JP2006137791A - 熱硬化性樹脂組成物およびその硬化物 - Google Patents

Abstract

【課題】 低誘電率や低誘電損失を示し、絶縁性にも優れ、かつ耐熱衝撃性に優れた硬化物およびこのような硬化物が得られる熱硬化性樹脂組成物を提供すること。
【解決手段】 （Ａ）エポキシ樹脂と、（Ｂ）カルボキシル基、水酸基およびエポキシ基から選択される少なくとも１種の官能基を有するスチレン−ブタジエン系共重合体と、（Ｃ）硬化剤および／または硬化触媒とを含む熱硬化性樹脂組成物。
【選択図】 なし

Description

本発明は、低誘電率、低誘電損失等の電気特性に優れ、また電気絶縁性に優れ、かつ耐熱衝撃性に優れた硬化物、ならびにこのような硬化物が得られる熱硬化性樹脂組成物に関する。

電子機器、通信機などの精密機器に装備されている電気回路は、近年、ますます高速化、高密度化しており、使用する材料の高信頼性が求められている。そのため、回路基板の多層化、高精度化、微細化が図られている。

従来、このような回路基板は、ガラスクロスなどの補強基材に樹脂ワニスを含浸させ、その後、銅箔を張り合わせた後、加熱硬化させて製造されていた。これらの回路基板用樹脂材料としては、主にエポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂が用いられていた。このエポキシ樹脂やフェノール樹脂を用いた熱硬化材料は一般的に硬くて脆く、強靱化や、銅等の金属導体との密着性の改善のために、樹脂との相溶性が良好なアクリロニロリル−ブタジエン共重合体またはカルボキシ変性アクリロニトリル−ブタジエン共重合体が樹脂材料に添加されていた（特許文献１〜４）。しかしながら、今後の電子回路の高速化、高密度化の観点から、アクリロニトリルを含む共重合体を含有する熱硬化材料よりも、さらに低い誘電率や誘電損失を有する熱硬化材料が求められている。

一般に、スチレン−ブタジエン系共重合体は、その構造から電気特性に優れていることが知られている。ところが、通常のスチレン−ブタジエン共重合体はエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂との相溶性が悪く、混合時もしくは硬化反応時に各成分が分離し、均一な硬化膜を得ることは困難であった。

特許文献５〜７には、低誘電特性や低誘電損失特性の向上という観点で、スチレン−ブタジエン−イタコン酸共重合体からなるポリマー粒子にジビニルベンゼンを重合した中空架橋樹脂粒子を含有する熱硬化性樹脂組成物およびその硬化物が提案されている。そして、この硬化物は、スチレン−ブタジエン−イタコン酸共重合体からなるポリマー粒子にメチルメタクリレートを重合した球形の非架橋樹脂粒子を含有する硬化物に比べて、低誘電率や低誘電損失を示し、かつ絶縁性に優れることが開示されている。ところが、この硬化物は、アクリロニトリルを含む共重合体を含有する熱硬化材料に比べて、低誘電率および低誘電損失は達成されるものの、絶縁抵抗値が低下する傾向にあった。また、上記中空架橋樹脂粒子は、スチレン−ブタジエン−イタコン酸共重合体を種ポリマーとしてジビニルベンゼンを共重合しているため、エポキシ樹脂やフェノール樹脂との相溶性が悪く、さらに、ガラス転移温度が高いため、この中空架橋樹脂粒子を含有する硬化物は熱衝撃性（耐クラック性）に劣る傾向にあった。

そこで、今後の電子回路の高速化、高密度化に対応するため、低誘電率や低誘電損失を示し、絶縁性にも優れ、かつ耐熱衝撃性にも優れた硬化物、およびこのような硬化物が得られる熱硬化性樹脂組成物が求められている。
特開２００２−２０４５４号公報 特開２００２−６０４６７号公報 特開２００３−２４６８４９号公報 特開２００３−３１８４９９号公報 特開２０００−３１１５１８号公報 特開２０００−３１３８１８号公報 特開２０００−３１５８４５号公報

本発明は、上記のような従来技術に伴う問題を解決しようとするものであって、低誘電率や低誘電損失を示し、かつ絶縁性にも優れた硬化物およびこのような硬化物が得られる熱硬化性樹脂組成物を提供することを課題としている。さらには、高いガラス転移温度を有し、耐熱衝撃性に硬化物およびこのような硬化物が得られる熱硬化性樹脂組成物を提供することも課題としている。

本発明者らは、上記問題点を解決すべく鋭意研究し、特定の官能基を有するスチレン−ブタジエン系共重合体がエポキシ樹脂と良好な相溶性を示し、この共重合体を含有するエポキシ樹脂組成物の硬化物が、低誘電率や低誘電損失を示し、かつ絶縁性にも優れ、さらに、十分に高いガラス転移温度、耐熱衝撃性を有することを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明に係る熱硬化性樹脂組成物は、（Ａ）エポキシ樹脂と、（Ｂ）カルボキシル基、水酸基およびエポキシ基から選択される少なくとも１種の官能基を有するスチレン−ブタジエン系共重合体と、（Ｃ）硬化剤および／または硬化触媒とを含むことを特徴とする。

前記スチレン−ブタジエン系共重合体（Ｂ）は１つ以上のガラス転移温度を有する共重合体であって、その少なくとも１つのガラス転移温度が０℃以下であることが好ましい。
前記スチレン−ブタジエン系共重合体（Ｂ）は架橋微粒子であることが好ましい。

前記架橋微粒子の粒子径は３０〜５００ｎｍの範囲にあることが好ましい。
前記スチレン−ブタジエン系共重合体（Ｂ）は、原料モノマー合計１００重量部に対して、スチレン５〜４０重量部と、ブタジエン４０〜９０重量部と、カルボキシル基、水酸基およびエポキシ基から選択される少なくとも１種の官能基を有する単量体１〜３０重量部とから得られた共重合体であることが好ましい。

前記スチレン−ブタジエン系共重合体（Ｂ）は、原料モノマー合計１００重量部に対して、スチレン５〜４０重量部と、ブタジエン４０〜９０重量部と、カルボキシル基、水酸基およびエポキシ基から選択される少なくとも１種の官能基を有する単量体１〜３０重量部と、少なくとも２つの重合性不飽和二重結合を有する単量体０．５〜１０重量部とから得られた共重合体であることが好ましい。

前記熱硬化性樹脂組成物は、それを熱硬化して得られる硬化物の弾性率が１．５ＧＰａ以下であることが好ましい。
本発明に係る硬化物は、上記熱硬化性樹脂組成物を熱硬化して得られることを特徴とする。

本発明によると、相溶性に優れた熱硬化性樹脂組成物を得ることができる。また、低誘電率や低誘電損失を示し、かつ絶縁性にも優れ、さらに、十分に高いガラス転移温度、耐熱衝撃性を有する硬化物を得ることができる。

〔熱硬化性樹脂組成物〕
本発明に係る熱硬化性樹脂組成物は、（Ａ）エポキシ樹脂と（Ｂ）スチレン−ブタジエン系共重合体と（Ｃ）硬化剤および／または硬化触媒とを含有する。まず、本発明に用いられる各成分について説明する。

（Ａ）エポキシ樹脂：
本発明に用いられるエポキシ樹脂（Ａ）は、多層回路基板の層間絶縁膜あるいは平坦化膜、電子部品等の保護膜あるいは電気絶縁膜などに用いられるエポキシ樹脂であれば特に限定されないが、具体的には、
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、スピロ環型エポキシ樹脂、ビスフェノールアルカン類型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、臭素化クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリスヒドロキシメタン型エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂、脂環型エポキシ樹脂、アルコール型エポキシ樹脂、ブチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、クレジルグリシジルエーテル、ノニルグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンポリグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、１，６−へキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエーテル、脂肪酸変性エポキシ樹脂、トルイジン型エポキシ樹脂、アニリン型エポキシ樹脂、アミノフェノール型エポキシ樹脂、１，３−ビス（Ｎ，Ｎ−ジグリシジルアミノメチル）シクロヘキサン、ヒンダトイン型エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン、ジフェニルエーテル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ダイマー酸ジグリシジルエステル、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、ダイマー酸ジグリシジルエーテル、シリコーン変性エポキシ樹脂、ケイ素含有エポキシ樹脂、ウレタン変性エポキシ樹脂、ＮＢＲ変性エポキシ樹脂、ＣＴＢＮ変性エポキシ樹脂、エポキシ化ポリブタジエンなどが挙げられる。

これらのエポキシ樹脂は１種単独でまたは２種以上を混合して使用してもよい。
（Ｂ）スチレン−ブタジエン系共重合体：
本発明に用いられるスチレン−ブタジエン系共重合体（Ｂ）（以下、単に「共重合体（Ｂ）」ともいう。）は、カルボキシル基、水酸基およびエポキシ基から選択される少なくとも１種の官能基を有するスチレン−ブタジエン系共重合体である。カルボキシル基、水酸基およびエポキシ基から選択される少なくとも１種の官能基を含有することによって、共重合体（Ｂ）はエポキシ樹脂（Ａ）との相溶性に優れる。

上記共重合体（Ｂ）のガラス転移温度（Ｔｇ）は、耐熱衝撃性改良の点から、通常０℃以下、好ましくは−１０℃以下、より好ましくは−２０℃以下が好ましい。Ｔｇが上記範囲にある共重合体（Ｂ）を用いることにより、熱硬化性樹脂組成物の硬化物（硬化膜）は優れた可とう性（耐クラック性）を示す。一方、Ｔｇが上記上限を超えると、硬化物は耐クラック性に劣り、温度変化が大きい環境下では基板表面に多数のクラックが発生することがある。なお、本発明における共重合体（Ｂ）のＴｇは、共重合体（Ｂ）の分散液を凝固、乾燥した後、セイコーインスツルメンツ（株）製の示差走査熱量分析装置（ＳＳＣ／５２００Ｈ）を用いて−１００℃〜１５０℃の範囲で昇温速度１０℃／ｍｉｎで測定した値である（ＤＳＣ法）。

本発明に用いられる共重合体（Ｂ）は、スチレンと、ブタジエンと、カルボキシル基、水酸基およびエポキシ基から選択される少なくとも１種の官能基を有する単量体（以下、
「特定官能基含有単量体」ともいう。）とを共重合させることによって製造することができる。このとき、原料モノマー合計１００重量部に対して、スチレンを通常５〜４０重量部、好ましくは１５〜２５重量部と；ブタジエンを通常４０〜９０重量部、好ましくは５０〜８０重量部と；特定官能基含有単量体を通常１〜３０重量部、好ましくは５〜２５重量部を共重合させることが望ましい。原料モノマーを上記割合で共重合することにより、エポキシ樹脂との相溶性に優れ、低誘電率、低誘電損失等の電気特性に優れ、また電気絶縁性に優れ、かつ耐熱衝撃性に優れた硬化物を形成し得るスチレン−ブタジエン系共重合体（Ｂ）を得ることができる。

また、上記共重合体（Ｂ）が架橋微粒子の場合には、スチレンと、ブタジエンと、特定官能基含有単量体と、少なくとも２つの重合性不飽和二重結合を有する単量体（以下、「架橋性単量体」ともいう。）とを共重合させることによって製造することができる。このとき、原料モノマー合計１００重量部に対して、スチレンを通常５〜４０重量部、好ましくは１５〜２５重量部と；ブタジエンを通常４０〜９０重量部、好ましくは５０〜８０重量部と；特定官能基含有単量体を通常１〜３０重量部、好ましくは５〜２５重量部と；架橋性単量体を通常０．５〜１０重量部、好ましくは１〜５重量部共重合させることが望ましい。原料モノマーを上記割合で共重合することにより、エポキシ樹脂との相溶性に優れ、低誘電率、低誘電損失等の電気特性に優れ、また電気絶縁性に優れ、かつ耐熱衝撃性に優れた硬化物を形成し得るスチレン−ブタジエン系共重合体（Ｂ）を得ることができる。

これらの共重合体（Ｂ）では、スチレン、ブタジエン、特定官能基含有単量体および架橋性単量体に加えて、その他の単量体（以下、単に「その他の単量体」ともいう。）を共重合させてもよい。

本発明では、スチレン、ブタジエン、特定官能基含有単量体、および必要に応じて架橋性単量体を同時に共重合することが好ましい。このようにして得られた共重合体（Ｂ）は、特にエポキシ樹脂（Ａ）との相溶性に優れている。

このような共重合体（Ｂ）のうち、スチレン、ブタジエンおよび特定官能基含有単量体のみを共重合させた共重合体を用いると絶縁性に優れた硬化物が得られる。
上記特定官能基含有単量体としては、カルボキシル基含有単量体、水酸基含有単量体およびエポキシ基含有単量体が挙げられる。これらの単量体は１種単独で用いても、２種以上を混合して用いてもよい。

カルボキシル基含有単量体として、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルコハク酸、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルマレイン酸、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルフタル酸、２−（メタ）アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、アクリル酸ダイマー、ω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノアクリレート等が挙げられる。

水酸基含有単量体として、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ヒドロキシブチル（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−フェノキシプロピル（メタ）アクリレート等が挙げられる。

エポキシ基含有単量体として、グリシジル（メタ）アクリレート、アリルグリシジルエーテル等が挙げられる。
上記共重合体（Ｂ）には、これらの特定官能基含有単量体から誘導された構成単位が、共重合体（Ｂ）を構成する全モノマー構成単位１００ｍｏｌ％に対して、通常０．１ｍｏｌ％〜３０ｍｏｌ％、好ましくは０．５ｍｏｌ％〜２０ｍｏｌ％の割合で含まれることが
望ましい。

また、架橋性単量体としては、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、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、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、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレートなどの重合性不飽和基を少なくとも２個有する化合物が挙げられる。

その他の単量体としては、たとえば、イソプレン、ジメチルブタジエン、クロロプレン、１，３−ペンタジエン等のジエン系単量体；（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−メチレンビス（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−エチレンビス（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−ヘキサメチレンビス（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−ビス（２−ヒドロキシエチル）（メタ）アクリルアミド、クロトン酸アミド、ケイ皮酸アミド等の不飽和アミド類；（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸ラウリル、ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコール（メタ）アクリレートなどの（メタ）アクリル酸エステル類；α−メチルスチレン、ｏ−メトキシスチレン、ｐ−ヒドロキシスチレン、ｐ−イソプロペニルフェノールなどの芳香族ビニル化合物；ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル、グリコールのジグリシジルエーテルなどと、（メタ）アクリル酸、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートなどとの反応によって得られるエポキシ（メタ）アクリレート類；ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートとポリイソシアナートとの反応によって得られるウレタン（メタ）アクリレート類；ジメチルアミノ（メタ）アクリレート、ジエチルアミノ（メタ）アクリレート等のアミノ基含有不飽和化合物などが挙げられる。

（共重合体（Ｂ）の製造方法）
スチレン−ブタジエン系共重合体（Ｂ）の製造方法は、特に限定されず、たとえば、乳化重合法や懸濁重合法を用いることができる。

乳化重合により製造する場合、界面活性剤を用いて水中に単量体類を乳化し、重合開始剤として過酸化物触媒やレドックス系触媒などのラジカル重合開始剤を用い、さらに必要に応じてメルカプタン系化合物やハロゲン化炭化水素などの分子量調節剤を添加して、０〜５０℃で重合を行う。次いで、所定の重合転化率に達した後、Ｎ，Ｎ−ジエチルヒドロキシルアミンなどの反応停止剤を添加して重合反応を停止させる。その後、重合系内の未反応単量体を水蒸気蒸留などで除去することによって、共重合体エマルジョンを合成することができる。この共重合体エマルジョンを、所定の濃度の電解質水溶液中に加え、析出した共重合体を乾燥することにより、共重合体を単離することができる。

上記重合時に、架橋性単量体を添加して共重合することにより、架橋微粒子を得ることができる。また、架橋性単量体を用いずに、架橋微粒子を製造する方法として、過酸化物等の架橋剤をラテックスに添加してラテックス粒子を架橋させる方法、重合転化率を上げることによってラテックス粒子内をゲル化させる方法、カルボキシ基等の官能基を利用して金属塩等の架橋剤を添加して粒子内で架橋させる方法等を例示することができる。

共重合体の凝固方法としては、上記のような塩析による方法以外に、界面活性剤としてノニオン系界面活性剤を用いた場合には、ノニオン系の界面活性剤の曇点以上に加熱し、共重合体を凝固させることもできる。また、ノニオン系界面活性剤以外の界面活性剤を用いた場合には、重合後にノニオン系界面活性剤を添加し、曇点以上に加熱することにより
、共重合体を凝固させることもできる。

共重合体（Ｂ）を乳化重合で製造する場合に用いる界面活性剤は、特に限定されないが、たとえば、アルキルベンゼンスルホン酸塩等のアニオン系界面活性剤；アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩等のカチオン系界面活性剤；ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリド等のノニオン系界面活性剤および両性の界面活性剤；ならびに反応性乳化剤を用いることができる。これらの界面活性剤は１種単独で、または２種以上を混合して用いることができる。

本発明において、共重合体（Ｂ）を架橋微粒子や非架橋微粒子などの粒子状共重合体として使用する場合、微粒子の大きさは、通常３０〜５００ｎｍ、好ましくは４０〜２００ｎｍ、さらに好ましくは４５〜１００ｎｍである。なお、本発明において粒子状共重合体の平均粒子径は、大塚電子製の光散乱流動分布測定装置（ＬＰＡ−３０００）を用い、粒子状共重合体の分散液を常法にしたがって希釈して測定した値である。

粒子状共重合体の粒径の制御方法は特に限定されず、たとえば、乳化重合により粒子状共重合体を合成する場合、使用する乳化剤の量により、乳化重合中のミセルの数を制御して粒径をコントロールすることができる。

本発明では、上記共重合体（Ｂ）は、前記エポキシ樹脂（Ａ）１００重量部に対して、通常１〜１５０重量部、好ましくは５〜１００重量部の量で配合される。配合量を上記下限以上にすると得られる硬化膜の強靱性が向上し、長期使用中に硬化膜にクラックが発生しにくくなる。また、配合量を上記上限以下にすると共重合体（Ｂ）と他成分との相溶性が向上するとともに、得られる硬化物の耐熱性が向上する。

（Ｃ）硬化剤および硬化触媒：
本発明に用いられる硬化剤および硬化触媒は特に制限されないが、たとえば、脂肪族または芳香族のアミン類、ポリアミド樹脂、カルボン酸類、酸無水物類、フェノール樹脂類、ポリスルフィフィド樹脂、ポリビニルフェノール類、ジシアンジアミド、二塩基酸ジヒドラジド、イミダゾール類、有機ボロン、有機ホスフィン、グアニジン類およびこれらの塩などが挙げられる。これらは１種単独で、または２種以上を組み合わせて用いることができる。また、硬化反応を促進する目的で、硬化触媒とともに硬化促進剤を併用することもできる。ここで、「硬化剤」とは、自ら架橋構造を形成するものであり、「硬化触媒」とは、自らは架橋構造を形成しないが、架橋反応を促進するものであり、「硬化促進剤」とは、硬化触媒の触媒作用を増大させるものである。

前記（Ｃ）硬化剤および／または硬化触媒は、前記エポキシ樹脂（Ａ）１００重量部に対して、好ましくは０．１〜２０重量部、さらに好ましくは０．５〜１０重量部の量で配合される。

その他添加剤：
本発明に係る熱硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、有機溶剤、密着助剤、レベリング剤、無機フィラー、高分子添加剤、反応性希釈剤、濡れ性改良剤、界面活性剤、可塑剤、酸化防止剤、帯電防止剤、防カビ剤、調湿剤、難燃剤およびその他添加剤などを含有することもでき、これらの添加剤は本発明の効果を損なわない範囲の量を使用することができる。また、上記エポキシ樹脂（Ａ）以外の樹脂（以下、「その他の樹脂」ともいう）を添加してもよい。

（有機溶剤）
有機溶媒は、熱硬化性樹脂組成物の取り扱い性を向上させたり、粘度や保存安定性を調節するために添加される。このような有機溶媒は特に制限されないが、たとえば、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類；プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル類；プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジプロピルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル等のプロピレングリコールジアルキルエーテル類；プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類；エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ類；ブチルカルビトール等のカルビトール類；乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ｎ−プロピル、乳酸イソプロピル等の乳酸エステル類；酢酸エチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ｎ−アミル、酢酸イソアミル、プロピオン酸イソプロピル、プロピオン酸ｎ−ブチル、プロピオン酸イソブチル等の脂肪族カルボン酸エステル類；３−メトキシプロピオン酸メチル、３−メトキシプロピオン酸エチル、３−エトキシプロピオン酸メチル、３−エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル等の他のエステル類；トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類；２−ヘプタノン、３−ヘプタノン、４−ヘプタノン、シクロヘキサノン等のケトン類；Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド類；γ−ブチロラクン等のラクトン類を挙げることができる。これらの有機溶媒は、１種単独で、あるいは２種以上を混合して使用することができる。

（その他の樹脂）
本発明に係る熱硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、上記エポキシ樹脂以外のその他の樹脂を含有することもでき、これらの樹脂は本発明の効果を損なわない範囲の量を使用することができる。このような樹脂としては、フェノール性水酸基を有する樹脂、ポリイミド、アクリルポリマー、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系エラストマー、スチレンブタジエンエラストマー、シリコンエラストマー、トリレンジイソシアネート等のジイソシアネート化合物やそのブロック化物、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、（変性）ポリカルボジイミド、ポリエーテルイミド、ポリエステルイミド、変性ポリフェニレンオキシド、フェノール性水酸基を有する樹脂、オキセタン基を有する樹脂等の熱可塑性あるいは熱硬化性の樹脂等を挙げることができる。

＜熱硬化性樹脂組成物およびその用途＞
本発明に係る熱硬化性樹脂組成物の調製方法は特に限定されず、通常の熱硬化性樹脂組成物の調製方法を適用することができる。たとえば、エポキシ樹脂（Ａ）を上記有機溶媒に溶解してワニスを調製し、このワニスに、共重合体（Ｂ）ならびに（Ｃ）硬化剤および／または硬化触媒を配合する方法が挙げられる。

本発明に係る熱硬化性樹脂組成物は、各成分が良好な相溶性を示し、さらにその硬化物が低誘電率および低誘電損失を示し、かつ優れた絶縁性を示すとともに、高ガラス転移温度、耐熱衝撃性を有する。

従って、本発明に係る熱硬化性樹脂組成物は、特に、多層回路基板の層間絶縁膜あるい
は平坦化膜、各種の電気機器や電子部品等の保護膜あるいは電気絶縁膜、各種電子材料用の接着剤、コンデンサーフィルムなどに極めて好適に用いることができる。また、半導体封止材料、アンダーフィル用材料あるいは液晶封止用材料などとしても好適に使用することができる。

また、液状の前記熱硬化性樹脂組成物をガラスクロスなどに含浸させたのち乾燥したプリプレグ、あるいは無溶媒の前記熱硬化性樹脂組成物をガラスクロスなどに含浸させたプリプレグを、銅張り積層板などの積層材などとして用いることもできる。

さらに、本発明に係る熱硬化性樹脂組成物は、たとえば、粉末、ペレット等の形態で、熱硬化性成形材料として用いることもできる。
本発明に係る熱硬化性樹脂組成物を予め表面処理した適当な支持体に塗布して熱硬化性薄膜を成形し、この薄膜を支持体とともにラミネーターを用いて基材に転写した後、硬化することにより硬化物層と支持体層を有する基板を得ることができる。また、支持体として表面離型処理したフィルムを用いると、基材に転写後、支持体のみを剥離することにより、熱硬化性樹脂層を形成することができる。得られた熱硬化性フィルムは、電気機器や電子部品等の低応力接着フィルムなどとして用いることができる。

さらに、前記支持体から剥離された熱硬化性薄膜を硬化させるか、または前記支持体から剥離する前に熱硬化性薄膜を加熱、硬化させたのち、得られた硬化薄膜を基体から剥離することによって、硬化フィルムを得ることもできる。

前記支持体は特に限定されるものではなく、たとえば、鉄、ニッケル、ステンレス、チタン、アルミニウム、銅、各種合金等の金属；窒化ケイ素、炭化ケイ素、サイアロン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、炭化ホウ素、酸化ジルコニウム、酸化チタン、アルミナ、シリカや、これらの混合物等のセラミック；Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＣ 、ＳｉＧｅ、ＧａＡｓ
等の半導体；ガラス、陶磁器等の窯業材料；ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、全芳香族ポリエステル等の耐熱性樹脂等を挙げることができる。前記支持体には、所望により予め離型処理を施してもよく、また、シランカップリング剤、チタンカップリング剤等による薬品処理や、プラズマ処理、イオンプレーティング、スパッタリング、気相反応法、真空蒸着など適宜の前処理を施すこともできる。

前記熱硬化性樹脂組成物は公知の塗布方法により前記支持体に塗布することができる。塗布方法としては、たとえば、ディッピング法、スプレー法、バーコート法、ロールコート法、スピンコート法、カーテンコート法、グラビア印刷法、シルクスクリーン法、またはインクジェット法などの塗布方法を用いることができる。

また、塗布の厚さは、塗布手段、組成物溶液の固形分濃度や粘度を調節することにより、適宜制御することができる。
熱硬化性樹脂組成物の硬化条件は特に制限されるものではないが、硬化物の用途や、硬化剤および／または硬化触媒の種類に応じて、たとえば、５０〜２００℃の温度で１０分〜４８時間程度加熱することにより組成物を硬化させることができる。

また、硬化を十分に進行させたり、気泡の発生を防止するために、二段階で加熱してもよい。たとえば、第一段階では、５０〜１００℃の温度で１０分〜１０時間程度加熱し、さらに第二段階で、８０〜２００℃の温度で３０分〜１２時間程度加熱して硬化させることもできる。

上記のような硬化条件であれば、加熱設備として一般的なオーブンや、赤外線炉などを
使用することができる。
このようにして得られた硬化物は、Ｋ７１１３（プラスチックの引張試験方法）に準じて測定された引張弾性率（以下、単に「弾性率」ともいう）が通常１．５ＧＰａ以下、好ましくは１．０ＧＰａ以下である。弾性率が上記範囲にある硬化物は、温度変化が大きい環境下においてもクラックが発生しにくく、耐熱衝撃性に優れている。

［実施例］
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は、この実施例により何ら限定されるものではない。なお、以下の合成例、実施例および比較例における「部」は特に断らない限り「重量部」を意味する。実施例および比較例で得られた硬化物は下記の方法により評価した。

（１）電気特性
鏡面仕上げの板状ＳＵＳに熱硬化性樹脂組成物を塗布し、対流式オーブンで８０℃×３０分間加熱した。さらに１５０℃×４時間加熱して、板状ＳＵＳ上に１０μｍ厚の硬化フィルムを作製した。この硬化フィルム上にアルミ電極を形成し、誘電率／誘電損失測定機（ヒューレットパッカード社製：ＬＣＲメーターＨＰ４２４８）により、誘電率および誘電損失を周波数１ＭＨｚの条件で測定した。

（２）ガラス転移温度
ＰＥＴフィルムに熱硬化性樹脂組成物を塗布し、対流式オーブンで８０℃×３０分間加熱した。さらに１５０℃×４時間加熱後、ＰＥＴフィルムを剥がし、５０μｍ厚の硬化フィルムを作製した。この硬化フィルムをダンベルで打ち抜き成形して３ｍｍ幅の試験片を作製し、セイコーインスツルメンツ（株）製の熱機械分析装置（ＴＭＡ／ＳＳ６１００）を用いて、ＴＭＡ粘弾性法により、ガラス転移温度（Ｔｇ）を求めた。

（３）電気絶縁性（体積抵抗率）
鏡面仕上げの板状ＳＵＳに熱硬化性樹脂組成物を塗布し、対流式オーブンで８０℃×３０分加熱することにより、５０μｍ厚の均一な樹脂塗膜を作製した。さらに１５０℃で４時間加熱して硬化フィルムを得た。この硬化フィルムについて、恒温恒湿試験装置（タバイエスペック（株）社製）により、温度８５℃、湿度８５％の条件下で５００時間の耐性試験を行った。ＪＩＳ Ｃ６４８１に準拠して耐性試験前後での硬化フィルムの体積抵抗率を測定した。

（４）弾性率
上記（２）ガラス転移温度の測定方法と同様にして、５０μｍ厚の硬化フィルムを作製した後、この硬化フィルムをダンベルで打ち抜き成形して５ｍｍ幅の試験片を作製した。この試験片について、ＪＩＳ Ｋ７１１３（プラスチックの引張試験方法）に準じて測定を実施し、引張弾性率を弾性率として記載した。なお、ＪＩＳ Ｋ７１１３において、引張弾性率は、引張比例限度内（応力−ひずみ曲線の初期直線部）における引張応力とこれに対応するひずみの比として定義される。

（５）耐熱衝撃性
熱硬化性樹脂組成物を図１に示すパターン基板に塗布し、対流式オーブンで８０℃×３０分加熱し、５０μｍ厚の均一な樹脂塗膜を作製した。さらに１５０℃で４時間加熱して硬化膜付き基板を得た。この硬化膜付き基板ついて、冷熱衝撃試験器（タバイエスペック（株）社製 ＴＳＡ−４０Ｌ）により、−６５℃／３０分〜１５０℃／３０分を１サイクルとして耐熱衝撃性試験を行った。硬化樹脂にクラックなどの欠陥の発生したサイクル数を１００サイクル毎に１０００サイクルまで確認し、クラックが発生したサイクル数で評価した。なお、１０００サイクル後においてもクラックが発生しなかった場合は「クラッ
クなし」として評価した。

［合成例１］
（共重合体（Ｂ−１）の調製）
蒸留水２００部に対してドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム５部を溶解した水溶液、原料モノマーとしてブタジエン７０部、スチレン１８部、２−ヒドロキシブチルメタクリレート５部、メタクリル酸５部およびレドックス触媒をオートクレーブに仕込み、１０℃に温度調整した後、重合開始剤としてクメンハイドロオキサイド０．０１部を加え、重合転化率８５％まで乳化重合した。次いで、反応停止剤Ｎ，Ｎ−ジエチルヒドロキシルアミンを添加し、共重合エマルジョンを合成した。その後、この溶液中に水蒸気を吹き込み未反応の原料モノマーを除去した後、この溶液を５％塩化カルシウム水溶液中に添加し、析出した共重合体を８０℃に設定した送風乾燥機で乾燥することによって、共重合体（Ｂ−１）を単離した。共重合体（Ｂ−１）について、ＤＳＣ法によりガラス転移温度（Ｔｇ）を測定したところ、−５５℃であった。

［合成例２］
（共重合体（Ｂ−２）の調製）
原料モノマーとして、ブタジエン６０部、スチレン２０部、２−ヒドロキシブチルメタクリレート１８部およびジビニルベンゼン２部を用いた以外は合成例１と同様にして、共重合体（Ｂ−２）を合成、単離した。共重合体（Ｂ−２）について、ＤＳＣ法によりガラス転移温度（Ｔｇ）を測定したところ、−４５℃であった。

［合成例３］
（共重合体（Ｂ−３）の調製）
原料モノマーとして、ブタジエン６３部、スチレン２０部、２−ヒドロキシブチルメタクリレート１０部、メタクリル酸５部およびジビニルベンゼン２部を用いた以外は合成例１と同様にして、共重合体（Ｂ−３）を合成、単離した。共重合体（Ｂ−３）について、ＤＳＣ法によりガラス転移点（Ｔｇ）を測定したところ、−４０℃であった。
［合成例４］
（共重合体（Ｂ−４）の調製）
原料モノマーとして、ブタジエン６３部、スチレン２０部、２−ヒドロキシブチルメタクリレート５部およびグリシジルメタクリレート５部を用いた以外は合成例１と同様にして、共重合体（Ｂ−４）を合成、単離した。共重合体（Ｂ−４）について、ＤＳＣ法によりガラス転移温度（Ｔｇ）を測定したところ、−５７℃であった。

［合成例５］
（共重合体（Ｂ−５）の調製）
原料モノマーとして、ブタジエン２０部、スチレン６８部、２−ヒドロキシブチルメタクリレート５部、メタクリル酸５部およびジビニルベンゼン２部を用いた以外は合成例１と同様にして、共重合体（Ｂ−５）を合成、単離した。共重合体（Ｂ−５）について、ＤＳＣ法によりガラス転移温度（Ｔｇ）を測定したところ、１２℃であった。

［合成例６］
（共重合体（ｂ−６）の調製）
原料モノマーとして、ブタジエン７０部、アクリロニトリル２０部、２−ヒドロキシブチルメタクリレート５部およびメタクリル酸５部を用いた以外は合成例１と同様にして、共重合体（ｂ−６）を合成、単離した。共重合体（ｂ−６）について、ＤＳＣ法によりガラス転移温度（Ｔｇ）を測定したところ、−５５℃であった。

［合成例７］
（共重合体（ｂ−７）の調製）
原料モノマーとして、ブタジエン６０部、アクリロニトリル２０部、２−ヒドロキシブチルメタクリレート１８部およびジビニルベンゼン２部を用いた以外は合成例１と同様にして、共重合体（ｂ−７）を合成、単離した。共重合体（ｂ−７）について、ＤＳＣ法によりガラス転移点（Ｔｇ）を測定したところ、−４２℃であった。

［実施例１〜３］
表１に示す、エポキシ樹脂（Ａ）、スチレン−ブタジエン系共重合体（Ｂ）および硬化剤（Ｃ）を、溶剤（Ｄ）に溶解させ、熱硬化性樹脂組成物を調製した。熱硬化性樹脂組成物から、上記評価方法に記載の方法にしたがって硬化フィルムを作製し、各物性を測定した。結果を表１に示す。

［比較例１］
表１に示す成分からなる熱硬化性樹脂組成物を、実施例１と同様にして調製し、その硬化フィルムを得た。実施例１と同様にして各物性を測定した。結果を表１に示す。

（エポキシ樹脂）
Ａ−１：フェノール−ビフェニレングリコール縮合型のエポキシ樹脂（日本化薬（株）
製、商品名：ＮＣ−３０００Ｐ、軟化点５３〜６３℃）
Ａ−２：フェノール−ナフトール／ホルムアルデヒド縮合型のエポキシ樹脂（日本化薬
（株）製、商品名：ＮＣ−７０００Ｌ、軟化点８３〜９３℃）
Ａ−３：ｏ−クレゾール／ホルムアルデヒド縮合ノボラック型のエポキシ樹脂（日本化
薬（株）製、商品名：ＥＯＣＮ−１０４Ｓ、軟化点９０〜９４℃）
（硬化剤）
Ｃ−１：フェノール−キシリレングリコール縮合樹脂（三井化学社製、商品名：ＸＬＣ
−ＬＬ）
Ｃ−２：２−エチルイミダゾール
Ｃ−３：１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾール
（溶剤）
Ｄ−１：２−ヘプタノン
Ｄ−２：乳酸エチル

本発明に係る熱硬化性樹脂組成物を用いて、たとえば、多層回路基板の層間絶縁膜などの硬化物を形成すると、信頼性の高い回路基板を作製することができる。

図１は、熱衝撃性評価用パターン基板の断面図である。 図２は、熱衝撃性評価用パターン基板の上面図である。

符号の説明

１ 金属（銅）パッド
２ 基材（シリコンウェハー）
３ パターン基板

Claims (8)

1. （Ａ）エポキシ樹脂と、（Ｂ）カルボキシル基、水酸基およびエポキシ基から選択される少なくとも１種の官能基を有するスチレン−ブタジエン系共重合体と、（Ｃ）硬化剤および／または硬化触媒とを含むことを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。
2. 前記スチレン−ブタジエン系共重合体（Ｂ）が１つ以上のガラス転移温度を有する共重合体であって、その少なくとも１つのガラス転移温度が０℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の熱硬化性樹脂組成物。
3. 前記スチレン−ブタジエン系共重合体（Ｂ）が架橋微粒子であることを特徴とする請求項１または２に記載の熱硬化性樹脂組成物。
4. 前記架橋微粒子の粒子径が３０〜５００ｎｍの範囲にあることを特徴とする請求項３に記載の熱硬化性樹脂組成物。
5. 前記スチレン−ブタジエン系共重合体（Ｂ）が、原料モノマー合計１００重量部に対して、スチレン５〜４０重量部と、ブタジエン４０〜９０重量部と、カルボキシル基、水酸基およびエポキシ基から選択される少なくとも１種の官能基を有する単量体１〜３０重量部とから得られた共重合体であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
6. 前記スチレン−ブタジエン系共重合体（Ｂ）が、原料モノマー合計１００重量部に対して、スチレン５〜４０重量部と、ブタジエン４０〜９０重量部と、カルボキシル基、水酸基およびエポキシ基から選択される少なくとも１種の官能基を有する単量体１〜３０重量部と、少なくとも２つの重合性不飽和二重結合を有する単量体０．５〜１０重量部とから得られた共重合体であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
7. 前記熱硬化性樹脂組成物を熱硬化して得られる硬化物の弾性率が１．５ＧＰａ以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物を熱硬化して得られる硬化物。

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