JP2022157197A - Active ester, curable resin composition, and cured product - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、活性エステル、前記活性エステルを含有する硬化性樹脂組成物、前記硬化性樹脂組成物より得られる硬化物に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an active ester, a curable resin composition containing the active ester, and a cured product obtained from the curable resin composition.
エポキシ樹脂及びその硬化剤を必須成分とするエポキシ樹脂組成物は、その硬化物において優れた耐熱性と絶縁性を発現することから、半導体や多層プリント基板などの電子部品用途において広く用いられている。 Epoxy resin compositions, which contain epoxy resins and their curing agents as essential components, exhibit excellent heat resistance and insulating properties in their cured products, and are therefore widely used in electronic component applications such as semiconductors and multilayer printed circuit boards. .
これら電子部品用途のなかでも、半導体パッケージ基板では薄型化が進んでいるが、実装時のパッケージ基板の反りが問題となっているため、パッケージ基板の反りを抑制に起因する高耐熱性、及び、高弾性率が求められている。 Among these electronic component applications, semiconductor package substrates are becoming thinner, but warping of the package substrate during mounting has become a problem. A high elastic modulus is required.
一方、近年、半導体パッケージ基板においても、信号の高速化、高周波数化が進んでいる。高速化、高周波数化された信号に対しても、十分に低い誘電率を維持しつつ、十分に低い誘電正接を発現する硬化物を得ることが可能な硬化性樹脂組成物の提供が望まれている。 On the other hand, in recent years, even in semiconductor package substrates, signals are becoming faster and higher in frequency. It is desired to provide a curable resin composition capable of obtaining a cured product exhibiting a sufficiently low dielectric loss tangent while maintaining a sufficiently low dielectric constant even for high-speed, high-frequency signals. ing.
これらの要求に対して、低誘電率・低誘電正接を実現可能な材料として、活性エステル化合物をエポキシ樹脂用硬化剤として用いる技術が知られている(特許文献1参照)。 In response to these demands, there is known a technique of using an active ester compound as a curing agent for epoxy resin as a material capable of realizing a low dielectric constant and a low dielectric loss tangent (see Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1では、低誘電率、低誘電正接の特性においては、近年の要求に対して不十分であり、耐熱性も要求を満たすものではなかった。また、小型化・薄型化に対応するため、高弾性率化が求められている。 However, in Patent Document 1, the characteristics of low dielectric constant and low dielectric loss tangent are insufficient to meet the recent demands, and the heat resistance also does not satisfy the demands. In addition, in order to cope with miniaturization and thinning, high elastic modulus is required.
従って、本発明が解決しようとする課題は、得られる硬化物において、高耐熱性、低誘電特性(低誘電率及び低誘電正接)、及び、高弾性率を発現させることのできる活性エステル、前記活性エステルを含む硬化性樹脂組成物、及び、前記硬化性樹脂組成物を用いて得られる硬化物、更には、前記硬化性樹脂組成物を用いた回路基板などを提供することにある。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is that the resulting cured product exhibits high heat resistance, low dielectric properties (low dielectric constant and low dielectric loss tangent), and an active ester capable of expressing a high elastic modulus, An object of the present invention is to provide a curable resin composition containing an active ester, a cured product obtained using the curable resin composition, and a circuit board using the curable resin composition.
そこで、本発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意検討を重ねた結果、硬化性樹脂組成物に特定の活性エステルを用いることで、得られる硬化物が、優れた高耐熱性、低誘電特性(低誘電率及び低誘電正接)、及び、高弾性率を発現することを見出し、本発明を完成するに至った。 Therefore, the inventors of the present invention have made intensive studies to solve the above problems, and found that by using a specific active ester in a curable resin composition, the obtained cured product has excellent high heat resistance and low dielectric strength. The present inventors have found that it exhibits properties (low dielectric constant and low dielectric loss tangent) and high elastic modulus, and have completed the present invention.
即ち、本発明は、芳香環上の隣接する位置に2つの水酸基を有する芳香族化合物(a)、芳香族モノヒドロキシ化合物(b)、並びに、2個以上のカルボキシル基を有する芳香族化合物及び/又はその酸ハロゲン化物もしくはエステル化物(c)、とを反応させて得られることを特徴とする活性エステルに関する。 That is, the present invention provides an aromatic compound (a) having two hydroxyl groups at adjacent positions on an aromatic ring, an aromatic monohydroxy compound (b), and an aromatic compound having two or more carboxyl groups and/or or its acid halide or ester (c).
本発明の活性エステルは、前記芳香族化合物(a)が、下記一般式(1)~(3)からなる群より選択される少なくとも1つの化合物であることが好ましい。
本発明は、前記活性エステル、及び、エポキシ樹脂を含有する硬化性樹脂組成物に関する。 The present invention relates to a curable resin composition containing the active ester and an epoxy resin.
本発明は、前記硬化性樹脂組成物を硬化反応させて得られることを特徴とする硬化物に関する。 The present invention relates to a cured product obtained by subjecting the curable resin composition to a curing reaction.
本発明は、補強基材、及び、前記補強基材に含浸した前記硬化性樹脂組成物の半硬化物を有することを特徴とするプリプレグに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a prepreg comprising a reinforcing base material and a semi-cured product of the curable resin composition impregnated in the reinforcing base material.
本発明は、前記プリプレグ、及び、銅箔を積層し、加熱圧着成型して得られることを特徴とする回路基板に関する。 The present invention relates to a circuit board characterized by being obtained by laminating the prepreg and copper foil, followed by thermocompression molding.
本発明は、前記硬化性樹脂組成物を含有することを特徴とするビルドアップフィルムに関する。 The present invention relates to a build-up film containing the curable resin composition.
本発明は、前記硬化性樹脂組成物を含有することを特徴とする半導体封止材に関する。 The present invention relates to a semiconductor sealing material containing the curable resin composition.
本発明は、前記半導体封止材を加熱硬化した硬化物を含むことを特徴とする半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device comprising a cured product obtained by heating and curing the semiconductor sealing material.
本発明によれば、得られる硬化物において優れた高耐熱性、低誘電特性(低誘電率及び低誘電正接)、及び、高弾性率を発現させることのできる活性エステル、前記活性エステルを含む硬化性樹脂組成物、及び、前記硬化性樹脂組成物を用いて得られた硬化物、更には、前記硬化性樹脂組成物を用いた半導体封止材、半導体装置、プレプリグ、回路基板、及び、ビルドアップフィルムなどを提供することができ、有用である。 According to the present invention, an active ester capable of exhibiting excellent high heat resistance, low dielectric properties (low dielectric constant and low dielectric loss tangent), and high elastic modulus in the resulting cured product, and curing containing the active ester curable resin composition, and a cured product obtained using the curable resin composition, and further, a semiconductor sealing material, a semiconductor device, a prepreg, a circuit board, and a build using the curable resin composition It is useful because it can provide an up film and the like.
[活性エステル]
本発明は、芳香環上の隣接する位置に2つの水酸基を有する芳香族化合物(a)、芳香族モノヒドロキシ化合物(b)、並びに、2個以上のカルボキシル基を有する芳香族化合物及び/又はその酸ハロゲン化物もしくはエステル化物(c)、とを反応させて得られることを特徴とする活性エステルに関する。
前記活性エステルを用いることにより、高耐熱性、低誘電特性(低誘電率、低誘電正接)、及び、高弾性率の硬化物が得られ、好ましい。このような特性が得られる理由は、必ずしも明らかではないが、前記芳香環上の隣接する位置に2つの水酸基を有する芳香族化合物(a)(例えば、カテコール)を活性エステルの原料に用いることで、前記芳香環上の隣接する位置に2つの水酸基を有する芳香族化合物(a)の2つの水酸基に基づくエステル基が、芳香環(例えば、ベンゼン環)の隣接する位置に形成され、硬化物の架橋点が隣接し、その立体障害で分子運動が阻害されることで高耐熱性、高弾性率が発現される。また、活性エステルは、エポキシ樹脂と反応し、極性基である2級水酸基が無いネットワーク構造を形成することが可能なため、十分に低い誘電率と誘電正接を発現することができる。
[Active ester]
The present invention provides an aromatic compound (a) having two hydroxyl groups at adjacent positions on an aromatic ring, an aromatic monohydroxy compound (b), and an aromatic compound having two or more carboxyl groups and/or its It relates to an active ester characterized by being obtained by reacting with an acid halide or ester (c).
By using the active ester, a cured product having high heat resistance, low dielectric properties (low dielectric constant, low dielectric loss tangent) and high elastic modulus can be obtained, which is preferable. The reason why such properties are obtained is not necessarily clear, but by using an aromatic compound (a) (e.g., catechol) having two hydroxyl groups at adjacent positions on the aromatic ring as a raw material for the active ester. , an ester group based on two hydroxyl groups of the aromatic compound (a) having two hydroxyl groups at adjacent positions on the aromatic ring is formed at adjacent positions of the aromatic ring (e.g., benzene ring), and the cured product High heat resistance and high elastic modulus are exhibited by adjacent cross-linking points and inhibition of molecular movement due to steric hindrance. In addition, since the active ester reacts with the epoxy resin and can form a network structure without a secondary hydroxyl group, which is a polar group, a sufficiently low dielectric constant and dielectric loss tangent can be exhibited.
[芳香環上の隣接する位置に2つの水酸基を有する芳香族化合物(a)]
本発明の活性エステルは、芳香環上の隣接する位置に2つの水酸基を有する芳香族化合物(a)(以下、「芳香族化合物(a)」と称する場合がある。)を反応させて得られることを特徴とする。なお、前記「芳香環上の隣接する位置に2つの水酸基」とは、「芳香環上の隣接する2つの炭素原子に結合する2つの水酸基」を意味する。
[Aromatic compound (a) having two hydroxyl groups at adjacent positions on the aromatic ring]
The active ester of the present invention is obtained by reacting an aromatic compound (a) having two hydroxyl groups at adjacent positions on the aromatic ring (hereinafter sometimes referred to as "aromatic compound (a)"). It is characterized by The above-mentioned "two hydroxyl groups at adjacent positions on the aromatic ring" means "two hydroxyl groups bonded to two adjacent carbon atoms on the aromatic ring".
また、本発明の活性エステルは、前記芳香族化合物(a)が、下記一般式(1)~(3)からなる群より選択される少なくとも1つの化合物であることが好ましい。前記化合物は、芳香環上に水酸基が隣同士に存在するため、得られる活性エステルに含まれるエステル基も隣同士になり、前記活性エステルを用いて得られる硬化物の架橋点が隣接し、その立体障害で分子運動が阻害されることで、高耐熱性、高弾性率を発現することができ、好ましい。
上記式(1)~(3)中、Rは、それぞれ独立に、炭素原子数1~10の炭化水素基であることが好ましく、前記炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、アリル基、及び、ベンジル基等が挙げられ、特に高耐熱性かつ低誘電正接の観点からは、無置換であることが好ましく、低誘電率の観点からは、ブチル基であることが好ましい。 In the above formulas (1) to (3), R is preferably each independently a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and the hydrocarbon group includes a methyl group, an ethyl group, a propyl group, Examples include a butyl group, an allyl group, and a benzyl group, and from the viewpoint of high heat resistance and low dielectric loss tangent, it is preferably unsubstituted, and from the viewpoint of a low dielectric constant, it is preferably a butyl group. preferable.
上記式(1)~(3)中、nは0~4の整数であることが好ましく、0~1の整数であることがより好ましい。前記nが、前記範囲内にあることで、高耐熱、低誘電正接、及び、低誘電率となり、好ましい。 In the above formulas (1) to (3), n is preferably an integer of 0-4, more preferably an integer of 0-1. When n is within the above range, high heat resistance, low dielectric loss tangent, and low dielectric constant are obtained, which is preferable.
上記式(1)~(3)中、mは0~2の整数であることが好ましく、0~1の整数であることがより好ましい。前記mが、前記範囲内にあることで、高耐熱、低誘電正接、及び、低誘電率となり、好ましい。 In the above formulas (1) to (3), m is preferably an integer of 0-2, more preferably an integer of 0-1. When m is within the above range, high heat resistance, low dielectric loss tangent, and low dielectric constant are obtained, which is preferable.
また、前記芳香族化合物(a)として、カテコール骨格を含有する化合物(カテコール化合物)を使用することが好ましく、具体的には、カテコールやターシャリーブチルカテコールなどのカテコール化合物であることがより好ましい。得られる硬化物は、高耐熱性、低誘電特性(低誘電率、低誘電正接)、及び、高弾性率化することができ、好ましい。前記活性エステル中に、前記芳香族化合物(a)に基づくカテコール骨格を導入することにより、前記活性エステル中のエステル基が、同一芳香環上で隣接した構造を形成するため、従来の設計に比べて、立体障害が大きくなり、分子運動が抑制され、得られる硬化物は低誘電特性(低誘電率、低誘電正接)となり、かつ、高弾性率化できる。また、前記活性エステルは、エポキシ樹脂と反応し、極性基である2級水酸基のないネットワーク構造を形成することが可能なため、得られる硬化物は、十分に低い誘電率と誘電正接を発現することができる。 In addition, as the aromatic compound (a), it is preferable to use a compound containing a catechol skeleton (catechol compound), and more specifically, a catechol compound such as catechol or tert-butyl catechol is more preferable. The obtained cured product can have high heat resistance, low dielectric properties (low dielectric constant, low dielectric loss tangent) and high elastic modulus, which is preferable. By introducing a catechol skeleton based on the aromatic compound (a) into the active ester, the ester groups in the active ester form a structure adjacent to each other on the same aromatic ring. As a result, steric hindrance is increased, molecular motion is suppressed, and the resulting cured product has low dielectric properties (low dielectric constant and low dielectric loss tangent) and can be made high in elastic modulus. In addition, since the active ester reacts with the epoxy resin and can form a network structure without a secondary hydroxyl group that is a polar group, the resulting cured product exhibits a sufficiently low dielectric constant and dielectric loss tangent. be able to.
なお、前記カテコールとは、1位と2位とに水酸基を有するジヒドロキシベンゼンであり、前記カテコールの芳香環上にメチル基などのアルキル基を置換基として有するカテコール化合物であってもよい。 The catechol is a dihydroxybenzene having hydroxyl groups at the 1- and 2-positions, and may be a catechol compound having an alkyl group such as a methyl group as a substituent on the aromatic ring of the catechol.
また、前記カテコール化合物としては、高耐熱性付与の観点から、芳香環上に置換基を有していないもの(例えば、カテコール)を使用することが好ましい。また、低誘電特性の観点からは、前記カテコール化合物としては、ターシャリーブチル基を有するカテコール(ターシャリーブチルカテコール)などのように、アルキル基の炭素原子数が4~10のカテコール化合物などを使用することが好ましい。前記炭素原子数が4以上であれば、低誘電特性を十分なものとでき、前記炭素原子数が10以下であれば、立体障害による活性エステルの合成時に反応性の低下を防止できるため、好ましい。 As the catechol compound, it is preferable to use a compound having no substituent on the aromatic ring (for example, catechol) from the viewpoint of imparting high heat resistance. From the viewpoint of low dielectric properties, catechol compounds having alkyl groups with 4 to 10 carbon atoms, such as catechol having a tertiary butyl group (tertiary butyl catechol), are used as the catechol compound. preferably. When the number of carbon atoms is 4 or more, sufficient low dielectric properties can be obtained, and when the number of carbon atoms is 10 or less, a decrease in reactivity due to steric hindrance during synthesis of an active ester can be prevented, which is preferable. .
前記芳香族化合物(a)は、単独で用いてもよく、メチル基等のアルキル基の位置が異なる複数の化合物を併用してもよい。 The aromatic compound (a) may be used alone, or may be used in combination with a plurality of compounds having different positions of alkyl groups such as methyl groups.
[芳香族モノヒドロキシ化合物(b)]
本発明は、芳香族モノヒドロキシ化合物(b)を反応させて得られることを特徴とする。前記芳香族モノヒドロキシ化合物(b)を使用することにより、得られる活性エステルは、前記芳香族モノヒドロキシ化合物(b)が、活性エステル合成時に末端封止剤となり、分子量分布を制御し、活性エステルの粘度を最適化することができる。
[Aromatic monohydroxy compound (b)]
The present invention is characterized by being obtained by reacting the aromatic monohydroxy compound (b). By using the aromatic monohydroxy compound (b), the active ester obtained is such that the aromatic monohydroxy compound (b) serves as a terminal blocking agent during the synthesis of the active ester, controls the molecular weight distribution, and the active ester can be optimized.
前記芳香族モノヒドロキシ化合物(b)は、特に制限されないが、例えば、フェノール、o-クレゾール、m-クレゾール、p-クレゾール、2,4-キシレノール、2,6-キシレノール、ターシャリーブチルフェノール等のアルキルフェノール;o-フェニルフェノール、p-フェニルフェノール、2-ベンジルフェノール、4-ベンジルフェノール、スチレン化フェノール、4-(α-クミル)フェノール等のアラルキルフェノール;α-ナフトール(1-ナフトール)、β-ナフトール(2-ナフトール)等のナフトール化合物が挙げられる。これらはそれぞれ単独で用いても良いし、2種類以上を併用しても良い。中でも、耐熱性や誘電特性(低誘電特性)に優れる硬化物が得られることから、ターシャリーブチルフェノールやα-ナフトールなどが好ましい。 The aromatic monohydroxy compound (b) is not particularly limited, but examples include alkylphenols such as phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, 2,4-xylenol, 2,6-xylenol, and tertiary butylphenol. aralkylphenols such as o-phenylphenol, p-phenylphenol, 2-benzylphenol, 4-benzylphenol, styrenated phenol, 4-(α-cumyl)phenol; α-naphthol (1-naphthol), β-naphthol Naphthol compounds such as (2-naphthol) can be mentioned. Each of these may be used alone, or two or more of them may be used in combination. Among them, tertiary butyl phenol, α-naphthol, and the like are preferable because a cured product having excellent heat resistance and dielectric properties (low dielectric properties) can be obtained.
[2個以上のカルボキシル基を有する芳香族化合物及び/又はその酸ハロゲン化物もしくはエステル化物(c)]
本発明は、2個以上のカルボキシル基を有する芳香族化合物及び/又はその酸ハロゲン化物もしくはエステル化物(c)(以下、「芳香族化合物等(c)」と称する場合がある。)を反応させて得られることを特徴とする。前記芳香族化合物等(c)を使用することにより、耐熱性に優れる硬化物が得られ、好ましい。
[Aromatic compound having two or more carboxyl groups and/or its acid halide or ester (c)]
In the present invention, an aromatic compound having two or more carboxyl groups and/or its acid halide or ester (c) (hereinafter sometimes referred to as "aromatic compound etc. (c)") is reacted. It is characterized by being obtained by By using the aromatic compound (c), etc., a cured product having excellent heat resistance can be obtained, which is preferable.
前記芳香族化合物等(c)としては、特に制限されないが、例えば、置換または非置換の芳香環に2個以上のカルボキシル基等を有する化合物が挙げられる。なお、「カルボキシル基等」とは、カルボキシル基;フッ化アシル基、塩化アシル基、臭化アシル基等のハロゲン化アシル基;メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基等のアルキルオキシカルボニル基;フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等のアリールオキシカルボニル基等が挙げられる。なお、ハロゲン化アシル基を有する場合、前記芳香族化合物は酸ハロゲン化物であり、アルキルオキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基を有する場合、前記芳香族化合物はエステル化物となりうる。これらのうち、前記芳香族化合物はカルボキシル基、ハロゲン化アシル基、アリールオキシカルボニル基を有することが好ましく、カルボキシル基、ハロゲン化アシル基を有することがさらに好ましく、カルボキシル基、塩化アシル基、臭化アシル基を有することがさらに好ましい。 The aromatic compound (c) is not particularly limited, but examples thereof include compounds having two or more carboxyl groups in a substituted or unsubstituted aromatic ring. The term "carboxyl group, etc." means a carboxyl group; an acyl fluoride acyl group, an acyl chloride group, an acyl bromide group; an alkyloxycarbonyl group such as a methyloxycarbonyl group, an ethyloxycarbonyl group; aryloxycarbonyl groups such as oxycarbonyl group and naphthyloxycarbonyl group; When having an acyl halide group, the aromatic compound is an acid halide, and when having an alkyloxycarbonyl group or an aryloxycarbonyl group, the aromatic compound can be an ester. Among these, the aromatic compound preferably has a carboxyl group, a halogenated acyl group, an aryloxycarbonyl group, more preferably has a carboxyl group, a halogenated acyl group, a carboxyl group, an acyl chloride group, a brominated It is more preferable to have an acyl group.
前記芳香環としては、特に制限されないが、単環芳香環、縮環芳香環、環集合芳香環、アルキレン鎖により連結される芳香環等が挙げられる。 Examples of the aromatic ring include, but are not particularly limited to, a monocyclic aromatic ring, a condensed aromatic ring, a ring-assembled aromatic ring, and an aromatic ring linked by an alkylene chain.
前記芳香族化合物等(c)としては、特に制限されないが、イソフタル酸、テレフタル酸、5-アリルイソフタル酸、2-アリルテレフタル酸等のベンゼンジカルボン酸;トリメリット酸、5-アリルトリメリット酸等のベンゼントリカルボン酸;ナフタレン-1,4―ジカルボン酸、ナフタレン-1,5-ジカルボン酸、ナフタレン-2,3-ジカルボン酸、ナフタレン-2,6-ジカルボン酸、ナフタレン-2,7-ジカルボン酸、3-アリルナフタレン-1,4-ジカルボン酸、3,7-ジアリルナフタレン-1,4-ジカルボン酸等のナフタレンジカルボン酸;2,4,5-ピリジントリカルボン酸等のピリジントリカルボン酸;1,3,5-トリアジン-2,4,6-トリカルボン酸等のトリアジンカルボン酸;これらの酸ハロゲン化物、エステル化物等が挙げられる。これらのうち、ベンゼンジカルボン酸、ベンゼントリカルボン酸であることが好ましく、イソフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸クロリド、テレフタル酸クロリド、1,3,5-ベンゼントリカルボン酸、1,3,5-ベンゼントリカルボニルトリクロリドであることがより好ましく、イソフタル酸クロリドやテレフタル酸クロリドなどのビス(クロロカルボニル)ベンゼン、1,3,5-ベンゼントリカルボニルトリクロリドであることがさらに好ましい。 The aromatic compounds (c) are not particularly limited, but are benzenedicarboxylic acids such as isophthalic acid, terephthalic acid, 5-allylisophthalic acid, and 2-allylterephthalic acid; trimellitic acid, 5-allyltrimellitic acid, and the like. benzenetricarboxylic acid of; naphthalene-1,4-dicarboxylic acid, naphthalene-1,5-dicarboxylic acid, naphthalene-2,3-dicarboxylic acid, naphthalene-2,6-dicarboxylic acid, naphthalene-2,7-dicarboxylic acid, naphthalenedicarboxylic acids such as 3-allylnaphthalene-1,4-dicarboxylic acid and 3,7-diallylnaphthalene-1,4-dicarboxylic acid; pyridinetricarboxylic acids such as 2,4,5-pyridinetricarboxylic acid; triazinecarboxylic acids such as 5-triazine-2,4,6-tricarboxylic acid; and acid halides and esters thereof. Among these, benzenedicarboxylic acid and benzenetricarboxylic acid are preferred, and isophthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid chloride, terephthalic acid chloride, 1,3,5-benzenetricarboxylic acid and 1,3,5-benzenetricarbonyl Trichloride is more preferable, and bis(chlorocarbonyl)benzene such as isophthalic acid chloride and terephthalic acid chloride, and 1,3,5-benzenetricarbonyl trichloride are more preferred.
上述のうち、得られる硬化物の耐熱性や誘電特性が良好になることや、原料の工業的な入手の容易さや作業性の観点から、芳香環が単環芳香環である芳香族化合物等、芳香環が縮環芳香環である芳香族化合物等であることが好ましく、ベンゼンジカルボン酸、ベンゼントリカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸、これらの酸ハロゲン化物であることが好ましく、ベンゼンジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸、これらの酸ハロゲン化物であることがより好ましく、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレン-1,5-ジカルボン酸、ナフタレン-2,3-ジカルボン酸、ナフタレン-2,6-ジカルボン酸、ナフタレン-2,7-ジカルボン酸、1,3,5-ベンゼントリカルボン酸、これらの酸ハロゲン化物であることがさらに好ましい。上述の芳香族化合物等(c)は単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Among the above, from the viewpoint of improving the heat resistance and dielectric properties of the resulting cured product, and from the viewpoint of industrial availability and workability of raw materials, aromatic compounds in which the aromatic ring is a monocyclic aromatic ring, etc. Aromatic compounds in which the aromatic ring is a condensed aromatic ring are preferable, and benzenedicarboxylic acid, benzenetricarboxylic acid, naphthalenedicarboxylic acid, and acid halides thereof are preferable, and benzenedicarboxylic acid, naphthalenedicarboxylic acid, These acid halides are more preferred, and isophthalic acid, terephthalic acid, naphthalene-1,5-dicarboxylic acid, naphthalene-2,3-dicarboxylic acid, naphthalene-2,6-dicarboxylic acid, naphthalene-2,7 -dicarboxylic acid, 1,3,5-benzenetricarboxylic acid, and acid halides thereof are more preferred. The above-mentioned aromatic compounds and the like (c) may be used alone or in combination of two or more.
本発明の活性エステルは、エポキシ樹脂等の硬化剤としての機能を有するものであり、前記活性エステルを使用し得られる硬化物に高耐熱性、低誘電特性(低誘電率、低誘電正接)、及び、高弾性率化を付与することができ、好ましい態様となる。また、前記活性エステルとエポキシ樹脂との反応時において、水酸基の発生を防止または抑制することができ、低誘電特性に優れ、有用である。 The active ester of the present invention has a function as a curing agent for epoxy resins and the like, and the cured product obtained by using the active ester has high heat resistance, low dielectric properties (low dielectric In addition, a high elastic modulus can be imparted, which is a preferred embodiment. In addition, during the reaction between the active ester and the epoxy resin, it is possible to prevent or suppress the generation of hydroxyl groups, which is excellent in low dielectric properties and useful.
本発明の活性エステルを用いることにより、低誘電特性を有し、高耐熱性、高弾性率に優れる硬化物が得られ、好ましい態様となる。その理由は、必ずしも明らかではないが、前記活性エステル中に、前記芳香族化合物(a)に基づくカテコール骨格を導入することにより、前記活性エステル中のエステル基が、同一芳香環上で隣接した構造を形成するため、従来の設計に比べて、立体障害が大きくなり、分子運動が抑制され、得られる硬化物は低誘電特性(低誘電率、低誘電正接)となり、かつ高弾性率化できる。また、前記活性エステルは、エポキシ樹脂と反応し、極性基である2級水酸基のないネットワーク構造を形成することが可能なため、十分に低い誘電率と誘電正接を発現させることができる。 By using the active ester of the present invention, a cured product having low dielectric properties, high heat resistance, and excellent elastic modulus can be obtained, which is a preferred embodiment. The reason for this is not necessarily clear, but by introducing a catechol skeleton based on the aromatic compound (a) into the active ester, the ester groups in the active ester have a structure in which they are adjacent on the same aromatic ring. Therefore, steric hindrance is increased and molecular motion is suppressed compared to conventional designs, and the resulting cured product has low dielectric properties (low dielectric constant, low dielectric loss tangent) and high elastic modulus. In addition, since the active ester reacts with the epoxy resin and can form a network structure without a secondary hydroxyl group, which is a polar group, a sufficiently low dielectric constant and dielectric loss tangent can be developed.
また、前記活性エステルは、後述するエポキシ樹脂のエポキシ基と反応活性を有するエステル結合を2個以上有するため、硬化物の架橋密度が高くなり、耐熱性が向上しうる。 In addition, since the active ester has two or more ester bonds reactive with the epoxy group of the epoxy resin to be described later, the crosslink density of the cured product can be increased and the heat resistance can be improved.
前記活性エステルとしては、後述する硬化性樹脂組成物として調製する際のハンドリング性や、その硬化物の耐熱性、誘電特性とのバランスがより優れる観点から、前記活性エステルの軟化点が200℃以下であることが好ましく、180℃以下であることがより好ましく、160℃以下であることが更に好ましく、140℃以下が特に好ましい。 As the active ester, the softening point of the active ester is 200 ° C. or less from the viewpoint of better balance between handling properties when preparing a curable resin composition described later, heat resistance of the cured product, and dielectric properties. is preferably 180° C. or lower, more preferably 160° C. or lower, and particularly preferably 140° C. or lower.
前記芳香族化合物(a)、前記芳香族モノヒドロキシ化合物(b)、及び、前記芳香族化合物等(c)(以下、「原料化合物」と称する場合がある。)との反応としては、特に制限されないが、例えば、前記芳香族化合物(a)、及び、前記芳香族モノヒドロキシ化合物(b)を混合・溶解した後、更に、前記芳香族化合物等(c)を混合・溶解し、アルカリ触媒の存在下、60℃以下の温度条件下で、1~24時間の反応時間で、反応させることが出来る。ここで使用し得るアルカリ触媒は、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、トリエチルアミン、ピリジン等が挙げられる。これらはそれぞれ単独で用いても良いし、2種類以上を併用しても良い。これらのなかでも、反応効率が高いことから、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムが好ましい。また、これらの触媒は3~30質量%の水溶液として用いても良い。また、この際、反応効率を高めるため、層間移動触媒を使用しても良い。例えば、アルキルアンモニウム塩、クラウンエーテル等が挙げられる。これらは、それぞれ単独で用いても良いし、2種類以上を併用しても良い。 The reaction with the aromatic compound (a), the aromatic monohydroxy compound (b), and the aromatic compound (c) (hereinafter sometimes referred to as "raw material compound") is particularly limited However, for example, after mixing and dissolving the aromatic compound (a) and the aromatic monohydroxy compound (b), the aromatic compound (c) is further mixed and dissolved, and the alkali catalyst is The reaction can be carried out in the presence of 60° C. or lower for a reaction time of 1 to 24 hours. Examples of alkali catalysts that can be used here include sodium hydroxide, potassium hydroxide, triethylamine, pyridine and the like. Each of these may be used alone, or two or more of them may be used in combination. Among these, sodium hydroxide or potassium hydroxide is preferable because of their high reaction efficiency. Also, these catalysts may be used as an aqueous solution of 3 to 30% by mass. Moreover, in this case, an interlayer transfer catalyst may be used in order to increase the reaction efficiency. Examples include alkylammonium salts, crown ethers, and the like. Each of these may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
上記反応は、反応制御が容易となることから、有機溶媒中で行うことが好ましい。ここで用いる有機溶媒は、例えば、ペンタン、ヘキサン等の炭化水素溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル溶媒、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、カルビトールアセテート等の酢酸エステル溶媒、セロソルブ、ブチルカルビトール等のカルビトール溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン等が挙げられる。これらはそれぞれ単独で用いても良いし、2種類以上の混合溶媒としても良い。 The above reaction is preferably carried out in an organic solvent because it facilitates reaction control. Examples of organic solvents used here include hydrocarbon solvents such as pentane and hexane, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone and cyclohexanone, ether solvents such as diethyl ether and tetrahydrofuran, ethyl acetate, butyl acetate, cellosolve acetate, and propylene glycol monomethyl ether. Examples thereof include acetic acid ester solvents such as acetate and carbitol acetate, carbitol solvents such as cellosolve and butyl carbitol, aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene, dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone and the like. Each of these may be used alone, or two or more of them may be used as a mixed solvent.
前記原料化合物の反応割合は、所望の分子設計に応じて適宜変更することが出来るが、中でも、未反応の末端を削減しつつ、余剰の反応原料を削減する観点から、前記芳香族モノヒドロキシ化合物(b)1モルに対し、前記芳香族化合物(a)が0.5~5モルの範囲が好ましく、1~4モルがより好ましく、2~3モルが更に好ましい。また、前記芳香族モノヒドロキシ化合物(b)1モルに対し、前記芳香族化合物等(c)が0.5~5モルの範囲が好ましく、1~4モルがより好ましく、2~3モルが更に好ましい。 The reaction ratio of the raw material compound can be appropriately changed according to the desired molecular design. The amount of the aromatic compound (a) is preferably 0.5 to 5 mol, more preferably 1 to 4 mol, even more preferably 2 to 3 mol, per 1 mol of (b). Further, the aromatic compound (c) is preferably in the range of 0.5 to 5 mol, more preferably 1 to 4 mol, and further 2 to 3 mol, relative to 1 mol of the aromatic monohydroxy compound (b). preferable.
反応終了後は、アルカリ触媒の存在下で水溶液を用いる場合には、反応液を静置分液して水層を取り除き、残った有機層を水で洗浄し、水層がほぼ中性(pH7程度)になるまで水洗を繰り返すことにより、絶縁性に悪影響のある無機塩含有量が低減させることにより、本発明の活性エステルを得ることができる。なお、反応終了後は、余剰の前記原料化合物を除去するため、加熱・減圧で乾燥することにより、高純度の活性エステルを得ることができる。 After completion of the reaction, when an aqueous solution is used in the presence of an alkali catalyst, the reaction solution is allowed to stand for liquid separation to remove the aqueous layer, the remaining organic layer is washed with water, and the aqueous layer is almost neutral (pH 7). The active ester of the present invention can be obtained by repeating washing with water until the content of the inorganic salt, which adversely affects the insulating properties, is reduced. After completion of the reaction, in order to remove the surplus raw material compound, the active ester of high purity can be obtained by drying under heating and reduced pressure.
本発明の活性エステルの官能基当量は、活性エステル構造中に有する芳香族エステル基の合計を活性エステルの官能基数とした場合、硬化性に優れ、低い誘電率及び誘電正接(低誘電特性)の硬化物が得られることから、100~500g/当量の範囲であることが好ましく、110~400g/当量の範囲であることがより好ましく、120~300g/当量の範囲であることが更により好ましい。 The functional group equivalent of the active ester of the present invention is, when the total number of aromatic ester groups in the active ester structure is taken as the number of functional groups of the active ester, excellent curability, low dielectric constant and dielectric loss tangent (low dielectric characteristics). Since a cured product can be obtained, it is preferably in the range of 100 to 500 g/equivalent, more preferably in the range of 110 to 400 g/equivalent, and even more preferably in the range of 120 to 300 g/equivalent.
本発明の活性エステルの数平均分子量(Mn)は、500~3000であることが好ましく、600~2000であることがより好ましい。数平均分子量(Mn)が500以上であると、誘電特性や耐熱性に優れることから好ましい。一方、数平均分子量(Mn)が3000以下であると、成形性に優れることから好ましい。 The number average molecular weight (Mn) of the active ester of the present invention is preferably 500-3000, more preferably 600-2000. A number-average molecular weight (Mn) of 500 or more is preferable because dielectric properties and heat resistance are excellent. On the other hand, when the number average molecular weight (Mn) is 3000 or less, it is preferable because moldability is excellent.
<硬化性樹脂組成物>
本発明は、前記活性エステル、及び、エポキシ樹脂を含有する硬化性樹脂組成物に関する。前記硬化性樹脂組成物は、前記活性エステルは、エポキシ樹脂(やその他樹脂)の硬化剤としての機能を有するものであり、前記活性エステル、及び、前記エポキシ樹脂を使用し得られる硬化物は、高耐熱性、低誘電特性(低誘電率、低誘電正接)、及び、高弾性率化することができ、好ましい態様となる。また、前記活性エステルとエポキシ樹脂との反応時において、水酸基の発生を防止または抑制することができ、低誘電特性に優れた硬化物を得ることができ、有用である。
<Curable resin composition>
The present invention relates to a curable resin composition containing the active ester and an epoxy resin. In the curable resin composition, the active ester functions as a curing agent for epoxy resins (and other resins), and the cured product obtained by using the active ester and the epoxy resin is High heat resistance, low dielectric properties (low dielectric constant, low dielectric loss tangent), and high elastic modulus can be achieved, which is a preferred embodiment. Moreover, it is possible to prevent or suppress the generation of hydroxyl groups during the reaction between the active ester and the epoxy resin, and to obtain a cured product excellent in low dielectric properties, which is useful.
[エポキシ樹脂]
前記エポキシ樹脂としては、特に制限されないが、例えば、分子中に2個以上のエポキシ基を含み、前記エポキシ基で架橋ネットワークを形成することで硬化させることができる硬化性樹脂であることが好ましい。
[Epoxy resin]
Although the epoxy resin is not particularly limited, for example, it is preferably a curable resin that contains two or more epoxy groups in the molecule and can be cured by forming a crosslinked network with the epoxy groups.
前記エポキシ樹脂としては、特に制限されないが、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、α-ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、β-ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニ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;
フェノー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、フェノールビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂等のアラルキル型エポキシ樹脂;
ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールAP型エポキシ樹脂、ビスフェノールAF型エポキシ樹脂、ビスフェノールB型エポキシ樹脂、ビスフェノールBP型エポキシ樹脂、ビスフェノールC型エポキシ樹脂、ビスフェノールE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、テトラブロモビスフェノールA型エポキシ樹脂等の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、テトラメチルビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格およびジグリシジルオキシベンゼン骨格を有するエポキシ樹脂等のビフェニル型エポキシ樹脂;
ナフタレン型エポキシ樹脂;
ビナフトール型エポキシ樹脂;ビナフチル型エポキシ樹脂;
ジシクロペンタジエンフェノール型エポキシ樹脂等のジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂;
テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン型エポキシ樹脂、トリグリシジル-p-アミノフェノール型エポキシ樹脂、ジアミノジフェニルスルホンのグリシジルアミン型エポキシ樹脂等のグリシジルアミン型エポキシ樹脂;
2,6-ナフタレンジカルボン酸ジグリシジルエステル型エポキシ樹脂、ヘキサヒドロ無水フタル酸のグリシジルエステル型エポキシ樹脂等のジグリシジルエステル型エポキシ樹脂;
ジベンゾピラン、ヘキサメチルジベンゾピラン、7-フェニルヘキサメチルジベンゾピラン等のベンゾピラン型エポキシ樹脂等が挙げられる。
これらのエポキシ樹脂のうち、フェノール化合物をエポキシ化して得られる、いわゆるグリシジルエーテル型エポキシ樹脂が好ましく、その中でもノボラック型エポキシ樹脂、アラルキル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂であることが、誘電特性の観点からより好ましい。
The epoxy resin is not particularly limited, but phenol novolak type epoxy resin, cresol novolak type epoxy resin, α-naphthol novolak type epoxy resin, β-naphthol novolak type epoxy resin, bisphenol A novolak type epoxy resin, biphenyl novolak type epoxy resin. Novolac type epoxy resins such as resins;
Aralkyl-type epoxy resins such as phenol aralkyl-type epoxy resins, naphthol aralkyl-type epoxy resins, and phenol biphenyl aralkyl-type epoxy resins;
Bisphenol A type epoxy resin, bisphenol AP type epoxy resin, bisphenol AF type epoxy resin, bisphenol B type epoxy resin, bisphenol BP type epoxy resin, bisphenol C type epoxy resin, bisphenol E type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, bisphenol type epoxy resin such as tetrabromobisphenol A type epoxy resin;
Biphenyl-type epoxy resins such as biphenyl-type epoxy resins, tetramethylbiphenyl-type epoxy resins, and epoxy resins having a biphenyl skeleton and a diglycidyloxybenzene skeleton;
Naphthalene type epoxy resin;
Binaphthol-type epoxy resin; Binaphthyl-type epoxy resin;
Dicyclopentadiene type epoxy resin such as dicyclopentadiene phenol type epoxy resin;
Glycidylamine type epoxy resins such as tetraglycidyldiaminodiphenylmethane type epoxy resins, triglycidyl-p-aminophenol type epoxy resins, diaminodiphenylsulfone glycidylamine type epoxy resins;
diglycidyl ester type epoxy resins such as 2,6-naphthalenedicarboxylic acid diglycidyl ester type epoxy resins and hexahydrophthalic anhydride glycidyl ester type epoxy resins;
Examples include benzopyran-type epoxy resins such as dibenzopyran, hexamethyldibenzopyran, and 7-phenylhexamethyldibenzopyran.
Among these epoxy resins, so-called glycidyl ether type epoxy resins obtained by epoxidizing phenolic compounds are preferred. is more preferable from the viewpoint of
なお、上述のエポキシ樹脂は単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The epoxy resins described above may be used alone or in combination of two or more.
前記エポキシ樹脂のエポキシ当量は、120~400g/当量であることが好ましく、150~350g/当量であることがより好ましい。前記エポキシ樹脂のエポキシ当量が120g/当量以上であると、得られる硬化物の誘電特性により優れることから好ましく、一方、エポキシ樹脂のエポキシ当量が400g/当量以下であると、得られる硬化物の耐熱性と誘電正接のバランスに優れることから好ましい。 The epoxy equivalent weight of the epoxy resin is preferably 120-400 g/equivalent, more preferably 150-350 g/equivalent. When the epoxy equivalent of the epoxy resin is 120 g/equivalent or more, it is preferable because the dielectric properties of the resulting cured product are excellent. It is preferable because it has an excellent balance between the properties and the dielectric loss tangent.
前記エポキシ樹脂の軟化点は、20~200℃であることが好ましく、40~150℃であることがより好ましい。前記エポキシ樹脂の軟化点が20℃以上であると、速硬化性を兼備できることから好ましい。一方、エポキシ樹脂の軟化点が200℃以下であると、成形性に優れることから好ましい。 The softening point of the epoxy resin is preferably 20 to 200°C, more preferably 40 to 150°C. It is preferable that the softening point of the epoxy resin is 20° C. or higher because it can also have rapid curability. On the other hand, when the softening point of the epoxy resin is 200° C. or lower, it is preferable because the moldability is excellent.
前記エポキシ樹脂の使用量に対する前記活性エステルの使用量の官能基(エステル基)当量比(活性エステル/エポキシ樹脂)は、0.1~5であることが好ましく、0.5~4であることがより好ましい。前記官能基当量比が、前記範囲内であることで、硬化性樹脂組成物の硬化性がより向上し、得られる硬化物の誘電正接がより低くなり、耐熱性がより向上するため、好ましい。 The functional group (ester group) equivalent ratio (active ester/epoxy resin) of the amount of the active ester used to the amount of the epoxy resin used is preferably 0.1 to 5, and preferably 0.5 to 4. is more preferred. When the functional group equivalent ratio is within the range, the curability of the curable resin composition is further improved, the dielectric loss tangent of the resulting cured product is further reduced, and the heat resistance is further improved, which is preferable.
本発明の硬化性樹脂組成物は、前記活性エステル、及び、エポキシ樹脂以外にも、本発明の効果を損なわない範囲において、他の硬化剤、他の樹脂、溶媒、添加剤等をさらに含んでいてもよい。 In addition to the active ester and epoxy resin, the curable resin composition of the present invention further contains other curing agents, other resins, solvents, additives, etc., within a range that does not impair the effects of the present invention. You can
[他の硬化剤]
本発明の硬化性樹脂組成物は、前記活性エステルと共に、他の硬化剤を併用してもよい。
[Other curing agents]
In the curable resin composition of the present invention, other curing agents may be used together with the active ester.
前記他の硬化剤としては、特に制限されないが、アミン硬化剤、酸無水物硬化剤、フェノール樹脂硬化剤等が挙げられる。 Examples of other curing agents include, but are not limited to, amine curing agents, acid anhydride curing agents, phenolic resin curing agents, and the like.
前記アミン硬化剤としては、特に制限されないが、ジエチレントリアミン(DTA)、トリエチレンテトラミン(TTA)、テトラエチレンペンタミン(TEPA)、ジプロプレンジアミン(DPDA)、ジエチルアミノプロピルアミン(DEAPA)、N-アミノエチルピペラジン、メンセンジアミン(MDA)、イソフオロンジアミン(IPDA)、1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン(1,3-BAC)、ピペリジン、N,N’-ジメチルピペラジン、トリエチレンジアミン等の脂肪族アミン;m-キシレンジアミン(XDA)、メタンフェニレンジアミン(MPDA)、ジアミノジフェニルメタン(DDM)、ジアミノジフェニルスルホン(DDS)、ベンジルメチルアミン、2-(ジメチルアミノメチル)フェノール、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール等の芳香族アミン等が挙げられる。 The amine curing agent is not particularly limited, but diethylenetriamine (DTA), triethylenetetramine (TTA), tetraethylenepentamine (TEPA), dipropylenediamine (DPDA), diethylaminopropylamine (DEAPA), N-aminoethyl Aliphatic amines such as piperazine, mensenediamine (MDA), isophoronediamine (IPDA), 1,3-bisaminomethylcyclohexane (1,3-BAC), piperidine, N,N'-dimethylpiperazine, triethylenediamine; m-xylylenediamine (XDA), methanephenylenediamine (MPDA), diaminodiphenylmethane (DDM), diaminodiphenylsulfone (DDS), benzylmethylamine, 2-(dimethylaminomethyl)phenol, 2,4,6-tris(dimethyl and aromatic amines such as aminomethyl)phenol.
前記酸無水物硬化剤としては、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、無水ベンゾフェノンテトラカルボン酸、エチレングリコールビストリメリテート、グリセロールトリストリメリテート、無水マレイン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、メチルエンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、メチルブテニルテトラヒドロ無水フタル酸、ドデセニル無水コハク酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水コハク酸、メチルシクロヘキセンジカルボン酸無水物等が挙げられる。 Examples of the acid anhydride curing agent include phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, benzophenone tetracarboxylic anhydride, ethylene glycol bis trimellitate, glycerol tri trimellitate, maleic anhydride, tetrahydro phthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, endomethylenetetrahydrophthalic anhydride, methylendomethylenetetrahydrophthalic anhydride, methylbutenyltetrahydrophthalic anhydride, dodecenylsuccinic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, succinic anhydride, and methylcyclohexenedicarboxylic anhydride.
前記フェノール樹脂硬化剤としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂、ビスフェノールノボラック樹脂、ビフェニルノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン-フェノール付加型樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、トリフェノールメタン型樹脂、テトラフェノールエタン型樹脂、アミノトリアジン変性フェノール樹脂等が挙げられる。 Examples of the phenol resin curing agent include phenol novolak resin, cresol novolak resin, naphthol novolak resin, bisphenol novolak resin, biphenyl novolak resin, dicyclopentadiene-phenol addition type resin, phenol aralkyl resin, naphthol aralkyl resin, and triphenol methane type resin. , tetraphenol ethane type resin, aminotriazine-modified phenol resin, and the like.
上述の他の硬化剤は、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The above other curing agents may be used alone or in combination of two or more.
[他の樹脂]
本発明の硬化性樹脂組成物は、前記エポキシ樹脂に加えて、他の樹脂を含んでいてもよい。なお、本明細書において、「他の樹脂」とは、エポキシ樹脂以外の樹脂を意味する。
[Other resins]
The curable resin composition of the present invention may contain other resins in addition to the epoxy resin. In addition, in this specification, "another resin" means resins other than an epoxy resin.
前記他の樹脂の具体例としては、特に制限されないが、マレイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリマレイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリイミド樹脂、シアネートエステル樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、トリアジン含有クレゾールノボラック樹脂、シアン酸エステル樹脂、スチレン-無水マレイン酸樹脂、ジアリルビスフェノールやトリアリルイソシアヌレート等のアリル基含有樹脂、ポリリン酸エステル、リン酸エステル-カーボネート共重合体等が挙げられる。これらの他の樹脂は単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Specific examples of the other resins are not particularly limited, but maleimide resins, bismaleimide resins, polymaleimide resins, polyphenylene ether resins, polyimide resins, cyanate ester resins, benzoxazine resins, triazine-containing cresol novolac resins, cyanate esters. Examples include resins, styrene-maleic anhydride resins, allyl group-containing resins such as diallyl bisphenol and triallyl isocyanurate, polyphosphates, and phosphate-carbonate copolymers. These other resins may be used alone or in combination of two or more.
[溶媒]
本発明の硬化性樹脂組成物は、無溶剤で調製しても構わないし、溶媒を含んでいてもよい。前記溶媒は、硬化性樹脂組成物の粘度を調整する機能等を有する。
[solvent]
The curable resin composition of the present invention may be prepared without solvent or may contain a solvent. The solvent has a function of adjusting the viscosity of the curable resin composition.
前記溶媒の具体例としては、特に制限されないが、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶剤;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、カルビトールアセテート等のエステル系溶剤;セロソルブ、ブチルカルビトール等のカルビトール類、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、メシチレン、1,2,3-トリメチルベンゼン、1,2,4-トリメチルベンゼン等の芳香族炭化水素、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン等のアミド系溶剤等が挙げられる。これらの溶媒は単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Specific examples of the solvent include, but are not limited to, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone; ether solvents such as diethyl ether and tetrahydrofuran; ethyl acetate, butyl acetate, cellosolve acetate, and propylene glycol monomethyl. ester solvents such as ether acetate and carbitol acetate; carbitols such as cellosolve and butyl carbitol; toluene, xylene, ethylbenzene, mesitylene, 1,2,3-trimethylbenzene and 1,2,4-trimethylbenzene Examples include aromatic hydrocarbons, amide solvents such as dimethylformamide, dimethylacetamide and N-methylpyrrolidone. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
前記溶媒の使用量としては、硬化性樹脂組成物の全質量に対して、10~90質量%であることが好ましく、20~80質量%であることがより好ましい。溶媒の使用量が10質量%以上であると、ハンドリング性に優れることから好ましい。一方、溶媒の使用量が90質量%以下であると、経済性の観点から好ましい。 The amount of the solvent used is preferably 10 to 90% by mass, more preferably 20 to 80% by mass, based on the total mass of the curable resin composition. It is preferable that the amount of the solvent used is 10% by mass or more because the handleability is excellent. On the other hand, it is preferable from the viewpoint of economy that the amount of the solvent used is 90% by mass or less.
[添加剤]
本発明の硬化性樹脂組成物は、添加剤を含んでいてもよい。前記添加剤としては、硬化促進剤、難燃剤、充填剤等が挙げられる。
[Additive]
The curable resin composition of the present invention may contain additives. Examples of the additives include curing accelerators, flame retardants, fillers, and the like.
(硬化促進剤)
前記硬化促進剤としては、特に制限されないが、リン系硬化促進剤、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、尿素系硬化促進剤等が挙げられる。
(Curing accelerator)
Examples of the curing accelerator include, but are not limited to, phosphorus-based curing accelerators, amine-based curing accelerators, imidazole-based curing accelerators, guanidine-based curing accelerators, and urea-based curing accelerators.
前記リン系硬化促進剤としては、トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリパラトリルホスフィン、ジフェニルシクロヘキシルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン等の有機ホスフィン化合物;トリメチルホスファイト、トリエチルホスファイト等の有機ホスファイト化合物;エチルトリフェニルホスホニウムブロミド、ベンジルトリフェニルホスホニウムクロリド、ブチルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウムテトラ-p-トリルボレート、トリフェニルホスフィントリフェニルボラン、テトラフェニルホスホニウムチオシアネート、テトラフェニルホスホニウムジシアナミド、ブチルフェニルホスホニウムジシアナミド、テトラブチルホスホニウムデカン酸塩等のホスホニウム塩等が挙げられる。 Examples of the phosphorus curing accelerator include organic phosphine compounds such as triphenylphosphine, tributylphosphine, tripparatolylphosphine, diphenylcyclohexylphosphine and tricyclohexylphosphine; organic phosphine compounds such as trimethylphosphite and triethylphosphite; ethyltriphenyl phosphonium bromide, benzyltriphenylphosphonium chloride, butylphosphonium tetraphenylborate, tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, tetraphenylphosphonium tetra-p-tolylborate, triphenylphosphine triphenylborane, tetraphenylphosphonium thiocyanate, tetraphenylphosphonium dicyanamide, Examples include phosphonium salts such as butylphenylphosphonium dicyanamide and tetrabutylphosphonium decanoate.
前記アミン系硬化促進剤としては、トリエチルアミン、トリブチルアミン、N,N-ジメチル-4-アミノピリジン(DMAP)、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-ウンデセン-7(DBU)、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]-ノネン-5(DBN)等が挙げられる。 Examples of the amine curing accelerator include triethylamine, tributylamine, N,N-dimethyl-4-aminopyridine (DMAP), 2,4,6-tris(dimethylaminomethyl)phenol, 1,8-diazabicyclo [5. 4.0]-undecene-7 (DBU), 1,5-diazabicyclo[4.3.0]-nonene-5 (DBN) and the like.
前記イミダゾール系硬化促進剤としては、2-メチルイミダゾール、2-ウンデシルイミダゾール、2-ヘプタデシルイミダゾール、1,2-ジ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、2-フェニル-4-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾール、1-シアノエチル-2-エチル-4-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾリウムトリメリテート、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾリウムトリメリテート、2-フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール、2-フェニル-4-メチル-5ヒドロキシメチルイミダゾール、2,3-ジヒドロ-1H-ピロロ[1,2-a]ベンズイミダゾール、1-ドデシル-2-メチル-3-ベンジルイミダゾリウムクロライド、2-メチルイミダゾリン等が挙げられる。 Examples of the imidazole curing accelerator include 2-methylimidazole, 2-undecylimidazole, 2-heptadecylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl -4-methylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-benzyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazole, 1-cyanoethyl-2-ethyl -4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazolium trimellitate, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazolium trimellitate, 2-phenylimidazole isocyanuric acid adduct , 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5hydroxymethylimidazole, 2,3-dihydro-1H-pyrrolo[1,2-a]benzimidazole, 1-dodecyl-2 -methyl-3-benzylimidazolium chloride, 2-methylimidazoline and the like.
前記グアニジン系硬化促進剤としては、ジシアンジアミド、1-メチルグアニジン、1-エチルグアニジン、1-シクロヘキシルグアニジン、1-フェニルグアニジン、ジメチルグアニジン、ジフェニルグアニジン、トリメチルグアニジン、テトラメチルグアニジン、ペンタメチルグアニジン、1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン、7-メチル-1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン、1-メチルビグアニド、1-エチルビグアニド、1-ブチルビグアニド、1-シクロヘキシルビグアニド、1-アリルビグアニド、1-フェニルビグアニド等が挙げられる。 Examples of the guanidine curing accelerator include dicyandiamide, 1-methylguanidine, 1-ethylguanidine, 1-cyclohexylguanidine, 1-phenylguanidine, dimethylguanidine, diphenylguanidine, trimethylguanidine, tetramethylguanidine, pentamethylguanidine, 1, 5,7-triazabicyclo[4.4.0]dec-5-ene, 7-methyl-1,5,7-triazabicyclo[4.4.0]dec-5-ene, 1-methylbiguanide , 1-ethylbiguanide, 1-butylbiguanide, 1-cyclohexylbiguanide, 1-allylbiguanide, 1-phenylbiguanide and the like.
前記尿素系硬化促進剤としては、3-フェニル-1,1-ジメチル尿素、3-(4-メチルフェニル)-1,1-ジメチル尿素、クロロフェニル尿素、3-(4-クロロフェニル)-1,1-ジメチル尿素、3-(3,4-ジクロルフェニル)-1,1-ジメチル尿素等が挙げられる。 Examples of the urea curing accelerator include 3-phenyl-1,1-dimethylurea, 3-(4-methylphenyl)-1,1-dimethylurea, chlorophenylurea, 3-(4-chlorophenyl)-1,1 -dimethylurea, 3-(3,4-dichlorophenyl)-1,1-dimethylurea and the like.
上述の硬化促進剤のうち、2-エチル-4-メチルイミダゾール、N,N-ジメチル-4-アミノピリジン(DMAP)を用いることが好ましい。 Among the curing accelerators mentioned above, 2-ethyl-4-methylimidazole and N,N-dimethyl-4-aminopyridine (DMAP) are preferably used.
なお、上述の硬化促進剤は、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 In addition, the above curing accelerators may be used alone or in combination of two or more.
前記硬化促進剤の使用量は、所望の硬化性を得るために適宜調整できるが、前記エポキシ樹脂と前記活性エステルの混合物の合計量100質量部に対して、0.01~5質量部であることが好ましく、0.1~3質量部であることがより好ましい。硬化促進剤の使用量が0.01質量部以上であると、硬化性に優れることから好ましい。一方、硬化促進剤の使用量が5質量部以下であると、絶縁信頼性に優れることから好ましい。 The amount of the curing accelerator used can be appropriately adjusted in order to obtain the desired curability, but it is 0.01 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the mixture of the epoxy resin and the active ester. is preferred, and 0.1 to 3 parts by mass is more preferred. It is preferable that the amount of the curing accelerator used is 0.01 parts by mass or more because the curability is excellent. On the other hand, when the amount of the curing accelerator used is 5 parts by mass or less, the insulation reliability is excellent, which is preferable.
(難燃剤)
難燃剤としては、特に制限されないが、無機リン系難燃剤、有機リン系難燃剤、ハロゲン系難燃剤等が挙げられる。
(Flame retardants)
The flame retardant is not particularly limited, but includes inorganic phosphorus flame retardants, organic phosphorus flame retardants, halogen flame retardants, and the like.
前記無機リン系難燃剤としては、特に制限されないが、赤リン;リン酸一アンモニウム、リン酸二アンモニウム、リン酸三アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム等のリン酸アンモニウム;リン酸アミド等が挙げられる。 Examples of the inorganic phosphorus-based flame retardant include, but are not particularly limited to, red phosphorus; ammonium phosphates such as monoammonium phosphate, diammonium phosphate, triammonium phosphate and ammonium polyphosphate; and phosphate amides.
前記有機リン系難燃剤としては、特に制限されないが、メチルアシッドホスフェート、エチルアシッドホスフェート、イソプロピルアシッドホスフェート、ジブチルホスフェート、モノブチルホスフェート、ブトキシエチルアシッドホスフェート、2-エチルヘキシルアシッドホスフェート、ビス(2-エチルヘキシル)ホスフェート、モノイソデシルアシッドホスフェート、ラウリルアシッドホスフェート、トリデシルアシッドホスフェート、ステアリルアシッドホスフェート、イソステアリルアシッドホスフェート、オレイルアシッドホスフェート、ブチルピロホスフェート、テトラコシルアシッドホスフェート、エチレングリコールアシッドホスフェート、(2-ヒドロキシエチル)メタクリレートアシッドホスフェート等のリン酸エステル;9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキシド、ジフェニルホスフィンオキシド等ジフェニルホスフィン;10-(2,5-ジヒドロキシフェニル)-10H-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキシド、10-(1,4-ジオキシナフタレン)-10H-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキシド、ジフェニルホスフィニルヒドロキノン、ジフェニルホスフェニル-1,4-ジオキシナフタリン、1,4-シクロオクチレンホスフィニル-1,4-フェニルジオール、1,5-シクロオクチレンホスフィニル-1,4-フェニルジオール等のリン含有フェノール;9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキシド、10-(2,5-ジヒドロオキシフェニル)-10H-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキシド、10-(2,7-ジヒドロオキシナフチル)-10H-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキシド等の環状リン化合物;前記リン酸エステル、前記ジフェニルホスフィン、前記リン含有フェノールと、エポキシ樹脂やアルデヒド化合物、フェノール化合物と反応させて得られる化合物等が挙げられる。 The organic phosphorus flame retardant is not particularly limited, but methyl acid phosphate, ethyl acid phosphate, isopropyl acid phosphate, dibutyl phosphate, monobutyl phosphate, butoxyethyl acid phosphate, 2-ethylhexyl acid phosphate, bis(2-ethylhexyl) phosphate, monoisodecyl acid phosphate, lauryl acid phosphate, tridecyl acid phosphate, stearyl acid phosphate, isostearyl acid phosphate, oleyl acid phosphate, butylpyrophosphate, tetracosyl acid phosphate, ethylene glycol acid phosphate, (2-hydroxyethyl ) Phosphate esters such as methacrylate acid phosphate; 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide, diphenylphosphine oxide and the like diphenylphosphine; 9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide, 10-(1,4-dioxynaphthalene)-10H-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide, diphenylphosphinylhydroquinone, diphenylphosphine Phosphorus-containing phenols such as phenyl-1,4-dioxynaphthalene, 1,4-cyclooctylenephosphinyl-1,4-phenyldiol and 1,5-cyclooctylenephosphinyl-1,4-phenyldiol 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide, 10-(2,5-dihydroxyphenyl)-10H-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide, 10 Cyclic phosphorus compounds such as -(2,7-dihydroxynaphthyl)-10H-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide; Aldehyde compounds, compounds obtained by reacting with phenol compounds, and the like.
前記ハロゲン系難燃剤としては、特に制限されないが、臭素化ポリスチレン、ビス(ペンタブロモフェニル)エタン、テトラブロモビスフェノールAビス(ジブロモプロピルエーテル)、1,2-ビス(テトラブロモフタルイミド)、2,4,6-トリス(2,4,6-トリブロモフェノキシ)-1,3,5-トリアジン、テトラブロモフタル酸等が挙げられる。 The halogen-based flame retardant is not particularly limited, but brominated polystyrene, bis(pentabromophenyl)ethane, tetrabromobisphenol A bis(dibromopropyl ether), 1,2-bis(tetrabromophthalimide), 2,4 ,6-tris(2,4,6-tribromophenoxy)-1,3,5-triazine, tetrabromophthalic acid and the like.
上述の難燃剤は、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The above flame retardants may be used alone or in combination of two or more.
前記難燃剤の使用量は、エポキシ樹脂100質量部に対して、0.1~50質量部であることが好ましく、1~30質量部であることがより好ましい。難燃剤の使用量が0.1質量部以上であると、難燃性を付与できることから好ましい。一方、難燃剤の使用量が50質量部以下であると、誘電特性を維持しながら難燃性を付与できることから好ましい。 The amount of the flame retardant used is preferably 0.1 to 50 parts by mass, more preferably 1 to 30 parts by mass, based on 100 parts by mass of the epoxy resin. It is preferable that the amount of the flame retardant used is 0.1 parts by mass or more because flame retardancy can be imparted. On the other hand, when the amount of the flame retardant used is 50 parts by mass or less, it is preferable because flame retardancy can be imparted while maintaining dielectric properties.
(充填剤)
充填剤としては、有機充填剤、無機充填剤が挙げられる。有機充填剤は、伸びを向上させる機能、機械的強度を向上させる機能等を有する。無機充填剤は、熱膨張率の低減や難燃性の付与といった機能を有する。
(filler)
Examples of fillers include organic fillers and inorganic fillers. The organic filler has a function of improving elongation, a function of improving mechanical strength, and the like. Inorganic fillers have functions such as reducing the coefficient of thermal expansion and imparting flame retardancy.
前記有機充填剤としては、特に制限されないが、ポリアミド粒子等が挙げられる。 Examples of the organic filler include, but are not particularly limited to, polyamide particles.
前記無機充填剤としては、特に制限されないが、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、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、リン酸タングステン酸ジルコニウム、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、カーボンブラック等が挙げられる。これらのうち、シリカを用いることが好ましい。この際、シリカとしては、無定形シリカ、溶融シリカ、結晶シリカ、合成シリカ、中空シリカ等が用いられうる。 The inorganic filler is not particularly limited, but silica, alumina, glass, cordierite, silicon oxide, barium sulfate, barium carbonate, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, magnesium oxide, nitride Boron, aluminum nitride, manganese nitride, aluminum borate, strontium carbonate, strontium titanate, calcium titanate, magnesium titanate, bismuth titanate, titanium oxide, zirconium oxide, barium titanate, barium zirconate titanate, barium zirconate , calcium zirconate, zirconium phosphate, zirconium tungstate phosphate, talc, clay, mica powder, zinc oxide, hydrotalcite, boehmite, carbon black and the like. Among these, it is preferable to use silica. At this time, as silica, amorphous silica, fused silica, crystalline silica, synthetic silica, hollow silica, and the like can be used.
また、前記充填剤は、必要に応じて表面処理されていてもよい。この際、使用されうる表面処理剤としては、特に制限されないが、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、シラン系カップリング剤、オルガノシラザン化合物、チタネート系カップリング剤等が使用されうる。表面処理剤の具体例としては、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン等が挙げられる。 Moreover, the filler may be surface-treated as necessary. At this time, the surface treatment agent that can be used is not particularly limited, but aminosilane-based coupling agents, epoxysilane-based coupling agents, mercaptosilane-based coupling agents, silane-based coupling agents, organosilazane compounds, titanate-based cups. A ring agent or the like may be used. Specific examples of surface treatment agents include 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, hexamethyldimethoxysilane, silazane and the like.
なお、上述の充填剤は、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 In addition, the above fillers may be used alone or in combination of two or more.
前記充填剤の使用量は、前記エポキシ樹脂100質量部に対して、0.5~95質量部であることが好ましく、5~80質量部であることがより好ましい。充填剤の使用量が0.5質量部以上であると、充填剤の効果を十分に付与できることから好ましい。一方、配合物の粘度が高くなることで成形性を損なうことがないように、充填剤の使用量が95質量部以下であることが好ましい。 The amount of the filler used is preferably 0.5 to 95 parts by mass, more preferably 5 to 80 parts by mass, based on 100 parts by mass of the epoxy resin. It is preferable that the amount of the filler used is 0.5 parts by mass or more because the effect of the filler can be sufficiently imparted. On the other hand, the amount of the filler used is preferably 95 parts by mass or less so as not to impair the moldability due to an increase in the viscosity of the compound.
<硬化物>
本発明は、前記硬化性樹脂組成物を硬化反応させて得られることを特徴とする硬化物に関する。前記活性エステル自体が、誘電正接が低いことから、前記活性エステルを含有する前記硬化性樹脂組成物から得られる硬化物もまた誘電正接が低くなり、また、得られる硬化物は耐熱性、低誘電特性、及び、反り抑制に起因する高弾性率化を発現させることのでき、好ましい態様となる。
<Cured product>
The present invention relates to a cured product obtained by subjecting the curable resin composition to a curing reaction. Since the active ester itself has a low dielectric loss tangent, the cured product obtained from the curable resin composition containing the active ester also has a low dielectric loss tangent. This is a preferred embodiment because it is possible to exhibit properties and high elastic modulus due to suppression of warpage.
前記硬化性樹脂組成物を硬化反応させてなる硬化物を得る方法としては、例えば、加熱硬化する際の加熱温度は、特に制限されないが、100~300℃であり、加熱時間としては、1~24時間であることが好ましい。 As a method for obtaining a cured product obtained by subjecting the curable resin composition to a curing reaction, for example, the heating temperature during heat curing is not particularly limited, but is 100 to 300 ° C., and the heating time is 1 to 300 ° C. 24 hours is preferred.
<硬化性樹脂組成物の用途>
上記硬化性樹脂組成物が用いられる用途としては、プリント配線板材料、フレキシルブル配線基板用樹脂組成物、ビルドアップ基板用層間絶縁材料、ビルドアップ用接着フィルム等の回路基板用絶縁材料、樹脂注型材料、接着剤、半導体封止材料、半導体装置、プリプレグ、導電ペースト、ビルドアップフィルム、ビルドアップ基板、繊維強化複合材料、上記複合材料を硬化させてなる成形品等が挙げられる。これら各種用途のうち、プリント配線板材料、回路基板用絶縁材料、ビルドアップ用接着フィルム用途では、コンデンサ等の受動部品やICチップ等の能動部品を基板内に埋め込んだ所謂電子部品内蔵用基板用の絶縁材料として用いることができる。さらに、上記の中でも、硬化物が優れた耐熱性、低誘電特性、及び、高弾性率等を有するといった特性を生かし、本発明の硬化性樹脂組成物は、半導体封止材料、半導体装置、プリプレグ、フレキシルブル配線基板、回路基板、及び、ビルドアップフィルム、ビルドアップ基板、多層プリント配線板、繊維強化複合材料、前記複合材料を硬化させてなる成形品に用いることが好ましい。以下に、硬化性樹脂組成物から、前記半導体封止材料などを製造する方法について説明する。
<Application of curable resin composition>
Applications for which the curable resin composition is used include printed wiring board materials, resin compositions for flexible wiring boards, interlayer insulating materials for build-up boards, insulating materials for circuit boards such as build-up adhesive films, resin injection Mold materials, adhesives, semiconductor sealing materials, semiconductor devices, prepregs, conductive pastes, build-up films, build-up substrates, fiber-reinforced composite materials, molded articles obtained by curing the above composite materials, and the like. Among these various applications, printed wiring board materials, insulating materials for circuit boards, and adhesive film applications for build-ups are used for so-called electronic component built-in substrates in which passive components such as capacitors and active components such as IC chips are embedded in the substrate. can be used as an insulating material for Furthermore, among the above, the curable resin composition of the present invention can be used as a semiconductor encapsulating material, a semiconductor device, and a prepreg by taking advantage of the properties that the cured product has excellent heat resistance, low dielectric properties, and a high elastic modulus. , flexible wiring boards, circuit boards, build-up films, build-up boards, multilayer printed wiring boards, fiber-reinforced composite materials, and moldings obtained by curing the above composite materials. A method for producing the semiconductor encapsulating material and the like from the curable resin composition will be described below.
1.半導体封止材料
本発明は、前記硬化性樹脂組成物を含有することを特徴とする半導体封止材に関する。上記硬化性樹脂組成物から半導体封止材料を得る方法としては、上記硬化性樹脂組成物、及び硬化促進剤、及び無機充填剤等の配合剤とを必要に応じて押出機、ニ-ダ、ロ-ル等を用いて均一になるまで充分に溶融混合する方法が挙げられる。その際、無機充填剤としては、通常、溶融シリカが用いられるが、パワートランジスタ、パワーIC用高熱伝導半導体封止材として用いる場合は、溶融シリカよりも熱伝導率の高い結晶シリカ、アルミナ、窒化ケイ素などの高充填化、又は溶融シリカ、結晶性シリカ、アルミナ、窒化ケイ素などを用いるとよい。その充填率は硬化性樹脂組成物100質量部当たり、無機充填剤を30~95質量部の範囲で用いることが好ましく、中でも、難燃性や耐湿性や耐ハンダクラック性の向上、線膨張係数の低下を図るためには、70質量部以上がより好ましく、80質量部以上であることがさらに好ましい。
1. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor sealing material containing the curable resin composition. As a method for obtaining a semiconductor encapsulating material from the curable resin composition, the curable resin composition, a curing accelerator, and compounding agents such as inorganic fillers are optionally extruded, kneaded, A method of sufficiently melting and mixing using a roll or the like until uniform is exemplified. At that time, fused silica is usually used as the inorganic filler, but when it is used as a high thermal conductive semiconductor encapsulant for power transistors and power ICs, crystalline silica, alumina, and nitride, which have higher thermal conductivity than fused silica, are used. High filling of silicon or the like, or fused silica, crystalline silica, alumina, silicon nitride, or the like may be used. The filling rate is preferably in the range of 30 to 95 parts by weight of the inorganic filler per 100 parts by weight of the curable resin composition. is more preferably 70 parts by mass or more, and more preferably 80 parts by mass or more.
2.半導体装置
本発明は、前記半導体封止材を加熱硬化した硬化物を含むことを特徴とする半導体装置に関する。上記硬化性樹脂組成物から半導体装置を得る方法としては、上記半導体封止材料を注型、或いはトランスファー成形機、射出成形機などを用いて成形し、さらに50~200℃で2~10時間の間、加熱する方法が挙げられる。
2. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device comprising a cured product obtained by heating and curing the semiconductor sealing material. As a method of obtaining a semiconductor device from the above curable resin composition, the above semiconductor encapsulating material is molded using a casting mold, a transfer molding machine, an injection molding machine, or the like, and further cured at 50 to 200° C. for 2 to 10 hours. a method of heating for a while.
3.プリプレグ
本発明は、補強基材、及び、前記補強基材に含浸した前記硬化性樹脂組成物の半硬化物を有することを特徴とするプリプレグに関する。上記硬化性樹脂組成物からプリプレグを得る方法としては、下記有機溶媒を配合してワニス化した硬化性樹脂組成物を、補強基材(紙、ガラス布、ガラス不織布、アラミド紙、アラミド布、ガラスマット、ガラスロービング布など)に含浸したのち、用いた溶媒種に応じた加熱温度、好ましくは50~170℃で加熱することによって、得る方法が挙げられる。この時用いる樹脂組成物と補強基材の質量割合としては、特に限定されないが、通常、プリプレグ中の樹脂分が20~60質量%となるように調製することが好ましい。
3. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a prepreg comprising a reinforcing base material and a semi-cured product of the curable resin composition impregnated in the reinforcing base material. As a method for obtaining a prepreg from the curable resin composition, the curable resin composition obtained by blending the following organic solvent to form a varnish is applied to a reinforcing substrate (paper, glass cloth, glass nonwoven fabric, aramid paper, aramid cloth, glass mat, glass roving cloth, etc.) and then heating at a heating temperature according to the type of solvent used, preferably at 50 to 170°C. The mass ratio of the resin composition and the reinforcing substrate used at this time is not particularly limited, but it is usually preferable to adjust the resin content in the prepreg to 20 to 60% by mass.
ここで用いる有機溶媒としては、メチルエチルケトン、アセトン、ジメチルホルムアミド、メチルイソブチルケトン、メトキシプロパノール、シクロヘキサノン、メチルセロソルブ、エチルジグリコールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等が挙げられ、その選択や適正な使用量は用途によって適宜選択し得るが、例えば、下記のようにプリプレグからプリント回路基板をさらに製造する場合には、メチルエチルケトン、アセトン、ジメチルホルムアミド等の沸点が160℃以下の極性溶媒を用いることが好ましく、また、不揮発分が40~80質量%となる割合で用いることが好ましい。 Examples of the organic solvent used here include methyl ethyl ketone, acetone, dimethylformamide, methyl isobutyl ketone, methoxypropanol, cyclohexanone, methyl cellosolve, ethyl diglycol acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, and the like. Although it can be appropriately selected depending on the application, for example, when further manufacturing a printed circuit board from a prepreg as described below, it is preferable to use a polar solvent having a boiling point of 160° C. or less, such as methyl ethyl ketone, acetone, or dimethylformamide. , the non-volatile content is preferably 40 to 80% by mass.
4.回路基板
本発明は、前記プリプレグ、及び、銅箔を積層し、加熱圧着成型して得られることを特徴とする回路基板に関する。上記硬化性樹脂組成物からプリント回路基板を得る方法としては、上記プリプレグを、常法により積層し、適宜銅箔を重ねて、1~10MPaの加圧下にて、170~300℃で10分~3時間、加熱圧着させる方法が挙げられる。
4. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a circuit board obtained by laminating the prepreg and copper foil, and thermocompression molding. As a method for obtaining a printed circuit board from the curable resin composition, the prepreg is laminated by a conventional method, copper foil is appropriately laminated, and the pressure is applied at 1 to 10 MPa at 170 to 300 ° C. for 10 minutes to 10 minutes. A method of thermocompression bonding for 3 hours may be mentioned.
5.フレキシルブル配線基板
上記硬化性樹脂組成物からフレキシルブル配線基板を製造する方法としては、以下に示す3つの工程からなる方法で製造されるものが挙げられる。第1の工程は、活性エステル、エポキシ樹脂、及び有機溶媒を配合した硬化性樹脂組成物を、リバースロールコータ、コンマコータ等の塗布機を用いて、電気絶縁性フィルムに塗布する工程であり、第2の工程は、加熱機を用いて60~170℃で1~15分間の間、硬化性樹脂組成物が塗布された電気絶縁性フィルム加熱し、電気絶縁性フィルムから溶媒を揮発させて、硬化性樹脂組成物をB-ステージ化する工程であり、第3の工程は、硬化性樹脂組成物がB-ステージ化された電気絶縁性フィルムに、加熱ロール等を用いて、接着剤に金属箔を熱圧着(圧着圧力は2~200N/cm、圧着温度は40~200℃が好ましい)する工程である。なお、上記3つの工程を経ることで、十分な接着性能が得られれば、ここで終えても構わないが、完全接着性能が必要な場合は、さらに100~200℃で1~24時間の条件で後硬化させることが好ましい。最終的に硬化させた後の硬化性樹脂組成物膜の厚さは、5~100μmの範囲が好ましい。
5. Flexible Wiring Board As a method for producing a flexible wiring board from the above curable resin composition, there is a method comprising the following three steps. The first step is a step of applying a curable resin composition containing an active ester, an epoxy resin, and an organic solvent to an electrically insulating film using a coating machine such as a reverse roll coater or a comma coater. In step 2, the electrically insulating film coated with the curable resin composition is heated at 60 to 170° C. for 1 to 15 minutes using a heater to volatilize the solvent from the electrically insulating film and cure. In the third step, the curable resin composition is B-staged to the electrically insulating film, using a heating roll or the like, a metal foil is applied to the adhesive. are thermally compressed (preferably at a compression pressure of 2 to 200 N/cm and a compression temperature of 40 to 200° C.). If sufficient adhesion performance is obtained by going through the above three steps, it may be finished here, but if complete adhesion performance is required, conditions of 100 to 200 ° C. for 1 to 24 hours are required. is preferably post-cured with. The thickness of the curable resin composition film after final curing is preferably in the range of 5 to 100 μm.
6.ビルドアップ基板
上記硬化性樹脂組成物からビルドアップ基板を製造する方法としては、以下に示す3つの工程からなる方法で製造されるものが挙げられる。第1の工程は、ゴム、フィラーなどを適宜配合した上記硬化性樹脂組成物を、回路を形成した回路基板にスプレーコーティング法、カーテンコーティング法等を用いて塗布した後、硬化させる工程であり、第2の工程は、その後、必要に応じて所定のスルーホール部等の穴あけを行った後、粗化剤により処理し、その表面を湯洗することによって、凹凸を形成させ、銅などの金属をめっき処理する工程であり、第3の工程は、このような操作を所望に応じて順次繰り返し、樹脂絶縁層及び所定の回路パターンの導体層を交互にビルドアップして形成する工程である。なお、スルーホール部の穴あけは、最外層の樹脂絶縁層の形成後に行うことが好ましい。第一の工程は、上述の溶液塗布によるもの以外にも、あらかじめ所望の厚さに塗工して乾燥したビルドアップフィルムのラミネートによる方法でも行うことができる。また、本発明のビルドアップ基板は、銅箔上で当該樹脂組成物を半硬化させた樹脂付き銅箔を、回路を形成した配線基板上に、170~250℃で加熱圧着することで、粗化面を形成、メッキ処理の工程を省き、ビルドアップ基板を製造することも可能である。
6. Build-up Board As a method for producing a build-up board from the curable resin composition, there is a method comprising the following three steps. The first step is a step of applying the above-mentioned curable resin composition appropriately blended with rubber, filler, etc. to a circuit board having a circuit formed thereon by using a spray coating method, a curtain coating method, or the like, and then curing the composition. In the second step, after that, after drilling a predetermined through-hole portion etc. as necessary, it is treated with a roughening agent, and the surface is washed with hot water to form unevenness, and a metal such as copper is formed. The third step is a step of sequentially repeating such operations as desired to alternately build up resin insulating layers and conductor layers of a predetermined circuit pattern. It should be noted that it is preferable to form the through-hole portion after forming the outermost resin insulating layer. The first step can also be carried out by laminating a build-up film that has been previously coated to a desired thickness and dried, in addition to the above solution coating method. In addition, the build-up board of the present invention is obtained by heat-pressing a resin-coated copper foil obtained by semi-curing the resin composition on a copper foil onto a wiring board on which a circuit is formed at 170 to 250 ° C. It is also possible to manufacture a build-up substrate by omitting the steps of forming a hardened surface and plating.
7.ビルドアップフィルム
本発明は、前記硬化性樹脂組成物を含有するビルドアップフィルムに関する。本発明のビルドアップフィルムを製造する方法としては、上記硬化性樹脂組成物を、支持フィルム上に塗布し、硬化性樹脂組成物層を形成させて多層プリント配線板用の接着フィルムとすることにより製造する方法が挙げられる。
7. BUILD-UP FILM TECHNICAL FIELD The present invention relates to a build-up film containing the curable resin composition. As a method for producing the build-up film of the present invention, the curable resin composition is applied onto a support film to form a curable resin composition layer to form an adhesive film for a multilayer printed wiring board. A manufacturing method is mentioned.
硬化性樹脂組成物からビルドアップフィルムを製造する場合、該フィルムは、真空ラミネート法におけるラミネートの温度条件(通常70~140℃)で軟化し、回路基板のラミネートと同時に、回路基板に存在するビアホール、あるいは、スルーホール内の樹脂充填が可能な流動性(樹脂流れ)を示すことが肝要であり、このような特性を発現するよう上記各成分を配合することが好ましい。 When producing a build-up film from a curable resin composition, the film softens under the lamination temperature conditions (usually 70 to 140° C.) in the vacuum lamination method, and simultaneously with the lamination of the circuit board, via holes present in the circuit board Alternatively, it is essential to exhibit fluidity (resin flow) that enables resin filling in the through-holes, and it is preferable to blend the above components so as to exhibit such properties.
ここで、多層プリント配線板のスルーホールの直径は、通常0.1~0.5mm、深さは通常0.1~1.2mmであり、通常この範囲で樹脂充填を可能とするのが好ましい。なお回路基板の両面をラミネートする場合はスルーホールの1/2程度充填されることが望ましい。 Here, the diameter of the through-hole of the multilayer printed wiring board is usually 0.1 to 0.5 mm and the depth is usually 0.1 to 1.2 mm, and it is usually preferable to allow resin filling within this range. . When both sides of the circuit board are laminated, it is desirable to fill the through holes by about half.
上記した接着フィルムを製造する方法は、具体的には、ワニス状の上記硬化性樹脂組成物を調製した後、支持フィルム(Y)の表面に、このワニス状の組成物を塗布し、更に加熱、あるいは熱風吹きつけ等により有機溶媒を乾燥させて硬化性樹脂組成物からなる組成物層(X)を形成させることにより製造することができる。 Specifically, the method for producing the adhesive film described above comprises preparing the varnish-like curable resin composition, applying the varnish-like composition to the surface of the support film (Y), and further heating. Alternatively, it can be produced by drying the organic solvent by blowing hot air or the like to form the composition layer (X) composed of the curable resin composition.
形成される組成物層(X)の厚さは、通常、導体層の厚さ以上とすることが好ましい。回路基板が有する導体層の厚さは通常5~70μmの範囲であるので、樹脂組成物層の厚さは10~100μmの厚さを有するのが好ましい。 The thickness of the composition layer (X) to be formed is usually preferably equal to or greater than the thickness of the conductor layer. Since the thickness of the conductor layer of the circuit board is usually in the range of 5 to 70 μm, the thickness of the resin composition layer is preferably 10 to 100 μm.
なお、本発明における組成物層(X)は、後述する保護フィルムで保護されていてもよい。保護フィルムで保護することにより、樹脂組成物層表面へのゴミ等の付着やキズを防止することができる。 In addition, the composition layer (X) in the present invention may be protected with a protective film to be described later. By protecting the surface of the resin composition layer with a protective film, it is possible to prevent the surface of the resin composition layer from being dusted or scratched.
上記した支持フィルム及び保護フィルムは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート(以下「PET」と略称することがある。)、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、更には離型紙や銅箔、アルミニウム箔等の金属箔などを挙げることができる。なお、支持フィルム及び保護フィルムはマッド処理、コロナ処理の他、離型処理を施してあってもよい。 The support film and protective film described above are polyolefins such as polyethylene, polypropylene, and polyvinyl chloride; Paper patterns and metal foils such as copper foils and aluminum foils can be used. The support film and protective film may be subjected to release treatment in addition to mud treatment and corona treatment.
支持フィルムの厚さは特に限定されないが、通常10~150μmであり、好ましくは25~50μmの範囲で用いられる。また保護フィルムの厚さは1~40μmとするのが好ましい。 Although the thickness of the support film is not particularly limited, it is usually 10 to 150 μm, preferably 25 to 50 μm. Also, the thickness of the protective film is preferably 1 to 40 μm.
上記した支持フィルム(Y)は、回路基板にラミネートした後に、或いは加熱硬化することにより絶縁層を形成した後に、剥離される。接着フィルムを加熱硬化した後に支持フィルム(Y)を剥離すれば、硬化工程でのゴミ等の付着を防ぐことができる。硬化後に剥離する場合、通常、支持フィルムには予め離型処理が施される。 The support film (Y) described above is peeled off after being laminated on a circuit board or after forming an insulating layer by heat curing. If the support film (Y) is peeled off after the adhesive film is cured by heating, it is possible to prevent the adhesion of dust and the like during the curing process. When peeling after curing, the support film is normally subjected to a release treatment in advance.
8.多層プリント配線板
なお、上記のようして得られたフィルムを用いて多層プリント配線板を製造することもできる。そのような多層プリント配線板の製造方法は、例えば、組成物層(X)が保護フィルムで保護されている場合はこれらを剥離した後、組成物層(X)を回路基板に直接、回路基板の片面又は両面に、例えば真空ラミネート法によりラミネートする。ラミネートの方法はバッチ式であってもロールでの連続式であってもよい。またラミネートを行う前に接着フィルム及び回路基板を必要により加熱(プレヒート)しておいてもよい。
8. Multilayer Printed Wiring Board A multilayer printed wiring board can also be produced using the film obtained as described above. In the method for producing such a multilayer printed wiring board, for example, when the composition layer (X) is protected by a protective film, after peeling off these, the composition layer (X) is directly applied to the circuit board. It is laminated on one or both sides of, for example, by a vacuum lamination method. The method of lamination may be a batch type or a continuous roll type. Moreover, the adhesive film and the circuit board may be heated (preheated) if necessary before lamination.
ラミネートの条件は、圧着温度(ラミネート温度)を好ましくは70~140℃、圧着圧力を好ましくは1~11kgf/cm2(9.8×104~107.9×104N/m2)とし、空気圧20mmHg(26.7hPa)以下の減圧下でラミネートすることが好ましい。 The lamination conditions are such that the pressure bonding temperature (laminating temperature) is preferably 70 to 140° C. and the pressure bonding pressure is preferably 1 to 11 kgf/cm 2 (9.8×10 4 to 107.9×10 4 N/m 2 ). It is preferable to laminate under a reduced pressure of 20 mmHg (26.7 hPa) or less.
9.繊維強化複合材料
上記硬化性樹脂組成物から繊維強化複合材料を製造する方法としては、硬化性樹脂組成物を構成する各成分を均一に混合してワニスを調整し、次いでこれを強化繊維からなる強化基材に含浸した後、重合反応させることにより製造することができる。
9. Fiber Reinforced Composite Material As a method for producing a fiber reinforced composite material from the curable resin composition, each component constituting the curable resin composition is uniformly mixed to prepare a varnish, which is then made of reinforcing fibers. It can be produced by polymerizing after impregnating a reinforcing base material.
かかる重合反応を行う際の硬化温度は、具体的には、50~250℃の温度範囲であることが好ましく、特に、50~100℃で硬化させ、タックフリー状の硬化物にした後、更に、120~200℃の温度条件で処理することが好ましい。 Specifically, the curing temperature at the time of carrying out such a polymerization reaction is preferably in the temperature range of 50 to 250°C. , preferably 120 to 200°C.
ここで、強化繊維は、有撚糸、解撚糸、又は無撚糸などいずれでも良いが、解撚糸や無撚糸が、繊維強化プラスチック製部材の成形性と機械強度を両立することから、好ましい。さらに、強化繊維の形態は、繊維方向が一方向に引き揃えたものや、織物が使用できる。織物では、平織り、朱子織りなどから、使用する部位や用途に応じて自由に選択することができる。具体的には、機械強度や耐久性に優れることから、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維などが挙げられ、これらの2種以上を併用することもできる。これらの中でもとりわけ成形品の強度が良好なものとなる点から炭素繊維が好ましく、かかる、炭素繊維は、ポリアクリロニトリル系、ピッチ系、レーヨン系などの各種のものが使用できる。中でも、容易に高強度の炭素繊維が得られるポリアクリロニトリル系のものが好ましい。ここで、ワニスを強化繊維からなる強化基材に含浸して繊維強化複合材料とする際の強化繊維の使用量は、該繊維強化複合材料中の強化繊維の体積含有率が40~85%の範囲となる量であることが好ましい。 The reinforcing fibers may be twisted yarns, untwisted yarns, or non-twisted yarns, but untwisted yarns and non-twisted yarns are preferable because they achieve both moldability and mechanical strength of the fiber-reinforced plastic member. Furthermore, as for the form of the reinforcing fibers, those in which the fiber direction is aligned in one direction or a woven fabric can be used. The woven fabric can be freely selected from plain weave, satin weave, etc., depending on the site and application. Specifically, carbon fiber, glass fiber, aramid fiber, boron fiber, alumina fiber, silicon carbide fiber, and the like, which are excellent in mechanical strength and durability, can be used, and two or more of these can be used in combination. Among these, carbon fiber is particularly preferable because the strength of the molded article is excellent, and various types of carbon fiber such as polyacrylonitrile, pitch, and rayon can be used. Among them, a polyacrylonitrile-based one is preferable because a high-strength carbon fiber can be easily obtained. Here, the amount of reinforcing fibers used when impregnating a reinforcing base material made of reinforcing fibers with varnish to form a fiber-reinforced composite material is such that the volume content of the reinforcing fibers in the fiber-reinforced composite material is 40 to 85%. A range of amounts is preferred.
10.繊維強化樹脂成形品
上記硬化性樹脂組成物から繊維強化樹脂成形品を製造する方法としては、型に繊維骨材を敷き、上記ワニスを多重積層してゆくハンドレイアップ法やスプレーアップ法、オス型・メス型のいずれかを使用し、強化繊維からなる基材にワニスを含浸させながら積み重ねて成形、圧力を成形物に作用させることのできるフレキシブルな型をかぶせ、気密シールしたものを真空(減圧)成型する真空バッグ法、あらかじめ強化繊維を含有するワニスをシート状にしたものを金型で圧縮成型するSMCプレス法、繊維を敷き詰めた合わせ型に上記ワニスを注入するRTM法などにより、強化繊維に上記ワニスを含浸させたプリプレグを製造し、これを大型のオートクレーブで焼き固める方法などが挙げられる。なお、上記で得られた繊維強化樹脂成形品は、強化繊維と硬化性樹脂組成物の硬化物とを有する成形品であり、具体的には、繊維強化樹脂成形品中の強化繊維の量は、40~70質量%の範囲であることが好ましく、強度の点から50~70質量%の範囲であることが特に好ましい。
10. Fiber-reinforced resin molded product As a method for producing a fiber-reinforced resin molded product from the curable resin composition, a hand lay-up method or a spray-up method in which a fiber aggregate is laid in a mold and the above-mentioned varnish is laminated in multiple layers. Using either a mold or a female mold, the base material made of reinforcing fibers is impregnated with varnish and stacked to form a shape. Vacuum bag method for molding, SMC press method for compressing and molding a sheet of varnish containing reinforcing fibers in advance with a mold, RTM method for injecting the above varnish into a mating mold in which fibers are spread, etc. A method of manufacturing a prepreg by impregnating fibers with the above varnish and baking the same in a large autoclave can be used. The fiber-reinforced resin molded article obtained above is a molded article having reinforcing fibers and a cured product of the curable resin composition. Specifically, the amount of reinforcing fibers in the fiber-reinforced resin molded article is , preferably in the range of 40 to 70% by mass, and particularly preferably in the range of 50 to 70% by mass in terms of strength.
11.その他
上記で半導体封止材料等を製造する方法について説明したが、硬化性樹脂組成物からその他の硬化物を製造することもできる。その他の硬化物の製造方法としては、一般的な硬化性樹脂組成物の硬化方法に準拠することにより製造することができる。例えば加熱温度条件は、組み合わせる硬化剤の種類や用途等によって、適宜選択すればよい。
11. Others Although the method for producing a semiconductor encapsulating material or the like has been described above, other cured products can also be produced from the curable resin composition. Other methods for producing the cured product can be produced by complying with a general curing method for a curable resin composition. For example, the heating temperature conditions may be appropriately selected according to the type of curing agent to be combined, the application, and the like.
以下に、本発明を実施例、及び、比較例により具体的に説明するが、なお、以下に得られた活性エステルの軟化点、及び、GPCチャート、前記活性エステルを含有する硬化性組成物より得られた硬化物の耐熱性(ガラス転移温度)、誘電特性(誘電率、誘電正接)、弾性率に関しては、以下の条件等にて測定・評価した。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples and comparative examples. The softening point of the active ester obtained below, the GPC chart, and the curable composition containing the active ester The heat resistance (glass transition temperature), dielectric properties (dielectric constant, dielectric loss tangent), and elastic modulus of the resulting cured product were measured and evaluated under the following conditions.
<活性エステルの軟化点>
JIS K7234(環球法)に準拠して、以下に得られた活性エステルの軟化点(℃)を測定した。
<Softening point of active ester>
The softening point (°C) of the active ester obtained below was measured according to JIS K7234 (ring and ball method).
<GPC測定>
以下の測定装置、測定条件を用いて測定し、以下に示す合成例・実施例等で得られた活性エステルのGPCチャートを得た。前記GPCチャートの結果より、原料ピークの減少及び消失から、目的生成物(活性エステル)が生成していることを確認した。
測定装置 :東ソー株式会社製「HLC-8320 GPC」
カラム:東ソー株式会社製ガードカラム「HXL-L」+東ソー株式会社製「TSK-GEL G2000HXL」+東ソー株式会社製「TSK-GEL G2000HXL」+東ソー株式会社製「TSK-GEL G3000HXL」+東ソー株式会社製「TSK-GEL G4000HXL」
検出器:RI(示差屈折計)
データ処理:東ソー株式会社製「GPCワークステーション EcoSEC-WorkStation」
測定条件:カラム温度 40℃
展開溶媒 テトラヒドロフラン
流速 1.0ml/分
標準:前記「GPCワークステーション EcoSEC-WorkStation」の測定マニュアルに準拠して、分子量が既知の下記の単分散ポリスチレンを用いた。
(使用ポリスチレン)
東ソー株式会社製「A-500」
東ソー株式会社製「A-1000」
東ソー株式会社製「A-2500」
東ソー株式会社製「A-5000」
東ソー株式会社製「F-1」
東ソー株式会社製「F-2」
東ソー株式会社製「F-4」
東ソー株式会社製「F-10」
東ソー株式会社製「F-20」
東ソー株式会社製「F-40」
東ソー株式会社製「F-80」
東ソー株式会社製「F-128」
試料:以下に示す実施例等で得られた活性エステルの固形分換算で1.0質量%のテトラヒドロフラン溶液をマイクロフィルターでろ過したもの(50μl)を使用した。
<GPC measurement>
Measurement was carried out using the following measurement apparatus and measurement conditions, and GPC charts of active esters obtained in Synthesis Examples, Examples, etc. shown below were obtained. From the results of the GPC chart, it was confirmed that the target product (active ester) was produced from the reduction and disappearance of the raw material peak.
Measuring device: "HLC-8320 GPC" manufactured by Tosoh Corporation
Column: guard column "HXL-L" manufactured by Tosoh Corporation + "TSK-GEL G2000HXL" manufactured by Tosoh Corporation + "TSK-GEL G2000HXL" manufactured by Tosoh Corporation + "TSK-GEL G3000HXL" manufactured by Tosoh Corporation + Tosoh Corporation Made by "TSK-GEL G4000HXL"
Detector: RI (differential refractometer)
Data processing: "GPC Workstation EcoSEC-WorkStation" manufactured by Tosoh Corporation
Measurement conditions: Column temperature 40°C
Developing solvent Tetrahydrofuran
Flow rate 1.0 ml/min Standard: The following monodisperse polystyrene having a known molecular weight was used in accordance with the measurement manual of the "GPC Workstation EcoSEC-WorkStation".
(Polystyrene used)
"A-500" manufactured by Tosoh Corporation
"A-1000" manufactured by Tosoh Corporation
"A-2500" manufactured by Tosoh Corporation
"A-5000" manufactured by Tosoh Corporation
"F-1" manufactured by Tosoh Corporation
"F-2" manufactured by Tosoh Corporation
"F-4" manufactured by Tosoh Corporation
"F-10" manufactured by Tosoh Corporation
"F-20" manufactured by Tosoh Corporation
"F-40" manufactured by Tosoh Corporation
"F-80" manufactured by Tosoh Corporation
"F-128" manufactured by Tosoh Corporation
Sample: A tetrahydrofuran solution of 1.0% by mass in terms of solid content of the active ester obtained in the following Examples and the like was filtered through a microfilter (50 μl) and used.
[実施例1]
活性エステル(A-1)の合成
温度計、滴下ロート、冷却管、分留管、撹拌器を取り付けたフラスコにカテコール220g(2.0モル)とα-ナフトール144g(1.0モル)とトルエン2061gを仕込み、系内を減圧窒素置換し溶解させた。次いで、イソフタル酸クロライド505g(2.5モル)を仕込み、系内を減圧窒素置換し溶解させた。その後、テトラブチルアンモニウムブロマイド1.0gを溶解させ、窒素ガスパージを施しながら、系内を60℃以下に制御して、20質量%水酸化ナトリウム水溶液1030gを3時間かけて滴下した。次いでこの条件下で1時間撹拌を続けた。反応終了後、静置分液し、水層を取り除いた。更に反応物が溶解しているトルエン相に水を投入して約15分間撹拌混合し、静置分液して水層を取り除いた。水層のpHが7になるまでこの操作を繰り返した。その後、加熱減圧下乾燥して下記構造式で示される、活性エステル(A-1)を652g得た。
この活性エステル(A-1)のエステル基当量は137g/当量、軟化点は118℃、原料の仕込み比からの理論平均繰り返し単位数nは、4であった。
なお、前記繰り返し単位数nとしては、好ましくは、1~10であり、より好ましくは、2~8であり、さらに好ましくは、3~5である。前記繰り返し単位数nが前記範囲内であることで、高耐熱、低誘電率、及び、低誘電正接となり、好ましい。
Synthesis of active ester (A-1) 220 g (2.0 mol) of catechol, 144 g (1.0 mol) of α-naphthol and toluene were placed in a flask equipped with a thermometer, dropping funnel, condenser, fractionating tube and stirrer. 2061 g was charged, and the inside of the system was replaced with nitrogen under reduced pressure and dissolved. Then, 505 g (2.5 mol) of isophthaloyl chloride was charged, and the inside of the system was replaced with nitrogen under reduced pressure and dissolved. Thereafter, 1.0 g of tetrabutylammonium bromide was dissolved, and while purging with nitrogen gas, the inside of the system was controlled at 60° C. or lower, and 1030 g of a 20% by mass sodium hydroxide aqueous solution was added dropwise over 3 hours. Stirring was then continued under these conditions for 1 hour. After completion of the reaction, the mixture was allowed to stand still for liquid separation, and the aqueous layer was removed. Further, water was added to the toluene phase in which the reactants were dissolved, and the mixture was stirred and mixed for about 15 minutes, and the mixture was allowed to stand still for liquid separation to remove the aqueous layer. This operation was repeated until the pH of the aqueous layer reached 7. Then, it was dried under heating and reduced pressure to obtain 652 g of active ester (A-1) represented by the following structural formula.
This active ester (A-1) had an ester group equivalent weight of 137 g/equivalent, a softening point of 118° C., and a theoretical average number of repeating units n of 4 based on the raw material charge ratio.
The repeating unit number n is preferably 1 to 10, more preferably 2 to 8, still more preferably 3 to 5. When the number of repeating units n is within the above range, high heat resistance, low dielectric constant, and low dielectric loss tangent are obtained, which is preferable.
[実施例2]
活性エステル(A-2)の合成
実施例1のカテコール220g(2.0モル)をターシャリーブチルカテコール332g(2.0モル)に変更した以外は、実施例1と同様にして、活性エステル(A-2)を759g得た。
この活性エステル(A-2)のエステル基当量は160g/当量、軟化点は128℃、原料の仕込み比からの理論平均繰り返し単位数nは、4であった。
Synthesis of Active Ester (A-2) The active ester ( A-2) was obtained in an amount of 759 g.
This active ester (A-2) had an ester group equivalent weight of 160 g/equivalent, a softening point of 128° C., and a theoretical average number of repeating units n of 4 based on the raw material charge ratio.
[実施例3]
活性エステル(A-3)の合成
実施例1のカテコール220g(2.0モル)をターシャリーブチルカテコール332g(2.0モル)に、α-ナフトール144g(1.0モル)をパラターシャリーブチルフェノール150g(1.0モル)に変更した以外は、実施例1と同様にして、活性エステル(A-3)を765g得た。
この活性エステル(A-3)のエステル基当量は161g/当量、軟化点は124℃、原料の仕込み比からの理論平均繰り返し単位数nは、4であった。
Synthesis of active ester (A-3) 220 g (2.0 mol) of catechol of Example 1 was added to 332 g (2.0 mol) of tertiary-butyl catechol, and 144 g (1.0 mol) of α-naphthol was added to para-tertiary-butylphenol. 765 g of active ester (A-3) was obtained in the same manner as in Example 1, except that the content was changed to 150 g (1.0 mol).
This active ester (A-3) had an ester group equivalent weight of 161 g/equivalent, a softening point of 124° C., and a theoretical average number of repeating units n of 4 based on the raw material charge ratio.
[比較例1]
活性エステル(A-4)の合成
温度計、滴下ロート、冷却管、分留管、撹拌器を取り付けたフラスコにジシクロペンタジエンとフェノールの重付付加反応樹脂(水酸基当量:165g/当量、軟化点85℃)165gとα-ナフトール72g(0.5モル)とトルエン630gを仕込み、系内を減圧窒素置換し溶解させた。次いで、イソフタル酸クロライド152g(0.75モル)を仕込み、系内を減圧窒素置換し溶解させた。その後、テトラブチルアンモニウムブロマイド0.6gを溶解させ、窒素ガスパージを施しながら、系内を60℃以下に制御して、20質量%水酸化ナトリウム水溶液315gを3時間かけて滴下した。次いでこの条件下で1時間撹拌を続けた。反応終了後、静置分液し、水層を取り除いた。更に反応物が溶解しているトルエン層に水を投入して約15分間撹拌混合し、静置分液して水層を取り除いた。水層のpHが7になるまでこの操作を繰り返した。その後、熱減圧下乾燥して活性エステル(A-4)を合成した。
この活性エステル(A-4)のエステル基当量は223g/当量、軟化点は150℃であった。
[Comparative Example 1]
Synthesis of active ester (A-4) A flask equipped with a thermometer, dropping funnel, condenser, fractionating tube, and stirrer was charged with a polyaddition reaction resin of dicyclopentadiene and phenol (hydroxyl equivalent: 165 g/equivalent, softening point 85° C.), 72 g (0.5 mol) of α-naphthol, and 630 g of toluene were charged, and the inside of the system was replaced with nitrogen under reduced pressure and dissolved. Then, 152 g (0.75 mol) of isophthaloyl chloride was charged, and the inside of the system was replaced with nitrogen under reduced pressure and dissolved. Thereafter, 0.6 g of tetrabutylammonium bromide was dissolved, and while purging with nitrogen gas, the inside of the system was controlled at 60° C. or less, and 315 g of a 20 mass % aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise over 3 hours. Stirring was then continued under these conditions for 1 hour. After completion of the reaction, the mixture was allowed to stand still for liquid separation, and the aqueous layer was removed. Further, water was added to the toluene layer in which the reactants were dissolved, and the mixture was stirred and mixed for about 15 minutes, and the mixture was allowed to stand still for liquid separation to remove the aqueous layer. This operation was repeated until the pH of the aqueous layer reached 7. Then, it was dried under heat and reduced pressure to synthesize an active ester (A-4).
This active ester (A-4) had an ester group equivalent weight of 223 g/equivalent and a softening point of 150°C.
[実施例4~6、及び、比較例2]
エポキシ樹脂として、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC(株)製「850-S」、エポキシ当量:188g/当量)、硬化剤として上記活性エステル(A-1)~(A-4)、硬化触媒としてN,N-ジメチル-4-アミノピリジン(DMAP)を用い、下記表1に示す組成で配合して硬化性組成物を得た。
得られた各硬化性組成物これを11cm×9cm×2.4mm、及び、11cm×9cm×1.6mmの型枠に流し込み、プレスで180℃の温度で20分間成型した後、型枠から成型物を取り出し、次いで、175℃5時間硬化させて、評価サンプル(硬化物)を得た。
[Examples 4 to 6 and Comparative Example 2]
As the epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin ("850-S" manufactured by DIC Corporation, epoxy equivalent: 188 g / equivalent), the above active esters (A-1) to (A-4) as the curing agent, and the curing catalyst A curable composition was obtained by using N,N-dimethyl-4-aminopyridine (DMAP) and blending the composition shown in Table 1 below.
Each curable composition thus obtained was poured into molds of 11 cm×9 cm×2.4 mm and 11 cm×9 cm×1.6 mm, molded by a press at a temperature of 180° C. for 20 minutes, and then molded from the molds. The product was taken out and then cured at 175° C. for 5 hours to obtain an evaluation sample (cured product).
<耐熱性(ガラス転移温度)>
得られた厚さ2.4mmの硬化物を幅5mm、長さ54mmのサイズに切り出し、これを試験片として、粘弾性測定装置(DMA:レオメトリック社製固体粘弾性測定装置「RSAII」、レクタンギュラーテンション法:周波数1Hz、昇温速度3℃/分)を用いて、弾性率変化と粘弾性率変化の比が最大となる(tanδが最も大きい)温度をガラス転移温度(Tg)(℃)として、耐熱性を評価した。
<Heat resistance (glass transition temperature)>
The resulting cured product with a thickness of 2.4 mm was cut into a size of 5 mm in width and 54 mm in length. Tension method: frequency 1 Hz, temperature increase rate 3 ° C./min), the temperature at which the ratio of elastic modulus change to viscoelastic modulus change is maximized (tan δ is the largest) is taken as the glass transition temperature (Tg) (° C.) , to evaluate the heat resistance.
<誘電特性(誘電率、誘電正接)>
得られた厚さ1.6mmの硬化物を幅2mm、長さ10mmのサイズに切り出し、これを試験片として、アジレント・テクノロジー株式会社製ネットワークアナライザ「E8362C」を用い、空洞共振法にて、加熱真空乾燥後、23℃、湿度50%の室内に24時間保管した試験片の1GHzでの誘電率、誘電正接を測定した。
<Dielectric properties (dielectric constant, dielectric loss tangent)>
The obtained cured product with a thickness of 1.6 mm was cut into a size of 2 mm in width and 10 mm in length. After drying in vacuum, the dielectric constant and dielectric loss tangent at 1 GHz of the test piece which was stored in a room at 23° C. and 50% humidity for 24 hours were measured.
<弾性率>
得られた厚さ2.4mmの硬化物を幅10mm、長さ80mmのサイズに切り出し、これを試験片として、万能試験機((株)島津製作所製「AGI」)を用いて、室温での曲げ弾性率を求めた。なお、n=3で測定し、平均値を用いた。また、試験片の膜厚及び幅は、5点測定し、平均値を計算値に用いた。
<Elastic modulus>
The obtained cured product with a thickness of 2.4 mm was cut into a size of 10 mm in width and 80 mm in length. A flexural modulus was determined. In addition, it measured by n= 3 and used the average value. The film thickness and width of the test piece were measured at 5 points, and the average value was used for the calculated value.
上記表1の評価結果より、実施例4~6において、所望の活性エステルを使用したことで、高耐熱性、低誘電特性(特に、低誘電正接)、及び、高弾性率に優れることが確認できた。一方、比較例2においては、所望の活性エステルを使用しなかったため、全ての評価について、実施例より劣ることが確認された。 From the evaluation results in Table 1 above, it was confirmed that by using the desired active esters in Examples 4 to 6, high heat resistance, low dielectric properties (especially low dielectric loss tangent), and high elastic modulus were achieved. did it. On the other hand, in Comparative Example 2, since the desired active ester was not used, it was confirmed that all evaluations were inferior to those of Examples.
Claims (9)
A semiconductor device comprising a cured product obtained by heating and curing the semiconductor sealing material according to claim 8 .
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