JP2018111746A - 可撓性樹脂形成用硬化性樹脂組成物、樹脂フィルム、電気回路体及び半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高い可撓性、伸縮性及び透明性を有するとともにシリコンウエハ及びポリイミドに対する高い密着性を示す可撓性樹脂を形成できる、硬化性樹脂組成物及び樹脂フィルムを提供すること。
【解決手段】(A)スチレン系エラストマ、(B)重合性化合物、(C)重合開始剤、及び(D)メルカプト基を有するシラン化合物を含有する、可撓性樹脂形成用硬化性樹脂組成物が開示される。
【選択図】図2
【解決手段】(A)スチレン系エラストマ、(B)重合性化合物、(C)重合開始剤、及び(D)メルカプト基を有するシラン化合物を含有する、可撓性樹脂形成用硬化性樹脂組成物が開示される。
【選択図】図2
Description
本発明は、本発明は、可撓性樹脂を形成するための硬化性樹脂組成物及び樹脂フィルム、並びにこれらを用いた電気回路体及び半導体装置に関する。
近年、ウェアラブル機器の要望が高まっている。電子機器の小型化への要望に加え、身体に装着しやすいように、身体のような曲面に使用できると共に脱着しても接続不良が生じにくい可撓性性及び伸縮性が求められている。
下記特許文献1には、電気回路を形成するための可撓性を有する基材又は可撓性を有する電気回路保護層(導体回路保護層)を形成するための方法として、エラストマ性の材料、具体的には液状のシリコーンゴムを用いる方法が記載されている。
下記特許文献2には、IC等の部品を実装したプリント配線基板と、長繊維強化樹脂とを用いて電子部品構成物内蔵インモールド品を得る方法が開示されている。ここでは複数の部品内蔵モジュールを樹脂に内蔵することで小型化を可能にしている。曲面に沿って装着するウェアラブル機器として、硬質部と可撓部とが混在した機器も開発されている。下記特許文献3には、フレキシブル基板に凹部を形成し、凹部内に実装した電子部品を長繊維強化樹脂を用いて封止し、フレキシブルな部品内蔵モジュールを得る方法が記載されている。
しかしながら、長繊維強化樹脂を用いた電子部品構成物内蔵インモールド品は、電子機器を小型化することは可能であるが、これを曲げることは困難である。そのため、ウェアラブル機器に求められるように、電子機器を曲面に沿って使用することは困難である。硬質部と可撓部とが混在している電子機器の場合、硬質部の占める割合が大きい傾向があることから、使用できる曲面に制限がある。脱着を繰り返すと接続不良を起こす懸念もある。長繊維強化樹脂の場合、高い透明性を得ることも困難である。
加えて、基材、導体回路保護層又は封止部材の用途に用いられる可撓性樹脂は、半導体の材料であるシリコンウエハ、及び可撓性基材として用いられるポリイミドと高い密着性を有することが重要である。
本発明の一側面の目的は、高い可撓性、伸縮性及び透明性を有するとともにシリコンウエハ及びポリイミドに対する高い密着性を示す可撓性樹脂を形成できる、硬化性樹脂組成物及び樹脂フィルムを提供すること、並びにそれらを用いた半導体装置を提供することにある。
本発明の一側面は、(A)スチレン系エラストマ、(B)重合性化合物、(C)重合開始剤、及び(D)メルカプト基を有するシラン化合物を含有する可撓性樹脂形成用硬化性樹脂組成物を提供する。本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、これら特定の成分を含有する硬化性樹脂組成物が、高い可撓性、伸縮性及び透明性を有するとともにシリコンウエハ及びポリイミドに対する高い密着性を示す可撓性樹脂を形成できることを見出した。
本発明の一側面に係る硬化性樹脂組成物は、高い可撓性、伸縮性及び透明性を有するとともにシリコンウエハ及びポリイミドに対する高い密着性を示す可撓性樹脂を形成できる。
液状のシリコーンゴムを電気回路基材に用いる方法では、液状材料を金型に充填し、熱プレス、続いてオーブン中で加熱しシート状の電気回路基材を作製する必要があるため、製造工程が煩雑で時間もかかる。また、シリコーンゴムは透湿性が高いため、電気回路への湿度の影響が懸念される。本発明の一側面に係る硬化性樹脂組成物は、液状のシリコーンゴムと比較して、より簡易な工程で透湿性の低い可撓性樹脂を形成することができる。さらに、本発明の一側面に係る硬化性樹脂組成物は、段差を有する表面上に良好な埋め込み性で可撓性樹脂を形成することができる。
以下、本発明のいくつかの実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
一実施形態に係る硬化性樹脂組成物は、(A)スチレン系エラストマ、(B)重合性化合物、(C)重合開始剤、及び(D)メルカプト基を有するシラン化合物を含有する。この硬化性樹脂組成物は、活性光線の照射又は加熱によって硬化して、可撓性及び高い伸縮性を有する可撓性樹脂を形成することができる。
(A)スチレン系エラストマ
ここでスチレン系エラストマとは、ポリスチレンを含むハードセグメントと、不飽和二重結合を有するジエン系エラストマ又はこれの水素添加物を含むソフトセグメントとを有するエラストマを意味する。ジエン系エラストマは、例えば、ポリブタジエン、又はポリイソプレンであることができる。
ここでスチレン系エラストマとは、ポリスチレンを含むハードセグメントと、不飽和二重結合を有するジエン系エラストマ又はこれの水素添加物を含むソフトセグメントとを有するエラストマを意味する。ジエン系エラストマは、例えば、ポリブタジエン、又はポリイソプレンであることができる。
スチレン系エラストマの市販品としては、例えばJSR(株)「ダイナロンSEBSシリーズ」、クレイトンポリマージャパン(株)「クレイトンDポリマーシリーズ」、アロン化成(株)「ARシリーズ」が挙げられる。
ソフトセグメントがジエン系エラストマ鎖の不飽和二重結合に水素を付加反応させたものである水素添加型スチレン系エラストマについては、耐候性向上などの効果を期待できる。
水素添加型スチレン系エラストマの市販品としては、例えばJSR(株)「ダイナロンHSBRシリーズ」、クレイトンポリマージャパン(株)「クレイトンGポリマーシリーズ」、旭化成ケミカルズ(株)「タフテックシリーズ」が挙げられる。
スチレン系エラストマの重量平均分子量は、塗膜性の観点から、30,000〜200,000であることが好ましく、50,000〜150,000であることがより好ましく、75,000〜125,000であることが特に好ましい。ここで、重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による標準ポリスチレン換算値を意味する。
スチレン系エラストマの含有量は、スチレン系エラストマ及び重合性化合物の合計量に対して、50〜90質量%であることが好ましい。この含有量が50質量%以上であると、硬化物の可撓性及び伸縮性が特に高くなる傾向がある。この含有量が90質量%以下であると、重合性化合物とともに容易に硬化物を形成する傾向がある。以上の観点から、スチレン系エラストマの含有量は50〜85質量%であることがさらに好ましく、60〜80質量%であることが特に好ましい。
(B)重合性化合物
(B)成分の重合性化合物は、加熱又は紫外線など活性光線の照射によって重合する化合物である。材料の選択性及び入手の容易さの観点から、例えばエチレン性不飽和基などの重合性官能基を有する化合物が好適である。具体的には、(メタ)アクリレート、ハロゲン化ビニリデン、ビニルエーテル、ビニルエステル、ビニルピリジン、ビニルアミド、アリール化ビニルなどが挙げられる。これらのうち透明性の観点から、(メタ)アクリレート及びアリール化ビニルが好ましい。(メタ)アクリレートは、1官能、2官能又は多官能(3官能以上)のいずれであってもよいが、十分な硬化性を得るためには2官能又は多官能の(メタ)アクリレートが好ましい。
(B)成分の重合性化合物は、加熱又は紫外線など活性光線の照射によって重合する化合物である。材料の選択性及び入手の容易さの観点から、例えばエチレン性不飽和基などの重合性官能基を有する化合物が好適である。具体的には、(メタ)アクリレート、ハロゲン化ビニリデン、ビニルエーテル、ビニルエステル、ビニルピリジン、ビニルアミド、アリール化ビニルなどが挙げられる。これらのうち透明性の観点から、(メタ)アクリレート及びアリール化ビニルが好ましい。(メタ)アクリレートは、1官能、2官能又は多官能(3官能以上)のいずれであってもよいが、十分な硬化性を得るためには2官能又は多官能の(メタ)アクリレートが好ましい。
単官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、teRt−ブチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチルヘプチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、テトラデシル(メタ)アクリレート、ペンタデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、モノ(2-(メタ)アクリロイロキシエチル)スクシネートなどの脂肪族(メタ)アクリレート;シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロペンチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、モノ(2-(メタ)アクリロイロキシエチル)テトラヒドロフタレート、モノ(2-(メタ)アクリロイロキシエチル)ヘキサヒドロフタレートなどの脂環式(メタ)アクリレート;ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、o−ビフェニル(メタ)アクリレート、1−ナフチル(メタ)アクリレート、2−ナフチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、p−クミルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、o−フェニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、1−ナフトキシエチル(メタ)アクリレート、2−ナフトキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−(o−フェニルフェノキシ)プロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−(1−ナフトキシ)プロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−(2−ナフトキシ)プロピル(メタ)アクリレートなどの芳香族(メタ)アクリレート;2−テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、N−(メタ)アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタルイミド、2−(メタ)アクリロイロキシエチル−N−カルバゾールなどの複素環式(メタ)アクリレート、これらのカプロラクトン変性体などが挙げられる。これらの中でもスチレン系エラストマとの相溶性、また透明性及び耐熱性の観点から、脂肪族(メタ)アクリレート及び芳香族(メタ)アクリレートが好ましい。
2官能(メタ)アクリレートとしては、例えばエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、3−メチル−1,5−ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノール(メタ)アクリレート、エトキシ化2−メチル−1,3−プロパンジオールジ(メタ)アクリレートなどの脂肪族(メタ)アクリレート;シクロヘキサンジメタノール(メタ)アクリレート、エトキシ化シクロヘキサンジメタノール(メタ)アクリレート、プロポキシ化シクロヘキサンジメタノール(メタ)アクリレート、エトキシ化プロポキシ化シクロヘキサンジメタノール(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノール(メタ)アクリレート、エトキシ化トリシクロデカンジメタノール(メタ)アクリレート、プロポキシ化トリシクロデカンジメタノール(メタ)アクリレート、エトキシ化プロポキシ化トリシクロデカンジメタノール(メタ)アクリレート、エトキシ化水添ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化水添ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エトキシ化プロポキシ化水添ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エトキシ化水添ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化水添ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、エトキシ化プロポキシ化水添ビスフェノールFジ(メタ)アクリレートなどの脂環式(メタ)アクリレート;エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エトキシ化プロポキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、エトキシ化プロポキシ化ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールAFジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ビスフェノールAFジ(メタ)アクリレート、エトキシ化プロポキシ化ビスフェノールAFジ(メタ)アクリレート、エトキシ化フルオレン型ジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化フルオレン型ジ(メタ)アクリレート、エトキシ化プロポキシ化フルオレン型ジ(メタ)アクリレートなどの芳香族(メタ)アクリレート;エトキシ化イソシアヌル酸ジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化イソシアヌル酸ジ(メタ)アクリレート、エトキシ化プロポキシ化イソシアヌル酸ジ(メタ)アクリレートなどの複素環式(メタ)アクリレート;これらのカプロラクトン変性体;ネオペンチルグリコール型エポキシ(メタ)アクリレートなどの脂肪族エポキシ(メタ)アクリレート;シクロヘキサンジメタノール型エポキシ(メタ)アクリレート、水添ビスフェノールA型エポキシ(メタ)アクリレート、水添ビスフェノールF型エポキシ(メタ)アクリレートなどの脂環式エポキシ(メタ)アクリレート;レゾルシノール型エポキシ(メタ)アクリレート、ビスフェノールA型エポキシ(メタ)アクリレート、ビスフェノールF型エポキシ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAF型エポキシ(メタ)アクリレート、フルオレン型エポキシ(メタ)アクリレートなどの芳香族エポキシ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらの中でもスチレン系エラストマとの相溶性、また透明性及び耐熱性の観点から、脂肪族(メタ)アクリレート及び芳香族(メタ)アクリレートが好ましい。
3官能以上の多官能(メタ)アクリレートとしては、例えばトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エトキシ化プロポキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、エトキシ化プロポキシ化ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、エトキシ化プロポキシ化ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートなどの脂肪族(メタ)アクリレート;エトキシ化イソシアヌル酸トリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化イソシアヌル酸トリ(メタ)アクリレート、エトキシ化プロポキシ化イソシアヌル酸トリ(メタ)アクリレートなどの複素環式(メタ)アクリレート;これらのカプロラクトン変性体;フェノールノボラック型エポキシ(メタ)アクリレート、クレゾールノボラック型エポキシ(メタ)アクリレートなどの芳香族エポキシ(メタ)アクリレートが挙げられる。これらの中でもスチレン系エラストマとの相溶性、また透明性及び耐熱性の観点から、脂肪族(メタ)アクリレート及び芳香族(メタ)アクリレートが好ましい。
これらの化合物は、単独または2種類以上組み合わせて使用することができ、さらにその他の重合性化合物と組み合わせて使用することもできる。
重合性化合物の含有量は、スチレン系エラストマ及び重合性化合物の合計量に対して、10〜50質量%であることが好ましい。この含有量が10質量%以上であると、スチレン系エラストマとともに容易に硬化物を形成できる傾向がある。この含有量が50質量%以下であると、硬化物の十分な強度及び可撓性が得られ易い傾向がある。以上の観点から、重合性化合物の含有量は、15〜40質量%であることがさらに好ましい。
(C)重合開始剤
(C)成分の重合開始剤は、加熱又は紫外線など活性光線の照射によって重合性化合物の重合を開始させる化合物である。例えば重合性化合物がエチレン性不飽和基を有する化合物である場合、重合開始剤は、熱ラジカル重合開始剤、光ラジカル重合開始剤又はこれらの組み合わせであることができる。硬化速度が速く常温硬化が可能なことから、光ラジカル重合開始剤が好ましい。
(C)成分の重合開始剤は、加熱又は紫外線など活性光線の照射によって重合性化合物の重合を開始させる化合物である。例えば重合性化合物がエチレン性不飽和基を有する化合物である場合、重合開始剤は、熱ラジカル重合開始剤、光ラジカル重合開始剤又はこれらの組み合わせであることができる。硬化速度が速く常温硬化が可能なことから、光ラジカル重合開始剤が好ましい。
熱ラジカル重合開始剤としては、例えば、メチルエチルケトンパーオキシド、シクロヘキサノンパーオキシド、メチルシクロヘキサノンパーオキシドなどのケトンパーオキシド;1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−2−メチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサンなどのパーオキシケタール;p−メンタンヒドロパーオキシドなどのヒドロパーオキシド;α、α’−ビス(t−ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、ジクミルパーオキシド、t−ブチルクミルパーオキシド、ジ−t−ブチルパーオキシドなどのジアルキルパーオキシド;オクタノイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド、ステアリルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシドなどのジアシルパーオキシド;ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシエチルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジ−3−メトキシブチルパーオキシカーボネートなどのパーオキシカーボネート;t−ブチルパーオキシピバレート、t−ヘキシルパーオキシピバレート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシラウリレート、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルパーオキシアセテートなどのパーオキシエステル;2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2’−ジメチルバレロニトリル)などのアゾ化合物が挙げられる。これらの中で、硬化性、透明性、及び耐熱性の観点から、ジアシルパーオキシド、パーオキシエステル、及びアゾ化合物が好ましい。
光ラジカル重合開始剤としては、例えば2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オンなどのベンゾインケタール;1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オンなどのα−ヒドロキシケトン;2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン、1,2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オンなどのα−アミノケトン;1−[(4−フェニルチオ)フェニル]−1,2−オクタジオン−2−(ベンゾイル)オキシムなどのオキシムエステル;ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキシド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシドなどのホスフィンオキシド;2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(o−クロロフェニル)−4,5−ジ(メトキシフェニル)イミダゾール二量体、2−(o−フルオロフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(o−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体、2−(p−メトキシフェニル)−4,5−ジフェニルイミダゾール二量体などの2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体;ベンゾフェノン、N,N,N’,N’−テトラメチル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン、N,N,N’,N’−テトラエチル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4−メトキシ−4’−ジメチルアミノベンゾフェノンなどのベンゾフェノン化合物;2−エチルアントラキノン、フェナントレンキノン、2−teRt−ブチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、1,2−ベンズアントラキノン、2,3−ベンズアントラキノン、2−フェニルアントラキノン、2,3−ジフェニルアントラキノン、1−クロロアントラキノン、2−メチルアントラキノン、1,4−ナフトキノン、9,10−フェナントラキノン、2−メチル−1,4−ナフトキノン、2,3−ジメチルアントラキノンなどのキノン化合物;ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテルなどのベンゾインエーテル;ベンゾイン、メチルベンゾイン、エチルベンゾインなどのベンゾイン化合物;ベンジルジメチルケタールなどのベンジル化合物;9−フェニルアクリジン、1,7−ビス(9、9’−アクリジニルヘプタン)などのアクリジン化合物:N−フェニルグリシン、クマリンなどが挙げられる。
2,4,5−トリアリールイミダゾール二量体において、2つのトリアリールイミダゾール部位のアリール基の置換基は、同一で対称な化合物を与えてもよく、相違して非対称な化合物を与えてもよい。ジエチルチオキサントンとジメチルアミノ安息香酸の組み合わせのように、チオキサントン化合物と3級アミンとを組み合わせてもよい。
これらの中で、硬化性、透明性、及び耐熱性の観点から、α−ヒドロキシケトン及びホスフィンオキシドが好ましい。これらの熱及び光ラジカル重合開始剤は、単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。さらに、適切な増感剤と組み合わせて用いることもできる。
重合開始剤の含有量は、スチレン系エラストマ及び重合性化合物の合計量に対して、0.1〜10質量%であることが好ましい。この含有量が0.1質量%以上であると、十分な硬化が進行し易い傾向がある。この含有量が10質量%以下であると、硬化物の光透過性が高くなる傾向がある。以上の観点から、重合開始剤の含有量は、0.3〜7質量%であることがさらに好ましく、0.5〜5質量%部であることが特に好ましい。
(D)シラン化合物
(D)成分のメルカプト基を有するシラン化合物は、無機材料と結合可能な加水分解性シリル基−SiOR(Rはアルキル基を示す。)と、エチレン性不飽和基と反応可能なメルカプト基を含む基:−R’SH(R’はアルキレン基を示す。)とを有する化合物であり、下記一般式(1)で表すことができる。シラン化合物は、例えば3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン及び3−メルカプトプロピルトリメトキシシランから選ばれる少なくとも1種であることができる。
(D)成分のメルカプト基を有するシラン化合物は、無機材料と結合可能な加水分解性シリル基−SiOR(Rはアルキル基を示す。)と、エチレン性不飽和基と反応可能なメルカプト基を含む基:−R’SH(R’はアルキレン基を示す。)とを有する化合物であり、下記一般式(1)で表すことができる。シラン化合物は、例えば3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン及び3−メルカプトプロピルトリメトキシシランから選ばれる少なくとも1種であることができる。
式(1)中、Rはアルキル基を示し、R’はアルキレン基を示し、Xは有機官能基を示す。lは0〜2の整数を示し、m及びnは1〜3の整数を示し、l+m+nが4である。
(D)成分のシラン化合物の含有量は、スチレン系エラストマ及び重合性化合物の合計量に対して、0.1〜5質量%であることが好ましい。シラン化合物の含有量が0.1質量%以上であると、シリコンウエハ及びポリイミドに対する密着性がより向上する傾向がある。シラン化合物の含有量が5質量%以下であると、シラン化合物配合前の樹脂の物性を大きく変えることがなく、また樹脂と均一に相溶することができる。以上の観点から、シラン化合物の含有量は0.3〜4質量%であることがさらに好ましく、0.5〜2質量%であることが特に好ましい。
この他に必要に応じて、硬化性樹脂組成物は、酸化防止剤、黄変防止剤、紫外線吸収剤、可視光吸収剤、着色剤、可塑剤、安定剤、充填剤などのいわゆる添加剤を、本発明の趣旨と逸脱しない範囲で含んでいてもよい。
硬化性樹脂組成物は、好適な有機溶剤を用いて希釈し、樹脂ワニスとして使用してもよい。ここで用いる有機溶剤としては、硬化性樹脂組成物を溶解しえるものであれば特に制限はない。例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、クメン、p−シメンなどの芳香族炭化水素;ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素;メチルシクロヘキサンなどの環状アルカン;テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサンなどの環状エーテル;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノンなどのケトン;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、γ−ブチロラクトンなどのエステル;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどの炭酸エステル;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンなどのアミドなどが挙げられる。これらの中で、溶解性及び沸点の観点から、トルエン、キシレン、ヘプタン、シクロヘキサンが好ましい。これらの有機溶剤は、単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。樹脂ワニス中の固形分濃度(有機溶剤以外の成分の濃度)は、通常20〜80質量%であることが好ましい。
硬化性樹脂組成物の硬化物(可撓性樹脂)の弾性率は、0.1MPa以上1000MPa以下であることが好ましい。可撓性樹脂の弾性率が0.1MPa以上1000MPa以下であれば、フィルムとしての扱い性及び可撓性が特に優れる傾向がある。この観点から、可撓性樹脂の弾性率は、0.3MPa以上100MPa以下であることがさらに好ましく、0.5MPa以上50MPa以下であることが特に好ましい。
硬化性樹脂組成物の硬化物(可撓性樹脂)の破断伸び率は、100%以上であることが好ましい。破断伸び率が100%以上であれば高い伸縮性が得られ易い傾向がある。この観点から、可撓性樹脂の破断伸び率は、300%以上であることがさらに好ましく、500%以上であることが特に好ましい。
硬化性樹脂組成物の硬化物(可撓性樹脂)は、高い伸縮性を有することができる。伸縮性は、例えば、可撓性樹脂の変形後の回復率に基づいて評価することができる。回復率は、可撓性樹脂の引張試験によって測定することができる。可撓性樹脂のサンプルを1対のチャックで保持し、1回目の引張試験で加えたひずみ(変位量)をX、次にチャックを初期位置に戻し再度引張試験を行ったとき、荷重が掛かっている区間のひずみ(変位量)をYとしたとき、R=100×Y/Xで示されるRを回復率と定義することができる。この回復率が80%以上であることが好ましい。ひずみXは例えば50%であることができる。図1は回復率を測定するための荷重―ひずみ曲線の例を示すグラフである。回復率が80%以上であると繰り返しの使用に対する耐性が特に高くなる傾向がある。同様の観点から、回復率は85%以上であることがさらに好ましく、90%以上であることが特に好ましい。回復率の上限は特に制限されないが、例えば98%以下であってもよい。
硬化性樹脂組成物の硬化物(可撓性樹脂)は、全光線透過率が80%以上で、Yellowness Index(YI)が5.0以下で、ヘイズが5.0%以下であることが好ましい。これら光学特性がこの範囲にあれば十分な透明性が得られる。この観点から、全光線透過率が85%以上で、Yellowness Indexが4.0以下で、ヘイズが4.0%以下であることがさらに好ましく、全光線透過率が90%以上で、Yellowness Indexが3.0以下で、ヘイズが3.0%以下であることが特に好ましい。これら光学特性は、分光ヘイズメータ(日本電色工業(株)製分光ヘイズメータ「SH7000」)によって測定することができる。
硬化性樹脂組成物の硬化物(可撓性樹脂)と、シリコンウエハ又はポリイミドとの間の90°ピール試験によって測定される密着強度(90°ピール強度)は、引き剥がし速度50mm/分、試料幅10mmの条件で5N/cm以上であることが好ましい。密着強度は高いほど実用的であり、7N/cmであることがさらに好ましく、10N/cmであることが特に好ましい。密着強度の上限は、特に制限されないが、例えば30N/cm以下であってもよい。
樹脂フィルム
一実施形態に係る樹脂フィルムは、上述の硬化性樹脂組成物を含む樹脂層を有する。樹脂フィルムが基材フィルムを有し、基材フィルム上に樹脂層が設けられていてもよい。基材フィルム及び樹脂層を有する樹脂フィルムは、例えば、硬化性樹脂組成物の樹脂ワニスを基材フィルムに塗布し、塗膜から溶媒を除去することにより容易に製造することができる。
一実施形態に係る樹脂フィルムは、上述の硬化性樹脂組成物を含む樹脂層を有する。樹脂フィルムが基材フィルムを有し、基材フィルム上に樹脂層が設けられていてもよい。基材フィルム及び樹脂層を有する樹脂フィルムは、例えば、硬化性樹脂組成物の樹脂ワニスを基材フィルムに塗布し、塗膜から溶媒を除去することにより容易に製造することができる。
基材フィルムとしては、特に制限はなく、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル;ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン;ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルフィド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリスルホン、液晶ポリマーなどが挙げられる。これらの中で、柔軟性及び強靭性の観点から、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリスルホンが好ましい。樹脂層との剥離性向上の観点から、シリコーン系化合物、含フッ素化合物などにより離型処理が施された基材フィルムを必要に応じて用いてもよい。
基材フィルムの厚みは、目的とする柔軟性により適宜変えてよいが、3〜250μmであることが好ましい。基材フィルムの厚みが3μm以上であると十分なフィルム強度が得られ易く、基材フィルムの厚みが250μm以下であると柔軟性が特に高くなる傾向がある。以上の観点から、基材フィルムの厚みは5〜200μmであることがさらに好ましく、7〜150μmであることが特に好ましい。
基材フィルム上の樹脂層に、必要に応じて保護フィルムを更に積層し、基材フィルム、樹脂層及び保護フィルムからなる3層構造の樹脂フィルムとしてもよい。
保護フィルムとしては、特に制限はなく、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル;ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンなどが挙げられる。これらの中で、柔軟性及び強靭性の観点から、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル;ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンであることが好ましい。樹脂層との剥離性向上の観点から、シリコーン系化合物、含フッ素化合物などにより離型処理が施された保護フィルムを必要に応じて用いてもよい。カバーフィルムの厚みは、目的とする柔軟性により適宜変えてよいが、10〜250μmであることが好ましい。カバーフィルムの厚みが10μm以上であると十分なフィルム強度が得られ易く、カバーフィルムの厚みが250μm以下であると柔軟性が特に高くなる傾向がある。以上の観点から、カバーフィルムの厚みは15〜200μmであることがさらに好ましく、20〜150μmであることが特に好ましい。
樹脂層の厚み(乾燥後の厚み)は、通常は5〜1000μmであることが好ましい。樹脂層の厚みが5μm以上であると、樹脂層及びその硬化物(可撓性樹脂)の強度が高くなる傾向がある。樹脂層の厚みが1000μm以下であると、乾燥が十分に行えるため樹脂層中の残留溶媒量を低く抑制し易い。残留溶媒量が低いと、樹脂層の硬化物を加熱したときの発泡が少ない傾向がある。
樹脂フィルムは、例えばロール状に巻き取ることによって容易に保存することができる。または、ロール状の樹脂フィルムから好適なサイズに切り出したシート状の樹脂フィルムを保存することもできる。
本実施形態に係る硬化性樹脂組成物及びこれから得られる樹脂フィルムは、例えば、ウェアラブル機器用可撓性基材、導体回路保護層、封止樹脂を形成するための材料として好適である。
以下、一実施形態に係る電気回路体について説明する。
図2は、一実施形態に係る電気回路体を模式的に示す断面図である。図2に示す電気回路体100は、可撓性を有する可撓性基材11と、導体回路12と、可撓性を有する導体回路保護層13を備える。導体回路保護層13は、導体回路12を被覆することでこれを封止している。可撓性基材11又は導体回路保護層13のうち少なくとも一方が、上述の実施形態に係る硬化性樹脂組成物の硬化物であることができる。
図2は、一実施形態に係る電気回路体を模式的に示す断面図である。図2に示す電気回路体100は、可撓性を有する可撓性基材11と、導体回路12と、可撓性を有する導体回路保護層13を備える。導体回路保護層13は、導体回路12を被覆することでこれを封止している。可撓性基材11又は導体回路保護層13のうち少なくとも一方が、上述の実施形態に係る硬化性樹脂組成物の硬化物であることができる。
以下、本実施形態に係る電気回路体の製造方法について説明する。
(工程1:基材形成)
まず、硬化性樹脂組成物又はこれから作製された樹脂フィルムの樹脂層を、熱硬化、または、露光による光硬化して、可撓性基材11を形成する。
まず、硬化性樹脂組成物又はこれから作製された樹脂フィルムの樹脂層を、熱硬化、または、露光による光硬化して、可撓性基材11を形成する。
(工程2:導体回路形成)
次に、可撓性基材11上に、導体回路12を形成する(図3)。導体回路12としては、例えば、銅、アルミニウムなどの金属、銀及び銅などの金属材料を配合した導電インク材料、グラフェン及びカーボンナノチューブなどの炭素材料を配合した導電インク材料、PEDOT/PSSなどの導電性有機材料を用いることができる。回路の形成方法は特に限定されないが、エッチング、蒸着、スパッタ、印刷などの手法を用いることができる。
次に、可撓性基材11上に、導体回路12を形成する(図3)。導体回路12としては、例えば、銅、アルミニウムなどの金属、銀及び銅などの金属材料を配合した導電インク材料、グラフェン及びカーボンナノチューブなどの炭素材料を配合した導電インク材料、PEDOT/PSSなどの導電性有機材料を用いることができる。回路の形成方法は特に限定されないが、エッチング、蒸着、スパッタ、印刷などの手法を用いることができる。
(工程3:導体回路保護層形成)
可撓性基材11上の導体回路12を導体回路保護層13で被覆し、図2に示される電気回路体100を得る。例えば、樹脂層を導体回路12を被覆するように可撓性基材11上に積層し、積層された樹脂層を硬化することにより、導体回路保護層13を形成することができる。樹脂層の積層のためには、加熱プレス、ロールラミネート、真空ラミネート等を用いることができる。段差追従性、及び気泡不良の防止のため、減圧下で樹脂層を積層することが好ましい。積層の際、導体回路保護層13を50〜170℃に加熱することが好ましく、圧着圧力は、0.1〜150MPa程度(1〜1500kgf/cm2程度)が好ましい。これらの条件には特に制限はない。硬化は、加熱による熱硬化、又は、露光による光硬化であることができる。
可撓性基材11上の導体回路12を導体回路保護層13で被覆し、図2に示される電気回路体100を得る。例えば、樹脂層を導体回路12を被覆するように可撓性基材11上に積層し、積層された樹脂層を硬化することにより、導体回路保護層13を形成することができる。樹脂層の積層のためには、加熱プレス、ロールラミネート、真空ラミネート等を用いることができる。段差追従性、及び気泡不良の防止のため、減圧下で樹脂層を積層することが好ましい。積層の際、導体回路保護層13を50〜170℃に加熱することが好ましく、圧着圧力は、0.1〜150MPa程度(1〜1500kgf/cm2程度)が好ましい。これらの条件には特に制限はない。硬化は、加熱による熱硬化、又は、露光による光硬化であることができる。
(工程4:切断工程)
電気回路体の製造方法は、必要に応じて、例えば図4に示すように、可撓性基材11を導体回路保護層13とともに切断することを含むことができる。これにより、複数の電気回路体を一度に大面積で製造することが可能となる。これにより、製造工程を容易に減らすことができる。
電気回路体の製造方法は、必要に応じて、例えば図4に示すように、可撓性基材11を導体回路保護層13とともに切断することを含むことができる。これにより、複数の電気回路体を一度に大面積で製造することが可能となる。これにより、製造工程を容易に減らすことができる。
以下、一実施形態に係る半導体装置について説明する。
図5は、一実施形態に係る半導体装置を模式的に示す断面図である。図5に示す半導体装置200は、可撓性を有する可撓性基材21と、半導体素子を含む回路部品22と、可撓性を有する可撓性樹脂層23とを備える。回路部品22は、可撓性基材21上に実装されている。可撓性樹脂層23は、上述の実施形態に係る硬化性樹脂組成物またはこれから作製された樹脂フィルムの樹脂層を硬化させることにより形成することができる。可撓性樹脂層23は、可撓性基材21及び回路部品22を封止しており、これにより半導体装置の表面を保護している。
図5は、一実施形態に係る半導体装置を模式的に示す断面図である。図5に示す半導体装置200は、可撓性を有する可撓性基材21と、半導体素子を含む回路部品22と、可撓性を有する可撓性樹脂層23とを備える。回路部品22は、可撓性基材21上に実装されている。可撓性樹脂層23は、上述の実施形態に係る硬化性樹脂組成物またはこれから作製された樹脂フィルムの樹脂層を硬化させることにより形成することができる。可撓性樹脂層23は、可撓性基材21及び回路部品22を封止しており、これにより半導体装置の表面を保護している。
可撓性基材21は、目的に応じて選択できる。可撓性基材21の構成材料としては、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ビスマレイミド樹脂、エポキシ樹脂及びポリエチレングリコール樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種が好ましい。この中でも、伸縮性に更に優れる観点から、シロキサン構造又は脂肪族エーテル構造又はジエン構造を有するポリイミド樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、長鎖アルキル鎖(例えば、炭素数1〜20のアルキル鎖)を有するビスマレイミド樹脂、エポキシ樹脂、及び、ロタキサン構造を有するポリエチレングリコール樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種がより好ましい。さらに、伸縮性に更に優れる観点から、シロキサン構造又は脂肪族エーテル構造又はジエン構造を有するポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、及び、長鎖アルキル鎖を有するビスマレイミド樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種が特に好ましい。可撓性基材21は、上述の実施形態に係る硬化性樹脂組成物又はこれから作製された樹脂フィルムの樹脂層の硬化物であってもよい。可撓性基材21の構成材料は、1種を単独で、又は、2種以上を組み合わせて用いることができる。
回路部品22(半導体素子)は、例えば、メモリーチップ、発光ダイオード(LED)、RFタグ(RFID)、温度センサ、加速度センサ等の実装部品である。回路部品22は、1種類が実装されていてもよく、2種類以上が混在して実装されていてもよい。また、回路部品22は、1個が実装されていてもよく、複数個が実装されていてもよい。
以下、本実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。
(工程1:実装工程)
まず、図6に示すように、可撓性基材21の上に回路部品22を実装する。
まず、図6に示すように、可撓性基材21の上に回路部品22を実装する。
(工程2:封止工程)
次に、可撓性基材21上の回路部品22を封止用の硬化性樹脂組成物を含む樹脂層で被覆することで、回路部品22を封止する。可撓性基材21及び回路部品22は、例えば、樹脂層を可撓性基材21に積層すること、硬化性樹脂組成物を可撓性基材21に印刷すること、又は、硬化性樹脂組成物に可撓性基材21及び回路部品22を浸漬し、乾燥することにより、回路部品22を樹脂層で被覆することができる。樹脂層の積層は、加熱プレス、ロールラミネート、真空ラミネート、印刷法又はディッピング法等によって行うことができる。この中でも、Roll to Rollのプロセスで使用できるものが製造工程を短縮できる点から好ましい。加熱プレス、ロールラミネート、真空ラミネート等で樹脂層を積層する場合、減圧下で樹脂層を積層することが好ましい。積層の際、樹脂層を50〜170℃に加熱することが好ましく、圧着圧力は、0.1〜150MPa程度(1〜1500kgf/cm2程度)が好ましい。これらの条件には特に制限はない。
次に、可撓性基材21上の回路部品22を封止用の硬化性樹脂組成物を含む樹脂層で被覆することで、回路部品22を封止する。可撓性基材21及び回路部品22は、例えば、樹脂層を可撓性基材21に積層すること、硬化性樹脂組成物を可撓性基材21に印刷すること、又は、硬化性樹脂組成物に可撓性基材21及び回路部品22を浸漬し、乾燥することにより、回路部品22を樹脂層で被覆することができる。樹脂層の積層は、加熱プレス、ロールラミネート、真空ラミネート、印刷法又はディッピング法等によって行うことができる。この中でも、Roll to Rollのプロセスで使用できるものが製造工程を短縮できる点から好ましい。加熱プレス、ロールラミネート、真空ラミネート等で樹脂層を積層する場合、減圧下で樹脂層を積層することが好ましい。積層の際、樹脂層を50〜170℃に加熱することが好ましく、圧着圧力は、0.1〜150MPa程度(1〜1500kgf/cm2程度)が好ましい。これらの条件には特に制限はない。
(工程3:硬化工程)
封止工程において可撓性基材21及び回路部品22を樹脂層で封止した後、樹脂層を硬化させることにより可撓性樹脂層23を形成する。これにより、図5に示される半導体装置200が得られる。硬化は、熱硬化、又は、露光による光硬化であることができる。樹脂層は、回路部品22の耐熱性の観点から、低温での熱硬化性、又は、室温で硬化できる光硬化性を有することが好ましい。
封止工程において可撓性基材21及び回路部品22を樹脂層で封止した後、樹脂層を硬化させることにより可撓性樹脂層23を形成する。これにより、図5に示される半導体装置200が得られる。硬化は、熱硬化、又は、露光による光硬化であることができる。樹脂層は、回路部品22の耐熱性の観点から、低温での熱硬化性、又は、室温で硬化できる光硬化性を有することが好ましい。
(工程4:切断工程)
半導体装置の製造方法は、必要に応じて、例えば図7に示すように、可撓性基材21を可撓性樹脂層23とともに切断しこれらを分離することにより、回路部品を有する複数の半導体装置を得る工程を備えることができる。これにより、複数の半導体装置を一度に大面積で製造することが可能となる。これにより、製造工程を容易に減らすことができる。
以下、本発明の電気回路体について説明する。
図2は、本実施形態に係る電気回路体を模式的に示す断面図である。本実施形態に係る電気回路体100は、可撓性を有する可撓性基材11と、導体回路12と、可撓性を有する導体回路保護層13を備える。導体回路保護層13は、導体回路12を封止しており、導体回路12を保護している。可撓性基材11、導体回路保護層13は樹脂硬化物であり、これらどちらかあるいは両方に、本発明の樹脂組成物またはこれから作製される樹脂フィルムを硬化し用いることができる。
半導体装置の製造方法は、必要に応じて、例えば図7に示すように、可撓性基材21を可撓性樹脂層23とともに切断しこれらを分離することにより、回路部品を有する複数の半導体装置を得る工程を備えることができる。これにより、複数の半導体装置を一度に大面積で製造することが可能となる。これにより、製造工程を容易に減らすことができる。
以下、本発明の電気回路体について説明する。
図2は、本実施形態に係る電気回路体を模式的に示す断面図である。本実施形態に係る電気回路体100は、可撓性を有する可撓性基材11と、導体回路12と、可撓性を有する導体回路保護層13を備える。導体回路保護層13は、導体回路12を封止しており、導体回路12を保護している。可撓性基材11、導体回路保護層13は樹脂硬化物であり、これらどちらかあるいは両方に、本発明の樹脂組成物またはこれから作製される樹脂フィルムを硬化し用いることができる。
以下、実施例を挙げて本発明についてさらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
実施例1
[樹脂ワニスの調製]
(A)成分としてのスチレンイソプレン共重合ポリマー(クレイトンポリマージャパン(株)「クレイトンD1117」)80質量部、(B)成分としてのブタンジオールジアクリレート(日立化成(株)「ファンクリルFA−129AS」)20質量部、(C)成分としてのビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド(BASF社「イルガキュア819」)1.5質量部、(D)成分としての3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン(信越化学工業(株)「KBM−802」)1質量部及び溶剤としてのトルエン125質量部を攪拌しながら混合し、可撓性樹脂形成用の樹脂ワニスを得た。
[樹脂ワニスの調製]
(A)成分としてのスチレンイソプレン共重合ポリマー(クレイトンポリマージャパン(株)「クレイトンD1117」)80質量部、(B)成分としてのブタンジオールジアクリレート(日立化成(株)「ファンクリルFA−129AS」)20質量部、(C)成分としてのビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド(BASF社「イルガキュア819」)1.5質量部、(D)成分としての3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン(信越化学工業(株)「KBM−802」)1質量部及び溶剤としてのトルエン125質量部を攪拌しながら混合し、可撓性樹脂形成用の樹脂ワニスを得た。
[樹脂フィルムの作製]
基材フィルムとして表面離型処理PETフィルム(帝人デュポンフィルム(株)「ピューレックスA31」、厚み25μm)を準備した。その離型処理面上にナイフコータ((株)康井精機「SNC−350」を用いて樹脂ワニスを塗布した。塗膜を乾燥機((株)二葉科学「MSO−80TPS」)中100℃で20分の加熱により乾燥して、樹脂層を形成させた。樹脂層の表面に保護フィルムとして前記表面離型処理PETフィルムを離型処理面が樹脂層側になる向きで貼付けて、基材フィルム/樹脂層/保護フィルムの三層構成の積層フィルムである樹脂フィルムを得た。樹脂層の厚みは、塗工機のギャップを調節することで任意に調整可能である。本実施例では樹脂層の硬化後の膜厚が、100μmとなるようにギャップを調節した。
基材フィルムとして表面離型処理PETフィルム(帝人デュポンフィルム(株)「ピューレックスA31」、厚み25μm)を準備した。その離型処理面上にナイフコータ((株)康井精機「SNC−350」を用いて樹脂ワニスを塗布した。塗膜を乾燥機((株)二葉科学「MSO−80TPS」)中100℃で20分の加熱により乾燥して、樹脂層を形成させた。樹脂層の表面に保護フィルムとして前記表面離型処理PETフィルムを離型処理面が樹脂層側になる向きで貼付けて、基材フィルム/樹脂層/保護フィルムの三層構成の積層フィルムである樹脂フィルムを得た。樹脂層の厚みは、塗工機のギャップを調節することで任意に調整可能である。本実施例では樹脂層の硬化後の膜厚が、100μmとなるようにギャップを調節した。
実施例2〜7、及び比較例1〜2
表1に示す配合比(質量部)に従って、実施例1と同様に樹脂ワニスを調製した。得られた樹脂ワニスを用いて、実施例1と同様の方法で樹脂フィルムを作製した。
表1に示す配合比(質量部)に従って、実施例1と同様に樹脂ワニスを調製した。得られた樹脂ワニスを用いて、実施例1と同様の方法で樹脂フィルムを作製した。
[弾性率、伸び率]
樹脂フィルムに対して、紫外線露光機(ミカサ(株)「ML−320FSAT」)を用いて5000mJ/cm2の紫外線(波長365nm)を照射した。次いで樹脂フィルムを長さ40mm、幅10mmの大きさに切り出した後、保護フィルム及び基材フィルムを除去して、測定用サンプルを得た。このサンプルの引張試験を、オートグラフ((株)島津製作所「EZ−S」)を用いて行い、応力−ひずみ曲線を測定した。得られた応力−ひずみ曲線から弾性率及び伸び率を求めた。引張試験は、チャック間距離が20mm、引張速度が50mm/minの条件で行った。ここでは、荷重0.5から1.0Nの範囲における弾性率、及びサンプルが破断した時点の伸び率を求めた。
樹脂フィルムに対して、紫外線露光機(ミカサ(株)「ML−320FSAT」)を用いて5000mJ/cm2の紫外線(波長365nm)を照射した。次いで樹脂フィルムを長さ40mm、幅10mmの大きさに切り出した後、保護フィルム及び基材フィルムを除去して、測定用サンプルを得た。このサンプルの引張試験を、オートグラフ((株)島津製作所「EZ−S」)を用いて行い、応力−ひずみ曲線を測定した。得られた応力−ひずみ曲線から弾性率及び伸び率を求めた。引張試験は、チャック間距離が20mm、引張速度が50mm/minの条件で行った。ここでは、荷重0.5から1.0Nの範囲における弾性率、及びサンプルが破断した時点の伸び率を求めた。
[回復率]
樹脂フィルムに対して、紫外線露光機(ミカサ(株)「ML−320FSAT」)を用いて5000mJ/cm2の紫外線(波長365nm)を照射した。次いで、樹脂フィルムを長さ70mm、幅5mmの大きさに切り出した後、保護フィルム及び基材フィルムを除去して、測定用サンプルを得た。このサンプルの回復率を、マイクロフォース試験機(Illinois Tool Works Inc「Instron 5948」)を用いた引張試験によって測定した。
まず、一対のチャックで保持したサンプルを1回目の引張試験で変位量(ひずみ)Xまで引張った。チャックを初期位置に戻してから、再度引張試験を行ったときに荷重が掛かっている区間の変位量(ひずみ)をYとしたとき、式:R=100×(Y/X)で計算されるRを回復率として記録した。本測定では初期長さ(チャック間の距離)を50mm、Xを25mm(ひずみ50%)とした。
樹脂フィルムに対して、紫外線露光機(ミカサ(株)「ML−320FSAT」)を用いて5000mJ/cm2の紫外線(波長365nm)を照射した。次いで、樹脂フィルムを長さ70mm、幅5mmの大きさに切り出した後、保護フィルム及び基材フィルムを除去して、測定用サンプルを得た。このサンプルの回復率を、マイクロフォース試験機(Illinois Tool Works Inc「Instron 5948」)を用いた引張試験によって測定した。
まず、一対のチャックで保持したサンプルを1回目の引張試験で変位量(ひずみ)Xまで引張った。チャックを初期位置に戻してから、再度引張試験を行ったときに荷重が掛かっている区間の変位量(ひずみ)をYとしたとき、式:R=100×(Y/X)で計算されるRを回復率として記録した。本測定では初期長さ(チャック間の距離)を50mm、Xを25mm(ひずみ50%)とした。
[全光線透過率、YI、ヘイズ]
保護フィルムを除去した樹脂フィルムを、スライドガラス(松浪硝子工業(株)「S1111」)上に真空加圧式ラミネータ(ニチゴー・モートン(株)「V130」)を用いて、圧力0.5MPa、温度60℃及び加圧時間60秒の条件でラミネートした。次いで、前記紫外線露光機にて紫外線(波長365nm)を5000mJ/cm2照射した。その後基材フィルムを剥がしてサンプルを得た。このサンプルの全光線透過率、YI及びヘイズを分光ヘイズメータ(日本電色工業(株)「SH7000」)を用いて測定した。
保護フィルムを除去した樹脂フィルムを、スライドガラス(松浪硝子工業(株)「S1111」)上に真空加圧式ラミネータ(ニチゴー・モートン(株)「V130」)を用いて、圧力0.5MPa、温度60℃及び加圧時間60秒の条件でラミネートした。次いで、前記紫外線露光機にて紫外線(波長365nm)を5000mJ/cm2照射した。その後基材フィルムを剥がしてサンプルを得た。このサンプルの全光線透過率、YI及びヘイズを分光ヘイズメータ(日本電色工業(株)「SH7000」)を用いて測定した。
[段差埋め込み性]
シリコンウエハを厚さ0.1mm、10mm×10mmのサイズに加工し、100μmの高さの段差を有する評価用シリコンウエハ片を作製した。得られたシリコンウエハ片の段差を有する表面に、実施例及び比較例で得た樹脂フィルムの樹脂層を、真空加圧式ラミネータを用い、圧力0.8MPa、温度90℃及び加圧時間60秒の条件でラミネートした。ラミネート後、100μmの高さの段差がボイド等なく埋め込まれた場合を「A」、段差が埋め込まれなかった場合を「C」として評価した。
シリコンウエハを厚さ0.1mm、10mm×10mmのサイズに加工し、100μmの高さの段差を有する評価用シリコンウエハ片を作製した。得られたシリコンウエハ片の段差を有する表面に、実施例及び比較例で得た樹脂フィルムの樹脂層を、真空加圧式ラミネータを用い、圧力0.8MPa、温度90℃及び加圧時間60秒の条件でラミネートした。ラミネート後、100μmの高さの段差がボイド等なく埋め込まれた場合を「A」、段差が埋め込まれなかった場合を「C」として評価した。
[密着性の評価]
厚さ0.625mmの6インチシリコンウエハ上に、真空加圧式ラミネータを用いて、圧力0.8MPa、温度90℃及び加圧時間60秒の条件で、実施例及び比較例で作製した樹脂フィルムの樹脂層をラミネートした。シリコンウエハ上の樹脂層に対して、紫外線露光機を用いて5000mJ/cm2の紫外線(波長365nm)を照射し、シリコンウエハ上に形成された可撓性樹脂層を有する密着性評価用のサンプルを作製した。同様にして、厚さ0.05mmのポリイミドフィルム(東レ・デュポン(株)「カプトンEN」)上にもラミネート及び露光によって密着性評価用のサンプルを作製した。これらサンプルについて、オートグラフを用いた90°ピール試験を行って、可撓性樹脂層とシリコンウエハ又はポリイミドとの密着性を評価した。90°ピール試験において、引き剥がし速度を50mm/分、試料幅を10mmとした。
厚さ0.625mmの6インチシリコンウエハ上に、真空加圧式ラミネータを用いて、圧力0.8MPa、温度90℃及び加圧時間60秒の条件で、実施例及び比較例で作製した樹脂フィルムの樹脂層をラミネートした。シリコンウエハ上の樹脂層に対して、紫外線露光機を用いて5000mJ/cm2の紫外線(波長365nm)を照射し、シリコンウエハ上に形成された可撓性樹脂層を有する密着性評価用のサンプルを作製した。同様にして、厚さ0.05mmのポリイミドフィルム(東レ・デュポン(株)「カプトンEN」)上にもラミネート及び露光によって密着性評価用のサンプルを作製した。これらサンプルについて、オートグラフを用いた90°ピール試験を行って、可撓性樹脂層とシリコンウエハ又はポリイミドとの密着性を評価した。90°ピール試験において、引き剥がし速度を50mm/分、試料幅を10mmとした。
実施例1〜7及び比較例1〜2の評価結果を表1に示す。
表1中の各成分の詳細は以下のとおりである。
(A)スチレン系エラストマ
・クレイトン D1117:スチレンイソプレン共重合ポリマー(重量平均分子量:1.6×105)、クレイトンポリマージャパン(株)
・ダイナロン2324P:水素添加型スチレンブタジエンラバー(重量平均分子量:1.0×105)、JSR(株)
(B)重合性化合物
・FA−129AS:ノナンジオールジアクリレート、日立化成(株)、「ファンクリルFA−129AS」
(C)重合開始剤
・イルガキュア819:ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド、BASFジャパン(株)
(D)シラン化合物
<メルカプト基を有するシラン化合物>
・KBM−802:メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、信越化学工業(株)
・KBM−803:3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、信越化学工業(株)
<その他のシラン化合物>
・KBM−503:3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、信越化学工業(株)
・KBM−5103:3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、信越化学工業(株)
(A)スチレン系エラストマ
・クレイトン D1117:スチレンイソプレン共重合ポリマー(重量平均分子量:1.6×105)、クレイトンポリマージャパン(株)
・ダイナロン2324P:水素添加型スチレンブタジエンラバー(重量平均分子量:1.0×105)、JSR(株)
(B)重合性化合物
・FA−129AS:ノナンジオールジアクリレート、日立化成(株)、「ファンクリルFA−129AS」
(C)重合開始剤
・イルガキュア819:ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド、BASFジャパン(株)
(D)シラン化合物
<メルカプト基を有するシラン化合物>
・KBM−802:メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、信越化学工業(株)
・KBM−803:3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、信越化学工業(株)
<その他のシラン化合物>
・KBM−503:3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、信越化学工業(株)
・KBM−5103:3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、信越化学工業(株)
実施例1〜5の硬化性樹脂組成物は、高い可撓性、伸縮性及び透明性を有するとともにシリコンウエハ及びポリイミドに対する高い密着性を示すことが確認された。一方、メルカプト基を有するシラン化合物を含まない比較例1〜4の硬化性樹脂組成物は、可撓性、伸縮性及び透明性の点では優れるが、シリコンウエハ及びポリイミドに対する密着性が低かった。
本発明の硬化性樹脂組成物及び樹脂フィルムは、高い可撓性、伸縮性及び透明性を有するとともにシリコンウエハ及びポリイミドに対する高い密着性を示す可撓性樹脂を形成することができる。そのため、本発明の硬化性樹脂組成物は、例えば、ウェアラブル用途など可撓性が求められる機器の電気回路形成用基材、電気回路保護材又は封止材としての可撓際樹脂を形成するために好適に用いることができる。
11…可撓性基材、12…導体回路、13…導体回路保護層、100…電気回路体。21…可撓性基材、22…回路部品、23…可撓性樹脂層、200…半導体装置。
Claims (9)
- (A)スチレン系エラストマ、(B)重合性化合物、(C)重合開始剤、及び(D)メルカプト基を有するシラン化合物を含有する、可撓性樹脂形成用硬化性樹脂組成物。
- 前記スチレン系エラストマが、水素添加型スチレン系エラストマを含む、請求項1に記載の可撓性樹脂形成用硬化性樹脂組成物。
- 前記重合性化合物がエチレン性不飽和基を有する、請求項1又は2に記載の可撓性樹脂形成用硬化性樹脂組成物。
- 前記重合開始剤が光ラジカル重合開始剤である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の可撓性樹脂形成用硬化性樹脂組成物。
- 前記スチレン系エラストマ及び前記重合性化合物の合計量に対して、前記スチレン系エラストマの含有量が50〜90質量%で、前記重合性化合物の含有量が10〜50質量%で、前記重合開始剤の含有量が0.1〜10質量%で、前記シラン化合物の含有量が0.5〜5質量%である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の可撓性樹脂形成用硬化性樹脂組成物。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の可撓性樹脂形成用硬化性樹脂組成物を含む樹脂層を有する樹脂フィルム。
- 可撓性基材と、該可撓性基材上に形成された導体回路と、を備え、
前記可撓性基材が、請求項1〜5のいずれか一項に記載の可撓性樹脂形成用硬化性樹脂組成物の硬化物を含む、
電気回路体。 - 可撓性基材と、該可撓性基材上に形成された導体回路と、該導体回路を被覆する導体回路保護層と、を備え、
前記導体回路保護層が、請求項1〜5のいずれか一項に記載の可撓性樹脂形成用硬化性樹脂組成物の硬化物を含む、
電気回路体。 - 可撓性基材と、該可撓性基材上に実装された半導体素子と、該半導体素子を封止する可撓性樹脂層と、を備え、
前記可撓性樹脂層が、請求項1〜5のいずれか一項に記載の可撓性樹脂形成用硬化性樹脂組成物の硬化物を含む、
半導体装置。
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