System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 感光性树脂组合物、感光干膜及PCB印刷电路板制造技术_技高网

感光性树脂组合物、感光干膜及PCB印刷电路板制造技术

技术编号:41198337 阅读:4 留言:0更新日期:2024-05-07 22:26
本发明专利技术提供了一种感光性树脂组合物、感光干膜及PCB印刷电路板。该感光性树脂组合物包括45~60%的碱可溶性树脂、35~50%的光聚合性单体以及2.5~7.0%的光引发剂;其中,碱可溶性树脂中包括具有如下所示链段的共聚物:n1选自0~5中的任意一个整数;光聚合性单体包括具有如下所示结构的单体:该感光性树脂组合物具有高附着、高分辨率、柔韧性及去膜等优异的综合性能,满足IC封装载板等高阶半导体封装领域,以及高频高速的高精密PCB制作,对精密度及良率等性能要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及pcb印刷电路板,具体而言,涉及一种感光性树脂组合物、感光干膜及pcb印刷电路板。


技术介绍

1、在印刷电路板(pcb)、引线框架(lf)、半导体封装(ic)基板的制造过程中,广泛使用感光性树脂组合物作为蚀刻或电镀的抗蚀剂材料,也称感光干膜、感光抗蚀剂、干膜光阻等。

2、使用感光性树脂组合物制造印刷电路板时,首先在电路形成用基板上层压感光干膜(即贴膜)。接着对感光层的预定部分照射活性光线,使曝光部硬化(曝光)。然后用显影液除去感光层的未曝光部分,在基板上形成抗蚀剂图案(显影)。然后在形成抗蚀剂图案的基板上实施蚀刻或电镀处理,在基板上形成电路图案,最终将硬化的抗蚀剂图案从基板上剥离除去(退膜)。

3、集成电路(简称ic)是电子设备的核心。集成电路产业包括电路设计、芯片制造、电路封装三部分,其中,集成电路是由芯片(晶圆片)与封装体(载板及固封材料、引线等)组合而成。ic封装基板,又称ic载板,是具有更高布线密度的高端pcb,直接用于搭载芯片,为芯片与pcb母板之间提供电子连接。随着人们对电子设备的高性能化、微型化、轻量化的要求,半导体部件的高集成化不断推进,对构成半导体部件的半导体元件、半导体封装体、印刷线路板等的高密度化和高精细化不断提升。

4、在高阶ic封装载板
,量产线宽线距10/10μm及以下,测试阶段抗蚀剂至少需要达到7μm的分辨率和独立线附着性能。线路越来越细微化意味着基板与形成图形的树脂组合物之间的接触面积也越来越小。

5、另一方面,基于5g以及5g+的高频高速通讯要求,为确保电子产品高速有效的通讯,普遍使用超薄型铜箔和具有极低表面粗糙度的铜箔,以降低基材介电常数和低损耗因子。

6、综合以上方面,其一,导电线路的细微化使得树脂组合物与基材之间的接触面积极其微小,其二,从终端电气性能要求和制作工艺要求方面考虑,应用于高频高速的高精密pcb,必须是在低粗糙度的薄铜上形成抗蚀剂图案。而结合这两方面苛刻的要求,对用于图形转移的树脂组合物抗蚀剂的性能而言,必须具有极其优异的附着力和分辨率。

7、为了达到较高的附着力和分辨率,现有技术中普遍使用的方法是在感光性树脂组合物的碱可溶树脂中加入附着力和刚性更好的(甲基)丙烯酸苄酯、苯乙烯、苯乙烯衍生物作为共聚组份,或者在光可聚合单体中添加多官能团的单体提高交联密度。推测该作用机理是碱可溶性树脂中加入高含量的苯乙烯衍生物,可以提升树脂的玻璃转化温度、且增加疏水性,从而能较明显地提升附着力和分辨率。但是,仅仅通过增加碱可溶性树脂中含芳香基团的共聚单体的共聚比率来提升附着力性能是很有限的,难以达到高阶封装基板要求独立线附着能力达到7μm的附着性能要求。且这两种方法带来的弊端是得到的树脂组合物抗蚀剂变硬变脆、显影时间和剥离时间大大增加、剥离片太大而引起抗蚀剂的残留、显影时的分散性变差而出现较多的显影凝聚物(浮渣),另外,如果树脂组合物抗蚀剂太脆,耐蚀刻和耐电镀能力也会下降,蚀刻或者电镀工序时蚀刻液或者电镀液会从抗蚀剂的底部渗入(渗镀)。所有这些弊端都会造成铜回路毁坏、破孔、短路等不良问题,都会造成抗蚀剂在下游pcb生产商使用时的良率下降,同时也会降低生产效率。

8、为提升分辨率和附着性能,同时解决去膜时间较长的问题,专利授权公告号为cn101971097b的日立化成专利提出以下方案:以10~60%的苯乙烯及其衍生物、10~60%的(甲基)丙烯酸苄酯、20~50%的(甲基)丙烯酸和1~15%的(甲基)丙烯酸烷基酯共聚而成的碱可溶性树脂作为抗蚀剂材料的主体成分。但是从其实验结果来看,分辨率为10μm,不能达到高阶ic封装载板要求的测试阶段满足7μm及以下的分辨率性能。

9、专利授权公告号为cn101971097b的中国专利中提出的改进方案以10~65%苯乙烯及其衍生物、5~55%脂环基或杂环基(甲基)丙烯酸酯和15~50%(甲基)丙烯酸共聚而成的碱可溶性树脂作为抗蚀剂材料的主体成分。但是从其实验结果来看剥离性并没有得到明显地改善,剥离时间普遍为86~130s。另一方面,其得到的抗蚀剂的附着性能不够,测得等线宽等线距(x:xμm)的密合性数据为12~20μm,而当今的封装载板等先进
,量产线宽线距10/10μm ic封装基板,则要求独立线附着能力达到7μm,因此,该专利中抗蚀剂的附着性能达不到当今某些先进
如ic封装基板领域对抗蚀剂的性能要求。此外,关于另一个至关重要的性能—独立线附着性能,该专利中未提及。

10、为达到同一性能目标,专利授权公告号为cn110446976b的旭化成专利中提出的解决方案是:碱可溶性树脂中含芳香基团的共聚单体的共聚比率40质量%以上,配合使用多官能团光聚合性单体及蒽或蒽衍生物光聚合增感剂。但方案所得到的实验结果为:附着力为11~13μm,分辨率为16~20μm,该技术效果远达不到高阶ic封装载板对抗蚀剂的精密度性能的要求。此外,该专利中对抗蚀剂的另外一些关键性能,如柔韧性和电镀后镀层截面形状等并未涉及,而这些关键性能却对提升抗蚀剂的使用客户端的生产良率至关重要。

11、综上所述,感光干膜抗蚀剂为了更好地满足高阶ic封装载板对抗蚀剂的精密度性能要求,现有专利中提出的解决方案均尚有较提升空间。


技术实现思路

1、本专利技术的主要目的在于提供一种感光性树脂组合物、感光干膜及pcb印刷电路板,以解决现有技术中感光干膜存在附着力低而导致其难以满足高精密度要求的问题。

2、为了实现上述目的,根据本专利技术的一个方面,提供了一种感光性树脂组合物,以质量百分比计,该感光性树脂组合物包括:45~60%的碱可溶性树脂、35~50%的光聚合性单体以及2.5~7.0%的光引发剂;其中,碱可溶性树脂中包括具有结构式(1)所示链段的共聚物:

3、

4、n1选自0~5中的任意一个整数,r'5与r5各自独立地表示在所述结构式(1)的咪唑环碳原子上具有一个或多个取代基,所述取代基各自独立地选自c1~c6的直链烷基、c3~c6的支链烷基、c1~c3的烷氧基、c1~c3的烷氨基、氢原子、羟基或卤素中的任意一种或多种;光聚合性单体包括具有结构式(a3)所示结构的单体:

5、

6、其中,xo表示碳原子数为2~6的环氧烷基,p表示1~34中的任意一个整数;r7表示芳香族环氧树脂或脂肪族环氧树脂去掉环氧基后的残基。

7、进一步地,上述结构式(1)所示链段在其所在的碱可溶性树脂共聚物中的质量百分比为2%~15%;优选地,结构式(1)所示链段的共聚物包括结构式(a1)和/或结构式(a2)所示结构的树脂,优选结构式(a1)和/或结构式(a2)所示结构的树脂的质量在碱可溶性树脂中的占比≥80%;其中,结构式(a1)和/或结构式(a2)所示结构的通式如下:

8、

9、其中,a1、b1、c1、d1、e1各自独立地表示与其相对应的各链节单元的质量在结构式(a1)所示碱可溶性树脂中本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种感光性树脂组合物,以质量百分比计,所述感光性树脂组合物包括:

2.根据权利要求1所述的感光性树脂组合物,其特征在于,所述结构式(1)所示链段在其所在的碱可溶性树脂共聚物中的质量百分比为2%~15%;优选地,所述结构式(1)所示链段的共聚物包括结构式(A1)和/或结构式(A2)所示结构的树脂,优选所述结构式(A1)和/或所述结构式(A2)所示结构的树脂的质量在所述碱可溶性树脂中的占比≥80%;

3.根据权利要求2所述的感光性树脂组合物,其特征在于,所述m1与所述m2各自独立地选自1~8中的任意一个整数;优选当所述M所在的脂环结构为双环或多环结构时,所述双环或所述多环结构各自独立地以并环或者桥环形式构成;优选所述M所在的脂环结构中的任意碳原子可被N、O或S中的任意一种所取代;优选M所在的所述脂环结构选自

4.根据权利要求2或3所述的感光性树脂组合物,其特征在于,当所述R'4与所述R4各自独立地选自C1~C12的直链烷基、C3~C12的支链烷基中的任意一种时,所述c1与所述c2各自独立地为1~15wt%;和/或当所述R'4与所述R4各自独立地为苄基时,所述c1与所述c2各自独立地为10~30wt%。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的感光性树脂组合物,其特征在于,所述结构式(A3)所示结构的所述光聚合性单体的质量百分含量为2~10wt%,优选为2~6wt%,更优选为3~5wt%;和/或所述结构式(A3)所示结构的所述光聚合性单体的环氧当量为600~5000g/eq。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的感光性树脂组合物,其特征在于,所述碱可溶性树脂的分子量分布小于2.5,和/或所述碱可溶性树脂的酸值为130~230mg KOH/g,和/或所述碱可溶性树脂还包括常规碱可溶性树脂,优选所述常规碱可溶性树脂为由(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸、苯乙烯中的任意多种聚合得到的共聚物。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的感光性树脂组合物,其特征在于,所述感光性树脂组合物还包括0.5~5%的添加剂。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的感光性树脂组合物,其特征在于,所述光聚合性单体还包括常规单体,优选所述常规单体选自乙氧化(丙氧化)壬基苯酚丙烯酸酯、乙氧化(丙氧化)双酚A二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(丙二醇)二(甲基)丙烯酸酯、乙氧化(丙氧化)氨基甲酸酯中的任意一种或多种。

9.一种感光干膜,其特征在于,所述感光干膜由权利要求1至8中任一项所述的感光性树脂组合物经混合、固化后得到。

10.一种PCB印刷电路板,包括感光干膜,其特征在于,所述感光干膜为权利要求9所述的感光干膜。

...

【技术特征摘要】

1.一种感光性树脂组合物,以质量百分比计,所述感光性树脂组合物包括:

2.根据权利要求1所述的感光性树脂组合物,其特征在于,所述结构式(1)所示链段在其所在的碱可溶性树脂共聚物中的质量百分比为2%~15%;优选地,所述结构式(1)所示链段的共聚物包括结构式(a1)和/或结构式(a2)所示结构的树脂,优选所述结构式(a1)和/或所述结构式(a2)所示结构的树脂的质量在所述碱可溶性树脂中的占比≥80%;

3.根据权利要求2所述的感光性树脂组合物,其特征在于,所述m1与所述m2各自独立地选自1~8中的任意一个整数;优选当所述m所在的脂环结构为双环或多环结构时,所述双环或所述多环结构各自独立地以并环或者桥环形式构成;优选所述m所在的脂环结构中的任意碳原子可被n、o或s中的任意一种所取代;优选m所在的所述脂环结构选自

4.根据权利要求2或3所述的感光性树脂组合物,其特征在于,当所述r'4与所述r4各自独立地选自c1~c12的直链烷基、c3~c12的支链烷基中的任意一种时,所述c1与所述c2各自独立地为1~15wt%;和/或当所述r'4与所述r4各自独立地为苄基时,所述c1与所述c2各自独立地为10~30wt%。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的感光性树脂组合物,其特征在于,所述结构式(a3)所示结构的...

【专利技术属性】
技术研发人员:袁丽朱高华吴佳丰李伟杰
申请(专利权)人:杭州福斯特电子材料有限公司
类型:发明
国别省市:

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