JP6237155B2 - 樹脂組成物 - Google Patents

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Description

本発明は、樹脂組成物に関する。更にはシート状積層材料、多層プリント配線板、半導体装置に関する。
近年、電子機器の小型化、高性能化が進み、多層プリント配線板においては、配線の微細化及び高密度化が求められている。さらに伝送損失低減のために、絶縁層には誘電正接の低い絶縁材料を使用することが求められている。
多層プリント配線板の製造技術としては、回路基板に絶縁層と導体層を交互に積み重ねるビルドアップ方式による製造方法が知られている。ビルドアップ方式による製造方法において、絶縁層は、例えば樹脂組成物を含有するシート状積層材料を用いて樹脂組成物の層を回路基板に積層し、樹脂組成物を熱硬化させることにより形成される。次いで、形成された絶縁層に穴あけ加工してビアホール(via hole)を形成する(例えば、特許文献1)。
特開2008−37957号公報
絶縁層を穴あけ加工する際には、ビアホール内に樹脂残渣(スミア)が発生し、粗化処理によりスミアを除去することが必要である。しかしながら、活性エステル化合物を含む低誘電正接の樹脂組成物を用いて多層プリント配線板を作製する場合、絶縁層の穴あけ加工後にビアホール内を粗化処理しても、ビアホール内のスミアを取り除くことが困難であることを本発明者等は見出した。
従って、本発明が解決しようとする課題は、誘電正接の低い硬化物をもたらすことができ、かつ該硬化物を穴あけ加工して粗化処理した後のビアホール内のスミアを抑制することができる樹脂組成物を提供することである。
本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、エポキシ樹脂、活性エステル化合物に加えて、アルキル化メラミン樹脂及び/又はアルコキシアルキル化フェノール樹脂を含有する特定の樹脂組成物において上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下の内容を含むものである。
〔1〕 (A)エポキシ樹脂と、(B)活性エステル化合物と、(C)アルキル化メラミン樹脂及びアルコキシアルキル化フェノール樹脂からなる群から選択される1種以上の樹脂とを含有する樹脂組成物。
〔2〕 樹脂組成物中の(A)成分と(B)成分の合計量を100質量%とした場合、(C)成分の含有量が0.1〜30質量%である、〔1〕に記載の樹脂組成物。
〔3〕 樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、(B)成分の含有量が1〜30質量%である、〔1〕又は〔2〕に記載の樹脂組成物。
〔4〕 アルキル化メラミン樹脂が、下記式(1)で表される構造単位を含むメラミン樹脂である、〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の樹脂組成物。
Figure 0006237155
〔式中、
、X、X、X、X及びXは、それぞれ独立して、水素原子、式:−CHOHで表される基、式:−CH−O−Rで表される基、又は式−CH−*で表される基を表し、ここでRはアルキル基、*は結合手である。但し、X、X、X、X、X及びXの少なくとも1つは、式:−CH−O−Rで表される基である。〕
〔5〕 アルコキシアルキル化フェノール樹脂が、下記式(2)で表される構造単位を含むフェノール樹脂である、〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の樹脂組成物。
Figure 0006237155
〔式中、
Yは、水素原子又は式:−R−*で表される基を表し、ここでRはアルキレン基又は単結合、*は結合手であり、
は、式:−CH(R)−O−Rで表される基を表し、ここでRは水素原子、アルキル基、フェニル基又はヒドロキシフェニル基、Rはアルキル基であり、
は、式:−R−*で表される基又は式:−R(−*)で表される基を表し、ここでRはアルキレン基又は単結合、Rはアルカントリイル基、*は結合手であり、
は、置換基を有していてもよいアルキル基を表し、
l、m及びnは、2≦l+m+n≦5かつ1≦lを満たす整数である。〕
〔6〕 さらに(D)無機充填材を含有する、〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の樹脂組成物。
〔7〕 (D)無機充填材の平均粒径が0.01〜5μmである、〔6〕に記載の樹脂組成物。
〔8〕 樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、(D)成分の含有量が50〜85質量%である、〔6〕又は〔7〕に記載の樹脂組成物。
〔9〕 多層プリント配線板の絶縁層用樹脂組成物である、〔1〕〜〔8〕のいずれかに記載の樹脂組成物。
〔10〕 多層プリント配線板のビルドアップ層用樹脂組成物である、〔1〕〜〔9〕のいずれかに記載の樹脂組成物。
〔11〕 〔1〕〜〔10〕のいずれかに記載の樹脂組成物を含有するシート状積層材料。
〔12〕 〔1〕〜〔10〕のいずれかに記載の樹脂組成物の硬化物により形成された絶縁層を含む多層プリント配線板。
〔13〕 〔12〕に記載の多層プリント配線板を含む半導体装置。
〔14〕 〔11〕に記載のシート状積層材料を回路基板に積層し、樹脂組成物を熱硬化して絶縁層を形成し、回路基板上に形成された絶縁層に穴あけ加工してビアホールを形成する多層プリント配線板の製造方法。
本発明の樹脂組成物によれば、誘電正接の低い硬化物をもたらすことができ、かつ該硬化物を穴あけ加工して粗化処理した後のビアホール内のスミアを抑制することができる。
[樹脂組成物]
本発明の樹脂組成物は、(A)エポキシ樹脂と、(B)活性エステル化合物と、(C)アルキル化メラミン樹脂及びアルコキシアルキル化フェノール樹脂からなる群から選択される1種以上の樹脂とを含有することを特徴とする。
<(A)成分>
本発明の樹脂組成物に含有される(A)成分は、エポキシ樹脂である。エポキシ樹脂としては、特に限定されないが、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂が好ましい。具体的には、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールAF型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、tert−ブチル−カテコール型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂、ブタジエン構造を有するエポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、スピロ環含有エポキシ樹脂、シクロヘキサンジメタノール型エポキシ樹脂、トリメチロール型エポキシ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹脂等が挙げられる。エポキシ樹脂は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用してよい。
これらの中でも、耐熱性向上、絶縁信頼性向上、導体層との密着性向上の観点から、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールAF型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、ブタジエン構造を有するエポキシ樹脂が好ましい。具体的には、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学(株)製「jER828EL」、「YL980」)、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(三菱化学(株)製「jER806H」、「YL983U」)、ビスフェノールAF型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学(株)製「ZX1059」)、ナフタレン型2官能エポキシ樹脂(DIC(株)製「HP4032」、「HP4032D」、「HP4032SS」)、ナフタレン型4官能エポキシ樹脂(DIC(株)製「HP4700」、「HP4710」)、ナフトール型エポキシ樹脂(東都化成(株)製「ESN−475V」)、ブタジエン構造を有するエポキシ樹脂(ダイセル化学工業(株)製「PB−3600」)、ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬(株)製「NC3000H」、「NC3000L」、「NC3100」、三菱化学(株)製「YX4000」、「YL6121」)、ビキシレノール型エポキシ樹脂(三菱化学(株)製「YX4000H」、「YX4000HK」)、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂(DIC(株)製「HP−7200HH」)、アントラセン型エポキシ樹脂(三菱化学(株)製「YX8800」)、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂(DIC(株)製「EXA−7310」、「EXA−7311」、「EXA−7311L」、「EXA7311−G3」、「EXA7311−G4」、「EXA7311−G4S」)、グリシジルエステル型エポキシ樹脂(ナガセケムテックス(株)製「EX711」、「EX721」、(株)プリンテック製「R540」)などが挙げられる。
中でも、液状エポキシ樹脂と固体状エポキシ樹脂とを併用することが好ましく、1分子中に2個以上のエポキシ基を有し、温度20℃で液状の芳香族系エポキシ樹脂(以下、「液状エポキシ樹脂」という。)と、1分子中に3個以上のエポキシ基を有し、温度20℃で固体状の芳香族系エポキシ樹脂(以下、「固体状エポキシ樹脂」という。)とを含有する態様がより好ましい。なお、本発明でいう芳香族系エポキシ樹脂とは、その分子内に芳香環構造を有するエポキシ樹脂を意味する。エポキシ樹脂として、液状エポキシ樹脂と固体状エポキシ樹脂を併用する場合、樹脂組成物をシート状積層材料の形態で使用する場合に適度な可撓性を有する点や樹脂組成物の硬化物が適度な破断強度を有する点から、その配合割合(液状エポキシ樹脂:固体状エポキシ樹脂)は質量比で1:0.1〜1:6の範囲が好ましく、1:0.1〜1:5の範囲がより好ましく、1:0.3〜1:4.5の範囲が更に好ましく、1:0.6〜1:4の範囲が更により好ましい。
本発明の樹脂組成物において、樹脂組成物の硬化物の機械強度や絶縁信頼性を向上させる観点から、(A)成分の含有量は3〜40質量%であるのが好ましく、5〜35質量%であるのがより好ましく、10〜30質量%であるのが更に好ましい。
なお、本発明において、樹脂組成物中の各成分の含有量は、別途明示のない限り、樹脂組成物中の不揮発成分の合計を100質量%としたときの値である。
エポキシ樹脂のエポキシ当量は、好ましくは50〜3000、より好ましくは80〜2000、さらに好ましくは110〜1000である。この範囲となることで、硬化物の架橋密度が十分となり表面粗度の低い絶縁層をもたらす。なお、エポキシ当量は、JIS K7236に従って測定することができ、1当量のエポキシ基を含む樹脂の質量である。
<(B)成分>
本発明の樹脂組成物に含有される(B)成分は、活性エステル化合物である。活性エステル化合物は、1分子中に活性エステル基を1個以上有する化合物であり、樹脂組成物の誘電正接を低くすることができる。活性エステル化合物はまた、樹脂組成物の硬化物を粗化処理した後の硬化物表面の二乗平均平方根粗さRqを小さくすることができる。活性エステル化合物はエポキシ樹脂等と反応することができ、1分子中に活性エステル基を2個以上有する化合物が好ましい。活性エステル化合物としては、一般的にフェノールエステル類、チオフェノールエステル類、N−ヒドロキシアミンエステル類、複素環ヒドロキシ化合物のエステル類等の反応活性の高いエステル基を1分子中に2個以上有する化合物が好ましく用いられる。活性エステル化合物は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用してよい。
耐熱性向上の観点から、カルボン酸化合物及び/又はチオカルボン酸化合物と、ヒドロキシ化合物及び/又はチオール化合物との縮合反応によって得られる活性エステル化合物が好ましい。中でも、カルボン酸化合物と、フェノール化合物、ナフトール化合物及びチオール化合物から選択される1種以上とを反応させて得られる活性エステル化合物がより好ましく、カルボン酸化合物と、フェノール性水酸基を有する芳香族化合物とを反応させて得られる、1分子中に2個以上の活性エステル基を有する芳香族化合物が更に好ましく、少なくとも2個以上のカルボキシ基を1分子中に有するカルボン酸化合物と、フェノール性水酸基を有する芳香族化合物とを反応させて得られる芳香族化合物であり、かつ該芳香族化合物の1分子中に2個以上の活性エステル基を有する芳香族化合物が更により好ましい。活性エステル化合物は、直鎖状であってよく、分岐状であってもよい。また、少なくとも2個以上のカルボキシ基を1分子中に有するカルボン酸化合物が脂肪族鎖を含む化合物であれば樹脂組成物との相溶性を高くすることができ、芳香環を有する化合物であれば耐熱性を高くすることができる。
カルボン酸化合物としては、例えば、炭素原子数1〜20(好ましくは2〜10、より好ましくは2〜8)の脂肪族カルボン酸、炭素原子数7〜20(好ましくは7〜10)の芳香族カルボン酸が挙げられる。脂肪族カルボン酸としては、例えば、酢酸、マロン酸、コハク酸、マレイン酸、イタコン酸等が挙げられる。芳香族カルボン酸としては、例えば、安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ピロメリット酸等が挙げられる。中でも、耐熱性の観点から、コハク酸、マレイン酸、イタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸が好ましく、イソフタル酸、テレフタル酸がより好ましい。
チオカルボン酸化合物としては、特に制限はないが、例えば、チオ酢酸、チオ安息香酸等が挙げられる。
フェノール化合物としては、例えば、炭素原子数6〜40(好ましくは6〜30、より好ましくは6〜23、さらに好ましくは6〜22)のフェノール化合物が挙げられ、好適な具体例としては、ハイドロキノン、レゾルシン、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、フェノールフタリン、メチル化ビスフェノールA、メチル化ビスフェノールF、メチル化ビスフェノールS、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、カテコール、ジヒドロキシベンゾフェノン、トリヒドロキシベンゾフェノン、テトラヒドロキシベンゾフェノン、フロログルシン、ベンゼントリオール、ジシクロペンタジエン型ジフェノール等が挙げられる。フェノール化合物としてはまた、フェノールノボラックを使用してもよい。
ナフトール化合物としては、例えば、炭素原子数10〜40(好ましくは10〜30、より好ましくは10〜20)のナフトール化合物が挙げられ、好適な具体例としては、α−ナフトール、β−ナフトール、1,5−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン等が挙げられる。ナフトール化合物としてはまた、ナフトールノボラックを使用してもよい。
中でも、耐熱性向上、溶解性向上の観点から、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、メチル化ビスフェノールA、メチル化ビスフェノールF、メチル化ビスフェノールS、カテコール、α−ナフトール、β−ナフトール、1,5−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシベンゾフェノン、トリヒドロキシベンゾフェノン、テトラヒドロキシベンゾフェノン、フロログルシン、ベンゼントリオール、ジシクロペンタジエン型ジフェノール、フェノールノボラックが好ましく、カテコール、1,5−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシベンゾフェノン、トリヒドロキシベンゾフェノン、テトラヒドロキシベンゾフェノン、フロログルシン、ベンゼントリオール、ジシクロペンタジエン型ジフェノール、フェノールノボラックがより好ましく、1,5−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシベンゾフェノン、トリヒドロキシベンゾフェノン、テトラヒドロキシベンゾフェノン、ジシクロペンタジエン型ジフェノール、フェノールノボラックが更に好ましく、1,5−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、ジシクロペンタジエン型ジフェノール、フェノールノボラックが更に一層好ましく、1,5−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、ジシクロペンタジエン型ジフェノールが殊更好ましく、ジシクロペンタジエン型ジフェノールが特に好ましい。
チオール化合物としては、特に制限はないが、例えば、ベンゼンジチオール、トリアジンジチオール等が挙げられる。
活性エステル硬化剤の好適な具体例としては、ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造を含む活性エステル化合物、ナフタレン構造を含む活性エステル化合物、フェノールノボラックのアセチル化物を含む活性エステル化合物、フェノールノボラックのベンゾイル化物を含む活性エステル化合物が挙げられ、中でもナフタレン構造を含む活性エステル化合物、ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造を含む活性エステル化合物がより好ましい。なお本発明において、「ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造」とは、フェニレン−ジシクロペンタレン−フェニレンからなる2価の構造単位を表す。
ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造を含む活性エステル化合物として、より具体的には下式(a)の化合物が挙げられる。
Figure 0006237155
(式中、Rはフェニル基、ナフチル基であり、kは0又は1を表し、nは繰り返し単位の平均数で0.05〜2.5である。)
誘電正接を低下させ、耐熱性を向上させる観点から、Rはナフチル基が好ましく、kは0が好ましく、nは0.25〜1.5が好ましい。
(B)成分としては、特開2004−277460号公報に開示されている活性エステル化合物を用いてもよく、また市販の活性エステル化合物を用いることもできる。市販されている活性エステル化合物としては、ジシクロペンタジエニルジフェノール構造を含む活性エステル系硬化剤として、EXB9451、EXB9460、EXB9460S、HPC−8000−65T(DIC(株)製)、ナフタレン構造を含む活性エステル系硬化剤としてEXB9416−70BK(DIC(株)製)、フェノールノボラックのアセチル化物を含む活性エステル系硬化剤としてDC808(三菱化学(株)製)、フェノールノボラックのベンゾイル化物を含む活性エステル系硬化剤としてYLH1026(三菱化学(株)製)などが挙げられる。
(B)成分の含有量は、耐熱性の向上、さらにはスミア発生を抑制させる観点から、30質量%以下が好ましく、20質量%以下がより好ましく、15質量%以下が更に好ましい。一方、ピール強度を向上させるという観点から、(B)成分の含有量の下限は、1質量%以上が好ましく、3質量%以上がより好ましく、5質量%以上が更に好ましい。
また、(A)エポキシ樹脂のエポキシ基数を1とした場合、樹脂組成物の機械特性を向上させる観点から、(B)活性エステル化合物の反応基数は、0.2〜2が好ましく、0.3〜1.5がより好ましく、0.4〜1が更に好ましい。ここで、「エポキシ樹脂のエポキシ基数」とは、樹脂組成物中に存在する各エポキシ樹脂の固形分質量をエポキシ当量で除した値をすべてのエポキシ樹脂について合計した値である。また、「反応基」とはエポキシ基と反応することができる官能基のことを意味し、「活性エステル化合物の反応基数」とは、樹脂組成物中に存在する活性エステル化合物の固形分質量を反応基当量で除した値を全て合計した値である。
<(C)成分>
本発明の樹脂組成物に含有される(C)成分は、アルキル化メラミン樹脂及びアルコキシアルキル化フェノール樹脂からなる群から選択される1種以上の樹脂である。斯かる(C)成分を使用することによって、活性エステル化合物を含む低誘電正接の樹脂組成物を用いて多層プリント配線板を作製する場合であっても、該樹脂組成物の硬化物を穴あけ加工して粗化処理した後のビアホール内のスミアを抑制することができる。ここで、本発明において「スミアを抑制する」とは、穴あけ加工時に発生するスミアの量を減らすことと、粗化処理時にスミアをより除去し易くすること、のどちらの意味も包含する。
−アルキル化メラミン樹脂−
アルキル化メラミン樹脂は、メラミンをホルムアルデヒドと反応させてアミノ基の水素原子の一部又は全部をメチロール基と置換した後、さらにアルコール化合物と反応させてメチロール基の一部又は全部をアルコキシメチル基へと転化させて得られる。
アルキル化メラミン樹脂は、式:−N(−CH−O−Rで表される官能基、式:−N(−CH−O−R)CHOHで表される官能基、式:−N(−CH−O−R)Hで表される官能基のうち1以上を有する。ここで、上記官能基におけるRはアルキル基であり、好適な例は後述のとおりである。例えば、Rがメチル基である場合、メチル化メラミン樹脂と称し、Rがブチル基である場合、ブチル化メラミン樹脂と称する。
一実施形態において、アルキル化メラミン樹脂は、下記式(1)で表される構造単位を含むメラミン樹脂である。
Figure 0006237155
〔式中、X、X、X、X、X及びXは、それぞれ独立して、水素原子、式:−CHOHで表される基、式:−CH−O−Rで表される基、又は式−CH−*で表される基を表し、ここでRはアルキル基、*は結合手である。但し、X、X、X、X、X及びXの少なくとも1つは、式:−CH−O−Rで表される基である。〕
式:−CH−O−Rで表される基において、Rはアルキル基であり、好ましくは炭素原子数1〜20のアルキル基、より好ましくは炭素原子数1〜10のアルキル基、更に好ましくは炭素原子数1〜6のアルキル基、更により好ましくは炭素原子数1〜4のアルキル基、炭素原子数1〜2のアルキル基、又は炭素原子数1のアルキル基である。該アルキル基は直鎖状であってよく、分岐状であってもよい。該アルキル基の好適な例としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基が挙げられる。
式(1)中、X、X、X、X、X及びXの少なくとも1つは、式:−CH−O−Rで表される基である。好適な実施形態において、X、X、X、X、X及びXのうち、好ましくは2つ以上、より好ましくは3つ以上、更に好ましくは4つ以上が、式:−CH−O−Rで表される基である。式(1)中、複数のRが存在する場合、それらの炭素原子数は互いに同じであっても相異なっていてもよい。
好適な一実施形態において、アルキル化メラミン樹脂は、下記式(1−1)で表される構造単位を基本骨格として含む。ここで、「基本骨格として含む」とは、アルキル化メラミン樹脂が下記式(1−1)で表される構造単位からなるメラミン樹脂(単量体)である場合と、下記式(1−1)で表される構造単位の2以上が重縮合して形性されたメラミン樹脂(縮合重合体)である場合の双方を含み、該単量体と該縮合重合体との混合物も包含する。以下、樹脂の構造単位について「基本骨格として含む」という場合にも同様である。
Figure 0006237155
〔式中、R’はアルキル基を表す。〕
式(1−1)中、R’で表されるアルキル基の炭素原子数は、好ましくは1〜20、より好ましくは1〜10、更に好ましくは1〜6、更により好ましくは1〜4、1〜2、又は1である。R’で表されるアルキル基の好適な例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基が挙げられる。複数のR’の炭素原子数は、互いに同じであっても相異なっていてもよい。
他の好適な一実施形態において、アルキル化メラミン樹脂は、下記式(1−2)で表される構造単位を基本骨格として含む。
Figure 0006237155
〔式中、R’は上記と同じ意味を表す。〕
他の好適な一実施形態において、アルキル化メラミン樹脂は、下記式(1−3)で表される構造単位を基本骨格として含む。
Figure 0006237155
〔式中、R’は上記と同じ意味を表す。〕
他の好適な一実施形態において、アルキル化メラミン樹脂は、下記式(1−4)で表される構造単位を基本骨格として含む。
Figure 0006237155
〔式中、R’は上記と同じ意味を表す。〕
なお、アルキル化メラミン樹脂は、上記式(1−1)〜式(1−4)で表される構造単位の2以上を基本骨格として含んでもよい。したがって、好適な一実施形態において、アルキル化メラミン樹脂は、上記式(1−1)〜式(1−4)で表される構造単位からなる群から選択される1以上の構造単位を基本骨格として含む。
アルキル化メラミン樹脂の重量平均分子量は、好ましくは300以上、より好ましくは350以上、更に好ましくは400以上、更により好ましくは450以上、特に好ましくは500以上である。該重量平均分子量の上限は、好ましくは10000以下、より好ましくは5000以下、更に好ましくは3000以下、更により好ましくは2000以下である。アルキル化メラミン樹脂の重量平均分子量は、例えば、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法(ポリスチレンン換算)で測定することができる。
アルキル化メラミン樹脂は、市販品を使用してよい。メチル化メラミン樹脂の市販品としては、例えば、(株)三和ケミカル製の「ニカラックMW−390」、「ニカラックMW−100LM」及び「ニカラックMX−750LM」、DIC(株)製の「スーパーベッカミンELM−754」、オルネクスジャパン(株)製「サイメルシリーズ」などが挙げられる。ブチル化メラミン樹脂の市販品としては、例えば、DIC(株)製の「スーパーベッカミンELM−753」が挙げられる。イソブチル化メラミン樹脂の市販品としては、例えば、DIC(株)製の「スーパーベッカミンELM−752」、「スーパーベッカミンE−2125」が挙げられる。
−アルコキシアルキル化フェノール樹脂−
アルコキシアルキル化フェノール樹脂は、式:−CH(R)−O−Rで表される官能基(式中、Rは水素原子、アルキル基、フェニル基又はヒドロキシフェニル基、Rはアルキル基)を有するフェノール骨格を含むフェノール樹脂である。ここで、上記官能基におけるR及びRの好適な例は後述のとおりである。例えば、Rが水素原子である場合、アルコキシメチル化フェノール樹脂と称する。
一実施形態において、アルコキシアルキル化フェノール樹脂は、下記式(2)で表される構造単位を含むフェノール樹脂である。
Figure 0006237155
〔式中、
Yは、水素原子又は式:−R−*で表される基を表し、ここでRはアルキレン基又は単結合、*は結合手であり、
は、式:−CH(R)−O−Rで表される基を表し、ここでRは水素原子、アルキル基、フェニル基又はヒドロキシフェニル基、Rはアルキル基であり、
は、式:−R−*で表される基又は式:−R(−*)で表される基を表し、ここでRはアルキレン基又は単結合、Rはアルカントリイル基、*は結合手であり、
は、置換基を有していてもよいアルキル基を表し、
l、m及びnは、2≦l+m+n≦5かつ1≦lを満たす整数である。〕
式(2)中、Yは、水素原子又は式:−R−*で表される基を表す。ここでRはアルキレン基又は単結合、*は結合手である。Rで表されるアルキレン基は直鎖状であっても、分岐状であってもよい。Rで表されるアルキレン基の炭素原子数は、好ましくは1〜10、より好ましくは1〜6、更に好ましくは1〜4、更により好ましくは1又は2である。
好適な一実施形態において、Yは、水素原子である。
式(2)中、Zは、式:−CH(R)−O−Rで表される基を表す。ここでRは水素原子、アルキル基、フェニル基又はヒドロキシフェニル基、Rはアルキル基である。Rで表されるアルキル基は直鎖状であっても、分岐状であってもよい。Rで表されるアルキル基の炭素原子数は、好ましくは1〜3、より好ましくは1又は2である。Rとしては、水素原子又は炭素原子数1〜3のアルキル基が好ましく、水素原子がより好ましい。Rで表されるアルキル基は直鎖状であっても、分岐状であってもよい。Rで表されるアルキル基の炭素原子数は、好ましくは1〜20、より好ましくは1〜10、更に好ましくは1〜6、更により好ましくは1〜4、1〜2、又は1である。
式(2)中、Zは、式:−R−*で表される基又は式:−R(−*)で表される基を表す。ここでRはアルキレン基又は単結合、Rはアルカントリイル基、*は結合手である。Rで表されるアルキレン基は直鎖状であっても、分岐状であってもよい。Rで表されるアルキレン基の炭素原子数は、好ましくは1〜10、より好ましくは1〜6、更に好ましくは1〜4、更により好ましくは1又は2である。Rで表されるアルカントリイル基は直鎖状であっても、分岐状であってもよい。Rで表されるアルカントリイル基の炭素原子数は、好ましくは1〜10、より好ましくは1〜6、更に好ましくは1〜4、更により好ましくは1又は2である。
式(2)中、Zは、置換基を有していてもよいアルキル基を表す。Zにおけるアルキル基は直鎖状であっても、分岐状であってもよい。Zにおけるアルキル基の炭素原子数は、好ましくは1〜20、より好ましくは1〜10、更に好ましくは1〜6、更により好ましくは1〜4である。該炭素原子数に置換基の炭素原子数は含まれない。
において、アルキル基が有していてもよい置換基としては、特に限定されないが、例えば、シクロアルキル基、アリール基、式(2)で表される構造単位が挙げられる。
置換基として用いられるシクロアルキル基の炭素原子数は、好ましくは3〜20、より好ましくは3〜12、さらに好ましくは3〜6である。該シクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、及びシクロヘキシル基が挙げられる。
置換基として用いられるアリール基は、芳香族炭化水素から芳香環上の水素原子を1個除いた基である。置換基として用いられるアリール基の炭素原子数は、好ましくは6〜24、より好ましくは6〜18、さらに好ましくは6〜14、さらにより好ましくは6〜10である。該アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、及びアントラセニル基が挙げられる。
において、アルキル基は複数の置換基を有していてもよい。斯かる場合、隣接する2つの置換基は互いに結合して環を形成してもよい。例えば、Zが置換基として2個のフェニル基を有するメチル基である場合、2個のフェニル基が互いに結合して9H−フルオレン−9−イル基を形性していてもよい。
上述の置換基は、さらに置換基(以下、「二次置換基」という場合がある。)を有していてもよい。二次置換基としては、特に記載のない限り、上述の置換基と同じものを用いてよい。
式(2)中、l、m及びnは、2≦l+m+n≦5かつ1≦lを満たす整数である。l+m+nの値の上限は4以下であることが好ましい。lは、好ましくは1、2又は3であり、より好ましくは1又は2である。mは、好ましくは0、1、2又は3であり、より好ましくは0、1又は2である。nは、好ましくは0、1又は2であり、より好ましくは0又は1である。
好適な一実施形態において、式(2)中、
a)l=1、m=1、n=0であり、Yが水素原子であり、Zが式:−R(−*)で表される基である、又は
b)l=1、m=2、n=1であり、Yが水素原子であり、Zが式:−R−*で表される基である、又は
c)l=2、m=0、n=1であり、Yが水素原子である、又は
d)l=1、m=2、n=0であり、Yが水素原子であり、Zが式:−R−*で表される基である、又は
e)l=1、m=1、n=1であり、Yが水素原子であり、Zが式:−R−*で表される基である、又は
f)l=2、m=1、n=0であり、Yが式:−R−*で表される基であり、Zが式:−R−*で表される基である。
アルコキシアルキル化フェノール樹脂は、式(2)で表される構造単位に加えて、他の構造単位を含んでもよい。斯かる他の構造単位としては、特に限定はされないが、例えば、式(3)で表される構造単位、式(4)で表される構造単位が挙げられる。
Figure 0006237155
〔式中、Y、Z、Z、n及びmは上記と同じ意味を表す。〕
Figure 0006237155
〔式中、Z、Z、n及びmは上記と同じ意味を表す。〕
アルコキシアルキル化フェノール樹脂が、式(2)で表される構造単位以外の構造単位を含む場合、アルコキシアルキル化フェノール樹脂の全質量を100質量%とした場合、式(2)で表される構造単位の含有量は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、更に好ましくは30質量%以上、更により好ましくは40質量%以上、特に好ましくは50質量%以上、60質量%以上、70質量%以上、80質量%以上、又は90質量%以上である。式(2)で表される構造単位の含有量の上限は特に制限されず、100質量%であってよい。
アルコキシアルキル化フェノール樹脂の分子量(分布を有する場合は重量平均分子量)は、好ましくは200以上、より好ましくは250以上である。該分子量の上限は、好ましくは20000以下、より好ましくは10000以下、更に好ましくは5000以下である。アルコキシアルキル化フェノール樹脂の分子量は、例えば、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。
アルコキシアルキル化フェノール樹脂は、従来公知の任意の方法により製造してよい。あるいはまた、アルコキシアルキル化フェノール樹脂は市販品を用いてもよい。アルコキシアルキル化フェノール樹脂の市販品は、例えば、群栄化学工業(株)、本州化学工業(株)、旭有機材工業(株)のような供給元から入手し得る。
本発明の樹脂組成物における(C)成分の含有量は、硬化物性の低下を防止するという観点から、(A)成分と(B)成分の合計量を100質量%とした場合、30質量%以下が好ましく、25質量%以下がより好ましく、20質量%以下が更に好ましく、15質量%以下が更により好ましい。また、スミア抑制能を向上させる観点から、(C)成分の含有量は、(A)成分と(B)成分の合計量を100質量%とした場合、0.1質量%以上が好ましく、0.5質量%以上がより好ましく、1質量%以上が更に好ましく、1.5質量%以上が更により好ましく、2質量%以上、2.5質量%以上又は3質量%以上が特に好ましい。
<(D)無機充填材>
本発明の樹脂組成物は、線熱膨張率を低下させる目的および粗化処理時のスミア除去性を向上させる目的で、さらに(D)無機充填材を含有してもよい。無機充填材としては、例えば、シリカ、アルミナ、ガラス、コーディエライト、シリコン酸化物、硫酸バリウム、タルク、クレー、雲母粉、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、チタン酸バリウム、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、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、リン酸ジルコニウム、及びリン酸タングステン酸ジルコニウムが挙げられる。なかでも、シリカが好ましい。シリカとしては、無定形シリカ、粉砕シリカ、溶融シリカ、結晶シリカ、合成シリカ、中空シリカ等が好ましく、溶融シリカがより好ましい。また、シリカとしては球状のシリカが好ましい。これらは1種単独でまたは2種以上組み合わせて使用してもよい。市販されている球状溶融シリカとして、(株)アドマテックス製「SO−C2」、「SO−C1」が挙げられる。
無機充填材の平均粒径は、特に限定されないが、絶縁層上へ微細配線形成を行う観点、無機充填材の総表面積を増大させることで穴あけ加工時のスミア発生を抑制させる観点から、5μm以下が好ましく、3μm以下がより好ましく、1μm以下が更に好ましく、0.7μm以下が更に一層好ましく、0.5μm以下が殊更好ましく、0.4μm以下が特に好ましく、0.3μm以下がとりわけ好ましい。一方、無機充填材の平均粒径の下限値は、樹脂組成物をワニスとした場合に、ワニスの粘度が上昇し、取り扱い性が低下するのを防止する観点から、0.01μm以上が好ましく、0.03μm以上がより好ましく、0.05μm以上が更に好ましく、0.07μm以上が殊更好ましく、0.1μm以上が特に好ましい。上記無機充填材の平均粒径はミー(Mie)散乱理論に基づくレーザー回折・散乱法により測定することができる。具体的にはレーザー回折散乱式粒度分布測定装置により、無機充填材の粒度分布を体積基準で作成し、そのメディアン径を平均粒径とすることで測定することができる。測定サンプルは、無機充填材を超音波により水中に分散させたものを好ましく使用することができる。レーザー回折散乱式粒度分布測定装置としては、(株)堀場製作所製 LA−500、750、950等を使用することができる。
無機充填材の含有量は、特に制限されないが、樹脂組成物をシート状積層材料の形態としたときの可撓性が低下するのを防止する観点から、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、85質量%以下が好ましく、80質量%以下がより好ましく、75質量%以下が更に好ましい。また、絶縁層の熱膨張率を低下させる観点、無機充填材の総表面積を増大させることで穴あけ加工時のスミア発生を抑制させ、粗化処理時にはスミアを除去し易くする観点から、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、50質量%以上が好ましく、55質量%以上がより好ましく、60質量%以上が更に好ましく、65質量%以上が更に一層好ましい。
無機充填材は、耐湿性、分散性を向上させる観点から、アミノシラン系カップリング剤、ウレイド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、ビニルシラン系カップリング剤、スチリルシラン系カップリング剤、アクリレートシラン系カップリング剤、イソシアネートシラン系カップリング剤、スルフィド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の表面処理剤で表面処理されていることが好ましい。なかでも、無機充填材をオルガノシラザン化合物で表面処理後、さらにシランカップリング剤で表面処理することで、無機充填材の耐湿性や分散性が更に向上する。これらは1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
表面処理剤として、例えば、3−アミノ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、3−アミノプロピルジエトキシメチルシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−メチルアミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルジメトキシメチルシラン等のアミノシラン系カップリング剤、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のウレイドシラン系カップリング剤、3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピル(ジメトキシ)メチルシラン、グリシジルブチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポキシシラン系カップリング剤、3−メルカプト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エトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、11−メルカプトウンデシルトリメトキシシラン等のメルカプトシラン系カップリング剤、メチルトリメトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メタクロキシプロピルトリメトキシシラン、イミダゾールシラン、トリアジンシラン、tert−ブチルトリメトキシシラン等のシラン系カップリング剤、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン等のビニルシラン系カップリング剤、p−スチリルトリメトキシシラン等のスチリルシラン系カップリング剤、3−アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリルオキシプロピルジメトキシシラン、3−メタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−メタクリルオキシプロピルジエトキシシラン等のアクリレートシラン系カップリング剤、3−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン等のイソシアネートシラン系カップリング剤、ビス(トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド等のスルフィドシラン系カップリング剤、ヘキサメチルジシラザン、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシラザン、ヘキサフェニルジシラザン、トリシラザン、シクロトリシラザン、2,2,4,4,6,6−ヘキサメチルシクロトリシラザン、オクタメチルシクロテトラシラザン、ヘキサブチルジシラザン、ヘキサオクチルジシラザン、1,3−ジエチルテトラメチルジシラザン、1,3−ジ−n−オクチルテトラメチルジシラザン、1,3−ジフェニルテトラメチルジシラザン、1,3−ジメチルテトラフェニルジシラザン、1,3−ジエチルテトラメチルジシラザン、1,1,3,3−テトラフェニル−1,3−ジメチルジシラザン、1,3−ジプロピルテトラメチルジシラザン、ヘキサメチルシクロトリシラザン、ジメチルアミノトリメチルシラザン、テトラメチルジシラザン等のオルガノシラザン化合物、テトラ−n−ブチルチタネートダイマー、チタニウム−i−プロポキシオクチレングリコレート、テトラ−n−ブチルチタネート、チタンオクチレングリコレート、ジイソプロポキシチタンビス(トリエタノールアミネート)、ジヒドロキシチタンビスラクテート、ジヒドロキシビス(アンモニウムラクテート)チタニウム、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)エチレンチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)オキシアセテートチタネート、トリ−n−ブトキシチタンモノステアレート、テトラ−n−ブチルチタネート、テトラ(2−エチルヘキシル)チタネート、テトライソプロピルビス(ジオクチルホスファイト)チタネート、テトラオクチルビス(ジトリデシルホスファイト)チタネート、テトラ(2,2−ジアリルオキシメチル−1−ブチル)ビス(ジトリデシル)ホスファイトチタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリ(ジオクチルホスフェート)チタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルトリス(ジオクチルパイロホスフェート)チタネート、イソプロピルトリ(N−アミドエチル・アミノエチル)チタネート等のチタネート系カップリング剤等が挙げられる。これらのなかでもアミノシラン系カップリング剤は耐湿性、分散性、硬化物の特性などに優れていて好ましく、オルガノシラザン化合物は樹脂ワニスの分散性向上に優れていて好ましい。表面処理剤の市販品としては、信越化学工業(株)製「KBM403」(3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)、信越化学工業(株)製「KBM803」(3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン)、信越化学工業(株)製「KBE903」(3−アミノプロピルトリエトキシシラン)、信越化学工業(株)製「KBM573」(N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン)等が挙げられる。
表面処理剤による表面処理の程度は、無機充填材の単位表面積当たりのカーボン量によって評価することができる。無機充填材の単位表面積当たりのカーボン量は、無機充填材の分散性向上や硬化物の粗化処理後の二乗平均平方根粗さを安定させる観点から、0.02mg/m以上が好ましく、0.1mg/m以上がより好ましく、0.2mg/m以上が更に好ましい。一方、樹脂ワニスの溶融粘度やシート状積層材料の形態での溶融粘度の上昇を防止する観点から、1mg/m以下が好ましく、0.8mg/m以下がより好ましく、0.5mg/m以下が更に好ましい。
無機充填材の単位表面積当たりのカーボン量は、表面処理後の無機充填材を溶剤(例えば、メチルエチルケトン(MEK))により洗浄処理した後に測定することができる。具体的には、溶剤として十分な量のMEKを表面処理剤で表面処理された無機充填材に加えて、25℃で5分間超音波洗浄する。上澄液を除去し、固形分を乾燥させた後、カーボン分析計を用いて無機充填材の単位表面積当たりのカーボン量を測定することができる。カーボン分析計としては、(株)堀場製作所製「EMIA−320V」等を使用することができる。
<(E)硬化促進剤>
本発明の樹脂組成物は、硬化時間および硬化温度を調整する等の目的でさらに(E)硬化促進剤を含有してもよい。硬化促進剤としては、特に限定されないが、イミダゾール系硬化促進剤、アミン系硬化促進剤、有機ホスフィン化合物、有機ホスホニウム塩化合物等が挙げられる。これらは1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
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、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イト、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−ウンデシルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−エチル−4’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジンイソシアヌル酸付加物、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、2−フェニルイミダゾリン等のイミダゾール化合物及びイミダゾール化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体が挙げられる。これらは1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
アミン系硬化促進剤としては、トリエチルアミン、トリブチルアミンなどのトリアルキルアミン、4−ジメチルアミノピリジン、ベンジルジメチルアミン、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(以下、DBUと略記する。)などのアミン化合物などが挙げられる。これらは1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
有機ホスフィン化合物、有機ホスホニウム塩化合物としては、TPP、TPP-K、TPP-S、TPTP-S、TBP−DA、TPP−SCN、TPTP−SCN(北興化学工業(株)商品名)などが挙げられる。これらは1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
硬化促進剤の含有量は、樹脂ワニスの保存安定性や硬化の効率化の点から、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、0.01〜3質量%が好ましく、0.05〜2質量%がより好ましい。
<(F)熱可塑性樹脂>
本発明の樹脂組成物は、さらに(F)熱可塑性樹脂を含有してもよい。熱可塑性樹脂を含有させることにより、当該樹脂組成物から得られる樹脂ワニスの粘度を好適な範囲に調整することができ、硬化物の可撓性を高めることができる。熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、フェノキシ樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリブタジエン樹脂、ABS樹脂等が挙げられる。なかでも、硬化物の可撓性を高め、導体層との密着性に寄与する観点からフェノキシ樹脂、ポリビニルアセタール樹脂が好ましく、フェノキシ樹脂がより好ましい。これらは1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。熱可塑性樹脂はガラス転移温度が80℃以上のものが好ましい。
熱可塑性樹脂の重量平均分子量は5000〜800000の範囲が好ましく、10000〜200000の範囲がより好ましく、15000〜150000の範囲が更に好ましく、20000〜100000の範囲が更に一層好ましい。この範囲内であることによりフィルム成型能や機械強度向上の効果が十分発揮され、エポキシ樹脂との相溶性を向上させることもできる。なお本発明における重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法(ポリスチレンン換算)で測定される。GPC法による重量平均分子量は、具体的には、測定装置として(株)島津製作所製LC−9A/RID−6Aを、カラムとして昭和電工(株)製Shodex K−800P/K−804L/K−804Lを、移動相としてクロロホルム等を用いて、カラム温度40℃にて測定し、標準ポリスチレンの検量線を用いて算出することができる。
フェノキシ樹脂としては、ビスフェノールA骨格、ビスフェノールF骨格、ビスフェノールS骨格、ビスフェノールアセトフェノン骨格、ノボラック骨格、ビフェニル骨格、フルオレン骨格、ジシクロペンタジエン骨格、ノルボルネン骨格、ナフタレン骨格、アントラセン骨格、アダマンタン骨格、テルペン骨格、トリメチルシクロヘキサン骨格から選択される1種以上の骨格を有するものが挙げられる。フェノキシ樹脂は2種以上を混合して用いてもよい。フェノキシ樹脂の末端はフェノール性水酸基、エポキシ基等のいずれの官能基でもよい。市販品としては、例えば、三菱化学(株)製1256、4250(ビスフェノールA骨格含有フェノキシ樹脂)、三菱化学(株)製YX8100(ビスフェノールS骨格含有フェノキシ樹脂)、三菱化学(株)製YX6954(ビスフェノールアセトフェノン骨格含有フェノキシ樹脂)が挙げられる。市販品としてはまた、新日鉄住金化学(株)製FX280、FX293、三菱化学(株)製YL7553、YL6954、YL6794、YL7213、YL7290、YL7482等が挙げられる。
ポリビニルアセタール樹脂の具体例としては、電気化学工業(株)製、電化ブチラール4000−2、5000−A、6000−C、6000−EP、積水化学工業(株)製エスレックBHシリーズ、BXシリーズ、KSシリーズ、BLシリーズ、BMシリーズ等が挙げられる。ポリイミド樹脂の具体例としては、新日本理化(株)製のポリイミド「リカコートSN20」および「リカコートPN20」が挙げられる。また、2官能性ヒドロキシル基末端ポリブタジエン、ジイソシアネート化合物及び四塩基酸無水物を反応させて得られる線状ポリイミド(特開2006−37083号公報記載のもの)、ポリシロキサン骨格含有ポリイミド(特開2002−12667号公報、特開2000−319386号公報等に記載のもの)等の変性ポリイミドが挙げられる。ポリアミドイミド樹脂の具体例としては、東洋紡績(株)製のポリアミドイミド「バイロマックスHR11NN」および「バイロマックスHR16NN」が挙げられる。また、日立化成工業(株)製のポリシロキサン骨格含有ポリアミドイミド「KS9100」、「KS9300」等の変性ポリアミドイミドが挙げられる。ポリエーテルスルホン樹脂の具体例としては、住友化学(株)製のポリエーテルスルホン「PES5003P」等が挙げられる。ポリスルホン樹脂の具体例としては、ソルベンアドバンストポリマーズ(株)製のポリスルホン「P1700」、「P3500」等が挙げられる。
熱可塑性樹脂の含有量は、特に限定されるものではないが、シート状積層材料の溶融粘度や樹脂ワニス粘度の調整の観点から、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、0.5〜30質量%が好ましく、1〜20質量%がより好ましい。
<(G)硬化剤>
本発明の樹脂組成物は、さらに(G)硬化剤(但し、(B)成分を除く。)を含有してもよい。硬化剤を含有することにより、樹脂組成物の硬化物の絶縁信頼性、ピール強度、機械特性を高めることができる。硬化剤としては、特に限定されないが、例えば、フェノール系硬化剤、シアネートエステル系硬化剤、ベンゾオキサジン系硬化剤、酸無水物系硬化剤等を挙げることができる。これらは1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの中でも、スミア除去性の向上、誘電特性の向上の観点から、フェノール系硬化剤、シアネートエステル系硬化剤が好ましい。
フェノール系硬化剤としては、特に制限はないが、フェノールノボラック樹脂、トリアジン骨格含有フェノールノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂、ナフトールアラルキル型樹脂、トリアジン骨格含有ナフトール樹脂、ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂等が挙げられる。例えば、ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂として、「MEH−7700」、「MEH−7810」、「MEH−7851」(明和化成(株)製)、「NHN」、「CBN」、「GPH」(日本化薬(株)製)、ナフトールアラルキル型樹脂として、「SN170」、「SN180」、「SN190」、「SN475」、「SN485」、「SN495」、「SN375」、「SN395」(東都化成(株)製)、フェノールノボラック樹脂として「TD2090」(DIC(株)製)、トリアジン骨格含有フェノールノボラック樹脂として「LA3018」、「LA7052」、「LA7054」、「LA1356」(DIC(株)製)等が挙げられる。フェノール系硬化剤は1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
シアネートエステル系硬化剤としては、特に制限はないが、ノボラック型(フェノールノボラック型、アルキルフェノールノボラック型など)シアネートエステル系硬化剤、ジシクロペンタジエン型シアネートエステル系硬化剤、ビスフェノール型(ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、ビスフェノールS型など)シアネートエステル系硬化剤、及びこれらが一部トリアジン化したプレポリマーなどが挙げられる。シアネートエステル系硬化剤の重量平均分子量は、特に限定されるものではないが、500〜4500が好ましく、600〜3000がより好ましい。シアネートエステル系硬化剤の具体例としては、例えば、ビスフェノールAジシアネート、ポリフェノールシアネート(オリゴ(3−メチレン−1,5−フェニレンシアネート)、4,4’−メチレンビス(2,6−ジメチルフェニルシアネート)、4,4’−エチリデンジフェニルジシアネート、ヘキサフルオロビスフェノールAジシアネート、2,2−ビス(4−シアネート)フェニルプロパン、1,1−ビス(4−シアネートフェニルメタン)、ビス(4−シアネート−3,5−ジメチルフェニル)メタン、1,3−ビス(4−シアネートフェニル−1−(メチルエチリデン))ベンゼン、ビス(4−シアネートフェニル)チオエーテル、ビス(4−シアネートフェニル)エーテル等の2官能シアネート樹脂、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ジシクロペンタジエン構造含有フェノール樹脂等から誘導される多官能シアネート樹脂、これらシアネート樹脂が一部トリアジン化したプレポリマーなどが挙げられる。これらは1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。市販されているシアネートエステル樹脂としては、フェノールノボラック型多官能シアネートエステル樹脂(ロンザジャパン(株)製、PT30、シアネート当量124)、ビスフェノールAジシアネートの一部又は全部がトリアジン化され三量体となったプレポリマー(ロンザジャパン(株)製、BA230、シアネート当量232)、ジシクロペンタジエン構造含有シアネートエステル樹脂(ロンザジャパン(株)製、DT−4000、DT−7000)等が挙げられる。
ベンゾオキサジン系硬化剤としては、特に制限はないが、具体的に、F−a、P−d(四国化成(株)製)、HFB2006M(昭和高分子(株)製)などが挙げられる。
硬化剤の含有量は特に限定されないが、樹脂組成物の硬化物が脆くなるのを防止する観点から、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、0.5〜10質量%が好ましく、1〜6質量%がより好ましい。
<その他の成分>
本発明の樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、さらに他の成分を含有してもよい。斯かる他の成分としては、例えば、マレイミド化合物、ビスアリルナジイミド化合物、ビニルベンジル樹脂、ビニルベンジルエーテル樹脂等の熱硬化成分、シリコンパウダー、ナイロンパウダー、フッ素パウダー等の有機充填剤、オルベン、ベントン等の増粘剤、シリコーン系、フッ素系、高分子系の消泡剤又はレベリング剤、イミダゾール系、チアゾール系、トリアゾール系、シランカップリング剤等の密着性付与剤、リン系化合物、水酸化金属物等の難燃剤等を挙げることができる。
本発明の樹脂組成物は、上記成分を適宜混合し、また、必要に応じて混練手段(例えば、三本ロール、ボールミル、ビーズミル、サンドミル等)あるいは撹拌手段(例えば、スーパーミキサー、プラネタリーミキサー等)により混練または混合することにより、樹脂ワニスとして製造することができる。本発明の樹脂組成物は、誘電正接の低い硬化物をもたらすことができ、かつ該硬化物を穴あけ加工して粗化処理した後のビアホール内のスミアを抑制することができる。
本発明の樹脂組成物の硬化物の誘電正接は、後述の〔誘電正接の測定〕に記載の方法により測定することができる。具体的には、空洞共振器摂動法により周波数5.8GHz、測定温度23℃で測定することができる。高周波での発熱防止、信号遅延および信号ノイズの低減の観点から、誘電正接は0.05以下が好ましく、0.04以下がより好ましく、0.03以下が更に好ましく、0.02以下が更に一層好ましく、0.01以下が殊更好ましい。一方、誘電正接の下限値は特に制限は無いが、0.001以上が好ましい。
本発明の樹脂組成物の硬化物の算術平均平方根粗さRaは、後述の〔算術平均平方根粗さ(Ra)及び二乗平均平方根粗さ(Rq)の測定〕に記載の方法により測定することができる。粗化処理後の絶縁層表面は、電気信号のロスを軽減するという点で、表面凹凸は小さいことが望まれる。具体的には、樹脂組成物を硬化して絶縁層を形成し、該絶縁層表面を粗化処理した後の該絶縁層表面の算術平均平方根粗さRaは、400nm以下が好ましく、350nm以下がより好ましく、300nm以下が更に好ましく、250nm以下が更に一層好ましく、200nm以下が殊更好ましい。また、算術平均平方根粗さRaの下限値は導体層との良好な密着性を得る観点から、5nm以上が好ましく、10nm以上がより好ましく、15nm以上が更に好ましい。
本発明の樹脂組成物の硬化物の二乗平均平方根粗さRqは、後述の〔算術平均平方根粗さ(Ra)及び二乗平均平方根粗さ(Rq)の測定〕に記載の方法により測定することができる。粗化処理後の絶縁層表面は、電気信号のロスを軽減するという点で、表面凹凸は微細であることが望まれる。絶縁層表面の凹凸の緻密さを現すものとして、二乗平均平方根粗さRqがある。この指標により、絶縁層表面の凹凸の単なる平均値ではなく、絶縁層表面が緻密な凹凸形状になっているか否かが分かる。具体的には、樹脂組成物を硬化して絶縁層を形成し、該絶縁層表面を粗化処理した後の該絶縁層表面の二乗平均平方根粗さRqは、500nm以下が好ましく、400nm以下がより好ましく、300nm以下が更に好ましく、250nm以下が更に一層好ましく、200nm以下が殊更好ましい。また、二乗平均平方根粗さRqの下限値は導体層との良好な密着性を得る観点から、7nm以上が好ましく、15nm以上がより好ましく、20nm以上が更に好ましい。
本発明の樹脂組成物の硬化物の線熱膨張係数は、後述の〔線熱膨張係数の測定〕に記載の方法により測定することができる。具体的には、引張加重法で熱機械分析を行うことにより、25〜150℃における平面方向の平均線熱膨張係数を測定することができる。本発明の樹脂組成物は、線熱膨張係数の低い硬化物をもたらし、絶縁層と導体層との熱膨張率の差異に起因するクラックや回路歪みを有利に抑えることができる。本発明の樹脂組成物の硬化物は、好ましくは25ppm以下の線熱膨張係数を示すことができる。線熱膨張係数の下限は特に制限されないが、通常、1ppm以上である。
本発明の樹脂組成物の硬化物のピール強度は、後述する〔メッキ導体層の引き剥がし強さ(ピール強度)の測定〕に記載の方法により測定することができる。具体的には、樹脂組成物を硬化して絶縁層を形成し、粗化処理した後の該絶縁層表面にメッキして導体層を形成した場合、得られる導体層と絶縁層とのピール強度は、0.4kgf/cm以上が好ましく、0.45kgf/cm以上がより好ましく、0.5kgf/cm以上が更に好ましい。一方、上限値は特に制限されないが、一般的に1.2kgf/cm以下となる。
本発明の樹脂組成物の用途は、特に限定されないが、接着フィルム、プリプレグ等のシート状積層材料、回路基板(積層板用途、多層プリント配線板用途等)、ソルダーレジスト、アンダーフィル材、ダイボンディング材、半導体封止材、穴埋め樹脂、部品埋め込み樹脂等、樹脂組成物が必要とされる用途の広範囲に使用できる。本発明の樹脂組成物においては、硬化物を穴あけ加工して粗化処理した後のビアホール内のスミアを抑制することができる。これにより、ビアホール内のメッキ密着力が向上し、ビアホール内のボイド発生を防止し得るため、多段に形成された多層プリント配線板の絶縁層間の導通信頼性を確保することができる。したがって、本発明の樹脂組成物は、多層プリント配線板の製造において、絶縁層を形成するための樹脂組成物(多層プリント配線板の絶縁層用樹脂組成物)として好適に使用することができ、ビルドアップ層を形成するための樹脂組成物(多層プリント配線板のビルドアップ層用樹脂組成物)としてより好適に使用することができ、メッキにより導体層を形成するための樹脂組成物(メッキにより導体層を形成する多層プリント配線板の絶縁層用樹脂組成物)として更に好適に使用することができる。樹脂組成物の軟化点は、後述するシート状積層材料のラミネート性の観点から40〜150℃が好ましい。
<シート状積層材料>
本発明の樹脂組成物は、ワニス状態で回路基板に塗布して絶縁層を形成することもできるが、工業的には一般に、接着フィルム、プリプレグ等のシート状積層材料の形態で用いることが好ましい。すなわち、本発明のシート状積層材料は、本発明の樹脂組成物を含有する。
(接着フィルム)
一実施形態において、本発明のシート状積層材料は接着フィルムである。該接着フィルムは、支持体と、該支持体上に形性された樹脂組成物層とを含む。該接着フィルムは、当業者に公知の方法、例えば、有機溶剤に本発明の樹脂組成物を溶解した樹脂ワニスを調製し、この樹脂ワニスを、ダイコーターなどを用いて、支持体に塗布し、更に加熱、あるいは熱風吹きつけ等により有機溶剤を乾燥させて樹脂組成物層を形成させることにより製造することができる。
有機溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、カルビトールアセテート等の酢酸エステル類、セロソルブ、ブチルカルビトール等のカルビトール類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド系溶媒等が挙げられる。有機溶剤は1種単独で又は2種以上を組みわせて使用してもよい。
乾燥条件は特に限定されないが、樹脂組成物層における有機溶剤の含有量が10質量%以下、好ましくは5質量%以下となるように乾燥させることが好ましい。ワニス中の有機溶剤量、有機溶剤の沸点によっても異なるが、例えば30〜60質量%の有機溶剤を含むワニスを50〜150℃で3〜10分間程度乾燥させることにより、樹脂組成物層を形成することができる。
樹脂組成物層の厚さは、導体層の厚さ以上とするのが好ましい。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の範囲であることが好ましい。層の薄型化の観点から、樹脂組成物層の厚さは15〜80μmの範囲であることがより好ましい。
支持体としては、例えば、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のフィルム、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のフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルムなどの各種プラスチックフィルムが挙げられる。支持体としてはまた、離型紙や銅箔、アルミニウム箔等の金属箔などを使用してもよい。中でも、汎用性の観点から、プラスチックフィルムが好ましく、ポリエチレンテレフタレートフィルムがより好ましい。支持体及び後述する保護フィルムには、マッド処理、コロナ処理等の表面処理が施してあってもよい。また、シリコーン樹脂系離型剤、アルキッド樹脂系離型剤、フッ素樹脂系離型剤等の離型剤で離型処理が施してあってもよい。
支持体の厚さは特に限定されないが、支持体上から穴あけ加工を行う場合に、レーザー照射のエネルギーが大きい場合にも樹脂残渣が残りにくくなり、スミアの発生を抑制できる観点から、10μm以上が好ましく、20μm以上がより好ましく、30μm以上が更に好ましい。また、コストパフォーマンス向上や支持体上から穴あけを行う場合に効率的な穴あけを行うことができる観点から、150μm以下が好ましく、100μm以下がより好ましく、50μm以下が更に好ましい。
樹脂組成物層の支持体と接触していない面(すなわち、支持体と接触している面と反対側の面)には、支持体に準じた保護フィルムをさらに積層してもよい。この場合、接着フィルムは、支持体と、該支持体上に形成された樹脂組成物層と、該樹脂組成物層上に形成された保護フィルムとを含む。保護フィルムの厚さは、特に限定されないが、例えば、1〜40μmとし得る。保護フィルムを積層することにより、樹脂組成物層の表面へのゴミ等の付着やキズを防止することができる。接着フィルムは、ロール状に巻きとって貯蔵することができる。
(プリプレグ)
一実施形態において、本発明のシート状積層材料はプリプレグである。該プリプレグは、本発明の樹脂組成物をシート状補強基材にホットメルト法又はソルベント法により含浸させ、加熱して半硬化させることにより製造することができる。すなわち、プリプレグは、シート状補強基材に本発明の樹脂組成物を含浸させて形性される。シート状補強基材としては、例えば、ガラスクロス、アラミド不織布、液晶ポリマー不織布等のプリプレグ用基材として常用されているものを用いることができる。プリプレグは、支持体上に該プリプレグが設けられた状態で使用することが好適である。
ホットメルト法は、樹脂組成物を有機溶剤に溶解することなく、支持体上に一旦コーティングし、それをシート状補強基材にラミネートする、あるいはダイコーターによりシート状補強基材に直接塗工するなどして、プリプレグを製造する方法である。またソルベント法は、接着フィルムと同様にして樹脂を有機溶剤に溶解して樹脂ワニスを調製し、このワニスにシート状補強基材を浸漬し、樹脂ワニスをシート状補強基材に含浸させ、その後乾燥させる方法である。また、接着フィルムをシート状補強基材の両面から加熱、加圧条件下、連続的に熱ラミネートすることでプリプレグを調製してもよい。支持体や保護フィルムは、接着フィルムについて上述したものと同じものを使用してよい。
<シート状積層材料を用いた多層プリント配線板>
次に、本発明のシート状積層材料を用いて多層プリント配線板を製造する方法の一例を説明する。
まず、シート状積層材料を、真空ラミネーターを用いて回路基板の片面又は両面にラミネート(積層)する。詳細には、樹脂組成物層又はプリプレグが回路基板と接合するように、シート状積層材料を回路基板の片面又は両面にラミネートする。回路基板に用いられる基板としては、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が挙げられる。なお、回路基板とは、上記のような基板の片面又は両面にパターン加工された導体層(回路)が形成されたものをいう。また導体層と絶縁層とを交互に積層して多層プリント配線板を製造するに際し、最外層の片面又は両面にパターン加工された導体層(回路)を有する多層プリント配線板もまた、回路基板に含まれる。なお導体層の表面は、黒化処理、銅エッチング等の粗化処理が予め施されていてもよい。
シート状積層材料が保護フィルムを有している場合には、該保護フィルムを除去した後、必要に応じてシート状積層材料及び回路基板をプレヒートし、シート状積層材料を加圧及び加熱しながら回路基板にラミネートする。好適な一実施形態では、真空ラミネート法により減圧下で、本発明のシート状積層材料を、回路基板にラミネートする。ラミネートの条件は、特に限定されるものではないが、例えば、圧着温度(ラミネート温度)を好ましくは70〜140℃、圧着圧力(ラミネート圧力)を好ましくは1〜11kgf/cm(0.098MPa〜1.078MPa)とし、圧着時間(ラミネート時間)を好ましくは5〜180秒間とし、空気圧20mmHg(26.7hPa)以下の減圧下でラミネートするのが好ましい。また、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。真空ラミネートは、市販の真空ラミネーターを使用して行うことができる。市販の真空ラミネーターとしては、例えば、ニチゴー・モートン(株)製バキュームアップリケーター、ニチゴー・モートン(株)製ビルドアップラミネーター、(株)名機製作所製真空加圧式ラミネーター、(株)日立インダストリイズ製ロール式ドライコータ、日立エーアイーシー(株)製真空ラミネーター等を挙げることができる。
ラミネートの後に、常圧下(大気圧下)、例えば、シート状積層材料を熱プレスすることにより、ラミネートされたシート状積層材料の平滑化処理を行うことが好ましい。平滑化処理の条件は、上記ラミネートの加熱圧着条件と同様の条件とすることができる。平滑化処理は、市販のラミネーターによって行うことができる。なお、ラミネート処理と平滑化処理は、上記の市販の真空ラミネーターを用いて連続的に行ってもよい。
シート状積層材料を回路基板にラミネートした後、室温付近に冷却してから、支持体を剥離する場合は剥離し、樹脂組成物を熱硬化して絶縁層を形成する。これにより、回路基板上に絶縁層を形成することができる。熱硬化の条件は、樹脂組成物中の樹脂成分の種類、含有量などに応じて適宜選択すればよいが、好ましくは150℃〜220℃で20〜180分間、より好ましくは160℃〜210℃で30〜120分間の範囲で選択される。ここで、熱硬化温度は、必ずしも上記温度範囲のうち所定の温度に固定されている必要はなく、最終的に適切な絶縁層が形成される限り経時的に変化させてもよく、異なる硬化温度で複数段階に分けて硬化してもよい。絶縁層を形成した後、硬化前に支持体を剥離しなかった場合は、必要によりここで剥離してよい。
また、シート状積層材料を、真空プレス機を用いて回路基板の片面又は両面に積層することもできる。減圧下、加熱及び加圧を行う積層工程は、一般の真空ホットプレス機を用いて行うことが可能である。例えば、加熱されたSUS板等の金属板を支持体層側からプレスすることにより行うことができる。プレス条件は、減圧度を通常1×10−2MPa以下、好ましくは1×10−3MPa以下の減圧下とする。加熱及び加圧は、1段階で行うこともできるが、樹脂のしみだしを制御する観点から2段階以上に条件を分けて行うのが好ましい。例えば、1段階目のプレスを、温度が70〜150℃、圧力が1〜15kgf/cmの範囲で行い、2段階目のプレスを、温度が150〜200℃、圧力が1〜40kgf/cmの範囲で行うのが好ましい。各段階の時間は30〜120分間の範囲が好ましい。このように樹脂組成物を熱硬化することにより回路基板上に絶縁層を形成することができる。市販されている真空ホットプレス機としては、例えば、MNPC−V−750−5−200((株)名機製作所製)、VH1−1603(北川精機(株)製)等が挙げられる。
次いで、回路基板上に形成された絶縁層に穴あけ加工を行ってビアホール、スルーホールを形成する。穴あけ加工は、例えば、ドリル、レーザー、プラズマ等の公知の方法により、また必要によりこれらの方法を組み合わせて行うことができる。中でも、炭酸ガスレーザー、YAGレーザー等のレーザーによる穴あけ加工が最も一般的な方法である。また、本発明のシート状積層材料を回路基板に積層し、樹脂組成物を熱硬化して絶縁層を形成し、回路基板上に形成された絶縁層に支持体上から穴あけ加工してビアホールを形成することで多層プリント配線板を製造することが好ましく、穴あけ加工後に支持体を剥離することが好ましい。このように、支持体上から穴あけ加工してビアホールを形成することにより、スミアの発生を抑制することができる。また、多層プリント配線板の薄型化に対応するため、ビアホールのトップ径(直径)は15〜70μmが好ましく、20〜65μmがより好ましく、25〜60μmが更に好ましい。
次いで、絶縁層表面の粗化処理を行う。乾式の粗化処理としてはプラズマ処理等が挙げられ、湿式の粗化処理としては膨潤液による膨潤処理、酸化剤による粗化処理及び中和液による中和処理をこの順に行う方法が挙げられる。乾式、湿式のいずれの粗化処理を採用してもよいが、湿式の粗化処理の方が、絶縁層表面に凸凹のアンカーを形成しながら、ビアホール内のスミアを除去することができる点で好ましい。膨潤液による膨潤処理は、絶縁層を50〜80℃で5〜20分間(好ましくは55〜70℃で8〜15分間)、膨潤液に浸漬させることで行われる。膨潤液としては、例えば、アルカリ溶液、界面活性剤溶液等が挙げられ、好ましくはアルカリ溶液である。該アルカリ溶液としては、例えば、水酸化ナトリウム溶液、水酸化カリウム溶液等が挙げられる。市販されている膨潤液としては、例えば、アトテックジャパン(株)製のスウェリング・ディップ・セキュリガンスP(Swelling Dip Securiganth P)、スウェリング・ディップ・セキュリガンスSBU(Swelling Dip Securiganth SBU)等を挙げることができる。酸化剤による粗化処理は、絶縁層を60〜80℃で10〜30分間(好ましくは70〜80℃で15〜25分間)、酸化剤溶液に浸漬させることで行われる。酸化剤としては、例えば、水酸化ナトリウムの水溶液に過マンガン酸カリウムや過マンガン酸ナトリウムを溶解したアルカリ性過マンガン酸溶液、重クロム酸塩、オゾン、過酸化水素/硫酸、硝酸等を挙げることができる。また、アルカリ性過マンガン酸溶液における過マンガン酸塩の濃度は5〜10重量%が好ましい。市販されている酸化剤としては、例えば、アトテックジャパン(株)製のコンセントレート・コンパクト CP、ドージングソリューション セキュリガンスP等のアルカリ性過マンガン酸溶液が挙げられる。中和液による中和処理は、絶縁層を30〜50℃で3〜10分間(好ましくは35〜45℃で3〜8分間)、中和液に浸漬させることで行われる。中和液としては、酸性の水溶液が好ましく、市販品としては、アトテックジャパン(株)製のリダクションソリューシン・セキュリガントPが挙げられる。
次いで、乾式メッキ又は湿式メッキにより絶縁層上に導体層を形成する。乾式メッキとしては、蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の公知の方法を使用することができる。湿式メッキとしては、無電解メッキと電解メッキとを組み合わせて導体層を形成する方法、導体層とは逆パターンのメッキレジストを形成し、無電解メッキのみで導体層を形成する方法、等が挙げられる。回路パターン形成の方法として、例えば、当業者に公知のサブトラクティブ法、セミアディティブ法などを用いることができる。そして、上述の一連の工程を複数回繰り返すことで、ビルドアップ層を多段に積層した多層プリント配線板を製造することができる。本発明においては、スミアの発生が抑制されるため、層間の導通信頼性を確保することができる。そのため、本発明のシート状積層材料は多層プリント配線板のビルドアップ層を形成するために好適に使用することができる。こうして製造された多層プリント配線板は、本発明の樹脂組成物の硬化物により形性された絶縁層を含む。
<半導体装置>
本発明の多層プリント配線板を用いることで半導体装置を製造することができる。本発明の多層プリント配線板の導通箇所に、半導体チップを実装することにより半導体装置を製造することができる。「導通箇所」とは、「多層プリント配線板における電気信号を伝える箇所」であって、その場所は表面であっても、埋め込まれた箇所であってもいずれでも構わない。また、半導体チップは半導体を材料とする電気回路素子であれば特に限定されない。本発明の半導体装置は、本発明の多層プリント配線板を含み、詳細には、本発明の多層プリント配線板と、該多層プリント配線板の導通箇所に実装された半導体チップとを含む。
本発明の半導体装置を製造する際の半導体チップの実装方法は、半導体チップが有効に機能しさえすれば、特に限定されないが、具体的には、ワイヤボンディング実装方法、フリップチップ実装方法、バンプなしビルドアップ層(BBUL)による実装方法、異方性導電フィルム(ACF)による実装方法、非導電性フィルム(NCF)による実装方法、などが挙げられる。
以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下の記載において、別途明示のない限り、「部」及び「%」は「質量部」及び「質量%」をそれぞれ意味する。
<測定・評価方法>
まず、本明細書での物性評価における測定・評価方法について説明する。
〔測定・評価用基板の調製〕
(1)回路基板の下地処理
回路を形成したガラス布基材エポキシ樹脂両面銅張積層板(銅箔の厚さ18μm、基板の厚さ0.3mm、パナソニック(株)製「R1515A」)の両面をマイクロエッチング剤(メック(株)製「CZ8100」)にて1μmエッチングして銅表面の粗化処理を行った。
(2)接着フィルムのラミネート
実施例及び比較例で作製した接着フィルムから保護フィルムを剥離した。樹脂組成物層の露出した接着フィルムを、バッチ式真空加圧ラミネーター((株)ニチゴー・モートン製2ステージビルドアップラミネーター「CVP700」)を用いて、樹脂組成物層が回路基板と接合するように、回路基板の両面にラミネートした。ラミネートは、30秒間減圧して気圧を13hPa以下とした後、110℃、圧力0.74MPaにて30秒間圧着させることにより実施した。次いで、ラミネートされた接着フィルムを、大気圧下、110℃、圧力0.5MPaにて60秒間熱プレスして平滑化した。
(3)樹脂組成物層の硬化
ラミネートされた接着フィルムを100℃にて30分間、次いで180℃にて30分間の硬化条件で樹脂組成物層を硬化して、絶縁層を形成した。
(4)ビアホールの形成
COレーザー加工機(日立ビアメカニクス(株)製「LC−2E21B/1C」)を使用し、マスク径1.60mm、フォーカスオフセット値0.050、パルス幅25μs、パワー0.66W、アパーチャー13、ショット数2、バーストモードの条件で絶縁層を穴あけして、ビアホールを形成した。絶縁層表面におけるビアホールのトップ径(直径)は50μmであった。ビアホールの形性後、PETフィルムを剥離した。
(5)粗化処理
絶縁層を形成した回路基板を、膨潤液(アトテックジャパン(株)製「スエリングディップ・セキュリガントP」、ジエチレングリコールモノブチルエーテル及び水酸化ナトリウムを含有する水溶液)に60℃で10分間、粗化液(アトテックジャパン(株)製「コンセントレート・コンパクトCP」、KMnO:60g/L、NaOH:40g/Lの水溶液)に80℃で20分間、最後に中和液(アトテックジャパン(株)製「リダクションソリューション・セキュリガントP」、硫酸水溶液)に40℃で5分間浸漬した後、80℃で30分間乾燥した。得られた基板を評価基板Aとした。
(6)セミアディティブ工法による導体層の形成
下記の手順に従って、絶縁層表面に所望の回路パターンを有する導体層を形成した。
評価基板Aを、PdClを含む無電解メッキ液に40℃で5分間、次いで無電解銅メッキ液に25℃で20分間浸漬した。得られた基板を150℃にて30分間加熱してアニール処理を行った後、エッチングレジストを形成した。エッチングレジストをエッチングによりパターン形成した後、硫酸銅電解メッキを行い、厚さ30μmの導体層を形成した。導体層の形成された基板を190℃にて60分間加熱してアニール処理を行った。得られた基板を評価基板Bとした。
〔算術平均粗さ(Ra)及び二乗平均平方根粗さ(Rq)の測定〕
評価基板Aについて、非接触型表面粗さ計(ビーコインスツルメンツ社製「WYKO NT3300」)を用いて、VSIコンタクトモード、50倍レンズにより測定範囲を121μm×92μmとして得られる数値によりRa値及びRq値を求めた。それぞれ無作為に選んだ10点の平均値を求めることにより測定値とした。
〔メッキ導体層の引き剥がし強さ(ピール強度)の測定〕
評価基板Bの導体層に、幅10mm、長さ100mmの部分の切込みをいれ、この一端を剥がしてつかみ具(株式会社ティー・エス・イー、オートコム型試験機「AC−50C−SL」)で掴み、室温中にて、50mm/分の速度で垂直方向に35mmを引き剥がした時の荷重(kgf/cm)を測定した。評価基準を以下に示す。
評価基準:
○:ピール強度が0.45kgf/cmを超える
△:ピール強度が0.4kgf/cm以上0.45kgf/cm以下
×:ピール強度が0.4kgf/cm未満
〔ビアホール底部のスミアの評価〕
ビアホール底部の周囲を走査電子顕微鏡(SEM)にて観察し、得られた画像からビアホール底部の壁面からの最大スミア長を測定した。評価基準を以下に示す。
評価基準:
○:最大スミア長が3μm未満
×:最大スミア長が3μm以上
〔線熱膨張係数の測定〕
実施例及び比較例で作製した接着フィルムを200℃で90分間加熱して樹脂組成物層を熱硬化させた後、PETフィルムを剥離してシート状の硬化物を得た。その硬化物を、幅5mm、長さ15mmの試験片に切断し、熱機械分析装置((株)リガク製「Thermo Plus TMA8310」)を用いて、引張加重法で熱機械分析を行った。試験片を前記装置に装着し、荷重1g、昇温速度5℃/分の測定条件にて連続して2回測定した。2回目の測定における25℃から150℃までの平均線熱膨張係数(ppm)を算出した。評価基準を以下に示す。
評価基準:
○:平均線熱膨張係数が25ppm以下
×:平均線熱膨張係数が25ppmより大きい
〔誘電正接の測定〕
実施例及び比較例で作製した接着フィルムを200℃で90分間加熱して樹脂組成物層を熱硬化させた後、PETフィルムを剥離してシート状の硬化物を得た。その硬化物を、幅2mm、長さ80mmの試験片に切断し、空洞共振器摂動法誘電率測定装置(関東応用電子開発(株)製「CP521」)及びネットワークアナライザー(アジレントテクノロジー(株)製「E8362B」)を用いて、空洞共振法で測定周波数5.8GHzにて誘電正接(tanδ)を測定した。2つの試験片について測定を行い、平均値を算出した。
〔調製例1〕(樹脂ワニス1の調製)
ビスフェノール型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学(株)製「ZX1059」、エポキシ当量約169、ビスフェノールA型とビスフェノールF型の1:1混合品)5部、ビキシレノール型エポキシ樹脂(三菱化学(株)製「YX4000HK」、エポキシ当量約185)10部、ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬(株)製「NC3000L」、エポキシ当量269)5部、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂(DIC(株)製「HP−7200HH」、エポキシ当量280)5部、及びフェノキシ樹脂(三菱化学(株)製「YL7553BH30」、固形分30質量%のシクロヘキサノン:メチルエチルケトン(MEK)の1:1溶液)8部を、ソルベントナフサ30部に撹拌しながら加熱溶解させた。室温にまで冷却した後、そこへ、活性エステル化合物(DIC(株)製「HPC8000−65T」、活性基当量約223の不揮発成分65質量%のトルエン溶液)35部、アルキル化メラミン樹脂((株)三和ケミカル製「ニカラックMX−750LM」、不揮発成分82質量%、メチル化メラミン樹脂、単量体含有量35〜45%)5部、硬化促進剤(4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)、固形分5質量%のMEK溶液)2部、硬化促進剤(1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール(1B2PZ)、固形分10質量%のMEK溶液)1部、難燃剤(三光(株)製「HCA−HQ」、10−(2,5−ジヒドロキシフェニル)−10−ヒドロ−9−オキサ−10−フォスファフェナンスレン−10−オキサイド、平均粒径2μm)2部、アミノシラン系カップリング剤(信越化学工業(株)製「KBM573」)で表面処理された球形シリカ((株)アドマテックス製「SOC1」、平均粒径0.24μm、単位表面積当たりのカーボン量0.36mg/m)125部を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散して、樹脂ワニス1を作製した。
〔調製例2〕(樹脂ワニス2の調製)
アルキル化メラミン樹脂((株)三和ケミカル製「ニカラックMX−750LM」、不揮発成分82質量%)5部に代えて、アルキル化メラミン樹脂(DIC(株)製「スーパーベッカミンELM−752」、重量平均分子量約1500、不揮発成分60質量%、イソブチル化メラミン樹脂)3部を使用した以外は、調製例1と同様にして樹脂ワニス2を調製した。
〔調製例3〕(樹脂ワニス3の調製)
アルキル化メラミン樹脂((株)三和ケミカル製「ニカラックMX−750LM」、不揮発成分82質量%)5部に代えて、アルコキシアルキル化フェノール樹脂(4−(1,1−ジメチルエチル)−2,6−ビス(メトキシメチル)−フェノール、固形分65質量%のメチルイソブチルケトン溶液、下記式で表される構造を有するアルコキシメチル化フェノール樹脂)10部を使用した以外は、調製例1と同様にして樹脂ワニス3を調製した。
Figure 0006237155
〔調製例4〕(樹脂ワニス4の調製)
アルキル化メラミン樹脂((株)三和ケミカル製「ニカラックMX−750LM」、不揮発成分82質量%)5部を添加しなかった以外は、調製例1と同様にして樹脂ワニス4を調製した。
〔調製例5〕(樹脂ワニス5の調製)
アルキル化メラミン樹脂((株)三和ケミカル製「ニカラックMX−750LM」、不揮発成分82質量%)5部に代えて、アルキル化ベンゾグアナミン樹脂(DIC(株)製「スーパーベッカミンE−1128」、不揮発成分60質量%、イソブチル化ベンゾグアナミン樹脂)3部を使用した以外は、調製例1と同様にして樹脂ワニス5を調製した。
<実施例1>(接着フィルム1の作製)
支持体としてアルキド樹脂系離型層付きPETフィルム(リンテック(株)製「AL5」、厚さ38μm)を用意した。該支持体の離型層上に、乾燥後の樹脂組成物層の厚さが25μmとなるように樹脂ワニス1を均一に塗布し、80〜120℃(平均100℃)で4分間乾燥させた。次いで、樹脂組成物層上に保護フィルム(王子特殊紙(株)製「アルファンMA−411」、厚さ15μm、ポリプロピレンフィルム)の平滑面側を貼り合わせ、保護フィルム/樹脂組成物層/支持体の層構成を有する接着フィルム1を作製した。
<実施例2>(接着フィルム2の作製)
樹脂ワニス2を使用して、実施例1と同様にして接着フィルム2を作製した。
<実施例3>(接着フィルム3の作製)
樹脂ワニス3を使用して、実施例1と同様にして接着フィルム3を作製した。
<比較例1>(接着フィルム4の作製)
樹脂ワニス4を使用して、実施例1と同様にして接着フィルム4を作製した。
<比較例2>(接着フィルム5の作製)
樹脂ワニス5を使用して、実施例1と同様にして接着フィルム5を作製した。
評価結果を表1に示す。
Figure 0006237155
表1から明らかなように、実施例1〜3の樹脂組成物は、低誘電正接の硬化物をもたらすことができ、ビアホール内のスミアを抑制する特性において優れることが確認される。実施例1〜3の樹脂組成物はまた、線熱膨張係数の低い硬化物をもたらすことも確認される。一方、比較例1及び2の樹脂組成物は、低誘電正接の硬化物をもたらすことはできるものの、ビアホール内にスミアが残ってしまう結果となった。比較例2の樹脂組成物に至っては、硬化物の線熱膨張係数が悪化する結果となった。
誘電正接の低い硬化物をもたらすことができ、かつ硬化物を穴あけ加工して粗化処理した後のビアホール内のスミアを抑制することができる樹脂組成物を提供できる。また、斯かる樹脂組成物を用いて、シート状積層材料、多層プリント配線板、半導体装置を提供できるようになった。更にこれらを搭載したコンピューター、携帯電話、デジタルカメラ、テレビ等の電気製品や、自動二輪車、自動車、電車、船舶、航空機等の乗物も提供できるようになった。

Claims (14)

  1. (A)エポキシ樹脂と、(B)活性エステル化合物と、(C)アルコキシアルキル化メラミン樹脂及びアルコキシアルキル化フェノール樹脂からなる群から選択される1種以上の樹脂とを含有する樹脂組成物。
  2. 樹脂組成物中の(A)成分と(B)成分の合計量を100質量%とした場合、(C)成分の含有量が0.1〜30質量%である、請求項1に記載の樹脂組成物。
  3. 樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、(B)成分の含有量が1〜30質量%である、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
  4. アルコキシアルキル化メラミン樹脂が、下記式(1)で表される構造単位を含むメラミン樹脂である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
    Figure 0006237155
    〔式中、
    、X、X、X、X及びXは、それぞれ独立して、水素原子、式:−CHOHで表される基、式:−CH−O−Rで表される基、又は式−CH−*で表される基を表し、ここでRはアルキル基、*は結合手である。但し、X、X、X、X、X及びXの少なくとも1つは、式:−CH−O−Rで表される基である。〕
  5. アルコキシアルキル化フェノール樹脂が、下記式(2)で表される構造単位を含むフェノール樹脂である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
    Figure 0006237155
    〔式中、
    Yは、水素原子又は式:−R−*で表される基を表し、ここでRはアルキレン基又は単結合、*は結合手であり、
    は、式:−CH(R)−O−Rで表される基を表し、ここでRは水素原子、アルキル基、フェニル基又はヒドロキシフェニル基、Rはアルキル基であり、
    は、式:−R−*で表される基又は式:−R(−*)で表される基を表し、ここでRはアルキレン基又は単結合、Rはアルカントリイル基、*は結合手であり、
    は、置換基を有していてもよいアルキル基を表し、
    l、m及びnは、2≦l+m+n≦5かつ1≦lを満たす整数である。〕
  6. さらに(D)無機充填材を含有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  7. (D)無機充填材の平均粒径が0.01〜5μmである、請求項6に記載の樹脂組成物。
  8. 樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、(D)成分の含有量が50〜85質量%である、請求項6又は7に記載の樹脂組成物。
  9. 多層プリント配線板の絶縁層用樹脂組成物である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  10. 多層プリント配線板のビルドアップ層用樹脂組成物である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  11. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の樹脂組成物を含有するシート状積層材料。
  12. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の樹脂組成物の硬化物により形成された絶縁層を含む多層プリント配線板。
  13. 請求項12に記載の多層プリント配線板を含む半導体装置。
  14. 請求項11に記載のシート状積層材料を回路基板に積層し、樹脂組成物を熱硬化して絶縁層を形成し、回路基板上に形成された絶縁層に穴あけ加工してビアホールを形成する多層プリント配線板の製造方法。
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