CN114316513A - 树脂组合物、固化物、片材状层叠材料、树脂片材、印刷配线板和半导体装置 - Google Patents
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Abstract
本发明本发明涉及树脂组合物。本发明的课题是提供可获得低粗糙度且导体密合性良好的固化物的新型的树脂组合物、以及使用该树脂组合物得到的固化物、片材状层叠材料、树脂片材、印刷配线板和半导体装置。本发明是树脂组合物,其包含(A)具有1000以上的重均分子量(Mw)、且具有350g/eq.以上的环氧当量的萘酚芳烷基型环氧树脂和(B)固化剂,(B)固化剂包含(B‑1)活性酯系固化剂。
Description
技术领域
本发明涉及树脂组合物。进一步涉及使用该树脂组合物得到的固化物、片材状层叠材料、树脂片材、印刷配线板和半导体装置。
背景技术
专利文献1中,作为用于多层印刷配线板的树脂材料,已知有包含具有萘骨架的环氧化合物、无机填充材料和固化剂的树脂材料。这种树脂材料在多层印刷配线板中能够用于形成绝缘层。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2020-055890号公报。
发明内容
发明要解决的课题
本发明的课题在于提供可获得低粗糙度且对导体的密合性(以下,“导体密合性”)良好的固化物的新型的树脂组合物;以及使用该树脂组合物得到的固化物、片材状层叠材料、树脂片材、印刷配线板和半导体装置。
用于解决课题的手段
本发明人等为了解决上述课题进行了深入研究,结果发现,通过使用具有下述构成的树脂组合物,可以解决上述课题,从而完成了本发明。
即,本发明包含以下的内容。
[1] 树脂组合物,其包含:(A)具有1000以上的重均分子量(Mw)且具有350g/eq.以上的环氧当量的萘酚芳烷基型环氧树脂、和(B)固化剂,
(B)固化剂包含(B-1)活性酯系固化剂。
[2] [1]所述的树脂组合物,其中,(A)成分包含下述式(A1)所示的化合物,
[化1]
・・・(A1)
式(A1)中,Ar1是可被取代的碳原子数6~20的亚芳基,Ra各自独立地为氢原子、含环氧基的1价基团或碳原子数1~12的烷基,至少1个Ra为含环氧基的1价基团,至少1个Ra为碳原子数1~12的烷基,Rb和Rc各自独立地为含环氧基的1价基团、碳原子数1~12的烷基、烯丙基或碳原子数6~10的芳基,Rd为氢原子、含环氧基的1价基团、碳原子数1~12的烷基、烯丙基或碳原子数6~10的芳基,R1各自独立地为氢原子或碳原子数1~12的烷基,n为2~50的整数,mb为0~6的整数,mc为0~5的整数。
[3] [2]所述的树脂组合物,其中,(A)成分为下述式(A2)所示的化合物,
[化2]
・・・(A2)
式(A2)中,Ra和n各自与式(A1)中的Ra和n相同。
[4] [2]或[3]所述的树脂组合物,其中,n为4以上,至少2个Ra为碳原子数1~6的烷基。
[5] [1]~[4]中任一项所述的树脂组合物,其中,(B)成分包含(B-2)活性酯系固化剂之外的固化剂。
[6] [5]所述的树脂组合物,其中,(B-2)成分的含量较(B-1)成分的含量少。
[7] [1]~[6]中任一项所述的树脂组合物,其中,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(B-1)成分的含量为3~50质量%。
[8] [1]~[7]中任一项所述的树脂组合物,其中,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(A)成分的含量为5~70质量%。
[9] [1]~[8]中任一项所述的树脂组合物,其中,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(B)成分的含量为3~70质量%。
[10] [1]~[9]中任一项所述的树脂组合物,其进一步包含(C)无机填充材料。
[11] [10]所述的树脂组合物,其中,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(C)成分的含量为40质量%以上。
[12] [1]~[11]中任一项所述的树脂组合物,其固化物的玻璃化转变温度超过145℃。
[13] [1]~[12]中任一项所述的树脂组合物,其固化物的介电损耗角正切的值小于0.005。
[14] [1]~[13]中任一项所述的树脂组合物,其用于印刷配线板的绝缘层。
[15] [1]~[14]中任一项所述的树脂组合物的固化物。
[16] 片材状层叠材料,其含有[1]~[14]中任一项所述的树脂组合物。
[17] 树脂片材,其具有支撑体、和设置在该支撑体上的由[1]~[14]中任一项所述的树脂组合物形成的树脂组合物层。
[18] 印刷配线板,其具备包含[1]~[14]中任一项所述的树脂组合物的固化物的绝缘层。
[19] 半导体装置,其包含[18]所述的印刷配线板。
发明效果
根据本发明,可以提供可获得低粗糙度且导体密合性良好的固化物的新型的树脂组合物;以及使用该树脂组合物得到的固化物、片材状层叠材料、树脂片材、印刷配线板和半导体装置。
具体实施方式
以下,根据其优选实施方式对本发明进行详细说明。其中,本发明并不限于下述实施方式和例示物,可以在不脱离本发明的权利要求书及其等同范围的范围内任意改变而实施。
[树脂组合物]
本发明的树脂组合物的特征在于包含:(A)具有1000以上的重均分子量(Mw)、且具有350g/eq.以上的环氧当量的萘酚芳烷基型环氧树脂(以下,也称为“特定环氧树脂”)和(B)固化剂,(B)固化剂包含(B-1)活性酯系固化剂。
包含特定环氧树脂和活性酯系固化剂的本发明的树脂组合物可获得低粗糙度且导体密合性良好的固化物。进一步,本发明的树脂组合物的固化物在介电特性、耐热性、HAST耐性等特性方面也优异。因此,本发明的树脂组合物实现了具有优异特性的固化物(绝缘层)的提供,显著有助于近来的印刷配线板和半导体装置的高功能化的要求。
-(A)特定环氧树脂-
本发明的树脂组合物包含特定环氧树脂作为(A)成分。特定环氧树脂是重均分子量(Mw)和环氧当量在特定范围内的萘酚芳烷基型环氧树脂。特定环氧树脂可以单独使用1种,也可以以任意比率组合2种以上使用。
-重均分子量(Mw)-
特定环氧树脂的重均分子量(Mw)为1000以上。从提高本发明的所期望的效果的观点出发,特定环氧树脂的Mw优选为1100以上、更优选为1200以上、进一步优选为1300以上或1400以上。特定环氧树脂的Mw的上限没有特别限定,通常为200000以下,可以设为150000以下、100000以下或50000以下。从提高树脂组合物的操作性的观点出发,特定环氧树脂的Mw优选为15000以下,可以设为10000以下、5000以下或4000以下。特定环氧树脂的Mw可以通过凝胶渗透色谱(GPC)法以聚苯乙烯换算的值的形式测定。特定环氧树脂的重均分子量(Mw)还可以通过将包含特定环氧树脂的市售品中所含的低分子量成分除去来调节。
-环氧当量-
特定环氧树脂的环氧当量为350g/eq.以上。从提高本发明的所期望的效果的观点出发,特定环氧树脂的环氧当量优选为352g/eq.以上、更优选为354g/eq.以上、进一步优选为355g/eq.以上或356g/eq.以上。特定环氧树脂的环氧当量的上限没有特别限定,通常为1000g/eq.以下,可以设为800g/eq.以下、700g/eq.以下或500g/eq.以下。环氧当量是包含1当量的环氧基的化合物的质量。该环氧当量可依照JIS K7236来测定。
从得到本发明所期望的效果的观点出发,重要的是重均分子量(Mw)和环氧当量两者均满足上述范围。即使仅重均分子量(Mw)和环氧当量的任一者满足上述范围,也无法得到本发明的效果。因此,特定环氧树脂是具有1000以上的重均分子量(Mw)、且具有350g/eq.以上的环氧当量的萘酚芳烷基型环氧树脂。如此,本发明的树脂组合物中所含的特定环氧树脂的特征在于,其分子量较大且规定了环氧当量的下限值。
以下,对特定环氧树脂的分子结构等进行说明。
特定环氧树脂在分子中包含1个以上、优选2个以上、更优选3个以上、进一步优选4个以上的萘酚芳烷基结构。特定环氧树脂在分子中具有的萘酚芳烷基结构的数目只要特定环氧树脂满足上述重均分子量(Mw)、环氧当量则并无限定。
在特定环氧树脂中,萘酚芳烷基结构的萘酚羟基的氢原子优选被选自含环氧基的1价基团、以及烷基中的取代基(以下,也称为“取代基A”)取代。此处,作为可用作取代基A的含环氧基的1价基团,可举出环氧烷基(烷基部分的碳原子数优选为1~6、更优选为1~4、进一步优选为1或2),其中优选为缩水甘油基。此外,可用作取代基A的烷基的碳原子数优选为1~12、更优选为1~6、进一步优选为1~3、特别优选为1(即甲基)。可用作取代基A的烷基可以被取代,作为其取代基,可举出甲基、乙基、丙基、正丁基、正己基、环己基。
将特定环氧树脂中所含的萘酚芳烷基结构的数目的总计设为100%时,优选50%以上、更优选60%以上、70%以上、75%以上、80%以上、或90%以上的萘酚羟基的氢原子被取代基A取代,全部(100%)的萘酚羟基的氢原子可以被取代基A取代。萘酚羟基与取代基A的存在当量比(萘酚羟基/取代基A)优选为1以下、更优选为接近0、进一步优选为0。
在适宜的一个实施方式中,特定环氧树脂中所含的至少1个萘酚芳烷基结构的萘酚羟基(的氢原子)被含环氧基的1价基团取代,至少1个(优选2个以上)萘酚芳烷基结构的萘酚羟基(的氢原子)被可被取代的烷基取代。
在特定环氧树脂中,构成萘酚芳烷基结构的萘酚部分的萘环除了羟基(萘酚羟基)、该羟基的氢原子被取代基A取代而成的1价基团之外,还可以在该羟基等之外的位置进一步具有或不具有取代基(以下,也称为“取代基B”)。作为所述取代基B,可举出含环氧基的1价基团、碳原子数1~12的烷基、烯丙基或碳原子数6~10的芳基等。可用作取代基B的烷基、芳基可以被取代,作为这些取代基(以下,也称为“取代基C”),可举出甲基、乙基、丙基、正丁基、正己基、环己基。
在特定环氧树脂中,萘酚芳烷基结构的芳烷基部分是亚芳基与2个烷基直接键合而成。亚芳基优选为可被取代的碳原子数6~20的亚芳基。作为亚芳基的具体例,可举出亚苯基、1-亚萘基、2-亚萘基等。亚芳基可具有的取代基适宜为上述取代基B。作为亚烷基,优选为碳原子数1~12的亚烷基。所述亚烷基可以具有或不具有取代基。亚烷基具有取代基时,作为该取代基,上述取代基C是适宜的。
对于上述萘酚芳烷基结构的萘酚部分,优选萘酚羟基、其氢原子被取代基A取代而成的1价基团位于萘环的α位(即,1位、4位、5位或8位)。萘环可进一步具有的取代基B相对于位于α位的萘酚羟基、其氢原子被取代基A取代而成的1价基团,位于萘环上的相对任意的位置。
特定环氧树脂、即(A)成分只要满足上述重均分子量(Mw)和环氧当量的范围则没有特别限定,优选包含下述式(A1)所示的化合物,
[化3]
・・・(A1)
式(A1)中,Ar1是可被取代的碳原子数6~20的亚芳基,Ra各自独立地为氢原子、含环氧基的1价基团或碳原子数1~12的烷基,至少1个Ra为含环氧基的1价基团,至少1个Ra为碳原子数1~12的烷基,Rb和Rc各自独立地为含环氧基的1价基团、碳原子数1~12的烷基、烯丙基或碳原子数6~10的芳基,Rd为氢原子、含环氧基的1价基团、碳原子数1~12的烷基、烯丙基或碳原子数6~10的芳基,R1各自独立地为氢原子或碳原子数1~12的烷基,n为2~50的整数,mb为0~6的整数,mc为0~5的整数。
式(A1)中,Ar1为可被取代的碳原子数6~20的亚芳基。作为碳原子数6~20的亚芳基,可举出例如,亚苯基、1-亚萘基、2-亚萘基等。亚芳基的碳原子数优选为6~14,更优选为6~10,典型地为6(即亚苯基)。
亚芳基可具有的取代基例如为碳原子数1~6的烷基、碳原子数1~6的烷氧基、碳原子数1~10的芳基,其中优选碳原子数1~6的烷基,更优选为碳原子数1~3的烷基。作为芳基,可举出例如,苯基、1-萘基、2-萘基等。
式(A1)中,Ra各自独立地为氢原子、含环氧基的1价基团或碳原子数1~12的烷基。其中,式(A1)中,至少1个Ra为含环氧基的1价基团、且至少1个Ra为碳原子数1~12的烷基。此处,Ra为含环氧基的1价基团时,作为所述1价基团,可举出环氧烷基(烷基部分的碳原子数优选1~6、更优选为1~4、进一步优选为1或2),其中优选为缩水甘油基。Ra为烷基时,其碳原子数优选为1~6、更优选为1~3、进一步优选为1(即甲基)。Ra为烷基时可以被取代,作为其取代基,上述取代基C是适宜的。将式(A1)所示的化合物中所含的重复单元(萘酚芳烷基结构)的数目n+1设为100%时,优选50%以上、更优选60%以上、70%以上、75%以上、80%以上、或90%以上的数目的萘酚羟基的氢原子被取代基Ra取代,全部(100%)数目的萘酚羟基的氢原子可以被取代基Ra取代。萘酚羟基与取代基Ra的存在当量比(萘酚羟基/取代基Ra)优选为1以下、更优选为接近0、进一步优选为0。
式(A1)中,Rb和Rc各自独立地为含环氧基的1价基团、碳原子数1~12的烷基、烯丙基或碳原子数6~10的芳基。Rb或Rc为含环氧基的1价基团时,作为所述1价基团,可举出环氧烷氧基(烷基部分的碳原子数优选1~6、更优选为1~4、进一步优选为1或2),其中优选为缩水甘油氧基。Rb或Rc为烷基时,其碳原子数优选为1~6、更优选为1~3、进一步优选为1(即甲基)。Rb或Rc为芳基时,其碳原子数优选为6~10(例如,苯基、1-萘基、2-萘基),更优选为6。Rb和Rc优选各自独立地为碳原子数1~12的烷基,更优选为甲基。Rb或Rc为烷基、芳基时,可以被取代,这些取代基可以是1个或多个,各自独立地适宜为上述取代基C。应予说明,Rb和Rc意指与萘环直接键合的取代基。
式(A1)中,Rd为氢原子、含环氧基的1价基团、碳原子数1~12的烷基、烯丙基或碳原子数6~10的芳基。优选Rd与Rb所示的基团中的任一者相同或为氢原子。此外,Rd优选为氢原子或碳原子数1~12的烷基,更优选为氢原子。Rd为烷基、芳基时可以被取代,其取代基可以是1个或多个,上述取代基C是适宜的。应予说明,Rd意指与萘环直接键合的取代基。
式(A1)中,R1各自独立地为氢原子或碳原子数1~12的烷基。优选多个R1均为氢原子。R1为烷基时,其碳原子数优选为1~6、更优选为1~3、进一步优选为1。2个R1优选与键合的碳原子一起构成碳原子数1~3的亚烷基,此时的具体例为-CH2-、-CH(CH3)-、-C(CH3)2-中的任一者。R1为烷基时可以被取代,其取代基可以为1个或多个,各自独立地适宜为上述取代基C。
式(A1)中,n为2~50的整数。n只要在作为(A)成分整体来看时满足上述重均分子量(Mw)的范围,则并无限定,从获得耐热性优异的固化物的观点出发,优选为2以上的整数、更优选为3以上的整数、进一步优选为4以上的整数。一个实施方式中,n为4以上,式(A1)中至少2个Ra为碳原子数1~6的烷基。
式(A1)中,mb为0~6的整数。mb优选为0~3的整数。式(A1)中,mc为0~5的整数。mc优选为0~2的整数。mb与mc之和优选为7以下或6以下,更优选在0~5的范围内,进一步优选在0~4的范围内。一个实施方式中,mb和mc两者均为0、且Rd为氢原子。
更优选(A)成分包含下述式(A2)所示的化合物,
[化4]
・・・(A2)
式(A2)中,Ra和n各自与式(A1)中的Ra和n相同。
在一个实施方式中,n为4以上,式(A2)中至少2个Ra为碳原子数1~6的烷基。
特定环氧树脂例如可以依照公知的方法来制造。例如,可以通过日本特开平08-073570号公报等中记载的方法使用萘酚作为具有酚性羟基的材料来制造萘酚芳烷基树脂,进一步根据需要将萘环上的羟基的一部分依照日本专利第4465257号公报中记载的方法进行烷氧基化,或者使用重均分子量为1000以上的萘酚芳烷基树脂的市售品(例如,日铁化学&材料公司制“SN-4110V”),将剩余羟基的一部分或全部缩水甘油基化,并根据需要进行纯化来制造。作为特定环氧树脂,可以使用包含上述式(A1)或上述式(A2)所示的化合物的市售品。作为这种市售品,可举出日铁化学&材料公司制“ESN-4100V”(含甲氧基的萘酚芳烷基树脂、环氧当量:360g/eq.、重均分子量(Mw):1600)。
树脂组合物中的(A)成分的含量没有特别限定,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,从提高本发明的所期望的效果的观点出发,优选为5质量%以上、更优选为7质量%以上、进一步优选为10质量%以上,优选为70质量%以下、更优选为65质量%以下、进一步优选为60质量%以下或50质量%以下。因此,适宜的一个实施方式中,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(A)成分的含量为5~70质量%。
树脂组合物中的(A)成分的含量没有特别限定,将树脂组合物中的树脂成分设为100质量%时,从提高本发明的所期望的效果的观点出发,优选为7.5质量%以上、更优选为10质量%以上、进一步优选为15质量%以上,优选95质量%以下、更优选为85质量%以下、进一步优选为80质量%以下或75质量%以下。树脂组合物中的树脂成分表示树脂组合物中的不挥发成分中除去(C)无机填充材料后的成分。
-(B)固化剂-
本发明的树脂组合物包含固化剂作为(B)成分,固化剂至少包含(B-1)活性酯系固化剂。(B)固化剂通常可具有与(A)成分和(A)成分之外的环氧树脂反应而使树脂组合物固化的功能。固化剂除了活性酯系固化剂之外,还可以包含(B-2)活性酯系固化剂之外的固化剂。
--(B-1)活性酯系固化剂--
本发明的树脂组合物含有(B-1)活性酯系固化剂。通常,(B-1)活性酯系固化剂可以具有与(B)环氧树脂反应而使树脂组合物固化的功能。(B-1)活性酯系固化剂可以单独使用1种,也可以以任意比率组合2种以上使用。
作为(B-1)活性酯系固化剂,通常优选使用苯酚酯类、苯硫酚酯类、N-羟基胺酯类、杂环羟基化合物的酯类等、在1分子中具有2个以上反应活性高的酯基作为反应性官能团的化合物。该活性酯系固化剂优选为通过羧酸化合物和/或硫代羧酸化合物与羟基化合物和/或硫醇化合物的缩合反应得到的活性酯系固化剂。特别是从获得耐热性优异的固化物的观点出发,优选为由羧酸化合物与羟基化合物得到的活性酯系固化剂,更优选为由羧酸化合物与苯酚化合物和/或萘酚化合物得到的活性酯系固化剂。作为羧酸化合物,可举出例如苯甲酸、乙酸、琥珀酸、马来酸、衣康酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、均苯四酸等。作为苯酚化合物或萘酚化合物,可举出例如,对苯二酚、间苯二酚、双酚A、双酚F、双酚S、酚酞、甲基化双酚A、甲基化双酚F、甲基化双酚S、苯酚、邻甲酚、间甲酚、对甲酚、邻苯二酚、α-萘酚、β-萘酚、1,5-二羟基萘、1,6-二羟基萘、2,6-二羟基萘、二羟基二苯甲酮、三羟基二苯甲酮、四羟基二苯甲酮、间苯三酚、三羟基苯、双环戊二烯型二苯酚化合物、苯酚酚醛清漆等。此处,“双环戊二烯型二苯酚化合物”是指在苯酚2分子与双环戊二烯1分子缩合得到的二苯酚化合物。
具体地,作为(B-1)活性酯系固化剂,优选为双环戊二烯型活性酯系固化剂、包含萘结构的萘型活性酯系固化剂、包含苯酚酚醛清漆的乙酰化物的活性酯系固化剂、包含苯酚酚醛清漆的苯甲酰化物的活性酯系固化剂,其中更优选为选自双环戊二烯型活性酯系固化剂和萘型活性酯系固化剂中的至少1种。作为双环戊二烯型活性酯系固化剂,优选为包含双环戊二烯型二苯酚结构的活性酯系固化剂。“双环戊二烯型二苯酚结构”表示包含亚苯基-双环戊烯-亚苯基的2价的结构单元。
作为(B-1)活性酯系固化剂的市售品,包含双环戊二烯型二苯酚结构的活性酯系固化剂可举出“EXB9451”、“EXB9460”、“EXB9460S”、“EXB-8000L”、“EXB-8000L-65M”、“EXB-8000L-65TM”、“HPC-8000L-65TM”、“HPC-8000”、“HPC-8000-65T”、“HPC-8000H”、“HPC-8000H-65TM”、(DIC公司制);包含萘结构的活性酯系固化剂可举出“EXB-8100L-65T”、“EXB-8150-60T”、“EXB-8150-62T”、“EXB-9416-70BK”、“HPC-8150-60T”、“HPC-8150-62T”(DIC公司制)、;含磷活性酯系固化剂可举出“EXB9401”(DIC公司制),作为苯酚酚醛清漆的乙酰化物的活性酯系固化剂可举出“DC808”(三菱化学公司制),作为苯酚酚醛清漆的苯甲酰化物的活性酯系固化剂可举出“YLH1026”、“YLH1030”、“YLH1048”(三菱化学公司制),包含苯乙烯基和萘结构的活性酯系固化剂可举出“PC1300-02-65MA”(AIR WATER公司制)等。
(B-1)活性酯系固化剂的反应性官能团的当量优选为50g/eq.~500g/eq.、更优选为50g/eq.~450g/eq.、进一步优选为100g/eq.~300g/eq.。反应性官能团的当量是每1当量反应性官能团的化合物的质量。
将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,从获得介电特性优异的固化物的观点出发,树脂组合物中的(B-1)成分的含量优选3质量%以上、更优选为4质量%以上、进一步优选为5质量%以上,上限依赖于固化对象的环氧树脂所具有的环氧基的总计数,例如可以设为50质量%以下、40质量%以下或30质量%以下。因此,适宜的一个实施方式中,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(B-1)成分的含量为3~50质量%。
(B-1)成分相对于(A)成分的质量比((B-1)成分/(A)成分)的百分率依赖于官能团的总计数,例如,可以设为5质量%以上、10质量%以上、20质量%以上或30质量%以上、75质量%以下、70质量%以下或65质量%以下。
从获得介电特性优异的固化物的观点出发,(B-1)成分相对于(B)成分的质量比((B-1)成分/(B)成分)的百分率优选为50质量%以上、更优选为60质量%以上、进一步优选为70质量%以上,上限为100质量%,例如可以设为98质量%以下、96质量%以下或94质量%以下。
--(B-2)活性酯系固化剂之外的固化剂--
作为(B-2)活性酯系固化剂之外的固化剂,可举出例如,苯酚系固化剂、萘酚系固化剂、苯并噁嗪系固化剂、氰酸酯系固化剂、碳化二亚胺系固化剂、酸酐系固化剂等。其中,从显著获得本发明效果的观点出发,(B-2)成分优选包含苯酚系固化剂、萘酚系固化剂、氰酸酯系固化剂和碳化二亚胺系固化剂中的任1种以上,更优选包含苯酚系固化剂和萘酚系固化剂中的任1种以上,特别优选包含苯酚系固化剂。(B-2)成分可以单独使用1种,或者也可以以任意比率组合2种以上使用。
作为苯酚系固化剂和萘酚系固化剂,从耐热性和耐水性的观点出发,优选为具有酚醛清漆结构的苯酚系固化剂、或具有酚醛清漆结构的萘酚系固化剂。此外,从与导体层的密合性的观点出发,优选含氮苯酚系固化剂、更优选含三嗪骨架的苯酚系固化剂。
作为苯酚系固化剂和萘酚系固化剂的具体例,可举出例如,明和化成公司制的“MEH-7700”、“MEH-7810”、“MEH-7851”、日本化药公司制的“NHN”、“CBN”、“GPH”、新日铁住金化学公司制的“SN170”、“SN-180”、“SN-190”、“SN-475”、“SN-485”、“SN-495”、“SN-495V”、“SN-375”、“SN-395”、DIC公司制的“TD-2090”、“LA-7052”、“LA-7054”、“LA-1356”、“LA3018-50P”、“EXB-9500”等。
作为苯并噁嗪系固化剂的具体例,可举出JFE化学公司制的“JBZ-OP100D”、“ODA-BOZ”;昭和高分子公司制的“HFB2006M”;四国化成工业公司制的“P-d”、“F-a”等。
作为氰酸酯系固化剂,可举出例如,双酚A二氰酸酯、多酚氰酸酯、低聚(3-亚甲基-1,5-亚苯基氰酸酯)、4,4’-亚甲基双(2,6-二甲基苯基氰酸酯)、4,4’-亚乙基二苯基二氰酸酯、六氟双酚A二氰酸酯、2,2-双(4-氰酸酯)苯基丙烷、1,1-双(4-氰酸酯苯基甲烷)、双(4-氰酸酯-3,5-二甲基苯基)甲烷、1,3-双(4-氰酸酯苯基-1-(甲基亚乙基))苯、双(4-氰酸酯苯基)硫醚、和双(4-氰酸酯苯基)醚等2官能氰酸酯树脂、由苯酚酚醛清漆和甲酚酚醛清漆等衍生的多官能氰酸酯树脂、这些氰酸酯树脂一部分三嗪化的预聚物等。作为氰酸酯系固化剂的具体例,可举出Lonza日本公司制的“PT30”和“PT60”(苯酚酚醛清漆型多官能氰酸酯树脂)、“ULL-950S”(多官能氰酸酯树脂)、“BA230”、“BA230S75”(双酚A二氰酸酯的一部分或全部三嗪化而成为三聚体的预聚物)等。
作为碳化二亚胺系固化剂的具体例,可举出日清纺化学公司制的“V-03”、“V-07”等。
作为酸酐系固化剂,可举出1分子中具有1个以上酸酐基的固化剂,优选为1分子中具有2个以上酸酐基的固化剂。作为酸酐系固化剂的具体例,可举出邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、甲基纳迪克酸酐、氢化甲基纳迪克酸酐、三烷基四氢邻苯二甲酸酐、十二烯基琥珀酸酐、5-(2,5-二氧代四氢-3-呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二甲酸酐、偏苯三酸酐、均苯四酸酐、二苯甲酮四甲酸二酐、联苯四甲酸二酐、萘四甲酸二酐、氧双邻苯二甲酸二酐、3,3’-4,4’-二苯基砜四甲酸二酐、1,3,3a,4,5,9b-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、乙二醇双(脱水偏苯三酸酯)、苯乙烯和马来酸共聚而成的苯乙烯・马来酸树脂等聚合物型的酸酐等。作为酸酐系固化剂的市售品,可举出新日本理化公司制的“HNA-100”、“MH-700”等。
将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,从获得介电特性优异的固化物的观点出发,树脂组合物中的(B-2)成分的含量优选为20质量%以下、更优选为15质量%以下、进一步优选为10质量%以下,下限为0质量%(即不含),虽然没有特别限定,但可以设为2质量%以上、4质量%以上或6质量%以上。(B-2)成分的含量优选较(B-1)成分的含量少。
(B)成分所具有的反应性官能团的总计数Nb相对于(A)成分所具有的环氧基的总计数Na的比(Nb:Na)的值优选在特定的范围内。(B)成分所具有的反应性官能团通常是指能够与环氧基反应的基团,包含通过加热等而产生能够与环氧基反应的基团的基团。因此,反应性官能团包含(B-1)成分所具有的活性酯基。前述比(Nb:Na)的值优选为0.2以上、更优选为0.3以上、特别优选为0.4以上,优选为100以下、更优选为90以下、特别优选为80以下。“总计数Nb”是指将树脂组合物中存在的(B)成分的不挥发成分的质量除以反应性官能团的当量而得的值全部总计而得的值。前述比(Nb:Na)的值在前述范围内时,可以显著获得本发明的效果。因此,适宜的一个实施方式中,(B)成分所具有的反应性官能团的总计数相对于(A)成分所具有的环氧基的总计数的比的值为0.2~100。
(B)成分相对于(A)成分的质量比((B)成分/(A)成分)的百分率依赖于官能团的总计数,例如,可设为5质量%以上、10质量%以上、20质量%以上或30质量%以上、100质量%以下、90质量%以下或80质量%以下。
将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,从提高本发明的所期望的效果的观点出发,树脂组合物中的(B)成分的含量优选为3质量%以上、更优选为4质量%以上、进一步优选为5质量%以上,上限依赖于固化对象的环氧树脂所具有的环氧基的总计数,例如可设为70质量%以下、60质量%以下或50质量%以下。因此,适宜的一个实施方式中,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(B-1)成分的含量为3~70质量%。
-(C)无机填充材料-
本发明的树脂组合物可以进一步包含无机填充材料作为(C)成分。此外,树脂组合物通过包含(C)成分,可以获得耐热性(例如,玻璃化转变温度)优异的固化物。
作为(C)成分,可举出例如:二氧化硅、氧化铝、玻璃、堇青石、氧化硅、硫酸钡、碳酸钡、滑石、粘土、云母粉、氧化锌、水滑石、勃姆石、氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸镁、氧化镁、氮化硼、氮化铝、氮化锰、硼酸铝、碳酸锶、钛酸锶、钛酸钙、钛酸镁、钛酸铋、氧化钛、氧化锆、钛酸钡、钛酸锆酸钡、锆酸钡、锆酸钙、磷酸锆、和磷酸钨酸锆等。其中,二氧化硅特别适宜。作为二氧化硅,可举出例如,无定形二氧化硅、熔融二氧化硅、结晶二氧化硅、合成二氧化硅、中空二氧化硅等。此外,作为二氧化硅,优选为球形二氧化硅。(C)成分可以单独使用1种,也可以组合2种以上使用。
作为(C)成分的市售品,可举出例如,电化化学工业公司制的“UFP-30”;日铁化学&材料公司制的“SP60-05”、“SP507-05”;Admatechs公司制的“YC100C”、“YA050C”、“YA050C-MJE”、“YA010C”;Denka公司制的“UFP-30”;Tokuyama公司制的“Silfil NSS-3N”、“Silfil NSS-4N”、“Silfil NSS-5N”;Admatechs公司制的“SC2500SQ”、“SO-C4”、“SO-C2”、“SO-C1”;Denka公司制的“DAW-03”、“FB-105FD”等。
(C)成分的平均粒径没有特别限定,优选为10μm以下、更优选为5μm以下、进一步优选为3μm以下、2μm以下、1μm以下或0.7μm以下。该平均粒径的下限没有特别限定,优选为0.01μm以上、更优选为0.05μm以上、进一步优选为0.07μm以上、0.1μm以上或0.2μm以上。(C)成分的平均粒径可以通过基于米氏(Mie)散射理论的激光衍射・散射法来测定。具体地,可以通过激光衍射散射式粒径分布测定装置,以体积为基准制作无机填充材料的粒径分布,将其中值直径设为平均粒径,从而来测定。测定样品可以使用将无机填充材料100mg、甲乙酮10g称取至小瓶中以超声波分散10分钟而得的样品。对测定样品使用激光衍射式粒径分布测定装置,将使用光源波长设为蓝色和红色,以流动池方式测定无机填充材料的体积基准的粒径分布,由所得的粒径分布算出作为中值直径的平均粒径。作为激光衍射式粒径分布测定装置,可举出例如堀场制作所公司制“LA-960”等。
(C)成分的比表面积没有特别限定,优选为0.1m2/g以上、更优选为0.5m2/g以上、进一步优选为1m2/g以上、3m2/g以上或5m2/g以上。该比表面积的上限没有特别限定,优选为100m2/g以下、更优选为80m2/g以下、进一步优选为60m2/g以下、50m2/g以下或40m2/g以下。(C)成分的比表面积可以依照BET法,使用比表面积测定装置(MOUNTECH公司制“MacsorbHM-1210”),使氮气吸附于试样表面,使用BET多点法算出比表面积而得到。
(C)成分优选用合适的表面处理剂进行表面处理。通过进行表面处理,可以提高(C)成分的耐湿性和分散性。作为表面处理剂,可举出例如,乙烯基系硅烷偶联剂、环氧系硅烷偶联剂、苯乙烯基系硅烷偶联剂、(甲基)丙烯酸系硅烷偶联剂、氨基系硅烷偶联剂、异氰脲酸酯系硅烷偶联剂、脲基系硅烷偶联剂、巯基系硅烷偶联剂、异氰酸酯系硅烷偶联剂、酸酐系硅烷偶联剂等硅烷偶联剂;甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷等非硅烷偶联-烷氧基硅烷化合物;硅氮烷化合物等。表面处理剂可以单独使用1种,也可以组合2种以上使用。
作为表面处理剂的市售品,可举出例如,信越化学工业(株)制“KBM403”(3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷)、信越化学工业(株)制“KBM803”(3-巯基丙基三甲氧基硅烷)、信越化学工业(株)制“KBE903”(3-氨基丙基三乙氧基硅烷)、信越化学工业(株)制“KBM573”(N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷)、信越化学工业(株)制“SZ-31”(六甲基二硅氮烷)等。
利用表面处理剂的表面处理的程度,从提高无机填充材料的分散性的观点出发,优选控制在规定的范围内。具体的,无机填充材料100质量%优选用0.2~5质量%的表面处理剂进行表面处理。
利用表面处理剂的表面处理的程度可以通过无机填充材料的每单位表面积的碳量来评价。无机填充材料的每单位表面积的碳量,从提高无机填充材料的分散性的观点出发,优选为0.02mg/m2以上、更优选为0.1mg/m2以上、进一步优选为0.2mg/m2以上。另一方面,从防止树脂组合物的溶融粘度、片材形态下的溶融粘度的上升的观点出发,优选为1.0mg/m2以下、更优选为0.8mg/m2以下、进一步优选为0.5mg/m2以下。(C)成分的每单位表面积的碳量可以在将表面处理后的无机填充材料用溶剂(例如,甲乙酮(MEK))洗涤处理后进行测定。具体地,将作为溶剂的充分量的MEK加入至用表面处理剂进行了表面处理的无机填充材料中,在25℃下进行5分钟超声波洗涤。除去上清液,将固体成分干燥后,可以使用碳分析计测定无机填充材料的每单位表面积的碳量。作为碳分析计,可以使用堀场制作所公司制“EMIA-320V”等。
从提高本发明的所期望的效果的观点出发,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,树脂组合物中的(C)成分的含量优选为40质量%以上、更优选为45质量%以上、进一步优选为50质量%以上或55质量%以上。(C)成分的含量的上限没有特别限定,可以对应于(A)成分和(B)成分的含量而设定。因此,适宜的一个实施方式中,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(C)成分的含量为40质量%以上。
-(D)热塑性树脂-
本发明的树脂组合物可以进一步包含热塑性树脂作为(D)成分。
作为(D)成分的实例,可举出例如苯氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚碳酸酯树脂、聚乙烯醇缩醛树脂、聚烯烃树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚砜树脂、聚醚砜树脂、聚苯醚树脂、聚醚醚酮树脂、聚苯乙烯树脂、聚酯树脂等。其中,从获得介电特性优异的固化物的观点出发,(D)成分优选包含选自苯氧树脂、聚酰亚胺树脂和聚碳酸酯树脂中的1种以上,更优选包含选自苯氧树脂中的1种以上。
作为苯氧树脂,可举出例如具有选自双酚A骨架、双酚F骨架、双酚S骨架、双酚苯乙酮骨架、酚醛清漆骨架、联苯骨架、芴骨架、双环戊二烯骨架、降冰片烯骨架、萘骨架、蒽骨架、金刚烷骨架、萜烯骨架和三甲基环己烷骨架中的1种以上的骨架的苯氧树脂。苯氧树脂的末端可以具有酚性羟基、环氧基等的任一官能团。
作为苯氧树脂的市售品,可举出例如,三菱化学公司制的“1256”和“4250”(均为含双酚A骨架的苯氧树脂);三菱化学公司制的“YX8100”(含双酚S骨架的苯氧树脂);三菱化学公司制的“YX6954”(含双酚苯乙酮骨架的苯氧树脂);日铁化学&材料公司制的“FX280”和“FX293”;三菱化学公司制的“YL7500BH30”、“YX6954BH30”、“YX7553”、“YX7553BH30”、“YL7769BH30”、“YL6794”、“YL7213”、“YL7290”和“YL7482”;等。
聚酰亚胺树脂可以使用具有酰亚胺结构的树脂。聚酰亚胺树脂通常可以通过二胺化合物与酸酐的酰亚胺化反应而得到。聚酰亚胺树脂可以使用市售品,可举出例如,新日本理化公司制的“RIKACOAT SN20”和“RIKACOAT PN20”。
聚碳酸酯树脂是具有碳酸酯结构的树脂。作为这种树脂,可举出以下所述的不具有反应基团的碳酸酯树脂、含羟基的碳酸酯树脂、含酚性羟基的碳酸酯树脂、含羧基的碳酸酯树脂、含酸酐基的碳酸酯树脂、含异氰酸酯基的碳酸酯树脂、含氨基甲酸酯基的碳酸酯树脂、含环氧基的碳酸酯树脂等。此处,反应基是指羟基、酚性羟基、羧基、酸酐基、异氰酸酯基、氨基甲酸酯基和环氧基等可与其它成分反应的官能团。
聚碳酸酯树脂可以使用市售品。作为市售品,可举出三菱瓦斯化学公司制的“FPC0220”、“FPC2136”、旭化成化学公司制的“T6002”、“T6001”(聚碳酸酯二醇)、可乐丽公司制的“C-1090”、“C-2090”、“C-3090”(聚碳酸酯二醇)等。
从获得机械特性更加优异的固化物的观点出发,(D)成分的重均分子量(Mw)优选为5000以上、更优选为8000以上、进一步优选为10000以上。该Mw的上限没有特别限定,优选为100000以下、更优选为80000以下、进一步优选为50000以下。(D)成分的Mw可以通过凝胶渗透色谱(GPC)法以聚苯乙烯换算的值的形式测定。
树脂组合物包含(D)成分时,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,从获得机械特性更加优异的固化物的观点出发,树脂组合物中的(D)成分的含量优选为0.1质量%以上、更优选为0.3质量%以上、进一步优选为0.5质量%以上。(D)成分的含量的上限,只要不过度阻碍本发明的效果则没有特别限定,例如可以设为60质量%以下、50质量%以下或45质量%以下。一个实施方式中,(D)成分的含量较(A)成分的含量和(B)成分的含量的总计少。
-(E)固化促进剂-
本发明的树脂组合物可以进一步包含固化促进剂作为(E)成分。树脂组合物通过含有(E)固化促进剂,可以有效地调整固化时间等。作为(E)成分的固化促进剂,可举出胺系固化促进剂、过氧化物系固化促进剂、磷系固化促进剂、咪唑系固化促进剂、胍系固化促进剂、金属系固化促进剂等,其典型例为胺系固化促进剂和过氧化物系固化促进剂。
作为胺系固化促进剂,可举出例如,三乙基胺、三丁基胺等三烷基胺、4-二甲基氨基吡啶(DMAP)、苄基二甲基胺、2,4,6,-三(二甲基氨基甲基)苯酚、1,8-二氮杂双环(5,4,0)-十一碳烯、1,8-二氮杂双环[5,4,0]十一碳烯-7,4-二甲基氨基吡啶、2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚等,优选为4-二甲基氨基吡啶、1,8-二氮杂双环(5,4,0)-十一碳烯。作为胺系固化促进剂的市售品,可举出例如,和光纯药公司制“DMAP”等。
作为过氧化物系固化促进剂,可举出例如,过氧化叔丁基异丙苯、过氧化乙酸叔丁酯、α,α’-二(叔丁基过氧化)二异丙基苯、过氧化月桂酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯等过氧化物。
作为过氧化物系固化促进剂的市售品,可举出例如,日油公司制的“PERBUTYL(注册商标)C”、“PERBUTYL(注册商标)A”、“PERBUTYL(注册商标)P”、“PERBUTYL(注册商标)L”、“PERBUTYL(注册商标)O”、“PERBUTYL(注册商标)ND”、“PERBUTYL(注册商标)Z”、“PERHEXYL(注册商标)D”、“PERCUMYL(注册商标)P”、“PERCUMYL(注册商标)D”等。
树脂组合物包含(E)成分时,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(E)成分的含量优选为0.01质量%以上、更优选为0.03质量%以上、进一步优选为0.05质量%以上,优选为1质量%以下、更优选为0.5质量%以下、进一步优选为0.3质量%以下。
-其它成分-
本发明中,树脂组合物还可以以不过度阻碍本发明的所期望效果的量进一步包含(A)成分的特定环氧树脂之外的环氧树脂。
作为环氧树脂,可举出例如,联二甲酚型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚AF型环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂、三酚型环氧树脂、萘酚酚醛清漆型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、叔丁基邻苯二酚型环氧树脂、萘型环氧树脂、萘酚型环氧树脂、蒽型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、联苯型环氧树脂、线性脂肪族环氧树脂、具有丁二烯结构的环氧树脂、脂环式环氧树脂、杂环式环氧树脂、含螺环的环氧树脂、环己烷型环氧树脂、环己烷二甲醇型环氧树脂、萘醚型环氧树脂、三羟甲基型环氧树脂、四苯基乙烷型环氧树脂等。环氧树脂可以单独使用1种,也可以组合2种以上使用。
环氧树脂有温度20℃下为液状的环氧树脂(以下称为“液状环氧树脂”)和温度20℃下为固体状的环氧树脂(以下称为“固体状环氧树脂”)。本发明的树脂片材用的树脂组合物可以仅包含液状环氧树脂,也可以仅包含固体状环氧树脂,还可以组合含有液状环氧树脂和固体状环氧树脂。
作为液状环氧树脂的具体例,可举出:DIC公司制的“HP4032”、“HP4032D”、“HP4032SS”(萘型环氧树脂);三菱化学公司制的“828US”、“jER828EL”、“825”、“Epikote828EL”(双酚A型环氧树脂);三菱化学公司制的“jER807”、“1750”(双酚F型环氧树脂);三菱化学公司制的“jER152”(苯酚酚醛清漆型环氧树脂);三菱化学公司制的“630”、“630LSD”(缩水甘油胺型环氧树脂);日铁化学&材料公司制的“ZX1059”(双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂的混合品);Nagase ChemteX公司制的“EX-721”(缩水甘油酯型环氧树脂);Daicel公司制的“Celloxide 2021P”(具有酯骨架的脂环式环氧树脂);Daicel公司制的“PB-3600”(具有丁二烯结构的环氧树脂);日铁化学&材料公司制的“ZX1658”、“ZX1658GS”(液状1,4-缩水甘油基环己烷型环氧树脂)等。
作为固体状环氧树脂的具体例,可举出:DIC公司制的“HP4032H”(萘型环氧树脂);DIC公司制的“HP-4700”、“HP-4710”(萘型4官能环氧树脂);DIC公司制的“N-690”(甲酚酚醛清漆型环氧树脂);DIC公司制的“N-695”(甲酚酚醛清漆型环氧树脂);DIC公司制的“HP-7200HH”、“HP-7200H”、“HP-7200”(双环戊二烯型环氧树脂);DIC公司制的“EXA-7311”、“EXA-7311-G3”、“EXA-7311-G4”、“EXA-7311-G4S”、“HP6000”(萘醚型环氧树脂);日本化药公司制的“EPPN-502H”(三酚型环氧树脂);日本化药公司制的“NC7000L”(萘酚酚醛清漆型环氧树脂);日本化药公司制的“NC3000H”、“NC3000”、“NC3000L”、“NC3100”(联苯型环氧树脂);日铁化学&材料公司制的“ESN475V”(萘酚型环氧树脂);日铁化学&材料公司制的“ESN485”(萘酚酚醛清漆型环氧树脂);三菱化学公司制的“YX4000H”、“YX4000”、“YL6121”(联苯型环氧树脂);三菱化学公司制的“YX4000HK”(联二甲酚型环氧树脂);三菱化学公司制的“YX8800”(蒽型环氧树脂);大阪瓦斯化学公司制的“PG-100”、“CG-500”;三菱化学公司制的“YL7760”(双酚AF型环氧树脂);三菱化学公司制的“YL7800”(芴型环氧树脂);三菱化学公司制的“jER1010”(固体状双酚A型环氧树脂);三菱化学公司制的“jER1031S”(四苯基乙烷型环氧树脂)等。
环氧树脂的环氧当量优选为50g/eq.~5000g/eq.、更优选为50g/eq.~3000g/eq.、进一步优选为80g/eq.~2000g/eq.、进一步更优选为110g/eq.~1000g/eq.。环氧当量是包含1当量的环氧基的化合物的质量。该环氧当量可依照JIS K7236来测定。
环氧树脂的重均分子量(Mw)优选为100~5000、更优选为250~3000、进一步优选为400~1500。环氧树脂的Mw可以通过凝胶渗透色谱(GPC)法以聚苯乙烯换算的值的形式测定。
树脂组合物包含环氧树脂时,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,树脂组合物中的环氧树脂的含量优选为0.1质量%以上、更优选为0.3质量%以上、进一步优选为0.5质量%以上、1质量%以上或1.5质量%以上,优选为10质量%以下、更优选为5质量%以下或3质量%以下。
树脂组合物可以进一步包含任意的添加剂。作为这种添加剂,可举出例如,橡胶粒子等有机填充材料;有机铜化合物、有机锌化合物、有机钴化合物等有机金属化合物;酞菁蓝、酞菁绿、碘绿、重氮黄、结晶紫、氧化钛、炭黑等着色剂;对苯二酚、儿茶酚、连苯三酚、吩噻嗪等聚合抑制剂;有机硅系流平剂、丙烯酸类聚合物系流平剂等流平剂;膨润土、蒙脱石等增稠剂;有机硅系消泡剂、丙烯酸系消泡剂、氟系消泡剂、乙烯基树脂系消泡剂等消泡剂;苯并三唑系紫外线吸收剂等紫外线吸收剂;脲硅烷等粘接性提高剂;三唑系密合性赋予剂、四唑系密合性赋予剂、三嗪系密合性赋予剂等密合性赋予剂;受阻酚系抗氧化剂、受阻胺系抗氧化剂等抗氧化剂;芪(stilbene)衍生物等荧光增白剂;氟系表面活性剂、有机硅系表面活性剂等表面活性剂;磷系阻燃剂(例如磷酸酯化合物、磷嗪化合物、膦酸化合物、红磷)、氮系阻燃剂(例如硫酸三聚氰胺)、卤素系阻燃剂、无机系阻燃剂(例如三氧化锑)等阻燃剂;磷酸酯系分散剂、聚氧化烯系分散剂、乙炔系分散剂、有机硅系分散剂、阴离子性分散剂、阳离子性分散剂等分散剂;硼酸盐系稳定剂、钛酸盐系稳定剂、铝酸盐系稳定剂、锆酸盐系稳定剂、异氰酸酯系稳定剂、羧酸系稳定剂、羧酸酐系稳定剂等稳定剂等。这些添加剂可以单独使用1种,也可以组合2种以上使用。各自的含量只要是本领域技术人员则可适宜设定。
树脂组合物除了上述不挥发成分之外,还可以进一步含有作为挥发性成分的任意的有机溶剂。作为有机溶剂,可以适宜使用公知的有机溶剂,其种类没有特别限定。作为有机溶剂,可举出例如,丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮系溶剂;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸异戊酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、γ-丁内酯等酯系溶剂;四氢吡喃、四氢呋喃、1,4-二噁烷、二乙醚、二异丙醚、二丁醚、二苯醚等醚系溶剂;甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇等醇系溶剂;乙酸2-乙氧基乙酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯、乙基二甘醇乙酸酯(ethyl diglycol acetate)、γ-丁内酯、甲氧基丙酸甲酯等醚酯系溶剂;乳酸甲酯、乳酸乙酯、2-羟基异丁酸甲酯等酯醇系溶剂;2-甲氧基丙醇、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、丙二醇单甲基醚、二乙二醇单丁基醚(丁基卡必醇)等醚醇系溶剂;N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮等酰胺系溶剂;二甲基亚砜等亚砜系溶剂;乙腈、丙腈等腈系溶剂;己烷、环戊烷、环己烷、甲基环己烷等脂肪族烃系溶剂;苯、甲苯、二甲苯、乙基苯、三甲基苯等芳香族烃系溶剂等。有机溶剂可以单独使用1种,也可以组合2种以上使用。
本发明中,树脂组合物例如可以通过在任意的制备容器中以任意的顺序和/或一部分或全部同时加入(A)成分和(B-1)成分、以及根据需要的(B-2)成分、(C)成分、(D)成分、(E)成分、(A)成分之外的环氧树脂、其它添加剂、有机溶剂并混合来制造。此外,在加入各成分进行混合的过程中,可以适宜设定温度,也可以暂时或始终加热和/或冷却。此外,在加入并混合的过程中或之后,可以使用例如混合机等搅拌装置或振荡装置对树脂组合物进行搅拌或振荡,使之均匀分散。此外,还可以在搅拌或振荡的同时,在真空下等低压条件下进行脱泡。
如上所述,组合含有(A)成分和(B-1)成分的本发明的树脂组合物实现了提供低粗糙度且导体密合性良好的固化物的新型树脂组合物。此外,本发明的树脂组合物还能够实现低粗糙度和导体密合性、以及介电特性、耐热性、HAST耐性等特性优异的固化物。
一个实施方式中,本发明的树脂组合物的固化物呈现出导体密合性良好的特征。例如,通过后述<导体密合性的评价>栏中记载的方法测定的镀层剥离强度可以为0.40kgf/cm以上、0.42kgf/cm以上、或0.44kgf/cm以上。上限根据树脂组合物的组成等而自然确定。
一个实施方式中,本发明的树脂组合物的固化物呈现出低粗糙度的特征。例如,通过后述<低粗糙度性的评价>栏中记载的方法测定的算术平均粗糙度(Ra)可以为小于150nm、100nm以下、80nm以下、60nm以下。下限根据树脂组合物的组成等而自然确定。
一个实施方式中,本发明的树脂组合物的固化物具有呈现出介电特性优异的特征的倾向。例如,通过后述<介电特性的评价>栏中记载的方法测定的介电损耗角正切(Df)的值可以为小于0.0050、0.0045以下、或0.0042以下。因此,在适宜的一个实施方式中,提供固化物的介电损耗角正切的值小于0.005的树脂组合物。
一个实施方式中,本发明的树脂组合物的固化物具有呈现出耐热性优异的特征的倾向。例如,通过后述<耐热性的评价>栏中记载的方法测定的玻璃化转变温度(TMA法)可以为145℃以上、超过145℃、150℃以上、155℃以上或157℃以上。上限根据树脂组合物的组成等而自然确定。因此,在适宜的一个实施方式中,提供固化物的玻璃化转变温度超过145℃的树脂组合物。在更适宜的一个实施方式中,提供固化物的介电损耗角正切的值小于0.005、且固化物的玻璃化转变温度超过145℃的树脂组合物。
一个实施方式中,本发明的树脂组合物的固化物具有呈现出HAST耐性优异的特征的倾向。例如,通过后述<HAST耐性的评价>栏中记载的方法测定的HAST耐性前后铜箔剥离强度之差(P1-P0)可以为小于0.50kgf/cm、0.45kgf/cm以下或0.42kgf/cm以下。例如,通过后述<HAST耐性的评价>栏中记载的方法测定的HAST耐性后的铜箔剥离强度P1可以为0.10kgf/cm以上、0.15kgf/cm以上、0.20kgf/cm以上或0.25kgf/cm以上。
本发明的树脂组合物可以适宜地用作绝缘用途的树脂组合物、特别是用于形成绝缘层的树脂组合物。具体地,可以适宜地用作用于形成印刷配线板的绝缘层的树脂组合物(印刷配线板的绝缘层用树脂组合物),可以更适宜地用作用于形成印刷配线板的层间绝缘层的树脂组合物(印刷配线板的层间绝缘层用树脂组合物)。本发明的树脂组合物由于提供部件嵌入性良好的绝缘层,因此在印刷配线板为部件内置回路板的情形中也可适宜地使用。此外,本发明的树脂组合物还可以适宜地用作用于形成在其上设置有导体层(包含再配线层)的绝缘层的树脂组合物(用于形成导体层的绝缘层用树脂组合物)。本发明的树脂组合物进而还可以广泛用于树脂片材、预浸料等片材状层叠材料、阻焊剂、底部填充材料、芯片焊接材料、半导体密封材料、填孔树脂、部件嵌入树脂等需要树脂组合物的用途。
[树脂片材]
本发明的树脂组合物也可以以清漆状态涂布使用,但工业上通常适宜以含有该树脂组合物的片材状层叠材料的形态来使用。
作为片材状层叠材料,优选为以下示出的树脂片材、预浸料。
一个实施方式中,树脂片材包含支撑体、以及设置在该支撑体上的树脂组合物的层(以下,简称为“树脂组合物层”),树脂组合物层的特征在于由本发明的树脂组合物形成。
从印刷配线板的薄型化、以及即使该树脂组合物的固化物是薄膜也可提供绝缘性优异的固化物的观点出发,树脂组合物层的厚度优选为50μm以下、更优选为40μm以下。树脂组合物层的厚度的下限没有特别限定,通常可以设为5μm以上、10μm以上等。
作为支撑体,可举出例如,由塑料材料形成的膜、金属箔、脱模纸,优选为由塑料材料形成的膜、金属箔。
使用由塑料材料形成的膜作为支撑体时,作为塑料材料,可举出例如,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等丙烯酸类、环状聚烯烃、三乙酰纤维素(TAC)、聚醚硫化物(PES)、聚醚酮、聚酰亚胺等。其中,优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯,特别优选为廉价的聚对苯二甲酸乙二醇酯。
使用金属箔作为支撑体时,作为金属箔,可举出例如铜箔、铝箔等,优选为铜箔。作为铜箔,可以使用由铜的单金属构成的箔,也可以使用由铜与其它金属(例如锡、铬、银、镁、镍、锆、硅、钛等)的合金构成的箔。
支撑体可以对与树脂组合物层接合的面实施消光处理、电晕处理、防静电处理。此外,作为支撑体,可以使用在与树脂组合物层接合的面上具有脱模层的带脱模层的支撑体。作为带脱模层的支撑体的脱模层中使用的脱模剂,可举出例如选自醇酸树脂、聚烯烃树脂、聚氨酯树脂和有机硅树脂中的1种以上的脱模剂。带脱模层的支撑体可以使用市售品,可举出例如,具有以醇酸树脂系脱模剂为主成分的脱模层的PET膜,即,LINTEC公司制的“SK-1”、“AL-5”、“AL-7”、东丽公司制的“Lumirror T60”、帝人公司制的“Purex”、UNITIKA公司制的“Unipeel”等。
支撑体的厚度没有特别限定,优选为5μm~75μm的范围、更优选为10μm~60μm的范围。应予说明,使用带脱模层的支撑体时,优选带脱模层的支撑体整体的厚度为上述范围。
作为支撑体,还可以使用在薄金属箔上贴合能够剥离的支撑基材而成的带支撑基材的金属箔。一个实施方式中,带支撑基材的金属箔包含支撑基材、设置在该支撑基材上的剥离层、以及设置在该剥离层上的金属箔。使用带支撑基材的金属箔作为支撑体时,树脂组合物层设置在金属箔上。
带支撑基材的金属箔中,支撑基材的材质没有特别限定,可举出例如,铜箔、铝箔、不锈钢箔、钛箔、铜合金箔等。使用铜箔作为支撑基材时,可以是电解铜箔、压延铜箔。此外,剥离层只要能够将金属箔从支撑基材剥离则没有特别限定,可举出例如,选自Cr、Ni、Co、Fe、Mo、Ti、W、P中的元素的合金层;有机覆膜等。
带支撑基材的金属箔中,作为金属箔的材质,优选为例如铜箔、铜合金箔。
带支撑基材的金属箔中,支撑基材的厚度没有特别限定,优选为10μm~150μm的范围、更优选为10μm~100μm的范围。此外,金属箔的厚度例如可以设为0.1μm~10μm的范围。
一个实施方式中,树脂片材可以进一步根据需要包含任意的层。作为该任意的层,可举出例如,在树脂组合物层的未与支撑体接合的面(即、支撑体的相反侧的面)上设置的保护膜等。保护膜的厚度并无特别限定,例如为1μm~40μm。通过层叠保护膜,可以抑制树脂组合物层的表面上的灰尘等的附着或产生伤痕。
树脂片材例如可以通过如下方法制造:将液状的树脂组合物直接、或者在有机溶剂中溶解树脂组合物而制备树脂清漆,使用模涂布机等将其涂布于支撑体上,进而进行干燥形成树脂组合物层。
作为有机溶剂,可举出与作为树脂组合物的成分而说明的有机溶剂相同的那些。有机溶剂可以单独使用1种,也可以组合2种以上使用。
干燥可以通过加热、吹热风等公知的方法来实施。干燥条件没有特别限定,以树脂组合物层中的有机溶剂的含量达到10质量%以下、优选为5质量%以下的方式进行干燥。也根据树脂组合物或树脂清漆中的有机溶剂的沸点而有所不同,例如在使用包含30质量%~60质量%的有机溶剂的树脂组合物或树脂清漆时,可以通过在50℃~150℃下干燥3分钟~10分钟而形成树脂组合物层。
树脂片材可以卷成辊状来保存。树脂片材具有保护膜时,可以通过剥离保护膜来使用。
一个实施方式中,预浸料通过使本发明的树脂组合物浸渗于片材状纤维基材而形成。
预浸料中使用的片材状纤维基材没有特别限定,可以使用玻璃布、芳族聚酰胺无纺布、液晶聚合物无纺布等作为预浸料用基材所常用的材料。从印刷配线板的薄型化的观点出发,片材状纤维基材的厚度优选为50μm以下、更优选为40μm以下、进一步优选为30μm以下、特别优选为20μm以下。片材状纤维基材的厚度的下限没有特别限定。通常为10μm以上。
预浸料可以通过热熔法、溶剂法等公知的方法制造。
预浸料的厚度可以设为与上述树脂片材中的树脂组合物层相同的范围。
本发明的片材状层叠材料可以适宜地用于形成印刷配线板的绝缘层(印刷配线板的绝缘层用),可以更适宜地用于形成印刷配线板的层间绝缘层(印刷配线板的层间绝缘层用)。
[印刷配线板]
本发明的印刷配线板包含由本发明的树脂组合物的固化物形成的绝缘层。
印刷配线板例如可以使用上述树脂片材,通过包括下述(I)和(II)的步骤的方法来制造。
(I)在内层基板上层叠树脂片材以使树脂片材的树脂组合物层与内层基板接合的步骤
(II)将树脂组合物层固化(例如热固化)而形成绝缘层的步骤
步骤(I)中使用的“内层基板”是指作为印刷配线板的基板的构件,可举出例如,玻璃环氧基板、金属基板、聚酯基板、聚酰亚胺基板、BT树脂基板、热固化型聚苯醚基板等。此外,该基板可以在其单面或两面具有导体层,该导体层可以经图案加工。在基板的单面或两面形成有导体层(回路)的内层基板有时称为“内层回路基板”。此外,在制造印刷配线板时,要进一步形成绝缘层和/或导体层的中间制造物也包含在本发明中所说的“内层基板”中。印刷配线板为部件内置回路板时,还可以使用内置有部件的内层基板。
内层基板与树脂片材的层叠可以通过例如从支撑体侧将树脂片材加热压接于内层基板上来进行。作为将脂片材加热压接于内层基板上的构件(以下,也称为“加热压接构件”),可举出例如,经加热的金属板(SUS端板等)或金属辊(SUS辊)等。应予说明,可以将加热压接构件直接压在树脂片材上,也可以经由耐热橡胶等弹性材料进行压制,以使树脂片材充分追随内层基板的表面凹凸。
内层基板与树脂片材的层叠可以通过真空层合法来实施。真空层合法中,加热压接温度优选为60℃~160℃、更优选为80℃~140℃的范围,加热压接压力优选为0.098MPa~1.77MPa、更优选为0.29MPa~1.47MPa的范围,加热压接时间优选为20秒钟~400秒钟、更优选为30秒钟~300秒钟的范围。层叠可优选在压力26.7hPa以下的减压条件下实施。
层叠可以通过市售的真空层合机来进行。作为市售的真空层合机,可举出例如,名机制作所公司制的真空加压式层合机、Nikko-Materials公司制的真空敷料器、间歇式真空加压层合机等。
在层叠后,通过在常压下(大气压下)例如从支撑体侧对加热压接构件进行加压,由此可以进行经层叠的树脂片材的平滑化处理。平滑化处理的加压条件可以设为与上述层叠的加热压接条件相同的条件。平滑化处理可以通过市售的层合机来进行。应予说明,层叠和平滑化处理可以使用上述市售的真空层合机连续地进行。
支撑体可以在步骤(I)和步骤(II)之间除去,也可以在步骤(II)之后除去。应予说明,使用金属箔作为支撑体时,还可以在不剥离支撑体的情形下使用该金属箔形成导体层。此外,使用带支撑基材的金属箔作为支撑体时,只要将支撑基材(与剥离层)剥离即可。继而,可以使用金属箔形成导体层。
在步骤(II)中,将树脂组合物层固化(例如热固化),形成包含树脂组合物的固化物的绝缘层。树脂组合物层的固化条件没有特别限定,可以使用在形成印刷配线板的绝缘层时通常所采用的条件。
例如,树脂组合物层的热固化条件根据树脂组合物的种类等而有所不同,在一个实施方式中,固化温度优选为120℃~250℃、更优选为150℃~240℃、进一步优选为180℃~230℃。固化时间可以设为优选5分钟~240分钟、更优选10分钟~150分钟、进一步优选15分钟~120分钟。
在将树脂组合物层热固化之前,可以将树脂组合物层在比固化温度低的温度下进行预加热。例如,在使树脂组合物层热固化之前,可以在50℃~120℃、优选60℃~115℃、更优选70℃~110℃的温度下,将树脂组合物层预加热5分钟以上、优选5分钟~150分钟、更优选15分钟~120分钟、进一步优选15分钟~100分钟。
在制造印刷配线板时,还可以进一步实施(III)在绝缘层上开孔的步骤、(IV)对绝缘层进行粗糙化处理的步骤、(V)形成导体层的步骤。这些步骤(III)至步骤(V)可以依照印刷配线板的制造中所使用的本领域技术人员公知的各种方法来实施。应予说明,将支撑体在步骤(II)之后除去时,该支撑体的除去可以在步骤(II)与步骤(III)之间、步骤(III)与步骤(IV)之间、或步骤(IV)与步骤(V)之间实施。此外,还可以根据需要重复实施步骤(I)~步骤(V)的绝缘层和导体层的形成,形成多层配线板。
在其它实施方式中,本发明的印刷配线板可以使用上述预浸料来制造。制造方法基本上与使用树脂片材的情况相同。
步骤(III)是在绝缘层上开孔的步骤,由此可以在绝缘层上形成过孔、通孔等孔。步骤(III)可以根据绝缘层的形成中使用的树脂组合物的组成等,使用例如钻头、激光、等离子体等来实施。孔的尺寸、形状可以根据印刷配线板的设计而适宜确定。
步骤(IV)是对绝缘层进行粗糙化处理的步骤。通常、该步骤(IV)中也进行污迹(smear)的除去。粗糙化处理的步骤、条件没有特别限定,可以采用在形成印刷配线板的绝缘层时所通常使用的公知的步骤、条件。例如,可以依次实施利用溶胀液的溶胀处理、利用氧化剂的粗糙化处理、利用中和液的中和处理,对绝缘层进行粗糙化处理。
粗糙化处理中使用的溶胀液没有特别限定,可举出碱溶液、表面活性剂溶液等,优选为碱溶液,作为该碱溶液,更优选为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液。作为市售的溶胀液,可举出例如,ATOTECH JAPAN公司制的“Swelling Dip Securiganth P”、“Swelling DipSecuriganth SBU”等。利用溶胀液的溶胀处理没有特别限定,例如,可通过将绝缘层在30℃~90℃的溶胀液中浸渍1分钟~20分钟来进行。从将绝缘层的树脂的溶胀抑制在适度水平的观点出发,优选将绝缘层在40℃~80℃的溶胀液中浸渍5分钟~15分钟。
作为粗糙化处理中使用的氧化剂,没有特别限定,可举出例如在氢氧化钠的水溶液中溶解高锰酸钾或高锰酸钠而得的碱性高锰酸溶液。利用碱性高锰酸溶液等氧化剂的粗糙化处理优选通过将绝缘层在加热至60℃~100℃的氧化剂溶液中浸渍10分钟~30分钟来进行。此外,碱性高锰酸溶液中的高锰酸盐的浓度优选为5质量%~10质量%。作为市售的氧化剂,可举出例如ATOTECH JAPAN公司制的“Concentrate Compact CP”、“Dosing SolutionSecuriganth P”等碱性高锰酸溶液。
此外,作为粗糙化处理中使用的中和液,优选为酸性的水溶液,作为市售品,可举出例如,ATOTECH JAPAN公司制的“Reduction Solution Securiganth P”。
利用中和液的处理可以通过将进行了利用氧化剂的粗糙化处理的处理面在30℃~80℃的中和液中浸渍5分钟~30分钟来进行。从操作性等的观点出发,优选将进行了利用氧化剂的粗糙化处理的对象物在40℃~70℃的中和液中浸渍5分钟~20分钟的方法。
步骤(V)是形成导体层的步骤,在绝缘层上形成导体层。导体层中使用的导体材料没有特别限定。优选的实施方式中,导体层包含选自金、铂、钯、银、铜、铝、钴、铬、锌、镍、钛、钨、铁、锡和铟中的1种以上金属。导体层可以是单金属层,也可以是合金层,合金层可举出例如由选自上述中的2种以上的金属的合金(例如,镍・铬合金、铜・镍合金和铜・钛合金)形成的层。其中,从导体层形成的通用性、成本、图案化的容易性等观点出发,优选为铬、镍、钛、铝、锌、金、钯、银或铜的单金属层、或者镍・铬合金、铜・镍合金、铜・钛合金的合金层,更优选为铬、镍、钛、铝、锌、金、钯、银或铜的单金属层、或镍・铬合金的合金层,进一步优选为铜的单金属层。
导体层即使为单层结构,也可以是由不同种类的金属或合金形成的单金属层或合金层层叠2层以上而得的多层结构。导体层为多层结构时,与绝缘层相接的层优选为铬、锌或钛的单金属层、或镍・铬合金的合金层。
导体层的厚度取决于所期望的印刷配线板的设计,通常为3μm~35μm、优选为5μm~30μm。
一个实施方式中,导体层可以通过镀敷形成。例如,可以通过半加成法、全加成法等以往公知的技术在绝缘层的表面进行镀敷,形成具有所期望配线图案的导体层,从制造的简便性的观点出发,优选通过半加成法来形成。以下,示出通过半加成法形成导体层的实例。
首先,在绝缘层的表面通过无电解镀敷形成镀敷种子层。接着,在形成的镀敷种子层上形成对应于所期望的配线图案而使镀敷种子层的一部分露出的掩膜图案。在露出的镀敷种子层上通过电解镀敷形成金属层后,将掩膜图案除去。然后,通过蚀刻等将不需要的镀敷种子层除去,可以形成具有所期望配线图案的导体层。
在其它实施方式中,导体层可以使用金属箔形成。使用金属箔形成导体层时,步骤(V)适宜在步骤(I)与步骤(II)之间实施。例如,在步骤(I)之后将支撑体除去,将金属箔层叠于露出的树脂组合物层的表面。树脂组合物层与金属箔的层叠可以通过真空层合法实施。层叠的条件可以设为与针对步骤(I)所说明的条件相同。接着,实施步骤(II)形成绝缘层。然后,利用绝缘层上的金属箔,通过减成法、改良型半加成法等以往公知的技术,可以形成具有所期望配线图案的导体层。
金属箔可以通过例如电解法、压延法等公知的方法来制造。作为金属箔的市售品,可举出例如,JX日矿日石金属公司制的HLP箔、JXUT-III箔、三井金属矿山公司制的3EC-III箔、TP-III箔等。
或者,使用金属箔、带支撑基材的金属箔作为树脂片材的支撑体时,也可以如上所述使用该金属箔形成导体层。
此外,本发明的树脂组合物还可以适宜地用作在制造半导体芯片封装件时用于形成再配线层的绝缘层的树脂组合物(再配线层形成用的树脂组合物)、和用于密封半导体芯片的树脂组合物(半导体芯片密封用的树脂组合物)。使用树脂组合物(树脂片材)制造半导体芯片封装件的技术是本领域中广泛已知的,本发明的树脂组合物、树脂片材还可以适用于任意方法・技术。
[半导体装置]
本发明的半导体装置包含由本发明的树脂组合物层的固化物形成的绝缘层。本发明的半导体装置可以使用本发明的印刷配线板或半导体封装件来制造。
作为半导体装置,可举出供于电气制品(例如,计算机、移动电话、数码相机和电视等)和交通工具(例如,摩托车、汽车、电车、船舶和飞机等)等的各种半导体装置。
实施例
以下,通过实施例具体说明本发明。本发明并不受这些实施例限定。应予说明,以下,表示量的“份”和“%”若无另外说明则分别意指“质量份”和“质量%”。温度没有特别指定的情况下的温度条件和压力条件为室温(25℃)和大气压(1atm)。
-实施例1和2以及比较例1和2-
以下,对于包含选自(A)成分和(B)成分中的成分的树脂组合物的方式,例示性地示出实施例和比较例。
[实施例1]
(1) 树脂组合物的制备
将作为(B-1)成分的活性酯系固化剂b1a(DIC公司制“HPC-8000L-65TM”(包含双环戊二烯型二苯酚结构的活性酯系固化剂)、不挥发成分:65质量%、官能团当量:281g/eq.)40份、作为(B-2)成分的活性酯系固化剂之外的固化剂b2(DIC公司制“LA-3018-50P”(含三嗪骨架的甲酚酚醛清漆系固化剂)、官能团当量(羟基当量):151g/eq.、不挥发成分:50质量%(2-甲氧基丙醇溶液))5份、作为(D)成分的热塑性树脂d(三菱化学公司制“YX7553BH30”(苯氧树脂)、不挥发成分:30质量%(环己酮:甲乙酮(MEK)的1:1溶液))5份、作为(A)成分的萘酚芳烷基型环氧树脂a1(日铁化学&材料公司制“ESN-4100V”(萘酚芳烷基树脂)、环氧当量:360g/eq.、重均分子量(Mw):1600)50份、作为(C)成分的无机填充材料c(经信越化学工业公司制胺系硅烷偶联剂“KBM573”进行了表面处理的Admatechs公司制的球形二氧化硅“SO-C2”(平均粒径:0.5μm、比表面积:5.8m2/g))210份、作为(E)成分的固化促进剂e(和光纯药公司制“DMAP”(4-二甲基氨基吡啶;胺系固化促进剂))0.1份,使用混合机均匀分散。由此,得到含有(A)~(E)成分的树脂组合物(不挥发成分:93.6质量%)。
(2) 树脂片材的制作
作为支撑体,准备具有脱模层的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(LINTEC公司制“AL5”、厚度38μm)。在该支撑体的脱模层上均匀涂布实施例和比较例中得到的树脂组合物,以使干燥后的树脂组合物层的厚度达到40μm。然后,将树脂组合物在80℃~100℃(平均90℃)下进行4分钟干燥,得到包含支撑体和树脂组合物层的树脂片材A。
(3) 评价
使用树脂片材A进行后述评价。
[实施例2]
1)替代作为(B-1)成分的活性酯系固化剂b1a40份而使用活性酯系固化剂b1b(DIC公司制“HPC-8150-62T”(包含萘结构的活性酯系固化剂)、不挥发成分:62质量%(甲苯溶液)、官能团当量:233g/eq.)35份,并且2)将作为(C)成分的无机填充材料c的配合量从210份改变为200份,除此之外,与实施例1相同地制备树脂组合物,制作树脂片材A,并且使用树脂片材A进行评价。
[比较例1]
1)替代作为(A)成分的萘酚芳烷基型环氧树脂a1而使用作为(A’)成分的萘酚芳烷基型环氧树脂a’(日铁化学&材料公司制“ESN-475V”(萘酚芳烷基树脂)、环氧当量:325g/eq.、重均分子量(Mw):660)50份,2)将作为(B-1)成分的活性酯系固化剂b1a的配合量从40份改变为45份,并且3)将作为(C)成分的无机填充材料c的配合量从210份改变为220份,除此之外,与实施例1相同地制备树脂组合物,制作树脂片材A,并且使用树脂片材A进行评价。
[比较例2]
1)替代作为(B-1)成分的活性酯系固化剂b1a45份而使用活性酯系固化剂b1b40份,并且2)将作为(C)成分的无机填充材料c的配合量从220份改变为210份,除此之外,与比较例1相同地制备树脂组合物,制作树脂片材A,并且使用树脂片材A进行评价。
接着,对各种测定方法・评价方法进行说明。
<介电特性的评价-介电损耗角正切(Df)的测定->
将实施例和比较例中得到的树脂片材A在190℃的烘箱中进行90分钟固化。将支撑体从由烘箱取出的树脂片材A剥离,由此得到树脂组合物层的固化物。将该固化物切出为长度80mm、宽度2mm,作为评价用固化物。
对于各评价用固化物,使用安捷伦科技(AgilentTechnologies)公司制“HP8362B”,利用空腔谐振摄动法在测定频率5.8GHz、测定温度23℃下,测定介电损耗角正切的值(Df值)。用2片试验片实施测定,算出其平均。
<耐热性的评价-玻璃化转变温度(Tg)的测定->
将实施例和比较例中得到的树脂片材A在190℃的烘箱中进行90分钟固化,进而通过从支撑体剥离而得到固化膜。将该固化膜切出为长度20mm、宽度6mm,作为评价样品。对于各评价样品,使用理学公司制TMA装置,以5℃/分钟的升温速度从25℃至250℃测定玻璃化转变温度(Tg)。对相同试验片进行2次测定,记录第2次的值。
<低粗糙度性的评价-算术平均粗糙度(Ra)的测定->
(1)内层基板的准备
将形成了内层回路的玻璃布基材环氧树脂两面覆铜层叠板(铜箔的厚度18μm、基板的厚度0.4mm、Panasonic公司制“R1515A”)的两面以微蚀刻剂(MEC公司制“CZ8101”)蚀刻1μm,进行铜表面的粗糙化处理。
(2)树脂片材A的层合
使用间歇式真空加压层合机(Nikko-Materials公司制、2阶段增层层合机“CVP700”),以树脂组合物层与内层基板相接的方式将树脂片材A与内层基板的两面层合。层合是通过进行30秒钟减压将气压调整为13hPa以下后,在120℃、压力0.74MPa下进行30秒钟压接来实施。接着,在100℃、压力0.5MPa下进行60秒钟热压。
(3)树脂组合物层的热固化
然后,将层合有树脂片材A的内层基板投入130℃的烘箱中加热30分钟,接着转移至170℃的烘箱中加热30分钟,使树脂组合物层热固化,形成绝缘层。然后,剥离支撑体,得到依次具有绝缘层、内层基板和绝缘层的固化基板。
(4)粗糙化处理
对固化基板进行作为粗糙化处理的去污(Desmear)处理。作为去污处理,实施下述的湿式去污处理。
(湿式去污处理)
将固化基板在溶胀液(ATOTECH JAPAN公司制“SwellingDip Securiganth P”、二乙二醇单丁基醚和氢氧化钠的水溶液)中于60℃浸渍5分钟,接着在氧化剂溶液(ATOTECHJAPAN公司制“Concentrate Compact CP”、高锰酸钾浓度约6%、氢氧化钠浓度约4%的水溶液)中于80℃浸渍20分钟。接着,在中和液(ATOTECH JAPAN公司制“Reduction SolutionSecuriganth P”、硫酸水溶液)中于40℃浸渍5分钟后,在80℃下进行15分钟干燥。
(5)粗糙化处理后的绝缘层表面的算术平均粗糙度(Ra)的测定
使用非接触型表面粗糙度计(Bruker公司制WYKO NT3300),利用VSI模式、50倍透镜,通过将测定范围设为121μm×92μm而得到的数值,求出粗糙化处理后的固化基板(以下也称为“固化基板B”)的绝缘层表面的算术平均粗糙度(Ra)。通过分别求出10点的平均值来进行测定。
<导体密合性的评价-镀层剥离强度的测定->
(1)镀铜导体层的形成
依照半加成法,在表面粗度的评价时得到的固化基板B的绝缘层的粗糙化面形成导体层。即,将固化基板B在包含PdCl2的无电解镀敷液中于40℃浸渍5分钟后,在无电解镀铜液中于25℃浸渍20分钟。接着,在150℃下加热30分钟进行退火处理后,形成防蚀涂层,通过蚀刻形成图案。然后,进行硫酸铜电解镀敷,形成厚度25μm的导体层,在190℃进行60分钟退火处理。将所得基板称为“评价基板C”。
(2)镀层剥离强度的测定
评价基板C的镀层剥离强度的测定按照日本工业标准(JIS C6481)进行。具体地,评价基板C的导体层上切出宽度10mm、长度100mm的部分的切口,将其一端剥离并用镊子夹住,测定在室温中以50mm/分钟的速度沿垂直方向剥离35mm时的载荷(kgf/cm),求出剥离强度(镀层剥离强度)。测定中使用拉伸试验机(TSE公司制“AC-50C-SL”)。
<HAST耐性的评价-HAST试验前后的铜镀层剥离强度的测定->
(1)铜箔的衬底处理
将三井金属矿业公司制“3EC-III”(电解铜箔、35μm)的光泽面浸渍于微蚀刻剂(MEC公司制“CZ8101”)中对铜表面进行粗糙化处理(Ra值=1μm),实施防锈处理(CL8300)。将该铜箔称为CZ铜箔。进一步在130℃的烘箱中进行30分钟加热处理。
(2)铜箔的层叠与绝缘层形成
通过与前述相同的方法准备层合有树脂片材A的内层基板。然后,从该基板剥离位于两面的支撑体,使两侧的树脂组合物层露出。在这些树脂组合物层上,在与前述的树脂片材A的层合相同的条件下层叠“3EC-III”的CZ铜箔的处理面。继而,在190℃、90分钟的固化条件下将树脂组合物层固化,形成绝缘层,从而制作样品。
(3)铜箔剥离强度(衬底密合性)的测定
将制作的样品切断为150×30mm的小片。在小片的铜箔部分,使用切割器切出宽度10mm、长度100mm的部分的切口,将铜箔的一端剥离并用镊子((株)TSE制“AC-50C-SL”)夹住,使用Instron万能试验机,依照JIS C6481测定在室温中以50mm/分钟的速度沿垂直方向剥离35mm时的载荷[kgf/cm(N/cm)]。
<HAST耐性的评价-HAST试验前后的铜箔剥离强度的测定->
(1)样品的制作
将电解铜箔(三井金属矿业公司制“3EC-III”、厚度35μm)的光泽面浸渍于微蚀刻剂(MEC公司制“CZ-8101”)中对铜表面进行粗糙化处理(Ra值=1μm),接着,使用防锈溶液(MEC公司制“CL8300”)实施防锈处理。将所得铜箔称为CZ铜箔。进一步在130℃的烘箱中进行30分钟加热处理。
作为内层回路基板,准备形成有内层回路的玻璃布基材环氧树脂两面覆铜层叠板(铜箔的厚度18μm、基板的厚度0.4mm、Panasonic公司制“R1515A”)。接着,将树脂片材A使用间歇式真空加压层合机(名机制作所公司制“MVLP-500”),以树脂组合物层与内层回路基板接合的方式层叠于内层回路基板的两面。层叠是通过进行30秒钟减压使气压为13hPa以下后,在100℃、压力0.74MPa下进行30秒钟压接来实施。层叠后将支撑体剥离。在露出的树脂组合物层上,在与上述相同的条件下层叠CZ铜箔的处理面。然后,在190℃、90分钟的固化条件下将树脂组合物层固化,形成绝缘层,由此制作具有CZ铜箔/绝缘层/内层回路基板/绝缘层/CZ铜箔的结构的样品。
(2)高温高湿环境试验(HAST)前的铜箔剥离强度P0的测定
将制作的样品切断为150×30mm的小片。在小片的铜箔部分,使用切割器切出宽度10mm、长度100mm的部分的切口,剥离位于铜箔的长度方向的一端并用镊子(TSE公司制“AC-50C-SL”)夹住,使用Instron万能试验机,依照JIS C6481测定在室温中以50mm/分钟的速度沿垂直方向剥离35mm时的载荷。将如此测定的载荷称为“铜箔剥离强度P0”。
(3)高温高湿环境试验(HAST)后的铜箔剥离强度P1的测定
将制作的样品切断为150×30mm的小片。在小片的铜箔部分,使用切割器切出宽度10mm、长度100mm的部分的切口,使用高度加速寿命试验装置(楠本化成公司制“PM422”),在130℃、85%RH的条件下实施100小时的高温高湿环境试验。然后,将位于铜箔的长度方向的一端剥离并用镊子(TSE公司制“AC-50C-SL”)夹住,使用Instron万能试验机,依照JISC6481测定在室温中以50mm/分钟的速度沿垂直方向剥离35mm时的载荷。将如此测定的载荷称为“铜箔剥离强度P1”。
实施例1和2以及比较例1和2的结果示于表1。
[表1]
Claims (19)
1.树脂组合物,其包含:
(A)具有1000以上的重均分子量(Mw)、且具有350g/eq.以上的环氧当量的萘酚芳烷基型环氧树脂、和
(B)固化剂,
(B)固化剂包含(B-1)活性酯系固化剂。
2.权利要求1所述的树脂组合物,其中,(A)成分包含下述式(A1)所示的化合物,
[化1]
・・・(A1)
式(A1)中,Ar1是可被取代的碳原子数6~20的亚芳基,Ra各自独立地为氢原子、含环氧基的1价基团或碳原子数1~12的烷基,至少1个Ra为含环氧基的1价基团,至少1个Ra为碳原子数1~12的烷基,Rb和Rc各自独立地为含环氧基的1价基团、碳原子数1~12的烷基、烯丙基或碳原子数6~10的芳基,Rd为氢原子、含环氧基的1价基团、碳原子数1~12的烷基、烯丙基或碳原子数6~10的芳基,R1各自独立地为氢原子或碳原子数1~12的烷基,n为2~50的整数,mb为0~6的整数,mc为0~5的整数。
4.权利要求2所述的树脂组合物,其中,n为4以上,至少2个Ra为碳原子数1~6的烷基。
5.权利要求1所述的树脂组合物,其中,(B)成分包含(B-2)活性酯系固化剂之外的固化剂。
6.权利要求5所述的树脂组合物,其中,(B-2)成分的含量较(B-1)成分的含量少。
7.权利要求1所述的树脂组合物,其中,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(B-1)成分的含量为3~50质量%。
8.权利要求1所述的树脂组合物,其中,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(A)成分的含量为5~70质量%。
9.权利要求1所述的树脂组合物,其中,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(B)成分的含量为3~70质量%。
10.权利要求1所述的树脂组合物,其进一步包含(C)无机填充材料。
11.权利要求10所述的树脂组合物,其中,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(C)成分的含量为40质量%以上。
12.权利要求1所述的树脂组合物,其固化物的玻璃化转变温度超过145℃。
13.权利要求1所述的树脂组合物,其固化物的介电损耗角正切的值小于0.005。
14.权利要求1所述的树脂组合物,其用于印刷配线板的绝缘层。
15.权利要求1~14中任一项所述的树脂组合物的固化物。
16.片材状层叠材料,其含有权利要求1~14中任一项所述的树脂组合物。
17.树脂片材,其具有支撑体、和设置在该支撑体上的由权利要求1~14中任一项所述的树脂组合物形成的树脂组合物层。
18.印刷配线板,其具备包含权利要求1~14中任一项所述的树脂组合物的固化物的绝缘层。
19.半导体装置,其包含权利要求18所述的印刷配线板。
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