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公開番号2025120082
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-15
出願番号2024053347
出願日2024-03-28
発明の名称樹脂組成物、及びそれを用いた半導体パッケージ基板
出願人味の素株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類C08G 73/10 20060101AFI20250807BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】有機溶剤に溶解した溶液として取り扱い可能であり、線熱膨張係数が低く、ガラス転移温度が高く、破断点伸度・弾性率といった機械特性に優れ、誘電率・誘電正接といった誘電特性に優れ、限界解像性に優れる樹脂組成物を提供する。
【解決手段】(A)インダン構造を有するジアミン由来の構造と、ヒドロキシ構造を有するジアミン由来の構造を有するポリイミド重合体、及び(B)有機溶剤、を含有する樹脂組成物。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
（Ａ）インダン構造を有するジアミン由来の構造と、ヒドロキシ構造を有するジアミン由来の構造を有するポリイミド重合体、及び
（Ｂ）有機溶剤、
を含有する樹脂組成物。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
（Ａ）成分が、さらに、テトラカルボン酸二無水物由来の構造を有する、請求項１に記載の樹脂組成物。
【請求項３】
ヒドロキシ構造が、ヒドロキシカルボニル基、又はフェノール性ヒドロキシ基である、請求項１に記載の樹脂組成物。
【請求項４】
ワニス状である、請求項１に記載の樹脂組成物。
【請求項５】
（Ａ）成分が、下記式（Ａ－１）で表される構造単位、下記式（Ａ－２）で表される構造単位、及び下記式（Ａ－３）で表される構造単位を有するポリイミド重合体である、請求項１に記載の樹脂組成物。
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26
170
（式（Ａ－１）中、Ａはそれぞれ独立に４価の有機基を表す。）
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24
170
（式（Ａ－２）中、Ｘａ及びＸｂは、それぞれ独立に、単結合、下記式（Ｘ－１）で表される基、下記式（Ｘ－２）で表される基、又は下記式（Ｘ－３）で表される基を表す。ｘは０～５の整数を表す。）
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17
170
（式中、＊は結合手を表す。）
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29
170
（式（Ａ－３）中、Ｘは、それぞれ独立に、単結合、酸素原子、硫黄原子、エステル結合、ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素原子数１～２０のアルキレン基、炭素原子数６～２０のアリーレン基、又はこれらの組み合わせからなる２価の基を表す。Ｙ
１
及びＹ
２
は、それぞれ独立に、水素原子、ヒドロキシ基、又はヒドロキシカルボニル基を表し、Ｙ
１
及びＹ
２
の少なくとも一方が、ヒドロキシ基、又はヒドロキシカルボニル基である。）
【請求項６】
式（Ａ－１）におけるＡが、下記式（Ｘ－４）で表される４価の基である、請求項５に記載の樹脂組成物。
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25
170
（式（Ｘ－４）中、環Ａｒ
１
、環Ａｒ
２
及び環Ａｒ
３
は、それぞれ独立に、炭素原子数６～１０の芳香族炭素環を表す。Ｌ
１
及びＬ
２
は、それぞれ独立に、－Ｏ－、又は炭素原子数１～４のアルキレン基を表す。ｎｃは０以上の整数を表す。＊は結合手を表す。）
【請求項７】
（Ａ）成分が、下記式（Ａ－４）で表される構造単位、及び下記式（Ａ－５）で表される構造単位を有するポリイミド重合体である、請求項５に記載の樹脂組成物。
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31
170
（式（Ａ－４）中、Ａはそれぞれ独立に４価の有機基を表す。Ｘａ及びＸｂは、それぞれ独立に、単結合、下記式（Ｘ－１）で表される基、下記式（Ｘ－２）で表される基、又は下記式（Ｘ－３）で表される基を表す。ｘは０～５の整数を表す。）
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2025120082000114.tif
17
170
（式中、＊は結合手を表す。）
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29
170
（式（Ａ－５）中、Ａはそれぞれ独立に４価の有機基を表す。Ｘは、それぞれ独立に、単結合、酸素原子、硫黄原子、エステル結合、ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素原子数１～２０のアルキレン基、炭素原子数６～２０のアリーレン基、又はこれらの組み合わせからなる２価の基を表す。Ｙ
１
及びＹ
２
は、それぞれ独立に、水素原子、ヒドロキシ基、又はヒドロキシカルボニル基を表し、Ｙ
１
及びＹ
２
の少なくとも一方が、ヒドロキシ基、又はヒドロキシカルボニル基である。）
【請求項８】
式（Ａ－４）で表される構造単位の繰り返し数をＭ、式（Ａ－５）で表される構造単位の繰り返し数をＮ、他の構造単位を有する場合、当該他の構造単位の繰り返し数をＬとしたとき、下記式（１）で定義されるｍと、下記式（２）で定義されるｎの和（ｍ＋ｎ）が９０～１００である、請求項７に記載の樹脂組成物。
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10
170
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10
170
【請求項９】
ｍ＝５０～９９である、請求項８に記載の樹脂組成物。
【請求項１０】
ｎ＝１～５０である、請求項８に記載の樹脂組成物。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂組成物に関する。さらには、当該樹脂組成物を用いて得られる、半導体パッケージ基板、半導体装置、及び半導体パッケージ基板の製造方法に関する。
続きを表示（約 5,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子の表面保護膜、層間絶縁膜等には、優れた耐熱性、絶縁特性、及び機械特性等を併せ持つポリイミド樹脂が用いられている。例えば、特許文献１及び特許文献２には、分子構造にフッ素原子が導入されたポリイミド樹脂が記載されている。また、特許文献３には脂環構造を導入したポリイミドが記載されており、特許文献４には多分岐構造を導入したポリイミドが記載されている。さらに、特許文献５には多孔質膜を利用したポリイミドフィルムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平４－３２８１２６号公報
特開２００６－０７１７８３号公報
特許第７２６７５６７号公報
特開２００６－１３１７０６号公報
特開２００３－２０１３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１及び特許文献２に記載されたフッ素原子が導入されたポリイミド樹脂は、ポリマー密度を低減する効果や溶剤への溶解性を向上させる効果はあるものの、フッ素原子を含む有機化合物は毒性を有するため、フッ素原子の含有量が少ない材料が望まれる。また、特許文献３に記載されたポリイミドの誘電率は最も低いものでも２．７、特許文献４に記載されたポリイミドの誘電率は最も低いものでも２．８であり、満足できる性能には至っていない。特許文献５に記載されたポリイミドフィルムには、保護膜としての強度不足や、高温高湿試験中の空洞への水分混入による絶縁性不良といった問題がある。
【０００５】
近年、５Ｇや６Ｇ通信用途で、従来よりもさらに低誘電率・低誘電損失といった優れた誘電特性、限界解像性（エッチングマスクを用いたビア加工性）が求められている。また、パーケージの再配線に使用される積層数も、従来は２層であったものが、４層あるいは５層以上の多数積層化が必要となっている。それに伴い、熱や衝撃などによって生じた応力により基板に反りが生じることがあり、積層基板の反りを防ぐために、低線熱膨張係数（ＣＴＥ）の性能がさらに要求されるようになっている。さらに、パッケージされる半導体チップの耐熱性の観点から、低温硬化もしくは硬化不要の材料が望まれている。
【０００６】
特許文献１～５に記載されたポリイミド樹脂は溶剤への溶解性が低いため、樹脂組成物においては、ポリアミック酸等のポリイミド前駆体の状態で使用し、絶縁層を形成した後、ポリイミド前駆体を環化して絶縁層を形成している。この場合、ポリイミド前駆体をイミド化するために高温での硬化反応が必要であり、パッケージされる半導体チップに悪影響を与えることがある。また、絶縁層を形成後のイミド化反応は、イミド化反応により生成した水が除去されにくいため進行しにくく、硬化反応後にも一部ポリアミック酸構造が残存してしまう。そのため、硬化物の誘電率や誘電正接が十分小さくならないという問題が生じる。そのため、有機溶剤に溶解可能なポリイミド樹脂が望まれる。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、有機溶剤に溶解した溶液として取り扱い可能であり、線熱膨張係数が低く、ガラス転移温度が高く、破断点伸度・弾性率といった機械特性に優れ、誘電率・誘電正接といった誘電特性に優れ、限界解像性に優れる樹脂組成物、半導体パッケージ基板、半導体装置、及び半導体パッケージ基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らが鋭意検討した結果、インダン構造を有するジアミン由来の構造と、ヒドロキシ構造を有するジアミン由来の構造を有するポリイミド重合体、及び（Ｂ）有機溶剤、を含有する樹脂組成物を用いることにより、前記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
【０００９】
すなわち、本発明は以下の内容を含む。
［１］（Ａ）インダン構造を有するジアミン由来の構造と、ヒドロキシ構造を有するジアミン由来の構造を有するポリイミド重合体、及び
（Ｂ）有機溶剤、
を含有する樹脂組成物。
［２］（Ａ）成分が、さらに、テトラカルボン酸二無水物由来の構造を有する、［１］に記載の樹脂組成物。
［３］ヒドロキシ構造が、ヒドロキシカルボニル基、又はフェノール性ヒドロキシ基である、［１］又は［２］に記載の樹脂組成物。
［４］ワニス状である、［１］～［３］のいずれかに記載の樹脂組成物。
［５］（Ａ）成分が、下記式（Ａ－１）で表される構造単位、下記式（Ａ－２）で表される構造単位、及び下記式（Ａ－３）で表される構造単位を有するポリイミド重合体である、［１］～［４］のいずれかに記載の樹脂組成物。
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26
170
（式（Ａ－１）中、Ａはそれぞれ独立に４価の有機基を表す。）
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170
（式（Ａ－２）中、Ｘａ及びＸｂは、それぞれ独立に、単結合、下記式（Ｘ－１）で表される基、下記式（Ｘ－２）で表される基、又は下記式（Ｘ－３）で表される基を表す。ｘは０～５の整数を表す。）
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17
170
（式中、＊は結合手を表す。）
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29
170
（式（Ａ－３）中、Ｘは、それぞれ独立に、単結合、酸素原子、硫黄原子、エステル結合、ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素原子数１～２０のアルキレン基、炭素原子数６～２０のアリーレン基、又はこれらの組み合わせからなる２価の基を表す。Ｙ
１
及びＹ
２
は、それぞれ独立に、水素原子、ヒドロキシ基、又はヒドロキシカルボニル基を表し、Ｙ
１
及びＹ
２
の少なくとも一方が、ヒドロキシ基、又はヒドロキシカルボニル基である。）
［６］式（Ａ－１）におけるＡが、下記式（Ｘ－４）で表される４価の基である、［５］に記載の樹脂組成物。
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25
170
（式（Ｘ－４）中、環Ａｒ
１
、環Ａｒ
２
及び環Ａｒ
３
は、それぞれ独立に、炭素原子数６～１０の芳香族炭素環を表す。Ｌ
１
及びＬ
２
は、それぞれ独立に、－Ｏ－、又は炭素原子数１～４のアルキレン基を表す。ｎｃは０以上の整数を表す。＊は結合手を表す。）
［７］（Ａ）成分が、下記式（Ａ－４）で表される構造単位、及び下記式（Ａ－５）で表される構造単位を有するポリイミド重合体である、［５］又は［６］に記載の樹脂組成物。
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170
（式（Ａ－４）中、Ａはそれぞれ独立に４価の有機基を表す。Ｘａ及びＸｂは、それぞれ独立に、単結合、下記式（Ｘ－１）で表される基、下記式（Ｘ－２）で表される基、又は下記式（Ｘ－３）で表される基を表す。ｘは０～５の整数を表す。）
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170
（式中、＊は結合手を表す。）
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29
170
（式（Ａ－５）中、Ａはそれぞれ独立に４価の有機基を表す。Ｘは、それぞれ独立に、単結合、酸素原子、硫黄原子、エステル結合、ハロゲン原子を置換基として有していてもよい炭素原子数１～２０のアルキレン基、炭素原子数６～２０のアリーレン基、又はこれらの組み合わせからなる２価の基を表す。Ｙ
１
及びＹ
２
は、それぞれ独立に、水素原子、ヒドロキシ基、又はヒドロキシカルボニル基を表し、Ｙ
１
及びＹ
２
の少なくとも一方が、ヒドロキシ基、又はヒドロキシカルボニル基である。）
［８］式（Ａ－４）で表される構造単位の繰り返し数をＭ、式（Ａ－５）で表される構造単位の繰り返し数をＮ、他の構造単位を有する場合、当該他の構造単位の繰り返し数をＬとしたとき、下記式（１）で定義されるｍと、下記式（２）で定義されるｎの和（ｍ＋ｎ）が９０～１００である、［７］に記載の樹脂組成物。
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［９］ｍ＝５０～９９である、［８］に記載の樹脂組成物。
［１０］ｎ＝１～５０である、［８］又は［９］に記載の樹脂組成物。
［１１］（Ａ）成分が、下記式（Ａ－４－１）で表される構造単位、及び下記式（Ａ－５－１）で表される構造単位を有するポリイミド重合体である、［７］～［１０］のいずれかに記載の樹脂組成物。
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22
170
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27
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［１２］（Ａ）成分が、下記式（Ａ－４－２）で表される構造単位、及び下記式（Ａ－５－１）で表される構造単位を有するポリイミド重合体である、［７］～［１０］のいずれかに記載の樹脂組成物。
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［１３］（Ａ）成分が、下記式（Ａ－４－３）で表される構造単位、及び下記式（Ａ－５－２）で表される構造単位を有するポリイミド重合体である、［７］～［１０］のいずれかに記載の樹脂組成物。
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［１４］（Ａ）成分が、下記式（Ａ－４－１）で表される構造単位、及び下記式（Ａ－５－３）で表される構造単位を有するポリイミド重合体である、［７］～［１０］のいずれかに記載の樹脂組成物。
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［１５］（Ｂ）成分が、炭素原子、酸素原子、及び水素原子から選択される原子で構成される有機溶剤である、［１］～［１４］のいずれかに記載の樹脂組成物。
［１６］（Ｂ）成分が、エステル系有機溶剤である、［１］～［１５］のいずれかに記載の樹脂組成物。
［１７］（Ｂ）成分が、γ－ブチロラクトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、プロピレングリコール、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートから選択されるいずれか１つ以上を含む［１］～［１５］のいずれかに記載の樹脂組成物。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、有機溶剤に溶解した溶液として取り扱い可能であり、線熱膨張係数が低く、ガラス転移温度が高く、破断点伸度・弾性率といった機械特性に優れ、誘電率・誘電正接といった誘電特性に優れ、限界解像性に優れる樹脂組成物、半導体パッケージ基板、半導体装置、及び半導体パッケージ基板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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