JP7209763B2 - ベンゾオキサジン樹脂、その製造方法、及び樹脂組成物 - Google Patents

ベンゾオキサジン樹脂、その製造方法、及び樹脂組成物 Download PDF

Info

Publication number
JP7209763B2
JP7209763B2 JP2021071865A JP2021071865A JP7209763B2 JP 7209763 B2 JP7209763 B2 JP 7209763B2 JP 2021071865 A JP2021071865 A JP 2021071865A JP 2021071865 A JP2021071865 A JP 2021071865A JP 7209763 B2 JP7209763 B2 JP 7209763B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
moles
benzoxazine
benzoxazine resin
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021071865A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2022108705A (ja
Inventor
政中 李
振華 ▲呉▼
郁翔 彭
▲ウェイ▼廷 魏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nan Ya Plastics Corp
Original Assignee
Nan Ya Plastics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nan Ya Plastics Corp filed Critical Nan Ya Plastics Corp
Publication of JP2022108705A publication Critical patent/JP2022108705A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7209763B2 publication Critical patent/JP7209763B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/02Polyamines
    • C08G73/0233Polyamines derived from (poly)oxazolines, (poly)oxazines or having pendant acyl groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G14/00Condensation polymers of aldehydes or ketones with two or more other monomers covered by at least two of the groups C08G8/00 - C08G12/00
    • C08G14/02Condensation polymers of aldehydes or ketones with two or more other monomers covered by at least two of the groups C08G8/00 - C08G12/00 of aldehydes
    • C08G14/04Condensation polymers of aldehydes or ketones with two or more other monomers covered by at least two of the groups C08G8/00 - C08G12/00 of aldehydes with phenols
    • C08G14/06Condensation polymers of aldehydes or ketones with two or more other monomers covered by at least two of the groups C08G8/00 - C08G12/00 of aldehydes with phenols and monomers containing hydrogen attached to nitrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L79/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon only, not provided for in groups C08L61/00 - C08L77/00
    • C08L79/04Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L79/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon only, not provided for in groups C08L61/00 - C08L77/00
    • C08L79/04Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08L79/08Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08L79/085Unsaturated polyimide precursors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00Properties
    • C08L2201/08Stabilised against heat, light or radiation or oxydation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • C08L2205/035Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

本発明は、ベンゾオキサジン樹脂、その製造方法、及び樹脂組合物に関し、特に、良好な誘電特性及び耐熱性を有するベンゾオキサジン樹脂、その製造方法、及び樹脂組合物に関する。
科学技術の進歩に伴い、電子部品は、その軽量化、小型化が図られている。さらに、第5世代移動通信システム(5th generation mobile networks、5G)の到来により、業界において、信号伝送の高周波化、高速化、及び低遅延のニーズが高まってきた。そのため、かかる技術分野では、高ガラス転移温度(glass transition temperature、Tg)、低誘電率、低誘電正接、及び良好な耐熱性を有する基板材料の開発に注力しており、それによって、電子基板に対する、誘電特性(低誘電率、低誘電正接)、及び耐熱性のニーズを満足する。
普段使われている基板材料、例えば、ポリフェニレンエーテル樹脂、ビスマレイミド樹脂、またはシアン酸エステル樹脂は、良好な誘電特性を有するが、その反応性が高く、反応速度が早いため、ゲル化点(gel point)の判断が困難であり、加工性が悪い。
ベンゾオキサジン樹脂は、良好な加工性を有するが、誘電特性が不良なため、誘電正接への要求が高い(誘電正接が0.004未満)製品には適用できない。例えば、従来技術では、ジシクロペンタジエンの分子構造を含むベンゾオキサジン樹脂を開示しているが。しかし、このベンゾオキサジン樹脂で作製されたプリント基板はすべて、その誘電正接が0.008を超え、高周波プリント基板のニーズを満足できない。そのため、現在市販のベンゾオキサジン樹脂は、その改善が期待されている。
本発明が解決しようとする技術的問題は、従来技術の不足に対し、ベンゾオキサジン樹脂、その製造方法、及び樹脂組合物を提供することである。
上記の技術的問題を解決するために、本発明が採用する一つの技術的手段は、ベンゾオキサジン樹脂を提供することである。ベンゾオキサジン樹脂は、フェノール類化合物、ホルムアルデヒド、及び1級アミン化合物を反応物とし、縮合重合反応によって得られる。なかでも、フェノール類化合物は、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂、及びビスフェノールAを含み、1級アミン化合物は、2,6-ジメチルアニリン、及びメタキシリレンジアミンを含む。
上記の技術的問題を解決するために、本発明が採用する別の技術的手段は、ベンゾオキサジン樹脂の製造方法を提供することである。ベンゾオキサジン樹脂の製造方法は、フェノール類化合物、ホルムアルデヒド、1級アミン化合物、及び溶媒を混合し、60~100℃の温度において縮合反応を行い、ベンゾオキサジン樹脂を得るステップを含み、なかでも、フェノール類化合物は、ジシクロペンタジエンフェノール、及びビスフェノールAを含み、1級アミン化合物は、2,6-ジメチルアニリン、及びメタキシリレンジアミンを含む。
上記の技術的問題を解決するために、本発明が採用する他の技術的手段は、樹脂組合物を提供することである。樹脂組合物は、ベンゾオキサジン樹脂、エポキシ樹脂、及びビスマレイミド樹脂を含む。なかでも、ベンゾオキサジン樹脂、エポキシ樹脂、及びビスマレイミド樹脂の総重量を100重量部としたときに、ベンゾオキサジン樹脂の含量は30~50重量部である。
本発明の一つの有利な効果として、本発明が提供するベンゾオキサジン樹脂、その製造方法、及び樹脂組合物は、「前記フェノール類化合物は、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂、及びビスフェノールAを含む」、及び「前記1級アミン化合物は、2,6-ジメチルアニリン、及びメタキシリレンジアミンを含む」といった技術的手段により、ベンゾオキサジン樹脂、その製造方法、及び樹脂組合物に良好な耐熱性及び誘電特性を付与することができる。
本発明の特徴及び技術内容がより一層分かるように、以下の本発明に関する詳細な説明と添付図面を参照されたい。しかし、提供される添付図面は参考と説明のために提供するものに過ぎず、本発明の請求の範囲を制限するためのものではない。
以下、所定の具体的な実施態様によって本発明が開示する「ベンゾオキサジン樹脂、その製造方法、及び樹脂組合物」に係る実施形態を説明し、当業者は、本明細書に開示された内容に基づいて本発明の利点と効果を理解することができる。本発明は、他の異なる具体的な実施態様によって実行又は適用でき、本明細書における各細部についても、異なる観点と用途に基づいて、本発明の構想から逸脱しない限り、各種の修正と変更を行うことができる。以下の実施形態に基づいて本発明に係る技術内容を更に詳細に説明するが、開示される内容は本発明の保護範囲を制限するためのものではない。また、本明細書において使用される「または」という用語は、実際の状況に応じて、関連して挙げられる項目におけるいずれか1つ又は複数の組み合わせを含む可能性がある。
本発明のベンゾオキサジン樹脂は、良好な誘電特性及び耐熱性を有するのみならず、低い吸水率及び良好な寸法安定性を有する。それによって、本発明のベンゾオキサジン樹脂は、ポリフェニレンエーテル樹脂、ビスマレイミド樹脂、及びシアン酸エステル樹脂を使用する際の、加工性が悪いという従来の問題を解決できるのみならず、高周波プリント基板に適用することもできる。
[ベンゾオキサジン樹脂]
本発明のベンゾオキサジン樹脂は、フェノール類化合物、ホルムアルデヒド、及び1級アミン化合物を反応物とし、縮合重合反応(マンニッヒ反応)によって得られる。さらに、本発明のベンゾオキサジン樹脂の1GHzにおける誘電率は2.6~3.2であり、ベンゾオキサジン樹脂の1GHzにおける誘電正接は0.015~0.021である。
本発明のベンゾオキサジン樹脂の製造方法は以下のようにして行われる。まず、フェノール類化合物、1級アミン化合物、及び溶媒を60~100℃の温度において混合し、原料混合物を形成する。
原料混合物において、フェノール類化合物の総ヒドロキシ基モル数と、1級アミン化合物の総アミン基モル数とは、同一である、または実質的に同一である。溶媒は、トルエン(toluene)、メチルイソブチルケトン(methyl isobutyl ketone)、MIBK)、メチルエチルケトン(methyl ethyl ketone、MEK)、及びプロピレングリコールモノメチルエーテル(proprylene glycol monomethyl ether、PM)からなる群より選択される。しかし、本発明は以上に挙げた例に制限されるものではない。
次いで、原料混合物にホルムアルデヒドを添加し、60~100℃の温度において縮合重合(condensation polymerization)反応を1~10時間行うことで、本発明のベンゾオキサジン樹脂を得る。
ホルムアルデヒドの添加モル数は、フェノール類化合物の総ヒドロキシ基モル数(または1級アミン化合物の総アミン基モル数)の2~2.3倍である。ホルムアルデヒドは、濃度が30~40重量%のホルムアルデヒド溶液、またはポリホルムアルデヒドであってもよい。しかし、ホルムアルデヒドを添加する方法はこれに制限されるものではない。
一部の実施形態において、ホルムアルデヒドを添加した後、原料混合物は、70~90℃の温度において1~5時間反応させることで、本発明のベンゾオキサジン樹脂を得る。
本発明のベンゾオキサジン樹脂は、ゲル浸透クロマトグラフィー(gel permeation chromatograph、GPC)によって測定した重量平均分子量は、750~2750g/molである。ゲル浸透クロマトグラフィーは、標準試料のポリスチレンにて較正を行い、流量は1.0ml/minに設定し、テトラヒドロフランを移動相とする。また、ベンゾオキサジン樹脂は、ゲル浸透クロマトグラフィーによって測定した最小分子比率は20%~40%である。「最小分子比率」とは、クロマトグラムにおいて、最後に出現するピークが占める面積の百分率を指す。
ベンゾオキサジン樹脂の重量平均分子量が2750g/mol以上である場合、ベンゾオキサジン樹脂は、他の樹脂と混合して、樹脂組合物を形成しにくく、実施が困難となる。ベンゾオキサジン樹脂の重量平均分子量が750g/mol以下である場合、ベンゾオキサジン樹脂は、そのガラス転移温度が低くなり、耐熱性が悪くなる。
好ましい一実施形態において、ベンゾオキサジン樹脂の重量平均分子量は、1000~2500g/molであり、さらに好ましくは、ベンゾオキサジン樹脂の重量平均分子量は、1500~2400g/molである。
前述したフェノール類化合物は、少なくとも、二種類のフェノール類化合物を含み、かつフェノール類化合物は、一つ、または複数のヒドロキシ基を有してもよい。好ましくは、フェノール類化合物は、一つ、または二つのヒドロキシ基を有する、または、フェノール類化合物におけるヒドロキシ基の平均個数は、1~2である。
本発明において、フェノール類化合物は、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂(dicyclopentadiene phenol resin、DCPD phenol resin)、及びビスフェノールA(bisphenol A、BPA)を含む。フェノール類化合物において、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂のヒドロキシ基モル数は、フェノール類化合物の総ヒドロキシ基モル数の18%~55%であり、ビスフェノールAのヒドロキシ基モル数は、フェノール類化合物の総ヒドロキシ基モル数の45%~82%である。
また、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂、及びビスフェノールAの添加量は、特性のニーズに応じて調整でき、好ましい一実施形態において、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂におけるヒドロキシ基のモル数と、ビスフェノールAにおけるヒドロキシ基のモル数との比の値は0.22~1.22である。
前述した1級アミン化合物は、少なくとも、二種類のアミン類化合物を含み、かつ1級アミン化合物は、一つ、または複数のアミン基を有してもよい。好ましくは、1級アミン化合物は、一つ、または二つのアミン基を有する。
本発明において、1級アミン化合物は、2,6-ジメチルアニリン、及びメタキシリレンジアミンを含む。1級アミン化合物において、2,6-ジメチルアニリンのアミン基モル数は、1級アミン化合物の総アミン基モル数の50%~90%であり、メタキシリレンジアミンのアミン基モル数は、1級アミン化合物の総アミン基モル数の10%~50%である。
また、2,6-ジメチルアニリン、及びメタキシリレンジアミンの添加量は、特性のニーズに応じて調整できる。好ましい一実施形態において、2,6-ジメチルアニリンの添加量は、メタキシリレンジアミンの添加量以上であり、具体的には、2,6-ジメチルアニリンのアミン基と、メタキシリレンジアミンのアミン基とのモル数の比の値は1~9である。
上述した製造方法に基づいて、本発明のベンゾオキサジン樹脂は、下記式(I)で表すことができる。
Figure 0007209763000001
式(I)中、xの平均値は0以上5未満であり、yの平均値は0以上5未満であり、zの平均値は0以上5未満である。また、x及びyの中の少なくとも一者は0ではなく、かつy及びzの中の少なくとも一者は0ではない。好ましい一実施形態において、x、y及びzは、すべて0を上回る。
式(I)中、Rは、
Figure 0007209763000002
であり、Rは、
Figure 0007209763000003
であり、nは0~5の整数を表す。
式(I)の構造から分かるように、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂は、低極性の分子構造を有するため、ベンゾオキサジン樹脂の誘電率、及び誘電正接を低減することができる。また、2,6-ジメチルアニリンは、高対称性、小双極子モーメントの分子構造を有するため、ベンゾオキサジン樹脂の誘電率、及び誘電正接をさらに低減することができる。それによって、本発明のベンゾオキサジン樹脂は、高周波プリント基板に対する市場のニーズを満足することができる。
本発明をよりよく理解するために、以下の合成例1及び合成例2を参照されたい。
[合成例1]
温度調節器、マントルヒーター、電動撹拌機、及び冷却管をセットした1リットル容量のガラス製四つ口フラスコ反応器に76.5g(0.45molのヒドロキシ基を含む)のジシクロペンタジエンフェノール樹脂、63g(0.55molのヒドロキシ基を含む)のビスフェノールA、31.6g(0.45molのアミン基を含む)のメタキシリレンジアミン、66g(0.55molのアミン基を含む)の2,6-ジメチルアニリン、及び460gのトルエン(溶媒)を添加し、かつ四つ口フラスコ反応器を60~100℃に昇温することによって、反応物を溶解させる。
次いで、四つ口フラスコ反応器に67g(2.1mol)のポリホルムアルデヒドを添加し、60~100℃の温度において縮合重合反応を1~5時間行う。反応終了後、60~100℃の均熱温度に4~10時間維持し、その後、105~115℃に昇温し、それによって、反応で生成した水、及び一部の溶媒を取り除き、固形分が64~66wt%のベンゾオキサジン樹脂を得た。
ゲル浸透クロマトグラフィーによって測定した結果、ベンゾオキサジン樹脂の重量平均分子量は1724g/molであり、最小分子比率は27%である。ベンゾオキサジン樹脂の1GHzにおける誘電率は2.9であり、ベンゾオキサジン樹脂の1GHzにおける誘電正接は0.0195である。
[合成例2]
温度調節器、マントルヒーター、電動撹拌機、及び冷却管をセットした1リットル容量のガラス製四つ口フラスコ反応器に31g(0.18molのヒドロキシ基を含む)のジシクロペンタジエンフェノール樹脂、93.5g(0.82molのヒドロキシ基を含む)のビスフェノールA、31.6g(0.45molのアミン基を含む)のメタキシリレンジアミン、66g(0.55molのアミン基を含む)の2,6-ジメチルアニリン、及び460gのトルエン(溶媒)を添加し、かつ四つ口フラスコ反応器を60~100℃に昇温することによって、反応物を溶解させる。
次いで、四つ口フラスコ反応器に67.3g(2.1mol)のポリホルムアルデヒドを添加し、60~100℃の温度において縮合重合反応を1~5時間行う。反応終了後、60~100℃の均熱温度に4~10時間維持し、その後、105~115℃に昇温し、それによって、反応で生成した水、及び一部の溶媒を取り除き、固形分が64~66wt%のベンゾオキサジン樹脂を得た。
ゲル浸透クロマトグラフィーによって測定した結果、ベンゾオキサジン樹脂の重量平均分子量は2344g/molであり、最小分子比率は21.9%である。ベンゾオキサジン樹脂の1GHzにおける誘電率は2.7であり、ベンゾオキサジン樹脂の1GHzにおける誘電正接は0.0153である。
[樹脂組合物]
本発明のベンゾオキサジン樹脂は、良好な誘電特性及び耐熱性を有するため、高周波基板を作製するための樹脂組合物に添加することができる。また、本発明のベンゾオキサジン樹脂は、樹脂組合物において、高い添加量を有することができる。
本発明において、樹脂組合物の総重量を100重量部としたときに、ベンゾオキサジン樹脂の含量は25重量部以上に達することができ、好ましくは、ベンゾオキサジン樹脂の含量は、30重量部以上に達することができ、さらに好ましくは、ベンゾオキサジン樹脂の含量は、35重量部以上に達することができる。
本発明の樹脂組合物は、ベンゾオキサジン樹脂、エポキシ樹脂、及びビスマレイミド樹脂を含む。樹脂組合物の総重量を100重量部としたときに、ベンゾオキサジン樹脂の含量は、30~50重量部であり、エポキシ樹脂の含量は、5~15重量部であり、ビスマレイミド樹脂の含量は、40~60重量部である。
エポキシ樹脂は、一種、または一種以上のエポキシ樹脂を含んでもよい。好ましい一実施形態において、エポキシ樹脂は、フェノール型エポキシ樹脂であり、かつエポキシ樹脂は、二種類のフェノール型エポキシ樹脂、例えば、ジシクロペンタジエン-ジメチルフェノールエポキシ樹脂、またはジメチルフェノール樹脂を含む。換言すれば、エポキシ樹脂を合成する反応物は、2、6-ジメチルフェノール、及びジシクロペンタジエンの中の少なくとも一種を含む。しかし、本発明はこれに制限されるものではない。一部の実施形態において、エポキシ樹脂の重量平均分子量は、500~3000g/molである。
ビスマレイミド樹脂は、一種、または一種以上のビスマレイミド樹脂を含んでもよく、具体例として、フェニルメタンビスマレイミド樹脂が挙げられる。しかし、本発明はこれに制限されるものではない。一部の実施形態において、ビスマレイミド樹脂の重量平均分子量は、350~750g/molである。
上述のベンゾオキサジン樹脂、エポキシ樹脂及びビスマレイミド樹脂に加え、樹脂組合物は、選択的に、硬化剤、難燃剤、充填剤、カップリング剤、及び促進剤をさらに含んでもよい。例えば、硬化剤は、リン含有フェノール樹脂硬化剤、またはフェノール樹脂硬化剤であってもよい。難燃剤は、リン系難燃剤であってもよい。充填剤は、二酸化ケイ素であってもよい。カップリング剤は、シランカップリング剤であってもよい。促進剤は、2-メチルイミダゾールであってもよい。しかし、本発明はこれに制限されるものではない。
本発明をよりよく理解するために、本発明は、実施例1、2、及び比較例1、2の樹脂組合物を調製し、かかる樹脂組合物を、銅箔基板を作製する材料とした。実施例1、2及び比較例1、2の差異としては、実施例1、2の組成物は本発明のベンゾオキサジン樹脂を含むが、比較例1、2の組成物は市販の他のベンゾオキサジン樹脂(4,4’-メチレンジアニリン型ベンゾオキサジン樹脂、またはジシクロペンタジエンフェノール型ベンゾオキサジン樹脂)を含む。また、実施例1の組成物は、合成例1のベンゾオキサジン樹脂を含み、実施例2の組成物は、合成例2のベンゾオキサジン樹脂を含む。実施例1、2、及び比較例1、2の樹脂組合物の成分比率を表1に示す。特に指定しない限り、表1における各成分の單位は重量部である。
銅箔基板の製造方法は、以下のようにして行われる。まず、ガラスクロスに樹脂組合物を含浸させ、乾燥処理を行うことで、半硬化状態のプリプレグ(prepreg)を得る。プリプレグの溶融粘度は、4000poise~12000poiseである。次いで、4枚の積み重ったプリプレグの上下に2枚の35μmの銅箔を重ね合わせ、段階的昇温の熱プレス工程によって銅箔基板を作製する。熱プレス工程では、まず、85℃に昇温し、7kg/cmの圧力で0.5時間熱プレスを行う。次いで、195℃に昇温し、25kg/cmの圧力で2時間熱プレスを行うことで、銅箔基板を得ることができる。銅箔基板を得た後、銅箔基板のガラス転移温度、耐熱性、吸水率、誘電率、及び誘電正接を測定し、測定結果を表1に示す。
表1における銅箔基板特性を評価する方法を以下に示す:
(1)ガラス転移温度:示差走査熱量計(differential scanning calorimeter、DSC)を用いて、20℃/分の昇温速度で、銅箔基板のガラス転移温度を測定した。
(2)耐熱性:銅箔基板を一辺6.35mmの正方形にカットして試験片とし、105℃の温度で2時間加熱してから、熱機械分析装置に入れ、10℃/分の昇温速度で288℃に昇温し、288℃の温度に維持して、試験片の層間分離時間を測定した。
(3)吸水率:銅箔基板を一辺5cmの正方形にカットして試験片とし、105℃の温度で2時間加熱して、試験片の初期重量を秤量する。次いで、試験片を圧力鍋(120℃、2気圧)に2時間放置して、試験片の重量を秤量する。試験片の吸水率は、試験片を圧力鍋に放置前後の重量差を試験片の初期重量で割った数値となる。
(4)誘電率(3GHz):銅箔基板を一辺5cmの正方形にカットして試験片とし、105℃の温度で2時間加熱して、まず、厚さ測定器で試験片の厚さを測定し、次いで、インピーダンスアナライザ(Agilent E4991A)で試験片における3箇所の誘電率を測定し、その平均値を算出した。
(5)誘電正接(3GHz):銅箔基板を一辺5cmの正方形にカットして試験片とし、105℃の温度で2時間加熱して、まず、厚さ測定器で試験片の厚さを測定し、次いで、インピーダンスアナライザ(Agilent E4991A)で試験片における3箇所の誘電正接を測定し、その平均値を算出した。
Figure 0007209763000004
表1の結果から分かるように、本発明のベンゾオキサジン樹脂は、銅箔基板の材料とすることができ、それによって、良好な耐熱性、低吸水率、低誘電率、及び低誘電正接の特性を有することができる。また、市販のベンゾオキサジン樹脂(4,4’-メチレンジアニリン型ベンゾオキサジン樹脂、またはジシクロペンタジエンフェノール型ベンゾオキサジン樹脂)と比較して、低い誘電正接を有する。
具体的に言えば、銅箔基板のガラス転移温度は、210℃以上であり、好ましくは、銅箔基板のガラス転移温度は、215℃以上であり、そのため、本発明の銅箔基板は、良好な耐熱性を有する。銅箔基板の吸水率は、0.50以下であり、好ましくは、銅箔基板の吸水率は、0.48以下である。銅箔基板の誘電率は、4以下であり、好ましくは、銅箔基板の誘電率は、3.95以下であり、また、銅箔基板の誘電正接は、0.005以下であり、好ましくは、銅箔基板の誘電正接は、0.0045以下であり、さらに好ましくは、銅箔基板の誘電正接は、0.0043以下であり、そのため、本発明の銅箔基板は、良好な誘電特性を有する。
[実施形態による有利な效果]
本発明の一つの有利な効果として、本発明が提供するベンゾオキサジン樹脂、その製造方法、及び樹脂組合物は、「前記フェノール類化合物は、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂、及びビスフェノールAを含む」、及び「前記1級アミン化合物は、2,6-ジメチルアニリン、及びメタキシリレンジアミンを含む」といった技術的手段により、ベンゾオキサジン樹脂、その製造方法、及び樹脂組合物に良好な耐熱性及び誘電特性を付与することができる。
以上に開示される内容は、好ましい本発明の実施形態に過ぎず、発明の範囲を限定することを意図していない。そのため、本発明の明細書及び図面でなされた均等の技術の変形は、全て本発明の請求の範囲に含まれるものである。

Claims (19)

  1. フェノール類化合物、ホルムアルデヒド、及び1級アミン化合物を反応物とし、縮合重合反応によって得られる、下記構造式(I):
    Figure 0007209763000005
    [式(I)中、x、y、及びzのそれぞれの平均値は、0以上5未満であり、x及びyの中の少なくとも一者は0ではなく、y及びzの中の少なくとも一者は0ではなく、Rは、
    Figure 0007209763000006
    であり、Rは、
    Figure 0007209763000007
    であり、nは0~5の整数を表す。]
    で表される分子構造を有するベンゾオキサジン樹脂であって、
    前記フェノール類化合物が、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂、及びビスフェノールAを含み、
    前記1級アミン化合物が、2,6-ジメチルアニリン、及びメタキシリレンジアミンを含む、
    ことを特徴とする、ベンゾオキサジン樹脂。
  2. 前記ジシクロペンタジエンフェノール樹脂におけるヒドロキシ基のモル数と、前記ビスフェノールAにおけるヒドロキシ基のモル数との比の値が、0.22~1.22である、請求項1に記載のベンゾオキサジン樹脂。
  3. 前記2,6-ジメチルアニリンにおけるアミン基のモル数と、前記メタキシリレンジアミンにおけるアミン基のモル数との比の値が1~9である、請求項1に記載のベンゾオキサジン樹脂。
  4. 前記ベンゾオキサジン樹脂の重量平均分子量が、750~2750g/molである、請求項1に記載のベンゾオキサジン樹脂。
  5. 前記ジシクロペンタジエンフェノール樹脂におけるヒドロキシ基のモル数が、前記フェノール類化合物における総ヒドロキシ基モル数の18%~55%である、請求項1に記載のベンゾオキサジン樹脂。
  6. 前記ビスフェノールAにおけるヒドロキシ基のモル数が、前記フェノール類化合物における総ヒドロキシ基モル数の45%~82%である、請求項1に記載のベンゾオキサジン樹脂。
  7. 前記2,6-ジメチルアニリンのアミン基のモル数が、前記1級アミン化合物における総アミン基モル数の50%~90%である、請求項1に記載のベンゾオキサジン樹脂。
  8. 前記メタキシリレンジアミンのアミン基のモル数が、前記1級アミン化合物における総アミン基モル数の10%~50%である、請求項1に記載のベンゾオキサジン樹脂。
  9. 前記ベンゾオキサジン樹脂の1GHzにおける誘電率が2.6~3.2であり、前記ベンゾオキサジン樹脂の1GHzにおける誘電正接が0.015~0.021である、請求項1に記載のベンゾオキサジン樹脂。
  10. 下記構造式(I):
    Figure 0007209763000008
    [式(I)中、x、y、及びzのそれぞれの平均値は、0以上5未満であり、x及びyの中の少なくとも一者は0ではなく、y及びzの中の少なくとも一者は0ではなく、Rは、
    Figure 0007209763000009
    であり、Rは、
    Figure 0007209763000010
    であり、nは0~5の整数を表す。]
    で表される分子構造を有するベンゾオキサジン樹脂の製造方法であって、
    フェノール類化合物、ホルムアルデヒド、1級アミン化合物、及び溶媒を混合するステップと、
    60~100℃の温度において縮合反応を行い、ベンゾオキサジン樹脂を得るステップと、
    を含み、
    前記フェノール類化合物が、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂、及びビスフェノールAを含み、
    前記1級アミン化合物が、2,6-ジメチルアニリン、及びメタキシリレンジアミンを含む、
    ことを特徴とする、ベンゾオキサジン樹脂の製造方法。
  11. 前記ベンゾオキサジン樹脂の重量平均分子量が、750~2750g/molである、請求項10に記載のベンゾオキサジン樹脂の製造方法。
  12. 前記ジシクロペンタジエンフェノール樹脂のヒドロキシ基のモル数が、前記フェノール類化合物における総ヒドロキシ基モル数の18%~55%である、請求項10に記載のベンゾオキサジン樹脂の製造方法。
  13. 前記ビスフェノールAのヒドロキシ基のモル数が、前記フェノール類化合物における総ヒドロキシ基モル数の45%~82%である、請求項10に記載のベンゾオキサジン樹脂の製造方法。
  14. 前記2,6-ジメチルアニリンにおけるアミン基のモル数が、前記1級アミン化合物における総アミン基モル数の50%~90%である、請求項10に記載のベンゾオキサジン樹脂の製造方法。
  15. 前記メタキシリレンジアミンにおけるアミン基のモル数が、前記1級アミン化合物における総アミン基モル数の10%~50%である、請求項10に記載のベンゾオキサジン樹脂の製造方法。
  16. 請求項1~9のいずれかに記載のベンゾオキサジン樹脂、エポキシ樹脂、及びビスマレイミド樹脂を含む樹脂組成物であって、
    前記ベンゾオキサジン樹脂、前記エポキシ樹脂、及び前記ビスマレイミド樹脂の総重量を100重量部としたときに、前記ベンゾオキサジン樹脂の含量が30~50重量部である、ことを特徴とする樹脂組成物。
  17. 前記ベンゾオキサジン樹脂、前記エポキシ樹脂、及び前記ビスマレイミド樹脂の総重量を100重量部としたときに、前記エポキシ樹脂の含量が5~15重量部であり、前記ビスマレイミド樹脂の含量が40~60重量部である、請求項16に記載の樹脂組成物。
  18. 前記エポキシ樹脂が、フェノール型エポキシ樹脂である、請求項16に記載の樹脂組成物。
  19. 前記エポキシ樹脂を合成するための反応物が、2、6-ジメチルフェノール、及びジシクロペンタジエンの中の少なくとも一種を含む、請求項16に記載の樹脂組成物。
JP2021071865A 2021-01-13 2021-04-21 ベンゾオキサジン樹脂、その製造方法、及び樹脂組成物 Active JP7209763B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW110101315 2021-01-13
TW110101315A TWI756020B (zh) 2021-01-13 2021-01-13 苯並噁嗪樹脂及其製法以及樹脂組合物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022108705A JP2022108705A (ja) 2022-07-26
JP7209763B2 true JP7209763B2 (ja) 2023-01-20

Family

ID=81329397

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021071865A Active JP7209763B2 (ja) 2021-01-13 2021-04-21 ベンゾオキサジン樹脂、その製造方法、及び樹脂組成物

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11820867B2 (ja)
JP (1) JP7209763B2 (ja)
CN (1) CN114763401A (ja)
TW (1) TWI756020B (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012072319A (ja) 2010-09-29 2012-04-12 Sekisui Chem Co Ltd ベンゾオキサジン環を有する熱硬化性樹脂の製造方法、及びベンゾオキサジン環を有する熱硬化性樹脂
JP2012171971A (ja) 2011-02-17 2012-09-10 Jfe Chemical Corp 熱硬化性樹脂組成物およびその硬化物
JP2017502100A (ja) 2014-11-11 2017-01-19 廣東生益科技股▲ふん▼有限公司Shengyi Technology Co.,Ltd. ノンハロゲン樹脂組成物及びそれを用いて製造されたプリプレグと積層板
JP2017020011A (ja) 2016-07-06 2017-01-26 台光電子材料(昆山)有限公司Elite Electronic Material (Kunshan) Co. Ltd 樹脂組成物ならびにそれを使用した銅張積層板およびプリント回路板
CN109354825A (zh) 2018-10-12 2019-02-19 北京玻钢院复合材料有限公司 一种耐高温的热熔型苯并噁嗪树脂及其制备方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5972353B2 (ja) * 2011-03-28 2016-08-17 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 硬化性組成物、物品、硬化方法、及び反応生成物
CN105238000B (zh) * 2014-07-10 2017-08-25 中山台光电子材料有限公司 一种低介电复合材料及其积层板和电路板
EP3354672B1 (en) * 2017-01-27 2020-04-08 Nan-Ya Plastics Corporation Preparation and application of dicyclopentadiene-phenol and 2,6-dimethyl phenol copolymer epoxy resin
CN112079978B (zh) * 2020-08-31 2022-08-23 江苏东材新材料有限责任公司 一种dcpd-双酚型苯并噁嗪树脂和覆铜板用组合物及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012072319A (ja) 2010-09-29 2012-04-12 Sekisui Chem Co Ltd ベンゾオキサジン環を有する熱硬化性樹脂の製造方法、及びベンゾオキサジン環を有する熱硬化性樹脂
JP2012171971A (ja) 2011-02-17 2012-09-10 Jfe Chemical Corp 熱硬化性樹脂組成物およびその硬化物
JP2017502100A (ja) 2014-11-11 2017-01-19 廣東生益科技股▲ふん▼有限公司Shengyi Technology Co.,Ltd. ノンハロゲン樹脂組成物及びそれを用いて製造されたプリプレグと積層板
JP2017020011A (ja) 2016-07-06 2017-01-26 台光電子材料(昆山)有限公司Elite Electronic Material (Kunshan) Co. Ltd 樹脂組成物ならびにそれを使用した銅張積層板およびプリント回路板
CN109354825A (zh) 2018-10-12 2019-02-19 北京玻钢院复合材料有限公司 一种耐高温的热熔型苯并噁嗪树脂及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
TWI756020B (zh) 2022-02-21
US11820867B2 (en) 2023-11-21
TW202227521A (zh) 2022-07-16
JP2022108705A (ja) 2022-07-26
US20220220258A1 (en) 2022-07-14
CN114763401A (zh) 2022-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201617380A (zh) 低介電含磷聚酯化合物組成及其製備方法
KR102261470B1 (ko) 말레이미드 수지, 경화성 수지 조성물, 및 그 경화물
JP2017031276A (ja) 熱硬化性樹脂組成物、並びに、それを用いた樹脂ワニス、樹脂付金属箔、樹脂フィルム、金属張積層板及びプリント配線板
CN112079978B (zh) 一种dcpd-双酚型苯并噁嗪树脂和覆铜板用组合物及其制备方法
JP7209763B2 (ja) ベンゾオキサジン樹脂、その製造方法、及び樹脂組成物
CN111777541B (zh) 一种高Tg低介电活性酯固化剂、制备方法及应用
CN105131283B (zh) 环三磷腈型苯并噁嗪树脂及其制备方法和环三磷腈型苯并噁嗪树脂组合物
CN111777751A (zh) 一种高Tg低介电自交联型活性酯固化剂及其制备方法和应用
CN102300899B (zh) 环氧树脂组合物、该环氧树脂组合物的制造方法及其固化物
CN108219134B (zh) 一种改性复合双马来酰亚胺树脂的预聚物、树脂组合物及使用其制作的半固化片及层压板
TWI548693B (zh) 聚苯醚改質酚-苯甲醛多官能基環氧樹脂與應用
CN113185751A (zh) 一种无卤硅系阻燃型乙烯基树脂及其制备方法和在覆铜板中的应用
JP6441216B2 (ja) フェノール樹脂、エポキシ樹脂組成物及びそれを用いた硬化物、銅張り積層板、半導体封止材
JP7333427B2 (ja) ポリフェニレンエーテルビスマレイミド樹脂、その製造方法及び樹脂組成物
TWI600674B (zh) 二環戊二烯-酚樹脂與2,6二甲基苯酚共聚物環氧樹脂製造與應用
CN117264419B (zh) 一种无卤阻燃高Tg树脂组合物、树脂胶液、半固化片、覆铜板及其制备方法、电路板
JP7268256B1 (ja) エポキシ樹脂、硬化性樹脂組成物、およびその硬化物
CN115521411B (zh) 低介电损耗的积层膜、其制备方法及电路基板结构
TW201302836A (zh) 樹脂組合物及由其製成之半固化片與積層板
KR102295391B1 (ko) 벤족사진 및 이를 이용한 폴리벤족사진의 제조방법
JPS6215221A (ja) エポキシ樹脂組成物
CN116265445A (zh) 苯并恶嗪树脂、树脂组合物及由其制成的铜箔基板
TW201615678A (zh) 萘酚醛樹脂之合成技術
JP2022147099A (ja) エポキシ樹脂、硬化性樹脂組成物、およびその硬化物
KR20020044342A (ko) 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용한 저유전율 동박 적층판

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210421

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220523

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220810

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220912

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221024

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221121

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221208

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221223

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230110

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7209763

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150