JP7184002B2 - 樹脂組成物 - Google Patents

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Description

本発明は、エポキシ樹脂を含む樹脂組成物に関する。さらには、当該樹脂組成物を用いて得られる硬化物、樹脂シート、多層フレキシブル基板、及び半導体装置に関する。
近年、より薄型かつ軽量で実装密度の高い半導体部品への要求が高まっている。この要求に応えるため、フレキシブル基板を、半導体部品に用いるサブストレート基板として利用することが注目されている。フレキシブル基板は、リジッド基板と比べて薄くかつ軽量にすることができる。更に、フレキシブル基板は、柔軟で変形可能であるので、折り曲げて実装することが可能である。
フレキシブル基板の絶縁材料には、一般には、柔軟性を向上させるためにエラストマーを配合することが求められるが、エラストマーの配合率を高めると難燃性が低下する傾向がある。したがって、一般に柔軟性と難燃性の両立は難しいことが知られている。また、エラストマーの配合率を高めると、フレキシブル基板の製造プロセスにおいて、リフロー処理後に絶縁層と導体層との間に膨れが生じやすくなるという課題もある。
これまでに、シリコーンゴム粒子を含むエポキシ樹脂組成物が知られている(特許文献1及び2)。
特許第5146438号公報 特許第5589363号公報
本発明の課題は、柔軟性、難燃性及びリフロー耐性に優れた硬化物を得るための樹脂組成物を提供することにある。
本発明の課題を達成すべく、本発明者らは鋭意検討した結果、(A)エポキシ樹脂、(B)シリコーンゴム粒子、及び20質量%~50質量%の(C)エラストマーを含む樹脂組成物を用いることにより、柔軟性、難燃性及びリフロー耐性に優れた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。
すなわち、本発明は以下の内容を含む。
[1] (A)エポキシ樹脂、(B)シリコーンゴム粒子、及び(C)エラストマーを含む樹脂組成物であって、
(C)成分の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、20質量%~50質量%である、樹脂組成物。
[2] 樹脂組成物の全成分におけるエポキシ基に対するフェノール性水酸基のモル比(フェノール性水酸基/エポキシ基)が、1以下である、上記[1]に記載の樹脂組成物。
[3] (A)成分が、固体状エポキシ樹脂であるか、或いは液状エポキシ樹脂と固体状エポキシ樹脂との組み合わせであり、
液状エポキシ樹脂と固体状エポキシ樹脂とを組み合わせる場合、液状エポキシ樹脂に対する固体状エポキシ樹脂の質量比(固体状エポキシ樹脂/液状エポキシ樹脂)が、1以上である、上記[1]又は[2]に記載の樹脂組成物。
[4] (A)成分の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、5質量%~60質量%である、上記[1]~[3]の何れかに記載の樹脂組成物。
[5] (B)成分の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、35質量%以下である、上記[1]~[4]の何れかに記載の樹脂組成物。
[6] (B)成分の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、25質量%以下である、上記[5]に記載の樹脂組成物。
[7] (C)成分が、ポリブタジエン構造、ポリシロキサン構造、ポリ(メタ)アクリレート構造、ポリアルキレン構造、ポリアルキレンオキシ構造、ポリイソプレン構造、ポリイソブチレン構造、及びポリカーボネート構造から選択される1種以上の構造を有する樹脂である、上記[1]~[6]の何れかに記載の樹脂組成物。
[8] (C)成分が、ポリブタジエン構造を有する樹脂である、上記[7]に記載の樹脂組成物。
[9] (C)成分が、フェノール性水酸基含有ポリブタジエン樹脂を含む、上記[8]に記載の樹脂組成物。
[10] さらに(D)無機充填材を含む、上記[1]~[9]の何れかに記載の樹脂組成物。
[11] (D)成分の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、50質量%以下である、上記[10]に記載の樹脂組成物。
[12] (D)成分に対する(B)成分の質量比((B)成分/(D)成分)が、1以下である、上記[10]又は[11]に記載の樹脂組成物。
[13] さらに(E)難燃剤を含む、上記[1]~[12]の何れかに記載の樹脂組成物。
[14] (E)成分が、フェノール性水酸基含有リン系難燃剤を含む、上記[13]に記載の樹脂組成物。
[15] (E)成分の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、4質量%以上である、上記[13]又は[14]に記載の樹脂組成物。
[16] 多層フレキシブル基板の絶縁層形成用である、上記[1]~[15]の何れかに記載の樹脂組成物。
[17] 上記[1]~[16]の何れかに記載の樹脂組成物の硬化物。
[18] 支持体と、当該支持体上に設けられた上記[1]~[16]の何れかに記載の樹脂組成物で形成された樹脂組成物層とを含む、樹脂シート。
[19] 上記[1]~[16]の何れかに記載の樹脂組成物を硬化して形成される絶縁層を含む多層フレキシブル基板。
[20] 上記[19]に記載の多層フレキシブル基板を備える、半導体装置。
本発明の樹脂組成物によれば、柔軟性、難燃性及びリフロー耐性に優れた硬化物を得ることができる。
以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。ただし、本発明は、下記実施形態及び例示物に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲及びその均等の範囲を逸脱しない範囲において任意に変更して実施され得る。
<樹脂組成物>
本発明の樹脂組成物は、(A)エポキシ樹脂、(B)シリコーンゴム粒子、及び(C)エラストマーを含み、(C)成分の含有量が、20質量%~50質量%である。このような樹脂組成物を用いることにより、柔軟性、難燃性及びリフロー耐性に優れた硬化物を得ることができる。また、このような樹脂組成物は、タック性が低く抑えられ、且つ/或いは、その硬化物は、引張特性、銅密着性、及び/又は絶縁信頼性に優れ得る。
本発明の樹脂組成物は、(A)エポキシ樹脂、(B)シリコーンゴム粒子、及び(C)エラストマーの他に、さらに任意の成分を含んでいてもよい。任意の成分としては、例えば、(D)無機充填材、(E)難燃剤、(F)硬化剤、(G)硬化促進剤、(H)その他の添加剤、及び(I)有機溶剤が挙げられる。以下、樹脂組成物に含まれる各成分について詳細に説明する。
<(A)エポキシ樹脂>
本発明の樹脂組成物は、(A)エポキシ樹脂を含む。(A)エポキシ樹脂とは、エポキシ基を有する硬化性樹脂を意味する。
(A)エポキシ樹脂としては、例えば、ビキシレノール型エポキシ樹脂、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S型エポキシ樹脂、ビスフェノールAF型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリスフェノール型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、tert-ブチル-カテコール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂、ブタジエン構造を有するエポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、スピロ環含有エポキシ樹脂、シクロヘキサン型エポキシ樹脂、シクロヘキサンジメタノール型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、トリメチロール型エポキシ樹脂、テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂、イソシアヌラート型エポキシ樹脂、フェノールフタルイミジン型エポキシ樹脂、フェノールフタレイン型エポキシ樹脂等が挙げられる。(A)エポキシ樹脂は、1種類単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
樹脂組成物は、(A)エポキシ樹脂として、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂を含むことが好ましい。(A)エポキシ樹脂の不揮発成分100質量%に対して、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂の割合は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、特に好ましくは70質量%以上である。
エポキシ樹脂には、温度20℃で液状のエポキシ樹脂(以下「液状エポキシ樹脂」ということがある。)と、温度20℃で固体状のエポキシ樹脂(以下「固体状エポキシ樹脂」ということがある。)とがある。本発明の樹脂組成物は、エポキシ樹脂として、液状エポキシ樹脂のみを含んでいてもよく、或いは固体状エポキシ樹脂のみを含んでいてもよく、或いは液状エポキシ樹脂と固体状エポキシ樹脂とを組み合わせて含んでいてもよい。本発明の樹脂組成物におけるエポキシ樹脂は、固体状エポキシ樹脂であるか、或いは液状エポキシ樹脂と固体状エポキシ樹脂との組み合わせであることが好ましく、
固体状エポキシ樹脂であることがより好ましい。
液状エポキシ樹脂としては、1分子中に2個以上のエポキシ基を有する液状エポキシ樹脂が好ましい。
液状エポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールAF型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、エステル骨格を有する脂環式エポキシ樹脂、シクロヘキサン型エポキシ樹脂、シクロヘキサンジメタノール型エポキシ樹脂、及びブタジエン構造を有するエポキシ樹脂が好ましい。
液状エポキシ樹脂の具体例としては、DIC社製の「HP4032」、「HP4032D」、「HP4032SS」(ナフタレン型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「828US」、「828EL」、「jER828EL」、「825」、「エピコート828EL」(ビスフェノールA型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「jER807」、「1750」(ビスフェノールF型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「jER152」(フェノールノボラック型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「630」、「630LSD」、「604」(グリシジルアミン型エポキシ樹脂);ADEKA社製の「ED-523T」(グリシロール型エポキシ樹脂);ADEKA社製の「EP-3950L」、「EP-3980S」(グリシジルアミン型エポキシ樹脂);ADEKA社製の「EP-4088S」(ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂);新日鉄住金化学社製の「ZX1059」(ビスフェノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ樹脂の混合品);ナガセケムテックス社製の「EX-721」(グリシジルエステル型エポキシ樹脂);ダイセル社製の「セロキサイド2021P」(エステル骨格を有する脂環式エポキシ樹脂);ダイセル社製の「PB-3600」、日本曹達社製の「JP-100」、「JP-200」(ブタジエン構造を有するエポキシ樹脂);新日鉄住金化学社製の「ZX1658」、「ZX1658GS」(液状1,4-グリシジルシクロヘキサン型エポキシ樹脂)等が挙げられる。これらは、1種類単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
固体状エポキシ樹脂としては、1分子中に3個以上のエポキシ基を有する固体状エポキシ樹脂が好ましく、1分子中に3個以上のエポキシ基を有する芳香族系の固体状エポキシ樹脂がより好ましい。
固体状エポキシ樹脂としては、ビキシレノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ナフタレン型4官能エポキシ樹脂、ナフト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、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリスフェノール型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールAF型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂、フェノールフタルイミジン型エポキシ樹脂、フェノールフタレイン型エポキシ樹脂が好ましい。
固体状エポキシ樹脂の具体例としては、DIC社製の「HP4032H」(ナフタレン型エポキシ樹脂);DIC社製の「HP-4700」、「HP-4710」(ナフタレン型4官能エポキシ樹脂);DIC社製の「N-690」(クレゾールノボラック型エポキシ樹脂);DIC社製の「N-695」(クレゾールノボラック型エポキシ樹脂);DIC社製の「HP-7200」、「HP-7200HH」、「HP-7200H」、「HP-7200L」(ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂);DIC社製の「EXA-7311」、「EXA-7311-G3」、「EXA-7311-G4」、「EXA-7311-G4S」、「HP6000」(ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂);日本化薬社製の「EPPN-502H」(トリスフェノール型エポキシ樹脂);日本化薬社製の「NC7000L」(ナフトールノボラック型エポキシ樹脂);日本化薬社製の「NC3000H」、「NC3000」、「NC3000L」、「NC3000FH」、「NC3100」(ビフェニル型エポキシ樹脂);日鉄ケミカル&マテリアル社製の「ESN475V」(ナフタレン型エポキシ樹脂);日鉄ケミカル&マテリアル社製の「ESN485」(ナフトール型エポキシ樹脂);日鉄ケミカル&マテリアル社製の「ESN375」(ジヒドロキシナフタレン型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「YX4000H」、「YX4000」、「YX4000HK」、「YL7890」(ビキシレノール型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「YL6121」(ビフェニル型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「YX8800」(アントラセン型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「YX7700」(フェノールアラルキル型エポキシ樹脂);大阪ガスケミカル社製の「PG-100」、「CG-500」;三菱ケミカル社製の「YL7760」(ビスフェノールAF型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「YL7800」(フルオレン型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「jER1010」(ビスフェノールA型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「jER1031S」(テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂);日本化薬社製の「WHR991S」(フェノールフタルイミジン型エポキシ樹脂)等が挙げられる。これらは、1種類単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
(A)成分として、液状エポキシ樹脂と固体状エポキシ樹脂とを併用する場合、液状エポキシ樹脂に対する固体状エポキシ樹脂の質量比(固体状エポキシ樹脂/液状エポキシ樹脂)は、特に限定されるものではないが、好ましくは0.2以上、より好ましくは0.5以上、さらに好ましくは1以上、さらにより好ましくは5以上、特に好ましくは10以上である。
(A)エポキシ樹脂のエポキシ当量は、好ましくは50g/eq.~5,000g/eq.、より好ましくは60g/eq.~2,000g/eq.、さらに好ましくは70g/eq.~1,000g/eq.、さらにより好ましくは80g/eq.~500g/eq.である。エポキシ当量は、エポキシ基1当量あたりの樹脂の質量である。このエポキシ当量は、JIS K7236に従って測定することができる。
(A)エポキシ樹脂の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは100~5,000、より好ましくは250~3,000、さらに好ましくは400~1,500である。樹脂の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により、ポリスチレン換算の値として測定できる。
樹脂組成物中の(A)エポキシ樹脂の含有量は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、好ましくは60質量%以下、より好ましくは50質量%以下、さらに好ましくは40質量%以下、特に好ましくは35質量%以下である。樹脂組成物中の(A)エポキシ樹脂の含有量の下限は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、さらに好ましくは15質量%以上、特に好ましくは20質量%以上である。
樹脂組成物の全成分におけるエポキシ基に対するフェノール性水酸基のモル比(フェノール性水酸基/エポキシ基)は、特に限定されるものではないが、好ましくは1.6以下、より好ましくは1.3以下、さらに好ましくは1以下、さらにより好ましくは0.95以下、特に好ましくは0.9以下である。本発明の樹脂組成物の何れかの成分はフェノール性水酸基を有していることが好ましく、樹脂組成物の全成分におけるエポキシ基に対するフェノール性水酸基のモル比(フェノール性水酸基/エポキシ基)の下限は、特に限定されるものではないが、好ましくは0.1以上、より好ましくは0.2以上、さらに好ましくは0.3以上、さらにより好ましくは0.4以上、特に好ましくは0.45以上である。なお、フェノール性水酸基とは、芳香族炭素原子に結合した水酸基を意味する。
<(B)シリコーンゴム粒子>
本発明の樹脂組成物は、(B)シリコーンゴム粒子を含む。(B)シリコーンゴム粒子は、粒子の状態で樹脂組成物に含まれる。(B)シリコーンゴム粒子は、球状であることが好ましい。(B)シリコーンゴム粒子は、1種類単独で用いてもよく、2種以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
(B)シリコーンゴム粒子におけるシリコーンゴムは、特に限定されるものではないが、例えば、ポリジメチルシロキサン等のポリジアルキルシロキサン;ポリジフェニルシロキサン等のポリジアリールシロキサン;ポリメチルフェニルシロキサン等のポリアルキルアリールシロキサン;ポリジメチル-ジフェニルシロキサン等のポリジアルキル-ジアリールシロキサン;ポリジメチル-メチルフェニルシロキサン等のポリジアルキル-アルキルアリールシロキサン;ポリジフェニル-メチルフェニルシロキサン等のポリジアリール-アルキルアリールシロキサン等のポリシロキサンから構成されるものが挙げられ、中でも、ポリジアルキルシロキサンから構成されるものが好ましく、ポリジメチルシロキサンから構成されるものが特に好ましい。シリコーンゴムを構成するポリシロキサンは、通常架橋している。架橋したポリシロキサンとしては、特に限定されるものではないが、例えば、シラノール基の縮合反応;メルカプトシリル基とビニルシリル基との反応;ビニルシリル基とヒドロシリル基との反応等により架橋したポリシロキサンが挙げられる。中でも、ビニルシリル基とヒドロシリル基との反応等により架橋したポリシロキサンが好ましい。
(B)シリコーンゴム粒子は、表面処理されていてもよい。表面処理の形態としては、例えば、樹脂で被覆された形態が挙げられる。樹脂で被覆されたシリコーンゴム粒子としては、特に限定されるものではないが、例えば、アクリル樹脂で被覆されたシリコーンゴム粒子、シリコーン樹脂で被覆されたシリコーンゴム粒子等が挙げられ、中でも、シリコーン樹脂で被覆されたシリコーンゴム粒子が好ましい。ここで、シリコーン樹脂は、ポリオルガノシルセスキオキサン硬化物であり得る。
(B)シリコーンゴム粒子の平均粒径は、特に限定されるものではないが、好ましくは50μm以下、より好ましくは20μm以下、さらに好ましくは10μm以下、さらにより好ましくは5μm以下、特に好ましくは3μm以下である。(B)シリコーンゴム粒子の平均粒径の下限は、特に限定されるものではないが、好ましくは0.05μm以上、より好ましくは0.1μm以上、さらに好ましくは0.3μm以上、さらにより好ましくは0.5μm以上、特に好ましくは0.7μm以上である。(B)シリコーンゴム粒子の平均粒径は、体積基準のメディアン径として、例えばレーザー回折法による測定により求めることができる。
(B)シリコーンゴム粒子の市販品としては、具体的に、信越化学工業社製の「KMP-600」、「KMP-601」、「KMP-602」、「KMP-605」、「X-52-7030」(シリコーン樹脂で被覆されたシリコーンゴム粒子):信越化学工業社製の「KMP-597」、「KMP-598」、「KMP-594」、「X-52-875」(非被覆シリコーンゴム粒子)等が挙げられる。
樹脂組成物中の(B)シリコーンゴム粒子の含有量は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、好ましくは35質量%以下、より好ましくは30質量%以下であり、絶縁信頼性をより向上させる観点から、さらに好ましくは25質量%以下、さらにより好ましくは20質量%以下、特に好ましくは15質量%以下である。樹脂組成物中の(B)シリコーンゴム粒子の含有量の下限は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1質量%以上、さらに好ましくは2質量%以上、さらにより好ましくは5質量%以上、特に好ましくは8質量%以上である。
<(C)エラストマー>
本発明の樹脂組成物は、任意成分として(C)エラストマーを含む場合がある。(C)エラストマーを使用することで、樹脂組成物の硬化物の柔軟性を高めて弾性率を低下させることができ得る。
本発明において(C)エラストマーは柔軟性を有する樹脂を意味し、有機溶剤に溶解し得る不定形の樹脂成分であり、ゴム弾性を有する樹脂または他の成分と重合してゴム弾性を示す樹脂が好ましい。ゴム弾性としては、例えば、日本工業規格(JIS K7161)に準拠し、温度25℃、湿度40%RHにて、引っ張り試験を行った場合に、1GPa以下の弾性率を示す樹脂が挙げられる。
一実施形態において、(C)成分は、分子内にポリブタジエン構造、ポリシロキサン構造、ポリ(メタ)アクリレート構造、ポリアルキレン構造、ポリアルキレンオキシ構造、ポリイソプレン構造、ポリイソブチレン構造、及びポリカーボネート構造から選択される1種以上の構造を有する樹脂であることが好ましく、柔軟性を有する材料を得る観点から、ポリブタジエン構造及びポリカーボネート構造から選択される1種以上の構造を有する樹脂であることがより好ましく、ポリブタジエン構造を有する樹脂であることが特に好ましい。なお、「(メタ)アクリレート」とは、メタクリレート及びアクリレートを指す。
また、別の一実施形態において、(C)成分は、ガラス転移温度(Tg)が25℃以下の樹脂及び25℃以下で液状である樹脂から選択される1種以上であることが好ましい。ガラス転移温度(Tg)が25℃以下である樹脂のガラス転移温度は、好ましくは20℃以下、より好ましくは15℃以下である。ガラス転移温度の下限は特に限定されないが、通常-15℃以上とし得る。また、25℃で液状である樹脂としては、好ましくは20℃以下で液状である樹脂、より好ましくは15℃以下で液状である樹脂である。
より好適な一実施形態として、(C)成分は、ガラス転移温度が25℃以下、及び25℃で液状である樹脂から選択される1種以上であり、且つ分子内にポリブタジエン構造、ポリシロキサン構造、ポリ(メタ)アクリレート構造、ポリアルキレン構造、ポリアルキレンオキシ構造、ポリイソプレン構造、ポリイソブチレン構造、及びポリカーボネート構造から選択される1種以上の構造を有する樹脂が好ましい。
ポリブタジエン構造は、ブタジエンを重合して形成される構造だけでなく、当該構造に水素添加して形成される構造も含む。また、ブタジエン構造は、その一部のみが水素添加されていてもよく、その全てが水素添加されていてもよい。さらに、ポリブタジエン構造は、(C)成分において、主鎖に含まれていてもよく、側鎖に含まれていてもよい。
ポリブタジエン樹脂の好ましい例としては、水素化ポリブタジエン骨格含有樹脂、ヒドロキシ基含有ポリブタジエン樹脂、フェノール性水酸基含有ポリブタジエン樹脂、カルボキシ基含有ポリブタジエン樹脂、酸無水物基含有ポリブタジエン樹脂、エポキシ基含有ポリブタジエン樹脂、イソシアネート基含有ポリブタジエン樹脂、ウレタン基含有ポリブタジエン樹脂等が挙げられる。中でも、フェノール性水酸基含有ポリブタジエン樹脂が更に好ましい。ここで、「水素化ポリブタジエン骨格含有樹脂」とは、ポリブタジエン骨格の少なくとも一部が水素化された樹脂をいい、必ずしもポリブタジエン骨格が完全に水素化された樹脂である必要はない。水素化ポリブタジエン骨格含有樹脂としては、例えば、水素化ポリブタジエン骨格含有エポキシ樹脂等が挙げられる。また、「フェノール性水酸基含有ポリブタジエン樹脂」は、ポリブタジエン構造を有し、かつフェノール性水酸基を有する樹脂である。(C)成分は、フェノール性水酸基含有ポリブタジエン樹脂を含むことが好ましい。
ポリブタジエン構造を分子内に有する樹脂であるポリブタジエン樹脂の具体例としては、クレイバレー社製の「Ricon 657」(エポキシ基含有ポリブタジエン)、「Ricon 130MA8」、「Ricon 130MA13」、「Ricon 130MA20」、「Ricon 131MA5」、「Ricon 131MA10」、「Ricon 131MA17」、「Ricon 131MA20」、「Ricon 184MA6」(酸無水物基含有ポリブタジエン)、「GQ-1000」(水酸基、カルボキシル基導入ポリブタジエン)、「G-1000」、「G-2000」、「G-3000」(両末端水酸基ポリブタジエン)、「GI-1000」、「GI-2000」、「GI-3000」(両末端水酸基水素化ポリブタジエン)、ダイセル社製の「PB3600」、「PB4700」(ポリブタジエン骨格エポキシ化合物)、「エポフレンドA1005」、「エポフレンドA1010」、「エポフレンドA1020」(スチレンとブタジエンとスチレンブロック共重合体のエポキシ化合物)、ナガセケムテックス社製の「FCA-061L」(水素化ポリブタジエン骨格エポキシ化合物)、「R-45EPT」(ポリブタジエン骨格エポキシ化合物)等が挙げられる。
また、好ましいポリブタジエン樹脂の例としては、ヒドロキシル基末端ポリブタジエン、ジイソシアネート化合物及び多塩基酸またはその無水物を原料とする線状ポリイミド(特開2006-37083号公報、国際公開第2008/153208号に記載のポリイミド)も挙げられる。該ポリイミド樹脂のポリブタジエン構造の含有率は、好ましくは60質量%~95質量%、より好ましくは75質量%~85質量%である。該ポリイミド樹脂の詳細は、特開2006-37083号公報、国際公開第2008/153208号の記載を参酌することができ、この内容は本明細書に組み込まれる。
ヒドロキシル基末端ポリブタジエンの数平均分子量は、好ましくは500~5,000、より好ましくは1,000~4,000である。ヒドロキシル基末端ポリブタジエンの水酸基当量は、好ましくは250~1,250g/eq.である。
ジイソシアネート化合物としては、例えば、トルエン-2,4-ジイソシアネート、トルエン-2,6-ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート;イソホロンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネートが挙げられる。これらの中で芳香族ジイソシアネートが好ましく、トルエン-2,4-ジイソシアネートがより好ましい。
多塩基酸またはその無水物としては、例えば、エチレングリコールビストリメリット酸、ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸、ビフェニルテトラカルボン酸、ナフタレンテトラカルボン酸、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロフリル)-3-メチル-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸、3,3’-4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸等の四塩基酸およびこれらの無水物、トリメリット酸、シクロヘキサントリカルボン酸等の三塩基酸およびこれらの無水物、1,3,3a,4,5,9b-ヘキサヒドロ-5-(テトラヒドロ-2,5-ジオキソ-3-フラニル)-ナフト(1,2-C)フラン-1,3-ジオン等が挙げられる。
また、ポリブタジエン構造を有する樹脂には、スチレンを重合して得られる構造を有するポリスチレン構造が含まれ得る。
ポリスチレン構造を分子内に有する樹脂であるポリスチレン樹脂の具体例としては、スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体(SBS)、スチレン-イソプレン-スチレンブロック共重合体(SIS)、スチレン-エチレン-ブチレン-スチレンブロック共重合体(SEBS)、スチレン-エチレン-プロピレン-スチレンブロック共重合体(SEPS)、スチレン-エチレン-エチレン-プロピレン-スチレンブロック共重合体(SEEPS)、スチレン-ブタジエン-ブチレン-スチレンブロック共重合体(SBBS)、スチレン-ブタジエンジブロック共重合体、水素化スチレン-ブタジエンブロック共重合体、水素化スチレン-イソプレンブロック共重合体、水素化スチレン-ブタジエンランダム共重合体等が挙げられる。
ポリスチレン樹脂は、市販品を用いてもよく、例えば、水添スチレン系熱可塑性エラストマー「H1041」、「タフテックH1043」、「タフテックP2000」、「タフテックMP10」(旭化成社製);エポキシ化スチレン-ブタジエン熱可塑性エラストマー「エポフレンドAT501」、「CT310」(ダイセル社製);ヒドロキシル基を有する変成スチレン系エラストマー「セプトンHG252」(クラレ社製);カルボキシル基を有する変性スチレン系エラストマー「タフテックN503M」、アミノ基を有する変性スチレン系エラストマー「タフテックN501」、酸無水物基を有する変性スチレン系エラストマー「タフテックM1913」(旭化成ケミカルズ社製);未変性スチレン系エラストマー「セプトンS8104」(クラレ社製)等を挙げることができる。(C)成分は、1種類単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
ポリシロキサン構造は、シロキサン結合を含む構造であり、例えばシリコーンゴムに含まれる。ポリシロキサン構造は、(C)成分において、主鎖に含まれていてもよく、側鎖に含まれていてもよい。
ポリシロキサン構造を分子内に有する樹脂であるポリシロキサン樹脂の具体例としては、信越シリコーン社製の「SMP-2006」、「SMP-2003PGMEA」、「SMP-5005PGMEA」、アミン基末端ポリシロキサン、四塩基酸無水物を原料とする線状ポリイミド(国際公開第2010/053185号)等が挙げられる。
ポリ(メタ)アクリレート構造は、アクリル酸又はアクリル酸エステルを重合して形成される構造であり、メタクリル酸又はメタクリル酸エステルを重合して形成される構造も含む。(メタ)アクリレート構造は、(C)成分において、主鎖に含まれていてもよく、側鎖に含まれていてもよい。
ポリ(メタ)アクリレート構造を分子内に有する樹脂であるポリ(メタ)アクリレート樹脂の好ましい例としては、ヒドロキシ基含有ポリ(メタ)アクリレート樹脂、フェノール性水酸基含有ポリ(メタ)アクリレート樹脂、カルボキシ基含有ポリ(メタ)アクリレート樹脂、酸無水物基含有ポリ(メタ)アクリレート樹脂、エポキシ基含有ポリ(メタ)アクリレート樹脂、イソシアネート基含有ポリ(メタ)アクリレート樹脂、ウレタン基含有ポリ(メタ)アクリレート樹脂等が挙げられる。
ポリ(メタ)アクリレート樹脂の具体例としては、ナガセケムテックス社製のテイサンレジン「SG-70L」、「SG-708-6」、「WS-023」、「SG-700AS」、「SG-280TEA」(カルボキシ基含有アクリル酸エステル共重合体樹脂、酸価5~34mgKOH/g、重量平均分子量40万~90万、Tg-30℃~5℃)、「SG-80H」、「SG-80H-3」、「SG-P3」(エポキシ基含有アクリル酸エステル共重合体樹脂、エポキシ当量4761~14285g/eq、重量平均分子量35万~85万、Tg11℃~12℃)、「SG-600TEA」、「SG-790」」(ヒドロキシ基含有アクリル酸エステル共重合体樹脂、水酸基価20~40mgKOH/g、重量平均分子量50万~120万、Tg-37℃~-32℃)、根上工業社製の「ME-2000」、「W-116.3」(カルボキシ基含有アクリル酸エステル共重合体樹脂)、「W-197C」(水酸基含有アクリル酸エステル共重合体樹脂)、「KG-25」、「KG-3000」(エポキシ基含有アクリル酸エステル共重合体樹脂)等が挙げられる。
ポリアルキレン構造は、所定の炭素原子数を有することが好ましい。ポリアルキレン構造の具体的な炭素原子数は、好ましくは2以上、より好ましくは3以上、特に好ましくは5以上であり、好ましくは15以下、より好ましくは10以下、特に好ましくは6以下である。また、ポリアルキレン構造は、(C)成分において、主鎖に含まれていてもよく、側鎖に含まれていてもよい。
ポリアルキレンオキシ構造は、所定の炭素原子数を有することが好ましい。ポリアルキレンオキシ構造の具体的な炭素原子数は、好ましくは2以上、好ましくは3以上、より好ましくは5以上であり、好ましくは15以下、より好ましくは10以下、特に好ましくは6以下である。ポリアルキレンオキシ構造は、(C)成分において、主鎖に含まれていてもよく、側鎖に含まれていてもよい。
ポリアルキレン構造を分子内に有する樹脂であるポリアルキレン樹脂及びポリアルキレンオキシ構造を分子内に有する樹脂であるポリアルキレンオキシ樹脂の具体例としては、旭化成せんい社製の「PTXG-1000」、「PTXG-1800」、三菱ケミカル社製の「YX-7180」(エーテル結合を有するアルキレン構造を含有する樹脂)、DIC Corporation社製の「EXA-4850-150」、「EXA-4816」、「EXA-4822」、ADEKA社製の「EP-4000」、「EP-4003」、「EP-4010」、「EP-4011」、新日本理化社製の「BEO-60E」、「BPO-20E」、三菱ケミカル社製の「YL7175」、「YL7410」等が挙げられる。
ポリイソプレン構造は、(C)成分において、主鎖に含まれていてもよく、側鎖に含まれていてもよい。ポリイソプレン構造を分子内に有する樹脂であるポリイソプレン樹脂の具体例としては、クラレ社製の「KL-610」、「KL-613」等が挙げられる。
ポリイソブチレン構造は、(C)成分において、主鎖に含まれていてもよく、側鎖に含まれていてもよい。ポリイソブチレン構造を分子内に有する樹脂であるポリイソブチレン樹脂の具体例としては、カネカ社製の「SIBSTAR-073T」(スチレン-イソブチレン-スチレントリブロック共重合体)、「SIBSTAR-042D」(スチレン-イソブチレンジブロック共重合体)等が挙げられる。
ポリカーボネート構造は、(C)成分において、主鎖に含まれていてもよく、側鎖に含まれていてもよい。
ポリカーボネート構造を分子内に有する樹脂であるポリカーボネート樹脂の好ましい例としては、ヒドロキシ基含有ポリカーボネート樹脂、フェノール性水酸基含有ポリカーボネート樹脂、カルボキシ基含有ポリカーボネート樹脂、酸無水物基含有ポリカーボネート樹脂、エポキシ基含有ポリカーボネート樹脂、イソシアネート基含有ポリカーボネート樹脂、ウレタン基含有ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。
ポリカーボネート樹脂の具体例としては、旭化成ケミカルズ社製の「T6002」、「T6001」(ポリカーボネートジオール)、クラレ社製の「C-1090」、「C-2090」、「C-3090」(ポリカーボネートジオール)等が挙げられる。
また、好ましいポリカーボネート樹脂の例としては、ヒドロキシル基末端ポリカーボネート、ジイソシアネート化合物及び多塩基酸またはその無水物を原料とする線状ポリイミドも挙げられる。該線状ポリイミドは、ウレタン構造およびポリカーボネート構造を有する。該ポリイミド樹脂のポリカーボネート構造の含有率は、好ましくは60質量%~95質量%、より好ましくは75質量%~85質量%である。該ポリイミド樹脂の詳細は、国際公開第2016/129541号の記載を参酌することができ、この内容は本明細書に組み込まれる。
また、別の好ましいポリカーボネート樹脂の例としては、ヒドロキシル基末端ポリカーボネート、ジイソシアネート化合物及び水酸基含有(メタ)アクリレートを原料とするポリカーボネート系ウレタン(メタ)アクリレートも挙げられる。ポリカーボネート系ウレタン(メタ)アクリレートは、ウレタン構造およびポリカーボネート構造に加えて、2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する。ポリカーボネート系ウレタン(メタ)アクリレートの具体例としては、根上工業社製の「アートレジンUN-5500」等が挙げられる。
水酸基含有(メタ)アクリレートとしては、特に限定されるものではないが、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-アクリロイロキシプロピルメタクリレート、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-(2-エトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、1,4-シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、2-(メタ)アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシエチル-フタレート等が挙げられる。
ヒドロキシル基末端ポリカーボネートの数平均分子量は、好ましくは500~50,000、より好ましくは1,000~35,000である。ヒドロキシル基末端ポリカーボネートの重量平均分子量は、好ましくは500~50,000、より好ましくは1,000~35,000である。ヒドロキシル基末端ポリカーボネートの水酸基当量は、好ましくは250~1,250g/eq.である。
(C)成分は、さらにイミド構造を有することが好ましい。イミド構造を有することにより、(C)成分の耐熱性を高めクラック耐性を効果的に高めることができる。
(C)成分は、直鎖状、分枝状、及び環状のいずれの構造であってもよいが、直鎖状であることが好ましい。
(C)成分は、さらに(A)成分と反応できる官能基を有することが好ましい。この官能基には、加熱によって現れる反応基も含まれる。(C)成分が官能基を有することにより、樹脂組成物の硬化物の機械的強度を向上させることができる。
官能基としては、カルボキシ基、ヒドロキシ基、酸無水物基、フェノール性水酸基、エポキシ基、イソシアネート基、およびウレタン基などが挙げられる。中でも、本発明の効果を顕著に得る観点から、官能基としては、ヒドロキシル基、酸無水物基、フェノール性水酸基、エポキシ基、イソシアネート基及びウレタン基から選択される1種以上の官能基を有することが好ましく、フェノール性水酸基が特に好ましい。
(C)成分は、1種類単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
(C)成分は、柔軟性を発揮する観点から、高分子量であることが好ましい。
(C)成分の具体的な数平均分子量(Mn)は、好ましくは4,000以上、より好ましくは4,500以上、更に好ましくは5,000以上、特に好ましくは5,500以上であり、好ましくは100,000以下、より好ましくは95,000以下、特に好ましくは90,000以下である。(C)成分の数平均分子量Mnは、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)を使用して測定されるポリスチレン換算の数平均分子量である。
また、(C)成分の具体的な重量平均分子量(Mw)は、柔軟性を得る観点から、好ましくは5,500~100,000であり、より好ましくは10,000~90,000であり、さらに好ましくは15,000~80,000である。(C)成分の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量である。
(C)成分が官能基を有する場合、(C)成分の官能基当量は、好ましくは100g/eq.以上、より好ましくは200g/eq.以上、更に好ましくは300g/eq.以上、特に好ましくは400g/eq.以上であり、好ましくは50,000g/eq.以下、より好ましくは30,000g/eq.以下、更に好ましくは10,000g/eq.以下、特に好ましくは5,000g/eq.以下である。官能基当量は、1グラム当量の官能基を含む樹脂のグラム数である。例えば、エポキシ基当量は、JIS K7236に従って測定することができる。また、例えば、水酸基当量はJIS K1557-1に従って測定した水酸基価でKOHの分子量を割ることで算出することができる。
(C)成分のガラス転移温度(Tg)は、30℃以下であり、0℃以下が好ましい。
樹脂組成物中の(C)エラストマーの含有量は、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、50質量%以下であり、リフロー耐性をより向上させる観点から、好ましくは45質量%以下、より好ましくは40質量%以下、さらに好ましくは35質量%以下、特に好ましくは33質量%以下である。樹脂組成物中の(C)エラストマーの含有量の含有量の下限は、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、20質量%以上である。
<(D)無機充填材>
本発明の樹脂組成物は、任意成分として(D)無機充填材を含む場合がある。(D)無機充填材は、粒子の状態で樹脂組成物に含まれる。
(D)無機充填材の材料としては、無機化合物を用いる。(D)無機充填材の材料としては、例えば、シリカ、アルミナ、ガラス、コーディエライト、シリコン酸化物、硫酸バリウム、炭酸バリウム、タルク、クレー、雲母粉、酸化亜鉛、ハイドロタルサイト、ベーマイト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化マンガン、ホウ酸アルミニウム、炭酸ストロンチウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸ビスマス、酸化チタン、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸バリウム、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、リン酸ジルコニウム、及びリン酸タングステン酸ジルコニウム等が挙げられる。これらの中でも、シリカが特に好適である。シリカとしては、例えば、無定形シリカ、溶融シリカ、結晶シリカ、合成シリカ、中空シリカ等が挙げられる。また、シリカとしては球形シリカが好ましい。(D)無機充填材は、1種類単独で用いてもよく、2種以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
(D)無機充填材の市販品としては、例えば、新日鉄住金マテリアルズ社製の「SP60-05」、「SP507-05」;アドマテックス社製の「YC100C」、「YA050C」、「YA050C-MJE」、「YA010C」、「SC2500SQ」、「SO-C4」、「SO-C2」、「SO-C1」;トクヤマ社製の「シルフィルNSS-3N」、「シルフィルNSS-4N」、「シルフィルNSS-5N」;デンカ社製の「UFP-30」、「DAW-03」、「FB-105FD」;Unimin社製「IMSIL A-8」、「IMSIL A-10」、「IMSIL A-15」、「IMSIL A-25」などが挙げられる。
(D)無機充填材の平均粒径は、特に限定されるものではないが、好ましくは40μm以下、より好ましくは10μm以下、さらに好ましくは5μm以下、さらにより好ましくは3μm以下、特に好ましくは2μm以下である。(D)無機充填材の平均粒径の下限は、特に限定されるものではないが、好ましくは0.005μm以上、より好ましくは0.01μm以上、さらに好ましくは0.03μm以上、さらにより好ましくは0.05μm以上、特に好ましくは0.08μm以上である。(D)無機充填材の平均粒径は、ミー(Mie)散乱理論に基づくレーザー回折・散乱法により測定することができる。具体的には、レーザー回折散乱式粒径分布測定装置により、無機充填材の粒径分布を体積基準で作成し、そのメディアン径を平均粒径とすることで測定することができる。測定サンプルは、無機充填材100mg、メチルエチルケトン10gをバイアル瓶に秤取り、超音波にて10分間分散させたものを使用することができる。測定サンプルを、レーザー回折式粒径分布測定装置を使用して、使用光源波長を青色及び赤色とし、フローセル方式で無機充填材の体積基準の粒径分布を測定し、得られた粒径分布からメディアン径として平均粒径を算出した。レーザー回折式粒径分布測定装置としては、例えば堀場製作所社製「LA-960」等が挙げられる。
(D)無機充填材の比表面積は、特に限定されるものではないが、好ましくは0.1m/g以上、より好ましくは0.5m/g以上、さらに好ましくは1m/g以上、特に好ましくは5m/g以上である。(D)無機充填材の比表面積の上限は、特に限定されるものではないが、好ましくは50m/g以下、より好ましくは30m/g以下、さらに好ましくは20m/g以下、特に好ましくは15m/g以下である。無機充填材の比表面積は、BET法に従って、比表面積測定装置(マウンテック社製Macsorb HM-1210)を使用して試料表面に窒素ガスを吸着させ、BET多点法を用いて比表面積を算出することで得られる。
(D)無機充填材は、適切な表面処理剤で表面処理されていることが好ましい。表面処理されることにより、(D)無機充填材の耐湿性及び分散性を高めることができる。表面処理剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニル系シランカップリング剤;2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシ系シランカップリング剤;p-スチリルトリメトキシシラン等のスチリル系シランカップリング剤;3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等のメタクリル系シランカップリング剤;3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のアクリル系シランカップリング剤;N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-フェニル-8-アミノオクチルトリメトキシシラン、N-(ビニルベンジル)-2-アミノエチル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ系シランカップリング剤;トリス-(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート等のイソシアヌレート系シランカップリング剤;3-ウレイドプロピルトリアルコキシシラン等の等のウレイド系シランカップリング剤;3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト系シランカップリング剤;3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のイソシアネート系シランカップリング剤;3-トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物等の酸無水物系シランカップリング剤;等のシランカップリング剤;メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、n-プロピルトリメトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、1,6-ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン等の非シランカップリング-アルコキシシラン化合物等が挙げられる。中でもアミノ系シランカップリング剤が好ましい。表面処理剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
表面処理剤の市販品としては、例えば、信越化学工業社製の「KBM-1003」、「KBE-1003」(ビニル系シランカップリング剤);「KBM-303」、「KBM-402」、「KBM-403」、「KBE-402」、「KBE-403」(エポキシ系シランカップリング剤);「KBM-1403」(スチリル系シランカップリング剤);「KBM-502」、「KBM-503」、「KBE-502」、「KBE-503」(メタクリル系シランカップリング剤);「KBM-5103」(アクリル系シランカップリング剤);「KBM-602」、「KBM-603」、「KBM-903」、「KBE-903」、「KBE-9103P」、「KBM-573」、「KBM-575」(アミノ系シランカップリング剤);「KBM-9659」(イソシアヌレート系シランカップリング剤);「KBE-585」(ウレイド系シランカップリング剤);「KBM-802」、「KBM-803」(メルカプト系シランカップリング剤);「KBE-9007N」(イソシアネート系シランカップリング剤);「X-12-967C」(酸無水物系シランカップリング剤);「KBM-13」、「KBM-22」、「KBM-103」、「KBE-13」、「KBE-22」、「KBE-103」、「KBM-3033」、「KBE-3033」、「KBM-3063」、「KBE-3063」、「KBE-3083」、「KBM-3103C」、「KBM-3066」、「KBM-7103」(非シランカップリング-アルコキシシラン化合物)等が挙げられる。
表面処理剤による表面処理の程度は、無機充填材の分散性向上の観点から、所定の範囲に収まることが好ましい。具体的には、無機充填材100質量%は、0.2質量%~5質量%の表面処理剤で表面処理されていることが好ましく、0.2質量%~3質量%で表面処理されていることがより好ましく、0.3質量%~2質量%で表面処理されていることがさらに好ましい。
表面処理剤による表面処理の程度は、無機充填材の単位表面積当たりのカーボン量によって評価することができる。無機充填材の単位表面積当たりのカーボン量は、無機充填材の分散性向上の観点から、0.02mg/m以上が好ましく、0.1mg/m以上がより好ましく、0.2mg/m以上がさらに好ましい。一方、樹脂組成物の溶融粘度やシート形態での溶融粘度の上昇を防止する観点から、1.0mg/m以下が好ましく、0.8mg/m以下がより好ましく、0.5mg/m以下がさらに好ましい。
(D)無機充填材の単位表面積当たりのカーボン量は、表面処理後の無機充填材を溶剤(例えば、メチルエチルケトン(MEK))により洗浄処理した後に測定することができる。具体的には、溶剤として十分な量のMEKを表面処理剤で表面処理された無機充填材に加えて、25℃で5分間超音波洗浄する。上澄液を除去し、固形分を乾燥させた後、カーボン分析計を用いて無機充填材の単位表面積当たりのカーボン量を測定することができる。カーボン分析計としては、堀場製作所社製「EMIA-320V」等を使用することができる。
樹脂組成物中の(D)無機充填材の含有量は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、好ましくは70質量%以下、より好ましくは60質量%以下であり、より優れた柔軟性を得る観点から、さらに好ましくは50質量%以下、特に好ましくは45質量%以下である。樹脂組成物中の(D)無機充填材の含有量の下限は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、例えば、0質量%以上、0.01質量%以上、0.1質量%以上であり、より優れた絶縁信頼性を達成する観点から、好ましくは1質量%以上、より好ましくは5質量%以上、さらに好ましくは10質量%以上、特に好ましくは15質量%以上である。
樹脂組成物が(D)無機充填材を含む場合、(D)無機充填材に対する(B)シリコーンゴム粒子の質量比((B)シリコーンゴム粒子/(D)無機充填材)は、特に限定されるものではないが、より優れた絶縁信頼性を得る観点から、好ましくは1以下、より好ましくは0.9以下、さらに好ましくは0.8以下、特に好ましくは0.7以下である。(D)無機充填材に対する(B)シリコーンゴム粒子の質量比((B)シリコーンゴム粒子/(D)無機充填材)の下限は、特に限定されるものではないが、例えば、0.01以上、0.05以上、0.1以上等とし得る。
<(E)難燃剤>
本発明の樹脂組成物は、任意成分として(E)難燃剤を含む場合がある。
(E)難燃剤としては、ホスファゼン化合物、リン酸塩、リン酸エステル、ポリリン酸塩、ホスフィン酸塩、ホスフィン酸エステル、ホスホン酸塩、ホスホン酸エステル等のリン系難燃剤;脂肪族アミン化合物、芳香族アミン化合物、含窒素複素環化合物、尿素化合物等の窒素系難燃剤;三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、アンチモン酸ナトリウム等の無機系難燃剤;塩素化パラフィン、臭素化ポリカーボネート樹脂、臭素化エポキシ樹脂、臭素化フェノキシ樹脂、臭素化ポリフェニレンエーテル樹脂、臭素化ポリスチレン樹脂、臭素化ベンジルポリアクリレート樹脂等のハロゲン系難燃剤等が挙げられ、中でも、リン系難燃剤が好ましい。(E)難燃剤は1種単独で用いてもよく、又は2種以上を併用してもよい。
ホスファゼン化合物としては、例えば、ヘキサフェノキシシクロトリホスファゼン、トリス(4-ヒドロキシフェノキシ)トリフェノキシシクロトリホスファゼン、ヘキサキス(4-ヒドロキシフェノキシ)シクロトリホスファゼン、トリス(4-メチルフェノキシ)トリフェノキシシクロトリホスファゼン、トリス(4-シアノフェノキシ)トリフェノキシシクロトリホスファゼン、ヘキサキス(4-アミノフェノキシ)シクロトリホスファゼン、トリス[4-(2-グリシジルオキシエチル)フェノキシ]トリフェノキシシクロトリホスファゼン、オクタフェノキシシクロテトラホスファゼン等のフェノキシシクロホスファゼン化合物等が挙げられる。
リン酸塩としては、例えば、リン酸アンモニウム、リン酸メラミン等が挙げられる。
リン酸エステルとしては、例えば、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリオクチルホスフェート等の非ハロゲン系脂肪族リン酸エステル;トリフェニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、ジクレジルフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリス(4-イソプロピルフェニル)ホスフェート、ヒドロキシフェニルジフェニルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェート等の非ハロゲン系芳香族リン酸エステル;トリス(1-クロロ-2-プロピル)ホスフェート、トリス(1,3-ジクロロ-2-プロピル)ホスフェート、トリス[3-ブロモ-2,2-ビス(ブロモメチル)プロピル]ホスフェート等のハロゲン系脂肪族リン酸エステル等が挙げられる。
ポリリン酸塩としては、例えば、ポリリン酸アンモニウム、ポリリン酸メラミン等が挙げられる。
ホスフィン酸塩としては、例えば、トリス(ジエチルホスフィン酸)アルミニウム、ビス(ジエチルホスフィン酸)亜鉛、トリス(メチルエチルホスフィン酸)アルミニウム、ビス(メチルエチルホスフィン酸)亜鉛、テトラキス(ジエチルホスフィン酸)チタン等のジアルキルホスフィン酸塩;ビス(ジフェニルホスフィン酸)亜鉛、テトラキス(ジフェニルホスフィン酸)チタン等のジアリールホスフィン酸塩等が挙げられる。
ホスフィン酸エステルとしては、例えば、ジフェニルホスフィン酸フェニル、ジフェニルホスフィン酸メチル、ジフェニルホスフィン酸エチル等の非環状ジアリールホスフィン酸エステル;10-(2,5-ジヒドロキシフェニル)-9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-フォスファフェナントレン-10-オキサイド、10-(1,4-ジヒドロキシ-2-ナフチル)-9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-フォスファフェナントレン-10-オキサイド、10-(2,5-ジヒドロキシビフェニル-4-イル)-9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-フォスファフェナントレン-10-オキサイド、10-[2,4-ジ(グリシジルオキシ)フェニル]-9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-フォスファフェナントレン-10-オキサイド等の環状ジアリールホスフィン酸エステル;9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-フォスファフェナントレン-10-オキサイド等の環状モノアリールホスフィン酸エステル;9,10-ジヒドロ-10-ベンジル-9-オキサ-10-フォスファフェナントレン-10-オキサイド、10-[2,3-ビス(2-ヒドロキシエトキシカルボニル)プロピル]-9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-フォスファフェナントレン-10-オキサイド又はそのポリエーテル重縮合体、10-(2-シアノエチル)-9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-フォスファフェナントレン-10-オキサイド、10-[2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチル]-9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-フォスファフェナントレン-10-オキサイド、10-(3-グリシジルオキシプロピル)-9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-フォスファフェナントレン-10-オキサイド等の環状アリールアルキルホスフィン酸エステル等が挙げられる。
ホスホン酸塩としては、例えば、メタンホスホン酸亜鉛、エチルホスホン酸亜鉛、ブチルホスホン酸亜鉛、フェニルホスホン酸亜鉛等が挙げられる。
ホスホン酸エステルとしては、例えば、メタンホスホン酸ジフェニル、フェニルホスホン酸ジエチル、ブチルホスホン酸ジブチル、エチルホスホン酸ジエチル等が挙げられる。
(E)難燃剤は、フェノール性水酸基含有リン系難燃剤を含むことが好ましく、フェノール性水酸基含有ホスフィン酸エステルを含むことが特に好ましい。フェノール性水酸基含有リン系難燃剤のフェノール性水酸基当量は、特に限定されるものではないが、好ましくは80g/eq.~1,000g/eq.、より好ましくは100g/eq.~500g/eq.、さらに好ましくは110g/eq.~300g/eq.、さらにより好ましくは120g/eq.~200g/eq.、好ましくは130g/eq.~180g/eq.である。フェノール性水酸基当量は、フェノール性水酸基1当量あたりのリン系難燃剤の質量である。
(E)難燃剤の具体例としては、例えば、大塚化学社製の「SPH-100」、「SPS-100」、「SPB-100」「SPE-100」(ホスファゼン化合物);伏見製薬所社製の「FP-100」、「FP-110」、「FP-300」、「FP-400」(ホスファゼン化合物);三光社製の「HCA-NQ」、「HCA-HQ」、「HCA-HQ-HST」(ホスフィン酸エステル(フェノール性水酸基含有));大八化学工業社製の「PX-200」、「PX-201」、「PX-202」、「CR-733S」、「CR-741」、「CR-747」(リン酸エステル)等が挙げられる。
樹脂組成物中の(E)難燃剤の含有量は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下、さらに好ましくは15質量%以下、さらにより好ましくは10質量%以下、特に好ましくは8質量%以下である。樹脂組成物中の(E)難燃剤の含有量の下限は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、例えば、0質量%以上、0.01質量%以上であり、より優れた難燃性を達成する観点から、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは1質量%以上、さらに好ましくは2質量%以上、さらにより好ましくは3質量%以上、特に好ましくは4質量%以上である。
<(F)硬化剤>
本発明の樹脂組成物は、さらに(F)硬化剤を含み得る。(F)硬化剤は、(A)エポキシ樹脂を硬化する機能を有する。ここにおける(F)硬化剤は、(A)成分~(E)成分に該当しない成分である。
(F)硬化剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、フェノール系硬化剤、ナフトール系硬化剤、酸無水物系硬化剤、活性エステル系硬化剤、ベンゾオキサジン系硬化剤、シアネートエステル系硬化剤及びカルボジイミド系硬化剤が挙げられる。硬化剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。(F)硬化剤は、フェノール系硬化剤、ナフトール系硬化剤、及び活性エステル系硬化剤から選ばれる硬化剤を含むことが好ましく、活性エステル系硬化剤を含むことが特に好ましい。
フェノール系硬化剤及びナフトール系硬化剤としては、耐熱性及び耐水性の観点から、ノボラック構造を有するフェノール系硬化剤、又はノボラック構造を有するナフトール系硬化剤が好ましい。また、被着体に対する密着性の観点から、含窒素フェノール系硬化剤又は含窒素ナフトール系硬化剤が好ましく、トリアジン骨格含有フェノール系硬化剤又はトリアジン骨格含有ナフトール系硬化剤がより好ましい。中でも、耐熱性、耐水性、及び密着性を高度に満足させる観点から、トリアジン骨格含有フェノールノボラック樹脂が好ましい。フェノール系硬化剤及びナフトール系硬化剤の具体例としては、例えば、明和化成社製の「MEH-7700」、「MEH-7810」、「MEH-7851」、日本化薬社製の「NHN」、「CBN」、「GPH」、日鉄ケミカル&マテリアル社製の「SN-170」、「SN-180」、「SN-190」、「SN-475」、「SN-485」、「SN-495」、「SN-375」、「SN-395」、DIC社製の「LA-7052」、「LA-7054」、「LA-3018」、「LA-3018-50P」、「LA-1356」、「TD2090」、「TD-2090-60M」等が挙げられる。
酸無水物系硬化剤としては、1分子内中に1個以上の酸無水物基を有する硬化剤が挙げられ、1分子内中に2個以上の酸無水物基を有する硬化剤が好ましい。酸無水物系硬化剤の具体例としては、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルナジック酸無水物、水素化メチルナジック酸無水物、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、ドデセニル無水コハク酸、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロ-3-フラニル)-3-メチル-3-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸無水物、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンソフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、オキシジフタル酸二無水物、3,3’-4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、1,3,3a,4,5,9b-ヘキサヒドロ-5-(テトラヒドロ-2,5-ジオキソ-3-フラニル)-ナフト[1,2-C]フラン-1,3-ジオン、エチレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)、スチレンとマレイン酸とが共重合したスチレン・マレイン酸樹脂などのポリマー型の酸無水物などが挙げられる。酸無水物系硬化剤の市販品としては、新日本理化社製の「HNA-100」、「MH-700」等が挙げられる。
活性エステル系硬化剤としては、特に制限はないが、一般にフェノールエステル類、チオフェノールエステル類、N-ヒドロキシアミンエステル類、複素環ヒドロキシ化合物のエステル類等の反応活性の高いエステル基を1分子中に2個以上有する化合物が好ましく用いられる。当該活性エステル系硬化剤は、カルボン酸化合物及び/又はチオカルボン酸化合物とヒドロキシ化合物及び/又はチオール化合物との縮合反応によって得られるものが好ましい。特に耐熱性向上の観点から、カルボン酸化合物とヒドロキシ化合物とから得られる活性エステル系硬化剤が好ましく、カルボン酸化合物とフェノール化合物及び/又はナフトール化合物とから得られる活性エステル系硬化剤がより好ましい。カルボン酸化合物としては、例えば安息香酸、酢酸、コハク酸、マレイン酸、イタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ピロメリット酸等が挙げられる。フェノール化合物又はナフトール化合物としては、例えば、ハイドロキノン、レゾルシン、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、フェノールフタリン、メチル化ビスフェノールA、メチル化ビスフェノールF、メチル化ビスフェノールS、フェノール、o-クレゾール、m-クレゾール、p-クレゾール、カテコール、α-ナフトール、β-ナフトール、1,5-ジヒドロキシナフタレン、1,6-ジヒドロキシナフタレン、2,6-ジヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシベンゾフェノン、トリヒドロキシベンゾフェノン、テトラヒドロキシベンゾフェノン、フロログルシン、ベンゼントリオール、ジシクロペンタジエン型ジフェノール化合物、フェノールノボラック等が挙げられる。ここで、「ジシクロペンタジエン型ジフェノール化合物」とは、ジシクロペンタジエン1分子にフェノール2分子が縮合して得られるジフェノール化合物をいう。
具体的には、ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造を含む活性エステル化合物、ナフタレン構造を含む活性エステル化合物、フェノールノボラックのアセチル化物を含む活性エステル化合物、フェノールノボラックのベンゾイル化物を含む活性エステル化合物が好ましく、中でもナフタレン構造を含む活性エステル化合物、ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造を含む活性エステル化合物がより好ましい。「ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造」とは、フェニレン-ジシクロペンタレン-フェニレンからなる2価の構造単位を表す。
活性エステル系硬化剤の市販品としては、ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造を含む活性エステル化合物として、「EXB9451」、「EXB9460」、「EXB9460S」、「HPC-8000」、「HPC-8000H」、「HPC-8000-65T」、「HPC-8000H-65TM」、「EXB-8000L」、「EXB-8000L-65M」、「EXB-8000L-65TM」(DIC社製);ナフタレン構造を含む活性エステル化合物として「EXB-9416-70BK」、「EXB-8150-65T」、「EXB-8100L-65T」、「EXB-8150L-65T」(DIC社製);フェノールノボラックのアセチル化物である活性エステル系硬化剤として「DC808」(三菱ケミカル社製);フェノールノボラックのベンゾイル化物である活性エステル系硬化剤として「YLH1026」(三菱ケミカル社製)、「YLH1030」(三菱ケミカル社製)、「YLH1048」(三菱ケミカル社製);等が挙げられる。
ベンゾオキサジン系硬化剤の具体例としては、JFEケミカル社製の「JBZ-OP100D」、「ODA-BOZ」;昭和高分子社製の「HFB2006M」;四国化成工業社製の「P-d」、「F-a」などが挙げられる。
シアネートエステル系硬化剤としては、例えば、ビスフェノールAジシアネート、ポリフェノールシアネート(オリゴ(3-メチレン-1,5-フェニレンシアネート))、4,4’-メチレンビス(2,6-ジメチルフェニルシアネート)、4,4’-エチリデンジフェニルジシアネート、ヘキサフルオロビスフェノールAジシアネート、2,2-ビス(4-シアネート)フェニルプロパン、1,1-ビス(4-シアネートフェニルメタン)、ビス(4-シアネート-3,5-ジメチルフェニル)メタン、1,3-ビス(4-シアネートフェニル-1-(メチルエチリデン))ベンゼン、ビス(4-シアネートフェニル)チオエーテル、及びビス(4-シアネートフェニル)エーテル等の2官能シアネート樹脂、フェノールノボラック及びクレゾールノボラック等から誘導される多官能シアネート樹脂、これらシアネート樹脂が一部トリアジン化したプレポリマーなどが挙げられる。シアネートエステル系硬化剤の具体例としては、ロンザジャパン社製の「PT30」及び「PT60」(いずれもフェノールノボラック型多官能シアネートエステル樹脂)、「BA230」、「BA230S75」(ビスフェノールAジシアネートの一部又は全部がトリアジン化され三量体となったプレポリマー)等が挙げられる。
カルボジイミド系硬化剤の具体例としては、日清紡ケミカル社製の「V-03」、「V-07」等が挙げられる。
樹脂組成物が(F)硬化剤を含む場合、(A)エポキシ樹脂と(F)硬化剤との量比は、[(A)エポキシ樹脂のエポキシ基数]:[(F)硬化剤の反応基数]の比率で、1:0.2~1:2が好ましく、1:0.3~1:1.5がより好ましく、1:0.4~1:1.4がさらに好ましい。ここで、(F)硬化剤の反応基は、例えば、フェノール系硬化剤及びナフトール系硬化剤であれば芳香族水酸基、活性エステル系硬化剤であれば活性エステル基であり、硬化剤の種類によって異なる。
(F)硬化剤の反応基当量は、好ましくは50g/eq.~3,000g/eq.、より好ましくは100g/eq.~1,000g/eq.、さらに好ましくは100g/eq.~500g/eq.、特に好ましくは100g/eq.~300g/eq.である。反応基当量は、反応基1当量あたりの硬化剤の質量である。
(F)硬化剤に活性エステル系硬化剤が含まれる場合、その含有量は、特に限定されるものではないが、(F)硬化剤の総量を100質量%とした場合、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、さらに好ましくは30質量%以上、特に好ましくは40質量%以上である。
樹脂組成物中の(F)硬化剤の含有量は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下、さらに好ましくは20質量%以下、特に好ましくは10質量%以下である。樹脂組成物中の(F)硬化剤の含有量の下限は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、例えば、0質量%以上、0.1質量%以上、1質量%以上、3質量%以上、5質量%以上等とし得る。樹脂組成物中の(F)硬化剤の含有量は、優れたリフロー耐性を得る観点から、0質量%であることが好ましい。
<(G)硬化促進剤>
本発明の樹脂組成物は、任意成分として(G)硬化促進剤を含む場合がある。(G)硬化促進剤は、(A)エポキシ樹脂の硬化を促進させる機能を有する。
(G)硬化促進剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、リン系硬化促進剤、ウレア系硬化促進剤、アミン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤、グアニジン系硬化促進剤、金属系硬化促進剤等が挙げられる。中でも、リン系硬化促進剤、アミン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤、金属系硬化促進剤が好ましく、アミン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤が特に好ましい。硬化促進剤は、1種類単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
リン系硬化促進剤としては、例えば、テトラブチルホスホニウムブロマイド、テトラブチルホスホニウムクロライド、テトラブチルホスホニウムアセテート、テトラブチルホスホニウムデカノエート、テトラブチルホスホニウムラウレート、ビス(テトラブチルホスホニウム)ピロメリテート、テトラブチルホスホニウムハイドロジェンヘキサヒドロフタレート、テトラブチルホスホニウムクレゾールノボラック3量体塩、ジ-tert-ブチルメチルホスホニウムテトラフェニルボレート等の脂肪族ホスホニウム塩;メチルトリフェニルホスホニウムブロマイド、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド、プロピルトリフェニルホスホニウムブロマイド、ブチルトリフェニルホスホニウムブロマイド、ベンジルトリフェニルホスホニウムクロライド、テトラフェニルホスホニウムブロマイド、p-トリルトリフェニルホスホニウムテトラ-p-トリルボレート、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウムテトラp―トリルボレート、トリフェニルエチルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリス(3-メチルフェニル)エチルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリス(2-メトキシフェニル)エチルホスホニウムテトラフェニルボレート、(4-メチルフェニル)トリフェニルホスホニウムチオシアネート、テトラフェニルホスホニウムチオシアネート、ブチルトリフェニルホスホニウムチオシアネート等の芳香族ホスホニウム塩;トリフェニルホスフィン・トリフェニルボラン等の芳香族ホスフィン・ボラン複合体;トリフェニルホスフィン・p-ベンゾキノン付加反応物等の芳香族ホスフィン・キノン付加反応物;トリブチルホスフィン、トリ-tert-ブチルホスフィン、トリオクチルホスフィン、ジ-tert-ブチル(2-ブテニル)ホスフィン、ジ-tert-ブチル(3-メチル-2-ブテニル)ホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン等の脂肪族ホスフィン;ジブチルフェニルホスフィン、ジ-tert-ブチルフェニルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン、エチルジフェニルホスフィン、ブチルジフェニルホスフィン、ジフェニルシクロヘキシルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリ-o-トリルホスフィン、トリ-m-トリルホスフィン、トリ-p-トリルホスフィン、トリス(4-エチルフェニル)ホスフィン、トリス(4-プロピルフェニル)ホスフィン、トリス(4-イソプロピルフェニル)ホスフィン、トリス(4-ブチルフェニル)ホスフィン、トリス(4-tert-ブチルフェニル)ホスフィン、トリス(2,4-ジメチルフェニル)ホスフィン、トリス(2,5-ジメチルフェニル)ホスフィン、トリス(2,6-ジメチルフェニル)ホスフィン、トリス(3,5-ジメチルフェニル)ホスフィン、トリス(2,4,6-トリメチルフェニル)ホスフィン、トリス(2,6-ジメチル-4-エトキシフェニル)ホスフィン、トリス(2-メトキシフェニル)ホスフィン、トリス(4-メトキシフェニル)ホスフィン、トリス(4-エトキシフェニル)ホスフィン、トリス(4-tert-ブトキシフェニル)ホスフィン、ジフェニル-2-ピリジルホスフィン、1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、1,3-ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン、1,4-ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン、1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)アセチレン、2,2’-ビス(ジフェニルホスフィノ)ジフェニルエーテル等の芳香族ホスフィン等が挙げられる。
ウレア系硬化促進剤としては、例えば、1,1-ジメチル尿素;1,1,3-トリメチル尿素、3-エチル-1,1-ジメチル尿素、3-シクロヘキシル-1,1-ジメチル尿素、3-シクロオクチル-1,1-ジメチル尿素等の脂肪族ジメチルウレア;3-フェニル-1,1-ジメチル尿素、3-(4-クロロフェニル)-1,1-ジメチル尿素、3-(3,4-ジクロロフェニル)-1,1-ジメチル尿素、3-(3-クロロ-4-メチルフェニル)-1,1-ジメチル尿素、3-(2-メチルフェニル)-1,1-ジメチル尿素、3-(4-メチルフェニル)-1,1-ジメチル尿素、3-(3,4-ジメチルフェニル)-1,1-ジメチル尿素、3-(4-イソプロピルフェニル)-1,1-ジメチル尿素、3-(4-メトキシフェニル)-1,1-ジメチル尿素、3-(4-ニトロフェニル)-1,1-ジメチル尿素、3-[4-(4-メトキシフェノキシ)フェニル]-1,1-ジメチル尿素、3-[4-(4-クロロフェノキシ)フェニル]-1,1-ジメチル尿素、3-[3-(トリフルオロメチル)フェニル]-1,1-ジメチル尿素、N,N-(1,4-フェニレン)ビス(N’,N’-ジメチル尿素)、N,N-(4-メチル-1,3-フェニレン)ビス(N’,N’-ジメチル尿素)〔トルエンビスジメチルウレア〕等の芳香族ジメチルウレア等が挙げられる。
アミン系硬化促進剤としては、例えば、トリエチルアミン、トリブチルアミン等のトリアルキルアミン、4-ジメチルアミノピリジン(DMAP)、ベンジルジメチルアミン、2,4,6,-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、1,8-ジアザビシクロ(5,4,0)-ウンデセン等が挙げられ、4-ジメチルアミノピリジンが好ましい。
イミダゾール系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、1,2-ジメチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、1,2-ジメチルイミダゾール、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-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-シアノエチル-2-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-エチル-4-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイト、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、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-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、2,3-ジヒドロ-1H-ピロロ[1,2-a]ベンズイミダゾール、1-ドデシル-2-メチル-3-ベンジルイミダゾリウムクロライド、2-メチルイミダゾリン、2-フェニルイミダゾリン等のイミダゾール化合物及びイミダゾール化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体が挙げられる。
イミダゾール系硬化促進剤としては、市販品を用いてもよく、例えば、三菱ケミカル社製の「P200-H50」等が挙げられる。
グアニジン系硬化促進剤としては、例えば、ジシアンジアミド、1-メチルグアニジン、1-エチルグアニジン、1-シクロヘキシルグアニジン、1-フェニルグアニジン、1-(o-トリル)グアニジン、ジメチルグアニジン、ジフェニルグアニジン、トリメチルグアニジン、テトラメチルグアニジン、ペンタメチルグアニジン、1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン、7-メチル-1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン、1-メチルビグアニド、1-エチルビグアニド、1-n-ブチルビグアニド、1-n-オクタデシルビグアニド、1,1-ジメチルビグアニド、1,1-ジエチルビグアニド、1-シクロヘキシルビグアニド、1-アリルビグアニド、1-フェニルビグアニド、1-(o-トリル)ビグアニド等が挙げられる。
金属系硬化促進剤としては、例えば、コバルト、銅、亜鉛、鉄、ニッケル、マンガン、スズ等の金属の、有機金属錯体又は有機金属塩が挙げられる。有機金属錯体の具体例としては、コバルト(II)アセチルアセトナート、コバルト(III)アセチルアセトナート等の有機コバルト錯体、銅(II)アセチルアセトナート等の有機銅錯体、亜鉛(II)アセチルアセトナート等の有機亜鉛錯体、鉄(III)アセチルアセトナート等の有機鉄錯体、ニッケル(II)アセチルアセトナート等の有機ニッケル錯体、マンガン(II)アセチルアセトナート等の有機マンガン錯体等が挙げられる。有機金属塩としては、例えば、オクチル酸亜鉛、オクチル酸錫、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、ステアリン酸スズ、ステアリン酸亜鉛等が挙げられる。
樹脂組成物中の(G)硬化促進剤の含有量は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、好ましくは5質量%以下、より好ましくは2質量%以下、さらに好ましくは1質量%以下、特に好ましくは0.5質量%以下である。樹脂組成物中の(G)硬化促進剤の含有量の下限は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、例えば、0質量%以上、0.0001質量%以上、0.001質量%以上、0.01質量%以上、0.1質量%以上等とし得る。
<(H)その他の添加剤>
本発明の樹脂組成物は、不揮発性成分として、さらに任意の添加剤を含んでいてもよい。このような添加剤としては、例えば、ポリアミド微粒子、シリコーン樹脂粒子等のシリコーンゴム粒子以外の有機充填材;フェノキシ樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂;有機銅化合物、有機亜鉛化合物、有機コバルト化合物等の有機金属化合物;フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、アイオディングリーン、ジアゾイエロー、クリスタルバイオレット、酸化チタン、カーボンブラック等の着色剤;ハイドロキノン、カテコール、ピロガロール、フェノチアジン等の重合禁止剤;シリコーン系レベリング剤、アクリルポリマー系レベリング剤等のレベリング剤;ベントン、モンモリロナイト等の増粘剤;シリコーン系消泡剤、アクリル系消泡剤、フッ素系消泡剤、ビニル樹脂系消泡剤の消泡剤;ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤等の紫外線吸収剤;尿素シラン等の接着性向上剤;トリアゾール系密着性付与剤、テトラゾール系密着性付与剤、トリアジン系密着性付与剤等の密着性付与剤;ヒンダードフェノール系酸化防止剤、ヒンダードアミン系酸化防止剤等の酸化防止剤;スチルベン誘導体等の蛍光増白剤;フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤等の界面活性剤等が挙げられる。添加剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。(H)その他の添加剤の含有量は当業者であれば適宜設定できる。
<(I)有機溶剤>
本発明の樹脂組成物は、上述した不揮発性成分以外に、揮発性成分として、さらに任意の有機溶剤を含有する場合がある。(I)有機溶剤としては、公知のものを適宜用いることができ、その種類は特に限定されるものではない。(I)有機溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸イソアミル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、γ-ブチロラクトン等のエステル系溶剤;テトラヒドロピラン、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジフェニルエーテル等のエーテル系溶剤;メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、エチレングリコール等のアルコール系溶剤;酢酸2-エトキシエチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチルジグリコールアセテート、γ-ブチロラクトン、メトキシプロピオン酸メチル等のエーテルエステル系溶剤;乳酸メチル、乳酸エチル、2-ヒドロキシイソ酪酸メチル等のエステルアルコール系溶剤;2-メトキシプロパノール、2-メトキシエタノール、2-エトキシエタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(ブチルカルビトール)等のエーテルアルコール系溶剤;N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン等のアミド系溶剤;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶剤;アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル系溶剤;ヘキサン、シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶剤;ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、トリメチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶剤等を挙げることができる。(I)有機溶剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
<樹脂組成物の製造方法>
本発明の樹脂組成物は、例えば、任意の反応容器に(A)エポキシ樹脂、(B)シリコーンゴム粒子、(C)エラストマー、必要に応じて(D)無機充填材、必要に応じて(E)難燃剤、必要に応じて(F)硬化剤、必要に応じて(G)硬化促進剤、必要に応じて(H)その他の添加剤、及び必要に応じて(I)有機溶剤を、任意の順で及び/又は一部若しくは全部同時に加えて混合することによって、製造することができる。また、各成分を加えて混合する過程で、温度を適宜設定することができ、一時的に又は終始にわたって、加熱及び/又は冷却してもよい。また、各成分を加えて混合する過程において、撹拌又は振盪を行ってもよい。また、加えて混合する際に又はその後に、樹脂組成物を、例えば、ミキサーなどの撹拌装置を用いて撹拌し、均一に分散させてもよい。
<樹脂組成物の特性>
本発明の樹脂組成物は(A)エポキシ樹脂、(B)シリコーンゴム粒子、及び(C)エラストマーを含み、(C)成分の含有量が、20質量%~50質量%であるため、柔軟性、難燃性及びリフロー耐性に優れた硬化物を得ることができる。また、このような樹脂組成物は、タック性が低く抑えられ、且つ/或いは、その硬化物は、引張特性、銅密着性、及び/又は絶縁信頼性に優れ得る。
本発明の樹脂組成物の硬化物は、柔軟性に優れることから、例えば、下述する試験例2のようにMIT耐折性試験を行った場合の耐折回数が、好ましくは3,000回以上、より好ましくは5,000回以上、さらに好ましくは8,000回以上、特に好ましくは10,000回以上であり得る。
本発明の樹脂組成物の硬化物は、リフロー耐性に優れることから、例えば、下述する試験例3のようにリフロー工程でのふくれ評価をした場合、異常数が、好ましくは4以下、より好ましくは2以下、さらに好ましくは1以下、特に好ましくは0であり得る。
本発明の樹脂組成物の硬化物は、難燃性に優れることから、例えば、下述する試験例4のようにUL94垂直難燃試験を行った場合、燃焼性分類が、好ましくはV-0相当又はV-1相当、特に好ましくはV-0相当となり得る。
本発明の樹脂組成物の硬化物は、引張特性に優れ得ることから、例えば、下述する試験例1のようにJIS K7127に準拠して測定した引張弾性率が、好ましくは5GPa未満、より好ましくは4GPa未満、さらに好ましくは3GPa未満、さらにより好ましくは2GPa未満、特に好ましくは1GPa未満であり得る。また、下述する試験例1のようにJIS K7127に準拠して測定した破断伸び率が、好ましくは5%以上、より好ましくは10%以上、さらに好ましくは15%以上、特に好ましくは20%以上であり得る。
本発明の樹脂組成物の硬化物は、銅密着性に優れ得ることから、例えば、下述する試験例5のようにJIS C6481に準拠して測定したHAST前のピール強度が、好ましくは0.2kgf/cm以上、より好ましくは0.3kgf/cm以上、さらに好ましくは0.4kgf/cm以上、さらにより好ましくは0.5kgf/cm以上、特に好ましくは0.6kgf/cm以上であり得る。また、下述する試験例5のようにJIS C6481に準拠して測定したHAST後のピール強度が、好ましくは0.1kgf/cm以上、より好ましくは0.2kgf/cm以上、さらに好ましくは0.3kgf/cm以上、さらにより好ましくは0.4kgf/cm以上、特に好ましくは0.5kgf/cm以上であり得る。
本発明の樹脂組成物は、タック性を低く抑えられ得ることから、例えば、下述する試験例6のように測定したプローブタック(タック力)が、好ましくは0.6N未満、特に好ましくは0.4N未満であり得る。
本発明の樹脂組成物の硬化物は、絶縁信頼性に優れ得ることから、例えば、下述する試験例7の方法で測定した評価用積層体の絶縁層の絶縁抵抗値が、好ましくは1.00×10Ω以上、より好ましくは1.00×10Ω以上、更に好ましくは1.00×10Ω以上、特に好ましくは1.00×1010Ω以上であり得る。
<樹脂組成物の用途>
本発明の樹脂組成物は、プリント配線板、多層フレキシブル基板等の絶縁材料、ソルダーレジスト、アンダーフィル材、ダイボンディング材、半導体封止材、穴埋め樹脂、部品埋め込み樹脂等の広範囲に使用できる。プリント配線板、多層フレキシブル基板等は、例えば、樹脂シート、プリプレグ等のシート状積層材料を用いて製造することができる。
<樹脂シート>
本発明の樹脂シートは、支持体と、当該支持体上に設けられた本発明の樹脂組成物で形成された樹脂組成物層を含む。
樹脂組成物層の厚さは、好ましくは200μm以下、より好ましくは150μm以下、さらに好ましくは100μm以下、特に好ましくは70μm以下である。樹脂組成物層の厚さの下限は、特に限定されないが、通常、1μm以上、1.5μm以上、2μm以上等とし得る。
支持体としては、例えば、プラスチック材料からなるフィルム、金属箔、離型紙が挙げられ、プラスチック材料からなるフィルム、金属箔が好ましい。
支持体としてプラスチック材料からなるフィルムを使用する場合、プラスチック材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(以下「PET」と略称することがある。)、ポリエチレンナフタレート(以下「PEN」と略称することがある。)等のポリエステル、ポリカーボネート(以下「PC」と略称することがある。)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等のアクリル、環状ポリオレフィン、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリエーテルサルファイド(PES)、ポリエーテルケトン、ポリイミド等が挙げられる。中でも、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートが好ましく、安価なポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。
支持体として金属箔を使用する場合、金属箔としては、例えば、銅箔、アルミニウム箔等が挙げられ、銅箔が好ましい。銅箔としては、銅の単金属からなる箔を用いてもよく、銅と他の金属(例えば、スズ、クロム、銀、マグネシウム、ニッケル、ジルコニウム、ケイ素、チタン等)との合金からなる箔を用いてもよい。
支持体は、樹脂組成物層と接合する面にマット処理、コロナ処理、帯電防止処理を施してあってもよい。
また、支持体としては、樹脂組成物層と接合する面に離型層を有する離型層付き支持体を使用してもよい。離型層付き支持体の離型層に使用する離型剤としては、例えば、アルキド樹脂、ポリオレフィン樹脂、ウレタン樹脂、及びシリコーン樹脂からなる群から選択される1種以上の離型剤が挙げられる。離型層付き支持体は、市販品を用いてもよく、例えば、アルキド樹脂系離型剤を主成分とする離型層を有するPETフィルムである、リンテック社製の「SK-1」、「AL-5」、「AL-7」、東レ社製の「ルミラーT60」、帝人社製の「ピューレックス」、ユニチカ社製の「ユニピール」等が挙げられる。
支持体の厚みとしては、特に限定されないが、5μm~75μmの範囲が好ましく、10μm~60μmの範囲がより好ましい。なお、離型層付き支持体を使用する場合、離型層付き支持体全体の厚さが上記範囲であることが好ましい。
一実施形態において、樹脂シートは、さらに必要に応じて、その他の層を含んでいてもよい。斯かるその他の層としては、例えば、樹脂組成物層の支持体と接合していない面(即ち、支持体とは反対側の面)に設けられた、支持体に準じた保護フィルム等が挙げられる。保護フィルムの厚さは、特に限定されるものではないが、例えば、1μm~40μmである。保護フィルムを積層することにより、樹脂組成物層の表面へのゴミ等の付着やキズを抑制することができる。
樹脂シートは、樹脂組成物をそのまま、或いは例えば有機溶剤に樹脂組成物を溶解して調製した樹脂ワニスを、ダイコータ等を用いて支持体上に塗布し、更に乾燥させて樹脂組成物層を形成させることにより製造することができる。
支持体上に塗布する際に用いることができる有機溶剤としては、例えば、樹脂組成物の成分としての有機溶剤の説明で挙げたものと同様のものを挙げることができる。有機溶剤は1種単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
乾燥は、加熱、熱風吹きつけ等の公知の方法により実施してよい。乾燥条件は特に限定されないが、樹脂組成物層中の有機溶剤の含有量が10質量%以下、好ましくは5質量%以下となるように乾燥させる。樹脂組成物又は樹脂ワニス中の有機溶剤の沸点によっても異なるが、例えば30質量%~60質量%の有機溶剤を含む樹脂組成物又は樹脂ワニスを用いる場合、50℃~150℃で3分間~10分間乾燥させることにより、樹脂組成物層を形成することができる。
樹脂シートは、ロール状に巻きとって保存することが可能である。樹脂シートが保護フィルムを有する場合、保護フィルムを剥がすことによって使用可能となる。
<積層シート>
積層シートは、複数の樹脂組成物層を積層及び硬化して製造されるシートである。積層シートは、樹脂組成物層の硬化物としての絶縁層を複数含む。通常、積層シートを製造するために積層される樹脂組成物層の数は、積層シートに含まれる絶縁層の数に一致する。積層シート1枚当たりの具体的な絶縁層の数は、通常2以上、好ましくは3以上、特に好ましくは5以上であり、好ましくは20以下、より好ましくは15以下、特に好ましくは10以下である。
積層シートは、その一方の面が向かい合うように折り曲げて使用されるシートであり得る。積層シートの折り曲げの最低曲げ半径は、特に限定されるものではないが、好ましくは0.1mm以上、より好ましくは0.2mm以上、更に好ましくは0.3mm以上であり、好ましくは5mm以下、より好ましくは4mm以下、特に好ましくは3mm以下である。
積層シートに含まれる各絶縁層には、ホールが形成されていてもよい。このホールは、多層フレキシブル基板においてビアホール又はスルーホールとして機能できる。
積層シートは、絶縁層に加えて、更に任意の要素を含んでいてもよい。例えば、積層シートは、任意の要素として、導体層を備えていてもよい。導体層は、通常、絶縁層の表面、又は、絶縁層同士の間に、部分的に形成される。この導体層は、通常、多層フレキシブル基板において配線として機能する。
導体層に使用する導体材料は特に限定されない。好適な実施形態では、導体層は、金、白金、パラジウム、銀、銅、アルミニウム、コバルト、クロム、亜鉛、ニッケル、チタン、タングステン、鉄、スズ及びインジウムからなる群から選択される1種以上の金属を含む。導体材料は、単金属であってもよく、合金であってもよい。合金としては、例えば、上記の群から選択される2種類以上の金属の合金(例えば、ニッケル・クロム合金、銅・ニッケル合金及び銅・チタン合金)が挙げられる。中でも、導体層形成の汎用性、コスト、パターニングの容易性等の観点から、単金属としてのクロム、ニッケル、チタン、アルミニウム、亜鉛、金、パラジウム、銀若しくは銅;及び、ニッケル・クロム合金、銅・ニッケル合金、銅・チタン合金等の合金;が好ましい。その中でも、クロム、ニッケル、チタン、アルミニウム、亜鉛、金、パラジウム、銀若しくは銅の単金属;及び、ニッケル・クロム合金;がより好ましく、銅の単金属が更に好ましい。
導体層は、単層構造であってもよく、異なる種類の金属若しくは合金からなる単金属層又は合金層を2層以上含む複層構造であってもよい。導体層が複層構造である場合、絶縁層と接する層は、クロム、亜鉛若しくはチタンの単金属層、又はニッケル・クロム合金の合金層であることが好ましい。
導体層は、配線として機能させるために、パターン形成されていてもよい。
導体層の厚みは、多層フレキシブル基板のデザインによるが、好ましくは3μm~35μm、より好ましくは5μm~30μm、さらに好ましくは10μm~20μm、特に好ましくは15μm~20μmである。
積層シートの厚みは、好ましくは100μm以上、より好ましくは150μm以上、特に好ましくは200μm以上であり、好ましくは2,000μm以下、より好ましくは1,000μm以下、特に好ましくは500μm以下である。
<積層シートの製造方法>
積層シートは、(a)樹脂シートを準備する工程、並びに、(b)樹脂シートを用いて樹脂組成物層を複数積層及び硬化する工程を含む製造方法によって、製造できる。樹脂組成物層の積層及び硬化の順番は、所望の積層シートが得られる限り、任意である。樹脂組成物の含有成分に応じて、例えば、複数の樹脂組成物層を全て積層した後で、積層された複数の樹脂組成物層を一括して硬化させてもよい。また、例えば、ある樹脂組成物層に別の樹脂組成物層を積層する都度、その積層された樹脂組成物層の硬化を行ってもよい。
以下、工程(b)の好ましい一実施形態を説明する。以下に説明する実施形態では、区別のために、適宜、樹脂組成物層に「第一樹脂組成物層」及び「第二樹脂組成物層」のように番号を付して示し、さらに、それらの樹脂組成物層を硬化させて得られる絶縁層にも当該樹脂組成物層と同様に「第一絶縁層」及び「第二絶縁層」のように番号を付して示す。
好ましい一実施形態において、工程(b)は、
(II)第一樹脂組成物層を硬化して、第一絶縁層を形成する工程と、
(VI)第一絶縁層に、第二樹脂組成物層を積層する工程と、
(VII)第二樹脂組成物層を硬化して、第二絶縁層を形成する工程と、
を含む。また、工程(b)は、必要に応じて、
(I)シート支持基材に第一樹脂組成物層を積層する工程、
(III)第一絶縁層に、穴あけする工程、
(IV)第一絶縁層に粗化処理を施す工程、
(V)第一絶縁層上に導体層を形成する工程
等の任意の工程を含んでいてもよい。以下、各工程について説明する。
工程(I)は、工程(II)の前に、シート支持基材に第一樹脂組成物層を積層する工程である。シート支持基材は、剥離可能な部材であり、例えば、板状、シート状又はフィルム状の部材が用いられる。
シート支持基材と第一樹脂組成物層との積層は、真空ラミネート法により実施してよい。真空ラミネート法において、加熱圧着温度は、好ましくは60℃~160℃、より好ましくは80℃~140℃の範囲であり、加熱圧着圧力は、好ましくは0.098MPa~1.77MPa、より好ましくは0.29MPa~1.47MPaの範囲であり、加熱圧着時間は、好ましくは20秒間~400秒間、より好ましくは30秒間~300秒間の範囲である。積層は、好ましくは圧力26.7hPa以下の減圧条件下で実施する。
積層は、市販の真空ラミネーターによって行うことができる。市販の真空ラミネーターとしては、例えば、名機製作所社製の真空加圧式ラミネーター、ニッコー・マテリアルズ社製のバキュームアップリケーター、バッチ式真空加圧ラミネーター等が挙げられる。
樹脂シートを用いる場合、シート支持基材と第一樹脂組成物層との積層は、例えば、支持体側から樹脂シートを押圧して、その樹脂シートの第一樹脂組成物層をシート支持基材に加熱圧着することにより、行うことができる。樹脂シートをシート支持基材に加熱圧着する部材(以下、適宜「加熱圧着部材」ともいうことがある。)としては、例えば、加熱された金属板(SUS鏡板等)又は金属ロール(SUSロール)等が挙げられる。加熱圧着部材を樹脂シートに直接プレスするのではなく、シート支持基材の表面凹凸に第一樹脂組成物層が十分に追随するよう、耐熱ゴム等の弾性材を介してプレスするのが好ましい。
積層の後に、常圧下(大気圧下)、例えば、加熱圧着部材でプレスすることにより、第一樹脂組成物層の平滑化処理を行ってもよい。例えば、樹脂シートを用いた場合、支持体側から加熱圧着部材で樹脂シートをプレスすることにより、その樹脂シートの第一樹脂組成物層を平滑化できる。平滑化処理のプレス条件は、上記積層の加熱圧着条件と同様の条件とすることができる。平滑化処理は、市販のラミネーターによって行うことができる。積層と平滑化処理とは、上記の市販の真空ラミネーターを用いて連続的に行ってもよい。
工程(II)は、第一樹脂組成物層を硬化して、第一絶縁層を形成する工程である。第一樹脂組成物層の硬化条件は特に限定されず、プリント配線板の絶縁層を形成するに際して採用される条件を任意に適用しうる。第一樹脂組成物層は、例えば、熱硬化させることにより硬化し得る。
通常、具体的な熱硬化条件は、樹脂組成物の種類によって異なる。例えば、硬化温度は、好ましくは120℃~240℃、より好ましくは150℃~220℃、さらに好ましくは170℃~210℃である。また、硬化時間は、好ましくは5分間~120分間、より好ましくは10分間~110分間、さらに好ましくは20分間~100分間である。
第一樹脂組成物層を熱硬化させる前に、第一樹脂組成物層を硬化温度よりも低い温度にて予備加熱してもよい。例えば、第一樹脂組成物層を熱硬化させるのに先立ち、50℃以上120℃未満(好ましくは60℃以上115℃以下、より好ましくは70℃以上110℃以下)の温度にて、第一樹脂組成物層を5分間以上(好ましくは5分間~150分間、より好ましくは15分間~120分間、さらに好ましくは15分間~100分間)予備加熱してもよい。
工程(III)は、第一絶縁層に穴あけする工程である。この工程(III)により、第一絶縁層にビアホール、スルーホール等のホールを形成することができる。穴あけは、樹脂組成物の組成に応じて、例えば、ドリル、レーザー、プラズマ等を使用して実施してよい。ホールの寸法及び形状は、多層フレキシブル基板のデザインに応じて適宜設定してよい。
工程(IV)は、第一絶縁層に粗化処理を施す工程である。通常、この工程(IV)において、スミアの除去も行われる。よって、粗化処理は、デスミア処理と呼ばれることがある。粗化処理の例としては、膨潤液による膨潤処理、酸化剤による粗化処理、及び、中和液による中和処理をこの順に行う方法が挙げられる。
膨潤液としては、特に限定されないが、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液等のアルカリ水溶液が挙げられる。市販されている膨潤液としては、例えば、アトテックジャパン社製の「スウェリング・ディップ・セキュリガンスP」、「スウェリング・ディップ・セキュリガンスSBU」等が挙げられる。膨潤液による膨潤処理は、例えば、30~90℃の膨潤液に硬化体を1分間~20分間浸漬させることにより行うことができる。絶縁層の樹脂の膨潤を適度なレベルに抑える観点から、40℃~80℃の膨潤液に絶縁層を5分間~15分間浸漬させることが好ましい。
酸化剤としては、特に限定されないが、例えば、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液に、過マンガン酸塩を溶解したアルカリ性過マンガン酸溶液が挙げられる。アルカリ性過マンガン酸溶液における過マンガン酸塩の濃度は、5質量%~10質量%が好ましい。市販されている酸化剤としては、例えば、アトテックジャパン社製の「コンセントレート・コンパクトP」、「コンセントレート・コンパクトCP」、「ドージングソリューション・セキュリガンスP」等のアルカリ性過マンガン酸溶液が挙げられる。酸化剤による粗化処理は、60℃~80℃に加熱した酸化剤溶液に硬化体を10分間~30分間浸漬させることにより行うことができる。
また、中和液としては、酸性水溶液が用いられる。市販品としては、例えば、アトテックジャパン社製の「リダクションソリューション・セキュリガントP」が挙げられる。中和液による処理は、硬化体を30℃~80℃の中和液に5分間~30分間浸漬させることにより行うことができる。作業性等の点から、硬化体を、40℃~70℃の中和液に5分間~20分間浸漬することが好ましい。
粗化処理後の第一絶縁層の表面の算術平均粗さ(Ra)は、好ましくは400nm以下、より好ましくは300nm以下、さらに好ましくは200nm以下である。下限については特に限定されないが、30nm以上、40nm以上、50nm以上であり得る。
工程(V)は、必要に応じて、第一絶縁層上に導体層を形成する工程である。導体層の形成方法は、例えば、めっき法、スパッタ法、蒸着法などが挙げられ、中でもめっき法が好ましい。好適な例としては、セミアディティブ法、フルアディティブ法等の適切な方法によって第一絶縁層の表面にめっきして、所望の配線パターンを有する導体層を形成する方法が挙げられる。中でも、製造の簡便性の観点から、セミアディティブ法が好ましい。
以下、導体層をセミアディティブ法により形成する例を示す。まず、第一絶縁層の表面に、無電解めっきによりめっきシード層を形成する。次いで、形成されためっきシード層上に、所望の配線パターンに対応してめっきシード層の一部を露出させるマスクパターンを形成する。露出しためっきシード層上に、電解めっきにより金属層を形成した後、マスクパターンを除去する。その後、不要なめっきシード層をエッチング等の処理により除去して、所望の配線パターンを有する導体層を形成することができる。
工程(II)で第一絶縁層を得て、必要に応じて工程(III)、工程(IV)、工程(V)を行った後に、工程(VI)を行う。工程(VI)は、第一絶縁層に第二樹脂組成物層を積層する工程である。第一絶縁層と第二樹脂組成物層との積層は、工程(I)におけるシート支持基材と第一樹脂組成物層との積層と同じ方法で行うことができる。
ただし、樹脂シートを用いて第一樹脂組成物層を形成した場合には、工程(VI)よりも以前に、樹脂シートの支持体を除去する。支持体の除去は、工程(I)と工程(II)との間に行ってもよく、工程(II)と工程(III)との間に行ってもよく、工程(III)と工程(IV)の間に行ってもよく、工程(IV)と工程(V)との間に行ってもよい。
工程(VI)の後で、工程(VII)を行う。工程(VII)は、第二樹脂組成物層を硬化して、第二絶縁層を形成する工程である。第二樹脂組成物層の硬化は、工程(II)における第一樹脂組成物層の硬化と同じ方法で行うことができる。これにより、第一絶縁層及び第二絶縁層という複数の絶縁層を含む積層シートを得ることができる。
また、前記の実施形態に係る方法では、必要に応じて、(VIII)第二絶縁層に穴あけする工程、(IX)第二絶縁層に粗化処理を施す工程、及び(X)第二絶縁層上に導体層を形成する工程、を行ってもよい。工程(VIII)における第二絶縁層の穴あけは、工程(III)における第一絶縁層の穴あけと同じ方法で行うことができる。また、工程(IX)における第二絶縁層の粗化処理は、工程(IV)における第一絶縁層の粗化処理と同じ方法で行うことができる。さらに、工程(X)における第二絶縁層上への導体層の形成は、工程(V)における第一絶縁層上への導体層の形成と同じ方法で行うことができる。
前記の実施形態では、第一樹脂組成物層及び第二樹脂組成物層という2層の樹脂組成物層の積層及び硬化によって積層シートを製造する実施形態を説明したが、3層以上の樹脂組成物層の積層及び硬化によって積層シートを製造してもよい。例えば、前記の実施形態に係る方法において、工程(VI)~工程(VII)による樹脂組成物層の積層及び硬化、並びに、必要に応じて工程(VIII)~工程(X)による絶縁層の穴あけ、絶縁層の粗化処理、及び、絶縁層上への導体層の形成、を繰り返し実施して、積層シートを製造してもよい。これにより、3層以上の絶縁層を含む積層シートが得られる。
さらに、前記の実施形態に係る方法は、上述した工程以外の任意の工程を含んでいてもよい。例えば、工程(I)を行った場合には、シート支持基材を除去する工程を行ってもよい。
<多層フレキシブル基板>
多層フレキシブル基板は、積層シートを含む。多層フレキシブル基板は、積層シートのみを含んでいてもよく、積層シートに組み合わせて任意の部材を含んでいてもよい。任意の部材としては、例えば、電子部品、カバーレイフィルムなどが挙げられる。
多層フレキシブル基板は、上述した積層シートを製造する方法を含む製造方法によって、製造できる。よって、多層フレキシブル基板は、(a)樹脂シートを準備する工程、並びに、(b)樹脂シートを用いて樹脂組成物層を複数積層及び硬化する工程、を含む製造方法によって、製造できる。
多層フレキシブル基板の製造方法は、前記の工程に組み合わせて、更に任意の工程を含んでいてもよい。例えば、電子部品を備える多層フレキシブル基板の製造方法は、積層シートに電子部品を接合する工程を含んでいてもよい。積層シートと電子部品との接合条件は、電子部品の端子電極と積層シートに設けられた配線としての導体層とが導体接続できる任意の条件を採用できる。また、例えば、カバーレイフィルムを備える多層フレキシブル基板の製造方法は、積層シートとカバーレイフィルムとを積層する工程を含んでいてもよい。
前記の多層フレキシブル基板は、通常、その多層フレキシブル基板が含む積層シートの一方の面が向かい合うように折り曲げて使用され得る。例えば、多層フレキシブル基板は、折り曲げてサイズを小さくした状態で、半導体装置の筐体に収納される。また、例えば、多層フレキシブル基板は、折り曲げ可能な可動部を有する半導体装置において、その可動部に設けられる。
<半導体装置>
半導体装置は、前記の多層フレキシブル基板を備える。半導体装置は、例えば、多層フレキシブル基板と、この多層フレキシブル基板に実装された半導体チップとを備える。多くの半導体装置では、多層フレキシブル基板は、半導体装置の筐体に、その多層フレキシブル基板が含む積層シートの一方の面が向かい合うように折り曲げて収納され得る。
半導体装置としては、例えば、電気製品(例えば、コンピューター、携帯電話、デジタルカメラ及びテレビ等)及び乗物(例えば、自動二輪車、自動車、電車、船舶及び航空機等)等に供される各種半導体装置が挙げられる。
前記の半導体装置は、例えば、多層フレキシブル基板を用意する工程と、この多層フレキシブル基板を積層シートの一方の面が向かい合うように折り曲げる工程と、折り曲げた多層フレキシブル基板を筐体に収納する工程と、を含む製造方法によって製造できる。
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下において、量を表す「部」及び「%」は、別途明示のない限り、それぞれ「質量部」及び「質量%」を意味する。また、以下に説明する操作は、別途明示の無い限り、常温常圧(25℃,1atm)の環境で行った。
<合成例1:フェノール性水酸基含有ポリブタジエン樹脂の合成>
反応容器に、2官能性ヒドロキシ基末端ポリブタジエン(日本曹達社製「G-3000」、数平均分子量=3000、ヒドロキシ基当量=1800g/eq.)69gと、芳香族炭化水素系混合溶剤(出光石油化学社製「イプゾール150」)40gと、ジブチル錫ラウレート0.005gとを入れ、混合して均一に溶解させた。均一になったところで60℃に昇温し、更に撹拌しながらイソホロンジイソシアネート(エボニックデグサジャパン社製「IPDI」、イソシアネート基当量=113g/eq.)8gを添加し、約3時間反応を行った。
次いで反応物に、クレゾールノボラック樹脂(DIC社製「KA-1160」、水酸基当量=117g/eq.)23gと、エチルジグリコールアセテート(ダイセル社製)60gとを添加し、攪拌しながら150℃まで昇温し、約10時間反応を行った。FT-IRによって2250cm-1のNCOピークの消失の確認を行った。NCOピークの消失の確認をもって反応の終点とみなし、反応物を室温まで降温した。そして、反応物を100メッシュの濾布で濾過して、ブタジエン構造及びフェノール性水酸基を有するエラストマー(フェノール性水酸基含有ブタジエン樹脂:不揮発成分50質量%)を得た。エラストマーの数平均分子量は5900、ガラス転移点温度は-7℃であった。
<実施例1>
ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬社製「NC-3000-L」、エポキシ当量約269g/eq.)20部、フェノールフタルイミジン型エポキシ樹脂(日本化薬社製「WHR-991S」、エポキシ当量約265g/eq.)5部、合成例1で得たフェノール性水酸基含有ポリブタジエン樹脂(フェノール性水酸基当量約467g/eq.、固形分50質量%)50部、球形シリカ(デンカ社製「UFP-30」、平均粒径0.1μm、アミノシラン系カップリング剤(信越化学工業社製「KBM573」)で表面処理)15部、シリコーンゴム粒子(信越化学工業社製「KMP-605」、平均粒径2.0μm)10部、難燃剤(三光社製「HCA-HQ-HST」、10-(2,5-ジヒドロキシフェニル)-9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-フォスファフェナントレン-10-オキサイド、平均粒径1.5μm、フェノール性水酸基当量約162g/eq.)5部、硬化促進剤(1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール(四国化成工業社製「1B2PZ」)の固形分10質量%のメチルエチルケトン溶液)2部、メチルエチルケトン25部を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散して、樹脂組成物を調製した。
<実施例2>
球形シリカ(デンカ社製「UFP-30」、平均粒径0.1μm、アミノシラン系カップリング剤(信越化学工業社製「KBM573」)で表面処理)の使用量を15部から50部に変更した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調製した。
<実施例3>
ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬社製「NC-3000-L」、エポキシ当量約269g/eq.)の使用量を20部から12部に、フェノールフタルイミジン型エポキシ樹脂(日本化薬社製「WHR-991S」、エポキシ当量約265g/eq.)の使用量を5部から3部に変更した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調製した。
<実施例4>
球形シリカ(デンカ社製「UFP-30」、平均粒径0.1μm、アミノシラン系カップリング剤(信越化学工業社製「KBM573」)で表面処理)15部を、結晶シリカ(Unimin社製「IMSIL A-8」、平均粒子径1.38μm、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製「KBM503」)で表面処理)15部に変更し、シリコーンゴム粒子(信越化学工業社製「KMP-605」、平均粒径2.0μm)10部を、シリコーンゴム粒子(信越化学工業社製「X-52-7030」、平均粒径0.8μm)10部に変更した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調製した。
<実施例5>
硬化促進剤(1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール(四国化成工業社製「1B2PZ」)の固形分10質量%のメチルエチルケトン溶液)2部を、硬化促進剤(4-ジメチルアミノピリジン(DMAP)、固形分5質量%のメチルエチルケトン溶液)4部に変更した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調製した。
<実施例6>
ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬社製「NC-3000-L」、エポキシ当量約269g/eq.)20部を、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC社製「HP-4032SS」、エポキシ当量約144g/eq.)20部に変更した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調製した。
<実施例7>
ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬社製「NC-3000-L」、エポキシ当量約269g/eq.)の使用量を20部から10部に変更し、液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製「jER828EL」、エポキシ当量約180g/eq.)10部をさらに使用した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調製した。
<実施例8>
ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬社製「NC-3000-L」、エポキシ当量約269g/eq.)の使用量を20部から10部に変更し、ビスフェノールAF型エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製「YX7760」、エポキシ当量約238g/eq.)10部をさらに使用した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調製した。
<実施例9>
ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬社製「NC-3000-L」、エポキシ当量約269g/eq.)の使用量を20部から10部に変更し、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂(DIC社製「HP-7200L」、エポキシ当量約250g/eq.)10部をさらに使用した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調製した。
<実施例10>
ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬社製「NC-3000-L」、エポキシ当量約269g/eq.)の使用量を20部から10部に変更し、キシレン型エポキシ樹脂(三菱化学社製「YX7700」、エポキシ当量270g/eq.)8部とナフタレン型多官能エポキシ樹脂(DIC社製「HP-4710」、エポキシ当量約170g/eq.)2部をさらに使用した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調製した。
<実施例11>
ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬社製「NC-3000-L」、エポキシ当量約269g/eq.)の使用量を20部から10部に変更し、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂(DIC社製「HP-7200L」、エポキシ当量約250g/eq.)5部とナフチレンエーテル型エポキシ樹脂(DIC社製「HP-6000」、エポキシ当量約250g/eq.)5部をさらに使用した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調製した。
<実施例12>
難燃剤(三光社製「HCA-HQ-HST」、10-(2,5-ジヒドロキシフェニル)-9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-フォスファフェナントレン-10-オキサイド、平均粒径1.5μm、フェノール性水酸基当量約162g/eq.)の使用量を5部から3部に変更し、難燃剤(大塚化学社製「SPS-100」)2部をさらに使用した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調製した。
<実施例13>
活性エステル化合物(DIC社製「HPC-8000-65T」、活性基当量約223、固形分65質量%のトルエン溶液)4部、トリアジン骨格含有フェノール系硬化剤(DIC社製「LA-3018-50P」、フェノール性水酸基当量約151g/eq.、固形分50質量%の2-メトキシプロパノール溶液)4部をさらに使用した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調製した。
<実施例14>
合成例1で得たフェノール性水酸基含有ポリブタジエン樹脂(フェノール性水酸基当量約467g/eq.、固形分50質量%)50部をスチレンブタジエン樹脂(旭化成社製「タフテック(登録商標)P2000」の不揮発成分33.3重量%トルエン溶液)75部に変更し、メチルエチルケトン25部を加えなかった以外は、実施例13と同様にして樹脂組成物を調製した。
<実施例15>
合成例1で得たフェノール性水酸基含有ポリブタジエン樹脂(フェノール性水酸基当量約467g/eq.、固形分50質量%)50部をポリカーボネート系ウレタンアクリレート(根上工業社製「アートレジンUN-5500」、不揮発成分50質量%のメチルエチルケトン溶液)50部に変更した以外は、実施例13と同様にして樹脂組成物を調製した。
<実施例16>
球形シリカ(デンカ社製「UFP-30」、平均粒径0.1μm、アミノシラン系カップリング剤(信越化学工業社製「KBM573」)で表面処理)15部を使用せず、シリコーンゴム粒子(信越化学工業社製「KMP-605」、平均粒径2.0μm)の使用量を10部から20部に変更した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調製した。
<比較例1>
シリコーンゴム粒子(信越化学工業社製「KMP-605」、平均粒径2.0μm)10部をゴム粒子(アイカ工業社製「IM401-4-14」、コアがポリブタジエンでシェルがスチレンとジビニルベンゼンの共重合体であるコアシェル型ゴム粒子)10部に変更した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調製した。
<比較例2>
シリコーンゴム粒子(信越化学工業社製「KMP-605」、平均粒径2.0μm)10部を用いなかった以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調製した。
<比較例3>
球形シリカ(電気化学工業社製「UFP-30」、平均粒径0.1μm、アミノシラン系カップリング剤(信越化学工業社製「KBM573」)で表面処理)の使用量を15部から80部に変更した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調製した。
<比較例4>
合成例1で得たフェノール性水酸基含有ポリブタジエン樹脂(フェノール性水酸基当量約467g/eq.、固形分50質量%)の使用量を50部から120部に変更した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調製した。
<比較例5>
シリコーンゴム粒子(信越化学工業社製「KMP-605」、平均粒径2.0μm)10部をエポキシ変性シリコーン樹脂(信越化学工業社製「ES-1002T」、不揮発成分60質量%のトルエン溶液)12部に変更した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調製した。
<比較例6>
シリコーンゴム粒子(信越化学工業社製「KMP-605」、平均粒径2.0μm)10部をゴム系シリコーン樹脂(信越化学工業社製「KR-114B」、不揮発成分30質量%のリグロイン溶液)10部に変更した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を調製した。
<試験例1:引張特性の評価>
(1)評価用硬化物の作製
離型剤処理されたPETフィルム(リンテック社製「501010」、厚み50μm、240mm角)の離型剤未処理面に、ガラス布基材エポキシ樹脂両面銅張積層板(パナソニック社製「R5715ES」、厚み0.7mm、255mm角)を重ね四辺をポリイミド接着テープ(幅10mm)で固定した(以下、「固定PETフィルム」ということがある。)。
実施例及び比較例で調製した樹脂組成物を上記「固定PETフィルム」の離型処理面上に乾燥後の樹脂組成物層の厚さが40μmとなるようにダイコータにて塗布し、80℃~120℃(平均100℃)で10分間乾燥し樹脂シートを得た。
次いで、180℃のオーブンに投入後90分間の硬化条件で樹脂組成物層を熱硬化させた。
熱硬化後、ポリイミド接着テープを剥がし、硬化物をガラス布基材エポキシ樹脂両面銅張積層板から取り外し、更にPETフィルム(リンテック社製「501010」)も剥離して、シート状の硬化物を得た。得られた硬化物を「評価用硬化物」と称する。
(2)引張強度の測定
評価用硬化物をダンベル状1号形に切り出し、試験片を得た。該試験片を、オリエンテック社製引張試験機「RTC-1250A」を用いて引張強度測定を行い、23℃における引張弾性率および破断伸び率を求めた。測定は、JIS K7127に準拠して実施した。この操作を5回行った。引張弾性率の5回平均が5GPa未満の場合を「○」、5GPa以上の場合を「×」と評価し、破断伸び率の5回平均が5%以上の場合を「○」、5%未満の場合を「×」と評価した。結果を下記表1に示す。下記表1の数値は5回の平均値を示す。
<試験例2:柔軟性(MIT耐折性)の評価>
試験例1で得た評価用硬化物を、幅15mm、長さ110mmの試験片に切断し、MIT試験装置((株)東洋精機製作所製、MIT耐折疲労試験機「MIT-DA」)を使用して、荷重2.5N、折り曲げ角90度、折り曲げ半径1.0mm、折り曲げ速度175回/分の測定条件にて折り曲げ試験を行った。評価用硬化物が破断するまでの折り曲げ回数が10,000回以上のものを「○」、10,000回未満のものを「×」と評価した。結果を下記表1に示す。
<試験例3:リフロー耐性の評価>
(1)樹脂付き銅箔シートのラミネート
実施例及び比較例で調製した樹脂組成物を、銅箔(JX金属株式会社製「JDLC」、厚み12μm、240mm角)上に、乾燥後の樹脂組成物層の厚さが40μmとなるようにダイコータにて塗布し、80℃~120℃(平均100℃)で10分間乾燥し樹脂付き銅箔シートを得た。この樹脂付き銅箔シートを、バッチ式真空加圧ラミネーター(名機社製、MVLP-500)を用いて、積層板の両面に樹脂組成物層が接するようにラミネートした。ラミネートは、30秒間減圧して気圧を13hPa以下とし、その後30秒間、100℃、圧力0.74MPaでプレスすることにより行った。
(2)樹脂組成物層の硬化
樹脂付き銅箔シートがラミネートされた積層板を、180℃、30分の硬化条件で樹脂組成物層を硬化し絶縁層を形成した。これを「評価用基板」という。
(3)リフロー工程でのふくれ評価
評価用基板を100mm×50mmの小片に切断し、ピーク温度260℃の半田リフロー温度を再現するリフロー装置(日本アントム社製「HAS-6116」)に10回通した(リフロー温度プロファイルはIPC/JEDEC J-STD-020Cに準拠)。
評価は2つの小片で行い、目視観察により導体層に5つ以上のふくれ等異常があるものを「×」と判定し、導体層に1~4つのふくれ等異常があるものを「△」と判定し、全ての小片で全く異常のないもの「○」と評価した。結果を下記表1に示す。
<試験例4:難燃性の評価>
実施例及び比較例で調製した樹脂組成物を上記「固定PETフィルム」の離型処理面上に乾燥後の樹脂組成物層の厚さが40μmとなるようにダイコータにて塗布し、80℃~120℃(平均100℃)で10分間乾燥し樹脂シートを得た。この樹脂シートを、基板厚み0.2mmの銅張積層板(日立化成社製「MCL-E-700G」)の銅箔をエッチング除去した基材の両面に、バッチ式真空加圧ラミネーターMVLP-500(名機社製商品名)を用いて、積層板の両面にラミネートした。ラミネートは、30秒間減圧して気圧を13hPa以下とし、その後30秒間、100℃、圧力0.74MPaでプレスすることにより行った。支持体のPETフィルム剥離後、再度厚み40μmの樹脂シートを同条件で両面にラミネートした。その後、PETフィルムを剥離し180℃で90分熱硬化させ、難燃試験用サンプルを得た。幅12.7mm、長さ127mmに切り出し、切り出した面を研磨機(Struers製、RotoPol-22)で研磨した。以上5個のサンプルを一組とし、UL94垂直難燃試験に従って、難燃試験を実施した。評価結果がV-0相当のものを「○」とし、V-1相当のものを「△」とし、それ以外のものを「×」とした。結果を下記表1に示す。
<試験例5:銅密着性(HAST試験前後)の評価>
試験例3で得た評価用基板に幅10mm、長さ100mmの切込みをいれ、この一端を剥がしてつかみ具(ティー・エス・イー社製のオートコム型試験機「AC-50C-SL」)で掴み、室温中にて、50mm/分の速度で垂直方向に20mmを引き剥がした時の荷重(kgf/cm)をJIS C6481に準拠して測定し、HAST前のピール強度を求めた。測定後のサンプルを、高度加速寿命試験装置(楠本化成社製「PM422」)を用いて、130℃、85%RHの条件で100時間の加速環境試験(HAST試験)を実施した。その後、初期ピール強度の測定と同様に測定し、HAST後のピール強度を求めた。HAST前のピール強度については、0.4kgf/cm以上の場合を「〇」、0.4kgf/cm未満の場合を「×」、HAST後のピール強度については、0.3kgf/cm以上の場合を「〇」、0.2kgf/cm以上0.3kgf/cm未満の場合を「△」、0.2kgf/cm未満の場合を「×」と評価した。結果を下記表1に示す。
<試験例6:低タック性の評価>
実施例及び比較例で調製した樹脂組成物を上記「固定PETフィルム」の離型処理面上に乾燥後の樹脂組成物層の厚さが40μmとなるようにダイコータにて塗布し、80℃~120℃(平均100℃)で10分間乾燥し樹脂シートを得た。テスター産業社製、恒温槽付きプローブタックテスター(TE-6002)にてタック力を測定した。25℃恒温槽内に静置した樹脂シートに、SUS製5mmφ円柱状プローブを、コンタクト速度0.5cm/秒で接触させ、1000gf/cmの荷重下で、1秒間保持後に、プローブを0.5cm/秒で引き離すときの剥離力を測定しプローブタック(タック力)とした。測定は一つのサンプルにつき3回行い、各測定における平均値を求めた。プローブタック(タック力)の平均値が0.4N未満を「〇」、0.4N以上0.6N未満を「△」、0.6N以上を「×」と評価した。結果を下記表1に示す。
<試験例7:絶縁信頼性の評価>
実施例及び比較例で調製した樹脂組成物を上記「固定PETフィルム」の離型処理面上に乾燥後の樹脂組成物層の厚さが40μmとなるようにダイコータにて塗布し、80℃~120℃(平均100℃)で10分間乾燥し樹脂シートを得た。櫛歯型電極(ライン/スペース=15ミクロン/15ミクロン)が形成されたイミドフィルムに、樹脂シートの樹脂組成物層が銅回路表面と接するようにし、バッチ式真空加圧ラミネーターMVLP-500(名機社製商品名)を用いてラミネートした。ラミネートは、30秒間減圧して気圧を13hPa以下とし、その後30秒間、100℃、圧力0.74MPaでプレスすることにより行った。支持体のPETフィルム剥離後、180℃で90分熱硬化させ、絶縁信頼性評価用積層体を得た。この評価用積層体を、高度加速寿命試験装置(楠本化成社製「PM422」)に入れ、130℃、85%RH、3.3Vの電圧を印加した状態で100時間経過した後の評価用積層体の絶縁抵抗値を測定した。絶縁抵抗値が1.0×10Ω以上の場合を「○」、1.0×10Ω未満の場合を「×」と評価した。結果を下記表1に示す。
実施例及び比較例の樹脂組成物の不揮発成分の使用量、試験例の測定結果、評価結果等を下記表1に示す。
Figure 0007184002000001
(A)エポキシ樹脂、(B)シリコーンゴム粒子、及び(C)エラストマーを含む樹脂組成物であって、(C)成分の含有量が、20質量%~50質量%である、樹脂組成物を用いることにより、柔軟性、難燃性及びリフロー耐性に優れた硬化物を得ることができることがわかった。また、このような樹脂組成物は、タック性が低く抑えられ、その硬化物は、引張特性、銅密着性、及び絶縁信頼性に優れることもわかった。

Claims (19)

  1. (A)エポキシ樹脂、(B)シリコーンゴム粒子、及び(C)シリコーンゴム粒子以外のエラストマーを含む樹脂組成物であって、
    さらに(D)無機充填材を含むか(ただし、水酸化マグネシウム及びシリカの両方を含む場合を除く)、或いは(D)無機充填材を含まず、
    (B)成分の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、15質量%以下であり、
    (C)成分の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、20質量%~50質量%である、樹脂組成物。
  2. (D)成分を含む場合の(D)成分の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、45質量%以下である、請求項1に記載の樹脂組成物。
  3. 樹脂組成物の全成分におけるエポキシ基に対するフェノール性水酸基のモル比(フェノール性水酸基/エポキシ基)が、1以下である、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
  4. (A)成分が、固体状エポキシ樹脂であるか、或いは液状エポキシ樹脂と固体状エポキシ樹脂との組み合わせであり、
    液状エポキシ樹脂と固体状エポキシ樹脂とを組み合わせる場合、液状エポキシ樹脂に対する固体状エポキシ樹脂の質量比(固体状エポキシ樹脂/液状エポキシ樹脂)が、1以上である、請求項1~3の何れか1項に記載の樹脂組成物。
  5. (A)成分の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、5質量%~60質量%である、請求項1~の何れか1項に記載の樹脂組成物。
  6. (C)成分が、ポリブタジエン構造、ポリシロキサン構造、ポリ(メタ)アクリレート構造、ポリアルキレン構造、ポリアルキレンオキシ構造、ポリイソプレン構造、ポリイソブチレン構造、及びポリカーボネート構造から選択される1種以上の構造を有する樹脂である、請求項1~の何れか1項に記載の樹脂組成物。
  7. (C)成分が、ポリブタジエン構造を有する樹脂である、請求項に記載の樹脂組成物。
  8. (C)成分が、フェノール性水酸基含有ポリブタジエン樹脂を含む、請求項に記載の樹脂組成物。
  9. さらに(D)無機充填材を含む、請求項1~の何れか1項に記載の樹脂組成物。
  10. (D)成分の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、50質量%以下である、請求項に記載の樹脂組成物。
  11. (D)成分に対する(B)成分の質量比((B)成分/(D)成分)が、1以下である、請求項又は1に記載の樹脂組成物。
  12. さらに(E)難燃剤を含む、請求項1~1の何れか1項に記載の樹脂組成物。
  13. (E)成分が、フェノール性水酸基含有リン系難燃剤を含む、請求項1に記載の樹脂組成物。
  14. (E)成分の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、4質量%以上である、請求項1又は1に記載の樹脂組成物。
  15. 多層フレキシブル基板の絶縁層形成用である、請求項1~1の何れか1項に記載の樹脂組成物。
  16. 請求項1~1の何れか1項に記載の樹脂組成物の硬化物。
  17. 支持体と、当該支持体上に設けられた請求項1~1の何れか1項に記載の樹脂組成物で形成された樹脂組成物層とを含む、樹脂シート。
  18. 請求項1~1の何れか1項に記載の樹脂組成物を硬化して形成される絶縁層を含む多層フレキシブル基板。
  19. 請求項1に記載の多層フレキシブル基板を備える、半導体装置。
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