TW202138410A - 樹脂片材及使用其之電路基板材料 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題在於提供一種具有低介電特性之樹脂片材及使用其之電路基板材料。
本發明之一態樣之樹脂片材至少具有樹脂層(A),且12 GHz下之介電損耗正切未達0.005,上述樹脂層(A)含有結晶熔融峰溫度未達100℃之環狀聚烯烴樹脂共聚物。
Description
本發明係關於一種低介電特性優異之樹脂片材及使用其之電路基板材料。
作為用於電氣/電子機器之電路基板材料,通常主要使用所謂銅箔積層板(CCL)及所謂軟性印刷基板(FPC),上述銅箔積層板(CCL)係將含浸有樹脂之片材(預浸體)重疊於紙或玻璃等基材上,於進行加壓加熱處理而獲得之絕緣板之表面貼上銅箔而成者,上述軟性印刷基板(FPC)係於基膜上形成絕緣接著層,然後將銅等導體箔貼合於其上而成者。
近年來,於電氣/電子機器中,為了提高資訊傳達量、速度,通訊頻率之高頻化正不斷發展,其中,傳輸損耗(α)之增大成為一個重大問題。該傳輸損耗(α)之值越低,資訊信號之衰減越少,意味著能夠確保通訊之高可靠性。
傳輸損耗(α)與頻率(f)成正比,因此於高頻率區域之通訊中,α會變大,從而導致可靠性下降。作為抑制傳輸損耗(α)之方法,可例舉降低介電損耗正切(tanδ)之方法,該介電損耗正切(tanδ)與頻率(f)同樣地與α成正比。為了實現通訊信號之高速傳輸,需要介電損耗正切(tanδ)低之材料,即具有低介電特性之材料。
作為具有低介電特性之材料,例如專利文獻1中記載有一種低介電樹脂組合物及積層板、金屬箔積層板,上述低介電樹脂組合物包含具有特定結構之聚醯亞胺、及具有特定結構之雙醯亞胺系化合物。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2001-006437號公報
[發明所欲解決之問題]
本發明之目的在於提供一種具有低介電特性之樹脂片材及使用其之電路基板材料。
[解決問題之技術手段]
本發明人為解決上述問題而進行了銳意研究,結果發現包含特定環狀聚烯烴樹脂共聚物之樹脂片材可解決上述問題。
即,本發明具有如下特徵。
[1]一種樹脂片材,其至少具有樹脂層(A),且12 GHz下之介電損耗正切未達0.005,上述樹脂層(A)含有結晶熔融峰溫度未達100℃之環狀聚烯烴樹脂共聚物。
[2]如[1]之樹脂片材,其中上述環狀聚烯烴樹脂共聚物於聚烯烴之側鏈具有環己烷。
[3]如[1]或[2]之樹脂片材,其中上述環狀聚烯烴樹脂共聚物係包含至少1種氫化芳香族乙烯基聚合物嵌段單元及至少1種氫化共軛二烯聚合物嵌段單元之樹脂共聚物、或者該樹脂共聚物之利用不飽和羧酸及/或其酐而獲得之改性體。
[4]如[3]之樹脂片材,其中上述氫化芳香族乙烯基聚合物嵌段單元之氫化程度為90%以上。
[5]如[3]或[4]之樹脂片材,其中上述氫化共軛二烯聚合物嵌段單元之氫化程度為95%以上。
[6]如[1]至[5]中任一項之樹脂片材,其中上述樹脂層(A)含有選自由乙烯系聚合物、烯烴系熱塑性彈性體及苯乙烯系熱塑性彈性體所組成之群中之至少1種熱塑性樹脂(b)。
[7]如[6]之樹脂片材,其24℃下之儲存彈性模數未達2000 MPa。
[8]如[1]至[5]中任一項之樹脂片材,其中上述樹脂層(A)係含有玻璃布(C)之複合物。
[9]如[1]至[5]中任一項之樹脂片材,其中上述樹脂片材係包含上述樹脂層(A)、及玻璃布(C)之積層體。
[10]如[8]或[9]之樹脂片材,其中上述玻璃布(C)之介電損耗正切於10 GHz下未達0.005。
[11]如[1]至[5]中任一項之樹脂片材,其中上述樹脂片材係包含上述樹脂層(A)、及樹脂層(D)之積層體,上述樹脂層(D)含有玻璃轉移點為100℃以上、12 GHz下之介電損耗正切未達0.02之非晶性樹脂(d)。
[12]如[11]之樹脂片材,其中上述非晶性樹脂(d)係選自由脂環式烯烴聚合物、聚碳酸酯、聚芳酯及聚碸以及該等之共聚物所組成之群中之至少1種樹脂。
[13]如[11]或[12]之樹脂片材,其至少一個最外層為樹脂層(A)。
[14]如[1]至[13]中任一項之樹脂片材,其用於電路基板。
[15]一種電路基板材料,其係將如[1]至[13]中任一項之樹脂片材與導體積層而成者。
[發明之效果]
根據本發明,可獲得具有低介電特性之樹脂片材及使用其之電路基板材料。
以下,對本發明進行詳細說明,以下說明係本發明之實施方式之一例,本發明只要不超出其主旨則不限定於以下記載內容。
以下,於使用「~」這一表達之情形時,則作為包含其前後之數值或物性值之表達而使用。
本發明之樹脂片材至少具有樹脂層(A),該樹脂層(A)含有結晶熔融峰溫度未達100℃之環狀聚烯烴樹脂共聚物。
<<樹脂層(A)>>
本發明之樹脂層(A)含有結晶熔融峰溫度未達100℃之環狀聚烯烴樹脂共聚物。該環狀聚烯烴樹脂共聚物就低介電特性之觀點而言較佳為樹脂層(A)之主成分樹脂,其含量較佳為構成樹脂層(A)之樹脂成分中之50質量%以上,更佳為60質量%以上,進而較佳為70質量%以上,進而更佳為80質量%以上。含量之上限並無特別限制,亦可為樹脂層(A)之樹脂成分僅為該環狀聚烯烴樹脂共聚物(100質量%)。
<環狀聚烯烴樹脂共聚物>
本發明之環狀聚烯烴樹脂共聚物中之「環狀」係指環狀聚烯烴樹脂共聚物所具有之脂環式結構,具體而言,指聚烯烴之側鏈所具有之脂環式結構。作為該脂環式結構之適宜例,可列舉環烷烴、雙環烷烴、多環式化合物等,其中較佳為環烷烴,更佳為環己烷。
又,該脂環式結構更佳為下述氫化芳香族乙烯基聚合物嵌段單元所具有之由於芳香族環之氫化而產生之脂環式結構。
(環狀聚烯烴樹脂共聚物之物性)
本發明之環狀聚烯烴樹脂共聚物之結晶熔融峰溫度未達100℃。
環狀聚烯烴樹脂共聚物之結晶熔融峰溫度較佳為50℃以上,更佳為60℃以上,進而較佳為65℃以上。又,結晶熔融峰溫度較佳為90℃以下,更佳為85℃以下。
本發明中之結晶熔融峰溫度係於以10℃/min之加熱速度進行測定之示差掃描熱測定(DSC)中檢測出結晶熔融峰時之溫度。本發明之環狀聚烯烴樹脂共聚物只需於未達100℃時存在結晶熔融峰即可,例如亦包括於未達100℃、及100℃以上之2處存在結晶熔融峰之情形。
再者,作為公知之環狀聚烯烴,可例舉具有源自單環或多環式降𦯉烯系單體之重複單元之開環聚合物之氫化物(例如國際公開第2012/046443號、國際公開第2012/033076等),但該環狀聚烯烴於聚合物之主鏈具有脂環式結構,於溫度未達100℃時不存在結晶熔融峰,或者為非晶性。
另一方面,本發明之環狀聚烯烴樹脂共聚物係於聚烯烴之側鏈具有脂環式結構之結構,因此於溫度未達100℃時存在結晶熔融峰。
本發明之環狀聚烯烴樹脂共聚物之介電損耗正切於12 GHz下較佳為未達0.005,更佳為未達0.001。介電損耗正切越小,介電損耗變得越小,故可獲得作為電路基板材料時之電氣信號之傳達效率、實現高速化,因此較佳。介電損耗正切之下限並無特別限定,為0以上即可。
本發明之環狀聚烯烴樹脂共聚物之熔體流動速率(MFR)並無特別限定,通常為0.1 g/10 min以上,就成形方法、成形體之外觀之觀點而言,較佳為0.5 g/10 min以上。又,通常為20.0 g/10 min以下,就材料強度之觀點而言,較佳為10.0 g/10 min以下,更佳為5.0 g/10 min以下。藉由使MFR處於上述範圍內,與下述熱塑性樹脂之相容性會變得良好。
MFR可藉由按照ISO R1133於測定溫度為230℃、測定負載為2.16 kg之條件下進行測定而求出。
<環狀聚烯烴(a)>
作為本發明之環狀聚烯烴樹脂共聚物,就低介電特性之觀點而言,較佳為包含至少1種氫化芳香族乙烯基聚合物嵌段單元及至少1種氫化共軛二烯聚合物嵌段單元之環狀聚烯烴(以下亦稱為「環狀聚烯烴(a)」)、或者該環狀聚烯烴(a)之利用不飽和羧酸及/或其酐而獲得之改性體(以下亦稱為「改性環狀烯烴(a')」)。
於本發明中,所謂「嵌段」係指共聚物之聚合鏈段,其呈現為自共聚物之結構或組成上不同之聚合鏈段微相分離。微相分離係由於聚合鏈段在嵌段共聚物中不混合而產生的。
再者,微相分離與嵌段共聚物於PHYSICS TODAY之1999年2月號第32至38頁之『Block Copolymers-Designer Soft Materials』中有廣泛討論。
環狀聚烯烴(a)可列舉包含氫化芳香族乙烯基聚合物嵌段單元(以下亦稱為「嵌段A」)及氫化共軛二烯聚合物嵌段單元(以下亦稱為「嵌段B」)之二嵌段共聚物、包含2個以上之嵌段A及嵌段B中之至少一者的三嵌段共聚物、四嵌段共聚物、五嵌段共聚物等。
環狀聚烯烴(a)較佳為包含至少2個嵌段A,例如可適宜地列舉A-B-A型、A-B-A-B型、A-B-A-B-A型等。
又,環狀聚烯烴(a)較佳為於各個末端含有包含芳香族乙烯基聚合物之鏈段。因此,較佳為本發明之環狀聚烯烴(a)具有至少2個氫化芳香族乙烯基聚合物嵌段單元(嵌段A),且於該2個氫化芳香族乙烯基聚合物嵌段單元(嵌段A)之間具有至少1個氫化共軛二烯聚合物嵌段單元(嵌段B)。就該等觀點而言,環狀聚烯烴(a)更佳為A-B-A型或A-B-A-B-A型。
環狀聚烯烴(a)中之氫化芳香族乙烯基聚合物嵌段單元(嵌段A)之含有率較佳為30~99莫耳%,更佳為40~90莫耳%。其中,進而較佳為50莫耳%以上,進而更佳為60莫耳%以上。
氫化芳香族乙烯基聚合物嵌段單元(嵌段A)之比率若為上述下限以上,則剛性不會下降,耐熱性、線熱膨脹率亦變得良好。另一方面,若為上述上限以下,則柔軟性變得良好。
又,環狀聚烯烴(a)中之氫化共軛二烯聚合物嵌段單元(嵌段B)之含有率較佳為1~70莫耳%,更佳為10~60莫耳%。其中,進而較佳為50莫耳%以下,進而更佳為40莫耳%以下。
氫化共軛二烯聚合物嵌段單元(嵌段B)之比率若為上述下限以上,則柔軟性變得良好。另一方面,若為上述上限以下,則剛性不會下降,耐熱性、線熱膨脹率亦變得良好。
構成環狀聚烯烴(a)之氫化芳香族乙烯基聚合物嵌段單元及氫化共軛二烯聚合物嵌段單元分別可藉由使後文詳述之包含芳香族乙烯基單體及1,3-丁二烯等共軛二烯單體之聚合物嵌段氫化而獲得。
又,環狀聚烯烴(a)較佳為無官能基之嵌段共聚物。所謂「無官能基」,意指於嵌段共聚物中不存在任何官能基,即不存在包含除碳原子與氫原子以外之原子之基。
以下,對用以形成氫化前之芳香族乙烯基聚合物嵌段單元及共軛二烯聚合物嵌段單元之單體進行說明。
(芳香族乙烯基單體)
作為氫化前之芳香族乙烯基聚合物嵌段單元之原料的芳香族乙烯基單體係通式(1)所示之單體。
於上述通式(1)中,R為氫或烷基,Ar為苯基、鹵代苯基、烷基苯基、烷基鹵代苯基、萘基、吡啶基或蒽基。
於上述R為烷基之情形時,碳數較佳為1~6,該烷基亦可經諸如鹵基、硝基、胺基、羥基、氰基、羰基及羧基之官能基單取代或多重取代。
又,上述Ar較佳為苯基或烷基苯基,更佳為苯基。
作為芳香族乙烯基單體,例如可列舉苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯(包括所有異構物,尤其是對乙烯基甲苯為佳)、乙基苯乙烯、丙基苯乙烯、丁基苯乙烯、乙烯基聯苯、乙烯基萘、乙烯基蒽(包括所有異構物)、及該等之混合物,其中,較佳為苯乙烯。
(共軛二烯單體)
作為氫化前之共軛二烯聚合物嵌段單元之原料的共軛二烯單體為具有2個共軛雙鍵之單體即可,並無特別限定。
作為共軛二烯單體,例如可列舉1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-丁二烯(異戊二烯)、2-甲基-1,3-戊二烯及其類似化合物、及該等之混合物,其中,較佳為1,3-丁二烯。
再者,於將1,3-丁二烯用作共軛二烯單體之情形時,作為其聚合物之聚丁二烯存在有1,4-鍵結單元([-CH2
-CH=CH-CH2
-])及1,2-鍵結單元([-CH2
-CH(CH=CH2
)-]),因此藉由氫化,前者提供與聚乙烯之重複單元相同之結構(乙烯結構),後者提供與聚合1-丁烯時之重複單元相同之結構(1-丁烯結構)。因此,本發明之氫化共軛二烯聚合物嵌段較佳為包含乙烯結構及1-丁烯結構中之至少任一者。
又,於將異戊二烯用作共軛二烯單體之情形時,作為其聚合物之聚異戊二烯存在有1,4-鍵結單元([-CH2
-C(CH3
)=CH-CH2
-])、3,4-鍵結單元([-CH2
-CH(C(CH3
)=CH2
)-])及1,2-鍵結單元([-CH2
-C(CH3
)(CH=CH2
)-]),包含藉由氫化獲得之3種重複單元中之至少任一者。
(嵌段結構)
環狀聚烯烴(a)較佳為藉由諸如SBS、SBSB、SBSBS、SBSBSB、SIS、SISIS、及SISBS(此處,S意指聚苯乙烯,B意指聚丁二烯,I意指聚異戊二烯)之三嵌段共聚物、四嵌段共聚物、五嵌段共聚物等多嵌段共聚物之氫化而製造。嵌段可為線狀嵌段,亦可分支。分支時之聚合鏈可沿共聚物之骨架鍵結於任何位置。又,嵌段除線狀嵌段以外,亦可為錐形嵌段、或星形嵌段。
構成環狀聚烯烴(a)之氫化前之嵌段共聚物亦可包含除芳香族乙烯基聚合物嵌段單元及共軛二烯聚合物嵌段單元以外之1個或複數個追加嵌段單元,例如於三嵌段共聚物之情形時,該等追加嵌段單元可鍵結於三嵌段聚合物骨架之任何位置。
作為上述氫化芳香族乙烯基聚合物嵌段單元之較佳例,可例舉氫化聚苯乙烯,作為上述氫化共軛二烯聚合物嵌段單元之較佳例,可例舉氫化聚丁二烯或氫化聚異戊二烯,更佳為氫化聚丁二烯。
並且,作為環狀聚烯烴(a)之較佳之一態樣,可例舉苯乙烯與丁二烯之氫化三嵌段或氫化五嵌段共聚物,較佳為不含任何其他官能基或結構改性劑。
(氫化程度)
環狀聚烯烴(a)係除源自丁二烯等共軛二烯之雙鍵之外,源自苯乙烯等之芳香族環亦被氫化者,係實質上完全氫化。具體而言,係指達成了如下所示之氫化程度。
上述氫化芳香族乙烯基聚合物嵌段單元之氫化程度較佳為90%以上,更佳為95%以上,進而較佳為98%以上,特佳為99.5%以上。
上述氫化共軛二烯聚合物嵌段單元之氫化程度較佳為95%以上,更佳為99%以上,進而較佳為99.5%以上。
藉由進行如此高程度之氫化,可降低介電損耗,剛性及耐熱性亦變得良好。
再者,氫化芳香族乙烯基聚合物嵌段單元之氫化程度表示芳香族乙烯基聚合物嵌段單元由於氫化而飽和之比率,氫化共軛二烯聚合物嵌段單元之氫化程度表示共軛二烯聚合物嵌段單元由於氫化而飽和之比率。
再者,各嵌段單元之氫化程度係使用質子NMR(Nuclear Magnetic Resonance,核磁共振)來確定。
環狀聚烯烴(a)可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
作為本發明之環狀聚烯烴(a),可使用市售者,具體而言可例舉Mitsubishi Chemical(股)製造之TEFABLOC(註冊商標)。
<改性環狀聚烯烴(a')>
作為本發明之環狀聚烯烴樹脂共聚物,亦可使用經改性之改性環狀聚烯烴(a')。改性環狀聚烯烴(a')係上述環狀聚烯烴(a)之利用不飽和羧酸及/或其酐而獲得之改性體。
藉由對環狀聚烯烴(a)進行改性,聚合物之極性變大,因此可期待與銅箔等金屬層之接著性提高。
(環狀聚烯烴(a)之改性操作)
以下,對環狀聚烯烴(a)之改性操作進行說明。該改性操作較佳為添加作為改性劑之不飽和羧酸及/或其酐,使其與環狀聚烯烴(a)反應而進行。
[改性劑]
關於作為上述改性劑之不飽和羧酸及/或其酐,例如可列舉:丙烯酸、甲基丙烯酸、α-乙基丙烯酸、馬來酸、富馬酸、四氫鄰苯二甲酸、甲基四氫鄰苯二甲酸、伊康酸、檸康酸、丁烯酸、異丁烯酸、耐地酸類等不飽和羧酸、及該等之酐。
又,作為酸酐,具體而言可列舉馬來酸酐、檸康酸酐、耐地酸酐類。
再者,作為耐地酸類或其酐,可列舉內順-雙環[2.2.1]庚-2,3-二羧酸(耐地酸)、甲基-內順-雙環[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酸(甲基耐地酸)等及其酐。
於該等不飽和羧酸及/或其酐中,較佳為丙烯酸、馬來酸、耐地酸、馬來酸酐、耐地酸酐。
不飽和羧酸及/或其酐可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
[改性方法]
藉由利用上述不飽和羧酸及/或其酐對上述環狀聚烯烴(a)進行改性,可獲得改性環狀聚烯烴(a')。作為改性之方法,可適宜地使用溶液改性、熔融改性、利用電子束或游離輻射之照射之固相改性、超臨界流體中之改性等。
其中,較佳為設備或成本競爭力優異之熔融改性,更佳為使用連續生產性優異之擠出機的熔融混練改性。
作為此時使用之裝置,例如可列舉:單軸擠出機、雙軸擠出機、班布里混合機、輥式混合機。其中,較佳為連續生產性優異之單軸擠出機、雙軸擠出機。
通常情況下,利用不飽和羧酸及/或其酐對環狀聚烯烴(a)進行之改性係藉由如下接枝反應而進行:使作為構成環狀聚烯烴(a)之嵌段單元之一的氫化共軛二烯聚合物嵌段單元之碳-氫鍵裂解而產生碳自由基,使不飽和官能基與其加成。
作為碳自由基之產生源,除上述電子束或游離輻射以外,亦可使用使溫度變高之方法、或使用有機過氧化物、無機過氧化物、偶氮化合物等自由基產生劑。作為自由基產生劑,就成本、操作性之觀點而言,較佳為使用有機過氧化物。
作為上述偶氮化合物,例如可列舉:偶氮二異丁腈、偶氮雙二甲基戊腈、偶氮二(2-甲基丁腈)、二偶氮硝基苯酚。
作為上述無機過氧化物,例如可列舉:過氧化氫、過氧化鉀、過氧化鈉、過氧化鈣、過氧化鎂、過氧化鋇。
作為上述有機過氧化物,可列舉過氧化氫、過氧化二烷基、過氧化二醯、過氧酯及過氧化酮之群中所包含者。
具體而言,可列舉:氫過氧化異丙苯、第三丁基過氧化氫等過氧化氫;二異丙苯基過氧化物、二第三丁基過氧化物、2,5-二甲基-2,5-二(第三丁基過氧基)己烷、2,5-二甲基-2,5-二(第三丁基過氧基)己炔-3等過氧化二烷基;過氧化月桂基、過氧化苯甲醯等過氧化二醯;過氧化乙酸第三丁酯、過氧化苯甲酸第三丁酯、過氧化碳酸O,O-第三丁基-O-異丙基酯等過氧酯;過氧化環己酮等過氧化酮。
該等自由基產生劑可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
[熔融混練改性]
通常所使用之熔融混練改性之操作係調配環狀聚烯烴(a)、不飽和羧酸及/或其酐、有機過氧化物,投入至混練機、擠出機,加熱熔融混練並擠出,利用水槽等將從頭端模嘴出來之熔融樹脂冷卻,從而獲得改性環狀聚烯烴(a')。
至於環狀聚烯烴(a)與不飽和羧酸及/或其酐之調配比率,相對於環狀聚烯烴(a)100質量份,不飽和羧酸及/或其酐為0.2~5質量份。
不飽和羧酸及/或其酐相對於環狀聚烯烴(a)之調配比率若為上述下限以上,則可獲得起到本發明之效果所需之規定之改性率。又,若為上述上限以下,則未反應之不飽和羧酸及/或其酐不會殘留,關於介電特性亦較佳。
至於上述不飽和羧酸及/或其酐與上述有機過氧化物之調配比率,相對於上述不飽和羧酸及/或其酐100質量份,上述有機過氧化物為20~100質量份。
上述有機過氧化物相對於上述不飽和羧酸及/或其酐之調配比率若為上述下限以上,則可獲得起到本發明之效果所需之規定之改性率。又,若為上述上限以下,則環狀聚烯烴(a)不會發生劣化,色相不會惡化。
又,作為熔融混練改性條件,例如較佳為於單軸擠出機、雙軸擠出機中以150~300℃之溫度擠出。
[改性率]
利用上述不飽和羧酸及/或其酐獲得之改性環狀聚烯烴(a')之改性率較佳為0.1~2質量%。
改性率若為上述下限以上,則聚合物之極性變大,與銅箔等金屬層之接著性提高,因此較佳。又,若為上述上限以下,則可防止環狀聚烯烴(a)之介電損耗之惡化。又,亦可防止臭氣之產生及顏色之惡化。
上述改性環狀聚烯烴(a')之改性率可於對上述改性環狀聚烯烴(a')進行甲酯化處理後藉由質子NMR進行測定。
<其他成分>
本發明之樹脂層(A)以進一步提高功能性為目的,可任意地包含除上述環狀聚烯烴樹脂共聚物以外之成分。具體而言,可列舉:紫外線抑制劑、抗靜電劑、抗氧化劑、偶合劑、塑化劑、阻燃劑、著色劑、分散劑、乳化劑、低彈性化劑、稀釋劑、消泡劑、離子捕捉劑、無機填料、有機填料等。
<<樹脂片材之特性>>
本發明中之樹脂片材之介電損耗正切較佳為12 GHz下未達0.005,更佳為未達0.002,進而較佳為未達0.001。介電損耗正切越小,介電損耗越小,故可獲得作為電路基板材料時之電氣信號之傳達效率、實現高速化,因此較佳。介電損耗正切之下限並無特別限定,為0以上即可。
本發明中之樹脂片材之霧度較佳為10%以下,更佳為5%以下,進而較佳為3%以下。藉由樹脂片材之霧度為上述範圍以下,可確保透明性。霧度之下限並無特別限定,為0以上即可。
樹脂片材之厚度較佳為10 μm以上200 μm以下。藉由厚度處於上述範圍內,可適度地保持強度並獲得可對應電氣/電子機器之小型化的電路基板材料。
<樹脂片材之製造方法>
以下,對本發明之樹脂片材之製造方法進行說明,但如下說明係製造本發明之樹脂片材之方法之一例,本發明之樹脂片材並不限定於藉由如下所說明之製造方法而製造之樹脂片材。
本發明之樹脂片材例如可藉由如下方式製造:將上述環狀聚烯烴樹脂共聚物及視需要之上述其他成分藉由單軸、或雙軸擠出機等進行熔融混合,藉由T型模頭對其等進行共擠壓,藉由流延輥進行驟冷、固化。
於藉由擠出機等進行混練而製造本發明之樹脂片材時,在通常加熱至180~300℃、較佳為加熱至220~280℃之狀態下進行熔融混練為佳。
<<樹脂片材之用途>>
作為本發明之樹脂片材之用途之一例,可列舉銅箔積層板、軟性印刷基板、多層印刷配線基板、電容器等電氣/電子機器用電路基板材料、底部填充材料、3D-LSI(three-dimensional large-scale integration,三維大規模積體電路)用內部晶片填充物、絕緣片材、散熱基板,但不受該等任何限定。
<<第一實施方式>>
於欲提高本發明之樹脂片材之耐彎曲性之情形時,樹脂層(A)含有選自由乙烯系聚合物、烯烴系熱塑性彈性體及苯乙烯系熱塑性彈性體所組成之群中之至少1種熱塑性樹脂(b)為佳。
即,本發明之第一實施方式係含有結晶熔融峰溫度未達100℃之環狀聚烯烴樹脂共聚物、以及選自由乙烯系聚合物、烯烴系熱塑性彈性體及苯乙烯系熱塑性彈性體所組成之群中之至少1種熱塑性樹脂(b),且12 GHz下之介電損耗正切未達0.005之樹脂片材。
該等熱塑性樹脂(b)與上述環狀聚烯烴樹脂共聚物之相容性良好,因此所獲得之樹脂片材之透明性亦變得良好。
當樹脂片材之耐彎曲性良好時,即便使片材彎曲亦難以破裂,因此可適宜地用於軟性印刷基板(FPC)等用途。又,亦可防止於片材製膜時捲取成卷狀而以卷之狀態保管、運輸之步驟中,片材產生斷裂、龜裂。
作為上述乙烯系聚合物,可列舉乙烯之均聚物、及乙烯與其他單體之共聚物。
上述乙烯與其他單體之共聚物較佳為以乙烯為主成分。此處,「以乙烯為主成分」係指於共聚物中含有乙烯結構單元50 mol%以上,較佳為含有60 mol%以上。
又,與乙烯共聚之其他單體若為可與乙烯共聚之單體則無特別限定。
作為上述乙烯系聚合物之較佳例,可列舉低密度聚乙烯(LDPE)、線狀低密度聚乙烯(LLDPE)、使用茂金屬系觸媒進行聚合而獲得之聚乙烯等。其中,尤其是就柔軟性高之方面而言,較佳為使用線狀低密度聚乙烯(LLDPE)。
上述烯烴系熱塑性彈性體包含聚烯烴作為硬鏈段,包含橡膠成分作為軟鏈段。
上述烯烴系熱塑性彈性體可為上述聚烯烴與上述橡膠成分之混合物(聚合物摻合物),亦可為使上述聚烯烴與上述橡膠成分進行交聯反應而成之交聯物,亦可為使上述聚烯烴與上述橡膠成分聚合而成之聚合物。
作為上述聚烯烴,可列舉聚丙烯、聚乙烯等。
作為上述橡膠成分,可列舉:異戊二烯橡膠、丁二烯橡膠、丁基橡膠、丙烯-丁二烯橡膠、丙烯腈-丁二烯橡膠、丙烯腈-異戊二烯橡膠等二烯系橡膠,乙烯-丙烯非共軛二烯橡膠,乙烯-丁二烯共聚物橡膠等。
作為上述苯乙烯系熱塑性彈性體,例如可列舉苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、或者使其等氫化而成之氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氫化苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物等。
於上述熱塑性樹脂(b)中,就耐彎曲性之觀點而言,較佳為苯乙烯系熱塑性彈性體,更佳為氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。
熱塑性樹脂(b)之24℃下之儲存彈性模數較佳為0.1 MPa以上,更佳為1 MPa以上。又,較佳為未達500 MPa,更佳為未達300 MPa,進而較佳為未達50 MPa。藉由使儲存彈性模數未達上述上限值,於與環狀聚烯烴樹脂共聚物摻合時賦予適宜之柔軟性,可改善耐彎曲性。又,藉由使儲存彈性模數為上述下限值以上,防止熱塑性樹脂(b)之黏連及片材之貼附,可有效率地生產。
熱塑性樹脂(b)之密度較佳為930 g/cm3
以下,更佳為920 g/cm3
以下,進而較佳為910 g/cm3
以下。藉由密度為上述值以下,熱塑性樹脂(b)之儲存彈性模數容易降低,於摻合環狀聚烯烴樹脂共聚物時可賦予適宜之柔軟性,可改善耐彎曲性。
熱塑性樹脂(b)之介電損耗正切於12 GHz下較佳為未達0.005,更佳為未達0.001。介電損耗正切越小,介電損耗越小,故可獲得作為電路基板材料時之電氣信號之傳達效率、實現高速化,因此較佳。介電損耗正切之下限並無特別限定,為0以上即可。
樹脂層(A)中之熱塑性樹脂(b)之含量於構成樹脂層(A)之樹脂成分中較佳為5質量%以上,更佳為10質量%以上。又,較佳為50質量%以下,更佳為30質量%以下。藉由熱塑性樹脂(b)之含有比率為上述下限值以上,賦予環狀聚烯烴樹脂共聚物柔軟性,可改善耐彎曲性。另一方面,藉由熱塑性樹脂(b)之含有比率為上述上限值以下,可維持環狀聚烯烴樹脂共聚物所具有之低介電特性及耐熱性等特徵。
又,作為熱塑性樹脂(b),可使用上述所列舉之樹脂中之1種,亦可組合2種以上而使用。
於樹脂層(A)含有上述熱塑性樹脂(b)之情形時,樹脂層(A)之24℃下之儲存彈性模數較佳為50 MPa以上,更佳為100 MPa以上,進而較佳為200 MPa以上。又,較佳為未達2000 MPa,更佳為未達1800 MPa,進而較佳為未達1700 MPa。藉由樹脂層(A)之儲存彈性模數為上述下限值以上,可保證片材之塑性,防止於製膜時或加工時變得鬆弛或產生褶皺等異常。另一方面,藉由樹脂層(A)之儲存彈性模數未達上述上限值,可賦予樹脂片材柔軟性,提高樹脂片材之耐彎曲性,因此可防止於製膜時捲繞成卷時或於基板加工時進行沖裁時之破裂。
<<第二實施方式>>
於欲抑制本發明之樹脂片材之線熱膨脹率之情形時,較佳為使樹脂片材含有玻璃布(C)。
樹脂層(A)與玻璃布(C)可為一體亦可各為獨立個體。
例如,可將樹脂層(A)構成為:於玻璃布(C)中含浸環狀聚烯烴樹脂共聚物,使環狀聚烯烴樹脂共聚物與玻璃布(C)複合一體化而成之複合物。
又,亦可為樹脂層(A)與玻璃布(C)分開積層之構成。於樹脂層(A)與玻璃布(C)之積層體之情形時,可為於玻璃布(C)之一個面或雙面積層包含環狀聚烯烴樹脂共聚物之樹脂層(A)之構成。
其中,就低介電特性及低線熱膨脹率之觀點而言,於玻璃布(C)中含浸環狀聚烯烴樹脂共聚物,使環狀聚烯烴樹脂共聚物與玻璃布(C)成為一體之樹脂複合物為佳。
即,本發明之第二實施方式之一例係含有結晶熔融峰溫度未達100℃之環狀聚烯烴樹脂共聚物、及玻璃布(C)之樹脂複合物。
又,本發明之第二實施方式之另一例係包含樹脂層(A)、及玻璃布(C)之樹脂積層體,上述樹脂層(A)含有結晶熔融峰溫度未達100℃之環狀聚烯烴樹脂共聚物。
當可抑制樹脂片材之線熱膨脹率時,於將樹脂片材與金屬層等導體積層而製作電路基板材料之情形時,可使樹脂片材與導體之線熱膨脹係數之差變小,可降低積層後之捲曲或翹曲。
再者,作為抑制樹脂片材之線熱膨脹率之方法,通常為填充線熱膨脹率低之無機填料之方法等。然而,若不大量填充無機填料則無法期待效果,且於熱塑性樹脂之情形時,若大量填充無機填料則熔融混練、擠出成形變困難。其他作為抑制樹脂片材之線熱膨脹率之方法,雖然有含浸於玻璃纖維中之方法,但存在容易產生各向異性之問題。
於本實施方式中,藉由使用玻璃布(C),可期待各向同性地抑制線熱膨脹率之效果。又,亦可期待可容易地調整玻璃布(C)之含量之優點。
玻璃布(C)之含量於樹脂層(A)100體積%中較佳為1體積%以上,更佳為3體積%以上,進而較佳為4體積%以上。又,較佳為60體積%以下,更佳為40體積%以下,進而較佳為20體積%以下。藉由玻璃布(C)之含量為規定之下限值以上,可期待降低樹脂片材之線熱膨脹率,藉由為規定之上限值以下,可維持樹脂片材之輕量性及彎曲性。
玻璃布(C)之介電損耗正切於10 GHz下較佳為未達0.005,更佳為未達0.0005。介電損耗正切越小,介電損耗越小,故可獲得作為電路基板材料時之電氣信號之傳達效率、實現高速化,因此較佳。介電損耗正切之下限並無特別限定,為0以上即可。
玻璃布(C)之平均線熱膨脹率於0℃至100℃之溫度範圍內,較佳為未達5 ppm/℃,更佳為未達3 ppm/℃。藉由玻璃布(C)之線熱膨脹率為上述上限以下,可降低樹脂片材之線熱膨脹率。
玻璃布(C)之厚度較佳為10 μm以上200 μm以下。藉由厚度處於上述範圍內,玻璃布(C)具有容易彎曲之柔軟性,因此可期待能夠於維持樹脂之可撓性之情況下抑制線熱膨脹率。進而,適合於可對應電氣/電子機器之小型化的電路基板材料。
出於提高玻璃布(C)與樹脂之親和性而防止剝離之目的,可預先藉由矽烷系化合物、例如乙烯基三乙氧基矽烷、2-胺基丙基三乙氧基矽烷、2-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷等對其表面進行處理。
作為玻璃布(C),具體可列舉日東紡製造之NE玻璃、信越化學工業製造之石英玻璃「SQX系列」等。
本實施方式中之樹脂片材之平均線熱膨脹率於0℃至100℃之溫度範圍內較佳為未達80 ppm/℃,更佳為未達65 ppm/℃。藉由樹脂片材之線熱膨脹率為上述上限值以下,可使其與銅箔等金屬層之線熱膨脹率之差異變小,因此可抑制將樹脂片材與金屬層積層時之捲曲或翹曲。
本實施方式中之樹脂片材中,除上述樹脂層(A)之其他成分以外,可視需要以不損及本發明之目的之程度調配如下成分作為其他成分:耐熱穩定劑、耐候穩定劑、滑澤劑、抗黏連劑、防霧劑、潤滑劑、染料、顏料、天然油、合成油、蠟、有機填充劑、無機填充劑、除環狀聚烯烴樹脂共聚物以外之熱塑性樹脂及熱固性樹脂等;其調配比率為適宜量。關於作為任意成分調配之穩定劑,具體可列舉:四[亞甲基-3(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]甲烷、β-(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸烷基酯、2,2'-草醯胺基雙[乙基-3(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)]丙酸酯等酚系抗氧化劑;硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、12-羥基硬脂酸鈣等脂肪酸金屬鹽;單硬脂酸甘油酯、單月桂酸甘油酯、二硬脂酸甘油酯、季戊四醇三硬脂酸酯等多元醇脂肪酸酯等。該等可單獨調配,亦可組合調配,例如可例示四[亞甲基-3(3,5-二-第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]甲烷與硬脂酸鋅及單硬脂酸甘油酯之組合等。
<第二實施方式之樹脂片材之製造方法>
本實施方式之樹脂片材較佳為藉由如下<第一製造方法>或<第二製造方法>進行製造。
[第一製造方法]
第一製造方法包括下述(1)及(2)之步驟。
(1)由環狀聚烯烴樹脂共聚物獲得片狀物之製膜步驟。
(2)將上述片狀物與玻璃布積層之積層步驟。
(1.製膜步驟)
於該製膜步驟中,將環狀聚烯烴樹脂共聚物成形為片狀。
製膜方法並無特別限定,可為公知之方法,例如可例舉從T型模頭熔融擠出環狀聚烯烴樹脂共聚物,藉由流延輥(冷卻輥、流延鼓等)進行流延成形之方法。
再者,於使用除環狀聚烯烴樹脂共聚物以外之各種添加劑之情形時,亦可於混練裝置中將環狀聚烯烴樹脂共聚物及各種添加劑加以混練後進行製膜。混練方法及所使用之混練裝置並無特別限定,例如可使用單軸擠出機、雙軸擠出機、多軸擠出機等公知之擠出機。
(2.積層步驟)
於該積層步驟中,將藉由上述製膜步驟獲得之片狀物與玻璃布(C)積層。
積層方法並無特別限定,可為公知之方法,例如可例舉藉由接著劑將片狀物與玻璃布(C)接著之方法。
又,於將片狀物與玻璃布(C)重疊之後,亦可進行藉由熱壓使環狀聚烯烴樹脂共聚物含浸於玻璃布(C)中之加壓含浸步驟。藉由該加壓含浸步驟,將環狀聚烯烴樹脂共聚物與玻璃布(C)一體複合化。
於進行熱壓之情形時,加壓方法及加壓溫度並無特別限定,例如可例舉如下方法:使片狀物與玻璃布(C)重疊,用2塊平板夾著,於樹脂之流動開始溫度以上之溫度下,0.1~1 MPa之壓力下進行0.5~10分鐘之熱壓,冷卻至室溫後解除壓力,藉此獲得樹脂複合物。此時,可使片狀物重疊於玻璃布之單面,亦可使片狀物重疊於玻璃布之雙面。
[第二製造方法]
第二製造方法包括將環狀聚烯烴樹脂共聚物直接塗佈於玻璃布(C)之直接塗佈步驟。藉由該直接塗佈,可使環狀聚烯烴樹脂共聚物含浸於玻璃布(C)中,可使環狀聚烯烴樹脂共聚物與玻璃布(C)一體複合化。
環狀聚烯烴樹脂共聚物之塗佈方法並無特別限定,例如可列舉:缺角輪塗佈法、反向塗佈法、刮塗法、浸漬塗佈法、浸漬捏夾法、接觸塗佈法、氣刀塗佈法、旋轉塗佈法、輥塗法、印刷法、浸漬法、斜板式塗佈法、淋幕式塗佈法、模嘴塗佈法、流延法、擠壓塗佈法等。
<<第三實施方式>>
於欲抑制本發明之樹脂片材之線熱膨脹係數之情形時,較佳為具備上述樹脂層(A)及樹脂層(D)之積層體,上述樹脂層(D)含有玻璃轉移點為100℃以上、且12 GHz下之介電損耗正切未達0.02之非晶性樹脂(d)。
即,本發明之第三形態係包含樹脂層(A)及樹脂層(D)之樹脂積層體,上述樹脂層(A)含有結晶熔融峰溫度未達100℃之環狀聚烯烴樹脂共聚物,上述樹脂層(D)含有玻璃轉移點為100℃以上、且12 GHz下之介電損耗正切未達0.02之非晶性樹脂(d)。
以下,有時會將本實施方式之樹脂片材稱為「樹脂積層體」。
<樹脂層(A)>
本實施方式中之樹脂層(A)與上述<<樹脂層(A)>>中所說明之樹脂層(A)相同。
<樹脂層(D)>
本實施方式中之樹脂層(D)含有玻璃轉移點為100℃以上、且12 GHz下之介電損耗正切未達0.02之非晶性樹脂(d)。藉由使用非晶性之樹脂,可以容易地與包含非晶成分多之環狀聚烯烴樹脂共聚物之樹脂層(A)適宜地積層而不會剝離。
(非晶性樹脂(d))
非晶性樹脂(d)之玻璃轉移點為100℃以上,較佳為120℃以上,進而較佳為130℃以上。又,較佳為未達200℃,更佳為未達170℃,進而較佳為未達150℃。藉由非晶性樹脂(d)之玻璃轉移點為上述下限以上,耐熱性會提高,可抑制由加熱中之線熱膨脹或冷卻時之收縮所引起之尺寸變化。另一方面,藉由玻璃轉移點為上述上限以下,可與包含環狀聚烯烴樹脂共聚物之樹脂層(A)良好地積層而不會剝離或積層不均。
上述玻璃轉移點係依據JIS K7121(2012年),使用示差掃描熱量計(DSC)於加熱速度為10℃/min下測得者。
樹脂層(D)中之非晶性樹脂(d)之12 GHz下之介電損耗正切較佳為未達0.02,更佳為未達0.01。介電損耗正切越小,介電損耗亦變得越小,故可獲得作為電路基板時之電氣信號之傳達效率、實現高速化,因此較佳。介電損耗正切之下限並無特別限定,為0以上即可。
樹脂層(D)中之非晶性樹脂(d)較佳為選自由脂環式烯烴聚合物、聚碳酸酯、聚芳酯及聚碸以及該等之共聚物所組成之群中之至少1種樹脂。其中,就低介電特性之觀點而言,更佳為脂環式烯烴聚合物。
所謂上述脂環式烯烴聚合物,係具有源自脂環式烯烴之結構單元的聚合物,具體而言,意指視需要使脂環式烯烴之開環聚合物(共聚物)氫化而成之聚合物、脂環式烯烴之加成聚合物(共聚物)、脂環式烯烴與乙烯、丙烯等α-烯烴之無規共聚物、或藉由不飽和羧酸及其衍生物等對上述聚合物(共聚物)進行改性而成之接枝改性體。該等中,可適宜地使用使降𦯉烯與乙烯單元加成聚合而成之環狀烯烴共聚物(COC)、及使降𦯉烯或二環戊二烯開環聚合並藉由氫化使其穩定化而得之環狀烯烴聚合物(COP)。
所謂上述聚碳酸酯,係於主鏈中包含碳酸酯鍵之線狀高分子,例如係可藉由酯交換使各種二羥基二芳基反應而獲得之聚合物。具體而言,可例舉由2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷(雙酚A)、與光氣或碳酸二苯酯所製造之聚碳酸酯,但並不限定於此。
上述聚芳酯係二羧酸成分與二酚成分之縮聚物。聚芳酯之玻璃轉移點可藉由適宜地選擇上述二羧酸成分及二酚成分而進行調整。具體而言,可例舉由對苯二甲酸及間苯二甲酸、以及雙酚A形成之聚芳酯,但並不限定於此。
上述所謂聚碸係以具有磺醯基為特徵之高分子。作為製法,可列舉烯烴與亞碸之共聚、多硫化物之氧化等,但並不限定於此。
本實施方式之樹脂層(D)中之非晶性樹脂(d)之含有比率較佳為30質量%以上,更佳為50質量%以上,進而較佳為70質量%以上。樹脂層(D)亦可為僅由非晶性樹脂(d)構成(100質量%)者。藉由非晶性樹脂(d)之含有比率為上述範圍以上,可期待於與樹脂層(A)積層時適宜地提高耐熱性、線熱膨脹係數亦降低之效果。
又,作為非晶性樹脂(d),可使用上述所例舉之樹脂中之1種,亦可將2種以上組合而使用。
本實施方式之樹脂層(D)中,除上述非晶性樹脂(d)以外,亦可出於進一步賦予功能性之目的適宜地調配其他成分。具體而言,可為了提高與樹脂層(A)之接著性而調配與樹脂層(A)相同之環狀聚烯烴樹脂共聚物、或為了提高本發明之樹脂積層體之耐彎曲性而調配熱塑性彈性體等。進而,可任意地調配紫外線抑制劑、抗氧化劑、偶合劑、塑化劑、阻燃劑、著色劑、分散劑、乳化劑、低彈性化劑、稀釋劑、消泡劑、離子捕捉劑、無機填料、有機填料等。
<樹脂積層體之構成>
本實施方式之樹脂積層體至少具有樹脂層(A)及樹脂層(D)各1個。
因此,可為樹脂層(A)與樹脂層(D)之2層構成,亦可為於樹脂層(D)之雙面配置有樹脂層(A)、或於樹脂層(A)之雙面配置有樹脂層(D)之3層構成。進而亦可為將樹脂層(A)與樹脂層(D)重疊複數次之多層構成。又,亦可於樹脂層(A)及/或樹脂層(D)之單面設置有除樹脂層(A)及(D)以外之樹脂層。具體而言,可設置有用以提高樹脂層間之接著性之接著層、用以對樹脂積層體賦予視認性之著色樹脂層等。
上述中,就抑制樹脂積層體之翹曲之觀點而言,較佳為樹脂積層體之兩個最外層為樹脂層(A)之構成、或樹脂積層體之兩個最外層為樹脂層(D)之構成。即,較佳為於樹脂層(D)之雙面配置有樹脂層(A)之3層構成、於樹脂層(A)之雙面配置有樹脂層(D)之3層構成、將樹脂層(A)與樹脂層(D)重疊複數次且使樹脂積層體之兩個最外層為樹脂層(A)之多層構成、或將樹脂層(A)與樹脂層(D)重疊複數次且使樹脂積層體之兩個最外層為樹脂層(D)之多層構成。
又,於樹脂層(A)含有改性環狀聚烯烴(a')之情形時,就與金屬層之接著性之觀點而言,較佳為樹脂積層體之至少一個最外層為樹脂層(A),更佳為樹脂積層體之兩個最外層為樹脂層(A)。
本實施方式之樹脂積層體之厚度並無特別限定,於考慮到加工性、實用性之情形時,較佳為大致10~200 μm。
又,本實施方式之樹脂積層體中之樹脂層(A)之厚度較佳為樹脂積層體整體之10~60%,樹脂層(D)之厚度較佳為樹脂積層體整體之40%~90%。藉由各樹脂層之厚度處於上述範圍內,可適宜地表現出由樹脂層(D)帶來之使耐熱性提高、抑制線熱膨脹率之效果。再者,於樹脂積層體中具有複數個上述樹脂層(A)及樹脂層(D)之情形時,各層厚度之合計值處於上述範圍內即可。
<樹脂積層體之特性>
本實施方式之樹脂積層體之12 GHz下之介電損耗正切較佳為未達0.005,更佳為未達0.002。介電損耗正切越低,越可降低介電損耗,故可獲得作為電路基板時之電氣信號之傳達效率、實現高速化,因此較佳。介電損耗正切之下限並無特別限定,為0以上即可。
又,本實施方式之樹脂積層體之平均線熱膨脹率於0℃至100℃之溫度範圍內較佳為15 ppm/℃以上,更佳為20 ppm/℃以上。又,較佳為115 ppm/℃以下,更佳為100 ppm/℃以下。藉由樹脂積層體之線熱膨脹率處於上述範圍內,可抑制使用樹脂積層體之成形品之收縮,或者改善於電氣/電子機器用電路基板材料用途中使用樹脂積層體時,因與銅箔等金屬層之收縮率之差而導致的積層後積層體會捲曲或翹曲之異常。
<樹脂積層體之製造方法>
以下,對本實施方式之樹脂積層體之製造方法加以說明,但以下之說明係製造本發明之樹脂積層體之方法之一例,本發明之樹脂積層體並不限定於藉由以下所說明之製造方法而製造之樹脂積層體。
本實施方式之樹脂積層體例如可藉由如下方式而製作:藉由單軸、或雙軸擠出機等將作為樹脂層(A)之原料的環狀聚烯烴樹脂共聚物及其他添加劑加以熔融混合,同樣地將作為樹脂層(D)之原料的非晶性樹脂(d)及其他添加劑加以熔融混合,藉由T型模頭對其等進行共擠壓,利用流延輥進行驟冷、固化。
作為將樹脂層(A)與樹脂層(D)積層之方法,可為如上所述般藉由共擠壓而進行積層,亦可為藉由層壓或熱壓對分別製膜而成之樹脂層(A)及樹脂層(D)、其他層進行積層。又,於積層時,亦可為了提高樹脂層間之接著性而設置接著層。
<樹脂積層體之用途>
本實施方式之樹脂積層體可用作銅箔積層板、軟性印刷基板、多層印刷配線基板、電容器等電氣/電子電路用積層板、底部填充材料、3D-LSI用內部晶片填充劑、絕緣片材、散熱基板等電路基板之材料,但完全不限定於該等。
<<電路基板材料>>
本發明之第一實施方式~第三實施方式之樹脂片材係可藉由與導體積層而成為電路基板材料。
作為導體,可使用:金屬箔,包含銅、鋁等導電性金屬、或含有該等金屬之合金等;或者金屬層,其藉由鍍覆或濺鍍而形成。
於用作電氣/電子機器用電路基板材料之情形時,樹脂片材之厚度較佳為10 μm以上200 μm以下。又,導體之厚度較佳為0.2 μm以上70 μm以下。
本發明之電路基板材料之特徵在於介電損耗正切足夠低。
電路基板材料之介電損耗正切於12 GHz下較佳為未達0.01,更佳為未達0.008。介電損耗正切越低,越可獲得作為電路基板時之電氣信號之傳達效率、實現高速化,因此較佳。介電損耗正切之下限並無特別限定,為0以上即可。
<電路基板材料之製造方法>
本發明中之電路基板材料例如可藉由如下方法進行製造。
於本發明之第一實施方式~第三實施方式之樹脂片材積層導體之後,使用光阻劑等形成電路,重疊所需數量之此種層。
樹脂片材與導體之積層可為直接將導電性金屬箔重疊於樹脂片材之方法,亦可為使用接著劑將樹脂片材與導電性金屬箔接著之方法。又,可為藉由鍍覆或濺鍍而形成導電性金屬層之方法,亦可將該等方法加以組合而實施。
[實施例]
以下,藉由實施例對本發明進行更詳細之說明,但本發明不受本實施例任何限定。以下之實施例中之各種製造條件或評價結果之值意即本發明之實施方式中之上限或下限之較佳值,較佳範圍可為由上述上限或下限之值與下述實施例之值或實施例之間之值的組合所界定之範圍。
再者,於以下記載中,「份」表示「質量份」。
<<試驗例1:環狀聚烯烴樹脂共聚物之物性及評價>>
於試驗例1中,對作為本發明之環狀聚烯烴樹脂共聚物之一例的下述a-1及a-2之材料、以及下述a-101之材料進行物性測定及評價。將結果示於表1。
<物性測定、評價>
(1)分子量(Mw)
・裝置:東曹(股)製造 GPC HLC-832GPC/HT
・檢測器:MIRAN公司製造 1A紅外分光光度計(測定波長為3.42 μm)
・管柱:昭和電工(股)製造 AD806M/S 3根(管柱之校準係對東曹製造之單分散聚苯乙烯(A500、A2500、F1、F2、F4、F10、F20、F40、F288之各0.5 mg/ml溶液)進行測定,並藉由3次式對溶出體積與分子量之對數值進行近似。)
・測定溫度:135℃
・濃度:20 mg/10 mL
・注入量:0.2 ml
・溶劑:鄰二氯苯
・流速:1.0 ml/min
(2)聚合物嵌段之比率
[藉由碳NMR測定]
・裝置:Bruker公司製造之「AVANCE400分光計」
・溶劑:鄰二氯苯-h4
/對二氯苯-d4
混合溶劑
・濃度:0.3 g/2.5 mL
・測定:13
C-NMR
・共振頻率:400 MHz
・累計次數:3600
・傾倒角:45度
・資料採集時間:1.5秒
・脈衝重複時間:15秒
・測定溫度:100℃
・1
H照射:完全去偶合
(3)氫化芳香族乙烯基聚合物嵌段單元、氫化共軛二烯聚合物嵌段單元之氫化程度
[藉由質子NMR測定]
・裝置:Bruker公司製造之「AVANCE400分光計」
・溶劑:四氯乙烷
・濃度:0.045 g/1.0 mL
・測定:1
H-NMR
・共振頻率:400 MHz
・傾倒角:45度
・資料採集時間:4秒
・脈衝重複時間:10秒
・累計次數:64
・測定溫度:80℃
・氫化芳香族乙烯基聚合物嵌段單元之氫化程度:6.8~7.5 ppm之積分值降低率
・氫化共軛二烯聚合物嵌段單元之氫化程度:5.7~6.4 ppm之積分值降低率
(4)改性環狀聚烯烴之改性率
[藉由質子NMR測定]
・裝置:BRUKER公司製造之「AVANCE400分光計」
・溶劑:氘代鄰二氯苯
・濃度:20 mg/0.62 mL
・測定:1
H-NMR
・共振頻率:400 MHz
・傾倒角:45度
・資料採集時間:4秒
・脈衝重複時間:10秒
・累計次數:64
・測定溫度:120℃
・酸改性環狀聚烯烴之改性率:3.42~3.94 ppm之積分值降低率
(5)透明性
使用住友重機(股)製造之SE-18D射出成型機,於成形溫度為220℃、模具溫度為40℃下射出成型為厚度2 mm、4 cm×8 cm之平板。使用該板,依據JIS K7105(1981)中記載之測定法進行霧度(HAZE)測定。
用所測定之霧度(HAZE)之值進行透明性之評價。將評價結果示於表1。再者,霧度(HAZE)值越低透明性越良好。
(6)耐熱性
將3塊上述(5)中所獲得之板重疊,藉由JIS K7206(1999)中記載之方法測定維氏軟化溫度。用所測定之維氏軟化溫度之值進行耐熱性之評價。將評價結果示於表1。再者,維氏軟化溫度越高耐熱性越高。
<原料>
・a-1:使用Mitsubishi Chemical(股)製造之「TEFABLOC(註冊商標)CP MC930」作為環狀聚烯烴(a),使其為環狀聚烯烴樹脂共聚物a-1。
・結晶熔融峰溫度:75℃
・介電損耗正切:0.0003(12 GHz)
・密度(ASTM D792):0.94 g/cm3
・MFR(230℃,2.16 kg):1 g/10 min
・氫化芳香族乙烯基聚合物嵌段單元:含有率為65莫耳%、氫化程度為99.5%以上之氫化聚苯乙烯
・氫化共軛二烯聚合物嵌段單元:含有率為35莫耳%、氫化程度為99.5%以上之氫化聚丁二烯
・嵌段結構:五嵌段結構;合計氫化程度:99.5%以上
・a-2:使用Mitsubishi Chemical(股)製造之「TEFABLOC(註冊商標)CP MC940AP」作為改性環狀聚烯烴(a'),使其為環狀聚烯烴樹脂共聚物a-2。
・結晶熔融峰溫度:75℃
・介電損耗正切:0.0009(12 GHz)
・密度(ASTM D792):0.94 g/cm3
・MFR(230℃,2.16 kg):3 g/10 min
・氫化芳香族乙烯基聚合物嵌段單元:含有率為67莫耳%、氫化程度為99.5%以上之氫化聚苯乙烯
・氫化共軛二烯聚合物嵌段單元:含有率為33莫耳%、氫化程度為99.5%以上之氫化聚丁二烯
・嵌段結構:五嵌段結構;合計氫化程度:99.5%以上
・馬來酸改性率:1.2質量%
・Mw:68000
・a-101:使用旭化成(股)製造之Tuftec M1943作為苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物氫化物之馬來酸改性體。
a-101為聚烯烴之馬來酸改性體,但作為原料之聚烯烴之芳香族乙烯基聚合物嵌段單元未被氫化,因此不具有結晶熔融峰溫度。
[表1]
(環狀)聚烯烴樹脂共聚物 | a-1 | a-2 | a-101 | ||
物性 | 改性率 | 質量% | 0 | 1.2 | 0.9 |
氫化芳香族乙烯基聚合物嵌段單元之氫化程度 | % | >99.5 | >99.5 | 0 | |
氫化共軛二烯聚合物嵌段單元之氫化程度 | % | >99.5 | >99.5 | >99 | |
Mw | - | 76000 | 68000 | 100000 | |
評價 | 霧度 | % | 0.4 | 0.5 | 97 |
維氏軟化溫度 | ℃ | 129 | 125 | 35 |
<<試驗例2>>
於試驗例2中,對樹脂片材含有熱塑性樹脂之情形及不含有熱塑性樹脂之情形時之介電損耗正切、儲存彈性模數、耐彎曲性及霧度進行評價。
<測定方法>
(1)介電特性
使用空腔共振器法對樹脂片材之面內方向之介電損耗正切進行測定,藉由下述基準進行評價。測定頻率設為12 GHz。
[評價基準]
A(好):介電損耗正切未達0.005
B(差):介電損耗正切為0.005以上
(2)儲存彈性模數
使用黏彈性譜儀DVA-200(IT Meter. and Control, Inc.製造),於下述條件下測定樹脂片材之動態黏彈性。根據測定結果,將24℃下之儲存彈性模數之值作為各樹脂之儲存彈性模數,藉由下述基準進行評價。
[測定條件]
振動數波數:10 Hz
應變:0.1%
升溫速度:3℃/min
測定溫度:-50℃~200℃
[評價基準]
A(好):儲存彈性模數未達2000 MPa
B(差):儲存彈性模數為2000 MPa以上
(3)耐彎曲性
基於JIS P8115,使用MIT耐折度試驗機測定樹脂片材之耐折強度,對耐彎曲性進行評價。
[測定條件]
彎曲速度:175次/分鐘
彎曲角度:左右135度
負載:9.8 N
試驗方向:製膜長度方向(MD)、寬度方向(TD)
[評價基準]
A(非常好):因300次以上之彎曲而斷裂
B(好):因10次以上且未達300次之彎曲而斷裂
C(差):因未達10次之彎曲而斷裂
(4)霧度
基於JIS K7105,使用測霧計測定樹脂片材之全光線透過率及漫透射率。根據所獲得之全光線透過率及漫透射率,藉由下式算出霧度,以下述基準進行評價。
[霧度](%)=[漫透射率]/[全光線透過率]×100
[評價基準]
A(非常好):霧度為5%以下
B(好):霧度超過5%且為10%以下
C(差):霧度超過10%
<原料>
[環狀聚烯烴樹脂共聚物]
使用上述<<試驗例1>>之環狀聚烯烴樹脂共聚物a-1及a-2。
[熱塑性樹脂]
・b-1:氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS),介電損耗正切(12 GHz)=0.0004,儲存彈性模數(24℃)=6.2 MPa,密度=890 g/cm3
・b-2:直鏈狀低密度聚乙烯(L-LDPE),介電損耗正切(12 GHz)=0.0003,儲存彈性模數(24℃)=290 MPa,密度=920 g/cm3
・b-3:直鏈狀低密度聚乙烯(L-LDPE),介電損耗正切(12 GHz)=0.0003,儲存彈性模數(24℃)=190 MPa,密度=908 g/cm3
<實施例1>
將作為環狀聚烯烴樹脂共聚物之a-1、作為熱塑性樹脂之b-1分別使用單軸擠出機進行熔融混練,利用T型模頭擠出,利用流延輥進行冷卻、固化,藉此製膜為厚度100 μm之樹脂片材A1-1。針對所獲得之樹脂片材A1-1,評價儲存彈性模數、介電特性、耐彎曲性及霧度。將結果示於表2。
<實施例2~4>
將環狀聚烯烴樹脂共聚物及熱塑性樹脂以表2中記載之調配進行熔融混練,除此之外,藉由與實施例1相同之方法製膜為樹脂片材A1-2~A1-4。針對所獲得之樹脂片材A1-2~A1-4,評價儲存彈性模數、介電特性、耐彎曲性及霧度。將結果示於表2。
<參考例1>
使用單軸擠出機對環狀聚烯烴樹脂共聚物a-1單體進行熔融混練,利用T型模頭擠出,利用流延輥冷卻、固化,藉此製膜為厚度100 μm之樹脂片材A101。針對所獲得之片材,評價儲存彈性模數、介電特性、耐彎曲性及霧度。將結果示於表2。
[表2]
實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 實施例4 | 參考例1 | |||
調配 (質量%) | 環狀聚烯烴樹脂共聚物 | a-1 | 80 | 80 | - | - | - |
a-2 | - | - | 80 | 80 | 100 | ||
熱塑性樹脂 | b-1 | 20 | - | 20 | - | - | |
b-2 | - | - | - | 20 | - | ||
b-3 | - | 20 | - | - | - | ||
評價 | 介電損耗正切(12 GHz) | - | 0.0004 | 0.0004 | 0.0008 | 0.0007 | 0.0009 |
評價 | A | A | A | A | A | ||
儲存彈性模數 | MPa | 1500 | 1600 | 1500 | 1600 | 2000 | |
評價 | A | A | A | A | B | ||
MIT試驗 斷裂次數 | 次 | MD | 348 | 374 | 515 | 24 | 1次即斷裂 |
TD | 544 | 357 | 445 | 12 | 1次即斷裂 | ||
評價 | A | A | A | B | C | ||
霧度 | % | 1.2 | 0.8 | 1.9 | 3.5 | 0.6 | |
評價 | A | A | A | A | A |
根據上表2之實施例1~4及參考例1,可確認含有本發明之環狀聚烯烴樹脂共聚物之樹脂片材具有低介電特性。
又,根據實施例1~4,可知藉由向環狀聚烯烴樹脂共聚物中調配特定之熱塑性樹脂,可維持低介電特性並亦可提高耐彎曲性。此種樹脂片材即便彎曲亦可防止斷裂、龜裂產生,因此可容易地實現捲取成卷、沖切加工等,亦可期待有效用作撓性基板(FPC)之材料。
<<試驗例3>>
於試驗例3中,對樹脂片材與玻璃布複合化之情形及未複合化之情形時之介電損耗正切及線熱膨脹係數進行評價。
<測定方法>
(1)介電特性
使用空腔共振器法對樹脂片材之面內方向之介電損耗正切進行測定,藉由下述基準進行評價。測定頻率設為12 GHz。
[評價基準]
A(好):介電損耗正切未達0.005
B(差):介電損耗正切為0.005以上
(2)線熱膨脹係數
從樹脂片材中以寬度為3 mm、長度為10 mm之尺寸切下試驗片,使用Hitachi High-Tech Science(股)製造之TMA/SS7100,依據JIS K7197測定該試驗片之線熱膨脹係數,藉由下述基準進行評價。
[評價]
A(好):0℃至100℃下之平均線熱膨脹係數未達65 ppm/℃
B(差):0℃至100℃下之平均線熱膨脹係數為65 ppm/℃以上
<原料>
[環狀聚烯烴樹脂共聚物]
使用上述<<試驗例1>>之環狀聚烯烴樹脂共聚物a-2。
[玻璃布]
・c-1:石英玻璃(信越化學公司製造,厚度:50 μm;介電損耗正切:0.0001(10 GHz);線熱膨脹率:0.5 ppm/℃)
<實施例5>
使用擠出機對環狀聚烯烴樹脂共聚物a-2進行熔融混練,製膜為厚度100 μm之樹脂片材A2。將樹脂片材A2及玻璃布c-1分別切成10 cm見方,以成為表3之體積比率之方式,於玻璃布c-1之雙面各積層2塊樹脂片材A2。將積層體夾於2塊平滑之金屬板之間,於200℃、60秒鐘、20 MPa之壓力下進行熱壓,獲得樹脂複合物A2-1。針對所獲得之樹脂複合物A2-1,評價介電特性及線熱膨脹係數。將結果示於表3。
<實施例6~7>
如表3中所記載地調整環狀聚烯烴樹脂共聚物a-2與玻璃布c-1之體積比率,除此之外,藉由與實施例5相同之方法製作樹脂複合物A2-2、A2-3。針對所獲得之樹脂複合物A2-2、A2-3,對介電特性及線熱膨脹係數進行評價。將結果示於表3。
<參考例2>
針對樹脂片材A2,對介電特性及線熱膨脹係數進行評價。將結果示於表3。
[表3]
實施例5 | 實施例6 | 實施例7 | 參考例2 | |||
調配 (體積%) | 環狀聚烯烴樹脂共聚物 | a-2 | 95.3 | 91.0 | 83.5 | 100 |
玻璃布 | c-1 | 4.7 | 9.0 | 16.5 | 0 | |
評價 | 介電損耗正切 (12 GHz) | - | 0.0010 | 0.0010 | 0.0012 | 0.0009 |
評價 | A | A | A | A | ||
線熱膨脹係數 | ppm/℃ | 61 | 55 | 50 | 125 | |
評價 | A | A | A | B |
根據上表3之實施例5~7,可確認到本發明之環狀聚烯烴樹脂共聚物與玻璃布之複合物可維持低介電特性並可降低線熱膨脹係數。此種樹脂複合物例如於用作電路基板材料時,可降低介電損耗,並可抑制因與金屬層之熱膨脹係數差產生之基板之捲曲或翹曲。
<<試驗例4>>
於試驗例4中,對將含有環狀聚烯烴樹脂共聚物之樹脂層(A)與含有非晶性樹脂(d)之樹脂層(D)積層之情形及不積層之情形時之介電損耗正切及線熱膨脹係數進行評價。
<測定方法>
(1)介電特性
使用空腔共振器法對樹脂積層體之面內方向之12 GHz下之介電損耗正切進行測定,藉由下述基準進行評價。
[評價基準]
A(好):介電損耗正切未達0.005
B(差):介電損耗正切為0.005以上
(2)線熱膨脹係數
從樹脂積層體中以寬度為3 mm、長度為10 mm之尺寸切下試驗片,使用Hitachi High-Tech Science(股)製造之TMA/SS7100,依據JIS K7197測定該試驗片之線熱膨脹係數,藉由下述基準進行評價。
[評價基準]
A(好):0℃至100℃下之平均線熱膨脹係數未達115 ppm/℃
B(差):0℃至100℃下之平均線熱膨脹係數為115 ppm/℃以上
<原料>
[環狀聚烯烴樹脂共聚物]
使用上述<<試驗例1>>之環狀聚烯烴樹脂共聚物a-2。
[非晶性樹脂]
・d-1:降𦯉烯-乙烯聚合而成之脂環式烯烴共聚物(COC),介電損耗正切=0.0002(12 GHz),Tg=138℃
・d-2:聚碳酸酯,介電損耗正切=0.0059(12 GHz),Tg=145℃
・d-3:環戊二烯開環聚合而成之氫化脂環式烯烴聚合物(COP),介電損耗正切=0.0002(12 GHz),Tg=102℃
・d-4:降𦯉烯-乙烯聚合而成之低Tg脂環式烯烴共聚物(COC),介電損耗正切=0.0002(12 GHz),Tg=69℃
<實施例8>
使用單軸擠出機分別對環狀聚烯烴樹脂共聚物a-2進行熔融混練而製成樹脂層(A)、對非晶性樹脂d-1進行熔融混練而製成樹脂層(D),利用T型模頭以正面層及背面層成為樹脂層(A)、中間層成為樹脂層(D)之方式進行共擠壓,利用流延輥進行冷卻、固化,藉此製膜為厚度100 μm之樹脂積層體。至於各層之厚度,以樹脂層(A)/樹脂層(D)/樹脂層(A)成為1/8/1之方式調整各擠出機之吐出量。針對所獲得之樹脂積層體,對介電特性及線熱膨脹係數進行評價。將結果示於表4。
<實施例9、10、參考例4>
以表4中記載之調配及積層比進行共擠壓而製成樹脂層(A)、樹脂層(D),除此之外,藉由與實施例8相同之方法製膜樹脂積層體。針對所獲得之樹脂積層體,對介電特性及線熱膨脹係數進行評價。將結果示於表4。
<參考例3>
使用單軸擠出機對環狀聚烯烴樹脂共聚物a-2進行熔融混練,針對所獲得之厚度為100 μm之片材,對介電特性及線熱膨脹係數進行評價。將結果示於表4。
[表4]
實施例8 | 實施例9 | 實施例10 | 參考例3 | 參考例4 | |||
調配 (質量%) | 樹脂層(A) | ||||||
環狀聚烯烴樹脂共聚物 | a-2 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
樹脂層(D) | |||||||
非晶性樹脂 | d-1 | 100 | - | - | - | - | |
d-2 | - | - | 70 | - | - | ||
d-3 | - | 100 | - | - | - | ||
d-4 | - | - | - | - | 100 | ||
環狀聚烯烴樹脂共聚物 | a-2 | - | - | 30 | - | - | |
積層比(A/D/A) | 1/8/1 | 1/8/1 | 1/8/1 | 單層 | 2/3/2 | ||
積層體 之評價 | 介電損耗正切(12 GHz) | - | 0.0004 | 0.0006 | 0.0037 | 0.0009 | 0.0005 |
評價 | A | A | A | A | A | ||
線熱膨脹係數 ppm/℃ (0-100℃) | MD | 91 | 90 | 100 | 126 | 109 | |
TD | 85 | 98 | 113 | 128 | 162 | ||
評價 | A | A | A | B | B |
如上表4之實施例8~10所示,可知藉由將樹脂層(D)積層於樹脂層(A),可於維持環狀聚烯烴樹脂共聚物a-2之介電特性之情況下降低線熱膨脹係數,上述樹脂層(D)包含作為非晶性樹脂(d)而表現出規定之介電損耗正切及玻璃轉移點之樹脂。藉由將該樹脂積層體用作例如電氣/電子電路基板材料,可降低介電損耗,並可抑制因與金屬層之熱膨脹率差而產生之基板之捲曲及翹曲。
Claims (15)
- 一種樹脂片材,其至少具有樹脂層(A),且12 GHz下之介電損耗正切未達0.005,上述樹脂層(A)含有結晶熔融峰溫度未達100℃之環狀聚烯烴樹脂共聚物。
- 如請求項1之樹脂片材,其中上述環狀聚烯烴樹脂共聚物於聚烯烴之側鏈具有環己烷。
- 如請求項1或2之樹脂片材,其中上述環狀聚烯烴樹脂共聚物係包含至少1種氫化芳香族乙烯基聚合物嵌段單元及至少1種氫化共軛二烯聚合物嵌段單元之樹脂共聚物、或者該樹脂共聚物之利用不飽和羧酸及/或其酐而獲得之改性體。
- 如請求項3之樹脂片材,其中上述氫化芳香族乙烯基聚合物嵌段單元之氫化程度為90%以上。
- 如請求項3或4之樹脂片材,其中上述氫化共軛二烯聚合物嵌段單元之氫化程度為95%以上。
- 如請求項1至5中任一項之樹脂片材,其中上述樹脂層(A)含有選自由乙烯系聚合物、烯烴系熱塑性彈性體及苯乙烯系熱塑性彈性體所組成之群中之至少1種熱塑性樹脂(b)。
- 如請求項6之樹脂片材,其24℃下之儲存彈性模數未達2000 MPa。
- 如請求項1至5中任一項之樹脂片材,其中上述樹脂層(A)係含有玻璃布(C)之複合物。
- 如請求項1至5中任一項之樹脂片材,其中上述樹脂片材係包含上述樹脂層(A)、及玻璃布(C)之積層體。
- 如請求項8或9之樹脂片材,其中上述玻璃布(C)之介電損耗正切於10 GHz下未達0.005。
- 如請求項1至5中任一項之樹脂片材,其中上述樹脂片材係包含上述樹脂層(A)、及樹脂層(D)之積層體,上述樹脂層(D)含有玻璃轉移點為100℃以上、12 GHz下之介電損耗正切未達0.02之非晶性樹脂(d)。
- 如請求項11之樹脂片材,其中上述非晶性樹脂(d)係選自由脂環式烯烴聚合物、聚碳酸酯、聚芳酯及聚碸以及該等之共聚物所組成之群中之至少1種樹脂。
- 如請求項11或12之樹脂片材,其至少一個最外層為樹脂層(A)。
- 如請求項1至13中任一項之樹脂片材,其用於電路基板。
- 一種電路基板材料,其係將如請求項1至13中任一項之樹脂片材與導體積層而成者。
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