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JP7666026B2 - Resin composition, cured film, method for producing a pattern of the cured film, and electronic component - Google Patents
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JP7666026B2 - Resin composition, cured film, method for producing a pattern of the cured film, and electronic component - Google Patents

Resin composition, cured film, method for producing a pattern of the cured film, and electronic component Download PDF

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本発明は、樹脂組成物に関する。より詳しくは、半導体素子などの電子部品の表面保護膜や層間絶縁膜、有機電界発光素子の絶縁層などに好適に用いられる感光性樹脂組成物に関する。 The present invention relates to a resin composition. More specifically, the present invention relates to a photosensitive resin composition that is suitable for use as a surface protective film or interlayer insulating film for electronic components such as semiconductor elements, or as an insulating layer for organic electroluminescent elements.

従来、電子部品の半導体素子の表面保護膜や層間絶縁膜等には、耐熱性や機械特性等に優れたポリイミド樹脂、ポリベンゾオキサゾール樹脂などが広く使用されている。通常、ポリイミド樹脂やポリベンゾオキサゾール樹脂は、それらの前駆体の塗膜を熱的に脱水閉環させて優れた耐熱性および機械特性を有する薄膜を得る。その場合、通常350℃前後の高温焼成を必要とする。ところが、例えば次世代メモリとして有望なMRAM(Magnetoresistive Random Access Memory:磁気抵抗メモリ)や、封止樹脂は、高温に弱い。そのため、このような素子の表面保護膜や、封止樹脂上に再配線構造を形成するファンアウトウエハレベルパッケージの層間絶縁膜に用いるために、約250℃以下の低温での焼成で硬化し、従来の材料を350℃前後の高温で焼成した場合と遜色ない、耐熱性や機械特性等の高い膜特性が得られるポリイミド樹脂またはポリベンゾオキサゾール樹脂が求められている。また、近年の半導体パッケージは、高集積化、小型化および高速度化の要請に伴い、配線の微細化が進んでいる。そこで、多層化に伴う応力に対する耐クラック性および、寄生成分(抵抗、容量など)の変化やリフロー工程での不具合を抑えるために、絶縁材の低吸水性が求められている。 Conventionally, polyimide resins and polybenzoxazole resins, which have excellent heat resistance and mechanical properties, have been widely used for surface protection films and interlayer insulating films of semiconductor elements of electronic components. Usually, polyimide resins and polybenzoxazole resins are obtained by thermally dehydrating and cyclizing the coating film of their precursors to obtain thin films with excellent heat resistance and mechanical properties. In this case, high-temperature baking at about 350°C is usually required. However, for example, MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory), which is promising as a next-generation memory, and sealing resins are weak at high temperatures. Therefore, in order to use it for the surface protection film of such elements and the interlayer insulating film of fan-out wafer-level packages that form a rewiring structure on the sealing resin, there is a demand for polyimide resins or polybenzoxazole resins that can be hardened by baking at a low temperature of about 250°C or less and can obtain high film properties such as heat resistance and mechanical properties that are comparable to conventional materials baked at a high temperature of about 350°C. In addition, in recent years, semiconductor packages have become finer and finer in wiring in response to demands for higher integration, miniaturization, and higher speeds. Therefore, there is a demand for insulating materials with low water absorption to resist cracking due to the stress that accompanies multi-layering, as well as to suppress changes in parasitic components (resistance, capacitance, etc.) and defects during the reflow process.

電子部品の半導体素子の表面保護膜や層間絶縁膜等は、スルーホール等の形成が必要である。その形成方法の1つは、ポジ型のフォトレジストを用いるエッチングである。しかし、この方法では、フォトレジストの塗布や剥離の工程が必要であり、煩雑であるという問題がある。そこで作業工程の合理化を目的に感光性が付与された耐熱性材料の検討がなされてきた。その感光性が付与された感光性樹脂組成物から形成された樹脂硬化膜を用いる場合、組成物を構成する感光剤、増感剤、酸発生剤および溶解調整剤などの添加物が加熱硬化後も硬化膜中に残留しているため、添加物を含有していないものよりも下地金属との密着強度は低く、硬化温度は高く、誘電率も高いものであった。これらの課題に対して、感光性樹脂に銅変色防止剤を添加することで、銅腐食を抑制する感光性樹脂組成物(特許文献1参照)、光塩基発生剤による低温硬化性と感光性を両立させた感光性樹脂組成物などの技術が開示されている(特許文献2参照)。 Surface protective films and interlayer insulating films of semiconductor elements of electronic components require the formation of through holes, etc. One of the methods for forming such films is etching using a positive photoresist. However, this method requires the steps of applying and peeling off the photoresist, which is problematic in that it is cumbersome. Therefore, heat-resistant materials that have been given photosensitivity have been studied for the purpose of streamlining the work process. When using a resin cured film formed from a photosensitive resin composition that has been given photosensitivity, additives such as the photosensitizer, sensitizer, acid generator, and dissolution regulator that make up the composition remain in the cured film even after heat curing, so the adhesive strength with the base metal is lower, the curing temperature is higher, and the dielectric constant is also higher than those that do not contain additives. In response to these issues, technologies have been disclosed, such as a photosensitive resin composition that suppresses copper corrosion by adding a copper discoloration inhibitor to the photosensitive resin (see Patent Document 1), and a photosensitive resin composition that combines low-temperature curing and photosensitivity due to a photobase generator (see Patent Document 2).

また、感光性樹脂組成物以外にも、感光剤を用いず、ポリイミドをレーザーで加工する検討(特許文献3参照)が報告されている。 In addition to photosensitive resin compositions, there have also been reports of studies on processing polyimide with a laser without using a photosensitizer (see Patent Document 3).

特開2011-169980号公報JP 2011-169980 A 特開2011-213783号公報JP 2011-213783 A 特開2001-213962号公報JP 2001-213962 A

しかしながら、特許文献1記載の感光性樹脂に銅変色防止剤を添加した感光性樹脂組成物銅への密着強度は十分ではなく、特許文献2記載の光塩基発生剤を添加した感光性樹脂組成物は、物性は良好なものの保存安定性が悪いといった課題がある。また特許文献3記載のレーザー加工用ポリイミドは、伸度、強度が低く、低温でのイミド化も不十分であった。また、これらはいずれもポリイミド特有の高い吸水性を有していた。 However, the photosensitive resin composition described in Patent Document 1, in which a copper discoloration inhibitor is added to the photosensitive resin, does not have sufficient adhesion strength to copper, and the photosensitive resin composition described in Patent Document 2, in which a photobase generator is added, has good physical properties but has problems such as poor storage stability. Furthermore, the polyimide for laser processing described in Patent Document 3 has low elongation and strength, and is insufficiently imidized at low temperatures. In addition, all of these have the high water absorbency characteristic of polyimides.

前記課題を解決するため、本発明は次のものに関する。
式(1)で表される酸無水物の残基および脂環式ジアミン残基を有するポリイミド前駆体(A)、並びに溶剤(B)を含有し、
該脂環式ジアミン残基は、式(2)、式(3)および式(4)からなる群から選択される1種類以上の構造を有する、樹脂組成物。
In order to solve the above problems, the present invention relates to the following.
The present invention comprises a polyimide precursor (A) having an acid anhydride residue represented by formula (1) and an alicyclic diamine residue, and a solvent (B),
The alicyclic diamine residue has one or more structures selected from the group consisting of formula (2), formula (3), and formula (4).

Figure 0007666026000001
Figure 0007666026000001

式(1)中、XおよびXは酸素原子、硫黄原子、または-NH-基のいずれかを示す。nは4~20の整数を示す。 In formula (1), X1 and X2 each represent an oxygen atom, a sulfur atom, or an --NH-- group, and n represents an integer of 4 to 20.

Figure 0007666026000002
Figure 0007666026000002

式(2)中、*印は結合部を示す。 In formula (2), the * symbol indicates the bond.

Figure 0007666026000003
Figure 0007666026000003

式(3)中、RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を示す。また、mは1~10の範囲内の整数を示す。また、*印は結合部を示す。 In formula (3), R1 and R2 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group, and m represents an integer ranging from 1 to 10. The symbol * represents a bond.

Figure 0007666026000004
Figure 0007666026000004

式(4)中、RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を示す。また、*印は結合部を示す。 In formula (4), R3 and R4 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group, and the asterisk (*) represents a bond.

本発明の樹脂組成物は、室温保存安定性および低温硬化性に優れる。また、それを硬化した硬化膜は高伸度、高強度であり、低吸水性に優れる。 The resin composition of the present invention has excellent room temperature storage stability and low temperature curing properties. In addition, the cured film obtained by curing the composition has high elongation, high strength, and low water absorption.

バンプを有する半導体装置のパット部分の拡大断面を示した図である。1 is an enlarged cross-sectional view of a pad portion of a semiconductor device having bumps; バンプを有する半導体装置の詳細な作製方法を示した図である。1A to 1C are diagrams illustrating a detailed method for manufacturing a semiconductor device having bumps. 本発明の実施例を示す半導体装置のパッド部分の拡大断面図である。1 is an enlarged cross-sectional view of a pad portion of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention; 本発明の実施例を示すインダクタ装置のコイル部品の断面図である。1 is a cross-sectional view of a coil component of an inductor device showing an embodiment of the present invention. 平面アンテナの一種である共面給電型のマイクロストリップアンテナの概略図である。1 is a schematic diagram of a coplanar feed type microstrip antenna, which is a type of planar antenna. ICチップ(半導体素子)、再配線、封止樹脂およびアンテナ素子を具備する半導体パッケージの断面に関する概略図である。1 is a schematic diagram showing a cross section of a semiconductor package including an IC chip (semiconductor element), rewiring, a sealing resin, and an antenna element.

本発明は、式(1)で表される酸無水物の残基および脂環式ジアミン残基を有するポリイミド前駆体(A)、並びに溶剤(B)を含有し、
該脂環式ジアミン残基は、式(2)、式(3)および式(4)からなる群から選択される1種類以上の構造を有する、樹脂組成物である。
The present invention relates to a polyimide precursor (A) having an acid anhydride residue represented by formula (1) and an alicyclic diamine residue, and a solvent (B),
The alicyclic diamine residue is a resin composition having one or more structures selected from the group consisting of formula (2), formula (3), and formula (4).

Figure 0007666026000005
Figure 0007666026000005

式中、XおよびXは酸素原子、硫黄原子、または-NH-基のいずれかを示し、nは4~20整数を示す。 In the formula, X1 and X2 each represent an oxygen atom, a sulfur atom, or an --NH-- group, and n represents an integer of 4 to 20.

Figure 0007666026000006
Figure 0007666026000006

式(2)中、*印は結合部を示す。 In formula (2), the * symbol indicates the bond.

Figure 0007666026000007
Figure 0007666026000007

式(3)中、RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を示し、mは1~10の範囲内の整数を示し、*印は結合部を示す。 In formula (3), R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group, m represents an integer in the range of 1 to 10, and the * symbol represents a bond.

Figure 0007666026000008
Figure 0007666026000008

式(4)中、RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を示し、*印は結合部を示す。
以下に、各成分について説明する。
In formula (4), R3 and R4 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group or a trifluoromethyl group, and the * symbol represents a bond.
Each component will be described below.

ポリイミド前駆体(A)(以下、(A)成分と省略する場合がある)は、式(1)で表される酸無水物の残基を含有する。
(A)成分が、式(1)で表される酸無水物の残基を含有すことにより、樹脂組成物を硬化する際に、塩基発生剤などのイミド化促進剤を用いることなく250℃以下の低温でイミド化させることができる。イミド化することにより様々な溶剤に不溶となり、硬化する。また、樹脂組成物を硬化した硬化膜は伸度、強度が高く、UVレーザーでの加工性に優れる。
The polyimide precursor (A) (hereinafter, sometimes abbreviated as component (A)) contains a residue of an acid anhydride represented by formula (1).
Since the component (A) contains a residue of an acid anhydride represented by formula (1), the resin composition can be imidized at a low temperature of 250° C. or less without using an imidization accelerator such as a base generator when curing the resin composition. The imidization makes the resin insoluble in various solvents and cures the resin composition. In addition, the cured film obtained by curing the resin composition has high elongation and strength, and is excellent in processability with a UV laser.

Figure 0007666026000009
Figure 0007666026000009

式(1)中、XおよびXは酸素原子、硫黄原子、または-NH-基のいずれかを示す。なかでも、(A)成分の溶剤溶解性の観点から、XおよびXが、いずれも酸素原子であることが好ましい。式(1)中、nは4~20の整数を示す。中でも、nは8~16であることが低温硬化性、吸湿性及び耐熱性のバランスの観点から好ましい。nが4未満の場合、低温でのイミド化促進効果が得られにくく、nが21以上の場合、ガラス転移点の低下が懸念される。ここで、本発明において「~」と表記した場合、特に断りがない限りその上限および下限の数字を含むことを意味する。 In formula (1), X 1 and X 2 represent either an oxygen atom, a sulfur atom, or an -NH- group. Of these, from the viewpoint of the solvent solubility of the (A) component, it is preferable that both X 1 and X 2 are oxygen atoms. In formula (1), n represents an integer of 4 to 20. Of these, n is preferably 8 to 16 from the viewpoint of the balance of low-temperature curing property, moisture absorption, and heat resistance. When n is less than 4, it is difficult to obtain the effect of promoting imidization at low temperatures, and when n is 21 or more, there is a concern about a decrease in the glass transition point. Here, when "-" is written in the present invention, it means that the upper and lower limit numbers are included unless otherwise specified.

前記(A)ポリイミド前駆体が、前記式(1)で表される酸無水物の残基を、(A)ポリイミド前駆体中の全カルボン酸残基100モル%に対して、30モル%以上100モル%以下含むことが好ましい。上記範囲とすることで、硬化温度を低温化することができる。また特に上限はないが、70モル%以下に抑えることで、他モノマーに応じた異なる特性を付与でき、50モル%以下だと他特性とのバランスがさらに優れるためより好ましい。 It is preferable that the (A) polyimide precursor contains 30 mol % or more and 100 mol % or less of the acid anhydride residue represented by the formula (1) relative to 100 mol % of all carboxylic acid residues in the (A) polyimide precursor. By setting the content within the above range, the curing temperature can be lowered. There is no particular upper limit, but by keeping the content at 70 mol % or less, different properties can be imparted depending on the other monomers, and at 50 mol % or less, the balance with other properties is even better, which is more preferable.

前記式(1)で表される酸無水物としては、例えば、テトラメチレンビストリメリテート二無水物、ペンタメチレンビストリメリテート二無水物、ヘキサメチレンビストリメリテート二無水物、ヘプタメチレンビストリメリテート二無水物、オクタメチレンビストリメリテート二無水物、ノナメチレンビストリメリテート二無水物、デカメチレンビストリメリテート二無水物、ドデカメチレンビストリメリテート二無水物、テトラデカメチレンビストリメリテート二無水物、ヘキサデカメチレンビストリメリテート二無水物、オクタデカメチレンビストリメリテート二無水物等のエステル化合物並びに、テトラエチレンビストリメリット酸アミド二無水物、ペンタメチレンビストリメリット酸アミド二無水物、ヘキサメチレンビストリメリット酸アミド二無水物、ヘプタメチレンビストリメリット酸アミド二無水物、オクタメチレンビストリメリット酸アミド二無水物、ノナメチレンビストリメリット酸アミド二無水物、デカメチレンビストリメリット酸アミド二無水物、ドデカメチレンビストリメリット酸アミド二無水物、テトラデカメチレンビストリメリット酸アミド二無水物、ヘキサデカメチレンビストリメリット酸アミド二無水物、オクタデカメチレンビストリメリット酸アミド二無水物等のアミド化合物並びに、テトラエチレンビストリメリット酸チオエステル二無水物、ペンタメチレンビストリメリット酸チオエステル二無水物、ヘキサメチレンビストリメリット酸チオエステル二無水物、ヘプタメチレンビストリメリット酸チオエステル二無水物、オクタメチレンビストリメリット酸チオエステル二無水物、ノナメチレンビストリメリット酸チオエステル二無水物、デカメチレンビストリメリット酸チオエステル二無水物、ドデカメチレンビストリメリット酸チオエステル二無水物、テトラデカメチレンビストリメリット酸チオエステル二無水物、ヘキサデカメチレンビストリメリット酸チオエステル二無水物、オクタデカメチレンビストリメリット酸チオエステル二無水物等のチオエステル化合物が挙げられる。低温硬化性、吸湿性、溶剤可溶性及び耐熱性のバランスの観点から、オクタメチレンビストリメリテート二無水物、ノナメチレンビストリメリテート二無水物、デカメチレンビストリメリテート二無水物、ドデカメチレンビストリメリテート二無水物などが挙げられる。上記の酸無水物は1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらのテトラカルボン酸二無水物は、無水トリメリット酸モノクロライド及び対応するジオールから合成することができる。 Examples of the acid anhydride represented by the formula (1) include tetramethylene bistrimellitate dianhydride, pentamethylene bistrimellitate dianhydride, hexamethylene bistrimellitate dianhydride, heptamethylene bistrimellitate dianhydride, octamethylene bistrimellitate dianhydride, nonamethylene bistrimellitate dianhydride, decamethylene bistrimellitate dianhydride, dodecamethylene bistrimellitate dianhydride, tetradecamethylene bistrimellitate dianhydride, hexadecane Ester compounds such as camethylene bistrimellitate dianhydride and octadecamethylene bistrimellitate dianhydride, as well as tetraethylene bistrimellitate amide dianhydride, pentamethylene bistrimellitate amide dianhydride, hexamethylene bistrimellitate amide dianhydride, heptamethylene bistrimellitate amide dianhydride, octamethylene bistrimellitate amide dianhydride, nonamethylene bistrimellitate amide dianhydride, decamethylene bistrimellitate amide dianhydride, Examples of the amide compounds include water, dodecamethylene bistrimellitic acid amide dianhydride, tetradecamethylene bistrimellitic acid amide dianhydride, hexadecamethylene bistrimellitic acid amide dianhydride, and octadecamethylene bistrimellitic acid amide dianhydride, as well as thioester compounds such as tetraethylene bistrimellitic acid thioester dianhydride, pentamethylene bistrimellitic acid thioester dianhydride, hexamethylene bistrimellitic acid thioester dianhydride, heptamethylene bistrimellitic acid thioester dianhydride, octamethylene bistrimellitic acid thioester dianhydride, nonamethylene bistrimellitic acid thioester dianhydride, decamethylene bistrimellitic acid thioester dianhydride, dodecamethylene bistrimellitic acid thioester dianhydride, tetradecamethylene bistrimellitic acid thioester dianhydride, hexadecamethylene bistrimellitic acid thioester dianhydride, and octadecamethylene bistrimellitic acid thioester dianhydride. From the viewpoint of a balance between low-temperature curing property, moisture absorption, solvent solubility, and heat resistance, examples of suitable acid anhydrides include octamethylene bistrimellitate dianhydride, nonamethylene bistrimellitate dianhydride, decamethylene bistrimellitate dianhydride, and dodecamethylene bistrimellitate dianhydride. The above acid anhydrides can be used alone or in combination of two or more. These tetracarboxylic acid dianhydrides can be synthesized from trimellitic anhydride monochloride and the corresponding diol.

(A)成分は、さらに脂環式ジアミン残基を含有する。該脂環式ジアミン残基は、式(2)、式(3)、および式(4)からなる群から選択される1種類以上の構造を有する。かかる残基を有することで吸水性が抑えられ、恒温恒湿条件下(例えば、23℃/45%RH)での吸湿率を抑えることができる。また、前記式(1)で表される酸無水物の残基の低温でのイミド化を補助する役割を担う。 Component (A) further contains an alicyclic diamine residue. The alicyclic diamine residue has one or more structures selected from the group consisting of formula (2), formula (3), and formula (4). By having such a residue, water absorption is suppressed, and the moisture absorption rate under constant temperature and humidity conditions (e.g., 23°C/45% RH) can be suppressed. In addition, it plays a role in supporting the imidization of the acid anhydride residue represented by formula (1) at low temperatures.

Figure 0007666026000010
Figure 0007666026000010

式(2)中、*印は結合部を示す。
式(2)で表される構造を有する脂環式ジアミンとしては、トランス―1,4-シクロヘキサンジアミン、トランス―1,3-シクロヘキサンジアミン、トランス―1,2-シクロヘキサンジアミン、シス―1,4-シクロヘキサンジアミン、シス―1,3-シクロヘキサンジアミン、シス―1,2-シクロヘキサンジアミン、1,2-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサンおよび1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサンが挙げられる。中でも、熱膨張が小さくなることからトランス―1,4-シクロヘキサンジアミンが好ましい
In formula (2), the symbol * indicates a bond.
Examples of alicyclic diamines having a structure represented by formula (2) include trans-1,4-cyclohexanediamine, trans-1,3-cyclohexanediamine, trans-1,2-cyclohexanediamine, cis-1,4-cyclohexanediamine, cis-1,3-cyclohexanediamine, cis-1,2-cyclohexanediamine, 1,2-bis(aminomethyl)cyclohexane, 1,3-bis(aminomethyl)cyclohexane, and 1,4-bis(aminomethyl)cyclohexane. Among these, trans-1,4-cyclohexanediamine is preferred because it has a small thermal expansion.

Figure 0007666026000011
Figure 0007666026000011

式(3)中、RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を示す。また、mは1~10の範囲内の整数を示す。また、*印は結合部を示す。
式(3)で表される構造を有する脂環式ジアミンとしては、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、4,4’-メチレンビス(2-メチルシクロヘキシルアミン)、4,4’-イソプロピリデンビス(シクロヘキシルアミン)、4,4’-イソプロピリデンビス(2-メチルシクロヘキシルアミン)、4,4’-ヘキサフルオロイソプロピリデンビス(シクロヘキシルアミン)および4,4’-ヘキサフルオロイソプロピリデンビス(2-メチルシクロヘキシルアミン)などが挙げられる。
In formula (3), R1 and R2 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group, and m represents an integer ranging from 1 to 10. The symbol * represents a bond.
Examples of the alicyclic diamine having the structure represented by formula (3) include 4,4'-methylenebis(cyclohexylamine), 4,4'-methylenebis(2-methylcyclohexylamine), 4,4'-isopropylidenebis(cyclohexylamine), 4,4'-isopropylidenebis(2-methylcyclohexylamine), 4,4'-hexafluoroisopropylidenebis(cyclohexylamine), and 4,4'-hexafluoroisopropylidenebis(2-methylcyclohexylamine).

Figure 0007666026000012
Figure 0007666026000012

式(4)中、RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基を示す。また、*印は結合部を示す。
式(4)で表される構造を有する脂環式ジアミンとしては、4、4’-ビシクロヘキシルジアミン、2,2‘-メチル-4、4’-アミノビシクロヘキサン、2,2‘-トリフルオロメチル-4、4’-アミノビシクロヘキサンなどが挙げられる。
In formula (4), R3 and R4 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group, and the asterisk (*) represents a bond.
Examples of the alicyclic diamine having the structure represented by formula (4) include 4,4'-bicyclohexyldiamine, 2,2'-methyl-4,4'-aminobicyclohexane, and 2,2'-trifluoromethyl-4,4'-aminobicyclohexane.

本発明において、(A)成分は、下記式(5)で表される構造を有する樹脂構造であることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that component (A) is a resin structure having a structure represented by the following formula (5).

Figure 0007666026000013
Figure 0007666026000013

式(5)中、複数のRはそれぞれ独立に4~6価の炭素数4~40の有機基を示す。複数のRはそれぞれ独立に2価の炭素数2~40の有機基を示し、Rは水素原子または炭素数1~20の有機基を示す。lは2~4の整数である。 In formula (5), each of the R5 's independently represents a tetravalent to hexavalent organic group having 4 to 40 carbon atoms. Each of the R6 's independently represents a divalent organic group having 2 to 40 carbon atoms, and R7 represents a hydrogen atom or an organic group having 1 to 20 carbon atoms. 1 is an integer of 2 to 4.

前記(A)成分は、前記式(1)で表される酸無水物の残基以外の酸無水物残基を含んでいてもよい。
中でもUVレーザーの加工性の観点から芳香族酸二無水物残基を含むことが好ましく、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物残基およびその誘導体残基を含むことがさらに好ましい。
The component (A) may contain an acid anhydride residue other than the acid anhydride residue represented by the formula (1).
Among these, from the viewpoint of processability with a UV laser, it is preferable that the compound contains an aromatic acid dianhydride residue, and it is more preferable that the compound contains a biphenyltetracarboxylic acid dianhydride residue or a derivative residue thereof.

具体例としては、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、1,1-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、1,2,5,6-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、9,9-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)フルオレン酸二無水物、9,9-ビス{4-(3,4-ジカルボキシフェノキシ)フェニル}フルオレン酸二無水物、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5,6-ピリジンテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10-ペリレンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、3,4-ジカルボキシ-1,2,3,4-テトラヒドロ-1-ナフタレンコハク酸二無水物、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロフリル)-3-メチル-3-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸二無水物、2,3,5-トリカルボキシ-2-シクロペンタン酢酸二無水物、ビシクロ[2.2.2]オクト-7-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物、2,3,4,5-テトラヒドロフランテトラカルボン酸二無水物、3,5,6-トリカルボキシ-2-ノルボルナン酢酸二無水物、1,3,3a,4,5,9b-ヘキサヒドロ-5(テトラヒドロ-2,5-ジオキソ-3-フラニル)ナフト[1,2-c]フラン-1,3-ジオンおよび下記式に示した構造の酸二無水物や、これらの芳香族環や炭化水素の水素原子の一部を、炭素数1~10のアルキル基やなどで置換した化合物、挙げることができるが、これらに限定されない。これらは単独でまたは2種以上を組み合わせて使用される。 Specific examples include pyromellitic dianhydride, 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3',4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2',3,3'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 2,2',3,3'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)propane dianhydride, 2,2-bis(2,3-dicarboxyphenyl)propane dianhydride, 1,1-bis(3,4-dicarboxyphenyl)ethane dianhydride, 1,1-bis(2,3 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 9,9-bis(3,4-dicarboxyphenyl)fluorene dianhydride, 9,9-bis{4-(3,4-dicarboxyphenoxy)phenyl}fluorene dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,5,6-pyridinetetracarboxylic dianhydride, bis(3,4-dicarboxyphenyl)ethane dianhydride, bis(3,4-dicarboxyphenyl)methane dianhydride, bis(2,3-dicarboxyphenyl)methane dianhydride, bis(3,4-dicarboxyphenyl)sulfone dianhydride, bis(3,4-dicarboxyphenyl)ether dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 9,9-bis(3,4-dicarboxyphenyl)fluorene dianhydride, 9,9-bis{4-(3,4-dicarboxyphenoxy)phenyl}fluorene dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,5,6-pyridinetetracarboxylic dianhydride tetracarboxylic dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride, 3,3',4,4'-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, 3,4-dicarboxy-1,2,3,4-tetrahydro-1-naphthalenesuccinic dianhydride, 5-(2,5-dioxotetrahydrofuryl)-3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic dianhydride, 2,3,5-tricarboxy-2-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, Examples of such compounds include, but are not limited to, norbornane acetic dianhydride, bicyclo[2.2.2]oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, 2,3,4,5-tetrahydrofuran tetracarboxylic dianhydride, 3,5,6-tricarboxy-2-norbornane acetic dianhydride, 1,3,3a,4,5,9b-hexahydro-5(tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl)naphtho[1,2-c]furan-1,3-dione, and acid dianhydrides having the structure shown in the formula below, as well as compounds in which some of the hydrogen atoms of these aromatic rings or hydrocarbons are substituted with alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms. These may be used alone or in combination of two or more.

Figure 0007666026000014
Figure 0007666026000014

Figure 0007666026000015
Figure 0007666026000015

上記構造中、Rは酸素原子、C(CHまたはSOを、R~R12は水素原子、水酸基またはチオール基を表す。 In the above structure, R 8 represents an oxygen atom, C(CH 3 ) 2 or SO 2 , and R 9 to R 12 represent a hydrogen atom, a hydroxyl group or a thiol group.

前記(A)成分は、前記式(2)~(4)記載の構造を有する脂環式ジアミン残基以外のジアミン残基を含んでいてもよい。
例えばジメチルシロキサン構造やジフェニルエーテル構造を含有することで高伸度を付与でき、ビフェニル基を含有することでUVアブレーション性が向上する。その他、フェノール性水酸基の導入によるアルカリ可溶性の付与、多環芳香族基や重元素による高屈折率化などが挙げられる。
The component (A) may contain a diamine residue other than the alicyclic diamine residue having the structure represented by any one of the formulas (2) to (4).
For example, the inclusion of a dimethylsiloxane structure or a diphenyl ether structure can impart high elongation, and the inclusion of a biphenyl group can improve UV ablation properties. Other examples include the introduction of a phenolic hydroxyl group to impart alkali solubility, and the introduction of a polycyclic aromatic group or a heavy element to increase the refractive index.

具体例としては、3,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,4’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,4’-ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’-ジアミノジフェニルスルフィド、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、m-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、1,5-ナフタレンジアミン、2,6-ナフタレンジアミン、ビス(4-アミノフェノキシフェニル)スルホン、ビス(3-アミノフェノキシフェニル)スルホン、ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス{4-(4-アミノフェノキシ)フェニル}エーテル、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、ベンジジン、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2’-ジエチル-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2’-ジトリフロオロメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジエチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジトリフロオロメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2’,3,3’-テトラメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’,4,4’-テトラメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)メチレン、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシ)ビフェニル、ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)フルオレンなどの芳香族ジアミン、ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、ビス(p-アミノ-フェニル)オクタメチルペンタシロキサンや、エチレンジアミン、1,3-ジアミノプロパン、2-メチル-1,3-プロパンジアミン、1,4-ジアミノブタン、1,5-ジアミノペンタン、2-メチル-1,5-ジアミノペンタン、1,6-ジアミノヘキサン、1,7-ジアミノヘプタン、1,8-ジアミノオクタン、1,9-ジアミノノナン、1,10-ジアミノデカン、1,11-ジアミノウンデカン、1,12-ジアミノドデカン、1,2-ビス(2-アミノエトキシ)エタン、KH-511、ED-600、ED-900、ED-2003、EDR-148、EDR-176、D-200、D-400、D-2000、THF-100、THF-140、THF-170、RE-600、RE-900、RE-2000、RP-405、RP-409、RP-2005、RP-2009、RT-1000、HE-1000、HT-1100、HT-1700、(以上商品名、HUNTSMAN(株)製)などの脂肪族ジアミンや、これらの芳香族環や炭化水素の水素原子の一部を、炭素数1~10のアルキル基などで置換した化合物などを挙げることができるが、これらに限定されない。共重合させる他のジアミンは、そのまま、あるいは対応するジイソシアネート化合物、トリメチルシリル化ジアミンとして用いることができる。また、これら2種以上のジアミン成分を組み合わせて用いてもよい。 Specific examples include 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl methane, 4,4'-diaminodiphenyl methane, 3,4'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 3,4'-diaminodiphenyl sulfide, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 1,5-naphthalenediamine, 2,6-naphthalenediamine, bis(4-aminophenoxyphenyl)sulfone, bis(3-aminophenoxyphenyl)sulfone, bis(4-aminophenoxy)biphenyl, bis{4-(4-aminophenoxy)furan phenyl} ether, 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene, benzidine, 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2'-diethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2'-ditrifluoromethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-diethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-ditrifluoromethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2',3,3'-tetramethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3',4,4'-tetramethyl-4,4'-diaminobiphenyl, bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)sulfone, bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)propane, bis( Aromatic diamines such as bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)methylene, bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)ether, bis(3-amino-4-hydroxy)biphenyl, and bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)fluorene, bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane, and bis(p-aminophenyl)octamethylpentasiloxane, as well as ethylenediamine, 1,3-diaminopropane, 2-methyl-1,3-propanediamine, 1,4-diaminobutane, 1,5-diaminopentane, 2-methyl-1,5-diaminopentane, 1,6-diaminohexane, 1,7-diaminoheptane, 1,8-diaminooctane, 1,9-diaminononane, 1,10-diaminodecane, 1,11-diaminohexane, and the like. Diaminoundecane, 1,12-diaminododecane, 1,2-bis(2-aminoethoxy)ethane, KH-511, ED-600, ED-900, ED-2003, EDR-148, EDR-176, D-200, D-400, D-2000, THF-100, THF-140, THF-170, RE-600, RE-900, RE-2000, RP-40 Examples of the diamines include, but are not limited to, aliphatic diamines such as RP-5, RP-409, RP-2005, RP-2009, RT-1000, HE-1000, HT-1100, and HT-1700 (all trade names, manufactured by HUNTSMAN Co., Ltd.), and compounds in which some of the hydrogen atoms of the aromatic rings or hydrocarbons are substituted with alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms. The other diamines to be copolymerized can be used as they are, or as the corresponding diisocyanate compounds or trimethylsilylated diamines. Two or more of these diamine components may also be used in combination.

前記(A)成分が、ビフェニル構造を有することが好ましい。
ビフェニル構造を有することで、高強度・高伸度の硬化膜が得られ、UVレーザーによるアブレーション加工性が向上する。ビフェニル構造を導入する方法としては、モノマーとしてビフェニル構造を有する酸成分および/またはジアミン成分を用いる方法が挙げられる。
The component (A) preferably has a biphenyl structure.
The biphenyl structure provides a cured film with high strength and high elongation, and improves ablation processability by UV laser. A method for introducing a biphenyl structure includes a method using an acid component and/or a diamine component having a biphenyl structure as a monomer.

酸成分としては前述した酸無水物の具体例の中でビフェニル構造を有するものが挙げられる。具体的には3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物が挙げられる。 The acid component may be any of the specific examples of acid anhydrides mentioned above that have a biphenyl structure. Specific examples include 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3',4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, and 2,2',3,3'-biphenyltetracarboxylic dianhydride.

ジアミン成分としては前述したジアミンの具体例の中でビフェニル構造を有するものが挙げられる。具体的には、ベンジジン、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2’-ジエチル-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2’-ジトリフロオロメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジエチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジトリフロオロメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2’,3,3’-テトラメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’,4,4’-テトラメチル-4,4’-ジアミノビフェニルが挙げられる。 The diamine component may be any of the specific examples of diamines mentioned above that have a biphenyl structure. Specific examples include benzidine, 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2'-diethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2'-ditrifluoromethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-diethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-ditrifluoromethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2',3,3'-tetramethyl-4,4'-diaminobiphenyl, and 3,3',4,4'-tetramethyl-4,4'-diaminobiphenyl.

前記(A)成分は、ポリアミド酸エステル構造を含むことが好ましい。
ポリアミド酸エステル構造を有することで、熱硬化時に(A)成分の解重合反応が抑制できるため、引張伸度、破断点強度の高い硬化膜が得られる。また、(A)成分がポリアミド酸の場合、カルボン酸と金属配線が相互作用することで金属拡散が発生するが、エステル化されていることで金属成分の含有量が低くなり、UVレーザーを用いたアブレーション加工において残渣のない高解像度なパターンが得られる。ポリアミド酸エステル構造としては、前記式(5)中、Rが炭素数1~20の有機基である構造が挙げられる。低温硬化性および硬化収縮を抑えられるため、Rがメチル基であることがより好ましい。Rを含むカルボン酸残基のエステル化率は10%以上、90%未満であることがより好ましい。なお、カルボン酸残基は、イミド化している部位を含むものとする。イミド化が10%である場合、エステル化率は90%未満となる。金属密着・アブレーション加工の残渣・形状のバランスから、エステル化率はカルボン酸残基のエステル化率は10%以上が好ましく、40%以上がさらに好ましい。
The component (A) preferably contains a polyamic acid ester structure.
By having a polyamic acid ester structure, the depolymerization reaction of the (A) component can be suppressed during thermal curing, so that a cured film with high tensile elongation and breaking strength can be obtained. In addition, when the (A) component is a polyamic acid, metal diffusion occurs due to the interaction between the carboxylic acid and the metal wiring, but the content of the metal component is reduced by esterification, and a high-resolution pattern without residue can be obtained in ablation processing using a UV laser. As the polyamic acid ester structure, a structure in which R 7 in the formula (5) is an organic group having 1 to 20 carbon atoms can be mentioned. Since low-temperature curing properties and curing shrinkage can be suppressed, it is more preferable that R 7 is a methyl group. It is more preferable that the esterification rate of the carboxylic acid residue containing R 7 is 10% or more and less than 90%. Note that the carboxylic acid residue includes an imidized portion. When the imidization is 10%, the esterification rate is less than 90%. In terms of the balance between metal adhesion, ablation processing residue, and shape, the esterification rate of the carboxylic acid residue is preferably 10% or more, and more preferably 40% or more.

前記のエステル化については、(A)成分構造に由来する構造単位の全カルボン酸残基100モル%に対して、式(6)または式(7)で表される化合物を130モル%~200モル%用いることが好ましい。これより、エステル化とイミド化の両方を促進することができるため好ましい。 For the above-mentioned esterification, it is preferable to use 130 mol % to 200 mol % of the compound represented by formula (6) or formula (7) relative to 100 mol % of all carboxylic acid residues in the structural units derived from the (A) component structure. This is preferable because it can promote both esterification and imidization.

Figure 0007666026000016
Figure 0007666026000016

式(6)中、R13は水素原子または炭素数1以上20以下の1価の有機基を示し、反応性の観点から水素原子が好ましい。R14は水素原子または炭素数1以上20以下の1価の有機基を示し、中でも窒素含有有機基が好ましい。
具体的にはジメチルアミノ基が反応性の点で好ましい。式(6)中、複数のR15はそれぞれ独立に炭素数1以上20以下の1価の有機基を示す。
In formula (6), R 13 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, and is preferably a hydrogen atom from the viewpoint of reactivity. R 14 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, and is preferably a nitrogen-containing organic group.
Specifically, a dimethylamino group is preferred in terms of reactivity. In formula (6), a plurality of R 15 each independently represents a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms.

Figure 0007666026000017
Figure 0007666026000017

式(7)中、R16は炭素数1以上20以下の2価の環状有機基を示し、中でも窒素含有の環状有機基が好ましい。複数のR17はそれぞれ独立に炭素数1以上20以下の1価の有機基を示す。式(6)中のR15および式(7)中のR17は、(A)成分のエステル基の官能基となり、導入したい置換基を選択することができる。 In formula (7), R 16 represents a divalent cyclic organic group having 1 to 20 carbon atoms, and among these, a nitrogen-containing cyclic organic group is preferable. Each of the multiple R 17 independently represents a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. R 15 in formula (6) and R 17 in formula (7) are functional groups of the ester group of component (A), and a substituent to be introduced can be selected.

また、本発明の樹脂組成物の保存安定性向上や様々な機能を発現させるため、(A)成分は主鎖末端を末端封止剤で封止してもよい。末端封止剤としては、モノアミン、酸無水物、モノカルボン酸、モノ酸クロリド化合物、モノアルコール、モノ活性エステル化合物など公知のものが挙げられる。末端封止剤の導入割合は、現像液への溶解性および得られる硬化膜の機械特性の観点から、0.1モル%以上60モル%以下が好ましく、特に好ましくは5モル%以上50モル%以下である。複数の末端封止剤を反応させ、複数の異なる末端基を導入してもよい。 In addition, in order to improve the storage stability of the resin composition of the present invention and to exhibit various functions, the main chain ends of component (A) may be blocked with a terminal blocking agent. Examples of terminal blocking agents include known ones such as monoamines, acid anhydrides, monocarboxylic acids, monoacid chloride compounds, monoalcohols, and monoactive ester compounds. From the viewpoint of solubility in the developer and the mechanical properties of the resulting cured film, the introduction ratio of the terminal blocking agent is preferably 0.1 mol% to 60 mol%, and particularly preferably 5 mol% to 50 mol%. Multiple terminal blocking agents may be reacted to introduce multiple different terminal groups.

末端封止剤に用いるモノアミンとしては公知の化合物を用いることができるが、M-600,M-2070(以上商品名、HUNTSMAN(株)製)、アニリン、2-エチニルアニリン、3-エチニルアニリン、4-エチニルアニリン、2-アミノ安息香酸、3-アミノ安息香酸、4-アミノ安息香酸、4-アミノサリチル酸、2-アミノフェノール、3-アミノフェノール、4-アミノフェノールなどを用いることができる。これらを2種以上用いてもよい。 As the monoamine used as the terminal blocking agent, known compounds can be used, such as M-600, M-2070 (all trade names, manufactured by HUNTSMAN Co., Ltd.), aniline, 2-ethynylaniline, 3-ethynylaniline, 4-ethynylaniline, 2-aminobenzoic acid, 3-aminobenzoic acid, 4-aminobenzoic acid, 4-aminosalicylic acid, 2-aminophenol, 3-aminophenol, and 4-aminophenol. Two or more of these may be used.

酸無水物、モノカルボン酸、モノ酸クロリド化合物、モノ活性エステル化合物としては、公知の化合物を用いることができるが、無水フタル酸、無水マレイン酸、ナジック酸無水物、シクロヘキサンジカルボン酸無水物、イタコン酸無水物などの酸無水物、3-カルボキシフェノール、4-カルボキシフェノール、1-ヒドロキシ-7-カルボキシナフタレン、1-ヒドロキシ-6-カルボキシナフタレン、などのモノカルボン酸類およびこれらのカルボキシル基がエステル化した活性エステル化合物などを用いることができる。これらを2種以上用いてもよい。 As the acid anhydride, monocarboxylic acid, monoacid chloride compound, and monoactive ester compound, known compounds can be used, but examples of suitable compounds include acid anhydrides such as phthalic anhydride, maleic anhydride, nadic anhydride, cyclohexanedicarboxylic anhydride, and itaconic anhydride, monocarboxylic acids such as 3-carboxyphenol, 4-carboxyphenol, 1-hydroxy-7-carboxynaphthalene, and 1-hydroxy-6-carboxynaphthalene, and active ester compounds in which the carboxyl groups of these compounds are esterified. Two or more of these compounds may also be used.

末端封止剤に用いるモノアルコールとしては、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、1-ペンタノール、などの脂肪族アルコールまたは、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテルなどのアルキレンオキサイド由来のモノアルコールなどを用いることができる。これらを2種以上用いてもよい。 As the monoalcohol used as the terminal blocking agent, aliphatic alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, and 1-pentanol, or monoalcohols derived from alkylene oxides such as ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, and tripropylene glycol monomethyl ether can be used. Two or more of these may be used.

また、本発明に用いる(A)成分に導入された種々の残基は、NMRなど公知の分析方法で容易に検出できる。 In addition, the various residues introduced into component (A) used in the present invention can be easily detected by known analytical methods such as NMR.

(A)成分は、重量平均分子量5,000以上100,000以下であることが好ましい。重量平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によるポリスチレン換算で5,000以上とすることにより、硬化後の伸度、破断点強度、弾性率といった機械特性を向上させることができる。より優れた機械特性を得るため、20,000以上がより好ましい。また、(A)成分が2種以上の樹脂を含有する場合、少なくとも1種の重量平均分子量が上記範囲であればよい。 The weight average molecular weight of component (A) is preferably 5,000 or more and 100,000 or less. By making the weight average molecular weight 5,000 or more as calculated using polystyrene by GPC (gel permeation chromatography), mechanical properties such as elongation after curing, strength at break, and elastic modulus can be improved. In order to obtain better mechanical properties, a weight average molecular weight of 20,000 or more is more preferable. In addition, when component (A) contains two or more types of resins, it is sufficient that the weight average molecular weight of at least one of them is within the above range.

(A)成分は、例えば以下のような公知の重合方法で得られる。まず、ジアミン、酸二無水物、他の共重合成分を室温で、場合によっては高めた温度で、有機溶剤中に溶解し、次いで加熱して重合させる。反応時の溶液の安定性の観点から、溶解させる順番は溶解性の高いジアミン化合物を先に行うことが好ましい。場合によっては他の共重合成分を加え、末端封止剤となる酸、または酸無水物、またはモノアミンを加えて重合させる。得られた(A)成分をエステル化する場合、上記の重合後、カルボン酸をエステル化剤で反応させる。特に、前記式(6)または式(7)を用いた場合、イミド化率を調整できる。また、ピリジンなどのイミド化促進剤を添加し、40~150℃で攪拌することによって、イミド化率を調整してもよい。 Component (A) can be obtained, for example, by the following known polymerization method. First, diamine, acid dianhydride, and other copolymerization components are dissolved in an organic solvent at room temperature, or at an elevated temperature if necessary, and then heated to polymerize. From the viewpoint of the stability of the solution during the reaction, it is preferable to dissolve the highly soluble diamine compound first. If necessary, other copolymerization components are added, and then an acid, acid anhydride, or monoamine that serves as an end-capping agent is added and polymerized. When the obtained component (A) is to be esterified, after the above polymerization, the carboxylic acid is reacted with an esterifying agent. In particular, when the above formula (6) or formula (7) is used, the imidization rate can be adjusted. The imidization rate may also be adjusted by adding an imidization promoter such as pyridine and stirring at 40 to 150°C.

上記の方法で重合させた後、他添加剤を混合し、樹脂組成物としてもよいが、多量の水またはメタノールおよび水の混合液などに投入し、沈殿させて濾別乾燥し、単離することが好ましい。乾燥温度は40~100℃が好ましく、より好ましくは50~80℃である。この操作によって未反応のモノマーや、2量体や3量体などのオリゴマー成分が除去され、熱硬化後の膜特性を向上させることができる。 After polymerization by the above method, other additives may be mixed to form a resin composition, but it is preferable to add it to a large amount of water or a mixture of methanol and water, precipitate it, filter, dry, and isolate it. The drying temperature is preferably 40 to 100°C, and more preferably 50 to 80°C. This operation removes unreacted monomers and oligomer components such as dimers and trimers, improving the film properties after thermal curing.

本発明における、イミド化率は、例えば以下の方法で容易に求めることができる。まず、ポリマーの赤外吸収スペクトルを測定し、ポリイミドに起因するイミド構造の吸収ピーク(1780cm-1付近、1377cm-1付近)の存在を確認する。次に、そのポリマーを350℃で1時間熱処理したもののイミド化率を100%のサンプルとして赤外吸収スペクトルを測定し、熱処理前後の樹脂の1377cm-1付近のピーク強度を比較することによって、熱処理前樹脂中のイミド基の含量を算出し、イミド化率を求める。 In the present invention, the imidization ratio can be easily determined, for example, by the following method. First, the infrared absorption spectrum of the polymer is measured to confirm the presence of absorption peaks (near 1780 cm -1 and 1377 cm -1) of the imide structure resulting from polyimide. Next, the polymer is heat-treated at 350°C for 1 hour, and a sample having an imidization ratio of 100% is subjected to infrared absorption spectrum measurement. The peak intensities near 1377 cm- 1 of the resin before and after the heat treatment are compared to calculate the content of imide groups in the resin before the heat treatment, thereby determining the imidization ratio.

(A)成分の重合に用いる有機溶剤としては、例えば、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、N,N’-ジメチルプロピレン尿素、N,N-ジメチルイソ酪酸アミド、メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミドのアミド類、γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、δ-バレロラクトン、γ-カプロラクトン、ε-カプロラクトン、α-メチル-γ-ブチロラクトンなどの環状エステル類、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどのカーボネート類、トリエチレングリコールなどのグリコール類、m-クレゾール、p-クレゾールなどのフェノール類、アセトフェノン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、スルホラン、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチルなどが挙げられるがこれらに限定されない。 Examples of organic solvents used in the polymerization of component (A) include amides such as N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N,N'-dimethylpropyleneurea, N,N-dimethylisobutyric acid amide, methoxy-N,N-dimethylpropionamide, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-valerolactone, γ-caprolactone, ε-caprolactone, α-methyl-γ-butyrolactone, Examples include, but are not limited to, cyclic esters such as lactones, carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate, glycols such as triethylene glycol, phenols such as m-cresol and p-cresol, acetophenone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, sulfolane, dimethyl sulfoxide, tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, propylene glycol monomethyl ether acetate, and ethyl lactate.

本発明の樹脂組成物は、溶剤(B)を含有する。溶剤としては、N-メチル-2-ピロリドン、γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、δ-バレロラクトン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、N,N’-ジメチルプロピレン尿素、N,N-ジメチルイソ酪酸アミド、メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミドなどの極性の非プロトン性溶剤、テトラヒドロフラン、ジオキサン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルなどのエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、ジイソブチルケトンなどのケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸プロピル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテートなどのエステル類、乳酸エチル、乳酸メチル、ジアセトンアルコール、3-メチル-3-メトキシブタノールなどのアルコール類、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類等が挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。これらの中でも(A)成分の溶解性が良好なアミド系溶剤が好ましく、N-メチル-2-ピロリドン、N,N’-ジメチルプロピレン尿素、N,N-ジメチルイソ酪酸アミド、メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミドが好ましい。 The resin composition of the present invention contains a solvent (B). Examples of the solvent include polar aprotic solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-valerolactone, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N,N'-dimethylpropyleneurea, N,N-dimethylisobutyric acid amide, and methoxy-N,N-dimethylpropionamide, ethers such as tetrahydrofuran, dioxane, propylene glycol monomethyl ether, and propylene glycol monoethyl ether, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and diisobutyl ketone, esters such as ethyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, propyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, and 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, alcohols such as ethyl lactate, methyl lactate, diacetone alcohol, and 3-methyl-3-methoxybutanol, and aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene. Two or more of these may be contained. Among these, amide-based solvents that have good solubility for component (A) are preferred, with N-methyl-2-pyrrolidone, N,N'-dimethylpropyleneurea, N,N-dimethylisobutyric acid amide, and methoxy-N,N-dimethylpropionamide being preferred.

溶剤の含有量は(A)成分を溶解させるため、(A)成分100質量部に対して、100質量部以上含有することが好ましく、膜厚1μm以上の塗膜を形成させるため、1,500質量部以下含有することが好ましい。 The content of the solvent is preferably 100 parts by mass or more per 100 parts by mass of component (A) in order to dissolve component (A), and is preferably 1,500 parts by mass or less in order to form a coating film with a thickness of 1 μm or more.

本発明の樹脂組成物は、発明の効果を損なわない範囲で、密着改良剤、酸化防止剤、界面活性剤、などを添加してもよい。 The resin composition of the present invention may contain adhesion improvers, antioxidants, surfactants, etc., as long as the effects of the invention are not impaired.

前記密着改良剤としては、金属系の下地に対しては窒素原子を含む複素環化合物が、シリコン基板については、シランカップリング剤が挙げられる。窒素原子を含む複素環化合物が、としてはイミダゾール、ピラゾール、インダゾール、カルバゾール、ピラゾリン、ピラゾリジン、トリアゾール、テトラゾール、ピリジン、ピペリジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、シアヌル酸、イソシアヌル酸およびこれらの誘導体が挙げられ、より具体的には、1H-ベンゾトリアゾール、4-メチル-1H-メチルベンゾトリアゾール、5-メチル-1H-メチルベンゾトリアゾール、4-カルボキシ-1H-ベンゾトリアゾール、5-カルボキシ-1H-ベンゾトリアゾール、1H-テトラゾール、5-メチル-1H-テトラゾール、5-フェニル-1H-テトラゾールなどが挙げられる。 The adhesion improver includes a heterocyclic compound containing a nitrogen atom for metal substrates, and a silane coupling agent for silicon substrates. Examples of the heterocyclic compound containing a nitrogen atom include imidazole, pyrazole, indazole, carbazole, pyrazoline, pyrazolidine, triazole, tetrazole, pyridine, piperidine, pyrimidine, pyrazine, triazine, cyanuric acid, isocyanuric acid, and derivatives thereof, and more specifically, 1H-benzotriazole, 4-methyl-1H-methylbenzotriazole, 5-methyl-1H-methylbenzotriazole, 4-carboxy-1H-benzotriazole, 5-carboxy-1H-benzotriazole, 1H-tetrazole, 5-methyl-1H-tetrazole, 5-phenyl-1H-tetrazole, etc.

窒素原子を含む複素環化合物の含有量としては、好ましくは(A)成分100質量部に対し、0.01質量部以上5.0質量部以下が好ましく、0.05質量部以上3.0質量部以下がより好ましい。窒素原子を含む複素環化合物の含有量が、かかる範囲である場合に、現像性および下地金属の安定化効果を適度に保つことができる。 The content of the heterocyclic compound containing a nitrogen atom is preferably 0.01 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less, and more preferably 0.05 parts by mass or more and 3.0 parts by mass or less, per 100 parts by mass of component (A). When the content of the heterocyclic compound containing a nitrogen atom is within this range, the developability and the stabilization effect of the base metal can be maintained at an appropriate level.

また、前記シランカップリング剤としては、トリメトキシアミノプロピルシラン、トリメトキシシクロヘキシルエポキシエチルシラン、トリメトキシビニルシラン、トリメトキシチオールプロピルシラン、トリメトキシグリシジルオキシプロピルシラン、トリス(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、および、トリメトキシアミノプロピルシランと酸無水物との反応物が挙げられる。該反応物は、アミド酸の状態またはイミド化した状態で用いることができる。反応させる酸無水物としては、無水コハク酸、無水マレイン酸、ナジック酸無水物、シクロヘキサンジカルボン酸無水物、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、4,4’-オキシジフタル酸二無水物が挙げられる。シランカップリング剤の好ましい含有量は、(A)成分100質量部に対して0.01~10質量部である。 Examples of the silane coupling agent include trimethoxyaminopropylsilane, trimethoxycyclohexylepoxyethylsilane, trimethoxyvinylsilane, trimethoxythiolpropylsilane, trimethoxyglycidyloxypropylsilane, tris(trimethoxysilylpropyl)isocyanurate, and a reaction product of trimethoxyaminopropylsilane and an acid anhydride. The reaction product can be used in the form of an amide acid or an imidized state. Examples of the acid anhydride to be reacted include succinic anhydride, maleic anhydride, nadic anhydride, cyclohexanedicarboxylic anhydride, pyromellitic dianhydride, 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2',3,3'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, and 4,4'-oxydiphthalic dianhydride. The preferred content of the silane coupling agent is 0.01 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of component (A).

前記酸化防止剤を含有することで、後工程の硬化における硬化膜の黄変および伸度などの機械特性の低下を抑えられる。また、金属材料への防錆作用により、金属材料の酸化を抑制することができるため、好ましい。 The inclusion of the antioxidant prevents yellowing of the cured film during the subsequent curing process and reduces the deterioration of mechanical properties such as elongation. It is also preferable because it has a rust-preventing effect on metal materials and can suppress oxidation of metal materials.

酸化防止剤としてはヒンダードフェノール系酸化防止剤またはヒンダードアミン系酸化防止剤が好ましい。ヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、例えば、Irganox245、Irganox3114、Irganox1010、(以上、商品名、BASF(株)製)、または、2,6-ジ(t-ブチル)-p-クレゾール、が挙げられるが、これらに限定されない。ヒンダードアミン系酸化防止剤としては、例えば、TINUVIN144、TINUVIN292、(以上、商品名、BASF(株)製)、1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジルメタクリレート又は2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジルメタクリレートが挙げられる。その他の酸化防止剤としては、フェノール、カテコール、レゾルシノール、ハイドロキノン、4-t-ブチルカテコール、2,6-ジ(t-ブチル)-p-クレゾール、フェノチアジン、4-メトキシフェノールが挙げられる。酸化防止剤の含有量としては、好ましくは(A)成分100質量部に対し、0.1質量部以上10.0質量部以下が好ましく、0.3質量部以上5.0質量部以下がより好ましい。酸化防止剤の含有量が、かかる範囲である場合に、現像性および硬化による変色抑制効果を適度に保つことができる。 As the antioxidant, a hindered phenol-based antioxidant or a hindered amine-based antioxidant is preferred. Examples of hindered phenol-based antioxidants include, but are not limited to, Irganox 245, Irganox 3114, and Irganox 1010 (all trade names, manufactured by BASF Corporation), and 2,6-di(t-butyl)-p-cresol. Examples of hindered amine-based antioxidants include, but are not limited to, TINUVIN 144 and TINUVIN 292 (all trade names, manufactured by BASF Corporation), 1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl methacrylate, and 2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl methacrylate. Other antioxidants include phenol, catechol, resorcinol, hydroquinone, 4-t-butylcatechol, 2,6-di(t-butyl)-p-cresol, phenothiazine, and 4-methoxyphenol. The content of the antioxidant is preferably 0.1 parts by mass or more and 10.0 parts by mass or less, and more preferably 0.3 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less, per 100 parts by mass of component (A). When the content of the antioxidant is within this range, the developability and the effect of suppressing discoloration due to curing can be appropriately maintained.

前記界面活性剤により、硬化膜の表面膜厚が均一化されるため、表面の屈折率が均一になり、レーザーによるアブレーション加工時に高解像度なパターンが得られる。具体的には、界面活性剤としては、住友3M(株)製の“フロラード”(登録商標)、DIC(株)製の“メガファック”(登録商標)、旭硝子(株)製の“スルフロン”(登録商標)などのフッ素系界面活性剤、信越化学工業(株)製のKP341、チッソ(株)製のDBE、共栄社化学(株)製の“ポリフロー”(登録商標)、“グラノール”(登録商標)、ビック・ケミー(株)製のBYKなどの有機シロキサン界面活性剤、共栄社化学(株)製のポリフローなどのアクリル重合物の界面活性剤が挙げられる。この中でも、(A)成分との相溶性が低いことで硬化膜の膜表面に偏在しやすい点から、アクリル重合物の界面活性剤であることが好ましい。界面活性剤は(A)成分100質量部に対し、0.01~10質量部含有することが好ましい。 The surfactant makes the surface thickness of the cured film uniform, so that the refractive index of the surface becomes uniform, and a high-resolution pattern can be obtained during ablation processing by laser. Specifically, examples of the surfactant include fluorine-based surfactants such as "Florard" (registered trademark) manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd., "Megafac" (registered trademark) manufactured by DIC Corporation, and "Sulfron" (registered trademark) manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., KP341 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., DBE manufactured by Chisso Corporation, "Polyflow" (registered trademark) and "Granol" (registered trademark) manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., and BYK manufactured by BYK-Chemie Co., Ltd., and acrylic polymer surfactants such as Polyflow manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd. Among these, acrylic polymer surfactants are preferred because they tend to be unevenly distributed on the film surface of the cured film due to their low compatibility with component (A). The surfactant is preferably contained in an amount of 0.01 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of component (A).

本発明の樹脂組成物は、(A)成分の特性を損なわない範囲で、他の樹脂を有してもよいが、非フッ素系樹脂であること好ましい。フッ素系樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン、トリクロロフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン、ポリビニリデンフルオロライド、ポリビニルフルオロライド、テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル、テトラフルオロエチレン-エチレン、クロロトリフルオロエチレン-エチレン樹脂を意味する。フッ素は紫外線領域での吸収を持たないため、紫外線領域の吸収をもつ樹脂や添加剤を含有していたとしても、アブレーション加工時で微細なパターン形成を形成する際には除去できず残渣が発生し、また、分子鎖や金属との相互作用が抑制されるため物性の低下・密着力の低下が起こるため、非フッ素樹脂であることが好ましい。 The resin composition of the present invention may contain other resins as long as the properties of component (A) are not impaired, but non-fluorine-based resins are preferred. Fluorine-based resins refer to polytetrafluoroethylene, trichlorofluoroethylene, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene, polyvinylidene fluoride, polyvinyl fluoride, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether, tetrafluoroethylene-ethylene, and chlorotrifluoroethylene-ethylene resins. Fluorine does not absorb in the ultraviolet range, so even if it contains a resin or additive that absorbs in the ultraviolet range, it cannot be removed during ablation processing to form a fine pattern, leaving residue, and the interaction with molecular chains and metals is suppressed, resulting in a decrease in physical properties and a decrease in adhesion, so non-fluorine-based resins are preferred.

他の樹脂としては、具体的には、ポリイミド樹脂、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリアミド樹脂、シロキサン樹脂、マレイミド樹脂、アクリル酸を共重合したアクリルポリマー、エポキシ樹脂、ノボラック樹脂、レゾール樹脂、ポリヒドロキシスチレン樹脂、またそれらにメチロール基、アルコキシメチル基やエポキシ基などの架橋基を導入した変性体、それらの共重合ポリマーなどが挙げられる。 Specific examples of other resins include polyimide resins, polybenzoxazoles, polybenzoxazole precursors, polyamide resins, siloxane resins, maleimide resins, acrylic polymers copolymerized with acrylic acid, epoxy resins, novolac resins, resol resins, polyhydroxystyrene resins, and modified versions of these resins with crosslinking groups such as methylol groups, alkoxymethyl groups, and epoxy groups, as well as copolymers of these resins.

本発明の樹脂組成物の粘度は、2~5,000mPa・sが好ましい。粘度は、E型回転粘度計を用いて測定することができる。粘度が2mPa・s以上となるように固形分濃度を調整することにより、所望の膜厚を得ることが容易になる。一方、粘度が5,000mPa・s以下であれば、均一性の高い塗布膜を得ることが容易になる。このような粘度を有する樹脂組成物は、例えば固形分濃度を5~60質量%にすることで容易に得ることができる。 The viscosity of the resin composition of the present invention is preferably 2 to 5,000 mPa·s. The viscosity can be measured using an E-type rotational viscometer. By adjusting the solid content concentration so that the viscosity is 2 mPa·s or more, it becomes easy to obtain a desired film thickness. On the other hand, if the viscosity is 5,000 mPa·s or less, it becomes easy to obtain a highly uniform coating film. A resin composition having such a viscosity can be easily obtained, for example, by setting the solid content concentration to 5 to 60 mass%.

次に、本発明の樹脂組成物を硬化した硬化膜について説明する。
本発明の硬化膜は、本発明の樹脂組成物を硬化することで得られる。硬化温度としては150℃以上350℃以下が好ましい。基板・半導体装置への影響や、適切な伸度・強度を得るためには、200℃以上250℃以下がより好ましい。硬化するための装置はオーブン、ホットプレート、赤外線照射、マイクロ波照射などを使用でき、20分~数時間行うことが好ましい。また、硬化温度に設定されたホットプレートやオーブン等の設備に直接投入することもできるが、室温付近で硬化設備に投入し、段階的に昇温して加熱することもできる。昇温レートに特に制限はないが、0.5℃/min~10℃/minが好ましい。硬化時の雰囲気は空気下であっても、窒素などの不活性ガス下であってもよいが、不活性ガス下が好ましい、また、空気下の場合、硬化温度は250℃以下が好ましい。
Next, the cured film obtained by curing the resin composition of the present invention will be described.
The cured film of the present invention is obtained by curing the resin composition of the present invention. The curing temperature is preferably 150°C or more and 350°C or less. In order to prevent influence on the substrate/semiconductor device and to obtain appropriate elongation/strength, 200°C or more and 250°C or less is more preferable. The curing device may be an oven, a hot plate, infrared irradiation, microwave irradiation, or the like, and is preferably performed for 20 minutes to several hours. In addition, the material may be directly put into a hot plate or oven or other equipment set at the curing temperature, but it may also be put into a curing equipment at around room temperature and heated stepwise. There is no particular limit to the temperature rise rate, but 0.5°C/min to 10°C/min is preferable. The atmosphere during curing may be under air or under an inert gas such as nitrogen, but under an inert gas is preferable, and in the case of under air, the curing temperature is preferably 250°C or less.

本発明の硬化膜のイミド化率は、耐薬品性、後述のUVレーザーのアブレーション加工性の観点から97%以上100%以下であることが好ましい。
また、基板へのダメージの少ない、200℃~250℃の硬化温度で硬化した硬化膜が好ましい。
また、本発明の硬化膜は、UVレーザーアブレーションによってパターン加工された硬化膜が好ましい。本発明の硬化膜はUVレーザーによるアブレーション加工性に優れる。その理由は定かではないが、芳香族酸無水物より得られるポリイミドであるためUV吸収性に優れる点、低吸水であるため急激な発熱による発泡が起きにくい点、高い破断点強度を有するためレーザー照射部周辺の温度衝撃による応力変化に耐性がある点などが推定される。
The imidization rate of the cured film of the present invention is preferably 97% or more and 100% or less from the viewpoints of chemical resistance and ablation processability with a UV laser described below.
Moreover, a cured film cured at a curing temperature of 200° C. to 250° C., which causes little damage to the substrate, is preferred.
The cured film of the present invention is preferably a cured film patterned by UV laser ablation. The cured film of the present invention has excellent ablation processability by UV laser. The reason is unclear, but it is presumed that the cured film is excellent in UV absorption because it is a polyimide obtained from an aromatic acid anhydride, has low water absorption so that it is unlikely to foam due to sudden heat generation, and has high breaking strength so that it is resistant to stress changes due to temperature shock around the laser irradiated area.

本発明の電子部品は上記硬化膜を具備する。
具体的には電子部品を構成する絶縁膜、保護膜として硬化膜を具備することができる。
The electronic component of the present invention comprises the above-mentioned cured film.
Specifically, the electronic component may be provided with a cured film as an insulating film or a protective film.

ここで、電子部品としては、トランジスタ、ダイオード、集積回路(IC)、メモリなどの半導体を有する能動部品、抵抗、キャパシタ、インダクタなどの受動部品が挙げられる。また、これらの部品の耐久性を向上させる目的で封止したパッケージや、複数の部品を一体化させたモジュールも、電子部品に含まれる。また、半導体を用いた電子部品を半導体装置または半導体パッケージとも称する。また、ディスプレイパネルやタッチセンサーパネルなども挙げられる。 Here, examples of electronic components include active components that have semiconductors, such as transistors, diodes, integrated circuits (ICs), and memories, as well as passive components, such as resistors, capacitors, and inductors. Electronic components also include sealed packages that are designed to improve the durability of these components, and modules that integrate multiple components. Electronic components that use semiconductors are also called semiconductor devices or semiconductor packages. Other examples include display panels and touch sensor panels.

電子部品内の硬化膜の具体例としては、半導体のパッシベーション膜、半導体素子、TFT(Thin Film Transistor)などの表面保護膜、2~10層の高密度実装用多層配線における再配線間の層間絶縁膜などの層間絶縁膜、タッチパネルディスプレーの絶縁膜、保護膜、有機電界発光素子の絶縁層などの用途に好適に用いられるが、これに制限されず、様々な構造をとることができる。この中でも、高密度実装用多層配線における層間絶縁膜として用いることが好ましい。これは、吸水性が従来のポリイミドよりも低いために高密度化によって課題となる寄生成分が変化せず、低温で硬化可能なことから基板材料として有機基板、無機基板を問わずに使用でき、伸度、強度が高いため多層化によるストレスに対するクラック耐性が高いことがその理由である。 Specific examples of cured films in electronic components include passivation films for semiconductors, surface protection films for semiconductor elements and TFTs (Thin Film Transistors), interlayer insulating films such as interlayer insulating films between rewirings in multilayer wiring for high-density packaging of 2 to 10 layers, insulating films for touch panel displays, protective films, and insulating layers for organic electroluminescent devices. However, the present invention is not limited to these and can have a variety of structures. Among these, it is preferably used as an interlayer insulating film in multilayer wiring for high-density packaging. This is because it has lower water absorption than conventional polyimides, so the parasitic components that are an issue when densified do not change, it can be cured at low temperatures, and it can be used as a substrate material for both organic and inorganic substrates, and it has high elongation and strength, so it has high resistance to cracking against stress caused by multilayering.

次に、本発明の硬化膜のパターンを形成する方法について説明する。
硬化膜のパターンの製造方法は、本発明の樹脂組成物を基板に塗布する工程と、80℃以上150℃未満で溶剤(B)を揮発させる工程と、150℃以上250℃以下で硬化する工程と、UVレーザーによってアブレーション加工する工程を含む。
Next, the method for forming a pattern of the cured film of the present invention will be described.
The method for producing a pattern of a cured film includes the steps of applying the resin composition of the present invention to a substrate, volatilizing the solvent (B) at 80° C. or more and less than 150° C., curing the composition at 150° C. or more and 250° C. or less, and ablation processing with a UV laser.

まず、本発明の樹脂組成物を基板に塗布する工程について説明する。
基板としては、シリコンウエハ、セラミックス類、ガリウムヒ素、有機系回路基板、無機系回路基板、シリコンウエハとエポキシ樹脂などの封止樹脂の複合基板、およびこれらの基板に回路の構成材料が配置されたものなどが挙げられるが、これらに限定されない。
First, the step of applying the resin composition of the present invention to a substrate will be described.
Examples of substrates include, but are not limited to, silicon wafers, ceramics, gallium arsenide, organic circuit boards, inorganic circuit boards, composite substrates of silicon wafers and sealing resins such as epoxy resins, and substrates on which circuit constituent materials are disposed.

有機系回路基板の例としては、ガラス布・エポキシ銅張積層板などのガラス基板銅張積層板、ガラス不織布・エポキシ銅張積層板などのコンポジット銅張積層板、仮張りキャリア基板、ポリエーテルイミド樹脂基板、ポリエーテルケトン樹脂基板、ポリサルフォン系樹脂基板などの耐熱・熱可塑性基板、ポリエステル銅張フィルム基板、ポリイミド銅張フィルム基板などのフレキシブル基板が挙げられる。また、無機系回路基板の例は、ガラス基板、アルミナ基板、窒化アルミニウム基板、炭化ケイ素基板などのセラミック基板、アルミニウムベース基板、鉄ベース基板などの金属系基板が挙げられる。回路の構成材料の例は、銀、金、銅などの金属を含有する導体、無機系酸化物などを含有する抵抗体、ガラス系材料および/または樹脂などを含有する低誘電体、樹脂や高誘電率無機粒子などを含有する高誘電体、ガラス系材料などを含有する絶縁体などが挙げられる。 Examples of organic circuit boards include glass substrate copper-clad laminates such as glass cloth/epoxy copper-clad laminates, composite copper-clad laminates such as glass nonwoven cloth/epoxy copper-clad laminates, temporary carrier substrates, heat-resistant/thermoplastic substrates such as polyetherimide resin substrates, polyetherketone resin substrates, and polysulfone resin substrates, and flexible substrates such as polyester copper-clad film substrates and polyimide copper-clad film substrates. Examples of inorganic circuit boards include glass substrates, ceramic substrates such as alumina substrates, aluminum nitride substrates, and silicon carbide substrates, and metal substrates such as aluminum-based substrates and iron-based substrates. Examples of circuit materials include conductors containing metals such as silver, gold, and copper, resistors containing inorganic oxides, low dielectrics containing glass-based materials and/or resins, high dielectrics containing resins and high-dielectric-constant inorganic particles, and insulators containing glass-based materials.

回路基板などの金属配線については、空気酸化することで表面状態が変化するため、あらかじめ酸素プラズマ処理や過酸化水素水などで酸化処理しておくことが好ましい。 The surface condition of metal wiring on circuit boards, etc. changes when oxidized in air, so it is preferable to oxidize it in advance using oxygen plasma treatment or hydrogen peroxide solution.

塗布方法としてはスピナーを用いた回転塗布、スプレー塗布、ロールコーティング、スクリーン印刷、ブレードコーター、ダイコーター、カレンダーコーター、メニスカスコーター、バーコーター、ロールコーター、コンマロールコーター、グラビアコーター、スクリーンコーター、スリットダイコーターなどの方法が挙げられる。また、塗布膜厚は、塗布手法、組成物の固形分濃度、粘度などによって異なるが、通常、乾燥後の膜厚が0.1~150μmになるように塗布される。 Coating methods include spin coating using a spinner, spray coating, roll coating, screen printing, blade coater, die coater, calendar coater, meniscus coater, bar coater, roll coater, comma roll coater, gravure coater, screen coater, and slit die coater. The coating thickness varies depending on the coating method, the solids concentration of the composition, the viscosity, etc., but it is usually applied so that the film thickness after drying is 0.1 to 150 μm.

シリコンウエハなどの基板と樹脂組成物との接着性を高めるために、基板を前述のシランカップリング剤で前処理することもできる。例えば、シランカップリング剤をイソプロパノール、エタノール、メタノール、水、テトラヒドロフラン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、乳酸エチル、アジピン酸ジエチルなどの溶剤に0.5~20質量%となるように溶解させた溶液を、スピンコート、浸漬、スプレー塗布、蒸気処理などにより表面処理をする。場合によっては、その後50℃~300℃までの熱処理を行い、基板とシランカップリング剤との反応を進行させる。 To improve adhesion between a substrate such as a silicon wafer and the resin composition, the substrate can be pretreated with the aforementioned silane coupling agent. For example, a solution in which the silane coupling agent is dissolved in a solvent such as isopropanol, ethanol, methanol, water, tetrahydrofuran, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, ethyl lactate, or diethyl adipate at a concentration of 0.5 to 20% by mass is used for surface treatment by spin coating, immersion, spray application, steam treatment, or the like. In some cases, a heat treatment up to 50°C to 300°C is then performed to promote the reaction between the substrate and the silane coupling agent.

次に80℃以上150℃未満で溶剤(B)を揮発させる工程について説明する。
溶剤を揮発させる乾燥工程は、オーブン、ホットプレート、赤外線照射、マイクロ波照射などを使用し、50℃~150℃の範囲で1分間~数時間行うことが好ましい。乾燥雰囲気は空気下であっても、窒素などの不活性ガス下であってもよい。
Next, the step of volatilizing the solvent (B) at a temperature of 80° C. or higher and lower than 150° C. will be described.
The drying step for volatilizing the solvent is preferably carried out for 1 minute to several hours at a temperature in the range of 50° C. to 150° C. using an oven, a hot plate, infrared irradiation, microwave irradiation, etc. The drying atmosphere may be air or an inert gas such as nitrogen.

次に、150℃以上250℃以下で硬化する工程について説明する。
硬化条件としては150℃以上350℃以下が好ましい。基板・半導体装置への影響や、適切な伸度・強度を得るためには、200℃以上250℃以下がより好ましい。硬化時の装置は乾燥時と同様のものが使用でき、20分~数時間行うことが好ましい。また、硬化温度に設定されたホットプレートやオーブン等の設備に直接投入することもできるが、室温付近で硬化設備に投入し、段階的に昇温して加熱することもできる。昇温レートに特に制限はないが、0.5℃/min~10℃/minが好ましい。硬化時の雰囲気は空気下であっても、窒素などの不活性ガス下であってもよいが、不活性ガス下が好ましい、また、空気下の場合、硬化温度は250℃以下が好ましい。
Next, the step of curing at 150° C. or higher and 250° C. or lower will be described.
The curing conditions are preferably 150°C or higher and 350°C or lower. In order to prevent the influence on the substrate/semiconductor device and to obtain appropriate elongation/strength, 200°C or higher and 250°C or lower are more preferable. The same equipment as that used for drying can be used for curing, and curing is preferably performed for 20 minutes to several hours. The material can be directly placed in equipment such as a hot plate or oven set at the curing temperature, but it can also be placed in the curing equipment at around room temperature and heated stepwise. There is no particular limit to the temperature rise rate, but 0.5°C/min to 10°C/min is preferable. The atmosphere during curing may be air or an inert gas such as nitrogen, but an inert gas is preferable. In addition, when the material is cured in air, the curing temperature is preferably 250°C or lower.

次に、UVレーザーによってアブレーション加工する工程について説明する。
硬化膜にUVレーザーを照射してアブレーション加工を施して所望の位置にパターン形成する。
Next, the process of ablation using a UV laser will be described.
The cured film is irradiated with a UV laser to perform an ablation process, thereby forming a pattern in the desired position.

このUVレーザーの照射条件は、特に限定されるものではないが、通常ArF(193nm)、KrF(248nm)、XeCl(308nm)、XeCl(351nm)等のエキシマレーザー、YAGレーザー(355nm)光が用いられる。この中でも、加工時の熱がかかりにくく、ビア径が5μm以下の高解像度なパターンが形成可能な点から、エキシマレーザーが好ましく、前記UVレーザーの波長において適度な硬化膜の吸光度が得られるため、残渣のない高解像度なパターンがえられるため、KrF(248nm)での加工がさらに好ましい。 The irradiation conditions of this UV laser are not particularly limited, but typically excimer lasers such as ArF (193 nm), KrF (248 nm), XeCl (308 nm), XeCl (351 nm), and YAG laser (355 nm) light are used. Among these, excimer lasers are preferred because they are less susceptible to heat during processing and can form high-resolution patterns with via diameters of 5 μm or less. Processing with KrF (248 nm) is even more preferred because the wavelength of the UV laser provides an appropriate absorbance of the cured film, resulting in a high-resolution pattern without residue.

パターン形成をする際には、5~10000mJ/cmのエネルギー密度の上記UVレーザー光を、縮小倍率0.1~20倍の光学系を介して、繰り返しパルス数1~3000Hzで、直接あるいは所望の形状のパターニングマスクを用いて上記硬化膜形成基板に所定時間照射することによって、パターン形成することができる。 When forming a pattern, the UV laser light having an energy density of 5 to 10,000 mJ/ cm2 is irradiated onto the cured film-formed substrate for a predetermined time via an optical system having a reduction ratio of 0.1 to 20 times at a repetitive pulse rate of 1 to 3,000 Hz, either directly or using a patterning mask of a desired shape, to form a pattern.

本発明の樹脂祖組成物の硬化膜は、UVレーザーの照射エネルギーを500~1000mJ/cmにすることで、矩形のテーパー形状が得られ、100以上500mJ/cm未満のエネルギー密度を制御することで、テーパー形状を制御できる。これより、配線厚、パターン形成密度が異なる点から、各層で異なる形状が要求される層間絶縁膜において、形状制御が容易であるため好ましい。 The cured film of the resin composition of the present invention can have a rectangular tapered shape by setting the UV laser irradiation energy to 500 to 1000 mJ/ cm2 , and the tapered shape can be controlled by controlling the energy density to 100 or more and less than 500 mJ/ cm2 . This is preferable because it is easy to control the shape in an interlayer insulating film where different shapes are required for each layer due to differences in wiring thickness and pattern formation density.

本発明において、樹脂組成物を硬化したときの硬化膜の吸光度は、前記UVレーザーの波長において膜厚1μmあたり0.05~0.9であることが好ましく、0.07~0.3であることがさらに好ましい。この範囲においては、前記UVレーザーにおいて、パターン形成可能であるとともに、形状の異常が起こりにくいため好ましい。 In the present invention, the absorbance of the cured film when the resin composition is cured is preferably 0.05 to 0.9 per 1 μm of film thickness at the wavelength of the UV laser, and more preferably 0.07 to 0.3. This range is preferable because it is possible to form a pattern with the UV laser and shape abnormalities are unlikely to occur.

本発明の硬化膜は、炭酸レーザーでアブレーション加工することもできる。炭酸レーザーはUVレーザーと比較して解像度に劣るが、装置コストが安価であり、経済性に優れることから、高精細を必要としない用途では、炭酸レーザーを用いてもよい。 The cured film of the present invention can also be ablated with a carbon dioxide laser. Although the carbon dioxide laser has inferior resolution compared to the UV laser, the equipment cost is low and it is economical, so the carbon dioxide laser may be used in applications that do not require high resolution.

次に、本発明の樹脂組成物を用いた、バンプを有する半導体装置への応用例について図面を用いて説明する(応用例1)。図1は、本発明のバンプを有する半導体装置のパット部分の拡大断面図である。図1に示すように、シリコンウエハ1には入出力用のアルミニウム(以下、Al)パッド2上にパッシベーション膜3が形成され、そのパッシベーション膜3にビアホールが形成されている。更に、この上に本発明の樹脂組成物によるパターンとして絶縁膜4が形成され、更に、金属(Cr、Ti等)膜5がAlパッド2と接続されるように形成され、電解めっき等で金属配線(Al、Cu等)6が形成されている。金属膜(Cr、Ti等)5はハンダバンプ10の周辺をエッチングして、各パッド間を絶縁する。更に、この上に本発明の樹脂組成物によるパターンとして絶縁膜7が形成される。絶縁されたパッドにはバリアメタル8とハンダバンプ10が形成されている。本発明の樹脂は伸度に優れるため、樹脂自体が変形することで、実装時も封止樹脂からの応力を緩和することできるため、バンプや配線、low-k層のダメージを防ぎ、高信頼性の半導体装置を提供できる。 Next, an application example of the resin composition of the present invention to a semiconductor device having bumps will be described with reference to the drawings (Application Example 1). FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a pad portion of a semiconductor device having bumps of the present invention. As shown in FIG. 1, a passivation film 3 is formed on an aluminum (hereinafter, Al) pad 2 for input/output on a silicon wafer 1, and a via hole is formed in the passivation film 3. Furthermore, an insulating film 4 is formed on the insulating film 3 as a pattern using the resin composition of the present invention, and a metal (Cr, Ti, etc.) film 5 is formed so as to be connected to the Al pad 2, and a metal wiring (Al, Cu, etc.) 6 is formed by electrolytic plating or the like. The metal film (Cr, Ti, etc.) 5 etches the periphery of the solder bump 10 to insulate each pad from the other. Furthermore, an insulating film 7 is formed on the insulating pad as a pattern using the resin composition of the present invention. A barrier metal 8 and a solder bump 10 are formed on the insulated pad. The resin of the present invention has excellent elongation, so the resin itself can deform, alleviating stress from the encapsulating resin during mounting, preventing damage to bumps, wiring, and low-k layers and providing a highly reliable semiconductor device.

次に、半導体装置の詳細な作製方法について図2に記す。図2の2aに示すように、シリコンウエハ1に入出力用のAlパッド2、さらにパッシベーション膜3を形成させ、本発明の樹脂組成物によるパターンとして絶縁膜4を形成させる。続いて、図2の2bに示すように、金属(Cr、Ti等)膜5をAlパッド2と接続されるように形成させ、図2の2cに示すように、金属配線(Al、Cu等)6をメッキ法で成膜する。次に、図2の2d’に示すように、本発明の樹脂組成物を塗布し、硬化した後、アブレーション加工を行うことで、図2の2dに示すようなパターンとして絶縁膜7を形成する。絶縁膜7の上にさらに配線(いわゆる再配線)を形成することができる。2層以上の多層配線構造を形成する場合は、上記の工程を繰り返して行うことにより、2層以上の再配線が、本発明の樹脂組成物から得られた層間絶縁膜により分離された多層配線構造を形成することができる。多層配線構造の層数には上限はないが、10層以下のものが多く用いられる。この際に、絶縁膜7の樹脂組成物はスクライブライン9において、厚膜加工を行うことになる。3層以上の多層配線構造を形成する場合は、上記の工程を繰り返して行い各層を形成することができる。 2 shows a detailed method for manufacturing a semiconductor device. As shown in FIG. 2, 2a, an Al pad 2 for input/output and a passivation film 3 are formed on a silicon wafer 1, and an insulating film 4 is formed as a pattern using the resin composition of the present invention. Then, as shown in FIG. 2, 2b, a metal (Cr, Ti, etc.) film 5 is formed so as to be connected to the Al pad 2, and as shown in FIG. 2, 2c, a metal wiring (Al, Cu, etc.) 6 is formed by plating. Next, as shown in FIG. 2, 2d', the resin composition of the present invention is applied and cured, and then an ablation process is performed to form an insulating film 7 as a pattern as shown in FIG. 2, 2d. Further wiring (so-called rewiring) can be formed on the insulating film 7. When forming a multilayer wiring structure of two or more layers, the above steps can be repeated to form a multilayer wiring structure in which two or more rewiring layers are separated by an interlayer insulating film obtained from the resin composition of the present invention. There is no upper limit to the number of layers in the multilayer wiring structure, but a structure of 10 layers or less is often used. At this time, the resin composition of the insulating film 7 is processed into a thick film at the scribe line 9. When forming a multilayer wiring structure with three or more layers, the above steps can be repeated to form each layer.

次いで、図2の2eおよび2fに示すように、バリアメタル8、ハンダバンプ10を形成する。そして、最後のスクライブライン9に沿ってダイシングしてチップ毎に切り分ける。 Next, as shown in Fig. 2e and 2f, a barrier metal 8 and solder bumps 10 are formed. Then, the final dicing is performed along the scribe lines 9 to separate the chips.

次に、本発明の樹脂組成物を用いた、バンプを有する半導体装置への応用例2について図面を用いて説明する。図3は、本発明の絶縁膜を有する半導体装置のパット部分の拡大断面図であり、ファンアウトウエハレベルパッケージ(ファンアウトWLP)とよばれる構造である。上記の応用例1と同様にAlパッド2、パッシベーション膜3が形成されたシリコンウエハ1はダイシングされチップごとに切り分けられた後、樹脂11で封止される。この封止樹脂11とチップ上に渡り、本発明の樹脂組成物によるパターンとして絶縁膜4が形成され、更に、金属(Cr、Ti等)膜5、金属配線6が形成される。その後、チップ外の封止樹脂上に形成された絶縁膜7の開口部にバリアメタル8とハンダバンプ10が形成される。ファンアウトWLPは、半導体チップの周辺にエポキシ樹脂等の封止樹脂を用いて拡張部分を設け、半導体チップ上の電極から該拡張部分まで再配線を施し、拡張部分にもはんだボールを搭載することで必要な端子数を確保した半導体パッケージである。 Next, an application example 2 to a semiconductor device having bumps using the resin composition of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the pad portion of a semiconductor device having an insulating film of the present invention, and has a structure called a fan-out wafer level package (fan-out WLP). As in the above application example 1, a silicon wafer 1 on which an Al pad 2 and a passivation film 3 are formed is diced and cut into chips, and then sealed with resin 11. An insulating film 4 is formed as a pattern using the resin composition of the present invention over this sealing resin 11 and the chip, and further a metal (Cr, Ti, etc.) film 5 and metal wiring 6 are formed. Then, a barrier metal 8 and a solder bump 10 are formed in the opening of the insulating film 7 formed on the sealing resin outside the chip. The fan-out WLP is a semiconductor package in which an extension portion is provided around the semiconductor chip using a sealing resin such as an epoxy resin, rewiring is performed from the electrodes on the semiconductor chip to the extension portion, and solder balls are also mounted on the extension portion to ensure the required number of terminals.

また、ファンアウトWLPは、仮貼り材料が配置された支持基板上に再配線間の層間絶縁膜として配置し、その上にシリコンチップと封止樹脂を配置後、仮貼り材料が配置された支持基板と再配線を剥離するRDL-ファーストと呼ばれる工程で作成されるタイプのパッケージが存在する。本発明の樹脂組成物は、RDL-ファーストにおいても、同様に用いることが出来る。 Fan-out WLP is a type of package that is created using a process called RDL-first, in which a temporary bonding material is placed on a support substrate as an interlayer insulating film between rewirings, a silicon chip and sealing resin are placed on top of that, and then the support substrate on which the temporary bonding material is placed is peeled off from the rewirings. The resin composition of the present invention can be used in the same way in RDL-first.

次に、本発明の樹脂組成物を用いた、インダクタ装置のコイル部品への応用例3について図面を用いて説明する。図4は本発明の絶縁膜を有するコイル部品の断面図である。図4に示すように、基板12には絶縁膜13、その上にパターンとして絶縁膜14が形成される。基板12としてはフェライト等が用いられる。本発明の樹脂組成物は絶縁膜13と絶縁膜14のどちらに使用してもよい。このパターンの開口部に金属(Cr、Ti等)膜15が形成され、この上に金属配線(Ag、Cu等)16がめっき形成される。金属配線16(Ag、Cu等)はスパイラル上に形成されている。13~16の工程を複数回繰り返し、積層させることでコイルとしての機能を持たせることができる。最後に金属配線16(Ag、Cu等)は金属配線17(Ag、Cu等)によって電極18に接続され、封止樹脂19により封止される。 Next, a third application example of the inductor device coil component using the resin composition of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a cross-sectional view of a coil component having an insulating film of the present invention. As shown in FIG. 4, an insulating film 13 is formed on a substrate 12, and an insulating film 14 is formed as a pattern on the insulating film 13. Ferrite or the like is used as the substrate 12. The resin composition of the present invention may be used for either the insulating film 13 or the insulating film 14. A metal (Cr, Ti, etc.) film 15 is formed in the opening of this pattern, and a metal wiring (Ag, Cu, etc.) 16 is plated on the metal wiring 15. The metal wiring 16 (Ag, Cu, etc.) is formed in a spiral shape. By repeating steps 13 to 16 multiple times and stacking them, the function of a coil can be provided. Finally, the metal wiring 16 (Ag, Cu, etc.) is connected to an electrode 18 by a metal wiring 17 (Ag, Cu, etc.) and sealed with a sealing resin 19.

本発明のアンテナ素子は、少なくとも、1以上のアンテナ配線、本発明の硬化膜、を具備するアンテナ素子であって、該アンテナ配線がミアンダ状ループアンテナ、コイル状ループアンテナ、ミアンダ状モノポールアンテナ、ミアンダ状ダイポールアンテナおよびマイクロストリップアンテナからなる群から選ばれる少なくとも一種類以上を含み、該アンテナ配線におけるアンテナ部一つあたりの専有面積が1000mm以下であり、該硬化膜はグランドとアンテナ配線間を絶縁する絶縁膜であることが好ましい。 The antenna element of the present invention is an antenna element comprising at least one or more antenna wirings and the cured film of the present invention, wherein the antenna wiring includes at least one or more antennas selected from the group consisting of a meandering loop antenna, a coiled loop antenna, a meandering monopole antenna, a meandering dipole antenna, and a microstrip antenna, the area occupied by each antenna part in the antenna wiring is 1000 mm2 or less, and the cured film is preferably an insulating film that provides insulation between the ground and the antenna wiring.

ここで、アンテナ素子とは、受動部品である抵抗、インダクタおよびコンデンサを応用し、電波の送受信の機能を持つ電子部品のことを指す。
アンテナ配線に用いられる材料としては、導電性を有していれば特に制限はなく、銅、金、銀、白金、アルミ、モリブデン、チタンなどの金属材料が挙げられる。これらは異なる金属の積層体または合金であってもよく、ポリマーなどの有機物との複合体であってもよい。また、グラファイト、グラフェン、カーボンナノチューブなどの炭素材料、導電性高分子であってもよい。これらの中から、コスト、導電性、安定性に優れる銅が好ましい。
Here, the antenna element refers to an electronic component that utilizes passive components such as resistors, inductors, and capacitors and has the function of transmitting and receiving radio waves.
The material used for the antenna wiring is not particularly limited as long as it has conductivity, and examples thereof include metal materials such as copper, gold, silver, platinum, aluminum, molybdenum, and titanium. These may be laminates or alloys of different metals, or may be composites with organic substances such as polymers. In addition, carbon materials such as graphite, graphene, and carbon nanotubes, and conductive polymers may be used. Among these, copper is preferred because of its excellent cost, conductivity, and stability.

本発明のアンテナ素子について、具体的に図5を用いて説明する。図5は平面アンテナの一種である共面給電型のマイクロストリップアンテナの概略図である。5aが断面図、5bが上面図を示す。まず形成方法について説明する。銅箔上に本発明の熱硬化性樹脂組成物を塗布、プリベークする。次に銅箔をラミネートし、熱硬化させることで、両面に銅箔を具備する硬化膜を形成する。その後、サブストラクト法によるパターニングを経て、図5に示すマイクロストリップ線路(MSL)の銅配線のアンテナパターンを具備するアンテナ素子が得られる。 The antenna element of the present invention will be specifically described with reference to FIG. 5. FIG. 5 is a schematic diagram of a coplanar-feed type microstrip antenna, which is a type of planar antenna. 5a shows a cross-sectional view, and 5b shows a top view. First, the formation method will be described. The thermosetting resin composition of the present invention is applied onto copper foil and pre-baked. Next, copper foil is laminated and thermally cured to form a cured film having copper foil on both sides. After that, patterning is performed by the subtractive method, and an antenna element having an antenna pattern of copper wiring of a microstrip line (MSL) as shown in FIG. 5 is obtained.

次に、図5のアンテナパターンについて説明する。5aにおいて、55はグランド(全面)、56はアンテナの基板となる絶縁膜を示す。その上層の51~53は前記パターニングよって得られたアンテナ配線の断面を示す。グランド配線厚みJおよびアンテナ配線厚みKはインピーダンスの設計に応じて任意の厚みを取れるが、2~20μmが一般的である。5bにおいて、51はアンテナ部、52はマッチング回路、53はMSL給電線路、54は給電点を示す。アンテナ部51とMSL給電線路53のインピーダンスの整合を取るために、マッチング回路52の長さMは1/4λrの長さを有する(λr=(伝送電波の波長)/(絶縁材誘電率)1/2)。また、アンテナ部51の幅Wおよび長さLは1/2λrの長さに設計される。アンテナ部長さLはインピーダンスの設計に応じて、1/2λr以下にしてもよい。 Next, the antenna pattern in FIG. 5 will be described. In 5a, 55 indicates the ground (all over), and 56 indicates an insulating film that becomes the substrate of the antenna. The upper layers 51 to 53 indicate the cross section of the antenna wiring obtained by the patterning. The ground wiring thickness J and the antenna wiring thickness K can be any thickness depending on the impedance design, but are generally 2 to 20 μm. In 5b, 51 indicates the antenna part, 52 indicates the matching circuit, 53 indicates the MSL feed line, and 54 indicates the feeding point. In order to match the impedance of the antenna part 51 and the MSL feed line 53, the length M of the matching circuit 52 has a length of 1/4 λr (λr = (wavelength of transmitted radio wave) / (dielectric constant of insulating material) 1/2 ). In addition, the width W and length L of the antenna part 51 are designed to be 1/2 λr. The antenna part length L may be 1/2 λr or less depending on the impedance design.

本発明の硬化膜は、低吸水性であるため、環境による特性変動の小さいアンテナ素子を提供することができる。また、これらの特性から、本発明における絶縁膜を用いたアンテナ素子は特に高周波向けアンテナとして適しており、アンテナ部の面積(=L×W)を1000mm以下のサイズにすることで、小型のアンテナ素子を形成することが出来る。このようにして、高周波向けアンテナ素子が得られる。 The cured film of the present invention has low water absorption, so that an antenna element with small characteristic variations due to the environment can be provided. In addition, due to these characteristics, an antenna element using the insulating film of the present invention is particularly suitable as a high-frequency antenna, and a small antenna element can be formed by setting the area (=L×W) of the antenna part to a size of 1000 mm2 or less. In this way, an antenna element for high frequencies can be obtained.

また、本発明の半導体パッケージは、少なくとも、半導体素子、再配線層、封止樹脂、アンテナ配線を具備する半導体パッケージであって、該アンテナ配線がミアンダ状ループアンテナ、コイル状ループアンテナ、ミアンダ状モノポールアンテナ、ミアンダ状ダイポールアンテナおよびマイクロストリップアンテナからなる群から選ばれる少なくとも一種類以上を含み、該アンテナ配線におけるアンテナ部一つあたりの専有面積が1000mm以下であり、該再配線層の絶縁層および/または該封止樹脂が本発明の硬化膜を含み、該封止樹脂はグランドとアンテナ配線間にあることが好ましい。 Furthermore, the semiconductor package of the present invention is a semiconductor package comprising at least a semiconductor element, a redistribution layer, a sealing resin, and an antenna wiring, the antenna wiring includes at least one type selected from the group consisting of a meandering loop antenna, a coiled loop antenna, a meandering monopole antenna, a meandering dipole antenna, and a microstrip antenna, the area occupied by each antenna portion in the antenna wiring is 1000 mm2 or less, the insulating layer of the redistribution layer and/or the sealing resin includes the cured film of the present invention, and it is preferable that the sealing resin is located between a ground and the antenna wiring.

アンテナ配線に用いられる材料は、上記アンテナ素子の説明において記載したものが挙げられる。また、半導体素子としては、アンテナが送受信する信号を処理する集積回路(RFIC)が挙げられ、アンプ、ノイズフィルターなどの半導体素子を有してもよい。再配線層としては、金属配線を1~3層、絶縁層を1~4層であることがコスト、信頼性の観点から好ましいが、これに限定されない。絶縁層は本発明の硬化膜が好ましい。封止樹脂としては、本発明の硬化膜である事が好ましいが、再配線層の絶縁層で用いられている場合は、制限はなく、任意の封止剤を用いることができ、エポキシ樹脂と無機フィラーの混合物が一般的である。 Materials used for the antenna wiring include those described in the description of the antenna element above. In addition, examples of semiconductor elements include an integrated circuit (RFIC) that processes signals transmitted and received by the antenna, and may have semiconductor elements such as an amplifier and a noise filter. From the viewpoints of cost and reliability, the rewiring layer is preferably made up of 1 to 3 layers of metal wiring and 1 to 4 layers of insulating layers, but is not limited thereto. The insulating layer is preferably the cured film of the present invention. The sealing resin is preferably the cured film of the present invention, but when used in the insulating layer of the rewiring layer, there are no restrictions and any sealing agent can be used, and a mixture of epoxy resin and inorganic filler is common.

ICチップ(半導体素子)、再配線層、封止樹脂およびアンテナ配線を具備する半導体パッケージについて説明する。図6はICチップ(半導体素子)、再配線、封止樹脂およびアンテナ素子を具備する半導体パッケージの断面に関する概略図である。ICチップ601の電極パッド602上に、銅配線609および本発明の硬化膜により形成された絶縁膜610による再配線層(銅2層、絶縁膜3層)が形成されている。銅配線の厚みとしては2~10μmがノイズが低減でき、好ましい。絶縁層の厚みは銅配線の厚み応じて設定することができ、銅配線に対して2~5μm厚くすることが絶縁性の観点から好ましい。再配線層(銅配線609および絶縁膜610)のパッドにはバリアメタル611とハンダバンプ612が形成されている。前記ICチップを封止するため、本発明の硬化膜による第1の封止樹脂608が形成され、さらにその上にアンテナ用のグランドとなる銅配線609を形成されている。第1の封止樹脂608内に形成されたビアホールを介して、グランド606と再配線層(銅配線609および絶縁膜610)を接続する第1のビア配線607が形成されている。第1の封止樹脂608およびグランド606上に、本発明の硬化膜による第2の封止樹脂605が形成され、その上に平面アンテナ配線604が形成されている。第1の封止樹脂608および第2の封止樹脂605内に形成されたビアホールを介して、平面アンテナ配線604と再配線層(銅配線609および絶縁膜610)を接続する第2のビア配線603が形成されている。絶縁膜610の一層あたりの厚みとしては10~20μmが好ましく、第1の封止樹脂および第2の封止樹脂としてはそれぞれ、50~200μmおよび100~400μmが好ましい。本発明の硬化膜は低吸水であるため、得られるアンテナ素子を具備する半導体パッケージは、環境による特性変動が小さく、信頼性に優れる。 A semiconductor package having an IC chip (semiconductor element), a rewiring layer, a sealing resin, and an antenna wiring will be described. FIG. 6 is a schematic diagram of a cross section of a semiconductor package having an IC chip (semiconductor element), a rewiring, a sealing resin, and an antenna element. On the electrode pad 602 of the IC chip 601, a rewiring layer (two copper layers, three insulating layers) is formed by copper wiring 609 and an insulating film 610 formed by the cured film of the present invention. The thickness of the copper wiring is preferably 2 to 10 μm in order to reduce noise. The thickness of the insulating layer can be set according to the thickness of the copper wiring, and it is preferable to make it 2 to 5 μm thicker than the copper wiring from the viewpoint of insulation. A barrier metal 611 and a solder bump 612 are formed on the pad of the rewiring layer (copper wiring 609 and insulating film 610). In order to seal the IC chip, a first sealing resin 608 made of the cured film of the present invention is formed, and a copper wiring 609 serving as a ground for the antenna is further formed thereon. A first via wiring 607 is formed to connect the ground 606 and the rewiring layer (copper wiring 609 and insulating film 610) through a via hole formed in the first sealing resin 608. A second sealing resin 605 made of the cured film of the present invention is formed on the first sealing resin 608 and the ground 606, and a planar antenna wiring 604 is formed thereon. A second via wiring 603 is formed to connect the planar antenna wiring 604 and the rewiring layer (copper wiring 609 and insulating film 610) through a via hole formed in the first sealing resin 608 and the second sealing resin 605. The thickness of each layer of the insulating film 610 is preferably 10 to 20 μm, and the first sealing resin and the second sealing resin are preferably 50 to 200 μm and 100 to 400 μm, respectively. Since the cured film of the present invention has low water absorption, the semiconductor package having the obtained antenna element has small characteristic fluctuation due to the environment and is highly reliable.

以下、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。まず、各実施例および比較例における評価方法について説明する。評価には、あらかじめ平均孔径1μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製のフィルター(住友電気工業(株)製)で濾過した各実施例の樹脂組成物(以下ワニスと呼ぶ)を用いた。 The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. First, the evaluation methods for each example and comparative example will be described. For the evaluation, the resin composition (hereinafter referred to as varnish) of each example was used, which had been previously filtered through a polytetrafluoroethylene (PTFE) filter (manufactured by Sumitomo Electric Industries, Ltd.) with an average pore size of 1 μm.

(1)分子量測定、エステル化率測定
(A)成分の重量平均分子量(Mw)は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)装置Waters2690-996(日本ウォーターズ(株)製)を用いて確認した。展開溶剤をN-メチル-2-ピロリドン(以降NMPと呼ぶ)として測定し、ポリスチレン換算で重量平均分子量(Mw)及び分散度(PDI=Mw/Mn)を計算した。
(1) Molecular weight measurement and esterification rate measurement The weight average molecular weight (Mw) of component (A) was confirmed using a GPC (gel permeation chromatography) device Waters 2690-996 (manufactured by Japan Waters Co., Ltd.). Measurements were performed using N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter referred to as NMP) as the developing solvent, and the weight average molecular weight (Mw) and dispersity (PDI = Mw/Mn) were calculated in terms of polystyrene.

また、(A)成分のエステル化率については、400MHz、H-NMR(核磁気共鳴)装置(日本電子株式会社製 AL-400)を用い、重水素化ジメチルスルホキシド溶液中、積算回数16回で測定し、エステル化した置換基のプロトンの積分値をもとに、エステル化率を算出した。 The esterification rate of component (A) was measured using a 400 MHz 1H -NMR (nuclear magnetic resonance) device (AL-400, manufactured by JEOL Ltd.) in a deuterated dimethyl sulfoxide solution with 16 cumulative measurements, and the esterification rate was calculated based on the integral value of the protons of the esterified substituents.

(2)硬化膜のイミド化率の測定
ワニスを4インチのシリコンウエハ上にスピンコートして、120℃で3分間乾燥し、光塩基発生剤を含有するワニスを用いた場合はPLAを用いて全面に300mJ/cmを露光し、イナートオーブンCLH-21CD-S(光洋サーモシステム(株)製)を用いて、酸素濃度20ppm以下で3.5℃/分で表2に示す硬化温度まで昇温し、表2に示す硬化条件で行なった。さらに赤外吸収スペクトルを測定し、イミド構造の吸収ピーク(1780cm-1付近、1377cm-1付近)の存在を確認した。
次に、その塗布膜を350℃で1時間硬化したもののイミド化率を100%のサンプルとして赤外吸収スペクトルを測定し、350℃での硬化前後の樹脂の1377cm-1付近のピーク強度を比較することによって、熱処理前樹脂中のイミド基の含量を算出し、イミド化率を求めた。赤外吸収スペクトルの測定は、測定装置として「FT-720」(商品名、株式会社堀場製作所製)を使用した。
(2) Measurement of imidization rate of cured film The varnish was spin-coated on a 4-inch silicon wafer and dried at 120°C for 3 minutes. When a varnish containing a photobase generator was used, the entire surface was exposed to 300 mJ/ cm2 using PLA, and the temperature was raised to the curing temperature shown in Table 2 at a rate of 3.5°C/min using an inert oven CLH-21CD-S (manufactured by Koyo Thermo Systems Co., Ltd.) with an oxygen concentration of 20 ppm or less, under the curing conditions shown in Table 2. Furthermore, the infrared absorption spectrum was measured, and the presence of absorption peaks of the imide structure (near 1780 cm -1 and 1377 cm -1 ) was confirmed.
Next, the coating film was cured at 350° C. for 1 hour, and the infrared absorption spectrum of the sample with an imidization rate of 100% was measured, and the content of imide groups in the resin before heat treatment was calculated by comparing the peak intensities at about 1377 cm −1 of the resin before and after curing at 350° C., thereby determining the imidization rate. The infrared absorption spectrum was measured using an "FT-720" (trade name, manufactured by Horiba, Ltd.) as a measuring device.

(3)硬化膜の破断点伸度、破断点強度の測定
ワニスを6インチのシリコンウエハ上に、120℃で3分間のプリベーク後の膜厚が11μmとなるように塗布現像装置ACT-8を用いてスピンコート法で塗布およびプリベークした後、光塩基発生剤を含有するワニスを用いた場合はPLAを用いて全面に300mJ/cmを露光し、イナートオーブンCLH-21CD-S(光洋サーモシステム(株)製)を用いて、酸素濃度20ppm以下で3.5℃/分で表2に示す硬化温度まで昇温し、表2に示す硬化温度で1時間硬化を行なった。温度が50℃以下になったところでシリコンウエハを取り出し、45質量%のフッ化水素酸に5分間浸漬することで、ウエハより樹脂組成物の硬化膜を剥がした。この膜を幅1.5cm、長さ9cmの短冊状に切断し、テンシロンRTM-100((株)オリエンテック製)を用いて、室温23.0℃、湿度45.0%RH下で引張速度50mm/分で引っ張り(チャック間隔=2cm)、破断点伸度(%)および破断点強度(MPa)の測定を行なった。測定は1検体につき10枚の短冊について行ない、結果から数値の高い上位5点の平均値を求めた(有効数字=2桁)。
(3) Measurement of elongation at break and strength at break of cured film The varnish was applied to a 6-inch silicon wafer by spin coating using a coating and developing apparatus ACT-8 so that the film thickness after pre-baking at 120 ° C. for 3 minutes was 11 μm, and then pre-baked. When a varnish containing a photobase generator was used, the entire surface was exposed to 300 mJ / cm 2 using PLA, and the temperature was raised to the curing temperature shown in Table 2 at a rate of 3.5 ° C. / min using an inert oven CLH-21CD-S (manufactured by Koyo Thermo Systems Co., Ltd.) with an oxygen concentration of 20 ppm or less, and curing was performed for 1 hour at the curing temperature shown in Table 2. When the temperature reached 50 ° C. or less, the silicon wafer was removed and immersed in 45 mass % hydrofluoric acid for 5 minutes to peel off the cured film of the resin composition from the wafer. The film was cut into strips 1.5 cm wide and 9 cm long, and was stretched at a tensile speed of 50 mm/min (chuck spacing = 2 cm) at room temperature of 23.0°C and humidity of 45.0% RH using a Tensilon RTM-100 (manufactured by Orientec Co., Ltd.) to measure the elongation at break (%) and strength at break (MPa). Measurements were performed on 10 strips per specimen, and the average of the top 5 highest values was calculated from the results (significant figures = 2 digits).

(4)吸水率の測定
前述の「(2)硬化膜の破断点伸度、破断点強度の測定」と同様にして硬化膜の自立膜を作製し、高温高湿試験装置(タバイエスペエック(株)製HAST CHAMBER EHS-211MD)を用いて23℃、湿度100%RH、1気圧の飽和条件で20時間処理を行なった後、この膜を熱重量分析(TGA)装置にて120℃で30分間保持した。加熱前後の重量減少率より吸水率を算出した。
(4) Measurement of water absorption rate A free-standing cured film was prepared in the same manner as in "(2) Measurement of elongation at break and strength at break of cured film" above, and treated for 20 hours under saturated conditions of 23°C, 100% RH and 1 atm using a high temperature and humidity tester (HAST CHAMBER EHS-211MD, manufactured by Tabai Spec Co., Ltd.), and then this film was held at 120°C for 30 minutes in a thermogravimetric analyzer (TGA). The water absorption rate was calculated from the weight loss rate before and after heating.

(5)パターン評価
ワニスを、100nmの銅スパッタ膜が形成された8インチのシリコンウエハ上に塗布現像装置ACT-8(東京エレクトロン(株)製)を用いてスピンコート法で塗布し、120℃で3分間のプリベークを行ない、光塩基発生剤を含有するワニスを用いた場合はPLAを用いて全面に300mJ/cmを露光し、イナートオーブンCLH-21CD-S(光洋サーモシステム(株)製)を用いて、酸素濃度20ppm以下で3.5℃/分で表2に示す硬化温度まで昇温し、表2に示す硬化温度で1時間硬化を行なった。得られた膜厚10μmの硬化膜を炭酸レーザー(波長10600nm)または、UVレーザーであるKrFエキシマレーザー(波長248nm)を用いて600mJ/cmの照射量でビアパターンを形成した。開口可能な最小のビアパターン径(μm)を解像度とした。
(5) Pattern Evaluation The varnish was applied by spin coating using a coating and developing apparatus ACT-8 (manufactured by Tokyo Electron Co., Ltd.) on an 8-inch silicon wafer on which a 100 nm copper sputtered film had been formed, and pre-baked at 120°C for 3 minutes. When a varnish containing a photobase generator was used, the entire surface was exposed to 300 mJ/ cm2 using PLA, and the temperature was raised to the curing temperature shown in Table 2 at a rate of 3.5°C/min using an inert oven CLH-21CD-S (manufactured by Koyo Thermo Systems Co., Ltd.) at an oxygen concentration of 20 ppm or less, and curing was performed for 1 hour at the curing temperature shown in Table 2. The obtained cured film having a thickness of 10 μm was irradiated with a carbon dioxide laser (wavelength 10600 nm) or a KrF excimer laser (wavelength 248 nm), which is a UV laser, to form a via pattern at an irradiation dose of 600 mJ/ cm2 . The minimum via pattern diameter (μm) that can be opened was taken as the resolution.

(6)銅基板密着性評価
次の方法にて金属銅との密着性評価を行なった。
(6) Evaluation of Adhesion to Copper Substrate Adhesion to metallic copper was evaluated by the following method.

まず、厚さ約3μmの金属銅めっき基板上に、前述の「(2)硬化膜のイミド化率の測定」と同様に硬化膜を形成した。得られた銅基板上の硬化膜に片刃を使用して1mm間隔で10行10列の碁盤目状の切り込みをいれた。その後、“セロテープ”(登録商標)による引き剥がしによって100マスのうち何マス剥がれたかで金属材料/樹脂硬化膜間の接着特性の評価を行なった。引き剥がしテストで剥がれ個数が0個を5、1個以上10個未満を4、10個以上30未満を3、30個以上50未満を2、50個以上を1とした。 First, a cured film was formed on a copper-plated metal substrate with a thickness of approximately 3 μm in the same manner as in "(2) Measurement of the imidization rate of the cured film" above. Using a single-edged blade, 10 rows and 10 columns of cuts were made in the resulting cured film on the copper substrate at 1 mm intervals. The adhesive properties between the metal material and the cured resin film were then evaluated based on how many of the 100 squares peeled off when peeled off using "Scotch Tape" (registered trademark). In the peel test, 0 peeled pieces were scored as 5, 1 to 10 pieces were scored as 4, 10 to 30 pieces were scored as 3, 30 to 50 pieces were scored as 2, and 50 pieces or more were scored as 1.

剥がれ個数が少ないほど密着性が良好であることを示す。 The fewer the number of peeled pieces, the better the adhesion.

(7)ワニスの保存安定性
調製後のワニスの粘度および23℃下で2週間放置した後の粘度を測定し、放置前後の粘度の変化率を計算した。
放置前後の粘度の変化率が小さいほど保存安定性が良好であることを示す。
(7) Storage Stability of Varnish The viscosity of the varnish immediately after preparation and after standing at 23° C. for 2 weeks was measured, and the rate of change in viscosity before and after standing was calculated.
The smaller the rate of change in viscosity before and after standing, the better the storage stability.

(合成例1) (A-1)の合成
乾燥窒素気流下、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルアミン)(HM)(21.0g、0.1モル)をN-メチル-2-ピロリドン(NMP)を250gに溶解し、次にデカメチレンビストリメリテート二無水物(10BA)(52.3g、0.1モル)を加え、40℃で1時間反応させた。その後、80℃まで昇温させ、さらに2時間攪拌した。反応終了後、室温まで冷却し、固形分濃度20wt%になるようNMPで希釈し、ポリイミド前駆体のポリマー(A-1)のNMP溶液(固形分濃度20wt%)を得た。得られた(A-1)のエステル化率は0%であり、重量平均分子量は50,500、PDIは2.4であった。
(Synthesis Example 1) Synthesis of (A-1) Under a dry nitrogen stream, 4,4'-methylenebis(cyclohexylamine) (HM) (21.0 g, 0.1 mol) was dissolved in 250 g of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), and then decamethylene bistrimellitate dianhydride (10BA) (52.3 g, 0.1 mol) was added and reacted at 40°C for 1 hour. Thereafter, the temperature was raised to 80°C and further stirred for 2 hours. After completion of the reaction, the mixture was cooled to room temperature and diluted with NMP to a solid content concentration of 20 wt%, to obtain an NMP solution of a polyimide precursor polymer (A-1) (solid content concentration 20 wt%). The esterification rate of the obtained (A-1) was 0%, the weight average molecular weight was 50,500, and the PDI was 2.4.

(合成例2) (A-2)の合成
HMの代わりに、トランス-シクロヘキサンジアミン(t-CHDA)(11.4g、0.1モル)を用いた以外は、合成例1と同様にして、ポリイミド前駆体のポリマー(A-2)のNMP溶液(固形分濃度20wt%)を得た。得られた(A-2)のエステル化率は0%であり、重量平均分子量は52,500、PDIは2.5であった。
Synthesis Example 2 Synthesis of (A-2) An NMP solution (solid content concentration 20 wt%) of a polyimide precursor polymer (A-2) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1, except that trans-cyclohexanediamine (t-CHDA) (11.4 g, 0.1 mol) was used instead of HM. The esterification rate of the obtained (A-2) was 0%, the weight average molecular weight was 52,500, and the PDI was 2.5.

(合成例3) (A-3)の合成
HMの代わりに、2,2‘-トリフルオロメチル-4、4’-アミノビシクロヘキサン(H-TFMB)(33.2g、0.1モル)を用いた以外は、合成例1と同様にして、ポリイミド前駆体のポリマー(A-3)のNMP溶液(固形分濃度20wt%)を得た。得られた(A-3)のエステル化率は0%であり、重量平均分子量は53,000、PDIは2.5であった。
Synthesis Example 3 Synthesis of (A-3) Except for using 2,2'-trifluoromethyl-4,4'-aminobicyclohexane (H-TFMB) (33.2 g, 0.1 mol) instead of HM, an NMP solution (solid content concentration 20 wt%) of a polyimide precursor polymer (A-3) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1. The esterification rate of the obtained (A-3) was 0%, the weight average molecular weight was 53,000, and the PDI was 2.5.

(合成例4) (A-4)の合成
10BAの代わりに、ヘキサデカメチレンビストリメリテート二無水物(16BA)(60.7g、0.1モル)を用いた以外は、合成例1と同様にして、ポリイミド前駆体のポリマー(A-4)のNMP溶液(固形分濃度20wt%)を得た。得られた(A-4)のエステル化率は0%であり、重量平均分子量は50,000、PDIは2.3であった。
Synthesis Example 4 Synthesis of (A-4) Except for using hexadecamethylene bistrimellitate dianhydride (16BA) (60.7 g, 0.1 mol) instead of 10BA, an NMP solution (solid content concentration 20 wt%) of a polyimide precursor polymer (A-4) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1. The esterification rate of the obtained (A-4) was 0%, the weight average molecular weight was 50,000, and the PDI was 2.3.

(合成例5) (A-5)の合成
10BAの代わりに、ヘキサメチレンビストリメリテート二無水物(6BA)(46.6g、0.1モル)を用いた以外は、合成例1と同様にして、ポリイミド前駆体のポリマー(A-5)のNMP溶液(固形分濃度20wt%)を得た。得られた(A-5)のエステル化率は0%であり、重量平均分子量は49,000、PDIは2.2であった。
Synthesis Example 5 Synthesis of (A-5) Except for using hexamethylene bistrimellitate dianhydride (6BA) (46.6 g, 0.1 mol) instead of 10BA, an NMP solution (solid content concentration 20 wt%) of a polyimide precursor polymer (A-5) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1. The esterification rate of the obtained (A-5) was 0%, the weight average molecular weight was 49,000, and the PDI was 2.2.

(合成例6) (A-6)の合成
乾燥窒素気流下、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルアミン)(HM)(21.0g、0.1モル)をジメチルスルホキシド(DMSO)250gに溶解し、次にデカメチレンビストリメリット酸アミド二無水物(10BAm)(52.1g、0.1モル)を加え、40℃で1時間反応させた。その後、80℃まで昇温させ、さらに2時間攪拌した。反応終了後、室温まで冷却し、固形分濃度20wt%になるようDMSで希釈し、ポリイミド前駆体のポリマー(A-6)のDMSO溶液(固形分濃度20wt%)を得た。得られた(A-5)のエステル化率は0%であり、重量平均分子量は52,000、PDIは2.4であった。この重合は溶剤をNMPとすると溶解性不足による増粘が発生したため、DMSOで実施した。
(Synthesis Example 6) Synthesis of (A-6) Under a dry nitrogen stream, 4,4'-methylenebis(cyclohexylamine) (HM) (21.0 g, 0.1 mol) was dissolved in 250 g of dimethyl sulfoxide (DMSO), and then decamethylenebistrimellitic acid amide dianhydride (10BAm) (52.1 g, 0.1 mol) was added and reacted at 40 ° C. for 1 hour. Thereafter, the temperature was raised to 80 ° C. and further stirred for 2 hours. After completion of the reaction, the mixture was cooled to room temperature and diluted with DMS to a solid content concentration of 20 wt%, to obtain a DMSO solution of a polyimide precursor polymer (A-6) (solid content concentration 20 wt%). The esterification rate of the obtained (A-5) was 0%, the weight average molecular weight was 52,000, and the PDI was 2.4. This polymerization was carried out in DMSO because thickening occurred due to insufficient solubility when the solvent was NMP.

(合成例7) (A-7)の合成
10BAmの代わりに、デカメチレンビストリメリット酸チオエステル二無水物(10BS)(55.5g、0.1モル)を用いた以外は、合成例6と同様にして、ポリイミド前駆体のポリマー(A-7)のDMSO溶液(固形分濃度20wt%)を得た。得られた(A-7)のエステル化率は0%であり、重量平均分子量は45,000、PDIは2.2であった。
Synthesis Example 7 Synthesis of (A-7) A DMSO solution (solid content concentration 20 wt%) of a polyimide precursor polymer (A-7) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 6, except that decamethylene bistrimellitic acid thioester dianhydride (10BS) (55.5 g, 0.1 mol) was used instead of 10BAm. The esterification rate of the obtained (A-7) was 0%, the weight average molecular weight was 45,000, and the PDI was 2.2.

(合成例8) (A-8)の合成
10BAの仕込み量を(26.1g、0.05モル)に変え、さらに酸成分として3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)(14.7g、0.05モル)を用いた以外は、合成例1と同様にして、ポリイミド前駆体のポリマー(A-8)のNMP溶液(固形分濃度20wt%)を得た。得られた(A-8)のエステル化率は0%であり、重量平均分子量は52,000、PDIは2.4であった。
Synthesis Example 8 Synthesis of (A-8) Except for changing the amount of 10BA to (26.1 g, 0.05 mol) and further using 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA) (14.7 g, 0.05 mol) as the acid component, an NMP solution (solid content concentration 20 wt%) of a polyimide precursor polymer (A-8) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1. The esterification rate of the obtained (A-8) was 0%, the weight average molecular weight was 52,000, and the PDI was 2.4.

(合成例9) (A-9)の合成
10BAの仕込み量を15.7g(0.03モル)に変え、さらに酸成分としてBPDA(20.6g、0.07モル)を用いた以外は、合成例1と同様にして、ポリイミド前駆体のポリマー(A-9)のNMP溶液(固形分濃度20wt%)を得た。得られた(A-9)のエステル化率は0%であり、重量平均分子量は53,000、PDIは2.5であった。
Synthesis Example 9 Synthesis of (A-9) Except for changing the amount of 10BA to 15.7 g (0.03 mol) and further using BPDA (20.6 g, 0.07 mol) as the acid component, an NMP solution (solid content concentration 20 wt%) of a polyimide precursor polymer (A-9) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1. The esterification rate of the obtained (A-9) was 0%, the weight average molecular weight was 53,000, and the PDI was 2.5.

(合成例10) (A-10)の合成
HMの仕込み量を10.5g(0.05モル)に変え、さらにジアミン成分として2,2’-ジトリフロオロメチル-4,4’-ジアミノビフェニル(TFMB)(16.0g、0.05モル)を用いた以外は、合成例1と同様にして、ポリイミド前駆体のポリマー(A-10)のNMP溶液(固形分濃度20wt%)を得た。得られた(A-10)のエステル化率は0%であり、重量平均分子量は54,000、PDIは2.5であった。
Synthesis Example 10 Synthesis of (A-10) Except for changing the amount of HM charged to 10.5 g (0.05 mol) and further using 2,2'-ditrifluoromethyl-4,4'-diaminobiphenyl (TFMB) (16.0 g, 0.05 mol) as the diamine component, an NMP solution (solid content concentration 20 wt%) of a polyimide precursor polymer (A-10) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1. The esterification rate of the obtained (A-10) was 0%, the weight average molecular weight was 54,000, and the PDI was 2.5.

(合成例11) (A-11)の合成
HMの仕込み量を6.3g(0.03モル)に変え、さらにジアミン成分としてTFMB(22.4g、0.07モル)を用いた以外は、合成例1と同様にして、ポリイミド前駆体のポリマー(A-11)のNMP溶液(固形分濃度20wt%)を得た。得られた(A-11)のエステル化率は0%であり、重量平均分子量は54,000、PDIは2.5であった。
Synthesis Example 11 Synthesis of (A-11) Except for changing the amount of HM charged to 6.3 g (0.03 mol) and further using TFMB (22.4 g, 0.07 mol) as the diamine component, an NMP solution (solid content concentration 20 wt%) of a polyimide precursor polymer (A-11) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1. The esterification rate of the obtained (A-11) was 0%, the weight average molecular weight was 54,000, and the PDI was 2.5.

(合成例12) (A-12)の合成
乾燥窒素気流下、HM(21.0g、0.1モル)をNMP250gに溶解し、10BA(52.3g、0.1モル)を加え、40℃で1時間反応させた。その後、80℃まで昇温させ、さらに2時間攪拌した。その後、N、N-ジメチルホルムアミドジメチルアセタール(35.8g、0.3モル)をNMP10gで希釈した溶液を10分かけて滴下した。滴下後、40℃で3時間撹拌した。反応終了後、溶液を水2Lに投入して、ポリマー固体の沈殿をろ過で集めた。ポリマー固体を50℃の真空乾燥機で72時間乾燥しポリイミド前駆体(A-12)を得た。このようにして得られた樹脂のメチル基によるエステル化率は50%であった。重量平均分子量は55,300、PDIは2.4であった。
(Synthesis Example 12) Synthesis of (A-12) Under a dry nitrogen stream, HM (21.0 g, 0.1 mol) was dissolved in 250 g of NMP, 10BA (52.3 g, 0.1 mol) was added, and the mixture was reacted at 40° C. for 1 hour. The temperature was then raised to 80° C., and the mixture was stirred for another 2 hours. Then, a solution of N,N-dimethylformamide dimethyl acetal (35.8 g, 0.3 mol) diluted with 10 g of NMP was added dropwise over 10 minutes. After the addition, the mixture was stirred at 40° C. for 3 hours. After the reaction was completed, the solution was poured into 2 L of water, and the precipitate of the polymer solid was collected by filtration. The polymer solid was dried in a vacuum dryer at 50° C. for 72 hours to obtain a polyimide precursor (A-12). The esterification rate of the resin thus obtained by methyl groups was 50%. The weight average molecular weight was 55,300, and the PDI was 2.4.

(合成例13) (A-13)の合成
10BAの代わりに、ピロメリット酸無水物(PMDA)(21.2g、0.1モル)を用いた以外は、合成例1と同様にして、ポリイミド前駆体のポリマー(A-13)のNMP溶液(固形分濃度20wt%)を得た。得られた(A-13)のエステル化率は0%であり、重量平均分子量は50,000、PDIは2.3であった。
Synthesis Example 13 Synthesis of (A-13) Except for using pyromellitic anhydride (PMDA) (21.2 g, 0.1 mol) instead of 10BA, an NMP solution (solid content concentration 20 wt%) of a polyimide precursor polymer (A-13) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1. The esterification rate of the obtained (A-13) was 0%, the weight average molecular weight was 50,000, and the PDI was 2.3.

(合成例14) (A-14)の合成
HMの代わりに、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル(ODA)(20.2g、0.1モル)を用いた以外は、合成例1と同様にして、ポリイミド前駆体のポリマー(A-14)のNMP溶液(固形分濃度20wt%)を得た。得られた(A-14)のエステル化率は0%であり、重量平均分子量は55,000、PDIは2.5であった。
(合成例15) (A-15)の合成
乾燥窒素気流下、オキシジフタル酸無水物(ODPA)62.04g(0.2モル)をNMP1000gに溶解させた。ここに下記構造のジアミン(HA)96.72g(0.16モル)と1,3-ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン(SiDA)4.97g(0.02モル)をNMP100gとともに加えて、20℃で1時間反応させ、次いで50℃で2時間反応させた。次に末端封止剤として3-アミノフェノール(MAP)4.37g(0.04モル)をNMP30gとともに加え、50℃で2時間反応させた。その後、N,N-ジメチルホルムアミドジメチルアセタール47.66g(0.4モル)をNMP50gで希釈した溶液を10分かけて滴下した。滴下後、50℃で3時間撹拌した。撹拌終了後、溶液を室温まで冷却した後、溶液を水1Lに投入して沈殿を得た。この沈殿を濾過で集めて、水で3回洗浄した後、80℃の真空乾燥機で20時間乾燥し、ポリイミド前駆体樹脂(A-15)の粉末を得た。このようにして得られた樹脂のメチル基によるエステル化率は50%であった。ポリイミド前駆体(A-15)の分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(標準ポリスチレン換算)で測定したところ、重量平均分子量(Mw)は25000、PDIは2.3であった。
Synthesis Example 14 Except for using 4,4'-diaminodiphenyl ether (ODA) (20.2 g, 0.1 mol) instead of the synthetic HM of (A-14), an NMP solution (solid content concentration 20 wt%) of a polyimide precursor polymer (A-14) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1. The esterification rate of the obtained (A-14) was 0%, the weight average molecular weight was 55,000, and the PDI was 2.5.
(Synthesis Example 15) Synthesis of (A-15) Under a dry nitrogen stream, 62.04 g (0.2 mol) of oxydiphthalic anhydride (ODPA) was dissolved in 1000 g of NMP. 96.72 g (0.16 mol) of a diamine (HA) having the following structure and 4.97 g (0.02 mol) of 1,3-bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane (SiDA) were added thereto together with 100 g of NMP, and the mixture was reacted at 20° C. for 1 hour, and then at 50° C. for 2 hours. Next, 4.37 g (0.04 mol) of 3-aminophenol (MAP) was added as an end-capping agent together with 30 g of NMP, and the mixture was reacted at 50° C. for 2 hours. Thereafter, a solution obtained by diluting 47.66 g (0.4 mol) of N,N-dimethylformamide dimethylacetal with 50 g of NMP was added dropwise over 10 minutes. After the dropwise addition, the mixture was stirred at 50°C for 3 hours. After the stirring was completed, the solution was cooled to room temperature and then poured into 1 L of water to obtain a precipitate. The precipitate was collected by filtration, washed three times with water, and then dried in a vacuum dryer at 80°C for 20 hours to obtain a powder of polyimide precursor resin (A-15). The esterification rate by methyl groups of the resin thus obtained was 50%. The molecular weight of polyimide precursor (A-15) was measured by gel permeation chromatography (standard polystyrene equivalent) to find that the weight average molecular weight (Mw) was 25,000 and the PDI was 2.3.

Figure 0007666026000018
Figure 0007666026000018

合成例で得られたポリイミド前駆体の成分を表1に示す。 The components of the polyimide precursor obtained in the synthesis example are shown in Table 1.

Figure 0007666026000019
Figure 0007666026000019

(実施例1)
合成例1で合成したポリイミド前駆体(A-1)のNMP溶液(固形分濃度20wt%)を、前述のように孔径1.0μmのシリンジフィルター(PTFE製)でろ過し、ワニスを得た。得られたワニスを、前記(1)~(7)に記載の方法で各種の測定を実施した。なお、硬化温度は180℃とした。
(実施例2)
硬化温度を200℃とした以外は、実施例1と同様に実施した。ただし、実施例1と同一ワニスのため保存安定性の評価は省略した。
(実施例3)
硬化温度を230℃とした以外は、実施例1と同様に実施した。ただし、実施例1と同一ワニスのため保存安定性の評価は省略した。
(実施例4)
硬化温度を250℃とした以外は、実施例1と同様に実施した。ただし、実施例1と同一ワニスのため保存安定性の評価は省略した。
(実施例5)
ポリイミド前駆体(A-1)の代わりに、合成例2で合成したポリイミド前駆体(A-2)のNMP溶液(固形分濃度20wt%)を用い、硬化温度を230℃とした以外は、実施例1と同様に実施した。
Example 1
The NMP solution (solid content concentration 20 wt%) of the polyimide precursor (A-1) synthesized in Synthesis Example 1 was filtered through a syringe filter (made of PTFE) with a pore size of 1.0 μm as described above to obtain a varnish. The obtained varnish was subjected to various measurements using the methods described in (1) to (7) above. The curing temperature was 180° C.
Example 2
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the curing temperature was 200° C. However, since the varnish was the same as in Example 1, evaluation of storage stability was omitted.
Example 3
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the curing temperature was 230° C. However, since the varnish was the same as in Example 1, evaluation of storage stability was omitted.
Example 4
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the curing temperature was 250° C. However, since the varnish was the same as in Example 1, evaluation of storage stability was omitted.
Example 5
The same procedure as in Example 1 was repeated except that, instead of the polyimide precursor (A-1), an NMP solution (solid content concentration: 20 wt%) of the polyimide precursor (A-2) synthesized in Synthesis Example 2 was used and the curing temperature was set to 230°C.

(実施例6)
ポリイミド前駆体(A-1)の代わりに、合成例3で合成したポリイミド前駆体(A-3)のNMP溶液(固形分濃度20wt%)を用い、硬化温度を230℃とした以外は、実施例1と同様に実施した。
(実施例7)
ポリイミド前駆体(A-1)の代わりに、合成例4で合成したポリイミド前駆体(A-4)のNMP溶液(固形分濃度20wt%)を用い、硬化温度を230℃とした以外は、実施例1と同様に実施した。
(実施例8)
ポリイミド前駆体(A-1)の代わりに、合成例5で合成したポリイミド前駆体(A-5)のNMP溶液(固形分濃度20wt%)を用い、硬化温度を230℃とした以外は、実施例1と同様に実施した。
(実施例9)
ポリイミド前駆体(A-1)の代わりに、合成例6で合成したポリイミド前駆体(A-6)のNMP溶液(固形分濃度20wt%)を用い、硬化温度を230℃とした以外は、実施例1と同様に実施した。
(実施例10)
ポリイミド前駆体(A-1)の代わりに、合成例7で合成したポリイミド前駆体(A-7)のNMP溶液(固形分濃度20wt%)を用い、硬化温度を230℃とした以外は、実施例1と同様に実施した。
Example 6
The same procedure as in Example 1 was repeated except that, instead of the polyimide precursor (A-1), an NMP solution (solid content concentration: 20 wt%) of the polyimide precursor (A-3) synthesized in Synthesis Example 3 was used and the curing temperature was set to 230°C.
(Example 7)
The same procedure as in Example 1 was repeated except that, instead of the polyimide precursor (A-1), an NMP solution (solid content concentration: 20 wt%) of the polyimide precursor (A-4) synthesized in Synthesis Example 4 was used and the curing temperature was set to 230°C.
(Example 8)
The same procedure as in Example 1 was repeated except that, instead of the polyimide precursor (A-1), an NMP solution (solid content concentration: 20 wt%) of the polyimide precursor (A-5) synthesized in Synthesis Example 5 was used and the curing temperature was set to 230°C.
(Example 9)
The same procedure as in Example 1 was repeated except that, instead of the polyimide precursor (A-1), an NMP solution (solid content concentration: 20 wt%) of the polyimide precursor (A-6) synthesized in Synthesis Example 6 was used and the curing temperature was set to 230°C.
(Example 10)
The same procedure as in Example 1 was repeated except that, instead of the polyimide precursor (A-1), an NMP solution (solid content concentration: 20 wt%) of the polyimide precursor (A-7) synthesized in Synthesis Example 7 was used and the curing temperature was set to 230°C.

(実施例11)
ポリイミド前駆体(A-1)の代わりに、合成例8で合成したポリイミド前駆体(A-8)のNMP溶液(固形分濃度20wt%)を用い、硬化温度を230℃とした以外は、実施例1と同様に実施した。
(実施例12)
ポリイミド前駆体(A-1)の代わりに、合成例9で合成したポリイミド前駆体(A-9)のNMP溶液(固形分濃度20wt%)を用い、硬化温度を230℃とした以外は、実施例1と同様に実施した。
(実施例13)
ポリイミド前駆体(A-1)の代わりに、合成例10で合成したポリイミド前駆体(A-10)をNMPに溶解させた溶液(固形分濃度20wt%)を用い、硬化温度を230℃とした以外は、実施例1と同様に実施した。
(実施例14)
ポリイミド前駆体(A-1)の代わりに、合成例11で合成したポリイミド前駆体(A-11)をNMPに溶解させた溶液(固形分濃度20wt%)を用い、硬化温度を230℃とした以外は、実施例1と同様に実施した。
(実施例15)
ポリイミド前駆体(A-1)の代わりに、合成例12で合成したポリイミド前駆体(A-12)をNMPに溶解させた溶液(固形分濃度20wt%)を用い、硬化温度を230℃とした以外は、実施例1と同様に実施した。
Example 11
The same procedure as in Example 1 was repeated except that, instead of the polyimide precursor (A-1), an NMP solution (solid content concentration: 20 wt%) of the polyimide precursor (A-8) synthesized in Synthesis Example 8 was used and the curing temperature was set to 230°C.
Example 12
The same procedure as in Example 1 was repeated except that, instead of the polyimide precursor (A-1), an NMP solution (solid content concentration: 20 wt%) of the polyimide precursor (A-9) synthesized in Synthesis Example 9 was used and the curing temperature was set to 230°C.
Example 13
The same procedure as in Example 1 was repeated except that a solution (solid content concentration: 20 wt%) in which the polyimide precursor (A-10) synthesized in Synthesis Example 10 was dissolved in NMP was used instead of the polyimide precursor (A-1), and the curing temperature was set to 230°C.
(Example 14)
The same procedure as in Example 1 was repeated except that a solution (solid content concentration: 20 wt%) in which the polyimide precursor (A-11) synthesized in Synthesis Example 11 was dissolved in NMP was used instead of the polyimide precursor (A-1), and the curing temperature was set to 230°C.
(Example 15)
The same procedure as in Example 1 was repeated except that a solution (solid content concentration: 20 wt%) in which the polyimide precursor (A-12) synthesized in Synthesis Example 12 was dissolved in NMP was used instead of the polyimide precursor (A-1), and the curing temperature was set to 230°C.

(比較例1)
ポリイミド前駆体(A-1)の代わりに、合成例13で合成したポリイミド前駆体(A-13)のNMP溶液(固形分濃度20wt%)を用い、硬化温度を230℃とした以外は、実施例1と同様に実施した。
(比較例2)
ポリイミド前駆体(A-1)の代わりに、合成例14で合成したポリイミド前駆体(A-14)のNMP溶液(固形分濃度20wt%)を用い、硬化温度を230℃とした以外は、実施例1と同様に実施した。
(比較例3)
光塩基発生剤としてシクロへキシルアミン-2-ヒドロキシケイ皮酸塩をポリイミド前駆体(A-13)100重量部に対して3重量部添加した以外は比較例1と同様に実施した。
(比較例4)
合成例15で合成したポリイミド前駆体(A-15)3.5g、5-ナフトキノンジアジド化合物(製品名「TPPA-280」東洋合成株式会社製)0.5gおよび1H-ベンゾトリアゾール0.07gを固形分濃度20wt%となるようにNMPで希釈し、孔径1.0μmのシリンジフィルター(PTFE製)でろ過し、ワニスを得た。得られたワニスを、前記(1)~(7)に記載の方法で各種の測定を実施した。
実施例および比較例の結果を表2に示す。
(Comparative Example 1)
The same procedure as in Example 1 was repeated except that, instead of the polyimide precursor (A-1), an NMP solution (solid content concentration: 20 wt%) of the polyimide precursor (A-13) synthesized in Synthesis Example 13 was used and the curing temperature was set to 230°C.
(Comparative Example 2)
The same procedure as in Example 1 was repeated except that, instead of the polyimide precursor (A-1), an NMP solution (solid content concentration: 20 wt%) of the polyimide precursor (A-14) synthesized in Synthesis Example 14 was used and the curing temperature was set to 230°C.
(Comparative Example 3)
The same procedure as in Comparative Example 1 was repeated except that 3 parts by weight of cyclohexylamine-2-hydroxycinnamate was added as a photobase generator based on 100 parts by weight of the polyimide precursor (A-13).
(Comparative Example 4)
3.5 g of the polyimide precursor (A-15) synthesized in Synthesis Example 15, 0.5 g of a 5-naphthoquinone diazide compound (product name "TPPA-280" manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.), and 0.07 g of 1H-benzotriazole were diluted with NMP to a solid content concentration of 20 wt %, and filtered through a syringe filter (made of PTFE) having a pore size of 1.0 μm to obtain a varnish. The obtained varnish was subjected to various measurements using the methods described in (1) to (7) above.
The results of the examples and comparative examples are shown in Table 2.

Figure 0007666026000020
Figure 0007666026000020

1 シリコンウエハ
2 Alパッド
3 パッシベーション膜
4 絶縁膜
5 金属(Cr、Ti等)膜
6 金属配線(Al、Cu等)
7 絶縁膜
8 バリアメタル
9 スクライブライン
10 ハンダバンプ
11 封止樹脂
12 基板
13 絶縁膜
14 絶縁膜
15 金属(Cr、Ti等)膜
16 金属配線(Ag、Cu等)
17 金属配線(Ag、Cu等)
18 電極
19 封止樹脂
51 アンテナ部
52 マッチング回路
53 MSL給電線路
54 給電点
55 グランド
56 絶縁膜
J グランド配線厚み
K アンテナ配線厚み
M マッチング回路長さ
L アンテナ部長さ
W アンテナ部幅
601 ICチップ
602 電極パッド
603 第2のビア配線
604 平面アンテナ配線
605 第2の封止樹脂
606 グランド
607 第1のビア配線
608 第1の封止樹脂
609 銅配線
610 絶縁膜
611 バリアメタル
612 ハンダバンプ

1 Silicon wafer 2 Al pad 3 Passivation film 4 Insulation film 5 Metal (Cr, Ti, etc.) film 6 Metal wiring (Al, Cu, etc.)
7 insulating film 8 barrier metal 9 scribe line 10 solder bump 11 sealing resin 12 substrate 13 insulating film 14 insulating film 15 metal (Cr, Ti, etc.) film 16 metal wiring (Ag, Cu, etc.)
17 Metal wiring (Ag, Cu, etc.)
18 Electrode 19 Sealing resin 51 Antenna section 52 Matching circuit 53 MSL power supply line 54 Power supply point 55 Ground 56 Insulating film J Thickness of ground wiring K Thickness of antenna wiring M Length of matching circuit L Length of antenna section W Width of antenna section 601 IC chip 602 Electrode pad 603 Second via wiring 604 Planar antenna wiring 605 Second sealing resin 606 Ground 607 First via wiring 608 First sealing resin 609 Copper wiring 610 Insulating film 611 Barrier metal 612 Solder bump

Claims (13)

式(1)で表される酸無水物の残基および脂環式ジアミン残基を有するポリイミド前駆体(A)、並びに溶剤(B)を含有し、
該脂環式ジアミン残基は、トランス―1,4-シクロヘキサンジアミン、トランス―1,3-シクロヘキサンジアミン、トランス―1,2-シクロヘキサンジアミン、シス―1,4-シクロヘキサンジアミン、シス―1,3-シクロヘキサンジアミン、シス―1,2-シクロヘキサンジアミン、1,2-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルアミン)、4,4’-メチレンビス(2-メチルシクロヘキシルアミン)、4,4’-イソプロピリデンビス(シクロヘキシルアミン)、4,4’-イソプロピリデンビス(2-メチルシクロヘキシルアミン)、4,4’-ヘキサフルオロイソプロピリデンビス(シクロヘキシルアミン)、4,4’-ヘキサフルオロイソプロピリデンビス(2-メチルシクロヘキシルアミン)、4、4’-ビシクロヘキシルジアミン、2,2‘-メチル-4、4’-アミノビシクロヘキサンおよび2,2‘-トリフルオロメチル-4、4’-アミノビシクロヘキサンからなる群から選択される1種以上の脂環式ジアミンの残基である、樹脂組成物。
Figure 0007666026000021
(式中、XおよびXは酸素原子、硫黄原子、または-NH-基のいずれかを示す。nは4~20整数を示す。)
The present invention comprises a polyimide precursor (A) having an acid anhydride residue represented by formula (1) and an alicyclic diamine residue, and a solvent (B),
The alicyclic diamine residue is trans-1,4-cyclohexanediamine, trans-1,3-cyclohexanediamine, trans-1,2-cyclohexanediamine, cis-1,4-cyclohexanediamine, cis-1,3-cyclohexanediamine, cis-1,2-cyclohexanediamine, 1,2-bis(aminomethyl)cyclohexane, 1,3-bis(aminomethyl)cyclohexane, 1,4-bis(aminomethyl)cyclohexane, 4,4'-methylenebis(cyclohexylamine), 4,4'-methylenebis(2-methylcyclohexylamine). , 4,4'-isopropylidenebis(cyclohexylamine), 4,4'-isopropylidenebis(2-methylcyclohexylamine), 4,4'-hexafluoroisopropylidenebis(cyclohexylamine), 4,4'-hexafluoroisopropylidenebis(2-methylcyclohexylamine), 4,4'-bicyclohexyldiamine, 2,2'-methyl-4,4'-aminobicyclohexane, and 2,2'-trifluoromethyl-4,4'-aminobicyclohexane .
Figure 0007666026000021
(In the formula, X1 and X2 represent either an oxygen atom, a sulfur atom, or an -NH- group; n represents an integer of 4 to 20.)
前記式(1)で表されるXおよびXが、いずれも酸素原子である、請求項1に記載の樹脂組成物。 The resin composition according to claim 1 , wherein X 1 and X 2 in the formula (1) are both oxygen atoms. 前記ポリイミド前駆体(A)が、ビフェニル構造を有する請求項1または2に記載の樹脂組成物。 The resin composition according to claim 1 or 2, wherein the polyimide precursor (A) has a biphenyl structure. 前記ポリイミド前駆体(A)が、ポリアミド酸エステル構造を含む、請求項1~3のいずれかに記載の樹脂組成物。 The resin composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the polyimide precursor (A) contains a polyamic acid ester structure. 前記ポリイミド前駆体(A)が、前記式(1)で表される酸無水物の残基を、ポリイミド前駆体(A)中の全カルボン酸残基100モル%に対して、30モル%以上100モル%以下含む、請求項1~4のいずれかに記載の樹脂組成物。 The resin composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the polyimide precursor (A) contains 30 mol % or more and 100 mol % or less of the acid anhydride residue represented by the formula (1) relative to 100 mol % of all carboxylic acid residues in the polyimide precursor (A). 請求項1~5に記載の樹脂組成物を硬化した硬化膜。 A cured film obtained by curing the resin composition according to claims 1 to 5. UVレーザーアブレーションによってパターン加工された、請求項6に記載の硬化膜。 The cured film of claim 6, which has been patterned by UV laser ablation. イミド化率が97%以上100%以下である、請求項6または7に記載の硬化膜。 The cured film according to claim 6 or 7, in which the imidization rate is 97% or more and 100% or less. 200℃~250℃の硬化温度で硬化した、請求項6~8のいずれかに記載の硬化膜。 The cured film according to any one of claims 6 to 8, cured at a curing temperature of 200°C to 250°C. 請求項1~5のいずれかに記載の樹脂組成物を基板に塗布する工程と、80℃以上150℃未満で溶剤(B)を揮発させる工程と、150℃以上250℃以下で硬化する工程と、UVレーザーによってアブレーション加工する工程を含む、硬化膜のパターンの製造方法。 A method for producing a pattern of a cured film, comprising the steps of: applying the resin composition according to any one of claims 1 to 5 to a substrate; volatilizing the solvent (B) at 80°C or more and less than 150°C; curing the composition at 150°C or more and 250°C or less; and ablation processing using a UV laser. 請求項6~9のいずれかに記載の硬化膜を具備する電子部品。 An electronic component having a cured film according to any one of claims 6 to 9. 少なくとも、1以上のアンテナ配線、請求項6~9のいずれかに記載の硬化膜、を具備するアンテナ素子であって、
該アンテナ配線がミアンダ状ループアンテナ、コイル状ループアンテナ、ミアンダ状モノポールアンテナ、ミアンダ状ダイポールアンテナおよびマイクロストリップアンテナからなる群から選ばれる少なくとも一種類以上を含み、該アンテナ配線におけるアンテナ部一つあたりの専有面積が1000mm以下であり、該硬化膜はグランドとアンテナ配線間を絶縁する絶縁膜である、アンテナ素子。
An antenna element comprising at least one antenna wiring and the cured film according to any one of claims 6 to 9,
an antenna element, wherein the antenna wiring includes at least one type selected from the group consisting of a meandering loop antenna, a coiled loop antenna, a meandering monopole antenna, a meandering dipole antenna, and a microstrip antenna, the area occupied by each antenna portion in the antenna wiring is 1000 mm2 or less, and the cured film is an insulating film that provides insulation between the ground and the antenna wiring.
少なくとも、半導体素子、再配線層、封止樹脂、アンテナ配線を具備する半導体パッケージであって、
該アンテナ配線がミアンダ状ループアンテナ、コイル状ループアンテナ、ミアンダ状モノポールアンテナ、ミアンダ状ダイポールアンテナおよびマイクロストリップアンテナからなる群から選ばれる少なくとも一種類以上を含み、該アンテナ配線におけるアンテナ部一つあたりの専有面積が1000mm以下であり、該再配線層の絶縁層、および/または、該封止樹脂、が請求項6~9のいずれかに記載の硬化膜を含み、該封止樹脂はグランドとアンテナ配線間にある、半導体パッケージ。
A semiconductor package including at least a semiconductor element, a rewiring layer, a sealing resin, and an antenna wiring,
a semiconductor package, wherein the antenna wiring includes at least one antenna selected from the group consisting of a meandering loop antenna, a coiled loop antenna, a meandering monopole antenna, a meandering dipole antenna, and a microstrip antenna, an area occupied by each antenna portion in the antenna wiring is 1000 mm2 or less, an insulating layer of the redistribution layer and/or the sealing resin includes the cured film according to any one of claims 6 to 9, and the sealing resin is located between a ground and the antenna wiring.
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