TW202340303A - 感光性樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
本發明的課題在於提供可形成具有更優異的解析度、同時能抑制小徑化的通孔中的連接不良的發生、並且表面粗糙度更小的絕緣層的感光性樹脂組成物。本發明的解決手段是一種感光性樹脂組成物,其是包含(A)含有羧基的樹脂、(B)具有芴骨架的α-胺基酮系光聚合起始劑、(C)環氧樹脂、(D)光敏化劑,及(E)無機填充材料的感光性樹脂組成物,(D)成分的吸收波長的極大值在350nm~400nm的範圍內。
Description
本發明係關於感光性樹脂組成物。進一步地,關於使用該感光性樹脂組成物得到的、附支承體的感光性膜、印刷佈線板及半導體裝置。
在印刷佈線板中,作為用於抑制焊料向不需要焊料的部分的附著、同時抑制電路基板腐蝕的永久保護膜,有時設置阻焊劑。作為阻焊劑,通常使用例如專利文獻1中記載的那樣的感光性樹脂組成物。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:日本特開2014-115672號公報。
發明欲解決之課題
近年來,伴隨著印刷佈線板的佈線的進一步的微細化、高密度化,必須形成更加小徑化(孔徑減小)的通孔(via hole)、金屬面積狹小的微細的佈線圖型,且要求高解析度。然而,進一步提高解析度時,在已小徑化的通孔中,無機填充材料變得容易從通孔壁脫落而落入通孔底部,其結果是,新發現了連接可靠性下降這樣的課題;以及,由於不僅未硬化部容易被藥液處理而且硬化部(成為絕緣層的部分)也變得容易被藥液處理、因而絕緣層的表面粗糙度變大、變得難以形成微細的圖型這樣的課題。
本發明的課題在於提供:可形成具有更優異的解析度,同時能抑制小徑化的通孔中的連接不良的發生,並且表面粗糙度更小的絕緣層的感光性樹脂組成物。
用以解決課題之手段
本發明人等進行了深入研究,結果發現,通過使用下述感光性樹脂組成物,可形成不僅能達成更優異的解析度、而且能抑制已小徑化的通孔中的連接不良的發生、並且表面粗糙度更小的絕緣層,從而完成了本發明;前述感光性樹脂組成物是包含(A)含有羧基的樹脂、(B)具有芴骨架的α-胺基酮系光聚合起始劑、(C)環氧樹脂、(D)光敏化劑,及(E)無機填充材料的感光性樹脂組成物,(D)光敏化劑的吸收波長的極大值在350nm~400nm的範圍內。
亦即,本發明包含以下的內容;
[1] 感光性樹脂組成物,其是包含(A)含有羧基的樹脂、(B)具有芴骨架的α-胺基酮系光聚合起始劑、(C)環氧樹脂、(D)光敏化劑,及(E)無機填充材料的感光性樹脂組成物,
(D)成分的吸收波長的極大值在350nm~400nm的範圍內;
[2] 如上述[1]所記載的感光性樹脂組成物,其中,(A)成分還含有乙烯性不飽和基;
[3] 如上述[1]或[2]所記載的感光性樹脂組成物,其中,(A)成分包含選自酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂及含有酸的(甲基)丙烯酸系(甲基)丙烯酸酯樹脂中的樹脂;
[4] 如上述[1]~[3]中任一項所記載的感光性樹脂組成物,其中,(A)成分的酸值為1mgKOH/g以上;
[5] 如上述[1]~[4]中任一項所記載的感光性樹脂組成物,其中,(A)成分的重量平均分子量為1000~20000。
[6] 如上述[1]~[5]中任一項所記載的感光性樹脂組成物,其中,(B)成分包含式(1)表示的化合物,
[化學式1]
[式中,
R
1、R
2、R
3、R
4、R
5、R
6和R
7各自獨立地表示氫原子、鹵素原子、硝基、-R、-OR、-NR
2、-SR、-SOR、-SO
2R、-COR、-OCOR、-COOR或-CONR
2;
R各自獨立地表示任選具有取代基的烷基、任選具有取代基的烯基、任選具有取代基的芳基、任選具有取代基的芳烷基,或任選具有取代基的雜環基;
R
8和R
9各自獨立地表示氫原子、任選具有取代基的烷基、任選具有取代基的烯基,或任選具有取代基的芳烷基,或者R
8和R
9一起結合而形成任選具有取代基的非芳香族碳環;
R
a和R
b各自獨立地表示任選具有取代基的烷基、任選具有取代基的烯基,或任選具有取代基的芳烷基,或者R
a和R
b一起結合而形成任選具有取代基的非芳香族碳環;
R
c和R
d各自獨立地表示任選具有取代基的烷基、任選具有取代基的烯基,或任選具有取代基的芳烷基,或者R
c和R
d一起結合而形成任選具有取代基的含氮雜環]。
[7] 如上述[1]~[6]中任一項所記載的感光性樹脂組成物,其中,(B)成分與(A)成分的質量比((B)成分/(A)成分)為1~30。
[8] 如上述[1]~[7]中任一項所記載的感光性樹脂組成物,其中,(C)成分包含具有選自萘骨架及聯苯骨架中的骨架的環氧樹脂;
[9] 如上述[1]~[8]中任一項所記載的感光性樹脂組成物,其中,(D)成分的最低激發三重態能階為60kcal/mol~65kcal/mol;
[10] 如上述[1]~[9]中任一項所記載的感光性樹脂組成物,其中,(E)成分包含用胺基系矽烷偶聯劑進行了表面處理的無機填充材料;
[11] 如上述[1]~[10]中任一項所記載的感光性樹脂組成物,其中,將感光性樹脂組成物中的全部固體成分設為100質量%時,(E)成分的含量為10質量%以上;
[12] 如上述[1]~[11]中任一項所記載的感光性樹脂組成物,其用於形成阻焊劑;
[13] 附支承體的感光性膜,其具有:支承體、和設置於該支承體上的由如上述[1]~[12]中任一項所記載的感光性樹脂組成物形成的感光性樹脂組成物層;
[14] 如上述[13]所記載的感光性膜,其中,感光性樹脂組成物層的厚度為20μm~100μm的範圍;
[15] 印刷佈線板,其包含由如上述[1]~[12]中任一項所記載的感光性樹脂組成物的硬化物形成的絕緣層;
[16] 半導體裝置,其包含如上述[15]所記載的印刷佈線板。
發明效果
通過本發明,可提供:可形成具有更優異的解析度、同時能抑制小徑化的通孔中的連接不良的發生、並且表面粗糙度更小的絕緣層的感光性樹脂組成物。
以下,按照其優選的實施形態詳細地說明本發明。但是,本發明不限於下述實施形態及示例物,可在不超出本發明的申請專利範圍及其均等範圍的範圍內任意地變更而實施。
<感光性樹脂組成物>
本發明的感光性樹脂組成物包含(A)含有羧基的樹脂、(B)具有芴骨架的α-胺基酮系光聚合起始劑、(C)環氧樹脂、(D)光敏化劑及(E)無機填充材料,其中,(D)光敏化劑的吸收波長的極大值在350nm~400nm的範圍內。這樣的感光性樹脂組成物可形成具有更優異的解析度、同時能抑制小徑化的通孔中的連接不良的發生、並且表面粗糙度更小的絕緣層。
本發明的感光性樹脂組成物中,除了包含(A)含有羧基的樹脂、(B)具有芴骨架的α-胺基酮系光聚合起始劑、(C)環氧樹脂、(D)光敏化劑及(E)無機填充材料之外,可以進一步包含任選的成分。作為任選的成分,可舉出例如(F)反應稀釋劑、(G)有機溶劑及(H)其他添加劑。以下,對樹脂組成物中包含的各成分進行詳細說明。
<(A)含有羧基的樹脂>
本發明的感光性樹脂組成物含有(A)含有羧基的樹脂。包含(A)含有羧基的樹脂的感光性樹脂組成物在鹼性顯影液(例如,1質量%的碳酸鈉水溶液)中顯示溶解性。每1分子(A)含有羧基的樹脂的羧基的個數可以為1個,也可以為2個以上。
(A)含有羧基的樹脂優選還含有乙烯性不飽和基。乙烯性不飽和基具有碳-碳雙鍵,可舉出例如乙烯基、烯丙基、炔丙基、丁烯基、乙炔基、苯基乙炔基、馬來醯亞胺基、納迪克醯亞胺基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基等,從光自由基聚合的反應性的觀點考慮,優選(甲基)丙烯醯基。(A)含有羧基的樹脂包含乙烯性不飽和基時,可進行光自由基聚合。每1分子(A)含有羧基的樹脂的乙烯性不飽和基的個數可以為1個,也可以為2個以上。另外,每1分子(A)含有羧基的樹脂包含2個以上的乙烯性不飽和基時,該等乙烯性不飽和基可以相同,也可以不同。
(A)含有羧基的樹脂優選為具有乙烯性不飽和基及羧基這兩者,不僅可進行光自由基聚合而且可進行鹼顯影的樹脂。
一個實施形態中,(A)含有羧基的樹脂優選包含具有選自萘骨架及聯苯骨架中的骨架的樹脂,更優選包含具有萘骨架的樹脂,尤其特別優選包含具有萘酚芳烷基骨架的樹脂。
(A)含有羧基的樹脂優選包含選自酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂,及含有酸的(甲基)丙烯酸系(甲基)丙烯酸酯樹脂中的樹脂,更優選包含酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂。
(酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂)
酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂可使用環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂來製造。環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂例如可通過使環氧樹脂與丙烯酸或甲基丙烯酸反應來製造。
作為用於製造環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂的環氧樹脂,沒有特別限制,只要是在分子內具有環氧基的化合物即可,可舉出例如雙酚A型環氧樹脂、氫化雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、氫化雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、使雙酚F型環氧樹脂與表氯醇(epichlorohydrin)反應而改性成3官能以上的改性雙酚F型環氧樹脂等雙酚型環氧樹脂;聯苯酚型環氧樹脂、四甲基聯苯酚型等聯苯酚型環氧樹脂;苯酚酚醛清漆(Phenolic Novolac)型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆(Cresol Novolac)型環氧樹脂、雙酚A型酚醛清漆型環氧樹脂、烷基酚酚醛清漆型環氧樹脂等酚醛清漆型環氧樹脂;雙酚AF型環氧樹脂,及全氟烷基型環氧樹脂等含有氟的環氧樹脂;萘型環氧樹脂、二羥基萘型環氧樹脂、多羥基聯萘型環氧樹脂、萘酚型環氧樹脂、萘酚芳烷基型環氧樹脂、聯萘酚型環氧樹脂、伸萘基醚型環氧樹脂、萘酚酚醛清漆型環氧樹脂、通過多羥基萘與醛類的縮合反應而得到的萘型環氧樹脂等具有萘骨架的環氧樹脂(含有萘骨架的環氧樹脂);聯二甲酚(bixylenol)型環氧樹脂;雙環戊二烯型環氧樹脂;三酚型環氧樹脂;叔丁基-鄰苯二酚型環氧樹脂;蒽型環氧樹脂等含有稠環骨架的環氧樹脂;縮水甘油基胺型環氧樹脂;縮水甘油基酯型環氧樹脂;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;脂環族環氧樹脂;雜環式環氧樹脂;含有螺環的環氧樹脂;環己烷二甲醇型環氧樹脂;三羥甲基型環氧樹脂;四苯基乙烷型環氧樹脂;聚(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯與丙烯酸酯的共聚物等含有縮水甘油基的丙烯酸樹脂;芴型環氧樹脂;鹵化環氧樹脂等。
從降低平均線熱膨脹係數的觀點考慮,用於製造環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂的環氧樹脂優選含有芳香族骨架的環氧樹脂。此處,所謂芳香族骨架,是也包含多環芳香族及芳香族雜環的概念。其中,優選甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂,及萘酚芳烷基型環氧樹脂中的任一個。
一個實施形態中,酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂優選包含具有選自萘骨架及聯苯骨架中的骨架的酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂,特別優選包含具有萘骨架的酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂。
酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂特別優選包含選自環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂的羥基被酯化而成的酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂(以下稱為「酯型酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂」),及環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂的羥基被胺基甲酸酯(urethane)化而成的酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂(以下稱為「胺基甲酸酯型酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂」)中的樹脂。
(酯型酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂)
酯型酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂例如可通過使環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂與多元羧酸酐反應來製造。
作為多元羧酸酐,可舉出例如馬來酸酐、琥珀酸酐、衣康酸酐、鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸酐、二苯甲酮四甲酸二酐等,可以單獨使用此等中任一種,也可併用兩種以上。其中,優選琥珀酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐,更優選四氫鄰苯二甲酸酐。
酯型酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂優選包含選自含有甲酚酚醛骨架的酯型酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂、含有雙酚A骨架的酯型酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂、含有雙酚F骨架的酯型酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂、含有聯苯骨架的酯型酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂,及含有萘酚芳烷基骨架的酯型酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂中的樹脂。
酯型酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂可利用公知的方法合成,但也可使用市售品。作為市售品的具體例,可舉出日本化藥公司製的「CCR-1373H」(含有甲酚酚醛骨架的酸改性環氧丙烯酸酯)、「ZCR-8001H」(含有聯苯骨架的酸改性環氧丙烯酸酯)、「ZCR-1569H」(含有聯苯骨架的酸改性環氧丙烯酸酯)、「CCR-1171H」(含有甲酚酚醛骨架的酸改性環氧丙烯酸酯)、「ZCR-1797H」(含有聯苯骨架的酸改性環氧丙烯酸酯)、日本化藥公司製的「ZAR-2000」(含有雙酚A骨架的酸改性環氧丙烯酸酯樹脂)、「ZFR-1491H」、「ZFR-1533H」(含有雙酚F骨架的酸改性環氧丙烯酸酯樹脂)、昭和電工公司製的「PR-300CP」(甲酚酚醛清漆型酸改性環氧丙烯酸酯樹脂)、日本化藥公司製的「CCR-1179」(含有甲酚酚醛骨架的環氧丙烯酸酯樹脂)等。可以單獨使用此等中的1種,也可組合使用2種以上。
(胺基甲酸酯型酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂)
胺基甲酸酯型酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂例如可通過使環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂與二異氰酸酯化合物,及含有羧基的二醇化合物反應來製造。
作為二異氰酸酯化合物,可舉出例如苯二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、苯二甲撑二異氰酸酯(xylylene diisocyanate)、四甲基苯二甲撑二異氰酸酯、二苯基二異氰酸酯、萘二異氰酸酯等芳香族二異氰酸酯化合物;六亞甲基二異氰酸酯、二環己基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、丙炔碸醚二異氰酸酯、烯丙基氰二異氰酸酯、N-醯基二異氰酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯、1,3-雙(異氰酸酯甲基)環己烷等脂肪族二異氰酸酯化合物。
作為含有羧基的二醇化合物,可舉出例如二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸、二羥甲基壬酸等。
胺基甲酸酯型酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂優選包含選自含有甲酚酚醛骨架的胺基甲酸酯型酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂、含有雙酚A骨架的胺基甲酸酯型酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂、含有雙酚F骨架的胺基甲酸酯型酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂、含有聯苯骨架的胺基甲酸酯型酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂,及含有萘酚芳烷基骨架的胺基甲酸酯型酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂中的樹脂。
胺基甲酸酯型酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂可利用公知的合成方法合成,但也可使用市售品。作為公知的合成方法,可舉出例如日本特開2016-199719號公報記載的方法。作為市售品的具體例,可舉出日本化藥股份有限公司製的「UXE-3024」、「UXE-3011」、「UXE-3012」、「UXE-3024」等。
(含有酸的(甲基)丙烯酸系(甲基)丙烯酸酯樹脂)
含有酸的(甲基)丙烯酸系(甲基)丙烯酸酯樹脂可通過使(甲基)丙烯酸與(甲基)丙烯酸酯的聚合物中包含的羧基的一部分與(甲基)丙烯酸縮水甘油酯反應來製造。
作為(甲基)丙烯酸酯,可舉出例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸異壬酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-丁氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苄酯等單官能(甲基)丙烯酸酯;乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化雙酚A二(甲基)丙烯酸酯等多官能(甲基)丙烯酸酯。
另外,對於與(甲基)丙烯酸縮水甘油酯反應的(甲基)丙烯酸與(甲基)丙烯酸酯的聚合物而言,除了包含來自(甲基)丙烯酸的結構單元和來自(甲基)丙烯酸酯的結構單元之外,還可以包含來自苯乙烯等的其他結構單元。
從提高感光性樹脂組成物的鹼顯影性這樣的觀點考慮,(A)含有羧基的樹脂的酸值優選為0.1mgKOH/g以上,更優選為0.5mgKOH/g以上,進一步優選為1mgKOH/g以上、10mgKOH/g以上,進而更優選為20mgKOH/g以上、30mgKOH/g以上,特別優選為40mgKOH/g以上、50mgKOH/g以上。從提高絕緣可靠性這樣的觀點考慮,(A)含有羧基的樹脂的酸值的上限優選為200mgKOH/g以下,更優選為150mgKOH/g以下,進一步優選為120mgKOH/g以下,特別優選為100mgKOH/g以下。
(A)含有羧基的樹脂的重量平均分子量優選為20000以下,更優選為17000以下,進一步優選為15000以下。(A)含有羧基的樹脂的重量平均分子量的下限優選為1000以上,更優選為1500以上。重量平均分子量為利用凝膠滲透色譜法(GPC)測定的按照聚苯乙烯換算的重量平均分子量。
將感光性樹脂組成物的不揮發成分設為100質量%時,從提高鹼顯影性這樣的觀點考慮,(A)含有羧基的樹脂的含量優選為1質量%以上,更優選為5質量%以上,進一步優選為10質量%以上,特別優選為15質量%以上。從提高耐熱性這樣的觀點考慮,其上限優選為70質量%以下,更優選為60質量%以下,進一步優選為50質量%以下,特別優選為40質量%以下。
<(B)具有芴骨架的α-胺基酮系光聚合起始劑>
本發明的感光性樹脂組成物含有(B)具有芴骨架的α-胺基酮系光聚合起始劑。
一個實施形態中,(B)具有芴骨架的α-胺基酮系光聚合起始劑優選包含式(1)表示的化合物。
[化學式2]
。
[式中,
R
1、R
2、R
3、R
4、R
5、R
6和R
7各自獨立地表示氫原子、鹵素原子、硝基、-R、-OR、-NR
2、-SR、-SOR、-SO
2R、-COR、-OCOR、-COOR或-CONR
2;
R各自獨立地表示任選具有取代基的烷基、任選具有取代基的烯基、任選具有取代基的芳基、任選具有取代基的芳烷基,或任選具有取代基的雜環基;
R
8和R
9各自獨立地表示氫原子、任選具有取代基的烷基、任選具有取代基的烯基,或任選具有取代基的芳烷基,或者R
8和R
9一起結合而形成任選具有取代基的非芳香族碳環;
R
a和R
b各自獨立地表示任選具有取代基的烷基、任選具有取代基的烯基,或任選具有取代基的芳烷基,或者R
a和R
b一起結合而形成任選具有取代基的非芳香族碳環;
R
c和R
d各自獨立地表示任選具有取代基的烷基、任選具有取代基的烯基,或任選具有取代基的芳烷基,或者R
c和R
d一起結合而形成任選具有取代基的含氮雜環]。
R
1、R
2、R
3、R
4、R
5、R
6和R
7各自獨立地表示氫原子、鹵素原子、硝基、-R、-OR、-NR
2、-SR、-SOR、-SO
2R、-COR、-OCOR、-COOR或-CONR
2;一個實施形態中,優選為氫原子、鹵素原子、硝基、-R、-OR、-NR
2、-SR或-COR;更優選R
1、R
3、R
4、R
5、R
6和R
7為氫原子,並且R
2為氫原子、鹵素原子、硝基、-R、-OR、-NR
2、-SR或-COR;特別優選為氫原子。
R各自獨立地表示任選具有取代基的烷基、任選具有取代基的烯基、任選具有取代基的芳基、任選具有取代基的芳烷基,或任選具有取代基的雜環基。
所謂烷基,是指直鏈、支鏈及/或環狀的1價的脂肪族飽和烴基。對於烷基而言,只要沒有特別指定,優選碳原子數1~14的烷基,更優選碳原子數1~10的烷基,進一步優選碳數1~6的烷基。作為烷基,可舉出例如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、異戊基、仲戊基、新戊基、叔戊基、己基、異己基、庚基、異庚基、辛基、異辛基、叔辛基、環戊基、環己基、環己基甲基等。
所謂烯基,是指具有至少1個碳-碳雙鍵的直鏈、支鏈及/或環狀的1價的脂肪族不飽和烴基。對於烯基而言,只要沒有特別指定,優選碳數2~14的烯基,更優選碳數2~10的烯基,進一步優選碳數2~6的烯基。作為烯基,可舉出例如乙烯基、丙烯基(烯丙基、1-丙烯基、異丙烯基)、丁烯基(1-丁烯基、2-丁烯基(crotyl)、甲代烯丙基(methallyl)、異丁烯基(isocrotyl)等)、戊烯基(1-戊烯基等)、己烯基(1-己烯基等)、庚烯基(1-庚烯基等)、辛烯基(1-辛烯基等)、環戊烯基(2-環戊烯基等)、環己烯基(3-環己烯基等)等。
所謂芳基,是指去除芳香族碳環的1個氫原子而成的1價的芳烴基。對於芳基而言,只要沒有特別指定,優選碳原子數6~14的芳基,特別優選碳原子數6~10的芳基。作為芳基,可舉出例如苯基、1-萘基、2-萘基等。
所謂芳烷基,是指被1個或2個以上(優選1個)芳基取代的烷基。對於芳烷基而言,只要沒有特別指定,優選碳原子數7~15的芳烷基,特別優選碳原子數7~11的芳烷基。作為芳烷基,可舉出例如苄基、苯乙基、苯丙基(hydrocinnamyl)、α-甲基苄基、α-枯基、1-萘基甲基、2-萘基甲基等。
所謂雜環基,是指去除除了碳原子之外還以氧原子、氮原子、硫原子等雜原子為成環原子的雜環的1個氫原子而成的1價的環狀基。雜環基優選四~十五員的雜環基,更優選五~十員的雜環基。雜環基可以是環上的π電子系中包含的電子數為4p+2個(p為自然數)的遵循休克爾(Huckel)規則的芳香族雜環基,及環整體不具有芳香性的除芳香族雜環基以外的非芳香族雜環基,但在一個實施形態中,優選非芳香族雜環基。作為雜環基,可舉出例如吡咯烷基(N-吡咯烷基等)、吡唑烷基(N-吡唑烷基等)、咪唑烷基(N-咪唑烷基等)、呱啶基(N-呱啶基等)、嗎啉基(N-嗎啉基等)、硫代嗎啉基(N-硫代嗎啉基等)等。
作為烷基及烯基的「取代基」,沒有特別限制,可舉出例如鹵素原子、硝基、胺基、羥基、芳基、烷基-芳基(被1個以上烷基取代的芳基)、烷基-氧基、烯基-氧基、芳基-氧基、芳烷基-氧基、烷基-羰基、烯基-羰基、芳基-羰基、芳烷基-羰基、烷基-氧基-羰基、烯基-氧基-羰基、芳基-氧基-羰基、芳烷基-氧基-羰基、烷基-羰基-氧基、烯基-羰基-氧基、芳基-羰基-氧基、芳烷基-羰基-氧基、單或二(烷基)胺基、單或二(烯基)胺基、雜環基等。
作為芳基、芳烷基及雜環基的「取代基」,沒有特別限制,可舉出例如鹵素原子、硝基、胺基、羥基、烷基、烯基、芳基、芳烷基、烷基-芳基、烷基-氧基、烯基-氧基、芳基-氧基、芳烷基-氧基、烷基-羰基、烯基-羰基、芳基-羰基、芳烷基-羰基、烷基-氧基-羰基、烯基-氧基-羰基、芳基-氧基-羰基、芳烷基-氧基-羰基、烷基-羰基-氧基、烯基-羰基-氧基、芳基-羰基-氧基、芳烷基-羰基-氧基、單或二(烷基)胺基、單或二(烯基)胺基、雜環基等。
一個實施形態中,R各自獨立地優選為任選具有取代基的烷基、任選具有取代基的芳基,或任選具有取代基的雜環基;更優選為(1)任選被選自鹵素原子、硝基、羥基、芳基、烷基-芳基、烷基-氧基、烯基-氧基、芳基-氧基、芳烷基-氧基、單或二(烷基)胺基,及雜環基中的基取代的烷基、(2)任選被選自鹵素原子、硝基、羥基、烷基、烯基、芳基、芳烷基、烷基-芳基、烷基-氧基、烯基-氧基、芳基-氧基、芳烷基-氧基、單或二(烷基)胺基,及雜環基中的基取代的芳基,或(3)任選被選自鹵素原子、硝基、羥基、烷基、烯基、芳基、芳烷基、烷基-芳基、烷基-氧基、烯基-氧基、芳基-氧基、芳烷基-氧基、單或二(烷基)胺基,及雜環基中的基取代的雜環基;特別優選為(1)任選被選自硝基、羥基、烷基-氧基、單或二(烷基)胺基,及雜環基中的基取代的烷基、(2)任選被選自硝基、烷基、烷基-氧基、單或二(烷基)胺基,及雜環基中的基取代的芳基,或(3)任選被選自硝基、烷基、烷基-氧基、單或二(烷基)胺基,及雜環基中的基取代的雜環基。
R
8和R
9各自獨立地表示氫原子、任選具有取代基的烷基、任選具有取代基的烯基,或任選具有取代基的芳烷基,或者R
8和R
9一起結合而形成任選具有取代基的非芳香族碳環。
所謂非芳香族碳環,是指環整體不具有芳香性的碳環。非芳香族碳環僅將碳原子作為成環原子。非芳香族碳環可以是僅由單鍵形成的飽和碳環,或具有雙鍵及三鍵中的至少任一者的不飽和碳環。非芳香族碳環也包含非芳香環與芳香環稠合而形成的在一部分具有芳香性的稠環。非芳香族碳環優選碳數4~20的非芳香族碳環,更優選碳數5~12的非芳香族碳環。作為非芳香族碳環的優選的具體例,可舉出例如環丁烷環、環戊烷環、環己烷環、環庚烷環、環辛烷環、環壬烷環、環癸烷環、環十一烷環、環十二烷環等單環系的飽和碳環;雙環[2.2.1]庚烷環(降冰片烷環)、雙環[4.4.0]癸烷環(十氫化萘環)、雙環[5.3.0]癸烷環、雙環[4.3.0]壬烷環(六氫茚滿(hydrindane)環)、雙環[3.2.1]辛烷環、雙環[5.4.0]十一烷環、雙環[3.3.0]辛烷環、雙環[3.3.1]壬烷環等二環系的飽和碳環;三環[5.2.1.0
2,6]癸烷環(四氫雙環戊二烯環)、三環[3.3.1.1
3,7]癸烷環(金剛烷環)、三環[6.2.1.0
2,7]十一烷環等三環系的飽和碳環;四環[6.2.1.1
3,6.0
2,7]十二烷環等四環系的飽和碳環;五環[9.2.1.1
4,7.0
2,1.0
3,8]十五烷環、五環[6.5.1.1
3,6.0
2,7.0
9,13]十五烷環(四氫三環戊二烯環)等五環系的飽和碳環等。
作為非芳香族碳環的「取代基」,可舉出與上文例舉的芳基、芳烷基及雜環基的「取代基」同樣的例子。
一個實施形態中,R
8和R
9各自獨立地優選為氫原子、任選具有取代基的烷基,或任選具有取代基的烯基,或者R
8和R
9一起結合而形成任選具有取代基的單環系的飽和碳環;更優選為(1)氫原子、(2)任選被選自鹵素原子、烷基-氧基、烯基-氧基、芳基-氧基、芳烷基-氧基,及單或二(烷基)胺基中的基取代的烷基,或(3)任選被選自鹵素原子、烷基-氧基、烯基-氧基、芳基-氧基、芳烷基-氧基,及單或二(烷基)胺基中的基取代的烯基,或者R
8和R
9一起結合而形成環戊烷環,或環己烷環;進一步優選為氫原子、烷基或烯基;進而更優選為氫原子,或碳數1~6的烷基;特別優選為丙基、丁基或戊基。
R
a和R
b各自獨立地表示任選具有取代基的烷基、任選具有取代基的烯基,或任選具有取代基的芳烷基,或者R
a和R
b一起結合而形成任選具有取代基的非芳香族碳環。
一個實施形態中,R
a和R
b各自獨立地優選為任選具有取代基的烷基、任選具有取代基的烯基,或任選具有取代基的芳烷基,或者R
a和R
b一起結合而形成任選具有取代基的單環系的飽和碳環;更優選為(1)任選被選自鹵素原子、烷基-氧基、烯基-氧基、芳基-氧基、芳烷基-氧基,及單或二(烷基)胺基中的基取代的烷基、(2)任選被選自鹵素原子、烷基-氧基、烯基-氧基、芳基-氧基、芳烷基-氧基,及單或二(烷基)胺基中的基取代的烯基,或(3)任選被選自鹵素原子、烷基、烯基、烷基-氧基、烯基-氧基、芳基-氧基、芳烷基-氧基,及單或二(烷基)胺基中的基取代的芳烷基,或者R
a和R
b一起結合而形成環戊烷環或環己烷環;進一步優選為(1)烷基、(2)烯基,或(3)任選被烷基取代的芳烷基;進而更優選為碳數1~6的烷基;特別優選為甲基或乙基。
R
c和R
d各自獨立地表示任選具有取代基的烷基、任選具有取代基的烯基,或任選具有取代基的芳烷基,或者R
c和R
d一起結合而形成任選具有取代基的含氮雜環。
所謂含氮雜環,是指至少將碳原子及氮原子這兩者作為成環原子、可以還具有氧原子及硫原子等氮原子以外的雜原子作為成環原子的雜環。含氮雜環可以為環上的π電子系中包含的電子數為4p+2個(p為自然數)的按照休克爾規則的含氮芳香族雜環,也可以為環整體不具有芳香性的含氮非芳香族雜環,但在一個實施形態中,優選含氮非芳香族雜環。含氮雜環可以為單環式含氮雜環,可以為二環式含氮雜環,也可以為三環式含氮雜環,但在一個實施形態中,優選單環式含氮雜環。在一個實施形態中,含氮雜環優選為三~十四員,更優選為四~十員,進一步優選為五或六員。作為含氮雜環,可舉出例如吡咯烷環、咪唑烷環、吡唑烷環、噁唑烷環、呱啶環、嗎啉環、硫代嗎啉環等。
作為含氮雜環的「取代基」,可舉出與上文例舉的芳基、芳烷基及雜環基的「取代基」同樣的例子。
一個實施形態中,R
c和R
d各自獨立地優選表示任選具有取代基的烷基,或者R
c和R
d一起結合而形成任選具有取代基的含氮非芳香族雜環;更優選表示碳數1~6的烷基,或者R
c和R
d一起結合而形成五或六員的含氮非芳香族雜環;進一步優選R
c和R
d一起結合而形成五或六員的含氮非芳香族雜環;特別優選R
c和R
d一起結合而形成嗎啉環。
一個實施形態中,(B)具有芴骨架的α-胺基酮系光聚合起始劑特別優選包含式(2-1)~(2-7)中任一式表示的化合物。
[化學式3]
。
[各符號如上述的定義那樣]。
其中,特別優選包含式(2-1)表示的化合物。
作為(B)具有芴骨架的α-胺基酮系光聚合起始劑的具體例,沒有特別限制,可舉出式(3-1)~(3-116)表示的化合物。
[化學式4]
。
[化學式5]
。
[化學式6]
。
[化學式7]
。
[化學式8]
。
[化學式9]
。
(B)具有芴骨架的α-胺基酮系光聚合起始劑的分子量的上限沒有特別限制,優選為3000以下,更優選為2000以下,進一步優選為1000以下,特別優選為500以下。
(B)具有芴骨架的α-胺基酮系光聚合起始劑可利用公知的合成方法或以其為基準的方法容易地合成,但也可使用市售品。作為(B)具有芴骨架的α-胺基酮系光聚合起始劑的市售品的例子,可舉出TRONLY公司的「TR-NPI-20400」(式(3-41)表示的化合物)等。
將感光性樹脂組成物的不揮發成分設為100質量%時,(B)具有芴骨架的α-胺基酮系光聚合起始劑的含量優選為0.1質量%以上,更優選為0.5質量%以上,進一步優選為1質量%以上。其上限優選為20質量%以下,更優選為15質量%以下,進一步優選為10質量%以下,特別優選為7質量%以下。
(A)含有羧基的樹脂與(B)具有芴骨架的α-胺基酮系光聚合起始劑的質量比((A)成分/(B)成分)優選為0.5以上,更優選為1以上,進一步優選為3以上。其上限優選為50以下,更優選為30以下。
<(C)環氧樹脂>
本發明的感光性樹脂組成物含有(C)環氧樹脂。所謂(C)環氧樹脂,是指具有環氧基的硬化性樹脂。
作為(C)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、雙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、叔丁基-鄰苯二酚型環氧樹脂、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、苯酚芳烷基型環氧樹脂、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、脂環族環氧樹脂、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、伸萘基醚型環氧樹脂、三羥甲基型環氧樹脂、四苯基乙烷型環氧樹脂、異氰脲酸酯型環氧樹脂、苯酚苯并吡咯酮(phenolphthalimidine)型環氧樹脂等。(C)環氧樹脂可以單獨使用1種,也可組合使用2種以上。
對於本發明的感光性樹脂組成物而言,作為(C)環氧樹脂,優選包含在1分子中具有2個以上環氧基的環氧樹脂。相對於(C)環氧樹脂100質量%而言,在1分子中具有2個以上環氧基的環氧樹脂的比例優選為50質量%以上,更優選為60質量%以上,特別優選為70質量%以上。
(C)環氧樹脂包括在20℃的溫度下為液狀的環氧樹脂(以下有時稱為「液狀環氧樹脂」)和在20℃的溫度下為固體狀的環氧樹脂(以下有時稱為「固體狀環氧樹脂」)。對於本發明的感光性樹脂組成物而言,作為環氧樹脂,可以僅包含液狀環氧樹脂,或者,可以僅包含固體狀環氧樹脂,或者,可以包含液狀環氧樹脂和固體狀環氧樹脂這兩者,但特別優選僅包含固體狀環氧樹脂,或包含液狀環氧樹脂和固體狀環氧樹脂這兩者。
作為液狀環氧樹脂,優選在1分子中具有2個以上環氧基的液狀環氧樹脂。
作為液狀環氧樹樹脂,優選Glycyrrol型環氧樹脂、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、具有酯骨架的脂環族環氧樹脂、環己烷二甲醇型環氧樹脂、環狀脂肪族缩水甘油基醚,及具有丁二烯結構的環氧樹脂。
作為液狀環氧樹脂的具體例,可舉出Nagase ChemteX公司製的「EX-992L」、三菱化學公司製的「YX7400」、DIC公司製的「HP4032」、「HP4032D」、「HP4032SS」(萘型環氧樹脂);三菱化學公司製的「828US」、「jER828EL」、「828EL」、「825」、「EPIKOTE 828EL」、DIC公司製的「850」(雙酚A型環氧樹脂);三菱化學公司製的「jER807」、「1750」(雙酚F型環氧樹脂);三菱化學公司製的「jER152」(苯酚酚醛清漆型環氧樹脂);三菱化學公司製的「630」、「630LSD」、「604」(縮水甘油基胺型環氧樹脂);ADEKA公司製的「ED-523T」(Glycirol型環氧樹脂);ADEKA公司製的「EP-3950L」、「EP-3980S」(縮水甘油基胺型環氧樹脂);ADEKA公司製的「EP-4088S」(雙環戊二烯型環氧樹脂);日鐵化學材料公司(NIPPON STEEL Chemical & Material Co., Ltd)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」(縮水甘油基酯型環氧樹脂);Nagase ChemteX公司製的「EX-991L」(含有伸烷基氧基骨架及丁二烯骨架的環氧樹脂);大賽璐公司製的「Celloxide 2021P」(具有酯骨架的脂環族環氧樹脂);大賽璐公司製的「PB-3600」、日本曹達公司製的「JP-100」、「JP-200」(具有丁二烯結構的環氧樹脂);日鐵化學材料公司製的「ZX1658」、「ZX1658GS」(液狀1,4-縮水甘油基環己烷型環氧樹脂);大阪燃氣化學公司製的「EG-280」(含有芴結構的環氧樹脂);Nagase ChemteX公司製「EX-201」(環狀脂肪族縮水甘油基醚)等。
作為固體狀環氧樹脂,優選在1分子中具有3個以上環氧基的固體狀環氧樹脂,更優選在1分子中具有3個以上環氧基的芳香族系的固體狀環氧樹脂。
作為固體狀環氧樹脂,優選聯二甲酚型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、萘型四官能環氧樹脂、萘酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、雙環戊二烯型環氧樹脂、三酚型環氧樹脂、萘酚型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、伸萘基醚型環氧樹脂、蒽型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚AF型環氧樹脂、苯酚芳烷基型環氧樹脂、四苯基乙烷型環氧樹脂、苯酚苯并吡咯酮型環氧樹脂。
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」(萘型四官能環氧樹脂);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」、「HP-7200L」(雙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」、「NC3000FH」、「NC3100」(聯苯型環氧樹脂);日鐵化學材料公司製的「ESN475V」、「ESN4100V」(萘型環氧樹脂);日鐵化學材料公司製的「ESN485」(萘酚型環氧樹脂);日鐵化學材料公司製的「ESN375」(二羥基萘型環氧樹脂);三菱化學公司製的「YX4000H」、「YX4000」、「YX4000HK」、「YL7890」(聯二甲酚型環氧樹脂);三菱化學公司製的「YL6121」(聯苯型環氧樹脂);三菱化學公司製的「YX8800」(蒽型環氧樹脂);三菱化學公司製的「YX7700」(苯酚芳烷基型環氧樹脂);大阪燃氣化學公司製的「PG-100」、「CG-500」;三菱化學公司製的「YL7760」(雙酚AF型環氧樹脂);三菱化學公司製的「YL7800」(芴型環氧樹脂);三菱化學公司製的「jER1010」(雙酚A型環氧樹脂);三菱化學公司製的「jER1031S」(四苯基乙烷型環氧樹脂);日本化藥公司製的「WHR991S」(苯酚苯并吡咯酮型環氧樹脂)等。可以單獨使用此等中的1種,也可組合使用2種以上。
作為(C)環氧樹脂,組合使用固體狀環氧樹脂和液狀環氧樹脂的情況下,該等的質量比(固體狀環氧樹脂:液狀環氧樹脂)優選為10:1~1:50,更優選為5:1~1:20,特別優選為2:1~1:10。
一個實施形態中,(C)環氧樹脂優選包含具有選自萘骨架及聯苯骨架中的骨架的環氧樹脂,更優選包含具有萘骨架的環氧樹脂,尤其特別優選包含具有萘酚芳烷基骨架的環氧樹脂。
一個實施形態中,(C)環氧樹脂特別優選具有與(A)含有羧基的樹脂相同的骨架。
(C)環氧樹脂的環氧基當量優選為50g/eq.~5,000g/eq.,更優選為60g/eq.~2,000g/eq.,進一步優選為70g/eq.~1,000g/eq.,進一步更優選為80g/eq.~500g/eq.。環氧基當量是每1當量環氧基的樹脂的品質。該環氧基當量可按照JIS K7236進行測定。
(C)環氧樹脂的重量平均分子量(Mw)優選為100~5,000,更優選為250~3,000,進一步優選為400~1,500。樹脂的重量平均分子量可利用凝膠滲透色譜法(GPC)、作為按照聚苯乙烯換算的值來測定。
對於(C)環氧樹脂的含量而言,將感光性樹脂組成物的不揮發成分設為100質量%時,從進一步提高機械強度及絕緣可靠性的觀點考慮,優選為1質量%以上,更優選為3質量%以上,進一步優選為5質量%以上,特別優選為7質量%以上。其上限優選為50質量%以下,更優選為40質量%以下,進一步優選為30質量%以下,特別優選為25質量%以下。
(A)含有羧基的樹脂與(C)環氧樹脂的質量比((A)成分/(C)成分)優選為0.1以上,更優選為0.5以上,進一步優選為1以上。其上限優選為30以下,更優選為10以下,進一步優選為3以下。
<(D)光敏化劑>
本發明的感光性樹脂組成物含有(D)光敏化劑。通過含有(D)光敏化劑,可提高光硬化性。本發明的感光性樹脂組成物中的(D)光敏化劑的吸收波長的極大值在350nm~400nm的範圍內。本發明的感光性樹脂組成物中的(D)光敏化劑的最低激發三重態能階優選為60kcal/mol~70kcal/mol,更優選為60kcal/mol~65kcal/mol,特別優選為60kcal/mol~63kcal/mol。
作為(D)光敏化劑,可舉出例如吸收波長極大值為350nm~400nm的噻噸酮類、吸收波長極大值為350nm~400nm的二苯甲酮(benzophenone)類等。作為(D)光敏化劑的具體例,可舉出2-異丙基噻噸酮、1-異丙基噻噸酮、4,4'-雙(二乙基胺基)二苯甲酮、4,4'-雙(二甲基胺基)二苯甲酮、2,4-二甲基噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二異丙基噻噸酮、2-氯噻噸酮等。
對於(D)光敏化劑的含量而言,將感光性樹脂組成物的不揮發成分設為100質量%時,從進一步提高光硬化性的觀點考慮,優選為0.001質量%以上,更優選為0.005質量%以上,進一步優選為0.01質量%以上。其上限優選為5質量%以下,更優選為3質量%以下,進一步優選為2質量%以下,特別優選為1質量%以下。
<(E)無機填充材料>
本發明的感光性樹脂組成物含有(E)無機填充材料。(E)無機填充材料以粒子的狀態被包含在樹脂組成物中。
作為(E)無機填充材料的材料,使用無機化合物。作為(E)無機填充材料的材料,可舉出例如二氧化矽、氧化鋁、矽酸鋁、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、勃姆石、氫氧化鋁、氫氧化鎂、碳酸鈣、碳酸鎂、氧化鎂、氮化硼、氮化鋁、氮化錳、硼酸鋁、碳酸鍶、鈦酸鍶、鈦酸鈣、鈦酸鎂、鈦酸鉍、氧化鈦、氧化鋯、鈦酸鋇、鈦酸鋯酸鋇、鋯酸鋇、鋯酸鈣、磷酸鋯及磷酸鎢酸鋯等。這些中,特別優選二氧化矽。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。另外,作為二氧化矽,優選球形二氧化矽。(E)無機填充材料可以單獨使用1種,也可以以任意的比率組合使用2種以上。
作為(E)無機填充材料的市售品,可舉出例如電化化學工業股份有限公司製的「UFP-30」;新日鐵住金材料公司製的「SP60-05」、「SP507-05」;股份有限公司雅都瑪(Admatechs)製的「YC100C」、「YA050C」、「YA050C-MJE」、「YA010C」;DENKA股份有限公司製的「UFP-30」;股份有限公司德山製的「Silfil NSS-3N」、「Silfil NSS-4N」、「Silfil NSS-5N」;股份有限公司雅都瑪製的「SC2500SQ」、「SO-C4」、「SO-C2」、「SO-C1」、「SC2300-SVJ」、「SC2050-SXF」;DENKA股份有限公司製的「DAW-03」、「FB-105FD」等。
(E)無機填充材料的平均粒徑沒有特別限制,優選為10μm以下,更優選為5μm以下,進一步優選為2μm以下,進一步更優選為1μm以下,特別優選為0.7μm以下。(E)無機填充材料的平均粒徑的下限沒有特別限制,優選為0.01μm以上,更優選為0.05μm以上,進一步優選為0.1μm以上,特別優選為0.2μm以上。(E)無機填充材料的平均粒徑可利用基於米氏(Mie)散射理論的鐳射繞射-散射法來測定。具體而言,可通過以下方式來測定:利用鐳射繞射散射式粒徑分佈測定裝置,以體積基準製成無機填充材料的粒徑分佈,將其中值粒徑作為平均粒徑。測定樣品可使用稱取無機填充材料100mg、甲基乙基酮10g至小瓶(vial bottle)中、利用超音波進行10分鐘分散而得到的產物。針對測定樣品,使用鐳射繞射式粒徑分佈測定裝置,將使用光源波長設為藍色及紅色,以流動池(Flow Cell)方式測定無機填充材料的體積基準的粒徑分佈,由得到的粒徑分佈作為中值粒徑算出平均粒徑。作為鐳射繞射式粒徑分佈測定裝置,可舉出例如股份有限公司堀場製作所製「LA-960」等。
(E)無機填充材料的比表面積沒有特別限制,優選為0.1m
2/g以上,更優選為0.5m
2/g以上,進一步優選為1m
2/g以上,特別優選為3m
2/g以上。(E)無機填充材料的比表面積的上限沒有特別限制,優選為100m
2/g以下,更優選為70m
2/g以下,進一步優選為50m
2/g以下,特別優選為40m
2/g以下。無機填充材料的比表面積可通過以下方式得到:按照BET法,使用比表面積測定裝置(Mountech公司製Macsorb HM-1210),使試樣表面吸附氮氣,利用BET多點法算出比表面積。
(E)無機填充材料優選用適當的表面處理劑進行了表面處理。通過進行表面處理,能提高(E)無機填充材料的耐濕性及分散性。作為表面處理劑,可舉出例如乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷等乙烯基系矽烷偶聯劑;2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷等環氧系矽烷偶聯劑;對苯乙烯基三甲氧基矽烷等苯乙烯基系矽烷偶聯劑;3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷等甲基丙烯酸系矽烷偶聯劑;3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷等丙烯酸系矽烷偶聯劑;N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-三乙氧基甲矽烷基-N-(1,3-二甲基-丁叉(butylidene))丙基胺、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-苯基-8-胺基辛基三甲氧基矽烷、N-(乙烯基苄基)-2-胺基乙基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷等胺基系矽烷偶聯劑;三(三甲氧基甲矽烷基丙基)異氰脲酸酯等異氰脲酸酯系矽烷偶聯劑;3-脲基丙基三烷氧基矽烷等脲基系矽烷偶聯劑;3-巰基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷等巰基系矽烷偶聯劑;3-異氰酸酯基丙基三乙氧基矽烷等異氰酸酯系矽烷偶聯劑;3-三甲氧基甲矽烷基丙基琥珀酸酐等酸酐系矽烷偶聯劑等矽烷偶聯劑。另外,表面處理劑可以單獨使用1種,也可以以任意的比率組合使用2種以上。
(E)無機填充材料更優選包含用選自乙烯基系矽烷偶聯劑,及胺基系矽烷偶聯劑的表面處理劑進行了表面處理的無機填充材料,特別優選包含用胺基系矽烷偶聯劑進行了表面處理的無機填充材料。
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的「KBM-1003」、「KBE-1003」(乙烯基系矽烷偶聯劑);「KBM-303」、「KBM-402」、「KBM-403」、「KBE-402」、「KBE-403」(環氧系矽烷偶聯劑);「KBM-1403」(苯乙烯基系矽烷偶聯劑);「KBM-502」、「KBM-503」、「KBE-502」、「KBE-503」(甲基丙烯酸系矽烷偶聯劑);「KBM-5103」(丙烯酸系矽烷偶聯劑);「KBM-602」、「KBM-603」、「KBM-903」、「KBE-903」、「KBE-9103P」、「KBM-573」、「KBM5783」、「KBM-575」(胺基系矽烷偶聯劑);「KBM-9659」(異氰脲酸酯系矽烷偶聯劑);「KBE-585」(脲基系矽烷偶聯劑);「KBM-802」、「KBM-803」(巰基系矽烷偶聯劑);「KBE-9007N」(異氰酸酯系矽烷偶聯劑);「X-12-967C」(酸酐系矽烷偶聯劑);「KBM-13」、「KBM-22」、「KBM-103」、「KBE-13」、「KBE-22」、「KBE-103」、「KBM-3033」、「KBE-3033」、「KBM-3063」、「KBE-3063」、「KBE-3083」、「KBM-3103C」、「KBM-3066」、「KBM-7103」(烷基烷氧基矽烷化合物)等。
從提高無機填充材料的分散性的觀點考慮,基於表面處理劑的表面處理的程度優選在規定的範圍內。具體而言,無機填充材料100質量%優選用0.2質量%~5質量%的表面處理劑進行了表面處理,更優選用0.2質量%~3質量%進行了表面處理,進一步優選用0.3質量%~2質量%進行了表面處理。
基於表面處理劑的表面處理的程度可通過無機填充材料的每單位表面積的碳量來評估。對於無機填充材料的每單位表面積的碳量而言,從提高無機填充材料的分散性的觀點考慮,優選為0.02mg/m
2以上,更優選為0.1mg/m
2以上,進一步優選為0.2mg/m
2以上。另一方面,從防止樹脂組成物的熔融黏度、片形態下的熔融黏度上升的觀點考慮,優選為1.0mg/m
2以下,更優選為0.8mg/m
2以下,進一步優選為0.5mg/m
2以下。
(E)無機填充材料的每單位表面積的碳量可在利用溶劑(例如甲基乙基酮(MEK))對表面處理後的無機填充材料進行洗滌處理後進行測定。具體而言,可將作為溶劑的足量的MEK添加至用表面處理劑進行了表面處理的無機填充材料中,於25℃進行5分鐘超音波洗滌。將上清液除去,使固體成分乾燥,然後使用碳分析儀測定無機填充材料的每單位表面積的碳量。作為碳分析儀,可使用股份有限公司堀場製作所製「EMIA-320V」等。
對於(E)無機填充材料的含量而言,將感光性樹脂組成物中的不揮發成分設為100質量%時,從將平均線熱膨脹係數抑制得較低的觀點考慮,優選為0.1質量%以上,更優選為1質量%以上,進一步優選為5質量%以上,特別優選為10質量%以上、20質量%以上,或30質量%以上。從進一步提高顯影性的觀點考慮,其上限例如優選為70質量%以下,更優選為65質量%以下,特別優選為60質量%以下。
<(F)反應性稀釋劑>
感光性樹脂組成物中,作為任選的成分,可以進一步含有(F)反應性稀釋劑。但是,(F)反應性稀釋劑中不包括屬於(A)含有羧基的樹脂、(B)具有芴骨架的α-胺基酮系光聚合起始劑及(C)環氧樹脂的成分。通過在感光性樹脂組成物中含有(F)反應性稀釋劑,能提高光反應性。作為(F)成分,例如可使用在1分子中具有1個以上的(甲基)丙烯醯基的感光性(甲基)丙烯酸酯化合物。室溫表示25℃左右。(F)成分可以單獨使用1種,也可組合使用2種以上。
作為代表性的感光性(甲基)丙烯酸酯化合物,可舉出例如丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸2-羥基丁酯等丙烯酸羥基烷基酯類、乙二醇、甲氧基四乙二醇、聚乙二醇、丙二醇等二醇的單或二丙烯酸酯類、N,N-二甲基丙烯醯胺、N-羥甲基丙烯醯胺等丙烯醯胺類、丙烯酸N,N-二甲基胺基乙酯等丙烯酸胺基烷基酯類、三羥甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇等多元醇或此等的氧化乙烯、氧化丙烯或ε-己內酯的加成物的多元丙烯酸酯類、苯氧基丙烯酸酯、丙烯酸苯氧基乙酯等酚類,或其氧化乙烯或氧化丙烯加成物等的丙烯酸酯類、由三羥甲基丙烷三縮水甘油基醚等縮水甘油基醚衍生的環氧丙烯酸酯類、改性環氧丙烯酸酯類、三聚氰胺丙烯酸酯類,及/或與上述的丙烯酸酯對應的甲基丙烯酸酯類等。這些中,優選多元丙烯酸酯類或多元甲基丙烯酸酯類,例如,作為三價的丙烯酸酯類或甲基丙烯酸酯類,可舉出三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷EO加成三(甲基)丙烯酸酯、甘油PO加成三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、四糠基醇低聚(甲基)丙烯酸酯、乙基卡必醇低聚(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇低聚(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇低聚(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷低聚(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇低聚(甲基)丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、N,N,N',N'-四(β-羥基乙基)乙基二胺的(甲基)丙烯酸酯等,作為三價以上的丙烯酸酯類或甲基丙烯酸酯類,可舉出磷酸三(2-(甲基)丙烯醯基氧基乙基)酯、磷酸三(2-(甲基)丙烯醯基氧基丙基)酯、磷酸三(3-(甲基)丙烯醯基氧基丙基)酯、磷酸三(3-(甲基)丙烯醯基-2-羥基氧基丙基)酯、磷酸二(3-(甲基)丙烯醯基-2-羥基氧基丙基)(2-(甲基)丙烯醯基氧基乙基)酯、磷酸(3-(甲基)丙烯醯基-2-羥基氧基丙基)二(2-(甲基)丙烯醯基氧基乙基)酯等的磷酸三酯(甲基)丙烯酸酯。這些感光性(甲基)丙烯酸酯化合物可以單獨使用任一種,也可併用兩種以上。「EO」是指氧化乙烯(環氧乙烷)。
(F)反應稀釋劑可使用市售品。作為市售品,可舉出例如日本化藥公司製的「DPHA」、DAICEL-ALLNEX公司製的「EBECRYL3708」等。
作為(F)反應稀釋劑的含量,將感光性樹脂組成物中的不揮發成分設為100質量%時,從促進光硬化的觀點考慮,優選為1質量%以上,更優選為3質量%以上,進一步優選為5質量%以上,特別優選為7質量%以上,優選為40質量%以下,更優選為35質量%以下,進一步優選為30質量%以下,特別優選為25質量%以下、20質量%以下。
<(G)有機溶劑>
感光性樹脂組成物中,作為任選成分,可以進一步含有(G)有機溶劑。通過進一步含有(G)成分,能調節清漆黏度。作為(G)有機溶劑,可舉出例如甲基乙基酮(MEK)、環己酮等酮類、甲苯、二甲苯、四甲基苯等芳烴類、甲基溶纖劑、丁基溶纖劑、甲基卡必醇、丁基卡必醇、丙二醇單甲基醚、二丙二醇單乙基醚、二丙二醇二乙醚、三乙二醇單乙基醚等二醇醚類、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁基溶纖劑乙酸酯、卡必醇乙酸酯、二乙二醇單乙基醚醋酸酯等的酯類、辛烷、癸烷等脂肪族烴類、石油醚、石腦油、氫化石腦油、溶劑石腦油等的石油系溶劑等。此等可以單獨使用1種,或者組合使用2種以上。使用有機溶劑時的含量可從感光性樹脂組成物的塗布性的觀點出發而進行適當調節。
作為(G)有機溶劑的含量,將感光性樹脂組成物中的全部成分設為100質量%時,優選為60質量%以下,更優選為50質量%以下,進一步優選為40質量%以下,特別優選為30質量%以下。其下限可以為1質量%以上、10質量%以上等。
<(H)其他添加劑>
感光性樹脂組成物中可以以不妨礙本發明的目的的程度進一步含有(H)其他添加劑。作為(H)其他添加劑,例如,可添加其他光聚合起始劑、熱塑性樹脂、有機填充材料、三聚氰胺、有機膨潤土等的微粒、酞菁藍、酞菁綠、碘綠、重氮黃、結晶紫、氧化鈦、碳黑、萘黑等著色劑、對苯二酚、吩噻嗪、甲基對苯二酚、對苯二酚單甲基醚、鄰苯二酚、連苯三酚等阻聚劑、膨潤土、蒙脫石等增稠劑、有機矽系、氟系、乙烯基樹脂系的消泡劑、溴化環氧化合物、酸改性溴化環氧化合物、銻化合物、磷系化合物、芳香族縮合磷酸酯、含鹵素縮合磷酸酯等阻燃劑、酚系硬化劑、氰酸酯系硬化劑等熱硬化樹脂等各種添加劑。
<感光性樹脂組成物的製造方法>
本發明的感光性樹脂組成物可通過將各成分適當地混合、而且根據需要利用三輥磨、球磨機、珠磨機、砂磨機等混煉手段,或超級混合機、行星混合機、高速旋轉混合機等攪拌手段進行混煉或攪拌來製造。
<感光性樹脂組成物的物性>
本發明的感光性樹脂組成物具有可形成具有更優異的解析度、同時能抑制小徑化的通孔中的連接不良的發生、並且表面粗糙度更小的絕緣層這樣的特性。
對於本發明的感光性樹脂組成物而言,為了具有更優異的解析度,在一個實施形態中,可具有在進行了曝光及顯影的情況下可形成的通孔的最小開口徑(最小通孔徑)更小這樣的特徵。因此,在一個實施形態中,如下述試驗例2那樣進行觀察時的最小開口徑可優選為100μm以下,更優選為80μm以下,進一步優選為60μm以下,特別優選小於50μm。下限沒有特別限制,可以為1μm以上等。
對於本發明的感光性樹脂組成物而言,如下述試驗例2那樣進行評估時,可具有在粗糙化處理後的通孔的壁面上、無機填充材料的露出更少、更平滑這樣的特徵。對於本發明的感光性樹脂組成物而言,如下述試驗例2那樣進行評估時,可具有在粗糙化處理後的通孔上部的阻劑表面上、無機填充材料的露出更少、更平滑這樣的特徵。對於本發明的感光性樹脂組成物而言,在如下述試驗例2那樣進行評估時,可具有在粗糙化處理後的通孔底部、不存在無機填充材料的脫落這樣的特徵。
對於本發明的感光性樹脂組成物而言,在一個實施形態中,進行曝光及顯影而形成了通孔的情況下,能形成底切(undercut)被進一步抑制的通孔、即最上部的半徑與底部的半徑之差更小或沒有差異的形狀的通孔。因此,一個實施形態中,如下述試驗例2那樣、形成開口徑為50μm的通孔、利用SEM測定截面的最上部的半徑(μm)和底部的半徑(μm)、求出最上部的半徑與底部的半徑之差(最上部的半徑-底部的半徑)而得到的底切可以優選為15μm以下,更優選為10μm以下,進一步優選為6μm以下,進一步更優選小於3μm,特別優選不存在底切(0μm)。底切的評估可按照後述的實施例中記載的方法來測定。
一個實施形態中,本發明的感光性樹脂組成物的硬化物可具有與鍍銅導體層之間的抗剝強度(剝離強度/密合性)更高這樣的特性。因此,一個實施形態中,如下述試驗例4那樣進行測定時的本發明的感光性樹脂組成物的硬化物與鍍銅導體層的剝離強度可以優選為0.3kgf/cm以上。剝離強度的上限值沒有特別限制,例如,可以為10kgf/cm以下。
一個實施形態中,本發明的感光性樹脂組成物的硬化物可具有粗糙化處理後的算術平均粗糙度(Ra)更低這樣的特性。因此,一個實施形態中,如下述試驗例3那樣進行測定時的本發明的感光性樹脂組成物的硬化物的算術平均粗糙度(Ra)優選為400nm以下,更優選為300nm以下,進一步優選小於200nm。下限沒有特別限制,可以為1nm以上等。
一個實施形態中,本發明的感光性樹脂組成物的硬化物可具有平均線熱膨脹係數(CTE)更低這樣的特性。因此,一個實施形態中,如下述試驗例1那樣進行測定時的本發明的感光性樹脂組成物的硬化物的平均線熱膨脹係數(CTE)優選為100ppm以下,更優選為60ppm以下,進一步優選為50ppm以下,特別優選小於40ppm。下限沒有特別限制,可以為10ppm以上等。
<感光性樹脂組成物的用途>
本發明的感光性樹脂組成物的用途沒有特別限制,可用於附支承體的感光性膜、預浸料等絕緣樹脂薄片、電路基板(層疊板用途、多層印刷佈線板用途等)、阻焊劑、底部填充材料、晶片鍵合材料、半導體密封材料、填孔樹脂、部件埋入樹脂等需要感光性樹脂組成物的廣泛範圍的用途。其中,可合適地用作印刷佈線板的絕緣層用的感光性樹脂組成物(將感光性樹脂組成物的硬化物作為絕緣層的印刷佈線板)、層間絕緣層用的感光性樹脂組成物(將感光性樹脂組成物的硬化物作為層間絕緣層(層間絕緣材料)的印刷佈線板)、鍍層形成用的感光性樹脂組成物(在感光性樹脂組成物的硬化物上形成有鍍層的印刷佈線板),及阻焊劑形成用的感光性樹脂組成物(將感光性樹脂組成物的硬化物作為阻焊劑的印刷佈線板)。
<附支承體的感光性膜>
本發明的感光性樹脂組成物可以以感光性樹脂組成物層以層狀形成在支承體上而成的附支承體的感光性膜的形態合適地使用。即,附支承體的感光性膜包含支承體、和設置於該支承體上的由本發明的感光性樹脂組成物形成的感光性樹脂組成物層。
作為支承體,可舉出例如聚對苯二甲酸乙二醇酯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜、聚丙烯膜、聚乙烯膜、聚乙烯醇膜、三乙醯基乙酸酯膜等,特別優選聚對苯二甲酸乙二醇酯膜。
作為市售的支承體,可舉出例如王子製紙公司製的製品名「ALPHAN MA-410」、「E-200C」、信越薄膜公司(Shin-Etsu Film Co., Ltd.)製等的聚丙烯膜、帝人公司製的製品名「PS-25」等PS系列等的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜等,但不限制於這些。對於這些支承體而言,為了使感光性樹脂組成物層的除去變得容易,優選在表面塗布有機矽塗布劑這樣的剝離劑。支承體的厚度優選為5μm~50μm的範圍,更優選為10μm~25μm的範圍。通過使厚度為5μm以上,能抑制在顯影前進行支承體剝離時支承體破裂,通過使厚度為50μm以下,能提高從支承體上進行曝光時的解析度。另外,優選低白點(fish eye)的支承體。此處所謂白點,是指通過熱熔融、混煉、擠出、雙軸拉伸、澆鑄法等將材料製成膜時,材料的異物、未溶解物、氧化劣化物等進入膜中而成的缺陷。
另外,為了減少利用紫外線等活性光線進行曝光時的光的散射,支承體優選透明性優異。對於支承體而言,具體而言,優選作為透明性的指標的濁度(通過JIS-K6714進行了標準化的霧度)為0.1~5。此外,感光性樹脂組成物層可以被保護膜保護。
通過用保護膜保護附支承體的感光性膜的感光性樹脂組成物層側,能防止在感光性樹脂組成物層表面上附著灰塵等或產生損傷。作為保護膜,可使用由與上述的支承體同樣的材料構成的膜。保護膜的厚度沒有特別限制,優選為1μm~40μm的範圍,更優選為5μm~30μm的範圍,進一步優選為10μm~30μm的範圍。通過使厚度為1μm以上,能提高保護膜的處理性,通過使厚度為40μm以下,存在廉價性變好的傾向。尚,對於保護膜而言,優選的是,相對於感光性樹脂組成物層與支承體的黏接力而言,感光性樹脂組成物層與保護膜的黏接力更小。
附支承體的感光性膜例如可通過下述方式來製造:將本發明的感光性樹脂組成物直接塗布於支承體上,或將本發明的感光性樹脂組成物溶解於有機溶劑中而製成的清漆狀的產物塗布於支承體上、通過加熱或吹熱風等而使有機溶劑乾燥、從而形成感光性樹脂組成物層。具體而言,首先,利用真空脫泡法等將感光性樹脂組成物中的泡完全除去,然後,將感光性樹脂組成物塗布於支承體上,利用熱風爐或遠紅外線爐將溶劑除去,使其乾燥,接下來,根據需要在得到的感光性樹脂組成物層上層疊保護膜,由此,可製造附支承體的感光性膜。具體的乾燥條件根據感光性樹脂組成物的硬化性、樹脂組成物中的有機溶劑量而不同,在包含30質量%~60質量%的有機溶劑的樹脂組成物中,可於80℃~120℃乾燥3分鐘~13分鐘。對於乾燥後的感光性樹脂組成物層中的殘餘有機溶劑量而言,從防止後續步驟中的有機溶劑的擴散方面考慮,相對於感光性樹脂組成物層的總量,優選為5質量%以下,更優選為2質量%以下。本發明領域具有通常技術者可通過簡單的實驗適當地設定合適的乾燥條件。
對於感光性樹脂組成物層的厚度而言,從提高處理性、並且抑制感光性樹脂組成物層內部的靈敏度及解析度下降這樣的觀點考慮,優選為5μm~500μm的範圍,更優選為10μm~200μm的範圍,進一步優選為15μm~150μm的範圍,更進一步優選為20μm~100μm的範圍,尤其進一步優選為20μm~60μm的範圍。
作為感光性樹脂組成物的塗布方式,可舉出例如凹版塗布方式、微型凹版塗布方式、反向塗布(reverse coating)方式、接觸式反向塗布(kiss reverse coating)方式、口模式塗布(die coating)方式、夾縫式擠壓(slot die)方式、唇模塗布(lip coating)方式、逗號塗布(comma coating)方式、刮板塗布(blade coating)方式、輥塗方式、刮刀塗布(knife coating)方式、簾幕式塗布(curtain coating)方式、密閉腔式(chamber)凹版塗布方式、夾縫噴嘴型(slot orifice)方式、噴塗方式、浸漬塗布方式等。
感光性樹脂組成物可以分數次進行塗布,也可以採用一次塗布,而且也可組合多種不同的方式進行塗布。其中,優選均勻塗布性優異的口模式塗布方式。另外,為了避免異物混入等,優選在無塵室等異物產生少的環境下實施塗布步驟。
<印刷佈線板>
本發明的印刷佈線板包含由本發明的感光性樹脂組成物的硬化物形成的絕緣層。該絕緣層優選作為阻焊劑使用。
詳細而言,本發明的印刷佈線板可使用上述的附支承體的感光性膜來製造。以下,對絕緣層為阻焊劑的情況進行說明。
<層壓及乾燥步驟>
通過將附支承體的感光性膜的感光性樹脂組成物層側層壓在電路基板上並使其乾燥,從而在電路基板上形成感光性樹脂組成物層。
作為電路基板,可舉出例如玻璃環氧基板、金屬基板、聚酯基板、聚醯亞胺基板、BT樹脂基板、熱固型聚苯醚基板等。尚,此處所謂電路基板,是指在上述那樣的基板的一面或兩面形成有經圖型加工的導體層(電路)的基板。另外,在交替層疊導體層和絕緣層而成的多層印刷佈線板中,該多層印刷佈線板的最外層的一面或兩面成為經圖型加工的導體層(電路)的基板也被包含在此處所說的電路基板之內。尚,可通過黑化處理、銅蝕刻等預先對導體層表面實施粗糙化處理。
作為層壓步驟的一個實施形態,用真空層壓機將感光性樹脂組成物層側層壓於電路基板的單面或兩面。在層壓步驟中,當附支承體的感光性膜具有保護膜時,將該保護膜除去後,根據需要將附支承體的感光性膜及電路基板進行預熱,將感光性樹脂組成物層一邊加壓及加熱、一邊壓接於電路基板上。對於附支承體的感光性膜,優選採用通過真空層壓法在減壓下層壓於電路基板的方法。
層壓步驟的條件沒有特別限制,例如,優選的條件是:將壓接溫度(層壓溫度)優選設為70℃~140℃、將壓接壓力優選設為1kgf/cm
2~11kgf/cm
2(9.8×10
4N/m
2~107.9×10
4N/m
2)、將壓接時間優選設為5秒鐘~300秒鐘、在將空氣壓力設為20mmHg(26.7hPa)以下的減壓下進行層壓。此外,層壓步驟可以是分批式,也可以是使用輥的連續式。真空層壓法可以使用市售的真空層壓機進行。作為市售的真空層壓機,可舉出例如Nikko-Materials公司製真空敷料器、股份有限公司名機製作所製真空加壓式層壓機、Hitachi Industries公司製輥式乾式塗布機、Hitachi AIC公司製真空層壓機等。如此,可在電路基板上形成附支承體的感光性膜。
代替將附支承體的感光性膜進行層壓,也可以將感光性樹脂組成物直接塗布於電路基板上,使有機溶劑乾燥,由此在電路基板上形成感光性樹脂組成物層。作為塗布方式,一般大多採用基於絲網印刷法的整版印刷,但也可以使用任何其他的手段,只要是能夠均勻塗布的塗布方式即可。例如噴塗方式、熱熔塗布方式、棒塗方式、塗敷方式、刮板塗布方式、刮刀塗布方式、氣刀塗布方式、簾幕式流塗方式、輥塗方式、凹版塗布方式、膠版印刷方式、浸漬塗布方式、刷塗、其他通常的塗布方式全部都可以使用。塗布後,根據需要用熱風爐或遠紅外線爐等進行乾燥。乾燥條件優選設為在80℃~120℃下3分鐘~13分鐘。
<曝光步驟>
通過上述步驟,在電路基板上設置了感光性樹脂組成物層後,接著進行透過遮罩圖型對感光性樹脂組成物層的規定部分照射活性光線而使照射部的感光性樹脂組成物層光硬化的曝光步驟。作為活性光線,可舉出例如紫外線、可見光線、電子束、X射線等,特別優選紫外線。紫外線的照射量大概為10 mJ/cm
2~1000 mJ/cm
2。曝光方法包括使遮罩圖型密合於印刷佈線板而進行的接觸曝光法,及在不密合的狀態下使用平行光線進行曝光的非接觸曝光法,可使用任一種。此外,在感光性樹脂組成物層上存在支承體的情況下,可以從支承體上進行曝光,或者也可以將支承體剝離後進行曝光。
因為阻焊劑使用本發明的感光性樹脂組成物,所以顯影性(解析度)優異。因此,作為遮罩圖型中的曝光圖型,例如可以使用電路寬度(線寬;L)與電路間的寬度(線距;S)之比(L/S)為100μm/100μm以下(即佈線間距200μm以下)、L/S=80μm/80μm以下(佈線間距160μm以下)、L/S=70μm/70μm以下(佈線間距140μm以下)、L/S=60μm/60μm以下(佈線間距120μm以下)的圖型。尚,對於間距而言,不需要在電路基板全部範圍內相同。
<顯影步驟>
在曝光步驟後,在感光性樹脂組成物層上存在支承體的情況下,將該支承體除去後,用濕式顯影或乾式顯影來除去未光硬化的部分(未曝光部)而進行顯影,由此可以形成圖型。
上述濕式顯影的情況下,作為顯影液,可使用鹼性水溶液、水系顯影液、有機溶劑等安全且穩定並且操作性良好的顯影液,其中優選利用鹼性水溶液進行的顯影步驟。此外,作為顯影方法,可適當採用噴霧、搖動浸漬、刷塗(brushing)、刮塗(scraping)等公知的方法。
作為可作為顯影液使用的鹼性水溶液,可舉出例如氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀等鹼金屬氫氧化物;碳酸鈉、碳酸氫鈉等鹼金屬碳酸鹽或鹼金屬碳酸氫鹽;磷酸鈉、磷酸鉀等鹼金屬磷酸鹽;焦磷酸鈉、焦磷酸鉀等鹼金屬焦磷酸鹽的水溶液、氫氧化四烷基銨等有機鹼的水溶液或此等的混合水溶液等。
這些鹼性水溶液中,為了提高顯影效果,可以在顯影液中添加表面活性劑、消泡劑等。上述鹼性水溶液的pH值例如優選8~12的範圍,更優選9~11的範圍。此外,上述鹼性水溶液的鹼濃度優選設為0.1質量%~10質量%。上述鹼性水溶液的溫度可以按照感光性樹脂組成物層的顯影性而適當選擇,優選設為20℃~50℃。
作為顯影液使用的有機溶劑例如為丙酮、乙酸乙酯、具有碳原子數1~4的烷氧基的烷氧基乙醇、乙醇、異丙醇、丁醇、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、二乙二醇單丁基醚。
這樣的有機溶劑的濃度相對於顯影液總量優選為2質量%~90質量%。此外,這樣的有機溶劑的溫度可以按照顯影性而調節。進一步地,這樣的有機溶劑可以單獨使用或者將2種以上組合使用。作為單獨使用的有機溶劑系顯影液,可舉出例如1,1,1-三氯乙烷、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲醯胺、環己酮、甲基異丁基酮、γ-丁內酯。
在圖型形成中,根據需要可以合併使用上述的兩種以上的顯影方法。顯影方式包括浸漬方式、旋覆浸沒方式、噴霧方式、高壓噴霧方式、刷塗、刮塗等,高壓噴霧方式由於提高解析度而優選。作為採用噴霧方式時的噴霧壓力,優選0.05MPa~0.3MPa。
<熱硬化(後烘)步驟>
在上述顯影步驟結束後,進行熱硬化(後烘)步驟,形成阻焊劑。作為後烘步驟,可舉出利用高壓汞燈的紫外線照射步驟或使用清潔爐(Clean Oven)的加熱步驟等。在照射紫外線的情況下,根據需要可以調節其照射量,例如可以以0.05J/cm
2~10J/cm
2左右的照射量進行照射。此外,加熱的條件可以根據感光性樹脂組成物中的樹脂成分的種類、含量等而適當選擇即可,優選在150℃~220℃下20分鐘~180分鐘的範圍內,更優選在160℃~200℃下30分鐘~120分鐘的範圍內進行選擇。
<其他步驟>
對於印刷佈線板而言,在形成阻焊劑後,進而可包含開孔步驟、除膠渣(desmear)步驟。這些步驟可以按照印刷佈線板的製造中所用的本發明領域具有通常技術者公知的各種方法來實施。
在形成阻焊劑後,根據需要對電路基板上形成的阻焊劑進行開孔步驟以形成通孔、透孔。開孔步驟例如可以通過鑽頭、鐳射、電漿等公知的方法,另外根據需要將這些方法組合來進行,優選利用二氧化碳鐳射、YAG鐳射等鐳射進行的開孔步驟。
除膠渣步驟是進行除膠渣處理的步驟。在開孔步驟中形成的開口部內部通常附著有樹脂殘渣(膠渣)。該膠渣會成為電連接不良的原因,因此在該步驟中實施除去膠渣的處理(除膠渣處理)。
除膠渣處理可以通過乾式除膠渣處理、濕式除膠渣處理或這兩種的組合來實施。
作為乾式除膠渣處理,可舉出例如使用電漿的除膠渣處理等。使用電漿的除膠渣處理可以使用市售的電漿除膠渣處理裝置來實施。市售的電漿除膠渣處理裝置中,作為適合印刷佈線板的製造用途的例子,可舉出NISSIN公司製的微波電漿裝置、積水化學工業公司製的常壓電漿蝕刻裝置等。
作為濕式除膠渣處理,可舉出例如使用氧化劑溶液的除膠渣處理等。使用氧化劑溶液進行除膠渣處理的情況下,優選依次進行利用膨潤液的膨潤處理、利用氧化劑溶液的氧化處理、利用中和液的中和處理。作為膨潤液,可舉出例如安美特日本(ATOTECH JAPAN)公司製的「Swelling Dip Securiganth P」、「Swelling Dip Securiganth SBU」等。膨潤處理優選通過將形成有通孔等的基板浸漬於加熱至60℃~80℃的膨潤液中5分鐘~10分鐘來進行。作為氧化劑溶液,優選鹼性高錳酸水溶液,可舉出例如在氫氧化鈉水溶液中溶解了高錳酸鉀或高錳酸鈉而成的溶液。利用氧化劑溶液的氧化處理優選通過將膨潤處理後的基板浸漬於加熱至60℃~80℃的氧化劑溶液中10分鐘~30分鐘來進行。作為鹼性高錳酸水溶液的市售品,可舉出例如安美特日本公司製的「Concentrate Compact CP」、「Dosing Solution Securiganth P」等。利用中和液的中和處理優選通過將氧化處理後的基板浸漬於30℃~50℃的中和液中3分鐘~10分鐘來進行。作為中和液,優選酸性的水溶液,作為市售品,可舉出例如安美特日本公司製的「Reduction Solution Securiganth P」。
將乾式除膠渣處理和濕式除膠渣處理組合來實施的情況下,可以先實施乾式除膠渣處理,也可以先實施濕式除膠渣處理。
將絕緣層作為層間絕緣層使用的情況下,可以與阻焊劑的情況同樣地進行,可以在熱硬化步驟後,進行開孔步驟、除膠渣步驟及鍍敷步驟。
鍍敷步驟是在絕緣層上形成導體層的步驟。導體層可以組合無電解鍍敷和電解鍍敷來形成,另外可以形成與導體層為相反圖型的抗鍍層,僅採用無電解鍍敷形成導體層。作為之後的圖型形成的方法,例如可以使用本發明領域具有通常技術者公知的減成法、半加成法等。
<半導體裝置>
本發明的半導體裝置包含印刷佈線板。本發明的半導體裝置可以使用本發明的印刷佈線板來製造。
作為半導體裝置,可舉出供於電氣製品(例如電腦、行動電話、數位相機及電視機等)及交通工具(例如摩托車、汽車、電車、船舶及航空器等)等的各種半導體裝置。
本發明的半導體裝置可通過將部件(半導體晶片)安裝於印刷佈線板的導通部位來製造。「導通部位」是指「印刷佈線板中傳導電信號的部位」,其位置可以在表面,也可以是被包埋的部位,任一者均可。此外,半導體晶片只要是以半導體為材料的電氣電路元件則無特別限定。
製造本發明的半導體裝置時的半導體晶片的安裝方法只要半導體晶片能有效地發揮作用則無特別限定。具體地,可舉出引線接合安裝方法、倒裝晶片安裝方法、採用無焊內建層(BBUL)的安裝方法、採用各向異性導電膜(ACF)的安裝方法、採用非導電性膜(NCF)的安裝方法等。此處,「採用無焊內建層(BBUL)的安裝方法」是指「將半導體晶片直接埋入印刷佈線板的凹部,使半導體晶片與印刷佈線板上的佈線連接的安裝方法」。
實施例
以下,通過實施例具體地說明本發明,但本發明不受這些實施例的限制。尚,在以下的記載中,只要沒有另行明確說明,表示量的「份」及「%」分別表示「質量份」及「質量%」。沒有特別指定溫度時的溫度條件為室溫(23℃)下,沒有特別指定壓力時的壓力條件為大氣壓(1atm)下。重量平均分子量是利用凝膠滲透色譜法測定的按照聚苯乙烯換算的重量平均分子量。
<合成例1:含有萘酚芳烷基骨架的酯型酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂的合成>
將具有萘酚芳烷基骨架的環氧樹脂(日鐵化學材料公司製「ESN-475V」,環氧基當量325g/eq.)325份裝入具備氣體導入管、攪拌裝置、冷凝管及溫度計的燒瓶中,添加卡必醇乙酸酯340份,進行加熱溶解,添加對苯二酚0.46份、和三苯基膦1份。將該混合物加熱至95~105℃,緩緩滴加丙烯酸72份,進行16小時反應。將該反應生成物冷卻至80~90℃,添加四氫鄰苯二甲酸酐80份,進行8小時反應,使其冷卻。調節溶劑量,得到固形物的酸值為60mgKOH/g的樹脂溶液(不揮發成分率70%)。萘酚芳烷基型環氧丙烯酸酯(1000)的重量平均分子量為1000。
<合成例2:含有酸的丙烯酸系丙烯酸酯樹脂的合成>
向具備攪拌裝置、冷凝管、滴液漏斗及氮氣導入管的反應裝置中,裝入水1000份、聚乙烯醇(日本合成化學工業股份有限公司製,「PVA-117」)1份、苯乙烯200份、甲基丙烯酸甲酯125份、甲基丙烯酸175份、偶氮雙異丁腈5份、十二烷基硫醇5份,在80℃的氮氣氣流下,利用懸浮聚合法,進行8小時聚合反應。固液分離後,在減壓下進行乾燥,得到合成樹脂A'。接下來,向具備攪拌裝置、冷凝管、滴液漏斗及向液體中導入空氣的導入管的反應裝置中,投入得到的合成樹脂A' 500份,向其中添加卡必醇乙酸酯260份、作為阻聚劑的甲氧基氫醌2份、三苯基膦5份,進行稀釋,進而添加甲基丙烯酸縮水甘油酯100份,然後,在110℃的空氣鼓泡下進行8小時加熱,得到固形物的酸值為100mgKOH/g的含有酸的丙烯酸系丙烯酸酯樹脂溶液(不揮發成分70%)。含有酸的丙烯酸系丙烯酸酯樹脂的重量平均分子量為15000。
<實施例1>
將合成例1中得到的含有萘酚芳烷基骨架的酯型酸改性環氧丙烯酸酯樹脂(不揮發成分率70%)25份、萘型多官能環氧樹脂(DIC公司製「HP-4710」,環氧基當量約170g/eq.)10份、含有芴骨架的α-胺基酮系光聚合起始劑(TRONLY公司製「TR-NPI-20400」,吸收波長的極大值為313nm,三重態能階為61.0kcal/mol)3份、光敏化劑(日本化藥公司製「DETX-S」,吸收波長的極大值為385nm,三重態能階為61.4kcal/mol)0.3份、用胺基矽烷系偶聯劑(信越化學工業公司製「KBM5783」,N-苯基-3-胺基辛基三甲氧基矽烷)進行了表面處理的球形二氧化矽(股份有限公司雅都瑪製「SC2050-SXF」,比表面積為5.9m
2/g,平均粒徑為0.77μm)20份、反應性稀釋劑(日本化藥公司製「DPHA」,二季戊四醇六丙烯酸酯)10份、二乙二醇單乙基醚醋酸酯1份、甲基乙基酮10份混合,使用高速旋轉混合機製備清漆狀的感光性樹脂組成物。
<實施例2>
將用胺基矽烷系偶聯劑進行了表面處理的球形二氧化矽(股份有限公司雅都瑪製「SC2050-SXF」)的使用量從20份變更為40份,除此之外,與實施例1同樣地操作,製備清漆狀的感光性樹脂組成物。
<實施例3>
將用胺基矽烷系偶聯劑進行了表面處理的球形二氧化矽(股份有限公司雅都瑪製「SC2050-SXF」)的使用量從20份變更為60份,除此之外,與實施例1同樣地操作,製備清漆狀的感光性樹脂組成物。
<實施例4>
代替用胺基矽烷系偶聯劑進行了表面處理的球形二氧化矽(股份有限公司雅都瑪製「SC2050-SXF」)20份,使用用乙烯基矽烷系偶聯劑(信越化學工業公司製「KBM-1003」,乙烯基三甲氧基矽烷)進行了表面處理的球形二氧化矽(股份有限公司雅都瑪製「SC2300-SVJ」,比表面積為6m
2/g,平均粒徑為0.5μm)20份,除此之外,與實施例1同樣地操作,製備清漆狀的感光性樹脂組成物。
<實施例5>
將用乙烯基矽烷系偶聯劑進行了表面處理的球形二氧化矽(股份有限公司雅都瑪製「SC2300-SVJ」)的使用量從20份變更為40份,除此之外,與實施例4同樣地操作,製備清漆狀的感光性樹脂組成物。
<實施例6>
將用乙烯基矽烷系偶聯劑進行了表面處理的球形二氧化矽(股份有限公司雅都瑪製「SC2300-SVJ」)的使用量從20份變更為60份,除此之外,與實施例4同樣地操作,製備清漆狀的感光性樹脂組成物。
<實施例7>
代替光敏化劑(日本化藥公司製「DETX-S」)0.3份,使用光敏化劑(東京化成工業公司製「EAB」,吸收波長的極大值為352nm,三重態能階為62.0kcal/mol)0.3份,除此之外,與實施例2同樣地操作,製備清漆狀的感光性樹脂組成物。
<實施例8>
進一步使用光敏化劑(東京化成工業公司製「EAB」)0.3份,除此之外,與實施例2同樣地操作,製備清漆狀的感光性樹脂組成物。
<實施例9>
代替合成例1中得到的含有萘酚芳烷基骨架的酯型酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂(不揮發成分率為70%)25份,使用含有甲酚酚醛骨架的酸改性環氧丙烯酸酯樹脂(日本化藥公司製「CCR-1171H」,日本化藥公司製,酸值為99mgKOH/g,不揮發成分率為60%,溶劑為PGMEA)40份,除此之外,與實施例2同樣地操作,製備清漆狀的感光性樹脂組成物。
<實施例10>
代替合成例1中得到的含有萘酚芳烷基骨架的酯型酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂(不揮發成分率為70%)25份,使用合成例2中得到的含有酸的丙烯酸系丙烯酸酯樹脂(不揮發成分率為70%,溶劑卡必醇乙酸酯)40份,除此之外,與實施例2同樣地操作,製備清漆狀的感光性樹脂組成物。
<實施例11>
代替合成例1中得到的含有萘酚芳烷基骨架的酯型酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂(不揮發成分率為70%)25份,使用胺基甲酸酯型酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂(日本化藥股份有限公司製的「UXE-3024」,固形物的酸值為60mgKOH/g,不揮發成分率為60%,溶劑為PGMEA)30份,除此之外,與實施例2同樣地操作,製備清漆狀的感光性樹脂組成物。
<實施例12>
代替萘型多官能環氧樹脂(DIC公司製「HP-4710」,環氧基當量約為170g/eq.)10份,使用萘酚芳烷基型環氧樹脂(日鐵化學材料公司製「ESN-475V」,環氧基當量為330g/eq.)10份,除此之外,與實施例2同樣地操作,製備清漆狀的感光性樹脂組成物。
<實施例13>
代替萘型多官能環氧樹脂(DIC公司製「HP-4710」,環氧基當量約為170g/eq.)10份,使用聯苯型環氧樹脂(日本化藥公司製「NC3000H」,環氧基當量:288g/eq)10份,除此之外,與實施例2同樣地操作,製備清漆狀的感光性樹脂組成物。
<實施例14>
代替萘型多官能環氧樹脂(DIC公司製「HP-4710」,環氧基當量約為170g/eq.)10份,使用雙酚A型環氧樹脂(DIC公司製「850」,環氧基當量約為188g/eq.)10份,除此之外,與實施例2同樣地操作,製備清漆狀的感光性樹脂組成物。
<實施例15>
將用胺基矽烷系偶聯劑進行了表面處理的球形二氧化矽(股份有限公司雅都瑪製「SC2050-SXF」)的使用量從20份變更為5份,除此之外,與實施例1同樣地操作,製備清漆狀的感光性樹脂組成物。
<比較例1>
代替含有芴骨架的α-胺基酮系光聚合起始劑(TRONLY公司製「TR-NPI-20400」)3份,使用不含芴骨架的α-胺基酮系光聚合起始劑(IGM公司製「Omnirad379EG」)3份,未使用光敏化劑(日本化藥公司製「DETX-S」),除此之外,與實施例2同樣地操作,製備清漆狀的感光性樹脂組成物。
<比較例2>
代替含有芴骨架的α-胺基酮系光聚合起始劑(TRONLY公司製「TR-NPI-20400」)3份,使用不含芴骨架的α-胺基酮系光聚合起始劑(IGM公司製「Omnirad379EG」)3份,除此之外,與實施例2同樣地操作,製備清漆狀的感光性樹脂組成物。
<比較例3>
代替光敏化劑(日本化藥公司製「DETX-S」)0.3份,使用光敏化劑(IGM Resins B.V.公司製「Omnirad BP」,吸收波長的極大值為340nm,三重態能階為69kcal/mol)0.3份,除此之外,與實施例2同樣地操作,製備清漆狀的感光性樹脂組成物。
<試驗例1:平均線熱膨脹係數的評估>
作為支承體,準備用醇酸樹脂系脫模劑(琳得科公司製,「AL-5」)進行了脫模處理的PET膜(東麗公司製,「Lumirror T6AM」,厚度為38μm,軟化點為130℃,「脫模PET」)。利用口模式塗布機,將實施例及比較例中得到的清漆狀的感光性樹脂組成物均勻塗布於準備的脫模PET,使得乾燥後的感光性樹脂組成物層的厚度成為25μm,於80℃~110℃進行6分鐘乾燥,由此,得到在脫模PET上具有感光性樹脂組成物層的附支承體的感光性膜。
對得到的附支承體的感光性膜的感光性樹脂組成物層進行2J/cm
2的紫外線照射,進而於170℃進行1小時的加熱處理,得到硬化物。然後,將支承體剝離,形成評估用硬化物A。
將評估用硬化物A切割成寬度為5mm、長度為15mm的試片,使用熱機械分析裝置(Rigaku公司製,Thermo Plus,TMA8310),利用拉伸載荷法進行熱機械分析。將試片裝載於前述裝置後,在負荷為1g、升溫速度為5℃/分鐘的測定條件下連續進行2次測定。算出第2次測定中的25℃~150℃的平均線熱膨脹係數(ppm),按照以下的評估基準進行評估。
針對平均線熱膨脹係數的評估基準
「〇」:平均線熱膨脹係數小於40ppm
「△」:平均線熱膨脹係數為40ppm以上且60ppm以下
「×」:平均線熱膨脹係數大於60ppm。
<試驗例2:解析度和通孔的評估>
針對形成有將厚度18μm的銅層圖型化(patterning)而成的電路的玻璃環氧基板(覆銅層疊板)的銅層,利用基於包含有機酸的表面處理劑(CZ8100,美格公司製)的處理而實施粗糙化。接下來,以感光性樹脂組成物層與銅電路表面相接的方式,配置與試驗例1中得到的膜同樣的附支承體的感光性膜,使用真空層壓機(Nikko-Materials公司製,VP160)進行層疊,製作依次層疊有該覆銅層疊板、該感光性樹脂組成物層、和該支承體的評估用層疊板A。將壓接條件設定為:抽真空的時間為30秒,壓接溫度為80℃,壓接壓力為0.7MPa,加壓時間為30秒。製作評估用層疊體A後,在室溫(25℃)下靜置30分鐘以上。
從評估用層疊板A的支承體上,使用41級階段式曝光表(Step Tablet)和圓孔圖型,使用圖型形成裝置,用紫外線進行曝光。曝光圖型使用繪製有開口40μm/50μm/60μm/70μm/80μm/90μm/100μm的圓孔的石英玻璃遮罩。在室溫下靜置30分鐘後,從評估用層疊板A剝離支承體。針對評估用層疊板A上的感光性樹脂組成物層的整個表面,以0.2MPa的噴霧壓力,噴霧作為顯影液的30℃的1質量%碳酸鈉水溶液,進行1分鐘噴霧顯影。噴霧顯影後,進行2J/cm
2的紫外線照射,進而於170℃進行1小時的加熱處理,使感光性樹脂組成物層硬化。
將41級階段式曝光表的光澤殘餘階段數成為8的曝光能量作為感光性樹脂組成物的靈敏度。用SEM觀察(倍率1000倍)針對以該靈敏度進行了曝光的評估用層疊板A進行圖型形成而成的圓孔,觀察不存在殘渣、剝離的最小通孔徑(最小開口徑),按照以下的評估基準進行評估。
(針對最小通孔徑(最小開口徑)的評估基準)
「〇」:最小通孔徑(最小開口徑)小於50μm
「△」:最小通孔徑(最小開口徑)為50μm以上且60μm以下
「×」:不存在最小通孔徑(最小開口徑)為60μm以下的圓孔。
另外,關於底切的觀察,也用SEM觀察(倍率1000倍)通孔徑為50μm的通孔。通過SEM測定通孔的開口徑為50μm的通孔的截面的最上部的半徑(μm)和底部的半徑(μm),求出底部的半徑與最上部的半徑之差(底部的半徑-最上部的半徑),將求出的值作為底切,按照以下的評估基準進行評估。
(針對底切的評估基準)
「◎」:無底切
「〇」:底切小於3μm
「△」:底切為3μm以上且6μm以下
「×」:底切大於6μm或通孔徑為50μm的通孔未開口。
另外,針對評估用層疊板A,進行以下的粗糙化處理。在作為膨潤液的安美特日本公司製的含有二乙二醇單丁基醚的Swelling Dip Securiganth P中,於60℃浸漬10分鐘,接下來,在作為粗糙化液的安美特日本公司製的Concentrate Compact P(KMnO
4:60g/L,NaOH:40g/L的水溶液)中,於80℃浸漬10分鐘,最後,在作為中和液的安美特日本公司製的Reduction Solution Securiganth P中,於40℃浸漬5分鐘。關於除膠渣後的解析度的評估,也與最小通孔徑的觀察、底切的觀察同樣地,利用SEM觀察(倍率1000倍)通孔。
針對除膠渣後的通孔的壁面、通孔上部的阻劑表面、通孔底部的狀態,按照以下的評估基準進行評估。
(針對除膠渣後的通孔的壁面的評估基準)
「〇」:在通孔的壁面上無機填充材料的露出少,平滑
「×」:在通孔的壁面上無機填充材料的露出多,凹凸。
(針對除膠渣後的通孔上部的阻劑表面的評估基準)
「〇」:在通孔上部的阻劑表面上,無機填充材料的露出少,平滑
「×」:在通孔上部的阻劑表面上,無機填充材料的露出多,凹凸。
(針對除膠渣後的通孔底部的評估基準)
「〇」:在通孔底部不存在無機填充材料的脫落
「×」:在通孔底部存在無機填充材料的脫落。
<試驗例3:算術平均粗糙度的評估>
從與試驗例2中製作的層疊板同樣的評估用層疊板A的支承體上,使用圖型形成裝置,用41級階段式曝光表的光澤殘餘階段數成為8級的曝光能量進行紫外線曝光。石英玻璃遮罩使用無曝光圖型的遮罩。在室溫下靜置30分鐘後,從評估用層疊板A剝離支承體。針對評估用層疊板A上的感光性樹脂組成物層的整個表面,以0.2MPa的噴霧壓力,噴霧作為顯影液的30℃的1質量%碳酸鈉水溶液,進行1分鐘噴霧顯影。噴霧顯影後,進行2J/cm
2的紫外線照射,進而於170℃進行1小時的加熱處理,使感光性樹脂組成物層硬化。
將該評估用層疊板A在作為膨潤液的安美特日本公司製的含有二乙二醇單丁基醚的Swelling Dip Securiganth P中,於60℃浸漬10分鐘,接下來,在作為粗糙化液的安美特日本公司製的Concentrate Compact P(KMnO
4:60g/L,NaOH:40g/L的水溶液)中,於80℃浸漬10分鐘,最後,在作為中和液的安美特日本公司製的Reduction Solution Securiganth P中,於40℃浸漬5分鐘。將該粗糙化處理後的層疊板作為樣品A。
針對樣品A,使用非接觸型表面粗糙度計(Veeco Instruments公司製WYKO NT3300),以VSI模式,利用50倍透鏡,使測定範圍為121μm×92μm,通過得到的數值求出算術平均粗糙度(Ra)。而且,通過求出各10個測定點的平均值,從而作為測定值,按照以下的基準進行評估。
(針對算術平均粗糙度的評估基準)
「〇」:算術平均粗糙度小於200μm
「△」:算術平均粗糙度為200μm以上且400μm以下
「×」:算術平均粗糙度大於400μm。
<試驗例4:鍍銅導體層的抗剝強度(剝離強度)的評估>
為了在絕緣層表面形成電路,將與試驗例3中得到的樣品同樣的樣品A浸漬在包含PdCl
2的無電解鍍敷用溶液中,接下來浸漬在無電解鍍銅液中。於150℃進行30分鐘加熱,進行退火處理,然後形成防蝕塗層(etching resist),在基於蝕刻的圖型形成後,進行硫酸銅電解鍍敷,形成25μm的厚度的導體層。接下來,於180℃進行60分鐘退火處理。將通過上述操作得到的樣品作為樣品B。
在樣品B的導體層上,形成寬度為10mm、長度為100mm的部分的切痕,將其一端剝離併用夾具(股份有限公司T.S.E製,AUTO COM型試驗機,AC-50C-SL)夾持,在室溫中,測定以50mm/分鐘的速度沿垂直方向剝下35mm時的負荷(kgf/cm),按照以下的基準進行評估。
(針對剝離強度的評估基準)
「〇」:剝離強度為0.3kgf/cm以上
「×」:剝離強度小於0.3kgf/cm。
將各實施例及比較例的樹脂組成物的製備中使用的原料使用量,及試驗例的評估結果歸納於下述表1。
由上述表1所示的結果可知,通過使用包含(A)含有羧基的樹脂、(B)具有芴骨架的α-胺基酮系光聚合起始劑、(C)環氧樹脂、(D)光敏化劑,及(E)無機填充材料、且(D)光敏化劑的吸收波長的極大值在350nm~400nm的範圍內的感光性樹脂組成物,能達成更優異的解析度。另外可知,通過使用這樣的感光性樹脂組成物,能得到粗糙化處理後的算術平均粗糙度(Ra)更低的硬化物。另外可知,通過使用這樣的感光性樹脂組成物,能得到與鍍銅導體層之間的抗剝強度(剝離強度/密合性)更高的硬化物。
本申請以在日本特許廳提出申請的日本特願2022-015885(申請日2022年2月3日)為基礎,將其全部內容包含在本說明書中。
Claims (16)
- 一種感光性樹脂組成物,其是包含以下的(A)~(E)成分的感光性樹脂組成物, (A)含有羧基的樹脂、 (B)具有芴骨架的α-胺基酮系光聚合起始劑、 (C)環氧樹脂、 (D)光敏化劑、和 (E)無機填充材料, 其中,(D)成分的吸收波長的極大值在350nm~400nm的範圍內。
- 如請求項1之感光性樹脂組成物,其中,(A)成分進一步含有乙烯性不飽和基。
- 如請求項1之感光性樹脂組成物,其中,(A)成分包含選自酸改性環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂及含有酸的(甲基)丙烯酸系(甲基)丙烯酸酯樹脂中的樹脂。
- 如請求項1之感光性樹脂組成物,其中,(A)成分的酸值為1mgKOH/g以上。
- 如請求項1之感光性樹脂組成物,其中,(A)成分的重量平均分子量為1000~20000。
- 如請求項1之感光性樹脂組成物,其中,(B)成分包含式(1)所示的化合物, 式中, R 1、R 2、R 3、R 4、R 5、R 6和R 7各自獨立地表示氫原子、鹵素原子、硝基、-R、-OR、-NR 2、-SR、-SOR、-SO 2R、-COR、-OCOR、-COOR或-CONR 2; R各自獨立地表示任選具有取代基的烷基、任選具有取代基的烯基、任選具有取代基的芳基、任選具有取代基的芳烷基,或任選具有取代基的雜環基; R 8和R 9各自獨立地表示氫原子、任選具有取代基的烷基、任選具有取代基的烯基,或任選具有取代基的芳烷基,或者R 8和R 9一起結合而形成任選具有取代基的非芳香族碳環; R a和R b各自獨立地表示任選具有取代基的烷基、任選具有取代基的烯基,或任選具有取代基的芳烷基,或者R a和R b一起結合而形成任選具有取代基的非芳香族碳環; R c和R d各自獨立地表示任選具有取代基的烷基、任選具有取代基的烯基,或任選具有取代基的芳烷基,或者R c和R d一起結合而形成任選具有取代基的含氮雜環。
- 如請求項1之感光性樹脂組成物,其中,(B)成分與(A)成分的質量比、即(B)成分/(A)成分為1~30。
- 如請求項1之感光性樹脂組成物,其中,(C)成分包含具有選自萘骨架和聯苯骨架中的骨架的環氧樹脂。
- 如請求項1之感光性樹脂組成物,其中,(D)成分的最低激發三重態能階為60kcal/mol~65kcal/mol。
- 如請求項1之感光性樹脂組成物,其中,(E)成分包含用胺基系矽烷偶聯劑進行了表面處理的無機填充材料。
- 如請求項1之感光性樹脂組成物,其中,將感光性樹脂組成物中的全部固體成分設為100質量%時,(E)成分的含量為10質量%以上。
- 如請求項1之感光性樹脂組成物,其係阻焊劑形成用。
- 一種附支承體的感光性膜,其具有: 支承體、和 設置於該支承體上的由如請求項1~12中任一項之感光性樹脂組成物形成的感光性樹脂組成物層。
- 如請求項13之感光性膜,其中,感光性樹脂組成物層的厚度為20μm~100μm的範圍。
- 一種印刷佈線板,其包含利用如請求項1~12中任一項之感光性樹脂組成物的硬化物形成的絕緣層。
- 一種半導體裝置,其包含如請求項15之印刷佈線板。
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