JP6928887B2 - 樹脂組成物、プリプレグ、金属箔張積層板、樹脂シート、及びプリント配線板 - Google Patents
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Description
〔1〕
キレート形成能を有する官能基を有するエポキシ樹脂(A)と、
シアン酸エステル化合物(B)と、を含有し、
前記キレート形成能を有する官能基が、−P(=O)−O−P(=O)−で表される基、及び−C(=O)−C−C(=O)−で表される基の少なくとも1種以上を含む、
樹脂組成物。
〔2〕
前記エポキシ樹脂(A)のエポキシ当量が、100〜600g/eqである、
〔1〕に記載の樹脂組成物。
〔3〕
前記エポキシ樹脂(A)の含有量が、樹脂固形分100質量部に対して、1〜90質量部である、
〔1〕又は〔2〕に記載の樹脂組成物。
〔4〕
充填材(C)をさらに含有する、
〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
〔5〕
前記充填材(C)の含有量が、樹脂固形分100質量部に対して、50〜1600質量部である、
〔4〕に記載の樹脂組成物。
〔6〕
前記エポキシ樹脂(A)以外のエポキシ樹脂、マレイミド化合物、フェノール樹脂、オキセタン樹脂、ベンゾオキサジン化合物、及び重合可能な不飽和基を有する化合物からなる群のうち、いずれか1種以上をさらに含有する、
〔1〕〜〔5〕のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
〔7〕
基材と、
該基材に含浸又は塗布された〔1〕〜〔6〕のいずれか一項に記載の樹脂組成物と、を有する、
プリプレグ。
〔8〕
少なくとも1枚以上積層された〔7〕に記載のプリプレグと、
該プリプレグの片面又は両面に配された金属箔と、を有する、
金属箔張積層板。
〔9〕
〔1〕〜〔6〕のいずれか一項に記載の樹脂組成物を含む、
樹脂シート。
〔10〕
絶縁層と、該絶縁層の表面に形成された導体層と、を有し、
前記絶縁層が、〔1〕〜〔6〕のいずれか一項に記載の樹脂組成物を含む、
プリント配線板。
本実施形態の樹脂組成物は、キレート形成能を有する官能基を有するエポキシ樹脂(A)と、シアン酸エステル化合物(B)と、を含有する。
と、を含有する。
エポキシ樹脂(A)としては、キレート形成能を有する官能基と、1分子中に2個以上のエポキシ基を有する化合物であれば特に限定されない。このようなエポキシ樹脂(A)を用いることにより、得られる硬化物の曲げ強度、めっきピール強度、曲げ弾性率、及び熱伝導率がより向上する。その理由は、以下に限定されないが、キレート形成能を有する官能基がめっき金属とキレート結合を形成することにより、めっきピール強度がより向上し、また、キレート形成能を有する官能基が、曲げ強度、ガラス転移温度、重量減少率の向上にも寄与するものと考えられるがその詳細については明らかとなっていない。
エポキシ樹脂(A)の製造方法は、特に限定されないが、例えば、フェノール性またはアルコール性水酸基と、キレート形成能を有する官能基と、を有する化合物のフェノール性またはアルコール性水酸基を周知の方法でグリシジルエーテル化する方法が挙げられる。
シアン酸エステル化合物(B)としては、以下に限定されないが、下記式(1)で表されるものが挙げられる。
また、一般式(1)におけるアルキル基及びRaにおけるアリール基中の水素原子は、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子、メトキシ基、フェノキシ基等のアルコキシル基、又はシアノ基等で置換されていてもよい。
アルキル基の具体例としては、以下に限定されないが、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、1−エチルプロピル基、2,2−ジメチルプロピル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、及びトリフルオロメチル基が挙げられる。
アリール基の具体例としては、以下に限定されないが、フェニル基、キシリル基、メシチル基、ナフチル基、フェノキシフェニル基、エチルフェニル基、o−,m−又はp−フルオロフェニル基、ジクロロフェニル基、ジシアノフェニル基、トリフルオロフェニル基、メトキシフェニル基、及びo−,m−又はp−トリル基等が挙げられる。
アルコキシル基としては、以下に限定されないが、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、及びtert−ブトキシ基が挙げられる。
上記式(1)のXにおける炭素数1〜50の2価の有機基の具体例としては、以下に限定されないが、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、トリメチルシクロヘキシレン基、ビフェニルイルメチレン基、ジメチルメチレン−フェニレン−ジメチルメチレン基、フルオレンジイル基、及びフタリドジイル基等が挙げられる。該2価の有機基中の水素原子は、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子、メトキシ基、フェノキシ基等のアルコキシル基、シアノ基等で置換されていてもよい。
上記式(1)のXにおける窒素数1〜10の2価の有機基の例としては、以下に限定されないが、イミノ基、ポリイミド基等が挙げられる。
一般式(2)のRb、Rc、Rd、Re、Rf及びRg、並びに一般式(3)のRi、Rjにおけるアルキル基及びアリール基は、上記一般式(1)におけるものと同義である。
本実施形態の樹脂組成物は、充填材(C)を更に含んでもよい。充填材(C)としては、特に限定されないが、例えば、無機充填材及び有機充填材が挙げられる。充填材(C)は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
本実施形態の樹脂組成物は、シランカップリング剤や湿潤分散剤をさらに含んでもよい。
本実施形態の樹脂組成物は、上記成分の他、必要に応じて、他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては、特に限定されないが、例えば、上記エポキシ樹脂(A)以外のその他のエポキシ樹脂、マレイミド化合物、フェノール樹脂、オキセタン樹脂、ベンゾオキサジン化合物、及び重合可能な不飽和基を有する化合物からなる群より選ばれる1種以上が挙げられる。
その他のエポキシ樹脂としては、上記エポキシ樹脂(A)以外であって1分子中に2個以上のエポキシ基を有する化合物であれば、一般に公知のものを用いることができ、その種類は特に限定されない。その具体例としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールE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Aノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、キシレンノボラック型エポキシ樹脂、多官能フェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ナフタレン骨格変性ノボラック型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、3官能フェノール型エポキシ樹脂、4官能フェノール型エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエンノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂、フェノールアラルキルノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールアラルキルノボラック型エポキシ樹脂、アラルキルノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ポリオール型エポキシ樹脂、ブタジエンなどの二重結合をエポキシ化した化合物等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
マレイミド化合物としては、1分子中に1個以上のマレイミド基を有する化合物であれば、特に限定されないが、例えば、1,3−ビス(3−マレイミドフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−マレイミドフェノキシ)ベンゼン、1,6−ビスマレイミド−(2,2,4−トリメチル)ヘキサン、2,2−ビス(4−(4−マレイミドフェノキシ)−フェニル)プロパン、3,3−ジメチル−5,5−ジエチル−4,4−ジフェニルメタンビスマレイミド、4,4−ジフェニルエーテルビスマレイミド、4,4−ジフェニルスルフォンビスマレイミド、4,4−ジフェニルメタンビスマレイミド、4−メチル−1,3−フェニレンビスマレイミド、m−フェニレンビスマレイミド、N−ヒドロキシフェニルマレイミド、N−フェニルマレイミド、ビス(3,5−ジエチル−4−マレイミドフェニル)メタン、ビス(3,5−ジメチル−4−マレイミドフェニル)メタン、ビス(3−エチル−5−メチル−4−マレイミドフェニル)メタン、ビス(4−マレイミドフェニル)メタン、フェニルメタンマレイミド、ノボラック型マレイミド化合物、ビフェニルアラルキル型マレイミド及びこれらマレイミド化合物のプレポリマー、もしくはマレイミド化合物とアミン化合物のプレポリマーが挙げられる。
フェノール樹脂としては、1分子中に2個以上のヒドロキシ基を有するフェノール樹脂であれば、一般に公知のものを使用でき、その種類は特に限定されない。その具体例としては、ビスフェノールA型フェノール樹脂、ビスフェノールE型フェノール樹脂、ビスフェノールF型フェノール樹脂、ビスフェノールS型フェノール樹脂、フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック型フェノール樹脂、グリシジルエステル型フェノール樹脂、アラルキルノボラック型フェノール樹脂、ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂、クレゾールノボラック型フェノール樹脂、多官能フェノール樹脂、ナフトール樹脂、ナフトールノボラック樹脂、多官能ナフトール樹脂、アントラセン型フェノール樹脂、ナフタレン骨格変性ノボラック型フェノール樹脂、フェノールアラルキル型フェノール樹脂、ナフトールアラルキル型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、ビフェニル型フェノール樹脂、脂環式フェノール樹脂、ポリオール型フェノール樹脂、リン含有フェノール樹脂、フェノール基含有シリコーン樹脂類等が挙げられるが、特に制限されるものではない。これらのフェノール樹脂は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
オキセタン樹脂としては、一般に公知のものを使用でき、その種類は特に限定されない。その具体例としては、オキセタン、2−メチルオキセタン、2,2−ジメチルオキセタン、3−メチルオキセタン、3,3−ジメチルオキセタン等のアルキルオキセタン、3−メチル−3−メトキシメチルオキセタン、3,3’−ジ(トリフルオロメチル)パーフルオキセタン、2−クロロメチルオキセタン、3,3−ビス(クロロメチル)オキセタン、ビフェニル型オキセタン、OXT−101(東亞合成製商品名)、OXT−121(東亞合成製商品名)等が挙げられる。これらのオキセタン樹脂は、1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
ベンゾオキサジン化合物としては、1分子中に2個以上のジヒドロベンゾオキサジン環を有する化合物であれば、一般に公知のものを用いることができ、その種類は特に限定されない。その具体例としては、ビスフェノールA型ベンゾオキサジンBA−BXZ(小西化学製商品名)ビスフェノールF型ベンゾオキサジンBF−BXZ(小西化学製商品名)、ビスフェノールS型ベンゾオキサジンBS−BXZ(小西化学製商品名)等が挙げられる。これらのベンゾオキサジン化合物は、1種又は2種以上混合して用いることができる。
重合可能な不飽和基を有する化合物としては、一般に公知のものを使用でき、その種類は特に限定されない。その具体例としては、エチレン、プロピレン、スチレン、ジビニルベンゼン、ジビニルビフェニル等のビニル化合物;メチル(メタ)アクリレート、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、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の1価又は多価アルコールの(メタ)アクリレート類;ビスフェノールA型エポキシ(メタ)アクリレート、ビスフェノールF型エポキシ(メタ)アクリレート等のエポキシ(メタ)アクリレート類;ベンゾシクロブテン樹脂;(ビス)マレイミド樹脂等が挙げられる。これらの不飽和基を有する化合物は、1種又は2種以上混合して用いることができる。
本実施形態の樹脂組成物は、硬化促進剤をさらに含んでもよい。硬化促進剤としては、特に限定されないが、例えば、トリフェニルイミダゾール等のイミダゾール類;過酸化ベンゾイル、ラウロイルパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、パラクロロベンゾイルパーオキサイド、ジ−tert−ブチル−ジ−パーフタレートなどの有機過酸化物;アゾビスニトリルなどのアゾ化合物;N,N−ジメチルベンジルアミン、N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジメチルトルイジン、N,N−ジメチルピリジン、2−N−エチルアニリノエタノール、トリ−n−ブチルアミン、ピリジン、キノリン、N−メチルモルホリン、トリエタノールアミン、トリエチレンジアミン、テトラメチルブタンジアミン、N−メチルピペリジンなどの第3級アミン類;フェノール、キシレノール、クレゾール、レゾルシン、カテコールなどのフェノール類;ナフテン酸鉛、ステアリン酸鉛、ナフテン酸亜鉛、オクチル酸亜鉛、オレイン酸錫、ジブチル錫マレート、ナフテン酸マンガン、ナフテン酸コバルト、アセチルアセトン鉄などの有機金属塩;これら有機金属塩をフェノール、ビスフェノールなどの水酸基含有化合物に溶解してなるもの;塩化錫、塩化亜鉛、塩化アルミニウムなどの無機金属塩;ジオクチル錫オキサイド、その他のアルキル錫、アルキル錫オキサイドなどの有機錫化合物などが挙げられる。これらのなかでも、トリフェニルイミダゾールが硬化反応を促進し、ガラス転移温度、熱膨張率が優れる傾向にあるため、特に好ましい。
本実施形態の樹脂組成物は、溶剤をさらに含んでもよい。溶剤を含むことにより、樹脂組成物の調製時における粘度が下がり、ハンドリング性がより向上するとともに後述する基材への含浸性がより向上する傾向にある。
本実施形態の樹脂組成物の製造方法は、特に限定されないが、例えば、各成分を順次溶剤に配合し、十分に攪拌する方法が挙げられる。この際、各成分を均一に溶解或いは分散させるため、攪拌、混合、混練処理などの公知の処理を行うことができる。具体的には、適切な攪拌能力を有する攪拌機を付設した攪拌槽を用いて攪拌分散処理を行うことで、樹脂組成物に対する充填材(C)の分散性を向上させることができる。上記の攪拌、混合、混練処理は、例えば、ボールミル、ビーズミルなどの混合を目的とした装置、又は、公転又は自転型の混合装置などの公知の装置を用いて適宜行うことができる。
本実施形態の樹脂組成物は、プリプレグ、金属箔張積層板、樹脂シート、及びプリント配線板として好適に用いることができる。以下、プリプレグ、金属箔張積層板、樹脂シート、及びプリント配線板について説明する。
本実施形態のプリプレグは、基材と、該基材に含浸又は塗布された、上記樹脂組成物と、を有する。プリプレグの製造方法は、常法にしたがって行うことができ、特に限定されない。例えば、本実施形態における樹脂成分を基材に含浸又は塗布させた後、100〜200℃の乾燥機中で1〜30分加熱するなどして半硬化(Bステ−ジ化)させることで、本実施形態のプリプレグを作製することができる。
本実施形態の樹脂シートは、樹脂組成物を含む。樹脂シートとは、薄葉化の1つの手段として用いられるもので、例えば、樹脂組成物をシート状に成形してなるものを含む。樹脂シートとしては、支持体と、該支持体上に配された、上記樹脂組成物と、を有する。樹脂シート(積層樹脂シート)や、上記支持体等を使用することなくシート状に成形された、樹脂シート(単層樹脂シート)を含む。樹脂シートの製造方法は、常法にしたがって行うことができ、特に限定されない。例えば、上記積層樹脂シートは、金属箔やフィルムなどの支持体に、直接、樹脂組成物を塗布及び乾燥して製造することができる。単層樹脂シートは、本実施形態の樹脂組成物を溶剤に溶解させた溶液を、シート状のキャビティを有する金型内に供給し乾燥する等してシート状に成形することで、得ることができる。また、単層樹脂シートは、上記積層樹脂シートから、支持体を剥離又はエッチングすることにより、得ることもできる。
本実施形態の金属箔張積層板は、少なくとも1枚以上積層された上記プリプレグと、該プリプレグの片面または両面に配された金属箔とを有する。すなわち、本実施形態の金属箔張積層板は、上記プリプレグと、金属箔とを積層して硬化して得られるものである。
本実施形態のプリント配線板は、絶縁層と、前記絶縁層の表面に形成された導体層とを含み、前記絶縁層が、上記樹脂組成物を含む。上記の金属箔張積層板は、所定の配線パターンを形成することにより、プリント配線板として好適に用いることができる。そして、上記の金属箔張積層板は、半導体パッケージ用プリント配線板として、有効に用いることができる。
反応器内で、α−ナフトールアラルキル樹脂(SN495V、OH基当量:236g/eq.、新日鐵化学(株)製)300g(OH基換算1.28mol)及びトリエチルアミン194.6g(1.92mol)(ヒドロキシ基1molに対して1.5mol)をジクロロメタン1800gに溶解させ、これを溶液1とした。
合成例1により得られたSNCN(シアネート当量256g/eq.)50質量部、エポキシ樹脂(EP−49−10P、(株)ADEKA社製、エポキシ当量240g/eq.)50質量部、溶融シリカ(SC2050MB、(株)アドマテックス製,平均粒子径0.5μm)100質量部、オクチル酸亜鉛(日本化学産業(株)製)0.10質量部を混合してワニスを得た。なお、用いたエポキシ樹脂は、キレート形成能を有する官能基として、−P(=O)−O−P(=O)−で表される基を有するものであった。
エポキシ樹脂(EP−49−10P)に代えて、エポキシ樹脂(EP−49−23、(株)ADEKA社製、エポキシ当量175g/eq.)を50質量部用いたこと以外は、実施例1と同様の操作により、ワニスを得た。なお、用いたエポキシ樹脂は、キレート形成能を有する官能基として、−C(=O)−C−C(=O)−で表される基を有するものであった。
エポキシ樹脂(EP−49−10P)に代えて、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂(日本化薬(株)製、NC3000FH、エポキシ当量320g/eq.)を50質量部用い、オクチル酸亜鉛(日本化学産業(株)製)の使用量を0.12質量部としたこと以外は、実施例1と同様の操作により、ワニスを得た。
以上のようにして得られたワニスを厚さ0.1mmのEガラスクロスに含浸塗工し、乾燥機(耐圧防爆型スチーム乾燥機、(株)高杉製作所製))を用いて150℃、5分間加熱乾燥し、樹脂組成物50質量%のプリプレグを得た。このプリプレグ2枚又は8枚を重ね、両面に12μm厚の電解銅箔(3EC−M3−VLP、三井金属鉱業(株)製)を配置し、圧力30kg/cm2、温度220℃で150分間真空プレスを行い、絶縁層厚さ0.8mmの銅張積層板を得た。得られた銅張積層板を用いて、以下の評価を行った。結果を表1に示す。
上記で得られた絶縁層厚さ0.2mmの銅張り積層板の表層にある銅箔をエッチングにより除去し、得られた絶縁層を40℃のアルカリ水溶液(1N−水酸化ナトリウム水溶液)に5分間浸漬した(デスミア処理)。アルカリ水溶液から取り出した絶縁層を水洗した後、上村工業社製の無電解銅めっきプロセス(使用薬液名:MCD−PL、MDP−2、MAT−SP、MAB−4−C、MEL−3−APEA ver.2)にて、約0.5μmの無電解銅めっきをその絶縁層に施し、130℃で1時間の乾燥を行った。続いて、電解銅めっきをめっき銅の厚みが20μmになるように施し、180℃で1時間の乾燥を行った。こうして、厚さ0.1mmの絶縁層上に厚さ20μmの導体層(めっき銅)が形成されたプリント配線板の試験片を作製し、無電解めっきピール(デスミア処理有)の評価に供した。また、上記工程からアルカリ水溶液による処理を除いた工程によって導体層を形成したプリント配線板の試験片を作製し、無電解めっきピール(デスミア処理無)の評価に供した。
銅張積層板の銅箔を除去した試験片を使用し、JIS K6911に準じてオートグラフ試験機(株)島津製作所製AG−Xplus)を用いて、試験片の両端部分を支点で支えて両端支持ばりとし、その中央部に上部から集中荷重を加えたときの最大曲げ応力を測定し、曲げ強度を得た。
銅張積層板の銅箔を除去した試験片を使用し、JIS K6911に準じてオートグラフ試験機(株)島津製作所製AG−Xplus)を用いて、弾性限度内の荷重たわみ曲線の直線部における曲げ応力に対する試験片の変形抵抗度を単位ひずみ当たりの曲げ応力で測定し、曲げ弾性率を得た。
得られた銅箔張積層板の密度を測定し、また、比熱をDSC(TA Instrumen社製、Q100型)により測定し、さらに、キセノンフラッシュアナライザ(Bruker社製、製品名「LFA447Nanoflash」)により熱拡散率を測定した。そして、熱伝導率を以下の式から算出した。
熱伝導率(W/m・K)=密度(kg/m3)×比熱(kJ/kg・K)×熱拡散率(m2/S)×1000
Claims (10)
- キレート形成能を有する官能基を有するエポキシ樹脂(A)と、
シアン酸エステル化合物(B)と、を含有し、
前記キレート形成能を有する官能基が、−P(=O)−O−P(=O)−で表される基、及び1つの炭素原子を介して、2つのカルボニル基が結合した基(−C(=O)−C−C(=O)−)で表される基の少なくとも1種以上を含む、
樹脂組成物。 - 前記エポキシ樹脂(A)のエポキシ当量が、100〜600g/eqである、
請求項1に記載の樹脂組成物。 - 前記エポキシ樹脂(A)の含有量が、樹脂固形分100質量部に対して、1〜90質量部である、
請求項1又は2に記載の樹脂組成物。 - 充填材(C)をさらに含有する、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の樹脂組成物。 - 前記充填材(C)の含有量が、樹脂固形分100質量部に対して、50〜1600質量部である、
請求項4に記載の樹脂組成物。 - 前記エポキシ樹脂(A)以外のエポキシ樹脂、マレイミド化合物、フェノール樹脂、オキセタン樹脂、ベンゾオキサジン化合物、及び重合可能な不飽和基を有する化合物からなる群のうち、いずれか1種以上をさらに含有する、
請求項1〜5のいずれか一項に記載の樹脂組成物。 - 基材と、
該基材に含浸又は塗布された請求項1〜6のいずれか一項に記載の樹脂組成物と、を有する、
プリプレグ。 - 少なくとも1枚以上積層された請求項7に記載のプリプレグと、
該プリプレグの片面又は両面に配された金属箔と、を有する、
金属箔張積層板。 - 請求項1〜6のいずれか一項に記載の樹脂組成物を含む、
樹脂シート。 - 絶縁層と、該絶縁層の表面に形成された導体層と、を有し、
前記絶縁層が、請求項1〜6のいずれか一項に記載の樹脂組成物を含む、
プリント配線板。
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