JP6861843B2 - 熱硬化性樹脂組成物、それを用いて製造されたプリプレグおよび金属箔張積層板 - Google Patents

熱硬化性樹脂組成物、それを用いて製造されたプリプレグおよび金属箔張積層板 Download PDF

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Description

本発明は、銅張板の技術分野に属し、特に、熱硬化性樹脂組成物、それを用いて製造されたプリプレグおよび金属箔張積層板に関する。
近年、コンピューターおよび情報通信デバイスの高性能化、高機能化およびネットワーキングの発展に伴い、大容量情報を高速に伝送し処理するために、動作信号が高周波の傾向にある。そのため、配線基板の材料への要求があり、特に、移動通信装置などの広帯域を用いる電子デバイスでは、急速に発展している。
従来、プリント配線基板に用いられる材料において、接着特性が優れたエポキシ樹脂が広く用いられている。しかしながら、エポキシ樹脂配線基板は、一般的に、誘電率および誘電正接が高く(誘電率Dkが4よりも大きく、誘電正接Dfが約0.02である)、高周波特性が十分ではないため、信号の高周波の要求に適応することができない。そのため、誘電特性が優れた樹脂、すなわち誘電率および誘電正接が低い樹脂を開発する必要がある。長期にわたって、当業者にとっては、誘電性能が良い熱硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ビニルベンジルエーテル樹脂、炭化水素樹脂について研究している。硬化架橋可能な炭化水素樹脂(ポリオレフィン樹脂)は、低い誘電正接Dfを有する(ポリテトラフルオロエチレン樹脂と匹敵可能である)と共に、流動性がよいことが広く知られている。そのため、大量の当業者が引き付けられて突っ込んで研究しているが、その耐熱性が十分ではないので、多層プリント配線基板の高いプロセス製造要求を満たすことができず、他の耐熱性がよい樹脂と組み合わせて使用する必要がある。
TW200536862Aでは、有機溶剤体系において、ルイス酸触媒および開始剤の存在下で、20〜120℃の反応温度で20〜100モル%のジビニル芳香族化合物および必要時に添加した他の単量体(例えば、エチルビニル芳香族化合物などの他の単量体)成分を重合させ、分子量が制御可能な可溶性の多官能ビニル芳香族共重合体を調製することが開示されている。当該樹脂は、電子基材などの関連する高摩擦分野に適用されてもよく、良好な耐熱性および加工性を有する。当該共重合体を用いて製造された電子回路基材は、誘電性能がよく、耐熱性がよいが、脆性が大きいという明らかな欠陥が存在している。脆性が大きいので、後続PCB加工生産に大きなマイナスの影響を与える(ドリルの摩耗が激しく、板材が分層を発生し、穿孔した後にハローが大きいことに起因してCAFが悪くなる)ことで、多層プリント配線基板の高いプロセス製造要求を満たすことができない。
CN1914239Aでは、ビニル末端変性ポリフェニレンエーテルと可溶性の多官能ビニル芳香族共重合体を使用して共重合を行うことにより、優れた耐化学性、誘電特性および耐熱性を有する銅張板が製造されたことが開示されている。銅張板の強靭性を改善するために、1種または2種または複数種の熱可塑性樹脂を添加してもよいことが記載されているが、熱可塑性樹脂の添加は、基材のガラス転移温度を大幅に低下させる。また、熱可塑性樹脂と硬化物は、非相容の現象が現れることに起因して基材を相分離させるので、基材の耐湿耐熱性を極めて大きく悪化させ、多層プリント配線基板が鉛フリーリフロー半田付けの熱処理後に階層化し爆裂して使用不可能となっている。
CN103172803Aでは、可溶性の多官能共重合体、アクリル基含有有機シリコン樹脂および開始剤の組成物を用いて硬化を行うことにより、屈折率を有し、光線透過率が高いなどの優れた光学特性、耐熱性および加工性を有する光学製品が製造されたことが開示されている。当該樹脂組成物は銅張板およびプリプレグに用いられてもよいことが記載されていない。即ち、硬化された当該樹脂組成物を用いて銅張板を製造する場合、その誘電特性(誘電正接Df)が著しく低下する(当該樹脂組成物には極性が大きいアクリル基含有有機シリコン樹脂が用いられている)ので、高周波信号の伝送要求を満たすことができない。
そのため、本分野において、銅張板に強靭性、誘電性能および耐湿耐熱性などの良好な綜合性能を有させる樹脂組成物を得ることが望ましい。
従来技術における欠陥に対して、本発明は、熱硬化性樹脂組成物、それを用いて製造されたプリプレグおよび金属箔張積層板を提供することを目的とする。
その目的を達成するために、本発明は、以下の技術案を講じた。
一方、本発明は、(A)成分と、(B)成分とを含む熱硬化性樹脂組成物を提供する。前記(A)成分は、溶剤可溶性の多官能ビニル芳香族共重合体であり、当該共重合体は、ジビニル芳香族化合物(a)およびエチルビニル芳香族化合物(b)を含む単量体に由来する構造単位を有する多官能ビニル芳香族共重合体であり、20モル%以上の、ジビニル芳香族化合物(a)に由来する繰り返し単位を含有し、且つ下記式(a1)および(a2)で表されるジビニル芳香族化合物(a)に由来するビニル基を含有する構造単位のモル分率が(a1)/[(a1)+(a2)]≧0.5を満たし、且つゲル浸透クロマトグラフィーで測定されたポリスチレン換算の数平均分子量Mnが600〜30000であり、重量平均分子量Mwの数平均分子量Mnに対する比Mw/Mnが20.0以下であり、
Figure 0006861843
Figure 0006861843
13は、炭素原子数6〜30の芳香族炭化水素基であり、R14は、炭素原子数6〜30の芳香族炭化水素基であり、
前記(B)成分は、10〜50重量%のスチレン構造を含有する、数平均分子量が500〜10000のオレフィン樹脂から選ばれ、且つ前記オレフィン樹脂の分子中には1、2位に付加されたブタジエン構造を含有する。
本発明に係る前記熱硬化性樹脂組成物は、樹脂成分に極性のヒドロキシ基が含まず、且つ硬化加工過程において、二次ヒドロキシ基などの極性基を生成しないため、配線基板の低い吸水率および優れた誘電性能を保証することができる。前記オレフィン樹脂を溶剤可溶性の多官能ビニル芳香族共重合体の架橋剤として用いることにより、樹脂組成物の硬化後の架橋密度が大きくなり、可溶性の多官能ビニル芳香族共重合体の硬化後の脆性が明らかに改善され、製造された配線基板の強靭性がよく、PCBの穿孔加工性が改善され、多層プリント配線基板の信頼性の向上に有利である。
好ましくは、前記オレフィン樹脂は、ブタジエン−スチレン共重合体および/またはブタジエン−スチレン−ジビニルベンゼン共重合体である。
好ましくは、前記熱硬化性樹脂組成物において、(A)成分および(B)成分の合計に対して、(A)成分の配合量は、10〜98wt%(例えば10wt%、15wt%、20wt%、25wt%、28wt%、30wt%、35wt%、38wt%、40wt%、50wt%、60wt%、70wt%、80wt%、90wt%、95wt%または98wt%)であり、(B)成分の配合量は、2〜90wt%(例えば2wt%、5wt%、8wt%、10wt%、15wt%、20wt%、25wt%、30wt%、40wt%、50wt%、60wt%、70wt%、80wt%または90wt%)である。
本発明に係る熱硬化性樹脂組成物において、(A)成分は、可溶性の多官能ビニル芳香族共重合体である。当該共重合体において、多官能ビニル芳香族共重合体の主鎖骨格に下記一般式(a3)で表されるインダン構造を有し、
Figure 0006861843
Wは、飽和または不飽和の脂肪族炭化水素基、または芳香族炭化水素基、またはベンゼン環に縮合された芳香環、または置換芳香環を表し、Zは、0〜4の整数である。
好ましくは、(A)成分は、多官能ビニル芳香族共重合体においてエチルビニル芳香族化合物(b)以外のモノビニル芳香族化合物(c)に由来する構造単位を含有するような可溶性の多官能ビニル芳香族共重合体である。
当該共重合体は、ジビニル芳香族化合物(a)の繰り返し単位として上記(a1)、(a2)および(a3)で表される構造単位を有する。上記(a1)、(a2)および(a3)で表される構造単位におけるR13、R14、WおよびZは、上述した意味と同様であるが、各構造単位の共重合体における存在割合は、用いられるジビニル芳香族化合物(a)、エチルビニル芳香族化合物(b)の種類および反応触媒、反応温度などの反応条件により決定される。
本発明において、用いられるジビニル芳香族化合物(a)として、例えば、m−ジビニルベンゼン、p−ジビニルベンゼン、1,2−ジイソプロペニルベンゼン、1,3−ジイソプロペニルベンゼン、1,4−ジイソプロペニルベンゼン、1,3−ジイソプロペニルナフタレン、1,4−ジイソプロペニルナフタレン、1,5−ジイソプロペニルナフタレン、1,8−ジイソプロペニルナフタレン、2,3−ジイソプロペニルナフタレン、2,6−ジイソプロペニルナフタレン、2,7−ジイソプロペニルナフタレン、4,4’−ジビニルビフェニル、4,3’−ジビニルビフェニル、4,2’−ジビニルビフェニル、3,2’−ジビニルビフェニル、3,3’−ジビニルビフェニル、2,2’−ジビニルビフェニル、2,4−ジビニルビフェニル、1,2−ジビニル−3,4−ジメチルベンゼン、1,3−ジビニル−4,5,8−トリブチルナフタレンまたは2,2’−ジビニル−4−エチル−4’−プロピルビフェニルから選ばれるいずれか1種または少なくとも2種の組合せを用いてもよいが、これらの物質に限定されない。これらの物質は、独立して用いられてもよいか、或いは2種以上を組み合わせて用いられてもよい。
用いられるジビニル芳香族化合物(a)の好ましい具体例として、コストおよび得られる重合体の耐熱性の観点から、ジビニルベンゼン(メタおよびパラ異性体の両者)、ジビニルビフェニル(各異性体を含む)およびジビニルナフタレン(各異性体を含む)が好ましい。ジビニルベンゼン(メタおよびパラ異性体の両者)、ジビニルビフェニル(各異性体を含む)がより好ましい。特に、ジビニルベンゼン(メタおよびパラ異性体の両者)は、最も好ましく用いられる。より高い耐熱性を必要とする分野において、ジビニルビフェニル(各異性体を含む)およびジビニルナフタレン(各異性体を含む)が特に好ましい。
多官能ビニル芳香族共重合体において、(B)成分であるビニル基有機シリコン樹脂との相容性を調節し、溶剤可溶性および加工性を改善する構造単位を提供する(b)成分として用いられるエチルビニル芳香族化合物は、o−エチルビニルベンゼン、m−エチルビニルベンゼン、p−エチルビニルベンゼン、2−ビニル−2’−エチルビフェニル、2−ビニル−3’−エチルビフェニル、2−エチレン−4’−エチルビフェニル、3−ビニル−2’−エチルビフェニル、3−ビニル−3’−エチルビフェニル、3−ビニル−4’−エチルビフェニル、4−ビニル−2’−エチルビフェニル、4−ビニル−3’−エチルビフェニル、4−ビニル−4’−エチルビフェニル、1−ビニル−2−エチルナフタレン、1−ビニル−3−エチルナフタレン、1−ビニル−4−エチルナフタレン、1−ビニル−5−エチルナフタレン、1−ビニル−6−エチルナフタレン、1−ビニル−7−エチルナフタレン、1−ビニル−8−エチルナフタレン、2−ビニル−1−エチルナフタレン、2−ビニル−3−エチルナフタレン、2−ビニル−4−エチルナフタレン、2−ビニル−5−エチルナフタレン、2−ビニル−6−エチルナフタレン、2−ビニル−7−エチルナフタレン、2−ビニル−8−エチルナフタレンなどを用いてもよいが、これらの物質に限定されない。これらの物質は、独立して用いられてもよいか、或いは2種以上の組合せで用いられてもよい。(b)成分から誘導された構造単位が多官能ビニル芳香族共重合体に導入されることにより、共重合体のゲル化を防止するだけでなく、溶剤における溶解性を向上することができる。好ましい具体例として、コスト、ゲル化の防止および得られる硬化物の耐熱性の観点から、エチルビニルベンゼン(メタおよびパラ異性体の両者)およびエチルビニルビフェニル(各異性体を含む)などが挙げられてもよい。
本発明における熱硬化性樹脂組成物の硬化物の耐熱性を向上するか、或いは他の樹脂との相容性を改善するために、添加されたエチルビニル芳香族化合物(b)以外のモノビニル芳香族化合物(c)を添加してもよく、スチレン、エチルビニル芳香族化合物以外の環におけるアルキル置換されたスチレン、エチルビニル芳香族化合物以外の環におけるアルキル置換された芳香族ビニル基化合物、α−アルキル置換スチレン、α−アルキル置換芳香族ビニル化合物、β−アルキル置換スチレン、アルキル置換芳香族ビニル化合物、インデン誘導体およびアセナフチレン誘導体などが好ましい。
環におけるアルキル置換されたスチレンとして、例えば、メチルスチレン、エチルスチレン、ブチルスチレンなどのアルキル置換されたスチレンが用いられてもよい。
また、環におけるアルキル置換されたスチレンとして、メトキシスチレン、エトキシスチレン、ブトキシスチレンが用いられてもよい。また、フェノキシスチレンなどが用いられてもよい。
芳香族ビニル基化合物として、例えば、2−ビニルビフェニル、3−ビニルビフェニル、4−ビニルビフェニル、1−ビニルナフタレンまたは1−ビニルナフタレンが用いられてもよい。
環におけるアルキル置換された芳香族ビニル基化合物として、例えば、ビニル−プロピルビフェニルまたはビニル−プロピルナフタレンなどが用いられてもよい。
また、α−アルキル置換スチレンとして、例えば、α−メチルスチレン、α−エチルスチレンなどが用いられてもよい。
インデン誘導体として、インデン以外、メチルインデン、エチルインデン、プロピルインデン、ブチルインデンなどのアルキル置換インデンなどが用いられてもよい。また、メトキシインデン、エトキシインデン、ブトキシインデンなどのアルコキシインデンなどが用いられてもよい。
アセナフチレン誘導体として、インデン以外、メチルアセナフチレン、エチルアセナフチレンなどのアルキル置換アセナフチレン系、クロロアセナフチレン、ブロモアセナフチレンなどのハロアセナフチレン系、フェニルアセナフチレン系などが用いられてもよい。
可溶性の多官能ビニル芳香族共重合体に対して、これらの(c)成分であるモノビニル芳香族化合物は、これらの化合物に限定されない。これらの物質は、独立して用いられてもよいか、或いは両者または複数種を組み合わせて用いられてもよい。
これらの(c)成分であるモノビニル芳香族化合物において、重合体の骨格におけるインダン構造の生成量が大きい点の観点から、スチレン、α−アルキル置換スチレン、α−アルキル置換芳香族ビニル基化合物は、好ましい。最も好ましい具体例として、コストおよび得られる重合体の耐熱性の観点から、スチレン、α−メチルスチレン、4−イソプロピレンおよびビフェニルが挙げられてもよい。
可溶性の多官能ビニル芳香族共重合体に対して、(a)成分、(b)成分および(c)成分からなる単量体合計に対する(a)成分であるジビニル芳香族化合物の用量は20〜99.5モル%であり、例えば20モル%、25モル%、28モル%、30モル%、35モル%、38モル%、40モル%、45モル%、50モル%、55モル%、60モル%、65モル%、70モル%、80モル%、90モル%、95モル%または99モル%であり、33〜99モル%であることが好ましく、45〜95モル%であることがより好ましく、50〜85モル%であることが特に好ましい。ジビニル芳香族化合物(a)の含有量が20モル%未満であれば、生成した可溶性の多官能ビニル芳香族共重合体を硬化させる場合、耐熱性が低下する傾向があるので、好ましくない。
また、可溶性の多官能ビニル芳香族共重合体に対して、(a)成分、(b)成分および(c)成分からなる単量体合計に対する(b)成分であるエチルビニル芳香族化合物の用量は、0.5〜80モル%であり、例えば0.5モル%、0.8モル%、1モル%、5モル%、10モル%、15モル%、20モル%、25モル%、30モル%、35モル%、40モル%、45モル%、50モル%、55モル%、60モル%、65モル%、70モル%、75モル%または80モル%であり、1〜70モル%であることが好ましく、5〜60モル%であることがより好ましく、15〜50モル%であることが特に好ましい。エチルビニル芳香族化合物(b)の含有量が80モル%を超えれば、生成した可溶性の多官能ビニル芳香族共重合体を硬化させる場合、耐熱性が低下する傾向があるので、好ましくない。
また、可溶性の多官能ビニル芳香族共重合体に対して、(a)成分、(b)成分および(c)成分からなる単量体合計に対する(c)成分であるモノビニル芳香族化合物の用量は40モル%未満であり、例えば38モル%、35モル%、33モル%、30モル%、28モル%、25モル%、23モル%、20モル%、18モル%、15モル%、13モル%、10モル%、8モル%、5モル%、3モル%または1モル%であり、30モル%よりも小さいことが好ましく、25モル%よりも小さいことがより好ましく、20モル%よりも小さいことが特に好ましい。モノビニル芳香族化合物(c)の含有量が40モル%以上であれば、生成した可溶性の多官能ビニル芳香族共重合体を硬化させる場合、耐熱性が低下する傾向があるので、好ましくない。
可溶性の多官能ビニル芳香族共重合体において、上記式(a1)および(a2)で表されるジビニル芳香族化合物(a)に由来するビニル基を含有する構造単位のモル分率は、(a1)/[(a1)+(a2)]≧0.5を満たしなければならない。例えば、当該モル分率は、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、0.95、0.98などである。当該モル分率は、0.7以上であることが好ましく、0.9であることが特に好ましい。0.5未満であれば、生成した共重合体の硬化物の耐熱性が低下し、硬化において長い時間を必要となるので、好ましくない。
また、可溶性の多官能ビニル芳香族共重合体の主鎖骨格において、上記一般式(a3)で表されるインダン構造を有しなければならない。一般式(a3)中、Wは、ビニル基などの不飽和脂肪族炭化水素基、フェニル基などの芳香族炭化水素基、これらの炭化水素基の置換体などを有し、それらが0〜4個の置換を行ってもよい。また、Wは、インダン構造のベンゼン環と縮合環を形成することによってナフタレン環などの2価炭化水素基であってもよい。当該2価炭化水素基は置換基を有してもよい。
一般式(a3)で表されるインダン構造は、可溶性の多官能ビニル芳香族共重合体の耐熱性および溶剤に対する可溶性をさらに向上させる構造単位であり、以下の方法で生成される。多官能ビニル芳香族共重合体を調製する場合、特定の溶剤、触媒、温度などの調製条件下で調製することにより、成長重合体鎖末端における活性化点がジビニル芳香族化合物およびモノビニル芳香族化合物の構造単位に由来する芳香環を攻撃する。全単量体の構造単位に対するインダン構造の存在量は、0.01モル%以上であり、例えば0.01モル%、0.03モル%、0.05モル%、0.08モル%、0.1モル%、0.2モル%、0.5モル%、0.8モル%、1モル%、1.3モル%、1.5モル%、1.8モル%、2モル%、5モル%、10モル%、15モル%、20モル%、25モル%または30モル%であり、0.1モル%以上であることがより好ましく、1モル%以上であることがさらに好ましく、3モル%以上であることが特に好ましく、5モル%以上であることが最も好ましい。上限は、20モル%以下であることが好ましく、15モル%以下であることがさらに好ましい。多官能ビニル芳香族共重合体の主鎖骨格に上記インダン構造が存在しなければ、耐熱性および溶剤に対する可溶性が十分ではないので、好ましくない。
可溶性の多官能ビニル芳香族共重合体の数平均分子量Mn(ゲル浸透クロマトグラフィーで測定されたポリスチレン換算)は、600〜30000であり、例えば600、800、1000、1500、2000、4000、6000、8000、10000、15000、20000、25000または30000であることが好ましく、600〜10000であることがさらに好ましく、700〜5000であることが最も好ましい。Mnが600未満であれば、可溶性の多官能ビニル芳香族共重合体の粘度が低すぎるため、糊付けしにくく、或いは厚い膜を形成し、加工性が低下するので、好ましくない。また、Mnが30000よりも大きければ、ゲルが発生しやすく、他の樹脂成分との相容性が低下し、糊付けまたは成膜などの場合に、外観および物性の降下を引き起こすので、好ましくない。
また、可溶性の多官能ビニル芳香族共重合体の数平均分子量分布(Mw/Mn)の値は、20以下であってもよく、例えば20、18、15、10、8、6、4、2、1などであり、15以下であることが好ましく、10以下であることがより好ましく、5以下であることが最も好ましい。Mw/Mnが20を超えれば、本発明に係る熱硬化性樹脂組成物の粘度の上昇に伴い、加工特性が悪くなり、他の樹脂成分との相容性が降下し、外観および物性の降下などの問題に至っている。
(A)成分として用いられる可溶性の多官能ビニル芳香族共重合体の金属イオン含有量は、各金属イオンの含有量が、500ppm以下であり、例えば500ppm、400ppm、300ppm、200ppm、100ppm、50ppm、30ppm、20ppm、10ppm、8ppm、5ppm、3ppmまたは1ppmであることが好ましく、100ppm以下であることがより好ましく、20ppm以下であることがさらに好ましく、1ppmであることが最も好ましい。
可溶性の多官能ビニル芳香族共重合体は、上記(a)、(b)および(c)成分以外、本発明の効果を損害しない範囲で、トリビニル芳香族化合物、他のジビニル化合物およびモノビニル化合物を用いて共重合を行うことにより得られる物質であってもよい。
トリビニル芳香族化合物の具体例として、1,2,4−トリビニルベンゼン、1,3,5−トリビニルベンゼン、1,2,4−トリイソプロピルベンゼン、1,3,5−トリイソプロピルベンゼン、1,3,5−トリビニルナフタレン、3,5,4’−トリビニルビフェニルなどが挙げられてもよい。また、他のジビニル化合物として、ブタジエン、イソプレンなどのジエン化合物が挙げられてもよい。他のモノビニル化合物として、アルキルビニルエーテル、芳香族ビニルエーテル、イソブチレン、ジイソブチレンなどが挙げられてもよい。これらは、独立して用いられてもよいか、或いは2種または複数種を組み合わせて用いられてもよい。ジビニル芳香族化合物(a)、(b)成分および(c)成分を含むモノビニル芳香族化合物の単量体合計量に対して、これらの他の単量体の用量は、30モル%未満の範囲である。
当該可溶性の多官能ビニル芳香族共重合体は、以下の形態により得られる。例えば、ルイス酸触媒および下記一般式(a4)で表される開始剤の存在下、20〜100℃の温度で、ジビニル芳香族化合物(a)、エチルビニル芳香族化合物(b)およびエチルビニル芳香族化合物(b)以外のモノビニル芳香族化合物(c)を含有する単量体成分を誘電率が2〜15の1種または複数種の有機溶剤で重合させる。
Figure 0006861843
15は、水素原子または炭素原子数1〜6の1価の炭化水素基、R16は、E価の芳香族炭化水素基または脂肪族炭化水素基を表し、Dは、ハロゲン原子、炭素原子数1〜6のアルコキシ基またはアシルオキシ基を表し、Eは、1〜6の整数である。一分子中に複数のR15およびDを有する場合、それぞれ同一または異なってもよい。
重合反応が終了した後に共重合体を回収する方法は、特に限定されず、例えば、ストリッピング、および貧溶媒からの析出などの汎用方法を用いてもよい。
本発明における熱硬化性樹脂組成物の(B)成分としては、10〜50重量%(例えば10重量%、13重量%、15重量%、20重量%、25重量%、30重量%、35重量%、40重量%、45重量%、または50重量%)のスチレン構造を含有する、数平均分子量が500〜10000(例えば500、800、1000、1300、1500、2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000または10000)のオレフィン樹脂から選ばれ、且つ前記オレフィン樹脂の分子中には1、2位に付加されたブタジエン構造を含有し、多官能ビニル芳香族共重合体と共重合反応を行って架橋ネットワークを形成し、良好な誘電性能を提供すると共に、多官能ビニル芳香族共重合体の自己硬化による脆性が大きいという問題を効果的に改善することができる。前記オレフィン樹脂構造に含有したスチレンセグメントは、可溶性の多官能ビニル芳香族共重合体と良好な相容性を有する。スチレン含有量が10重量%より小さいと、官能化ポリフェニレンエーテル樹脂と架橋硬化剤との相容性が悪いため、均一で安定した溶剤を形成できず、接着剤が静置過程において相分離を発生しやすい。スチレン含有量が50重量%を超えると、ブタジエン単位構造の割合が少なく過ぎるため、十分な不飽和二重結合を提供できないだけでなく、良好な架橋硬化の作用を果たせず、硬化体系の耐熱性を低下させ、スチレン構造が多すぎるため、硬化体系の脆性が大きくなり、加工可能性が悪くなる。
また、本発明に用いられるオレフィン樹脂は、分子中の1、2位に付加されたブタジエン含有量が20重量%以上であり、30重量%以上であることが好ましい。前記オレフィン樹脂は、分子中の1、2位に付加されたブタジエン基不飽和二重結合により、多官能ビニル芳香族共重合体と架橋硬化をよく行って三次元ネットワークを形成し、最終の積層板材料の耐熱性を効果的に向上させることができる。より好ましくは、オレフィン樹脂は、分子中の1、2位に付加されたブタジエン基の含有量が50重量%以上である。さらに好ましくは、オレフィン樹脂は、分子中の1、2位に付加されたブタジエン基の含有量が70重量%以上である。分子中の1、2位に付加されたブタジエン基の含有量が20重量%未満であると、架橋反応を行うための十分な不飽和二重結合を提供することができないため、硬化生成物の耐熱性を低下させる。前記オレフィン樹脂は、ブタジエン−スチレン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、ブタジエン−スチレン−ジビニルベンゼン共重合体から選ばれる1種またはその混合物であってもよい。選択可能な商品化された製品は、例えばSARTOMER社製のRicon100、Ricon181、Ricon184、Ricon104、Ricon104H、Ricon250、R257であってもよいが、挙げられている製品に限定されない。
本発明における熱硬化性樹脂組成物を形成するための上記(A)および(B)成分の配合比は、広い範囲内に変更してもよいが、(A)成分および(B)成分の配合量(wt%)は、必ず、(A)成分の配合量が10〜98wt%であり、(B)成分の配合量が2〜90wt%であるという条件を満たしなければならない。(A)成分の配合量は30〜90wt%であり、(B)成分の配合量は10〜70wt%であることが好ましい。
本発明において、(B)成分の配合量が2wt%未満であれば、熱硬化性樹脂組成物の硬化後の強靭性が悪く、90wt%を超えれば、熱硬化性樹脂組成物の硬化後の架橋密度が不十分であり、ガラス転移温度が低下する。本発明に用いられる多官能ビニル芳香族共重合体およびオレフィン樹脂は、いずれも優れた誘電特性を有するため、誘電特性が優れた硬化物を形成することができる。
本発明に係る熱硬化性樹脂組成物において、(A)成分および(B)成分以外、(C)成分である開始剤をさらに含有し、(A)成分+(B)成分を100重量部として、(C)成分の用量が0.1〜10重量部であり、例えば0.1重量部、0.5重量部、0.8重量部、1重量部、2重量部、3重量部、4重量部、5重量部、6重量部、7重量部、8重量部、9重量部または10重量部であり、0.5〜8重量部であることが好ましく、1〜5重量部であることがさらに好ましい。
本発明において、熱硬化性樹脂組成物に(C)成分である開始剤を含有することは、架橋硬化の効果を向上させることを目的とする。多官能ビニル芳香族共重合体およびオレフィン樹脂は加熱条件で硬化されることができるが、開始剤を導入することによってプロセス効率を大幅に向上させ、加工コストを低下させることができる。
本発明において、前記(C)成分である開始剤は、半減期温度t1/2が130℃以上である。前記開始剤は、ラジカル開始剤である。
好ましくは、前記開始剤は、ジクミルパーオキサイド、tert−ブチルベンゾイルペルオキシド、2,5−ビス(2−エチルヘキサノイルペルオキシ)−2,5−ジメチルヘキサン、ジ−(tert−ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン、過酸化(2,4−ジクロロベンゾイル)、2,5−ジメチル−2,5−ビス(tert−ブチルペルオキシ)ヘキサン、tert−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキシルカーボネート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(tert−ブチルペルオキシ)−3−ヘキシン、4,4−ジ(tert−ブチルペルオキシ)ブチルペンタノエート、1,1−ビス(tert−ブチルペルオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、3,3,5,7,7−ペンタメチル−1,2,4−トリオキセパン、ジ−tert−ブチルペルオキシドまたはtert−ブチルペルオキシクメンから選ばれる1種または少なくとも2種の組合せである。
本発明に係る樹脂組成物において、(C)成分である開始剤は、独立して用いられてもよいし、組み合わせて用いられてもよく、組み合わせて用いられる場合、より良い相乗効果を達成することができる。
本発明において、前記熱硬化性樹脂組成物は、有機フィラーおよび/または無機フィラーを含むフィラーをさらに含む。
好ましくは、前記無機フィラーは、結晶型シリカ、溶融シリカ、球形シリカ、中空シリカ、ガラス粉末、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、炭化ケイ素、炭化ケイ素アルミニウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、二酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸バリウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム 、硫酸バリウム、タルク、粘土、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウムまたはマイカから選ばれる1種または少なくとも2種の組合せである。
好ましくは、前記有機フィラーは、ポリテトラフルオロエチレン粉末、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンエーテルまたはポリエーテルスルホン粉末から選ばれる1種または少なくとも2種の組合せである。
また、本発明は、無機フィラーの形状および粒子径に対して限定せず、一般的に用いられる粒子径は0.01〜50μmであり、例えば0.01μm、0.05μm、0.08μm、0.1μm、0.2μm、0.5μm、1μm、3μm、5μm、8μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μmまたは50μmなどであり、0.01〜20μmであることが好ましく、0.01〜10μmであることがより好ましい。このような粒子径範囲にある無機フィラーは、樹脂溶液により容易に分散する。
なお、本発明は、フィラーの熱硬化性樹脂組成物における用量に対しても特に限定されていない。(A)成分+(B)成分を100重量部として、前記フィラーの用量は、5〜400重量部であり、例えば5部、10部、20部、30部、40部、50部、60部、70部、80部、90部、100部、110部、120部、130部、140部または150部、200部、250部、300部、350部または400部であることが好ましく、5〜200重量部であることがより好ましく、5〜150重量部であることがさらに好ましい。
好ましくは、本発明前記熱硬化性樹脂組成物は、臭素含有難燃剤またはハロゲンフリー難燃剤であってもよい難燃剤を更に含む。
本発明に係る熱硬化性樹脂組成物に難燃剤を含むか否かは、難燃剤の必要性に応じて決められ、樹脂硬化物が難燃特性を有し、UL94V−0要求を満たすようにする。必要に応じて添加された難燃剤に対して特に限定されず、誘電性能に影響を与えなければよい。
好ましくは、前記臭素含有難燃剤は、デカブロモジフェニルエーテル、デカブロモジフェニルエタン、エチレンビステトラブロモフタルイミドまたは臭素化ポリカーボネートから選ばれる1種または少なくとも2種の組合せである。選択可能な商品化された臭素系難燃剤は、HT−93、HT−93W、HP−8010またはHP−3010であるが、上記種類に限定されない。
好ましくは、前記ハロゲンフリー難燃剤は、リン含有ハロゲンフリー難燃剤、窒素含有ハロゲンフリー難燃剤およびケイ素含有ハロゲンフリー難燃剤から選ばれる1種または少なくとも2種の組合せである。
好ましくは、前記ハロゲンフリー難燃剤は、トリス(2,6−ジメチルフェニル)ホスフィン、10−(2,5−ジヒドロキシフェニル)−9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスフィノフェン−10−オキシド、2,6−ビス(2,6−ジメチルフェニル)ホスフィノベンゼンまたは10−フェニル−9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシド、フェノキシホスフィンシアン化合物、リン酸エステルまたはポリリン酸エステルから選ばれる1種または少なくとも2種の組合せである。
選択可能な商品化されたハロゲンフリー難燃剤は、SP−100、PK−200、PK−202、LR−202、LR−700、OP−930、OP−935、LP−2200であるが、上記種類に限定されない。
本発明において、前記難燃剤の用量は、硬化生成物UL94V−0レベル要求に達したか否かにより決められ、特に限定されていない。硬化生成物の耐熱性、誘電性能、吸湿性を犠牲にしない点から考えると、(A)成分+(B)成分を100重量部として、前記難燃剤の用量は、5〜80重量部、例えば5重量部、8重量部、10重量部、20重量部、30重量部、40重量部、50重量部、60重量部、70重量部または80重量部であり、10〜60重量部であることが好ましく、15〜40重量部であることがより好ましい。難燃剤の添加量が不十分であると、よい難燃効果を達成することができない。難燃剤の添加量が80部より大きいと、体系の耐熱性が低下し、吸水率が降下するリスクが存在し、また、体系の誘電性能も悪化する恐れがある。
好ましくは、前記熱硬化性樹脂組成物は、ある問題を解決するために導入された添加剤を更に含む。前記添加剤は、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、可塑剤、潤滑剤、流動性改良剤、ドリップ防止剤、ブロッキング防止剤、帯電防止剤、流動促進剤、加工助剤、基板粘着剤、離型剤、強化剤、低収縮添加剤または応力除去添加剤から選ばれる1種または少なくとも2種の組合せである。
本発明に係る熱硬化性樹脂組成物において、前記添加剤の用量は、特に限定されず、(A)成分+(B)成分を100重量部として、前記添加剤の用量は、0.1〜10重量部、例えば0.1重量部、0.5重量部、0.8重量部、1重量部、2重量部、3重量部、4重量部、5重量部、6重量部、7重量部、8重量部、9重量部または10重量部であることが好ましく、0.5〜8重量部であることがより好ましく、1〜5重量部であることがさらに好ましい。
一方、本発明は、上述したような熱硬化性樹脂組成物の調製方法を提供する。前記調製方法は、公知の方法により、前記可溶性の多官能ビニル芳香族共重合体、オレフィン樹脂、ラジカル開始剤、粉末フィラー、各種の難燃剤、および各種の添加剤を組み合わせて撹拌し、混合して調製することである。
一方、本発明は、上述したような樹脂組成物を溶剤に溶解されるか、或いは分散させることにより得られた樹脂接着剤を提供する。
Figure 0006861843
上述したような樹脂組成物を溶剤に溶解されるか、或いは分散させる過程において、乳化剤が添加されてもよい。乳化剤によって分散させることで、粉末フィラーなどを接着剤に均一に分散せせることができる。
一方、本発明は、基材と、含浸し乾燥した後に基材に付着された上述したような熱硬化性樹脂組成物と、を含むプリプレグを提供する。
本発明に係るプリプレグは、半硬化シートとも呼ばれてもよい。上述したような樹脂接着剤を基材に浸漬させた後、加熱し、乾燥させて有機溶剤を除去し、基材内の樹脂組成物を一部硬化させてプリプレグを得たものであってもよい。本発明における基材は、強化材料と呼ばれてもよい。
好ましくは、前記基材は、有機繊維、炭素繊維または無機繊維から調製された織物または不織物である。
好ましくは、前記有機繊維は、アラミド繊維、例えばデュポン社製のKevlar繊維を含む。
無機繊維から製造された織物または不織物に対して特に限定されていない。好ましくは、前記無機繊維から製造された織物または不織物の成分に、50〜99.9重量%(例えば50%、55%、58%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、88%、90%、95%または99%)のSiO2、0〜30重量%(例えば0%、5%、10%、15%、20%、25%または30%)のCaO、0〜20重量%(例えば0%、5%、10%、15%または20%)のAl23、0〜25重量%(例えば0%、5%、10%、15%、20%または25%)のB23、および0〜5重量%(例えば0%、0.5%、1%、2%、3%、4%または5%)のMgOが含まれてもよいが、上記成分に限定されない。好ましくは、前記基材(強化材料)は、編み繊維布であり、E−Glass、T−Glass、NE−Glass、L−Glass、Q−Glass、D−Glassであることがより好ましく、NE−Glassであることが特に好ましい。用いられる基材の厚みに対しても特に限定されていない。
上述基材を浸漬するための樹脂含有量としては、半硬化中の樹脂含有量に対する30質量%またはそれ以上であり、例えば30質量%、35質量%、40質量%、50質量%、60質量%またはそれ以上であることが好ましい。基材の誘電率は樹脂組成物よりも高いことが多いので、これらのプリプレグから製造された積層板の誘電率を低下させるために、樹脂組成物成分のプリプレグにおける含有量は、上記含有量から選ばれることが好ましい。
好ましくは、上述したようなプリプレグの乾燥温度は、80〜200℃であり、例えば80℃、90℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、170℃、190℃または200℃などである。前記乾燥時間は、1〜30minであり、例えば1min、5min、8min、13min、17min、21min、24min、28minまたは30minなどである。
一方、本発明は、少なくとも1枚の上述したようなプリプレグを含む積層板を提供する。
一方、本発明は、1枚または少なくとも2枚の積層された上述したようなプリプレグ、および積層されたプリプレグの一方側または両側に位置する金属箔を含む金属箔張積層板を提供する。
好ましくは、前記金属箔は、銅箔である。好ましくは、前記銅箔は、電解銅箔または圧延銅箔であり、その表面粗さは、5μmよりも小さく、例えば4μm、3μm、2μm、1μm、0.8μm、0.5μmなどよりも小さい。積層板材料が高周波高速プリント配線基板に用いられる時の信号損失を改善し向上することができる。
それと同時に、銅箔プリプレグの一面の粘着力を向上させるために、さらに好ましくは、シランカップリング剤で前記銅箔を化学的処理する。用いられるシランカップリング剤は、エポキシシランカップリング剤、ビニルシランカップリング剤またはアクリレートシランカップリング剤から選ばれる1種または少なくとも2種の混合物である。
一方、本発明は、1枚または少なくとも2枚の積層された上述したようなプリプレグを含む高周波高速配線基板を提供する。
具体的には、本発明に係る高周波高速配線基板は、以下の方法により製造された。
少なくとも1枚の上述したようなプリプレグを積層し、積層されたプリプレグの上下両側に銅箔を配置し、積層成形を行うことによって製造する。前記積層は、自動積層操作を用いることが好ましいことで、プロセス操作をより簡素化にする。
前記積層成形は、真空積層成形であり、真空積層成形は、真空ラミネーターによって実現されてもよい。前記積層時間は、70〜120minであり、例えば70min、75min、80min、85min、90min、95min、100min、105min、110min、115minまたは120minなどであり、前記積層温度は、180〜220℃であり、例えば180℃、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃または220℃であり、前記積層圧力は、20〜60kg/cm2であり、例えば20kg/cm2、25kg/cm2、30kg/cm2、35kg/cm2、40kg/cm2、45kg/cm2、50kg/cm2、55kg/cm2、58kg/cm2または60kg/cm2などである。
本発明に係る方法を用いて製造された電子回路基材は、強靭性がよく、且つガラス転移温度が高く、吸水率が低く、誘電性能が優れており、耐湿耐熱性が優れているなどの利点を保持し、多層の高周波高速プリント配線基板の加工に非常に適用される。
また、材料の高周波高速分野における適用をさらに向上させるために、本発明における銅箔張積層板の製造において用いられる銅箔は、電解銅箔または圧延銅箔を選択してもよく、その表面粗さが5μmよりも小さく、積層板材料が高周波高速プリント配線基板に用いられる時の信号損失を改善し向上することができる。それと同時に、銅箔プリプレグの一面の粘着力を向上させるために、前記銅箔に対してシランカップリング剤で化学的処理が行われてもよい。用いられるシランカップリング剤は、エポキシシランカップリング剤、ビニルシランカップリング剤またはアクリレートシランカップリング剤から選ばれる1種または少なくとも2種の混合物である。それは、銅箔と基材との結合力を提供し、プリント配線基板の使用過程において断線、パッド脱落などのリスクが発生することを防止することを目的とする。
従来技術に対して、本発明は、以下のような有益な効果を有する。
本発明に係るオレフィン樹脂を可溶性の多官能ビニル芳香族共重合体の架橋剤として用いることにより、樹脂組成物の硬化後の架橋密度が大きく、配線基板の高いガラス転移温度を提供すると共に、可溶性の多官能ビニル芳香族共重合体の硬化後の脆性を著しく改善することができる。製造された配線基板は、強靭性がよく、改善PCBの穿孔加工性を改善し、多層の高周波高速プリント配線基板の信頼性の向上に寄与する。また、前記オレフィン樹脂の分子に極性基が含まず、配線基板の低い吸水率および優れた誘電性能を保証することができる。以上のように、前記オレフィン樹脂と可溶性の多官能ビニル芳香族共重合体の樹脂組成物を用いて製造された配線基板は、強靭性がよく、且つ高いガラス転移温度、低い吸水率、優れた誘電特性および耐湿耐熱性などの利点を保持し、高周波高速プリント配線基板の分野に適用されると共に、多層プリント配線基板の加工に適用される。
以下、具体的な実施形態によって本発明の技術案をさらに説明する。当業者であれば、前記実施例は、本発明を理解するためのものに過ぎず、本発明を具体的に限定するものと見なすべきではないことを理解すべきである。
調製例1
ビニルベンゼン0.481モル(68.4mL)、エチルビニルベンゼン0.0362モル(5.16mL)、1−クロロビニルベンゼン(40mmol)のジクロロエタン溶液(濃度:0.634mmol/mL)63mL、臭化テトラ−n−ブチルアンモニウム(1.5mmol)のジクロロエタン溶液(濃度:0.135mmol/mL)11mL、およびジクロロエタン500mLを1000mLのフラスコに投入した。70℃で、1.5mmolのSnCl4のジクロロエタン溶液(濃度:0.068mmol/mL)1.5mLを添加し、反応時間が1時間である。窒素ガスで発泡が行われた少量のメタノールを用いて重合反応を終止させた後、室温で反応混合液を大量のメタノールに投入して重合体を析出させ、得られた重合体をメタノールで洗浄し、濾過、乾燥、秤量を行って合計54.6gの共重合体VOD−A(収率49.8wt%)を得た。
得られた重合体VOD−Aは、Mwが4180であり、Mnが2560であり、Mw/Mnが1.6である。日本電子製のJNM−LA600型核磁共振分光装置により、重合体VOD−Aに52モル%のジビニルベンゼンに由来する構造単位、48モル%のエチルビニルベンゼンに由来する構造単位を含有することが測定された。また、共重合体VOD−Aにインダン構造が存在することが分かった。全単量体の構造単位に対するインダン構造の存在量は、7.5モル%である。さらに、上記一般式(a1)および(a2)で表される構造単位の合計量に対して、一般式(a1)で表される構造単位のモル分率は、0.99である。
共重合体VOD−Aは、トルエン、キシレン、THF、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルムに溶解することができ、ゲルの生成が発見されていない。
調製例2
ビニルベンゼン0.481モル(68mL)、エチルビニルベンゼン0.362モル(52mL)、1−クロロビニルベンゼン(30mmol)のジクロロエタン溶液(濃度:0.634mmol/mL)47mL、テトラ−n−ブチルアンモニウムクロリド(2.25mmol)のジクロロエタン溶液(濃度:0.035mmol/mL)65mL、およびジクロロエタン500mLを1000mLのフラスコに投入した。70℃で、1.5mmolのSnCl4のジクロロエタン溶液(濃度:0.068mmol/mL)を22mL添加し、反応時間が1時間である。窒素ガスで発泡が行われた少量のメタノールを用いて重合反応を終止させた後、室温で反応混合液を大量のメタノールに投入して重合体を析出させ、得られた重合体をメタノールで洗浄し、濾過、乾燥、秤量を行って合計67.4gの共重合体VOD−B(収率61.4wt%)を得た。
得られた重合体VOD−Bは、Mwが7670であり、Mnが3680であり、Mw/Mnが2.1である。日本電子製のJNM−LA600型核磁共振分光装置により、重合体VOD−Bに51モル%のジビニルベンゼンに由来する構造単位、49モル%のエチルビニルベンゼンに由来する構造単位を含有することが測定された。また、共重合体VOD−Bにインダン構造が存在することが分かった。全単量体の構造単位に対するインダン構造の存在量は、7.5モル%である。さらに、上記一般式(a1)および(a2)で表される構造単位の合計量に対して、一般式(a1)で表される構造単位のモル分率は、0.99である。
共重合体VOD−Bは、トルエン、キシレン、THF、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルムに溶解することができ、ゲルの生成が発見されていない。
調製例3
ビニルベンゼン0.0481モル(6.84mL)、エチルビニルベンゼン0.0362モル(5.16mL)、下記一般式(a5)で表されるコバルト系連鎖移動剤12.0mgおよびテトラヒドロフラン150mlを300mlのフラスコに投入した。50℃で、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)をさらに添加して72時間反応させた。室温で反応混合液を大量のメタノールに投入して重合体を析出させ、得られた重合体をメタノールで洗浄し、濾過、乾燥、秤量を行って合計3.15gの共重合体VOD−C(収率28.7wt%)を得た。
Figure 0006861843
(式中、R30は、イソプロピル基であり、Pyは、ピリジル基である。)
得られた重合体VOD−Cはゲルを含有するため、THF溶剤のみに溶解し、そのMwが94600であり、Mnが12800であり、Mw/Mnが7.4である。日本電子製のJNM−LA600型核磁共振分光装置により、重合体VOD−Cに58モル%のジビニルベンゼンに由来する構造単位、42モル%のエチルビニルベンゼンに由来する構造単位を含有することが測定された。また、共重合体VOD−Cにインダン構造が存在しないことが分かった。さらに、上記一般式(a1)および(a2)で表される構造単位の合計量に対して、一般式(a1)で表される構造単位のモル分率は、0.25である。
表1は、実施例および比較例に用いられる原料を示す。
Figure 0006861843
実施例1
80.0重量部の多官能ビニル芳香族共重合体VOD−A、20.0重量部のスチレン−ブタジエン共重合体Ricon100(Sartomer社製、スチレンの含有量が25%である)、3.0重量部のラジカル開始剤DCP、25重量部の臭素含有難燃剤BT−93W、60重量部のシリカ微粉S0−C2をトルエン溶剤に溶解させ、適切な粘度までに調整した。NE−ガラス繊維布(Nittobo、型番2116NE)を用いて樹脂接着剤に浸潤させ、クランク軸によって適切な単位重量までに制御し、オーブンに乾燥させ、トルエン溶剤を除去して2116プリプレグを調製した。それぞれ6枚の2116プリプレグおよび12枚の2116プリプレグを積層し、上下両面に1OZ厚みの銅箔を配置し、ラミネーターにおいて120minの真空積層硬化を行い、硬化圧力が50kg/cm2であり、硬化温度が200℃であり、2種類の厚み(6*2116−0.76mmの板は、綜合性能のテストに用いられ、12*2116−1.52mmの板は、機械的性能のテストに用いられる)の高速配線基板を製造した。
製造された銅箔基板の物性をテストし、その結果を表2に示す。
実施例2
実施例1における製造方法と同様であるが、多官能ビニル芳香族共重合体VOD−Aとスチレン−ブタジエン共重合体Ricon100の配合比は、元の重量比80:20から50:50に変更した。
製造された銅箔基板の物性をテストし、その結果を表2に示す。
実施例3
実施例1における製造方法と同様であるが、オレフィン樹脂の成分は、スチレン−ブタジエン共重合体Ricon181(Sartomer社製、スチレンの含有量が28%である)で置換された。製造された銅箔基板の物性をテストし、その結果を表2に示す。
実施例4
実施例1における製造方法と同様であるが、オレフィン樹脂の成分は、スチレン−ブタジエン−ジビニルベンゼン共重合体Ricon250(Sartomer社製、スチレンの含有量が35%である)で置換された。製造された銅箔基板の物性をテストし、その結果を表2に示す。
実施例5
実施例4における製造方法と同様であるが、多官能ビニル芳香族共重合体VOD−Aとスチレン−ブタジエン−ジビニルベンゼン共重合体Ricon250の配合比は、元の従来比80:20から50:50に変更した。製造された銅箔基板の物性をテストし、その結果を表2に示す。
実施例6
実施例1における製造方法と同様であるが、多官能ビニル芳香族共重合体VOD−Aとスチレン−ブタジエン共重合体Ricon100の配合比は、元の重量比80:20から13:87に変更した。製造された銅箔基板の物性をテストし、その結果を表2に示す。
実施例7
実施例1における製造方法と同様であるが、多官能ビニル芳香族共重合体VOD−Aとスチレン−ブタジエン共重合体Ricon100の配合比は、元の重量比80:20から93:7に変更した。製造された銅箔基板の物性をテストし、その結果を表2に示す。
実施例8
実施例1における製造方法と同様であるが、多官能ビニル芳香族共重合体VOD−Aは、多官能ビニル芳香族共重合体VOD−Bで置換された。製造された銅箔基板の物性をテストし、その結果を表2に示す。
比較例1
100重量部の多官能ビニル芳香族共重合体VOD−A、3.0重量部のラジカル開始剤DCP、25重量部の臭素含有難燃剤BT−93W、60重量部のシリカ微粉S0−C2をトルエン溶剤に溶解させ、適切な粘度までに調整した。NE−ガラス繊維布(Nittobo、型番2116NE)を用いて樹脂接着剤に浸潤させ、クランク軸によって適切な単位重量までに制御し、オーブンに乾燥させ、トルエン溶剤を除去して2116プリプレグを調製した。それぞれ6枚の2116プリプレグおよび12枚の2116プリプレグを積層し、上下両面に1OZ厚みの銅箔を配置し、ラミネーターにおいて120minの真空積層硬化を行い、硬化圧力が50kg/cm2であり、硬化温度が200℃であり、2種類の厚み(6*2116−0.76mmの板は、綜合性能のテストに用いられ、12*2116−1.52mmの板は、機械的性能のテストに用いられる)の高速配線基板を製造した。製造された銅箔基板の物性をテストし、その結果を表3に示す。
比較例2
80.0重量部の多官能ビニル芳香族共重合体VOD−C、20.0重量部のスチレン−ブタジエン共重合体Ricon100(Sartomer社製、スチレンの含有量が25%である)、3.0重量部のラジカル開始剤DCP、25重量部の臭素含有難燃剤BT−93W、60重量部のシリカ微粉S0−C2をテトラヒドロフランとトルエンの混合溶剤に溶解させ、適切な粘度までに調整した。NE−ガラス繊維布(Nittobo、型番2116NE)を用いて樹脂接着剤に浸潤させ、クランク軸によって適切な単位重量までに制御し、オーブンに乾燥させ、トルエン溶剤を除去して2116プリプレグを調製した。それぞれ6枚の2116プリプレグおよび12枚の2116プリプレグを積層し、上下両面に1OZ厚みの銅箔を配置し、ラミネーターにおいて120minの真空積層硬化を行い、硬化圧力が50kg/cm2であり、硬化温度が200℃であり、2種類の厚み(6*2116−0.76mmの板は、綜合性能のテストに用いられ、12*2116−1.52mmの板は、機械的性能のテストに用いられる)の高速配線基板を製造した。製造された銅箔基板の物性をテストし、その結果を表3に示す。
比較例3
48重量部の多官能ビニル芳香族共重合体VOD−A、12重量部のビニル変性ポリフェニレンエーテル樹脂OPE−2ST−1、40重量部の水素化スチレンブタジエンブロック共重合体H1041、3.0重量部のラジカル開始剤DCP、25重量部の臭素含有難燃剤BT−93W、60重量部のシリカ微粉S0−C2をトルエン溶剤に溶解させ、適切な粘度までに調整した。NE−ガラス繊維布(Nittobo、型番2116NE)を用いて樹脂接着剤に浸潤させ、クランク軸によって適切な単位重量までに制御し、オーブンに乾燥させ、トルエン溶剤を除去して2116プリプレグを調製した。それぞれ6枚の2116プリプレグおよび12枚の2116プリプレグを積層し、上下両面に1OZ厚みの銅箔を配置し、ラミネーターにおいて120minの真空積層硬化を行い、硬化圧力が50kg/cm2であり、硬化温度が200℃であり、2種類の厚み(6*2116−0.76mmの板は、綜合性能のテストに用いられ、12*2116−1.52mmの板は、機械的性能のテストに用いられる)の高速配線基板を製造した。製造された銅箔基板の物性をテストし、その結果を表3に示す。
比較例4
80重量部の多官能ビニル芳香族共重合体VOD−A、20重量部の(メタ)アクリロイル末端のかご型シルセスキオキサンA、3.0重量部のラジカル開始剤DCP、25重量部の臭素含有難燃剤BT−93W、60重量部のシリカ微粉S0−C2をトルエン溶剤に溶解させ、適切な粘度までに調整した。NE−ガラス繊維布(Nittobo、型番2116NE)を用いて樹脂接着剤に浸潤させ、クランク軸によって適切な単位重量までに制御し、オーブンに乾燥させ、トルエン溶剤を除去して2116プリプレグを調製した。それぞれ6枚の2116プリプレグおよび12枚の2116プリプレグを積層し、上下両面に1OZ厚みの銅箔を配置し、ラミネーターにおいて120minの真空積層硬化を行い、硬化圧力が50kg/cm2であり、硬化温度が200℃であり、2種類の厚み(6*2116−0.76mmの板は、綜合性能のテストに用いられ、12*2116−1.52mmの板は、機械的性能のテストに用いられる)の高速配線基板を製造した。製造された銅箔基板の物性をテストし、その結果を表3に示す。
比較例5
80.0重量部の多官能ビニル芳香族共重合体VOD−A、20.0重量部のスチレン−ブタジエン共重合体D4272(Kraton社製、スチレンの含有量が53%である)、3.0重量部のラジカル開始剤DCP、25重量部の臭素含有難燃剤BT−93W、60重量部のシリカ微粉S0−C2をトルエン溶剤に溶解させ、適切な粘度までに調整した。NE−ガラス繊維布(Nittobo、型番2116NE)を用いて樹脂接着剤に浸潤させ、クランク軸によって適切な単位重量までに制御し、オーブンに乾燥させ、トルエン溶剤を除去して2116プリプレグを調製した。それぞれ6枚の2116プリプレグおよび12枚の2116プリプレグを積層し、上下両面に1OZ厚みの銅箔を配置し、ラミネーターにおいて120minの真空積層硬化を行い、硬化圧力が50kg/cm2であり、硬化温度が200℃であり、2種類の厚み(6*2116−0.76mmの板は、綜合性能のテストに用いられ、12*2116−1.52mmの板は、機械的性能のテストに用いられる)の高速配線基板を製造した。製造された銅箔基板の物性をテストし、その結果を表3に示す。
比較例6
比較例5における製造方法と同様であるが、オレフィン樹脂の成分は、無水マレイン化ポリブタジエンRicon130MA8(Sartomer社製、スチレンの含有量が35%である)で置換された。製造された銅箔基板の物性をテストし、その結果を表3に示す。
Figure 0006861843
Figure 0006861843
上記特性のテスト方法は、以下のとおりである。
1)ガラス転移温度(Tg):動的熱機械分析法(DMA)により、IPC−TM−650 2.4.24.4に規定されるDMA方法に応じて積層板のTgを測定した。
2)熱分解温度(Td−5%loss):熱重量分析法(TGA)により、IPC−TM−650 2.4.24.6に規定されるTGA方法に応じて積層板の5%熱減量時の温度Tdを測定した。
3)PCT吸水率:銅張板表面の銅箔をエッチングした後、基材を乾燥させて元の重量を量った。そして、基板を圧力鍋に入れ、120℃、150KPaの条件下で、2時間処理した後、取り出して乾燥した布できれいに拭き、吸水後のサンプルの重量を量った。PCT吸水率は、(蒸し煮後の重量−蒸し煮前の重量)/蒸し煮前の重量である。
4)誘電率Dkおよび誘電正接Df:分離誘電体共振SPDR(Split Post Dielectric Resonator)方法によりテストを行った。テスト周波数は10GHzである。
5)振り子式衝撃強さ:簡単支持ビーム非金属材料の振り子衝撃試験機を用いて、約1.6mmの積層板を120mm*10mmの切欠付きのサンプル(切欠深さ2mm)に複数本製造し、振り子が3.8m/sの速度でサンプルを衝撃した。サンプルを破断させた後、振り子式衝撃試験機の吸収エネルギーを読み取り、最後に振り子式衝撃強さを算出した。
6)落錘衝撃強靭性:落錘衝撃試験機を用い、落錘高さが100cmであり、落錘重量が1Kgである。強靭性の評価について、十字架がはっきりであると、製品の強靭性がよく、◎で示され、十字架がぼんやりしていると、製品の強靭性が悪く、脆性が大きく、△で示され、十字架の可視性が上記2種の状況の間にある場合、製品の強靭性が一般的であり、○で示された。
7)PCT:銅張板表面の銅箔をエッチングした後、基板を圧力鍋に入れ、120℃、150KPaの条件下で、2時間処理した後、288℃のスズ炉に浸漬させた。基材が分層を発生した場合、対応する時間を記録し、基板をスズ炉に5min以上入れて気泡または分層を発生していない場合、評価を終了した。
物性分析について
表2および表3における物性データ照合から分かるように、比較例1において、多官能ビニル芳香族共重合体VOD−Aを用いて自己硬化した後、基材のガラス転移温度は、高く、電気的性能がよく、吸水率が低いが、その強靭性が極めて悪い。比較例2において、多官能ビニル芳香族共重合体VOD−Cを用いることにより、当該共重合体中に、一般式(a1)および(a2)で表される構造単位の合計量に対して、一般式(a1)で表される構造単位のモル分率が0.25、すなわち(a1)/[(a1)+(a2)]=0.25である場合、基材の耐熱性が低下すると共に、強靭性が悪い。比較例3において、水素化スチレンブタジエンブロック共重合体を添加することにより、基材の強靭性が改善されるが、ガラス転移温度が著しく低下し、分層爆裂が現れ、耐湿耐熱性が悪い。比較例4において、(メタ)アクリロイル末端のかご型シルセスキオキサンAを架橋剤として導入することにより、その極性が大きいので、誘電性能が悪い。比較例5において、用いられるスチレン−ブタジエン共重合体におけるスチレンの含有量が50%より大きいことに起因して、基材の強靭性が著しく低下する。比較例6において、無水マレイン化ポリブタジエンRicon130MA8を用いることにより、このようなポリオレフィン樹脂が極性構造を有するため、製造した基材の誘電性能が悪くなり、強靭性も低下する。実施例1〜8において、オレフィン樹脂(スチレン−ブタジエン共重合体)を多官能ビニル芳香族共重合体VOD−A/VOD−Bとして用いることにより、硬化された基材は、良好な強靭性を有し、その高いガラス転移温度、低い吸水率、優れた誘電特性および耐湿耐熱性を保持した。
上述したように、一般的な積層板と比べ、本発明における配線基板は、良好な強靭性を有し、且つその高いガラス転移温度、低い吸水率、優れた誘電特性および耐湿耐熱性を保持している。
本発明において、上述した実施例により本発明における熱硬化性樹脂組成物、それを用いて製造されたプリプレグおよび銅箔張積層板を説明したが、上記実施例に限定されるものではなく、つまり、本発明が上記実施例に依存して実施しなければならないわけではないことを出願人より声明する。当業者であれば、本発明に対するあらゆる改良、本発明の製品の各原料に対する等価置換および補助成分の添加、具体的な形態に対する選択などは、すべて本発明の保護範囲と開示範囲に属することを理解すべきである。

Claims (14)

  1. 1枚または少なくとも2枚の積層されたプリプレグ、および積層されたプリプレグの一方側または両側に位置する金属箔を含む金属箔張積層板であって、
    前記プリプレグは、基材と、含浸し乾燥した後に基材に付着された熱硬化性樹脂組成物とを含み、前記金属箔は、銅箔であり
    前記熱硬化性樹脂組成物は、(A)成分と、(B)成分と、(C)成分と、フィラーと、難燃剤とで構成される、ことを特徴とする金属箔張積層板
    (前記(A)成分は、溶剤可溶性の多官能ビニル芳香族共重合体であり、当該共重合体は、ジビニル芳香族化合物(a)およびエチルビニル芳香族化合物(b)を含む単量体に由来する構造単位を有する多官能ビニル芳香族共重合体であり、20モル%以上の、ジビニル芳香族化合物(a)に由来する繰り返し単位を含有し、且つ下記式(a1)および(a2)で表されるジビニル芳香族化合物(a)に由来するビニル基を含有する構造単位のモル分率が(a1)/[(a1)+(a2)]≧0.5を満たし、且つゲル浸透クロマトグラフィーで測定されたポリスチレン換算の数平均分子量Mnが600〜30000であり、重量平均分子量Mwの数平均分子量Mnに対する比Mw/Mnが20.0以下であり、
    Figure 0006861843
    Figure 0006861843
    13は、炭素原子数6〜30の芳香族炭化水素基であり、R14は、炭素原子数6〜30の芳香族炭化水素基であり、
    前記(B)成分は、10〜50重量%のスチレン構造を含有する、数平均分子量が500〜10000のオレフィン樹脂から選ばれ、且つ前記オレフィン樹脂の分子中には1、2位に付加されたブタジエン構造を含有し、前記オレフィン樹脂の分子中の1、2位に付加されたブタジエン含有量が20重量%以上であり、
    前記熱硬化性樹脂組成物において、(A)成分および(B)成分の合計に対して、(A)成分の配合量が13〜93wt%であり、(B)成分の配合量が7〜87wt%であり、
    前記(C)成分は、(A)成分+(B)成分を100重量部として、(C)成分の用量が0.1〜10重量部である開始剤であり
    前記フィラーは、有機フィラーおよび/または無機フィラーを含み
    前記難燃剤は、臭素含有難燃剤またはハロゲンフリー難燃剤であり
    前記熱硬化性樹脂組成物の樹脂成分に極性のヒドロキシ基が含まず、且つ硬化加工過程において、二次ヒドロキシ基などの極性基を生成しない。)
  2. 前記オレフィン樹脂は、ブタジエン−スチレン共重合体および/またはブタジエン−スチレン−ジビニルベンゼン共重合体である、ことを特徴とする請求項1に記載の金属箔張積層板
  3. 前記可溶性の多官能ビニル芳香族共重合体の主鎖骨格に下記一般式(a3)で表されるインダン構造を有し、
    Figure 0006861843
    ただし、Wは、飽和または不飽和の脂肪族炭化水素基、または芳香族炭化水素基、またはベンゼン環に縮合された芳香環、または置換芳香環を表し、Zは、0〜4の整数である、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の金属箔張積層板
  4. 前記可溶性の多官能ビニル芳香族共重合体の数平均分子量Mnが600〜10000である、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の金属箔張積層板
  5. 前記可溶性の多官能ビニル芳香族共重合体の数平均分子量分布Mw/Mnの値が15以下である、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の金属箔張積層板
  6. 前記可溶性の多官能ビニル芳香族共重合体の金属イオン含有量は、各金属イオン含有量の和が、500ppm以下である、ことを特徴とする請求項1または2に記載の金属箔張積層板
  7. (A)成分は、以下のような可溶性の多官能ビニル芳香族共重合体であり、すなわち、多官能ビニル芳香族共重合体において、エチルビニル芳香族化合物(b)以外のモノビニル芳香族化合物(c)に由来する構造単位を含有する、ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の金属箔張積層板
  8. 前記(C)成分としての開始剤の半減期温度t1/2が130℃以上であり、前記開始剤がラジカル開始剤である、ことを特徴とする請求項1に記載の金属箔張積層板
  9. 前記開始剤は、ジクミルパーオキサイド、tert−ブチルベンゾイルペルオキシド、2,5−ビス(2−エチルヘキサノイルペルオキシ)−2,5−ジメチルヘキサン、ジ−(tert−ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン、過酸化(2,4−ジクロロベンゾイル)、2,5−ジメチル−2,5−ビス(tert−ブチルペルオキシ)ヘキサン、tert−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキシルカーボネート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(tert−ブチルペルオキシ)−3−ヘキシン、ブチル−4,4−ビス(t−ブチルパーオキシ)バレレート、1,1−ビス(tert−ブチルペルオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、3,3,5,7,7−ペンタメチル−1,2,4−トリオキセパン、ジ−tert−ブチルペルオキシドまたはtert−ブチルペルオキシクメンから選ばれる1種または少なくとも2種の組合せである、ことを特徴とする請求項8に記載の金属箔張積層板
  10. 前記無機フィラーは、結晶型シリカ、溶融シリカ、球形シリカ、中空シリカ、ガラス粉末、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、炭化ケイ素、炭化ケイ素アルミニウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、二酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸バリウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、硫酸バリウム、タルク、粘土、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウムまたはマイカから選ばれる1種または少なくとも2種の組合せであり、
    前記有機フィラーは、ポリテトラフルオロエチレン粉末、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンエーテルまたはポリエーテルスルホン粉末から選ばれる1種または少なくとも2種の組合せである、ことを特徴とする請求項1に記載の金属箔張積層板
  11. 前記臭素含有難燃剤は、デカブロモジフェニルエーテル、デカブロモジフェニルエタン、エチレンビステトラブロモフタルイミドまたは臭素化ポリカーボネートから選ばれる1種または少なくとも2種の組合せであり、
    前記ハロゲンフリー難燃剤は、リン含有ハロゲンフリー難燃剤、窒素含有ハロゲンフリー難燃剤およびケイ素含有ハロゲンフリー難燃剤から選ばれる1種または少なくとも2種の組合せである、ことを特徴とする請求項1に記載の金属箔張積層板
  12. 前記ハロゲンフリー難燃剤は、トリス(2,6−ジメチルフェニル)ホスフィン、10−(2,5−ジヒドロキシフェニル)−9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシド、2,6−ビス(2,6−ジメチルフェニル)ホスフィノベンゼンまたは10−フェニル−9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシド、フェノキシホスフィンシアン化合物、リン酸エステルまたはポリリン酸エステルから選ばれる1種または少なくとも2種の組合せである、ことを特徴とする請求項11に記載の金属箔張積層板
  13. (A)成分+(B)成分を100重量部として、前記難燃剤の用量が5〜80重量部である、ことを特徴とする請求項1に記載の金属箔張積層板
  14. 前記基材は、有機繊維、炭素繊維または無機繊維により製造された織物または不織物である、ことを特徴とする請求項1に記載の金属箔張積層板
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