KR20200104236A - 수지 조성물 - Google Patents

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KR20200104236A
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resin composition
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슈 이케히라
히로유키 사카우치
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아지노모토 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 유전 정접 및 도체층에 대한 밀착성이 뛰어나고, 휨을 억제 가능한 절연층을 얻을 수 있고, 또한 최저 용융 점도가 낮은 수지 조성물; 당해 수지 조성물을 포함하는 수지 시트; 당해 수지 조성물을 사용하여 형성된 절연층을 구비하는 프린트 배선판, 및 반도체 장치의 제공.
[해결수단] (A) 에폭시 수지, (B) 무기 충전재, (C-1) 엘라스토머, 및 (C-2) 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 알킬기, 및 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기 중 적어도 어느 하나의 탄화수소쇄를 포함하는 말레이미드 화합물을 포함하는, 수지 조성물.

Description

수지 조성물{RESIN COMPOSITIONS}
본 발명은, 수지 조성물에 관한 것이다. 또한, 당해 수지 조성물을 사용하여 얻어지는, 수지 시트, 프린트 배선판, 및 반도체 장치에 관한 것이다.
프린트 배선판의 제조 기술로서, 절연층과 도체층을 교대로 포개어 쌓는 빌드업 방식에 의한 제조 방법이 알려져 있다.
이러한 절연층에 사용되는 프린트 배선판의 절연 재료로서, 예를 들어, 특허문헌 1에는, 융점이 40℃ 이하인 말레이미드 화합물 (A), 에폭시 화합물 (B), 시안산 에스테르 화합물 (C) 및 무기 충전재 (D)를 함유하는 열경화성 수지 조성물이 개시되어 있다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 특개2016-010964호
최근, 절연층의 유전 정접의 추가 개선, 및 절연층과 동박 등의 금속층 또는 도금으로 형성된 도체층과의 사이의 필 강도의 추가 향상이 요구되고 있다.
또한, 프린트 배선판에 사용하는 절연층은, 소형화의 관점에서, 더 얇게 하는 것이 요구되고 있다. 이 때문에, 휨의 억제가 가능한 절연층의 개발이 요구되고 있다. 또한, 용융 점도를 낮게 하여 배선 매립성을 양호하게 하는 것도 요구된다.
본 발명의 과제는, 유전 정접 및 도체층에 대한 밀착성이 뛰어나고, 휨을 억제 가능한 절연층을 얻을 수 있고, 또한 최저 용융 점도가 낮은 수지 조성물; 당해 수지 조성물을 포함하는 수지 시트; 당해 수지 조성물을 사용하여 형성된 절연층을 구비하는 프린트 배선판, 및 반도체 장치를 제공하는 것에 있다.
상기한 바와 같이, 프린트 배선판의 절연층 용도에 사용하는 수지 조성물에 말레이미드를 함유시키는 것은 특허문헌 1에 개시되어 있다. 그러나, 특허문헌 1에는, 휨이 억제되고, 최저 용융 점도가 낮은 것에 관하여 아무런 검토가 되어 있지 않다. 본 발명자들은, 상기 과제에 대하여 예의 검토한 결과, 소정의 말레이미드 화합물과, 엘라스토머를 조합하여 수지 조성물에 사용함으로써, 도체층과 절연층과의 사이의 밀착성에 더하여, 또한, 유전 정접이 뛰어나고, 휨을 억제 가능한 절연층을 얻을 수 있고, 또한 최저 용융 점도가 낮아지는 것을 찾아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 이하의 내용을 포함한다.
[1] (A) 에폭시 수지,
(B) 무기 충전재,
(C-1) 엘라스토머, 및
(C-2) 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 알킬기, 및 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기 중 적어도 어느 하나의 탄화수소쇄를 포함하는 말레이미드 화합물, 을 포함하는, 수지 조성물.
[2] (C-2) 성분이 하기 화학식 (2)로 표시되는, [1]에 기재된 수지 조성물.
화학식 (2)
Figure pat00001
상기 화학식 (2)에서, R은 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기를 나타내고, L은 단결합 또는 2가의 연결기를 나타낸다.
[3] 화학식 (2)에서, L은, 산소 원자, 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수 6 내지 24의 아릴렌기, 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 1 내지 50인 알킬렌기, 탄소 원자수가 5 이상인 알킬기, 프탈이미드 유래의 2가의 기, 피로멜리트산 디이미드 유래의 2가의 기, 또는 이들 기의 2 이상의 조합으로 이루어진 2가의 기를 나타내는, [2]에 기재된 수지 조성물.
[4] (C-2) 성분이, 하기 화학식 (5)로 표시되는, [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 수지 조성물.
화학식 (5)
Figure pat00002
상기 화학식 (5)에서, R1은 각각 독립적으로 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기를 나타내고, A는 각각 독립적으로 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기 또는 치환기를 갖고 있어도 좋은 방향환을 갖는 2가의 기를 나타낸다. n은 1 내지 10의 정수를 나타낸다.
[5] 화학식 (5)에서, A는, 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 환상의 알킬렌기; 치환기를 갖고 있어도 좋은 벤젠환을 갖는 2가의 기; 치환기를 갖고 있어도 좋은 프탈이미드환을 갖는 2가의 기; 또는 치환기를 갖고 있어도 좋은 피로멜리트산 디이미드환을 갖는 2가의 기를 나타내는, [4]에 기재된 수지 조성물.
[6] (C-1) 성분이, 분자 내에, 폴리부타디엔 구조, 폴리실록산 구조, 폴리(메타)아크릴레이트 구조, 폴리알킬렌 구조, 폴리알킬렌옥시 구조, 폴리이소프렌 구조, 폴리이소부틸렌 구조, 및 폴리카보네이트 구조로부터 선택되는 1종 이상의 구조를 갖는 수지인, [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 수지 조성물.
[7] (C-1) 성분이, 분자 내에, 폴리부타디엔 구조를 갖는 수지인, [1] 내지 [6] 중 어느 하나에 기재된 수지 조성물.
[8] (C-1) 성분 및 (C-2) 성분의 합계 함유량이, 수지 조성물 중의 수지 성분을 100질량%라고 한 경우, 10질량%보다 큰, [1] 내지 [7] 중 어느 하나에 기재된 수지 조성물.
[9] 지지체와, 당해 지지체 위에 마련된, [1] 내지 [8] 중 어느 하나에 기재된 수지 조성물을 포함하는 수지 조성물층을 포함하는, 수지 시트.
[10] [1] 내지 [8] 중 어느 하나에 기재된 수지 조성물의 경화물에 의해 형성된 절연층을 포함하는, 프린트 배선판.
[11] [10]에 기재된 프린트 배선판을 포함하는, 반도체 장치.
본 발명에 의하면, 유전 정접 및 도체층에 대한 밀착성이 뛰어나고, 휨을 억제 가능한 절연층을 얻을 수 있고, 또한 최저 용융 점도가 낮은 수지 조성물; 당해 수지 조성물을 포함하는 수지 시트; 당해 수지 조성물을 사용하여 형성된 절연층을 구비하는 프린트 배선판, 및 반도체 장치를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명을 그 적합한 실시형태에 입각해서 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명은, 하기 실시형태 및 예시물에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 특허청구범위 및 그 균등한 범위를 일탈하지 않는 범위에서 임의로 변경해서 실시될 수 있다.
[수지 조성물]
본 발명의 수지 조성물은, (A) 에폭시 수지, (B) 무기 충전재, (C-1) 엘라스토머, 및 (C-2) 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 알킬기, 및 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기 중 적어도 어느 하나의 탄화수소쇄를 포함하는 말레이미드 화합물을 포함한다. 이하, (C-1) 성분 및 (C-2) 성분을 합하여 「(C) 성분」이라고 하는 경우가 있다. 본 발명에서는, (A) 내지 (C) 성분을 함유시킴으로써, 유전 정접 및 도체층에 대한 밀착성이 뛰어나고, 휨을 억제 가능한 절연층을 얻을 수 있고, 또한 최저 용융 점도가 낮은 수지 조성물을 얻을 수 있다.
수지 조성물은, (A) 내지 (C) 성분에 조합하고, 또한 임의의 성분을 포함하고 있어도 좋다. 임의의 성분으로서는, 예를 들어, (D) 경화제, (E) 경화 촉진제, (F) 열가소성 수지, 및 (G) 기타 첨가제 등을 들 수 있다. 이하, 수지 조성물에 포함되는 각 성분에 대하여 상세하게 설명한다.
<(A) 에폭시 수지>
수지 조성물은, (A) 성분으로서 (A) 에폭시 수지를 포함한다. (A) 에폭시 수지로서는, 예를 들어, 비크실레놀형 에폭시 수지, 비스페놀A형 에폭시 수지, 비스페놀F형 에폭시 수지, 비스페놀S형 에폭시 수지, 비스페놀AF형 에폭시 수지, 디사이클로펜타디엔형 에폭시 수지, 트리스페놀형 에폭시 수지, 나프톨 노볼락형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, tert-부틸-카테콜형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 나프톨형 에폭시 수지, 안트라센형 에폭시 수지, 글리시딜 아민형 에폭시 수지, 글리시딜 에스테르형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 선상 지방족 에폭시 수지, 부타디엔 구조를 갖는 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지, 복소환식 에폭시 수지, 스피로환 함유 에폭시 수지, 사이클로헥산형 에폭시 수지, 사이클로헥산디메탄올형 에폭시 수지, 나프틸렌에테르형 에폭시 수지, 트리메틸올형 에폭시 수지, 테트라페닐에탄형 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 에폭시 수지는, 1종류 단독으로 사용해도 좋고, 2종류 이상을 조합하여 사용해도 좋다.
수지 조성물은, (A) 에폭시 수지로서, 1분자 중에 2개 이상의 에폭시기를 갖는 에폭시 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 원하는 효과를 현저히 얻는 관점에서, (A) 에폭시 수지의 불휘발 성분 100질량%에 대하여, 1분자 중에 2개 이상의 에폭시기를 갖는 에폭시 수지의 비율은, 바람직하게는 50질량% 이상, 보다 바람직하게는 60질량% 이상, 특히 바람직하게는 70질량% 이상이다.
에폭시 수지에는, 온도 20℃에서 액상의 에폭시 수지(이하 「액상 에폭시 수지」라고 하는 경우가 있음.)와, 온도 20℃에서 고체상의 에폭시 수지(이하 「고체상 에폭시 수지」라고 하는 경우가 있음.)가 있다. 수지 조성물은, (A) 에폭시 수지로서, 액상 에폭시 수지를 사용해도 좋고, 고체상 에폭시 수지를 사용해도 좋고, 액상 에폭시 수지와 고체상 에폭시 수지를 조합하여 사용해도 좋다.
액상 에폭시 수지로서는, 1분자 중에 2개 이상의 에폭시기를 갖는 액상 에폭시 수지가 바람직하다.
액상 에폭시 수지로서는, 비스페놀A형 에폭시 수지, 비스페놀F형 에폭시 수지, 비스페놀AF형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지; 글리시딜 에스테르형 에폭시 수지, 글리시딜 아민형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 에스테르 골격을 갖는 지환식 에폭시 수지 등의 지환식 에폭시 수지, 사이클로헥산형 에폭시 수지, 사이클로헥산디메탄올형 에폭시 수지, 글리시딜 아민형 에폭시 수지, 및 부타디엔 구조를 갖는 에폭시 수지가 바람직하고, 글리시딜 아민형 에폭시 수지, 비스페놀A형 에폭시 수지, 비스페놀F형 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지가 보다 바람직하다.
액상 에폭시 수지의 구체예로서는, DIC사 제조의「HP4032」, 「HP4032D」, 「HP4032SS」(나프탈렌형 에폭시 수지); 미츠비시 케미컬사 제조의 「828US」, 「jER828EL」, 「825」, 「에피코트828EL」(비스페놀A형에폭시 수지); 미츠비시 케미컬사 제조의 「jER807」, 「1750」(비스페놀F형 에폭시 수지); 미츠비시 케미컬사 제조의 「jER152」(페놀 노볼락형 에폭시 수지); 미츠비시 케미컬사 제조의 「630」, 「630LSD」(글리시딜 아민형 에폭시 수지); 신닛테츠 스미킨 카가쿠사 제조의 「ZX1059」(비스페놀A형 에폭시 수지와 비스페놀F형 에폭시 수지의 혼합품); 나가세 켐텍스사 제조의「EX-721」(글리시딜에스테르형 에폭시 수지); 다이셀사 제조의「CEL도2021P」(에스테르 골격을 갖는 지환식 에폭시 수지); 다이셀사 제조의「PB-3600」(부타디엔 구조를 갖는 에폭시 수지); 신닛테츠 스미킨 카가쿠사 제조의 「ZX1658」, 「ZX1658GS」(액상 1,4-글리시딜사이클로헥산형 에폭시 수지), ADEKA사 제조의 「EP3950L」(글리시딜 아민형 에폭시 수지) 등을 들 수 있다. 이것들은, 1종류 단독으로 사용해도 좋고, 2종류 이상을 조합하여 사용해도 좋다.
고체상 에폭시 수지로서는, 1분자 중에 3개 이상의 에폭시기를 갖는 고체상 에폭시 수지가 바람직하고, 1분자 중에 3개 이상의 에폭시기를 갖는 방향족계의 고체상 에폭시 수지가 보다 바람직하다.
고체상 에폭시 수지로서는, 비크실레놀형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 나프탈렌형 4관능 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 디사이클로펜타디엔형 에폭시 수지, 트리스페놀형 에폭시 수지, 나프톨형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 나프틸렌에테르형 에폭시 수지, 안트라센형 에폭시 수지, 비스페놀A형 에폭시 수지, 비스페놀AF형 에폭시 수지, 테트라페닐에탄형 에폭시 수지가 바람직하고, 비페닐형 에폭시 수지가 보다 바람직하다.
고체상 에폭시 수지의 구체예로서는, DIC사 제조의 「HP4032H」(나프탈렌형 에폭시 수지); DIC사 제조의 「HP-4700」, 「HP-4710」(나프탈렌형 4관능 에폭시 수지); DIC사 제조의 「N-690」(크레졸 노볼락형 에폭시 수지); DIC사 제조의 「N-695」(크레졸 노볼락형 에폭시 수지); DIC사 제조의 「HP-7200」, 「HP-7200HH」, 「HP-7200H」(디사이클로펜타디엔형 에폭시 수지); DIC사 제조의 「EXA-7311」, 「EXA-7311-G3」, 「EXA-7311-G4」, 「EXA-7311-G4S」, 「HP6000」(나프틸렌에테르형 에폭시 수지); 닛폰 카야쿠사 제조의 「EPPN-502H」(트리스페놀형 에폭시 수지); 닛폰 카야쿠사 제조의 「NC7000L」(나프톨 노볼락형 에폭시 수지); 닛폰 카야쿠사 제조의 「NC3000H」, 「NC3000」, 「NC3000L」, 「NC3100」(비페닐형 에폭시 수지); 신닛테츠 스미킨 카가쿠사 제조의 「ESN475V」(나프톨형 에폭시 수지); 신닛테츠 스미킨 카가쿠사 제조의 「ESN485」(나프톨 노볼락형 에폭시 수지); 미츠비시 케미컬사 제조의 「YX4000H」, 「YX4000」, 「YL6121」(비페닐형 에폭시 수지); 미츠비시 케미컬사 제조의 「YX4000HK」(비크실레놀형 에폭시 수지); 미츠비시 케미컬사 제조의 「YX8800」(안트라센형 에폭시 수지); 오사카 가스 케미컬사 제조의 「PG-100」, 「CG-500」; 미츠비시 케미컬사 제조의 「YL7760」(비스페놀AF형 에폭시 수지); 미츠비시 케미컬사 제조의 「YL7800」(플루오렌형 에폭시 수지); 미츠비시 케미컬사 제조의 「jER1010」(고체상 비스페놀A형 에폭시 수지); 미츠비시 케미컬사 제조의 「jER1031S」(테트라페닐에탄형 에폭시 수지) 등을 들 수 있다. 이것들은, 1종류 단독으로 사용해도 좋고, 2종류이상을 조합하여 사용해도 좋다.
(A) 에폭시 수지로서 액상 에폭시 수지와 고체상 에폭시 수지를 조합하여 사용할 경우, 그것들의 양비(액상 에폭시 수지:고체상 에폭시 수지)는, 질량비로, 바람직하게는 1:0.01 내지 1:20, 보다 바람직하게는 1:0.05 내지 1:10, 특히 바람직하게는 1:0.1 내지 1:1이다. 액상 에폭시 수지와 고체상 에폭시 수지의 양비가 이러한 범위에 있음으로써, 본 발명의 원하는 효과를 현저히 얻을 수 있다. 또한, 통상은, 수지 시트의 형태로 사용할 경우에, 적당한 점착성이 형성된다. 또한, 통상은, 수지 시트의 형태로 사용할 경우에, 충분한 가요성을 얻을 수 있고, 취급성이 향상된다. 또한, 통상은, 충분한 파단 강도를 갖는 경화물을 얻을 수 있다.
(A) 에폭시 수지의 에폭시 당량은, 바람직하게는 50g/eq 내지 5000g/eq, 보다 바람직하게는 50g/eq 내지 3000g/eq, 더욱 바람직하게는 80g/eq 내지 2000g/eq, 보다 더 바람직하게는 110g/eq 내지 1000g/eq이다. 이 범위가 됨으로써 수지 조성물의 경화물의 가교 밀도가 충분해지고, 표면 거칠기가 작은 절연층을 형성할 수 있다. 에폭시 당량은, 1당량의 에폭시기를 포함하는 수지의 질량이다. 이 에폭시 당량은, JIS K7236에 따라서 측정할 수 있다.
(A) 에폭시 수지의 중량 평균 분자량(Mw)은, 본 발명의 원하는 효과를 현저히 얻는 관점에서, 바람직하게는 100 내지 5000, 보다 바람직하게는 250 내지 3000, 더욱 바람직하게는 400 내지 1500이다.
수지의 중량 평균 분자량은, 겔 침투 크로마토그래피(GPC)법에 의해, 폴리스티렌 환산의 값으로서 측정할 수 있다.
(A) 에폭시 수지의 함유량은, 양호한 기계 강도, 절연 신뢰성을 나타내는 절연층을 얻는 관점에서, 수지 조성물 중의 불휘발 성분을 100질량%라고 했을 때, 바람직하게는 1질량% 이상, 보다 바람직하게는 3질량% 이상, 더욱 바람직하게는 5질량% 이상이다. 에폭시 수지의 함유량의 상한은, 본 발명의 원하는 효과를 현저히 얻는 관점에서, 바람직하게는 20질량% 이하, 보다 바람직하게는 15질량% 이하, 특히 바람직하게는 10질량% 이하이다. 또한, 본 발명에 있어서, 수지 조성물 중의 각 성분의 함유량은, 별도 명시가 없는 한, 수지 조성물 중의 불휘발 성분을 100질량%라고 했을 때의 값이다.
(A) 에폭시 수지의 함유량은, 양호한 기계 강도, 절연 신뢰성을 나타내는 절연층을 얻는 관점에서, 수지 조성물 중의 수지 성분을 100질량%라고 했을 때, 바람직하게는 10질량% 이상, 보다 바람직하게는 15질량% 이상, 더욱 바람직하게는 20질량% 이상이다. 에폭시 수지의 함유량의 상한은, 본 발명의 원하는 효과를 현저히 얻는 관점에서, 바람직하게는 50질량% 이하, 보다 바람직하게는 40질량% 이하, 특히 바람직하게는 30질량% 이하이다. 「수지 성분」이란, 수지 조성물을 구성하는 성분 중, (B) 무기 충전재를 제외한 성분을 말한다.
<(B) 무기 충전재>
수지 조성물은, (B) 성분으로서 (B) 무기 충전재를 포함한다. 무기 충전재의 재료로서는, 무기 화합물을 사용한다. 무기 충전재의 재료의 예로서는, 실리카, 알루미나, 유리, 코디에라이트, 실리콘 산화물, 황산 바륨, 탄산 바륨, 탈크, 클레이, 운모분, 산화 아연, 하이드로탈사이트, 베마이트, 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 산화 마그네슘, 질화 붕소, 질화 알루미늄, 질화 망간, 붕산 알루미늄, 탄산 스트론튬, 티탄산 스트론튬, 티탄산 칼슘, 티탄산 마그네슘, 티탄산 비스무스, 산화 티타늄, 산화 지르코늄, 티탄산 바륨, 티탄산 지르콘산 바륨, 지르콘산 바륨, 지르콘산 칼슘, 인산 지르코늄, 및 인산 텅스텐산 지르코늄 등을 들 수 있다. 이것들 중에서도 실리카, 알루미나가 적합하며, 실리카가 특히 적합하다. 실리카로서는, 예를 들어, 무정형 실리카, 용융 실리카, 결정 실리카, 합성 실리카, 중공 실리카 등을 들 수 있다. 또한, 실리카로서는, 구상 실리카가 바람직하다. (B) 무기 충전재는, 1종류 단독으로 사용해도 좋고, 2종류 이상을 조합하여 사용해도 좋다.
(B) 성분의 시판품으로서는, 예를 들어, 덴카사 제조의 「UFP-30」; 신닛테츠 스미킨 머티리얼즈사 제조의 「SP60-05」, 「SP507-05」; 아도마텍스사 제조의 「YC100C」, 「YA050C」, 「YA050C-MJE」, 「YA010C」; 토쿠야마사 제조의 「실필NSS-3N」, 「실필NSS-4N」, 「실필NSS-5N」; 아도마텍스사 제조의 「SC2500SQ」, 「SO-C4」, 「SO-C2」, 「SO-C1」; 등을 들 수 있다.
(B) 성분의 비표면적으로서는, 바람직하게는 1㎡/g 이상, 보다 바람직하게는 2㎡/g 이상, 특히 바람직하게는 3㎡/g 이상이다. 상한에 특단의 제한은 없지만, 바람직하게는 60㎡/g 이하, 50㎡/g 이하 또는 40㎡/g 이하이다. 비표면적은, BET법에 따라서, 비표면적 측정 장치(마운텍사 제조 Macsorb HM-1210)를 사용해서 시료 표면에 질소 가스를 흡착시켜, BET 다점법을 사용하여 비표면적을 산출함으로써 얻어진다.
(B) 성분의 평균 입자 직경은, 본 발명의 원하는 효과를 현저히 얻는 관점에서, 바람직하게는 0.01㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.05㎛ 이상, 특히 바람직하게는 0.1㎛ 이상이며, 바람직하게는 5㎛ 이하, 보다 바람직하게는 2㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 1㎛ 이하이다.
(B) 성분의 평균 입자 직경은, 미(Mie) 산란 이론에 기초하는 레이저 회절·산란법에 의해 측정할 수 있다. 구체적으로는, 레이저 회절 산란식 입자직경 분포 측정 장치에 의해, 무기 충전재의 입자직경 분포를 체적 기준으로 작성하고, 그 중앙 지름을 평균 입자 직경으로 함으로써 측정할 수 있다. 측정 샘플은, 무기 충전 재 100mg, 메틸에틸케톤 10g을 바이알병에 칭량하여 취하고, 초음파로 10분간 분산시킨 것을 사용할 수 있다. 측정 샘플을, 레이저 회절식 입자직경 분포 측정 장치를 사용하고, 사용 광원 파장을 청색 및 적색으로 하고, 플로우 셀 방식으로 (B) 성분의 체적 기준의 입자직경 분포를 측정하고, 얻어진 입자직경 분포로부터 중앙 지름으로서 평균 입자직경을 산출할 수 있다. 레이저 회절식 입자직경 분포 측정 장치로서는, 예를 들어 호리바 세사쿠쇼사 제조 「LA-960」 등을 들 수 있다.
(B) 성분은, 내습성 및 분산성을 높이는 관점에서, 표면 처리제로 처리되어 있는 것이 바람직하다. 표면 처리제로서는, 예를 들어, 비닐 실란계 커플링제, (메타)아크릴계 커플링제, 불소 함유 실란 커플링제, 아미노실란계 커플링제, 에폭시실란계 커플링제, 머캅토실란계 커플링제, 실란계 커플링제, 알콕시실란, 오가노실라잔 화합물, 티타네이트계 커플링제 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 본 발명의 효과를 현저히 얻는 관점에서, 아미노실란계 커플링제가 바람직하다. 또한, 표면 처리제는, 1종류 단독으로 사용해도 좋고, 2종류 이상을 임의로 조합해서 사용해도 좋다.
표면 처리제의 시판품으로서는, 예를 들어, 신에츠 카가쿠고교사 제조 「KBM1003」(비닐트리에톡시실란), 신에츠 카가쿠고교사 제조 「KBM503」(3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란), 신에츠 카가쿠고교사 제조 「KBM403」(3-글리시독시 프로필트리메톡시실란), 신에츠 카가쿠고교사 제조 「KBM803」(3-머캅토프로필트리메톡시실란), 신에츠 카가쿠고교사 제조 「KBE903」(3-아미노프로필트리에톡시실란), 신에츠 카가쿠고교사 제조 「KBM573」(N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란), 신에츠 카가쿠고교사 제조 「SZ-31」(헥사메틸디실라잔), 신에츠 카가쿠고교사 제조 「KBM103」(페닐트리메톡시실란), 신에츠 카가쿠고교사 제조 「KBM-4803」 (장쇄 에폭시형 실란 커플링제), 신에츠 카가쿠고교사 제조 「KBM-7103」(3,3,3-트리플루오로프로필트리메톡시실란) 등을 들 수 있다.
표면 처리제에 의한 표면 처리의 정도는, 무기 충전재의 분산성 향상의 관점에서, 소정의 범위에 들어가는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 무기 충전재 100질량부는, 0.2질량부 내지 5질량부의 표면 처리제로 표면 처리되어 있는 것이 바람직하고, 0.2질량부 내지 3질량부로 표면 처리되어 있는 것이 바람직하고, 0.3질량부 내지 2질량부로 표면 처리되어 있는 것이 바람직하다.
표면 처리제에 의한 표면 처리의 정도는, 무기 충전재의 단위 표면적당의 카본량에 의해 평가할 수 있다. 무기 충전재의 단위 표면적당의 카본량은, 무기 충전재의 분산성 향상의 관점에서, 0.02mg/㎡ 이상이 바람직하고, 0.1mg/㎡ 이상이 보다 바람직하고, 0.2mg/㎡ 이상이 더욱 바람직하다. 한편, 수지 바니시의 용융 점도 및 시트 형태에서의 용융 점도의 상승을 억제하는 관점에서, 1mg/㎡ 이하가 바람직하고, 0.8mg/㎡ 이하가 보다 바람직하고, 0.5mg/㎡ 이하가 더욱 바람직하다.
무기 충전재의 단위 표면적당의 카본량은, 표면 처리 후의 무기 충전재를 용제(예를 들어, 메틸에틸케톤(MEK))에 의해 세정 처리한 후에 측정할 수 있다. 구체적으로는, 용제로서 충분한 양의 MEK를 표면 처리제로 표면 처리된 무기 충전재에 더하여, 25℃에서 5분간 초음파 세정한다. 상청액을 제거하고, 고형분을 건조시킨 후, 카본 분석계를 이용해서 무기 충전재의 단위 표면적당의 카본량을 측정할 수 있다. 카본 분석계로서는, 호리바 세사쿠쇼사 제조 「EMIA-320V」 등을 사용할 수 있다.
(B) 성분의 함유량(체적%)은, 유전 정접을 낮게 하는 관점에서, 수지 조성물 중의 불휘발 성분을 100체적%라고 한 경우, 바람직하게는 30체적% 이상, 보다 바람직하게는 40체적% 이상, 더욱 바람직하게는 50체적% 이상이다. 또한, 바람직하게는 80체적% 이하, 보다 바람직하게는 70체적% 이하, 더욱 바람직하게는 60체적% 이하이다.
(B) 성분의 함유량(질량%)은, 유전 정접을 낮게 하는 관점에서, 수지 조성물 중의 불휘발 성분을 100질량%라고 한 경우, 바람직하게는 50질량% 이상이며, 보다 바람직하게는 60질량% 이상, 더욱 바람직하게는 70질량% 이상이며, 바람직하게는 90질량% 이하, 보다 바람직하게는 85질량% 이하, 더욱 바람직하게는 80질량% 이하이다.
<(C) 성분>
수지 조성물은, (C) 성분으로서, (C-1) 엘라스토머, (C-2) 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 알킬기, 및 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기 중 적어도 어느 하나의 탄화수소쇄를 포함하는 말레이미드 화합물을 포함한다.
(C-1) 성분 및 (C-2) 성분을 병용함으로써, 수지 조성물의 경화물의 휨의 억제, 수지 조성물의 경화물의 유전 정접의 향상에 더하여, 도전층과의 사이의 밀착성도 향상시키는 것이 가능해진다.
-(C-1) 엘라스토머-
수지 조성물은, (C) 성분에서의 (C-1) 성분으로서, (C-1) 엘라스토머를 함유한다. (C-1) 성분을 수지 조성물에 함유시킴으로써, 수지 조성물의 경화물의 휨을 억제하는 것이 가능해진다. (C-1) 성분은 1종 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.
(C-1) 성분으로서는, 분자 내에, 폴리부타디엔 구조, 폴리실록산 구조, 폴리(메타)아크릴레이트 구조, 폴리알킬렌 구조, 폴리알킬렌옥시 구조, 폴리이소프렌 구조, 폴리이소부틸렌 구조, 및 폴리카보네이트 구조로부터 선택되는 1종 이상의 구조를 갖는 수지인 것이 바람직하고, 폴리부타디엔 구조, 폴리(메타)아크릴레이트 구조, 폴리알킬렌옥시 구조, 폴리이소프렌 구조, 폴리이소부틸렌 구조, 또는 폴리카보네이트 구조로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 구조를 갖는 수지인 것이 보다 바람직하고, 폴리부타디엔 구조, 및 폴리알킬렌옥시 구조로부터 선택되는 1 이상의 구조를 갖는 수지인 것이 더욱 바람직하고, 폴리부타디엔 구조를 갖는 수지인 것이 특히 바람직하다. 수지 조성물이 상기의 구조를 갖는 엘라스토머를 포함함으로써, 통상, 절연층의 휨을 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 「(메타)아크릴레이트」란, 메타크릴레이트 및 아크릴레이트 및 그것들의 조합을 포함하는 용어이다. 이러한 구조는 주쇄에 포함되어 있어도 측쇄에 포함되어 있어도 좋다.
(C-1) 성분은, 수지 조성물이 경화했을 때의 휨을 저하시키기 위해 고분자량인 것이 바람직하다. (C-1) 성분의 수 평균 분자량(Mn)은, 바람직하게는 1,000 이상, 보다 바람직하게는 1500 이상, 더욱 바람직하게는 3000 이상, 5000 이상이다. 상한은, 바람직하게는 1,000,000 이하, 보다 바람직하게는 900,000 이하이다. 수 평균 분자량(Mn)은, GPC(겔 침투 크로마토그래피)를 사용해서 측정되는 폴리스티렌 환산의 수 평균 분자량이다.
(C-1) 성분은, (A) 에폭시 수지와 반응해서 수지 조성물을 경화시켜서 박리 강도를 높인다는 관점에서, (A) 에폭시 수지와 반응할 수 있는 관능기를 갖는 것이 바람직하다. 또한, (A) 에폭시 수지와 반응할 수 있는 관능기로서는, 가열에 의해 나타내는 관능기도 포함하는 것으로 한다.
적합한 일 실시형태에 있어서, (A) 에폭시 수지와 반응할 수 있는 관능기는, 하이드록시기, 카르복시기, 산 무수물기, 페놀성 수산기, 에폭시기, 이소시아네이트기 및 우레탄기로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 관능기이다. 그 중에서도, 당해 관능기로서는, 하이드록시기, 산 무수물기, 페놀성 수산기, 에폭시기, 이소시아네이트기 및 우레탄기가 바람직하고, 하이드록시기, 산 무수물기, 페놀성 수산기, 에폭시기가 보다 바람직하고, 페놀성 수산기가 특히 바람직하다. 단, 관능기로서 에폭시기를 포함할 경우, 수 평균 분자량(Mn)은, 5,000 이상인 것이 바람직하다.
(C-1) 성분의 적합한 실시형태는, 폴리부타디엔 구조를 함유하는 수지이며, 폴리부타디엔 구조는 주쇄에 포함되어 있어도 측쇄에 포함되어 있어도 좋다. 또한, 폴리부타디엔 구조는, 일부 또는 전부가 수소 첨가되어 있어도 좋다. 폴리부타디엔 구조를 함유하는 수지를 폴리부타디엔 수지라고 한다.
폴리부타디엔 수지의 구체예로서는, 클레이발레사 제조의 「Ricon 130MA8」, 「Ricon 130MA13」, 「Ricon 130MA20」, 「Ricon 131MA5」, 「Ricon 131MA10」, 「Ricon 131MA17」, 「Ricon 131MA20」, 「Ricon 184MA6」(산 무수물기 함유 폴리부타디엔), 닛폰 소다사 제조의 「GQ-1000」(수산기, 카르복실기 도입 폴리부타디엔), 「G-1000」, 「G-2000」, 「G-3000」(양 말단 수산기 폴리부타디엔), 「GI-1000」, 「GI-2000」, 「GI-3000」(양 말단 수산기 수소화 폴리부타디엔), 나가세 켐텍스사 제조의 「FCA-061L」(수소화 폴리부타디엔 골격 에폭시 수지) 등을 들 수 있다. 일 실시형태로서, 하이드록실기 말단 폴리부타디엔, 디이소시아네이트 화합물 및 4염기산 무수물을 원료로 하는 선상 폴리이미드(일본 공개특허공보 특개2006-37083호, 국제공개 제2008/153208호에 기재된 폴리이미드), 페놀성 수산기 함유 부타디엔 등을 들 수 있다. 당해 폴리이미드 수지의 부타디엔 구조의 함유율은, 바람직하게는 60질량% 내지 95질량%, 보다 바람직하게는 75질량% 내지 85질량%이다. 당해 폴리이미드 수지의 상세는, 일본 공개특허공보 특개2006-37083호, 국제공개 제2008/153208호의 기재를 참작할 수 있고, 이 내용은 본 명세서에 편입된다.
(C-1) 성분의 적합한 실시형태는, 폴리(메타)아크릴레이트 구조를 함유하는 수지이다. 폴리(메타)아크릴레이트 구조를 함유하는 수지를 폴리(메타)아크릴 수지라고 한다. 폴리(메타)아크릴 수지로서는, 나가세 켐텍스사 제조의 테이산 레진, 네가미 코교사 제조의 「ME-2000」, 「W-116.3」, 「W-197C」, 「KG-25」, 「KG-3000」 등을 들 수 있다.
(C-1) 성분의 적합한 실시형태는, 폴리카보네이트 구조를 함유하는 수지이다. 폴리카보네이트 구조를 함유하는 수지를 폴리카보네이트 수지라고 한다. 폴리카보네이트 수지로서는, 아사히 카세이 케미컬사 제조의 「T6002」, 「T6001」 (폴리카보네이트디올), 쿠라레사 제조의 「C-1090」, 「C-2090」, 「C-3090」(폴리카보네이트디올) 등을 들 수 있다. 또한 하이드록실기 말단 폴리카보네이트, 디이소시아네이트 화합물 및 4염기산 무수물을 원료로 하는 선상 폴리이미드를 사용할 수도 있다. 당해 폴리이미드 수지의 카보네이트 구조의 함유율은, 바람직하게는 60질량% 내지 95질량%, 보다 바람직하게는 75질량% 내지 85질량%이다. 당해 폴리이미드 수지의 상세는, 국제공개 제2016/129541호의 기재를 참작할 수 있고, 이 내용은 본 명세서에 편입된다.
또한, (C-1) 성분의 다른 실시형태로서는, 실록산 구조를 함유하는 수지이다. 실록산 구조를 함유하는 수지를 실록산 수지라고 한다. 실록산 수지로서는, 예를 들어, 신에츠 실리콘사 제조의 「SMP-2006」, 「SMP-2003PGMEA」, 「SMP-5005PGMEA」, 아민기 말단 폴리실록산 및 4염기산 무수물을 원료로 하는 선상 폴리이미드(국제공개 제2010/053185호, 일본 공개특허공보 특개2002-12667호 및 일본 공개특허공보 특개2000-319386호 등) 등을 들 수 있다.
(C-1) 성분의 다른 실시형태로서는, 알킬렌 구조, 알킬렌옥시 구조를 함유하는 수지이다. 알킬렌 구조를 함유하는 수지를 알킬렌 수지라고 말하고, 알킬렌옥시 구조를 함유하는 수지를 알킬렌옥시 수지라고 한다. 폴리알킬렌옥시 구조는, 탄소 원자수 2 내지 15의 폴리알킬렌옥시 구조가 바람직하고, 탄소 원자수 3 내지 10의 폴리알킬렌옥시 구조가 보다 바람직하고, 탄소 원자수 5 내지 6의 폴리알킬렌옥시 구조가 더욱 바람직하다. 알킬렌 수지, 알킬렌옥시 수지의 구체예로서는, 아사히 카세이사 제조의 「PTXG-1000」, 「PTXG-1800」 등을 들 수 있다.
(C-1) 성분의 다른 실시형태로서는, 이소프렌 구조를 함유하는 수지이다. 이소프렌 구조를 함유하는 수지를 이소프렌 수지라고 한다. 이소프렌 수지의 구체예로서는, 쿠라레사 제조의 「KL-610」, 「KL613」 등을 들 수 있다.
(C-1) 성분의 다른 실시형태로서는, 이소부틸렌 구조를 함유하는 수지이다. 이소부틸렌 구조를 함유하는 수지를 이소부틸렌 수지라고 한다. 이소부틸렌 수지의 구체예로서는, 카네카사 제조의 「SIBSTAR-073T」(스티렌-이소부틸렌-스티렌트리블록 공중합체), 「SIBSTAR-042D」(스티렌-이소부틸렌 디블록 공중합체) 등을 들 수 있다.
(C-1) 엘라스토머의 함유량은, 유전 정접 및 도체층에 대한 밀착성이 뛰어나고, 휨을 억제 가능한 절연층을 얻을 수 있고, 또한 최저 용융 점도가 낮은 수지 조성물을 얻는 관점에서, 수지 조성물 중의 불휘발 성분을 100질량%라고 한 경우, 바람직하게는 1질량% 이상, 보다 바람직하게는 3질량% 이상, 더욱 바람직하게는 5질량% 이상이다. 상한은, 바람직하게는 25질량% 이하, 보다 바람직하게는 20질량% 이하, 더욱 바람직하게는 15질량% 이하이다.
(C-1) 엘라스토머의 함유량은, 유전 정접 및 도체층에 대한 밀착성이 뛰어나고, 휨을 억제 가능한 절연층을 얻을 수 있고, 또한 최저 용융 점도가 낮은 수지 조성물을 얻는 관점에서, 수지 조성물 중의 수지 성분을 100질량%라고 한 경우, 바람직하게는 20질량% 이상, 보다 바람직하게는 30질량% 이상, 더욱 바람직하게는 40질량% 이상이다. 상한은, 바람직하게는 70질량% 이하, 보다 바람직하게는 60질량%이하, 더욱 바람직하게는 50질량% 이하이다.
-(C-2) 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 알킬기, 및 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기 중 적어도 어느 하나의 탄화수소쇄를 포함하는 말레이미드 화합물-
수지 조성물은, (C) 성분에서의 (C-2) 성분으로서, (C-2) 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 알킬기, 및 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기 중 적어도 어느 하나의 탄화수소쇄를 포함하는 말레이미드 화합물을 함유한다. (C-2) 성분을 수지 조성물에 함유시킴으로써, 수지 조성물의 최저 용융 점도를 저하시키는 동시에, 수지 조성물의 경화물의 유전 정접을 향상시키는 것이 가능해진다. (C-2) 성분은 1종 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.
(C-2) 성분은, 하기 화학식 (1)로 표시되는 말레이미드기를 분자 중에 함유하는 화합물이다.
화학식 (1)
Figure pat00003
(C-2) 성분은, 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 알킬기, 및 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기 중 적어도 중 어느 하나를 포함한다. 또한, 탄소 원자수가 5 이상인 알킬기 및 탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기 중 적어도 어느 하나를 포함하는 말레이미드 화합물은, 그 긴 탄소쇄의 작용에 의해, 분자 구조가 유연하다. 따라서, 아릴렌기를 주요한 구성에 포함하는 말레이미드 화합물에 비해서 낮은 최저 용융 점도를 달성할 수 있다. 또한, 경화물을 유연하게 할 수 있으므로, 휨을 억제할 수 있다. 또한, 유연하므로 응력 집중을 억제할 수 있고, 따라서 경화물의 파괴를 억제할 수 있으므로, 밀착성을 향상시킬 수 있다.
탄소 원자수가 5 이상인 알킬기의 탄소 원자수는, 바람직하게는 6 이상, 보다 바람직하게는 8 이상, 바람직하게는 50 이하, 보다 바람직하게는 45 이하, 더욱 바람직하게는 40 이하이다. 이 알킬기는, 직쇄상, 분기쇄상, 환상 중 어느 하나라도 좋고, 그 중에서도 직쇄상이 바람직하다. 이러한 알킬기로서는, 예를 들어, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기 등을 들 수 있다. 탄소 원자수가 5 이상인 알킬기는, 탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기의 치환기로서 갖고 있어도 좋다.
탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기의 탄소 원자수는, 바람직하게는 6 이상, 보다 바람직하게는 8 이상, 바람직하게는 50 이하, 보다 바람직하게는 45 이하, 더 바람직하게는 40 이하이다. 이 알킬렌기는, 직쇄상, 분기쇄장, 환상 중 어느 하나라도 좋고, 그 중에서도 직쇄상이 바람직하다. 여기에서, 환상의 알킬렌기란, 환상의 알킬렌기만으로 이루어진 협의의 것뿐만 아니라, 직쇄상의 알킬렌기와 환상의 알킬렌기의 양쪽을 포함하는 광의의 것도 포함하는 개념이다. 이러한 알킬렌기로서는, 예를 들어, 펜틸렌기, 헥실렌기, 헵틸렌기, 옥틸렌기, 노닐렌기, 데실렌기, 운데실렌기, 도데실렌기, 트리데실렌기, 헵타데실렌기, 헥사트리아콘틸렌기, 옥틸렌-사이클로헥실렌 구조를 갖는 기, 옥틸렌-사이클로헥실렌-옥틸렌 구조를 갖는 기, 프로필렌-사이클로헥실렌-옥틸렌 구조를 갖는 기 등을 들 수 있다.
(C-2) 성분에 있어서, 탄소 원자수가 5 이상인 알킬기 및 탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기는, 말레이미드기의 질소 원자에 직접 결합하고 있는 것이 바람직하다. 여기에서, 「직접」이란, 말레이미드기의 질소 원자와 알킬기 또는 알킬렌기 사이에 다른 기가 없는 것을 말한다.
(C-2) 성분은, 유전 정접이 우수한 경화물을 얻는 것이 가능해서, 낮은 최저 용융 점도를 갖는 수지 조성물을 얻는 관점에서, 탄소 원자수가 5 이상인 알킬기 및 탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기의 양쪽을 포함하는 것이 바람직하다.
탄소 원자수가 5 이상인 알킬기 및 탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기는, 서로 결합해서 환을 형성하고 있어도 좋고, 환 구조는, 스피로환이나 축합환도 포함한다. 서로 결합해서 형성된 환으로서는, 예를 들어, 사이클로헥산환 등을 들 수 있다.
탄소 원자수가 5 이상인 알킬기 및 탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기는, 치환기를 갖고 있지 않아도 좋고, 치환기를 갖고 있어도 좋다. 치환기로서는, 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 할로겐 원자, -OH, -O-C1-6알킬기, -N(C1-10알킬기)2, C1-10알킬기, C6-10아릴기, -NH2, -CN, -C(O)O-C1-10알킬기, -COOH, -C(O)H, -NO2 등을 들 수 있다. 여기에서, 「Cp-q」(p 및 q는 양의 정수이며, p＜q를 충족시킨다.)란 용어는, 이 용어의 직후에 기재된 유기기의 탄소 원자수가 p 내지 q인 것을 나타낸다. 예를 들어, 「C1-10알킬기」란 표현은, 탄소 원자수 1 내지 10의 알킬기를 나타낸다. 이들 치환기는, 서로 결합해서 환을 형성하고 있어도 좋고, 환 구조는, 스피로환이나 축합환도 포함한다.
상술한 치환기는, 추가로 치환기(이하, 「2차 치환기」라고 말하는 경우가 있음.)를 갖고 있어도 좋다. 2차 치환기로서는, 특별히 기재가 없는 한, 상술한 치환기와 동일한 것을 사용해도 좋다.
(C-2) 성분의 1분자당의 말레이미드기의 수는, 1개라도 좋지만, 바람직하게는 2개 이상이며, 바람직하게는 10개 이하, 보다 바람직하게 6개 이하, 특히 바람직하게는 3개 이하이다. 1분자당 2개 이상의 말레이미드기를 갖는 (B) 말레이미드 화합물을 사용함으로써, 본 발명의 효과를 현저히 얻을 수 있다.
(B) 말레이미드 화합물은, 본 발명의 효과를 현저히 얻는 관점에서, 하기 화학식 (2)로 표시되는 말레이미드 화합물인 것이 바람직하다.
화학식 (2)
Figure pat00004
상기 화학식 (2)에서, R은 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기를 나타내고, L은 단결합 또는 2가의 연결기를 나타낸다.
화학식 (2)에서의 R은, 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기를 나타낸다. R이 나타내는 알킬렌기는, 상기한 탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기와 동일하다. R이 갖고 있어도 좋은 치환기에 관해서도, 상기한 탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기가 갖고 있어도 좋은 치환기와 동일하다.
화학식 (2)에서의 L은 단결합 또는 2가의 연결기를 나타낸다. 2가의 연결 기로서는, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, 아릴렌기, -C(=O)-, -C(=O)-O-, -NR0-(R0는 수소 원자, 탄소 원자수 1 내지 3의 알킬기), 산소 원자, 유황 원자, C(=O)NR0-, 프탈이미드 유래의 2가의 기, 피로멜리트산 디이미드 유래의 2가의 기, 및 이들 2종 이상의 2가의 기의 조합으로 이루어진 기 등을 들 수 있다. 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, 아릴렌기, 프탈이미드 유래의 2가의 기, 피로멜리트산 디이미드 유래의 2가의 기, 및 2종 이상의 2가의 기의 조합으로 이루어진 기는, 탄소 원자수가 5 이상인 알킬기를 치환기로서 갖고 있어도 좋다. 프탈이미드 유래의 2가의 기란, 프탈이미드로부터 유도되는 2가의 기를 나타내고, 구체적으로는 화학식 (3)으로 표시되는 기이다. 피로멜리트산 디이미드 유래의 2가의 기란, 피로멜리트산 디이미드로부터 유도되는 2가의 기를 나타내고, 구체적으로는 화학식 (4)로 표시되는 기이다. 화학식에서, 「＊」은 결합손(結合手)을 나타낸다.
화학식 (3)
Figure pat00005
화학식 (4)
Figure pat00006
화학식 (2)에서의 L에서의 2가의 연결기로서의 알킬렌기는, 탄소 원자수 1 내지 50의 알킬렌기가 바람직하고, 탄소 원자수 1 내지 45의 알킬렌기가 보다 바람직하고, 탄소 원자수 1 내지 40의 알킬렌기가 특히 바람직하다. 이 알킬렌기는, 직쇄상, 분기쇄장, 환상 중 어느 것이라도 좋다. 이러한 알킬렌기로서는, 예를 들어, 메틸에틸렌기, 사이클로헥실렌기, 펜틸렌기, 헥실렌기, 헵틸렌기, 옥틸렌기, 노닐렌기, 데실렌기, 운데실렌기, 도데실렌기, 트리데실렌기, 헵타데실렌기, 헥사트리아콘틸렌기, 옥틸렌-사이클로헥실렌 구조를 갖는 기, 옥틸렌-사이클로헥실렌-옥틸렌 구조를 갖는 기, 프로필렌-사이클로헥실렌-옥틸렌 구조를 갖는 기 등을 들 수 있다.
화학식 (2)에서의 L에서의 2가의 연결기로서의 알케닐렌기는, 탄소 원자수 2 내지 20의 알케닐렌기가 바람직하고, 탄소 원자수 2 내지 15의 알케닐렌기가 보다 바람직하고, 탄소 원자수 2 내지 10의 알케닐렌기가 특히 바람직하다. 이 알케닐렌기는, 직쇄상, 분기쇄상, 환상 중 어느 하나라도 좋다. 이러한 알케닐렌기로서는, 예를 들어, 메틸에틸레닐렌기, 사이클로헥세닐렌기, 펜테닐렌기, 헥세닐렌기, 헵테닐렌, 옥테닐렌기 등을 들 수 있다.
화학식 (2)에서의 L에서의 2가의 연결기로서의 알키닐렌기는, 탄소 원자수 2 내지 20의 알키닐렌기가 바람직하고, 탄소 원자수 2 내지 15의 알키닐렌기가 보다 바람직하고, 탄소 원자수 2 내지 10의 알키닐렌기가 특히 바람직하다. 이 알키닐렌기는, 직쇄상, 분기쇄장, 환상 중 어느 하나라도 좋다. 이러한 알키닐렌기로서는, 예를 들어, 메칠에티닐렌기, 사이클로헥시닐렌기, 펜티닐렌기, 헥시닐렌기, 헵티닐렌, 옥티닐렌기 등을 들 수 있다.
화학식 (2)에서의 L에서의 2가의 연결기로서의 아릴렌기는, 탄소 원자수 6 내지 24의 아릴렌기가 바람직하고, 탄소 원자수 6 내지 18의 아릴렌기가 보다 바람직하고, 탄소 원자수 6 내지 14의 아릴렌기가 더욱 바람직하고, 탄소 원자수 6 내지 10의 아릴렌기가 보다 더 바람직하다. 아릴렌기로서는, 예를 들어, 페닐렌기, 나프틸렌기, 안트라세닐렌기 등을 들 수 있다.
화학식 (2)에서의 L에서의 2가의 연결기인 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, 및 아릴렌기는 치환기를 갖고 있어도 좋다. 치환기로서는, 화학식 (2) 중의 R이 갖고 있어도 좋은 치환기와 동일하고, 바람직하게는 탄소 원자수가 5 이상인 알킬기이다.
화학식 (2)에서의 L에서의 2종 이상의 2가의 기의 조합으로 이루어진 기로서는, 예를 들어, 알킬렌기, 프탈이미드 유래의 2가의 기 및 산소 원자와의 조합으로 이루어진 2가의 기; 프탈이미드 유래의 2가의 기, 산소 원자, 아릴렌기 및 알킬렌기의 조합으로 이루어진 2가의 기; 알킬렌기 및 피로멜리트산 디이미드 유래의 2가의 기의 조합으로 이루어진 2가의 기; 등을 들 수 있다. 2종 이상의 2가의 기의 조합으로 이루어진 기는, 각각의 기의 조합에 의해 축합환 등의 환을 형성해도 좋다. 또한, 2종 이상의 2가의 기의 조합으로 이루어진 기는, 반복 단위수가 1 내지 10의 반복 단위라도 좋다.
그 중에서도, 화학식 (2)에서의 L로서는, 산소 원자, 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수 6 내지 24의 아릴렌기, 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 1 내지 50인 알킬렌기, 탄소 원자수가 5 이상인 알킬기, 프탈이미드 유래의 2가의 기, 피로멜리트산 디이미드 유래의 2가의 기, 또는 이것들의 기의 2 이상의 조합으로 이루어진 2가의 기인 것이 바람직하다. 그 중에서도, L로서는, 알킬렌기;알킬렌기-프탈이미드 유래의 2가의 기-산소 원자-프탈이미드 유래의 2가의 기의 구조를 갖는 2가의 기; 알킬렌기-프탈이미드 유래의 2가의 기-산소 원자-아릴렌기-알킬렌기-아릴렌기-산소 원자-프탈이미드 유래의 2가의 기의 구조를 갖는 2가의 기;알킬렌-피로멜리트산 디이미드 유래의 2가의 기의 구조를 갖는 2가의 기가 보다 바람직하다.
화학식 (2)로 표시되는 말레이미드 화합물은, 화학식 (5)로 표시되는 말레이미드 화합물인 것이 바람직하다.
화학식 (5)
Figure pat00007
상기 화학식 (5)에서, R1은 각각 독립적으로 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기를 나타내고, A는 각각 독립적으로 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기 또는 치환기를 갖고 있어도 좋은 방향환을 갖는 2가의 기를 나타낸다. n은 1 내지 10의 정수를 나타낸다.
화학식 (5)에서의 R1은 각각 독립적으로 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기를 나타낸다. R1은, 화학식 (2) 중의 R과 동일하다.
화학식 (5)에서의 A는 각각 독립적으로 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기 또는 치환기를 갖고 있어도 좋은 방향환을 갖는 2가의 기를 나타낸다. A에서의 알킬렌기로서는, 쇄상, 분기쇄상, 환상 중 어느 것이라도 좋고, 그 중에서도 환상, 즉 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 환상의 알킬렌기가 바람직하다. 알킬렌기의 탄소 원자수는, 바람직하게는 6 이상, 보다 바람직하게는 8 이상, 바람직하게는 50 이하, 보다 바람직하게는 45 이하, 더 바람직하게는 40 이하이다. 이러한 알킬렌기로서는, 예를 들어, 옥틸렌-사이클로헥실렌 구조를 갖는 기, 옥틸렌-사이클로헥실렌-옥틸렌 구조를 갖는 기, 프로필렌-사이클로헥실렌-옥틸렌 구조를 갖는 기 등을 들 수 있다.
화학식 (5)에서의 A가 나타내는 방향환을 갖는 2가의 기에서의 방향환으로서는, 예를 들어, 벤젠환, 나프탈렌환, 안트라센환, 프탈이미드환, 피로멜리트산 디이미드환, 방향족 복소환 등을 들 수 있고, 벤젠환, 프탈이미드환, 피로멜리트산 디이미드환이 바람직하다. 즉, 방향환을 갖는 2가의 기로서는, 치환기를 갖고 있어도 좋은 벤젠환을 갖는 2가의 기, 치환기를 갖고 있어도 좋은 프탈이미드환을 갖는 2가의 기, 치환기를 갖고 있어도 좋은 피로멜리트산 디이미드환을 갖는 2가의 기가 바람직하다. 방향환을 갖는 2가의 기로서는, 예를 들어, 프탈이미드 유래의 2가의 기 및 산소 원자와의 조합으로 이루어진 기; 프탈이미드 유래의 2가의 기, 산소 원자, 아릴렌기 및 알킬렌기의 조합으로 이루어진 기; 알킬렌기 및 피로멜리트산 디이미드 유래의 2가의 기의 조합으로 이루어진 기; 피로멜리트산 디이미드 유래의 2가의 기; 프탈이미드 유래의 2가의 기 및 알킬렌기의 조합으로 이루어진 기; 등을 들 수 있다. 상기 아릴렌기 및 알킬렌기는, 화학식 (2) 중의 L이 나타내는 2가의 연결기에서의 아릴렌기 및 알킬렌기와 동일하다.
화학식 (5)에서의 A가 나타내는, 알킬렌기 및 방향환을 갖는 2가의 기는 치환기를 갖고 있어도 좋다. 치환기로서는, 상기한 화학식 (2) 중의 R이 나타내는 치환기와 동일하다.
그 중에서도, 화학식 (5)에서의 A로서는, 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 환상의 알킬렌기; 치환기를 갖고 있어도 좋은 벤젠환을 갖는 2가의 기; 치환기를 갖고 있어도 좋은 프탈이미드환을 갖는 2가의 기; 또는 치환기를 갖고 있어도 좋은 피로멜리트산 디이미드환을 갖는 2가의 기를 나타내는 것이 바람직하다.
화학식 (5)에서의 A가 나타내는 기의 구체예로서는, 이하의 기를 들 수 있다. 화학식에서, 「＊」는 결합손을 나타낸다.
Figure pat00008
Figure pat00009
Figure pat00010
화학식 (2)로 표시되는 말레이미드 화합물은, 화학식 (6)으로 표시되는 말레이미드 화합물, 및 화학식 (7)로 표시되는 말레이미드 화합물 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
화학식 (6)
Figure pat00011
화학식 (7)
Figure pat00012
상기 화학식 (6)에서, R2 및 R3은 각각 독립적으로 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기를 나타내고, R10은 각각 독립적으로, 산소 원자, 아릴렌기, 알킬렌기, 또는 이들 기의 2 이상의 조합으로 이루어진 2가의 기를 나타낸다. n1은 1 내지 10의 정수를 나타낸다.
상기 화학식 (7)에서, R4, R6 및 R7은 각각 독립적으로 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기를 나타내고, R5는 각각 독립적으로 치환기를 갖고 있어도 좋은 방향환을 갖는 2가의 기를 나타내고, R11 및 R12는 각각 독립적으로 탄소 원자수가 5 이상인 알킬기를 나타낸다. t2는 0 내지 10의 정수를 나타내고, m1및 m2는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수를 나타낸다.
화학식 (6)에서의 R2 및 R3은 각각 독립적으로 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기를 나타낸다. R2 및 R3은, 화학식 (2) 중의 R이 나타내는 탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기와 동일하며, 헥사트리아콘틸렌기가 바람직하다.
화학식 (6)에서의 R10은 각각 독립적으로, 산소 원자, 아릴렌기, 알킬렌기, 또는 이들 2종 이상의 2가의 기의 조합으로 이루어진 기를 나타낸다. 아릴렌기, 알킬렌기는, 화학식 (2) 중의 L이 나타내는 2가의 연결기에서의 아릴렌기 및 알킬렌기와 동일하다. R10으로서는, 2종 이상의 2가의 기의 조합으로 이루어진 기 또 는 산소 원자인 것이 바람직하다.
화학식 (6)에서의 R10에서의 2종 이상의 2가의 기의 조합으로 이루어진 기로서는, 산소 원자, 아릴렌기, 및 알킬렌기의 조합을 들 수 있다. 2종 이상의 2가의 기의 조합으로 이루어진 기의 구체예로서는, 이하의 기를 들 수 있다. 화학식에서, 「＊」는 결합손을 나타낸다.
Figure pat00013
화학식 (7)에서의 R4, R6 및 R7은 각각 독립적으로 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기를 나타낸다. R4, R6 및 R7은, 화학식 (2) 중의 R이 나타내는 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기와 동일하고, 헥실렌기, 헵틸렌기, 옥틸렌기, 노닐렌기, 데실렌기가 바람직하고, 옥틸렌기가 보다 바람직하다.
화학식 (7)에서의 R5는 각각 독립적으로 치환기를 갖고 있어도 좋은 방향환을 갖는 2가의 기를 나타낸다. R5는, 화학식 (3) 중의 A가 나타내는 치환기를 갖고 있어도 좋은 방향환을 갖는 2가의 기와 동일하며, 알킬렌기 및 피로멜리트산 디이미드 유래의 2가의 기의 조합으로 이루어진 기; 프탈이미드 유래의 2가의 기 및 알킬렌기의 조합으로 이루어진 기가 바람직하고, 알킬렌기 및 피로멜리트산 디이미드 유래의 2가의 기의 조합으로 이루어진 기가 보다 바람직하다. 상기 아릴렌기 및 알킬렌기는, 화학식 (2) 중의 L이 나타내는 2가의 연결기에서의 아릴렌기 및 알킬렌기와 동일하다.
화학식 (7)에서의 R5가 나타내는 기의 구체예로서는, 예를 들어 이하의 기를 들 수 있다. 화학식에서, 「＊」은 결합손을 나타낸다.
Figure pat00014
화학식 (7)에서의 R11 및 R12는 각각 독립적으로 탄소 원자수가 5 이상인 알킬기를 나타낸다. R11 및 R12는, 상기한 탄소 원자수가 5 이상인 알킬기와 동일하고, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기가 바람직하고, 헥실기, 옥틸기가 보다 바람직하다.
화학식 (7)에서의 m1 및 m2는 각각 독립적으로 1 내지 15의 정수를 나타내고, 1 내지 10의 정수가 바람직하다.
(C-2) 성분의 구체예로서는, 이하의 (A) 내지 (D)의 화합물을 들 수 있다. 단, (C-2) 성분은 이들 구체예에 한정되는 것은 아니다. 화학식에서, a는 1 내지 10의 정수를 나타낸다.
화학식 (A)
Figure pat00015
화학식 (B)
Figure pat00016
화학식 (C)
Figure pat00017
화학식 (D)
Figure pat00018
(C-2) 성분의 구체예로서는, 디자이너 몰레큘즈사 제조의 「BMI1500」(화학식 (A)의 화합물), 「BMI1700」(화학식 (B)의 화합물), 「BMI3000J」(화학식 (C)의 화합물), 「BMI689」(화학식 (D)의 화합물), 등을 들 수 있다.
(C-2) 성분의 분자량으로서는, 본 발명의 효과를 현저히 얻는 관점에서, 바람직하게는 200 이상, 보다 바람직하게는 300 이상, 더욱 바람직하게는 400 이상이며, 바람직하게는 100000 이하, 보다 바람직하게는 80000 이하, 더욱 바람직하게는 60000 이하이다.
(C-2) 성분의 함유량은, 수지 조성물의 최저 용융 점도를 저하시키는 동시에, 유전 정접이 향상된 경화물을 얻는 관점에서, 수지 조성물 중의 불휘발 성분을 100질량%라고 한 경우, 바람직하게는 1질량% 이상, 더욱 바람직하게는 2질량% 이상, 보다 바람직하게는 3질량% 이상이다. 상한은, 바람직하게는 10질량% 이하, 보다 바람직하게는 8질량% 이하, 더욱 바람직하게는 5질량% 이하이다.
(C-2) 성분의 함유량은, 수지 조성물의 최저 용융 점도를 저하시키는 동시에, 유전 정접이 향상된 경화물을 얻는 관점에서, 수지 조성물 중의 수지 성분을 100질량%라고 한 경우, 바람직하게는 1질량% 이상, 더욱 바람직하게는 5질량% 이상, 보다 바람직하게는 10질량% 이상이다. 상한은, 바람직하게는 30질량% 이하, 보다 바람직하게는 25질량% 이하, 더욱 바람직하게는 20질량% 이하이다.
(C-1) 성분 및 (C-2) 성분의 합계 함유량은, 본 발명의 효과를 현저히 얻는 관점에서, 수지 조성물 중의 수지 성분을 100질량%라고 한 경우, 바람직하게는 10질량%보다 크고, 보다 바람직하게는 20질량% 이상, 더욱 바람직하게는 30질량% 이상, 특히 바람직하게는 40질량% 이상, 50질량% 이상, 또는 55질량% 이상이다. 상한은, 바람직하게는 80질량% 이하, 보다 바람직하게는 70질량% 이하, 더욱 바람직하게는 65질량% 이하이다.
수지 조성물 중의 수지 성분을 100질량%라고 한 경우의 (C-1) 성분의 함유량을 C1로 하고, 수지 조성물 중의 수지 성분을 100질량%라고 한 경우의 (C-2) 성분의 함유량을 C2라고 한다. 그 때, C1/C2이, 바람직하게는 0.5 이상, 보다 바람직하게는 1 이상, 더욱 바람직하게는 2 이상이며, 바람직하게는 10 이하, 보다 바람직하게는 5 이하, 더욱 바람직하게는 3 이하이다. C1/C2를 이러한 범위 내로 함으로써, 본 발명의 효과를 현저히 얻는 것이 가능해진다.
<(D) 경화제>
수지 조성물은, 상기한 성분 이외에, 임의의 성분으로서, 추가로 (D) 성분으로서 (D) 경화제를 포함하고 있어도 좋다. (D) 경화제는, 통상, (A) 성분과 반응해서 수지 조성물을 경화시키는 기능을 갖는다. (D) 경화제는, 1종류 단독으로 사용해도 좋고, 2종류 이상을 병용해도 좋다.
(D) 경화제로서는, 예를 들어, 활성 에스테르계 경화제, 페놀계 경화제, 나프톨계 경화제, 산 무수물계 경화제, 벤조옥사진계 경화제, 시아네이트 에스테르계 경화제, 카르보디이미드계 경화제, 아민계 경화제 등을 들 수 있고, 그 중에서도, 본 발명의 효과를 현저히 얻는 관점에서, 활성 에스테르계 경화제, 페놀계 경화제를 포함하는 것이 바람직하고, 페놀계 경화제를 포함하는 것이 보다 바람직하다.
활성 에스테르계 경화제로서는, 1분자 중에 1개 이상의 활성 에스테르기를 갖는 화합물을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 활성 에스테르계 경화제로서는, 페놀 에스테르류, 티오페놀 에스테르류, N-하이드록시아민 에스테르류, 복소환 하이드록시 화합물의 에스테르류 등의, 반응 활성이 높은 에스테르기를 1분자 중에 2개이상 갖는 화합물이 바람직하다. 당해 활성 에스테르계 경화제는, 카복실산 화합물 및/또는 티오카복실산 화합물과 하이드록시 화합물 및/또는 티올 화합물과의 축합 반응에 의해 얻어지는 것이 바람직하다. 특히, 내열성 향상의 관점에서, 카복실산 화합물과 하이드록시 화합물로부터 얻어지는 활성 에스테르계 경화제가 바람직하고, 카복실산 화합물과 페놀 화합물 및/또는 나프톨 화합물로부터 얻어지는 활성 에스테르계 경화제가 보다 바람직하다.
카복실산 화합물로서는, 예를 들어, 벤조산, 아세트산, 석신산, 말레산, 이타콘산, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 피로멜리트산 등을 들 수 있다.
페놀 화합물 또는 나프톨 화합물로서는, 예를 들어, 하이드로퀴논, 레조르신, 비스페놀A, 비스페놀F, 비스페놀S, 페놀프탈린, 메틸화 비스페놀A, 메틸화 비스페놀F, 메틸화 비스페놀S, 페놀, o-크레졸, m-크레졸, p-크레졸, 카테콜, α-나프톨, β-나프톨, 1,5-디하이드록시나프탈렌, 1,6-디하이드록시나프탈렌, 2,6-디하이드록시나프탈렌, 디하이드록시벤조페논, 트리하이드록시벤조페논, 테트라하이드록시벤조페논, 플로로글루신, 벤젠트리올, 디사이클로펜타디엔형 디페놀 화합물, 페놀 노볼락 등을 들 수 있다. 여기에서, 「디사이클로펜타디엔형 디페놀 화합물 」이란, 디사이클로펜타디엔 1분자에 페놀 2분자가 축합해서 얻어지는 디페놀 화합물을 말한다.
활성 에스테르계 경화제의 바람직한 구체예로서는, 디사이클로펜타디엔형 디 페놀 구조를 포함하는 활성 에스테르계 경화제, 나프탈렌 구조를 포함하는 활성 에스테르계 경화제, 페놀 노볼락의 아세틸화물을 포함하는 활성 에스테르계 경화제, 페놀 노볼락의 벤조일화물을 포함하는 활성 에스테르계 경화제를 들 수 있다. 그 중에서도, 나프탈렌 구조를 포함하는 활성 에스테르계 경화제, 디사이클로펜타디엔형 디페놀 구조를 포함하는 활성 에스테르계 경화제가 보다 바람직하다. 「디사이클로펜타디엔형 디페놀 구조」란, 페닐렌-디사이클로펜틸렌-페닐렌으로 이루어진 2가의 구조 단위를 나타낸다.
활성 에스테르계 경화제의 시판품으로서는, 디사이클로펜타디엔형 디페놀 구조를 포함하는 활성 에스테르계 경화제로서, 「EXB9451」, 「EXB9460」, 「EXB9460S」, 「HPC-8000-65T」, 「HPC-8000H-65TM」, 「EXB-8000L-65TM」(DIC사 제조); 나프탈렌 구조를 포함하는 활성 에스테르계 경화제로서 「EXB9416-70BK」, 「EXB-8150-65T」(DIC사 제조); 페놀 노볼락의 아세틸화물을 포함하는 활성 에스테르계 경화제로서 「DC808」(미츠비시 케미컬사 제조); 페놀 노볼락의 벤조일화물을 포함하는 활성 에스테르계 경화제로서 「YLH1026」(미츠비시 케미컬사 제조); 페놀 노볼락의 아세틸화물인 활성 에스테르계 경화제로서 「DC808」(미츠비시 케미컬사 제조); 페놀 노볼락의 벤조일화물인 활성 에스테르계 경화제로서 「YLH1026」(미츠비시 케미컬사 제조), 「YLH1030」(미츠비시 케미컬사 제조), 「YLH1048」(미츠비시 케미컬사 제조); 등을 들 수 있다.
페놀계 경화제 및 나프톨계 경화제로서는, 내열성 및 내수성의 관점에서, 노볼락 구조를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 도체층과의 밀착성의 관점에서, 함질소 페놀계 경화제가 바람직하고, 트리아진 골격 함유 페놀계 경화제가 보다 바람직하다.
페놀계 경화제 및 나프톨계 경화제의 구체예로서는, 예를 들어, 메이와 카세이사 제조의 「MEH-7700」, 「MEH-7810」, 「MEH-7851」, 「MEH-8000H」; 닛폰 카야쿠사 제조의 「NHN」, 「CBN」, 「GPH」; 신닛테츠 스미킨 카가쿠사 제조의 「SN-170」, 「SN-180」, 「SN-190」, 「SN-475」, 「SN-485」, 「SN-495」, 「SN-495V」, 「SN-375」, 「SN-395」; DIC사 제조의 「TD-2090」, 「TD-2090-60M」, 「LA-7052」, 「LA-7054」, 「LA-1356」, 「LA-3018」, 「LA-3018-50P」, 「EXB-9500」, 「HPC-9500」, 「KA-1160」, 「KA-1163」, 「KA-1165」; 군에이 카가쿠사 제조의 「GDP-6115L」, 「GDP-6115H」, 「ELPC75」 등을 들 수 있다.
산 무수물계 경화제로서는, 1분자내 중에 1개 이상의 산 무수물기를 갖는 경화제를 들 수 있다. 산 무수물계 경화제의 구체예로서는, 무수 프탈산, 테트라하이드로 무수 프탈산, 헥사하이드로 무수 프탈산, 메틸테트라하이드로 무수 프탈산, 메틸헥사하이드로 무수 프탈산, 메틸나딕산 무수물, 수소화 메틸나딕산 무수물, 트리알킬테트라하이드로 무수 프탈산, 도데세닐 무수 석신산, 5-(2,5-디옥소테트라하이드로-3-푸라닐)-3-메틸-3-사이클로헥센-1,2-디카복실산 무수물, 무수 트리멜리트산, 무수 피로멜리트산, 벤조페논테트라카복실산 2무수물, 비페닐테트라카복실산 2무수물, 나프탈렌테트라카복실산 2무수물, 옥시디프탈산 2무수물, 3,3'-4,4'-디페닐술폰테트라카복실산 2무수물, 1,3,3a,4,5,9b-헥사하이드로-5-(테트라하이드로-2,5-디옥소-3-푸라닐)-나프토[1,2-C]푸란-1,3-디온, 에틸렌글리콜비스(안하이드로트리멜리테이트), 스티렌과 말레산이 공중합한 스티렌·말레산 수지 등의 폴리머형의 산 무수물 등을 들 수 있다.
산 무수물계 경화제의 시판품으로서는, 신닛폰 리카사 제조의 「MH-700」 등을 들 수 있다.
벤조옥사진계 경화제의 구체예로서는, JFE 케미컬사 제조의 「JBZ-OD100」 (벤조옥사진환 당량 218g/eq.), 「JBZ-OP100D」(벤조옥사진환 당량 218g/eq.), 「ODA-BOZ」(벤조옥사진환 당량 218g/eq.); 시코쿠 카세이코교사 제조의 「P-d」(벤조옥사진환 당량 217g/eq.), 「F-a」(벤조옥사진환 당량 217g/eq.); 쇼와 코분시사 제조의 「HFB2006M」(벤조옥사진환 당량 432g/eq.) 등을 들 수 있다.
시아네이트 에스테르계 경화제로서는, 예를 들어, 비스페놀A디시아네이트, 폴리페놀시아네이트, 올리고(3-메틸렌-1,5-페닐렌시아네이트), 4,4'-메틸렌비스(2,6-디메틸페닐시아네이트), 4,4'-에틸리덴디페닐디시아네이트, 헥사플루오로비스페놀A디시아네이트, 2,2-비스(4-시아네이트)페닐프로판, 1,1-비스(4-시아네이트페닐메탄), 비스(4-시아네이트-3,5-디메틸페닐)메탄, 1,3-비스(4-시아네이트페닐-1-(메틸에틸리덴))벤젠, 비스(4-시아네이트페닐)티오에테르, 및 비스(4-시아네이트페닐)에테르, 등의 2관능 시아네이트 수지; 페놀 노볼락 및 크레졸 노볼락 등으로부터 유도되는 다관능 시아네이트 수지; 이들 시아네이트 수지가 일부 트리아진화한 프리폴리머; 등을 들 수 있다. 시아네이트 에스테르계 경화제의 구체예로서는, 론자 재팬사 제조의 「PT30」 및 「PT60」(페놀 노볼락형 다관능 시아네이트 에스테르 수지), 「ULL-950S」(다관능 시아네이트 에스테르 수지), 「BA230」, 「BA230S75」(비스페놀A디시아네이트의 일부 또는 전부가 트리아진화되어 3량체가 된 프리폴리머) 등을 들 수 있다.
카르보디이미드계 경화제의 구체예로서는, 닛신보 케미컬사 제조의 카르보디디라이트(등록 상표) V-03(카르보디이미드기 당량: 216g/eq.), V-05(카르보디이미드기 당량: 262g/eq.), V-07(카르보디이미드기 당량: 200g/eq.); V-09(카르보디이미드기 당량; 200g/eq.); 라인 케미사 제조의 스타바쿠졸(등록 상표) P(카르보디이미드기 당량: 302g/eq.)를 들 수 있다.
아민계 경화제로서는, 1분자내 중에 1개 이상의 아미노기를 갖는 경화제를 들 수 있고, 예를 들어, 지방족 아민류, 폴리에테르아민류, 지환식 아민류, 방향족아민류 등을 들 수 있고, 그 중에서도, 본 발명의 원하는 효과를 나타내는 관점에서, 방향족 아민류가 바람직하다. 아민계 경화제는, 제1급 아민 또는 제2급 아민이 바람직하고, 제1급 아민이 보다 바람직하다. 아민계 경화제의 구체예로서는, 4,4'-메틸렌비스(2,6-디메틸아닐린), 디페닐디아미노술폰, 4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노디페닐술폰, 3,3'-디아미노디페닐술폰, m-페닐렌디아민, m-크실릴렌디아민, 디에틸톨루엔디아민, 4,4'-디아미노디페닐에테르, 3,3'-디메틸-4,4'-디아미노비페닐, 2,2'-디메틸-4,4'-디아미노비페닐, 3,3'-디하이드록시벤지딘, 2,2-비스(3-아미노-4-하이드록시페닐)프로판, 3,3-디메틸-5,5-디에틸-4,4-디페닐메탄디아민, 2,2-비스(4-아미노페닐)프로판, 2,2-비스(4-(4-아미노페녹시)페닐)프로판, 1,3-비스(3-아미노페녹시)벤젠, 1,3-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 4,4'-비스(4-아미노페녹시)비페닐, 비스(4-(4-아미노페녹시)페닐)술폰, 비스(4-(3-아미노페녹시)페닐)술폰, 등을 들 수 있다. 아민계 경화제는 시판품을 사용해도 좋고, 예를 들어, 닛폰 카야쿠사 제조의 「KAYABOND C-200S」, 「KAYABOND C-100」, 「카야하드 A-A」, 「카야하드 A-B」, 「카야하드 A-S」, 미츠비시 케미컬사 제조의 「에피큐어 W」 등을 들 수 있다.
(A) 에폭시 수지와 (D) 경화제의 양비는, [에폭시 수지의 에폭시기의 합계수]: [경화제의 반응기의 합계수]의 비율로, 1:0.01 내지 1:10의 범위가 바람직하고, 1:0.05 내지 1:5가 보다 바람직하고, 1:0.1 내지 1:3이 더욱 바람직하다. 여기에서, 경화제의 반응기란, 활성 수산기 등이며, 경화제의 종류에 따라 다르다. 또한, 에폭시 수지의 에폭시기의 합계수란, 각 에폭시 수지의 고형분 질량을 에폭시 당량으로 나눈 값을 모든 에폭시 수지에 대하여 합계한 값이며, 경화제의 반응 기의 합계수란, 각 경화제의 고형분 질량을 반응기 당량으로 나눈 값을 모든 경화제에 대하여 합계한 값이다. 에폭시 수지와 경화제의 양비를 이러한 범위로 함으로써, 수지 조성물의 경화물의 내열성이 보다 향상된다.
(D) 경화제의 함유량은, 본 발명의 원하는 효과를 현저히 얻는 관점에서, 수지 조성물 중의 불휘발 성분 100질량%에 대하여, 바람직하게는 0.1질량% 이상, 보다 바람직하게는 1질량% 이상, 더욱 바람직하게는 2질량% 이상이며, 바람직하게는 10질량% 이하, 보다 바람직하게는 8질량% 이하, 더욱 바람직하게는 5질량% 이하이다.
<(E) 경화 촉진제>
수지 조성물은, 상기한 성분 이외에, 임의의 성분으로서, 추가로 (E) 성분으로서 경화 촉진제를 함유하고 있어도 좋다.
(E) 성분으로서는, 예를 들어, 인계 경화 촉진제, 아민계 경화 촉진제, 이미다졸계 경화 촉진제, 구아니딘계 경화 촉진제, 금속계 경화 촉진제 등을 들 수 있다. (E) 성분은, 1종류 단독으로 사용해도 좋고, 2종류 이상을 조합하여 사용해도 좋다.
인계 경화 촉진제로서는, 예를 들어, 트리페닐포스핀, 포스포늄보레이트 화합물, 테트라페닐포스포늄테트라페닐보레이트, n-부틸포스포늄테트라페닐보레이트, 테트라부틸포스포늄데칸산염, (4-메틸페닐)트리페닐포스포늄티오시아네이트, 테트라페닐포스포늄티오시아네이트, 부틸트리페닐포스포늄티오시아네이트 등을 들 수 있고, 트리페닐포스핀, 테트라부틸포스포늄데칸산염이 바람직하다.
아민계 경화 촉진제로서는, 예를 들어, 트리에틸아민, 트리부틸아민 등의 트리알킬아민, 4-디메틸아미노피리딘, 벤질디메틸아민, 2,4,6,-트리스(디메틸아미노메틸)페놀, 1,8-디아자비사이클로(5,4,0)-운데센 등을 들 수 있고, 4-디메틸아미노피리딘, 1,8-디아자비사이클로(5,4,0)-운데센이 바람직하다.
이미다졸계 경화 촉진제로서는, 예를 들어, 2-메틸이미다졸, 2-운데실이미다졸, 2-헵타데실이미다졸, 1,2-디메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 1,2-디메틸 이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸, 1-벤질-2-메틸이미다졸, 1-벤질-2-페닐이미다졸, 1-시아노에틸-2-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸, 1-시아노에틸-2-에틸-4-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸륨트리멜리테이트, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸륨트리멜리테이트, 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-운데실이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-에틸-4'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진 이소시아누르산 부가물, 2-페닐이미다졸이소시아누르산 부가물, 2-페닐-4,5-디하이드록시메틸이미다졸, 2-페닐-4-메틸-5-하이드록시메틸이미다졸, 2,3-디하이드로-1H-피롤로[1,2-a]벤즈이미다졸, 1-도데실-2-메틸-3-벤질이미다졸륨클로라이드, 2-메틸이미다졸린, 2-페닐이미다졸린 등의 이미다졸 화합물 및 이미다졸 화합물과 에폭시 수지의 어덕트체를 들 수 있고, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 1-벤질-2-페닐이미다졸이 바람직하다.
이미다졸계 경화 촉진제로서는, 시판품을 사용해도 좋고, 예를 들어, 미츠비시 케미컬사 제조의 「P200-H50」 등을 들 수 있다.
구아니딘계 경화 촉진제로서는, 예를 들면, 디시안디아미드, 1-메틸구아니딘, 1-에틸구아니딘, 1-사이클로헥실구아니딘, 1-페닐구아니딘, 1-(o-톨릴)구아니딘, 디메틸구아니딘, 디페닐구아니딘, 트리메틸구아니딘, 테트라메틸구아니딘, 펜타메틸구아니딘, 1,5,7-트리아자비사이클로[4.4.0]데카-5-엔, 7-메틸-1,5,7-트리 아자비사이클로[4.4.0]데카-5-엔, 1-메틸비구아니드, 1-에틸비구아니드, 1-n-부틸비구아니드, 1-n-옥타데실비구아니드, 1,1-디메틸비구아니드, 1,1-디에틸비구아니드, 1-사이클로헥실비구아니드, 1-알릴비구아니드, 1-페닐비구아니드, 1-(o-톨릴)비구아니드 등을 들 수 있고, 디시안디아미드, 1,5,7-트리아자비사이클로[4.4.0]데카-5-엔이 바람직하다.
금속계 경화 촉진제로서는, 예를 들어, 코발트, 구리, 아연, 철, 니켈, 망간, 주석 등의 금속의, 유기 금속 착체 또는 유기 금속염을 들 수 있다. 유기 금속 착체의 구체예로서는, 코발트(II)아세틸아세토네이트, 코발트(III)아세틸아세토네이트 등의 유기 코발트 착체, 구리(II)아세틸아세토네이트 등의 유기 구리 착체, 아연(II)아세틸아세토네이트 등의 유기 아연 착체, 철(III)아세틸아세토네이트 등의 유기 철 착체, 니켈(II)아세틸아세토네이트 등의 유기 니켈 착체, 망간(II)아세틸아세토네이트 등의 유기 망간 착체 등을 들 수 있다. 유기 금속염으로서는, 예를 들어, 옥틸산 아연, 옥틸산 주석, 나프텐산 아연, 나프텐산 코발트, 스테아르산 주석, 스테아르산 아연 등을 들 수 있다.
(E) 성분의 함유량은, 본 발명의 원하는 효과를 현저히 얻는 관점에서, 수지 조성물 중의 불휘발 성분을 100질량%라고 한 경우, 바람직하게는 0.001질량% 이상, 보다 바람직하게는 0.005질량% 이상, 더욱 바람직하게는 0.01질량% 이상이며, 바람직하게는 0.5질량% 이하, 보다 바람직하게는 0.3질량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.1질량% 이하이다.
<(F) 열가소성 수지>
수지 조성물은, 상기한 성분 이외에, 임의의 성분으로서, 추가로 (F) 성분으로서 열가소성 수지를 함유하고 있어도 좋다.
열가소성 수지로서는, 예를 들어, 페녹시 수지, 폴리비닐 아세탈수지, 폴리올레핀 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리술폰 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리페닐렌에테르 수지, 폴리에테르에테르케톤 수지, 폴리에스테르 수지 등을 들 수 있고, 페녹시 수지가 바람직하다. (F) 성분은, 1종 단독으로 사용해도 좋고, 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 좋다.
(F) 성분의 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량은, 바람직하게는 38000 이상, 보다 바람직하게는 40000 이상, 더욱 바람직하게는 42000 이상이다. 상한은, 바람직하게는 100000 이하, 보다 바람직하게는 70000 이하, 더욱 바람직하게는 60000 이하이다. (F) 성분의 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량은, 겔 침투 크로마토그래피(GPC)법으로 측정된다. 구체적으로는, (F) 성분의 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량은, 측정 장치로서 시마즈 세사쿠쇼사 제조 LC-9A/RID-6A를, 컬럼으로서 쇼와 덴코사 제조 Shodex K-800P/K-804L/K-804L을, 이동상으로서 클로로포름 등을 사용하고, 컬럼 온도를 40℃에서 측정하고, 표준 폴리스티렌의 검량선을 사용하여 산출할 수 있다.
페녹시 수지로서는, 예를 들어, 비스페놀A 골격, 비스페놀F 골격, 비스페놀S 골격, 비스페놀 아세토페논 골격, 노볼락 골격, 비페닐 골격, 플루오렌 골격, 디사이클로펜타디엔 골격, 노르보르넨 골격, 나프탈렌 골격, 안트라센 골격, 아다만탄 골격, 테르펜 골격, 및 트리메틸사이클로헥산 골격으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 골격을 갖는 페녹시 수지를 들 수 있다. 페녹시 수지의 말단은, 페놀성 수산기, 에폭시기 등의 어느 관능기라도 좋다. 페녹시 수지는 1종 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 좋다. 페녹시 수지의 구체예로서는, 미츠비시 케미컬사 제조의 「1256」 및 「4250」(모두 비스페놀A 골격 함유 페녹시 수지), 「YX8100」(비스페놀S 골격 함유 페녹시 수지), 및 「YX6954」 (비스페놀 아세토페논 골격 함유 페녹시 수지)를 들 수 있고, 그 밖에도, 닛테츠 케미컬 & 머티리얼사 제조의 「FX280」및 「FX293」, 미츠비시 케미컬사 제조의 「YL7500BH30」, 「YX6954BH30」, 「YX7553」, 「YX7553BH30」, 「YL7769BH30」, 「YL6794」, 「YL7213」, 「YL7290」 및 「YL7482」 등을 들 수 있다.
폴리비닐 아세탈 수지로서는, 예를 들어, 폴리비닐 포르말 수지, 폴리비닐 부티랄 수지를 들 수 있고, 폴리비닐 부티랄 수지가 바람직하다. 폴리비닐 아세탈 수지의 구체예로서는, 예를 들어, 덴키 카가쿠코교사 제조의 「전화 부티랄4000-2」, 「전화 부티랄5000-A」, 「전화 부티랄6000-C」, 「전화 부티랄6000-EP」, 세키스이 카가쿠코교사 제조의 에스렉 BH 시리즈, BX 시리즈(예를 들어 BX-5Z), KS 시리즈(예를 들어 KS-1), BL 시리즈, BM 시리즈 등을 들 수 있다.
폴리이미드 수지의 구체예로서는, 신닛폰 리카사 제조의 「리카코트SN20」 및 「리카코트PN20」를 들 수 있다. 폴리이미드 수지의 구체예로서는 또한, 2관능성 하이드록실기 말단 폴리부타디엔, 디이소시아네이트 화합물 및 4염기산 무수물을 반응시켜서 얻어지는 선상 폴리이미드(일본 공개특허공보 특개2006-37083호에 기재된 폴리이미드), 폴리실록산 골격 함유 폴리이미드(일본 공개특허공보 특개2002-12667호 및 일본 공개특허공보 특개2000-319386호 등에 기재된 폴리이미드) 등의 변성 폴리이미드를 들 수 있다.
폴리아미드이미드 수지의 구체예로서는, 토요보사 제조의 「바이로막스HR11NN」 및 「바이로막스HR16NN」을 들 수 있다. 폴리아미드이미드 수지의 구체예로서는 또한, 히타치 카세이코교사 제조의 「KS9100」, 「KS9300」(폴리실록산 골격 함유 폴리아미드이미드) 등의 변성 폴리아미드이미드를 들 수 있다.
폴리에테르술폰 수지의 구체예로서는, 스미토모 카가쿠사 제조의 「PES5003P」 등을 들 수 있다. 폴리페닐렌 에테르 수지의 구체예로서는, 미츠비시 가스 카가쿠사 제조의 올리고페닐렌에테르·스티렌 수지 「OPE-2St 1200」 등을 들 수 있다. 폴리에테르에테르케톤 수지의 구체예로서는, 스미토모 카가쿠사 제조의 「스미프로이K」 등을 들 수 있다. 폴리에테르이미드 수지의 구체예로서는, GE사 제조의 「우르템」 등을 들 수 있다.
폴리술폰 수지의 구체예로서는, 솔베이 어드밴스트 폴리머즈사 제조의 폴리술폰 「P1700」, 「P3500」 등을 들 수 있다.
폴리올레핀 수지로서는, 예를 들어 저밀도 폴리에틸렌, 초저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체, 에틸렌-아크릴산 에틸 공중합체, 에틸렌-아크릴산 메틸 공중합체 등의 에틸렌계 공중합 수지; 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체 등의 폴리올레핀계 엘라스토머 등을 들 수 있다.
폴리에스테르 수지로서는, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌나프탈레이트 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리부틸렌나프탈레이트 수지, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리트리메틸렌나프탈레이트 수지, 폴리사이클로헥산디메틸테레프탈레이트 수지 등을 들 수 있다.
그 중에서도, (F) 성분으로서는, 페녹시 수지, 폴리비닐 아세탈 수지가 바람직하다. 그 중에서도, 열가소성 수지로서는, 페녹시 수지가 바람직하고, 중량 평균 분자량이 40,000 이상의 페녹시 수지가 특히 바람직하다.
(F) 성분의 함유량은, 수지 조성물 중의 불휘발 성분을 100질량%라고 한 경우, 바람직하게는 0.1질량% 이상, 보다 바람직하게는 0.5질량% 이상, 더욱 바람직하게는 1질량% 이상이다. 상한은, 바람직하게는 5질량% 이하, 보다 바람직하게는 4질량% 이하, 더욱 바람직하게는 3질량% 이하이다.
<(G) 기타 첨가제>
수지 조성물은, 상술한 성분 이외에, 임의의 성분으로서, 추가로 기타의 첨가제를 포함하고 있어도 좋다. 이러한 첨가제로서는, 예를 들어, 증점제, 소포제, 레벨링제, 밀착성 부여제 등의 수지 첨가제 등을 들 수 있다. 이들 첨가제는, 1종류 단독으로 사용해도 좋고, 2종류 이상을 조합하여 사용해도 좋다. 각각의 함유량은 당업자라면 적절히 설정할 수 있다.
본 발명의 수지 조성물의 조제 방법은, 특별히 한정 되는 것은 아니고, 예를 들어, 배합 성분을, 필요에 의해 용매 등을 첨가하고, 회전 믹서 등을 이용해서 혼합·분산하는 방법 등을 들 수 있다.
<수지 조성물의 물성, 용도>
수지 조성물은, (A) 에폭시 수지, (B) 무기 충전재, (C-1) 엘라스토머, 및 (C-2) 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 알킬기, 및 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기 중 적어도 어느 하나의 탄화수소쇄를 포함하는 말레이미드 화합물을 포함한다. 이미 상기하였지만, (C-1) 성분 및 (C-2) 성분을 병용함으로써, 유전 정접 및 도체층에 대한 밀착성이 뛰어나고, 휨을 억제 가능한 절연층을 얻을 수 있고, 또한 최저 용융 점도가 낮은 수지 조성물을 얻을 수 있다.
수지 조성물을 200℃에서 90분간 열경화시킨 경화물은, 유전 정접이 낮다는 특성을 나타낸다. 따라서, 상기 경화물은, 유전 정접이 낮은 절연층을 형성한다. 유전 정접은, 바람직하게는 0.01 이하, 보다 바람직하게는 0.007 이하, 더욱 바람직하게는 0.005 이하이다. 유전 정접의 하한값은, 0.0001 이상 등으로 할 수 있다. 유전 정접의 측정은, 후술하는 실시예에 기재된 방법에 따라서 측정할 수 있다.
수지 조성물을 180℃에서 90분간 열경화시킨 경화물은, 휨량이 억제된다는 특성을 나타낸다. 따라서, 상기 경화물은, 휨량이 억제된 절연층을 형성한다. 구체적으로, 실리콘 웨이퍼에 수지 조성물층을 2층 라미네이트하고, 수지 조성물층을 열경화시킴으로써 절연층 부착 웨이퍼를 얻는다. 절연층 부착 웨이퍼의 단부를 대에 꽉 누르고, 꽉 누른 개소의 반대측의 웨이퍼 단부와 대 사이의 거리를 휨량으로서 구한다. 상기 휨량은, 0mm 이상 2mm 이하이다. 휨량의 측정의 상세는, 후술하는 실시예에 기재된 방법에 따라서 측정할 수 있다.
수지 조성물을 180℃에서 90분간 열경화시킨 경화물은, 동박과의 사이의 필 강도가 우수하다는 특성을 나타낸다. 따라서, 상기 경화물은, 동박과의 사이의 필 강도가 우수한 절연층을 형성한다. 필 강도는, 바람직하게는 0.3kgf/cm 이상, 보다 바람직하게는 0.4kgf/cm 이상, 더욱 바람직하게는 0.5kgf/cm 이상이다. 필 강도의 상한값은, 10kgf/cm 이하 등으로 할 수 있다. 필 강도의 측정은, 후술하는 실시예에 기재된 방법에 따라서 측정할 수 있다.
본 발명의 수지 조성물은, (C-1) 성분 및 (C-2) 성분을 병용하고 있으므로 최저 용융 점도가 낮다는 특성을 나타낸다. 최저 용융 점도로서는, 바람직하게는 100poise 이상, 보다 바람직하게는 500poise 이상, 더 바람직하게는 1000poise 이상, 2000poise 이상, 3000poise 이상, 3500poise 이상이며, 바람직하게는 7500poise 이하, 보다 바람직하게는 6500poise 이하, 더욱 바람직하게는 6000poise이하이다. 여기에서, 용어 「최저 용융 점도」는, 60℃에서 200℃에서의 최저 용융 점도를 가리킨다. 최저 용융 점도는, 동적 점탄성 측정 장치를 이용해서 측정할 수 있다. 상기의 최저 용융 점도의 측정은, 후술하는 실시예에 기재된 방법에 따라서 측정할 수 있다. 수지 조성물의 최저 용융 점도가 이러한 범위 내인 것으로써 매립성이 우수해진다.
본 발명의 수지 조성물은, 최저 용융 점도가 낮은 동시에, 유전 정접 및 도체층에 대한 밀착성이 뛰어나고, 휨을 억제 가능한 절연층을 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 수지 조성물은, 절연 용도의 수지 조성물로서 적합하게 사용할 수 있다. 구체적으로는, 절연층 위에 형성되는 도체층(재배선층을 포함한다)을 형성하기 위한 당해 절연층을 형성하기 위한 수지 조성물(도체층을 형성하기 위한 절연층 형성용 수지 조성물)로서 적합하게 사용할 수 있다.
또한, 후술하는 다층 프린트 배선판에 있어서, 다층 프린트 배선판의 절연층을 형성하기 위한 수지 조성물(다층 프린트 배선판의 절연층 형성용 수지 조성물), 프린트 배선판의 층간 절연층을 형성하기 위한 수지 조성물(프린트 배선판의 층간절연층 형성용 수지 조성물)로서 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 수지 조성물은, 유기 EL 장치나 반도체 등의 전자 기기를 밀봉하기 위한 수지 조성물(밀봉용의 수지 조성물)로서 적합하게 사용할 수 있고, 특히, 반도체를 밀봉하기 위한 수지 조성물(반도체 밀봉용의 수지 조성물), 바람직하게는 반도체 칩을 밀봉하기 위한 수지 조성물(반도체 칩 밀봉용의 수지 조성물)로서 적합하게 사용할 수 있다.
또한, 예를 들어, 이하의 (1) 내지 (6) 공정을 거쳐 반도체 칩 패키지가 제조되는 경우, 본 발명의 수지 조성물은, 재배선층을 형성하기 위한 절연층으로서의 재배선 형성층용의 수지 조성물(재배선 형성층 형성용의 수지 조성물), 및 반도체 칩을 밀봉하기 위한 수지 조성물(반도체 칩 밀봉용의 수지 조성물)로서도 적합하게 사용할 수 있다. 반도체 칩 패키지가 제조될 때, 밀봉층 위에 추가로 재배선층을 형성해도 좋다.
(1) 기재에 가고정 필름을 적층하는 공정,
(2) 반도체 칩을, 가고정 필름 위에 가고정하는 공정,
(3) 반도체 칩 위에 밀봉층을 형성하는 공정,
(4) 기재 및 가고정 필름을 반도체 칩으로부터 박리하는 공정,
(5) 반도체 칩의 기재 및 가고정 필름을 박리한 면에, 절연층으로서의 재배선 형성층을 형성하는 공정, 및
(6) 재배선 형성층 위에, 도체층으로서의 재배선층을 형성하는 공정
[수지 시트]
본 발명의 수지 시트는, 지지체와, 당해 지지체 위에 마련된, 본 발명의 수지 조성물로 형성된 수지 조성물층을 포함한다.
수지 조성물층의 두께는, 프린트 배선판의 박형화, 및 당해 수지 조성물의 경화물이 박막이라도 절연성이 우수한 경화물을 제공할 수 있다는 관점에서, 바람직하게는 80㎛ 이하, 보다 바람직하게는 60㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 55㎛ 이하이다. 수지 조성물층의 두께의 하한은, 특별히 한정되지 않지만, 통상, 5㎛ 이상 등으로 할 수 있다.
지지체로서는, 예를 들어, 플라스틱 재료로 이루어진 필름, 금속박, 이형지를 들 수 있고, 플라스틱 재료로 이루어진 필름, 금속박이 바람직하다.
지지체로서 플라스틱 재료로 이루어진 필름을 사용할 경우, 플라스틱 재료로서는, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(이하 「PET」라고 약칭하는 경우가 있음.), 폴리에틸렌나프탈레이트(이하 「PEN」이라고 약칭하는 경우가 있음.) 등의 폴리에스테르, 폴리카보네이트(이하 「PC」라고 약칭하는 경우가 있음.), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등의 아크릴, 환상 폴리올레핀, 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 폴리에테르설파이드(PES), 폴리에테르케톤, 폴리이미드 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트가 바람직하고, 저렴한 폴리에틸렌테레프탈레이트가 특히 바람직하다.
지지체로서 금속박을 사용할 경우, 금속박으로서는, 예를 들어, 동박, 알루미늄박 등을 들 수 있고, 동박이 바람직하다. 동박으로서는, 구리의 단금속으로 이루어진 박을 사용해도 좋고, 구리와 다른 금속(예를 들어, 주석, 크롬, 은, 마그네슘, 니켈, 지르코늄, 규소, 티타늄 등)과의 합금으로 이루어진 박을 사용해도 좋다.
지지체는, 수지 조성물층과 접합하는 면에 매트 처리, 코로나 처리, 대전 방지 처리를 실시해도 좋다.
또한, 지지체로서는, 수지 조성물층과 접합하는 면에 이형층을 갖는 이형층 부착 지지체를 사용해도 좋다. 이형층 부착 지지체의 이형층에 사용하는 이형제로서는, 예를 들어, 알키드 수지, 폴리올레핀 수지, 우레탄 수지, 및 실리콘 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 이형제를 들 수 있다. 이형층 부착 지지체는, 시판품을 사용해도 좋고, 예를 들어, 알키드 수지계 이형제를 주성분으로 하는 이형층을 갖는 PET 필름인, 린텍사 제조의 「SK-1」, 「AL-5」, 「AL-7」, 토레사 제조의 「루미러T60」, 테이진사 제조의 「퓨렉스」, 유니치카사 제조의 「유니필」 등을 들 수 있다.
지지체의 두께로서는, 특별히 한정되지 않지만, 5㎛ 내지 75㎛의 범위가 바람직하고, 10㎛ 내지 60㎛의 범위가 보다 바람직하다. 또한, 이형층 부착 지지체를 사용할 경우, 이형층 부착 지지 전체의 두께가 상기 범위인 것이 바람직하다.
일 실시형태에 있어서, 수지 시트는, 또한 필요에 따라, 기타 층을 포함하고 있어도 좋다. 이러한 기타 층으로서는, 예를 들어, 수지 조성물층의 지지체와 접합하고 있지 않은 면(즉, 지지체와는 반대측의 면)에 마련된, 지지체에 준한 보호 필름 등을 들 수 있다. 보호 필름의 두께는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 1㎛ 내지 40㎛이다. 보호 필름을 적층함으로써, 수지 조성물층의 표면으로의 먼지 등의 부착이나 흠집을 억제할 수 있다.
수지 시트는, 예를 들어, 유기 용제에 수지 조성물을 용해한 수지 바니시를 조제하고, 이 수지 바니시를, 다이코터 등을 사용하여 지지체 위에 도포하고, 추가로 건조시켜서 수지 조성물층을 형성시킴으로써 제조할 수 있다.
유기 용제로서는, 예를 들어, 아세톤, 메틸에틸케톤(MEK) 및 사이클로헥산온 등의 케톤류; 아세트산 에틸, 아세트산 부틸, 셀로솔브 아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 및 카르비톨아세테이트 등의 아세트산 에스테르류; 셀로솔브 및 부틸카르비톨 등의 카르비톨류; 톨루엔 및 크실렌 등의 방향족 탄화수소류; 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드(DMAc) 및 N-메틸피롤리돈 등의 아미드계 용제 등을 들 수 있다. 유기 용제는 1종 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 좋다.
건조는, 가열, 열풍 분사 등의 공지의 방법에 의해 실시해도 좋다. 건조 조건은 특별히 한정되지 않지만, 수지 조성물층 중의 유기 용제의 함유량이 10질량% 이하, 바람직하게는 5질량% 이하가 되도록 건조시킨다. 수지 바니시 중의 유기 용제의 비점에 의해서도 다르지만, 예를 들어 30질량% 내지 60질량%의 유기 용제를 포함하는 수지 바니시를 사용할 경우, 50℃ 내지 150℃에서 3분간 내지 10분간 건조시킴으로써, 수지 조성물층을 형성할 수 있다.
수지 시트는, 롤 형상으로 권취하여 보존하는 것이 가능하다. 수지 시트가 보호 필름을 가질 경우, 보호 필름을 벗김으로써 사용 가능해진다.
[프린트 배선판]
본 발명의 프린트 배선판은, 본 발명의 수지 조성물의 경화물에 의해 형성된 절연층을 포함한다.
프린트 배선판은, 예를 들어, 상기의 수지 시트를 사용하여, 하기 (I) 및 (II)의 공정을 포함하는 방법에 의해 제조할 수 있다.
(I) 내층 기판 위에, 수지 시트의 수지 조성물층이 내층 기판과 접합하도록 적층하는 공정
(II) 수지 조성물층을 열경화해서 절연층을 형성하는 공정
공정 (I)에서 사용하는 「내층 기판」이란, 프린트 배선판의 기판이 되는 부재로서, 예를 들어, 유리 에폭시 기판, 금속 기판, 폴리에스테르 기판, 폴리이미드 기판, BT 레진 기판, 열경화형 폴리페닐렌 에테르 기판 등을 들 수 있다. 또한, 당해 기판은, 그 한 면 또는 양면에 도체층을 갖고 있어도 좋고, 이 도체층은 패턴 가공되어 있어도 좋다. 기판의 한 면 또는 양면에 도체층(회로)이 형성된 내층 기판은 「내층 회로 기판」이라고 하는 경우가 있다. 또한 프린트 배선판을 제조할 때에, 추가로 절연층 및/또는 도체층이 형성되어야 할 중간 제조물도 본 발명에서 말하는 「내층 기판」에 포함된다. 프린트 배선판이 부품 내장 회로판인 경우, 부품을 내장한 내층 기판을 사용할 수 있다.
내층 기판과 수지 시트의 적층은, 예를 들어, 지지체측으로부터 수지 시트를 내층 기판에 가열 압착함으로써 수행할 수 있다. 수지 시트를 내층 기판에 가열 압착하는 부재(이하, 「가열 압착 부재」라고도 함.)로서는, 예를 들어, 가열된 금속판(SUS 경판 등) 또는 금속 롤(SUS 롤) 등을 들 수 있다. 또한, 가열 압착 부재를 수지 시트에 직접 프레스하는 것이 아니고, 내층 기판의 표면 요철에 수지 시트가 충분히 추종하도록, 내열 고무 등의 탄성재를 개재하여 프레스하는 것이 바람직하다.
내층 기판과 수지 시트의 적층은, 진공 라미네이트법에 의해 실시해도 좋다. 진공 라미네이트법에 있어서, 가열 압착 온도는, 바람직하게는 60℃ 내지 160℃, 보다 바람직하게는 80℃ 내지 140℃의 범위이고, 가열 압착 압력은, 바람직하게는 0.098MPa 내지 1.77MPa, 보다 바람직하게는 0.29MPa 내지 1.47MPa의 범위이며, 가열 압착 시간은, 바람직하게는 20초간 내지 400초간, 보다 바람직하게는 30초간 내지 300초간의 범위이다. 적층은, 바람직하게는 압력 26.7hPa 이하의 감압 조건하에서 실시한다.
적층은, 시판의 진공 라미네이터에 의해 수행할 수 있다. 시판의 진공 라미네이터로서는, 예를 들어, 메이키 세사쿠쇼사 제조의 진공 가압식 라미네이터, 닛코 머티리얼즈사 제조의 배큠 어플리케이터, 배치식 진공 가압 라미네이터 등을 들 수 있다.
적층 후에, 상압 하(대기압 하), 예를 들어, 가열 압착 부재를 지지체측으로부터 프레스함으로써, 적층된 수지 시트의 평활화 처리를 수행해도 좋다. 평활화 처리의 프레스 조건은, 상기 적층의 가열 압착 조건과 동일한 조건으로 할 수 있다. 평활화 처리는, 시판의 라미네이터에 의해 수행할 수 있다. 또한, 적층과 평활화 처리는, 상기의 시판의 진공 라미네이터를 사용하여 연속적으로 수행해도 좋다.
지지체는, 공정 (I)과 공정 (II) 사이에 제거해도 좋고, 공정 (II) 후에 제거해도 좋다.
공정 (II)에 있어서, 수지 조성물층을 열경화하여 절연층을 형성한다. 수지 조성물층의 열경화 조건은 특별히 한정되지 않고, 프린트 배선판의 절연층을 형성할 때에 통상 채용되는 조건을 사용해도 좋다.
예를 들어, 수지 조성물층의 열경화 조건은, 수지 조성물의 종류 등에 의해도 다르지만, 경화 온도는 바람직하게는 120℃ 내지 240℃, 보다 바람직하게는 150℃ 내지 220℃, 더 바람직하게는 170℃ 내지 210℃이다. 경화 시간은 바람직하게는 5분간 내지 120분간, 보다 바람직하게는 10분간 내지 100분간, 더욱 바람직하게는 15분간 내지 100분간으로 할 수 있다.
수지 조성물층을 열경화시키기 전에, 수지 조성물층을 경화 온도보다도 낮은 온도에서 예비 가열해도 좋다. 예를 들어, 수지 조성물층을 열경화시키기에 앞서, 50℃ 이상 120℃ 미만(바람직하게는 60℃ 이상 115℃ 이하, 보다 바람직하게는 70℃ 이상 110℃ 이하)의 온도에서, 수지 조성물층을 5분간 이상(바람직하게는 5분간 내지 150분간, 보다 바람직하게는 15분간 내지 120분간, 더욱 바람직하게는 15분간 내지 100분간) 예비 가열해도 좋다.
프린트 배선판을 제조할 때에는, (III) 절연층에 천공하는 공정, (IV) 절연층을 조화 처리하는 공정, (V) 도체층을 형성하는 공정을 추가로 실시해도 좋다. 이러한 공정 (III) 내지 공정 (V)는, 프린트 배선판의 제조에 사용되는, 당업자에게 공지의 각종 방법에 따라서 실시해도 좋다. 또한, 지지체를 공정 (II) 후에 제거할 경우, 당해 지지체의 제거는, 공정 (II)와 공정 (III) 사이, 공정 (III)과 공정 (IV) 사이, 또는 공정 (IV)와 공정 (V) 사이에 실시해도 좋다. 또한, 필요에 따라, 공정 (II) 내지 공정 (V)의 절연층 및 도체층의 형성을 반복해서 실시하여, 다층 배선판을 형성해도 좋다.
공정 (III)은, 절연층에 천공하는 공정이며, 이로써 절연층에 비아홀, 스루홀 등의 홀을 형성할 수 있다. 공정 (III)은, 절연층의 형성에 사용한 수지 조성물의 조성 등에 따라, 예를 들어, 드릴, 레이저, 플라즈마 등을 사용해서 실시해도 좋다. 홀의 치수나 형상은, 프린트 배선판의 디자인에 따라 적절히 결정해도 좋다.
공정 (IV)는, 절연층을 조화 처리하는 공정이다. 통상, 이 공정 (IV)에 있어서, 스미어의 제거도 수행된다. 조화 처리의 수순, 조건은 특별히 한정되지 않고, 프린트 배선판의 절연층을 형성할 때에 통상 사용되는 공지의 수순, 조건을 채용할 수 있다. 예를 들어, 팽윤액에 의한 팽윤 처리, 산화제에 의한 조화 처리, 중화액에 의한 중화 처리를 이 순으로 실시해서 절연층을 조화 처리할 수 있다. 조화 처리에 사용하는 팽윤액으로서는 특별히 한정되지 않지만, 알칼리 용액, 계면활성제 용액 등을 들 수 있고, 바람직하게는 알칼리 용액이며, 당해 알칼리 용액으로서는, 수산화 나트륨 용액, 수산화 칼륨 용액이 보다 바람직하다. 시판되고 있는 팽윤액으로서는, 예를 들어, 아토텍 재팬사 제조의 「스웰링 딥 세큐리간스 P」, 「스웰링 딥 세큐리간스 SBU」, 「스웰링 딥 세큐리간트 P」 등을 들 수 있다. 팽윤액에 의한 팽윤 처리는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 30℃ 내지 90℃의 팽윤액에 절연층을 1분간 내지 20분간 침지시킴으로써 수행할 수 있다. 절연층의 수지의 팽윤을 적당한 레벨로 억제하는 관점에서, 40℃ 내지 80℃의 팽윤액에 절연층을 5분간 내지 15분간 침지시키는 것이 바람직하다. 조화 처리에 사용하는 산화제로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 수산화 나트륨의 수용액에 과망간산 칼륨이나 과망간산 나트륨을 용해한 알카리성 과망간산 용액을 들 수 있다. 알카리성 과망간산 용액 등의 산화제에 의한 조화 처리는, 60℃ 내지 100℃에 가열한 산화제 용액에 절연층을 10분간 내지 30분간 침지시켜서 수행하는 것이 바람직하다. 또한, 알카리성 과망간산 용액에서의 과망간산염의 농도는 5질량% 내지 10질량%가 바람직하다. 시판되고 있는 산화제로서는, 예를 들어, 아토텍 재팬사 제조의 「콘센트레이트 컴팩트 CP」, 「도징 솔루션 세큐리간스 P」 등의 알카리성 과망간산 용액을 들 수 있다. 또한, 조화 처리에 사용하는 중화액으로서는, 산성의 수용액이 바람직하고, 시판품으로서는, 예를 들어, 아토텍 재팬사 제조의 「리덕션 솔루션 세큐리간트 P」를 들 수 있다. 중화액에 의한 처리는, 산화제에 의한 조화 처리가 된 처리면을 30℃ 내지 80℃의 중화액에 1분간 내지 30분간 침지시킴으로써 수행할 수 있다. 작업성 등의 점에서, 산화제에 의한 조화 처리가 된 대상물을, 40℃ 내지 70℃의 중화액에 5분간 내지 20분간 침지하는 방법이 바람직하다.
일 실시형태에 있어서, 조화 처리 후의 절연층 표면의 산술 평균 거칠기(Ra)는, 바람직하게는 300nm 이하, 보다 바람직하게는 250nm 이하, 더욱 바람직하게는 200nm 이하이다. 하한에 대해서는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 30nm 이상, 보다 바람직하게는 40nm 이상, 더욱 바람직하게는 50nm 이상이다. 절연층 표면의 산술 평균 거칠기(Ra)는, 비접촉형 표면 조도계를 이용해서 측정할 수 있다.
공정 (V)는, 도체층을 형성하는 공정이며, 절연층 위에 도체층을 형성한다. 도체층에 사용하는 도체 재료는 특별히 한정되지 않는다. 적합한 실시형태에서는 도체층은, 금, 백금, 팔라듐, 은, 구리, 알루미늄, 코발트, 크롬, 아연, 니켈, 티타늄, 텅스텐, 철, 주석 및 인듐으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 금속을 포함한다. 도체층은, 단금속층이라도 합금층이라도 좋고, 합금층으로서는, 예를 들어, 상기의 그룹으로부터 선택되는 2종 이상의 금속의 합금(예를 들어, 니켈·크롬 합금, 구리·니켈 합금 및 구리·티타늄 합금)으로 형성된 층을 들 수 있다. 그 중에서도, 도체층 형성의 범용성, 비용, 패터닝의 용이성 등의 관점에서, 크롬, 니켈, 티타늄, 알루미늄, 아연, 금, 팔라듐, 은 또는 구리의 단금속층, 또는 니켈·크롬 합금, 구리·니켈 합금, 구리·티타늄 합금의 합금층이 바람직하고, 크롬, 니켈, 티타늄, 알루미늄, 아연, 금, 팔라듐, 은 또는 구리의 단금속층, 또는 니켈·크롬 합금의 합금층이 보다 바람직하고, 구리의 단금속층이 더욱 바람직하다.
도체층은, 단층 구조라도, 다른 종류의 금속 또는 합금으로 이루어진 단금속층 또는 합금층이 2층 이상 적층한 복층 구조라도 좋다. 도체층이 복층 구조인 경우, 절연층과 접하는 층은, 크롬, 아연 또는 티타늄의 단금속층, 또는 니켈·크롬 합금의 합금층인 것이 바람직하다.
도체층의 두께는, 원하는 프린트 배선판의 디자인에 따르지만, 일반적으로 3㎛ 내지 35㎛, 바람직하게는 5㎛ 내지 30㎛이다.
일 실시형태에 있어서, 도체층은, 도금에 의해 형성해도 좋다. 예를 들어, 세미 어디티브법, 풀 어디티브법 등의 종래 공지의 기술에 의해 절연층의 표면에 도금하여, 원하는 배선 패턴을 갖는 도체층을 형성할 수 있고, 제조의 간편성의 관점에서, 세미 어디티브법에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 이하, 도체층을 세미 어디티브법에 의해 형성하는 예를 나타낸다.
우선, 절연층의 표면에, 무전해 도금에 의해 도금 시드층을 형성한다. 이어서, 형성된 도금 시드층 위에, 원하는 배선 패턴에 대응하여 도금 시드층의 일부를 노출시키는 마스크 패턴을 형성한다. 노출된 도금 시드층 위에, 전해 도금에 의해 금속층을 형성한 후, 마스크 패턴을 제거한다. 그 후, 불필요한 도금 시드층을 에칭 등에 의해 제거하여, 원하는 배선 패턴을 갖는 도체층을 형성할 수 있다.
[반도체 장치]
본 발명의 반도체 장치는, 본 발명의 프린트 배선판을 포함한다. 본 발명의 반도체 장치는, 본 발명의 프린트 배선판을 사용하여 제조할 수 있다.
반도체 장치로서는, 전기 제품(예를 들어, 컴퓨터, 휴대전화, 디지털 카메라 및 텔레비전 등) 및 탈것(예를 들어, 자동 이륜차, 자동차, 전차, 선박 및 항공기등) 등에 제공되는 각종 반도체 장치를 들 수 있다.
본 발명의 반도체 장치는, 프린트 배선판의 도통 개소에, 부품(반도체 칩)을 실장함으로써 제조할 수 있다. 「도통 개소」란, 「프린트 배선판에서의 전기 신호를 전달하는 개소」로서, 그 장소는 표면이라도, 매립된 개소라도 어느 곳이라도상관 없다. 또한, 반도체 칩은 반도체를 재료로 하는 전기 회로 소자이면 특별히 한정되지 않는다.
반도체 장치를 제조할 때의 반도체 칩의 실장 방법은, 반도체 칩이 유효하게 기능하기만 하면, 특별히 한정되지 않지만, 구체적으로는, 와이어 본딩 실장 방법, 플립 칩 실장 방법, 범플리스 빌드업층(BBUL)에 의한 실장 방법, 이방성 도전 필름(ACF)에 의한 실장 방법, 비도전성 필름(NCF)에 의한 실장 방법, 등을 들 수 있다. 여기에서, 「범플리스 빌드업층(BBUL)에 의한 실장 방법」이란, 「반도체 칩을 프린트 배선판의 오목부에 직접 매립하고, 반도체 칩과 프린트 배선판 위의 배선을 접속시키는 실장 방법」을 말한다.
[실시예]
이하, 실시예를 사용하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하겠지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 기재에 있어서, 별도 명시가 없는 한, 「부」 및 「%」는 「질량부」 및 「질량%」를 각각 의미한다.
<엘라스토머 A의 합성>
반응 용기에, 2관능성 하이드록시기 말단 폴리부타디엔(닛폰 소다사 제조 「G-3000」, 수 평균 분자량=3000, 하이드록시기 당량=1800g/eq.) 69g과, 방향족 탄화수소계 혼합 용제(이데미츠 세키유 카가쿠사 제조 「이프졸150」) 40g과, 디부틸 주석라우레이트 0.005g을 넣고, 혼합해서 균일하게 용해시켰다. 균일해졌을 때 60℃에서 승온하고, 더 교반하면서 이소포론디이소시아네이트(에보닉데구사 재팬사 제조 「IPDI」, 이소시아네이트기 당량=113g/eq.) 8g을 첨가하고, 약 3시간 반응을 수행하였다.
이어서 반응물에, 크레졸 노볼락 수지(DIC사 제조 「KA-1160」, 수산기 당량=117g/eq.) 23g과, 에틸디글리콜아세테이트(다이셀사 제조) 60g을 첨가하고, 교반하면서 150℃까지 승온하고, 약 10시간 반응을 수행하였다. FT-IR에 의해 2250cm-1의 NCO 피크의 소실을 확인하였다. NCO 피크의 소실을 확인하는 것으로 반응의 종점으로 간주하고, 반응물을 실온까지 강온하였다. 그리고, 반응물을 100메쉬의 여과포로 여과하고, 부타디엔 구조 및 페놀성 수산기를 갖는 엘라스토머(페놀성 수산기함유 부타디엔 수지: 불휘발 성분 50질량%)를 얻었다. 엘라스토머 A의 수 평균 분자량은 5900, 유리 전이 온도는 -7℃였다.
[실시예 1]
비페닐형 에폭시 수지(닛폰 카야쿠사 제조 「NC3000」, 에폭시 당량 276g/eq.) 1부, 비스페놀형 에폭시 수지(신닛테츠 스미킨 카가쿠사 제조 「ZX1059」, 비스페놀A형과 비스페놀F형의 1:1 혼합품, 에폭시 당량 169g/eq.) 5부, 아미노실란계 커플링제(신에츠 카가쿠코교사 제조 「KBM573」)로 표면 처리된 구형 실리카(평균 입자 직경 0.5㎛, 아도마텍스사 제조 「SO-C2」) 65부, 엘라스토머 A를 20부, 말레이미드 화합물(디자이너 몰레큘즈사 제조 「BMI-689」) 4부, 크레졸 노볼락 수지(DIC사 제조 「KA-1160」, 페놀성 수산기 당량: 117g/eq) 3부, 경화 촉진제(시코쿠 카세이코교사 제조, 「1B2PZ」) 0.05부, 및 메틸에틸케톤 15부를 혼합하고, 고속 회전 믹서로 균일하게 분산하여, 수지 바니시를 제작하였다.
지지체로서, 이형층을 구비한 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(린텍사 제조 「AL5」, 두께 38㎛)을 준비하였다. 이 지지체의 이형층 위에, 상기의 수지 바니시를, 건조 후의 수지 조성물층의 두께가 50㎛가 되도록 균일하게 도포하였다. 그 후, 수지 바니시를 80℃ 내지 120℃(평균 100℃)에서 6분간 건조시켜서, 지지체 및 수지 조성물층을 포함하는 수지 시트를 얻었다.
[실시예 2]
실시예 1에 있어서, 크레졸 노볼락 수지(DIC사 제조 「KA-1160」, 페놀성 수산기 당량: 117g/eq)의 양을 3부에서 1부로 바꾸고, 추가로 활성 에스테르계 경화제(DIC사 제조 「HPC-8000-65T」, 활성기 당량 223g/eq, 고형분 65질량%의 톨루엔 용액) 3.1부를 사용하였다. 이상의 사항 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 수지 바니시 및 수지 시트를 제작하였다.
[실시예 3]
실시예 1에 있어서, 말레이미드 화합물(디자이너 몰레큘즈사 제조 「BMI-689」) 4부를, 말레이미드 화합물(디자이너 몰레큘즈사 제조 「BMI-1500」) 4부로 바꾸었다. 이상의 사항 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 수지 바니시 및 수지 시트를 제작하였다.
[실시예 4]
실시예 1에 있어서, 말레이미드 화합물(디자이너 몰레큘즈사 제조 「BMI-689」) 4부를, 말레이미드 화합물(디자이너 몰레큘즈사 제조 「BMI-1700」) 4부로 바꾸었다. 이상의 사항 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 수지 바니시 및 수지 시트를 제작하였다.
[실시예 5]
실시예 1에 있어서, 말레이미드 화합물(디자이너 몰레큘즈사 제조 「BMI-689」) 4부를, 말레이미드 화합물(디자이너 몰레큘즈사 제조 「BMI-3000」) 4부로 바꾸었다. 이상의 사항 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 수지 바니시 및 수지 시트를 제작하였다.
[실시예 6]
실시예 1에 있어서, 아민계 알콕시실란 화합물(신에츠 카가쿠코교사 제조 「KBM573」)로 표면 처리된 구형 실리카(평균 입자 직경 0.5㎛, 아도마텍스사 제조 「SO-C2」) 65부를, 아미노실란계 커플링제(신에츠 카가쿠코교사 제조 「KBM573」)로 표면 처리된 구형 알루미나(평균 입자 직경 1.5㎛, 비표면적 2.0㎡/g, 최대 입자 직경 5㎛ 「알루미나 A」) 105부로 바꾸었다. 이상의 사항 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 수지 바니시 및 수지 시트를 제작하였다.
[비교예 1]
실시예 1에 있어서, 엘라스토머 A의 양을 20부에서 28부로 바꾸고, 말레이미드 화합물(디자이너 몰레큘즈사 제조 「BMI-689」) 4부를 사용하지 않았다. 이상의 사항 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 수지 바니시 및 수지 시트를 제작하였다.
[비교예 2]
비페닐형 에폭시 수지(니폰 카야쿠사 제조 「NC3000」, 에폭시 당량 276g/eq.) 3부, 비스페놀형 에폭시 수지(신닛테츠 스미킨 카가쿠사 제조 「ZX1059」, 비스페놀A형과 비스페놀F형의 1:1 혼합품, 에폭시 당량 169g/eq.) 9부, 아민계 알콕시실란 화합물(신에츠 카가쿠코교사 제조 「KBM573」)로 표면 처리된 구형 실리카(평균 입자 직경 0.5㎛, 아도마텍스사 제조 「SO-C2」) 58부, 엘라스토머 A를 4부, 크레졸 노볼락 수지(DIC사 제조 「KA-1160」, 페놀성 수산기 당량: 117g/eq) 5부, 경화 촉진제(시코쿠 카세이코교사 제조, 「1B2PZ」) 0.05부, 및 메틸에틸케톤15부를 혼합하고, 고속 회전 믹서로 균일하게 분산하여, 수지 바니시를 제작하였다. 비교예 2의 수지 시트는, 실시예 1과 동일하게 하여 제작하였다.
[유전 정접의 측정]
실시예 및 비교예에서 제작한 수지 시트를, 200℃에서 90분간 가열해서 수지 조성물층을 열경화시킨후, 지지체를 박리하였다. 얻어진 경화물을 「평가용 경화물 A」라고 칭한다. 평가용 경화물 A를, 폭 2mm, 길이 80mm의 시험편으로 절단하였다. 당해 시험편에 대하여, 아질렌트 테크놀로지즈사 제조 「HP8362B」를 사용하고, 공동 공진 섭동법에 의해 측정 주파수 5.8GHz, 측정 온도 23℃에서 유전 정접을 측정하였다. 3개의 시험편에 대하여 측정을 수행하여, 평균값을 산출하였다.
[휨의 평가]
12인치 실리콘 웨이퍼(두께 775㎛)의 한 면 전체에, 상술한 실시예 및 비교예에서 얻은 수지 시트를, 배치식 진공 가압 라미네이터(닛코 머티리얼즈사 제조 2스테이지 빌드업 라미네이터 「CVP700」)를 사용하여 라미네이트하고, 지지체를 박리하였다. 12인치 실리콘 웨이퍼에 라미네이트한 수지 조성물층 위에, 추가로 수지 시트를 라미네이트함으로써 수지 조성물층을 2층 적층하고, 두께 100㎛의 수지 조성물층을 형성하였다. 얻어진 수지 조성물층 부착 실리콘 웨이퍼를 오븐 중 180℃ 및 90분의 조건으로 열처리하여, 경화된 수지 조성물층(즉, 절연층) 부착 실리콘 웨이퍼를 형성하였다. 얻어진 절연층 부착 웨이퍼의 단부를 대에 꽉 누르고, 꽉 누른 개소의 반대측의 웨이퍼 단부와 대 사이의 거리를 휨량으로서 측정하고, 이하의 기준으로 평가하였다.
○: 휨량이 0mm 이상 2mm 이하.
×: 휨량이 2mm보다 크다.
[동박과의 사이의 필 강도의 측정]
(평가용 기판의 제작)
(1) 내장 기판의 하지 처리:
내층 기판으로서, 표면에 동박을 갖는 유리포 기재 에폭시 수지 양면 동장 적층판(동박의 두께 18㎛, 기판의 두께 0.8mm, 파나소닉사 제조 「R1515A」)을 준비하였다. 이 내층 기판의 표면의 동박을, 모두 에칭하여 제거하였다. 그 후, 190℃에서 30분 건조를 수행하였다.
(2) 수지 시트의 적층:
상술한 실시예 및 비교예에서 얻은 수지 시트를, 배치식 진공 가압 라미네이터(닛코 머티리얼즈사 제조 2스테이지 빌드업 라미네이터 「CVP700」)를 사용하고, 수지 조성물층이 상기의 내층 기판과 접합하도록, 내층 기판의 양면에 라미네이트하였다. 이 라미네이트는, 30초간 감압하여 기압을 13hPa 이하로 한 후, 온도 100℃, 압력 0.74MPa에서 30초간 압착함으로써 실시하였다. 이어서, 라미네이트된 수지 시트를, 대기압 하, 100℃, 압력 0.5MPa에서 60초간, 열 프레스해서 평활화하였다. 그 후, 지지체를 박리하여, 수지 조성물층, 내층 기판 및 수지 조성물층을 이 순으로 포함하는 「중간 복층체 I」를 얻었다.
다른 한편, 광택면을 갖는 동박(두께 35㎛, 미츠이 킨조쿠사 제조 「3EC-III」)을 준비하였다. 이 동박의 광택면을, 마이크로에칭제(맥크사 제조 「CZ8101」)를 사용하여, 구리 에칭량 1㎛로 에칭하여, 조화 처리를 수행하였다. 이렇게 해서 얻어진 동박을 「조화 동박」이라고 한다.
이 조화 동박을, 당해 조화 동박의 조화 처리가 된 면이 중간 복층체 I의 수지 조성물층에 접합하도록, 중간 복층체 I의 양면에 라미네이트하였다. 이 라미네이트는, 전술한 내층 기판으로의 수지 시트의 라미네이트와 같은 조건으로 수행하였다. 이로써, 조화 동박, 수지 조성물층, 내층 기판, 수지 조성물층 및 조화 동박을 이 순으로 포함하는 「중간 복층체 II」를 얻었다.
이 중간 복층체 II를, 180℃의 오븐에 투입하여 90분간 추가로 가열하였다. 이로써, 수지 조성물층의 열경화가 수행하여, 조화 동박, 수지 조성물층의 경화물로서의 절연층, 내층 기판, 수지 조성물층의 경화물로서의 절연층, 및, 조화 동박을 이 순으로 포함하는 「평가 기판 A」를 얻었다. 이 평가 기재 A에 있어서, 조화 동박이 도체층에 상당한다.
(필 강도의 측정)
상기의 평가 기판 A를 이용하여, 조화 동박과 절연층과의 필 강도의 측정을 수행하였다. 이 필 강도의 측정은, JIS C6481에 준거하여 수행하였다. 구체적으로는, 하기의 조작에 의해, 필 강도의 측정을 수행하였다.
평가 기판 A의 조화 동박에, 폭 10mm, 길이 100mm의 직사각형 부분을 둘러싸는 절개를 넣었다. 이 직사각형 부분의 일단을 벗기고, 집기 도구(티에스이사 제조, 오토컴형 시험기 「AC-50C-SL」)로 집었다. 상기 직사각형 부분의 길이 35mm의 범위를 수직 방향으로 박리하고, 이 박리시의 하중(kgf/cm)을, 필 강도로서 측정하였다. 상기의 박리는, 실온 중에서, 50mm/분의 속도로 수행하였다.
[최저 용융 점도의 측정]
실시예 및 비교예에서 제작한 수지 시트에서의 수지 조성물층의 용융 점도를, 동적 점탄성 측정 장치(유비엠사 제조 「Rheosol-G3000」)를 사용해서 측정하였다. 이 측정은, 수지 조성물층으로부터 채취한 1g의 시료에 대하여, 직경 18mm의 패럴렐 플레이트를 사용하여, 수행하였다. 측정 조건은, 개시 온도 60℃에서 200℃까지, 승온 속도 5℃/분, 측정 온도 간격 2.5℃, 진동 1Hz/deg로 하였다. 얻어진 용융 점도의 측정값으로부터, 최저 용융 점도를 구하였다.
Figure pat00019
표 중, (B) 성분의 함유량(체적%)은, 수지 조성물 중의 불휘발 성분을 100체적%로 한 경우의 (B) 성분의 함유량(체적%)이다. (B) 성분의 함유량(질량%)은, 수지 조성물 중의 불휘발 성분을 100질량%라고 한 경우의 (B) 성분의 함유량(질량%)이다. (C) 성분의 함유량(질량%)은, 수지 조성물 중의 수지 성분을 100질량%라고 한 경우의 (C) 성분의 함유량(질량%)이다.
실시예 1 내지 6에 있어서, (D) 성분 내지 (E) 성분을 함유하지 않은 경우라도, 정도에 차는 있지만, 상기 실시예와 동일한 결과로 귀착됨을 확인하고 있다.

Claims (11)

  1. (A) 에폭시 수지,
    (B) 무기 충전재,
    (C-1) 엘라스토머, 및
    (C-2) 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 알킬기, 및 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기 중 적어도 어느 하나의 탄화수소쇄를 포함하는 말레이미드 화합물을 포함하는, 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, (C-2) 성분이 하기 화학식 (2)로 표시되는, 수지 조성물.
    화학식 (2)
    Figure pat00020

    상기 화학식 (2)에서, R은 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기를 나타내고, L은 단결합 또는 2가의 연결기를 나타낸다.
  3. 제2항에 있어서, 화학식 (2)에서, L은, 산소 원자, 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수 6 내지 24의 아릴렌기, 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 1 내지 50인 알킬렌기, 탄소 원자수가 5 이상인 알킬기, 프탈이미드 유래의 2가의 기, 피로멜리트산 디이미드 유래의 2가의 기, 또는 이들 기의 2이상의 조합으로 이루어진 2가의 기를 나타내는, 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서, (C-2) 성분이 하기 화학식 (5)로 표시되는, 수지 조성물.
    화학식 (5)
    Figure pat00021

    상기 화학식 (5)에서, R1은 각각 독립적으로 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기를 나타내고, A는 각각 독립적으로 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 알킬렌기 또는 치환기를 갖고 있어도 좋은 방향환을 갖는 2가의 기를 나타내고, n은 1 내지 10의 정수를 나타낸다.
  5. 제4항에 있어서, 화학식 (5)에서, A는 치환기를 갖고 있어도 좋은 탄소 원자수가 5 이상인 환상의 알킬렌기; 치환기를 갖고 있어도 좋은 벤젠환을 갖는 2가의 기; 치환기를 갖고 있어도 좋은 프탈이미드환을 갖는 2가의 기; 또는 치환기를 갖고 있어도 좋은 피로멜리트산 디이미드환을 갖는 2가의 기를 나타내는, 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서, (C-1) 성분이, 분자 내에, 폴리부타디엔 구조, 폴리실록산 구조, 폴리(메타)아크릴레이트 구조, 폴리알킬렌 구조, 폴리알킬렌옥시 구조, 폴리이소프렌 구조, 폴리이소부틸렌 구조, 및 폴리카보네이트 구조로부터 선택되는 1종 이상의 구조를 갖는 수지인, 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서, (C-1) 성분이, 분자 내에, 폴리부타디엔 구조를 갖는 수지인, 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서, (C-1) 성분 및 (C-2) 성분의 합계 함유량이, 수지 조성물 중의 수지 성분을 100질량%라고 한 경우, 10질량%보다 큰, 수지 조성물.
  9. 지지체와, 당해 지지체 위에 마련된, 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 수지 조성물을 포함하는 수지 조성물층을 포함하는, 수지 시트.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 수지 조성물의 경화물에 의해 형성된 절연층을 포함하는, 프린트 배선판.
  11. 제10항에 기재된 프린트 배선판을 포함하는, 반도체 장치.
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