本发明涉及感光性膜层积体,更详细而言,涉及在具有中空结构的电子部件中能够适合用于该中空结构的形成的感光性膜层积体及其固化物、以及电子部件。
背景技术:
近年来,对电子设备的小型化、高功能化的要求日益提高,因此对所使用的电子部件也进一步要求小型化、薄型化、复合功能化。其中,以cmos、ccd传感器为代表的图像传感器、应用了通过半导体微细加工技术将机械要素和电子电路要素集成在一个基板上的mems(microelectromechanicalsystems,微电子机械系统)技术的陀螺仪传感器、以声表面波(saw)滤波器为代表的在单晶晶片表面形成电极图案或微细结构而发挥出特定的电气功能的元件的封装等微细电子部件的开发受到关注。在这些微细电子部件中形成了下述结构:为了使传感器元件的活动面(可动部分)不与其它物体接触,并且为了保护传感器元件免受湿气、灰尘等的影响而形成中空结构,在其中配置了传感器等。
以往,上述电子部件通过无机材料的加工、接合而形成中空结构体。但是,希望降低制造成本及进一步小型化,开始研究代替无机材料而利用感光性树脂等来形成中空结构的方法,例如提出了下述方案:层积永久抗蚀剂,通过光刻技术形成壁部(壁面)及盖部而形成中空结构(例如wo2009/151050号)。
技术实现要素:
另外,对上述saw滤波器等具有中空结构的电子部件来说,为了进行向搭载基板的安装而作为封装结构被制造,该封装结构具有与压电基板的配线电极进行了电连接的外部端子或外部电极。此时,在形成中空结构的壁部或盖部的接近部,为了获得与外部配线的连接可靠性,利用镀覆法等形成内部导体。另外,为了在保护元件的同时提高操作性,通过传递模塑法等对中空结构或接近部进行树脂密封。
但是,在利用永久抗蚀剂形成中空结构的情况下,确认到:若在接近部形成内部导体则会产生镀层等的剥落,或密封材料从中空结构的壁部或盖部的表面剥落。
因此,本发明的目的在于提供一种适于中空结构的形成的感光性膜层积体,该感光性膜层积体在saw滤波器等具有中空结构的电子部件中能够抑制中空结构的接近部的镀层等的剥落。另外,本发明的另一目的在于提供使用上述感光性膜层积体形成的固化物和具有中空结构的电子部件。
作为通过使用树脂来形成上述中空结构的方法,将感光性膜层积若干层,并通过曝光、显影预先形成壁部,在壁部的上端载置其它感光性膜,按照形成规定形状的方式进行曝光、显影而形成盖部,使感光性树脂热固化,由此能够形成中空结构。本发明人对上述课题进行了深入研究,结果发现:如上所述使用感光性膜形成中空结构的情况下,显影工序中使用的显影液会略微残存于构成中空结构的壁部或盖部,该显影液会从界面渗出,由此抑制与镀层等的密合性,从而容易剥落。进一步研究的结果发现,在具备保护膜的感光性膜层积体中,通过将剥离保护膜而使感光性膜表面露出后的该表面形态的经时变化为特定范围的感光性膜层积体用于中空结构的形成,可抑制与镀层等的密合性受到阻碍,能够制造具有高品质的中空结构的电子部件。
本发明如下所述。
[1]一种感光性膜层积体,其为依次具备支撑膜、由感光性组合物形成而成的感光性膜、和保护膜的感光性膜层积体,其特征在于,
将上述保护膜从上述感光性膜层积体剥离而使上述感光性膜表面露出,在23℃、相对湿度42%的环境下放置1分钟后的上述感光性膜表面的算术平均表面粗糙度设为ra1,
将上述保护膜从上述感光性膜层积体剥离而使上述感光性膜表面露出,在23℃、相对湿度42%的环境下放置180分钟后的上述感光性膜表面的算术平均表面粗糙度设为ra2,
此时满足下式:
ra1≥0.10μm且0.40≤ra2/ra1<1.00。
[2]如[1]所述的感光性膜层积体,其中,
将上述保护膜从上述感光性膜层积体剥离而使上述感光性膜表面露出,在23℃、相对湿度42%的环境下放置1分钟后的上述感光性膜表面的最大高度设为ry1,
将上述保护膜从上述感光性膜层积体剥离而使上述感光性膜表面露出,在23℃、相对湿度42%的环境下放置180分钟后的上述感光性膜表面的最大高度设为ry2,
此时满足下式:
ry1≥1.00μm且0.30≤ry2/ry1<1.00。
[3]如[1]所述的感光性膜层积体,其中,上述感光性组合物包含光固化性化合物。
[4]如[1]所述的感光性膜层积体,其中,上述感光性组合物进一步包含光聚合引发剂。
[5]如[1]所述的感光性膜层积体,其用于具有中空结构的电子部件中的构成上述中空结构的盖部或壁部的形成。
[6]一种固化物,其特征在于,其是使[1]~[5]中任一项所述的感光性膜层积体的感光性膜固化而得到的。
[7]一种电子部件,其特征在于,其具有[6]所述的固化物。
[8]如[7]所述的电子部件,其具有包括壁部和盖部的中空结构,上述壁部和盖部中的任一者或两者由上述固化物构成。
根据本发明,可以提供一种适于中空结构的形成的感光性膜层积体,该感光性膜层积体在具有中空结构的电子部件中能够抑制中空结构的接近部的镀层等的剥落。另外,根据本发明的另一方式,可以提供使用上述感光性膜层积体形成的固化物和电子部件。
附图说明
图1是示出实施例4和实施例5中制作的试验基板的制作步骤的示意性截面图。
图2是示出实施例4和实施例5中制作的试验基板的制作步骤的示意性截面图。
图3是示出实施例4和实施例5中制作的试验基板的制作步骤的示意性截面图。
图4是示出实施例4和实施例5中制作的试验基板的制作步骤的示意性截面图。
具体实施方式
<感光性膜层积体>
本发明的感光性膜层积体依次具备支撑膜、由感光性组合物形成而成的感光性膜、和保护膜。以下,对构成本发明的感光性膜层积体的各构成要素进行说明。需要说明的是,只要没有特别记载,在本说明书中,使用符号“~”表示的数值范围是指包含其上限和下限的数值在内的范围(即,其下限以上、其上限以下的范围)。
[支撑膜]
构成本发明的感光性膜层积体的支撑膜对感光性膜进行支撑,只要是能够实现该功能的公知的支撑膜,就可以没有特别限制地使用,例如,可以适当使用聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等的聚酯膜、聚酰亚胺膜、聚酰胺酰亚胺膜、聚丙烯膜、聚苯乙烯膜等由热塑性树脂构成的膜。另外,在使用上述热塑性树脂膜的情况下,在膜的成膜时可以向树脂中添加填料(混入处理),进行消光被覆加工(涂布处理),对膜表面进行喷砂处理之类的喷射处理,或者实施发纹加工或化学蚀刻等处理。这些之中,从耐热性、机械强度、处理性等方面出发,可以适当使用聚酯膜。支撑膜可以为单层,也可以层积2层以上。
出于提高强度的目的,上述的热塑性树脂膜优选使用在单轴方向或双轴方向进行了拉伸的膜。
另外,出于提高强度的目的,上述的热塑性树脂膜优选使用在单轴方向或双轴方向进行了拉伸的膜。
对支撑膜的厚度没有特别限制,大致在10μm以上3,000μm以下的范围根据用途适当选择。
[感光性膜]
构成本发明的感光性膜层积体的感光性膜由感光性组合物形成。即,在支撑膜的一个面涂布包含后述各成分的感光性组合物并使其干燥,由此可以形成。感光性膜在通过曝光、显影而形成规定的形状后,使感光性组合物固化,由此成为固化物。因此,在将保护膜从感光性膜层积体剥离而使感光性膜的表面露出的状态下,感光性组合物为未固化的状态,因此感光性膜的表面形态经时地发生变化。本发明中,发现感光性膜的表面形态的经时变化与镀层等的剥落之间存在某种关系,通过制成满足下述条件的感光性膜层积体,只要使用感光性膜层积体来形成电子部件的中空结构,则可抑制与镀层等的密合性受到阻碍,能够实现具有高品质的中空结构的电子部件。
本发明中,将上述保护膜从感光性膜层积体剥离而使上述感光性膜表面露出,在23℃、相对湿度42%的环境下放置1分钟后的上述感光性膜表面的算术平均表面粗糙度设为ra1,
将上述保护膜从上述感光性膜层积体剥离而使上述感光性膜表面露出,在23℃、相对湿度42%的环境下放置180分钟后的上述感光性膜表面的算术平均表面粗糙度设为ra2,
此时满足下式:
ra1≥0.10μm且0.40≤ra2/ra1<1.00,这很重要。
剥离保护膜时的感光性膜具有规定的算术平均表面粗糙度的凹凸表面的情况下,凹凸表面具有缓缓地变为平坦状态的倾向,表面形态经时地发生变化。本发明中,着眼于该表面形态的经时变化,使用停留在特定的表面形态变化的感光性膜,由此能够抑制中空结构的接近部的镀层等的剥落。
本发明中,将保护膜剥离后的与保护膜接触的面的感光性膜的算术平均表面粗糙度ra1为0.10μm以上、优选为0.15μm以上、更优选为0.20μm以上。另外,在设置上限的情况下,优选为1.00μm下、更优选为0.80μm以下、进一步优选为0.60μm以下。需要说明的是,ra1定义为:将保护膜剥离而使上述感光性膜表面露出,在23℃、相对湿度42%的环境下放置1分钟而测定的值。
另外,从进一步抑制镀层等的剥落的方面出发,将保护膜剥离后的与保护膜接触的面的感光性膜的最大高度ry1优选为1.00以上、更优选为1.20μm以上、进一步优选为1.40μm以上。另外,在设置上限的情况下,优选为5.00μm以下、更优选为4.00μm以下、进一步优选为3.00μm以下。需要说明的是,ry1定义为:将保护膜剥离而使上述感光性膜表面露出,在23℃、相对湿度42%的环境下放置1分钟而测定的值。
感光性膜表面的经时的形状变化通过经过规定时间后的算术平均表面粗糙度相对于刚剥离保护膜后的算术平均表面粗糙度(即,ra1)之比来评价。本发明中,只要为下述的感光性膜层积体则能够抑制中空结构的接近部的镀层等的剥落,其中,将保护膜从感光性膜层积体剥离而使感光性膜表面露出,在23℃、相对湿度42%的环境下放置180分钟后的与保护膜接触的面的感光性膜的算术平均表面粗糙度设为ra2,此时满足0.40≤ra2/ra1<1.00。其理由并未确认,但考虑如下。即,推测:在具备保护膜的感光性膜层积体中,将保护膜剥离而使感光性膜表面露出后的具有一定粗糙度的该表面形态经时地缓慢变化,若该变化的比例一定,在壁材的情况下与基底的密合程度更适当,在盖材的情况下与壁材的密合程度更适当,可防止显影时使用的残存的显影液侵入中空结构周边部,其结果,能够抑制因残存的显影液所引起的镀层等的剥落。但这仅是推测,未必限定于此。需要说明的是,本发明中,作为在将保护膜剥离而使感光性膜表面露出的状态下放置180分钟的场所,为黄灯下。
从基于适度的形状变化而进一步抑制剥落的方面出发,感光性膜表面的经时的形状变化优选满足0.50≤ra2/ra1≤0.95、更优选满足0.60≤ra2/ra1≤0.90。
另外,若为下述的感光性膜层积体则能够更进一步抑制镀层等的剥落,其中,将保护膜从感光性膜层积体剥离而使感光性膜表面露出,在23℃、相对湿度42%的环境下放置180分钟后的与保护膜接触的面的感光性膜的最大高度设为ry2,此时满足0.30≤ry2/ry1<1.00。需要说明的是,本发明中,作为在将保护膜剥离而使感光性膜表面露出的状态下放置180分钟的场所,为黄灯下。
从基于适度的形状变化而进一步抑制剥落的方面出发,感光性膜表面的经时的形状变化优选满足0.35≤ry2/ry1≤0.80、更优选满足0.40≤ry2/ry1≤0.70。
另外,感光性膜中的与支撑膜接触的面的算术表面粗糙度ra”、最大高度ry”也优选处于与上述与保护膜接触的面的算术表面粗糙度ra、最大高度ry同样的范围或变化率。尤其在无保护膜而依次具备支撑膜、由感光性组合物形成而成的感光性膜的感光性膜层积体的情况下有效。该情况下,支撑膜优选为与后述的保护膜同样的材料及厚度。
需要说明的是,本发明中,上述“算术平均表面粗糙度ra”和“最大高度ry”是指利用依照jisb0601-1994的测定装置测得的值。以下,对具体的测定方法进行说明。算术平均表面粗糙度ra和最大高度ry可以使用形状测定激光显微镜(例如株式会社keyence制造的vk-x100)进行测定。启动形状测定激光显微镜(相同的vk-x100)主体(控制部)和vk观察应用程序(株式会社keyence制造的vk-h1vx)后,将进行测定的试样(感光性膜)载置于x-y载台上。转动显微镜部(株式会社keyence制造的vk-x110)的透镜转换器,选择倍率10倍的物镜,以vk观察应用程序(相同的vk-h1vx)的图像观察模式粗略地调节焦距、亮度。操作x-y载台,调节成试样表面的希望测定的部分来到屏幕中心。将倍率10倍的物镜换成倍率50倍,利用vk观察应用程序(相同的vk-h1vx)的图像观察模式的自动对焦功能,对焦在试样的表面。选择vk观察应用程序(相同的vk-h1vx)的形状测定标签的简单模式,按下测定开始按钮,进行试样的表面形状的测定,可以得到表面图像文件。启动vk分析应用程序(株式会社keyence制造的vk-h1xa),使所得到的表面图像文件显示后,进行倾斜校正。需要说明的是,试样的表面形状的测定中的观察测定范围(横向)为270μm。显示线粗糙度窗口,在参数设定区域中选择jisb0601-1994后,从测定线按钮选择水平线,在表面图像内的任意位置显示水平线,按下ok按钮,由此得到算术平均表面粗糙度ra和最大高度ry的数值。此外,在表面图像内的不同的四处显示水平线,得到各算术平均表面粗糙度ra和最大高度ry的数值。分别计算出所得到的5个数值的平均值,作为试样表面的算术平均表面粗糙度ra和最大高度ry值。需要说明的是,在上述算术平均表面粗糙度ra和最大高度ry的测定中,使用处于利用曝光等的固化工序前的状态下的感光性膜作为测定试样。如本发明这样作为层积体在感光性膜层积有保护膜的情况下,使用处于在层压至基材前将保护膜剥离的状态下的测定试样。这种情况下,在将保护膜剥离而使感光性膜露出后不久(1分钟)和180分钟后进行试样表面的“算术平均表面粗糙度ra”和“最大高度ry”的测定。需要说明的是,作为本发明中的测定环境,设为温度23℃、相对湿度42%。
为了使感光性膜的表面形态为上述特定的算术平均表面粗糙度ra和最大高度ry的范围,可以应用公知惯用的方法,其中,从形成为上述表面形态的容易性的方面出发,在后述保护膜中,可以使用调整了算术平均表面粗糙度ra和最大高度ry的保护膜来形成感光性膜。另外,也可以在粘贴具有特定的算术平均表面粗糙度ra和最大高度ry的保护膜后将该保护膜剥离,接着,将具有不同的算术平均表面粗糙度ra和最大高度ry的其它保护膜粘贴至感光性膜表面,对感光性膜表面的粗糙度进行调整。
另外,将保护膜剥离后的感光性膜的表面形态的经时变化可以通过构成感光性膜的固化前的感光性组合物中包含的成分的种类或混配量来调整。例如,可以通过混配溶解性参数(sp值)不同的材料、使用玻璃化转变温度(tg)或重均分子量适当的材料、或适当使用填料来调整,但并不限于这些。本发明中,形成感光性膜的感光性组合物的组成没有特别限制,可以包含光固化性化合物、光聚合引发剂、热交联材料、无机填料等。以下,对构成感光性组合物的各成分进行说明。
[光固化性化合物]
本发明的感光性膜层积体中使用的感光性组合物包含通过紫外线等电离射线的照射而固化的成分,作为一例,可以举出光固化性化合物。光固化性化合物是具有烯键式不饱和双键的化合物,化合物包括树脂、低聚物、单体全部。作为这样的光固化性化合物,可以举出例如(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸环己酯等(甲基)丙烯酸烷基酯类;(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟丙酯等(甲基)丙烯酸羟烷基酯类;乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇等环氧烷衍生物的单(甲基)丙烯酸酯或二(甲基)丙烯酸酯类;己二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、双三羟甲基丙烷、二季戊四醇、三羟乙基异氰脲酸酯等多元醇或它们的环氧乙烷或环氧丙烷加成物的多元(甲基)丙烯酸酯类;(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、双酚a的聚乙氧基二(甲基)丙烯酸酯等苯酚类的环氧乙烷或环氧丙烷加成物的(甲基)丙烯酸酯类;甘油二缩水甘油基醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油基醚、三缩水甘油基异氰脲酸酯等缩水甘油基醚的(甲基)丙烯酸酯类;和三聚氰胺(甲基)丙烯酸酯等。需要说明的是,本说明书中,(甲基)丙烯酸酯为对丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和它们的混合物进行统称的术语,关于其它类似的表述也相同。
另外,除了上述物质以外,也可以举出具有酰胺键的(甲基)丙烯酸酯化合物、具有氨基甲酸酯键的(甲基)丙烯酸酯化合物等氨基甲酸酯单体或氨基甲酸酯低聚物等。
此外,光固化性化合物可以使丙烯酸或甲基丙烯酸等不饱和羧酸与环氧树脂或酚醛树脂等反应而制成含羧基感光性树脂。这样的含羧基感光性树脂可以通过光照射进行聚合或交联从而固化,进而通过包含羧基,不仅可为溶剂显影、还可为碱显影性,从这方面出发是优选的。特别是对于弱碱性、具体而言ph为7.0以上12.0以下的显影液,也能形成优异的显影性,从这点出发是优选的。
作为含羧基感光性树脂的具体例,可以举出以下列举的化合物(可以为低聚物或聚合物中的任一种)。
可以举出:
(1)使2官能或其以上的多官能(固态)环氧树脂与(甲基)丙烯酸反应,在存在于侧链的羟基上加成邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐等二元酸酐而得到的含羧基感光性树脂;
(2)用环氧氯丙烷使2官能(固态)环氧树脂的羟基进一步环氧化得到的多官能环氧树脂与(甲基)丙烯酸反应,并在生成的羟基上加成二元酸酐而得到的含羧基感光性树脂;
(3)使1分子中具有2个以上环氧基的环氧化合物与1分子中具有至少1个醇羟基和1个酚羟基的化合物和(甲基)丙烯酸等含不饱和基团的一元羧酸反应,对于所得到的反应产物的醇羟基,使马来酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、均苯四酸二酐、己二酸酐等多元酸酐反应而得到的含羧基感光性树脂;
(4)使双酚a、双酚f、双酚s、酚醛清漆型酚醛树脂、聚对羟基苯乙烯、萘酚和醛类的缩合物、二羟基萘和醛类的缩合物等1分子中具有2个以上酚羟基的化合物与环氧乙烷、环氧丙烷等环氧烷烃反应,使所得到的反应产物与(甲基)丙烯酸等含不饱和基团的一元羧酸反应,使所得到的反应产物与多元酸酐反应而得到的含羧基感光性树脂;
(5)使1分子中具有2个以上酚羟基的化合物与碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯等环状碳酸酯化合物反应,使所得到的反应产物与含不饱和基团的一元羧酸反应,使所得到的反应产物与多元酸酐反应而得到的含羧基感光性树脂;
(6)对于由脂肪族二异氰酸酯、支链脂肪族二异氰酸酯、脂环式二异氰酸酯、芳香族二异氰酸酯等二异氰酸酯化合物和聚碳酸酯系多元醇、聚醚系多元醇、聚酯系多元醇、聚烯烃系多元醇、丙烯酸系多元醇、双酚a系环氧烷烃加成物二醇、具有酚羟基和醇羟基的化合物等二醇化合物的聚加成反应得到的氨基甲酸酯树脂的末端,使酸酐反应而成的含末端羧基的氨基甲酸酯树脂;
(7)在由二异氰酸酯、二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸等含羧基二醇化合物、和二醇化合物的聚加成反应进行的含羧基的氨基甲酸酯树脂的合成中,加入(甲基)丙烯酸羟烷基酯等分子中具有1个羟基和1个以上(甲基)丙烯酰基的化合物,从而末端发生(甲基)丙烯酰化的含羧基的感光性氨基甲酸酯树脂;
(8)在由二异氰酸酯、含羧基二醇化合物、和二醇化合物的聚加成反应进行的含羧基的氨基甲酸酯树脂的合成中,加入异佛尔酮二异氰酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯的等摩尔反应物等分子中具有1个异氰酸酯基和1个以上(甲基)丙烯酰基的化合物,从而末端发生(甲基)丙烯酰化的含羧基的感光性氨基甲酸酯树脂;
(9)使多官能氧杂环丁烷树脂与己二酸、邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸等二羧酸反应,在生成的伯羟基上加成二元酸酐,使所得到的含羧基聚酯树脂进一步加成(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸α-甲基缩水甘油酯等1分子中具有1个环氧基和1个以上(甲基)丙烯酰基的化合物而成的含羧基感光性树脂;
(10)在上述(1)~(9)的任一种含羧基感光性树脂上加成1分子中具有环状醚基和(甲基)丙烯酰基的化合物而成的含羧基感光性树脂;
(11)对于通过(甲基)丙烯酸等不饱和羧酸与苯乙烯、α-甲基苯乙烯、(甲基)丙烯酸低级烷基酯、异丁烯等含不饱和基团的化合物的共聚得到的含羧基树脂,使3,4-环氧环己基甲基丙烯酸酯等一分子中具有环状醚基和(甲基)丙烯酰基的化合物反应而得到的含羧基感光性树脂;等等。需要说明的是,此处,(甲基)丙烯酸酯为对丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和它们的混合物进行统称的术语,以下,关于其它类似的表述也相同。
上述光固化性化合物的重均分子量根据树脂骨架而不同,通常优选为2,000~200,000。通过使重均分子量为2,000以上,能够提高不粘性能、分辨率。进而,涂膜表面的经时的状态变化变得适度,能够进一步改善与基底的密合性。另外,通过使重均分子量为200,000以下,能够提高显影性、储藏稳定性。重均分子量更优选为4,000~150,000、进一步优选为5,000~100,000。需要说明的是,重均分子量可以利用凝胶渗透色谱(gpc)法(聚苯乙烯标准)进行测定。
关于光固化性化合物的混配量,在组合物中还含有后述热交联材料的情况下,以固体成分换算计,将光固化性化合物与热交联材料的总量设为100质量份时,优选为50质量份~90质量份。通过使光固化性化合物的混配量为上述范围内,能够形成更具有强度的中空结构。另外,涂膜表面的经时的状态变化变得适度,能够进一步改善与基底的密合性。
[热交联材料]
通过加入热交联材料,可以期待感光性膜的耐热性提高。热交联材料可以单独使用1种或将2种以上组合使用。作为热交联材料,公知的热交联材料均可使用。可以使用例如三聚氰胺树脂、苯胍胺树脂、三聚氰胺衍生物、苯胍胺衍生物等氨基树脂、异氰酸酯化合物、封端异氰酸酯化合物、环碳酸酯化合物、环氧化合物、氧杂环丁烷化合物、环硫化物树脂、双马来酰亚胺、碳化二亚胺树脂、三聚氰胺树脂、脲树脂、聚酰亚胺树脂、苯酚酚醛清漆、甲酚酚醛清漆等酚醛清漆树脂等公知的热固化成分。这些之中,从感光性组合物的固化物与基板的密合性的方面出发,优选环氧树脂、三聚氰胺树脂、脲树脂,更优选环氧树脂。
关于热交联材料的混配量,在组合物中还含有上述光固化性化合物的情况下,以固体成分换算计,将光固化性化合物与热交联材料的总量设为100质量份时,优选为10质量份~40质量份。通过使热交联材料的混配量为上述范围,能够形成更具有强度的中空结构。另外,通过使热交联材料的混配量为40质量份以下,光固化性化合物的比例增加,因此分辨率进一步提高。
在使用环氧树脂等作为热交联材料的情况下,也可以进一步包含用于使环氧树脂固化的固化剂。作为固化剂,包括例如胺类、咪唑类、多官能酚类、酸酐、异氰酸酯类、和包含这些官能团的聚合物类,根据需要可以使用这些中的两种以上。
[光聚合引发剂]
作为光聚合引发剂,具体而言,可以举出例如:双(2,6-二氯苯甲酰基)苯基氧化膦、双-(2,6-二氯苯甲酰基)-2,5-二甲基苯基氧化膦、双-(2,6-二氯苯甲酰基)-4-丙基苯基氧化膦、双-(2,6-二氯苯甲酰基)-1-萘基氧化膦、双-(2,6-二甲氧基苯甲酰基)苯基氧化膦、双-(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦、双-(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,5-二甲基苯基氧化膦、双-(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦等双酰基氧化膦类;2,6-二甲氧基苯甲酰基二苯基氧化膦、2,6-二氯苯甲酰基二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸甲酯、2-甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、新戊酰基苯基膦酸异丙酯、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦等单酰基氧化膦类;苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)次膦酸乙酯、1-羟基-环己基苯基酮、1-[4-(2-羟基乙氧基)-苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、2-羟基-1-{4-[4-(2-羟基-2-甲基-丙酰基)-苄基]苯基}-2-甲基-丙烷-1-酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮等羟基苯乙酮类;苯偶姻、苯偶酰、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻正丙醚、苯偶姻异丙醚、苯偶姻正丁醚等苯偶姻类;苯偶姻烷基醚类;二苯甲酮、对甲基二苯甲酮、米希勒酮、甲基二苯甲酮、4,4’-二氯二苯甲酮、4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮等二苯甲酮类;苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,2-二乙氧基-2-苯基苯乙酮、1,1-二氯苯乙酮、1-羟基环己基苯基酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)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-(二甲氨基)-2-[(4-甲基苯基)甲基)-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮、n,n-二甲氨基苯乙酮等苯乙酮类;噻吨酮、2-乙基噻吨酮、2-异丙基噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2-氯噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮等噻吨酮类;蒽醌、氯蒽醌、2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、1-氯蒽醌、2-戊基蒽醌、2-氨基蒽醌等蒽醌类;苯乙酮二甲基缩酮、安息香双甲醚等缩酮类;乙基-4-二甲氨基苯甲酸酯、2-(二甲氨基)乙基苯甲酸酯、对二甲基苯甲酸乙酯等苯甲酸酯类;1,2-辛二酮,1-[4-(苯硫基)-,2-(o-苯甲酰基肟)]、乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9h-咔唑-3-基]-,1-(o-乙酰基肟)等肟酯类;双(η5-2,4-环戊二烯-1-基)-双(2,6-二氟-3-(1h-吡咯-1-基)苯基)钛、双(环戊二烯)-双[2,6-二氟-3-(2-(1-吡咯-1-基)乙基)苯基]钛等环戊二烯钛类;苯基二硫化物2-硝基芴、丁偶姻、茴香偶姻乙醚、偶氮二异丁腈、四甲基秋兰姆二硫化物等。
关于光聚合引发剂的混配量,在组合物中含有上述光固化性化合物的情况下,相对于光固化性化合物100质量份,以固体成分换算计,优选为0.1质量份~10质量份。通过使光聚合引发剂的混配量为上述范围,分辨率进一步提高。
也可以与上述光聚合引发剂合用而使用光引发助剂或敏化剂。作为光引发助剂或敏化剂,可以举出苯偶姻化合物、苯乙酮化合物、蒽醌化合物、噻吨酮化合物、缩酮化合物、二苯甲酮化合物、叔胺化合物和氧杂蒽酮化合物等。这些化合物有时还可以作为光聚合引发剂使用,但优选与光聚合引发剂合用而使用。另外,光引发助剂或敏化剂可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
需要说明的是,这些光聚合引发剂、光引发助剂和敏化剂由于吸收特定的波长,因而根据情况灵敏度降低,存在作为紫外线吸收剂起作用的情况。但是,这些试剂并非仅仅用于提高组合物的灵敏度的目的。可以根据需要使其吸收特定波长的光,能够提高表面的光反应性,提高曝光、显影时的形状的精度。
[填料]
通过在感光性组合物中混配填料,能够提高涂膜的硬度或耐热性等,同时能够提高感光性膜的表面形态的经时变化。作为这样的填料,能够使用公知的无机或有机填料,优选为无机填料。作为无机填料,可以举出硫酸钡、二氧化硅、云母、水滑石、滑石、金属氧化物、氢氧化铝等金属氢氧化物等。这些之中,优选二氧化硅、云母。二氧化硅可以举出球状二氧化硅、无定形二氧化硅等。
根据需要,也可以在感光性组合物中加入上述以外的其它树脂、热自由基引发剂、阻聚剂、粘接助剂、有机溶剂等。
例如,通过混配其它树脂,能够提高耐热性。作为其它树脂,可以举出例如聚酰亚胺、聚噁唑和它们的前体、苯酚酚醛清漆、甲酚酚醛清漆等酚醛清漆树脂、聚酰胺酰亚胺、聚酰胺、苯氧基树脂、聚醚砜等。它们可以单独使用一种,也可以合用两种以上。
另外,聚酰亚胺树脂也可以制成碱溶性。具体而言,除了酰亚胺基以外,具有羧基、酸酐基等碱溶性基团。碱溶性基团的导入可以使用公知惯用的方法。例如,可以举出使羧酸酐成分与胺成分和异氰酸酯成分中的任意至少一种反应而得到的树脂。酰亚胺化可以以热酰亚胺化进行,也可以以化学酰亚胺化进行,另外可以将它们合用来制造。
另外,通过混配热自由基引发剂,能够在低温下以短时间使光固化性化合物固化。作为热自由基引发剂,可以举出例如过氧化物、偶氮化合物等。
作为阻聚剂,可以举出氢醌、对苯二酚单甲醚、叔丁基邻苯二酚、吩噻嗪等。另外,作为粘接助剂,可以举出例如γ-环氧丙氧基硅烷、氨基硅烷、γ-脲基硅烷等硅烷偶联剂等。
感光性膜可以通过在支撑膜的一个面上涂布上述感光性组合物并使其干燥而形成。考虑到感光性组合物的涂布性,可以将感光性组合物用有机溶剂稀释而调整为适当的粘度,利用逗点涂布机、刮刀涂布机、唇式涂布机、棒涂机、压挤涂布机、反向涂布机、转送辊涂布机、凹版涂布机、喷雾涂布机、棒涂机、辊涂机、逗点涂布机、狭缝式模头挤出涂布机、旋涂机等在支撑膜的一个面以均匀的厚度进行涂布,通过干燥使有机溶剂挥发,可以得到不粘性的涂膜。对涂布膜厚没有特别限制,通常以干燥后的膜厚计在0.5μm~500μm的范围适当选择。从作为形成中空结构的壁部或盖部的材料而使用的方面出发,优选为1μm~300μm的范围。
作为可使用的有机溶剂没有特别限制,可以举出例如酮类、芳香族烃类、二醇醚类、二醇醚乙酸酯类、酯类、醇类、脂肪族烃、石油系溶剂等。更具体而言,为:甲乙酮(mek)、环己酮等酮类;甲苯、二甲苯、四甲苯等芳香族烃类;溶纤剂、甲基溶纤剂、丁基溶纤剂、卡必醇、甲基卡必醇、丁基卡必醇、丙二醇单甲醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇二乙醚、三乙二醇单乙醚等二醇醚类;乙酸乙酯、乙酸丁酯、二乙二醇单乙基醚乙酸酯、二丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇乙醚乙酸酯、丙二醇丁醚乙酸酯等酯类;乙醇、丙醇、乙二醇、丙二醇等醇类;辛烷、癸烷等脂肪族烃;石油醚、石脑油、氢化石脑油、溶剂石脑油等石油系溶剂、以及n-甲基-2-吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、γ-丁内酯等。这样的有机溶剂可以单独使用1种,也可以作为2种以上的混合物使用。
有机溶剂的挥发干燥可以使用热风循环式干燥炉、ir炉、热板、对流加热炉等(使用具有利用蒸气的空气加热方式的热源的装置,使干燥机内的热风对流接触的方法以及通过喷嘴喷射到支撑体的方式)来进行。作为挥发干燥条件,在温度为60℃~120℃、时间为1分钟~60分钟的范围适当选择。
[保护膜]
出于防止灰尘等附着于上述感光性膜的表面且提高处理性的目的,进而出于调整感光性膜表面的算术平均表面粗糙度ra的目的,本发明的感光性膜层积体在感光性膜的与支撑膜相反的面设有保护膜。
作为保护膜,可以使用例如聚酯膜、聚乙烯膜、聚四氟乙烯膜、聚丙烯膜、经表面处理的纸等,特别优选为聚丙烯膜。另外,优选选择保护膜与感光性膜的粘接力小于保护膜与感光性膜的粘接力的材料。另外,在感光性膜层积体的使用时,为了使保护膜容易剥离,可以对保护膜的与感光性膜接触的面实施上述脱模处理。
保护膜的厚度没有特别限制,在大致10μm~200μm的范围根据用途适当选择。
本发明中,优选使用与感光性膜接触的面侧的保护膜表面的算术平均表面粗糙度ra’为0.10μm以上的保护膜。另外,更优选使用与感光性膜接触的面侧的保护膜表面的算术平均表面粗糙度ry’为1.00μm以上的保护膜。通过使用具有这种表面形态的保护膜,容易形成具有0.10μm以上的算术平均表面粗糙度ra的感光性膜,进而容易形成具有1.00μm以上的算术平均表面粗糙度ry的感光性膜。保护膜的算术平均表面粗糙度ra’更优选为0.15μm以上、进一步优选为0.20μm以上。另外在设置上限的情况下,优选为1.00μm以下、更优选为0.80μm以下、更优选为0.60μm以下。
另外,与感光性膜接触的面侧的保护膜的最大高度ry’更优选为1.20μm以上、进一步优选为1.40μm以上。另外在设置上限的情况下,优选为5.00μm以下、更优选为4.00μm以下、进一步优选为3.00μm以下。此处,关于算术平均表面粗糙度ra’和最大高度ry’的分别所指的部位及其具体测定方法,在上述[感光性膜]中进行说明。需要说明的是,保护膜的算术平均表面粗糙度ra’与感光性膜的算术平均表面粗糙度ra、保护膜的最大高度ry’与感光性膜的最大高度ry分别未必一致,通过适当调整,可以使感光性膜的算术平均表面粗糙度ra和最大高度ry为上述特定的范围内。
作为具有上述算术平均表面粗糙度ra’和最大高度ry’的保护膜的调整方法,没有特别限定,例如在保护膜的树脂中添加填料的情况下,可以举出对填料的粒径或添加量进行调整,通过对保护膜表面进行喷砂处理、或者发纹加工、消光被覆加工、或化学蚀刻等,能够使表面为规定的形态。
[固化物]
使用本发明的感光性膜层积体形成固化物。作为该固化物的一例,对使用本发明的感光性膜层积体形成具备壁部和盖部的中空结构体的方法进行说明。
[壁部的形成方法]
首先,使用感光性膜层积体形成壁部。具体而言,可以经过下述工序形成所期望的壁部:层积工序,将保护膜从感光性膜层积体剥离,将感光性膜层积到基板等被粘接体上;曝光工序,隔着掩模对感光性膜的规定部分进行光照射,使曝光部进行光固化;显影工序,使用显影液将感光性膜的进行了光固化以外的部位除去;正式固化工序,利用光或热使感光性膜的进行了光固化的部位固化,形成固化物。以下,对各工序进行说明。
在层积工序中,将保护膜从感光性膜层积体剥离,将露出的感光性膜面侧层积到基板上。层积可以通过利用热压接的粘接等来进行。作为被粘接体基板,可以举出例如硅晶片、玻璃基板、陶瓷基板、铝基基板、不锈钢基板、玻璃环氧基板、聚酯基板、聚酰亚胺基板等。作为热压接的方法,可以举出热压处理、辊层压处理、真空辊层压、真空压制处理、隔膜式真空层压等。从与基板的密合性、埋入性的方面;以及热压接时感光性组合物的固化不进行而维持良好的分辨率的方面出发,热压接温度优选为20℃~150℃、更优选为35℃~100℃、进一步优选为40℃~85℃。另外,层压压力优选为0.005mpa~10mpa、更优选为0.005mpa~3mpa。
接着,实施曝光工序。作为曝光,包括负型和正型,优选负型。在负型的情况下,隔着具有形成壁部形状的所期望的图案的负像掩模,对层积于基板上的感光性膜层积体进行光照射,使感光性膜的曝光部进行光固化。此处,作为曝光中所用的活性光线,可以举出紫外线、可见光线、电子射线、x射线等。这些之中,特别优选紫外线、可见光线。另外,优选隔着光掩模利用超高压汞灯的i射线(365nm)、h射线(405nm)、g射线(436nm)的掩模曝光。另外,也可以举出使用波长405nm的激光以无掩模方式在感光性膜上进行直接描绘的方法。本工序中,构成感光性膜层积体的支撑膜可以在曝光前剥离,也可以在曝光后剥离。另外,也可以在曝光前将支撑膜剥离或不剥离,并使用加热炉或加热板以40℃~150℃的温度实施5秒~60分钟的加热处理。另外,也可以在曝光后将支撑膜剥离或不剥离,并使用加热炉或加热板以40℃~150℃的温度实施5秒~60分钟的加热处理。
接着,使用有机溶剂系或碱水溶液系的显影液将感光性膜的进行光固化以外的部位(未曝光部)除去,由此形成壁部的图案。
作为显影液,可以使用n-甲基吡咯烷酮、乙醇、环己酮、环戊酮、丙二醇甲基醚乙酸酯、γ-丁内酯、三乙二醇二甲醚、甲基戊基酮(2-庚酮)、乙酸丁酯等有机溶剂。另外,可以使用碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾、硅酸钠、氨、乙胺、二乙胺、三乙胺、三乙醇胺、四甲基氢氧化铵(tmah)等碱水溶液。这些之中,从显影速度的方面出发,在为溶剂显影的情况下,优选使用丙二醇甲基醚乙酸酯。另一方面,在为碱显影的情况下,优选为碳酸钠、氢氧化钠、四甲基氢氧化铵(tmah)。
作为显影方法,可以举出对感光性膜喷雾显影液、浸渍到显影液中、或者一边浸渍一边施加超声波等。
另外,在显影后,根据需要优选用水;甲醇、乙醇、异丙醇等醇;正乙酸丁酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、二乙二醇二甲醚乙酸酯等进行漂洗。作为漂洗方法,可以举出对感光性膜面喷雾显影液、浸渍到显影液中、或者一边浸渍一边施加超声波等。
接着,利用光或热使感光性膜的进行了光固化的部位(曝光部)固化,形成壁部。关于显影后的固化(cure),在利用热使其固化的情况下,优选选择温度,一边阶段性地升温一边实施1~2小时。在热固化的温度为120℃~400℃、时间为60分钟~120分钟的范围内适当选择。温度可以固定为一定温度,也可以阶段性地升温。固化时,优选在氮、氩等惰性气体中进行加热处理。最终加热温度优选为150℃~350℃。另外,可以在热固化的前后或代替热固化而进行光固化。
用于形成壁部的感光性膜的膜厚优选为1μm~3,000μm、更优选为5μm~1,000μm、进一步优选为10μm~500μm,特别优选为20μm~200μm,最优选为20μm~100μm。若感光性膜的厚度为1μm以上,容易维持壁部的形状,即使在塑模时的高温高压条件下也难以发生较大的变形。另外,若厚度为3,000μm以下的厚度,则难以抑制曝光时的感光性膜的透光性。需要说明的是,也可以重复将感光性膜重合的层积工序,由此增加壁部的厚度。另外,经过固化工序形成的壁部的最终膜厚也优选为1μm~3,000μm、更优选为5μm~500μm、进一步优选为10μm~200μm。
[盖部的形成]
利用上述形成方法形成的由感光性膜的固化物构成的壁部具有充分的膜厚,通过将陶瓷基板、si基板、玻璃基板、金属基板等作为盖覆盖在壁部的上端,还能够形成中空结构,也可以使用感光性膜层积体形成盖部。以下,对使用感光性膜层积体形成盖部的方法进行说明。
在如上所述形成的壁部的上端,层积剥离了保护膜的感光性膜层积体,进行曝光和根据需要的显影,使进行了光固化的感光性膜固化,由此形成盖部,从而能够形成中空结构体。在使用感光性膜层积体形成盖部时,未必需要经过显影工序,例如在同时一并制造多个中空结构器件时,透过掩模对与中空器件的盖部相当的尺寸进行曝光,之后将其周边的未曝光部分显影,由此能够分割成单片。
感光性膜层积体的层积、曝光、显影和固化可以与上述壁部的形成同样地进行。此处,形成壁部和盖部的层积体的层积时的粘接可以通过热压接来进行。作为热压接方法,可以举出例如热压处理、辊层压处理、真空辊层压、真空压制处理、隔膜式真空层压等,其中优选辊层压处理。从与被粘接体的密合性、埋入性的方面出发,热压接温度优选为20℃以上。另外,从防止热压接时感光性树脂成分的固化进行而使曝光、显影中的图案形成的分辨率变差的方面出发,热压接温度优选为150℃以下。即,从与基板的密合性、埋入性的方面;以及热压接时感光性组合物的固化不进行而维持良好的分辨率的方面出发,热压接温度优选为20℃~150℃、更优选为35℃~100℃、进一步优选为40℃~85℃。另外,层压压力优选为0.005mpa~10mpa、更优选为0.005mpa~3mpa。
构成感光性膜层积体的支撑膜可以在曝光前剥离,可以在曝光后剥离,也可以在感光性膜的固化后剥离,由于形成仅用壁部支撑成为盖部的感光性膜的固化物的状态,从稳定性的方面出发,优选曝光后的剥离、固化后的剥离。另外,可以在曝光前将支撑膜剥离或不剥离,并使用加热炉或加热板以40℃~150℃的温度实施5秒~60分钟的加热处理。另外,可以在曝光后将支撑膜剥离或不剥离,并使用加热炉或加热板以40℃~150℃的温度实施5秒~60分钟的加热处理。进而,关于显影或固化,可以壁部和盖部一并进行。形成盖部的固化膜的拉伸弹性模量优选为2.0gpa以上。
用于形成盖部的感光性膜的膜厚优选为1μm~3,000μm、更优选为5μm~1,000μm、进一步优选为10μm~500μm、特别优选为20μm~200μm、最优选为20μm~100μm。经固化工序形成的盖部的最终膜厚优选为10μm~3,000μm。若盖部的厚度为10μm以上,容易维持中空结构的形状,即使在塑模时的高温高压条件下也难以发生较大的变形。另外,若厚度为3,000μm以下,则难以抑制曝光时的感光性膜的透光性。需要说明的是,也可以重复将感光性膜重合的层积工序,由此增加壁部的厚度。
需要说明的是,本发明中,壁部不使用本发明的感光性膜层积体而形成,可以仅使盖部利用本发明的感光性膜层积体形成,但若壁部的图案和盖部双方均使用本发明的感光性膜层积体,两者间的粘接性更加优异,同时能够抑制中空结构的接近部的镀层等的剥落。
根据本发明,在saw滤波器等具有中空结构的电子部件中,通过使用本发明的感光性膜层积体形成壁部或盖部,能够抑制中空结构的接近部的镀层等的剥落。另外,中空结构内利用壁部和盖部进行防湿,并且在高温下也可保持中空结构,因此能够应用于saw滤波器、cmos·ccd传感器、mems等需要中空结构的电子部件,对电子部件的小型化、低高度化、高功能化有用。本发明的感光性膜层积体特别适合作为saw滤波器的中空结构的壁部或盖部形成用,可得到抑制了中空结构的接近部的镀层等的剥落的可靠性高的电子部件,从这点出发特别合适。另外,本发明也可以用作阻焊剂或镀层抗蚀剂、抗蚀层、层间绝缘材料等印刷电路板用途。
<saw滤波器及其制造方法>
对使用本发明的感光性膜层积体形成具有壁部和盖部的中空结构体的方法进行说明,作为具有中空结构的电子部件的一例,下面对声表面波(saw)滤波器及其制造方法进行说明。
首先,在形成有梳型电极的基板上,将保护膜从本发明的感光性膜层积体剥离,层积感光性膜面。感光性膜层积体的层积可以使用与上述壁部的形成方法中记载的方法相同的方法。
接着,在层积了感光性膜层积体后,根据需要隔着具有所期望的图案的负像掩模对感光性膜的规定部分进行光照射,使曝光部进行光固化。曝光可以使用与上述壁部的形成方法中记载的方法相同的方法。
接着,使用显影液将感光性膜的曝光部以外的部位、即未曝光部除去而形成所期望图案,之后通过光或热使感光性膜的曝光部固化,形成由固化物构成的壁部。需要说明的是,曝光、显影、固化的各工序可以使用与上述壁部的形成方法相同的方法。
需要说明的是,如后所述将本发明的感光性膜层积体用于saw滤波器的中空结构的盖部的形成时,壁部也可以利用使用本发明的感光性膜层积体的方法以外的方法形成。
在如上所述形成的壁部的上端设置盖部,形成中空结构。此处,关于盖部,将保护膜从本发明的感光性膜层积体剥离,将感光性膜面粘贴至壁部的上端,之后进行曝光、显影、固化,能够形成盖部。盖部与壁部的粘接例如可以通过基于使用辊层压机的热压接的粘接等来进行。
需要说明的是,盖部也可以利用本发明的感光性膜层积体以外的材料、例如公知的永久抗蚀剂或陶瓷等密封用基板等构成。其中,盖部优选由耐湿热性优异且吸水率低的材料构成。该情况下,至少将使用本发明的感光性膜层积体形成的壁部用作saw滤波器的中空结构形成用的壁部。
如上所述进行了壁部和盖部的形成后,为了进行电极与在基板的内部和电极的相反侧表面配线的导体的电连接,可以进行镀层的形成和金属球的搭载等。
在壁部的形成时,可以通过曝光、显影在壁部内部形成用于形成内部导体的孔。之后,将层积于支撑膜上的感光性膜层积于上述壁部,隔着掩模进行曝光。掩模按照仅在与用于形成内部导体的孔的直径相当的部分透过光的方式进行遮蔽,因此形成除此以外的部位发生了光固化的盖部。关于盖部的未曝光部分,为了与之前形成的壁部内部的孔完全贯通,在进行显影后进行表面沾污去除处理等,由此进行图案化。另外,盖部的图案化可以使用激光器。作为激光器,可以使用yag激光器、二氧化碳激光器、准分子激光器等公知的激光器。曝光或激光照射可以根据壁部的厚度、形成于壁部的内部的内部导体的形状和盖部表面配线图案的形状来适当选择使用。
此外,利用镀覆法等在形成于壁部和盖部的内部的孔形成内部导体,并且在盖部的表面形成配线。本发明中,在形成于壁部和盖部的内部的孔,不仅可以利用镀覆法,还可以使用金属糊料或含有金属粉体的树脂糊料通过导体填充法来形成内部导体。经过这些工序,在基板上的梳型电极形成配线的导体与形成于盖部表面的配线用导体进行电连接。最后,通过回焊等在盖部的表面搭载金属球,可以得到作为具有中空结构的电子部件的saw滤波器。
此外,saw滤波器可以利用密封材料进行密封。在利用密封材料进行密封的情况下,通常按照以下的工序进行,但不限定于此。首先,将saw滤波器设置于成型模具。接着,将固体状的密封材料小片设置于成型机的釜中。进而,在模具温度150℃~180℃的条件下将密封材料熔融,施加压力而浇注到模具中(塑模)。最后加压30秒~120秒,在密封材料热固化后打开模具,将成型品取出,由此完成saw滤波器的密封。
通常,利用密封材料的密封在搭载金属球前进行,密封后,在基板的被密封的面的相反面,通过回焊搭载金属球。但是,也可以在搭载金属球后进行利用密封材料的密封。利用密封材料所密封的saw滤波器不仅可以制造1个,也可以制造2个以上。该情况下,将形成于一个基板上的多个saw滤波器用密封材料密封后,切断成单片,由此可以得到。具体而言,首先,在一个基板制作多个saw滤波器,使用本发明的感光性膜层积体等形成壁部和盖部。之后,用密封材料一并密封,通过切断等方法分成单片,可以得到saw滤波器。
如上所述,在saw滤波器的制造工序中,使用本发明的感光性膜层积体可以形成具有壁部和盖部的中空结构。如上所述,本发明的感光性膜层积体由于经时的表面形态的变化在特定范围内,因此可以实现中空结构的接近部的镀层等的剥落得到抑制的saw滤波器。另外,中空结构内通过使用本发明的感光性膜层积体形成的壁部和盖部而与周围隔离,能够防湿,因此能够抑制铝电极的腐蚀。另外,感光性膜的固化物在高温下具有高弹性模量,因此具有在密封树脂塑模时的温度和压力下也能维持中空结构的优点。
实施例
下面举出实施例来更详细地说明本发明,但本发明并不限于这些实施例。需要说明的是,以下提到“份”和“%”时,除涉及相对湿度的%之外,只要不特别声明则均为质量基准。另外,下述实施例中的作业在室温(23℃)、相对湿度42%、黄灯下进行。
<合成例1>
<含羧基树脂的合成>
向带有搅拌装置、回流管的2l烧瓶中投入作为分子中具有2个以上环氧基的环氧化合物的二官能双酚-a型环氧树脂(日本化药公司制造re-310s、环氧当量:183.5g/当量)367.0份、作为具有烯键式不饱和基团的一元羧酸化合物的丙烯酸(分子量:72.06)144.1份、作为热阻聚剂的氢醌单甲醚1.02份、和作为反应催化剂的三苯基膦1.53份,在98℃的温度下反应至反应液的酸值达到0.5mgkoh/g以下为止,得到环氧羧酸酯化合物(理论分子量:511.1)。
接着,向该反应液中加入作为反应用溶剂的卡必醇乙酸酯445.93份、作为热阻聚剂的2-甲基氢醌0.70份、作为具有羧基的二醇化合物的二羟甲基丙酸(分子量:134.1)118.8份,升温至60℃。按照反应温度不超过65℃的方式,向该溶液中缓慢地滴加作为二异氰酸酯化合物的异佛尔酮二异氰酸酯(分子量:222.29)209.6份。滴加结束后,使温度上升至80℃,通过红外吸收光谱测定法,反应6小时直至2250cm-1附近的吸收消失为止。向该溶液中添加作为多元酸酐的琥珀酸酐(分子量:100.1)36.7份、卡必醇乙酸酯43.0份。添加后将温度升温至95℃,反应6小时,得到包含重均分子量为10,000的含羧基聚酯氨基甲酸酯树脂65重量%的含羧基感光性树脂清漆1。对酸值进行测定,结果为66.61mgkoh/g(固体成分酸值:102.5mgkoh/g)。需要说明的是,重均分子量利用凝胶渗透色谱(gpc)法(聚苯乙烯标准)根据通用的方法进行测定。
<合成例2>
<含羧基树脂的合成>
向具备温度计、氮导入装置兼环氧烷导入装置和搅拌装置的高压釜中投入酚醛清漆型甲酚树脂(aicakogyo株式会社制造ショーノールcrg951、oh当量:119.4)119.4g、氢氧化钾1.19g和甲苯119.4g,在搅拌下对体系内进行氮气置换,并加热升温。接着,缓慢地滴加环氧丙烷63.8g,在125℃~132℃、0~4.8kg/cm2条件下反应16小时。之后,冷却至室温,向该反应溶液中添加混合89%磷酸1.56g而中和氢氧化钾,得到不挥发成分为62.1%、羟值为182.2g/eq.的酚醛清漆型甲酚树脂的环氧丙烷反应溶液。所得到的酚醛清漆型甲酚树脂是相对于每1当量酚羟基加成平均1.08摩尔环氧烷的物质。
将所得到的酚醛清漆型甲酚树脂的环氧烷反应溶液293.0g、丙烯酸43.2g、甲磺酸11.53g、甲基氢醌0.18g和甲苯252.9g投入具备搅拌机、温度计和空气吹入管的反应器中,以10ml/分钟的速度吹入空气,在搅拌下于110℃反应12小时。关于由反应生成的水,作为与甲苯的共沸混合物馏出12.6g的水。之后,冷却至室温,用15%氢氧化钠水溶液35.35g中和所得到的反应溶液,接着进行水洗。之后,在蒸发器中用二乙二醇单乙醚乙酸酯118.1g置换甲苯并同时蒸馏除去,得到酚醛清漆型丙烯酸酯树脂溶液。接着,将所得到的酚醛清漆型丙烯酸酯树脂溶液332.5g和三苯基膦1.22g投入具备搅拌器、温度计和空气吹入管的反应器中,以10ml/分钟的速度吹入空气,在搅拌下缓慢地加入四氢邻苯二甲酸酐62.3g,在95℃~101℃下反应6小时,得到酸值为88mgkoh/g的、不挥发成分为71%的含羧基感光性树脂清漆2。
<合成例3>
<含羧基树脂的合成>
将甲酚酚醛清漆型环氧树脂(日本化药公司制造、eocn-104s、环氧当量220g/eq)220份(1当量)、卡必醇乙酸酯140.1份和溶剂石脑油60.3份投入烧瓶中,加热至90℃并搅拌,进行溶解。
将所得到的溶液暂时冷却至60℃,加入丙烯酸72份(1摩尔)、甲基氢醌0.5份、三苯基膦2份,加热至100℃,反应约12小时,得到酸值为0.2mgkoh/g的反应物。向其中加入四氢邻苯二甲酸酐80.6份(0.53摩尔),加热至90℃,反应约6小时,得到固体成分的酸值为85mgkoh/g、固体成分为64.9%的含羧基感光性树脂清漆3。
<合成例4>
<含羧基树脂的合成>
将苯酚酚醛清漆型环氧树脂的eppn-201(日本化药株式会社制造、环氧当量=190)190份加入至带有搅拌机和回流冷凝器的四口烧瓶中,加入卡必醇乙酸酯184份,进行加热溶解。接着,加入作为阻聚剂的甲基氢醌0.46份、作为反应催化剂的三苯基膦1.38份。将该混合物加热至95℃~105℃,缓慢地滴加丙烯酸72份(1当量),反应16小时。将所得到的反应产物(羟基:1当量)冷却至80℃~90℃,加入琥珀酸酐50份(0.5当量),反应8小时,冷却后取出。如此得到不挥发成分为65%、固体物质的酸值为89mgkoh/g、固体成分为65.0%的含羧基感光性树脂清漆4。
<感光性组合物的制备>
按照下述表1所示的内容和比例(质量份)进行混配,按照各成分均匀的方式进行混炼,制备出感光性组合物1~5。需要说明的是,表1中的*1~*22表示以下成分。
*1甲基化三聚氰胺树脂、株式会社sanwachemical制造
*2含芴骨架的环氧树脂、osakagaschemicals株式会社制造
*3双酚a型环氧树脂(dic株式会社制造)
*4联苯基芳烷基型环氧树脂(日本化药株式会社制造)
*5苯酚酚醛清漆型环氧树脂(dic株式会社制造)
*6双环戊二烯型环氧树脂(dic株式会社制造)
*7合成例1(混配量为固体成分量)
*8合成例2(混配量为固体成分量)
*9合成例3(混配量为固体成分量)
*10合成例4(混配量为固体成分量)
*11具有酰胺酰亚胺结构的碱溶性感光性树脂(固体成分20%、nipponkodoshicorporation制造)
*12二季戊四醇的丙烯酸酯、共荣社化学株式会社制造
*13ε-己内酯改性二季戊四醇的丙烯酸酯、共荣社化学株式会社制造
*14三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、新中村化学工业株式会社制造
*15肟酯系光聚合引发剂(乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9h-咔唑-3-基]-,1-(0-乙酰基肟))、basfjapan株式会社制造
*16二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(igmresins公司制造)
*172-乙基-4-甲基咪唑(四国化成工业株式会社制造)
*18球状二氧化硅、株式会社admatechs制造
*19平均粒径为100nm的球状二氧化硅颗粒
*20c.i.颜料蓝15:3
*21c.i.颜料黄147
*22派力奥根红k3580(basfjapan公司制造)
[表1]
<保护膜的制作>
制作例1
将重均分子量(mw)为3.0×105、分子量分布(mw/mn)为5.0、全同立构成分分数为95.0%的聚丙烯树脂粒料供给至挤出机,以树脂温度250℃的温度熔融,通过t模挤出,缠绕至表面温度保持为150℃的金属鼓上而制膜,制作出厚度约225μm的浇注坯料片。接着,将该未拉伸浇注坯料片以120℃的温度在流动方向上拉伸5倍,立即冷却至室温后,接着利用拉幅机以160℃的温度在横向上拉伸10倍,得到厚度12μm的双向拉伸聚丙烯膜1。将该双向拉伸聚丙烯膜1作为保护膜1。
制作例2
将重均分子量(mw)为3.1×105、分子量分布(mw/mn)为5.5、全同立构成分分数为93.0%的聚丙烯树脂粒料供给至挤出机,以树脂温度250℃的温度熔融,通过t模挤出,缠绕至表面温度保持为150℃的金属鼓上而制膜,制作出厚度约225μm的浇注坯料片。接着,将该未拉伸浇注坯料片以200℃的温度在流动方向上拉伸5倍,立即冷却至室温后,接着利用拉幅机以160℃的温度在横向上拉伸10倍,得到厚度15μm的双向拉伸聚丙烯膜2。将该双向拉伸聚丙烯膜2作为保护膜2。
制作例3
将重均分子量(mw)为3.0×105、分子量分布(mw/mn)为5.0、全同立构成分分数为95.0%的聚丙烯树脂粒料供给至挤出机,以树脂温度250℃的温度熔融,通过t模挤出,缠绕至表面温度保持为100℃的金属鼓上而制膜,制作出厚度约225μm的浇注坯料片。接着,将该未拉伸浇注坯料片以120℃的温度在流动方向上拉伸5倍,立即冷却至室温后,接着利用拉幅机以160℃的温度在横向上拉伸10倍,得到厚度12μm的双向拉伸聚丙烯膜3。将该双向拉伸聚丙烯膜3作为保护膜3。
<支撑膜的制作>
使聚对苯二甲酸乙二醇酯和含有1.0质量%平均一次粒径为1μm的二氧化硅的聚对苯二甲酸乙二醇酯母料分别在170℃干燥,之后将两者分别供给至双螺杆挤出机,在290℃下熔融,通过t模共挤出而制膜,制作出未拉伸膜。接着,对该未拉伸膜进行双向拉伸,得到厚度40μm的支撑膜1。
<感光性膜层积体的制作>
实施例1
按照下述方式测定如上所述得到的保护膜1的算术平均表面粗糙度ra’和最大高度ry’,结果ra’为0.18μm、最大高度ry’为1.28μm。
算术平均表面粗糙度ra’和ry’的测定使用了形状测定激光显微镜(株式会社keyence制造的vk-x100)。启动形状测定激光显微镜(相同的vk-x100)主体(控制部)和vk观察应用程序(株式会社keyence制造的vk-h1vx)后,将进行测定的保护膜(使接触感光性膜的面为上部)载置于x-y载台上。转动显微镜部(株式会社keyence制造的vk-x110)的透镜转换器,选择倍率10倍的物镜,以vk观察应用程序(相同的vk-h1vx)的图像观察模式粗略地调节焦距、亮度。操作x-y载台,调节成试样表面的希望测定的部分来到屏幕中心。将倍率10倍的物镜换成倍率50倍,利用vk观察应用程序(相同的vk-h1vx)的图像观察模式的自动对焦功能,对焦在试样的表面。选择vk观察应用程序(相同的vk-h1vx)的形状测定标签的简单模式,按下测定开始按钮,进行试样的表面形状的测定,得到表面图像文件。启动vk分析应用程序(株式会社keyence制造的vk-h1xa),使所得到的表面图像文件显示后,进行倾斜校正。
[实施例5]
需要说明的是,试样的表面形状的测定中的观察测定范围(横向)为270μm。显示线粗糙度窗口,在参数设定区域中选择jisb0601-1994后,从测定线按钮选择水平线,在表面图像内的任意位置显示水平线,按下ok按钮,由此得到算术平均表面粗糙度ra’和最大高度ry’的数值。进而,在表面图像内的不同的四处显示水平线,得到各算术平均表面粗糙度ra’和最大高度ry’的数值。分别计算出所得到的5个数值的平均值,作为试样表面的算术平均表面粗糙度ra’值和最大高度ry’值。需要说明的是,测定在室温(23℃)、相对湿度42%rh的环境下进行。
接着,相对于如上所述得到的700份的感光性组合物1,以300份的比例加入甲乙酮进行稀释,利用搅拌机搅拌15分钟,得到涂布液。使用狭缝式模头挤出涂布机,将该涂布液均匀地涂布至支撑膜1上,在80℃的温度下干燥15分钟,制作出干燥后的厚度为25μm的感光性膜1。接着,使用辊层压机在感光性膜1上贴合保护膜1,以使所述保护膜1的算术平均表面粗糙度ra’和最大高度ry’的测定面与所述感光性膜1表面相接,制作出由支撑膜/感光性膜/保护膜这3层构成的感光性膜层积体1(感光性膜的厚度为25μm)。需要说明的是,作为所述辊层压机的层压条件,在辊温度40℃~60℃、辊压0.2mpa~0.4mpa的范围适宜调整。
<试验基板的制作>
使用如上所述得到的感光性膜层积体1制作了试验基板。参照附图对试验基板的制作步骤进行说明。
首先,相对于其它2层(支撑膜/感光性膜),以90°的角度且2.5秒/cm的速度将保护膜从感光性膜层积体1剥离而使感光性膜露出,在所准备的硅晶片的表面贴合感光性膜的露出面,使用辊层压机进行加热层压,使硅晶片与感光性膜密合。需要说明的是,作为所述辊层压机的层压条件,辊温度为60℃、辊压为0.25mpa。
接着,从与感光性膜接触的支撑膜上,隔着
(i)具有格子尺寸150μm见方和50μm见方的开口图案的负像掩模(参照图1)、或
(ii)具有格子尺寸150μm见方和100μm见方的开口图案的负像掩模(未图示),
对各实施例和各比较例,利用金属卤化物灯以表2中记载的图案开口和曝光量的组合将感光性膜曝光,之后将支撑膜剥离,使感光性膜露出。
之后,对于露出的感光性膜的露出表面,在实施例1~3和比较例1~2中在丙二醇单甲醚乙酸酯(pma)中于23℃进行1分钟的浸渍,另外在实施例4中在1wt%na2co3水溶液中进行30℃、2mpa、60秒的显影,在实施例5中在1wt%na2co3水溶液中进行30℃、2mpa、300秒的显影。显影后的各试验基板均充分进行水洗,以不残存显影液。需要说明的是,确认1wt%na2co3水溶液的ph,结果为11.6。
接着,将各试验基板在120℃下加热30分钟,使感光性膜固化,在以格子状开口成150μm见方的周围,得到
(i)中心具有50μm见方的图案开口的、宽150μm的与壁部相当的固化膜图案(参照图2);或
(ii)中心具有100μm见方的图案开口的、宽300μm的与壁部相当的固化图案(未图示)。
此外,将保护膜从感光性膜层积体1剥离而使感光性膜露出,在上述得到的与壁部相当的固化膜图案上贴合感光性膜的露出面,并进行加热层压。需要说明的是,层压通过在感光性膜上负载1.0kg的砝码并在80℃下加热5分钟而进行。
接着,从与壁部相当的固化膜图案上所贴合的感光性膜层积体的支撑膜侧,隔着
(i)具有格子尺寸50μm见方的开口图案的负像掩模(参照图3)、或
(ii)具有格子尺寸100μm见方的开口图案的负像掩模(未图示),
对于各实施例以及各比较例,利用金属卤化物灯以表2中记载的图案开口和曝光量的组合将感光性膜曝光,之后将支撑膜剥离,使感光性膜露出。需要说明的是,隔着贴合后的感光性膜层积体,按照
(i)壁部的50μm见方的图案开口与负像掩模的格子尺寸50μm见方的图案开口重叠的方式(参照图3),或
(ii)壁部的100μm见方的图案开口与负像掩模的格子尺寸100μm见方的图案开口重叠的方式(未图示),
进行曝光。之后,对于露出的感光性膜的露出表面,在实施例1~3和比较例1~2中在丙二醇单甲醚乙酸酯(pma)中于23℃进行1分钟的浸渍,另外在实施例4中在1wt%na2co3水溶液中进行30℃、2mpa、60秒的显影,在实施例5中在1wt%na2co3水溶液中进行30℃、2mpa、300秒的显影。显影后的各试验基板均充分进行水洗,以不残存显影液。
接着,将各试验基板在200℃下加热60分钟,使感光性膜固化,形成与盖部相当的固化膜图案,由此制作出具有包括壁部和盖部的中空结构的试验基板。所得到的试验基板在内部无梳型电极,但壁部的上端被盖部覆盖,具有在该盖部和壁部的接合部形成了
(i)50μm见方的图案开口(参照图4)、或
(ii)100μm见方的图案开口(未图示)
的中空结构。
实施例2
在实施例1中,代替感光性组合物1而使用感光性组合物2,并且代替保护膜1而使用保护膜2,除此以外与实施例1同样地制作试验基板。需要说明的是,与上述同样地进行保护膜2的算术平均表面粗糙度ra’和最大高度ry’的测定,结果ra’为0.46μm、最大高度ry’为1.37μm。需要说明的是,保护膜2为卷状,对其卷取内侧面进行测定。
实施例3
在实施例1中,代替保护膜1而使用保护膜2,除此以外与实施例1同样地制作出试验基板。
实施例4
在实施例2中,代替利用丙二醇单甲醚乙酸酯(pma)的显影而在1wt%na2co3水溶液中进行30℃、2mpa、60秒的显影,除此以外与实施例2同样地制作出试验基板。
实施例5
在实施例4中,代替感光性组合物2而使用感光性组合物3,并且在1wt%na2co3水溶液中进行30℃、2mpa、300秒的显影,除此以外与实施例4同样地制作出试验基板。
比较例1
在实施例2中,代替感光性组合物2而使用感光性组合物4,除此以外与实施例2同样地制作出试验基板。
比较例2
在实施例1中,代替保护膜1而使用保护膜3,除此以外与实施例1同样地制作出试验基板。需要说明的是,与上述同样地进行保护膜3的算术平均表面粗糙度ra’和最大高度ry’的测定,结果ra’为0.07μm、最大高度ry’为0.98μm。需要说明的是,保护膜3为卷状,对其卷取内侧面进行测定。
<算术平均表面粗糙度ra和最大高度ry的测定>
使用双面胶带(kz-12、株式会社nitoms制造),将实施例1~5和比较例1~2中使用的各感光性膜层积体(35mm×20mm)贴合至洁净的玻璃基板(76mm×26mm×1.1mmt)表面,使玻璃基板与感光性膜的支撑膜侧接触,使玻璃基板与感光性膜层积体密合。
之后,将感光性膜层积体的保护膜相对于玻璃基板以90°的角度且2.5秒/cm的速度剥离,使感光性膜露出。在所述保护膜剥离后不久的5分钟内,测定保护膜剥离后不久(经过1分钟后)的露出的感光性膜表面的算术平均表面粗糙度ra1和最大高度ry1。ra1和ry1的测定如下进行。
关于露出的感光性膜表面的“算术平均表面粗糙度ra”,使用与保护膜表面的算术平均表面粗糙度ra’的测定相同的装置,将试样替换为保护膜,制成贴合有露出的感光性膜的基板(使露出的感光性膜表面为上部),除此以外与上述同样地进行测定。另外,关于露出的感光性膜表面的“最大高度ry”,也使用与支撑膜表面的最大高度ry’的测定相同的装置,将试样替换为保护膜,制成贴合有露出的感光性膜的基板(使露出的感光性膜表面为上部),除此以外与上述同样地进行测定。所测定的各感光性膜表面的“算术平均表面粗糙度ra1”和“最大高度ry1”如表2所示。
另外,在通过剥离所述保护膜而使感光性膜表面露出的状态下,将各测定试样在测定环境下(室温(23℃)、相对湿度42%rh)在黄灯下放置180分钟,之后与上述同样地测定露出的感光性膜表面的算术平均表面粗糙度ra和最大高度ry。所测定的各感光性膜表面的“算术平均表面粗糙度ra2”和“最大高度ry2”如表2所示。
<镀覆密合性评价>
对于如上所述制作的实施例1~5和比较例1~2的各试验基板进行无电解镀铜。镀覆条件如下所述。
·无电解镀铜液:melplatecu-390(meltex株式会社制造)
·镀覆液温度:80℃
·镀覆时间:1小时
·镀覆膜厚:2.0μm
·ph:13.0(室温)
在镀覆处理后,将形成有无电解镀覆膜的各试验基板用室温的纯水进行5分钟水洗,之后在80℃进行干燥。利用光学显微镜和电子显微镜观察所得到的各试验基板的壁部与无电解镀覆膜的边界的截面部分。评价基准如下所述。
◎:未产生间隙,密合没有问题。
○:略产生间隙,但密合没有问题。
×:产生间隙,密合有问题。
评价结果如下述表2所示。
由表2的结果可知,使用感光性膜表面的算术平均表面粗糙度ra1为0.1μm以上且ra2/ra1为0.40以上且小于1.00的感光性膜层积体形成了中空结构的试验基板1~5(实施例1~5)中,与壁部和盖部的镀层的密合性高,可得到具有高品质的中空结构的电子部件。
另一方面,可知:使用感光性膜表面的算术平均表面粗糙度ra1小于0.1μm的感光性膜层积体形成了中空结构的试验基板7(比较例2)中,即使ra2/ra1为0.40以上且小于1.00,与壁部和盖部的镀层、密封材料的密合性也不充分。
另外,可知:使用感光性膜表面的算术平均表面粗糙度ra1为0.1μm以上、但ra2/ra1不在0.40以上且小于1.00的范围的感光性膜层积体形成了中空结构的试验基板6(比较例1)中,与壁部和盖部的镀层的密合性也不充分。