感光性树脂组合物、以及使用其的聚酰亚胺固化膜的制造方法及聚酰亚胺固化膜技术

提供具有低介电特性及低透湿性、能够以高分辨率形成固化浮雕图案的感光性树脂组合物等。本公开的感光性树脂组合物包含100质量份的选自聚酰亚胺及聚酰亚胺前体中的至少一种树脂、0.5～10质量份的感光剂、和100～300质量份的溶剂。将上述感光性树脂组合物于350℃下加热及固化而得到的聚酰亚胺固化膜的酰亚胺基浓度为12wt％～26wt％，上述树脂包含下述通式(14)所示的结构。式(14)所示的结构。式(14)所示的结构。式(14)所示的结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】感光性树脂组合物、以及使用其的聚酰亚胺固化膜的制造方法及聚酰亚胺固化膜


[0001]本公开涉及感光性树脂组合物、以及使用其的聚酰亚胺固化膜的制造方法及聚酰亚胺固化膜。

技术介绍

[0002]以往，在电子部件的绝缘材料及半导体装置的钝化膜、表面保护膜、层间绝缘膜等中，使用兼具优异的耐热性、电特性及机械特性的聚酰亚胺树脂、聚苯并噁唑树脂、酚醛树脂等。这些树脂中，以感光性树脂组合物的形态提供者可以通过该组合物的涂布、曝光、显影及基于固化的闭环处理(酰亚胺化、苯并噁唑化)、热交联而容易地形成耐热性的浮雕图案覆膜。这样的感光性树脂组合物与以往的非感光型材料相比具有能够大幅缩短工序的特征，被用于半导体装置的制作中。
[0003]另外，半导体装置(以下也称为“元件”。)会根据目的而通过各种方法安装于印刷基板。以往的元件通常通过用细线从元件的外部端子(焊盘)连接至引线框的引线接合法而制作。但是，在元件的高速化推进、工作频率达到GHz的当今，安装时的各端子的布线长度的差异会对元件的工作造成影响。因此，高端用途的元件的安装中，需要准确控制安装布线的长度，引线接合已难以满足该要求。
[0004]因此，提出了倒装芯片安装，即，在半导体芯片的表面形成再布线层，在其上形成凸块(电极)后，将该芯片翻转(倒装)并直接安装于印刷基板。该倒装芯片安装由于能够准确地控制布线距离，因此被用于处理高速信号的高端用途的元件中，或者因安装尺寸小而被用于手机等中，需求迅速扩大。另外，最近提出了被称为扇出型晶圆级封装(FOWLP)的半导体芯片安装技术，即，将完成了前工序的晶圆切割而制造单片芯片，在支撑体上将单片芯片重构并用模制树脂密封，剥离支撑体后形成再布线层(例如专利文献1)。扇出型晶圆级封装具有如下优点：能够以薄的膜厚来形成再布线层，因此能够使封装体的高度薄型化，并且能够高速传输、低成本化。
[0005]近年来，随着信息通信量的显著增加，有必要谋求现有水平以上的通信高速化，必须转向在使用3GHz以上频率的第5代通信(5G)或容易确保更宽的频率带宽的准毫米波频带(20GHz～30GHz)～毫米波频带(30GHz以上)的超高频带中进行通信，不仅对于印刷基板，而且对于安装基板的半导体芯片也需要应对高频。因此，为了降低传输损耗，开发了使进行电波收发的前端模块(FEM)与天线进行一体化而成的封装天线(AiP)(例如，参照以下的专利文献2)。AiP因布线长度短而能够抑制与布线长度成比例增大的传输损耗。
[0006]通常，传输损耗会随着电信号的频率变高而增加。一般认为，为了降低高频频带下的传输损耗，大体上有两种方法，即降低介电损耗的方法和降低导体损耗的方法。对于前者，需要感光性树脂组合物为低介电特性(低介电损耗角正切、低介电常数)(例如专利文献3)。对于后者，需要降低金属再布线层的粗度。
[0007]作为保护再布线层的层间材料，不仅要求低介电特性，而且从可靠性的观点出发，
要求经再布线的金属层与树脂层的密合性高等，特别是近年，要求再布线层的加热固化温度为更低温度。作为这样的感光性树脂组合物，例如可列举专利文献4。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:日本特开2005
‑
167191号公报
[0011]专利文献2:美国专利申请公开第2016/0104940号说明书
[0012]专利文献3:国际公开第2019/044874号
[0013]专利文献4:日本特开2018
‑
200470号公报

技术实现思路

[0014]专利技术要解决的问题
[0015]近年来，由于封装体安装技术的多样化，支撑体的种类变得多种多样，并且再布线层也多层化，因此用于形成布线的绝缘材料的介电常数、介电损耗角正切(tanδ)的影响变大。介电常数、介电损耗角正切高时，介电损耗增大，导致传输损耗增加。聚酰亚胺树脂一方面由于绝缘性能、热机械特性优异而材料可靠性高，另一方面由于来自酰亚胺基的极性官能团、用于感光性化的极性官能团的附加以及添加剂等的影响，介电常数、介电损耗角正切高被视为问题。另外，介电损耗角正切的频率依赖性有时会成为问题，一般认为绝缘层的透湿性优选为较低。
[0016]本公开的目的在于，提供具有低介电特性及低透湿性、能够以高分辨率形成固化浮雕图案的感光性树脂组合物；以及，使用其的聚酰亚胺固化膜的制造方法及聚酰亚胺固化膜。
[0017]用于解决问题的方案
[0018]将本公开的实施方式的例子在以下的项目[1]～[19]中列出。
[0019][1]一种感光性树脂组合物，其包含：
[0020](A)100质量份的选自聚酰亚胺及聚酰亚胺前体中的至少一种树脂；
[0021](B)0.5～10质量份的感光剂；和
[0022](C)100～300质量份的溶剂；
[0023]在将上述感光性树脂组合物于350℃下加热及固化而得到的聚酰亚胺固化膜的聚酰亚胺中，酰亚胺基浓度U为12wt％～26wt％，所述酰亚胺基浓度U为酰亚胺基的分子量相对于包含来自四羧酸二酐和二胺的结构的重复单元的分子量所占的比例，
[0024]上述树脂包含下述通式(14)所示的结构。
[0025][0026]{式中，R
15
为碳数1～5的有机基团，R
16
、R
17
及R
18
分别独立地为任选形成环结构的单键或任选形成环结构的碳数1～10的烷基或者包含碳数6～10的芳香环的有机基团，m9为选自1～4的整数，m
10
、m
11
及m
12
分别独立地为选自0～4的整数，Z2为单键、或具有杂原子的有机基团、或碳数1～13的有机基团，＊表示与上述树脂的主链的连接部。}
[0027][2]根据项目1所述的感光性树脂组合物，其中，在将上述感光性树脂组合物于350℃下加热及固化而得到的聚酰亚胺固化膜的聚酰亚胺中，脂肪族烃基浓度T为4wt％～35wt％，所述脂肪族烃基浓度T为脂肪族烃基的分子量的合计相对于包含来自四羧酸二酐和二胺化合物的结构的重复单元的分子量所占的比例。
[0028][3]根据项目1或2所述的感光性树脂组合物，其中，通式(14)所示的结构来自二胺。
[0029][4]根据项目1～3中任一项所述的感光性树脂组合物，其中，上述树脂为聚酰亚胺前体。
[0030][5]根据项目4所述的感光性树脂组合物，其中，上述聚酰亚胺前体包含以下的通式(4)所示的结构。
[0031][0032]{式中，X1为碳数6～40的4价的有机基团，Y1为碳数6～40的2价的有机基团，n1为2～150的整数，R4和R5分别独立地为氢原子或碳数1～40的1价的有机基团。其中，R4和R5中的至少一个为以下的通式(5)所示的基团。}
[0033][0034]{式中，R6、R7和R8分别独立地为氢原本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种感光性树脂组合物，其包含：(A)100质量份的选自聚酰亚胺及聚酰亚胺前体中的至少一种树脂；(B)0.5～10质量份的感光剂；和(C)100～300质量份的溶剂；在将所述感光性树脂组合物于350℃下加热及固化而得到的聚酰亚胺固化膜的聚酰亚胺中，酰亚胺基浓度U为12wt％～26wt％，所述酰亚胺基浓度U为酰亚胺基的分子量相对于包含来自四羧酸二酐和二胺的结构的重复单元的分子量所占的比例，所述树脂包含下述通式(14)所示的结构，式(14)中，R
15
为碳数1～5的有机基团，R
16
、R
17
及R
18
分别独立地为任选形成环结构的单键或任选形成环结构的碳数1～10的烷基、或者包含碳数6～10的芳香环的有机基团，m9为选自1～4的整数，m
10
、m
11
及m
12
分别独立地为选自0～4的整数，Z2为单键、或具有杂原子的有机基团、或碳数1～13的有机基团，＊表示与所述树脂的主链的连接部。2.根据权利要求1所述的感光性树脂组合物，其中，在将所述感光性树脂组合物于350℃下加热及固化而得到的聚酰亚胺固化膜的聚酰亚胺中，脂肪族烃基浓度为4wt％～35wt％，所述脂肪族烃基浓度为脂肪族烃基的分子量的合计相对于包含来自四羧酸二酐和二胺化合物的结构的重复单元的分子量所占的比例。3.根据权利要求1或2所述的感光性树脂组合物，其中，通式(14)所示的结构来自二胺。4.根据权利要求1～3中任一项所述的感光性树脂组合物，其中，所述树脂为聚酰亚胺前体。5.根据权利要求4所述的感光性树脂组合物，其中，所述聚酰亚胺前体包含以下的通式(4)所示的结构，式(4)中，X1为碳数6～40的4价的有机基团，Y1为碳数6～40的2价的有机基团，n1为2～150的整数，R4和R5分别独立地为氢原子或碳数1～40的1价的有机基团，其中，R4和R5中的至少一个为以下的通式(5)所示的基团，式(5)中，R6、R7和R8分别独立地为氢原子或碳数1～3的1价的有机基团，并且m2为2～10
的整数。6.一种感光性树脂组合物，其包含：(A)100质量份的选自聚酰亚胺及聚酰亚胺前体中的至少一种树脂；(B)0.5～10质量份的感光剂；和(C)100～300质量份的溶剂；所述树脂包含聚酰亚胺前体时，所述聚酰亚胺前体由以下的通式(4)表示，式(4)中，X1为碳数6～40的4价的有机基团，Y1为碳数6～40的2价的有机基团，n1为2～150的整数，R4和R5分别独立地为氢原子或碳数1～40的1价的有机基团，其中，R4和R5中的至少一个为以下的通式(5)所示的基团，式(5)中，R6、R7和R8分别独立地为氢原子或碳数1～3的1价的有机基团，并且m2为2～10的整数，所述树脂包含下述通式(15)所示的结构，式(15)中，Rz分别独立地表示任选包含卤素原子、任选形成环状结构的碳数1～10的1价的有机基团，a表示0～4的整数，A分别独立地为氧原子或硫原子，并且B为下述式中的1种：所述树脂包含下述通式(14)所示的结构，式(14)中，R
15
为碳数1～5的有机基团，R
16
、R
17
及R
18
分别独立地为任选形成环结构的单键或任选形成环结构的碳数1～10的烷基、或者包含碳数6～10的芳香环的有机基团，m9为选自1～4的整数，m
10
、m
11
...

【专利技术属性】
技术研发人员：松本凉香，渋井智史，
申请(专利权)人：旭化成株式会社，
类型：发明
国别省市：