JP2013010848A - 樹脂組成物、フィルム、積層体、硬化物、及び複合体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱硬化性樹脂(A)と、平均粒径が5μm以下であり、前記熱硬化性樹脂(A)と反応可能な官能基を有する表面処理剤Xで予め表面処理された球状の表面処理シリカ(B)と、前記表面処理シリカ(B)よりも小さい平均粒径を有し、表面処理剤Xで表面処理がされていない球状の未処理シリカ(C)とを含有してなる樹脂組成物を提供する。
【選択図】なし
Description
〔1〕熱硬化性樹脂(A)と、平均粒径が5μm以下であり、前記熱硬化性樹脂(A)と反応可能な官能基を有する表面処理剤Xで予め表面処理された球状の表面処理シリカ(B)と、前記表面処理シリカ(B)よりも小さい平均粒径を有し、表面処理剤Xで表面処理がされていない球状の未処理シリカ(C)とを含有してなる樹脂組成物、
〔2〕前記熱硬化性樹脂(A)が、エポキシ樹脂を少なくとも含む前記〔1〕に記載の樹脂組成物、
〔3〕前記表面処理シリカ(B)の表面処理剤Xが、前記熱硬化性樹脂(A)と反応可能な官能基を有する、シラザン、アルコキシシラン、クロロシラン、オリゴシロキサン、ポリシロキサン、アルコキシチタン、及びオリゴチタネートから選択される少なくとも1つである前記〔1〕または〔2〕に記載の樹脂組成物、
〔4〕前記表面処理シリカ(B)の表面処理剤Xにおける、前記熱硬化性樹脂(A)と反応可能な官能基が、エポキシ基、アミノ基、イミダゾール基及びイソシアネート基から選択される少なくとも1つである前記〔3〕に記載の樹脂組成物、
〔5〕前記〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の樹脂組成物からなるフィルム、
〔6〕前記〔5〕に記載のフィルムを基材に積層してなる積層体、
〔7〕前記〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の樹脂組成物、前記〔5〕に記載のフィルム、又は前記〔6〕に記載の積層体を硬化してなる硬化物、
〔8〕前記〔7〕に記載の硬化物の表面に、無電解めっきにより、導体層を形成してなる複合体、ならびに、
〔9〕前記〔7〕に記載の硬化物、又は前記〔8〕に記載の複合体を構成材料として含む電子材料用基板、
が提供される。
本発明で用いる熱硬化性樹脂(A)としては、加熱により反応し硬化する樹脂であればよく特に限定されないが、たとえば、エポキシ樹脂、マレイミド樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、トリアジン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、フェノール化合物、脂環式オレフィン重合体、芳香族ポリエーテル重合体、ベンゾシクロブテン重合体、シアネートエステル重合体、ポリイミドなどが挙げられる。これらのなかでも、経済性と性能のバランスの点で優れるという点より、エポキシ樹脂が好ましい。本発明で用いる熱硬化性樹脂(A)としては、エポキシ樹脂を少なくとも含むのが好適であり、その場合、熱硬化性樹脂(A)中のエポキシ樹脂の含有量としては、通常、10〜100重量%、好ましくは20〜90重量%、より好ましくは30〜80重量%である。
本発明で用いる表面処理シリカ(B)は、平均粒径が5μm以下であり、上述した熱硬化性樹脂(A)と反応可能な官能基を有する表面処理剤Xで予め表面処理された球状のシリカである。表面処理シリカ(B)を添加することにより、フィルム及び硬化物とした場合における、配線埋め込み性を向上させることができる。
未処理シリカ(C)は、上述した表面処理シリカ(B)よりも平均粒径が小さく、かつ、表面処理剤Xで表面処理がされていない球状のシリカである。本発明においては、上述した平均粒径が5μm以下の表面処理シリカ(B)と、これよりも平均粒径の小さい未処理シリカ(C)とを併用することにより、得られるフィルム及び硬化物を配線埋め込み性に優れたものとしながら、表面粗度が小さく、かつ、無電解めっきにより導体層を良好に形成可能なものとすることができる。
また、本発明の樹脂組成物には、必要に応じて、硬化剤を含有していてもよい。硬化剤としては特に限定されないが、たとえば、脂肪族ポリアミン、芳香族ポリアミン、第2級アミン、第3級アミン、酸無水物、イミダゾール誘導体、有機酸ヒドラジド、ジシアンジアミド及びその誘導体、尿素誘導体などが挙げられるが、これらのなかでも、イミダゾール誘導体が特に好ましい。
本発明のフィルムは、上述した本発明の樹脂組成物をシート状又はフィルム状に成形してなる成形体である。
本発明の積層体は、上述した本発明のフィルムを基材に積層してなるものである。本発明の積層体としては、少なくとも、上述した本発明のフィルムを積層してなるものであればよいが、表面に導体層を有する基板と、上述した本発明のフィルムからなる電気絶縁層とを積層してなるものが好ましい。
本発明の硬化物は、上述した方法により得られる本発明の積層体について、本発明のフィルムを硬化する処理を行なうことで、硬化物とすることができる。硬化は、通常、導体層上に、本発明のフィルムが形成された基板全体を加熱することにより行う。硬化は、上述した加熱圧着操作と同時に行うことができる。また、先ず加熱圧着操作を硬化の起こらない条件、すなわち比較的低温、短時間で行った後、硬化を行ってもよい。
本発明の複合体は、上述した本発明の積層体の電気絶縁層上に、無電解めっきにより、さらに別の導体層を形成してなるものである。以下、本発明の複合体の製造方法を、本発明の複合体の一例としての多層回路基板を例示して、説明する。
電気絶縁層の表面の算術平均粗さRaは、好ましくは0.5μm以下、より好ましくは0.3μm以下であり、かつ表面十点平均粗さRzjisは、好ましくは5μm未満、より好ましくは3μm以下である。なお、本明細書において、RaはJIS B0601−2001に示される算術平均粗さであり、表面十点平均粗さRzjisは、JIS B0601−2001付属書1に示される十点平均粗さである。
酸化性化合物溶液を、電気絶縁層の表面に接触させる方法としては、特に限定されないが、たとえば、電気絶縁層を酸化性化合物溶液に浸漬するディップ法、酸化性化合物溶液の表面張力を利用して、酸化性化合物溶液を、電気絶縁層に載せる液盛り法、酸化性化合物溶液を、電気絶縁層に噴霧するスプレー法、などいかなる方法であってもよい。表面粗化処理を行うことにより、電気絶縁層の、導体層など他の層との間の密着性を向上させることができる。
本発明の電子材料用基板は、上述した本発明の硬化物又は複合体からなるものである。このような本発明の硬化物又は複合体からなる本発明の電子材料用基板は、携帯電話機、PHS、ノート型パソコン、PDA(携帯情報端末)、携帯テレビ電話機、パーソナルコンピューター、スーパーコンピューター、サーバー、ルーター、液晶プロジェクタ、エンジニアリング・ワークステーション(EWS)、ページャ、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、POS端末、タッチパネルを備えた装置などの各種電子機器に好適に用いることができる。
樹脂組成物を用いてフィルム成形体を形成した際における成形性について、下記の基準で評価した。
○:問題なくフィルム化できた。
×:フィルム状に成形することができなかった。
内層回路基板(IPC MULTI−PURPOSE TESTBOARD No.IPC−B−25、導体厚35μm、0.8mm厚)の両面に、樹脂組成物のフィルム成形体が接するように積層した。具体的には、一次プレスを、耐熱ゴム製プレス板を上下に備えた真空ラミネータにて、200Paの減圧下で温度110℃、圧力0.1MPaで90秒間の加熱圧着で行い、さらに、金属製プレス板を上下に備えた油圧プレス装置を用いて、圧着温度110℃、1MPaで90秒間、加熱圧着することで、積層体を得た。そして、この積層体から支持フィルムを剥がし、180℃で60分間硬化した。硬化後、導体幅165μm、導体間隔165μmのくし型パターン部分の導体がある部分とない部分との段差を触針式段差膜厚計(Tencor Instruments製 P−10)にて測定し、以下の基準で、配線埋め込み性を評価した。
○:段差が4μm未満
×:段差が4μm以上
無電解めっき膜を形成した積層体について、無電解めっきを行った面積に対する、実際に無電解めっき膜が生成した面積の割合(単位は%)を算出することで、無電解めっき膜析出性を算出した。実際に無電解めっき膜が生成した面積の割合が高いほど、無電解めっき膜析出性に優れると評価することができる。
多層プリント配線板における絶縁層と銅めっき層との引き剥がし強さをJIS C6481−1996に準拠して測定した。なお、本実施例では、実施例1のピール強度を100%とした場合における割合を算出し、以下の基準で評価を行った。
○:実施例1のピール強度に対して75%以上
△:実施例1のピール強度に対して50%以上、75%未満
×:実施例1のピール強度に対して50%未満、又は銅めっき面少なく測定不可
配線パターン付き多層プリント配線板の導体回路が形成されていない部分における電気絶縁層の表面を、表面形状測定装置(ビーコインスツルメンツ社製、WYKO NT1100)を用いて、測定範囲91μm×120μmで表面粗度(算術平均粗さRa)を測定した。
(樹脂組成物)
熱硬化性樹脂(A)としてのビスフェノールA型エポキシ樹脂(「jER 828EL」、三菱化学社製、エポキシ当量184〜194)10部、同じく熱硬化性樹脂(A)としてのジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂(「エピクロン(登録商標) HP7200L」、大日本インキ化学工業社製、エポキシ当量240〜250)10部、同じく熱硬化性樹脂(A)としてのジシクロペンタジエン骨格を有するノボラック型フェノール樹脂(「レヂトップ (登録商標)GDP−6095LR」、群栄化学工業社製、水酸基当量160〜175)10部、オキサゾリン基含有ポリスチレン(「エポクロス(登録商標) RPS−1005」日本触媒社製)5部、表面処理シリカ(B)としてのアミノ基含有シランカップリング剤処理シリカ(「アドマファイン(登録商標) SC2500−SXJ」、アドマテックス社製、平均粒径0.5μm)52部、未処理シリカ(C)としての表面未処理シリカ(「アドマファイン(登録商標) SO−C1」、アドマテックス社製、平均粒径0.25μm)13部、老化防止剤としてのトリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−イソシアヌレート(「Irganox3114」、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)0.2部、紫外線吸収剤としての2−[2−ヒドロキシ−3,5−ビス(α,α−ジメチルベンジル)フェニル]−2H−ベンゾトリアゾール0.1部、及び硬化剤としての1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール0.14部を、アニソールに混合して、配合剤濃度が65%になるように混合することで、樹脂組成物のワニスを得た。
次いで、上記にて得られた樹脂組成物を、ダイコーターを用いて、厚さが38μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(支持体:ルミラー(登録商標)T60 東レ社製)上に塗工し、次いで、窒素雰囲気下、80℃で10分間乾燥し、支持体上に厚さ40μmの樹脂組成物のフィルム成形体を得た。得られた樹脂組成物のフィルム成形体について、上記方法に従い、フィルム成形性の測定を行った。結果を表1に示す。
次いで、上記とは別に、ガラスフィラー及びハロゲン不含エポキシ樹脂を含有するワニスをガラス繊維に含浸させて得られたコア材の表面に、厚みが18μmの銅が貼られた、厚み0.8mm、150mm角(縦150mm、横150mm)の両面銅張り基板表面に、配線幅及び配線間距離が50μm、厚みが18μmで、表面が有機酸との接触によってマイクロエッチング処理された導体層を形成して内層基板を得た。
得られた積層体を、膨潤液(「スウェリング ディップ セキュリガント P」、アトテック社製、「セキュリガント」は登録商標)500mL/L、水酸化ナトリウム3g/Lになるように調製した60℃の水溶液に15分間揺動浸漬した後、水洗した。
次いで、過マンガン酸塩の水溶液(「コンセントレート コンパクト CP」、アトテック社製)500mL/L、水酸化ナトリウム濃度40g/Lになるように調製した70℃の水溶液に15分間揺動浸漬をした後、水洗した。
続いて、硫酸ヒドロキシアミン水溶液(「リダクション セキュリガント P 500、アトテック社製」100mL/L、硫酸35mL/Lになるように調製した40℃ の水溶液に、積層体を5分間浸漬し、中和還元処理をした後、水洗した。
次いで、クリーナー・コンディショナー水溶液(「アルカップ MCC−6−A」、上村工業社製)を濃度50mL/Lとなるよう調整した50℃の水溶液に積層体を5分間浸漬し、クリーナー・コンディショナー処理を行った。次いで40℃の水洗水に積層体を1分間浸漬した後、水洗した。
次いで、硫酸濃度100g/L、過硫酸ナトリウム100g/Lとなるように調製した水溶液に積層体を2分間浸漬しソフトエッチング処理を行った後、水洗した。
次いで、硫酸濃度100g/Lとなるよう調製した水溶液に積層体を1分間浸漬し酸洗処理を行った後、水洗した。
次いで、アルカップ アクチベータ MAT−1−A(商品名、上村工業社製)が200mL/L、アルカップ アクチベータ MAT−1−B(上商品名、村工業社製)が30mL/L、水酸化ナトリウムが0.35g/Lになるように調製した60℃のPd塩含有めっき触媒水溶液に積層体を5分間浸漬した後、水洗した。
続いて、アルカップレデユーサ− MAB−4−A(商品名、上村工業社製)が20mL/L、アルカップレデユーサ− MAB−4−B(商品名、上村工業社製)が200mL/Lになるように調整した水溶液に積層体を35℃で、3分間浸漬し、めっき触媒を還元処理した後、水洗した。
次いで、アルカップ アクセレレーター MEL−3−A(商品名、上村工業社製)が50mL/Lになるように調製した水溶液に積層体を25℃で、1分間浸漬した。
このようにして得られた積層体を、スルカップ PEA−6−A(商品名、上村工業社製)100mL/L、スルカップ PEA−6−B−2X(商品名、上村工業社製)50mL/L、スルカップ PEA−6−C(商品名、上村工業社製)14mL/L、スルカップ PEA−6−D(商品名、上村工業社製)15mL/L、スルカップ PEA−6−E(商品名、上村工業社製)50mL/L、37重量%ホルマリン水溶液5mL/Lとなるように調製した無電解銅めっき液に空気を吹き込みながら、温度36℃で、20分間浸漬して無電解銅めっき処理して積層体表面に無電解めっき膜を形成した。そして、無電解めっき膜を形成した積層体について、無電解めっき膜析出性を、上記方法にしたがって評価した。結果を表1に示す。
表面処理シリカ(B)として、平均粒径0.5μmのアミノ基含有シランカップリング剤処理シリカに代えて、平均粒径2.2μmのアミノ基含有シランカップリング剤処理シリカを使用した以外には、実施例1と同様にして、樹脂組成物のワニス、フィルム成形体及び多層プリント配線板を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。なお、実施例2では、平均粒径2.2μmのアミノ基含有シランカップリング剤処理シリカとして、シリカ(「アドマファイン SO−C6」、アドマテックス社製、平均粒径2.2μm、「アドマファイン」は登録商標)を、アミノ基含有シランカップリング剤で処理したものを使用した。
未処理シリカ(C)としての平均粒径0.25μmの表面未処理シリカを使用せず、かつ、表面処理シリカ(B)としての平均粒径0.5μmのアミノ基含有シランカップリング剤処理シリカの配合量を52部から65部に変更した以外は、実施例1と同様にして、樹脂組成物のワニス、フィルム成形体及び多層プリント配線板を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
表面処理シリカ(B)としての平均粒径0.5μmのアミノ基含有シランカップリング剤処理シリカを使用せず、かつ、未処理シリカ(C)としての平均粒径0.25μmの表面未処理シリカの配合量を13部から65部に変更した以外は、実施例1と同様にして、樹脂組成物のワニス、及びフィルム成形体を得たところ、比較例2においては、フィルム成形性に著しく劣り、フィルム状に成形することができなかった。
未処理シリカ(C)として、平均粒径0.25μmの表面未処理シリカの代わりに、平均粒径0.5μmの表面未処理シリカ(「アドマファイン SO−C2」、アドマテックス社製、平均粒径0.5μm、「アドマファイン」は登録商標)を使用した以外は、比較例2と同様にして、樹脂組成物のワニス、フィルム成形体及び多層プリント配線板を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
未処理シリカ(C)としての平均粒径0.25μmの表面未処理シリカを使用せず、表面処理シリカ(B)として、平均粒径0.5μmのアミノ基含有シランカップリング剤処理シリカ52部に加えて、平均粒径0.25μmのアミノ基含有シランカップリング剤処理シリカ13部を使用した以外は、実施例1と同様にして、樹脂組成物のワニス、フィルム成形体及び多層プリント配線板を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。なお、比較例4では、平均粒径0.25μmのアミノ基含有シランカップリング剤処理シリカとして、シリカ(「アドマファイン SO−C1」、アドマテックス社製、平均粒径0.25μm、「アドマファイン」は登録商標)を、アミノ基含有シランカップリング剤で処理したものを使用した(比較例5も同様)。
表面処理シリカ(B)として、平均粒径0.5μmのアミノ基含有シランカップリング剤処理シリカ52部の代わりに、平均粒径0.25μmのアミノ基含有シランカップリング剤処理シリカ13部を使用し、未処理シリカ(C)として、平均粒径0.25μmの表面未処理シリカ13部の代わりに、平均粒径0.5μmの表面未処理シリカ(「アドマファイン SO−C2」、アドマテックス社製、平均粒径0.5μm、「アドマファイン」は登録商標)52部を使用した以外は、実施例1と同様にして、樹脂組成物のワニス、フィルム成形体及び多層プリント配線板を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
表面処理シリカ(B)として、平均粒径0.5μmのアミノ基含有シランカップリング剤処理シリカ52部の代わりに、平均粒径7μmのアミノ基含有シランカップリング剤処理シリカ(溶融シリカ、商品名「エクセリカUF−725」、トクヤマ社製、平均粒径7μm、「エクセリカ」は登録商標)52部を使用し、未処理シリカ(C)として、平均粒径0.25μmの表面未処理シリカ13部の代わりに、平均粒径0.5μmの表面未処理シリカ(「アドマファイン SO−C2」、アドマテックス社製、平均粒径0.5μm、「アドマファイン」は登録商標)13部を使用した以外は、実施例1と同様にして、樹脂組成物のワニス、及びフィルム成形体を得たところ、比較例6においては、フィルム成形性に著しく劣り、フィルム状に成形することができなかった。
平均粒径0.25μmの表面未処理シリカのみを用いた場合には、フィルム成形性に著しく劣るものとなり、フィルム状に成形することができず、各種評価を行うことができなかった(比較例2)。
また、平均粒径0.5μmの表面未処理シリカのみを用いた場合、及び表面未処理シリカとして、表面処理シリカよりも平均粒径が大きなものを用いた場合には、表面粗度が大きくなり、絶縁層と金属層との密着性(ピール強度)に劣る結果となった(比較例3,5)。
さらに、平均粒径が7μmの表面処理シリカを配合した場合には、フィルム成形性に著しく劣るものとなり、フィルム状に成形することができず、各種評価を行うことができなかった(比較例6)。
Claims (9)
- 熱硬化性樹脂(A)と、平均粒径が5μm以下であり、前記熱硬化性樹脂(A)と反応可能な官能基を有する表面処理剤Xで予め表面処理された球状の表面処理シリカ(B)と、前記表面処理シリカ(B)よりも小さい平均粒径を有し、表面処理剤Xで表面処理がされていない球状の未処理シリカ(C)とを含有してなる樹脂組成物。
- 前記熱硬化性樹脂(A)が、エポキシ樹脂を少なくとも含む請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記表面処理シリカ(B)の表面処理剤Xが、前記熱硬化性樹脂(A)と反応可能な官能基を有する、シラザン、アルコキシシラン、クロロシラン、オリゴシロキサン、ポリシロキサン、アルコキシチタン、及びオリゴチタネートから選択される少なくとも1つである請求項1または2に記載の樹脂組成物。
- 前記表面処理シリカ(B)の表面処理剤Xにおける、前記熱硬化性樹脂(A)と反応可能な官能基が、エポキシ基、アミノ基、イミダゾール基及びイソシアネート基から選択される少なくとも1つである請求項3に記載の樹脂組成物。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の樹脂組成物からなるフィルム。
- 請求項5に記載のフィルムを基材に積層してなる積層体。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の樹脂組成物、請求項5に記載のフィルム、又は請求項6に記載の積層体を硬化してなる硬化物。
- 請求項7に記載の硬化物の表面に、無電解めっきにより、導体層を形成してなる複合体。
- 請求項7に記載の硬化物、又は請求項8に記載の複合体を構成材料として含む電子材料用基板。
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