TW201900768A - 樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題為提供即使使用平均粒徑小或比表面積大之無機填充材,亦可得到微細電路形成能力優良、介電正切低的硬化物之最低熔融黏度低且積層性優良的樹脂組成物等。 其解決手段為一種樹脂組成物,其係含有(A)環氧樹脂、(B)活性酯系硬化劑、(C)聚醯亞胺樹脂,及(D)平均粒徑為100nm以下之無機填充材之樹脂組成物,其中以樹脂成分為100質量%時,(C)成分之含量為0.1質量%以上且6質量%以下。
Description
本發明係關於樹脂組成物。進一步而言係關於含有包含該樹脂組成物之樹脂片、含有以樹脂組成物之硬化物所形成的絕緣層之印刷配線板,及半導體裝置。
作為印刷配線板之製造技術,已知有以將絕緣層與導體層交互疊合之增層方式所為之製造方法。以增層方式所為之製造方法中,一般而言絕緣層係將樹脂組成物硬化所形成。例如,專利文獻1中記載使含有環氧樹脂、活性酯化合物、碳二醯亞胺化合物、熱可塑性樹脂,及無機填充材之樹脂組成物硬化而形成絕緣層。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2016-27097號公報
[發明所欲解決之課題]
本發明者等人就樹脂組成物進行進一步探討後,得到了下述見解。於樹脂組成物中大量含有無機填充材時,樹脂組成物之最低熔融黏度上昇,薄膜的埋入性會降低。其結果發現難以控制積層性。特別是由薄膜化等之觀點而言,於樹脂組成物中含有平均粒徑小或比表面積大之無機填充材時,樹脂組成物之最低熔融黏度更加上昇,埋入性的降低顯著。
本發明之課題,係提供即使使用平均粒徑小或比表面積大之無機填充材,亦可得到微細電路形成能力優良、介電正切低的硬化物之最低熔融黏度低且積層性優良的樹脂組成物;包含該樹脂組成物之樹脂片;具備使用該樹脂組成物所形成的絕緣層之印刷配線板,及半導體裝置。 [用以解決課題之手段]
本發明者等人為了達成本發明之課題,而努力探討的結果,發現於樹脂組成物中含有特定量之(C)成分時,可得到即使使用平均粒徑小或比表面積大之無機填充材,亦可得到微細電路形成能力優良、介電正切低的硬化物之最低熔融黏度低且積層性優良的樹脂組成物,而完成本發明。
亦即,本發明包含以下內容。 [1] 一種樹脂組成物,其係含有 (A)環氧樹脂、 (B)活性酯系硬化劑、 (C)聚醯亞胺樹脂,及 (D)無機填充材之樹脂組成物,其中 (D)成分之平均粒徑為100nm以下, 以樹脂成分為100質量%時,(C)成分之含量為0.1質量%以上且6質量%以下。 [2] 一種樹脂組成物,其係含有 (A)環氧樹脂、 (B)活性酯系硬化劑、 (C)聚醯亞胺樹脂,及 (D)無機填充材之樹脂組成物,其中 (D)成分之比表面積為15m2
/g以上, 以樹脂成分為100質量%時,(C)成分之含量為0.1質量%以上且6質量%以下。 [3] 如[1]或[2]之樹脂組成物,其中(C)成分為具有多環式芳香族烴骨架之聚醯亞胺樹脂。 [4] 如[3]之樹脂組成物,其中多環式芳香族烴骨架,為5員環化合物與芳香環經縮合而得的芳香族烴骨架。 [5] 如[3]或[4]之樹脂組成物,其中多環式芳香族烴骨架,為茚烷骨架及茀骨架之至少任一者。 [6] 如[1]~[5]中任一項之樹脂組成物,其中(C)成分之重量平均分子量為5000以上。 [7] 如[1]~[6]中任一項之樹脂組成物,其中(C)成分具有:具有多環式芳香族烴骨架之重複單位,與具有醯亞胺結構之重複單位。 [8] 如[7]之樹脂組成物,其中具有多環式芳香族烴骨架之重複單位與具有醯亞胺結構之重複單位的質量比(具有多環式芳香族烴骨架之重複單位之質量/具有醯亞胺結構之重複單位之質量),為0.5以上且2以下。 [9] 如[1]~[8]中任一項之樹脂組成物,其中以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,(C)成分之含量為0.1質量%以上且3質量%以下。 [10] 如[1]~[9]中任一項之樹脂組成物,其中以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,(B)成分之含量為1質量%以上且25質量%以下。 [11] 如[1]~[10]中任一項之樹脂組成物,其中以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,(D)成分之含量為30質量%以上且80質量%以下。 [12] 如[1]~[11]中任一項之樹脂組成物,其進一步含有(E)硬化劑。 [13] 如[12]之樹脂組成物,其中(E)硬化劑為酚系硬化劑。 [14] 如[1]~[13]中任一項之樹脂組成物,其係印刷配線板之絕緣層形成用。 [15] 如[1]~[14]中任一項之樹脂組成物,其係印刷配線板之層間絕緣層形成用。 [16] 一種樹脂片,其包含支持體,與設置於該支持體上之如[1]~[15]中任一項之樹脂組成物層。 [17] 一種印刷配線板,其係包含第1導體層、第2導體層,及形成於第1導體層與第2導體層之間的絕緣層之印刷配線板,其中 該絕緣層為如[1]~[15]中任一項之樹脂組成物之硬化物。 [18] 一種半導體裝置,其包含如[17]之印刷配線板。 [發明之效果]
依照本發明,可提供即使使用平均粒徑小或比表面積大之無機填充材,亦可得到微細電路形成能力優良、介電正切低的硬化物之最低熔融黏度低且積層性優良的樹脂組成物;包含該樹脂組成物之樹脂片;具備使用該樹脂組成物所形成的絕緣層之印刷配線板,及半導體裝置。
以下,詳細說明本發明之樹脂組成物、樹脂片、印刷配線板,及半導體裝置。
[樹脂組成物] 本發明之第1實施形態之樹脂組成物,含有(A)環氧樹脂、(B)活性酯系硬化劑、(C)聚醯亞胺樹脂,及(D)無機填充材,(D)成分之平均粒徑為100nm以下,以樹脂成分為100質量%時,(C)成分之含量為0.1質量%以上且6質量%以下。第1實施形態之樹脂組成物藉由含有(C)成分,即使含有(D)平均粒徑為100nm以下之無機填充材,亦可得到可得到微細電路形成能力優良,且介電正切低之硬化物之最低熔融黏度低且積層性優良的樹脂組成物。又,第2實施形態之樹脂組成物,係含有(A)環氧樹脂、(B)活性酯系硬化劑、(C)聚醯亞胺樹脂,及(D)無機填充材之樹脂組成物,其中(D)成分之比表面積為15m2
/g以上,以樹脂成分為100質量%時,(C)成分之含量為0.1質量%以上且6質量%以下。第2實施形態之樹脂組成物藉由含有(C)成分,即使含有(D)比表面積為15m2
/g以上之無機填充材,亦可得到可得到微細電路形成能力優良,且介電正切低之硬化物之最低熔融黏度低且積層性優良的樹脂組成物。
樹脂組成物,亦可依需要,進一步含有(E)硬化劑(活性酯系硬化劑除外)、(F)硬化促進劑、(G)熱可塑性樹脂,及(H)其他添加劑等成分。以下,詳細說明本發明之第1及第2實施形態之樹脂組成物中所含有的各成分。此處,有將第1實施形態之樹脂組成物及第2實施形態之樹脂組成物一併稱為「樹脂組成物」者。
<(A)環氧樹脂> 樹脂組成物含有(A)環氧樹脂。環氧樹脂例如可列舉聯二甲酚型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、雙酚AF型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、三酚型環氧樹脂、萘酚酚醛清漆型環氧樹脂、酚酚醛清漆型環氧樹脂、tert-丁基-兒茶酚型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、萘酚型環氧樹脂、蒽型環氧樹脂、縮水甘油胺型環氧樹脂、縮水甘油酯型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、線狀脂肪族環氧樹脂、具有丁二烯結構之環氧樹脂、脂環式環氧樹脂、雜環式環氧樹脂、含有螺環之環氧樹脂、環己烷型環氧樹脂、環己烷二甲醇型環氧樹脂、伸萘基醚型環氧樹脂、三羥甲基型環氧樹脂、四苯基乙烷型環氧樹脂等。環氧樹脂可1種單獨使用、亦可組合使用2種以上。
環氧樹脂較佳包含1分子中具有2個以上之環氧基的環氧樹脂。較佳為以環氧樹脂之不揮發成分為100質量%時,至少50質量%以上為1分子中具有2個以上之環氧基的環氧樹脂。樹脂組成物尤以組合含有於溫度20℃為液狀之環氧樹脂(以下稱「液狀環氧樹脂」),與於溫度20℃為固體狀之環氧樹脂(亦稱為「固體狀環氧樹脂」)為佳。液狀環氧樹脂較佳為1分子中具有2個以上之環氧基的液狀環氧樹脂、更佳為1分子中具有2個以上之環氧基的芳香族系液狀環氧樹脂。固體狀環氧樹脂較佳為1分子中具有3個以上之環氧基的固體狀環氧樹脂、更佳為1分子中具有3個以上之環氧基的芳香族系固體狀環氧樹脂。本發明中,芳香族系之環氧樹脂,意指其分子內具有芳香環之環氧樹脂。
液狀環氧樹脂較佳為雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚AF型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、縮水甘油酯型環氧樹脂、縮水甘油胺型環氧樹脂、酚酚醛清漆型環氧樹脂、具有酯骨架之脂環式環氧樹脂、環己烷型環氧樹脂、環己烷二甲醇型環氧樹脂、縮水甘油胺型環氧樹脂,及具有丁二烯結構之環氧樹脂;更佳為雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂及環己烷型環氧樹脂;又更佳為雙酚A型環氧樹脂。液狀環氧樹脂之具體例子,可列舉DIC公司製之「HP4032」、「HP4032D」、「HP4032SS」(萘型環氧樹脂)、三菱化學公司製之「828US」、「jER828EL」、「825」、「Epikote 828EL」(雙酚A型環氧樹脂)、「jER807」、「1750」(雙酚F型環氧樹脂)、「jER152」(酚酚醛清漆型環氧樹脂)、「630」、「630LSD」(縮水甘油胺型環氧樹脂)、新日鐵住金化學公司製之「ZX1059」(雙酚A型環氧樹脂與雙酚F型環氧樹脂之混合品)、Nagase ChemteX公司製之「EX-721」(縮水甘油酯型環氧樹脂)、Daicel公司製之「Celloxide 2021P」(具有酯骨架之脂環式環氧樹脂)、「PB-3600」(具有丁二烯結構之環氧樹脂)、新日鐵住金化學公司製之「ZX1658」、「ZX1658GS」(液狀1,4-縮水甘油基環己烷型環氧樹脂)、三菱化學公司製之「630LSD」(縮水甘油胺型環氧樹脂)等。此等可1種單獨使用、亦可組合2種以上使用。
固體狀環氧樹脂,較佳為聯二甲酚型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、萘型4官能環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、三酚型環氧樹脂、萘酚型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、伸萘基醚型環氧樹脂、蒽型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚AF型環氧樹脂、四苯基乙烷型環氧樹脂;更佳為聯二甲酚型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、雙酚AF型環氧樹脂、萘酚型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂及伸萘基醚型環氧樹脂;又更佳為聯二甲酚型環氧樹脂、萘酚型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂。固體狀環氧樹脂之具體例子,可列舉DIC公司製之「HP4032H」(萘型環氧樹脂)、「HP-4700」、「HP-4710」(萘型4官能環氧樹脂)、「N-690」(甲酚酚醛清漆型環氧樹脂)、「N-695」(甲酚酚醛清漆型環氧樹脂)、「HP-7200」(二環戊二烯型環氧樹脂)、「HP-7200HH」、「HP-7200H」、「EXA-7311」、「EXA-7311-G3」、「EXA-7311-G4」、「EXA-7311-G4S」、「HP6000」(伸萘基醚型環氧樹脂)、日本化藥公司製之「EPPN-502H」(三酚型環氧樹脂)、「NC7000L」(萘酚酚醛清漆型環氧樹脂)、「NC3000H」、「NC3000」、「NC3000L」、「NC3100」(聯苯型環氧樹脂)、新日鐵住金化學公司製之「ESN475V」(萘型環氧樹脂)、「ESN485」(萘酚酚醛清漆型環氧樹脂)、三菱化學公司製之「YX4000H」、「YX4000」、「YL6121」(聯苯型環氧樹脂)、「YX4000HK」(聯二甲酚型環氧樹脂)、「YX8800」(蒽型環氧樹脂)、大阪Gas Chemicals公司製之「PG-100」、「CG-500」、三菱化學公司製之「YL7760」(雙酚AF型環氧樹脂)、「YL7800」(茀型環氧樹脂)、三菱化學公司製之「jER1010」(固體狀雙酚A型環氧樹脂)、「jER1031S」(四苯基乙烷型環氧樹脂)等。此等可1種單獨使用、亦可組合2種以上使用。
合併使用液狀環氧樹脂與固體狀環氧樹脂作為(A)成分時,該等之量比(液狀環氧樹脂:固體狀環氧樹脂),以質量比計較佳為1:0.1~1:20之範圍。液狀環氧樹脂與固體狀環氧樹脂之量比藉由於該範圍,可得到i)以樹脂片之形態使用時會帶來適度的黏著性、ii)以樹脂片之形態使用時可得到充分之可撓性,操作性提高,以及iii)可得到具有充分之斷裂強度的硬化物等之效果。由上述i)~iii)之效果的觀點而言,液狀環氧樹脂與固體狀環氧樹脂之量比(液狀環氧樹脂:固體狀環氧樹脂),以質量比計,更佳為1:0.2~1:5之範圍、又更佳為1:0.3~1:1之範圍。
就得到顯示良好之機械強度、絕緣信賴性的絕緣層之觀點而言,以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,樹脂組成物中之(A)成分之含量,較佳為15質量%以上、更佳為20質量%以上、又更佳為25質量%以上。環氧樹脂之含量的上限,只要會發揮本發明之效果,則無特殊限定,較佳為60質量%以下、更佳為45質量%以下、40質量%以下,或35質量%以下。
(A)成分之環氧當量,較佳為50~5000、更佳為50~3000、又更佳為80~2000、又再更佳為110~1000。藉由成為該範圍,硬化物之交聯密度充分,可帶來表面粗度小的絕緣層。再者,環氧當量可遵照JIS K7236測定,係含有1當量之環氧基的樹脂之質量。
(A)成分之重量平均分子量,較佳為100~5000、更佳為250~3000、又更佳為400~1500。此處,環氧樹脂之重量平均分子量,係藉由凝膠滲透層析(GPC)法測定之以聚苯乙烯換算之重量平均分子量。
<(B)活性酯系硬化劑> 樹脂組成物,含有(B)活性酯系硬化劑。活性酯系硬化劑,為1分子中具有1個以上之活性酯基的活性酯化合物。活性酯系硬化劑,較佳為1分子中具有2個以上之活性酯基的活性酯系硬化劑,例如較佳為使用酚酯類、硫酚酯類、N-羥胺酯類、雜環羥基化合物之酯類等之1分子中具有2個以上之反應活性高的酯基之活性酯系硬化劑。活性酯系硬化劑,可1種單獨使用、亦可組合2種以上使用。
就耐熱性提高之觀點而言,較佳為藉由羧酸化合物及/或硫代羧酸化合物,與羥基化合物及/或硫醇化合物之縮合反應所得到之活性酯系硬化劑。其中尤以使羧酸化合物,與由酚化合物、萘酚化合物及硫醇化合物中選擇的1種以上反應而得到之活性酯系硬化劑更佳;又更佳為使羧酸化合物,與具有酚性羥基之芳香族化合物反應而得到之1分子中具有2個以上之活性酯基的芳香族化合物;又更佳為使1分子中具有至少2個以上之羧基的羧酸化合物,與具有酚性羥基之芳香族化合物反應而得到之芳香族化合物,且其係1分子中具有2個以上之活性酯基的芳香族化合物。活性酯系硬化劑可為直鏈狀、亦可為分支狀。又,1分子中具有至少2個以上之羧基的羧酸化合物只要係包含脂肪族鏈之化合物,則可使與樹脂組成物之相溶性變高,只要係具有芳香環之化合物,則可使耐熱性變高。
羧酸化合物例如可列舉碳原子數1~20之脂肪族羧酸、碳原子數7~20之芳香族羧酸。脂肪族羧酸,較佳為碳原子數1~20、更佳為碳原子數2~10、又更佳為碳原子數2~8,具體而言,可列舉乙酸、丙二酸、琥珀酸、馬來酸、依康酸等。芳香族羧酸,較佳為碳原子數1~20、更佳為碳原子數7~10,具體而言,可列舉安息香酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、苯均四酸等。就耐熱性之觀點而言,其中尤以琥珀酸、馬來酸、依康酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸為佳;更佳為間苯二甲酸、對苯二甲酸。
硫代羧酸化合物並無特殊限制,例如可列舉硫代乙酸、硫代安息香酸等。
酚化合物,例如較佳為碳原子數6~40、更佳為碳原子數6~30、又更佳為碳原子數6~23、又再更佳為碳原子數6~22。酚化合物之適合的具體例子,可列舉氫醌、間苯二酚、雙酚A、雙酚F、雙酚S、酚酞、甲基化雙酚A、甲基化雙酚F、甲基化雙酚S、酚、o-甲酚、m-甲酚、p-甲酚、兒茶酚、二羥基二苯甲酮、三羥基二苯甲酮、四羥基二苯甲酮、間苯三酚、苯三醇、二環戊二烯型二酚等。又,酚化合物亦可使用酚酚醛清漆、日本特開2013-40270號公報記載之具有酚性羥基的含有磷原子之寡聚物。
萘酚化合物,例如較佳為碳原子數10~40、更佳為碳原子數10~30、又更佳為碳原子數10~20。萘酚化合物之適合的具體例子,可列舉α-萘酚、β-萘酚、1,5-二羥基萘、1,6-二羥基萘、2,6-二羥基萘等。又,萘酚化合物亦可使用萘酚酚醛清漆。
其中尤以雙酚A、雙酚F、雙酚S、甲基化雙酚A、甲基化雙酚F、甲基化雙酚S、兒茶酚、α-萘酚、β-萘酚、1,5-二羥基萘、1,6-二羥基萘、2,6-二羥基萘、二羥基二苯甲酮、三羥基二苯甲酮、四羥基二苯甲酮、間苯三酚、苯三醇、二環戊二烯型二酚、酚酚醛清漆、具有酚性羥基的含有磷原子之寡聚物為佳;更佳為兒茶酚、1,5-二羥基萘、1,6-二羥基萘、2,6-二羥基萘、二羥基二苯甲酮、三羥基二苯甲酮、四羥基二苯甲酮、間苯三酚、苯三醇、二環戊二烯型二酚、酚酚醛清漆、具有酚性羥基的含有磷原子之寡聚物;又更佳為1,5-二羥基萘、1,6-二羥基萘、2,6-二羥基萘、二羥基二苯甲酮、三羥基二苯甲酮、四羥基二苯甲酮、二環戊二烯型二酚、酚酚醛清漆、具有酚性羥基的含有磷原子之寡聚物;又再更佳為1,5-二羥基萘、1,6-二羥基萘、2,6-二羥基萘、二環戊二烯型二酚、酚酚醛清漆、具有酚性羥基的含有磷原子之寡聚物;又進一步更佳為1,5-二羥基萘、1,6-二羥基萘、2,6-二羥基萘、二環戊二烯型二酚、具有酚性羥基的含有磷原子之寡聚物;特佳為二環戊二烯型二酚。
硫醇化合物並無特殊限制,例如可列舉苯二硫醇、三嗪二硫醇等。
活性酯系硬化劑之適合的具體例子,可列舉含有二環戊二烯型二酚結構之活性酯系硬化劑、含有萘結構之活性酯系硬化劑、含有酚酚醛清漆之乙醯化物之活性酯系硬化劑、含有酚酚醛清漆之苯甲醯化物之活性酯系硬化劑、使芳香族羧酸與具有酚性羥基的含有磷原子之寡聚物反應而得到之活性酯系硬化劑等,其中尤以含有二環戊二烯型二酚結構之活性酯系硬化劑、含有萘結構之活性酯系硬化劑、使芳香族羧酸與具有酚性羥基的含有磷原子之寡聚物反應而得到之活性酯系硬化劑為更佳。再者本發明中,「二環戊二烯型二酚結構」,表示由伸苯基-二環戊烯-伸苯基所構成之2價之結構單位。
活性酯系硬化劑,可使用日本特開2004-277460號公報、日本特開2013-40270號公報揭示之活性酯系硬化劑,又,亦可使用市售之活性酯系硬化劑。活性酯系硬化劑之市售品例如可列舉DIC公司製之「EXB9451」、「EXB9460」、「EXB9460S」、「HPC-8000-65T」、「HPC-8000L-65M」(含有二環戊二烯型二酚結構之活性酯系硬化劑)、DIC公司製之「EXB9416-70BK」(含有萘結構之活性酯系硬化劑)、三菱化學公司製之「DC808」(含有酚酚醛清漆之乙醯化物之活性酯系硬化劑)、三菱化學公司製之「YLH1026」(含有酚酚醛清漆之苯甲醯化物之活性酯系硬化劑)、DIC公司製之「EXB9050L-62M」(含有磷原子之活性酯系硬化劑)。
就得到微細電路形成能力優良、介電正切低的硬化物之觀點而言,以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,活性酯系硬化劑之含量較佳為1質量%以上、更佳為5質量%以上、又更佳為10質量%以上。活性酯系硬化劑之含量之上限並無特殊限定,較佳為25質量%以下、更佳為20質量%以下、又更佳為15質量%以下。
又,就得到機械強度良好的絕緣層之觀點而言,以(A)環氧樹脂之環氧基數為1時,(B)活性酯系硬化劑之反應基數,較佳為0.1~10、更佳為0.1~5、又更佳為0.1~1。此處,「環氧樹脂之環氧基數」,係指對於全部之環氧樹脂,將樹脂組成物中所存在之各環氧樹脂的固體成分質量除以環氧當量之值予以合計之值。又,「反應基」意指可與環氧基反應之官能基,「活性酯系硬化劑之反應基數」,係指將樹脂組成物中所存在之活性酯系硬化劑之固體成分質量除以反應基當量之值予以全部合計之值。
<(C)聚醯亞胺樹脂> 本發明之樹脂組成物,含有(C)聚醯亞胺樹脂。若於樹脂組成物中含有平均粒徑小或比表面積大之無機填充材時,一般而言樹脂組成物之熔融黏度會上昇。相對於此,含有(C)成分之本發明之樹脂組成物,可抑制樹脂組成物之熔融黏度上昇。該熔融黏度上昇的抑制,可認為係藉由聚醯亞胺樹脂為低極性,及環氧樹脂與聚醯亞胺樹脂之相溶性高的作用而得到。又,含有苯氧樹脂或脂肪族等之熱可塑性樹脂,一般而言硬化時容易產生醇等之極性高的成分,其結果,可能有樹脂組成物之硬化物的介電正切變高的情況。相對於此,含有(C)成分之本發明之樹脂組成物的硬化物,可認為相較於含有苯氧樹脂等之熱可塑性樹脂的情況而言,極性更低。其結果,硬化物之介電正切減低。又,本發明之樹脂組成物,可認為由於可藉由粗化處理而形成包含微小凹凸之粗面,因此即使形成微細電路的情況時,亦可得到充分之錨固(anchor)效果,其結果,微細電路形成能力成為優良。
以樹脂組成物之樹脂成分為100質量%時,就使介電正切低的觀點而言,(C)成分之含量係0.1質量%以上、較佳為0.3質量%以上、更佳為0.5質量%以上、又更佳為0.8質量%以上。就得到微細電路形成能力優良的硬化物之觀點而言,上限係6質量%以下、較佳為5.8質量%以下、更佳為5.5質量%以下、又更佳為5.2質量%以下。
「樹脂成分」係指構成樹脂組成物之不揮發成分當中,去除無機填充材之成分。
(C)成分只要係聚醯亞胺樹脂則無特殊限定。(C)成分例如可列舉新日本理化公司製之「Rikacoat SN20」、「Rikacoat PN20」等之聚醯亞胺樹脂;使2官能性羥基末端聚丁二烯、二異氰酸酯化合物及四元酸酐反應而得到之線狀聚醯亞胺(日本特開2006-37083號公報記載之聚醯亞胺)、含有聚矽氧烷骨架之聚醯亞胺(日本特開2002-12667號公報及日本特開2000-319386號公報等記載之聚醯亞胺)等之改質聚醯亞胺;包含使二聚物二胺及多元羧酸化合物反應而得到之結構的聚醯亞胺樹脂(以下,有稱為「二聚物二胺聚醯亞胺樹脂」者);具有多環式芳香族烴骨架之聚醯亞胺樹脂。其中,作為(C)成分,就更提高微細電路形成能力、更減低最低熔融黏度之觀點而言,尤佳為二聚物二胺聚醯亞胺樹脂及具有多環式芳香族烴骨架之聚醯亞胺樹脂、更佳為具有多環式芳香族烴骨架之聚醯亞胺樹脂。
(二聚物二胺聚醯亞胺樹脂) 二聚物二胺聚醯亞胺樹脂,其分子結構中,包含具有使二聚物二胺聚合所形成的結構之結構單位,及具有使多元羧酸化合物聚合所形成的結構之結構單位。以下之說明中,有將具有使二聚物二胺聚合所形成的結構之結構單位稱為「二聚物二胺單位」者。又,有將具有使多元羧酸化合物聚合所形成的結構之結構單位稱為「多元羧酸單位」者。通常,二聚物二胺聚醯亞胺樹脂之分子中,二聚物二胺單位與多元羧酸單位,係藉由環狀醯亞胺鍵而鍵結。
二聚物二胺為脂肪族胺之二聚體,1分子中包含2個胺基。此等之胺基通常為-NH2
表示之1級胺基。
二聚物二胺之每1分子之碳原子數,較佳為19以上、更佳為27以上;較佳為49以下、更佳為41以下。又,二聚物二胺所包含之脂肪族基,可為飽和脂肪族基、亦可為不飽和脂肪族基。又,二聚物二胺單位,亦可具有碳-碳不飽和鍵。每1個二聚物二胺單位之碳-碳不飽和鍵的數目,較佳為0~3、更佳為0~1、特佳為0。
二聚物二胺,通常包含由連結2個胺基之脂肪族烴基所構成脂主鏈,與由鍵結於前述主鏈之2個脂肪族烴基所構成脂側鏈。因而,二聚物二胺單位,通常係每1個二聚物二胺單位包含2個由脂肪族烴基所構成之側鏈,作為側鏈之脂肪族烴基,較佳為無分支之直鏈脂肪族烴基。又,就顯著得到本發明之所期望之效果的觀點而言,每1個作為側鏈之脂肪族烴基之碳原子數,較佳為2以上,較佳為19以下、更佳為18以下。進一步地,就顯著得到本發明之所期望之效果的觀點而言,每1個二聚物二胺單位之2個側鏈當中,較佳1個以上之側鏈為飽和脂肪族烴基、特佳全部的側鏈為飽和脂肪族烴基。
二聚物二胺,可為分子中包含環之脂環式二胺、亦可為分子中不包含環之鏈狀脂肪族二胺。因而,二聚物二胺單位所包含之脂肪族基,於其分子結構中亦可包含環。
具體的二聚物二胺,可參照日本專利第5534378號公報記載之二聚物二胺。
二聚物二胺,例如可藉由將二聚酸等之不飽和脂肪酸,或其酯、高級不飽和腈或高級不飽和醇予以還原性胺化,之後予以2聚化來製造。又,二聚物二胺,例如可藉由將前述不飽和脂肪酸,或其酯、高級不飽和腈或高級不飽和醇予以2聚化而得到多元脂肪酸、多元腈或多元醇,之後予以還原性胺化來製造。進一步地,二聚物二胺之製造方法,亦可包含實施氫化反應。二聚物二胺之製造方法,可參照日本特開平9-12712號公報記載之方法。
多元羧酸化合物,係指2元以上之價數的羧酸化合物,例如可列舉每1分子具有2個以上之羧基的羧酸及其酐。其中就顯著得到本發明之所期望之效果的觀點而言,多元羧酸尤以四羧酸化合物為佳,特佳為芳香族四羧酸化合物。
芳香族四羧酸化合物,例如可列舉苯均四酸、苯均四酸二酐、4,4’-氧基二鄰苯二甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基醚四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基碸四羧酸二酐、1,2,3,4-苯四羧酸酐、1,4,5,8-萘四羧酸酐、2,3,6,7-萘四羧酸酐、3,3’,4,4’-聯苯四羧酸二酐、2,2’,3,3’-聯苯四羧酸二酐、2,3,3’,4’-聯苯四羧酸二酐、2,3,3’,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、2,3,3’,4’-二苯基醚四羧酸二酐、2,3,3’,4’-二苯基碸四羧酸二酐、2,2-雙(3,3’,4,4’-四羧基苯基)四氟丙烷二酐、2,2’-雙(3,4-二羧基苯氧基苯基)碸二酐、2,2-雙(2,3-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、環戊烷四羧酸酐、丁烷-1,2,3,4-四羧酸、2,3,5-三羧基環戊基乙酸酐、4,4’-[丙烷-2,2-二基雙(1,4-伸苯氧基)]二鄰苯二甲酸二酐等。
二聚物二胺聚醯亞胺樹脂所包含之特佳的結構單位,可參照日本專利第5534378號公報。
二聚物二胺聚醯亞胺樹脂中,二聚物二胺單位及多元羧酸單位之量比,只要不顯著損及本發明之效果,其係任意。通常,二聚物二胺聚醯亞胺樹脂中之二聚物二胺單位及多元羧酸單位之量比,係與作為用以製造該二聚物二胺聚醯亞胺樹脂之原料的二聚物二胺及多元羧酸化合物之給料比相同。以「多元羧酸單位之莫耳數/二聚物二胺單位之莫耳數」表示之量比,具體而言,較佳為0.6以上、特佳為0.8以上,較佳為1.4以下、特佳為1.2以下。藉由使前述之量比為前述範圍內,可顯著地得到本發明之所期望之效果。
二聚物二胺聚醯亞胺樹脂,亦可依需要,包含二聚物二胺單位及多元羧酸單位以外之任意的結構單位。二聚物二胺聚醯亞胺樹脂,可1種單獨使用、亦可以任意比率組合使用2種類以上。
二聚物二胺聚醯亞胺樹脂,例如可使二聚物二胺與多元羧酸化合物聚合來製造。又,二聚物二胺聚醯亞胺樹脂,例如可藉由使二聚物二胺與多元羧酸化合物聚合而得到聚醯胺酸之後,將該聚醯胺酸藉由脫水及環化而醯亞胺化來製造。進一步地,二聚物二胺聚醯亞胺樹脂之製造方法,亦可藉由二聚物二胺與多元羧酸化合物之聚合而得到聚醯亞胺樹脂之後,以鏈伸長劑來進行鏈伸長反應。二聚物二胺聚醯亞胺樹脂之製造方法,例如可參照日本專利第5534378號公報。
(具有多環式芳香族烴骨架之聚醯亞胺樹脂) 多環式芳香族烴,係指1個分子中包含2個以上之環狀結構,且該環狀結構中至少1個為芳香環之烴,2個以上之環狀結構可經縮合、亦可不縮合。
多環式芳香族烴骨架,可不具有取代基、亦可具有取代基。取代基並無特殊限制,例如可列舉鹵素原子、-OH、-O-C1-6
烷基、-N(C1-6
烷基)2
、C1-6
烷基、C6-10
芳基、-NH2
、-CN、-C(O)O-C1-6
烷基、-COOH、-C(O)H、-NO2
等,較佳為C1-6
烷基、更佳為甲基。取代基可僅具有1種、亦可具有複數種。
此處,「Cp-q
」(p及q為正整數,且滿足p<q)之用語,係表示於該用語之後所記載之有機基的碳原子數為p~q。例如,「C1-6
烷基」之表述,係表示碳原子數1~6之烷基。
多環式芳香族烴骨架,例如可列舉包含1,1,3-三甲基茚烷骨架等之茚烷骨架,及茀骨架等之5員環化合物與芳香環經縮合而得的芳香族烴骨架;萘骨架,及蒽骨架等之芳香族經縮合而得的芳香族烴骨架;聯苯骨架等之不縮合而具有2個以上之芳香族的芳香族烴骨架(非縮合型芳香族烴骨架)等,就更提高微細電路形成能力,更減低最低熔融黏度之觀點而言,較佳為5員環化合物與芳香環經縮合而得的芳香族烴骨架。其中,由減低樹脂組成物之硬化物的線熱膨脹係數、提高玻璃轉移溫度及剝離強度的觀點而言,多環式芳香族烴骨架,尤以茚烷骨架及茀骨架之至少任一者為佳。
就更提高微細電路形成能力,更減低最低熔融黏度之觀點而言,具有多環式芳香族烴骨架之醯亞胺樹脂,較佳為具有多環式芳香族烴骨架及環狀醯亞胺結構之聚醯亞胺樹脂。
環狀醯亞胺結構,例如可列舉鄰苯二甲醯亞胺、琥珀醯亞胺、戊二醯亞胺、3-甲基戊二醯亞胺、馬來醯亞胺、二甲基馬來醯亞胺、偏苯三甲醯亞胺、均苯四甲醯亞胺,較佳可列舉鄰苯二甲醯亞胺、琥珀醯亞胺,其中尤以具有芳香族醯亞胺結構之聚醯亞胺樹脂為佳、更佳為鄰苯二甲醯亞胺。
由減低樹脂組成物之硬化物的線熱膨脹係數、提高玻璃轉移溫度及剝離強度的觀點而言,(C)成分較佳具有:具有多環式芳香族烴骨架之重複單位,與具有醯亞胺結構之重複單位。
具有多環式芳香族烴骨架之重複單位,例如較佳為下述通式(1)表示之重複單位。(式(1)中,A表示多環式芳香族烴骨架,D表示單鍵或2價之連結基)。
式(1)中之A表示多環式芳香族烴骨架,多環式芳香族烴骨架之詳情係如上所述。
式(1)中之D表示單鍵或2價之連結基,較佳為2價之連結基。2價之連結基,例如可列舉氧原子、硫原子、伸烷基、伸芳基、-NH-、-C(=O)-、-SO-,或由此等之2個以上之組合所構成之基等。
伸烷基較佳為碳原子數1~10之伸烷基、更佳為碳原子數1~6之伸烷基、又更佳為碳原子數1~3之伸烷基。伸烷基係直鏈、分支、環狀之任意者均可。如此之伸烷基,例如可列舉亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸戊基、伸己基等,較佳為亞甲基。
伸芳基較佳為碳原子數6~14之伸芳基、更佳為碳原子數6~10之伸芳基。伸芳基例如可列舉伸苯基、伸萘基、伸蒽基等,較佳為伸苯基。
伸烷基及伸芳基可不具有取代基、亦可具有取代基。取代基係與多環式芳香族烴骨架可具有的取代基相同。
由此等之2個以上之組合所構成之基,較佳為由氧原子、伸芳基,及伸烷基中2個以上之組合所構成之基。如此之基,例如可列舉1個以上之伸芳基與1個以上之伸烷基鍵結而得之基(由伸芳基,及伸烷基之組合所構成之基)、1個以上之氧原子與1個以上之伸芳基鍵結而得之基(由氧原子,及伸芳基之組合所構成之基)等。1個以上之伸芳基與1個以上之伸烷基鍵結而得之基,例如可列舉由伸苯基-亞甲基所構成之2價之基、由伸苯基-二甲基亞甲基所構成之2價之基等。1個以上之氧原子與1個以上之伸芳基鍵結而得之基,例如可列舉由伸苯基-氧原子-伸苯基所構成之2價之基、由氧原子-伸苯基所構成之2價之基、由氧原子-萘所構成之2價之基等。
具有多環式芳香族烴骨架之重複單位之適合的例子可列舉以下者。
具有醯亞胺結構之重複單位,只要具有醯亞胺結構則無特殊限定,就更提高微細電路形成能力,更減低最低熔融黏度之觀點而言,較佳為具有環狀醯亞胺結構之重複單位。
環狀醯亞胺結構,例如可列舉鄰苯二甲醯亞胺、琥珀醯亞胺、戊二醯亞胺、3-甲基戊二醯亞胺、馬來醯亞胺、二甲基馬來醯亞胺、偏苯三甲醯亞胺、均苯四甲醯亞胺,較佳可列舉鄰苯二甲醯亞胺、琥珀醯亞胺,其中尤以芳香族醯亞胺結構為佳、更佳為鄰苯二甲醯亞胺。具有醯亞胺結構之重複單位,亦可為上述醯亞胺結構與2價之連結基鍵結之態樣。2價之連結基,係與通式(1)中之D所表示的2價之連結基相同。
具有醯亞胺結構之重複單位之適合的例子可列舉以下者。
具有多環式芳香族烴骨架之重複單位,與具有醯亞胺結構之重複單位的質量比(具有多環式芳香族烴骨架之重複單位之質量/具有醯亞胺結構之重複單位之質量),較佳為0.5以上、更佳為0.6以上、又更佳為0.8以上,較佳為2以下、更佳為1.8以下、又更佳為1.5以下。藉由使該質量比為如此範圍內,可減低樹脂組成物之硬化物的線熱膨脹係數、提高玻璃轉移溫度及剝離強度。
具有多環式芳香族烴骨架之聚醯亞胺樹脂的製造方法並無特殊限定,可遵照各種方法製造。作為適合之一實施形態,可藉由使用作為具有醯亞胺結構之重複單位的單體,與作為具有多環式芳香族烴骨架之重複單位的單體進行聚合而得到。進行聚合時,亦可依需要使用聚合起始劑等。
就更提高微細電路形成能力,更減低最低熔融黏度之觀點而言,(C)成分之重量平均分子量較佳為5000以上、更佳為10000以上、又更佳為11000以上,較佳為100000以下、更佳為50000以下、又更佳為30000以下。此處,(C)成分之重量平均分子量,係藉由凝膠滲透層析(GPC)法所測定之以聚苯乙烯換算之重量平均分子量。
<(D)無機填充材> 第1實施形態之樹脂組成物,含有(D)平均粒徑為100nm以下之無機填充材。又,第2實施形態之樹脂組成物,含有(D)比表面積為15m2
/g以上之無機填充材。(D)成分之材料並無特殊限定,例如可列舉二氧化矽、氧化鋁、玻璃、菫青石、氧化矽、硫酸鋇、碳酸鋇、滑石、黏土、雲母粉、氧化鋅、水滑石、水鋁石、氫氧化鋁、氫氧化鎂、碳酸鈣、碳酸鎂、氧化鎂、氮化硼、氮化鋁、氮化錳、硼酸鋁、碳酸鍶、鈦酸鍶、鈦酸鈣、鈦酸鎂、鈦酸鉍、氧化鈦、氧化鋯、鈦酸鋇、鈦酸鋯酸鋇、鋯酸鋇、鋯酸鈣、磷酸鋯,及磷酸鎢酸鋯等。此等之中尤以二氧化矽特別適宜。二氧化矽例如可列舉不定形二氧化矽、熔融二氧化矽、結晶二氧化矽、合成二氧化矽、中空二氧化矽等。又,二氧化矽較佳為球狀二氧化矽。無機填充材可1種單獨使用、亦可組合使用2種以上。
就薄膜化之觀點及提高微細電路形成能力之觀點而言,第1實施形態中之無機填充材之平均粒徑,係100nm以下、較佳為90nm以下、更佳為80nm以下。平均粒徑之下限並無特殊限定,就提高積層性之觀點而言,較佳可為1nm以上、更佳可為5nm以上、又更佳可為10nm以上等。 又,就薄膜化之觀點及提高微細電路形成能力之觀點而言,第2實施形態中之無機填充材之平均粒徑,較佳為100nm以下、更佳為90nm以下、又更佳為80nm以下。平均粒徑之下限並無特殊限定,較佳可為1nm以上、更佳可為5nm以上、又更佳可為10nm以上等。 具有如此之平均粒徑的無機填充材之市售品,例如可列舉電氣化學工業公司製「UFP-30」等。
無機填充材之平均粒徑可藉由基於米氏(Mie)散射理論之雷射繞射/散射法測定。具體而言可藉由雷射繞射散射式粒度分布測定裝置,依體積基準製成無機填充材之粒度分布,並以其中位直徑為平均粒徑藉以測定。測定樣品,較佳可使用藉由超音波使無機填充材分散於甲基乙基酮中者。雷射繞射散射式粒度分布測定裝置,可使用堀場製作所公司製「LA-500」、島津製作所公司製「SALD-2200」等。
就提高微細電路形成能力之觀點而言,第2實施形態中之無機填充材之比表面積,係15m2
/g以上、更佳為20m2
/g以上、又更佳為30m2
/g以上。就提高積層性之觀點而言,上限值較佳為60m2
/g以下、更佳為50m2
/g以下、又更佳為40m2
/g以下。 又,就提高微細電路形成能力之觀點而言,第1實施形態中之無機填充材之比表面積,較佳為15m2
/g以上、更佳為20m2
/g以上、又更佳為30m2
/g以上。上限並無特殊限制,較佳為60m2
/g以下、更佳為50m2
/g以下、又更佳為40m2
/g以下。 比表面積,可藉由遵照BET法,使用比表面積測定裝置(MOUNTECH公司製Macsorb HM-1210)使氮氣吸附於試樣表面,並使用BET多點法算出比表面積而得到。
就提高耐濕性及分散性之觀點而言,無機填充材較佳為經含氟矽烷偶合劑、胺基矽烷系偶合劑、環氧基矽烷系偶合劑、巰基矽烷系偶合劑、矽烷系偶合劑、烷氧基矽烷、有機矽氮烷化合物、鈦酸酯系偶合劑等之1種以上之表面處理劑處理;更佳為經胺基矽烷系矽烷偶合劑處理。表面處理劑之市售品,例如可列舉信越化學工業公司製「KBM403」(3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷)、信越化學工業公司製「KBM803」(3-巰基丙基三甲氧基矽烷)、信越化學工業公司製「KBE903」(3-胺基丙基三乙氧基矽烷)、信越化學工業公司製「KBM573」(N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷)、信越化學工業公司製「SZ-31」(六甲基二矽氮烷)、信越化學工業公司製「KBM103」(苯基三甲氧基矽烷)、信越化學工業公司製「KBM-4803」(長鏈環氧基型矽烷偶合劑)、信越化學工業公司製「KBM-7103」(3,3,3-三氟丙基三甲氧基矽烷)等。
就提高無機填充材之分散性的觀點而言,以表面處理劑進行表面處理的程度,相對於(D)成分100質量份而言,較佳為經0.2質量份~5質量份之表面處理劑表面處理、更佳為經0.2質量份~4質量份表面處理、又更佳為經0.3質量份~3質量份表面處理。 以表面處理劑進行表面處理的程度,可藉由無機填充材之每單位表面積的碳量來評估。就提高無機填充材之分散性的觀點而言,無機填充材之每單位表面積的碳量,較佳為0.02mg/m2
以上、更佳為0.1mg/m2
以上、又更佳為0.2mg/m2
以上。另一方面,就抑制樹脂塗料之熔融黏度及於薄片形態之熔融黏度上昇的觀點而言,較佳為1mg/m2
以下、更佳為0.8mg/m2
以下、又更佳為0.5mg/m2
以下。
無機填充材之每單位表面積的碳量,可於將表面處理後之無機填充材以溶劑(例如甲基乙基酮(MEK))洗淨處理後來測定。具體而言,係對經表面處理劑表面處理之無機填充材添加作為溶劑之充分量的MEK,於25℃超音波洗淨5分鐘。去除上清液,將固體成分乾燥後,使用碳分析計來測定無機填充材之每單位表面積的碳量。碳分析計可使用堀場製作所公司製「EMIA-320V」等。
就減低介電正切之觀點而言,以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,(D)成分之含量較佳為30質量%以上、更佳為35質量%以上、又更佳為40質量%以上。就提高絕緣性能之觀點而言,上限較佳為80質量%以下、更佳為70質量%以下、又更佳為65質量%以下。
<(E)硬化劑> 一實施形態中,樹脂組成物可含有(E)硬化劑。惟,此處所稱之(E)硬化劑,不包括(B)活性酯系硬化劑。(E)成分只要係具有使(A)成分硬化之功能者,則無特殊限定,例如可列舉酚系硬化劑、萘酚系硬化劑、苯并噁嗪系硬化劑、氰酸酯系硬化劑,及碳二醯亞胺系硬化劑等。其中作為(E)成分,尤以酚系硬化劑為佳。硬化劑可1種單獨使用,或可合併使用2種以上。
就耐熱性及耐水性之觀點而言,酚系硬化劑及萘酚系硬化劑,較佳為具有酚醛清漆結構之酚系硬化劑,或具有酚醛清漆結構之萘酚系硬化劑。又,就與導體層之密合性的觀點而言,較佳為含氮酚系硬化劑、更佳為含有三嗪骨架之酚系硬化劑。
酚系硬化劑及萘酚系硬化劑之具體例子,例如可列舉明和化成公司製之「MEH-7700」、「MEH-7810」、「MEH-7851」、日本化藥公司製之「NHN」、「CBN」、「GPH」、新日鐵住金化學公司製之「SN170」、「SN180」、「SN190」、「SN475」、「SN485」、「SN495」、「SN-495V」「SN375」、「SN395」、DIC公司製之「TD-2090」、「LA-7052」、「LA-7054」、「LA-1356」、「LA-3018-50P」、「EXB-9500」等。
苯并噁嗪系硬化劑之具體例子,可列舉昭和高分子公司製之「HFB2006M」、四國化成工業公司製之「P-d」、「F-a」。
氰酸酯系硬化劑,例如可列舉雙酚A二氰酸酯、多酚氰酸酯、寡(3-亞甲基-1,5-伸苯基氰酸酯)、4,4’-亞甲基雙(2,6-二甲基苯基氰酸酯)、4,4’-亞乙基二苯基二氰酸酯、六氟雙酚A二氰酸酯、2,2-雙(4-氰酸酯)苯基丙烷、1,1-雙(4-氰酸酯苯基甲烷)、雙(4-氰酸酯-3,5-二甲基苯基)甲烷、1,3-雙(4-氰酸酯苯基-1-(甲基亞乙基))苯、雙(4-氰酸酯苯基)硫醚,及雙(4-氰酸酯苯基)醚等之2官能氰酸酯樹脂;由酚酚醛清漆及甲酚酚醛清漆等所衍生之多官能氰酸酯樹脂、此等氰酸酯樹脂一部分經三嗪化而得的預聚物等。氰酸酯系硬化劑之具體例子,可列舉Lonza Japan公司製之「PT30」及「PT60」(酚酚醛清漆型多官能氰酸酯樹脂)、「ULL-950S」(多官能氰酸酯樹脂)、「BA230」、「BA230S75」(雙酚A二氰酸酯之一部分或全部被三嗪化而成為三聚體之預聚物)等。
碳二醯亞胺系硬化劑之具體例子,可列舉日清紡Chemical公司製之「V-03」、「V-07」等。
樹脂組成物含有(E)成分時,(A)成分與(E)成分之量比,以[(A)成分之環氧基之合計數]:[(E)成分之反應基之合計數]之比率計,較佳為1:0.01~1:2之範圍、更佳為1:0.05~1:1.5、又更佳為1:0.08~1:1。此處,(E)成分之反應基,係指活性羥基等,依(E)成分之種類而異。又,(A)成分之環氧基之合計數,係指對於全部之(A)成分,將各(A)成分之固體成分質量除以環氧當量之值予以合計之值,(E)成分之反應基之合計數,係指對於全部之(E)成分,將各(E)成分之固體成分質量除以反應基當量之值予以合計之值。(A)成分與(E)成分之量比藉由於該範圍,可更減低樹脂組成物之硬化物的線熱膨脹係數、更提高剝離強度。
又,樹脂組成物含有(E)成分時,(A)環氧樹脂,與(B)成分及(E)成分之量比,以[(A)成分之環氧基之合計數]:[(B)成分之反應基及(E)成分之反應基之合計數]的比率計,較佳為1:0.01~1:3之範圍、更佳為1:0.005~1:2、又更佳為1:0.1~1:1.5。
樹脂組成物含有(E)成分時,就更提高微細電路形成能力,更減低最低熔融黏度之觀點而言,以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,(E)成分之含量,較佳為15質量%以下、更佳為10質量%以下、又更佳為5質量%以下。又,下限並無特殊限制,較佳為1質量%以上、更佳為2質量%以上、又更佳為3質量%以上。
<(F)硬化促進劑> 一實施形態中,樹脂組成物可含有(F)硬化促進劑。硬化促進劑例如可列舉磷系硬化促進劑、胺系硬化促進劑、咪唑系硬化促進劑、胍系硬化促進劑、金屬系硬化促進劑等,較佳為磷系硬化促進劑、胺系硬化促進劑、咪唑系硬化促進劑、金屬系硬化促進劑,更佳為胺系硬化促進劑。硬化促進劑,可1種單獨使用、亦可組合2種以上使用。
磷系硬化促進劑,例如可列舉三苯基膦、鏻硼酸鹽化合物、四苯基鏻四苯基硼酸鹽、n-丁基鏻四苯基硼酸鹽、四丁基鏻癸酸鹽、(4-甲基苯基)三苯基鏻硫氰酸鹽、四苯基鏻硫氰酸鹽、丁基三苯基鏻硫氰酸鹽等,較佳為三苯基膦、四丁基鏻癸酸鹽。
胺系硬化促進劑,例如可列舉三乙胺、三丁胺等之三烷基胺;4-二甲基胺基吡啶、苯甲基二甲胺、2,4,6,-參(二甲基胺基甲基)酚、1,8-二氮雜雙環(5,4,0)-十一烯等,較佳為4-二甲基胺基吡啶、1,8-二氮雜雙環(5,4,0)-十一烯。
咪唑系硬化促進劑,例如可列舉2-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-苯甲基-2-甲基咪唑、1-苯甲基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑、1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑鎓偏苯三甲酸鹽、1-氰基乙基-2-苯基咪唑鎓偏苯三甲酸鹽、2,4-二胺基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪、2,4-二胺基-6-[2’-十一烷基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪、2,4-二胺基-6-[2’-乙基-4’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪、2,4-二胺基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪異三聚氰酸加成物、2-苯基咪唑異三聚氰酸加成物、2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羥基甲基咪唑、2,3-二氫-1H-吡咯并[1,2-a]苯并咪唑、1-十二烷基-2-甲基-3-苯甲基咪唑鎓氯化物、2-甲基咪唑啉、2-苯基咪唑啉等之咪唑化合物及咪唑化合物與環氧樹脂之加合物體,較佳為2-乙基-4-甲基咪唑、1-苯甲基-2-苯基咪唑。
咪唑系硬化促進劑,亦可使用市售品,例如可列舉三菱化學公司製之「P200-H50」等。
胍系硬化促進劑,例如可列舉二氰二胺、1-甲基胍、1-乙基胍、1-環己基胍、1-苯基胍、1-(o-甲苯基)胍、二甲基胍、二苯基胍、三甲基胍、四甲基胍、五甲基胍、1,5,7-三氮雜雙環[4.4.0]癸-5-烯、7-甲基-1,5,7-三氮雜雙環[4.4.0]癸-5-烯、1-甲基雙胍、1-乙基雙胍、1-n-丁基雙胍、1-n-十八烷基雙胍、1,1-二甲基雙胍、1,1-二乙基雙胍、1-環己基雙胍、1-烯丙基雙胍、1-苯基雙胍、1-(o-甲苯基)雙胍等,較佳為二氰二胺、1,5,7-三氮雜雙環[4.4.0]癸-5-烯。
金屬系硬化促進劑,例如可列舉鈷、銅、鋅、鐵、鎳、錳、錫等之金屬的有機金屬錯合物或有機金屬鹽。有機金屬錯合物之具體例子,可列舉鈷(II)乙醯丙酮化物、鈷(III)乙醯丙酮化物等之有機鈷錯合物、銅(II)乙醯丙酮化物等之有機銅錯合物、鋅(II)乙醯丙酮化物等之有機鋅錯合物、鐵(III)乙醯丙酮化物等之有機鐵錯合物、鎳(II)乙醯丙酮化物等之有機鎳錯合物、錳(II)乙醯丙酮化物等之有機錳錯合物等。有機金屬鹽例如可列舉辛酸鋅、辛酸錫、環烷酸鋅、環烷酸鈷、硬脂酸錫、硬脂酸鋅等。
樹脂組成物含有硬化促進劑時,硬化促進劑之含量,以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,較佳為0.01質量%以上、更佳為0.05質量%以上、又更佳為0.1質量%以上。上限較佳為3質量%以下、更佳為2質量%以下、又更佳為1質量%以下。藉由使硬化促進劑之含量成為如此範圍內,可更提高微細電路形成能力、更減低最低熔融黏度。
<(G)熱可塑性樹脂> 一實施形態中,樹脂組成物可含有(G)熱可塑性樹脂。惟,此處所稱之(G)熱可塑性樹脂,不包括(C)聚醯亞胺樹脂。
熱可塑性樹脂,例如可列舉苯氧樹脂、聚乙烯縮醛樹脂、聚烯烴樹脂、聚丁二烯樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、聚碸樹脂、聚醚碸樹脂、聚苯醚樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醚醚酮樹脂、聚酯樹脂等,較佳為苯氧樹脂。熱可塑性樹脂,可1種單獨使用,或亦可組合2種以上使用。
熱可塑性樹脂之以聚苯乙烯換算之重量平均分子量,較佳為8,000以上、更佳為10,000以上、又更佳為20,000以上、特佳為40,000以上。上限並無特殊限定,較佳為70,000以下、更佳為60,000以下。熱可塑性樹脂之以聚苯乙烯換算之重量平均分子量,係以凝膠滲透層析(GPC)法測定。具體而言,熱可塑性樹脂之以聚苯乙烯換算之重量平均分子量,可使用島津製作所公司製LC-9A/RID-6A作為測定裝置、使用昭和電工公司製Shodex K-800P/K-804L/K-804L作為管柱、使用氯仿等作為移動相,將管柱溫度設定為40℃,使用標準聚苯乙烯之檢量線來算出。
苯氧樹脂例如可列舉具有選自由雙酚A骨架、雙酚F骨架、雙酚S骨架、雙酚苯乙酮骨架、酚醛清漆骨架、聯苯骨架、茀骨架、二環戊二烯骨架、降莰烯骨架、萘骨架、蒽骨架、金剛烷骨架、萜烯骨架,及三甲基環己烷骨架所成之群的1種以上之骨架的苯氧樹脂。苯氧樹脂之末端,亦可為酚性羥基、環氧基等之任意官能基。苯氧樹脂可1種單獨使用、亦可組合使用2種以上。苯氧樹脂之具體例子,可列舉三菱化學公司製之「1256」及「4250」(均為含有雙酚A骨架之苯氧樹脂)、「YX8100」(含有雙酚S骨架之苯氧樹脂),及「YX6954」(含有雙酚苯乙酮骨架之苯氧樹脂),其他亦可列舉新日鐵住金化學公司製之「FX280」及「FX293」、三菱化學公司製之「YL7500BH30」、「YX6954BH30」、「YX7553」、「YX7553BH30」、「YL7769BH30」、「YL6794」、「YL7213」、「YL7290」及「YL7482」等。
聚乙烯縮醛樹脂例如可列舉聚乙烯縮甲醛樹脂、聚乙烯縮丁醛樹脂,較佳為聚乙烯縮丁醛樹脂。聚乙烯縮醛樹脂之具體例子,例如可列舉電氣化學工業公司製之「Denka Butyral 4000-2」、「Denka Butyral 5000-A」、「Denka Butyral 6000-C」、「Denka Butyral 6000-EP」、積水化學工業公司製之S-LEC BH系列、BX系列(例如BX-5Z)、KS系列(例如KS-1)、BL系列、BM系列等。
聚醯胺醯亞胺樹脂之具體例子,可列舉東洋紡公司製之「Vylomax HR11NN」及「Vylomax HR16NN」。聚醯胺醯亞胺樹脂之具體例子又可列舉日立化成工業公司製之「KS9100」、「KS9300」(含有聚矽氧烷骨架之聚醯胺醯亞胺)等之改質聚醯胺醯亞胺。
聚醚碸樹脂之具體例子,可列舉住友化學公司製之「PES5003P」等。聚苯醚樹脂之具體例子,可列舉三菱瓦斯化學公司製之具有乙烯基的寡聚苯醚/苯乙烯樹脂「OPE-2St 1200」等。
聚碸樹脂之具體例子,可列舉Solvay Advanced Polymers公司製之聚碸「P1700」、「P3500」等。
樹脂組成物含有熱可塑性樹脂時,以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時熱可塑性樹脂之含量,較佳為0.1質量%以上、更佳為0.3質量%以上、又更佳為0.5質量%以上。上限較佳為10質量%以下、更佳為5質量%以下、又更佳為3質量%。
<(H)任意之添加劑> 一實施形態中,樹脂組成物亦可進一步依需要含有其他添加劑,該其他添加劑例如可列舉有機磷系化合物、含有有機系氮之磷化合物、氮化合物、聚矽氧化合物,及金屬氫氧化物等之難燃劑;橡膠粒子等之有機填充材;有機銅化合物、有機鋅化合物及有機鈷化合物等之有機金屬化合物;增黏劑、消泡劑、調平劑、密合性賦予劑,及著色劑等之樹脂添加劑等。
<樹脂組成物之物性、用途> 本發明之樹脂組成物,會得到微細電路形成能力優良,介電正切低之絕緣層(樹脂組成物層之硬化物)。因此,本發明之樹脂組成物,可適合使用作為用以形成印刷配線板之絕緣層的樹脂組成物(印刷配線板之絕緣層用樹脂組成物),可更適合使用作為用以形成印刷配線板之層間絕緣層的樹脂組成物(印刷配線板之層間絕緣層用樹脂組成物)。又,本發明之樹脂組成物,由於會得到零件埋入性良好的絕緣層,故在印刷配線板為零件內藏電路板的情況時亦可適合地使用。
將樹脂組成物於100℃30分鐘、接著於180℃30分鐘熱硬化而得的硬化物,顯示微細電路形成能力優良的特性。亦即,會得到微細電路形成能力優良的絕緣層。由於微細電路形成能力優良,故最小之L(線:配線寬)/S(間隙:間隔寬),較佳為8μm/8μm以下、更佳為7μm/7μm以下、又更佳為6μm/6μm以下。下限並無特殊限定,可為1μm/1μm以上等。又,最小之配線間距,較佳為10μm以下、更佳為8μm以下、又更佳為6μm以下。下限並無特殊限定,可為1μm以上等。微細電路形成能力,可遵照後述之<微細電路形成能力之測定>記載的方法來測定。
將樹脂組成物於200℃熱硬化90分鐘而得的硬化物,顯示介電正切低的特性。亦即,會得到介電正切低的絕緣層。介電正切較佳為0.1以下、更佳為0.05以下、又更佳為0.015以下。下限並無特殊限定,可為0.0001以上等。介電正切之測定,可遵照後述之<介電正切之測定>記載的方法來測定。
就提高積層性之觀點而言,樹脂組成物於120℃之最低熔融黏度,較佳為7000poise以下、更佳為6000poise以下、又更佳為5000poise以下。下限並無特殊限定,可為100poise以上等。最低熔融黏度,可遵照後述之<積層性之評估>記載的方法來測定。
樹脂組成物由於最低熔融黏度低,故埋入性提高,其結果會顯示抑制孔隙產生的特性。即使例如於L/S=160μm/160μm之梳齒圖型上積層樹脂組成物,亦不會產生孔隙。孔隙之有無,可遵照後述之<積層性之評估>記載的方法來測定。
[樹脂片] 本發明之樹脂片,包含支持體,與設置於該支持體上之以本發明之樹脂組成物所形成的樹脂組成物層。
由印刷配線板之薄型化的觀點而言,樹脂組成物層之厚度,較佳為200μm以下、更佳為100μm以下、又更佳為50μm以下、又再更佳為20μm以下、15μm以下,或10μm以下。樹脂組成物層之厚度的下限並無特殊限定,通常可為1μm以上、3μm以上等。
支持體例如可列舉由塑膠材料所成之薄膜、金屬箔、脫模紙,較佳為由塑膠材料所成之薄膜、金屬箔。
使用由塑膠材料所成之薄膜作為支持體時,塑膠材料例如可列舉聚對苯二甲酸乙二酯(以下有略稱為「PET」者)、聚萘二甲酸乙二酯(以下有略稱為「PEN」者)等之聚酯、聚碳酸酯(以下有略稱為「PC」者)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等之丙烯酸樹脂、環狀聚烯烴、三乙醯基纖維素(TAC)、聚醚硫醚(PES)、聚醚酮、聚醯亞胺等。其中尤以聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯為佳,價格便宜的聚對苯二甲酸乙二酯特佳。
使用金屬箔作為支持體時,金屬箔例如可列舉銅箔、鋁箔等,較佳為銅箔。銅箔可使用由銅的單金屬所成之箔,亦可使用由銅與其他金屬(例如錫、鉻、銀、鎂、鎳、鋯、矽、鈦等)的合金所成之箔。
支持體於與樹脂組成物層接合之面亦可實施有消光處理、電暈處理、抗靜電處理。
又,支持體亦可使用於與樹脂組成物層接合之面具有脫模層的附脫模層之支持體。使用於附脫模層之支持體的脫模層之脫模劑例如可列舉選自由醇酸樹脂、聚烯烴樹脂、胺基甲酸酯樹脂,及聚矽氧樹脂所成之群的1種以上之脫模劑。附脫模層之支持體,亦可使用市售品,例如可列舉具有以醇酸樹脂系脫模劑為主成分之脫模層的PET薄膜,即琳得科公司製之「SK-1」、「AL-5」、「AL-7」、東麗公司製之「Lumirror T60」、帝人公司製之「Purex」、Unitika公司製之「Unipeel」等。
支持體之厚度並無特殊限定,較佳為5μm~75μm之範圍、更佳為10μm~60μm之範圍。再者,使用附脫模層之支持體時,較佳係附脫模層之支持體全體之厚度為上述範圍。
一實施形態中,樹脂片亦可進一步依需要包含其他層。該其他層例如可列舉設置於樹脂組成物層之未與支持體接合之面(亦即與支持體相反側之面)的準支持體之保護膜等。保護膜之厚度並無特殊限定,例如為1μm~40μm。藉由積層保護膜,可抑制對樹脂組成物層表面之灰塵等之附著或傷痕。
樹脂片例如可藉由調製將樹脂組成物溶解於有機溶劑而得的樹脂塗料,將該樹脂塗料使用模塗佈器等塗佈於支持體上,進一步乾燥而形成樹脂組成物層來製造。
有機溶劑例如可列舉丙酮、甲基乙基酮(MEK)及環己酮等之酮類;乙酸乙酯、乙酸丁酯、賽珞蘇乙酸酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯及卡必醇乙酸酯等之乙酸酯類;賽珞蘇及丁基卡必醇等之卡必醇類;甲苯及二甲苯等之芳香族烴類;二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺(DMAc)及N-甲基吡咯啶酮等之醯胺系溶劑等。有機溶劑可1種單獨使用、亦可組合使用2種以上。
乾燥可藉由加熱、熱風吹送等之公知方法實施。乾燥條件並無特殊限定,但係以樹脂組成物層中之有機溶劑之含量成為10質量%以下、較佳成為5質量%以下的方式乾燥。雖亦依樹脂塗料中之有機溶劑之沸點而異,但例如使用含有30質量%~60質量%之有機溶劑的樹脂塗料時,可藉由於50℃~150℃乾燥3分鐘~10分鐘,而形成樹脂組成物層。
樹脂片可捲繞為輥狀保存。樹脂片具有保護膜時,可藉由剝離保護膜來使用。
[印刷配線板] 本發明之印刷配線板,包含藉由本發明之樹脂組成物之硬化物所形成的絕緣層、第1導體層,及第2導體層。絕緣層係設置於第1導體層與第2導體層之間,使第1導體層與第2導體層絕緣(導體層有稱為配線層者)。
第1及第2導體層間之絕緣層之厚度,較佳為6μm以下、更佳為5.5μm以下、又更佳為5μm以下。下限並無特殊限定,可為0.1μm以上。第1導體層與第2導體層之間隔(第1及第2導體層間之絕緣層之厚度),如圖1所示一例,係指第1導體層1之主面11與第2導體層2之主面21間的絕緣層3之厚度t1。第1及第2導體層為隔著絕緣層而相鄰的導體層,主面11及主面21係互為對向。
再者,絕緣層全體之厚度t2,較佳為15μm以下、更佳為13μm以下、又更佳為10μm以下。下限並無特殊限定,通常可為1μm以上、1.5μm以上、2μm以上等。
印刷配線板,可使用上述樹脂片,藉由包含下述(I)及(II)之步驟的方法來製造。 (I)於內層基板上,以樹脂片之樹脂組成物層與內層基板接合的方式積層之步驟 (II)使樹脂組成物層熱硬化而形成絕緣層之步驟
步驟(I)所用的「內層基板」,係指作為印刷配線板之基板的構件,例如可列舉玻璃環氧基板、金屬基板、聚酯基板、聚醯亞胺基板、BT樹脂基板、熱硬化型聚苯醚基板等。又,該基板可於其單面或兩面具有導體層,該導體層亦可經圖型加工。於基板之單面或兩面形成有導體層(電路)的內層基板,有稱為「內層電路基板」者。又,製造印刷配線板時,欲進一步形成絕緣層及/或導體層之中間製造物,亦包含於本發明所稱之「內層基板」中。印刷配線板為零件內藏電路板時,可使用內藏有零件之內層基板。
內層基板與樹脂片之積層,例如可藉由將樹脂片自支持體側加熱壓接於內層基板來進行。將樹脂片加熱壓接於內層基板之構件(以下亦稱為「加熱壓接構件」)例如可列舉經加熱之金屬板(SUS鏡板等)或金屬輥(SUS輥)等。再者,較佳為以使樹脂片充分隨附於內層基板之表面凹凸的方式,隔著耐熱橡膠等之彈性材進行壓製,而非將加熱壓接構件直接壓製於樹脂片。
內層基板與樹脂片之積層,可藉由真空積層法實施。真空積層法中,加熱壓接溫度,較佳為60℃~160℃、更佳為80℃~140℃之範圍,加熱壓接壓力,較佳為0.098MPa~1.77MPa、更佳為0.29MPa~1.47MPa之範圍,加熱壓接時間,較佳為20秒~400秒、更佳為30秒~300秒之範圍。積層較佳為於壓力26.7hPa以下之減壓條件下實施。
積層可藉由市售之真空貼合機來進行。市售之真空貼合機例如可列舉名機製作所公司製之真空加壓式貼合機、Nikko-Materials公司製之真空塗抹器、批式真空加壓貼合機等。
於積層之後,亦可藉由於常壓下(大氣壓下),例如自支持體側將加熱壓接構件進行壓製,來進行經積層樹脂片的平滑化處理。平滑化處理之壓製條件,可設為與上述積層之加熱壓接條件相同的條件。平滑化處理可藉由市售之貼合機進行。再者,積層與平滑化處理,亦可使用上述市售的真空貼合機連續地進行。
支持體可於步驟(I)與步驟(II)之間去除、亦可於步驟(II)之後去除。
步驟(II)中,係使樹脂組成物層熱硬化而形成絕緣層。
樹脂組成物層之熱硬化條件並無特殊限定,可使用形成印刷配線板之絕緣層時通常採用的條件。
例如樹脂組成物層之熱硬化條件,雖亦依樹脂組成物之種類等而異,硬化溫度可為120℃~240℃之範圍(較佳為150℃~220℃之範圍、更佳為170℃~200℃之範圍)、硬化時間可為5分鐘~120分鐘之範圍(較佳為10分鐘~100分鐘、更佳為15分鐘~90分鐘)。
亦可於使樹脂組成物層熱硬化之前,將樹脂組成物層於低於硬化溫度的溫度進行預備加熱。例如,可於使樹脂組成物層熱硬化之前,於50℃以上且未達120℃(較佳為60℃以上且115℃以下、更佳為70℃以上且110℃以下)之溫度,將樹脂組成物層預備加熱5分鐘以上(較佳為5分鐘~150分鐘、更佳為15分鐘~120分鐘、又更佳為15分鐘~100分鐘)。
於製造印刷配線板時,亦可進一步實施(III)對絕緣層開孔之步驟、(IV)將絕緣層粗化處理之步驟、(V)形成導體層之步驟。此等步驟(III)至步驟(V),可遵照印刷配線板之製造所用,且為所屬技術領域中具有通常知識者公知的各種方法來實施。再者,於步驟(II)之後去除支持體時,該支持體的去除,可於步驟(II)與步驟(III)之間、步驟(III)與步驟(IV)之間,或步驟(IV)與步驟(V)之間實施。又,亦可依需要,重複實施步驟(II)~步驟(V)之絕緣層及導體層的形成,來形成多層配線板。此時,較佳係各自之導體層間之絕緣層之厚度(圖1之t1)為上述範圍內。
步驟(III)為對絕緣層開孔之步驟,藉此可於絕緣層形成通孔(via hole)、穿通孔(through hole)等之孔洞。步驟(III)可依使用於絕緣層形成之樹脂組成物的組成等,例如使用鑽頭、雷射、電漿等來實施。孔洞之尺寸或形狀,可依印刷配線板之設計來適當決定。
步驟(IV)為將絕緣層粗化處理之步驟。粗化處理之順序、條件並無特殊限定,可採用形成印刷配線板之絕緣層時通常所使用的公知順序、條件。例如可依序實施以膨潤液之膨潤處理、以氧化劑之粗化處理、以中和液之中和處理,來將絕緣層粗化處理。粗化處理所用的膨潤液並無特殊限定,可列舉鹼溶液、界面活性劑溶液等,較佳為鹼溶液,該鹼溶液更佳為氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液。市售之膨潤液例如可列舉Atotech Japan公司製之「Swelling Dip Securiganth P」、「Swelling Dip Securiganth SBU」等。以膨潤液之膨潤處理,並無特殊限定,例如可藉由於30℃~90℃之膨潤液中將絕緣層浸漬1分鐘~20分鐘來進行。就將絕緣層之樹脂膨潤抑制在適度等級的觀點而言,較佳為於40℃~80℃之膨潤液中將絕緣層浸漬5分鐘~15分鐘。粗化處理所用之氧化劑並無特殊限定,例如可列舉於氫氧化鈉之水溶液中溶解有過錳酸鉀或過錳酸鈉的鹼性過錳酸溶液。以鹼性過錳酸溶液等之氧化劑的粗化處理,較佳為於加熱至60℃~80℃之氧化劑溶液中將絕緣層浸漬10分鐘~30分鐘來進行。又,鹼性過錳酸溶液中之過錳酸鹽的濃度較佳為5質量%~10質量%。市售之氧化劑例如可列舉Atotech Japan公司製之「Concentrate Compact CP」、「Dosing Solution Securiganth P」等之鹼性過錳酸溶液。又,粗化處理所用之中和液,較佳為酸性之水溶液,市售品例如可列舉Atotech Japan公司製之「Reduction Solution Securiganth P」。以中和液進行之處理,可藉由將經氧化劑之粗化處理的處理面於30℃~80℃之中和液中浸漬5分鐘~30分鐘來進行。由作業性等之觀點而言,較佳為將經氧化劑之粗化處理的對象物,於40℃~70℃之中和液中浸漬5分鐘~20分鐘的方法。
一實施形態中,粗化處理後之絕緣層表面的算術平均粗度(Ra),較佳為400nm以下、更佳為350nm以下、又更佳為300nm以下。下限並無特殊限定,較佳可為0.5nm以上、更佳可為1nm以上等。又,粗化處理後之絕緣層表面的均方根粗度(Rq),較佳為400nm以下、更佳為350nm以下、又更佳為300nm以下。下限並無特殊限定,較佳可為0.5nm以上、更佳可為1nm以上等。絕緣層表面之算術平均粗度(Ra)及均方根粗度(Rq),可使用非接觸型表面粗度計測定。
步驟(V)為形成導體層之步驟。未於內層基板形成導體層時,步驟(V)為形成第1導體層之步驟,於內層基板形成導體層時,該導體層為第1導體層,則步驟(V)為形成第2導體層之步驟。
導體層所使用之導體材料並無特殊限定。於適合的實施形態中,導體層含有選自由金、鉑、鈀、銀、銅、鋁、鈷、鉻、鋅、鎳、鈦、鎢、鐵、錫及銦所成之群的1種以上之金屬。導體層可為單金屬層亦可為合金層,合金層例如可列舉由選自上述群的2種以上之金屬的合金(例如鎳/鉻合金、銅/鎳合金及銅/鈦合金)所形成之層。其中就導體層形成之通用性、成本、圖型化之容易性等之觀點而言,尤以鉻、鎳、鈦、鋁、鋅、金、鈀、銀或銅之單金屬層,或鎳/鉻合金、銅/鎳合金、銅/鈦合金之合金層為佳;更佳為鉻、鎳、鈦、鋁、鋅、金、鈀、銀或銅之單金屬層,或鎳/鉻合金之合金層;又更佳為銅之單金屬層。
導體層可為單層結構、亦可為由不同種類之金屬或合金所構成的單金屬層或合金層積層有2層以上而得的複層結構。導體層為複層結構時,與絕緣層鄰接之層,較佳為鉻、鋅或鈦之單金屬層,或鎳/鉻合金之合金層。
導體層之厚度雖依所期望之印刷配線板之設計而異,但一般而言為3μm~35μm、較佳為5μm~30μm。
一實施形態中,導體層可藉由鍍敷而形成。例如可藉由半加成法、全加成法等之以往公知之技術對絕緣層之表面鍍敷,而形成具有所期望之配線圖型的導體層,就製造之簡便性的觀點而言,較佳藉由半加成法形成。以下,顯示將導體層藉由半加成法來形成的例子。
首先,於絕緣層之表面,藉由無電解鍍敷而形成鍍敷種子層。接著,於所形成之鍍敷種子層上,對應於所期望之配線圖型而形成使鍍敷種子層的一部分露出之遮罩圖型。於露出之鍍敷種子層上,藉由電解鍍敷而形成金屬層後,去除遮罩圖型。之後,將不要的鍍敷種子層藉由蝕刻等而去除,可形成具有所期望之配線圖型的導體層。
本發明之樹脂片,會得到零件埋入性亦良好的絕緣層,故即使印刷配線板為零件內藏電路板時亦可適合地使用。零件內藏電路板可藉由公知之製造方法製作。
使用本發明之樹脂片所製造之印刷配線板,亦可為具備樹脂片之樹脂組成物層之硬化物的絕緣層,與埋入於絕緣層之埋入型配線層的態樣。
[半導體裝置] 本發明之半導體裝置,包含本發明之印刷配線板。本發明之半導體裝置,可使用本發明之印刷配線板來製造。
半導體裝置可列舉供給於電氣製品(例如電腦、行動電話、數位相機及電視機等)及交通工具(例如機車、汽車、電車、船舶及航空機等)等之各種半導體裝置。
本發明之半導體裝置,可藉由於印刷配線板之導通部位構裝零件(半導體晶片)來製造。「導通部位」係指「於印刷配線板中傳導電訊號之部位」,其場所係可為表面、亦可為埋入的部位之任意均可。又,半導體晶片只要係以半導體為材料之電路元件則無特殊限定。
製造半導體裝置時之半導體晶片的構裝方法,只要半導體晶片有效發揮功能,則無特殊限定,具體而言,可列舉打線接合構裝方法、倒裝晶片構裝方法、以無凸塊之增層層(BBUL)之構裝方法、以各向異性導電薄膜(ACF)之構裝方法、以非導電性薄膜(NCF)之構裝方法等。此處,「以無凸塊之增層層(BBUL)之構裝方法」,係指「將半導體晶片直接埋入於印刷配線板之凹部,將半導體晶片與印刷配線板上之配線予以連接的構裝方法」。 [實施例]
以下,藉由實施例以具體說明本發明。但本發明不限定於此等實施例。再者,以下表示量之「份」及「%」,只要無特別指明,係分別意指「質量份」及「質量%」。
首先說明各種測定方法/評估方法。
<微細電路形成能力之測定> (測定用樣品之調製) (1)內層電路基板之基底處理 準備形成有內層電路之玻璃布基材環氧樹脂兩面覆銅積層板(銅箔之厚度18μm、基板之厚度0.8mm、Panasonic公司製「R1766」)作為內層電路基板,將其兩面浸漬於MEC公司製「CZ8101」,進行銅表面之粗化處理(銅蝕刻量:1.0μm)。
(2)樹脂片之積層 將實施例及比較例中製作之樹脂組成物層之厚度為10μm的樹脂片,使用批式真空加壓貼合機(Nikko-Materials公司製、2階增層貼合機、CVP700),以樹脂組成物層與內層電路基板接合的方式,對內層電路基板之兩面進行積層處理。積層處理,係藉由減壓30秒使氣壓成為13hPa以下後,以100℃、壓力0.74MPa壓接30秒來實施。接著,以100℃、壓力0.5MPa進行60秒熱壓製。
(3)樹脂組成物層之硬化 將樹脂片積層後,以於100℃30分鐘、接著於180℃30分鐘之條件將樹脂組成物層熱硬化而形成絕緣層。之後,剝離支持體使絕緣層露出。
(4)粗化處理 將露出絕緣層之基板,於膨潤液(Atotech Japan公司製「Swelling Dip Securiganth P」、含有二乙二醇單丁基醚之氫氧化鈉水溶液)中60℃浸漬10分鐘,接著於氧化劑(Atotech Japan公司製「Concentrate Compact CP」、過錳酸鉀濃度約6質量%、氫氧化鈉濃度約4質量%之水溶液)中80℃浸漬20分鐘,最後於中和液(Atotech Japan公司製「Reduction Solution Securiganth P」、硫酸羥胺水溶液)中40℃浸漬5分鐘。之後,於80℃乾燥15分鐘。將所得之基板稱為「基板a」。
(5)導體層(電路)之形成 遵照半加成法,於絕緣層之粗化面形成導體層。亦即,進行包含下述1~6之步驟的鍍敷步驟(使用Atotech Japan公司製之藥液的鍍銅步驟),形成導體層。
1. 鹼清潔(設置有通孔之絕緣層表面的洗淨與電荷調整) 將基板a之表面,使用Cleaning Cleaner Securiganth 902(商品名)於60℃洗淨5分鐘。 2. 軟蝕刻(通孔內之洗淨) 將基板a之表面,使用硫酸酸性過氧二硫酸鈉水溶液於30℃處理1分鐘。 3. 預浸漬(用以賦予Pd之絕緣層表面的電荷之調整) 將基板a之表面,使用Pre. Dip Neoganth B(商品名)於室溫處理1分鐘。 4. 活化體賦予(對絕緣層表面之Pd賦予) 將基板a之表面,使用Activator Neoganth 834(商品名)於35℃處理5分鐘。 5. 還原(將對絕緣層賦予之Pd還原) 將基板a之表面,使用Reducer Neoganth WA(商品名)與Reducer Acceralator 810 mod.(商品名)之混合液,於30℃處理5分鐘。 6. 無電解鍍銅步驟(使Cu於絕緣層之表面(Pd表面)析出) 將基板a之表面,使用Basic Solution Printganth MSK-DK(商品名)、Copper solution Printganth MSK(商品名)、Stabilizer Printganth MSK-DK(商品名),與Reducer Cu(商品名)之混合液,於35℃處理30分鐘。所形成之無電解鍍銅層之厚度為1μm。
(6)配線圖型之形成 無電解鍍敷之後,將基板表面以5%硫酸水溶液處理30秒。接著,將圖型形成用乾膜(日立化成公司製「Photec RY-3600」、厚度19μm),使用批式真空加壓貼合機(名機製作所公司製「MVLP-500」),積層於基板之兩面。積層係減壓30秒使氣壓成為13hPa以下後,於70℃、壓力0.1MPa加壓20秒來進行。
之後,將形成有配線圖型(詳情如以下所示)之玻璃遮罩(光罩),配置於乾膜上,藉由投影曝光機(USHIO電機公司製「UX-2240」)進行光照射。接著,將30℃之1%碳酸鈉水溶液以噴射壓0.15MPa噴霧處理30秒。之後,水洗而進行顯影(圖型形成)。
玻璃遮罩之配線圖型: 使用各具有10個下述i)至vii)之梳齒圖型的玻璃遮罩。 i) L/S=2μm/2μm,亦即配線間距4μm之梳齒圖型(配線長15mm、16線) ii) L/S=3μm/3μm,亦即配線間距6μm之梳齒圖型(配線長15mm、16線) iii) L/S=4μm/4μm,亦即配線間距8μm之梳齒圖型(配線長15mm、16線) iv) L/S=5μm/5μm,亦即配線間距10μm之梳齒圖型(配線長15mm、16線) v) L/S=6μm/6μm,亦即配線間距12μm之梳齒圖型(配線長15mm、16線) vi) L/S=7μm/7μm,亦即配線間距14μm之梳齒圖型(配線長15mm、16線) vii) L/S=8μm/8μm,亦即配線間距16μm之梳齒圖型(配線長15mm、16線)
顯影後,進行電解鍍銅,形成厚度5μm之電解鍍銅層(導體層)(與無電解鍍銅層之合計厚度約6μm)。
接著,將50℃之3%氫氧化鈉溶液以噴射壓0.2MPa進行噴霧處理,自基板兩面剝離乾膜。於190℃加熱60分鐘進行退火處理後,使用沖刷蝕刻(flush etching)用蝕刻劑(荏原電產公司製之SAC製程用蝕刻劑),去除不要的導體層(銅層)藉以形成電路。將所得之基板稱為「評估基板A」。
(7)微細電路形成能力之評估 對於評估基板A之上述i)至vii)之梳齒圖型,以光學顯微鏡確認有無電路剝離,並且藉由測定梳齒圖型之絕緣電阻,確認有無不要的無電解鍍銅層之殘渣。然後將梳齒圖型10個當中,9個以上無問題的情況判定為合格。微細電路形成能力,係藉由判定為合格之最小L/S比及配線間距來評估。該評估中,判定為合格之最小L/S比及配線間距越小,則微細電路形成能力越優良。
<積層性之評估> (最低熔融黏度之測定) 對於預先製作之樹脂片的樹脂組成物層(厚度25μm),使用動態黏彈性測定裝置(UBM公司製「Rheosol-G3000」)測定最低熔融黏度。對於試樣樹脂組成物1g,使用直徑18mm之平行板,以昇溫速度5℃/分由起始溫度60℃昇溫至200℃,以測定溫度間隔2.5℃、振動1Hz、變形5deg之測定條件測定動態黏彈性率,測定於120℃之熔融黏度。
(孔隙有無之評估) 將實施例及比較例中製作之樹脂組成物層之厚度為25μm、面積為240×320mm2
的樹脂片,使用批式真空加壓貼合機(Nikko-Materials公司製、2階增層貼合機、CVP700),積層於L(線:配線寬)/S(間隙:間隔寬)= 160μm/160μm之梳齒圖型(厚度18μm)上。積層係藉由減壓30秒使氣壓成為13hPa以下,之後以30秒、100℃、壓力0.74MPa予以壓製來進行。接著,以100℃、壓力0.5MPa進行60秒熱壓製。確認於積層後空氣是否進入而於樹脂組成物層產生孔(孔隙)。將積層後未產生孔隙的情況判定為「○」、產生孔隙的情況判定為「×」。
<介電正切之測定> 將實施例及比較例中製作之樹脂組成物層之厚度為25μm的樹脂片於200℃加熱90分鐘,使樹脂組成物層熱硬化後,剝離支持體,得到評估用硬化物。將評估用硬化物切斷為寬2mm、長80mm之試驗片。對於該試驗片,使用Agilent Technologies公司製「HP8362B」,藉由腔共振擾動法以測定頻率5.8GHz、測定溫度23℃測定介電正切。對2個試驗片進行測定,算出其平均值。
<合成例1:聚醯亞胺樹脂1之合成> 準備具備連結有回流冷凝器之水分定量受器、氮導入管,及攪拌器的500mL可分離式燒瓶。於該燒瓶中添加4,4’-氧基二鄰苯二甲酸酐(ODPA)20.3g、γ-丁內酯200g、甲苯20g,及5-(4-胺基苯氧基)-3-[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-1,1,3-三甲基茚烷29.6g,於氮氣流下45℃攪拌2小時,進行反應。
接著,將該反應溶液昇溫,一邊保持於約160℃,一邊於氮氣流下將縮合水與甲苯一起共沸去除。確認於水分定量受器中累積有特定量之水,及變得見不到水的流出。確認後,將反應溶液進一步昇溫,於200℃攪拌1小時。之後,冷卻而得到含有20質量%之具有1,1,3-三甲基茚烷骨架之聚醯亞胺樹脂(聚醯亞胺樹脂1)的塗料。所得到之聚醯亞胺樹脂1,具有下述式(X1)表示之重複單位及(X2)表示之重複單位。又,聚醯亞胺樹脂1之重量平均分子量為12000。
<合成例2:聚醯亞胺樹脂2之合成> 合成例1中,將5-(4-胺基苯氧基)-3-[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-1,1,3-三甲基茚烷29.6g變更為9,9-雙(4-胺基苯基)茀22.9g。除了以上之事項以外,係與合成例1同樣地得到含有20質量%之具有茀骨架之聚醯亞胺樹脂(聚醯亞胺樹脂2)的塗料。所得到之聚醯亞胺樹脂2,具有下述式(X3)表示之重複單位及前述式(X2)表示之重複單位。又,聚醯亞胺樹脂2之重量平均分子量為14000。
<合成例3:聚醯亞胺樹脂3之合成> 於具備攪拌機、分水器、溫度計及氮氣導入管之反應容器中,將芳香族四羧酸二酐(SABIC JAPAN公司製「BisDA-1000」)65.0g、環己酮266.5g,及甲基環己烷44.4g予以給料,將溶液加熱至60℃。接著,滴下二聚物二胺(Croda Japan公司製「PRIAMINE 1075」)43.7g,及1,3-雙胺基甲基環己烷5.4g後,於140℃花費1小時進行醯亞胺化反應。藉此,得到含有二聚物二胺聚醯亞胺樹脂之塗料(聚醯亞胺樹脂3、不揮發成分30質量%)。又,聚醯亞胺樹脂3之重量平均分子量為25000。
<實施例1> 將雙酚A型環氧樹脂(三菱化學公司製「828US」、環氧當量約180)30份、聯苯型環氧樹脂(日本化藥公司製「NC3000H」、環氧當量約269)30份,於溶劑石油腦40份及環己酮15份之混合溶劑中攪拌同時加熱溶解,之後冷卻至室溫。於該混合溶液中,混合經胺基矽烷系偶合劑(信越化學工業公司製「KBM573」)表面處理之球形二氧化矽(平均粒徑0.078μm、比表面積30.7m2
/g、電氣化學工業公司製「UFP-30」)100份、含有三嗪骨架之酚系硬化劑(DIC公司製「LA-3018-50P」、羥基當量約151、固體成分50%之2-甲氧基丙醇溶液)14份、活性酯系硬化劑(DIC公司製「HPC-8000-65T」、活性基當量約223、不揮發成分65質量%之甲苯溶液)40份、合成例1中合成的含有聚醯亞胺樹脂1之塗料(固體成分20質量%之γ-丁內酯溶液)25份、硬化促進劑(「DMAP」、4-二甲基胺基吡啶、固體成分5質量%之甲基乙基酮(以下略稱為「MEK」)溶液)6份,以高速旋轉混合機均勻分散,調製樹脂塗料1。
準備2個醇酸樹脂系附脫模層之PET薄膜(琳得科公司製「AL5」、厚度38μm)作為支持體。於各自之支持體之脫模層上,均勻塗佈樹脂塗料1使乾燥後之樹脂組成物層之厚度成為10μm、25μm,於70~95℃乾燥2分鐘,製作樹脂片1。
<實施例2> 實施例1中,將合成例1中合成的含有聚醯亞胺樹脂1之塗料(固體成分20質量%之γ-丁內酯溶液)之量由25份變更為15份。除了以上之事項以外,係與實施例1同樣地製作樹脂塗料2、樹脂片2。
<實施例3> 實施例1中,將合成例1中合成的含有聚醯亞胺樹脂1之塗料(固體成分20質量%之γ-丁內酯溶液)之量由25份變更為5份。除了以上之事項以外,係與實施例1同樣地製作樹脂塗料3、樹脂片3。
<實施例4> 實施例1中,將合成例1中合成的含有聚醯亞胺樹脂1之塗料(固體成分20質量%之γ-丁內酯溶液)25份,變更為合成例2中合成的含有聚醯亞胺樹脂2之塗料(固體成分20質量%之γ-丁內酯溶液)15份。除了以上之事項以外,係與實施例1同樣地製作樹脂塗料4、樹脂片4。
<實施例5> 實施例1中,將合成例1中合成的含有聚醯亞胺樹脂1之塗料(固體成分20質量%之γ-丁內酯溶液)25份,變更為合成例3中合成的含有聚醯亞胺樹脂3之塗料(固體成分30質量%之環己酮與甲基環己烷之混合溶液)10份。除了以上之事項以外,係與實施例1同樣地製作樹脂塗料5、樹脂片5。
<比較例1> 實施例1中,將合成例1中合成的含有聚醯亞胺樹脂1之塗料(固體成分20質量%之γ-丁內酯溶液)之量由25份變更為50份。除了以上之事項以外,係與實施例1同樣地製作樹脂塗料6、樹脂片6。
<比較例2> 實施例1中,將合成例1中合成的含有聚醯亞胺樹脂1之塗料(固體成分20質量%之γ-丁內酯溶液)25份,變更為合成例2中合成的含有聚醯亞胺樹脂2之塗料(固體成分20質量%之γ-丁內酯溶液)50份。除了以上之事項以外,係與實施例1同樣地製作樹脂塗料7、樹脂片7。
<比較例3> 實施例1中,將合成例1中合成的含有聚醯亞胺樹脂1之塗料(固體成分20質量%之γ-丁內酯溶液)25份,變更為合成例3中合成的含有聚醯亞胺樹脂3之塗料(固體成分30質量%之環己酮與甲基環己烷之混合溶液)33份。除了以上之事項以外,係與實施例1同樣地製作樹脂塗料8、樹脂片8。
<比較例4> 實施例1中,將合成例1中合成的含有聚醯亞胺樹脂1之塗料(固體成分20質量%之γ-丁內酯溶液)25份,變更為苯氧樹脂(三菱化學公司製「YX6954BH30」、固體成分30質量%之MEK與環己酮之1:1溶液)10份。除了以上之事項以外,係與實施例1同樣地製作樹脂塗料9、樹脂片9。
將樹脂組成物1~9之調製所用的成分與其摻合量(以不揮發性成分換算)示於下述表。再者,下述表中「(C)成分之含量(質量%)」,係表示以樹脂組成物中之樹脂成分為100質量%時之(C)成分之含量,「(D)成分之含量(質量%)」,係表示以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時之(D)成分之含量。
確認到實施例1~5中即使不含有(E)成分~(F)成分,雖有程度差卻仍回到與上述實施例同樣的結果。
1‧‧‧第1導體層
11‧‧‧第1導體層之主面
2‧‧‧第2導體層
21‧‧‧第2導體層之主面
3‧‧‧絕緣層
t1‧‧‧第1導體層與第2導體層之間隔(第1及第2導體層間之絕緣層之厚度)
t2‧‧‧絕緣層全體之厚度
[圖1] 圖1為示意性顯示印刷配線板之一例的一部分截面圖。
Claims (18)
- 一種樹脂組成物,其係含有 (A)環氧樹脂、 (B)活性酯系硬化劑、 (C)聚醯亞胺樹脂,及 (D)無機填充材之樹脂組成物,其中 (D)成分之平均粒徑為100nm以下, 以樹脂成分為100質量%時,(C)成分之含量為0.1質量%以上且6質量%以下。
- 一種樹脂組成物,其係含有 (A)環氧樹脂、 (B)活性酯系硬化劑、 (C)聚醯亞胺樹脂,及 (D)無機填充材之樹脂組成物,其中 (D)成分之比表面積為15m2 /g以上, 以樹脂成分為100質量%時,(C)成分之含量為0.1質量%以上且6質量%以下。
- 如請求項1或2之樹脂組成物,其中(C)成分為具有多環式芳香族烴骨架之聚醯亞胺樹脂。
- 如請求項3之樹脂組成物,其中多環式芳香族烴骨架,為5員環化合物與芳香環經縮合而得的芳香族烴骨架。
- 如請求項3之樹脂組成物,其中多環式芳香族烴骨架,為茚烷骨架及茀骨架之至少任一者。
- 如請求項1或2之樹脂組成物,其中(C)成分之重量平均分子量為5000以上。
- 如請求項1或2之樹脂組成物,其中(C)成分具有:具有多環式芳香族烴骨架之重複單位,與具有醯亞胺結構之重複單位。
- 如請求項7之樹脂組成物,其中具有多環式芳香族烴骨架之重複單位與具有醯亞胺結構之重複單位的質量比(具有多環式芳香族烴骨架之重複單位之質量/具有醯亞胺結構之重複單位之質量),為0.5以上且2以下。
- 如請求項1或2之樹脂組成物,其中以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,(C)成分之含量為0.1質量%以上且3質量%以下。
- 如請求項1或2之樹脂組成物,其中以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,(B)成分之含量為1質量%以上且25質量%以下。
- 如請求項1或2之樹脂組成物,其中以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,(D)成分之含量為30質量%以上且80質量%以下。
- 如請求項1或2之樹脂組成物,其進一步含有(E)硬化劑。
- 如請求項12之樹脂組成物,其中(E)硬化劑為酚系硬化劑。
- 如請求項1或2之樹脂組成物,其係印刷配線板之絕緣層形成用。
- 如請求項1或2之樹脂組成物,其係印刷配線板之層間絕緣層形成用。
- 一種樹脂片,其包含支持體,與設置於該支持體上之如請求項1~15中任一項之樹脂組成物層。
- 一種印刷配線板,其係包含第1導體層、第2導體層,及形成於第1導體層與第2導體層之間的絕緣層之印刷配線板,其中 該絕緣層為如請求項1~15中任一項之樹脂組成物之硬化物。
- 一種半導體裝置,其包含如請求項17之印刷配線板。
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