JP7314837B2 - 樹脂組成物 - Google Patents

樹脂組成物 Download PDF

Info

Publication number
JP7314837B2
JP7314837B2 JP2020034269A JP2020034269A JP7314837B2 JP 7314837 B2 JP7314837 B2 JP 7314837B2 JP 2020034269 A JP2020034269 A JP 2020034269A JP 2020034269 A JP2020034269 A JP 2020034269A JP 7314837 B2 JP7314837 B2 JP 7314837B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin composition
mass
component
resin
composition according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020034269A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021134337A (ja
Inventor
賢司 川合
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ajinomoto Co Inc
Original Assignee
Ajinomoto Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ajinomoto Co Inc filed Critical Ajinomoto Co Inc
Priority to JP2020034269A priority Critical patent/JP7314837B2/ja
Priority to TW110106291A priority patent/TW202146508A/zh
Priority to CN202110200820.5A priority patent/CN113402943A/zh
Priority to KR1020210025489A priority patent/KR20210110212A/ko
Publication of JP2021134337A publication Critical patent/JP2021134337A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7314837B2 publication Critical patent/JP7314837B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D163/00Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/38Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04Coating
    • C08J7/0427Coating with only one layer of a composition containing a polymer binder
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013Fillers, pigments or reinforcing additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L21/00Compositions of unspecified rubbers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L65/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40Additives
    • C09D7/60Additives non-macromolecular
    • C09D7/61Additives non-macromolecular inorganic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40Additives
    • C09D7/70Additives characterised by shape, e.g. fibres, flakes or microspheres
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/0313Organic insulating material
    • H05K1/0353Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement
    • H05K1/0373Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement containing additives, e.g. fillers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00Electrical equipment
    • B32B2457/08PCBs, i.e. printed circuit boards
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2367/00Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2367/02Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2463/00Characterised by the use of epoxy resins; Derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/002Physical properties
    • C08K2201/005Additives being defined by their particle size in general
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/002Physical properties
    • C08K2201/006Additives being defined by their surface area
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • C08L2205/035Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2207/00Properties characterising the ingredient of the composition
    • C08L2207/53Core-shell polymer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

本発明は、エポキシ樹脂を含む樹脂組成物に関する。さらには、当該樹脂組成物を用いて得られる硬化物、シート状積層材料、樹脂シート、プリント配線板、及び半導体装置に関する。
プリント配線板の製造技術として、絶縁層と導体層を交互に積み重ねるビルドアップ方式による製造方法が知られている。ビルドアップ方式による製造方法において、一般に、絶縁層は樹脂組成物を硬化させて形成される。
プリント配線板は、一般に、室温のような低温環境からリフローのような高温環境まで幅広い温度環境に晒されることになるため、線熱膨張係数が高く寸法安定性が劣ると、絶縁層の樹脂材料が膨張や収縮を繰り返し、その歪みによってクラックが生じてしまう。
線熱膨張係数を低く抑える手法として、樹脂材料に無機充填材を高充填させる方法が知られている(特許文献1)。しかし、樹脂材料中に無機充填材を高充填させると、硬化時の弾性率が高くなり、反りを抑えることが困難となる。
また、絶縁層には高い密着強度が要求される。
特開2016-27097号公報
本発明の課題は、硬化時の反りを抑制でき且つ優れた密着強度を備えた硬化物を得ることができる樹脂脂組成物を提供することにある。
本発明の課題を達成すべく、本発明者らは鋭意検討した結果、70質量%以上の(C)無機充填材を含む樹脂組成物であっても、(A)縮合環構造含有エポキシ樹脂、及び(B)アルコキシ基含有ナフトールアラルキル樹脂を含有させることにより、硬化時の反りを抑制でき且つ優れた密着強度を備えた硬化物を得ることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は以下の内容を含む。
[1] (A)縮合環構造含有エポキシ樹脂、(B)アルコキシ基含有ナフトールアラルキル樹脂、及び(C)無機充填材を含む樹脂組成物であって、
(C)成分の含有量が、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、70質量%以上である樹脂組成物。
[2] (B)成分が、下記式(2):
Figure 0007314837000001
[式中、Rは、それぞれ独立して、水素原子、又は炭素数1~6のアルキル基を示し、少なくとも1個のRが、炭素数1~6のアルキル基であり、nは、2~20の整数を示す。]
で表されるナフトールアラルキル樹脂である、上記[1]に記載の樹脂組成物。
[3] (A)成分が、(A-1)単量体型の縮合環構造含有エポキシ樹脂を含む、上記[1]又は[2]に記載の樹脂組成物。
[4] (A-1)成分のエポキシ当量が、120g/eq.以上200g/eq.以下である、上記[3]に記載の樹脂組成物。
[5] (A-1)成分の分子量が、500以下である、上記[3]又は[4]に記載の樹脂組成物。
[6] (A)成分が、(A-2)繰り返し構造型の縮合環構造含有エポキシ樹脂を含む、上記[1]~[5]の何れかに記載の樹脂組成物。
[7] (A-2)成分のエポキシ当量が、250g/eq.以上400g/eq.以下である、上記[6]に記載の樹脂組成物。
[8] (A-2)成分が、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂である、上記[6]又は[7]に記載の樹脂組成物。
[9] (A)成分が、(A-1)単量体型の縮合環構造含有エポキシ樹脂と(A-2)繰り返し構造型の縮合環構造含有エポキシ樹脂の両方を含む、上記[3]~[8]の何れかに記載の樹脂組成物。
[10] (A-1)成分と(A-2)成分の質量比(単量体型/繰り返し構造型)が、1以上5以下である、上記[9]に記載の樹脂組成物。
[11] (A)成分の含有量が、樹脂組成物中の全エポキシ樹脂を100質量%とした場合、90質量%以上である、上記[1]~[10]の何れかに記載の樹脂組成物。
[12] (A)成分の含有量が、樹脂組成物中の(C)成分以外の不揮発成分を100質量%とした場合、50質量%以上である、上記[1]~[11]の何れかに記載の樹脂組成物。
[13] さらに(D)有機充填材を含む、上記[1]~[12]の何れかに記載の樹脂組成物。
[14] (D)成分が、コア-シェル型ゴム粒子である、上記[13]に記載の樹脂組成物。
[15] (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、80質量%以上である、上記[1]~[14]の何れかに記載の樹脂組成物。
[16] 上記[1]~[15]の何れかに記載の樹脂組成物の硬化物。
[17] 上記[1]~[15]の何れかに記載の樹脂組成物を含有する、シート状積層材料。
[18] 支持体と、当該支持体上に設けられた上記[1]~[15]の何れかに記載の樹脂組成物から形成される樹脂組成物層と、を有する樹脂シート。
[19] 上記[1]~[15]の何れかに記載の樹脂組成物の硬化物からなる絶縁層を備えるプリント配線板。
[20] 上記[19]に記載のプリント配線板を含む、半導体装置。
本発明の樹脂組成物によれば、硬化時の反りを抑制でき且つ優れた密着強度を備えた硬化物を得ることができる。
以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。ただし、本発明は、下記実施形態及び例示物に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲及びその均等の範囲を逸脱しない範囲において任意に変更して実施され得る。
<樹脂組成物>
本発明の樹脂組成物は、(A)縮合環構造含有エポキシ樹脂、(B)アルコキシ基含有ナフトールアラルキル樹脂、及び(C)無機充填材を含み、(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、70質量%以上である。このような樹脂組成物を用いることにより、硬化時の反りを抑制でき且つ優れた密着強度を備えた硬化物を得ることができる。
本発明の樹脂組成物は、(A)縮合環構造含有エポキシ樹脂、(B)アルコキシ基含有ナフトールアラルキル樹脂、及び(C)無機充填材の他に、さらに任意の成分を含んでいてもよい。任意の成分としては、例えば、(D)有機充填材、(E)硬化剤、(F)硬化促進剤、(G)ラジカル重合性化合物、(H)ラジカル重合開始剤、(I)その他の添加剤、(J)有機溶剤が挙げられる。以下、樹脂組成物に含まれる各成分について詳細に説明する。
<(A)縮合環構造含有エポキシ樹脂>
本発明の樹脂組成物は、(A)縮合環構造含有エポキシ樹脂を含む。(A)縮合環構造含有エポキシ樹脂とは、1分子中に1個以上の縮合環及び1個以上(好ましくは2個以上)のエポキシ基を有する樹脂を意味する。(A)縮合環構造含有エポキシ樹脂は、エポキシ基を介して架橋可能なエポキシ樹脂プレポリマーである。(A)縮合環構造含有エポキシ樹脂は、1種類単独で用いてもよく、2種以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
(A)縮合環構造含有エポキシ樹脂に含まれる縮合環は、縮合芳香族炭化水素環であることが好ましい。縮合芳香族炭化水素環は、2個以上のベンゼン環が縮合して得られる2環式以上の芳香族炭化水素環であり、炭素数は10~18であることが好ましく、10~14であることがより好ましく、例えば、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環等が挙げられ、特に好ましくはナフタレン環である。
(A)縮合環構造含有エポキシ樹脂は、グリシジルエーテル型、グリシジルアミン型、グリシジルエステル型、オレフィン酸化(脂環式)型の何れであってもよいが、中でも、グリシジルエーテル型であることが好ましい。
(A)縮合環構造含有エポキシ樹脂は、単量体型であっても、繰り返し構造型であってもよい。ここで、繰り返し構造型とは、1又は2個以上の縮合環を含む繰り返し単位を3個以上有する高分子構造をいい、単量体型は、1又は2個以上の縮合環を含む繰り返し単位を3個以上有さない分子構造をいう。一実施形態において、(A)縮合環構造含有エポキシ樹脂は、(A-1)単量体型の縮合環構造含有エポキシ樹脂を含む。一実施形態において、(A)縮合環構造含有エポキシ樹脂は、(A-2)繰り返し構造型の縮合環構造含有エポキシ樹脂を含む。一実施形態において、(A)縮合環構造含有エポキシ樹脂は、(A-1)単量体型の縮合環構造含有エポキシ樹脂と、(A-2)繰り返し構造型の縮合環構造含有エポキシ樹脂の両方を含むことが好ましい。
(A-1)単量体型の縮合環構造含有エポキシ樹脂としては、例えば、1,6-ビス(グリシジルオキシ)ナフタレン、1,5-ビス(グリシジルオキシ)ナフタレン、2,7-ビス(グリシジルオキシ)ナフタレン、2,6-ビス(グリシジルオキシ)ナフタレン等の1分子中に1個の縮合環を有する単量体型の縮合環構造含有エポキシ樹脂;ビス[2-(グリシジルオキシ)-1-ナフチル]メタン、2,2-ビス[2-(グリシジルオキシ)-1-ナフチル]プロパン、ビス[2,7-ビス(グリシジルオキシ)-1-ナフチル]メタン、2,2-ビス[2,7-ビス(グリシジルオキシ)-1-ナフチル]プロパン、[2,7-ビス(グリシジルオキシ)-1-ナフチル][2-(グリシジルオキシ)-1-ナフチル]メタン、2-[2,7-ビス(グリシジルオキシ)-1-ナフチル]-2-[2-(グリシジルオキシ)-1-ナフチル]プロパン等の1分子中に2個の縮合環を有する単量体型の縮合環構造含有エポキシ樹脂が挙げられる。
(A-1)単量体型の縮合環構造含有エポキシ樹脂は、好ましくは、1分子中に1個の縮合環を有する単量体型の縮合環構造含有エポキシ樹脂であり、特に好ましくは、1,6-ビス(グリシジルオキシ)ナフタレンである。
(A-1)単量体型の縮合環構造含有エポキシ樹脂は、2官能~4官能のエポキシ樹脂であることが好ましく、2官能又は3官能のエポキシ樹脂であることがより好ましく、2官能のエポキシ樹脂であることが特に好ましい。
(A-1)単量体型の縮合環構造含有エポキシ樹脂のエポキシ当量は、特に限定されるものではないが、好ましくは50g/eq.以上、より好ましくは80g/eq.以上、さらに好ましくは100g/eq.以上、さらにより好ましくは120g/eq.以上、特に好ましくは130g/eq.以上である。(A-1)単量体型の縮合環構造含有エポキシ樹脂のエポキシ当量の上限は、特に限定されるものではないが、好ましくは1000g/eq.以下、より好ましくは500g/eq.以下、さらに好ましくは300g/eq.以下、さらにより好ましくは200g/eq.以下、特に好ましくは160g/eq.以下である。
(A-1)単量体型の縮合環構造含有エポキシ樹脂の分子量は、特に限定されるものではないが、好ましくは2000以下、より好ましくは1000以下、さらに好ましくは700以下、さらにより好ましくは600以下、特に好ましくは500以下である。
(A-1)単量体型の縮合環構造含有エポキシ樹脂の市販品としては、例えば、DIC社製の「HP-4032D」、「HP-4032SS」(1分子中に1個のナフタレン環を有するエポキシ樹脂);DIC社製の「EXA-4750」、「HP-4770」、「HP-4700」、「HP-4710」(1分子中に2個のナフタレン環を有するエポキシ樹脂)等が挙げられる。
(A-2)繰り返し構造型の縮合環構造含有エポキシ樹脂としては、例えば、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトール-フェノール共縮ノボラック型エポキシ樹脂、ナフトール-クレゾール共縮ノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフタレンジオールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂等の1分子中に3個以上の縮合環を有する繰り返し構造型の縮合環構造含有エポキシ樹脂が挙げられる。中でも、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂が特に好ましい。なお、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂とは、エポキシ基を有するナフチレン単位とアラルキレン単位とが交互に繰り返される分子構造を備えるエポキシ樹脂を意味する。
(A-2)繰り返し構造型の縮合環構造含有エポキシ樹脂のエポキシ当量は、特に限定されるものではないが、好ましくは50g/eq.以上、より好ましくは100g/eq.以上、さらに好ましくは200g/eq.以上、さらにより好ましくは250g/eq.以上、特に好ましくは300g/eq.以上である。(A-2)繰り返し構造型の縮合環構造含有エポキシ樹脂のエポキシ当量の上限は、特に限定されるものではないが、好ましくは2000g/eq.以下、より好ましくは1000g/eq.以下、さらに好ましくは500g/eq.以下、さらにより好ましくは400g/eq.以下である。
(A-2)繰り返し構造型の縮合環構造含有エポキシ樹脂の市販品としては、例えば、日鉄ケミカル&マテリアル社製の「ESN-155」、「ESN-185V」、「ESN-175」、「ESN-475V」、「ESN-485」、「TX-1507B」(ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂);DIC社製の「EXA-7311」、「EXA-7311-G3」、「EXA-7311-G4」、「EXA-7311-G4S」、「HP-6000」、「HP-6000-L」(ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂);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)等が挙げられる。
(A)縮合環構造含有エポキシ樹脂が、(A-1)単量体型の縮合環構造含有エポキシ樹脂と(A-2)繰り返し構造型の縮合環構造含有エポキシ樹脂の両方を含む場合、(A-1)単量体型の縮合環構造含有エポキシ樹脂と(A-2)繰り返し構造型の縮合環構造含有エポキシ樹脂の質量比(単量体型/繰り返し構造型)は、特に限定されるものではないが、好ましくは0.1以上、より好ましくは0.5以上、さらに好ましくは1以上、特に好ましくは1.2以上である。当該質量比の上限は、特に限定されるものではないが、好ましくは10以下、より好ましくは5以下である。
樹脂組成物は、(A)縮合環構造含有エポキシ樹脂に加えて、その他のエポキシ樹脂を含んでいてもよいが、樹脂組成物中の(A)縮合環構造含有エポキシ樹脂の含有量は、樹脂組成物中の全エポキシ樹脂を100質量%とした場合、本発明の所望の効果を顕著に得る観点から、好ましくは50質量%以上、60質量%以上、より好ましくは70質量%以上、80質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上、95質量%以上、さらにより好ましくは98質量%以上、99質量%以上、特に好ましくは100質量%である。
樹脂組成物中の(A)縮合環構造含有エポキシ樹脂の含有量は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物中の(C)無機充填材以外の不揮発成分を100質量%とした場合、密着強度を向上させる観点から、好ましくは10質量%以上、より好ましくは30質量%以上、さらに好ましくは40質量%以上、さらにより好ましくは50質量%以上、特に好ましくは55質量%以上又は60質量%以上である。樹脂組成物中の(A)縮合環構造含有エポキシ樹脂の含有量の上限は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物中の(C)無機充填材以外の不揮発成分を100質量%とした場合、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下、さらに好ましくは75質量%以下、さらにより好ましくは70質量%以下、特に好ましくは65質量%以下である。
<(B)アルコキシ基含有ナフトールアラルキル樹脂>
本発明の樹脂組成物は、(B)アルコキシ基含有ナフトールアラルキル樹脂を含む。(B)アルコキシ基含有ナフトールアラルキル樹脂とは、水酸基及び/又はアルコキシ基を有するナフチレン単位とアラルキレン単位とが交互に繰り返される分子構造を備える樹脂を意味する。各単位はさらに任意の置換基を有していてもよい。なお、以下説明する(B)アルコキシ基含有ナフトールアラルキル樹脂は、エポキシ基を含まない樹脂であり、(A)成分に該当するものを含まない。(B)アルコキシ基含有ナフトールアラルキル樹脂は、1種類単独で用いてもよく、2種以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
(B)アルコキシ基含有ナフトールアラルキル樹脂において、アルコキシ基は、ナフタレン環に直接結合していることが好ましく、ナフタレン環のα位に直接結合していることが特に好ましい。アルコキシ基とは、直鎖、分枝鎖及び/又は環状の1価の脂肪族飽和炭化水素基が酸素原子を介して結合する1価の基をいう。(B)アルコキシ基含有ナフトールアラルキル樹脂に含まれるアルコキシ基は、炭素原子数1~6のアルコキシ基が好ましく、炭素原子数1~3のアルコキシ基がより好ましい。アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基等が挙げられ、中でも、メトキシ基が特に好ましい。
一実施形態において、(B)アルコキシ基含有ナフトールアラルキル樹脂は、さらに水酸基(好ましくはナフタレン環に直接結合(特に好ましくはα位に直接結合)したフェノール性水酸基)を含有することが好ましい。したがって、当該実施形態において、(B)アルコキシ基含有ナフトールアラルキル樹脂は、(A)成分を含むエポキシ樹脂を硬化する硬化剤としての機能を備える場合がある。当該実施形態において、水酸基とアルコキシ基の存在当量比(水酸基/アルコキシ基)は、好ましくは0.1以上、より好ましくは1以上、さらに好ましくは2以上、特に好ましくは3以上であり得る。
(B)アルコキシ基含有ナフトールアラルキル樹脂は、特に限定されるものではないが、好ましくは、下記式(1):
Figure 0007314837000002
[式中、Rは、それぞれ独立して、水素原子、又は炭素数1~6のアルキル基を示し、少なくとも1個のRが、炭素数1~6のアルキル基であり、nは、2~20の整数を示し、Xは、それぞれ独立して、炭素数1~6のアルキレン基を示し、環A、B及びCは、それぞれ独立して、さらに置換基を有していてもよい。]
で表されるナフトールアラルキル樹脂であり、より好ましくは、下記式(2):
Figure 0007314837000003
[式中、Rは、それぞれ独立して、水素原子、又は炭素数1~6のアルキル基を示し、少なくとも1個のRが、炭素数1~6のアルキル基であり、nは、2~20の整数を示す。]
で表されるナフトールアラルキル樹脂である。
式(1)及び(2)において、Rは、それぞれ独立して、水素原子、又は炭素数1~6のアルキル基を示し、且つ少なくとも1個のRが、炭素数1~6のアルキル基である。アルキル基とは、直鎖、分枝鎖及び/又は環状の1価の脂肪族飽和炭化水素基をいう。アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、sec-ペンチル基、tert-ペンチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。Rは、好ましくは、それぞれ独立して、水素原子、又は炭素数1~3のアルキル基を示し、且つ少なくとも1個のRが、炭素数1~3のアルキル基であり;より好ましくは、それぞれ独立して、水素原子、又はメチル基を示し、且つ少なくとも1個のRが、メチル基である。一実施形態において、少なくとも1個のRが、水素原子であることが好ましい。当該実施形態において、水素原子であるRの割合は、全てのRを100%とした場合、50%以上であることが好ましく、60%以上であることがより好ましい。
式(1)及び(2)において、nは、2~20の整数を示す。nは、好ましくは2~10の整数であり、より好ましくは2~8の整数であり、さらに好ましくは3~6の整数であり、特に好ましくは4又は5である。
式(1)において、Xは、それぞれ独立して、炭素数1~6のアルキレン基を示す。アルキレン基とは、直鎖、分枝鎖又は環状の2価の脂肪族飽和炭化水素基をいう。アルキレン基としては、例えば、-CH-、-CH-CH-、-CH(CH)-、-CH-CH-CH-、-CH-CH(CH)-、-CH(CH)-CH-、-C(CH-、-CH-CH-CH-CH-、-CH-CH-CH(CH)-、-CH-CH(CH)-CH-、-CH(CH)-CH-CH-、-CH-C(CH-、-C(CH-CH-等が挙げられる。Xは、好ましくは、それぞれ独立して、炭素数1~3のアルキレン基であり、より好ましくは、-CH-である。
式(1)において、環A、B及びCは、それぞれ独立して、さらに置換基を有していてもよい。環A、B及びCにおけるさらなる置換基は、特に限定されるものではないが、例えば、炭素数1~6のアルキル基、炭素数6~14のアリール基、炭素数7~15のアラルキル基等の炭化水素基が挙げられる。アリール基とは、1価の芳香族炭化水素基をいう。アリール基としては、例えば、フェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基等が挙げられる。アラルキル基とは、1又は2個以上のアリール基で置換されたアルキル基をいう。アラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェネチル基、2-ナフチルメチル基等が挙げられる。環A、B及びCのさらなる置換基数は、0~2であることが好ましく、環A、B及びCは、さらに置換基を有していないことが特に好ましい。環Cは、2個のXとパラ位で結合していることが好ましい。
(B)アルコキシ基含有ナフトールアラルキル樹脂の数平均分子量は、特に限定されるものではないが、好ましくは400~5000、より好ましくは600~3000、さらに好ましくは800~2000である。数平均分子量は、例えば、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したものであり得る。
樹脂組成物中の(B)アルコキシ基含有ナフトールアラルキル樹脂の含有量は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物中の(C)無機充填材以外の不揮発成分を100質量%とした場合、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは1質量%以上、さらに好ましくは2質量%以上である。樹脂組成物中の(B)アルコキシ基含有ナフトールアラルキル樹脂の含有量の上限は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物中の(C)無機充填材以外の不揮発成分を100質量%とした場合、好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下、さらに好ましくは25質量%以下、さらにより好ましくは20質量%以下、特に好ましくは15質量%以下である。
<(C)無機充填材>
本発明の樹脂組成物は、(C)無機充填材を含む。(C)無機充填材は、粒子の状態で樹脂組成物に含まれる。
(C)無機充填材の材料としては、無機化合物を用いる。(C)無機充填材の材料としては、例えば、シリカ、アルミナ、ガラス、コーディエライト、シリコン酸化物、硫酸バリウム、炭酸バリウム、タルク、クレー、雲母粉、酸化亜鉛、ハイドロタルサイト、ベーマイト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化マンガン、ホウ酸アルミニウム、炭酸ストロンチウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸ビスマス、酸化チタン、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸バリウム、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、リン酸ジルコニウム、及びリン酸タングステン酸ジルコニウム等が挙げられる。これらの中でも、シリカが特に好適である。シリカとしては、例えば、無定形シリカ、溶融シリカ、結晶シリカ、合成シリカ、中空シリカ等が挙げられる。また、シリカとしては球形シリカが好ましい。(C)無機充填材は、1種類単独で用いてもよく、2種以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
(C)無機充填材の市販品としては、例えば、電化化学工業社製の「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」;デンカ社製の「UFP-30」;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」;デンカ社製の「DAW-03」、「FB-105FD」などが挙げられる。
(C)無機充填材の平均粒径は、特に限定されるものではないが、好ましくは20μm以下、より好ましくは10μm以下、さらに好ましくは5μm以下、さらにより好ましくは3μm以下、特に好ましくは1μm以下である。(C)無機充填材の平均粒径の下限は、特に限定されるものではないが、好ましくは0.01μm以上、より好ましくは0.05μm以上、さらに好ましくは0.1μm以上、特に好ましくは0.2μm以上である。(C)無機充填材の平均粒径は、ミー(Mie)散乱理論に基づくレーザー回折・散乱法により測定することができる。具体的には、レーザー回折散乱式粒径分布測定装置により、無機充填材の粒径分布を体積基準で作成し、そのメディアン径を平均粒径とすることで測定することができる。測定サンプルは、無機充填材100mg、メチルエチルケトン10gをバイアル瓶に秤取り、超音波にて10分間分散させたものを使用することができる。測定サンプルを、レーザー回折式粒径分布測定装置を使用して、使用光源波長を青色及び赤色とし、フローセル方式で無機充填材の体積基準の粒径分布を測定し、得られた粒径分布からメディアン径として平均粒径を算出した。レーザー回折式粒径分布測定装置としては、例えば堀場製作所社製「LA-960」等が挙げられる。
(C)無機充填材の比表面積は、特に限定されるものではないが、好ましくは0.1m/g以上、より好ましくは0.5m/g以上、さらに好ましくは1m/g以上、特に好ましくは3m/g以上である。(C)無機充填材の比表面積の上限は、特に限定されるものではないが、好ましくは50m/g以下、より好ましくは30m/g以下、さらに好ましくは20m/g以下、特に好ましくは10m/g以下である。無機充填材の比表面積は、BET法に従って、比表面積測定装置(マウンテック社製Macsorb HM-1210)を使用して試料表面に窒素ガスを吸着させ、BET多点法を用いて比表面積を算出することで得られる。
(C)無機充填材は、適切な表面処理剤で表面処理されていることが好ましい。表面処理されることにより、(C)無機充填材の耐湿性及び分散性を高めることができる。表面処理剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニル系シランカップリング剤;2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシ系シランカップリング剤;p-スチリルトリメトキシシラン等のスチリル系シランカップリング剤;3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等のメタクリル系シランカップリング剤;3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のアクリル系シランカップリング剤;N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-フェニル-8-アミノオクチルトリメトキシシラン、N-(ビニルベンジル)-2-アミノエチル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ系シランカップリング剤;トリス-(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート等のイソシアヌレート系シランカップリング剤;3-ウレイドプロピルトリアルコキシシラン等の等のウレイド系シランカップリング剤;3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト系シランカップリング剤;3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のイソシアネート系シランカップリング剤;3-トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物等の酸無水物系シランカップリング剤;等のシランカップリング剤;メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、n-プロピルトリメトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、1,6-ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン等の非シランカップリング-アルコキシシラン化合物等が挙げられる。また、表面処理剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
表面処理剤の市販品としては、例えば、信越化学工業社製の「KBM-1003」、「KBE-1003」(ビニル系シランカップリング剤);「KBM-303」、「KBM-402」、「KBM-403」、「KBE-402」、「KBE-403」(エポキシ系シランカップリング剤);「KBM-1403」(スチリル系シランカップリング剤);「KBM-502」、「KBM-503」、「KBE-502」、「KBE-503」(メタクリル系シランカップリング剤);「KBM-5103」(アクリル系シランカップリング剤);「KBM-602」、「KBM-603」、「KBM-903」、「KBE-903」、「KBE-9103P」、「KBM-573」、「KBM-575」(アミノ系シランカップリング剤);「KBM-9659」(イソシアヌレート系シランカップリング剤);「KBE-585」(ウレイド系シランカップリング剤);「KBM-802」、「KBM-803」(メルカプト系シランカップリング剤);「KBE-9007N」(イソシアネート系シランカップリング剤);「X-12-967C」(酸無水物系シランカップリング剤);「KBM-13」、「KBM-22」、「KBM-103」、「KBE-13」、「KBE-22」、「KBE-103」、「KBM-3033」、「KBE-3033」、「KBM-3063」、「KBE-3063」、「KBE-3083」、「KBM-3103C」、「KBM-3066」、「KBM-7103」(非シランカップリング-アルコキシシラン化合物)等が挙げられる。
表面処理剤による表面処理の程度は、無機充填材の分散性向上の観点から、所定の範囲に収まることが好ましい。具体的には、無機充填材100質量%は、0.2質量%~5質量%の表面処理剤で表面処理されていることが好ましく、0.2質量%~3質量%で表面処理されていることがより好ましく、0.3質量%~2質量%で表面処理されていることがさらに好ましい。
表面処理剤による表面処理の程度は、無機充填材の単位表面積当たりのカーボン量によって評価することができる。無機充填材の単位表面積当たりのカーボン量は、無機充填材の分散性向上の観点から、0.02mg/m以上が好ましく、0.1mg/m以上がより好ましく、0.2mg/m以上がさらに好ましい。一方、樹脂組成物の溶融粘度やシート形態での溶融粘度の上昇を防止する観点から、1.0mg/m以下が好ましく、0.8mg/m以下がより好ましく、0.5mg/m以下がさらに好ましい。
(C)無機充填材の単位表面積当たりのカーボン量は、表面処理後の無機充填材を溶剤(例えば、メチルエチルケトン(MEK))により洗浄処理した後に測定することができる。具体的には、溶剤として十分な量のMEKを表面処理剤で表面処理された無機充填材に加えて、25℃で5分間超音波洗浄する。上澄液を除去し、固形分を乾燥させた後、カーボン分析計を用いて無機充填材の単位表面積当たりのカーボン量を測定することができる。カーボン分析計としては、堀場製作所社製「EMIA-320V」等を使用することができる。
樹脂組成物中の(C)無機充填材の含有量は、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、70質量%以上であり、好ましくは75質量%以上、より好ましくは78質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上、特に好ましくは82質量%以上である。樹脂組成物中の(C)無機充填材の含有量の上限は、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、例えば、98質量%以下、95質量%以下、90質量%以下、85質量%以下であり得る。
<(D)有機充填材>
本発明の樹脂組成物は、さらに任意成分として(D)有機充填材を含む場合がある。(D)有機充填材は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。
(D)有機充填材は、樹脂組成物中に粒子状の形態で存在する。(D)有機充填材としては、例えば、ゴム粒子、ポリアミド微粒子、シリコーン粒子などが挙げられ、本発明においては、本発明の所望の効果を顕著に得る観点から、ゴム粒子を用いることが好ましい。
ゴム粒子に含まれるゴム成分としては、例えば、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロブタジエン、エチレン-酢酸ビニル共重合体、スチレン-ブタジエン共重合体、スチレン-イソプレン共重合体、スチレン-イソブチレン共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体、イソプレン-イソブチレン共重合体、イソブチレン-ブタジエン共重合体、エチレン-プロピレン-ジエン三元共重合体、エチレン-プロピレン-ブテン三元共重合体等のオレフィン系熱可塑性エラストマー;ポリ(メタ)アクリル酸プロピル、ポリ(メタ)アクリル酸ブチル、ポリ(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、ポリ(メタ)アクリル酸オクチル等のアクリル系熱可塑性エラストマー等の熱可塑性エラストマーが挙げられ、好ましくは、オレフィン系熱可塑性エラストマーであり、より好ましくは、スチレン-ブタジエン共重合体である。さらにゴム成分には、ポリオルガノシロキサンゴム等のシリコーン系ゴムを混合してもよい。ゴム粒子に含まれるゴム成分は、ガラス転移温度が例えば0℃以下であり、-10℃以下が好ましく、-20℃以下がより好ましく、-30℃以下がさらに好ましい。
(D)有機充填材は、本発明の所望の効果を顕著に得る観点から、コア-シェル型ゴム粒子であることが好ましい。コア-シェル型ゴム粒子とは、上記で挙げたようなゴム成分を含むコア粒子と、それを覆う1層以上のシェル部からなる粒子状の有機充填材である。さらに、コア-シェル型粒子は、上記で挙げたようなゴム成分を含むコア粒子と、コア粒子に含まれるゴム成分と共重合可能なモノマー成分をグラフト共重合させたシェル部からなるコア-シェル型グラフト共重合体ゴム粒子であることが好ましい。ここでいうコア-シェル型とは、必ずしもコア粒子とシェル部が明確に区別できるもののみを指しているわけではなく、コア粒子とシェル部の境界が不明瞭なものも含み、コア粒子はシェル部で完全に被覆されていなくてもよい。
ゴム成分は、コア-シェル型ゴム粒子中に、40質量%以上含有することが好ましく、50質量%以上含有することがより好ましく、60質量%以上含有することがさらに好ましい。コア-シェル型ゴム粒子中のゴム成分の含有量の上限は、特に限定されるものではないが、コア粒子をシェル部で十分に被覆する観点から、例えば、95質量%以下、90質量%であることが好ましい。
コア-シェル型ゴム粒子のシェル部を形成するモノマー成分は、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸グリシジル等の(メタ)アクリル酸エステル;(メタ)アクリル酸;N-メチルマレイミド、N-フェニルマレイミド等のN-置換マレイミド;マレイミド;マレイン酸、イタコン酸等のα,β-不飽和カルボン酸;スチレン、4-ビニルトルエン、α-メチルスチレン等の芳香族ビニル化合物;(メタ)アクリロニトリル等を含み、中でも、(メタ)アクリル酸エステルを含むことが好ましく、(メタ)アクリル酸メチルを含むことがより好ましい。
コア-シェル型ゴム粒子の市販品としては、例えば、チェイルインダストリーズ社製の「CHT」;UMGABS社製の「B602」;ダウ・ケミカル日本社製の「パラロイドEXL-2602」、「パラロイドEXL-2603」、「パラロイドEXL-2655」、「パラロイドEXL-2311」、「パラロイド-EXL2313」、「パラロイドEXL-2315」、「パラロイドKM-330」、「パラロイドKM-336P」、「パラロイドKCZ-201」、三菱レイヨン社製の「メタブレンC-223A」、「メタブレンE-901」、「メタブレンS-2001」、「メタブレンW-450A」「メタブレンSRK-200」、カネカ社製の「カネエースM-511」、「カネエースM-600」、「カネエースM-400」、「カネエースM-580」、「カネエースMR-01」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。
(D)有機充填材の平均粒径(平均一次粒子径)は、特に限定されるものではないが、好ましくは20nm以上、より好ましくは50nm以上、さらに好ましくは80nm以上、特に好ましくは100nm以上である。(D)有機充填材の平均粒径(平均一次粒子径)の上限は、特に限定されるものではないが、好ましくは5,000nm以下、より好ましくは2,000nm以下、さらに好ましくは1,000nm以下、特に好ましくは500nm以下である。(D)有機充填材の平均粒径(平均一次粒子径)は、ゼータ電位粒度分布測定装置等を用いて測定できる。
樹脂組成物中の(D)有機充填材の含有量は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物中の(C)無機充填材以外の不揮発成分を100質量%とした場合、好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下、さらに好ましくは20質量%以下、特に好ましくは15質量%以下である。樹脂組成物中の(D)有機充填材の含有量の下限は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物中の(C)無機充填材以外の不揮発成分を100質量%とした場合、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは1質量%以上、さらに好ましくは5質量%以上、特に好ましくは10質量%以上である。
<(E)硬化剤>
本発明の樹脂組成物は、さらに任意成分として(E)硬化剤を含む場合がある。(E)硬化剤は、(A)成分を含むエポキシ樹脂を硬化する機能を有する。ここでいう(E)硬化剤は、(B)成分には該当しない成分である。
(E)硬化剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、フェノール系硬化剤、ナフトール系硬化剤、酸無水物系硬化剤、アミン系硬化剤、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、カルボジイミド系硬化剤等が挙げられる。(E)硬化剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
フェノール系硬化剤及びナフトール系硬化剤としては、耐熱性及び耐水性の観点から、ノボラック構造を有するフェノール系硬化剤、又はノボラック構造を有するナフトール系硬化剤が好ましい。また、被着体に対する密着性の観点から、含窒素フェノール系硬化剤又は含窒素ナフトール系硬化剤が好ましく、トリアジン骨格含有フェノール系硬化剤又はトリアジン骨格含有ナフトール系硬化剤がより好ましい。中でも、耐熱性、耐水性、及び密着性を高度に満足させる観点から、トリアジン骨格含有フェノールノボラック樹脂が好ましい。フェノール系硬化剤及びナフトール系硬化剤の具体例としては、例えば、明和化成社製の「MEH-7700」、「MEH-7810」、「MEH-7851」、日本化薬社製の「NHN」、「CBN」、「GPH」、日鉄ケミカル&マテリアル社製の「SN-170」、「SN-180」、「SN-190」、「SN-475」、「SN-485」、「SN-495」、「SN-375」、「SN-395」、DIC社製の「LA-7052」、「LA-7054」、「LA-3018」、「LA-3018-50P」、「LA-1356」、「TD2090」、「TD-2090-60M」等が挙げられる。
酸無水物系硬化剤としては、1分子内中に1個以上の酸無水物基を有する硬化剤が挙げられ、1分子内中に2個以上の酸無水物基を有する硬化剤が好ましい。酸無水物系硬化剤の具体例としては、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルナジック酸無水物、水素化メチルナジック酸無水物、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、ドデセニル無水コハク酸、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロ-3-フラニル)-3-メチル-3-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸無水物、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾ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」、「MTA-15」、「DDSA」、「OSA」、三菱ケミカル社製の「YH-306」、「YH-307」、日立化成社製の「HN-2200」、「HN-5500」等が挙げられる。
アミン系硬化剤としては、1分子内中に1個以上、好ましくは2個以上のアミノ基を有する硬化剤が挙げられ、例えば、脂肪族アミン類、ポリエーテルアミン類、脂環式アミン類、芳香族アミン類等が挙げられ、中でも、本発明の所望の効果を奏する観点から、芳香族アミン類が好ましい。アミン系硬化剤は、第1級アミン又は第2級アミンが好ましく、第1級アミンがより好ましい。アミン系硬化剤の具体例としては、4,4’-メチレンビス(2,6-ジメチルアニリン)、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、m-フェニレンジアミン、m-キシリレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジヒドロキシベンジジン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、3,3-ジメチル-5,5-ジエチル-4,4-ジフェニルメタンジアミン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニル)プロパン、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニル)スルホン、ビス(4-(3-アミノフェノキシ)フェニル)スルホン、等が挙げられる。アミン系硬化剤は市販品を用いてもよく、例えば、セイカ社製「SEIKACURE-S」、日本化薬社製の「KAYABOND C-200S」、「KAYABOND C-100」、「カヤハードA-A」、「カヤハードA-B」、「カヤハードA-S」、三菱ケミカル社製の「エピキュアW」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系硬化剤、ナフタレン構造を含む活性エステル系硬化剤、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系硬化剤、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系硬化剤が好ましく、中でもナフタレン構造を含む活性エステル系硬化剤、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系硬化剤がより好ましい。「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、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系硬化剤として、「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系硬化剤として「EXB-9416-70BK」、「EXB-8150-65T」、「EXB-8100L-65T」、「EXB-8150L-65T」、「EXB-8150-62T」(DIC社製);フェノールノボラックのアセチル化物である活性エステル系硬化剤として「DC808」(三菱ケミカル社製);フェノールノボラックのベンゾイル化物である活性エステル系硬化剤として「YLH1026」(三菱ケミカル社製)、「YLH1030」(三菱ケミカル社製)、「YLH1048」(三菱ケミカル社製);等が挙げられる。
ベンゾオキサジン系硬化剤の具体例としては、JFEケミカル社製の「JBZ-OP100D」、「ODA-BOZ」;昭和高分子社製の「HFB2006M」;四国化成工業社製の「P-d」、「F-a」などが挙げられる。
シアネートエステル系硬化剤としては、例えば、ビスフェノールAジシアネート、ポリフェノールシアネート、オリゴ(3-メチレン-1,5-フェニレンシアネート)、4,4’-メチレンビス(2,6-ジメチルフェニルシアネート)、4,4’-エチリデンジフェニルジシアネート、ヘキサフルオロビスフェノールAジシアネート、2,2-ビス(4-シアネート)フェニルプロパン、1,1-ビス(4-シアネートフェニルメタン)、ビス(4-シアネート-3,5-ジメチルフェニル)メタン、1,3-ビス(4-シアネートフェニル-1-(メチルエチリデン))ベンゼン、ビス(4-シアネートフェニル)チオエーテル、及びビス(4-シアネートフェニル)エーテル等の2官能シアネート樹脂、フェノールノボラック及びクレゾールノボラック等から誘導される多官能シアネート樹脂、これらシアネート樹脂が一部トリアジン化したプレポリマーなどが挙げられる。シアネートエステル系硬化剤の具体例としては、ロンザジャパン社製の「PT30」及び「PT60」(いずれもフェノールノボラック型多官能シアネートエステル樹脂)、「BA230」、「BA230S75」(ビスフェノールAジシアネートの一部又は全部がトリアジン化され三量体となったプレポリマー)等が挙げられる。
カルボジイミド系硬化剤の具体例としては、日清紡ケミカル社製の「V-03」、「V-07」等が挙げられる。
樹脂組成物が(E)硬化剤を含む場合、エポキシ樹脂と、(B)成分及び(E)硬化剤との量比は、[エポキシ樹脂のエポキシ基数]:[(B)成分の水酸基数と(E)硬化剤の反応基数の合計]の比率で、1:0.2~1:2が好ましく、1:0.3~1:1.5がより好ましく、1:0.4~1:1.4がさらに好ましい。ここで、(E)硬化剤の反応基は、例えば、フェノール系硬化剤及びナフトール系硬化剤であれば芳香族水酸基、活性エステル系硬化剤であれば活性エステル基であり、硬化剤の種類によって異なる。
(E)硬化剤の反応基当量は、好ましくは50g/eq.~3000g/eq.、より好ましくは100g/eq.~1000g/eq.、さらに好ましくは100g/eq.~500g/eq.、特に好ましくは100g/eq.~300g/eq.である。反応基当量は、反応基1当量あたりの硬化剤の質量である。
樹脂組成物中の(E)硬化剤の含有量は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物中の(C)無機充填材以外の不揮発成分を100質量%とした場合、好ましくは50質量%以下、より好ましくは30質量%以下、さらに好ましくは20質量%以下、特に好ましくは10質量%以下である。樹脂組成物中の(E)硬化剤の含有量の下限は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物中の(C)無機充填材以外の不揮発成分を100質量%とした場合、例えば、0質量%以上、0.01質量%以上、0.1質量%以上、1質量%以上、3質量%以上、5質量%以上である。
<(F)硬化促進剤>
本発明の樹脂組成物は、任意成分として(F)硬化促進剤を含む場合がある。(F)硬化促進剤は、(A)成分を含むエポキシ樹脂の硬化を促進させる機能を有する。
(F)硬化促進剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、リン系硬化促進剤、ウレア系硬化促進剤、アミン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤、グアニジン系硬化促進剤、金属系硬化促進剤等が挙げられる。中でも、リン系硬化促進剤、アミン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤、金属系硬化促進剤が好ましく、イミダゾール系硬化促進剤が特に好ましい。(F)硬化促進剤は、1種類単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
リン系硬化促進剤としては、例えば、テトラブチルホスホニウムブロマイド、テトラブチルホスホニウムクロライド、テトラブチルホスホニウムアセテート、テトラブチルホスホニウムデカノエート、テトラブチルホスホニウムラウレート、ビス(テトラブチルホスホニウム)ピロメリテート、テトラブチルホスホニウムハイドロジェンヘキサヒドロフタレート、テトラブチルホスホニウムクレゾールノボラック3量体塩、ジ-tert-ブチルメチルホスホニウムテトラフェニルボレート等の脂肪族ホスホニウム塩;メチルトリフェニルホスホニウムブロマイド、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド、プロピルトリフェニルホスホニウムブロマイド、ブチルトリフェニルホスホニウムブロマイド、ベンジルトリフェニルホスホニウムクロライド、テトラフェニルホスホニウムブロマイド、p-トリルトリフェニルホスホニウムテトラ-p-トリルボレート、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウムテトラp―トリルボレート、トリフェニルエチルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリス(3-メチルフェニル)エチルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリス(2-メトキシフェニル)エチルホスホニウムテトラフェニルボレート、(4-メチルフェニル)トリフェニルホスホニウムチオシアネート、テトラフェニルホスホニウムチオシアネート、ブチルトリフェニルホスホニウムチオシアネート等の芳香族ホスホニウム塩;トリフェニルホスフィン・トリフェニルボラン等の芳香族ホスフィン・ボラン複合体;トリフェニルホスフィン・p-ベンゾキノン付加反応物等の芳香族ホスフィン・キノン付加反応物;トリブチルホスフィン、トリ-tert-ブチルホスフィン、トリオクチルホスフィン、ジ-tert-ブチル(2-ブテニル)ホスフィン、ジ-tert-ブチル(3-メチル-2-ブテニル)ホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン等の脂肪族ホスフィン;ジブチルフェニルホスフィン、ジ-tert-ブチルフェニルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン、エチルジフェニルホスフィン、ブチルジフェニルホスフィン、ジフェニルシクロヘキシルホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリ-o-トリルホスフィン、トリ-m-トリルホスフィン、トリ-p-トリルホスフィン、トリス(4-エチルフェニル)ホスフィン、トリス(4-プロピルフェニル)ホスフィン、トリス(4-イソプロピルフェニル)ホスフィン、トリス(4-ブチルフェニル)ホスフィン、トリス(4-tert-ブチルフェニル)ホスフィン、トリス(2,4-ジメチルフェニル)ホスフィン、トリス(2,5-ジメチルフェニル)ホスフィン、トリス(2,6-ジメチルフェニル)ホスフィン、トリス(3,5-ジメチルフェニル)ホスフィン、トリス(2,4,6-トリメチルフェニル)ホスフィン、トリス(2,6-ジメチル-4-エトキシフェニル)ホスフィン、トリス(2-メトキシフェニル)ホスフィン、トリス(4-メトキシフェニル)ホスフィン、トリス(4-エトキシフェニル)ホスフィン、トリス(4-tert-ブトキシフェニル)ホスフィン、ジフェニル-2-ピリジルホスフィン、1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン、1,3-ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン、1,4-ビス(ジフェニルホスフィノ)ブタン、1,2-ビス(ジフェニルホスフィノ)アセチレン、2,2’-ビス(ジフェニルホスフィノ)ジフェニルエーテル等の芳香族ホスフィン等が挙げられる。
ウレア系硬化促進剤としては、例えば、1,1-ジメチル尿素;1,1,3-トリメチル尿素、3-エチル-1,1-ジメチル尿素、3-シクロヘキシル-1,1-ジメチル尿素、3-シクロオクチル-1,1-ジメチル尿素等の脂肪族ジメチルウレア;3-フェニル-1,1-ジメチル尿素、3-(4-クロロフェニル)-1,1-ジメチル尿素、3-(3,4-ジクロロフェニル)-1,1-ジメチル尿素、3-(3-クロロ-4-メチルフェニル)-1,1-ジメチル尿素、3-(2-メチルフェニル)-1,1-ジメチル尿素、3-(4-メチルフェニル)-1,1-ジメチル尿素、3-(3,4-ジメチルフェニル)-1,1-ジメチル尿素、3-(4-イソプロピルフェニル)-1,1-ジメチル尿素、3-(4-メトキシフェニル)-1,1-ジメチル尿素、3-(4-ニトロフェニル)-1,1-ジメチル尿素、3-[4-(4-メトキシフェノキシ)フェニル]-1,1-ジメチル尿素、3-[4-(4-クロロフェノキシ)フェニル]-1,1-ジメチル尿素、3-[3-(トリフルオロメチル)フェニル]-1,1-ジメチル尿素、N,N-(1,4-フェニレン)ビス(N’,N’-ジメチル尿素)、N,N-(4-メチル-1,3-フェニレン)ビス(N’,N’-ジメチル尿素)〔トルエンビスジメチルウレア〕等の芳香族ジメチルウレア等が挙げられる。
アミン系硬化促進剤としては、例えば、トリエチルアミン、トリブチルアミン等のトリアルキルアミン、4-ジメチルアミノピリジン(DMAP)、ベンジルジメチルアミン、2,4,6,-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、1,8-ジアザビシクロ(5,4,0)-ウンデセン等が挙げられ、4-ジメチルアミノピリジンが好ましい。
イミダゾール系硬化促進剤としては、例えば、2-メチルイミダゾール、2-ウンデシルイミダゾール、2-ヘプタデシルイミダゾール、1,2-ジメチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、1,2-ジメチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、2-フェニル-4-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾール、1-シアノエチル-2-エチル-4-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイト、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、2,4-ジアミノ-6-[2’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2’-ウンデシルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2’-エチル-4’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジンイソシアヌル酸付加物、2-フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール、2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾール、2,3-ジヒドロ-1H-ピロロ[1,2-a]ベンズイミダゾール、1-ドデシル-2-メチル-3-ベンジルイミダゾリウムクロライド、2-メチルイミダゾリン、2-フェニルイミダゾリン等のイミダゾール化合物及びイミダゾール化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体が挙げられる。
イミダゾール系硬化促進剤としては、市販品を用いてもよく、例えば、三菱ケミカル社製の「P200-H50」等が挙げられる。
グアニジン系硬化促進剤としては、例えば、ジシアンジアミド、1-メチルグアニジン、1-エチルグアニジン、1-シクロヘキシルグアニジン、1-フェニルグアニジン、1-(o-トリル)グアニジン、ジメチルグアニジン、ジフェニルグアニジン、トリメチルグアニジン、テトラメチルグアニジン、ペンタメチルグアニジン、1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン、7-メチル-1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン、1-メチルビグアニド、1-エチルビグアニド、1-n-ブチルビグアニド、1-n-オクタデシルビグアニド、1,1-ジメチルビグアニド、1,1-ジエチルビグアニド、1-シクロヘキシルビグアニド、1-アリルビグアニド、1-フェニルビグアニド、1-(o-トリル)ビグアニド等が挙げられる。
金属系硬化促進剤としては、例えば、コバルト、銅、亜鉛、鉄、ニッケル、マンガン、スズ等の金属の、有機金属錯体又は有機金属塩が挙げられる。有機金属錯体の具体例としては、コバルト(II)アセチルアセトナート、コバルト(III)アセチルアセトナート等の有機コバルト錯体、銅(II)アセチルアセトナート等の有機銅錯体、亜鉛(II)アセチルアセトナート等の有機亜鉛錯体、鉄(III)アセチルアセトナート等の有機鉄錯体、ニッケル(II)アセチルアセトナート等の有機ニッケル錯体、マンガン(II)アセチルアセトナート等の有機マンガン錯体等が挙げられる。有機金属塩としては、例えば、オクチル酸亜鉛、オクチル酸錫、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、ステアリン酸スズ、ステアリン酸亜鉛等が挙げられる。
樹脂組成物中の(F)硬化促進剤の含有量は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物中の(C)無機充填材以外の不揮発成分を100質量%とした場合、好ましくは5質量%以下、より好ましくは2質量%以下、さらに好ましくは1質量%以下、さらにより好ましくは0.5質量%以下、特に好ましくは0.2質量%以下である。樹脂組成物中の(F)硬化促進剤の含有量の下限は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物中の(C)無機充填材以外の不揮発成分を100質量%とした場合、例えば、0質量%以上、0.0001質量%以上、0.001質量%以上、0.01質量%以上、0.05質量%以上、0.1質量%以上等とし得る。
<(G)ラジカル重合性化合物>
本発明の樹脂組成物は、さらに任意成分として(G)ラジカル重合性化合物を含む場合がある。(G)ラジカル重合性化合物は、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。
(G)ラジカル重合性化合物は、例えば、ラジカル重合性不飽和基を有する化合物であり得る。ラジカル重合性不飽和基としては、ラジカル重合可能である限り特に限定されるものではないが、末端又は内部に炭素-炭素二重結合を有するエチレン性不飽和基であればよく、具体的に、アリル基、3-シクロヘキセニル基等の不飽和脂肪族基;p-ビニルフェニル基、m-ビニルフェニル基、スチリル基等の不飽和脂肪族基含有芳香族基;アクリロイル基、メタクリロイル基、マレオイル基、フマロイル基等のα,β-不飽和カルボニル基等であり得る。(G)ラジカル重合性化合物は、ラジカル重合性不飽和基を1個以上有することが好ましく、2個以上有することがより好ましい。
ラジカル重合性不飽和基を有する化合物としては、例えば、マレイミド基を有するマレイミド系ラジカル重合性化合物;p-ビニルフェニル基、m-ビニルフェニル基等のビニルフェニル基を有するビニルフェニル系ラジカル重合性化合物;アクリロイル基及び/又はメタクリロイル基(以下まとめて「(メタ)アクリロイル基」という)を有する(メタ)アクリル系ラジカル重合性化合物;アリル基を有するアリル系ラジカル重合性化合物;ポリブタジエン骨格を有するポリブタジエン系ラジカル重合性化合物等が挙げられ、マレイミド系ラジカル重合性化合物、及びビニルフェニル系ラジカル重合性化合物のいずれかであることがより好ましい。
マレイミド系ラジカル重合性化合物は、マレイミド基を分子中に有する化合物である。マレイミド系ラジカル重合性化合物の1分子当たりのマレイミド基の数は、好ましくは2個以上である。
第一の実施形態において、マレイミド系ラジカル重合性化合物は、好ましくは、繰り返し単位を有するポリマレイミド化合物であり、より好ましくは、繰り返し単位を有する芳香族ポリマレイミド化合物であり、特に好ましくは、下記式(3):
Figure 0007314837000004
[式中、X及びXは、それぞれ独立して、単結合、炭素数1~6のアルキレン基、-O-、-CO-、-S-、-SO-、又は-SO-(好ましくは炭素数1~6のアルキレン基、より好ましくは-CH-)を示し、Arは、炭素数1~6のアルキル基を有していてもよい炭素数6~14のアリーレン基(好ましくは4,4’-ビフェニル基)を示し、n1は、それぞれ独立して、0又は1を示し、n2は、1~100(好ましくは1~50、より好ましくは1~20、さらに好ましくは1~5)の整数を示す。]
で表される芳香族ポリマレイミド化合物である。
アリーレン基とは、2価の芳香族炭化水素基をいい、複数の芳香環が縮合していても、直接連結していてもよい。アリーレン基としては、例えば、1,3-フェニレン基、1,4-フェニレン基、1,5-ナフチレン基、1,8-ナフチレン基、2,6-ナフチレン基、4,4’-ビフェニル基、3,4’-ビフェニル基等が挙げられる。
第二の実施形態において、マレイミド系ラジカル重合性化合物は、好ましくは、ポリアミン化合物(特にジアミン化合物)と、マレイン酸無水物と、必要に応じてポリカルボン酸無水物(特にテトラカルボン酸二無水物)をイミド化反応させて得られるビスマレイミド化合物であり、特に好ましくは、下記式(4):
Figure 0007314837000005
[式中、Y及びYは、それぞれ独立して、ジアミン化合物から2個の-NHを除いた2価の基を示し、例えば、炭素原子、酸素原子、窒素原子、及び硫黄原子から選ばれる2個以上(例えば2~3000個、2~1000個、2~100個、2~50個)の骨格原子からなる2価の有機基であり得る。Yは、テトラカルボン酸二無水物から2個の-CO-O-CO-を除いた4価の基を示し、例えば、炭素原子、酸素原子、窒素原子、及び硫黄原子から選ばれる2個以上(例えば2~3000個、2~1000個、2~100個、2~50個)の骨格原子からなる4価の有機基であり得る。mは、0又は1以上の整数を示す。]
で表されるビスマレイミド化合物である。
マレイミド系ラジカル重合性化合物を調製するためのジアミン化合物としては、特に限定されるものではないが、例えば、脂肪族ジアミン化合物、及び芳香族ジアミン化合物を挙げることができる。
脂肪族ジアミン化合物としては、例えば、1,2-エチレンジアミン、1,2-ジアミノプロパン、1,3-ジアミノプロパン、1,4-ジアミノブタン、1,5-ジアミノペンタン、1,6-ジアミノヘキサン、1,10-ジアミノデカン等の直鎖状の脂肪族ジアミン化合物;1,2-ジアミノ-2-メチルプロパン、2,3-ジアミノ-2,3-ブタン、2-メチル-1,5-ジアミノペンタン等の分岐鎖状の脂肪族ジアミン化合物;1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,3-ジアミノシクロヘキサン、1,4-ジアミノシクロヘキサン、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルアミン)等の脂環式ジアミン化合物;ダイマー酸型ジアミン等が挙げられる。
ダイマー酸型ジアミンとは、ダイマー酸の二つの末端カルボキシ基(-COOH)が、アミノメチル基(-CH-NH)又はアミノ基(-NH)に置換されて得られるジアミン化合物を意味する。ダイマー酸は、不飽和脂肪酸(好ましくは炭素数11~22のもの、特に好ましくは炭素数18のもの)を二量化することにより得られる既知の化合物であり、その工業的製造プロセスは業界でほぼ標準化されている。ダイマー酸は、とりわけ安価で入手しやすいオレイン酸、リノール酸等の炭素数18の不飽和脂肪酸を二量化することによって得られる炭素数36のダイマー酸を主成分とするものが容易に入手できる。また、ダイマー酸は、製造方法、精製の程度等に応じ、任意量のモノマー酸、トリマー酸、その他の重合脂肪酸等を含有する場合がある。また、不飽和脂肪酸の重合反応後には二重結合が残存するが、本明細書では、さらに水素添加反応させて不飽和度を低下させた水素添加物もダイマー酸に含めるものとする。ダイマー酸型ジアミンは、市販品が入手可能であり、例えばクローダジャパン社製の「PRIAMINE1073」、「PRIAMINE1074」、「PRIAMINE1075」、コグニスジャパン社製の「バーサミン551」、「バーサミン552」等が挙げられる。
芳香族ジアミン化合物としては、例えば、1,4-フェニレンジアミン、1,2-フェニレンジアミン、1,3-フェニレンジアミン、2,4-ジアミノトルエン、2,6-ジアミノトルエン、3,5-ジアミノビフェニル、2,4,5,6-テトラフルオロ-1,3-フェニレンジアミン等のフェニレンジアミン化合物;1,5-ジアミノナフタレン、1,8-ジアミノナフタレン、2,6-ジアミノナフタレン、2,3-ジアミノナフタレン等のナフタレンジアミン化合物;4,4’-ジアミノ-2,2’-ジトリフルオロメチル-1,1’-ビフェニル、3,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-ジアミノジフェニルスルフィド、4-アミノフェニル4-アミノベンゾエート、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)プロパン、4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジアニリン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、α,α-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]-1,3-ジイソプロピルベンゼン、α,α-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]-1,4-ジイソプロピルベンゼン、4,4’-(9-フルオレニリデン)ジアニリン、2,2-ビス(3-メチル-4-アミノフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-メチル-4-アミノフェニル)ベンゼン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチル-1,1’-ビフェニル、4,4’-ジアミノ-2,2’-ジメチル-1,1’-ビフェニル、9,9’-ビス(3-メチル-4-アミノフェニル)フルオレン、5-(4-アミノフェノキシ)-3-[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]-1,1,3-トリメチルインダン、4-アミノ安息香酸5-アミノ-1,1’-ビフェニル-2-イル等のジアニリン化合物等が挙げられる。
ジアミン化合物は、市販されているものを用いてもよいし、公知の方法により合成したものを使用してもよい。ジアミン化合物は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。
マレイミド系ラジカル重合性化合物を調製するためのテトラカルボン酸無水物としては、特に限定されるものではないが、例えば、脂肪族テトラカルボン酸二無水物、及び芳香族テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。
脂肪族テトラカルボン酸二無水物としては、具体的に、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、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)二無水物等が挙げられる。
芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、例えば、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等のベンゼ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、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物等のナフタ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等のアントラセ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、3,3’,4,4’-ジフェニルエーテ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、3,3’,4,4’-ビフェニル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、2,3,3’,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’-ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,2’-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシフェニル)スルホン二無水物、メチレン-4,4’-ジフタル酸二無水物、1,1-エチニリデン-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、1,3-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)ベンゼン二無水物、1,4-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、2,2-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、4,4’-(4,4’-イソプロピリデンジフェノキシ)ビスフタル酸二無水物等のジフタル酸二無水物等が挙げられる。
マレイミド系ラジカル重合性化合物は、第一の実施形態におけるマレイミド系ラジカル重合性化合物と第二の実施形態におけるマレイミド系ラジカル重合性化合物とを両方含んでいてもよい。
マレイミド系ラジカル重合性化合物の市販品としては、例えば、日本化薬社製の「MIR-3000-70MT」;デザイナーモレキュールズ社製の「BMI-689」、「BMI-1500」、「BMI-1700」、「BMI-3000」等が挙げられる。
ビニルフェニル系ラジカル重合性化合物は、ビニルフェニル基を有するラジカル重合性化合物である。ビニルフェニル系ラジカル重合性化合物は、1分子あたり2個以上のビニルフェニル基を有することが好ましい。
ビニルフェニル系ラジカル重合性化合物は、ビニルベンジル基及びポリフェニレンエーテル骨格を有するビニルベンジル変性ポリフェニレンエーテルが好ましく、下記式(5):
Figure 0007314837000006
[式中、R及びRは、それぞれ独立して、炭素数1~6のアルキル基(好ましくはメチル基)を示し、Z、Z及びZは、それぞれ独立して、単結合、炭素数1~6のアルキレン基、-O-、-CO-、-S-、-SO-、又は-SO-(Z及びZは好ましくは-O-、Zは好ましくは単結合)を示し、a1及びa2は、それぞれ独立して、1~300(好ましくは1~100、より好ましくは1~50)の整数を示し、b1及びb2は、それぞれ独立して、0~4の整数を示す。]
で表されるビニルベンジル変性ポリフェニレンエーテルであることが特に好ましい。
ビニルフェニル系ラジカル重合性化合物の市販品としては、例えば、三菱ガス化学社製の「OPE-2St」(ビニルベンジル変性ポリフェニレンエーテル)等が挙げられる。
(メタ)アクリル系ラジカル重合性化合物は、(メタ)アクリロイル基を有する化合物である。(メタ)アクリル系ラジカル重合性化合物としては、1分子あたり2個以上の(メタ)アクリロイル基を有することが好ましい。(メタ)アクリル系ラジカル重合性化合物は、市販品を用いてもよく、例えば、新中村化学工業社製の「A-DOG」、共栄社化学社製の「DCP-A」、日本化薬社製「NPDGA」、「FM-400」、「R-687」、「THE-330」、「PET-30」、「DPHA」、新中村化学工業社製の「NKエステルDCP」等が挙げられる。
アリル基を有するアリル系ラジカル重合性化合物とは、分子中にアリル基を有する化合物である。アリル系ラジカル重合性化合物は、2個以上のアリル基を有することが好ましい。アリル系ラジカル重合性化合物は、市販品を用いることができる。市販品としては、例えば、明和化成社製「MEH-8000H」、「MEH-8005」(フェノール構造を有するアリル系ラジカル重合性化合物);日本化薬社製「RE-810NM」(エポキシ基を有するアリル系ラジカル重合性化合物);四国化成工業社製「ALP-d」(ベンゾオキサジン環を有するアリル系ラジカル重合性化合物);四国化成工業社製「L-DAIC」(イソシアヌル環を有するアリル系ラジカル重合性化合物);日本化成社製「TAIC」(イソシアヌル環を有するアリル系ラジカル重合性化合物);大阪ソーダ社製「MDAC」(シクロヘキサンジカルボン酸誘導体を有するアリル系ラジカル重合性化合物);日触テクノファインケミカル社製「DAD」(ジフェン酸ジアリル);大阪ソーダ社製「ダイソーダップモノマー」(オルトジアリルフタレート)等が挙げられる。
ポリブタジエン系ラジカル重合性化合物とは、ポリブタジエン骨格を有する化合物である。なお、ポリブタジエン骨格は、一部が水素添加されていてもよい。ポリブタジエン系ラジカル重合性化合物としては、ヒドロキシ基含有ブタジエン樹脂、フェノール性水酸基含有ブタジエン樹脂、カルボキシ基含有ブタジエン樹脂、酸無水物基含有ブタジエン樹脂、エポキシ基含有ブタジエン樹脂、イソシアネート基含有ブタジエン樹脂及びウレタン基含有ブタジエン樹脂からなる群から選択される1種以上の樹脂がより好ましい。ポリブタジエン系ラジカル重合性化合物の具体例としては、日本曹達社製の「JP-100」、CRAY VALLEY社製の「Ricon100」、「Ricon150」、「Ricon130MA8」、「Ricon130MA13」、「Ricon130MA20」、「Ricon131MA5」、「Ricon131MA10」、「Ricon131MA17」、「Ricon131MA20」、「Ricon 184MA6」等が挙げられる。
樹脂組成物中の(G)ラジカル重合性化合物の含有量は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物中の(C)無機充填材以外の不揮発成分を100質量%とした場合、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30質量%以下、さらにより好ましくは20質量%以下、特に好ましくは10質量%以下である。樹脂組成物中の(G)ラジカル重合性化合物の含有量の下限は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物中の(C)無機充填材以外の不揮発成分を100質量%とした場合、例えば、0質量%以上、0.001質量%以上、0.01質量%以上、0.1質量%以上、0.5質量%以上、1質量%以上等とし得る。
<(H)ラジカル重合開始剤>
本発明の樹脂組成物は、さらに任意成分として(H)ラジカル重合開始剤を含む場合がある。(H)ラジカル重合開始剤は、例えば、加熱時にフリーラジカルを発生させる熱重合開始剤であり得る。(H)ラジカル重合開始剤は、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。
(H)ラジカル重合開始剤としては、例えば、過酸化物系ラジカル重合開始剤、アゾ系ラジカル重合開始剤等が挙げられる。中でも、過酸化物系ラジカル重合開始剤が好ましい。
過酸化物系ラジカル重合開始剤としては、例えば、1,1,3,3-テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド化合物;tert-ブチルクミルパーオキサイド、ジ-tert-ブチルパーオキサイド、ジ-tert-ヘキシルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、1,4-ビス(1-tert-ブチルパーオキシ-1-メチルエチル)ベンゼン、2,5-ジメチル-2,5-ビス(tert-ブチルパーオキシ)ヘキサン等のジアルキルパーオキサイド化合物;ジラウロイルパーオキサイド、ジデカノイルパーオキサイド、ジシクロヘキシルパーオキシジカーボネート、ビス(4-tert-ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート等のジアシルパーオキサイド化合物;tert-ブチルパーオキシアセテート、tert-ブチルパーオキシベンゾエート、tert-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、tert-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、tert-ブチルパーオキシネオデカノエート、tert-ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、tert-ブチルパーオキシラウレート、(1,1-ジメチルプロピル)2-エチルパーヘキサノエート、tert-ブチル2-エチルパーヘキサノエート、tert-ブチル3,5,5-トリメチルパーヘキサノエート、tert-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキシルモノカーボネート、tert-ブチルパーオキシマレイン酸等のパーオキシエステル化合物;等が挙げられる。
アゾ系ラジカル重合開始剤としては、例えば、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、1-[(1-シアノ-1-メチルエチル)アゾ]ホルムアミド、2-フェニルアゾ-4-メトキシ-2,4-ジメチル-バレロニトリル等のアゾニトリル化合物;2,2’-アゾビス[2-メチル-N-[1,1-ビス(ヒドロキシメチル)-2-ヒドロキシエチル]プロピオンアミド]、2,2’-アゾビス[2-メチル-N-[1,1-ビス(ヒドロキシメチル)エチル]プロピオンアミド]、2,2’-アゾビス[2-メチル-N-[2-(1-ヒドロキシブチル)]-プロピオンアミド]、2,2’-アゾビス[2-メチル-N-(2-ヒドロキシエチル)-プロピオンアミド]、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミド)ジハイドレート、2,2’-アゾビス[N-(2-プロペニル)-2-メチルプロピオンアミド]、2,2’-アゾビス(N-ブチル-2-メチルプロピオンアミド)、2,2’-アゾビス(N-シクロヘキシル-2-メチルプロピオンアミド)等のアゾアミド化合物;2,2’-アゾビス(2,4,4-トリメチルペンタン)、2,2’-アゾビス(2-メチルプロパン)等のアルキルアゾ化合物;等が挙げられる。
(H)ラジカル重合開始剤の市販品としては、例えば、日油社製の「パーブチルC」、「パーブチルA」、「パーブチルP」、「パーブチルL」、「パーブチルO」、「パーブチルND」、「パーブチルZ」、「パーブチルI」、「パークミルP」、「パークミルD」、「パーヘキシルD」、「パーヘキシルA」、「パーヘキシルI」、「パーヘキシルZ」、「パーヘキシルND」、「パーヘキシルO」、「パーヘキシルPV」、「パーヘキシルO」等が挙げられる。
樹脂組成物中の(H)ラジカル重合開始剤の含有量は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物中の(C)無機充填材以外の不揮発成分を100質量%とした場合、好ましくは5質量%以下、より好ましくは1質量%以下、さらに好ましくは0.5質量%以下、さらにより好ましくは0.3質量%以下、特に好ましくは0.2質量%以下である。樹脂組成物中の(H)ラジカル重合開始剤の含有量の下限は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物中の(C)無機充填材以外の不揮発成分を100質量%とした場合、例えば、0質量%以上、0.001質量%以上、0.01質量%以上、0.05質量%以上、0.1質量%以上等とし得る。
<(I)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、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、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、フェノ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等の(A)成分以外のエポキシ樹脂;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;シリコーン系レベリング剤、アクリルポリマー系レベリング剤等のレベリング剤;ベントン、モンモリロナイト等の増粘剤;シリコーン系消泡剤、アクリル系消泡剤、フッ素系消泡剤、ビニル樹脂系消泡剤の消泡剤;ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤等の紫外線吸収剤;尿素シラン等の接着性向上剤;トリアゾール系密着性付与剤、テトラゾール系密着性付与剤、トリアジン系密着性付与剤等の密着性付与剤;ヒンダードフェノール系酸化防止剤、ヒンダードアミン系酸化防止剤等の酸化防止剤;スチルベン誘導体等の蛍光増白剤;フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤等の界面活性剤;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。(I)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。
<(J)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。(J)有機溶剤としては、公知のものを適宜用いることができ、その種類は特に限定されるものではない。(J)有機溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸イソアミル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、γ-ブチロラクトン等のエステル系溶剤;テトラヒドロピラン、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジフェニルエーテル等のエーテル系溶剤;メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、エチレングリコール等のアルコール系溶剤;酢酸2-エトキシエチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチルジグリコールアセテート、γ-ブチロラクトン、メトキシプロピオン酸メチル等のエーテルエステル系溶剤;乳酸メチル、乳酸エチル、2-ヒドロキシイソ酪酸メチル等のエステルアルコール系溶剤;2-メトキシプロパノール、2-メトキシエタノール、2-エトキシエタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(ブチルカルビトール)等のエーテルアルコール系溶剤;N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン等のアミド系溶剤;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶剤;アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル系溶剤;ヘキサン、シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶剤;ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、トリメチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶剤等を挙げることができる。(J)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。
一実施形態において、(J)有機溶剤は、樹脂組成物中の全成分を100質量%とした場合、例えば、60質量%以下、40質量%以下、20質量%以下、15質量%以下、10質量%以下等であり得る。
<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)縮合環構造含有エポキシ樹脂、(B)アルコキシ基含有ナフトールアラルキル樹脂、(C)無機充填材、必要に応じて(D)有機充填材、必要に応じて(E)硬化剤、必要に応じて(F)硬化促進剤、必要に応じて(G)ラジカル重合性化合物、必要に応じて(H)ラジカル重合開始剤、必要に応じて(I)その他の添加剤、及び必要に応じて(J)有機溶剤を、任意の順で及び/又は一部若しくは全部同時に加えて混合することによって、製造することができる。また、各成分を加えて混合する過程で、温度を適宜設定することができ、一時的に又は終始にわたって、加熱及び/又は冷却してもよい。また、各成分を加えて混合する過程において、撹拌又は振盪を行ってもよい。また、加えて混合する際に又はその後に、樹脂組成物を、例えば、ミキサーなどの撹拌装置を用いて撹拌し、均一に分散させてもよい。
<樹脂組成物の特性>
本発明の樹脂組成物は、(A)縮合環構造含有エポキシ樹脂、(B)アルコキシ基含有ナフトールアラルキル樹脂、及び(C)無機充填材を含み、(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、70質量%以上であることから、硬化時の反りを抑制でき且つ優れた密着強度を備えた硬化物を得ることができる。また、一実施形態において、本発明の樹脂組成物の硬化物は、優れた電気特性を備え得る。
一実施形態において、本発明の樹脂組成物は、硬化時の反りを抑えることができることから、例えば、下記試験例1のように、電子情報技術産業協会規格のJEITA EDX-7311-24に準拠して反りを測定した場合、反り量が、好ましくは10mm未満、より好ましくは5mm未満、さらに好ましくは3mm未満、特に好ましくは2mm未満となり得る。
一実施形態において、本発明の樹脂組成物は、密着強度に優れた硬化物を得ることができることから、例えば、下記試験例2のように、スタッドプル剥離強度試験により剥離強度(密着強度)を測定した場合、剥離強度(密着強度)が、好ましくは100kgf/cm以上、より好ましくは200kgf/cm以上、さらに好ましくは230kgf/cm以上、特に好ましくは250kgf/cm以上となり得る。
一実施形態において、本発明の樹脂組成物の硬化物は、優れた電気特性も備え得るため、下記試験例3のように5.8GHz、23℃で測定した場合の樹脂組成物の硬化物の誘電正接は、好ましくは0.030以下、0.020以下、より好ましくは0.015以下、0.012以下、さらに好ましくは0.010以下、0.009以下、特に好ましくは0.008以下、0.007以下となり得る。
<樹脂組成物の用途>
本発明の樹脂組成物は、絶縁用途の樹脂組成物、特に、絶縁層を形成するための樹脂組成物として好適に使用することができる。具体的には、絶縁層上に形成される導体層(再配線層を含む)を形成するための当該絶縁層を形成するための樹脂組成物(導体層を形成するための絶縁層形成用樹脂組成物)として好適に使用することができる。また、後述するプリント配線板において、プリント配線板の絶縁層を形成するための樹脂組成物(プリント配線板の絶縁層形成用樹脂組成物)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はまた、樹脂シート、プリプレグ等のシート状積層材料、ソルダーレジスト、アンダーフィル材、ダイボンディング材、半導体封止材、穴埋め樹脂、部品埋め込み樹脂等、樹脂組成物が必要とされる用途で広範囲に使用できる。
また、例えば、以下の(1)~(6)工程を経て半導体チップパッケージが製造される場合、本発明の樹脂組成物は、再配線層を形成するための絶縁層としての再配線形成層用の樹脂組成物(再配線形成層形成用の樹脂組成物)、及び半導体チップを封止するための樹脂組成物(半導体チップ封止用の樹脂組成物)としても好適に使用することができる。半導体チップパッケージが製造される際、封止層上に更に再配線層を形成してもよい。
(1)基材に仮固定フィルムを積層する工程、
(2)半導体チップを、仮固定フィルム上に仮固定する工程、
(3)半導体チップ上に封止層を形成する工程、
(4)基材及び仮固定フィルムを半導体チップから剥離する工程、
(5)半導体チップの基材及び仮固定フィルムを剥離した面に、絶縁層としての再配線形成層を形成する工程、及び
(6)再配線形成層上に、導体層としての再配線層を形成する工程
また、本発明の樹脂組成物は、部品埋め込み性に良好な絶縁層をもたらすことから、プリント配線板が部品内蔵回路板である場合にも好適に使用することができる。
<シート状積層材料>
本発明の樹脂組成物は、ワニス状態で塗布して使用することもできるが、工業的には一般に、該樹脂組成物を含有するシート状積層材料の形態で用いることが好適である。
シート状積層材料としては、以下に示す樹脂シート、プリプレグが好ましい。
一実施形態において、樹脂シートは、支持体と、該支持体上に設けられた樹脂組成物層とを含んでなり、樹脂組成物層は本発明の樹脂組成物から形成される。
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50μm以下、より好ましくは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、5μm以上、10μm以上等とし得る。
支持体としては、例えば、プラスチック材料からなるフィルム、金属箔、離型紙が挙げられ、プラスチック材料からなるフィルム、金属箔が好ましい。
支持体としてプラスチック材料からなるフィルムを使用する場合、プラスチック材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(以下「PET」と略称することがある。)、ポリエチレンナフタレート(以下「PEN」と略称することがある。)等のポリエステル、ポリカーボネート(以下「PC」と略称することがある。)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等のアクリル、環状ポリオレフィン、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリエーテルサルファイド(PES)、ポリエーテルケトン、ポリイミド等が挙げられる。中でも、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートが好ましく、安価なポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。
支持体として金属箔を使用する場合、金属箔としては、例えば、銅箔、アルミニウム箔等が挙げられ、銅箔が好ましい。銅箔としては、銅の単金属からなる箔を用いてもよく、銅と他の金属(例えば、スズ、クロム、銀、マグネシウム、ニッケル、ジルコニウム、ケイ素、チタン等)との合金からなる箔を用いてもよい。
支持体は、樹脂組成物層と接合する面にマット処理、コロナ処理、帯電防止処理を施してあってもよい。
また、支持体としては、樹脂組成物層と接合する面に離型層を有する離型層付き支持体を使用してもよい。離型層付き支持体の離型層に使用する離型剤としては、例えば、アルキド樹脂、ポリオレフィン樹脂、ウレタン樹脂、及びシリコーン樹脂からなる群から選択される1種以上の離型剤が挙げられる。離型層付き支持体は、市販品を用いてもよく、例えば、アルキド樹脂系離型剤を主成分とする離型層を有するPETフィルムである、リンテック社製の「SK-1」、「AL-5」、「AL-7」、東レ社製の「ルミラーT60」、帝人社製の「ピューレックス」、ユニチカ社製の「ユニピール」等が挙げられる。
支持体の厚さは、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、任意の層を含んでいてもよい。斯かる任意の層としては、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、液状の樹脂組成物をそのまま、或いは有機溶剤に樹脂組成物を溶解した樹脂ワニスを調製し、これを、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。
有機溶剤としては、樹脂組成物の成分として説明した有機溶剤と同様のものが挙げられる。有機溶剤は1種単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
乾燥は、加熱、熱風吹きつけ等の公知の方法により実施してよい。乾燥条件は特に限定されないが、樹脂組成物層中の有機溶剤の含有量が10質量%以下、好ましくは5質量%以下となるように乾燥させる。樹脂組成物又は樹脂ワニス中の有機溶剤の沸点によっても異なるが、例えば30質量%~60質量%の有機溶剤を含む樹脂組成物又は樹脂ワニスを用いる場合、50℃~150℃で3分間~10分間乾燥させることにより、樹脂組成物層を形成することができる。
樹脂シートは、ロール状に巻きとって保存することが可能である。樹脂シートが保護フィルムを有する場合、保護フィルムを剥がすことによって使用可能となる。
一実施形態において、プリプレグは、シート状繊維基材に本発明の樹脂組成物を含浸させて形成される。
プリプレグに用いるシート状繊維基材は特に限定されず、ガラスクロス、アラミド不織布、液晶ポリマー不織布等のプリプレグ用基材として常用されているものを用いることができる。プリント配線板の薄型化の観点から、シート状繊維基材の厚さは、好ましくは50μm以下、より好ましくは40μm以下、さらに好ましくは30μm以下、特に好ましくは20μm以下である。シート状繊維基材の厚さの下限は特に限定されない。通常、10μm以上である。
プリプレグは、ホットメルト法、ソルベント法等の公知の方法により製造することができる。
プリプレグの厚さは、上述の樹脂シートにおける樹脂組成物層と同様の範囲とし得る。
本発明のシート状積層材料は、プリント配線板の絶縁層を形成するため(プリント配線板の絶縁層用)に好適に使用することができ、プリント配線板の層間絶縁層を形成するため(プリント配線板の層間絶縁層用)により好適に使用することができる。
<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を硬化して得られる硬化物からなる絶縁層を含む。
プリント配線板は、例えば、上述の樹脂シートを用いて、下記(I)及び(II)の工程を含む方法により製造することができる。
(I)内層基板上に、樹脂シートを、樹脂シートの樹脂組成物層が内層基板と接合するように積層する工程
(II)樹脂組成物層を硬化(例えば熱硬化)して絶縁層を形成する工程
工程(I)で用いる「内層基板」とは、プリント配線板の基板となる部材であって、例えば、ガラスエポキシ基板、金属基板、ポリエステル基板、ポリイミド基板、BTレジン基板、熱硬化型ポリフェニレンエーテル基板等が挙げられる。また、該基板は、その片面又は両面に導体層を有していてもよく、この導体層はパターン加工されていてもよい。基板の片面または両面に導体層(回路)が形成された内層基板は「内層回路基板」ということがある。またプリント配線板を製造する際に、さらに絶縁層及び/又は導体層が形成されるべき中間製造物も本発明でいう「内層基板」に含まれる。プリント配線板が部品内蔵回路板である場合、部品を内蔵した内層基板を使用してもよい。
内層基板と樹脂シートの積層は、例えば、支持体側から樹脂シートを内層基板に加熱圧着することにより行うことができる。樹脂シートを内層基板に加熱圧着する部材(以下、「加熱圧着部材」ともいう。)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。なお、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、内層基板の表面凹凸に樹脂シート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。
内層基板と樹脂シートの積層は、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され得る。
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。
積層の後に、常圧下(大気圧下)、例えば、加熱圧着部材を支持体側からプレスすることにより、積層された樹脂シートの平滑化処理を行ってもよい。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。なお、積層と平滑化処理は、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。
支持体は、工程(I)と工程(II)の間に除去してもよく、工程(II)の後に除去してもよい。
工程(II)において、樹脂組成物層を硬化(例えば熱硬化)して、樹脂組成物の硬化物からなる絶縁層を形成する。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通常採用される条件を使用してよい。
例えば、樹脂組成物層の熱硬化条件は、樹脂組成物の種類等によっても異なるが、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。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~100分間、さらに好ましくは15分間~100分間とすることができる。
樹脂組成物層を熱硬化させる前に、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、樹脂組成物層を熱硬化させるのに先立ち、50℃~120℃、好ましくは60℃~115℃、より好ましくは70℃~110℃の温度にて、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。
プリント配線板を製造するに際しては、(III)絶縁層に穴あけする工程、(IV)絶縁層を粗化処理する工程、(V)導体層を形成する工程をさらに実施してもよい。これらの工程(III)乃至工程(V)は、プリント配線板の製造に用いられる、当業者に公知の各種方法に従って実施してよい。なお、支持体を工程(II)の後に除去する場合、該支持体の除去は、工程(II)と工程(III)との間、工程(III)と工程(IV)の間、又は工程(IV)と工程(V)との間に実施してよい。また、必要に応じて、工程(II)~工程(V)の絶縁層及び導体層の形成を繰り返して実施し、多層配線板を形成してもよい。
他の実施形態において、本発明のプリント配線板は、上述のプリプレグを用いて製造することができる。製造方法は基本的に樹脂シートを用いる場合と同様である。
工程(III)は、絶縁層に穴あけする工程であり、これにより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。工程(III)は、絶縁層の形成に使用した樹脂組成物の組成等に応じて、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。ホールの寸法や形状は、プリント配線板のデザインに応じて適宜決定してよい。
工程(IV)は、絶縁層を粗化処理する工程である。通常、この工程(IV)において、スミアの除去も行われる。粗化処理の手順、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通常使用される公知の手順、条件を採用することができる。例えば、膨潤液による膨潤処理、酸化剤による粗化処理、中和液による中和処理をこの順に実施して絶縁層を粗化処理することができる。
粗化処理に用いる膨潤液としては特に限定されないが、アルカリ溶液、界面活性剤溶液等が挙げられ、好ましくはアルカリ溶液であり、該アルカリ溶液としては、水酸化ナトリウム溶液、水酸化カリウム溶液がより好ましい。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、特に限定されないが、例えば、30℃~90℃の膨潤液に絶縁層を1分間~20分間浸漬す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。
粗化処理に用いる酸化剤としては、特に限定されないが、例えば、水酸化ナトリウムの水溶液に過マンガン酸カリウム又は過マンガン酸ナトリウム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等の酸化剤による粗化処理は、60℃~100℃に加熱した酸化剤溶液に絶縁層を10分間~30分間浸漬させて行うことが好ましい。また、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。
また、粗化処理に用いる中和液としては、酸性の水溶液が好ましく、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、酸化剤による粗化処理がなされた処理面を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、酸化剤による粗化処理がなされた対象物を、40℃~70℃の中和液に5分間~20分間浸漬する方法が好ましい。
一実施形態において、粗化処理後の絶縁層表面の算術平均粗さ(Ra)は、特に限定されるものではないが、好ましくは500nm以下、より好ましくは400nm以下、さらに好ましくは300nm以下である。下限については特に限定されるものではなく、例えば、1nm以上、2nm以上等とし得る。また、粗化処理後の絶縁層表面の二乗平均平方根粗さ(Rq)は、好ましくは500nm以下、より好ましくは400nm以下、さらに好ましくは300nm以下である。下限については特に限定されるものではなく、例えば、1nm以上、2nm以上等とし得る。絶縁層表面の算術平均粗さ(Ra)及び二乗平均平方根粗さ(Rq)は、非接触型表面粗さ計を用いて測定することができる。
工程(V)は、導体層を形成する工程であり、絶縁層上に導体層を形成する。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。導体層は、単金属層であっても合金層であってもよく、合金層としては、例えば、上記の群から選択される2種以上の金属の合金(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)から形成された層が挙げられる。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、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層、又はニッケル・クロム合金、銅・ニッケル合金、銅・チタン合金の合金層が好ましく、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層、又はニッケル・クロム合金の合金層がより好ましく、銅の単金属層が更に好ましい。
導体層は、単層構造であっても、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が2層以上積層した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。
導体層の厚さは、所望のプリント配線板のデザインによるが、一般に3μm~35μm、好ましくは5μm~30μmである。
一実施形態において、導体層は、メッキにより形成してよい。例えば、セミアディティブ法、フルアディティブ法等の従来公知の技術により絶縁層の表面にメッキして、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、製造の簡便性の観点から、セミアディティブ法により形成することが好ましい。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、絶縁層の表面に、無電解メッキによりメッキシード層を形成する。次いで、形成されたメッキシード層上に、所望の配線パターンに対応してメッキ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。露出したメッキシード層上に、電解メッキ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、不要なメッキシード層をエッチング等により除去して、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。
他の実施形態において、導体層は、金属箔を使用して形成してよい。金属箔を使用して導体層を形成する場合、工程(V)は、工程(I)と工程(II)の間に実施することが好適である。例えば、工程(I)の後、支持体を除去し、露出した樹脂組成物層の表面に金属箔を積層する。樹脂組成物層と金属箔との積層は、真空ラミネート法により実施してよい。積層の条件は、工程(I)について説明した条件と同様としてよい。次いで、工程(II)を実施して絶縁層を形成する。その後、絶縁層上の金属箔を利用して、サブトラクティブ法、モディファイドセミアディティブ法等の従来の公知の技術により、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。
金属箔は、例えば、電解法、圧延法等の公知の方法により製造することができる。金属箔の市販品としては、例えば、JX日鉱日石金属社製のHLP箔、JXUT-III箔、三井金属鉱山社製の3EC-III箔、TP-III箔等が挙げられる。
<半導体装置>
本発明の半導体装置は、本発明のプリント配線板を含む。本発明の半導体装置は、本発明のプリント配線板を用いて製造することができる。
半導体装置としては、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。
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下において、量を表す「部」及び「%」は、別途明示のない限り、それぞれ「質量部」及び「質量%」を意味する。
<実施例1>
ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC社製「HP-4032-SS」、1,6-ビス(グリシジルオキシ)ナフタレン、エポキシ当量約145g/eq.)30部、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂(日鉄ケミカル&マテリアル社製「ESN-475V」、エポキシ当量約332g/eq.)20部、ナフトールアラルキル樹脂(日鉄ケミカル&マテリアル社製「SN-4110V」、一部メトキシ基含有)20部、球形シリカ(アドマテックス社製「SO-C2」、平均粒径0.5μm、比表面積5.8m/g)400部、コア-シェル型グラフト共重合体ゴム粒子(ダウ・ケミカル日本社製「EXL-2655」)12部、イミダゾール系硬化促進剤(四国化成工業社製「1B2PZ」、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール)0.1部を、ミキサーを用いて均一に分散して、樹脂組成物を調製した。
<実施例2>
ナフトールアラルキル樹脂(日鉄ケミカル&マテリアル社製「SN-4110V」、一部メトキシ基含有)の使用量を20部から15部に変更したこと、トリアジン含有クレゾールノボラック樹脂(DIC社製「LA-3018-50P」、固形分50質量%のプロピレングリコールモノメチルエーテル溶液)10部をさらに使用したこと以外は実施例1と同様に樹脂組成物を調製した。
<実施例3>
球形シリカ(アドマテックス社製「SO-C2」、平均粒径0.5μm、比表面積5.8m/g)の使用量を400部から430部に変更したこと、ビニルフェニル系ラジカル重合性化合物(三菱ガス化学社製「OPE-2St」)5部及びラジカル重合開始剤(日油社製「パーブチルC」)0.1部をさらに使用したこと以外は実施例2と同様に樹脂組成物を調製した。
<実施例4>
球形シリカ(アドマテックス社製「SO-C2」、平均粒径0.5μm、比表面積5.8m/g)の使用量を430部から410部に変更したこと、ビニルフェニル系ラジカル重合性化合物(三菱ガス化学社製「OPE-2St」)5部の代わりに、マレイミド系ラジカル重合性化合物(デザイナーモレキュールズ社製「BMI-689」)2部を使用したこと以外は実施例3と同様に樹脂組成物を調製した。
<実施例5>
ビニルフェニル系ラジカル重合性化合物(三菱ガス化学社製「OPE-2St」)5部の代わりに、マレイミド系ラジカル重合性化合物(日本化薬社製「MIR-3000-70MT」、固形分70%のMEK/トルエン混合溶液)7.1部を使用したこと以外は実施例3と同様に樹脂組成物を調製した。
<実施例6>
球形シリカ(アドマテックス社製「SO-C2」、平均粒径0.5μm、比表面積5.8m/g)の使用量を400部から430部に変更したこと、活性エステル系硬化剤(DIC社製「EXB-8150-62T」、活性基当量約230g/eq.、固形分62質量%のトルエン溶液)8.1部をさらに使用したこと以外は実施例2と同様に樹脂組成物を調製した。
<比較例1>
ナフトールアラルキル樹脂(日鉄ケミカル&マテリアル社製「SN-4110V」、一部メトキシ基含有)20部の代わりに、ナフトールアラルキル樹脂(日鉄ケミカル&マテリアル社製「SN-485」、メトキシ基不含)20部を使用したこと以外は実施例1と同様に樹脂組成物を調製した。
<比較例2>
ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC社製「HP-4032-SS」、1,6-ビス(グリシジルオキシ)ナフタレン、エポキシ当量約145g/eq.)30部、及びナフトールアラルキル型エポキシ樹脂(日鉄ケミカル&マテリアル社製「ESN-475V」、エポキシ当量約332g/eq.)20部の代わりに、ビスフェノール型エポキシ樹脂(日鉄ケミカル&マテリアル社製「ZX-1059」、エポキシ当量約165g/eq.)50部を使用したこと以外は実施例1と同様に樹脂組成物を調製した。
<製作例1:樹脂組成物層の厚さが165μmの樹脂シート>
支持体として、離型層を備えたポリエチレンテレフタレートフィルム(リンテック社製「AL5」、厚さ38μm)を用意した。この支持体の離型層上に、実施例及び比較例で得られた樹脂組成物を、乾燥後の樹脂組成物層の厚さが165μmとなるように均一に塗布した。その後、樹脂組成物を80℃~120℃(平均100℃)で10分間乾燥させて、支持体及び樹脂組成物層を含む樹脂シートを得た。
<製作例2:樹脂組成物層の厚さが70μmの樹脂シート>
支持体として、離型層を備えたポリエチレンテレフタレートフィルム(リンテック社製「AL5」、厚さ38μm)を用意した。この支持体の離型層上に、実施例及び比較例で得られた樹脂組成物を、乾燥後の樹脂組成物層の厚さが70μmとなるように均一に塗布した。その後、樹脂組成物を80℃~100℃(平均90℃)で5分間乾燥させて、支持体及び樹脂組成物層を含む樹脂シートを得た。
<試験例1:反り量の測定及び評価>
12インチシリコンウエハ上に、製作例1で製造した樹脂シートを、樹脂シートから保護フィルムを剥がして、樹脂組成物層を露出させ、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、2ステージビルドアップラミネーター「CVP700」)を用いて、樹脂組成物層が内層基板と接するように、内層基板の片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、100℃、圧力0.74MPaにて30秒間圧着させることにより実施した。次いで、100℃、圧力0.5MPaにて60秒間熱プレスを行った。
その後、支持体を剥離し、樹脂シートがラミネートされたウェハーを、130℃のオーブンに投入して30分間加熱し、次いで200℃のオーブンに移し替えて90分間加熱して、樹脂組成物層を熱硬化させて、絶縁層を形成した。
シャドウモアレ測定装置(Akorometrix社製「ThermoireAXP」)を用いて、前記の試料基板の25℃での反り量を測定した。測定は、電子情報技術産業協会規格のJEITA EDX-7311-24に準拠して行った。具体的には、測定領域の基板面の全データの最小二乗法によって算出した仮想平面を基準面として、その基準面から垂直方向の最小値と最大値との差を反り量として求めた。反り量が2mm未満を「○」、2mm以上を「×」と判定した。
<試験例2:スタッドプル試験による密着強度の評価>
(1)内層基板の用意
内層回路を形成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18μm、基板の厚さ0.4mm、パナソニック社製「R1515A」)の両面をマイクロエッチング剤(メック社製「CZ8101」)にて1μmエッチングして銅表面の粗化処理を行った。
(2)樹脂シートのラミネート
製作例2で製造した樹脂シート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。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、2ステージビルドアップラミネーター「CVP700」)を用いて、樹脂組成物層が内層基板と接するように、内層基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、100℃、圧力0.74MPaにて30秒間圧着させることにより実施した。次いで、100℃、圧力0.5MPaにて60秒間熱プレスを行った。
(3)樹脂組成物層の熱硬化
その後、支持体を剥離し、樹脂シートがラミネートされた内層基板を、130℃のオーブンに投入して30分間加熱し、次いで200℃のオーブンに移し替えて90分間加熱して、樹脂組成物層を熱硬化させて、絶縁層を形成した。絶縁層、内層基板及び絶縁層をこの順に有する硬化基板Aを得た。
(4)スタッドプル剥離強度試験
前記硬化基板Aを1cm角に切断したのち、エポキシ接着剤付き2.7mm径スタッドピンを接着し、150℃にて1時間硬化して接着させた。これをQuad Group社製薄膜密着強度測定器ロミュラスにてスタッドプル剥離強度試験を行った。剥離強度が250kgf/cm以上の場合を「〇」、それ未満の場合を「×」と判定した。
<試験例3:誘電正接(Df)の測定>
製作例2で製造した樹脂シートを190℃のオーブンで90分間硬化し、更に支持体から剥がすことで硬化物を得た。その硬化物を長さ80mm、幅2mmに切り出し評価サンプルとした。この評価サンプルについてアジレントテクノロジーズ(Agilent Technologies)社製、HP8362B装置を用い空洞共振摂動法により測定周波数5.8GHz、測定温度23℃にて誘電正接を測定した。2本の試験片について測定を行い、平均値を算出した。
実施例及び比較例の樹脂組成物の不揮発成分の使用量、試験例の評価結果等を下記表1に示す。
Figure 0007314837000007
(A)縮合環構造含有エポキシ樹脂、(B)アルコキシ基含有ナフトールアラルキル樹脂、及び(C)無機充填材を含み、(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、70質量%以上である樹脂組成物を用いることにより、硬化時の反りを抑制でき且つ優れた密着強度を備えた硬化物を得ることができることがわかった。

Claims (19)

  1. (A)縮合環構造含有エポキシ樹脂、(B)アルコキシ基含有ナフトールアラルキル樹脂、(C)無機充填材、及び(D)有機充填材を含む樹脂組成物であって、
    (B)成分が、下記式(2):
    Figure 0007314837000008

    [式中、Rは、それぞれ独立して、水素原子、又は炭素数1~6のアルキル基を示し、少なくとも1個のRが、炭素数1~6のアルキル基であり、nは、2~20の整数を示す。]
    で表されるナフトールアラルキル樹脂であり、
    (A)成分の含有量が、樹脂組成物中の(C)成分以外の不揮発成分を100質量%とした場合、10質量%以上であり、
    (B)成分の含有量が、樹脂組成物中の(C)成分以外の不揮発成分を100質量%とした場合、0.1質量%以上40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、70質量%以上であり、
    (D)成分の含有量が、樹脂組成物中の(C)成分以外の不揮発成分を100質量%とした場合、0.1質量%以上40質量%以下である樹脂組成物。
  2. (A)成分が、(A-1)単量体型の縮合環構造含有エポキシ樹脂を含む、請求項1に記載の樹脂組成物。
  3. (A-1)成分のエポキシ当量が、120g/eq.以上200g/eq.以下である、請求項に記載の樹脂組成物。
  4. (A-1)成分の分子量が、500以下である、請求項又はに記載の樹脂組成物。
  5. (A)成分が、(A-2)繰り返し構造型の縮合環構造含有エポキシ樹脂を含む、請求項1~の何れか1項に記載の樹脂組成物。
  6. (A-2)成分のエポキシ当量が、250g/eq.以上400g/eq.以下である、請求項に記載の樹脂組成物。
  7. (A-2)成分が、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂である、請求項又はに記載の樹脂組成物。
  8. (A)成分が、(A-1)単量体型の縮合環構造含有エポキシ樹脂と(A-2)繰り返し構造型の縮合環構造含有エポキシ樹脂の両方を含む、請求項の何れか1項に記載の樹脂組成物。
  9. (A-1)成分と(A-2)成分の質量比(単量体型/繰り返し構造型)が、1以上5以下である、請求項に記載の樹脂組成物。
  10. (A)成分の含有量が、樹脂組成物中の全エポキシ樹脂を100質量%とした場合、90質量%以上である、請求項1~の何れか1項に記載の樹脂組成物。
  11. (A)成分の含有量が、樹脂組成物中の(C)成分以外の不揮発成分を100質量%とした場合、50質量%以上である、請求項1~10の何れか1項に記載の樹脂組成物。
  12. さらに(D)有機充填材を含む、請求項1~11の何れか1項に記載の樹脂組成物。
  13. (D)成分が、コア-シェル型ゴム粒子である、請求項12に記載の樹脂組成物。
  14. (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、80質量%以上である、請求項1~13の何れか1項に記載の樹脂組成物。
  15. 請求項1~14の何れか1項に記載の樹脂組成物の硬化物。
  16. 請求項1~14の何れか1項に記載の樹脂組成物を含有する、シート状積層材料。
  17. 支持体と、当該支持体上に設けられた請求項1~14の何れか1項に記載の樹脂組成物から形成される樹脂組成物層と、を有する樹脂シート。
  18. 請求項1~14の何れか1項に記載の樹脂組成物の硬化物からなる絶縁層を備えるプリント配線板。
  19. 請求項18に記載のプリント配線板を含む、半導体装置。
JP2020034269A 2020-02-28 2020-02-28 樹脂組成物 Active JP7314837B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020034269A JP7314837B2 (ja) 2020-02-28 2020-02-28 樹脂組成物
TW110106291A TW202146508A (zh) 2020-02-28 2021-02-23 樹脂組成物
CN202110200820.5A CN113402943A (zh) 2020-02-28 2021-02-23 树脂组合物
KR1020210025489A KR20210110212A (ko) 2020-02-28 2021-02-25 수지 조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020034269A JP7314837B2 (ja) 2020-02-28 2020-02-28 樹脂組成物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021134337A JP2021134337A (ja) 2021-09-13
JP7314837B2 true JP7314837B2 (ja) 2023-07-26

Family

ID=77660361

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020034269A Active JP7314837B2 (ja) 2020-02-28 2020-02-28 樹脂組成物

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP7314837B2 (ja)
KR (1) KR20210110212A (ja)
CN (1) CN113402943A (ja)
TW (1) TW202146508A (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116313226B (zh) * 2023-05-12 2023-08-04 浙江飞宜光电能源科技有限公司 低温固化银浆及其制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001294647A (ja) 2000-04-17 2001-10-23 Sumitomo Bakelite Co Ltd エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP2009035728A (ja) 2007-07-12 2009-02-19 Mitsubishi Gas Chem Co Inc プリプレグ及び積層板
JP2011195742A (ja) 2010-03-23 2011-10-06 Sumitomo Bakelite Co Ltd 液状樹脂組成物、半導体パッケージ、および半導体パッケージの製造方法
WO2013146700A1 (ja) 2012-03-30 2013-10-03 三菱瓦斯化学株式会社 樹脂組成物、プリプレグ及び積層板
WO2014061812A1 (ja) 2012-10-19 2014-04-24 三菱瓦斯化学株式会社 樹脂組成物、プリプレグ、積層板、及びプリント配線板
WO2014112464A1 (ja) 2013-01-15 2014-07-24 三菱瓦斯化学株式会社 樹脂組成物、プリプレグ、積層板、金属箔張積層板及びプリント配線板
JP2018002886A (ja) 2016-07-01 2018-01-11 味の素株式会社 樹脂組成物
JP2018172519A (ja) 2017-03-31 2018-11-08 住友ベークライト株式会社 熱硬化性樹脂組成物、キャリア付樹脂膜、プリプレグ、プリント配線基板および半導体装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4465257B2 (ja) * 2004-12-07 2010-05-19 新日鐵化学株式会社 ナフトール樹脂、エポキシ樹脂、それらの製造法、それらを用いたエポキシ樹脂組成物及びその硬化物
EP3080186A1 (en) * 2013-12-13 2016-10-19 Blue Cube IP LLC Epoxy composition containing core-shell rubber
JP6672616B2 (ja) 2014-06-30 2020-03-25 味の素株式会社 樹脂組成物、接着フィルム、プリント配線板及び半導体装置
JP6436107B2 (ja) * 2015-03-10 2018-12-12 住友ベークライト株式会社 封止用樹脂組成物、電子部品の製造方法、および電子部品
JP6992333B2 (ja) * 2017-09-06 2022-01-13 味の素株式会社 樹脂組成物

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001294647A (ja) 2000-04-17 2001-10-23 Sumitomo Bakelite Co Ltd エポキシ樹脂組成物及び半導体装置
JP2009035728A (ja) 2007-07-12 2009-02-19 Mitsubishi Gas Chem Co Inc プリプレグ及び積層板
JP2011195742A (ja) 2010-03-23 2011-10-06 Sumitomo Bakelite Co Ltd 液状樹脂組成物、半導体パッケージ、および半導体パッケージの製造方法
WO2013146700A1 (ja) 2012-03-30 2013-10-03 三菱瓦斯化学株式会社 樹脂組成物、プリプレグ及び積層板
WO2014061812A1 (ja) 2012-10-19 2014-04-24 三菱瓦斯化学株式会社 樹脂組成物、プリプレグ、積層板、及びプリント配線板
WO2014112464A1 (ja) 2013-01-15 2014-07-24 三菱瓦斯化学株式会社 樹脂組成物、プリプレグ、積層板、金属箔張積層板及びプリント配線板
JP2018002886A (ja) 2016-07-01 2018-01-11 味の素株式会社 樹脂組成物
JP2018172519A (ja) 2017-03-31 2018-11-08 住友ベークライト株式会社 熱硬化性樹脂組成物、キャリア付樹脂膜、プリプレグ、プリント配線基板および半導体装置

Also Published As

Publication number Publication date
TW202146508A (zh) 2021-12-16
JP2021134337A (ja) 2021-09-13
CN113402943A (zh) 2021-09-17
KR20210110212A (ko) 2021-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7338560B2 (ja) 樹脂組成物
KR20210031837A (ko) 수지 조성물
CN113637288A (zh) 树脂组合物
JP2023131714A (ja) 樹脂組成物
KR20220050067A (ko) 수지 조성물, 경화물, 시트상 적층 재료, 수지 시트, 프린트 배선판 및 반도체 장치
KR20210154751A (ko) 수지 조성물
JP7314837B2 (ja) 樹脂組成物
JP7494715B2 (ja) 樹脂組成物
JP7367720B2 (ja) プリント配線板の製造方法
WO2022102757A1 (ja) 樹脂組成物
JP7311064B2 (ja) 樹脂組成物
JP7409223B2 (ja) 樹脂組成物
JP7367891B2 (ja) 樹脂シート
JP7472839B2 (ja) 樹脂組成物
JP7255411B2 (ja) 樹脂組成物
JP2024030949A (ja) 樹脂組成物
WO2023149521A1 (ja) 樹脂組成物、硬化物、シート状積層材料、樹脂シート、プリント配線板、及び半導体装置
CN113667270A (zh) 树脂组合物
JP2023003393A (ja) 樹脂組成物
JP2022109003A (ja) 樹脂組成物
JP2022141184A (ja) 樹脂組成物
JP2024078084A (ja) 樹脂組成物
JP2024014835A (ja) 樹脂組成物
JP2023069752A (ja) 樹脂組成物
JP2024030182A (ja) 樹脂組成物

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230119

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20230119

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230214

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230414

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230613

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230626

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7314837

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150