JP7144182B2 - Curable resin composition, cured product, adhesive and adhesive film - Google Patents
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Description
本発明は、保存安定性に優れ、かつ、低線膨張性、接着性、及び、長期耐熱性に優れる硬化物を得ることができる硬化性樹脂組成物に関する。また、本発明は、該硬化性樹脂組成物の硬化物、並びに、該硬化性樹脂組成物を用いてなる接着剤及び接着フィルムに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a curable resin composition which is excellent in storage stability and which can yield a cured product excellent in low linear expansion, adhesiveness and long-term heat resistance. The present invention also relates to a cured product of the curable resin composition, and an adhesive and an adhesive film using the curable resin composition.
低収縮であり、接着性、絶縁性、及び、耐薬品性に優れるエポキシ樹脂等の硬化性樹脂は、多くの工業製品に使用されている。特に電子機器用途では、短時間の耐熱性に関するはんだリフロー試験や繰り返しの耐熱性に関する冷熱サイクル試験において良好な結果が得られる硬化性樹脂組成物が多く用いられている。 Curable resins such as epoxy resins, which have low shrinkage and excellent adhesiveness, insulation, and chemical resistance, are used in many industrial products. Particularly in applications for electronic devices, curable resin compositions that give good results in solder reflow tests for short-term heat resistance and thermal cycle tests for repeated heat resistance are often used.
近年、車載用電気制御ユニット（ＥＣＵ）や、ＳｉＣ、ＧａＮを用いたパワーデバイス等が注目されているが、これらの用途において用いられる硬化性樹脂組成物には、短時間や繰り返しの耐熱性のみならず、連続して長期間高温に曝された際の耐熱性（長期耐熱性）が求められる。 In recent years, electric control units (ECUs) for vehicles and power devices using SiC and GaN have attracted attention. However, it is required to have heat resistance (long-term heat resistance) when continuously exposed to high temperatures for a long period of time.
特許文献１には、末端にフェノール性水酸基又はアミノ基を有する特定のイミドオリゴマーを硬化剤として用いることにより、硬化性樹脂組成物の低熱膨張性や耐熱性等を向上させることが開示されている。しかしながら、特許文献１に開示されている硬化性樹脂組成物は、保存安定性に劣るものであったり、硬化物が耐熱分解性には優れるものの長期耐熱性に劣るものであったりするという問題があった。
また、特許文献２には、両末端に酸無水物構造を有するイミドオリゴマー硬化剤を用いた硬化性樹脂組成物が開示されている。しかしながら、特許文献２に開示されている硬化性樹脂組成物は、接着性に劣るものであったり、硬化物が長期耐熱性や低線膨張性に劣るものであったりするという問題があった。
Patent Document 1 discloses that a specific imide oligomer having a terminal phenolic hydroxyl group or amino group is used as a curing agent to improve low thermal expansion properties, heat resistance, etc. of a curable resin composition. . However, the curable resin composition disclosed in Patent Document 1 has problems such as poor storage stability and poor long-term heat resistance although the cured product has excellent thermal decomposition resistance. there were.
Further, Patent Document 2 discloses a curable resin composition using an imide oligomer curing agent having an acid anhydride structure at both ends. However, the curable resin composition disclosed in Patent Document 2 has problems such as poor adhesiveness and poor long-term heat resistance and low linear expansion properties of the cured product.
本発明は、保存安定性に優れ、かつ、低線膨張性、接着性、及び、長期耐熱性に優れる硬化物を得ることができる硬化性樹脂組成物を提供することを目的とする。また、本発明は、該硬化性樹脂組成物の硬化物、並びに、該硬化性樹脂組成物を用いてなる接着剤及び接着フィルムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a curable resin composition capable of obtaining a cured product having excellent storage stability, low linear expansion, adhesiveness, and long-term heat resistance. Another object of the present invention is to provide a cured product of the curable resin composition, and an adhesive and an adhesive film using the curable resin composition.
本発明は、硬化性樹脂とイミドオリゴマーと硬化促進剤とを含有する硬化性樹脂組成物であって、硬化物の４０℃から８０℃の温度範囲における平均線膨張係数が６０ｐｐｍ以下であり、上記イミドオリゴマーは、下記式（１）で表される硬化性樹脂組成物である。 The present invention provides a curable resin composition containing a curable resin, an imide oligomer, and a curing accelerator, wherein the cured product has an average linear expansion coefficient of 60 ppm or less in a temperature range of 40 ° C. to 80 ° C., and the above An imide oligomer is a curable resin composition represented by the following formula (1).
式（１）中、Ｘは、下記式（２－１）、（２－２）、又は、（２－３）で表される４価の基であり、Ｙは、下記式（３－１）、（３－２）、（３－３）、又は、（３－４）で表される２価の基である。 In formula (1), X is a tetravalent group represented by the following formula (2-1), (2-2), or (2-3), and Y is the following formula (3-1 ), (3-2), (3-3) or (3-4).
式（２－１）～（２－３）中、＊は結合位置である。式（２－１）～（２－３）中における芳香環の水素原子は置換されていてもよい。 In formulas (2-1) to (2-3), * is a bonding position. The hydrogen atoms of the aromatic rings in formulas (2-1) to (2-3) may be substituted.
式（３－１）及び（３－２）中、Ｚは、結合手、酸素原子、スルホニル基、結合位置に酸素原子を有していてもよい直鎖状若しくは分岐鎖状の２価の炭化水素基、又は、結合位置に酸素原子を有していてもよい芳香環を有する２価の基である。式（３－１）及び（３－２）中における芳香環の水素原子は置換されていてもよい。式（３－３）及び（３－４）中、Ｒ１～Ｒ８は、水素原子又は１価の炭化水素基を表し、それぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。式（３－１）～（３－４）中、＊は結合位置である。
以下に本発明を詳述する。
In formulas (3-1) and (3-2), Z is a bond, an oxygen atom, a sulfonyl group, a linear or branched divalent carbonization optionally having an oxygen atom at the bonding position. It is a hydrogen group or a divalent group having an aromatic ring which may have an oxygen atom at the bonding position. The hydrogen atoms of the aromatic rings in formulas (3-1) and (3-2) may be substituted. In formulas (3-3) and (3-4), R 1 to R 8 represent a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group and may be the same or different. In formulas (3-1) to (3-4), * is a bonding position.
The present invention will be described in detail below.
本発明者らは、硬化性樹脂とイミドオリゴマーと硬化促進剤とを含有する硬化性樹脂組成物において、該イミドオリゴマーとして特定の構造を有するものを用いることにより、保存安定性に優れ、かつ、低線膨張性、接着性、及び、長期耐熱性に優れる硬化物を得ることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。 The present inventors have found that a curable resin composition containing a curable resin, an imide oligomer, and a curing accelerator has excellent storage stability by using an imide oligomer having a specific structure, and The inventors have found that a cured product having excellent low linear expansion, adhesiveness, and long-term heat resistance can be obtained, and have completed the present invention.
本発明の硬化性樹脂組成物は、イミドオリゴマーを含有する。
上記イミドオリゴマーは、上記式（１）で表される。以下、上記式（１）で表されるイミドオリゴマーを、本発明にかかるイミドオリゴマーともいう。本発明にかかるイミドオリゴマーを含有することにより、本発明の硬化性樹脂組成物は、保存安定性に優れ、かつ、低線膨張性、接着性、及び、長期耐熱性に優れる硬化物を得ることができるものとなる。
The curable resin composition of the present invention contains an imide oligomer.
The imide oligomer is represented by the above formula (1). Hereinafter, the imide oligomer represented by the formula (1) is also referred to as the imide oligomer according to the present invention. By containing the imide oligomer according to the present invention, the curable resin composition of the present invention is excellent in storage stability, and can obtain a cured product excellent in low linear expansion, adhesiveness, and long-term heat resistance. can be done.
本発明にかかるイミドオリゴマーの数平均分子量の好ましい下限は４００、好ましい上限は５０００である。上記数平均分子量がこの範囲であることにより、得られる硬化物が接着性や長期耐熱性により優れるものとなる。本発明にかかるイミドオリゴマーの数平均分子量のより好ましい下限は５００、より好ましい上限は４０００である。
なお、本明細書において上記「数平均分子量」は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定を行い、ポリスチレン換算により求められる値である。ＧＰＣによってポリスチレン換算による数平均分子量を測定する際に用いるカラムとしては、例えば、ＪＡＩＧＥＬ－２Ｈ－Ａ（日本分析工業社製）等が挙げられる。
A preferable lower limit of the number average molecular weight of the imide oligomer according to the present invention is 400, and a preferable upper limit thereof is 5,000. When the number average molecular weight is within this range, the obtained cured product is superior in adhesiveness and long-term heat resistance. A more preferable lower limit of the number average molecular weight of the imide oligomer according to the present invention is 500, and a more preferable upper limit thereof is 4,000.
In addition, in this specification, the above-mentioned "number average molecular weight" is a value measured by gel permeation chromatography (GPC) and calculated by polystyrene conversion. Examples of the column used for measuring the polystyrene-equivalent number-average molecular weight by GPC include JAIGEL-2H-A (manufactured by Japan Analytical Industry Co., Ltd.).
本発明にかかるイミドオリゴマーの軟化点の好ましい上限は２５０℃である。本発明にかかるイミドオリゴマーの軟化点が２５０℃以下であることにより、得られる硬化物が、接着性や長期耐熱性により優れるものとなる。本発明にかかるイミドオリゴマーの軟化点のより好ましい上限は２００℃である。
本発明にかかるイミドオリゴマーの軟化点の好ましい下限は特にないが、実質的な下限は６０℃である。
なお、上記軟化点は、ＪＩＳ Ｋ ２２０７に従い、環球法により求めることができる。
A preferable upper limit of the softening point of the imide oligomer according to the present invention is 250°C. By setting the softening point of the imide oligomer according to the present invention to 250° C. or lower, the obtained cured product is excellent in adhesiveness and long-term heat resistance. A more preferable upper limit of the softening point of the imide oligomer according to the present invention is 200°C.
Although there is no preferred lower limit for the softening point of the imide oligomer according to the present invention, the practical lower limit is 60°C.
In addition, the said softening point can be calculated|required by the ring and ball method according to JISK2207.
本発明にかかるイミドオリゴマーを製造する方法としては、例えば、下記式（４）で表される酸二無水物と下記式（５）で表されるジアミンとを反応させる方法等が挙げられる。 Examples of the method for producing the imide oligomer according to the present invention include a method of reacting an acid dianhydride represented by the following formula (4) with a diamine represented by the following formula (5).
式（４）中、Ｘは、上記式（１）中のＸと同じ４価の基である。 In formula (4), X is the same tetravalent group as X in formula (1) above.
式（５）中、Ｙは、上記式（１）中のＹと同じ２価の基であり、Ｒ９～Ｒ１２は、それぞれ独立に、水素原子又は１価の炭化水素基である。 In formula (5), Y is the same divalent group as Y in formula (1) above, and R 9 to R 12 are each independently a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group.
上記式（４）で表される酸二無水物と上記式（５）で表されるジアミンとを反応させる方法の具体例を以下に示す。
まず、予め上記式（５）で表されるジアミンを、反応により得られるアミック酸オリゴマーが可溶な溶媒（例えば、Ｎ－メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等）に溶解させ、得られた溶液に上記式（４）で表される酸二無水物を添加して反応させてアミック酸オリゴマー溶液を得る。次いで、得られたアミック酸オリゴマー溶液から加熱や減圧等により溶媒を除去、又は、水、メタノール、ヘキサン等の貧溶媒中に投入して再沈殿させることによりアミック酸オリゴマーを回収し、更に、約２００℃以上で１時間以上加熱してイミド化反応を進行させる。上記式（４）で表される酸二無水物と上記式（５）で表されるジアミンとのモル比、及び、イミド化条件を調整することにより、上記式（１）で表され、所望の数平均分子量を有するイミドオリゴマーを得ることができる。
A specific example of the method for reacting the acid dianhydride represented by the above formula (4) with the diamine represented by the above formula (5) is shown below.
First, the diamine represented by the above formula (5) is dissolved in advance in a solvent (eg, N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, etc.) in which the amic acid oligomer obtained by the reaction is soluble, and the resulting solution is The acid dianhydride represented by the above formula (4) is added to and reacted to obtain an amic acid oligomer solution. Next, the solvent is removed from the resulting amic acid oligomer solution by heating, pressure reduction, or the like, or the amic acid oligomer is recovered by reprecipitating by putting it in a poor solvent such as water, methanol, or hexane, and further, about The imidization reaction proceeds by heating at 200° C. or higher for 1 hour or longer. By adjusting the molar ratio of the acid dianhydride represented by the formula (4) and the diamine represented by the formula (5), and the imidization conditions, the desired can be obtained imide oligomers having a number average molecular weight of .
上記式（４）で表される酸二無水物としては、具体的には、３，４’－オキシジフタル酸二無水物、４，４’－オキシジフタル酸二無水物、４，４’－（４，４’－イソプロピリデンジフェノキシ）ジフタル酸無水物を用いることができる。 Specific examples of the acid dianhydride represented by the above formula (4) include 3,4′-oxydiphthalic dianhydride, 4,4′-oxydiphthalic dianhydride, 4,4′-(4 ,4′-isopropylidenediphenoxy)diphthalic anhydride can be used.
上記式（５）で表されるジアミンとしては、例えば、３，３’－ジアミノジフェニルメタン、４，４’－ジアミノジフェニルメタン、３，３’－ジアミノジフェニルエーテル、４，４’－ジアミノジフェニルエーテル、１，３－フェニレンジアミン、１，４－フェニレンジアミン、３，３’－ジアミノジフェニルスルフォン、４，４’－ジアミノジフェニルスルフォン、ビス（４－（３－アミノフェノキシ）フェニル）スルフォン、ビス（４－（４－アミノフェノキシ）フェニル）スルフォン、１，３－ビス（３－アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３－ビス（４－アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４－ビス（４－アミノフェノキシ）ベンゼン、ビス（４－（４－アミノフェノキシ）フェニル）メタン、２，２－ビス（４－（４－アミノフェノキシ）フェニル）プロパン、１，３－ビス（２－（４－アミノフェニル）－２－プロピル）ベンゼン、１，４－ビス（２－（４－アミノフェニル）－２－プロピル）ベンゼン、ビスアミノフェニルフルオレン、４，４’－ビス（４－アミノフェノキシ）ビフェニル、ジエチルトルエンジアミン等が挙げられる。なかでも、溶解性、耐熱性、及び、入手性に優れることから、１，３－ビス（３－アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３－ビス（４－アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４－ビス（４－アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３－フェニレンジアミン、１，４－フェニレンジアミン、３，３’－ジアミノジフェニルスルフォン、４，４’－ジアミノジフェニルスルフォン、ビス（４－（３－アミノフェノキシ）フェニル）スルフォン、ビス（４－（４－アミノフェノキシ）フェニル）スルフォン、ジエチルトルエンジアミン、３，３’－ジアミノジフェニルメタン、４，４’－ジアミノジフェニルメタンが好ましい。また、低線膨張性に優れることから、１，３－ビス（４－アミノフェノキシ）ベンゼンが特に好ましい。 Examples of diamines represented by the above formula (5) include 3,3′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,3′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 1,3 -phenylenediamine, 1,4-phenylenediamine, 3,3'-diaminodiphenylsulfone, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, bis(4-(3-aminophenoxy)phenyl)sulfone, bis(4-(4- aminophenoxy)phenyl)sulfone, 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene, 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene, 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene, bis(4- (4-aminophenoxy)phenyl)methane, 2,2-bis(4-(4-aminophenoxy)phenyl)propane, 1,3-bis(2-(4-aminophenyl)-2-propyl)benzene, 1 ,4-bis(2-(4-aminophenyl)-2-propyl)benzene, bisaminophenylfluorene, 4,4'-bis(4-aminophenoxy)biphenyl, diethyltoluenediamine and the like. Among them, 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene, 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene, 1,4-bis( 4-aminophenoxy)benzene, 1,3-phenylenediamine, 1,4-phenylenediamine, 3,3'-diaminodiphenylsulfone, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, bis(4-(3-aminophenoxy)phenyl ) sulfone, bis(4-(4-aminophenoxy)phenyl)sulfone, diethyltoluenediamine, 3,3′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylmethane are preferred. Further, 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene is particularly preferable because of its excellent low linear expansion property.
本発明にかかるイミドオリゴマーのイミド化率の好ましい下限は７０％である。上記イミド化率が７０％以上であることにより、高温での機械的強度及び長期耐熱性により優れる硬化物を得ることができる。上記イミド化率のより好ましい下限は７５％、更に好ましい下限は８０％である。また、本発明にかかるイミドオリゴマーのイミド化率の好ましい上限は特にないが、実質的な上限は９８％である。
なお、上記「イミド化率」は、フーリエ変換赤外分光法（ＦＴ－ＩＲ）により求めることができる。具体的には、フーリエ変換赤外分光光度計（例えば、Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製、「ＵＭＡ６００」等）を用いて全反射測定法（ＡＴＲ法）にて測定を行い、アミック酸のカルボニル基に由来する１６６０ｃｍ－１付近のピーク吸光度面積から下記式にて導出することができる。なお、下記式中における「アミック酸オリゴマーのピーク吸光度面積」は、上記式（４）で表される酸二無水物と上記式（５）で表されるジアミンとを反応させた後、イミド化工程を行わずに溶媒をエバポレーションにより除去することで得られるアミック酸オリゴマーの吸光度面積である。
イミド化率（％）＝１００×（１－（イミド化後のピーク吸光度面積）／（アミック酸オリゴマーのピーク吸光度面積））
A preferable lower limit of the imidization rate of the imide oligomer according to the present invention is 70%. When the imidization rate is 70% or more, it is possible to obtain a cured product having excellent mechanical strength at high temperatures and long-term heat resistance. A more preferable lower limit of the imidization rate is 75%, and a further preferable lower limit is 80%. Although there is no particular upper limit for the imidization rate of the imide oligomer according to the present invention, the practical upper limit is 98%.
The above-mentioned "imidization rate" can be determined by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). Specifically, a Fourier transform infrared spectrophotometer (e.g., Agilent Technologies, "UMA600", etc.) is used to measure total reflection measurement (ATR method), and the carbonyl group of amic acid is used for measurement. It can be derived from the peak absorbance area near 1660 cm −1 by the following formula. In addition, the "peak absorbance area of the amic acid oligomer" in the following formula is obtained by reacting the acid dianhydride represented by the above formula (4) with the diamine represented by the above formula (5), followed by imidization. It is the absorbance area of the amic acid oligomer obtained by removing the solvent by evaporation without performing any steps.
Imidation rate (%) = 100 × (1-(peak absorbance area after imidization)/(peak absorbance area of amic acid oligomer))
硬化性樹脂とイミドオリゴマーと硬化促進剤との合計１００重量部中における本発明にかかるイミドオリゴマーの含有量の好ましい下限は２０重量部、好ましい上限は９０重量部である。本発明にかかるイミドオリゴマーの含有量がこの範囲であることにより、得られる硬化性樹脂組成物の硬化物が高温での機械的強度、接着性、及び、長期耐熱性により優れるものとなる。本発明にかかるイミドオリゴマーの含有量のより好ましい下限は３０重量部、より好ましい上限は８０重量部である。 A preferable lower limit of the content of the imide oligomer according to the present invention is 20 parts by weight, and a preferable upper limit thereof is 90 parts by weight, based on the total 100 parts by weight of the curable resin, the imide oligomer and the curing accelerator. When the content of the imide oligomer according to the present invention is within this range, the resulting cured product of the curable resin composition is excellent in mechanical strength at high temperatures, adhesiveness, and long-term heat resistance. A more preferable lower limit to the content of the imide oligomer according to the present invention is 30 parts by weight, and a more preferable upper limit is 80 parts by weight.
本発明の硬化性樹脂組成物は、本発明の目的を阻害しない範囲において、本発明にかかるイミドオリゴマーに加えて他のイミドオリゴマーや他の硬化剤を含有してもよい。
上記他のイミドオリゴマーとしては、例えば、本発明にかかるイミドオリゴマー以外の、分子内にイミド基と反応性官能基とを有するイミドオリゴマー等が挙げられる。
上記他の硬化剤としては、例えば、フェノール系硬化剤、チオール系硬化剤、アミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、シアネート系硬化剤、活性エステル系硬化剤等が挙げられる。なかでも、フェノール系硬化剤、酸無水物系硬化剤、シアネート系硬化剤、活性エステル系硬化剤が好ましい。
The curable resin composition of the present invention may contain, in addition to the imide oligomer of the present invention, other imide oligomers and other curing agents within a range that does not hinder the object of the present invention.
Examples of other imide oligomers include imide oligomers having an imide group and a reactive functional group in the molecule other than the imide oligomer according to the present invention.
Examples of other curing agents include phenol-based curing agents, thiol-based curing agents, amine-based curing agents, acid anhydride-based curing agents, cyanate-based curing agents, active ester-based curing agents, and the like. Among them, a phenol-based curing agent, an acid anhydride-based curing agent, a cyanate-based curing agent, and an active ester-based curing agent are preferable.
本発明の硬化性樹脂組成物が上記他のイミドオリゴマー又は上記他の硬化剤を含有する場合、硬化剤全体中における上記他のイミドオリゴマー又は上記他の硬化剤の含有割合の好ましい上限は７０重量％、より好ましい上限は５０重量％、更に好ましい上限は３０重量％である。 When the curable resin composition of the present invention contains the other imide oligomer or the other curing agent, the preferred upper limit of the content of the other imide oligomer or the other curing agent in the total curing agent is 70 weight. %, a more preferred upper limit is 50% by weight, and a still more preferred upper limit is 30% by weight.
本発明の硬化性樹脂組成物は、硬化性樹脂を含有する。
上記硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂が好適に用いられる。
上記エポキシ樹脂としては、例えば、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Ｅ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、２，２’－ジアリルビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、水添ビスフェノール型エポキシ樹脂、プロピレンオキシド付加ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、レゾルシノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、スルフィド型エポキシ樹脂、ジフェニルエーテル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フルオ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、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、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、ナフタレンフェノールノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、アルキルポリオール型エポキシ樹脂、ゴム変性型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル化合物等が挙げられる。なかでも、粘度が低く、得られる硬化性樹脂組成物の室温における加工性を調整しやすいことから、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Ｅ型エポキシ樹脂、レゾルシノール型エポキシ樹脂等、常温で液状のエポキシ樹脂が好ましい。上記エポキシ樹脂は、単独で用いられてもよいし、２種類以上が併用されてもよい。
The curable resin composition of the present invention contains a curable resin.
An epoxy resin is preferably used as the curable resin.
Examples of the epoxy resin include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol E type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, 2,2'-diallylbisphenol A type epoxy resin, and hydrogenated bisphenol type epoxy resin. , propylene oxide-added bisphenol A type epoxy resin, resorcinol type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, sulfide type epoxy resin, diphenyl ether type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, fluorene type epoxy resin, naphthylene ether type epoxy resin, phenol novolak type epoxy resin, ortho-cresol novolak type epoxy resin, dicyclopentadiene novolak type epoxy resin, biphenyl novolak type epoxy resin, naphthalenephenol novolak type epoxy resin, glycidylamine type epoxy resin, alkyl polyol type epoxy resin, Examples include rubber-modified epoxy resins, fluorene-type epoxy resins, glycidyl ester compounds, and the like. Among them, bisphenol A-type epoxy resin, bisphenol F-type epoxy resin, bisphenol E-type epoxy resin, resorcinol-type epoxy resin, etc. Epoxy resins that are liquid at room temperature are preferred. The above epoxy resins may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
本発明の硬化性樹脂組成物は、硬化促進剤を含有する。上記硬化促進剤を含有することにより、硬化時間を短縮させて生産性を向上させることができるだけでなく、硬化物の長期耐熱性を向上させることができる。 The curable resin composition of the present invention contains a curing accelerator. By containing the curing accelerator, not only can the curing time be shortened and the productivity can be improved, but also the long-term heat resistance of the cured product can be improved.
上記硬化促進剤は、塩基性触媒であることが好ましく、例えば、イミダゾール骨格を有する硬化促進剤（イミダゾール系硬化促進剤）、３級アミン系硬化促進剤、リン系硬化促進剤、光塩基発生剤等が挙げられる。なかでも、保存安定性に優れることから、イミダゾール骨格を有する硬化促進剤がより好ましい。
上記イミダゾール骨格を有する硬化促進剤としては、例えば、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、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－フェニルイミダゾール、１，２－ジメチルイミダゾール、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－エチル－４－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－フェニルイミダゾール、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－メチ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等が挙げられる。
The curing accelerator is preferably a basic catalyst, for example, a curing accelerator having an imidazole skeleton (imidazole-based curing accelerator), a tertiary amine-based curing accelerator, a phosphorus-based curing accelerator, a photobase generator. etc. Among them, a curing accelerator having an imidazole skeleton is more preferable because of its excellent storage stability.
Examples of the curing accelerator having an imidazole skeleton include 2-methylimidazole, 2-undecylimidazole, 2-heptadecylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4- methylimidazole, 1-benzyl-2-phenylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazole , 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 2,4-diamino-6-(2′-methylimidazolyl-(1′))-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6-(2′-un Decylimidazolyl-(1′))-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6-(2′-ethyl-4′-methylimidazolyl-(1′))-ethyl-s-triazine, 2,4 -diamino-6-(2'-methylimidazolyl-(1'))-ethyl-s-triazine isocyanurate, 2-phenylimidazole isocyanurate, 2-methylimidazole isocyanurate, 2-phenyl- 4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole and the like.
上記イミダゾール骨格を有する硬化促進剤以外の他の硬化促進剤としては、例えば、３級アミン系硬化促進剤、ホスフィン系硬化促進剤、光塩基発生剤、スルホニウム塩系硬化促進剤等が挙げられる。 Examples of curing accelerators other than the curing accelerator having an imidazole skeleton include tertiary amine curing accelerators, phosphine curing accelerators, photobase generators, and sulfonium salt curing accelerators.
硬化性樹脂とイミドオリゴマーと硬化促進剤との合計１００重量部中における上記硬化促進剤の含有量の好ましい下限は０．８重量部、好ましい上限は１０重量部である。上記硬化促進剤の含有量が０．８重量部以上であることにより、得られる硬化性樹脂組成物が硬化物の接着性や長期耐熱性により優れるものとなる。上記硬化促進剤の含有量が１０重量部以下であることにより、得られる硬化性樹脂組成物が保存安定性により優れるものとなる。上記硬化促進剤の含有量のより好ましい下限は１重量部、より好ましい上限は９重量部である。 A preferred lower limit for the content of the curing accelerator is 0.8 parts by weight, and a preferred upper limit is 10 parts by weight, based on a total of 100 parts by weight of the curable resin, imide oligomer and curing accelerator. When the content of the curing accelerator is 0.8 parts by weight or more, the obtained curable resin composition becomes excellent in adhesiveness and long-term heat resistance of the cured product. When the content of the curing accelerator is 10 parts by weight or less, the resulting curable resin composition has excellent storage stability. A more preferable lower limit to the content of the curing accelerator is 1 part by weight, and a more preferable upper limit is 9 parts by weight.
本発明の硬化性樹脂組成物は、硬化後の線膨張率を低下させてそりを低減させたり、接着信頼性を向上させたりする等を目的として無機充填剤を含有してもよい。また、上記無機充填剤は、流動調整剤としても好適に用いることができる。 The curable resin composition of the present invention may contain an inorganic filler for the purpose of lowering the coefficient of linear expansion after curing to reduce warpage or improving adhesion reliability. In addition, the above inorganic filler can also be suitably used as a flow control agent.
上記無機充填剤としては、例えば、ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ等のシリカ、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、ガラスパウダー、ガラスフリット、ガラス繊維、カーボンファイバー、無機イオン交換体等が挙げられる。 Examples of the inorganic filler include silica such as fumed silica and colloidal silica, alumina, aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, glass powder, glass frit, glass fiber, carbon fiber, inorganic ion exchangers, and the like. .
上記無機充填剤の含有量は、上記硬化性樹脂１００重量部に対して、好ましい上限が３００重量部である。上記無機充填剤の含有量が３００重量部以下であることにより、優れた加工性等を維持したまま、接着信頼性を向上させたり、流動調整をしたりする等の効果により優れるものとなる。上記無機充填剤の含有量のより好ましい上限は２００重量部である。 A preferable upper limit of the content of the inorganic filler is 300 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the curable resin. When the content of the inorganic filler is 300 parts by weight or less, excellent effects such as improvement of adhesion reliability and flow adjustment can be obtained while maintaining excellent workability. A more preferable upper limit of the content of the inorganic filler is 200 parts by weight.
本発明の硬化性樹脂組成物は、応力緩和、靭性付与等を目的として有機充填剤を含有してもよい。 The curable resin composition of the present invention may contain an organic filler for the purpose of relaxing stress, imparting toughness, and the like.
上記有機充填剤としては、例えば、シリコーンゴム粒子、アクリルゴム粒子、ウレタンゴム粒子、ポリアミド粒子、ポリアミドイミド粒子、ポリイミド粒子、ベンゾグアナミン粒子、及び、これらのコアシェル粒子等が挙げられる。なかでも、ポリアミド粒子、ポリアミドイミド粒子、ポリイミド粒子が好ましい。 Examples of the organic filler include silicone rubber particles, acrylic rubber particles, urethane rubber particles, polyamide particles, polyamideimide particles, polyimide particles, benzoguanamine particles, and core-shell particles thereof. Among them, polyamide particles, polyamideimide particles, and polyimide particles are preferred.
上記有機充填剤の含有量は、上記硬化性樹脂１００重量部に対して、好ましい上限が３００重量部である。上記有機充填剤の含有量が３００重量部以下であることにより、優れた接着性等を維持したまま、得られる硬化物が靭性等により優れるものとなる。上記有機充填剤の含有量のより好ましい上限は２００重量部である。 A preferable upper limit of the content of the organic filler is 300 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the curable resin. When the content of the organic filler is 300 parts by weight or less, the obtained cured product is superior in toughness and the like while maintaining excellent adhesiveness and the like. A more preferable upper limit of the content of the organic filler is 200 parts by weight.
本発明の硬化性樹脂組成物は、本発明の目的を阻害しない範囲で高分子化合物を含有してもよい。上記高分子化合物は、造膜成分としての役割を果たす。 The curable resin composition of the present invention may contain a polymer compound as long as the object of the present invention is not impaired. The polymer compound serves as a film-forming component.
上記高分子化合物は、反応性官能基を有していてもよい。
上記反応性官能基としては、例えば、アミノ基、ウレタン基、イミド基、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基等が挙げられる。
The polymer compound may have a reactive functional group.
Examples of the reactive functional groups include amino groups, urethane groups, imide groups, hydroxyl groups, carboxyl groups, and epoxy groups.
本発明の硬化性樹脂組成物は、本発明の目的を阻害しない範囲で反応性希釈剤を含有してもよい。
上記反応性希釈剤としては、接着信頼性の観点から、１分子中に２つ以上の反応性官能基を有する反応性希釈剤が好ましい。
上記反応性希釈剤の有する反応性官能基としては、上述した高分子化合物が有する反応性官能基と同様のものが挙げられる。
The curable resin composition of the present invention may contain a reactive diluent as long as the object of the present invention is not impaired.
From the viewpoint of adhesion reliability, the reactive diluent is preferably a reactive diluent having two or more reactive functional groups in one molecule.
Examples of the reactive functional group possessed by the reactive diluent include those similar to the reactive functional group possessed by the polymer compound described above.
本発明の硬化性樹脂組成物は、更に、溶剤、カップリング剤、分散剤、貯蔵安定化剤、ブリード防止剤、フラックス剤、レベリング剤、難燃剤等の添加剤を含有してもよい。 The curable resin composition of the present invention may further contain additives such as solvents, coupling agents, dispersants, storage stabilizers, anti-bleeding agents, fluxing agents, leveling agents and flame retardants.
本発明の硬化性樹脂組成物を製造する方法としては、例えば、ホモディスパー、万能ミキサー、バンバリーミキサー、ニーダー等の混合機を用いて、硬化性樹脂と、本発明にかかるイミドオリゴマーと、硬化促進剤と、必要に応じて添加する他の硬化剤や無機充填剤（流動調整剤）等とを混合する方法等が挙げられる。
また、本発明の硬化性樹脂組成物をフィルム上に塗工し、乾燥させることにより、本発明の硬化性樹脂組成物からなるフィルムを得ることができ、該硬化性樹脂組成物フィルムを硬化させることにより、硬化物を得ることができる。本発明の硬化性樹脂組成物の硬化物もまた、本発明の１つである。
As a method for producing the curable resin composition of the present invention, for example, using a mixer such as a homodisper, a universal mixer, a Banbury mixer, a kneader, a curable resin, an imide oligomer according to the present invention, and a curing accelerator A method of mixing the agent with other curing agents or inorganic fillers (fluidity modifiers) that are added as necessary.
Further, by coating the curable resin composition of the present invention on a film and drying it, a film made of the curable resin composition of the present invention can be obtained, and the curable resin composition film is cured. Thereby, a cured product can be obtained. A cured product of the curable resin composition of the present invention is also one aspect of the present invention.
本発明の硬化物は、そり低減や接着信頼性向上の観点から、４０℃から８０℃の温度範囲における平均線膨張係数が６０ｐｐｍ以下であることが好ましく、５５ｐｐｍ以下であることがより好ましい。上記平均線膨張係数は、小さいほど好ましい。
なお、上記平均線膨張係数は、厚さ約４００μｍの硬化物について、熱機械分析装置を用いて測定することができる。具体的には、荷重５ｇ、昇温速度１０℃／分の条件でサンプル長１ｃｍの硬化物を０℃から３００℃まで昇温した後、一旦冷却し、再度同じ条件で０℃から３００℃まで昇温し、２回目の測定において得られた温度と寸法変化のデータを基に、４０℃から８０℃の温度範囲における平均線膨張係数を求めることができる。
上記平均線膨張係数を測定する硬化物は、上記硬化性樹脂組成物フィルムを１９０℃で３０分以上加熱することにより得ることができる。
上記熱機械分析装置としては、例えば、ＴＭＡ／ＳＳ－６０００（日立ハイテクサイエンス社製）等が挙げられる。
The cured product of the present invention preferably has an average linear expansion coefficient of 60 ppm or less, more preferably 55 ppm or less in a temperature range of 40° C. to 80° C., from the viewpoint of reducing warpage and improving adhesion reliability. The average coefficient of linear expansion is preferably as small as possible.
The average coefficient of linear expansion can be measured using a thermomechanical analyzer for a cured product having a thickness of about 400 µm. Specifically, under the conditions of a load of 5 g and a heating rate of 10° C./min, a cured product of a sample length of 1 cm was heated from 0° C. to 300° C., cooled once, and then again from 0° C. to 300° C. under the same conditions. The average coefficient of linear expansion in the temperature range from 40° C. to 80° C. can be determined based on the temperature and dimensional change data obtained in the second measurement.
A cured product for measuring the average linear expansion coefficient can be obtained by heating the curable resin composition film at 190° C. for 30 minutes or longer.
Examples of the thermomechanical analyzer include TMA/SS-6000 (manufactured by Hitachi High-Tech Science).
本発明の硬化性樹脂組成物は、広い用途に用いることができるが、特に高い耐熱性が求められている電子材料用途に好適に用いることができる。例えば、航空、車載用電気制御ユニット（ＥＣＵ）用途や、ＳｉＣ、ＧａＮを用いたパワーデバイス用途におけるダイアタッチ剤等に用いることができる。また、例えば、パワーオーバーレイパッケージ用接着剤、プリント配線基板用接着剤、フレキシブルプリント回路基板のカバーレイ用接着剤、銅張積層板、半導体接合用接着剤、層間絶縁膜、プリプレグ、ＬＥＤ用封止剤、構造材料用接着剤等にも用いることができる。なかでも、接着剤用途に好適に用いられる。
本発明の硬化性樹脂組成物からなる接着剤もまた、本発明の１つである。また、本発明の硬化性樹脂組成物を用いてなる接着フィルムもまた、本発明の１つである。
The curable resin composition of the present invention can be used in a wide range of applications, and is particularly suitable for electronic material applications that require high heat resistance. For example, it can be used as a die attach agent for aviation and automotive electric control unit (ECU) applications, and for power device applications using SiC and GaN. Also, for example, adhesives for power overlay packages, adhesives for printed wiring boards, adhesives for coverlays of flexible printed circuit boards, copper clad laminates, adhesives for semiconductor bonding, interlayer insulating films, prepregs, encapsulation for LEDs It can also be used as an adhesive agent for structural materials and the like. Among others, it is preferably used for adhesives.
An adhesive comprising the curable resin composition of the present invention is also one aspect of the present invention. An adhesive film using the curable resin composition of the present invention is also one aspect of the present invention.
本発明によれば、保存安定性に優れ、かつ、低線膨張性、接着性、及び、長期耐熱性に優れる硬化物を得ることができる硬化性樹脂組成物を提供することができる。また、本発明によれば、該硬化性樹脂組成物の硬化物、並びに、該硬化性樹脂組成物を用いてなる接着剤及び接着フィルムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is excellent in storage stability, and can provide the curable resin composition which can obtain the hardened|cured material which is excellent in low linear expansion property, adhesiveness, and long-term heat resistance. Moreover, according to the present invention, it is possible to provide a cured product of the curable resin composition, and an adhesive and an adhesive film using the curable resin composition.
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to Examples below, but the present invention is not limited to these Examples.
（合成例１（イミドオリゴマーＡの作製））
１，３－ビス（３－アミノフェノキシ）ベンゼン（三井化学ファイン社製、「ＡＰＢ－Ｎ」）２９．２重量部をＮ－メチルピロリドン（富士フイルム和光純薬社製）２００重量部に溶解させた。得られた溶液に４，４’－オキシジフタル酸二無水物（東京化成工業社製）６２．０重量部を添加し、２５℃で２時間撹拌して反応させてアミック酸オリゴマー溶液を得た。得られたアミック酸オリゴマー溶液からＮ－メチルピロリドンを減圧除去した後、３００℃で２時間加熱することにより、イミドオリゴマーＡ（イミド化率９５．０％）を得た。
なお、１Ｈ－ＮＭＲ、ＧＰＣ、及び、ＦＴ－ＩＲ分析により、イミドオリゴマーＡは、式（１）で表されるイミドオリゴマー（Ｘが式（２－２）で表される４価の基、Ｙが式（３－２）で表される２価の基（Ｚが下記式（６）で表される芳香環を有する２価の基））を主成分とすることを確認した。また、イミドオリゴマーＡの軟化点は１３８℃であった。
(Synthesis example 1 (preparation of imide oligomer A))
29.2 parts by weight of 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene (manufactured by Mitsui Chemicals Fine Co., Ltd., "APB-N") was dissolved in 200 parts by weight of N-methylpyrrolidone (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). rice field. 62.0 parts by weight of 4,4′-oxydiphthalic dianhydride (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) was added to the obtained solution, and the mixture was stirred at 25° C. for 2 hours for reaction to obtain an amic acid oligomer solution. After removing N-methylpyrrolidone from the resulting amic acid oligomer solution under reduced pressure, the solution was heated at 300° C. for 2 hours to obtain an imide oligomer A (imidization rate: 95.0%).
By 1 H-NMR, GPC, and FT-IR analysis, the imide oligomer A is an imide oligomer represented by the formula (1) (X is a tetravalent group represented by the formula (2-2), It was confirmed that Y is mainly composed of a divalent group represented by formula (3-2) (Z is a divalent group having an aromatic ring represented by formula (6) below). In addition, the softening point of the imide oligomer A was 138°C.
式（６）中、＊は、結合位置である。 In formula (6), * is a binding position.
（合成例２（イミドオリゴマーＢの作製））
１，３－フェニレンジアミン（東京化成工業社製、「１，３－ＰＤＡ」）５．４重量部をＮ－メチルピロリドン２００重量部に溶解させた。得られた溶液に４，４’－（４，４’－イソプロピリデンジフェノキシ）ジフタル酸無水物（東京化成工業社製）５２．０重量部を添加し、２５℃で２時間撹拌して反応させてアミック酸オリゴマー溶液を得た。得られたアミック酸オリゴマー溶液からＮ－メチルピロリドンを減圧除去した後、３００℃で２時間加熱することにより、イミドオリゴマーＢ（イミド化率９３％）を得た。
なお、１Ｈ－ＮＭＲ、ＧＰＣ、及び、ＦＴ－ＩＲ分析により、イミドオリゴマーＢは、式（１）で表されるイミドオリゴマー（Ｘが式（２－３）で表される４価の基、Ｙが式（３－４）で表される２価の基（Ｒ５～Ｒ８が水素原子））を主成分とすることを確認した。また、イミドオリゴマーＢの軟化点は１４６℃であった。
(Synthesis Example 2 (Preparation of imide oligomer B))
5.4 parts by weight of 1,3-phenylenediamine (“1,3-PDA” manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was dissolved in 200 parts by weight of N-methylpyrrolidone. 52.0 parts by weight of 4,4′-(4,4′-isopropylidenediphenoxy)diphthalic anhydride (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) was added to the resulting solution, and the reaction was stirred at 25° C. for 2 hours. to obtain an amic acid oligomer solution. After removing N-methylpyrrolidone from the resulting amic acid oligomer solution under reduced pressure, the solution was heated at 300° C. for 2 hours to obtain imide oligomer B (imidation rate 93%).
1 H-NMR, GPC, and FT-IR analysis revealed that the imide oligomer B was an imide oligomer represented by the formula (1) (where X is a tetravalent group represented by the formula (2-3), It was confirmed that Y is mainly composed of a divalent group represented by formula (3-4) (R 5 to R 8 are hydrogen atoms). In addition, the softening point of the imide oligomer B was 146°C.
（合成例３（イミドオリゴマーＣの作製））
１，３－フェニレンジアミン５．４重量部を、１，４－フェニレンジアミン（東京化成工業社製、「１，４－ＰＤＡ」）５．４重量部に変更したこと以外は合成例２と同様にして、イミドオリゴマーＣ（イミド化率９４％）を得た。
なお、１Ｈ－ＮＭＲ、ＧＰＣ、及び、ＦＴ－ＩＲ分析により、イミドオリゴマーＣは、式（１）で表されるイミドオリゴマー（Ｘが式（２－３）で表される４価の基、Ｙが式（３－３）で表される２価の基（Ｒ１～Ｒ４が水素原子））を主成分とすることを確認した。また、イミドオリゴマーＣの軟化点は１５１℃であった。
(Synthesis Example 3 (Preparation of imide oligomer C))
Same as Synthesis Example 2 except that 5.4 parts by weight of 1,3-phenylenediamine was changed to 5.4 parts by weight of 1,4-phenylenediamine (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd., "1,4-PDA"). to obtain an imide oligomer C (imidation rate 94%).
1 H-NMR, GPC, and FT-IR analysis revealed that the imide oligomer C was an imide oligomer represented by the formula (1) (where X is a tetravalent group represented by the formula (2-3), It was confirmed that Y is mainly composed of a divalent group represented by formula (3-3) (R 1 to R 4 are hydrogen atoms). Moreover, the softening point of the imide oligomer C was 151°C.
（合成例４（イミドオリゴマーＤの作製））
１，３－フェニレンジアミン５．４重量部を、４，４’－ジアミノジフェニルスルフォン（東京化成工業社製、「ＤＤＰＳ」）１２．４重量部に変更したこと以外は合成例２と同様にして、イミドオリゴマーＤ（イミド化率９５％）を得た。
なお、１Ｈ－ＮＭＲ、ＧＰＣ、及び、ＦＴ－ＩＲ分析により、イミドオリゴマーＤは、式（１）で表されるイミドオリゴマー（Ｘが式（２－３）で表される４価の基、Ｙが式（３－１）で表される２価の基（Ｚがスルホニル基））を主成分とすることを確認した。また、イミドオリゴマーＤの軟化点は１４７℃であった。
(Synthesis Example 4 (Preparation of imide oligomer D))
In the same manner as in Synthesis Example 2, except that 5.4 parts by weight of 1,3-phenylenediamine was changed to 12.4 parts by weight of 4,4'-diaminodiphenylsulfone (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd., "DDPS"). , to obtain an imide oligomer D (imidization rate 95%).
1 H-NMR, GPC, and FT-IR analysis revealed that the imide oligomer D was an imide oligomer represented by the formula (1) (where X is a tetravalent group represented by the formula (2-3), It was confirmed that Y is mainly composed of a divalent group (Z is a sulfonyl group) represented by formula (3-1). In addition, the softening point of the imide oligomer D was 147°C.
（合成例５（イミドオリゴマーＥの作製））
１，３－フェニレンジアミン５．４重量部を、ビス（４－（３－アミノフェノキシ）フェニル）スルフォン（東京化成工業社製、「ＢＡＰＳ」）２１．６重量部に変更したこと以外は合成例２と同様にして、イミドオリゴマーＥ（イミド化率９７％）を得た。
なお、１Ｈ－ＮＭＲ、ＧＰＣ、及び、ＦＴ－ＩＲ分析により、イミドオリゴマーＥは、式（１）で表されるイミドオリゴマー（Ｘが式（２－３）で表される４価の基、Ｙが式（３－２）で表される２価の基（Ｚが下記式（７）で表される芳香環を有する２価の基））を主成分とすることを確認した。また、イミドオリゴマーＥの軟化点は１４７℃であった。
(Synthesis Example 5 (Preparation of imide oligomer E))
Synthesis Example except that 5.4 parts by weight of 1,3-phenylenediamine was changed to 21.6 parts by weight of bis(4-(3-aminophenoxy)phenyl)sulfone (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., "BAPS") An imide oligomer E (imidization rate 97%) was obtained in the same manner as in 2.
1 H-NMR, GPC, and FT-IR analysis revealed that the imide oligomer E was an imide oligomer represented by the formula (1) (where X is a tetravalent group represented by the formula (2-3), It was confirmed that Y is mainly composed of a divalent group represented by formula (3-2) (where Z is a divalent group having an aromatic ring represented by formula (7) below). Moreover, the softening point of the imide oligomer E was 147°C.
式（７）中、＊は、結合位置である。 In formula (7), * is a binding position.
（合成例６（イミドオリゴマーＦの作製））
１，３－フェニレンジアミン５．４重量部を、１，３－ビス（４－アミノフェノキシ）ベンゼン（東京化成工業社製、「ＴＰＥ－Ｒ」）１４．６重量部に変更したこと以外は合成例２と同様にして、イミドオリゴマーＦ（イミド化率９４％）を得た。
なお、１Ｈ－ＮＭＲ、ＧＰＣ、及び、ＦＴ－ＩＲ分析により、イミドオリゴマーＦは、式（１）で表されるイミドオリゴマー（Ｘが式（２－３）で表される４価の基、Ｙが式（３－１）で表される２価の基（Ｚが上記式（６）で表される芳香環を有する２価の基））を主成分とすることを確認した。また、イミドオリゴマーＦの軟化点は１３７℃であった。
(Synthesis Example 6 (Preparation of imide oligomer F))
Synthesis except that 5.4 parts by weight of 1,3-phenylenediamine was changed to 14.6 parts by weight of 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., "TPE-R") In the same manner as in Example 2, an imide oligomer F (imidization rate 94%) was obtained.
1 H-NMR, GPC, and FT-IR analysis revealed that the imide oligomer F was an imide oligomer represented by the formula (1) (where X is a tetravalent group represented by the formula (2-3), It was confirmed that Y is mainly composed of a divalent group represented by formula (3-1) (Z is a divalent group having an aromatic ring represented by formula (6) above). In addition, the softening point of the imide oligomer F was 137°C.
（合成例７（イミドオリゴマーＧの作製））
１，３－フェニレンジアミン５．４重量部を、ジエチルトルエンジアミン（アルベマール社製、「Ｅｔｈａｃｕｒｅ １００」）８．９重量部に変更したこと以外は合成例２と同様にして、イミドオリゴマーＧ（イミド化率９８％）を得た。
なお、１Ｈ－ＮＭＲ、ＧＰＣ、及び、ＦＴ－ＩＲ分析により、イミドオリゴマーＧは、式（１）で表されるイミドオリゴマー（Ｘが式（２－３）で表される４価の基、Ｙが式（３－４）で表される２価の基（Ｒ５及びＲ６の一方がメチル基であり他方がエチル基、Ｒ７が水素原子、Ｒ８がエチル基））を主成分とすることを確認した。また、イミドオリゴマーＧの軟化点は１５０℃であった。
(Synthesis Example 7 (Preparation of imide oligomer G))
Imide oligomer G (imide conversion rate of 98%) was obtained.
1 H-NMR, GPC, and FT-IR analysis revealed that the imide oligomer G was an imide oligomer represented by the formula (1) (where X is a tetravalent group represented by the formula (2-3), Y is a divalent group represented by formula (3-4) (one of R 5 and R 6 is a methyl group and the other is an ethyl group, R 7 is a hydrogen atom, and R 8 is an ethyl group) as a main component. It was confirmed that Also, the softening point of the imide oligomer G was 150°C.
（合成例８（イミドオリゴマーＨの作製））
１，３－ビス（３－アミノフェノキシ）ベンゼン２９．２重量部を、ジエチルトルエンジアミン１７．８重量部に変更したこと以外は合成例１と同様にして、イミドオリゴマーＨ（イミド化率９５％）を得た。
なお、１Ｈ－ＮＭＲ、ＧＰＣ、及び、ＦＴ－ＩＲ分析により、イミドオリゴマーＨは、式（１）で表されるイミドオリゴマー（Ｘが式（２－２）で表される４価の基、Ｙが式（３－４）で表される２価の基（Ｒ５及びＲ６の一方がメチル基であり他方がエチル基、Ｒ７が水素原子、Ｒ８がエチル基））を主成分とすることを確認した。また、イミドオリゴマーＨの軟化点は１８３℃であった。
(Synthesis Example 8 (Preparation of imide oligomer H))
In the same manner as in Synthesis Example 1 except that 29.2 parts by weight of 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene was changed to 17.8 parts by weight of diethyltoluenediamine, imide oligomer H (imidation rate 95% ).
1 H-NMR, GPC, and FT-IR analysis revealed that the imide oligomer H was an imide oligomer represented by the formula (1) (where X is a tetravalent group represented by the formula (2-2), Y is a divalent group represented by formula (3-4) (one of R 5 and R 6 is a methyl group and the other is an ethyl group, R 7 is a hydrogen atom, and R 8 is an ethyl group) as a main component. It was confirmed that Also, the softening point of the imide oligomer H was 183°C.
（合成例９（イミドオリゴマーＩの作製））
１，３－フェニレンジアミン５．４重量部を、４，４’－ジアミノジフェニルメタン（東京化成工業社製、「ＤＤＭ」）９．９重量部に変更したこと以外は合成例２と同様にして、イミドオリゴマーＩ（イミド化率９５％）を得た。
なお、１Ｈ－ＮＭＲ、ＧＰＣ、及び、ＦＴ－ＩＲ分析により、イミドオリゴマーＩは、式（１）で表されるイミドオリゴマー（Ｘが式（２－３）で表される４価の基、Ｙが式（３－１）で表される２価の基（Ｚがメチレン基））を主成分とすることを確認した。また、イミドオリゴマーＩの軟化点は１４７℃であった。
(Synthesis Example 9 (Preparation of imide oligomer I))
In the same manner as in Synthesis Example 2 except that 5.4 parts by weight of 1,3-phenylenediamine was changed to 9.9 parts by weight of 4,4'-diaminodiphenylmethane (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., "DDM"), An imide oligomer I (95% imidization rate) was obtained.
By 1 H-NMR, GPC, and FT-IR analysis, the imide oligomer I is an imide oligomer represented by the formula (1) (X is a tetravalent group represented by the formula (2-3), It was confirmed that Y is mainly composed of a divalent group (Z is a methylene group) represented by formula (3-1). In addition, the softening point of the imide oligomer I was 147°C.
（合成例１０（イミドオリゴマーＪの作製））
１，３－ビス（３－アミノフェノキシ）ベンゼン２９．２重量部を４，４’－ジアミノジフェニルメタン１９．８重量部に変更し、４，４’－オキシジフタル酸二無水物６２．０重量部を４，４’－ビフタル酸無水物５８．８重量部に変更したこと以外は合成例１と同様にして、イミドオリゴマーＪ（イミド化率９６％）を得た。
なお、１Ｈ－ＮＭＲ、ＧＰＣ、及び、ＦＴ－ＩＲ分析により、イミドオリゴマーＪは、式（１）におけるＸに相当する部分がビフェニル骨格であり、Ｙに相当する部分が式（３－１）で表される２価の基（Ｚがメチレン基）であるイミドオリゴマーを主成分とすることを確認した。また、イミドオリゴマーＪの軟化点は３００℃を超えていた。
(Synthesis Example 10 (Preparation of imide oligomer J))
29.2 parts by weight of 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene was changed to 19.8 parts by weight of 4,4'-diaminodiphenylmethane, and 62.0 parts by weight of 4,4'-oxydiphthalic dianhydride was added. An imide oligomer J (imidation rate 96%) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1, except that 4,4'-biphthalic anhydride was changed to 58.8 parts by weight.
1 H-NMR, GPC, and FT-IR analysis revealed that the portion corresponding to X in formula (1) in imide oligomer J was a biphenyl skeleton, and the portion corresponding to Y was represented by formula (3-1). It was confirmed that the main component was an imide oligomer having a divalent group represented by (Z is a methylene group). In addition, the softening point of imide oligomer J exceeded 300°C.
（合成例１１（イミドオリゴマーＫの作製））
１，３－フェニレンジアミン５．４重量部を、ノルボルナンジアミン（三井化学ファイン社製、「ＮＢＤＡ」）７．７重量部に変更したこと以外は合成例２と同様にして、イミドオリゴマーＫ（イミド化率９７％）を得た。
なお、１Ｈ－ＮＭＲ、ＧＰＣ、及び、ＦＴ－ＩＲ分析により、イミドオリゴマーＫは、式（１）におけるＸに相当する部分が式（２－３）で表される４価の基であり、Ｙに相当する部分がノルボルナン骨格であるイミドオリゴマーを主成分とすることを確認した。また、イミドオリゴマーＫの軟化点は１３７℃であった。
(Synthesis Example 11 (Preparation of imide oligomer K))
Imide oligomer K (imide conversion rate of 97%) was obtained.
1 H-NMR, GPC, and FT-IR analysis revealed that the portion corresponding to X in formula (1) in imide oligomer K is a tetravalent group represented by formula (2-3), It was confirmed that the main component was an imide oligomer in which the portion corresponding to Y was a norbornane skeleton. In addition, the softening point of the imide oligomer K was 137°C.
（合成例１２（イミドオリゴマーＬの作製））
４，４’－オキシジフタル酸二無水物６２．０重量部を、４，４’－（４，４’－イソプロピリデンジフェノキシ）ジフタル酸無水物２６．０重量部に変更したこと以外は合成例１と同様にして、イミドオリゴマーＬ（イミド化率９４％）を得た。
なお、１Ｈ－ＮＭＲ、ＧＰＣ、及び、ＦＴ－ＩＲ分析により、イミドオリゴマーＬは、下記式（８）で表されるイミドオリゴマーを主成分とすることを確認した。イミドオリゴマーＬの軟化点は１３２℃であった。
(Synthesis Example 12 (Preparation of imide oligomer L))
Synthesis example except that 62.0 parts by weight of 4,4'-oxydiphthalic dianhydride was changed to 26.0 parts by weight of 4,4'-(4,4'-isopropylidenediphenoxy)diphthalic anhydride An imide oligomer L (imidation rate 94%) was obtained in the same manner as in 1.
It was confirmed by 1 H-NMR, GPC, and FT-IR analysis that the main component of the imide oligomer L was an imide oligomer represented by the following formula (8). The softening point of the imide oligomer L was 132°C.
（実施例１～１０、参考例１１、比較例１～５）
表１、２に記載された配合比に従い、各材料を撹拌混合し、実施例１～１０、参考例１１、比較例１～５の各硬化性樹脂組成物を作製した。
(Examples 1 to 10, Reference Example 11, Comparative Examples 1 to 5)
According to the compounding ratio shown in Tables 1 and 2, each material was stirred and mixed to prepare curable resin compositions of Examples 1-10, Reference Example 11, and Comparative Examples 1-5.
＜評価＞
実施例、参考例、及び、比較例で得られた各硬化性樹脂組成物について以下の評価を行った。結果を表１、２に示した。
<Evaluation>
The curable resin compositions obtained in Examples , Reference Examples, and Comparative Examples were evaluated as follows. The results are shown in Tables 1 and 2.
（保存安定性）
実施例、参考例、及び、比較例で得られた各硬化性樹脂組成物について、製造直後の初期粘度と、２５℃で２４時間保管した後の粘度とを測定した。（２５℃で２４時間保管した後の粘度）／（初期粘度）を粘度変化率とし、粘度変化率が１．５未満であった場合を「○」、１．５以上２．０未満であった場合を「△」、２．０以上であった場合を「×」として保存安定性を評価した。
なお、硬化性樹脂組成物の粘度は、Ｅ型粘度計（東機産業社製、「ＴＰＥ－１００」）を用いて、２５℃において回転速度５ｒｐｍの条件で測定した。
(Storage stability)
For each curable resin composition obtained in Examples , Reference Examples, and Comparative Examples, the initial viscosity immediately after production and the viscosity after storage at 25° C. for 24 hours were measured. (Viscosity after storage for 24 hours at 25 ° C.) / (initial viscosity) is the viscosity change rate, and when the viscosity change rate is less than 1.5, "○", 1.5 or more and less than 2.0 The storage stability was evaluated as "Δ" when the value was less than 2.0, and as "x" when the value was 2.0 or more.
The viscosity of the curable resin composition was measured using an E-type viscometer (“TPE-100” manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) at 25° C. and a rotation speed of 5 rpm.
（線膨張係数及びガラス転移温度）
実施例、参考例、及び、比較例で得られた各硬化性樹脂組成物を離型ＰＥＴフィルム上に塗工し、乾燥させることにより、接着フィルムを得た。得られた接着フィルムからＰＥＴフィルムを剥離して積層し、１９０℃で１時間加熱することにより硬化させ、厚さ４００μｍの硬化物を作製した。
得られた硬化物について、熱機械分析装置（日立ハイテクサイエンス社製、「ＴＭＡ／ＳＳ－６０００」）を用いて、荷重５ｇ、昇温速度１０℃／分、サンプル長１ｃｍで０℃から３００℃まで昇温した後、一旦冷却し、再度同じ条件で０℃から３００℃まで昇温した。２回目の測定において得られた温度と寸法変化のデータを基に、４０℃から８０℃の温度範囲における平均線膨張係数を求め、サンプルの線膨張係数とした。また、２回目の測定において得られた温度と寸法変化の関係を示すグラフの変曲点をガラス転移温度として求めた。
(Linear expansion coefficient and glass transition temperature)
Each curable resin composition obtained in Examples , Reference Examples, and Comparative Examples was applied onto a release PET film and dried to obtain an adhesive film. The PET film was peeled from the obtained adhesive film, laminated, and cured by heating at 190° C. for 1 hour to prepare a cured product having a thickness of 400 μm.
Using a thermomechanical analyzer ("TMA/SS-6000" manufactured by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd.), the resulting cured product was measured at a load of 5 g, a heating rate of 10° C./min, and a sample length of 1 cm from 0° C. to 300° C. After the temperature was raised to , the temperature was once cooled, and the temperature was again raised from 0°C to 300°C under the same conditions. Based on the temperature and dimensional change data obtained in the second measurement, the average linear expansion coefficient in the temperature range of 40° C. to 80° C. was determined and used as the linear expansion coefficient of the sample. Also, the inflection point of the graph showing the relationship between the temperature and the dimensional change obtained in the second measurement was obtained as the glass transition temperature.
（５％重量減少温度）
実施例、参考例、及び、比較例で得られた各硬化性樹脂組成物を離型ＰＥＴフィルム上に塗工し、乾燥させることにより、接着フィルムを得た。得られた接着フィルムからＰＥＴフィルムを剥離し、１９０℃で１時間加熱することにより硬化させ、硬化物を作製した。
得られた硬化物について、熱重量測定装置（日立ハイテクサイエンス社製、「ＴＧ／ＤＴＡ６２００」）を用いて、３０℃～５００℃の温度範囲、１０℃／ｍｉｎの昇温条件で５％重量減少温度を測定した。
(5% weight loss temperature)
Each curable resin composition obtained in Examples , Reference Examples, and Comparative Examples was applied onto a release PET film and dried to obtain an adhesive film. The PET film was peeled off from the resulting adhesive film and cured by heating at 190° C. for 1 hour to prepare a cured product.
The resulting cured product was measured using a thermogravimetry device ("TG/DTA6200" manufactured by Hitachi High-Tech Science), and the temperature range was from 30°C to 500°C, and the temperature was increased at a rate of 10°C/min to reduce the weight by 5%. Temperature was measured.
（初期接着性）
実施例、参考例、及び、比較例で得られた各硬化性樹脂組成物を厚みが約２０μｍとなるように離型ＰＥＴフィルム上に塗工し、乾燥させることにより、接着フィルムを得た。接着フィルムからＰＥＴフィルムを剥離し、ラミネーターを用いて、７０℃に加熱しながら接着剤層の両面にポリイミド基材（東レ・デュポン社製、「カプトン２００Ｈ」、５０μｍｔ）を貼り合わせた。１９０℃、３ＭＰａ、１時間の条件で熱プレスを行い、接着層を硬化させた後、１ｃｍ幅に切り出して試験片を得た。
引張試験機（ＯＲＩＥＮＴＥＣ社製、「ＵＣＴ－５００」）により、剥離速度２０ｍｍ／ｍｉｎでＴ字剥離を行い、接着力を測定した。
接着力が３．４Ｎ／ｃｍ以上であった場合を「○」、２．０Ｎ／ｃｍ以上３．４Ｎ／ｃｍ未満であった場合を「△」、２．０Ｎ／ｃｍ未満であった場合を「×」として初期接着性を評価した。
(initial adhesiveness)
Each curable resin composition obtained in Examples , Reference Examples, and Comparative Examples was coated on a release PET film to a thickness of about 20 μm, and dried to obtain an adhesive film. The PET film was peeled off from the adhesive film, and a polyimide substrate (“Kapton 200H”, 50 μmt, manufactured by DuPont-Toray) was laminated on both sides of the adhesive layer while heating to 70° C. using a laminator. After hot pressing was performed under the conditions of 190° C., 3 MPa, and 1 hour to cure the adhesive layer, a test piece was obtained by cutting into a width of 1 cm.
Using a tensile tester ("UCT-500" manufactured by ORIENTEC), T-shaped peeling was performed at a peeling speed of 20 mm/min to measure the adhesive force.
"○" when the adhesive strength was 3.4 N / cm or more, "Δ" when it was 2.0 N / cm or more and less than 3.4 N / cm, and when it was less than 2.0 N / cm The initial adhesiveness was evaluated as "x".
（長期耐熱性）
上記「（初期接着性）」と同様にして得られた試験片について、１７５℃で１０００時間熱処理を行った。熱処理後の試験片について、引張試験機（ＯＲＩＥＮＴＥＣ社製、「ＵＣＴ－５００」）を用いて、剥離速度２０ｍｍ／ｍｉｎでＴ字剥離を行い、接着力を測定した。
接着力が３．４Ｎ／ｃｍ以上であった場合を「○」、２．０Ｎ／ｃｍ以上３．４Ｎ／ｃｍ未満であった場合を「△」、２．０Ｎ／ｃｍ未満であった場合を「×」として長期耐熱性を評価した。
(Long-term heat resistance)
A test piece obtained in the same manner as in "(Initial Adhesion)" above was subjected to heat treatment at 175°C for 1000 hours. The heat-treated test piece was subjected to T-shaped peeling at a peeling speed of 20 mm/min using a tensile tester ("UCT-500" manufactured by ORIENTEC) to measure the adhesive strength.
"○" when the adhesive strength was 3.4 N / cm or more, "Δ" when it was 2.0 N / cm or more and less than 3.4 N / cm, and when it was less than 2.0 N / cm Long-term heat resistance was evaluated as "x".
本発明によれば、保存安定性に優れ、かつ、低線膨張性、接着性、及び、長期耐熱性に優れる硬化物を得ることができる硬化性樹脂組成物を提供することができる。また、本発明によれば、該硬化性樹脂組成物の硬化物、並びに、該硬化性樹脂組成物を用いてなる接着剤及び接着フィルムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is excellent in storage stability, and can provide the curable resin composition which can obtain the hardened|cured material which is excellent in low linear expansion property, adhesiveness, and long-term heat resistance. Moreover, according to the present invention, it is possible to provide a cured product of the curable resin composition, and an adhesive and an adhesive film using the curable resin composition.
Claims (10)
硬化物の４０℃から８０℃の温度範囲における平均線膨張係数が６０ｐｐｍ以下であり、
前記イミドオリゴマーは、下記式（１）で表される
ことを特徴とする硬化性樹脂組成物。
The cured product has an average linear expansion coefficient of 60 ppm or less in a temperature range of 40 ° C. to 80 ° C.,
The curable resin composition, wherein the imide oligomer is represented by the following formula (1).
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