JP2024074821A - 樹脂組成物、積層板、多層プリント配線板、樹脂フィルム及びプリプレグ - Google Patents
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Abstract
【課題】優れた高周波特性(低比誘電率、低誘電正接)を備え、かつ、低熱膨張特性及び導体との接着性をも高い水準で備える樹脂組成物、並びに、該樹脂組成物を用いて製造され、外観及び取扱性が良好である積層板及び多層プリント配線板を提供すること。【解決手段】本発明は、(A)(a)マレイミド基、(b)少なくとも2つのイミド結合を有する2価の基、及び(c)飽和又は不飽和の2価の炭化水素基を有するマレイミド化合物と、熱可塑性樹脂と、無機充填剤と、を含有する樹脂組成物に関する。【選択図】なし
Description
本発明は、樹脂組成物、積層板及び多層プリント配線板に関する。
携帯電話に代表される移動体通信機器、その基地局装置、サーバー、ルーター等のネットワークインフラ機器、大型コンピュータなどの電子機器では使用する信号の高速化及び大容量化が年々進んでいる。これに伴い、これらの電子機器に搭載されるプリント配線板には高周波化対応が必要となり、伝送損失の低減を可能とする低比誘電率及び低誘電正接の基板材料が求められている。近年、このような高周波信号を扱うアプリケーションとして、上述した電子機器のほかに、ITS分野(自動車、交通システム関連)及び室内の近距離通信分野でも高周波無線信号を扱う新規システムの実用化及び実用計画が進んでおり、今後、これらの機器に搭載するプリント配線板に対しても、低伝送損失基板材料が更に要求されると予想される。
また、近年の環境問題から、鉛フリーはんだによる電子部品の実装及びハロゲンフリーによる難燃化が要求されるようになってきたため、プリント配線板用材料にはこれまでよりも高い耐熱性及び難燃性が必要とされている。
従来、低伝送損失が要求されるプリント配線板には、優れた高周波特性を示す耐熱性熱可塑性ポリマーとしてポリフェニレンエーテル(PPE)系樹脂が使用されている。ポリフェニレンエーテル系樹脂の使用としては、例えば、ポリフェニレンエーテルと熱硬化性樹脂とを併用する方法が提案されており、具体的には、ポリフェニレンエーテル及びエポキシ樹脂を含有する樹脂組成物(例えば、特許文献1参照)、ポリフェニレンエーテルと、熱硬化性樹脂の中でも比誘電率が低いシアネートエステル樹脂とを併用した樹脂組成物(例えば、特許文献2参照)等が開示されている。
また、本発明者らは、ポリフェニレンエーテル樹脂及びポリブタジエン樹脂をベースとして、樹脂組成物の製造段階(Aステージ段階)でセミIPN化することで相溶性、耐熱性、熱膨張特性、導体との接着性等を向上できる樹脂組成物を提案している(例えば、特許文献3参照)。
さらに、プリント配線板用材料として、マレイミド化合物を用いることも検討されている。例えば、特許文献4には、少なくとも2つのマレイミド骨格を有するマレイミド化合物と、少なくとも2つのアミノ基を有するとともに芳香族環構造を有する芳香族ジアミン化合物と、前記マレイミド化合物と前記芳香族ジアミン化合物との反応を促す、塩基性基及びフェノール性水酸基を有する触媒と、シリカと、を有することを特徴とする樹脂組成物が開示されている。
しかしながら、近年の高周波帯で使用するプリント配線板用基板材料には高周波特性及び導体との高接着性に加えて、低熱膨張率等の各種特性が更に優れていることが要求されている。
本発明は、このような現状に鑑み、優れた高周波特性(低比誘電率、低誘電正接)を備え、かつ、低熱膨張特性及び導体との接着性をも高い水準で備える樹脂組成物、並びに、該樹脂組成物を用いて製造され、外観及び取扱性が良好である積層板及び多層プリント配線板を提供することを目的とする。
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、特定の構造を有する化合物及び熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物により上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下の態様を含むものである。
[1](A)飽和又は不飽和の2価の炭化水素基を有するマレイミド化合物と、熱可塑性樹脂と、を含有する樹脂組成物。
[2]前記炭化水素基の炭素数が8~100である、[1]に記載の樹脂組成物。
[3]前記炭化水素基が下記式(II)で表される基である、[1]又は[2]に記載の樹脂組成物。
[1](A)飽和又は不飽和の2価の炭化水素基を有するマレイミド化合物と、熱可塑性樹脂と、を含有する樹脂組成物。
[2]前記炭化水素基の炭素数が8~100である、[1]に記載の樹脂組成物。
[3]前記炭化水素基が下記式(II)で表される基である、[1]又は[2]に記載の樹脂組成物。
[4]前記(A)飽和又は不飽和の2価の炭化水素基を有するマレイミド化合物が、少なくとも2つのイミド結合を有する2価の基を更に有する、[1]~[3]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[5]前記少なくとも2つのイミド結合を有する2価の基が、下記式(I)で表される基である、[4]に記載の樹脂組成物。
[5]前記少なくとも2つのイミド結合を有する2価の基が、下記式(I)で表される基である、[4]に記載の樹脂組成物。
[6]マレイミド基が芳香環に結合した構造を有する(B)芳香族マレイミド化合物を更に含有する、[1]~[5]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[7]前記(B)芳香族マレイミド化合物が下記の式(VI)で表される化合物である、[6]に記載の樹脂組成物。
[7]前記(B)芳香族マレイミド化合物が下記の式(VI)で表される化合物である、[6]に記載の樹脂組成物。
[式(VIII)中、R11及びR12は各々独立に、水素原子、炭素数1~5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子を示し、A6は炭素数1~5のアルキレン基若しくはアルキリデン基、エーテル基、スルフィド基、スルホニル基、カルボニル基、単結合又は下記式(VIII-1)で表される残基を示す。]
[式(VIII-1)中、R13及びR14は各々独立に、水素原子、炭素数1~5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子を示し、A7は炭素数1~5のアルキレン基、イソプロピリデン基、エーテル基、スルフィド基、スルホニル基、カルボニル基又は単結合を示す。]
[式(XI)中、R17及びR18は各々独立に、水素原子、炭素数1~5の脂肪族炭化水素基、炭素数1~5のアルコキシ基、水酸基又はハロゲン原子を示し、A8は炭素数1~5のアルキレン基若しくはアルキリデン基、エーテル基、スルフィド基、スルホニル基、カルボニル基、フルオレニレン基、単結合、下記式(XI-1)で表される残基又は下記式(XI-2)で表される残基を示す。]
[式(XI-1)中、R19及びR20は各々独立に、水素原子、炭素数1~5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子を示し、A9は炭素数1~5のアルキレン基、イソプロピリデン基、m-フェニレンジイソプロピリデン基、p-フェニレンジイソプロピリデン基、エーテル基、スルフィド基、スルホニル基、カルボニル基又は単結合を示す。]
[式(XI-2)中、R21は各々独立に、水素原子、炭素数1~5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子を示し、A10及びA11は炭素数1~5のアルキレン基、イソプロピリデン基、エーテル基、スルフィド基、スルホニル基、カルボニル基又は単結合を示す。]
[8]前記(A)飽和又は不飽和の2価の炭化水素基を有するマレイミド化合物の重量平均分子量が、500~10000である、[1]~[7]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[9][1]~[8]のいずれかに記載の樹脂組成物の硬化物を含む樹脂層と、導体層とを有する積層板。
[10][1]~[8]のいずれかに記載の樹脂組成物の硬化物を含む樹脂層と、回路層とを備える、多層プリント配線板。
[9][1]~[8]のいずれかに記載の樹脂組成物の硬化物を含む樹脂層と、導体層とを有する積層板。
[10][1]~[8]のいずれかに記載の樹脂組成物の硬化物を含む樹脂層と、回路層とを備える、多層プリント配線板。
本発明によれば、優れた高周波特性(低比誘電率、低誘電正接)を備え、かつ、低熱膨張特性、導体との接着性をも高い水準で備える樹脂組成物、並びに、該樹脂組成物を用いて製造される積層板及び多層プリント配線板を提供できる。
また、従来の樹脂フィルムにおいては、補強基材を樹脂組成物中に配さない場合、樹脂フィルムの取扱性が悪くなり、強度も十分に保持できなくなる傾向にあった。これに対し、本発明の樹脂組成物を用いて作製される樹脂フィルムは、補強基材を有さなくても、外観及び取扱性(タック性、割れ、粉落ち等)に優れるものとなる。
本発明の積層板及び多層プリント配線板は、本発明の樹脂組成物を用いて形成されるため、高周波領域における比誘電率及び誘電正接がともに低いという優れた誘電特性を有する。
以下、必要に応じて図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されない。
<定義>
本明細書において、高周波領域とは、0.3GHz~300GHzの領域を指し、特に3GHz~300GHzを指すものとする。本明細書において、「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。本明細書に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。「A又はB」とは、A及びBのどちらか一方を含んでいればよく、両方とも含んでいてもよい。
本明細書において、高周波領域とは、0.3GHz~300GHzの領域を指し、特に3GHz~300GHzを指すものとする。本明細書において、「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。本明細書に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。「A又はB」とは、A及びBのどちらか一方を含んでいればよく、両方とも含んでいてもよい。
[樹脂組成物]
本実施形態の樹脂組成物は、(A)飽和又は不飽和の2価の炭化水素基を有するマレイミド化合物と、熱可塑性樹脂と、を含有する。
本実施形態の樹脂組成物は、(A)飽和又は不飽和の2価の炭化水素基を有するマレイミド化合物と、熱可塑性樹脂と、を含有する。
<(A)飽和又は不飽和の2価の炭化水素基を有するマレイミド化合物>
本実施形態に係る飽和又は不飽和の2価の炭化水素基を有するマレイミド化合物を(A)成分ということがある。(A)成分は、(a)マレイミド基及び(c)飽和又は不飽和の2価の炭化水素基を有する化合物である。(a)マレイミド基を構造(a)といい、(c)飽和又は不飽和の2価の炭化水素基を構造(c)ということがある。(A)成分を用いることで、高周波特性及び導体との高い接着性を有する樹脂組成物を得ることができる。
本実施形態に係る飽和又は不飽和の2価の炭化水素基を有するマレイミド化合物を(A)成分ということがある。(A)成分は、(a)マレイミド基及び(c)飽和又は不飽和の2価の炭化水素基を有する化合物である。(a)マレイミド基を構造(a)といい、(c)飽和又は不飽和の2価の炭化水素基を構造(c)ということがある。(A)成分を用いることで、高周波特性及び導体との高い接着性を有する樹脂組成物を得ることができる。
(A)成分は、構造(a)及び構造(c)に加えて、(b)少なくとも2つのイミド結合を有する2価の基を更に有していてもよい。(b)少なくとも2つのイミド結合を有する2価の基を構造(b)ということがある。
(a)マレイミド基は特に限定されず、一般的なマレイミド基である。(a)マレイミド基は芳香環に結合していても、脂肪族鎖に結合していてもよいが、誘電特性の観点からは、長鎖脂肪族鎖(例えば、炭素数8~100の飽和炭化水素基)に結合していることが好ましい。(A)成分が、(a)マレイミド基が長鎖脂肪族鎖に結合した構造を有することで、樹脂組成物の高周波特性をより向上することができる。
構造(b)としては特に限定されないが、例えば、下記式(I)で表される基が挙げられる。
式(I)中、R1は4価の有機基を示す。R1は4価の有機基であれば特に限定されないが、例えば、取扱性の観点から、炭素数1~100の炭化水素基であってもよく、炭素数2~50の炭化水素基であってもよく、炭素数4~30の炭化水素基であってもよい。
R1は、置換又は非置換のシロキサン部位であってもよい。シロキサン部位としては、例えば、ジメチルシロキサン、メチルフェニルシロキサン、ジフェニルシロキサン等に由来する構造が挙げられる。
R1が置換されている場合、置換基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、水酸基、アルコキシ基、メルカプト基、シクロアルキル基、置換シクロアルキル基、ヘテロ環基、置換ヘテロ環基、アリール基、置換アリール基、ヘテロアリール基、置換ヘテロアリール基、アリールオキシ基、置換アリールオキシ基、ハロゲン原子、ハロアルキル基、シアノ基、ニトロ基、ニトロソ基、アミノ基、アミド基、-C(O)H、-NRxC(O)-N(Rx)2、-OC(O)-N(Rx)2、アシル基、オキシアシル基、カルボキシル基、カルバメート基、スルホンアミド基等が挙げられる。ここで、Rxは水素原子又はアルキル基を示す。これらの置換基は目的、用途等に合わせて、1種類又は2種類以上を選択できる。
R1としては、例えば、1分子中に2個以上の無水物環を有する酸無水物の4価の残基、すなわち、酸無水物から酸無水物基(-C(=O)OC(=O)-)を2個除いた4価の基が好ましい。酸無水物としては、後述するような化合物が例示できる。
機械強度の観点から、R1は芳香族であることが好ましく、無水ピロメリット酸から2つの酸無水物基を取り除いた基であることがより好ましい。すなわち、構造(b)は下記式(III)で表される基であることがより好ましい。
流動性及び回路埋め込み性の観点からは、構造(b)は、(A)成分中に複数存在すると好ましい。その場合、構造(b)は、それぞれ同一であってもよく、異なっていてもよい。(A)成分中の構造(b)の数は、2~40であることが好ましく、2~20であることがより好ましく、2~10であることが更に好ましい。
誘電特性の観点から、構造(b)は、下記式(IV)又は下記式(V)で表される基であってもよい。
構造(c)は特に限定されず、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよい。高周波特性の観点から、構造(c)は、脂肪族炭化水素基であることが好ましい。また、飽和又は不飽和の2価の炭化水素基の炭素数は、8~100であってもよく、10~70又は15~50であってもよい。当該炭化水素基は、分岐を有していてもよい。構造(c)は、炭素数8~100の分岐を有していてもよいアルキレン基であることが好ましく、炭素数10~70の分岐を有していてもよいアルキレン基であるとより好ましく、炭素数15~50の分岐を有していてもよいアルキレン基であると更に好ましい。構造(c)が炭素数8以上の分岐を有していてもよいアルキレン基であると、分子構造を三次元化し易く、ポリマーの自由体積を増大させて低密度化し易い。すなわち低誘電率化できるため、樹脂組成物の高周波特性を向上し易くなる。また、(A)成分が構造(c)を有することで、本実施形態に係る樹脂組成物の可とう性が向上し、樹脂組成物から作製される樹脂フィルムの取扱性(タック性、割れ、粉落ち等)及び強度を高めることが可能である。
構造(c)としては、例えば、ノニレン基、デシレン基、ウンデシレン基、ドデシレン基、テトラデシレン基、ヘキサデシレン基、オクタデシレン基、ノナデシレン基等のアルキレン基;ベンジレン基、フェニレン基、ナフチレン基等のアリーレン基;フェニレンメチレン基、フェニレンエチレン基、ベンジルプロピレン基、ナフチレンメチレン基、ナフチレンエチレン基等のアリーレンアルキレン基;フェニレンジメチレン基、フェニレンジエチレン基等のアリーレンジアルキレン基などが挙げられる。
高周波特性、低熱膨張特性、導体との接着性、耐熱性及び低吸湿性の観点から、構造(c)として下記式(II)で表される基が特に好ましい。
式(II)中、R2及びR3は各々独立に炭素数4~50のアルキレン基を示す。柔軟性の更なる向上及び合成容易性の観点から、R2及びR3は各々独立に、炭素数5~25のアルキレン基であることが好ましく、炭素数6~10のアルキレン基であることがより好ましく、炭素数7~10のアルキレン基であることが更に好ましい。
式(II)中、R4は炭素数4~50のアルキル基を示す。柔軟性の更なる向上及び合成容易性の観点から、R4は炭素数5~25のアルキル基であることが好ましく、炭素数6~10のアルキル基であることがより好ましく、炭素数7~10のアルキル基であることが更に好ましい。
式(II)中、R5は炭素数2~50のアルキル基を示す。柔軟性の更なる向上及び合成容易性の観点から、R5は炭素数3~25のアルキル基であることが好ましく、炭素数4~10のアルキル基であることがより好ましく、炭素数5~8のアルキル基であることが更に好ましい。
流動性及び回路埋め込み性の観点からは、構造(c)は、(A)成分中に複数存在してもよい。その場合、構造(c)はそれぞれ同一であってもよく、異なっていてもよい。例えば、(A)成分中に2~40の構造(c)が存在することが好ましく、2~20の構造(c)が存在することがより好ましく、2~10の構造(c)が存在することが更に好ましい。
樹脂組成物中の(A)成分の含有量は特に限定されない。耐熱性の観点から、(A)成分の含有量は樹脂組成物(固形分)の全質量に対して2~98質量%であることが好ましく、10~50質量%であることがより好ましく、10~30質量%であることが更に好ましい。
(A)成分の分子量は特に限定されない。取扱性、流動性及び回路埋め込み性の観点より(A)成分の重量平均分子量(Mw)は、500~10000であることが好ましく、1000~9000であることがより好ましく、1500~9000であることが更に好ましく、1500~7000であることがより一層好ましく、1700~5000であることが特に好ましい。
(A)成分のMwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定することができる。
なお、GPCの測定条件は下記のとおりである。
ポンプ:L-6200型[株式会社日立ハイテクノロジーズ製]
検出器:L-3300型RI[株式会社日立ハイテクノロジーズ製]
カラムオーブン:L-655A-52[株式会社日立ハイテクノロジーズ製]
ガードカラム及びカラム:TSK Guardcolumn HHR-L+TSKgel G4000HHR+TSKgel G2000HHR[すべて東ソー株式会社製、商品名]
カラムサイズ:6.0×40mm(ガードカラム)、7.8×300mm(カラム)
溶離液:テトラヒドロフラン
試料濃度:30mg/5mL
注入量:20μL
流量:1.00mL/分
測定温度:40℃
ポンプ:L-6200型[株式会社日立ハイテクノロジーズ製]
検出器:L-3300型RI[株式会社日立ハイテクノロジーズ製]
カラムオーブン:L-655A-52[株式会社日立ハイテクノロジーズ製]
ガードカラム及びカラム:TSK Guardcolumn HHR-L+TSKgel G4000HHR+TSKgel G2000HHR[すべて東ソー株式会社製、商品名]
カラムサイズ:6.0×40mm(ガードカラム)、7.8×300mm(カラム)
溶離液:テトラヒドロフラン
試料濃度:30mg/5mL
注入量:20μL
流量:1.00mL/分
測定温度:40℃
(A)成分を製造する方法は限定されない。(A)成分は、例えば、酸無水物とジアミンとを反応させてアミン末端化合物を合成した後、該アミン末端化合物を過剰の無水マレイン酸と反応させることで作製してもよい。
酸無水物としては、例えば、無水ピロメリット酸、無水マレイン酸、無水コハク酸、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。これらの酸無水物は目的、用途等に合わせて、1種類を単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。なお、前述のとおり、上記式(I)のR1として、上記に挙げられるような酸無水物に由来する4価の有機基を用いることができる。より良好な誘電特性の観点から、酸無水物は、無水ピロメリット酸であることが好ましい。
ジアミンとしては、例えば、ダイマージアミン、2,2-ビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニル)プロパン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシビフェニル、1,3-ビス[2-(4-アミノフェニル)-2-プロピル]ベンゼン、1,4-ビス[2-(4-アミノフェニル)-2-プロピル]ベンゼン、ポリオキシアルキレンジアミン、[3,4-ビス(1-アミノヘプチル)-6-ヘキシル-5-(1-オクテニル)]シクロヘキセン等が挙げられる。これらは目的、用途等に合わせて、1種類を単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。
式中、R及びQはそれぞれ独立に2価の有機基を示す。Rは上述の構造(c)と同じものが使用でき、Qは上述のR1と同じものが使用できる。また、nは1~10の整数を表す。
(A)成分としては市販されている化合物を使用することもできる。市販されている化合物としては、例えば、Designer Molecules Inc.製の製品が挙げられ、具体的には、BMI-1500、BMI-1700、BMI-3000、BMI-5000、BMI-9000(いずれも商品名)等が挙げられる。より良好な高周波特性を得る観点から、(A)成分としてBMI-3000を使用することがより好ましい。
<(B)芳香族マレイミド化合物>
本実施形態の樹脂組成物には、(B)芳香族マレイミド化合物を含有してもよい。本実施形態に係る(B)芳香族マレイミド化合物を(B)成分ということがある。(B)成分は、(A)成分とは異なるマレイミド化合物である。なお、(A)成分及び(B)成分の双方に該当し得る化合物は、(A)成分に帰属するものとするが、(A)成分及び(B)成分の双方に該当し得る化合物を2種類以上含む場合、そのうち1つを(A)成分、その他の化合物を(B)成分と帰属するものとする。(B)成分を用いることで、樹脂組成物は、特に低熱膨張特性に優れるものとなる。すなわち、本実施形態の樹脂組成物は、(A)成分と(B)成分とを併用することにより、良好な誘電特性を維持しつつ、低熱膨張特性等を更に向上させることができる。この理由として、(A)成分と(B)成分とを含有する樹脂組成物から得られる硬化物は、低誘電特性を備える(A)成分からなる構造単位と、低熱膨張である(B)成分からなる構造単位とを備えるポリマーを含有するためだと推測される。
本実施形態の樹脂組成物には、(B)芳香族マレイミド化合物を含有してもよい。本実施形態に係る(B)芳香族マレイミド化合物を(B)成分ということがある。(B)成分は、(A)成分とは異なるマレイミド化合物である。なお、(A)成分及び(B)成分の双方に該当し得る化合物は、(A)成分に帰属するものとするが、(A)成分及び(B)成分の双方に該当し得る化合物を2種類以上含む場合、そのうち1つを(A)成分、その他の化合物を(B)成分と帰属するものとする。(B)成分を用いることで、樹脂組成物は、特に低熱膨張特性に優れるものとなる。すなわち、本実施形態の樹脂組成物は、(A)成分と(B)成分とを併用することにより、良好な誘電特性を維持しつつ、低熱膨張特性等を更に向上させることができる。この理由として、(A)成分と(B)成分とを含有する樹脂組成物から得られる硬化物は、低誘電特性を備える(A)成分からなる構造単位と、低熱膨張である(B)成分からなる構造単位とを備えるポリマーを含有するためだと推測される。
すなわち、(B)成分は、(A)成分よりも熱膨張係数が低いことが好ましい。(A)成分よりも熱膨張係数が低い(B)成分として、例えば、(A)成分よりも分子量が低いマレイミド基含有化合物、(A)成分よりも多くの芳香環を有するマレイミド基含有化合物、主鎖が(A)成分よりも短いマレイミド基含有化合物等が挙げられる。
樹脂組成物中の(B)成分の含有量は特に限定されない。低熱膨張性及び誘電特性の観点から(B)成分の含有量は樹脂組成物(固形分)の全質量に対して1~95質量%であることが好ましく、1~50質量%であることがより好ましく、1.5~30質量%であることが更に好ましい。
樹脂組成物中の(A)成分と(B)成分との配合割合は特に限定されない。誘電特性及び低熱膨張係数の観点から、(A)成分と(B)成分の質量比(B)/(A)が0.01~3であることが好ましく、0.03~2であることがより好ましく、0.05~1であることが更に好ましく、0.05~0.5であることが特に好ましい。
(B)成分は、芳香環を有していれば、特に限定されない。芳香環は剛直で低熱膨張であるため、芳香環を有する(B)成分を用いることで、樹脂組成物の熱膨張係数を低減させることができる。マレイミド基は芳香環に結合していても、脂肪族鎖に結合していてもよいが、低熱膨張性の観点から、芳香環に結合していることが好ましい。また、(B)成分は、マレイミド基を2個以上含有するポリマレイミド化合物であることも好ましい。
(B)成分の具体例としては、1,2-ジマレイミドエタン、1,3-ジマレイミドプロパン、ビス(4-マレイミドフェニル)メタン、ビス(3-エチル-4-マレイミドフェニル)メタン、ビス(3-エチル-5-メチル-4-マレイミドフェニル)メタン、2,7-ジマレイミドフルオレン、N,N’-(1,3-フェニレン)ビスマレイミド、N,N’-(1,3-(4-メチルフェニレン))ビスマレイミド、ビス(4-マレイミドフェニル)スルホン、ビス(4-マレイミドフェニル)スルフィド、ビス(4-マレイミドフェニル)エ-テル、1,3-ビス(3-マレイミドフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3-(3-マレイミドフェノキシ)フェノキシ)ベンゼン、ビス(4-マレイミドフェニル)ケトン、2,2-ビス(4-(4-マレイミドフェノキシ)フェニル)プロパン、ビス(4-(4-マレイミドフェノキシ)フェニル)スルホン、ビス[4-(4-マレイミドフェノキシ)フェニル]スルホキシド、4,4’-ビス(3-マレイミドフェノキシ)ビフェニル、1,3-ビス(2-(3-マレイミドフェニル)プロピル)ベンゼン等が挙げられる。これらは1種類を単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。これらの中でも、吸湿性及び熱膨張係数をより低下させる観点からは、ビス(3-エチル-5-メチル-4-マレイミドフェニル)メタンを用いることが好ましい。樹脂組成物から形成される樹脂フィルムの破壊強度及び金属箔引き剥がし強さを更に高める観点からは、(B)成分として、2,2-ビス(4-(4-マレイミドフェノキシ)フェニル)プロパンを用いることが好ましい。
成形性の観点からは、(B)成分としては、例えば、下記式(VI)で表される化合物が好ましい。
式(VI)中、A4は下記式(VII)、(VIII)、(IX)又は(X)で表される残基を示し、A5は下記式(XI)で表される残基を示す。低熱膨張性の観点から、A4は下記式(VII)、(VIII)又は(IX)で表される残基であることが好ましい。
式(VII)中、R10は各々独立に、水素原子、炭素数1~5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子を示す。
式(VIII)中、R11及びR12は各々独立に、水素原子、炭素数1~5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子を示し、A6は炭素数1~5のアルキレン基若しくはアルキリデン基、エーテル基、スルフィド基、スルホニル基、カルボニル基、単結合又は下記式(VIII-1)で表される残基を示す。
式(VIII-1)中、R13及びR14は各々独立に、水素原子、炭素数1~5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子を示し、A7は炭素数1~5のアルキレン基、イソプロピリデン基、エーテル基、スルフィド基、スルホニル基、カルボニル基又は単結合を示す。
式(IX)中、iは1~10の整数である。
式(X)中、R15及びR16は各々独立に、水素原子又は炭素数1~5の脂肪族炭化水素基を示し、jは1~8の整数である。
式(XI)中、R17及びR18は各々独立に、水素原子、炭素数1~5の脂肪族炭化水素基、炭素数1~5のアルコキシ基、水酸基又はハロゲン原子を示し、A8は、炭素数1~5のアルキレン基若しくはアルキリデン基、エーテル基、スルフィド基、スルホニル基、カルボニル基、フルオレニレン基、単結合、下記式(XI-1)で表される残基又は下記式(XI-2)で表される残基を示す。
式(XI-1)中、R19及びR20は各々独立に、水素原子、炭素数1~5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子を示し、A9は、炭素数1~5のアルキレン基、イソプロピリデン基、m-フェニレンジイソプロピリデン基、p-フェニレンジイソプロピリデン基、エーテル基、スルフィド基、スルホニル基、カルボニル基又は単結合を示す。
式(XI-2)中、R21は各々独立に、水素原子、炭素数1~5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子を示し、A10及びA11は各々独立に、炭素数1~5のアルキレン基、イソプロピリデン基、エーテル基、スルフィド基、スルホニル基、カルボニル基又は単結合を示す。
(ジアミン化合物)
本実施形態に係る樹脂組成物には、ジアミン化合物を更に含有してもよい。ジアミン化合物は特に限定されないが、例えば、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチル-ジフェニルメタン、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2-ビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニル)プロパン、4,4’-[1,3-フェニレンビス(1-メチルエチリデン)]ビスアニリン、4,4’-[1,4-フェニレンビス(1-メチルエチリデン)]ビスアニリン、1,3-ビス[2-(4-アミノフェニル)-2-プロピル]ベンゼン等が挙げられる。これらは1種類を単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。
本実施形態に係る樹脂組成物には、ジアミン化合物を更に含有してもよい。ジアミン化合物は特に限定されないが、例えば、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチル-ジフェニルメタン、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2-ビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニル)プロパン、4,4’-[1,3-フェニレンビス(1-メチルエチリデン)]ビスアニリン、4,4’-[1,4-フェニレンビス(1-メチルエチリデン)]ビスアニリン、1,3-ビス[2-(4-アミノフェニル)-2-プロピル]ベンゼン等が挙げられる。これらは1種類を単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。
また、有機溶媒への溶解性が高く、合成時の反応率が高く、かつ、耐熱性を高くできる観点からは、1,3-ビス[2-(4-アミノフェニル)-2-プロピル]ベンゼン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン又は4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチル-ジフェニルメタンが好ましい。これらは目的、用途等に合わせて、1種類を単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。
(触媒)
本実施形態に係る樹脂組成物は、(A)成分の硬化を促進するための触媒を更に含有してもよい。触媒の含有量は特に限定されないが、樹脂組成物の全質量に対して0.1~5質量%であってもよい。触媒としては、例えば、過酸化物、アゾ化合物等を用いることができる。
本実施形態に係る樹脂組成物は、(A)成分の硬化を促進するための触媒を更に含有してもよい。触媒の含有量は特に限定されないが、樹脂組成物の全質量に対して0.1~5質量%であってもよい。触媒としては、例えば、過酸化物、アゾ化合物等を用いることができる。
過酸化物としては、例えば、ジクミルパーオキサイド、ジベンゾイルパーオキサイド、2-ブタノンパーオキサイド、tert-ブチルパーベンゾエイト、ジ-tert-ブチルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、ビス(tert-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン及びtert-ブチルヒドロパーオキシドが挙げられる。アゾ化合物としては、例えば、2,2’-アゾビス(2-メチルプロパンニトリル)、2,2’-アゾビス(2-メチルブタンニトリル)及び1,1’-アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)が挙げられる。
(熱可塑性樹脂)
本実施形態の樹脂組成物は、樹脂フィルムの取扱い性を高める観点から、熱可塑性樹脂を含有する。熱可塑性樹脂の種類は特に限定されず、分子量も限定されないが、(A)成分との相溶性をより高める点から、数平均分子量(Mn)が200~60000であることが好ましい。
本実施形態の樹脂組成物は、樹脂フィルムの取扱い性を高める観点から、熱可塑性樹脂を含有する。熱可塑性樹脂の種類は特に限定されず、分子量も限定されないが、(A)成分との相溶性をより高める点から、数平均分子量(Mn)が200~60000であることが好ましい。
フィルム形成性及び耐吸湿性の観点から、熱可塑性樹脂は、熱可塑性エラストマーであることが好ましい。熱可塑性エラストマーとしては、例えば、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、アクリル系エラストマー、シリコーン系エラストマー、これらの誘導体等が挙げられる。熱可塑性樹脂は、単独で用いても2種類以上を混合して用いてもよい。
また、熱可塑性エラストマーとしては、分子末端又は分子鎖中に反応性官能基を有するものを用いることができる。反応性官能基としては、例えば、エポキシ基、水酸基、カルボキシ基、アミノ基、アミド基、イソシアナート基、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基等が挙げられる。これらの反応性官能基を分子末端又は分子鎖中に有することにより、相溶性が向上し、熱硬化性樹脂組成物の硬化時に発生する内部応力をより効果的に低減することができ、基板の反りを低減することが可能となる。
熱可塑性エラストマーは、これらの反応性官能基の中でも、金属箔との密着性の観点から、エポキシ基、水酸基、カルボキシ基、アミノ基又はアミド基を有することが好ましく、耐熱性及び絶縁信頼性の観点から、エポキシ基、水酸基又はアミノ基を有することがより好ましい。
熱可塑性エラストマーは、これらの反応性官能基の中でも、金属箔との密着性の観点から、エポキシ基、水酸基、カルボキシ基、アミノ基又はアミド基を有することが好ましく、耐熱性及び絶縁信頼性の観点から、エポキシ基、水酸基又はアミノ基を有することがより好ましい。
スチレン系エラストマーとしては、下記一般式で表されるスチレン系化合物由来の構造単位(下記式参照)を有する熱可塑性エラストマーであれば特に制限はなく、スチレン由来の構造単位(Ra=水素原子、k=0)を有する熱可塑性エラストマーであってもよい。
上記式中、Raは、水素原子又は炭素数1~5のアルキル基であり、Rbは、炭素数1~5のアルキル基である。kは、0~5の整数である。Ra及びRbが表す炭素数1~5のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基等が挙げられる。Ra及びRbは、炭素数1~3のアルキル基であってもよく、メチル基であってもよい。Raは、水素原子であってもよい。kは、0~2の整数であってもよく、0又は1であってもよく、0であってもよい。
スチレン系エラストマーとしては、高周波特性(低誘電率、低誘電正接)、導体との接着性、耐熱性、ガラス転移温度及び熱膨張係数の観点から、スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体の水素添加物(SEBS、SBBS)、スチレン-イソプレン-スチレンブロック共重合体の水素添加物(SEPS)及びスチレン-無水マレイン酸共重合体(SMA)から選択される少なくとも1種類であってもよい。
スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体の水素添加物としては、炭素-炭素二重結合の水素添加率が通常90%以上(95%以上であってもよい。)であるSEBSと、ブタジエンブロック中の1,2-結合部位の炭素-炭素二重結合(下記左式参照)が部分的に水素添加されたSBBS(全体の炭素-炭素二重結合に対する水素添加率はおよそ60~85%)とがある。
SEBSにおいて、スチレン由来の構造単位の含有率(以下、スチレン含有率と略称することがある。)は、高周波特性(低誘電率、低誘電正接)、導体との接着性、耐熱性、ガラス転移温度及び熱膨張係数の観点から、5~80質量%であってもよく、5~70質量%であってもよく、10~70質量%であってもよく、10~50質量%であってもよい。SEBSのメルトフローレート(MFR)は、特に制限はないが、230℃、荷重2.16kgf(21.2N)の測定条件では、0.1~20g/10minであってもよく、0.5~15g/10minであってもよい。
SBBSにおいて、スチレン含有率は、高周波特性(低誘電率、低誘電正接)、導体との接着性、耐熱性、ガラス転移温度及び熱膨張係数の観点から、40~80質量%であってもよく、50~75質量%であってもよく、55~75質量%であってもよい。SBBSのメルトフローレート(MFR)は、特に制限はないが、190℃、荷重2.16kgf(21.2N)の測定条件では、0.1~10g/10minであってもよく、0.5~10g/10minであってもよく、1~6g/10minであってもよい。
スチレン-イソプレン-スチレンブロック共重合体の水素添加物(SEPS)の水素添加率は、90%以上であってもよく、95%以上であってもよい。SEPSにおいて、スチレン含有率は、高周波特性(低誘電率、低誘電正接)、導体との接着性、耐熱性、ガラス転移温度及び熱膨張係数の観点から、5~60質量%であってもよく、5~50質量%であってもよく、10~40質量%であってもよい。SEPSのメルトフローレート(MFR)は、特に制限はないが、230℃、荷重2.16kgf(21.2N)の測定条件では、0.1~130g/10minであってもよく、10~100g/10minであってもよく、50~90g/10minであってもよい。
オレフィン系エラストマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン等の炭素数2~20のα-オレフィンの共重合体;α-オレフィンと、ジシクロペンタジエン、1,4-ヘキサジエン、シクロオクタンジエン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボルネン、ブタジエン、イソプレン等の炭素数2~20の非共役ジエンとの共重合体などが挙げられる。
α-オレフィンの共重合体としては、例えば、エチレン-プロピレン共重合体(EPR)、エチレン-プロピレン-ジエン共重合体(EPDM)等が挙げられる。
ウレタン系エラストマーとしては、例えば、低分子(短鎖)ジオールとジイソシアネートからなるハードセグメントと、高分子(長鎖)ジオールとジイソシアネートからなるソフトセグメントを有するものが挙げられる。
低分子(短鎖)ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、ビスフェノールA等が挙げられる。低分子(短鎖)ジオールの数平均分子量は、48~500が好ましい。高分子(長鎖)ジオールとしては、例えば、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンオキサイド、ポリ(1,4-ブチレンアジペート)、ポリ(エチレン・1,4-ブチレンアジペート)、ポリカプロラクトン、ポリ(1,6-ヘキシレンカーボネート)、ポリ(1,6-へキシレン・ネオペンチレンアジペート)等が挙げられる。高分子(長鎖)ジオールの数平均分子量は、500~10000が好ましい。
ポリエステル系エラストマーとしては、例えば、ジカルボン酸又はその誘導体とジオール化合物又はその誘導体とを重縮合して得られるものが挙げられる。
ジカルボン酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸;アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸;などが挙げられる。ジカルボン酸は、単独で用いても2種類以上を混合して用いてもよい。
ジオール化合物としては、例えば、脂肪族ジオール、脂環式ジオール、芳香族ジオール等が挙げられる。ジオール化合物は、単独で用いても2種類以上を混合して用いてもよい。
ポリエステル系エラストマーとして、芳香族ポリエステル(例えば、ポリブチレンテレフタレート)部分をハードセグメント成分に、脂肪族ポリエステル(例えば、ポリテトラメチレングリコール)部分をソフトセグメント成分にしたマルチブロック共重合体を用いてもよい。
ポリアミド系エラストマーとしては、例えば、ポリアミドをハードセグメント成分、ポリブタジエン、ブタジエン-アクリロニトリル共重合体、スチレン-ブタジエン共重合体、ポリイソプレン、エチレンプロピレン共重合体、ポリエーテル、ポリエステル、ポリブタジエン、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリウレタン、シリコーンゴム等をソフトセグメント成分としたブロック共重合体が挙げられる。
アクリル系エラストマーとしては、例えば、アクリル酸エステルを主成分とする原料モノマーを重合してなるポリマーが挙げられる。アクリル酸エステルとしては、例えば、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、メトキシエチルアクリレート、エトキシエチルアクリレート等が挙げられる。アクリル系エラストマーとして、具体的には、アクリロニトリル-ブチルアクリレート共重合体、アクリロニトリル-ブチルアクリレート-エチルアクリレート共重合体、アクリロニトリル-ブチルアクリレート-グリシジルメタクリレート共重合体等が挙げられる。
シリコーン系エラストマーは、例えば、オルガノポリシロキサンを主成分とするものであり、その骨格の構造により、ポリジメチルシロキサン系、ポリメチルフェニルシロキサン系、ポリジフェニルシロキサン系等に分類される。
これらの熱可塑性エラストマーの中でも、耐熱性及び絶縁信頼性の観点から、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー及びシリコーン系エラストマーが好ましく、誘電特性の観点から、スチレン系エラストマー及びオレフィン系エラストマーがより好ましく、水添スチレン系熱可塑性エラストマーが更に好ましい。
熱可塑性エラストマーは、変性エラストマーであってもよい。変性エラストマーとしては、例えば、上述したエラストマーと酸無水物との共重合樹脂等が挙げられる。
変性エラストマーとして、例えば、スチレン系エラストマーと酸無水物との共重合樹脂(以下、エラストマ(x)という)が好ましい。エラストマ(x)としては、芳香族ビニル化合物由来の構造単位と無水マレイン酸由来の構造単位とを含有する変性エラストマーが例示できる。エラストマ(x)の芳香族ビニル化合物由来の構造単位としては、下記一般式(C-1)で表され、前記無水マレイン酸由来の構造単位としては、下記一般式(C-2)で表されるものが好ましい。
RC1及びRC2が示す炭素数1~5の脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基等が挙げられる。これらの中でも、銅箔との接着性及び誘電特性の観点から、炭素数1~3の脂肪族炭化水素基が好ましく、メチル基、エチル基がより好ましい。RC2が示す炭素数6~20の芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、ビフェニリル基等が挙げられる。
前記一般式(C-1)で表される構造単位おいては、RC1が水素原子であり、且つ、xが0である下記式(C-1’)で表される構造単位が好ましい。
エラストマ(x)中における、一般式(C-1)で表される構造単位と、一般式(C-2)で表される構造単位との含有比率[(C-1)/(C-2)](モル比)は、2~10が好ましく、3~9がより好ましい。当該含有比率が2以上であると、誘電特性及び耐熱性の改善効果が十分となる傾向にあり、10以下であると、相容性が良好となる傾向にある。エラストマ(x)中における、一般式(C-1)で表される構造単位と一般式(C-2)で表される構造単位との合計含有量は、50質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、90質量%以上がさらに好ましく、実質的に100質量%が特に好ましい。
エラストマ(x)の重量平均分子量(Mw)は、5000~18000が好ましく、6000~17000がより好ましく、8000~16000が更に好ましく、10000~16000が特に好ましく、12000~16000が最も好ましい。なお、本明細書における重量平均分子量は、いずれも、溶離液としてテトラヒドロフランを用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法(標準ポリスチレン換算)で測定された値である。
樹脂組成物中のエラストマ(x)の含有量は、樹脂組成物中の固形分100質量部に対して、2~20質量部が好ましく、3~15質量部がより好ましく、4~13質量部が更に好ましい。エラストマ(x)の含有量が、2質量部以上であると、低誘電率化の効果が十分得られ、20質量部以下であるとエラストマ(x)の分散性に優れ、耐熱性及びピール強度が優れる。
熱可塑性樹脂の分子末端又は分子鎖中に有する反応性官能基は、例えば、金属箔との密着性の点で、酸無水物基、エポキシ基、水酸基、カルボキシル基、アミノ基及びアミド基が好ましく、誘電特性の点から、酸無水物基がより好ましい。
熱可塑性樹脂として、樹脂粒子を用いることもできる。樹脂粒子としては、例えば、フッ素樹脂系の粒子、その他の有機微粒子等が挙げられる。
フッ素樹脂系の粒子としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)フィラー、テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)フィラー、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)フィラー、テトラフルオロエチレン-エチレン共重合体(ETFE)フィラー、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)フィラー等が挙げられ、中でもPTFEフィラーが好ましい。
その他の有機微粒子は、例えば、ポリメタクリル酸メチル微粒子、ポリカーボネート微粒子、ポリスチレン微粒子、ポリアクリルスチレン微粒子、シリコーン微粒子、アクリル微粒子、ベンゾグアナミン系樹脂微粒子、メラミン系樹脂微粒子、ポリオレフィン系樹脂微粒子、ポリエステル系樹脂微粒子、ポリアミド樹脂微粒子、ポリイミド樹脂微粒子等が挙げられ、誘電特性の観点から、ポリスチレン微粒子が好ましい。
熱可塑性樹脂の配合量は、特に限定されないが、本実施形態の樹脂組成物中に含まれる樹脂成分の総量を基準として、1~70質量%が好ましく、5~60質量%がより好ましく、10~50質量%が更に好ましく、15~45質量%が特に好ましい。熱可塑性樹脂の含有量を前記範囲内とすることにより、誘電正接が低く、フィルムにした際の取り扱い性に優れ、且つ得られる層間絶縁層の樹脂分離が発生しない傾向にある。
(無機充填剤)
本実施形態の樹脂組成物は、無機充填剤を更に含有してもよい。任意に適切な無機充填剤を含有させることで、樹脂組成物の低熱膨張特性、高弾性率性、耐熱性、難燃性等を向上させることができる。無機充填剤としては特に制限されないが、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、マイカ、ベリリア、チタン酸バリウム、チタン酸カリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、炭酸アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、ケイ酸アルミニウム、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、焼成クレー、タルク、ホウ酸アルミニウム、炭化ケイ素等が挙げられる。これらは1種類を単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。
本実施形態の樹脂組成物は、無機充填剤を更に含有してもよい。任意に適切な無機充填剤を含有させることで、樹脂組成物の低熱膨張特性、高弾性率性、耐熱性、難燃性等を向上させることができる。無機充填剤としては特に制限されないが、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、マイカ、ベリリア、チタン酸バリウム、チタン酸カリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、炭酸アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、ケイ酸アルミニウム、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、焼成クレー、タルク、ホウ酸アルミニウム、炭化ケイ素等が挙げられる。これらは1種類を単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。
無機充填剤の形状及び粒径についても特に制限はない。無機充填剤の粒径は、例えば、0.01~20μmであっても、0.1~10μmであってもよい。ここで、粒径とは、平均粒子径を指し、粒子の全体積を100%として粒子径による累積度数分布曲線を求めた時、体積50%に相当する点の粒子径のことである。平均粒径はレーザー回折散乱法を用いた粒度分布測定装置等で測定することができる。
無機充填剤を用いる場合、その使用量は特に制限されないが、例えば、樹脂組成物中の固形分を全量として無機充填剤の含有比率が3~75体積%であることが好ましく、5~70体積%であることがより好ましい。樹脂組成物中の無機充填剤の含有比率が上記の範囲である場合、良好な硬化性、成形性及び耐薬品性が得られ易くなる。
無機充填剤を用いる場合、無機充填剤の分散性、有機成分との密着性を向上させる等の目的で、必要に応じ、カップリング剤を併用できる。カップリング剤としては特に限定されず、例えば、各種のシランカップリング剤、チタネートカップリング剤等を用いることができる。これらは1種類を単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。また、カップリング剤の使用量も特に限定されず、例えば、使用する無機充填剤100質量部に対して0.1~5質量部としてもよいし、0.5~3質量部としてもよい。この範囲であれば、諸特性の低下が少なく、無機充填剤の使用による特長を効果的に発揮し易くなる。
カップリング剤を用いる場合、樹脂組成物中に無機充填剤を配合した後、カップリング剤を添加する、いわゆるインテグラルブレンド処理方式であってもよいが、予め無機充填剤にカップリング剤を、乾式又は湿式で表面処理した無機充填剤を使用する方式が好ましい。この方法を用いることで、より効果的に上記無機充填剤の特長を発現できる。
(難燃剤)
本実施形態の樹脂組成物には、難燃剤を更に配合してもよい。難燃剤としては特に限定されないが、臭素系難燃剤、リン系難燃剤、金属水酸化物等が好適に用いられる。
本実施形態の樹脂組成物には、難燃剤を更に配合してもよい。難燃剤としては特に限定されないが、臭素系難燃剤、リン系難燃剤、金属水酸化物等が好適に用いられる。
臭素系難燃剤としては、例えば、臭素化エポキシ樹脂、臭素化添加型難燃剤、不飽和二重結合基含有の臭素化反応型難燃剤等が挙げられる。
リン系難燃剤としては、例えば、芳香族系リン酸エステル、ホスホン酸エステル、ホスフィン酸エステル、ホスファゼン化合物等が挙げられる。
金属水酸化物難燃剤としては、例えば、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等が挙げられる。これらの難燃剤は1種類を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。
本実施形態の樹脂組成物は、上記した各成分を均一に分散及び混合することによって得ることができ、その調製手段、条件等は特に限定されない。例えば、所定配合量の各種成分をミキサー等によって十分に均一に撹拌及び混合した後、ミキシングロール、押出機、ニーダー、ロール、エクストルーダー等を用いて混練し、更に得られた混練物を冷却及び粉砕する方法が挙げられる。なお、混練形式についても特に限定されない。
本実施形態の樹脂組成物の硬化物の比誘電率は特に限定されないが、高周波帯で好適に用いる観点から、10GHzでの比誘電率は3.6以下であることが好ましく、3.1以下であることがより好ましく、3.0以下であることが更に好ましい。比誘電率の下限については特に限定はないが、例えば、1.0程度であってもよい。また、高周波帯で好適に用いる観点から、本実施形態の樹脂組成物の硬化物の誘電正接は0.004以下であることが好ましく、0.003以下であることがより好ましい。比誘電率の下限については特に限定はなく、例えば、0.0001程度であってもよい。比誘電率及び誘電正接は下記実施例で示す方法で測定できる。
積層板のそりを抑制する観点から、本実施形態の樹脂組成物の硬化物の熱膨張係数は、10~90ppm/℃であることが好ましく、10~45ppm/℃であることがより好ましく、10~40ppm/℃であることが更に好ましい。熱膨張係数はIPC-TM-650 2.4.24に準拠して測定できる。
[樹脂フィルム]
本実施形態では、上記の樹脂組成物を用いて、樹脂フィルムを製造することができる。なお、樹脂フィルムとは未硬化又は半硬化のフィルム状の樹脂組成物を指す。
本実施形態では、上記の樹脂組成物を用いて、樹脂フィルムを製造することができる。なお、樹脂フィルムとは未硬化又は半硬化のフィルム状の樹脂組成物を指す。
樹脂フィルムの製造方法は限定されないが、例えば、樹脂組成物を支持基材上に塗布して形成された樹脂層を乾燥することで得られる。具体的には、上記樹脂組成物をキスコーター、ロールコーター、コンマコーター等を用いて支持基材上に塗布した後、加熱乾燥炉中等で、例えば70~250℃、好ましくは70~200℃の温度で、1~30分間、好ましくは3~15分間乾燥してもよい。これにより、樹脂組成物が半硬化した状態の樹脂フィルムを得ることができる。
なお、この半硬化した状態の樹脂フィルムを、加熱炉で更に、例えば、170~250℃、好ましくは185~230℃の温度で、60~150分間加熱させることによって樹脂フィルムを熱硬化させることができる。
本実施形態に係る樹脂フィルムの厚さは特に限定されないが、1~200μmであることが好ましく、2~180μmであることがより好ましく、3~150μmであることが更に好ましい。樹脂フィルムの厚さを上記の範囲とすることにより、本実施形態に係る樹脂フィルムを用いて得られるプリント配線板の薄型化と良好な高周波特性を両立し易い。
支持基材は特に限定されないが、ガラス、金属箔及びPETフィルムからなる群より選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。樹脂フィルムが支持基材を備えることにより、保管性及びプリント配線板の製造に用いる際の取扱性が良好となる傾向にある。すなわち、本実施形態に係る樹脂フィルムは、本実施形態の樹脂組成物を含む樹脂層及び支持基材を備える、樹脂層付き支持体の形態をとることができ、使用される際には支持基材から剥離してもよい。
[プリプレグ]
本実施形態に係るプリプレグは、例えば、本実施形態の樹脂組成物を補強基材である繊維基材に塗工し、塗工された樹脂組成物を乾燥させて得ることができる。また、本実施形態のプリプレグは、繊維基材を本実施形態の樹脂組成物に含浸した後、含浸された樹脂組成物を乾燥させて得てもよい。具体的には、樹脂組成物が付着した繊維基材を、乾燥炉中で通常、80~200℃の温度で、1~30分間加熱乾燥することで、樹脂組成物が半硬化したプリプレグを得られる。良好な成形性の観点からは、繊維基材に対する樹脂組成物の付着量は、乾燥後のプリプレグ中の樹脂含有率として30~90質量%となるように塗工又は含浸することが好ましい。
本実施形態に係るプリプレグは、例えば、本実施形態の樹脂組成物を補強基材である繊維基材に塗工し、塗工された樹脂組成物を乾燥させて得ることができる。また、本実施形態のプリプレグは、繊維基材を本実施形態の樹脂組成物に含浸した後、含浸された樹脂組成物を乾燥させて得てもよい。具体的には、樹脂組成物が付着した繊維基材を、乾燥炉中で通常、80~200℃の温度で、1~30分間加熱乾燥することで、樹脂組成物が半硬化したプリプレグを得られる。良好な成形性の観点からは、繊維基材に対する樹脂組成物の付着量は、乾燥後のプリプレグ中の樹脂含有率として30~90質量%となるように塗工又は含浸することが好ましい。
プリプレグの補強基材としては限定されないが、シート状繊維基材が好ましい。シート状繊維基材としては、例えば、Eガラス、NEガラス、Sガラス、Qガラス等の無機繊維;ポリイミド、ポリエステル、テトラフルオロエチレン等の有機繊維などが挙げられる。シート状繊維基材として、織布、不織布、チョップドストランドマット等の形状を有するものが使用できる。
[積層板]
本実施形態によれば、上述の樹脂組成物の硬化物を含む樹脂層と、導体層とを有する積層板を提供することができる。例えば、上記樹脂フィルム又は上記プリプレグを用い、金属張積層板を製造することができる。
本実施形態によれば、上述の樹脂組成物の硬化物を含む樹脂層と、導体層とを有する積層板を提供することができる。例えば、上記樹脂フィルム又は上記プリプレグを用い、金属張積層板を製造することができる。
金属張積層板の製造方法は限定されないが、例えば、本実施形態に係る樹脂フィルム又はプリプレグを1枚又は複数枚重ね、少なくとも一つの面に導体層となる金属箔を配置し、例えば、170~250℃、好ましくは185~230℃の温度及び0.5~5.0MPaの圧力で60~150分間加熱及び加圧することにより、絶縁層となる樹脂層又はプリプレグの少なくとも一つの面に金属箔を備える金属張積層板が得られる。加熱及び加圧は、例えば、真空度は10kPa以下、好ましくは5kPa以下の条件で実施でき、効率を高める観点からは真空中で行うことが好ましい。加熱及び加圧は、開始から30分間~成形終了時間まで実施することが好ましい。
[多層プリント配線板]
本実施形態によれば、上述の樹脂組成物の硬化物を含む樹脂層と、回路層とを備える多層プリント配線板を提供することができる。回路層の数の上限値は特に限定されず、3層~20層であってもよい。多層プリント配線板は、例えば、上記樹脂フィルム、プリプレグ又は金属張積層板を用いて製造することもできる。
本実施形態によれば、上述の樹脂組成物の硬化物を含む樹脂層と、回路層とを備える多層プリント配線板を提供することができる。回路層の数の上限値は特に限定されず、3層~20層であってもよい。多層プリント配線板は、例えば、上記樹脂フィルム、プリプレグ又は金属張積層板を用いて製造することもできる。
多層プリント配線板の製造方法としては特に限定されないが、例えば、まず、回路形成加工されたコア基板の片面又は両面に、樹脂フィルムを配置するか、あるいは複数枚のコア基板の間に樹脂フィルムを配置し、加圧及び加熱ラミネート成形、又は加圧及び加熱プレス成形を行って各層を接着した後、レーザー穴開け加工、ドリル穴開け加工、金属めっき加工、金属エッチング等による回路形成加工を行うことで、多層プリント配線板を製造することができる。樹脂フィルムが支持基材を有している場合、支持基材は、コア基板上又はコア基板間に樹脂フィルムを配置する前に剥離しておくか、あるいは、樹脂層をコア基板に張り付けた後に剥離することができる。
本実施形態に係る樹脂フィルムを用いた多層プリント配線板の製造方法を、図1に沿って説明する。図1は、本実施形態に係る多層プリント配線板の製造工程を模式的に示す図である。本実施形態に係る多層プリント配線板の製造方法は、(a)内層回路基板に樹脂フィルムを積層して樹脂層を形成する工程(以下、「工程(a)」という)と、(b)樹脂層を加熱及び加圧して硬化する工程(以下、「工程(b)」という)と、(c)硬化した樹脂層上にアンテナ回路層を形成する工程(以下、「工程(c)」という)とを有する。
図1の(a)に示すように、工程(a)では、内層回路基板11に本実施形態に係る樹脂フィルム12を積層して樹脂フィルム12からなる樹脂層を形成する。
積層方法は特に限定されないが、例えば、多段プレス、真空プレス、常圧ラミネーター、真空下で加熱及び加圧するラミネーターを用いて積層する方法等が挙げられ、真空下で加熱及び加圧するラミネーターを用いる方法が好ましい。これにより、内層回路基板11が表面に微細配線回路を有していてもボイドがなく回路間を樹脂で埋め込むことができる。ラミネート条件は特に限定されないが、圧着温度が70~130℃、圧着圧力が1~11kgf/cm2であって、減圧又は真空下で積層するのが好ましい。ラミネートは、バッチ式であってもよく、また、ロールでの連続式であってもよい。
内層回路基板11としては、特に限定されず、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を使用することができる。内層回路基板11の樹脂フィルムが積層される面の回路表面は予め粗化処理されていてもよい。
内層回路基板11の回路層数は限定されない。図1では6層の内層回路基板としたが、この層数に限定されず、例えば、ミリ波レーダー用プリント配線板を作製する場合、その設計に応じて2層~20層等と自由に選択することができる。本実施形態の多層プリント配線板は、ミリ波レーダーの作製へ応用することができる。すなわち、本実施形態に係る樹脂フィルムの硬化物を含む樹脂層と、回路層とを備えるミリ波レーダー用プリント配線板を作製することができる。
後述するアンテナ回路層14をエッチングにより樹脂層12a上に形成する場合、樹脂フィルム12上に更に金属箔13を積層して金属層13aを形成してもよい。金属箔としては、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、亜鉛等が挙げられ、導電性の観点からは銅が好ましい。金属箔は合金であってもよく、例えば、銅合金として、ベリリウム又はカドミウムを少量添加した高純度銅合金が挙げられる。金属箔の厚みは、3~200μmが好ましく、5~70μmがより好ましい。
図1の(b)に示すように、工程(b)では、工程(a)で積層した内層回路基板11及び樹脂層12aを加熱及び加圧して熱硬化させる。条件は特に限定されないが、温度100℃~250℃、圧力0.2~10MPa、時間30~120分間の範囲が好ましく、150℃~220℃がより好ましい。
図1の(c)に示すように、工程(c)では、樹脂層12a上にアンテナ回路層14を形成する。アンテナ回路層14の形成方法は特に限定されず、例えば、サブトラクティブ法等のエッチング法、セミアディティブ法等によって形成してもよい。
サブトラクティブ法は、金属層13aの上に、所望のパターン形状に対応した形状のエッチングレジスト層を形成し、その後の現像処理によって、レジストの除去された部分の金属層を薬液で溶解し除去することによって、所望の回路を形成する方法である。薬液としては、例えば、塩化銅溶液、塩化鉄溶液等を使用することができる。
セミアディティブ法は、無電解めっき法により樹脂層12aの表面に金属被膜を形成し、金属被膜上に所望のパターンに対応した形状のめっきレジスト層を形成し、次いで、電解めっき法によって金属層を形成した後、不要な無電解めっき層を薬液等で除去し、所望の回路層を形成する方法である。
また、樹脂層12aには、必要に応じてビアホール15等のホールを形成してもよい。ホールの形成方法は限定されないが、NCドリル、炭酸ガスレーザー、UVレーザー、YAGレーザー、プラズマ等を適用できる。
ここで、内層回路基板11は、図2に示す工程(p)~(r)によって製造することもできる。図2は、内層回路基板の製造工程を模式的に示す図である。すなわち、本実施形態に係る多層プリント配線板の製造方法は、工程(p)、工程(q)、工程(r)、工程(a)、工程(b)及び工程(c)を有していてもよい。以下、工程(p)~(r)について説明する。
まず、図2の(p)に示すように、工程(p)では、コア基板41及びプリプレグ42を積層する。コア基板としては、例えば、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を使用できる。プリプレグとしては、例えば、日立化成株式会社製「GWA-900G」、「GWA-910G」、「GHA-679G」、「GHA-679G(S)」、「GZA-71G」、「GEA-75G」(いずれも商品名)等を使用することができる。
次に、図2の(q)に示すように、工程(q)では、工程(p)で得られたコア基板41及びプリプレグ42の積層体を加熱及び加圧する。加熱する温度は、特に限定されないが、120~230℃が好ましく、150~210℃がより好ましい。また、加圧する圧力は、特に限定されないが、1~5MPaが好ましく、2~4MPaがより好ましい。加熱時間は特に限定されないが30~120分が好ましい。これにより、誘電特性、高温多湿下での機械的、電気的接続信頼性に優れた内層回路基板を得ることができる。
さらに、図2の(r)に示すように、工程(r)では、必要に応じて内層回路基板にスルーホール43を形成する。スルーホール43の形成方法は特に限定されず、上述するアンテナ回路層を形成する工程と同一であってもよいし、公知の方法を用いてもよい。
上記の工程により、本実施形態の多層プリント配線板を製造できる。また、上記工程を経て製造されたプリント配線板を内層回路基板として更に工程(a)~(c)を繰り返してもよい。
図3は、図1に示す工程により製造された多層プリント配線板を内層回路基板として用いた多層プリント配線板の製造工程を模式的に示す図である。図3の(a)と図1の(a)が、図3の(b)と図1の(b)が、図3の(c)と図1の(c)が、それぞれ対応する。
具体的には、図3の(a)は、内層回路基板21に樹脂フィルム22を積層して樹脂層22aを形成し、必要に応じて金属箔23を樹脂フィルム22に積層して金属層23aを形成する工程である。図3の(b)は、樹脂層22aを加熱及び加圧して硬化する工程であり、図3の(c)は硬化した樹脂層上にアンテナ回路層24を形成する工程である。
図1及び図3では、アンテナ回路パターン等を形成する目的で内層回路基板上に積層する樹脂層の層数を1層又は2層としたが、これに限定されず、アンテナ回路設計に応じて3層又はそれ以上の層数としてもよい。アンテナ回路層を多層とすることで、広帯域特性を有するアンテナ及び使用周波数帯域でアンテナ放射パターンの角度変化が少ない(ビームチルトレス)アンテナの設計が容易となる。
本実施形態に係る多層プリント配線板の製造方法では、(A)成分及び(B)成分を含有する樹脂フィルムを用いて樹脂層を形成しているため、高周波特性に優れる層の他に接着層を設けずに積層体を作製することができる。これにより、工程の簡略化及び更なる高周波特性の向上効果が得られる。
上記のような本実施形態に係る樹脂組成物、樹脂フィルム、プリプレグ、積層板及び多層プリント配線板は、1GHz以上の高周波信号を扱う電子機器に好適に用いることができ、特に10GHz以上の高周波信号を扱う電子機器に好適に用いることができる。
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、これらは本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態とは異なる種々の態様で実施することができる。
以下、実施例及び比較例に基づいて、本発明を更に詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されない。
[樹脂組成物の調製]
下記手順に従って、各種の樹脂組成物を調製した。実施例1~10及び比較例1~2の樹脂組成物の調製に用いた各原材料の使用量(質量部)は、表1及び表2にまとめて示す。
下記手順に従って、各種の樹脂組成物を調製した。実施例1~10及び比較例1~2の樹脂組成物の調製に用いた各原材料の使用量(質量部)は、表1及び表2にまとめて示す。
温度計、還流冷却管及び攪拌装置を備えた300mLの4つ口フラスコに、表1又は2に示す各成分を投入し、25℃で1時間攪拌した後、#200ナイロンメッシュ(開口75μm)によりろ過して樹脂組成物を得た。
なお、表1及び2における各材料の略号等は、以下のとおりである。
(1)BMI-3000[Mw:約3000、Designer Molecules Inc.製、商品名]
(2)BMI-5000[Mw:約5000、Designer Molecules Inc.製、商品名]
(3)BMI-1000[ビス(4-マレイミドフェニル)メタン、大和化成工業株式会社製、商品名]
(4)BMI-4000[2,2-ビス(4-(4-マレイミドフェノキシ)フェニル)プロパン、大和化成工業株式会社製、商品名]
(5)ビスアニリンM[4,4’-[1,3-フェニレンビス(1-メチルエチリデン)]ビスアニリン、三井化学株式会社製、商品名]
(6)H1041[Mn6万未満のスチレン-ブタジエン共重合体の水素添加物、スチレン含有比率:30%、Mn:58000、旭化成株式会社製、商品名「タフテックH1041」]
(7)M1913[カルボン酸変性水添スチレン-ブタジエン共重合樹脂、旭化成株式会社製、商品名「タフテックM1913」]
(8)MP-10[アミン変性されたスチレン系熱可塑性エラストマー、旭化成株式会社製、商品名「タフテックMP-10」]
(9)EF-80[マレイン酸で変性されたスチレン系エラストマー、クレイバレーテクノロジーUSA社製、スチレン含有率=89質量%、商品名「SMA EF-80」]
(10)S202A[2,6-ジメチルフェノールから構成される重合体ポリフェニレンエーテル、旭化成株式会社製、商品名「ザイロンS202A」]
(11)Ricon130MA8[重量平均分子量5400、1分子中の無水マレイン酸基の数2、クレイバレー社製、商品名]
(12)PTFEフィラー[旭硝子株式会社製、商品名「フルオンL170J」]
(13)スチレン微粒子[(積水化成品工業社製、架橋ポリスチレンSBX、平均粒子径1.0μm]
(14)パーブチルP[α,α’-ビス(t-ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、日油株式会社製、商品名]
(15)シリカスラリー[球状溶融シリカ、表面処理:フェニルアミノシランカップリング剤(1質量%/スラリー中の全固形分)、分散媒:メチルイソブチルケトン(MIBK)、固形分濃度:70質量%、平均粒子径:0.5μm、密度:2.2g/cm3、株式会社アドマテックス製]
(1)BMI-3000[Mw:約3000、Designer Molecules Inc.製、商品名]
(2)BMI-5000[Mw:約5000、Designer Molecules Inc.製、商品名]
(3)BMI-1000[ビス(4-マレイミドフェニル)メタン、大和化成工業株式会社製、商品名]
(4)BMI-4000[2,2-ビス(4-(4-マレイミドフェノキシ)フェニル)プロパン、大和化成工業株式会社製、商品名]
(5)ビスアニリンM[4,4’-[1,3-フェニレンビス(1-メチルエチリデン)]ビスアニリン、三井化学株式会社製、商品名]
(6)H1041[Mn6万未満のスチレン-ブタジエン共重合体の水素添加物、スチレン含有比率:30%、Mn:58000、旭化成株式会社製、商品名「タフテックH1041」]
(7)M1913[カルボン酸変性水添スチレン-ブタジエン共重合樹脂、旭化成株式会社製、商品名「タフテックM1913」]
(8)MP-10[アミン変性されたスチレン系熱可塑性エラストマー、旭化成株式会社製、商品名「タフテックMP-10」]
(9)EF-80[マレイン酸で変性されたスチレン系エラストマー、クレイバレーテクノロジーUSA社製、スチレン含有率=89質量%、商品名「SMA EF-80」]
(10)S202A[2,6-ジメチルフェノールから構成される重合体ポリフェニレンエーテル、旭化成株式会社製、商品名「ザイロンS202A」]
(11)Ricon130MA8[重量平均分子量5400、1分子中の無水マレイン酸基の数2、クレイバレー社製、商品名]
(12)PTFEフィラー[旭硝子株式会社製、商品名「フルオンL170J」]
(13)スチレン微粒子[(積水化成品工業社製、架橋ポリスチレンSBX、平均粒子径1.0μm]
(14)パーブチルP[α,α’-ビス(t-ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、日油株式会社製、商品名]
(15)シリカスラリー[球状溶融シリカ、表面処理:フェニルアミノシランカップリング剤(1質量%/スラリー中の全固形分)、分散媒:メチルイソブチルケトン(MIBK)、固形分濃度:70質量%、平均粒子径:0.5μm、密度:2.2g/cm3、株式会社アドマテックス製]
なお、上記(A)成分として用いた化合物(BMI-3000、BMI-5000)の推定される構造は下記式(XII-3)のとおりである。
[半硬化状態の樹脂層を備える樹脂フィルムの作製]
実施例及び比較例で得られた樹脂組成物を、コンマコーターを用いて、支持基材として厚さ38μmのPETフィルム(G2-38、帝人株式会社製)上に塗工し(乾燥温度:130℃)、半硬化状態の樹脂層を備えるPETフィルム付き半硬化樹脂フィルムを作製した。半硬化樹脂フィルム(樹脂層)の厚さは50μmであった。
実施例及び比較例で得られた樹脂組成物を、コンマコーターを用いて、支持基材として厚さ38μmのPETフィルム(G2-38、帝人株式会社製)上に塗工し(乾燥温度:130℃)、半硬化状態の樹脂層を備えるPETフィルム付き半硬化樹脂フィルムを作製した。半硬化樹脂フィルム(樹脂層)の厚さは50μmであった。
[樹脂フィルムの評価]
実施例1~10及び比較例1~2の半硬化樹脂フィルムの外観及び取扱性を評価した。結果を表3及び表4に示す。
実施例1~10及び比較例1~2の半硬化樹脂フィルムの外観及び取扱性を評価した。結果を表3及び表4に示す。
外観は目視により下記の基準で評価した。
○:半硬化樹脂フィルムの表面にムラ、スジ等がない。
×:半硬化樹脂フィルムの表面にムラ、スジ等があり、表面平滑性に欠ける。
○:半硬化樹脂フィルムの表面にムラ、スジ等がない。
×:半硬化樹脂フィルムの表面にムラ、スジ等があり、表面平滑性に欠ける。
取扱性は、目視及び触感により下記の基準で評価した。
(1)25℃における表面のべたつき(タック)の有無。
(2)カッターナイフで切断した際の状態の樹脂割れ又は粉落ちの有無。
○:上記(1)及び(2)のいずれも無い。
×:上記(1)及び(2)のいずれか一方でも有る。
(1)25℃における表面のべたつき(タック)の有無。
(2)カッターナイフで切断した際の状態の樹脂割れ又は粉落ちの有無。
○:上記(1)及び(2)のいずれも無い。
×:上記(1)及び(2)のいずれか一方でも有る。
[多層プリント配線板]
上述したPETフィルム付き半硬化樹脂フィルムを用い、以下の手順で多層プリント配線板を作製した。
回路パターンが形成されたガラス布基材エポキシ樹脂銅張積層板を内層回路基板とし、その両面に、PETフィルムを剥離した半硬化樹脂フィルムを1枚乗せ、その上に厚さ12μmの電解銅箔(日本電解株式会社製、商品名「YGP-12」)を配置した後、その上に鏡板を乗せ、200℃/3.0MPa/70分のプレス条件で加熱及び加圧成形して、4層プリント配線板を作製した。
上述したPETフィルム付き半硬化樹脂フィルムを用い、以下の手順で多層プリント配線板を作製した。
回路パターンが形成されたガラス布基材エポキシ樹脂銅張積層板を内層回路基板とし、その両面に、PETフィルムを剥離した半硬化樹脂フィルムを1枚乗せ、その上に厚さ12μmの電解銅箔(日本電解株式会社製、商品名「YGP-12」)を配置した後、その上に鏡板を乗せ、200℃/3.0MPa/70分のプレス条件で加熱及び加圧成形して、4層プリント配線板を作製した。
次いで、作製された4層プリント配線板の最外層の銅箔をエッチングし、回路埋め込み性(多層化成形性)を評価した。多層化成形性は目視により下記基準で評価した。
○:回路にボイド、カスレが存在しない。
×:ボイド、カスレが存在する。
○:回路にボイド、カスレが存在しない。
×:ボイド、カスレが存在する。
[両面金属張硬化樹脂フィルム]
上述のPETフィルム付き半硬化樹脂フィルムからPETフィルムを剥離した樹脂フィルムを2枚重ねた後、その両面に、厚さ18μmのロープロファイル銅箔(M面Rz:3μm、古河電気工業株式会社製、商品名「F3-WS」)をその粗化面(M面)が接するように配置し、その上に鏡板を乗せ、200℃/3.0MPa/70分のプレス条件で加熱及び加圧成形して、両面金属張硬化樹脂フィルム(厚さ:0.1mm)を作製した。
上述のPETフィルム付き半硬化樹脂フィルムからPETフィルムを剥離した樹脂フィルムを2枚重ねた後、その両面に、厚さ18μmのロープロファイル銅箔(M面Rz:3μm、古河電気工業株式会社製、商品名「F3-WS」)をその粗化面(M面)が接するように配置し、その上に鏡板を乗せ、200℃/3.0MPa/70分のプレス条件で加熱及び加圧成形して、両面金属張硬化樹脂フィルム(厚さ:0.1mm)を作製した。
上述の両面金属張硬化樹脂フィルムについて、取扱性(耐折曲げ性)、誘電特性、銅箔引きはがし強さ、はんだ耐熱性及び熱膨張特性を評価した。その評価結果を表3及び表4に示す。両面金属張硬化樹脂フィルムの特性評価方法は以下のとおりである。
[耐折曲げ性]
耐折曲げ性は、両面金属張硬化樹脂フィルムの外層銅箔をエッチングしたものを180度折り曲げることにより、下記基準により評価した。
○:折り曲げた際、割れ又はクラックが発生しない。
×:折り曲げた際、割れ又はクラックが発生する。
耐折曲げ性は、両面金属張硬化樹脂フィルムの外層銅箔をエッチングしたものを180度折り曲げることにより、下記基準により評価した。
○:折り曲げた際、割れ又はクラックが発生しない。
×:折り曲げた際、割れ又はクラックが発生する。
[誘電特性]
誘電特性である比誘電率及び誘電正接は、両面金属張硬化樹脂フィルムの外層銅箔をエッチングし、長さ60mm、幅2mm、厚み約1mmに切断したものを試験片として空洞共振器摂動法により測定した。測定器にはアジレントテクノロジー社製ベクトル型ネットワークアナライザE8364B、空洞共振器には株式会社関東電子応用開発製CP129(10GHz帯共振器)及びCP137(20GHz帯共振器)、測定プログラムにはCPMA-V2をそれぞれ使用した。条件は、周波数10GHz、測定温度25℃とした。
誘電特性である比誘電率及び誘電正接は、両面金属張硬化樹脂フィルムの外層銅箔をエッチングし、長さ60mm、幅2mm、厚み約1mmに切断したものを試験片として空洞共振器摂動法により測定した。測定器にはアジレントテクノロジー社製ベクトル型ネットワークアナライザE8364B、空洞共振器には株式会社関東電子応用開発製CP129(10GHz帯共振器)及びCP137(20GHz帯共振器)、測定プログラムにはCPMA-V2をそれぞれ使用した。条件は、周波数10GHz、測定温度25℃とした。
[熱膨張係数(CTE)]
熱膨張係数(板厚方向)は、両面金属張硬化樹脂フィルムの両面の銅箔をエッチングし、5mm角に切断したものを試験片として、熱機械分析装置TMA(TAインスツルメント社製、Q400)(温度範囲:30~150℃、荷重:5g)により、IPC規格(IPC-TM-650 2.4.24)に準拠して測定した。
熱膨張係数(板厚方向)は、両面金属張硬化樹脂フィルムの両面の銅箔をエッチングし、5mm角に切断したものを試験片として、熱機械分析装置TMA(TAインスツルメント社製、Q400)(温度範囲:30~150℃、荷重:5g)により、IPC規格(IPC-TM-650 2.4.24)に準拠して測定した。
[銅箔引きはがし強さ]
銅箔引きはがし強さは、銅張積層板試験規格JIS-C-6481に準拠して測定した。測定温度は25℃とした。
銅箔引きはがし強さは、銅張積層板試験規格JIS-C-6481に準拠して測定した。測定温度は25℃とした。
[はんだ耐熱性]
はんだ耐熱性は、両面金属張硬化樹脂フィルムの片側の銅箔をエッチングし、50mm角に切断したものを試験片として、その常態及びプレッシャークッカーテスト(PCT)装置(条件:121℃、2.2気圧)において、所定時間(1、3、5時間)処理した後のものを288℃の溶融はんだ上に20秒間フロートし、処理時間が異なる硬化樹脂フィルムのそれぞれの外観を下記基準により目視で評価した。同一の処理時間について3枚の試験片の評価を行い、下記基準で「○」であったものの枚数を表3及び表4に示す。なお、表3及び表4においては、1時間の処理を行ったものをPCT-1hと表記し、3時間の処理を行ったものをPCT-3hと表記し、5時間の処理を行ったものをPCT-5hと表記する。
○:フィルム内部及びフィルムと銅箔間に膨れ又はミーズリングの発生が認められない。
×:フィルム内部及びフィルムと銅箔間に膨れ又はミーズリングの発生が見られる。
はんだ耐熱性は、両面金属張硬化樹脂フィルムの片側の銅箔をエッチングし、50mm角に切断したものを試験片として、その常態及びプレッシャークッカーテスト(PCT)装置(条件:121℃、2.2気圧)において、所定時間(1、3、5時間)処理した後のものを288℃の溶融はんだ上に20秒間フロートし、処理時間が異なる硬化樹脂フィルムのそれぞれの外観を下記基準により目視で評価した。同一の処理時間について3枚の試験片の評価を行い、下記基準で「○」であったものの枚数を表3及び表4に示す。なお、表3及び表4においては、1時間の処理を行ったものをPCT-1hと表記し、3時間の処理を行ったものをPCT-3hと表記し、5時間の処理を行ったものをPCT-5hと表記する。
○:フィルム内部及びフィルムと銅箔間に膨れ又はミーズリングの発生が認められない。
×:フィルム内部及びフィルムと銅箔間に膨れ又はミーズリングの発生が見られる。
表3に示した結果から明らかなように、実施例1~10の半硬化樹脂フィルムは、優れた高周波特性、接着性及びはんだ耐熱性を備えている。
また、(A)成分と(B)成分とを併用した場合(実施例9~10)、(A)成分を単独で使用した場合(実施例1~8)よりも、更に低熱膨張係数を達成できた。
本発明の樹脂組成物はプリント配線板に要求される各種特性及び優れた高周波特性を発現するため、1GHz以上又は10GHz以上の高周波信号を扱う電子機器、移動体通信機器及びその基地局装置、サーバー、ルーター等のネットワーク関連電子機器、大型コンピュータ等の各種電子機器などに使用されるプリント配線板の部材・部品用途として有用である。
11,21…内層回路基板、12,22…樹脂フィルム、12a,22a…樹脂層、13,23…金属箔、13a,23a…金属層、14,24…アンテナ回路層、15…ビアホール、41…コア基板、42…プリプレグ、43…スルーホール。
Claims (11)
- (A)(a)マレイミド基、(b)少なくとも2つのイミド結合を有する2価の基、及び(c)飽和又は不飽和の2価の炭化水素基を有するマレイミド化合物と、熱可塑性樹脂と、無機充填剤と、を含有する樹脂組成物であり、
前記熱可塑性樹脂が、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリフェニレンエーテル、フッ素樹脂系の粒子、及びポリスチレン微粒子から選ばれる少なくとも1種を含む、樹脂組成物。 - 前記炭化水素基の炭素数が8~100である、請求項1に記載の樹脂組成物。
- マレイミド基が芳香環に結合した構造を有する(B)芳香族マレイミド化合物を更に含有する、請求項1~4のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
- 前記(B)芳香族マレイミド化合物が下記式(VI)で表される化合物である、請求項5に記載の樹脂組成物。
[式(VI)中、A4は下記式(VII)、(VIII)、(IX)又は(X)で表される残基を示し、A5は下記式(XI)で表される残基を示す。]
[式(VII)中、R10は各々独立に、水素原子、炭素数1~5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子を示す。]
[式(VIII)中、R11及びR12は各々独立に、水素原子、炭素数1~5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子を示し、A6は炭素数1~5のアルキレン基若しくはアルキリデン基、エーテル基、スルフィド基、スルホニル基、カルボニル基、単結合又は下記式(VIII-1)で表される残基を示す。]
[式(VIII-1)中、R13及びR14は各々独立に、水素原子、炭素数1~5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子を示し、A7は炭素数1~5のアルキレン基、イソプロピリデン基、エーテル基、スルフィド基、スルホニル基、カルボニル基又は単結合を示す。]
[式(IX)中、iは1~10の整数である。]
[式(X)中、R15及びR16は各々独立に、水素原子又は炭素数1~5の脂肪族炭化水素基を示し、jは1~8の整数である。]
[式(XI)中、R17及びR18は各々独立に、水素原子、炭素数1~5の脂肪族炭化水素基、炭素数1~5のアルコキシ基、水酸基又はハロゲン原子を示し、A8は炭素数1~5のアルキレン基若しくはアルキリデン基、エーテル基、スルフィド基、スルホニル基、カルボニル基、フルオレニレン基、単結合、下記式(XI-1)で表される残基又は下記式(XI-2)で表される残基を示す。]
[式(XI-1)中、R19及びR20は各々独立に、水素原子、炭素数1~5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子を示し、A9は炭素数1~5のアルキレン基、イソプロピリデン基、m-フェニレンジイソプロピリデン基、p-フェニレンジイソプロピリデン基、エーテル基、スルフィド基、スルホニル基、カルボニル基又は単結合を示す。]
[式(XI-2)中、R21は各々独立に、水素原子、炭素数1~5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子を示し、A10及びA11は各々独立に、炭素数1~5のアルキレン基、イソプロピリデン基、エーテル基、スルフィド基、スルホニル基、カルボニル基又は単結合を示す。] - 前記(A)(a)マレイミド基、(b)少なくとも2つのイミド結合を有する2価の基、及び(c)飽和又は不飽和の2価の炭化水素基を有するマレイミド化合物の重量平均分子量が、500~10000である、請求項1~6のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
- 請求項1~7のいずれか一項に記載の樹脂組成物の硬化物を含む樹脂層と、導体層とを有する、積層板。
- 請求項1~7のいずれか一項に記載の樹脂組成物の硬化物を含む樹脂層と、回路層とを備える、多層プリント配線板。
- 請求項1~7のいずれか一項に記載の樹脂組成物を用いてなる、樹脂フィルム。
- 繊維基材と、前記繊維基材に付着した請求項1~7のいずれか一項に記載の樹脂組成物の半硬化物を含む、プリプレグ。
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