树脂组合物、膜、层压板及半导体装置

文档序号:620889 发布日期:2021-05-07 浏览:23次 >En<

阅读说明:本技术 树脂组合物、膜、层压板及半导体装置 (Resin composition, film, laminate, and semiconductor device ) 是由 日马宗俊 寺木慎 小松史和 青木一生 高杉宽史 于 2019-09-20 设计创作,主要内容包括:提供以下述树脂组合物。该树脂组合物对铜箔和聚酰亚胺膜具有优异的粘接强度。进一步地,该树脂组合物在频率1GHz以上的高频范围中显示出优异的电学特性。具体而言,该树脂组合物在频率1GHz~80GHz范围中显示出低介电常数(ε)和低介电损耗角正切(tanδ)。进一步地,该树脂组合物具有耐焊接安装的耐热性。树脂组合物含有(A)具有酸酐基的改性弹性体、(B)溶剂可溶性聚酰亚胺树脂和(C)环氧树脂,相对于树脂成分的合计100质量%,所述(B)的含量为5质量%~20质量%。(The following resin composition is provided. The resin composition has excellent adhesion strength to a copper foil and a polyimide film. Further, the resin composition exhibits excellent electrical characteristics in a high frequency range of a frequency of 1GHz or more. Specifically, the resin composition exhibits a low dielectric constant (. epsilon.) and a low dielectric loss tangent (tan. delta.) in the frequency range of 1GHz to 80 GHz. Further, the resin composition has heat resistance to solder mounting. The resin composition contains (A) a modified elastomer having an acid anhydride group, (B) a solvent-soluble polyimide resin, and (C) an epoxy resin, and the content of (B) is 5 to 20% by mass relative to 100% by mass of the total of the resin components.)

树脂组合物、膜、层压板及半导体装置

技术领域

本公开的一个方式涉及树脂组合物。更具体地,本公开的一个方式所涉及的树脂组合物适合于电学和电子用途的粘接膜以及印刷电路板的覆盖膜。

此外,本公开的一个方面涉及使用该树脂组合物的膜、层压板及半导体装置。

背景技术

近年来,对于用于电学和电子设备的印刷电路板,机器的小型化、轻量化以及高性能化得以不断发展。特别是对于多层印刷电路板,要求进一步的高多层化、高密度化、薄型化、轻量化、高可靠性以及成型加工性等。

此外,伴随着最近的印刷电路板中传送信号的高速化要求,传送信号的高频化显著发展。由此,对于印刷电路板所使用的材料,要求能够降低高频范围、具体为频率1GHz以上范围中的传输损耗。

对于多层印刷电路板中使用的层间粘接剂以及作为印刷电路板的表面保护膜(即覆盖膜)使用的粘接膜,也要求在高频范围中显示出优异的电学特性(低介电常数(ε)以及低介电损耗角正切(tanδ))。

相对于柔性印刷电路板(FPC)的电路中所含的铜箔以及作为FPC的基板材料使用的聚酰亚胺膜,上述用途的粘接膜要求具有优异的粘接强度。

专利文献1中公开的带有粘接剂层的层压体对由聚酰亚胺树脂等形成的基材膜和铜箔具有高粘接性,并且在极短波的微波带(1GHz~3GHz)中具有优异的电学特性。

然而,在高于3GHz的微波带或30GHz以上的毫米波带这样的更高频范围中,要求进一步降低传输损耗。因此,考虑减少环氧树脂这样使介电损耗角正切(tanδ)劣化的成分的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本再表2016-017473号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

然而,单纯地减少环氧树脂这样的交联成分,有可能导致焊接耐热性的劣化。

本公开中的一个目的是提供下述树脂组合物。该树脂组合物对铜箔和聚酰亚胺膜具有优异的粘接强度。进而,该树脂组合物在频率1GHz以上的高频范围中表现出优异的电学特性。具体而言,该树脂组合物在频率1GHz~80GHz范围中表现出低介电常数(ε)和低介电损耗角正切(tanδ)。进一步地,该树脂组合物具有耐焊接安装的耐热性。

解决技术问题的技术手段

关于本公开的一个方式提供的树脂组合物(本发明的树脂组合物)包含:

(A)具有酸酐基的改性弹性体;

(B)溶剂可溶性聚酰亚胺树脂;以及

(C)环氧树脂;

其中,相对于树脂成分的合计100质量%,所述(B)的含量为5质量%~20质量%。

在本发明的树脂组合物中,上述(A)优选是苯乙烯量为25%~35%的马来酸酐改性的苯乙烯类热塑性弹性体。

本发明的树脂组合物还可以含有:(D)上述(A)以外的氢化的苯乙烯类热塑性弹性体。

此外,作为本公开的其它方式提供了包含本发明的树脂组合物的膜。

此外,作为本公开的其它方式提供了使用本发明的树脂组合物的层压板。

此外,作为本公开的其它方式提供了使用本发明的树脂组合物的半导体装置。

有益效果

本发明的树脂组合物对于构成FPC电路的铜箔的粗糙面和光泽面均具有优异的粘接强度。此外,本发明的树脂组合物对作为FPC的基板材料而使用的聚酰亚胺膜具有优异的粘接强度。进一步地,本发明的树脂组合物在高频范围中具有优异的电学特性。具体而言,本发明的树脂组合物在频率1GHz~80GHz范围中表现出低介电常数(ε)和低介电损耗角正切(tanδ)。并且,本发明的树脂组合物具有耐焊接安装的耐热性。因此,本发明的树脂组合物适于电学和电子用途的粘接膜以及印刷电路板的覆盖膜。此外,本发明的树脂组合物适于半导体装置的基板之间的层间粘接。

具体实施方式

以下对本公开的一个实施方式进行详细说明。

本公开的一个实施方式所述的树脂组合物(本发明的树脂组合物)包含(A)具有酸酐基的改性弹性体、(B)溶剂可溶性聚酰亚胺树脂和(C)环氧树脂。

以下对该树脂组合物的各成分进行记载。

(A)具有酸酐基的改性弹性体

例如,(A)成分的具有酸酐基的改性弹性体可以通过使酸酐和过氧化物与弹性体反应来制造。作为具有酸酐基的改性弹性体,例如举出:马来酸酐改性的SEBS(聚苯乙烯/聚乙烯/聚丁烯/聚苯乙烯)共聚物、马来酸酐改性的SBS(聚苯乙烯/聚丁二烯/聚苯乙烯)共聚物、马来酸酐改性的SEPS(聚苯乙烯/聚乙烯/聚丙烯/聚苯乙烯)共聚物、马来酸酐改性的SEP(聚苯乙烯/聚乙烯/聚丙烯)共聚物和马来酸酐改性的SIS(聚苯乙烯/聚异戊二烯/聚苯乙烯)等马来酸酐改性的苯乙烯类热塑性弹性体;马来酸酐改性的乙烯-丙烯共聚物、马来酸酐改性的乙烯-丁烯共聚物、马来酸酐改性的乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、马来酸酐改性的乙烯-丙烯酸乙酯共聚物以及马来酸酐改性的乙烯-丙烯酸丁酯共聚物等。

(A)成分较优选为马来酸酐改性的苯乙烯类热塑性弹性体。马来酸酐改性的苯乙烯类热塑性弹性体特别优选为马来酸酐改性的SEBS。

(A)成分的酸值优选为0.1mgCH3ONa/g以上,较优选为1mgCH3ONa/g以上。如果酸值为0.1mgCH3ONa/g以上,树脂组合物的固化充分,得到良好的粘接性和耐热性。

从作业性的观点来看,马来酸酐改性的苯乙烯类热塑性弹性体的苯乙烯量优选为25%~35%。苯乙烯量为25%以上时,使用该树脂组合物制作的膜不易变得过于柔软。因此,作业性劣化的可能性小。此外,在使用本发明的树脂组合物制作的膜中,不易发生折缝(タック)等问题。苯乙烯量为35%以下时,本发明的树脂组合物产生与铜箔和聚酰亚胺膜的粘接强度优异等优点。

经马来酸酐改性的苯乙烯类热塑性弹性体的苯乙烯量较优选为27%~33%。

相对于树脂成分的合计100质量%,(A)成分的含量优选为40质量%~92质量%。如果(A)成分的含量为40质量%以上,则本发明的树脂组合物具有与聚酰亚胺膜的优异粘接性。

如果(A)成分的含量为92质量%以下,则本发明的树脂组合物相对地含有适量的其它成分(热固化成分)。因此,本发明的树脂组合物的焊接耐热性劣化的可能性小。

相对于树脂成分的合计100质量%,(A)成分的含量较优选为70质量%~90质量%,进一步优选为75质量%~85质量%。

(B)溶剂可溶性聚酰亚胺树脂

(B)成分的溶剂可溶性聚酰亚胺只要在溶剂中可溶即可,结构等不受到特别限定。可溶性是指在23℃时在选自以下的溶剂的至少一种中溶解20质量%以上。上述溶剂为:作为烃类溶剂的甲苯和二甲苯;作为酮类溶剂的丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮和环戊酮;作为醚类溶剂的1,4-二氧六环、四氢呋喃和二甘醇二甲醚;作为乙二醇醚类溶剂的甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丁醚和二甘醇甲基乙基醚;作为酯类溶剂的乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯和γ丁内酯;苄醇;N-甲基吡咯烷酮;N,N-二甲基甲酰胺;以及N,N-二甲基乙酰胺。

(B)成分的溶剂可溶性聚酰亚胺可以通过使二胺与四羧酸成分在130℃以上的温度下反应,进行酰亚胺化反应而得到。(B)成分的溶剂可溶性聚酰亚胺优选为使四羧酸成分与二聚体二胺反应而得到的聚酰亚胺树脂。该聚酰亚胺树脂的粘接性、柔软性、强韧性和耐热性优异。此外,在(B)成分的溶剂可溶性聚酰亚胺中,也可以将二聚体二胺的一部分替换为硅氧烷二胺(シリコーンジアミン)。

作为本文使用的四羧酸成分,例如举出均苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯砜四羧酸二酐、1,4,5,8-萘四羧酸二酐、2,3,6,7-萘四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯基醚四羧酸二酐、3,3',4,4'-二甲基二苯基硅烷四羧酸二酐、3,3',4,4'-四苯基硅烷四羧酸二酐、1,2,3,4-呋喃四羧酸二酐、4,4'-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯基硫醚二酐、4,4'-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯基砜二酐、4,4'-双(3,4-二羧基苯氧基)二苯基丙烷二酐、3,3',4,4'-全氟化异丙基二邻苯二甲酸二酐、3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐、双(邻苯二甲酸)苯基膦氧化物二酐(ビス(フタル酸)フェニルホスフィンオキサイド二無水物)、对亚苯基-双(三苯基邻苯二甲酸)二酐、间亚苯基-双(三苯基邻苯二甲酸)二酐、双(三苯基邻苯二甲酸)-4,4'-二苯基醚二酐、双(三苯邻苯二甲酸)-4,4'-二苯基甲烷二酐和4,4'-(4,4'-亚异丙基二苯氧基)二邻苯二甲酸二酐等。

此外,作为二聚体二胺,例如举出バーサミン551(商品名,BASF日本株式会社制造;3,4-双(1-氨基庚基)-6-己基-5-(1-辛烯基)环己烯)、以及バーサミン552(商品名,コグニクス日本株式会社制造;バーサミン551的氢化物)、以及PRIAMINE1075和PRIAMINE1074(均为商品名,クローダ日本株式会社制造)等。

(B)成分的溶剂可溶性聚酰亚胺树脂具有通过四羧酸成分与二聚体二胺反应的酰亚胺键聚合的结构。二聚体酸作为二聚体二胺的原料,是将碳原子数18的不饱和脂肪酸(油酸、亚油酸、亚麻酸等的混合物)二聚化而得到的。在进行二聚化时,根据其反应概率,生成直链、脂环、具有双键的脂环以及具有芳香环的物质等。上述二聚体酸为这些物质的混合物。将这些物质直接胺化后的物质即为二聚体二胺。因此,使四羧酸成分和二聚体二胺聚合而得到的、作为(B)成分的溶剂可溶性聚酰亚胺树脂的分子结构是作为混合物的二聚体酸的各分子不规则地键合而成的结构,复杂而难以确定。作为可以推测的分子结构,举出下述化学结构式所示的物质为例。分子结构被认为是这些物质的混合物(这些结构式仅仅是示例。分子结构不限于这些结构式。)。

[化1]

[化2]

[化3]

[化4]

[化5]

上述化学式中,n表示整数,R1、R2、R3和R4表示有机基团。作为示例,R1和R2表示-(CH2)n1-(CH=Cn2-(CH2)n3-CH3),可以彼此相同,也可以彼此不同。R3和R4表示(CH2)n1-(CH=CH)n2-(CH2)n3-,可以彼此相同,也可以彼此不同。n1和n3为0~18的整数,n2是0或1或2的整数。此外,二聚体二胺成分中碳原子数的合计为36。对于(B)成分的溶剂可溶性聚酰亚胺树脂,数均分子量(Mn)优选为10,000~20,000,较优选为12,000~18,000。数均分子量可以通过GPC测定求得。

相对于树脂成分的合计100质量%,(B)成分的含量为5质量%~20质量%。(B)成分的含量大于20质量%时,(B)成分与(A)成分的相溶性变差。此外,使用本发明的树脂组合物制作的膜的高频特性、即频率1GHz~80GHz范围中的介电常数(ε)和介电损耗角正切(tanδ)容易劣化。(B)成分的含量小于5%时,本发明的树脂组合物中对铜箔的粘接性和对聚酰亚胺膜的粘接性有可能变得不充分。进一步地,本发明的树脂组合物中焊接耐热性有可能变得不充分。

相对于树脂成分的合计100质量%,(B)成分的含量优选为10质量%~20质量%,较优选为12质量%~18质量%。

(C)环氧树脂

作为(C)成分的环氧树脂,例如举出双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、脂环式环氧树脂、硅氧烷型环氧树脂、联苯型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、海因型环氧树脂(ヒダントイン型エポキシ樹脂)、具有萘骨架的环氧树脂以及具有蒽骨架的环氧树脂。

在本发明的树脂组合物中,在本文举例示出的化合物可以单独使用,也可以两种以上混合使用。(C)成分的环氧当量优选为90~350,较优选为100~300。

相对于树脂成分的合计100质量%,(C)成分的含量优选为1质量%~10质量%,较优选为3质量%~10质量%,特别优选为3质量%~8质量%。(C)成分的含量为3质量%以上时,该树脂组合物对焊接安装具有充分的耐热性。(C)成分导致频率1GHz~80GHz范围中的介电损耗角正切(tanδ)增大。因此,(C)成分的含量优选为10质量%以下。

该树脂组合物还可以含有以下成分作为任选成分。

(D)(A)成分以外的氢化的苯乙烯类热塑性弹性体

(D)成分的苯乙烯类热塑性弹性体是指含有苯乙烯、其同系物或其类似物的热塑性弹性体。然而,分子中不饱和键的存在导致介电损耗角正切(tanδ)的增加。因此,作为(D)成分,使用氢化的苯乙烯类热塑性弹性体。由此,(D)成分有助于实现在高频范围中优异的低介电损耗角正切(tanδ),即频率1GHz~80GHz范围中的介电损耗角正切(tanδ)。

作为(A)成分的适当示例,上述马来酸酐改性的苯乙烯类热塑性弹性体包括在氢化的苯乙烯类热塑性弹性体中。因此,作为(D)成分,使用马来酸酐改性的苯乙烯类热塑性弹性体以外的氢化的苯乙烯类热塑性弹性体。因此,作为(D)成分,可以使用马来酸酐改性以外的改性苯乙烯类热塑性弹性体。作为具体示例,举出胺改性的苯乙烯类热塑性弹性体。

作为(D)成分的苯乙烯类热塑性弹性体,例如举出聚苯乙烯-聚(乙烯-乙烯/丙烯)嵌段-聚苯乙烯(SEEPS)、聚苯乙烯-聚(乙烯/丙烯)嵌段-聚苯乙烯(SEPS)、以及聚苯乙烯-聚(乙烯/丁烯)嵌段-聚苯乙烯(SEBS)。

(D)成分的苯乙烯类热塑性弹性体的苯乙烯量不受特别限定。从作业性的观点来看,该苯乙烯量优选为25%~45%,进一步优选为25%~35%。

从对铜箔和聚酰亚胺膜的粘接强度与高频特性之间的平衡的观点来看,相对于树脂成分的合计100质量%,(D)成分的含量优选为49质量%以下,较优选为10质量%~40质量%。由于是任选成分,并不优选(D)成分的使用多于(A)成分。

作为(D)成分的氢化的苯乙烯类热塑性弹性体可以仅使用一种,也可以使用两种以上。

(E)无机填料

作为(E)成分的无机填料,优选为选自于二氧化硅、硫酸钡、碳酸钙、滑石、高岭土、粘土、氮化硼、氮化硅、氮化铝、碳化硅、氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁、氢氧化铝和矾土中的至少一种。

(E)成分的无机填料优选可以降低树脂组合物的固化物的热膨胀率(Coefficientof Thermal Expansion:CTE)且高频特性优异。具体而言,(E)成分的无机填料优选为具有小于10W/m·K的热传导率的二氧化硅填料。在较优选的方式中,具有小于10W/m·K的热导率的二氧化硅填料是熔融二氧化硅。

(E)成分的无机填料的形状不受特别限定。该无机填料的形状可以是球状、不定形以及鳞片状等中的任一种形态。(E)成分的无机填料可以是凝聚体。

(E)成分的无机填料的平均粒径优选为0.1μm~50μm,较优选为0.1μm~20μm,进一步优选为0.2μm~10μm。

在本说明书中,平均粒径是通过激光衍射和散射法测定的、以体积标准下的粒度分布中累计值50%时的粒径。例如,平均粒径可以通过激光散射衍射法粒度分布测定装置:LS13320(ベックマンコールター公司制造,湿式)测定。

作为(E)成分的无机填料,可以使用用硅烷偶联剂等实施了表面处理的物质。使用实施了表面处理的无机填料时,无机填料的分散性以及与树脂成分的润湿性和接合性提高。由此,期待得到提高固化物强韧性这样的效果。

使用二氧化硅作为(E)成分的无机填料时,相对于树脂成分的合计100质量份,(E)成分的无机填料的配合比例优选为100质量份以下,较优选为10质量份~100质量份,进一步优选为30质量份~70质量份,特别优选为45质量份~70质量份。

(E)成分的无机填料的种类不受特别限定。作为(E)成分的无机填料,可以使用一种填料,也可以组合使用两种以上的填料。当使用两种以上的填料时,两种以上的填料的总含量和平均粒径满足上述范围。此外,在使用平均粒径不同的同种填料的情况下,它们的总含量和平均粒径也满足上述范围。

(F)固化催化剂

(F)成分的固化催化剂是促进本发明的树脂组合物的固化反应的催化剂。更具体而言,(F)成分的固化催化剂是促进下述反应的催化剂:(B)成分的溶剂可溶性聚酰亚胺树脂与(C)成分的环氧树脂的固化反应;以及(C)成分的环氧树脂的固化反应。

由于具有良好的固化性,(F)成分的固化催化剂优选为胺类固化催化剂和咪唑类固化催化剂。从保存稳定性比较良好来看,(F)成分的固化催化剂较优选为咪唑类固化催化剂。

作为胺类固化催化剂,举出:4,4'-二氨基二苯基甲烷、4,4'-二氨基二苯基丙烷、4,4'-二氨基二苯基砜、间苯二胺、对苯二甲胺等芳香族胺类;乙二胺、六亚甲基二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺等脂肪族胺类;以及N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷等。

作为咪唑类固化催化剂,举出2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑和1-苄基-2-苯基咪唑(1B2PZ)等。作为市售品的咪唑类固化催化剂,举出EH-5010S(商品名,株式会社ADEKA制造)、以及EMI24、BMI12和IBMI12(商品名,三菱化学株式会社制造)等。

此外,作为(F)成分的固化催化剂,也可以使用改性的咪唑化合物。例如,作为(F)成分的固化催化剂,可以使用环氧-咪唑加成物类化合物和丙烯酸酯-咪唑加成物类化合物。作为市售的环氧-咪唑加成物类化合物,例如举出:味の素ファインテクノ公司制造的“アミキュアPN-23”、同一公司制造的“アミキュアPN-40”;旭化成公司制造的“ノバキュアHX-3721”;以及富士化成工业公司制造的“フジキュアFX-1000”等。作为市售的丙烯酸酯-咪唑加成物类化合物,例如举出ADEKA公司制造的“EH-2021”。作为(F)成分的固化催化剂,也可以使用旭化成公司制造的“ノバキュアHX-3088”。

根据作为(F)成分使用的固化催化剂的种类,适当选择(F)成分的含量。在使用咪唑类固化催化剂作为(F)成分的情况下,相对于(B)成分的溶剂可溶性聚酰亚胺树脂和(C)成分的环氧树脂的合计100质量份,(F)成分的含量优选为0.1质量份以上且5.0质量份以下,较优选为0.3质量份以上且2.0质量份以下。

本发明的树脂组合物还可以含有硅烷偶联剂等。

本发明的树脂组合物的原料含有上述(A)成分~(C)成分、以及根据需要添加的(D)成分~(F)成分以及其它成分。通过将该原料在有机溶剂中溶解或分散等,可以得到本发明的树脂组合物。用于这些原料的溶解或分散等的装置不受特别限定。作为该装置,可以使用具备加热装置的搅拌机、溶解器(デゾルバー)、行星式混合机、擂溃机(ライカイ機)、三辊研磨机、球磨机以及珠磨机等。此外,为了得到本发明的树脂组合物,可以将这些装置适当组合使用。

本发明的树脂组合物具有以下所示适宜的特性。

本发明的树脂组合物的热固化物在高频下的电学特性优异。具体而言,在本发明的树脂组合物的优选方式中,其热固化物在频率1GHz~80GHz范围中的介电常数(ε)为3以下。此外,在本发明的树脂组合物较优选的方式中,其热固化物在频率1GHz~80GHz范围中的介电损耗角正切(tanδ)为0.0022以下,在进一步优选的方式中为0.0020以下,在特别优选的方式中为0.0018以下。

通过使本发明的树脂组合物的热固化物在频率1GHz~80GHz范围中的介电常数(ε)和介电损耗角正切(tanδ)为上述范围,可以降低3GHz以上的高频范围中的电信号损耗。

本发明的树脂组合物在形成FPC电路的铜箔的粗糙面和光泽面上均具有充分的粘接强度。特别是,本发明的树脂组合物对光泽面的粘接强度优异。因此,本发明的树脂组合物可以粘接在粗糙度低的铜箔表面上。因此,本发明的树脂组合物不易受到粗糙度的影响,故可以降低传输损耗(趋肤效应导致的传输损耗)。

具体而言,对于本发明的树脂组合物的优选方式,在该热固化物中,根据JISK6871测定的对铜箔粗糙面的剥离强度(180度剥离)为5N/cm以上,在较优选的方式中为7N/cm以上,在特别优选的方式中为10N/cm以上。

此外,对于本发明的树脂组合物的优选方式,在该热固化物中,通过后述的实施例中记载的步骤测定的对铜箔光泽面的剥离强度(180度剥离)为5N/cm以上,在较优选的方式中为7N/cm以上,在特别优选的方式中为10N/cm以上。

本发明的树脂组合物对作为FPC的基板材料使用的聚酰亚胺膜具有充分的粘接强度。

具体而言,对于本发明的树脂组合物的优选方式,在该热固化物中,通过后述的实施例中记载的步骤测定的对聚酰亚胺膜的剥离强度(180度剥离)为5N/cm以上,在较优选的方式中为7N/cm以上,在特别优选的方式中为10N/cm以上。

本发明的树脂组合物的树脂固化物具有高耐热性。具体而言,对于本发明的树脂组合物的优选方式,该树脂固化物在根据后述的实施例记载的步骤而实施的焊接耐热性试验中满足288℃下10sec以上,在较优选的方式中满足288℃下1min以上,在进一步优选的方式中满足288℃下3min以上。

含有本发明的树脂组合物的膜(以下,在本说明书中有时记载为“本发明的膜”)可以通过公知的方法得到。例如,利用溶剂将本发明的树脂组合物稀释至适当粘度,由此制作涂布液。将该涂布液涂布在支撑体的至少一面上,并使其干燥。由此,可以得到带支撑体的膜或从支撑体剥离的膜。

可作为涂布液使用的溶剂例如举出:甲基环己烷和碳酸二甲酯等低沸点溶剂;甲基乙基酮和甲基异丁基酮等酮类;甲苯和二甲苯等芳香族溶剂;以及环己酮、二甲基甲酰胺和1-甲基2-吡咯烷酮等高沸点溶剂。溶剂的使用量不受特别限定,只要是能够将涂布液调整为最佳粘度的量即可。相对于固体成分,溶剂的使用量优选为20质量%~70质量%。

支撑体的材料可以根据膜的制造方法和用途适当选择,不受特别限定。作为支撑体的材料,例如举出:铜和铝等金属箔;聚酰亚胺、液晶聚合物和PTFE等树脂形成的基材;聚酯和聚乙烯等树脂的载体膜。

涂布液的涂布方法不受特别限定。作为涂布液的涂布方法,例如举出狭缝(スロットダイ)方式、凹版方式以及刮刀涂布方式(ドクターコーター方式)。涂布液的涂布方法可以根据所需的膜的厚度等适当选择。

本发明的膜的厚度可以根据用途基于所要求的基板厚度、部件厚度、机械强度等特性适当设计。本发明的膜的厚度一般为10μm~200μm。

涂布液的干燥条件根据涂布液中使用的溶剂的种类和量、涂布液的涂布厚度、以及干燥装置的不同等适当设计,不受特别限定。例如,涂布液的干燥可以在60℃~150℃的温度、大气压下进行。

在将本发明的膜作为电学和电子用途的粘接膜使用的情况下,其使用顺序如下所述。

在使用本发明的膜粘接的对象物之一的被粘接面上载置该膜。然后,将另一对象物以其被粘接面与本发明的膜的露出面接触的方式载置在前一对象物的被粘接面上。在此,在使用带支撑体的本发明的膜的情况下,以本发明的膜的露出面与一个对象物的被粘接面接触的方式,将本发明的膜载置在一个对象物的被粘接面上。然后,在该被粘接面上临时压接本发明的膜。在此,临时压接时的温度例如可以为130℃。

接着,通过在临时压接时剥离支撑体,使本发明的膜(绝缘膜)的面露出。在该露出面上,以其被粘接面与本发明的膜的露出面接触的方式载置另一对象物。实施这些步骤后,实施规定温度和规定时间的热压接。然后,实施加热固化。

热压接时的温度优选为100℃~160℃。热压接的时间优选为0.5~3分钟。

加热固化的温度优选为160℃~240℃,较优选为180℃~220℃。加热固化时间优选为30~120分钟。

另外,也可以省略临时压接工序和热压接工序。

另外,在不使用预先膜化的情况下,也可以实施以下步骤。将用溶剂稀释至适当粘度的本发明的树脂组合物(热固化性树脂组合物)涂布在一个粘接对象物的被粘接面上,使其干燥。然后,将上述的一个对象物载置于干燥后的本发明的树脂组合物上。

将本发明的膜作为覆盖膜使用时,其使用顺序如下。

将本发明的膜配置在带电路的树脂基板的规定位置,该树脂基板在主面上形成有电路图案。该位置即是带电路的树脂基板上形成有电路图案一侧的、被覆盖膜覆盖的位置。然后,以规定温度和规定时间实施临时压接、热压接和加热固化。另外,也可以省略临时压接工序和热压接工序。

临时压接、热压接和加热固化的温度和时间与将上述本发明的膜作为电学和电子用途的粘接膜使用的情况相同。

在该实施方式所述的半导体装置(本发明的半导体装置)中,在构成要素的层间粘接中使用本发明的树脂组合物。具体而言,例如在本发明的半导体装置中的电子部件与基板的层间粘接等中使用本发明的树脂组合物。或者,在本发明的半导体装置中包含电子部件的装置内使用本发明的树脂组合物。

实施例

以下,通过实施例对本发明的实施方式进行详细说明。然而,本发明的实施方式并不限定于这些实施例。

(实施例1~实施例10、比较例1~比较例6)

将(E-1)无机填料、固化催化剂(F-1)和固化催化剂(F-2)以外的各成分按照下述表所示的配合比例(以固体成分计的质量份)进行称量调配。然后,在调配后的成分中加入甲苯,将它们投入加温至80℃的反应釜中。一边以150rpm的转速使反应釜旋转,一边进行3小时的常压混合。将混合的成分冷却至室温后,向其中加入规定量的固化催化剂(F-1)和固化催化剂(F-2),在常温下实施1小时的混合。进而,在使用(E-1)无机填料的情况下,加入(E-1)无机填料,用湿式微粒化装置(MN2-2000AR,吉田机械兴业株式会社制造)使填料分散。由此,得到含有树脂组合物的清漆。

将由此得到的含有树脂组合物的清漆涂布在支撑体(实施了离型处理的PET膜)的一面上,在100℃下干燥。由此,得到带支撑体的粘接膜(厚度30μm)。

制作树脂组合物时使用的成分如下。

(A)成分:具有酸酐基的改性弹性体

(A-1)马来酸酐改性的苯乙烯类弹性体(SEBS),M1913(商品名),旭化成ケミカルズ株式会社制造,苯乙烯比率30%

(A-2)马来酸酐改性的苯乙烯类弹性体(SEBS),M1943(商品名),旭化成ケミカルズ株式会社制造,苯乙烯比率20%

(B)成分:溶剂可溶性聚酰亚胺树脂

(B-1):按照下述步骤合成的溶剂可溶性聚酰亚胺树脂

在具备搅拌机、分水器、温度计和氮气导入管的反应容器中,加入市售的芳香族四羧酸二酐(BTDT-UP(商品名),エボニック日本株式会社制造)210.0g以及环己酮1008.0g、甲基环己烷201.6g,制作溶液。将该溶液加热至60℃。接着,向溶液中滴加341.7g市售的二聚体二胺(PRIAMINE(商品名)1075,クロ-ダ日本株式会社制造)。然后,在140℃下实施10小时的酰亚胺反应。然后,进行溶剂的减压蒸馏除去和甲苯置换。由此,得到溶剂可溶性聚酰亚胺树脂的溶液(不挥发成分30.1%)。进行GPC测定时,该溶液的数均分子量(Mn)为15000。

(C)成分:环氧树脂

(C-1)液状双酚A型环氧树脂,828EL(商品名),三菱化学株式会社制造

(C-2)固体联苯型环氧树脂,NC3000H(商品名),日本化药株式会社制造

(C-3)萘型环氧树脂,HP4032D(商品名),DIC株式会社制造

(D)成分:氢化的苯乙烯类热塑性弹性体

(D-1)氢化的苯乙烯类热塑性弹性体(SEBS),タフテックH1052(商品名),旭化成ケミカルズ株式会社制造,苯乙烯比率20%

(D-2)胺改性的苯乙烯类热塑性弹性体(SEBS),タフテックMP10(商品名),旭化成ケミカルズ株式会社制造,苯乙烯比率30%

(E)成分:无机填料

(E-1)用氨基硅烷偶联剂进行了表面处理的球状二氧化硅,SC4050SX(商品名),株式会社アドマテックス制造,平均粒径1.0μm

(F)成分:固化催化剂

(F-1):1-苄基-2-苯基咪唑(1B2PZ),四国化成工业株式会社制造(F-2):改性咪唑型液体潜在性固化剂EH2021(商品名),ADEKA公司制造

介电常数(ε)、介电损耗角正切(tanδ):将粘接膜用真空热压在180℃、1小时、1MPa的条件下真空加热固化。然后,从支撑体剥离粘接膜,从该粘接膜切出试验片(50±0.5mm×100±2mm),测定其厚度。使用测定了厚度的膜,用SPDR法(10GHz)测定介电常数(ε)和介电损耗角正切(tanδ)。

剥离强度(铜箔粗糙面):剥离强度(铜箔粗糙面)的测定根据JIS C6471进行。以粗糙面为内侧,在从支撑体剥离的粘接膜的两面上贴合铜箔(CF-T9福田金属箔粉工业株式会社制造,厚度18μm)。然后,用压力机将粘接膜和铜箔热压接(180℃,60min,10kgf),由此得到试验片。将该试验片切割成10mm宽,采用自动绘图仪(オ-トグラフ),通过撕揭测定剥离强度。对于测定结果,计算各N=5的平均值。

剥离强度(铜箔光泽面):以光泽面为内侧,在从支撑体剥离的粘接膜的两面上贴合铜箔(CF-T9福田金属箔粉工业株式会社制造,厚度18μm)。然后,用压力机将粘接膜和铜箔热压接(180℃,60min,10kgf),由此得到试验片。将该试验片切割成10mm宽,采用自动绘图仪,通过撕揭测定剥离强度。对于测定结果,计算各N=5的平均值。

剥离强度(聚酰亚胺膜):在从支撑体剥离的粘接膜的两面上贴合聚酰亚胺膜(カプトン100EN東レ·デュポン株式会社制造,厚度25μm)。然后,用压力机对粘接膜和聚酰亚胺膜进行热压接(180℃,60min,10kgf),由此得到试验片。将该试验片切割成10mm宽,采用自动绘图仪,通过撕揭测定剥离强度。对于测定结果,计算各N=5的平均值。

焊接耐热性:焊接耐热性的测定根据JIS C 5012-1993进行。以粗糙面为内侧,在粘接膜的两面上贴合铜箔(CF-T9福田金属箔粉工业株式会社制造,厚度18μm)。然后,用压力机将粘接膜和铜箔热压接(180℃,60min,10kgf),由此得到试验片。将该试验片切割为30mm×30mm,在加热至288℃的焊接槽中漂浮,确认有无膨胀。按照以下的标准实施评价。

×:小于10sec时发生膨胀。

○:10sec以上且小于1min时发生膨胀。

◎:1min以上时未发生膨胀。

结果如下表所示

[表1]

[表2]

[表3]

在频率1GHz~80GHz范围中,实施例1~实施例10表现出低介电常数(ε)(3以下)和低介电损耗角正切(tanδ)(0.0020以下),并且剥离强度(聚酰亚胺膜、铜箔光泽面、铜箔粗糙面均为5N/10mm以上)、焊接耐热性均优异。

另外,相对于实施例1,实施例2和实施例3是对(A)成分的具有酸酐基的改性弹性体和(B)成分的溶剂可溶性聚酰亚胺的配合比例加以改变的实施例。

相对于实施例1,实施例4是添加了氢化的苯乙烯类热塑性弹性体(D-1)作为(D)成分的实施例。相对于实施例1,实施例5是添加了胺改性的苯乙烯类热塑性弹性体(D-2)作为(D)成分的实施例。

相对于实施例4,实施例6是添加了二氧化硅填料作为(E)成分的实施例。

相对于实施例1,实施例7是将(A)成分的具有酸酐基的改性弹性体变为(A-2)并且将(C)成分的环氧树脂变为(C-2)的实施例。

相对于实施例7,实施例8是将(C)成分的环氧树脂变为(C-1)的实施例。

相对于实施例1,实施例9是改变各成分的配合比例且进一步添加二氧化硅填料作为(E)成分的实施例。

相对于实施例9,实施例10是将(C)成分的环氧树脂变为(C-3)、将(F)成分的固化催化剂变为(F-2)的实施例。

比较例1是未配合(B)成分的溶剂可溶性聚酰亚胺的比较例。在比较例1中,剥离强度(聚酰亚胺膜)低,焊接耐热性评价为×。比较例2是(B)成分的溶剂可溶性聚酰亚胺的配合比例低于下限的比较例。在比较例2中,焊接耐热性评价为×。比较例3是(B)成分的溶剂可溶性聚酰亚胺的配合比例高于上限的比较例。在比较例3中,剥离强度高到令聚酰亚胺膜破裂的程度。然而,在比较例3中,频率1GHz~80GHz范围中的介电损耗角正切(tanδ)高。

比较例4是未配合(A)成分的具有酸酐基的改性弹性体,而配合氢化的苯乙烯类热塑性弹性体(D-1)作为(D)成分的比较例。在比较例4中,折缝大,不能测定频率1GHz~80GHz范围中的介电常数(ε)和介电损耗角正切(tanδ)。此外,在比较例4中,剥离强度(聚酰亚胺膜)低。因此,未实施焊接耐热性的评价。

比较例5是未配合(A)成分的具有酸酐基的改性弹性体,而添加胺改性的苯乙烯类热塑性弹性体(D-2)作为(D)成分的比较例。在比较例5中,剥离强度(聚酰亚胺膜)低。比较例6是(B)成分的溶剂可溶性聚酰亚胺的配合比例低于下限的比较例。然而,与比较例2相比,比较例6是(A)成分的具有酸酐基的改性弹性体的配合比例低且(C)成分的环氧树脂的配合比例高的比较例。在比较例6中,频率1GHz~80GHz范围中的介电损耗角正切(tanδ)变高。此外,在比较例6中,剥离强度(铜箔粗糙面)低。

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