TW201932429A - 含石英玻璃纖維之預浸體、含石英玻璃纖維之薄膜、及含石英玻璃纖維之基板 - Google Patents

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Abstract

本發明是一種含石英玻璃纖維之預浸體,其特徵在於,包含:(A)石英玻璃纖維、(B)硬化性樹脂組成物;並且,滿足下述條件中的至少一個條件:(1)石英玻璃纖維含有的α射線量是0.005c/cm2 ・hr以下,且 Na 、Li 、K 的金屬離子含量各自是1ppm以下;(2)石英玻璃纖維含有的氣泡的數量以每單位面積計是10個/m2 以下;(3)含石英玻璃纖維之預浸體的根據日本工業標準R 3420:2013記載的方法來測得的在厚度為100~200μm的範圍內的慣用抗彎剛度是500N・m2 以上。藉此,本發明提供一種尤其是介電特性優異的含石英玻璃纖維之預浸體、介電特性優異且耐熱性優異的含石英玻璃纖維之預浸體、及/或由於抗彎剛度特性高因此處理性高而且介電特性優異的含石英玻璃纖維之預浸體。

Description

含石英玻璃纖維之預浸體、含石英玻璃纖維之薄膜、及含石英玻璃纖維之基板
本發明有關一種含石英玻璃纖維之預浸體、含石英玻璃纖維之薄膜、及含石英玻璃纖維之基板。
伴隨數位技術的發展,以個人電腦、行動電話作為代表的電子機器的輕薄短小化、高功能化進展,從而對於例如作為代表零件的印刷基板需要高密度構裝、輕薄短小化。為了對應此情形,對於含玻璃纖維之預浸體、含玻璃纖維之基板及薄膜,有提高特性的強烈要求。
此外,電腦、行動裝置、通訊基礎設施等的高速、高頻化進展,伴隨此情形,要求一種低介電基板和薄膜,其作為印刷線路基板要求的特性的傳輸損耗性優異即傳輸損耗少(專利文獻1)。此外,為了獲得傳輸損耗性優異的低介電基板、超薄膜基板和薄膜等,要求高拉伸剛度特性和玻璃纖維的均勻性、薄膜化(專利文獻1、6)。
以往作為用於基板和薄膜的玻璃布,是使用由E玻璃纖維、D玻璃纖維所織布而成之布帛(參照專利文獻2~4)。玻璃纖維中,尤其是介電常數、介電損耗小的天然石英玻璃纖維受到矚目,但是天然石英玻璃纖維昂貴,並且相對於一般的玻璃纖維非常硬,存在難以進行多層基板的通孔(via hole)等的鑽孔和切割加工的缺點。
此外,以往作為用於預浸體和基板的玻璃布,是使用由E玻璃纖維、D玻璃纖維所織布而成之布帛(參照專利文獻2~4)。玻璃纖維中,尤其是從高耐熱性、低雜質、低介電常數、低介電損耗等特性而言,石英玻璃纖維受到矚目。
此外,泛用玻璃布由於存在包含氣泡之中空纖維,因此在基板成形步驟中使用的鍍覆液、清洗液、蝕刻液等會滲入存在於布帛內的氣泡中,從而鍍覆層無法附著,而發生下述缺陷:導通不良的發生和介電特性的降低等。另一方面,石英玻璃布由於中空纖維的含量少,因此不會發生在泛用玻璃布中成為問題的導通不良和介電特性的降低。 [先前技術文獻] (專利文獻)
專利文獻1:日本特開2016-131243號公報 專利文獻2:日本特開平9-74255號公報 專利文獻3:日本特開平2-61131號公報 專利文獻4:日本特開昭62-169495號公報 專利文獻5:日本特開2004-99377號公報 專利文獻6:日本特開2015-155196號公報
[發明所欲解決的問題] 本發明是鑒於上述情事而完成的,其目的在於,提供一種含石英玻璃纖維之預浸體、使用所述含石英玻璃纖維之預浸體而得的含石英玻璃纖維之薄膜及含石英玻璃纖維之基板,所述含石英玻璃纖維之預浸體由於α射線的輻射量極少且Na 、Li 、K 的鹼金屬離子含量是1ppm以下而雜質元素極少,因此是半導體用途的特性優異,尤其是介電特性優異的含石英玻璃纖維之預浸體、介電特性優異且耐熱性優異的含石英玻璃纖維之預浸體、及/或由於高強度且抗彎剛度特性高因此是處理性高而且介電特性優異的含石英玻璃纖維之預浸體。 [解決問題的技術手段]
為了解決上述問題,本發明提供一種含石英玻璃纖維之預浸體,其特徵在於,包含: (A)石英玻璃纖維、 (B)硬化性樹脂組成物; 並且,滿足下述(1)至(3)的條件中的至少一個條件: (1)前述(A)石英玻璃纖維含有的α射線量是0.005c/cm2 ・hr以下,且 Na 、Li 、K 的金屬離子含量各自是1ppm以下; (2)前述(A)石英玻璃纖維含有的氣泡的數量以每單位面積計是10個/m2 以下; (3)前述含石英玻璃纖維之預浸體的根據日本工業標準R 3420:2013記載的方法來測得的在厚度為100~200μm的範圍內的慣用抗彎剛度(conventional flexural rigidity)是500N・m2 以上。
如果是這種含石英玻璃纖維之預浸體,則藉由滿足上述(1)的條件,能夠成為一種半導體用途的特性優異,尤其是介電特性優異的含石英玻璃纖維之預浸體、含石英玻璃纖維之薄膜及含石英玻璃纖維之基板。 此外,藉由滿足上述(2)的條件,使用氣泡少的石英玻璃纖維,藉此能夠成為一種介電特性優異且耐熱性優異的含石英玻璃纖維之預浸體。 此外,藉由滿足上述(3)的條件,能夠成為一種含石英玻璃纖維之預浸體,由於所述含石英玻璃纖維之預浸體為高強度且抗彎剛度特性高,因此處理性高而且介電特性優異。
此外,較佳是:前述(A)石英玻璃纖維的纖維直徑是3μm以上且9μm以下,並且虛擬溫度(fictive temperature)是1300℃~1500℃。
如果是這樣的纖維直徑和虛擬溫度,則能夠成為一種最適合用於超薄基板和薄膜的材料,所述材料能夠形成均勻厚度的基板。此外,能夠成為一種加工性、量產性優異且結構穩定性優異的含石英玻璃纖維之預浸體。
此外,較佳是前述(B)硬化性樹脂組成物包含從矽氧樹脂、硬化性聚醯亞胺樹脂、馬來醯亞胺樹脂、環氧樹脂、氰酸酯樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂中選出的熱硬化性樹脂及/或光硬化性樹脂中的至少一種硬化性樹脂。
如果包含這種硬化性樹脂,則能夠成為一種加工性、耐熱性及電特性等優異的含石英玻璃纖維之預浸體。
此外,較佳是前述(B)硬化性樹脂組成物進一步含有無機填充材料。
如果含有這種無機填充材料,則能夠提高硬化性樹脂組成物的低熱膨脹特性、高彈性模數、耐熱性、難燃性等。
此外,本發明提供一種含石英玻璃纖維之薄膜,其特徵在於:所述含石英玻璃纖維之薄膜是由1片的上述含石英玻璃纖維之預浸體的硬化物所構成。
藉由使用本發明的含石英玻璃纖維之預浸體,能夠製作這種含石英玻璃纖維之薄膜。
此外,此時,較佳是1.0GHz時的介電損耗角正切與10GHz時的介電損耗角正切的差異的絕對值是0以上且0.01以下。
如果是這種含石英玻璃纖維之薄膜,則能夠成為一種適合應用於各種電子零件的材料。
此外,本發明提供一種含石英玻璃纖維之基板,其特徵在於:所述含石英玻璃纖維之基板是由2片以上的上述含石英玻璃纖維之預浸體的積層硬化物所構成。
藉由使用本發明的含石英玻璃纖維之預浸體,能夠製作這種含石英玻璃纖維之基板。
此外,此時,較佳是1.0GHz時的介電損耗角正切與10GHz時的介電損耗角正切的差異的絕對值是0以上且0.01以下。
如果是這種含石英玻璃纖維之基板,則能夠成為一種適合應用於各種電子零件的材料。 [發明的功效]
如以上所述,如果是本發明的含石英玻璃纖維之預浸體,則藉由滿足上述(1)的條件,能夠提供一種含石英玻璃纖維之預浸體、薄膜及基板,所述含石英玻璃纖維之預浸體由於α射線的輻射量極少且Na 、Li 、K 的鹼金屬離子含量是1ppm以下而雜質元素極少,因此半導體用途的特性優異,尤其是介電特性優異。此外,由於絲直徑一致,因此亦能夠提供一種最適合用於超薄基板和薄膜的材料,所述材料的表面均勻性優異且能夠成形均勻厚度的基板。 此外,如果是本發明的含石英玻璃纖維之預浸體,則藉由滿足上述(2)的條件,能夠成為一種含石英玻璃纖維之預浸體,所述含石英玻璃纖維之預浸體的介電特性優異,並且為高強度且高拉伸剛度特性、表面均勻性、薄膜成形性、鍍覆性優異,從而能夠適合用於含石英玻璃纖維之薄膜和含石英玻璃纖維之基板。 此外,如果是本發明的含石英玻璃纖維之預浸體,則藉由滿足上述(3)的條件,能夠成為一種含石英玻璃纖維之預浸體,所述含石英玻璃纖維之預浸體為高強度且抗彎剛度特性高,因此處理性高而且介電特性優異。
本發明是一種含石英玻璃纖維之預浸體,其特徵在於,包含: (A)石英玻璃纖維、 (B)硬化性樹脂組成物; 並且,滿足下述(1)至(3)的條件中的至少一個條件: (1)前述(A)石英玻璃纖維含有的α射線量是0.005c/cm2 ・hr以下,且 Na 、Li 、K 的金屬離子含量各自是1ppm以下; (2)前述(A)石英玻璃纖維含有的氣泡的數量以每單位面積計是10個/m2 以下; (3)前述含石英玻璃纖維之預浸體的根據日本工業標準(JIS)R 3420:2013記載的方法來測得的在厚度為100~200μm的範圍內的慣用抗彎剛度是500N・m2 以上。
以下,詳細地說明本發明,但是本發明不限定於這些說明。
以下,進一步詳細地說明本發明的含石英玻璃纖維之預浸體。
[(A)石英玻璃纖維] 本發明中的石英玻璃纖維,可以是纖維狀,亦可以是被稱作玻璃布的布帛狀,但是由於容易操作等理由,較佳是使用石英玻璃布。石英玻璃布,是使用例如石英玻璃原絲及/或石英玻璃紗來製作而成。石英玻璃原絲及/或石英玻璃紗,是將50根以上且500根以下的上述石英玻璃纖維集束而成。另外,在本發明中,以不進行撚絲的方式來將纖維集束而成者稱作原絲,對纖維施加撚絲並加以集束而成者稱作紗。
石英玻璃纖維的虛擬溫度,較佳是在1300℃~1500℃的範圍內,若在上述虛擬溫度的範圍內,則加工性、量產性優異,且結構穩定性優異。石英玻璃纖維的纖維直徑,較佳是3μm以上且9μm以下。
石英玻璃纖維含有的Na、K、Li的3種鹼金屬元素,能夠陽離子化且擴散係數高,因此對於介電特性的影響很大。因此,本發明的含石英玻璃纖維之預浸體,是將下述內容設為上述條件(1)的一部分:這些金屬離子的含量各自是1ppm以下。上述金屬離子含量,較佳是0.5ppm以下。
其他元素含量,亦較佳是:Ca、Mg的2種鹼土類金屬元素含量的合計是0.5ppm以下,Cu和Ag的含量的合計是0.2ppm以下,Fe、Ni、Cr的含量的合計是1ppm以下,以及Al的含量是1ppm以下。
此外,本發明的含石英玻璃纖維的預浸體,是將下述内容設為上述條件(1)的一部分:石英玻璃纖維含有的α射線量是0.005c/cm2 ・hr以下。上述α射線量,較佳是0.003c/cm2 ・hr以下。如果是此射線量以下,則當在基板等電子零件用途上使用時,變得不易對元件造成影響,因此較佳。
此外,本發明的含石英玻璃纖維之預浸體,是將下述內容設為上述條件(2):本發明的含石英玻璃纖維之預浸體中包含的石英玻璃纖維的氣泡含量極少,且氣泡的數量以每單位面積計是10個/m2 以下。上述氣泡的數量,較佳是5個/m2 以下。
本發明的含石英玻璃纖維之預浸體中包含的石英玻璃纖維,較佳是具有上述特徵、以及高耐熱性、低雜質、低介電常數、低介電損耗等特性。此外,較佳是高強度且高拉伸剛度特性、表面均勻性、薄膜成形性優異。
作為石英玻璃纖維,能夠使用以天然石英玻璃及/或合成石英玻璃作為原料之石英玻璃纖維,但是為了謀求減少上述雜質元素的含量,較佳是合成石英玻璃。
[(B)硬化性樹脂組成物] 作為(B)硬化性樹脂組成物,能夠使用摻合以下成分而得的硬化性樹脂組成物。
<硬化性樹脂> 硬化性樹脂,較佳是熱硬化性樹脂及/或光硬化性樹脂,在常溫(25℃)時可以是液狀、半固體狀、固體狀的任何狀態。具體而言,可以舉出:矽氧樹脂、硬化性聚醯亞胺樹脂、馬來醯亞胺樹脂、環氧樹脂、氰酸酯樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂等;用於本發明的含石英玻璃纖維之預浸體、基板及薄膜的(B)硬化性樹脂組成物,較佳是包含從這些樹脂中選出的至少一種硬化性樹脂。其中,能夠較佳地使用矽氧樹脂、硬化性聚醯亞胺樹脂、馬來醯亞胺樹脂、環氧樹脂。另外,硬化性樹脂,可以單獨使用,亦可以併用複數種樹脂。
<<矽氧樹脂>> 矽氧樹脂,可以舉出加成硬化型矽氧樹脂和縮合型矽氧樹脂。作為加成硬化型矽氧樹脂,可以舉出例如含有下述(a)~(c)成分之矽氧樹脂: (a)有機聚矽氧烷,是由下述平均組成式(1)表示,且一分子中具有至少2個以上的鍵結於矽原子上的烯基,式(1)中,R1 獨立地為從羥基、碳數為1~10的脂肪族烴基、碳數為5~10的脂環式烴基、碳數為6~10的芳香族烴基、及碳數為2~10的烯基中選出的基團,a、b、c、d是滿足a≧0、b≧0、c≧0、d≧0、a+b+c+d=1的數; (b)有機氫聚矽氧烷,是由下述平均組成式(2)表示,且一分子中具有至少2個以上的鍵結於矽原子上的氫原子,式(2)中,R2 獨立地為氫原子、或從羥基、碳數為1~10的脂肪族烴基、碳數為5~10的脂環式烴基、碳數為6~10的芳香族烴基中選出的基團,e、f、g、h是滿足e≧0、f≧0、g≧0、h≧0、e+f+g+h=1的數, 其中,(a)成分與(b)成分的摻合比率是相對於(a)成分中的每1莫耳的鍵結於矽原子上的烯基,(b)成分中的鍵結於矽原子上的氫原子的量成為0.1~5.0莫耳的量;及, (c)加成反應催化劑。
此外,作為縮合型矽氧樹脂,可以舉出含有下述(d)成分之矽氧樹脂: (d)有機聚矽氧烷,是由下述平均組成式(3)表示,且一分子中具有至少2個以上的縮合反應性基,式(3)中,R3 獨立地為從羥基、碳數為1~6的烷氧基、碳數為1~10的脂肪族烴基、碳數為5~10的脂環式烴基、碳數為6~10的芳香族烴基中選出的基團,一分子中的至少2個以上的R3 是從羥基、或碳數為1~6的烷氧基中選出的基團,i、j、k、l是滿足i≧0、j≧0、k≧0、l≧0、i+j+k+l=1的數。
單獨(d)成分亦能夠藉由加熱來進行縮合並硬化,但是為了促進硬化,可以另外添加縮合催化劑。
矽氧樹脂,較佳是:相對於鍵結於矽原子上的全部有機基,含有10莫耳%~99莫耳%、較佳是15莫耳%~80莫耳%、更佳是17莫耳%~75莫耳%的鍵結於矽原子上的芳基。
<<硬化性聚醯亞胺樹脂、馬來醯亞胺樹脂>> 硬化性聚醯亞胺樹脂,是根據其反應末端基的化學性質來分類。其中,從加工性和處理性等的觀點而言,較佳是使用馬來醯亞胺樹脂。以下針對馬來醯亞胺樹脂進行說明。
馬來醯亞胺樹脂,只要是一分子內包含2個以上的馬來醯亞胺基之化合物,且能夠藉由加熱來使馬來醯亞胺基反應而硬化的樹脂即可。作為馬來醯亞胺樹脂,可以舉出N,N’-(4,4’-二苯基甲烷)雙馬來醯亞胺、雙(3-乙基-5-甲基-4-馬來醯亞胺苯基)甲烷等,其中,在主鏈具有脂肪族烴基之馬來醯亞胺樹脂不僅耐熱性優異,介電特性亦優異,因此較佳。
此外,為了更促進硬化,可以含有反應起始劑。作為反應起始劑,沒有限定,可以舉出過氧化物等。進一步,亦可以含有作為硬化劑的具有能夠使馬來醯亞胺基反應的官能基之化合物。作為硬化劑,可以舉出例如:脂環式馬來醯亞胺類、芳香族馬來醯亞胺類、不飽和烴類、芳香族胺類、脂肪族胺類、脂環式胺類、酸酐類、異氰酸酯類等。
<<環氧樹脂>> 環氧樹脂,只要一分子中含有2個以上的環氧基即可。可以舉出例如:雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、脂環式環氧樹脂、脂肪族鏈狀環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、雙酚A酚醛清漆型環氧樹脂、苯酚芳烷基型環氧樹脂;萘酚酚醛清漆型環氧樹脂、萘酚芳烷基型環氧樹脂等含萘骨架型環氧樹脂;2官能聯苯型環氧樹脂、聯苯芳烷基型環氧樹脂、雙環戊二烯型環氧樹脂、二氫蒽型環氧樹脂等。其中,從介電特性和熱膨脹特性的觀點而言,較佳是使用含萘骨架型環氧樹脂或聯苯芳烷基型環氧樹脂。可以使用這些環氧樹脂中的單獨1種,亦可以併用2種以上。
此外,可以使用能夠與環氧樹脂反應的硬化劑,其種類沒有特別限制。可以舉出例如:酚系硬化劑、酸酐系硬化劑、胺系硬化劑、以及苯并噁嗪化合物。這些硬化劑可以單獨使用,亦可以併用2種以上。作為環氧樹脂與硬化劑的摻合比率,相對於硬化劑的能夠與環氧基反應的活性基為1.0當量,是以環氧樹脂中的環氧基成為0.5~2.0當量的比例來摻合,較佳是0.6~1.8,更佳是0.8~1.5。若是此比例,則能夠成為一種硬化後的玻璃轉化溫度等特性優異且可靠性高的基板和薄膜。
進一步,為了提高環氧樹脂與硬化劑的反應性,可以添加硬化促進劑。作為硬化促進劑,沒有特別限制,可以舉出例如:胺類和咪唑這樣的氮系硬化促進劑、季鏻鹽這樣的磷系硬化促進劑、以及有機金屬鹽類和這些硬化促進劑的衍生物。
<<氰酸酯樹脂>> 氰酸酯樹脂,只要一分子中具有2個以上氰酸基,沒有特別限定,能夠使用例如藉由下述方式獲得的氰酸酯樹脂:使鹵化氰化合物與酚類或萘酚類反應,並根據需要而利用加熱等方法進行預聚物化。
作為氰酸酯樹脂,可以舉出例如:酚醛清漆型氰酸酯樹脂、雙酚型氰酸酯樹脂、萘酚芳烷基型氰酸酯樹脂、雙環戊二烯型氰酸酯樹脂、聯苯烷基型氰酸酯樹脂等。其中,氰酸基當量小的氰酸酯樹脂,其硬化收縮小,從而能夠獲得一種低熱膨脹係數、高玻璃轉化溫度的硬化物。可以使用這些氰酸酯樹脂中的單獨1種,亦可以併用2種以上。
進一步,可以包含硬化劑和硬化催化劑等。硬化劑和硬化催化劑的種類沒有特別限定,作為硬化劑,可以舉出酚系硬化劑和二羥基萘化合物等,作為硬化促進劑,可以舉出一級胺和金屬錯合物等。
<<(甲基)丙烯酸系樹脂>> 作為(甲基)丙烯酸系樹脂,可以舉出例如:(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯腈、(甲基)丙烯酸酯及(甲基)丙烯醯胺等的聚合物以及共聚物等,但是只要是具有(甲基)丙烯酸骨架的樹脂即可,不限定於藉由丙烯醯基或甲基丙烯醯基等反應性基來硬化的樹脂。
此外,為了調整硬化性,可以添加過氧化物這樣的自由基聚合起始劑、和光聚合起始劑、能夠促進(甲基)丙烯酸系樹脂具有的反應性基的反應之硬化促進劑。這些樹脂可以使用各樹脂群組中的單獨1種,亦可以併用2種以上。進一步,亦可以併用2種以上的從各樹脂群組中選出的樹脂。已知尤其是(B-2)的馬來醯亞胺樹脂(化合物)與(B-4)的氰酸酯樹脂(化合物)之混合組成物作為BT樹脂,其加工性和耐熱性、電特性等優異。
<無機填充材料> (B)硬化性樹脂組成物中,較佳是進一步含有無機填充材料。藉由任意含有適當的無機填充材料,能夠提高硬化性樹脂組成物的低熱膨脹特性、高彈性模數性、耐熱性、難燃性等。
作為無機填充材料,能夠使用被摻合到一般環氧樹脂組成物等熱硬化性樹脂組成物中的無機填充材料,沒有特別限制,可以舉出例如:二氧化矽、方英石化二氧化矽、氧化鋁、氧化鈦、雲母、氧化鈹、鈦酸鋇、鈦酸鉀、碳酸鍶、鈦酸鈣、碳酸鋁、氫氧化鎂、氫氧化鋁、矽酸鋁、碳酸鈣、矽酸鈣、矽酸鎂、氮化矽、氮化硼、煅燒黏土、滑石、硼酸鋁、碳化矽等。其中,為了獲得低熱膨脹係數,較佳是摻合二氧化矽,尤其為了使其成為高填充,更佳是摻合球狀二氧化矽。這些無機填充材料可以使用單獨1種,亦可以併用2種以上。
關於無機填充材料的形狀和粒徑,亦沒有特別限制。無機填充材料的形狀,例如可以是球狀,亦可以是破碎狀,但是如前所述,為了進行高填充,較佳是球狀。無機填充材料的粒徑,能夠設為例如0.01~50μm,較佳是0.01~20μm,更佳是0.1~15μm,進一步更佳是0.1~10μm。此處,粒徑是指平均粒徑,能夠設為根據雷射繞射法的粒度分佈測量中的作為質量平均值D50 (或中值粒徑)來求得的值。
上述無機填充材料相對於硬化性樹脂的摻合比例,沒有特別限定,但是從硬化性樹脂的黏著性、韌性、耐熱性、耐化學性等的觀點而言,相對於硬化性樹脂成分的合計量100質量份,較佳是在1~1000質量份的範圍內,從抑制硬化性樹脂的熱膨脹,並且維持硬化後的韌性的觀點而言,更佳是100~800質量份。
<其他添加劑> 根據需要,不僅能夠摻合上述硬化劑、硬化促進劑,還能夠摻合黏著助劑、矽烷偶合劑、鈦酸酯偶合劑、熱塑性樹脂、顏料、樹脂粒子等各種添加劑。另外,作為添加劑,能夠使用公知的添加劑。
<<黏著助劑>> 為了對(B)硬化性樹脂組成物賦予黏著性,能夠添加黏著助劑(黏著性賦予劑)。作為黏著助劑,可以舉出例如一分子中包含下述基團作為官能基之矽烷、矽氧烷:鍵結於矽原子上的氫原子(Si-H基)、鍵結於矽原子上的烯基(例如Si-CH=CH2 基)、烷氧基矽基(例如三甲氧基矽基)、環氧基(例如環氧丙氧基丙基、3,4-環氧基環己基乙基)、異氰酸基(例如有機氧甲矽烷改質異氰脲酸酯化合物和其水解縮合物)等。另外,黏著助劑,可以使用單獨1種,亦可以將2種以上組合使用。
<<偶合劑>> 為了加強(A)石英玻璃纖維與(B)硬化性樹脂組成物的結合強度、或為了提高硬化性樹脂組成物對於石英玻璃纖維的濕潤性,能夠添加矽烷偶合劑、鈦酸酯偶合劑等偶合劑。此外,可以使用預先對石英玻璃纖維表面進行偶合劑處理後的石英玻璃纖維。
作為偶合劑,能夠使用例如:γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、β-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷等環氧基官能性烷氧基矽烷;N-β-(胺基乙基)-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-苯基-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷等胺基官能性烷氧基矽烷;γ-巰基丙基三甲氧基矽烷等巰基官能性烷氧基矽烷等矽烷偶合劑;三異硬脂醯基鈦酸異丙酯、四辛基雙[亞磷酸二(十三烷基)酯]鈦酸酯、雙(焦磷酸二辛酯)氧乙酸酯鈦酸酯等鈦酸酯偶合劑。另外,關於用於表面處理的偶合劑的摻合量和表面處理方法,沒有特別限定。
<<熱塑性樹脂>> 進一步,為了改善特性,可以添加熱塑性樹脂作為改良介電特性、緩和應力的材料。作為熱塑性樹脂,可以舉出:氟樹脂、聚苯醚樹脂、苯乙烯-乙烯-丁烯共聚物、環烯烴聚合物、丙烯酸系嵌段共聚物等;這些熱塑性樹脂能夠添加任意的量。
<<顏料、染料>> 為了著色的目的,可以添加顏料和染料。作為顏料,可以舉出:碳黑、鈦黑、高嶺土、合成氧化鐵紅、鎳鈦黃、水合氧化鉻、氧化鉻、鋁酸鈷、合成群青等無機顏料等。作為染料,可以舉出:異吲哚啉酮(isoindolinone)、異吲哚啉(isoindoline)、喹酞酮(quinophthaline)、呫噸(xanthene)、吡咯并吡咯二酮(diketopyrrolopyrrole)、苝、紫環酮(perinone)、蒽醌、靛藍類(indigoid)、噁嗪、喹吖酮(quinacridone)、苯并咪唑酮、紫蒽酮 (violanthrone)、酞菁(phthalocyanine)、甲亞胺(azomethine)等;這些顏料、染料能夠添加任意的量。
本發明的含石英玻璃纖維之預浸體,是將下述內容設為上述條件(3):根據JIS R 3420:2013記載的方法來測得的在厚度為100~200μm的範圍內的慣用抗彎剛度是500N・m2 以上。上述慣用抗彎剛度,較佳是1000N・m2 以上。
本發明的含石英玻璃纖維之預浸體,只要包含上述石英玻璃纖維、上述硬化性樹脂組成物,且滿足上述(1)至上述(3)的條件中的至少一個條件即可。另外,如果滿足上述(1)至上述(3)的條件中的2個,則更佳,如果滿足全部條件,則進一步更佳。
[含石英玻璃纖維之預浸體、薄膜及基板的製造方法] 作為本發明的含石英玻璃纖維之預浸體的製造方法,沒有特別限定。能夠應用一般的含玻璃纖維的預浸體等的製造方法。例如能夠按照一般的對於玻璃纖維塗佈硬化樹脂的方法(塗敷方式)來製造。
作為塗敷方式,能夠使用例如:直接凹版塗佈機、封閉刮刀塗佈機(chamber doctor coater)、膠印凹版塗佈機、單輥吻式塗佈機、逆向吻式塗佈機、棒式塗佈機、逆向輥式塗佈機、狹縫式、氣刀塗佈機(air doctor coater)、正轉輥式塗佈機、刮片塗佈機(blade coater)、刮刀塗佈機(knife coater)、含浸塗佈機、線棒塗佈機(MB coater)、線棒逆向塗佈機等塗佈裝置。
為了提高、確保塗佈性,可以利用溶劑來稀釋(B)硬化性樹脂組成物。從硬化性樹脂的溶解特性而言,能夠單獨使用有機溶劑,或將2種以上混合使用。作為有機溶劑的例子,可以舉出:甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇等醇類;丙酮、甲乙酮、甲基異丁酮等酮類;乙二醇、丙二醇等二醇醚類;己烷、庚烷等脂肪族烴類;甲苯、二甲苯等芳香族烴類;乙醚、異丙醚、正丁醚等醚類等。
條件隨著所使用的硬化性樹脂組成物而不同,能夠藉由例如下述方式獲得含石英玻璃纖維之預浸體:根據上述方法來對石英玻璃纖維塗佈後,以25~150℃、較佳是50~120℃進行乾燥,來使其B階段化(半硬化)。藉由以25~300℃加熱硬化所獲得的預浸體,能夠獲得含石英玻璃纖維之薄膜和含石英玻璃纖維之基板。另外,在本發明中,將藉由加熱硬化1片的前述預浸體而獲得者稱作含石英玻璃纖維之薄膜,將藉由積層2片以上的前述預浸體並加以加熱硬化而獲得者稱作含石英玻璃纖維之基板。
另外,製作基板時,可以在加熱的同時進行加壓成形。此時,較佳是:使用油壓壓製機、真空壓製機等,施加5~50MPa的壓力來進行成形。本發明的含石英玻璃纖維之基板和含石英玻璃纖維之薄膜的介電特性優異。具體而言,較佳是1.0GHz時的介電損耗角正切與10GHz時的介電損耗角正切的差異的絕對值是0以上且0.01以下。如果在此範圍內,則能夠成為一種材料,其適合應用於利用其低介電特性的各種電子零件。
以這樣的方式製造的含石英玻璃纖維之薄膜和基板,藉由本發明的含石英玻璃纖維之滿足上述(1)的條件,α射線的輻射量極少且Na 、Li 、K 的鹼金屬離子含量是1ppm以下,並且其他雜質元素亦極少,因此能夠成為一種含石英玻璃纖維之薄膜和基板,其半導體用途的特性優異,尤其是伴隨電腦、行動裝置、通訊基礎設施等的高速、高頻化而對印刷線路基板等要求的傳輸損耗性、介電特性優異。此外,由於絲直徑一致,因此能夠成形一種表面均勻性優異且均勻厚度的基板,從而能夠獲得一種超薄基板和薄膜。
此外,以這樣的方式製造的含石英玻璃纖維之薄膜和基板,藉由本發明的含石英玻璃纖維之預浸體滿足上述(2)的條件,所使用的石英玻璃纖維的氣泡含量極少,因此不用擔心下述情形:基板成形步驟中使用的鍍覆液、清洗液、蝕刻液等會滲入存在於構成前述薄膜和基板的石英玻璃布內的氣泡中,從而鍍覆層缺損。因此,能夠成為一種含石英玻璃纖維之薄膜和基板,其沒有導通不良的發生或介電特性的降低等缺陷。此外,所述薄膜和基板為高強度且高拉伸剛度特性、表面均勻性、薄膜成形性優異。
此外,本發明的含石英玻璃纖維的薄膜和基板,是藉由本發明的含石英玻璃纖維的滿足上述(3)的條件,使用慣用抗彎剛度為500 N・m2 以上的預浸體來作成的,因此能夠成為一種柔軟性(可撓性)優異的薄膜、基板。
此外,所述薄膜和基板為高強度且高拉伸剛度特性、表面均勻性、薄膜成形性優異。
以石英玻璃纖維作為主體之本發明的薄膜和基板,由於雜質元素極少,因此能夠成為一種含石英玻璃纖維之薄膜和基板,其半導體用途的特性優異,尤其是伴隨電腦、行動裝置、通訊基礎設施等的高速、高頻化而對印刷線路基板等要求的傳輸損耗性、介電特性優異。 [實施例]
以下,使用實施例和比較例來具體地說明本發明,但本發明並不限定於這些例子。
[實施例1~2、比較例1~7] (石英玻璃纖維的製備) 使用下述表1所示的玻璃,來製備用於實施例1~2、比較例1~7的厚度為0.1mm的玻璃布。種類和α射線量、Na、Li、K的各離子組分亦記載於表1中。另外,比較例6和7的石英玻璃布,是藉由在製作實施例1的石英玻璃布時添加離子組分來製備。
[表1]
(硬化性樹脂組成物的製備) 製備由10質量份的甲酚酚醛清漆型環氧樹脂(商品名:EPICLON N-695,DIC股份有限公司製造)、5質量份的苯酚酚醛清漆樹脂(商品名:PEHNOLITE TD-2090,DIC股份有限公司製造)、0.1質量份的咪唑系硬化促進劑(商品名:2E4MZ,四國化成股份有限公司製造)、85質量份的球狀二氧化矽(商品名:SC-2050-SE,Admatechs股份有限公司製造)及50質量份的甲乙酮(MEK)溶劑所組成之含填料環氧樹脂組成物的漿料。
(含石英玻璃纖維之預浸體和薄膜的製作) 使上述含填料環氧樹脂組成物的漿料含浸表1所示的各玻璃布後,以100℃使其乾燥10分鐘來製作預浸體,進一步以180℃使其完全硬化4小時,藉此製作含玻璃布之薄膜。另外,樹脂的附著量全部都是55質量%。
(介電損耗角正切的測量) 關於實施例1~2、比較例1~7的含石英玻璃纖維之薄膜和其他含玻璃布之薄膜,是連接網路分析儀(Keysight公司製造的E5063-2D5(型號))與帶狀線(KEYCOM股份有限公司製造),來測量上述薄膜的在頻率為1.0GHz時的介電損耗角正切tanδ1與10GHz時的介電損耗角正切tanδ2,並計算數學式|tanδ1-tanδ2|的值。結果如表2所示。
(介電常數的測量) 關於實施例1~2、比較例1~7的含石英玻璃纖維之薄膜和其他含玻璃布之薄膜,是連接網路分析儀(Keysight公司製造的E5063-2D5(型號))與帶狀線(KEYCOM股份有限公司製造),來測量上述薄膜的在頻率為1.0GHz時的介電常數。結果如表2所示。
[表2]
[實施例1、2] 如表2所示,可知實施例1、2藉由使用高純度的石英玻璃布,介電特性顯示良好的值。因此,顯示本發明是有用的。
[比較例1~7] 另一方面,在沒有使用本發明的含石英玻璃纖維之薄片的比較例1~7中,結果介電特性比實施例差。
如以上所述,可知如果是本發明的含石英玻璃纖維之預浸體,則α射線的輻射量極少且Na 、Li 、K 的鹼金屬離子含量是1ppm以下而雜質元素極少,因此半導體用途的特性優異,尤其是介電特性優異。
[實施例3~4、比較例8~14] (玻璃布) 使用下述表3所示的玻璃來製備厚度為0.1mm的玻璃布。同時記載種類和氣泡。另外,比較例8~13的玻璃的氣泡數的數量過多,僅能測量到200個為止。
[表3]
(薄膜的製備) 製備由10質量份的甲酚酚醛清漆型環氧樹脂(商品名:EPICLON N-695,DIC股份有限公司製造)、5質量份的苯酚酚醛清漆樹脂(商品名:PEHNOLITE TD-2090,DIC股份有限公司製造)、0.1質量份的咪唑系硬化促進劑(商品名:2E4MZ,四國化成股份有限公司製造)、85質量份的球狀二氧化矽(商品名:SC-2050-SE,Admatechs股份有限公司製造)及50質量份的MEK溶劑所組成之含填料環氧樹脂組成物的漿料。
使上述含填料環氧樹脂組成物的漿料含浸表3中所示的各玻璃布後,以100℃使其乾燥10分鐘來作成預浸體,進一步以180℃使該預浸體完全硬化4小時,藉此製作含玻璃布之薄膜。另外,樹脂的附著量全部都是55質量%。
(介電損耗角正切的測量) 連接網路分析儀(Keysight公司製造的E5063-2D5(型號))與帶狀線(KEYCOM股份有限公司製造),來測量前述薄膜的在頻率為1.0GHz時的介電損耗角正切tanδ1與10GHz時的介電損耗角正切tanδ2,並計算數學式|tanδ1-tanδ2|的值。結果如表4所示。
(介電常數的測量) 連接網路分析儀(Keysight公司製造的E5063-2D5(型號))與帶狀線(KEYCOM股份有限公司製造),來測量前述薄膜的在頻率為1.0GHz時的介電常數。結果如表4所示。
(基板的製備) 製備由10質量份的甲酚酚醛清漆型環氧樹脂(商品名:EPICLON N-695,DIC股份有限公司製造)、5質量份的苯酚酚醛清漆樹脂(商品名:PEHNOLITE TD-2090,DIC股份有限公司製造)、0.1質量份的咪唑系硬化促進劑(商品名:2E4MZ,四國化成股份有限公司製造)、85質量份的球狀二氧化矽(商品名:SC-2050-SE,Admatechs股份有限公司製造)及50質量份的MEK溶劑所組成之含填料環氧樹脂組成物的漿料。
使上述含填料環氧樹脂組成物的漿料含浸表3中所示的各玻璃布後,以100℃使其乾燥10分鐘來作成預浸體。將5片的這些預浸體重疊,並以180℃、4小時、4.0MPa的條件作成積層基板。
(耐熱性試驗) 將先前作成的積層基板切成100mm×100mm的尺寸。繼而,使用鑽頭直徑為5mm的鑽孔機作成10處的孔。然後實行無電鍍銅,並藉由5次的260℃的回焊步驟後,確認孔中的鍍覆的剝落和膨脹。完全沒有發生膨脹、剝落的設為○,只要發生1個就設為×。結果如表4所示。
[表4]
如表4所示,可知藉由使用氣泡數少的石英玻璃布,顯示介電特性為良好且沒有發生鍍覆的膨脹和剝落。因此,顯示本發明是有用的。
[實施例5~7、比較例15~23] (玻璃布) 使用下述表5所示的玻璃來製備厚度為120μm的玻璃布。此外,根據JIS R 3420:2013(玻璃纖維一般試驗方法)記載的方法來進行測量,並示出經紗方向上的慣用抗彎剛度的測量值。
(預浸體的製備) 使用10質量份的甲酚酚醛清漆型環氧樹脂(商品名:EPICLON N-695,DIC股份有限公司製造)、5質量份的苯酚酚醛清漆樹脂(商品名:PEHNOLITE TD-2090,DIC股份有限公司製造)、0.1質量份的咪唑系硬化促進劑(商品名:2E4MZ,四國化成股份有限公司製造)、及MEK溶劑,來製備環氧樹脂組成物的清漆。MEK溶劑量是以達到各目標的樹脂附著量的方式調整。 繼而,使上述環氧樹脂組成物清漆含浸表5中所示的各玻璃布後,以100℃使其乾燥10分鐘,藉此作成含玻璃布之預浸體。
(慣用抗彎剛度) 根據JIS R 3420:2013(玻璃纖維一般試驗方法)記載的方法來進行測量,而獲得經紗方向上的測量值。結果如表6、7所示。
(介電損耗角正切的測量) 以180℃使前述各預浸體完全硬化4小時,來獲得含玻璃布之薄膜。使用該薄膜,並連接網路分析儀(Keysight公司製造的E5063-2D5(型號))與帶狀線(KEYCOM股份有限公司製造),來測量該薄膜的在頻率為1.0GHz時的介電損耗角正切tanδ1與10GHz時的介電損耗角正切tanδ2,並計算數學式|tanδ1-tanδ2|的值。結果如表6、7所示。
(介電常數的測量) 以180℃使前述各預浸體完全硬化4小時,來獲得含玻璃布之薄膜。使用該薄膜,並連接網路分析儀(Keysight公司製造的E5063-2D5(型號))與帶狀線(KEYCOM股份有限公司製造),來測量該薄膜的在頻率為1.0GHz時的介電常數。結果如表6、7所示。
[表5]
[表6]
[表7]
如表6、7所示,可知如果是本發明,則剛性高且介電特性顯示良好的值。因此,顯示本發明是有用的。
再者,本發明並不限定於上述實施形態。上述實施形態為例示,任何具有實質上與本發明的申請專利範圍所記載的技術思想相同的構成且發揮相同功效者,皆包含在本發明的技術範圍內。
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Claims (12)

  1. 一種含石英玻璃纖維之預浸體,其特徵在於,包含: (A)石英玻璃纖維、 (B)硬化性樹脂組成物; 並且,滿足下述(1)至(3)的條件中的至少一個條件: (1)前述(A)石英玻璃纖維含有的α射線量是0.005c/cm2 ・hr以下,且 Na 、Li 、K 的金屬離子含量各自是1ppm以下; (2)前述(A)石英玻璃纖維含有的氣泡的數量以每單位面積計是10個/m2 以下; (3)前述含石英玻璃纖維之預浸體的根據日本工業標準R 3420:2013記載的方法來測得的在厚度為100~200μm的範圍內的慣用抗彎剛度是500N・m2 以上。
  2. 如請求項1所述的含石英玻璃纖維之預浸體,其中,前述(A)石英玻璃纖維的纖維直徑是3μm以上且9μm以下,並且虛擬溫度是1300℃~1500℃。
  3. 如請求項1所述的含石英玻璃纖維之預浸體,其中,前述(B)硬化性樹脂組成物包含從矽氧樹脂、硬化性聚醯亞胺樹脂、馬來醯亞胺樹脂、環氧樹脂、氰酸酯樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂中選出的熱硬化性樹脂及/或光硬化性樹脂中的至少一種硬化性樹脂。
  4. 如請求項2所述的含石英玻璃纖維之預浸體,其中,前述(B)硬化性樹脂組成物包含從矽氧樹脂、硬化性聚醯亞胺樹脂、馬來醯亞胺樹脂、環氧樹脂、氰酸酯樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂中選出的熱硬化性樹脂及/或光硬化性樹脂中的至少一種硬化性樹脂。
  5. 如請求項1所述的含石英玻璃纖維之預浸體,其中,前述(B)硬化性樹脂組成物進一步含有無機填充材料。
  6. 如請求項2所述的含石英玻璃纖維之預浸體,其中,前述(B)硬化性樹脂組成物進一步含有無機填充材料。
  7. 如請求項3所述的含石英玻璃纖維之預浸體,其中,前述(B)硬化性樹脂組成物進一步含有無機填充材料。
  8. 如請求項4所述的含石英玻璃纖維之預浸體,其中,前述(B)硬化性樹脂組成物進一步含有無機填充材料。
  9. 一種含石英玻璃纖維之薄膜,其特徵在於:所述含石英玻璃纖維之薄膜是由1片的請求項1~8中任一項所述的含石英玻璃纖維之預浸體的硬化物所構成。
  10. 如請求項9所述的含石英玻璃纖維之薄膜,其中,1.0GHz時的介電損耗角正切與10GHz時的介電損耗角正切的差異的絕對值是0以上且0.01以下。
  11. 一種含石英玻璃纖維之基板,其特徵在於:所述含石英玻璃纖維之基板是由2片以上的請求項1~8中任一項所述的含石英玻璃纖維之預浸體的積層硬化物所構成。
  12. 如請求項11所述的含石英玻璃纖維之基板,其中,1.0GHz時的介電損耗角正切與10GHz時的介電損耗角正切的差異的絕對值是0以上且0.01以下。
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