聚合性组合物的制作方法

文档序号:6867647阅读:237来源:国知局
专利名称:聚合性组合物的制作方法
技术领域
本发明涉及酸产生剂和含有阳离子聚合性化合物的聚合性组合物。更详细地说,本发明涉及粘合剂组合物、压焊用粘合剂和使用其的粘合薄膜。此外,本发明涉及密封用组合物和密封剂。此外,本发明涉及光波导管形成用材料和光波导管。
背景技术
迄今为止,在各种领域中使用聚合性组合物。可以列举例如粘合剂。粘合剂迄今为止在球栅阵列(BGA)或晶片尺寸封装(CSP)这样的半导体封装的配线基板或柔性带自动连接(TAB)带和放热板的粘合中使用。在该情况下,粘合剂以热固性的液状粘合剂或粘合薄片的方式来使用。然而,如果固化时在高温下长时间加热,则存在在半导体芯片中形成热应力这样的问题。此外,在生产方面,存在在粘合剂的固化工序中需要长时间这样的问题。例如,在特开2001-131499公报中描述了在固化工序中,在150℃下加热2小时而形成粘合剂薄片。
此外,热固性的粘合剂在常温下的保存稳定性通常较差。因此,输送和保管必须在低温下进行。此外,必须在单一的时间中使用,由此,存在设备、成本、操作方面的麻烦。此外,如果为了缩短粘合剂的固化时间而将固化温度设定较低,则存在保存稳定性恶化这样的问题。
此外,目前的热固性管芯焊接(die bonding)薄膜在加热固化时的固化收缩较大。因此,如果将多个半导体芯片通过未固化的管芯焊接薄膜进行位置重合而层叠以制备层叠体后,加热层叠体对管芯焊接薄膜进行固化,加热粘合半导体晶片,则层叠的半导体芯片之间倾斜,半导体芯片自身翘曲。由此,半导体晶片产生位置偏移。
此外通过密封树脂形成实装了半导体元件的基板时,还存在如下问题由于为了固化密封树脂而施加的热,管芯焊接薄膜进一步收缩,在密封树脂、半导体晶片中产生裂缝。
在特开2004-39992公报中公开了光固化性管芯焊接薄膜。然而,无法获得足够的粘合特性,期望有进一步的改善。
即,迄今为止,期望能在少量的活性能量线的照射量下固化,尤其具有粘合性优异的固化物物性,且在室温时的保存稳定性优异的粘合剂组合物。此外,期望能在平行状态下层叠粘合半导体元件的粘合剂和粘合薄膜。
此外,作为其他聚合性组合物的例子可以列举密封剂。对于密封剂,已知用于光仪器、电子仪器和光电子仪器。这些仪器受到周围温度变化和湿度变化等很大的影响。因此,由液状树脂等密封而保护于隔离外部环境的状态下使用。此外,近年来,作为半导体芯片的实装方法,将裸露状态的芯片直接与印刷电路基板连接的印刷芯片实装引人注目。在特开2003-238691号公报、特开2003-277712号公报中公开了将裸露芯片元件形成面的金属块形电极与在印刷配线电流基板上形成的电极焊盘熔融连接。其中,在电路基板和芯片之间,为了降低应力,使用底层填料(under-fill)这样的密封剂。
此外,在液晶显示器中也使用密封剂。液晶显示器是在2张平行的液晶基板之间密封液晶,在液晶基板上层叠透明电极而形成的。使用密封剂作为用于密封该液晶的密封材料。目前,在密封材料中使用热固型环氧树脂。然而,在这样热固型环氧树脂,必须在150~180℃这样的高温下加热2小时左右。因此,存在生产性无法提高的问题。
除了这样的热固化方式以外,在特开平11-199651号公报和特开2000-191751号公报中,为了提高生产性和密封耐热性弱的基材,公开了紫外线固化型密封材料组合物。然而,期望增大固化必须的照射能量,进一步提高生产性。
另一方面,在EL显示器中,使用密封剂作为用于粘合构成元件的玻璃基板和气密性容器(密封)的密封材料。在EL元件中有无机EL元件和有机EL元件。有机EL元件在高亮度、高效率、快速响应性、多色化的方面比无机EL元件优异。但是,有机EL元件的耐热性低,耐热温度为80~100℃左右。因此,在有机EL显示器的密封中,存在作为密封材料,即使使用热固化型环氧树脂也不能充分加热固化的问题。在特开2004-231938号公报公开了可以低温快速固化的光固化型密封材料。然而,在进行光照射时,存在如果照射波长不足350nm的光,则有机EL元件的有机色素劣化,发光强度不足的问题。此外,在波长为350nm以上的光线的照射下,固化性也并不充分。
此外,在特开2004-221405号公报中,公开了通过树脂密封发光二极管。其中,白色LED作为能大幅节省能量的照明用光源而引人注目。因此,是否能将从发光二极管元件(LED芯片)发出的光有效地发射出来是重要的。此外,在LED芯片的密封剂中要求无着色、高透明性的物质。
即,迄今为止,要求能在少量的活性能量线的照射量下固化,且透明性高的密封用组合物。
此外,作为别的聚合性组合物,可以列举光波导管形成用的材料。对于光波导管,已知作为基本结构要素用于例如用来传输电影和动画等大容量信息,以及用于光电脑等的光学仪器、光电层叠电路(OEIC)和光集成电路(光IC)等中。此外,光波导管由于大量的需要而进行了精心的研究,另一方面,尤其要求高性能、低成本的产品。
目前,作为此类的光波导管,使用石英等无机玻璃。石英类的光波导管具有耐热性、低偏振面依赖性、低损失、低温度依赖性这样优异的性质。然而,由于包括高温处理和RIE(反应性离子蚀刻)处理而成本较高。
另一方面,近年来提出了使用高分子材料的光波导管并将其实用化。高分子材料与无机材料相比容易加工,可以容易地实现大面积化和薄膜化。此外,具有由于挠性而用途广泛和折射率的调整容易等各种优点。其中,由于紫外线固化型树脂是可以进行大量生产的材料,因此期待用作光波导管用的材料。
作为使用高分子材料的光波导管的形成方法,研究了RIE法、打印法(スタンパ)(特开平8-327844号公报)、直接曝光法、光脱色法(ブリ一チング)(特开2000-275456号公报、特开2001-356227号公报)等。
首先,在RIE法中,首先在制备薄膜后,将光致抗蚀剂用UV(紫外线)曝光,显影以形成波导管图案。然后,通过反应性离子蚀刻除去未被光致抗蚀剂覆盖的部分。然后,除去不需要的光致抗蚀剂。该RIE法由于包括反应型离子蚀刻时的真空工序和光致抗蚀剂工序,因此通常需要较高的成本。此外,通过反应性离子蚀刻,会在核侧面形成微小的划伤(厚度方向的划伤)。由此,光波导管制备后的散射损失增大。
在打印法中,在衬垫中形成沟槽后,通过向该沟槽中流入树脂而形成核。因此实现了大幅降低的成本。然而,在打印法中,会由于产生空隙和在上部衬垫制备时的毛边而无法获得足够的波导效率。
相反,直接曝光法没有用光致抗蚀剂覆盖的工序,在用直接光等能量线照射后,通过显影除去未曝光部分而制备图案。如果通过该方法,则与RIE法相比,工序简单,能实现低成本化。
此外,光脱色法可以仅通过照射光等活性能量线来设置折射率差而制备光波导管。因此,可以没有光致抗蚀剂涂布工序、反应性离子蚀刻工序、显影工序。因此是低成本量产性优异的制造方法,还能抑制如RIE法和打印法中发现的由于侧面形状的波动而产生的散射损失。
在直接曝光法和光脱色法中照射的光等活性能量线是X射线、α射线、β射线、γ射线、紫外线、可见光线、红外线、电子束等多种。
在这些能量线中,从具有一定的能量级别、照射装置比较便宜且小型的观点出发,最优选使用紫外线。高压水银灯、超高压水银灯、甲烷卤化物灯是最通常的光源。在使用这些光源的情况下,照射在300nm-450nm的波长区域中具有主波长的光线(ラドテツク研究会编“UV·EB固化技术的现状和展望”シ-エムシ-出版(2002年))。近年来,在光波导管的领域中,普遍要求对这些光源能快速固化至期望的聚合度且具有良好特性的材料。
即,迄今为止,要求能在少量的活性能量线的照射量下固化且适合低成本、量产性优异的制造的光波导管用材料。

发明内容
本发明的一个实施方式涉及聚合性组合物,其含有酸产生剂(A)和阳离子聚合性化合物(B),其中,酸产生剂(A)包含锍阳离子和由下述通式(1)表示的硼酸盐阴离子,其中,通式(1)[BYmZn]-
其中,Y表示氟和氯原子、Z表示被2个以上选自氟原子、氰基、硝基、三氟甲基中的基团取代的苯基、m表示0-3的整数、n表示1-4的整数,m+n=4。
本发明的聚合性组合物(以下称为组合物)可以用作粘合剂组合物、密封用组合物和光波导管形成用材料。
本发明的一个实施方式涉及粘合剂组合物,其含有酸产生剂(A)和阳离子聚合性化合物(B),其中,酸产生剂(A)包含锍阳离子和下述通式(1)表示的硼酸盐阴离子,且乙腈中的波长350nm的摩尔吸光系数在3000-25000的范围内,其中,通式(1)[BYmZn]-其中,Y表示氟和氯原子、Z表示被2个以上选自氟原子、氰基、硝基、三氟甲基中的基团取代的苯基、m表示0-3的整数、n表示1-4的整数,m+n=4。
优选锍阳离子由通式(2)表示。
通式(2) 其中,R1表示选自取代的苄基、取代的苯甲酰甲基、取代的烯丙基、取代的烷氧基、取代的芳氧基和取代的杂环氧基的基团,R2和R3各自独立地表示选自苄基、苯甲酰甲基、烯丙基、烷氧基、芳氧基、杂环氧基、烷基和链烯基以及取代的这些基团的基团,R4表示氧原子或和孤立电子对。此外,R1、R2和R3还可以是2个以上基团结合的环状结构。
优选阳离子聚合性化合物是在分子内具有至少1个环氧基或在分子内具有至少1个氧杂环丁基的化合物。
本发明的一个实施方式涉及含有上述粘合剂组合物的管芯焊接用粘合剂。
本发明的一个实施方式涉及在基材上涂布上述粘合剂获得的管芯焊接用粘合薄膜。
本发明的一个实施方式涉及粘合半导体元件和支持部件而成的粘合物的制造方法,其特征在于在半导体元件和支持部件之间形成含有上述粘合剂的层,照射含有波长从350nm-450nm中的至少部分光线的光线,从而将上述粘合剂和粘合薄膜固化。
本发明的一个实施方式涉及粘合半导体元件和支持部件而成的粘合物的制造方法,其中在半导体元件和支持部件的粘合面上形成含有上述粘合剂的层,照射含有波长从350nm-450nm的至少部分光线的光线后,在支持部件上层叠粘合。
根据本发明粘合剂组合物的实施方式,则可以在少量的活性能量线的照射量下固化,通过能量线进行交联固化后,能获得高的耐热性、耐久性、透明性、粘合力。此外,根据本发明粘合剂组合物的一个实施方式,通过使用酸产生剂(A),即使在少量的能量线的照射下,也能有效地产生非常强的酸。因此,还能通过缩短活性能量线的照射时间以提高生产性,降低因能量线照射引起的基材劣化。本发明的粘合剂组合物尤其是用作管芯焊接用途的粘合剂。
此外,本发明的一个实施方式涉及密封剂组合物,其含有酸产生剂(A)和阳离子聚合性化合物(B),其中,酸产生剂(A)包含锍阳离子和下述通式(1)表示的硼酸盐阴离子,且波长350nm的摩尔吸光系数在3000-25000的范围内。
通式(1)[BYmZn]-其中,Y表示氟和氯原子、Z表示被2个以上选自氟原子、氰基、硝基、三氟甲基中的基团取代的苯基、m表示0-3的整数、n表示1-4的整数,m+n=4。
优选锍阳离子由通式(2)表示。
通式(2) 其中,R1表示选自取代的苄基、取代的苯甲酰甲基、取代的烯丙基、取代的烷氧基、取代的芳氧基和取代的杂环氧基的基团,R2和R3各自独立地表示选自苄基、苯甲酰甲基、烯丙基、烷氧基、芳氧基、杂环氧基、烷基和链烯基以及取代的这些基团的基团,R4表示氧原子或孤立电子对。此外,R1、R2和R3还可以是2个以上基团结合的环状结构。
优选阳离子聚合性化合物是在分子内具有至少1个环氧基或和在分子内具有至少1个氧杂环丁基的化合物。
本发明的一个实施方式涉及含有上述密封用组合物的密封剂。
本发明的一个实施方式涉及密封物的制造方法,其特征在于在基材的部分或整个面上涂布或填充上述密封剂后,照射含有波长为350nm-450nm中的至少部分的光线的光线,从而将上述密封剂固化。
本发明的一个实施方式涉及基材的密封方法,其特征在于在基材的部分或整个面上涂布或填充上述密封剂后,照射含有波长为350nm-450nm中的至少部分的光线的光线,从而将上述密封剂固化。
根据本发明密封剂组合物的实施方式,则可以在少量的活性能量线的照射量下固化,通过能量线进行交联固化后,能获得高的耐热性、耐久性、透明性、粘合力。此外,根据本发明密封剂组合物的实施方式,通过使用酸产生剂(A),能通过能量线的照射而快速进行阳离子聚合至所期望的聚合度,因此具有高的生产性和粘合力。此外,即使在少量能量线的照射下,也能有效地产生非常强的酸,因此,还能通过缩短活性能量线的照射时间以提高生产性,降低因能量线照射而引起的基材劣化。本发明的密封剂组合物用于各种仪器的密封用途。
此外,本发明的一个实施方式涉及光波导管形成用组合物,其含有酸产生剂(A)和阳离子聚合性化合物(B),其中,酸产生剂(A)包含锍阳离子和下述通式(1)表示的硼酸盐阴离子,且波长350nm的摩尔吸光系数在3000-25000的范围内。
通式(1)[BYmZn]-其中,Y表示氟和氯原子、Z表示被2个以上选自氟原子、氰基、硝基、三氟甲基中的基团取代的苯基、m表示0-3的整数、n表示1-4的整数,m+n=4。
优选锍阳离子由通式(2)表示。
通式(2) 其中,R1表示选自取代的苄基、取代的苯甲酰甲基、取代的烯丙基、取代的烷氧基、取代的芳氧基和取代的杂环氧基的基团,R2和R3各自独立地表示选自苄基、苯甲酰甲基、烯丙基、烷氧基、芳氧基、杂环氧基、烷基和链烯基以及取代的这些基团的基团,R4表示氧原子或孤立电子对。此外,R1、R2和R3还可以是2个以上基团结合的环状结构。
优选阳离子聚合性化合物(B)是在分子内具有至少1个环氧基或在分子内具有至少1个氧杂环丁基的化合物,或水解性硅烷化合物的水解物。
本发明的一个实施方式涉及将上述光波导管用材料固化而获得的光波导管。
本发明的一个实施方式涉及光波导管的制造方法,其为具有核心部和衬垫层的光波导管的制造方法,其特征在于,在由核心部或衬垫层的至少一个所形成的基板上,涂布上述光波导管形成用材料后,通过光照射进行固化。
本发明的一个实施方式涉及通过上述光波导管的制造方法制造的光波导管。
根据本发明光波导管形成用材料的实施方式,由于含有特定的酸产生剂(A),因此在少量的活性能量线的照射量下非常容易且短时间地发生固化。此外,根据本发明光波导管形成用材料的实施方式,由于可以图案曝光和在活性能量线的照射下改变折射率,因此能容易地形成光波导管。根据本发明光波导管形成用材料的实施方式,能用于低成本、量产性优异的光波导管的生产中。
本说明书中公开的内容涉及特愿2005-177454(2005年6月17日申请)、特愿2004-341597(2004年11月26日申请)和特愿2004-357990(200年12月10日申请)的主题,将这些内容全部引入本说明书中。


图1是光波导管制造方法的部分工序图。(a)~(f)是通过直接曝光法制造的部分工序图。(g)~(k)是通过光脱色法制造方法的部分工序图。
具体实施例方式
以下,详细说明本发明的实施方式。
酸产生剂(A)首先,对本发明中使用的酸产生剂(A)进行说明。本发明中使用的酸产生剂(A)是通过照射能量线产生酸的材料。通过从酸产生剂产生的酸,能开始并促进通过阳离子聚合性化合物(B)的阳离子聚合而进行交联。
在本发明中使用的酸产生剂(A)用作粘合剂组合物和密封剂组合物的情况下,将波长350nm的摩尔吸光系数调整到3000~25000的范围内。由此,能实现对能量线,尤其是350nm~450nm波长区域的光照射的大幅高敏感化。因此,本发明的酸产生剂(A)可以在没有增敏剂下使用。此外,即使联用增敏剂,也可以将其使用量抑制为最小限。因此,可以维持本组合物的高透明性。
为了将波长350nm的摩尔吸光系数调整在3000~25000的范围内,在锍阳离子部位中还可以具有例如如通式(2)所示的特定结构。
此外,在用作光波导管形成用材料的情况下,本发明中使用的酸产生剂(A)的波长365nm的摩尔吸光系数调整在500~25000的范围内。由此,能实现对能量线,尤其是350nm~450nm中波长区域的光照射的大幅高敏感化。因此,本发明的酸产生剂(A)也可以单独使用。此外,即使联用增敏剂,也可以将其使用量抑制为最小限。因此,可以维持本发明光波导管形成用材料的高透明性。
为了将波长365nm的摩尔吸光系数调整在500~25000的范围内,在锍阳离子部位中还可以具有例如如通式(2)所示的特定结构。
在粘合剂组合物中,在本发明的酸产生剂(A)的波长350nm的摩尔吸光系数不足3000的情况下,由于在该波长区域的光照射下无法产生足够的酸,因此本发明粘合剂组合物的固化有时会不足。此外,在酸产生剂(A)的波长350nm的摩尔吸光系数超过25000的情况下,酸产生剂(A)对光的稳定性降低,有时粘合剂组合物自身保存稳定性也会降低。
在密封用组合物中,在本发明的酸产生剂(A)的波长350nm的摩尔吸光系数不足3000的情况下,由于在该波长区域的光照射下无法产生足够的酸,因此本发明密封用组合物的固化有时会不足。此外,在酸产生剂(A)的波长350nm的摩尔吸光系数超过25000的情况下,酸产生剂(A)对光的稳定性降低,有时密封用组合物自身保存稳定性也会降低。
在光波导管形成用材料中,在本发明的酸产生剂(A)的波长365nm的摩尔吸光系数不足500的情况下,由于在该波长区域的光照射下无法产生足够的酸,因此本发明光波导管形成用材料的固化有时会不足。此外,在酸产生剂(A)波长365nm的摩尔吸光系数超过25000的情况下,就产生来自酸产生剂(A)的着色的问题和照射的光线无法充分透过,因此在最深的部分中无法产生足够的酸,本发明的光波导管形成用材料的固化有时不足。
另外,摩尔吸光系数是由在乙腈中溶解的酸产生剂(A)在25℃下的测定结果而算出的。
对用于由本发明中使用的酸产生剂(A)产生酸的能量线源没有特定的限定。然而,优选能照射实现特别适合敏感度的350nm-450nm的波长区域的光线的光源。此外,能量线源还可以与上述波长区域的光同时产生其他的能量线。作为特别优选的光源,是在350nm~450nm中的波长区域中具有发光主波长的光源。作为具体例,可以列举超高压水银灯、高压水银灯、水银氙灯、甲烷卤化物灯、高能甲烷卤化物灯、氙灯、脉冲发光氙灯灯,但并不限定于此。此外,还可以使用Nd-YAG3倍波激光、He-Cd激光、氮气激光、Xe-Cl准分子激光、Xe-F准分子激光、半导体激发固体激光灯在350nm-450nm的波长区域中具有发光波长的激光作为适合的能量线源。此外,还可以使用电子束作为适合的能量线源。本发明的酸产生剂均在350nm-450nm的波长区域中具有适合的吸收。根据酸产生剂(A)的取代基,吸收特性也稍有不同。然而,通过适当选择上述光源,可以实现非常高敏感度能量线酸产生剂的功能。此外,这些光源还可以通过过滤器、反射镜、透镜等光学机器进行照射。
以外,对本发明中使用的酸产生剂(A)的结构进行详细说明。
本发明中使用的酸产生剂(A)是由锍阳离子和通式(1)表示的硼酸盐阴离子构成的鎓型酸产生剂。锍阳离子的还原电位较高,即,电子受容性较高。因此,通过能量线,尤其是光线的照射会发生分解,容易产生酸。
作为特别优选的锍阳离子的结构,可以列举通式(2)表示的锍阳离子。
通式(2) 其中,R1表示选自取代的苄基、取代的苯甲酰甲基、取代的烯丙基、取代的烷氧基、取代的芳氧基和取代的杂环氧基的基团,R2和R3各自独立地表示选自苄基、苯甲酰甲基、烯丙基、烷氧基、芳氧基、杂环氧基、烷基和链烯基以及取代的这些基团的基团,R4表示氧原子或孤立电子对。此外,R1、R2和R3还可以是2个以上基团结合的环状结构。)取代基R1的特征是取代的,具体地说,是选自通式(3)~通式(6)的结构。
通式(3) 通式(4) 通式(5)
通式(6)R5-O-其中,R5在通式(3)~通式(6)中是相同的,选自碳原子数为6~24的单环或缩合多环芳环、取代的碳原子数为6~24的单环或缩合多环芳环、碳原子数为4~24的单环或缩合多环杂环基团、取代的碳原子数为4~24的单环或缩合多环杂环基团。在通式(6)的情况下,还可以选自烷基或取代的烷基。但是,还必须是用于吸收350nm~450nm中波长区域光线的后述取代基。
R6和R7在通式(3)~通式(6)中是相同的,各自独立地表示氢原子、烷基、取代的烷基、芳基、取代的芳基、杂环基、取代的杂环基、烷氧基、取代的烷氧基、芳氧基、取代的芳氧基、杂环氧基、取代的杂环氧基、链烯基或取代的链烯基。其中,R5、R6和R7还可以是一体化而形成环。
作为上述碳原子数为6~24的单环或缩合多环芳环基团,具体地说,可以列举苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、9-蒽基、2-菲基、3-菲基、9-菲基、1-芘基、5-并四苯基(ナフタセニル)、1-茚基、2-薁基、1-苊基(アセナフチル)、2-芴基、9-芴基、3-苝基、邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、2,3-二甲苯基、2,5-二甲苯基、莱基、对枯烯基、对十二烷基苯基、对环己基苯基、4-联苯基、邻氟苯基、间氯苯基、对溴苯基、对羟基苯基、间羧基苯基、邻巯基苯基、对氰基苯基、间硝基苯基、间酰胺基苯基等,但并不限定于此。此外,通式(3)~通式(6)中的取代基R5还可以在上述以外的取代位置与通式(3)~通式(5)的碳原子、通式(6)的氧原子键合,这些也包括在本发明R5表示的取代基的范畴内。
作为上述碳原子数为4~24的单环或缩合多环杂环基团,可以列举包含氮原子、氧原子、磷原子的基团。具体地说,可以列举2-噻吩基、2-苯并噻吩基、萘并[2,3-b]噻吩基、3-噻蒽基、2-噻嗯(チアンスレニル)基、2-呋喃基、2-苯并呋喃基、吡喃基、异苯并呋喃基、氧萘基、氧杂蒽基、吩噻基、2H-吡咯基、吡咯基、咪唑基、吡唑基、吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、吲哚嗪基、异吲哚基、3H-吲哚基、2-吲哚基、3-吲哚基、1H-吲唑基、蟾毒基(プリニル)、4H-喹嗪基、异喹啉基、喹啉基、酞嗪基、萘啶基、喹喔啉基、喹唑啉基、噌啉基、喋啶基、4aH-咔唑基、2-咔唑基、3-咔唑基、β-咔啉基、菲啶基、2-吖啶基、萘嵌二氮苯基、二氮杂菲基、吩嗪基、吩砒嗪基、异噻唑基、吩噻嗪基、异唑啉、呋咱基、3-吩嗪、异苯并二氢吡喃基、苯并二氢吡喃基、吡咯烷基、吡咯啉基、咪唑基、咪唑啉基、吡唑烷基、吡唑基、哌啶基、哌嗪基、吲哚基、异吲哚基、奎宁环基、吗啉基、噻吨酮基、4-喹啉基、4-异喹啉基、3-吩噻嗪基、2-吩噻嗪基、3-香豆素等,但并不限定于此。此外,通式(3)~通式(6)中的取代基R5还可以与上述以外的取代位置与通式(3)~通式(5)的碳原子、通式(6)的氧原子键合,这些也包括在本发明R5表示的取代基的范畴内。
其中,作为更优选的碳原子数为6~24的单环或缩合多环芳环基团、或者碳原子数为4~24的单环或缩合多环杂环基团,可以列举选自通式(7)~通式(10)的结构。
通式(7) 通式(8) 通式(9) 通式(10) 其中,R8各自独立地表示烷基、芳基、杂环基、烷基硫基、芳基硫基、杂环硫基、酰基、烷氧基、芳基氧基和杂环氧基、具有取代基的这些基团和选自卤素原子的基团。R9表示烷基、芳基、杂环基、酰基和链烯基和具有取代基的这些基团。R(Rk、Rl、Rp的R)各自独立地表示烷基、芳基、杂环基、链烯基、酰基、烷氧基、芳基氧基、杂环氧基、烷基硫基、芳基硫基、杂环硫基和酰基氧基、具有取代基的这些基团和选自卤素原子的基团。j、k、l、p表示取代基R8或R取代的个数。j表示1~5的整数。k表示0~4的整数。l表示0~3的整数。p表示0~3的整数。其中,k+l必须为1以上。此外,相邻的R之间、R8之间或者R与R9、R与R10还可以通过彼此键合而形成环结构。另外,在通式(8)~通式(10)中,上述以外的取代位置中还可以与通式(3)~通式(5)的碳原子、通式(6)的氧原子键合。
此外,本发明中使用的酸产生剂(A)具有用于吸收350nm~450nm中波长区域光线的取代基。作为这样的取代基优选的基团,可以列举芳基、杂环基、烷基硫基、芳基硫基、杂环硫基、烷氧基、芳基氧基、杂环氧基和酰基。
以下,对上述各种取代基进行具体说明。
作为烷基,可以列举碳原子数为1~18的直链状、支链状、单环状或缩合多环状烷基。作为这些基团的具体例,可以列举甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、十八烷基、异丙基、异丁基、异戊基、仲丁基、叔丁基、仲戊基、叔戊基、叔辛基、新戊基、环丙基、环丁基、环戊基、环己基、金刚烷基、降冰片烷基、龙脑基、4-癸基环己基等,但并不限定于此。
作为芳基,可以列举与取代基R5中作为芳基例示的基团同样的取代基,但并不限定于此。通式(3)~通式(6)中的取代基R5、通式(3)~通式(6)中的取代基R6、通式(3)~通式(6)中的取代基R7、通式(7)中的取代基R8、通式(8)~通式(10)中的取代基R和通式(10)中的取代基R10在上述以外的取代位置中,还可以与通式(3)~通式(5)、通式(7)~通式(10)的碳原子或通式(6)的氧原子键合。此外,通式(9)中的取代基R9还可以在上述以外的取代位置中与碳原子键合,这些也包括在本发明的R5、R6、R7、R8、R9、R和R10所表示的取代基的范畴内。
作为杂环基,可以列举与取代基R5中作为杂环基例示的基团同样的取代基,但并不限定于此。通式(3)~通式(6)中的取代基R5、通式(3)~通式(6)中的取代基R6、通式(3)~通式(6)中的取代基R7、通式(7)中的取代基R8、通式(8)~通式(10)中的取代基R和通式(10)中的取代基R10在上述以外的取代位置中,还可以与通式(3)~通式(5)、通式(7)~通式(10)的碳原子或通式(6)的氧原子键合。此外,通式(9)中的取代基R9还可以在上述以外的取代位置中与碳原子键合,这些也包括在本发明的R5、R6、R7、R8、R9、R和R10所表示的取代基的范畴内。
作为链烯基,可以列举碳原子数为1~18的直链状、支链状、单环状或缩合多环状烯基,这些基团还可以在结构中具有多个碳-碳双键。作为这些基团的具体例,可以列举乙烯基、1-丙烯基、烯丙基、2-丁烯基、3-丁烯基、异丙烯基、异丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、1-己烯基、2-己烯基、3-己烯基、4-己烯基、5-己烯基、环戊烯基、环己烯基、1,3-丁二烯基、环己二烯基、环戊二烯基等,但并不限定于此。
作为烷氧基,可以列举碳原子数为1~18的直链状、支链状、单环状或缩合多环状烷氧基。作为这些基团的具体例,可以列举甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基、十二烷氧基、十八烷氧基、异丙氧基、异丁氧基、异戊氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、仲戊氧基、叔戊氧基、叔辛氧基、新戊氧基、环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基、金刚烷氧基、降冰片烷氧基、龙脑氧基、4-癸基环己氧基、2-四氢呋喃氧基、2-四氢吡喃氧基等,但并不限定于此。
作为芳基氧基,可以列举碳原子数为6~18的单环或缩合多环芳基氧基。作为具体例,可以列举苯氧基、1-萘氧基、2-萘氧基、9-蒽氧基、9-菲氧基、1-芘氧基、5-并四苯氧基、1-茚氧基、2-薁氧基、1-苊氧基和9-芴氧基等,但并不限定于此,芳基和氧原子还可以在上述以外的位置上键合,这些也包括在本发明的R5、R6、R7、R8、R9、R和R10所表示的取代基的范畴内。
作为杂环氧基,可以列举包含选自氮原子、氧原子、硫原子和磷原子的原子的、碳原子数为4~18的单环和多环芳氧基。作为具体例,可以列举2-呋喃氧基、2-噻吩氧基、2-吲哚氧基、3-吲哚氧基、2-苯并呋喃氧基、2-苯并噻吩氧基、2-咔唑氧基、3-咔唑氧基、4-咔唑氧基、9-吖啶氧基等,但并不限定于此,杂环基和氧原子还可以在上述以外的位置上键合,这些也包括在本发明的R5、R6、R7、R8、R9、R和R10所表示的取代基的范畴内。
作为酰基,可以列举键合了氢原子或碳原子数为1~18的直链状、支链状、单环状或缩合多环状的脂肪族基团的羰基、键合了碳原子数为6~18的单环状和缩合多环状的芳基的羰基、键合了包含选自氮原子、氧原子、硫原子和磷原子的原子的、碳原子数为4~18的单环或缩合多环杂环基的羰基。作为具体例,可以列举甲酰基、乙酰基、丙酰基、丁酰基、异丁酰基、戊酰基、异戊酰基、新戊酰基、月桂酰基、十四烷酰基、十六烷酰基、十八烷酰基、环戊基羰基、环己基羰基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、巴豆酰基、异巴豆酰基、油酰基、肉桂酰基、苯甲酰基、1-萘酰基、2-萘酰基、9-蒽羰基、3-糠酰基、2-噻吩甲酰基、烟酰基、异烟酰基等。但并不限定于此,芳基和羰基、杂环基和羰基分别还可以在上述以外的位置上键合,这些也包括在本发明的R8、R9和R所表示的取代基的范畴内。
作为烷基硫基,可以列举碳原子数为1~18的直链状、支链状、单环状或缩合多环状烷硫基。作为这些基团的具体例,可以列举甲基硫基、乙基硫基、丙基硫基、丁基硫基、戊基硫基、己基硫基、辛基硫基、癸基硫基、十二烷基硫基、十八烷基硫基等,但并不限定于此。
作为芳基硫基,可以列举碳原子数为4~18的单环或缩合多还芳基硫基。作为具体例,可以列举苯基硫基、1-萘基硫基、2-萘基硫基、9-蒽基硫基、9-菲基硫基等,但并不限定于此,芳基和硫原子还可以在上述以外的位置上键合,这些也包括在本发明的R8和R所表示的取代基的范畴内。
作为杂环硫基,可以列举包含选自氮原子、氧原子、硫原子和磷原子的原子的、碳原子数为4~18的单环或多环芳硫基。作为具体例,可以列举2-呋喃硫基、2-噻吩硫基、2-吲哚硫基、6-吲哚硫基、2-苯并呋喃硫基、2-苯并噻吩硫基、2-咔唑硫基、3-咔唑硫基、4-咔唑硫基等,但并不限定于此,杂环基和氧原子还可以在上述以外的位置上键合,这些也包括在本发明的R8和R所表示的取代基的范畴内。
作为酰基氧基,可以列举键合了氢原子或碳原子数为1~18的直链状、支链状、单环状或缩合多环状的脂肪族基团的羰基氧基、或者键合了碳原子数为6~18的单环状或缩合多环状的芳基的羰基氧基、或者键合了包含选自氮原子、氧原子、硫原子和磷原子的原子的、碳原子数为4~18的单环或缩合多环杂环基的羰基氧基。作为具体例,可以列举乙酰基氧基、丙酰基氧基、丁酰基氧基、异丁酰基氧基、戊酰基氧基、异戊酰基氧基、新戊酰基氧基、月桂酰基氧基、十四烷酰基氧基、十六烷酰基氧基、十八烷酰基氧基、环戊基羰基氧基、环己基羰基氧基、丙烯酰基氧基、甲基丙烯酰基氧基、巴豆酰基氧基、异巴豆酰基氧基、油酰基氧基、肉桂酰基氧基、苯甲酰基氧基、1-萘酰基氧基、2-萘酰基氧基、肉桂酰基氧基、3-糠酰基氧基、2-噻吩甲酰氧基、烟酰氧基、异烟酰氧基、9-蒽酰基氧基、5-并四苯酰基氧基等。但并不限定于此,芳基和羰基、杂环基和羰基分别还可以在上述以外的位置上键合,这些也包括在本发明的R所表示的取代基的范畴内。
作为卤素原子,可以列举氟、氯、溴、碘。
在通式(2)~通式(10)中,烷基、芳基、杂环基、烷氧基、芳基氧基、杂环氧基、链烯基、烷基硫基、芳基硫基、杂环硫基、酰基、酰基氧基还可以进一步被其他的取代基取代。作为这样的其他取代基,可以列举羟基、巯基、氰基、硝基、卤素、烷基、芳基、杂环基、酰基、烷氧基、芳基氧基、杂环氧基、链烯基、酰基氧基、烷基硫基、芳基硫基、杂环硫基等。
作为是其他取代基的芳基,可以列举碳原子数为6~18的单环或缩合多环芳基,作为具体例,可以列举苯基、1-萘基、2-萘基、9-蒽基、9-菲基、1-芘基、5-并四苯基、1-茚基、2-薁基、1-苊基和9-芴基等。
作为是其他取代基的杂环基,可以列举包含选自氮原子、氧原子、硫原子和磷原子的原子的、碳原子数为4~18的单环或多环芳基。作为具体例,可以列举2-呋喃基、2-噻吩基、2-吲哚基、3-吲哚基、2-苯并呋喃基、2-苯并噻吩基、2-咔唑基、3-咔唑基、4-咔唑基、9-吖啶基等。
作为是其它取代基的酰基,可以列举键合了氢原子或碳原子数为1~18的直链状、支链状、单环状或缩合多环状的脂肪族基团的羰基、或者键合了碳原子数为6~18的单环状或缩合多环状的芳基的羰基、或者键合了包含选自氮原子、氧原子、硫原子和磷原子的原子的、碳原子数为4~18的单环或缩合多环状杂环基的羰基,这些结构中还可以含有不饱和健。作为具体例,可以列举甲酰基、乙酰基、丙酰基、丁酰基、异丁酰基、戊酰基、异戊酰基、新戊酰基、月桂酰基、十四烷酰基、十六烷酰基、十八烷酰基、环戊基羰基、环己基羰基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、巴豆酰基、异巴豆酰基、油酰基、苯甲酰基、2-甲基苯甲酰基、4-甲基苯甲酰基、1-萘酰基、2-萘酰基、肉桂酰基、3-糠酰基、2-噻吩甲酰基、烟酰基、异烟酰基、9-蒽酰基、5-并四苯酰基等。
作为是其它取代基的卤素原子,对于烷基、烷氧基、芳基氧基、杂环氧基、酰基氧基、烷基硫基、芳基硫基和杂环硫基,与本说明书中已经描述的相同。
取代基R2还可以通过2价的有机残基与R6、R7、R8、R9、R10和R中的任一个互相键合,从而形成环结构。此外,取代基R6、R7还可以通过2价的有机残基与R8、R9、R10和R中的任一个互相键合,从而形成环结构。其中所谓的2价的有机残基,是指任选具有碳原子数为1~4的取代基的亚烷基、任选具有取代基的亚芳基、芳基亚烷基或任选具有部分包含-C=C-、-O-、-S-、-NH-、-SO2-、-CO-、-COO-、-OCOO-、-CONH-、-SO2-O-和这些键合那样取代基的烷基。
以下,对构成本发明中使用的酸产生剂(A)的硼酸盐阴离子进行说明。
构成本发明中使用的酸产生剂(A)的硼酸盐阴离子由以下的通式(1)表示。
通式(1)[BYmZn]-其中,Y表示氟和氯原子、Z表示被2个以上选自氟原子、氰基、硝基、三氟甲基中的基团取代的苯基、m表示0-3的整数、n表示1-4的整数,m+n=4。
作为通式(1)中的取代基Z,可以列举3,5-二氟苯基、2,4,6-三氟苯基、2,3,4,6-四氟苯基、五氟苯基、2,4-双(三氟甲基)苯基、3,5-双(三氟甲基)苯基、2,4,6-三氟-3,5-双(三氟甲基)苯基、3,5-二硝基苯基、2,4,6-三氟-3,5-二硝基苯基、2,4-二氰基苯基、4-氰基-3,5-二硝基苯基、4-氰基-2,6-双(三氟甲基)苯基等,但并不限定于此。
因此,作为由通式(1)表示的硼酸盐阴离子的结构,具体地说,可以列举五氟苯基三氟硼酸盐、3,5-双(三氟甲基)苯基三氟硼酸盐、双(五氟苯基)二氟硼酸盐、双[3,5-双(三氟甲基)苯基]二氟硼酸盐、三(五氟苯基)氟硼酸盐、三[3,5-双(三氟甲基)苯基]氟硼酸盐、四(五氟苯基)硼酸盐、四[3,5-双(三氟甲基)苯基]硼酸盐等。
其中,作为由通式(1)表示的阴离子特别优选的物质是四(五氟苯基)硼酸盐、四[3,5-双(三氟甲基)苯基]硼酸盐。
作为其理由,可以列举能比较容易地合成,产生的酸非常强,具有高溶解度和高安全卫生性。
本发明中使用的酸产生剂(A)是上述例示的锍阳离子和硼酸盐阴离子的组合。
以下示出具体的结构,但本发明酸产生剂的结构并不限定于此。




此外,酸产生剂还可以具有以下的结构。
其中,上述结构式中的X-可以是选自以下所示结构的阴离子的任一个。
在这些结构中,从获得容易、合成容易、对阳离子聚合性化合物(B)的溶解度的观点上看,优选通式(2)的R2、R3是任选具有取代基的烷基那样的锍阳离子。此外,优选R2、R3是任选具有取代基的碳原子数为1~6的烷基,进一步优选碳原子数为1或2的烷基。
本发明中使用的酸产生剂(A)使用1种或将2种以上组合使用。
此外,还可以联用基于热的酸产生剂。在涂覆的半导体元件、支持部件和基材的热稳定性较高的情况下,通过联用基于热的酸产生剂,从而还可以在光照射后加热。由此,可以更快速地进行阳离子聚合性化合物(B)的交联。
本发明中使用的酸产生剂(A)的使用量相对于100重量份阳离子聚合性化合物,优选在0.01~20重量份的范围内,特别优选为0.5重量份~10重量份。
在酸产生剂(A)的添加量不足0.01重量份的情况下,优选无法充分进行通过阳离子聚合而产生的聚合或交联。在该情况下,在粘合剂组合物中有时无法获得良好的粘合力。在密封用组合物中有时会无法获得良好的密封程度。在光波导管形成材料中,有时由于密封度部件,因此为了因敏感度不好的充分固化,必须照射明显强的活性能量线的照射,但仍可能会无法获得最终充分的固化。
在酸产生剂(A)的添加量多于20重量份的情况下,在粘合剂组合物和密封用组合物中,由于低分子成分过多,因此有时无法获得足够的凝集力和粘合力。此外,有时有在固化物中残留过量离子物质的可能和随之的成本上升。在光波导管形成材料中,即使酸产生剂(A)的添加量超过20重量份那样进行添加,也无法提高敏感度,相反,在固化物中作为未固化成分残留的量过多,有时固化物的物性降低。
阳离子聚合性化合物(B)以下,对阳离子聚合性化合物(B)进行说明。阳离子聚合性化合物(B)通过由照射活性能量线而从酸产生剂(A)产生的酸来进行交联。阳离子聚合性化合物(B)可以由在分子内具有阳离子聚合性的官能团、例如乙烯基醚基、环氧基、脂环式环氧基、氧杂环丁烷基、表氯醇基、亚乙亚胺基、羟基的各种单体、低聚物或聚合物来形成。此外,对于上述聚合物,并不限定于以下的例子,可以列举丙烯酸酯类、聚氨酯类、聚酯类、聚烯烃类、聚醚类、天然橡胶、嵌段共聚物橡胶、硅氧烷类等各种聚合物。尤其是在光波导管形成用材料的情况下,阳离子聚合性化合物(B)还可以是水解性硅烷化合物的水解物。
上述阳离子聚合性化合物(B)可以单独使用,也可以将2种以上联用。作为上述阳离子聚合性化合物(B),优选使用具有环氧基、氧杂环丁烷基、乙烯基醚基的化合物。特别优选使用具有环氧基、氧杂环丁烷基的化合物。这些官能团的聚合由于反应性比较高且固化时间短,因此可以缩短固化工序和密封工序。
作为具有环氧基的化合物,可以列举双酚A型环氧树脂、缩水甘油醚型环氧树脂、苯酚酚醛型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、甲酚酚醛型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、萘型环氧树脂、脂肪族环氧树脂、脂环式环氧树脂、异节环状型环氧树脂、多官能型环氧树脂、联苯型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、加氢双酚A型环氧树脂等醇环氧树脂、溴环氧树脂等卤化环氧树脂、橡胶改性环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂、环氧化聚丁二烯、环氧化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、含环氧基聚酯树脂、含环氧基聚氨酯树脂、含环氧基丙烯酸酯树脂等。这些环氧树脂在常温下可以是液体,也可以是固体。此外,还可以适合使用含环氧基的低聚物,可以列举例如双酚A型环氧低聚物(例如,油化シエルエポキシ社制,エピコ-ト1001、1002等)。此外,还可以使用上述含环氧基的单体和低聚物的加成聚合物,可以列举例如缩水甘油化聚酯、缩水甘油化聚氨酯、缩水甘油化丙烯酸酯等。
其中,由于光阳离子聚合性更高,即使在少量的光量下也能更有效地进行光固化,因此适合使用双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、萘型环氧树脂、脂环式环氧树脂、脂肪族环氧树脂等。在光波导管形成用材料的情况下,还适合使用含环氧基的聚硅烷。这些具有环氧基的化合物可以单独使用,也可以将2种以上联用。
在光波导管形成用材料的情况下,除了上述具有环氧基化合物的例示以外,还可以列举氟代环氧树脂。氟代环氧树脂与具有同样结构的烃型环氧化合物相比,具有小的折射率。因此,由于能将本发明光波导管的折射率调整至期望的值,因此是最合适的树脂。
作为上述脂环式环氧树脂的具体例,可以列举1,2,8,9-二环氧基柠檬烯、4-乙烯基环己烷单环氧化物、乙烯基环己烷二环氧化物、甲基化乙烯基环己烷二氧化物、(3,4-环氧基环己基)甲基-3,4-环氧基环己基羧酸酯、双(3,4-环氧基己基)己二酸酯、降冰片烯单环氧化物、柠檬烯单环氧化物、2-(3,4-环氧基环己基-5,5-螺-3,4-环氧基)环己酮-间二氧化物、双-(3,4-环氧基环己基亚甲基)己二酸酯、双-(2,3-环氧基环戊基)醚、(2,3-环氧基-6-甲基环己基甲基)己二酸酯、二环戊二烯二氧化物、2-(3,4-环氧基环己基-5,5-螺-3,4-环氧基)环己烷-间二氧化物、2,2-双[4-(2,3-环氧基丙氧基)环己基]六氟丙烷、BHPE-3150(ダイセル化学工业(株)制、脂环式环氧树脂(软化点71℃))等,但并不限定于此。
作为脂肪族环氧树脂的具体例,可以列举例如1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、乙二醇单缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、丙二醇单缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、新戊二醇单缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、甘油三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷单缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、二甘油三缩水甘油醚、山梨醇四缩水甘油醚、烯丙基缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚等,但并不限定于此。
作为具有氧杂环丁烷的化合物,可以列举苯氧基甲基氧杂环丁烷、3,3-双(甲氧基甲基)氧杂环丁烷、3,3-双(苯氧基甲基)氧杂环丁烷、3-乙基-3-(苯氧基甲基)氧杂环丁烷、3-乙基-3-(2-乙基环己氧基甲基)氧杂环丁烷、3-乙基-3-{[3(三乙氧基甲硅烷基)丙氧基]甲基}氧杂环丁烷、二[1-乙基(3-氧杂环丁烷基)]甲醚、氧杂环丁烷基硅倍半氧烷、苯酚酚醛氧杂环丁烷、1,4-双{[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲氧基]甲基}苯等,但并不限定于此。
作为水解性硅烷化合物,可以列举这样的化合物,其具有通常在没有催化剂与过量水共存的情况下,通过在25℃~100℃的温度范围内加热,从而可以水解生成硅烷醇的取代基或可以形成硅氧烷的取代基。
本发明的水解性硅烷化合物的水解物可以残留部分未水解的水解性硅烷化合物,此外水解性硅烷化合物的水解物不仅能通过水解反应生成硅烷醇,还包括部分硅烷醇基之间缩合的部分缩合物。
作为水解性硅烷化合物,可以列举例如甲基三甲氧基硅烷等甲基烷氧基硅烷、四甲氧基硅烷等四烷氧基硅烷、甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、二甲基二乙酰基硅烷、二甲基二氨基硅烷、三甲基氯硅烷等,但并不限定于此。
在本发明的组合物中,为了提高耐热性,还可以使用聚酰亚胺类树脂。特别优选在光波导管形成用材料中使用。
本发明的组合物必须在活性能量线的照射前显示出粘合性,在照射活性能量线,固化后没有粘合性。在酸产生剂(A)和阳离子聚合性化合物(B)的组合物中无法获得足够粘合性的情况下,还可以添加粘合性聚合物。
作为上述粘合性聚合物,只要是在常温下能赋予粘合性和凝集力的材料,就没有特别的限定,可以列举例如丙烯酸酯类聚合物、聚酯类、聚氨酯类、硅氧烷类、聚醚类、聚碳酸酯类、聚乙烯醚类、聚氯乙烯类、聚乙酸乙烯酯类、聚异丁烯类、有机多元氰酸酯类、有机多元亚胺类等。此外,上述粘合性聚合物还可以是含有作为上述聚合物主成分的单体的共聚物。其中,迄今为止,由于能发挥初期粘合力,因此常用作粘合剂的主成分,且由于粘合物质容易控制,因此优选丙烯酸酯类聚合物或聚酯类。
粘合性聚合物相对于100质量份全部组合物,优选为0~2000质量份。
在本发明的组合物中,作为偶联剂,还可以使用硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。通过使用这些物质,能提高基于本发明组合物的固化物与半导体元件、支持部件、基材的粘合性。
其中,作为硅烷偶联剂,可以使用γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、β-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷等环氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-酰脲丙基三乙氧基硅烷等氨基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷等巯基硅烷、对苯乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙烯三甲氧基硅烷等乙烯基硅烷、以及环氧类、氨基类、乙烯基类高分子类型的硅烷等,但并不限定于此。特别优选环氧基硅烷、氨基硅烷、巯基硅烷。
另一方面,作为钛酸酯偶联剂,可以使用异丙基三异硬脂酰基钛酸酯、异丙基三(N-氨基乙基·氨基乙基)钛酸酯、二异丙基双(二辛基磷酸酯)钛酸酯、四异丙基双(二辛基亚磷酸酯)钛酸酯、四辛基双(二(十三烷基)亚磷酸酯)钛酸酯、四(2,2-二烯丙基氧基甲基-1-丁基)双(十三烷基))亚磷酸酯钛酸酯、双(二辛基焦磷酸酯)氧基乙酸酯钛酸酯、双(二辛基焦磷酸酯)亚乙基钛酸酯等,但并不限定于此。
这些偶联剂可以单独使用,也可以将2种以上混合使用。此时偶联剂的使用量相对于全部阳离子聚合性化合物(B),优选在0.1~1重量份的范围内。
此外,本发明的组合物通过使用酸产生剂(A)的效果,即使不使用增敏剂,对于能量线,尤其是350nm~450nm中波长区域光的照射,能非常迅速且确实地固化,根据需要,也可以联用增敏剂。
作为可以与本发明联用的增敏剂,可以列举萘衍生物、蒽衍生物、菲衍生物、芘衍生物、萘并萘衍生物、苝衍生物、并五苯衍生物等缩合多环芳香族衍生物、以吖啶衍生物、苯并噻唑衍生物、苯丙烯酰苯衍生物和二苯甲丙酮等为代表的不饱和酮类、以苯偶酰和樟脑苯醌为代表的1,2-二酮衍生物、苯偶因衍生物、芴衍生物、萘醌衍生物、蒽醌衍生物、氧杂蒽衍生物、硫杂蒽衍生物、咕吨酮衍生物、硫咕吨酮衍生物、香豆素衍生物、酮香豆素衍生物、花青苷衍生物、份菁衍生物、氧杂菁衍生物等多亚甲基色素、吖啶衍生物、吖嗪衍生物、噻嗪衍生物、吩噻嗪衍生物、嗪衍生物、二氢吲哚衍生物、甘菊环衍生物、甘菊环鎓衍生物、方酸(squarylium)衍生物、卟啉衍生物、四苯基卟啉衍生物、三芳基甲烷衍生物、四苯并卟啉衍生物、四吡嗪基卟啉衍生物、酞菁衍生物、四氮杂卟啉衍生物、四喹喔啉基卟啉衍生物、萘花青衍生物、亚酞菁(サブフタロシアニン)衍生物、吡喃鎓衍生物、噻喃鎓衍生物、四叶萝芙灵衍生物、轮烯衍生物、螺吡喃衍生物、螺嗪衍生物、螺噻喃衍生物、咔唑衍生物、金属芳烃络合物、有机钌络合物等。除此之外,具体地说,可以列举在大河原信等编《色素ハンドブツク》(1986年,讲谈社)、大河原信等编《功能性色素的化学》(1981年,シ-エムシ-)、池森忠三朗等编《特殊功能材料》(1986年,シ-エムシ-)、光聚合物恳话会编,《感光材料リストブツク》(1996年,ぶんしん出版)中记载的色素和增敏剂。但并不限定于此,根据需要,还可以以任意的比率使用二种以上这些物质。
在这些增敏剂中,作为优选的物质,可以列举萘衍生物、蒽衍生物的缩合多环芳香族衍生物和吩噻嗪衍生物、咔唑衍生物、苯并噻唑衍生物。其中,作为特别优选的物质,可以列举蒽衍生物。
作为蒽衍生物的具体例,可以列举蒽、1-蒽羧酸、2-蒽羧酸、9-蒽醛、9,10-双(氯甲基)蒽、9,10-双(苯基乙炔基)蒽、9-溴蒽、1-氯-9,10-双(苯基乙炔基)蒽、9-氰基蒽、9,10-二溴蒽、9,10-二氰基蒽、9,10-二甲基蒽、9,10-二丁基蒽、9,10-二苯基蒽、9,10-二对甲苯基、9,10-双(对甲氧基苯基)蒽、2-羟基甲基蒽、9-羟基甲基蒽、9-甲基蒽、9-苯基蒽、9,10-二甲氧基蒽、9,10-二乙氧基蒽、9,10-二丁氧基蒽、9,10-二苯氧基蒽、9,10-二甲氧基蒽-2-磺酸钠、1,4,9,10-四羟基蒽、2,2,2-三氟-1-(9-蒽基)乙醇、1,8,9-三羟基蒽、1,8-二甲氧基-9,10-双(苯基乙炔基)蒽、9-乙烯基蒽、9-蒽乙醇、9-蒽甲醇的三甲基甲硅烷氧基醚。此外,作为其他的增敏剂,可以列举吩噻嗪、N-乙基咔唑、N-苯基咔唑、1-甲氧基萘、2-甲氧基萘、1,4-二甲氧基萘等。
对在联用上述增敏剂的情况下的添加量没有特别的限定,相对于100重量份本发明的酸产生剂,优选为0~100重量份。
本发明中使用的酸产生剂(A)作为酸产生剂具有足够高的敏感度,也可以与其他酸产生剂联用。对可以与酸产生剂(A)联用的酸产生剂没有特别的限定,可以适当选择业界公知的材料。作为公知的材料,可以列举“PAG”、“酸产生剂”、“光酸产生剂”、“光聚合引发剂”、“阳离子聚合引发剂”、“聚合催化剂”。此外,在使用其他酸产生剂的情况下,还可以单独使用和将多种组合使用。
作为可以与本发明中使用的酸产生剂(A)联用的酸产生剂,首先可以列举鎓盐类化合物。作为这样的鎓盐类化合物的例子,还可以具有锍盐类、碘鎓盐类、盐类、重氮盐类、吡啶鎓盐类、苯并噻唑鎓盐类、硫氧化物二甲亚磺酸鎓盐类、二茂铁等多元阳离子结构,但不特别限于这些结构,也可以是具有二价阳离子(dication)等的多价阳离子的结构,反阴离子(counter aion)也可以适当选择使用公知的物质。
此外,作为可以与本发明中使用的酸产生剂联用的鎓盐以外的感能量线酸产生剂,可以列举硝基苄基磺酸酯类、烷基或者芳基-N-磺酰氧基酰亚胺类、被卤代也可以的烷基磺酸酯类、1,2-二砜类、肟磺酸酯、苯偶因甲苯磺酸酯类、β-酮砜类、β-磺酰基砜类、双(烷基磺酰基)二偶氮甲烷类、亚氨基磺酸酯类、酰亚胺磺酸酯类、三卤代甲基三吖嗪类等具有三卤代烷基的化合物等,但并不限定于此。
对与本发明中使用的酸产生剂(A)联用的其他酸产生剂的比率没有特别的限定,优选在相对于100重量份本发明酸产生剂(A)为0~99重量份的范围内使用。
在本发明的组合物中,为了提高耐热性、粘合性、硬度等特性,还可以混合填充剂。优选无机填充剂。具体地说,作为填充剂,可以列举熔融二氧化硅粉末、结晶二氧化硅粉末、氧化铝、锆石、硅酸钙、碳酸钙、碳化硅、氮化铝、氮化硼、铍、锆、滑石、粘土、氢氧化铝等粉末和将这些物质球形化的小珠、钛酸钾、炭化硅、氮化硅、氧化铝等单晶纤维、玻璃纤维等。可以将1种以上的这些物质混合使用。在这些填充剂中,从降低线膨胀系数的观点来看,优选熔融二氧化硅。从高导热性的观点来看,优选氧化铝。相对于100重量份粘合剂组合物和密封用组合物的总量,其使用量优选为0~2000质量份。此外,优选预先将填充剂充分混合。
此外,根据需要,还可以使用用于进一步提高粘合性的粘合性赋予剂、用于调整粘度的粘度调整剂、用于赋予触变性的触变剂(触变性赋予剂)、用于改善拉伸特性等的物性调整剂、热稳定剂、阻燃剂、防带电剂、用于提高光(活性能量线)固化性的“具有自由基聚合性不饱和基团的化合物和光自由基引发剂”等。
作为上述阻燃剂,可以列举三氧化锑、五氧化锑、氧化锡、氢氧化锡、氧化钼、硼酸锌、偏硼酸钡、红磷、氢氧化铝、氢氧化镁、铝酸钙等无机阻燃剂、四溴邻苯二甲酸酐、六溴苯、十溴二苯基醚等溴类阻燃剂、三(三溴苯基)磷酸酯等磷酸类阻燃剂等目前公知的物质。相对于100重量份全部粘合剂组合物,其使用量优选为0~100重量份。
本发明的组合物可以在能溶解上述各成分的溶剂中溶解,在基材上涂布而使用。其中使用的溶剂只要能溶解本发明的组合物就没有特别的限定。作为具体例,优选1,1,2,2-四氯乙烷、二氯乙烷、环己酮、环戊酮、γ-丁内酯、甲乙酮、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、甲基甲氧基丙酸酯、乙基乙氧基丙酸酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、甲苯、乙酸乙酯、乙酸异戊酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乙氧基丙酸乙酯、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮等。这些溶剂可以单独和混合使用。
为了由本发明组合物的酸产生剂(A)产生酸,从而聚合或交联阳离子聚合性化合物(B),使用能量线。能量线是能被酸产生剂(A)吸收而发生分解,从而产生酸的能量线,只要是对被粘合体不产生损伤的就就没有特别的限定。作为这样能量线的例子,与在光酸产生剂(A)的说明中描述的能量线相同。此外,在不恶化半导体元件、支持部件、基材的范围内,根据需要,还可以联用加热固化等其他的固化方法。在联用上述加热固化情况下的加热温度没有特别的限定,在粘合剂组合物的情况下优选为50~200℃,在密封用组合物的情况下优选为50~100℃,在光线形成用材料的情况下优选为50~300℃。
粘合物的制造方法为了使用本发明的粘合剂组合物以形成粘合剂层,可以在涂布面上涂布粘合剂组合物,从而形成粘合剂层,或者也可以一旦在基材上涂布而形成粘合薄膜,就在涂布面上贴附层压粘合薄膜,然后剥离基材而形成粘合剂层。如果使用本发明的粘合剂组合物作为粘合薄膜,则在向半导体元件涂布粘合剂的工序中,不会从半导体元件渗出粘合剂,可以简略化。
对为了涂布本发明粘合剂组合物而使用的基材没有特别的限定,也可以任意使用公知的材料。可以使用例如聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚丁烯薄膜、聚丁二烯薄膜、聚甲基戊烯薄膜、聚氯乙稀薄膜、氯乙烯共聚物薄膜、聚对苯二甲酸乙二酯薄膜、聚萘二甲酸乙二酯薄膜、聚对苯二甲酸丁二酯、聚氨酯薄膜、乙烯乙酸乙烯酯、离子交联聚合物(ionomer)树脂薄膜、乙烯·(甲基)丙烯酸共聚薄膜、乙烯·(甲基)丙烯酸酯共聚薄膜、聚苯乙烯薄膜、聚碳酸酯薄膜、赛璐玢、聚酰亚胺等透明薄膜。此外,还可以使用这些物质的交联薄膜。此外,还可以是这些物质的层压薄膜。除此之外,还可以使用着色的不透明薄膜、氟树脂薄膜等。
在基材和涂布面上涂布本发明粘合剂组合物的情况下,还可以使用任意公知的方法。可以列举例如通过棒涂器、涂布辊、压延机法、挤出涂布、点涂器、压铸器、刃涂器等进行的涂布、分散法、冲压法、筛网印刷法等涂布方法。此外,本发明的粘合剂组合物还可以包含溶剂。在该情况下,还可以在涂布后送入适当的干燥器,在除去溶剂的状态下形成膜状。
本发明粘合剂层的厚度可以根据半导体元件的规格适当选择,没有特别的限定,通常为1~1000μm,优选为3~100μm,进一步优选为10μm~75μm。如果粘合剂层的厚度不足1μm,则由于半导体元件和支持部件的表面凹凸,粘合剂的粘合性有时会受到影响。相反,如果粘合剂层的厚度超过1000μm,则固化时间有时会过长。
本发明的粘合剂组合物适合用作用于粘合半导体元件和支持部件的粘合剂。
对本发明的半导体元件没有特别的限定,可以列举例如在公知的硅等半导体材料上形成集成电路的元件。
对本发明的支持部件没有特别的限定,可以列举由引线框架、聚酰亚胺基板、环氧基板等电路基板材料、聚亚苯基醚树脂、聚烯烃树脂、氟树脂、热塑性弹性体、环氧树脂、聚酰亚胺树脂构成的绝缘层等。此外,在层叠半导体元件的情况下,上述半导体元件也是支持部件。
在粘合半导体元件和支持部件的情况下,作为使用本发明粘合剂组合物最通常的粘合方法,首先在半导体元件与支持部件的粘合面上涂布本发明的粘合剂组合物,形成粘合剂层。然后,在支持部件上放置半导体元件,之后照射包含350nm~450nm中的至少一部分光线的光线,从而粘合半导体元件和支持部件。此外,根据需要,还可以在不会劣化半导体元件、支持部件的范围内加热。
作为另一种方法,首先在半导体元件与支持部件的粘合面上涂布本发明的粘合剂组合物,形成粘合剂层。然后,在支持部件上放置半导体元件,之后照射包含350nm~450nm中的至少一部分光线的光线,从而粘合半导体元件和支持部件。此外,根据需要,可以在不会劣化半导体元件、支持部件的范围内加热,也可以进行再次的光照射。
此时,还可以使用本发明的粘合薄膜代替直接涂布粘合剂组合物来粘合半导体元件和支持部件。而且,在涂布本发明粘合剂组合物和胶合粘合薄膜的面也不限于支持部件与半导体元件的粘合面。在光照射后,粘合半导体元件合支持部件的情况下,可以在基材剥离后照射,也可以在基材剥离前照射。
在进行上述粘合时,在涂布体能透过包含350nm~450nm中的至少一部分光线的光线的情况下,光的照射还可以从任意的方向进行。在被涂布体无法透过包含350nm~450nm中的至少一部分光线的光线的情况下,可以从被涂布体之间的缝隙中对粘合剂组合物和粘合薄膜进行光照射。除此之外,还可以在对半导体元件或支持部件上涂布的粘合剂组合物或者胶合的粘合薄膜上进行光照射后,与各个支持部件或半导体元件粘合。
通过以上方法可以获得粘合了半导体元件和支持部件的粘合物。
此外,由于本发明的粘合薄膜具有初期粘合力,因此通过在切割半导体元件前贴附在半导体元件与支持部件的粘合面上,还可以实现作为切割胶带的功能。
密封方法本发明的密封用组合物基本用作在基材上固化,从而从外部环境中保护基材的密封剂。对涂布或填充本发明密封用组合物的对象物没有特别的限定,可以在平面状、立体状、具有凹凸的基材等所有的基材上涂布使用。
对为了涂布或填充本发明密封用组合物而使用的基材没有特别的限定,也可以使用任意公知的材料。可以列举例如以PET薄膜、聚丙烯薄膜、赛璐玢、聚酰亚胺为代表的合成树脂薄膜、各种纸类、布、无纺布、以铝箔为代表的金属箔、丙烯酸酯版等树脂版、金属板、木材、发泡体、玻璃、玻璃环氧基板等。
此外,在本发明的基材中还包括光源、检测、无源等光学仪器、发光二极管元件、晶体管、集成电路、大规模集成电路、闸流晶体管等半导体元件。
此外,在本发明的基材中还包括在如有机EL元件基板那样的上述基材上层叠或形成的元件、电路。
在密封半导体元件等的情况下,作为使用本发明密封用组合物最通常的密封方法,是低压传递法,还可以通过注射成型、压缩成型、注模等进行密封,在用密封用组合物密封后,通过照射活性能量线进行固化,从而密封半导体元件。
如果进行更详细地说明,则是在模具中加入本发明的密封用组合物,浸渍半导体元件,在原状态下照射能量线而固化后脱模的方法。模具由玻璃、陶瓷、塑料、硅氧烷橡胶等容易通过活性能量线的材料。
此外,在液晶面板和有机EL面板的情况下,基本是通过粘合2个基材的方法进行密封。对本发明的密封用组合物与2个基材接触的顺序没有特别的限定。在基材上涂布的情况下,可以是在剥离加工的基材上涂布后,使用辊和层压器而转印至其他基材后,将剥离加工的基材剥离,基本以仅由本发明密封用组合物构成的粘合片的形式存在。
对于液晶面面板的密封方法进行更详细的说明。首先,使用分散器在玻璃面板的平面外周上涂布本发明的密封用组合物,残留1个开口部分。然后重叠与涂布的玻璃基板同样大小的玻璃基板,使得密封剂层在玻璃基板之间。再照射活性能量线而进行固化,从开口部分注入液晶,密封开口部分。
光波导管的形成方法对使用本发明光波导管形成用材料的光波导管形成方法进行说明。使用本发明光波导管形成用材料的光波导管形成方法主要由下部衬垫形成工序、核形成工序和上述衬垫形成工序构成。本发明的光波导管形成材料可以在下部衬垫层、核部分、上部衬垫层的任一个形成材料中使用。图1(a)~图1(f)是表示基于直接曝光法的本发明光波导管形成方法一个实施方式的工序图。
首先准备基板1(图1(a))。另外,基板1只要具有平坦的表面就没有特别的限制,可以使用例如硅基板和玻璃基板等。
在基板1的表面涂布下部衬垫层形成用材料,通过干燥或预烘焙而形成下层用薄膜。此外,在该下层用薄膜中照射感能量线以进行固化,从而形成下部衬垫层2(图1(b))。另外,优选在下部衬垫层2的形成工序中,在整个薄膜中照射感能量线,将其全体固化。
其中,作为涂布下部衬垫层形成用材料的方法,可以使用旋涂法、浸涂法、喷雾法、棒涂法、辊涂法、帘涂法、凹版印刷法、丝网法和喷射法等方法。其中,由于能获得具有均匀厚度的涂膜,因此特别优选使用旋涂法。
在该情况下,下部衬垫层形成用材料优选在被有机溶剂稀释后使用。
作为有机溶剂,只要能均匀溶解下部衬垫层形成用材料就没有特别的限定。作为具体例,优选1,1,2,2-四氯乙烷、二氯乙烷、环己酮、环戊酮、γ-丁内酯、甲乙酮、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、甲基甲氧基丙酸酯、乙基乙氧基丙酸酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、甲苯、乙酸乙酯、乙酸异戊酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乙氧基丙酸乙酯、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮等。这些溶剂可以单独和混合使用。
此外,由下部衬垫层形成用材料形成的涂膜还可以是在50~90℃的温度下干燥而成为薄膜。或者根据需要,还可以通过在60~200℃下加热预烘焙而形成薄膜。这样的预烘焙条件根据下部衬垫层形成用材料的各成分的种类、混合比例等有所不同,通常优选60~120℃下10~600秒的预烘焙条件。另外,下部衬垫层形成工序中的涂布方法也是后述核部分的形成工序和上部衬垫层形成工序中适用的内容。
此外,形成下部衬垫层时的能量线是可以被本发明中使用的酸产生剂(A)吸收而发生分解,产生酸的能量线,只要对被粘合体不产生损伤就没有特别的限定。作为这样能量线的例子,与在光酸产生剂(A)的说明中描述的能量线相同。
此外,为了在照射活性能量线后,使整个涂膜充分固化,根据需要,还可以进行热处理。该加热条件根据下部衬垫层形成用材料的混合组合,添加剂的种类等发生改变,但通常在30~400℃下,优选在50~300℃下进行例如5分钟~72小时。另外,下部衬垫层形成工序中的能量线和加热处理也是后述核部分的形成工序和上部衬垫层形成工序中适用的内容。
然后,在该下部衬垫层2上涂布核形成用材料,干燥或者进一步烘焙,从而形成核用薄膜3。此后,在核用薄膜3的上面,根据规定的图案,例如通过具有规定线图案的光掩模4照射活性能量线5(图1(c))。由此仅固化照射放射线的部位。因此,通过显影除去此外未固化的部分,从而可以在下部衬垫层2上形成由图案化的固化模构成的核部分6。
由此,根据规定的图案进行图案曝光,对选择固化的薄膜,可以利用固化部分和未固化部分溶解性的差异进行显影处理。因此,图案曝光后,通过除去未固化部分并残留固化部分,结果能形成核部分6(图1(e))。
其中,作为显影液,可以使用由氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、硅酸钠、偏硅酸钠、铵、甲胺、正丙胺、二乙胺、二正丙基胺、三乙胺、甲基二乙基胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙醇胺、三乙醇胺、四甲基铵氢氧化物、四乙基铵氢氧化物、胆碱、吡咯、吡啶、1,8-二氮杂二环[5.4.0]-7-十一碳烯、1,5-二氮杂二环[4.3.0]-5-壬烷等碱类构成的碱性水溶液等。此外,在使用碱性水溶液的情况下,其浓度优选通常是在0.05~25重量份,优选是在0.1~3.0范围内的值。另外,还优选在这样的碱性水溶液中添加适当量甲醇、乙醇等水溶性有机溶剂和表面活性剂等而用作显影液。
此外,显影方法,可以采用液流法(液盛り法)、浸渍法、喷淋法等公知的方法。
然后,在形成核部分6的下部衬垫层2的表面上,涂布上述衬垫层形成用材料,干燥或预烘焙,从而形成上述衬垫层用薄膜。通过对该上部衬垫层用薄膜照射活性能量线以固化,从而可以如图1中所示形成上述衬垫层7(图1(f))。
此外,根据需要,通过照射活性能量线获得的上部衬垫层7,优选再进行上述后烘焙。通过后烘焙,可以获得硬度和耐热性优异的上部衬垫层。
图1(g)~图1(k)是表示基于光脱色法的本发明光波导管形成方法的其他实施方式的工序图。另外,在与图1(a)~图1(f)中所示部件相同的部件中使用同样的符号。
首先,准备基板1(图1(g))。
在基板1上通过上述方法形成下部衬垫层2(图1(h))。
在下部衬垫层2上涂布核部分形成用材料,干燥或进一步进行预烘焙,从而形成核部分用薄膜3。然后对核部分用薄膜3的上面,根据规定的图案,例如通过具有规定线图案的光掩模4照射活性能量线5(图1(i))。
此时,在使用在核部分形成用材料中照射活性能量线而能增加折射率那样的本发明的光波导管形成用材料的情况下,如图1(i)所示,在核部分中照射活性能量线。
相反,在使用在核部分形成用材料中照射活性能量线而能减少折射率那样的本发明的光波导管形成用材料的情况下,与图1(i)相反,使用仅在没有核部分侧面的衬垫层照射活性能量线那样的光掩模。
然后,在形成核部分6的下部衬垫层2的表面(图1(j))上涂布上述衬垫层形成用材料,干燥或预烘焙,从而形成上述衬垫层用薄膜。通过对该上部衬垫层用薄膜照射活性能量线以固化,从而可以如图1中所示形成上述衬垫层7(图1(k))。
实施例以下,通过实施例对本发明进行具体的说明,但本发明并不仅限于下述的实施例中。
粘合剂组合物以下示出本发明的实施例和比较例中使用的酸产生剂的结构。另外,摩尔吸光系数由在乙腈中溶解的物质在25℃下的测定结构算出。
表1

实施例I-1混合2重量份作为酸产生剂(A)的化合物(1)和100重量份作为阳离子聚合性化合物(B)的双酚A型环氧树脂(商品名“エピコ-ト828”、ジヤパンエポキシレジン社制造),制备粘合剂组合物。在铜引线架上涂布0.5g该粘合剂组合物,使形成均匀的膜厚后,使用超高压水银灯,照射波长为365nm的紫外线,使得照射量为3000mJ/cm2。然后在上述粘合剂组合物面上贴附硅芯片,获得粘合体。对所得粘合体进行各项目的评价。结果在表2中示出。
实施例和比较例的评价使用以下的评价方法。
(1)初期粘合力将实施例或比较例中获得的粘合体在未处理的状态下,测定硅芯片与铜引线架的剪断强度。
G剪断强度为1Mpa以上F剪断强度为0.5Mpa以上~不足1MpaN剪断强度不足0.5Mpa(2)高温处理后的粘合性在IR回流炉中,在240℃下处理实施例或比较例中获得的粘合体后,测定硅芯片与铜引线架的剪断强度。
G剪断强度为1Mpa以上F剪断强度为0.5Mpa以上~不足1MpaN剪断强度不足0.5Mpa实施例I-2~I-5和比较例I-1~I-6将2重量份实施例I-1的酸产生剂(A)替换为2重量份表1中所示的各个酸产生剂,将增敏剂替换为表2中记载的化合物和添加量。此外,按照与实施例I-1完全相同的做法调整粘合剂组合物,获得由硅芯片与铜引线架构成的粘合体。在表2中示出所得粘合体的初期粘合性、高温处理后的粘合性评价结果。
比较例I-7将实施例I-1中的2重量份酸产生剂(A)替换为2重量份芳香族锍六氟化铵盐(旭电化工业社制造,アデンカオプトマ-SP170),此外,按照与实施例I-1完全相同的做法调整粘合剂组合物,获得由硅芯片与铜引线架构成的粘合体。在表2中示出所得粘合体的初期粘合性、高温处理后的粘合性评价结果。
表2粘合剂组合物的评价结果

如实施例I-1~I-5,在使用使用了波长为350nm摩尔吸光系数在3000~25000的范围内的酸产生剂的粘合剂组合物的情况下,发现初期粘合性、高温处理后的粘合性两者均优异。另一方面,在使用比较例中使用的酸产生剂的情况下,完全没有粘合(比较例I-1~I-3)和无法获得足够的粘合力(比较例I-7)。此外,即使在联用增敏剂的情况下,也无法获得足够的粘合力(比较例I-4~I-6)。
实施例I-6混合1重量份作为酸产生剂(A)的化合物(1)、20重量份作为阳离子聚合性化合物(B)的双酚A型环氧树脂(商品名“エピコ-ト828”、ジヤパンエポキシレジン社制造),80重量份作为粘合性聚合物的重均分子量为约52万的丙烯酸酯共聚物和150重量份作为溶剂的甲乙酮,制备粘合剂组合物。使用棒涂法将该粘合剂组合物涂布在厚度为200μm的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(PET薄膜)上,使得涂布后的厚度为100μm,在上述EPT薄膜上涂布上述粘合剂组合物后,干燥以制备粘合薄膜。在上述粘合薄膜上贴附硅芯片,然后从PET薄膜面,使用超高压水银灯照射波长为365nm的紫外线,使得照射量为2400mJ/cm2。然后,剥离PET薄膜,在铜引线架上快速贴附胶合了上述粘合薄膜的硅晶片,获得粘合体。对所得粘合体进行各项目的评价。结果在表3中示出。
实施例I-7~I-10和比较例I-8~I-14将1重量份实施例I-6的酸产生剂(A)替换为1重量份表3中所示的各个酸产生剂,将增敏剂替换为表3中记载的化合物和添加量。此外,按照与实施例I-6完全相同的做法调整粘合剂组合物,获得由硅芯片与铜引线架构成的粘合体。在表3中示出所得粘合体的初期粘合性、高温处理后的粘合性评价结果。
表3粘合剂组合物的评价结果

如实施例I-6~I-10,在使用使用了波长为350nm摩尔吸光系数在3000~25000的范围内的酸产生剂的粘合剂组合物的情况下,发现初期粘合性、高温处理后的粘合性两者均优异。另一方面,在使用比较例中使用的酸产生剂的情况下,完全没有粘合(比较例I-8~I-10)和无法获得足够的粘合力(比较例I-14)。此外,即使在联用增敏剂的情况下,也无法获得足够的粘合力(比较例I-11~I-13)。
密封用组合物在表1中示出本发明实施例和比较例中使用的酸产生剂和增敏剂的结构。另外,对于酸产生剂,还示出波长为350nm的摩尔吸光系数ε。
实施例II-1混合2重量份作为酸产生剂(A)的化合物(1)和70重量份作为阳离子聚合性化合物(B)的双酚A型环氧树脂(商品名“エピコ-ト828”、ジヤパンエポキシレジン社制造)和30重量份萘型环氧树脂,制备密封用组合物。在长30mm×宽15mm×深5mm的模具内注入调整的密封用组合物,充分脱泡后,浸渍10mm方形的具有铝配线的评价用硅元件。然后安装屏蔽波长为350nm以下光线的光屏蔽滤波器。照射3000mJ/cm2ウシオ电气株式会社制的水银氙灯UXM-200YA的光。光照射后,固化物充分固化,获得硅元件被密封的固化物。
实施例II-2~II-5和比较例II-1~II-6将2重量份实施例II-1的酸产生剂(A)替换为2重量份表4中示出的酸产生剂、表4中所示量的增敏剂。按照与实施例II-1完全相同的做法调整密封用组合物,获得密封了硅元件的试验片。在表4中示出所得试验片的固化性、耐热循环性、PCT耐受性的结果。各评价方法按如下所述进行。
1)固化性5...充分固化至内部4...基本固化至内部3...外部固化,但内部没有固化2...外部部分未固化1...基本没有固化0...完全没有固化以将所得试验片在-40℃放置1分钟,接着在100℃下放置10分钟为1个循环,重复10次,观察试验片的状态。
G...完全没有异常F...发现细小裂缝的产生N...整面产生裂缝3)压力锅(PCT)耐受性将试验片放入高压釜中,在121℃,2个大气压,相对湿度为100%的饱和条件下放置300小时后取出,确认试验片的状态。
G...完全没有异常F...在元件的一部分中存在略微变色N...整面产生变色,元件中产生腐蚀表4密封用树脂组合物的评价

如实施例II-1~II-5,在使用使用了波长为350nm摩尔吸光系数在3000~25000的范围内的酸产生剂的密封用组合物的情况下,发现固化性、耐热循环性、PCT耐受性全部优异。另一方面,在使用比较例中使用的酸产生剂的情况下,如果联用增敏剂也无法完全固化(比较例II-1~II-3)和无法获得足够的密封特性(比较例II-4、II-5)。
实施例II-6混合2重量份作为酸产生剂(A)的化合物(1)和70重量份作为阳离子聚合性化合物(B)的双酚A型环氧树脂(商品名“エピコ-ト828”、ジヤパンエポキシレジン社制造)和30重量份萘型环氧树脂,制备密封用组合物。将该密封用组合物用棒涂器涂布在玻璃板上,使得膜厚为100μm,然后安装屏蔽波长为350nm以下光线的光屏蔽滤波器。照射3000mJ/cm2ウシオ电气株式会社制的水银氙灯UXM-200YA的光线。光照射后,固化物充分固化,该固化物是无色透明的。
实施例II-7~II-10和比较例II-7~II-12将2重量份实施例II-6的酸产生剂(A)替换为2重量份表5中示出的酸产生剂和表5中所示量的增敏剂,此外,按照与实施例II-1完全相同的做法调整密封用组合物,在玻璃板上获得固化物。在表5中示出所得固化物透明性的结果。
表5密封用树脂组合物的评价

如实施例II-6~II-10,在使用使用了波长为350nm摩尔吸光系数在3000~25000的范围内的酸产生剂的密封用组合物的情况下,该固化物为无色透明。另一方面,如比较例,在使用本发明中定义以外的酸产生剂的情况下,由于未添加增敏剂而无法固化(比较例II-7~II-9),如果联用增敏剂,则产生着色,透明性降低。此外,在使用碘鎓盐作为阳离子的情况下,固化性、耐热循环性、PCT耐受性获得了一般的结果(表4比较例II-6),但对于透明性,不仅有增敏剂的影响,酸产生剂的分解物也有很大影响,获得了显著恶化的结果。
光波导管形成用材料的调整(1)光波导管形成用材料A(核部分形成用材料)以苯基三甲氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷的重量比为1∶1.35那样进行混合,由这些物质水解获得的水解物40重量份和60重量份作为溶剂的甲基异丁基酮构成阳离子聚合性化合物(B),相对于100重量份的阳离子聚合性化合物(B),添加2重量份作为酸产生剂(A)的[2(4-甲氧基-萘-1-基)-2-氧代-乙基]-二甲基-锍·四(五氟苯基)硼酸酯。通过将其均匀混合,从而获得作为核部分形成用材料的光波导管形成用材料A。
(2)光波导管形成用材料B(下部衬垫层形成用材料或上部衬垫层形成用材料)由甲基三甲氧基硅烷水解获得的水解物40重量份和60重量份作为溶剂的甲基异丁基酮构成阳离子聚合性化合物(B),相对于100重量份阳离子聚合性化合物(B),添加2重量份作为酸产生剂(A)的[2(4-甲氧基-萘-1-基)-2-氧代-乙基]-二甲基-锍·四(五氟苯基)硼酸酯。通过将其均匀混合,从而获得作为下部衬垫层形成用材料或上部衬垫层形成用材料的光波导管形成用材料B。
(3)光波导管形成用材料A(核部分形成用材料)以甲基三甲氧基硅烷和3-乙基-3-{[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙氧基]甲基}氧杂环丁烷的重量比为3.55∶1那样进行混合,由这些物质水解获得的水解物50重量份和50重量份作为溶剂的甲基异丁基酮构成阳离子聚合性化合物(B),相对于100重量份阳离子聚合性化合物(B),添加2重量份作为酸产生剂(A)的[2(4-甲氧基-萘-1-基)-2-氧代-乙基]-二甲基-锍·四(五氟苯基)硼酸酯。通过将其均匀混合,从而获得作为核部分形成用材料的光波导管形成用材料C。
实施例III-1
通过旋涂法在硅基板的表面上涂布光波导管形成用材料B,在70℃下干燥10分钟。然后通过仅能选择性透过波长为365nm光的带通滤光器以1000mJ/cm2照射光线,从而形成厚度为10μm的下部衬垫层。该下部衬垫层中波长为1550nm光的折射滤为1.423。然后,通过旋涂法在下部衬垫层上涂布光波导管形成用材料A,在70℃下干燥10分钟。然后,使用刻入宽度为4~20μm的光波导管图案的光掩模,通过仅能选择性透过波长为365nm光的带通滤光器以1000mJ/cm2照射光线,从而进行曝光。然后,在由乙醇构成的显影液中浸渍该基板,从而溶解未曝光部分,形成厚度为7μm的核部分。所得核部分中波长为1550nm光折射率为1.452。此外,在具有该核部分的下部衬垫层的上面通过旋涂法涂布光波导管形成用材料B,在70℃下干燥10分钟。然后通过仅能选择性透过波长为365nm光的带通滤光器以1000mJ/cm2照射光线,从而形成上部衬垫层,由此形成光波导管。形成的上部衬垫层中波长1550nm光线的折射率为1.423。
实施例III-2除了使用光波导管形成用材料C来代替实施例III-1中光波导管形成用材料A,与实施例III-1同样形成光波导管,测定折射率。结果,形成的下部衬垫衬垫层中波长1550nm光波导管的折射率为1.423,核部分中折射率为1.436,上部衬垫层中折射率为1.423。
工业上的可利用性根据本发明实施例的粘合剂组合物在少量的活性能量线的照射量下固化,通过能量线进行交联固化后,可以获得高的耐热性、耐久性、透明性、粘合力。此外,本发明实施例的粘合剂组合物通过使用酸产生剂(A),即使在少量的能量线的照射下,也能有效地产生非常强的酸,因此还能通过缩短活性能量线的照射时间而提高操作性和降低因能量线照射而引起的基材劣化。此外,根据本发明的实施例,粘合薄膜由于具有初期粘合力,因此通过在芯片切割前,在半导体元件与支持部件的粘合面上贴附半导体元件,从而还能实现作为芯片切割胶带的功能。本发明的粘合剂组合物尤其能用作管芯焊接用途的粘合剂。
根据本发明的实施例,密封用组合物在少量的活性能量线的照射量下固化,通过能量线进行交联固化后,可以获得高的耐热性、耐久性、透明性、粘合力。此外,本发明实施例的密封用组合物通过使用酸产生剂(A),能通过照射能量线快速进行阳离子聚合至期望的聚合度,因此具有高的操作性和粘合力。此外,根据本发明的实施例,即使在少量的能量线的照射下,也能有效地产生非常强的酸,因此还能通过缩短活性能量线的照射时间而提高操作性和降低因能量线照射而引起的基材劣化。本发明的密封用组合物能用于发光二极管、晶体管、IC等半导体的电子部件和液晶面板、等离子体显示器面板、电致发光(以下为EL)元件等显示元件、光磁盘等高密度记录介质、太阳电池、光波导管等密封用途中。
根据本发明的实施例,光波导管形成用材料由于含有特定的酸产生剂(A),因此在少量的活性能量线的照射量下非常容易且短时间地发生固化。此外,根据本发明的实施方式,由于光波导管形成用材料可以图案曝光或在活性能量线的照射下改变折射率,因此能容易地形成光波导管。本发明的光波导管形成用材料,能用于低成本、量产性优异的光波导管的生产中。
权利要求
1.一种聚合性组合物,其含有酸产生剂(A)和阳离子聚合性化合物(B),其中所述酸产生剂(A)包含锍阳离子和由下述通式(1)表示的硼酸盐阴离子,其中,通式(1)[BYmZn]-其中,Y表示氟和氯原子、Z表示被2个以上选自氟原子、氰基、硝基、三氟甲基中的基团取代的苯基、m表示0-3的整数、n表示1-4的整数,m+n=4。
2.一种粘合剂组合物,其含有权利要求1的组合物,所述酸产生剂(A)在乙腈中的波长350nm的摩尔吸光系数在3000-25000的范围内。
3.如权利要求2所述的粘合剂组合物,其中所述锍阳离子由通式(2)表示,通式(2) 其中,R1表示选自取代的苄基、取代的苯甲酰甲基、取代的烯丙基、取代的烷氧基、取代的芳氧基和取代的杂环氧基的基团,R2和R3各自独立地表示选自苄基、苯甲酰甲基、烯丙基、烷氧基、芳氧基、杂环氧基、烷基和链烯基以及取代的这些基团的基团,R4表示氧原子或孤立电子对,此外,R1、R2和R3还可以是2个以上基团结合的环状结构。
4.如权利要求2所述的粘合剂组合物,其中,所述阳离子聚合性化合物是在分子内具有至少1个环氧基或者在分子内具有至少1个氧杂环丁基的化合物。
5.一种含有权利要求4所述粘合剂组合物的管芯焊接用粘合剂。
6.一种在基材上涂布权利要求5所述粘合剂而获得的管芯焊接用粘合薄膜。
7.一种粘合半导体元件和支持部件的粘合物的制造方法,其特征在于,在半导体元件和支持部件之间形成含有权利要求5所述的粘合剂的层,照射包括波长从350nm-450nm中的至少一部分光线的光线,从而将上述粘合剂或粘合薄膜固化。
8.一种粘合半导体元件和支持部件的粘合物的制造方法,其中在半导体元件和支持部件之间形成含有权利要求5所述粘合剂的层,照射包括波长从350nm-450nm中的至少一部分光线的光线后,在支持部件上层叠粘合。
9.一种密封剂组合物,其含有权利要求1的组合物,所述酸产生剂(A)在乙腈中的波长350nm的摩尔吸光系数在3000-25000的范围内。
10.如权利要求9所述的密封用组合物,其中,所述锍阳离子由通式(2)表示,通式(2) 其中,R1表示选自取代的苄基、取代的苯甲酰甲基、取代的烯丙基、取代的烷氧基、取代的芳氧基和取代的杂环氧基的基团,R2和R3各自独立地表示选自苄基、苯甲酰甲基、烯丙基、烷氧基、芳氧基、杂环氧基、烷基和链烯基以及取代的这些基团的基团,R4表示氧原子或孤立电子对,此外,R1、R2和R3还可以是2个以上基团结合的环状结构。
11.如权利要求9所述的密封用组合物,其中所述阳离子聚合性化合物是在分子内具有至少1个环氧基或在分子内具有至少1个氧杂环丁基的化合物。
12.一种含有权利要求11所述密封用组合物的密封剂。
13.一种密封物的制造方法,其特征在于,在基材的一部分或整个面上涂布或填充权利要求12所述的密封剂后,照射含有波长为350nm-450nm中的至少一部分的光线的光线,从而将上述密封剂固化。
14.一种基材的密封方法,其特征在于,在基材的一部分或整个面上涂布或填充权利要求12所述的密封剂后,照射含有波长为350nm-450nm中的至少一部分的光线的光线,从而将上述密封剂固化。
15.一种光波导管形成用组合物,其含有权利要求1的组合物,所述酸产生剂(A)在乙腈中的波长350nm的摩尔吸光系数在3000-25000的范围内。
16.如权利要求15所述的光波导管形成用材料,其中,所述锍阳离子由通式(2)表示,通式(2) 其中,R1表示选自取代的苄基、取代的苯甲酰甲基、取代的烯丙基、取代的烷氧基、取代的芳氧基和取代的杂环氧基的基团,R2和R3各自独立地表示选自苄基、苯甲酰甲基、烯丙基、烷氧基、芳氧基、杂环氧基、烷基和链烯基以及取代的这些基团的基团,R4表示氧原子或孤立电子对。此外,R1、R2和R3还可以是2个以上基团结合的环状结构。
17.如权利要求15所述的光波导管形成用材料,其中,所述阳离子聚合性化合物(B)是在分子内具有至少1个环氧基的化合物或在分子内具有至少1个氧杂环丁基的化合物或水解性硅烷化合物的水解物。
18.一种将权利要求15~17任一项所述的光波导管用材料固化而获得的光波导管。
19.一种光波导管的制造方法,其为具有核心部分和衬垫层的光波导管的制造方法,其特征在于,在由核心部分或衬垫层的至少一个所构成的基板上涂布权利要求15~17任一项所述的光波导管形成用材料后,通过光照射进行固化。
20.一种通过权利要求19所述光波导管制造方法制造的光波导管。
全文摘要
本发明提供了一种在少量活性能量线的照射量下固化的,粘合性、透明性等优异的聚合性组合物。本组合物含有酸产生剂(A)和阳离子聚合性化合物(B),其中,酸产生剂(A)包含锍阳离子和由上述通式(1)表示的硼酸酯阴离子。其中,Y表示氟和氯原子、Z表示被2个以上选自氟原子、氰基、硝基、三氟甲基中的基团取代的苯基、m表示0-3的整数、n表示1-4的整数,m+n=4,和阳离子聚合性化合物(B)。
文档编号H01L23/31GK101027337SQ200580032200
公开日2007年8月29日 申请日期2005年11月24日 优先权日2004年11月26日
发明者菅野真树, 对马希, 上杉隆彦, 松本诚弥 申请人:东洋油墨制造株式会社
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