CN103459493A - 树脂组合物、预浸料及覆金属箔层压板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供在紫外线区域及可见光区域中的光反射率高、且加热处理及光照射处理导致的光反射率的下降少、而且与金属箔的剥离强度也优异、能够适宜地用于LED安装用印刷电路板的树脂组合物、及使用其的预浸料、覆金属箔层压板等。本发明的树脂组合物至少含有具有双酚A骨架的环氧树脂(A)、脂环式环氧树脂(B)、芳香族多羧酸的完全氢化物或部分氢化物的酸酐(C)、二氧化钛(D)、及分散剂(E)。
Description
技术领域
本发明涉及树脂组合物、预浸料及覆金属箔层压板,特别涉及能够适宜地用于发光二极管(LED)安装用印刷电路板的树脂组合物、预浸料及覆金属箔层压板。
背景技术
目前,作为LED安装用印刷电路板,已知有通过使含有二氧化钛的环氧树脂浸渍到玻璃织布中,然后加热使其固化而获得的层压板(例如参照专利文献1。)等。然而,由于通常使用这种环氧树脂的层压板的耐热性低,印刷电路板的制造工序、LED安装工序中的加热处理、LED安装后的使用时的加热、光照射导致基板面发生变色,因此可能产生反射率明显下降的问题。
尤其是近年来,由于发出蓝色、白色等短波长光的LED正进行一般化等,对于LED安装用印刷电路板中使用的层压板,要求耐热性和耐光性特别优异的层压板。因此,正在要求不仅耐热性、而且紫外线区域以及可见光区域的光反射率也高、另外加热处理、光照射处理导致的光反射率的下降少的覆铜层压板。针对这种要求,提出了由含有双酚A型环氧树脂(A)、脂环式环氧树脂(B)、二氧化钛(C)的树脂组合物和基材形成的预浸料等(例如参照专利文献2。)。
另一方面,也在进行通过在树脂组合物中配混脂环式的酸酐来提高光半导体元件安装用基板的光反射率的尝试。作为这种树脂组合物,提出了如下的热固化性光反射用树脂组合物等,该热固化性光反射用树脂组合物的特征在于,在包含(A)环氧树脂、(B)固化剂、(C)无机填充材料、(D)白色颜料和(E)偶联剂的树脂组合物中,包含环己烷三羧酸酐作为前述(B)固化剂,且固化后的、波长800nm~350nm下的光反射率为90%以上,固化前在室温(0~35℃)下能够加压成型(例如参照专利文献3。)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平10-202789号公报
专利文献2:日本特开2008-1880号公报
专利文献3:日本特开2008-106226号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,随着LED进一步的高亮度化/高输出功率化发展,进而LED的应用领域从迄今为止的手机、汽车导航等小型显示用途扩展到电视机等大型显示用途,甚至到住宅用照明用途。因此,要求比现有的产品更进一步提高了对热、光导致的变色/劣化的性能的层压板。
此外,在上述专利文献2的技术中,加热处理及光照射处理导致的光反射率的下降的抑制不充分,需要更进一步的改善。而且,对于与金属箔的密合性(剥离强度)也没有任何研究,从提高覆金属箔层压板的可靠性的观点出发,要求实现与金属箔的剥离强度也优异的树脂组合物。
另一方面,在专利文献3中,针对厚度1.0mm的传递成型中的成型性及光反射特性进行了研究。然而,毕竟,该专利文献3的技术涉及具有1个以上作为光半导体元件安装区域的凹部(开口部)的片状成型体,而不是意图为预浸料、覆金属箔层压板的形态。因此,无论是关于预浸料、覆金属箔层压板中的光反射特性,还是关于用作覆金属箔层压板时所要求的与金属箔的剥离强度,都完全没有具体的研究。
而且近年来,由于采用无铅回流工艺方法进行了一般化等,因此正在使预浸料及层压板更多层化和薄型化。因此,用于它们的树脂组合物也变得比以往更加要求吸湿后的耐热性(吸湿焊料耐热性)。
本发明是鉴于上述课题而做出的,其目的在于提供不仅具有高光反射率,而且加热处理及光照射处理导致的光反射率的下降少,进而与金属箔的剥离强度也优异,能够适宜地用于LED安装用印刷电路板的树脂组合物、使用其的预浸料及覆金属箔层压板。
用于解决问题的方案
本发明人等为了解决所述问题进行了深入研究,结果发现,作为热固性树脂,通过使用至少含有具有特定双酚A骨架的环氧树脂、脂环式环氧树脂、芳香族多羧酸的完全氢化物或部分氢化物的酸酐、二氧化钛和分散剂的树脂组合物,能够得到光反射率高、且加热处理及光照射处理导致的光反射率的下降少、而且与金属箔的剥离强度优异的覆金属箔层压板,进而在优选的实施方式中能够得到除了以上特征外,吸湿时的耐热性也优异的覆金属箔层压板,从而完成了本发明。
即,本发明提供以下<1>~<15>。
<1>
一种树脂组合物,其至少含有
具有双酚A骨架的环氧树脂(A)、
脂环式环氧树脂(B)、
芳香族多羧酸的完全氢化物或部分氢化物的酸酐(C)、
二氧化钛(D)、和
分散剂(E)。
<2>
根据上述<1>所述的树脂组合物,其中,前述脂环式环氧树脂(B)是通式(1)所示的物质,
式(1)中,R是碳原子数为1~10的烷基或氢原子,m是1~24的整数。
<3>
根据上述<1>或<2>所述的树脂组合物,其中,前述具有双酚A骨架的环氧树脂(A)具有通式(2)所示的骨架或通式(3)所示的骨架,
式(2)中,Q是下述通式(2a)所示的双酚A环氧单体残基,与Q键合的亚甲基和单键各自独立地与该双酚A环氧单体的2个苯环的任一个键合,s是1以上的整数,
式(3)中,m是正整数。
<4>
根据上述<1>~<3>中的任一项所述的树脂组合物,其中,相对于前述成分(A)~(C)的总计100质量份,前述环氧树脂(A)的含量为5~90质量份。
<5>
根据上述<1>~<4>中的任一项所述的树脂组合物,其中,相对于前述成分(A)~(C)的总计100质量份,前述脂环式环氧树脂(B)的含量为5~90质量份。
<6>
根据上述<1>~<5>中的任一项所述的树脂组合物,其中,相对于前述成分(A)~(C)的总计100质量份,前述芳香族多羧酸的完全氢化物或部分氢化物的酸酐(C)的含量为5~40质量份。
<7>
根据上述<1>~<6>中的任一项所述的树脂组合物,其中,相对于前述成分(A)~(C)的总计100质量份,前述二氧化钛(D)的含量为10~250质量份。
<8>
根据上述<1>~<7>中的任一项所述的树脂组合物,其中,还含有除前述二氧化钛(D)以外的无机填充材料(F),
相对于前述成分(A)~(C)的总计100质量份,前述二氧化钛(D)和前述无机填充材料(F)的总计为15~450质量份。
<9>
根据上述<1>~<8>中的任一项所述的树脂组合物,其中,前述二氧化钛(D)的平均粒径为5μm以下。
<10>
根据上述<1>~<9>中的任一项所述的树脂组合物,其中,前述二氧化钛(D)为用SiO2、Al2O3、ZrO2和/或ZnO进行过表面处理的物质,相对于前述二氧化钛(D)的总量100质量份,包含1~11质量份SiO2、1~11质量份Al2O3、1~11质量份ZrO2和/或1~11质量份ZnO。
<11>
根据上述<1>~<10>中的任一项所述的树脂组合物,其中,前述分散剂(E)是酸值为20~200mgKOH/g的高分子湿润分散剂。
<12>
根据上述<1>~<11>中的任一项所述的树脂组合物,其中,相对于前述成分(A)~(C)的总计100质量份,前述分散剂(E)的含量为0.05~5质量份。
<13>
根据上述<1>~<12>中的任一项所述的树脂组合物,其用于LED安装用印刷电路板。
<14>
一种预浸料,其是对基材浸渍或涂布上述<1>~<13>中的任一项所述的树脂组合物而成的。
<15>
一种覆金属箔层压板,其是重叠至少一张上述<14>所述的预浸料,在其单面或双面配置金属箔并层压成形而成的。
发明的效果
根据本发明的树脂组合物,能够提高耐热性及光反射率,并且能够抑制加热处理及光照射处理导致的光反射率的下降。因此,能够简便且再现性良好地实现耐热性及光反射率高、另外加热处理及光照射处理导致的光反射率的下降少,进而与金属箔的剥离强度也优异的预浸料及覆金属箔层压板。而且,在本发明的优选的实施方式中,能够简便且再现性良好地实现吸湿时的耐热性也优异的预浸料及覆金属箔层压板。因此,本发明的树脂组合物、预浸料及覆金属箔层压板能够适宜地用于LED安装用印刷电路板等,其工业实用性极高。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是,以下实施方式是用于说明本发明的例示,本发明不仅仅限定于该实施方式。
本实施方式的树脂组合物是通过热而固化的所谓的热固性树脂组合物,至少含有具有双酚A骨架的环氧树脂(A)、脂环式环氧树脂(B)、芳香族多羧酸的完全氢化物或部分氢化物的酸酐(C)、二氧化钛(D)及分散剂(E)作为必需成分。
本实施方式中使用的具有双酚A骨架的环氧树脂(A)是双酚A骨架与环氧基键合而成的,可以适宜地选择使用本领域中公知的物质。通过使用这种环氧树脂(A),能够抑制得到的预浸料和覆金属箔层压板的加热处理及光照射处理导致的变色,并能够有效地抑制反射率的下降。
更具体而言,具有双酚A骨架的环氧树脂(A)优选为具有下述通式(2)所示的骨架的树脂(具有双酚A骨架的酚醛清漆型环氧树脂)。
(式中,Q是下述通式(2a)所示的双酚A环氧单体残基,与Q键合的亚甲基和单键各自独立地与该双酚A环氧单体的2个苯环中的任一个键合,s为1以上的整数。)
需要说明的是,具有通式(2)所示的骨架是指具有下述通式(2c)的重复单元的单独连接体、或具有下述通式(2d)的重复单元的单独连接体、或者具有这些(2c)及(2d)的重复单元的无规结合物或嵌段结合物。
(式中,t为1以上的整数。)
(式中,u为1以上的整数。)
此外,作为具有双酚A骨架的环氧树脂(A),可以优选使用具有下述通式(3)所示的骨架的树脂。
(式中,m为正整数。)
此处,上述具有双酚A骨架的环氧树脂(A)可以通过公知的手法、例如具有上述通式(2)所示的骨架的树脂可使具有酚羟基及双酚A骨架的苯酚与甲醛的酸缩合物即含双酚A骨架的苯酚酚醛清漆与表氯醇反应等而容易地合成。此外,作为具有上述通式(3)所示的骨架的树脂,市售有例如具有双酚A骨架的化合物(商品名:EP-1001(Japan Epoxy Resins Co.,Ltd.制造)、N-890(DIC Corporation制造))等,那样的市售品可以容易地获得。其中,上述具有双酚A骨架的环氧树脂(A)可以单独使用1种或者组合使用2种以上。
对本实施方式的树脂组合物中的具有双酚A骨架的环氧树脂(A)的含量没有特别限定,相对于具有双酚A骨架的环氧树脂(A)、脂环式环氧树脂(B)及芳香族多羧酸的完全氢化物或部分氢化物的酸酐(C)的总计100质量份,优选为5~90质量份,更优选为10~80质量份。通过使环氧树脂(A)的含量处于该优选的范围内,有如下的倾向:可更有效地抑制得到的预浸料和覆金属箔层压板的加热处理及光照射处理导致的变色、并更进一步有效地抑制反射率的下降。
本实施方式中使用的脂环式环氧树脂(B)只要为具有公知的脂环式结构的环氧化合物,就没有特别限定。通过使这种脂环式环氧树脂(B)与具有双酚A骨架的环氧树脂(A)、芳香族多羧酸的完全氢化物或部分氢化物的酸酐(C)、二氧化钛(D)及分散剂(E)一起含有,从而不会使得到的预浸料和覆金属箔层压板的剥离强度过度下降,能够抑制加热处理及光照射处理导致的变色,且能够有效地抑制反射率的下降。作为脂环式环氧树脂(B)的具体例,可列举出《総説エポキシ樹脂》(出版/编:エポキシ樹脂技術協会、第1版、发行:2003年11月)等公知的书籍、文献中记载的物质等。若包括具体商品地例示代表性物质,则例如可列举出3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己烷羧酸酯(商品名:Celloxide2021、Celloxide2021A、Celloxide2021P(DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES,LTD.制造)、ERL4221、ERL4221D、ERL4221E(Dow Chemical Japan Ltd.制造)、SEJ-01R(NIPPONKAYAKU.Co.,Ltd.制造))、双(3,4-环氧环己基甲基)己二酸酯(商品名:ERL4299(DowChemical Japan Ltd.制造)、EXA7015(DIC Corporation制造))、Celloxide2081(DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES,LTD.制造)、Epikote YX8000(JapanEpoxy Resins Co.,Ltd.制造)、Epikote YX8034(Japan Epoxy Resins Co.,Ltd.制造)、Epikote YL7170(Japan Epoxy Resins Co.,Ltd.制造)、Epolead GT-301、Epolead GT-401、Celloxide3000(DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES,LTD.制造))、下述通式(1)所示的2,2-双(羟甲基)-1-丁醇的1,2-环氧-4-(2-环氧乙基)环己烷加成物(EHPE3150(DAICEL CHEMICAL INDUSTRIES,LTD.制造))、1-环氧乙基-3,4-环氧环己烷、柠檬烯二环氧化合物等。脂环式环氧树脂(B)可以单独使用1种或者组合使用2种以上。
(式中,R是碳原子数为1~10的烷基或氢原子,m是1~24的整数。)
作为优选的脂环式环氧树脂(B),作为耐热性高、有效地抑制热、光导致的变色/劣化的物质,可列举出3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己烷羧酸酯、双(3,4-环氧环己基甲基)己二酸酯,以及通式(1)所示的2,2-双(羟甲基)-1-丁醇的1,2-环氧-4-(2-环氧乙基)环己烷加成物、EpikoteYX8000、EpikoteYX8034等,更优选的是,通式(1)所示的2,2-双(羟甲基)-1-丁醇的1,2-环氧-4-(2-环氧乙烷基)环己烷加成物。
对本实施方式的树脂组合物中的脂环式环氧树脂(B)的含量没有特别限定,相对于具有双酚A骨架的环氧树脂(A)、脂环式环氧树脂(B)及芳香族多羧酸的完全氢化物或部分氢化物的酸酐(C)的总计100质量份,优选为5~90质量份,更优选为10~80质量份。通过使脂环式环氧树脂(B)的含量处于该优选的范围内,有如下的倾向:更有效地抑制得到的预浸料和覆金属箔层压板的加热处理及光照射处理导致的变色、并更进一步有效地抑制反射率的下降。
作为本实施方式中使用的芳香族多羧酸的完全氢化物或部分氢化物的酸酐(C)的具体例,可列举出(1)1,2,4-环己烷三羧酸-1,2-酸酐、1,2,4,5-环己烷四羧酸二酸酐等酸酐,以及(2)1,2,3-苯三羧酸、1,2,4-萘三羧酸、3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸、2,2’,3,3’-二苯甲酮四羧酸、2,3,3’,4’-二苯甲酮四羧酸、3,3’,4,4’-联苯四羧酸、2,2’,3,3’-联苯四羧酸、2,3,3’,4’-联苯四羧酸、4,4’-氧双邻苯二甲酸、二苯基甲烷四羧酸、1,2,5,6-萘四羧酸、2,3,6,7-萘四羧酸、3,4,9,10-苝四羧酸、蒽四羧酸、4,4’-(六氟异亚丙基)双邻苯二甲酸、苯四羧酸和苯六羧酸等的完全氢化物或部分氢化物的酸酐,但不特别限定于这些。芳香族多羧酸的完全氢化物或部分氢化物的酸酐(C)可以单独使用1种或者组合使用2种以上。
从进一步抑制加热处理、光照射处理导致的变色并且更进一步提高耐热性的观点出发,芳香族多羧酸的完全氢化物或部分氢化物的酸酐(C)优选具有环戊烷、环己烷等单环环烷烃、环丙烯、环己烯等单环环烯烃、联环十一烷、萘烷等二环式烷烃、降冰片烯、降冰片二烯等二环式烯烃等脂环式结构,更优选具有单环的环烷基或单环的环烯基。作为优选的芳香族多羧酸的完全氢化物或部分氢化物的酸酐(C)的具体例,例如可列举出1,2,4-环己烷三羧酸-1,2-酸酐和1,2,4,5-环己烷四羧酸二酸酐等。
对本实施方式的树脂组合物中的芳香族多羧酸的完全氢化物或部分氢化物的酸酐(C)的含量没有特别限定,相对于具有双酚A骨架的环氧树脂(A)、脂环式环氧树脂(B)及芳香族多羧酸的完全氢化物或部分氢化物的酸酐(C)的总计100质量份,优选为5~40质量份,更优选为10~35质量份。通过使芳香族多羧酸的完全氢化物或部分氢化物的酸酐(C)的含量处于该优选的范围内,有如下的倾向:不会使得到的预浸料和覆金属箔层压板的剥离强度过度下降、更有效地抑制加热处理及光照射处理导致的变色、并更进一步有效地抑制反射率的下降。
本实施方式的树脂组合物含有作为无机填充材料的二氧化钛(D)作为必需成分。从进一步提高紫外光区域和可见光区域中的光反射率的观点出发,优选晶体结构为金红石型或锐钛矿型的二氧化钛。
对二氧化钛(D)的平均粒径(D50)没有特别限定,但优选为5μm以下,更优选为0.5μm以下。二氧化钛(D)可以单独使用1种或者组合使用2种以上,也可以适当组合使用例如粒度分布、平均粒径不同的二氧化钛。
此处,从更进一步提高紫外光区域和可见光区域中的光反射率的观点出发,二氧化钛(D)优选用SiO2、Al2O3、ZrO2和/或ZnO进行过表面处理,换言之,具有含有SiO2、Al2O3、ZrO2和/或ZnO覆盖层。进而,二氧化钛(D)更优选在用SiO2、Al2O3、ZrO2和/或ZnO进行过表面处理后进行多元醇处理、硅烷偶联剂处理和/或胺处理,换言之,具有含有SiO2、Al2O3、ZrO2和/或ZnO并进行过多元醇处理、硅烷偶联剂处理和/或胺处理的覆盖层。
使用进行过上述表面处理的二氧化钛(D)时,相对于二氧化钛(D)的总量100质量份,优选包含1~11质量份SiO2、1~11质量份Al2O3、1~11质量份ZrO2、和/或1~11质量份ZnO。通过使表面处理量处于该优选的范围内,有如下的倾向:不会引起得到的预浸料和覆金属箔层压板在紫外线区域及可见光区域中的光反射率的过度下降、进一步抑制加热处理、光照射处理导致的变色。此外,更优选的是,相对于二氧化钛(D)的总量100质量份,二氧化钛(D)包含3~11质量份SiO2和1~3质量份Al2O3。
对本实施方式的树脂组合物中的二氧化钛(D)的含量没有特别限定,相对于环氧树脂(A)、脂环式环氧树脂(B)及芳香族多羧酸的完全氢化物或部分氢化物的酸酐(C)的总计100质量份,优选为10~250质量份,更优选为25~200质量份。通过使二氧化钛(D)的含量处于该优选的范围内,有不会引起得到的预浸料和覆金属箔层压板在紫外线区域及可见光区域中的光反射率过度下降、可提高覆金属箔层压板的特性并且其加工性变得更容易的倾向。具体而言,有如下的倾向:能够抑制在印刷电路板、芯片LED制造时的输送等中的裂纹、缺口的产生,并且在印刷电路板中的机械钻孔加工、芯片LED中的切割加工中,可以抑制钻头、切割刀的损伤、无法加工这些故障的产生。
作为本实施方式中使用的分散剂(E),没有特别限定,可以适宜地使用可用于涂料用的分散稳定剂。尤其优选使用湿润分散剂。作为这种湿润分散剂,优选具有酸基的高分子湿润分散剂,更优选酸值为20~200mgKOH/g的高分子湿润分散剂。作为其具体例,可列举出BYK Japan K.K.制造的高分子湿润分散剂,例如BYK-W161、BYK-W903、BYK-W940、BYK-W996、BYK-W9010、Disper-BYK110、Disper-BYK111、Disper-BYK180等,但不特别限定于这些。分散剂(E)可以单独使用1种或者组合使用2种以上。
对本实施方式的树脂组合物中的分散剂(E)的含量没有特别限定,相对于具有双酚A骨架的环氧树脂(A)、脂环式环氧树脂(B)及芳香族多羧酸的完全氢化物或部分氢化物的酸酐(C)的总计100质量份,优选为0.05~5质量份,更优选为0.1~4.0质量份,进一步优选为0.5~3.0质量份。通过使分散剂(E)的含量处于该优选的范围内,有如下的倾向:进一步提高耐热性,并且提高树脂组合物中的树脂与二氧化钛(C)等无机填充材料的分散性,抑制成形不均匀。
此外,本实施方式的树脂组合物优选含有除二氧化钛(D)之外的无机填充材料(F)(即,上述二氧化钛(D)之外的、其他无机填充材料)作为上述之外的成分。作为该无机填充材料(F)的具体例,可列举出例如天然二氧化硅、合成二氧化硅、熔融二氧化硅、无定形二氧化硅、中空二氧化硅等二氧化硅类;勃姆石、氧化钼、钼酸锌等钼化合物;硼酸锌、锡酸锌、粘土、高岭土、滑石、煅烧粘土、煅烧高岭土、煅烧滑石、云母、氧化锌、氧化镁、氧化锆、氢氧化铝、氧化铝、氮化硼、玻璃短纤维(包括E玻璃、T玻璃、D玻璃、S玻璃、Q玻璃等玻璃微粉末类。)、中空玻璃、球状玻璃等,但不特别限定于这些。需要说明的是,此处例示出的无机填充材可以单独使用1种或者组合使用2种以上。此外,无机填充材料(F)的平均粒径(D50)没有特别限定,但如果考虑分散性等,则平均粒径(D50)优选为0.2~5μm。在这些当中,从不会引起得到的预浸料和覆金属箔层压板的剥离强度过度下降、更进一步提高吸湿耐热性的观点出发,优选勃姆石。
对本实施方式的树脂组合物中的无机填充材料(F)的含量没有特别限定,相对于具有双酚A骨架的环氧树脂(A)、脂环式环氧树脂(B)及芳香族多羧酸的完全氢化物或部分氢化物的酸酐(C)的总计100质量份,优选为5~200质量份,更优选为15~150质量份。通过使无机填充材料(F)的含量处于该优选的范围内,有如下的倾向:不会引起得到的预浸料和覆金属箔层压板的剥离强度的过度下降、更进一步抑制加热处理及光照射处理导致的变色。
此外,对本实施方式的树脂组合物中的二氧化钛(D)和无机填充材料(F)的含量的总计没有特别限定,从抑制加热处理及光照射处理导致的变色并且进一步提高加工性的观点出发,相对于成分(A)~(C)的总计100质量份,优选为15~450质量份。
进而,本实施方式的树脂组合物还可以含有除前述(A)及(B)成分之外的环氧树脂(以下,称为“其他环氧树脂”。)作为上述之外的成分。作为其他环氧树脂,可列举出例如双酚E型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、不具有双酚A骨架的苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、联苯型环氧树脂、萘型环氧树脂、3官能苯酚型环氧树脂、4官能苯酚型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、苯酚芳烷基型环氧树脂、联苯芳烷基型环氧树脂、萘酚芳烷基型环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂、或它们的卤化物等,但不特别限定与这些。其他环氧树脂可以单独使用1种或者组合使用2种以上。
本实施方式的树脂组合物根据需要还可以含有用于适当调节固化速度的固化促进剂。这种固化促进剂在本领域中是公知的,例如,可以适宜地使用通常作为环氧树脂、酚醛树脂的固化促进剂使用的物质。作为固化促进剂的具体例,例如可列举出铜、锌、钴、镍等的有机金属盐类、咪唑类及其衍生物、以及叔胺等,但不特别限定于这些。固化促进剂可以单独使用1种或者组合使用2种以上。
此外,在不损害所期待特性的范围内,本实施方式的树脂组合物也可以含有上述之外的成分。作为这样任意的配混物,例如可列举出除上述之外的热固性树脂、热塑性树脂及其低聚物、弹性体类等各种高分子化合物、阻燃性的化合物、各种添加剂等。这些只要是本领域中通常使用的物质就没有特别的限定。例如,作为阻燃性的化合物的具体例,可列举出三聚氰胺、苯并胍胺等含氮化合物、含噁嗪环化合物等。作为添加剂的具体例,可列举出紫外线吸收剂、抗氧化剂、光聚合引发剂、荧光增白剂、光敏剂、染料、颜料、增稠剂、润滑剂、消泡剂、分散剂、流平剂、光亮剂、阻聚剂、有机硅粉末、硅烷偶联剂等。例如,若使本实施方式的树脂组合物中含有有机硅粉末,则有抑制得到的预浸料和覆金属箔层压板的光照射导致的变色、更进一步提高光照射后反射率的倾向。这些任意的配混物可以单独使用1种或者组合使用2种以上。
进而,本实施方式的树脂组合物根据需要还可以含有溶剂。例如,如果使用有机溶剂,则可以降低制备树脂组合物时的粘度,因此可以提高处理性并且提高在玻璃布中的浸渍性。对于溶剂的种类,只要能够使前述(A)~(C)成分的混合物溶解或相容,就没有特别限定。作为其具体例,例如可列举出丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮类;苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃类;二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等酰胺类;丙二醇甲基醚及其醋酸酯等,但不特别限定于这些。溶剂可以单独使用1种或者组合使用2种以上。
本实施方式的树脂组合物可以按照通常方法来制备,只要是可得到均匀含有上述具有双酚A骨架的环氧树脂(A)、脂环式环氧树脂(B)、芳香族多羧酸的完全氢化物或部分氢化物的酸酐(C)、二氧化钛(D)、分散剂(E)及根据需要而配混的除二氧化钛(D)之外的无机填充材料(F)、以及上述的其他任意成分的树脂组合物的方法,其制备方法就没有特别限定。例如,可以依次在溶剂中配混上述具有双酚A骨架的环氧树脂、1,2,4-环己烷三羧酸-1,2-酸酐、二氧化钛、具有酸基的高分子湿润分散剂及其他无机填充材料,充分搅拌,从而容易地制备本实施方式的树脂组合物。
在制备树脂组合物时,可以根据需要使用有机溶剂。对于有机溶剂的种类,只要能使具有双酚A骨架的环氧树脂(A)、脂环式环氧树脂(B)、及芳香族多羧酸的完全氢化物或部分氢化物的酸酐(C)的混合物溶解或者相容,就没有特别限定。其具体例如上所述。
需要说明的是,在制备树脂组合物时,可以进行用于使各成分均匀溶解或分散的公知的处理(搅拌、混合、混炼处理等)。例如,作为对二氧化钛(D)的树脂组合物进行搅拌分散的方法,通过使用附带具有适当搅拌能力的搅拌机的搅拌槽来进行搅拌分散处理,可以提高对树脂组合物的分散性。上述搅拌、混合、混炼处理可以使用例如球磨机、珠磨机等以混合为目的的设备、或公转/自转型混合设备等公知的设备来适当地进行。
另一方面,本实施方式的预浸料可以通过将上述树脂组合物与基材组合、具体而言是对基材浸渍或涂布上述树脂组合物来获得。预浸料的制作方法可以按照通常方法来进行,没有特别限定。例如,可以对基材浸渍或涂布含有上述具有双酚A骨架的环氧树脂、1,2,4-环己烷三羧酸-1,2-酸酐、二氧化钛、具有酸基的高分子湿润分散剂及无机填充材料的树脂组合物,然后在100~200℃的干燥机中进行1~30分钟加热等而使其半固化(B阶化),从而来制作本实施方式的预浸料。需要说明的是,本实施方式的预浸料优选树脂组合物(包括二氧化钛(C)、无机填充材(F)。)相对于预浸料总量为30~90质量%的范围。
对制作预浸料时使用的基材没有特别限定,可以根据目标用途、性能适当地选择使用用于各种印刷电路板材料的公知的基材。作为其具体例,例如可列举出E玻璃、D玻璃、S玻璃、Q玻璃、球状玻璃、NE玻璃、T玻璃等玻璃纤维、石英等除玻璃之外的无机纤维、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酯等有机纤维等,可以根据作为目的的用途、性能而适当地选择使用。基材可以单独使用1种或者组合使用2种以上。作为基材的形状已知有织布、无纺布、粗纱、短玻璃丝毡、表面毡等,作为织布的织法已知有平纹组织、方平组织、斜纹组织等,可以根据目标用途、性能从这些公知的形状和织法中适当地选择使用,适宜使用将这些进行过开纤处理、用硅烷偶联剂等进行过表面处理的玻璃织布。对基材的厚度、质量没有特别限定,通常适宜使用0.01~0.3mm左右的基材。尤其,从强度和吸水性的观点出发,基材优选为厚度200μm以下、质量250g/m2以下的玻璃织布,更优选由E玻璃的玻璃纤维形成的玻璃织布。
另一方面,本实施方式的覆金属箔层压板可以通过将至少一张以上的上述预浸料重叠,在其单面或双面配置金属箔并层压成形来获得。具体而言,将一张或多张以上的前述预浸料重叠,根据期望形成在其单面或双面配置有铜、铝等金属箔的结构,根据需要将其层压成形,由此可以制作本实施方式的覆金属箔层压板。此处所使用的金属箔只要是用于印刷电路板材料的金属箔,则没有特别的限制,优选为压延铜箔、电解铜箔等公知的铜箔。此外,对于金属箔的厚度没有特别限定,优选为2~70μm,更优选为2~35μm。对于覆金属箔层压板的成形方法及其成形条件也没有特别限定,可以应用通常的印刷电路板用层压板和多层板的手法及条件。例如,在覆金属箔层压板的成形时,可以使用多级压制机、多级真空压制机、连续成形机、高压釜成形机等,另外,通常温度为100~300℃,压力为表面压力2~100kgf/cm2的范围,加热时间为0.05~5小时的范围。进而,根据需要,也可以在150~300℃的温度下进行后固化。此外,通过将本实施方式的预浸料与另外制作的内层用电路板组合并层压成形,也能够形成多层板。
本实施方式的覆金属箔层压板通过形成规定的布线图案,可以适宜地用作印刷电路板。并且,本实施方式的覆金属箔层压板不仅耐热性优异,而且在紫外线区域及可见光区域中的光反射率高、且加热处理及光照射处理导致的光反射率的下降少,而且与金属箔的剥离强度也优异,进而在优选的实施方式中吸湿时的耐热性也优异。因此,本实施方式的覆金属箔层压板能够特别有效地用作要求这样的性能的印刷电路板、尤其是LED安装用印刷电路板。
实施例
以下,举出制备例、实施例和比较例来详细说明本发明,但本发明不受这些实施例的任何限定。需要说明的是,以下只要没有特别说明,“份”表示质量份。
(制备例1)
向具备不锈钢制半月型搅拌叶片、氮气导入管、装有冷凝管的迪安-斯达克分水器、温度计、玻璃制端盖的300ml的五口玻璃制圆底烧瓶中,分别一起加入100g1,2,4-环己烷三羧酸-1,2-酸酐(H-TMAn、三菱瓦斯化学株式会社制造)、100g甲乙酮后,用覆套式加热器加热,用约10分钟将反应体系内温度升至80℃,搅拌60分钟从而形成均匀的溶液,进行10分钟左右空冷至50℃,得到固体成分浓度为50质量%的溶液。
(实施例1)
用均质混合器搅拌混合制备例1中得到的溶液24质量份(以1,2,4-环己烷三羧酸-1,2-酸酐(H-TMAn)计为12质量份)、作为具有双酚A骨架的环氧树脂的下述式(3)所示的具有双酚A骨架的环氧树脂(EP-1001、Japan EpoxyResins Co.,Ltd.制造)27质量份、作为脂环式环氧树脂的2,2-双(羟甲基)-1-丁醇的1,2-环氧-4-(2-环氧乙烷基)环己烷加成物(EHPE-3150、DAICELCHEMICAL INDUSTRIES,LTD.制造)61质量份、二氧化钛(CR90(相对于总量100质量份,包含1~5质量份SiO2和1~3质量份Al2O3。)、ISHIHARASANGYO KAISHA,LTD.制造)75质量份、分散剂(BYK-W903、BYK JapanK.K.制造)1.75质量份,由此获得清漆。
将该清漆用甲乙酮按质量基准等倍稀释,使其浸渍到厚度0.08mm的E玻璃布中,在160℃下加热4分钟,得到树脂组合物量为48质量%的预浸料。
接着,重叠2张该预浸料,在该层叠体的上下表面配置12μm的电解铜箔,在温度220℃、表面压力30kgf/cm2、30mmHg以下的真空下用真空压制机进行150分钟的加压成型,由此获得厚度为0.2mm的双面覆铜层压板。
(式中,m为正整数。)
(实施例2)
用均质混合器搅拌混合制备例1中得到的溶液28质量份(以1,2,4-环己烷三羧酸-1,2-酸酐(H-TMAn)计为14质量份)、作为具有双酚A骨架的酚醛清漆型环氧树脂的下述式(4)所示的具有双酚A骨架的环氧树脂(N-890、DICCORPORATION制造)12质量份、脂环式环氧树脂(EHPE-3150)74质量份、二氧化钛(CR90)75质量份、分散剂(BYK-W903)1.75质量份,获得清漆。
除了使用该清漆之外,与实施例1同样进行,获得预浸料和厚度为0.2mm的双面覆铜层压板。
(式中,m为正整数。)
其中,在通式(4)所示的骨架中,由m个重复单元形成的部分与上述通式(2)所示的骨架相同,表示通式(2c)的重复单元的单独连接体或通式(2d)的重复单元的单独连接体,或者这些(2c)及(2d)的重复单元的无规结合物或嵌段结合物。
(实施例3)
用均质混合器搅拌混合制备例1中得到的溶液28质量份(以1,2,4-环己烷三羧酸-1,2-酸酐(H-TMAn)计为14质量份)、具有双酚A骨架的环氧树脂(N-890、DIC CORPORATION制造)25质量份、脂环式环氧树脂(EHPE-3150)62质量份、二氧化钛(CR90)75质量份、分散剂(BYK-W903)1.75质量份,获得清漆。
除了使用该清漆之外,与实施例1同样进行,获得预浸料和厚度为0.2mm的双面覆铜层压板。
(实施例4)
用均质混合器搅拌混合制备例1中得到的溶液26质量份(以1,2,4-环己烷三羧酸-1,2-酸酐(H-TMAn)计为13质量份)、具有双酚A骨架的环氧树脂(N-890)75质量份、脂环式环氧树脂(EHPE-3150)12质量份、二氧化钛(CR90)75质量份、分散剂(BYK-W903)1.75质量份,获得清漆。
除了使用该清漆之外,与实施例1同样进行,获得预浸料和厚度为0.2mm的双面覆铜层压板。
(实施例5)
用均质混合器搅拌混合制备例1中得到的溶液28质量份(以1,2,4-环己烷三羧酸-1,2-酸酐(H-TMAn)计为14质量份)、具有双酚A骨架的环氧树脂(N-890)25质量份、脂环式环氧树脂(EHPE-3150)61质量份、二氧化钛(CR90)75质量份、分散剂(BYK-W903)1.75质量份、有机硅粉末(KMP605、信越化学工业株式会社制造)5质量份,获得清漆。
除了使用该清漆之外,与实施例1同样进行,获得预浸料和厚度为0.2mm的双面覆铜层压板。
(实施例6)
用均质混合器搅拌混合制备例1中得到的溶液28质量份(以1,2,4-环己烷三羧酸-1,2-酸酐(H-TMAn)计为14质量份)、具有双酚A骨架的环氧树脂(N-890)25质量份、脂环式环氧树脂(EHPE-3150)61质量份、二氧化钛(CR90)75质量份、分散剂(BYK-W903)1.75质量份、有机硅粉末(TSP120、Momentive Performance Materials Inc.制造)5质量份,获得清漆。
除了使用该清漆之外,与实施例1同样进行,获得预浸料和厚度为0.2mm的双面覆铜层压板。
(实施例7)
用均质混合器搅拌混合制备例1中得到的溶液28质量份(以1,2,4-环己烷三羧酸-1,2-酸酐(H-TMAn)计为14质量份)、具有双酚A骨架的环氧树脂(N-890)25质量份、脂环式环氧树脂(EHPE-3150)61质量份、二氧化钛(CR90)75质量份、分散剂(BYK-W903)1.75质量份、勃姆石(AOH60、NabaltecGmbH制造)50质量份,获得清漆。
除了使用该清漆之外,与实施例1同样进行,获得预浸料和厚度为0.2mm的双面覆铜层压板。
(实施例8)
用均质混合器搅拌混合制备例1中得到的溶液28质量份(以1,2,4-环己烷三羧酸-1,2-酸酐(H-TMAn)计为14质量份)、具有双酚A骨架的环氧树脂(N-890)25质量份、脂环式环氧树脂(EHPE-3150)61质量份、二氧化钛(CR90)75质量份、分散剂(BYK-W903)1.75质量份、勃姆石(AOH60)75质量份,获得清漆。
除了使用该清漆之外,与实施例1同样进行,获得预浸料和厚度为0.2mm的双面覆铜层压板。
(比较例1)
用均质混合器搅拌混合制备例1中得到的溶液28质量份(以1,2,4-环己烷三羧酸-1,2-酸酐(H-TMAn)计为14质量份)、脂环式环氧树脂(EHPE-3150)86质量份、二氧化钛(CR90)75质量份、分散剂(BYK-W903)1.75质量份,获得清漆。
除了使用该清漆之外,与实施例1同样进行,获得预浸料和厚度为0.2mm的双面覆铜层压板。
(比较例2)
用均质混合器搅拌混合制备例1中得到的溶液22质量份(以1,2,4-环己烷三羧酸-1,2-酸酐(H-TMAn)计为11质量份)、具有下述式(5)所示的双酚F骨架的环氧树脂(FQ-025、DIC CORPORATION制造)28质量份、脂环式环氧树脂(EHPE-3150)61质量份、二氧化钛(CR90)75质量份、分散剂(BYK-W903)1.75质量份,获得清漆。
除了使用该清漆之外,与实施例1同样进行,获得预浸料和厚度为0.2mm的双面覆铜层压板。
(式中,m为正整数。)
(比较例3)
用均质混合器搅拌混合制备例1中得到的溶液28质量份(以1,2,4-环己烷三羧酸-1,2-酸酐(H-TMAn)计为14质量份)、下述式(6)所示的环氧树脂(N-770、DIC CORPORATION制造)25质量份、脂环式环氧树脂(EHPE-3150)61质量份、二氧化钛(CR90)75质量份、分散剂(BYK-W903)1.75质量份,获得清漆。
除了使用该清漆之外,与实施例1同样进行,获得预浸料和厚度为0.2mm的双面覆铜层压板。
(式中,m为正整数。)
(比较例4)
用均质混合器搅拌混合制备例1中得到的溶液26质量份(以1,2,4-环己烷三羧酸-1,2-酸酐(H-TMAn)计为13质量份)、下述式(7)所示的环氧树脂(NC3000FH、DIC CORPORATION制造)26质量份、脂环式环氧树脂(EHPE-3150)61质量份、二氧化钛(CR90)75质量份、分散剂(BYK-W903)1.75质量份,获得清漆。
除了使用该清漆之外,与实施例1同样进行,获得预浸料和厚度为0.2mm的双面覆铜层压板。
(式中,m为正整数。)
(比较例5)
用均质混合器搅拌混合制备例1中得到的溶液28质量份(以1,2,4-环己烷三羧酸-1,2-酸酐(H-TMAn)计为14质量份)、下述式(8)所示的环氧树脂(N-680、DIC CORPORATION制造)25质量份、脂环式环氧树脂(EHPE-3150)61质量份、二氧化钛(CR90)75质量份、分散剂(BYK-W903)1.75质量份,获得清漆。
除了使用该清漆之外,与实施例1同样进行,获得预浸料和厚度为0.2mm的双面覆铜层压板。
(式中,m为正整数。)
(比较例6)
用均质混合器搅拌混合制备例1中得到的溶液28质量份(以1,2,4-环己烷三羧酸-1,2-酸酐(H-TMAn)计为14质量份)、具有双酚A骨架的环氧树脂(N-890)25质量份、脂环式环氧树脂(EHPE-3150)61质量份、煅烧滑石(BST200L、Nippon Talc Co.,Ltd.制造)75质量份、分散剂(BYK-W903)1.75质量份,获得清漆。
除了使用该清漆之外,与实施例1同样进行,获得预浸料和厚度为0.2mm的双面覆铜层压板。
(比较例7)
用均质混合器搅拌混合制备例1中得到的溶液28质量份(以1,2,4-环己烷三羧酸-1,2-酸酐(H-TMAn)计为14质量份)、具有双酚A骨架的环氧树脂(N-890)25质量份、脂环式环氧树脂(EHPE-3150)61质量份、勃姆石(AOH60)75质量份、分散剂(BYK-W903)1.75质量份,获得清漆。
除了使用该清漆之外,与实施例1同样进行,获得预浸料和厚度为0.2mm的双面覆铜层压板。
(比较例8)
用均质混合器搅拌混合氢化甲基纳迪克酸酐(Rikacid HNA-100、NewJapan Chemical Co.,Ltd.制造)23质量份、环氧树脂(N890)12质量份、脂环式环氧树脂(EHPE-3150)65质量份、二氧化钛(CR90)75质量份、分散剂(BYK-W903)1.75质量份、2-乙基-4-甲基咪唑(2E4MZ、SHIKOKUCHEMICALS CORPORATION制造)0.4质量份,获得清漆。
除了使用该清漆之外,与实施例1同样进行,获得预浸料和厚度为0.2mm的双面覆铜层压板。
使用如上述所述地得到的实施例1~8和比较例1~8的双面覆铜层压板,进行反射率、加热后反射率、光处理后反射率、剥离强度、吸湿焊料耐热性的测定和评价。
其中,各试验方法的测定方法和评价方法如下所述。
(测定方法)
1)反射率:用切割锯将双面覆铜层压板切割为大小50×50mm后,通过蚀刻去除表面铜箔,得到测定用样品。按照JIS Z-8722、使用分光色度计(KONICA MINOLTA,INC.制造:CM3610d)对该测定用样品测定457nm下的反射率(n=5的平均值)。
2)加热后反射率:将上述1)中得到的样品在215℃的热风干燥机中进行1小时加热处理后,与上述反射率的测定同样操作,测定反射率(n=5的平均值)。
3)光照射后反射率:将上述1)中得到的样品在耐候试验机干燥机(SUV-F11、IWASAKI ELECTRIC CO.,LTD.制造)中进行紫外线(波长:295~450nm)照射度100mW/cm2、24小时光照射处理后,与上述反射率的测定同样操作,测定反射率(n=5的平均值)。
4)剥离强度:用切割锯将双面覆铜层压板切割为大小10×100mm后,获得表面残留有铜箔的测定用样品。使用Autograph(Shimadzu Corporation制造:AG-IS)对该测定用样品测定铜箔剥离强度(n=5的平均值)。
5)Tg:用切割锯将双面覆铜层压板切割为大小12.7×2.5mm后,通过蚀刻去除表面铜箔,获得测定用样品。对该测定用样品通过DMA法测定玻璃化转变温度(n=3的平均值)。
6)吸湿焊料耐热性:用切割锯将双面覆铜层压板切割为大小50mm×50mm后,通过蚀刻去除表面铜箔的3/4,获得测定用样品。将该测定用样品在PCT(120℃/2气压)中进行3小时吸湿后,以目视观察在260℃的焊锡槽中浸渍1分钟后的外观变化(起泡数/试验数:n=3)。
评价结果示于表1、2。
[表1]
[表2]
由表1和表2可确认到,实施例1~8的双面覆铜层压板均反射率高,另外加热处理及光照射处理导致的光反射率的下降少,剥离强度也优异。进而可确认到,含有除了二氧化钛(D)之外的无机填充材料(F)的实施例7及8的双面覆铜层压板在这些特性的基础上,吸湿耐热性也优异。相对于此,可确认到,未使用具有双酚A骨架的环氧树脂(A)的比较例1~5的双面覆铜层压板的加热后反射率低。此外,可确认到,未使用二氧化钛树脂(D)的比较例6及7的双面覆铜层压板的反射率低,加热处理及光照射处理导致的光反射率明显低。而且,可确认到,未使用芳香族多羧酸的完全氢化物或部分氢化物的酸酐(C)的比较例8的加热处理及光照射处理导致的光反射率低,进而剥离强度明显低。
需要说明的是,如上所述,本发明不限定于上述实施方式和实施例,在不脱离其主旨的范围内,可以进行适当的变更。
产业上的可利用性
如以上说明所述,本发明在要求耐热性和耐光性以及剥离强度的电气/电子材料、机床材料、航空材料等各种用途中,能够广泛且有效地利用,特别是在要求优异的耐热性和耐光性以及剥离强度的印刷电路板、LED安装用印刷电路板的领域中,能够尤其有效地利用。
其中,本申请基于2011年03月31日向日本国特许厅提交申请的日本专利申请(日本特愿2011-078736)主张优先权,其内容以参考方式并入本文。
Claims (15)
1.一种树脂组合物,其至少含有
具有双酚A骨架的环氧树脂(A)、
脂环式环氧树脂(B)、
芳香族多羧酸的完全氢化物或部分氢化物的酸酐(C)、
二氧化钛(D)、和
分散剂(E)。
4.根据权利要求1~3中的任一项所述的树脂组合物,其中,相对于所述成分(A)~(C)的总计100质量份,所述环氧树脂(A)的含量为5~90质量份。
5.根据权利要求1~4中的任一项所述的树脂组合物,其中,相对于所述成分(A)~(C)的总计100质量份,所述脂环式环氧树脂(B)的含量为5~90质量份。
6.根据权利要求1~5中的任一项所述的树脂组合物,其中,相对于所述成分(A)~(C)的总计100质量份,所述芳香族多羧酸的完全氢化物或部分氢化物的酸酐(C)的含量为5~40质量份。
7.根据权利要求1~6中的任一项所述的树脂组合物,其中,相对于所述成分(A)~(C)的总计100质量份,所述二氧化钛(D)的含量为10~250质量份。
8.根据权利要求1~7中的任一项所述的树脂组合物,其中,还含有除所述二氧化钛(D)以外的无机填充材料(F),
相对于所述成分(A)~(C)的总计100质量份,所述二氧化钛(D)和所述无机填充材料(F)的总计为15~450质量份。
9.根据权利要求1~8中的任一项所述的树脂组合物,其中,所述二氧化钛(D)的平均粒径为5μm以下。
10.根据权利要求1~9中的任一项所述的树脂组合物,其中,所述二氧化钛(D)为用SiO2、Al2O3、ZrO2和/或ZnO进行过表面处理的物质,相对于所述二氧化钛(D)的总量100质量份,包含1~11质量份SiO2、1~11质量份Al2O3、1~11质量份ZrO2和/或1~11质量份ZnO。
11.根据权利要求1~10中的任一项所述的树脂组合物,其中,所述分散剂(E)是酸值为20~200mgKOH/g的高分子湿润分散剂。
12.根据权利要求1~11中的任一项所述的树脂组合物,其中,相对于所述成分(A)~(C)的总计100质量份,所述分散剂(E)的含量为0.05~5质量份。
13.根据权利要求1~12中的任一项所述的树脂组合物,其用于LED安装用印刷电路板。
14.一种预浸料,其是对基材浸渍或涂布权利要求1~13中的任一项所述的树脂组合物而成的。
15.一种覆金属箔层压板,其是重叠至少一张权利要求14所述的预浸料,在其单面或双面配置金属箔并层压成形而成的。
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