低介电树脂组合物制造技术

一种低介电的树脂组合物，它包含下述组分（ａ）和（ｂ），由该组合物制成的涂层膜的介电常数至多为３：（ａ）在其分子中含官能团且溶于溶剂的树脂；和（ｂ）结构式为Ｒ↓［ｍ］↑［１］Ｒ↓［ｎ］↑［２］Ｓｉ（ＯＲ↑［３］）↓［４－ｍ－ｎ］的烷氧基硅烷的部分水解缩合物，其中可相同或不同的各Ｒ↑［１］和Ｒ↑［２］为非水解基团，Ｒ↑［３］为烷基，ｍ和ｎ为满足０≤ｍ＋ｎ≤３的０－３的整数。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种低介电树脂组合物，该组合物能形成具有高温改进机械性能的低介电常数的树脂膜。近年来，随着半导体设备或多层电路板的微型化、高集成和高密度的发展，出现了对于能缩短信号传送滞后时间的低介电常数的绝缘材料的需要。目前广泛地用作半导体设备的缓冲涂层膜、半导体设备的钝化膜、半导体设备的夹层介电膜，半导体设备的α-射线屏蔽膜或多层电路板的夹层介电膜的是氧化硅膜，氮化硅膜，聚酰亚胺等，但是它们的介电常数分别为4-5，7-9和3.5-4。这样，需要介电常数至多为3的材料。氟树脂不仅具有低的介电常数，而且具有优异的性能如高的耐热性和高的耐化学品性，因此，它的发展相当活跃。通常，脂族氟树脂不溶于溶剂，因而它难以通过涂覆形成均匀的薄膜。然而，如日本公开专利公报238111/1988和260932/1988及美国专利4,754,009中所披露，已开发了溶于特定的含氟溶剂的在其主链上含脂环族结构的氟树脂(介电常数为2.0-2.1)。而且，如日本公开专利公报48579/1990和76644/1995中所披露，已知在其分子中含羧酸基或磺酸基的氟树脂溶于如醇之类的溶剂中。在其主链上含脂环族结构的氟树脂所具有的特征有，如介电常数低，不具有吸水性和金属不会扩散到它的内部去。欧洲专利0393682披露了其应用于半导体设备的保护膜，和日本公开专利公报283827/1993披露了利用这些性能将其应用于多层电路板(如多片模件(MCM))的绝缘膜。作为其它低介电常数的氟树脂，日本公开专利公报104129/1985和282874/1991披露了含氟聚酰亚胺树脂(介电常数为2.2-2.8)，美国专利5,115,082披露了含氟聚(亚芳基醚)树脂(介电常数为2.4-2.6)，美国专利5,364,917披露了含全氟环丁烷环的树脂(介电常数为2.4-2.5)，和美国专利5,405,677披露了含氟芳香族树脂(介电常数为2.1-2.5)。然而，这些氟树脂通常具有的玻璃化温度为50-250℃，它们尤其在高温区域中的机械柔韧性，即弹性模量小，而线性膨胀系数高至50-100ppm。半导体设备或多层电路板是含导线金属(线性膨胀系数为约20ppm/℃)或其它无机绝缘膜(线性膨胀系数为0.5-5ppm/℃)的复合物，且在其制造和包装过程中要经历200-450℃的高温。因此，从防止设备或电路板可靠性降低的角度来看，氟树脂的低玻璃化温度、高温区域中的小弹性模量和高线性膨胀系数已成为试图在这种应用中使用这种氟树脂的严重问题。例如，在半导体和集成电路技术专题讨论会上报道的论文集，pp66，vol.48(1995)中所披露的，已通过改进树脂的分子结构发展出玻璃化温度为约350℃的树脂。然而，对于这种树脂，弹性模量从约330℃的温度时意外地下降，而线性膨胀系数不能在70-80ppm/℃的整个范围内得以改进。因此，进一步的改进仍是需要的。而且，混和无机细小颗粒粉末作为改进氟树脂机械性能的方法在日本公开专利公报259907/1988中是已知的。然而，使用这种方法时，非常难以制造主要颗粒尺寸最多为0.1μm的无机颗粒，即使使用主要颗粒尺寸小的一种，也极有可能发生颗粒相互之间的粘合，因而它特别难以形成厚度为0.1μm至几个μm的均匀涂层膜。而且，日本公开专利公报112126/1995披露了一种溶液组合物，其中作为一种将较细小的无机颗粒混和入氟树脂的方法，将使用含氟溶剂的无机细小颗粒的有机溶胶加入氟树脂溶液中。然而，为了由此方法获得均匀的溶液，必需用含氟表面处理剂对有机溶胶进行表面处理，即使进行了这种表面处理，在所形成的涂层膜中氟树脂与无机组分之间的亲和力也不一定合适。因此，存在一些问题，如机械强度小，并且无机组分极有可能在表面渗出。作为除氟树脂外的低介电常数的材料，已发展出例如在电子材料期刊，pp819，vol.23(199.4)中所披露的聚喹啉树脂(介电常数为2.8)，聚(苯并环丁烯)树脂(介电常数为2.6)和在电子包装技术，pp.36，vol.11(1995)中所披露的非晶形聚烯烃树脂(介电常数为2.2-2.4)。象上述氟树脂一样，这些树脂也有特别在高温区域的弹性模量小和线性膨胀系数大的问题，因而在这点上也希望加以改进。因此，本专利技术的一个目的是提供一种用作能形成均匀涂层膜的涂层组合物的低介电树脂组合物，它在保持具有尽可能低介电常数的树脂的优异电学性能同时，克服了在高温时的机械柔软性，即弹性模量小或线性膨胀系数大的缺点。本专利技术提供一种包含下述组分(a)和(b)的低介电树脂组合物，由该组合物制成的涂层膜的介电常数至多为3(a)在其分子中含官能团且溶于溶剂的树脂；和(b)结构式为R1mR2nSi(OR3)4-m-n的烷氧基硅烷的部分水解缩合物，其中可相同或不同的各R1和R2为非水解性的基团，R3为烷基，m和n为满足0≤m+n≤3的0-3的整数。现在，本专利技术将参考较佳实例作详细描述。由本专利技术树脂组合物制成的涂层膜是一种介电常数至多为3的膜，其中烷氧基硅烷部分水解缩合物(b)的固化产物和特定树脂(a)是均匀配合的。树脂(a)和部分水解缩合物(b)的固化产物直接通过化学反应或形成氢键或通过下述偶合剂(c)而被至少部分地交联。关于半导体设备，微型化、高集成和高密度均在发展中，而与此同时，信号传送中的噪声和滞后(可归因于绝缘膜如夹层介电膜，钝化膜，缓冲涂层膜或α-射线屏蔽膜)产生了待解决的问题。为了解决这些问题，使用作为绝缘膜的低介电常数的膜是有效的。例如，对于设计标准(电路的最小尺寸)为0.25μm的设备的夹层介电膜所需的介电常数为约3，对设计标准为0.18μm的设备的为约2.8，对设计标准为0.13μm的设备的为约2.4，和对设计标准为0.1μm的设备的为约2.1。同样地关于电路板如多层电路板，与在微型化、高密度和高频率信号方面的发展的同时，必需降低信号传送中的噪声和滞后(可归因于绝缘膜)。如在半导体设备中的情况一样，使用低介电常数的绝缘膜是有效的。作为低介电常数的材料，树脂材料如氟树脂是可购得的。然而，为了降低介电常数，必需要求具有这样的特性，即分子的极性小或密度小。然而，这种特性趋于最大程度地降低了树脂分子间的相互作用，因而低介电常数的树脂通常在机械性能方面趋于变差，如高温时的弹性模量小，或线性膨胀系数大，当将树脂施用在半导体设备或多层电路板上时这种差的性能就成为一个缺点。半导体设备或多层电路板是含导线金属(线性膨胀系数为约20ppm/℃)或其它无机绝缘膜(线性膨胀系数为约0.5-5ppm/℃)的复合物，且在其制造和包装过程中要经历200-450℃的高温。因此，若在至少200℃温度下绝缘膜的弹性模量(在负载下的变形程度)小的话，极有可能发生膜的变形或流动，由此设备或多层电路板的制造产率将降低。再者，若绝缘膜的线性膨胀系数大的话，由于与导线金属或其它无机绝缘膜的线性膨胀系数不一致所致的热应力，在涂层膜中极有可能发生断裂，由此制造产率可能降低，或者半导体设备或多层电路板在有用的寿命期内的可靠性趋于降低。本专利技术欲提供一种能形成涂层膜的低介电树脂组合物，所述涂层膜既满足实现微型化、高密度和高集成所必要的至多为3的介电常数，同时又满足不会减少半导体设备或多层电路板制造产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低介电的树脂组合物，它包含下述组分（ａ）和（ｂ），由该组合物制成的涂层膜的介电常数至多为３：（ａ）在其分子中含官能团且溶于溶剂的树脂；和（ｂ）结构式为Ｒ↑［１］↓［ｍ］Ｒ↑［２］↓［ｎ］Ｓｉ（ＯＲ↑［３］）↓［４－ｍ－ｎ］的烷氧 基硅烷的部分水解缩合物，其中可相同或不同的各Ｒ↑［１］和Ｒ↑［２］为非水解基团，Ｒ↑［３］为烷基，ｍ和ｎ为满足０≤ｍ＋ｎ≤３的０－３的整数。

【技术特征摘要】
JP 1995-9-21 243228/951.一种低介电的树脂组合物，它包含下述组分(a)和(b)，由该组合物制成的涂层膜的介电常数至多为3(a)在其分子中含官能团且溶于溶剂的树脂；和(b)结构式为R1mR2nSi(OR3)4-m-n的烷氧基硅烷的部分水解缩合物，其中可相同或不同的各R1和R2为非水解基团，R3为烷基，m和n为满足0≤m+n≤3的0-3的整数。2.如权利要求1所述的组合物，其中由权利要求1组合物制成的涂层膜在至少200℃温度下的弹性模量至少为树脂(a)的弹性模量。3.如权利要求1所述的组合物，其中部分水解缩合物(b)的比例为每100重量份树脂(a)中有3-400重量份。4.如权利要求1所述的组合物，它包含偶合剂(c)。5.如权利要求1所述的组合物，它包含通过偶合剂(...

【专利技术属性】
技术研发人员：横俊亮，芹田纹，青崎耕，松仓郁生，成田武宪，森浩之，内村俊一郎，
申请(专利权)人：旭硝子株式会社，日立化成工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]