。
<感光性フィルムの製造方法>
感光性樹脂組成物のコート方法は、FILMCOATER(TESTER SANGYO社製、PI1210)を用いるドクターブレード法により行った。PETフィルム(帝人デユポンフィルム社製、G2)に前記感光性樹脂組成物を滴下し、クリアランス150μmでコートを行った。コートした前記フィルムを、乾燥器(ESPEC社製、SPHH−10l)を用いて95℃で12分間乾燥することにより、感光性フィルムを得た。
<ラミネート条件>
ラミネートは、真空プレス機(名機製作所製)を用いて行った。プレス温度70℃、プレス圧0.5MPa、プレス時間30秒間にて行った。
<現像性評価>
現像性評価は、銅張積層板上に、感光性フィルムを用いて、上記のラミネート条件でラミネートした後に、30−300mJ/cmにて露光を行い、続いて1質量%炭酸ナトリウム水溶液によるアルカリ現像処理と水によるリンスを行い、乾燥後にパターンを光学顕微鏡にて評価することにより行った。マスクには100μm径の円形パターン(間隔100μmピッチ)を用いた。現像により、未露光部で銅面が現れており、かつ残膜率が90%以上でパターンの崩れが見られないものを○とし、残膜率が90%以上であるがパターンの崩れが見られるものを△とした。
<焼成後の反り測定>
得られた感光性フィルムを、カプトン(登録商標)(12μm)に上記ラミネート条件にてラミネートした後に、180℃で2時間焼成を行った。このフィルムを5cm角に切り出し、端部の浮き高さが5mm以内のものを○とし、5〜10mm以内のものを△とし、それ以上に浮き高さがあるものを×とした。
<絶縁信頼性(IM耐性)評価>
絶縁信頼性評価は、以下のように実施した。ラインアンドスペースが20μm/20μmのくし型基板上に、感光性フィルムを上記ラミネート条件でラミネートした後、上記条件にて露光・現像を行い、180℃で2時間焼成を行った。フィルムにマイグレーションテスタのケーブルをはんだ付けし、下記条件にて絶縁信頼性試験を行った。
絶縁劣化評価システム:SIR−12(楠本化成社製)
IMチャンバー:EHS−211M(エスペック社製)
温度:85℃
湿度:85%
印加電圧:20V
印加時間:1000時間
絶縁抵抗値:1.0×10Ω未満を×とし、1.0×10Ω〜1.0×10Ω未満を△とし、1.0×10Ω〜1.0×10Ω未満を○とし、1.0×10Ω以上を◎とした。
外観(デンドライト):IM試験後のくし型基板を光学顕微鏡(ECLIPS LV100 ニコン社製)、透過光、200倍の条件で観察し、デンドライトの発生が見られるものを×とし、見られないものを○とした。
外観(膨れ及び変色):IM試験後のくし型基板を光学顕微鏡(ECLIPS LV100 ニコン社製)、明視野100倍の条件で観察し、絶縁皮膜の膨れ及び変色が見られるものを×とし、絶縁皮膜の膨れのみ発生が見られるものを△とし、膨れ及び変色が見られないものを○とした。
<ポリイミド(1)>
窒素雰囲気下、ディーンシュタルク装置及び還流器を備えたセパラブルフラスコに、γ−ブチロラクトン(255g)、トルエン(51.0g)、ポリエーテルアミンD−400(86.8g(201.9mmol))、BPDA(120g(407.9mmol))を入れ、180℃まで昇温し、180℃で1時間加熱撹拌した。共沸溶媒であるトルエンを除去した後に、40℃まで冷却し、続いてAPB−N(48.4g(165.7mmol))を加え、40℃で4時間撹拌し、ポリイミド(1)の溶液を得た。得られたポリイミド(1)の重量平均分子量を下記表5に示す。
<ポリイミド(2)>
窒素雰囲気下、ディーンシュタルク装置及び還流器を備えたセパラブルフラスコに、γ−ブチロラクトン(87.0g)、トルエン(17.0g)、ポリエーテルアミンD−400(5.00g(11.63mmol))、BPDA(30.0g(102.0mmol))を入れ、180℃まで昇温し、180℃で1時間加熱撹拌した。共沸溶媒であるトルエンを除去した後に、40℃まで冷却し、続いてAPB−N(23.5g(80.39mmol))を加え、40℃で4時間撹拌し、ポリイミド(2)の溶液を得た。得られたポリイミド(2)の重量平均分子量を下記表5に示す。
<ポリイミド(3)>
窒素雰囲気下、ディーンシュタルク装置及び還流器を備えたセパラブルフラスコに、γ−ブチロラクトン(99.0g)、トルエン(20.0g)、ポリエーテルアミンD−400(32.0g(74.42mmol))、BPDA(30.0g(102.0mmol))を入れ、180℃まで昇温し、180℃で1時間加熱撹拌した。共沸溶媒であるトルエンを除去した後に、40℃まで冷却し、続いてAPB−N(5.00g(17.10mmol))を加え、40℃で4時間撹拌し、ポリイミド(3)の溶液を得た。得られたポリイミド(3)の重量平均分子量を下記表5に示す。
<ポリイミド(4)>
窒素雰囲気下、ディーンシュタルク装置及び還流器を備えたセパラブルフラスコに、γ−ブチロラクトン(80.0g)、トルエン(16.0g)、ポリエーテルアミンD−230(16.8g(73.04mmol))、BPDA(30.0g(102.0mmol))を入れ、180℃まで昇温し、180℃で1時間加熱撹拌した。共沸溶媒であるトルエンを除去した後に、40℃まで冷却し、続いてAPB−N(5.60g(19.16mmol)を加え、40℃で4時間撹拌し、ポリイミド(4)の溶液を得た。得られたポリイミド(4)の重量平均分子量を下記表5に示す。
<ポリイミド(5)>
窒素雰囲気下、ディーンシュタルク装置及び還流器を備えたセパラブルフラスコに、γ−ブチロラクトン(107g)、トルエン(21.0g)、ジェファーミンXTJ−542(25.7g(25.70mmol))、BPDA(30.0g(102.0mmol))を入れ、180℃まで昇温し、180℃で1時間加熱撹拌した。共沸溶媒であるトルエンを除去した後に、40℃まで冷却し、続いてAPB−N(18.9g(64.65mmol)を加え、40℃で4時間撹拌し、ポリイミド(5)の溶液を得た。得られたポリイミド(5)の重量平均分子量を下記表5に示す。
<ポリイミド(6)>
窒素雰囲気下、ディーンシュタルク装置及び還流器を備えたセパラブルフラスコに、γ−ブチロラクトン(120g)、トルエン(24.0g)、ジェファーミンD−2000(27.4g(13.70mmol))、BPDA(30.0g(102.0mmol))を入れ、180℃まで昇温し、180℃で1時間加熱撹拌した。共沸溶媒であるトルエンを除去した後に、40℃まで冷却し、続いてAPB−N(22.2g(75.94mmol)を加え、40℃で4時間撹拌し、ポリイミド(6)の溶液を得た。得られたポリイミド(6)の重量平均分子量を下記表5に示す。
[実施例2]
ポリイミド(1)100質量部に対して、T5651(6質量部)、SBN−70D(6質量部)、BPE−500(40質量部)、M−310(20質量部)、OXE−02(1質量部)、FP−300(25質量部)を混合し、感光性樹脂組成物を調製した。得られた感光性樹脂組成物を上述の方法にてドライフィルム化し、感光性フィルムを得た。この感光性フィルムを上述の方法にて、現像性、焼成後の反り、絶縁信頼性(IM耐性)について評価した。結果を下記表6に示す。
[実施例3]
ポリイミド(1)100質量部に対して、T4671(6質量部)、SBN−70D(6質量部)、BPE−500(40質量部)、M−310(20質量部)、OXE−02(1質量部)、FP−300(25質量部)を混合し、感光性樹脂組成物を調製した。得られた感光性樹脂組成物を上述の方法にてドライフィルム化し、感光性フィルムを得た。この感光性フィルムを上述の方法にて、現像性、焼成後の反り、絶縁信頼性(IM耐性)について評価した。結果を下記表6に示す。
[実施例4]
ポリイミド(1)100質量部に対して、T5651(6質量部)、TPA−B80E(6質量部)、BPE−500(40質量部)、M−310(20質量部)、OXE−02(1質量部)、FP−300(25質量部)を混合し、感光性樹脂組成物を調製した。得られた感光性樹脂組成物を上述の方法にてドライフィルム化し、感光性フィルムを得た。この感光性フィルムを上述の方法にて、現像性、焼成後の反り、絶縁信頼性(IM耐性)について評価した。結果を下記表6に示す。
[実施例5]
ポリイミド(1)100質量部に対して、T5651(6質量部)、SBN−70D(10質量部)、BPE−500(40質量部)、M−310(20質量部)、OXE−02(1質量部)、FP−300(25質量部)を混合し、感光性樹脂組成物を調製した。得られた感光性樹脂組成物を上述の方法にてドライフィルム化し、感光性フィルムを得た。この感光性フィルムを上述の方法にて、現像性、焼成後の反り、絶縁信頼性(IM耐性)について評価した。結果を下記表6に示す。
[実施例6]
ポリイミド(1)100質量部に対して、T5651(6質量部)、SBN−70D(6質量部)、BPE−500(40質量部)、OXE−02(1質量部)、FP−300(25質量部)を混合し、感光性樹脂組成物を調製した。得られた感光性樹脂組成物を上述の方法にてドライフィルム化し、感光性フィルムを得た。この感光性フィルムを上述の方法にて、現像性、焼成後の反り、絶縁信頼性(IM耐性)について評価した。結果を下記表6に示す。
[実施例7]
ポリイミド(1)100質量部に対して、T5651(6質量部)、SBN−70D(6質量部)、M−310(20質量部)、OXE−02(1質量部)、FP−300(25質量部)を混合し、感光性樹脂組成物を調製した。得られた感光性樹脂組成物を上述の方法にてドライフィルム化し、感光性フィルムを得た。この感光性フィルムを上述の方法にて、現像性、焼成後の反り、絶縁信頼性(IM耐性)について評価した。結果を下記表6に示す。
[実施例8から実施例12]
ポリイミド(2)〜(6)各100質量部に対して、T5651(6質量部)、SBN−70D(6質量部)、BPE−500(40質量部)、M−310(20質量部)、OXE−02(1質量部)、FP−300(25質量部)を混合し、感光性樹脂組成物を調製した。得られた感光性樹脂組成物を上述の方法にてドライフィルム化し、感光性フィルムを得た。この感光性フィルムを上述の方法にて、現像性、焼成後の反り、絶縁信頼性(IM耐性)について評価した。結果を下記表6に示す。
[比較例2]
ポリイミド(1)100質量部に対して、BPE−500(40質量部)、M−310(20質量部)、OXE−02(1質量部)、FP−300(25質量部)を混合し、感光性樹脂組成物を調製した。得られた感光性樹脂組成物を上述の方法にてドライフィルム化し、感光性フィルムを得た。この感光性フィルムを上述の方法にて、現像性、焼成後の反り、絶縁信頼性(IM耐性)について評価した。結果を下記表6に示す。
[比較例3]
ポリイミド(1)100質量部に対して、T5651(6質量部)、BPE−500(40質量部)、M−310(20質量部)、OXE−02(1質量部)、FP−300(25質量部)を混合し、感光性樹脂組成物を調製した。得られた感光性樹脂組成物を上述の方法にてドライフィルム化し、感光性フィルムを得た。この感光性フィルムを上述の方法にて、現像性、焼成後の反り、絶縁信頼性(IM耐性)について評価した。結果を下記表6に示す。
[比較例4]
ポリイミド(1)100質量部に対して、SBN−70D(6質量部)、BPE−500(40質量部)、M−310(20質量部)、OXE−02(1質量部)、FP−300(25質量部)を混合し、感光性樹脂組成物を調製した。得られた感光性樹脂組成物を上述の方法にてドライフィルム化し、感光性フィルムを得た。この感光性フィルムを上述の方法にて、現像性、焼成後の反り、絶縁信頼性(IM耐性)について評価した。結果を下記表6に示す。
[比較例5]
ポリイミド(1)100質量部に対して、T5651(6質量部)、SBN−70D(15質量部)、BPE−500(40質量部)、M−310(20質量部)、OXE−02(1質量部)、FP−300(25質量部)を混合し、感光性樹脂組成物を調製した。得られた感光性樹脂組成物を上述の方法にてドライフィルム化し、感光性フィルムを得た。この感光性フィルムを上述の方法にて、現像性、焼成後の反り、絶縁信頼性(IM耐性)について評価した。結果を下記表6に示す。
[比較例6]
ポリイミド(1)100質量部に対して、T5651(15質量部)、SBN−70D(6質量部)、BPE−500(40質量部)、M−310(20質量部)、OXE−02(1質量部)、FP−300(25質量部)を混合し、感光性樹脂組成物を調製した。得られた感光性樹脂組成物を上述の方法にてドライフィルム化し、感光性フィルムを得た。この感光性フィルムを上述の方法にて、現像性、焼成後の反り、絶縁信頼性(IM耐性)について評価した。結果を下記表6に示す。
Figure 0005820825
Figure 0005820825
表5、表6に示す結果から、実施例2から実施例12は比較例2から比較例6と比較して、現像性、反り、絶縁信頼性が良好であることが分かる。特に、実施例2から実施例12においては、0.10≦(A+B)/(A+B+C)≦0.85のいずれの場合においても、現像性、反り、及び絶縁信頼性を有することが分かる。
これに対して、2官能水酸基含有化合物及びイソシアネート化合物を含有しない感光性組成物においては、反り及びデンドライトが生じた(比較例2参照)。また、2官能水酸基含有化合物を含有する場合であっても、イソシアネート化合物を含有しない感光性樹脂組成物においては、反りについては改善が見られたが、デンドライトが生じた(比較例3参照)さらに、イソシアネート化合物を含有する場合であっても、2官能水酸基含有化合物を含有しない感光性樹脂組成物においては、デンドライトについては、改善が見られたが、反りが生じる結果となった(比較例4参照)。これらの結果は、反りの低減に効果がある2官能水酸基含有化合物や、ポリイミド及び二官能水酸基含有化合物と架橋構造を形成するイソシアネート化合物を含有しないために、反り及びデンドライトが生じたものと考えらえる。
また、2官能水酸基含有化合物及びイソシアネート化合物を含有する場合であっても、二官能水酸基含有化合物の水酸基とイソシアネート化合物のイソシアネート基とのモル比が、0.5より小さい感光性樹脂組成物においては反りが生じる結果となり(比較例5参照)、1.0を超える感光性樹脂組成物においては、デンドライトが生じる結果となった(比較例6参照)。これらの結果は、反りの低減に効果がある2官能水酸基含有化合物の割合が少ないために反りが生じたり、イソシアネート化合物の割合が少ないためにポリイミドと十分な架橋構造を形成できずデンドライトが生じたと考えられる。
本発明の第3の実施の形態に係る樹脂組成物について、以下の実施例13から実施例24及び比較例7、比較例8を参照して説明する。なお、以下の実施例13から実施例24は、第2の態様に係る樹脂組成物である。
<試薬>
実施例及び比較例において、用いた試薬であるシリコーンジアミン(信越化学工業社製、KF−8010)、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン(三井化学社製、APB−N)、ポリテトラメチレンオキシド−ジ−p−アミノベンゾエート(イハラケミカル社製、略称PMAB、下記一般式(22))、4,4’−オキシジフタル酸二無水物(マナック社製、略称ODPA)、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(三井化学社製、略称BPDA)、無水ピロメリット酸(ダイセル化学工業社製、略称PMDA)、エチレングリコールビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)(新日本理化社製、リカシッドTMEG−100、略称TMEG)、トリス(ブトキシエチル)ホスフェート(大八化学社製、TBXP)、ホスファゼン化合物(伏見製薬所社製、Rabitle(登録商標)FP−300、略称FP−300)、エタノン1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−1−(O−アセチルオキシム)(チバ・ジャパン社製、商標名:IRGACURE OXE 02、略称OXE−02)、2,2−ビス(4−(メタクリロキシペンタエトキシ)フェニル)プロパン(新中村化学工業社製、商標名:BPE−500)、エチレンオキシド(EO)変性ビスフェノールAジメタクリレート(新中村化学工業社製、商標名:BPE−500)、ヘプタプロピレングリコ−ルジメタクリレ−ト(新中村化学工業社製、商標名:9PG)、ペンタエリスリトールトリ/テトラ(メタ)アクリレート(東亞合成社製、商標名:アロニックスM−306、略称M−306)、トリメチロールプロパンEO変性トリアクリレート(東亞合成社製、商標名:アロニックスM−350、略称M−350)、トリメチロールプロパンPO変性トリアクリレート(東亞合成社製、商標名:アロニックスM−310、略称M−310)、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(新中村化学工業社製、商標名:A−TMMT)、EO変性グリセロールトリ(メタ)アクリレート(新中村化学工業社製、A−GLY−9E(EO変性9mol))ポリカーボネートジオール(旭化成ケミカルズ社製、デュラノールT5651)、ヘキサメチレンジイソシアネート系ブロックイソシアネート(旭化成ケミカルズ社製、デュラネートSBN−70D)トルエン(和光純薬工業社製、有機合成用)、γ―ブチロラクトン(和光純薬工業社製)、トリエチレングリコールジメチルエーテル(和光純薬工業社製)、炭酸ナトリウム(和光純薬工業社製)、は特別な精製を実施せずに反応に用いた。
Figure 0005820825
<重量平均分子量測定>
上記第2の実施の形態に係る実施例と同一の条件で測定した。
<感光性フィルム製造方法>
上記第2の実施の形態に係る実施例と同様に作製した。
<ラミネート条件>
上記第2の実施の形態に係る実施例と同様に実施した。
<絶縁信頼性(HAST耐性)評価>
絶縁信頼性評価は、以下のように実施した。ラインアンドスペースが20μm/20μmのくし型基板上に、感光性ドライフィルムを上記ラミネート条件にてラミネートした後、上記条件にて露光・現像を行い、180℃で1時間焼成を行った。感光性ドライフィルムにマイグレーションテスタのケーブルを半田付けし、下記条件にて絶縁信頼性試験を行った。
絶縁劣化評価システム:SIR−12(楠本化成社製)
HASTチャンバー:EHS−211M(エスペック社製)
温度:110℃
湿度:85%
印加電圧:2V
印加時間:528時間
絶縁抵抗値:1.0×10Ω未満を×とし、1.0×10Ω〜1.0×10Ω未満を△とし、1.0×10Ω〜1.0×10Ω未満を○とし、1.0×10Ω以上を◎とした。
外観(デンドライト):HAST試験後のくし型基板を光学顕微鏡(ECLIPS LV100 ニコン社製)、透過光、200倍の条件で観察し、デンドライトの発生がみられるものを×とし、見られないものを○とした。
外観(膨れ及び変色):HAST試験後のくし型基板を光学顕微鏡(ECLIPS LV100 ニコン社製)、明視野、100倍の条件で観察し、直径50μmφ以上の大きさの絶縁被膜の膨れ及び/又は変色がみられるものを×とし、10μmφ以上、50μmφ未満の絶縁被膜の膨れ及び/又は変色がみられたものを△とし、膨れ及び変色が10μmφ以下のものを○とした。
<焼成後の反り測定>
得られた感光性ドライフィルムを、カプトン(登録商標)に上記ラミネート条件にてラミネートした後に、180℃で1時間焼成を行った。感光性ドライフィルムを5cm角に切り出し、端部の浮き高さが5mm未満のものを◎とし、5〜10mm未満のものを○とし、それ以上に浮き高さがあるものを×とした。
<解像性評価>
解像性評価は、以下のようにして実施した。銅張積層板上に感光性ドライフィルムを上記ラミネート条件でラミネートした後に、30−270mJ/cmにて露光した。続いて1質量%炭酸ナトリウム水溶液によるアルカリ現像処理及び水によるリンスを行い、乾燥後にパターンを光学顕微鏡にて評価した。マスクには50μm〜100μmのラインアンドスペース(L/S)パターンを用いた。現像により露光部(硬化部)の残膜率が100%であり、未露光部(溶解部)の銅面が現れている部分を読み取った。70μmのL/Sが解像できたものを◎、100μmのL/Sパターンが解像出来たものを○とし、100μmが解像できなかったものを×とした。
<ポリイミド(7)>
窒素雰囲気下、セパラブルフラスコに、トリエチレングリコールジメチルエーテル(15g)、γ―ブチロラクトン(35g)、トルエン(20.0g)、シリコーンジアミン(KF−8010(11.30g(13.78mmol))、ODPA(10.86g(35.00mmol))を入れ、120℃で1時間加熱撹拌した。続いてディーンシュタルク装置及び還流器をつけ、180℃で1時間加熱撹拌した。共沸溶媒であるトルエンを除去した後に25℃まで冷却し、続いてAPB−N(6.00g(20.52mmol)を加えて25℃で8時間撹拌し、ポリイミド(7)の溶液を得た。得られたポリイミド(7)の重量平均分子量を下記表7に示す。
<ポリイミド(8)>
窒素雰囲気下、セパラブルフラスコに、トリエチレングリコールジメチルエーテル(15g)、γ―ブチロラクトン(35g)、トルエン(20.0g)、シリコーンジアミン(KF−8010(11.00g(13.41mmol))、BPDA(10.30g(35.00mmol))を入れ、120℃で1時間加熱撹拌した。続いてディーンシュタルク装置及び還流器をつけ、180℃で1時間加熱撹拌した。共沸溶媒であるトルエンを除去した後に25℃まで冷却し、続いてAPB−N(6.10g(20.87mmol)を加えて25℃で8時間撹拌し、ポリイミド(8)の溶液を得た。得られたポリイミド(8)の重量平均分子量を下記表7に示す。
<ポリイミド(9)>
窒素雰囲気下、セパラブルフラスコに、トリエチレングリコールジメチルエーテル(15g)、γ―ブチロラクトン(35g)、トルエン(20.0g)、シリコーンジアミン(KF−8010(9.50g(11.59mmol))、PMDA(7.63g(35.00mmol))を入れ、120℃で1時間加熱撹拌した。続いてディーンシュタルク装置及び還流器をつけ、180℃で1時間加熱撹拌した。共沸溶媒であるトルエンを除去した後に25℃まで冷却し、続いてAPB−N(6.65g(22.75mmol)を加えて25℃で8時間撹拌し、ポリイミド(9)の溶液を得た。得られたポリイミド(9)の重量平均分子量を下記表7に示す。
<ポリイミド(10)>
窒素雰囲気下、セパラブルフラスコに、トリエチレングリコールジメチルエーテル(15g)、γ―ブチロラクトン(35g)、トルエン(20.0g)、シリコーンジアミン(KF−8010(13.15g(16.04mmol))、TMEG(14.36g(35.00mmol))を入れ、120℃で1時間加熱撹拌した。続いてディーンシュタルク装置及び還流器をつけ、180℃で1時間加熱撹拌した。共沸溶媒であるトルエンを除去した後に25℃まで冷却し、続いてAPB−N(5.34g(18.27mmol)を加えて25℃で8時間撹拌し、ポリイミド(10)の溶液を得た。得られたポリイミド(10)の重量平均分子量を下記表7に示す。
<ポリイミド(11)>
窒素雰囲気下、セパラブルフラスコに、トリエチレングリコールジメチルエーテル(15g)、γ―ブチロラクトン(35g)、トルエン(20.0g)、PMAB((12.00g(9.69mmol))、ODPA(10.86g(35.00mmol))を入れ、120℃で1時間加熱撹拌した。続いてディーンシュタルク装置及び還流器をつけ、180℃で1時間加熱撹拌した。共沸溶媒であるトルエンを除去した後に25℃まで冷却し、続いてAPB−N(7.20g(24.63mmol)を加えて25℃で8時間撹拌し、ポリイミド(11)の溶液を得た。得られたポリイミド(11)の重量平均分子量を下記表7に示す。
[実施例13〜実施例15]
ポリイミド(7)、ポリイミド(8)、ポリイミド(9)、各100質量部に対して、BPE−500(20質量部)、M−310(20質量部)、OXE−02(1質量部)、FP−300(25質量部)、TBXP(15質量部)を混合し、感光性樹脂組成物を調製した。得られた感光性樹脂組成物を上述のドライフィルム製造方法にてドライフィルム化して感光性フィルムを得た。この感光性フィルムを上述のラミネート条件にて、くし型基板にラミネートを行った。得られた積層フィルムの絶縁信頼性について評価した。結果を下記表8に示す。また実施例13、実施例14において、反りは◎、解像性は◎であり、実施例15において反りは○であり、解像性は◎であった。
[実施例16]
ポリイミド(7)100質量部に対して、BPE−500(40質量部)、OXE−02(1質量部)、FP−300(25質量部)、TBXP(15質量部)を混合し、感光性樹脂組成物を調製した。得られた感光性樹脂組成物から実施例13〜実施例15と同様の方法にて積層フィルムを作製し、絶縁信頼性について評価した。結果を下記表8に示す。また、反りは◎であり、解像性は×であった。
[実施例17]
ポリイミド(7)100質量部に対して、M−310(40質量部)、OXE−02(1質量部)、FP−300(25質量部)、TBXP(15質量部)を混合し、感光性樹脂組成物を調製した。得られた感光性樹脂組成物から実施例13〜実施例15と同様の方法にて積層フィルムを作製し、絶縁信頼性について評価した。結果を下記表8に示す。また、反りは○であり、解像性は○であった。
[実施例18]
ポリイミド(7)100質量部に対して、BPE−900(20質量部)、M−310(20質量部)、OXE−02(1質量部)、FP−300(25質量部)、TBXP(15質量部)を混合し、感光性樹脂組成物を調製した。得られた感光性樹脂組成物から実施例13〜実施例15と同様の方法にて積層フィルムを作製し、絶縁信頼性について評価した。結果を下記表8に示す。また、反りは◎であり、解像性は○であった。
[実施例19]
ポリイミド(7)100質量部に対して、9PG(20質量部)、M−310(20質量部)、OXE−02(1質量部)、FP−300(25質量部)、TBXP(15質量部)を混合し、感光性樹脂組成物を調製した。得られた感光性樹脂組成物から実施例13〜実施例15と同様の方法にて積層フィルムを作製し、絶縁信頼性について評価した。結果を下記表8に示す。また、反りは◎であり、解像性は○であった。
[実施例20]
ポリイミド(7)100質量部に対して、BPE−500(20質量部)、M−350(20質量部)、OXE−02(1質量部)、FP−300(25質量部)、TBXP(15質量部)を混合し、感光性樹脂組成物を調製した。得られた感光性樹脂組成物から実施例13〜実施例15と同様の方法にて積層フィルムを作製し、絶縁信頼性について評価した。結果を下記表8に示す。また、反りは◎であり、解像性は◎であった。
[実施例21]
ポリイミド(7)100質量部に対して、BPE−500(20質量部)、M−306(20質量部)、OXE−02(1質量部)、FP−300(25質量部)、TBXP(15質量部)を混合し、感光性樹脂組成物を調製した。得られた感光性樹脂組成物から実施例13〜実施例15と同様の方法にて積層フィルムを作製し、絶縁信頼性について評価した。結果を下記表8に示す。また、反りは◎であり、解像性は◎であった。
[実施例22]
ポリイミド(7)100質量部に対して、BPE−500(20質量部)、A−TMMT(20質量部)、OXE−02(1質量部)、FP−300(25質量部)、TBXP(15質量部)を混合し、感光性樹脂組成物を調製した。得られた感光性樹脂組成物から実施例13〜実施例15と同様の方法にて積層フィルムを作製し、絶縁信頼性について評価した。結果を下記表8に示す。また、反りは◎であり、解像性は◎であった。
[実施例23]
ポリイミド(7)100質量部に対して、BPE−500(20質量部)、A−GLY−9E(20質量部)、OXE−02(1質量部)、FP−300(25質量部)、TBXP(15質量部)を混合し、感光性樹脂組成物を調製した。得られた感光性樹脂組成物から実施例13〜実施例15と同様の方法にて積層フィルムを作製し、絶縁信頼性について評価した。結果を下記表8に示す。また、反りは◎であり、解像性は◎であった。
[実施例24]
ポリイミド(7)100質量部に対して、BPE−500(20質量部)、M−310(20質量部)、OXE−02(1質量部)、FP−300(25質量部)、TBXP(15質量部)、T5651(3質量部)、SBN−70D(3質量部)を混合し、感光性樹脂組成物を調製した。得得られた感光性樹脂組成物から実施例13〜実施例15と同様の方法にて積層フィルムを作製し、絶縁信頼性について評価した。結果を下記表8に示す。また、反りは◎であり、解像性は◎であった。
[比較例7、比較例8]
ポリイミド(10)、ポリイミド(11)、各100質量部に対して、BPE−500(20質量部)、M−310(20質量部)、OXE−02(1質量部)、FP−300(25質量部)、TBXP(15質量部)を混合し、感光性樹脂組成物を調製した。得られた感光性樹脂組成物を実施例13〜実施例15と同様の方法にて積層フィルムを作製し、絶縁信頼性について評価した。結果を下記表8に示す。また比較例7及び比較例8共に反りは◎であり、解像性は◎であった。
Figure 0005820825
Figure 0005820825
表7及び表8の結果から、上記一般式(7)で示されるポリイミド構造と、上記一般式(8)で示されるポリアミド酸構造とを含有する感光性樹脂組成物を用いた実施例13〜実施例24においては、比較例7及び比較例8と比較して、絶縁信頼性(HAST耐性)に優れることが分かる。また、実施例13及び実施例20と実施例22及び実施例23とを比較すると、上記一般式(10)で示される構造の二重結合を3つ以上有する(メタ)アクリレート化合物を含有する樹脂組成物は、絶縁信頼性(HAST耐性)がさらに良好となることが分かる。
本発明の第4の実施の形態に係る樹脂組成物について、以下の実施例25、実施例26及び比較例9〜比較例11を参照して説明する。なお、以下の実施例25、実施例26は、第2の態様に係る樹脂組成物である。
[実施例25]
本実施例では、樹脂組成物として、イミド化率100%のポリイミドZのワニスに、2官能水酸基含有化合物としての信越化学社製の両末端型のフェノール変性シリコーンX−22−1821(水酸基価38mgKOH/g)と、オキサゾリン化合物としての1,3−ビス(4,5−ジヒドロ−2−オキサゾリル)ベンゼン(以下、BPO)と、難燃剤A(実施例1参照)を加えたものを用いた。ポリイミドZ100質量部に対し、信越化学社製の両末端型のフェノール変性シリコーンX−22−1821を5質量部と、BPO13質量部と、難燃剤A33質量部とを加えたものを用いた。この樹脂組成物を銅箔に塗工し95℃12分間乾燥して厚さ30μmの樹脂フィルムを得た。この樹脂フィルムはアリカリ可溶性の評価に使用した。更に樹脂フィルムを180℃60分加熱し硬化物を得た。この硬化物は耐アルカリ性の評価に使用した。以下、ポリイミドZの合成方法について説明する。
[ポリイミドZ]
ポリイミドZの合成方法について説明する。まず、三口セパラブルフラスコに窒素導入管、温度計、水分分離トラップを備えた玉付冷却管を取り付けた。室温25℃で、トリエチレングリコールジメチルエーテル15g、γ−ブチロラクトン35g、トルエン20.0g、4,4’−オキシジフタル酸二無水物(マナック社製、略称ODPA)10.86g(35.00mmol)を入れ、均一になるまで攪拌した。その後、80℃に昇温しシリコーンジアミン(信越化学工業社製、略称KF−8010)12.05g(14.7mmol)を加え、更に0.5時間攪拌した後、170℃まで昇温し、4時間加熱した。反応中、副生する水は、トルエンと共沸し、水分分離トラップを備えた玉付冷却管を用いて、還流下、脱水を行った。副生水を抜いた後、還流を止め、トルエンを全抜きした。12時間室温25℃にて静置、冷却した後に2,2’−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン7.56g(20.65mmol)、γ−ブチロラクトン35g、トルエン20.0gを添加した。0.5時間攪拌した後、170℃まで昇温し、4時間加熱した。反応中、副生する水は、トルエンと共沸し、水分分離トラップを備えた玉付冷却管を用いて、還流下、脱水を行った。副生水を抜いた後、還流を止め、トルエンを全抜きした。次に生成物を5μmのフィルターで加圧ろ過することでイミド化率100%のポリイミドZワニスを得た。
[反りの評価]
反りの評価は、樹脂フィルム四隅の持ち上がりによって評価した。具体的には、23℃、湿度50%の環境下にて、上述した試料1を5cm×5cmに切断し、中央部に対する角の浮き上がった距離を反りとして測定した。反りが10mm以下であるものは良好として○とし、5mm以下であるものは更に良好として◎とし、15mm以下であるものは△とし、15mmを超えるものは不良として×とした。
[半田耐性の評価]
半田耐性は、JPCA−BM02規格に準じ、3cm×3cmに切断した硬化物をハンダ浴に260℃で60秒間浸漬して評価した。外観を目視にて検査して、変形・溶解跡などの変化の有無を確認し、全体の面積の90%以上に変化が見られない場合を○とし、全体の面積の50%〜90%に変化が見られない場合を△とし、変化が見られない領域が50%未満の場合を×とした。
[アルカリ可溶性の評価]
樹脂フィルムを48℃、3%の水酸化ナトリウム水溶液に浸漬して、膜厚の溶解速度を測定し、アルカリ可溶性の評価を行った。膜厚の溶解速度が0.2μm/sec以上の場合はを○とし、0.2μm/sec未満を×とした。
[耐アルカリ性の評価]
硬化物を48℃、3%の水酸化ナトリウム水溶液に1分間浸漬して、浸漬前後の膜厚の変化を測定し、耐アルカリ性の評価を行った。変化が2μm以下の場合はを○とし、2μmを越える場合を×とした。
[スルーホール埋め込み性]
上記第1の実施の形態に係る実施例1と同一の条件で測定した。
[冷熱衝撃試験]
上記第1の実施の形態に係る実施例1と同一の条件で測定した。
[樹脂流れ性]
上記第1の実施の形態に係る実施例1と同一の条件で測定した。
[実施例26]
本実施例では、樹脂組成物として、ポリイミドZ100質量部に対し、2官能水酸基含有化合物としての信越化学社製の両末端型のフェノール変性シリコーンX−22−1821を10質量部と、オキサゾリン化合物としてのBPO20質量部と、難燃剤A33質量部とを加えたものを用いた。その他は実施例25と同様に樹脂フィルム、硬化物を作製して評価した。
[比較例9]
本実施例では、樹脂組成物として、ポリイミドZ100質量部に対し、2官能水酸基含有化合物を加えずに難燃剤A33質量部を加えたものを用いた。その他は実施例25と同様に樹脂フィルム、硬化物を作製して評価した。
[比較例10]
本実施例では、樹脂組成物として、ポリイミドZを用いず、2官能水酸基含有化合物としての信越化学社製の両末端型のフェノール変性シリコーンX−22−1821を10質量部と、オキサゾリン化合物としてのBPO20質量部と、難燃剤A33質量部とを加えたものを用いた。その他は実施例25と同様に樹脂フィルム、硬化物を作製して評価した。
[比較例11]
本実施例では、樹脂組成物として、ポリイミドZ100質量部に対し、2官能水酸基含有化合物としての信越化学社製の両末端型のフェノール変性シリコーンX−22−1821を10質量部と、難燃剤A33質量部とを加えたものを用いた。その他は実施例25と同様に樹脂フィルム、硬化物を作製して評価した。
実施例25、実施例26及び比較例9〜比較例11の評価結果を下記表9に示す。下記表9から分かるように、実施例25、実施例26係る樹脂組成物を用いた樹脂フィルムは、アルカリ可溶性示しながら、硬化物は耐アルカリ性を示し、更に低反り、半田耐性に優れており、上述した他の実施例に係る樹脂組成物と同様の効果が得られた。一方で、比較例9〜比較例11から分かるように、ポリイミド、2官能水酸基含有化合物及びオキサゾリン化合物のいずれかを含まない場合には、半田耐性や反りなどの評価が悪化することが分かる。
Figure 0005820825
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
本発明は、硬化時における十分な反りの低減、及び優れた耐熱性が実現可能である樹脂組成物を実現できるという効果を有し、特に、半導体素子の表面保護膜、層間絶縁膜、ボンディングシート、半導体パッケージ基板、回路基板の保護層、プリント配線板用保護絶縁膜、フレキシブルプリント基板用保護絶縁膜として好適に利用することができる。
本出願は、2011年1月18日出願の特願2011−007862、2011年3月22日出願の特願2011−062186、2011年5月12日出願の特願2011−107290、及び2011年7月22日出願の特願2011−160730に基づく。これらの内容は全てここに含めておく。

Claims (29)

  1. (A)水酸基及び/又はカルボキシル基を有するポリイミドと、(B)2官能水酸基含有化合物と、(C)オキサゾリン化合物と、を含有し、前記オキサゾリン化合物が、前記ポリイミド及び/又は前記2官能水酸基含有化合物との間で3次元架橋を形成し得ることを特徴とする樹脂組成物。
  2. 記3次元架橋が、C=O基及び/又はNH基を含むことを特徴とする請求項1記載の樹脂組成物。
  3. 前記オキサゾリン化合物が3官能以上であることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の樹脂組成物。
  4. 前記2官能水酸基含有化合物として、両末端フェノール変性シリコーン、ポリブタジエンポリオール、水添ポリブタジエンポリオール、及びポリカーボネートポリオールから選ばれる少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項1から請求項のいずれかに記載の樹脂組成物。
  5. 前記2官能水酸基含有化合物が、脂肪族構造を含有することを特徴とする請求項1から請求項のいずれかに記載の樹脂組成物。
  6. 前記2官能水酸基含有化合物が、ポリカーボネートポリオールであることを特徴とする請求項1から請求項のいずれかに記載の樹脂組成物。
  7. 前記2官能水酸基含有化合物に含まれる水酸基と、前記オキサゾリン化合物に含まれる架橋性官能基とのモル比が、水酸基/架橋性官能基=0.5〜1であることを特徴とする請求項1から請求項のいずれかに記載の樹脂組成物。
  8. 前記ポリイミド100質量部に対して、前記2官能水酸基含有化合物の含有量が5質量部〜60質量部であることを特徴とする請求項1から請求項のいずれかに記載の樹脂組成物。
  9. 前記ポリイミド100質量部に対して、前記オキサゾリン化合物の含有量が5質量部〜60質量部であることを特徴とする請求項1から請求項のいずれかに記載の樹脂組成物。
  10. 前記2官能水酸基含有化合物の数平均分子量が、500〜3000であることを特徴とする請求項1から請求項のいずれかに記載の樹脂組成物。
  11. 前記ポリイミドが、下記一般式(1)で表される繰り返し構造を有することを特徴とする請求項1から請求項1のいずれかに記載の樹脂組成物。
    Figure 0005820825
    (式(1)中、Yは、2価の有機基を表し、Zは、4価の有機基を表す。aは、1〜50の整数を表す。)
  12. 前記ポリイミドが、下記一般式(2)で表される繰り返し構造を有することを特徴とする請求項1から請求項1のいずれかに記載の樹脂組成物。
    Figure 0005820825
    (式(2)中、Z及びZは、4価の有機基を表し、Y、Y、Y、Y、及びYは、それぞれ独立して炭素数1〜炭素数5のアルキレン基を表し、分岐していてもよい。b、c、及びdはそれぞれ独立して1〜50の整数を表す。)
  13. 前記ポリイミドが、下記一般式(3)で表されるポリイミド構造及び下記一般式(4)で表されるポリアミド酸構造をそれぞれ繰り返し構成単位として有することを特徴とする請求項1から請求項1のいずれかに記載の樹脂組成物。
    Figure 0005820825
    (式(3)及び式(4)中、R、R、R、R、R、R、R10、R11、R13、及びR14は、それぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜炭素数20の1価の有機基を表す。R、R、R、R12、及びR15は、それぞれ独立して炭素数1〜炭素数20の4価の有機基を表し、m、n、pは、それぞれ独立して0以上100以下の整数を表す。R16は、4価の有機基を表し、R17は、炭素数1〜炭素数90の2価の有機基を表す。)
  14. 前記一般式(3)で表されるポリイミド構造を構成するジアミン成分として、下記一般式(5)で表されるジアミンを含むことを特徴とする請求項1記載の樹脂組成物。
    Figure 0005820825
    (式(5)中、R、R、R、R、R、R、R10、R11、R13、及びR14は、それぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜炭素数20の1価の有機基を表す。R、R、R、R12、及びR15は、それぞれ独立して炭素数1〜炭素数20の4価の有機基を表し、m、n、pは、それぞれ独立して0以上30以下の整数であり、1≦(m+n+p)≦30を満たす。)
  15. 前記ポリイミドが、下記一般式(6)で表される構造を繰り返し単位として有することを特徴とする請求項1から請求項1のいずれかに記載の樹脂組成物。
    Figure 0005820825
    (式(6)中、R、R、R、R、R、R、R10、R11、R13、及びR14は、それぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜炭素数20の1価の有機基を表す。R、R、R、R12、及びR15は、炭素数1〜炭素数20の4価の有機基を表し、m、n、pは、それぞれ独立して0以上30以下の整数を表す。R16は、4価の有機基を表し、R17は、炭素数1〜炭素数90の2価の有機基を表す。A、B、Cは、各単位のmol%を表し、0.10≦(A+B)/(A+B+C)≦0.85を満たす。)
  16. 前記ポリイミドが、下記一般式(7)で表されるポリイミド構造及び下記一般式(8)で表されるポリアミド酸構造を構成単位として有することを特徴とする請求項1から請求項1のいずれかに記載の樹脂組成物。
    Figure 0005820825
    (式(7)及び式(8)中、Z及びZは、下記一般式(9)で表されるテトラカルボン酸二無水物に由来する4価の有機基であり、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。R18は、炭素数1〜炭素数30の2価の有機基、R19は、炭素数1〜炭素数30の1価の有機基、eは1以上20以下の整数を表す。)
    Figure 0005820825
  17. (D)光重合可能な不飽和二重結合を2つ以上有する(メタ)アクリレート化合物と、(E)光重合開始剤と、を含有することを特徴とする請求項1から請求項16のいずれかに記載の樹脂組成物。
  18. 前記光重合可能な不飽和二重結合を2つ以上有する(メタ)アクリレート化合物として、二重結合を3つ以上有する(メタ)アクリレート化合物を含むことを特徴とする請求項17記載の樹脂組成物。
  19. 前記二重結合を3つ以上有する(メタ)アクリレート化合物として、下記一般式(10)で表わされる化合物を含むことを特徴とする請求項18記載の樹脂組成物。
    Figure 0005820825
    (式(10)中、R20は水素原子又はメチル基を表わし、複数のEは各々独立に炭素数2〜炭素数5のアルキレン基を表わし、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。fは1〜10の整数である。)
  20. 前記光重合可能な不飽和二重結合を2つ以上有する(メタ)アクリレート化合物として、二重結合を2つ有する(メタ)アクリレート化合物と二重結合を3つ以上有する(メタ)アクリレート化合物とを含むことを特徴とする請求項17から請求項19のいずれかに記載の樹脂組成物。
  21. (F)リン化合物を含有することを特徴とする請求項1から請求項2のいずれかに記載の樹脂組成物。
  22. 前記リン化合物として、リン酸エステル化合物及び/又はホスファゼン化合物を含むことを特徴とする請求項2記載の樹脂組成物。
  23. 温度85℃、湿度85%、1000時間の絶縁信頼性試験における層間絶縁抵抗が10Ω以上であり、120℃〜220℃の粘度が5000Pa・S〜100000Pa・Sであって、
    伸度20%未満の弾性域と伸度50%以上の塑性域とを有し、層間絶縁層の膜厚が40μm以下であることを特徴とする請求項1から請求項22のいずれかに記載の樹脂組成物。
  24. 請求項1から請求項2のいずれかに記載の樹脂組成物を、100℃〜130℃において5分〜60分加熱した後に、160℃〜200℃において15分〜60分加熱することで得られることを特徴とする硬化物。
  25. 基材と、前記基材上に設けられた請求項1から請求項2のいずれかに記載の樹脂組成物とを具備することを特徴とする樹脂フィルム。
  26. 前記基材が、キャリアフィルムであることを特徴とする請求項2記載の樹脂フィルム。
  27. 前記樹脂組成物上に設けられたカバーフィルムを具備することを特徴とする請求項2又は請求項26記載の樹脂フィルム。
  28. 前記基材が、銅箔であることを特徴とする請求項2から請求項27のいずれかに記載の樹脂フィルム。
  29. 配線を有する基材と、前記配線を覆うように設けられた請求項1から請求項2のいずれかに記載の樹脂組成物と、を具備することを特徴とする配線板。
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013108890A1 (ja) * 2012-01-20 2013-07-25 旭化成イーマテリアルズ株式会社 樹脂組成物、積層体、多層プリント配線板及び多層フレキシブル配線板並びにその製造方法
US9243164B1 (en) 2012-02-21 2016-01-26 Park Electrochemical Corporation Thermosetting resin composition containing a polyphenylene ether and a brominated fire retardant compound
US9051465B1 (en) 2012-02-21 2015-06-09 Park Electrochemical Corporation Thermosetting resin composition containing a polyphenylene ether and a brominated fire retardant compound
WO2015008330A1 (ja) 2013-07-16 2015-01-22 日立化成株式会社 感光性樹脂組成物、フィルム状接着剤、接着シート、接着剤パターン、接着剤層付半導体ウェハ及び半導体装置
JP6689760B2 (ja) * 2014-07-03 2020-04-28 モメンティブ パフォーマンス マテリアルズ インコーポレイテッドMomentive Performance Materials Inc. Uv活性な発色団で官能化されたポリシロキサンおよびそれから得られるコポリマー
CN106687506A (zh) * 2014-07-03 2017-05-17 莫门蒂夫性能材料股份有限公司 酯官能的聚硅氧烷和由其制成的共聚物
KR20160111805A (ko) * 2015-03-17 2016-09-27 동우 화인켐 주식회사 감광성 수지 조성물, 이로부터 형성된 광경화 패턴 및 이를 포함하는 화상 표시 장치
JP6845156B2 (ja) 2015-04-21 2021-03-17 フジフイルム エレクトロニック マテリアルズ ユー.エス.エー., インコーポレイテッド 感光性ポリイミド組成物
CN105301906B (zh) * 2015-11-10 2019-12-24 杭州福斯特应用材料股份有限公司 正型感光性聚酰亚胺树脂组合物
CN108368263B (zh) * 2015-12-09 2021-03-12 东丽株式会社 树脂、浆料、以及使用其得到的层叠体和其制造方法
CN109153841B (zh) * 2016-05-25 2021-12-31 东丽株式会社 树脂组合物
WO2018047770A1 (ja) * 2016-09-08 2018-03-15 住友ベークライト株式会社 半導体装置の製造方法
CN110392864B (zh) * 2017-03-29 2023-05-23 东丽株式会社 负型感光性树脂组合物、固化膜、具备固化膜的元件及有机el显示器、以及其制造方法
KR102134377B1 (ko) 2017-09-15 2020-07-15 주식회사 엘지화학 감광성 수지 조성물 및 이를 포함한 경화막
WO2019054625A1 (ko) * 2017-09-15 2019-03-21 주식회사 엘지화학 감광성 수지 조성물 및 이를 포함한 경화막
CN109867954B (zh) 2017-12-05 2021-07-27 财团法人工业技术研究院 树脂组合物
JP7115932B2 (ja) * 2018-08-14 2022-08-09 株式会社ディスコ 被加工物の加工方法
JP7298079B2 (ja) * 2019-02-05 2023-06-27 太陽ホールディングス株式会社 硬化性樹脂組成物、ドライフィルム、硬化物及び電子部品
JP7289666B2 (ja) * 2019-02-05 2023-06-12 太陽インキ製造株式会社 硬化性樹脂組成物、ドライフィルム、硬化物及び電子部品
CN112824438B (zh) * 2019-11-20 2022-05-17 湘潭大学 一种聚酰亚胺的合成方法
JPWO2022215743A1 (ja) * 2021-04-09 2022-10-13
CN114316263B (zh) * 2022-01-17 2023-02-03 深圳职业技术学院 交联型聚酰胺酸酯、其制备方法、包含其的聚酰亚胺组合物及聚酰亚胺树脂膜的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006307183A (ja) * 2005-03-28 2006-11-09 Ube Ind Ltd ポリカーボネートを含んだ変性ポリイミド樹脂、その組成物及び硬化絶縁膜
JP2009069664A (ja) * 2007-09-14 2009-04-02 Kaneka Corp 新規な感光性樹脂組成物、それから得られる感光性樹脂組成物溶液、感光性フィルム、絶縁膜及び絶縁膜付きプリント配線板
WO2009054487A1 (ja) * 2007-10-26 2009-04-30 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha ポリイミド前駆体及びポリイミド前駆体を含む感光性樹脂組成物
JP2009258367A (ja) * 2008-04-16 2009-11-05 Kaneka Corp 新規な感光性樹脂組成物及びその利用並びに絶縁膜の製造方法
WO2010143667A1 (ja) * 2009-06-09 2010-12-16 旭化成イーマテリアルズ株式会社 樹脂組成物、硬化物及びそれを用いた回路基板

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1079109C (zh) * 1999-09-08 2002-02-13 中国科学院广州化学研究所 网状固固相变材料及其制法
CN101511944B (zh) * 2006-06-30 2011-08-24 东丽株式会社 热塑性树脂组合物和它的模制品

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006307183A (ja) * 2005-03-28 2006-11-09 Ube Ind Ltd ポリカーボネートを含んだ変性ポリイミド樹脂、その組成物及び硬化絶縁膜
JP2009069664A (ja) * 2007-09-14 2009-04-02 Kaneka Corp 新規な感光性樹脂組成物、それから得られる感光性樹脂組成物溶液、感光性フィルム、絶縁膜及び絶縁膜付きプリント配線板
WO2009054487A1 (ja) * 2007-10-26 2009-04-30 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha ポリイミド前駆体及びポリイミド前駆体を含む感光性樹脂組成物
JP2009258367A (ja) * 2008-04-16 2009-11-05 Kaneka Corp 新規な感光性樹脂組成物及びその利用並びに絶縁膜の製造方法
WO2010143667A1 (ja) * 2009-06-09 2010-12-16 旭化成イーマテリアルズ株式会社 樹脂組成物、硬化物及びそれを用いた回路基板

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