JP7298450B2 - 樹脂組成物、樹脂組成物の硬化物、樹脂シート、プリント配線板、フレキシブル基板及び半導体装置 - Google Patents

樹脂組成物、樹脂組成物の硬化物、樹脂シート、プリント配線板、フレキシブル基板及び半導体装置 Download PDF

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Description

本発明は、樹脂組成物に関する。さらには、当該樹脂組成物の硬化物、並びに、当該樹脂組成物を用いて得られる、樹脂シート、プリント配線板、フレキシブル基板及び半導体装置に関する。
薄型かつ軽量のフレキシブル基板をプリント配線板として含む半導体装置が知られている。フレキシブル基板とは、一般に、屈曲可能な柔軟性を有するプリント配線板(FPC)をさし、場合により、プリント配線板にさらに部品が装着された回路板をさすこともある。プリント配線板には、樹脂組成物の硬化物により形成された絶縁層を含んで構成されたプリント配線板がある。プリント配線板の絶縁層が樹脂組成物の硬化物により形成されることで、薄型化及び軽量化を実現できる。
プリント配線板の絶縁層形成用の樹脂組成物として、例えば、特許文献1には、ビスマレイミド樹脂組成物が開示されている。
特開2016-074871号公報
ところで、ブタジエン骨格含有ポリマー及び無機充填材を含む樹脂組成物を用いる場合、当該樹脂組成物の硬化物の耐熱性及び耐湿性が低いことがある。ここで、ブタジエン骨格含有ポリマーとは、ブテンジイル構造、ポリブタジエン構造等を包含するブタジエン骨格を含有するポリマーをいい、フレキシブル基板の柔軟性に寄与することが期待される材料である。なお、上述した課題は、フレキシブル基板において顕著に生じるものの、フレキシブル基板に限らずリジッド基板においても生じうる。
したがって、耐熱性及び耐湿性に優れる硬化物を得ることができる樹脂組成物が求められている。
本発明の課題は、耐熱性及び耐湿性に優れる硬化物を得ることができる樹脂組成物;当該樹脂組成物の硬化物;当該樹脂組成物を含む樹脂シート;当該樹脂組成物の硬化物により形成された絶縁層を含むプリント配線板又はフレキシブル基板、及び半導体装置を提供することにある。
本発明者らは、鋭意検討した結果、(A)ブタジエン骨格含有ポリマー、(B)無機充填材及び(C)置換又は非置換のアリル基を含有するベンゾオキサジン化合物を含む樹脂組成物であって、(B)無機充填材の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、60質量%以下かつ0質量%超である、樹脂組成物で、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下の内容を含む。
[1] (A)ブタジエン骨格含有ポリマー、(B)無機充填材及び(C)置換又は非置換のアリル基を含有するベンゾオキサジン化合物を含む樹脂組成物であって、(B)無機充填材の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、60質量%以下かつ0質量%超である、樹脂組成物。
[2] (A)成分が、1つ若しくは2つ以上の芳香族基を分子中に含むブタジエン骨格含有ポリマーである、[1]に記載の樹脂組成物。
[3] 前記芳香族基の少なくとも1つが、フェノキシ構造の一部を構成する、[2]に記載の樹脂組成物。
[4] 前記フェノキシ構造が、下記式(A2-2)で表されるフェノキシ構造を含む、[3]に記載の樹脂組成物。
Figure 0007298450000001
[5] (A)成分が、1つの芳香族基が2つのブタジエン骨格の間に介在するブタジエン骨格含有ポリマーである、[2]~[4]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[6] (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、15質量%以上である、[1]~[5]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[7] (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、50質量%以下である、[1]~[6]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[8] (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、50質量%未満である、[1]~[7]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[9] (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、10質量%以上である、[1]~[8]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[10] (C)成分が、分子中にベンゾオキサジン構造を2つ以上含むベンゾオキサジン化合物である、[1]~[9]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[11] (C)成分が、分子中にアリル基を2つ以上含むベンゾオキサジン化合物である、[1]~[10]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[12] (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、0.01質量%以上である、[1]~[11]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[13] 硬化物の吸水率が0.2%未満である、[1]~[12]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[14] 絶縁層形成用である、[1]~[13]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[15] [1]~[14]のいずれかに記載の樹脂組成物の硬化物。
[16] 支持体と、該支持体上に設けられた、[1]~[14]のいずれかに記載の樹脂組成物を含む樹脂組成物層とを含む、樹脂シート。
[17] [1]~[14]のいずれかに記載の樹脂組成物の硬化物又は[15]に記載の硬化物により形成された絶縁層を含む、プリント配線板。
[18] [1]~[14]のいずれかに記載の樹脂組成物の硬化物又は[15]に記載の硬化物により形成された絶縁層を含む、フレキシブル基板。
[19] [17]に記載のプリント配線板又は[18]に記載のフレキシブル基板を含む、半導体装置。
本発明によれば、耐熱性及び耐湿性に優れる硬化物を得ることができる樹脂組成物;当該樹脂組成物の硬化物;当該樹脂組成物を含む樹脂シート;当該樹脂組成物の硬化物により形成された絶縁層を含むプリント配線板又はフレキシブル基板、及び半導体装置を提供することができる。
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)ブタジエン骨格含有ポリマー(以下、「Buポリマー」ともいう)、(B)無機充填材及び(C)置換又は非置換のアリル基を含有するベンゾオキサジン化合物を含み、(B)無機充填材の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、60質量%以下かつ0質量%超である。本発明の樹脂組成物は、硬化物の柔軟性を確保すべく(A)成分を含み、さらに、特定量の(B)成分と、(C)成分とを含むことで、耐熱性及び耐湿性に優れる硬化物を得ることができる。
樹脂組成物は、(A)成分~(C)成分に組み合わせて、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)熱硬化性樹脂(ただし、(A)成分及び(C)成分を除く。)、(E)硬化促進剤(ただし、(A)成分、(C)成分及び(D)成分を除く。)、及び(F)その他の添加剤等が挙げられる。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)ブタジエン骨格含有ポリマー(Buポリマー)>
樹脂組成物は、(A)成分としてブタジエン骨格含有ポリマーを含有する。ブタジエン骨格含有ポリマーとは、後述するブタジエン骨格(a1)を含有するポリマーをいう。(A)成分を樹脂組成物に含有させることで、柔軟性を有する硬化物ひいては当該硬化物を絶縁層として含むフレキシブル基板を得ることが期待できる。(A)成分は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(ブタジエン骨格(a1))
(A)成分は、分子中に、ブタジエン骨格(a1)を1つ以上含有する。ブタジエン骨格(a1)とは、ブテンジイル構造を含む骨格をいう。ここで、ブテンジイル構造とは、cis-2-ブテン-1,4-ジイル基、trans-2-ブテン-1,4-ジイル基、ビニルエチレン基(すなわち、3-ブテン-1,2-ジイル基)、及びこれらの基に含まれる水素原子が他の原子又は原子団で置換された基の総称である。ブタジエン骨格(a1)に含まれるブテンジイル構造の数は、1つであってもよいし、複数であってもよい。より柔軟性に優れる硬化物を得る観点から、ブタジエン骨格(a1)に含まれるブテンジイル構造の数が複数であることが好ましく、ブタジエン骨格(a1)が、1種又は2種以上のブテンジイル構造が互いに結合したポリブタジエン構造(以下、「PBu構造」ともいう)を含むことがより好ましい。ただし、ポリブタジエン構造における一部のブテンジイル構造に含まれる二重結合が水素化されていてもよい。
ブテンジイル構造の例は、下記式(A1-1)、下記式(A1-2)又は下記式(A1-3)で表される構造である。
Figure 0007298450000002
Figure 0007298450000003
Figure 0007298450000004
上記式(A1-1)、式(A1-2)及び式(A1-3)中、基X、X、Xを構成し得るハロゲン原子の具体例としては、塩素原子、フッ素原子等が挙げられる。上記式(A1-1)、式(A1-2)及び式(A1-3)中、基X、X、Xは、誘電特性に優れる硬化物を得る観点から、水素原子であることが好ましい。
ブタジエン骨格(a1)は、上記式(A1-1)、式(A1-2)及び式(A1-3)で表される構造のうち、二重結合部位の、他の分子又は他の樹脂との反応を抑制する観点から、上記式(A1-1)で表される構造又は上記式(A1-2)で表される構造を含むことが好ましく、これにより、硬化物に期待される柔軟性を維持することができる。
ポリブタジエン構造(PBu構造)は、下記式(A1)で表されるポリブタジエン構造が好ましい。ただし、下記式(A1)に示すポリブタジエン構造は、上記式(A1-1)で表される構造又は上記式(A1-2)で表される構造を少なくとも含む。下記式(A1)に示すポリブタジエン構造は、上記式(A1-1)で表される構造及び上記式(A1-2)で表される構造の双方を含んでいてもよい。
Figure 0007298450000005
(芳香族基(a2))
(A)成分は、分子中に、上述したブタジエン骨格(a1)と、1つ若しくは2つ以上の芳香族基(a2)とを含むBuポリマーであることが好ましい。芳香族基(a2)は、好ましくは、2価又は3価の芳香族基である。(A)成分が、分子中においてブタジエン骨格(a1)に近接して芳香族基(a2)を含んでいることにより、耐熱性に優れる硬化物を得ることができる。(A)成分に含まれる芳香族基(a2)の数が複数であることにより、より耐熱性に優れる硬化物を得ることができる。(A)成分の1分子中に含まれる複数の芳香族基(a2)は、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。
芳香族基(a2)の例は、下記式(A2-1)で表される構造を有する2価又は3価の基である。
Figure 0007298450000006
上記式(A2-1)中、結合手でないA~Aを構成し得るハロゲン原子の具体例としては、塩素原子、フッ素原子等が挙げられる。結合手でないA~Aを構成し得る直鎖状のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基等が挙げられ、このうち、メチル基が好ましい。
上記式(A2-1)におけるA~Aの直鎖状のアルキル基が有していてもよい置換基としては、例えば、置換又は非置換の炭素原子数1~20の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素原子数6~15のアリール基、ハロゲン原子、スルホ基、シアノ基、ニトロ基、メルカプト基、ヒドロキシ基が挙げられる。また、直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素原子数6~15のアリール基に含まれる少なくとも1つの炭素原子が、-O-、-S-、-SO-、-NH-、-CO-、-CONH-、-NHCO-、-CO-O-、及び-O-CO-から選ばれるヘテロ原子含有基で置換されていてもよい。置換基を構成し得る直鎖状のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基などが挙げられる。置換基を構成し得る分岐状のアルキル基の具体例としては、イソブチル基などが挙げられる。置換基を構成し得る環状のアルキル基の具体例としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。アリール基の具体例としては、フェニル基、ナフチル基などが挙げられる。
芳香族基(a2)の第1の例は、A~Aのうち2つが結合手(すなわち2価の基)であり、結合手ではないA~Aがいずれも水素原子である。芳香族基(a2)の第2の例は、A~Aのうち2つが結合手であり、結合手ではないA~Aうち、少なくとも1つがメチル基である。芳香族基(a2)の第3の例は、A~Aのうち3つが結合手(すなわち3価の基)であり、結合手ではないA~Aがいずれも水素原子である。
芳香族基(a2)における複数の結合手のうち、少なくとも1つの結合手が酸素原子と結合することが好ましい。すなわち、芳香族基(a2)が、後述するフェノキシ構造(a2-1)の一部を構成することが好ましい。一実施形態では、芳香族基(a2)が、後述するフェノキシ構造(a2-1)の一部を構成する。
フェノキシ構造(a2-1)とは、置換又は非置換のフェノールが有する炭素原子又は酸素原子に結合する水素のうち2つの水素原子を除いた2価の基をいう。
好ましくは、フェノキシ構造(a2-1)は、下記式(A2-2)で表される2価のフェノキシ構造を含む。フェノキシ構造は、剛直な構造であるため、耐熱性に優れる硬化物を得ることができる。
Figure 0007298450000007
上記式(A2-2)中、結合手でないAa1~Aa6を構成し得るハロゲン原子の具体例としては、塩素原子、フッ素原子等が挙げられる。結合手でないAa1~Aa6を構成し得る直鎖状のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基等が挙げられる。結合手でないAa1~Aa6は、誘電特性に優れる硬化物を得る観点から、水素原子又はメチル基であることが好ましい。
上記式(A2-2)におけるAa1~Aa6の直鎖状のアルキル基が有していてもよい置換基としては、例えば、置換又は非置換の炭素原子数1~20の直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素原子数6~15のアリール基、ハロゲン原子、スルホ基、シアノ基、ニトロ基、メルカプト基、ヒドロキシ基が挙げられる。また、直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素原子数6~15のアリール基に含まれる少なくとも1つの炭素原子が、-O-、-S-、-SO-、-NH-、-CO-、-CONH-、-NHCO-、-CO-O-、及び-O-CO-から選ばれるヘテロ原子含有基で置換されていてもよい。置換基を構成し得る直鎖状のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基などが挙げられる。置換基を構成し得る分岐状のアルキル基の具体例としては、イソブチル基などが挙げられる。置換基を構成し得る環状のアルキル基の具体例としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。アリール基の具体例としては、フェニル基、ナフチル基などが挙げられる。
フェノキシ構造(a2-1)の第1の例では、上記式(A2-2)中、Aa1が水素原子であり、かつ、結合手でないAa2~Aa6のうち、少なくとも1つがメチル基である。フェノキシ構造(a2-1)の第2の例では、上記式(A2-2)中、Aa1が結合手であり、かつ、結合手でないAa2~Aa6のうち、少なくとも1つがメチル基である。フェノキシ構造(a2-1)の第3の例では、上記式(A2-2)中、結合手でないAa1~Aa6がいずれも水素原子である。
一実施形態では、フェノキシ構造(a2-1)は、下記式(A2-3)で表されるフェノキシ構造を含む。
Figure 0007298450000008
上記式(A2-3)中、結合手でないAb3~Ab6は、それぞれ独立して、上記式(A2-2)中の結合手でないAa1~Aa6と同じである。Ab3~Ab6のうち、少なくとも1つがメチル基であることが好ましい。
(A)成分は、上述したフェノキシ構造(a2-1)を複数有するBuポリマーであることが好ましい。(A)成分の1分子中に含まれる複数のフェノキシ構造(a2-1)は、互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。より好ましくは、(A)成分は、同種又は異種のフェノキシ構造(a2-1)が互いに結合したポリフェノキシ構造(以下、「PPO構造」ともいう)を含む。(A)成分の1分子中に含まれるフェノキシ構造(a2-1)の数が複数であることにより、より耐熱性に優れる硬化物を得ることができる。
ポリフェノキシ構造(PPO構造)は、(a2-a)ポリ(フェニレンエーテル)骨格(以下、「PPE骨格」ともいう)、(a2-b)クレゾールノボラック骨格、及び、(a2-c)フェノールノボラック骨格からなる群から選択された少なくとも1種の骨格を含むことが好ましい。耐湿性により優れる硬化物を得る観点からは、ポリフェノキシ構造(PPO構造)は、PPE骨格を含むことがより好ましい。これは、PPE骨格は、フェノールノボラック骨格及びクレゾールノボラック骨格に比べて極性が低い傾向にあるため、得られた硬化物においても水分との親和性が低く、その結果、耐湿性に優れる硬化物を得られるからであると考えられる。
PPE骨格(a2-a)は、下記式(A2-4)で表される構造を繰り返し単位として含む骨格である。BuポリマーにおけるPPE骨格の分子当たりの平均数は、後述する重量平均分子量の範囲又は数平均分子量の範囲を満たすように調整されることが好ましい。
Figure 0007298450000009
上記式(A2-4)において、Ac4が第2の結合手であること、すなわち、PPE骨格がポリ(p-フェニレンエーテル)骨格(以下、「p-PPE骨格」ともいう)を含むことが好ましい。p-PPE骨格は、上記式(A2-4)で表される構造のうち、下記式(A2-4a)で表される2,6-ジメチル-1,4-フェニレンオキシド構造を含むp-PPE骨格であることが好ましい。
Figure 0007298450000010
p-PPE骨格は、好ましくは、以下式(1)、式(2)、式(3)又は式(4)で表されるp-PPE骨格を含む。式(2)、式(3)及び式(4)に示されるように、複数のPPE骨格が互いに連結基を介して結合されていてもよい。
Figure 0007298450000011
Figure 0007298450000012
Figure 0007298450000013
Figure 0007298450000014
クレゾールノボラック骨格(a2-b)は、下記式(A2-5)で表される構造を含む。光重合性ポリマーにおけるクレゾールノボラック骨格の分子当たりの平均数は、後述する重量平均分子量の範囲又は数平均分子量の範囲を満たすように調整されることが好ましい。
Figure 0007298450000015
上記式(A2-5)におけるRd1及びRd2における直鎖状のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基などが挙げられる。Rd1及びRd2におけるアリール基としては、フェニル基、ベンジル基、トリル基、ナフチル基などが挙げられる。Ad2、Ad3、Rd1及びRd2における直鎖状のアルキル基及びアリール基が有していてもよい置換基は、前述の基Ab3~Ab6における直鎖状のアルキル基及びアリール基が有していてもよい置換基と同じである。
上記式(A2-5)中、Rd1及びRd2は、樹脂ワニスを調製するときの溶解度を高める観点から、いずれも、水素原子であることが好ましい。Rd1及びRd2を構成し得る直鎖状のアルキル基の炭素原子数は、好ましくは、好ましくは1~3、より好ましくは1~2、特に好ましくは1である。
フェノールノボラック骨格(a2-c)は、下記式(A2-6)で表される構造を含む。Buポリマーにおけるフェノールノボラック骨格の分子当たりの平均数は、後述する重量平均分子量の範囲又は数平均分子量の範囲を満たすように調整されることが好ましい。
Figure 0007298450000016
上記式(A2-6)におけるRe1及びRe2における直鎖状のアルキル基としては、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基などが挙げられる。Re1及びRe2におけるアリール基としては、フェニル基、ナフチル基などが挙げられる。Ae2~Ae4、Re1及びRe2における直鎖状のアルキル基及びアリール基が有していてもよい置換基は、前述の基Ab3~Ab6における直鎖状のアルキル基及びアリール基が有していてもよい置換基と同じである。
上記式(A2-6)中、Re1及びRe2は、樹脂ワニスを調製するときの溶解度を高める観点から、いずれも、水素原子であることが好ましい。Re1及びRe2を構成し得る直鎖状のアルキル基の炭素原子数は、好ましくは、好ましくは1~3、より好ましくは1~2、特に好ましくは1である。
(A)成分は、1つの芳香族基(a2)が2つのブタジエン骨格(a1)の間に介在するブタジエン骨格含有ポリマーであることが好ましい。1つの芳香族基(a2)が2つのブタジエン骨格(a1)の間に介在することにより、耐熱性により優れる硬化物を得ることができる。これは、ブタジエン骨格(a1)に比べて耐熱性が高い芳香族基(a2)がブタジエン骨格(a1)の近傍に存在するためであると考えられる。斯かる観点から、芳香族基(a2)が上述したフェノキシ構造(a2-1)の一部を構成することが好ましく、フェノキシ構造(a2-1)がポリフェノキシ構造(PPO構造)を含むことがより好ましい。
一実施形態では、Buポリマーは、ポリブタジエン構造(PBu構造)を含む第1のブロックと、PPO構造を含む第2のブロックとのブロック共重合体である。このようなブロック共重合は、例えば、第1のブロックに相当する第1のモノマー(例えば、日本曹達社製「G3000」、サビック社製「SA90」)と、第2のブロックに相当する第2のモノマーとを重合して製造することができる。
また、(A)成分は、ブタジエン骨格(a1)と芳香族基(a2)との間に、ウレタン結合、エステル結合(ただし、ウレタン結合に含まれるエステル結合を除く。)、アミド結合及び後述するイミド構造から選択された1種以上の連結基が介在するBuポリマーであることが好ましい。連結基によって分子構造(例えば、ブタジエン骨格(a1)を含むブロックの鎖長、芳香族基(a2)を含むブロックの鎖長)を制御することにより、耐熱性により優れる硬化物を得ることができる。ある実施形態では、Buポリマーは、PBu構造とPPO構造とを含有するクレゾールノボラック樹脂、フェノールノボラック樹脂、又は、ポリ(フェニレンエーテル)樹脂であり、別の実施形態では、Buポリマーは、PBu構造とイミド構造とを含有するポリイミド樹脂である。イミド構造とは、1級アミン又はアンモニアにカルボニル基が2つ結合した構造であって、2つのカルボニル末端が結合手である2価の構造をいう。イミド構造は、耐熱性に優れる硬化物を得る観点から、芳香族基とともに共役系を形成していることが好ましい。イミド構造は極性基を含むために一般には耐湿性を低くする傾向にあるものの、本発明によれば、イミド構造を含有するBuポリマーを含む樹脂組成物であっても、耐湿性及び耐熱性に優れる硬化物を得ることが可能である。
PBu構造とPPE構造とを含有するポリ(フェニレンエーテル)樹脂としては、市販品を用いることができ、例えば、日本化薬社製「BX-360」、「BX-660」、「BX-660M」、「BX-660T」を用いることができる。PBu構造とイミド構造とを含有するポリイミド樹脂としては、例えば、後述する合成例1で合成可能なBuポリマーa又はその誘導体を挙げることができる。PBu構造とPPO構造とを含有するクレゾールノボラック樹脂としては、例えば、後述する合成例2で合成可能なBuポリマーb又はその誘導体を挙げることができる。
ブタジエン骨格(a1)と芳香族基(a2)との間に介在しうるウレタン結合は、連結基の一部であってもよい。連結基は、例えば、2価の連結基である。そのような2価の連結基としては、ジイソシアネート由来の基(例えば、トルエンジイソシアネート由来の基(すなわち、-O(C=O)NH-ph(CH)-NH(C=O)O-で表される基)、ジフェニルメタンジイソシアネート由来の基(すなわち、-O(C=O)NH-ph-CH-ph-NH(C=O)O-で表される基)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)由来の基(すなわち、-O(C=O)NH-Ch(CH-CH-NH(C=O)O-で表される基))を挙げることができる。ブタジエン骨格(a1)と芳香族基(a2)との間に介在しうるエステル結合は、連結基の一部であってもよい。連結基は、例えば、2価の連結基である。そのような連結基としては、ジカルボン酸由来の基(例えば、テレフタル酸由来の基、イソフタル酸由来の基(すなわち、-O(C=O)-ph-(C=O)O-で表される基))であることが好ましい。ただし、上記式中、「ph」はベンゼン環を、「Ch」はシクロヘキサン環を意味する。また、上記式中、窒素原子に結合する水素は任意の置換基で置換されていてもよい。
また、(A)成分は、ビニル基を含む1価の基(ただし、3-ブテン-1,2-ジイル基を含む1価の基を除く)を1つ以上含むことが好ましい。上記ビニル基を含む1価の基の例は、(メタ)アクリロイル基及び(メタ)アクリロイルオキシ基である。ここで、(メタ)アクリロイル基とは、アクリロイル基、メタクリロイル基及びその組み合わせを包含する。また、(メタ)アクリロイルオキシ基とは、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基及びその組み合わせを包含する。
ビニル基は、ブタジエン骨格に含まれる二重結合の他に架橋点を形成可能な基として存在することになるので、これにより、架橋点を増大させることができる。上記ビニル基を含む1価の基は、好ましくは、(A)成分を構成する分子の末端基として存在し、より好ましくは、Buポリマーの分子が有する両末端のうち、少なくとも一方の末端基として存在する。
上述した(A)成分は、例えば、ブタジエン骨格(a1)を含む前駆体となる第1の樹脂(第1のブロックに相当する第1のモノマー、例えば、日本曹達社製「G3000」(数平均分子量:3000)又はサビック社製「SA90」)と、芳香族基(a2)を含む前駆体となる第2の樹脂(第2のブロックに相当する第2のモノマー)とをブロック重合させることによって合成することができる。
(A)成分の数平均分子量(Mn)は、本発明の所期の効果をより顕著に奏する硬化物を得る観点から、好ましくは4000以上、より好ましくは4500以上、特に好ましくは5000以上であり、好ましくは100000以下、より好ましくは90000以下、特に好ましくは80000以下である。
(A)成分の重量平均分子量(Mw)は、本発明の所期の効果をより顕著に奏する硬化物を得る観点から、好ましくは4000以上、より好ましくは10000以上、特に好ましくは20000以上であり、好ましくは120000以下、より好ましくは110000以下、特に好ましくは105000以下である。(A)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。
(A)成分の重量平均分子量の数平均分子量に対する比の値(Mw/Mn)は、本発明の所期の効果をより顕著に奏する硬化物を得る観点から、1~30の間にあることが好ましい。(A)成分の重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)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。
(A)成分のブタジエン骨格の含有割合(百分率)は、柔軟性を有する硬化物を得る観点から、30質量%以上又は40質量%以上であることが好ましく、より好ましくは、柔軟性に優れる硬化物を得る観点から、50質量%以上、60質量%以上又は65質量%以上とし得る。耐熱性及び耐湿性に優れる硬化物を得る観点から、(A)成分のブタジエン骨格の含有割合(百分率)は、例えば、98質量%以下、95質量%以下、90質量%未満又は85質量%以下とし得る。ここで、ブタジエン骨格の含有割合(百分率)は、(A)成分を合成するために用いた各材料の仕込み量(質量部)の割合から算出することができ、これに代えて、(A)成分の分子構造を特定し、ブタジエン骨格部位の式量の分子量に対する割合として算出してもよい。(A)成分が複数種類存在する場合には、各成分のブタジエン骨格の含有割合(百分率)の当該成分の質量割合に応じた平均値が前記の範囲内となることが好ましい。
(A)成分の含有量は、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、柔軟性を有する硬化物を得る観点から、0質量%超であり、好ましくは、0.1質量%以上、1質量%以上、2質量%以上、3質量%以上、5質量%以上、9質量%以上又は10質量%以上とし得る。柔軟性に優れる硬化物を得る観点から、(A)成分の含有量は、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、好ましくは、15質量%以上、16質量%以上、17質量%以上、18質量%以上、19質量%以上又は20質量%以上である。耐熱性及び耐湿性に優れる硬化物を得る観点から、(A)成分の含有量は、後述する(B)成分との相対的な割合に応じて決定されることが好ましく、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、例えば、50質量%以下、50質量%未満、49質量%以下、45質量%以下、43質量%以下又は40質量%以下とし得る。
<(B)無機充填材>
樹脂組成物は、(B)成分として無機充填材を含有する。この(B)成分が、(A)成分を含む樹脂組成物に含有していることで、(A)成分によって期待される硬化物の柔軟性を大きく損なうことなく、耐熱性及び耐湿性に優れる硬化物を得ることができる。(B)成分は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
無機充填材の材料としては、無機化合物を用いる。無機充填材の材料の例としては、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、球状シリカが好ましい。(B)無機充填材は、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。
(B)成分の市販品としては、例えば、デンカ社製の「UFP-30」;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」;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」;アドマテックス社製の「SC2500SQ」、「SO-C4」、「SO-C2」、「SO-C1」;などが挙げられる。
(B)成分は、耐湿性及び分散性を高める観点から、表面処理剤で処理されていることが好ましい。表面処理剤としては、例えば、アミン系カップリング剤、(メタ)アクリル系カップリング剤、ビニル系カップリング剤が挙げられ、このうち、アミン系カップリング剤、(メタ)アクリル系カップリング剤を用いることが耐環境試験性(耐HAST性)に優れる硬化物が得られる点で好ましい。ここで、アミン系カップリング剤とは、アミノ基を有するカップリング剤をいう。(メタ)アクリル系カップリング剤とは、メタクリロイルオキシ基又はアクリロイルオキシ基を有するカップリング剤をいう。ビニル系カップリング剤とは、ビニル基を有するカップリング剤であって(メタ)アクリル系カップリング剤に属さないカップリング剤をいう。上述したアミン系カップリング剤、(メタ)アクリル系カップリング剤及びビニル系カップリング剤の各々は、シラン系カップリング剤、アルコキシシラン、オルガノシラザン化合物、チタネート系カップリング剤等が挙げられ、シラン系カップリング剤のいずれに属していてもよい。シラン系カップリング剤としては、例えば、フッ素含有シランカップリング剤、エポキシシラン系カップリング剤、メルカプトシラン系カップリング剤を挙げることができる。中でも、本発明の効果を顕著に得る観点から、シランカップリング剤が好ましく、シランカップリング剤に属するアミン系カップリング剤及びシランカップリング剤に属する(メタ)アクリル系カップリング剤がより好ましい。また、表面処理剤は、1種類単独で用いてもよく、2種類以上を任意に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「KBM1003」(ビニルトリエトキシシラン)、信越化学工業社製「KBM503」(3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン)、信越化学工業社製「KBM403」(3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)、信越化学工業社製「KBM803」(3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン)、信越化学工業社製「KBE903」(3-アミノプロピルトリエトキシシラン)、信越化学工業社製「KBM573」(N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン)、信越化学工業社製「SZ-31」(ヘキサメチルジシラザン)、信越化学工業社製「KBM103」(フェニルトリメトキシシラン)、信越化学工業社製「KBM-4803」(長鎖エポキシ型シランカップリング剤)、信越化学工業社製「KBM-7103」(3,3,3-トリフルオロプロピルトリメトキシシラン)等が挙げられる。中でも、(メタ)アクリロキシ系カップリング剤に属する「KBM503」並びにアミン系カップリング剤に属する「KBM573」及び「KBE903」から選択される1種以上を用いることが好ましく、「KBM503」及び「KBM573」の少なくとも1種を用いることがより好ましい。
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質量部は、0.2質量部~5質量部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質量部~3質量部で表面処理されていることが好ましく、0.3質量部~2質量部で表面処理されていることが好ましい。
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以上が更に好ましい。一方、樹脂ワニスの溶融粘度及びシート形態での溶融粘度の上昇を抑制する観点から、1mg/m以下が好ましく、0.8mg/m以下がより好ましく、0.5mg/m以下が更に好ましい。
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。
(B)成分の比表面積としては、好ましくは1m/g以上、より好ましくは2m/g以上、特に好ましくは3m/g以上である。上限に特段の制限は無いが、好ましくは60m/g以下、50m/g以下又は40m/g以下である。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。
(B)成分の平均粒径は、本発明の所期の効果を顕著に得る観点から、好ましくは0.01μm以上、より好ましくは0.05μm以上、特に好ましくは0.1μm以上であり、好ましくは5μm以下、より好ましくは2μm以下、さらに好ましくは1μm以下である。
(B)成分の平均粒径は、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(B)成分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できる。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。
(B)成分の含有量は、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、耐熱性及び耐湿性に優れる硬化物を得る観点から、0質量%超であり、例えば、0.1質量%以上、1質量%以上、2質量%以上、3質量%以上、4質量%以上、5質量%以上、6質量%以上、7質量%以上、8質量%以上、9質量%以上又は10質量%以上とし得る。(B)成分の含有量は、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、耐熱性及び耐湿性に優れる硬化物を得る観点から、60質量%以下、55質量%以下、50質量%以下、50質量%未満、45質量%以下、41質量%以下又は40質量%以下とし得る。柔軟性に優れる硬化物を得る観点から、(B)成分の含有量は、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、50質量%未満、45質量%以下、43質量%以下、41質量%以下又は40質量%以下とし得る。
樹脂組成物における(B)成分の量(質量部)の(A)成分の量(質量部)に対する質量比(質量%)(以下、「B/A比率」ともいう)は、(A)成分によって奏される硬化物の柔軟性を大きく損なわない範囲で耐熱性及び耐湿性に優れる硬化物を得る観点から決定されることが好ましく、例えば、50質量%以上、75質量%以上又は100質量%以上とし得る。ここで、B/A比率とは、(A)成分の含有量を100質量%とした場合の(B)成分の含有量の割合(百分率)を意味する。柔軟性及び耐熱性及び耐湿性に優れる硬化物を得る観点から、B/A比率は、250質量%以下、200質量%以下又は175質量%以下とし得る。
(B)成分の量(質量部)の、(A)成分量(質量部)及び後述する(C)成分の量(質量部)の合計に対する質量比(質量%)(以下、「B/(A+C)比率」ともいう)は、(A)成分によって奏される硬化物の柔軟性を大きく損なわない範囲で耐熱性及び耐湿性に優れる硬化物を得る観点から決定されることが好ましく、例えば、15質量%以上、20質量%以上又は25質量%以上とし得る。ここで、B/(A+C)比率とは、(A)成分の含有量及び(C)成分の含有量の合計を100質量%とした場合の(B)成分の含有量の割合(百分率)を意味する。柔軟性及び耐熱性及び耐湿性に優れる硬化物を得る観点から、B/(A+C)比率は、70質量%以下、65質量%以下又は60質量%以下とし得る。
<(C)置換又は非置換のアリル基を含有するベンゾオキサジン化合物>
樹脂組成物は、(C)成分として置換又は非置換のアリル基を含有するベンゾオキサジン化合物(以下、「アリル基含有ベンゾオキサジン化合物」ともいう)を含む。ベンゾオキサジン化合物とは、後記のベンゾオキサジン構造を有する化合物をいう。(C)成分が(A)成分及び(B)成分を含む樹脂組成物に含有されていることで、(A)成分によって期待される硬化物の柔軟性を大きく損なうことなく、耐熱性及び耐湿性により優れる硬化物を得ることが可能となる。これは、(C)成分が、アリル基の反応性及びベンゾオキサジン構造の反応性によって樹脂組成物を熱硬化させる硬化剤として機能することにより、硬化物中で架橋構造(マトリックス)が形成され、その結果、(A)成分及び(B)成分に耐熱性に劣る部位(例えば、ブタジエン骨格(a1))及び親水性又は吸湿性の部位(極性基、イミド構造、シリカ表面の親水性基)が含まれていても、(A)成分及び(B)成分が架橋構造内に取り込まれることで、全体として疎水性でかつ耐熱性に優れる硬化体が形成され、かつ、硬化物の耐熱性は、(A)成分及び(B)成分に含まれる耐熱性に優れる部位(例えば芳香族基(b1)及び無機充填材粒子そのもの)によって相乗的に高められたからであると考えられる。ここで、(A)成分が分子末端にビニル基を有する場合、(C)成分と反応して架橋構造を形成し得る。また、本発明によれば、(B)成分及び(C)成分を組み合わせて用いることで、分子中に耐熱性に劣る部位(例えばブタジエン骨格)を有する成分(例えば(A)成分)を含有する樹脂組成物について、その硬化物の耐熱性及び耐湿性の双方を高めることも可能となる。
(C)成分は、ベンゾオキサジン構造を少なくとも1つ分子中に含有する。ベンゾオキサジン構造は、ベンゾオキサジン構造の開環反応を過度に阻害しない限り、任意の置換基で置換されていてもよい。また、ベンゾオキサジン構造に含まれる二重結合の一部は水素化されていてもよい。ベンゾオキサジン構造には、例えば1,2-ベンゾオキサジン構造、1,3-ベンゾオキサジン構造があり、このうち、本発明の所期の効果を得る観点から、下記式(c1)に示す3,4-ジヒドロ-2H-1,3-ベンゾオキサジン構造が好ましい。
Figure 0007298450000017
(C)成分における1分子当たりのベンゾオキサジン構造の数は、1個以上であり、耐熱性及び耐湿性に優れる硬化物を得る観点から、好ましくは2個以上であり、上限は限定されるものではないが、10個以下、6個以下、4個以下、又は3個以下とし得る。
また、(C)成分は、置換又は非置換のアリル基を少なくとも1つ分子中に含有する。非置換のアリル基は、2-プロペニル基である。アリル基は、その反応性が過度に阻害されない限り、任意の置換基を有することができる。置換のアリル基の例は、2-メチルアリル基である。(C)成分における1分子当たりのアリル基の数は、耐熱性及び耐湿性に優れる硬化物を得る観点から、(C)成分における1分子当たりのベンゾオキサジン構造の数と同じかそれ以上が好ましく、好ましくは2個以上、より好ましくは4個以上、上限は限定されるものではないが、20個以下、12個以下、8個以下、又は6個以下とし得る。
(C)成分において、アリル基は、本発明の所期の効果を顕著に得る観点から、ベンゾオキサジン構造を構成する窒素原子及びベンゾオキサジン構造を構成する炭素原子のいずれかと結合していることが好ましく、ベンゾオキサジン構造を構成する炭素原子と結合していることがより好ましい。
(C)成分の第1の例は、下記式(C1-1)で表される第1のアリル基含有ベンゾオキサジン化合物である。
Figure 0007298450000018
22が表すq価の基は、置換又は非置換のアリル基、q価の芳香族炭化水素基、q価の脂肪族炭化水素基、酸素原子、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるq価の基が好ましい。q価の芳香族炭化水素基及びq価の脂肪族炭化水素基が有する水素原子のうちの少なくとも1個がハロゲン原子で置換されていてもよい。R22が置換又は非置換のアリル基である場合、q=1であり、この場合、p1及びp2の双方が0であってもよい。R22が置換又は非置換のアリル基を有する場合、当該アリル基はq価の芳香族炭化水素基及びq価の脂肪族炭化水素基のいずれかの置換基であってもよい。例えばqが2の場合、R22は、アリーレン基、アルキレン基、酸素原子、又はこれら2種以上の2価の基の組み合わせからなる基であることが好ましく、アリーレン基又は2種以上の2価の基の組み合わせからなる基であることがより好ましく、2種以上の2価の基の組み合わせからなる基であることがさらに好ましい。
22におけるアリーレン基としては、炭素原子数6~20のアリーレン基が好ましく、炭素原子数6~15のアリーレン基がより好ましく、炭素原子数6~12のアリーレン基がさらに好ましい。アリーレン基の具体例としては、フェニレン基、ナフチレン基、アントラセニレン基、ビフェニレン基等が挙げられ、フェニレン基が好ましい。
22におけるアルキレン基としては、炭素原子数1~10のアルキレン基が好ましく、炭素原子数1~6のアルキレン基がより好ましく、炭素原子数1~3のアルキレン基がさらに好ましい。アルキレン基の具体例としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基などが挙げられ、メチレン基が好ましい。
22における2種以上の2価の基の組み合わせからなる基としては、例えば、1以上のアリーレン基と1以上の酸素原子とが結合した基;例えば、アリーレン-アルキレン-アリーレン構造を有する基等の1以上のアリーレン基と1以上のアルキレン基とが結合した基;1以上のアルキレン基と1以上の酸素原子とが結合した基;1以上のアリーレン基と1以上のアルキレン基と1以上の酸素原子とが結合した基等が挙げられ、1以上のアリーレン基と1以上の酸素原子とが結合した基、1以上のアリーレン基と1以上のアルキレン基とが結合した基が好ましい。
qは1~10の整数を表し、1~4の整数を表すことが好ましく、1~3の整数を表すことがより好ましく、1又は2を表すことがさらに好ましい。
p1はそれぞれ独立に0~4の整数を表し、0~2の整数を表すことが好ましく、0又は1を表すことがより好ましく、1がさらに好ましい。p2はそれぞれ独立に0~2の整数を表し、0又は1を表し、0が好ましい。
一般式(C1-1)で表されるベンゾオキサジン化合物は、本発明の所期の効果を得る観点から、下記一般式(C1-1a)で表されるアリルキ含有ベンゾオキサジン化合物であることが好ましい。
Figure 0007298450000019
一般式(C1-1a)で表されるアリルキ含有ベンゾオキサジン化合物は、式(C1-1b)で表されるベンゾオキサジン化合物であることが好ましい。
Figure 0007298450000020
第1のアリル基含有ベンゾオキサジン化合物は、市販品を用いることができる。市販品としては、例えば、四国化成工業社製「ALP-d」(上記式(C1-1a)の構造を有するアリル基含有のP-d型ベンゾオキサジン化合物)等が挙げられる。また、第1のアリル基含有ベンゾオキサジン化合物は、特開2016-074871号公報に開示されたベンゾオキサジン化合物又はその誘導体を用いることができる。なお、第1のアリル基含有ベンゾオキサジン化合物は、特開2016-074871号公報に記載の方法にしたがって製造することができる。
(C)成分の第2の例は、下記式(C2-1)で表される第2のアリル基含有ベンゾオキサジン化合物である。
Figure 0007298450000021
20a、R21a及びR22aのうち少なくとも1つが置換又は非置換のアリル基であることが好ましく、R20a、R21a及びR22aの全てが置換又は非置換のアリル基ではない場合、R22’が置換又は非置換のアリル基を少なくとも1つ有する。
22’が表すq’価の基は、q’価の芳香族炭化水素基、q’価の脂肪族炭化水素基、酸素原子、硫黄原子、スルホニル基、カルボニル基、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるq’価の基が好ましい。q’価の芳香族炭化水素基及びq’価の脂肪族炭化水素基が有する水素原子の少なくとも1個がハロゲン原子又は置換又は非置換のアリル基で置換されていてもよい。例えばq’が2の場合、R22’は、アリーレン基、アルキレン基、酸素原子、硫黄原子、スルホニル基、カルボニル基、及びこれら2種以上の2価の基の組み合わせからなる群から選択される基であることが好ましい。
22’におけるアリーレン基としては、炭素原子数6~20のアリーレン基が好ましく、炭素原子数6~15のアリーレン基がより好ましく、炭素原子数6~12のアリーレン基がさらに好ましい。アリーレン基の具体例としては、フェニレン基、ナフチレン基、アントラセニレン基、ビフェニレン基等が挙げられ、フェニレン基が好ましい。
22’におけるアルキレン基としては、炭素原子数1~10のアルキレン基が好ましく、炭素原子数1~6のアルキレン基がより好ましく、炭素原子数1~3のアルキレン基がさらに好ましい。アルキレン基の具体例としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基などが挙げられ、メチレン基が好ましい。
22’における2種以上の2価の基の組み合わせからなる基としては、例えば、1以上のアリーレン基と1以上の酸素原子とが結合した基;例えば、アリーレン-アルキレン-アリーレン構造を有する基等の1以上のアリーレン基と1以上のアルキレン基とが結合した基;1以上のアルキレン基と1以上の酸素原子とが結合した基;1以上のアリーレン基と1以上のアルキレン基と1以上の酸素原子とが結合した基等が挙げられ、1以上のアリーレン基と1以上の酸素原子とが結合した基、1以上のアリーレン基と1以上のアルキレン基とが結合した基が好ましい。
q’は1~10の整数を表し、1~4の整数を表すことが好ましく、1~3の整数を表すことがより好ましく、1又は2を表すことがさらに好ましい。q’が2以上の整数である場合、R22’に結合するq’個のベンゾオキサジン構造及びその置換基は互いに同一であっても異なっていてもよい。
p1aはそれぞれ独立に0~4の整数を表し、0~2の整数を表すことが好ましく、0又は1を表すことがより好ましく、1がさらに好ましい。p2aはそれぞれ独立に0~2の整数を表し、0又は1を表し、0が好ましい。ただし、R22’に結合する各ベンゾオキサジン構造に関しp1aとp2aの和の最大値は5である。
第2のアリル基含有ベンゾオキサジン化合物は、特開2016-074871号公報に開示されたベンゾオキサジン化合物又はその誘導体を用いることができる。なお、第2のアリル基含有ベンゾオキサジン化合物は、特開2016-074871号公報に記載の方法にしたがって製造することができる。
(C)成分の第3の例は、上述した第1のアリル基含有ベンゾオキサジン化合物及び第2のアリル基含有ベンゾオキサジン化合物に属さない第3のアリル基含有ベンゾオキサジン化合物である。第3のアリル基含有ベンゾオキサジン化合物としては、1,2-ベンゾオキサジン構造又は1,4-ベンゾオキサジン構造を含む開環反応が可能なアリル基含有ベンゾオキサジン化合物が挙げられる。
(C)成分の分子量としては、密着性を向上させる観点から、好ましくは200以上、より好ましくは300以上、さらに好ましくは400以上であり、好ましくは1000以下、より好ましくは800以下、さらに好ましくは500以下である。
(C)成分のベンゾオキサジン構造の当量(以下、「開環反応関与基当量」ともいう)は、本発明の所期の効果を顕著に得る観点から、好ましくは100g/eq.~1000g/eq.、より好ましくは150g/eq.~500g/eq.、さらに好ましくは200g/eq.~300g/eq.である。開環反応関与基当量は、1当量の開環反応関与基(ベンゾオキサジン構造)を含むアリル基含有ベンゾオキサジン化合物の質量である。
(C)成分のアリル基当量は、本発明の所期の効果を顕著に得る観点から、好ましくは100g/eq.~1000g/eq.、より好ましくは150g/eq.~500g/eq.、さらに好ましくは200g/eq.~300g/eq.である。アリル基当量は、1当量のアリル基を含むアリル基含有ベンゾオキサジン化合物の質量である。
(C)成分の含有量は、(C)成分が(C)成分同士で又は他の成分との間で本発明の所期の効果を奏し得る架橋構造を構成可能な量であることが好ましく、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、例えば、0.01質量%以上、0.02質量%以上、0.03質量%以上、1質量%以上、2質量%以上又は3質量%以上とし得る。上限は、特に限定されるものではないが、例えば、30質量%以下、25質量%以下、20質量%以下、15質量%以下又は10質量%以下である。柔軟性に優れる硬化物を得る観点からは、(C)成分の含有量は、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、20質量%以下が好ましく、15質量%以下がより好ましく、10質量%以下がさらに好ましい。また、(C)成分の含有量は、(C)成分の開環反応関与基当量及びアリル基当量に応じて設定することが好ましい。
また、(C)成分の含有量は、本発明の所期の効果を奏する観点から、(A)成分及び(B)成分の含有量の合計よりも少ないことが好ましい。樹脂組成物における(C)成分の量(質量部)の、(A)成分の量(質量部)及び(B)成分の量(質量部)の合計に対する質量比(質量%)(以下、「C/(A+B)比率」ともいう)は、本発明の所期の効果を奏する観点から、例えば、1質量%以上、2質量%以上、3質量%以上、4質量%以上又は5質量%以上とし得る。ここで、C/(A+B)比率とは、(A)成分の含有量及び(B)成分の含有量の合計を100質量%とした場合の(C)成分の含有量の割合(百分率)を意味する。柔軟性、耐熱性及び耐湿性に優れる硬化物を得る観点から、C/(A+B)比率は、通常100質量%以下であり、好ましくは30質量%以下、より好ましくは25質量%以下、さらに好ましくは20質量%以下である。
<(D)熱硬化性樹脂>
本発明の樹脂組成物は、さらに、(D)熱硬化性樹脂を含有していてもよい。(D)熱硬化性樹脂は、(A)成分及び(C)成分に該当するものを含まない。(D)熱硬化性樹脂としては、熱硬化性を有する任意の樹脂(以下、「(D-1)成分」ともいう)及び硬化剤として機能する樹脂(以下、「(D-2)成分」ともいう)から選択された1種以上の樹脂を使用することができる。
(D-1)成分は、特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステルウレタン樹脂、ブチラール樹脂、アクリル樹脂、シアネート樹脂、シリコーン樹脂、オキセタン樹脂、メラミン樹脂、マレイミド樹脂等を挙げることができ、中でもエポキシ樹脂が好ましい。また、ある実施形態では、(D-1)成分は、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステルウレタン樹脂、ブチラール樹脂、アクリル樹脂、シアネート樹脂、シリコーン樹脂、オキセタン樹脂、及びメラミン樹脂から選択された1種以上の樹脂である。すなわち、この実施形態において、(D-1)成分からは、マレイミド樹脂が除かれ、これにより、相溶性に優れるワニスを得ることができる。
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、ビフェニル型エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂、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等が挙げられる。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、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。本発明の所望の効果を顕著に得る観点から、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いが、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むことが好ましい。
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、及びグリシジルアミン型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」(グリシジルアミン型エポキシ樹脂);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);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、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、テトラフェニルエタ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」(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」、「NC3100」(ビフェニル型エポキシ樹脂);新日鉄住金化学社製の「ESN475V」(ナフトール型エポキシ樹脂);新日鉄住金化学社製の「ESN485」(ナフトールノボラック型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「YX4000H」、「YX4000」、「YL6121」(ビフェニル型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「YX4000HK」(ビキシレノール型エポキシ樹脂);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」(キシレン構造含有ノボラック型エポキシ樹脂);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」(固体状ビスフェノール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)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。
エポキシ樹脂として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用いる場合、それらの質量比(液状エポキシ樹脂:固体状エポキシ樹脂)は、好ましくは1:1~1:50、より好ましくは1:3~1:30、特に好ましくは1:5~1:20である。液状エポキシ樹脂と固体状エポキシ樹脂との質量比が斯かる範囲にあることにより、本発明の所望の効果を顕著に得ることができる。
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50g/eq.~3,000g/eq.、さらに好ましくは80g/eq.~2,000g/eq.、さらにより好ましくは110g/eq.~1,000g/eq.である。この範囲となることで、樹脂組成物の硬化物の架橋密度が十分となり、表面粗さの小さい絶縁層をもたらすことができる。エポキシ当量は、1当量のエポキシ基を含む樹脂の質量である。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。
エポキシ樹脂の重量平均分子量(Mw)は、本発明の所望の効果を顕著に得る観点から、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。
(D-1)成分の含有量は、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、耐熱性及び耐湿性に優れる硬化物を得る観点から、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%以上である。(D-1)成分の含有量の上限は、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%としたとき、柔軟性、耐熱性及び耐湿性に優れる硬化物を得る観点から、好ましくは50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%以下である。
(D-2)硬化剤として機能する樹脂(ただし、(D-1)成分を除く)は、(C)成分及び(D-1)成分のうちの少なくとも一方を硬化させる機能を有するものであることが好ましい。(D-2)成分は、特に限定されるものではないが、(D-1)成分がエポキシ樹脂の場合、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、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のいずれかとして機能する各樹脂(以下、単に「硬化剤」ともいう)が好ましい。(D-2)成分は、活性エステル系硬化剤として機能する樹脂を含むことが好ましい。(D-2)成分は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。
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」、新日鉄住金化学社製の「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る。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「EXB9416-70BK」、「EXB-8150-65T」(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」(三菱ケミカル社製);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」(三菱ケミカル社製);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(D-2)成分を含む場合、(D-1)成分と(D-2)成分との量比は、[(D-1)成分の反応基の合計数]:[(D-2)成分の反応基の合計数]の比率で、1:0.2~1:2の範囲が好ましく、1:0.3~1:1.5がより好ましく、1:0.4~1:1.2がさらに好ましい。ここで、(D-1)成分の反応基とは、エポキシ基等であり、(D-1)成分の種類によって異なる。(D-2)成分の反応基とは、活性水酸基、活性エステル基等であり、(D-2)成分の種類によって異なる。
樹脂組成物が(D-2)成分を含有する場合、その含有量は、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、例えば、0.1質量%以上、1質量%以上又は3質量%以上とし得る。(D-2)成分の含有量の上限は、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、30質量%以下、25質量%以下又は20質量%以下とし得る。
(D)成分の含有量は、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、耐熱性及び耐湿性に優れる硬化物を得る観点から、好ましくは5.1質量%以上、より好ましくは11質量%以上、さらに好ましくは18質量%以上である。(D)成分の含有量の上限は、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%としたとき、柔軟性、耐熱性及び耐湿性に優れる硬化物を得る観点から、好ましくは80質量%以下、より好ましくは65質量%以下、さらに好ましくは55質量%以下である。
<(E)硬化促進剤>
本発明の樹脂組成物は、任意成分として(E)硬化促進剤を含む場合がある。(E)硬化促進剤は、樹脂成分(例えば(C)成分及び(D)成分)の硬化速度を促進させる機能を有する。
(E)硬化促進剤としては、特に限定されるものではないが、(D-1)成分がエポキシ樹脂の場合、例えば、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、グアニジン系硬化促進剤、金属系硬化促進剤、過酸化物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、過酸化物系硬化促進剤が好ましく、アミン系硬化促進剤及び過酸化物系硬化促進剤がより好ましい。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、トリフェニルホスフィン、ホスホニウムボレート化合物、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、n-ブチルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラブチルホスホニウムデカン酸塩、(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が挙げられる。
アミン系硬化促進剤(以下、「(E-1)成分」ともいう)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。
過酸化物系硬化促進剤(以下、「(E-2)成分」ともいう)としては、例えば、t-ブチルクミルパーオキシド、t-ブチルパーオキシアセテート、α,α’-ジ(t-ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、t-ブチルパーオキシラウレート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエートt-ブチルパーオキシネオデカノエート、t-ブチルパーオキシベンゾエート、ジ-t-へキシルパーオキシド等の過酸化物が挙げられる。
過酸化物系硬化促進剤の市販品としては、例えば、日油社製の「パーブチル(登録商標)C」、「パーブチル(登録商標)A」、「パーブチル(登録商標)P」、「パーブチル(登録商標)L」、「パーブチル(登録商標)O」、「パーブチル(登録商標)ND」、「パーブチル(登録商標)Z」、「パーブチル(登録商標)I」、「パークミルP」、「パークミルD」、「パーヘキシル(登録商標)D」、「パーヘキシル(登録商標)A」、「パーヘキシル(登録商標)I」、「パーヘキシル(登録商標)Z」、「パーヘキシル(登録商標)ND」、「パーヘキシル(登録商標)O」、「パーヘキシル(登録商標)PV」、「パーヘキシル(登録商標)O」等が挙げられる。
樹脂組成物が(E)硬化促進剤を含有する場合、その含有量は、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%としたとき、好ましくは0.001質量%以上、より好ましくは0.01質量%以上、さらに好ましくは0.02質量%以上である。(E)硬化促進剤の含有量の上限は、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%としたとき、好ましくは2質量%以下、より好ましくは1質量%以下、さらに好ましくは0.5質量%以下である。
<(F)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、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、ポリカーボネート樹脂、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;シロキサン等のレベリング剤;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;シランカップリング剤、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;リン系難燃剤(例えばリン酸エステル化合物、ホスファゼン化合物、ホスフィン酸化合物、赤リン)、窒素系難燃剤(例えば硫酸メラミン)、ハロゲン系難燃剤、無機系難燃剤(例えば三酸化アンチモン)等の難燃剤等が挙げられる。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。(F)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。
<(G)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。(G)有機溶剤としては、不揮発性成分の少なくとも一部を溶解可能なものである限り、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ない。(G)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媒;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タート、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。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。
(G)有機溶剤の含有量は、樹脂組成物総質量に対する不揮発成分の質量割合、すなわち固形分率が、樹脂組成物の乾燥を効率的に行う観点から、好ましくは30質量%以上、より好ましくは35質量%以上、さらに好ましくは40質量%以上、特に好ましくは45質量%以上となるように設定され得る。固形分率の上限は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物の取扱い性の観点から、好ましくは100質量%以下、より好ましくは95質量%以下、さらに好ましくは92質量%以下、特に好ましくは90質量%以下であり得る。
<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)成分、(B)成分及び(C)成分、必要に応じて(D)成分、必要に応じて(E)成分、必要に応じて(G)成分、必要に応じて(H)成分を、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。
<樹脂組成物の物性、用途>
本発明の樹脂組成物は、(A)ブタジエン骨格含有ポリマー、(B)無機充填材及び(C)置換又は非置換のアリル基を含有するベンゾオキサジン化合物を含む樹脂組成物であって、(B)無機充填材の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、60質量%以下かつ0質量%超である。これらの成分を組み合わせて用いることで、実施例において例証されたように、耐熱性及び耐湿性に優れる硬化物を得ることができる。また、この硬化物は、(A)ブタジエン骨格含有ポリマーを含んでいるので、柔軟性を有する。このような効果を奏する理由としては、樹脂組成物が(C)成分を含むことにより適度な架橋構造が形成され、斯かる架橋構造に(A)成分及び(B)成分が取り込まれた結果であると考えられる。
本実施形態に係る樹脂組成物を180℃で30分間熱硬化させた硬化物は、耐熱性試験後の剥離が少ないという特性を示す。耐熱性試験は、後述する実施例に記載の方法で実施できる。よって、本発明の樹脂組成物の硬化物は、耐熱性に優れる。
本実施形態に係る樹脂組成物を200℃で90分間熱硬化させた硬化物は、吸水率の値が小さいという特性を示す。吸水率の値は、後述する実施例に記載の方法で測定できる。具体的には、本発明の樹脂組成物の硬化物の吸水率の値は、好ましくは0.20%未満、より好ましくは0.19未満である。よって、本発明の樹脂組成物の硬化物は、耐湿性に優れる。
また、本発明の樹脂組成物は、耐熱性及び耐湿性に優れる硬化物で形成された絶縁層をもたらすことができる。したがって、本発明の樹脂組成物は、絶縁層を形成するための樹脂組成物、絶縁層を含むプリント配線板用の樹脂組成物として好適に使用することができる。本発明の樹脂組成物の硬化物は、柔軟性を有する。したがって、本発明の樹脂組成物は、絶縁層を含むフレキシブル基板用の樹脂組成物として好適に使用することができる。また、本発明の樹脂組成物は、絶縁用途以外の樹脂組成物としても好適に使用することができる。
[樹脂シート]
本発明の樹脂シートは、支持体と、該支持体上に設けられた、本発明の樹脂組成物を含む樹脂組成物層を含む。
樹脂組成物層は、本発明の樹脂組成物以外に、本発明の効果を大きく損なわない限りにおいて、任意の材料を含んでいてもよく、例えば、ガラスクロス等のシート状の補強部材を含んでいてもよい。ただし、樹脂組成物層がシート状の補強部材を含むと樹脂組成物層の厚みが増大する傾向にあることから、厚みを小さくする観点からは、樹脂組成物層は、シート状の補強部材を含まないことが好ましく、例えば、樹脂組成物層は、樹脂組成物のみから構成される。なお、先述の硬化物の特性は、シート状の補強部材を含まない樹脂組成物の樹脂組成物層を硬化することで得られる硬化物の特性である。
樹脂組成物層の厚さは、プリント配線板の薄型化、及び当該樹脂組成物の硬化物が薄膜であっても絶縁性に優れた硬化物を提供できるという観点から、好ましくは70μm以下、好ましくは50μm以下、より好ましくは45μm、さらに好ましくは40μm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、又は5μm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。ポリエチレンテレフタレートフィルムの具体例としては、東レ社製「ルミラーR80」を挙げることができる。
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。アルキド樹脂系離型剤としては、リンテック社製「AL-5」を挙げることができる。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、例えば、有機溶剤に樹脂組成物を溶解した樹脂ワニスを調製し、この樹脂ワニスを、ダイコーター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。
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。
[プリント配線板]
本発明のプリント配線板は、本発明の樹脂組成物の硬化物により形成された絶縁層を含む。プリント配線板は、フレキシブル基板であってもよいし、リジッド基板であってもよい。本発明の樹脂組成物の硬化物は、柔軟性を有するので、プリント配線板がフレキシブル基板である場合に好適である。
[積層シート]
本発明の樹脂組成物又は樹脂シートを用いて積層シートを製造することが可能である。積層シートとは、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、乾燥させれば硬化し得るが、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含む場合、乾燥に加えて熱硬化させることにより硬化し得る。
通常、エポキシ樹脂を含む場合、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。
エポキシ樹脂を含む場合、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。
<フレキシブル基板>
フレキシブル基板は、本発明の樹脂組成物の硬化物で形成された絶縁層を含む。フレキシブル基板は、前述の積層シートを含む場合、多層のフレキシブル基板を構成することができる。絶縁層又は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。
前記のフレキシブル基板は、通常、その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、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、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、前記のプリント配線板を備える。半導体装置は、例えば、プリント配線板と、このプリント配線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、プリント配線板は、半導体装置の筐体に、そのプリント配線板をそ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。プリント配線板は、前述のフレキシブル基板又は多層フレキシブル基板であってもよい。
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、フレキシブル基板を用意する工程と、このフレキシブル基板をそ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、本発明について、実施例を示して具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものでは無い。以下の説明において、量を表す「部」及び「%」は、別途明示の無い限り、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、常温常圧の環境で行った。
<合成例1:Buポリマーaを含有するワニスAの調製>
反応容器に、日本曹達社製の2官能性ヒドロキシル基末端ポリブタジエン「G-3000」(数平均分子量:5047(GPC法)、ヒドロキシル基当量:1798g/eq.、不揮発成分:100質量%)(以下、「PBu材料」ともいう)50.0gと、芳香族炭化水素系混合溶媒(出光石油化学(株)製「イプゾール150」)23.5gと、ジブチル錫ジラウレート0.005gとを入れ、混合して各成分を均一に溶解させた。均一になったところで50℃に昇温し、更に撹拌しながら、トルエン-2,4-ジイソシアネート(イソシアネート基当量:87.08g/eq.)(以下、「TDI」ともいう)4.8gを添加し約3時間反応を行った。これにより第1の反応物を得た。次いで、この第1の反応物を室温まで冷却した。
得られた第1の反応物に、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(酸無水物当量:161.1g/eq.)(以下、「BTDA」ともいう)8.96gと、トリエチレンジアミン0.07gと、エチルジグリコールアセテート(ダイセル社製)40.4gとを添加し、攪拌しながら130℃まで昇温し、約4時間反応を行った。
FT-IRにより2250cm-1のNCOピークの消失の確認を行った。NCOピーク消失の確認をもって反応の終点とみなし、得られた第2の反応物を室温まで降温した。そして、第2の反応物を100メッシュの濾布で濾過して、固形物を濾去した。これにより、濾液として、Buポリマーaを含有するワニス(以下、「ワニスA」ともいう)を得た。
上記反応工程から、このBuポリマーaは、ブタジエン骨格としてPBu材料由来のPBu構造を含有しており、PBu材料及びTDI由来のウレタン結合を有しており、TDI及びBTDA由来のイミド構造を有しており、かつ、TDI由来の2価の芳香族基及びBTDA由来の3価の芳香族基を含む高分子樹脂であると推定された。
Buポリマーa及びワニスAの性状は、以下のとおりであった。
ワニスAの粘度:7.5Pa・s(25℃、E型粘度計)
ワニスAにおける不揮発成分(Buポリマーa)の含有量:50質量%
Buポリマーaの酸価:16.9mgKOH/g
Buポリマーaの数平均分子量:13723
Buポリマーaのガラス転移温度:-10℃
Buポリマーaにおけるブタジエン骨格の含有割合:78.4質量%
ここで、ブタジエン骨格の含有割合(百分率)は、用いた各材料の質量部を用いて下記式により算出した。
{50.0/(50.0+4.8+8.96)}×100
<合成例2:Buポリマーbを含有するワニスBの調製>
反応容器に、日本曹達社製の2官能性ヒドロキシル基末端ポリブタジエン「G-3000」(数平均分子量:5047(GPC法)、ヒドロキシル基当量:1798g/eq.、不揮発成分:100質量%)(「PBu材料」)69.0gと、芳香族炭化水素系混合溶媒(出光石油化学(株)製「イプゾール150」)40.0gと、ジブチル錫ラウレート0.005gとを入れ、混合して各成分を均一に溶解させた。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、イソシアネート基当量:113g/eq.)(以下、「IPDI」ともいう)8.0gを添加し、約3時間反応を行った。これにより、第1の反応物を得た。
次いで、この第1の反応物に、DIC社製クレゾールノボラック樹脂「KA-1160」(水酸基当量:117g/eq.)(以下、「PO骨格材料」ともいう)23.0gと、エチルジグリコールアセテート(ダイセル化学工業社製)60.0g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により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、得られた第2の反応物を室温まで降温した。そして、第2の反応物を100メッシュの濾布で濾過して、固形物を濾去した。これにより、濾液として、Buポリマーbを含有するワニス(以下、「ワニスB」ともいう)を得た。
上記反応工程から、このBuポリマーbは、ブタジエン骨格としてPBu材料由来のPBu構造を含有しており、PBu材料及びIPDI由来のウレタン結合とIPDI及びPO骨格材料由来のウレタン結合を有しており、かつ、PO骨格材料由来の2価の芳香族基を含むクレゾールノボラック骨格とフェノール性水酸基とを含有する高分子樹脂であると推定された。
Buポリマーb及びワニスBの性状は、以下のとおりであった。
ワニスBにおける不揮発成分(Buポリマーb)の含有量:50質量%
Buポリマーbの数平均分子量:5900
Buポリマーbのガラス転移温度:-7℃
Buポリマーbにおけるブタジエン骨格の含有割合:69.0質量%
ここで、ブタジエン骨格の含有割合(百分率)は、用いた各材料の質量部を用いて下記式により算出した。
{69.0/(69.0+8.0+23.0)}×100
<実施例1>
[樹脂組成物E1の調製]
(D-1)成分としてのビキシレノール型エポキシ樹脂(三菱化学社製「YX4000HK」、エポキシ当量約185)5部、(D-1)成分としてのナフタレン型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学社製「ESN475V」、エポキシ当量:約332)5部、(D-1)成分としてのビスフェノールAF型エポキシ樹脂(三菱化学社製「YL7760」、エポキシ当量:約238)10部、(D-1)成分としてのシクロヘキサン型エポキシ樹脂(三菱化学社製「ZX1658GS」、エポキシ当量約135)2部、(A-1)成分としてのワニスA(不揮発成分:50質量%)40部、及び、溶剤としてのシクロヘキサノン10部を、加熱及び撹拌を行いながら各成分を溶解させ、これにより、溶液を得た。得られた溶液を室温にまで冷却した。
その後、得られた溶液に、(C)成分としての四国化成社製のアリル基含有ベンゾオキサジン化合物「ALP-d」5部、(D-2)成分としての活性エステル系硬化剤(DIC社製「EXB-8000L―65TM」、活性基当量:約220、不揮発成分65質量%のトルエン:MEKの1:1溶液)7.7部、(D-2)成分としてのトリアジン骨格含有クレゾールノボラック系硬化剤(DIC社製「LA-3018-50P」、水酸基当量:約151、固形分50%の2-メトキシプロパノール溶液)4部、(B)成分としての無機充填材F(アドマテックス社製の球形シリカ「SC2500SQ」100部に対してN-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製「KBM573」)1部で表面処理したもの(平均粒径:0.5μm、後述する測定方法によって測定された比表面積:11.2m/g))を35部、(E-1)成分としてのアミン系硬化促進剤(4-ジメチルアミノピリジン(DMAP))0.2部、及び、(E-2)成分としての過酸化物系硬化促進剤(日油社製「パーブチルC」)0.03部を添加して、各成分を混合し、さらに高速回転ミキサーで均一に分散した。これにより分散液を得た。
その後、分散液をカートリッジフィルター(ROKITECHNO社製「SHP020」)で濾過して、2.0μm以上の固形物を濾去した。これにより、濾液として、(A)成分、(B)成分、(C)成分、(D)成分及び(E)成分を含有する樹脂組成物E1を調製した。
[硬化物フィルム(A)の作製]
耐湿性を評価するために用いる硬化物フィルム(A)を以下のようにして作製した。
まず、支持体として、一方の表面に離型処理を施すことにより形成された離型層を備えるポリエチレンテレフタレートフィルム(リンテック社製「PET501010」)を用意した。
次に、支持体の離型層上に、実施例1で得られた樹脂組成物E1を、乾燥後の樹脂組成物層の厚みが50μmとなるよう、ダイコーターにて均一に塗布した。その後、樹脂組成物1を80℃~110℃(平均95℃)で6分間乾燥させた。これにより、支持体と該支持体上に設けられた樹脂組成物を含む樹脂組成物層を含む樹脂シート(a)を得た。
その後、樹脂シート(a)の樹脂組成物層を200℃で90分間熱処理して硬化させた。そして、樹脂シートから支持体を剥離した。これにより、樹脂組成物の硬化物で形成された硬化物フィルム(以下、このように作製される硬化物フィルムを「硬化物フィルム(A)」ともいう)を得た。
[樹脂シート(B)の作製]
耐熱性を評価するために用いる樹脂シート(B)を以下のようにして作製した。
まず、支持体として、アルキド樹脂系離型剤(リンテック社製「AL-5」)で一方の面に離型処理を施すことにより形成された離型層を備えるポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ社製「ルミラーR80」、厚み38μm、軟化点130℃)を用意した。
次に、支持体の離型層上に、実施例1で得られた樹脂組成物E1を、乾燥後の樹脂組成物層の厚みが40μmとなるよう、ダイコーターにて均一に塗布した。その後、樹脂組成物1を70℃から110℃で5分間乾燥させた。これにより、支持体と該支持体上に設けられた樹脂組成物を含む樹脂組成物層を含む樹脂シートを得た。次いで、樹脂組成物層の支持体と接合していない面に、保護フィルムとしてポリプロピレンフィルム(王子エフテックス社製「アルファンMA-411」、厚み15μm)の粗面を貼り合わせた。これにより、支持体、樹脂組成物層、及び保護フィルムをこの順に有する樹脂シート(以下、このように作製される樹脂シートを「樹脂シート(B)」ともいう)を得た。そして、得られた樹脂シート(B)を後述する耐熱性の評価に供した。
[評価]
作製した硬化物フィルム(A)及び樹脂シート(B)を、それぞれ、後述する耐湿性の評価及び耐熱性の評価に供した。
<実施例2>
実施例1において、(B)成分としての無機充填材F35部を、無機充填材F25部に変更した。
以上の事項以外は実施例1と同様にして、(A)成分、(B)成分、(C)成分、(D)成分及び(E)成分を含有する樹脂組成物E2を調製した。そして、樹脂組成物E1に代えて樹脂組成物E2を用いて、実施例1と同様にして、硬化物フィルム(A)及び樹脂シート(B)を作製した。作製した硬化物フィルム(A)及び樹脂シート(B)を、実施例1と同様にして、それぞれ、耐湿性の評価及び耐熱性の評価に供した。
<実施例3>
実施例1において、(A-1)成分としてのワニスA40部を、ワニスB40部に変更した。
以上の事項以外は実施例1と同様にして、(A)成分、(B)成分、(C)成分、(D)成分及び(E)成分を含有する樹脂組成物E3を調製した。そして、樹脂組成物E1に代えて樹脂組成物E3を用いて、実施例1と同様にして、硬化物フィルム(A)及び樹脂シート(B)を作製した。作製した硬化物フィルム(A)及び樹脂シート(B)を、実施例1と同様にして、それぞれ、耐湿性の評価及び耐熱性の評価に供した。
<実施例4>
実施例1において、(A-1)成分としてのワニスA40部を、日本化薬社製「BX-360」(不揮発成分50質量%のトルエン溶液;ここで、「BX-360」は、ブタジエン骨格としてのPBu構造と、フェノキシ構造としてのp-PPE骨格とを含有するブタジエン骨格含有ポリマーである。)40部に変更した。
以上の事項以外は実施例1と同様にして、(A)成分、(B)成分、(C)成分、(D)成分及び(E)成分を含有する樹脂組成物E4を調製した。そして、樹脂組成物E1に代えて樹脂組成物E4を用いて、実施例1と同様にして、硬化物フィルム(A)及び樹脂シート(B)を作製した。作製した硬化物フィルム(A)及び樹脂シート(B)を、実施例1と同様にして、それぞれ、耐湿性の評価及び耐熱性の評価に供した。
<比較例1>
実施例1において、(C)成分としての四国化成社製のアリル基含有ベンゾオキサジン化合物「ALP-d」5部と、(E-2)成分としての過酸化物系硬化促進剤(日油社製「パーブチルC」)0.03部を用いなかった。また、実施例1において、(B)成分としての無機充填材F35部を、無機充填材F32部に変更した。
以上の事項以外は実施例1と同様にして、(A)成分、(B)成分、(D)成分及び(E)成分を含有する樹脂組成物CE1(すなわち(C)成分を含有しない樹脂組成物)を調製した。そして、樹脂組成物E1に代えて樹脂組成物CE1を用いて、実施例1と同様にして、硬化物フィルム(A)及び樹脂シート(B)を作製した。作製した硬化物フィルム(A)及び樹脂シート(B)を、実施例1と同様にして、それぞれ、耐湿性の評価及び耐熱性の評価に供した。
<比較例2>
実施例1において、(C)成分としての四国化成社製のアリル基含有ベンゾオキサジン化合物「ALP-d」5部を、(C’)成分としての四国化成社製のアリル基不含ベンゾオキサジン化合物「P-d」5部に変更した。また、実施例1において、(E-2)成分としての過酸化物系硬化促進剤(日油社製「パーブチルC」)0.03部を用いなかった。
以上の事項以外は実施例1と同様にして、(A)成分、(C’)成分、(D)成分及び(E)成分を含有する樹脂組成物CE2(すなわち(C)成分の代わりに(C’)成分を含有する樹脂組成物)を調製した。そして、樹脂組成物E1に代えて樹脂組成物CE2を用いて、実施例1と同様にして、硬化物フィルム(A)及び樹脂シート(B)を作製した。作製した硬化物フィルム(A)及び樹脂シート(B)を、実施例1と同様にして、それぞれ、耐湿性の評価及び耐熱性の評価に供した。
[評価方法及び測定方法]
以下に、測定方法及び評価方法を示す。
<比表面積の測定>
上述した実施例及び比較例で用いた無機充填材Fの比表面積を以下のようにして測定した。
BET全自動比表面積測定装置(マウンテック社製「Macsorb HM-1210」)を使用して、無機充填材Fの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無機充填材Fの比表面積を測定した。
<耐湿性の評価>
実施例及び比較例で得られた硬化物フィルム(A)を用いて、耐湿性の評価を以下のようにして行った。概略的には、吸水率を測定し、吸水率の値を評価した。
(吸水率の測定)
まず、実施例及び比較例で作製した硬化物フィルム(A)を40mm角に裁断することにより、それぞれ、複数の試験片を用意した。
次に、実施例1に係る1個の試験片を130℃で30分乾燥した後に秤量し、第1の秤量結果を得た。この秤量結果から得られた第1の測定値(すなわち吸湿前の試験片の質量)をW(g)とした。また、各試験片を、恒温恒湿槽(ETAC社製)に入れ、60℃、湿度60%の条件下で96時間経過した後、恒温恒湿槽から取り出し、その直後に、第2の秤量結果を得た。この秤量結果から得られた第2の測定値(吸湿後の試験片の質量)をW(g)とした。
続いて、試験片の吸水率Wを下記式にしたがって算出した。
(%)={(W-W)/W}×100
同様にして、実施例1に係る他の4個の試験片についても第1の秤量結果及び第2の秤量結果を得て、吸水率Wを算出した。そして、実施例1に係る計5個の試験片の吸水率Wの平均値を算出した。他の実施例及び比較例についても同様に計5個の試験片の吸水率Wの平均値を算出した。
(評価基準)
そして、吸水率Wの平均値を以下のようにして評価した。
「○」:吸水率Wの平均値が0.2%未満であり、耐湿性に優れることを示す。
「×」:吸水率Wの平均値が0.2%以上であり、耐湿性に劣ることを示す。
<耐熱性の評価>
実施例及び比較例で得られた樹脂シート(B)を用いて、耐熱性の評価を以下のようにして行った。概略的には、評価用基板(C)を作製し、評価用基板(C)をプリント配線板の製造に際し採用され得るリフロー温度プロファイルに従って高温に曝し、その後に得られた評価用基板(C)に剥離が生じているかどうかを耐熱性試験として評価した。
[評価用基板(C)の作製]
(1)銅張積層板の用意
まず、銅張積層板として、両面に銅箔層を積層したガラス布基材エポキシ樹脂両面銅張積層板(銅箔の厚さ3μm、基板厚み0.15mm、三菱ガス化学社製「HL832NSF LCA」、255×340mmサイズ)を用意した。
(2)樹脂シート(B)のラミネート
実施例及び比較例で作製した各樹脂シート(B)から保護フィルムを剥がして、樹脂組成物層を露出させた。次いで、バッチ式真空加圧ラミネーター(ニッコー・マテリアルズ社製の2ステージビルドアップラミネーター「CVP700」)を用いて、保護フィルムを剥がした樹脂シート(B)を、樹脂組成物層が銅張積層板と接するように、銅張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以下に調整した後、130℃、圧力0.74MPaにて45秒間圧着させることにより実施した。次いで、120℃、圧力0.5MPaにて75秒間熱プレスを行った。
(3)樹脂組成物層の熱硬化
両面に樹脂シート(B)がラミネートされた銅張積層板を、第1のオーブンに入れ、温度100℃の環境に30分間にわたって曝し、次いで、第2のオーブンに移し替えて、温度180℃の環境に30分間にわたって曝すことにより、樹脂シート(B)の樹脂組成物層を熱硬化させて絶縁層を形成した。その後、第2のオーブンから、両面に絶縁層が形成された銅張積層板を取り出した。その後、樹脂シート(B)から支持体を剥離して、樹脂組成物層を露出させた。これにより、両面に絶縁層が露出した銅張積層板(以下、「硬化基板(c1)」ともいう)が得られた。
(4)粗化処理を行う工程
硬化基板(c1)に粗化処理としてのデスミア処理を行った。なお、デスミア処理としては、下記の湿式デスミア処理を実施した。
湿式デスミア処理:
硬化基板c1を、まず、膨潤液(アトテックジャパン社製「スウェリングディップ・セキュリガントP」、ジエチレングリコールモノブチルエーテル及び水酸化ナトリウムの水溶液)に60℃で10分間浸漬し、次いで、酸化剤溶液(アトテックジャパン社製「コンセントレート・コンパクトCP」、過マンガン酸カリウム濃度約6%、水酸化ナトリウム濃度約4%の水溶液)に80℃で20分間浸漬し、最後に、中和液(アトテックジャパン社製「リダクションソリューション・セキュリガントP」、硫酸水溶液)に40℃で5分間浸漬した。その後、中和液から硬化基板c1を取り出し、80℃で15分間乾燥した。これにより、絶縁層の表面が粗化された銅張積層板(以下、「粗化基板(c2)」ともいう)が得られた。
(5)導体層を形成する工程
[下準備]
まず、粗化基板(c2)の表面に導体層を形成するための下準備として、下記(5-1)~(5-5)の工程をこの順序で実施した。
(5-1)アルカリクリーニング(絶縁層の表面の洗浄と電荷調整)
粗化基板(c2)の表面を、クリーニング液(アトテックジャパン社製の商品名「Cleaning Cleaner Securiganth 902」)を用いて60℃で5分間洗浄した。
(5-2)ソフトエッチング(洗浄)
粗化基板(c2)の表面を、硫酸酸性ペルオキソ二硫酸ナトリウム水溶液を用いて、30℃で1分間処理した。
(5-3)プレディップ(Pd付与前の絶縁層の表面の電荷の調整)
粗化基板(c2)の表面を、薬液(アトテックジャパン社製の商品名「Pre. Dip Neoganth B」)を用い、室温で1分間処理した。これにより、絶縁層表面の電荷調整を行った。
(5-4)アクティベーター付与(絶縁層の表面へのPdの付与)
粗化基板(c2)の表面を、薬液(アトテックジャパン社製の商品名「Activator Neoganth 834」)を用い、35℃で5分間処理した。これにより、絶縁層の表面にPdが付与された。
(5-5)還元(絶縁層に付与されたPdを還元)
粗化基板(c2)の表面を、混合薬液(アトテックジャパン社製の商品名「Reducer Neoganth WA」及び商品名「Reducer Acceralator 810 mod.」)との混合液)を用い、30℃で5分間処理した。これにより、絶縁層の表面に付与されたPdの還元を行った。上述したようにして、粗化基板(c2)の表面に導体層を形成するための下準備が完了した。
[無電解銅めっき工程(Cuを絶縁層の表面(Pd表面)に析出)]
次に、粗化基板(c2)の表面を、混合薬液(アトテックジャパン社製の商品名「Basic Solution Printganth MSK-DK」及び商品名「Copper solution Printganth MSK(商品名)」及び商品名「Stabilizer Printganth MSK-DK」及び商品名「Reducer Cu」との混合液)を用いて、35℃で15分間処理した。これにより、Cuを絶縁層の表面(Pd表面)に析出させることにより、第1の銅めっき層(以下、「無電解銅めっき層」ともいう)を形成した。形成された無電解銅めっき層の厚さは1μmであった。
[電解銅めっき工程(無電解銅めっき層の表面にさらに銅メッキ層を形成)]
その後、無電解銅めっき層が形成された粗化基板(c2)に、電解銅めっきを施すことにより、無電解銅めっき層の表面にさらに第2の銅めっき層(以下、「電解銅めっき層」ともいう)を形成した。これにより、無電解銅めっき層及び電解銅めっき層からなる導体層が形成された。導体層の厚さ(すなわち、無電解銅めっき層及び電解銅めっき層との合計厚さ)は、約15μmであった。このようにして導体層が形成された基板(以下、「評価用基板(C)」ともいう)を得た。
(耐熱性試験)
評価用基板(C)を、100mm×100mmの試験片に切断した。得られた試験片について、耐熱性試験を行った。具体的には、リフロー装置(アントム社製「HAS6116」)に試験片を入れ、試験片に、IPC/JEDEC J-STD-020C(「Moisture/Reflow Sensitivity Classification For Nonhermetic Solid State Surface Mount Devices」、2004年7月)に準拠した鉛フリーアセンブリ用のリフロー温度プロファイル(ピーク温度:260℃)でのリフロー工程をリフロー装置から取り出すことなく20回にわたって施すことで、模擬的な耐熱性試験を行った。
(観察)
そして、耐熱性試験後にリフロー装置から取り出した試験片の表面を目視により観察し、絶縁層と導体層間における剥離の有無を確認し、剥離があった場合にはその箇所を計数した。
観察結果を、下記評価基準に従って評価した。
(評価基準)
「○」:絶縁層と導体層間の剥離が2箇所以下であり、耐熱性に優れることを示す。
「×」:絶縁層と導体層間の剥離が3箇所以上であり、耐熱性に劣ることを示す。
[結果]
上述した実施例及び比較例の結果を、下記の表1に示す。下記の表1において、各成分の量は、不揮発成分換算量を表す。表1中の(A)成分の含有量、(B)成分の含有量及び(C)成分の含有量は、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合の百分率[質量%]を示す。
Figure 0007298450000022
<検討>
表1から分かるように、実施例と比較例の対比から、実施例においては、耐熱性及び耐湿性に優れる硬化物を得ることができる樹脂組成物を提供できることが分かった。また、実施例に係る樹脂組成物の硬化物;当該樹脂組成物を含む樹脂シート;当該樹脂組成物の硬化物により形成された絶縁層を含むプリント配線板、及び当該プリント配線板を含む半導体装置を提供することも可能となることが分かった。
また、実施例1~4に係る評価用基板(C)を折り曲げたところ、屈曲部にクラックの発生は認められなかった。よって、柔軟性に優れる硬化物を得ることができる樹脂組成物を提供できることが分かった。また、実施例に係る樹脂組成物の硬化物;当該樹脂組成物を含む樹脂シート;当該樹脂組成物の硬化物により形成された絶縁層を含むフレキシブル基板、及び当該フレキシブル基板を含む半導体装置を提供することも可能となることが分かった。
なお、実施例1~4において、(D)成分及び(E)成分の一方又は双方を含有しない場合であっても、程度に差はあるものの、上記実施例と同様の結果に帰着することを確認している。また、実施例1~4において、(C’)成分を本発明の所期の効果を大きく阻害しない量で含有しても、程度に差はあるものの、上記実施例と同様の結果に帰着することを確認している。

Claims (16)

  1. (A)ブタジエン骨格含有ポリマー、(B)無機充填材、(C)置換又は非置換のアリル基を含有するベンゾオキサジン化合物、(D)熱硬化性樹脂、及び(E)硬化促進剤を含む樹脂組成物であって、
    (D)熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂、及び(D-2)硬化剤として機能する樹脂を含み、
    (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、20質量%以上50質量%以下であり、
    (B)無機充填材の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、10質量%以上60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、0.01質量%以上30質量%以下であり、
    エポキシ樹脂の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、5質量%以上50質量%以下であり、
    (D-2)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、0.1質量%以上30質量%以下である、樹脂組成物。
  2. (A)ブタジエン骨格含有ポリマー、(B)無機充填材、(C)置換又は非置換のアリル基を含有するベンゾオキサジン化合物、(D)熱硬化性樹脂、及び(E)硬化促進剤を含む樹脂組成物であって、
    (D)熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂、及び(D-2)硬化剤として機能する樹脂を含み、
    (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、20質量%以上50質量%以下であり、
    (B)無機充填材の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、10質量%以上60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、0.01質量%以上30質量%以下であり、
    エポキシ樹脂の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、5質量%以上50質量%以下であり、
    (D-2)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、0.1質量%以上30質量%以下であり、
    硬化物の吸水率が0.2%未満である、樹脂組成物。
  3. (A)成分が、1つ若しくは2つ以上の芳香族基を分子中に含むブタジエン骨格含有ポリマーである、請求項2に記載の樹脂組成物。
  4. (A)ブタジエン骨格含有ポリマー、(B)無機充填材、(C)置換又は非置換のアリル基を含有するベンゾオキサジン化合物、(D)熱硬化性樹脂、及び(E)硬化促進剤を含む樹脂組成物であって、
    (A)成分が、1つ若しくは2つ以上の芳香族基を分子中に含むブタジエン骨格含有ポリマーであり、
    (D)熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂、及び(D-2)硬化剤として機能する樹脂を含み、
    (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、20質量%以上50質量%以下であり、
    (B)無機充填材の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、10質量%以上60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、0.01質量%以上30質量%以下であり、
    エポキシ樹脂の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、5質量%以上50質量%以下であり、
    (D-2)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、0.1質量%以上30質量%以下である、樹脂組成物。
  5. 前記芳香族基の少なくとも1つが、フェノキシ構造の一部を構成する、請求項3又は4に記載の樹脂組成物。
  6. 前記フェノキシ構造が、下記式(A2-2)で表されるフェノキシ構造を含む、請求項5に記載の樹脂組成物。
    Figure 0007298450000023
  7. (A)成分が、1つの芳香族基が2つのブタジエン骨格の間に介在するブタジエン骨格含有ポリマーである、請求項3~6のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  8. (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、50質量%未満である、請求項1~7のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  9. (C)成分が、分子中にベンゾオキサジン構造を2つ以上含むベンゾオキサジン化合物である、請求項1~のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  10. (C)成分が、分子中にアリル基を2つ以上含むベンゾオキサジン化合物である、請求項1~のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  11. 絶縁層形成用である、請求項1~10のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  12. 請求項1~11のいずれか1項に記載の樹脂組成物の硬化物。
  13. 支持体と、該支持体上に設けられた、請求項1~11のいずれか1項に記載の樹脂組成物を含む樹脂組成物層とを含む、樹脂シート。
  14. 請求項1~11のいずれか1項に記載の樹脂組成物の硬化物又は請求項12に記載の硬化物により形成された絶縁層を含む、プリント配線板。
  15. 請求項1~11のいずれか1項に記載の樹脂組成物の硬化物又は請求項12に記載の硬化物により形成された絶縁層を含む、フレキシブル基板。
  16. 請求項14に記載のプリント配線板又は請求項15に記載のフレキシブル基板を含む、半導体装置。
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