JP2017002289A - エポキシ樹脂組成物およびその利用 - Google Patents
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Abstract
Description
また、銅等の金属やガラス基板等の無機材料との、更なる密着性の改善も求められていた。
また、トリアジン骨格を有する化合物は、前記のマイグレーションの抑制や、種々の金属との密着性の改善に有効であるとされている。
第3の発明は、第1の発明のエポキシ樹脂組成物または該エポキシ樹脂組成物の硬化物により形成された樹脂層を備えるプリント配線板である。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、化学式(I)で示されるトリアジン化合物(以下、単に「トリアジン化合物」と云うことがある。)を含有する。
N−トリヒドロキシシラニルメチル−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N−(2−トリヒドロキシシラニル−エチル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N−(3−トリヒドロキシシラニル−プロピル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N−(4−トリヒドロキシシラニル−ブチル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N−(6−トリヒドロキシシラニル−ヘキシル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N−(8−トリヒドロキシシラニル−オクチル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N−(10−トリヒドロキシシラニル−デシル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N−(12−トリヒドロキシシラニル−ドデシル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N−トリメトキシシラニルメチル−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N−(2−トリメトキシシラニル−エチル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N−(3−トリメトキシシラニル−プロピル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N−(4−トリメトキシシラニル−ブチル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N−(6−トリメトキシシラニル−ヘキシル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N−(8−トリメトキシシラニル−オクチル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N−(10−トリメトキシシラニル−デシル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N−(12−トリメトキシシラニル−ドデシル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N−トリエトキシシラニルメチル−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N−(2−トリエトキシシラニル−エチル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N−(3−トリエトキシシラニル−プロピル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N−(4−トリエトキシシラニル−ブチル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N−(6−トリエトキシシラニル−ヘキシル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N−(8−トリエトキシシラニル−オクチル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N−(10−トリエトキシシラニル−デシル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N−(12−トリエトキシシラニル−ドデシル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N,N’−ジメチル−N”−トリヒドロキシシラニルメチル−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N,N’−ジメチル−N”−(2−トリヒドロキシシラニル−エチル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N,N’−ジメチル−N”−(3−トリヒドロキシシラニル−プロピル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N,N’−ジメチル−N”−(4−トリヒドロキシシラニル−ブチル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N,N’−ジメチル−N”−(6−トリヒドロキシシラニル−ヘキシル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N,N’−ジメチル−N”−(8−トリヒドロキシシラニル−オクチル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N,N’−ジメチル−N”−(10−トリヒドロキシシラニル−デシル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N,N’−ジメチル−N”−(12−トリヒドロキシシラニル−ドデシル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N,N’−ジメチル−N”−トリメトキシシラニルメチル−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N,N’−ジメチル−N”−(2−トリメトキシシラニル−エチル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N,N’−ジメチル−N”−(3−トリメトキシシラニル−プロピル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N,N’−ジメチル−N”−(4−トリメトキシシラニル−ブチル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N,N’−ジメチル−N”−(6−トリメトキシシラニル−ヘキシル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N,N’−ジメチル−N”−(8−トリメトキシシラニル−オクチル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N,N’−ジメチル−N”−(10−トリメトキシシラニル−デシル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N,N’−ジメチル−N”−(12−トリメトキシシラニル−ドデシル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N,N’−ジメチル−N”−トリエトキシシラニルメチル−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N,N’−ジメチル−N”−(2−トリエトキシシラニル−エチル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N,N’−ジメチル−N”−(3−トリエトキシシラニル−プロピル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N,N’−ジメチル−N”−(4−トリエトキシシラニル−ブチル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N,N’−ジメチル−N”−(6−トリエトキシシラニル−ヘキシル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N,N’−ジメチル−N”−(8−トリエトキシシラニル−オクチル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N,N’−ジメチル−N”−(10−トリエトキシシラニル−デシル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン、
N,N’−ジメチル−N”−(12−トリエトキシシラニル−ドデシル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン等が挙げられる。これらのトリアジン化合物は、単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
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、
フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾ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等のノボラック型エポキシ樹脂、
3’,4’−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート等の脂環式エポキシ樹脂、
トリグリシジルイソシアヌレート、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート、ヒダントイン型エポキシ樹脂等の含窒素環状エポキシ樹脂、
水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、
脂肪族系エポキシ樹脂、
グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、
ビスフェノールS型エポキシ樹脂、
ビフェニル型エポキシ樹脂、
トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂、
フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、
クレゾールアラルキル型エポキシ樹脂、
ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、
ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、
ジシクロ環型エポキシ樹脂、
ナフタレン型エポキシ樹脂や、
ハロゲン化エポキシ樹脂などの他、
炭素−炭素二重結合およびグリシジル基を有する有機化合物と、SiH基を有するケイ素化合物とのヒドロシリル化付加反応によるエポキシ変性オルガノポリシロキサン化合物(例えば、特開2004−99751号公報や特開2006−282988号公報に開示されたエポキシ変性オルガノポリシロキサン化合物)等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は、単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
フェノール性水酸基を有する化合物、
酸無水物や
アミン類の他、
メルカプトプロピオン酸エステル、エポキシ樹脂末端メルカプト化合物等のメルカプタン化合物、
トリフェニルホスフィン、ジフェニルナフチルホスフィン、ジフェニルエチルホスフィン等の有機ホスフィン系化合物、
芳香族ホスホニウム塩、
芳香族ジアゾニウム塩、
芳香族ヨードニウム塩、
芳香族セレニウム塩等が挙げられる。
ビスフェノールA、
ビスフェノールF、
ビスフェノールS、
トリスフェノールメタン、
テトラメチルビスフェノールA、
テトラメチルビスフェノールF、
テトラメチルビスフェノールS、
テトラクロロビスフェノールA、
テトラブロモビスフェノールA、
ジヒドロキシナフタレン、
フェノールノボラック、
クレゾールノボラック、
ビフェニルノボラック、
ナフトールノボラック、
フェノールアラルキルノボラック、
クレゾールアラルキルノボラック、
ビフェニルアラルキルノボラック、
ナフトールアラルキルノボラック、
ビスフェノールAノボラック、
臭素化フェノールノボラック、
レゾルシノール等が挙げられる。
メチルテトラヒドロ無水フタル酸、
メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、
ヘキサヒドロ無水フタル酸、
5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物、
無水トリメリット酸、
ナジック酸無水物、
ハイミック酸無水物、
メチルナジック酸無水物、
メチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジカルボン酸無水物、
ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,3−ジカルボン酸無水物、
メチルノルボルナン−2,3−ジカルボン酸等が挙げられる。
ジエチレンジアミン、
トリエチレンテトラミン、
ヘキサメチレンジアミン、
ダイマー酸変性エチレンジアミン、
4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、
4,4’−ジアミノジフェノールエーテル、
1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン等や、
2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール等のイミダゾール化合物が挙げられる。
1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ベンジルジメチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール等のアミン化合物、
2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール等のイミダゾール化合物、
トリブチルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィン、ジフェニルホスフィン、フェニルホスフィン等の有機ホスフィン化合物、
テトラブチルホスホニウムブロマイド、テトラブチルホスホニウムジエチルホスホロジチオネート等のホスホニウム化合物、
テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、2−メチル−4−メチルイミダゾール・テトラフェニルボレート、N−メチルモルホリン・テトラフェニルボレート等のテトラフェニルボロン塩、
酢酸鉛、オクチル酸錫、ヘキサン酸コバルト等の脂肪族酸金属塩が挙げられる。
なお、これらの硬化促進剤の内の一部は、硬化剤としても知られているものである。
金属の態様としては、プリント配線板、リードフレーム等の電子デバイス、装飾品、建材等に使用される箔(例えば、電解銅箔、圧延銅箔)、メッキ膜(例えば、無電解銅メッキ膜、電解銅メッキ膜)、蒸着法、スパッタ法、ダマシン法等により形成された薄膜や、粒状、針状、繊維状、線状、棒状、管状、板状等の用途・形態において使用されるものが挙げられる。なお、近年の高周波の電気信号が流れる銅配線の場合には、銅の表面は平均粗さが0.1μm以下の平滑面であることが好ましい。銅の表面に、前処理として、ニッケル、亜鉛、クロム、スズ等のメッキを施してもよい。
前記のソルダーレジスト層は、本発明のエポキシ樹脂組成物を成分とするソルダーレジストインクを適宜の基板上に塗布し、乾燥して形成された樹脂層を、熱や活性エネルギー線を用いて硬化させることにより得られる。
前記のプリプレグは、例えば、基材(紙、ガラスクロス、ガラス不織布等)に本発明のエポキシ樹脂組成物を塗布する、または、前記の基材を本発明のエポキシ樹脂組成物中に浸漬して含浸させることにより製造できる。
前記の樹脂付銅箔は、銅箔上に本発明のエポキシ樹脂組成物を塗布し、乾燥、半硬化または硬化させることにより製造できる。
・N−(4−トリエトキシシラニル−ブチル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン(化学式(I-2)参照、「Chemistry−A European Journal,15巻,6279−6288頁」に記載された方法に準拠して合成した。以下、「トリアジン化合物2」と云う。)
・N−(6−トリエトキシシラニル−ヘキシル)−[1,3,5]トリアジン−2,4,6−トリアミン(化学式(I-3)参照、「Chemistry−A European Journal,15巻,6279−6288頁」に記載された方法に準拠して合成した。以下、「トリアジン化合物3」と云う。)
・ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学社製、商品名「jER828」)
・2−エチル−4−メチルイミダゾール(四国化成工業社製、商品名「キュアゾール2E4MZ」、以下、「2E4MZ」と云う。)
・シリカ(エボニック社製、商品名「アエロジル300」)
・3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、商品名「KBM−403」、以下、「シランカップリング剤1」と云う。)
・3−アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、商品名「KBM−903」、以下、「シランカップリング剤2」と云う。)
・N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、商品名「KBM−573」、以下、「シランカップリング剤3」と云う。)
・3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、商品名「KBM−803」、以下、「シランカップリング剤4」と云う。)
・3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業社製、商品名「KBE−9007」、以下、「シランカップリング剤5」と云う。)
(1)銅板への接着性評価
エポキシ樹脂組成物を使用して、2枚の銅板(サイズ:100mm×25mm×0.16mm)を貼り合わせ、60℃×4時間の条件にて加熱し、続いて150℃×4時間の条件にて加熱硬化させて、試験片を作製した。
この試験片について、「JIS K6850」に従って、せん断強度を測定し、2枚の銅板の接着強度からエポキシ樹脂組成物を接着剤として使用した場合の性能、即ち、銅板へのエポキシ樹脂組成物の硬化物の接着性(密着性)を評価した。なお、試験結果については、対照試験1のせん断強度の値を100とした場合の相対値で示した。
銅板に電解銀メッキ処理(メッキ厚:5μm)を施した以外は、評価試験(1)の場合と同様にして、銀メッキ板への接着性(密着性)を評価した。
銅板の代わりに鉄板(サイズ:100mm×25mm×0.16mm)を使用した以外は、評価試験(1)の場合と同様にして、鉄板への接着性(密着性)を評価した。
銅板の代わりにアルミニウム板(サイズ:100mm×25mm×0.16mm)を使用した以外は、評価試験(1)の場合と同様にして、アルミニウム板への接着性(密着性)を評価した。
エポキシ樹脂組成物を調製し、続いて、1時間毎に、室温での粘度を動的粘弾性測定装置(Rheosol-G5000、UBM社製)により測定した。粘度が初期値の2倍に達する迄の時間を計測し、可使時間とした。可使時間が2時間を超えている場合を「○」と判定し、2時間以内の場合を「×」と判定した。
エポキシ樹脂組成物を調製する際に、臭気が感じられない場合を「○」と判定し、臭気を感じる場合を「×」と判定した。
エポキシ樹脂組成物を離型剤処理されたアルミニウムの型(20mm×20mm×10mm)に1g流し込み、60℃×4時間の条件にて加熱し、150℃×4時間の条件にて加熱硬化させて、試験片(硬化物)を作製した。この試験片について煮沸処理を6時間行い、煮沸処理の前後の重量差から吸水率を算出した。算出した吸水率が1%未満の場合を「○」と判定し、1%以上の場合を「×」と判定した。
評価試験(7)の場合と同様にして、試験片を作製した。この試験片をヘンシェルミキサーで粉砕した後、DSC(昇温速度10℃/分)を使用してガラス転移温度(Tg)を測定した。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂、2E4MZ、シリカを表1記載の組成となる様に配合し、3本ロールミルにより混練した後、自転公転ミキサーにより脱泡処理を行って、エポキシ樹脂組成物(液状)を調製した。
このエポキシ樹脂組成物について、評価試験(1)〜(8)を行ったところ、得られた試験結果は表1に示したとおりであった。
トリアジン化合物1〜3を使用した以外は、対照試験1の場合と同様にして、表1記載の組成を有するエポキシ樹脂組成物を調製し、評価試験(1)〜(8)を行った。
得られた試験結果は、表1に示したとおりであった。
シランカップリング剤1〜5を使用した以外は、対照試験1の場合と同様にして、表1記載の組成を有するエポキシ樹脂組成物を調製し、評価試験(1)〜(8)を行った。
得られた試験結果は、表1に示したとおりであった。
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