JP7241246B2 - 化合物、混合物、硬化性樹脂組成物およびその硬化物 - Google Patents

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Description

本発明は、化合物、混合物、硬化性樹脂組成物、及びその硬化物に関するものであり、半導体封止材、プリント配線基板、ビルドアップ積層板などの電気・電子部品、炭素繊維強化プラスチック、ガラス繊維強化プラスチックなどの軽量高強度材料、3Dプリンティング用途に好適に使用される。
近年、電気・電子部品を搭載する積層板はその利用分野の拡大により、要求特性が広範かつ高度化している。従来の半導体チップは金属製のリードフレームに搭載することが主流であったが、中央処理装置(以下、CPUと表す。)などの処理能力の高い半導体チップは高分子材料で作られる積層板に搭載されることが多くなってきている。
特にスマートフォンなどに使用されている半導体パッケージ(以下、PKGと表す。)では小型化、薄型化および高密度化の要求に応えるために、PKG基板の薄型化が求められているが、PKG基板が薄くなると剛性が低下するため、PKGをマザーボード(PCB)に半田実装する際の加熱によって、大きな反りが発生するなど不具合が発生する。これを低減するために高TgのPKG基板材料が求められている。
加えて、現在開発が加速している第5世代通信システム「5G」では、さらなる大容量化と高速通信が進むことが予想されている。5Gでは使用する周波数の高周波化が進むことになるが、高周波を利用した高速通信の実現には基板材料の更なる性能向上が求められることとなる。例えば、伝送損失低減のために低誘電特性を有すること等が重要であり、誘電正接としては少なくとも10GHzにおいて0.005以下が要求される。プリント基板上で発生する伝送損失は導体損失と誘電体損失に由来する(非特許文献1)。導体損失は基板上の配線などの導体の抵抗成分に起因するものであり、高周波での表皮効果による損失と、銅箔表面の粗さによる散乱損失に分けられる。高周波ほど銅箔表面近傍に電気信号が流れるため(銅箔表面からの距離としては、1GHz:2.1μm、10GHz:0.66μm)、表皮効果低減のため近年では銅箔の低粗度化が進んでいる。こうしたことから、樹脂材料への要求の一つとして低粗度銅箔に対する密着性担保が課題となってきているが、低誘電材料はPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)やLCP(液晶ポリマー)に代表されるように密着性に乏しく、またこれらの材料は熱可塑性材料であるため、成形性にも乏しい。これを踏まえ、密着性と低誘電特性、成形性に優れた熱硬化性樹脂の開発が望まれている。
更に、自動車分野においては電子化が進み、エンジン駆動部付近に精密電子機器が配置されることもあるため、より高水準での耐熱・耐湿性が求められる。電車やエアコン等にはSiC半導体が使用され始めており、半導体素子の封止材には極めて高い耐熱性が要求されるため、従来のエポキシ樹脂封止材では対応できなくなっている。
このような背景を受けて、耐熱性と低誘電正接特性を両立できる高分子材料が検討されている。例えば、特許文献1ではマレイミド樹脂とプロペニル基含有フェノール樹脂を含む組成物が提案されている。しかしながら、一方で硬化反応時に反応に関与しないフェノール性水酸基が残存するため、電気特性が十分とは言えない。また特許文献2では水酸基をアリル基で置換したアリルエーテル樹脂が開示されている。しかしながら、190℃においてクライゼン転位が起こることが示されており、一般的な基板の成型温度である200℃においては、硬化反応に寄与しないフェノール性水酸基が生成することから電気特性を満足できるものではない。
また、近年、三次元造形の手法として3Dプリンティングが注目されており、航空・宇宙、車、さらにそれらに使用される電子部品のコネクタといった信頼性が求められる分野において、この3Dプリンティングの手法が適用され始めている。特に、光硬化系、熱硬化系の樹脂はステレオリソグラフィ(SLA)やデジタル・ライト・プロセッシング(DLP)に代表される用途での検討が進んでいる。そのため、従来の金型から転写する方式では、形状の安定性、正確性が主に求められていたが、3Dプリンティング用途では、耐熱性、機械特性、強靭性、難燃性、さらには電気特性と言った様々な特性が求められ、その材料開発が進められている。また、構造部材に使用される場合には吸湿等による特性変化が課題となっている。現在、このような用途においてアクリレート樹脂やエポキシ樹脂が適用されているがいずれもその硬化物においては、多数のエステル結合、エーテル結合、更には水酸基が含まれており、吸湿における特性が十分でない。
日本国特開平04-359911号公報 国際公開第2016/002704号
プリント基板上高速信号伝送における信号損失要因(三井金属鉱業株式会社)第29回エレクトロニクス実装学会春季公演大会16P1-17
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、優れた耐熱性、電気特性、密着性を示し、良好な硬化性を有する化合物、混合物、硬化性樹脂組成物及びその硬化物を提供することを目的とする。
すなわち本発明は、下記[1]~[11]に関する。
[1]
下記式(1)で表される化合物。
Figure 0007241246000001
(式(1)中、Xは任意の有機基を表す。Xが複数ある場合、複数のXは互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。Aはメチレン基または酸素原子、Qは炭素数1~10の炭化水素基、またはハロゲン化アルキル基を表す。複数のは互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。Rは炭素数1~10の炭化水素基、またはハロゲン化アルキル基を表す。Rが複数ある場合、複数のRは互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。l、mはそれぞれ0~3の整数を表し、nは繰り返し単位であり、1≦n≦20であり、pは繰り返し単位であり、1≦p≦20である。)
[2]
前記式(1)中、nが、1.1≦n≦20である前項[1]に記載の化合物。
[3]
前記式(1)中、Xが下記式(2)に記載の(a)~(h)のいずれか1種以上である前項[1]または[2]に記載の化合物。
Figure 0007241246000002
(*は結合位置を示す。)
[4]
前記式(1)中、Xが前記式(2)に記載の(a)である前項[3]に記載の化合物。
[5]
前項[1]から[4]のいずれか一項に記載の化合物と下記式(4-a)で表される化合物を含有する混合物。
Figure 0007241246000003
(式(4-a)中、sは繰り返し単位であり、1≦s≦20である。)
[6]
前項[1]から[4]のいずれか一項に記載の化合物、または前項[5]に記載の混合物を含有する硬化性樹脂組成物。
[7]
さらに、ポリフェニレンエーテル、ポリブタジエンおよびこの変性物からなる群から選択される1種以上を含有する前項[6]に記載の硬化性樹脂組成物。
[8]
前記ポリブタジエンおよびこの変性物が、スチレンブタジエン共重合体、およびブタジエン系熱可塑性エラストマーからなる群から選択される1種以上を含有する前項[7]に記載の硬化性樹脂組成物。
[9]
前項[1]から[4]のいずれか一項に記載の化合物、前項[5]に記載の混合物、または前項[6]から[8]のいずれか一項に記載の硬化性樹脂組成物を硬化して得られる硬化物。
[10]
下記式(3)で表される化合物。
Figure 0007241246000004
(式(3)中、Xは任意の有機基を表す。Xが複数ある場合、複数のXは互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。Zはハロゲン元素を表す。複数のZは互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。Aはメチレン基または酸素原子、Qは炭素数1~10の炭化水素基、またはハロゲン化アルキル基を表す。複数のは互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。Rは炭素数1~10の炭化水素基、またはハロゲン化アルキル基を表す。Rが複数ある場合、複数のRは互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。l、mはそれぞれ0~3の整数を表し、nは繰り返し単位であり、1≦n≦20であり、pは繰り返し単位であり、1≦p≦20である。)
[11]
前項[10]に記載の前記式(3)で表される化合物を塩基性触媒存在下で脱ハロゲン化水素反応させる工程を含む、前項[1]から[4]のいずれか一項に記載の化合物の製造方法。
本発明の化合物は硬化性に優れ、その硬化物は高耐熱性、低誘電特性、密着性に優れた特性を有する。そのため、電気電子部品の封止や回路基板、炭素繊維複合材などに有用な材料である。
また、本発明の化合物は反応性に優れることから、単独で硬化させることも好ましい態様の一つである。
実施例1のGPCチャートを示す。 実施例1のH-NMRチャートを示す。 実施例2のGPCチャートを示す。 実施例2のH-NMRチャートを示す。 実施例3のGPCチャートを示す。 実施例3のH-NMRチャートを示す。 実施例4のGPCチャートを示す。 実施例4のH-NMRチャートを示す。 参考例1のGPCチャートを示す。 参考例1のH-NMRチャートを示す。 参考例2のGPCチャートを示す。 参考例2のH-NMRチャートを示す。
本発明の化合物は下記式(1)で表される。
Figure 0007241246000005
(式(1)中、Xは任意の有機基を表す。Xが複数ある場合、複数のXは互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。Aはメチレン基または酸素原子、Qは炭素数1~10の炭化水素基、またはハロゲン化アルキル基を表す。複数のは互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。Rは炭素数1~10の炭化水素基、またはハロゲン化アルキル基を表す。Rが複数ある場合、複数のRは互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。l、mはそれぞれ0~3の整数を表し、nは繰り返し単位であり、1≦n≦20であり、pは繰り返し単位であり、1≦p≦20である。)
前記式(1)中、mは通常0~3の整数であり、好ましくは0~2の整数、さらに好ましくは0である。nは通常1≦n≦20であり、1.1≦n≦20であることが好ましく、1.1≦n≦10であることがさらに好ましく、1.1≦n≦5であることが特に好ましい。nの値はオレフィン化合物のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)の測定により求められた重量平均分子量(Mw)の値から算出することができる。重量平均分子量は、200以上5000未満であるときが好ましく、300以上3000未満であるときがさらに好ましく、400以上2000未満であるときが特に好ましい。重量平均分子量が5000未満であると水洗による精製が容易となり、200以上であると溶剤留去工程において目的化合物が揮発するおそれが少ない。
pは通常1≦p≦20であり、1≦p≦5であることが好ましく、1≦p≦3であることがさらに好ましく、1≦p≦2であることが特に好ましい。
Rは通常、炭素数1~10の炭化水素基であり、好ましくは炭素数1~5であり、さらに好ましくは炭素数1~3である。Rが炭素数3以下の炭化水素は高周波に晒された際に分子振動をしにくいため、電気特性に優れる。
前記式(1)中、Qは通常、炭素数1~10の炭化水素基であり、好ましくは炭素数1~5であり、さらに好ましくは炭素数1~3である。炭素数3以下の炭化水素は高周波に晒された際に分子振動をしにくいため、電気特性に優れる。
前記式(1)中、lは通常0~3であり、好ましくは0~2、さらに好ましくは0である。lが0のときは分子の対称性の観点から、特に好ましいと言える。対称性の高い分子構造を有する場合、硬化物も同様に化学結合様式として対称性の高い硬化物が得やすい。化学結合様式として対称性の高い硬化物は分子振動しにくく、双極子を打ち消しあう効果が生じるため、誘電特性などに優れる。また、ジフェニルメタンのような分子内に2つ以上芳香環を有する化合物を分子内に導入することは官能基密度を低下させ、硬化収縮を低減する効果を発現する。硬化収縮が小さいほど銅箔などへの密着性も向上しやすい。
また、前記式(1)中、Xは下記式(2)に記載の(a)~(h)のいずれか1種以上であるときが好ましく、(a)~(c)および(e)~(h)のいずれか1種以上であるときがさらに好ましく、(a)であるときが特に好ましい。芳香環の共役が大きくなると双極子モーメントが大きくなり、誘電特性を悪化させる恐れがあるためである。
Figure 0007241246000006
(*は結合位置を示す。)
本発明の前記式(1)で表される化合物は、下記式(3)で表される化合物から誘導される。
Figure 0007241246000007
(式(3)中、Xは任意の有機基を表す。Xが複数ある場合、複数のXは互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。Zはハロゲン元素を表す。複数のZは互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。Aはメチレン基または酸素原子、Qは炭素数1~10の炭化水素基、またはハロゲン化アルキル基を表す。複数のは互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。Rは炭素数1~10の炭化水素基、またはハロゲン化アルキル基を表す。Rが複数ある場合、複数のRは互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。l、mはそれぞれ0~3の整数を表し、nは繰り返し単位であり、1≦n≦20であり、pは繰り返し単位であり、1≦p≦20である。)
前記式(3)のX、l、m、n、p、A、Q、Rの好ましい範囲は、前記式(1)と同様である。また、Zは臭素原子または塩素原子であるときが好ましく、臭素原子であることが特に好ましい。
本発明の前記式(1)で表される化合物は、前記式(3)で表される化合物から誘導される。具体的には、前記式(3)で表される化合物を塩基性触媒存在下、溶剤中で脱ハロゲン化水素反応させる方法で得ることができる。また、脱ハロゲン化水素反応の反応率を向上させるために、脱ハロゲン化水素反応を施した溶液から水洗で塩を除いたのちに反応容器に戻し、再び脱ハロゲン化水素反応を施すという操作を複数回行ってもよい。得られたオレフィン樹脂に残存するハロゲン量としては10~10000ppmが好ましく、10~1000ppmがより好ましく、10~900ppmがより好ましい。脱ハロゲン化水素反応が不十分だった場合、残存ハロゲン化エチル基が電気特性を悪化させる場合がある。使用する溶剤としては、例えばトルエン、キシレンなどの芳香族溶剤、シクロヘキサン、n-ヘキサンなどの脂肪族溶剤、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテルなどのエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル系溶剤、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、アセトンなどのケトン系溶剤などの非水溶性溶剤が挙げられるがこれらに限定されるものではなく、2種以上を併用しても良い。また、前記非水溶性溶剤に加えて非プロトン性極性溶剤を併用することもできる。例えば、ジメチルスルホン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、N-メチルピロリドンなどが挙げられ、2種以上を併用しても良い。触媒は特に限定されないが、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム等の塩基性触媒が挙げられる。
前記式(3)で表される化合物の製法は特に限定されないが、例えば、2-ブロモエチルベンゼン構造を有する化合物と、ビスハロゲン化メチルアリール化合物と、ジフェニルメタン系化合物またはジフェニルエーテル系化合物とを塩酸やスルホン酸、活性白土等の酸触媒下反応させても良いし、2-ブロモエチルベンゼン構造を有する化合物とビスヒドロキシメチルアリール化合物とジフェニルメタン系化合物またはジフェニルエーテル系化合物とを塩酸やスルホン酸、活性白土等の酸触媒下反応させても良い。塩酸を触媒とした場合、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等のアルカリ金属で中和を行い、トルエンやキシレン等の芳香族炭化水素溶媒で抽出後、排水が中性になるまで水洗し、エバポレータ等を用いて溶剤を留去することで目的の分子内に少なくとも2つ以上、2-ブロモエチルベンゼン構造を有する化合物を得ることができる。この際の原料仕込み比率としての好ましい範囲を以下に示す。2-ブロモエチルベンゼン構造を有する化合物1モルに対するビスハロゲン化メチルアリール化合物(もしくはビスヒドロキシメチルアリール化合物)の仕込み比率は0.1~0.95モルが好ましく、0.2~0.9モルがより好ましく、0.25~0.8モルが特に好ましい。また、この際、ビスハロゲン化メチルアリール化合物(もしくはビスヒドロキシメチルアリール化合物)1モルに対するジフェニルメタン系化合物またはジフェニルエーテル系化合物の仕込み比率は0.1~0.95モルが好ましく、0.2~0.9モルがより好ましく、0.25~0.8モルが特に好ましい。上記範囲内であれば、残存原料もなく、ジフェニルメタン構造またはジフェニルエーテル構造導入の効果を発現することが可能である。
2-ブロモエチルベンゼン構造を有する化合物としては、2-ブロモエチルベンゼン、1-(2-ブロモエチル)-2-メチルベンゼン、1-(2-ブロモエチル)-3-メチルベンゼン、1-(2-ブロモエチル)-4-メチルベンゼン、1-(2-ブロモエチル)-2,3-ジメチルベンゼン、1-(2-ブロモエチル)-2,4-ジメチルベンゼン、1-(2-ブロモエチル)-2,5-ジメチルベンゼン、1-(2-ブロモエチル)-2,6-ジメチルベンゼン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。炭素数が多いと溶剤溶解性は向上するが、耐熱性が低下するため、無置換または炭素数1~3のアルキル基で置換されていることが好ましく、無置換または炭素数1~2のアルキル基で置換されていることがより好ましく、無置換またはメチル基で置換されていることが最も好ましい。
ビスハロゲン化メチルアリール化合物としては、о-キシリレンジフルオライド、m-キシリレンジフルオライド、p-キシリレンジフルオライド、о-キシリレンジクロリド、m-キシリレンジクロリド、p-キシリレンジクロリド、о-キシリレンジブロミド、m-キシリレンジブロミド、p-キシリレンジブロミド、о-キシリレンジアイオダイド、m-キシリレンジアイオダイド、p-キシリレンジアイオダイド、4,4’-ビスフルオロメチレンビフェニル、4,4’-ビスクロロメチレンビフェニル、4,4’-ビスブロモメチレンビフェニル、4,4’-ビスヨードメチレンビフェニル、2,4-ビスフルオロメチレンビフェニル、2,4-ビスクロロメチレンビフェニル、2,4-ビスブロモメチレンビフェニル、2,4-ビスヨードメチレンビフェニル、2,2’-ビスフルオロメチレンビフェニル、2,2’-ビスクロロメチレンビフェニル、2,2’-ビスブロモメチレンビフェニル、2,2’-ビスヨードメチレンビフェニルが挙げられ、合成時の原料の反応性の観点から、クロライド系化合物、ブロマイド系化合物、アイオダイド系化合物が好ましく、より好ましくはクロライド系化合物、ブロマイド系化合物が挙げられる。また、その他、任意のハロゲン化合物としては、シアヌルフルオライド、シアヌルクロリド、シアヌルブロミド、シアヌルアイオダイド等が挙げられるが、これに限定されるものではない。
ビスヒドロキシメチルアリール化合物としては、о-ベンゼンジメタノール、m-ベンゼンジメタノール、p-ベンゼンジメタノール、4,4’-ビスヒドロキシメチルビフェニル、2,4-ビスヒドロキシメチルビフェニル、2,2’- ビスヒドロキシメチルビフェニル、α,α,α’,α’-テトラメチル-1,4-ベンゼンジメタノール、α,α,α’,α’-テトラメチル-1,3-ベンゼンジメタノール、α,α,α’,α’-テトラメチル-1,2-ベンゼンジメタノール等が挙げられるが、これに限定されるものではない。これらは単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。
2-ブロモエチルベンゼン構造を有する化合物とハロゲン化メチルアリール化合物等の反応の際、必要により、触媒として塩酸、燐酸、硫酸、蟻酸、p-トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸のほか、塩化アルミニウム、塩化亜鉛等のルイス酸、活性白土、酸性白土、ホワイトカーボン、ゼオライト、シリカアルミナ等の固体酸、酸性イオン交換樹脂等を用いることができる。これらは単独でも二種以上併用しても良い。触媒の使用量は、使用される2-ブロモエチルベンゼン構造を有する化合物1モルに対して通常0.1~0.8モルであり、好ましくは0.2~0.7モルである。触媒の使用量が多すぎると反応溶液の粘度が高すぎて攪拌が困難になる恐れがあり、少なすぎると反応の進行が遅くなる恐れがある。反応はヘキサン、シクロヘキサン、オクタン、トルエン、キシレンなどの有機溶剤を必要により選択して使用して行っても良く、無溶剤で行っても良い。例えば、2-ブロモエチルベンゼン構造を有する化合物、ハロゲン化メチルアリール化合物、および溶剤の混合溶液に酸性触媒を添加した後、触媒が水を含む場合は共沸により水を系内から除く。しかる後に、40~180℃、好ましくは50~170℃で0.5~20時間反応を行う。反応終了後、アルカリ水溶液で酸性触媒を中和後、油層に非水溶性有機溶剤を加えて廃水が中性になるまで水洗を繰り返す。
前記式(3)で表される化合物の軟化点は80℃以下が好ましく、70℃以下がより好ましい。軟化点が80℃以下であるとオレフィン樹脂とした際の粘度が低くなり、炭素繊維やガラス繊維へ含浸しやすくなる。希釈溶剤を増やして粘度を下げた場合、含浸工程において樹脂が繊維状材料に対して十分に付着しない可能性がある。
本発明の混合物は、前記式(1)で表される化合物と下記式(4)で表される化合物を含有する。
Figure 0007241246000008
(式(4)中、sは繰り返し単位であり、1≦s≦20である。X、R、mは前記式(1)において示したものと同じである。)
本発明の混合物においては、前記式(4)で表される化合物のうち、下記式(4-a)で表される化合物を含有することが特に好ましい。
Figure 0007241246000009
(式(4-a)中、sは繰り返し単位であり、1≦s≦20である。)
前記式(1)で表される化合物は、上述したように、前記式(3)で表される化合物から誘導されるものであるが、前記式(3)で表される化合物を製造する際、単離工程を入れなければ、前記式(3)で表される化合物は下記式(5)で表される化合物を一定量含んで製造される。
Figure 0007241246000010
(式(5)中、X、R、m、Zは前記式(3)において示したものと同じである。sは繰り返し単位であり、1≦s≦20である。)
そのため、前記式(3)で表される化合物と前記式(5)で表される化合物の混合物を出発原料とすることで、前記式(1)で表される化合物と前記式(4)で表される化合物を含有する本発明の混合物が製造される。
本発明の混合物において、前記式(1)で表される化合物と前記式(4)で表される化合物の含有割合は、GPC(検出器:RI)を用いて規定することができ、前記式(1)および(4)で表される化合物の単核体ピーク比率より計算される。前記式(1)で表される化合物の単核体とは前記式(1)中のp及びnが1である成分であり、前記式(4)で表される化合物の単核体とは前記式(4)中のp及びsが1である成分である。前記式(1)で示される化合物の単核体の含有量をα、前記式(4)で示される化合物の単核体の含有量をβとした場合、α/βは0.1~2.0であることが好ましく、より好ましくは0.2~1.5、さらに好ましくは0.3~1.0である。この範囲内であれば、本発明の混合物は耐熱性を著しく損なわずに密着性を向上させることができる。
本発明の化合物または混合物を含む組成物は、重合禁止剤を含有する。使用できる重合禁止剤としては、フェノール系、イオウ系、リン系、ヒンダートアミン系、ニトロソ系、ニトロキシルラジカル系等の重合禁止剤が挙げられる。重合禁止剤は、前記式(1)で表される化合物を合成するときに添加しても、合成後に添加してもよい。また、重合禁止剤は単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。重合禁止剤の使用量は、樹脂成分100重量部に対して、通常0.008~1重量部、好ましくは0.01~0.5重量部である。これら重合禁止剤はそれぞれ単独で使用できるが、2種以上を組み合わせて併用しても構わない。本発明では、フェノール系、ヒンダートアミン系、ニトロソ系、ニトロキシルラジカル系が好ましい。なかでもニトロキシルラジカル系は保存安定性に優れるため特に好ましい。
フェノール系重合禁止剤の具体例としては、2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6-ジ-t-ブチル-p-エチルフェノール、ステアリル-β-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、イソオクチル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,4-ビス-(n-オクチルチオ)-6-(4-ヒドロキシ-3,5-ジ-t-ブチルアニリノ)-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス[(オクチルチオ)メチル]-o-クレゾール、等のモノフェノール類;2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-エチル-6-t-ブチルフェノール)、4,4’-チオビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、4,4’-ブチリデンビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、トリエチレングリコール-ビス[3-(3-t-ブチル-5-メチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,6-ヘキサンジオール-ビス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、N,N’-ヘキサメチレンビス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシ-ヒドロシンナマミド)、2,2-チオ-ジエチレンビス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジルフォスフォネート-ジエチルエステル、3,9-ビス[1,1-ジメチル-2-{β-(3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオニルオキシ}エチル]2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、ビス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジルスルホン酸エチル)カルシウム等のビスフェノール類;1,1,3-トリス(2-メチル-4-ヒドロキシ-5-t-ブチルフェニル)ブタン、1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス-[メチレン-3-(3’,5’-ジ-t-ブチル-4’-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、ビス[3,3’-ビス-(4’-ヒドロキシ-3’-t-ブチルフェニル)ブチリックアシッド]グリコールエステル、トリス-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)-イソシアヌレイト、1,3,5-トリス(3’,5’-ジ-t-ブチル-4’-ヒドロキシベンジル)-S-トリアジン-2,4,6-(1H,3H,5H)トリオン、トコフェノール等の高分子型フェノール類が例示される。
イオウ系重合禁止剤の具体例としては、ジラウリル-3,3’-チオジプロピオネート、ジミリスチル-3,3’-チオジプロピオネート、ジステアリル-3,3’-チオジプロピオネート等が例示される。
リン系重合禁止剤の具体例としては、トリフェニルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、フェニルジイソデシルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、ジイソデシルペンタエリスリトールホスファイト、トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス(オクタデシル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビ(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビ(2,4-ジ-t-ブチル-4-メチルフェニル)ホスファイト、ビス[2-t-ブチル-6-メチル-4-{2-(オクタデシルオキシカルボニル)エチル}フェニル]ヒドロゲンホスファイト等のホスファイト類;9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキサイド、10-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)-9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキサイド、10-デシロキシ-9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキサイド等のオキサホスファフェナントレンオキサイド類などが例示される。
ヒンダートアミン系重合禁止剤の具体例としては、アデカスタブLA-40MP、アデカスタブLA-40Si、アデカスタブLA-402AF、アデカスタブLA-87、デカスタブLA-82、デカスタブLA-81、アデカスタブLA-77Y、アデカスタブLA-77G、アデカスタブLA-72、アデカスタブLA-68、アデカスタブLA-63P、アデカスタブLA-57、アデカスタブLA-52、Chimassorb2020FDL、Chimassorb944FDL、Chimassorb944LD、Tinuvin622SF、TinuvinPA144、Tinuvin765、Tinuvin770DF、TinuvinXT55FB、Tinuvin111FDL、Tinuvin783FDL、Tinuvin791FB等が例示されるが、これに限定されない。
ニトロソ系重合禁止剤の具体例としては、p-ニトロソフェノール、N-ニトロソジフェニルアミン、N-ニトロソフェニルヒドロキシアミンのアンモニウム塩、(クペロン)等があげられ、好ましくは、N-ニトロソフェニルヒドロキシアミンのアンモニウム塩(クペロン)である。
ニトロキシルラジカル系重合禁止剤の具体例としては、ジ-tert-ブチルニトロキサイド、2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル、4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル、4-オキソ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル、4-アミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル、4-メトキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル、4-アセトキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル、4-ベンゾイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル等が挙げられるが、これらに限定されない。
本発明の硬化性樹脂組成物は本発明の化合物、または混合物以外の硬化性樹脂として、公知のいかなる材料を用いることができる。具体的には、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アミン樹脂、活性アルケン含有樹脂、イソシアネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、シアネートエステル樹脂、プロペニル樹脂、メタリル樹脂、活性エステル樹脂などが挙げられ、1種類で用いても、複数併用してもよい。また、耐熱性、密着性、誘電特性のバランスから、エポキシ樹脂、活性アルケン含有樹脂、シアネートエステル樹脂を含有することが好ましい。これらの硬化性樹脂を含有することによって、硬化物の脆さの改善および金属への密着性を向上でき、はんだリフロー時や冷熱サイクルなどの信頼性試験におけるパッケージのクラックを抑制できる。
上記硬化性樹脂の使用量は、前記式(1)で表される化合物に対して、好ましくは10質量倍以下、さらに好ましくは5質量倍以下、特に好ましくは3質量倍以下の質量範囲である。また、好ましい下限値は0.5質量倍以上、更に好ましくは1質量倍以上である。10質量倍以下であれば、前記式(1)で表される化合物の耐熱性や誘電特性の効果を活かすことができる。
フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アミン樹脂、活性アルケン含有樹脂、イソシアネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、シアネートエステル樹脂、活性エステル樹脂としては、以下に例示するものを使用することができる。
フェノール樹脂:フェノール類(フェノール、アルキル置換フェノール、芳香族置換フェノール、ハイドロキノン、レゾルシン、ナフトール、アルキル置換ナフトール、ジヒドロキシベンゼン、アルキル置換ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシナフタレン等)と各種アルデヒド(ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アルキルアルデヒド、ベンズアルデヒド、アルキル置換ベンズアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデヒド、ナフトアルデヒド、グルタルアルデヒド、フタルアルデヒド、クロトンアルデヒド、シンナムアルデヒド、フルフラール等)との重縮合物、フェノール類と各種ジエン化合物(ジシクロペンタジエン、テルペン類、ビニルシクロヘキセン、ノルボルナジエン、ビニルノルボルネン、テトラヒドロインデン、ジビニルベンゼン、ジビニルビフェニル、ジイソプロペニルビフェニル、ブタジエン、イソプレン等)との重合物、フェノール類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン、ベンゾフェノン等)との重縮合物、フェノール類と置換ビフェニル類(4,4’-ビス(クロルメチル)-1,1’-ビフェニル及び4,4’-ビス(メトキシメチル)-1,1’-ビフェニル等)、若しくは置換フェニル類(1,4-ビス(クロロメチル)ベンゼン、1,4-ビス(メトキシメチル)ベンゼン及び1,4-ビス(ヒドロキシメチル)ベンゼン等)等との重縮合により得られるフェノール樹脂、ビスフェノール類と各種アルデヒドの重縮合物、ポリフェニレンエーテル。
エポキシ樹脂:前記のフェノール樹脂、アルコール類等をグリシジル化したグリシジルエーテル系エポキシ樹脂、4-ビニル-1-シクロヘキセンジエポキシドや3,4-エポキシシクロヘキシルメチル-3,4’-エポキシシクロヘキサンカルボキシラートなどを代表とする脂環式エポキシ樹脂、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン(TGDDM)やトリグリシジル-p-アミノフェノールなどを代表とするグリシジルアミン系エポキシ樹脂、グリシジルエステル系エポキシ樹脂。
アミン樹脂:ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、イソホロンジアミン、ナフタレンジアミン、アニリンノボラック、オルソエチルアニリンノボラック、アニリンとキシリレンクロライドとの反応により得られるアニリン樹脂、日本国特許第6429862号公報に記載のアニリンと置換ビフェニル類(4,4’-ビス(クロルメチル)-1,1’-ビフェニル及び4,4’-ビス(メトキシメチル)-1,1’-ビフェニル等)、若しくは置換フェニル類(1,4-ビス(クロロメチル)ベンゼン、1,4-ビス(メトキシメチル)ベンゼン及び1,4-ビス(ヒドロキシメチル)ベンゼン等)。
活性アルケン含有樹脂:前記のフェノール樹脂と活性アルケン含有のハロゲン系化合物(クロロメチルスチレン、アリルクロライド、メタリルクロライド、アクリル酸クロリド、アリルクロライド等)の重縮合物、活性アルケン含有フェノール類(2-アリルフェノール、2-プロペニルフェノール、4-アリルフェノール、4-プロペニルフェノール、オイゲノール、イソオイゲノール等)とハロゲン系化合物(4,4’-ビス(メトキシメチル)-1,1’-ビフェニル、1,4-ビス(クロロメチル)ベンゼン、4,4’-ジフルオロベンゾフェノン、4,4’-ジクロロベンゾフェノン、4,4’-ジブロモベンゾフェノン、塩化シアヌル等)の重縮合物、エポキシ樹脂若しくはアルコール類と置換若しくは非置換のアクリレート類(アクリレート、メタクリレート等)の重縮合物、マレイミド樹脂(4,4’-ジフェニルメタンビスマレイミド、ポリフェニルメタンマレイミド、m-フェニレンビスマレイミド、2,2’-ビス〔4-(4-マレイミドフェノキシ)フェニル〕プロパン、3,3’-ジメチル-5,5’-ジエチル-4,4’-ジフェニルメタンビスマレイミド、4-メチル-1,3-フェニレンビスマレイミド、4,4’-ジフェニルエーテルビスマレイミド、4,4’-ジフェニルスルフォンビスマレイミド、1,3-ビス(3-マレイミドフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-マレイミドフェノキシ)ベンゼン)。
イソシアネート樹脂:p-フェニレンジイソシアネート、m-フェニレンジイソシアネート、p-キシレンジイソシアネート、m-キシレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート類;イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、水添キシレンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等の脂肪族又は脂環構造のジイソシアネート類;イソシアネートモノマーの一種類以上のビュレット体又は、上記ジイソシアネート化合物を3量化したイソシアネート体等のポリイソシアネート;上記イソシアネート化合物とポリオール化合物とのウレタン化反応によって得られるポリイソシアネート。
ポリアミド樹脂:アミノ酸(6-アミノカプロン酸、11-アミノウンデカン酸、12-アミノドデカン酸、パラアミノメチル安息香酸等)、ラクタム(ε-カプロラクタム、ω-ウンデカンラクタム、ω-ラウロラクタム)およびジアミン(エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカンジアミン、ウンデカンジアミン、ドデカンジアミン、トリデカンジアミン、テトラデカンジアミン、ペンタデカンジアミン、ヘキサデカンジアミン、ヘプタデカンジアミン、オクタデカンジアミン、ノナデカンジアミン、エイコサンジアミン、2-メチル-1,5-ジアミノペンタン、2-メチル-1,8-ジアミノオクタンなどの脂肪族ジアミン;シクロヘキサンジアミン、ビス-(4-アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(3-メチル-4-アミノシクロヘキシル)メタンなどの脂環式ジアミン;キシリレンジアミンなどの芳香族ジアミン等とジカルボン酸(シュウ酸、マロン酸、スクシン酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸などの脂肪族ジカルボン酸;テレフタル酸、イソフタル酸、2-クロロテレフタル酸、2-メチルテレフタル酸、5-メチルイソフタル酸、5-ナトリウムスルホイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸;シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環族ジカルボン酸;これらジカルボン酸のジアルキルエステル、およびジクロリド)との混合物から選ばれた1種以上を主たる原料とした重合物。
ポリイミド樹脂:前記のジアミンとテトラカルボン酸二無水物(4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロ-3-フラニル)-3-メチル-シクロヘキセン-1,2ジカルボン酸無水物、ピロメリット酸二無水物、1,2,3,4-ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、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、2,2’,3,3’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、メチレン-4,4’-ジフタル酸二無水物、1,1-エチリデン-4,4’-ジフタル酸二無水物、2,2’-プロピリデン-4,4’-ジフタル酸二無水物、1,2-エチレン-4,4’-ジフタル酸二無水物、1,3-トリメチレン-4,4’-ジフタル酸二無水物、1,4-テトラメチレン-4,4’-ジフタル酸二無水物、1,5-ペンタメチレン-4,4’-ジフタル酸二無水物、4,4’-オキシジフタル酸二無水物、チオ-4,4’-ジフタル酸二無水物、スルホニル-4,4’-ジフタル酸二無水物、1,3-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)ベンゼン二無水物、1,3-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1,4-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1,3-ビス[2-(3,4-ジカルボキシフェニル)-2-プロピル]ベンゼン二無水物、1,4-ビス[2-(3,4-ジカルボキシフェニル)-2-プロピル]ベンゼン二無水物、ビス[3-(3,4-ジカルボキシフェノキシ)フェニル]メタン二無水物、ビス[4-(3,4-ジカルボキシフェノキシ)フェニル]メタン二無水物、2,2-ビス[3-(3,4-ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物、2,2-ビス[4-(3,4-ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ジメチルシラン二無水物、1,3-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン二無水物、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10-ペリレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7-アントラセンテトラカルボン酸二無水物、1,2,7,8-フェナントレンテトラカルボン酸二無水物、エチレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物)、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、シクロヘキサン-1,2,3,4-テトラカルボン酸二無水物、シクロヘキサン-1,2,4,5-テトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ビシクロヘキシルテトラカルボン酸二無水物、カルボニル-4,4’-ビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)二無水物、メチレン-4,4’-ビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)二無水物、1,2-エチレン-4,4’-ビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)二無水物、1,1-エチリデン-4,4’-ビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)二無水物、2,2-プロピリデン-4,4’-ビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)二無水物、オキシ-4,4’-ビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)二無水物、チオ-4,4’-ビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)二無水物、スルホニル-4,4’-ビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)二無水物、ビシクロ[2,2,2]オクト-7-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物、rel-[1S,5R,6R]-3-オキサビシクロ[3,2,1]オクタン-2,4-ジオン-6-スピロ-3’-(テトラヒドロフラン-2’,5’-ジオン)、4-(2,5-ジオキソテトラヒドロフラン-3-イル)-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-1,2-ジカルボン酸無水物、エチレングリコール-ビス-(3,4-ジカルボン酸無水物フェニル)エーテル、4,4’-ビフェニルビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)、9,9’-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)フルオレン二無水物)との重縮合物。
シアネートエステル樹脂:フェノール樹脂をハロゲン化シアンと反応させることにより得られるシアネートエステル化合物であり、具体例としては、ジシアナートベンゼン、トリシアナートベンゼン、ジシアナートナフタレン、ジシアンートビフェニル、2、2’-ビス(4-シアナートフェニル)プロパン、ビス(4-シアナートフェニル)メタン、ビス(3,5-ジメチル-4-シアナートフェニル)メタン、2,2’-ビス(3,5-ジメチル-4-シアナートフェニル)プロパン、2,2’-ビス(4-シアナートフェニル)エタン、2,2’-ビス(4-シアナートフェニル)ヘキサフロロプロパン、ビス(4-シアナートフェニル)スルホン、ビス(4-シアナートフェニル)チオエーテル、フェノールノボラックシアナート、フェノール・ジシクロペンタジエン共縮合物の水酸基をシアネート基に変換したもの等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。
また、特開2005-264154号公報に合成方法が記載されているシアネートエステル化合物は、低吸湿性、難燃性、誘電特性に優れているためシアネートエステル化合物として特に好ましい。
シアネートエステル樹脂は、必要に応じてシアネート基を三量化させてsym-トリアジン環を形成するために、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸銅、ナフテン酸鉛、オクチル酸亜鉛、オクチル酸錫、鉛アセチルアセトナート、ジブチル錫マレエート等の触媒を含有させることもできる。触媒は、硬化性樹脂組成物の合計質量100質量部に対して通常0.0001~0.10質量部、好ましくは0.00015~0.0015質量部使用する。
活性エステル樹脂:エポキシ樹脂等、本発明の前記式(1)で表される化合物以外の硬化性樹脂の硬化剤として1分子中に1個以上の活性エステル基を有する化合物を必要に応じて用いることができる。活性エステル系硬化剤としては、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い。当該活性エステル系硬化剤は、カルボン酸化合物及びチオカルボン酸化合物の少なくともいずれかの化合物と、ヒドロキシ化合物及びチオール化合物の少なくともいずれかの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ナフトール化合物の少なくともいずれかの化合物とから得られる活性エステル系硬化剤が好ましい。
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。
活性エステル系硬化剤の好ましい具体例としては、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、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挙げられる。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-ジシクロペンチレン-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、例えば、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-8000-65T」、「HPC-8000H-65TM」、「EXB-8000L-65TM」、「EXB-8150-65T」(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「EXB9416-70BK」(DIC社製);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として「DC808」(三菱化学社製);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として「YLH1026」、「YLH1030」、「YLH1048」(三菱化学社製);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」(三菱化学社製);リン原子含有活性エステル系硬化剤としてDIC社製の「EXB-9050L-62M」;等が挙げられる。
本発明の硬化性樹脂組成物は、硬化促進剤(硬化触媒)を併用して硬化性を向上させることもできる。用い得る硬化促進剤の具体例として、オレフィン樹脂やマレイミド樹脂等のラジカル重合可能な硬化性樹脂の自己重合やその他の成分とのラジカル重合を促進する目的でラジカル重合開始剤を使用することが好ましい。用い得るラジカル重合開始剤としては、メチルエチルケトンパーオキサイド、アセチルアセトンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド類、過酸化ベンゾイル等のジアシルパーオキサイド類、ジクミルパーオキサイド、1,3-ビス-(t-ブチルパーオキシイソプロピル)-ベンゼン等のジアルキルパーオキサイド類、t-ブチルパーオキシベンゾエート、1,1-ジ-t-ブチルパーオキシシクロヘキサン等のパーオキシケタール類、α-クミルパーオキシネオデカノエート、t-ブチルパーオキシネオデカノエート、t-ブチルペルオキシピバレート、1,1,3,3-テトラメチルブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-アミルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-アミルパーオキシ-3,5,5-トリメチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシ-3,5,5-トリメチルヘキサノエート、t-アミルパーオキシベンゾエート等のアルキルパーエステル類、ジ-2-エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ビス(4-t-ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、t-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、1,6-ビス(t-ブチルパーオキシカルボニルオキシ)ヘキサン等のパーオキシカーボネート類、t-ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、t-ブチルパーオキシオクトエート、ラウロイルパーオキサイド等の有機過酸化物やアゾビスイソブチロニトリル、4,4’-アゾビス(4-シアノ吉草酸)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)等のアゾ系化合物の公知の硬化促進剤が挙げられるが、これらに特に限定されるものではない。ケトンパーオキサイド類、ジアシルパーオキサイド類、ハイドロパーオキサイド類、ジアルキルパーオキサイド類、パーオキシケタール類、アルキルパーエステル類、パーカーボネート類等が好ましく、ジアルキルパーオキサイド類がより好ましい。ラジカル重合開始剤の添加量としては、硬化性樹脂組成物の100質量部に対して0.01~5質量部が好ましく、0.01~3質量部が特に好ましい。用いるラジカル重合開始剤の量が多いと重合反応時に分子量が十分に伸長しない。
また、必要に応じてラジカル重合開始剤以外の硬化促進剤を添加、または併用しても差し支えない。用い得る硬化促進剤の具体例としては2-メチルイミダゾール、2-エチルイミダゾール及び2-エチル-4-メチルイミダゾール等のイミダゾール類、2-(ジメチルアミノメチル)フェノールや1,8-ジアザ-ビシクロ(5,4,0)ウンデセン-7等の第3級アミン類、トリフェニルホスフィン等のホスフィン類、テトラブチルアンモニウム塩、トリイソプロピルメチルアンモニウム塩、トリメチルデカニルアンモニウム塩、セチルトリメチルアンモニウム塩、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムヒドロキシドなどの4級アンモニウム塩、トリフェニルベンジルフォスフォニウム塩、トリフェニルエチルフォスフォニウム塩、テトラブチルフォスフォニウム塩などの4級フォスフォニウム塩(4級塩のカウンターイオンはハロゲン、有機酸イオン、水酸化物イオンなど、特に指定は無いが、特に有機酸イオン、水酸化物イオンが好ましい。)、オクチル酸スズ、カルボン酸亜鉛(2-エチルヘキサン酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、ベヘン酸亜鉛、ミスチリン酸亜鉛)やリン酸エステル亜鉛(オクチルリン酸亜鉛、ステアリルリン酸亜鉛等)等の亜鉛化合物等の遷移金属化合物(遷移金属塩)等が挙げられる。硬化促進剤の配合量は、エポキシ樹脂100に対して0.01~5.0重量部が必要に応じて用いられる。
本発明の硬化性樹脂組成物には、リン含有化合物を難燃性付与成分として含有させることもできる。リン含有化合物としては反応型のものでも添加型のものでもよい。リン含有化合物の具体例としては、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシリレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、クレジル-2,6-ジキシリレニルホスフェート、1,3-フェニレンビス(ジキシリレニルホスフェート)、1,4-フェニレンビス(ジキシリレニルホスフェート)、4,4’-ビフェニル(ジキシリレニルホスフェート)等のリン酸エステル類;9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキサイド、10-(2,5-ジヒドロキシフェニル)-10H-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキサイド等のホスファン類;エポキシ樹脂と前記ホスファン類の活性水素とを反応させて得られるリン含有エポキシ化合物、赤リン等が挙げられるが、リン酸エステル類、ホスファン類またはリン含有エポキシ化合物が好ましく、1,3-フェニレンビス(ジキシリレニルホスフェート)、1,4-フェニレンビス(ジキシリレニルホスフェート)、4,4’-ビフェニル(ジキシリレニルホスフェート)またはリン含有エポキシ化合物が特に好ましい。リン含有化合物の含有量は(リン含有化合物)/(全エポキシ樹脂)が0.1~0.6(重量比)の範囲であることが好ましい。0.1以下では難燃性が不十分であり、0.6以上では硬化物の吸湿性、誘電特性に悪影響を及ぼす懸念がある。
さらに本発明の硬化性樹脂組成物には、必要に応じて光安定剤を添加しても構わない。光安定剤としては、ヒンダートアミン系の光安定剤、特にHALS等が好適である。HALSとしては特に限定されるものではないが、代表的なものとしては、ジブチルアミン・1,3,5-トリアジン・N,N’―ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル-1,6-ヘキサメチレンジアミンとN-(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)ブチルアミンの重縮合物、コハク酸ジメチル-1-(2-ヒドロキシエチル)-4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン重縮合物、ポリ〔{6-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)アミノ-1,3,5-トリアジン-2,4-ジイル}{(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ}〕、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)〔〔3,5-ビス(1,1-ジメチルエチル)-4-ヒドリキシフェニル〕メチル〕ブチルマロネート、ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)セバケート、ビス(1-オクチロキシ-2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート、2-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)-2-n-ブチルマロン酸ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)、等が挙げられる。HALSは1種のみが用いられても良いし、2種類以上が併用されても良い。
さらに本発明の硬化性樹脂組成物には、必要に応じてバインダー樹脂を配合することも出来る。バインダー樹脂としてはブチラール系樹脂、アセタール系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ-ナイロン系樹脂、NBR-フェノール系樹脂、エポキシ-NBR系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、シリコーン系樹脂などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。バインダー樹脂の配合量は、硬化物の難燃性、耐熱性を損なわない範囲であることが好ましく、樹脂成分100質量部に対して0.05~50質量部であることが好ましく、さらに好ましくは0.05~20質量部が必要に応じて用いられる。
さらに、本発明の硬化性樹脂組成物には、必要に応じて溶融シリカ、結晶シリカ、多孔質シリカ、アルミナ、ジルコン、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、石英粉、炭化珪素、窒化珪素、窒化ホウ素、ジルコニア、窒化アルミニウム、グラファイト、フォルステライト、ステアタイト、スピネル、ムライト、チタニア、タルク、クレー、酸化鉄アスベスト、ガラス粉末等の粉体、またはこれらを球形状あるいは破砕状にした無機充填材を添加することができる。また、特に半導体封止用の硬化性樹脂組成物を得る場合、上記の無機充填材の使用量は硬化性樹脂組成物中、通常80~92質量%、好ましくは83~90質量%の範囲である。
本発明の硬化性樹脂組成物には、必要に応じて公知の添加剤を配合することが出来る。用いうる添加剤の具体例としては、ポリブタジエン及びこの変性物、アクリロニトリル共重合体の変性物、ポリフェニレンエーテル、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリイミド、フッ素樹脂、シリコーンゲル、シリコーンオイル、シランカップリング剤のような充填材の表面処理剤、離型剤、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等の着色剤が挙げられる。これら添加剤の配合量は、硬化性樹脂組成物100質量部に対して好ましくは1,000質量部以下、より好ましくは700質量部以下の範囲である。これら添加剤として特に好ましい成分としては、ポリブタジエンおよびこの変性物、ブタジエン系熱可塑性エラストマーが挙げられる。これらの成分に関して詳細を以下に記載する。
ポリブタジエンおよびこの変性物:ポリブタジエン、水酸基末端ポリブタジエン、末端(メタ)アクリレート化ポリブタジエン、カルボン酸末端ポリブタジエン、アミン末端ポリブタジエン、スチレンブタジエンゴム等が挙げられるが、誘電特性の観点からポリブタジエンもしくは、スチレンブタジエンゴムが好ましい。スチレンブタジエンゴム(SBR)としては例えば、RICON-100、RICON-181、RICON-184(いずれもクレイバレー社製)などが挙げられ、ポリブタジエンとしては、B-1000、B-2000、B-3000(いずれも日本曹達社製)等が挙げられる。これらは単独で用いても、二種類以上を併用してもよい。ポリブタジエンおよびスチレンブタジエンゴムの分子量としては重量平均分子量500~10000が好ましく、より好ましくは750~7500、さらに好ましくは1000~5000である。上記範囲の下限以下では揮発量が多く、プリプレグ作成時の固形分調整が困難となり、上記範囲の上限以上では、他の硬化性樹脂との相溶性が悪化する。
ブタジエン系熱可塑性エラストマー:SEP(スチレン-エチレン・プロピレン共重合体:セプトン1020 株式会社クラレ社製)、SEPS(スチレン-エチレン・プロピレン-スチレン共重合体:セプトン2002、セプトン2004F、セプトン2005、セプトン2006、セプトン2063、セプトン2104 いずれも株式会社クラレ社製)、SEEPS(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:セプトン4003、セプトン4044、セプトン4055、セプトン4077、セプトン4099 いずれも株式会社クラレ社製)、SEBS(スチレン-エチレン・ブチレン-スチレンブロック共重合体:セプトン8004、セプトン8006、セプトン8007L いずれも株式会社クラレ社製)、SEEPS-ОH(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の末端に水酸基を有する化合物:セプトンHG252 株式会社クラレ社製)、SIS(スチレン-イソプレン-スチレン ブロック共重合体:セプトン5125、セプトン5127 いずれも株式会社クラレ社製)、水添SIS(水添スチレン-イソプレン-スチレン ブロック共重合体:ハイブラー7125F、ハイブラー7311F いずれも株式会社クラレ社製)等が挙げられる。これらは単独で用いても、二種類以上を併用してもよい。より高い耐熱性を有し、かつ酸化劣化しにくいため、ブタジエン系熱可塑性エラストマーのうち不飽和結合を有さないものが好ましい。また、ブタジエン系熱可塑性エラストマーの重量平均分子量は10000以上であれば特に制限はないが、大きすぎるとポリフェニレンエーテル化合物のほか、重量平均分子量50~1000程度の低分子量成分および、重量平均分子量1000~5000程度のオリゴマー成分との相溶性が悪化し、混合および溶剤安定性の担保が困難になることから、10000~300000程度であることが好ましい。
本発明の硬化性樹脂組成物は、上記各成分を所定の割合で均一に混合することにより得られ、通常130~180℃で30~500秒の範囲で予備硬化し、更に、150~200℃で2~15時間、後硬化することにより充分な硬化反応が進行し、本発明の硬化物が得られる。又、硬化性樹脂組成物の成分を溶剤等に均一に分散または溶解させ、溶媒を除去した後硬化させることもできる。
こうして得られる本発明の硬化性樹脂組成物は、耐湿性、耐熱性、高接着性を有する。従って、本発明の硬化性樹脂組成物は、耐湿性、耐熱性、高接着性の要求される広範な分野で用いることが出来る。具体的には、絶縁材料、積層板(プリント配線板、BGA用基板、ビルドアップ基板など)、封止材料、レジスト等あらゆる電気・電子部品用材料として有用である。又、成形材料、複合材料の他、塗料材料、接着剤、3Dプリンティング等の分野にも用いることが出来る。特に半導体封止においては、耐はんだリフロー性が有益なものとなる。
半導体装置は本発明の硬化性樹脂組成物で封止されたものを有する。半導体装置としては、例えばDIP(デュアルインラインパッケージ)、QFP(クワッドフラットパッケージ)、BGA(ボールグリッドアレイ)、CSP(チップサイズパッケージ)、SOP(スモールアウトラインパッケージ)、TSOP(シンスモールアウトラインパッケージ)、TQFP(シンクワッドフラットパッケージ)等が挙げられる。
本発明の硬化性樹脂組成物の調製方法は特に限定されないが、各成分を均一に混合するだけでも、あるいはプレポリマー化してもよい。例えば本発明の硬化性樹脂を触媒の存在下または非存在下、溶剤の存在下または非存在下において加熱することによりプレポリマー化する。同様に、本発明の硬化性樹脂の他、エポキシ樹脂、アミン化合物、マレイミド系化合物、シアネートエステル化合物、フェノール樹脂、酸無水物化合物などの硬化剤及びその他添加剤を追加してプレポリマー化してもよい。各成分の混合またはプレポリマー化は溶剤の非存在下では例えば押出機、ニーダ、ロールなどを用い、溶剤の存在下では攪拌装置つきの反応釜などを使用する。
均一に混合する手法としては50~100℃の範囲内の温度でニーダ、ロール、プラネタリーミキサー等の装置を用いて練りこむように混合し、均一な樹脂組成物とする。得られた樹脂組成物は粉砕後、タブレットマシーン等の成型機で円柱のタブレット状に成型、もしくは顆粒状の紛体、もしくは粉状の成型体とする、もしくはこれら組成物を表面支持体の上で溶融し0.05mm~10mmの厚みのシート状に成型し、硬化性樹脂組成物成型体とすることもできる。得られた成型体は0~20℃でべたつきのない成型体となり、-25~0℃で1週間以上保管しても流動性、硬化性をほとんど低下させない。
得られた成型体についてトランスファー成型機、コンプレッション成型機にて硬化物に成型することができる。
本発明の硬化性樹脂組成物に有機溶剤を添加してワニス状の組成物(以下、単にワニスという。)とすることもできる。本発明の硬化性樹脂組成物を必要に応じてトルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン等の溶剤に溶解させてワニスとし、ガラス繊維、カーボン繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アルミナ繊維、紙などの基材に含浸させて加熱乾燥して得たプリプレグを熱プレス成形することにより、本発明の硬化性樹脂組成物の硬化物とすることができる。この際の溶剤は、本発明の硬化性樹脂組成物と該溶剤の混合物中で通常10~70重量%、好ましくは15~70重量%を占める量を用いる。また液状組成物であれば、そのまま例えば、RTM方式でカーボン繊維を含有する硬化性樹脂硬化物を得ることもできる。
また、本発明の硬化性組成物をフィルム型組成物の改質剤としても使用できる。具体的にはB-ステージにおけるフレキ性等を向上させる場合に用いることができる。このようなフィルム型の樹脂組成物は、本発明の硬化性樹脂組成物を前記硬化性樹脂組成物ワニスとして剥離フィルム上に塗布し、加熱下で溶剤を除去した後、Bステージ化を行うことによりシート状の接着剤として得られる。このシート状接着剤は多層基板などにおける層間絶縁層として使用することが出来る。
本発明の硬化性樹脂組成物は、加熱溶融し、低粘度化してガラス繊維、カーボン繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アルミナ繊維などの強化繊維に含浸させることによりプリプレグを得ることができる。その具体例としては、例えば、Eガラスクロス、Dガラスクロス、Sガラスクロス、Qガラスクロス、球状ガラスクロス、NEガラスクロス、及びTガラスクロス等のガラス繊維、更にガラス以外の無機物の繊維やポリパラフェニレンテレフタラミド(ケブラー(登録商標)、デュポン株式会社製)、全芳香族ポリアミド、ポリエステル;並びに、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール、ポリイミド及び炭素繊維などの有機繊維が挙げられるが、これらに特に限定されない。基材の形状としては、特に限定されないが、例えば、織布、不織布、ロービング、チョップドストランドマットなどが挙げられる。また、織布の織り方としては、平織り、ななこ織り、綾織り等が知られており、これら公知のものから目的とする用途や性能により適宜選択して使用することができる。また、織布を開繊処理したものやシランカップリング剤などで表面処理したガラス織布が好適に使用される。基材の厚さは、特に限定されないが、好ましくは0.01~0.4mm程度である。また、前記ワニスを、強化繊維に含浸させて加熱乾燥させることによりプリプレグを得ることもできる。
本実施形態の積層板は、上記プリプレグを1枚以上備える。積層板はプリプレグを1枚以上備えるものであれば特に限定されず、他のいかなる層を有していてもよい。積層板の製造方法としては、一般に公知の方法を適宜適用でき、特に限定されない。例えば、金属箔張積層板の成形時には多段プレス機、多段真空プレス機、連続成形機、オートクレーブ成形機などを用いることができ、上記プリプレグ同士を積層し、加熱加圧成形することで積層板を得ることができる。このとき、加熱する温度は、特に限定されないが、65~300℃が好ましく、120~270℃がより好ましい。また、加圧する圧力は、特に限定されないが、加圧が大きすぎると積層板の樹脂の固形分調整が難しく品質が安定せず、また、圧力が小さすぎると、気泡や積層間の密着性が悪くなってしまうため2.0~5.0MPaが好ましく、2.5~4.0MPaがより好ましい。本実施形態の積層板は、金属箔からなる層を備えることにより、後述する金属箔張積層板として好適に用いることができる。
上記プリプレグを所望の形に裁断、必要により銅箔などと積層後、積層物にプレス成形法やオートクレーブ成形法、シートワインディング成形法などで圧力をかけながら硬化性樹脂組成物を加熱硬化させることにより電気電子用積層板(プリント配線板)や、炭素繊維強化材を得ることができる。
本発明の硬化物は成型材料、接着剤、複合材料、塗料など各種用途に使用できる。本発明記載の硬化性樹脂組成物の硬化物は優れた耐熱性と誘電特性を示すため、半導体素子用封止材、液晶表示素子用封止材、有機EL素子用封止材、プリント配線基板、ビルドアップ積層板等の電気・電子部品や炭素繊維強化プラスチック、ガラス繊維強化プラスチック等の軽量高強度構造材用複合材料に好適に使用される。
次に本発明を実施例により更に具体的に説明する。以下、特に断わりのない限り、部は重量部である。尚、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
以下に実施例で用いた各種分析方法について記載する。
<重量平均分子量(Mw)>
ポリスチレン標準液を用いてポリスチレン換算により算出した。
GPC:DGU-20A3R,LC-20AD,SIL-20AHT,RID-20A,SPD-20A,CTO-20A,CBM-20A(いずれも島津製作所製)
カラム:Shodex KF-603、KF-602x2、KF-601x2)
連結溶離液:テトラヒドロフラン
流速:0.5ml/min.
カラム温度:40℃
検出:RI(示差屈折検出器)
[実施例1]
温度計、冷却管、撹拌機を取り付けたフラスコに2-ブロモエチルベンゼン(東京化成社製)37.0部、4,4’-ジクロロ-p-キシレン(東京化成社製)17.5部、ジフェニルメタン8.4部、メタンスルホン酸(東京化成社製)3.2部を仕込み、130℃で5時間反応させた。放冷後、トルエン200部で抽出し、有機層を水100部で5回洗浄した。加熱減圧下において溶剤および過剰の2-ブロモエチルベンゼンを留去することにより2-ブロモエチルベンゼン構造を有するオレフィン樹脂前駆体(BEB-1)31.9部を液状樹脂として得た(Mn:884、Mw:1327)。得られた化合物のGPCチャートを図1に示す。また、得られた化合物のH-NMRチャート(重クロロホルム)を図2に示す。H-NMRチャートの3.05-3.60ppmにブロモエチル基由来のシグナルが観測された。
Figure 0007241246000011
[実施例2]
温度計、冷却管、撹拌機を取り付けたフラスコに実施例1で得られたBEB-1(25.0部)、トルエン20部、ジメチルスルホキシド60部、4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル(東京化成社製)0.0125部、50wt%水酸化ナトリウム水溶液12.0部を加え40℃で6時間反応を行った。その後、水100部を加えて有機層を水洗し、生成塩を除去した。さらに、有機層を再び反応容器に戻し、40℃で1時間反応を行った。放冷後、トルエン100部を加え、有機層を水100部で5回洗浄し、加熱減圧下溶剤を留去することにより、スチレン構造を官能基として有する高粘調液状オレフィン樹脂(О-1)15.4部を得た(Mn:809、Mw:1363)。反応終了時のGPCチャートを図3に示す。また、得られた化合物のH-NMRデータ(重クロロホルム)を図4に示す。H-NMRチャートの5.10-5.30ppm、5.50-5.75ppm、および、6.60-6.80ppmにビニル基由来のシグナルが観測された。О-1の単核体の含有量は13.6%、О-1中に含まれる前記式(4-a)で表される化合物の含有量はGPC(RI)面積%で23.7%、α/β=0.57であった。
Figure 0007241246000012
[実施例3]
温度計、冷却管、撹拌機を取り付けたフラスコに2-ブロモエチルベンゼン(東京化成社製)37.0部、4,4’-ジクロロ-p-キシレン(東京化成社製)17.5部、ジフェニルエーテル8.5部、メタンスルホン酸(東京化成社製)3.2部を仕込み、130℃で5時間反応させた。放冷後、トルエン200部で抽出し、有機層を水100部で5回洗浄した。加熱減圧下において溶剤および過剰の2-ブロモエチルベンゼンを留去することにより2-ブロモエチルベンゼン構造を有するオレフィン樹脂前駆体(BEB-2)26.5部を半固形樹脂として得た(Mn:947、Mw:1480)。得られた化合物のGPCチャートを図5に示す。また、得られた化合物のH-NMRチャート(重クロロホルム)を図6に示す。H-NMRチャートの3.00-3.60ppmにブロモエチル基由来のシグナルが観測された。
Figure 0007241246000013
[実施例4]
温度計、冷却管、撹拌機を取り付けたフラスコに実施例3で得られたBEB-2(25.0部)、トルエン20部、ジメチルスルホキシド60部、4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-1-オキシル(東京化成社製)0.0125部、50wt%水酸化ナトリウム水溶液12.0部を加え40℃で6時間反応を行った。その後、水100部を加えて有機層を水洗し、生成塩を除去した。さらに、有機層を再び反応容器に戻し、40℃で1時間反応を行った。放冷後、トルエン100部を加え、有機層を水100部で5回洗浄し、加熱減圧下溶剤を留去することにより、スチレン構造を官能基として有する高粘調液状オレフィン樹脂(О-2)14.8部を得た(Mn:880、Mw:1541)。反応終了時のGPCチャートを図7に示す。また、得られた化合物のH-NMRデータ(重クロロホルム)を図8に示す。H-NMRチャートの5.10-5.30ppm、5.50-5.75ppm、および、6.60-6.80ppmにビニル基由来のシグナルが観測された。О-2の単核体の含有量は14.2%、О-2中に含まれる前記式(4-a)で表される化合物の含有量はGPC(RI)面積%で21.7%、α/β=0.65であった。
Figure 0007241246000014
[実施例5、6、7]
実施例2、4で得られた化合物(О-1、O-2)、SA-9000(メタクリレート末端ポリフェニレンエーテル、SABIC社製)、Ricon-100(スチレンブタジエンゴム、クレイバレー社製)、DCP(ジクミルパーオキサイド、化薬ヌーリオン社製)を表1の割合(質量部)で配合し、金属容器中で加熱溶融混合してそのまま金型に流し込み、220℃で1時間硬化させ、各種試験を行った。測定結果を表1に示す。
[比較例1]
ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂(NC-3000 日本化薬株式会社製)、フェノールノボラック型フェノール樹脂(PN(H-1) 軟化点80℃ 明和化成工業株式会社製))、硬化促進剤としてTPP(トリフェニルホスフィン 東京化成社製)を表1の割合(質量部)で配合し、金属容器中で加熱溶融混合してそのまま金型に流し込み、175℃でトランスファー成型後、160℃で2時間、180℃で6時間硬化させ、各種試験を行った。測定結果を表1に示す。
<耐熱性試験>
・ガラス転移温度:動的粘弾性試験機により測定し、tanδが最大値のときの温度。
動的粘弾性測定器:TA-instruments製DMA-2980
昇温速度:2℃/分
測定周波数:10Hz
<誘電率試験・誘電正接試験>
・(株)AET開発製の10GHz空洞共振器を用いて、空洞共振器摂動法にてテストを行った。
Figure 0007241246000015
表1より、実施例5、6は単独で硬化することが確認された。また、実施例5、6、7は従来使用されてきたエポキシ系樹脂組成物と比較して、優れた耐熱性と誘電特性を有することが確認された。
[参考例1]
温度計、冷却管、撹拌機を取り付けたフラスコに2-ブロモエチルベンゼン(東京化成社製)296部、α,α’-ジクロロ-p-キシレン(東京化成社製)70部、メタンスルホン酸(東京化成社製)18.4部を仕込み、130℃で8時間反応させた。放冷後、水酸化ナトリウム水溶液で中和し、トルエン1200部で抽出し、有機層を水100部で5回洗浄した。加熱減圧下において溶剤および過剰の2-ブロモエチルベンゼンを留去することにより2-ブロモエチルベンゼン構造を有する化合物前駆体(BEB-3)160部を液状樹脂として得た(Mn:538、Mw:649)。反応式を次段落に示す。得られた化合物のGPCチャートを図9に示す。GPCチャートの面積%より計算した繰り返し単位nは1.7であった。また、得られた化合物のH-NMRチャート(DMSО-d6)を図10に示す。H-NMRチャートの2.95-3.15ppmおよび、3.60-3.75ppmにブロモエチル基由来のシグナルが観測された。
Figure 0007241246000016
[参考例2]
温度計、冷却管、撹拌機を取り付けたフラスコに参考例1で得られたBEB-3 22部、トルエン50部、ジメチルスルホキシド150部、水15部、水酸化ナトリウム5.4部を加え40℃で5時間反応を行った。放冷後、トルエン100部を加え、有機層を水100部で5回洗浄し、加熱減圧下溶剤を留去することにより、スチレン構造を官能基として有する液状化合物(О-3)13部を得た(Mn:432、Mw:575)。反応式を次段落に示す。得られた化合物のGPCチャートを図11に示す。GPCチャートの面積%より計算した繰り返し単位nは1.7であった。また、得られた化合物のH-NMRデータ(DMSО-d6)を図12に示す。H-NMRチャートの5.10-5.30ppm、5.50-5.85ppm、および、6.60-6.80ppmにビニル基由来のシグナルが観測された。
Figure 0007241246000017
[実施例8、9、比較例2]
実施例2、4で得られたオレフィン樹脂(O-1、O-2)および、参考例2で得られたオレフィン樹脂(O-3)をそれぞれ2部量りとった。それぞれのオレフィン樹脂を福田金属銅箔製の低粗度銅箔(T-4X、厚み18μm)のマット面に塗布後、クッション紙の中央部を15cm四方くりぬいたもの(硬化後膜厚300μmとなる厚み)をスペーサーとして用い、その上から福田金属銅箔製の低粗度銅箔(T-4X、厚み18μm)のマット面が樹脂に接するように重ね合わせた。真空プレス機を用いて真空化1MPaの圧力をかけたまま220℃で1時間硬化させた。このサンプルを用いて銅箔密着性をテストした結果を表2に示す。
Figure 0007241246000018

[密着性評価の判定基準]
〇:エッチングなしでは銅箔から剥離不可能
×:エッチングなしでも銅箔から剥離可能
表2より、実施例8、9は比較例2と比較して密着性に優れていることが示された。
本発明を特定の態様を参照して詳細に説明したが、本発明の精神と範囲を離れることなく様々な変更および修正が可能であることは、当業者にとって明らかである。
なお、本願は、2021年3月4日付で出願された日本国特許出願(特願2021-034159および特願2021-034160)に基づいており、その全体が引用により援用される。また、ここに引用されるすべての参照は全体として取り込まれる。
本発明の化合物は、電気電子部品用絶縁材料(高信頼性半導体封止材料など)及び積層板(プリント配線板、BGA用基板、ビルドアップ基板など)、接着剤(導電性接着剤など)やCFRPを始めとする各種複合材料用、塗料、3Dプリンティング等の用途に有用である。

Claims (9)

  1. 下記式(1)で表される化合物。
    Figure 0007241246000019
    (式(1)中、Xは下記式(2)に記載の(a)~(h)のいずれか1種以上を表す。Xが複数ある場合、複数のXは互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。Aはメチレン基または酸素原子、Qは炭素数1~10の炭化水素基、またはハロゲン化アルキル基を表す。複数のは互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。Rは炭素数1~10の炭化水素基、またはハロゲン化アルキル基を表す。Rが複数ある場合、複数のRは互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。l、mはそれぞれ0~3の整数を表し、nは繰り返し単位であり、1≦n≦20であり、pは繰り返し単位であり、1.1≦p≦20である。)
    Figure 0007241246000020
    (*は結合位置を示す。)
  2. 前記式(1)中、Xが前記式(2)に記載の(a)である請求項に記載の化合物。
  3. 請求項1または2に記載の化合物と下記式(4-a)で表される化合物を含有する混合物。
    Figure 0007241246000021
    (式(4-a)中、sは繰り返し単位であり、1≦s≦20である。)
  4. 請求項1または2に記載の化合物、または請求項に記載の混合物を含有する硬化性樹脂組成物。
  5. さらに、ポリフェニレンエーテル、ポリブタジエンおよびこの変性物からなる群から選択される1種以上を含有する請求項に記載の硬化性樹脂組成物。
  6. 前記ポリブタジエンおよびこの変性物が、スチレンブタジエン共重合体、およびブタジエン系熱可塑性エラストマーからなる群から選択される1種以上を含有する請求項に記載の硬化性樹脂組成物。
  7. 請求項1または2に記載の化合物、請求項に記載の混合物、または請求項4から6のいずれか一項に記載の硬化性樹脂組成物を硬化して得られる硬化物。
  8. 下記式(3)で表される化合物。
    Figure 0007241246000022
    (式(3)中、Xは下記式(2)に記載の(a)~(h)のいずれか1種以上を表す。Xが複数ある場合、複数のXは互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。Zはハロゲン元素を表す。複数のZは互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。Aはメチレン基または酸素原子、Qは炭素数1~10の炭化水素基、またはハロゲン化アルキル基を表す。複数のは互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。Rは炭素数1~10の炭化水素基、またはハロゲン化アルキル基を表す。Rが複数ある場合、複数のRは互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。l、mはそれぞれ0~3の整数を表し、nは繰り返し単位であり、1≦n≦20であり、pは繰り返し単位であり、1.1≦p≦20である。)
    Figure 0007241246000023
    (*は結合位置を示す。)
  9. 請求項に記載の前記式(3)で表される化合物を塩基性触媒存在下で脱ハロゲン化水素反応させる工程を含む、請求項1または2に記載の化合物の製造方法。
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