TW202225322A - 樹脂組成物、硬化物、樹脂薄片、電路基板、半導體晶片封裝體、半導體裝置及構造體 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題係改善在下述樹脂組成物的硬化物層上所形成的感光性樹脂組成物的層的解析性,其中,所述樹脂組成物包含:環氧樹脂;選自由酸酐系硬化劑、胺系硬化劑及酚系硬化劑所組成的群組之至少1種的硬化劑;以及無機填充材。
解決手段係在樹脂組成物的硬化物的研磨面上形成感光性樹脂組成物的層之特定評估試驗中,將該感光性樹脂組成物的層的表面粗糙度設為特定的範圍內,且將該感光性樹脂組成物的層的最大厚度與最小厚度的差TTV設為特定的範圍內。
Description
本發明係關於一種包含環氧樹脂的樹脂組成物。進而本發明係關於使用該樹脂組成物而得到的硬化物、樹脂薄片、電路基板、半導體晶片封裝體、半導體裝置及構造體。
近年來,隨著智慧手機、平板型裝置之類的小型高功能電子機器的需求不斷增加,伴隨於此,該等小型電子機器中所使用的半導體晶片封裝體用的密封材亦要求著進一步高功能化。作為如此般的密封材,已知有將樹脂組成物進行硬化而形成者(專利文獻1~3)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2004-137370號公報
[專利文獻2]日本特開2012-188555號公報
[專利文獻3]日本特開2016-74920號公報
[發明所欲解決之課題]
在製造半導體晶片封裝體時,會有對電路基板設置以樹脂組成物的硬化物所成的作為絕緣層或密封層的硬化物層之情形。又,會有在該硬化物層上,使用感光性樹脂組成物作為阻劑來形成再配線層等的配線,並藉由該配線將電路基板的導體層與半導體晶片進行電氣連接之情形。
使用感光性樹脂組成物來形成配線時,一般進行著:形成感光性樹脂組成物的層;隔著遮罩對感光性樹脂組成物的層進行曝光來形成配線圖型的潛像;藉由顯影來去除形成潛像的部分的感光性樹脂組成物;及在去除了感光性樹脂組成物的部分形成配線。於以下的說明中,會有將已去除了感光性樹脂組成物的部分稱為「開口部分」之情形。因此,藉由顯影來去除感光性樹脂組成物的開口部分的尺寸係能夠對應於配線的尺寸。例如可藉由減小開口部分的尺寸,來減小配線的線寬。近年來為了配線的微細化,試圖著減小感光性樹脂組成物的層的開口部分。
但,若開口部分小的話,依照預期來形成該開口部分的困難度將會變高。例如對應於配線圖型的開口部分的一部分中,若感光性樹脂組成物的去除不充分時,則在該開口部分會有形成殘渣之情形。前述的殘渣可能是未被去除而殘留的感光性樹脂組成物的凝聚物。若該殘渣為開口部分的一部分時,則無法形成適當的配線,而可能成為導通不良的原因。
於是,已經嘗試改良感光性樹脂組成物來提高解析性。「解析性」係代表可在感光性樹脂組成物的層中形成尺寸為小的開口部分之性質。但,僅藉由改良感光性樹脂組成物來提高解析性是很困難的。例如,將半導體晶片搭載在電路基板上來製造半導體晶片封裝體時,感光性樹脂組成物即使是使用作為阻劑後,亦有能夠因應所需進行硬化而殘留在半導體晶片封裝體中作為絕緣層或密封層之情形。因此,此情形時對於感光性樹脂組成物不僅要求解析性,亦要求關於機械特性及電氣特性為優異,故改良感光性樹脂組成物時,關於解析性以外的因素的限制有變多之情形。由於如前述般之情況,本發明人嘗試藉由改良感光性樹脂組成物以外的方法來提高解析性。
本發明人進行研究時得知:「藉由下述樹脂組成物的硬化物形成硬化物層時,一般而言在該硬化物層上所形成的感光性樹脂組成物的解析性為不佳,其中,所述樹脂組成物包含:環氧樹脂、選自由酸酐系硬化劑、胺系硬化劑及酚系硬化劑所組成的群組之至少1種的硬化劑、以及無機填充材」。於是,本發明人嘗試藉由改良作為硬化物層的材料的樹脂組成物,而非改良感光性樹脂組成物,以改善在硬化物層上所形成的感光性樹脂組成物的層的解析性。
本發明係有鑑於前述的課題而完成的發明,目的在於提供:一種樹脂組成物,包含:(A)環氧樹脂、(B)選自由酸酐系硬化劑、胺系硬化劑及酚系硬化劑所組成的群組之至少1種的硬化劑、以及(C)無機填充材,且可改善在該樹脂組成物的硬化物層上所形成的感光性樹脂組成物的層的解析性;使用前述的樹脂組成物的硬化物、樹脂薄片、電路基板、半導體晶片封裝體及半導體裝置;以及,一種構造體,具備以包含:(A)環氧樹脂、(B)選自由酸酐系硬化劑、胺系硬化劑及酚系硬化劑所組成的群組之至少1種的硬化劑、以及(C)無機填充材的樹脂組成物的硬化物所形成的硬化物層、與在該硬化物層上所形成的感光性樹脂組成物的層,且前述感光性樹脂組成物的層的解析性為優異。
[解決課題之手段]
本發明人為了解決前述的課題而進行深入之研究。其結果本發明人發現:「在樹脂組成物的硬化物的研磨面上形成感光性樹脂組成物的層之特定評估試驗中,將該感光性樹脂組成物的層的表面粗糙度設為特定的範圍,且將該感光性樹脂組成物的層的最大厚度與最小厚度之差TTV設為特定的範圍時,則可解決前述的課題」,因而完成本發明。
即,本發明包含下述的內容。
[1].一種樹脂組成物,包含:(A)環氧樹脂、(B)選自由酸酐系硬化劑、胺系硬化劑及酚系硬化劑所組成的群組之至少1種的硬化劑、以及(C)無機填充材;
進行藉由試驗用組成物在前述樹脂組成物的硬化樣品的研磨面上形成試驗層的評估試驗時,
前述試驗層的與前述研磨面為相反側的表面的算術平均粗糙度Ra為10nm以上、未滿500nm,
前述試驗層的最大厚度與最小厚度的差TTV為0.2μm以上、8μm以下;
前述研磨面係藉由進行以下步驟的方法來形成:
藉由壓縮模塑在矽晶圓上形成前述樹脂組成物的層之步驟、
將前述樹脂組成物的層進行熱硬化而得到前述硬化樣品之步驟、及
將前述硬化樣品進行研磨而得到前述研磨面之步驟;
前述試驗層係藉由進行以下步驟的方法來形成:
將前述硬化樣品裁切成圓形之步驟、
將前述試驗用組成物旋轉塗佈在前述硬化樣品的研磨面上並進行加熱而形成前述試驗用組成物的層之步驟、及
將前述試驗用組成物的層進行熱硬化而得到前述試驗層之步驟;
前述試驗用組成物係選自由負型感光性樹脂組成物及正型感光性樹脂組成物所組成的群組之至少1種。
[2].如[1]之樹脂組成物,其中,(A)環氧樹脂包含萘型環氧樹脂。
[3].如[1]或[2]之樹脂組成物,其中,相對於前述樹脂組成物中的不揮發成分100質量%,(C)無機填充材的量為60質量%以上。
[4].如[1]~[3]中任一項之樹脂組成物,其中,前述樹脂組成物包含矽烷偶合劑。
[5].如[1]~[4]中任一項之樹脂組成物,其中,將前述樹脂組成物以150℃1小時的條件來進行熱硬化所得到的硬化物的拉伸彈性率為30GPa以下。
[6].如[1]~[5]中任一項之樹脂組成物,其係用來形成半導體晶片封裝體的絕緣層。
[7].如[1]~[6]中任一項之樹脂組成物,其中,於前述評估試驗中,前述研磨面係藉由進行以下步驟的方法來形成:
藉由以溫度130℃、壓力6MPa、固化時間10分鐘的條件之壓縮模塑,在12吋矽晶圓上形成具有300μm的厚度的前述樹脂組成物的層之步驟、
將前述樹脂組成物的層以150℃1小時的條件來進行熱硬化而得到前述硬化樣品之步驟、及
將前述硬化樣品沿著厚度方向研磨30μm,得到算術平均粗糙度為10nm~300nm的前述研磨面之步驟。
[8].如[1]~[7]中任一項之樹脂組成物,其中,於前述評估試驗中,前述試驗層係藉由進行以下步驟的方法來形成:
將前述硬化樣品裁切成4吋大小的圓形之步驟、
將前述試驗用組成物旋轉塗佈在前述硬化樣品的研磨面上,並以120℃5分鐘的條件進行加熱而形成前述試驗用組成物的層之步驟、及
將前述試驗用組成物的層以250℃2小時的條件來進行熱硬化而得到中央的厚度為8μm的前述試驗層之步驟。
[9].如[1]~[8]中任一項之樹脂組成物,其中,前述負型感光性樹脂組成物係將第一聚合物50質量份、第二聚合物50質量份、下述式(1)所表示的化合物2質量份、四乙二醇二甲基丙烯酸酯8質量份、2-亞硝基-1-萘酚0.05質量份、N-苯基二乙醇胺4質量份、N-(3-(三乙氧基甲矽烷基)丙基)鄰苯二甲醯胺酸0.5質量份、及二苯基酮-3,3’-雙(N-(3-三乙氧基甲矽烷基)丙醯胺)-4,4’-二羧酸0.5質量份,溶解在由N-甲基吡咯烷酮及乳酸乙酯所組成的混合溶劑(重量比8:2)中而得到的黏度為35泊的組成物;
前述第一聚合物係將二環己基碳二亞胺206.3質量份、與4,4’-氧基二鄰苯二甲酸二酐155.1質量份及甲基丙烯酸2-羥基乙酯134.0質量份的反應生成物進行反應,再與4,4’-二胺基二苯基醚93.0質量份進行反應而得到的具有18000~25000的重量平均分子量的聚合物;
前述第二聚合物係將二環己基碳二亞胺206.3質量份、與3,3’4,4’-聯苯四羧酸二酐147.1質量份及甲基丙烯酸2-羥基乙酯134.0質量份的反應生成物進行反應,再與4,4’-二胺基二苯基醚93.0質量份進行反應而得到的具有18000~25000的重量平均分子量的聚合物;
前述正型感光性樹脂組成物係第三聚合物100質量份、六甲氧基甲基三聚氰胺15質量份、1-萘醌-2-二疊氮-5-磺酸酯11質量份、及γ-丁內酯200質量份的混合物;
前述第三聚合物係將2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷13.92質量份、與十二烷二酸二氯化物10.69質量份進行反應而得到的具有10000~50000的重量平均分子量及2.0的分散度的聚合物,
。
[10].一種如[1]~[9]中任一項之樹脂組成物的硬化物。
[11].一種樹脂薄片,具備:支撐體、與設置於支撐體上的樹脂組成物層,該樹脂組成物層包含如[1]~[9]中任一項之樹脂組成物。
[12].一種電路基板,包含如[1]~[9]中任一項之樹脂組成物的硬化物。
[13].一種半導體晶片封裝體,包含如[1]~[9]中任一項之樹脂組成物的硬化物。
[14].一種半導體裝置,具備如[13]之半導體晶片封裝體。
[15].一種構造體,具備:以熱硬化性樹脂組成物的硬化物所形成的硬化物層、及
以接觸於硬化物層的表面之方式所形成的感光性樹脂組成物的層;
熱硬化性樹脂組成物包含:(A)環氧樹脂、(B)選自由酸酐系硬化劑、胺系硬化劑及酚系硬化劑所組成的群組之至少1種的硬化劑、以及(C)無機填充材;
將感光性樹脂組成物的層進行硬化而得到的層的與硬化物層為相反側的表面的算術平均粗糙度Ra為10nm以上、未滿500nm,
將感光性樹脂組成物的層進行硬化而得到的層的最大厚度與最小厚度的差TTV為0.2μm以上、8μm以下。
[發明的效果]
依據本發明可提供:一種樹脂組成物,包含:(A)環氧樹脂、(B)選自由酸酐系硬化劑、胺系硬化劑及酚系硬化劑所組成的群組之至少1種的硬化劑、以及(C)無機填充材,且可改善在該樹脂組成物的硬化物層上所形成的感光性樹脂組成物的層的解析性;使用前述的樹脂組成物的硬化物、樹脂薄片、電路基板、半導體晶片封裝體及半導體裝置;以及,一種構造體,具備以包含:(A)環氧樹脂、(B)選自由酸酐系硬化劑、胺系硬化劑及酚系硬化劑所組成的群組之至少1種的硬化劑、以及(C)無機填充材的樹脂組成物的硬化物所形成的硬化物層、與在該硬化物層上所形成的感光性樹脂組成物的層,且前述感光性樹脂組成物的層的解析性為優異。
[實施發明之最佳形態]
以下,表示本發明的實施形態及示例物並進行詳細地說明。但,本發明並不被限定於下述實施形態及示例物,可在不脫離本發明申請專利範圍及其均等範圍的範圍內任意地變更來實施。
[1.樹脂組成物的概要]
本發明的一實施形態相關的樹脂組成物,包含:(A)環氧樹脂、(B)選自由酸酐系硬化劑、胺系硬化劑及酚系硬化劑所組成的群組之至少1種的硬化劑、以及(C)無機填充材。以下,為了與可在該樹脂組成物的硬化物層上形成的感光性樹脂組成物區分,將包含(A)~(C)成分的本實施形態相關的樹脂組成物有時稱為「特定樹脂組成物」。通常而言,特定樹脂組成物係藉由熱而能夠硬化的熱硬化性樹脂組成物。進行藉由試驗用組成物在該特定樹脂組成物的硬化樣品的研磨面上形成試驗層的評估試驗時,該特定樹脂組成物係滿足下述的要件(i)及(ii)之兩者。以下,前述的評估試驗有時稱為「特定評估試驗」。
(i)試驗層的與研磨面為相反側的表面的算術平均粗糙度Ra為10nm以上、未滿500nm。
(ii)試驗層的最大厚度與最小厚度的差TTV為0.2μm以上、8μm以下。
要件(i)係詳細如下述般。即,試驗層的與研磨面為相反側的表面的算術平均粗糙度Ra係通常為未滿500nm、較佳為450nm以下,又較佳為400nm以下。又,前述算術平均粗糙度Ra係通常為10nm以上,可以是例如12nm以上、14nm以上等。算術平均粗糙度係以JIS B 0601來規定。
要件(ii)係詳細如下述般。即,試驗層的最大厚度與最小厚度的差TTV係通常為8μm以下,較佳為7μm以下,又較佳為6μm以下。又,前述TTV係通常為0.2μm以上,可以是例如0.3μm以上、0.4μm以上等。
特定樹脂組成物的特定評估試驗係表示藉由試驗用組成物在該特定樹脂組成物的硬化樣品的研磨面上形成試驗層之試驗。硬化樣品係表示特定樹脂組成物的試驗用的硬化物。又,試驗用組成物係用來評估特定樹脂組成物的感光性樹脂組成物,並且可使用選自由負型感光性樹脂組成物及正型感光性樹脂組成物所組成的群組之至少1種。以下的說明中,作為試驗用組成物的負型感光性樹脂組成物有時稱為「第一特定組成物」,作為試驗用組成物的正型感光性樹脂組成物有時稱為「第二特定組成物」。
於特定評估試驗中,研磨面係藉由依序進行以下步驟的方法來形成:
藉由壓縮模塑在矽晶圓上形成特定樹脂組成物的層之步驟、
將特定樹脂組成物的層進行熱硬化而得到硬化樣品之步驟、及
將硬化樣品進行研磨而得到研磨面之步驟。
作為矽晶圓係可使用12吋者。又,在該矽晶圓上所形成的特定樹脂組成物的層的厚度係可設為300μm。前述的壓縮模塑係能以溫度130℃、壓力6MPa、固化時間10分鐘的條件來進行。又,特定樹脂組成物的層的熱硬化係能以150℃1小時的條件來進行。進而,硬化樣品的研磨係可將硬化樣品沿著厚度方向研磨30μm之方式來進行。該研磨係通常使用研磨機(grinder)來進行。作為研磨機係可使用Disco公司製「DAG810」。該研磨機係使用φ200mm鑽石刀輪的運用(infield)方式的研磨機。又,前述的研磨係以可得到具有特定的表面粗糙度的研磨面之方式來進行。具體而言,研磨面的算術平均粗糙度係通常為10nm~300nm。因此,於特定評估試驗中,研磨面係通常藉由進行以下步驟的方法來形成:藉由以溫度130℃、壓力6MPa、固化時間10分鐘的條件之壓縮模塑,在12吋矽晶圓上形成具有300μm的厚度的特定樹脂組成物的層之步驟;將特定樹脂組成物的層以150℃1小時的條件來進行熱硬化而得到硬化樣品之步驟;及將硬化樣品沿著厚度方向研磨30μm,得到算術平均粗糙度為10nm~300nm的研磨面之步驟。
又,於特定評估試驗中,試驗層係可藉由依序進行以下步驟的方法來形成:
將形成有研磨面的硬化樣品裁切成圓形之步驟、
將試驗用組成物旋轉塗佈在硬化樣品的研磨面上並進行加熱而形成試驗用組成物的層之步驟、及
將前述試驗用組成物的層進行熱硬化而得到試驗層之步驟。
硬化樣品的裁切係能以4吋大小的圓形來進行。於此,「4吋大小的圓形」係代表從厚度方向觀察時硬化樣品的形狀為直徑4吋的圓。又,對研磨面來旋轉塗佈試驗用組成物係以能得到中央的厚度為8μm的試驗層的條件來進行。通常在最大旋轉數為1000rpm~3000rpm的旋轉數範圍內的範圍來設定旋轉塗佈具體的旋轉數,於熱硬化後得到中央的厚度為8μm的試驗層。又,進行旋轉塗佈的試驗用組成物的量係以能得到中央的厚度為8μm的試驗層之方式來進行調整。試驗層的中央係代表從厚度方向觀察時試驗層的中央。又,於旋轉塗佈試驗用組成物後進行的加熱的條件係通常以120℃5分鐘。進而,試驗用組成物的層的熱硬化的條件係通常以250℃2小時。因此,於特定評估試驗中,試驗層係通常可藉由進行以下步驟的方法來形成:將硬化樣品裁切成4吋大小的圓形之步驟;將試驗用組成物旋轉塗佈在硬化樣品的研磨面上,並以120℃5分鐘的條件進行加熱而形成試驗用組成物的層之步驟;及將試驗用組成物的層以250℃2小時的條件來進行熱硬化而得到中央的厚度8μm的前述試驗層之步驟。
圖1係模擬性表示依據前述的特定評估試驗所製造的樣品1的斷面圖。如圖1所表示般,依據特定評估試驗,可得到具備:矽晶圓10、在該矽晶圓10的表面10U所形成的硬化樣品20、及在該硬化樣品20的研磨面20U所形成的試驗層30的樣品1。上述的要件(i)係代表試驗層30的與研磨面20U為相反側的表面30U具有特定的範圍的算術平均粗糙度Ra。又,上述的要件(ii)係代表試驗層30的最大厚度與最小厚度的差TTV在特定的範圍。TTV係在包含晶圓中央部及端部的15個測量點處分別測量試驗層的厚度,並且可求得測量此等的厚度的最大值與最小值的差。
特定評估試驗中所使用的試驗用組成物係如前述般,選自由作為負型感光性樹脂組成物的第一特定組成物及作為正型感光性樹脂組成物的第二特定組成物所組成的群組之至少1種。
第一特定組成物係將第一聚合物50質量份、第二聚合物50質量份、下述式(1)所表示的化合物2質量份、四乙二醇二甲基丙烯酸酯8質量份、2-亞硝基-1-萘酚0.05質量份、N-苯基二乙醇胺4質量份、N-(3-(三乙氧基甲矽烷基)丙基)鄰苯二甲醯胺酸0.5質量份、及二苯基酮-3,3’-雙(N-(3-三乙氧基甲矽烷基)丙醯胺)-4,4’-二羧酸0.5質量份,溶解在由N-甲基吡咯烷酮及乳酸乙酯所組成的混合溶劑(重量比為N-甲基吡咯烷酮:乳酸乙酯=8:2)中而得到的組成物。混合溶劑的量,係以第一特定組成物在23℃時的黏度成為35泊之方式來進行調整。第一特定組成物的黏度係使用E型黏度計(東機產業公司製「RE-80U」),可以1°34’xR24的轉子、25℃、旋轉數5rpm來進行測量。
第一聚合物係將二環己基碳二亞胺(DCC)206.3質量份、與4,4’-氧基二鄰苯二甲酸二酐155.1質量份及甲基丙烯酸2-羥基乙酯(HEMA)134.0質量份的反應生成物進行反應,再與4,4’-二胺基二苯基醚(DADPE)93.0質量份進行反應而得到的具有18000~25000的重量平均分子量的聚合物。
詳細而言,第一聚合物係可藉由依序進行以下步驟的方法來得到重量平均分子量為18000~25000的聚合物:
將4,4’-氧基二鄰苯二甲酸二酐155.1g、甲基丙烯酸2-羥基乙酯134.0g、及γ-丁內酯400ml進行混合而得到第一液之步驟;
在23℃(室溫)攪拌第一液之同時,向第一液中加入吡啶79.1g而得到第二液,且第二液為發熱之步驟;
第二液的發熱結束後,放置冷卻至23℃,並靜置16小時之步驟;
將二環己基碳二亞胺206.3g溶解在γ-丁內酯180ml中而得到的二環己基碳二亞胺溶液進行攪拌之同時,在冰冷卻下,以40分鐘加入至第二液中而得到第三液之步驟;
將4,4’-二胺基二苯基醚93.0g懸浮在γ-丁內酯350ml中而得到的懸浮液進行攪拌之同時,以60分鐘加入至第三液中而得到第四液之步驟;
將第四液以23℃進行攪拌2小時之步驟;
在第四液中加入乙醇30ml並進行攪拌1小時而得到第五液之步驟;
在第五液中加入γ-丁內酯400ml而得到第六液之步驟;
將第六液進行過濾而得到第七液之步驟;
將第七液加入至3公升的乙醇中而得到第一沉澱物之步驟;
將第一沉澱物溶解在四氫呋喃1.5公升中而得到第八液之步驟;以及
將第八液滴下至28公升的水中,使第一聚合物沉澱之步驟。
第二聚合物係將二環己基碳二亞胺206.3質量份、與3,3’4,4’-聯苯四羧酸二酐147.1質量份及甲基丙烯酸2-羥基乙酯134.0質量份的反應生成物進行反應,再與4,4’-二胺基二苯基醚93.0質量份進行反應而得到的具有18000~25000的重量平均分子量的聚合物。
詳細而言,第二聚合物係可藉由依序進行以下步驟的方法來得到重量平均分子量為18000~25000的聚合物:
將3,3’4,4’-聯苯四羧酸二酐147.1g、甲基丙烯酸2-羥基乙酯134.0g、及γ-丁內酯400ml進行混合而得到第九液之步驟;
將第九液以23℃進行攪拌之同時,在第九液中加入吡啶79.1g而得到第十液,且第十液為發熱之步驟;
第十液的發熱結束後,放置冷卻至23℃並靜置16小時之步驟;
將二環己基碳二亞胺206.3g溶解在γ-丁內酯180ml中而得到的二環己基碳二亞胺溶液進行攪拌之同時,在冰冷卻下,以40分鐘加入至第十液中而得到第十一液之步驟;
將4,4’-二胺基二苯基醚93.0g懸浮在γ-丁內酯350ml中而得到的懸浮液進行攪拌之同時,以60分鐘加入至第十一液中而得到第十二液之步驟;
將第十二液以23℃進行攪拌2小時之步驟;
在第十二液中加入乙醇30ml並進行攪拌1小時而得到第十三液之步驟;
在第十三液中加入γ-丁內酯400ml而得到第十四液之步驟;
將第十四液進行過濾而得到第十五液之步驟;
將第十五液加入至3公升的乙醇中而得到第二沉澱物之步驟;
將第二沉澱物溶解在四氫呋喃1.5公升中而得到第十六液之步驟;以及
將第十六液滴下至28公升的水中,使第二聚合物沉澱之步驟。
第二特定組成物係第三聚合物100質量份、下述式(2)所表示的六甲氧基甲基三聚氰胺15質量份、作為下述式(3)所表示的感光劑的1-萘醌-2-二疊氮-5-磺酸酯11質量份、及γ-丁內酯200質量份的混合物。作為六甲氧基甲基三聚氰胺係可使用Allnex公司製「CYMEL 300」。又,作為1-萘醌-2-二疊氮-5-磺酸酯係可使用Daitochemix公司製「TPPA528」。
第三聚合物係將2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷13.92質量份、與十二烷二酸二氯化物10.69質量份進行反應而得到的具有10000~50000的重量平均分子量及2.0的分散度的聚合物。分散度係表示比Mw/Mn。Mw係表示重量平均分子量,Mn係表示數量平均分子。
詳細而言,第三聚合物係可藉由依序進行以下步驟的方法來得到的具有10000~50000的重量平均分子量及2.0的分散度(Mw/Mn)的聚合物:
在N-甲基吡咯烷酮60g中添加2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷13.92g(38mmol)並進行攪拌溶解而得到第十七液之步驟;
將第十七液維持在0℃~5℃之同時,將十二烷二酸二氯化物10.69g(40mmol)以10分鐘滴下至第十七液中,並進行攪拌60分鐘而得到第十八液之步驟;
將第十八液投入至3公升的水中以產生析出物之步驟;
將析出物利用純水來洗淨而得到第三聚合物之步驟。
重量平均分子量Mw及數量平均分子Mn係可藉由凝膠滲透層析法(GPC)以標準聚苯乙烯換算來求出。
滿足上述的要件(i)及要件(ii)的特定樹脂組成物係可改善在該特定樹脂組成物的硬化物層上所形成的感光性樹脂組成物的層的解析性。本發明人推測如此方式可改善解析性的機制係如下述般。但,本發明的技術性範圍不受限於下述的機制。
在以往的樹脂組成物的硬化物層上所形成的感光性樹脂組成物的層,有時該表面的粗糙度為大。若粗糙度如此般大時,於曝光時進入感光性樹脂組成物的層中的光,可能會在其表面產生不預期的折射、繞射或反射。其結果,光的焦點偏移而會從所設定的位置失焦。在如此般焦點偏移的部分,由於曝光可能不充分,故於顯影後可能會殘留殘渣。
又,在以往的樹脂組成物的硬化物層上所形成的感光性樹脂組成物的層,其厚度會有不均勻之情形。若如此般厚度不均勻時,在感光性樹脂組成物的層之厚的部分與薄的部分之間,為了進行適當的曝光所要求的光的焦點深度可能會有所不同。因此,由於適當的焦點深度會產生參差不齊,故在藉由適當的焦點深度的光線而無法曝光的部分,可能會出現在感光性樹脂組成物的層中。因此,該部分由於曝光可能不充分,故於顯影後可能殘留殘渣。
藉由曝光及顯影來去除感光性樹脂組成物的開口部分若較小的話,則前述的殘渣的存在,可能會使該開口部分被殘渣阻塞。又,若開口部分如此般暫時以殘渣來阻塞時,則可能難以在該開口部分形成預期般的配線。
相對於此,本實施形態中並不調整感光性樹脂組成物的層的組成,而是以特定樹脂組成物為硬化物層的材料來作為該層的基底,從而改善感光性樹脂組成物的層的表面的粗糙度及厚度的均勻性。
具體而言本實施形態中,於使用作為一般的感光性樹脂組成物的試驗用組成物的特定評估試驗中,提供試驗層可滿足要件(i)及(ii)的特定樹脂組成物。要件(i)係表示可降低感光性樹脂組成物的層的表面的粗糙度。又,要件(ii)係表示可提高感光性樹脂組成物的層的厚度的均勻性。使用作為一般的感光性樹脂組成物的試驗用組成物,可形成表面的粗糙度為小且厚度均勻的層(試驗層)的本實施形態的特定樹脂組成物,即使是使用試驗用組成物以外的感光性組成物時,亦可得到表面的粗糙度為小且厚度均勻的感光性樹脂組成物的層。因此,如上述般,可抑制用來曝光的光的焦點偏移、或適當的焦點深度不均之情形。因此,由於可進行如預期般適當的曝光,故可抑制殘渣的產生。因此,能夠形成小尺寸的開口部分,故可達成解析性的改善。
依據本發明人的研究清楚得知,在包含環氧樹脂、選自由酸酐系硬化劑、胺系硬化劑及酚系硬化劑所組成的群組之至少1種的硬化劑及無機填充材之以往的樹脂組成物中,如前述般開口部分的殘渣係容易產生。進而,依據本發明人的研究清楚得知,即使在此等的以往的樹脂組成物之中,無機填充材的量多的樹脂組成物、及硬化物的彈性率低的樹脂組成物中,特別容易產生殘渣。因此,就活用解析性的改善之類的效果之觀點而言,以組合包含(A)環氧樹脂、(B)選自由酸酐系硬化劑、胺系硬化劑及酚系硬化劑所組成的群組之至少1種的硬化劑、及(C)無機填充材的特定樹脂組成物滿足要件(i)及(ii)為較佳。其中,亦以無機填充材的量多的特定樹脂組成物、及硬化物的彈性率低的特定樹脂組成物滿足要件(i)及(ii)為又較佳。
-彈性率-
作為得到滿足前述的要件(i)及要件(ii)的特定樹脂組成物的方法,可舉出例如調整特定樹脂組成物的組成的方法,以得到具有特定的範圍的彈性率的硬化物。具體而言可舉出使特定樹脂組成物以150℃1小時的條件來進行熱硬化而得到的硬化物具有特定的範圍的拉伸彈性率之方式,來調整特定樹脂組成物的組成的方法。硬化物的拉伸彈性率的範圍係較佳為7GPa以上,又較佳為8GPa以上,特佳為9GPa以上。上限並無特別的限制。但,以往在得到具有低拉伸彈性率的硬化物的樹脂組成物中存在有解析性不佳的傾向。於是,如此般以往特別是對於解析性的改善為困難的樹脂組成物,就改善其解析性來活用本實施形態之觀點而言,特定樹脂組成物的硬化物的拉伸彈性率係較佳為30GPa以下,又較佳為27GPa以下,特佳為25GPa以下。
特定樹脂組成物的硬化物的拉伸彈性率係可藉由後述的實施例中所說明的方法來進行測量。
無機填充材的粒子可能從包含無機填充材的樹脂組成物的硬化物層的表面脫離。特別是若研磨硬化物時,因該研磨之際所施加的力而造成無機填充材的粒子會有容易從研磨面脫離的傾向。如果無機填充材的粒子從硬化物層的表面脫離時,則可能在該脫離的痕跡中形成凹穴。若有如此般的凹穴時,則在該硬化物層的表面所形成的感光性樹脂組成物的層的表面可能變得粗糙、或該感光性樹脂組成物的層的厚度可能變得不均勻。相對於此,若特定樹脂組成物的硬化物的彈性率在前述的範圍時,樹脂可牢固地維持(C)無機填充材的粒子,故可抑制(C)無機填充材的粒子的脫離。因此,變得可能滿足要件(i)及要件(ii)。
一般而言,樹脂組成物中的無機填充材越多,則無機填充材的粒子的脫離的頻率變得越大。因此,特定樹脂組成物的硬化物的具體的彈性率係以因應(C)無機填充材的粒子的量來進行設定為較佳。具體而言,將(C)無機填充材對特定樹脂組成物的不揮發成分100質量%的比例設為R(C)[質量%],將特定樹脂組成物的硬化物的拉伸彈性率設為T
M[GPa]。此情形時,R(C)/T
M比,較佳為8.0[質量%/GPa]以下,又較佳為7.0[質量%/GPa]以下,特佳為6.5[質量%/GPa]以下。下限係較佳為2.0[質量%/GPa]以上,例如可以是2.5[質量%/GPa]以上、3.0[質量%/GPa]以上。若「R(C)/T
M比」為前述的範圍時,由於可有效地抑制(C)無機填充材的粒子的脫離,故通常可得到滿足要件(i)及要件(ii)的特定樹脂組成物,從而可達成有效的解析性的改善。
-表面自由能-
作為得到滿足前述的要件(i)及要件(ii)的特定樹脂組成物的其他的方法,可舉出例如以得到具有特定的範圍的表面自由能的硬化物之方式,來調整特定樹脂組成物的組成的方法。具體而言,可舉出使特定樹脂組成物以150℃1小時的條件來進行熱硬化而得到的硬化物具有特定的範圍的表面自由能之方式,來調整特定樹脂組成物的組成的方法。硬化物的表面自由能的範圍係較佳為25mJ/ m
2以上,又較佳為30mJ/ m
2以上,特佳為35mJ/ m
2以上。上限並無特別的限制。但,就在硬化物層上形成厚的感光性樹脂組成物的層之觀點而言,硬化物的表面自由能係較佳為200mJ/ m
2以下,又較佳為150mJ/ m
2以下,特佳為100mJ/ m
2以下。
樹脂組成物的硬化物的表面自由能係可藉由後述的實施例中說明的方法來進行測量。於後述的實施例中,表面自由能係基於北崎・畑的理論來進行測量。在北崎・畑的理論中,下述的式(4)為成立。
(γ
S d.γ
L d)
1/2+(γ
S p.γ
L p)
1/2+(γ
S h.γ
L h)
1/2={γ
L(1+cosθ)}/2 (4)
於此,γ
L係表示液體的表面自由能。γ
L d、γ
L p及γ
L h係分別表示液體的表面自由能的分散成分、極性成分及氫鍵成分。θ係表示液體對於固體的接觸角。γ
S d、γ
S p及γ
S h係分別表示固體的表面自由能的分散成分、極性成分及氫鍵成分。
因此,準備表面自由能γ
L、以及該分散成分γ
L d、極性成分γ
L p及氫鍵成分γ
L h為已知的3種類的液體(例如水、二碘甲烷及n-十六烷)。又,測量該等的液體分別對於作為固體的硬化物的接觸角。藉由將所測量的接觸角代入至前述的式(4)中來解出連立方程式,從而求出硬化物的表面自由能的分散成分γ
S d、極性成分γ
S p及氫鍵成分γ
S h。因此,依據下述式(5),以該等各成分的總和則可求出硬化物的表面自由能E。
E=γ
S d+γ
S p+γ
S h(5)
包含環氧樹脂及硬化劑的樹脂組成物中,若硬化劑包含酸酐系硬化劑、胺系硬化劑或酚系硬化劑時,一般而言會有該樹脂組成物的硬化物的表面自由能為小的傾向。因此,一般的感光性樹脂組成物對於該硬化物的濕潤性會有不佳的傾向。如此般對於硬化物的濕潤性為不佳的感光性樹脂組成物,若在以該硬化物所形成的硬化物層上形成層時,則感光性樹脂組成物的層的表面可能變得粗糙、或該感光性樹脂組成物的層的厚度可能變得不均勻。相對於此,若特定樹脂組成物的硬化物的表面自由能為前述的範圍時,感光性樹脂組成物對於硬化物可具有良好的濕潤性。因此,由於在硬化物層的表面上可形成感光性樹脂組成物為均勻的層,故變得可滿足要件(i)及要件(ii)。
又,如前述般,若(C)無機填充材的粒子從硬化物層的表面脫離時,在(C)無機填充材的粒子脫離的痕跡中可能形成凹穴。如果感光性樹脂組成物對於硬化物的濕潤性為小時,因前述的凹穴的影響而造成感光性樹脂組成物的層的表面的粗糙度、或厚度的不均勻度可能增加。於此,一般而言,特定樹脂組成物中的(C)無機填充材越多,則(C)無機填充材的粒子的脫離的頻率變得越高,故特定樹脂組成物的硬化物的具體的表面自由能係以因應(C)無機填充材的粒子的量來進行設定為較佳。具體而言,將(C)無機填充材對特定樹脂組成物的不揮發成分100質量%的比例設為R(C)[質量%],將特定樹脂組成物的硬化物的表面自由能設為E[mJ/m
2]。此情形時,「R(C)/E比」係較佳為4.0[質量%・m
2/mJ]以下,又較佳為3.0[質量%・m
2/mJ]以下,特佳為2.5[質量%・m
2/mJ]以下。下限係較佳為0.1[質量%・m
2/mJ]以上,可以是例如0.5[質量%・m
2/mJ]以上、0.8[質量%・m
2/mJ]以上。若R(C)/E比為前述的範圍時,由於可抑制因(C)無機填充材的粒子的脫離而造成感光性樹脂組成物的層的表面粗糙度及厚度的不均勻度的影響,故通常可得到滿足要件(i)及要件(ii)的特定樹脂組成物,從而可達成有效的解析性的改善。
-韌性-
作為得到滿足前述的要件(i)及要件(ii)的特定樹脂組成物的另外其他的方法,可舉出例如以得到具有特定的範圍的韌性的硬化物之方式,來調整特定樹脂組成物的組成的方法。具體而言,可舉出使特定樹脂組成物以150℃1小時的條件來進行熱硬化而得到的硬化物具有特定的範圍的破壞韌性K1C之方式,來調整特定樹脂組成物的組成的方法。硬化物的破壞韌性K1C的範圍係較佳為1.0MPa・m
1/2以上,又較佳為1.5MPa・m
1/2以上。上限並無特別限制,例如可設為10MPa・m
1/2以下。
樹脂組成物的硬化物的破壞韌性K1C係可藉由後述的實施例中說明的方法來進行測量。
如前述般,若無機填充材的粒子從包含無機填充材的樹脂組成物的硬化物層的表面上脫離時,在硬化物層的表面上所形成的感光性樹脂組成物的層的表面可能變得粗糙、或該感光性樹脂組成物的層的厚度可能變得不均勻。相對於此,若特定樹脂組成物的硬化物的破壞韌性K1C為前述的範圍時,樹脂可牢固地維持(C)無機填充材的粒子。特別是,若破壞韌性K1C為前述的範圍時,由於樹脂可強力抵抗研磨時的應力,故可有效地抑制(C)無機填充材的粒子的脫離。因此,變得能夠滿足要件(i)及要件(ii)。特別是使用在硬化物的研磨面上形成感光性樹脂組成物的層的用途時為有效的。
[2.樹脂組成物的組成]
本發明的一實施形態相關的特定樹脂組成物係包含:(A)環氧樹脂、(B)選自由酸酐系硬化劑、胺系硬化劑及酚系硬化劑所組成的群組之至少1種的硬化劑、以及(C)無機填充材的組合。該特定樹脂組成物的具體的組成係設定在可滿足上述的要件(i)及要件(ii)之方式,來包含(A)成分~(C)成分的組合範圍。
例如若使用包含芳香環等的剛硬構造的(A)環氧樹脂時,通常可提高硬化物的彈性率、或可降低韌性。又,例如若使用包含脂肪族烴鏈、聚丁二烯構造、聚氧化烯構造等的柔軟構造的(A)環氧樹脂時,通常可降低硬化物的彈性率、或可提高韌性。進而,例如由於能夠因應(A)環氧樹脂所具有的基的種類來調整硬化物的表面自由能,故藉由選擇具有適當的分子構造的(A)環氧樹脂,從而可調整硬化物的表面自由能。又,例如可藉由與(A)~(C)成分組合並進而使用適合的成分,來調整硬化物的彈性率、表面自由能及韌性等。藉由適當組合該等的手段,從而得到滿足上述的要件(i)及要件(ii)的特定樹脂組成物。以下,說明特定樹脂組成物的組成的例子,但特定樹脂組成物的組成並不被限定於以下之說明。
[2.1.(A)環氧樹脂]
本實施形態相關的特定樹脂組成物包含(A)環氧樹脂。(A)環氧樹脂係指具有環氧基的樹脂之意。
作為(A)環氧樹脂,可舉出例如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;苯酚酚醛清漆型環氧樹脂;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;具有丁二烯構造的環氧樹脂;脂環式環氧樹脂;具有酯骨架的脂環式環氧樹脂;雜環式環氧樹脂;含有螺環的環氧樹脂;環己烷型環氧樹脂;環己烷二甲醇型環氧樹脂;三羥甲基丙烷型環氧樹脂;四苯乙烷型環氧樹脂;伸萘基醚型環氧樹脂、tert-丁基-兒茶酚型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、萘酚型環氧樹脂、蔥型環氧樹脂、萘酚酚醛清漆型環氧樹脂等的含有縮合環骨架的環氧樹脂;異氰脲酸酯型環氧樹脂;含有環氧烷烴骨架及丁二烯骨架的環氧樹脂;含有茀構造的環氧樹脂等。(A)環氧樹脂係可使用單獨1種類、亦可組合2種類以上來使用。
就得到彈性率及韌性為高的特定樹脂組成物的硬化物之觀點而言,(A)環氧樹脂係可包含含有芳香族構造的環氧樹脂。芳香族構造係指一般被定義為芳香族的化學構造,亦包含多環芳香族及芳香族雜環。作為含有芳香族構造的環氧樹脂,可舉出例如雙酚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、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、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、蔥型環氧樹脂、聯二甲酚型(bixylenol-type)環氧樹脂、具有芳香族構造的縮水甘油胺型環氧樹脂、具有芳香族構造的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、具有芳香族構造的線狀脂肪族環氧樹脂、具有芳香族構造的具有丁二烯構造的環氧樹脂、具有芳香族構造的脂環式環氧樹脂、雜環式環氧樹脂、具有芳香族構造的含有螺環的環氧樹脂、具有芳香族構造的環己烷二甲醇型環氧樹脂、伸萘基醚型環氧樹脂、具有芳香族構造的三羥甲基丙烷型環氧樹脂、具有芳香族構造的四苯乙烷型環氧樹脂等。
即使是含有芳香族構造的環氧樹脂之中,就得到耐熱性為優異的特定樹脂組成物的硬化物之觀點而言,以包含含有縮合環構造的環氧樹脂為較佳。作為含有縮合環構造的環氧樹脂中的縮合環,可舉出例如萘環、蔥環、菲環等,特佳為萘環。因此,(A)環氧樹脂係以包含含萘環構造的萘型環氧樹脂為較佳。通常,若使用萘型環氧樹脂時,可提高特定樹脂組成物的硬化物的彈性率及韌性。相對於(A)環氧樹脂的總量100質量%,萘型環氧樹脂的量係較佳為10質量%以上,又較佳為15質量%以上,特佳為20質量%以上,較佳為50質量%以下,又較佳為40質量%以下,更佳為30質量%以下。
就提升特定樹脂組成物的硬化物的耐熱性及金屬密著性之觀點而言,(A)環氧樹脂係可包含縮水甘油胺型環氧樹脂。
就降低特定樹脂組成物的硬化物的彈性率之觀點而言,(A)環氧樹脂係可包含具有丁二烯構造的環氧樹脂。
特定樹脂組成物係較佳為包含1分子中具有2個以上的環氧基的環氧樹脂來作為(A)環氧樹脂。相對於(A)環氧樹脂的不揮發成分100質量%,1分子中具有2個以上的環氧基的環氧樹脂的比例係較佳為50質量%以上,又較佳為60質量%以上,特佳為70質量%以上。
環氧樹脂係具有在溫度20℃呈液狀的環氧樹脂(以下有時稱為「液狀環氧樹脂」),與在溫度20℃呈固體狀的環氧樹脂(以下有時稱為「固體狀環氧樹脂」)。本實施形態的特定樹脂組成物,作為環氧樹脂可僅只包含液狀環氧樹脂,或亦可僅只包含固體狀環氧樹脂,或亦可包含組合液狀環氧樹脂與固體狀環氧樹脂,但以僅只包含液狀環氧樹脂為較佳。
作為液狀環氧樹脂係以1分子中具有2個以上的環氧基的液狀環氧樹脂為較佳。
作為液狀環氧樹脂係以雙酚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、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、具有酯骨架的脂環式環氧樹脂、環己烷型環氧樹脂、環己烷二甲醇型環氧樹脂、具有丁二烯構造的環氧樹脂、含有環氧烷烴骨架及丁二烯骨架的環氧樹脂、含有茀構造的環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂為較佳。其中,以雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、縮水甘油胺型環氧樹脂、具有酯骨架的脂環式環氧樹脂、具有丁二烯構造的環氧樹脂、含有環氧烷烴骨架及丁二烯骨架的環氧樹脂、含有茀構造的環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂為特佳。
作為液狀環氧樹脂的具體例,可舉出DIC公司製的「HP4032」、「HP4032D」、「HP4032SS」(萘型環氧樹脂);Mitsubishi Chemical公司製的「828US」、「828EL」、「jER828EL」、「825」、「Epikote 828EL」(雙酚A型環氧樹脂);Mitsubishi Chemical公司製的「jER807」、「1750」(雙酚F型環氧樹脂);Mitsubishi Chemical公司製的「jER152」(苯酚酚醛清漆型環氧樹脂);Mitsubishi Chemical公司製的「630」、「630LSD」、「604」(縮水甘油胺型環氧樹脂);ADEKA公司製的「ED-523T」(甘草醇型環氧樹脂);ADEKA公司製的「EP-3950L」、「EP-3980S」(縮水甘油胺型環氧樹脂);ADEKA公司製的「EP-4088S」(二環戊二烯型環氧樹脂);新日鐵住金化學公司製的「ZX1059」(雙酚A型環氧樹脂與雙酚F型環氧樹脂的混合品);Nagase chemtex公司製的「EX-721」(縮水甘油酯型環氧樹脂);Nagase chemtex公司製的「EX-991L」(含有環氧烷烴骨架的環氧樹脂);Daicel公司製的「Celloxide 2021P」(具有酯骨架的脂環式環氧樹脂);Daicel公司製的「PB-3600」、日本曹達公司製的「JP-100」、「JP-200」(具有丁二烯構造的環氧樹脂);新日鐵住金化學公司製的「ZX1658」、「ZX1658GS」(液狀1,4-缩水甘油環己烷型環氧樹脂);Osaka Gas Chemicals公司製的「EG-280」(含有茀構造的環氧樹脂)等。
作為固體狀環氧樹脂係以1分子中具有3個以上的環氧基的固體狀環氧樹脂為較佳,以1分子中具有3個以上的環氧基的芳香族系的固體狀環氧樹脂為又較佳。
作為固體狀環氧樹脂係以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、蔥型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚AF型環氧樹脂、四苯乙烷型環氧樹脂為較佳。
作為固體狀環氧樹脂的具體例,可舉出DIC公司製的「HP4032H」(萘型環氧樹脂);DIC公司製的「HP-4700」、「HP-4710」(萘型4官能環氧樹脂);DIC公司製的「N-690」(甲酚酚醛清漆型環氧樹脂);DIC公司製的「N-695」(甲酚酚醛清漆型環氧樹脂);DIC公司製的「HP-7200」、「HP-7200HH」、「HP-7200H」(二環戊二烯型環氧樹脂);DIC公司製的「EXA-7311」、「EXA-7311-G3」、「EXA-7311-G4」、「EXA-7311-G4S」、「HP6000」(伸萘基醚型環氧樹脂);日本化藥公司製的「EPPN-502H」(三酚型環氧樹脂);日本化藥公司製的「NC7000L」(萘酚酚醛清漆型環氧樹脂);日本化藥公司製的「NC3000H」、「NC3000」、「NC3000L」、「NC3100」(聯苯型環氧樹脂);新日鐵住金化學公司製的「ESN475V」(萘酚型環氧樹脂);新日鐵住金化學公司製的「ESN485」(萘酚酚醛清漆型環氧樹脂);Mitsubishi Chemical公司製的「YX4000H」、「YX4000」、「YL6121」(聯苯型環氧樹脂);Mitsubishi Chemical公司製的「YX4000HK」(聯二甲酚型環氧樹脂);Mitsubishi Chemical公司製的「YX8800」(蔥型環氧樹脂);Mitsubishi Chemical公司製的「YX7700」(含有二甲苯構造的酚醛清漆型環氧樹脂);Osaka Gas Chemicals公司製的「PG-100」、「CG-500」;Mitsubishi Chemical公司製的「YL7760」(雙酚AF型環氧樹脂);Mitsubishi Chemical公司製的「YL7800」(茀型環氧樹脂);Mitsubishi Chemical公司製的「jER1010」(固體狀雙酚A型環氧樹脂);Mitsubishi Chemical公司製的「jER1031S」(四苯乙烷型環氧樹脂)等。
相對於(A)環氧樹脂的總量100質量%,液狀環氧樹脂的量並無特別限定,但較佳為50質量%以上,又較佳為70質量%以上,更佳為80質量%以上,更佳為90質量%以上,特佳為100質量%。
(A)環氧樹脂的環氧當量係較佳為50g/eq.~5000g/eq.,又較佳為50g/eq.~3000g/eq.,更佳為80g/eq.~2000g/eq.,更又較佳為110g/eq.~1000g/eq.。環氧當量係包含1當量的環氧基的樹脂的質量。該環氧當量係可根據JIS K7236來進行測量。
(A)環氧樹脂的重量平均分子量(Mw)係較佳為100~5000,又較佳為200~3000,更佳為400~1500。樹脂的重量平均分子量係可藉由凝膠滲透層析法(GPC)以聚苯乙烯換算的值來進行測量。
相對於特定樹脂組成物中的不揮發成分100質量%,(A)環氧樹脂的量並無特別限定,但較佳為1質量%以上,又較佳為2質量%以上,特佳為3質量%以上,較佳為20質量%以下,又較佳為18質量%以下,特佳為15質量%以下。
相對於特定樹脂組成物中的樹脂成分100質量%,(A)環氧樹脂的量並無特別限定,但較佳為10質量%以上,又較佳為20質量%以上,特佳為30質量%以上,較佳為80質量%以下,又較佳為70質量%以下,特佳為50質量%以下。除非另有說明,特定樹脂組成物中的樹脂成分係代表特定樹脂組成物中的不揮發成分之中,除了(C)無機填充材以外的成分。
[2.2.(B)硬化劑]
本實施形態相關的特定樹脂組成物包含(B)硬化劑。(B)硬化劑係通常具有與(A)環氧樹脂進行反應來將特定樹脂組成物硬化的功能。作為該(B)硬化劑,於本實施形態中係使用選自由酸酐系硬化劑、胺系硬化劑及酚系硬化劑所組成的群組之至少1種。若使用酸酐系硬化劑、胺系硬化劑或酚系硬化劑時,通常可抑制硬化物的翹曲。又,以往在如此般包含酸酐系硬化劑、胺系硬化劑及酚系硬化劑的特定樹脂組成物的硬化物層上所形成的感光性樹脂組成物的層會有解析性不佳的傾向。相對於此,若使用本實施形態相關的特定樹脂組成物時,使用選自由酸酐系硬化劑、胺系硬化劑及酚系硬化劑所組成的群組的(B)硬化劑之同時,可達成解析性的改善。硬化劑係可使用單獨1種類、亦可組合2種類以上來使用。
作為酸酐系硬化劑,可舉出例如1分子內中具有1個以上的酸酐基的硬化劑,以1分子內中具有2個以上的酸酐基的硬化劑為較佳。作為酸酐系硬化劑的具體例,可舉出鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、4-甲基六氫鄰苯二甲酸酐、甲基六氫鄰苯二甲酸酐、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、十二烯基琥珀酸酐、5-(2,5-二氧四氫-3-呋喃)-3-甲基-3-環己烯-1,2-二羧酸酐、偏苯三酸酐、焦蜜石酸酐、二苯基甲酮四羧酸二酐、聯苯四羧酸二酐、萘四羧酸二酐、氧基二鄰苯二甲酸二酐、3,3’-4,4’-二苯基碸四羧酸二酐、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5-(四氫-2,5-二氧-3-呋喃)-萘[1,2-C]呋喃-1,3-二酮、乙二醇雙(脫水偏苯三酸(anhydrotrimellitate))、共聚合苯乙烯與馬來酸之苯乙烯・馬來酸樹脂等的聚合物型的酸酐等。作為酸酐系硬化劑的市售品,可舉出例如新日本理化公司製的「HNA-100」、「MH-700」、「MTA-15」、「DDSA」、「OSA」;Mitsubishi Chemical公司製的「YH-306」、「YH-307」;日立化成公司製的「HN-2200」、「HN-5500」等。
作為胺系硬化劑,可舉出例如1分子內中具有1個以上,較佳為具有2個以上的胺基的硬化劑。作為該具體例,可舉出脂肪族胺類、聚醚胺類、脂環式胺類、芳香族胺類等,其中以芳香族胺類為較佳。胺系硬化劑係以第1級胺或第2級胺為較佳,以第1級胺為又較佳。作為胺系硬化劑的具體例,可舉出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-二甲苯二胺、二乙基甲苯二胺、4,4’-二胺基二苯基醚、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。胺系硬化劑係可使用市售品,可舉出例如SEIKA公司製「SEIKACURE-S」、日本化藥公司製的「KAYABOND C-200S」、「KAYABOND C-100」、「KAYAHARD A-A」、「KAYAHARD A-B」、「KAYAHARD A-S」、Mitsubishi Chemical公司製的「Epicure W」、住友精化公司製「DTDA」等。
作為酚系硬化劑,可舉出在1分子中具有1個以上(較佳為2個以上)的與苯環、萘環等的芳香環鍵結的羥基的硬化劑。其中,以具有與苯環鍵結的羥基的化合物為較佳。又,就耐熱性及耐水性之觀點而言係以具有酚醛清漆構造的酚系硬化劑為較佳。進而,就密著性之觀點而言,以含氮酚系硬化劑為較佳,以含有三嗪骨架的酚系硬化劑為又較佳。特別是就高度滿足耐熱性、耐水性及密著性之觀點而言,以含有三嗪骨架的苯酚酚醛清漆硬化劑為較佳。
作為酚系硬化劑的具體例,可舉出明和化成公司製的「MEH-7700」、「MEH-7810」、「MEH-7851」、「MEH-8000H」;日本化藥公司製的「NHN」、「CBN」、「GPH」;DIC公司製的「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」;群榮化學公司製的「GDP-6115L」、「GDP-6115H」、「ELPC75」;Sigma-Aldrich公司製的「2,2-二烯丙基雙酚A」等。
(B)硬化劑的活性基當量係較佳為50g/eq.~ 3000g/eq.,又較佳為100g/eq.~1000g/eq.,更佳為100g/eq.~500g/eq.,特佳為100g/eq.~300g/eq.。活性基當量係代表活性基每1當量的硬化劑的質量。
若將(A)環氧樹脂的環氧基數設為1時,(B)硬化劑的活性基數係較佳為0.1以上,又較佳為0.3以上,更佳為0.5以上,較佳為5.0以下,又較佳為4.0以下,更佳為3.0以下。於此,「(A)環氧樹脂的環氧基數」係代表將樹脂組成物中存在的(A)環氧樹脂的不揮發成分的質量除以環氧當量的值予以全部合計所得到的值。又,「(B)硬化劑的活性基數」係代表將樹脂組成物中存在的(B)硬化劑的不揮發成分的質量除以活性基當量的值予以全部合計所得到的值。
相對於特定樹脂組成物中的不揮發成分100質量%,(B)硬化劑的量並無特別限定,但較佳為0.1質量%以上,又較佳為1.0質量%以上,特佳為2.0質量%以上,較佳為20質量%以下,又較佳為15質量%以下,更佳為10質量%以下。
相對於特定樹脂組成物中的樹脂成分100質量%,(B)硬化劑的量並無特別限定,但較佳為1.0質量%以上,又較佳為5.0質量%以上,特佳為10質量%以上,較佳為80質量%以下,又較佳為70質量%以下,更佳為60質量%以下。
[2.3.(C)無機填充材]
本實施形態相關的特定樹脂組成物包含(C)無機填充材。包含(C)無機填充材的特定樹脂組成物的硬化物係通常可降低熱膨脹係數來抑制翹曲。又,以往在包含無機填充材的特定樹脂組成物的硬化物層上所形成的感光性樹脂組成物的層會有解析性不佳的傾向。相對於此,若使用本實施形態相關的特定樹脂組成物時,使用(C)無機填充材之同時,可達成解析性的改善。
作為無機填充材的材料係使用無機化合物。作為無機填充材的材料的例子,可舉出二氧化矽、氧化鋁、玻璃、堇青石、矽氧化物、硫酸鋇、碳酸鋇、滑石、黏土、雲母粉、氧化鋅、水滑石、水鋁礦、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。該等之中,以二氧化矽、氧化鋁為適合,以二氧化矽為特別適合。作為二氧化矽,可舉出例如無定形二氧化矽、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,作為二氧化矽係以球狀二氧化矽為較佳。(C)無機填充材係可使用單獨1種類、亦可組合2種類以上來使用。
(C)無機填充材的50%累積徑D50係較佳為0.2μm以上,又較佳為0.3μm以上,特佳為0.4μm以上,較佳為15μm以下,又較佳為12μm以下,更佳為10μm以下。若使用具有如此般較小的50%累積徑D50的(C)無機填充材時,可減少因(C)無機填充材的粒子的脫離所形成的凹穴。因此,可有效地抑制在特定樹脂組成物的硬化物層的表面上所形成的感光性樹脂組成物的層的表面變得粗糙、或該感光性樹脂組成物的層的厚度變得不均勻。
(C)無機填充材的90%累積徑D90係較佳為2μm以上,又較佳為3μm以上,特佳為3.5μm以上,較佳為30μm以下,又較佳為27μm以下,更佳為26μm以下,特佳為25μm以下。90%累積徑D90為如此般小係代表(C)無機填充材不包含巨大粒子。因此,可減少因(C)無機填充材的粒子的脫離所形成的凹穴。因此,可有效地抑制在特定樹脂組成物的硬化物層的表面上所形成的感光性樹脂組成物的層的表面變得粗糙、或該感光性樹脂組成物的層的厚度變得不均勻。
就改善在特定樹脂組成物的硬化物層的表面上所形成的感光性樹脂組成物的層的解析性之觀點而言,較佳為硬化物層的表面的面形狀呈均勻。於此,當產生(C)無機填充材的粒子的脫離時,就在其脫離的痕跡中所形成的凹穴的尺寸呈均勻、且硬化物層的表面的面形狀呈均勻之觀點而言,(C)無機填充材的粒子徑係以整齊為較佳。另一方面,就增加特定樹脂組成物中所包含的(C)無機填充材的量來降低熱膨脹係數之觀點而言,較佳為(C)無機填充材的粒子徑具有一定程度的分布,以提高(C)無機填充材的粒子的填充密度。就該等之觀點而言,表示(C)無機填充材的粒子徑的分布的參數「D50/D90」及「D90-D50」中能夠有適合的範圍。
具體而言,(C)無機填充材的50%累積徑D50與90%累積徑D90的「D50/D90比」係較佳為0.2以上,又較佳為0.3以上,特佳為0.35以上,較佳為0.8以下,又較佳為0.7以下,更佳為0.65以下。若D50/D90比為前述的範圍時,特定樹脂組成物的硬化物的線熱膨脹係數、與在該硬化物層上所形成的感光性樹脂組成物的層的解析性,兩者皆可良好。
又,(C)無機填充材的50%累積徑D50與90%累積徑D90的「D90-D50差」係較佳為2μm以上,又較佳為2.5μm以上,特佳為3μm以上,較佳為20μm以下,又較佳為18μm以下,更佳為16μm以下。若D90-D50差為前述的範圍時,特定樹脂組成物的硬化物的線熱膨脹係數、與在該硬化物層上所形成的感光性樹脂組成物的層的解析性,兩者皆可良好。
(C)無機填充材的50%累積徑D50及90%累積徑D90係可藉由基於米氏(Mie)散射理論的雷射繞射・散射法來進行測量。具體而言,藉由雷射繞射散射式粒徑分布測量裝置,依體積基準來製作(C)無機填充材的粒徑分布。又,可將自該小徑側開始的累積頻率為50%的粒子徑(即,中值粒徑)設為50%累積徑D50。又,可將自該小徑側開始的累積頻率為90%的粒子徑設為90%累積徑D90。測量樣品係可使用將(C)無機填充材100mg、甲基乙基酮10g秤取至管形瓶中,以超音波使其分散10分鐘而得者。將測量樣品使用雷射繞射式粒徑分布測量裝置,並將使用光源波長設為藍色及紅色,以流動槽(flowcell)方式來測量(C)無機填充材的體積基準的粒徑分布,由所得到的粒徑分布算出50%累積徑D50及90%累積徑D90。作為雷射繞射式粒徑分布測量裝置,可舉出例如堀場製作所公司製「LA-960」等。
(C)無機填充材的比表面積係較佳為1 m
2/g以上,又較佳為1.5 m
2/g以上,更佳為2 m
2/g以上,特佳為3 m
2/g以上。上限並無特別的限制,但較佳為60 m
2/g以下、50 m
2/g以下或40 m
2/g以下。比表面積係根據BET法,藉由使用比表面積測量裝置(Mountech公司製Macsorb HM-1210)使氮氣吸附在樣品表面,並利用BET多點法來算出比表面積而得到。
作為(C)無機填充材的市售品,可舉出例如Nippon Steel & Sumikin Materials公司製的「SP60-05」、「SP507-05」、「ST7010-2」;Admatechs公司製的「YC100C」、「YA050C」、「YA050C-MJE」、「YA010C」;Denca公司製的「UFP-30」;Tokuyama公司製的「Shirufiru NSS-3N」、「Shirufiru NSS-4N」、「Shirufiru NSS-5N」;Admatechs公司製的「SC2500SQ」、「SO-C4」、「SO-C2」、「SO-C1」、「SO-C5」、「SO-C6」、「FE9系列」、「FEB系列」、「FED系列」;Denca公司製的「DAW-03」、「DAW-10」、「FB-105FD」、「UFP-30」等。但,該等的市售品通常而言以原樣時都不具有上述的粒子徑分布。因此,較佳為將市售品進行粉碎、混合、分級或此等的組合以具有上述的粒子徑分布,並調整成適當的粒子徑分布來使用。
就提高耐濕性及分散性之觀點而言,較佳以表面處理劑來將(C)無機填充材進行處理。作為表面處理劑,可舉出例如含有氟的矽烷偶合劑、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。又,表面處理劑係可使用單獨1種類、亦可任意組合2種類以上來使用。
作為表面處理劑的市售品,可舉出例如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。
就無機填充材的分散性提升之觀點而言,藉由表面處理劑之表面處理的程度係以在特定的範圍為較佳。具體而言,無機填充材100質量份係以0.2質量份~5質量份的表面處理劑來進行表面處理為較佳,以0.2質量份~3質量份來進行表面處理為較佳,以0.3質量份~2質量份來進行表面處理為較佳。
藉由表面處理劑之表面處理的程度係可依無機填充材的每單位表面積的碳量來進行評估。就無機填充材的分散性提升之觀點而言, 無機填充材的每單位表面積的碳量係以0.02mg/ m
2以上為較佳,以0.1mg/ m
2以上為又較佳,以0.2mg/ m
2以上為更佳。另一方面,就抑制特定樹脂組成物的熔融黏度及以薄片形態下的熔融黏度的上昇之觀點而言,以1mg/ m
2以下為較佳,以0.8mg/ m
2以下為又較佳,以0.5mg/ m
2以下為更佳。
無機填充材的每單位表面積的碳量係可藉由溶劑(例如甲基乙基酮(MEK))對表面處理後的無機填充材進行洗淨處理後來進行測量。具體而言,可將作為溶劑的充分量的MEK加入至以表面處理劑來進行表面處理後的無機填充材,並以25℃進行超音波洗淨5分鐘。將上清液去除,使固形分乾燥後,可使用碳分析計來測量無機填充材的每單位表面積的碳量。作為碳分析計,可使用堀場製作所公司製「EMIA-320V」等。
相對於特定樹脂組成物中的不揮發成分100質量%,(C)無機填充材的量並無特別限定,但較佳為60質量%以上,又較佳為65質量%以上,更佳為70質量%以上,特佳為75質量%以上,較佳為95質量%以下,又較佳為93質量%以下,更佳為92質量%以下,特佳為90質量%以下。包含如此般範圍量的(C)無機填充材的特定樹脂組成物的硬化物係可有效地降低熱膨脹係數。又,包含如此般大量的無機填充材的以往的樹脂組成物,在該硬化物層上所形成的感光性樹脂組成物的層的解析性會有特別不佳的傾向。相對於此,本實施形態相關的特定樹脂組成物係包含如此般大量的(C)無機填充材之同時,可改善解析性。因此,本實施形態相關的特定樹脂組成物係可達成兼具以往難以實現的低熱膨脹係數與優異的解析性。
[2.4.(D)矽烷偶合劑]
除了上述的(A)~(C)成分以外,本實施形態相關的特定樹脂組成物係可進而包含(D)矽烷偶合劑來作為任意的成分。藉由矽烷偶合劑可提升特定樹脂組成物的硬化物與導體層的密著性。又,藉由(D)矽烷偶合劑,可調整特定樹脂組成物的硬化物的彈性率、表面自由能及韌性。
作為矽烷偶合劑,可舉出例如胺基矽烷系偶合劑、環氧基矽烷系偶合劑、巰基矽烷系偶合劑、烷氧基矽烷化合物、有機矽氮烷化合物、鈦酸酯系偶合劑等。其中,以含有環氧基的環氧基矽烷系偶合劑及含有巰基的巰基矽烷系偶合劑為較佳,以環氧基矽烷系偶合劑為特佳。又,矽烷偶合劑係可使用單獨1種類、亦可組合2種類以上來使用。
作為矽烷偶合劑係可使用例如市售品。作為矽烷偶合劑的市售品,可舉出例如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)、信越化學工業公司製「KBM503」(3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷)、信越化學工業公司製「KBM5783」等。
相對於特定樹脂組成物中的不揮發成分100質量%,(D)矽烷偶合劑的量並無特別限定,但較佳為0.01質量%以上,又較佳為0.05質量%以上,特佳為0.10質量%以上,較佳為5.0質量%以下,又較佳為1.0質量%以下,更佳為0.5質量%以下。
相對於特定樹脂組成物中的樹脂成分100質量%,(D)矽烷偶合劑的量並無特別限定,但較佳為0.01質量%以上,又較佳為0.1質量%以上,特佳為0.5質量%以上,較佳為10.0質量%以下,又較佳為5.0質量%以下,更佳為3.0質量%以下。
[2.5.(E)硬化促進劑]
除了上述的(A)~(D)成分以外,本實施形態相關的特定樹脂組成物係進而包含(E)硬化促進劑來作為任意的成分。藉由(E)硬化促進劑可有效地調整特定樹脂組成物的硬化時間。
作為(E)硬化促進劑,可舉出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、金屬系硬化促進劑等。其中,以咪唑系硬化促進劑為較佳。硬化促進劑係可使用單獨1種類、亦可組合2種類以上來使用。
作為磷系硬化促進劑,可舉出例如三苯基膦、硼酸鏻化合物、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,以三苯基膦、四丁基鏻癸酸鹽為較佳。
作為胺系硬化促進劑,可舉出例如三乙基胺、三丁基胺等的三烷基胺、4-二甲基胺基吡啶、苄基二甲基胺、2,4,6,-參(二甲基胺基甲基)苯酚、1,8-二吖雙環(5,4,0)-十一烯、1,8-二吖雙環[5,4,0]十一烯-7,4-二甲基胺基吡啶、2,4,6-參(二甲基胺基甲基)苯酚等,以4-二甲基胺基吡啶、1,8-二吖雙環(5,4,0)-十一烯為較佳。
作為咪唑系硬化促進劑,可舉出例如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-2-十一烷基咪唑偏苯三甲酸鹽、1-氰基乙基-2-苯基咪唑偏苯三甲酸鹽、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-(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-三嗪異氰脲酸加成物、2-苯基咪唑異氰脲酸加成物、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[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-苯基咪唑啉等的咪唑化合物及咪唑化合物與環氧樹脂的加成物,以2-乙基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑為較佳。
作為咪唑系硬化促進劑係可使用市售品,可舉出例如Mitsubishi Chemical公司製的「P200-H50」、四國化成工業公司製的「Curezol 2MZ」、「2E4MZ」、「Cl1Z」、「Cl1Z-CN」、「Cl1Z-CNS」、「Cl1Z-A」、「2MZ-OK」、「2MA-OK」、「2MA-OK-PW」、「2PHZ」等。
作為胍系硬化促進劑,可舉出例如二氰二胺、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、1,5,7-三吖雙環[4.4.0]癸-5-烯、7-甲基-1,5,7-三吖雙環[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,以二氰二胺、1,5,7-三吖雙環[4.4.0]癸-5-烯為較佳。
作為金屬系硬化促進劑,可舉出例如鈷、銅、鋅、鐵、鎳、錳、錫等的金屬的有機金屬錯合物或有機金屬鹽。作為有機金屬錯合物的具體例,可舉出乙醯丙酮鈷(II)、乙醯丙酮鈷(III)等的有機鈷錯合物、乙醯丙酮銅(II)等的有機銅錯合物、乙醯丙酮鋅(II)等的有機鋅錯合物、乙醯丙酮鐵(III)等的有機鐵錯合物、乙醯丙酮鎳(II)等的有機鎳錯合物、乙醯丙酮錳(II)等的有機錳錯合物等。作為有機金屬鹽,可舉例如辛酸鋅、辛酸錫、環烷酸鋅、環烷酸鈷、硬脂酸錫、硬脂酸鋅等。
相對於特定樹脂組成物中的不揮發成分100質量%,(E)硬化促進劑的量並無特別限定,但較佳為0.01質量%以上,又較佳為0.10質量%以上,特佳為0.20質量%以上,較佳為2.0質量%以下,又較佳為1.0質量%以下,更佳為0.5質量%以下。
相對於特定樹脂組成物中的樹脂成分100質量%,(E)硬化促進劑的量並無特別限定,但較佳為0.01質量%以上,又較佳為0.1質量%以上,特佳為1.0質量%以上,較佳為10.0質量%以下,又較佳為6.0質量%以下,更佳為4.0質量%以下。
[2.6.(F)自由基聚合性化合物]
除了上述的(A)~(E)成分以外,本實施形態相關的特定樹脂組成物係可進而包含(F)自由基聚合性化合物來作為任意的成分。藉由(F)自由基聚合性化合物可調整特定樹脂組成物的硬化物的電氣特性(介電率、介電正切等)。又,通常藉由(F)自由基聚合性化合物可調整特定樹脂組成物的硬化物的彈性率、表面自由能及韌性。
作為(F)自由基聚合性化合物係可使用具有乙烯性不飽和鍵的化合物。作為如此般的(F)自由基聚合性化合物,可舉出例如乙烯基、烯丙基、1-丁烯基、2-丁烯基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、反丁烯二醯基、馬來醯基、乙烯基苯基、苯乙烯基、桂皮醯基及馬來醯亞胺(2,5-二氫-2,5-二氧-1H-吡咯-1-基)等的具有自由基聚合性基的化合物。(F)自由基聚合性化合物係可使用單獨1種類、亦可組合2種類以上來使用。
作為(F)自由基聚合性化合物的具體例,可舉出:具有1個或2個以上的丙烯醯基及/或甲基丙烯醯基的(甲基)丙烯酸系自由基聚合性化合物;具有1個或2個以上的直接鍵結於芳香族碳原子的乙烯基的苯乙烯系自由基聚合性化合物;具有1個或2個以上的烯丙基的烯丙基系自由基聚合性化合物;具有1個或2個以上的馬來醯亞胺的馬來醯亞胺系自由基聚合性化合物等。其中,以(甲基)丙烯酸系自由基聚合性化合物為較佳。
(F)自由基聚合性化合物係以包含聚環氧烷烴構造為較佳。藉由使用包含聚環氧烷烴構造的(F)自由基聚合性化合物,從而可提高特定樹脂組成物的硬化物的柔軟性,可減低硬化物的翹曲、或可提升硬化物與導體層的密著性。進而,通常可降低硬化物的彈性率、或可提高韌性。
聚環氧烷烴(polyalkyleneoxide)構造係能以式(6):-(R
fO)
n-來表示。式(6)中n係通常表示2以上的整數。該整數n係較佳為4以上,又較佳為9以上,更佳為11以上,通常為101以下,較佳為90以下,又較佳為68以下,更佳為65以下。式(6)中,R
f係分別獨立表示可具有取代基的伸烷基。前述的伸烷基的碳原子數係較佳為1以上,又較佳為2以上,較佳為6以下,又較佳為5以下,更佳為4以下,更佳為3以下,特佳為2。作為伸烷基可具有的取代基,可舉出例如鹵素原子、-OH、烷氧基、1級或2級胺基、芳基、-NH
2、-CN、-COOH、-C(O)H、-NO
2等。但,前述的烷基係以不具有取代基為較佳。作為聚環氧烷烴構造的具體例,可舉出聚環氧乙烷構造、聚環氧丙烷構造、聚n-環氧丁烷構造、聚(環氧乙烷-co-環氧丙烷)構造、聚(環氧乙烷-ran-環氧丙烷)構造、聚(環氧乙烷-alt-環氧丙烷)構造及聚(環氧乙烷-block-環氧丙烷)構造。
(F)自由基聚合性化合物1分子中所包含的聚環氧烷烴構造的數可以是1、亦可以是2以上。(F)自由基聚合性化合物1分子中所包含的聚環氧烷烴構造的數係較佳為2以上,又較佳為4以上,更佳為9以上,特佳為11以上,較佳為101以下,又較佳為90以下,更佳為68以下,特佳為65以下。若(F)自由基聚合性化合物1分子中包含2以上的聚環氧烷烴構造時,此等的聚環氧烷烴構造係彼此可以相同、亦可以相異。
若舉出包含聚環氧烷烴構造的(F)自由基聚合性化合物的市售品的例子時,可舉出新中村化學工業公司製的單官能丙烯酸酯「AM-90G」、「AM-130G」、「AMP-20GY」;2官能丙烯酸酯「A-1000」、「A-B1206PE」、「A-BPE-20」、「A-BPE-30」;單官能甲基丙烯酸酯「M-20G」、「M-40G」、「M-90G」、「M-130G」、「M-230G」;以及2官能甲基丙烯酸酯「23G」、「BPE-900」、「BPE-1300N」、「1206PE」。又,作為其他的例子,可舉出共榮社化學公司製的「Lightester BC」、「Lightester 041MA」、「Lightacrylate EC-A」、「Lightacrylate EHDG-AT」;日立化成公司製的「FA-023M」;日油公司製的「BLEMMER (註冊商標)PME-4000」、「BLEMMER (註冊商標)50POEO-800B」、「BLEMMER (註冊商標)PLE-200」、「BLEMMER (註冊商標)PLE-1300」、「BLEMMER (註冊商標)PSE-1300」、「BLEMMER (註冊商標)43PAPE-600B」、「BLEMMER (註冊商標)ANP-300」等。其中以每1分子具有13個的聚環氧烷烴構造(詳細而言為聚環氧乙烷構造)的「M-130G」;及每1分子具有23個的聚環氧烷烴構造(詳細而言為聚環氧乙烷構造)的「M-230G」為較佳。
(F)自由基聚合性化合物的乙烯性不飽和鍵當量係較佳為20g/eq.~3000g/eq.,又較佳為50g/eq.~2500g/eq.,更佳為70g/eq.~2000g/eq.,特佳為90g/eq.~1500g/eq.。乙烯性不飽和鍵當量係表示每1當量的乙烯性不飽和鍵的自由基聚合性化合物的質量。
(F)自由基聚合性化合物的重量平均分子量(Mw)係較佳為150以上,又較佳為250以上,更佳為400以上,較佳為40000以下,又較佳為10000以下,更佳為5000以下,特佳為3000以下。
相對於特定樹脂組成物中的不揮發成分100質量%,(F)自由基聚合性化合物的量並無特別限定,但較佳為0.1質量%以上,又較佳為1.0質量%以上,特佳為2.0質量%以上,較佳為10.0質量%以下,又較佳為6.0質量%以下,更佳為3.0質量%以下。
相對於特定樹脂組成物中的樹脂成分100質量%,(F)自由基聚合性化合物的量並無特別限定,但較佳為1質量%以上,又較佳為5質量%以上,特佳為10質量%以上,較佳為50質量%以下,又較佳為30質量%以下,更佳為20質量%以下。
[2.7.(G)自由基聚合起始劑]
除了上述的(A)~(F)成分以外,本實施形態相關的特定樹脂組成物係可進而包含(G)自由基聚合起始劑來作為任意的成分。作為(G)自由基聚合起始劑係以加熱時產生游離自由基的熱聚合起始劑為較佳。若特定樹脂組成物包含(F)自由基聚合性化合物時,通常該特定樹脂組成物係包含(G)自由基聚合起始劑。(G)自由基聚合起始劑係可使用單獨1種類、亦可組合2種類以上來使用。
作為(G)自由基聚合起始劑,可舉出例如過氧化物系自由基聚合起始劑、偶氮系自由基聚合起始劑等。其中,以過氧化物系自由基聚合起始劑為較佳。
作為過氧化物系自由基聚合起始劑,可舉出例如1,1,3,3-四甲基丁基過氧化氫等的過氧化氫化合物;tert-丁基過氧化異丙苯、二-tert-丁基過氧化物、二-tert-己基過氧化物、二過氧化異丙苯、1,4-雙(1-tert-丁基過氧基-1-甲基乙基)苯、2,5-二甲基-2,5-雙(tert-丁基過氧基)己烷、2,5-二甲基-2,5-雙(tert-丁基過氧基)-3-己炔等的二烷基過氧化物化合物;二月桂醯基過氧化物、二癸醯基過氧化物、二環己基過氧基二碳酸酯、雙(4-tert-丁基環己基)過氧基二碳酸酯等的二醯基過氧化物化合物;過氧化乙酸tert-丁酯、過氧化苯甲酸tert-丁酯、tert-丁基過氧化異丙基單碳酸酯、tert-丁基過氧基-2-乙基己酸酯、tert-丁基過氧基新癸酸酯、tert-己基過氧基異丙基單碳酸酯、tert-丁基過氧基月桂酸酯、(1,1-二甲基丙基)2-乙基過氧基己酸酯、tert-丁基2-乙基過氧基己酸酯、tert-丁基3,5,5-三甲基過氧基己酸酯、tert-丁基過氧基-2-乙基己基單碳酸酯、tert-丁基過氧基馬來酸等的過氧基酯化合物等。
作為偶氮系自由基聚合起始劑,可舉出例如2,2’-偶氮雙(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮二異丁腈、2,2’-偶氮雙(2-甲基丁腈)、1,1’-偶氮雙(環己烷-1-甲腈)、1-[(1-氰基-1-甲基乙基)偶氮]甲醯胺、2-苯基偶氮-4-甲氧基-2,4-二甲基-戊腈等的偶氮腈化合物;2,2’-偶氮雙[2-甲基-N-[1,1-雙(羥基甲基)-2-羥基乙基]丙醯胺]、2,2’-偶氮雙[2-甲基-N-[1,1-雙(羥基甲基)乙基]丙醯胺]、2,2’-偶氮雙[2-甲基-N-[2-(1-羥基丁基)]-丙醯胺]、2,2’-偶氮雙[2-甲基-N-(2-羥基乙基)-丙醯胺]、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙醯胺)二水合物、2,2’-偶氮雙[N-(2-丙烯基)-2-甲基丙醯胺]、2,2’-偶氮雙(N-丁基-2-甲基丙醯胺)、2,2’-偶氮雙(N-環己基-2-甲基丙醯胺)等的偶氮醯胺化合物;2,2’-偶氮雙(2,4,4-三甲基戊烷)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙烷)等的烷基偶氮化合物等。
(G)自由基聚合起始劑係以具有中溫活性者為較佳。具體而言,(G)自由基聚合起始劑係較佳在特定的低溫度範圍內具有10小時半衰期溫度T10(℃)。前述的10小時半衰期溫度T10係較佳為50℃~110℃,又較佳為50℃~100℃,更佳為50℃~80℃。作為如此般的(G)自由基聚合起始劑的市售品,可舉出例如Arkema富士公司製「LUPEROX 531M80」、日油公司製「PERHEXYL (註冊商標)O」、及Fujifilm Wako Pure Chemical公司製「MAIB」。
相對於特定樹脂組成物中的不揮發成分100質量%,(G)自由基聚合起始劑的量並無特別限定,但較佳為0.01質量%以上,又較佳為0.02質量%以上,特佳為0.05質量%以上,較佳為5質量%以下,又較佳為2質量%以下,更佳為1質量%以下。
[2.8.(H)含有聚醚骨架的化合物]
除了上述的(A)~(G)成分以外,本實施形態相關的特定樹脂組成物係可進而包含(H)含有聚醚骨架的化合物來作為任意的成分。藉由(H)含有聚醚骨架的化合物,可抑制特定樹脂組成物的硬化物的翹曲。又,通常藉由(H)含有聚醚骨架的化合物,可調整特定樹脂組成物的硬化物的彈性率、表面自由能及韌性。(H)含有聚醚骨架的化合物係可使用單獨1種類、亦可組合2種類以上來使用。
(H)含有聚醚骨架的化合物係表示具有聚醚骨架的聚合物化合物。該(H)含有聚醚骨架的化合物中不包含上述的(A)~(G)成分。(H)含有聚醚骨架的化合物中所包含的聚醚骨架係以選自環氧乙烷單位及環氧丙烷單位之1種以上的單體單位所構成的聚氧化烯(polyoxyalkylene)骨架為較佳。因此,(H)含有聚醚骨架的化合物係以不包含含有環氧丁烷單位、苯醚(phenylene oxide)單位等的碳數4以上的單體單位的聚醚骨架為較佳。又,(H)含有聚醚骨架的化合物係可含有羥基。
(H)含有聚醚骨架的化合物係可含有聚矽氧骨架。作為聚矽氧骨架,可舉出例如聚二甲基矽氧烷骨架等的聚二烷基矽氧烷骨架;聚二苯基矽氧烷骨架等的聚二芳基矽氧烷骨架;聚甲基苯基矽氧烷骨架等的聚烷基芳基矽氧烷骨架;聚二甲基-二苯基矽氧烷骨架等的聚二烷基-二芳基矽氧烷骨架;聚二甲基-甲基苯基矽氧烷骨架等的聚二烷基-烷基芳基矽氧烷骨架;聚二苯基-甲基苯基矽氧烷骨架等的聚二芳基-烷基芳基矽氧烷骨架等,以聚二烷基矽氧烷骨架為較佳,以聚二甲基矽氧烷骨架為特佳。含有聚矽氧骨架的(H)含有聚醚骨架的化合物係可以是例如聚氧化烯改質聚矽氧、烷基醚化聚氧化烯改質聚矽氧(聚醚骨架末端中至少一部分為烷氧基的聚氧化烯改質聚矽氧)等。
(H)含有聚醚骨架的化合物係可含有聚酯骨架。該聚酯骨架係以脂肪族聚酯骨架為較佳。脂肪族聚酯骨架所包含的烴鏈係可以是直鏈狀、亦可以是分支鏈狀,以分支鏈狀為較佳。聚酯骨架中所包含的碳原子數係例如可為4~16。由於聚酯骨架可由聚羧酸、內酯、或此等的酸酐來形成,故含有聚酯骨架的(H)含有聚醚骨架的化合物係可在分子的末端具有羧基,但以在分子的末端具有羥基為較佳。
作為(H)含有聚醚骨架的化合物,可舉出例如:聚乙二醇、聚丙二醇、聚氧乙烯聚氧丙烯二醇等的直鏈型聚氧化烯二醇(直鏈型聚伸烷基二醇);聚氧乙烯甘油基醚、聚氧丙烯甘油基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯甘油基醚、聚氧乙烯三羥甲基丙烷醚、聚氧丙烯三羥甲基丙烷醚、聚氧乙烯聚氧丙烯三羥甲基丙烷醚、聚氧乙烯二甘油基醚、聚氧丙烯二甘油基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯二甘油基醚、聚氧乙烯季戊四醇醚、聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯山梨醇、聚氧丙烯山梨醇、聚氧乙烯聚氧丙烯山梨醇等的多鏈型聚氧化烯二醇(多鏈型聚伸烷基二醇)等的聚氧化烯二醇(聚伸烷基二醇);聚氧乙烯單烷基醚、聚氧乙烯二烷基醚、聚氧丙烯單烷基醚、聚氧丙烯二烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯單烷基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯二烷基醚等的聚氧化烯烷基醚;聚氧乙烯單酯、聚氧乙烯二酯、聚丙二醇單酯、聚丙二醇二酯、聚氧乙烯聚氧丙烯單酯、聚氧乙烯聚氧丙烯二酯等的聚氧化烯酯(包含乙酸酯、丙酸酯、丁酸酯、(甲基)丙烯酸酯等);聚氧乙烯單酯、聚氧乙烯二酯、聚氧丙烯單酯、聚氧丙烯二酯、聚氧乙烯聚氧丙烯單酯、聚氧乙烯聚氧丙烯二酯、聚氧乙烯烷基醚酯、聚氧丙烯烷基醚酯、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚酯等的聚氧化烯烷基醚酯(包含乙酸酯、丙酸酯、丁酸酯、(甲基)丙烯酸酯等);聚氧乙烯烷基胺、聚氧丙烯烷基胺、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基胺等的聚氧化烯烷基胺;聚氧乙烯烷基醯胺、聚氧丙烯烷基醯胺、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醯胺等的聚氧化烯烷基醯胺;聚氧乙烯二甲基矽油、聚氧丙烯二甲基矽油、聚氧乙烯聚氧丙烯二甲基矽油、聚氧乙烯聚二甲基甲矽烷氧基烷基二甲基矽油、聚氧丙烯聚二甲基甲矽烷氧基烷基二甲基矽油、聚氧乙烯聚氧丙烯聚二甲基甲矽烷氧基烷基二甲基矽油等的聚氧化烯改質聚矽氧;聚氧乙烯烷基醚二甲基矽油、聚氧丙烯烷基醚二甲基矽油、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚二甲基矽油、聚氧乙烯烷基醚聚二甲基甲矽烷氧基烷基二甲基矽油、聚氧丙烯烷基醚聚二甲基甲矽烷氧基烷基二甲基矽油、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醚聚二甲基甲矽烷氧基烷基二甲基矽油等的烷基醚化聚氧化烯改質聚矽氧(聚醚骨架末端至少一部分為烷氧基的聚氧化烯改質聚矽氧)等。
(H)含有聚醚骨架的化合物的數量平均分子係較佳為500~40000,又較佳為500~20000,更佳為500~10000。(H)含有聚醚骨架的化合物的重量平均分子量係較佳為500~40000,又較佳為500~20000,更佳為500~10000。數量平均分子及重量平均分子量係可藉由凝膠滲透層析法(GPC)以聚苯乙烯換算的值來進行測量。
(H)含有聚醚骨架的化合物係以在25℃呈液狀為較佳。(H)含有聚醚骨架的化合物在25℃時的黏度係較佳為100000mPa・s以下,又較佳為50000mPa・s以下,更佳為30000mPa・s以下,更佳為10000mPa・s以下,更佳為5000mPa・s以下,更佳為4000mPa・s以下,更佳為3000mPa・s以下,更佳為2000mPa・s以下,特佳為1500mPa・s以下。(H)含有聚醚骨架的化合物在25℃時的黏度的下限係較佳為10mPa・s以上,又較佳為20mPa・s以上,更佳為30mPa・s以上,更佳為40mPa・s以上,特佳為50mPa・s以上。黏度係可藉由B型黏度計進行測量而得到的黏度(mPa・s)。
作為(H)含有聚醚骨架的化合物的市售品,可舉出例如日油公司製的「PLONON #102」、「PLONON #104」、「PLONON #201」、「PLONON #202B」、「PLONON #204」、「PLONON #208」、「UNILUBE 70DP-600B」、「UNILUBE 70DP-950B」(聚氧乙烯聚氧丙烯二醇);ADEKA公司製的「PLURONIC L-23」、「PLURONIC L-31」、「PLURONIC L-44」、「PLURONIC L-61」、「ADEKA PLURONIC L-62」、「PLURONIC L-64」、「PLURONIC L-71」、「PLURONIC L-72」、「PLURONIC L-101」、「PLURONIC L-121」、「PLURONIC P-84」、「PLURONIC P-85」、「PLURONIC P-103」、「PLURONIC F-68」、「PLURONIC F-88」、「PLURONIC F-108」、「PLURONIC 25R-1」、「PLURONIC 25R-2」、「PLURONIC 17R-2」、「PLURONIC 17R-3」、「PLURONIC 17R-4」(聚氧乙烯聚氧丙烯二醇);Shin-Etsu silicone公司製的「KF-6011」、「KF-6011P」、「KF-6012」、「KF-6013」、「KF-6015」、「KF-6016」、「KF-6017」、「KF-6017P」、「KF-6043」、「KF-6004」、「KF351A」、「KF352A」、「KF353」、「KF354L」、「KF355A」、「KF615A」、「KF945」、「KF-640」、「KF-642」、「KF-643」、「KF-644」、「KF-6020」、「KF-6204」、「X22-4515」、「KF-6028」、「KF-6028P」、「KF-6038」、「KF-6048」、「KF-6025」(聚氧化烯改質聚矽氧)等。
相對於特定樹脂組成物中的不揮發成分100質量%,(H)含有聚醚骨架的化合物的量並無特別限定,但較佳為0.01質量%以上,又較佳為0.1質量%以上,特佳為0.5質量%以上,較佳為10質量%以下,又較佳為5質量%以下,更佳為3質量%以下。
相對於特定樹脂組成物中的樹脂成分100質量%,(H)含有聚醚骨架的化合物的量並無特別限定,但較佳為0.1質量%以上,又較佳為1.0質量%以上,特佳為5.0質量%以上,較佳為30質量%以下,又較佳為20質量%以下,更佳為12質量%以下。
[2.9.(I)其他的添加劑]
除了上述的(A)~(H)成分以外,本實施形態相關的特定樹脂組成物係可進而包含任意的添加劑來作為任意的不揮發成。作為如此般的添加劑,可舉出例如橡膠粒子、聚醯胺微粒子、聚矽氧粒子等的有機填充材;聚碳酸酯樹脂、苯氧基樹脂、聚乙烯基縮醛樹脂、聚烯烴樹脂、聚碸樹脂、聚酯樹脂等的熱可塑性樹脂;有機銅化合物、有機鋅化合物、有機鈷化合物等的有機金屬化合物;酞青藍、酞青綠、碘綠、重氮黃、結晶紫、氧化鈦、碳黑等的著色劑;氫醌、兒茶酚、鄰苯三酚、吩噻嗪等的聚合抑制劑;聚矽氧系調平劑、丙烯酸聚合物系調平劑等的調平劑;皂土、蒙特石等的增稠劑;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的消泡劑;苯并三唑系紫外線吸收劑等的紫外線吸收劑;尿素矽烷等的接著性提升劑;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的密著性賦予劑;受阻酚系抗氧化劑、受阻胺系抗氧化劑等的抗氧化劑;茋誘導體等的蛍光增白劑;氟系界面活性劑等的界面活性劑;磷系阻燃劑(例如磷酸酯化合物、磷腈化合物、次膦酸化合物、紅磷)、氮系阻燃劑(例如硫酸三聚氰胺)、鹵素系阻燃劑、無機系阻燃劑(例如三氧化銻)等的阻燃劑等。添加劑係可使用單獨1種、亦可以任意的比率組合2種以上來使用。
[2.10.(J)溶劑]
本實施形態相關的特定樹脂組成物係可進而含有(J)任意的溶劑來作為揮發性成分。作為(J)溶劑,可舉出例如有機溶劑。又,溶劑係可使用單獨1種、亦可以任意的比率組合2種類以上來使用。溶劑的量越少越佳。相對於特定樹脂組成物中的不揮發成分100質量%,溶劑的量係較佳為3質量%以下,又較佳為1質量%以下,更佳為0.5質量%以下,更佳為0.1質量%以下,更佳為0.01質量%以下,特佳為不包含(0質量%)。
[3.樹脂組成物之製造方法]
本實施形態相關的特定樹脂組成物係例如可藉由將上述的成分進行混合從而來製造。上述的成分,可一部分或全部同時地進行混合,亦可依序混合。在將各成分進行混合的過程中,可適當設定溫度,因此,可以暫時或橫跨全程地進行加熱及/或冷卻。又,在將各成分進行混合的過程中,亦可進行攪拌或振盪。
[4.樹脂組成物的特性]
通常上述的特定樹脂組成物係具有熱硬化性。因此,藉由熱將特定樹脂組成物進行硬化,從而可得到硬化物。若在以該特定樹脂組成物的硬化物所形成的硬化物層上,形成感光性樹脂組成物的層時,可使該感光性樹脂組成物的層的解析性成為良好。具體而言,藉由將感光性樹脂組成物的層曝光及顯影,而可形成小尺寸的開口部分。通常即使是使用正型及負型中任一種的感光性樹脂組成物時,亦能夠達成前述的解析性的改善。例如藉由後述的實施例的[解析性的評估試驗]記載的方法,在特定樹脂組成物的硬化物層上形成感光性樹脂組成物的層時,在該感光性樹脂組成物的層上,能夠形成直徑10μm的開口部。
特定樹脂組成物係以糊膏狀為較佳。如此般糊膏狀的特定樹脂組成物係可易於進行藉由壓縮模塑之成型。因此,可易於製造一種構造體,具備:以特定樹脂組成物的硬化物所形成的硬化物層、及以接觸於該硬化物層的表面之方式所形成的感光性樹脂組成物的層;以及可易於製造一種半導體晶片封裝體。糊膏狀的特定樹脂組成物在25℃時的黏度係可以在1Pa・s~1000Pa・s的範圍,以在20Pa・s~500Pa・s的範圍內為較佳。前述的黏度係能夠使用E型黏度計來進行測量。
就使用於半導體晶片封裝體的密封或絕緣用途之觀點而言,特定樹脂組成物的硬化物係以介電正切小為較佳。例如將特定樹脂組成物以150℃60分鐘的條件進行熱硬化所得到的硬化物的介電正切係較佳為0.03以下,又較佳為0.025以下,更佳為0.02以下。下限值係可設為0.0001以上。又,特定樹脂組成物的硬化物係以相對介電常數小為較佳。例如將特定樹脂組成物以150℃60分鐘的條件進行熱硬化所得到的硬化物的相對介電常數係較佳為3.7以下,又較佳為3.6以下,更佳為3.5以下。下限值係可設為0.001以上。介電正切及相對介電常數係藉由使用安捷倫科技(Agilent Technologies)公司製的HP8362B裝置的空腔共振擾動法,以測量溫度23℃、測量頻率5.8GHz來進行測量。
[5.樹脂組成物的用途]
本實施形態相關的特定樹脂組成物係可適合使用作為用來密封有機EL裝置及半導體等的電子機器的樹脂組成物(密封用的樹脂組成物),特別是可適合作為用來密封半導體的樹脂組成物(半導體密封用的樹脂組成物),較佳為可適合作為用來密封半導體晶片的樹脂組成物(半導體晶片密封用的樹脂組成物)。又,樹脂組成物除了密封用途以外可使用作為絕緣層用的絕緣用途的樹脂組成物。例如,前述的樹脂組成物係可適合使用作為用來形成半導體晶片封裝體的絕緣層的樹脂組成物(半導體晶片封裝體的絕緣層用的樹脂組成物)、及用來形成電路基板(包含印刷配線板)的絕緣層的樹脂組成物(電路基板的絕緣層用的樹脂組成物)。
就活用可改善在特定樹脂組成物的硬化物層上所形成的感光性樹脂組成物的層的解析性之類的優點之觀點而言,本實施形態相關的特定樹脂組成物係以使用作為用來形成半導體晶片封裝體的密封層或絕緣層的材料為較佳。作為半導體晶片封裝體,可舉出例如FC-CSP、MIS-BGA封裝體、ETS-BGA封裝體、Fan-out型WLP(Wafer Level Package)、Fan-in型WLP、Fan-out型PLP(Panel Level Package)、Fan-in型PLP。
又,前述的樹脂組成物係可使用作為底部填充材,例如係可使用作為將半導體晶片連接在基板後使用的MUF(Molding Under Filling)的材料。
進而,前述的樹脂組成物係可用於樹脂薄片、預浸體等的薄片狀積層材料、阻焊劑、晶粒結著材、填孔樹脂、零件埋置樹脂等使用樹脂組成物的廣泛的用途中。
[6.樹脂薄片]
本發明的一實施形態相關的樹脂薄片係具有:支撐體、與設置於該支撐體上的樹脂組成物層。樹脂組成物層係包含特定樹脂組成物的層,通常以特定樹脂組成物來形成。
就薄型化之觀點而言,樹脂組成物層的厚度係較佳為600μm以下,又較佳為500μm以下。樹脂組成物層的厚度的下限係較佳可設為1μm以上、5μm以上,又較佳可設為10μm以上,更佳可設為50μm以上,特佳可設為100μm以上。
又,將該樹脂組成物層進行硬化所得到的硬化物層的厚度係較佳為600μm以下,又較佳為500μm以下。硬化物層的厚度的下限係較佳為1μm以上、5μm以上,又較佳為10μm以上,更佳為50μm以上,特佳為100μm以上。
作為支撐體,可舉例如由塑膠材料所成的薄膜、金屬箔、脫模紙,較佳為由塑膠材料所成的薄膜、金屬箔。
作為支撐體,若使用由塑膠材料所成的薄膜時,作為塑膠材料可舉例如聚對苯二甲酸乙二酯(以下有時簡稱為「PET」)、聚萘二甲酸乙二酯(以下有時簡稱為「PEN」)等的聚酯;聚碳酸酯(以下有時簡稱為「PC」);聚甲基丙烯酸甲酯(以下有時簡稱為「PMMA」)等的丙烯酸聚合物;環狀聚烯烴;三乙醯基纖維素(以下有時簡稱為「TAC」);聚醚硫化物(以下有時簡稱為「PES」);聚醚酮;聚醯亞胺等。其中,以聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯為較佳,以平價的聚對苯二甲酸乙二酯為特佳。
作為支撐體,若使用金屬箔時,作為金屬箔,可舉例如銅箔、鋁箔等,其中,以銅箔為較佳。作為銅箔係能以使用由銅的單質金屬所成的箔,亦可使用由銅與其他的金屬(例如錫、鉻、銀、鎂、鎳、鋯、矽、鈦等)的合金所成的箔。
可以對支撐體的與樹脂組成物層接合的面施以消光處理、電暈放電處理、抗靜電處理等的處理。
又,作為支撐體,亦可使用在與樹脂組成物層接合的面上具有脫模層之附有脫模層的支撐體,作為使用於附有脫模層的支撐體的脫模層的脫模劑,可舉出選自由例如醇酸樹脂、聚烯烴樹脂、胺基甲酸酯樹脂、及聚矽氧樹脂所成之群之1種以上的脫模劑。作為脫模劑的市售品例如醇酸樹脂系脫模劑可舉出LINTEC公司製的「SK-1」、「AL-5」、「AL-7」等。又,作為附有脫模層的支撐體,可舉例如Toray公司製的「Lumirror T60」;帝人公司製的「PUREX」;Unitika公司製的「Unipeel」等。
支撐體的厚度係以5μm~75μm的範圍為較佳,以10μm~60μm的範圍為又較佳。尚若使用附有脫模層的支撐體時,附有脫模層的支撐體整體的厚度係以上述範圍為較佳。
樹脂薄片係可藉由例如使用模塗佈機等的塗佈裝置,將特定樹脂組成物塗佈在支撐體上來進行製造。又,因應所需,可將特定樹脂組成物溶解在有機溶劑中來調製樹脂清漆,並塗佈該樹脂清漆來製造樹脂薄片。可藉由使用有機溶劑來調整黏度,從而提升塗佈性。若使用包含有機溶劑的特定樹脂組成物或樹脂清漆時,通常於塗佈後將特定樹脂組成物或樹脂清漆進行乾燥從而形成特定樹脂組成物層。
作為有機溶劑,可舉出例如丙酮、甲基乙基酮及環己酮等的酮溶劑;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸溶纖劑、丙二醇單甲基醚乙酸酯及卡必醇乙酸酯等的乙酸酯溶劑;溶纖劑及丁基卡必醇等的卡必醇溶劑;甲苯及二甲苯等的芳香族烴溶劑;二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺(DMAc)及N-甲基吡咯烷酮等的醯胺系溶劑等。有機溶劑係可使用單獨1種、亦可以任意的比率組合2種以上來使用。
乾燥係可藉由加熱、吹熱風等的周知的方法來進行實施。乾燥條件係以樹脂組成物層中的有機溶劑的含有量通常成為10質量%以下,較佳成為5質量%以下之方式來進行乾燥。特定樹脂組成物或樹脂清漆中的有機溶劑的沸點會有所不同,例如若使用包含30質量%~60質量%的有機溶劑的特定樹脂組成物或樹脂清漆時,可藉由以50℃~150℃進行乾燥3分鐘~10分鐘,從而形成樹脂組成物層。
因應所需,樹脂薄片亦可包含支撐體及樹脂組成物層以外的任意的層。例如樹脂薄片中,設置於樹脂組成物層的未與支撐體接合的面(即,與支撐體相反側的面)上的依據支撐體所選用的保護薄膜。保護薄膜的厚度係例如為1μm~40μm。藉由保護薄膜,可防止灰塵等的對樹脂組成物層的表面附著或損傷。若樹脂薄片具有保護薄膜時,藉由將保護薄膜剝下來從而能夠使用樹脂薄片。又,樹脂薄片係可捲取成輥狀來進行保存。
樹脂薄片係可適用於半導體晶片封裝體的製造中用來形成絕緣層(半導體晶片封裝體的絕緣用樹脂薄片)。例如樹脂薄片係可使用於用來形成電路基板的絕緣層(電路基板的絕緣層用樹脂薄片)。作為使用如此般的基板的封裝體的例子,可舉出FC-CSP、MIS-BGA封裝體、ETS-BGA封裝體。
又,樹脂薄片係可適用於用來密封半導體晶片(半導體晶片密封用樹脂薄片)。作為能夠適用的半導體晶片封裝體,可舉出例如Fan-out型WLP、Fan-in型WLP、Fan-out型PLP、Fan-in型PLP等。
又,樹脂薄片可以用於將半導體晶片連接在基板後所使用的MUF的材料。
進而,樹脂薄片係可使用於要求高絕緣可靠性的其他的廣泛用途中。例如樹脂薄片係可適合使用於用來形成印刷配線板等的電路基板的絕緣層。
[7.電路基板]
本發明的一實施形態相關的電路基板包含特定樹脂組成物的硬化物。通常而言,電路基板包含以特定樹脂組成物的硬化物所形成的硬化物層,該硬化物層係可作為絕緣層或密封層來發揮功能。該電路基板係可藉由例如包含下述的步驟(1)及步驟(2)的製造方法來進行製造。
(1)在基材上形成樹脂組成物層之步驟。
(2)將樹脂組成物層進行熱硬化來形成硬化物層之步驟。
步驟(1)中,準備基材。作為基材,可舉出例如玻璃環氧基板、金屬基板(不鏽鋼或冷軋鋼板(SPCC)等)、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的基板。又,作為該基材的一部分,基材係在表面可具有銅箔等的金屬層。例如可使用在兩個的表面具有能夠剝離的第一金屬層及第二金屬層的基材。若使用如此般基材時,通常係將作為以電路配線而可發揮功能的配線層的導體層形成在第二金屬層的與第一金屬層為相反側的面上。作為金屬層的材料,可舉出銅箔、附帶載體的銅箔、後述的導體層的材料等,較佳為銅箔。作為具有金屬層的基材,可舉出例如三井金屬礦業公司製的附帶載體銅箔的極薄銅箔「Micro Thin」。
又,可在基材的一個或兩個的表面上形成導體層。以下的說明中,有時將包含基材、及形成在該基材表面的導體層的構件適當地稱為「附帶配線層的基材」。作為導體層中所包含的導體材料,可舉出例如包含選自由金、鉑、鈀、銀、銅、鋁、鈷、鉻、鋅、鎳、鈦、鎢、鐵、錫及銦所組成的群組之1種以上的金屬的材料。作為導體材料係可使用單質金屬、亦可使用合金。作為合金,可舉出例如選自上述的群組之2種以上的金屬的合金(例如鎳-鉻合金、銅-鎳合金及銅-鈦合金)。其中,就導體層形成的通用性、成本、圖型化的容易性之觀點而言,以作為單質金屬的鉻、鎳、鈦、鋁、鋅、金、鈀、銀或銅,及作為合金的鎳-鉻合金、銅-鎳合金、銅-鈦合金的合金為較佳。其中,以鉻、鎳、鈦、鋁、鋅、金、鈀、銀或銅的單質金屬,及鎳-鉻合金為又較佳;以銅的單質金屬為特佳。
例如為了以配線層來發揮功能,導體層係可進行圖型加工。此時,導體層的線寬(電路寬)/間距(電路間的寬)比並無特別限制,但較佳為20/20μm以下(即,間距為40μm以下),又較佳為10/10μm以下,更佳為5/5μm以下,又更佳為1/1μm以下,特佳為0.5/0.5μm以上。在整個導體層上,間距不需要相同。導體層的最小間距係可以是例如40μm以下、36μm以下、或30μm以下。
導體層的厚度係取決於電路基板的設計,較佳為3μm~35μm,又較佳為5μm~30μm,更佳為10μm~20μm,特佳為15μm~20μm。
準備基材後,在基材上形成樹脂組成物層。若在基材的表面上形成導體層時,樹脂組成物層的形成係以導體層被埋入至樹脂組成物層中之方式來進行為較佳。
樹脂組成物層的形成係可例如藉由壓縮成型法來進行。壓縮成型法係通常將基材及樹脂組成物配置在模具中,在該模具內向樹脂組成物施加壓力及因應所需進行加熱,從而在基材上形成樹脂組成物層。
壓縮成型法的具體的操作係可例如下述般的方式。作為壓縮成型用的模具,準備上模及下模。又,在基材上塗佈樹脂組成物。將塗佈有樹脂組成物的基材安裝在下模。之後,將上模與下模進行合模,向樹脂組成物施加熱及壓力來進行壓縮成型。
又,壓縮成型法的具體的操作係可例如下述般的方式。作為壓縮成型用的模具,準備上模及下模。在下模上放置樹脂組成物。又,將基材安裝在上模。之後,以放置在下模的樹脂組成物接觸於安裝在上模的基材之方式將上模與下模進行合模,並施加熱及壓力來進行壓縮成型。
成型條件係依據特定樹脂組成物的組成而有所不同,為了達成良好的密封而可採用適當的條件。例如成型時的模具的溫度係較佳為70℃以上,又較佳為80℃以上,特佳為90℃以上,較佳為200℃以下,又較佳為170℃以下,特佳為150℃以下。又,在成型時所施加的壓力係較佳為1MPa以上,又較佳為3MPa以上,特佳為5MPa以上,較佳為50MPa以下,又較佳為30MPa以下,特佳為20MPa以下。固化時間係較佳為1分鐘以上,又較佳為2分鐘以上,特佳為3分鐘以上,較佳為60分鐘以下,又較佳為30分鐘以下,特佳為20分鐘以下。通常於樹脂組成物層的形成後,將模具拆卸。模具的拆卸係可於樹脂組成物層的熱硬化前來進行、亦可於熱硬化後來進行。
又,樹脂組成物層的形成係例如可藉由積層樹脂薄片與基材來進行。該積層係例如可藉由從支撐體側將樹脂薄片加熱壓著在基材,而將樹脂組成物層貼合在基材來進行。作為將樹脂薄片加熱壓著在基材的構件(以下稱為「加熱壓著構件」),可舉例如經加熱的金屬板(SUS鏡板等)或金屬輥(SUS輥等)等。尚,較佳並非將加熱壓著構件直接壓製在樹脂薄片,而是隔著耐熱橡膠等的彈性材進行壓製,以使樹脂薄片充分追隨基材的表面凹凸。
基材與樹脂薄片的積層係例如可藉由真空層合法來實施。真空層合法中,加熱壓著溫度係較佳為60℃~160℃,又較佳為80℃~140℃的範圍。加熱壓著壓力係較佳為0.098MPa~1.77MPa,又較佳為0.29MPa~1.47MPa的範圍。加熱壓著時間係較佳為20秒鐘~400秒鐘,又較佳為30秒鐘~300秒鐘的範圍。積層係可較佳以壓力13hPa以下的減壓條件下來實施。
於積層之後,在常壓下(大氣壓下),例如藉由從支撐體側對加熱壓著構件進行壓製,可進行積層的樹脂薄片的平滑化處理。平滑化處理的壓製條件係可設為與上述積層的加熱壓著條件相同的條件。尚,積層與平滑化處理係可使用上述的市售的真空貼合機來連續的進行。
在基材上形成樹脂組成物層後,使樹脂組成物層熱硬化來形成硬化物層。樹脂組成物層的熱硬化條件雖然會依據特定樹脂組成物的種類而有所不同,而硬化溫度係通常為120℃~240℃的範圍(較佳為150℃~220℃的範圍,又較佳為170℃~200℃的範圍),硬化時間係通常為5分鐘~120分鐘的範圍(較佳為10分鐘~100分鐘的範圍,又較佳為15分鐘~90分鐘的範圍)。
在使樹脂組成物層熱硬化前,對於樹脂組成物層,可施予以低於硬化溫度的溫度的加熱來進行預加熱處理。例如在使樹脂組成物層熱硬化之前,通常可以50℃以上未滿120℃(較佳為60℃以上110℃以下,又較佳為70℃以上100℃以下)的溫度,將樹脂組成物層通常進行5分鐘以上(較佳為5分鐘~150分鐘,又較佳為15分鐘~120分鐘)的預加熱。
依如以上般之方式,可製造具有以特定樹脂組成物的硬化物所形成的硬化物層的電路基板。又,電路基板之製造方法係可進而包含任意的步驟。
例如若使用樹脂薄片來製造電路基板時,電路基板之製造方法係可包含將樹脂薄片的支撐體剝離之步驟。可於樹脂組成物層的熱硬化之前剝離支撐體、亦可於樹脂組成物層的熱硬化之後剝離支撐體。
電路基板之製造方法係可包含例如在形成硬化物層後,將該硬化物層的表面進行研磨之步驟。研磨方法並無特別限定,作為研磨方法的例子,可舉出藉由化學機械研磨裝置之化學機械研磨方法、拋光等的機械研磨方法、藉由砂輪旋轉之平面磨削方法等。
電路基板之製造方法例如可包含將導體層進行層間連接之步驟(3),例如在硬化物層進行開孔之步驟。據此,可在硬化物層上形成通孔、穿通孔等的孔洞。作為通孔的形成方法,可舉出例如雷射照射、蝕刻、機械鑽孔等。通孔的尺寸或形狀係可因應電路基板的設計來進行適當決定。尚,步驟(3)亦可藉由硬化物層的研磨或磨削來進行層間連接。
於通孔的形成後,較佳為進行去除通孔內的膠渣之步驟。該步驟有時稱為除膠渣步驟。例如藉由鍍敷步驟在硬化物層上形成導體層時,可對通孔進行濕式的除膠渣處理。又,藉由濺鍍步驟在硬化物層上形成導體層時,亦可進行電漿處理步驟等的乾式除膠渣步驟。進而,藉由除膠渣步驟可對硬化物層施予粗化處理。
又,可在硬化物層上形成導體層前,對硬化物層進行粗化處理。藉由該粗化處理,通常可將包括通孔內的硬化物層的表面進行粗化。作為粗化處理係可進行乾式及濕式中任一的粗化處理。作為乾式的粗化處理的例子,可舉出電漿處理等。又,作為濕式的粗化處理的例子,可舉出依序進行藉由膨潤液之膨潤處理、藉由氧化劑之粗化處理、及藉由中和液之中和處理的方法。
形成通孔後,可在硬化物層上形成導體層。藉由在形成通孔的位置來形成導體層,從而使得新形成的導體層與基材表面的導體層導通,可進行層間連接。導體層的形成方法可舉出例如鍍敷法、濺鍍法、蒸鍍法等。例如可藉由半加成法、全加成法等的適當的方法,對硬化物層的表面進行鍍敷,從而形成具有所期望的配線圖型的導體層。又,例如若在樹脂薄片中的支撐體為金屬箔時,可藉由減成法,從而形成具有所期望的配線圖型的導體層。所形成的導體層的材料係可以是單質金屬、亦可以是合金。又,該導體層係可具有單層構造、亦可具有包含2層以上的不同種類的材料的層的多層構造。
於此,詳細說明在硬化物層上形成導體層的實施形態的例子。在硬化物層的表面上形成遮罩,並在該遮罩層的一部分中形成開口部分作為遮罩圖型。之後,藉由濺鍍於形成金屬層後,將遮罩層去除。據此,可形成具有所期望的配線圖型的導體層。前述的遮罩層係通常藉由感光性樹脂組成物的層來形成。又,遮罩層的開口部分係可藉由對感光性樹脂組成物的層施予曝光及顯影從而來形成。在以特定樹脂組成物的硬化物所形成的硬化物層上形成的感光性樹脂組成物的層,可使解析性成為優異。因此,由於能夠形成作為小尺寸的開口部分的遮罩圖型,故能夠形成微細的配線作為導體層。
電路基板之製造方法係可包含將基材去除之步驟(4)。藉由將基材去除,可得當具有硬化物層、與被埋入至該硬化物層中的導體層的電路基板。該步驟(4)係例如可於使用具有能夠剝離的金屬層的基材之情形時來進行。
[8.半導體晶片封裝體]
本發明的一實施形態相關的半導體晶片封裝體包含特定樹脂組成物的硬化物。作為該半導體晶片封裝體係可舉出例如下述者。
第一例子相關的半導體晶片封裝體包含上述的電路基板與搭載於該電路基板的半導體晶片。可藉由將半導體晶片接合於電路基板來製造該半導體晶片封裝體。
電路基板與半導體晶片的接合條件係可採用半導體晶片的端子電極與電路基板的電路配線能進行導體連接的任意的條件。例如可採用半導體晶片的倒裝晶片安裝中所使用的條件。又,例如可在半導體晶片與電路基板之間經由絕緣性的接著劑來進行接合。
作為接合方法的例子,可舉出將半導體晶片壓著在電路基板的方法。作為壓著條件,壓著溫度係通常為120℃~240℃的範圍(較佳為130℃~200℃的範圍,又較佳為140℃~180℃的範圍),壓著時間係通常為1秒鐘~60秒鐘的範圍(較佳為5秒鐘~30秒鐘的範圍)。
又,作為接合方法的其他的例子,可舉出將半導體晶片回焊並接合於電路基板的方法。回焊條件係可設為120℃~300℃的範圍。
將半導體晶片接合於電路基板後,可以模底部填充材來填充半導體晶片。作為該模底部填充材可使用上述的特定樹脂組成物。
第二例子相關的半導體晶片封裝體包含半導體晶片、與密封該半導體晶片的特定樹脂組成物的硬化物。如此般的半導體晶片封裝體中,通常特定樹脂組成物的硬化物係作為密封層來發揮功能。作為第二例子相關的半導體晶片封裝體,可舉出例如Fan-out型WLP。
圖2係模擬性表示作為本實施形態相關的半導體晶片封裝體的一例的Fan-out型WLP之斷面圖。作為Fan-out型WLP的半導體晶片封裝體100,例如圖2所表般,具備:半導體晶片110;為了覆蓋半導體晶片110的周圍所形成的密封層120;設置於半導體晶片110的與密封層120為相反側的面的作為絕緣層的再配線形成層130;作為導體層的再配線層140;阻焊劑層150;及凸塊160。
如此般的半導體晶片封裝體之製造方法包含下述之步驟:
(A)在基材上積層暫時固定薄膜之步驟、
(B)將半導體晶片暫時固定至暫時固定薄膜上之步驟、
(C)在半導體晶片上形成密封層之步驟、
(D)將基材及暫時固定薄膜從半導體晶片上剝離之步驟、
(E)在半導體晶片的基材及暫時固定薄膜為被剝離的面上形成再配線形成層之步驟、
(F)在再配線形成層上形成作為導體層的再配線層之步驟、以及
(G)在再配線層上形成阻焊劑層之步驟。又,前述的半導體晶片封裝體之製造方法亦可包含下述之步驟:
(H)將多個半導體晶片封裝體切割成個別的半導體晶片封裝體的單片化之步驟。
(步驟(A))
步驟(A)係在基材上積層暫時固定薄膜之步驟。基材與暫時固定薄膜的積層條件係可與電路基板之製造方法中的基材與樹脂薄片的積層條件相同。
作為基材,可舉出例如矽晶圓;玻璃晶圓;玻璃基板;銅、鈦、不鏽鋼、冷軋鋼板(SPCC)等的金屬基板;FR-4基板等的將環氧樹脂等摻入玻璃纖維並進行熱硬化處理而得到的基板;由BT樹脂等的雙馬來醯亞胺三嗪樹脂所成的基板等。
暫時固定薄膜係能夠使用可從半導體晶片上剝離、且可將半導體晶片暫時固定的任意的材料。作為市售品,可舉出日東電工公司製「REVALPHA」等。
(步驟(B))
步驟(B)係將半導體晶片暫時固定至暫時固定薄膜上之步驟。半導體晶片的暫時固定係例如可使用倒裝晶片接合機(flip chip bonder)、晶粒接合機(die bonder)等的裝置來進行。半導體晶片的配置的版圖(layout)及配置數係可因應暫時固定薄膜的形狀、大小、作為目標的半導體晶片封裝體的生產數等來進行適當設定。例如可將半導體晶片排列成多行、且多列的矩陣狀來進行暫時固定。
(步驟(C))
步驟(C)係在半導體晶片上形成密封層之步驟。密封層係能夠藉由特定樹脂組成物的硬化物來形成。密封層係通常以包含下述步驟的方法來形成:在半導體晶片上形成樹脂組成物層之步驟、與將該樹脂組成物層進行熱硬化來形成作為密封層的硬化物層之步驟。在半導體晶片上形成樹脂組成物層,例如除了使用半導體晶片來替代基板以外,其餘係能夠與前述[7.電路基板]說明的在基板上形成樹脂組成物層的方法以相同的方法來進行。
在半導體晶片上形成樹脂組成物層後,將該樹脂組成物層進行熱硬化,從而得到覆蓋半導體晶片的密封層。據此,藉由特定樹脂組成物的硬化物來進行半導體晶片的密封。樹脂組成物層的熱硬化條件係可採用與電路基板之製造方法中的樹脂組成物層的熱硬化條件為相同的條件。進而,在將樹脂組成物層進行熱硬化前,可施予以低於硬化溫度的溫度,對於樹脂組成物層進行加熱的預加熱處理。該預加熱處理的處理條件係可採用與電路基板之製造方法中的預加熱處理為相同的條件。
(步驟(D))
步驟(D)係將基材及暫時固定薄膜從半導體晶片上剝離之步驟。剝離方法係以採用因應暫時固定薄膜的材質的適當方法為宜。作為剝離方法,可舉出例如將暫時固定薄膜進行加熱、發泡或膨脹來進行剝離的方法。又,作為剝離方法,可舉出例如透過基材對暫時固定薄膜照射紫外線,使得暫時固定薄膜的黏著力降低來進行剝離的方法。
將暫時固定薄膜進行加熱、發泡或膨脹來進行剝離的方法中,加熱條件係通常以100℃~250℃進行1秒鐘~90秒鐘或5分鐘~15分鐘。又,照射紫外線使得暫時固定薄膜的黏著力降低來進行剝離的方法中,紫外線的照射量係通常為10mJ/cm
2~1000mJ/cm
2。
若基材及暫時固定薄膜如前述般從半導體晶片上剝離時,則密封層的面會露出。半導體晶片封裝體之製造方法係可包含將該露出的密封層的面進行研磨。藉由研磨可提升密封層的表面的平滑性。作為研磨方法係能夠使用與電路基板之製造方法中所說明者為相同的方法。
(步驟(E))
步驟(E)係在半導體晶片的基材及暫時固定薄膜為被剝離的面上形成作為絕緣層的再配線形成層之步驟。通常該再配線形成層係形成在半導體晶片及密封層上。
再配線形成層的材料係可使用具有絕緣性的任意的材料。若藉由特定樹脂組成物的硬化物來形成密封層時,在該密封層上所形成的再配線形成層係以藉由感光性樹脂組成物來形成為較佳。若在特定樹脂組成物的硬化物層上形成再配線形成層來作為感光性樹脂組成物的層時,可使該再配線形成層的解析性成為優異。因此,能夠形成作為小尺寸的開口部分的通孔。
形成再配線形成層後,為了將半導體晶片與再配線層進行層間連接,通常在再配線形成層形成通孔。若再配線形成層以感光性樹脂組成物來形成時,通孔的形成方法係通常包含通過遮罩對再配線形成層的表面來進行曝光。作為活性能量線,可舉出例如紫外線、可見光線、電子線、X線等,特別是以紫外線為較佳。作為曝光方法可舉出例如使遮罩密著於再配線形成層來進行曝光的接觸曝光法、不使遮罩密著於再配線形成層而是使用平行光線來進行曝光的非接觸曝光法等。
由於藉由前述的曝光能夠在再配線形成層上形成潛像,故之後藉由進行顯影來去除再配線形成層的一部分,從而可形成作為貫通再配線形成層的開口部分的通孔。顯影係可進行濕式顯影、乾式顯影中任一種。作為顯影的方式,可舉出例如浸漬方式、混拌方式、噴霧方式、拍擊方式、刮塗方式等,就解析性之觀點而言,以混拌方式為適合。
通孔的形狀並無特別限定,一般是圓形(略圓形)。通孔的頂部孔徑係較佳為50μm以下,又較佳為30μm以下,更佳為20μm以下,特佳為10μm以下,特更佳為5μm以下。於此,通孔的頂部孔徑係指在再配線形成層的表面的通孔開口的直徑之意。
(步驟(F))
步驟(F)係在再配線形成層上形成作為導體層的再配線層之步驟。在再配線形成層上形成再配線層的方法係可與電路基板之製造方法中的在硬化物層上形成導體層的方法為相同。又,可反覆進行步驟(E)及步驟(F),交互重疊(增層)再配線層及再配線形成層。
(步驟(G))
步驟(G)係在再配線層上形成阻焊劑層之步驟。阻焊劑層的材料係可使用具有絕緣性的任意的材料。其中,就半導體晶片封裝體的製造的容易度之觀點而言,以感光性樹脂組成物及熱硬化性樹脂組成物為較佳。又,作為熱硬化性樹脂組成物,可使用特定樹脂組成物。
又,步驟(G)中,因應所需可進行形成凸塊(bumping)的凸塊加工。凸塊加工係可利用焊球、焊料鍍敷等的方法來進行。又,凸塊加工中的通孔的形成係可與步驟(E)相同地進行。
(步驟(H))
除了步驟(A)~(G)以外,半導體晶片封裝體之製造方法係可包含步驟(H)。步驟(H)係將多個半導體晶片封裝體切割成個別的半導體晶片封裝體的單片化之步驟。將半導體晶片封裝體切割成個別的半導體晶片封裝體的方法並無特別限定。
作為第三例子相關的半導體晶片封裝體,可舉出如圖2所表示的一例子,在半導體晶片封裝體100中,以特定樹脂組成物的硬化物形成再配線形成層130或阻焊劑層150的半導體晶片封裝體。
[9.構造體]
如上述般,在電路基板之製造方法、及半導體晶片封裝體之製造方法中,可得到一種作為該中間製造物的構造體,具備:以特定樹脂組成物的硬化物作為熱硬化性樹脂組成物所形成的硬化物層、與在硬化物層的表面所形成的感光性樹脂組成物的層。例如在電路基板之製造方法中,若藉由感光性樹脂組成物來形成導體層形成用的遮罩層時,可得到一種構造體,依序具備:基板、在該基板上以特定樹脂組成物的硬化物所形成的硬化物層、與在該硬化物層上以感光性樹脂組成物所形成的遮罩層。又,例如在半導體晶片封裝體之製造方法中,若以感光性樹脂組成物來形成再配線形成層時,可得到一種構造體,具備:以特定樹脂組成物的硬化物所形成的密封層、與在該密封層上以感光性樹脂組成物所形成的再配線形成層。
在前述的構造體中,遮罩層及再配線形成層等的感光性樹脂組成物的層係可在以特定樹脂組成物的硬化物所形成的硬化物層上,以直接接觸於該硬化物層之方式來設置。於此,「直接」係指在硬化物層與感光性樹脂組成物的層之間沒有其他層之意。
若該等遮罩層及再配線形成層等的感光性樹脂組成物的層進行硬化時,與將該感光性樹脂組成物的層進行硬化所到的層(以下有時稱為「硬化組成物層」)的硬化物層為相反側的表面,通常可具有與上述的要件(i)中規定的範圍為相同的範圍內的算術平均粗糙度Ra。因此,硬化前的感光性樹脂組成物的層係可具有對應於硬化組成物層的表面的算術平均粗糙度Ra的低粗糙度。又,將遮罩層及再配線形成層等的感光性樹脂組成物的層進行硬化所得到的硬化組成物層係通常可具有與上述的要件(ii)中規定的範圍為相同的範圍內的最大厚度與最小厚度的差TTV。因此,硬化前的感光性樹脂組成物的層係可具有對應於硬化組成物層的最大厚度與最小厚度的差TTV的厚度的高均勻性。因此,該感光性樹脂組成物的層係可得到優異的解析性。因此,在上述的實施形態相關的電路基板及半導體晶片封裝體中能夠形成微細的配線。感光性樹脂組成物的層的硬化條件係可因應感光性樹脂組成物的組成來採用適當的條件,例如能夠以250℃2小時的條件來進行。
[10.半導體裝置]
半導體裝置具備半導體晶片封裝體。作為半導體裝置,可舉出供給於例如電氣製品(例如電腦、行動電話、智慧手機、平板型裝置、可穿戴式裝置、數位相機、醫療機器、及電視等)及交通工具(例如摩托車、汽車、電車、船舶及飛機等)等的各種半導體裝置。
[實施例]
以下,表示實施例來具體地說明本發明。但,本發明並不被限定於下述的實施例中。
於以下的說明中,表示量的「份」及「%」,如無特別說明係分別為質量基準。又,以下說明的操作,如無特別說明係在常溫常壓(23℃1atm)的環境下來進行。
以下的說明中除非另有說明,重量平均分子量Mw及數量平均分子Mn係藉由使用凝膠滲透層析法(GPC)以標準聚苯乙烯換算來求出。
[製造例1.作為第一聚合物的感光性聚醯亞胺前驅物(聚合物A-1)的製造]
將4,4’-氧基二鄰苯二甲酸二酐(ODPA)155.1g放入在2公升容量的分液瓶中,並加入甲基丙烯酸2-羥基乙酯(HEMA)134.0g及γ-丁內酯400ml。藉由在室溫下攪拌之同時,加入吡啶79.1g,從而得到反應混合物。於反應所致的發熱結束後,放置冷卻至室溫,進而靜置16小時。
準備將二環己基碳二亞胺(DCC)206.3g溶解在γ-丁內酯180ml中的溶液。邊攪拌反應混合物,邊將前述溶液在冰冷卻下花費40分鐘添加至前述的反應混合物中。
接下來,邊攪拌反應混合物,邊將在γ-丁內酯350ml中懸浮有4,4’-二胺基二苯基醚(DADPE)93.0g的懸浮液花費60分鐘添加至前述的反應混合物中。
進而,以室溫攪拌反應混合物2小時後,將乙醇30ml添加至該反應混合物中,進而攪拌1小時。
之後,在反應混合物中加入γ-丁內酯400ml。藉由過濾來去除反應混合物中產生的沉澱物,從而得到反應液。
將所得到的反應液添加至3公升的乙醇中,以生成含有粗製聚合物所組成的沉澱物。過濾取得生成的粗製聚合物,並溶解在四氫呋喃1.5公升中從而得到粗製聚合物溶液。將所得到的粗製聚合物溶液滴下在28公升的水中,來使聚合物沉澱。於過濾取得所得到的沉澱物後,藉由進行真空乾燥,從而得到作為第一聚合物的粉末狀的聚合物A-1。
測量該聚合物A-1的重量平均分子量(Mw)為20,000。
[製造例2.作為第二聚合物的感光性聚醯亞胺前驅物(聚合物A-2)的製造]
除了使用3,3’4,4’-聯苯四羧酸二酐147.1g,來替代4,4’-氧基二鄰苯二甲酸二酐155.1g以外,藉由與製造例1相同的方法,製造作為第二聚合物的聚合物A-2。
測量該聚合物A-2的重量平均分子量(Mw)為22,000。
[製造例3.作為第一特定組成物的負型感光性樹脂組成物的製造]
將50g的聚合物A-1、50g的聚合物A-2、2g的式(1)所表示的化合物、8g的四乙二醇二甲基丙烯酸酯、0.05g的2-亞硝基-1-萘酚、4g的N-苯基二乙醇胺、0.5g的N-(3-(三乙氧基甲矽烷基)丙基)鄰苯二甲醯胺酸及0.5g的二苯基酮-3,3’-雙(N-(3-三乙氧基甲矽烷基)丙醯胺)-4,4’-二羧酸,溶解在由N-甲基吡咯烷酮及乳酸乙酯所組成的混合溶劑(重量比為N-甲基吡咯烷酮:乳酸乙酯=8:2)中,從而得到作為第一特定組成物的負型感光性樹脂組成物。調整混合溶劑的量,以使所得到的負型感光性樹脂組成物的黏度成為35泊。
[製造例4.作為第三聚合物的聚苯并噁唑前驅物(聚合物I)的製造]
在具備攪拌機及溫度計的0.2公升的燒瓶中,裝入N-甲基吡咯烷酮60g,再添加2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷13.92g(38mmol)並進行攪拌溶解。接下來,將溫度維持在0℃~5℃之同時,將十二烷二酸二氯化物10.69g (40mmol)以10分鐘滴下後,將燒瓶中的溶液攪拌60分鐘。將上述溶液投入至3公升的水中以產生析出物。回收析出物,並利用純水將此者洗淨3次後,進行減壓從而得到聚羥基醯胺(聚苯并噁唑前驅物)(以下作為聚合物I)。聚合物I的重量平均分子量為33,100、分散度為2.0。
[製造例5.作為第二特定組成物的正型感光性樹脂組成物的製造]
將100份的聚合物I、15份的酸改質烷基化三聚氰胺甲醛(六甲氧基甲基三聚氰胺;Allnex公司製「CYMEL 300」)、11份的感光劑(1-萘醌-2-二疊氮-5-磺酸酯;Daitochemix公司製「TPPA528」)及200份的γ-丁內酯進行混合,從而得到作為第二特定組成物的正型感光性樹脂組成物。
[製造例6. 聚醚多元醇A的製造]
在反應容器中,裝入ε-己內酯單體(Daicel公司製「PLACCEL M」)22.6g、聚丙二醇(聚丙二醇、二醇型、3,000(Fujifilm Wako Pure Chemical公司製)10g、2-乙基己酸錫(II)(Fujifilm Wako Pure Chemical製)1.62g,在氮環境下升溫至130℃,使其攪拌並反應約16小時。將反應後的生成物溶於氯仿中,利用甲醇將該生成物再沉澱之後並使其乾燥,從而得到含有脂肪族骨架所組成的羥基末端的聚醚多元醇樹脂A。依據GPC分析,聚醚多元醇樹脂A的數量平均分子Mn=9000。
[製造例7.解析性評估用的負型感光性樹脂組成物N1的製造]
將甲酚酚醛清漆樹脂(旭有機材公司製「TR4020G」) 10質量份、聯苯芳烷基樹脂(明和化成公司製「MEHC-7851SS」)5質量份、特殊雙酚(本州化學公司製「BisE」)5質量份、分子中含有至少2個以上的烷氧基甲基的化合物(三和CHEMICAL公司製「MW-390」)5質量份、光酸產生劑(三和CHEMICAL公司製「MP-三嗪」)0.05質量份、有機填充材(根上工業公司製「MM-101SM」)6質量份、及丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA、純正化學公司製)30質量份進行混合,製造負型感光性樹脂組成物N1。
[製造例8.解析性評估用的正型感光性樹脂組成物P1的製造]
(彈性體A的合成:)
於具備攪拌機、氮導入管及溫度計的100ml的三頸燒瓶中秤取55g的乳酸乙酯,將另外秤取的聚合性單體(丙烯酸n-丁酯34.7g、丙烯酸十二烷基酯2.2g、丙烯酸3.9g、1,2,2,6,6-五甲基哌啶-4-基甲基丙烯酸酯1.7g、及丙烯酸羥基丁酯2.6g)、以及偶氮二異丁腈(AIBN)0.29g添加至其中。在室溫下以約160rpm的攪拌旋轉數進行攪拌之同時,將氮氣以400ml/分鐘的流量流動30分鐘,將溶氧去除。之後,停止氮氣的流入並密閉燒瓶,藉由在恆溫水槽中以約25分鐘升溫至65℃。維持同溫度10小時並進行聚合反應,從而得到丙烯酸系彈性體A。丙烯酸系彈性體A的重量平均分子量為約22000。
(正型感光性樹脂組成物的調製)
調配具有二環戊二烯環的苯酚樹脂(JFE CHEMICAL公司製「J-DPP-140」)16.8份、4-羥基苯乙烯/苯乙烯(70/30(莫耳比))的共聚物(丸善石油化學公司製「MARUKACST」)50.3份、o-醌二疊氮化合物(Daitochemix公司製「PA-28」)7.5份、o-醌二疊氮化合物(Daitochemix公司製「4C-PA-280」)7.5份、酸改質烷基化三聚氰胺甲醛(六甲氧基甲基三聚氰胺;Allnex公司製「CYMEL 300」)10份、環氧化合物(日產化學工業公司製「TEPIC-VL」)7份、彈性體A 30份、5-胺基四唑(東洋紡織公司製「HAT」)1份、矽烷偶合劑(信越化學工業公司製「KBM-403」)1份、4,4’-(1-(4-(1-(4-羥基苯基)-1-甲基乙基)-苯基)-亞乙基)-雙酚(本州化學公司製「TrisP-PA-MF」)3份、乳酸乙酯160份、及1-甲氧基-2-丙醇5份,製造正型感光性樹脂組成物P1。
[實施例1~9及比較例1~2]
依下述表1表示的量(質量份)來混合下述表1表示的成分,從而得到樹脂組成物。於下述的表1表示的製品中,作為溶液可取得的量係表示該固形分(不揮發成分)的量。又,表1表示的各成分的詳細內容係如下述般。
(A)成分:
Celloxide 2021P:液狀的具有酯骨架的脂環式環氧樹脂(Daicel製「Celloxide 2021P」、環氧當量126g/eq.)。
HP4032D:液狀的萘型環氧樹脂(DIC公司製的「HP4032D」、環氧當量151g/eq.)。
EX-991L:液狀的含有環氧烷烴骨架的環氧樹脂(Nagase chemtex公司製「EX-991L」、環氧當量450g/eq.)。
EG-280:液狀的含有茀構造的環氧樹脂(Osaka Gas Chemicals公司製「EG-280」、環氧當量460g/eq.)。
EP-3950L:液狀的縮水甘油胺型環氧樹脂(ADEKA公司製「EP-3950L」、環氧當量95g/eq.)。
EP-3980S:液狀的縮水甘油胺型環氧樹脂(ADEKA公司製「EP-3980S」、環氧當量115g/eq.)。
EP-4088S:液狀的二環戊二烯型環氧樹脂(ADEKA公司製「EP-4088S」、環氧當量170g/eq.)。
ZX1059:液狀的雙酚A型環氧樹脂與雙酚F型環氧樹脂的1:1混合品(質量比)(NIPPON STEEL Chemical & Materials公司製「ZX1059」、環氧當量169g/eq.)。
JP-100:具有丁二烯構造的環氧樹脂(日本曹達公司製「JP-100」、環氧當量210g/eq.)。
(B)成分:
2,2-二烯丙基雙酚A:酚系硬化劑(Sigma-Aldrich公司製、活性基當量154g/eq.)
KAYAHARD A-A:胺系硬化劑(4,4’-二胺基-3,3’-二乙基二苯基甲烷、日本化藥製的「KAYAHARD A-A」、活性基當量(活性氫當量)64g/eq.)。
MH-700:酸酐系硬化劑(新日本理化公司製「MH-700」、活性基當量164g/eq.)。
(C)成分:
二氧化矽A:二氧化矽粒子(50%累積徑D50=1.5μm、90%累積徑D90=3.5μm、比表面積2.78 m
2/g)。經KBM573(信越化學工業公司製)來進行表面處理者。
二氧化矽B:二氧化矽粒子(50%累積徑D50=4μm、90%累積徑D90=12μm、比表面積3.01 m
2/g)。經KBM573(信越化學工業公司製)來進行表面處理者。
(D)成分:
KBM-803:3-巰基丙基三甲氧基矽烷(信越化學工業公司製「KBM803」)。
KBM-403:3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷(信越化學工業公司製「KBM403」)。
(E)成分:
2E4MZ:咪唑系硬化促進劑(四國化成工業公司製「2E4MZ」)。
2MA-OK-PW:咪唑系硬化促進劑(四國化成公司製「2MA-OK-PW」)。
(F)成分:
M-130G:具有甲基丙烯醯基與聚環氧乙烷構造的化合物(新中村化學工業公司製「M-130G」、甲基丙烯醯基當量:628g/eq.)。
M-230G:具有甲基丙烯醯基與聚環氧乙烷構造的化合物(新中村化學工業公司製「M-230G」、甲基丙烯醯基當量:1068g/eq.)。
(G)成分:
PERHEXYL O:自由基聚合起始劑(日油公司製「PERHEXYL (註冊商標)O」)。
(H)成分:
聚醚多元醇A:製造例6所製造的含有脂肪族骨架所組成的羥基末端的聚醚多元醇樹脂A。數量平均分子為9000。
L-64:聚氧乙烯聚氧丙烯二醇(ADEKA公司製「L-64」)。
KF-6012:聚氧化烯改質聚矽氧樹脂(信越化學工業公司製「KF-6012」、黏度(25℃):1500mm
2/s)。
[使用第一特定組成物(負型感光性樹脂組成物)的評估試驗]
(試驗層的形成)
藉由以溫度130℃、壓力6MPa、固化時間10分鐘的條件之壓縮模塑,將各實施例及比較例所得到的樹脂組成物成型在12吋矽晶圓上,從而得到厚度300μm的樹脂組成物的層。將該樹脂組成物的層以150℃1小時的條件來進行熱硬化,得到作為以樹脂組成物的硬化物所形成的層的硬化樣品。藉由研磨機(Disco公司製「DAG810」),將所得到的硬化樣品沿著厚度方向研磨30μm,形成具有10nm~300nm的範圍的算術平均粗糙度的研磨面。
將硬化樣品與晶圓一起裁切成4吋大小的圓形。使用旋轉塗佈機(Mikasa公司製「MS-A150」),將製造例3所得到的第一特定組成物,旋轉塗佈在前述的研磨面上。該旋轉塗佈的旋轉數設定為以使最大旋轉數在1000rpm~3000rpm的旋轉數範圍內的範圍,於熱硬化後可得到所望的厚度的試驗層。之後,在加熱板上進行以120℃加熱5分鐘的條件的預烘烤處理,從而在研磨面上形成中央的厚度為10μm的第一特定組成物的層。之後,對第一特定組成物的層進行以250℃熱硬化2小時的條件的完全固化(full cure)處理,從而得到中央的厚度為8μm的試驗層。
(算術平均粗糙度Ra的測量)
使用非接觸型表面粗糙度計(Veeco Instruments公司製「WYKO NT3300」),測量試驗層的與研磨面為相反側的表面的算術平均粗糙度Ra。該測量係以VSI模式使用50倍透鏡,並將測量範圍設為121μm×92μm來進行。該算術平均粗糙度Ra係在試驗層表面的10個部位來進行測量,並採用該平均值。
(TTV的測量)
對於包含晶圓中央部及端部的15處的測量點,分別測量試驗層的厚度。算出所測量的厚度的最大值與最小值的差作為試驗層的TTV。
[使用第二特定組成物(正型感光性樹脂組成物)的評估試驗]
除了使用製造例5所得到的第二特定組成物來替代第一特定組成物以外,其餘係藉由與前述的[使用第一特定組成物(負型感光性樹脂組成物)的評估試驗]相同的方法,來進行試驗層的形成、測量試驗層的與研磨面為相反側的表面的算術平均粗糙度Ra、及測量試驗層的TTV。
[樹脂組成物的硬化物的濕潤性的測量]
分別使用前述的[使用第一特定組成物(負型感光性樹脂組成物)的評估試驗]及[使用第二特定組成物(正型感光性樹脂組成物)的評估試驗]所製造的試驗層作為鏡子來觀察燈泡。具體而言係將燈泡投射在試驗層的表面,並利用肉眼觀察該表面所反射的燈泡。若所觀察的燈泡的影像輪廓清晰時,則表示試驗層的表面形狀平滑,故試驗層的厚度為均勻。又,若所觀察的燈泡的影像輪廓不清晰時,則表示試驗層的表面形狀存在有凹凸,故試驗層的厚度為不均勻。於是,因應所觀察的燈泡影像,依下述的基準來評估濕潤性。
「◎」:可清晰辨識投射在試驗層的表面的燈泡的輪廓。
「○」:可辨識投射在試驗層的表面的燈泡的輪廓,但不清晰。
「×」:無法辨識投射在試驗層的表面的燈泡的輪廓。
[樹脂組成物的硬化物的韌性的評估]
利用熱循環式烘箱,將各實施例及比較例所得到的樹脂組成物以150℃60分鐘的條件來進行熱硬化,從而得到厚度為6mm的樹脂板。使用所得到的樹脂板,藉由根據ASTM E399-90的CT試片法來實施破壞靭性試驗,求出K1C的值。試驗係以試驗速度1mm/min(十字頭速度)、溫度條件為23℃、48%RH來實施5個樣品並求出平均值。若該平均值為1.5Mpa・m
1/2以上之情形時設為「〇」,若為1.0Mpa・m
1/2以上未滿1.5Mpa・m
1/2之情形時設為「△」,若為未滿1.0Mpa・m
1/2之情形時設為「×」。
[樹脂組成物的硬化物的表面自由能的測量]
藉由以溫度130℃、壓力6MPa、固化時間10分鐘的條件之壓縮模塑,將各實施例及比較例所得到的樹脂組成物成型在經脫模處理的12吋矽晶圓上,從而得到厚度300μm的樹脂組成物的層。將該樹脂組成物的層以150℃1小時的條件來進行熱硬化,得到以樹脂組成物的硬化物所形成的硬化物層。藉由研磨機(Disco公司製「DAG810」),將所得的硬化物層沿著厚度方向研磨30μm,形成具有10nm~300nm的範圍的算術平均粗糙度的研磨面。之後,將硬化物層與晶圓一起裁切成2cm見方,從而得到樣品。
對於前述的樣品的硬化物層的研磨面,使用測量裝置(協和界面科學公司製「Drop Master DMs-401」),測量基於北崎・畑理論的表面自由能。具體而言係測量已知表面自由能的液體(水、二碘甲烷及n-十六烷)對於研磨面的接觸角,並基於北崎・畑理論由此等所測量的接觸角來計算研磨面的表面自由能。接觸角係基於θ/2法來進行測量。又,以液體的液滴與作為測量面的研磨面接觸1分鐘後,來進行接觸角的測量。
[樹脂組成物的硬化物的彈性率的測量方法]
藉由以溫度130℃、壓力6MPa、固化時間10分鐘的條件之壓縮模塑,將各實施例及比較例所得到的樹脂組成物成型在經脫模處理的12吋矽晶圓上,從而得到厚度300μm的樹脂組成物的層。將該樹脂組成物的層以150℃1小時的條件來進行熱硬化,從而得到樹脂組成物的硬化物。剝下晶圓後,從硬化物切出3個平面視圖為啞鈴形狀(1號形狀)的試片。接下來,使用ORIENTEC公司製拉伸試驗機「RTC-1250A」,對各試片藉由在25℃的室內實施拉伸試驗,來測量在25℃時的彈性率(GPa)。測量係根據JIS K7127:1999來實施。算出3個試片在25℃時所測量的彈性率的平均值。
[解析性的評估試驗]
(評估基材的準備)
藉由以溫度130℃、壓力6MPa、固化時間10分鐘的條件之壓縮模塑,將各實施例及比較例所得到的樹脂組成物成型在12吋矽晶圓上,從而得到厚度300μm的樹脂組成物的層。將該樹脂組成物的層以150℃1小時的條件來進行熱硬化,從而得到以樹脂組成物的硬化物所形成的硬化物層。藉由研磨機(Disco公司製「DAG810」),將所得到的硬化物層沿著厚度方向研磨30μm,形成具有10nm~300nm的範圍的算術平均粗糙度的研磨面。之後,將硬化物層與晶圓一起裁切成4吋大小的圓形,得到具備有研磨面的硬化物層的評估基材。
(使用第一特定組成物作為負型感光性樹脂組成物時的解析性的評估)
使用旋轉塗佈機(Mikasa公司製「MS-A150」),以最大旋轉數1500rpm,將製造例3所製造的第一特定組成物作為負型感光性樹脂組成物,旋轉塗佈在評估基材的研磨面上。之後,在加熱板上進行以120℃加熱5分鐘的條件的預烘烤處理,從而在研磨面上形成厚度為10μm的負型感光性樹脂組成物的層。
隔著具有複數個直徑為10μm的圓形的遮光部分的負型感光性樹脂組成物用的遮罩,對前述的負型感光性樹脂組成物的層來進行曝光。曝光係藉由圖型形成裝置(UX-2240、Ushio電機公司製),利用i線並以300mJ/cm
2的能量來進行。之後,使用環戊酮來進行噴霧顯影,並用丙二醇甲基醚乙酸酯來進行淋洗。
若藉由前述的曝光及顯影,可在負型感光性樹脂組成物的層形成對應於全部的遮光部分的開口時,則判斷解析性為「○」。又,若旋轉塗佈後的負型感光性樹脂組成物的層的表面形狀或厚度為不均、且對應於一部分或全部的遮光部分的開口存在殘渣時,則判斷解析性為「×」。
(使用與第一特定組成物不同組成的負型感光性樹脂組成物時的解析性的評估)
使用旋轉塗佈機(Mikasa公司製「MS-A150」),以最大旋轉數1200rpm,將製造例7所製造的負型感光性樹脂組成物N1旋轉塗佈在評估基材的研磨面上。之後,在加熱板上進行以120℃加熱5分鐘的條件的預烘烤處理,從而在研磨面上形成厚度為10μm的負型感光性樹脂組成物的層。
隔著具有複數個直徑為10μm的圓形遮光部的負型感光性樹脂組成物用的遮罩,對前述的負型感光性樹脂組成物的層來進行曝光。曝光係藉由圖型形成裝置(UX-2240、Ushio電機公司製),利用i線並以200mJ/cm
2的能量來進行。之後,使用2.38%TMAH水溶液來進行噴霧顯影,並利用純水來進行淋洗。前述的TMAH係表示為氫氧化四甲基銨。
若藉由前述的曝光及顯影,可在負型感光性樹脂組成物的層形成對應於全部的遮光部分的開口時,則判斷解析性為「○」。又,若旋轉塗佈後的負型感光性樹脂組成物的層的表面形狀或厚度為不均、且對應於一部分或全部的遮光部分的開口存在殘渣時,則判斷解析性為「×」。使用負型感光性樹脂組成物N1的解析性的評估結果,即使是實施例及比較例,皆與使用第一特定組成物之情形時為相同結果。因此,可確認得知:即使是使用具有與第一特定組成物不同組成的負型感光性樹脂組成物之情形時,亦可將使用第一特定組成物的解析性的評估結果予以適用。
(使用第二特定組成物作為正型感光性樹脂組成物時的解析性的評估)
使用旋轉塗佈機(Mikasa公司製「MS-A150」),以最大旋轉數1500rpm,將製造例5所製造的第二特定組成物作為正型感光性樹脂組成物,旋轉塗佈在評估基材的研磨面上。之後,在加熱板上進行以120℃加熱5分鐘的條件的預烘烤處理,從而在研磨面上形成厚度10μm的正型感光性樹脂組成物的層。
隔著具有複數個直徑為10μm的圓形的透光部分的正型感光性樹脂組成物用的遮罩,對前述的正型感光性樹脂組成物的層來進行曝光。曝光係藉由圖型形成裝置(UX-2240、Ushio電機公司製),利用i線並以500mJ/cm
2的能量來進行。之後,使用2.38%TMAH水溶液來進行噴霧顯影,並利用純水來進行淋洗。
若藉由前述的曝光及顯影,可在正型感光性樹脂組成物的層形成對應於全部的透光部分的開口之情形時,則判斷解析性為「○」。又,若旋轉塗佈後的正型感光性樹脂組成物的層的表面形狀或厚度為不均、且對應於一部分或全部的透光部分的開口存在殘渣之情形時,則判斷解析性為「×」。
(使用與第二特定組成物不同組成的正型感光性樹脂組成物時的解析性的評估)
使用旋轉塗佈機(Mikasa公司製「MS-A150」),以最大旋轉數1500rpm,將製造例8所製造的正型感光性樹脂組成物P1,旋轉塗佈在評估基材的研磨面上。之後,在加熱板上進行以120℃加熱3分鐘的條件的預烘烤處理,從而在研磨面上形成厚度10μm的正型感光性樹脂組成物的層。
隔著具有複數個直徑為10μm的圓形的透光部分的正型感光性樹脂組成物用的遮罩,對前述的正型感光性樹脂組成物的層來進行曝光。曝光係藉由圖型形成裝置(UX-2240、Ushio電機公司製),利用i線並以500mJ/cm
2的能量來進行。之後,使用2.38%TMAH水溶液來進行噴霧顯影,並利用純水來進行淋洗。
若藉由前述的曝光及顯影,可在正型感光性樹脂組成物的層形成對應於全部的透光部分的開口之情形時,則判斷解析性為「○」。又,若旋轉塗佈後的正型感光性樹脂組成物的層的表面形狀或厚度為不均、且對應於一部分或全部的透光部分的開口存在殘渣之情形時,則判斷解析性為「×」。使用正型感光性樹脂組成物P1的解析性的評估結果,即使是實施例及比較例,皆與使用第二特定組成物之情形時為相同結果。因此,可確認得知:即使是使用具有與第二特定組成物不同組成的正型感光性樹脂組成物之情形時,亦可將使用第二特定組成物的解析性的評估結果予以適用。
[結果]
將上述的實施例及比較例的結果表示於下述的表中。
1:樣品
10:矽晶圓
10U:矽晶圓的表面
20:硬化樣品
20U:硬化樣品的研磨面
30:試驗層
30:試驗層的表面
100:半導體晶片封裝體
110:半導體晶片
120:密封層
130:再配線形成層
140:再配線層
150:阻焊劑層
160:凸塊
[圖1]圖1係模擬性表示依據特定評估試驗所製造的樣品的斷面圖。
[圖2]圖2係模擬性表示作為本發明的一實施形態相關的半導體晶片封裝體的一例的Fan-out型WLP的斷面圖。
1:樣品
10:矽晶圓
10U:矽晶圓的表面
20:硬化樣品
20U:硬化樣品的研磨面
30:試驗層
30U:試驗層的表面
Claims (15)
- 一種樹脂組成物,包含:(A)環氧樹脂、(B)選自由酸酐系硬化劑、胺系硬化劑及酚系硬化劑所組成的群組之至少1種的硬化劑、以及(C)無機填充材; 進行藉由試驗用組成物在前述樹脂組成物的硬化樣品的研磨面上形成試驗層的評估試驗時, 前述試驗層的與前述研磨面為相反側的表面的算術平均粗糙度Ra為10nm以上、未滿500nm, 前述試驗層的最大厚度與最小厚度的差TTV為0.2μm以上、8μm以下; 前述研磨面係藉由進行以下步驟的方法來形成: 藉由壓縮模塑在矽晶圓上形成前述樹脂組成物的層之步驟、 將前述樹脂組成物的層進行熱硬化而得到前述硬化樣品之步驟、及 將前述硬化樣品進行研磨而得到前述研磨面之步驟; 前述試驗層係藉由進行以下步驟的方法來形成: 將前述硬化樣品裁切成圓形之步驟、 將前述試驗用組成物旋轉塗佈在前述硬化樣品的研磨面上並進行加熱而形成前述試驗用組成物的層之步驟、及 將前述試驗用組成物的層進行熱硬化而得到前述試驗層之步驟; 前述試驗用組成物係選自由負型感光性樹脂組成物及正型感光性樹脂組成物所組成的群組之至少1種。
- 如請求項1之樹脂組成物,其中,(A)環氧樹脂包含萘型環氧樹脂。
- 如請求項1之樹脂組成物,其中,相對於前述樹脂組成物中的不揮發成分100質量%,(C)無機填充材的量為60質量%以上。
- 如請求項1之樹脂組成物,其中,前述樹脂組成物包含矽烷偶合劑。
- 如請求項1之樹脂組成物,其中,將前述樹脂組成物以150℃1小時的條件來進行熱硬化所得到的硬化物的拉伸彈性率為30GPa以下。
- 如請求項1之樹脂組成物,其係用來形成半導體晶片封裝體的絕緣層。
- 如請求項1之樹脂組成物,其中,於前述評估試驗中,前述研磨面係藉由進行以下步驟的方法來形成: 藉由以溫度130℃、壓力6MPa、固化時間10分鐘的條件之壓縮模塑,在12吋矽晶圓上形成具有300μm的厚度的前述樹脂組成物的層之步驟、 將前述樹脂組成物的層以150℃1小時的條件來進行熱硬化而得到前述硬化樣品之步驟、及 將前述硬化樣品沿著厚度方向研磨30μm,得到算術平均粗糙度為10nm~300nm的前述研磨面之步驟。
- 如請求項1之樹脂組成物,其中,於前述評估試驗中,前述試驗層係藉由進行以下步驟的方法來形成: 將前述硬化樣品裁切成4吋大小的圓形之步驟、 將前述試驗用組成物旋轉塗佈在前述硬化樣品的研磨面上,並以120℃5分鐘的條件進行加熱而形成前述試驗用組成物的層之步驟、及 將前述試驗用組成物的層以250℃2小時的條件來進行熱硬化而得到中央的厚度為8μm的前述試驗層之步驟。
- 如請求項1之樹脂組成物,其中,前述負型感光性樹脂組成物係將第一聚合物50質量份、第二聚合物50質量份、下述式(1)所表示的化合物2質量份、四乙二醇二甲基丙烯酸酯8質量份、2-亞硝基-1-萘酚0.05質量份、N-苯基二乙醇胺4質量份、N-(3-(三乙氧基甲矽烷基)丙基)鄰苯二甲醯胺酸0.5質量份、及二苯基酮-3,3’-雙(N-(3-三乙氧基甲矽烷基)丙醯胺)-4,4’-二羧酸0.5質量份,溶解在由N-甲基吡咯烷酮及乳酸乙酯所組成的混合溶劑(重量比8:2)中而得到的黏度為35泊的組成物; 前述第一聚合物係將二環己基碳二亞胺206.3質量份、與4,4’-氧基二鄰苯二甲酸二酐155.1質量份及甲基丙烯酸2-羥基乙酯134.0質量份的反應生成物進行反應,再與4,4’-二胺基二苯基醚93.0質量份進行反應而得到的具有18000~25000的重量平均分子量的聚合物; 前述第二聚合物係將二環己基碳二亞胺206.3質量份、與3,3’4,4’-聯苯四羧酸二酐147.1質量份及甲基丙烯酸2-羥基乙酯134.0質量份的反應生成物進行反應,再與4,4’-二胺基二苯基醚93.0質量份進行反應而得到的具有18000~25000的重量平均分子量的聚合物; 前述正型感光性樹脂組成物係第三聚合物100質量份、六甲氧基甲基三聚氰胺15質量份、1-萘醌-2-二疊氮-5-磺酸酯11質量份、及γ-丁內酯200質量份的混合物; 前述第三聚合物係將2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)六氟丙烷13.92質量份、與十二烷二酸二氯化物10.69質量份進行反應而得到的具有10000~50000的重量平均分子量及2.0的分散度的聚合物, 。
- 一種如請求項1~9中任一項之樹脂組成物的硬化物。
- 一種樹脂薄片,具備:支撐體、與設置於支撐體上的樹脂組成物層,該樹脂組成物層包含如請求項1~9中任一項之樹脂組成物。
- 一種電路基板,包含如請求項1~9中任一項之樹脂組成物的硬化物。
- 一種半導體晶片封裝體,包含如請求項1~9中任一項之樹脂組成物的硬化物。
- 一種半導體裝置,具備如請求項13之半導體晶片封裝體。
- 一種構造體,具備:以熱硬化性樹脂組成物的硬化物所形成的硬化物層、及 以接觸於硬化物層的表面之方式所形成的感光性樹脂組成物的層; 熱硬化性樹脂組成物包含:(A)環氧樹脂、(B)選自由酸酐系硬化劑、胺系硬化劑及酚系硬化劑所組成的群組之至少1種的硬化劑、以及(C)無機填充材; 將感光性樹脂組成物的層進行硬化而得到的層的與硬化物層為相反側的表面的算術平均粗糙度Ra為10nm以上、未滿500nm, 將感光性樹脂組成物的層進行硬化而得到的層的最大厚度與最小厚度的差TTV為0.2μm以上、8μm以下。
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