JP6634029B2 - 末端変性可溶性多官能ビニル芳香族共重合体、硬化性樹脂組成物及びこれを用いた光導波路 - Google Patents
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Description
しかしながら、この可溶性多官能ビニル芳香族共重合体は、靱性が不足しているために、その硬化性組成物の硬化物において、十分な力学的性質が得られない為、複合体硬化物に於いて、層間剥離強度の不足、信頼性の低下といった課題があった。また、助触媒としてエステル化合物が使用できることが記載されているものの、具体的に使用可能なエステル化合物として例示されているのは、酢酸エチル、プロピオン酸メチルといった、可溶性多官能ビニル芳香族共重合体の末端に官能基を導入する機能を持たないエステル化合物であった。このため、特許文献3に開示されている可溶性多官能ビニル芳香族共重合体の末端基は、アルコール性水酸基を有する鎖状炭化水素化合物及び芳香族炭化水素化合物及びチオアルコール性メルカプト基を有する鎖状炭化水素化合物及び芳香族炭化水素化合物に由来するエーテル結合又はチオエーテル結合のいずれかを介した鎖状炭化水素基又は芳香族炭化水素基を末端基として含有したものであった。
ポリマー光導波路の形態としては、光電気混載基板への適用を想定したガラスエポキシ樹脂などの硬い支持基板上に作製するリジッド光導波路や、ボード同士の接続を想定した硬い支持基板を持たないフレキシブル光導波路が好適と考えられている。
さらにフレキシブル配線板と光導波路を一体複合化した光電気複合フレキシブル配線板とすることで、実装の自由度をより一層向上することが可能となる。
(c1)≧1.0(個/分子) (4)
を満足し、共重合体中のジビニル芳香族化合物由来の構造単位のモル分率(a)及びモノビニル芳香族化合物由来の構造単位のモル分率(b)が下記式(5)
0.05≦(a)/{(a)+(b)}≦0.95 (5)
を満足し、上記式(1)及び式(2)で表される末端基のモル分率(c)が下記式(6)
0.005≦(c)/{(a)+(b)}<2.0 (6)
を満足し、かつ、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、ジクロロエタン又はクロロホルムに可溶である。
(c1)≧1.0(個/分子) (3)
を満足し、共重合体中のジビニル芳香族化合物由来の構造単位のモル分率(A)及びモノビニル芳香族化合物由来の構造単位のモル分率(B)が下記式(4)
0.05≦(A)/{(A)+(B)}≦0.95 (4)
を満足し、上記末端基のモル分率(C)が下記式(5)
0.005≦(C)/{(A)+(B)}<2.0 (5)
を満足し、かつ、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、ジクロロエタン又はクロロホルムに可溶であることを特徴とする末端変性可溶性多官能ビニル芳香族共重合体でもある。
(B)成分:分子中に1個以上の不飽和基を有する1種以上のビニル化合物、及び
(C)成分:ラジカル重合開始剤を含有し、
(A)成分の配合量が5〜94.9wt%、(B)成分の配合量が5.0〜85wt%、及び(C)成分の配合量が0.1〜10wt%であることを特徴とする硬化性樹脂組成物である。
これは、ジビニル芳香族化合物(a)及びモノビニル芳香族化合物(b)と、上記式(1)で表される(メタ)アクリル酸エステル化合物(c)を、ルイス酸触媒、無機強酸及び有機スルホン酸からなる群から選ばれる一種以上の触媒(d)の存在下で、重合して得られる共重合体であることが好ましいが、それ以外の原料や条件で重合して得られる共重合体であってもよい。
(式中、R5、R8は水素原子又はメチル基を示し、X1、X2は単結合、又はエステル結合、エーテル結合、チオエステル結合、チオエーテル結合及びアミド結合からなる群から選ばれる1種以上の結合を含有していてもよい炭素数1〜20の2価の有機基を示し、R6、R9は水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基を示す。)
さらに、本発明の硬化型樹脂組成物は、透明性、耐熱性、強靭性に優れ、高精度な厚膜形成が可能であり、透明材料における硬化型樹脂組成物としてのみならず、特に光導波路形成用途に有用であり、生産性の高い光導波路形成用の樹脂組成物や樹脂フィルムとすることができる。また、こうした光導波路形成用の樹脂組成物や樹脂フィルムを使用することによって、透明性、耐熱性、環境信頼性、強靭性に優れた光導波路とすることができる。
この末端変性可溶性多官能ビニル芳香族共重合体は、ジビニル芳香族化合物(a)及びモノビニル芳香族化合物(b)と、上記式(1)で表される(メタ)アクリル酸エステル化合物(c)を、ルイス酸触媒、無機強酸及び有機スルホン酸からなる群から選ばれる一種以上の触媒(d)の存在下で、重合して得られる共重合体であることができる。
式中、R1は炭素数1〜18の炭化水素基又は水素を示し、R2〜R3は炭素数1〜18の炭化水素基を示し、R4は水素又はメチル基を示す。好ましいR1〜R3は、メチル基、エチル基等の炭素数1〜6のアルキル基である。
ビニル基を1つ有する構造単位、例えば単位(a1)、(a3)は共重合体に重合性を与え、共重合体を多官能とし、硬化性樹脂とする。ビニル基を有しない構造単位である単位(a2)は架橋構造を与え、分岐度を増やすが、架橋が進行しすぎると硬化して溶剤不溶性となるので、架橋に関与していない単位(a1)及び単位(a3)が存在することが必要である。
別の観点からは、ジビニル芳香族化合物由来の構造単位中のビニル基を1つ有する構造単位の含有量は、10〜90モル%であることがよく、好ましくは20〜80モル%、より好ましくは30〜70モル%である。しかし、溶剤可溶性を示すようにこの構造単位の含有量又は重合度は制御される。
上記含有量が少ないと、架橋密度の低下に伴って、耐熱性が低下するため、光導波路形成プロセス等に於ける熱履歴を受けたとき、良好な形状の維持が困難となり、多すぎるといと、エッチング特性が悪化して、微細構造が優れた形状の光導波路等を形成することが困難となる。
共重合体の末端に上記末端基を上記の関係を満足するように導入することによって、低光損失で、靱性が高く、優れた耐熱性を有し、(メタ)アクリレート化合物との相溶性に優れ、成形加工性にも優れた樹脂組成物又は製品とすることができる。末端基のモル分率が小さいと(メタ)アクリレート化合物との相溶性と成形加工性が低下し、大きいと、湿熱履歴を受けたあとの寸法変化が大きくなり、上記特性が低下する。
(メタ)アクリル酸エステル系化合物(c)から生じる末端基は、式(2)、及び(3)で表わされ、それぞれ共重合体の開始末端及び停止末端に結合すると考えられる。
(メタ)アクリル酸エステル系化合物(c)は、上記のように単量体の一種であるが、を重合添加剤でもある。これは共重合体に、連鎖移動反応によって、上記の末端基(構造単位の一つである)を与えるので、連鎖移動剤でもある。
第一の態様に係る硬化性組成物は、末端変性可溶性多官能ビニル芳香族共重合体(XA)とラジカル重合開始剤(ラジカル重合触媒ともいう。)(XB)とを含有する。ラジカル重合開始剤(XB)としては、例えば、本発明の樹脂組成物は後述するように加熱等の手段により架橋反応を起こして硬化するが、その際の反応温度を低くしたり、不飽和基の架橋反応を促進する目的でラジカル重合開始剤(XB)を含有させて使用してもよい。この目的で用いられるラジカル重合開始剤の量は(XA)成分と(XB)成分の和を基準として0.01〜10重量%、好ましくは0.1〜8重量%である。ラジカル重合開始剤はラジカル重合触媒であるので、以下ラジカル重合開始剤で代表する。
式(7)中、mは1又は2を示し、Lは下記式(8)で表されるポリフェニレンエーテル鎖を示す。Mは水素原子、下記式(9)で表される基で表される基を示し、mが1の場合は、Mは水素原子でなく、mが2の場合は、2つのMの少なくともいずれか一方は水素原子ではない。Tは、mが1のとき水素原子を示し、mが2のときアルキレン基、下記式(10)、又は(11)で表される基を示す。
式(8)中、nは、50以下の正の整数を示し、R5、R6、R7、及びR8は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ホルミル基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、又はアルキニルカルボニル基を示す。
式(9)中、Xは、炭素数1以上の有機基であり、酸素原子を含むこともある。Yはビニル基である。jは0又は1の整数を示す。
式(10)中、R10、R11、R12、及びR13は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ホルミル基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、又はアルキニルカルボニル基を示す。
式(11)中、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、及びR21は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ホルミル基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、又はアルキニルカルボニル基を示す。Fは、炭素数0の場合を含む、炭素数20以下の直鎖状、分岐状又は環状の炭化水素基である。
式(12)中、pは、1又は2を示し、Eは、下記式(13)で表されるポリフェニレンエーテル鎖を示し、Gは、水素原子を示し、pは1又は2の整数を示す。Vは、pが1の場合に水素原子を示し、pが2の場合に、アルキレン基、下記式(14)、又は式(15)で表される基を示す。
式(13)中、qは、50以下の正の整数を示し、R22、R23、R24、及びR25は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ホルミル基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、又はアルキニルカルボニル基を示す。
(式(14)中、R26、R27、R28、及びR29は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ホルミル基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、又はアルキニルカルボニル基を示す。)
式(15)中、R30、R31、R32、R33、R34、R35、R36、及びR37は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ホルミル基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、又はアルキニルカルボニル基を示す。Fは、炭素数0の場合を含む、炭素数20以下の直鎖状、分岐状又は環状の炭化水素基である。
活性エステル化合物を形成するためのフェノール化合物及びナフトール化合物の具体例としては、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、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ニルジフェノール、フェノールノボラック等が挙げられる。これらのなかでも耐熱性、溶解性の観点から、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ニルジフェノール、フェノールノボラックが好ましく、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ニルジフェノール、フェノールノボラックがより好ましく、ジシクロペンタジエニルジフェノール、フェノールノボラックがさらに好まし好ましい。
活性エステル化合物を形成するためのチオール化合物の具体例としては、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。
活性エステル化合物の製造方法は特に限定されず、公知の方法により製造することができるが、たとえば、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ることができる。
本発明の硬化性組成物中における、活性エステル化合物(XE)の配合量は、エポキシ樹脂(XD)100重量部に対して、好ましくは、20〜120重量部、より好ましくは40〜100重量部、さらに好ましくは50〜90重量部の範囲である。活性エステル化合物(XE)の配合量を上記範囲とすることにより、硬化物としての誘電特性、及び耐熱性、線膨張係数を向上させることができる。
本発明の硬化性複合材料には、必要に応じて樹脂と基材の界面における接着性を改善する目的でカップリング剤を用いることができる。カップリング剤としては、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、ジルコアルミネートカップリング剤等一般のものが使用できる。
本発明のフィルムを製造する方法としては特に限定されることはなく、例えば硬化性組成物と必要に応じて他の成分を芳香族系、ケトン系等の溶媒若しくはその混合溶媒中に均一に溶解又は分散させ、PETフィルムなどの樹脂フィルムに塗布した後乾燥する方法などが挙げられる。塗布は必要に応じて複数回繰り返すことも可能であり、またこの際組成や濃度の異なる複数の溶液を用いて塗布を繰り返し、最終的に希望とする樹脂組成及び樹脂量に調整することも可能である。
本発明の第二の態様に係る硬化性樹脂組成物は、(A)成分、(B)成分及び(C)成分を必須成分として含む。ここで、(A)成分は末端変性可溶性多官能ビニル芳香族共重合体であり、(B)成分は分子中に1個以上の分子中に1個以上の不飽和基を有する1種以上のビニル化合物であり、(C)成分はラジカル重合開始剤である。
(B)成分は、分子中に1個以上の不飽和基を有する1種以上のビニル化合物である。そして、(B)成分は、(A)成分と同じであることはない。すなわち、(A)成分は(B)成分としては扱わない。
ここで、ビニル化合物はオレフィン性の二重結合(不飽和基)を有する重合性の化合物であればよく、不飽和基の位置には制限はなく、不飽和基の数は1つであっても、複数であってもよい。以下、不飽和基をビニル基ともいう。(B)成分のビニル基は、(A)成分が有するビニル基と共重合可能である。
これらの化合物は、単独、又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。
ここで、硬化型ビニル系ポリマーは、上記ビニル化合物を単独重合又は共重合して得られ、少なくとも1個のビニル基を有するものであればよい。
これらの中でも、透明性及び耐熱性の点から、アルキレン基、シクロアルキレン基、フェニレン基、及びビフェニレン基が好ましい。
これらの中でも、透明性、及び耐熱性の点から、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、及びアラルキル基が好ましい。
これらの中でも、透明性及び耐熱性の観点から、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートなどの脂肪族(メタ)アクリレート、あるいは2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−(o−フェニルフェノキシ)プロピル(メタ)アクリレートなどの芳香族(メタ)アクリレートであることが好ましい。
これらの化合物は、単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。
これらの化合物は、単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。
(1)2官能アルコール化合物、2官能イソシアネート化合物、及び水酸基を有する(メタ)アクリレートを反応して得られるウレタン(メタ)アクリレート。
(2)2官能アルコール化合物、2官能イソシアネート化合物、及びイソシアネート基を有する(メタ)アクリレートを反応して得られるウレタン(メタ)アクリレート。
(3)多官能イソシアネート化合物及び水酸基を有する(メタ)アクリレートを反応して得られるウレタン(メタ)アクリレート。
(4)多官能アルコール化合物及びイソシアネート基を有する(メタ)アクリレートを反応して得られるウレタン(メタ)アクリレート。
これらのジオール化合物は、単独又は2種類以上組み合わせて用いることができる。
これらの化合物は、単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。
これらの化合物は、単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。
これらの化合物は、単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。
これらの化合物は、単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。
これらの化合物は、単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。
上記カルボキシル基とウレタン結合を有する(メタ)アクリレートとしては、特に制限はなく、例えば、前述のウレタン(メタ)アクリレートを合成する際に、カルボキシル基含有ジオール化合物を前記ジオール化合物と併用して、又は前記ジオール化合物の代わりに用いて得られるウレタン(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
カルボキシル基含有ジオール化合物としては、特に制限はなく、例えば、2,2−ジメチロールブタン酸、2,2−ジメチロールプロピオン酸、2,2−ジメチロール酪酸、2,2−ジメチロールペンタン酸などが挙げられる。
これらの化合物は、単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。
5mgKOH/g以上であると、アルカリ現像液への溶解性が良好であり、200mgKOH/g以下であると、耐現像液性が良好である。
多官能イソシアネート化合物としては、透明性及び耐熱性の観点から、その分子中に脂環構造及び脂肪族構造から選ばれる少なくとも1種を含む化合物が好ましく、中でも上記脂環式多官能イソシアネート化合物;上記脂肪族多官能イソシアネート化合物が好ましい。
なお、上記多官能イソシアネート化合物はウレトジオン型二量体、イソシアヌレート型三量体、又はビウレット型三量体などの多量体となっていてもよく、これらを構成する2つ又は3つの多官能イソシアネート化合物は、同一でも異なっていてもよい。また、異なる場合、例えば、脂環式多官能イソシアネート化合物と脂肪族多官能イソシアネート化合物の組合せのように、異なる種類の多官能イソシアネート化合物の組合せでもよい。
以上の多官能イソシアネート化合物は、単独又は2種類以上組み合わせて用いることができる。
これらの中でも、透明性及び耐熱性の観点から、上記活性メチレン化合物;上記オキシム化合物;上記ラクタム化合物が好ましい。
以上のブロック剤は、単独又は2種類以上組み合わせて用いることができる。
ラジカル重合開始剤としては、加熱又は紫外線、可視光線などの活性光線の照射によってラジカル重合を開始させるものであれば特に制限はなく、例えば、熱ラジカル重合開始剤、光ラジカル重合開始剤などが挙げられる。
それらの中でも、硬化性、透明性、及び耐熱性の観点から、ジアシルパーオキシド、パーオキシエステル、及びアゾ化合物であることが好ましい。
以上のラジカル重合開始剤(熱ラジカル重合開始剤及び光ラジカル重合開始剤など)は、単独で又は2種類以上組み合わせて用いることができ、さらに適切な増感剤と組み合わせて用いることもできる。
これらの有機溶剤は、単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。また、樹脂ワニス中の固形分濃度は、通常10〜80質量%であることが好ましい。
また、撹拌時間には特に制限はないが、1〜24時間であることが好ましい。撹拌時間が1時間以上であると、各成分が十分に混合され、24時間以下であると、調合時間を短縮することができ、生産性が向上する。
この樹脂フィルムは、前記光導波路形成用の樹脂組成物を用いて形成される。例えば、光導波路形成用樹脂組成物を適当な支持フィルムに塗布することにより容易に製造することができる。また、この樹脂組成物が有機溶剤で希釈された樹脂ワニスである場合、樹脂ワニスを支持フィルムに塗布し、有機溶剤を除去することにより製造することができる。
これらの中でも柔軟性及び強靭性の観点から、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリスルホンであることが好ましい。
なお、樹脂層との剥離性向上の観点から、シリコーン系化合物、含フッ素化合物などにより離型処理が施されたフィルムを必要に応じて用いてもよい。
保護フィルムとしては、特に制限はないが、柔軟性及び強靭性の観点から、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル;ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンなどが好ましい。なお、樹脂層との剥離性向上の観点から、シリコーン系化合物、含フッ素化合物などにより離型処理が施されたフィルムを必要に応じて用いてもよい。
保護フィルムの厚みは、10〜250μmであることが好ましく、15〜200μmであることがより好ましく、20〜150μmであることが特に好ましい。
このようにして得られた光導波路形成用樹脂フィルムは、例えばロール状に巻き取ることによって容易に保存することができる。また、ロール状のフィルムを所望のサイズに切り出して、シート状にして保存することもできる。
この場合の支持フィルムとしては、コアパターン形成に用いる露光用活性光線が透過するものであれば特に制限はなく、例えば、前述の光導波路形成用樹脂フィルムの支持フィルムの具体例として記載されたものと同様のものを好適に挙げることができる。
それらの中でも、露光用活性光線の透過率、柔軟性、及び強靭性の観点から、ポリエステル;ポリオレフィンであることが好ましい。さらに、露光用活性光線の透過率向上及びコアパターンの側壁荒れ低減の観点から、高透明タイプな支持フィルムを用いることがさらに好ましい。このような高透明タイプな支持フィルムとして、市販のものでは、例えば、東洋紡績(株)製「コスモシャインA1517」、「コスモシャインA4100」、東レ(株)製「ルミラーFB50」などが挙げられる。
この場合の支持フィルムとしては、クラッド形成に用いる露光用活性光線が透過するものであれば特に制限はなく、例えば、前述の光導波路形成用樹脂フィルムの支持フィルムの具体例として記載されたものと同様のものを好適に挙げることができる。
それらの中でも、露光用活性光線の透過率、柔軟性、及び強靭性の観点から、ポリエステル;ポリオレフィンであることが好ましい。さらに、露光用活性光線の透過率向上及びクラッドパターンの側壁荒れ低減の観点から、高透明タイプな支持フィルムを用いることがさらに好ましい。このような高透明タイプな支持フィルムとして、市販のものでは、例えば、東洋紡績(株)製「コスモシャインA1517」、「コスモシャインA4100」、東レ(株)製「ルミラーFB50」などが挙げられる。
図1の(a)〜(d)はそれぞれ光導波路の断面図を示す。
図1の(a)において、光導波路1は基材5上に形成され、高屈折率であるコア部形成用樹脂組成物からなるコア部2、並びに低屈折率であるクラッド層形成用樹脂組成物からなる下部クラッド層4及び上部クラッド層3で構成されている。
図1の(b)〜(d)はそれぞれ別の態様を示す。(b)は上部クラッド層3の外側に保護フィルムとして基材5が配置されている態様を示す。(c)は、下部クラッド層4及び上部クラッド層3の両方の外側に保護フィルムとして基材5が配置されていたる態様を示す。(d)のように、保護フィルム5としての基材が配置されていない態様を示す。
下部クラッド層形成用樹脂フィルムの厚みについては、特に制限はなく、硬化後の下部クラッド層4の厚みが上記の範囲となるように厚みが調整される。
なお、上記高温高湿放置試験とはJPCA規格(JPCA−PE02−05−01S)に準じた条件で実施する高温高湿放置試験のことを意味する。
なお、上記温度サイクル試験とはJPCA規格(JPCAPE02−05−01S)に準じた条件で実施する温度サイクル試験のことを意味する。
なお、上記リフロー試験とはJEDEC規格(JEDEC JESD22A113E)に準じた条件で実施する鉛フリーはんだリフロー試験のことを意味する。
なお、光電気複合基板において、複合化するプリント配線板としては、特に制限はなく、例えば、ガラスエポキシ基板、セラミック基板などのリジッド基板;ポリイミド基板、ポリエチレンテレフタレート基板などのフレキシブル基板などが挙げられる。
光導波路を製造する方法としては、特に制限はなく、例えば、上記樹脂組成物又はフィルムを用いて、基材上に光導波路形成用樹脂層を形成して製造する方法などが挙げられる。
光導波路形成用樹脂組成物が、前記有機溶剤で希釈されて光導波路形成用樹脂ワニスとなっている場合、必要に応じて樹脂層を形成後に、乾燥する工程を入れてもよい。乾燥方法としては、特に制限はなく、例えば、加熱乾燥、減圧乾燥などが挙げられる。また、必要に応じてこれらを併用してもよい。
これらの中で、平坦性に優れ、線幅や線間の小さい微細パターンを有する光導波路が形成可能という観点から、光導波路形成用樹脂フィルムを用いて積層法により製造する方法が好ましい。
下部クラッド層形成用樹脂層を光により硬化する際の活性光線の照射量は、特に制限はないが、0.1〜5J/cm2とすることが好ましい。また、活性光線が基材を透過する場合、効率的に硬化させるために、両面から同時に活性光線を照射可能な両面露光機を使用することができる。また、加熱をしながら活性光線を照射してもよい。なお、光硬化前後の処理として、必要に応じて50〜200℃の加熱処理を行ってもよい。
下部クラッド層形成用樹脂層を熱により硬化する際の加熱温度は、特に制限はないが、50〜200℃とすることが好ましい。
なお、下部クラッド層形成用樹脂フィルムの保護フィルムは、硬化前に除去しても、硬化後に除去してもよい。
活性光線の光源としては、特に制限はなく、例えば、超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、水銀蒸気アークランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、カーボンアークランプなどの紫外線を有効に放射する光源;写真用フラッド電球、太陽ランプなどの可視光線を有効に放射する光源などが挙げられる。
コア部2を露光する際の活性光線の照射量は、0.01〜10J/cm2であることが好ましく、より好ましくは0.03〜5J/cm2であり、さらに好ましくは0.05〜3J/cm2である。この範囲であると、硬化反応が十分に進行し、現像によりコア部が流失することがなく、一方、露光量過多によりコア部が太ることがなく、微細なパターンが形成でき好適である。コア部2の露光は、コア部形成用樹脂フィルムの支持フィルムを介して行っても、支持フィルムを除去してから行ってもよい。
また、露光後に、コア部2の解像度及び密着性向上の観点から、必要に応じて露光後加熱を行ってもよい。紫外線照射から露光後加熱までの時間は、10分以内であることが好ましいが、この条件には特に制限はない。露光後加熱温度は40〜160℃であることが好ましく、時間は30秒〜10分であることが好ましいが、これらの条件には特に制限はない。
現像方法としては、特に制限はなく、例えば、スプレー法、ディップ法、パドル法、スピン法、ブラッシング法、スクラッピング法などが挙げられる。また、必要に応じてこれらの現像方法を併用してもよい。現像液としては、特に制限はなく、例えば、有機溶剤、有機溶剤と水からなる準水系現像液、アルカリ水溶液からなる水系アルカリ現像液、アルカリ水溶液と有機溶剤からなる準水系アルカリ現像液などが挙げられる。現像温度は、コア部形成用樹脂層の現像性に合わせて調節される。
有機溶剤としては、特に制限はなく、例えば、前記光導波路形成用樹脂組成物の希釈に用いる有機溶剤と同様のものを好適に挙げることができる。これらの化合物は、単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。また、有機溶剤中には、表面活性剤、消泡剤などを混入させてもよい。準水系現像液としては、1種類以上の有機溶剤と水からなるものであれば特に制限はない。有機溶剤の濃度は、5〜90質量%であることが好ましい。また、準水系現像液中には、界面活性剤、消泡剤などを少量混入させてもよい。
アルカリ水溶液の塩基としては、特に制限はなく、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物;炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ金属炭酸塩;炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムなどのアルカリ金属重炭酸塩;リン酸カリウム、リン酸ナトリウムなどのアルカリ金属リン酸塩;ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウムなどのアルカリ金属ピロリン酸塩;四ホウ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウムなどのナトリウム塩;炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウムなどのアンモニウム塩;水酸化テトラメチルアンモニウム、トリエタノールアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、2−アミノ−2−ヒドロキシメチル−1,3−プロパンジオール、1,3−ジアミノプロパノール−2−モルホリンなどの有機塩基などが挙げられる。これらの化合物は、単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。
水系アルカリ現像液のpHは9〜14であることが好ましい。また、水系アルカリ現像液には、界面活性剤、消泡剤などを混入させてもよい。
準水系アルカリ現像液としては、アルカリ水溶液と1種類以上の前記有機溶剤からなるものであれば特に制限はない。なお、有機溶剤としては、特に制限はなく、例えば、前記光導波路形成用樹脂組成物の希釈に用いる有機溶剤と同様のものを好適に挙げることができる。準水系アルカリ現像液のpHは、現像が十分にできる範囲でできるだけ小さくすることが好ましく、pH8〜13であることが好ましく、pH9〜12であることがさらに好ましい。有機溶剤の濃度は、通常、5〜90質量%であることが好ましい。また、準水系アルカリ現像液中には、界面活性剤、消泡剤などを少量混入させてもよい。
現像又は洗浄後の処理として、コア部2の硬化性及び密着性向上の観点から、必要に応じて露光及び/又は加熱を行ってもよい。加熱温度は、特に制限はないが、40〜200℃であることが好ましく、活性光線の照射量は、特に制限はないが、0.01〜10J/cm2であることが好ましい。
第1の工程と同様な方法で上部クラッド層形成用樹脂層を光及び/又は熱により硬化し、上部クラッド層3を形成する。上部クラッド層形成用樹脂層を光により硬化する際の活性光線の照射量は、特に制限はないが、0.1〜30J/cm2とすることが好ましい。また、活性光線が基材を透過する場合、効率的に硬化させるために、両面から同時に活性光線を照射可能な両面露光機を使用することができる。また、必要に応じて加熱をしながら活性光線を照射してもよく、光硬化前後の処理として加熱処理を行ってもよい。活性光線照射中及び/又は照射後の加熱温度は、特に制限はないが、50〜200℃であることが好ましい。上部クラッド層形成用樹脂層を熱により硬化する際の加熱温度は、特に制限はないが、50〜200℃であることが好ましい。
なお、上部クラッド層形成用樹脂フィルムの支持フィルムの除去が必要な場合、硬化前に除去しても、硬化後に除去してもよい。
以上の工程で、光導波路1を作製することができる。
分子量及び分子量分布測定は、GPC(東ソー製、HLC−8120GPC)を使用し、溶媒にテトラヒドロフラン、流量1.0ml/min、カラム温度38℃、単分散ポリスチレンによる検量線を用いて行った。
日本電子製JNM−LA600型核磁気共鳴分光装置を用い、13C−NMR及び1H−NMR分析により決定した。溶媒としてクロロホルム−d1を使用し、テトラメチルシランの共鳴線を内部標準として使用した。
末端基の算出は、上記のGPC測定より得られる数平均分子量と1H−NMR測定とガスクロマトグラフ(GC)分析の結果より得られるモノマー総量に対する末端基を導入するために使用した誘導体量とから、末端基を有する可溶性多官能ビニル芳香族共重合体1分子中に含まれる末端基数を算出した。
乾燥後の厚さが20μmになるように、ガラス基板に共重合体溶液を均一に塗布し、ホットプレートを用いて90分で30分間加熱し、乾燥させた。ガラス基板とともに得られた樹脂膜はTMA(熱機械分析装置)にセットし、窒素気流下、昇温速度10℃/分で220℃まで昇温し、更に220℃で20分間加熱処理することにより残存する溶媒を除去すると同時に、共重合体を硬化させた。ガラス基板を室温まで放冷した後、TMA測定装置中の試料に分析用プローブを接触させ、窒素気流下、昇温速度10℃/分で30℃から360℃までスキャン測定を行い、接線法で軟化温度を求めた。
ガラス転移温度については、上記の試験片を、DMA(動的粘弾性装置)測定装置にセットし、窒素気流下、昇温速度3℃/分で30℃から320℃までスキャンさせることにより測定を行い、tanδ曲線のピークトップによりTgを求めた。
共重合体の耐熱性評価は、試料をTGA(熱天秤)測定装置にセットし、窒素気流下、昇温速度10℃/分で30℃から400℃までスキャンさせることにより測定を行い、350℃における重量減少を耐熱性として求めた。一方、耐熱変色性の測定は、共重合体6.0g、ベンジルメタクリレート4.0g、及びt−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート0.02gを混合し、窒素気流下で200℃、1時間加熱し、硬化物を得た。そして、得られた硬化物の変色量を目視にて確認し、○:熱変色なし、△:淡黄色、×:黄色に分類することにより耐熱変色性の評価を行った。
共重合体のエポキシ樹脂との相溶性の測定は、試料5.0gをエポキシ樹脂(液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂:ジャパンエポキシレジン社製、エピコート828)3.0g、及び、フェノール樹脂(メラミン骨格系フェノール樹脂:群栄化学工業社製、PS−6492)2.0gをメチルエチルケトン(MEK)10gに溶解させ、溶解後の試料の透明性を目視にて確認し、○:透明、△:半透明、×:不透明もしくは溶解せず、に分類することにより相溶性の評価を行った。
ジビニルベンゼン(1,4-ジビニルベンゼン及び1,3−ジビニルベンゼンの混合物、以下の例も同様)1.28モル(182.7mL)、エチルビニルベンゼン(1-エチル-4-ビニルベンゼン、及び1−エチル−3−ビニルベンゼンの混合物、以下の例も同様)0.97モル(137.8mL)、メタクリル酸t−ブチル 2.00モル(323.2mL)、トルエン 300mLを2.0Lの反応器内に投入し、50℃で50ミリモルの三フッ化ホウ素のジエチルエーテル錯体を添加し、4時間反応させた。重合溶液を炭酸水素ナトリウム水溶液で停止させた後、純水で3回油層を洗浄し、60℃で減圧脱揮し、重合体を回収した。得られた重合体を秤量して、共重合体A 234.6gが得られたことを確認した。
また、硬化物のTMA測定の結果、明確なTgは観察されなかった、軟化温度は300℃以上であった。TGA測定の結果、350℃における重量減少は2.80wt%、耐熱変色性は○であった。一方、エポキシ樹脂との相溶性は○であった。
共重合体Aはトルエン、キシレン、THF、ジクロロエタン、ジクロロメタン、クロロホルムに可溶であり、ゲルの生成は認められなかった。
ジビニルベンゼン 1.28モル(182.7mL)、エチルビニルベンゼン 0.97モル(137.8mL)、アクリル酸t−ブチル 2.00モル(289.6mL)、トルエン 300mLを2.0Lの反応器内に投入し、50℃で50ミリモルの三フッ化ホウ素のジエチルエーテル錯体を添加し、4時間反応させた。重合溶液を炭酸水素ナトリウム水溶液で停止させた後、純水で3回油層を洗浄し、60℃で減圧脱揮し、重合体を回収した。得られた重合体を秤量して、共重合体B 215.3gが得られたことを確認した。
また、硬化物のTMA測定の結果、明確なTgは観察されなかった、軟化温度は300℃以上であった。TGA測定の結果、350℃における重量減少は3.04wt%、耐熱変色性は○であった。一方、エポキシ樹脂との相溶性は○であった。
共重合体Bはトルエン、キシレン、THF、ジクロロエタン、ジクロロメタン、クロロホルムに可溶であり、ゲルの生成は認められなかった。
ジビニルベンゼン2.03モル(288.5mL)、エチルビニルベンゼン0.084モル(12.0mL)、スチレン2.11モル(241.7mL)、2−フェノキシエチルメタクリレート2.25モル(427.3mL)、酢酸ブチル100.0mL、トルエン1150mLを3.0Lの反応器内に投入し、50℃で300ミリモルの三フッ化ホウ素のジエチルエーテル錯体を添加し、4時間反応させた。重合溶液を炭酸水素ナトリウム水溶液で停止させた後、純水で3回油層を洗浄し、室温で反応混合液を大量のメタノールに投入し、重合体を析出させた。得られた重合体をメタノールで洗浄し、濾別、乾燥、秤量して、共重合体C 282.4gを得た。
また、硬化物のTMA測定の結果、明確なTgは観察されなかった、軟化温度は300℃以上であった。TGA測定の結果、350℃における重量減少は4.86wt%、耐熱変色性は○であった。一方、エポキシ樹脂との相溶性は△であった。
共重合体Cはトルエン、キシレン、THF、ジクロロエタン、ジクロロメタン、クロロホルムに可溶であり、ゲルの生成は認められなかった。
ジビニルベンゼン1.92モル(273.5mL)、エチルビニルベンゼン0.08モル(11.4mL)、スチレン2.0モル(229.2mL)、2−フェノキシエチルアクリレート2.00モル(348.1mL)、酢酸ブチル250.0mL、トルエン1000mLを3.0Lの反応器内に投入し、70℃で80ミリモルの三フッ化ホウ素のジエチルエーテル錯体を添加し、6時間反応させた。重合溶液を炭酸水素ナトリウム水溶液で停止させた後、純水で3回油層を洗浄し、室温で反応混合液を大量のメタノールに投入し、重合体を析出させた。得られた重合体をメタノールで洗浄し、濾別、乾燥、秤量して、共重合体D 164.2gを得た。
また、硬化物のTMA測定の結果、明確なTgは観察されなかった、軟化温度は300℃以上であった。TGA測定の結果、350℃における重量減少は5.50wt%、耐熱変色性は○であった。一方、エポキシ樹脂との相溶性は△であった。
共重合体Dはトルエン、キシレン、THF、ジクロロエタン、ジクロロメタン、クロロホルムに可溶であり、ゲルの生成は認められなかった。
ジビニルベンゼン 1.024モル(146.2mL)、エチルビニルベンゼン 0.776モル(110.2mL)、スチレン 0.45モル(51.7mL)、メタクリル酸t−ブチル 2.00モル(323.2mL)、トルエン 300mLを2.0Lの反応器内に投入し、50℃で50ミリモルの三フッ化ホウ素のジエチルエーテル錯体を添加し、4時間反応させた。重合溶液を炭酸水素ナトリウム水溶液で停止させた後、純水で3回油層を洗浄し、60℃で減圧脱揮し、重合体を回収した。得られた重合体を秤量して、共重合体E 225.7gが得られたことを確認した。
また、硬化物のTMA測定の結果、明確なTgは観察されなかった、軟化温度は300℃以上であった。TGA測定の結果、350℃における重量減少は3.37wt%、耐熱変色性は○であった。一方、エポキシ樹脂との相溶性は○であった。
共重合体Eはトルエン、キシレン、THF、ジクロロエタン、ジクロロメタン、クロロホルムに可溶であり、ゲルの生成は認められなかった。
ジビニルベンゼン 1.024モル(146.2mL)、エチルビニルベンゼン 0.776モル(110.2mL)、ジビニルビフェニル 0.45モル(81.1g)、メタクリル酸t−ブチル 2.00モル(323.2mL)、トルエン 300mLを2.0Lの反応器内に投入し、50℃で50ミリモルの三フッ化ホウ素のジエチルエーテル錯体を添加し、4時間反応させた。重合溶液を炭酸水素ナトリウム水溶液で停止させた後、純水で3回油層を洗浄し、60℃で減圧脱揮し、重合体を回収した。得られた重合体を秤量して、共重合体F 318.7gが得られたことを確認した。
また、硬化物のTMA測定の結果、明確なTgは観察されなかった、軟化温度は300℃以上であった。TGA測定の結果、350℃における重量減少は2.92wt%、耐熱変色性は○であった。一方、エポキシ樹脂との相溶性は○であった。
共重合体Fはトルエン、キシレン、THF、ジクロロエタン、ジクロロメタン、クロロホルムに可溶であり、ゲルの生成は認められなかった。
硬化性樹脂組成物の溶液粘度は、E型粘度計を使用して、測定温度:25℃で測定を行った。
曲げ試験に使用する試験片は、硬化性樹脂組成物を真空プレス成形機の下の金型上に硬化性樹脂組成物のワニスを乗せ、加熱真空下、溶剤を脱揮させた。その後、上型を乗せ、真空下、加熱プレスを行い、200℃で1時間保持することによって、厚さ:1.0mmの平板を成形した。成形して得られた平板より、幅:5.0mm、厚さ:1.0mm、長さ、120mmの試験片を作成し、曲げ試験を行った。作成した曲げ試験片の曲げ強度及び曲げ破断伸びは万能試験装置を用いて測定を行った。そして、曲げ強度及び曲げ破断伸びは、基準となる配合の測定値に対して±10%未満の値となるものを○、10%以上の値となるものを◎、−10〜−20%の範囲の値となるものを△、−20%以下の値となるものを×として評価を行った。
硬化性樹脂組成物の線膨張係数及びガラス転移温度の試験に使用する試験片は、硬化性樹脂組成物を真空プレス成形機の下の平板形状の金型上に硬化性樹脂組成物のワニスを乗せ、加熱真空下、溶剤を脱揮させた。その後、0.2mmのスペーサーを挟んで、上型を乗せ、真空下、加熱プレスを行い、200℃で1時間保持することによって、厚さ:0.2mmの平板を成形した。成形して得られた平板より、幅:3.0mm、厚さ:0.2mm、長さ、40mmの試験片を作成し、TMA(熱機械分析装置)の上方のチャックのみにセットし、窒素気流下、昇温速度10℃/分で220℃まで昇温し、更に220℃で20分間加熱処理することにより残存する溶媒を除去するとともに、試験片中の成形歪みの除去を行った。TMAを室温まで放冷した後、TMA測定装置中の試験片の下側についても、分析用プローブにセットさせ、窒素気流下、昇温速度10℃/分で30℃から360℃までスキャン測定を行い、0〜40℃に於ける寸法変化より、線膨張係数を算出した。
また、ガラス転移温度については、上記の試験片を、DMA(動的粘弾性装置)測定装置にセットし、窒素気流下、昇温速度3℃/分で30℃から320℃までスキャンさせることにより測定を行い、tanδ曲線のピークトップによりTgを求めた。
JIS C2565規格に準拠し、株式会社エーイーティー製、空洞共振器法誘電率測定装置により、絶乾後23℃、湿度50%の室内に24時間保管した後の硬化物平板試験片を使用して、18GHzでの誘電率及び誘電正接を測定した。
また、硬化物平板試験片を85℃、相対湿度85%で2週間放置した後、誘電率及び誘電正接の測定を行い、耐湿熱試験後の誘電率及び誘電正接を測定した。
熱硬化性樹脂組成物のワニスにガラスクロス(Eガラス、目付71g/m2)を浸漬して含浸を行い、80℃のエアーオーブン中で10分間乾燥させた。その際、得られるプリプレグのレジンコンテンツ(R.C)が50wt%となるように調整した。
このプリプレグを使用して、成形後の厚みが約0.6mm〜1.0mmになるように、上記の硬化性複合材料を必要に応じて複数枚重ね合わせ、その両面に厚さ18μmの銅箔(商品名F2−WS銅箔、Rz:2.0μm、Ra:0.3μm)を置いて真空プレス成形機により成形硬化させて評価用積層体を得た。硬化条件は、3℃/分で昇温し、圧力3MPaで、200℃で60分間保持し、評価用銅張積層板を得た。
耐湿熱性試験後の銅箔引き剥がし強さの試験は、上記の試験片を85℃、相対湿度85%で2週間放置した後、上記と同様にして測定した。
・めっき銅付き積層板の作製
前項で作製した銅張り積層板を過硫酸アンモニウム150g/Lの水溶液に40℃で20分間浸漬して銅箔をエッチング除去した。
次いで、中和液としてMLBニュートライザー216(ローム&ハースジャパン株式会社製、商品名)を用いて、ディップ法で、40℃で5分間浸漬処理した。流水洗の室温−3分間処理後、コンディショナー液のCLC−501(商品名、日立化成工業株式会社製)を用いて60℃で5分間処理し、流水洗し、プリディップ液PD−201(商品名、日立化成工業株式会社製)水溶液中室温−3分間処理し、金属パラジウム液HS−202B(商品名、日立化成工業株式会社製)を含んだ水溶液中、室温で10分間処理し、水洗し、活性化処理液ADP−501(商品名、日立化成工業株式会社製)水溶液中で室温−5分間処理した。そして、無電解銅めっき液として、Cust−201を用いて、ディップ法にて室温―15分間浸漬処理により無電解銅厚0.5μmの下地銅を積層板の両面に形成し、さらに電解銅にて銅厚み20μmまでめっきアップした。
前項で成形を行った評価用銅張積層板を用いて、格子状に線幅(L)が0.5mm、線間隔(S)が1.0mm(L/S=0.5/1.0mm)にパターニングしたコア材を作成した。このコア材を黒化処理し、次いで、その上に、さらにプリプレグを積層し、2次成形することで、内層が格子状パターンの評価用積層基板を作成した。その作成した評価用積層基板について、例えば、樹脂ワニスの流動性不足によるボイド等の欠陥が生じていないかを確認した。その後、この評価用積層基板を沸騰水に4時間浸漬した後、280℃のはんだ槽に浸漬させた。その際、ボイドの存在が確認できず、はんだ槽に浸漬した後も膨れ、層間剥離、ミーズリング(白斑)などの不良現象の発生が見られないものを「○」と評価し、ボイド、膨れ、層間剥離、ミーズリング(白斑)のいずれかの発生が確認できたものを「×」と評価した。
変性PPE−A:両末端にビニル基を有するポリフェニレンオリゴマー(Mn=1160、三菱瓦斯化学(株)製、2,2',3,3',5,5'-ヘキサメチルビフェニル-4,4'-ジオール・2,6-ジメチルフェノール重縮合物とクロロメチルスチレンとの反応生成物)
変性PPE−B:両末端にビニル基を有するポリフェニレンオリゴマー(Mn=2270、三菱瓦斯化学(株)製、2,2',3,3',5,5'-ヘキサメチルビフェニル-4,4'-ジオール・2,6-ジメチルフェノール重縮合物とクロロメチルスチレンとの反応生成物)
変性PPE−C:片末端にビニル基を有するポリフェニレンオリゴマー(Mn=2340、ポリフェニレンエーテル(SABICイノベーティブプラスチックス社製のSA120)とクロロメチルスチレンとの反応生成物)
TAIC:トリアリルイソシアヌレート(日本化成株式会社製)
DCP:トリシクロデカンジメタノールジメタクリレート(新中村化学工業株式会社製)
A−DCP:トリシクロデカンジメタノールジアクリレート (新中村化学工業株式会社製)o-クレゾールノボラック型エポキシ樹脂:エポトートYDCN−700−3(低粘度タイプ、新日鉄住金化学株式会社製)
ビスフェノールF型液状エポキシ樹脂:エピコート806L、Mw=370(ジャパンエポキシレジン社製)
ナフタレン骨格液状エポキシ樹脂:EPICLON HP−4032D、Mw=304(DIC社製)
ナフトール型エポキシ樹脂:ESN−475V、エポキシ当量:340(新日鉄住金化学社製)
ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂:エピコート828US、Mw=370(ジャパンエポキシレジン社製)
変性PPE−D:両末端にエポキシ基を有するポリフェニレンオリゴマー(Mn=1180、三菱瓦斯化学(株)製、2,2',3,3',5,5'-ヘキサメチルビフェニル-4,4'-ジオール・2,6-ジメチルフェノール重縮合物とエピクロルヒドリンとの反応生成物)
ビフェニル骨格フェノール樹脂:明和化成社製、MEH−7851−S
メラミン骨格系フェノール樹脂:群栄化学工業社製、PS−6492
アリル基含有骨格フェノール樹脂:ジャパンエポキシレジン社製、YLH−903
脂環式骨格酸無水物:新日本理化社製、MH−700
芳香族骨格酸無水物:サートマー・ジャパン社製、SMAレジンEF60
スチレン系共重合体:KRATON A1535(Kraton Polymers LLC製)
フェノキシ樹脂:重量平均分子量37000、三菱化学(株)製「YL7553BH30」(不揮発分30質量%のMEKとシクロヘキサノンの1:1溶液)
アモルファス球状シリカ:アドマテックス社製、SE2050 SPE、平均粒子径0.5μm(フェニルシランカップリング剤により処理)
合成例1で得られた共重合体−A 20gと、重合開始剤としてパークミルP 0.2g、硬化促進剤として、酸化防止剤としてAO−60 0.2gをトルエン8.6gに溶解し硬化性樹脂組成物(ワニスA)を得た。
表1に示した配合処方としたこと以外は、実施例5と同じ方法で硬化性樹脂組成物(ワニス)を得た。そして、実施例5と同様にして硬化物平板試験片を作成し、実施例5と同じ項目について、試験・評価を行った。これらの試験により得られた結果を表1に示した。
表2及び表3に示した配合処方としたこと以外は、実施例5と類似の方法で硬化性樹脂組成物(ワニス)を得た。そして、実施例5と同様にして硬化物平板試験片を作成し、実施例5と同じ項目について、試験・評価を行った。これらの試験により得られた結果を表1に示した。さらに、これらの実施例及び比較例で示したワニスを使用して、前述の試験方法11)〜13)に記載の方法に従って、プリプレグ、試験用銅張積層板、及び、試験用めっき付き積層板を作成し、銅箔引き剥し強さ、銅めっき引き剥し強さ、並びに、成形性の評価を行った。試験結果を表2及び表3に示した。
合成例1〜6で得られた共重合体A〜Fを使用して、硬化性樹脂組成物とした。
表4及び5に示す共重合体、アクリレート、重合開始剤及び添加剤を、表4及び5に示す割合(重量比)で混合して、硬化性樹脂組成物とした。ここで、表4及び5に示す実施例及び比較例は、実施例29を除き、表中に記載の配合で混合して得られた樹脂組成物をそのままで評価用の試験片に成形した。実施例29については、安定剤及び開始剤の溶解を容易にするため、樹脂成分100重量部に対して、溶剤としてトルエンを30重量部添加して、各成分を溶解させた樹脂ワニスとし、成形を行う直前に樹脂ワニスを50℃で減圧脱揮を行い、溶剤を除去後の樹脂組成物を使用して試験片とした。
厚み1.0mmの硬化樹脂平板A1又はA2を所定の大きさにして得られる試験片を、試験片Aとする。
上記と同様にして得た厚み0.2mmの硬化樹脂平板B1又はB2を所定の大きさにして得られる試験片を、試験片Bとする。
これらの測定の結果を表4及び5に示す。
硬化性樹脂組成物(溶剤不含)の溶液粘度は、E型粘度計を使用して、測定温度:25℃で測定を行った。
幅:5.0mm、厚さ:1.0mm、長さ、120mmの試験片Aを用意した。曲げ強度及び曲げ破断伸びは万能試験装置を用いて測定を行った。そして、曲げ強度及び曲げ破断伸びは、基準となる配合の測定値に対して±10%未満の値となるものを○、10%以上の値となるものを◎、−10〜−20%の範囲の値となるものを△、−20%以下の値となるものを×として評価を行った。
幅:3.0mm、厚さ:0.2mm、長さ:40mmの試験片Bを用意した。TMA(熱機械分析装置)の上方のチャックのみにセットし、窒素気流下、昇温速度10℃/分で220℃まで昇温し、更に220℃で20分間加熱処理することにより、試験片中の成形歪みの除去を行った。TMAを室温まで放冷した後、TMA測定装置中の試験片の下側についても、分析用プローブにセットさせ、窒素気流下、昇温速度10℃/分で30℃から360℃までスキャン測定を行い、0〜40℃に於ける寸法変化より、線膨張係数を算出した。また、接線法でガラス転移温度を求めた。
なお、ガラス転移温度は全ての実施例及び比較例において、観察されなかったので、記載を省略した。
厚み1.0mmの試験片Aを使用して、アッベ屈折率計(アタゴ(株)製)で屈折率及びアッベ数を測定した。
厚み1.0mmの試験片Aを使用して、色彩色差計(商品名「MODEL TC-8600」、東京電色(株)製)で測定し、そのYI値を示した。
厚み0.2mmの試験片Bを使用して、Haze(濁り度)と全光線透過率を、積分球式光線透過率測定装置(日本電色社製、SZ−Σ90)を用い測定した。
熱開始剤のみを添加した配合(実施例21〜28、比較例11〜12)では、下型上に硬化性樹脂組成物を乗せ、加熱真空下、b-ステージ化を行った。樹脂組成物の粘度が上昇して、粘調となった後、上型を下型の上に乗せ、金型を真空プレス成形機の加熱板に乗せ、真空下、加熱プレスを行い、200℃で1時間保持することによって、一方、UV開始剤を含有する配合(実施例29〜30)では、直径3.0mmの球面レンズの形状のキャビティを有する金型上に硬化性樹脂組成物を乗せ、ガラス製上型を下型の上に乗せ、このガラス製上型の上面から高圧水銀ランプにより、数秒間紫外線を照射して、1次硬化させた後、このガラス型を窒素ガス気流下のイナートガスオーブンに入れ、200℃で1時間加熱することによって、直径:3.0mmの球面レンズを成形した。かかる球面レンズの成形を5回繰り返し、硬化樹脂レンズを金型より離型させた時の難易度により離型性を評価した。
○・・・・金型からの離型性が良好
△・・・・離型がやや困難
×・・・・離型が困難或は型のこりがある
○・・・・再現性良好
×・・・・再現性が不良
○・・・・バリの大きさが0.05mm未満、樹脂の洩れこみが1.0mm未満
△・・・・バリの大きさが0.2mm未満、樹脂の洩れこみが3.0mm未満
×・・・・バリの大きさが0.2mm以上、樹脂の洩れこみが3.0mm以上
厚み1.0mmの試験片Aを使用として、分光測色計CM-3700d(コニカミノルタ社製)にて波長:400nmの分光透過率を測定した。測定タイミングは、190℃60分でのポストキュアを行った耐熱試験前と、エアーオーブン中、260℃、8分間の耐熱試験後とした。
ファンクリルFA−BZA;日立化成工業株式会社製、ベンジルアクリレート
ファンクリルFA−302A;日立化成工業株式会社製、o−フェニルフェノキシエチルアクリレート
ライトアクリレートPO−A:共栄社化学株式会社製、フェノキシエチルアクリレート
オグソールEA−0200:大阪ガスケミカル株式会社製、フルオレン骨格含有アクリレート
ライトアクリレートTMP−A:共栄社化学株式会社製、トリメチロルプロパントリアクリレート
アデカスタブAO−412S:株式会社アデカ製、ペンタエリスリトール−テトラキス(ドデシルチオプロピオネート)
アデカスタブAO−60:株式会社アデカ製、ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]
パーブチルO:日本油脂株式会社製、t-ブチル-パーオキシ-2-エチルヘキサノエート
イルガキュア184;チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン
撹拌機、冷却管、ガス導入管、滴下ろうと、及び温度計を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート50重量部及び乳酸メチル19重量部を加え、窒素ガスを導入しながら撹拌を行った。温度を65℃に上昇させ、メチルメタクリレート45重量部、ブチルアクリレート35重量部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート17重量部、メタクリル酸13重量部、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)3重量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート49重量部、及び乳酸メチル20重量部の混合物を3時間かけて滴下後、65℃で3時間撹拌し、さらに95℃で1時間撹拌を続けて、共重合体Gの溶液(固形分45質量%)を得た。得られた共重合体GのMnは16700、Mwは38100、Mw/Mnは2.28であり、酸価は79mgKOH/gであった。
(A)成分として、共重合体A10重量部、(E)成分として前記共重合体Gの溶液(固形分45質量%)62重量部(固形分28質量部)、(B)成分として、ポリエステル骨格を有するウレタン(メタ)アクリレート(新中村化学工業(株)製「U−200AX」)33質量部、及びポリプロピレングリコール骨格を有するウレタン(メタ)アクリレート(新中村化学工業(株)製「UA−4200」)15質量部、(F)成分として、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート型三量体をメチルエチルケトンオキシムで保護した多官能ブロックイソシアネート溶液(固形分75質量%)(住化バイエルウレタン(株)製「スミジュールBL3175」)20質量部(固形分15質量部)、(C)成分の光重合開始剤として、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン(チバ・ジャパン(株)製「イルガキュア2959」)1質量部、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド(チバ・ジャパン(株)製「イルガキュア819」)1質量部、及び希釈用有機溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート23質量部を攪拌しながら混合した。孔径2μmのポリフロンフィルタを用いて加圧濾過後、減圧脱泡し、クラッド層形成用樹脂ワニスW−Iを得た。
上記ワニスW−Iを、PETフィルム(東洋紡績(株)製「コスモシャインA4100」、厚み50μm)の非処理面上に、前記塗工機を用いて塗布し、100℃で20分乾燥後、カバーフィルムとして表面離型処理PETフィルム(帝人デュポンフィルム(株)製「ピューレックスA31」、厚み25μm)を貼付け、クラッド層形成用樹脂フィルムF-Iを得た。このとき樹脂層の厚みは、硬化後の膜厚が、下部クラッド層形成用樹脂フィルムでは20μm、及び上部クラッド層形成用樹脂フィルムでは60μmとなるように調節した。
共重合体A 15重量部、共重合体Gの溶液33.3重量部(固形分15重量部)、2−メタクリロイロキシエチルコハク酸(共栄社化学(株)製「ライトエステルHO−MS」)10重量部、ポリエステル骨格を有するウレタン(メタ)アクリレート(新中村化学工業(株)製「U−108A」)20重量部、ビスフェノールAのEO付加物ジアクリレート(日立化成工業(株)製「ファンクリルFA−321A」)20重量部、及び多官能ブロックイソシアネート溶液(固形分75重量%)(住化バイエルウレタン(株)製「スミジュールBL3175」)20重量部(固形分15重量部)を配合し、更に1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン(BASFジャパン(株)製;イルガキュア2959)1重量部と、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド(BASFジャパン(株)製;イルガキュア819)1重量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート19重量部を加え、攪拌しながら混合した。孔径2μmのポリフロンフィルタを用いて加圧濾過後、減圧脱泡し、コア部形成用樹脂ワニスW−IIを得た。
コア部形成用樹脂ワニスW-IIを、PETフィルム(東洋紡績(株)製「コスモシャインA1517」、厚み16μm)の非処理面上に、塗工機を用いて塗布し、80℃で10分、100℃で10分乾燥後、保護フィルムとして表面離型処理PETフィルム(帝人デュポンフィルム(株)製;ピューレックスA31、厚み25μm)を貼付け、コア部形成用樹脂フィルムF-IIを得た。このとき樹脂層の厚みは、硬化後の膜厚が50μmとなるように調節した。
ロールラミネータを用い、保護フィルムを除去した下部クラッド層形成用樹脂フィルムF−Iを、PETフィルム(厚み50μm)上に、圧力0.5MPa、温度80℃の条件で積層した。さらに、真空加圧式ラミネータを用い、圧力0.4MPa、温度80℃の条件で圧着した。
次に、紫外線露光機を用い、紫外線(波長365nm)を2000mJ/cm2照射後、支持フィルムを除去した。その後、160℃で1時間加熱硬化することによって、下部クラッド層4を形成した。
続いて、ロールラミネータを用い、保護フィルムを除去した前記コア部形成用樹脂フィルムF−IIを、下部クラッド層4上に、圧力0.5MPa、温度80℃の条件で積層した。さらに、上記真空加圧式ラミネータを用い、圧力0.4MPa、温度80℃の条件で圧着した。
次いで、幅50μmのネガ型フォトマスクを介し、紫外線露光機で紫外線(波長365nm)を1000mJ/cm2で照射して、コア部2(コアパターン)を露光した。80℃で露光後加熱を行った後、支持フィルムを除去し、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/N,N−ジメチルアセトアミド(70/30質量比)を用いて現像した。続いて、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを用いて洗浄後、さらに2−プロパノールを用いて洗浄した。乾燥後、160℃で1時間加熱硬化した。
次に、真空加圧式ラミネータを用い、保護フィルムを除去した上部クラッド層形成用樹脂フィルムF−Iを、コア部2及び下部クラッド層4上に、圧力0.4MPa、温度100℃の条件で積層した。紫外線(波長365nm)を2000mJ/cm2で照射し、支持フィルムを除去した後、160℃で1時間加熱硬化することによって、上部クラッド層3を形成した。その後、表面離型処理PETフィルムを除去し、図1(d)に示す光導波路1を得た。その後、ダイシングソーを用いて長さ10cmのフレキシブル光導波路を切り出した。
得られたフレキシブル光導波路の光伝搬損失を、光源に波長850nmの光を中心波長とするVCSEL(EXFO社製「FLS−300−01−VCL」)、受光センサ((株)アドバンテスト製「Q82214」)、入射ファイバ(GI−50/125マルチモードファイバ、NA=0.20)、及び出射ファイバ(SI−114/125、NA=0.22)を用いて測定した。光伝搬損失は、光損失測定値(dB)を光導波路長(10cm)で割ることにより算出し、表8に示す基準で評価した。
得られたフレキシブル光導波路を、高温高湿試験機(エスペック(株)製「PL−2KT」)を用いて、JPCA規格(JPCA−PE02−05−01S)に準じた条件で温度85℃、湿度85%の高温高湿放置試験を1000時間実施した。
高温高湿放置試験実施後の光導波路の光伝搬損失を、前記と同様の光源、受光素子、入射ファイバ、及び出射ファイバを用いて測定し、表8に示す基準で評価した。
得られたフレキシブル光導波路を、温度サイクル試験機(楠本化成(株)製「ETAC WINTECH NT1010」)を用いて、JPCA規格(JPCA−PE02−05−01S)に準じた条件で温度−55℃と125℃の間の温度サイクル試験を1000サイクル実施した。詳細な温度サイクル試験条件を表6に示す。
得られたフレキシブル光導波路を、リフロー試験機(古河電気工業(株)製「サラマンダXNA−645PC」)を用いて、IPC/JEDEC J−STD−020Bに準じた条件で最高温度265℃のリフロー試験を窒素雰囲気下で3回実施した。詳細なリフロー条件を表7に示し、リフロー炉内の温度プロファイルを図2に示す。
Claims (26)
- ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン及びジビニルビフェニルからなる群から選択されるジビニル芳香族化合物(a)由来の構造単位、及びスチレン、アルキル置換ビニルベンゼン及びアルキル置換ビニルビフェニルからなる群から選択されるモノビニル芳香族化合物(b)由来の構造単位と、下記式(2)及び下記式(3)で表される末端基を有する共重合体であって、溶剤可溶性で、重合性を有することを特徴とする末端変性可溶性多官能ビニル芳香族共重合体。
(ここで、R1は炭素数1〜18の炭化水素基又は水素を示し、R2〜R3は炭素数1〜18の炭化水素基を示し、R4は水素又はメチル基を示す。) - ジビニル芳香族化合物(a)単位が、ビニル基を有しない構造単位と、ビニル基を1つ有する構造単位を含むものである請求項1に記載の末端変性可溶性多官能ビニル芳香族共重合体。
- 数平均分子量(Mn)が300〜100,000で、分子量分布(Mw/Mn)が100.0以下である請求項1に記載の末端変性可溶性多官能ビニル芳香族共重合体。
- 上記式(3)で表される末端基の導入量(c1)が下記式(4)
(c1)≧1.0(個/分子) (4)
を満足し、共重合体中のジビニル芳香族化合物由来の構造単位のモル分率(a)及びモノビニル芳香族化合物由来の構造単位のモル分率(b)が下記式(5)
0.05≦(a)/{(a)+(b)}≦0.95 (5)
を満足し、上記式(1)及び式(2)で表される末端基のモル分率(c)が下記式(6)
0.005≦(c)/{(a)+(b)}<2.0 (6)
を満足し、かつ、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、ジクロロエタン又はクロロホルムに可溶である請求項1〜3のいずれかに記載の末端変性可溶性多官能ビニル芳香族共重合体。 - ジビニル芳香族化合物(a)及びモノビニル芳香族化合物(b)と、下記式(1)で表される(メタ)アクリル酸エステル系化合物(c)を、ルイス酸触媒、無機強酸及び有機スルホン酸からなる群から選ばれる一種以上の触媒(d)の存在下で、重合させることを特徴とする請求項1に記載の末端変性可溶性多官能ビニル芳香族共重合体の製造方法。
(ここで、R1は炭素数1〜18の炭化水素基又は水素を示し、R2〜R3は炭素数1〜18の炭化水素基を示し、R4は水素又はメチル基を示す。) - ジビニル芳香族化合物(a)とモノビニル芳香族化合物(b)の合計100モル%に対し、ジビニル芳香族化合物(a)5〜95モル%、モノビニル芳香族化合物(b)95〜5モル%、更に上記式(1)で表わされる(メタ)アクリル酸エステル系化合物(c)を全単量体100モルに対し0.5〜500モル、触媒(d)を(メタ)アクリル酸エステル系化合物(c)1モルに対し0.001〜10モル、それぞれ使用し、これらを含む重合原料を誘電率2.0〜15.0の均一溶媒中で重合させる請求項5に記載の末端変性可溶性多官能ビニル芳香族共重合体の製造方法。
- 請求項1に記載の末端変性可溶性多官能ビニル芳香族共重合体と、ラジカル重合開始剤とを含有することを特徴とする硬化性組成物。
- 更に変性ポリフェニレンエーテル(XC)を含有することを特徴とする請求項7に記載の硬化性組成物。
- 更に、1分子中に2以上のエポキシ基と芳香族構造を有するエポキシ樹脂、1分子中に2以上のエポキシ基とシアヌレート構造を有するエポキシ樹脂及び/又は1分子中に2以上のエポキシ基と脂環構造を有するエポキシ樹脂からなる群から選ばれる1種以上のエポキシ樹脂(XD)及び硬化剤(XE)を含有することを特徴とする請求項7又は8に記載の硬化性樹脂組成物。
- 請求項7〜9のいずれかに記載の硬化性組成物を硬化してなる硬化物。
- 請求項7〜9のいずれかに記載の硬化性組成物をフィルム状に成形してなるフィルム。
- 請求項7〜9のいずれかに記載の硬化性組成物と基材からなる硬化性複合材料であって、基材を5〜90重量%の割合で含有することを特徴とする硬化性複合材料。
- 請求項12に記載の硬化性複合材料を硬化して得られたことを特徴とする硬化複合材料。
- 請求項12に記載の硬化複合材料の層と金属箔層とを有することを特徴とする積層体。
- 請求項7〜9のいずれかに記載の硬化性組成物から形成された膜を金属箔の片面に有することを特徴とする樹脂付き金属箔。
- 請求項7〜9のいずれかに記載の硬化性組成物を有機溶剤に溶解させてなる回路基板材料用ワニス。
- (A)成分:ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン及びジビニルビフェニルからなる群から選択されるジビニル芳香族化合物(a)由来の構造単位、及びスチレン、アルキル置換ビニルベンゼン及びアルキル置換ビニルビフェニルからなる群から選択されるモノビニル芳香族化合物(b)由来の構造単位と、下記式(2)及び下記式(3)で表される末端基を有する共重合体であって、溶剤可溶性で、重合性を有する末端変性可溶性多官能ビニル芳香族共重合体、
(ここで、R1は炭素数1〜18の炭化水素基又は水素を示し、R2〜R3は炭素数1〜18の炭化水素基を示し、R4は水素又はメチル基を示す。)
(B)成分:分子中に1個以上の不飽和基を有する1種以上のビニル化合物、及び
(C)成分:ラジカル重合開始剤を含有し、
(A)成分の配合量が5〜94.9wt%、(B)成分の配合量が5.0〜85wt%、及び(C)成分の配合量が0.1〜10wt%であることを特徴とする硬化性樹脂組成物。 - (B)成分が、分子中に1個以上の(メタ)アクリロイル基を有する1種以上の(メタ)アクリレートを含有することを特徴とする請求項17に記載の硬化性樹脂組成物。
- (B)成分が、分子中に水酸基及び/又はカルボキシル基を有する(メタ)アクリレートを含有することを特徴とする請求項17に記載の硬化性樹脂組成物。
- 請求項17に記載の硬化性樹脂組成物が、光導波路形成用であることを特徴とする光導波路形成用の硬化性樹脂組成物。
- (C)成分が、光ラジカル重合開始剤を含むことを特徴とする請求項17に記載の硬化性樹脂組成物。
- (B)成分が、下記一般式(16)又は(17)で表される構造単位を有するビニル化合物、又はこのビニル化合物から生じる硬化型ビニル系ポリマーを含むことを特徴とする請求項17に記載の硬化性樹脂組成物。
(式中、R5は水素原子又はメチル基を示し、X1は単結合、又はエステル結合、エーテル結合、チオエステル結合、チオエーテル結合及びアミド結合からなる群から選ばれる1種以上の結合を含有していてもよい炭素数1〜20の2価の有機基を示す。R6は水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基を示す。)
(式中、R7は水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基を示し、R8は水素原子又はメチル基を示し、X2は単結合、又はエステル結合、エーテル結合、チオエステル結合、チオエーテル結合及びアミド結合からなる群から選ばれる1種以上の結合を含有していてもよい炭素数1〜20の2価の有機基を示す。R9は水素原子又は炭素数1〜20の1価の有機基を示す。) - 請求項17〜22のいずれかに記載の硬化性樹脂組成物を用いて形成される光導波路形成用樹脂フィルム。
- 請求項17〜22のいずれかに記載の硬化性樹脂組成物を用いて形成されるコア部及び/又はクラッド層を有する光導波路。
- 請求項23に記載の光導波路形成用樹脂フィルムを用いて形成されるコア部及び/又はクラッド層を有する光導波路。
- 波長850nmの光源における光伝搬損失が0.3dB/cm以下である請求項24又は25に記載の光導波路。
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