本發(fā)明涉及感光性樹脂組合物、以及使用其的聚酰亞胺固化膜的制造方法及聚酰亞胺固化膜。

背景技術(shù)：

1、以往，對于電子部件的絕緣材料、及半導(dǎo)體裝置的鈍化膜、表面保護(hù)膜、層間絕緣膜等，使用同時(shí)具有優(yōu)異的耐熱性、電特性及機(jī)械特性的聚酰亞胺樹脂、聚苯并噁唑樹脂、酚醛樹脂等。這些樹脂中，以感光性樹脂組合物的形態(tài)提供的物質(zhì)可通過該組合物的涂布、曝光、顯影、及利用固化的閉環(huán)處理(酰亞胺化、苯并噁唑化)或熱交聯(lián)，從而容易地形成耐熱性的浮雕圖案皮膜。此種感光性樹脂組合物相較于以往的非感光型材料具有可大幅縮短工序的特征，被用于半導(dǎo)體裝置的制作。

2、然而，半導(dǎo)體裝置(以下，也稱為“元件”)根據(jù)目的而通過各種各樣的方法安裝于印刷基板。以往的元件通常通過引線接合法來制作，引線接合法是以導(dǎo)線自元件的外部端子(焊盤)連接至引線框的方法。但是，在元件不斷高速化，工作頻率已達(dá)到ghz的今日，安裝中的各端子的配線長度的差異已影響到了元件的工作。因此，在高端用途的元件的安裝中，需要準(zhǔn)確地控制安裝配線的長度，引線接合難以滿足其要求。

3、因此，提出有倒裝芯片安裝，其是在半導(dǎo)體芯片的表面形成再配線層，并于其上形成凸塊(電極)，之后，將該芯片倒過來(倒裝)而直接安裝于印刷基板。該倒裝芯片安裝由于可準(zhǔn)確地控制配線距離，因此被用于處理高速信號的高端用途的元件，或者，由于安裝尺寸較小，因此被用于移動電話等，需求急速擴(kuò)大。進(jìn)而，最近提出有被稱為扇出型晶圓級封裝(fowlp)的半導(dǎo)體芯片安裝技術(shù)，其是對結(jié)束先前工序的晶圓進(jìn)行切割而制造單片芯片，將單片芯片再構(gòu)建于支承體上并利用模制樹脂進(jìn)行密封，將支承體剝離后形成再配線層(例如專利文獻(xiàn)1)。在扇出型晶圓級封裝中，以較薄的膜厚形成再配線層，因此具有可使封裝體的高度薄型化，并且可實(shí)現(xiàn)高速傳輸及低成本化的優(yōu)點(diǎn)。

4、近年來，隨著信息通信量的顯著增加，需要謀求以往的水平以上的通信高速化，不得不向使用3ghz以上的頻率的第5代通信(5g)、或容易確保更廣的頻帶寬度的準(zhǔn)毫米波段(20ghz～30ghz)～毫米波段(30ghz以上)的超高頻帶下的通信轉(zhuǎn)變，不僅在印刷基板中，也在安裝于基板的半導(dǎo)體芯片中要求應(yīng)對高頻。因此，為了降低傳輸損耗，開發(fā)了使進(jìn)行電波的收發(fā)的前端模塊(fem)與天線一體化而成的封裝天線(aip)(例如參照以下專利文獻(xiàn)2)。aip中配線長度較短，因此，可抑制與配線長度成比例增大的傳輸損耗，但隨著通信頻帶的增大，對于再配線材料要求低介電特性。另外，aip中與先前的fowlp同樣地需要多層的再配線層，因此也需求再配線層的平坦化。

5、作為解決上述問題的方法，為了減少高頻帶下的傳輸損耗，考慮有減少介電損耗的方法及減少導(dǎo)體損耗的方法這大致2種方法。關(guān)于前者，對于感光性樹脂組合物要求低介電特性(低介電損耗角正切、低介電常數(shù))，列舉專利文獻(xiàn)3、專利文獻(xiàn)4、專利文獻(xiàn)5作為示例。然而，在專利文獻(xiàn)3中，由于測定頻率低至1ghz，因此作為高頻用途的aip的再配線層并不充分。在專利文獻(xiàn)4中，由于將聚酰亞胺前體樹脂與聚酰亞胺樹脂進(jìn)行共混，故而擔(dān)憂感光性樹脂組合物的保存穩(wěn)定性或涂布時(shí)的相分離。在專利文獻(xiàn)5中，通過對包含聚酰亞胺前體樹脂的清漆進(jìn)行加熱熟化，由此在清漆中制作部分酰亞胺化的聚酰亞胺前體。然而，由于難以控制酰亞胺化率，因此旋涂時(shí)的均勻性存在問題，難以達(dá)成高分辨率化。

6、作為使再配線層平坦化的方法，考慮有抑制再配線層的固化收縮的方法，列舉專利文獻(xiàn)6作為示例。在專利文獻(xiàn)6中，通過對于聚酰亞胺樹脂使用多官能(甲基)丙烯酸酯而達(dá)成高平坦化。然而，關(guān)于介電特性并無記載，擔(dān)憂因大量多官能(甲基)丙烯酸酯的影響而導(dǎo)致在高頻下介電特性變差。

7、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

8、專利文獻(xiàn)

9、專利文獻(xiàn)1：日本專利特開2005-167191號公報(bào)

10、專利文獻(xiàn)2：美國專利申請公開第2016/0104940號說明書

11、專利文獻(xiàn)3：國際公開第2019/044874號

12、專利文獻(xiàn)4：中國臺灣公開第2020/026762號

13、專利文獻(xiàn)5：日本專利特開2022-54416號公報(bào)

14、專利文獻(xiàn)6：日本專利特開2021-152634號公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明要解決的問題

2、近年來，封裝安裝技術(shù)多樣化因而支承體的種類多種化，且再配線層多層化，因此，用于形成配線的絕緣材料的介電常數(shù)或介電損耗角正切(tanδ)的影響變大。在介電常數(shù)或介電損耗角正切高的情況下，介電損耗的增大會導(dǎo)致傳輸損耗增加。聚酰亞胺樹脂由于絕緣性能及熱機(jī)械特性優(yōu)異，故而材料可靠性高，另一方面，源自酰亞胺基的極性官能團(tuán)、為了感光性化而加成的極性官能團(tuán)、及添加劑等的影響會導(dǎo)致介電常數(shù)或介電損耗角正切高，這被視為問題。另外，存在再配線層的多層化導(dǎo)致源自低固化收縮的再配線層的平坦性出現(xiàn)問題的情況。

3、本發(fā)明的目的在于提供具有低介電特性、低固化收縮、及良好的保存穩(wěn)定性、涂布時(shí)的相分離減少、能夠形成高分辨率且具有高的銅密合性的固化浮雕圖案的感光性樹脂組合物、以及使用其的聚酰亞胺固化膜的制造方法及聚酰亞胺固化膜。

4、用于解決問題的方案

5、列舉以下的項(xiàng)目[1]～[16]作為本發(fā)明的實(shí)施方式的示例。

6、[1]

7、一種感光性樹脂組合物，其包含：

8、(a)100質(zhì)量份的包含聚酰亞胺及聚酰亞胺前體的共聚樹脂；

9、(b)0.5～30質(zhì)量份的光聚合引發(fā)劑；及

10、(c)100～1000質(zhì)量份的溶劑，且

11、上述包含聚酰亞胺及聚酰亞胺前體的共聚樹脂具有下述通式(1)表示的結(jié)構(gòu)，

12、

13、上述式(1)中，x1、x2及x3分別獨(dú)立地為碳數(shù)6～40的4價(jià)有機(jī)基團(tuán)，y1及y2分別獨(dú)立地為碳數(shù)6～40的2價(jià)有機(jī)基團(tuán)，n1為2～30的整數(shù)，n2及n3分別獨(dú)立地為2～150的整數(shù)，z3、z4、z5、及z6分別獨(dú)立地為1價(jià)有機(jī)基團(tuán)，z3、z4、z5、及z6中的至少一者為光聚合性官能團(tuán)，

14、上述包含聚酰亞胺及聚酰亞胺前體的共聚樹脂滿足0.10＜n2/(n2+n3)＜0.90。

15、[2]

16、根據(jù)項(xiàng)目1所述的感光性樹脂組合物，其中，上述光聚合性官能團(tuán)包含以下通式(2)表示的結(jié)構(gòu)。

17、

18、(式(2)中，r5、r6及r7分別獨(dú)立地為氫原子或碳數(shù)1～3的1價(jià)有機(jī)基團(tuán)，并且，m1為2～10的整數(shù)。)

19、[3]

20、根據(jù)項(xiàng)目1或2所述的感光性樹脂組合物，其中，上述n2/(n2+n3)滿足0.40＜n2/(n2+n3)＜0.90。

21、[4]

22、根據(jù)項(xiàng)目1至3中任一項(xiàng)所述的感光性樹脂組合物，其中，上述(a)包含聚酰亞胺及聚酰亞胺前體的共聚樹脂不包含鹵素原子。

23、[5]

24、根據(jù)項(xiàng)目1至4中任一項(xiàng)所述的感光性樹脂組合物，其中，在350℃下對上述感光性樹脂組合物進(jìn)行加熱及固化而獲得的聚酰亞胺固化膜的聚酰亞胺中，相對于包含源自四羧酸二酐及二胺的結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元的分子量，酰亞胺基的分子量所占的比率即酰亞胺基濃度u為12wt％～26wt％。

25、[6]

26、根據(jù)項(xiàng)目1至5中任一項(xiàng)所述的感光性樹脂組合物，其中，上述(a)包含聚酰亞胺及聚酰亞胺前體的共聚樹脂的x1、x2及x3包含下述通式(4)表示的結(jié)構(gòu)，

27、

28、式(4)中，r8、r9分別獨(dú)立地為碳數(shù)1～10的有機(jī)基團(tuán)，m2、m3為選自0～4的整數(shù)，滿足m2+m3≥1，z1選自由單鍵、碳數(shù)1～30的有機(jī)基團(tuán)、及包含雜原子的有機(jī)基團(tuán)組成的組中的任一者，*中的兩個(gè)表示與樹脂的主鏈鍵合的鍵，另外兩者表示與上述通式(1)中的側(cè)鏈鍵合的鍵；且/或，

29、y1和/或y2包含下述通式(7)表示的結(jié)構(gòu)，

30、

31、式(7)中，r8、r9分別獨(dú)立地為碳數(shù)1～10的有機(jī)基團(tuán)，m2、m3為選自0～4的整數(shù)，滿足m2+m3≥1，z1選自由單鍵、碳數(shù)1～30的有機(jī)基團(tuán)、及包含雜原子的有機(jī)基團(tuán)組成的組，*表示與樹脂的主鏈鍵合。

32、[7]

33、根據(jù)項(xiàng)目1至6中任一項(xiàng)所述的感光性樹脂組合物，其中，上述(a)包含聚酰亞胺及聚酰亞胺前體的共聚樹脂在樹脂末端具有與其重復(fù)單元包含的上述光聚合性官能團(tuán)不同的通過熱或光而聚合的其他反應(yīng)性取代基。

34、[8]

35、根據(jù)項(xiàng)目1至7中任一項(xiàng)所述的感光性樹脂組合物，其還包含(d)硅烷偶聯(lián)劑。

36、[9]

37、根據(jù)項(xiàng)目1至8中任一項(xiàng)所述的感光性樹脂組合物，其還包含(e)自由基聚合性化合物。

38、[10]

39、根據(jù)項(xiàng)目1至9中任一項(xiàng)所述的感光性樹脂組合物，其還包含(f)熱交聯(lián)劑。

40、[11]

41、根據(jù)項(xiàng)目1至10中任一項(xiàng)所述的感光性樹脂組合物，其還包含(g)填料。

42、[12]

43、一種聚酰亞胺固化膜的制造方法，其包括以下的工序(1)～(5)：

44、(1)將項(xiàng)目1至11中任一項(xiàng)所述的感光性樹脂組合物涂布于基板上，在上述基板上形成感光性樹脂層的工序；

45、(2)對所獲得的感光性樹脂層進(jìn)行加熱、干燥的工序；

46、(3)對加熱、干燥后的感光性樹脂層進(jìn)行曝光的工序；

47、(4)對曝光后的感光性樹脂層進(jìn)行顯影的工序；及

48、(5)對顯影后的感光性樹脂層進(jìn)行加熱處理，形成聚酰亞胺固化膜的工序。

49、[13]

50、一種固化膜的制造方法，其是將項(xiàng)目1至11中任一項(xiàng)所述的樹脂組合物涂布于基板上，進(jìn)行曝光處理、顯影處理，接著進(jìn)行加熱處理而獲得的固化膜的制造方法，上述固化膜通過擾動式分離式圓柱諧振腔法在40ghz下測定的介電損耗角正切為0.003～0.011。

51、[14]

52、一種聚酰亞胺固化膜，其通過擾動式分離式圓柱諧振腔法測定的頻率40ghz下的介電損耗角正切為0.003～0.011，rfa為0.81～0.93，且滿足下述式：

53、85＜rfa/tanδ40＜175

54、{式中，rfa表示熱固化后殘膜率(比率)，tanδ40表示通過擾動式分離式圓柱諧振腔法所測得的頻率40ghz下的介電損耗角正切。}。

55、[15]

56、一種共聚物的制造方法，其為包含聚酰亞胺及聚酰亞胺前體的共聚物的制造方法，上述方法包括以下工序：

57、(i)使第1四羧酸二酐或其酸/取代基加成物與第1二胺化合物發(fā)生縮合反應(yīng)而進(jìn)行酰亞胺化，由此獲得具有聚酰亞胺結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元的二胺低聚物；

58、(ii)使上述二胺低聚物與第2四羧酸二酐或其酸/取代基加成物發(fā)生縮合反應(yīng)，合成具有聚酰亞胺嵌段部分的聚酰亞胺-酰亞胺前體部分；及

59、(iii)使上述聚酰亞胺-酰亞胺前體部分與第3四羧酸二酐或其酸/取代基加成物、及第2二胺化合物發(fā)生縮合反應(yīng)而合成聚酰亞胺前體部分，

60、上述第1四羧酸二酐、上述第2四羧酸二酐及上述第3四羧酸二酐彼此任選相同或不同，上述第2四羧酸二酐及上述第3四羧酸二酐中的至少一者為具有光聚合性官能團(tuán)的酸/取代基加成物的形態(tài)，上述第1二胺化合物及上述第2二胺化合物彼此任選相同或不同。

61、[16]

62、一種感光性樹脂組合物的制造方法，其包括：

63、通過項(xiàng)目15所述的方法來制造包含聚酰亞胺及聚酰亞胺前體的共聚樹脂；及

64、將(a)100質(zhì)量份的上述包含聚酰亞胺及聚酰亞胺前體的共聚樹脂、(b)0.5～30質(zhì)量份的光聚合引發(fā)劑、及(c)100～1000質(zhì)量份的溶劑混合而獲得感光性樹脂組合物的工序。

65、發(fā)明的效果

66、根據(jù)本發(fā)明，可提供具有低介電特性、低固化收縮、及良好的保存穩(wěn)定性、涂布時(shí)的相分離減少、能夠形成高分辨率且具有高的銅密合性的固化浮雕圖案的感光性樹脂組合物、以及使用其的聚酰亞胺固化膜的制造方法及聚酰亞胺固化膜。