CN116057090A - 感光性树脂组合物、感光性树脂膜、多层印刷配线板和半导体封装、以及多层印刷配线板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种感光性树脂组合物,其为含有(A)具有乙烯性不饱和基的光聚合性化合物、(X)有机粒子和(B)光聚合引发剂的感光性树脂组合物,所述(A)具有乙烯性不饱和基的光聚合性化合物包含(A1)同时具有乙烯性不饱和基、酸性取代基和脂环式骨架的光聚合性化合物。另外,提供一种包含所述感光性树脂组合物的感光性树脂膜和层间绝缘层用感光性树脂膜。而且,提供一种多层印刷配线板和半导体封装。进一步,提供一种所述多层印刷配线板的制造方法。
Description
技术领域
本公开涉及一种感光性树脂组合物、感光性树脂膜、多层印刷配线板和半导体封装、以及多层印刷配线板的制造方法。
背景技术
近年来,电子设备的小型化和高性能化推进,多层印刷配线板通过增加电路层数、配线微细化而进行了高密度化。特别是,搭载半导体芯片的BGA(球栅阵列)和CSP(芯片尺寸封装)等半导体封装基板的高密度化显著,除配线的微细化以外,还要求绝缘膜的薄膜化和层间连接用的通孔(也称为“导通孔”。)的进一步小径化。此外,伴随印刷配线板中的绝缘膜的薄膜化,也要求层间优异的电绝缘可靠性、特别是吸湿后的电绝缘可靠性[耐HAST(HighAccelerated Stress Test,高速寿命试验)性]。
作为印刷配线板的制造方法,可列举利用依次层叠层间绝缘层和导体电路层来形成的增层(Build-up)方式(例如,参照专利文献1)的多层印刷配线板的制造方法。在多层印刷配线板中,伴随电路的微细化,通过镀敷来形成电路的半加成法成为主流。
在以往的半加成法中,例如,(1)在导体电路上层压热固性树脂膜,通过加热而使该热固性树脂膜固化来形成“层间绝缘层”。(2)接着,通过激光加工而形成层间连接用的通孔,通过碱性高锰酸处理等来进行除胶渣(desmear)处理和粗糙化处理。(3)然后,对基板实施无电解镀铜处理,并使用抗蚀剂进行图案形成后,进行电镀铜,由此形成铜的电路层。(4)接下来,进行抗蚀剂剥离,并进行无电解层的闪蚀,由此形成铜的电路。
如上所述,作为在将热固性树脂膜固化而形成的层间绝缘层中形成通孔的方法,激光加工成为主流,但利用使用了激光加工机的激光照射进行的通孔小径化已达到极限。进一步,在利用激光加工机进行的通孔形成中,需要逐个形成各个导通孔,在由于高密度化而需要设置多个通孔的情况下,通孔的形成需要大量的时间,从而有制造效率差这样的问题。
在这种状况下,作为能够一并形成多个通孔的方法,提出了一种使用感光性树脂组合物并通过光刻法来一并形成多个小径通孔的方法,上述感光性树脂组合物含有(A)酸改性含乙烯基的环氧树脂、(B)光聚合性化合物、(C)光聚合引发剂、(D)无机填充材料和(E)硅烷化合物,上述(D)无机填充材料的含量为10~80质量%(例如,参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平7-304931号公报
专利文献2:日本特开2017-116652号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献2中,将抑制因使用感光性树脂组合物代替以往的热固性树脂组合物来作为层间绝缘层或表面保护层的材料而引起的与镀铜的粘接强度降低作为课题之一,进一步,也将通孔分辨率、与硅原材料的基板和芯片部件的密合性作为课题,并解决了这些课题。然而,除配线的更进一步微细化以外,还进行了绝缘膜的薄膜化和层间连接用的导通孔的小径化,因此对于与镀铜的粘接强度和电绝缘可靠性的改良要求变大,在这些方面,专利文献2的感光性树脂组合物有进一步改善的余地。
另外,对于以往的感光性树脂组合物,难以说具有可耐受回流焊安装的充分的耐裂纹性。
因此,本公开的目的在于提供一种通孔分辨率、与镀铜的粘接强度、电绝缘可靠性和耐裂纹性优异的感光性树脂组合物、光通孔形成用感光性树脂组合物和层间绝缘层用感光性树脂组合物。另外,还在于提供一种包含上述感光性树脂组合物的感光性树脂膜和层间绝缘层用感光性树脂膜,提供一种多层印刷配线板和半导体封装,以及提供一种上述多层印刷配线板的制造方法。
用于解决课题的方法
本发明人等反复进行了积极研究,结果发现通过本公开可达成上述目的。本公开包括下述[1]~[19]。
[1]一种感光性树脂组合物,其为含有(A)具有乙烯性不饱和基的光聚合性化合物、(X)有机粒子和(B)光聚合引发剂的感光性树脂组合物,
上述(A)具有乙烯性不饱和基的光聚合性化合物包含(A1)同时具有乙烯性不饱和基、酸性取代基和脂环式骨架的光聚合性化合物。
[2]如上述[1]所述的感光性树脂组合物,构成(X)有机粒子的成分(有机物)含有选自由聚乙烯、聚丁二烯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-二乙烯基苯共聚物、(甲基)丙烯酸酯共聚物、有机硅橡胶、聚乙烯醇、环氧树脂、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚氨酯、聚苯醚和三聚氰胺树脂组成的组中的至少一种。
[3]如上述[1]或[2]所述的感光性树脂组合物,上述(X)有机粒子含有核壳粒子。
[4]如上述[3]所述的感光性树脂组合物,上述核壳粒子的构成核的成分与构成壳的成分的组合(核/壳)为苯乙烯-丁二烯共聚物/(甲基)丙烯酸酯共聚物、(甲基)丙烯酸酯共聚物/环氧树脂、环氧树脂/有机硅橡胶、丙烯腈-丁二烯共聚物/(甲基)丙烯酸酯共聚物、聚乙烯/(甲基)丙烯酸酯共聚物、聚丁二烯/(甲基)丙烯酸酯共聚物、聚酯/(甲基)丙烯酸酯共聚物。
[5]如上述[1]~[4]中任一项所述的感光性树脂组合物,上述(A)具有乙烯性不饱和基的光聚合性化合物进一步包含选自由(Ai)具有一个可聚合的乙烯性不饱和基的单官能乙烯基单体、(Aii)具有两个可聚合的乙烯性不饱和基的二官能乙烯基单体和(Aiii)具有至少三个可聚合的乙烯性不饱和基的多官能乙烯基单体组成的组中的至少一种。
[6]如上述[1]~[5]中任一项所述的感光性树脂组合物,在上述(A1)同时具有乙烯性不饱和基、酸性取代基和脂环式骨架的光聚合性化合物中,上述脂环式骨架为成环碳原子数5~20的脂环式骨架。
[7]如上述[1]~[6]中任一项所述的感光性树脂组合物,在上述(A1)同时具有乙烯性不饱和基、酸性取代基和脂环式骨架的光聚合性化合物中,上述脂环式骨架包含2环以上。
[8]如上述[1]~[7]中任一项所述的感光性树脂组合物,其进一步含有(C)热固性树脂。
[9]如上述[1]~[8]中任一项所述的感光性树脂组合物,其进一步含有(D)弹性体。
[10]如上述[9]所述的感光性树脂组合物,上述(D)弹性体包含选自由苯乙烯系弹性体、烯烃系弹性体、聚酯系弹性体、氨基甲酸酯系弹性体、聚酰胺系弹性体、丙烯酸系弹性体和有机硅系弹性体组成的组中的至少一种。
[11]如上述[1]~[10]中任一项所述的感光性树脂组合物,其进一步含有(F)无机填充材料。
[12]一种光通孔形成用感光性树脂组合物,其包含上述[1]~[11]中任一项所述的感光性树脂组合物。
[13]一种层间绝缘层用感光性树脂组合物,其包含上述[1]~[11]中任一项所述的感光性树脂组合物。
[14]一种感光性树脂膜,其包含上述[1]~[11]中任一项所述的感光性树脂组合物。
[15]一种层间绝缘层用感光性树脂膜,其包含上述[1]~[11]中任一项所述的感光性树脂组合物。
[16]一种多层印刷配线板,含有层间绝缘层而成,上述层间绝缘层是使用上述[1]~[11]中任一项所述的感光性树脂组合物而形成的。
[17]一种多层印刷配线板,含有层间绝缘层而成,上述层间绝缘层是使用上述[14]所述的感光性树脂膜而形成的。
[18]一种半导体封装,其含有:上述[16]或[17]所述的多层印刷配线板、和半导体元件。
[19]一种多层印刷配线板的制造方法,包括下述(1)~(4)。
(1):将上述[14]所述的感光性树脂膜层压于电路基板的单面或两面。
(2):对上述(1)中经层压的感光性树脂膜进行曝光和显影,从而形成具有通孔的层间绝缘层。
(3):对上述通孔和上述层间绝缘层进行粗糙化处理。
(4):在上述层间绝缘层上形成电路图案。
发明效果
根据本公开,能够提供一种通孔分辨率、与镀铜的粘接强度、电绝缘可靠性和耐裂纹性优异的感光性树脂组合物、光通孔形成用感光性树脂组合物和层间绝缘层用感光性树脂组合物。另外,还能够提供一种包含上述感光性树脂组合物的感光性树脂膜和层间绝缘层用感光性树脂膜,能够提供一种含有使用上述感光性树脂组合物或上述感光性树脂膜而形成的层间绝缘层而成的多层印刷配线板和半导体封装。
进一步,能够提供一种高效地制造具有高分辨率的通孔、层间绝缘层与镀铜的粘接强度高且电绝缘可靠性优异的多层印刷配线板的方法。通过本公开的制造方法而获得的多层印刷配线板所具有的通孔能够形成直径比通过激光加工而形成的通孔小的通孔。
附图说明
[图1]是表示本实施方式的多层印刷配线板的制造工艺的一个方式的示意图。
具体实施方式
在本说明书中所记载的数值范围中,该数值范围的上限值或下限值可以置换为实施例中所示的值。另外,数值范围的下限值和上限值分别可以与其他数值范围的下限值或上限值任意组合。
进一步,在本说明书中,关于感光性树脂组合物中的各成分的含量,存在多种相当于各成分的物质的情况下,只要没有特别说明,则是指感光性树脂组合物中所存在的该多种物质的合计含量。
在本说明书中,“成环碳原子数”是形成环所需的碳原子的数量,不包含环所具有的取代基的碳原子的数量。例如,环己烷骨架和甲基环己烷骨架的成环碳原子数均为6。
“(甲基)丙烯酸XX”的表述是指丙烯酸XX和与其对应的甲基丙烯酸XX中的一者或两者。另外,“(甲基)丙烯酰基”是指丙烯酰基和甲基丙烯酰基中的一者或两者。
在本说明书中,例如,“大于或等于10”的记载是指10和超过10的数值,数值不同的情况也依据于此。另外,例如,“小于或等于10”的记载是指10和小于10的数值,数值不同的情况也依据于此。
在本说明书中,“层间绝缘层”是位于两层导体层之间且用于将该导体层绝缘的层。作为本说明书的“层间绝缘层”,例如可列举感光性树脂膜的固化物。需说明的是,在本说明书中,“层”也包含欠缺一部分的层、形成有通孔或图案的层。
另外,任意组合本说明书中的记载事项的方式也包含于本公开中。
[感光性树脂组合物、光通孔形成用感光性树脂组合物和层间绝缘层用感光性树脂组合物]
本公开的一个实施方式(以下,有时简称为本实施方式。)涉及的感光性树脂组合物为含有(A)具有乙烯性不饱和基的光聚合性化合物、(X)有机粒子和(B)光聚合引发剂的感光性树脂组合物,上述(A)具有乙烯性不饱和基的光聚合性化合物包含(A1)同时具有乙烯性不饱和基、酸性取代基和脂环式骨架的光聚合性化合物。
需说明的是,在本说明书中,上述成分有时分别称为(A)成分、(X)成分、(B)成分、(A1)成分等,关于其他成分,有时也采取同样的省略方式。在本说明书中,“树脂成分”是上述(A)成分、(X)成分和(B)成分等,也包含根据需要可以含有的其他成分(例如,(C)、(D)、(E)和(H)成分等),但不包含后述的根据需要可以含有的(F)无机填充材料和(G)颜料等无机化合物。另外,“固体成分”是感光性树脂组合物中所含的水和溶剂等挥发物质除外的不挥发成分,且表示在使该树脂组合物干燥时不挥发而残留的成分,另外,也包含在25℃附近的室温下为液态、糖稀状和蜡状的成分。
本实施方式的感光性树脂组合物适合于利用光刻进行的通孔形成(也称为光通孔形成。),因此本公开也提供光通孔形成用感光性树脂组合物。另外,本实施方式的感光性树脂组合物的通孔分辨率、与镀铜的粘接强度、电绝缘可靠性和耐裂纹性优异,且作为多层印刷配线板的层间绝缘层有用,因此本公开也提供一种层间绝缘层用感光性树脂组合物。在本说明书中,在称为感光性树脂组合物的情况下,也包含光通孔形成用感光性树脂组合物和层间绝缘层用感光性树脂组合物。
需说明的是,本实施方式的感光性树脂组合物作为负型感光性树脂组合物有用。
以下,对感光性树脂组合物可含有的各成分进行详述。
<(A)具有乙烯性不饱和基的光聚合性化合物>
从与镀铜的粘接强度的观点考虑,本实施方式的感光性树脂组合物包含具有乙烯性不饱和基的光聚合性化合物作为(A)成分。作为(A)成分所具有的乙烯性不饱和基,可列举乙烯基、烯丙基、炔丙基、丁烯基、乙炔基、苯基乙炔基、马来酰亚胺基、纳迪克酰亚胺基、(甲基)丙烯酰基等。作为乙烯性不饱和基,优选(甲基)丙烯酰基。
在本实施方式中,(A)成分包含后述的“(A1)同时具有乙烯性不饱和基、酸性取代基和脂环式骨架的光聚合性化合物”。通过(A)成分包含(A1)成分,从而成为通孔分辨率、与镀铜的粘接强度、电绝缘可靠性和耐裂纹性优异的感光性树脂组合物。
以下,对(A1)成分进行详述。
((A1)同时具有乙烯性不饱和基、酸性取代基和脂环式骨架的光聚合性化合物)
作为(A1)成分所具有的乙烯性不饱和基,可列举与上述乙烯性不饱和基相同的基团。其中,作为该乙烯性不饱和基,优选为选自由乙烯基、烯丙基、炔丙基、丁烯基、乙炔基、苯基乙炔基、马来酰亚胺基、纳迪克酰亚胺基和(甲基)丙烯酰基组成的组中的至少一种,更优选为乙烯基、烯丙基、(甲基)丙烯酰基,进一步优选为(甲基)丙烯酰基。
作为(A1)成分所具有的酸性取代基,例如优选为选自由羧基、磺酸基、酚羟基等组成的组中的至少一种,更优选为羧基。
作为(A1)成分所具有的脂环式骨架,从通孔分辨率、与镀铜的粘接强度、电绝缘可靠性和耐裂纹性的观点考虑,优选为成环碳原子数5~20的脂环式骨架,更优选为成环碳原子数5~18的脂环式骨架,进一步优选为成环碳原子数6~18的脂环式骨架,特别优选为成环碳原子数8~14的脂环式骨架,最优选为成环碳原子数8~12的脂环式骨架。
另外,从通孔分辨率、与镀铜的粘接强度、电绝缘可靠性和耐裂纹性的观点考虑,上述脂环式骨架优选包含2环以上,更优选包含2~4环,进一步优选包含3环。作为1环的脂环式骨架,可列举环己烷骨架、环己烯骨架等。另外,作为2环以上的脂环式骨架,可列举降冰片烷骨架、十氢萘骨架、双环十一烷骨架、饱和二环戊二烯骨架等。
作为上述脂环式骨架,从通孔分辨率、与镀铜的粘接强度、电绝缘可靠性和耐裂纹性的观点考虑,优选饱和二环戊二烯骨架,更优选下述通式(a)所表示的脂环式骨架(饱和二环戊二烯骨架)。
[化1]
(通式(a)中,RA1表示碳原子数1~12的烷基,可以在上述脂环式骨架中的任意位置进行取代。m1为0~6的整数。*为与其他结构的结合部位。)
通式(a)中,作为RA1所表示的碳原子数1~12的烷基,可列举甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基等。作为该烷基,优选为碳原子数1~6的烷基,更优选为碳原子数1~3的烷基,进一步优选为甲基。
m1为0~6的整数,优选为0~2的整数,更优选为0。
在m1为2~6的整数的情况下,多个RA1可分别相同,也可不同。进一步,多个RA1在可能的范围内可以在同一碳原子上进行取代,也可以在不同碳原子上进行取代。
*为与其他结构的结合部位,可利用脂环式骨架上的任一碳原子进行结合,优选利用下述通式(a')中的1或2所表示的碳原子与3~5的任一个所表示的碳原子进行结合。
[化2]
(通式(a')中,RA1、m1和*与通式(a)中的相同。)
作为该(A1)成分,例如可列举“(A1-1)酸改性含乙烯性不饱和基和脂环式骨架的环氧衍生物”、“(A1-2)酸改性含乙烯性不饱和基和脂环式骨架的苯酚酚醛清漆或甲酚酚醛清漆树脂”等。
·上述“(A1-1)酸改性含乙烯性不饱和基和脂环式骨架的环氧衍生物”是使利用(a2)含乙烯性不饱和基的有机酸将(a1)含脂环式骨架的环氧树脂改性所得的化合物[以下,有时称为(A')成分。]与(a3)含饱和基或不饱和基的多元酸酐反应而成的;
·上述“(A1-2)酸改性含乙烯性不饱和基和脂环式骨架的苯酚酚醛清漆或甲酚酚醛清漆树脂”是使改性酚醛清漆型环氧树脂与(a2)含乙烯性不饱和基的有机酸以及(a4)含脂环式骨架且含饱和基或不饱和基的多元酸酐反应而成的,上述改性酚醛清漆型环氧树脂是使苯酚酚醛清漆树脂或甲酚酚醛清漆树脂与选自由环氧乙烷和环氧丙烷组成的组中的至少一种进行加成聚合而成的。
作为该(A1)成分,从能够进行碱显影且通孔分辨率、与镀铜的粘接强度、电绝缘可靠性和耐裂纹性优异的观点考虑,优选上述“(A1-1)酸改性含乙烯性不饱和基和脂环式骨架的环氧衍生物”。
首先,对可在“(A1-1)酸改性含乙烯性不饱和基和脂环式骨架的环氧衍生物”的制造中使用的原料进行详述。
-(a1)含脂环式骨架的环氧树脂-
作为上述(a1)含脂环式骨架的环氧树脂,优选为具有两个以上的环氧基的环氧树脂。环氧树脂可分类为缩水甘油醚型的环氧树脂、缩水甘油胺型的环氧树脂、缩水甘油酯型的环氧树脂等。这些中,优选缩水甘油醚型的环氧树脂。
在本实施方式中,作为环氧树脂,使用至少具有脂环式骨架的环氧树脂。关于脂环式骨架,可以以与上述(A1)成分所具有的脂环式骨架相同的方式进行说明,优选方式也相同。
作为(a1)含脂环式骨架的环氧树脂,优选下述通式(a1-1)所表示的环氧树脂。另外,也优选具有下述通式(a1-2)所表示的结构单元的环氧树脂。
[化3]
(通式(a1-1)中,RA1表示碳原子数1~12的烷基,可以在上述脂环式骨架中的任意位置进行取代。RA2表示碳原子数1~12的烷基。m1为0~6的整数,m2为0~3的整数。n为0~10。)
[化4]
(通式(a1-2)中,RA1表示碳原子数1~12的烷基,可以在上述脂环式骨架中的任意位置进行取代。m1为0~6的整数。)
通式(a1-1)和通式(a1-2)中,RA1与通式(a)中的RA1相同,优选方式也相同。
作为通式(a1-1)中的RA2所表示的碳原子数1~12的烷基,可列举甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基等。作为该烷基,优选碳原子数1~6的烷基,更优选碳原子数1~3的烷基,进一步优选甲基。
通式(a1-1)和通式(a1-2)中的m1与通式(a)中的m1相同,优选方式也相同。
通式(a1-1)中的m2为0~3的整数,优选为0或1,更优选为0。
通式(a1-1)中的n表示圆括号内的结构单元的重复数,为0~10。通常,环氧树脂为圆括号内的结构单元的重复数不同的物质的混合物,因此在该情况下,n由该混合物的平均值表示。作为n,优选为2~10。
作为(a1)含脂环式骨架的环氧树脂,可以使用市售品,作为市售品,可列举:XD-1000(日本化药株式会社制,商品名)、EPICLON HP-7200L、EPICLON HP-7200、EPICLON HP-7200HH、EPICLON HP-7200HHH(DIC株式会社制,商品名,“EPICLON”为注册商标)等。
作为(a1)环氧树脂,也可以并用上述具有脂环式骨架的环氧树脂以外的环氧树脂(以下,有时称为其他环氧树脂。)。作为其他环氧树脂,可列举:双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂等双酚系环氧树脂;双酚A酚醛清漆型环氧树脂、双酚F酚醛清漆型环氧树脂等双酚系酚醛清漆型环氧树脂;苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、联苯酚醛清漆型环氧树脂等上述双酚系酚醛清漆型环氧树脂以外的酚醛清漆型环氧树脂;苯酚芳烷基型环氧树脂;联苯芳烷基型环氧树脂;二苯乙烯型环氧树脂;萘型环氧树脂、萘酚酚醛清漆型环氧树脂、萘酚型环氧树脂、萘酚芳烷基型环氧树脂、亚萘基醚型环氧树脂等含萘骨架型环氧树脂;联苯型环氧树脂;亚二甲苯基型环氧树脂;二氢蒽型环氧树脂;脂肪族链状环氧树脂;橡胶改性环氧树脂等。
-(a2)含乙烯性不饱和基的有机酸-
作为上述(a2)含乙烯性不饱和基的有机酸,没有特别限制,优选含乙烯性不饱和基的单羧酸。作为乙烯性不饱和基,如上述(A1)成分中的乙烯性不饱和基的说明所述。
作为该含乙烯性不饱和基的单羧酸,可列举:丙烯酸;丙烯酸的二聚物、甲基丙烯酸、β-糠基丙烯酸、β-苯乙烯基丙烯酸、肉桂酸、巴豆酸、α-氰基肉桂酸等丙烯酸衍生物;作为含羟基的丙烯酸酯与二元酸酐的反应产物的半酯化合物;作为含乙烯性不饱和基的单缩水甘油醚或含乙烯性不饱和基的单缩水甘油酯与二元酸酐的反应产物的半酯化合物等。这些中,优选丙烯酸。
(a2)成分可单独使用一种,也可并用两种以上。
上述半酯化合物例如可通过使含羟基的丙烯酸酯、含乙烯性不饱和基的单缩水甘油醚或含乙烯性不饱和基的单缩水甘油酯与二元酸酐以等摩尔比进行反应而获得。
关于作为(a2)成分的一例的上述半酯化合物的合成中所使用的含羟基的丙烯酸酯、含乙烯性不饱和基的单缩水甘油醚和含乙烯性不饱和基的单缩水甘油酯,可列举:丙烯酸羟基乙酯、甲基丙烯酸羟基乙酯、丙烯酸羟基丙酯、甲基丙烯酸羟基丙酯、丙烯酸羟基丁酯、甲基丙烯酸羟基丁酯、聚乙二醇单丙烯酸酯、聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇五甲基丙烯酸酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯等。
作为上述半酯化合物的合成中所使用的二元酸酐,可以含有饱和基,也可以含有不饱和基。作为二元酸酐,可列举琥珀酸酐、马来酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、乙基四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、乙基六氢邻苯二甲酸酐、衣康酸酐等。
虽没有特别限制,但在上述(a1)成分与上述(a2)成分的反应中,优选相对于(a1)成分的环氧基1当量,(a2)成分以成为0.6~1.05当量的比率进行反应,也可以以成为0.8~1.0当量的比率进行反应。通过以这样的比率进行反应,从而有光聚合性提高,即感光度变大,且通孔分辨率提高的倾向。
上述(a1)成分与上述(a2)成分可以在溶于有机溶剂中的状态下进行反应。
作为有机溶剂,可列举:甲基乙基酮、环己酮等酮;甲苯、二甲苯、四甲基苯等芳香族烃;甲基溶纤剂、丁基溶纤剂、甲基卡必醇、丁基卡必醇、丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇二乙醚、三乙二醇单乙醚等二醇醚;乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁基溶纤剂乙酸酯、卡必醇乙酸酯等酯;辛烷、癸烷等脂肪族烃;石油醚、石油石脑油、氢化石油石脑油、溶剂石脑油等石油系溶剂等。
进一步,为了促进上述(a1)成分与上述(a2)成分的反应,优选使用催化剂。作为该催化剂,可列举:三乙胺、苄基甲胺等胺系催化剂;甲基三乙基氯化铵、苄基三甲基氯化铵、苄基三甲基溴化铵、苄基三甲基碘化铵等季铵盐催化剂;三苯基膦等膦系催化剂等。这些中,优选膦系催化剂,更优选三苯基膦。
相对于上述(a1)成分与上述(a2)成分的合计100质量份,催化剂的使用量优选为0.01~10质量份,更优选为0.05~5质量份,进一步优选为0.1~2质量份。如果为上述使用量,则有促进上述(a1)成分与上述(a2)成分的反应的倾向。
另外,出于防止反应中的聚合的目的,优选使用阻聚剂。作为阻聚剂,可列举对苯二酚、甲基对苯二酚、对苯二酚单甲醚、邻苯二酚、连苯三酚等。
在使用阻聚剂的情况下,从提高组合物的贮存稳定性的观点考虑,相对于上述(a1)成分与上述(a2)成分的合计100质量份,阻聚剂的使用量优选为0.01~1质量份,更优选为0.02~0.8质量份,进一步优选为0.05~0.5质量份。
从生产率的观点考虑,上述(a1)成分与上述(a2)成分的反应温度优选为60~150℃,更优选为70~120℃,进一步优选为80~110℃。
如此,推测使上述(a1)成分与上述(a2)成分反应而成的(A')成分具有通过(a1)成分的环氧基与(a2)成分的羧基的开环加成反应而形成的羟基。
-(a3)多元酸酐-
作为上述(a3)成分,可以含有饱和基,也可以含有不饱和基。作为(a3)成分,可列举:琥珀酸酐、马来酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、乙基四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、乙基六氢邻苯二甲酸酐、衣康酸酐等。这些中,从通孔分辨率的观点考虑,优选四氢邻苯二甲酸酐。
推测:通过使上述所获得的(A')成分进一步与含饱和或不饱和基的(a3)成分反应,从而形成(A')成分的羟基(也包含(a1)成分中本来存在的羟基)与(a3)成分的酸酐基进行半酯化而得的、(A1-1)酸改性含乙烯性不饱和基和脂环式骨架的环氧衍生物。
在(A')成分与(a3)成分的反应中,例如,相对于(A')成分中的羟基1当量,使(a3)成分反应0.1~1.0当量,由此能够调整(A1-1)酸改性含乙烯性不饱和基和脂环式骨架的环氧衍生物的酸值。
(A1-1)酸改性含乙烯性不饱和基和脂环式骨架的环氧衍生物的酸值优选为20~150mgKOH/g,更优选为30~120mgKOH/g,进一步优选为40~100mgKOH/g。如果酸值大于或等于20mgKOH/g,则有感光性树脂组合物在稀碱溶液中的溶解性优异的倾向,如果小于或等于150mgKOH/g,则有固化膜的电特性提高的倾向。
从生产率的观点考虑,(A')成分与(a3)成分的反应温度优选为50~150℃,更优选为60~120℃,进一步优选为70~100℃。
由上,上述(A1)同时具有乙烯性不饱和基、酸性取代基和脂环式骨架的光聚合性化合物没有特别限制,优选由下述通式(A-1)表示。
[化5]
(通式(A-1)中,RA1表示碳原子数1~12的烷基,可以在上述脂环式骨架中的任意位置进行取代。RA2表示碳原子数1~12的烷基。RA3为具有乙烯性不饱和基的有机基、具有乙烯性不饱和基和酸性取代基的有机基或缩水甘油基,至少一个RA3为具有乙烯性不饱和基和酸性取代基的有机基。m1为0~6的整数,m2为0~3的整数。n为0~10。)
上述通式(A-1)中的RA1、RA2、m1、m2和n与上述通式(a1-1)中的相同,优选的也相同。
RA3如上述定义,定义为:相当于通过上述通式(a1-1)中的缩水甘油基与上述(a2)成分和上述(a3)成分反应而形成的部位,且也考虑了一部分该缩水甘油基未反应的情况。即,作为RA3的选择项的“具有乙烯性不饱和基的有机基”为源自上述(a2)成分的基团,“具有乙烯性不饱和基和酸性取代基的有机基”为源自上述(a2)成分和(a3)成分的基团,如果上述(a2)成分和(a3)成分与上述通式(a1-1)中的所有缩水甘油基反应,则RA3成为“具有乙烯性不饱和基和酸性取代基的有机基”,但仅与上述(a2)成分反应的部位成为“具有乙烯性不饱和基的有机基”,未与上述(a2)成分和(a3)成分的任一者反应的部位成为“缩水甘油基”。
接着,对可在上述“(A1-2)酸改性含乙烯性不饱和基和脂环式骨架的苯酚酚醛清漆或甲酚酚醛清漆树脂”的制造中使用的原料进行简单说明。
原料之一为使苯酚酚醛清漆树脂或甲酚酚醛清漆树脂与选自由环氧乙烷和环氧丙烷组成的组中的至少一种加成聚合而成的改性酚醛清漆型环氧树脂。优选在该加成聚合中使用催化剂,作为催化剂,可列举金属钠、甲醇钠、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、苯酚钠、各种路易斯酸等。
苯酚酚醛清漆树脂和甲酚酚醛清漆树脂的重均分子量没有特别限制,分别优选为500~30,000,更优选为1,000~10,000。需说明的是,在本说明书中,重均分子量(和数均分子量)为通过以四氢呋喃为溶剂的凝胶渗透色谱(GPC)法并经标准聚苯乙烯换算而求出的值,更详细而言,为依据后述的方法而测定的值。
反应温度没有特别限制,可以在60~230℃的范围内实施。
关于上述加成聚合,只要利用或应用公知的方法即可,并不受上述方法的任何限制。
通过上述加成聚合,可获得改性酚醛清漆型环氧树脂。
作为与上述所获得的改性酚醛清漆型环氧树脂反应的“(a2)含乙烯性不饱和基的有机酸”,可与上述(a2)含乙烯性不饱和基的有机酸中的说明同样地进行说明。
另外,作为与上述所获得的改性酚醛清漆型环氧树脂反应的“(a4)含脂环式骨架且含饱和基或不饱和基的多元酸酐”所含的脂环式骨架,优选为成环碳原子数5~20的脂环式骨架,更优选为成环碳原子数5~15的脂环式骨架,进一步优选为成环碳原子数5~10的脂环式骨架,特别优选为成环碳原子数5~8的脂环式骨架。该脂环式骨架可以为1环,也可以包含2环以上,优选为1环。作为该脂环式骨架,优选为环己烷骨架、环己烯骨架等,更优选为环己烯骨架。
作为上述“(a4)含脂环式骨架且含饱和基或不饱和基的多元酸酐”,可列举四氢邻苯二甲酸酐、邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、乙基四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、乙基六氢邻苯二甲酸酐等。这些中,优选四氢邻苯二甲酸酐、邻苯二甲酸酐,更优选四氢邻苯二甲酸酐。
使改性酚醛清漆型环氧树脂与(a2)含乙烯性不饱和基的有机酸和(a4)含脂环式骨架且含饱和基或不饱和基的多元酸酐反应的条件没有特别限制,例如可列举根据需要在催化剂的存在下,在20~100℃与(a2)成分反应,然后在20~100℃与(a4)成分反应的方法等。
((A1)同时具有乙烯性不饱和基、酸性取代基和脂环式骨架的光聚合性化合物的分子量)
(A1)成分的重均分子量(Mw)优选为1,000~30,000,更优选为2,000~25,000,进一步优选为3,000~18,000。如果为该范围内,则与镀铜的粘接强度、耐热性和电绝缘可靠性提高。特别优选上述(A1-1)酸改性含乙烯性不饱和基和脂环式骨架的环氧衍生物的重均分子量(Mw)为上述范围。此处,重均分子量(和数均分子量)为通过凝胶渗透色谱(GPC)(东曹株式会社制),使用标准聚苯乙烯的标准曲线而测定的值,更详细而言为依据以下记载的方法测定的值。
<重均分子量和数均分子量的测定方法>
重均分子量和数均分子量是利用下述GPC测定装置和测定条件进行测定,将使用标准聚苯乙烯的标准曲线而换算的值作为重均分子量或数均分子量。另外,在标准曲线的制作中,使用5样品组(“PStQuick MP-H”和“PStQuick B”、东曹株式会社制)作为标准聚苯乙烯。
(GPC测量装置)
GPC装置:高速GPC装置“HCL-8320GPC”,检测器为示差折射率检测器或UV检测器,东曹株式会社制
柱:柱TSKgel SuperMultipore HZ-H(柱长度:15cm、柱内径:4.6mm)、东曹株式会社制
(测定条件)
溶剂:四氢呋喃(THF)
测定温度:40℃
流量:0.35mL/分钟
试样浓度:10mg/THF 5mL
注入量:20μL
((A2-1)不含脂环式骨架的酸改性含乙烯性不饱和基的环氧衍生物)
作为(A)具有乙烯性不饱和基的光聚合性化合物,也可以为进一步包含“(A2-1)不含脂环式骨架的酸改性含乙烯性不饱和基的环氧衍生物”的方式,上述“(A2-1)不含脂环式骨架的酸改性含乙烯性不饱和基的环氧衍生物”是使利用(a22)含乙烯性不饱和基的有机酸将(a21)环氧树脂(其中,不含脂环式骨架。)改性所得的化合物与(a23)含饱和基或不饱和基的多元酸酐反应而成的。
作为上述(a21)环氧树脂,只要为不含脂环式骨架的环氧树脂就没有特别限制,可列举缩水甘油醚型的环氧树脂、缩水甘油胺型的环氧树脂、缩水甘油酯型的环氧树脂等。这些中,优选缩水甘油醚型的环氧树脂。
另外,上述(a21)环氧树脂也可根据主骨架的不同而分类为各种环氧树脂,在上述各个类型的环氧树脂中,可进一步如下分类。具体而言,可分类为:双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂等双酚系环氧树脂;双酚A酚醛清漆型环氧树脂、双酚F酚醛清漆型环氧树脂等双酚系酚醛清漆型环氧树脂;苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、联苯酚醛清漆型环氧树脂等上述双酚系酚醛清漆型环氧树脂以外的酚醛清漆型环氧树脂;苯酚芳烷基型环氧树脂;二苯乙烯型环氧树脂;萘型环氧树脂、萘酚酚醛清漆型环氧树脂、萘酚型环氧树脂、萘酚芳烷基型环氧树脂、亚萘基醚型环氧树脂等含萘骨架型环氧树脂;联苯型环氧树脂;联苯芳烷基型环氧树脂;亚二甲苯基型环氧树脂;二氢蒽型环氧树脂;脂肪族链状环氧树脂;橡胶改性环氧树脂等。这些中,优选双酚系酚醛清漆型环氧树脂,进一步优选双酚F酚醛清漆型环氧树脂。
作为上述(a22)含乙烯性不饱和基的有机酸和上述(a23)含饱和基或不饱和基的多元酸酐,可与上述(a2)含乙烯性不饱和基的有机酸和上述(a3)含饱和基或不饱和基的多元酸酐的说明同样地进行说明,优选方式也相同。
另外,作为使利用上述(a22)成分将上述(a21)成分改性所得的化合物与上述(a23)成分反应的方法,可参照使利用上述(a2)成分将上述(a1)成分改性所得的化合物与上述(a3)成分反应的方法。
作为(A2-1)不含脂环式骨架的酸改性含乙烯性不饱和基的环氧衍生物,也可使用市售品,作为市售品,可列举:CCR-1218H、CCR-1159H、CCR-1222H、PCR-1050、TCR-1335H、ZAR-1035、ZAR-2001H、UXE-3024、ZFR-1185、ZCR-1569H、ZXR-1807、ZCR-6000、ZCR-8000(以上为日本化药株式会社制,商品名)、UE-9000、UE-EXP-2810PM、UE-EXP-3045(以上为DIC株式会社制,商品名)等。
在(A)成分含有上述(A1)成分(或(A1-1)成分)与上述(A2-1)成分两者的情况下,从通孔分辨率、与镀铜的粘接强度、电绝缘可靠性和耐裂纹性等特性的平衡的观点考虑,(A1)成分(或(A1-1)成分)与(A2-1)成分的含有比率[(A1)或(A1-1)/(A2-1)]以质量比计优选为20/80~99/1,更优选为50/50~99/1,进一步优选为60/40~99/1,特别优选为60/40~85/15,最优选为65/35~80/20。
((A2-2)苯乙烯-马来酸系树脂)
作为(A)具有乙烯性不饱和基的光聚合性化合物,也可并用苯乙烯-马来酸酐共聚物的(甲基)丙烯酸羟基乙酯改性物等“(A2-2)苯乙烯-马来酸系树脂”。该(A2-2)成分不含脂环式骨架。(A2-2)成分可单独使用一种,也可并用两种以上。
((A2-3)环氧系聚氨酯树脂)
另外,作为(A)具有乙烯性不饱和基的光聚合性化合物,也可并用“(A2-3)环氧系聚氨酯树脂”,上述“(A2-3)环氧系聚氨酯树脂”是使利用(a22)含乙烯性不饱和基的有机酸将上述(a21)环氧树脂改性所得的化合物与异氰酸酯化合物反应而获得的。作为利用(a22)含乙烯性不饱和基的有机酸将上述(a21)环氧树脂改性所得的化合物,可列举作为利用上述(a2)含乙烯性不饱和基的有机酸将上述(a1)含脂环式骨架的环氧树脂改性所得的化合物的上述(A')成分等。
该(A2-3)成分不含脂环式骨架。(A2-3)成分可单独使用一种,也可并用两种以上。
(上述以外的(A)成分)
作为(A)具有乙烯性不饱和基的光聚合性化合物,从提高固化(曝光)后的耐化学品性并增大曝光部与未曝光部的耐显影液性的差异的观点考虑,作为(A)具有乙烯性不饱和基的光聚合性化合物,优选进一步包含选自由(Ai)具有一个可聚合的乙烯性不饱和基的单官能乙烯基单体、(Aii)具有两个可聚合的乙烯性不饱和基的二官能乙烯基单体和(Aiii)具有至少三个可聚合的乙烯性不饱和基的多官能乙烯基单体组成的组中的至少一种的方式,更优选包含上述(Aiii)成分的方式。作为(Ai)~(Aiii)成分,分别优选分子量小于或等于1,000的成分。其中,在本实施方式中,上述(Ai)~(Aiii)成分不包含上述(A1)成分。
((Ai)单官能乙烯基单体)
作为上述具有一个可聚合的乙烯性不饱和基的单官能乙烯基单体,可列举(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸烷基酯等。作为该(甲基)丙烯酸烷基酯,可列举(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸羟基乙酯等。(Ai)成分可单独使用一种,也可并用两种以上。
((Aii)二官能乙烯基单体)
作为上述具有两个可聚合的乙烯性不饱和基的二官能乙烯基单体,可列举聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基聚乙氧基聚丙氧基苯基)丙烷、双酚A二缩水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯等。(Aii)成分可单独使用一种,也可并用两种以上。
((Aiii)多官能乙烯基单体)
作为上述具有至少三个可聚合的乙烯性不饱和基的多官能乙烯基单体,可列举:三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯等具有源自三羟甲基丙烷的骨架的(甲基)丙烯酸酯化合物;四羟甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯等具有源自四羟甲基甲烷的骨架的(甲基)丙烯酸酯化合物;季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯等具有源自季戊四醇的骨架的(甲基)丙烯酸酯化合物;二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等具有源自二季戊四醇的骨架的(甲基)丙烯酸酯化合物;二(三羟甲基丙烷)四(甲基)丙烯酸酯等具有源自二(三羟甲基丙烷)的骨架的(甲基)丙烯酸酯化合物;具有源自二甘油的骨架的(甲基)丙烯酸酯化合物等。这些中,从提高固化(曝光)后的耐化学品性并增大曝光部与未曝光部的耐显影液性的差异的观点考虑,优选具有源自二季戊四醇的骨架的(甲基)丙烯酸酯化合物,更优选二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯。(Aiii)成分可单独使用一种,也可并用两种以上。
此处,所谓上述“具有源自XXX的骨架的(甲基)丙烯酸酯化合物”(其中,XXX为化合物名。),是指XXX与(甲基)丙烯酸的酯化物,在该酯化物中也包含经亚烷基氧基改性的化合物。
((A)成分的含量)
(A)成分的含量没有特别限制,从耐热性、电特性和耐化学品性的观点考虑,以感光性树脂组合物的固体成分总量为基准计,优选为小于或等于60质量%,更优选为0.1~55质量%,进一步优选为1~50质量%,特别优选为2~40质量%,最优选为3~37质量%,可以为5~37质量%,也可以为15~37质量%,也可以为20~37质量%。
作为(A)成分,没有特别限制,从感光特性的观点考虑,优选并用上述(A1)成分与上述(Aiii)成分。在该情况下,上述(A1)成分与上述(Aiii)成分的含有比例[(A1)/(Aiii)](质量比)优选为2~20,更优选为2~15,进一步优选为2.5~10,特别优选为3~6。
另外,从通孔分辨率、与镀铜的粘接强度、电绝缘可靠性和耐裂纹性的观点考虑,(A1)成分相对于(A)成分总量的含有比率优选为20~95质量%,更优选为40~95质量%,进一步优选为65~95质量%,特别优选为80~95质量%。
<(X)有机粒子>
本实施方式的感光性树脂组合物通过含有(X)有机粒子,能够将通孔分辨率维持得较高,同时提高与镀铜的粘接性、电绝缘可靠性和耐裂纹性。作为电绝缘可靠性,特别是吸湿后的电绝缘可靠性(耐HAST性)提高。
(X)有机粒子在感光性树脂组合物中以粒子状存在。(X)有机粒子的长径r2相对于短径r1的比(r2/r1)优选为小于或等于1.4,更优选为小于或等于1.2,进一步优选为小于或等于1.1。该比(r2/r1)为任意10粒粒子的平均值。
需说明的是,(X)有机粒子的短径r1和长径r2是通过激光衍射散射法粒度分布测定装置(例如,贝克曼库尔特株式会社制的LS13320)测定的值。另外,也可代用如下方法:通过使用SEM(扫描型电子显微镜)进行观察来测定有机粒子的短径r1和长径r2。
作为(X)有机粒子,只要为以有机物为主成分的粒子,则没有特别限制。此处,所谓以有机物为主成分,是指有机物在粒子的总质量中所占的比例大于或等于50质量%,作为有机物在粒子的总质量中所占的比例,优选为大于或等于80质量%,更优选为大于或等于90质量%,进一步优选实质上为100质量%。
构成(X)有机粒子的成分(有机物)优选含有选自由聚乙烯、聚丁二烯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-二乙烯基苯共聚物、(甲基)丙烯酸酯共聚物、有机硅橡胶、聚乙烯醇、环氧树脂、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚氨酯、聚苯醚和三聚氰胺树脂等组成的组中的至少一种。
(X)有机粒子可以具有交联结构,也可以不具有交联结构。
本实施方式中所使用的(X)有机粒子优选为在除胶渣处理时容易脱粒的有机粒子或容易溶解的有机粒子,从该观点考虑,(X)有机粒子优选含有核壳粒子。此处,核壳粒子是粒子的核(core)与壳(shell)具有不同性质的聚合物粒子,在本实施方式中,优选粒子的核(core)与壳(shell)包含不同的成分。在(X)有机粒子含有核壳粒子的情况下,其含量没有特别限制,从除胶渣处理时的脱粒容易性或溶解容易性的观点考虑,在(X)有机粒子中优选为大于或等于5质量%,更优选为大于或等于20质量%,进一步优选为大于或等于50质量%,特别优选为大于或等于80质量%,最优选为大于或等于95质量%,实质上可以为100质量%。
虽没有特别限制,但该核壳粒子优选由上述构成(X)有机粒子的成分形成。其中,构成核和壳的各部位的成分更优选为耐除胶渣性低、柔软性优异、相容性和分散性优异的树脂,作为这种树脂,可列举环氧树脂、丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚酰胺树脂、(甲基)丙烯酸酯共聚物等。这些中,作为上述树脂,优选环氧树脂、苯乙烯-丁二烯共聚物、(甲基)丙烯酸酯共聚物。需说明的是,在构成核的成分为苯乙烯-丁二烯共聚物时,与镀铜的粘接强度更进一步提高,因此优选。
作为构成核的成分与构成壳的成分的组合(核/壳),可列举:苯乙烯-丁二烯共聚物/(甲基)丙烯酸酯共聚物、(甲基)丙烯酸酯共聚物/环氧树脂、环氧树脂/有机硅橡胶、丙烯腈-丁二烯共聚物/(甲基)丙烯酸酯共聚物、聚乙烯/(甲基)丙烯酸酯共聚物、聚丁二烯/(甲基)丙烯酸酯共聚物、聚酯/(甲基)丙烯酸酯共聚物等。这些中,优选苯乙烯-丁二烯共聚物/(甲基)丙烯酸酯共聚物、(甲基)丙烯酸酯共聚物/环氧树脂。
在上述构成(X)有机粒子的成分、构成核的成分或构成壳的成分中,作为(甲基)丙烯酸酯共聚物,可列举丙烯酸酯-甲基丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸酯-苯乙烯共聚物、丙烯酸酯共聚物等。作为(甲基)丙烯酸酯的酯部位,可列举:烷基等的碳原子数1~12的烷基酯、环烷基等的成环碳原子数3~12的环烷基酯、苯基等的成环碳原子数6~18的芳基酯、和苄基等芳烷基、以及这些基团的一部分被杂原子取代的杂基等。
作为上述丙烯酸酯,可列举:丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸正月桂酯、丙烯酸2-羟基乙基己酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸四氢呋喃酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸苯酯等。作为丙烯酸酯,这些中,优选丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯,更优选丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯。
作为上述甲基丙烯酸酯,可列举:甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸十五烷基酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苯氧基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-甲氧基乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸烯丙酯等。作为甲基丙烯酸酯,这些中,优选甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异丙酯,更优选甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯。
同样地,在上述构成(X)有机粒子的成分、构成核的成分或构成壳的成分中,作为环氧树脂,优选缩水甘油醚型或缩水甘油胺型的环氧树脂,可以为任一种,更优选缩水甘油醚型的环氧树脂。
作为该环氧树脂,可优选地列举:双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂等双酚系环氧树脂;双酚A酚醛清漆型环氧树脂、双酚F酚醛清漆型环氧树脂等双酚系酚醛清漆型环氧树脂;苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、联苯酚醛清漆型环氧树脂等上述双酚系酚醛清漆型环氧树脂以外的酚醛清漆型环氧树脂;苯酚芳烷基型环氧树脂;二苯乙烯型环氧树脂;萘型环氧树脂、萘酚酚醛清漆型环氧树脂、萘酚型环氧树脂、萘酚芳烷基型环氧树脂、亚萘基醚型环氧树脂等含萘骨架型环氧树脂;联苯型环氧树脂;联苯芳烷基型环氧树脂;亚二甲苯基型环氧树脂;二氢蒽型环氧树脂;二环戊二烯型环氧树脂等脂环式环氧树脂;杂环式环氧树脂;含螺环的环氧树脂;环己烷二甲醇型环氧树脂;三羟甲基型环氧树脂;脂肪族链状环氧树脂;橡胶改性环氧树脂等。这些中,优选双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚A酚醛清漆型环氧树脂、双酚F酚醛清漆型环氧树脂等双酚系酚醛清漆型环氧树脂;苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂等上述双酚系酚醛清漆型环氧树脂以外的酚醛清漆型环氧树脂。
核壳粒子可使用通过惯用的方法、例如乳液聚合法、种子聚合法、微悬浮聚合法或悬浮聚合法等而制备的核壳粒子,也可使用市售品。
作为核壳粒子的市售品,可列举:作为Paraloid(注册商标)系列的EXL2620、EXL2650、EXL2655、TMS-2670、BTA-717、BTA-731(以上为东丽道康宁株式会社制);作为KaneAce(注册商标)的MX系列的MX-153、MX-128、MX-139、MX-257、MX-136、MX-217(以上为株式会社Kaneka制)等。
作为(X)有机粒子的平均粒径,从通孔分辨率和除胶渣处理后的表面形状的观点考虑,一次粒径的平均(体积平均粒径)优选为小于或等于0.5μm,更优选为0.01~0.5μm,进一步优选为0.01~0.2μm,可以为0.01~0.15μm,也可以为0.01~0.10μm。关于核壳粒子的平均粒径,也可以说是同样的。需说明的是,在本说明书中,一次粒径的平均(体积平均粒径)设为使用Zeta电位-粒度分布测定装置(贝克曼-库尔特公司),依据国际标准规格ISO13321,并且以折射率1.38测定分散于溶剂中的粒子而获得的粒度分布中的累计值50%(体积基准)时的粒径。
((X)成分的含量)
(X)有机粒子的含量没有特别限制,从通孔分辨率、与镀铜的粘接强度、电绝缘可靠性和耐裂纹性的观点考虑,以感光性树脂组合物的固体成分总量为基准计,优选为1~60质量%,更优选为3~50质量%,进一步,从使耐裂纹性更充分的观点考虑,进一步优选为5~40质量%,特别优选为7~35质量%,进一步,从使通孔分辨率更充分的观点考虑,最优选为8~20质量%。
<(B)光聚合引发剂>
作为本实施方式中所使用的(B)成分,只要能够使上述(A)成分聚合,则没有特别限制,可以从通常所使用的光聚合引发剂中适宜选择。
作为(B)成分,可列举:苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻异丙醚等苯偶姻化合物;苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,2-二乙氧基-2-苯基苯乙酮、1,1-二氯苯乙酮、1-羟基环己基苯基酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-1-丁酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基-1-丙酮、N,N-二甲基氨基苯乙酮等苯乙酮化合物;2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、1-氯蒽醌、2-戊基蒽醌、2-氨基蒽醌等蒽醌化合物;2,4-二甲基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2-氯噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮等噻吨酮化合物;苯乙酮二甲基缩酮、苯偶酰二甲基缩酮等缩酮化合物;二苯甲酮、甲基二苯甲酮、4,4'-二氯二苯甲酮、4,4'-双(二乙基氨基)二苯甲酮、米氏酮、4-苯甲酰基-4'-甲基二苯基硫醚等二苯甲酮化合物;9-苯基吖啶、1,7-双(9,9'-吖啶基)庚烷等吖啶化合物;2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦等酰基氧化膦化合物;1,2-辛二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-2-(O-苯甲酰基肟)、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]乙酮1-(O-乙酰基肟)、1-苯基-1,2-丙二酮-2-[O-(乙氧基羰基)肟]等肟酯化合物等。这些中,优选苯乙酮化合物、噻吨酮化合物,更优选2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基-1-丙酮、2,4-二乙基噻吨酮。苯乙酮化合物有不易挥发、不易作为逸出气体而产生的优点,噻吨酮化合物有在可见光区域也可进行光固化的优点。
(B)成分可单独使用一种,也可并用两种以上。并用两种以上的情况下,优选并用苯乙酮化合物与噻吨酮化合物,更优选并用2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基-1-丙酮与2,4-二乙基噻吨酮。
((B)成分的含量)
(B)成分的含量没有特别限制,以感光性树脂组合物的固体成分总量为基准计,优选为0.1~15质量%,更优选为0.15~5质量%,进一步优选为0.15~1.5质量%,特别优选为0.20~0.8质量%。如果(B)成分的含量大于或等于0.1质量%,则有在使用感光性树脂组合物而形成的层间绝缘层中降低被曝光的部位在显影中溶出的可能性的倾向,如果小于或等于15质量%,则有耐热性提高的倾向。
<(B')光聚合引发助剂>
本实施方式的感光性树脂组合物也可同时含有上述(B)成分和(B')光聚合引发助剂。作为(B')光聚合引发助剂,可列举N,N-二甲基氨基苯甲酸乙酯、N,N-二甲基氨基苯甲酸异戊酯、戊基-4-二甲基氨基苯甲酸酯、三乙胺、三乙醇胺等叔胺化合物等。(B')成分可单独使用一种,也可并用两种以上。
在本实施方式的感光性树脂组合物含有(B')成分的情况下,以感光性树脂组合物的树脂成分总量为基准计,(B')成分的含量优选为0.01~20质量%,更优选为0.2~5质量%,进一步优选为0.3~2质量%。需说明的是,本实施方式的感光性树脂组合物也可不含该(B')成分。
<(C)热固性树脂>
本实施方式的感光性树脂组合物也可进一步含有热固性树脂作为(C)成分,优选含有。(C)成分中不包含相当于上述(A)成分的物质,从这一点出发,可以说(C)成分不具有乙烯性不饱和基。另外,在满足不具有乙烯性不饱和基的条件的基础上,具有环氧基的物质(环氧改性聚丁二烯等)包含于该(C)成分中。进一步,(C)成分并非粒子形状,因此不含上述(X)有机粒子。
通过本实施方式的感光性树脂组合物含有(C)热固性树脂,从而有不仅与镀铜的粘接强度和绝缘可靠性提高,而且耐热性也提高的倾向。
作为热固性树脂,可列举环氧树脂、酚醛树脂、不饱和酰亚胺树脂、氰酸酯树脂、异氰酸酯树脂、苯并嗪树脂、氧杂环丁烷树脂、氨基树脂、不饱和聚酯树脂、烯丙基树脂、二环戊二烯树脂、有机硅树脂、三嗪树脂、三聚氰胺树脂等。另外,并不特别限制于这些,可使用公知的热固性树脂。这些中,优选环氧树脂。
(C)成分可单独使用一种,也可并用两种以上。
作为环氧树脂,优选为具有两个以上的环氧基的环氧树脂。环氧树脂可分类为缩水甘油醚型的环氧树脂、缩水甘油胺型的环氧树脂、缩水甘油酯型的环氧树脂等。这些中,优选缩水甘油醚型的环氧树脂。
另外,环氧树脂也可根据主骨架的不同而分类为各种环氧树脂,在上述各类型的环氧树脂中,可进一步如下那样分类。具体而言,可分类为:双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂等双酚系环氧树脂;双酚A酚醛清漆型环氧树脂、双酚F酚醛清漆型环氧树脂等双酚系酚醛清漆型环氧树脂;苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、联苯酚醛清漆型环氧树脂等上述双酚系酚醛清漆型环氧树脂以外的酚醛清漆型环氧树脂;苯酚芳烷基型环氧树脂;二苯乙烯型环氧树脂;萘型环氧树脂、萘酚酚醛清漆型环氧树脂、萘酚型环氧树脂、萘酚芳烷基型环氧树脂、亚萘基醚型环氧树脂等含萘骨架型环氧树脂;联苯型环氧树脂;联苯芳烷基型环氧树脂;亚二甲苯基型环氧树脂;二氢蒽型环氧树脂;二环戊二烯型环氧树脂等脂环式环氧树脂;杂环式环氧树脂;含螺环的环氧树脂;环己烷二甲醇型环氧树脂;三羟甲基型环氧树脂;脂肪族链状环氧树脂;橡胶改性环氧树脂等。
(C)成分可单独使用一种,也可并用两种以上。
这些中,特别是从耐热性、电绝缘可靠性和与镀铜的粘接强度的观点考虑,优选双酚系环氧树脂、萘酚型环氧树脂、萘型环氧树脂、联苯型环氧树脂、亚萘基醚型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂,更优选双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、联苯型环氧树脂,进一步优选双酚F型环氧树脂、联苯型环氧树脂,特别优选联苯型环氧树脂。
这些也可使用市售品,可列举:双酚A型环氧树脂(三菱化学株式会社制的“jER828EL”、“YL980”)、双酚F型环氧树脂(三菱化学株式会社制的“jER806H”、“YL983U”)、萘型环氧树脂(DIC株式会社制的“HP4032D”、“HP4710”)、含萘骨架型多官能环氧树脂(日本化药株式会社制的“NC7000”)、萘酚型环氧树脂(日铁化学&材料株式会社制的“ESN-475V”)、具有联苯结构的环氧树脂(日本化药株式会社制的“NC3000H”、“NC3500”)、三菱化学株式会社制的(“YX4000HK”、“YL6121”)、蒽型环氧树脂(三菱化学株式会社制的“YX8800”)、甘油型环氧树脂(日铁化学&材料株式会社制的“ZX1542”)、亚萘基醚型环氧树脂(DIC株式会社制的“EXA7311-G4”)、甲酚酚醛清漆型环氧树脂(DIC株式会社制的“EPICLON N-680”)等。
作为(C)成分的环氧树脂,除上述例示以外,还可使用环氧改性聚丁二烯。特别是作为(C)成分,从印刷配线板制造时的处理性的观点考虑,优选并用室温下为固体状的芳香族系环氧树脂与室温下为液态的环氧树脂,从该观点考虑,优选并用作为优选物质而例示的上述环氧树脂(室温下为固体状的芳香族系环氧树脂)与环氧改性聚丁二烯(室温下为液态的环氧树脂)的方式。在该情况下,所并用的两者的含有比率(室温下为固体状的芳香族系环氧树脂/室温下为液态的环氧树脂)以质量比计优选为95/5~60/40,更优选为95/5~70/30,进一步优选为95/5~80/20。
上述环氧改性聚丁二烯优选在分子末端具有羟基,更优选在分子两末端具有羟基,进一步优选仅在分子末端具有羟基,特别优选仅在分子两末端具有羟基。另外,只要上述环氧改性聚丁二烯所具有的羟基的数量为一个以上,则没有特别限制,优选为1~5,更优选为1或2,进一步优选为2。
从与镀铜的粘接强度、耐热性、热膨胀系数和柔软性的观点考虑,上述环氧改性聚丁二烯优选为下述通式(C-1)所表示的环氧改性聚丁二烯。
[化6]
(上述式(C-1)中,a、b和c分别表示圆括号内的结构单元的比率,a为0.05~0.40,b为0.02~0.30,c为0.30~0.80,进一步,满足a+b+c=1.00且(a+c)>b。y表示方括号内的结构单元数,为10~250的整数。)
上述通式(C-1)中,方括号内的各结构单元的结合顺序为不同顺序。即,左侧所示的结构单元、中心所示的结构单元和右侧所示的结构单元可交错,在分别以(a)、(b)、(c)表示时,可有-[(a)-(b)-(c)]-[(a)-(b)-(c)-]-、-[(a)-(c)-(b)]-[(a)-(c)-(b)-]-、-[(b)-(a)-(c)]-[(b)-(a)-(c)-]-、-[(a)-(b)-(c)]-[(c)-(b)-(a)-]-、-[(a)-(b)-(a)]-[(c)-(b)-(c)-]-、-[(c)-(b)-(c)]-[(b)-(a)-(a)-]-等各种结合顺序。
从与镀铜的粘接强度、耐热性、热膨胀系数和柔软性的观点考虑,a优选为0.10~0.30,b优选为0.10~0.30,c优选为0.40~0.80。另外,从与其同样的观点考虑,y优选为30~180的整数。
上述通式(C-1)中,作为a=0.20、b=0.20、c=0.60、和y=10~250的整数的环氧化聚丁二烯的市售品,可列举“Epolead(注册商标)PB3600”(株式会社大赛璐制)等。
((C)成分的含量)
在本实施方式的感光性树脂组合物含有(C)成分的情况下,其含量没有特别限制,以感光性树脂组合物的固体成分总量为基准计,优选为5~70质量%,更优选为5~40质量%,进一步优选为7~30质量%,特别优选为10~20质量%。如果(C)成分的含量大于或等于5质量%,则有获得感光性树脂组合物的充分交联,与镀铜的粘接强度和电绝缘可靠性提高的倾向。另一方面,如果小于或等于70质量%,则有通孔分辨率变得良好的倾向。
<(D)弹性体>
本实施方式的感光性树脂组合物可以含有弹性体作为(D)成分,优选含有。通过含有(D)成分,从而有成为通孔分辨率、与镀铜的粘接强度和电绝缘可靠性优异的感光性树脂组合物的倾向。另外,通过(D)成分,也具有抑制因由上述(A)成分的固化收缩引起的固化物内部的应变(内部应力)所致的可挠性和与镀铜的粘接强度降低的效果。
作为(D)成分,优选在25℃为液态的弹性体。
(D)成分可单独使用一种,也可并用两种以上。
作为弹性体,可列举苯乙烯系弹性体、烯烃系弹性体、聚酯系弹性体、氨基甲酸酯系弹性体、聚酰胺系弹性体、丙烯酸系弹性体、有机硅系弹性体等。作为弹性体,优选使用选自这些中的至少一种。这些弹性体包含硬链段成分与软链段成分,前者存在有助于耐热性和强度的倾向,后者存在有助于柔软性和强韧性的倾向。
作为(D)成分,在上述例示中,从相容性、溶解性和与镀铜的粘接强度的观点考虑,优选包含选自由烯烃系弹性体、聚酯系弹性体和氨基甲酸酯系弹性体组成的组中的至少一种,更优选包含聚酯系弹性体。另外,(D)成分进一步优选为选自由烯烃系弹性体、聚酯系弹性体和氨基甲酸酯系弹性体组成的组中的至少一种,特别优选为聚酯系弹性体。
(苯乙烯系弹性体)
作为上述苯乙烯系弹性体,可列举苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物等。苯乙烯系弹性体可单独使用一种,也可并用两种以上。
作为构成苯乙烯系弹性体的成分,可列举:苯乙烯;α-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-丙基苯乙烯、4-环己基苯乙烯等苯乙烯衍生物等。
作为苯乙烯系弹性体,优选数均分子量为1,000~50,000,更优选为3,000~20,000。
在本说明书中,数均分子量是通过以四氢呋喃为溶剂的凝胶渗透色谱(GPC)法并利用标准聚苯乙烯换算而求出的值。
苯乙烯系弹性体也可使用市售品。
(烯烃系弹性体)
上述烯烃系弹性体是乙烯、丙烯、1-丁烯、1-己烯、4-甲基戊烯等碳原子数2~20的α-烯烃的聚合物或共聚物。需说明的是,烯烃系弹性体可以在分子末端具有羟基,优选在分子末端具有羟基。烯烃系弹性体可单独使用一种,也可并用两种以上。
作为烯烃系弹性体,可优选地列举聚乙烯、聚丁二烯、含羟基的聚丁二烯、含羟基的聚异丙烯、乙烯-丙烯共聚物(EPR)、乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)等。另外,也可列举上述碳原子数2~20的α-烯烃与二环戊二烯、1,4-己二烯、环辛二烯、亚甲基降冰片烯、亚乙基降冰片烯、丁二烯、异戊二烯等碳原子数2~20的非共轭二烯的共聚物等。进一步,也可列举使丁二烯-丙烯腈共聚物与甲基丙烯酸共聚而成的羧基改性NBR等。
作为烯烃系弹性体,优选数均分子量为1,000~8,000,更优选为1,500~6,500。
烯烃系弹性体也可使用市售品。
(聚酯系弹性体)
作为上述聚酯系弹性体,可列举将二羧酸或其衍生物和二醇化合物或其衍生物缩聚而获得的物质。聚酯系弹性体可单独使用一种,也可并用两种以上。
作为上述二羧酸,可列举:对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二甲酸等芳香族二羧酸;上述芳香族二羧酸的芳香环的氢原子被甲基、乙基、苯基等取代而得的芳香族二羧酸;己二酸、癸二酸、十二烷二甲酸等碳原子数2~20的脂肪族二羧酸;环己烷二甲酸等脂环式二羧酸等。作为二羧酸,从与基材的密合性的观点考虑,也优选使用源自天然物的二聚酸。二羧酸可单独使用一种,也可并用两种以上。
作为上述二羧酸的衍生物,可列举上述二羧酸的酐等。
作为上述二醇化合物,可列举:乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,10-癸二醇等脂肪族二醇;1,4-环己烷二醇等脂环式二醇;下述通式(D-1)所表示的芳香族二醇等。二醇化合物可单独使用一种,也可并用两种以上。
[化7]
(通式(D-1)中,XD1表示碳原子数1~10的亚烷基、碳原子数2~10的亚烷基、碳原子数4~8的亚环烷基、-O-、-S-、-SO2-。RD1和RD2分别独立地表示卤素原子或碳原子数1~12的烷基。p和q分别独立地为0~4的整数,r为0或1。)
通式(D-1)中,作为XD1所表示的碳原子数1~10的亚烷基,可列举亚甲基、1,2-二亚甲基、1,3-三亚甲基、1,4-四亚甲基、1,5-五亚甲基等。作为该亚烷基,从通孔分辨率、与镀铜的粘接强度和电绝缘可靠性的观点考虑,优选为碳原子数1~3的亚烷基,更优选为亚甲基。
作为XD1所表示的碳原子数2~10的烷叉基,可列举乙叉基、丙叉基、异丙叉基、丁叉基、异丁叉基、戊叉基、异戊叉基等。作为该烷叉基,从通孔分辨率、与镀铜的粘接强度和电绝缘可靠性的观点考虑,优选异丙叉基。
作为XD1所表示的碳原子数4~8的亚环烷基,可列举亚环戊基、亚环己基、亚环辛基等。
作为XD1,以上中,优选碳原子数1~10的亚烷基、碳原子数2~10的烷叉基,更优选亚甲基、异丙叉基。
通式(D-1)中,作为RD1和RD2所表示的卤素原子,可列举氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
作为RD1和RD2所表示的碳原子数1~12的烷基,可列举甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基等。作为该烷基,优选碳原子数1~6的烷基,更优选碳原子数1~3的烷基,进一步优选甲基。
p和q分别独立地为0~4的整数,分别优选为0或1。
r为0或1,可以为任一者,r为0时,成为下述通式(D-1')所表示的结构。
[化8]
(通式(D-1')中,XD1、RD1和p均与通式(D-1)中的相同,优选方式也相同。)
作为上述通式(D-1)所表示的芳香族二醇,可列举双酚A、双(4-羟基苯基)甲烷、双(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷、间苯二酚等。
进一步,作为聚酯系弹性体,也可使用将芳香族聚酯(例如,聚对苯二甲酸丁二醇酯)部分作为硬链段成分、将脂肪族聚酯(例如,聚四亚甲基二醇)部分作为软链段成分的多嵌段共聚物,并优选使用该多嵌段共聚物。作为该多嵌段共聚物,根据硬链段与软链段的种类、比率、分子量的不同而有各种等级的市售品,具体而言,可列举:“Hytrel(注册商标)”(东丽杜邦株式会社制)、“Pelprene(注册商标)”(东洋纺株式会社制)、“Espel(注册商标)”和“Teslac(注册商标)”(昭和电工材料株式会社制)等。
作为聚酯系弹性体,优选数均分子量为900~30,000,更优选为1,000~25,000,进一步优选为5,000~20,000。
(氨基甲酸酯系弹性体)
作为上述氨基甲酸酯系弹性体,例如可优选地列举含有包含短链二醇与二异氰酸酯的硬链段、和包含高分子(长链)二醇与二异氰酸酯的软链段的物质。氨基甲酸酯系弹性体可单独使用一种,也可并用两种以上。
作为高分子(长链)二醇,可列举聚丙二醇、聚四甲醛、聚(1,4-丁烯己二酸酯)、聚(乙烯-1,4-丁烯己二酸酯)、聚己内酯、聚(1,6-己烯碳酸酯)、聚(1,6-己烯新戊烯己二酸酯)等。高分子(长链)二醇的数均分子量优选为500~10,000。
作为短链二醇,可列举乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、双酚A等。短链二醇的数均分子量优选为48~500。
作为氨基甲酸酯系弹性体,优选数均分子量为1,000~25,000,更优选为1,500~20,000,进一步优选为2,000~15,000。
氨基甲酸酯系弹性体也可使用市售品。
(聚酰胺系弹性体)
聚酰胺系弹性体可以大致区分为:硬链段使用聚酰胺、软链段使用聚醚的聚醚嵌段酰胺型;硬链段使用聚酰胺、软链段使用聚酯的聚醚酯嵌段酰胺型这两种。
作为上述聚酰胺系弹性体的具体例,可列举以聚酰胺为硬链段成分、以聚丁二烯、丁二烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚异戊二烯、乙烯丙烯共聚物、聚醚、聚酯、聚丁二烯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚氨酯、有机硅橡胶等为软链段成分的嵌段共聚物。聚酰胺系弹性体可单独使用一种,也可并用两种以上。
作为聚酰胺系弹性体,优选数均分子量为1,000~50,000,更优选为2,000~30,000。
聚酰胺系弹性体也可使用市售品。
(丙烯酸系弹性体)
作为上述丙烯酸系弹性体,例如可列举以丙烯酸酯为主成分的原料单体的聚合物。作为丙烯酸酯,可优选地列举丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸甲氧基乙酯、丙烯酸乙氧基乙酯等。另外,作为交联点单体,可以为使甲基丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚等与丙烯酸酯共聚而成的物质,也可以为使丙烯腈、乙烯等与丙烯酸酯或与丙烯酸酯和交联点单体共聚而成的物质。具体而言,可列举丙烯腈-丙烯酸丁酯共聚物、丙烯腈-丙烯酸丁酯-丙烯酸乙酯共聚物、丙烯腈-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物等。丙烯酸系弹性体可单独使用一种,也可并用两种以上。
作为丙烯酸系弹性体,优选数均分子量为1,000~50,000,更优选为2,000~30,000。
丙烯酸系弹性体也可使用市售品。
(有机硅系弹性体)
上述有机硅系弹性体是以有机聚硅氧烷为主成分的弹性体,例如可分类为聚二甲基硅氧烷系弹性体、聚甲基苯基硅氧烷系弹性体、聚二苯基硅氧烷系弹性体等。有机硅系弹性体可单独使用一种,也可并用两种以上。
作为有机硅系弹性体,优选数均分子量为1,000~50,000,更优选为2,000~30,000。
有机硅系弹性体也可使用市售品。
(其他弹性体)
另外,作为(D)成分,也可以为包含选自由聚苯醚树脂、苯氧基树脂、聚碳酸酯树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂、二甲苯树脂、聚苯硫醚树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚醚醚酮树脂、四氟乙烯树脂、聚丙烯腈树脂、马来酸酐改性聚丁二烯、苯酚改性聚丁二烯和羧基改性聚丙烯腈组成的组中的至少一种的方式。
((D)成分的含量)
在本实施方式的感光性树脂组合物含有(D)成分的情况下,以感光性树脂组合物的固体成分总量为基准计,(D)成分的含量优选为0.5~20质量%,更优选为0.5~15质量%,进一步优选为0.5~10质量%,特别优选为1.0~6质量%,最优选为1.0~4.0质量%。如果(D)成分的含量大于或等于0.5质量%,则有与镀铜的粘接强度的改善效果变得充分且电绝缘可靠性更进一步优异的倾向。如果(D)成分的含量小于或等于20质量%,则有通孔分辨率、与镀铜的粘接强度和电绝缘可靠性均变得充分的倾向。
<(E)热聚合引发剂>
本实施方式的感光性树脂组合物也可含有热聚合引发剂作为(E)成分。
作为热聚合引发剂,没有特别限制,可列举:二异丙苯过氧化氢“Percumyl P”、异丙苯过氧化氢“Percumyl H”、叔丁基过氧化氢“Perbutyl H”(以上为日油株式会社制)等过氧化氢化合物;α,α-双(叔丁基过氧化间异丙基)苯“Perbutyl P”、二枯基过氧化物“Percumyl D”、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧化)己烷“Perhexa 25B”、叔丁基枯基过氧化物“Perbutyl C”、二叔丁基过氧化物“Perbutyl D”、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧化)己炔-3“Perhexyne 25B”、叔丁基过氧化-2-乙基己酸酯“Perbutyl O”(以上为日油株式会社制)等二烷基过氧化物化合物;酮过氧化物化合物;正丁基4,4-二(叔丁基过氧化)戊酸酯“Perhexa V”(日油株式会社制)等过氧化缩酮化合物;二酰基过氧化物化合物;过氧化二碳酸酯化合物;过氧化酯化合物等有机过氧化物;2,2'-偶氮二异丁腈、2,2'-偶氮双(2-环丙基丙腈)、2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)等偶氮化合物等。这些中,从不阻碍光聚合性且提高感光性树脂组合物的物性和特性的效果大的观点考虑,优选二烷基过氧化物化合物,更优选为2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧化)己炔-3。
热聚合引发剂可单独使用一种,也可并用两种以上。
((E)成分的含量)
在本实施方式的感光性树脂组合物含有(E)成分的情况下,其含量没有特别限制,以感光性树脂组合物的树脂成分总量为基准计,优选为0.01~5质量%,更优选为0.02~3质量%,进一步优选为0.03~2质量%。如果大于或等于0.01质量%,则有能够充分热固化的倾向,如果小于或等于5质量%,则有感光特性与耐热性变得良好的倾向。
<(F)无机填充材料>
本实施方式的感光性树脂组合物可以含有无机填充材料作为(F)成分,优选含有无机填充材料。通过含有无机填充材料,能够进行低热膨胀化,产生翘曲的可能性变小。在以往作为多层印刷配线板的层间绝缘层的作用来使用的热固性树脂组合物中,通过含有无机填充材料而实现了低热膨胀化,但在使感光性树脂组合物含有无机填充材料时,无机填充材料成为光散射的原因而成为显影的障碍,因此难以大量含有来实现低热膨胀化。这样,针对含有无机填充材料的情况,存在感光性树脂组合物特有的新课题,但本实施方式的感光性树脂组合物即使含有无机填充材料,也有能够将通孔分辨率维持得较高的倾向。因此,如果为本实施方式的感光性树脂组合物,则也能够兼顾低热膨胀化与通孔的高分辨率。
作为(F)成分,可列举:二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、二氧化钛(TiO2)、氧化钽(Ta2O5)、氧化锆(ZrO2)、氮化硅(Si3N4)、钛酸钡(BaO·TiO2)、碳酸钡(BaCO3)、碳酸镁(MgCO3)、氢氧化铝(Al(OH)3)、氢氧化镁(Mg(OH)2)、钛酸铅(PbO·TiO2)、锆钛酸铅(PZT)、锆钛酸铅镧(PLZT)、氧化镓(Ga2O3)、尖晶石(MgO·Al2O3)、莫来石(3Al2O3·2SiO2)、堇青石(2MgO·2Al2O3/5SiO2)、滑石(3MgO·4SiO2·H2O)、钛酸铝(TiO2·Al2O3)、含氧化钇的氧化锆(Y2O3·ZrO2)、硅酸钡(BaO·8SiO2)、氮化硼(BN)、碳酸钙(CaCO3)、硫酸钡(BaSO4)、硫酸钙(CaSO4)、氧化锌(ZnO)、钛酸镁(MgO·TiO2)、水滑石、云母、煅烧高岭土、碳等。(F)成分可单独使用一种,也可并用两种以上。
作为(F)成分,从耐热性和低热膨胀化的观点考虑,优选包含二氧化硅,更优选为二氧化硅。另外,从利用凝聚防止效果来提高感光性树脂组合物中的无机填充材料的分散性的观点考虑,(F)成分也可使用利用氧化铝或有机硅烷系化合物进行了表面处理的物质。
从通孔分辨率的观点考虑,(F)成分的平均粒径优选为0.01~5μm,更优选为0.1~3μm,进一步优选为0.1~2μm,特别优选为0.1~1μm。此处,(F)成分的平均粒径是分散于感光性树脂组合物中的状态下的无机填充材料的体积平均粒径,设为通过如下测定而获得的值。首先,利用甲基乙基酮使感光性树脂组合物稀释(或溶解)至1,000倍,然后使用亚微米粒子分析仪(贝克曼-库尔特株式会社制,商品名:N5),依据国际标准规格ISO13321,并且以折射率1.38测定分散于溶剂中的粒子,将粒度分布中的累计值50%(体积基准)下的粒径作为平均粒径(体积平均粒径)。另外,关于设置于载体膜上的感光性树脂膜和层间绝缘层中所含的(F)成分,也可如上所述使用溶剂稀释(或溶解)至1,000倍(体积比),然后通过使用上述亚微米粒子分析仪来测定。
((F)成分的含量)
在本实施方式的感光性树脂组合物含有(F)成分的情况下,其含量没有特别限制,以感光性树脂组合物的固体成分总量为基准计,优选为5~80质量%,更优选为15~60质量%,进一步优选为15~50质量%,特别优选为20~35质量%,最优选为23~27.5质量%。如果(F)成分的含量为上述范围内,则能够提高机械强度、耐热性和通孔分辨率等。
<(G)颜料>
为了调整感光性等,本实施方式的感光性树脂组合物可根据所期望的颜色而含有颜料作为(G)成分。作为(G)成分,只要适宜选择呈现所期望的颜色的着色剂来使用即可,可优选地列举酞菁蓝、酞菁绿、碘绿、重氮黄、结晶紫、碳黑、萘黑等公知的着色剂。
((G)成分的含量)
在本实施方式的感光性树脂组合物含有(G)成分的情况下,从调整感光性等观点考虑,以感光性树脂组合物的固体成分总量为基准计,(G)成分的含量优选为0.01~5质量%,更优选为0.03~3质量%,进一步优选为0.05~2质量%。
<(H)固化剂或固化促进剂>
从进一步提高耐热性、与镀铜的粘接强度和耐化学品性等诸特性的观点考虑,在本实施方式的感光性树脂组合物中也可含有固化剂或固化促进剂。特别是在前述(C)热固性树脂含有环氧树脂的情况下,作为固化剂,优选含有环氧树脂固化剂。
作为(H)成分,可列举:活性酯系固化剂;2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑等咪唑衍生物;乙酰胍胺、苯并胍胺等胍胺化合物;二氨基二苯基甲烷、间苯二胺、间二甲苯二胺、二氨基二苯基砜、双氰胺、脲、脲衍生物、三聚氰胺、多元酰肼等多胺化合物;上述咪唑衍生物、胍胺化合物、多胺化合物的有机酸盐或环氧加成物;上述咪唑衍生物、胍胺化合物、多胺化合物的有机酸盐和环氧加成物;三氟化硼的胺络合物;乙基二氨基均三嗪、2,4-二氨基均三嗪、2,4-二氨基-6-二甲苯基均三嗪等三嗪衍生物;三甲胺、N,N-二甲基辛胺、N-苄基二甲胺、吡啶、N-甲基吗啉、六(N-甲基)三聚氰胺、2,4,6-三(二甲基氨基苯酚)、四甲基胍、间氨基苯酚等叔胺化合物;聚乙烯基苯酚、聚乙烯基苯酚溴化物、苯酚酚醛清漆、烷基苯酚酚醛清漆等多酚化合物;三丁基膦、三苯基膦、三-2-氰基乙基膦等有机膦化合物;三正丁基(2,5-二羟基苯基)溴化十六烷基三丁基氯化等盐;苄基三甲基氯化铵、苯基三丁基氯化铵等季铵盐;上述多元酸酐;二苯基碘四氟硼酸盐、三苯基硫六氟锑酸盐、2,4,6-三苯基硫代吡喃六氟磷酸盐等。
这些中,从进一步提高耐热性、与镀铜的粘接强度和耐化学品性等诸特性的观点考虑,优选多胺化合物,更优选三聚氰胺。
在本实施方式的感光性树脂组合物含有(H)成分的情况下,以感光性树脂组合物的树脂成分总量为基准计,(H)成分的含量优选为0.01~20质量%,更优选为0.02~10质量%,进一步优选为0.03~3质量%。
<稀释剂>
在本实施方式的感光性树脂组合物中,可以根据需要使用稀释剂。作为稀释剂,例如可使用有机溶剂等。作为有机溶剂,可列举:甲基乙基酮、环己酮等酮;甲苯、二甲苯、四甲基苯等芳香族烃;甲基溶纤剂、丁基溶纤剂、甲基卡必醇、丁基卡必醇、丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇二乙醚、三乙二醇单乙醚等二醇醚;乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、丁基溶纤剂乙酸酯、卡必醇乙酸酯等酯;辛烷、癸烷等脂肪族烃;石油醚、石油石脑油、氢化石油石脑油、溶剂石脑油等石油系溶剂等。稀释剂可单独使用一种,也可并用两种以上。作为稀释剂,优选酮、酯,更优选酯。
(稀释剂的含量)
稀释剂的含量只要以使感光性树脂组合物中的固体成分总量的浓度成为优选40~90质量%、更优选50~80质量%、进一步优选55~70质量%的目的适宜调整即可。通过这样调整稀释剂的使用量,感光性树脂组合物的涂布性提高,能够形成更高精细的图案。
<其他添加剂>
在本实施方式的感光性树脂组合物中可以根据需要含有对苯二酚、甲基对苯二酚、对苯二酚单甲醚、邻苯二酚、连苯三酚等阻聚剂;膨润土、蒙脱石等增粘剂;有机硅系消泡剂、氟系消泡剂、乙烯基树脂系消泡剂等消泡剂;硅烷偶联剂等公知惯用的各种添加剂。进一步,也可含有溴化环氧化合物、酸改性溴化环氧化合物、锑化合物和磷系化合物的磷酸酯化合物、芳香族缩合磷酸酯、含卤素缩合磷酸酯等阻燃剂;聚酯聚氨酯树脂等热塑性树脂等。
本实施方式的感光性树脂组合物可通过利用辊磨机、珠磨机等将各成分混炼和混合而获得。
此处,本实施方式的感光性树脂组合物可使用液态物,也可使用膜状物。
使用液态的感光性树脂组合物的情况下,本实施方式的感光性树脂组合物的涂布方法没有特别限制,可列举印刷法、旋涂法、喷涂法、喷射分配法、喷墨法、浸渍涂布法等各种涂布方法。这些中,从更容易形成感光层的观点考虑,只要从印刷法、旋涂法中适宜选择即可。
另外,在使用膜状的感光性树脂组合物的情况下,例如可以以后述的感光性树脂膜的形态使用,在该情况下,可通过使用层压机等层叠于载体膜上来形成所期望的厚度的感光层。需说明的是,使用膜状的感光性树脂组合物时,多层印刷配线板的制造效率变高,因此优选。
[感光性树脂膜、层间绝缘层用感光性树脂膜]
本实施方式的感光性树脂膜为之后成为层间绝缘层的感光层,包含本实施方式的感光性树脂组合物。本实施方式的感光性树脂膜也可以为在载体膜上设置有感光性树脂膜的方式。
感光性树脂膜(感光层)的厚度(干燥后的厚度)没有特别限制,从多层印刷配线板的薄型化的观点考虑,优选为1~100μm,更优选为1~50μm,进一步优选为5~40μm。
本实施方式的感光性树脂膜例如可如下获得:利用缺角轮涂布机、棒涂机、吻合式涂布机、辊涂机、凹版涂布机、模涂机等公知的涂敷装置将本实施方式的感光性树脂组合物涂布于载体膜上并进行干燥,从而形成之后成为层间绝缘层的感光层。
作为载体膜,可列举聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚对苯二甲酸丁二醇酯膜等聚酯膜;聚丙烯膜、聚乙烯膜等聚烯烃膜等。载体膜的厚度只要从5~100μm的范围内适宜选择即可,优选为5~60μm,更优选为15~45μm。
另外,本实施方式的感光性树脂膜也可以在感光层的面中的与载体膜相接的面的相反侧的面上设置保护膜。作为保护膜,可使用聚乙烯、聚丙烯等聚合物膜等。另外,可使用与上述载体膜同样的聚合物膜,也可使用不同的聚合物膜。
在通过涂布感光性树脂组合物而形成的涂膜的干燥中,可使用利用热风干燥、远红外线或近红外线的干燥机等。作为干燥温度,优选为60~150℃,更优选为70~120℃,进一步优选为80~100℃。另外,作为干燥时间,优选为1~60分钟,更优选为2~30分钟,进一步优选为5~20分钟。从避免稀释剂在多层印刷配线板的制造工艺中扩散的观点考虑,干燥后的感光性树脂膜中的残存稀释剂的含量优选为小于或等于3质量%,更优选为小于或等于2质量%,进一步优选为小于或等于1质量%。
本实施方式的感光性树脂膜由于通孔分辨率、与镀铜的粘接强度、电绝缘可靠性和耐裂纹性优异,因此适合于多层印刷配线板的层间绝缘层的作用。即,本公开也提供层间绝缘层用感光性树脂膜。需说明的是,层间绝缘层用感光性树脂膜也可称为层间绝缘感光膜。
[多层印刷配线板及其制造方法]
本公开也提供含有使用本实施方式的感光性树脂组合物或感光性树脂膜所形成的层间绝缘层而成的多层印刷配线板。关于本实施方式的多层印刷配线板,只要包括形成使用了本实施方式的感光性树脂组合物的层间绝缘层,则其制造方法没有特别限制,例如,可通过以下的本实施方式的多层印刷配线板的制造方法而容易地制造。
以下,作为多层印刷配线板的制造方法的优选方式的例子,一边适宜参照图1一边对使用本实施方式的感光性树脂膜(层间绝缘层用感光性树脂膜)来制造多层印刷配线板的方法进行说明。
多层印刷配线板100A例如可通过包括下述(1)~(4)的制造方法来制造。
(1):将本实施方式的感光性树脂膜层压于电路基板的单面或两面(以下,称为“层压工艺(1)”)。
(2):对上述(1)中经层压的感光性树脂膜进行曝光和显影,从而形成具有通孔的层间绝缘层(以下,称为“光通孔形成工艺(2)”)。
(3):对上述通孔和上述层间绝缘层进行粗糙化处理(以下,称为“粗糙化处理工艺(3)”)。
(4):在上述层间绝缘层上形成电路图案(以下,称为“电路图案形成工艺(4)”)。
(层压工艺(1))
在层压工艺(1)中,使用真空层压机,将本实施方式的感光性树脂膜(层间绝缘层用感光性树脂膜)层压于电路基板(具有电路图案102的基板101)的单面或两面。作为真空层压机,可列举Nichigo-Morton株式会社制的真空敷料器、株式会社名机制作所制的真空加压式层压机、株式会社日立制作所制的辊式干式涂布机、昭和电工材料电子株式会社制的真空层压机等。
在感光性树脂膜上设置有保护膜的情况下,可以在将保护膜剥离或去除后,在感光性树脂膜与电路基板相接的状态下,一边进行加压和加热一边压接于电路基板,由此进行层压。
该层压例如可以根据需要将感光性树脂膜和电路基板预加热,然后在压接温度70~130℃、压接压力0.1~1.0MPa、气压小于或等于20mmHg(26.7hPa)的减压下实施,但并不特别限制于该条件。另外,层压的方法可以为间歇式,也可以为利用辊的连续式。
最后,将层压于电路基板的感光性树脂膜(以下,有时称为感光层。)冷却至室温附近,从而制成层间绝缘层103。可以在此处剥离载体膜,也可如后述那样在曝光后剥离。
(光通孔形成工艺(2))
在光通孔形成工艺(2)中,对层压于电路基板的感光性树脂膜的至少一部分进行曝光,接着进行显影。通过曝光,被活性光线照射的部分进行光固化,由此形成图案。曝光方法没有特别限制,例如,可采用在曝光装置与感光性树脂膜之间设置被称为原图(artwork)的负或正掩模图案,从曝光装置向感光性树脂膜以图像状照射活性光线的方法(掩模曝光法)。或者,也可采用通过LDI(Laser Direct Imaging,激光直接成像)曝光法、DLP(DigitalLight Processing,数字光处理)曝光法等直接描绘曝光法,对感光性树脂膜以图像状照射活性光线的方法。
作为活性光线的光源,可使用公知的光源。作为光源,具体而言,可列举:碳弧灯、汞蒸气弧灯、高压汞灯、氙灯、氩激光器等气体激光器;YAG激光器等固体激光器;半导体激光器等有效地放射紫外线或可见光线的激光器等。曝光量可根据所使用的光源和感光层的厚度等适宜选定,例如在照射来自高压汞灯的紫外线的情况下,在感光层的厚度1~100μm时,通常优选为10~1,000mJ/cm2程度,更优选为15~500mJ/cm2。
在显影中,从基板上去除上述感光层的未固化部分,从而在基板上形成包含光固化后的固化物的层间绝缘层。
在感光层上存在载体膜的情况下,去除该载体膜,然后进行未曝光部分的去除(显影)。在显影方法中有湿式显影与干式显影,可采用任一者,但广泛使用湿式显影,在本实施方式中,也可采用湿式显影。
在湿式显影的情况下,使用与感光性树脂组合物对应的显影液,并通过公知的显影方法来进行显影。作为显影方法,可列举浸渍方式、旋覆浸没方式、喷雾方式、使用刷涂、拍击、刮擦、摇动浸渍等的方法。这些中,从提高通孔分辨率的观点考虑,优选喷雾方式,喷雾方式中,更优选高压喷雾方式。显影只要利用一种方法实施即可,也可将两种以上的方法组合实施。
显影液的构成可根据感光性树脂组合物的构成来适宜选择。作为显影液,可列举碱性水溶液、水系显影液、有机溶剂系显影液。这些中,作为显影液,优选碱性水溶液。
在光通孔形成工艺(2)中,也可以在进行曝光和显影后,根据需要进行0.2~10J/cm2程度(优选为0.5~5J/cm2)的曝光量的后UV固化和60~250℃程度(优选为120~200℃)的温度的后热固化,由此使层间绝缘层进一步固化,另外,优选如此进行。
通过以上方法,可形成具有通孔104的层间绝缘层。通孔的形状没有特别限制,以截面形状进行说明时,可列举四边形、倒梯形(上边比下边长)等,以从正面(可看到通孔底部的方向)观察的形状进行说明时,可列举圆形、四边形等。在本实施方式中的利用光刻法进行的通孔形成中,能够形成截面形状为倒梯形(上边比下边长)的通孔,在该情况下,镀铜对于通孔壁面的均镀性变高,因此优选。
通过本工艺而形成的通孔的尺寸(直径)可设为小于或等于60μm,进一步,也可设为小于40μm或小于或等于30μm,与通过激光加工而制作的通孔的尺寸相比,能够实现小径化。通过本工艺而形成的通孔的尺寸(直径)的下限值没有特别限制,可以大于或等于15μm,也可以大于或等于20μm。
其中,通过本工艺而形成的通孔的尺寸(直径)未必限定为小于或等于60μm,例如可以为小于或等于200μm程度,例如也可以在15~300μm的范围内任意选择。
(粗糙化处理工艺(3))
在粗糙化处理工艺(3)中,利用粗糙化液对通孔和层间绝缘层的表面进行粗糙化处理。需说明的是,在上述光通孔形成工艺(2)中产生了胶渣的情况下,也可利用上述粗糙化液来去除该胶渣。粗糙化处理可与胶渣的去除一起进行。
作为上述粗糙化液,可列举铬/硫酸粗糙化液、碱性高锰酸粗糙化液(例如,高锰酸钠粗糙化液等)、氟化钠/铬/硫酸粗糙化液等。
通过粗糙化处理而在通孔和层间绝缘层的表面形成凹凸的锚。
(电路图案形成工艺(4))
电路图案形成工艺(4)为在上述粗糙化处理工艺(3)之后,在上述层间绝缘层上形成电路图案的工艺。
从形成微细配线的观点考虑,电路图案的形成优选通过半加成工艺来实施。通过半加成工艺来同时进行电路图案的形成与通孔的导通。
在半加成工艺中,首先,在上述粗糙化处理工艺(3)后的通孔底部、通孔壁面和层间绝缘层的整个表面使用钯催化剂等的基础上实施无电解镀铜处理,由此形成种晶层105。该种晶层用以形成用于实施电镀铜的供电层,优选以0.1~2.0μm程度的厚度形成。如果该种晶层的厚度大于或等于0.1μm,则有能够抑制电镀铜时的连接可靠性降低的倾向,如果小于或等于2.0μm,则无需增大对配线间的种晶层进行闪蚀时的蚀刻量,有能够抑制蚀刻时对配线造成的损伤的倾向。
上述无电解镀铜处理是通过利用铜离子与还原剂的反应而在通孔和层间绝缘层的表面析出金属铜来进行的。
上述无电解镀处理方法和上述电镀处理方法可以为公知的方法,没有特别限定,无电解镀处理工艺的催化剂优选为钯-锡混合催化剂,该催化剂的一次粒径优选为小于或等于10nm。另外,作为无电解镀处理工艺的镀敷组成,优选含有次磷酸。该次磷酸作为还原剂发挥作用。
作为无电解镀铜液,可使用市售品,作为市售品,可列举Atotech Japan株式会社制的“MSK-DK”、上村工业株式会社制的“Thru-cup(注册商标)PEA ver.4”系列等。
在实施上述无电解镀铜处理后,利用辊层压机将干膜抗蚀剂热压接于无电解镀铜上。干膜抗蚀剂的厚度必须高于电镀铜后的配线高度,从该观点考虑,优选5~30μm厚度的干膜抗蚀剂。作为干膜抗蚀剂,可使用昭和电工材料株式会社制的“Photec”系列等。
在干膜抗蚀剂的热压接后,例如,经由描绘有所期望的配线图案的掩模进行干膜抗蚀剂的曝光。曝光可利用与可在对上述感光性树脂膜形成通孔时使用的装置和光源同样的装置和光源来进行。曝光后,剥离干膜抗蚀剂上的载体膜,使用碱水溶液进行显影,去除未曝光部分,形成抗蚀剂图案106。然后,也可以根据需要进行使用等离子体等去除干膜抗蚀剂的显影残渣的作业。
显影后,进行电镀铜,由此进行铜的电路层107的形成和通孔填充。
电镀铜后,使用碱水溶液或胺系剥离剂进行干膜抗蚀剂的剥离。在干膜抗蚀剂的剥离后,进行配线间的种晶层的去除(闪蚀)。闪蚀是使用硫酸、过氧化氢等酸性溶液与氧化性溶液来进行。具体而言,可列举株式会社JCU制的“SAC”、三菱瓦斯化学株式会社制的“CPE-800”等。闪蚀后,根据需要进行附着于配线间的部分的钯等的去除。钯的去除优选可使用硝酸、盐酸等酸性溶液来进行。
在上述干膜抗蚀剂的剥离后或闪蚀处理后,优选进行后烘处理。后烘处理中,使未反应的热固化成分充分热固化,进而由此提高电绝缘可靠性、固化特性和与镀铜的粘接强度。热固化条件也根据树脂组合物的种类等而不同,优选固化温度为150~240℃、固化时间为15~100分钟。通过后烘处理即完成一次利用光通孔法进行的印刷配线板的制造工艺,但根据所需的层间绝缘层的数量,反复进行本工艺来制造基板。然后,在最外层优选形成阻焊剂层108。
以上,对使用本实施方式的感光性树脂组合物来形成通孔的多层印刷配线板的制造方法进行了说明,但本实施方式的感光性树脂组合物由于图案分辨率优异,因此也适合于形成用于内置例如芯片或被动元件等的空腔。空腔例如可通过将在上述多层印刷配线板的说明中对感光性树脂膜进行曝光从而进行图案形成时的描绘图案设为可形成所期望的空腔的图案来适宜地形成。
进一步,本实施方式的感光性树脂组合物作为阻焊剂等表面保护膜也有用。
[半导体封装]
本公开也提供含有本实施方式的多层印刷配线板和半导体元件的半导体封装。本实施方式的半导体封装可通过在本实施方式的多层印刷配线板的规定位置搭载半导体芯片、存储器等半导体元件,并利用密封树脂等密封半导体元件来制造。
实施例
以下,通过实施例来进一步详细地说明本实施方式,但本实施方式并不限定于这些实施例。
需说明的是,针对各例中获得的感光性树脂组合物,通过以下所示的方法来评价特性。
[1.通孔分辨率的评价]
(1-1)评价用层叠体的制作
针对将12μm厚的铜箔层叠于玻璃环氧基材而成的印刷配线板用基板(昭和电工材料株式会社制,商品名“MCL-E-679”)的铜箔表面,利用粗糙化处理液(MEC株式会社制,商品名“CZ-8100”)进行处理,然后进行水洗和干燥,获得已粗糙化处理的印刷配线板用基板。
接着,从各实施例和比较例中所制造的“贴合有载体膜和保护膜的感光性树脂膜”剥离去除保护膜,将所露出的感光性树脂膜以与上述已粗糙化处理的印刷配线板用基板的铜箔抵接的状态载置,然后使用压制式真空层压机(株式会社名机制作所制,商品名“MVLP-500”)实施层压处理。需说明的是,层压的条件设为压制热板温度70℃、抽真空时间20秒、层压压制时间30秒、气压小于或等于4kPa、压接压力0.4MPa。层压处理后,在室温放置大于或等于1小时,获得在印刷配线板用基板的铜箔表面上依次层叠有感光性树脂膜和载体膜的评价用层叠体。
(1-2)感光性树脂膜的灵敏度测定
将上述(1-1)中所获得的评价用层叠体的载体膜剥离并去除后,配置41级阶段式曝光表,使用以超高压汞灯为光源的直接成像曝光装置“DXP-3512”(株式会社ORC制作所制)进行曝光。曝光图案使用正方形呈格子状排列而成的图案(一边的长度:正方形的中心间的距离=1:2)。
曝光后,在室温放置30分钟,然后使用30℃的1质量%碳酸钠水溶液将未曝光部的感光性树脂组合物喷雾显影60秒。显影后,将41级阶段式曝光表的光泽残存阶段级数成为8.0的曝光能量作为感光性树脂膜的灵敏度(单位:mJ/cm2)。使用以该灵敏度进行了曝光的图案,依据下述评价基准来进行设置于感光性树脂膜的通孔分辨率的评价。
(1-3)通孔分辨率的评价
通孔分辨率的评价中,以上述(1-2)中测定的感光性树脂膜的灵敏度、即阶段级数成为8.0的曝光能量进行曝光后,进行喷雾显影,然后使用光学显微镜来观察通孔图案,之后依据下述基准进行评价。上述“开口”的状态是指使用光学显微镜来观察点图案的通孔部分时,能够确认到印刷配线板用基材的铜箔的状态。“A”的判定表示良好的特性。
A:点图案的φ60μm通孔部分开口了。
B:点图案的φ60μm通孔部分未开口。
C:并未光固化。
[2.与镀铜的粘接强度(剥离强度)的评价]
从各实施例和比较例中制造的“贴合有载体膜和保护膜的感光性树脂膜”剥离保护膜,并且在厚度1.0mm的覆铜层叠基板上使用压制式真空层压机(株式会社名机制作所制,商品名“MVLP-500”)以压接压力0.4MPa、压制热板温度80℃、抽真空时间25秒、层压压制时间25秒、气压小于或等于4kPa的条件进行层压,获得层叠体。
针对所获得的层叠体,使用以超高压汞灯为光源的平行光曝光机(株式会社ORC制作所制,商品名“EXM-1201”)以500mJ/cm2进行整面曝光。接着,使用紫外线曝光装置以2,000mJ/cm2的曝光量进行曝光,在170℃加热1小时,获得在覆铜层叠基板上形成有固化物(固化膜)的评价用层叠体。
接着,首先制备含有二乙二醇单丁醚:200ml/L和氢氧化钠:5g/L的水溶液作为膨润液,将评价用层叠体在加温至70℃的该膨润液中浸渍处理10分钟。接着,制备含有高锰酸钾:60g/L和氢氧化钠:40g/L的水溶液作为粗糙化液,将评价用层叠体在加温至70℃的该粗糙化液中浸渍处理15分钟。接着,制备中和液(氯化锡(SnCl2):30g/L和氯化氢:300ml/L的水溶液),将评价用层叠体在加温至40℃的该中和液中浸渍处理5分钟,将高锰酸钾还原。如上那样对评价用层叠体的固化物的表面进行除胶渣处理。
接着,针对经除胶渣处理的评价用层叠体的固化物的表面,利用60℃的碱清洗剂“Cleaner Securiganth 902”(Atotech Japan株式会社制,商品名)处理5分钟,进行脱脂清洗。清洗后,利用23℃的预浸液“pre-dip Neoganth B”(Atotech Japan株式会社制,商品名)将经除胶渣处理的固化物处理1分钟。然后,利用35℃的活化液“Activator Neoganth834”(Atotech Japan株式会社制,商品名)将上述固化物处理5分钟,接着,利用30℃的还原液“Reducer Neoganth WA”(Atotech Japan株式会社制,商品名)将固化物处理5分钟。
将通过上述方式获得的评价用层叠体放入化学铜液(“Basic Printganth MSK-DK”、“Copper Printganth MSK”、“Stabilizer Printganth MSK”(全部为Atotech Japan株式会社制,商品名))中,实施无电解镀直至镀敷厚度成为0.5μm左右。在该无电解镀后,为了去除所残留的氢气,在120℃的温度进行30分钟退火处理。然后,进行硫酸铜电镀,在180℃进行60分钟退火处理,形成厚度25μm的导体层。
针对通过上述方法而形成了导体层的评价用层叠体,依据JIS C6481(1996年),并且在23℃测定垂直剥离强度,之后依据下述评价基准来进行评价。
A:与镀铜的粘接强度大于或等于0.40kN/m。
B:与镀铜的粘接强度大于或等于0.30kN/m且小于0.40kN/m。
C:与镀铜的粘接强度小于0.30kN/m。
[3.表面粗糙度(算术平均粗糙度:Ra)的测定]
利用与上述[2.与镀铜的粘接强度(剥离强度)的评价]中的剥离强度测定用基板同样的方法来制作基板,并利用同样的方法来实施直至除胶渣处理为止,由此准备表面粗糙度测定用的评价基板。
关于绝缘层的表面粗糙度(算术平均粗糙度:Ra),使用非接触型的表面粗糙度计“Contour GT-K”(Bruker公司制),以外部透镜50倍、内部透镜1倍进行测定。将5点的平均值作为Ra,之后依据下述评价基准来进行评价。
A:Ra小于150nm。
B:Ra大于或等于150nm且小于300nm。
C:Ra大于或等于300nm。
[4.耐HAST性(吸湿后的电绝缘可靠性)的评价]
在上述[2.与镀铜的粘接强度(剥离强度)的评价]中,形成厚度35μm的导体层来代替形成厚度25μm的导体层,除此以外,同样地进行操作,获得形成有导体层的层叠体。
对所形成的导体层进行蚀刻,形成直径(φ)6mm的圆形电极。接着,在电极和固化膜上,使用压制式真空层压机(株式会社名机制作所制,商品名“MVLP-500”)在压接压力0.4MPa、压制热板温度80℃、抽真空时间25秒、层压压制时间40秒、气压小于或等于4kPa的条件下层叠感光性阻焊剂膜“FZ-2700GA”(昭和电工材料株式会社制,商品名),由此获得评价用层叠体。评价用层叠体的感光性阻焊剂膜层的厚度为25μm。
针对通过上述方法而获得的评价用层叠体,使用以超高压汞灯为光源的平行光曝光机(株式会社ORC制作所制,商品名“EXM-1201”)以500mJ/cm2进行整面曝光。接着,使用紫外线曝光装置以2,000mJ/cm2的曝光量进行曝光,然后在160℃加热1小时,获得固化膜。
接着,以使圆形电极成为+极、覆铜层叠基板的形成有圆形电极的一侧的铜箔成为-极的方式进行配线,利用压力锅(机型名“不饱和型超加速寿命试验装置PC-422RP”、株式会社平山制作所制),在135℃、85%、5.5V条件下曝露200小时。测定电极间的电阻值,之后依据下述评价基准来进行评价。
A:经过200小时时的电阻值大于或等于10×107Ω。
B:经过200小时时的电阻值大于或等于10×106Ω且小于10×107Ω。
C:经过200小时时的电阻值小于10×106Ω。
[5.耐裂纹性的评价]
(5-1)评价用层叠体的制作
针对将12μm厚的铜箔层叠于玻璃环氧基材而成的印刷配线板用基板(昭和电工材料株式会社制,商品名“MCL-E-679”)的铜箔表面,利用磨粒刷进行研磨,进行水洗和干燥,获得已粗糙化处理的印刷配线板用基板。接着,从各实施例和比较例中制造的“贴合有载体膜和保护膜的感光性树脂膜”剥离去除保护膜。将所露出的感光性树脂膜以与上述已粗糙化处理的印刷配线板用基板的铜箔抵接的状态载置,然后使用压制式真空层压机(株式会社名机制作所制,商品名“MVLP-500”)实施层压处理。需说明的是,层压的条件设为压制热板温度70℃、抽真空时间20秒、层压压制时间30秒、气压小于或等于4kPa、压接压力0.4MPa。在层压处理后,在室温放置大于或等于1小时,获得在印刷配线板用基板的铜箔表面上依次层叠有感光性树脂膜和载体膜的评价用层叠体。
(5-2)感光性树脂膜的灵敏度测定
将使用上述所获得的评价用层叠体的载体膜并实施与上述(1-2)同样的处理而获得的试验片在-65℃的大气中曝露15分钟,然后以180℃/分钟的升温速度进行升温,接着在150℃的大气中曝露15分钟,然后以180℃/分钟的降温速度进行降温,将该热循环重复1,000次。
然后,针对评价用层叠体,利用倍率100倍的金属显微镜观察2mm见方的正方形通孔的开口部的任意10处,之后依据下述评价基准对裂纹和剥离的程度进行评价。
A:完全未观察到裂纹和剥离。
B:在10处中的1处或2处观察到裂纹和剥离。
C:在10处中的3处观察到裂纹和剥离。
D:在10处中的大于或等于4处观察到裂纹和剥离。
<合成例1>酸改性含乙烯性不饱和基和脂环式骨架的环氧衍生物1[(A1)成分]的合成
投入二环戊二烯型环氧树脂(日本化药株式会社制的“XD-1000”、环氧当量252g/eq、软化点74.2℃、属于(a1)成分、由上述通式(a1-1)表示。脂环式骨架的成环碳原子数:10)350质量份、丙烯酸(属于(a2)成分)70质量份、甲基对苯二酚0.5质量份、卡必醇乙酸酯120质量份,加热至90℃后进行搅拌,由此进行反应,溶解混合物。
接着,将所获得的溶液冷却至60℃,加入三苯基膦2质量份,加热至100℃后,进行反应直至溶液的酸值成为1mgKOH/g。向反应后的溶液中加入四氢邻苯二甲酸酐(属于(a3)成分)98质量份和卡必醇乙酸酯85质量份,加热至80℃,然后反应6小时。
然后,冷却至室温,获得固体成分浓度73质量%的酸改性二环戊二烯型环氧丙烯酸酯(属于(A1)成分和(A1-1)成分。以下,称为“酸改性含乙烯性不饱和基和脂环式骨架的环氧衍生物1”。)。
<实施例1~5、比较例1>
(感光性树脂组合物的制备)
依据表1所示的配合组成和配合量来配合组合物,然后利用三辊研磨机进行混炼,由此制备感光性树脂组合物。各例中,适宜加入卡必醇乙酸酯来调整浓度,从而获得固体成分浓度为60质量%的感光性树脂组合物。
(感光性树脂膜的制作)
将厚度25μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(G2-25、帝人株式会社制,商品名)用作载体膜。在该载体膜上涂布各例中制备的感光性树脂组合物,然后使用热风对流式干燥机以100℃干燥10分钟,从而形成膜厚为25μm的感光性树脂膜(感光层)。接着,在该感光性树脂膜(感光层)的与载体膜相接一侧的相反侧的表面上,贴合双轴延伸聚丙烯膜(MA-411,王子F-Tex株式会社制,商品名)作为保护膜,从而制作贴合有载体膜和保护膜的感光性树脂膜。
使用所制作的感光性树脂膜,依据上述方法进行各评价。将结果示于表1。
[表1]
·上述各成分的配合量的单位为质量份。需说明的是,在溶液的情况下为固体成分换算量。
各例中使用的各成分如以下所述。
(A)成分:
·酸改性含乙烯性不饱和基和脂环式骨架的环氧衍生物1[(A1)成分]:使用合成例1中获得的物质。
·二季戊四醇五丙烯酸酯[(Aiii)成分]
(X)成分:
·核壳粒子1:(核:苯乙烯-丁二烯共聚物、壳:丙烯酸酯共聚物)(一次粒径的平均:0.1μm)
·核壳粒子2:(核:丙烯酸酯共聚物、壳:环氧树脂)(一次粒径的平均:0.1μm)
此处,核壳粒子1和核壳粒子2的一次粒径的平均(体积平均粒径)设为使用Zeta电位-粒度分布测定装置(贝克曼-库尔特公司),依据国际标准规格ISO13321并且以折射率1.38测定分散于溶剂中的粒子而获得的粒度分布中的累计值50%(体积基准)时的粒径。
(B)成分:
·光聚合引发剂1:2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基-1-丙酮,苯乙酮化合物
·光聚合引发剂2:2,4-二乙基噻吨酮,噻吨酮化合物
(C)成分:
·联苯型环氧树脂:“YX-4000”(三菱化学株式会社制,商品名)
·环氧改性聚丁二烯:“Epolead(注册商标)PB3600”(株式会社大赛璐制,商品名)
(D)成分:
·聚酯系弹性体:“Espel(注册商标)1108”(昭和电工材料株式会社制,商品名)
(E)成分:
·二氧化硅:“SFP-20M”(电化株式会社制,平均粒径0.3μm、商品名)
根据表1,在实施例1~5中,通孔分辨率、与镀铜的粘接强度、电绝缘可靠性和耐裂纹性优异,而且表面粗糙度Ra变小。需说明的是,由于包含感光性树脂组合物的层间绝缘层的表面粗糙度Ra小,因此能够在该层间绝缘层的表面形成微细的表面形状,有容易形成微细配线的倾向。进一步,尽管表面粗糙度Ra小,但与镀铜的粘接强度高,这一点值得注意。
另一方面,不含(X)成分的比较例1中,结果是虽然通孔分辨率良好,但是与镀铜的粘接强度、电绝缘可靠性和耐裂纹性不充分,表面粗糙度Ra变大。
符号说明
100A:多层印刷配线板、102:电路图案、103:层间绝缘层、104:通孔(导通孔)、105:种晶层、106:抗蚀剂图案、107:铜的电路层、108:阻焊剂层。
Claims (19)
1.一种感光性树脂组合物,其为含有(A)具有乙烯性不饱和基的光聚合性化合物、(X)有机粒子和(B)光聚合引发剂的感光性树脂组合物,
所述(A)具有乙烯性不饱和基的光聚合性化合物包含(A1)同时具有乙烯性不饱和基、酸性取代基和脂环式骨架的光聚合性化合物。
2.根据权利要求1所述的感光性树脂组合物,构成(X)有机粒子的成分(有机物)含有选自由聚乙烯、聚丁二烯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-二乙烯基苯共聚物、(甲基)丙烯酸酯共聚物、有机硅橡胶、聚乙烯醇、环氧树脂、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚氨酯、聚苯醚和三聚氰胺树脂组成的组中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的感光性树脂组合物,所述(X)有机粒子含有核壳粒子。
4.根据权利要求3所述的感光性树脂组合物,所述核壳粒子的构成核的成分与构成壳的成分的组合(核/壳)为苯乙烯-丁二烯共聚物/(甲基)丙烯酸酯共聚物、(甲基)丙烯酸酯共聚物/环氧树脂、环氧树脂/有机硅橡胶、丙烯腈-丁二烯共聚物/(甲基)丙烯酸酯共聚物、聚乙烯/(甲基)丙烯酸酯共聚物、聚丁二烯/(甲基)丙烯酸酯共聚物、聚酯/(甲基)丙烯酸酯共聚物。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的感光性树脂组合物,所述(A)具有乙烯性不饱和基的光聚合性化合物进一步包含选自由(Ai)具有一个可聚合的乙烯性不饱和基的单官能乙烯基单体、(Aii)具有两个可聚合的乙烯性不饱和基的二官能乙烯基单体以及(Aiii)具有至少三个可聚合的乙烯性不饱和基的多官能乙烯基单体组成的组中的至少一种。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的感光性树脂组合物,在所述(A1)同时具有乙烯性不饱和基、酸性取代基和脂环式骨架的光聚合性化合物中,所述脂环式骨架为成环碳原子数5~20的脂环式骨架。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的感光性树脂组合物,在所述(A1)同时具有乙烯性不饱和基、酸性取代基和脂环式骨架的光聚合性化合物中,所述脂环式骨架包含2环以上。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的感光性树脂组合物,其进一步含有(C)热固性树脂。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的感光性树脂组合物,其进一步含有(D)弹性体。
10.根据权利要求9所述的感光性树脂组合物,所述(D)弹性体包含选自由苯乙烯系弹性体、烯烃系弹性体、聚酯系弹性体、氨基甲酸酯系弹性体、聚酰胺系弹性体、丙烯酸系弹性体和有机硅系弹性体组成的组中的至少一种。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的感光性树脂组合物,其进一步含有(F)无机填充材料。
12.一种光通孔形成用感光性树脂组合物,其包含权利要求1~11中任一项所述的感光性树脂组合物。
13.一种层间绝缘层用感光性树脂组合物,其包含权利要求1~11中任一项所述的感光性树脂组合物。
14.一种感光性树脂膜,其包含权利要求1~11中任一项所述的感光性树脂组合物。
15.一种层间绝缘层用感光性树脂膜,其包含权利要求1~11中任一项所述的感光性树脂组合物。
16.一种多层印刷配线板,含有层间绝缘层而成,所述层间绝缘层是使用权利要求1~11中任一项所述的感光性树脂组合物而形成的。
17.一种多层印刷配线板,含有层间绝缘层而成,所述层间绝缘层是使用权利要求14所述的感光性树脂膜而形成的。
18.一种半导体封装,其含有:权利要求16或17所述的多层印刷配线板、和半导体元件。
19.一种多层印刷配线板的制造方法,包括下述(1)~(4),
(1):将权利要求14所述的感光性树脂膜层压于电路基板的单面或两面;
(2):对所述(1)中经层压的感光性树脂膜进行曝光和显影,从而形成具有通孔的层间绝缘层;
(3):对所述通孔和所述层间绝缘层进行粗糙化处理;
(4):在所述层间绝缘层上形成电路图案。
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