JP6429342B2 - 熱硬化性樹脂及びその組成物、用途 - Google Patents

熱硬化性樹脂及びその組成物、用途 Download PDF

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本発明は、熱硬化性樹脂及びその組成物、用途に関するものであり、該組成物は、少なくとも（ａ）２つの不飽和基を含む化合物、（ｂ）難燃剤、（ｃ）熱硬化性樹脂を含み、ビルドアップ層板（built-up plate）、銅箔用の接着剤、半導体パッケージ材、可撓性基板、コーティングフィルム、接合シート、封止剤、ボンディングシート（bonding sheet）、リジッドフレキシブル基板、ソルダーレジストインキ、高周波フレキシブル基板（high-frequency flexible substrate）、高周波基板、プリプレグシート、ICキャリアボード、車搭載用ボード等の製造に用いられる。
通信エレクトロニクステクノロジーの進歩に伴い、大型コンピュータ、モバイル通信、基地局、サーバ、ルータ、スマートカーの高度道路交通システム（ＩＴＳ）の信号伝達は、高周波化、高速化の方向に向けて発展しており、そのうち低誘電率樹脂材料が高速伝達技術中のカギとなる材料であり、低誘電率（Ｄｋ）は信号伝達の速度に影響し、低誘電損失（Ｄｆ）は信号伝達の品質に影響する。モバイル通信装置の趨勢は高速化及び小型軽量化に向かっており、高密度基板が従来の基板にとって代わり、基板は薄型化、多層化、高密度化に向かい、半導体は埋め込み化（embedded）に向かい、基板材料と封止材料に対して更に高いガラス転移温度、低い誘電性等の特性が必要とされ、同時に更なる接着性、弾性率等の特性も必要とされており、そのうち弾性率及び膨張係数は半導体封止基板の反り性、弾性率に影響し、基板の強靭性及び孔の信頼性に直接影響する。
特許文献CN１０２９９３４９１Ａは、熱硬化性樹脂組成物を開示しており、ブタジエンポリマー（butadiene polymer）によりフェノール基ポリフェニレンエーテル（Phenolic polyphenylene ether）の金属接着強度を改善しており、そのＤｆは０．００３以上、Ｄｋは３．２以上である。
特許文献ＴＷ２０１５４６１８１は、（Ａ）ポリイミド樹脂、（Ｂ）マレイミドオリゴマー（maleimide oligomer）、（Ｃ）熱硬化性樹脂、（Ｄ）難燃剤を含む樹脂組成物を開示しており、そのＤｆは０．００７以上、Ｄｋは２．９以上である。
公知技術の既知の樹脂材料においては、ビニル基ポリフェニレンエーテル（ＴＷＩ２５０９９５）のみが比較的理想とする誘電特性を有し（Ｄｋ約２．６、Ｄｆ約０．００３）、ガラス転移温度は約１８０℃に達するが、ビニル基ポリフェニレンエーテルは低誘電特性を保持した状態で、同時にガラス転移温度、弾性率を高めるには技術上における困難があり、或いはビニル基ポリフェニレンエーテルの強靭性、耐屈曲性及びポリイミドフィルム、銅箔の接着性に対してなおも大きな改善の余地を有している。
本発明が解決しようとする課題の一つめは、先行技術に存在する課題であり、ポリフェニレンエーテル（polyphenylene ether）及びポリテトラフルオロエチレン（polytetrafluoroethylene）は、低誘電損失Ｄｆ（１ＧＨｚ）０．００４以下の産業要求を達成することができるが、ポリフェニレンエーテルそのものが非常にもろく、耐屈曲性及び接着強度も良好なものではなく、ポリテトラフルオロエチレンは加工がし難いので、両者ともにフレキシブル基板に用いるにはその特性が不十分であり、産業界が期待し求める要求を満たすことができない。本発明が解決しようとする課題の二つめは、先行技術に存在する課題であり、高周波基板に広く用いられるポリフェニレンエーテル樹脂及び組成物の硬化物は、低い誘電損失（Ｄｆ）及び低い誘電率（Ｄｋ）を有しているが、そのガラス転移温度は１８０℃以下であり、基板が極薄型化、多層化、高密度化に向かい、半導体が内蔵化に向かう技術の趨勢において、放熱が容易ではないとの課題を解決するためにガラス転移温度を高めることが必須であり、極薄型化に対応するのと同時に引き裂き強度及び曲げ弾性率を高める必要があり、それではじめて次世代の高周波基板及び半導体パッケージ材料の要求に符合することができる。
本発明の課題解決の技術手段は、ジアミン化合物（diamine）とビスマレイミド（bismaleimide）を反応して得られる熱硬化性樹脂を提供するものであり、その特徴は分子中に少なくとも１つの下記式（１）で表される化学構造残基を含む：
そのうち、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は同じもしくは異なり、かつ水素、メチル、エチル、プロピルを表す。ジアミン化合物はＨ２Ｎ−Ａ−ＮＨ２である。
Ａは、
炭素数１６から４４の脂肪族側鎖を有する二価の炭化水素からなる群から選択される一種又は多種である。
Ｘは、
炭素数２４から４８の脂肪族側鎖を有する二価の炭化水素からなる群から選択される一種又は多種である。
Ｂは、
からなる群から選択される一種又は多種である。
Ｙは、
炭素数１６から４４の脂肪族側鎖を有する二価の炭化水素からなる群から選択される一種又は多種である。
Ｚは、
炭素数１６から４４の脂肪族側鎖を有する二価の炭化水素からなる群から選択される一種又は多種である。
ｎは、１〜１０００から選択される整数である。ｍは１〜１０００から選択される整数である。ｐは、０〜１０００から選択される整数である。ｑは、１〜１０００から選択される整数である。
本発明は、熱硬化性樹脂組成物を提供するものであり、該組成物は少なくとも次を含む、
一分子中に少なくとも２つのＮ-置換マレイミド基を有するマレイミド化合物からなる群から選択される一種又は多種を含む、２つの不飽和基を含む化合物、
を含む難燃剤、
（ｃ）ジアミン化合物とビスマレイミドを反応して得られる熱硬化性樹脂、前記熱硬化性樹脂の特徴は分子中に少なくとも１つの下記式（１）で表される化学構造残基を含む：
そのうち、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は同じもしくは異なり、かつ水素、メチル、エチル、プロピルを表す。ジアミン化合物はＨ２Ｎ−Ａ−ＮＨ２である。
Ａは、
炭素数１６から４４の脂肪族側鎖を有する二価の炭化水素からなる群から選択される一種又は多種である。
Ｘは、
炭素数２４から４８の脂肪族側鎖を有する二価の炭化水素からなる群から選択される一種又は多種である。
Ｂは、
からなる群から選択される一種又は多種である。
Ｙは、
炭素数１６から４４の脂肪族側鎖を有する二価の炭化水素からなる群から選択される一種又は多種である。
Ｚは、
炭素数１６から４４の脂肪族側鎖を有する二価の炭化水素からなる群から選択される一種又は多種である。
ｎは、１〜１０００から選択される整数である。ｍは１〜１０００から選択される整数である。ｐは、０〜１０００から選択される整数である。ｑは、１〜１０００から選択される整数である。
本発明は熱硬化性樹脂の用途を提供するものであり、それはビルドアップ層板、銅箔用の接着剤、半導体パッケージ材、可撓性基板、コーティングフィルム、接合シート、封止剤、ボンディングシート、リジッドフレキシブル基板、ソルダーレジストインキ、高周波フレキシブル基板等の製造用いられる。
本発明は熱硬化性樹脂組成物の用途を提供するものであり、それは積層板、高周波基板、ビルドアップ層板、銅箔用接着剤、プリプレグシート、半導体封止剤、ICキャリアボード、車搭載用ボード等の製造に用いられる。
先行技術に対する効果として、一つにはビニル基ポリフェニレンエーテル及びポリテトラフルオロエチレンは、低誘電損失Ｄｆ（１ＧＨｚ）０．００３以下の産業要求を達成することができるが、ポリフェニレンエーテルそのものが非常にもろく、耐屈曲性及び接着強度も良好なものではなく、ポリテトラフルオロエチレンは加工がし難いので、両者ともにフレキシブル基板に用いるにはその特性が不十分であり、産業界が期待し求める要求を満たすことができない。本発明は、低い誘電特性と高い接着性、耐屈曲性等の特性を同時に具え、次世代の高周波フレキシブル基板等の要求に符合することができる熱硬化性樹脂を提供する。先行技術に対する効果の二つめには、高周波基板に広く用いられるポリフェニレンエーテル樹脂及び組成物の硬化物は、低い誘電損失（Ｄｆ）及び低い誘電率（Ｄｋ）を有しているが、そのガラス転移温度は１８０℃以下であり、本発明は難燃性、低い誘電損失（Ｄｆ）、低い誘電率（Ｄｋ）、更に高いガラス転移、引き裂き強度及び曲げ弾性率を具え、次世代の高周波基板及び半導体パッケージ材料等の要求及び産業界が切望する期待に符合することができる組成物及びその硬化物を提供する。
本発明が提供する熱硬化性樹脂を提供は、ジアミン化合物とビスマレイミドを反応して得られ、その特徴は分子中に少なくとも１つの下記式（１）で表される化学構造残基を含む：
そのうち、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は同じもしくは異なり、かつ水素、メチル、エチル、プロピルを表す。ジアミン化合物はＨ２Ｎ−Ａ−ＮＨ２である。
Ａは、
炭素数１６から４４の脂肪族側鎖を有する二価の炭化水素からなる群から選択される一種又は多種である。
Ｘは、
炭素数２４から４８の脂肪族側鎖を有する二価の炭化水素からなる群から選択される一種又は多種である。
Ｂは、
からなる群から選択される一種又は多種である。
Ｙは、
炭素数１６から４４の脂肪族側鎖を有する二価の炭化水素からなる群から選択される一種又は多種である。
Ｚは、
炭素数１６から４４の脂肪族側鎖を有する二価の炭化水素からなる群から選択される一種又は多種である。
ｎは、１〜１０００から選択される整数である。ｍは１〜１０００から選択される整数である。ｐは、０〜１０００から選択される整数である。ｑは、１〜１０００から選択される整数である。
本発明が提供する熱硬化性樹脂は、ジアミン化合物とビスマレイミドを５０℃〜１８０℃でマイケル（Michael）付加反応（反応一）を行い、線形構造を生成し、同時に少数のマレイミド基の二重結合が二級アミンと付加を行う副反応（反応二）する可能性もあり、１８０℃〜２３０℃で硬化したときマレイミド基の二重結合は開かれ、マレイミド基のラジカルは単独重合反応（homopolymerization）（反応三）し、及びマレイミド基の二重結合は二級アミンと付加反応（反応二）し、網状架橋の硬化物を形成し、その反応は以下に示す通りである。
本発明が提供する熱硬化性樹脂は、そのビスマレイミドの溶媒における溶解度は高くなく、ジアミン化合物との相溶性（compatibility）も良好なものではなく、直接混合した後、硬化使用することはできないが、予備重合反応を経ることにより、それをメチルエチルケトン、トルエン等の溶媒中に溶解でき簡便に使用することができ、その硬化物中のビスマレイミドは剛直鎖（rigid chain）で高いガラス転移温度、低膨張率という特性を提供することができ、ジアミン化合物は屈曲性鎖セグメント(soft segment)及び半屈曲性鎖セグメントを含み、比率により鎖セグメント構造を調整することにより、適切な弾性率、誘電率等の特性を提供することができ、その硬化物は網状架橋構造を有しており、膨張率を低減することができ、前記ジアミン化合物とビスマレイミドの共重合の分子構造は、細線化のFCCSP及びPoPの封止材料に非常に適合しており、またチップを薄型化した後の接着強度の低下の恐れも解決することができ、高周波基板のプリプレグ材料、塗布材料、フィルム材料等に用いることができる。
本発明が提供する熱硬化性樹脂は、ジアミン化合物とビスマレイミドを反応して得られるものであり、そのビスマレイミドは、ビス（マレイミドフェニル）エーテル（bis(maleimide phenyl)ether）、ビス（マレイミドフェニル）メタン、ビス（マレイミドフェニル）スルホン、ビス（マレイミドフェニル）フルオレン、ビス(３-エチル-５-メチル-４-マレイミドフェニル)メタン、ビス(３-メチル-５-メチル-４-マレイミドフェニル)メタン、ビス(３-エチル-５-エチル-４-マレイミドフェニル)メタン、ｍ-フェニレンビスマレイミド(m-phenylene bismaleimide)、ビス（マレイミド）ｐ-フェニレン(p-phenylene bismaleimide)、ビス（マレイミド）o-フェニレン、ビス（マレイミド）トルエン(toluene bismaleimide)、ビス（マレイミド）ビフェニル、ビス（マレイミド）メタン、ビス（マレイミド）エタン、ビス（マレイミド）ブタン、ビス（マレイミド）ヘキサン、ビス（マレイミド）ヘプタン、ビス（マレイミド）オクタン、ビス（マレイミド）デカン、ビス（マレイミド）ドデカン、からなる群から選択される１つ又は多種等を含む。
本発明が提供する熱硬化性樹脂は、ジアミン化合物とビスマレイミドを反応させて得られるものであり、前記ジアミンは、末端アミノ基ポリイミド（terminal amino polyimide）、アゾメチン（Azomethine）基含有ジアミン、炭素数１６から４４の脂肪族側鎖を有する二価の炭化水素ジアミン、炭素数１６から４４の脂肪族ジアミン、炭素数１６から４４の脂環式含有ジアミンを含み、そのうち、炭素数１６から４４の脂肪族側鎖を有する二価の炭化水素ジアミンは、不飽和脂肪酸を含む二量体が還元的アミノ化された後に得られるものであり、不飽和脂肪酸含有の炭素数は一般的に炭素数８から２２であるので、不飽和脂肪酸含有の二量体を還元アミノ化した後炭素数１６から４４のアミン二量体を得ることができ、そのうち炭素数３６アミン二量体は以下の既知の構造を含む、
本発明が提供する熱硬化性樹脂は、ジアミン化合物とビスマレイミドを反応させて得られるものであり、ジアミンにおけるアゾメチン（Azomethine）基含有ジアミンは、テレフタルアルデヒド（terephthalaldehyde）と炭素数１６から４４の脂肪族側鎖を有する二価の炭化水素ジアミン付加物、テレフタルアルデヒドとビス（アミノシクロヘキシル）メタン付加物、テレフタルアルデヒドと４，４’-メチレンビス(２，６-ジヘキシルシクロヘキシルアミン)付加物、テレフタルアルデヒドと４，４’-メチレンビス(２，６-ジアミルシクロヘキシルアミン)付加物、テレフタルアルデヒドと４，４’-メチレンビス(２，６-ジブチルシクロヘキシルアミン)付加物、テレフタルアルデヒドと４，４’-メチレンビス(２，６-ジイソプロピルシクロヘキシルアミン)付加物、テレフタルアルデヒドと４，４’-メチレンビス(２，６-ジエチルシクロヘキシルアミン)付加物、テレフタルアルデヒドと４，４’-メチレンビス(２，６-ジメチルシクロヘキシルアミン)付加物、テレフタルアルデヒドと４，４’-メチレンビス(２-メチル６-エチルシクロヘキシルアミン)付加物、テレフタルアルデヒドと４，４’-メチレンビス(２-メチル６-イソプロピルシクロヘキシルアミン)付加物、テレフタルアルデヒドと４，４’-メチレンビス(２-メチル６-ブチルシクロヘキシルアミン)付加物、テレフタルアルデヒドとジ（アミノベンゼン）メタン付加物、テレフタルアルデヒドと４，４’-メチレンビス(２，６-ジヘキシルアニリン)(4,4’-methylenebis(2,6-dimethylaniline))付加物、テレフタルアルデヒドと４，４’-メチレンビス(２，６-ジアミルアニリン)付加物、テレフタルアルデヒドと４，４’-メチレンビス(２，６-ジブチルアニリン)付加物、テレフタルアルデヒドと４，４’-メチレンビス(２，６-ジイソプロピルアニリン)付加物、テレフタルアルデヒドと４，４’-メチレンビス(２，６-ジエチルアニリン)付加物、テレフタルアルデヒドと４，４’-メチレンビス(２，６-ジメチルアニリン)付加物、テレフタルアルデヒドと４，４’-メチレンビス(２-メチル６-エチルアニリン)付加物、テレフタルアルデヒドと４，４’-メチレンビス(２-メチル６-イソプロピルアニリン)付加物、テレフタルアルデヒドと４，４’-メチレンビス(２-メチル６-ブチルアニリン)付加物、テレフタルアルデヒドと
アゾメチン（Azomethine）基含有ジアミン、からなる群から選択される１つまたは多種を含む。
本発明が提供する熱硬化性樹脂は、そのジアミン中の末端アミノ基ポリイミドの合成に使用する二酸無水物単量体が、
からなる群から選択される１つ又は多種である。前記ジアミン中の末端アミノ基ポリイミド合成で使用されるジアミン単量体は、ビス（アミノシクロヘキシル）メタン、４，４’-メチレンビス(２，６-ジヘキシルシクロヘキシルアミン)、４，４’-メチレンビス(２，６-ジアミルシクロヘキシルアミン)、４，４’-メチレンビス(２，６-ジブチルシクロヘキシルアミン)、４，４’-メチレンビス(２，６-ジイソプロピルシクロヘキシルアミン)、４，４’-メチレンビス(２，６-ジエチルシクロヘキシルアミン)、４，４’-メチレンビス(２，６-ジメチルシクロヘキシルアミン)、４，４’-メチレンビス(２-メチル６-エチルシクロヘキシルアミン)、４，４’-メチレンビス(２-メチル６-イソプロピルシクロヘキシルアミン)、４，４’-メチレンビス(２-メチル６-ブチルシクロヘキシルアミン)、ビス（アミノベンゼン）メタン、４，４’-メチレンビス(２，６-ジヘキシルアニリン)、４，４’-メチレンビス(２，６-ジアミルアニリン)、４，４’-メチレンビス(２，６-ジブチルアニリン)、４，４’-メチレンビス(２，６-ジイソプロピルアニリン)、４，４’-メチレンビス(２，６-ジエチルアニリン)、４，４’-メチレンビス(２，６-ジメチルアニリン)、４，４’-メチレンビス(２-メチル６-エチルアニリン)、４，４’-メチレンビス(２-メチル６-イソプロピルアニリン)、４，４’-メチレンビス(２-メチル６-ブチルアニリン)、炭素数３２アミン二量体（amine dimer）、炭素数３６アミン二量体、炭素数４０アミン二量体、炭素数４４アミン二量体、炭素数４８アミン二量体、炭素数１６から４４の脂肪族側鎖を有する二価の炭化水素からなる群から選択される一種又は多種である。そのうちジアミン中の末端アミノ基ポリイミドの合成に使用するジアミン単量体と二酸無水物単量体のモル比率は１対０．９８〜０．５０である。
本発明の熱硬化性樹脂は、その合成に使用する溶媒が、ベンゼン、トルエン、キシレン（xylene）、メシチレン（mesitylene）、１，２，４-トリメチルベンゼン（1,2,4-trimethylbenzene））、シクロヘキサン、１−ブタノール、２−ブタノール、イソブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、テトラヒドロフラン、メチルイソアミルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、ジオキサン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、β−ブチロラクトン、β−バレロラクトン、β−カプロラクトン、３−メチルオクタノール（methyloctanoyl）−４−ラクトン、４−ヒドロキシル−３−ペンテン酸γ−ラクトン（4-hydroxy-3-pentenoic acid γ-lactone）、クロロホルム、ジクロロメタン、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、酢酸ブチル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、メトキシエタノール、エトキシエタノール、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等の単一或いは混合溶媒を含む。
本発明は、熱硬化性樹脂組成物を提供するものであり、該組成物は少なくとも次を含む、
一分子中に少なくとも２つのＮ-置換マレイミド基を有するマレイミド化合物からなる群から選択される一種又は多種を含む、２つの不飽和基を含む化合物、
を含む難燃剤、
（ｃ）ジアミン化合物とビスマレイミドを反応して得られる熱硬化性樹脂、前記熱硬化性樹脂の特徴は分子中に少なくとも１つの下記式（１）で表される化学構造残基を含む：
そのうち、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は同じもしくは異なり、かつ水素、メチル、エチル、プロピルを表す。ジアミン化合物はＨ２Ｎ−Ａ−ＮＨ２である。
Ａは、
炭素数１６から４４の脂肪族側鎖を有する二価の炭化水素からなる群から選択される一種又は多種である。
Ｘは、
炭素数２４から４８の脂肪族側鎖を有する二価の炭化水素からなる群から選択される一種又は多種である。
Ｂは、
からなる群から選択される一種又は多種である。
Ｙは、
炭素数１６から４４の脂肪族側鎖を有する二価の炭化水素からなる群から選択される一種又は多種である。
Ｚは、
炭素数１６から４４の脂肪族側鎖を有する二価の炭化水素からなる群から選択される一種又は多種である。
ｎは、１〜１０００から選択される整数である。ｍは１〜１０００から選択される整数である。ｐは、０〜１０００から選択される整数である。ｑは、１〜１０００から選択される整数である。
本発明は、熱硬化性樹脂組成物を提供するものであり、前記組成物の（ａ）２つの不飽和基を含む化合物は、
一分子中に少分子中になくとも２つのＮ-置換マレイミド基を有するマレイミド化合物からなる群から選択される一種又は多種を含む。
本発明は、熱硬化性樹脂組成物を提供するものであり、前記組成物の（ａ）２つの不飽和基を含む化合物は、そのうちの一分子中に少なくとも２つのＮ-置換マレイミド基を有するマレイミド化合物は、ビス（マレイミドフェニル）エーテル、ビス（マレイミドフェニル）メタン、ビス（マレイミドフェニル）スルホン、ビス（マレイミドフェニル）フルオレン、ビス(３-エチル-５-メチル-４-マレイミドフェニル)メタン、ビス(３-メチル-５-メチル-４-マレイミドフェニル)メタン、ビス(３-エチル-５-エチル-４-マレイミドフェニル)メタン、ｍ-フェニレンビスマレイミド、ビス（マレイミド）ｐ-フェニレン、ビス（マレイミド）o-フェニレン、ビス（マレイミド）トルエン、ビス（マレイミド）ビフェニル、ビス（マレイミド）メタン、ビス（マレイミド）エタン、ビス（マレイミド）ブタン、ビス（マレイミド）ヘキサン、ビス（マレイミド）ヘプタン、ビス（マレイミド）オクタン、ビス（マレイミド）デカン、ビス（マレイミド）ドデカン、フェニルメタンマレイミド、２つから５つのＮ-置換マレイミド基を有する化合物等を含む。
本発明は、熱硬化性樹脂組成物を提供するものであり、前記組成物の（ｂ）難燃剤は、
からなる群の一種又は多種を含む。
本発明が提供する熱硬化性樹脂組成物は、更に硬化促進剤を含んでもよく、それはアゾビスイソブチロニトリル、アゾビス（２−イソプロピル）ブチロニトリル、アゾビスイソヘプタンニトリル、過酸化ベンゾイル(benzoyl peroxide)、過酸化アセチルイソブチリル(acetyl isobutyryl peroxide)、過酸化ジアセチル、過酸化（２，４-ジクロルベンゾイルジクロルベンゾイル）、過酸化（２-ジメチルベジクロルベンゾイル）、過酸化デカノイル、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、過酸化ビス（３，５，５-トリメチルヘキサノイル）、過酸化シクロヘキサノン、過酸化メチルエチルケトン、ジシクロヘキシルプロピルパーオキシジカーボネート（dicyclohexyl propyl peroxy dicarbonate）、ジシクロヘキシルパーオキシジカーボネート（dicyclohexyl peroxy dicarbonate）、パーオキシジカーボネートビス（４- tert-ブチルシクロヘキシル）、パーオキシジカーボネートビス（２−エチルヘキシル）エステル（bis-(2-phenoxyethyl)peroxydicarbonate）、パーオキシジカーボネートビス（２-フェノキシエチル）エステル、パーオキシジカーボネートビスヘキサデカンエステル、過酸化安息香酸tert-ブチル（tert-butyl peroxybenzoate）、過酸化tert-ブチルフェニルアセテート（tert-butyl peroxy phenylacetate）、過酢酸、tert-ブチルパーオキシピバレート（tert-butyl peroxypivalate）、トtert-ヘキシルパーオキシピバレート（tert-hexyl peroxypivalate）、クミルペルオキシネオデカノエート、ベンゾイル-tert-ブチルペルオキシド（benzoyltert-butylperoxide）、tert-ブチルヒドロペルオキシド、ブチルペルオキシベンゾエート（butylperoxybenzoate）、クメンヒドロペルオキシド、p-メンタンヒドロペルオキシドジクミルパーオキサイド、ジ-tert-ブチルペルオキシド（di-t-butyl peroxide）、過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過酸化物-アルキル金属、酸素-アルキル金属等を含む。
本発明は、熱硬化性樹脂の用途を提供するものであり、それはビルドアップ層板、銅箔用の接着剤、半導体パッケージ材、可撓性基板、コーティングフィルム、接合シート、封止剤、ボンディングシート、リジッドフレキシブル基板、ソルダーレジストインキ、高周波フレキシブル基板等の製造に用いられる。
本発明は、熱硬化性樹脂の用途を提供するものであり、それは積層板、高周波基板、ビルドアップ層板、銅箔用接着剤、プリプレグシート、半導体パッケージ材、ICキャリアボード、車搭載用ボード等の製造に用いられる。
実施例１（熱硬化性樹脂Ｐ−１）
ダイマー脂肪アミン（dimer fatty amine）(１０７５/CRODA製/アミン価２０５)５４．７ｇ（０．１０ｍｏｌｅ）、５-(２，５-ジオキソテトラヒドロフリル)-３-メチル-３-シクロヘキセン-１，２-ジカルボン酸無水物（Ｂ−４４００/ＤＩＣ製）２５．０８ｇ（０．０９５ｍｏｌｅ）、ジメチルアセトアミド１０ｇ、ジイソブチルケトン１００ｇ、トリエチルアミン０．０１ｇを機械撹拌、冷却管、乾燥管、蒸留受け、窒素を有する４口反応管に入れ、反応温度を２０℃〜３０℃に制御し、３時間反応させ、１３０℃〜１８０℃に加熱して共沸して水分を除去し、４時間反応させて、減圧により溶媒を取り除き、そのアミン価が７．４となったら末端アミノ基ポリイミドを得て、温度を９０℃まで下げ、トルエン５０ｇ及びビス(３-エチル-５-メチル-４-マレイミドフェニル)メタン４．４２ｇ（０．０１０ｍｏｌｅ）を加え入れて、９０℃で１０時間反応させ、マイケル（Michael）付加反応を行い、GPC検出でビス(３-エチル-５-メチル-４-マレイミドフェニル)メタンの残量が０．１５％となったら、減圧して溶媒を取り除き、熱硬化性樹脂Ｐ−１を得る。
実施例２（熱硬化性樹脂Ｐ−２）
シロキサンジアミン（ＫＦ−８０１０/信越製）８６．０ｇ（０．１００ｍｏｌｅ）、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（biphenyl tetracarboxylic dianhydride）２７．９３ｇ（０．０９５ｍｏｌｅ）、ジメチルアセトアミド１０ｇ、ジイソブチルケトン１００ｇ、トリエチルアミン０．０１ｇを機械撹拌、冷却管、乾燥管、蒸留受け、窒素を有する４口反応管に入れ、反応温度を２０℃〜３０℃に制御し、２時間反応させ、その後１３０℃〜１８０℃に加熱して共沸して水分を除去し、４時間反応させて、減圧により溶媒を取り除き、そのアミン価が５．４となったら末端アミノ基ポリイミドを得て、温度を９０℃まで下げ、トルエン５０ｇ及びビス(３-エチル-５-メチル-４-マレイミドフェニル)メタン４．４２ｇ（０．０１０ｍｏｌｅ）を加え入れて、９０℃で１０時間反応させ、マイケル（Michael）付加反応を行い、GPC検出でビス(３-エチル-５-メチル-４-マレイミドフェニル)メタンの残量が０．２２％となったら、減圧して溶媒を取り除き、熱硬化性樹脂Ｐ−２を得る。
実施例３（熱硬化性樹脂Ｐ−３）
４，４’-メチレンビス(２-メチル６-エチルアニリン)１４．１ｇ（０．０５ｍｏｌｅ）、ビス（アミノシクロヘキシル）メタン１０．５ｇ（０．０５ｍｏｌｅ）、シロキサンテトラアシッド二無水物（ＤＭＳ-Ｚ２１/Gelest製）６６．５ｇ（０．０９５ｍｏｌｅ）、ジメチルアセトアミド１０ｇ、ジイソブチルケトン１００ｇ、トリエチルアミン０．０１ｇを機械撹拌、冷却管、乾燥管、蒸留受け、窒素を有する４口反応管に入れ、反応温度を２０℃〜３０℃に制御し、２時間反応させ、その後１３０℃〜１８０℃に加熱して共沸して水分を除去し、４時間反応させて、減圧により溶媒を取り除き、そのアミン価が６．５となったら末端アミノ基ポリイミドを得て、温度を９０℃まで下げ、トルエン５０ｇ及びビス(３-エチル-５-メチル-４-マレイミドフェニル)メタン４．４２ｇ（０．０１０ｍｏｌｅ）を加え入れて、９０℃で１０時間反応させ、マイケル（Michael）付加反応を行い、GPC検出でビス(３-エチル-５-メチル-４-マレイミドフェニル)メタンの残量が０．１０％となったら、減圧して溶媒を取り除き、熱硬化性樹脂Ｐ−３を得る。
実施例４（熱硬化性樹脂Ｐ−４）
テレフタルアルデヒド１３．４ｇ（０．１０ｍｏｌｅ）、ダイマー脂肪アミン(１０７５/CRODA製/アミン価２０５)１０９．４ｇ（０．２０ｍｏｌｅ）、キシレン５０ｇを機械撹拌、冷却管、乾燥管、蒸留受け、窒素を有する４口反応管に入れ、反応温度を８０℃〜９０℃に制御し、１２時間反応させ、減圧により溶媒を取り除き、アゾメチン（Azomethine）基含有ジアミンを得て、そのアミン価が９０．５となったら、
（ＰＰＨＴ/日本精化製）４３．３２ｇ（０．０９５ｍｏｌｅ）、ジメチルアセトアミド１０ｇ、ジイソブチルケトン１００ｇ、トリエチルアミン０．０１ｇを加え入れて、反応温度を２０℃〜３０℃に制御し、２時間反応させ、その後１３０℃〜１８０℃に加熱して共沸して水分を除去し、４時間反応させて、減圧により溶媒を取り除き、そのアミン価が１．８となったら末端アミノ基ポリイミドを得て、温度を９０℃まで下げ、トルエン５０ｇ及びビス(３-エチル-５-メチル-４-マレイミドフェニル)メタン４．４２ｇ（０．０１０ｍｏｌｅ）を加え入れて、９０℃で１０時間反応させ、マイケル（Michael）付加反応を行い、GPC検出でビス(３-エチル-５-メチル-４-マレイミドフェニル)メタンの残量が０．０６％となったら、減圧して溶媒を取り除き、熱硬化性樹脂Ｐ−４を得る。
実施例５（熱硬化性樹脂Ｐ−５）
テレフタルアルデヒド１３．４ｇ（０．１０ｍｏｌｅ）、シロキサンジアミン（ＫＦ−８０１０/信越製）１７２．０ｇ（０．２００ｍｏｌｅ）、キシレン５０ｇを機械撹拌、冷却管、乾燥管、蒸留受け、窒素を有する４口反応管に入れ、反応温度を８０℃〜９０℃に制御し、１２時間反応させ、減圧により溶媒を取り除き、アゾメチン（Azomethine）基含有ジアミンを得て、そのアミン価が６２．３となったら、４-(２，５-ジオキソテトラヒドロフラン-３-イル)-１，２，３，４-テトラヒドロナフタレン-１，２-ジカルボン酸無水物（ＴＤＡ-１００/新日本理化製）２８．５ｇ（０．０９５ｍｏｌｅ）、ジメチルアセトアミド１０ｇ、ジイソブチルケトン１００ｇ、トリエチルアミン０．０１ｇを加え入れて、反応温度を２０℃〜３０℃に制御し、２時間反応させ、その後１３０℃〜１８０℃に加熱して共沸して水分を除去し、４時間反応させて、減圧により溶媒を取り除き、そのアミン価が３．９となったら末端アミノ基ポリイミドを得て、温度を９０℃まで下げ、トルエン５０ｇ及びビス(３-エチル-５-メチル-４-マレイミドフェニル)メタン４．４２ｇ（０．０１０ｍｏｌｅ）を加え入れて、９０℃で１０時間反応させ、マイケル（Michael）付加反応を行い、GPC検出でビス(３-エチル-５-メチル-４-マレイミドフェニル)メタンの残量が０．０６％となったら、減圧して溶媒を取り除き、熱硬化性樹脂Ｐ−５を得る。
実施例６（熱硬化性樹脂Ｐ−６）
テレフタルアルデヒド１３．４ｇ（０．１０ｍｏｌｅ）、４，４’-メチレンビス(２-メチル６-エチルアニリン)２８．２ｇ（０．１０ｍｏｌｅ）、ビス（アミノシクロヘキシル）メタン２１．０ｇ（０．１０ｍｏｌｅ）、キシレン５０ｇを機械撹拌、冷却管、乾燥管、蒸留受け、窒素を有する４口反応管に入れ、反応温度を８０℃〜９０℃に制御し、１２時間反応させ、減圧により溶媒を取り除き、アゾメチン（Azomethine）基含有ジアミンを得て、そのアミン価が１９１となったら、シロキサンテトラアシッド二無水物（ＤＭＳ-Ｚ２１/Gelest製）６６．５ｇ（０．０９５ｍｏｌｅ）、ジメチルアセトアミド１０ｇ、ジイソブチルケトン１００ｇ、トリエチルアミン０．０１ｇを加え入れて、反応温度を２０℃〜３０℃に制御し、２時間反応させ、その後１３０℃〜１８０℃に加熱して共沸して水分を除去し、４時間反応させて、減圧により溶媒を取り除き、そのアミン価が４．７となったら末端アミノ基ポリイミドを得て、温度を９０℃まで下げ、トルエン５０ｇ及びビス(３-エチル-５-メチル-４-マレイミドフェニル)メタン４．４２ｇ（０．０１０ｍｏｌｅ）を加え入れて、９０℃で１０時間反応させ、マイケル（Michael）付加反応を行い、GPC検出でビス(３-エチル-５-メチル-４-マレイミドフェニル)メタンの残量が０．０７％となったら、減圧して溶媒を取り除き、熱硬化性樹脂Ｐ−６を得る。
実施例７（熱硬化性樹脂Ｐ−７）
テレフタルアルデヒド１３．４ｇ（０．１０ｍｏｌｅ）、ダイマー脂肪アミン(１０７５/CRODA製/アミン価２０５)１０９．４ｇ（０．２０ｍｏｌｅ）、キシレン５０ｇを機械撹拌、冷却管、乾燥管、蒸留受け、窒素を有する４口反応管に入れ、反応温度を８０℃〜９０℃に制御し、１２時間反応させ、減圧により溶媒を取り除き、アゾメチン（Azomethine）基含有ジアミンを得て、そのアミン価が９０．６となったら、ブタノン５０ｇ及びビス(３-エチル-５-メチル-４-マレイミドフェニル)メタン８８．４ｇ（０．０２０ｍｏｌｅ）を加え入れて、９０℃で１０時間反応させ、マイケル（Michael）付加反応を行い、GPC検出でビス(３-エチル-５-メチル-４-マレイミドフェニル)メタンの残量が０．８３％となったら、減圧して溶媒を取り除き、熱硬化性樹脂Ｐ−７を得る。
実施例８（熱硬化性樹脂Ｐ−８）
テレフタルアルデヒド１３．４ｇ（０．１０ｍｏｌｅ）、シロキサンジアミン（ＫＦ−８０１０/信越製）１８６．０ｇ（０．１００ｍｏｌｅ）、ビス（アミノシクロヘキシル）メタン２１．０ｇ（０．１０ｍｏｌｅ）、キシレン５０ｇを機械撹拌、冷却管、乾燥管、蒸留受け、窒素を有する４口反応管に入れ、反応温度を８０℃〜９０℃に制御し、１２時間反応させ、減圧により溶媒を取り除き、アゾメチン（Azomethine）基含有ジアミンを得て、そのアミン価が９６．１となったら、ブタノン５０ｇ及びビス(３-エチル-５-メチル-４-マレイミドフェニル)メタン８８．４ｇ（０．０２０ｍｏｌｅ）を加え入れて、９０℃で１０時間反応させ、マイケル（Michael）付加反応を行い、GPC検出でビス(３-エチル-５-メチル-４-マレイミドフェニル)メタンの残量が０．８６％となったら、減圧して溶媒を取り除き、熱硬化性樹脂Ｐ−８を得る。
実施例９（熱硬化性樹脂Ｐ−９）
ダイマー脂肪アミン(１０７５/CRODA製/アミン価２０５)５４．７ｇ（０．１０ｍｏｌｅ）にブタノン５０ｇ及びビス(３-エチル-５-メチル-４-マレイミドフェニル)メタン８８．４ｇ（０．０２０ｍｏｌｅ）を加え入れて、機械撹拌、冷却管、乾燥管、蒸留受け、窒素を有する４口反応管に入れ、反応温度を８０℃〜９０℃に制御し、９０℃で１０時間反応させ、マイケル（Michael）付加反応を行い、GPC検出でビス(３-エチル-５-メチル-４-マレイミドフェニル)メタンの残量が１．２０％となったら、減圧して溶媒を取り除き、熱硬化性樹脂Ｐ−９を得る。
実施例１０から１８
実施例１０から１８はこの順に次ぎの通りとする。熱硬化性樹脂Ｐ−１からＰ−９をそれぞれ１０重量部、トルエン１０重量部を撹拌溶解してゲル液とし、ゲル液を厚さが１２．５μｍのポリイミドフィルム上に塗布し、塗布層の乾燥厚さを２５μｍとし、前記塗布されたポリイミドフィルムを５０℃で１０分乾燥し、６０℃で３０分乾燥してコーティングフィルムを得て、コーティングフィルムを厚さ３５μｍの銅箔上に接着し、２００℃/４０Ｋｇで４０分間ホットプレスし、その接着強度を測定する。ゲル液をＰＥＴフィルム上に塗布し、５０℃で１０分乾燥し、６０℃で３０分乾燥して１５０℃で３時間ベーキングし、最後に２００℃で３時間硬化して、膜厚０．２ｍｍの硬化物を得て、そのガラス転移温度、誘電率、誘電損失、耐屈曲性、接着強度を測定し、そのデータは表１に示す通りである。
比較例１
ビニールポリフェニレンエーテル（ＯＰＥ-Ｓｔ-２２００/ＭＧＣ製）１０重量部、トルエン１０重量部を取り、撹拌溶解して、ゲル液とし、ゲル液を厚さが１２．５μｍのポリイミドフィルム上に塗布し、塗布層の乾燥厚さを２５μｍとし、前記塗布されたポリイミドフィルムを５０℃で１０分乾燥し、６０℃で３０分乾燥してコーティングフィルムを得て、コーティングフィルムを厚さ３５μｍの銅箔上に接着し、２００℃、４０Ｋｇで４０分間ホットプレスし、その接着強度を測定する。ゲル液をＰＥＴフィルム上に塗布し、５０℃で１０分乾燥し、６０℃で３０分乾燥して１５０℃で３時間ベーキングし、最後に２００℃で３時間硬化して、膜厚０．２ｍｍの硬化物を得て、そのガラス転移温度、誘電率、誘電損失、耐屈曲性、接着強度を測定し、そのデータは表１に示す通りである。
ガラス転移温度（Ｔｇ）：ＴＡ社製ＴＭＡにより測定。
誘電率（Ｄｋ）：Ａｇｉｌｅｎｔ社製LCR Meterにより１ＧＨｚで測定。
誘電損失：Ａｇｉｌｅｎｔ社製空洞共振器により１ＧＨｚで測定。
接着強度：コーティングフィルムを厚さ３５μｍの銅箔上に接着し、２００℃、４０ｋｇで４０分ホットプレスした後、長さ１０ｃｍ、幅１ｃｍのシートに切断し、銅箔層を上向き垂直方向に引っ張り、その速度は５０ｍｍ/分、単位はＮ/ｃｍである。
耐屈曲性：膜厚０．２ｍｍの硬化物を１８０°角で二つ折りした後の外観を目視検査する。
〇は、折れ痕がない、△は折れ痕がある、×は、亀裂があることを示す。
実施例１９から２７
実施例１９から２７はこの順に次ぎの通りとする。熱硬化性樹脂Ｐ−１からＰ−９をそれぞれ１０重量部、２つの不飽和基を含有する化合物１０重量部、難燃剤４重量部、トルエン２０重量部をゲル液とし、２１１６ガラス繊維布をゲル液に含浸し、１７５℃で２から１５分乾燥させ、半硬化状態の半硬化シートを作り出し、その後４片の半硬化シートをラミネートし、上下両側にそれぞれ１枚が０．５オンスの銅箔を置いて、続いてホットプレスを行い、その条件は１〜３℃/分の昇温速度で２３０℃までとし、前記温度下で８〜１５ＫＧ/平方センチメートルの圧力で１８０分ホットプレスし、これにより積層板を得て、そのガラス転移温度、誘電損失、誘電率、年々性、引き裂き強度、曲げ弾性率を測定し、そのデータは表２に示す通りである。
ビニールポリフェニレンエーテル（ＯＰＥ-Ｓｔ-２２００/ＭＧＣ製）１０重量部、２つの不飽和基を含有する化合物１０重量部、難燃剤４重量部、トルエン２０重量部をゲル液とし、２１１６ガラス繊維布をゲル液に含浸し、１７５℃で２から１５分乾燥させ、半硬化状態の半硬化シートを作り出し、その後４片の半硬化シートをラミネートし、上下両側にそれぞれ１枚が０．５オンスの銅箔を置いて、続いてホットプレスを行い、その条件は１〜３℃/分の昇温速度で２３０℃までとし、前記温度下で８〜１５ＫＧ/平方センチメートルの圧力で１８０分ホットプレスし、これにより積層板を得て、そのガラス転移温度、誘電損失、誘電率、年々性、引き裂き強度、曲げ弾性率を測定し、そのデータは表２に示す通りである。
表２
ガラス転移温度（Ｔｇ）：積層板から銅箔を除去した後、ＴＡ社製ＴＭＡにより測定。
誘電率（Ｄｋ）：積層板から銅箔を除去した後、Ａｇｉｌｅｎｔ社製LCR Meterにより１ＧＨｚで測定。
誘電損失：積層板から銅箔を除去した後、Ａｇｉｌｅｎｔ社製空洞共振器/ネットワーク・アナライザにより１ＧＨｚで測定。
難燃性：積層板から銅箔を除去した後、ＵＬ-９４Ｖ垂直燃焼試験により測定。
引き裂き強度：銅箔層の積層板に対する接着力であり、１/８インチ幅の銅箔を板面上から垂直に剥がすときに必要とする力の大きさ、単位はポンド/インチ。
曲げ弾性率：ＪＩＳ-Ｋ６９１１による方法で、島津AG-X万能試験機を使用。
ＢＭＩ-５０００：ビス(３-エチル-５-メチル-４-マレイミドフェニル)メタン(Designer molecules製)。
表１より、本発明の実施例１から９の熱硬化性樹脂Ｐ−１からＰ−９は、その誘電率（Ｄｋ）が２．９以下であり、誘電損失（Ｄｆ）が０．００３４以下、接着強度及び耐屈曲性が従来のビニールポリフェニレンエーテルより更に好ましいことが分かるので、本発明が提供する熱硬化性樹脂は、次世代の高周波フレキシブル基板の低い誘電特性、高い接着性、耐屈曲性の要求に符合する。表２より、本発明の実施例１９から２７の熱硬化性樹脂組成物の硬化物は、難燃性がＶ−０クラスであり、ガラス転移温度が１９０〜２５４℃、誘電損失（Ｄｆ）が０．００３２以下、誘電率（Ｄｋ）が２．４以下であり、比較例２の従来のビニールポリフェニレンエーテル組成物の硬化物より優れ、引き裂き強度及び曲げ弾性率に関する表現も比較例２のビニールポリフェニレンエーテル組成物の硬化物より優れていることが分かるので、本発明が提供する熱硬化性樹脂組成物は、次世代の高周波基板及び半導体封止基板の低誘電特性、難燃性、高い引き裂き強度、高い曲げ弾性率の要求に符合する。
本発明が提供する熱硬化性樹脂の用途は、ビルドアップ層板、銅箔用の接着剤、半導体パッケージ材、可撓性基板、コーティングフィルム、接合シート、封止剤、ボンディングシート、リジッドフレキシブル基板、ソルダーレジストインキ、高周波フレキシブル基板等の製造に用いる。本発明が提供する熱硬化性樹脂組成物の用途は、積層板、高周波基板、ビルドアップ層板、銅箔用接着剤、プリプレグシート、半導体パッケージ剤、ICキャリアボード、車搭載用ボード等の製造に用いる。
本発明は、前記具体的な実施例、比較例に合せて記述しており、本項技術を熟知した当業者は上記記述に基づき多種多様な変化を行うことができるので、これにより本発明が特許出願する範囲が制限されることはない。

Claims (9)

  1. 少なくとも次の（ａ）２つの不飽和基を含む化合物、（ｂ）難燃剤、（ｃ）熱硬化性樹脂を含む熱硬化性樹脂組成物、
    一分子中に少なくとも２つのＮ-置換マレイミド基を有するマレイミド化合物からなる群から選択される一種又は多種を含む、２つの不飽和基を含む化合物、
    からなる群の一種又は多種を含む難燃剤、
    （ｃ）ジアミン化合物とビスマレイミドを反応して得られる熱硬化性樹脂、前記熱硬化性樹脂の特徴は分子中に少なくとも１つの下記式（１）で表される化学構造残基を含む。
    （そのうち、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は同じもしくは異なり、かつ水素、メチル、エチル、プロピルを表す。ジアミン化合物はＨ２Ｎ−Ａ−ＮＨ２である。
    Ａは、
    炭素数１６から４４の脂肪族側鎖を有する二価の炭化水素からなる群から選択される一種又は多種である。
    Ｘは、
    炭素数２４から４８の脂肪族側鎖を有する二価の炭化水素からなる群から選択される一種又は多種である。
    Ｂは、
    からなる群から選択される一種又は多種である。
    Ｙは、
    炭素数１６から４４の脂肪族側鎖を有する二価の炭化水素からなる群から選択される一種又は多種である。
    Ｚは、
    炭素数１６から４４の脂肪族側鎖を有する二価の炭化水素からなる群から選択される一種又は多種である。
    ｎは、１〜１０００から選択される整数である。ｍは１〜１０００から選択される整数である。ｐは、０〜１０００から選択される整数である。ｑは、１〜１０００から選択される整数である。）
  2. 請求項１に記載の熱硬化性樹脂組成物を用いて得られた、積層板。
  3. 請求項１に記載の熱硬化性樹脂組成物を用いて得られた、高周波基板。
  4. 請求項１に記載の熱硬化性樹脂組成物を用いて得られた、ビルドアップ層板。
  5. 請求項１に記載の熱硬化性樹脂組成物を用いて得られた、銅箔用接着剤。
  6. 請求項１に記載の熱硬化性樹脂組成物を用いて得られた、プリプレグシート。
  7. 請求項１に記載の熱硬化性樹脂組成物を用いて得られた、半導体パッケージ剤。
  8. 請求項１に記載の熱硬化性樹脂組成物を用いて得られた、ICキャリアボード。
  9. 請求項１に記載の熱硬化性樹脂組成物を用いて得られた、車搭載用ボード。
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