TW202219166A - 樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
本發明係提供可抑制翹曲,同時帶來呈現良好之長期可靠性之絕緣材料的樹脂組成物。
本發明係一種樹脂組成物,其係包含(A)環氧樹脂,及(B)應力緩和材,其中,以下述<Stud pull試驗條件>進行5次試驗時,下述<剝離模式之判定基準>之中,表示剝離模式I或剝離模式III,且剝離時之荷重值為180kgf/cm
2以上。
<Stud pull試驗條件>
在進行了粗化處理之貼銅積層板設置該樹脂組成物之層,以溫度T
1(℃)加熱90分鐘,使樹脂組成物硬化,得到評價基板。該評價基板之樹脂組成物之硬化物層上,以環氧接著劑(epoxy adhesive)固定螺柱銷(stud pin; 釘狀冶具;接著面之直徑2.7mm),以150℃加熱1小時接著。使用Stud pull試驗機,以2kgf/秒之速度,將螺柱銷對於評價基板之主面呈垂直方向拉伸,觀察硬化物層剝離時點之荷重值(kgf/cm
2)與剝離模式。又,溫度T
1(℃)係指使用示差掃描熱量計,在昇溫速度5℃/分鐘的條件下,由30℃昇溫至350℃時,該樹脂組成物所呈現之放熱峰(exothermic peak)之溫度為T(℃)時,表示(T+10)(℃)以上的溫度。
<剝離模式之判定基準>
剝離模式I:在貼銅積層板-硬化物層之界面產生剝離(層間剝離)為3次以上
剝離模式II:硬化物層產生凝聚破壞(層內剝離)為3次以上
剝離模式III:在硬化物層-螺柱銷之界面產生剝離(層間剝離)為3次以上。
Description
本發明係有關樹脂組成物。此外,本發明係有關使用該樹脂組成物所得之樹脂薄片、印刷配線板、半導體晶片封裝及半導體裝置。
近年,智慧型手機、平板型裝置等之小型高機能電子機器之需要增加,伴隨要求小型電子機器所使用之印刷配線板或半導體封裝用之絕緣材料之更高機能化。這種絕緣材料,例如專利文獻1所揭示之樹脂組成物為人所知。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2016-010964號公報
[發明所欲解決之課題]
伴隨電子機器之小型化,其所使用之印刷配線板或半導體封裝開始薄型化。隨著印刷配線板或半導體封裝開始薄型化,因熱履歴等有發生翹曲的情形。抑制翹曲,而考慮將應力緩和材調配於絕緣材料中,此時,發現絕緣材料之機械強度或與導體之密著強度等之物性經時性降低,損及長期可靠性。伴隨電子機器之高機能化・高性能化,絕緣材料處於高溫,長期可靠性惡化越來越明顯的傾向。
本發明之課題係提供抑制翹曲,同時帶來呈現良好之長期可靠性之絕緣材料的樹脂組成物。
[用以解決課題之手段]
調配有應力緩和材之絕緣材料之經時性之物性降低,推測存在於絕緣材料中之應力緩和材被空氣中之氧所致之氧化,其分子鏈被切斷所造成的。特別是與導體(銅等)之界面附近,導體因觸媒作用,促進氧化反應,此乃是密著強度降低之主要原因。高溫環境下,應力緩和材之氧化劣化更顯著進行。
難以藉由初期特性評價,判斷絕緣材料之長期可靠性之良否。例如,絕緣材料之機械強度或與導體之密著強度,雖可藉由一般的拉伸試驗或剝離試驗進行評價,但是此等評價中之初期特性之值未與長期可靠性之良否對應,又,由初期特性之值,難以預測長期可靠性之良否。
由構成絕緣材料之樹脂組成物之組成之觀點的處理(approach),賦予長期可靠性之各成分影響之有無或其程度不同,又,因成分之組合,賦予長期可靠性之影響之程度增加,或衰減,故因調配成分之種類或含量,難以限定帶來呈現良好之長期可靠性之絕緣材料的對象(樹脂組成物)。
本發明人等對於抑制翹曲之調配有應力緩和材之絕緣材料,為了實現良好之長期可靠性,而精心檢討的結果,在Stud pull試驗(藉由釘狀冶具之拉伸試驗)中,顯示特定之剝離模式,同時,剝離時之荷重值為所定值以上的樹脂組成物時,調配有應力緩和材之翹曲抑制的效果,在該狀態下,可實現長期可靠性及良好的絕緣材料。Stud pull試驗中,將螺柱銷(釘狀冶具)固定於設置於基材(銅)上之樹脂組成物的硬化物(絕緣材料)上,將該螺柱銷相對於基材呈垂直方向拉伸,測定絕緣材料之剝離狀態或剝離時之荷重值。Stud pull試驗中,與一般的拉伸試驗或剝離試驗不同,可複合式評價應力緩和成分與其他成分之微觀的密著性或與導體之密著性,藉此,推測由初期特性(Stud pull試驗特性),可精確評價長期可靠性。應力緩和成分與其他成分之微觀的密著性(共價鍵、氫鍵、分子間力等)越強,越能抑制因空氣中之氧所致之氧化。
亦即,本發明包含以下的內容。
[1]一種樹脂組成物,其係包含(A)環氧樹脂、及(B)應力緩和材,其中,以下述<Stud pull試驗條件>進行5次試驗時,下述<剝離模式之判定基準>之中,表示剝離模式I或剝離模式III,且剝離時之荷重值為180kgf/cm
2以上,
<Stud pull試驗(藉由釘狀冶具之拉伸試驗)條件>
在進行了粗化處理之貼銅積層板設置該樹脂組成物之層,以溫度T
1(℃)加熱90分鐘,使樹脂組成物硬化,得到評價基板,該評價基板之樹脂組成物之硬化物層上,以環氧接著劑固定螺柱銷(釘狀冶具;接著面之直徑2.7mm),以150℃加熱1小時接著,使用Stud pull試驗機,以2kgf/秒之速度,將螺柱銷對於評價基板之主面呈垂直方向拉伸,觀察硬化物層剝離時點之荷重值(kgf/cm
2)與剝離模式,又,溫度T
1(℃)係指使用示差掃描熱量計,在昇溫速度5℃/分鐘的條件下,由30℃昇溫至350℃時,該樹脂組成物所呈現之放熱峰之溫度為T(℃)時,表示(T+10)(℃)以上的溫度。
<剝離模式之判定基準>
剝離模式I:在貼銅積層板-硬化物層之界面產生剝離(層間剝離)為3次以上
剝離模式II:硬化物層產生凝聚破壞(層內剝離)為3次以上
剝離模式III:在硬化物層-螺柱銷之界面產生剝離(層間剝離)為3次以上。
[2]如[1]之樹脂組成物,其中樹脂組成物中之不揮發成分之合計設為100質量%時,(B)成分之含量為1質量%以上。
[3]如[1]或[2]之樹脂組成物,其中(B)成分之數平均分子量(Mn)為1,000以上。
[4]如[1]~[3]中任一項之樹脂組成物,其中(B)成分為選自玻璃轉移溫度(Tg)為25℃以下的樹脂及25℃下,液狀之樹脂之1種以上。
[5]如[1]~[4]中任一項之樹脂組成物,其中(B)成分為分子內具有選自由聚丁二烯結構、聚矽氧烷結構、聚(甲基)丙烯酸酯結構、聚伸烷基結構、聚氧化烯羥結構、聚異戊二烯結構、聚異丁烯結構及聚碳酸酯結構之1種以上之結構的樹脂。
[6]如[1]~[5]中任一項之樹脂組成物,其中進一步包含(C)無機填充材。
[7]如[1]~[6]中任一項之樹脂組成物,其中進一步包含(D)硬化劑。
[8]如[1]~[7]中任一項之樹脂組成物,其中進一步包含(E)馬來醯亞胺化合物。
[9]如[6]~[8]中任一項之樹脂組成物,其中樹脂組成物中之不揮發成分之合計設為100質量%時,(C)成分之含量為40質量%以上。
[10]如[1]~[9]中任一項之樹脂組成物,其係印刷配線板之絕緣層用。
[11]如[1]~[9]中任一項之樹脂組成物,其係封裝用。
[12]一種樹脂薄片,其係包含支撐體,及設置於該支撐體上之如[1]~[11]中任一項之樹脂組成物之層。
[13]一種印刷配線板,其係包含由如[1]~[10]中任一項之樹脂組成物之硬化物所構成的絕緣層。
[14]一種半導體晶片封裝,其係包含由如[1]~[9]、[11]中任一項之樹脂組成物之硬化物所構成的密封層。
[15]如[14]之半導體晶片封裝,其係扇出(Fan-Out)型封裝。
[16]一種半導體裝置,其係包含由如[1]~[11]中任一項之樹脂組成物之硬化物所構成之層。
[發明效果]
依據本發明時,可提供抑制翹曲,同時帶來呈現良好之長期可靠性之絕緣材料的樹脂組成物。
[實施發明之形態]
以下,以較佳的實施形態,詳細地說明本發明。但是本發明不限定於下述實施形態及例示物,在不超脫本發明之申請專利範圍及其均等範圍的範圍內,可任意地變更實施。
[樹脂組成物]
本發明之樹脂組成物,其特徵係包含(A)環氧樹脂、及(B)應力緩和材,其中,以下述<Stud pull試驗條件>進行5次試驗時,下述<剝離模式之判定基準>之中,表示剝離模式I或剝離模式III,且剝離時之荷重值為180kgf/cm
2以上。
<Stud pull試驗條件>
在進行了粗化處理之貼銅積層板設置該樹脂組成物之層,以溫度T
1(℃)加熱90分鐘,使樹脂組成物硬化,得到評價基板。該評價基板之樹脂組成物之硬化物層上,以環氧接著劑固定螺柱銷(接著面之直徑2.7mm),以150℃加熱1小時予以接著。使用Stud pull試驗機,以2kgf/秒的速度,將螺柱銷對於評價基板之主面呈垂直方向拉伸,觀察硬化物層剝離時點之荷重值(kgf/cm
2)與剝離模式。又,溫度T
1(℃)係指使用示差掃描熱量計,在昇溫速度5℃/分鐘的條件下,由30℃昇溫至350℃時,該樹脂組成物所呈現之放熱峰之溫度為T(℃)時,表示(T+10)(℃)以上的溫度。
<剝離模式之判定基準>
剝離模式I:在貼銅積層板-硬化物層之界面產生剝離(層間剝離)為3次以上
剝離模式II:硬化物層產生凝聚破壞(層內剝離)為3次以上
剝離模式III:在硬化物層-螺柱銷之界面產生剝離(層間剝離)為3次以上。
Stud pull試驗係使用釘狀冶具(螺柱銷)之拉伸試驗,作為薄膜之密著強度的測定方法已為人知。接合於基材設置薄膜後,將螺柱銷固定於薄膜的露出面。螺柱銷係以具有一定值以上之接著力(例如,700kgf/cm
2以上)的接著劑,固定於薄膜的露出面。然後,固定基材,且對螺柱銷施加垂直拉伸荷重,藉由測定斷裂・剝離時的荷重,得到對基材之薄膜之密著強度的資訊。藉由變更基材之種類或螺柱銷之尺寸(接著面之面積・直徑)、施加於螺柱銷之垂直拉伸荷重的速度等,對於測定對象的薄膜,可複合式評價對基材之密著強度的特性。
本發明中之Stud pull試驗的條件,參照圖1說明。
-評價基板之準備-
首先,作為基材1,準備進行了粗化處理之貼銅積層板。貼銅積層板之銅箔或基板之各厚度係Stud pull試驗時,基板本身未發生破壞,呈現下述剝離模式I、II、III之任一個時,無特別限定,可使用單面貼銅積層板,也可使用兩面貼銅積層板。使用單面貼銅積層板時,樹脂組成物之層設置於銅箔面。與樹脂組成物之接合前,將貼銅積層板之銅箔施予粗化處理。粗化處理之條件,作為貼銅積層板之銅箔之基底處理(粗化處理),可採用通常使用的條件。本發明中,Stud pull試驗之剝離模式或剝離時的荷重,作為基材1,使用將兩面貼銅積層板(panasonic公司製「R-1766」、銅箔之厚度18μm、基板之厚度0.8mm)的兩面使用微蝕刻劑(MEC公司製「CZ8101」),使銅蝕刻量成為2μm者進行測定。
接著,在進行了粗化處理之貼銅積層板(亦即,基材1)設置樹脂組成物之層。詳細而言,在貼銅積層板之銅箔的粗化處理面設置樹脂組成物之層。樹脂組成物之層,例如使用後述的樹脂薄片,使樹脂組成物層與貼銅積層板之銅箔之粗化處理面接合的方式,積層於貼銅積層板來設置。積層可藉由積層處理實施,積層處理之條件係與印刷配線板之製造方法有關,可採用後述之積層處理條件。本發明中,Stud pull試驗之剝離模式或剝離時之荷重係使用包含樹脂組成物之層的樹脂薄片,藉由下述條件,實施積層處理及平滑化處理,對於準備的評價基板進行測定。
積層處理:30秒鐘減壓,將氣壓設為3hPa以下後,在溫度100℃、壓力0.74MPa下,壓接30秒鐘。
平滑化處理:積層處理後,大氣壓下、100℃、壓力0.5MPa下,熱壓60秒鐘。
設置樹脂組成物之層後,以溫度T
1(℃)加熱90分鐘,使樹脂組成物硬化。如此,可得到在進行了粗化處理之貼銅積層板(亦即,基材1)設置有樹脂組成物之硬化物層2的評價基板。在此,溫度T
1(℃)係指使用示差掃描熱量計,在昇溫速度5℃/分鐘的條件下,由30℃昇溫至350℃時,樹脂組成物所呈現之放熱峰之溫度為T(℃)時,表示(T+10)(℃)以上的溫度。放熱峰複數存在時,最高溫域之放熱峰的溫度作為T(℃),決定溫度T
1(℃)。溫度T
1只要是(T+10)(℃)以上時,無特別限定,上限較佳為設定為(T+100)(℃)以下(但為360℃以下)。
樹脂組成物之硬化物層2的厚度無特別限定。使用Stud pull試驗之本發明中,不拘樹脂組成物之硬化物層2的厚度,依據剝離模式或剝離時之荷重值,可判斷長期可靠性之良否。樹脂組成物之硬化物層2的厚度,例如可為5μm以上、10μm以上等,又,可為200μm以下、150μm以下等。
-Stud pull試驗-
在所得之評價基板之樹脂組成物之硬化物層2上,環氧基接著劑10固定螺柱銷11,以150℃加熱1小時進行接著。本發明中,螺柱銷11係使用接著面之直徑為2.7mm的螺柱銷。藉此,基於剝離模式或剝離時之荷重值,可判斷長期可靠性之良否。又,環氧基接著劑10必須使用具有一定值以上之接著力的環氧基接著劑,較佳為使用接著力為700kgf/cm
2以上的環氧基接著劑。本發明中,Stud pull試驗之剝離模式或剝離時之荷重係使用Stud pull試驗機之附屬品之接著力為700kgf/cm
2以上的環氧基接著劑進行測定。
螺柱銷之固定後,以Stud pull試驗機,將螺柱銷對於評價基板之主面呈垂直方向拉伸,觀察硬化物層剝離時點之荷重值(kgf/cm
2)與剝離模式。拉伸之速度為2kgf/秒。藉此,基於剝離模式或剝離時之荷重值,可判斷長期可靠性之良否。
本發明係以上述之Stud pull試驗條件進行5次試驗時,下述<剝離模式之判定基準>之中,表示剝離模式I或剝離模式III,且剝離時之荷重值為180kgf/cm
2以上之樹脂組成物,發現調配有應力緩和材而得之翹曲抑制的效果狀態下,可實現長期可靠性及良好的絕緣材料。
對於剝離模式,參照圖2說明。「剝離模式I」係以上述之Stud pull試驗條件進行5次試驗時,在貼銅積層板-硬化物層的界面,剝離(層間剝離)3次以上的情形(圖2左)。「剝離模式II」係硬化物層為凝聚破壞(層內剝離)3次以上的情形(圖2正中),「剝離模式III」係在硬化物層-螺柱銷的界面,剝離(層間剝離)3次以上的情形(圖2右)。
貼銅積層板-硬化物層的界面剝離(層間剝離)係指除了在貼銅積層板-硬化物層之界面剝離的情形外,貼銅積層板之銅箔表面有凹凸的情形(特別是貼銅積層板-硬化物層的界面為非直線(平坦面)的情形)係該凹凸之中心線(由中心線以下之谷之部分的面積和為S1,由中心線,以上之山之部分的面積和為S2時,S1=S2之近似直線)作為「貼銅積層板之表面」的基準位置,相較於此中心線,在硬化物層側(圖2中,上方向),遠離有4μm分離之平行線的位置,來自硬化物層之成分未同樣殘留的情形,也判定為在貼銅積層板-硬化物層之界面剝離(層間剝離)。此點,螺柱銷側觀察斷裂・剝離後之評價基板,觀察到貼銅積層板之銅箔時,判定在貼銅積層板-硬化物層之界面產生剝離。
又,硬化物層-螺柱銷之界面剝離(層間剝離)係指除了在硬化物層-環氧基接著劑之界面剝離的情形外,也包含環氧基接著劑凝聚破壞(層內剝離)的情形。硬化物層-環氧基接著劑之界面的剝離(層間剝離)可與貼銅積層板-硬化物層之界面剝離同樣判定。
例如,5次試驗時,在貼銅積層板-硬化物層之界面剝離4次,硬化物層凝聚破壞1次的情形,判定為「剝離模式I」。5次試驗時,在貼銅積層板-硬化物層之界面剝離2次,硬化物層凝聚破壞3次的情形,判定為「剝離模式II」。5次試驗時,在貼銅積層板-硬化物層之界面剝離2次,在硬化物層-螺柱銷之界面剝離3次時,判定為「剝離模式III」。又,在貼銅積層板-硬化物層之界面剝離2次,硬化物層凝聚破壞1次,在硬化物層-螺柱銷之界面剝離2次,無法判定剝離模式時,在硬化物層-螺柱銷之界面剝離消失的方式,取代為接著力更高的環氧基接著劑,再進行試驗。然後,基於貼銅積層板-硬化物層之界面剝離的次數與硬化物層凝聚破壞的次數,判定剝離模式。
剝離時之荷重值係5次試驗之平均值為180kgf/cm
2以上時即可,就實現長期可靠性更優異之絕緣材料的觀點,5次試驗之平均值,較佳為190kgf/cm
2以上,更佳為200kgf/cm
2以上。
以下,說明本發明之樹脂組成物之組成。在此,對構成樹脂組成物之各成分之長期可靠性之影響之有無或其程度不同,又,因成分之組合,對長期可靠性之影響之程度增加或衰減,如前述。以下,針對各成分之種類或含量,雖有顯示較佳例的情形,但是因成分之組合,較佳之種類或較佳之含量範圍會改變。上述<Stud pull試驗條件>進行5次試驗時,表示剝離模式I或剝離模式III,且剝離時之荷重值為180kgf/cm
2以上時,構成樹脂組成物之成分之種類(其組合)或含量,不限於以下所示之特定的種類或範圍。
本發明之樹脂組成物,包含(A)環氧樹脂,及(B)應力緩和材。
-(A)環氧樹脂-
本發明之樹脂組成物包含作為(A)成分之環氧樹脂。環氧樹脂,可列舉例如雙酚型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、三苯酚型環氧樹脂、萘酚酚醛清漆型環氧樹脂、苯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、縮水甘油基胺型環氧樹脂、縮水甘油基酯型環氧樹脂、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、具有丁二烯結構的環氧樹脂、脂環式環氧樹脂、雜環式環氧樹脂、含螺環環氧樹脂、環己烷型環氧樹脂、環己烷二甲醇型環氧樹脂、亞萘醚型環氧樹脂、三羥甲基型環氧樹脂、四苯基乙烷型環氧樹脂。雙酚型環氧樹脂係指具有雙酚結構的環氧樹脂,可列舉例如雙酚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。聯苯型環氧樹脂係指具有聯苯基結構的環氧樹脂,在此,聯苯基結構可具有烷基、烷氧基、芳基等之取代基。因此,雙二甲苯酚型環氧樹脂、聯苯基芳烷基型環氧樹脂也包含於聯苯型環氧樹脂。(A)成分,可單獨使用1種,亦可組合2種以上來使用。
(A)成分,較佳為芳香族系之環氧樹脂。在此,芳香族系之環氧樹脂係指其分子內具有芳香環的環氧樹脂。芳香環不僅苯環等之單環結構,也包含萘環等之多環芳香族結構及芳香族雜環結構。
(A)成分,較佳為1分子中具有2個以上之環氧基。(A)成分之不揮發成分設為100質量%時,1分子中具有2個以上之環氧基之環氧樹脂的比例,較佳為50質量%以上,更佳為60質量%以上,又更佳為70質量%以上。
環氧樹脂有溫度20℃下,液狀的環氧樹脂(以下稱為「液狀環氧樹脂」)與溫度20℃下,固體狀的環氧樹脂(以下稱為「固體狀環氧樹脂」)。
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。
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、縮水甘油基酯型環氧樹脂、縮水甘油基胺型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、具有酯骨架之脂環式環氧樹脂等之脂環式環氧樹脂、環己烷型環氧樹脂、環己烷二甲醇型環氧樹脂、及具有丁二烯結構的環氧樹脂。
液狀環氧樹脂之具體例,可列舉DIC公司製之「HP-4032」、「HP-4032D」、「HP-4032SS」(萘型環氧樹脂);Mitsubishi Chemical公司製之「828US」、「jER828EL」、「825」、「Epikote828EL」(雙酚A型環氧樹脂);Mitsubishi Chemical公司製之「jER807」、「1750」(雙酚F型環氧樹脂);Mitsubishi Chemical公司製之「jER152」(苯酚酚醛清漆型環氧樹脂);Mitsubishi Chemical公司製之「630」、「630LSD」(縮水甘油基胺型環氧樹脂);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」(縮水甘油基酯型環氧樹脂);DAICEL公司製之「CELLOXID2021P」(具有酯骨架之脂環式環氧樹脂);DAICEL公司製之「PB-3600」(具有丁二烯結構的環氧樹脂);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)等。
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個以上之環氧基之芳香族系的固體狀環氧樹脂。
固體狀環氧樹脂,較佳為雙二甲苯酚型環氧樹脂、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、三苯酚型環氧樹脂、萘酚型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、亞萘醚型環氧樹脂、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。
固體狀環氧樹脂之具體例,可列舉DIC公司製之「HP-4032H」(萘型環氧樹脂);DIC公司製之「HP-4700」、「HP-4710」(萘型4官能環氧樹脂);DIC公司製之「N-690」(甲酚酚醛清漆型環氧樹脂);DIC公司製之「N-695」(甲酚酚醛清漆型環氧樹脂);DIC公司製之「HP-7200HH」、「HP-7200H」、「HP-7200」(二環戊二烯型環氧樹脂);DIC公司製之「EXA-7311」、「EXA-7311-G3」、「EXA-7311-G4」、「EXA-7311-G4S」、「HP6000」(亞萘醚型環氧樹脂);日本化藥公司製之「EPPN-502H」(三苯酚型環氧樹脂);日本化藥公司製之「NC7000L」(萘酚酚醛清漆型環氧樹脂);日本化藥公司製之「NC3000H」、「NC3000」、「NC3000L」、「NC3100」(聯苯型環氧樹脂);NIPPON STEEL Chemical & Material公司製之「ESN475V」(萘酚型環氧樹脂);NIPPON STEEL Chemical & Material公司製之「ESN485」(萘酚酚醛清漆型環氧樹脂);Mitsubishi Chemical公司製之「YX4000H」、「YX4000」、「YL6121」(聯苯型環氧樹脂);Mitsubishi Chemical公司製之「YX4000HK」(雙二甲苯酚型環氧樹脂);Mitsubishi Chemical公司製之「YX8800」(蒽型環氧樹脂);大阪氣體化學公司製之「PG-100」、「CG-500」;Mitsubishi Chemical公司製之「YL7760」(雙酚AF型環氧樹脂);Mitsubishi Chemical公司製之「YL7800」(茀型環氧樹脂);Mitsubishi Chemical公司製之「jER1010」(固體狀雙酚A型環氧樹脂);Mitsubishi Chemical公司製之「jER1031S」(四苯基乙烷型環氧樹脂)等。
本發明之樹脂組成物,作為(A)成分可僅含有液狀環氧樹脂,也可僅含有固體狀環氧樹脂,也可組合含有液狀環氧樹脂與固體狀環氧樹脂。組合液狀環氧樹脂與固體狀環氧樹脂使用時,彼等之量比(液狀環氧樹脂:固體狀環氧樹脂)係以質量比,較佳為1:0.01~1:20,更佳為1:0.05~1:10,特佳為1:0.1~1:1。
(A)成分之環氧當量,較佳為50g/eq.~ 5000g/eq.,更佳為50g/eq.~3000g/eq.,又更佳為80g/eq.~2000g/eq.、又更佳為110g/eq.~1000g/eq.。環氧當量係包含1當量之環氧基之環氧樹脂的質量。此環氧當量可依據JIS K7236測定。
(A)成分之重量平均分子量(Mw),較佳為100~5000,更佳為250~3000,又更佳為400~1500。環氧樹脂之Mw可依據凝膠滲透層析法(GPC),以聚苯乙烯換算之值測定。
樹脂組成物中之(A)成分之含量係將樹脂組成物中之不揮發成分之合計設為100質量%時,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、1質量%以上、1.5質量%以上或2質量%以上,較佳為40質量%以下,更佳為35質量%以下、30質量%以下、25質量%以下或20質量%以下。
-(B)應力緩和材-
本發明之樹脂組成物係作為(B)成分,包含應力緩和材。藉由包含(B)成分,可實現可抑制翹曲的絕緣材料。
(B)成分,較佳為分子內具有選自聚丁二烯結構、聚矽氧烷結構、聚(甲基)丙烯酸酯結構、聚伸烷基結構、聚氧化烯羥結構、聚異戊二烯結構、聚異丁烯結構、及聚碳酸酯結構之1種以上之結構的樹脂,更佳為具有選自聚丁二烯結構、聚(甲基)丙烯酸酯結構、聚氧化烯羥結構、聚異戊二烯結構、聚異丁烯結構、及聚碳酸酯結構之1種或2種以上之結構的樹脂。又,「(甲基)丙烯酸酯」係指包含甲基丙烯酸酯及丙烯酸酯之兩者的用語。此等結構可包含於主鏈,也可包含於側鏈。
(B)成分就實現可抑制翹曲之絕緣材料的觀點,較佳為高分子量。(B)成分之數平均分子量(Mn),較佳為1,000以上,更佳為1,500以上,又更佳為2,000以上、2,500以上、3,000以上、4,000以上或5,000以上。Mn之上限,較佳為1,000,000以下,更佳為900,000以下、800,000以下或700,000以下。數平均分子量(Mn)可依據凝膠滲透層析法(GPC),以聚苯乙烯換算之值測定。
(B)成分就實現可抑制翹曲之絕緣材料的觀點,較佳為選自玻璃轉移溫度(Tg)為25℃以下的樹脂及25℃下,液狀的樹脂之1種以上。在此,觀測到Tg為複數的樹脂,最低溫之Tg為25℃以下時,相當於「Tg為25℃以下的樹脂」。
關於Tg為25℃以下的樹脂,Tg較佳為20℃以下,更佳為15℃以下。Tg之下限無特別限定,通常可為-50℃以上。又,25℃下為液狀的樹脂,較佳為20℃以下為液狀,更佳為15℃以下為液狀。
(B)成分就與(A)成分等反應,實現凝聚力(層內密著強度)高之絕緣材料的觀點,較佳為具有可與(A)成分等反應之官能基。又,可與(A)成分等反應之官能基,也包含加熱而展現的官能基。
較佳的一實施形態中,可與(A)成分等反應之官能基係選自由羥基、羧基、酸酐基、酚性羥基、環氧基、異氰酸酯基及胺基甲酸酯基所構成群組中之1種以上的官能基。其中,該官能基,較佳為羥基、酸酐基、酚性羥基、環氧基、異氰酸酯基及胺基甲酸酯基,更佳為羥基、酸酐基、酚性羥基、環氧基。但是官能基包含環氧基時,數平均分子量(Mn),較佳為5,000以上。
較佳的一實施形態中,(B)成分係包含含有聚丁二烯結構的樹脂(以下也稱為「聚丁二烯樹脂」)。又,聚丁二烯結構可一部分或全部被氫化。
聚丁二烯樹脂之具體例,可列舉cray valley公司製之「Ricon 130MA8」、「Ricon 130MA13」、「Ricon 130MA20」、「Ricon 131MA5」、「Ricon 131MA10」、「Ricon 131MA17」、「Ricon 131MA20」、「Ricon 184MA6」(含有酸酐基之聚丁二烯)、日本曹達公司製之「JP-100」、「JP-200」(環氧化聚丁二烯)、「GQ-1000」(導入羥基、羧基之聚丁二烯)、「G-1000」、「G-2000」、「G-3000」(兩末端羥基聚丁二烯)、「GI-1000」、「GI-2000」、「GI-3000」(兩末端羥基氫化聚丁二烯)、DAICEL公司製之「PB3600」、「PB4700」(聚丁二烯骨架環氧樹脂)、「EpofriendA1005」、「EpofriendA1010」、「EpofriendA1020」(苯乙烯與丁二烯與苯乙烯嵌段共聚物之環氧化物)、nagase chemtex公司製之「FCA-061L」(氫化聚丁二烯骨架環氧樹脂)、「R-45EPT」(聚丁二烯骨架環氧樹脂)等。聚丁二烯樹脂,可列舉以羥基末端聚丁二烯、二異氰酸酯化合物及四元酸酐作為原料之線狀聚合物(日本特開2006-37083號公報、國際公開第2008/153208號所記載的聚合物)、含有酚性羥基之丁二烯等。該聚合物之丁二烯結構的含有率,較佳為50質量%以上,更佳為60質量%~95質量%。該聚合物之詳細可參酌日本特開2006-37083號公報、國際公開第2008/153208號之記載,將此內容納入本說明書中。
較佳的一實施形態中,(B)成分包含含有聚(甲基)丙烯酸酯結構的樹脂(以下也稱為「聚(甲基)丙烯酸樹脂」)。聚(甲基)丙烯酸樹脂之具體例,可列舉nagase chemtex公司製之Teisanresin「SG-70L」、「SG-708-6」、「WS-023」、「SG-700AS」、「SG-280TEA」(含有羧基之丙烯酸酯共聚物樹脂、酸價5~34mgKOH/g、重量平均分子量40萬~90萬、Tg-30~5℃)、「SG-80H」、「SG-80H-3」、「SG-P3」(含有環氧基之丙烯酸酯共聚物樹脂、環氧當量4761~14285g/eq、重量平均分子量35萬~85萬、Tg11~12℃)、「SG-600TEA」、「SG-790」(含有羥基之丙烯酸酯共聚物樹脂、羥值20~40mgKOH/g、重量平均分子量50萬~120萬、Tg-37~-32℃)、根上工業公司製之「ME-2000」、「W-116.3」(含有羧基之丙烯酸酯共聚物樹脂)、「W-197C」(含有羥基之丙烯酸酯共聚物樹脂)、「KG-25」、「KG-3000」(含有環氧基之丙烯酸酯共聚物樹脂)等。
較佳的一實施形態中,(B)成分包含含有聚碳酸酯結構之樹脂(以下也稱為「聚碳酸酯樹脂」)。聚碳酸酯樹脂之具體例,可列舉旭化成Chemicals公司製之「T6002」、「T6001」(聚碳酸酯二醇)、kuraray公司製之「C-1090」、「C-2090」、「C-3090」(聚碳酸酯二醇)等。又,可使用以羥基末端聚碳酸酯、二異氰酸酯化合物及四元酸酐作為原料的線狀聚醯亞胺。該聚醯亞胺樹脂之碳酸酯結構之含有率,較佳為50質量%以上,更佳為60質量%~95質量%。該聚醯亞胺樹脂之詳細,可參酌國際公開第2016/129541號之記載,此內容納入本說明書中。
較佳的一實施形態中,(B)成分包含含有聚矽氧烷結構之樹脂(以下也稱為「聚矽氧烷樹脂」)。聚矽氧烷樹脂之具體例,可列舉例如信越SILICONES公司製之「SMP-2006」、「SMP-2003PGMEA」、「SMP-5005PGMEA」、以胺基末端聚矽氧烷及四元酸酐作為原料之線狀聚醯亞胺(國際公開第2010/053185號、日本特開2002-12667號公報及日本特開2000-319386號公報等)等。
較佳的一實施形態中,(B)成分包含含有聚伸烷基結構、聚氧化烯羥結構之樹脂(以下各自也稱為「聚伸烷基樹脂」、「聚伸烷氧基樹脂」)。聚伸烷基樹脂、聚伸烷氧基樹脂之具體例,可列舉旭化成纖維公司製之「PTXG-1000」、「PTXG-1800」等。
較佳的一實施形態中,(B)成分包含含有聚異戊二烯結構之樹脂(以下也稱為「聚異戊二烯樹脂」)。聚異戊二烯樹脂之具體例,可列舉kuraray公司製之「KL-610」、「KL613」等。
較佳的一實施形態中,(B)成分包含含有聚異丁烯結構之樹脂(以下也稱為「聚異丁烯樹脂」)。聚異丁烯樹脂之具體例,可列舉Kaneka公司製之「SIBSTAR-073T」(苯乙烯-異丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物)、「SIBSTAR-042D」(苯乙烯-異丁烯二嵌段共聚物)等。
其他之較佳的一實施形態中,(B)成分包含有機填充材。有機填充材,可廣泛地使用包含橡膠成分之有機填充材。有機填充材所含有的橡膠成分,可列舉例如聚二甲基矽氧烷等之聚矽氧系彈性體;聚丁二烯、聚異戊二烯、聚氯丁二烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-異戊二烯共聚物、苯乙烯-異丁烯共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物、異戊二烯-異丁烯共聚物、異丁烯-丁二烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物、乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物等之烯烴系熱塑性彈性體;聚(甲基)丙烯酸丙酯、聚(甲基)丙烯酸丁基、聚(甲基)丙烯酸環己酯、聚(甲基)丙烯酸辛酯等之丙烯酸系熱塑性彈性體等之熱塑性彈性體等。此外,橡膠成分可混合聚有機矽氧烷橡膠等之聚矽氧系橡膠。橡膠粒子所含有之橡膠成分,較佳為Tg為例如0℃以下,-10℃以下,更佳為-20℃以下,又更佳為-30℃以下。
一實施形態中,有機填充材係包含上述列舉之橡膠成分的核粒子,與核粒子所含有之橡膠成分可共聚合之單體成分進行接枝共聚合之殼部所構成的核-殼型橡膠粒子。在此,核-殼型係指並非僅是可明確區別核粒子與殼部,也包含核粒子與殼部之邊界不明瞭者,核粒子也可未被殼部完全被覆。
包含橡膠成分之有機填充材之具體例,可列舉例如Chail Industrie公司製之「CHT」;UMGABS公司製之「B602」;吳羽化學工業公司製之「PARALOID EXL-2602」、「PARALOID EXL-2603」、「PARALOID EXL-2655」、「PARALOID EXL-2311」、「PARALOID-EXL2313」、「PARALOID EXL-2315」、「PARALOID KM-330」、「PARALOID KM-336P」、「PARALOID KCZ-201」、三菱Rayon公司製之「metablen C-223A」、「metablen E-901」、「metablen S-2001」、「metablen W-450A」「metablenSRK-200」、Kaneka公司製之「Kane Ace M-511」、「Kane Ace M-600」、「Kane Ace M-400」、「Kane Ace M-580」、「Kane AceMR-01」、AICA工業公司製之「StaphyloidAC3355」、「StaphyloidAC3816」、「StaphyloidAC3832」、「StaphyloidAC4030」、「StaphyloidAC3364」等。此等為核-殼型橡膠粒子。
樹脂組成物中之(B)成分的含量,就實現可抑制翹曲之絕緣材料的觀點,樹脂組成物中之不揮發成分之合計設為100質量%時,較佳為0.5質量%以上,更佳為1質量%以上,又更佳為3質量%以上,再更佳為4質量%以上或5質量%以上。該含量之上限,較佳為30質量%以下,更佳為25質量%以下,20質量%以下或15質量%以下。
又,樹脂組成物中之(B)成分的含量係樹脂組成物中之樹脂成分之合計設為100質量%時,較佳為0.5質量%以上,更佳為1質量%以上,又更佳為3質量%以上,再更佳為5質量%以上,8質量%以上,10質量%以上,15質量%以上,20質量%以上,25質量%以上或30質量%以上。該含量之上限,較佳為70質量%以下,更佳為60質量%以下,55質量%以下或50質量%以下。本發明中,「樹脂成分」係指構成樹脂組成物之成分之中,去除後述(C)無機填充材後的成分。
樹脂組成物中之(B)成分的含量係(B)成分對(A)成分與後述之(D)硬化劑之合計的質量比,亦即,(B)成分/[(A)成分+(D)成分],較佳為0.1以上,更佳為0.2以上、0.3以上、0.4以上、0.5以上、0.6以上、0.8以上或1以上。該質量比之上限,較佳為3以下,更佳為2.5以下、2以下、1.8以下、1.6以下或1.5以下。
如前述,為了抑制翹曲,將應力緩和材調配於絕緣材料時,本發明人等發現所得之絕緣材料之機械強度或,與導體之密著強度等之可靠性直接相關的物性隨著時間降低,有損長期可靠性。關於此點,以上述<Stud pull試驗條件>進行5次試驗時,依據表示剝離模式I或剝離模式III,且剝離時之荷重值為180kgf/cm
2以上之本發明的樹脂組成物時,即使應力緩和材如上述,包含一定量以上時,也可抑制物性之經時性降低(惡化)。藉此,本發明之樹脂組成物,在調配應力緩和材所得之翹曲抑制的效果狀態下,可實現長期可靠性及良好的絕緣材料。
本發明之樹脂組成物,進一步也可包含選自由(C)無機填充材、(D)硬化劑、(E)馬來醯亞胺化合物、(F)硬化促進劑所構成群組中之1種以上。
-(C)無機填充材-
本發明之樹脂組成物,也可包含作為(C)成分之無機填充材。藉由包含(C)成分,可實現熱特性良好的絕緣材料。
(C)成分的材料,可列舉例如二氧化矽、氧化鋁、玻璃、菫藍石、二氧化矽、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、及磷鎢酸鋯等。此等之中,特佳為二氧化矽。二氧化矽可列舉例如非晶質二氧化矽、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,較佳為球形二氧化矽。(C)成分可單獨使用1種,亦可組合2種以上來使用。
(C)成分之市售品,可列舉例如電化化學工業公司製之「UFP-30」;NIPPON STEEL Chemical & Material公司製之「SP60-05」、「SP507-05」;admatechs公司製之「YC100C」、「YA050C」、「YA050C-MJE」、「YA010C」;Denka公司製之「UFP-30」;德山公司製之「SilFileNSS-3N」、「SilFileNSS-4N」、「SilFileNSS-5N」;admatechs公司製之「SC2500SQ」、「SO-C4」、「SO-C2」、「SO-C1」;Denka公司製之「DAW-03」、「FB-105FD」等。
(C)成分之平均粒徑,無特別限定,較佳為10μm以下,更佳為5μm以下,又更佳為3μm以下、2μm以下、1μm以下或0.7μm以下。該平均粒徑之下限,無特別限定,較佳為0.01μm以上,更佳為0.05μm以上,又更佳為0.07μm以上,0.1μm以上或0.2μm以上。(C)成分之平均粒徑,可藉由依據Mie散射理論之雷射繞射・散射法測定。具體而言,藉由雷射繞射散射式粒徑分布測定裝置,以體積基準製作無機填充材之粒徑分布,可將該中值粒徑作為平均粒徑進行測定。測定樣品可使用以小玻璃瓶秤取無機填充材100mg、甲基乙基酮10g,並以超音波分散10分鐘者。使用雷射繞射式粒徑分布測定裝置,並使用光源波長為藍色及紅色,將測定樣品以液流電池方式測定無機填充材之體積基準的粒徑分布,由所得之粒徑分布,以中值粒徑算出平均粒徑。雷射繞射式粒徑分布測定裝置,可列舉例如堀場製作所公司製「LA-960」等。
(C)成分之比表面積,無特別限定,較佳為0.1m
2/g以上,更佳為0.5m
2/g以上,又更佳為1m
2/g以上、3m
2/g以上或5m
2/g以上。該比表面積之上限,無特別限定,較佳為100m
2/g以下,更佳為80m
2/g以下,又更佳為60m
2/g以下、50m
2/g以下或40m
2/g以下。(C)成分之比表面積係依據BET法,使用比表面積測定裝置(MOUNTECH 公司製Macsorb HM-1210),使試料表面吸附氮氣,使用BET多點法,算出比表面積而得。
(C)成分較佳為以適當之表面處理劑進行表面處理。藉由表面處理,可提高(C)成分之耐濕性及分散性。表面處理劑,可列舉例如乙烯基系矽烷偶合劑、環氧系矽烷偶合劑、苯乙烯基系矽烷偶合劑、(甲基)丙烯酸系矽烷偶合劑、胺基系矽烷偶合劑、異氰脲酸酯系矽烷偶合劑、脲基系矽烷偶合劑、巰基系矽烷偶合劑、異氰酸酯系矽烷偶合劑、酸酐系矽烷偶合劑等之矽烷偶合劑;甲基三甲氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷等之非矽烷偶合-烷氧基矽烷化合物;矽氮烷化合物等。表面處理劑可單獨使用1種,亦可組合2種以上來使用。
表面處理劑之市售品,可列舉例如信越化學工業(股)製「KBM403」(3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷)、信越化學工業(股)製「KBM803」(3-巰基丙基三甲氧基矽烷)、信越化學工業(股)製「KBE903」(3-胺基丙基三乙氧基矽烷)、信越化學工業(股)製「KBM573」(N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷)、信越化學工業(股)製「SZ-31」(六甲基二矽氮烷)等。
藉由表面處理劑之表面處理的程度,就提高無機填充材之分散性的觀點,收納於特定範圍為佳。具體而言,無機填充材100質量%,較佳為0.2~5質量%之表面處理劑進行表面處理。
藉由表面處理劑之表面處理的程度,可藉由無機填充材之每單位表面積之碳量進行評價。無機填充材之每單位表面積之碳量,就提高無機填充材之分散性的觀點,較佳為0.02mg/m
2以上,更佳為0.1mg/m
2以上,又更佳為0.2mg/m
2以上。此外,防止在樹脂組成物之熔融黏度或薄片形態之熔融黏度之上昇的觀點,較佳為1.0mg/m
2以下,更佳為0.8mg/m
2以下,又更佳為0.5mg/m
2以下。(C)成分之每單位表面積之碳量,可將表面處理後之無機填充材藉由溶劑(例如,甲基乙基酮(MEK))洗淨處理後測定。具體而言,將作為溶劑之充分量的MEK加入於經表面處理劑表面處理後的無機填充材,在25℃下進行超音波洗淨5分鐘。去除上清液,使固體成分乾燥後,可使用碳分析計,測定無機填充材之每單位表面積之碳量。碳分析計可使用堀場製作所公司製「EMIA-320V」等。
本發明之樹脂組成物包含(C)成分時,樹脂組成物中之(C)成分的含量,就實現低線熱膨脹係數等熱特性之良好絕緣材料的觀點,樹脂組成物中之不揮發成分之合計設為100質量%時,較佳為30質量%以上,更佳為40質量%以上,又更佳為45質量%以上、50質量%以上、55質量%以上、60質量%以上或65質量%以上。(C)成分之含量的上限,無特別限定,較佳為85質量%以下,更佳為80質量%以下或75質量%以下。
-(D)硬化劑-
本發明之樹脂組成物,作為(D)成分,可包含硬化劑。(D)成分通常具有與(A)成分反應,使樹脂組成物硬化的機能。
(D)成分可列舉例如活性酯系硬化劑、酚系硬化劑、萘酚系硬化劑、酸酐系硬化劑、氰酸酯系硬化劑、碳二亞胺系硬化劑、胺系硬化劑等,其中,就將上述剝離模式或剝離時之荷重值容易調整為較佳之態樣・範圍的觀點,較佳為包含活性酯系硬化劑、酚系硬化劑、萘酚系硬化劑。(D)成分可單獨使用1種,亦可組合2種以上來使用。
活性酯系硬化劑可使用1分子中具有1個以上之活性酯基的化合物。其中,活性酯系硬化劑,較佳為苯酚酯類、苯硫酚酯類、N-羥基胺酯類、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之酯基的化合物。該活性酯系硬化劑,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者。特別是就耐熱性提昇的觀點,較佳為由羧酸化合物與羥基化合物所得之活性酯系硬化劑,更佳為由羧酸化合物與苯酚化合物及/或萘酚化合物所得的活性酯系硬化劑。
羧酸化合物,可列舉例如苯甲酸、乙酸、琥珀酸、馬來酸、依康酸、苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、均苯四甲酸等。
苯酚化合物或萘酚化合物,可列舉例如對苯二酚、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、苯酚、o-甲酚、m-甲酚、p-甲酚、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、二環戊二烯型二酚化合物、苯酚酚醛清漆等。在此,「二環戊二烯型二酚化合物」係指二環戊二烯1分子與苯酚2分子進行縮合所得的二酚化合物。
活性酯系硬化劑之較佳的具體例,可列舉包含二環戊二烯型二酚結構的活性酯系硬化劑、包含萘結構之活性酯系硬化劑、苯酚酚醛清漆之包含乙醯化物的活性酯系硬化劑、苯酚酚醛清漆之包含苯甲醯化物的活性酯系硬化劑。其中,更佳為包含萘結構的活性酯系硬化劑、包含二環戊二烯型二酚結構的活性酯系硬化劑。「二環戊二烯型二酚構造」係表示由伸苯基-二伸環戊基-伸苯基所構成之2價的結構單位。
活性酯化合物之市售品,可列舉包含二環戊二烯型二酚結構的活性酯化合物,「EXB9451」、「EXB9460」、「EXB9460S」、「EXB-8000L」、「EXB-8000L-65M」、「EXB-8000L-65TM」、「HPC-8000L-65TM」、「HPC-8000」、「HPC-8000-65T」、「HPC-8000H」、「HPC-8000H-65TM」、(DIC公司製);包含萘結構之活性酯化合物,「EXB-8100L-65T」、「EXB-8150-60T」、「EXB-8150-62T」、「EXB-9416-70BK」、「HPC-8150-60T」、「HPC-8150-62T」(DIC公司製);含有磷之活性酯化合物,「EXB9401」(DIC公司製),苯酚酚醛清漆之乙醯化物的活性酯化合物,「DC808」(Mitsubishi Chemical公司製);苯酚酚醛清漆之苯甲醯化物的活性酯化合物,「YLH1026」、「YLH1030」、「YLH1048」(Mitsubishi Chemical公司製)、包含苯乙烯基及萘結構的活性酯化合物,「PC1300-02-65MA」(AIR WATER公司製)等。
酚系硬化劑及萘酚系硬化劑,就耐熱性及耐水性的觀點,較佳為具有酚醛清漆結構者。又,就與導體層之密著性的觀點,較佳為含氮酚系硬化劑、含氮萘酚系硬化劑,更佳為含三嗪骨之苯酚系硬化劑、含三嗪骨架之萘酚系硬化劑。
苯酚系硬化劑及萘酚系硬化劑之具體例,可列舉例如明和化成公司製之「MEH-7700」、「MEH-7810」、「MEH-7851」、「MEH-8000H」;日本化藥公司製之「NHN」、「CBN」、「GPH」;NIPPON STEEL Chemical & Material公司製之「SN-170」、「SN-180」、「SN-190」、「SN-475」、「SN-485」、「SN-495」、「SN-495V」、「SN-375」、「SN-395」;DIC公司製之「TD-2090」、「TD-2090-60M」、「LA-7052」、「LA-7054」、「LA-1356」、「LA-3018」、「LA-3018-50P」、「EXB-9500」、「HPC-9500」、「KA-1160」、「KA-1163」、「KA-1165」;群榮化學公司製之「GDP-6115L」、「GDP-6115H」、「ELPC75」等。
酸酐系硬化劑,可列舉1分子中具有1個以上之酸酐基的硬化劑。酸酐系硬化劑之具體例,可列舉鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、六氫化鄰苯二甲酸酐、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、甲基六氫化鄰苯二甲酸酐、甲基納迪克酸酐、氫化甲基納迪克酸酐、三烷基四氫鄰苯二甲酸酐、十二烯基丁二酸酐、5-(2,5-二氧四氫-3-呋喃基)-3-甲基-3-環己烯-1,2-二羧酸酐、偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸酐、二苯甲酮四羧酸二酐、聯苯四羧酸二酐、萘四羧酸二酐、氧雙鄰苯二甲酸酐、3,3’-4,4’-二苯基碸四羧酸二酸酐、1,3,3a,4,5,9b-六氫化-5-(四氫-2,5-二氧-3-呋喃基)-萘並[1,2-C]呋喃-1,3-二酮、乙二醇雙(偏苯三酸酐)、苯乙烯與馬來酸共聚合之苯乙烯・馬來酸樹脂等之聚合物型的酸酐等。酸酐系硬化劑之市售品,可列舉新日本理化公司製之「MH-700」等。
氰酸酯系硬化劑,可列舉例如雙酚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;苯酚酚醛清漆及甲酚醛清漆等所衍生的多官能氰酸酯樹脂;此等氰酸酯樹脂一部分進行三嗪化的預聚物;等。氰酸酯系硬化劑之具體例,可列舉Lonza Japan公司製之「PT30」及「PT60」(苯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二氰酸酯一部分或全部進行三嗪化,成為三聚物的預聚物)等。
碳二亞胺系硬化劑之具體例,可列舉Nisshinbo Chemical公司製之CARBODILITE(註冊商標)V-03(碳二亞胺基當量:216g/eq.)、V-05(碳二亞胺基當量:262g/eq.)、V-07(碳二亞胺基當量:200g/eq.);V-09(碳二亞胺基當量:200g/eq.);rheinchemie公司製之Stabaxol(註冊商標)P(碳二亞胺基當量:302g/eq.)。
胺系硬化劑,可列舉1分子中具有1個以上之胺基的硬化劑,可列舉例如脂肪族胺類、聚醚胺類、脂環式胺類、芳香族胺類等,其中,就發揮本發明之所期望之效果的觀點,較佳為芳香族胺類。胺系硬化劑,較佳為一級胺或二級胺,更佳為一級胺。胺系硬化劑之具體例,可列舉4,4’-亞甲基雙(2,6-二甲基苯胺)、二苯基二胺基碸、4,4’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯基碸、3,3’-二胺基二苯基碸、m-伸苯基二胺、m-苯二甲胺、二乙基甲苯二胺、4,4’-二胺基二苯醚、3,3’-二甲基-4,4’-二胺基聯苯、2,2’-二甲基-4,4’-二胺基聯苯、3,3’-二羥基聯苯胺、2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)丙烷、3,3-二甲基-5,5-二乙基-4,4-二苯基甲烷二胺、2,2-雙(4-胺基苯基)丙烷、2,2-雙(4-(4-胺基苯氧基)苯基)丙烷、1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、4,4’-雙(4-胺基苯氧基)聯苯、雙(4-(4-胺基苯氧基)苯基)碸、雙(4-(3-胺基苯氧基)苯基)碸等。胺系硬化劑可使用市售品,可列舉例如日本化藥公司製之「KAYABOND C-200S」、「KAYABOND C-100」、「Kayahard A-A」、「Kayahard A-B」、「Kayahard A-S」、Mitsubishi Chemical公司製之「Epicure W」等。
(A)成分與(D)成分之量比係以[環氧樹脂之環氧基之合計數]:[硬化劑之反應基之合計數]之比率,較佳為1:0.01~1:10之範圍,更佳為1:0.05~1:5,又更佳為1:0.1~1:3。在此,硬化劑之反應基係指活性羥基等,因硬化劑之種類而異。又,環氧樹脂之環氧基之合計數係指將各環氧樹脂之固體成分質量除以環氧當量之值為對全部環氧樹脂之合計值,硬化劑之反應基之合計數係指將各硬化劑之固體成分質量除以反應基當量之值為對全部硬化劑之合計值。
-(E)馬來醯亞胺化合物-
本發明之樹脂組成物係作為(E)成分,也可包含馬來醯亞胺化合物。藉由含有(E)成分,確認可容易將上述剝離模式或剝離時之荷重值調整為較佳的態樣・範圍。
(E)成分,較佳為選自(E1)~(E3)之1種以上
(E1)包含與馬來醯亞胺之氮原子直接鍵結之碳原子數5以上之脂肪族基的馬來醯亞胺化合物、
(E2)包含三甲基茚滿骨架的馬來醯亞胺化合物,及
(E3)具有與馬來醯亞胺之氮原子直接鍵結之芳香族環的馬來醯亞胺化合物。
在此,用語「直接」係指(E1)成分,在馬來醯亞胺之氮原子與碳原子數5以上之脂肪族基之間無其他之基,而(E3)成分,在馬來醯亞胺之氮原子與芳香族環之間無其他之基。
(E)成分不論是(E1)成分,或(E2)成分,或(E3)成分,較佳為1分子中具有2個以上之馬來醯亞胺基(2,5-二氫-2,5-二氧-1H-吡咯-1-基)。
以下,說明(E)成分之較佳的態樣之(E1)成分、(E2)成分、(E3)成分,以下,用語「取代基」無特別說明時,表示鹵素原子、烷基、環烷基、烷氧基、環烷氧基、烷硫基、芳基、芳氧基、芳基烷基、芳基烷氧基、芳硫基、1價之雜環基、亞烷基、胺基、矽基、醯基、醯氧基、羧基、磺酸基、氰基、硝基、羥基、巰基及側氧基。作為取代基使用之鹵素原子,可列舉例如氟原子、氯原子、溴原子、及碘原子。作為取代基使用之烷基,可為直鏈狀或支鏈狀之任一。該烷基之碳原子數,較佳為1~20,更佳為1~14,又更佳為1~12,再更佳為1~6,特佳為1~3。該烷基可列舉例如甲基、乙基、丙基、n-丁基、t-丁基等。作為取代基使用之環烷基之碳原子數,較佳為3~20,更佳為3~12,又更佳為3~6。該環烷基可列舉例如環戊基、環己基、環庚基等。作為取代基使用之烷氧基,可為直鏈狀或支鏈狀之任一。該烷氧基之碳原子數,較佳為1~20,更佳為1~12,又更佳為1~6。該烷氧基可列舉例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基等。作為取代基使用之環烷氧基之碳原子數,較佳為3~20,更佳為3~12,又更佳為3~6。該環烷氧基,可列舉例如環丙氧基、環丁氧基、環戊氧基,及環己氧基。作為取代基使用之烷硫基之碳原子數,較佳為1~20,更佳為1~14,又更佳為1~12,再更佳為1~6,特佳為1~3。作為取代基使用之芳基係由芳香族烴去除芳香環上的1個氫原子而得之基。作為取代基使用之芳基之碳原子數,較佳為6~24,更佳為6~18,又更佳為6~14,再更佳為6~10。該芳基可列舉例如苯基、萘基,及蒽基。作為取代基使用之芳氧基之碳原子數,較佳為6~24,更佳為6~18,又更佳為6~14,再更佳為6~10。作為取代基使用之芳氧基,可列舉例如苯氧基、1-萘氧基,及2-萘氧基。作為取代基使用之芳基烷基之碳原子數,較佳為7~25,更佳為7~19,又更佳為7~15,再更佳為7~11。該芳基烷基,可列舉例如苯基-C
1~C
12烷基、萘基-C
1~C
12烷基、及蒽基-C
1~C
12烷基。作為取代基使用之芳基烷氧基之碳原子數,較佳為7~25,更佳為7~19,又更佳為7~15,再更佳為7~11。該芳基烷氧基,可列舉例如苯基-C
1~C
12烷氧基、及萘基-C
1~C
12烷氧基。作為取代基使用之芳硫基之碳原子數,較佳為6~24,更佳為6~18,又更佳為6~14,再更佳為6~10。作為取代基使用之1價之雜環基係指由雜環式化合物之雜環去除1個氫原子而得之基。該1價之雜環基之碳原子數,較佳為3~21,更佳為3~15,又更佳為3~9。該1價之雜環基也包含1價之芳香族雜環基(雜芳基)。該1價之雜環,可列舉例如噻吩基、吡咯基、呋喃基、呋喃基、吡啶基、噠嗪基、嘧啶基、吡嗪基、三嗪基、吡咯烷基、哌啶基、喹啉基,及異喹啉基。作為取代基使用之亞烷基係指由烷烴之相同之碳原子去除2個氫原子而得之基。該亞烷基之碳原子數,較佳為1~20,更佳為1~14,又更佳為1~12,再更佳為1~6,特佳為1~3。作為取代基使用之醯基係指式:-C(=O)-R表示之基(式中,R為烷基或芳基)。R表示之烷基可為直鏈狀或支鏈狀之任一。R表示之芳基,可列舉例如苯基、萘基,及蒽基。該醯基之碳原子數,較佳為2~20,更佳為2~13,又更佳為2~7。作為取代基使用之醯氧基係式:-O-C(=O)-R表示之基(式中,R為烷基或芳基)。R表示之烷基可為直鏈狀或支鏈狀之任一。R表示之芳基,可列舉例如苯基、萘基、及蒽基。該醯氧基之碳原子數,較佳為2~20,更佳為2~13,又更佳為2~7。上述取代基也可再具有取代基(以下有時稱為「二次取代基」的情形)。二次取代基,無特別記載時,可使用與上述取代基相同者。
<(E1)成分>
(E1)成分係包含與馬來醯亞胺之氮原子直接鍵結之碳原子數5以上之脂肪族基的馬來醯亞胺化合物。此馬來醯亞胺化合物,例如可藉由包含脂肪族胺化合物(二聚物二胺化合物等)、馬來酸酐及必要時之四羧酸二酐的成分進行亞胺化反應而得。
一實施形態中,(E1)成分包含下述式(E1-1)表示的化合物。
式(E1-1)中,
A
1表示可具有取代基之碳原子數5以上之脂肪族基,
L
1表示單鍵或2價之連結基,
nB1表示0~20之整數。A
1為複數時,彼等可相同或相異,L
1為複數時,彼等可相同或相異。
A
1表示之脂肪族基之碳原子數為5以上,較佳為10以上、15以上或20以上。該碳原子數之上限無特別限定,例如可為100以下、80以下、60以下或50以下等。又,該碳原子數不包含取代基之碳原子數。
一實施形態中,A
1為下述式(E1-2)表示之2價基。
式(E1-2)中,
A
11表示單鍵、伸烷基或伸烯基(較佳為伸烷基或伸烯基),
環Z
1表示可具有選自烷基及烯基之基的非芳香族環(較佳為可具有選自烷基及烯基之基的環烷環或環烯烴(alkene)環),
nB11表示0~3之整數(較佳為0或1,更佳為1),
*表示鍵結部位。A
11或環Z
1各自獨立可具有取代基。A
11為複數時,彼等可相同或相異,環Z
1為複數時,彼等可相同或相異。
L
1表示之2價之連結基,可列舉選自由碳原子、氧原子、氮原子,及硫原子之2個以上(例如2~3000個、2~1000個、2~100個、2~50個)之骨架原子所構成之2價有機基(較佳為含有2價之環(例如,芳香族環或非芳香族環)的有機基),其中,較佳為下述式(E1-3)表示之2價基。
式(E1-3)中,
A
12表示選自由單鍵、或碳原子、氧原子、氮原子,及硫原子之1個以上(例如1~3000個、1~1000個、1~100個、1~50個)之骨架原子所構成的2價基,
R
B1及R
B2各自獨立表示取代基,
nB12表示0或1,
nB13及nB14各自獨立表示0~3之整數(較佳為0或1),
*表示鍵結部位。R
B1為複數時,彼等可相同或相異,R
B2為複數時,彼等可相同或相異。
又,nB12為0時,式(E1-3)表示之2價基表示具有下述式(E1-4)表示之結構之2價基。式中,R
B1、nB13及*係如式(E1-3)所說明。
式(E1-3)中,nB12為1的實施形態中,A
12表示之2價基,較佳為下述式(E1-5)表示之2價基。
式(E1-5)中,
Y
1表示單鍵、伸烷基、伸烯基、-O-、-CO-、-S-、-SO-、-SO
2-、-CONH-、-NHCO-、-COO-、或-OCO-,
環Z
2表示可具有取代基之非芳香族環,或可具有取代基之芳香族環,
nB15表示0~5之整數(較佳為0~3),
*表示鍵結部位。Y
1或環Z
2各自獨立可具有取代基。Y
1為複數時,彼等可相同或相異,環Z
2為複數時,彼等可相同或相異。
A
12表示之2價基之具體例,無特別限定,除-CH
2-、-CH(CH
3)-、-CH(CH
2CH
3)-、-C(CH
3)
2-、
-C(CH
3)(CH
2CH
3)-、-C(CH
2CH
3)
2-、-O-、-CO-、-S-、
-SO-、及-SO
2-外,可列舉下述表示之2價有機基。
(E1)成分之重量平均分子量(Mw),無特別限定,較佳為150~50000,更佳為300~20000,更詳細而言,式(E1-1)中之nB1為1以上之整數的態樣,較佳為500~50000,更佳為1000~20000,nB1為0的態樣,較佳為150~5000,更佳為300~1000。(E1)成分之Mw可藉由凝膠滲透層析法(GPC),以聚苯乙烯換算之值來測定。
又,關於(E1)成分,馬來醯亞胺基之官能基當量,較佳為50~20000g/eq.,更佳為100~20000g/eq.,更詳細而言,式(E1-1)中之nB1為1以上之整數的態樣,較佳為300g/eq.~20000g/eq.,更佳為500g/eq.~10000g/eq.,nB1為0的態樣較佳為50g/eq.~2000g/eq.,更佳為100g/eq.~ 1000g/eq.又更佳為200g/eq.~600g/eq.,特佳為300g/eq.~400g/eq.。
包含(B)成分的絕緣材料中,就將上述剝離模式或剝離時之荷重值容易調整較佳之態樣・範圍的觀點,(E1)成分,較佳為包含具有下述式(E1-6)表示之結構、下述式(E1-7)表示之結構,或下述式(E1-8)表示之結構之任一者的馬來醯亞胺化合物。
式(E1-6)中,A
11及環Z
1係如先前說明,A
11-環Z
1-A
11之1嵌段中之碳原子數,較佳為20~100(更佳為30~60或30~50),特佳為所謂的二聚酸骨架(C36骨架;來自二聚物二胺之C36伸烷基骨架)。nB16表示1~10之整數。
式(E1-7)中,A
11、Y
1、環Z
1、環Z
2及nB15係如先前說明,A
11-環Z
1-A
11之1嵌段中之碳原子數,較佳為20~100 (更佳為30~60或30~50),特佳為所謂的二聚酸骨架(C36骨架;來自二聚物二胺之C36伸烷基骨架)。又,由nB15+1個之Y1與nB15個之環Z2所構成的嵌段係與先前說明之2價基A
12對應,其中,較佳為包含氧原子之2價基。nB17表示1~10之整數。
式(E1-8)中,A
11及環Z
1如先前說明,A
11-環Z
1-A
11之1嵌段中之碳原子數,較佳為20~100(更佳為30~60或30~50),特佳為所謂的二聚酸骨架(C36骨架;來自二聚物二胺之C36伸烷基骨架)。nB11表示0~10之整數。
具有式(E1-6)表示之結構之馬來醯亞胺化合物的市售品,可列舉例如Designer molecules公司製之「BMI-3000J」、「BMI-5000」等。具有式(E1-7)表示之結構之馬來醯亞胺化合物的市售品,可列舉例如Designer molecules公司製之「BMI-1400」、「BMI-1500」、「BMI-1700」等。具有式(E1-8)表示之結構之馬來醯亞胺化合物的市售品,可列舉例如Designer molecules公司製之「BMI-689」等。
<(E2)成分>
(E2)成分係包含三甲基茚滿骨架的馬來醯亞胺化合物。三甲基茚滿骨架係表示下述式(E2-1)所示之骨架。
三甲基茚滿骨架中之苯環可具有取代基。三甲基茚滿骨架中之苯環具有取代基時,該取代基之數,可為1,也可為2以上。三甲基茚滿骨架中之苯環所具有之取代基之數的上限,通常為3以下。取代基之數為2以上時,彼等可互為相同或相異。其中,三甲基茚滿骨架中之苯環,較佳為不具有取代基。
(E2)成分在1分子中所含有之三甲基茚滿骨架之數,可為1,也可為2以上。上限,例如可為10以下、8以下、7以下、或6以下。
(E2)成分較佳為除了上述三甲基茚滿骨架外,再包含芳香族環骨架。芳香族環骨架,可為碳環骨架及雜環骨架之任一,更佳為碳環骨架。該芳香族環骨架之環構成碳之數,較佳為3~20,更佳為4~16、5~14或6~10。芳香族環骨架,可列舉例如苯環骨架、萘環骨架、蒽環骨架等。(E2)成在1分子中所含有之芳香族環骨架之數,較佳為1以上,更佳為2以上,較佳為6以下,更佳為4以下,又更佳為3以下。(E2)成分除了三甲基茚滿骨架外,含有2以上之芳香族環骨架時,彼等芳香族環骨架,彼此可相同或相異。
芳香族環骨架可具有取代基。芳香族環骨架具有取代基時,該取代基之數,可為1,也可為2以上。芳香族環骨架所具有之取代基之數的上限,通常為4以下。取代基之數為2以上時,彼等彼此可相同或相異。
(E2)成分,較佳為除了三甲基茚滿骨架外,再包含2價之脂肪族烴基。特別是(E2)成分係除了三甲基茚滿骨架中之苯環外,還包含芳香族環骨架時,(E2)成分,較佳為包含2價之脂肪族烴基。此時,2價之脂肪族烴基,較佳為連結三甲基茚滿骨架中之苯環與芳香族環骨架之間。又,2價之脂肪族烴基,較佳為連結芳香族環骨架彼此。
2價之脂肪族烴基之碳原子數,較佳為1以上,較佳為12以下,更佳為8以下,又更佳為5以下。2價之脂肪族烴基可為2價之飽和烴基及2價之不飽和烴基之任一,較佳為2價之飽和烴基,更佳為伸烷基。2價之脂肪族烴基,可列舉例如伸甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸戊基、伸己基等之直鏈伸烷基;亞乙基(-CH(CH
3)-)、亞丙基(-CH(CH
2CH
3)-)、異亞丙基(-C(CH
3)
2-)、乙基甲基伸甲基(-C(CH
3)(CH
2CH
3)-)、二乙基伸甲基(-C(CH
2CH
3)
2-)等之支鏈伸烷基等。(E2)成分除了三甲基茚滿骨架外,包含2以上之2價脂肪族烴基時,彼等2價脂肪族烴基,彼此可相同或相異。
包含(B)成分之絕緣材料中,將上述剝離模式或剝離時之荷重值容易調整為較佳之態樣・範圍的觀點,(E2)成分,較佳為包含下述式(E2-2)表示之結構。(E2)成分之全體可具有式(E2-2)表示之結構,(E2)成分之一部分可具有式(E2-2)表示之結構。
式(E2-2)中,
Ar
a1表示可具有取代基之2價之芳香族環基,
R
a1及R
a2各自獨立表示取代基,
R
a3表示2價之脂肪族烴基,
n
a1表示正整數,
n
a2各自獨立表示0~4之整數,
n
a3各自獨立表示0~3之整數。R
a1為複數時,彼等可相同或相異,R
a2為複數時,彼等可相同或相異,複數的R
a3彼此可相同或相異。
Ar
a1表示可具有取代基之2價芳香族環基。2價芳香族環基之碳原子數,較佳為6以上,較佳為20以下,更佳為16以下、14以下或10以下。2價芳香族環基,可列舉例如伸苯基、伸萘基。2價芳香族環基可具有之取代基,可列舉前述取代基,其中,較佳為碳原子數1~10之烷基、碳原子數1~10之烷氧基、碳原子數1~10之烷硫基、碳原子數6~10之芳基、碳原子數6~10之芳氧基、碳原子數6~10之芳硫基、碳原子數3~10之環烷基、鹵素原子、羥基、及巰基。各取代基之氫原子可再被鹵素原子取代。2價芳香族環基具有取代基時,取代基之數,較佳為1~4。2價芳香族環基所具有之取代基之數為2以上時,彼等2以上之取代基,彼此可相同或相異。其中,Ar
a1較佳為不具有取代基之2價芳香族環基。
R
a1表示取代基。R
a1表示之取代基,可列舉前述取代基,其中,較佳為碳原子數1~10之烷基、碳原子數1~10之烷氧基、碳原子數1~10之烷硫基、碳原子數6~10之芳基、碳原子數6~10之芳氧基、碳原子數6~10之芳硫基、碳原子數3~10之環烷基、鹵素原子、硝基、羥基、及巰基。各取代基之氫原子,可再被鹵素原子取代。
其中,R
a1較佳為選自由碳原子數1~4之烷基、碳原子數3~6之環烷基及碳原子數6~10之芳基所構成群組中之1種類以上之基,又更佳為碳原子數1~4之烷基。
R
a2表示取代基。R
a2表示之取代基,可列舉前述取代基,其中,碳原子數1~10之烷基、碳原子數1~10之烷氧基、碳原子數1~10之烷硫基、碳原子數6~10之芳基、碳原子數6~10之芳氧基、碳原子數6~10之芳硫基、碳原子數3~10之環烷基、鹵素原子、羥基及巰基。各取代基之氫原子,可再被鹵素原子取代。
其中,R
a2更佳為選自由碳原子數1~4之烷基、碳原子數3~6之環烷基,及碳原子數6~10之芳基所構成群組中之1種類以上之基。
R
a3表示2價脂肪族烴基。較佳之2價脂肪族烴基之範圍係如上述。
n
a1表示正整數。n
a1較佳為1以上,較佳為10以下,更佳為8以下。
n
a2各自獨立表示0~4之整數。n
a2較佳為2或3,更佳為2。複數之n
a2可相異,較佳為彼此相同。n
a2為2以上的情形,複數之R
a1彼此可相同或相異。
n
a3表示0~3之整數。n
a3為複數時,彼等可相異,較佳為彼此相同。n
a3較佳為0。
包含(B)成分之絕緣材料中,將上述剝離模式或剝離時之荷重值容易調整為好適之態樣・範圍的觀點,(E2)成分,更佳為包含下述式(E2-3)表示之結構。(E2)成分之全體可具有式(E2-3)表示之結構,(E2)成分之一部分可具有式(E2-3)表示之結構。
式(E2-3)中,R
a1、R
a2、n
a1、n
a2及n
a3係如式(E2-2)所說明。
(E2)成分也可再包含下述式(E2-4)表示之結構。
式(E2-4)中,R
a1、R
a2、n
a2及n
a3係如式(E2-2)所說明。又,n
c1為重複單位數,表示1~20之整數。*表示鍵結鍵。
例如,(E2)成分係在式(E2-2)中,n
a2為3以下,且相對於馬來醯亞胺基所鍵結之苯環之馬來醯亞胺基鍵結位置之鄰位及對位之中,2個以上,未鍵結R
a1時,可包含與式(E2-2)表示之結構組合,以上述式(E2-4)表示的結構。
又,例如,(E2)成分係在式(E2-3)中,n
a2為3以下,且相對於馬來醯亞胺基所鍵結之苯環之馬來醯亞胺基鍵結位置之鄰位及對位之中,2個以上未鍵結R
a1時,可包含與式(E2-3)表示之結構組合,以上述式(E2-4)表示之結構。
(E2)成分之製造方法,無特別限制,例如可依據發明協會公開技報公技編號2020-500211號所記載的方法製造。依據此發明協會公開技報公技編號2020-500211號所記載的方法時,可得到三甲基茚滿骨架之重複單位數有分布的馬來醯亞胺化合物。此方法所得之馬來醯亞胺化合物,包含下述式(E2-5)表示之結構。因此,(E)成分可包含含有式(E2-5)表示之結構的馬來醯亞胺化合物。
式(E2-5)中,R
1、R
2、n
2及n
3各自與式(E2-2)中之R
a1、R
a2、n
a2及n
a3相同,較佳之種類或範圍也相同。n
1表示0.95~10.0之平均重複單位數。
式(E2-5)中,n
1表示平均重複單位數,其範圍為0.95~10.0。依據發明協會公開技報公技編號2020-500211號所記載之製造方法時,可得到包含式(E2-5)表示之結構之一群的馬來醯亞胺化合物。式(E2-5)中之平均重複單位數n
1可小於1.00,可知如此所得之包含式(E2-5)表示之結構的馬來醯亞胺化合物,可包含三甲基茚滿骨架之重複單位數為0的馬來醯亞胺化合物。因此,自包含式(E2-5)表示之結構的馬來醯亞胺化合物,藉由純化,去除三甲基茚滿骨架之重複單位數為0的馬來醯亞胺化合物,得到(E2)成分,也可含有僅含有該所得之(E2)成分的樹脂組成物,或較佳為不去除三甲基茚滿骨架之重複單位數為0的馬來醯亞胺化合物,包含含有式(E2-5)表示之結構之馬來醯亞胺化合物的樹脂組成物。
式(E2-5)中,平均重複單位數n
1,較佳為0.95以上,更佳為0.98以上,又更佳為1.0以上,特佳為1.1以上,較佳為10.0以下,更佳為8.0以下,又更佳為7.0以下,特佳為6.0以下。平均重複單位數n
1在此範圍時,可顯著得到本發明效果。
其中,包含(B)成分的絕緣材料中,將上述剝離模式或剝離時之荷重值容易調整為較佳之態樣・範圍的觀點,(E2)成分之具體的構造例,可列舉以下者。
包含式(E2-5)表示之結構的馬來醯亞胺化合物,可進一步含有上述式(E2-4)所示之結構。例如,包含式(E2-5)表示之結構的馬來醯亞胺化合物係式(E2-5)中,n
2為3以下,且相對於馬來醯亞胺基所鍵結之苯環之馬來醯亞胺基鍵結位置之鄰位及對位之中,2個以上,未鍵結R
1時,可包含與式(E2-5)表示之結構組合,以式(E2-4)表示的結構。
包含式(E2-5)表示之結構的馬來醯亞胺化合物,較佳為由凝膠滲透層析儀(GPC)測定所算出之分子量分布Mw/Mn在特定之範圍內。具體而言,包含式(E2-5)表示之結構之馬來醯亞胺化合物之分子量分布Mw/Mn,較佳為1.0~4.0,更佳為1.1~3.8,又更佳為1.2~3.6,特佳為1.3~3.4。
關於(E2)成分,馬來醯亞胺基之官能基當量,較佳為50g/eq.以上,更佳為100g/eq.以上,又更佳為200g/eq.以上,較佳為2000g/eq.以下,更佳為1000g/eq.以下,又更佳為800g/eq.以下。
<(E3)成分>
(E3)成分係具有與馬來醯亞胺之氮原子直接鍵結之芳香族環的馬來醯亞胺化合物。此馬來醯亞胺化合物,例如可使包含芳香族胺化合物(芳香族二胺化合物等)與馬來酸酐的成分藉由亞胺化反應而得。
一實施形態中,(E3)成分包含下述式(E3-1)表示的化合物。
式(E3-1)中,
環Ar
1表示可具有取代基之芳香族環,
L
2表示單鍵或2價之連結基,
nB2表示1~100之整數。複數的環Ar
1可相同或相異,L
2為複數時,彼等可相同或相異。
環Ar
1表示之芳香族環,可為碳環及雜環之任一,更佳為碳環。環Ar
1表示之芳香族環之碳原子數,較佳為3~20,更佳為5~14或6~10。該碳原子數不包含取代基之碳原子數。
L
2表示之2價之連結基為選自由碳原子、氧原子、氮原子及硫原子之1個以上(例如1~3000個、1~1000個、1~100個、1~50個)之骨架原子所構成之2價基時,無特別限定,可列舉例如前述式(E1-3)中之A
12所記載之2價基。
其中,包含(B)成分之絕緣材料中,將上述剝離模式或剝離時之荷重值容易調整為較佳之態樣・範圍的觀點,環Ar
1較佳為可具有取代基之碳原子數6~10之芳香族碳環(更佳為可具有取代基之苯環),又,L
2較佳為(L
2為複數時,至少1個之L
2)具有聯苯骨架之2價基。因此,一實施形態中,(E3)成分具有聯苯骨架。
又,(E3)成分中,馬來醯亞胺之氮原子與芳香族環係直接鍵結。馬來醯亞胺與芳香族環的鍵結位置係以與芳香族環鍵結之L
2為基準,可為任意位置。例如,芳香族環為苯環時,馬來醯亞胺與該苯環之鍵結位置係以與該苯環鍵結之L
2為基準,可為鄰位、間位,及對位之任一,可進一步得到本發明效果之觀點,較佳為鍵結於對位。
較佳的一實施形態中,(E3)成分包含下述式(E3-2)表示的化合物。
式(E3-2)中,
R
B3、R
B4、R
B5及R
B6各自獨立表示取代基,
nB21表示1~100之整數,
nB22及nB23各自獨立表示1~10之整數,
nB24及nB25各自獨立表示0~3之整數,
nB26及nB27各自獨立表示0~4之整數。R
B3為複數時,彼等可相同或相異,對於R
B4、R
B5及R
B6也同樣。
nB21較佳為1~50,更佳為1~20,又更佳為1~5。
nB22及nB23各自獨立較佳為1~6,更佳為1~3,又更佳為1或2。
nB24及nB25各自獨立較佳為0~2之整數,更佳為0或1。nB24、nB25為1以上時,R
B3及R
B4表示之取代基,各自獨立較佳為烷基或芳基。
nB26及nB27各自獨立較佳為0~2之整數,更佳為0或1。nB26、nB27為1以上時,R
B5及R
B6表示之取代基各自獨立較佳為烷基或芳基。
其中,nB26及nB27,較佳為0。因此,較佳的一實施形態中,(E3)成分包含下述式(E3-3)表示的化合物。
式(E3-3)中,R
B3、R
B4、nB21、nB22、nB23、nB24及nB25係如式(E3-2)所說明。
(E3)成分之分子量係當具有分子量分布時,重量平均分子量(Mw)為500以上,較佳為550以上。該Mw之上限,無特別限定,較佳為5000以下,更佳為2500以下。(E3)成分之Mw可藉由凝膠滲透層析法(GPC),以聚苯乙烯換算之值測定。
又,對於(E3)成分,馬來醯亞胺基之官能基當量,較佳為50g/eq.~2000g/eq.,更佳為100g/eq.~1000g/eq.又更佳為150g/eq.~500g/eq.,特佳為200g/eq.~300g/eq.。
包含(B)成分之絕緣材料中,將上述剝離模式或剝離時之荷重值容易調整為較佳之態樣・範圍的觀點,(E3)成分,較佳為包含具有下述式(E3-4)表示之結構的馬來醯亞胺化合物。
式(E3-4)中,nB21係如前述說明。
具有式(E3-4)表示之結構之馬來醯亞胺化合物的市售品,可列舉例如日本化藥公司製之「MIR-3000-70MT」等。作為(E3)成分,可使用式(E3-1)表示之化合物:大和化成公司製之「BMI-4000」、ki-chemica公司製之「BMI-80」等。
本發明之樹脂組成物包含(E)成分時,樹脂組成物中之(E)成分之含量,即使(B)成分之含量比較高的情形,將上述剝離模式或剝離時之荷重值容易調整為較佳之態樣・範圍的觀點,樹脂組成物中之不揮發成分之合計設為100質量%時,較佳為0.5質量%以上,更佳為1質量%以上、2質量%、3質量%以上或5質量%以上。(E)成分之含量之上限,無特別限定,較佳為30質量%以下,更佳為25質量%以下、20質量%以下或15質量%以下。
即使(B)成分之含量為比較高的情形,將上述剝離模式或剝離時之荷重值容易調整為較佳之態樣・範圍的觀點,相對於(B)成分時,(E)成分之調配量比,亦即(E)成分/(B)成分之質量比,以不揮發成分換算,較佳為0.1以上,更佳為0.15以上、0.2以上、0.25以上、0.3以上、0.35以上或0.4以上。該質量比之上限,無特別限定,例如可為10以下、8以下、6以下或5以下等。
-(F)硬化促進劑-
本發明之樹脂組成物,也可包含作為(F)成分之硬化促進劑。
(F)成分,可列舉例如磷系硬化促進劑、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、過氧化物系硬化促進劑等。(F)成分,可單獨使用1種,亦可組合2種以上來使用。
磷系硬化促進劑,可列舉例如三苯基膦、鏻硼酸鹽化合物、四苯基鏻四苯基硼酸鹽、正丁基鏻四苯基硼酸鹽、四丁基鏻癸酸鹽、(4-甲基苯基)三苯基鏻硫代氰酸鹽、四苯基鏻硫代氰酸鹽、丁基三苯基鏻硫代氰酸鹽等。
胺系硬化促進劑,可列舉例如三乙基胺、三丁基胺等之三烷基胺、4-二甲基胺基吡啶、苄基二甲基胺、2,4,6,-三(二甲基胺基甲基)苯酚、1,8-二氮雙環(5,4,0)-十一碳烯等。
咪唑系硬化促進劑,可列舉例如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-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-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-吡咯並[1,2-a]苯并咪唑、1-十二烷基-2-甲基-3-苄基咪唑鎓氯化物、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。
胍系硬化促進劑,可列舉例如雙氰胺、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、1,5,7-三氮雙環[4.4.0]癸-5-烯、7-甲基-1,5,7-三氮雙環[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。
金屬系硬化促進劑,可列舉例如鈷、銅、鋅、鐵、鎳、錳、錫等之金屬之有機金屬錯合物或有機金屬鹽。有機金屬錯合物之具體例,可列舉乙醯丙酮鈷(II)、乙醯丙酮鈷(III)等之有機鈷錯合物、乙醯丙酮銅(II)等之有機銅錯合物、乙醯丙酮鋅(II)等之有機鋅錯合物、乙醯丙酮鐵(III)等之有機鐵錯合物、乙醯丙酮鎳(II)等之有機鎳錯合物、乙醯丙酮錳(II)等之有機錳錯合物等。有機金屬鹽,可列舉例如辛酸鋅、辛酸錫、環烷酸鋅、環烷酸鈷、硬脂酸錫、硬脂酸鋅等。
過氧化物系硬化促進劑,可列舉例如t-丁基枯基過氧、t-丁基過氧乙酸酯、α,α’-二(t-丁基過氧)二異丙基苯、t-丁基過氧月桂酸酯、t-丁基過氧-2-乙基己酸酯t-過氧新癸酸三級丁酯、過氧苯酸第三丁酯等之過氧化物。過氧化物系硬化促進劑之市售品,可列舉例如日油公司製之「Perbutyl C」、「Perbutyl A」、「Perbutyl P」、「Perbutyl L」、「Perbutyl O」、「Perbutyl ND」、「Perbutyl Z」、「perhexyl D」、「Percumyl P」、「Percumyl D」等。
本發明之樹脂組成物包含(F)成分時,樹脂組成物中之(F)成分之含量係樹脂組成物中之不揮發成分之合計設為100質量%時,較佳為0.001質量%以上,更佳為0.005質量%以上,又更佳為0.01質量%以上,較佳為1質量%以下,更佳為0.8質量%以下、0.6質量%以下或0.4質量%以下。
-其他的成分-
本發明之樹脂組成物,可進一步含有任意的添加劑。這種添加劑,可列舉例如有機銅化合物、有機鋅化合物、有機鈷化合物等之有機金屬化合物;苯氧基樹脂、聚乙烯醇縮乙醛樹脂、聚碸樹脂、聚醚碸樹脂、聚苯醚樹脂、聚醚醚酮樹脂、聚酯樹脂等之熱塑性樹脂;酞菁藍、酞菁綠、碘綠、重氮黃、結晶紫、氧化鈦、碳黑等之著色劑;對苯二酚、兒茶酚、鄰苯三酚、吩噻嗪等之聚合抑制劑;聚矽氧系平坦劑、丙烯酸聚合物系平坦劑等之平坦劑;Benton、微晶高嶺石等之增黏劑;聚矽氧系消泡劑、丙烯酸系消泡劑、氟系消泡劑、乙烯基樹脂系消泡劑等之消泡劑;苯并三唑系紫外線吸收劑等之紫外線吸收劑;脲矽烷等之接著性提昇劑;三唑系密著性賦予劑、四唑系密著性賦予劑、三嗪系密著性賦予劑等之密著性賦予劑;受阻酚系抗氧化劑、受阻胺系抗氧化劑等之抗氧化劑;茋衍生物等之螢光增白劑;氟系界面活性劑、聚矽氧系界面活性劑等之界面活性劑;磷系難燃劑(例如,磷酸酯化合物、磷腈化合物、膦酸化合物、紅磷)、氮系難燃劑(例如,硫酸三聚氰胺)、鹵素系難燃劑、無機系難燃劑(例如,三氧化銻)等之難燃劑;磷酸酯系分散劑、聚氧化烯系分散劑、乙炔系分散劑、聚矽氧系分散劑、陰離子性分散劑、陽離子性分散劑等之分散劑;硼酸鹽系安定劑、鈦酸酯系安定劑、鋁酸鹽系安定劑、鋯酸鹽系安定劑、異氰酸酯系安定劑、羧酸系安定劑、羧酸酐系安定劑等之安定劑等。此等之添加劑,可單獨使用1種,亦可組合2種以上來使用。各自之含量,只要是熟悉該項技藝者時,可適宜設定。
本發明之樹脂組成物除上述不揮發成分外,也可進一步含有任意的有機溶劑作為揮發性成分。有機溶劑,可使用公知者,其種類無特別限定。有機溶劑,可列舉例如丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁酮、環己酮等之酮系溶劑;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸異丁酯、乙酸異戊酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、γ-丁內酯等之酯系溶劑;四氫吡喃、四氫呋喃、1,4-二噁烷、二乙醚、二異丙醚、二丁醚、二苯醚等之醚系溶劑;甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇等之醇系溶劑;乙酸2-乙氧基乙基、丙二醇單甲醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚乙酸酯、乙基二乙二醇乙酸酯、γ-丁內酯、甲氧基丙酸甲酯等之醚酯系溶劑;乳酸甲酯、乳酸乙酯、2-羥基異丁酸甲酯等之酯醇系溶劑;2-甲氧基丙醇、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、丙二醇單甲醚、二乙二醇單丁醚(丁基卡必醇)等之醚醇系溶劑;N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯烷酮等之醯胺系溶劑;二甲基亞碸等之亞碸系溶劑;乙腈、丙腈等之腈系溶劑;己烷、環戊烷、環己烷、甲基環己烷等之脂肪族烴系溶劑;苯、甲苯、二甲苯、乙基苯、三甲基苯等之芳香族烴系溶劑等。有機溶劑可單獨使用1種,亦可組合2種以上來使用。
本發明之樹脂組成物,例如,藉由將(A)成分、(B)成分,又,必要時將(C)成分、(D)成分、(E)成分、(F)成分、其他的添加劑或有機溶劑,以任意的順序及/或一部分或全部同時添加於任意的調製容器中,進行混合來製造。又,添加各成分進行混合的過程,可適宜設定溫度,可一時的或始終進行加熱及/或冷卻。又,在添加混合的過程中或其後,例如,可使用混合機等之攪拌裝置或振盪裝置,將樹脂組成物進行攪拌或振盪,使均勻地分散。又,也可與攪拌或振盪同時,在真空下等的低壓條件下進行脫泡。
本發明之樹脂組成物,可適合作為形成絕緣材料用之樹脂組成物使用。具體而言,可適合作為形成印刷配線板之絕緣層用之樹脂組成物(印刷配線板之絕緣層用樹脂組成物)使用,更適合作為形成印刷配線板之層間絕緣層用之樹脂組成物(印刷配線板之絕層間緣層用樹脂組成物)使用。本發明之樹脂組成物,可帶來零件埋入性良好的絕緣層,故也適合印刷配線板為零件內藏電路板的情形使用。本發明之樹脂組成物,此外,也可適合作為形成設置有導體層(包含再配線層)之絕緣層用的樹脂組成物(形成導體層用之絕緣層用樹脂組成物)使用。又,本發明之樹脂組成物,可適合作為有機EL裝置或半導體等之電子機器封裝用之樹脂組成物(封裝用之樹脂組成物)使用,特別是封裝半導體用之樹脂組成物(半導體封裝用之樹脂組成物),較佳為可適合作為封裝半導體晶片用之樹脂組成物(半導體晶片封裝用之樹脂組成物)使用。本發明之樹脂組成物,進一步在樹脂薄片、預浸體等之薄片狀積層材料、阻焊劑、底部填充材料、黏晶材、孔埋入樹脂、零件埋入樹脂等需要樹脂組成物之用途,可廣範圍使用。
[樹脂薄片]
本發明之樹脂組成物可以清漆狀態塗佈使用,但是工業上,一般以含有該樹脂組成物之薄片狀積層材料的形態使用較佳。
薄片狀積層材料,較佳為以下所示之樹脂薄片、預浸體。
一實施形態中,樹脂薄片係含有支撐體,設置於該支撐體上之樹脂組成物之層(以下有時僅稱為「樹脂組成物層」)而成,其特徵為樹脂組成物層為本發明之樹脂組成物所形成。
樹脂組成物層之厚度係因用途,較佳的厚度不同,可依據用途適宜決定。使用本發明之樹脂組成物所得之絕緣材料,不因厚度,可抑制翹曲,又,可發揮長期可靠性良好之優異的效果。例如,樹脂組成物層之厚度,即使印刷配線板或半導體封裝之薄型化,及該樹脂組成物為薄膜,也可提供可抑制翹曲之硬化物的觀點,較佳為200μm以下,更佳為150μm以下、120μm以下、100μm以下、80μm以下、60μm以下或50μm以下。樹脂組成物層之厚度之下限,無特別限定,通常可為5μm以上、10μm以上等。
支撐體,可列舉例如由塑膠材料所構成之薄膜、金屬箔、脫模紙,較佳為由塑膠材料所構成之薄膜、金屬箔。
作為支撐體使用由塑膠材料所構成之薄膜時,塑膠材料可列舉例如聚對苯二甲酸乙二酯(「PET」)、聚萘二甲酸乙二酯(「PEN」)等之聚酯、聚碳酸酯(「PC」)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等之丙烯酸、環狀聚烯烴、三乙醯基纖維素(TAC)、聚醚硫化物(PES)、聚醚酮、聚醯亞胺等。其中,較佳為聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯,特佳為廉價的聚對苯二甲酸乙二酯。
作為支撐體使用金屬箔時,作為金屬箔,可列舉例如銅箔、鋁箔等,較佳為銅箔。作為銅箔,可使用由銅之單金屬所構成的箔,也可使用由銅與其他之金屬(例如,錫、鉻、銀、鎂、鎳、鋯、矽、鈦等)之合金所構成的箔。
支撐體在與樹脂組成物層接合之面,可施予消光處理、電暈處理、抗靜電處理。又,作為支撐體,也可使用與樹脂組成物層接合之面具有脫模層之附脫模層的支撐體。附脫模層之支撐體之脫模層所使用的脫模劑,可列舉例如選自由醇酸樹脂、聚烯烴樹脂、胺基甲酸酯樹脂及聚矽氧樹脂所成群之1種以上的脫模劑。附脫模層之支撐體,可使用市售品,可列舉例如具有以醇酸樹脂系脫模劑為主成分之脫模層的PET薄膜之Lintec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。
支撐體之厚度,無特別限定,較佳為5μm~75μm之範圍,更佳為10μm~60μm之範圍。又,使用附脫模層的支撐體時,附脫模層之支撐體全體的厚度在上述範圍內較佳。
作為支撐體,也可使用在薄金屬箔上張貼有可剝離之支撐基材之附支撐基材之金屬箔。一實施形態中,附支撐基材之金屬箔,包含支撐基材,設置於該支撐基材上之剝離層及設置於該剝離層上之金屬箔。作為支撐體使用附支撐基材之金屬箔時,樹脂組成物層係設置於金屬箔上。
附支撐基材之金屬箔中,支撐基材之材質,無特別限定,可列舉例如銅箔、鋁箔、不銹鋼箔、鈦箔、銅合金箔等。作為支撐基材,使用銅箔時,可為電解銅箔、壓延銅箔。又,剝離層只要是可由支撐基材剝離金屬箔時,即無特別限定,可列舉例如選自由Cr、Ni、Co、Fe、Mo、Ti、W、P所構成群組中之元素的合金層;有機被膜等。
附支撐基材之金屬箔中,金屬箔之材質,較佳為例如銅箔、銅合金箔。
附支撐基材之金屬箔中,支撐基材之厚度,無特別限定,較佳為10μm~150μm之範圍,更佳為10μm~100μm之範圍。又,金屬箔之厚度,例如可為0.1μm~10μm之範圍。
一實施形態中,樹脂薄片必要時,也可包含任意的層。此任意的層可列舉例如,設置於樹脂組成物層之未與支撐體接合之面(亦即,與支撐體相反側之面)的保護薄膜。保護薄膜之厚度,無特別限定,例如為1μm~40μm。藉由積層保護薄膜,可防止對樹脂組成物層之表面之汙垢等之附著或抑制傷痕。
樹脂薄片,例如,藉由將液狀的樹脂組成物直接,或調製在有機溶劑中溶解有樹脂組成物之樹脂清漆,將此使用模塗佈機等,塗佈於支撐體上,使乾燥形成樹脂組成物層來製造。
有機溶劑,可列舉與作為樹脂組成物之成分說明之有機溶劑相同者。有機溶劑可1種單獨使用,也可組合2種以上使用。
乾燥可藉由加熱、吹熱風等之習知的方法來實施。乾燥條件無特別限定,使乾燥至樹脂組成物層中之有機溶劑之含量成為10質量%以下,較佳為成為5質量%以下。也因樹脂組成物或樹脂清漆中之有機溶劑的沸點而異,例如使用包含30質量%~60質量%之有機溶劑之樹脂組成物或樹脂清漆時,藉由在50℃~150℃下使乾燥3分鐘~10分鐘,可形成樹脂組成物層。
樹脂薄片可捲繞成捲筒狀保存。樹脂薄片為具有保護薄膜時,藉由剝離保護薄膜來使用。
一實施形態中,預浸體係使本發明之樹脂組成物含浸於薄片狀纖維基材所形成。
預浸體所使用的薄片狀纖維基材,無特別限定,可使用作為玻璃布、芳香族聚醯胺不織布、液晶聚合物不織布等之預浸體用基材常用者。就印刷配線板之薄型化的觀點,薄片狀纖維基材的厚度,較佳為50μm以下,更佳為40μm以下,又更佳為30μm以下,特佳為20μm以下。薄片狀纖維基材之厚度的下限,無特別限定。通常為10μm以上。
預浸體可藉由熱熔法、溶劑法等之習知的方法來製造。
預浸體之厚度,可與上述樹脂薄片中之樹脂組成物層相同的範圍。
本發明之薄片狀積層材料,可適用於印刷配線板之絕緣層形成用(印刷配線板之絕緣層用),可更適用於印刷配線板之層間絕緣層形成用(印刷配線板之層間絕緣層用)。本發明之薄片狀積層材料,可適用於封裝有機EL裝置或半導體等之電子機器用之樹脂組成物(封裝用),特別是可適用於封裝半導體用之樹脂組成物(半導體封裝用),較佳為封裝半導體晶片用之樹脂組成物(半導體晶片封裝用)。
[印刷配線板]
本發明之印刷配線板,包含由本發明之樹脂組成物之硬化物所構成的絕緣層。
印刷配線板,例如可使用上述樹脂薄片,藉由包含下述(I)及(II)之步驟的方法來製造。
(I)使將樹脂薄片之樹脂組成物層與內層基板接合,以將樹脂薄片積層於內層基板上的步驟
(II)使樹脂組成物層硬化(例如,熱硬化),形成絕緣層的步驟
步驟(I)使用的「內層基板」係成為印刷配線板之基板的構件,可列舉例如玻璃環氧基板、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,該基板之單面或兩面也可具有導體層,此導體層也可被圖型加工。在基板之單面或兩面形成有導體層(電路)的內層基板有時稱為「內層電路基板」。又,製造印刷配線板時,進一步形成有絕緣層及/或導體層之中間製造物也包含於本發明所謂的「內層基板」中。印刷配線板為零件內藏電路板時,也可使用內藏有零件的內層基板。
內層基板與樹脂薄片之積層,例如,可藉由自支撐體側,將樹脂薄片加熱壓接於內層基板來進行。將樹脂薄片加熱壓接於內層基板的構件(以下也稱為「加熱壓接構件」),可列舉例如被加熱之金屬板(SUS鏡板等)或金屬輥(SUS輥)等。又,可將加熱壓接構件直接壓製於樹脂薄片,也可使樹脂薄片充分地追隨內層基板之表面凹凸,經由耐熱橡膠等之彈性材進行壓製。
內層基板與樹脂薄片之積層,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秒鐘~400秒鐘,更佳為30秒鐘~300秒鐘之範圍。積層較佳為可在壓力26.7hPa以下之減壓條件下實施。
積層可藉由市售之真空積層機進行。市售之真空積層機,可列舉例如,名機製作所公司製之真空加壓式積層機、Nikko-materials公司製之真空塗佈機、分批式真空加壓積層機等。
積層後,在常壓下(大氣壓下),例如,藉由將加熱壓接構件自支撐體側進行壓製,也可進行經積層之樹脂薄片之平滑化處理。平滑化處理之壓製條件,可為與上述積層之加熱壓接條件相同的條件。平滑化處理,可藉由市售之積層機進行。又,積層與平滑化處理,也可使用上述市售之真空積層機,連續地進行的。
支撐體可在步驟(I)與步驟(II)之間去除,也可在步驟(II)之後去除。又,支撐體使用金屬箔時,不需剝離支撐體,可使用該金屬箔形成導體層。又,支撐體使用附支撐基材之金屬箔時,只要剝離支撐基材(與剝離層)即可。而且,使用金屬箔可形成導體層。
步驟(II)中,將樹脂組成物層硬化(例如熱硬化),形成由樹脂組成物之硬化物所構成的絕緣層。樹脂組成物層之硬化條件無特別限定,形成印刷配線板之絕緣層時,可使用通常採用的條件。
例如,樹脂組成物層之熱硬化條件係因樹脂組成物之種類等而異,一實施形態中,硬化溫度較佳為120℃~250℃,更佳為150℃~240℃,又更佳為180℃~230℃。硬化時間較佳為5分鐘~240分鐘,更佳為10分鐘~150分鐘,又更佳為15分鐘~120分鐘。又,決定熱硬化之溫度時,使樹脂組成物層充分地硬化,達成所期望之硬化度(特別是所期望的凝聚力(層內密著強度))的觀點,對於對象之樹脂組成物,使用示差掃描熱量計,確認放熱峰,依據該放熱峰之溫度,決定熱硬化之溫度較佳。例如,以昇溫速度5℃/分鐘之條件下,使對象之樹脂組成物由30℃昇溫至350℃時,該樹脂組成物呈現之放熱峰之溫度設為T(℃)時,熱硬化之溫度為(T+10)(℃)以上的溫度較佳。放熱峰複數存在時,最高溫域之放熱峰之溫度設為T(℃),決定熱硬化之溫度即可。
使樹脂組成物層熱硬化之前,也可將樹脂組成物層以低於硬化溫度的溫度進行預備加熱。例如,使樹脂組成物層熱硬化之前,通常以50℃~120℃,較佳為60℃~115℃,更佳為70℃~110℃的溫度,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。
製造印刷配線板時,亦可進一步實施(III)於絕緣層開孔的步驟、(IV)對絕緣層進行粗化處理的步驟,及(V)形成導體層的步驟。此等步驟(III)至步驟(V)可依照印刷配線板之製造所用之熟悉該項技藝者公知之各種方法來實施。又,於步驟(II)後去除支撐體時,該支撐體之去除,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,必要時,重複實施步驟(I)~步驟(V)之絕緣層及導體層之形成,也可形成多層配線板。
其他的實施形態中,本發明之印刷配線板可使用上述預浸體來製造。製造方法基本上與使用樹脂薄片的情形相同。
步驟(III)為於絕緣層開孔的步驟,藉此可於絕緣層形成導孔(via hole)、通孔(through hole)等之孔。步驟(III)可依照絕緣層之形成所使用的樹脂組成物之組成等,例如使用鑽頭、雷射、電漿等來實施。孔之尺寸或形狀,可依印刷配線板之設計來適當決定。
步驟(IV)為對絕緣層進行粗化處理的步驟。通常,此步驟(IV)中,也去除殘渣。粗化處理之順序及條件無特別限定,可採用形成印刷配線板之絕緣層時,通常使用之公知順序、條件。例如可依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順序實施,可將絕緣層進行粗化處理。
粗化處理所使用的膨潤液無特別限定,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,可列舉例如atotech Japan公司製之「Swelling Dip Securiganth P」、「Swelling Dip Securiganth SBU」等。藉由膨潤液之膨潤處理,無特別限定,例如可藉由將絕緣層於30℃~90℃之膨潤液中浸漬1分鐘~20分鐘來進行膨潤處理。從將絕緣層之樹脂的膨潤抑制在適度水準的觀點,較佳為使絕緣層於40℃~80℃之膨潤液中浸漬5分鐘~15分鐘。
粗化處理所使用的氧化劑,無特別限定,可列舉例如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。藉由鹼性過錳酸溶液等之氧化劑的粗化處理,較佳為將絕緣層於加熱至60℃~100℃之氧化劑溶液中浸漬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%。市售之氧化劑可列舉例如Atotech Japan(股)製之「Concentrate Compact CP」、「Dosing Solution Securiganth P」等之鹼性過錳酸溶液。
又,粗化處理所使用的中和液係以酸性水溶液為佳,市售品可列舉例如,atotech Japan公司製之「Reduction solution Securiganth P」。
以中和液之處理,可藉由將以氧化劑進行了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。由作業性等的觀點,較佳為將以氧化劑進行了粗化處理的對象物,於40℃~70℃之中和液中浸漬5分鐘~20分鐘的方法。
步驟(V)係形成導體層的步驟,在絕緣層上形成導體層。導體層所使用之導體材料,無特別限定。較佳的實施形態中,導體層包含選自由金、鉑、鈀、銀、銅、鋁、鈷、鉻、鋅、鎳、鈦、鎢、鐵、錫及銦所構成群組中之1種以上的金屬。導體層可為單金屬層,也可為合金層;合金層可列舉例如由選自上述群之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)所形成的層。其中,就導體層形成之泛用性、成本、圖型化之容易性等的觀點,較佳為鉻、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,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,又更佳為銅的單金屬層。
導體層可為單層構造,亦可由不同種類之金屬或合金所成之單金屬層或合金層積層了2層以上的多層構造。導體層為多層構造時,與絕緣層接觸之層,較佳為鉻、鋅或鈦之單金屬層,或鎳・鉻合金之合金層。
導體層之厚度係因所期望之印刷配線板之設計而異,一般為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,藉由半加成法、全加成法等之以往公知的技術鍍敷於絕緣層之表面,可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,藉由半加成法而形成為佳。以下表示藉由半加成法形成導體層之例。
首先,於絕緣層之表面,藉由無電電鍍(Electroless plating)形成鍍敷防護層(shield layer)。接著,於形成之鍍敷防護層上,形成對應於所期望之配線圖型,使鍍敷防護層之一部分露出的遮罩圖型。露出之鍍敷防護層上,藉由電鍍形成金屬層後,去除遮罩圖型。然後,藉由蝕刻等而去除不要的鍍敷防護層,可形成具有所期望之配線圖型的導體層。
其他的實施形態中,導體層可使用金屬箔形成。使用金屬箔形成導體層時,在步驟(I)與步驟(II)之間實施步驟(V)較佳。例如,步驟(I)之後,去除支撐體,在露出之樹脂組成物層的表面積層金屬箔。樹脂組成物層與金屬箔之積層,可藉由真空積層法實施。積層之條件可與步驟(I)所說明之條件相同。接著,實施步驟(II)形成絕緣層。然後,利用絕緣層上之金屬箔,藉由減去性製程、模擬半加成法等之以往公知的技術,可形成具有所期望之配線圖型的導體層。
金屬箔例如可藉由電解法、壓延法等之習知的方法製造。金屬箔之市售品,可列舉例如JX日礦日石金屬公司製之HLP箔、JXUT-III箔、三井金屬礦山公司製之3EC-III箔、TP-III箔等。
或作為樹脂薄片之支撐體,使用金屬箔或附支撐基材之金屬箔時,可使用該金屬箔形成導體層係如前述。
[半導體封裝]
本發明之半導體封裝係包含由本發明之樹脂組成物之硬化物所構成的密封層。本發明之半導體封裝係如前述,也可包含由本發明之樹脂組成物之硬化物所構成之形成再配線層用的絕緣層(再配線形成層)。
半導體封裝,例如使用本發明之樹脂組成物、樹脂薄片,可藉由包含下述(1)至(6)之步驟的方法製造。為了形成步驟(3)之密封層或步驟(5)之再配線形成層,使用本發明之樹脂組成物、樹脂薄片即可。以下,表示使用樹脂組成物或樹脂薄片,形成密封層或再配線形成層之一例,但是形成半導體封裝之密封層或再配線形成層之技術為公知,熟悉該項技藝者可使用本發明之樹脂組成物或樹脂薄片,依據公知的技術製造半導體封裝。
(1)將暫時固定薄膜積層於基材的步驟,
(2)將半導體晶片暫時固定於暫時固定薄膜上的步驟,
(3)半導體晶片上形成密封層的步驟,
(4)將基材及暫時固定薄膜由半導體晶片剝離的步驟,
(5)在半導體晶片之剝離基材及暫時固定薄膜的面,形成作為絕緣層之再配線形成層的步驟,及
(6)在再配線形成層上,形成作為導體層之再配線層的步驟。
-步驟(1)-
基材所使用的材料,無特別限定。作為基材,可列舉矽晶圓;玻璃晶圓;玻璃基板;銅、鈦、不銹鋼、冷軋鋼板(SPCC)等之金屬基板;使玻璃纖維浸染環氧樹脂等,進行熱硬化處理的基板(例如FR-4基板);由雙馬來醯亞胺三嗪樹脂(BT樹脂)所構成的基板等。
暫時固定薄膜,只要是在步驟(4)中,可由半導體晶片剝離,同時可將半導體晶片暫時固定時,材料無特別限定。暫時固定薄膜可使用市售品。市售品可列舉日東電工公司製之REVALPHA等。
-步驟(2)-
半導體晶片之暫時固定,可使用覆晶黏著機、黏晶機(die bonders)等之公知的裝置來進行。半導體晶片之配置之佈局及配置數,可依據暫時固定薄膜之形狀、大小、目的之半導體封裝之生產數等,適宜設定,例如,可使排列成複數行,且複數列之矩陣狀,暫時固定。
-步驟(3)-
將本發明之樹脂薄片之樹脂組成物層積層於半導體晶片上,或將本發明之樹脂組成物塗佈於半導體晶片上,使熱硬化形成密封層。
例如,半導體晶片與樹脂薄片之積層係在去除樹脂薄片之保護薄膜後,由支撐體側,將樹脂薄片加熱壓接於半導體晶片來進行。將樹脂薄片加熱壓接於半導體晶片的構件(以下也稱為「加熱壓接構件」),可列舉例如經加熱的金屬板(SUS鏡板等)或金屬輥(SUS輥)等。又,並非直接將加熱壓接構件壓製於樹脂薄片,而是使樹脂薄片充分地追隨半導體晶片之表面凹凸,介於耐熱橡膠等之彈性材進行壓製較佳。半導體晶片與樹脂薄片之積層,可藉由真空積層法實施,其積層條件係與關於印刷配線板之製造方法說明的積層條件相同,較佳的範圍也同樣。
積層後,使樹脂組成物熱硬化,形成密封層。熱硬化之條件係與關於印刷配線板之製造方法說明之熱硬化的條件相同。
樹脂薄片之支撐體係可將樹脂薄片積層於半導體晶片上,熱硬化後進行剝離,也可在樹脂薄片積層於半導體晶片上之前,將支撐體剝離。
塗佈本發明之樹脂組成物,形成密封層時,其塗佈條件係與關於本發明之樹脂薄片所說明之形成樹脂組成物層時之塗佈條件相同,較佳的範圍也相同。
-步驟(4)-
剝離基材及暫時固定薄膜之方法,可依據暫時固定薄膜之材質等適宜變更,可列舉例如使暫時固定薄膜加熱、發泡(或膨脹)進行剝離的方法,及由基材側照射紫外線,降低暫時固定薄膜之黏著力進行剝離的方法等。
使暫時固定薄膜加熱、發泡(或膨脹)進行剝離的方法中,加熱條件通常為100~250℃下,1~90秒鐘或5~15分鐘。又,由基材側照射紫外線,使暫時固定薄膜之黏著力降低,進行剝離的方法中,紫外線之照射量,通常為10mJ/cm
2~1000mJ/cm
2。
-步驟(5)-
形成再配線形成層(絕緣層)的材料,只要再配線形成層(絕緣層)形成時,具有絕緣性時,無特別限定,就半導體晶片封裝之製造容易的觀點,較佳為感光性樹脂、熱硬化性樹脂。可使用本發明之樹脂組成物、樹脂薄片,形成再配線形成層。
形成再配線形成層後,為了將半導體晶片與後述之導體層進行層間連接時,在再配線形成層可形成導通孔。導通孔可依據再配線形成層之材料,藉由習知的方法形成。
-步驟(6)-
在再配線形成層上形成導體層係與關於印刷配線板之製造方法所說明之步驟(V)同樣實施。又,重複進行步驟(5)及步驟(6),可交互層疊(增層)導體層(再配線層)及再配線形成層(絕緣層)。
製造半導體封裝時,可進一步實施(7)在導體層(再配線層)上,形成阻焊劑層的步驟、(8)形成凸塊的步驟、(9)將複數之半導體晶片封裝切割成各自之半導體晶片封裝,進行個片化的步驟。此等之步驟,可依據半導體封裝之製造所使用之熟悉該項技藝者公知的各種方法來實施。
藉由使用帶來可抑制翹曲,同時長期可靠性良好之絕緣材料之本發明的樹脂組成物、樹脂薄片,形成密封層,不論半導體封裝為扇入(Fan-In)型封裝或扇出(Fan-Out)型封裝,可實現可抑制翹曲,同時長期可靠性優異的半導體封裝。一實施形態中,本發明之半導體封裝為扇出(Fan-Out)型封裝。本發明之樹脂組成物、樹脂薄片,不論扇出型面板水平封裝(FOPLP)、扇出型晶圓級封裝(FOWLP)皆可適用。一實施形態中,本發明之半導體封裝係扇出型面板水平封裝(FOPLP)。其他的一實施形態中,本發明之半導體封裝為扇出型晶圓級封裝(FOWLP)。
[半導體裝置]
本發明之半導體裝置包含本發明之樹脂組成物層之硬化物所構成之層。本發明之半導體裝置可使用本發明之印刷配線板或半導體封裝來製造。
半導體裝置可列舉供給電氣製品(例如,電腦、行動電話、數位相機及電視等)及交通工具(例如,摩托車、汽車、電車、船舶及航空機等)等的各種半導體裝置。
[實施例]
以下,藉由實施例具體說明本發明。但本發明並不限定於此等的實施例。又,在以下說明中,表示量的「份」及「%」在無另外明示時,分別表示「質量份」及「質量%」。無特別指定時之溫度條件及壓力條件為室溫(25℃)及大氣壓(1atm)。
首先,說明各種測定方法、評價方法。
<Stud pull試驗>
1.評價基板之調製
(1)銅箔之基底處理
準備在表面具有銅箔之玻璃布基材環氧樹脂兩面貼銅積層板(銅箔之厚度18μm,基板之厚度0.8mm,Panasonic公司製「R-1766」)。使用微蝕刻劑(MEC公司製「CZ8101」),蝕刻成為銅蝕刻量2μm,進行兩面粗化處理。如此所得之貼銅積層板稱為「粗化貼銅積層板」。
(2)樹脂薄片之積層
將實施例及比較例製作的樹脂薄片,使用分批式真空加壓積層機(Nikko-materials公司製2載台增層積層機「CVP700」),使樹脂組成物層與粗化貼銅積層板接合方式,積層於粗化貼銅積層板之單面。此積層減壓30秒鐘,使氣壓為3hPa以下後,在溫度100℃,壓力0.74MPa下,壓接30秒鐘來實施。經積層處理後,將樹脂薄片在大氣壓下,100℃,壓力0.5MPa下,熱壓60秒鐘進行平滑化。平滑化處理後,投入200℃之烤箱中,加熱90分鐘,使樹脂組成物層硬化。如此得到在粗化貼銅積層板上設置有樹脂組成物之硬化物層的「評價基板A」。對於各樹脂組成物,準備5個評價基板A。
2.Stud pull試驗
(1)試驗條件
使用Stud pull試驗機(ROMULUS、Quad Group Inc.公司製),以下述順序評價剝離模式與剝離時之荷重值(kgf/cm
2)。
亦即,將附環氧基接著劑之鋁製螺柱銷(接著面之直徑2.7mmφ;P/N 901106)固定於評價基板A之樹脂組成物之硬化物層上,使用烤箱以150℃加熱1小時,使螺柱銷接著於硬化物層。然後,使用上述Stud pull試驗機,以2kgf/秒的速度,將螺柱銷在評價基板之主面垂直方向拉伸,測定硬化物層剝離之時點的荷重值(kgf/cm
2),又,以光學顯微鏡觀察剝離模式。對於各樹脂組成物,準備5個評價基板A,進行試驗(N=5)。
(2)剝離模式之判定
5次試驗的結果,在貼銅積層板-硬化物層之界面,剝離(層間剝離)3次以上時,判定為「剝離模式I」,硬化物層凝聚破壞(層內剝離)3次以上時,判定為「剝離模式II」,在硬化物層-螺柱銷之界面剝離(層間剝離)3次以上時,判定為「剝離模式III」。「剝離模式I」或「剝離模式III」的情形,硬化物層之凝聚力(層內密著強度)高於硬化物層-銅箔之界面密著強度,或硬化物層-螺柱銷(環氧基接著劑)之界面密著強度,表示大於Stud pull測定值(剝離時之荷重值)。相對於此,「剝離模式II」的情形,表示硬化物層之凝聚力低於硬化物層-銅箔或硬化物層-螺柱銷(環氧基接著劑)之界面密著強度。
<翹曲之評價>
實施例及比較例製作的樹脂薄片,使用分批式真空加壓積層機(Nikko-materials公司製2載台增層積層機「CVP700」),使樹脂組成物層與矽晶圓接合方式,積層於12吋矽晶圓(厚度775μm)之單面全體。剝離支撐體,露出之樹脂組成物層之表面,同樣再積層樹脂薄片,剝離支撐體。藉此,在12吋矽晶圓之單面形成2層樹脂組成物層(合計厚度100μm)。又,積層(積層處理及平滑化處理)係與上述1.(2)相同條件實施。
將所得之積層體以烤箱,180℃加熱90分鐘,使樹脂組成物層硬化形成絕緣層。將所得之附絕緣層之矽晶圓之端部壓制於水平台,測定壓制處之相反側之晶圓端部與台之距離作為翹曲量。然後,以下的基準評價翹曲。
翹曲之評價基準:
○:翹曲量為0mm以上,2mm(2000μm)以下
×:翹曲量大於2mm
<長期可靠性之評價>
1.評價用硬化物之製作
將實施例及比較例製作之樹脂薄片之一部分切割,以200℃加熱90分鐘,使樹脂組成物層硬化。然後,剝離支撐體,得到評價用硬化物A。
2.長期可靠性之評價
長期可靠性之評價係對評價用硬化物A實施HTS試驗,在HTS(High Thermal Storage)試驗之前後,藉由測定斷裂點強度,算出斷裂點強度之變化度(%)。
(1)HTS試驗
將評價用硬化物A供HTS試驗。HTS試驗中,評價用硬化物A在150℃下,保持1000小時。藉此,得到HTS試驗後之評價用硬化物A’。
(2)HTS試驗前後之斷裂點強度之測定
將評價用硬化物A切割成平面視啞鈴形狀之1號形,得到5個試驗片B。同樣,將評價用硬化物A’切割成平面視啞鈴形狀之1號形,得到5個試驗片B’。對於試驗片B、B’之各個,使用ORIENTEC公司製拉伸試驗機「RTC-1250A」,在23℃、試驗速度5mm/min之測定條件下進行拉伸試驗,由應力-應變曲線求得拉伸斷裂點強度(也稱為「斷裂點強度」)。測定係依據JIS K7127:1999實施。5個試驗片B之斷裂點強度的平均值作為HTS試驗前之拉伸斷裂點強度σ0。5個試驗片B’之斷裂點強度的平均值作為HTS試驗後之拉伸斷裂點強度σ1。然後,依據下述式算出HTS試驗前後之拉伸斷裂點強度的變化度(%)。
變化度(%)={(σ1-σ0)/σ0}×100
依據算出之變化度(%),依據下述基準評價長期可靠性。
長期可靠性之評價基準:
○:變化度(%)之絕對值為未達10%時(變化度小,長期可靠性優異)
×:變化度(%)之絕對值為10%以上時(變化度大,長期可靠性差)
又,觀察長期可靠性評價為差之比較例1的試驗片B’時,確認因氧化而劣化。又,對於實施例及比較例所調製之各樹脂組成物,樹脂組成物層之厚度變更為25μm、100μm等之樹脂薄片也進行評價,確認Stud pull試驗之剝離模式或測定強度無變化,長期可靠性也顯示同樣的傾向。
<合成例1>(應力緩和材A之合成)
反應容器中,置入2官能性羥基末端聚丁二烯(日本曹達公司製「G-3000」,數平均分子量:3000,羥基當量:1800g/eq.)69g與芳香族烴系混合溶劑(出光石油化學公司製「Ipsol150」)40g及二丁基錫月桂酸酯0.005g,經混合使均勻地溶解。將所得之溶液昇溫至60℃,再邊攪拌邊添加異佛爾酮二異氰酸酯(Evonik Degussa Japan公司製「IPDI」,異氰酸酯基當量:113g/eq.)8g,進行反應約3小時。藉此,得到第1反應溶液。
接著,在第1反應溶液中,添加甲酚醛清漆樹脂(DIC公司製「KA-1160」,羥基當量:117g/eq.)23g及乙基二乙二醇乙酸酯(DAICEL公司製)60g,邊攪拌邊昇溫至150℃,進行反應約10小時。藉此,得到第2反應溶液。藉由FT-IR,確認2250cm
-1之NCO波峰之消失。確認NCO波峰之消失,視為反應之終點,將第2反應溶液降溫至室溫。然後,以100網目(mesh)之濾布過濾第2反應溶液。藉此,得到作為濾液為包含具有反應性官能基之應力緩和材A(含有酚性羥基之聚丁二烯樹脂)作為不揮發成分的溶液(不揮發成分50質量%)。應力緩和材A之數平均分子量為5,900,玻璃轉移溫度為-7℃。
<合成例2>(馬來醯亞胺化合物A之合成)
依據發明協會公開技報公技編號2020-500211號之合成例1所記載的方法,調製馬來醯亞胺化合物A之MEK溶液(不揮發成分70質量%)。此馬來醯亞胺化合物A,具有下述式表示之結構。
測定馬來醯亞胺化合物A
1之FD-MS光譜時,確認M+=560、718及876之波峰。此等波峰各自相當於n
1為0、1及2的情形。又,藉由GPC分析馬來醯亞胺化合物A
1,依據數平均分子量求得茚滿骨架部分之重複單位數n
1之值時,n
1=1.47,分子量分布(Mw/Mn)=1.81。此外,馬來醯亞胺化合物A
1之全量100面積%中,平均重複單位數n
1為0之馬來醯亞胺化合物之含有比例為26.5面積%。
馬來醯亞胺化合物A之FD-MS光譜係表示下述測定裝置及測定條件所測定者。
(FD-MS光譜之測定裝置及測定條件)
測定裝置:JMS-T100GC AccuTOF
測定條件
測定範圍:m/z=4.00~2000.00
變化率:51.2mA/min
最終電流值:45mA
陰極電壓:-10kV
記錄間隔:0.07sec
馬來醯亞胺化合物A之GPC係表示下述測定裝置及測定條件所測定者。
測定裝置:東曹公司製「HLC-8320 GPC」
管柱:東曹公司製保護管柱(Guard Column)「HXL-L」,東曹公司製「TSK-GEL G2000HXL」,東曹公司製「TSK-GEL G2000HXL」,東曹公司製「TSK-GEL G3000HXL」及東曹公司製「TSK-GEL G4000HXL」
檢測器:RI(示差折射計)
數據處理:東曹公司製「GPC工作站 EcoSEC-WorkStation」
測定條件:管柱溫度 40℃
展開溶劑 四氫呋喃
流速 1.0ml/分鐘
標準:依據前述「GPC工作站 EcoSEC-WorkStation」之測定使用手冊,使用分子量已知的單分散聚苯乙烯。
試料:馬來醯亞胺化合物之不揮發成分換算,以微過濾器過濾1.0質量%之四氫呋喃溶液者(50μl)。
馬來醯亞胺化合物A之分子量分布(重量平均分子量(Mw)/數平均分子量(Mn))及提供馬來醯亞胺化合物中之茚滿骨架的平均重複單位數「n
1」係表示藉由前述GPC測定所得之GPC圖所算出者。又,平均重複單位數「n
1」表示依據數平均分子量(Mn)所算出者。具體而言,對於n
1為0~4之化合物,將理論分子量與GPC中之實測值分子量描繪於散佈圖(scatter plot)上,劃出近似直線。然後,由此直線上之實測值Mn(1)所示的點,求數平均分子量(Mn),進一步算出平均重複單位之「n
1」。此外,依據GPC測定結果,馬來醯亞胺化合物A
1之全量100面積%中,算出平均重複單位數n
1為0之馬來醯亞胺化合物之含有比例(面積%)。詳細可參照發明協會公開技報公技編號2020-500211號。
[實施例1]
(1)樹脂組成物之調製
混合雙酚A型環氧樹脂(Mitsubishi Chemical公司製「828EL」,環氧當量189g/eq.)3部,亞萘醚型環氧樹脂(DIC公司製「HP6000」,環氧當量250g/eq.)1份,縮水甘油基胺型環氧樹脂(Mitsubishi Chemical公司製「630」,環氧當量:95g/eq.)2份,應力緩和材A(20份),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(admatechs公司製「SO-C2」,平均粒徑0.5μm,比表面積5.8m
2/g)65份,馬來醯亞胺化合物(Designer molecules製「BMI-689」)4份,酚系硬化劑(DIC公司製「KA-1160」,酚性羥基當量:117g/eq)2份,硬化促進劑(四國化成工業公司製、「1B2PZ」、1-苄基-2-苯基咪唑)0.05份,及甲基乙基酮15份,使用高速旋轉混合機,進行均勻地分散,調製樹脂組成物的清漆(varnish)。
(2)樹脂薄片之製作
作為支撐體,準備具備有脫模層之PET薄膜(琳得科公司製「AL5」,厚度38μm)。此支撐體之脫模層上,均勻地塗佈調製的清漆,使乾燥後之樹脂組成物層的厚度成為50μm。然後,使清漆以80℃~120℃(平均100℃)乾燥4分鐘,製作包含支撐體與設置於該支撐體上之樹脂組成物層的樹脂薄片。
[實施例2]
(1)樹脂組成物之調製
混合雙酚A型環氧樹脂(Mitsubishi Chemical公司製「828EL」,環氧當量189g/eq.)4份,亞萘醚型環氧樹脂(DIC公司製「HP6000」,環氧當量250g/eq.)1份,縮水甘油基胺型環氧樹脂(Mitsubishi Chemical公司製「630」,環氧當量:95g/eq.)4份,應力緩和材A(12份),經胺基矽烷系偶合劑(信越化學工業公司製「KBM573」)表面處理的球形二氧化矽(admatechs公司製「SO-C2」,平均粒徑0.5μm,比表面積5.8m
2/g)60份,馬來醯亞胺化合物(Designer molecules製「BMI-689」)1份,酚系硬化劑(DIC公司製「KA-1160」,酚性羥基當量:117g/eq)1份,活性酯系硬化劑(DIC公司製「HPC-8000-65T」,活性基當量223g/eq,固體成分65質量%之甲苯溶液)6.2份,硬化促進劑(4-二甲基胺基吡啶(DMAP))0.05份,及甲基乙基酮15份,使用高速旋轉混合機,均勻地分散,調製樹脂組成物的清漆。
(2)樹脂薄片之製作
使用所得之清漆,與實施例1相同製作樹脂薄片。
[實施例3]
(1)樹脂組成物之調製
混合萘型環氧樹脂(DIC公司製「HP-4032」,環氧當量144g/eq.)4份,縮水甘油基胺型環氧樹脂(Mitsubishi Chemical公司製「630」、環氧當量:95g/eq.)2份,應力緩和材A(20份),環氧化聚丁二烯樹脂(日本曹達公司製「JP-100」)1份,丙烯酸橡膠粒子(吳羽化學工業公司製「EXL2655」)1份,經胺基矽烷系偶合劑(信越化學工業公司製「KBM573」)表面處理的球形二氧化矽(Denka公司製「UFP-30」,平均粒徑0.3μm,比表面積30.7m
2/g)45份,馬來醯亞胺化合物(Designer molecules製「BMI-689」)2份,酚系硬化劑(DIC公司製「KA-1160」,酚性羥基當量:117g/eq)2份,活性酯系硬化劑(DIC公司製「HPC-8000-65T」,活性基當量223g/eq,固體成分65質量%之甲苯溶液)3.1份,硬化促進劑(四國化成工業公司製,「1B2PZ」)0.05份,及甲基乙基酮15份,使用高速旋轉混合機,均勻地分散,調製樹脂組成物的清漆。
(2)樹脂薄片之製作
使用所得之清漆,與實施例1相同製作樹脂薄片。
[實施例4]
(1)樹脂組成物之調製
混合雙酚A型環氧樹脂(Mitsubishi Chemical公司製「828EL」,環氧當量189g/eq.)3份,萘型環氧樹脂(DIC公司製「HP-4032」,環氧當量144g/eq.)2份,亞萘醚型環氧樹脂(DIC公司製「HP6000」,環氧當量250g/eq.)2份,萘酚型環氧樹脂(NIPPON STEEL Chemical & Material公司製「ESN475V」,環氧當量330g/eq.)1份,苯氧基樹脂(Mitsubishi Chemical公司製「YX7200」)0.5份,環氧化聚丁二烯樹脂(日本曹達公司製「JP-100」)2份,丙烯酸橡膠粒子(吳羽化學工業公司製「EXL2655」)2份,經胺基矽烷系偶合劑(信越化學工業公司製「KBM573」)表面處理的球形二氧化矽(admatechs公司製「SO-C2」,平均粒徑0.5μm,比表面積5.8m
2/g)80份,馬來醯亞胺化合物(Designer molecules製「BMI-689」)3份,活性酯系硬化劑(DIC公司製「HPC-8000-65T」,活性基當量223g/eq,固體成分65質量%之甲苯溶液)15.4份,硬化促進劑(四國化成工業公司製,「1B2PZ」)0.2份,硬化促進劑(DMAP)0.01份,及甲基乙基酮15份,使用高速旋轉混合機,均勻地分散,調製樹脂組成物的清漆。
(2)樹脂薄片之製作
使用所得之清漆,與實施例1相同製作樹脂薄片。
[實施例5]
除了使用以合成例2調製的馬來醯亞胺化合物A(4份)取代馬來醯亞胺化合物(Designer molecules製「BMI-689」)4份外,與實施例1相同調製樹脂清漆,製作樹脂薄片。
[比較例1]
除了(i)應力緩和材A之調配量由10份變更為18份的點,(ii)經胺基矽烷系偶合劑(信越化學工業公司製「KBM573」)表面處理的球形二氧化矽(admatechs公司製「SO-C2」,平均粒徑0.5μm,比表面積5.8m
2/g)之調配量由65份變更為95份的點,(iii)進一步調配有活性酯系硬化劑(DIC公司製「HPC-8000-65T」,活性基當量223g/eq,固體成分65質量%之甲苯溶液)1.6份的點外,與實施例1相同調製樹脂清漆,製作樹脂薄片。
[比較例2]
除了(i)未調配應力緩和材A的點,(ii)經胺基矽烷系偶合劑(信越化學工業公司製「KBM573」)表面處理的球形二氧化矽(admatechs公司製「SO-C2」,平均粒徑0.5μm,比表面積5.8m
2/g)之調配量由65份變更為45份的點,(iii)調配有活性酯系硬化劑(DIC公司製「HPC-8000-65T」,活性基當量223g/eq,固體成分65質量%之甲苯溶液)9.2份,取代酚系硬化劑(DIC公司製「KA-1160」,酚性羥基當量:117g/eq)2份的點外,與實施例1相同調製樹脂清漆,製作樹脂薄片。
[比較例3]
(1)樹脂組成物之調製
混合萘型環氧樹脂(DIC公司製「HP-4032」,環氧當量144g/eq.)3份,萘酚型環氧樹脂(NIPPON STEEL Chemical & Material公司製「ESN475V」,環氧當量330g/eq.)1份,苯氧基樹脂(Mitsubishi Chemical公司製「YX7200」)0.5份,核-殼型橡膠粒子(Kaneka公司製「MR-01」)10份,經胺基矽烷系偶合劑(信越化學工業公司製「KBM573」)表面處理的球形二氧化矽(admatechs公司製「SO-C2」,平均粒徑0.5μm,比表面積5.8m
2/g)65份,酚系硬化劑(DIC公司製「KA-1160」,酚性羥基當量:117g/eq)1份,活性酯系硬化劑(DIC公司製「HPC-8000-65T」,活性基當量223g/eq,固體成分65質量%之甲苯溶液)9.2份,硬化促進劑(四國化成工業公司製,「1B2PZ」)0.4份,硬化促進劑(DMAP)0.01份,及甲基乙基酮15份,使用高速旋轉混合機,均勻地分散,調製樹脂組成物的清漆。
(2)樹脂薄片之製作
使用所得之清漆,與實施例1相同製作樹脂薄片。
[比較例4]
除了進一步,調配苯並噁嗪化合物(四國化成工業公司製P-d型苯並噁嗪化合物)5份外,實施例4相同調製樹脂組成物之清漆,製作樹脂薄片。
對於實施例1~5及比較例1~4調製的樹脂組成物,使用示差掃描熱量計,在昇溫速度5℃/分鐘的條件下,由30℃昇溫至350℃時,該樹脂組成物所呈現之放熱峰之溫度為120~190℃的範圍。
實施例1~5及比較例1~4的結果如表1所示。
1:基材(進行了粗化處理之貼銅積層板)
2:樹脂組成物之硬化物層
10:環氧基接著劑
11:螺柱銷
[圖1]圖1為說明Stud pull試驗用的概略圖。
[圖2]圖2表示Stud pull試驗中之剝離模式的概略圖。
Claims (16)
- 一種樹脂組成物,其係包含(A)環氧樹脂,及(B)應力緩和材,其中,以下述<Stud pull試驗條件>進行5次試驗時,下述<剝離模式之判定基準>之中,表示剝離模式I或剝離模式III,且剝離時之荷重值為180kgf/cm 2以上, <Stud pull試驗(藉由釘狀冶具之拉伸試驗)條件> 在進行了粗化處理之貼銅積層板設置該樹脂組成物之層,以溫度T 1(℃)加熱90分鐘,使樹脂組成物硬化,得到評價基板,該評價基板之樹脂組成物之硬化物層上,以環氧接著劑固定螺柱銷(釘狀冶具;接著面之直徑2.7mm),以150℃加熱1小時接著,使用Stud pull試驗機,以2kgf/秒之速度,將螺柱銷對於評價基板之主面呈垂直方向拉伸,觀察硬化物層剝離時點之荷重值(kgf/cm 2)與剝離模式,又,溫度T 1(℃)係指使用示差掃描熱量計,在昇溫速度5℃/分鐘的條件下,由30℃昇溫至350℃時,該樹脂組成物所呈現之放熱峰之溫度為T(℃)時,表示(T+10)(℃)以上的溫度, <剝離模式之判定基準> 剝離模式I:在貼銅積層板-硬化物層之界面產生剝離(層間剝離)為3次以上 剝離模式II:硬化物層產生凝聚破壞(層內剝離)為3次以上 剝離模式III:在硬化物層-螺柱銷之界面產生剝離(層間剝離)為3次以上。
- 如請求項1之樹脂組成物,其中樹脂組成物中之不揮發成分之合計設為100質量%時,(B)成分之含量為1質量%以上。
- 如請求項1之樹脂組成物,其中(B)成分之數平均分子量(Mn)為1,000以上。
- 如請求項1之樹脂組成物,其中(B)成分為選自玻璃轉移溫度(Tg)為25℃以下的樹脂及25℃下,液狀之樹脂之1種以上。
- 如請求項1之樹脂組成物,其中(B)成分為分子內具有選自由聚丁二烯結構、聚矽氧烷結構、聚(甲基)丙烯酸酯結構、聚伸烷基結構、聚氧化烯羥結構、聚異戊二烯結構、聚異丁烯結構及聚碳酸酯結構之1種以上之結構的樹脂。
- 如請求項1之樹脂組成物,其中進一步包含(C)無機填充材。
- 如請求項1之樹脂組成物,其中進一步包含(D)硬化劑。
- 如請求項1之樹脂組成物,其中進一步包含(E)馬來醯亞胺化合物。
- 如請求項6之樹脂組成物,其中樹脂組成物中之不揮發成分之合計設為100質量%時,(C)成分之含量為40質量%以上。
- 如請求項1之樹脂組成物,其係印刷配線板之絕緣層用。
- 如請求項1之樹脂組成物,其係封裝用。
- 一種樹脂薄片,其係包含支撐體,及設置於該支撐體上之如請求項1~11中任一項之樹脂組成物之層。
- 一種印刷配線板,其係包含由如請求項1~10中任一項之樹脂組成物之硬化物所構成的絕緣層。
- 一種半導體晶片封裝,其係包含由如請求項1~9、11中任一項之樹脂組成物之硬化物所構成的密封層。
- 如請求項14之半導體晶片封裝,其係扇出(Fan-Out)型封裝。
- 一種半導體裝置,其係包含由如請求項1~11中任一項之樹脂組成物之硬化物所構成之層。
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