JP2019172898A - 樹脂組成物、シート状積層材料、プリント配線板及び半導体装置 - Google Patents

樹脂組成物、シート状積層材料、プリント配線板及び半導体装置 Download PDF

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Abstract

【課題】誘電正接が低く、めっき密着性及び下地密着性が良好な樹脂組成物を提供する。【解決手段】(A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤、(C)ラジカル重合性不飽和基を有する樹脂、及び(D)脂肪族ホスフィン系化合物を含む樹脂組成物。【選択図】なし

Description

本発明は、樹脂組成物に関する。さらには、該樹脂組成物を用いた、シート状積層材料、プリント配線板、及び半導体装置に関する。
プリント配線板の製造技術として、内層基板上に絶縁層と導体層を交互に積み重ねるビルドアップ方式による製造方法が知られている。ビルドアップ方式による製造方法において、絶縁層は、一般に、樹脂組成物を硬化させることにより形成される。例えば、特許文献1には、(A)ラジカル重合性化合物、(B)エポキシ樹脂、(C)硬化剤及び(D)粗化成分を含有することを特徴とする樹脂組成物が記載されている。
特開2014−034580号公報
近年、誘電正接の低い絶縁層を形成できる樹脂組成物に対する要望が高まってきている。また、電子機器の小型化、高性能化が進み、プリント配線板においては、ビルドアップ層が複層化され、配線の微細化及び高密度化が求められている。
配線の更なる微細化及び高密度化を達成するには、誘電正接が低く、めっき密着性及び下地密着性が良好な樹脂組成物が求められるが、これら全てを十分に満足させるには至っていないのが現状である。
本発明の課題は、誘電正接が低く、めっき密着性及び下地密着性が良好な樹脂組成物を提供することにある。
本発明者らは、上記の課題につき鋭意検討した結果、(A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤を含む樹脂組成物において、(C)ラジカル重合性不飽和基を有する樹脂と(D)脂肪族ホスフィン系化合物とを組み合わせて配合することにより、上記課題を実現し得ることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は以下の内容を含む。
[1] (A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤、(C)ラジカル重合性不飽和基を有する樹脂、及び(D)脂肪族ホスフィン系化合物を含む樹脂組成物。
[2] (D)成分が、脂肪族炭素原子が直接結合したリン原子を有する、[1]に記載の樹脂組成物。
[3] (D)成分が、1分子中に、脂肪族炭素原子が直接結合したリン原子を1〜4個有する、[1]又は[2]に記載の樹脂組成物。
[4] (D)成分が、1分子中に、2〜40個の脂肪族炭素原子を有する、[1]〜[3]の何れかに記載の樹脂組成物。
[5] (D)成分が式(D1)又は式(D2)で表される化合物である、[1]〜[4]の何れかに記載の樹脂組成物。
Figure 2019172898
(式中、
d1及びRd2は、それぞれ独立に、水素原子又は式:−(R−O)−R’で表される1価の基を表し、ここで、lは0〜5の整数を表し、Rは置換基を有していてもよい2価の芳香族基、又は置換基を有していてもよい2価の脂肪族基を表し、R’は置換基を有していてもよい1価の芳香族基、又は置換基を有していてもよい1価の脂肪族基を表し、Rが複数存在する場合、それらは互いに同じでも異なっていてもよく、
d3は、式:−(R’’−O)−R’’’で表される1価の基を表し、ここで、mは0〜5の整数を表し、R’’は置換基を有していてもよい2価の脂肪族基を表し、R’’’は置換基を有していてもよい1価の脂肪族基を表し、R’’が複数存在する場合、それらは互いに同じでも異なっていてもよい。)
Figure 2019172898
(式中、
d1及びRd2は上記と同義であり、
Lは、式:−(R’’−O)−R’’−で表される2価の基を表し、ここで、nは0〜5の整数を表し、R’’は上記と同義であり、R’’が複数存在する場合、それらは互いに同じでも異なっていてもよく、
d4及びRd5は、それぞれ独立に、水素原子、式:−(R−O)−R’で表される1価の基又は式:−L−P(−Rd1)(−Rd2)で表される1価の基を表し、ここで、l、R、R’、L、Rd1及びRd2は上記と同義である。)
[6] (D)成分が、下記式の何れか1つで表される化合物を含む、[1]〜[5]の何れかに記載の樹脂組成物。
Figure 2019172898
[7] 樹脂成分を100質量%とした場合、(D)成分の含有量が、0.001質量%〜10質量%である、[1]〜[6]の何れかに記載の樹脂組成物。
[8] (A)成分が、ビフェニル型エポキシ樹脂を含む、[1]〜[7]の何れかに記載の樹脂組成物。
[9] (B)成分が、活性エステル系硬化剤を含む、[1]〜[8]の何れかに記載の樹脂組成物。
[10] (C)成分が、炭素−炭素二重結合を有する、[1]〜[9]の何れかに記載の樹脂組成物。
[11] (C)成分が、アクリル基、メタクリル基、スチリル基、アリル基、ビニル基、プロペニル基及びマレイミド基からなる群から選択される1以上の基を有する、[1]〜[10]の何れかに記載の樹脂組成物。
[12] さらに(E)無機充填材を含む、[1]〜[11]の何れかに記載の樹脂組成物。
[13] 樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、(E)無機充填材の含有量が50質量%以上である、[12]に記載の樹脂組成物。
[14] 導体層を形成するための絶縁層用である、[1]〜[13]の何れかに記載の樹脂組成物。
[15] [1]〜[14]の何れかに記載の樹脂組成物を含有する、シート状積層材料。
[16] [1]〜[14]の何れかに記載の樹脂組成物の硬化物からなる絶縁層を含む、プリント配線板。
[17] [1]〜[14]の何れかに記載の樹脂組成物の硬化物を含む、半導体装置。
本発明によれば、誘電正接が低く、めっき密着性及び下地密着性が良好な樹脂組成物を提供することができる。
<用語の説明>
本明細書において、「脂肪族ホスフィン系化合物」とは、有機ホスフィン化合物のうち、リン原子に結合した有機基の少なくとも1つが脂肪族基である化合物を意味する。本明細書において、脂肪族基とは、非芳香族性の有機基を広く意味し、非芳香族炭化水素基のほか、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ホウ素原子及びケイ素原子等のヘテロ原子を含有する非芳香族性の有機基も包含する。脂肪族基がヘテロ原子を含有する非芳香族性の有機基である場合、該有機基の炭素原子がリン原子と結合する。したがって、本発明における「脂肪族ホスフィン系化合物」は、脂肪族炭素原子が直接結合したリン原子を含むことを特徴とする。
本明細書において、基の直前に付されている「置換基を有していてもよい」という用語は、該基の水素原子が置換基で置換されていない場合、及び、該基の水素原子の一部又は全部が置換基で置換されている場合の双方を意味する。
本明細書において、「置換基」という用語は、特に説明のない限り、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルキルオキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、1価の複素環基、アルキリデン基、アミノ基、シリル基、ホスフィノ基、メルカプト基、ホルミル基、アシル基、アシルオキシ基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基及びオキソ基を意味する。
置換基として用いられるハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子が挙げられる。置換基として用いられるアルキル基は、直鎖状又は分岐状のいずれであってもよい。該アルキル基の炭素原子数は、好ましくは1〜12、より好ましくは1〜6、さらに好ましくは1〜3である。置換基として用いられるシクロアルキル基の炭素原子数は、好ましくは3〜12、より好ましくは3〜6である。置換基として用いられるアルコキシ基は、直鎖状又は分岐状のいずれであってもよい。該アルコキシ基の炭素原子数は、好ましくは1〜12、より好ましくは1〜6である。置換基として用いられるシクロアルキルオキシ基の炭素原子数は、好ましくは3〜12、より好ましくは3〜6である。置換基として用いられるアリール基の炭素原子数は、好ましくは6〜14、より好ましくは6〜10である。置換基として用いられるアリールオキシ基の炭素原子数は、好ましくは6〜14、より好ましくは6〜10である。置換基として用いられるアリールアルキル基の炭素原子数は、好ましくは7〜15、より好ましくは7〜11である。置換基として用いられるアリールアルコキシ基の炭素原子数は、好ましくは7〜15、より好ましくは7〜11である。置換基として用いられる1価の複素環基とは、複素環式化合物の複素環から水素原子1個を除いた基をいう。該1価の複素環基の炭素原子数は、好ましくは3〜15、より好ましくは3〜9である。該1価の複素環基には、1価の芳香族複素環基(ヘテロアリール基)も含まれる。置換基として用いられるアルキリデン基とは、アルカンの同一の炭素原子から水素原子を2個除いた基をいう。該アルキリデン基の炭素原子数は、好ましくは1〜12、より好ましくは1〜6、特に好ましくは1〜3である。置換基として用いられるアミノ基、シリル基、ホスフィノ基、及びメルカプト基とは、それぞれ、式:−NHで表される基、式:−SiHで表される基、式:−PHで表される基、及び式:−SHで表される基をいう。置換基として用いられるアシル基は、式:−C(=O)−R表される基(式中、Rはルキル基又はアリール基)をいう。Rで表されるアルキル基は直鎖状又は分岐状のいずれであってもよい。該アシル基の炭素原子数は、好ましくは2〜13、さらに好ましくは2〜7である。置換基として用いられるアシルオキシ基は、式:−O−C(=O)−Rで表される基(式中、Rは上記と同義)である。該アシルオキシ基の炭素原子数は、好ましくは2〜13、より好ましくは2〜7である。上述の置換基は、さらに置換基(「二次置換基」という場合がある。)を有していてもよい。二次置換基としては、特に記載のない限り、上述の置換基と同じものを用いてよい。二次置換基を有する置換基としては、例えば、ジメチルアミノ基が挙げられる。
以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。
[樹脂組成物]
本発明の樹脂組成物は、(A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤、(C)ラジカル重合性不飽和基を有する樹脂、及び(D)脂肪族ホスフィン系化合物を含むことを特徴とする。
(A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤を含む樹脂組成物において、(C)ラジカル重合性不飽和基を有する樹脂と(D)脂肪族ホスフィン系化合物を組み合わせて配合した本発明の樹脂組成物は、誘電正接が低く、めっき密着性(めっき導体層に対する密着性)及び下地密着性(下地導体層に対する密着性)が良好な硬化物をもたらすことができる。
<(A)エポキシ樹脂>
本発明の樹脂組成物は、(A)成分として、エポキシ樹脂を含む。エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリスフェノール型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、tert−ブチル−カテコール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂、ブタジエン構造を有するエポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、スピロ環含有エポキシ樹脂、シクロヘキサン型エポキシ樹脂、シクロヘキサンジメタノール型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、トリメチロール型エポキシ樹脂、テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂が挙げられる。エポキシ樹脂は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。ビスフェノール型エポキシ樹脂は、ビスフェノール構造を有するエポキシ樹脂を指し、例えば、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、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールAF型エポキシ樹脂が挙げられる。ビフェニル型エポキシ樹脂は、ビフェニル構造を有するエポキシ樹脂を指し、ここでビフェニル構造はアルキル基、アルコキシ基、アリール基等の置換基を有していてもよい。したがって、ビキシレノール型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂もビフェニル型エポキシ樹脂に含まれる。
エポキシ樹脂としては、芳香族系のエポキシ樹脂が好ましい。ここで、芳香族系のエポキシ樹脂とは、その分子内に芳香環を有するエポキシ樹脂を意味する。芳香環には、ベンゼン環等の単環構造だけでなく、ナフタレン環等の多環芳香族構造及び芳香族複素環構造も含まれる。中でも、(C)成分及び(D)成分との組み合わせにおいて優れためっき密着性及び下地密着性を実現する観点から、(A)成分は、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、ナフタレン型4官能エポキシ樹脂及びナフトール型エポキシ樹脂からなる群より選ばれる1種類以上が好ましく、ビスフェノール型エポキシ樹脂及びビフェニル型エポキシ樹脂からなる群より選ばれる1種以上がより好ましく、ビフェニル型エポキシ樹脂がさらに好ましい。好適な一実施形態において、(A)成分は、ビフェニル型エポキシ樹脂を含む。
エポキシ樹脂は、1分子中に2個以上のエポキシ基を有することが好ましい。エポキシ樹脂の不揮発成分を100質量%とした場合、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂の割合は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上である。
エポキシ樹脂には、温度20℃で液状のエポキシ樹脂(以下「液状エポキシ樹脂」ともいう。)と、温度20℃で固体状のエポキシ樹脂(以下「固体状エポキシ樹脂」ともいう。)とがある。本発明の樹脂組成物は、(A)成分として、液状エポキシ樹脂を単独で含んでいてもよく、固体状エポキシ樹脂を単独で含んでいてもよく、液状エポキシ樹脂と固体状エポキシ樹脂とを組み合わせて含んでいてもよい。中でも、本発明の樹脂組成物は、(A)成分として、固体状エポキシ樹脂を含むことが好ましく、固体状エポキシ樹脂を単独で、又は、固体状エポキシ樹脂と液状エポキシ樹脂とを組み合わせて含むことが好ましい。
固体状エポキシ樹脂としては、1分子中に3個以上のエポキシ基を有する固体状エポキシ樹脂が好ましく、1分子中に3個以上のエポキシ基を有する芳香族系の固体状エポキシ樹脂がより好ましい。
固体状エポキシ樹脂としては、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ナフタレン型4官能エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリスフェノール型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂が好ましく、ビキシレノール型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、ナフタレン型4官能エポキシ樹脂及びナフトール型エポキシ樹脂がより好ましく、ビキシレノール型エポキシ樹脂がさらに好ましい。
固体状エポキシ樹脂の具体例としては、DIC社製の「HP4032H」(ナフタレン型エポキシ樹脂);DIC社製の「HP−4700」、「HP−4710」(ナフタレン型4官能エポキシ樹脂);DIC社製の「N−690」(クレゾールノボラック型エポキシ樹脂);DIC社製の「N−695」(クレゾールノボラック型エポキシ樹脂);DIC社製の「HP−7200」(ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂);DIC社製の「HP−7200HH」、「HP−7200H」、「EXA−7311」、「EXA−7311−G3」、「EXA−7311−G4」、「EXA−7311−G4S」、「HP6000」(ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂);日本化薬社製の「EPPN−502H」(トリスフェノール型エポキシ樹脂);日本化薬社製の「NC7000L」(ナフトールノボラック型エポキシ樹脂);日本化薬社製の「NC3000H」、「NC3000」、「NC3000L」、「NC3100」(ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂);新日鉄住金化学社製の「ESN475V」(ナフトール型エポキシ樹脂);新日鉄住金化学社製の「ESN485」(ナフトールノボラック型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「YX4000H」、「YX4000」、「YL6121」(ビフェニル型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「YX4000HK」(ビキシレノール型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「YX8800」(アントラセン型エポキシ樹脂);大阪ガスケミカル社製の「PG−100」、「CG−500」(ビスフェノールAF型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「YL7760」(ビスフェノールAF型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「YL7800」(フルオレン型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「jER1010」(固体状ビスフェノールA型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「jER1031S」(テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂);が挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
液状エポキシ樹脂としては、1分子中に2個以上のエポキシ基を有する液状エポキシ樹脂が好ましく、1分子中に2個以上のエポキシ基を有する芳香族系の液状エポキシ樹脂がより好ましい。
液状エポキシ樹脂としては、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、エステル骨格を有する脂環式エポキシ樹脂、シクロヘキサン型エポキシ樹脂、シクロヘキサンジメタノール型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、及びブタジエン構造を有するエポキシ樹脂が好ましく、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、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、ビスフェノールAF型エポキシ樹脂及びナフタレン型エポキシ樹脂がより好ましく、ビスフェノールA型エポキシ樹脂が特に好ましい。
液状エポキシ樹脂の具体例としては、DIC社製の「HP4032」、「HP4032D」、「HP4032SS」(ナフタレン型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「828US」、「jER828US」、「jER828EL」、「825」、「エピコート828EL」(ビスフェノールA型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「jER807」、「1750」(ビスフェノールF型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「jER152」(フェノールノボラック型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「630」、「630LSD」(グリシジルアミン型エポキシ樹脂);新日鉄住金化学社製の「ZX1059」(ビスフェノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ樹脂の混合品);ナガセケムテックス社製の「EX−721」(グリシジルエステル型エポキシ樹脂);ダイセル社製の「セロキサイド2021P」(エステル骨格を有する脂環式エポキシ樹脂);ダイセル社製の「PB−3600」(ブタジエン構造を有するエポキシ樹脂);新日鉄住金化学社製の「ZX1658」、「ZX1658GS」(液状1,4−グリシジルシクロヘキサン型エポキシ樹脂);などが挙げられる。これらは、1種類単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
エポキシ樹脂として、液状エポキシ樹脂と固体状エポキシ樹脂とを組み合わせて用いる場合、それらの質量比(液状エポキシ樹脂:固体状エポキシ樹脂)は、好ましくは1:0.1〜1:15、より好ましくは1:0.5〜1:10、特に好ましくは1:1〜1:8である。液状エポキシ樹脂と固体状エポキシ樹脂との質量比が前記の範囲にあることにより、液状エポキシ樹脂と固体状エポキシ樹脂との量比を斯かる範囲とすることにより、i)シート状積層材料の形態で使用する場合に適度な粘着性がもたらされる、ii)シート状積層材料の形態で使用する場合に十分な可撓性が得られ、取り扱い性が向上する、並びにiii)十分な破断強度を有する絶縁層を得ることができるなどの効果が得られる。
エポキシ樹脂のエポキシ当量は、好ましくは50〜5000、より好ましくは50〜3000、さらに好ましくは80〜2000、特に好ましくは110〜1000である。エポキシ樹脂のエポキシ当量が前記の範囲にあることにより、樹脂組成物の硬化物の架橋密度が十分となり、表面粗さの小さい絶縁層を得ることができる。なお、エポキシ当量は、1当量のエポキシ基を含む樹脂の質量であり、JIS K7236に従って測定することができる。
エポキシ樹脂の重量平均分子量は、好ましくは100〜5000であり、より好ましくは250〜3000であり、さらに好ましくは400〜1500である。エポキシ樹脂等の樹脂の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量である。
樹脂組成物中の(A)成分の含有量は、良好な機械強度及び絶縁信頼性を示す硬化物を得る観点から、好ましくは3質量%以上、より好ましくは5質量%以上、さらに好ましくは8質量%以上である。(A)成分の含有量の上限は、本発明の効果が奏される限りにおいて特に限定されないが、好ましくは70質量%以下、より好ましくは50質量%以下、さらに好ましくは30質量%以下又は20質量%以下である。
なお、本発明において、樹脂組成物を構成する各成分の含有量は、樹脂組成物中の不揮発成分の合計を100質量%としたときの値である。
<(B)硬化剤>
本発明の樹脂組成物は、(B)成分として、硬化剤を含む。硬化剤としては、エポキシ樹脂を硬化する機能を有する限り特に限定されず、例えば、フェノール系硬化剤、ナフトール系硬化剤、活性エステル系硬化剤、ベンゾオキサジン系硬化剤、シアネートエステル系硬化剤及びカルボジイミド系硬化剤が挙げられる。硬化剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
フェノール系硬化剤及びナフトール系硬化剤としては、耐熱性及び耐水性の観点から、ノボラック構造を有するフェノール系硬化剤、又はノボラック構造を有するナフトール系硬化剤が好ましい。また、導体層との密着強度(ピール強度)の観点から、含窒素フェノール系硬化剤又は含窒素ナフトール系硬化剤が好ましく、トリアジン骨格含有フェノール系硬化剤又はトリアジン骨格含有ナフトール系硬化剤がより好ましい。中でも、耐熱性、耐水性、及び導体層との密着強度を高度に満足させる観点から、トリアジン骨格含有フェノールノボラック樹脂が好ましい。フェノール系硬化剤及びナフトール系硬化剤の具体例としては、例えば、明和化成(株)製の「MEH−7700」、「MEH−7810」、「MEH−7851」、日本化薬(株)製の「NHN」、「CBN」、「GPH」、新日鉄住金化学(株)製の「SN−170」、「SN−180」、「SN−190」、「SN−475」、「SN−485」、「SN−495」、「SN−375」、「SN−395」、DIC(株)製の「LA−7052」、「LA−7054」、「LA−3018」、「LA−1356」、「TD2090」等が挙げられる。
活性エステル系硬化剤としては、特に制限はないが、一般にフェノールエステル類、チオフェノールエステル類、N−ヒドロキシアミンエステル類、複素環ヒドロキシ化合物のエステル類等の反応活性の高いエステル基を1分子中に2個以上有する化合物が好ましく用いられる。当該活性エステル系硬化剤は、カルボン酸化合物及び/又はチオカルボン酸化合物とヒドロキシ化合物及び/又はチオール化合物との縮合反応によって得られるものが好ましい。特に耐熱性向上の観点から、カルボン酸化合物とヒドロキシ化合物とから得られる活性エステル系硬化剤が好ましく、カルボン酸化合物とフェノール化合物及び/又はナフトール化合物とから得られる活性エステル系硬化剤がより好ましい。カルボン酸化合物としては、例えば安息香酸、酢酸、コハク酸、マレイン酸、イタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ピロメリット酸等が挙げられる。フェノール化合物又はナフトール化合物としては、例えば、ハイドロキノン、レゾルシン、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、フェノールフタリン、メチル化ビスフェノールA、メチル化ビスフェノールF、メチル化ビスフェノールS、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、カテコール、α−ナフトール、β−ナフトール、1,5−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシベンゾフェノン、トリヒドロキシベンゾフェノン、テトラヒドロキシベンゾフェノン、フロログルシン、ベンゼントリオール、ジシクロペンタジエン型ジフェノール化合物、フェノールノボラック等が挙げられる。ここで、「ジシクロペンタジエン型ジフェノール化合物」とは、ジシクロペンタジエン1分子にフェノール2分子が縮合して得られるジフェノール化合物をいう。
具体的には、ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造を含む活性エステル化合物、ナフタレン構造を含む活性エステル化合物、フェノールノボラックのアセチル化物を含む活性エステル化合物、フェノールノボラックのベンゾイル化物を含む活性エステル化合物が好ましく、中でもナフタレン構造を含む活性エステル化合物、ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造を含む活性エステル化合物がより好ましい。「ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造」とは、フェニレン−ジシクロペンタレン−フェニレンからなる2価の構造単位を表す。
活性エステル系硬化剤の市販品としては、ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造を含む活性エステル化合物として、「EXB9451」、「EXB9460」、「EXB9460S」、「HPC−8000−65T」(DIC(株)製)、ナフタレン構造を含む活性エステル化合物として「EXB9416−70BK」(DIC(株)製)、フェノールノボラックのアセチル化物を含む活性エステル化合物として「DC808」(三菱化学(株)製)、フェノールノボラックのベンゾイル化物を含む活性エステル化合物として「YLH1026」(三菱化学(株)製)などが挙げられる。
ベンゾオキサジン系硬化剤の具体例としては、昭和高分子(株)製の「HFB2006M」、四国化成工業(株)製の「P−d」、「F−a」が挙げられる。
シアネートエステル系硬化剤としては、例えば、ビスフェノールAジシアネート、ポリフェノールシアネート(オリゴ(3−メチレン−1,5−フェニレンシアネート))、4,4’−メチレンビス(2,6−ジメチルフェニルシアネート)、4,4’−エチリデンジフェニルジシアネート、ヘキサフルオロビスフェノールAジシアネート、2,2−ビス(4−シアネート)フェニルプロパン、1,1−ビス(4−シアネートフェニルメタン)、ビス(4−シアネート−3,5−ジメチルフェニル)メタン、1,3−ビス(4−シアネートフェニル−1−(メチルエチリデン))ベンゼン、ビス(4−シアネートフェニル)チオエーテル、及びビス(4−シアネートフェニル)エーテル等の2官能シアネート樹脂、フェノールノボラック及びクレゾールノボラック等から誘導される多官能シアネート樹脂、これらシアネート樹脂が一部トリアジン化したプレポリマーなどが挙げられる。シアネートエステル系硬化剤の具体例としては、ロンザジャパン(株)製の「PT30」及び「PT60」(いずれもフェノールノボラック型多官能シアネートエステル樹脂)、「BA230」(ビスフェノールAジシアネートの一部又は全部がトリアジン化され三量体となったプレポリマー)等が挙げられる。
カルボジイミド系硬化剤の具体例としては、日清紡ケミカル(株)製の「V−03」、「V−07」等が挙げられる。
耐熱性に優れる硬化物を得る観点、(C)成分及び(D)成分との組み合わせにおいて良好なめっき密着性及び下地密着性を実現する観点から、(B)成分は、活性エステル系硬化剤を含むことが好ましい。
(A)エポキシ樹脂と(B)硬化剤との量比は、[エポキシ樹脂のエポキシ基の合計数]:[硬化剤の反応基の合計数]の比率で、1:0.2〜1:2の範囲が好ましく、1:0.3〜1:1.5がより好ましく、1:0.4〜1:1.2がさらに好ましい。ここで、硬化剤の反応基とは、活性水酸基、活性エステル基等であり、硬化剤の種類によって異なる。また、エポキシ樹脂のエポキシ基の合計数とは、各エポキシ樹脂の固形分質量をエポキシ当量で除した値をすべてのエポキシ樹脂について合計した値であり、硬化剤の反応基の合計数とは、各硬化剤の固形分質量を反応基当量で除した値をすべての硬化剤について合計した値である。エポキシ樹脂と硬化剤との量比を斯かる範囲とすることにより、得られる絶縁層の耐熱性がより向上する。
<(C)ラジカル重合性不飽和基を有する樹脂>
本発明の樹脂組成物は、(C)成分として、ラジカル重合性不飽和基(エチレン性またはアセチレン性不飽和基ともいう。)を有する樹脂を含む。以下の説明において、(C)成分としての「ラジカル重合性不飽和基を有する樹脂」を、「不飽和樹脂」ということがある。ラジカル重合性を有する炭素−炭素不飽和結合(エチレン性またはアセチレン性不飽和結合)は、(C)不飽和樹脂の1分子中に、1個だけ含まれていてもよく、複数個含まれていてもよい。(C)不飽和樹脂を含む樹脂組成物の硬化物は、通常、(C)不飽和樹脂の不飽和結合部位が反応して形成される分子構造部位を含む。これにより、硬化物の極性が小さくなり、誘電正接の値を小さくできる。(C)成分は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(C)不飽和樹脂が有するラジカル重合性不飽和基は、炭素−炭素二重結合を有するエチレン性不飽和基が好ましい。したがって、一実施形態において、(C)成分は、炭素−炭素二重結合を有する。より好適な実施形態において、ラジカル重合性不飽和基は、アクリル基、メタクリル基、スチリル基、オレフィン基及びマレイミド基からなる群より選ばれる1以上の基であることが好ましい。オレフィン基の好ましい例としては、アリル基、ビニル基、プロペニル基が挙げられる。よって、好適な一実施形態において、(C)成分は、アクリル基、メタクリル基、スチリル基、アリル基、ビニル基、プロペニル基及びマレイミド基からなる群から選択される1以上の基を有する。
(C)不飽和樹脂は、5員環以上の環状エーテル構造を有する樹脂(以下「環状エーテル構造含有不飽和樹脂」ともいう。)であることが好ましい。環状エーテル構造含有不飽和樹脂は、通常、分子の動きが制限されているので、誘電正接を効果的に低くすることができる。
環状エーテル構造含有不飽和樹脂は、環状エーテル構造を1個だけ含んでいてもよく、複数個含んでいてもよい。
環状エーテル構造は、1つの環のみを含む単環構造を有していてもよく、2以上の環を含む多環構造を有していてもよく、縮合環を含む縮合環構造を有していてもよい。
1つの環状エーテル構造に含まれる酸素原子数は、本発明の所望の効果を顕著に得る観点から、好ましくは1以上、より好ましくは2以上であり、好ましくは5以下、より好ましくは4以下、さらに好ましくは3以下である。
環状エーテル構造は、5〜10員環であることが好ましく、5〜8員環であることがより好ましく、5〜6員環であることがさらに好ましい。5員環以上の環状エーテル構造の具体例としては、フラン構造、テトラヒドロフラン構造、ジオキソラン構造、ピラン構造、ジヒドロピラン構造、テトラヒドロピラン構造、ジオキサン構造が挙げられる。中でも、樹脂組成物の相溶性を向上させる観点から、ジオキサン構造が好ましい。ジオキサン構造には、1,2−ジオキサン構造、1,3−ジオキサン構造及び1,4−ジオキサン構造が含まれ、1,3−ジオキサン構造が好ましい。
環状エーテル構造は、置換基を有していてもよい。置換基の種類は特に限定されず、先述の置換基の何れであってもよく、例えば、アルキル基、アルコキシ基が挙げられる。かかる置換基の炭素原子数は先述のとおりであるが、好ましくは1〜6、より好ましくは1〜3である。
環状エーテル構造含有不飽和樹脂の中でも、ビニル基を有する樹脂が好ましい。ビニル基を有する環状エーテル構造含有不飽和樹脂(即ち、ラジカル重合性不飽和基としてビニル基を有し、かつ5員環以上の環状エーテル構造を有する樹脂)を(C)不飽和樹脂として用いることにより、本発明の所望の効果を顕著に得ることができる。更に通常は、樹脂組成物の誘電正接を効果的に低くできる。
(C)不飽和樹脂の好ましい例を挙げると、下記式(C1)で表される化合物、下記式(C6)で表される化合物、下記式(C7)で表される化合物、下記式(C9)で表される化合物、及び、下記式(C10)で表される化合物が挙げられる。中でも、式(C7)で表される化合物は、環状エーテル構造含有不飽和樹脂であり、特に好ましい。
Figure 2019172898
式(C1)において、R〜Rは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数1〜4のアルキル基を表し、好ましくは水素原子を表す。式(C1)において、Aは、下記式(C2)又は下記式(C3)で表される2価の基を表す。
Figure 2019172898
式(C2)中、Bは、下記式(C2−1)、(C2−2)又は(C2−3)で表される2価の基を表す。
Figure 2019172898
式(C2−1)において、R15〜R18は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数6以下のアルキル基又はフェニル基を表し、好ましくは水素原子又はメチル基を表す。
式(C2−2)において、R19〜R26は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数6以下のアルキル基又はフェニル基を表し、好ましくは水素原子又はメチル基を表す。
式(C2−3)において、R27〜R34は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数6以下のアルキル基又はフェニル基を表し、好ましくは水素原子又はメチル基を表す。また、式(C2−3)において、Eは、炭素原子数20以下の直鎖状、分岐状又は環状の2価の炭化水素基を表す。
Figure 2019172898
式(C3)において、Dは、下記式(C4)で表される2価の基を表す。
Figure 2019172898
式(C4)において、R〜R14は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数6以下のアルキル基又はフェニル基を表し、好ましくは水素原子又はメチル基を表す。特に、R、R、R13及びR14は、より好ましくはメチル基を表す。式(C4)において、a及びbは、少なくとも一方が0でない、0以上100以下の整数である。式(C4)において、Bは、前記の式(C2−1)、(C2−2)又は(C2−3)で表される2価の基を表す。
前記式(C1)で表される化合物は、好ましくは、下記式(C5)で表される化合物である。
Figure 2019172898
式(C5)において、R〜Rは、前記式(C1)中のR〜Rと同義であり、Bは、前記式(C2)中のBと同義であり、a及びbは、前記式(C4)中のa及びbと同義である。
Figure 2019172898
Figure 2019172898
式(C7)において、環Fは、5員環以上の環状エーテル構造を有する2価の基を表す。環状エーテル構造の範囲は、上述した通りである。また、環状エーテル構造は、上述したように、置換基を有していてもよい。
5員環以上の環状エーテル構造を有する2価の基としては、例えば、フラン−2,5−ジイル基、テトラヒドロフラン−2,5−ジイル基、ジオキソラン−2,5−ジイル基、ピラン−2,5−ジイル基、ジヒドロピラン−2,5−ジイル基、テトラヒドロピラン−2,5−ジイル基、1,2−ジオキサン−3,6−ジイル基、1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基、1,4−ジオキサン−2,5−ジイル基、5−エチル−1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基が挙げられる。中でも、5−エチル−1,3−ジオキサン−2,5−ジイル基が好ましい。
式(C7)において、B及びBは、それぞれ独立に、単結合又は2価の連結基を表す。B及びBは、2価の連結基であることが好ましい。2価の連結基としては、例えば、置換基を有していてもよいアルキレン基、置換基を有していてもよいアルケニレン基、置換基を有していてもよいアルキニレン基、置換基を有していてもよいアリーレン基、置換基を有していてもよいヘテロアリーレン基、−COO−で表される基、−CO−で表される基、−CONH−で表される基、−NHCONH−で表される基、−NHCOO−で表される基、−C(=O)−で表される基、−S−で表される基、−SO−で表される基、−NH−で表される基、及び、これらの基を複数組み合わせた基が挙げられる。
これらの中でも、B及びBは、置換基を有していてもよいアルキレン基、置換基を有していてもよいアルケニレン基、置換基を有していてもよいアルキニレン基、−COO−で表される基、及び−O−で表される基からなる群から2個以上の基を選択して組み合わせた基が好ましい。特に、B及びBは、置換基を有していてもよいアルキレン基、及び、−COO−で表される基からなる群から2個以上の基を選択して組み合わせた基がより好ましい。
式(C7)において、C及びCは、それぞれ独立に、官能基を表す。官能基としては、例えば、ビニル基、メタクリル基、アクリル基、アリル基、スチリル基、プロペニル基、エポキシ基が挙げられる。好適な一実施形態において、C及びCは、ビニル基である。
式(C7)で表される化合物の具体例としては、下記式(C8)で表される化合物が挙げられる。
Figure 2019172898
Figure 2019172898
Figure 2019172898
式(C10)中、nは1〜5を表す。
(C)不飽和樹脂としては、例えば、三菱瓦斯化学社製「OPE−2St 1200」(スチレン変性ポリフェニレンエーテル樹脂、数平均分子量1200、前記式(C5)相当)、三菱ケミカル社製「YL7776」(ビキシレノールジアリルエーテル樹脂、数平均分子量331、前記式(C6)相当)、新中村化学工業社製「A−DOG」(ジオキサンアクリルモノマーグリコールジアクリレート、数平均分子量326、前記式(C8)相当)、日本化薬社製「KAYARAD R−604」(前記式(C8)相当)、新中村化学工業社製「A−DCP」(トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、数平均分子量304、前記式(C9)相当)、日本化薬社製「MIR−3000−70MT」、前記式(C10)相当)が挙げられる。また、(C)不飽和樹脂は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(C)不飽和樹脂の数平均分子量は、好ましくは100以上、より好ましくは200以上であり、好ましくは10000以下、より好ましくは3000以下である。(C)不飽和樹脂の数平均分子量が前記の範囲にあることにより、樹脂ワニスの乾燥時の揮発を抑制したり、樹脂組成物の溶融粘度が過大となることを抑制したりできる。数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により、ポリスチレン換算の値で測定できる。GPC法による数平均分子量の測定は、例えば、測定装置として島津製作所社製「LC−9A/RID−6A」を用い、カラムとして昭和電工社製「Shodex K−800P/K−804L/K−804L」を用い、移動相としてクロロホルムを用いて、カラム温度40℃にて測定できる。
樹脂組成物中の(C)成分の含有量は、誘電正接の低い硬化物をもたらす樹脂組成物を得る観点から、好ましくは1質量%以上、より好ましくは3質量%以上又は5質量%以上である。(C)成分の含有量の上限は、樹脂組成物の相溶性を向上させる観点から、好ましくは20質量%以下、より好ましくは15質量%以下又は10質量%以下である。
<(D)脂肪族ホスフィン系化合物>
本発明の樹脂組成物は、(D)成分として、脂肪族ホスフィン系化合物を含む。当該(D)成分と先述の(C)成分を組み合わせて配合することで、誘電正接が低く且つめっき密着性及び下地密着性に優れる硬化物をもたらす樹脂組成物を得ることができる。
先述のとおり、(C)成分を配合することにより、樹脂組成物の硬化物の誘電正接を低くすることができる。しかしながら、その一方で、めっき密着性及び下地密着性に劣る硬化物に帰着することを本発明者らは見出した。本発明者らは、斯かる課題につき鋭意検討した結果、(C)成分と組み合わせて(D)成分を配合することにより、樹脂組成物の硬化物の誘電正接を低くすることができるという(C)成分を使用することによる特長を維持したまま、めっき密着性及び下地密着性にも優れる硬化物をもたらす樹脂組成物を達成するに至ったものである。
(D)成分は、先述のとおり、脂肪族炭素原子が直接結合したリン原子を含むことを特徴とする。この点、有機ホスフィン化合物であっても、脂肪族炭素原子が直接結合したリン原子を有していないものは、(C)成分との組み合わせにおいて所期の効果を達成し得ないことを本発明者らは確認している(後述の比較例2)。電子供与性を示す脂肪族炭素原子がリン原子に直接結合していることにより、リン原子は電子リッチな状態となるが、斯かる電子リッチなリン原子が、(A)成分と(C)成分の反応を促進するなどして、導体に対する密着性に寄与する硬化物組成を再現しているものと考えられる。めっき密着性及び下地密着性により一層優れる硬化物をもたらす樹脂組成物を達成する観点から、(D)成分は、脂肪族炭素原子と芳香族炭素原子の両方が直接結合したリン原子を含むことが好ましい。
(D)成分1分子当たりに含まれる、脂肪族炭素原子が直接結合したリン原子の個数は特に限定されないが、通常1〜10個であり、好ましくは1〜8個、より好ましくは1〜6個、1〜4個又は1〜3個、さらに好ましくは1又は2個である。脂肪族炭素原子が直接結合したリン原子を含む限り、(D)成分は、その分子中に、脂肪族炭素原子が直接結合していないリン原子を含んでいてもよい。
(D)成分1分子当たりに含まれる、脂肪族炭素原子の個数は特に限定されないが、好ましくは2個以上、より好ましくは3個以上又は4個以上である。ここで、脂肪族炭素原子の個数とは、(D)成分に含まれる、芳香族炭素原子以外の炭素原子の合計個数である。例えば、(D)成分が、1分子中に2つのフェニル基と1つのシクロヘキシル基とを有する場合、その脂肪族炭素原子の個数は6個である。また、(D)成分が、1分子中に1つのフェニル基と2つのシクロオクチル基を含む場合、その脂肪族炭素原子の個数は16個である。(D)成分1分子当たりに含まれる、脂肪族炭素原子の個数の上限は特に限定されないが、通常100個以下、好ましくは80個以下、より好ましくは60個以下、さらに好ましくは40個以下、20個以下、12個以下又は8個以下である。
一実施形態において、(D)成分は、以下の式(D1)又は式(D2)で表される化合物である。
Figure 2019172898
(式(D1)中、
d1及びRd2は、それぞれ独立に、水素原子又は式:−(R−O)−R’で表される1価の基を表し、ここで、lは0〜5の整数を表し、Rは置換基を有していてもよい2価の芳香族基、又は置換基を有していてもよい2価の脂肪族基を表し、R’は置換基を有していてもよい1価の芳香族基、又は置換基を有していてもよい1価の脂肪族基を表し、Rが複数存在する場合、それらは互いに同じでも異なっていてもよく、
d3は、式:−(R’’−O)−R’’’で表される1価の基を表し、ここで、mは0〜5の整数を表し、R’’は置換基を有していてもよい2価の脂肪族基を表し、R’’’は置換基を有していてもよい1価の脂肪族基を表し、R’’が複数存在する場合、それらは互いに同じでも異なっていてもよい。)
Figure 2019172898
(式(D2)中、
d1及びRd2は上記と同義であり、
Lは、式:−(R’’−O)−R’’−で表される2価の基を表し、ここで、nは0〜5の整数を表し、R’’は上記と同義であり、R’’が複数存在する場合、それらは互いに同じでも異なっていてもよく、
d4及びRd5は、それぞれ独立に、水素原子、式:−(R−O)−R’で表される1価の基又は式:−L−P(−Rd1)(−Rd2)で表される1価の基を表し、ここで、l、R、R’、L、Rd1及びRd2は上記と同義である。)
式(D1)中、Rd1及びRd2は、それぞれ独立に、水素原子又は式:−(R−O)−R’で表される1価の基を表す。lは0〜5の整数を表し、Rは置換基を有していてもよい2価の芳香族基、又は置換基を有していてもよい2価の脂肪族基を表し、R’は置換基を有していてもよい1価の芳香族基、又は置換基を有していてもよい1価の脂肪族基を表し、Rが複数存在する場合、それらは互いに同じでも異なっていてもよい。好適な一実施形態において、Rd1及びRd2の少なくとも一方は、式:−(R−O)−R’で表される1価の基を表し、リン原子に直接結合するR(l=1〜5の場合)、R’(l=0の場合)はそれぞれ置換基を有していてもよい2価の芳香族基、置換基を有していてもよい1価の芳香族基を表す。
本明細書において、「2価の芳香族基」とは、芳香族化合物の芳香環から水素原子を2個除いた基をいう。好適な一実施形態において、2価の芳香族基は、アリーレン基、ヘテロアリーレン基を含む。ヘテロアリーレン基とは、芳香族複素環式化合物の複素環から水素原子を2個除いた基をいう。複素環とは、環を構成する原子として、炭素原子だけでなく、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、リン原子、ホウ素原子及びケイ素原子等のヘテロ原子を含む環を意味する。また、本明細書において、「1価の芳香族基」とは、芳香族化合物の芳香環から水素原子を1個除いた基をいい、好適な一実施形態において、アリール基、ヘテロアリール基を含む。ヘテロアリール基は、芳香族複素環式化合物の複素環から水素原子を1個除いた基をいい、複素環から除かれた水素原子が1個である点以外はヘテロアリーレン基と同様である。
本明細書において、「2価の脂肪族基」とは、脂肪族化合物から水素原子を2個除いた基をいう。ここで、脂肪族化合物は飽和脂肪族化合物でも不飽和脂肪族化合物でもよい。好適な一実施形態において、2価の脂肪族基は、アルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基、シクロアルケニレン基、ヘテロシクロアルキレン基、ヘテロシクロアルケニレン基を含む。ヘテロシクロアルキレン基とは、飽和脂肪族複素環式化合物の複素環(すなわち、飽和複素環)から水素原子を2個除いた基をいい、ヘテロシクロアルケニレン基とは、炭素−炭素二重結合を有する不飽和脂肪族複素環式化合物の複素環(すなわち、炭素−炭素二重結合を有する不飽和複素環)から水素原子を2個除いた基をいう。複素環に含まれるヘテロ原子は上記と同じである。また、本明細書において、「1価の脂肪族基」とは、脂肪族化合物から水素原子を1個除いた基をいう。好適な一実施形態において、1価の脂肪族基は、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、ヘテロシクロアルキル基、ヘテロシクロアルケニル基を含む。ヘテロシクロアルキル基は、飽和脂肪族複素環式化合物の複素環から水素原子を1個除いた基をいい、複素環から除かれた水素原子が1個である点以外はヘテロシクロアルキレン基と同様である。また、ヘテロシクロアルケニル基は、炭素−炭素二重結合を有する不飽和脂肪族複素環式化合物の複素環から炭素原子を1個除いた基をいい、複素環から除かれた水素原子が1個である点以外はヘテロシクロアルケニレン基と同様である。
lは、好ましくは0〜3の整数、より好ましくは0〜2の整数、さらに好ましくは0又は1、さらにより好ましくは0である。
好適な一実施形態において、Rは、置換基を有していてもよいアリーレン基、置換基を有していてもよいヘテロアリーレン基、置換基を有していてもよいアルキレン基、置換基を有していてもよいアルケニレン基、置換基を有していてもよいシクロアルキレン基、置換基を有していてもよいシクロアルケニレン基、置換基を有していてもよいヘテロシクロアルキレン基、又は置換基を有していてもよいヘテロシクロアルケニレン基を表す。
Rにおけるアリーレン基の炭素原子数は、好ましくは6〜24、より好ましくは6〜18、さらに好ましくは6〜14、さらにより好ましくは6〜10である。該アリーレン基の具体例としては、フェニレン基、ナフチレン基、アントラセニレン基が挙げられる。
Rにおけるヘテロアリーレン基の炭素原子数は、好ましくは3〜21、より好ましくは3〜15、さらに好ましくは3〜9、さらにより好ましくは3〜6である。該ヘテロアリーレン基の具体例としては、ピレンジイル基、ピロールジイル基、フランジイル基、チオフェンジイル基、ピリジンジイル基、ピリダジンジイル基、ピリミジンジイル基、ピラジンジイル基、トリアジンジイル基、ピロリンジイル基、ピペリジンジイル基、トリアゾールジイル基、プリンジイル基、アントラキノンジイル基、カルバゾールジイル基、フルオレンジイル基、キノリンジイル基、及びイソキノリンジイル基が挙げられる。
Rにおけるアルキレン基は直鎖状又は分岐状のいずれであってもよく、その炭素原子数は、好ましくは1〜12、より好ましくは1〜9、さらに好ましくは1〜6又は1〜4である。該アルキレン基の具体例としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、へキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基、デシレン基、ウンデシレン基、ドデシレン基が挙げられる。
Rにおけるアルケニレン基は直鎖状又は分岐状のいずれであってもよく、その炭素原子数は、好ましくは2〜12、より好ましくは2〜9、さらに好ましくは2〜6又は2〜4である。該アルケニレン基の具体例としては、エテニレン基、プロペニレン基、ブテニレン基、ペンテニレン基、へキセニレン基、ヘプテニレン基、オクテニレン基、ノネニレン基、デセニレン基、ウンデセニレン基、ドデセニレン基が挙げられる。
Rにおけるシクロアルキレン基の炭素原子数は、好ましくは3〜12、より好ましくは3〜10、3〜8又は3〜6である。該シクロアルキレン基の具体例としては、例えば、シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、デカヒドロナフタニレン基、ノルボルナニレン基、及びアダマンタニレン基が挙げられる。
Rにおけるシクロアルケニレン基の炭素原子数は、好ましくは3〜10、より好ましくは3〜6である。該シクロアルケニレン基の具体例としては、シクロプロペニレン基、シクロブテニレン基、シクロペンテニレン基、シクロへキセニレン基、及びノルボルネニレン基が挙げられる。
Rにおけるヘテロシクロアルキレン基の炭素原子数は、好ましくは2〜21、より好ましくは2〜15、さらに好ましくは2〜9、2〜6又は2〜5である。ヘテロシクロアルキレン基を構成するヘテロ原子として、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、リン原子、ホウ素原子及びケイ素原子からなる群から選択される1種以上を含むことが好ましく、酸素原子、硫黄原子及び窒素原子からなる群から選択される1種以上を含むことがより好ましい。該ヘテロシクロアルキレン基の具体例としては、オキシランジイル基、アジリジンジイル基、アゼチジンジイル基、オキセタンジイル基、チエタンジイル基、ピロリジンジイル基、ジヒドロフランジイル基、テトラヒドロフランジイル基が挙げられる。
Rにおけるヘテロシクロアルケニレン基の炭素原子数は、好ましくは2〜21、より好ましくは2〜15、さらに好ましくは2〜9、2〜6又は2〜5である。好適なヘテロ原子は、ヘテロシクロアルキレン基について説明したものと同じである。該ヘテロシクロアルケニレン基の具体例としては、オキシレンジイル基、オキセテンジイル基が挙げられる。
Rにおける2価の基が有していてもよい置換基は先述のとおりである。Rにおける2価の基が複数の置換基を有する場合、それらは同一でも相異なっていてもよい。
好適な一実施形態において、R’は、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいヘテロアリール基、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルケニル基、置換基を有していてもよいヘテロシクロアルキル基、又は置換基を有していてもよいヘテロシクロアルケニル基を表す。
R’におけるアリール基、ヘテロアリール基、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、ヘテロシクロアルキル基、及びヘテロシクロアルケニル基の好適な炭素原子数は、それぞれ、Rにおけるアリーレン基、ヘテロアリーレン基、アルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基、シクロアルケニレン基、ヘテロシクロアルキレン基、及びヘテロシクロアルケニレン基について説明した好適な炭素原子数と同じである。
式(D1)中、Rd3は、式:−(R’’−O)−R’’’で表される1価の基を表し、ここで、mは0〜5の整数を表し、R’’は置換基を有していてもよい2価の脂肪族基を表し、R’’’は置換基を有していてもよい1価の脂肪族基を表し、R’’が複数存在する場合、それらは互いに同じでも異なっていてもよい。
mは、好ましくは0〜3の整数、より好ましくは0〜2の整数、さらに好ましくは0又は1、さらにより好ましくは0である。
好適な一実施形態において、R’’は、置換基を有していてもよいアルキレン基、置換基を有していてもよいアルケニレン基、置換基を有していてもよいシクロアルキレン基、置換基を有していてもよいシクロアルケニレン基、置換基を有していてもよいヘテロシクロアルキレン基、又は置換基を有していてもよいヘテロシクロアルケニレン基を表す。
好適な一実施形態において、R’’’は、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいシクロアルキル基、置換基を有していてもよいシクロアルケニル基、置換基を有していてもよいヘテロシクロアルキル基、又は置換基を有していてもよいヘテロシクロアルケニル基を表す。
R’’におけるアルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基、シクロアルケニレン基、ヘテロシクロアルキレン基、及びヘテロシクロアルケニレン基の好適な炭素原子数は、それぞれ、Rにおけるアルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基、シクロアルケニレン基、ヘテロシクロアルキレン基、及びヘテロシクロアルケニレン基について説明した好適な炭素原子数と同じである。また、R’’’におけるアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、ヘテロシクロアルキル基、及びヘテロシクロアルケニル基の好適な炭素原子数は、それぞれ、Rにおけるアルキレン基、アルケニレン基、シクロアルキレン基、シクロアルケニレン基、ヘテロシクロアルキレン基、及びヘテロシクロアルケニレン基について説明した好適な炭素原子数と同じである。
R’’が置換基を有していてもよいヘテロシクロアルキレン基(又はヘテロシクロアルケニレン基)である場合、ヘテロシクロアルキレン基(又はヘテロシクロアルケニレン基)を構成する炭素原子がリン原子に結合する。mが0であり、且つ、R’’’が置換基を有していてもよいヘテロシクロアルキル基(又はヘテロシクロアルケニル基)である場合、ヘテロシクロアルキル基(又はヘテロシクロアルケニル基)を構成する炭素原子がリン原子に結合する。
一実施形態において、式(D1)中、
i)Rd1及びRd2はどちらも式:−(R−O)−R’で表される1価の基を表し、lは0であり、R’は置換基を有していてもよいアリール基であり、
ii)Rd3は式:−(R’’−O)−R’’’で表される1価の基を表し、mは0〜2の整数であり、R’’は置換基を有していてもよいアルキレン基又は置換基を有していてもよいシクロアルキレン基であり、R’’’は置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基又は置換基を有していてもよいシクロアルキル基である。
好適な一実施形態において、式(D1)中、
i)Rd1及びRd2はどちらも式:−(R−O)−R’で表される1価の基を表し、lは0であり、R’は置換基を有していてもよいフェニル基であり、
ii)Rd3は式:−(R’’−O)−R’’’で表される1価の基を表し、mは0であり、R’’’は置換基を有していてもよいシクロアルキル基である。
他の一実施形態において、式(D1)中、
i)Rd1は式:−(R−O)−R’で表される1価の基を表し、lは0であり、R’は置換基を有していてもよいアリール基であり、
ii)Rd2は式:−(R−O)−R’で表される1価の基を表し、lは0であり、R’は置換基を有していてもよいアルキル基又は置換基を有していてもよいアルケニル基であり、
iii)Rd3は式:−(R’’−O)−R’’’で表される1価の基を表し、mは0〜2の整数であり、R’’は置換基を有していてもよいアルキレン基又は置換基を有していてもよいシクロアルキレン基であり、R’’’は置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基又は置換基を有していてもよいシクロアルキル基である。
好適な他の一実施形態において、式(D1)中、
i)Rd1は式:−(R−O)−R’で表される1価の基を表し、lは0であり、R’は置換基を有していてもよいフェニル基であり、
ii)Rd1は式:−(R−O)−R’で表される1価の基を表し、lは0であり、R’は置換基を有していてもよいアルキル基であり、
iii)Rd3は式:−(R’’−O)−R’’’で表される1価の基を表し、mは0であり、R’’’は置換基を有していてもよいアルキル基である。
式(D2)中、Rd1及びRd2は上記と同義、すなわち、式(D1)中のRd1及びRd2と同義である。
式(D2)中、Lは、式:−(R’’−O)−R’’−で表される2価の基を表す。nは0〜5の整数を表し、R’’は上記と同義、すなわち、式(D1)中のRd3について説明したR’’と同義であり、R’’が複数存在する場合、それらは互いに同じでも異なっていてもよい。
nは、好ましくは0〜3の整数、より好ましくは0〜2の整数、さらに好ましくは0又は1、さらにより好ましくは0である。
式(D2)中、Rd4及びRd5は、それぞれ独立に、水素原子、式:−(R−O)−R’で表される1価の基又は式:−L−P(−Rd1)(−Rd2)で表される1価の基を表し、ここで、l、R、R’、L、Rd1及びRd2は上記と同義である。
一実施形態において、式(D2)中、
i)Rd1及びRd2はどちらも式:−(R−O)−R’で表される1価の基を表し、lは0であり、R’は置換基を有していてもよいアリール基であり、
ii)Lは式:−(R’’−O)−R’’−で表される2価の基を表し、nは0〜2の整数であり、R’’は置換基を有していてもよいアルキレン基又は置換基を有していてもよいシクロアルキレン基であり、
iii)Rd4及びRd5はどちらも式:−(R−O)−R’で表される1価の基を表し、lは0であり、R’は置換基を有していてもよいアリール基である。
好適な一実施形態において、式(D2)中、
i)Rd1及びRd2はどちらも式:−(R−O)−R’で表される1価の基を表し、lは0であり、R’は置換基を有していてもよいフェニル基であり、
ii)Lは式:−(R’’−O)−R’’−で表される2価の基を表し、nは0であり、R’’は置換基を有していてもよいアルキレン基であり、
iii)Rd4及びRd5はどちらも式:−(R−O)−R’で表される1価の基を表し、lは0であり、R’は置換基を有していてもよいフェニル基である。
一実施形態において、(D)成分は、下記式の何れか1つで表される化合物を含む。
Figure 2019172898
(D)成分としては、例えば、北興化学社製の「DPPE」(1,3−ビスジフェニルホスフィノエタン)、「DPPP」(1,3−ビスジフェニルホスフィノプロパン)、「DPPB」(1,3−ビスジフェニルホスフィノブタン)、「DPCP」(ジフェニルシクロヘキシルホスフィン)、「TCHP」(トリシクロヘキシルホスフィン)、「Amphos」([4−(N,N−ジメチルアミノ)フェニル]ジ−tert−ブチルホスフィン)が挙げられる。
樹脂組成物中の樹脂成分の合計を100質量%とした場合、(D)成分の含有量は、0.001質量%と低い場合であっても、(C)成分との組み合わせにおいて誘電正接が低く且つめっき密着性及び下地密着性に優れる硬化物をもたらす樹脂組成物を実現することができる。樹脂組成物中の(D)成分の含有量は、(C)成分との組み合わせにおいてめっき密着性及び下地密着性に顕著に優れる硬化物をもたらす樹脂組成物を実現する観点から、樹脂組成物中の樹脂成分の合計を100質量%とした場合、好ましくは0.001質量%以上、より好ましくは0.01質量%以上、0.05質量%以上、0.1質量%以上、0.2質量%以上、0.3質量%以上、又は0.5質量%以上である。なお、「樹脂成分」とは、樹脂組成物を構成する不揮発成分のうち、後述する(E)無機充填材を除いた成分をいう。
(D)成分は、先述のとおり、脂肪族炭素原子が直接結合したリン原子を有しており、斯かる電子リッチなリン原子が(A)成分と(C)成分の反応を促進するなどして、導体に対する密着性に寄与する硬化物組成を再現しているものと考えられる。その反応促進効果の高さから、(D)成分を配合すると、樹脂組成物の溶融粘度が経時的に増大する場合があり、樹脂組成物を調製してから使用するまでの保管時間が長い場合など、使用態様によっては、樹脂組成物の増粘が顕在化する場合がある。この点、樹脂組成物中の樹脂成分の合計を100質量%とした場合、(D)成分の含有量を10質量%以下とすることにより、増粘を効果的に抑制することができる。斯かる(D)成分の含有量の上限は、ポットライフの良好な樹脂組成物を得る観点から、好ましくは10質量%以下、より好ましくは8質量%以下、6質量%以下、5質量%以下、又は3質量%以下である。
本発明の樹脂組成物は、必要に応じて、無機充填材、硬化促進剤、インデンクマロン樹脂、熱可塑性樹脂、難燃剤及び有機充填材からなる群から選択される1種以上の添加剤をさらに含有していてもよい。
−(E)無機充填材−
本発明の樹脂組成物は、(E)成分として、無機充填材をさらに含んでもよい。無機充填材を含むことにより、線熱膨張係数及び誘電正接が一層低い硬化物を実現し得る。
無機充填材の材料は特に限定されないが、例えば、シリカ、アルミナ、ガラス、コーディエライト、シリコン酸化物、硫酸バリウム、炭酸バリウム、タルク、クレー、雲母粉、酸化亜鉛、ハイドロタルサイト、ベーマイト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化マンガン、ホウ酸アルミニウム、炭酸ストロンチウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸ビスマス、酸化チタン、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸バリウム、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、リン酸ジルコニウム、及びリン酸タングステン酸ジルコニウム等が挙げられ、シリカが特に好適である。シリカとしては、例えば、無定形シリカ、溶融シリカ、結晶シリカ、合成シリカ、中空シリカ等が挙げられる。またシリカとしては球形シリカが好ましい。無機充填材は1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。市販されている球形シリカとして、(株)アドマテックス製「SO−C2」、「SO−C1」、Unimin社製「IMSIL A−8」、「IMSIL A−10」等が挙げられる。
無機充填材の平均粒径は、好ましくは4μm以下、より好ましくは3μm以下、さらに好ましくは2.5μm以下、さらにより好ましくは2μm以下、特に好ましくは1μm以下、0.7μm以下、又は0.5μm以下である。無機充填材の平均粒径の下限は、好ましくは0.01μm以上、より好ましくは0.03μm以上、さらに好ましくは0.05μm以上、0.07μm以上、又は0.1μm以上である。無機充填材の平均粒径はミー(Mie)散乱理論に基づくレーザー回折・散乱法により測定することができる。具体的にはレーザー回折式粒度分布測定装置により、無機充填材の粒度分布を体積基準で作成し、そのメディアン径を平均粒径とすることで測定することができる。測定サンプルは、無機充填材を超音波により水中に分散させたものを好ましく使用することができる。レーザー回折式粒度分布測定装置としては、(株)堀場製作所製「LA−500」、「LA−750」、「LA−950」等を使用することができる。
無機充填材は、耐湿性及び分散性を高める観点から、アミノシラン系カップリング剤、エポキシシラン系カップリング剤、メルカプトシラン系カップリング剤、アルコキシシラン化合物、オルガノシラザン化合物、チタネート系カップリング剤などの1種以上の表面処理剤で処理されていることが好ましい。表面処理剤の市販品としては、例えば、信越化学工業(株)製「KBM403」(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(株)製「KBM803」(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(株)製「KBE903」(3−アミノプロピルトリエトキシシラン)、信越化学工業(株)製「KBM573」(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(株)製「SZ−31」(ヘキサメチルジシラザン)等が挙げられる。
表面処理剤による表面処理の程度は、無機充填材の単位表面積当たりのカーボン量によって評価することができる。無機充填材の単位表面積当たりのカーボン量は、無機充填材の分散性向上の観点から、0.02mg/m以上が好ましく、0.1mg/m以上がより好ましく、0.2mg/m以上がさらに好ましい。一方、樹脂ワニスの溶融粘度やシート形態での溶融粘度の上昇を防止する観点から、1mg/m以下が好ましく、0.8mg/m以下がより好ましく、0.5mg/m以下がさらに好ましい。
無機充填材の単位表面積当たりのカーボン量は、表面処理後の無機充填材を溶剤(例えば、メチルエチルケトン(MEK))により洗浄処理した後に測定することができる。具体的には、溶剤として十分な量のMEKを表面処理剤で表面処理された無機充填材に加えて、25℃で5分間超音波洗浄する。上澄液を除去し、固形分を乾燥させた後、カーボン分析計を用いて無機充填材の単位表面積当たりのカーボン量を測定することができる。カーボン分析計としては、(株)堀場製作所製「EMIA−320V」等を使用することができる。
線熱膨張係数及び誘電正接の低い硬化物を得る観点から、樹脂組成物中の無機充填材の含有量は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは55質量%以上、60質量%以上、65質量%以上、又は70質量%以上である。樹脂組成物中の無機充填材の含有量の上限は、得られる硬化物の機械強度の観点から、好ましくは90質量%以下、より好ましくは85質量%以下、さらに好ましくは80質量%以下である。
−(F)硬化促進剤−
本発明の樹脂組成物は、(F)成分として、硬化促進剤をさらに含んでもよい。硬化促進剤としては、例えば、アミン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤、グアニジン系硬化促進剤、金属系硬化促進剤、過酸化物系硬化促進剤等が挙げられる。中でも、アミン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤、過酸化物系硬化促進剤が好ましい。硬化促進剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。硬化促進剤を使用する場合、樹脂組成物中の硬化促進剤の含有量は、好ましくは0.005質量%〜1質量%、より好ましくは0.01質量%〜0.5質量%である。
−(G)インデンクマロン樹脂−
本発明の樹脂組成物は、(G)成分として、インデンクマロン樹脂をさらに含んでもよい。インデンクマロン樹脂を含むことにより、(C)成分と(D)成分を組み合わせて配合したことによる本発明の有利な効果をより高めることができる。インデンクマロン樹脂としては、例えば、インデン及びクマロンの共重合体、インデン、クマロン及びスチレンの共重合体を挙げることができる。インデンクマロン樹脂の具体例としては、日塗化学(株)製「H−100」、「V−120S」、「V−120」が挙げられる。インデンクマロン樹脂は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。インデンクマロン樹脂を使用する場合、樹脂組成物中のインデンクマロン樹脂の含有量は、相溶性の良好な樹脂組成物を得る観点から、好ましくは1〜4質量%、より好ましくは2〜3.5質量%である。
−熱可塑性樹脂−
本発明の樹脂組成物は、熱可塑性樹脂をさらに含んでもよい。熱可塑性樹脂としては、例えば、フェノキシ樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエステル樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
熱可塑性樹脂のポリスチレン換算の重量平均分子量は8,000〜70,000の範囲が好ましく、10,000〜60,000の範囲がより好ましく、20,000〜60,000の範囲がさらに好ましい。熱可塑性樹脂のポリスチレン換算の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法で測定される。具体的には、熱可塑性樹脂のポリスチレン換算の重量平均分子量は、測定装置として(株)島津製作所製LC−9A/RID−6Aを、カラムとして昭和電工(株)製Shodex K−800P/K−804L/K−804Lを、移動相としてクロロホルム等を用いて、カラム温度40℃にて測定し、標準ポリスチレンの検量線を用いて算出することができる。
フェノキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA骨格、ビスフェノールF骨格、ビスフェノールS骨格、ビスフェノールアセトフェノン骨格、ノボラック骨格、ビフェニル骨格、フルオレン骨格、ジシクロペンタジエン骨格、ノルボルネン骨格、ナフタレン骨格、アントラセン骨格、アダマンタン骨格、テルペン骨格、及びトリメチルシクロヘキサン骨格からなる群から選択される1種以上の骨格を有するフェノキシ樹脂が挙げられる。フェノキシ樹脂の末端は、フェノール性水酸基、エポキシ基等のいずれの官能基でもよい。フェノキシ樹脂は1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。フェノキシ樹脂の具体例としては、三菱化学(株)製の「1256」及び「4250」(いずれもビスフェノールA骨格含有フェノキシ樹脂)、「YX8100」(ビスフェノールS骨格含有フェノキシ樹脂)、及び「YX6954」(ビスフェノールアセトフェノン骨格含有フェノキシ樹脂)が挙げられ、その他にも、新日鉄住金化学(株)製の「FX280」及び「FX293」、三菱化学(株)製の「YX7553」、「YL6794」、「YL7213」、「YL7290」及び「YL7482」等が挙げられる。
ポリビニルアセタール樹脂としては、例えば、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂が挙げられ、ポリビニルブチラール樹脂が好ましい。ポリビニルアセタール樹脂の具体例としては、例えば、電気化学工業(株)製の「電化ブチラール4000−2」、「電化ブチラール5000−A」、「電化ブチラール6000−C」、「電化ブチラール6000−EP」、積水化学工業(株)製のエスレックBHシリーズ、BXシリーズ、KSシリーズ、BLシリーズ、BMシリーズ等が挙げられる。
ポリイミド樹脂の具体例としては、新日本理化(株)製の「リカコートSN20」及び「リカコートPN20」が挙げられる。ポリイミド樹脂の具体例としてはまた、2官能性ヒドロキシル基末端ポリブタジエン、ジイソシアネート化合物及び四塩基酸無水物を反応させて得られる線状ポリイミド(特開2006−37083号公報記載のもの)、ポリシロキサン骨格含有ポリイミド(特開2002−12667号公報及び特開2000−319386号公報等に記載のもの)等の変性ポリイミドが挙げられる。
ポリアミドイミド樹脂の具体例としては、東洋紡(株)製の「バイロマックスHR11NN」及び「バイロマックスHR16NN」が挙げられる。ポリアミドイミド樹脂の具体例としてはまた、日立化成工業(株)製のポリシロキサン骨格含有ポリアミドイミド「KS9100」、「KS9300」等の変性ポリアミドイミドが挙げられる。
ポリエーテルスルホン樹脂の具体例としては、住友化学(株)製の「PES5003P」等が挙げられる。
ポリスルホン樹脂の具体例としては、ソルベイアドバンストポリマーズ(株)製のポリスルホン「P1700」、「P3500」等が挙げられる。
熱可塑性樹脂を使用する場合、樹脂組成物中の熱可塑性樹脂の含有量は、好ましくは0.1質量%〜20質量%、より好ましくは0.2質量%〜10質量%、さらに好ましくは0.3質量%〜5質量%である。
−難燃剤−
本発明の樹脂組成物は、難燃剤をさらに含んでもよい。難燃剤としては、例えば、有機リン系難燃剤、有機系窒素含有リン化合物、窒素化合物、シリコーン系難燃剤、金属水酸化物等が挙げられる。難燃剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。難燃剤を使用する場合、樹脂組成物中の難燃剤の含有量は特に限定はされないが、好ましくは0.1質量%〜15質量%、より好ましくは0.5質量%〜10質量%である。
−有機充填材−
本発明の樹脂組成物は、有機充填材をさらに含んでもよい。有機充填材としては、プリント配線板の絶縁層を形成するに際し使用し得る任意の有機充填材を使用してよく、例えば、ゴム粒子、ポリアミド微粒子、シリコーン粒子などが挙げられ、ゴム粒子が好ましい。
ゴム粒子としては、ゴム弾性を示す樹脂に化学的架橋処理を施し、有機溶剤に不溶かつ不融とした樹脂の微粒子体である限り特に限定されず、例えば、アクリロニトリルブタジエンゴム粒子、ブタジエンゴム粒子、アクリルゴム粒子などが挙げられる。ゴム粒子としては、具体的には、XER−91(日本合成ゴム(株)製)、スタフィロイドAC3355、AC3816、AC3816N、AC3832、AC4030、AC3364、IM101(以上、アイカ工業(株)製)パラロイドEXL2655、EXL2602(以上、呉羽化学工業(株)製)などが挙げられる。
有機充填材の平均粒子径は、好ましくは0.005μm〜1μmの範囲であり、より好ましくは0.2μm〜0.6μmの範囲である。有機充填材の平均粒子径は、動的光散乱法を用いて測定することができる。例えば、適当な有機溶剤に有機充填材を超音波などにより均一に分散させ、濃厚系粒径アナライザー(大塚電子(株)製「FPAR−1000」)を用いて、有機充填材の粒度分布を質量基準で作成し、そのメディアン径を平均粒子径とすることで測定することができる。有機充填材を使用する場合、樹脂組成物中の有機充填材の含有量は、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%としたとき、好ましくは1質量%〜10質量%、より好ましくは2質量%〜5質量%である。
本発明の樹脂組成物は、必要に応じて、他の成分を含んでいてもよい。斯かる他の成分としては、例えば、有機銅化合物、有機亜鉛化合物及び有機コバルト化合物等の有機金属化合物、並びに増粘剤、消泡剤、レベリング剤、密着性付与剤、着色剤等の樹脂添加剤等が挙げられる。
本発明の樹脂組成物の調製方法は、特に限定されるものではなく、例えば、配合成分を、必要により溶媒等を添加し、回転ミキサーなどを用いて混合・分散する方法などが挙げられる。
本発明の樹脂組成物は、誘電正接の低い硬化物をもたらすことができる。本発明の樹脂組成物の硬化物の誘電正接は、後述の<誘電正接の測定>に記載の方法により測定することができる。具体的には、空洞共振摂動法により周波数5.8GHz、測定温度23℃で測定することができる。高周波での発熱防止、信号遅延及び信号ノイズの低減の観点から、誘電正接は0.010以下が好ましく、0.009以下、0.008以下、0.007以下、0.006以下、又は0.005以下がより好ましく、0.004以下、又は0.0035以下がさらに好ましい。誘電正接の下限は、低いほど好ましいが、通常、0.001以上などとし得る。
本発明の樹脂組成物は、めっき導体層との密着性(めっき密着性)及び下地導体層との密着性(下地密着性)に優れる硬化物をもたらすことができる。本発明の樹脂組成物の硬化物のめっき密着性は、後述の<めっき密着性の測定>に記載の方法により測定することができる。また、本発明の樹脂組成物の硬化物の下地密着性は、後述の<下地密着性の測定>に記載の方法により測定することができる。得られる硬化物のめっき密着性、すなわち、めっき導体層との密着強度(ピール強度)は、0.40kgf/cm超であることが好ましい。得られる硬化物の下地密着性、すなわち、下地導体層との密着強度(ピール強度)は、0.50kgf/cm超であることが好ましい。これら該密着強度の上限は特に限定されないが、通常、1.2kgf/cm以下などとし得る。
本発明の樹脂組成物は、誘電正接が低く、めっき密着性及び下地密着性に優れる硬化物をもたらすことができる。したがって本発明の樹脂組成物は、それと接して導体層(再配線層を含む)が形成されることとなる絶縁層を形成するための樹脂組成物(導体層を形成するための絶縁層用樹脂組成物)として好適に使用することができる。また、プリント配線板の絶縁層を形成するための樹脂組成物(プリント配線板の絶縁層形成用樹脂組成物)として好適に使用することができ、プリント配線板の層間絶縁層を形成するための樹脂組成物(プリント配線板の層間絶縁層形成用樹脂組成物)としてより好適に使用することができる。また、本発明の樹脂組成物は、半導体パッケージにおいて半導体部品を埋め込んだり、部品内蔵回路板において部品を埋め込んだりするための樹脂組成物(部品埋め込み用樹脂組成物)として好適に使用することができる。本発明の樹脂組成物はまた、接着フィルム、プリプレグ等のシート状積層材料、ソルダーレジスト、アンダーフィル材、ダイボンディング材、穴埋め樹脂等、樹脂組成物が必要とされる用途の広範囲に使用できる。
[シート状積層材料]
本発明の樹脂組成物は、ワニス状態で塗布して使用することもできるが、工業的には一般に、該樹脂組成物を含有するシート状積層材料の形態で用いることが好適である。
シート状積層材料としては、以下に示す接着フィルム、プリプレグが好ましい。
一実施形態において、接着フィルムは、支持体と、該支持体と接合している樹脂組成物層(接着層)とを含んでなり、樹脂組成物層(接着層)が本発明の樹脂組成物から形成される。
樹脂組成物層の厚さは、プリント配線板の薄型化の観点から、好ましくは100μm以下、より好ましくは80μm以下、さらに好ましくは60μm以下又は50μm以下である。樹脂組成物層の厚さの下限は、特に限定されないが、通常、1μm以上、5μm以上、などとし得る。
支持体としては、例えば、プラスチック材料からなるフィルム、金属箔、離型紙が挙げられ、プラスチック材料からなるフィルム、金属箔が好ましい。
支持体としてプラスチック材料からなるフィルムを使用する場合、プラスチック材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル、ポリカーボネート(PC)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等のアクリル、環状ポリオレフィン、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリエーテルサルファイド(PES)、ポリエーテルケトン、ポリイミドなどが挙げられる。中でも、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートが好ましく、安価なポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。
支持体として金属箔を使用する場合、金属箔としては、例えば、銅箔、アルミニウム箔等が挙げられ、銅箔が好ましい。銅箔としては、銅の単金属からなる箔を用いてもよく、銅と他の金属(例えば、スズ、クロム、銀、マグネシウム、ニッケル、ジルコニウム、ケイ素、チタン等)との合金からなる箔を用いてもよい。
支持体は、樹脂組成物層と接合する側の表面にマット処理、コロナ処理を施してあってもよい。また、支持体としては、樹脂組成物層と接合する側の表面に離型層を有する離型層付き支持体を使用してもよい。離型層付き支持体の離型層に使用する離型剤としては、例えば、アルキド樹脂、オレフィン樹脂、ウレタン樹脂、及びシリコーン樹脂からなる群から選択される1種以上の離型剤が挙げられる。離型剤の市販品としては、例えば、アルキド樹脂系離型剤である、リンテック(株)製の「SK−1」、「AL−5」、「AL−7」などが挙げられる。
支持体の厚さは、特に限定されないが、5μm〜75μmの範囲が好ましく、10μm〜60μmの範囲がより好ましい。なお、支持体が離型層付き支持体である場合、離型層付き支持体全体の厚さが上記範囲であることが好ましい。
接着フィルムは、例えば、有機溶剤に樹脂組成物を溶解した樹脂ワニスを調製し、この樹脂ワニスを、ダイコーターなどを用いて支持体上に塗布し、更に乾燥させて樹脂組成物層を形成させることにより製造することができる。
有機溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン(MEK)及びシクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート及びカルビトールアセテート等の酢酸エステル類、セロソルブ及びブチルカルビトール等のカルビトール類、トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド(DMAc)及びN−メチルピロリドン等のアミド系溶媒等を挙げることができる。有機溶剤は1種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。
乾燥は、加熱、熱風吹きつけ等の公知の方法により実施してよい。乾燥条件は特に限定されないが、樹脂組成物層中の有機溶剤の含有量が10質量%以下、好ましくは5質量%以下となるように乾燥させる。樹脂ワニス中の有機溶剤の沸点によっても異なるが、例えば30質量%〜60質量%の有機溶剤を含む樹脂ワニスを用いる場合、50℃〜150℃で3分間〜10分間乾燥させることにより、樹脂組成物層を形成することができる。
接着フィルムにおいて、樹脂組成物層の支持体と接合していない面(即ち、支持体とは反対側の面)には、支持体に準じた保護フィルムをさらに積層することができる。保護フィルムの厚さは、特に限定されるものではないが、例えば、1μm〜40μmである。保護フィルムを積層することにより、樹脂組成物層の表面へのゴミ等の付着やキズを防止することができる。接着フィルムは、ロール状に巻きとって保存することが可能である。接着フィルムが保護フィルムを有する場合、保護フィルムを剥がすことによって使用可能となる。
一実施形態において、プリプレグは、シート状繊維基材に本発明の樹脂組成物を含浸させて形成される。
プリプレグに用いるシート状繊維基材は特に限定されず、ガラスクロス、アラミド不織布、液晶ポリマー不織布等のプリプレグ用基材として常用されているものを用いることができる。プリント配線板の薄型化の観点から、シート状繊維基材の厚さは、好ましくは50μm以下であり、より好ましくは40μm以下、さらに好ましくは30μm以下、さらにより好ましくは20μm以下である。シート状繊維基材の厚さの下限は特に限定されないが、通常、10μm以上である。
プリプレグは、ホットメルト法、ソルベント法等の公知の方法により製造することができる。
プリプレグの厚さは、上述の接着フィルムにおける樹脂組成物層と同様の範囲とし得る。
シート状積層材料において、樹脂組成物層の最低溶融粘度は、プリント配線板の具体的な設計(内層基板の回路厚さ、ライン/スペース比、部品内蔵回路板の製造に際しては部品収容のためのキャビティ寸法等)に応じて、良好な回路埋め込み性、部品埋め込み性を達成するための最適値が異なる。よって、シート状積層材料を製造するにあたっては、樹脂組成物層が所期の最低溶融粘度を示すように設計する。しかしながら、硬化促進剤を含む従来の樹脂組成物を使用したシート状積層材料に関しては、保管時に徐々に樹脂組成物の硬化が進み粘度が増す場合があり、プリント配線板の製造に使用する際には所期の値よりも著しく高い最低溶融粘度を示す場合があった。
これに対し、(C)成分と(D)成分を組み合わせて配合する本発明の樹脂組成物に関しては、誘電正接が低く、メッキ密着性及び下地密着性に優れる硬化物を実現し得るばかりでなく、保管時の樹脂組成物の硬化の進行が抑制され、所期の最低溶融粘度を有利に保つことができる。一実施形態において、本発明のシート状積層材料は、その製造直後の樹脂組成物層の最低溶融粘度をV(ポイズ)とし、室温(25℃)にて24時間保管した後の樹脂組成物層の最低溶融粘度をV(ポイズ)とするとき、V/Vの比(以下、「増粘倍率」ともいう。)は、好ましくは2以下、より好ましくは1.8以下、さらに好ましくは1.6以下、さらにより好ましくは1.5以下、特に好ましくは1.4以下、1.3以下、1.2以下又は1.1以下である。増粘倍率の下限は好ましくは1である。
ここで、樹脂組成物層の「最低溶融粘度」とは、樹脂組成物層の樹脂が溶融した際に樹脂組成物層が呈する最低の粘度をいう。詳細には、一定の昇温速度で樹脂組成物層を加熱して樹脂を溶融させると、初期の段階は溶融粘度が温度上昇とともに低下し、その後、ある温度を超えると温度上昇とともに溶融粘度が上昇する。「最低溶融粘度」とは、斯かる極小点の溶融粘度をいう。樹脂組成物層の最低溶融粘度は、後述の<最低溶融粘度の測定>に記載の方法により測定することができる。具体的には、樹脂組成物層の最低溶融粘度は、測定開始温度60℃、昇温速度5℃/分、振動数1Hz、ひずみ1degの条件で動的粘弾性測定を行うことにより得ることができる。動的粘弾性測定装置としては、例えば、(株)ユー・ビー・エム社製の「Rheosol−G3000」が挙げられる。
[プリント配線板]
本発明のプリント配線板は、本発明の樹脂組成物の硬化物からなる絶縁層を含む。
一実施形態において、本発明のプリント配線板は、上述の接着フィルムを用いて、下記(I)及び(II)の工程を含む方法により製造することができる。
(I)内層基板上に、接着フィルムを、該接着フィルムの樹脂組成物層が内層基板と接合するように積層する工程
(II)樹脂組成物層を熱硬化して絶縁層を形成する工程
工程(I)で用いる「内層基板」とは、主として、ガラスエポキシ基板、金属基板、ポリエステル基板、ポリイミド基板、BTレジン基板、熱硬化型ポリフェニレンエーテル基板等の基板、又は該基板の片面又は両面にパターン加工された導体層(回路)が形成された回路基板をいう。またプリント配線板を製造する際に、さらに絶縁層及び/又は導体層が形成されるべき中間製造物の内層回路基板も本発明でいう「内層基板」に含まれる。プリント配線板が部品内蔵回路板である場合、部品を内蔵した内層基板を使用すればよい。
内層基板と接着フィルムの積層は、例えば、支持体側から接着フィルムを内層基板に加熱圧着することにより行うことができる。接着フィルムを内層基板に加熱圧着する部材(以下、「加熱圧着部材」ともいう。)としては、例えば、加熱された金属板(SUS鏡板等)又は金属ロール(SUSロール)等が挙げられる。なお、加熱圧着部材を接着フィルムに直接プレスするのではなく、内層基板の表面凹凸に接着フィルムが十分に追随するよう、耐熱ゴム等の弾性材を介してプレスするのが好ましい。
内層基板と接着フィルムの積層は、真空ラミネート法により実施してよい。真空ラミネート法において、加熱圧着温度は、好ましくは60℃〜160℃、より好ましくは80℃〜140℃の範囲であり、加熱圧着圧力は、好ましくは0.098MPa〜1.77MPa、より好ましくは0.29MPa〜1.47MPaの範囲であり、加熱圧着時間は、好ましくは20秒間〜400秒間、より好ましくは30秒間〜300秒間の範囲である。積層は、好ましくは圧力26.7hPa以下の減圧条件下で実施する。
積層は、市販の真空ラミネーターによって行うことができる。市販の真空ラミネーターとしては、例えば、(株)名機製作所製の真空加圧式ラミネーター、ニッコー・マテリアルズ(株)製のバキュームアップリケーター等が挙げられる。
積層の後に、常圧下(大気圧下)、例えば、加熱圧着部材を支持体側からプレスすることにより、積層された接着フィルムの平滑化処理を行ってもよい。平滑化処理のプレス条件は、上記積層の加熱圧着条件と同様の条件とすることができる。平滑化処理は、市販のラミネーターによって行うことができる。なお、積層と平滑化処理は、上記の市販の真空ラミネーターを用いて連続的に行ってもよい。
支持体は、工程(I)と工程(II)の間に除去してもよく、工程(II)の後に除去してもよい。
工程(II)において、樹脂組成物層を熱硬化して絶縁層を形成する。
樹脂組成物層の熱硬化条件は特に限定されず、プリント配線板の絶縁層を形成するに際して通常採用される条件を使用してよい。
例えば、樹脂組成物層の熱硬化条件は、樹脂組成物の種類等によっても異なるが、硬化温度は120℃〜240℃の範囲(好ましくは150℃〜220℃の範囲、より好ましくは170℃〜200℃の範囲)、硬化時間は5分間〜120分間の範囲(好ましくは10分間〜100分間、より好ましくは15分間〜90分間)とすることができる。
樹脂組成物層を熱硬化させる前に、樹脂組成物層を硬化温度よりも低い温度にて予備加熱してもよい。例えば、樹脂組成物層を熱硬化させるのに先立ち、50℃以上120℃未満(好ましくは60℃以上110℃以下、より好ましくは70℃以上100℃以下)の温度にて、樹脂組成物層を5分間以上(好ましくは5〜150分間、より好ましくは15〜120分間)予備加熱してもよい。
プリント配線板を製造するに際しては、(III)絶縁層に穴あけする工程、(IV)絶縁層を粗化処理する工程、(V)絶縁層表面に導体層を形成する工程をさらに実施してもよい。これらの工程(III)乃至(V)は、プリント配線板の製造に用いられる、当業者に公知の各種方法に従って実施してよい。なお、支持体を工程(II)の後に除去する場合、該支持体の除去は、工程(II)と工程(III)との間、工程(III)と工程(IV)の間、又は工程(IV)と工程(V)との間に実施してよい。
他の実施形態において、本発明のプリント配線板は、上述のプリプレグを用いて製造することができる。製造方法は基本的に接着フィルムを用いる場合と同様である。
工程(III)は、絶縁層に穴あけする工程であり、これにより絶縁層にビアホール、スルーホール等のホールを形成することができる。工程(III)は、絶縁層の形成に使用した樹脂組成物の組成等に応じて、例えば、ドリル、レーザー、プラズマ等を使用して実施してよい。ホールの寸法や形状は、プリント配線板のデザインに応じて適宜決定してよい。
工程(IV)は、絶縁層を粗化処理する工程である。粗化処理の手順、条件は特に限定されず、プリント配線板の絶縁層を形成するに際して通常使用される公知の手順、条件を採用することができる。例えば、膨潤液による膨潤処理、酸化剤による粗化処理、中和液による中和処理をこの順に実施して絶縁層を粗化処理することができる。膨潤液としては特に限定されないが、アルカリ溶液、界面活性剤溶液等が挙げられ、好ましくはアルカリ溶液であり、該アルカリ溶液としては、水酸化ナトリウム溶液、水酸化カリウム溶液がより好ましい。市販されている膨潤液としては、例えば、アトテックジャパン(株)製の「スウェリング・ディップ・セキュリガンスP」、「スウェリング・ディップ・セキュリガンスSBU」等が挙げられる。膨潤液による膨潤処理は、特に限定されないが、例えば、30℃〜90℃の膨潤液に絶縁層を1分間〜20分間浸漬することにより行うことができる。絶縁層の樹脂の膨潤を適度なレベルに抑える観点から、40℃〜80℃の膨潤液に硬化体を5分間〜15分間浸漬させることが好ましい。酸化剤としては、特に限定されないが、例えば、水酸化ナトリウムの水溶液に過マンガン酸カリウムや過マンガン酸ナトリウムを溶解したアルカリ性過マンガン酸溶液が挙げられる。アルカリ性過マンガン酸溶液等の酸化剤による粗化処理は、60℃〜80℃に加熱した酸化剤溶液に絶縁層を10分間〜30分間浸漬させて行うことが好ましい。また、アルカリ性過マンガン酸溶液における過マンガン酸塩の濃度は5質量%〜10質量%が好ましい。市販されている酸化剤としては、例えば、アトテックジャパン(株)製の「コンセントレート・コンパクトCP」、「ドージングソリューション・セキュリガンスP」等のアルカリ性過マンガン酸溶液が挙げられる。また、中和液としては、酸性の水溶液が好ましく、市販品としては、例えば、アトテックジャパン(株)製の「リダクションソリューション・セキュリガントP」が挙げられる。中和液による処理は、酸化剤による粗化処理がなされた処理面を30℃〜80℃の中和液に5分間〜30分間浸漬させることにより行うことができる。作業性等の点から、酸化剤による粗化処理がなされた対象物を、40℃〜70℃の中和液に5分間〜20分間浸漬する方法が好ましい。
工程(V)は、導体層を形成する工程である。
導体層に使用する導体材料は特に限定されない。好適な実施形態では、導体層は、金、白金、パラジウム、銀、銅、アルミニウム、コバルト、クロム、亜鉛、ニッケル、チタン、タングステン、鉄、スズ及びインジウムからなる群から選択される1種以上の金属を含む。導体層は、単金属層であっても合金層であってもよく、合金層としては、例えば、上記の群から選択される2種以上の金属の合金(例えば、ニッケル・クロム合金、銅・ニッケル合金及び銅・チタン合金)から形成された層が挙げられる。中でも、導体層形成の汎用性、コスト、パターニングの容易性等の観点から、クロム、ニッケル、チタン、アルミニウム、亜鉛、金、パラジウム、銀若しくは銅の単金属層、又はニッケル・クロム合金、銅・ニッケル合金、銅・チタン合金の合金層が好ましく、クロム、ニッケル、チタン、アルミニウム、亜鉛、金、パラジウム、銀若しくは銅の単金属層、又はニッケル・クロム合金の合金層がより好ましく、銅の単金属層が更に好ましい。
導体層は、単層構造であっても、異なる種類の金属若しくは合金からなる単金属層又は合金層が2層以上積層した複層構造であってもよい。導体層が複層構造である場合、絶縁層と接する層は、クロム、亜鉛若しくはチタンの単金属層、又はニッケル・クロム合金の合金層であることが好ましい。
導体層の厚さは、所望のプリント配線板のデザインによるが、一般に3μm〜35μm、好ましくは5μm〜30μmである。
一実施形態において、導体層は、メッキにより形成してよい。例えば、セミアディティブ法、フルアディティブ法等の従来公知の技術により絶縁層の表面にメッキして、所望の配線パターンを有する導体層を形成することができる。
他の実施形態において、導体層は、金属箔を使用して形成してよい。金属箔を使用して導体層を形成する場合、工程(V)は、工程(I)と工程(II)の間に実施することが好適である。例えば、工程(I)の後、支持体を除去し、露出した樹脂組成物層の表面に金属箔を積層する。樹脂組成物層と金属箔との積層は、真空ラミネート法により実施してよい。積層の条件は、工程(I)について説明した条件と同様としてよい。次いで、工程(II)を実施して絶縁層を形成する。その後、絶縁層上の金属箔を利用して、サブトラクティブ法、モディファイドセミアディティブ法等の従来の公知の技術により、所望の配線パターンを有する導体層を形成することができる。
金属箔は、例えば、電解法、圧延法等の公知の方法により製造することができる。金属箔の市販品としては、例えば、JX日鉱日石金属(株)製のHLP箔、JXUT−III箔、三井金属鉱山(株)製の3EC−III箔、TP−III箔等が挙げられる。
特定の(C)成分と(D)成分とを組み合わせて含む本発明の樹脂組成物を使用してプリント配線板を製造する場合、誘電正接が低く、めっき密着性及び下地密着性に優れる絶縁層を実現することができる。
[半導体パッケージ]
本発明の半導体パッケージは、回路基板と、該回路基板に実装された半導体部品と、該半導体部品を埋め込む(封止する)封止材とを含み、封止材が、本発明の樹脂組成物の硬化物から形成されていることが特徴である。ここで、本発明の半導体パッケージを構成する回路基板、半導体部品の構造・種類は特に限定されず、半導体パッケージを形成するに際して通常使用される任意の回路基板、半導体部品を使用してよい。
本発明の半導体パッケージは、本発明の樹脂組成物により半導体部品を埋め込む(封止する)ことにより製造することができる。半導体を封止する際の条件は特に限定されず、半導体パッケージを製造するに際して通常使用される任意の封止条件を採用してよい。
[半導体装置]
本発明の半導体装置は、本発明の樹脂組成物の硬化物を含む。本発明の半導体装置は、本発明のプリント配線板又は半導体パッケージを用いて製造することができる。
半導体装置としては、電気製品(例えば、コンピューター、携帯電話、デジタルカメラ及びテレビ等)及び乗物(例えば、自動二輪車、自動車、電車、船舶及び航空機等)等に供される各種半導体装置が挙げられる。
以下、本発明について、実施例を示して具体的に説明する。ただし、本発明は、以下に示す実施例に限定されるものではない。以下の説明において、量を表す「部」及び「%」は、別途明示のない限り、「質量部」及び「質量%」をそれぞれ意味する。
まず、本明細書での物性評価における測定・評価方法について説明する。
<硬化物性評価用サンプルの作製>
実施例及び比較例で得た接着フィルムを200℃にて90分間熱硬化させ、支持体を剥離することにより、シート状の硬化物評価用サンプルを作製した。
<誘電正接の測定>
硬化物性評価用サンプルから、幅2mm、長さ80mmの試験片を切り取った。切り出した試験片について、アジレントテクノロジーズ(Agilent Technologies)社製の測定装置「HP8362B」を用いて、空洞共振摂動法により、測定周波数5.8GHz、測定温度23℃にて誘電正接を測定した。誘電正接が0.0035以下である場合を「〇」(良)、0.0035超0.0040以下を「△」(可)、0.0040超を「×」(不良)と評価した。
<評価基板の調製>
(1)内層回路基板の下地処理
内層回路を形成したガラス布基材エポキシ樹脂両面銅張積層板(銅箔の厚さ18μm、基板の厚さ0.4mm、パナソニック(株)製「R1515A」)の両面を、マイクロエッチング剤(メック(株)製「CZ8101」)に浸漬し1μmエッチングして銅表面の粗化処理を行った。
(2)接着フィルムの積層
実施例及び比較例で作製した接着フィルムを、バッチ式真空加圧ラミネーター((株)名機製作所製「MVLP−500」)を用いて、樹脂組成物層が内層回路基板と接合するように、内層回路基板の両面に積層した。積層は、30秒間減圧して気圧を13hPa以下とした後、100℃、圧力0.74MPaにて30秒間圧着することにより実施した。
(3)樹脂組成物層の硬化
積層した接着フィルムを、200℃にて90分間熱硬化して、内層回路基板の両面上に硬化物(絶縁層)を形成した。その後、接着フィルムから支持体を剥離した。
(4)粗化処理
絶縁層が形成された内層回路基板を、膨潤液(アトテックジャパン(株)「スエリングディップ・セキュリガントP」、ジエチレングリコールモノブチルエーテル含有の水酸化ナトリウム水溶液)に60℃で10分間浸漬し、次いで粗化液(アトテックジャパン(株)「コンセントレート・コンパクトP」、過マンガン酸カリウム濃度60g/L、水酸化ナトリウム濃度40g/Lの水溶液)に80℃で20分間浸漬し、最後に中和液(アトテックジャパン(株)「リダクションソリューション・セキュリガントP」、硫酸ヒドロキシルアミン水溶液)に40℃で5分間浸漬した。次いで、80℃で30分間乾燥させた。得られた基板を「評価基板A」と称する。
(5)めっき導体層の形成
セミアディティブ法に従って、評価基板Aの表面にめっき導体層(第2導体層)を形成した。具体的には、評価基板Aを、PdClを含む無電解めっき用溶液に40℃にて5分間浸漬し、次いで無電解銅めっき液に25℃にて20分間浸漬した。得られた評価基板Aを、150℃にて30分間加熱してアニール処理を行った後、硫酸銅電解めっきを施し、30μmの厚さでめっき導体層を形成した。めっき導体層を形成した評価基板Aを、190℃にて60分間アニール処理した。得られた基板を「評価基板B」と称する。
<めっき密着性の測定>
評価基板Bのめっき導体層(第2導体層)に、幅10mm、長さ100mmの部分の切込みをいれ、この一端を剥がしてつかみ具で掴み、室温(25℃)中にて、50mm/分の速度で垂直方向に35mmを引き剥がした時の荷重(kgf/cm(N/cm))を測定した。測定には、引っ張り試験機((株)TSE製「AC−50C−SL」)を使用した。荷重が0.4kgf/cm超である場合を「○」(良)、0.4kgf/cm以下である場合を「×」(不良)と評価した。
<下地密着性の測定>
(1)銅箔の下地処理
三井金属鉱山(株)製「3EC−III」(電界銅箔、35μm)の光沢面をマイクロエッチング剤(メック(株)製「CZ8101」)に浸漬して銅表面に粗化処理(Ra値=1μm)を行い、防錆処理(CL8300)を施した。この銅箔をCZ銅箔という。さらに、130℃のオーブンで30分間加熱処理した。
(2)銅箔の積層と絶縁層形成
上記<評価基板の調製>の「(2)接着フィルムの積層」と同様の操作を行い、支持体を剥離した基板を用意した。その樹脂組成物層上に、「3EC−III」のCZ銅箔の処理面を、上記<評価基板の調製>の「(2)接着フィルムの積層」と同様の条件で、積層した。そして、190℃、90分の硬化条件で樹脂組成物層を硬化して絶縁層を形成することで、サンプルを作製した。
(3)銅箔引き剥がし強さ(下地密着性)の測定
作製したサンプルを150×30mmの小片に切断した。小片の銅箔部分に、カッターを用いて幅10mm、長さ100mmの部分の切込みをいれて、銅箔の一端を剥がしてつかみ具((株)TSE製「AC−50C−SL」)で掴み、インストロン万能試験機を用いて、室温中にて、50mm/分の速度で垂直方向に35mmを引き剥がした時の荷重をJIS C6481に準拠して測定した。荷重が0.5kgf/cm超である場合を「○」(良)、0.5kgf/cm以下である場合を「×」(不良)と評価した。
<最低溶融粘度の測定>
実施例及び比較例で作製した接着フィルムの樹脂組成物層について、金型で圧縮することにより測定用ペレット(直径18mm、1.2〜1.3g)を作製した。得られた測定用ペレットについて、動的粘弾性測定装置((株)ユー・ビー・エム製「Rheosol−G3000」)を使用して溶融粘度を測定した。測定用ペレットについて、直径18mmのパラレルプレートを使用して、開始温度60℃から200℃まで昇温速度5℃/分にて昇温し、測定温度間隔2.5℃、振動数1Hz、ひずみ1degの測定条件にて動的粘弾性率を測定し、最低溶融粘度(poise)を算出した。各樹脂組成物層について、接着フィルム作製直後の初期の最低溶融粘度V(ポイズ)と、室温(25℃)にて24時間保管した後の最低溶融粘度V(ポイズ)を求め、増粘倍率(V/V)を算出した。
増粘倍率が2を超えた場合は「△」、2以下である場合は「○」と評価した。
<実施例1>
ビキシレノール型エポキシ樹脂(三菱化学(株)製「YX4000HK」、エポキシ当量約185)30部をソルベントナフサ30部に撹拌しながら加熱溶解し、その後室温にまで冷却した。アミノシラン系カップリング剤(信越化学工業(株)製「KBM573」)で表面処理された球形シリカ((株)アドマテックス製「SO−C2」、平均粒径0.5μm、単位表面積当たりのカーボン量0.38mg/m)250部を混合し、3本ロールで混練し分散させた。そこへ、活性エステル系硬化剤(DIC(株)製「HPC−8000−65T」、活性基当量約223の不揮発分65%のトルエン溶液)53.8部、アクリル基を有する樹脂(新中村化学工業社製「A−DOG」)20部、スチリル基を有する樹脂(三菱瓦斯化学社製「OPE−2St 1200」、不揮発分60%のトルエン溶液)10部、インデンクマロン樹脂(日塗化学(株)製「H−100」)5部、硬化促進剤として4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)の5%のMEK溶液2部及びジクミルパーオキサイド(日油社製「パークミル D」)0.13部、1,3−ビスジフェニルホスフィノプロパン(北興化学社製「DPPP」)1部を混合し、回転ミキサーで均一に分散して、樹脂ワニス1を調製した。
次いで、アルキド樹脂系離型層付きPETフィルム(リンテック社製「AL−5」、厚さ38μm)の離型層上に、乾燥後の樹脂組成物層の厚みが40μmとなるように、樹脂ワニス1をダイコーターにて均一に塗布し、80〜110℃(平均95℃)で5分間乾燥させて、接着フィルム1を作製した。
<実施例2>
1,3−ビスジフェニルホスフィノプロパン(北興化学社製「DPPP」)の配合量を1部から0.5部に変更した以外は、実施例1と同様にして樹脂ワニス2及び接着フィルム2を作製した。
<実施例3>
1,3−ビスジフェニルホスフィノプロパン(北興化学社製「DPPP」)の配合量を1部から0.01部に変更した以外は、実施例1と同様にして樹脂ワニス3及び接着フィルム3を作製した。
<実施例4>
1,3−ビスジフェニルホスフィノプロパン(北興化学社製「DPPP」)の配合量を1部から10部に変更した以外は、実施例1と同様にして樹脂ワニス4及び接着フィルム4を作製した。
<実施例5>
1,3−ビスジフェニルホスフィノプロパン(北興化学社製「DPPP」)1部をジフェニルシクロヘキシルホスフィン(北興化学社製「DPCP」)1部に変更した以外は、実施例1と同様にして樹脂ワニス5及び接着フィルム5を作製した。
<実施例6>
1,3−ビスジフェニルホスフィノプロパン(北興化学社製「DPPP」)1部を1,3−ビスジフェニルホスフィノブタン(北興化学社製「DPBP」)1部に変更した以外は、実施例1と同様にして樹脂ワニス6及び接着フィルム6を作製した。
<実施例7>
1,3−ビスジフェニルホスフィノプロパン(北興化学社製「DPPP」)1部を[4−(N,N−ジメチルアミノ)フェニル]ジ−tert−ブチルホスフィン(北興化学社製「Amphos」)1部に変更した以外は、実施例1と同様にして樹脂ワニス7及び接着フィルム7を作製した。
<実施例8>
1,3−ビスジフェニルホスフィノプロパン(北興化学社製「DPPP」)の配合量を1部から15部に変更した以外は、実施例1と同様にして樹脂ワニス8及び接着フィルム8を作製した。
<比較例1>
1,3−ビスジフェニルホスフィノプロパン(北興化学社製「DPPP」)を配合しなかった以外は、実施例1と同様にして樹脂ワニス9及び接着フィルム9を作製した。
<比較例2>
1,3−ビスジフェニルホスフィノプロパン(北興化学社製「DPPP」)1部をトリフェニルホスフィン(北興化学社製「TPPP」)1部に変更した以外は、実施例1と同様にして樹脂ワニス10及び接着フィルム10を作製した。
<比較例3>
アクリル基を有する樹脂(新中村化学工業社製「A−DOG」)20部、スチリル基を有する樹脂(三菱瓦斯化学社製「OPE−2St 1200」、不揮発分60%のトルエン溶液)10部を配合しなかった以外は、実施例1と同様にして樹脂ワニス11及び接着フィルム11を作製した。
実施例及び比較例の各評価結果を表1に示す。
Figure 2019172898
球形シリカ「SO−C2」を配合しない場合、硬化促進剤(ジメチルアミノピリジン(DMAP)及び「パークミル D」)を配合しない場合、インデンクマロン樹脂「H−100」を配合しない場合に関しても、程度に差はあるものの、上記実施例と同様の結果に帰着することを確認している。

Claims (17)

  1. (A)エポキシ樹脂、(B)硬化剤、(C)ラジカル重合性不飽和基を有する樹脂、及び(D)脂肪族ホスフィン系化合物を含む樹脂組成物。
  2. (D)成分が、脂肪族炭素原子が直接結合したリン原子を有する、請求項1に記載の樹脂組成物。
  3. (D)成分が、1分子中に、脂肪族炭素原子が直接結合したリン原子を1〜4個有する、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
  4. (D)成分が、1分子中に、2〜40個の脂肪族炭素原子を有する、請求項1〜3の何れか1項に記載の樹脂組成物。
  5. (D)成分が式(D1)又は式(D2)で表される化合物である、請求項1〜4の何れか1項に記載の樹脂組成物。
    Figure 2019172898
    (式中、
    d1及びRd2は、それぞれ独立に、水素原子又は式:−(R−O)−R’で表される1価の基を表し、ここで、lは0〜5の整数を表し、Rは置換基を有していてもよい2価の芳香族基、又は置換基を有していてもよい2価の脂肪族基を表し、R’は置換基を有していてもよい1価の芳香族基、又は置換基を有していてもよい1価の脂肪族基を表し、Rが複数存在する場合、それらは互いに同じでも異なっていてもよく、
    d3は、式:−(R’’−O)−R’’’で表される1価の基を表し、ここで、mは0〜5の整数を表し、R’’は置換基を有していてもよい2価の脂肪族基を表し、R’’’は置換基を有していてもよい1価の脂肪族基を表し、R’’が複数存在する場合、それらは互いに同じでも異なっていてもよい。)
    Figure 2019172898
    (式中、
    d1及びRd2は上記と同義であり、
    Lは、式:−(R’’−O)−R’’−で表される2価の基を表し、ここで、nは0〜5の整数を表し、R’’は上記と同義であり、R’’が複数存在する場合、それらは互いに同じでも異なっていてもよく、
    d4及びRd5は、それぞれ独立に、水素原子、式:−(R−O)−R’で表される1価の基又は式:−L−P(−Rd1)(−Rd2)で表される1価の基を表し、ここで、l、R、R’、L、Rd1及びRd2は上記と同義である。)
  6. (D)成分が、下記式の何れか1つで表される化合物を含む、請求項1〜5の何れか1項に記載の樹脂組成物。
    Figure 2019172898
  7. 樹脂成分を100質量%とした場合、(D)成分の含有量が、0.001質量%〜10質量%である、請求項1〜6の何れか1項に記載の樹脂組成物。
  8. (A)成分が、ビフェニル型エポキシ樹脂を含む、請求項1〜7の何れか1項に記載の樹脂組成物。
  9. (B)成分が、活性エステル系硬化剤を含む、請求項1〜8の何れか1項に記載の樹脂組成物。
  10. (C)成分が、炭素−炭素二重結合を有する、請求項1〜9の何れか1項に記載の樹脂組成物。
  11. (C)成分が、アクリル基、メタクリル基、スチリル基、アリル基、ビニル基、プロペニル基及びマレイミド基からなる群から選択される1以上の基を有する、請求項1〜10の何れか1項に記載の樹脂組成物。
  12. さらに(E)無機充填材を含む、請求項1〜11の何れか1項に記載の樹脂組成物。
  13. 樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、(E)無機充填材の含有量が50質量%以上である、請求項12に記載の樹脂組成物。
  14. 導体層を形成するための絶縁層用である、請求項1〜13の何れか1項に記載の樹脂組成物。
  15. 請求項1〜14の何れか1項に記載の樹脂組成物を含有する、シート状積層材料。
  16. 請求項1〜14の何れか1項に記載の樹脂組成物の硬化物からなる絶縁層を含む、プリント配線板。
  17. 請求項1〜14の何れか1項に記載の樹脂組成物の硬化物を含む、半導体装置。
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