介电体用复合颗粒、超微颗粒复合树脂颗粒、介电体形成用组合物及其用途的制作方法

文档序号:8134879阅读:185来源:国知局
专利名称:介电体用复合颗粒、超微颗粒复合树脂颗粒、介电体形成用组合物及其用途的制作方法
技术领域
本发明涉及介电体用复合颗粒、含有此介电体用复合颗粒的介电体形成用组合物、含有此组合物的电沉积用水性分散液、由前述组合物、电沉积用水性分散液所形成的感光性转印膜及介电体、此介电体形成于导电性箔上所得地附有导电性箔的介电体、与包含此介电体的电子元件、多层电路基板及布线板。
又,本发明涉及关超微颗粒复合树脂颗粒、含有此超微颗粒复合树脂颗粒的介电体形成用组合物、含有此组合物的电沉积用水性分散液、由前述组合物、电沉积用水性分散液所形成的介电体、介电体形成于导电性箔上所得的附有导电性箔的介电体、与包含此介电体的电子元件、多层电路基板及布线板的发明。
背景技术
近年来,抑制在多层印刷布线基板上设置高介电率的层、并将此层作为电容器等使用的技术。此高介电率的层,例如,可将添加有高介电率无机粉末的热固性树脂的有机溶剂溶液,为补偿热固性树脂的脆度而浸渍玻璃纤维等纤维增强材料,并用煅烧等方式使溶剂飞散而固化等方法制得。但,以往方法中,一般不易制得例如具有30以上或50以上高介电率的层。
又,目前亦有尝试使用各种无机粉末以制得高介电率的介电体层,例如已知在聚苯乙烯上添加作为无机粉末的Fe3O4、或ZnO+碳等,即可制得高介电率的介电体层。但,这些系统中,即使可使介电率提高,但因所得介电体层的介电正切(原文誘電正接)较大,故在交流电场中的介电体层会产生较大的发热现象,其将会造成设置于介电体薄膜的多层印刷布线基板等劣化、或因热应力使粘合部位产生断裂等,结果造成半导体基板的可靠性、耐久性容易降低的问题。
又,例如特开平6-84407号公报中,亦有含施有金属包膜的高介电率粉末与未施有金属包膜的高介电率粉末的高介电率复合材料的记载。但上述公报所记载的方法中,例如欲制得介电率在30以上的复合材料时,因介电正切会恶化,故仅能制得较高介电率与较小介电正切的复合材料。
又,欲制得高介电率时,一般已知是将高介电率的无机粉末于高温下加热焙烧以形成介电体层。但此方法中,例如须于1000℃左右的高温下进行焙烧,故并不适用于在布线基板上装有电子元件的状态下设置介电体层,故仍存在着不能广泛适用于各种半导体制造步骤的问题(目前所提问题简称为(问题1))。
因此,目前除希望能提供以低温焙烧所制得的高介电率且热损失较小的介电体层外,亦希望可供此介电体层使用的无机颗粒和组合物的出现(课题1)。
此外,一般已知形成介电体层的方法例如丝网印刷法等,但随着基板的大型化与高精细化,对于图案位置精确度的要求亦趋严苛,因而存在一般的印刷方法已无法适合制造的问题(问题点2)。
因此,对应于问题点1与问题点2,故目前除急需出现一种可经由低温焙烧的具有较高介电率与较小热损失的介电体层外,尚需一种可形成具有更高尺寸精确度图案的介电体形成用组合物(课题2)。
又,近年来,随着讯号的高频率化,要求作为面板基板材料特性的介电率低和介电正切低,因此,面板基板的主流材料已逐渐由陶瓷移转至树脂。基于此背景,例如特公平4-55555号公报揭示了使用树脂基板的印刷布线板。此文献的内容,是提供一种在形成内层导体电路的玻璃环氧基板上,使用环氧丙烯酸酯树脂作为层间树脂绝缘层,随后,以光致蚀刻技术设置导孔(via hole)形成用开口,并将其表面粗化处理,于铺设电镀抗蚀层后,以电镀处理形成外层导体电路及导孔的方法。
但,环氧丙烯酸等树脂等所构成的层间树脂绝缘层,为确保与导体的导体电路的致密性,故其表面与导体电路表面皆经粗化处理。因此,于高频讯号的传送时,因表皮效果,故仅对粗化的导体电路表面部分进行传送,从而会产生因表面凹凸所造成的杂讯等问题。此问题在使用较陶瓷基板具有更低介电率与更低介电正切的树脂基板下将更为显著。
又,树脂基板因较导体基板或陶瓷基板具有更差的放热性,故容易积蓄热量,结果将导致构成导体电路的铜离子扩散速度提高,而会产生因移动而使层间绝缘遭破坏等问题。因此,为解决上述问题,例如特开平7-45948号公报、特开平7-94865号公报等揭示了将树脂以旋涂方式涂布于树脂等基板的一侧面,于该树脂层上设置可提高与导体图案的致密性的金属(铬、镍、钛等)的技术。
但,在目前强烈要求装有IC的印刷布线板的尺寸更小、装有印刷电路板的携带电话等装置全体需要更小型化的状况下,因装有IC以外的电阻或电容器等电子元件变小,故在印刷电路板上安装此类电子元件亦将更加困难。
因此,目前急需组装布线层内具有电容器功能的多层电路基板的出现(课题3)。
此外,目前半导体装置中多使用由讯号层、电源层、接地层等多层藉由电绝缘层层合所得的布线板。近年来,因为即使是塑料模式的半导体装置亦须处理极高速的讯号,故处理此高速讯号的半导体装置的电特性亦形成另一种问题。即,半导体中例如于进行开闭时的讯号变动而对电源线侧产生影响而使电源电压产生变动,而电源侧的变动则会影响至接地侧等,此些现象在作用于高速产生讯号时将更为显著。
单层布线板中,已知讯号在开闭时的电源电位与接地电位会由于开闭讯号时的ON-OFF(开-关)而使电源电位产生极大的变动。抑制此电压变动的方法已知例如于在接近半导体晶片的位置处设置双偶合电容器,该电容器通过增大电源线与接地线间设置的电容量方式,以该电容方式吸收电位的变动,从而抑制了变动。
但,此种以往的布线板,对于所传送的讯号速度的提升与因高密度装配化所增加的电源杂讯,在进行布线设计上,一般是采用增加讯号层宽度的分流电容器的装配数,但,此种处理方式,实际上却未能使布线板上的电子电路元件实现高密度的装配。又,对于讯号速度的高速化,一般是采用氟树脂布线板等低介电率布线板等。但,此些布线板即使是对于电源系统也适用同一材料,因此对于电源杂讯而言,分流电容器则未能达到所应具有的功效。又,特开平5-37161号公报或特开平5-160334号公报中,虽揭示了在布线基板上涂布高介电率材料的技术,但布线基板面积过小时则未能得到充分的电容器容量(课题4)。
本发明对于前述以往技术所伴随的问题,提出以下的发明目的。
本发明的目的是解决以往技术所伴随的问题(课题1),提供一种热损耗较小、且可低温焙烧以形成高介电率的介电体层的无机颗粒、介电体形成用组合物、与此组合物所形成的高介电率薄膜、设有此高介电率薄膜的电子元件(发明1)。
又,本发明的目的是解决伴随前述以往技术的问题(课题1),提供一种热损耗较低、可低温焙烧的高介电率的附有导电性箔的介电体层。又,本发明的目的是提供具有导电性箔的介电体层的电容器为发明(发明2)。
又,本发明的目的是解决伴随前述以往技术的问题(课题2),提供一种热损耗较低、可低温焙烧而形成具有精确尺寸的高介电率介电体层的介电体形成用组合物,感光性转印膜及由此组合物所形成的介电体与电子元件(发明3、4)。
又,本发明的目的是解决伴随前述以往技术的问题(课题1),提供一种热损耗较低、可以低温焙烧而形成高介电率的介电体层的超微颗粒复合树脂颗粒、介电体形成用组合物,及由此组合物所形成的附有导电性箔的介电体、与包含此介电体的电子元件(发明5)。
又,本发明的目的是解决以往技术所存在的问题(课题3),提供一种组装布线层内具有电容器功能的多层电路基板,并提供能有利地制造此多层电路基板的方法(发明6)。
又,本发明的目的是解决以往技术所存在的问题(课题4),提供一种在至少具有讯号层、电源层、接地层与绝缘层的布线板中于前述电源层与接地层的间具有一设有介电体层以内藏具有较大电容量的电容器的布线板(发明7)。

发明内容
本发明者为解决前述欲解决的问题1经过深入研究结果,得知通过使用包含在特定无机颗粒的部分或全部表面覆盖了导电性金属或有机化合物的颗粒与树脂所形成的介电体形成用组合物,可于500℃以下的低温进行焙烧而形成介电率高且介电正切低的介电体,因而完成了本发明(发明1)。
又,通过将包含特定比例的前述具有特定粒径、介电率的介电体用复合颗粒的介电体用复合颗粒与前述树脂组分的介电体形成用组合物形成的介电体层设置于导电性箔上,得到附有导电性箔的介电体层,可于300℃以下的低温下将其层合于导电性支承体上而形成一种在电极间夹持介电率高且介电正切低的介电体的电容器,因而完成了本发明(发明2)。
又,本发明者为解决前述欲解决的问题2,经过深入研究,得知通过使用以发明1的树脂组分为特定树脂的介电体形成用组合物,可于500℃以下的低温进行焙烧而形成具有高介电率和低介电正切以及高尺寸精确度图案的介电体, 因而完成了本发明(发明3)。
又,还发现此介电体形成用组合物非常适用于感光性转印膜,因而完成本发明(发明4)。
此外,本发明者为解决前述欲解决的问题1,经过深入研究,得知通过使用含有由特定粒径的无机超微颗粒与特定树脂组分形成的超微颗粒复合树脂、和特定无机颗粒或在该无机颗粒的部分或全部表面附着了导电性金属或有机化合物的无机复合颗粒的介电体形成用组合物,可于500℃以下进行焙烧而形成介电率高且介电正切低的介电体,因而完成了本发明(发明5)。
随后,本发明者们对于前述欲解决的问题3,经过深入研究,得知使用前述发明1至5的介电体形成用组合物所得的介电体非常适用组装布线层内具有电容器功能的多层电路基板,因而完成了本发明(发明6)。
又,本发明者们对于前述欲解决的问题4,经过深入研究,得知使用前述发明1至5的介电体形成用组合物所得的介电体非常适用于具有讯号层、电源层、接地层与绝缘层的布线板,因而完成了本发明(发明7)。
即,本发明是如下所述。
本发明的介电体用复合颗粒,其特征为它是(A)在介电率在30以上的无机颗粒的部分或全部表面上覆盖了导电性金属或其化合物或者导电性有机化合物或导电性无机物的介电体用复合颗粒。
前述的无机颗粒由钛系金属氧化物形成为佳。
前述的介电体用复合颗粒的平均粒径为0.1~5微米,前述的导电性金属或其化合物或者导电性有机化合物或导电性无机物的附着量为1~40重量%,比表面积为1~20米2/克。
本发明的介电体形成用组合物,它包含
(A)在介电率在30以上的无机颗粒的部分或全部表面上覆盖了导电性金属或其化合物或者导电性有机化合物或导电性无机物的介电体用复合颗粒,
(B)由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分。
前述的介电体形成用组合物,它可于500℃下加热而形成介电率在30以上且介电正切为0.1以下的介电体。
前述的无机颗粒由钛系金属氧化物形成为佳。
前述的介电体用复合颗粒的平均粒径为0.1~5微米,导电性金属或其化合物或者导电性有机化合物或导电性无机物的附着量为1~40重量%,比表面积为1~20米2/克。
前述的介电体用复合颗粒(A)与前述的由选自可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分(B)的体积比(介电体用复合颗粒的体积/由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分(A/B))以40/60~80/20为佳。
本发明的电沉积用水性分散液,其特征是它可于500℃下加热而形成介电率在30以上且介电正切在0.1以下的介电体,它包含
(A)在介电率在30以上的无机颗粒的部分或全部表面上覆盖了导电性金属或其化合物或者导电性有机化合物或导电性无机物的介电体用复合颗粒,与
(B)由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分。此时,由前述的由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分(B)为能够电沉积的有机颗粒为佳。
本发明的另一介电体形成用组合物,其特征是前述的由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分(B)最好由以下物质形成
(C)碱可溶性树脂,
(D)含有不饱和烯基的化台物,与
(E)光致聚合引发剂。
又,本发明的另一介电体形成用组合物中,前述的介电体用复合颗粒(A)的平均粒径为0.1~2微米,
前述的由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分(B)最好由以下物质形成
(F)可碱显影的树脂与,
(G)感光性酸产生化合物。
又,本发明的介电体形成用组合物中,前述的选自可聚合化合物与聚合物中的至少一种所得的树脂组分(B)由以下物质形成为佳
(H)选自如下通式[1]的可水解硅烷化合物、其水解物及其缩合物的至少一种化合物
(R1)PSi(X)4-P [1]
(前述式[1]中,R1为非可水解有机基,其碳原子数为1~12;X为可水解基团,p为0至3的整数;又,前述R1的系数(p)与所述X的系数(4-P)为2以上时,各R1间及各X间可为相同或不同的基团)。
又,本发明的介电体形成用组合物中,前述的由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分(B)由以下物质形成为佳
(H)选自如下通式[1]的可水解硅烷化合物、其水解物及其缩合物的化合物中的至少一种,与
(I)光致酸产生剂
(R1)PSi(X)4-P [1]
(前述式[1]中,R1为非可水解有机基,其碳原子数为1~12又,X为可水解基团,p为0至3的整数;又,前述R1的系数[p]与所述X的系数[4-p]为2以上时,各R1间及各X间可为相同或不同的基团)。
又,本发明的超微颗粒复合树脂颗粒,其特征是它由(J)平均粒径为0.1微米以下的无机超微颗粒与(B)由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分形成。且前述的无机超微颗粒(J)的部分或全部表面上覆盖了前述的树脂组分(B),其中前述的无机超微颗粒(J)的含量为20重量%以上。
前述的无机超微颗粒(J)由钛系金属氧化物形成为佳。
本发明的另一介电体形成用组合物,其特征是它包含前述的超微颗粒复合树脂颗粒、和平均粒径为0.1~2微米且介电率在30以上的无机颗粒或在该无机颗粒的部分或全部表面附着了导电性金属或其化合物或者导电性有机化合物或导电性无机物的无机复合颗粒。
本发明的另一介电体形成用电沉积液,其特征是它包含分散于水性分散介质中的超微颗粒复合树脂颗粒、和平均粒径为0.1~2微米且介电率在30以上的无机颗粒或在该无机颗粒的部分或全部表面附着了导电性金属或其化合物或者导电性有机化合物或导电性无机物的无机复合颗粒。
本发明的感光性转印膜,其特征是它由支承膜与形成于该支承膜上的感光性转印层构成,
其中,该感光性转印层是由前述的介电体形成用组合物形成,且膜厚为5~100微米。
本发明的介电体,其特征是它用前述的介电体形成用组合物、前述的介电体形成用电沉积液或前述的感光性转印膜形成。
本发明的附有导电性箔的介电体,其特征是在导电性箔上形成由前述的介电体。
本发明的可层合的附有导电性箔的介电体层,其特征是在导电性箔上形成有由介电体形成用组合物形成的膜厚为1~10微米且介电率在30以上的介电体层,所述的介电体形成用组合物包含
(A)平均粒径在1微米以下且介电率为100以上的无机颗粒的一部份表面附着了导电性金属或其化合物或者导电性有机化合物或导电性无机物的介电体用复合颗粒,与
(B)由可聚合化合物及聚合物中的至少一种形成的树脂,
且若将上述(A)与(B)的总量设定为100重量%时,(A)的含量为70重量%以上,且(B)的含量为30重量%以下。
本发明的电子元件,其特征是它包含前述的介电体。
本发明的多层电路基板是导体层与层间树脂绝缘层交互层合在绝缘基板上、且其导体层间以导孔连接所形成的组装多层电路基板,其特征是,在上下邻接的2个导体层间形成有前述的介电体层。
本发明的布线板至少具有讯号层,电源层、接地层与绝缘层,其特征是,前述电源层与接地层间形成有前述的介电体层。
图示的简单说明


图1本发明的设有附有导电性箔的介电体层的电容器的制造方法(1)略图。
图2本发明的设有附有导电性箔的介电体层的电容器的制造方法(2)略图。
又,图1、图2中的符号具有下述意义。
1 导电性箔
2 经电沉积的介电体层
3 附有导电性箔的介电体层
4a 上部导电性层
4b 下部导电性层
5 导电性支承体
6 支承体
7 抗蚀层
8 镀后的导电性箔
9 电沉积后的介电体层
10a上部导电性层
10b下部导电性层
11 导电性支承体
图3(a)至(f)本发明的多层电路基板制法中的部分制造步骤图。
图4(a)至(d)本发明的多层电路基板制法中的部分制造步骤图。
图5(a)至(d)本发明的多层电路基板制法中的部分制造步骤图。
又,图3至图5中的符号,是具有下述的意义。
1 基板
2 铜箔
3 通孔
4 粗化层
5 导电浆料
6 无电解铜的镀膜
7 电解铜镀膜
8 抗蚀层
9 导体电路
10 导体层
12 层间树脂绝缘层
13 导孔(via hole)形成用开口
14 介电体层形成用开口
15 介电体层
16 铜溅镀层
17 抗镀层
18 电镀膜
19 导孔
图6本发明布线板构成例的说明图
图7本发明布线板构成例的说明图
图8本发明布线板构成例的说明图
又,图6至图8中的符号,是具有下述的意义。
1 半导体
10 讯号层
12 电源层
14 接地层
16、18 连接片
20电绝缘层
22导体箔
24介电体
26粘合层
30 导电性粘合层
实施发明的最佳实施方式
本发明的1至4、6、7是涉及包含特定介电体形成用复合颗粒与特定树脂组分的组合物的发明,该组合物的具体包含
(A)介电率在30以上的无机颗粒的部分或全部表面上覆盖了导电性金属或其化合物或者导电性有机化合物或导电性无机物的介电体用复合颗粒与,
(B)由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分。
又,本发明5至7,是涉及由特定的超微颗粒复合树脂颗粒与介电体形成用复合颗粒组成的组合物的发明,该组合物具体是包含如下超微颗粒复合树脂颗粒、和平均粒径为0.1~2微米且介电率在30以上的无机颗粒或在该无机颗粒的部分或全部表面附着了导电性金属或其化合物或者导电性有机化合物或导电性无机物的无机复合颗粒(介电体用复合颗粒)的组合物,
所述的超微颗粒复合树脂颗粒由以下物质形成
(J)平均粒径为0.1微米以下的无机超微颗粒与
(B)由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分,
且前述的无机超微颗粒(J)的部分或全部表面覆盖了前述树脂组分(B),其中前述的无机超微颗粒(J)的含量为20重量%。
即,本发明1的介电体形成用组合物,包含
(A)在介电率在30以上的无机颗粒的部分或全部表面上覆盖了导电性金属或其化合物或者导电性有机化合物或导电性无机物的介电体用复合颗粒,与
(B)由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分。
且可于500℃下加热而形成介电率在30以上且介电正切在0.1以下的介电体。
本发明2的可层合的附有导电性箔的介电体层是在导电性箔上铺设了由发明1的介电体形成用组合物、即含有特定粒径等的介电体用复合颗粒的介电体形成用组合物形成的膜厚为1~20微米且介电率在30以上的介电体层,所述的介电体形成用组合物包含
(A)在平均粒径在1微米以下、介电率为100以上的无机颗粒的一部份表面上附着了导电性金属或其化合物或者导电性有机化合物或导电性无机物的介电体用复合颗粒,与
(B)由可聚合化合物及聚合物中的至少一种形成的树脂;
且上述(A)与(B)的总量为100重量%时,所述的(A)的含量为70重量%以上,所述的(B)的含量为30重量%以下。又,前述的介电体用复合颗粒可用平均粒径在1微米以下且介电率为100以上的无机颗粒替代。
本发明3的介电体形成用组合物中,前述发明1的由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分(B)由以下物质形成
(C)碱可溶性树脂,
(D)含有不饱和烯基的化合物,与
(E)光致聚合引发剂(发明3-1)。
又,本发明3的其他介电体形成用组合物中,前述发明1的介电体用复合颗粒(A)的平均粒径为0.1~2微米,
且前述的由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分(B)由以下物质形成
(F)可碱显影的树脂与,
(G)感光性酸产生化合物(发明3-2)。
又,本发明3的其他介电体形成用组合物中,前述发明1的由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分(B)由以下物质形成
(H)选自如下通式[1]的可水解硅烷化合物、其水解物及其缩合物的至少一种化合物
(R1)PSi(X)4-P [1]
(前述式[1]中,R1为非可水解有机基,其碳原子数为1至12;X为可水解基团,p为0至3的整数又,前述R1的系数[p]与所述X的系数[4-p]为2以上时,各R1间及各X间可为相同或不同的基团)
又,本发明3的其他介电体形成用组合物中,前述发明1的由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分(B)由以下物质形成
(H)选自以下通式[1]的可水解硅烷化合物、其水解物及其缩合物群的至少一种化合物,与
(I)光致酸产生剂
(R1)PSi(X)4-P [1]
(前述式[1]中,R1为非可水解有机基,其碳原子数为1~12;X为可水解基团,p为0至3的整数又,前述R1的系数[p]与所述X的系数[4-P]为2以上时,各R1间及各X间可为相同或不同的基团)。(发明3-3)
本发明4的感光性转印膜,由支承膜与形成于该支承膜上的感光性转印层构成,该感光性转印层由前述的介电体形成用组合物形成,膜厚为5~100微米。
又,本发明5的介电体形成用组合物,它包含超微颗粒复合树脂颗粒、和平均粒径为0.1~2微米且介电率在30以上的无机颗粒或在该无机颗粒的部分或全部表面附着了导电性金属或其化合物或者导电性有机化合物或导电性无机物的无机复合颗粒,
所述的超微颗粒复合树脂颗粒由以下物质形成
(J)平均粒径为0.1微米以下的无机超微颗粒与
(B)由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分,
且前述的无机超微颗粒(J)的部分或全部表面上覆盖了前述树脂组分(B),
其中前述的无机超微颗粒(J)含有含量为20重量%以上。
本发明6的多层电路基板是导体层与层间树脂绝缘层交互层合在绝缘基板上、且其导体层间以导孔连接所形成的组装多层电路基板,于上下邻接的2个导体层间用前述发明I或II的介电体形成用组合物以形成介电体层。
本发明7的布线板,至少具有讯号层、电源层、接地层与绝缘层,其中前述电源层与接地层间用前述发明的介电体形成用组合物形成介电体层。
以下,将发明I(发明1至4、6、7)与发明II(发明5至7)分别详述如下。
[介电体用复合颗粒(A)]
无机颗粒
本发明1至4、6、7所使用的无机颗粒,其介电率在30以上,较佳为50以上,更佳为70以上。介电率较高时亦不会产生问题,故上限值并未有限定,例如30000左右亦可。
上述(无机颗粒)的介电率低于30时,因所形成的介电体的介电率会降低,故为不佳。又,介电率较高时亦不会产生问题,故上限值并未有限定,例如30000左右时,可使所形成的介电体的介电率提高,故为较佳。
又,前述发明2的用于形成可层合的附有导电性箔的介电体层的无机颗粒,其介电率为100以上,较佳为1000以上,更佳为2000以上。介电率较高时亦不会产生问题,故上限值并未有限定,例如30000左右亦可。
前述的无机颗粒以金属氧化物所制得者为较佳,特别是以钛系金属氧化物为最佳。其中,“钛系金属氧化物”是指含有以钛元素与氧元素为必要元素的化合物。此钛系金属氧化物,较佳是构成结晶结构的金属元素仅为钛的钛系单一金属氧化物和含有钛与其他金属元素作为金属元素的钛系多氧化物为佳。
前述钛系单一金属氧化物,可举出例如二氧化钛系金属氧化物等。此二氧化钛系金属氧化物例如具有锐钛矿(Anatase)结构或金红石(Rutile)结构的二氧化钛系金属氧化物等
前述钛系多氧化物例如有钛酸钡系、钛酸铅系、钛酸锶系、钛酸铋系、钛酸镁系、钛酸铍系、钛酸钙系金属氧化物等。
又,前述“二氧化钛系金属氧化物”是指仅含有二氧化钛的系、或二氧化钛以外尚含其他少量添加物的系等,主要组分保持二氧化钛的结晶结构,其他是的金属反应物亦同。
又,前述(碳系多氧化物)是指由钛系单一金属氧化物和至少1种其他金属元素所构成的金属氧化物复合而成的氧化物,且结构单位中并不存在含氧酸的离子。
本发明中,构成此无机颗粒的钛系金属氧化物,于钛系单一金属氧化物中,以金红石结构的二氧化钛系金属氧化物为佳,钛系多氧化物中,以碳酸钡系金属氧化物为佳。
其中,又以使用钛酸钡系金属氧化物为极佳。
又,为提高于水性溶剂中的分散性,可使用前述的无机颗粒的表面经硅、铝等改性所得的颗粒为佳。
此无机颗粒的平均粒径,于发明1、2、3、4中,较佳为10微米以下,更佳为0.1~5.0μm,最佳为0.1至3.0微米,特佳为0.1~2.0微米以下,最最佳为0.1至1.0微米。平均粒径超过10微米时,在膜厚度变薄时将容易造成介电体层的组成不均。平均粒径低于0.1微米时因粉末间的凝聚力极大,故容易有粗大颗粒的产生。
其中,发明3中,前述由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分(B)由(F)可碱显影的树脂与(G)感光性酸产生化合物形成时,无机颗粒的平均粒径较佳为0.1~2微米,更佳为0.1至1.0微米。
本发明的无机颗粒的形状,并未有特别的限定,例如可为球状、粒状、板状、鳞片状、晶须状、棒状、纤维状等形状。此些形状中,以球状、粒状、片状、鳞片状等为佳。此些形状的无机颗粒以单独一种、或以二种以上组合使用皆可。
前述发明2中,无机颗粒与由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分(B)共用时,此无机颗粒以无机颗粒与树脂组分的总量为100重量%计,较佳以70重量%以上、更佳为75至95重量%的添加量加入介电体形成用组合物。该介电体形成用组合物中,无机颗粒的含量若低于70重量%时,由于与树脂组分(B)的相对关系使介电体形成用组合物的介电率大幅降低,超过95重量%时,会使所形成的介电体层强度降低。
介电体用复合颗粒(A)
本发明所使用的介电体用复合颗粒,是在前述的无机颗粒的部分或全部表面覆盖了导电性物质而获得的。此导电性物质例如是导电性金属或其化合物或者导电性有机化合物或导电性无机物等。此些导电性物质,可单独使用一种或将多数种合并使用皆可。
作为前述的导电性金属,可使用例如由金、银、铜、锡、铂、钯、钌、Fe、Ni、Co、Ge、Si、Zn、Ti、Mg、Al等所选出的至少一种金属。作为金属,亦可使用前述金属的合金。
作为前述的导电性金属化合物可使用例如前述金导电性属的氮化物。其中又以氮化钛为最佳。
作为前述的导电性金属的有机化合物,以使用由TCNQ(7,7,8,8一四氰基醌二甲烷)、聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩等所选出的至少1种为佳。
作为前述导电性无机物,可例如使用由碳、石墨等所选出的至少1种为佳。
本发明所使用的介电体用复合颗粒所含有的前述的无机颗粒的比例,相对于介电体用复合颗粒总重量,较佳含有60至99重量%,更佳为65至95重量%,最佳为70至90重量%。又,导电性金属或其化合物或者导电性有机化合物或导电性无机物的比例、即导电性物质的附着量,较佳含有为1~40重量%,更佳为5至35重量%,最佳为10至30重量%。
无机颗粒组分的比例超过99重量%时,作为介电体时并未能得到较高的介电率。而无机颗粒组分的比例低于60重量%时,介电体的绝缘性会有恶化的情形。
本发明所使用的介电体用复合颗粒的平均粒径,其上限值较佳为10微米以下,下限值较佳为0.02微米以上,更佳为0.1~5.0微米,尤佳为0.1至3.0微米,特佳为0.1~2.0微米,最佳为0.1-1.0μm,最最佳为0.7微米以下。
平均粒径超过上述范围时,膜厚度变薄时,介电体层的组成将容易产生不均匀的现象。为使介电体用复合颗粒的平均粒径即使于膜厚度变薄时亦可得到均匀的组成,以2微米以下为佳。
又,前述发明3中,前述由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分(B)由(F)可碱显影的树脂与(G)感光性酸产生化合物形成时(发明3-2),介电体用复合颗粒的平均粒径,较佳为0.1~2微米,更佳为0.1至1.0微米。
本发明所使用的介电体用复合颗粒的比表面积,较佳为1至20米2/克,更佳为1.2至15米2/克,最佳为1.5至10米2/克,特佳为1.5至8米2/克。比表面积为上述范围时,可得到具有介电率高且介电正切低的介电体。
上述本发明所使用的介电体用复合颗粒可以公知方法制得,而未有任何限定。
例如,以镀覆等方式于无机颗粒的表面覆盖导电性金属膜时,可以化学镀覆等非电解镀覆方式进行。
又,例如以气体喷雾法等公知方法于无机颗粒的表面将导电性金属或有机化合物以合金状态或复合化方式覆盖亦可。此外,气体喷雾法所制得的介电体用复合颗粒,例如可使用公知的合金制造方法,将颗粒表面附近的前述导电性组分浓度提高,以抑制颗粒表面的氧化。
具体而言,例如使用被1~40重量%的金属组分(例如,铜)所覆盖的无机颗粒所得的介电体用复合颗粒,以分级机采取平均粒度0.1至10微米的粉末,并将该粉末于纯水中超声波分散,使其表面充分亲水化后,于1至10体积%的硫酸浴中仅将表面的Cu组分溶出以制得介电体用复合颗粒。
又,例如,制得具有上述平均粒径的介电体用复合颗粒的方法,具体而言,例如将经无电解镀覆方式附着了1至40质量%的金属组分(例如,银)的无机颗粒所得的介电体用复合颗粒,以分级机采取平均粒度为1至10微米的粉末,将该粉末于纯水中以超声波充分分散后,于1至10体积%的硝酸浴中,仅将表面银组分溶出的方式即可制得介电体用复合颗粒。
又,例如颗粒为微细或片状时,可使导电性组分大量附着于介电体用复合颗粒的表面附近以制得介电体用复合颗粒。
此种介电体用复合颗粒中,可对无机颗粒加入3至50重量%的碳,再于粉碎加工中以机械性方式使碳附着于磁性粉末上(机械化学法)。
或,将前述的导电性金属与无机颗粒溶解于高温的等离子气体中,再以急冷凝固方式使介电体用复合颗粒的表面附近的导电性组分的浓度提升至平均浓度以上。
欲制得平均粒径0.1至10微米左右的介电体用复合颗粒的微粉,可将微粉状无机颗粒在惰性气体中,以流体喷射研磨处理将一次处理颗粒分散,随后将该分散处理所得的无机颗粒在惰性气体环境中予以减压加热处理,将该加热处理所得的无机颗粒装入作为溅镀源的装有导电性组分的旋转容器内,并将该容器依一定方向旋转,使无机颗粒形成流动层,在容器旋转状态下使导电性组分以溅镀方式覆盖(包覆)于流动无机颗粒上作为覆盖材料,经覆盖后的微粉,可由导入惰性气体与真空排气结合的真空吸尘机原理,从前述旋转容器取出,即可得到在前述平均粒径的范围内、且于无机颗粒表面强固且均匀地覆盖导电性组分的介电体用复合颗粒。
(A-1)无机超微颗粒
本发明1中,除前述的介电体用复合颗粒(A)外,可再并用无机超微颗粒(A-1)。
特别是前述发明3中,由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分(B),含有(F)可碱显影的树脂与(G)感光性酸产生化合物的组分时(发明3-2)以并用无机超微颗粒(A-1)为佳。
此无机超微颗粒(A-1)的平均粒径为0.1微米以下,较佳为0.08微米以下,更佳为0.05微米以下。平均粒径超过0.1微米时其分散性降低,而不易得到添加效果。又,平均粒径的下限并未有特别限定,但因过小时容易凝聚,故较佳为0.001微米以上,更佳为0.005微米以上。
本发明所使用的无机超微颗粒的介电率,较佳为10以上,更佳为20以上,最佳在30以上。又,介电率较高时亦不会产生问题,故上限值并未有限定,例如30000左右亦可。
作为前述的无机颗粒,以由金属氧化物所制得者为较佳,特别是钛系金属氧化物为最佳。此钛系金属氧化物例如以使用前述钛系单一金属氧化物与钛系多氧化物为佳。
前述钛系单一金属氧化物,例如二氧化钛系金属氧化物等。此二氧化钛系金属氧化物例如具有锐钛矿(Anatase)结构或金红石(Rutile)结构的二氧化钛系金属氧化物等。
前述钛系多氧化物例如钛酸钡系、钛酸铅系、钛酸锶系、钛酸铋系、钛酸镁系、钛酸钕系、钛酸钙系金属氧化物等。
又,为提高在醇溶剂等中的分散性,也可较佳地使用前述的无机颗粒的表面经硅、铝等改性所得的颗粒。
本发明的无机颗粒的形状,并未有特别的限定,例如可为球状、粒状、板状、鳞片状、晶须状、棒状、纤维状等形状。此些形状中,以球状、粒状、片状、鳞片状等为佳。此些形状的无机颗粒以单独一种、或以二种以上结合使用皆可。
本发明所使用的无机超微颗粒,例如可使用气相法或溶胶一凝胶法予以合成。气相法所合成的无机超微颗粒分散于溶剂时,可使用并用分散剂的公知分散方法、颗粒研磨法、混炼法、高压均化法等将一次颗粒分散。
介电体形成用组合物中无机超微颗粒(A-1)的含有比例,相对于介电体用复合颗粒(A)100质量份计,较佳为1至30质量份,更佳为5至20质量份。
[介电体形成用组合物]
本发明I(发明1至4)的介电体形成用组合物包含由前述的介电体用复合颗粒与由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分。此介电体形成用组合物,于500℃以下加热时,可制得介电率在30以上且介电正切在0.1以下的介电体或可形成介电体的组合物。
又,本说明书中,介电率、介电正切等是依JIS K 6911(频率1赫兹)记载的方法所测定的值。
又,前述的介电体形成用组合物,必要时可再含有溶剂、其他填充剂等。
本发明1中,前述的介电体用复合颗粒与由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分的体积比(介电体用复合颗粒的体积/由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分的体积),较佳为5/95至80/20,更佳为10/90至60/40。介电体用复合颗粒的比例低于5体积%时,不易制得高介电率的介电体。又,介电体用复合颗粒的比例超过80体积%时,介电体为薄膜状时,则该薄膜的成型性将会恶化。
又,本发明中,前述的介电体用复合颗粒与由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分的重量比(介电体用复合颗粒的重量/由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分的重量),较佳为60/40至95/5,更佳为70/30至90/10。介电体用复合颗粒的比例低于60重量%时,不易制得高介电率的介电体。又,介电体用复合颗粒的比例超过95重量%时,介电体为薄膜状时,则该薄膜的成型性将会恶化。
又,本发明2所使用的附有可层合的导电性箔的介电体层中,其介电体用复合颗粒以介电体用复合颗粒与树脂组分所得总量为100重量%计,较佳以70重量%以上、更佳以75至95重量%的加入量加入介电体形成用组合物中。该介电体形成用组合物中,若该介电体用复合颗粒含量低于70重量%时,因与树脂组分(B)的相对关系而造成介电体形成用组合物的介电率大幅降低,超过95重量%时,会使所形成的介电体层强度降低。
又,本发明3中,树脂组分(B)由(C)碱可溶性树脂、(D)含不饱和烯基的化合物、(E)光致聚合引发剂形成(发明3-1)时,其介电体用复合颗粒(A)的平均粒径为0.1~2微米;前述的由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分(B)由(F)可碱显影的树脂与(G)感光性酸生成化合物形成(发明3-2)时,介电体形成用组合物中碱可溶性树脂(C)或可碱显影性树脂(F)的含量比例,相对于介电体用复合颗粒(A)100质量份,一般为1至500质量份,较佳为10至500质量份,更佳为10至200质量份。介电体形成用组合物中,亦可再含有例如聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂、环氧树脂等碱可溶性树脂以外的树脂。
本发明I所使用的树脂组分(B),由可聚合化合物或聚合物中的至少一种形成。其中,“可聚合化合物”是指具有可聚合基团的化合物,即含有完全固化前的前体的聚合物、可聚合低聚物、单体等化合物。又,“聚合物”是指实际经聚合反应结束后的化合物。其中,可以加热、湿气等方式于此些聚合物形成介电体层后再交联。以下,将分别说明发明I中的发明1、2与发明3、4所使用的树脂组分等、组合物、和制造方法等。
[发明1、2中的介电体形成用组合物]
<发明1与2所使用的树脂组分(B)、填充剂、其他添加剂>
树脂组分(B)
前述发明I中,发明1与2是将介电体形成用组合物如后述般,根据(1)作为介电体浆料使用、(2)作为电沉积用水性分散液的使用目的不同而改变所用的树脂组分,以下将作详细的说明。
(1)介电体浆料用的树脂组分(树脂组分1)
本发明的介电体浆料,包含介电体形成用组合物与必要时添加的有机溶剂。即,介电体形成用组合物为糊状时,可即时作为介电体浆料使用;也可将构成的树脂组分溶解于有机溶剂中,使介电体用复合颗粒分散,形成糊状形态后使用。前述将本发明的介电体形成用组合物作为介电体浆料使用的树脂组分,于特定条件下,只要作为介电体浆料时不损及与半导体印刷布线基板的粘著性即可,并无特别的限定。
此树脂组分,例如可使用将浆料在目标基板上印刷后加热,使树脂组分固化后使用的热固化型(B1)的树脂组分和以加热方式对树脂进行焙烧的热塑性型(B2)的树脂组分皆可。
此些树脂组分可单独或结合使用。用可聚合化合物与聚合物中任一种作为树脂组分时,可聚合化合物以用热固性树脂、聚合物以用热塑性树脂为佳。结合使用此种组合所得的树脂时,因可降低随着树脂组分加热所产生的收缩,故作为薄膜等在电路基板上形成介电体层时,可制得具有优良位置精确度的薄膜。以下,将对此树脂组分作更明确的说明。
(B1)树脂组分(热固化型)
热固化型的树脂组分,是指(B1-a)重均分子量(依凝胶渗透色谱法测得的以聚苯乙烯换算的重均分子量,以下相同)为300至5,000范围内的环氧树脂及/或
(B1-b)一分子中具有以乙烯性双键及具有环氧基的化合物(以下亦称为(化合物(P)))为结构单位,且以含重均分子量为10,000至500,000范围内的含环氧基聚合物的为佳。
其中,热固化型的树脂组分,以含有前述环氧树脂(B1-a)与含环氧基的共聚物(B1-b)二者为佳。
(B1-a)环氧树脂
前述环氧树脂(B1-a),以一分于中具有2个以上环氧基者为佳,例如酚醛清漆型环氧树脂、甲酚清漆型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚AD型环氧树脂、脂环式环氧树脂等。
此些环氧树脂中,以于室温(25℃)至200℃的范围内的加热温度下进行1分钟至24小时加热后可固化的树脂为佳,以于100℃至180℃的范围内的加热温度下进行10分钟至12小时加热后可固化的树脂为更佳。于此条件下的加热固化,除可提高生产性外,亦可降低因加热对印刷电路基板所造成的影响。
前述环氧树脂(B1-a)的重均分子量,以300至5,000的范围为佳,又以400至2,000的范围为更佳。重均分子量于前述范围时,其介电体形成用组合物经加热后可达到兼具优良机械强度与生产性的效果。前述环氧树脂的重均分子量若低于300时,加热固化后的机械强度会有劣化情形产生。又,重均分子量超过5,000时,于制作介电体形成用组合物时,需较长时间方可达均匀溶解,故生产性较差。
前述环氧树脂(B1-a)的添加量,以相对于介电体用复合颗粒100重量份,添加1至20重量份的范围为佳,尤以5至15重量份的范围为更佳。
前述环氧树脂(B1-a)的添加量低于1重量份时,介电体形成用组合物于加热后的机械强度将会不足,前述环氧树脂(B1-a)的添加量超过20重量份时,会增加介电体形成用组合物介电率降低的幅度。
(B1-b)含环氧基聚合物,
前述含环氧基聚合物(B1-b),只要其具有由一分子中具有乙烯性双键与含环氧基的化合物(P)所产生的单位所得的特定重均分子量的聚合物即可,其种类并未有特别的限定。
此含环氧基聚合物(B1-b),以例如化合物(P)的均聚物、或化合物(P)与化合物(P)以外的单体所得的共聚物为佳。
前述化合物(P)例如是含环氧基的(甲基)丙烯酸酯类或含环氧基的乙烯化合物等。
含环氧基的(甲基)丙烯酸酯,例如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、α-乙基(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、α-正丙基(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、α-正丁基(甲基丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧丁酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧庚酯、(甲基)丙烯酸α-乙基-6,7-环氧庚酯等。
含环氧基的乙烯化合物例如,烯丙基缩水甘油醚、乙烯基缩水甘油醚、邻-乙烯基苄基缩水甘油醚、间-乙烯基苄基缩水甘油醚、对-乙烯基苄基缩水甘油醚、3-乙烯基环己烷氧化物等。
其可单独使用1种,或将2种以上组合使用。
此些环氧基的单体中,又以(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、α-乙基(甲基)丙烯酸缩水甘油酯为佳。
由前述化合物(P)形成的结构单位,于含环氧基聚合物(B1-b)中的存在量,较佳为10至100重量%,更佳为20至100重量%为佳。
由前述化合物(P)所产生的结构单位,低于10重量%时,其与热固性树脂的反应性将显著降低。
又,前述含环氧基聚合物(B1-b),可为化合物(P)和化合物(P)以外的不含环氧基的含乙烯基的化合物、(甲基)丙烯酰胺化合物、(甲基)丙烯酸酯等单体的均聚合物或二种以上的共聚物。
前述含环氧基的含乙烯基化合物,例如有羟基苯乙烯、异丙烯基苯酚、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对-甲基苯乙烯,氯代苯乙烯、对-甲氧基苯乙烯、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基己内酰胺、丙烯腈、甲基丙烯腈等。
(甲基)丙烯酰胺化合物例如有,丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺,N,N-二甲基丙烯酰胺等。
又,(甲基)丙烯酸酯例如有,(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、苯基(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异佛尔酮酯、(甲基)丙烯酸三环癸酯等。
其中,尤以苯乙烯,丙烯腈、羟基苯乙烯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯为更佳。
前述含环氧基聚合物(B1-b)的重均分子量,以10,000至500,000的范围为佳,又以20,000至400,000的范围为更佳,以30,000至300,000的范围为最佳。含环氧基聚合物(B1-b)的重均分子量于前述范围时,可防止介电体形成用组合物于加热时所产生的倒塌,并可兼具与涂布性间的平衡性。
前记含环氧基聚合物(B1-b)的重均分子量小于10,000时,加热固化时的粘度急剧下降,不能充分防止倒塌,且固化后的粘接强度低下。若重均分子量大于500,000,则介电体形成用组成物的粘度过大,涂布性下降。
前述含环氧基聚合物(B1-b)的制造方法并未有特别的限定,例如,可添加自由基引发剂,将前述化合物(P)与必要时添加的前述其他单体进行自由基聚合而制得。
前述自由基引发剂,例如二酰基过氧化物类、酮基过氧化物类、氢化过氧化物类、二烷基过氧化物类、过氧基酯类、2,2’-偶氮双异丁腈、4,4’-偶氮双(4-氰基戊酸)等。
又,必要时可并用亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠等无机还原剂,萘酸钴、二甲基苯胺等有机还原剂等。经由前述组合使用,可缩短自由基反应的时间。
此外,含碘氟化合物可单独使用1种,或与前述有机过氧化物、偶氮系化合物或过硫酸盐并用亦可。
又,自由基引发剂的添加量,例如相对于100重量份化合物(P)的单体,以添加0.1至10重量份的范围为佳。
又,于制造前述含环氧基聚合物(B1-b)时,以添加链转移剂为佳。使用链转移剂时,可使前述含环氧基聚合物(B1-b)的重均分子量的调整更为容易。
此链转移剂,例如四氯化碳、氨仿与四溴化碳等卤代烃类,正己基硫醇、正辛基硫醇、正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、硫甘醇、硫丙酸等硫醇类,二甲基呫吨酮二硫化物、二异丙基呫吨酮二硫化物等呫吨酮类,萜品二烯、α-甲基苯乙烯二聚物等。
又,进行前述自由基聚合时,以于THF溶液等非质子性极性溶剂、乙酸乙酯等酯类、甲基乙基酮等酮类的溶剂中进行为佳。
前述含环氧基聚合物(B1-b)的添加量,例如相对于介电体用复合颗粒100重量份,以添加1至15重量份为佳,尤以添加2至10重量份为更佳。添加量于前述范围时,可防止介电体形成用组合物在加热固化时倒塌,且兼具与介电性间的平衡性。
前述含环氧基聚合物(B1-b)的添加量低于1重量份时,介电体形成用组合物于加热固化时并不能发挥防止倒塌的效果。而前述含环氧基聚合物(B1-b)的添加量超过15重量份时,因相对的介电体用复合颗粒的添加比例降低,故所得介电体的介电性会有降低的情形。
(B2)树脂组分(热塑性型)
热塑性型的树脂组分(A2),例如(甲基)丙烯酸类树脂、羟基苯乙烯系树脂、清漆型树脂、聚酯树脂等。其中尤以由下述单体(M1)与单体(M2)所得的共聚物等的丙烯酸树脂为较佳。
前述单体(M1),例如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸、琥珀酸、巴豆酸、衣康酸、柠康酸、中康酸、桂皮酸等含羧基单体类;
(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸3-羟丙酯等含羟基单体类;邻-羟基苯乙烯、间一羟基苯乙烯、对-羟基苯乙烯等含苯酚性羟基单体类等为代表的单体类等。
前述单体(M2),例如
(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯,(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯等单体(M1)以外的(甲基)丙烯酸酯类;
苯乙烯、α-甲基苯乙烯等芳香族乙烯系单体类;
丁二烯、异戊二烯等共轭二烯类为代表的可与单体(M1)共聚的单体类。
树脂组分(B2)的重均分子量以10,000至1,000,000为佳,以20,000至500,000为更佳,以30,000至300,000的范围为最佳。重均分子量为前述范围时,例如将本发明的介电体形成用组合物作为浆料使用时,可防止介电体浆料于印刷后的倒塌,且兼具与涂布性的平衡性。
树脂组分(B2)的重均分子量低于10,000时,并不能得到充分防止介电性浆料在印刷后倒塌性,而重均分子量超过1,000,000时,因介电体形成用组合物的粘度过度增加,故会造成涂布性降低。
前述树脂组分(B2)的制造方法并未有特别的限定,例如可与前述含环氧基聚合物(B1-b)相同方法,使用自由基引发剂或链转移剂,由前述单体聚合而得。
前述树脂组分(B2)的添加量,例如相对100重量份介电体用复合颗粒为1至30重量份范围,更佳为2至15重量份范围。添加量为前述范围时,例如介电体浆料可得到兼具印刷性与介电性间平衡效果。
前述树脂组分(B2)的添加量低于1重量份时,例如,便有未能均匀涂布介电体浆料的情形。而前述树脂组分(B2)的添加量超过30重量份时,树脂组分于加热焙烧时会发生有机物残留而介电性降低等问题。
又,前述发明2的可层合的附有导电性箔的介电体层中,将可聚合化合物与聚合物中任一组分作为树脂组分(B)合用时,可聚合化合物以热固性树脂。聚合物以热塑性树脂为佳。使用经此组合的树脂时,可降低树脂随加热所产生的收缩,而可制得于电路基板上具有精确位置的介电体层。
此热固性树脂,例如前述热固化型的树脂组分(b1)(b2)等,热塑性树脂例如丙烯酸类树脂等。于并用前述热固性树脂与热塑性树脂时,相对于100重量份热固性树脂,热可塑性树脂的添加量较佳为10至200重量份,更佳为50至150重量份。热塑性树脂的添加量低于10重量份时,将不易发挥添加的效果,超过200重量份时,介电体形成用组合物加热固化后的机械强度将会不足。
(2)用于电沉积用水性分散液的树脂组分(树脂组分(2))
本发明1的介电体形成用组合物包含于作为电沉积用水性分散液中时,树脂组分(2)可为1种或2种以上由选自聚酰亚胺类树脂、环氧类树脂、丙烯酸类树脂、聚酯类树脂、氟系树脂与硅系树脂。又,除此些树脂外,还可含有其他组分。又,前述树脂可相互、或与其他组分形成化学键。
前述树脂成份用于电沉积用水性分散液时,以具有颗粒形状的有机颗粒为佳。
具有由可聚合化合物与聚合物中的至少1种形成的树脂组分的有机颗粒的表面,因需形成电沉积,故以具有电荷为佳,其表面电荷以阴离子型或阳离子型皆可,但为防止电沉积时所产生的电极氧化现象,以阳离子型为佳。其中,本发明1、2中,为使用以电沉积方式形成具有优良机械特性、化学特性与电特性的高介电率薄膜时,以使用聚酰亚胺类树脂为主要组分的有机颗粒为最佳。又,所谓“聚酰亚胺类树脂”是如前所述般,例如包括电沉积后经由加热等可固化的预聚合物(例如聚酰胺酸等)、形成聚酰亚胺类树脂所用的单体、形成低聚物、聚酰亚胺树脂所用的单体与其他单体所得的共聚合树脂或其预聚物、聚酰亚胺树脂或其预聚合物以及其他化合物所得的反应物等。
这些树脂组分(2)的重均分子量,以10,000至1,000,000的范围为佳,以20,000至500,000的范围为更佳,以30,000至300,000的范围为最佳。重均分子量于此范围时,例如,本发明I的介电体形成用组合物包含于电沉积用水性分散液中时,可更有效地进行电沉积反应。
树脂组分(2)的重均分子量低于10,000时,并未能达到均匀的电沉积,而重均分子量超过1,000,000时,因介电体形成用组合物的粘度增加过速,故会降低涂布性。
前述树脂组分(2)的添加量,例如,相对于100重量份介电体用复合颗粒,为1至30重量份,较佳为5至25重量份。添加量为此范围时,可使介电体形成用组合物所构成的涂膜兼具有优良均匀性与介电性等特性
填充剂
本发明1的介电体形成用组合物,除介电体用复合颗粒与树脂组分外,尚可含有填充剂。此填充剂,是为提升介电率的添加剂,例如乙炔碳黑、碳黑等碳微粉、石墨微粉等导电性微粒,碳化硅微粉等半导体性微粒等。添加为提高介电率所使用的填充剂时,对于介电体用复合颗粒,较佳为0至10重量%,更佳为0.1至10重量%,最佳为0.5至10重量%,特佳为1至5重量%。
其他添加剂
本发明1中的介电体形成用组合物,除前述以外的化合物,尚可含有固化剂、玻璃粉末、偶联剂、高分子添加剂、反应性稀释剂、聚合抑制剂、聚合起始助剂、均化剂、湿润改良剂,表面活性剂、增塑剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、抗静电剂、无机填充剂、防霉剂、调湿剂、染料溶解剂、缓冲溶液、螯合剂、阻燃剂等。此些添加剂可单独使用1种,或将2种以上组合使用皆可。
(1)固化剂
使树脂组分(A1)固化时,以添加固化剂为佳。此固化剂的种类并未有特别的限定,例如环氧树脂的固化剂有胺类、双氰胺、二元酸二酰肼、咪唑类等。
添加此些固化剂,可使环氧树脂的热固化更有效率地进行。
又,此些固化剂的添加量并未有特别的限定,例如相对于100重量份树脂组分(A1),固化剂的添加量以1至30重量份的范围为佳。
固化剂的使用量低于1重量份时,例如,会造成对环氧树脂的固化性显著降低。又,固化剂的使用量超过30重量份时,将不易进行反应性的控制,而造成环氧树脂的储存稳定性降低。
使用前述热固化型树脂组分(A1)时,必要时,可再添加固化促进剂,此固化促进剂的种类,并未有特别的限定,例如有机硼、三级胺类、咪唑及其盐类等。其中又以还氧树脂的固化促进剂为最佳。
使用此固化促进剂时,其使用量以相对于100重量份树脂组分而言,较佳为0.1至10重量份,更佳为0.5至5重量份。
(2)偶联剂
本发明1、2所使用的介电体形成用组合物,可添加偶联剂。添加偶联剂后除可提升对印刷电路布线基板等基材的涂布性外,亦可显著提升耐湿性,即使经过长时间,亦可得到优良的致密性。
前述偶联剂,例如可使用由硅烷系偶联剂、铝系偶联剂、钛酸酯系偶联剂与锆酸盐系偶联剂中所选出的至少1种偶联剂。此偶联剂中,就少量添加即可得到优良的提升耐湿性的效果而言,以添加硅烷系偶联剂为佳。
又,硅烷是偶联剂的种类中,并未有特别的限定,例如γ-胺基丙基三甲氧基硅烷、γ-胺基丙基三乙氧基硅烷、γ-胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-胺基丙基二甲基甲氧基硅烷、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、正癸基三甲氧基硅烷等。其可单独使用1种或将2种以上组合使用皆可。
偶联剂的添加量,以相对100重量份树脂组分(A)而言,较佳为0.1至10重量份,更佳为0.5至5重量。份添加量低于0.1重量份时,并未能发挥添加的效果。又,添加量超过10重量份时,偶联剂本身会产生缩合,使介电体形成用组合物的储存稳定性降低。
[发明1、2的介电体浆料]
本发明的介电体浆料,除含有发明1或2所述树脂介电体形成用组合物外,必要时可含有有机溶剂。即,含有本发明1的介电体形成用组合物的介电体浆料,可将介电体形成用组合物1以浆料状态直接使用。又,必要时亦可将介电体形成用组合物所含的树脂组分溶解于有机溶剂等、同时分散介电体用复合颗粒下使用。
本发明1或2的介电体形成用组合物作为介电体浆料使用时,以使用前述树脂组分(1)为佳。
溶剂可使用公知的有机溶剂,并未有特别的限定。例如,乙二醇单甲基醚乙酸酯、乙二醇单乙基醚乙酸酯等乙二醇单烷基醚乙酸酯类;
丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单丙基醚、丙二醇单丁基醚等丙二醇单烷基醚类;
丙二醇二甲基醚、丙二醇二乙基醚、丙二醇二丙基醚、丙二醇二丁基醚等丙二醇二烷基醚类;
丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚乙酸酯、丙二醇单丙基醚乙酸酯、丙二醇单丁基醚乙酸酯等丙二醇单烷基醚乙酸酯类;
乙基溶纤剂、丁基溶纤剂等溶纤剂类;
乙基卡必醇、丁基卡必醇等卡必醇类;
乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯等卡必醇乙酸酯类
乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸n-丙酯、乳酸异丙酯等乳酸酯类;
乙酸乙酯、乙酸n-丙酯、乙酸异丙酮、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸正戊酯、乙酸异戊酯、丙酸异丙酯、丙酸正丁酯、丙酸异丁酯等脂肪族羧酸酯类;
3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯。3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、丙酮酸甲酯,丙酮酸乙酯等其他酯类;
甲苯、二甲苯等芳香族烃类;
2-庚酮、3-庚酮、4-庚酮、环己酮等酮类;
N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基乙酰胺,N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等酰胺类;
γ-丁内酯等内酯类。
前述溶剂可单独使用1种或将2种以上混合使用皆可。
前述有机溶剂的使用量,宜根据所欲制得介电体浆料的后述粘度范围而适当地选择有机溶剂的种类而定,一般而言为1至50重量份,较佳为3至30重量份。
前述的介电体浆料,可将介电体用复合颗粒与树脂组分以及必要时添加的填充剂、添加剂、有机溶剂等使用混合机等进行均匀搅拌混合而制得。
进行搅拌混合所使用的混合机,例如球型研磨机、螺杆混炼机、汉式混炼机、搅拌脱泡装置、三杆搅拌机、V型搅拌机、捏和机、微型流体化搅拌机等。
又,将构成介电体浆料的材料进行混合时,混合机内的温度会有上升的情形。此时,可使用冷却装置,例如将其保持于60℃以下的温度为佳。混合机内的温度超过60℃时,部分树脂组分会产生反应而固化。
又,将前述组合物混炼制得的介电体浆料的粘度以于1,000至1,000,000毫帕·秒(测定温度25℃,以下相同)范围内者为佳。介电体浆料的粘度低于1,000毫帕·秒时,介电体用复合颗粒会产生沉淀,或于涂布时,容易产生倒塌情形。而粘度超过1,000,000毫帕·秒时,不易进行均匀的涂布作业。
介电体浆料的粘度,更佳为10,000至600,000毫帕·秒的范围,最佳为为30,000至400,000毫帕·秒的范围。粘度于此范围时,无论介电体浆料的涂布性或介电体用复合颗粒的分散性皆为良好。
<使用介电体浆料的介电体层的形成方法>
使用前述的介电体浆料形成本发明2的可层合的附有导电性箔的介电体层的方法,例如,可以丝网印刷法等印刷方法将介电体浆料印刷于印刷布线基板上,再使用烘箱等进行加热,以使介电体形成用组合物固化或进行焙烧,以制得于电路基板上形成有图案的介电体层。
具体而言,前述发明1或2的介电体形成用组合物,涂布于导电性箔后干燥,以300℃以下温度进行加热以制得介电体层,加热温度较佳为100至300℃,更佳为150至280℃,加热时间一般为1分钟至24小时,更佳为10分钟至12小时。
将发明1或2的介电体形成用组合物加热固化或进行焙烧时,加热方法例如可使用烘箱、红外线灯、加热板等方式进行加热。
[发明1、2的电沉积用水性分散液)
水性乳液
本发明1、2所使用的电沉积用水性分散液,包含前述的介电体形成用组合物与水性溶剂。此电沉积用水性分散液,一般是先将分散有前述树脂组分(2)的有机颗粒的水性溶剂调制成水性乳液,再将此水性乳液与前述的介电体用复合颗粒混合而制得。以下,首先对水性乳液进行说明。又,说明书中,“水性溶剂”是指含有水分的溶剂,此水性溶剂中水的含量一般为1重量%以上,较佳为5重量%以上。
水性乳液,可含有水与必要时所添加的其他溶剂。必要时可与水共同使用的其他溶剂,例如,前述聚酰胺酸、制造聚酰亚胺所使用的非质子性极性溶剂、酯类、酮类、苯酚类与醇类等。
以下,将对主要由聚酰亚胺类树脂所形成的有机颗粒的水性乳液(以下,简称“聚酰亚胺类树脂乳液”)、主要由环氧类树脂所形成的有机颗粒的水性乳液(以下,简称“环氧类树脂乳液”)、主要由丙烯酸类树脂所形成的有机颗粒的水性乳液(以下,简称“丙烯酸类树脂乳液”)、主要由酯类树脂形成的有机颗粒的水性乳液(以下,简称“酯类树脂乳液”)、主要由氟系树脂形成的有机颗粒的水性乳液(以下,简称“氟系树脂乳液”)与主要由硅系树脂形成的有机颗粒的水性乳液(以下,简称“硅系树脂乳液”)的制造方法进行说明。
(i)聚酰亚胺类树脂乳液的制造方法
技术领域
本发明所使用的前述有机颗粒由聚酰亚胺类树脂所构成时,可制得兼具有优良机械性特性、化学性特性与电特性等的聚酰亚胺类高介电率薄膜。前述以电沉积方式制作聚酰亚胺类薄膜的方法,较佳例如可使用下述二种方法
①将含有可溶于有机溶剂的聚酰亚胺与由亲水性聚合物形成的有机颗粒的聚酰亚胺类树脂乳液作为电沉积液,使有机颗粒形成电沉积的方法。
②将含有聚酰胺酸与疏水性化合物所形成的有机颗粒的聚酰亚胺类树脂乳液作为电沉积液,并将有机颗粒形成电沉积,再对经电沉积所得的聚酰胺酸以加热方式形成脱水闭环的方法。
前述方法所使用的制造聚酰亚胺乳液的方法中,前述①的方法可例如使用特开平11-49951号公报所记载的方法,前述②的方法例如可使用特开平11-60947号公报所记载的方法等。
以下将对前述①方法中所使用的聚酰亚胺类树脂乳液的制造方法作更详细的说明。
前述“可溶于有机溶剂的聚酰亚胺”的合成方法并未有特别的限定。例如,于有机极性溶剂中,将四羧酸二酐与二胺化合物混合后进行缩聚反应,而制得聚酰胺酸后,将该聚酰胺酸以加热酰亚胺化法或化学酰亚胺化法进行脱水闭环反应,而制得聚酰亚胺。又,四羧酸二酐与二胺化合物的缩聚反应可以多段方式进行,亦可合成具有嵌段结构聚酰亚胺。
此可溶于有机溶剂的聚酰亚胺,例如以含有1种以上由羧基、胺基、羟基、磺酸基、酰胺基、环氧基、异氰酸酯基等活性基团(a)者为佳。具有活性基团(a)的聚酰亚胺的合成方法,例如,合成聚酰胺酸所使用的羧酸二酐、二胺化合物、羧酸一酐、单胺化合物等作为反应原料,使用具有活性基团(a)的化合物,进行闭环反应后,使活性基团(a)残留的方法等。
前述“亲水性聚合物”由具有例如1种以上胺基、羧基、羟基、磺酸基、酰胺基等亲水基、且对20℃水的溶解度一般为0.01克/100克以上、较佳为0.05克/100克以上的亲水性聚合物形成。前述亲水基外,以再含有1种以上可与前述(B)组分中活性基团(a)反应的活性基团(b)者为佳。此活性基团(b)例如环氧基、异氰酸酯基、羧基外,还包含与前述亲水基相同的基团。此类亲水性聚合物由具有亲水基及/或活性基团(b)的单乙烯基单体以均聚合或共聚合反应、或将前述单乙烯基单体与其他单体共聚合反应而制得。
组合活性基团(a)与于亲水性聚合物中具有适当活性的活性基团(b),选择可溶于有机溶剂的聚酰胺与亲水性聚合物,将该聚酰胺与该亲水性聚合物于例如有机溶剂中以溶液状态下混合,必要时并配合加热使其进行反应,随后将此反应溶液与水性溶剂混合,随情况的不同亦可将至少一部份有机溶剂去除,便可得到该聚酰亚胺与该亲水性聚合物相互结合而包含于同一颗粒内的由有机颗粒所构成的聚酰亚胺类树脂乳液。
以下,将对前述②方法中所使用的聚酰亚胺类树脂乳液的制造方法作更详细的说明。
聚酰亚胺前体“聚酰胺酸”的合成方法,并未有特别的限定,例如,可于有机极性溶剂中,将四羧酸二酐与二胺化合物以缩聚反应而制得聚酰胺酸。也可将四羧酸二酐与二胺化合物的缩聚合反应以多段方式进行,以合成具有嵌段结构的聚酰胺酸。亦可使用由聚酰胺酸脱水闭环而制得的部分酰亚胺化的聚酰胺酸。
又,“疏水性化合物”是指具有至少可与前述聚酰胺酸中的酰胺基反应的基团(以下简称为活性基团))的化合物。此活性基团例如,环氧基、异氰酸根基、碳化二酰亚胺基、羟基、氢硫基、卤素基、烷基磺酰基、芳基磺酰基。重氮基,羰基等。前述反应基,于疏水性化合物中可存在1种以上。又,“疏水性”是指对20℃水的溶解度一般为0.05克/100克以下,较佳为0.01克/100克以下,更佳为0.005克/100克以下。此疏水性化合物例如,可使用由环氧化聚丁二烯、双酚A型环氧树脂、萘系环氧树脂、芴系环氧树脂、联苯型环氧树脂、缩水甘油酸酯型环氧树脂、烯丙基缩水甘油醚、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、1,3,5,6-四缩水甘油基-2,4-己二醇、N,N,N’,N’一四缩水甘油基-间-二甲苯二胺,甲苯二异氢酸酯、二环己基碳化二酰亚胺、聚碳化二酰亚胺、胆固醇、邻甲苯磺酸苄醇酯、氯乙酸乙酯、三嗪三硫醇、重氮甲烷、双丙酮(甲基)丙烯酰胺等所选出的1种或2种。
此聚酰胺酸与疏水性化合物,可例如于有机溶剂中以溶液状态下混合而反应,再将此反应溶液与水性溶剂混合,必要时以至少去除水性溶剂的一部分的方式,制得聚酰胺酸与疏水性化合物共同包含于同一颗粒内的有机颗粒所构成的聚酰亚胺类树脂乳液。
又,前述①或②方法中所使用的四羧酸二酐并未有特别限定。可举出的例子有
丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二环己基四羧酸二酐2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐、1,3,3a,4,5,9A-六氢-5-(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮等脂肪酸四羧酸二酐或脂环式四羧酸二酐;
均苯四甲酸二酐、3,3’4,4’-二苯酮四羧酸二酐、3,3’,4,4’-联苯基砜四羧酸二酐等芳香族四羧酸二酐等。前述四羧酸二酐可单独使用或将2种以上混合使用。
又,前述①与②方法中所使用的二胺化合物并未有特别的限定。例如可使用
对-二苯胺、4,4’-二氨基二苯基甲烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基)丙烷等芳香族二胺类;
1,1’-间苯二甲基二胺、1,3-丙烷二胺,四亚甲基二胺、4,4’-亚甲基双(环己胺)等脂肪族二胺或脂环式二胺类;
2,3-二胺基吡啶、2,4-二胺基-6-二甲基氨基-1,3,5-三嗪、2,4-二氨基-5-苯基噻唑、双(4-氨基苯基)苯胺等分子内具有2个第一级胺与第一级胺以外氮原子的二胺类;
单取代亚苯基二胺类;
二氨基有机聚硅氧烷;等。
前述二胺化合物可单独使用1种或将2种以上混合使用皆可。
(ii)环氧类树脂乳液的制造方法
环氧类树脂乳液的制造方法并未有特别的限定,例如可以以往公知的方法,例如特开平9-235495号公报、同9-208865号公报所记载的方法等制得。
(iii)丙烯酸类树脂乳液的制造方法
丙烯酸类树脂乳液的制造方法并未有特定限制,例如可以一般乳化聚合法制造。单体可使用1种或2种以上选自一般的丙烯酸类及/或甲基丙烯酸类单体即可。为使有机颗粒容易形成电沉积,以与氨基、酰氨基、膦酰基等具有阳离子性的单体、或羧基,磺酸基等具有阴离子性的单体共聚为佳。其共聚量以对单体全体之5至80重量%,较佳为10至50重量%为准。前述具有酰胺基单体的具体例子有丙烯酸二甲基氨基乙酯、二甲基氨基丙基丙烯酰胺等为佳。
(iv)聚酯类乳液的制造方法
聚酯类树脂乳液的制造方法并未有特别的限定,例如可以以往公知的方法,例如特开昭57-10663号公报、同57-70153公报、同58-174421号公报所记载的方法等制得。
(v)氟系树脂乳液的制造方法
氟系树脂乳液的制造方法并未有特别的限定,例如可以以往公知的方法,例如特开平7-268163号公报所记载的方法制得。
(vi)硅系树脂乳液的制造方法
硅系树脂乳液的制造方法并未有特别的限定,例如可以以往公知的方法,例如特开平10-60280号公报所记载的方法制得。
电沉积用水性分散液
本发明1中的电沉积用水性分散液,如前所述,是将前述发明1的介电体形成用组合物分散于水性溶剂所得的,前述介电体形成用组合物中所含的的前述树脂组分的有机颗粒是能够电沉积的颗粒。又,水性溶剂的意义与上述内容相同。即,以使用可形成电沉积的有机颗粒为佳。
电沉积用水性分散液中所包含的介电体用复合颗粒与有机颗粒的体积比,以5/95至80/20的范围为佳,又以10/90至60/40为更佳。介电体用复合颗粒的比例低于5体积%时,不易制得高介电率的介电体层(薄膜)。又,无机颗粒的比例超过80体积%时,因薄膜的成型性不足故亦为不佳。
电沉积用水性分散液的pH值,较佳为2至10,更佳为3至9,电沉积用水性分散液的固体组分的浓度较佳为1至50重量%,更佳为5至20重量,电沉积用水性分散液的20℃粘度较佳为1至100毫帕·秒。pH、固体组分的浓度或粘度若超过前述范围以外时,因介电体用复合颗粒或有机颗粒的分散性降低而会造成储存稳定性不佳,或处理或使用时作业性会有降低的情形。
前述电沉积用水性分散液的制造方法例如有①将前述的介电体用复合颗粒的水分散液与前述有机颗粒的水分散液混合,②于前述有机颗粒的水分散液中添加前述的介电体用复合颗粒后予以混合的方法。其中又以①的方法为佳。
又,一般而言,发明1中,与前述有机颗粒的水分散液混合之前,为提升混合时的稳定性,可使用硝酸,硫酸,氢氧化钾等将前述的介电体用复合颗粒的水分散液的pH值调制为pH2至10的范围。
又,欲形成本发明2的可形成层合层的附有导电箔的介电体层时,于前述有机颗粒的水性乳液混合之前,为提升混合时的稳定性,可使用有机酸(乙酸、衣康酸、富马酸等)或有机碱性化合物(二乙基氨基乙醇、氢氧化四甲基铵、单乙基胺等)等将前述的无机颗粒或介电体用复合颗粒(A)的水溶性溶剂系分散液的pH值调制为pH2至10的范围为佳。
本发明1所使用的电沉积用水性分散液具有储存稳定性,它不会引起二层分离或粘度显著变化,其可能储藏期在20℃下为5日以上,较佳7日以上,更佳10日以上,最佳14日以上。
又,本发明的电沉积用水性分散液,除前述有机颗粒与前述的介电体用复合颗粒外,尚可含有如下通式(1)所示的有机硅烷
(R1)nSi(OR2)4-n [1](式中,R1为氢原于或碳原子数1至8的一价有机基,R2为碳原子数1至5的烷基、碳原子数1至6的酰基或苯基,n为1或2的整数R1与R2可相同或不同),还可含有至少1种选自具有此有机硅烷的可水解基团的部分或全部的水解后的水解物与此水解物的一部份经脱水缩合所得的部分缩合物(以下,称“有机硅烷缩合物”)。含有此有机硅烷缩合物的电沉积用水性分散液所形成的薄膜,特别是电沉积后的加热固化时,因薄膜中有机硅烷缩合物产生交联,故所制得的薄膜具有优良的机械性特性、化学特性、硬度与电特性等特征。
前述式(1)中,R1的碳原子数为1至8的有机基例如有具有直链状或支链状的烷基,卤素取代的烷基,乙烯基、苯基及3,4-环氧环己基乙基等。又,R1可具有羰基;又,R1以碳原子数为1至4的烷基或苯基者为佳。
前述式(1)中,R2为碳原子数1至5的烷基或碳原子数1至6的酰基例如有甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、乙酰基、丙酰基,丁酰基等。又,R2以碳原子数1至4的烷基为佳。
较适合使用的有机硅烷基例如二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷,异丁基三甲氧基硅烷与苯基三乙氧基硅烷等。前述有机硅烷可仅使用1种或将2种以上合并使用皆可。
前述“有机硅烷缩合物”是于本发明的电沉积用水性分散液中形成有前述有机颗粒与复合物颗粒者为佳。其中,“复合物颗粒”是指构成前述有机颗粒的化合物与有机硅烷缩合物产生的化学性结合物,或前述有机颗粒的表面或内部吸附有机硅烷缩合物所成者。
此有机硅烷缩合物的使用量,相对于100重量份前述有机颗粒,较佳为0.1~500重量份,更佳为0.5至~250重量份。有机硅烷缩合物等的使用量低于0.1重量份时,将不能得到所期待的效果。又,超过500重量份时,薄膜的致密性等会有降低的倾向。
此复合物颗粒,例如可以下述①或②的方法予以制得。亦可将前述方法组合制得。
①于前述有机颗粒的乳液中添加前述有机硅烷,使有机硅烷的至少一部份被前述有机颗粒吸附后,再将此有机硅烷进行水解反应与缩合反应。
②于分散有前述有机硅烷缩合物的水系溶剂中进行生成前述有机颗粒的反应。
前述①方法中,使有机硅烷吸附于有机颗粒的方法有,例如将有机硅烷添加于乳液中,再予以充分搅拌等方法。其中,以添加的有机硅烷的10重量%以上(更佳为30重量%以上)吸附于颗粒者为佳。为避免吸附不充分时有机硅烷进行水解、缩合反应,故反应体系的pH值以调整至4至10为佳,以5至10为更佳,以6至8为最佳。有机硅烷被有机颗粒吸附时的处理温度以70℃以下为佳,以50℃以下为更佳,以0至30℃为最佳。处理时间一般为5至180分钟,又以20至60分钟为更佳。
使吸附的有机硅烷水解·缩合时的温度,以30℃以上,较佳为50至100℃,更佳为70至90℃。较佳的聚合时间一般为0.3至15小时,更佳为1至8小时。
又,前述②的方法中,前述有机硅烷可用均化搅拌器或超声波混合机等,使其于烷苯基磺酸等强酸性乳化剂的水溶液中混合,经水解·缩合等反应,而制得分散于水系溶剂中的有机硅烷。于此有机硅烷缩合物的存在下,较佳以乳化聚合等反应制成前述有机颗粒为佳。
[发明1的介电体、高介电率薄膜]
本发明1的介电体形成用组合物,可直接或在添加必要的添加剂后加热至特定温度以下,以制得高介电率的介电体。又,介电体形成用组合物以前述的介电体浆料、或前述电沉积用水性分散液,必要时可添加以往公知的添加剂,于特定温度下进行加热,以制得高介电率的介电体。又,此介电体的形状或其用途并未有特别的限定,本发明的介电体形成用组合物,以薄膜形状的高介电率薄膜为佳。介电体与高介电率薄膜的制造方法。
本发明的介电体由本发明1的介电体形成用组合物于500℃以下的温度加热制得,加热温度较佳为100至500℃,更佳为150至300℃。以下将对高介电率薄膜的制造方法作详细的说明。
(1)使用介电体浆料形成高介电率薄膜的情形
使用介电体浆料形成高介电率薄膜的方法,例如可使用丝网印刷等印刷方法将介电体浆料印刷于印刷布线基板上,再用烘箱等进行加热,使介电体形成用组合物固化或进行焙烧,制得形成有凸出的回路基板的图形的薄膜。介电体形成用组合物于热固化时可用前述热固化型的树脂组分(B1)进行。介电体形成用组合物以加热方式焙烧时使用前述树脂组分(B2)为佳。此加热温度可于500℃以下温度进行,较佳为100至500℃,更佳为150至300℃,加热时间一般为1分钟至24小时,更佳为10分钟至12小时。
介电体形成用组合物加热固化或进行焙烧时,加热方法例如可使用烘箱、红外线灯、加热板等方式进行加热。
(2)使用电沉积用水性分散液形成高介电率薄膜的情形。
本发明的电沉积用水性分散液,可直接或在稀释或浓缩后、或必要时添加以往公知的添加剂而形成高介电率薄膜。使用此电沉积用水性分散液的一般电沉积方法,可使电沉积用水性分散液中的介电体用复合颗粒与有机颗粒电沉积于电极表面而制得高介电率薄膜。
制造本发明的高介电率薄膜时,将电沉积有颗粒的树脂组分再予以加热固化为宜。加热固化的条件为500℃以下,较佳为100至500℃,更佳为150至300℃。加热时间一般为5分钟至24小时,更佳为10分钟至12小时。
介电体或高介电率薄膜的物理性质
使用本发明1的介电体形成用组合物所制得的介电体或高介电率薄膜,其介电率在30以上,更佳为100以上,最佳为150以上,特佳为200以上。介电正切为0.1以下,较佳为0.08以下,最佳为0.06以下。介电正切的下限并未有限定。
又,此介电体或高介电率薄膜的体积电阻率较佳为1011Ωcm(欧姆厘米)以上,更佳为1012Ωcm以上。又,此介电体或高介电率薄膜的漏电流较佳为10-9安培/厘米2以下,更佳为10-10安培/厘米2以下,最佳为10-11安培/厘米2以下。
又,此高介电率薄膜的厚度,较佳为50微米以下,更佳为30微米以下。薄膜厚度的下限并未有特别的限定,但一般为1微米以上。
[发明1的附有导电性箔的介电体层的形成方法]
本发明1的附有导电性箔的介电体层,可将前述发明1的介电体形成用组合物所形成的介电体层设置于导电性箔上而形成。
此导电性箔,只要其具有导电性者则未有特别的限定。例如铜、金、银、铂、镍、不锈钢、铝、铁与各种合金所构成的箔等。前述箔中,就耐氧化性、导电性与柔软性等观点而言,以铜,金、银、铂、镍、铝等为最佳。又,必要时可使用多数导电性箔的层合物或树脂基板或无纺布树脂浸渍的基板上再层合的基板为佳。此导电性箔的厚度并未有特别的限定,一般为5至75微米,更佳为8至50微米,最佳为10至25微米的范围为佳。
此附有导电性箔的介电体层,于导电性箔上涂布介电体形成用组合物或进行电沉积使其干燥后,必要时可再涂布粘合层,于干燥后在300℃以下的温度下加热而制得,加热温度较佳为100至300℃,更佳为150至280℃。
以下说明附有导电性箔的介电体层的形成方法,有介电体形成用组合物用前述的介电体浆料的情形和用前述电沉积用水性分散液的情形。
(1)使用介电体浆料形成介电体层的情形
<介电体浆料的制作>
介电体浆料可依前述相同方法调制而得。
<使用介电体浆料形成介电体层的方法>
使用前述介电体浆料形成介电体层的方法,例如可使用丝网印刷等印刷方法将介电体浆料印刷于印刷布线基板上,再使用烘箱等进行加热,以使介电体形成用组成物固化或进行焙烧,以制得有凸出的电路基板的图案的介电体层。
具体而言,前述发明1的介电体形成用组合物涂布于导电性箔后使其干燥,于300℃以下的温度加热,制得介电体层,加热温度较佳为100至300℃。更佳为150至280℃。加热时间一般为1分钟至24小时,更佳为10分钟至12小时。
介电体形成用组合物加热固化或进行焙烧时,加热方法例如可使用烘箱、红外线灯、加热板等方式进行加热。
(2)使用电沉积用水性分散液形成介电体层的情形
<电沉积用水性分散液的制作>
电沉积用水性分散液可依前述相同方法调制而得。
<使用电沉积用水性分散液以形成介电体层的方法>
前述电沉积用水性分散液,可直接或在稀释或浓缩后作为形成介电体层使用。使用此电沉积用水性分散液的一般电沉积方法,可使电沉积用水性分散液中的无机颗粒或介电体用复合颗粒(A)与有机颗粒电沉积于电极表面而制得介电体层。
形成本发明的介电层时,将电沉积了颗粒的树脂组分再予以加热固化为宜。加热固化的条件为300℃以下,较佳为100至300℃,更佳为150至280℃。加热时间一般为5分钟至24小时,更佳为10分钟至12小时。
(3)粘合层的涂布
本发明1中,为提高导电性支承体上附有导电性箔的介电体层在层合时的致密性,可于形成附有导电性箔的介电体层后,再于此介电体层上涂布粘合层。本发明所使用的粘合层可使用公知的粘合层,亦可使用前述“由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分(B)”。必要时,为赋予粘着性层导电性,亦可添加导电性的金属薄片、碳等。涂布方法例如前述的印刷法、浸涂法等方法。粘合层的厚度较佳为10微米以下,更佳为5微米以下,最佳为1微米以下。粘合层的厚度超过10微米时,则介电率会有降低情形。又,为提高层合时的粘着性,以介电层未固化的状态下进行涂布,于层合时再予以固化者为佳。
[可层合的附有导电性箔的介电体层(发明2)]
前述附有导电性箔的介电体层,是在导电性箔上设置由介电体形成用组合物形成的膜厚1至20微米且介电率在30以上的介电体层所得的可层合的附有导电性箔的介电体层。
所述的介电体形成用组合物含有平均粒径为1微米以下且介电率为100以上的无机颗粒或(A)在该无机颗粒的一部份表面附着了受导电性金属或其化合物或者导电性有机化合物或导电性无机物的介电体用复合颗粒、和(B)由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分,
且,上述无机颗粒或(A)与(B)的总量为100重量%时,无机颗粒或(A)的含量为70重量%以上,且(B)的含量为30重量%以下。
[具有附有导电体性箔的介电体层的电容器及其形成方法]
本发明1的电容器的特征是设有前述附有导电体性箔的介电体层。
以下,将对本发明的电容器及其形成方法的具体实施方式
,以图示为基础作说明。于导电性箔1(例如铜箔)上,例如以电沉积方式设置介电层2,而形成本发明的附有导电体性箔的介电体层3(图1(a)),并在介电体层2未固化的状态下,将附有导电体性箔的介电体层3与具有导电性层4a、4b的导电性支承体5(例如CCL基板(覆铜箔层压板))以介电体层2与导电性支承体5邻接的方式于导电性支承体5上加热使其层合,使介电体层2固化(图1(b)),而形成本发明的电容器。层合时,必要时可于真空下进行。又,为使电路基板得到必要的容量而必须改变电容器容量时,于上述层合后,可将上部导电性箔1用抗蚀层(例如DFR(干膜抗蚀层))进行掩蔽,于化学蚀刻后,以将抗蚀层剥离的方式使导电性箔1形成图案(图1(c)),随后使用可溶解开口的介电体层2的树脂的溶剂进行蚀刻(图1(d)),再以对开口部的导电性支承体5的上部导电性层4a进行化学蚀刻(图1(e)),而形成本发明的电容器。
此外,亦可使用形成图案的附有导电性箔的介电体层以形成电容器,此时,于支承体6上形成抗蚀层7后再进行图案形成,而于抗蚀层的开口部例如以镀的方式形成导电性箔8(图2(a))。随后于导电性箔8上,例如以电沉积方式形成介电体层9,制得形成图案的附有导电性箔的介电体层(图2(b))。随后,于具有导电性层10a、10b的导电性支承体11上层合前述具有图案的附有导电性箔的介电体层(图2(c)),将支承体6剥离转印于导电性支承体11(图2(d)),对开口的导电性支承体11的上部导电性层10a进行化学蚀刻(图2(e)),而制得电容器。
所形成的电容器的静电容量为10至10000皮法/毫米2,较佳为20至5000皮法/毫米2,更佳为30至3000皮法/毫米2。又,电容器的漏电流为10-9安培/厘米2以下,较佳为10-10安培/厘米2以下,更佳为10-11安培/厘米2以下。
[发明3、4的组合物等]
<发明3与4所使用的树脂组分(B)等>
<发明3-1的树脂组分>
本发明(发明3-1)中,树脂组分(B)由(C)碱可溶性树脂、(D)含不饱和烯基的化合物与(E)光致聚合引发剂形成。又,发明3-1、发明3-2中介电体形成用组合物是为感光性的介电体形成用组合物,以下亦称感光性介电体形成用组合物。
(C)碱可溶性树脂
发明3-1的介电体形成用组合物中所使用的碱可溶性树脂,例如可使用各种树脂。此处所称的“碱可溶性树脂”是指对于碱性的显影液具有可溶性质,具体而言,对于所需的显影处理具有能完成任务的溶解性即可。
所称碱可溶解性树脂的具体例如,(甲基)丙烯酸类树脂、羟基苯乙烯树脂、酚醛清漆树脂、聚酯树脂等。
前述碱可溶性树脂中,以(甲基)丙烯酸类树脂为较佳,最佳的树脂例如,含羧基的单体类(a)(以下亦称(单体(a)))与其他可共聚的单体类(c)(以下亦称(单体(c))的共聚物,或单体类(a)与含有OH基的单体类(b)(以下亦称(单体(b))与单体(c)的共聚物等的(甲基)丙烯酸树脂等。
上述单体(a)(含羧基的单体类),例如丙烯酸、甲基丙烯酸,马来酸、富马酸、巴豆酸、衣康酸、柠康酸、中康酸、桂皮酸、琥珀酸单(2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯)、ω-羧基-聚己内酯单(甲基)丙烯酸酯等;
上述单体(b)(含OH基的单体类)例如,(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸3-羟丙酯等含羟基单体类
邻-羟基苯乙烯、间-羟基苯乙烯、对-羟基苯乙烯等含苯酚性羟基单体类等等。
前述可共聚合的单体类的上述单体(c),例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯,(甲基)丙烯酸正十二酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯等单体(a)(包含单体(b)时,单体(a)与(b))以外的(甲基)丙烯酸酯类;
苯乙烯、α-甲基苯乙烯等芳香族乙烯是单体类;
丁二烯、异戊二烯等共轭二烯类;
聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸乙酯、聚(甲基)丙烯酸苄酯等聚合物链的一方末端具有(甲基)丙烯酰基等可聚合不饱和基的大分子单体类,等。
上述单体(a)与单体(c)的共聚物,或单体(a)与单体(b)与单体(c)的共聚物,因存在有由单体(a)及/或单体(b)的含羧基或含苯酚性羟基的单体所产生的共聚组分,故具有碱可溶性。其中尤以单体(a)与单体(b)与单体(c)的共聚物,就介电体用复合颗粒(A)的分散稳定性或后述的碱显影液的溶解性观点而言为最佳。此共聚物中单体(a)所产生的共聚合组分单位的含量,较佳为1至50质量%,最佳为5至30质量%,由单体(b)所产生的共聚合组分单位的含量,较佳为1至50质量%,最佳为5至30质量%,由单体(c)所产生的共聚合组分单位的含量,较佳为1至98质量%,最佳为40至90质量%。又,单体(b)的组分,以(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸3-羟丙酯等含羟基的单体类为佳。
介电体形成用组合物所构成的碱可溶性树脂(C)的分子量,于以GPC测得的以苯乙烯换算的重均分子量(以下,亦简称“重均分子量”Mw)),较佳为5,000至5,000,000的范围,更佳为10,000至300,000的范围。
介电体形成用组合物所构成的碱可溶性树脂(C)的含量,相对于100重量份介电体用复合颗粒(A),一般为1至500质量份,较佳为5至500质量份,更佳为10至500质量份,最佳为10至200质量份。又,介电体形成用组合物中,例如可再含有聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂、环氧树脂等碱可溶性树脂以外的树脂。
(D)含不饱和烯基的化合物
发明3-1中构成介电体形成用组合物的含不饱和烯基的化合物(D)是含有不饱和烯基、并由后述光致聚合引发剂(E)经自由基聚合反应而得的化合物,并未有任何限定,一般多使用(甲基)丙烯酸酯化合物。
前述(甲基)丙烯酸酯化合物的具体例子如,乙二醇、丙二醇等烷二醇的二(甲基)丙烯酸酯类;聚乙二醇、聚丙二醇等聚烷二醇的二(甲基)丙烯酸酯类;两末端羟基聚己内酯等两末端羟基化聚合物的二(甲基)丙烯酸酯类;丙三醇、1,2,4-丁三醇、三羟甲基链烷、四羟甲基链烷、季戊四醇、二季戊四醇等3价以上的多元醇的多(甲基)丙烯酸酯类;3价以上的多元醇的多亚烷基二醇加成物的多(甲基)丙烯酸酯类;1,4-环己烷二醇、1,4-苯二醇等类等环式多醇的多(甲基)丙烯酸酯类;
聚酯(甲基)丙烯酸酯、环氧基(甲基)丙烯酸酯、脲烷(甲基)丙烯酸酯、醇酸树脂(甲基)丙烯酸酯、硅氧烷树脂(甲基)丙烯酸酯、螺烷树脂(甲基)丙烯酸酯类等低聚(甲基)丙烯酸酯类等。又,(甲基)丙烯酸酯化合物例如上述化合物以外,亦可使用构成前述碱可溶性树脂(B)的单体(a)、(b)与(c)所示的化合物。
前述含(甲基)丙烯酸酯化合物的含不饱和烯基的化合物(D),其可单独或将2种以上组合使用皆可。一般而言,相对于100质量份前述碱可溶性树脂(C)添加20至500质量份、较佳为20至480质量份、更佳为40至250质量份、最佳为使用40至200质量份。
(E)光致聚合引发剂
发明3-1中形成介电体形成用组合物的光致聚合引发剂(E)于后述曝光步骤中会产生自由基,且对使前述含不饱和烯基的化合物(D)开始聚合反应的化合物则未有任何限定。
所称光致聚合引发剂的具体例子如,苯偶酰、苯偶姻、二苯酮,米蚩酮、4,4’,一双二乙氨基二苯酮、樟脑醌、2-羟基-2-甲基-1苯基(1-丙酮)、1-羟基环己基苯基酮、2,2-二甲氧基-2-苯基乙酰基苯、2-甲基-[4’-(甲基硫基)苯基]-2-吗啉代-1-丙酮、2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)-(1-丁酮)、2,4-二乙基硫呫吨酮、异丙基硫呫吨酮等羰基化合物;
双(2,6-二甲氧基苯酰基)-2,4,4-三甲基戊基膦氧化物、双(2,4,6-三甲基苯酰基)-苯膦氧化物等膦氧化物化合物;
偶氮异丁腈、4-叠氮苯甲醛等偶氮化合物或叠氮化合物;
氢硫基二硫化物等有机硫磺化合物;
苯酰过氧化物、二叔丁基过氧化物、叔丁基氢过氧化物、氢过氧化异丙苯、氢过氧化对盖烷等有机过氧化物;
2,4-双(三氯甲基)-6-(2’-氯苯基)-1,3,5-三嗪、2-[2-(2-呋喃基)亚乙烯基]-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪等三卤化甲烷类;
2,2’-双(2-氯苯基)-4,5,4’,5’,-四苯基1,2’-二咪唑等咪唑二聚体等;
其可单独使用或将2种以上组合使用皆可。又,除此光致聚合引发剂(E)外,亦可并用增感剂、增感助剂、氢供应体、链转移剂等。
光致聚合引发剂(E)的含量,相对于100质量份前述碱可溶性树脂(C)与含不饱和烯基的化合物(D)的总量,一般为0.1至100质量份,较佳为1至50质量份。
(发明3-2的树脂组分等)
(F)可碱显影的树脂
本发明3-2的介电体形成用组合物中所使用的可碱显影树脂(F),可使用各种树脂。其中,“可碱显影”的意是指具有可受碱性显影液溶解的性质,具体而言,对于所需的显影处理具有能完成任务的溶解性即可。
所称可碱显影性树脂的具体例子如,(甲基)丙烯酸类树脂、羟基苯乙烯树脂、酚醛清漆树脂、聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、尼龙树脂、聚醚酰亚胺树脂等。
前述碱可溶性树脂中,以(甲基)丙烯酸类树脂为较佳,最佳的树脂例如,含羧基的单体类(a)(以下亦称“单体(a)”)与其他可共聚的单体类(c)(以下亦称“单体(c)”)的共聚物,单体类(a)与含有环氧基的单体类(b)(以下亦称“单体(b”)与单体(c)的共聚物等(甲基)丙烯酸树脂等。
上述单体(a)(含羧基的单体类),例如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸、巴豆酸、衣康酸、柠康酸、中康酸、桂皮酸、琥珀酸单(2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯),ω-羧基-聚己内酯单(甲基)丙烯酸酯等;
上述单体(b)(含环氧基的单体类)例如,丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、α-乙基丙烯酸缩水甘油酯、α-正丙基丙烯酸缩水甘油酯、α-正丁基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸-3,4-环氧丁酯、甲基丙烯酸-3,4-环氧丁酯、丙烯酸-6,7-环氧庚基、甲基丙烯酸-6,7-环氧庚酯,α-乙基丙烯酸-6,7-环氧庚酯、N-[4-(2,3-环氧丙氧基)-3,5-二甲基苄基)丙烯酰胺、N-[4-(2,3-环氧丙氧基)-3,5-二甲基苯基丙基)丙烯酰胺等。
其他可共聚合的单体类的上述单体(c),例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸正月桂酯、(甲基)丙烯酸苄酯、二环戊烯基(甲基)丙烯酸酯等单体,包含单体(b)时,为单体(a)与(b)以外的(甲基)丙烯酸酯类;
苯乙烯、α-甲基苯乙烯等芳香族乙烯是单体类
丁二烯、异戊二烯等共轭二烯类;
聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸乙酯、聚(甲基)丙烯酸苄酯等聚合物链的一方末端具有(甲基)丙烯酰基等可聚合不饱和基的大分子单体类,等。
上述单体(a)与单体(c)的共聚物,或单体(a)与单体(b)与单体(c)的共聚物,因存在有由单体(a)及/或单体(b)的含羧基或含苯酚性羟基的单体所产生的共聚组分,故具有碱可溶性。其中就介电体用复合颗粒(A)的分散稳定性或后述的显影液的溶解性观点而言,尤以单体(a)与单体(b)与单体(c)的共聚物为最佳。此共聚物中单体(a)所产生的共聚合组分单位的含量,较佳为1至50质量%,最佳为5至30质量%,由单体(b)所产生的共聚合组分单位的含量,较佳为10至70质量%,最佳为20至50质量%,由单体(c)所产生的共聚合组分单位的含量,较佳为1至98质量%,最佳为40至90质量%。
感光性介电体形成用组合物所构成的碱可溶性树脂(F)的分子量,于以GPC测得的以苯乙烯换算的重均分子量(以下,亦简称重均分子量(Mw)),较佳为5,000至5,000,000的范围,更佳为10,000至300,000的范围。
感光性介电体形成用组合物所构成的碱可溶性树脂(F)的含量,相对于100重量份介电体用复合颗粒(A),一般为1至500质量份,较佳为10至500质量份,更佳为10至200质量份。又,感光性介电体形成用组合物中,例如可再含有双马来酰亚胺树脂、环氧树脂等可碱显影性树脂以外的树脂。
(G)感光性酸生成化合物
本发明3-2所用的感光性酸生成化合物(G)是为可受放射线光照射而产生酸的化合物。例如1,2-苯醌二叠氮磺酸酯、1,2-萘醌二叠氮磺酸酯,1,2-苯醌二叠氮磺酰胺、1,2-萘醌二叠氮磺酰胺等。具体而言例如,J.Kosar著“Light-Sensitive Systems(感光体系)”339-352(1965),John Wiley&Sons公司(纽约)或W.S.De Forest著“Photoresist(光致抗蚀剂)”50(1975),McGraw-Hill,Inc,(New York)所记载的1,2-醌二叠氮化合物。
其中,于照射放射线光后于400至800纳米的可见光区域中具有良好透明性的化合物,例如2,3,4-三羟基二苯酮、2,3,4,4’-四羟基二苯酮、3’-甲氧基-2,3,4,4’-四羟基二苯酮、2,2’,5,5’-四甲基-2’,4,4’-三羟基三苯基甲烷、4,4’-[1-[4-(1-(4-羟基苯基)-1-甲基乙基)苯基)亚乙烯基)联苯酚与2,4,4-三甲基-2’,4’,7-三羟基-2-苯基黄酮等的1,2-苯醌二叠氮-4-磺酸酯、1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯或1,2-萘醌二叠氮-5-磺酸酯等为较佳。
感光性酸生成化合物的添加量,相对于100质量份可碱显影的树脂(F)而言,较佳为5至100质量份,更佳为10至50质量份。低于5质量份时,因吸附放射线光所生成的酸的量较少,故未能显示出放射线照射前后的碱水溶液的溶解度差,而不易描绘图案,故由组合物所得到的图案的耐热性亦会有不充分的疑虑。又,超过100质量份时,因短时间的放射线照射会造成大半所添加的感光性酸生成化合物残存,所造成的对碱水溶液不溶的效果过高,而造成显影困难等情形。
(H)可水解硅烷化合物
本发明3-3的介电体形成用组合物或并用光致酸产生剂(I)的感光性介电体形成用组合物中,树脂组分(B)使用“(H)至少1种选自可水解硅烷化合物、其水解分解物及缩合物群中的化合物”。此化合物(H)为选自如下通式(1)所示可水解硅烷化合物、其水解分解物及缩合物的至少一种化合物。
(R1)PSi(X)4-P[1]
(式[1]中,R1为非可水解有机基,其碳原子数可为1~12;X为可水解基团,p为0至3的整数又,上述R1的系数[p]与所述X的系数[4-P]为2以上时,各R1间及各X间可为相同的基团或不同的基团)
上述式[1]中p为0至3的整数,较佳为0至2的整数,更佳为1。
上述式[1]的R1,为非可水解的1价有机基,其碳原子数为1~12。其中,“非可水解”是指上述式[1]中的“可水解基团X”在水解条件中没有变化的稳定性质。此非可水解的有机基,可选自不可聚合有机基及/或可聚合的有机基。又,此有机基,只要其碳原子数为1~12者即可,还可包含杂原子等其他原子。
上述不可聚合的有机基,例如烷基、芳基、芳烷基等,其可为直链状,支链状、环状或其组合皆可。又,具有杂原子等其他原子的上述不可聚合有机基,例如含有以醚、酯、硫醚等为结构单位的基团外,还例如九氟丁基乙基等。其中,含杂原子时,为避免妨碍到组合物的光固化性,以非碱性基为较佳。
又,上述可聚合的有机基,以分子中含例如乙烯基,氧杂环丁基、环氧基等,有自由基可聚合的官能团及/或含有阳离子可聚合的官能团的有机基为佳。将前述官能团导入R1中时,于自由基聚合或阳离子聚合的并用下,可使介电体形成用组合物与感光性介电体形成用组合物迅速地固化而为较佳。特别是将氧杂环丁基、环氧基等官能团导入R1时,因此些基团可同时产生固化反应,故其结果可使介电体形成用组合物与感光性介电体形成用组合物迅速地固化而为较佳。其中,上述式[1]中,R1为2至3个时,各R1间可为相同的基团或不同的基团。
上述式[1]中,“可水解基团X”一般是指小无催化剂与过剩水分共存下于室温(25℃)至100℃的温度范围内加热时可生成水解的硅烷醇基的基团、或可形成硅氧烷缩合物的基团。上述“可水解基团X”,例如有氢原子、碳原子数1~12的烷氧基(甲氧基、乙氧基等)、卤原子(氟、氯、溴、碘等)、氨基(氨基、二甲基氨基等)与羧基(乙酰氧基、丁酰氧基等)有机基等。其中,上述式[1]中,“可水解基团X”为2至4个时,各“可水解基团X”间可为相同的基团或不同的基团。又,“可水解基团X”可选自不可聚合的有机基及/或可聚合的有机基。
上述式[1]所示可水解硅烷化合物的具体例子如以下所列举被4个可水解基团X所取代的可水解硅烷化合物,例如四氯硅烷、四氨基硅烷、四乙酰氧基硅烷,四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丁氧基硅烷、四苯氧基硅烷,四苄氧基硅烷、三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷等。
又,具有不可聚合有机基R1的可水解硅烷化合物,例如,(1)甲基三氯硅烷、甲基三甲氧基硅烷,甲基三乙氧基硅烷、甲基三丁氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三异丙氧基硅烷、乙基三丁氧基硅烷,丁基三甲氧基硅烷、五氟苯基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、d3一甲基三甲氧基硅烷、九氟丁基乙基三甲氧基硅烷、三氟甲基三甲氧基硅烷等被3个可水解基团所取代的硅烷化合物;(2)二甲基二氯硅烷、二甲基二氨基硅烷、二甲基二乙酰氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二丁基二甲氧基硅烷等被2个可水解基团所取代的硅烷化合物;及(3)三甲基氯硅烷、六甲基二硅氮烷、三甲基硅烷、三丁基硅烷、三甲基甲氧基硅烷、三丁基乙氧基硅烷等被1个可水解基所取代的硅烷化合物等。
而含有可聚合有机基R1的可水解硅烷化合物的例子如,(甲基)丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、缩水甘油氧基三甲氧基硅烷、3-(3-甲基-3-氧杂环丁烷甲氧基)丁烷、氮杂环己基三甲氧基硅烷等。
又,含有可聚合可水解基团X的硅烷化合物的例子如,四(甲基)丙烯酰氧基硅烷、四[2-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基]硅烷、四缩水甘油氧基硅烷、四(2-乙烯氧基乙氧基)硅烷、四(2-乙烯氧基丁氧基)硅烷、四(3-甲基氧杂环丁烷甲氧基)硅烷、甲基三(甲基)丙烯酰氧基硅烷、甲基[2-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基]硅烷、甲基-三缩水甘油氧基硅烷、甲基三(3-甲基-3-氧杂环丁烷)硅烷等。它们可单独使用也可两种以上结合使用。
又,上述“可水解硅烷化合物”,于添加于本发明3-3的介电体形成用组合物及感光性介电体形成用组合物时并非一定要水解,于光照射的阶段,只要至少一部份可水解基团产生水解即可。即,上述“可水解硅烷化合物”在不预先水解而调节光固化性组合物时,可于事前先添加水,使可水解基团水解而生成硅烷醇基,进而使光固化组合物光固化而形成非导电性图案。
又,上述“可水解硅烷化合物的水解物及其缩合物”是指上述“水解基团X”在水解反应后变为硅烷醇基的化合物及其缩合物。此情形中,前述“可水解基团X”的一部份可不经水解而残留,而与可水解硅烷化合物与水解物形成混合物。又,部分的硅烷醇基间可产生缩合而形成含有部分缩合物者。
又,上述“可水解硅烷化合物的水解物及其缩合物”的分子量,可使用移动相为四氢呋喃的凝胶渗透色谱法(以下简称为(GPC))以换算聚苯乙烯所得的结果测定其重均分子量。此重均分子量较佳的范围为500至10000,更佳为1000至5000。水解物的重均分子量的值高于500时,可提升介电体层的成膜性,低于10000以下时,可提升固化性故为较佳。
(I)光致酸产生剂
本发明3-3的感光性介电体形成用组合物的上述“(I)光致酸产生剂”,是指可受光等能量线照射而使上述“(H)选自式(1)所示可水解硅烷化合物、其水解物及其缩合物的至少一种化合物”光固化(交联)而释放出可能的酸性活性物质的化合物。可使此光致酸产生剂分解而产生阳离于所使用的光能量线例如可见光、紫外线,红外线、X线、α线、β线、γ线等。其中又以紫外线因曝光设备较为简便,且感光性的感度亦较高而为较佳的选择。
上述(光致酸产生剂)例如具有式[2]所示结构的鎓盐(以下,简称(第1组化合物))或具有式[3]所示结构的磺酸衍生物(以下,简称(第2组化合物))等。
[R2aR3bR4cR5dW]+m[MZm+n]+m [2]
上述式[2]中,阳离子是为鎓盐离子。又,R2、R3、R4与R5可为相同或不同的有机基,具体而言例如,烷基、芳烷基等。又,W为S、Se、Te、P、As、Sb、Bi、O、I、Br、Cl或-N≡N。又,a、b、c与d各自为0至3的整数,且(a+b+c+d)是与W的价数相等。M为构成配合物[MZm+n]中心原子的金属或准金属,例如B、P、As、Sb、Fe、Sn、Bi、Al、Ca、In、Ti、Zn、Sc,V、Cr、Mn、Co等。Z例如为F、Cl、Br等卤原子或芳基,m为使配合物(MZm+n)离子形成正性的电荷,n为M的原子价。
上述第1组化合物的鎓盐,为可受光照射而释出酸性活性物质的化合物。此第1组化合物中,较有效的鎓盐为芳香族鎓盐,更佳为如下通式[4]所示二芳基碘鎓盐。
[R7-Ar1-I+-Ar2-R8][Y-][4]
上述式[4]中,R7与R8为相同或相异的1价有机基,R7与R8中至少1种为碳原子数4以上的烷基。又,Ar1与Ar2可为相同或不同的芳基。Y-为1价阴离子,且选自第3族或第5族的氟化物阴离子,ClO4-、CF3-、SO3-。
上述式[3]中,Q为1价或2价有机基,R6为碳原子数1至12的1价有机基。又,s为0或1,t为1或2。上述式[3)所示磺酸衍生物,例如二砜类、二磺酰基重氮甲烷类、二磺酰甲烷类、磺酰基苯甲酰基甲烷类、亚氨磺酸酯类、苯偶姻磺酸酯类、1-氧代-2-羟基-3-丙醇的磺酸酯类、焦棓酚三磺酸酯类、磺酸苄酯类等。其中又以亚氨磺酸酯类为佳,亚氨磺酸酯中又以磺酸三氟甲酯的衍生物为最佳。
上述“[I]光致酸产生剂”的添加量(含有比例),并未有特别的限定,一般相对100质量份“(H)选自式(1)所示可水解硅烷化合物、其水解物及其缩合物的至少一种化合物”,为0.1至15质量份的范围,更佳为0至10质量份的范围。上述((1)光致酸产生剂)的添加量高于0.1质量份以上时,就防止光固化性的降低而言,为可具有充分的固化速度故为较佳。而((1)光致酸产生剂)的添加量低于15质量份时,可防止所制得固化物的耐候性或耐热性的降低故为较佳。
(K)溶剂
本发明3-1、3-2、3-3中的介电体形成用组合物或感光性介电体形成用组合物,必要时可再含有溶剂(K)。上述溶剂(K)可使用与前述的介电体用复合颗粒(A)具有亲和性、与碱可溶性树脂(C)、含不饱和烯基的化合物(D)、光致聚合引发剂(E),或可碱显影树脂(F)、感光性酸生成化合物(G)、化合物(H)、光致酸产生剂(I)与必要时含有的后述各种添加剂(L)具有良好溶解性,可赋予感光性介电体形成用组合物适度黏性、且可以干燥方式容易地以蒸发去除的溶剂。
前述溶剂的具体例子如,
二乙基酮、甲基丁基酮、二丙基酮、环己酮等酮类;
正戊醇、4-甲基2-戊醇、环己醇、二丙酮醇等醇类;
乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丁基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚等醚是醇类;
乙酸正丁酯、乙酸戊酯等饱和脂肪族单羧酸烷酯类;
乳酸乙酯、乳酸正丁酯等乳酸酯类;
甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、3-乙氧基丙酸乙酯等醚系酯类;等,
其可单独或2种以上组合使用。
介电体形成用组合物中溶剂(K)的含有比例,可在具有良好流动性的范围内适度地选择,一般相对于100重量份介电体用复合颗粒(A)为1至10,000质量份,较佳为使用10至1,000质量份。
(L)各种添加剂
本发明3的介电体形成用组合物,除上述组分外,可再含有任意组分的增塑剂、粘合剂、分散剂、填充剂、保存安定剂、消泡剂、抗氧化剂,紫外线吸收剂、平整剂、显影促进剂等各种添加剂。
(1)粘合助剂
粘合助剂、例如较适合使用如下通式(1)所示的化合物等硅烷偶联剂(含饱和烷基的(烷基)烷氧基硅烷)。
(式中,p为3至20的整数,m为1至3的整数,n为1至3的整数,a为1至3的整数)
上述式(1)中,显示饱和烷基的碳原子数的p为3至20的整数,较佳为4至16的整数。
上述式(1)所示硅烷偶联剂的具体例子如,正丙基二甲基甲氧基硅烷、正丁基二甲基甲氧基硅烷、正癸基二甲基甲氧基硅烷、正十六烷基二甲基甲氧基硅烷、正二十烷基二甲基甲氧基硅烷等饱和烷基二甲基甲氧基硅烷类(a=1,m=1,n=1);
正丙基二乙基甲氧基硅烷、正丁基二乙基甲氧基硅烷、正癸基二乙基甲氧基硅烷、正十六烷基二乙基甲氧基硅烷、正二十烷基二乙基甲氧基硅烷等饱和烷基二乙基甲氧基硅烷类(a=1,m=1,n=2);
正丁基二丙基甲氧基硅烷、正癸基二丙基甲氧基硅烷、正十六烷基二丙基甲氧基硅烷、正二十烷基二丙基甲氧基硅烷等饱和烷基二丙基甲氧基硅烷类(a=1,m=1,n=3);
正丙基二甲基乙氧基硅烷、正丁基二甲基乙氧基硅烷、正癸基二甲基乙氧基硅烷、正十六烷基二甲基乙氧基硅烷、正二十烷基二甲基乙氧基硅烷等饱和烷基二甲基乙氧基硅烷类(a=1,m=2,n=1);
正丙基二乙基乙氧基硅烷、正丁基二乙基乙氧基硅烷、正癸基二乙基乙氧基硅烷、正十六烷基二乙基乙氧基硅烷、正二十烷基二乙基乙氧基硅烷等饱和烷基二乙基乙氧基硅烷类(a=1,m=2,n=2);
正丁基二丙基乙氧基硅烷、正癸基二丙基乙氧基硅烷、正十六烷基二丙基乙氧基硅烷、正二十烷基二丙基乙氧基硅烷等饱和烷基二丙基乙氧基硅烷类(a=1,m=2,n=3);
正丙基二甲基丙氧基硅烷、正丁基二甲基丙氧基硅烷、正癸基二甲基丙氧基硅烷、正十六烷基二甲基丙氧基硅烷、正二十烷基二甲基丙氧基硅烷等饱和烷基二甲基丙氧基硅烷类(a=1,m=3,n=1);
正丙基二乙基丙氧基硅烷、正丁基二乙基丙氧基硅烷、正癸基二乙基丙氧基硅烷、正十六烷基二乙基丙氧基硅烷、正二十烷基二乙基丙氧基硅烷等饱和烷基二乙基丙氧基硅烷类(a=1,m=3,n=2);
正丁基二丙基丙氧基硅烷、正癸基二丙基丙氧基硅烷、正十六烷基二丙基丙氧基硅烷、正二十烷基二丙基丙氧基硅烷等饱和烷基二丙基丙氧基硅烷类(a=1,m=3,n=3);
正丙基甲基二甲氧基硅烷、正丁基甲基二甲氧基硅烷、正癸基甲基二甲氧基硅烷、正十六烷基甲基二甲氧基硅烷、n一二十烷基甲基二甲氧基硅烷等饱和烷基甲基二甲氧基硅烷类(a=2,m=1,n=1);
正丙基乙基二甲氧基硅烷、正丁基乙基二甲氧基硅烷、正癸基乙基二甲氧基硅烷、正十六烷基乙基二甲氧基硅烷、正二十烷基乙基二甲氧基硅烷等饱和烷基乙基二甲氧基硅烷类(a=2,m=1,n=2);
正丁基丙基二甲氧基硅烷、正癸基丙基二甲氧基硅烷、正十六烷基丙基二甲氧基硅烷,正二十烷基丙基二甲氧基硅烷等饱和烷基丙基二甲氧基硅烷类(a=2,m=1,n=3);
正丙基甲基二乙氧基硅烷、正丁基甲基二乙氧基硅烷、正癸基甲基二乙氧基硅烷、正十六烷基甲基二乙氧基硅烷、正二十烷基甲基二乙氧基硅烷等饱和烷基甲基二乙氧基硅烷类(a=2,m=2,n=1);
正丙基乙基二乙氧基硅烷、正丁基乙基二乙氧基硅烷、正癸基乙基二乙氧基硅烷、正十六烷基乙基二乙氧基硅烷、正二十烷基乙基二乙氧基硅烷等饱和烷基乙基二乙氧基硅烷类(a=2,m=2,n=2);
正丁基丙基二乙氧基硅烷、正癸基丙基二乙氧基硅烷、正十六烷基丙基二乙氧基硅烷、正二十烷基丙基二乙氧基硅烷等饱和烷基丙基二乙氧基硅烷类(a=2,m=2,n=3);
正丙基甲基二丙氧基硅烷、正丁基甲基二丙氧基硅烷,正癸基甲基二丙氧基硅烷、正十六烷基甲基二丙氧基硅烷、正二十烷基甲基二丙氧基硅烷等饱和烷基甲基二丙氧基硅烷类(a=2,m=3,n=1);
正丙基乙基二丙氧基硅烷、正丁基乙基二丙氧基硅烷、正癸基乙基二丙氧基硅烷、正十六烷基乙基二丙氧基硅烷、正二十烷基乙基二丙氧基硅烷等饱和烷基乙基二丙氧基硅烷类(a=2,m=3,n=2);
正丁基丙基二丙氧基硅烷、正癸基丙基二丙氧基硅烷、正十六烷基丙基二丙氧基硅烷、正二十烷基丙基二丙氧基硅烷等饱和烷基丙基二丙氧基硅烷类(a=2,m=3,n=3);
正丙基三甲氧基硅烷、正丁基三甲氧基硅烷、正癸基三甲氧基硅烷、正十六烷基三甲氧基硅烷、正二十烷基三甲氧基硅烷等饱和烷基三甲氧基硅烷类(a=3,m=1);
正丙基三乙氧基硅烷、正丁基三乙氧基硅烷、正癸基三乙氧基硅烷、正十六烷基三乙氧基硅烷、正二十烷基三乙氧基硅烷等饱和烷基三乙氧基硅烷类(a=3,m=2);
正丙基三丙氧基硅烷、正丁基三丙氧基硅烷、正癸基三丙氧基硅烷、正十六烷基三丙氧基硅烷、正二十烷基三丙氧基硅烷等饱和烷基三丙氧基硅烷类(a=3,m=3)等,其可单独或将2种以上混合使用。
其中尤以正丁基三甲氧基硅烷、正癸基三甲氧基硅烷、正十六烷基三甲氧基硅烷,正癸基二甲基三甲氧基硅烷、正十六烷基二甲基甲氧基硅烷、正丁基三乙氧基硅烷、正癸基三乙氧基硅烷、正十六烷基三乙氧基硅烷、正癸基乙基二乙氧基硅烷、正十六烷基乙基二乙氧基硅烷、正丁基三丙氧基硅烷、正癸基三丙氧基硅烷、正十六烷基三丙氧基硅烷等为最佳。
介电体形成用组合物中粘合助剂的含有比例,相对于100重量份介电体用复合颗粒(A)为0.001至10重量份,更佳为0.001至5重量份。
②分散剂
介电体用复合颗粒(A)的分散剂,以使用脂肪酸为较佳,特别是碳原子数3至30,较佳为4至30,更佳为4至20的脂肪酸。上述脂肪酸的具体例子如丙二酸、辛酸、十一烷酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、十五烷酸、硬脂酸、花生酸等饱和脂肪酸;富马酸、衣康酸、柠康酸、反油酸,油酸,亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等不饱和脂肪酸;邻苯二甲酸等芳香族脂肪酸等;
其可单独使用或将2种以上组合使用皆可。
介电体形成用组合物中分散剂的含有比例,相对于100重量份介电体用复合颗粒(A)为0.001至10重量份,更佳为0.001至5重量份。
③填充剂
本发明3的介电体形成用组合物,除前述组分以外,尚可包含填充剂。此填充剂中,例如提升介电率的添加剂的碳微粉(例如乙炔碳黑、碳黑等碳微粉等)、石墨微粉等导电性微粒,碳化硅微粉等半导体性微粒等。前述提升介电率的填充剂的添加量,相对于介电体用复合颗粒(A)
于发明3-1、3-3中,较佳为0至10重量%,更佳为0.5至10重量%,最佳为1至5重量%
于发明3-2中,较佳为0至10重量%,更佳为0.05至3重量%,最佳为0.1至1重量%的量。
④增塑剂
增塑剂,是为了使所形成的感光性转印层产生良好可挠性的而添加的。因此,将本发明3的介电体形成用组合物用于本发明4的感光性转印膜时,使用增塑剂较佳。
前述增塑剂,具体而言,例如如下通式(1)或(2)所示化合物,可受热而被容易地分解去除,且对所得的图案性能不致产生不良影响,故较适合使用。
(式中,R1与R4各自为相同或相异的碳原子数1至30的烷基,R2与R3各自为相同或相异的伸甲基或碳原子数2至30的亚烷基,s为0至5的整数,t为1至10的整数
(式中,R5为碳原子数1至30的烃基)
上述式(1)中,R1或R4所示的烷基,与R2或R3所示的亚烷基,可为直链状或支链状,又可为饱和基或不饱和基;R1或R4所示的烷基的碳原子数为1至30,较佳为2至20,更佳为4至10;R2或R3所示的亚烷基的碳原子数为2至30,较佳为2至20,更佳为4至10;前述烷基及亚烷基的碳原子数超过30时,对于溶剂而言增塑剂的溶解性将会降低,而未能得到具有良好可挠性的转印膜。
上述式(1)所示化合物的具体例子如,己二酸二丁酯、己二酸二异丁酯、己二酸二-2-乙基己酯、壬二酸二-2-乙基己基酯、癸二酸二丁酯、己二酸二丁基乙二醇酯等。较佳为t为2至6的化合物。
上述式(2)中,R5所示烃基可为直链状或支链状,或可为饱和基或不饱和基。R5所示的烃基的碳原子数为1至30,较佳为2至20,更佳为10至18;尤以烷基或烯基为佳。
上述式(2)所示化合物的具体例,例如丙二醇单月桂酸酯、丙二醇单油酸酯等。
发明3的介电体形成用组合物中增塑剂的含量比例,相对于100重量份介电体用复合颗粒(A)为0.1~20重量份,较佳为0.5至10重量份。
⑤本发明3-3的组合物中的其他添加剂,例如自由基引发剂、脱水剂、光敏剂、有机溶剂、聚合抑制剂、聚合引发助剂、均化剂、湿润改良剂、表面活性剂、增塑剂、粘合助剂、分散剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、抗静电剂、硅烷偶联剂、无机填充剂、颜料、染料等。
上述自由基引发剂,可使用一般自由基聚合引发剂等。作为中性活性物质的自由基不促进硅烷基的缩合反应,而在前述的介电体用复合颗粒(A)组分中具有自由基可聚合的官能团时,可促进此官能团的聚合。因此,其可更有效率地促进介电体形成用组合物与感光性介电体形成用组合物固化,故为较佳。
上述脱水剂,根据欲增加感光性介电体形成用组合物的储存稳定性或提升光固化性的需要添加。上述脱水剂的种类,并未有特别的限定,有机化合物例如至少1种选自羧酸酯、缩醛类(包含缩酮类)与羧酸酐的化合物者,无机化合物以使用具有脱水机能的陶瓷粉末为佳。前述脱水剂因具有优良脱水效果,故少量添加即可有效率地发挥脱水剂的效能。
前述羧酸酯,选自羧酸原酸酯或羧酸硅烷酯等,其中,较佳使用的羧酸原酸酯例如原甲酸甲酯、原甲酸乙酯、原甲酸丙酯、原甲酸丁酯、原乙酸甲酯、原乙酸乙酯、原乙酸丙酯、原乙酸丁酯、原丙酸甲酯与原丙酸乙酯等。又前述羧酸原酸酯中,就可显示优良脱水效果,且可提升储存稳定性或光固化性的观点,以使用原甲酸酯为最佳。又,较佳使用的羧酸硅酯例如乙酸三甲基硅酯、乙酸三丁基硅酯、甲酸三甲基硅酯,草酸三甲基硅酯等。
又,较佳的缩醛类有例如丙酮缩二甲醇、丙酮缩二乙醇、甲乙酮缩二甲醇、环己酮缩二甲醇与环己酮缩二甲醇等。前述缩酮类显示出优良脱水效果,且可提升光固化性组合物的储存稳定性或光固化性。又,较佳使用的羧酸酐,例如蚁酸酐、醋酸酐、琥珀酸酐、马来酸酐、邻苯二甲酸酐、苯甲酸酐、乙酸苯甲酸酐等。其中尤以醋酸酐与琥珀酸酐具有极优异的脱水效果。
具有较佳脱水机能的陶瓷粉末有例如硅胶颗粒、氧化铝颗粒、氧化硅化铝颗粒、活性白土、沸石、滑石等。前述陶瓷粉末因对水具有优良亲和力,故可发挥出极优良的脱水效果。又,氧化铝颗粒及氧化硅铝颗粒等,除可发挥脱水机能外,亦可对所制得的电路基板提升其电特性或机械性特性。
前述脱水剂的添加量并未有特别的限定,一般相对于100质量份“(C)光致酸产生剂”为0.1至100质量份,较佳为0.5至50质量份,更佳为1至10质量份。脱水剂的添加量低于0.1质量份时,添加效果不易显现,且,提升储存稳定性或光固化性的效果亦不易提升。又,超过100质量份时,储存稳定性或光固化性的提升效果会有饱和的倾向。
[感光性转印膜]
本发明4的感光性转印膜,是将上述发明3的介电体形成用组合物涂布于支承膜上,使支承膜上设有感光性转印层而获得的,此外,也可在此感光性转印层表面上再设置保护膜。
<支承膜与保护膜>
本发明的构成感光性转印膜的支承膜,使用兼具耐热性与耐溶剂性的具有可挠性的树脂膜或导电性箔为佳。支承膜因具有可挠性,故于使用滚筒涂布方式涂布浆料状组合物以形成感光性转印层时,感光性转印层可以筒状回卷形式保存和提供使用。支承膜为导电性箔时,可将介电体层层合于其他基板后,再将导电性箔用其他干膜光刻胶(DFR)进行图样形成操作,将其经由曝光光掩模使介电体层曝光显影后作为介电体层的上部电极使用。
可作为支承膜使用的树脂,例如聚对苯二甲酸乙二酯、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚乙烯醇、氟树脂(例如聚氟乙烯等)、尼龙、纤维素等。支承膜的厚度例如20至100微米,就强度的观点而言以15至50微米为佳。树脂制的支承膜表面已施以脱膜处理者为佳。施以脱膜处理时,于后述的图案形成步骤中,可使支承膜的剥离操作容易地进行。脱膜处理例如可使用硅系脱膜剂、氟系脱膜剂、硅-氟系脱膜剂进行涂布处理为佳。
支承膜所使用的导电性箔,例如由铜、金、银、铂、镍、不锈钢、铝、铁与各种合金所制得的箔片等。前述箔片,就耐氧化性、导电性与柔软性的观点而言,以使用铜、金、银、铂、镍、铝为最佳。又,必要时可使用复数导电性箔所得的层合物或树脂基板或无纺布树脂浸渍基板上层合所得的基板。前述导电性箔的厚度并未有特别的限定,一般为5至75微米,较佳为8至50微米,更佳为10至25微米的范围。
又,保护膜可使用与支承膜相同的物品。又,保护膜的表面上一般皆施以脱膜处理,保护膜/感光性转印层间的剥离强度,需较支承膜/感光性转印层间的剥离强度为小。
<感光性转印层>
本发明4的构成感光性转印膜的感光性转印层,是通过将上述感光性介电体形成用组合物涂布于支承膜上,使涂膜干燥而去除部分或全部溶剂的方式形成的。
本发明3的将介电体形成用组合物涂布于支承膜上以制得感光性转印层的方法,以可有效地制得具有优良均匀膜厚度的较厚膜(例如1微米以上)为佳,具体而言,例如使用滚筒涂布机的涂布方法、使用刮板涂布机的涂布方法、使用帘式涂布机的涂布方法、使用括刀式涂布机的涂布方法、使用线缆涂布机的涂布方法等。
涂膜的干燥条件,一般为50至150℃、0.5至30分钟左右,干燥后的溶剂残留比(感光性转印膜中的含量),一般为2质量%以下,较佳为1质量%以下为宜。
上述的至少于单面支承膜上所形成的感光性转印层的膜厚为1至100微米,较佳为3至70微米,更佳为5至50微米。
又,感光性转印层中的介电体用复合颗粒(A)的含量,相对于转印膜中感光性转印层全体为30至90质量%,较佳为40至80质量%。具有这样的感光性转印层,就可形成与基板具有优良密接性并可形成高度尺寸精确度图案的感光性转印膜。
[介电体]
使用本发明3的介电体形成用组合物与感光性转印膜,于500℃以下的温度加热时,可形成介电率在30以上且介电正切0.1以下的介电体。以下将对本发明的介电体的形成方法与介电体的物理性质进行详细说明。
<介电体层图案的形成方法>
使用本发明3的介电体形成用组合物以形成介电体层图案的方法,是包含[1-1]介电体形成用组合物的涂布步骤,或[1-2]感光性转印层的转印步骤,[2]介电体层的曝光步骤,[3]介电体层的显影步骤,[4]介电体层图案的固化步骤等各步骤。介电体形成用组合物的涂布步骤
涂布步骤,例如使用涂布机等,将介电体形成用组合物涂布于基板上,以形成介电体层。其中,较佳使用的涂布机例如,丝网印刷机、凹板涂布机、滚筒涂布溅、条状涂布机、凸模涂布机等。上述基板材料中,并未有特别的限定,例如可使用印刷布线基板、覆铜箔层压板(CCL)、SUS基板、覆铜箔的聚酰亚胺基板、陶瓷基板、硅片、氧化铝基板等板状材料等。
具体而言,例如,将本发明3的介电体形成用组合物以丝网印刷机等印刷于布线基板上,再使用烘箱等使该介电体形成用组合物干燥,以形成介电体层。感光性转印层的转印步骤
转印步骤,是使用本发明4的感光性转印膜,将由该感光性转印膜所构成的感光性转印层转印于基板上。
基板材料,例如印刷电路基板、覆铜箔层压板(CCL)、SUS基板、覆铜箔的聚酰亚胺基板、陶瓷基板、硅片、氧化铝基板等板状材料等。亦可使用于此板状材料的表面上预先形成图案者。对于基板表面,必要时可进行用硅烷偶联剂等试剂的处理、等离子体处理、离子电镀处理、溅镀法、气相反应法、真空蒸镀法等处理以形成薄膜等预处理。
转印步骤的一个例子如下。将必要时使用的感光性转印膜的保护膜剥离后,于基板上使其以与感光性转印层表面相接的方式将感光性转印膜层合,再将此感光性转印膜用加热滚筒等予以热压。如此,即可使基板上的感光性转印层呈转印致密的状态。其中转印条件例如是加热滚筒表面温度为20至140℃、加热滚筒的滚筒压为1至5千克/厘米2,加热滚筒的移动速度为0.1至10.0米/分钟。又,基板可先予以预热,预热温度例如是40至100℃的范围。介电体层的曝光步骤
曝光步骤,是于上述所形成的介电体层的表面设以曝光用掩模,使放射线进行选择性照射(曝光),而于介电体层上形成图案的潜像。
又,也可于上述[1-1]中再与附有干膜光刻胶的导电性箔层合,或[1-2]中在支承膜上使用导电性箔以形成附有导电性箔的介电体层上,于呈现出图案后使用化学蚀刻方式将导电性箔作为曝光用的掩模。
曝光步骤中,可进行选择性照射(曝光)的放射线,例如可见光线、紫外线、远紫外线、电子线或X线等,较佳为可见光线、紫外线与远紫外线等,最佳为使用紫外线。
曝光用掩模的曝光图案依目的不同而有所不同,例如可使用10至1000微米方形的点状图案。
放射线照射装置,例如使用光刻法的紫外线照射装置、半导体与液晶显示装置制造时所使用的曝光装置等,但并不限定于前述装置。介电体层的显影步骤
显影步骤,是将曝光后的介电体层经由显影处理,使介电体层的图案(潜像)显著化。
介电体层的显影步骤所使用的显影液,例如可使用碱显影液。经使用此显影液,可使包含于介电体层的碱可溶性树脂(可碱显影性树脂(B))容易地溶解去除。
又,介电体层所包含的介电体用复合颗粒(A)及/或本发明3-2所使用的无机超微颗粒(A-1),因是被碱可溶性树脂均匀地分散的,故作为粘合剂的碱可溶性树脂被溶解和洗净后,可同时除去分散于溶解了的碱可溶性树脂中的介电体用复合颗粒(A-1)及/或无机超微颗粒(A-2)。
此碱显影液的有效组分,例如氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、磷酸氢钠、磷酸氢二铵、磷酸氢二钾、磷酸氢二钠、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾,磷酸二氢钠、硅酸锂、硅酸钠、硅酸钾、碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾、硼酸锂、硼酸钠、硼酸钾、氨等无机碱性化合物;
氢氧化四甲基铵、氢氧化三甲基羟乙基铵、单甲基胺、二甲基胺、三甲基胺、单乙基胺、二乙基胺、三乙基胺、单异丙基胺、二异丙基胺、乙醇胺等有机碱性化合物等。
介电体层的显影步骤所使用的碱显影液,例如可将前述1种或2种以上碱性化合物溶解于水等溶剂的方式制得。碱性显影液中碱性化合物的浓度,一般为0.001至10质量%,较佳为0.01至5质量%。碱显影液,可再含有非离子型表面活性剂或有机溶剂等添加剂。
又,以碱显影液进行显影处理后,一般是使用水洗处理。又,必要时亦包括在显影处理后将残存于感光性转印层图案侧面与基板露出部位的不必要部分擦除。
显影处理条件,例如可配合目来适当选择显影液的种类、组成、浓度、显影时间、显影温度、显影方法(例如浸渍法、摇动法、喷淋法、喷雾法、搅槽法)、显影装置等。
由此显影步骤可形成由介电体层残留部位与介电体层去除部位所构成的介电体层图案(对应于曝光用掩模的图案)。介电体层图案的固化步骤
固化步骤,是对介电体层图案进行热固化处理,以形成图案。此热固化处理,可于500℃以下的温度加热的方式进行,较佳为100至500℃、更佳为150至300℃的温度范围内进行。加热时间较佳为1分钟至24小时,更佳为10分钟至12小时的范围内进行。
将介电体形成用组合物加热固化时的加热方法,例如可使用烘箱、红外线灯、加热板等加热方法。
<介电体的物理性质>
本发明3的介电体形成用组合物或从感光性转印膜所得的介电体,其介电率以30以上,较佳为100以上,更佳为150以上,特佳为200以上。介电率的上限并未有特别的限定,例如可为30000左右亦可。又,本发明的感光性介电体形成用组合物或从感光性转印膜所得到的介电体,其介电正切为0.1以下,较佳为0.08以下,更佳为0.06以下。介电正切的下限并未有特别的限定,例如0.001左右亦可。
又,本发明说明书中,介电率、介电正切是依JIS K 6911(频率1赫兹)记载的方法所测定的值。
又,此介电体作为电容器使用时的漏电流为10-8安培/厘米2以下,较佳为10-9安培/厘米2以下,更佳为10-10安培/厘米2以下。
又,此介电体的厚度,较佳为100微米以下,更佳为30微米以下。薄膜厚度的下限并未有特别的限定,一般为1微米以上。
[电子元件]
本发明I的高介电率薄膜,可于500℃以下温度进行加热焙烧,而形成介电率在30以上且介电正切在0.1以下的薄膜形式的具有大静电容量的电容器等。又,具有此高介电率薄膜的印刷电路基板、半导体组件、电容器、高频用天线等电子元件,可为小型且具有高密度。
本发明II(下述发明5),是使用特定超微颗粒复合树脂颗粒与介电体用复合颗粒所构成的组合物的发明,该组合物具体含有超微颗粒复合树脂颗粒、和平均粒径为0.1~2微米且介电率在30以上的无机颗粒或在该无机颗粒的部分或全部表面附着了导电性金属或其化合物或者导电性有机化合物或导电性无机物的无机复合颗粒(介电体用复合颗粒),
所述的超微颗粒复合树脂颗粒包含
(J)平均粒径为0.1微米以下的无机超微颗粒与
(B)由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分,
前述的无机超微颗粒(J)的部分或全部表面覆盖了前述的树脂组分(B),其中前述的无机超微颗粒(J)的含量为20重量%。
以下,将对本发明作具体的说明。
[超微颗粒复合树脂颗粒]
本发明5的超微颗粒复合树脂颗粒由具有特定的粒径,且是由具有特定粒径的无机超微颗粒(J)与特定的树脂组分(B)形成。
无机超微颗粒(J)
本发明5所使用的无机超微颗粒(J),其平均粒径为0.1微米以下,较佳为0.08微米以下,更佳为0.05微米以下。平均粒径超过0.1微米时,对于树脂颗粒的分散性较低,而未能得到添加的效果。而平均粒径的下限并未有特别的限定,过小时,于树脂中分散时将不易分散而容易产生凝集,故较佳为0.001微米以上,更佳为0.005微米以上为宜。
本发明的无机超微颗粒的介电率,较佳为10以上,更佳为20以上,最佳在30以上。
前述的无机超微颗粒,以由金属氧化物所得者为佳,又以钛系金属氧化物为更佳。其中,“钛系金属氧化物”是含有钛元素与氧元素为必要元素的化合物。前述钛系金属氧化物以仅含有钛作为构成结晶结构的金属元素的钛系单一金属氧化物与,含有金属元素的钛与其他金属元素的钛系多氧化物等为佳。
前述钛系单一金属氧化物,例如二氧化钛系金属氧化物等,前述二氧化钛系金属氧化物例如具有锐钛矿(Anatase)结构或金红石(Rutile)结构的二氧化钛系金属氧化物等。
前述钛系多氧化物例如钛酸钡系、钛酸铅系、钛酸锶系、钛酸铋系、钛酸镁系、钛酸钕系,钛酸钙系金属氧化物等。
又,为提高它在醇溶剂等分散介质中的分散性,前述的无机颗粒的表面经硅、铝等改性所得的颗粒为佳。本发明的无机颗粒的形状,并未有特别的限定,例如可为球状、粒状、板状、鳞片状、晶须状、棒状、纤维状等形状。此些形状中,以球状、粒状、片状、鳞片状等为佳。此些形状的无机颗粒以单独一种、或以二种以上结合使用皆可。
本发明所使用的无机超微颗粒,例如可使用气相法或溶胶一凝胶法予以合成。气相法所合成的无机超微颗粒分散于溶剂,可使用并用分散剂的公知分散方法,颗粒研磨法、混炼法,高压均化法等将一次颗粒分散。
树脂组分(B)
本发明5所使用的树脂组分(B)由可聚合化合物或聚合物中的任何一种形成。其中,“可聚合化合物”是指具有可聚合基团的化合物,即含有完全固化前的前体的聚合物、可聚合低聚物、单体等化合物。而“聚合物”是指实际上聚合反应结束后的化合物。其中,可以加热、湿气等方式由此些聚合物形成介电体层后再予交联。
前述树脂组分可选自聚酰亚胺类树脂、环氧类树脂、丙烯酸类树脂、聚酯类树脂、氟系树脂与硅系树脂中的1种或2种以上。又,除此些树脂外,尚可含有其他组分。又,前述树脂可相互、或与其他组分形成化学键合。
超微颗粒复合树脂颗粒
本发明的超微颗粒复合树脂颗粒,如前所述,由无机超微颗粒(J)与树脂组分(B)构成。较佳为前述的无机超微颗粒(J)的至少一部份表面被树脂组分(B)所覆盖,更佳为无机超微颗粒(J)的全部表面被树脂组分(B)所覆盖。
即,于超微颗粒复合树脂中,无机超微颗粒(J)可内包于树脂组分(B)中,也可无机超微颗粒(J)的一部份未被树脂组分(B)所包覆而露出于超微颗粒复合树脂颗粒表面者。
前述超微颗粒复合树脂颗粒,相对于100重量%超微颗粒复合树脂颗粒全体,无机超微颗粒(J)的含量较佳为20重量%以上,更佳为30至70重量%,最佳为35至50重量%为宜。超微颗粒复合树脂颗粒中无机超微颗粒的含量若低于20重量%时,介电率将会降低,若超过70重量%时,于介电体形成时,亦会造成介电体的机械性强度降低。
前述超微颗粒复合树脂颗粒的平均粒径为0.1~5微米,0.1~1微米为佳,0.15~0.6微米更佳。平均粒径超过5微米时,会因沉淀而使储存稳定性降低。而平均粒径不到0.1微米时,难以复合成无机超微颗粒,从而降低了介电体层的均一性。
本发明的超微颗粒复合树脂颗粒,可用以后述方法为主的悬浮液方式制得。
前述超微颗粒复合树脂颗粒的表面,因需形成电沉积故以具有电荷为佳,其表面电荷以阴离子型或阳离子型皆可,但为防止电沉积时所产生的电极氧化现象,以阳离子型为佳。
本发明中,为用电沉积方式形成具有优良机械特性、化学特性与电特性的高介电率介电体,以使用以聚酰亚胺类树脂为主要组分的有机颗粒为最佳。“聚酰亚胺类树脂”如前所述,例如包括在电沉积后经由加热等可固化的预聚物(例如聚酰胺酸等)、形成聚酰亚胺类树脂所用的单体、形成低聚物、聚酰亚胺树脂所用的单体与其他单体所得的共聚合树脂或其预聚物、聚酰亚胺树脂或其预聚物与其他化合物所得的反应物等。
本发明的介电体形成用组合物,包含上述超微颗粒复合树脂颗粒与无机颗粒或无机复合颗粒。以下,将就该无机颗粒与无机复合颗粒进行说明。
无机颗粒
本发明所使用的无机颗粒,其介电率较佳在30以上,更佳为50以上,最佳为70以上。介电率较高时亦不会产生问题,故上限值并未有限定,例如30000左右亦可。
前述的无机颗粒,以由金属氧化物所得者为佳,又以钛系金属氧化物为更佳。其中,“钛系金属氧化物”是含有钛元素与氧元素为必要元素的化合物。前述钛系金属氧化物以仅含有钛作为构成结晶结构的金属元素的钛系单一金属氧化物与含有金属元素的钛与其他金属元素的钛系多氧化物等为佳。
前述钛系单一金属氧化物,例如二氧化钛系金属氧化物等,前述二氧化钛系金属氧化物例如有锐钛矿(Anatase)结构或金红石(Rutile)结构的二氧化钛系金属氧化物等。
前述钛系多氧化物例如钛酸钡系、钛酸铅系、钛酸锶系、钛酸铋系、钛酸镁系、钛酸钕系、钛酸钙系金属氧化物等。
又,前述“二氧化钛系金属氧化物”是指仅含有二氧化钛的系、或二氧化钛以外尚含其他少量添加物的系等,主要组分保持二氧化钛的结晶结构,其他系的金属氧化物亦同。
又,前述“钛系多氧化物”是指,钛系单一金属氧化物与至少1种其他金属元素所构成的金属氧化物复合而成的氧化物,且结构单位中并不存在含氧酸的离子。
本发明中,构成此无机颗粒的钛系金属氧化物,于钛系单一金属氧化物中使用金红石结构的二氧化钛系金属氧化物为佳,钛系多氧化物中使用碳酸钡系金属氧化物为佳。
这些情况中,尤以使用钛酸钡系金属氧化物为最佳。
又,为提高它在水性溶剂中的分散性,可使用前述的无机颗粒的表面经氧化硅、氧化铝等改性所得的颗粒为佳。
此无机颗粒的平均粒径,较佳为0.1~2微米,更佳为0.1至1微米,最佳为0.15至0.8微米。平均粒径超过1微米时,因膜厚度变薄时将容易造成介电体层的组成不均。平均粒径低于0.1微米时容易造成介电体层的介电率降低。
本发明的无机颗粒的形状,并未有特别的限定,例如可为球状、粒状、板状、鳞片状、晶须状、棒状、纤维状等形状。此些形状中,以球状、粒状、片状、鳞片状等为佳。此些形状的无机颗粒以单独一种、或以二种以上结合使用皆可。
无机复合颗粒
本发明所使用的无机复合颗粒,系上述无机颗粒的部分或全部表面覆盖了导电性金属或其化合物或者导电性有机化合物或导电性无机物(以下,也称导电性覆盖材料)所得的颗粒。
(导电性覆盖材料)
前述覆盖无机颗粒的导电性覆盖材料,例如是导电性金属或其化合物或者导电性有机化合物或导电性无机物等。此些导电性物质,可对前述的无机颗粒的一部份表面以单独使用一种或将多数种合并使用来附着。
前述的导电性金属,例如是选自金、银、铜、锡、铂、钯、钌、Fe、Ni、Co、Ge、Si、Zn、Ti、Mg、Al等的金属。作为金属,亦可使用前述金属的合金。
前述的导电性金属的化合物例如前述导电性金属的氮化物。其中又以氮化钛为最佳。
前述的导电性有机化合物,以使用选自由TCNQ(7,7,8,8-四氰基酯二甲烷)、聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩等中的至少1种为佳。
前述导电性无机物,例如使用选自碳、石墨等中的至少1种为佳。
(无机复合颗粒)
本发明所使用的无机复合颗粒中所含有的前述的无机颗粒的比例,以对无机复合颗粒总重量,较佳含有70至99重量%,更佳为85至95重量%,最佳为80至90重量%。又,导电性金属或其化合物或导电性有机化合物的比例,较佳含有为1至30重量%,更佳为5至15重量%,最佳为10至20重量%。
无机颗粒组分的比例超过99重量%时,作为介电体时并未能得到较高的介电率。又,无机颗粒组分的比例低于70重量%时,介电体的绝缘性会有恶化的情形。
本发明所使用的无机复合颗粒的平均粒径,较佳为0.1~2微米,更佳为0.1至1微米,最佳为0.15至0.8微米。平均粒径超过2微米时,膜厚度变薄时,介电体层的组成将容易产生不均匀的现象。平均粒径低于0.1微米时,会导致介电体层的介电率降低。
前述的无机复合颗粒可使用公知的方法制得,并未有任何限定。
例如,以镀覆等方式于无机颗粒的表面覆盖导电性金属时,可以化学镀覆等非电解镀覆方式进行。
又,例如也可用气体雾化法等公知方法,于无机颗粒的表面将导电性金属或有机化合物以合金状态或复合化方式覆盖。此外,气体雾化法所制得的介电体用复合颗粒,例如可使用公知的合金制造方法,将颗粒表面附近的前述导电性组分浓度提高,以抑制颗粒表面的氧化。
具体而言,例如使用覆盖了1~40重量%的金属组分的无机颗粒所得的无机复合颗粒,以分级机采取平均粒度0.1~2微米的粉末,并将该粉末于纯水中以超声波分散,使其表面充分浸水后,于1至10体积%的硫酸浴中仅将表面的Cu组分溶出以制得无机复合颗粒。
又,例如颗粒为微细或片状时,可使导电性组分大量附着于无机复合颗粒的表面附近的方式以制得复合颗粒。
此种无机复合颗粒中,可相对于无机颗粒加入3至50重量%的碳,再于粉碎加工中以机械方式将碳附着于磁性粉末上(机械化学法)。
又可将前述的导电性金属与无机颗粒熔融于高温的等离子体气体中,再以骤冷凝固方式使介电体用复合颗粒的表面附近的导电性组分的浓度提升至平均浓度以上。
欲制得平均粒径0.1~2微米左右的介电体用复合颗粒的微粉,可将微粉状无机颗粒于惰性气体中以流体喷射研磨处理分散成一次处理颗粒,随后将该分散处理所得的无机颗粒于惰性气体环境中予以减压加热处理,将该加热处理所得的无机颗粒,投入作为溅镀源的装有导电性组分的旋转容器内,并将该容器依一定方向旋转使无机颗粒形成流动层,在容器旋转状态下使导电性组分以溅镀方式覆盖(包覆)于流动无机颗粒上作为覆盖材料,经覆盖后的微粉,可由导入惰性气体与真空排气结合的真空吸尘机原理,从前述旋转容器取出,即可得到在前述平均粒径的范围内、且于无机颗粒表面强固且均匀地覆盖导电性组分的介电体用复合颗粒。
本发明5的介电体形成用组合物含有前述超微颗粒复合树脂颗粒与无机颗粒或无机复合颗粒。
本发明5中,前述超微颗粒复合树脂颗粒与无机颗粒或无机复合颗粒的重量比(无机颗粒或无机复合颗粒/超微颗粒复合树脂颗粒),较佳为30/70至95/5,更佳为50/50至90/10。无机颗粒或无机复合颗粒的比例低于30重量%时,不易制得高介电率的介电体。而无机颗粒或无机复合颗粒的比例超过95重量%时,会降低介电体的成膜性。
此介电体形成用组合物是于500℃以下加热时可制得介电率在30以上且介电正切在0.1以下的介电体的可形成介电体的组合物。又,本说明书中,介电率、介电正切等是依JIS K 6911(频率1赫兹)记载的方法所测定的值。
又,前述的介电体形成用组合物,必要时可再含有溶剂、其他填充剂等。
填充剂
本发明5的介电体形成用组合物,除超微颗粒复合树脂颗粒与无机颗粒或无机复合颗粒外,尚可含有填充剂。此填充剂,是用于提高介电率的添加剂,例如乙炔碳黑、碳黑等碳微粉、石墨微粉等导电性微粒,碳化硅微粉等半导体性微粒等。添加用于提高介电率的填充剂时,相对于无机颗粒或无机复合颗粒,较佳为0至10重量%,更佳为0.05至10重量%,最佳为0.1~5重量%。
其他添加剂
本发明1中的介电体形成用组合物,除前述以外的化合物,尚可含有固化剂、玻璃粉末、偶联剂、高分子添加剂、反应性稀释剂、聚合抑制剂、聚合引发助剂、均化剂,湿润改良剂、表面活性剂、增塑剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、抗静电剂、无机填充剂、防霉剂、调湿剂、染料溶解剂、缓冲溶液、螯合剂、阻燃剂等。此些添加剂可单独使用1种,或将2种以上组合使用皆可。
本发明的介电体形成用组合物,以后述的介电体形成用电沉积液形态为佳,必要时,可以浆料状的形态使用。
本发明的介电体形成用电沉积液,是将前述超微颗粒复合树脂颗粒与无机颗粒或无机复合颗粒分散于水性溶剂中所得的。此介电体形成用电沉积液,一般是先将分散有前述超微颗粒复合树脂颗粒水性分散介质配制成水性乳液,再将此水性乳液与前述的无机颗粒或无机复合颗粒混合而制得。以下,首先对水性乳液进行说明。又,说明书中,“水性分散介质”是指含有水分的溶剂,此水性分散介质中水的含量一般为1重量%以上,较佳为5重量%以上。
水性乳液
以下,主要对无机超微颗粒与聚酰亚胺类树脂所构成的超微颗粒复合树脂颗粒的水性乳液(以下,简称“超微颗粒复合聚酰亚胺类树脂乳液”)、主要由无机超微颗粒与环氧类树脂所构成的超微颗粒复合树脂颗粒的水性乳液(以下,简称“超微颗粒复合环氧类树脂乳液”),主要由无机超微颗粒与丙烯酸类树脂所构成的超微颗粒复合树脂颗粒的水性乳液(以下,简称“超微颗粒复合丙烯酸类树脂乳液”)、主要由无机超微颗粒与聚酯类树脂所构成的超微颗粒复合树脂颗粒的水性乳液(以下,简称“超微颗粒复合聚酯类树脂乳液”)、主要由无机超微颗粒与氟系树脂所构成的超微颗粒复合树脂颗粒的水性乳液(以下,简称“超微颗粒复合氟系树脂乳液”)与主要由无机超微颗粒与硅系树脂所构成的超微颗粒复合树脂颗粒的水性乳液(以下,简称“超微颗粒复合硅系树脂乳液”)的制造方法进行说明。又,前述水性乳液可含有水与必要时添加的其他溶剂。必要时可与水共同使用的其他溶剂,例如,前述聚酰胺酸、制造聚酰亚胺时所使用的非质子性极性溶剂、酯类、酮类、酚类与醇类等。
又,前述水性乳液中,树脂组分(B)以颗粒形状的有机颗粒为佳。
(i)超微颗粒复合聚酰亚胺类树脂乳液的制造方法
技术领域
本发明所使用的前述有机颗粒是由聚酰亚胺类树脂所构成时,可制得兼具有优良机械性特性、化学性特性与电特性等的聚酰亚胺类高介电率层。前述以电沉积方式制作介电体层的方法,较佳例如可使用下述二种方法。
①将含有无机超微颗粒、可溶于有机溶剂的聚酰亚胺和亲水性聚合物形成的树脂组分的超微颗粒复合聚酰亚胺类树脂乳液作为电沉积液,使超微颗粒复合树脂颗粒形成电沉积的方法。
②将含有无机超微颗粒、聚酰胺酸与疏水性化合物形成的树脂组分的聚酰亚胺类树脂乳液作为电沉积液,并将超微颗粒复合树脂颗粒进行电沉积,再对经电沉积所得的聚酰胺酸以加热方式进行脱水闭环的方法。
前述方法所使用的制造聚酰亚胺乳液的方法中,前述①的方法例如使用特开平11-49951号公报所记载的方法,前述②的方法例如使用特开平11-60947号公报所记载的方法等。
以下将对前述①方法中所使用的聚酰亚胺类树脂乳液的制造方法作更详细的说明。
前述“可溶于有机溶剂的聚酰亚胺”的合成方法并未有特别的限定。例如,于有机极性溶剂中,将四羧酸二酐与二胺化合物混合后进行缩聚反应,制得聚酰胺酸后,将该聚酰胺酸以加热酰亚胺化法或化学酰亚胺化法进行脱水闭环反应,而制得聚酰亚胺。又,四羧酸二酐与二胺化合物的缩聚反应可以多段方式进行,亦可合成具有嵌段结构聚酰亚胺。
此可溶于有机溶剂的聚酰亚胺,例如具有1种以上的羧基、胺基、羟基、磺酸基、酰胺基、环氧基,异氰酸酯基等活性基团(a)者为佳。具有活性基团(a)的聚酰亚胺的合成方法例如是,以合成聚酰胺酸所用的羧酸二酐、二胺化合物,羧酸一酐,单胺化合物等作为反应原料,在使用具有活性基团(a)的化合物进行闭环反应后使活性基团(a)残留的方法等。
前述“亲水性聚合物”的亲水基,例如由具有1种以上胺基、羧基、羟基、磺酸基、酰胺基等、对20℃水的溶解度一般为0.01克/100克以上、较佳为0.05克/100克以上的亲水性聚合物构成。除前述亲水基外,还含有1种以上可与前述可溶于有机溶剂的聚酰亚胺组分中活性基团(a)反应的活性基团(b)者为佳。此活性基团(b),例如除环氧基、异氰酸酯基、羧基外,还包括与前述亲水基相同的基团。前述亲水性聚合物,由具有亲水基及/或活性基团(b)的单乙烯基单体以均聚合或共聚合反应,前述单乙烯基单体与其他单体共聚合反应而制得。
根据使活性基团(a)与和亲水性聚合物中活性基团(b)有适当反应性的组合来选择可溶于有机溶剂的聚酰亚胺与亲水性聚合物,将该聚酰亚胺与该亲水性聚合物例如在有机溶剂中以溶液状态下混合,必要时并配合加热使其进行反应,随后将此反应溶液与水性溶剂混合,随情况的不同亦可将至少一部份有机溶剂去除,使该聚酰亚胺与该亲水性聚合物相互键合而包含于同一颗粒内的有机颗粒所构成的聚酰亚胺类树脂乳液。
以下,将对前述②方法中所使用的聚酰亚胺类树脂乳液的制造方法作更详细的说明。
作为聚酰亚胺前体的“聚酰胺酸”的合成方法,并未有特别的限定,例如,于有机极性溶剂中,将四羧酸二酐与二胺化合物以缩聚反应而制得聚酰胺酸。又,四羧酸二酐与二胺化合物的缩聚合反应可以多段方式进行,亦可合成具有嵌段结构的聚酰胺酸。又,亦可使用将聚酰胺酸脱水闭环的方式而制得部分酰亚胺化的聚酰胺酸。
又,“疏水性化合物”是指具有至少可与前述聚酰胺酸中的酰胺基反应的基团(以下简称“活性基团”)的化合物。此活性基团例如,环氧基、异氰酸酯基、碳化二酰亚胺基、羟基、氢硫基、卤素根、烷基磺酰基、芳基磺酰基、重氮基、羰基等。前述活性基团于疏水性化合物中可存在1种以上。又,“疏水性”是指对20℃水的溶解度一般为0.05克/100克以下,较佳为0.01/100克以下,更佳为0.005克/100克以下。
此疏水性化合物例如,可使用选自环氧化聚丁二烯、双酚A型环氧树脂、萘是环氧树脂、芴是环氧树脂、联苯型环氧树脂、缩水甘油基酯型环氧树脂、烯丙基缩水甘油基醚、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、1,3,5,6-四缩水甘油基-2,4-己二醇、N,N,N’,N’,-四缩水甘油基-m-二甲苯二胺、甲苯二异氢酸酯、二环己基碳化二酰亚胺、聚碳化二酰亚胺、胆固醇、对甲苯磺酸苄酯、氯乙酸乙酯、三嗪三硫醇、重氮甲烷、双丙酮(甲基)丙烯酰胺等中的1种或2种。
此聚酰胺酸与疏水性化合物,例如可于有机溶剂中以溶液状态下混合反应,再将此反应溶液与水性溶剂混合,必要时以至少去除水性溶剂的一部分的方式而制得聚酰胺酸与疏水性化合物共同包含于同一颗粒内的有机颗粒所构成的聚酰亚胺类树脂乳液。
又,前述①或②方法中所使用的四羧酸二酐并未有特别限定。例如丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二环己基四羧酸二酐、2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐、 1,3,3a,4,5,9A-六氢-5-(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘并(1,2-C)-呋喃-1,3-二酮等脂肪酸四羧酸二酐或脂环式四羧酸二酐均苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯酮四羧酸二酐、3,3,4,4’-联苯基砜四羧酸二酐等芳香族四羧酸二酐等。前述四羧酸二酐等可单独使用或将2种以上混合使用。
又,前述①与②方法中所使用的二胺化合物并未有特别的限定。例如可使用对苯二胺、4,4’-二氨基二苯基甲烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷等芳香族二胺类;
1,1-间苯二胺、1,3-丙二胺,四伸甲基二胺、4,4’一亚甲基双(环己基胺)等脂肪族二胺或脂环式二胺类
2,3-二氨基吡啶、2,4-二氨基-6-二甲氨基-1,3,5-三嗪、2,4-二氨基-5-苯基噻唑、双(4-氨基苯基)苯胺等,分子内具有2个仲氨与该仲氨以外的氮原子的二胺类;
单取代亚苯基二胺类;
二氨基有机聚硅氧烷等。
前述二胺化合物可单独使用1种或将2种以上混合使用皆可。
本发明中,前述有机颗粒与无机超微颗粒,于电沉积液中,以形成复合物颗粒,即形成超微颗粒复合树脂颗粒者为佳。“复合物颗粒”是指构成前述有机颗粒的化合物与无机超微颗粒化学键合而得的物质,或前述有机颗粒的表面或内部吸附了无机超微颗粒而得的物质等。即,无机超微颗粒(J)可内包于有机颗粒中,也快无机超微颗粒(J)的一部份而露出于该有机颗粒表面。
此无机超微颗粒(J)的使用量,以100重量份前述树脂组分计,较佳为20至60重量份,更佳为30至50重量份。
此超微颗粒复合树脂颗粒是在分散于水溶性溶剂是分散介质剂中的无机超微颗粒的存在下将前述树脂组分乳化而制得的。
又,前述方法中,可在之前将无机超微颗粒以均化搅拌器或超声波混合机、珠磨机等使其分散于水溶性溶剂系溶剂中,而制得无机超微颗粒分散体。
(ii)超微颗粒复合环氧类树脂乳液的制造方法
技术领域
本发明所使用的环氧类树脂乳液的制造方法并未有特别的限定,例如可以以往公知的方法,例如特开平9-235495号公报、同9-208865号公报所记载的方法等制得。
根据该环氧类树脂乳液的制造方法,可于前述的无机超微颗粒的存在下,以将树脂组分乳化的方式,制得超微颗粒复合环氧类树脂乳液。
(iii)超微颗粒复合丙烯酸类树脂乳液的制造方法
技术领域
本发明所使用的丙烯酸类树脂乳液的制造方法并未有限定,例如可以一般乳化聚合法制造。单体可使用1种或2种以上选自一般的丙烯酸酯类及/或甲基丙烯酸酯类单体。为使有机颗粒容易形成电沉积,与带有氨基、酰胺基、磷酰基等具有阳离子性的单体、或带有羧基、磺酸基等阴离子性的单体共聚为佳。其共聚合量以对单体全体为5至80重量%(较佳为10至50重量%)。前述带有氨基的单体的具体例子以丙烯酸二甲氨基乙酯、二甲氨基丙丙烯酰胺等为佳。
此时,也与上述相同,在无机超微颗粒存在下将树脂成分乳化,从而制得超微颗粒复合丙烯酸类树脂乳液。
(iv)超微颗粒复合聚酯类乳液的制造方法
技术领域
本发明所使用的聚酯类树脂乳液的制造方法并未有特别的限定,例如可以以往公知的方法,例如用特开昭57-10663号公报、同57-70153号公报、同58-174421号公报所记载的方法等制得。
此情形亦与前述情形相同,可于前述的无机超微颗粒的存在下,以将树脂组分乳化的方式,而制得超微颗粒复合聚酯类树脂乳液。
(v)超微颗粒复合氟系树脂乳液的制造方法
技术领域
本发明所使用的氟系树脂乳液的制造方法并未有特别的限定,例如可以以往公知的方法,例如特开平7-268163号公报所记载的方法制得。
此情形亦与前述情形相同,可于前述的无机超微颗粒的存在下,以将树脂组分乳化的方式,而制得超微颗粒复合氟系树脂乳液。
(vi)超微颗粒复合硅系树脂乳液的制造方法
硅系树脂乳液的制造方法并未有特别的限定,例如可以以往公知的方法,例如特开平10-60280号公报所记载的方法制得。
此情形亦与前述情形相同,可于前述的无机超微颗粒的存在下,以将树脂组分乳化的方式,而制得超微颗粒复合硅系树脂乳液。
介电体形成用电沉积液
本发明5的介电体形成用电沉积液,如前所述般,含有超微颗粒复合树脂颗粒与无机颗粒或无机复合颗粒以及水性分散介质,且超微颗粒复合树脂颗粒与无机颗粒或无机复合颗粒以可形成电沉积的颗粒形式分散于其中。又,水性分散介质的意义是与上述内容相同。
此类的介电体形成用电沉积液的制造方法例如有①将无机颗粒或无机复合颗粒的水溶性溶剂分散液与前述超微颗粒复合树脂颗粒的水性乳液混合,②于前述超微颗粒复合树脂颗粒的水性乳液中,添加无机颗粒或无机复合颗粒后予以混合。其中又以①的方法为佳。
又,一般而言,为提升混合时的稳定性,可使用有机酸(例如,蚁酸、乙酸、富马酸、衣康酸、苯二甲酸等)或有机碱性化合物(如二甲氨基乙醇、氢氧化四甲基铵(TMAH)、氢氧化三甲基羟乙基铵物、单乙基胺等)等将前述超微颗粒复合树脂颗粒的水性乳液与混合前的无机颗粒或无机复合颗粒的水溶性溶剂分散液的pH值调制为pH2至10的范围。
介电体形成用电沉积液的pH值较佳为2至10,更佳为3至9,介电体形成用电沉积液的固体组分浓度,较佳为1至50重量%,更佳为5至20重量%,介电体形成用电沉积液的20℃粘度较佳为1至100毫帕·秒。pH、固体组分浓度或粘度若超过前述范围以外时,因超微颗粒复合树脂颗粒与无机颗粒或无机复合颗粒的分散性降低而会造成储存稳定性不佳,或处理或使用时作业性会有降低的情形。
本发明的介电体形成用电沉积液具有储存稳定性,它不会引起二层分离或粘度显著变化,其可能储藏期在20℃下为5日以上,较佳7日以上,更佳10日以上,最佳14日以上。
又,本发明的介电体形成用电沉积液,除前述超微颗粒复合树脂颗粒与前述的无机颗粒或无机复合颗粒外,尚可含有如下通式(1)所示的有机硅烷
(R1)nSi(OR2)4-n(1)
(式中,R1为氢原子或碳原子数1至8的一价有机基,R2为碳原子数1至5的烷基、碳原子数1至6的酰基或苯基,n为1或2的整数R1与R2可为相同或不同),还可含有至少一种选自有机硅烷的可水解基团的一部分或全部水解后的水解物与此水解物经一部份经脱水缩合所得的部分缩合物(以下,简称(有机硅烷缩台物))。含有此有机硅烷缩合物的电沉积用水性分散液所形成的介电体层,特别是电沉积后的加热固化时,因介电体层中有机硅烷缩合物产生交联,故所制得的介电体层具有优良机械性特性、化学特性硬度与电特性等特征。
前述式(1)中,R1的碳原子数1至8的有机基,例如具有直链状或支链状烷基、卤素取代烷基、乙烯基、苯基及3,4-环氧基环己基乙基等。又,R1可具有羰基。又,R1以碳原子数1至4的烷基或苯基者为佳。
前述式(1)中,R2为碳原子数1至5的烷基或碳原子数1至6的酰基,例如甲基,乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、乙酰基、丙酰基、丁烯基等。又,R2以碳原子数1至4的烷基为佳。
较适合使用的有机硅烷基例如二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷与苯基三乙氧基硅烷等。前述有机硅烷可仅使用1种或将2种以上合并使用皆可。
前述“有机硅烷缩合物”于本发明的介电体形成用电沉积液中形成有前述超微颗粒复合树脂颗粒与复合物颗粒为佳。其中,“复合物颗粒”是指构成前述超微颗粒复合树脂颗粒的树脂组分的有机颗粒的化合物与有机硅烷缩合物化学键合而得的物质,或前述超微颗粒复合树脂颗粒的表面或内部吸附了有机硅烷缩合物而得的物质。
此有机硅烷缩合物的使用量,相对于100重量份前述树脂组分,较佳为0.1~500重量份,更佳为0.5至~250重量份。有机硅烷缩合物等的使用量低于0.1重量份时,将未能得到所期待的效果。又,超过500重量份时,薄膜的致密性等会有降低的倾向。
此复合物颗粒,例如可以下述①或②的方法予以制得。又,亦可将前述方法组合制得。
①于前述超微颗粒复合树脂颗粒的乳液中添加前述有机硅烷,使有机硅烷的至少一部份被前述超微颗粒复合树脂颗粒吸附后,再将此有机硅烷进行水解反应与缩合反应
②于分散有前述有机硅烷缩合物的水系溶剂中进行生成前述超微颗粒复合树脂颗粒的反应。
前述①方法中,使有机硅烷吸附于超微颗粒复合树脂颗粒的方法例如是有将有机硅烷添加于乳液中,再予以充分搅拌等方法。其中,添加的有机硅烷有10重量%以上(更佳为30重量%以上)吸附于颗粒为佳。为避免吸附不充分阶段有机硅烷进行水解·缩合反应,故反应体系的pH值以调整至4至10为佳,以5至10为更佳,以6至8为最佳。有机硅烷被超微颗粒复合树脂颗粒吸附时的处理温度以70℃以下为佳,以50℃以下为更佳,以0更30℃为最佳。处理时间一般为5至180分钟,又以20至60分钟为更佳。
使被吸附的有机硅烷的水解·缩合时的温度为30℃以上,较佳为50至100℃,更佳为70至90℃为宜。较佳的聚合时间一般为0.3至15小时,更佳为1至8小时。
又,前述②的方法中,可用均化搅拌器或超声波混合机等使前述有机硅烷于烷苯基磺酸等强酸性乳化剂的水溶液中混合,经水解·缩合等反应,而制得分散于水系溶剂中的有机硅烷缩合物。于此有机硅烷缩合物的存在下,以乳化聚合等反应制得前述有机颗粒为佳。
本发明5的介电体形成用组合物,可在无须添加添加剂或必要时加入添加剂下,于一定温度下加热以制造高介电率的介电体。又,介电体形成用组合物,最好例如是前述的介电体形成用电沉积液的形态,或必要时可掺入以往公知的添加剂涂布于基体上,于一定温度下加热以制造高介电率的介电体。使用此介电体形成用组合物涂布的方法例如可使用公知的方法,例如使用丝网印刷、各种涂布机(刮板印刷机、狭缝涂布机、帘式涂布机、线缆涂布机)、电沉积法等。其中,因电沉积法具有成本较低且可仅选择于导电性部分形成介电体层的优点,所以为较适合的方法。
又,介电体的形状依各种用途而异,而未有特别的限定,本发明的介电体形成用组合物,极适合作为薄膜形状的高介电层使用。此外,本发明中可于导电性箔上形成薄膜形状的介电体。
导电性箔
本发明5所使用的导电性箔,只要具有导电性者即可,未有特别的限定,例如铜、金、银、铂,镍、不锈钢,铝、铁与各种合金所构成的箔。前述箔中,就耐氧化性、导电性与柔软性等观点而言,以铜、金、银、铂、镍、铝等为最佳。又,必要时可使用多数导电性箔的层合物或层合于树脂基板或浸渍树脂的无纺布基板上的基板为佳。此导电性箔的厚度并未有特别的限定,一般为5至75微米,更佳为8至50微米,最佳为10至25微米的范围。
介电体的制造方法
技术领域
本发明5的介电体,是由前述发明5的介电体形成用组合物于500℃以下的温度加热所制得,加热温度较佳为100至500℃,更佳为150至300℃。以下将对高介电率薄膜的制造方法作详细的说明。
本发明5的介电体形成用电沉积液,可直接或在稀释或浓缩后、或必要时添加以往公知的添加剂而形成高介电率薄膜。使用此介电体形成用电沉积液的一般电沉积方法,可使介电体形成用电沉积液中的超微颗粒复合树脂颗粒与无机颗粒或无机复合颗粒电沉积于电极表面而制得介电体。
制造本发明5的介电体时,以将已电沉积有颗粒的树脂组分再予以加热固化为宜。加热固化的条件,为500℃以下,较佳为100至500℃,更佳为150至300℃,加热时间一般为5分钟至24小时,更佳为10分钟至12小时。
介电体的物理性质
使用本发明5的介电体形成用组合物所制得的介电体,其介电率以30以上,更佳为100以上,最佳为150以上,特佳为200以上为宜。介电正切在0.1以下,较佳为0.08以下,尤以0.06以下为最佳。又,介电正切的下限并未有限定。又,此介电体的漏电流较佳为10-8安培/厘米2以下,更佳为10-9安培/厘米2以下,最佳为10-10安培/厘米2以下。
又,此介电体的厚度,较佳为50微米以下,更佳为30微米以下。薄膜厚度的下限并未有特别的限定,但一般为1微米以上。
本发明的介电体,可于500℃以下温度进行加热焙烧,而形成介电率在30以上且介电正切在0.1以下的薄膜状且具有大静电容量的电容器等。又,具有此高介电率薄膜的印刷电路基板、半导体组合件、电容器、高频用天线等电子元件可为小型且具有高密度。
[多层回路基板]
本发明的多层电路基板是在导体层与层间树脂绝缘层交互层合在绝缘基板上、且导体层间以导孔连接所形成的组装多层电路基板,在其上下邻接的2个导体层间形成有前述的介电体层。
[多层电路基板的制造法]
以下将说明本发明的多层电路基板的制造方法中的一种方法。
本发明的多层电路基板的制造方法,是在导体层与层间树脂绝缘层交互层合在绝缘基板上、且其导体层间以导孔连接而形成组装布线层的多层电路基板的制造方法中至少包括下述(1)至(4)的步骤。
(1)于前述绝缘树脂基板上形成第1个导体电路的步骤;
(2)形成覆盖前述导体电路的层间树脂绝缘层的步骤
(3)形成可由前述层间树脂绝缘层的表面通达前述导体电路的开口,并于该开口内,涂布含有介电体用复合颗粒的介电体形成用组合物,所述的介电体用复合颗粒是由介电率在30以上的无机颗粒的部分或全部表面覆盖了含有导电性金属或其化合物或者导电性有机化合物或导电性无机物所得,以形成介电体层的步骤
(4)于前述层间树脂绝缘层的表面上,覆盖前述的介电体层以形成第2导体电路的步骤。
以下,将作更具体的说明。
(1)首先,制作绝缘性树脂基板表面上形成内层铜图案的布线基板。树脂基板,以具有无机纤维的树脂基板为佳,具体而言,例如使用至少1种以上选自玻璃布环氧基板、玻璃布聚酰亚胺基板、玻璃布双马来酰亚胺—三嗪树脂基板与玻璃布氟树脂基板者为佳。于此树脂基板上形成铜图案的方法,例如将树脂基板的两面上铺设有铜箔的铜箔层基板施以蚀刻处理等方法。又,在此基板中以钻子制作贯通孔,于贯通孔的壁面与铜箔表面进行无电解镀覆处理以形成通孔。无电解镀覆,以使用铜镀覆为佳。又,例如氟树脂基板等不易进行镀覆的基板,可使用含有有机金属钠的前处理液(商品名铁特拉)处理,或等离子体处理等将表面改质后,再进行无电解镀覆为佳。
随后,再进行增厚的电解镀覆处理。此电解镀覆是使用铜镀覆处理。又,亦可对通孔内壁与电解镀覆膜表面进行粗化处理。粗化处理例如可使用黑化(氧化)处理-还原处理、使用有机酸与二价铜配体的混合水溶液的喷雾处理、或使用铜-镍-磷针状合金镀覆等处理。又,必要时可将导电浆料填充于通孔内,再以无电解镀覆或电解镀覆的方式形成导电浆料被覆的导体层。
(2)于前述①所制得的布线基板的两面上形成层间树脂绝缘层。此树脂绝缘层具有多层印刷布线板的层间树脂绝缘层的功能。此层间树脂绝缘层上可以涂布未固化的树脂液,或将薄膜状的树脂以热压层合方式形成。
(3)随后,于此层间树脂绝缘层上,设置用于确保内层导体电路与电连接的导孔的开口、以及后述的用于在内层与外层的导体电路间形成介电层的介电体层形成用开口。此开口可使用激光穿射方式制得。此时,所使用的激光,例如碳酸气体激光、紫外线激光、等离子激光,紫外线激光等。而使用碳酸气体激光开通孔洞时,可再进行除胶渣(Desmcar)处理。此除胶渣处理可使用铬酸、过锰酸盐等水溶液所得的氧化剂进行处理,又,亦可使用氧等离子体、CF4与氧的混合等离子体或电晕放电等处理。又,使用低压水银灯照射紫外线时,可对表面进行改性。特别是CF4与氧的混合等离子体,可对树脂表面导入羟基或羰基等亲水基,使随后的CVD(化学气相沉积)或PVD(气相沉积)处理更加容易。
(4)于前述③所设置的介电体层形成用开口内,涂布本发明1、3、5的前述的介电体形成用组合物以形成介电体层。涂布方法是将该介电体形成用组合物以电沉积法、印刷法、旋涂法、薄膜层合法、滚筒涂布法等方法,或使用帘式涂布法填充于开口内为佳。此时,导孔形成用的开口,可使用适当的方法,例如贴附PET薄膜的方法将介电体层形成用开口以外的部分予以阻塞。
(5)如前述④所述,于形成介电体层后,可用适当的方法将残存于层间树脂绝缘层表面的高介电性材料以蚀刻等适当方式去除。此蚀刻处理,例如可使用KMnO3、HF-NO3,铬酸等蚀刻、或用干蚀刻方式去除。
(6)随后,将前述所粘附的阻塞导孔用的PET薄膜剥离后,于介电体层表面与树脂绝缘层表面以及导孔形成用开口的内壁面,以PVD法、CVD法或镀覆法,形成由铜形成的导体层。PVD法例如是溅镀、离子束溅镀等蒸镀法。又,CVD法例如是使用烯丙基环戊二烯合二苯基钯、二甲基金乙酰乙酸盐、丙烯腈合四甲基锡、丙烯腈合八羰基二钴等有机金属(MO)作为供应材料的PE-CVD(Plasma Enhanced CVD(等离子增强化学气相沉积法))法等。
(7)随后,于前述⑥所形成的铜导体层上,再以溅镀法形成导体层,并形成由上下二层形成的薄层导体层。考虑到此上层导体层与上述步骤所形成的铜导体层间的致密性或抗氧化性,故铜层以溅镀法铺设为佳。薄层导体层的厚度,以1微米以下为佳。此外,可用上述溅镀法再于导体层上形成同种类的无电解镀覆层。此无电解镀覆层以使用铜镀覆为最佳。其厚度以0.1微米至3微米的范围为佳。这是因为,这样就可在不损及随后作为进行电解镀覆的导电层的功能下以蚀刻方式去除。
(8)随后,于前述⑦所形成的导体层上形成抗蚀层。该抗蚀层,可由感光性干膜经层合再经曝光和显影处理而形成。
(9)其次,将前述⑦步骤所得的上层导体层作为镀覆导线进行电解镀覆,在增厚导体电路的通式,亦对导孔形成用开口进行镀覆填充。此电解镀覆层的厚度以5至30微米为佳。
(10)于步骤⑨的电解镀覆处理后,将抗蚀层剥离,并将形成于上述抗蚀层下的⑥与⑦步骤所形成的铜溅镀层,以蚀刻方式去除。蚀刻方法,例如可使用浸渍、喷雾等一般的蚀刻方法。经此处理,可使薄层导体层的铜溅镀层完全去除,而形成留有构成导体电路的铜溅镀层与铜电解镀覆层的印刷电路板。
(11)随后,可再重复②至⑩的步骤,而制得多层化的印刷电路板。
前述各步骤,将配合实施例的图3至5作详细的说明。
又,基于以上说明,导体电路的形成方法可采用半加成法(semiadditiveprocess),亦可采用全加成法(fulladditive process)。此全加成法是在树脂绝缘层表面经CVD或PVD处理形成薄层导体层后,用感光性干膜进行层合或涂布液态感光性树脂,经曝光、显影处理而形成抗蚀层,再施以无电解镀覆处理形成厚层导体层,以形成导体电路。或于树脂绝缘层表面形成镀覆抗蚀层后,以CVD或PVD处理铺设薄层导体层,然后用研磨等方法去除附着于抗蚀层表面的导体层,或去除镀覆抗蚀层,将该导体层作为催化剂进行无电解镀覆,以形成导体电路。
[布线板]
本发明的布线板至少具有讯号层、电源层、接地层与绝缘层,其中前述电源层与接地层的间形成有前述发明1至5的介电体层。
[布线板的制造方法]
本发明的布线板的制造方法,是在制造至少具有讯号层、电源层、接地层与绝缘层、且前述电源层与接地层的间设置有介电体层的布线板时,该介电体层使用含有介电体用复合颗粒的介电体形成用组合物形成,所述的介电体用复合颗粒由介电率在30以上的无机颗粒的部分或全部表面覆盖了导电性金属或其化合物或导电性有机化合物或导电性无机物所得。以下将作更具体的说明。
[布线板的制造法]
以下将对本发明布线板的一制造方法进行说明。图6是为本发明布线板的模式图。在图的说明上强调厚度方向。图6中,1为半导体,10为讯号层,12为电源层,14为接地层。电源层12与电源线是以连接片16连接,接电层14与接地线是用连接片18连接。本发明的布线板在电源层12与接地层14间设置了具有去耦电容器作用的介电体层24,此介电体层是由上述介电体形成用组合物所形成。此介电体层24夹在导体箔22间,并经由粘合层26与电源层12及接地层14粘合。又,讯号层10与电源层12间连接有聚酰亚胺等电绝缘层20为佳。
将介电体层24组装入本发明布线基板的方法,例如
(1)将介电体层14作为其他元件后再组装入布线基板的方法
(2)形成介电体层14时组装入布线基板的方法等。
(1)的方法例如,于宽幅导体箔上涂布前述1至5的介电体形成用组合物以形成膜,再于其上使导体箔形成膜,从而将介电体夹在中间以形成电容器,再与接地层组合后,可用公知方法使此电容器元件电连接。此电容器元件与接地层例如可以铅-锡、金-锡、银-铜-锡、银-锡等焊接方式或使用导电性粘合剂进行粘合。图6所示的电容器元件可根据电源层12等的尺寸而形成另一元件,或如图7所示般形成较大的尺寸并根据此电容器等而形成具有特定形状的电容器元件。又,前述电容器元件可根据布线板的形状设计出适当的尺寸或形状。例如,可经分割形成接地层,而在该分割范围内设定适当的电容量。
(2)的方法例如,将配合电源层12等的尺寸适合的导体箔22上,将前述的介电体形成用组合物涂布成膜,形成介电体层24,再用导电性粘合剂30等使接地层14所形成的导线架中直接电连接或机械连接(图8a)。必要时,亦可根据涂布于接地层的形状,在抗蚀层等形成掩模后,再将前述的介电体形成用组合物涂布成膜,以形成介电体层24,然后使用导电性粘合剂30等使电源层12中直接电连接或机械连接(图8b)。
又,上述说明中,布线板的最下层可为接地层,也可适当设定电源层与接地层的设置顺序,此点亦适用于多层布线板。前述本发明的多层布线板,因布线板内可内藏去耦电容器,故使用该装半导体集成块的树脂塑成型板,可获得紧贴半导体集成块的安装位置装有去耦电容器的半导体装置,故可得到具有优良高速讯号处理特性的半导体装置。
产业上利用的可能性
使用本发明1的介电体用复合颗粒,如前所述般,于进行500℃以下温度的低温加热时,可得到具有0.1以下低介电正切且具有30以上高介电率的介电体或高介电薄膜。
又,本发明1的高介电率薄膜,因可用丝网印刷或电沉积方式由介电性浆料或电沉积性水性分散液制得,故可容易地通过调节印刷条件或电沉积条件等来控制膜厚,因而具有优良的形成性和对基体的追随性。
此外,由电沉积液形成薄膜的方法可选择性地由高介电率的薄膜,故较以往的光致蚀刻法或印刷法等可制得更廉价且具有更高精确度的高介电率薄膜。
本发明1的高介电率薄膜,因为是薄膜状且具有高介电率,故极适合用于印刷电路基板、半导体集成块、电容器、高频用天线等电子元件。
本发明1的电子元件,因设有前述高介电率薄膜,故可达小型化、薄膜化等目的。
使用本发明1的附有导电性箔的介电体层或发明2的可层合的附有导电性箔的介电体层,可于300℃以下的低加热温度下容易地制成电容器。
又,本发明的附有导电性箔的介电体层,因为是薄膜状且具有高介电率,故极适合用于印刷电路基板、半导体集成块、电容器、高频用天线等电子元件。
使用本发明3的介电体形成用组合物,如前所述般,可于500℃以下的低加热温度下,形成具有0.1以下低介电正切与30以上高介电率的介电体,此外还可形成具有高尺寸精确度的图案。
又,本发明3的介电体,因为薄膜状且具有高介电率,故极适合用于印刷电路基板、半导体集成块、电容器、高频用天线等电子元件。又,本发明3的电子元件,因设有前述介电体,故可达小型化、薄膜化等目的。
使用本发明4的感光性转印膜,如前所述般,可于500℃以下的低加热温度下,形成具有0.1以下低介电正切与30以上高介电率的介电体。
本发明4的介电体,因为是薄膜状且具有高介电率,故极适合用于印刷电路基板、半导体集成块,电容器、高频用天线等电子元件。又,本发明4的电子元件,因设有前述高介电体,故可达小型化、薄膜化等目的。
使用本发明5的介电体形成用组合物,如前所述般,可于500℃以下的低加热温度下,形成具有0.1以下低介电正切与30以上高介电率的介电体。
又,本发明5的介电体,可由介电体形成用电沉积液以电沉积方式制得,故可通过调节电沉积条件来容易地控制膜厚度,而使成型性、基体追随性优良。此外,用电沉积以形成介电体的形成法可选择性地制得高介电率层,故较以往的光致蚀刻法或印刷法等可制得更廉价且具有更高精确度的高介电率层。本发明5的高介电体,因为是薄膜状且具有高介电率,故极适合用于印刷电路基板、半导体集成块、电容器、高频用天线等电子元件。又,本发明5的电子元件,因设有高介电率的介电体,故可达小型化、薄膜化等目的。
本发明6的多层布线板,是于整合布线层内的内层导体电路与外层导体电路间的层间树脂绝缘层内,使用特定介电体形成用组合物以形成高介电体层,因为它能提供布线层内的电容器功能,所以于高频区域中可得到优良的电源稳定性的效果。
本发明7的布线板,如上所述般,因于层间内藏有设有介电体层的具有大电容量的去耦电容器,故可提供一种具有优良高速讯号处理特性的多层布线基板。又,因用前述的介电体形成用组合物以制作电容器元件,故可用适合以往的制造过程制造布线板,且容易制得内藏有去耦电容器的布线板。又,将电容器元件以其他元件方式制造时可容易地制得较大电容量的电容器,且可降低制造费用。
本发明的具有布线板的半导体装置,可于紧贴半导体集成块的安装位置处设置去耦电容器,故具有可有效地处理高速讯号且于高频区域中具有优良电源稳定性的半导体装置的效果。
实施例
以下,将以实施例对本发明作具体的说明,但本发明并不受此实施例任何的限制。又,以下说明中,若无特别说明时,“份”与“%”皆以重量计。又,实施例中,重均分子量(Mw)是依东苏公司制硅胶渗透色层分析法(GPC)(商品名HLC-802A)所测定的聚苯乙烯换算的平均分子量。
实施例A(对应于发明1)
将钛酸钡颗粒(商品名(HPAT-1)、富士钛公司制,平均粒径0.6微米,介电率2000)于真空中,将银以蒸镀法制得钛酸钡表面覆盖了银的介电体用复合颗粒(1)。
由蒸镀前后的重量变化,可得知钛酸钡表面上附着有10%的银。又,粉体以SEM观察结果确认颗粒表面附着有银的微粒。
将钛酸钡颗粒(商品名(AT-02)、堺化学公司制,平均粒径0.2微米,介电率2000)100份与乙炔碳黑6份预混,使用混炼机(奈良机械公司制)以物理化学法形成钛酸钡的表面上附着了乙炔碳黑的介电体用复合颗粒(2)。
所得粉体以SEM观察结果,确认出颗粒表面附着有碳微粒。又,以SIMS检测时钛酸钡表面的碳换算为重量比时,确认其附着有5%。
用无电解磷-镍镀覆法将氧化钛颗粒(商品名(TTO-55)、石原产业公司制,平均粒径0.2微米,介电率110)的表面包覆镍,而制得介电体用复合颗粒(3)。
所得粉体以SEM观察结果,确认出颗粒表面附着有镍微粒。又,以SIMS检测时钛酸钡表面的镍换算为重量比时,确认其附着有20%。
将钛酸钡颗粒(商品名(HPAT-1)、富士钛公司制,平均粒径0.6微米,介电率2000)100份与银微粒(真空冶金公司制,平均粒径0.05微米)10份预混,使用混炼机(奈良机械公司制)以物理化学法形成钛酸钡的表面上附着银的介电体用复合颗粒(4)。
所得粉体以SEM观察结果,确认出颗粒表面附着有银微粒。又,以SIMS检测时钛酸钡表面的银换算为重量比时,确认其附着有8%。
反应容器内,将25克的甲基丙烯酸缩水甘油酯(以下简称GMA)与,10克的丙烯腈(简称为AN)与,15克的甲基丙烯酸甲酯(简称为MMA)与,50克的二噁烷(简称为DOX)混合,使其为均匀的反应原料溶液。
对此反应原料溶液,于经30分钟的氮吹泡后,添加1.9克的2,2-偶氮双异丁睛(简称为AIAN)。
于氮气持续吹泡下,将反应容器内的温度升温至70℃,于此温度下持续进行7小时的聚合反应。将所得的反应溶液与大量的己烷混合,使聚合物凝固后,再取此聚合物,使其再溶解于二噁烷中。并重复5次将聚合物凝固,以二噁烷再溶解的操作,以去除未反应的单体。随后,于70℃,减压条件下使二噁烷蒸发,得白色含环氧基的聚合物。此聚合物的重均分子量,以GPC(凝胶渗透色谱法)进行测定结果,为110,000。
将32.29克(90毫摩尔)的四羧酸二酐的3,3’,4,4’-二苯基砜四羧酸二酐与3.00克(10毫摩尔)的1,3,3a,4,5,9A-六氢-5(四氢-2,5--二氧代-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮,36.95克(90毫摩尔)的二胺化合物的2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷与2.49克(10毫摩尔)的有机硅氧烷LP7100(商品名,信越化学公司制)溶解于450克的N-甲基-2-吡咯烷酮中,于室温下反应12小时。随后,将32克的吡啶与71克的醋酸酐添加入此反应液中,于100℃下进行3小时的脱水闭环反应。随后,将反应溶液以减压馏除方式精制,得固体组分10%的聚酰亚胺溶液。
将放有100份二甘醇单乙基醚的反应容器中,于氮气环境下保持85℃,并将由65份的丙烯酸正丁酯、30份的丙烯酸二甲基氨基乙酯、5份的甲基丙烯酸缩水甘油酯与1份的偶氦双异丁腈所得的混合液以5小时时间连续地添加于此反应容器中,于搅拌下使溶液进行聚合。滴入终了后,于85℃下再经过2小时的搅拌,使溶液聚合完结,得固体组分为50%的丙烯酸酯聚合物溶液。
将50份(固体组分)的聚酰亚胺溶液与30份(固体组分)的丙烯酸酯聚合物溶液与20份的艾匹828(油化蚬壳环氧公司制)混合,于70℃下反应3小时后,将3份乙酸徐徐添加混合,以调整pH值。随后,将1000份蒸馏水徐徐添加同时加以强力搅拌,制得以聚酰亚胺类树脂为主要组分的有机颗粒的阳离子性乳液。
(有机颗粒乳液的制作环氧类树脂乳液)
将46.3份的由甲苯二异氰酸酯与2-乙基己醇所得的嵌段异氰酸酯与89.3份的由艾匹828(油化蚬壳环氧公司制)与二乙基胺反应所制得的环氧基胺附加物混合,再加入pH值调整剂的乙酸3.8份。将其投入于搅拌中的1200份离子交换水中,制得以环氧类树脂前体为主要组分的有机颗粒的阳离子性乳液。
将8重量份由热固性树脂的环氧树脂的艾匹1004(平均分子量1600,油化蚬壳环氧公司制),与合成例1所制得的含环氧基的聚合物3重量份溶解于乙酸乙二醇单丁醚酯60重量份中,使成均匀树脂溶液。于此树脂溶液中,将实施例A1所得的介电体用复合颗粒(1)100重量份与,乙炔碳黑8份加入其中。随后使用3辊滚筒将此介电体浆料组合物材料混炼1小时,得介电体浆料。此介电体浆料的粘度为50000毫帕·秒。
将15重量份实施例A1所制得的介电体用复合颗粒(1)、0.2重量份乙炔碳黑加入85重量份异丙醇中后,以均化搅拌器混合后,以超声波进行分散处理,得未形成凝聚物的介电体用复合颗粒的分散液(固体组分15%)。
随后,在前述分散液100重量份中,加入以前述合成例A2所制得的聚酰亚胺类树脂为主要组分的有机颗粒的阳离子性乳液40份,混合,以制得电沉积用水性分散液。
将15重量份实施例A4所制得的介电体用复合颗粒(4)、0.1重量份乙炔碳黑加入85重量份异丙醇中,以均化搅拌器混合后,以超声波进行分散处理,得未形成凝聚物的介电体用复合颗粒的分散液(固体组分15%)。
随后,在前述分散液100重量份中,加入以前述合成例A2所制得的聚酰亚胺类树脂为主要组分的有机颗粒的阳离子性乳液40份,混合,以制得电沉积用水性分散液。
将15重量份实施例A2所制得的介电体用复合颗粒(2)、0.1重量份碳化硅(平均粒径0.1微米)加入85重量份异丙醇中后,以均化搅拌器混合后,以超声波进行分散处理,得未形成凝聚物的介电体用复合颗粒的分散液(固体组分15%)。
随后,在前述分散液100重量份中,加入以前述合成例A3所制得的环氧类树脂为主要组分的有机颗粒的阳离子性乳液20份,混合,以制得电沉积用水性分散液。
于实施例A5中,除将实施例A1所制得的介电体用复合颗粒(1)以钛酸钡颗粒(富士钛公司制,商品名,HPAT-)),平均粒径0.6微米,介电率2000)替代外,其他皆依相同方法制得浆料组合物。
于实施例A6中,除将实施例A1所制得的介电体用复合颗粒(1)以钛酸钡颗粒(富士钛公司制,商品名(HPAT-1),平均粒径0.6微米,介电率2000)替代外,其他皆依相同方法制得水性分散液。
薄膜的形成与性能的评估
①以丝网印刷方法涂布
将前述实施例A5与比较例A1的介电体浆料以丝网印刷机印刷于铜箔上。经100℃、10分钟预焙烧后,再于烘箱中经150℃、30分钟加热固化。于使用电磁膜厚计测定膜厚度结果,得知介电体薄膜只有厚度为20微米的均匀涂膜。
②以电沉积法涂布
于前述实施例A6至A8与比较例A2的电沉积用水性分散液中,分别配置作为阴极的铜板与对向电极的SUS板,100伏的固定电压法使颗粒电沉积于阴极侧的铜板上。随后,于100℃下加热10分钟,随后再将实施例A6至A7与比较例A2于250℃、30分钟,实施例A8于150℃、30分钟的加热后得厚度10微米的介电体薄膜。
实施例A5至A8与比较例A1、A2所制得的薄膜性能是依下述方法予以评估。
其结果如表A1所示。
介电率、介电正切、体积电阻率按照JIS K 6911测定。
又,漏电流使用绝缘电阻计(修雷特公司制)所测得。
介电率、介电正切是为频率1赫兹下的测定值。
对于固化薄膜,于121℃、湿度100%,2气压的条件下,进行72小时的耐湿热性试验,于试验前后进行红外线分光测定,从该变化的程度依下述基准评估耐湿热性。
○…末产生变化,确定具有耐湿热性
×…产生较大变化,确定没有耐湿热性
表A1
由表A1的结果得知,实施例A5至A8所得的薄膜皆具有良好电特性。特别是有机颗粒使用聚酰亚胺的实施例A6、A7中,可制得具有较高的体积电阻率与较低漏电流的薄膜。
实施例B(对应于发明1)
将钛酸钡颗粒(商品名“HPBT-1”、富士钛公司制,平均粒径0.6微米,介电率2000)以无电解磷-镍镀覆法使其表面涂覆镍,制得介电体用复合颗粒(1)。
所得粉体以SEM观察结果,确认颗粒的一部分表面附着了镍的微粒。又,以SIMS对钛酸钡表面所附着的镍换算为重量比时,确认其附着有5%的镍。又,粉末的比表面积为3.6米2/克。
将钛酸钡颗粒(商品名“HPBT-1”,富士钛公司制,平均粒径0.6微米,介电率2000)以无电解银镀覆法使其表面涂覆银,制得介电体用复合颗粒(2)。
所得粉体以SEM观察结果,确认颗粒的一部分表面附着有银的微粒。又,以SIMS对钛酸钡表而所附着的银换算为重量比时,确认其附着有1%的银。又,粉末的比表面积为3.4米2/克。
将钛酸钡颗粒(商品名“HPBT-1”、富士钛公司制,平均粒径0.6微米,介电率2000)以无电解铜镀覆法使其表面涂覆铜,制得介电体用复合颗粒(3)。
所得粉体以SEM观察结果,确认颗粒的一部分表面附着有铜的微粒。又,以SIMS对钛酸钡表面所附着的铜换算为重量比时,确认其附着有10%的铜。又,粉末的比表面积为3.7米2/克。
将钛酸钙颗粒(平均粒径2微米,介电率140)以无电解磷一镍镀覆法使其表面涂覆镍,制得介电体用复合颗粒(4)。
所得粉体以SEM观察结果,确认颗粒的一部分表面附着有镍的微粒。又,以SIMS对钛酸钡表丽所附着的镍换算为重量比时,确认其附着有2%的镍。又,粉末的比表面积为1.5米2/克。
将钛酸钡颗粒(商品名(BTZ-02)、堺化学公司制,平均粒径0.2微米,介电率2000)以无电解磷一镍镀覆法使其表面涂覆镍,制得介电体用复合颗粒(5)。
所得粉体以SEM观察结果,确认颗粒的一部分表面附着有镍的微粒。又,以SIMS对钛酸钡表面所附着的镍换算为重量比时,确认其附着有5%的镍。又,粉末的比表面积为7.6米2/克。
反应容器内,将25克的甲基丙烯酸缩水甘油酯(以下简称GMA),10克的丙烯腈(简称为AN),15克的甲基丙烯酸甲酯(简称为MMA)与50克的二噁烷(简称为DOX)混合,使其为均匀的反应原料溶液。
对此反应原料溶液,于经30分钟的氮吹泡混合后,添加1.9g的聚合引发剂的2,2-偶氮双异丁腈(简称为AIAN)。
于氦气持续吹泡混合中,将反应容器内的温度升温至70℃,于此温度下持续进行7小时的聚合反应。将所得的反应溶液与,大量的己烷混合,于聚合物凝固后,再取此聚合物,使其再溶解于二噁烷中。并重复5次将聚合物以己烷凝固、以二噁烷再溶解的操作,以去除末反应的单体。随后,于70℃、减压条件下使二噁烷蒸发,得白色含环氧基的聚合物。此聚合物的重均分子量,以GPC(凝胶渗透色谱法)进行测定结果,为110,000。
将32.29克(90毫摩尔)的四羧酸二酐的3,3’,4,4’-二苯基砜四羧酸二酐与3.00克(10毫摩尔)的1,3,3a,4,5,9A-六氢-5(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮,36.95克(90毫摩尔)的二胺化合物的2,2-双[4-(1-氨基苯氧基)苯基]丙烷与2.49克(10毫摩尔)的有机聚硅氧烷LP7100(商品名,信越化学公司制)溶解于450克的N-甲基-2-吡咯烷酮中,于室温下反应12小时。随后,将32克的吡啶与71克的醋酸酐添加入此反应液中,于100℃下进行3小时的脱水闭环反应。随后,将反应溶液以减压馏除方式精制,得固体组分10%的聚酰亚胺溶液。
将放有100份二甘醇单乙基醚的反应容器中,于氦气环境下保持85℃,并将由65份的丙烯酸正丁酯、30份的丙烯酸二甲氨基乙酯、5份的甲基丙烯酸缩水甘油酯与1份的偶氦双异丁腈所得的混合液以5小时时间连续地添加于此反应容器中,于搅拌下使溶液进行聚合。滴入终了后,于85℃下再经过2小时的搅拌,使溶液聚合完结,得固体组分为50%的丙烯酸酯聚合物溶液。
将50份(固体组分)的聚酰亚胺溶液与30份(固体组分)的丙烯酸聚合物溶液与20份的艾匹828(油化蚬壳环氧公司制)混合,于70℃下反应3小时后,将3份乙酸徐徐添加混合,以调整pH值。随后,将1000份蒸馏水徐徐添加同时并强力搅拌,而制得以聚酰亚胺类树脂为主要组分的有机颗粒的阳离子性乳液。
将46.3份的由甲苯二异氰酸酯与2-乙基己醇所得的嵌段异氰酸酯与89.3份的由艾匹828(油化蚬壳环氧公司制商品名)与二乙基胺反应所制得的环氧基胺附加物混合,再加入pH值调整剂的乙酸3.8份。将其投入于搅拌中的1200份离子交换水中,而制得以环氧类树脂前体为主要组分的有机颗粒的阳离子性乳液。
将8重量份由热固性树脂的环氧树脂的艾匹1004(平均分子量1600,油化蚬壳环氧公司制商品名),与合成例B1所制得的含环氧基的聚合物3重量份溶解于乙酸乙二醇单丁醚酯60重量份中,使成均匀树脂溶液。于此树脂溶液中,将实施例B1所得的介电体用复合颗粒(1)100重量份与,乙炔碳黑8份加入其中。随后使用3辊滚筒将此介电体浆料组合物材料混炼1小时,得介电体浆料。此介电体浆料的粘度为50000毫帕·秒。
将15重量份实施例B1所制得的介电体用复合颗粒(1)、0.2重量份乙炔碳黑加入85重量份异丙醇中后,以均化搅拌器混合,以超声波进行分散处理后,得末形成凝聚物的介电体用复合颗粒的分散液(固体组分15%)。
随后,在前述分散液100重量份中,加入以前述合成例B2所制得的聚酰亚胺类树脂为主要组分的有机颗粒的阳离子性乳液40份混合,以制得电沉积用水性分散液。
将15重量份实施例B2所制得的介电体用复合颗粒(2),0.1重量份乙炔碳黑加入85重量份异丙醇中后,以均化搅拌器混合,以超声波进行分散处理后,得未形成凝聚物的介电体用复合颗粒的分散液(固体组分15%)。
随后,在前述分散液100重量份中,加入以前述合成例B2所制得的聚酰亚胺类树脂为主要组分的有机颗粒的阳离子性乳液40份混合,以制得电沉积用水性分散液。
将15重量份实施例B3所制得的介电体用复合颗粒(3)、0.1重量份乙炔碳黑加入85重量份异丙醇中后,以均化搅拌器混合,以超声波进行分散处理后,得未形成凝聚物的介电体用复合颗粒的分散液(固体组分15%)。
随后,在前述分散液100重量份中,加入以前述合成例B3所制得的环氧类树脂为主要组分的有机颗粒的阳离子性乳液20份混合,以制得电沉积用水性分散液。
将15重量份实施例B4所制得的介电体用复合颗粒(4)、0.1重量份乙炔碳黑加入85重量份异丙醇中后,以均化搅拌器混合,以超声波进行分散处理后,得未形成凝聚物的介电体用复合颗粒的分散液(固体组分15%)。
随后,在前述分散液100重量份中,加入以前述合成例B2所制得的聚酰亚胺类树脂为主要组分的有机颗粒的阳离子性乳液40份混合,以制得电沉积用水性分散液。
将15重量份实施例B5所制得的介电体用复合颗粒(5)、0.2重量份乙炔碳黑加入85重量份异丙醇中后,以均化搅拌器混合,以超声波进行分散处理后,得未形成凝聚物的介电体用复合颗粒的分散液(固体组分15%)。
随后,在前述分散液100重量份中,加入以前述合成例B2所制得的聚酰亚胺类树脂为主要组分的有机颗粒的阳离子性乳液40份混合,以制得电沉积用水性分散液。
于实施例B6中,除将实施例1所制得的介电体用复合颗粒(1)以钛酸钡颗粒(富士钛公司制,商品名“HPBT-1”,平均粒径0.6微米,介电率2000)替代外,其他皆依相同方法制得浆料组合物。
于实施例B7中,除将实施例B1所制得的介电体用复合颗粒(1)以钛酸钡颗粒(富士钛公司制,商品名“HPBT-1”,平均粒径0.6微米,介电率2000)替代外,其他皆依相同方法制得水性分散液。
薄膜的形成和性能评价
①以丝网印刷方法涂布
将前述实施例B5与比较例B1的介电体浆料以丝网印刷机印刷于铜箔上。经100℃、10分钟预焙烧后,再于烘箱中经150℃、30分钟加热固化。于使用电磁膜厚计测定膜厚度结果,得知介电体薄膜具有厚度为20微米的均匀涂膜。
②以电沉积法涂布
于前述实施例B6至B9与比较例B2的电沉积用水性分散液中,分别配置作为阴极的铜板与对向电极的SUS板,以100伏的固定电压法使颗粒电沉积于阴极侧的铜板上。随后,于100℃下加热10分钟,随后再以实施例B6至B7与比较例B2为250℃、30分钟,实施例B8为150℃、30分钟的加热后得厚度10微米的介电体薄膜。
实施例B6至B11与比较例B1、B2所制得的薄膜性能是依下述方法予以评估。
其结果如表B1所示。
介电率、介电正切、体积电阻率按照JIS K 6911测定。
又,漏电流是使用绝缘电阻计(修雷特公司制)所测得。
介电率、介电正切是为频率1赫兹下的测定值。
对于固化薄膜,于121℃、湿度100%、2气压的条件下,进行72小时的耐湿热性试验,于试验前后进行红外线分光测定,从该变化的程度,依下述基准评估耐湿热性。
○…未产生变化,确定具有耐湿热性
×…产生较大变化,确定没有耐湿热性
表B1
由表B1的结果得知,实施例B6至B11所得的薄膜皆具有良好电特性。特别是有机颗粒使用聚酰亚胺的实施例B7、B8、B10、B11中,可制得具有较高的体积电阻率与较低漏电流的薄膜。
又,本发明范围外的比较例B1、比较例B2则具有不良的介电正切。
实施例C(对应于发明2)
反应容器内,将25克的甲基丙烯酸缩水甘油酯与,10克的丙烯腈与,15克的甲基丙烯酸甲酯与,50克的二噁烷混合,使成为均匀的反应原料溶液。
对此反应原料溶液,于经30分钟的氮吹泡混合后,添加1.9克的作为聚合引发剂的2,2-偶氮双异丁腈。于氮气持续吹泡混合下,将反应容器内的温度升温至70℃,于此温度下持续进行7小时的聚合反应。将所得的反应溶液与,大量的己烷混合,使聚合物凝固后,再取此聚合物,使其再溶解于二噁烷中。并重复5次将聚合物凝固、以二噁烷再溶解的操作,以去除末反应的单体。随后,于70℃、减压条件下使二噁烷蒸发,得白色含环氧基的聚合物。此聚合物的重均分子量,以GPC(凝胶渗透色谱法)进行测定结果,为110,000。
将32.29克(90毫摩尔)的四羧酸二酐的3,3’,4,4’-二苯基砜四羧酸二酐与3.00克(10毫摩尔)、3,3a,4,5,9A-六氢-5(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮,36.95克(90毫摩尔)的二胺化合物的2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷与2.49克(10毫摩尔)的有机硅氧烷LP7100(商品名,信越化学公司制)溶解于450克的N-甲基-2-吡咯烷酮中,于室温下反应12小时。随后,将32克的吡啶与71克的醋酸酐添加入此反应液中,于100℃下进行3小时的脱水闭环反应。随后,将反应溶液以减压馏除方式精制,得固体组分10%的聚酰亚胺溶液。
将放有100份二甘醇单乙基醚的反应容器中,于氮气环境下保持85℃,并将由65份的丙烯酸正丁酯、30份的丙烯酸二甲氨基乙酯、5份的甲基丙烯酸缩水甘油酯与1份的2,2-偶氮双异丁腈所得的混合液以5小时时间连续地添加于此反应容器中,于搅拌下使溶液进行聚合。滴入终了后,于85℃下再经过2小时的搅拌,使溶液聚合完结,得固体组分为50%的丙烯酸酯聚合物溶液。
将50份(固体组分)的聚酰亚胺溶液与30份(固体组分)的丙烯酸酯聚合物溶液与20份的艾匹828(油化蚬壳环氧公司制商品名)混合,于70℃下反应3小时后,将3份乙酸徐徐添加混合,以调整pH值。随后,将1000份蒸馏水徐徐添加同时并强力搅拌,制得以聚酰亚胺类树脂为主要组分的有机颗粒的阳离子性乳液(固体组分6.5%)。
将46.3份的由甲苯二异氰酸酯与2-乙基己醇所得的嵌段异氰酸酯与89.3份的由艾匹828(油化蚬壳环氧公司制商品名)与二乙基胺反应所制得的环氧基胺附加物混合,再加入pH值调整剂的乙酸3.8份。将其投入于搅拌中的1200份离子交换水中,而制得以环氧类树脂前体为主要组分的有机颗粒的阳离子性乳液(固体组分10%)。
将钛酸钡颗粒(商品名“HPBT-1”、富士钛公司制,平均粒径0.6微米,介电率2000)100份与300份的甲基丙二醇以均化搅拌机混合,再以超声波进行分散处理而制得未具有凝聚物的无机颗粒的分散体1(固体组分25%)。
将钛酸钡颗粒(商品名“HPBT-1”、富士钛公司制,平均粒径0.6微米,介电率2000)以无电解银镀覆法使其表面包覆银。所得介电体用复合颗粒(1)以SEM观察结果,确认颗粒的一部分表面以岛状形式附着有钡的微粒。又,以萤光X线测定结果,得知所附着银的量,对钛酸钡而言为20重量%。又,介电体用复合颗粒(1)的比表面积为3.0米2/克。
随后,将所得介电体用复合颗粒(1)100份与300份的甲基丙二醇以均化搅拌机混合,再以珠磨机处理而制得未具有凝聚物的无机颗粒的分散体1(固体组分25%)。
将钛酸钡颗粒(商品名“BT-02”、堺化学工业公司制,平均粒径0.2微米,介电率2000)以无电解铜镀覆法使其表面包覆铜。所得介电体用复合颗粒(2)以SEM观察结果,确认颗粒的一部分表面以岛状形式附着有铜的微粒。又,以萤光X线测定结果,得知所附着铜的量,对钛酸钡而言为10重量%。又,介电体用复合颗粒(2)的比表面积为7.0米2/克。
随后,将所得介电体用复合颗粒(2)100份与300份的甲基丙二醇以均化搅拌机混合,再以珠磨机处理而制得未具有凝聚物的无机颗粒的分散体2(固体组分25%)。
将氧化铝颗粒(拜可公司制,平均粒径0.1微米,介电率10)100份与300份的异丙醇以均化搅拌机混合,再以超声波进行分散处理而制得未具有凝聚物的无机颗粒的分散体2(固体组分25%)。
将2份合成例1的含环氧基的聚合物与10份艾匹1004(平均分子量1600,油化蚬壳环氧公司制),溶解于100重量份乙酸乙二醇丁醚酯中,使成均匀树脂溶液。于此树脂溶液中,将乙炔碳黑10份、50微米鳞片状银粉90份加入其中。随后使用3辊滚筒混炼1小时,得导电性粘合剂。
将8重量份由热固性树脂的环氧树脂的艾匹1004(平均分子量1600,油化蚬壳环氧公司制),与合成例C1所制得的含环氧基的聚合物3重量份溶解于乙酸乙二醇丁醚酯60重量份中,使成均匀树脂溶液。向此树脂溶液中,将合成例C5所得的介电体用复合颗粒(1)100重量份与,乙炔碳黑1份加入其中。随后使用3辊滚筒将此介电体浆料组合物材料混炼1小时,得介电体浆料(1)。此介电体浆料的粘度为50000毫帕·秒。
将导电性浆料(1)使用模塑涂布机涂布于13微米铜箔(粗面)上,并以100℃进行15分钟干燥。于此介电体层上再使用模塑涂布机将合成例8的导电性粘合剂涂布于其上,并经100℃、15分钟的干燥,而制得附有粘合层的铜箔的介电体层(1)。其截面以SEM观察结果,得知介电体层的厚度为10微米,粘合层的厚度为2微米。
将覆铜箔的介电体层(1)于FR-5的CCL基板上,减压下以层压力(100兆帕·米)、温度170℃进行30分钟的层合。
于上层铜箔部上以DFR形成1毫米方的图案,并使用氯化铜蚀刻液制成作为电容器上部电极的图案。所形成的电容器容量(1赫兹)以LCR计测器(修雷特公司制)进行计测。又,漏电流以绝缘电阻计测器(修雷特公司制)进行计测。其结果如表C1所示。
于40重量份合成例C5所制得的介电体用复合颗粒的分散液1(固体组分25%)中,加入40重量份的以合成例C2所制得的聚酰亚胺类树脂为主要组分的有机颗粒的阳离于性乳液,经混合后制得电沉积用水性分散液(1)。
于树脂基板上粘贴13微米的铜箔,随后将其作为阴极,于电沉积用水性分散液(1)中以10毫安的定电流予以电沉积,并于120℃下进行10分钟的干燥。随后,导电性粘合剂是合成例C3的环氧类树脂乳液,在此乳液中浸渍,于100℃下干燥10分钟,经由此一步骤而制得覆铜箔的介电体层(2)。其截面以SEM观察结果,得知介电体层的厚度为10微米,粘合层的厚度为0.8微米。
将覆铜箔的介电体层(2)于FR-5的CCL基板上,减压下以层压力(100MPa·m)、温度230℃进行30分钟的层合。
随后,依实施例C1相同方式形成电容器,并对电容器的容量以漏电流测定,其结果如表C1所示。
除将实施例C2中合成例C5的介电体用复台颗粒的分散液1以合成例C4的无机颗粒的分散液1替代外,其他皆依相同的方法进行评估,其结果如表C1所示。
除将实施例C2中合成例C5的介电体用复合颗粒分散液1以合成例C6的介电体用复合颗粒分散液2替代外,其他皆依相同的方法进行评估,其结果如表C1所示。
除将实施例C2中合成例C2所得的以聚酰亚胺类树脂为主要组分的有机颗粒的阳离子性乳液40重量份以合成例C3所得的以环氧类树脂前体为主要组分的有机颗粒的阳离子性乳液20重量份替代,层合温度由230℃改变为170℃外,其他皆依相同的方法进行评估,其结果如表C1所示。
除将实施例C2中合成例C5的介电体用复合颗粒分散液1以合成例C7的无机颗粒的分散体2替代外,其他皆依相同的方法进行评估,其结果如表C1所示。
表C1
由表C1的结果得知,实施例C1至C5的附有导电性箔的介电体层所制得的电容器皆具有极高的静电容量,且具有较低的漏电流。
相对于此,本发明范围外的比较例C1,其静电容量则极小。
实施例D(对应于发明3-1)
(1)介电体用复合颗粒的制造
将钛酸钡颗粒(商品名“HPBT-1”、富士钛公司制,平均粒径0.6微米,介电率2000)以无电解银镀覆法使表面包覆银,而得介电体用复合颗粒(a)。
又,所制得的粉体以SEM(扫描型电子显微镜)观察结果,确认颗粒的一部份表面附着有银的微粒。又,以SIMS(二次离子型质量分析法)测得钛酸钡表面上所附着的银,换算为重量比时是附着有10%。又,粉末的比表面积为3.8米2/克。
(2)感光性介电体形成用组合物的制作
介电体用复合颗粒是使用前述的介电体用复合颗粒(a)100份,碱可溶性树脂是使用甲基丙烯酸正丁酯/甲基丙烯酸3-羟丙酯/甲基丙烯酸=60/20/20(质量%)的共聚物(Mw=50,000)10份,含不饱和烯基的化合物的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5份,光致聚合引发剂的2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁烷-1-酮1份,用丙二醇单甲基醚100份作为溶剂,用油酸1份作为分散剂,用乙炔碳黑0.5份作为填充剂,将其使用珠磨机混炼后,以不锈钢筛(500筛目)过滤后,制得感光性介电体形成用组合物。
(3)感光性介电体形成用组合物的涂布步骤
将感光性介电体形成用组合物以刮板涂布机涂布于印刷布线基板上,涂膜以100℃、5分钟干燥方式将溶剂全部去除,得厚度为20微米的感光性介电体层。
(4)介电体层的曝光步骤,显影步骤
对感光性介电体层,介以曝光用掩模(500微米方的点状图案),以超高压水银灯照射i线(波长365纳米的紫外线)线。其照射量为400毫焦/厘米2。
曝光结束后,对于经曝光处理后的感光性介电体层,以0.5质量%的碳酸钠水溶液(30℃)作为显影液,以喷洒法进行1分钟显影处理。随后以超纯水进行水洗处理,经由此处理,可去除未经紫外线照射的未固化的感光性介电体层,而形成图案。
(5)介电体层图案的固化步骤
将产生感光性介电体层图案的印刷电路基板于烘箱中,于200℃的温度环境下进行30分钟的固化处理。经由此处理,于印刷电路基板的表面制得介电体图案。
对于所制得的介电体图案的图案特性与介电体特性,是依后述方法进行评估,其结果如表D1所示。
除碱可溶性树脂是使用甲基丙烯酸正丁酯/甲基丙烯酸3-羟丙酯/甲基丙烯酸=60/20/20(质量%)的共聚物(Mw=100,000)20份,含不饱和烯基的化合物是使用三羟甲基丙烷三丙烯酸酯10份以外,其他皆依实施例D1相同方法制作感光性介电体形成用组合物。除使用该感光性介电体形成用组合物外,其他皆依实施例D1相同方法,对形成厚度20微米的感光性介电体层,进行曝光、显影、固化等步骤,以制作介电体图案,并进行评估。其结果如表D1所示。
将钛酸钡颗粒(商品名“BT-02”、堺化学公司制,平均粒径0.2微米,介电率2000)以无电解银镀覆法使表面包覆银,而得介电体用复合颗粒(b)。
又,所制得的粉体以SEM观察结果,确认颗粒的一部份表面附着有银的微粒。又,以SIMS测得钛酸钡表面上所附着的银,换算为重量比时是附着有20%。又,粉末的比表面积为4.0米2/克。
对于(A)介电体用复合颗粒,除使用前述的介电体用复合颗粒(b)100份外,其他皆依实施例D1相同方法,制得感光性介电体形成用组合物。除使用该感光性介电体形成用组合物以外,其他皆依实施例D1相同方法,对形成的厚度20微米的感光性介电体层,进行曝光、显影、固化等步骤,以制作介电体图案,并进行评估。其结果如表D1所示。
将钛酸钙颗粒(平均粒径2微米,介电率140)以无电解磷一镍镀覆法使其表面包覆镍,而得介电体用复合颗粒(c)。
又,所制得的粉体以SEM观察结果,确认颗粒的一部份表面附着有镍的微粒。又,以SIMS测得钛酸钙表面上所附着的镍换算为重量比时是附着有10%。又,粉末的比表面积为2.0米2/克。
对于介电体用复合颗粒,除使用前述的介电体用复合颗粒(c)100份外,其他皆依实施例D1相同方法.,制得感光性介电体形成用组合物。除使用该感光性介电体形成用组合物以外,其他皆依实施例D1相同方法,对形成的厚度20微米的感光性介电体层,进行曝光、显影、固化等步骤,以制作介电体图案,并进行评估。其结果如表D1所示。
除含不饱和烯基的化合物用三羟甲基丙烷三丙烯酸酯1份替代外,其他皆依实施例D1相同方法,制得感光性介电体形成用组合物。除使用该感光性介电体形成用组合物以外,其他皆依实施例D1相同方法,对形成的厚度20微米的感光性介电体层,进行曝光、显影、固化等步骤,以制作介电体图案,并进行评估。其结果。如表D1所示。
除含不饱和烯基的化合物用三羟甲基丙烷三丙烯酸酯50份替代外,其他皆依实施例D1相同方法,制得感光性介电体形成用组合物。除使用该感光性介电体形成用组合物以外,其他皆依实施例D1相同方法,对形成的厚度20微米的感光性介电体层,进行曝光、显影、固化等步骤,以制作介电体图案,并进行评估。其结果如表D1所示。
对实施例D1至D4,参考例D1至D2所制得的介电体图案,使用扫描型电子显微镜(SEM)测定该介电体图案的宽度与高度,宽度的精确度中,以500μm±10微米的范围为○,其他范围则为×的方式进行评估。又,并观察有关图案的缺陷性,以未产生缺陷者为○、产生缺陷者为×的方式进行评估。
介电率、介电正切、体积电阻率按照JIS K 6911测定。
又,漏电流是使用绝缘电阻计(修雷特公司制)所测得。
介电率、介电正切是为频率1赫兹下的测定值。
对于固化薄膜,于121℃、湿度100%、2气压的条件下,进行72小时的耐湿热性试验,于试验前后进行红外线分光测定,根据其变化程度的不同,耐湿热性按照下述基准评估。
○…未产生变化,确定具有耐湿热性
×…产生较大变化,确定没有耐湿热性
表D1
(注)碱可溶性树脂甲基丙烯酸正丁酯/甲基丙烯酸3-羟丙酯/甲基丙烯酸=60/20/20(质量%)
含不饱和烯基的化合物;三羟甲基丙烷三丙烯酸酯
光致聚合引发剂;2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁烷-1-酮
溶剂丙二醇单甲基醚
分散剂油酸
填充剂乙炔碳黑
实施例E(对应于发明3-2)
于经氮气置换的烧瓶中,将溶解有9.0克的2,2’-偶氮双异丁腈的二甘醇二甲基醚溶液459.0克投入其中。随后投入22.5克的苯乙烯、45.0克甲基丙烯酸、67.5克的甲基丙烯酸二环戊烯酯与90.0克的甲基丙烯酸缩水甘油酯于其中,并开始缓慢的搅拌。将溶液温度提升至80℃,于此温度保持5小时后,再于90℃下加热1小时后结束聚合反应。
随后,将反应生成物滴入大量水中使反应物凝固,将此凝固物经水洗后,再溶解于200例如四氢呋喃中,以大量水使其再度凝固。重复进行此再溶解一凝固操作3次后,将所得凝固物于60℃下经48小时真空干燥,得目的物的共聚物(1)。
于经氮气置换的烧瓶中,将溶解有9.0克的2,2’-偶氮双异丁腈的3-甲氧基丙酸甲酯溶液459.0克投入其中。随后投入56.25克的甲基丙烯酸、90.0克甲基丙烯酸甲酯与78.75克的甲基丙烯酸-3,4-环氧丁酯于其中,并开始缓慢的搅拌。使其于80℃开始聚合,于此温度保持5小时后,再于90℃下加热1小时后结束聚合反应。随后,依合成例E1相同方法制得共聚物[2]。
将32.29克(90毫摩尔)的四羧酸二酐的3,3’,4,4’-二苯基砜四羧酸二酐与3.00克(10毫摩尔)的1,3,3a,4,5,9A-六氢-5(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮28.74g(70毫摩尔)的二胺化合物的2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷与2.49克(10毫摩尔)的有机硅氧烷LP7100(商品名,信越化学公司制),3.04g(20毫摩尔)的3,5-二氨基苯甲酸溶解于450克的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中,于室温下反应12小时。随后,将32克的吡啶与71克的醋酸酐添加入此反应液中,于100℃下进行3小时的脱水闭环反应。随后,将反应溶液以减压馏除方式精制,得固体组分浓度为15%的聚酰亚胺NMP溶液。
(1)介电体用复合颗粒的制造
将钛酸钡颗粒(商品名“HPBT-1”、富士钛公司制,平均粒径0.6微米,介电率2000)以无电解银镀覆法使表面包覆银,而得介电体用复合颗粒(a)。
又,所制得的粉体以SEM(扫描型电子显微镜)观察结果,确认颗粒的一部份表面附着有银的微粒。又,以萤光X线测得钛酸钡表面上所附着的银换算为质量比时为20%。又,粉末的比表面积为3.5米2/克。
(2)感光性介电体形成用组合物的制作
介电体用复合颗粒是使用前述的介电体用复合颗粒(a)100份,碱可显象的树脂是使用合成例E1所制得的共聚物(1)15份,用丙二醇单甲基醚50份与乳酸乙酯50份作为溶剂,感光性酸生成化合物是使用4,4’-[1-[4-(1-(4-羟基苯基)-1-甲基乙基)苯基]亚乙基]联苯酚的1,2-萘醌二叠氮化物-5-磺酸酯(平均酯化率66.7%)1份,经使用珠磨机混炼后,以不锈钢筛(500筛目)与孔径1微米的过滤器过滤后,制得感光性介电体形成用组合物。
(3)感光性介电体形成用组合物的涂布步骤
将感光性介电体形成用组合物以刮板涂布机涂布于印刷布线基板上,涂膜以100℃、5分钟干燥方式将溶剂全部去除,得厚度为10微米的感光性介电体层。
(4)介电体层的曝光步骤、显影步骤
对感光性介电体层,介以曝光用掩模(500微米方的点状图案),以超高压水银灯照射i(波长365纳米的紫外线)线。其照射量为100毫焦/厘米2。
曝光结束后,对于经曝光处理后的感光性介电体层,以0.12质量%的氢氧化四甲基铵水溶液(25℃)作为显影液,以喷洒法进行2分钟显影处理。随后以超纯水进行水洗处理,经由此处理,可去除经紫外线照射后的可溶化的感光性介电体层,而形成图案。
(5)介电体层图案的固化步骤
将产生感光性介电体层图案的印刷电路基板置于烘箱中,于200℃的温度环境下进行60分钟的固化处理。
经由此处理,而于印刷电路基板的表面制得介电体图案。对于所制得的介电体图案的图案特性与介电体特性,是依后述方法进行评估,其结果如表E1所示。
除碱可溶性树脂是使用20份合成例E2所得的共聚物(2)替代合成例E1的共聚物(1)以外,其他皆依实施例E1相同方法制作感光性介电体形成用组合物。除使用该感光性介电体形成用组合物外,其他皆依实施例E1相同方法,对形成的厚度10微米的感光性介电体层,进行曝光、显影、固化等步骤,以制作介电体图案,并进行评估。其结果如表E1所示。
将钛酸钡颗粒(商品名“BT-02”、堺化学公司制,平均粒径0.2微米,介电率2000)以无电解银镀覆法使表面包覆银,而得介电体用复合颗粒(b)。
又,所制得的粉体以SEM观察结果,确认颗粒的一部份表面附着有银的微粒。又,以萤光X线测得钛酸钡表面上所附着的银换算为质量比时是附着有15%。又,粉末的比表面积为4.0米2/克。
作为介电体用复合颗粒,使用100份前述的介电体用复合颗粒(b)、25份无机超微颗粒是使用二氧化钛(西埃化成公司制,平均粒径20纳米,介电率100)的乳酸乙酯分散体(固体组分浓度20%)25份、用丙二醇单甲基醚50份与乳酸乙酯40份代替丙二醇单甲醚50份和乳酸乙酯50份作为溶剂外,其他皆依实施例E1相同方法,制得感光性介电体形成用组合物。除使用该感光性介电体形成用组成物以外,其他皆依实施例E1相同方法,对形成厚度10微米的感光性介电体层,进行曝光、显影、固化等步骤,以制作介电体图案,并进行评估。其结果如表E1所示。
作为介电体用复合颗粒,除了使用100份前述的介电体用复合颗粒(a)作为无机超微颗粒,使用钛酸钡(溶胶-凝胶法制得的平均粒径30纳米,介电率2000)的NMP分散体(固体组分浓度20%)20份替代二氧化钛,作为碱可溶性树脂,使用合成例E3的聚酰亚胺NMP溶液(固体组分浓度15%)100份替代合成例E1的共聚物(1),不加作为溶剂的丙二醇单甲基醚50份与乳酸乙酯50份外,其他皆依实施例E2相同方法,制得感光性介电体形成用组合物。除使用该感光性介电体形成用组合物,与固化步骤是于烘箱中将温度由200℃变更为230℃以外,其他皆依实施例E1相同方法,对形成的厚度10微米的感光性介电体层,进行曝光、显影,固化等步骤,以制作介电体图案,并进行评估。其结果如表E1所示。
将钛酸钡颗粒(商品名(BT-02)、堺化学公司制,平均粒径0.2微米,介电率2000)以溅镀法使表面包覆氮化钛,而得介电体用复合颗粒(c)。
又,所制得的粉体以SEM观察结果,确认颗粒的一部份表面附着有氮化钛的微粒。又,以SIMS(二次离子型质量分析法)测得钛酸钡表面上所附着的氮化钛换算为质量比时是附着有8%。又,粉末的比表面积为3.0米2/克。
作为介电体用复合颗粒,除使用前述的介电体用复合颗粒(c)100份外,其他皆依实施例E1相同方法,制得感光性介电体形成用组合物。除使用该感光性介电体形成用组合物以外,其他皆依实施例E1相同方法,对形成的厚度10微米的感光性介电体层,进行曝光,显影、固化等步骤,以制作介电体图案,并进行评估。其结果如表E1所示。
将介电体用复合颗粒(a),以本发明范围外的钛酸钡(商品名“HPBT-1”、富士钛公司制,平均粒径0.6微米,介电率2000)100份替代外,其他皆依实施例E1相同方法,制得感光性介电体形成用组合物。除使用该感光性介电体形成用组合物以外,其他皆依实施例E1相同方法,对形成的厚度10微米的感光性介电体层,进行曝光、显影、固化等步骤,以制作介电体图案,并进行评估。其结果如表E1所示。
(1)介电体用复合颗粒的制造
依实施例E1相同方法,制得介电体用复合颗粒(a)。
(2)感光性介电体形成用组合物的制作
可碱显影的树脂,是将合成例E1的共聚物(E1)15份改为35份,用乳酸乙酯75份与丙二醇单甲基醚75份替代丙二醇单甲基醚50份与乳酸乙酯50份作为溶剂外,其他皆依实施例E1相同方法,制得感光性介电体形成用组合物。
(3)感光性转印膜的制作
将上述所制得的感光性介电体形成用组合物以模塑涂布机涂布于由铜箔所构成的支承膜(宽300毫米、长500毫米、厚13毫米m)上,涂膜以100℃下干燥5分钟的方式去除溶剂,使厚度为10微米的感光性介电体形成层形成于支承膜上,而制得感光性转印膜。
(4)感光性转印层的转印步骤
于印刷电路基板的表面,以与感光性转印层的表面直接接触的方式将感光性转印膜重叠,将此感光性转印膜以加热滚筒进行热压合。其中,压合条件是为,加热滚筒的表面温度为120℃、滚筒压力为4千克/厘米2、加热滚筒移动速度为0.5米/分钟。经由此一处理,可制得印刷电路基板的表面转印有覆铜箔的感光性介电体形成层,且呈致密状态的基板。对此感光性介电体形成层的厚度进行测定结果,得知其为10微米±1微米的范围。
(5)介电体层的曝光步骤、显影步骤
于上述所得的基板上,将正型用DFR层合层,介发曝光用掩模(500微米方的点状图案),以超高压水银灯照射i(波长365纳米的紫外线)线以进行图案描绘。将其经由规定方法显影后,对于开口部以氯化亚铜溶液进行化学蚀刻,而制得描绘有图案的覆铜箔的感光性介电体形成层。随后,再使用以描绘有图案的铜箔作为曝光掩模,以超高压水银灯进行曝光。其照射量为400毫焦/厘米2。
曝光结束后,对于经曝光处理后的感光性介电体形成层,以0.12质量%的氢氧化四甲基铵水溶液(30℃)作为显影液,以喷洒法进行2分钟显影处理。随后以超纯水进行水洗处理,经由此处理,可去除经紫外线照射后的可溶化的感光性介电体层,而形成图案。
(6)介电体层图案的固化步骤
将形成有覆铜箔的感光性介电体形成层图案的印刷电路基板置于烘箱中,于200℃的温度环境下进行30分钟的固化处理。经由此处理,于印刷电路基板的表面制得覆铜箔的介电体图案。
对于所制得的介电体图案的图案特性与介电体特性,是依后述方法进行评估,其结果如表E2所示。
除碱可溶性树脂是将合成例E1的共聚物(1)15份改为35份,用乳酸乙酯55份与丙二醇单甲基醚75份替代丙二醇单甲基醚50份与乳酸乙酯50份作为溶剂外,其他皆依实施例E3相同方法,制得感光性介电体形成用组合物。
除使用该感光性介电体形成用组合物外,其他皆依实施例E6相同方法,对形成的厚度10微米的感光性介电体层,进行曝光、显影、固化等步骤,以制作介电体图案,并进行评估。其结果如表E2所示。
除可碱显影性树脂是将合成例E3的聚酰亚胺NMP溶液(固体组分浓度15%)100份改为200份以外,其他皆依实施例E4相同方法,制得感光性介电体形成用组合物。
除使用该感光性介电体形成用组合物,并于固化步骤中将烘箱内温度由200℃变更为230℃以外,其他皆依实施例E6相同方法,对形成的厚度10微米的感光性介电体层,进行曝光、显影、固化等步骤,以制作介电体图案,并进行评估。其结果如表E2所示。
除碱可溶性树脂是将合成例E1的共聚物(1)15份变更为35份,用乳酸乙酯75份与丙二醇单甲基醚75份替代丙二醇单甲基醚50份与乳酸乙酯50份作为溶剂外,其他皆依比较例E1相同方法,制得感光性介电体形成用组合物。除使用该感光性介电体形成用组合物外,其他皆依实施例E6相同方法,对形成的厚度10微米的感光性介电体层,进行曝光、显影、固化等步骤,以制作介电体图案,并进行评估。其结果如表E2所示。
又,介电体图案的图案特性与介电体特性是依以下方式评估。
实施例E1至E8,比较例E1至E2对所制得的介电体图案,使用扫描型电子显微镜(SEM)测定该介电体图案的宽度与高度,宽度的精确度中,以500微米±10微米的范围为○,其他范围则为X的方式进行评估。
又,并观察有关图案的缺陷性,以未产生缺陷者为○、产生缺陷者为×的方式进行评估。
实施例E1至E5,比较例E1于所得的介电体图案上以铝蒸镀法形成上层电极(厚度0.5微米)。
实施例E6至E8,比较例E2将所得覆铜箔的介电体图案的上层铜箔作为上层电极使用。
印刷电路基板侧面与上层电极间是使用LCR计测器(HP4284A,修雷特公司制)以1赫兹测定10点介电率、介电正切后求得其平均值。又,铜箔侧与电极间的漏电流是使用绝缘电阻计(亚特盘公司制)测定10点后所得的平均值。
对于固化薄膜,于121℃、湿度100%、2气压的条件下,进行72小时的耐湿热性试验,于试验前后进行红外线分光测定,根据其变化程度的不同,耐湿热性按照下述基准评估。
○…未产生变化,确定具有耐湿热性
×…产生较大变化,确定没有耐湿热性
表E1
表E2
实施例F(对应对于发明3-3)
(1)各组分的制作
(无机颗粒的分散体[1])
将钛酸钡颗粒(商品名“BT-02”、堺化学公司制,平均粒径0.2微米,介电率2000)100份与异丙基醇300份,使用均化混炼机混合,随后以超声波进行分散处理后,得未形成凝聚物的无机颗粒的分散体[1](固体组分25%)。
(无机颗粒的分散体[2])
将钛酸钡颗粒(商品名“HPBT-1”,富士钛公司制,平均粒径0.6微米,介电率2000)100份与异丙基醇300份,使用均化混炼机混合,随后以超声波进行分散处理后,得未形成凝聚物的无机颗粒的分散体[2](固体组分25%)。
(无机颗粒的分散体[3])
将氧化铝颗粒(拜可公司制,平均粒径0.1微米,介电率10)100份与异丙基醇300份,使用均化混炼机混合,随后以超声波进行分散处理后,得未形成凝聚物的无机颗粒的分散体[3](固体组分25%)。
(介电体用复合颗粒的分散体[1])
无机颗粒是使用钛酸钡颗粒(商品名“HPBT-1”、富士钛公司制,平均粒径0.6微米,介电率2000),且其表面是以无电解银镀覆法使其表面包覆银。所得粉末状介电体用复合颗粒以SEM观察结果,确认颗粒的一部分表面以岛状形式附着有银的微粒。又,以萤光X线测定结果,得知所附着银的量,对钛酸钡而言为20质量%。又,此介电体用复合颗粒的比表面积为3.0米2/克。随后,将100份所得介电体用复合颗粒与300份的甲基丙二醇以均化搅拌机混合,再以珠磨机处理而制得未具有凝聚物的介电体用复合颗粒的分散体[1](固体组分25%)。
(介电体用复合颗粒的分散体[2])
无机颗粒是使用钛酸钡颗粒(商品名“BT-02”,堺化学公司制,平均粒径0.2微米,介电率2000),且其表面是以无电解铜镀覆法使其表面包覆铜。所得粉末状介电体用复合颗粒以SEM观察结果,确认颗粒的一部分表面以岛状形式附着有铜的微粒。又,以萤光X线测定结果,得知所附着铜的量,对钛酸钡而言为10质量%。又,介电体用复合颗粒的比表面积为7.0米2/克。随后,将所得介电体用复合颗粒100份与300份的甲基丙二醇以均化搅拌机混合,再以珠磨机处理而制得末具有凝聚物的介电体用复合颗粒的分散体[2](固体组分25%)。
(可水解硅烷化合物(I))
于附有搅拌机的容器内,置入270克(1.98摩尔)的甲基三甲氧基硅烷、67.2克(0.22摩尔)的甲基氧杂环丁烷基甲氧基丙基三乙氧基硅烷与89.1克(4.95摩尔)的电传导率8.0×10-5S·cm-1的离子交换水后,于60℃下进行6小时的加热搅拌,以将硅烷化合物水解。随后,于滴入甲基异丁基酮(以下,简称“MIBK”时,将水解副产物的甲醇以蒸馏方式去除。随后,将最后的固体组分调整为75%,得可水解硅烷化合物(F-1)的聚硅氧烷溶液。对所得聚硅氧烷溶液,使用GPC测定其换算为聚苯乙烯的重均分子量,得1500的值。
(可水解硅烷化合物[II])
于附有搅拌机的容器内,置入310克(1.98摩尔)的四甲氧基硅烷、67.2克(0.22摩尔)的甲基氧杂环丁烷基甲氧基丙基三乙氧基硅烷与89.1克(4.95摩尔)的电传导率8.0×10-5S.cm-1的离子交换水后,于60℃下进行6小时的加热搅拌,以将硅烷化合物水解。随后,于滴入MIBK时,将水解副产物的甲醇以蒸馏方式去除。随后,将最后的固体组分调整为75%,得可水解硅烷化合物[II]的聚硅氧烷溶液。对所得聚硅氧烷溶液,使用GPC测定其换算为聚苯乙烯的重均分子量,得1400的值。
(2)介电体形成用组合物的制作与介电体图案的形成
将合成例F1的无机颗粒分散体[1]400份(固体组分100份)与,合成例6的可水解硅烷化合物[1]26.7份(固体组分20份)充分混合后,制得实施例F1的介电体形成用组合物。随后,使用丝网印刷机将实施例F1的介电体形成用组合物涂布于印刷布线基板上的特定位置,涂膜经100℃、5分钟的预备干燥,而形成厚度5微米的介电体层。随后,于烘箱内以150℃的温度环境下以1小时时间对形成有介电体层的印刷布线基板进行固化处理,而于印刷布线基板的表面上形成介电体图案
于实施例F1中,除将合成例F1的无机颗粒分散体[1]以合成例F4的介电体用复合颗粒的分散体[1]替代,合成例F6的可水解硅烷化合物[I]以合成例F7的可水解硅烷化合物[II]替代外,其他皆依相同方法,制得实施例F2的介电体形成用组合物[II]。随后,除将实施例F1的介电体形成用组合物以实施例F2的介电体形成用组合物替代以外,其他依相同方法制得厚度5微米的介电体层,再进行固化步骤,得介电体图案。
于实施例F1中,除将合成例F1的无机颗粒分散体[1]以合成例F2的无机颗粒的分散体[2]替代,合成例6的可水解硅烷化合物[I]以合成例F7的可水解硅烷化合物[II]替代外,其他皆依相同方法制得实施例F3的介电体形成用组合物。随后,除将实施例F1的介电体形成用组合物以实施例F3的介电体形成用组合物替代以外,其他亦依相同方法制得厚度5微米的介电体层,再进行固化步骤,得介电体图案。
于实施例F1中,除将合成例F1的无机颗粒分散体[1]以合成例F5的介电体用复合颗粒的分散体[2]替代外,其他皆依相同方法制得实施例F4的介电体形成用组合物。随后,除将实施例F1的介电体形成用组合物以实施例F4的介电体形成用组合物替代以外,其他依相同方法制得厚度5微米的介电体层,再进行固化步骤,得介电体图案。
于实施例F1中,除将合成例F1的无机颗粒分散体[1]以合成例F3的无机颗粒的分散体[3]替代外,其他皆依相同方法制得比较例F1的介电体形成用组合物[I]。随后,除将实施例F1的介电体形成用组合物以比较例F1的介电体形成用组合物替代以外,其他依相同方法制得厚度5微米的介电体层,再进行固化步骤,得介电体图案。
(3)评估
对实施例F1至F4,比较例F1所制得的介电体图案,依以下方法评估其介电特性与图案特性。其结果如下表F1所示。
①介电率、介电正切、体积电阻率与漏电流
介电率、介电正切、体积电阻按照JIS K 6911测定。介电率、介电正切是为频率1赫兹下的测定值。又,漏电流是使用绝缘电阻计(修雷特公司制)所测得。
②耐湿热性(HAST试验)
对于介电体层,于121℃、湿度100%、2气压的条件下,进行72小时的耐湿热性试验,于试验前后进行红外线分光测定,根据其变化程度的不同,耐湿热性按照下述基准评估。
○…未产生变化,确定具有耐湿热性
×…产生较大变化,确定没有耐湿热性
表F1
(4)感光性介电体形成用组合物的制作与介电体图案的形成
于上述合成例F1的无机颗粒分散体(1)400份中,加入合成例6的可水解硅烷化合物(I)26.7份,光致酸产生剂的三苯基砜三氟甲磺酸盐0.2份,增感剂的9-蒽基甲醇0.07份,与表面活性剂(大日本油墨化学工业公司制,商品名(美格氟F-172))0.02份后,经充分混合而制得实施例5的感光性介电体形成用组合物。随后,使用刮板涂布机将实施例5的感光性介电体形成用组合物涂布于印刷布线基板上,涂膜以100℃、5分钟干燥后,形成厚度3微米的感光性介电体层。
随后,对感光性介电体层,介以曝光用掩模(500微米方的点状图案),以超高压水银灯,用i(波长365纳米的紫外线)线照射。其照射量为400毫焦/厘米2。曝光结束后,对于经曝光处理后的感光性介电体层,以2.4%的氢氧化四甲基铵(TMAH)水溶液(25℃)作为显影液,以喷洒法进行90秒钟显影处理。随后以超纯水进行水洗处理,经由此处理,可去除未经紫外线照射的未固化的感光性介电体层,而形成图案。随后,将形成感光性介电体层图案的印刷电路基板置于烘箱中,于150℃的温度环境下进行1小时的固化处理,经由此处理,于印刷电路基板的表面制得介电体图案。
于实施例F5中,除将合成例F1的无机颗粒分散体(1)以合成例F4的介电体用复合颗粒的分散体(1)替代,合成例F6的可水解硅烷化合体(I)以合成例F7的可水解硅烷化合物(II)替代外,其他皆依相同方法制得实施例F6的感光性介电体形成用组合物。随后,除实施例F5的感光性介电体形成用组合物(I)以实施例F6的感光性介电体形成用组合物替代外,其他皆依相同方法于形成厚度3微米的感光性介电体层后,再进行曝光、显影、固化等步骤,而形成介电体图案。
于实施例F5中,除将合成例F1的无机颗粒分散体(1)以合成例F2的无机颗粒的分散物(2)替代,合成例F6的可水解硅烷化合物(I)以合成例F7的可水解硅烷化合物(II)替代外,其他皆依相同方法制得实施例F7的感光性介电体形成用组合物。随后,除实施例F5的感光性介电体形成用组合物以实施例F7的感光性介电体形成用组合物替代外,其他皆依相同方法于形成厚度3微米的感光性介电体层后,再进行曝光、显影、固化等步骤,而形成介电体图案。
于实施例F5中,除将合成例F1的无机颗粒分散体(1)以合成例F5的介电体用复合颗粒的分散体(2)替代外,其他皆依相同方法制得实施例F8的感光性介电体形成用组合物。随后,除实施例F5的感光性介电体形成用组合物以实施例F8的感光性介电体形成用组合物替代外,其他皆依相同方法于形成厚度3微米的感光性介电体层后,再进行曝光、显影、固化等步骤,而形成介电体图案。
于实施例F5中,除将合成例F1的无机颗粒分散体(1)以合成例F3的无机颗粒的分散体(3)替代外,其他皆依相同方法制得比较例2的感光性介电体形成用组合物。随后,除实施例F5的感光性介电体形成用组合物以比较例F2的感光性介电体形成用组合物替代外,其他皆依相同方法于形成厚度3微米的感光性介电体层后,再进行曝光、显影、固化等步骤,而形成介电体图案。
(5)评估
对所得的实施例F5至F8与比较例F2的介电体图案,使用扫描型电子显微镜测定该介电体图案的宽度与高度,宽度的精确度中,以500微米±10微米的范围为○,其他范围则为×的方式进行评估。又,用光学显微镜观察有关图案的缺陷性,评估图案特性。又,依上述(3)所记载方法对介电特性进行评估,其结果是如下表F2所示。
表F2
(6)实施例的效果
由表F1的结果得知,实施例F1至F4中,介电正切为0.01至0.05的低值外,其介电率为74至235的高值,故判断其具有高介电率。相对于此,比较例F1中,其介电正切为0.01的低值,但介电率亦为8的低值。又,由表F2的结果得知,实施例F5至F8是与实施例F1至F4相同般,介电正切为0.01至0.05的低值外,其介电率为70至230的高值,故判断其具有高介电率。相对于此,比较例F2中,其介电正切为0.01的低值,但介电率亦为8的低值。此外,实施例F5至F8中,皆具有优良的图案特性,故可形成尺寸精确度极高的图案。
又,本发明中,并不受前述具体的实施例所限制,本发明可配合目的、用途等而于本发明的范围内作成具有各种变更的实施例。例如,本发明的介电体形成用组合物与感光性介电体形成用组合物,可使用滚筒混炼机、混炼机、均化混炼机、球磨机、珠磨机等混炼机将上述各种组分进行混炼的方式予以制得。又,本发明的介电体的厚度并未有特别的限定,较佳为100微米以下,更佳为30微米以下,最佳为10微米以下。介电体的厚度下限并未有特别限定,一般为1微米以上。
实施例G(对应于发明4)
(1)介电体用复合颗粒的制造
将钛酸钡颗粒(商品名“HPBT-1”、富士钛公司制,平均粒径0.6微米,介电率2000)以无电解银镀覆法使其表面包覆银,而制得介电体用复合颗粒(a)。
所得粉体以SEM(扫描型电子显微镜)观察结果,确认颗粒的一部分表面附着有银的微粒。又,以SIMS(二次离子型质量分析法)对钛酸钡表面所附着的银换算为重量比时,确认其附着有10%的银。又,粉末的比表面积为3.8米2/克。
(2)感光性组合物的制作
介电体用复合颗粒是使用前述的介电体用复合颗粒(a)100份,碱可溶性树脂是使用甲基丙烯酸正丁酯/甲基丙烯酸3-羟丙酯/甲基丙烯酸=60/20/20(质量%)共聚物(Mw=50,000)20份,含不饱和烯基的化合物是使用三羟甲基丙烷三丙烯酸酯10份,光致聚合引发剂是使用2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁-1-酮2份,用丙二醇单甲基醚100份作为溶剂,油酸1份作为分散剂,乙炔碳黑0.5份作为填充剂,经使用珠磨机混炼后,以不锈钢网(500网目)过滤后,制得感光性组合物。
(3)感光性转印膜的制作
依下述(甲)的操作,使感光性转印层形成于支承膜上以制作本发明的感光性转印膜。
(甲)将上述方法所制得的感光性组合物以刮板涂布机涂布于预先经脱模处理的由PET薄膜所得的支承膜(宽200毫米,长30米,厚38微米)上,涂膜以100℃、5分钟的干燥方式将溶剂完全去除,而于支承膜上形成有厚度为20微米的感光性树脂层。
(4)感光性转印层的转印步骤
于印刷电路基板的表面,以与感光性转印层的表面直接接触的方式将感光性转印膜重叠,将此感光性转印膜以加热滚筒进行热压合。其中,压合条件是为,加热滚筒的表面温度为120℃、滚筒压力为4千克/厘米2、加热滚筒移动速度为0.5米/分钟。经由此一处理,可形成玻璃基板的表面转印有感光性转印层的密着状态。对此感光性介电体形成层的厚度进行测定结果,得知其为20微米±1微米的范围。
(5)介电体层的曝光步骤、显影步骤
于感光性转印层上,介以曝光用掩模(500微米方的点状图案),以超高压水银灯照射i(波长365微米的紫外线)线以进行图案描绘。其照射量为400毫焦/厘米2。
曝光结束后,对于经曝光处理后的感光性转印层,以0.5质量%的碳酸钠水溶液(30℃)作为显影液,以喷洒法进行1分钟显影处理。随后以超纯水进行水洗处理,经由此处理,可去除未经紫外线照射的未固化的感光性转印层,而形成图案。
(6)介电体层图案的固化步骤
将形成有感光性转印层图案的印刷电路基板置于烘箱中,于200℃的温度环境下进行30分钟的固化处理。经由此处理,于印刷电路基板的表面制得介电体图案。
对于所制得的介电体图案的图案特性与介电体特性,是依后述方法进行评估,其结果如表G1所示。
除碱可溶性树脂是使用甲基丙烯酸正丁酯/甲基丙烯酸3-羟丙酯/甲基丙烯酸=60/20/20(质量%)的共聚物(Mw=100,000)10份,含不饱和烯基的化合物是使用三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5份以外,其他皆依实施例G1相同方法制作感光性组合物。除使用该感光性组合物外,其他皆依实施例G1相同方法,对形成的具有厚度20微米的感光性转印层的感光性转印膜,进行转印、曝光、显影、固化等步骤,以制作介电体图案,并进行评估。其结果如表G1所示
将钛酸钡颗粒(商品名“BT-02”、堺化学公司制,平均粒径0.2微米,介电率2000)以无电解银镀覆法使表面包覆银,而得介电体用复合颗粒(b)。
又,所制得的粉体以SEM观察结果,确认颗粒的一部份表面附着有银的微粒。又,以SIMS测得钛酸钡表面上所附着的银,换算为重量比时是附着有20%。又,粉末的比表面积为4.0米2/克。
对于介电体用复合颗粒,除使用前述的介电体用复合颗粒(b)100份外,其他皆依实施例G1相同方法,制得感光性组合物。除使用该感光性组合物以外,其他皆依实施例G1相同方法,对形成的具有厚度20微米的感光性介电体层的感光性薄膜,进行转印、曝光、显影、固化等步骤,以制作介电体图案,并进行评估。其结果如表G1所示。
将钛酸钙颗粒(平均粒径2微米,介电率140)以无电解磷-镍镀覆法使其表面包覆镍,而得介电体用复合颗粒(c)。
又,所制得的粉体以SEM观察结果,确认颗粒的一部份表面附着有镍的微粒。又,以SIMS测得钛酸钙表面上所附着的镍换算为重量比时是附着有10%。又,粉末的比表面积为2.0米2/克。
对于介电体用复合颗粒,除使用前述的介电体用复合颗粒(c)100份外,其他皆依实施例G1相同方法,制得感光性组合物。除使用该感光性组合物以外,其他皆依实施例G1相同方法,对形成的具有厚度20微米的感光性介电体层的感光性转印薄膜进行转印、曝光、显影、固化等步骤,以制作介电体图案,并进行评估。其结果如表G1所示。
除含不饱和烯基的化合物是使用三羟甲基丙烷三丙烯酸酯1份替代外,其他皆依实施例G1相同方法,制得感光性组合物。除使用该感光性组合物以外,其他皆依实施例G1相同方法,对形成的具有厚度20微米的感光性介电体层的感光性转印膜,进行转印、曝光、显影、固化等步骤,以制作介电体图案,并进行评估。其结果如表G1所示。
除含不饱和烯基的化合物是使用三羟甲基丙烷三丙烯酸酯50份替代外,其他皆依实施例G1相同方法,制得感光性组合物。除使用该感光性组合物以外,其他皆依实施例G1相同方法,对形成的具有厚度20微米的感光性介电体层的感光性转印膜,进行转印、曝光、显影、固化等步骤,以制作介电体图案,并进行评估。其结果如表G1所示。
除碱可溶性树脂是使用甲基丙烯酸正丁酯/甲基丙烯酸3-羟丙酯/甲基丙烯酸=60/20/20(质量%)共聚物(Mw=100,000)3份替代外,其他皆依实施例G1相同方法,制得感光性组合物。除使用该感光性组合物以外,其他皆依实施例G1相同方法,对形成的具有厚度20微米的感光性介电体层的感光性转印膜,进行转印、曝光,显影、固化等步骤,以制作介电体图案,并进行评估。其结果如表G1所示。
当感光性薄膜转印于印刷布线基板表面的时,转印情形良好者为○,转印情形不良者为×。
对所制得的介电体图案,使用扫描型电子显微镜(SEM)测定该介电体图案的宽度与高度,宽度的精确度中,以500微米±10微米的范围为○,其他范围则为×的方式进行评估。又,并观察有关图案的缺陷性,以未产生缺陷者为○,产生缺陷者为×的方式进行评估。
介电率、介电正切、体积电阻率按照JIS K 6911测定。又,漏电流是使用绝缘电阻计(修雷特公司制)所测得。
介电率、介电正切是为频率1赫兹下的测定值。
对于固化薄膜,于121℃、湿度100%、2气压的条件下,进行72小时的耐湿热性试验,于试验前后进行红外线分光测定,根据其变化程度的不同,耐湿热性按照下述基准评估。
○…未产生变化,确定具有耐湿热性
×…产生较大变化,末确认出耐湿热性
表G1
注碱可溶性树脂甲基丙烯酸正丁酯/甲基丙烯酸3-羟丙酯/甲基丙烯酸=60/20/20(质量%)
含不饱和烯基的化合物三羟甲基丙烷三丙烯酸酯
光致聚合引发剂2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁-1-酮
溶剂丙二醇单甲基醚
分散剂油酸、填充剂乙炔碳黑
实施例H(对应于发明5)
超微颗粒复合树脂颗粒(1);
将32.29克(90毫摩尔)的四羧酸二酐的3,3’,4,4’-二苯基砜四羧酸二酐与3.00克(10毫摩尔)的1,3,3a,4,5,9A-六氢-5(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮,36.95克(90毫摩尔)的二胺化合物的2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基)丙烷与2.49克(10毫摩尔)的有机硅氧烷LP7100(商品名,信越化学公司制)溶解于450克的N-甲基-2-吡咯烷酮中,于室温下反应12小时。随后,将32克的吡啶与71克的醋酸酐添加入此反应液中,于100℃下进行3小时的脱水闭环反应。随后,将反应溶液以减压馏除方式精制,得固体组分10%的聚酰亚胺溶液。
将放有100份二甘醇单乙基醚的反应容器中,于氮气环境下保持85℃,并将由65份的丙烯酸正丁酯、30份的丙烯酸二甲氨基乙酯酯、5份的基甲基丙烯酸缩水甘油酯与1份的偶氮双异丁腈所得的混合液以5小时时间连续地添加于此反应容器中,于搅拌下使溶液进行聚合。滴入终了后,于85℃下再经过2小时的搅拌,使溶液聚合完结,得固体组分为50%的丙烯酸酯聚合物溶液。
将50份(固体组分)的聚酰亚胺溶液、30份(固体组分)的丙烯酸酯聚合物溶液、20份的艾匹828(油化蚬壳环氧公司制),与溶胶一凝胶法所制得的金红石型氧化钛超微颗粒(平均粒径20纳米)的异丙基醇分散体(固体组分浓度15%)67份(固体组分)混合,于70℃下反应1小时后,将3份乙酸徐徐添加混合,以调整pH值。随后,将其徐徐加入于1300份蒸馏水的同时并强力搅拌,而制得氧化钛超微颗粒复合聚酰亚胺类树脂颗粒的阳离子性乳液(固体组分浓度7.3%)。此氧化钛超微颗粒复合聚酰亚胺类树脂颗粒的平均粒径为0.2微米。
超微颗粒复合树脂颗粒(2);
将46.3份的由甲苯二异氰酸酯与2-乙基己醇所得的嵌段异氰酸酯、89.3份的由艾匹828(油化蚬壳环氧公司制)与二乙基胺反应所制得的环氧胺附加物、与依气相法制得的锐钛矿型氧化钛超微颗粒(平均粒径20纳米)的乙醇分散体(固体组分浓度15%)100份(固体组分)混合,再加入pH值调整剂的乙酸3.8份。将其投入于搅拌中的1500份离子交换水中,而制得以环氧类树脂前体为主要组分的氧化钛超微颗粒复合环氧类树脂颗粒的阳离子性乳液(固体组分浓度10%)。此氧化钛超微颗粒复合环氧类树脂颗粒的平均粒径为0.3微米。
超微颗粒复合树脂颗粒(3)
将32.29克(90毫摩尔)的四羧酸二酐的3,3’,4,4’-二苯基砜四羧酸二酐与3.00克(10毫摩尔)的1,3,3a,4,5,9AZ.六氢-5(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮,36.95克(90毫摩尔)的二胺化合物的2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基)丙烷与2.49克(10毫摩尔)的有机硅氧烷LP7100(商品名,信越化学公司制)溶解于450克的N-甲基-2吡咯烷酮中,于室温下反应12小时。随后,于此反应液中,将32克的吡啶与71克的醋酸酐添加于其中,于100℃下进行3小时的脱水闭环反应。随后,将反应溶液以减压馏除方式精制,得固体组分10%的聚酰亚胺溶液。
将放有100份二甘醇单乙基醚的反应容器中,于氮气环境下保持85℃,并将由65份的丙烯酸正丁酯、30份的丙烯酸二甲氨基乙酯、5份的甲基丙烯酸缩水甘油酯与1份的偶氮双异丁腈所得的混合液以5小时时间连续地添加于此反应容器中,于搅柞下使溶液进行聚合。滴入终了后,于85℃下再经过2小时的搅拌,使溶液聚合完结,得固体组分为50%的丙烯酸酯聚合物溶液。
将50份(固体组分)的聚酰亚胺溶液、30份(固体组分)的丙烯酸酯聚合物溶液、20份的艾匹828(油化蚬壳环氧公司制),与溶胶-凝胶法所制得的钛酸钡超微颗粒(平均粒径30纳米)的异丙基醇分散体(固体组分浓度15%)67份(固体组分)混合,于70℃下反应1小时后,将3份乙酸徐徐添加混合,以调整pH值。随后,将其徐徐加入于1300份蒸馏水的同时并强力搅拌,而制得钛酸钡超微颗粒复合聚酰亚胺类树脂颗粒的阳离子性乳液(固体组分浓度7.3%)。此氧化钛超微颗粒复合聚酰亚胺类树脂颗粒的平均粒径为0.2微米。
除不添加实施例H1中溶胶一凝胶法所制得的金红石型氧化钛超微颗粒(平均粒径20纳米)的异丙基醇分散体(固体组分浓度15%)外,其他皆依相同方法制得聚酰亚胺类树脂颗粒的阳离子性乳液(固体组分浓度6.5%)。此聚酰亚胺类树脂颗粒的平均粒径为0.2微米。
对于合成例H1所制得聚酰亚胺类树脂颗粒的阳离子性乳液100份,经添加溶胶一凝胶法所制得的金红石型氧化钛超微颗粒(平均粒径20纳米)的异丙基醇分散体(固体组分浓度15%)29份,并充分搅拌而制得本发明范围外的介电体形成用组合物。
于钛酸钡颗粒(商品名“HPBT-1”、富士钛公司制,平均粒径0.6微米,介电率2000)上,将银以无电解镀覆法制得钛酸钡表面包覆有银的无机复合颗粒(1)。
由蒸镀前后的重量变化,可得知钛酸钡表面上附着有20%的银。又,粉体以SEM观察结果确认颗粒表面附着有银的微粒。
于钛酸钡颗粒(商品名“BT-02”、堺化学公司制,平均粒径0.2微米,介电率2000)上,将铜以无电解镀覆法制得钛酸钡表面包覆有铜的无机复合颗粒(2)。
由蒸镀前后的重量变化,可得知钛酸钡表面上附着有20%的铜。又,粉体以SEM观察结果确认颗粒表面附着有铜的微粒。
介电体形成用电沉积液(1)
将10重量份钛酸钡颗粒(商品名“HPBT-1”、富士钛公司制,平均粒径0.6微米,介电率2000)加入70重量份的甲基丙二醇后,以均化搅拌器混合,以球磨机进行分散处理后,得未形成凝聚物的无机颗粒的分散液(固体组分12.5%)。
随后,将前述分散液100重量份中,加入并混合实施例H1所制得的超微颗粒复合树脂颗粒(1)的阳离子性乳液40份,以制得电沉积用水性分散液(1)。
介电体形成用电沉积液(2)
将15重量份合成例H2所制得的无机复合颗粒(1)、0.1重量份乙炔碳黑加入85重量份乳酸乙酯中后,以均化搅拌器混合,以珠磨机进行分散处理后,得未形成凝聚物的无机颗粒的分散液(固体组分15%)。
随后,在前述分散液100重量份中,加入以前述实施例1所制得的超微颗粒复合树脂颗粒(1)的阳离子性乳液40份混合,以制得电沉积用水性分散液(H2)。
反应容器内,将25克的甲基丙烯酸缩水甘油酯、10克丙烯腈、15克甲基丙烯酸甲酯与50克二噁烷混合,以形成均匀的反应原料溶液。
对此反应原料溶液用氮吹泡30分钟后,加入聚合引发剂的2,2-偶氮双异丁腈1.9克。
于持续氮吹泡下,使反应容器的温度上升至70℃,于该温度下,持续进行7小时的聚合反应。将所得的反应溶液与大量的己烷混合,于聚合物凝固后,再采取此聚合物,使其再溶解于二噁烷中。并重复5次将聚合物凝固、以二噁烷再溶解的操作,以去除未反应的单体。随后,于70℃、减压条件下使二噁烷蒸发,得白色含环氧基的聚合物。此聚合物的重均分子量,以GPC(凝胶渗透色谱法)进行测定结果,为110,000。
介电体形成用组合物(1);
将25重量份合成例H3所制得的无机复合颗粒(2)、0.1重量份乙炔碳黑加入75重量份甲基丙二醇中后,以均化搅拌器混合,以珠磨机进行分散处理后,得未形成凝聚物的介电体用复合颗粒的分散液(固体组分25%)。
随后,在前述分散液100重量份中,加入以前述实施例H3所制得的超微颗粒复合树脂颗粒(3)的阳离子性乳液40份与合成例H4的聚合物2份混合,以制得介电体形成用组合物(1)。
介电体形成用电沉积液(3);
将15重量份合成例H3所制得的无机复合颗粒(2)、0.1重量份乙炔碳黑加入85重量份甲基丙二醇中后,以均化搅拌器混合,以珠磨机进行分散处理后,得未形成凝聚物的介电体用复合颗粒的分散液(固体组分15%)。
随后,在前述分散液113重量份中,加入以前述实施例2所制得的超微颗粒复合树脂颗粒(2)的阳离子性乳液40份混合,以制得电沉积用水性分散液(3)。
于实施例H4中,除将实施例H1所得的超微颗粒复合树脂颗粒(1)的阳离子性乳液40份以合成例H1所得的阳离子性乳液40份替代以外,其他皆依相同方法制得本发明范围外的电沉积用水性分散液。
于实施例H5中,除将实施例H1所得的超微颗粒复合树脂颗粒(1)的阳离子性乳液40份以合成例1所得的阳离子性乳液40份替代以外,其他皆依相同方法制得本发明范围外的电沉积用水性分散液。
介电体的形成
于前述实施例H1至H3的超微颗粒复合树脂颗粒的阳离子性乳液、比较例H1的介电体形成用组合物,实施例H4、H5,H7与比较例H2、H3的电沉积用水性分散液中,分别配置作为阴极的铜板与对向电极的SUS板,以0.5至1毫安/厘米2的固定电流法使其电沉积于阴极侧的铜箔(13微米厚)板上。随后,于120℃下加热10分钟,随后再以实施例H1、H3至H5与比较例H1至H3为250℃、30分钟,实施例H2、H7为150℃、30分钟的加热后得覆铜箔的介电体。所得介电体的膜厚是使用电磁膜厚计以1微米为单位计测。
将前述实施例H6的介电体形成用组合物(1)以模塑涂布机涂布于铜箔(13微米厚)上。随后,于120℃下加热10分钟,再以250℃加热30分钟以形成覆铜箔的介电体。所得介电体的膜厚是使用电磁膜厚计以1微米为单位计测。
介电体的性能评估
介电体的性能是依下述方法予以评估
其结果是如表H1与表H2所示。
于所得的覆铜箔的介电体上层以铝蒸镀法形成附有导线架的电极(面积1厘米2,厚度0.5微米)。铜箔侧与电极间是使用LCR计测器(HP4284A,修雷特公司制)以1赫兹测定10点介电率、电介质9耗角值后求得其平均值。又,铜箔侧与电极间的漏电流是使用绝缘电阻计(亚特盘公司制)测定10点后所得的平均值。
对于固化薄膜,于121℃、湿度100%、2气压的条件下,进行72小时的耐湿热性试验,于试验前后进行红外线分光测定,根据其变化程度的不同,耐湿热性按照下述基准评估。
○…未产生变化,确定具有耐湿热性
×…产生较大变化,确定没有耐湿热性
表H1
表H2
由表H1的结果得知,实施例H1至H3所制得的介电体,与比较例H1的介电体比较时,薄膜具有较高的介电率,与较小的漏电流。
又,由表H2的结果得知,实施例H4至H7所制得的介电体,与比较例H2至H3的介电体比较时,其介电体具有较高的介电率,且具有更佳的电特性。
实施例I(对应于发明6)
将钛酸钡颗粒(商品名“HPBT-1”、富士钛公司制,平均粒径0.6微米,介电率2000)于真空中,将银以蒸镀法制得钛酸钡表面包覆有银的介电体用复合颗粒(1)。
由蒸镀前后的重量变化,可得知钛酸钡表面上附着有10%的银。又,粉体以SEM观察结果确认颗粒表面附着有银的微粒。
于钛酸钡颗粒(商品名“HPBT-1”、富士钛公司制,平均粒径0.6微米,介电率2000)上,以无电解镀覆法,将镍包覆于钛酸钡表面而制得介电体用复合颗粒(2)。
所制得的粉体以SEM观察结果确认颗粒表面附着有镍的微粒。又,以XMA对钛酸钡表面的镍计测得知,换算为重量比时为附着20%。
反应容器内,将25克的甲基丙烯酸缩水甘油酯(以下简称GMA),10克的丙烯腈(简称为AN),15克的甲基丙烯酸甲酯(简称为MMA)与50克的二噁烷(简称为D0X)混合,使其为均匀的反应原料溶液。
对此反应原料溶液,于经30分钟的氮吹泡混合后,添加1.9克的聚合引发剂的2,2-偶氮双异丁腈(简称为AIAN)。
于氮气持续吹泡混合中,将反应容器内的温度升温至70℃,于其温度下持续进行7小时的聚合反应。将所得的反应溶液与大量的己烷混合,使聚合物凝固后,采取此聚合物,使其再溶解于二噁烷。并重复5次将聚合物凝固,以二噁烷再溶解的操作,以去除未反应的单体。随后,于70℃、减压条件下使二噁烷蒸散,得白色含环氧基的聚合物。此聚合物的重均分子量,以GPC(凝胶渗透色谱法)进行测定结果,为110,000。
将32.29克(90毫摩尔)的四羧酸二酐的3,3’,4,4’-二苯基砜四羧酸二酐与3.00克(10毫摩尔)的1,3,3a,4,5,9A-六氢-5(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮,36.95克(90毫摩尔)的二胺化合物的2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基)丙烷与2.49克(10毫摩尔)的有机硅氧烷LP7100(商品名,信越化学公司制)溶解于450克的N-甲基-2-吡咯烷酮中,于室温下反应12小时。随后,将32克的吡啶与71克的醋酸酐添加入此反应液中,于100℃下进行3小时的脱水闭环反应。随后,将反应溶液以减压馏除方式精制,得固体组分10%的聚酰亚胺溶液。
将放有100份二甘醇单乙基醚的反应容器中,于氮气环境下保持85℃,并将由65份的丙烯酸正丁酯、30份的丙烯酸二甲氨基乙酯、5份的甲基丙烯酸缩水甘油酯与1份的偶氮双异丁腈所得的混合液。以5小时时间连续地添加于此反应容器中,于搅拌下使溶液进行聚合。滴入终了后,于85℃下再经过2小时的搅拌,使溶液聚合完结,得固体组分为50%的丙烯酸酯聚合物溶液。
将50份(固体组分)的聚酰亚胺溶液与30份(固体组分)的丙烯酸酯聚合物溶液与20份的艾匹828(油化蚬壳环氧公司制)混合,于70℃下反应3小时后,将3份乙酸徐徐添加混合,以调整pH值。随后,将1000份蒸馏水徐徐添加同时并强力搅拌,而制得以聚酰亚胺类树脂为主要组分的有机颗粒的阳离子性乳液。
将46.3份的由甲苯二异氰酸酯与2-乙基己醇所得的嵌段异氰酸酯与89.3份的由艾匹828(油化蚬壳环氧公司制)与二乙基胺反应所制得的环氧胺附加物混合,再加入pH值调整剂的乙酸3.8份。将其投入于搅拌中的1200份离子交换水中,而制得以环氧类树脂前体为主要组分的有机颗粒的阳离子性乳液。
将8重量份由热固性树脂的环氧树脂的艾匹1004(平均分子量1600,蚬壳环氧公司制),合成例I1所制得的含环氧基的聚合物3重量份溶解于乙酸乙二醇-丁醚酯60重量份中,使成均匀树脂溶液。于此树脂溶液中,将合成例I1所得的介电体用复合颗粒(1)100重量份与乙炔碳黑8份加入其中。随后使用3辊滚筒将此介电体浆料组合物材料混炼1小时,得介电体浆料(1)。此介电体浆料的粘度为50000毫帕·秒。
将15重量份实施例I1所制得的介电体用复合颗粒(1)、0.2重量份乙炔碳黑加入85重量份异丙醇中后,以均化搅拌器混合,以超声波进行分散处理后,得未形成凝聚物的介电体用复合颗粒的分散液(固体组分15%)。
随后,在前述分散液100重量份中,加入以前述合成例I5所制得的具有环氧类树脂为主要组分的有机颗粒的阳离子性乳液40份混合,以制得电沉积用水性分散液(1)。
将15重量份合成例I2所制得的介电体用复合颗粒(2)、0.1重量份乙炔碳黑加入85重量份乳酸乙酯中后,以均化搅拌器混合,以超声波进行分散处理后,得未形成凝聚物的介电体用复合颗粒的分散液(固体组分15%)。
随后,在前述分散液100重量份中,加入以前述合成例I4所制得的聚酰亚胺类树脂为主要组分的有机颗粒的阳离子性乳液40份混合,以制得电沉积用水性分散液(2)。
于合成例I5中,除将合成例I1所制得的介电体用复合颗粒(1)以钛酸钡颗粒(富士钛公司制,商品名“HPBT-1”,平均粒径0.6微米,介电率2000)替代外,其他皆依相同方法制得浆料组合物。
于合成例I6中,除将合成例I1所制得的介电体用复合颗粒(1)以钛酸钡颗粒(富士钛公司制,商品名“HPBT-1”,平均粒径0.6微米,介电率2000)替代外,其他皆依相同方法制得水性分散液。
多层电路基板的制造与性能的评估
(1)于BT(双马来酰亚胺三嗪)树脂所得厚度0.8微米的基板1的两面上,层合18微米的铜箔2以制得BT树脂铜镀覆层合板(三菱气体化学公司制,商品名(HL830-0.8T12D)作为起始材料(请参考图3(a))。首先,将此铜镀覆层合板以钻子加工以制得形成通孔用的贯通孔3a(请参考图3(b)),随后于贯通孔3a的壁面使钯一锡胶体附着于其上,并使用具有下述组成的无电解镀覆水溶液于下述条件下进行无电解镀覆,使基板全面形成0.7微米的无电解镀覆膜。
EDTA 150克/升 硫酸铜 20克/升 HCHO 30毫升/升 NaOH 40克/升α,α’-联-吡啶80毫克/升PEGO.1克/升[无电解镀覆的条件]的70℃液温30分钟。
此外,具有下述组成的电解镀覆水溶液是依下述条件进行电解铜镀覆,以形成厚度15微米的电解铜镀覆膜3b的通孔3(请参考图3(c))。
硫酸 180克/升 硫酸铜 80克/升 添加剂(亚特科技公司制,商品名卡巴GL)
1毫升/升[电解镀覆条件]
电流密度1安培/分米2 时间30分钟 温度室温
(2)于形成全面由无电解镀覆膜与电解镀覆膜所构成的导体层(含通孔3)的基板,经水洗、干燥后,氧化浴(黑化浴)是使用NaOH(20克/升)、NaClO2(50克/升)、Na3PO4(15.0克/升)的水溶液,还原浴是使用NaOH(2.7克/升)、NaBH4(1.0克/升)的水溶液,以供进行氧化还原处理,导体层与通孔全表面皆设置粗化层4(请参考图3(d))。
(3)随后,将含有铜颗粒的导电浆料5以丝网印刷方式,填充于通孔3中,并经干燥、固化。其次,将导体上面的粗化层4与通孔3所溢出的导电浆料5,以使用#400的带状研磨纸(三共理化学公司制)的履带状研磨机研磨的方式去除,此外,再以履带式研磨机将缺痕部分进行磨光研磨以使基板表面平坦化(请参考圆3(e))。
(4)于前述(3)平坦化的基板表面,依常用方法赋予钯胶体催化剂以进行无电解镀覆处理,而制得厚度0.6微米的无电解铜镀覆膜6(请参考图3(f))。
(5)随后,对形成无电解镀覆膜的基板上,依下述条件给以电解铜镀覆处理,而形成厚度15微米的电解铜镀覆膜7(请参考图4(a))。此电解铜镀覆层7,将成为覆盖导体电路9、与填充于通孔3的导电浆料5的导体层(第二镀覆层)10。
硫酸 180克/升 硫酸铜 80克/升 添加剂(亚特科技公司制,商品名卡巴GL)1毫升/升
电流密度 1安培/分米2 时间30分钟 温度室温
(6)于形成电解铜镀覆层7的基板的两面,铺设市售的感光性干膜,经由载置掩模,以100毫焦/厘米2曝光,随后以0.8%碳酸氢钠进行显影处理,得厚度15微米的蚀刻光阻8(请参考图4(a))。
(7)随后,对末形成蚀刻光阻8部分的其他部分的镀覆膜,以使用硫酸与过氧化氢的混合液以蚀刻处理的方式溶解去除,此外,再将抗蚀层8以5%KOH剥离去除,而形成覆盖导体电路9与导电浆料5的导体层10(以下,此导体层亦称(第二镀覆层))(请参考图4(b))。
(8)其次,于包含导体电路9与第二镀覆层10的侧面的全表面,形成由铜-镍-磷合金所构成的厚度2.5微米的粗化层(未表示于图中),再于此粗化层表面铺设厚度0.3微米的Sn层。其形成方法是如下所述。即,将基板以酸性脱脂方式进行软蚀刻,其次,以氯化钯与有机酸所成的催化剂溶液进行处理,以赋予钯催化剂,此催化剂经活化后,再于由硫酸铜8克/升、硫酸镍0.6克/升、柠檬酸15克/升、次亚磷酸钠29克/升、硼酸31克/升、表面活性剂(日信化学工业公司制,沙芬诺465)0.1克/升的水溶液所得的pH值为9的无电解镀覆浴中进行镀覆处理,而于导体电路9与第二镀覆层10的全表面铺设铜-镍-磷合金的粗化层。
(9)于基板的两面上,将厚度50微米的热固化型树脂薄片,于升温至50至180℃间以压力10千克/厘米2下进行加热加压以进行层合,而设置由热固化型树脂所得的层间树脂绝缘层12(请参考图4(c))。
(10)使用波长10.4微米的二氧化碳气体激光,由热固化型树脂所得的树脂绝缘层12的表面侧进行照射,以设置通达导体电路9与第二镀覆层10的直径80微米、深度50微米的导孔形成用开口13与直径80微米、深度50微米的介电体层形成用开口14(请参考图4(d))。上述形成开口13与14的二氧化碳气体激光的照射条件,脉冲能量为8至13毫焦、脉冲宽为10-12至10-4秒、脉冲间隔为1毫秒以上、冲击数为10至100。随后,再以CF4与氧气的混合气体的等离子体处理方式,对胶渣与热固化型树脂绝缘层表面进行改质。经由此一改质处理,可确认出其表面具有OH基或羰基、COOH基等亲水基。又,氧等离子体处理的条件,一般为电力800瓦、500毫乇、20分钟。
(11)其次,于介电体层形成用的开口14内,将介电体形成用组合物以印刷法(实施例I1与比较例I1)与电沉积法(实施例I2至I3与比较例I2)形成介电体层15。残存于上述层间树脂绝缘层表面的介电体形成用组合物,可以浸渍铬酸等酸或氧化剂等方式去除。
(12)此外,将铜作为标靶的溅镀条件,是依气压0.6帕、温度80℃、电力200瓦、时间5分钟的条件进行,而于前述(11)所形成的介电体层15的表面与,热固化型树脂所得树脂绝缘层12的表面与,导孔形成用开口13的内壁等形成铜溅镀层16(请参考图5(a))。依此方式所形成的铜溅镀层的厚度为0.1微米。又,溅镀装置是使用日本真空技术公司制SV-4540。
(13)于前述(12)所形成的铜溅镀层16上,铺设感光性干膜,并承载掩模薄膜,以100毫焦/厘米2曝光,并以0.8%碳酸钠进行显影处理,得铺设有厚度15微米的抗蚀层17(请参考图3(b))。
(14)其次,于上述(1)处理后再施以电解镀覆,得厚度15微米的电解镀覆膜18,使导体电路9的部分增厚,并对导孔部分19进行镀覆填充(请参考图5(c))。
(15)随后,将抗蚀层17以5%KOH剥离去除后,再将抗蚀层17下的铜溅镀层16以硝酸及硫酸/过氧化氢混合液以蚀刻方式溶解去除,而形成由电解镀覆膜18与铜溅镀层16所得的导体电路9与19,并于内层导体电路9a与外层导体电路9b间形成具有电容器机能的介电体层15(请参考图5(d))。
(16)随后,持续重复前述(8)至(15)的处理,而制得多层印刷电路板。
对于上述实施例所制得的多层电路基板调查所形成的电容器容量,结果确认了(表I1)的容量,并确认其对于温度亦具有良好的稳定性。
(实施例I1)与(比较例I1)
由丝网印刷法涂布
将前述合成例I6与比较合成例I1的介电体浆料以丝网印刷机将其印刷于铜箔上。经100℃,10分钟的预焙烧后,再于烘箱中以150℃、30分钟进行加热固化。以段差膜厚计测定膜厚结果,得知介电体层的厚度为20微米。
(实施例I2至I3)与(比较例I2)
以电沉积法涂布
将前述合成例I7至I8与比较合成例I2的电沉积用水性分散液中,分别配置作为阴极的附有粗化层11的镀覆层10与对向电极的SUS板,以100伏的固定电压法使颗粒电沉积于阴极侧的粗化层11上。随后,于100℃下加热10分钟,随后再以合成例I8与合成比较例I2为200℃、30分钟,合成例I7为150℃、30分钟的加热后得厚度10微米的介电体层。
其结果如表I-1所示。
测定基板内100个介电体层的频率10赫兹下的静电容量。
对于所制得的多层电路基板,于121℃、湿度100%、2气压的条件下,进行72小时的耐湿热性试验,由试验前后的静电容量对耐湿热性依下述基准评估。
○…未产生变化,确定具有耐湿热性
×…产生较大变化,确定没有耐湿热性
按照JIS K 6911测定。又,漏电流是使用绝缘电阻计(修雷特公司制)所测得。
表I-1
由表I-1结果得知,实施例I1至I3所得的任一薄膜皆具有良好电特性,有机颗粒使用聚酰亚胺的实施例I3的变化极小故为良好。
又,本发明范围外的比较例I1、比较例I2的静电容量较小,故为不良。
实施例J(对应于发明7)
将钛酸钡颗粒(商品名(HPBT-1)、富士钛公司制,平均粒径0.6微米,介电率2000)于真空中,将银以蒸镀法制得钛酸钡表面包覆有银的介电体用复合颗粒(1)。
由蒸镀前后的重量变化,可得知钛酸钡表面上附着有10%的银。又,粉体以SEM观察结果确认颗粒表面附着有银的微粒。
将钛酸钡颗粒(商品名“HPBT-1”、富士钛公司制,平均粒径0.6微米,介电率2000)以无电解镀覆法,将镍包覆于钛酸钡而制得介电体用复合颗粒(2)。
所得粉体以SEM观察结果,确认出颗粒表面附着有镍。又,以XMA检测时钛酸钡表面的镍时,确认出其表面附着有换算为重量比的20%的镍。
反应容器内,将25克的甲基丙烯酸缩水甘油酯(以下简称GMA),10克的丙烯腈(简称为AN),15克的甲基丙烯酸甲酯(简称为MMA)与50克的二噁烷(简称为DOX)混合,使其为均匀的反应原料溶液。
对此反应原料溶液,于经30分钟的氮吹泡混合后,添加1.9克聚合引发剂的2,2-偶氮双异丁腈(简称为AIAN)。
于氮气持续吹泡混合中,将反应容器内的温度升温至70℃,于该温度下持续进行7小时的聚合反应。将所得的反应溶液与大量的己烷混合,于聚合物凝固后,再采取此聚合物,使其再溶解于二噁烷中。并重复5次将聚合物凝固,以二噁烷再溶解的操作,以去除未反应的单体。随后,于70℃、减压条件下使二噁烷蒸发,得白色含环氧基的聚合物。此聚合物的重均分子量,以GPC(凝胶渗透色谱法)进行测定结果,为110,000。
将32.29克(90毫摩尔)的四羧酸二酐的3,3’,4,4’-二苯基砜四羧酸二酐与3.00克(10毫摩尔)的1,3,3a,4,5,9A-六氢-5(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘并[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮,36.95克(90毫摩尔)的二胺化合物的2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基)丙烷与2.49克(10毫摩尔)有机硅氧烷LP7100(商品名,信越化学公司制)溶解于450克的N-甲基-2吡咯烷酮中,于室温下反应12小时。随后,将32克的吡啶与71克的醋酸酐添加入此反应液中,于100℃下进行3小时的脱水闭环反应。随后,将反应溶液以减压馏除方式精制,得固体组分10%的聚酰亚胺溶液。
将放有100份二甘醇单乙基醚的反应容器中,于氮气环境下保持85℃,并将由65份的丙烯酸正丁酯、30份的丙烯酸二甲氨基乙酯、5份的甲基丙烯酸缩水甘油酯与1份的偶氮双异丁腈所得的混合液以5小时时间连续地添加于此反应容器中,于搅拌下使溶液进行聚合。滴入终了后,于85℃下再经过2小时的搅拌,使溶液聚合完结,得固体组分为50%的丙烯酸酯聚合物溶液。
将50份(固体组分)的聚酰亚胺溶液与30份(固体组分)的丙烯酸酯聚合物溶液与20份的艾匹828(油化蚬壳环氧公司制)混合,于70℃下反应3小时后,将3份乙酸徐徐添加混合,以调整pH值。随后,将1000份蒸馏水徐徐添加同时并强力搅拌,而制得以聚酰亚胺类树脂为主要组分的有机颗粒的阳离子性乳液。
将46.3份的由甲苯二异氰酸酯与2-乙基己醇所得的嵌段异氰酸酯与89.3份的由艾匹828(油化蚬壳环氧公司制)与二乙基胺反应所制得的环氧基胺附加物混合,再加入pH值调整剂的乙酸3.8份。将其投入于搅拌中的1200份离子交换水中,而制得以环氧类树脂前体为主要组分的有机颗粒的阳离子性乳液。
将8重量份由热固性树脂的环氧树脂的艾匹1004(平均分子量1600,油化蚬壳环氧公司制),与合成例J1所制得的含环氧基的聚合物3重量份溶解于乙酸乙二醇单丁醚酯60重量份中,使成均匀树脂溶液。于此树脂溶液中,将合成例J1所得的介电体用复合颗粒(1)100重量份与乙炔碳黑8份加入其中。随后使用3辊滚筒将此介电体浆料组合物材料混炼1小时,得介电体浆料(1)。此介电体浆料的粘度为50000毫帕·秒。
将15重量份合成例J1所制得的介电体用复合颗粒(1)、0.2重量份乙炔碳黑加入85重量份异丙醇中后,以均化搅拌器混合,以超声波进行分散处理后,得未形成凝聚物的介电体用复合颗粒的分散液(固体组分15%)。
随后,将前述分散液100重量份中,加入以前述合成例J5所制得的以环氧类树脂为主要组分的有机颗粒的阳离于性乳液40份混合,以制得电沉积用水性分散液(1)。
将15重量份合成例J2所制得的介电体用复合颗粒(2)、0.1重量份乙炔碳黑加入85重量份乳酸乙酯中后,以均化搅拌器混合,以超声波进行分散处理后,得未形成凝聚物的介电体用复合颗粒的分散液(固体组分15%)。
随后,在前述分散液100重量份中,加入以前述合成例J4所制得的聚酰亚胺类树脂为主要组分的有机颗粒的阳离子性乳液40份混合,以制得电沉积用水性分散液(2)。
于合成例J5中,除将合成例J1所制得的介电体用复合颗粒(1)以钛酸钡颗粒(富士钛公司制,商品名“HPBT-1”,平均粒径0.6微米,介电率2000)替代外,其他皆依相同方法制得浆料组合物。
于合成例J6中,除将合成例J1所制得的介电体用复合颗粒(1)以钛酸钡颗粒(富士钛公司制,商品名“HPBT-1”,平均粒径0.6微米,介电率2000)替代外,其他皆依相同方法制得浆料组合物。
配线板的制法与性能评估
以丝网印刷法涂布(实施例J1)及(比较例J1)
(1)将前述合成例J6与比较合成例J1的介电体浆料以丝网印刷机印刷于铜箔(13微米)上。经100℃、10分钟预焙烧后,于其上层再压以铜箔(3兆帕)后,经150℃、30分钟的加热固化。以段差膜厚计测定结果,介电体层的厚度为20微米。
(2)将此介电体层,与作为特定接地层的导线架嵌合,再以锡一银焊锡焊接而制得布线板。
(3)对所制得的布线板,调查介电层的容量的结果是如表J1所示。
以电沉积法涂布(实施例J2至J3)与(比较例J2)
(1)于前述合成例J7至J8与比较例J2的电沉积用水性分散液中,分别配置作为阴极的铜箔(13微米)板与对向电极的SUS板,以100伏的固定电压法使颗粒电沉积于阴极的铜箔上。随后,于100℃下、10分钟的加热进行预焙烧,随后与其上的作为接地层的导线架叠合,于合成例J8与合成比较例J2为200C、30分钟,合成例J7为150℃、30分钟的加热压合(5兆帕)后得形成有厚度10微米的介电体层的配线板。
(2)所得布线板,其静电层容量的调查结果是如表J1所示。
其结果如表J1所示。
测定介电体层的频率10赫兹下的静电容量。
对于所制得的多层电路基板,于121℃、湿度100%、2气压的条件下,进行72小时的耐湿热性试验,由试验前后的静电容量对耐湿热性依下述基准评估。
○…未产生变化,确定具有耐湿热性
×…产生较大变化,确定没有耐湿热性
按照JIS K 6911测定。又,漏电流是使用绝缘电阻计(修雷特公司制)所测得。
表J1
由表J-1结果得知,实施例J1至J3所得的任一布线板皆具有良好电特性,有机颗粒使用聚酰亚胺的实施例J3的变化极小故为良好。
又,本发明范围外的比较例J1、比较例J2的静电容量较小,故为不良。
权利要求
1、介电体用复合颗粒,其特征为,它是(A)在介电率在30以上的无机颗粒的部分或全部表面上覆盖了导电性金属或其化合物或者导电性有机化合物或导电性无机物的介电体用复合颗粒。
2、如权利要求第1项所述的介电体用复合颗粒,其特征是,所述的无机颗粒由钛系金属氧化物形成。
3、如权利要求第1或2项所述的介电体用复合颗粒,其特征是,所述的介电体用复合颗粒的平均粒径为0.1~5微米,所述的导电性金属或其化合物或者导电性有机化合物或导电性无机物的附着量为1~40重量%,且比表面积为1~20米2/克。
4、介电体形成用组合物,其特征是,它包含
(A)在介电率在30以上的无机颗粒的部分或全部表面上覆盖了导电性金属或其化合物或者导电性有机化合物或导电性无机物的介电体用复合颗粒、和
(B)由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分。
5、如权利要求第4项所述的介电体形成用组合物,其特征是,它可于500℃下以加热方式形成介电率在30以上且介电正切在0.1以下的介电体。
6、如权利要求第5项所述的介电体形成用组合物,其特征是,所述的无机颗粒由钛系金属氧化物形成。
7、如权利要求第4~6项中任一项所述的介电体形成用组合物,其特征是,所述的介电体用复合颗粒的平均粒径为0.1~5微米,导电性金属或其化合物或者导电性有机化合物或导电性无机物的附着量为1~40重量%,比表面积为1~20米2/克且
所述的介电体用复合颗粒(A)与所述的由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分(B)的体积比、即介电体用复合颗粒的体积/由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分的体积A/B为40/60~80/20。
8、含有介电形成用组合物的电沉积用水性分散液,其特征是,它可于500℃下以加热方式形成介电率在30以上且介电正切在0.1以下的介电体,它包含
(A)在介电率在30以上的无机颗粒的部分或全部表面上覆盖了导电性金属或其化合物或者导电性有机化合物或导电性无机物的介电体用复合颗粒,与
(B)由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分。
9、如权利要求第8项所述的电沉积用水性分散液,其特征是,所述的由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分(B)为能够电沉积的有机颗粒。
10、如权利要求第4~6项中任一项所述的介电体形成用组合物,其特征是,所述的由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分(B)由以下物质形成
(C)碱可溶性树脂,
(D)含有不饱和烯基的化合物,与
(E)光致聚合引发剂
11、如权利要求第4~6项中任一项所述的介电体形成用组合物,其特征是,所述的介电体用复合颗粒(A)的平均粒径为0.1~2微米,且所述的由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分(B)由以下物质形成
(F)可碱显影的树脂,与
(G)感光性酸产生化合物
12、如权利要求第4~6项中任一项所述的介电体形成用组合物,其特征是,所述的由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分(B)由(H)选自如下通式[1]所示的可水解硅烷化合物、其水解物及其缩合物的至少一种化合物形成
(R1)PSi(X)4-P [1]
所述式[1]中,R1为非可水解有机基,其碳原子数为1~12;X为可水解基团,p为0至3的整数;所述的R1的系数[p]与所述X的系数[4-p]为2以上时,各R1间及各X间可为相同或不同的基团。
13、如权利要求第4~6项中任一项所述的介电体形成用组合物,其特征是,所述的由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分(B)由以下物质形成
(H)选自如下通式[1]所示的可水解硅烷化合物、其水解物及其缩合物的至少一种化合物,与
(I)光致酸产生剂
(R1)PSi(X)4-P [1]
所述的通式[1]中,R1为非可水解有机基,其碳原子数为1~12;X为可水解基团,p为0至3的整数;所述R1的系数[p]与所述X的系数[4-p]为2以上时,各R1间及各X间可为相同或不同的基团。
14、超微颗粒复合树脂颗粒,其特征是,它由以下物质形成
(J)平均粒径为0.1微米以下的无机超微颗粒,与
(B)由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分;
且所述的无机超微颗粒(J)的部分或全部表面上覆盖了树脂组分(B),其中所述的无机超微颗粒(J)的含量为20重量%以上。
15,如权利要求第14项所述的超微颗粒复合树脂颗粒,其特征是,所述的无机超微颗粒(J)由钛系金属氧化物形成。
16、介电体形成用组合物,其特征是,它包含权利要求第14或15项所述的超微颗粒复合树脂颗粒、和平均粒径为0.1~2微米且介电率在30以上的无机颗粒或在该无机颗粒的部分或全部表面附着了导电性金属或其化合物或者导电性有机化合物或导电性无机物的无机复合颗粒。
17、介电体形成用电沉积液,其特征为,它包含分散于水性分散介质中的以下物质权利要求第14或15项所述的超微颗粒复合树脂颗粒、和平均粒径为0.1~2微米且介电率在30以上的无机颗粒或在该无机颗粒的部分或全部表面附着了导电性金属或其化合物或者导电性有机化合物或导电性无机物的无机复合颗粒。
18、感光性转印膜,其特征是,它由支承膜与形成于该支承膜上的感光性转印层构成,且所述的感光性转印层由权利要求第10、11与13项中任一项所述的介电体形成用组合物形成,且膜厚为5~100微米。
19、介电体,其特征是,它用权利要求第4~7、10~13与16项中任一项所述的介电体形成用组合物形成。
20、介电体,其特征是,它用权利要求第8、9与17项中任一项所述的介电体形成用电沉积液形成。
21、介电体,其特征是,它用权利要求第18项所述的感光性转印膜形成。
22、附有导电性箔的介电体,其特征是,在导电性箔上形成有权利要求第19至21项中任一项所述的介电体。
23、可层合的附有导电性箔的介电体层,其特征是,在导电性箔上铺设了由介电体形成用组合物形成的膜厚为1~20微米且介电率在30以上的介电体层,所述的介电体形成用组合物包含
(A)在平均粒径在1微米以下、介电率为100以上的无机颗粒的一部份表面上附着了导电性金属或其化合物或者导电性有机化合物或导电性无机物的介电体用复合颗粒,与
(B)由可聚合化合物及聚合物中的至少一种形成的树脂;
且上述(A)与(B)的总量为100重量%时,所述的(A)的含量为70重量%以上,所述的(B)的含量为30重量%以下。
24、电子元件,其特征是,它包含权利要求第19至22项中任一项所述的介电体。
25、多层电路基板,它是导体层与层间树脂绝缘层交互层合在绝缘基板上、且其导体层间以导孔连接而形成的组装多层电路基板,
其特征是,在上下邻接的2个导体层间形成有权利要求第19~22项中任一项所述的介电体层。
26、布线板,它至少具有讯号层、电源层、接地层与绝缘层,其特征是,所述的电源层与接地层间形成有权利要求第19~22项中任一项所述的介电体层。
全文摘要
本发明涉及介电体形成用组合物,其特征为它包含在介电率在30以上的无机颗粒的部分或全部表面覆盖了导电性金属或其化合物或者导电性有机化合物或导电性无机物所得的介电体用复合颗粒、和(B)由可聚合化合物与聚合物中的至少1种所得的树脂组分。本发明还涉及另一介电体形成用组合物,其特征为它包含复合树脂和平均粒径为0.1~2微米且介电率在30以上的无机颗粒或在该无机颗粒的部分或全部表面附着了导电性金属或其化合物或者导电性有机化合物或导电性无机物的无机复合颗粒,所述的复合树脂由(J)平均粒径为0.1微米以下的无机超微颗粒与(B)由可聚合化合物与聚合物中的至少一种形成的树脂组分形成,且前述的无机超微颗粒(J)的部分或全部表面覆盖了前述树脂组分(B),且前述的无机超微颗粒(J)含有20重量%以上的超微颗粒。
文档编号H05K3/00GK1455933SQ0280019
公开日2003年11月12日 申请日期2002年1月24日 优先权日2001年1月29日
发明者伊藤信幸, 增子英明, 长谷川里美, 能村仲笃 申请人:捷时雅株式会社
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