TW202306771A - 低介電材料用之樹脂組成物、積層基板用膜、 積層基板、 低介電材料用之樹脂組成物之製造方法、積層基板用膜之製造方法以及積層基板之製造方法 - Google Patents

低介電材料用之樹脂組成物、積層基板用膜、 積層基板、 低介電材料用之樹脂組成物之製造方法、積層基板用膜之製造方法以及積層基板之製造方法 Download PDF

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Abstract

提供一種樹脂組成物、使用其之積層基板用膜、積層基板及其等之製造方法,該樹脂組成物之介電常數低、介電損耗正切低、透明性高、溶解性高、且耐熱性高,適宜用作低介電材料。係一種包含具有特定之重複單元的三嗪化合物的低介電材料用之樹脂組成物、積層基板用膜、積層基板、低介電材料用之樹脂組成物之製造方法、積層基板用膜之製造方法及積層基板之製造方法。

Description

低介電材料用之樹脂組成物、積層基板用膜、 積層基板、 低介電材料用之樹脂組成物之製造方法、積層基板用膜之製造方法以及積層基板之製造方法
本發明係關於一種用作電子機器等低介電材料之包含三嗪化合物的低介電材料用之樹脂組成物、積層基板用膜、積層基板、低介電材料用之樹脂組成物之製造方法、積層基板用膜之製造方法及積層基板之製造方法。 本案根據於2021年3月24日在日本所提出申請之日本特願2021-050694號主張優先權,並將該日本特願的內容援用於此。
於樹脂材料中,芳香族聚醚的耐熱性優異、機械強度等也相對優異,因此廣泛地作為所謂工程樹脂運用於汽車領域或機械領域等。進而言之,作為更佳的工程樹脂,針對兼顧耐熱性及熱穩定性的更加優異之工程樹脂的新穎結構的開發正不斷進行。
專利文獻1中,揭示了一種包含脂環式結構及三嗪結構之聚合物,以及包含該聚合物而成之透明材料。此技術係意欲提供具有可用於耐熱性高之透明材料之三嗪結構的聚合物。
另一方面,社會通訊基礎設施逐漸進展至5G的過程中,用於電子機器之電磁波中,微波和毫米波這類高頻區域受到矚目,而對於應用至通訊領域及車載雷達等的研究也正不斷進行。使用於高頻區域的機器中,針對基板、共振器、濾波器、天線等構件要求低介電常數、低介電損耗正切性。於此同時,要求用於這些構件的素材能夠兼顧各種機械特性,例如兼顧物理強度與熱特性等。作為滿足此種特性的材料,現今會考量在樹脂材料等添加有陶瓷填料等的材料。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第5759302號公報
[發明所欲解決之課題]
另一方面,為了將有機材料,尤其是樹脂材料應用於所述高頻區域的電子機器類或電子零件,具備優異特性的材料之研究正不斷進行。在這之中,尤其追求係用於絕緣零件、印刷配線板等之具備低介電特性的材料、或介電損耗正切低的材料。
本發明人等在具備優異特性的樹脂材料中,也探索著具備低介電特性之材料或介電損耗正切低之材料。結果發現,含有具特定結構的三嗪化合物不僅具有優異的機械特性、熱特性,還具備作為低介電常數材料且作為低介電損耗正切材料的優異特性,從而完成本發明。
本發明係有鑑於上述情況而成,其目的在於提供一種樹脂組成物、使用其之積層基板用膜、積層基板及其等之製造方法,該樹脂組成物的介電常數低、介電損耗正切低、透明性高、溶解性高、且耐熱性高,適合用作低介電常數材料。 [用以解決課題之手段]
為了解決前述課題,本發明具有以下態樣。 [1]一種低介電材料用之樹脂組成物,包含具有下述通式(1)所示之重複單元的三嗪化合物。 [化學式1]
Figure 02_image001
[式(1)中,n為2以上之整數,R表示直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族基、直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族氧基、直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族二級胺基、芳香族基或具有取代基之芳香族基、芳香族氧基或具有取代基之芳香族氧基、芳香族二級胺基或具有取代基之芳香族二級胺基、經氟化之前述脂肪族基、經氟化之前述脂肪族氧基、經氟化之前述脂肪族二級胺基、經氟化之前述芳香族基、經氟化之前述芳香族氧基、或者經氟化之芳香族二級胺基。Ar表示具有直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族基、或者具有經氟化之直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族基的二價芳香族基。]。 [2]如前述低介電材料用之樹脂組成物,其中前述三嗪化合物之前述通式(1)中的R表示下述通式(2)至通式(4)之任一者、前述式(1)中的Ar表示下述通式(5)至通式(15)之任一者。 [化學式2]
Figure 02_image003
[化學式3]
Figure 02_image005
[化學式4]
Figure 02_image007
[化學式5]
Figure 02_image009
[化學式6]
Figure 02_image011
[化學式7]
Figure 02_image013
[化學式8]
Figure 02_image015
[化學式9]
Figure 02_image017
[化學式10]
Figure 02_image019
[化學式11]
Figure 02_image021
[化學式12]
Figure 02_image023
[化學式13]
Figure 02_image025
[化學式14]
Figure 02_image027
[化學式15]
Figure 02_image029
[3]如前述低介電材料用之樹脂組成物,其中前述通式(1)中的n所示之重複單元的平均聚合度為2至600。 [4]如前述低介電材料用之樹脂組成物,其中前述三嗪化合物之介電常數(D k)為2.7以下及/或介電損耗正切(D f)為0.004以下。 [5]如前述低介電材料用之樹脂組成物,其中前述三嗪化合物之玻璃轉移溫度為160℃以上。 [6]如前述低介電材料用之樹脂組成物,其中包含前述三嗪化合物,以及包含環氧樹脂、雙馬來醯亞胺樹脂或氰酸酯樹脂。 [7]如前述低介電材料用之樹脂組成物,其中進而包含無機質填充材、改質劑或阻燃劑。 [8]如前述低介電材料用之樹脂組成物,係用於進行頻率為0.1GHz至500GHz之高頻電磁波收發訊的機器。 [9]如前述低介電材料用之樹脂組成物,用於印刷配線板、可撓性印刷配線板、電子零件用密封材、阻劑油墨(resist ink)、導電膏、絕緣材料、或絕緣板。 [10]一種積層基板用膜,至少於一面具備有包含前述低介電材料用之樹脂組成物的絕緣材料。 [11]一種積層基板,具備兩層以上的前述積層基板用膜。 [12]一種前述低介電材料用之樹脂組成物之製造方法,用以製造前述低介電材料用之樹脂組成物;將下述通式(16)所示之化合物與下述通式(17)所示之化合物混合,進行聚合而得到下述通式(18)所示之三嗪化合物。 [化學式16]
Figure 02_image031
[化學式17]
Figure 02_image033
[化學式18]
Figure 02_image035
式(16)、(17)、(18)中,n為2以上之整數,R表示直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族基、直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族氧基、直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族二級胺基、芳香族基或具有取代基之芳香族基、芳香族氧基或具有取代基之芳香族氧基、芳香族二級胺基或具有取代基之芳香族二級胺基、經氟化之前述脂肪族基、經氟化之前述脂肪族氧基、經氟化之前述脂肪族二級胺基、經氟化之前述芳香族基、經氟化之前述芳香族氧基、或者經氟化之芳香族二級胺基。Ar表示具有直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族基、或者具有經氟化之直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族基的二價芳香族基。 [13]如前述低介電材料用之樹脂組成物之製造方法,用作積層基板之層間的絕緣材料;係將前述三嗪化合物與環氧樹脂、雙馬來醯亞胺樹脂或氰酸酯樹脂、以及硬化促進劑以及有機溶劑加以混合。 [14]如前述低介電材料用之樹脂組成物之製造方法,係進而混合無機質填充材、改質劑或阻燃劑。 [15]一種積層基板用膜之製造方法,係於樹脂膜之至少一面塗佈包含前述低介電材料用之樹脂組成物的絕緣材料。 [16]一種積層基板之製造方法,係將前述積層基板用膜加以積層兩層以上。
又,作為本發明之另一形態,亦具有以下實施態樣。 [1A]一種低介電材料用之樹脂組成物,包含具有下述通式(1A)所示之重複單元的三嗪化合物。 [化學式19]
Figure 02_image037
式(1A)中,n為2以上之整數,R表示直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族基、直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族氧基、直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族二級胺基、芳香族基或具有取代基之芳香族基、芳香族氧基或具有取代基之芳香族氧基、芳香族二級胺基或具有取代基之芳香族二級胺基、經氟化之前述脂肪族基、經氟化之前述脂肪族氧基、經氟化之前述脂肪族二級胺基、經氟化之前述芳香族基、經氟化之前述芳香族氧基、或者經氟化之芳香族二級胺基。Ar表示具有直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族基、或者具有經氟化之直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族基的二價芳香族基。 [2A]如前述低介電材料用之樹脂組成物,前述三嗪化合物係下述通式(2A)所示之化合物,或者,前述式(1A)中的Ar表示下述通式(11A)、R表示下述通式(3A)至通式(5A)之任一者。 [化學式20]
Figure 02_image039
式(2A)中,R 1表示下述通式(3A)至通式(5A)之任一者所示之結構。R 2表示下述通式(6A)至通式(10A)、通式(12A)之任一者所示之結構。 [化學式21]
Figure 02_image041
[化學式22]
Figure 02_image043
[化學式23]
Figure 02_image045
[化學式24]
Figure 02_image047
[化學式25]
Figure 02_image049
[化學式26]
Figure 02_image051
[化學式27]
Figure 02_image053
[化學式28]
Figure 02_image055
[化學式29]
Figure 02_image057
[化學式30]
Figure 02_image059
[3A]如前述低介電材料用之樹脂組成物,其中前述通式(1A)中的n所示之重複單元的平均聚合度為2至100。 [4A]如前述低介電材料用之樹脂組成物,前述三嗪化合物之介電常數D k為2.7以下及介電損耗正切D f為0.004以下。 [5A]如前述低介電材料用之樹脂組成物,其中前述三嗪化合物之玻璃轉移溫度為160℃以上。 [6A]如前述低介電材料用之樹脂組成物,其中包含前述三嗪化合物及環氧樹脂。 [7A]如前述低介電材料用之樹脂組成物,其中進而包含無機質填充材、改質劑或阻燃劑。 [8A]如前述低介電材料用之樹脂組成物,係用於進行頻率為0.1GHz至500GHz之高頻電磁波收發訊的機器。 [9A]如前述低介電材料用之樹脂組成物,用於印刷配線板、可撓性印刷配線板、電子零件用密封材、阻劑油墨(resist ink)、導電膏、絕緣材料、或絕緣板。 [10A]一種積層基板用膜,至少於一面具備有包含前述低介電材料用之樹脂組成物的絕緣材料。 [11A]一種積層基板,具備兩層以上的前述積層基板用膜。 [12A]一種低介電材料用之樹脂組成物之製造方法,係用以製造前述低介電材料用之樹脂組成物;將下述通式(13A)所示之化合物與下述通式(14A)所示之化合物混合,進行聚合而得到下述通式(15A)所示之三嗪化合物。 [化學式31]
Figure 02_image061
[化學式32]
Figure 02_image063
[化學式33]
Figure 02_image065
式(13A)、(14A)、(15A)中,R表示直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族基、直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族氧基、直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族二級胺基、芳香族基或具有取代基之芳香族基、芳香族氧基或具有取代基之芳香族氧基、芳香族二級胺基或具有取代基之芳香族二級胺基、經氟化之前述脂肪族基、經氟化之前述脂肪族氧基、經氟化之前述脂肪族二級胺基、經氟化之前述芳香族基、經氟化之前述芳香族氧基、或者經氟化之芳香族二級胺基。Ar表示具有直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族基、或者具有經氟化之直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族基的二價芳香族基。 [13A]如前述低介電材料用之樹脂組成物之製造方法,其中前述低介電材料用之樹脂組成物用作積層基板之層間的絕緣材料,將前述三嗪化合物、環氧樹脂、硬化促進劑及有機溶劑加以混合。 [14A]如前述低介電材料用之樹脂組成物之製造方法,係進而混合無機質填充材、改質劑或阻燃劑。 [15A]一種積層基板用膜之製造方法,係於樹脂膜之至少一面塗佈包含前述低介電材料用之樹脂組成物的絕緣材料。 [16A]一種積層基板之製造方法,係將前述積層基板用膜加以積層兩層以上。 [發明功效]
根據本發明,可得到一種樹脂組成物、使用其之積層基板用膜、積層基板及其等之製造方法,該樹脂組成物的介電常數低、介電損耗正切低、透明性高、溶解性高、且耐熱性高,因此可適宜作為低介電材料使用。
以下示出實施形態以說明本發明之低介電材料用之樹脂組成物及其製造方法。然而,本發明並未受限於以下的實施形態。
[低介電材料用之樹脂組成物] 本實施形態的低介電材料用之樹脂組成物包含特定的三嗪化合物。 在此所謂的低介電材料,是介電常數低及/或介電損耗正切低的材料。亦即,雖然為低介電常數材料或低介電損耗正切材料,但以下統稱為「低介電材料」。介電常數及介電損耗正切的測定條件等定義如後所述。低介電材料係用於電子機器或電子零件中要求低介電常數及/或低介電損耗正切之部位的材料。所謂要求低介電常數及/或低介電損耗正切的部位,例如可列舉:需要絕緣的部位中如絕緣板等絕緣零件、或印刷配線板的絕緣零件等。印刷配線板亦包含可撓性印刷配線板。本實施形態之材料所包含的化合物,尤其在高頻中介電常數低、及/或介電損耗正切低,因此作為電子零件或電子機器類,尤其較佳是用於對應高頻的電子零件或電子機器類。
本實施形態的樹脂組成物所包含的三嗪化合物具有下述通式(1)所示之重複單元。 [化學式34]
Figure 02_image001
在此,式(1)中,n為2以上之整數,R表示直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族基、直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族氧基、直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族二級胺基、芳香族基或具有取代基之芳香族基、芳香族氧基或具有取代基之芳香族氧基、芳香族二級胺基或具有取代基之芳香族二級胺基、經氟化之前述脂肪族基、經氟化之前述脂肪族氧基、經氟化之前述脂肪族二級胺基、經氟化之前述芳香族基、經氟化之前述芳香族氧基、或者經氟化之芳香族二級胺基。 在此,所謂的取代基,係指與成為鍵結對象的基(原子團)為不同群組的基,廣泛地指能以取代鍵結對象的基的一部份原子(較佳為氫)之形式而鍵結的基。芳香族基係廣泛地指包含具有芳香族性的化合物、或經部份取代之化合物之結構的基。脂肪族基係廣泛地指包含不具有芳香族性之有機化合物、或經部份取代之化合物之結構的基。 式中,n表示式(1)所示之結構的重複單元數,n係2以上的整數。如後所述,本實施形態之低介電材料用之樹脂組成物所含的三嗪化合物之聚合度(n)的平均值為平均聚合度,平均聚合度的值較佳為2至600。 作為前述脂肪族基之例,碳數較佳為1至14。具體而言,作為前述脂肪族基,可列舉:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、二級丁基、三級丁基、戊基、異戊基、新戊基、三級戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、環丁基、環戊基、或環己基等。作為脂肪族氧基,可列舉:甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、異丁氧基、二級丁氧基、三級丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基、環丁氧基、環戊氧基、或環己氧基等。作為脂肪族二級胺基,可列舉:二甲胺基、二乙胺基、甲基乙基胺基、二丙胺基、甲基丙基胺基、二丁基胺基、甲基丁基胺基、N-甲基環己基胺基、二環己基胺基、吡咯啶基、N-六氫吡啶基、或嗎福啉基等。 作為芳香族基,碳數較佳為6至18。具體而言,作為前述芳香族基,可列舉:苯基、甲基苯基、二甲基苯基、異丙苯基、2,4,6-三甲苯基、三級丁基苯基、或萘基等。作為芳香族氧基,可列舉:苯氧基、甲基苯氧基、二甲基苯氧基、或萘氧基等。作為芳香族二級胺基,可列舉:N-甲基苯胺基、二苯胺基等。作為經氟化之芳香族基,可列舉:三氟甲基苯基、雙三氟甲基苯基、三氟甲基苯氧基、雙三氟甲基苯氧基、N-甲基三氟甲基苯胺基、或三氟甲基二苯胺基等。 Ar表示具有直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族基、或者具有經氟化之直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族基的二價芳香族基。 作為脂肪族基,可列舉:甲基、三氟甲基、伸甲基、伸乙基、三伸甲基、四伸甲基、伸丙基、伸丁基、伸戊基、伸己基、伸環庚基、伸環己基、異亞丙基、環亞戊基、環亞己基、甲基環亞己基、二甲基環亞己基、三甲基環亞己基、環亞辛基、環亞十二基、六氟異亞丙基等。
亦即,本實施形態之包含三嗪化合物之樹脂之R為脂肪族基時,係含有脂肪族基之三嗪樹脂,R為前述經氟化之脂肪族基時,係含有氟化脂肪族基之三嗪樹脂。 關於R經氟化的程度,可以廣泛地從R所含之碳的鍵結部位之中1處直到與鍵結對象的基進行鍵結以外的所有碳之鍵結部位進行選擇。例如,R為甲基的情形時,可以是甲基所具有之氫中1至3處經氟取代,較佳為2至3處經氟取代。 再者,式(1)中之R可為相同取代基,亦可為不同取代基。 本實施形態之樹脂組成物所包含的三嗪化合物之上述化學結構,可藉由紅外光譜(FT-IR)、核磁共振光譜(NMR,例如, 1H-NMR、 13C-NMR、 19F-NMR)、或元素分析等進行鑑定。
作為Ar之伸芳基的例子,可以從各種二價芳香族殘基中適當地選擇,前述各種二價芳香族殘基係拔除共計兩個與各種芳香族化合物或含芳香族環化合物中之芳香族環鍵結的氫原子或其他取代基而成。例如可列舉:從各種二價苯酚類中拔除兩個酚性羥基而成的各種芳香族殘基等。作為伸芳基之例子,可以從各種伸苯基、伸萘基、及伸聯苯基等中適當地選擇。於Ar亦可與其他的烷基或芳基等鍵結。
本實施形態之前述三嗪化合物之下述通式(1)中,R表示下述通式(2)至通式(4)中任一者所示之結構。或者是,Ar亦可為下述通式(5)至通式(15)之任一者所示之結構所表示之化合物。
[化學式35]
Figure 02_image001
[化學式36]
Figure 02_image003
[化學式37]
Figure 02_image005
[化學式38]
Figure 02_image007
[化學式39]
Figure 02_image009
[化學式40]
Figure 02_image011
[化學式41]
Figure 02_image013
[化學式42]
Figure 02_image015
[化學式43]
Figure 02_image017
[化學式44]
Figure 02_image019
[化學式45]
Figure 02_image021
[化學式46]
Figure 02_image079
[化學式47]
Figure 02_image025
[化學式48]
Figure 02_image027
[化學式49]
Figure 02_image029
在此,關於前述R為經置換之通式(16)所示之化合物,式(2)有時表示為DCPT、式(3)有時表示為DCPpT、式(4)有時表示為DCHAT。 關於前述Ar之結構,就於式(5)至式(15)之兩端具有OH基之二價雙酚(HO-Ar-OH)而言,式(5)有時表示為BisA、式(6)有時表示為BisZ、式(7)有時表示為BisP3MZ、式(8)有時表示為BisPHTG、式(9)有時表示為BisPCDE、式(10)有時表示為HPTM5I、式(11)有時表示為BisC、式(12)有時表示為BisTMP、式(13)有時表示為BisCHP、式(14)有時表示為BisAF、式(15)有時表示為BPFL。 於本實施形態之低介電材料用之樹脂組成物使用這些結構的R、Ar之情況下,尤其是可得到如下低介電材料用之樹脂組成物,前述低介電材料用之樹脂組成物包含介電常數低、介電損耗正切低、透明性高、溶解性高、且耐熱性高之三嗪化合物。
本實施形態之前述三嗪化合物,較佳為前述通式(1)中的n所示之重複單元的平均聚合度為2至600。 n所示之重複單元的平均聚合度為2至600時,作為低介電材料用之樹脂組成物使用的情形時可以得到適當分子量的化合物。又,前述平均聚合度較佳2至300。或者,前述平均聚合度亦可為2至100。 就本實施形態之前述三嗪化合物之分子量的標準而言,使用前述式(2)至式(4)的R時,較佳為數量平均分子量M n為3×10 3至40×10 4、重量平均分子量M w為6×10 3至80×10 4。再者,本實施形態之化合物之分子量可使用凝膠滲透層析儀(GPC)等測定。可以從該分子量及前述化合物之結構求出平均聚合度。
較佳為,本實施形態之前述三嗪化合物之介電常數(D k)為2.7以下、及/或介電損耗正切(D f)為0.006以下。又,介電損耗正切(D f)較佳為0.004以下。 在此,介電常數(D k)及介電損耗正切(D f)是既有的介電特性測定裝置所測定的值。作為既有的介電特性測定裝置,例如可使用空腔共振器型的介電特性測定裝置等。 又,本實施形態之前述三嗪化合物之介電常數(D k)較佳為2.6以下,介電損耗正切(D f)更佳為0.003以下。
本實施形態之低介電材料用之樹脂組成物之三嗪化合物的玻璃轉移溫度較佳為160℃以上,更佳為200℃以上。又,5%熱解溫度較佳為340℃至500℃。 本實施形態之低介電材料用之樹脂組成物之三嗪化合物的玻璃轉移溫度,可使用示差掃描熱量測定(DSC)、熱機械分析(TMA)、動態黏彈性測定(DMA)等測定。 本實施形態之低介電材料用之樹脂組成物之5%熱解溫度係藉由測定重量減少溫度而得。重量減少溫度可使用例如熱重量測定(TGA)等來測定。
本實施形態之低介電材料用之樹脂組成物亦較佳為包含前述三嗪化合物,以及包含環氧樹脂、雙馬來醯亞胺樹脂或氰酸酯樹脂。藉由含有環氧樹脂、雙馬來醯亞胺樹脂或氰酸酯樹脂,可得到耐熱性、介電特性優異之低介電材料用之樹脂組成物。
作為環氧樹脂並無特別限定,從得到耐熱性優異之硬化物的觀點來看,例如亦可使用:雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚E型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、雙酚硫型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、四甲基聯苯型環氧樹脂、聚羥基萘型環氧樹脂、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、三苯基甲烷型環氧樹脂、四苯基乙烷型環氧樹脂、二環戊二烯-苯酚加成反應型環氧樹脂、苯酚芳烷基型環氧樹脂、聯苯芳烷基型環氧樹脂、聯苯酚醛清漆型環氧樹脂、萘酚酚醛清漆型環氧樹脂、萘酚芳烷基型環氧樹脂、萘酚-苯酚共縮合酚醛清漆型環氧樹脂、萘酚-甲酚共縮合酚醛清漆型環氧樹脂、聯苯改質苯酚型環氧樹脂(以雙伸甲基連結苯酚骨架與聯苯骨架的多元苯酚型環氧樹脂)、聯苯改質萘酚型環氧樹脂(以雙伸甲基連結萘酚骨架與聯苯骨架的多元萘酚型環氧樹脂)、含烷氧基之芳香環改質酚醛清漆型環氧樹脂(以甲醛連結含縮水甘油基之芳香環及含烷氧基之芳香環的化合物)、苯醚型環氧樹脂、萘醚型環氧樹脂、芳香族烴甲醛樹脂改質苯酚樹脂型環氧樹脂、或二苯并哌喃型環氧樹脂等。上述可分別單獨使用,亦可併用兩種以上。 作為雙馬來醯亞胺樹脂並無特別限定,從得到耐熱性優異之硬化物的觀點來看,例如亦可使用:二苯基甲烷型雙馬來醯亞胺樹脂、間苯型雙馬來醯亞胺樹脂、雙酚A二苯基醚型雙馬來醯亞胺樹脂、二苯基醚型雙馬來醯亞胺樹脂、二苯基碸型雙馬來醯亞胺樹脂、二苯氧基苯型雙馬來醯亞胺樹脂、或苯胺酚醛清漆型雙馬來醯亞胺樹脂等。上述可分別單獨使用,亦可併用兩種以上。 作為氰酸酯樹脂並無特別限定,從得到耐熱性優異之硬化物的觀點來看,例如亦可使用:雙酚A型氰酸酯樹脂、四甲基雙酚F型氰酸酯樹脂、六氟雙酚A型氰酸酯樹脂、雙酚E型氰酸酯樹脂、雙酚M型氰酸酯樹脂、酚醛清漆型氰酸酯樹脂、環戊二烯基雙酚型氰酸酯樹脂等。上述可分別單獨使用,亦可併用兩種以上。
本實施形態之低介電材料用之樹脂組成物較佳為進而包含無機質填充材、改質劑或阻燃劑。 作為無機質填充材,例如亦可使用:熔融二氧化矽、結晶二氧化矽、氧化鋁、氮化矽、氫氧化鋁、或氫氧化鎂等。 作為改質劑可從各種熱硬化性樹脂及熱塑性樹脂等適當地選擇,例如可使用:苯氧基樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、聚醚碸樹脂、聚苯醚樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚酯樹脂、聚苯乙烯樹脂、或聚對苯二甲酸乙二酯樹脂、環烯烴樹脂、氟樹脂等。 作為阻燃劑,例如可從鹵素化合物、含磷原子之化合物、含氮原子之化合物或無機系阻燃化合物等適當地選擇,例如可使用:四溴雙酚A型環氧樹脂或溴化苯酚酚醛清漆型環氧樹脂等鹵素化合物;三甲基磷酸酯、三乙基磷酸酯、三丁基磷酸酯、三-2-乙基己基磷酸酯、三丁氧基乙基磷酸酯、三苯基磷酸酯、三甲苯酚基磷酸酯、磷酸三(二甲苯)酯、甲苯酚基二苯基磷酸酯、二甲苯二苯基磷酸酯、2-乙基己基二苯基磷酸酯、三(2,6-二甲基苯基)磷酸酯、間苯二酚二苯基磷酸酯等磷酸酯;聚磷酸銨、聚磷醯胺、紅磷、磷酸胍、二烷基羥基甲基磷酸酯等之含縮合磷酸酯化合物之含磷原子之化合物;三聚氰胺等含氮原子之化合物;氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅、或硼酸鈣等無機系阻燃化合物等。
本實施形態之低介電材料用之樹脂組成物較佳為用於在頻率為0.1GHz至500GHz之高頻電磁波下進行收發訊的機器。 具體而言,本實施形態之低介電材料用之樹脂組成物較佳為用於在微波或毫米波之電磁波下進行收發訊的機器。在此,一般而言微波係指頻率為0.25GHz至100GHz之電磁波、毫米波係指頻率為30GHz至300GHz之電磁波,更佳為用於進行這些電磁波之收發訊的機器。本實施形態之低介電材料用之樹脂組成物可適宜地用於如下機器,前述機器係使用在無線區域網路(LAN)所採用的60GHz、或在車載馬達所採用的75GHz至79GHz的頻率之電磁波。 本實施形態之低介電材料用之樹脂組成物的介電常數與介電損耗正切充分地低,尤其適合用在高頻電磁波。
本實施形態之低介電材料用之樹脂組成物較佳用於印刷配線板、可撓性印刷配線板、電子零件用密封材、阻劑油墨、導電膏、絕緣材料或絕緣板。本實施形態之低介電材料用之樹脂組成物的介電常數與介電損耗正切充分地低,尤其適合用在這些構件。進而,尤其適合用在運用高頻電磁波的機器中的這些構件。 進而,作為具體例,可用作覆銅積層板用樹脂組成物、增層印刷基板之層間絕緣材料、或增層膜等。又,亦可用於電子零件之密封材用樹脂組成物、阻劑油墨用樹脂組成物、摩擦材用黏合劑、導電膏、樹脂鑄模材料、接着劑、或絕緣塗料等塗佈材料等。
本實施形態之低介電材料用之樹脂組成物,較佳為用作積層基板之層間之絕緣材料。在這個情形時,較佳為樹脂組成物如後述之製造方法這般,將前述三嗪化合物、以及環氧樹脂、雙馬來醯亞胺樹脂或氰酸酯樹脂、以及硬化促進劑及有機溶劑加以混合而製備。
[積層基板用膜] 本實施形態之積層基板用膜至少於一面具備包含前述低介電材料用之樹脂組成物的絕緣材料。該積層基板用膜可以積層複數片,藉此用於後述之積層基板。 積層基板用膜由後述之膜層、及具有絕緣材料之絕緣層所構成。藉由後述之製造方法而於膜層之至少一面具備有絕緣層。
膜層可使用適當選擇的膜材料來構成,前述膜材料例如:樹脂膜或金屬膜等而構成。具體而言,可使用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚環烯烴、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚醯亞胺、離型紙、銅箔、鋁箔等來形成。
本實施形態之積層基板用膜之厚度並未特別限定,可從10μm至150μm的範圍來選擇,較佳為25μm至50μm的範圍。
本實施形態之積層基板用膜亦可進而於表面具備保護膜。藉由保護膜,可防止使用前灰塵附著於膜層或絕緣層之表面或產生傷痕,可於使用前防止絕緣等功能降低。保護膜之構成素材亦可從與前述膜層相同的素材中選擇。保護膜之厚度亦可為1μm至40μm的範圍。 再者,積層基板用膜及保護膜亦可實施消光處理、電暈處理、或離型處理等。 再者,積層基板係導體積層基板或增層印刷基板狀,也有如下情形:將由金屬等導體所構成之導體層與前述絕緣層積層時,將導體層與絕緣層組合而成的一組為積層基板用膜。
本實施形態之低介電材料用之樹脂組成物具有優異之物理特性、耐熱性、低介電常數及低介電損耗正切這些特性,因此於具備兩層以上之積層基板用膜的積層基板中,作為由積層基板用膜構成之層間的絕緣材料也非常有用。所述絕緣材料尤佳是將三嗪化合物、以及環氧樹脂、雙馬來醯亞胺樹脂或氰酸酯樹脂作為必要成分,進而依需要調配後述之有機溶劑或硬化促進劑來製造。
[積層基板] 本實施形態之積層基板係具備兩層以上之前述積層基板用膜而成。積層基板較佳為積層前述積層基板用膜而成。積層基板用膜在積層基板中可為中間層或基底層。又,可用於形成電路之層,也可以用於非形成電路之層。電路之形成可以金屬鍍敷處理等進行。
又,本實施形態之積層基板可設為導體積層基板。例如,可設為如下積層基板,該積層基板具備由包含前述低介電材料用之樹脂組成物之預浸體所構成的絕緣層、與導體層。絕緣用之預浸體是將低介電材料用之樹脂組成物含浸於玻璃布、玻璃不織布、聚芳醯胺紙、聚芳醯胺布、玻璃墊、或玻璃粗紗布等纖維基材絕緣層而形成絕緣層。導體層可以金屬例如銅等來形成。
又,本實施形態之積層基板可設為增層印刷基板狀之積層基板。也可以於配線基板上交互形成由低介電材料用之樹脂組成物構成之絕緣層、與鍍敷於該絕緣層上的導體層,藉此製成增層印刷基板狀之積層基板。關於絕緣層及導體層之組成等構成,可任意地從前述絕緣層及導體層來選擇。
[其他構成] 本實施形態之低介電材料用之樹脂組成物可以適當地混合習知成分作為低介電材料用之素材。 本實施形態之低介電材料用之樹脂組成物如前所述,由於本材料與環氧樹脂、雙馬來醯亞胺樹脂或氰酸酯樹脂的親和性高,因此亦可期待如下效果:藉由混合熱硬化樹脂系材料來改善介電特性及熱特性。
[低介電材料用之樹脂組成物之作用效果] 本實施形態之低介電材料用之樹脂組成物,由於含三嗪之化合物的介電常數低、介電損耗正切低、透明性高、溶解性高、並且耐熱性高,所以適合用作低介電材料。又,本實施形態之含三嗪之化合物的介電常數低、介電損耗正切低、透明性高、溶解性高、並且耐熱性高,所以可適宜用作印刷配線板。 在以往所知的聚合物素材中,幾乎不存在同時達成玻璃轉移溫度大於200℃且介電損耗正切未達0.003的材料,但本實施形態中的較佳範圍可以達成前述玻璃轉移溫度與介電損耗正切。 進而,本實施形態之含三嗪之化合物,尤其因為高頻的介電常數低、介電損耗正切低、透明性高、溶解性高、並且耐熱性高,因此可適宜用作對應高頻之電子零件或電子機器類的構成素材。
[低介電材料用之樹脂組成物之製造方法] 本實施形態之低介電材料用之樹脂組成物之製造方法是將下述通式(16)所示之化合物與下述通式(17)所示之化合物混合並聚合,而得到下述通式(18)所示之三嗪化合物。
[化學式50]
Figure 02_image031
[化學式51]
Figure 02_image033
[化學式52]
Figure 02_image035
在此,式(16)、(17)、(18)中,n為2以上之整數,R表示直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族基、直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族氧基、直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族二級胺基、芳香族基或具有取代基之芳香族基、芳香族氧基或具有取代基之芳香族氧基、芳香族二級胺基或具有取代基之芳香族二級胺基、經氟化之前述脂肪族基、經氟化之前述脂肪族氧基、經氟化之前述脂肪族二級胺基、經氟化之前述芳香族基、經氟化之前述芳香族氧基、或者經氟化之芳香族二級胺基。Ar表示具有直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族基、或者具有經氟化之直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族基的二價芳香族基。 式中,n表示式(18)所示之結構的重複單元數,只要是2以上的整數則無特別限制。
式(16)之化合物係構成式(18)之化合物之單體中,三嗪環之兩端經氯取代之二氯化物。式(17)之化合物係式(18)的Ar基之兩端經OH基取代之雙酚。
作為製造的具體步驟,例如,混合式(16)與式(17)之化合物,並在鹼金屬化合物及有機溶劑的存在下加熱並反應,藉此聚合而得到式(18)之三嗪化合物。
作為前述鹼金屬化合物,只要可以將式(16)與式(17)之聚合中所生成之氯化氫加以中和,則無論何種化合物均可使用。作為此種鹼金屬化合物,例如可使用:鹼金屬之碳酸鹽、碳酸氫鹽、氫氧化物等,尤佳為使用氫氧化物。作為前述鹼金屬,可列舉:鋰、鈉、鉀、銣或銫,其中,較佳為鈉或鉀。 作為這些各種鹼金屬化合物,可使用碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、氫氧化鈉或氫氧化鉀等,尤其是,可較適宜地使用氫氧化鈉或氫氧化鉀。這些各種鹼金屬化合物可單獨使用,亦可併用2種以上。
前述有機溶劑可適當地使用讓聚合反應順利進行的有機溶劑。作為有機溶劑之具體例,例如可使用:脂肪族化合物、芳香族化合物及該等之衍生物,作為取代基,例如可列舉:硝基、氰基、鹵素等。作為此種有機溶劑之具體例,可使用:硝基苯、苯甲腈、二氯甲烷、氯仿、1,4-二噁烷、四氫呋喃(THF)等。這些各種中性溶劑可單獨使用,亦可併用2種以上。
於式(17)之化合物中,亦可於反應時添加相間移動觸媒(PTC)。作為PTC之具體例,可使用:具有烷鏈之四級銨鹽、四級鏻鹽或冠醚。作為四級銨鹽之例,例如可使用:溴化四丁銨(TBAB)或溴化鯨蠟基三甲基銨(CTMAB)等。
聚合溫度可以藉由所使用的化合物、添加物或溶劑來適當地調整,但一般較佳為在10℃至100℃來進行。例如,前述式(1)之化合物之R具有式(2)所示之結構的情形時,可於20℃至35℃進行聚合。聚合反應時間亦可以藉由所使用的成分及前述聚合溫度來適當地調整,一般在0.1小時至20小時左右。例如,前述式(1)之化合物之R具有式(3)或式(4)所示之結構的情形時,較佳為於80℃至100℃進行聚合。
做為具體製造過程之例,首先,於式(16)之化合物添加鹼金屬化合物之水溶液與PTC。進而,在此添加式(17)之化合物與有機溶劑。將這些成分在前述聚合溫度中劇烈地攪拌,以充分的時間進行反應。充分地進行聚合反應後,藉由甲醇回收式(18)之三嗪化合物。之後,亦可進一步經過以甲醇等清洗、減壓乾燥、及/或使用有機溶劑之再沉澱等步驟。
[製造方法中其他的添加物] 當本實施形態之低介電材料用之樹脂組成物係用作積層基板之層間之絕緣材料的低介電材料用之樹脂組成物之情形時,該低介電材料用之樹脂組成物較佳為將三嗪化合物與環氧樹脂、雙馬來醯亞胺樹脂、或氰酸酯樹脂、以及硬化促進劑及有機溶劑加以混合而製造。 藉由混合硬化促進劑來製造,低介電材料用之樹脂組成物之硬化反應快速進行,因此容易製造絕緣材料。尤其是,將絕緣材料作為後述積層基板用膜之表面的絕緣層使用的情形時,可以快速地形成絕緣層,故適合工業製造。 藉由混合有機溶劑來製造,低介電材料用之樹脂組成物於製造時成為所謂清漆狀,可以容易地作為絕緣材料塗佈至其他構件。尤其是,將絕緣材料作為後述積層基板用膜之表面的絕緣層使用的情形時,塗佈於膜之表面而形成絕緣層時的塗敷性良好。
作為硬化促進劑,可適當地使用能促進前述化合物之硬化的化合物,例如亦可使用:咪唑類、三級胺類、三級膦類或酸酐類等。 添加量可根據前述化合物之組成適當地調整,較佳為相對於低介電材料用之樹脂組成物之總質量為0.01質量%至2質量%的範圍。
作為有機溶劑,可以適當地選擇可以將前述化合物溶解且製成清漆狀的溶劑,例如可使用:酒精性溶劑、酮類、醋酸酯類、卡必醇類、芳香族烴類、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、或N-甲基吡咯烷酮等既有的有機溶劑。其中,可適合地使用丙二醇單甲基醚醋酸酯或甲基乙基酮。 添加量可根據前述化合物之組成適當地調整,較佳為在製成清漆狀時,相對於低介電材料用之樹脂組成物之總質量,非揮發性成分為50質量%至70質量%的範圍。
本實施形態之低介電材料用之樹脂組成物較佳為進而混合無機質填充材、改質劑或阻燃劑而製造。 無機質填充材例如可使用:熔融二氧化矽、結晶二氧化矽、氧化鋁、氮化矽、氫氧化鋁、或氫氧化鎂。使用低介電材料用之樹脂組成物於導電膏或導電膜等用途的情形時,可以使用銀粉或銅粉等導電性填充劑作為無機質填充材。 作為改質劑,例如可使用:苯氧基樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、聚醚碸樹脂、聚苯醚樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚酯樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯樹脂、環烯烴樹脂或氟樹脂等。 阻燃劑例如可使用:鹵素化合物、含磷原子之化合物、含氮原子之化合物或無機系阻燃化合物等。
[積層基板用膜之製造方法] 本實施形態之積層基板用膜之製造方法中,將包含低介電材料用之樹脂組成物的絕緣材料塗佈於樹脂膜之至少一面。 前述製造方法具體而言,將如前述製成清漆狀的低介電材料用之樹脂組成物塗佈於樹脂膜之至少一面的表面。接著,可以藉由如下方式來製造:藉由加熱或吹送熱風等來揮發有機溶劑,從而形成絕緣層。
在此,前述低介電材料用之樹脂組成物中,較佳為不計前述有機溶劑等揮發成分,非揮發性成分為30質量%至60質量%的範圍。藉由在此範圍,尤其是前述調配物之對膜的塗敷性、或是積層基板用膜之成形性較佳。
所形成之絕緣層之厚度如後所述,較佳為設為設置積層基板之電路基板所具有的導體層的厚度以上。若將電路基板所具有之導體層的厚度設為5μm至70μm的範圍,則較佳為樹脂組成物層具有10μm至100μm之厚度。
[積層基板之製造方法] 本實施形態之積層基板之製造方法中,積層2層以上之前述積層基板用膜。 使用本實施形態之積層基板來製造印刷配線板時,若在積層基板用膜受保護膜保護的情況下,可將這些膜剝離後,例如利用真空層壓法,以將層與電路基板直接接觸的方式層壓於電路基板之單面或雙面。層壓之方法可以為批次式也可以為利用輥的連續式。又,進行層壓之前亦可以視需要預先加熱(預熱)膜及電路基板。
製造導體積層基板的情形時,亦可採用以下的順序來形成。亦即,將製備成前述清漆狀的低介電材料用之樹脂組成物含浸至纖維基材,以對應所使用之溶劑種類的加熱溫度(較佳為加熱至50℃至170℃)進行加熱,藉此得到硬化物之預浸體的絕緣層。纖維基材可以使用紙、玻璃布、玻璃不織布、聚芳醯胺紙、聚芳醯胺布、消光化玻璃、或玻璃粗紗布等。此時,所使用之低介電材料用之樹脂組成物與纖維基材的調配比例,一般較佳為以預浸體中之樹脂成分成為20質量%至60質量%的方式來製備。 可以積層所得之預浸體,再疊合成為導體層之素材的膜(例如銅箔)而進行熱壓接,藉此得到目標的導體板積層基板。在此進行熱壓接的方法,具體而言可舉出:在1MPa至10MPa之加壓並170℃至250℃之溫度條件下進行。又,熱壓接較佳為進行10分鐘至3小時。
將積層基板用膜用作增層印刷基板的情形時,亦可採用以下的順序來形成積層基板及印刷基板。亦即,於形成有電路之配線基板使用噴塗法或簾幕塗佈法等,將低介電材料用之樹脂組成物塗佈後使其硬化。接著,視需要進行預定的貫穿孔部等之開孔之後,利用粗化劑進行處理,熱水清洗該表面藉此形成凹凸,以銅等金屬進行鍍敷處理。前述鍍敷方法較佳為無電解鍍敷或電解鍍敷處理。又,作為前述粗化劑,可以使用酸化劑、鹼、或有機溶劑等。可將此種操作依照期望依序重複進行,將絕緣層及預定的電路圖案之導體層交互地增層而形成,藉此得到增層基板。其中,貫穿孔部之開孔較佳為在形成最外層之絕緣層之後進行,又,可以以如下方式製造增層基板:將該樹脂組成物半硬化於銅箔上而成的附樹脂之銅箔,以170℃至250℃熱壓接於形成有電路的配線基板上,藉此省略形成粗化面以及鍍敷處理的步驟而製造增層基板。
[電子零件用密封材等之製造方法] 為了將本實施形態之低介電材料用之樹脂組成物製備成電子零件用密封材,可以列舉如下手法:將前述低介電材料用之樹脂組成物、以及環氧樹脂、雙馬來醯亞胺樹脂、或氰酸酯樹脂、以及視需要調配之其他偶合劑、及/或離型劑等添加劑或無機填充材等預先混合之後,使用擠製機、捏合機、輥等充分混合直至成為均勻。作為半導體之帶狀密封劑使用的情形時,可列舉如下方法:加熱藉由前述手法所得之樹脂組成物而製作半硬化片,製成密封劑帶後,將此密封劑帶放置於半導體晶片上,加熱至100℃至150℃而軟化成形,於170℃至250℃使其完全硬化。
為了將本實施形態之低介電材料用之樹脂組成物製備成阻劑油墨,可以列舉如下方法:將前述低介電材料用之樹脂組成物、以及環氧樹脂、雙馬來醯亞胺樹脂或氰酸酯樹脂、以及進而加上有機溶劑、顏料、滑石、及填料等製成阻劑油墨用組成物後,用網版印刷方式塗佈於印刷基板上後,製成阻劑油墨硬化物。在此,作為所使用的有機溶劑,例如可列舉:乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單甲基醚醋酸酯、乙二醇單乙基醚醋酸酯、環己酮、二甲基亞碸、二甲基甲醯胺、二氧雜環戊烷、四氫呋喃、丙二醇單甲基醚醋酸酯、或乙基乳酸等。
將本實施形態之低介電材料用之樹脂組成物用作絕緣材料(例如半導體之層間之絕緣材料)的情形時,例如可列舉如下方法:除了前述低介電材料用之樹脂組成物、環氧樹脂以外,還調配硬化促進劑、矽烷偶合劑而製備組成物,藉由旋轉塗佈等將該組成物塗佈於矽基板上。在這個情形時,硬化塗膜直接接觸於半導體,因此為了不在高溫環境下產生因線性膨脹係數之差所導致的裂痕,較佳為絕緣材之線性膨脹係數與半導體之線性膨脹係數接近。
將本實施形態之低介電材料用之樹脂組成物用作導電膏的情形時,例如可列舉:將微細導電性粒子分散於前述低介電材料用之樹脂組成物中,而製成異向性導電膜用組成物的方法;製成在室溫下為液狀之電路連接用膏樹脂組成物或異向性導電接着劑的方法。
[本實施形態之其他形態] 作為本實施形態之其他形態,本實施形態之三嗪化合物亦可為前述通式(2A)所示之化合物。在此,式(2A)中,R 1表示通式(3A)至通式(5A)中任一者所示之結構。R 2表示通式(6A)至通式(10A)、通式(12A)中任一者所示之結構。又,式(1A)中的Ar亦可為式(11A)所示之化合物。
又,作為其他形態,本實施形態之低介電材料用之樹脂組成物之製造方法中,將前述通式(13A)所示之化合物與通式(14A)所示之化合物混合並聚合,而得到通式(15A)所示之三嗪化合物。這種情形時,式(13A)之化合物係構成式(1A)之化合物的單體中,三嗪環之兩端經氯取代之二氯化物。式(14A)之化合物係式(1A)的Ar基之兩端經OH基取代之二醇。亦可以設為如下構成之二醇,藉此製造式(2A)之化合物,前述二醇係將式(13A)中之R設為式(2A)中之R 1、將式(14A)設為於R 2之兩端鍵結有苯環與OH基的二醇。 [實施例]
以下,表示實施例。再者,本發明並未受到實施例所限制。
[試驗條件] 關於試料之合成及經合成之試料的分析中,使用了以下的機器。 (1)GPC:東曹(股份有限公司)製造之高速GPC系統HLC-8220GPC(管柱:東曹TSKgel(α-M)、管柱溫度:45℃、析出液:N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)(包含0.01mol/L之溴化鋰。)、或四氫呋喃(THF)、校準曲線:標準聚苯乙烯、管柱流速:0.2mL/min)。 (2)紅外光譜(FT-IR):日本分光(股份有限公司)製造之FT/IR-4200。 (3)核磁共振光譜(NMR):日本分光製造之JNM-ECA500。 (4)熱重量測定(TGA):日立先端科技(股份有限公司)製造之TG/DTA7300、升溫速度10℃/min。 (5)示差掃描熱量測定(DSC):日立先端科技(股份有限公司)製造之DSC7000、升溫速度20℃/min。 (6)熱機械分析(TMA):日立先端科技(股份有限公司)製造之TMA7100、升溫速度10℃/min。 (7)動態黏彈性測定(DMA):日立先端科技(股份有限公司)製造之DMS7100、升溫速度2℃/min。 (8)紫外可見分光光度計:島津製造所(股份有限公司)製造之UV-1800。 (10)折射率測定:Metricon社製造之Model 2010/M PRISM COUPLER。 (11)介電常數、介電損耗正切測定:AET(股份有限公司)製造之介電常數/介電損耗正切測定裝置(空腔共振器型)、TE模式與TM模式(10GHz、20GHz)。 作為各種試劑,使用市售的試劑且視需要採用常規方法進行純化。各種反應溶劑視需要採用常規方法進行乾燥、純化。
[樹脂組成物之製造] 前述式(1)之化合物中,製備出R為式(2)且Ar分別為式(5)之三嗪化合物(DCPT-BisA、實施例1)、式(6)之三嗪化合物(DCPT-BisZ、實施例2)、式(7)之三嗪化合物(DCPT-BisP3MZ、實施例3)、式(8)之三嗪化合物(DCPT-BisPHTG、實施例4)、式(9)之三嗪化合物(DCPT-BisPCDE、實施例5)、式(10)之三嗪化合物(DCPT-HPTM5I、實施例6)、式(11)之三嗪化合物(DCPT-BisC、實施例7)、式(12)之三嗪化合物(DCPT-BisTMP、實施例8)、式(13)之三嗪化合物(DCPT-BisCHP、實施例9)、式(14)之三嗪化合物(DCPT-BisAF、實施例10)、式(15)之三嗪化合物(DCPG-BPFL、實施例11)。
又,前述式(1)之化合物中,製備出R為式(3)且Ar分別為式(5)之三嗪化合物(DCPpT-BisA、實施例12)、式(8)之三嗪化合物(DCPpT-BisPHTG、實施例13)、式(12)之三嗪化合物(DCPpT-BisTMP、實施例14)、式(14)之三嗪化合物(DCPpT-BisAF、實施例15)。
又,前述式(1)之化合物中,製備出R為式(4)且Ar分別為式(5)之三嗪化合物(DCHAT-BisA、實施例16)、式(8)之三嗪化合物(DCHAT-BisPHTG、實施例17)、式(9)之三嗪化合物(DCHAT-BisPCDE、實施例18)。
[DCPT之合成] 各實施例所使用之二氯化三嗪(DCPT)以如下方式合成。 於三口燒瓶(500mL)中加入三聚氯化氰(18.44g、0.100mol)與無水四氫呋喃(THF、200mL),安裝攪拌子、滴液漏斗、氮氣導入管、溫度計而冷卻至-10℃。一面攪拌該THF溶液,一面以不使反應溶液之溫度上升的方式,自滴液漏斗緩慢滴入溴化苯基鎂THF溶液(1mol/L、100mL、0.100mol)。於-10℃攪拌2小時後,於室溫攪拌12小時。利用蒸發器從反應溶液去除THF,將殘餘之固體溶解於氯仿(200mL),並以蒸餾水清洗。將無水硫酸鈉加入至氯仿層並攪拌而進行脫水。藉由吸濾從所得之濾液餾除氯仿而得到粗生成物。將粗生成物昇華純化後,利用乾燥己烷進行再結晶,於40℃減壓乾燥以得到白色針狀結晶。
所合成之化合物的產量:13.1g、產率:58%、熔點:120℃。 關於該化合物,使用前述機器之分析結果為: FT-IR(KBr,cm -1):3047(Ar-H)、1527(C=N)、1258(C-N)、770(C-Cl)。 1H-NMR(CDCl 3,ppm):8.50(d,2H,o-Ar-H)、7.66(t,1H,p-Ar-H)、7.53(t,2H,m-Ar-H)。 13C-NMR(CDCl 3,ppm):175.0、172.2、134.9、132.8、130.1、129.2。 元素分析(C 9H 5N 3Cl 2):計算值C,47.82%;H,2.23%;N:18.59%、測量值C,48.11%;H,2.43%;N:18.68%。
[DCPpT之合成] 各實施例所使用之二氯化三嗪(DCPpT)以如下方式合成。 於三口燒杯(300mL)中加入三聚氯化氰(18.44g、0.100mol)與無水二氯甲烷(150mL),安裝滴液漏斗、氮氣導入管、溫度計而冷卻至0℃。一面攪拌該二氯甲烷溶液,將由哌啶(8.52g、0.100mol)溶解於無水二氯甲烷(50mL)所成的溶液於0℃滴入並攪拌2小時。接著,將由N,N-二異丙基乙胺(12.92g、0.100mol)溶解於二氯甲烷(50mL)而成之溶液,以反應溶液之溫度不上升的方式,一面維持0℃至5℃滴入並攪拌1小時。將反應溶液以蒸餾水(300mL)分液3次,將無水硫酸鈉加進有機層並攪拌。藉由吸濾去除硫酸鈉,以蒸發器從濾液餾除二氯甲烷而得到淡黃色之粗生成物。從己烷/氯仿混合溶劑進行再結晶並得到白色粒狀結晶,於40℃減壓乾燥。
所合成之化合物的產量:10.72g、產率:46%、熔點:90℃至91℃。 關於該化合物,使用前述機器之分析結果為: FT-IR(KBr、cm -1):2940-2860(C-H)、1552(C=N)、1170(C-N)、842(C-Cl)。 1H-NMR(CDCl 3、ppm):3.82(t,4H,CH 2)、1.74-1.70(m,2H,CH 2)、1.67-1.63(m,4H,CH 2)。 13C-NMR(CDCl 3,ppm):170.2、163.6、45.4,25.7、24.3。 元素分析(C 8H 10N 4Cl 2):計算值C,41.22%;H,4.32%;N:24.04%、實測值C,41.01%;H,4.68%;N:24.30%。
[DCHAT之合成] 各實施例所使用之二氯化三嗪(DCHAT)以如下方式合成。 於三口燒杯(300mL)中加入三聚氯化氰(18.44g、0.100mol)與無水THF(50mL),安裝滴液漏斗、氮氣導入管、溫度計而冷卻至0℃。將由二環己胺(18.13g、0.100mol)溶解於THF(30mL)所成的溶液於0℃滴入並攪拌2小時。將由碳酸鈉(5.30g、0.050mol)溶解於蒸餾水(30mL)所成的溶液,以一面留意反應溶液之溫度不上升的方式,一面於0℃至5℃滴入並攪拌1小時。將反應溶液以飽和食鹽水分液,將無水硫酸鈉加進有機層並攪拌而使其脫水。從藉由吸濾所得之濾液餾除THF而得到粗生成物。從己烷/氯仿混合溶劑進行2次再結晶,將所得之白色柱狀結晶於50℃減壓乾燥。
所合成之化合物的產量:11.3g、產率:34%、熔點:167℃至168℃。 關於該化合物,使用前述機器之分析結果為: FT-IR(KBr、cm -1):2923(C-H)、1562(C=N)、1227(C-N)、793(C-Cl)。 13C-NMR(CDCl 3,ppm):169.0、164.0、56.8、29.7、26.1、25.4.。 元素分析(C 15H 22N 4Cl 2):計算值C,54.72%;H,6.73%;N,17.02%、實測值C,54.68%;H,6.56%;N,17.17%。
[實施例1] 實施例1之聚合物,以如下方式合成DCPT-BisA。 於茄型瓶(100mL)內將雙酚A(BisA)(0.571g、2.50mmol)與1M氫氧化鈉水溶液(5.1mL)與攪拌子一同放入,並使其溶解。加入溴化鯨蠟基三甲基銨(CTMAB、0.277g、0.760mmol)(相對於單體為30mol%)作為相間移動觸媒並攪拌。將由DCPT(0.565g、2.50mmol)溶解於無水二氯甲烷(5.0mL)而成之溶液加入茄型瓶,於室溫下劇烈攪拌18小時。反應後,加入醋酸中和並注入至甲醇(250mL)以析出聚合物,藉由吸濾回收並且在室溫減壓乾燥6小時。將所得之聚合物溶解於THF並注入至甲醇進行再沉澱。回收聚合物後,於100℃減壓乾燥12小時。
所合成之化合物的產量:0.68g、產率:71%、對數黏度:0.94dL/g(30℃,0.5g/dL之N-甲基-2-吡咯烷酮溶液)、數量平均分子量(Mn):82,000、重量平均分子量(Mw):279,000、分子量分布(Mw/Mn):3.4、平均聚合度(n):214。
將該聚合物溶解於N,N-二甲基乙醯胺(DMAc),並澆鑄於玻璃板上。於150℃減壓乾燥12小時,得到無色透明之澆鑄膜(膜厚40μm)。 關於此實施例,使用前述機器之分析結果如下: FT-IR(film、cm -1):3058(Ar-H)、2968(C-H)、1560(C=N)、1211(C-O)、1173(C-N)。 元素分析(C 24H 19N 3O 2)n:計算值C,75.57%;H,5.02%;N,11.02%、實測值C,75.23%;H,5.18%;N,10.84%。 溶解性:可溶於N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙醯胺(DMAc)、硝基苯、四氫呋喃(THF)、1,4-二噁烷、鄰二氯苯、二氯甲烷、苯甲腈、γ-丁內酯、環戊酮。 5%重量減少溫度:411℃(空氣中)、419℃(氮氣中) 10%重量減少溫度:420℃(空氣中)、428℃(氮氣中)、碳化產率:33%(氮氣中、800℃)。 玻璃轉移溫度(Tg):184℃(DSC)、178℃(TMA)、175℃(DMA)、熱膨脹係數(CTE):87ppm/℃。 截止波長:於321nm、400nm之穿透率:84%。 平均折射率(n):1.634(d線)、雙折射(Δn):0.001(d線)、由折射率所計算之介電常數(ε):2.67(ε=n 2)。 介電常數(D k):2.69(TE模式,10GHz)、2.69(TM模式,10GHz)、2.68(TE模式,20GHz)。 介電損耗正切(D f):0.003(TE模式,10GHz)、0.003(TM模式,10GHz)、0.003(TE模式,20GHz)。
[實施例2] 實施例2之聚合物,以如下方式合成DCPT-BisZ。 於茄型瓶(100mL)內將4,4’-環亞己基雙酚(BisZ)(0.671g、2.50mmol)及1M氫氧化鈉水溶液(5.1mL)與攪拌子一同放入,並使其溶解。加入溴化鯨蠟基三甲基銨(CTMAB、0.277g、0.760mmol)(相對於單體為30mol%)作為相間移動觸媒並攪拌。將由DCPT(0.565g、2.50mmol)溶解於無水二氯甲烷(5.0mL)而成之溶液加入茄型瓶,於室溫下劇烈攪拌18小時。反應後,加入醋酸中和並注入至甲醇(250mL)以析出聚合物,藉由吸濾回收並且在室溫減壓乾燥6小時。將所得之聚合物溶解於氯仿並注入至甲醇進行再沉澱。回收聚合物後,於100℃減壓乾燥12小時。
所合成之化合物的產量:0.95g、產率:90%、對數黏度:1.02dL/g(30℃,0.5g/dL之四氫呋喃溶液)。
將該聚合物溶解於氯仿,並澆鑄於玻璃板上。於150℃減壓乾燥12小時,得到無色透明之澆鑄膜(膜厚57μm)。 關於此實施例,使用前述機器之分析結果如下: FT-IR(film、cm -1):3057(Ar-H)、2951(C-H)、1560(C=N)、1211(C-O)、1173(C-N)。 1H-NMR(CDCl 3,ppm):8.21(d,2H,Ar-H)、7.46(t,1H,Ar-H)、7.35(m,6H,Ar-H)、7.17(d,4H,Ar-H)、2.32(t,4H,CH 2)、1.62(m,4H,CH 2)、1.54(t,2H,CH 2)。 13C-NMR(CDCl 3,ppm):175.74、172.96、149.74、146.03、134.55、133.29、129.24、128.61、128.41、121.30、46.09、37.57、26.44、22.98。 元素分析(C 27H 23N 3O 2)n:計算值C,76.94%;H,5.50%;N,9.97%、實測值C,76.59%;H,5.86%;N,10.10%。 溶解性:可溶於N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、硝基苯、四氫呋喃(THF)、1,4-二噁烷、鄰二氯苯、氯仿、二氯甲烷、苯甲腈、環戊酮。 5%重量減少溫度:411℃(空氣中)、421℃(氮氣中) 10%重量減少溫度:420℃(空氣中)、429℃(氮氣中)、碳化產率:25%(氮氣中、800℃)。 玻璃轉移溫度(Tg):201℃(DSC)、180℃(TMA)、181℃(DMA)、熱膨脹係數(CTE):75ppm/℃。 截止波長:於319nm、400nm之穿透率:83%。 平均折射率(n):1.633(d線)、雙折射(Δn):0.001(d線)、由折射率所計算之介電常數(ε):2.67(ε=n 2)。 介電常數(D k):2.65(TE模式,10GHz)、2.68(TM模式,10GHz)、2.63(TE模式,20GHz)。 介電損耗正切(D f):0.002(TE模式,10GHz)、0.002(TM模式,10GHz)、0.003(TE模式,20GHz)。
[實施例3] 實施例3之聚合物,以如下方式合成DCPT-BisP3MZ。 於茄型瓶(100mL)內將4-[1-(4-羥基苯酚)-3-甲基環己基]苯酚(BisP3MZ)(0.706g、2.50mmol)及1M氫氧化鈉水溶液(5.1mL)與攪拌子一同放入,並使其溶解。加入溴化鯨蠟基三甲基銨(CTMAB、0.277g、0.760mmol)(相對於單體為30mol%)作為相間移動觸媒並攪拌。將由DCPT(0.565g、2.50mmol)溶解於無水二氯甲烷(5.0mL)而成之溶液加入茄型瓶,於室溫下劇烈攪拌18小時。反應後,加入醋酸中和並注入至甲醇(250mL)以析出聚合物,藉由吸濾回收並且在室溫減壓乾燥6小時。將所得之聚合物溶解於氯仿並注入至甲醇進行再沉澱。回收聚合物後,於100℃減壓乾燥12小時。
所合成之化合物的產量:0.76g、產率:70%、對數黏度:0.92dL/g(30℃,0.5g/dL之N-甲基-2-吡咯烷酮溶液)、數量平均分子量(Mn):72,000、重量平均分子量(Mw):144,000、分子量分布(Mw/Mn):2.0、平均聚合度(n):165。
將該聚合物溶解於氯仿,並澆鑄於玻璃板上。於150℃減壓乾燥12小時,得到無色透明之澆鑄膜(膜厚70μm)。 關於此實施例,使用前述機器之分析結果如下: FT-IR(film、cm -1):3056(Ar-H)、2949(C-H)、1560(C=N)、1211(C-O)、1173(C-N)。 1H-NMR(CDCl 3,ppm):8.19(m,2H,Ar-H)、7.44(t,3H,Ar-H)、7.35(m,2H,Ar-H)、7.23(m,4H,Ar-H)、7.13(m,2H,Ar-H)、2.65(q,2H,CH 2)、1.89-1.53(m,6H,CH 2,CH 3)、1.03-0.97(m,4H,CH 2)。 13C-NMR(CDCl 3,ppm):175.65、173.00、149.88、143.19、134.54、133.32、129.26、128.61、127.47、121.58、46.65、46.34、37.16、35.20、28.74、23.10、22.90。 元素分析(C 28H 25N 3O 2)n:計算值C,77.21%;H,5.79%;N,9.65%、實測值C,76.61%;H,5.82%;N,9.66%。 溶解性:可溶於N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙醯胺(DMAc)、硝基苯、四氫呋喃(THF)、1,4-二噁烷、鄰二氯苯、氯仿、二氯甲烷、苯甲腈、環己酮、環戊酮。 5%重量減少溫度:397℃(空氣中)、416℃(氮氣中) 10%重量減少溫度:416℃(空氣中)、426℃(氮氣中)、碳化產率:18%(氮氣中、800℃)。 玻璃轉移溫度(Tg):225℃(DSC)、226℃(TMA)、221℃(DMA)、熱膨脹係數(CTE):99ppm/℃。 截止波長:於323nm、400nm之穿透率:81%、平均折射率(n):1.617(d線)、雙折射(Δn):0.002(d線)、由折射率所計算之介電常數(ε):2.61(ε=n 2)。 介電常數(D k):2.62(TE模式,10GHz)、2.61(TM模式,10GHz)、2.61(TE模式,20GHz)。 介電損耗正切(D f):0.003(TE模式,10GHz)、0.003(TM模式,10GHz)、0.003(TE模式,20GHz)。
[實施例4] 實施例4之聚合物,以如下方式合成DCPT-BisPHTG。 於茄型瓶(100mL)內將4-[1-(4-羥基苯酚)-3,5,5-三甲基環己基]苯酚(BisPHTG)(0.776g、2.50mmol)及1M氫氧化鈉水溶液(5.1mL)與攪拌子一同放入,並使其溶解。加入溴化鯨蠟基三甲基銨(CTMAB、0.277g、0.760mmol)(相對於單體為30mol%)作為相間移動觸媒並攪拌。將由DCPT(0.565g、2.50mmol)溶解於無水二氯甲烷(5.0mL)而成之溶液加入茄型瓶,於室溫下劇烈攪拌18小時。反應後,加入醋酸中和並注入至甲醇(250mL)以析出聚合物,藉由吸濾回收並且在室溫減壓乾燥6小時。將所得之聚合物溶解於氯仿並注入至甲醇進行再沉澱。回收聚合物後,於100℃減壓乾燥12小時。
所合成之化合物的產量:0.95g、產率:82%、對數黏度:1.84dL/g(30℃,0.5g/dL之N-甲基-2-吡咯烷酮溶液)、數量平均分子量(Mn):264,000、重量平均分子量(Mw):422,000、分子量分布(Mw/Mn):1.6。
將該聚合物溶解於氯仿,並澆鑄於玻璃板上。於150℃減壓乾燥12小時,得到無色透明之澆鑄膜(膜厚60μm)。 關於此實施例,使用前述機器之分析結果如下: FT-IR(film、cm -1):3056(Ar-H)、2949(C-H)、1560(C=N)、1211(C-O)、1173(C-N)。 1H-NMR(CDCl 3,ppm):8.18-8.03(m,2H,Ar-H)、7.44(m,3H,Ar-H)、7.29(m,4H,Ar-H)、7.14(m,4H,Ar-H)、2.74(d,1H,CH)、2.54(d,1H,CH)、2.08-2.04(m,2H,CH 2)、1.44(d,1H,CH)、1.26(t,1H,CH)、1.04-0.91(m,7H,CH,CH 3)、0.51(s,3H,CH 3)。 元素分析(C 30H 29N 3O 2)n:計算值C,77.73%;H,6.30%;N,9.07%、實測值C,77.60%;H,6.40%;N,8.95%。 溶解性:可溶於N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙醯胺(DMAc)、硝基苯、四氫呋喃(THF)、1,4-二噁烷、鄰二氯苯、氯仿、二氯甲烷、苯甲腈、環戊酮。 5%重量減少溫度:407℃(空氣中)、421℃(氮氣中) 10%重量減少溫度:420℃(空氣中)、431℃(氮氣中)、碳化產率:18(氮氣中、800℃)。 玻璃轉移溫度(Tg):243℃(DSC)、243℃(TMA)、246℃(DMA)、熱膨脹係數(CTE):76ppm/℃。 截止波長:於319nm、400nm之穿透率:80%。 平均折射率(n):1.598(d線)、雙折射(Δn):0.008(d線)、由折射率所計算之介電常數(ε):2.55(ε=n 2)。 介電常數(D k):2.55(TE模式,10GHz)、2.57(TM模式,10GHz)、2.53(TE模式,20GHz)。 介電損耗正切(D f):0.002(TE模式,10GHz)、0.002(TM模式,10GHz)、0.002(TE模式,20GHz)。
[實施例5] 實施例5之聚合物,以如下方式合成DCPT-BisPCDE。 於茄型瓶(100mL)內將4,4’-伸環十二基雙酚(BisPCDE)(0.881g、2.50mmol)及1M氫氧化鈉水溶液(5.1mL)與攪拌子一同放入,並使其溶解。加入溴化鯨蠟基三甲基銨(CTMAB、0.277g、0.760mmol)(相對於單體為30mol%)作為相間移動觸媒並攪拌。將由DCPT(0.565g、2.50mmol)溶解於無水二氯甲烷(5.0mL)而成之溶液加入茄型瓶,於室溫下劇烈攪拌18小時而進行反應。反應後,加入醋酸中和並注入至甲醇(250mL)以析出聚合物,藉由吸濾回收並且在室溫減壓乾燥6小時。將所得之聚合物溶解於氯仿並注入至甲醇進行再沉澱。回收聚合物後,於100℃減壓乾燥12小時。
所合成之化合物的產量:1.03g、產率:81%、對數黏度:0.91dL/g(30℃,0.5g/dL之N-甲基-2-吡咯烷酮溶液)、數量平均分子量(Mn):166,000、重量平均分子量(Mw):332,000、分子量分布(Mw/Mn):2.0。
將該聚合物溶解於氯仿,並澆鑄於玻璃板上。於150℃減壓乾燥12小時,得到無色透明之澆鑄膜(膜厚54μm)。 關於此實施例,使用前述機器之分析結果如下: FT-IR(film、cm -1):3059(Ar-H)、2936(C-H)、1560(C=N)、1211(C-O)、1173(C-N)。 1H-NMR(CDCl 3,ppm):8.16(d,2H,Ar-H)、7.47(t,1H,Ar-H)、7.33(t,2H,Ar-H)、7.27(d,4H,Ar-H)、7.16(d,4H,Ar-H)、2.13(m,4H,CH 2)、1.38(m,14H,CH 2)、1.04(m,4H,CH 2)。 13C-NMR(CDCl 3,ppm):175.5、173.2、149.9、147.2、134.6、133.3、129.2、128.8、128.6、121.0、48.3、33.5、26.6、26.3、22.3、22.1、20.2。 溶解性:可溶於N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、硝基苯、四氫呋喃(THF)、1,4-二噁烷、鄰二氯苯、氯仿、二氯甲烷、苯甲腈、環戊酮。 5%重量減少溫度:383℃(空氣中)、404℃(氮氣中) 10%重量減少溫度:408℃(空氣中)、417℃(氮氣中)、碳化產率:18(氮氣中、800℃)。 玻璃轉移溫度(Tg):239℃(DSC)、243℃(TMA)、240℃(DMA)、熱膨脹係數(CTE):76ppm/℃。 截止波長:於321nm、400nm之穿透率:85%。 平均折射率(n):1.599(d線)、雙折射(Δn):0.010(d線)、由折射率所計算之介電常數(ε):2.56(ε=n 2)。 介電常數(D k):2.62(TE模式,10GHz)、2.63(TM模式,10GHz)、2.60(TE模式,20GHz)。 介電損耗正切(D f):0.002(TE模式,10GHz)、0.002(TM模式,10GHz)、0.002(TE模式,20GHz)。
[實施例6] 實施例6之聚合物,以如下方式合成DCPT-HPTM5I。 於茄型瓶(100mL)內將3-(4-羥苯基)-1,1,3-三甲基-5-茚醇(HPTM5I)(0.671g、2.50mmol)及1M氫氧化鈉水溶液(5.1mL)與攪拌子一同放入,並使其溶解。加入溴化鯨蠟基三甲基銨(CTMAB、0.277g、0.760mmol)(相對於單體為30mol%)作為相間移動觸媒並攪拌。將由DCPT(0.565g、2.50mmol)溶解於無水硝基苯(5.0mL)而成之溶液加入茄型瓶,於室溫下劇烈攪拌18小時。反應後,加入醋酸中和並注入至甲醇(250mL)以析出聚合物,藉由吸濾回收並且在室溫減壓乾燥6小時、在100℃減壓乾燥12小時。
所合成之化合物的產量:0.93g、產率:88%、對數黏度:0.62dL/g(30℃,0.5g/dL之N-甲基-2-吡咯烷酮溶液)、數量平均分子量(Mn):135,000、重量平均分子量(Mw):283,500、分子量分布(Mw/Mn):2.1。
將該聚合物溶解於氯仿,並澆鑄於玻璃板上。於160℃減壓乾燥12小時,得到無色透明之澆鑄膜(膜厚40μm)。 關於此實施例,使用前述機器之分析結果如下: FT-IR(film、cm -1):3066(Ar-H)、2957(C-H)、1560(C=N)、1211(C-O)、1173(C-N)。 1H-NMR(CDCl 3,ppm):8.29-8.12(m,2H,Ar-H)、7.44(t,1H,Ar-H)、7.34-7.22(m,5H,Ar-H)、7.16-7.06(m,4H,Ar-H)、2.40(d,1H,CH)、2.27(d,1H,CH)、1.72(s,3H,CH 3)、1.37(s,3H,CH 3)、1.08(s,3H,CH 3)。 13C-NMR(CDCl 3,ppm):175.7、173.1、151.1、149.9、149.8、149.7、148.2、134.6、133.2、129.2、128.6、127.8、123.6、121.1、120.6、118.3、59.6、50.6、42.7、31.0、30.7、30.3。 溶解性:可溶於N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙醯胺(DMAc)、硝基苯、四氫呋喃(THF)、1,4-二噁烷、鄰二氯苯、氯仿、二氯甲烷、苯甲腈、γ-丁內酯、環己酮、環戊酮。 5%重量減少溫度:418℃(空氣中)、438℃(氮氣中) 10%重量減少溫度:429℃(空氣中)、446℃(氮氣中) 碳化產率:33%(氮氣中、800℃)。 玻璃轉移溫度(Tg):206℃(DSC)、203℃(TMA)、201℃(DMA)、熱膨脹係數(CTE):85ppm/℃。 截止波長:於322nm、400nm之穿透率:79%。 平均折射率(n):1.613(d線)、雙折射(Δn):0.001(d線)、由折射率所計算之介電常數(ε):2.60(ε=n 2)。 介電常數(D k):2.60(TE模式,10GHz)、2.63(TM模式,10GHz)、2.60(TE模式,20GHz)。 介電損耗正切(D f):0.004(TE模式,10GHz)、0.004(TM模式,10GHz)、0.004(TE模式,20GHz)。
[實施例7] 實施例7之聚合物,以如下方式合成DCPT-BisC。 使用BisC取代實施例6之HPTM5I,同樣地合成三嗪化合物。
所合成之化合物的產率:78%、對數黏度:1.00dL/g(30℃,0.5g/dL之氯仿溶液)、GPC(THF)所得之數量平均分子量(Mn):138,000、重量平均分子量(Mw):262,000、分子量分布(Mw/Mn):1.9。
將該聚合物溶解於氯仿,並澆鑄於玻璃板上。於150℃減壓乾燥12小時,得到無色透明之澆鑄膜(膜厚29μm)。 關於此實施例,使用前述機器之分析結果如下: FT-IR(film、cm -1):3057(Ar-H)、2967(C-H)、1560(C=N)、1211(C-O)、1173(C-N)。 1H-NMR(CDCl 3,ppm):8.20(d,2H,Ar-H)、7.46(t,1H,Ar-H)、7.35(t,2H,Ar-H)、7.15(m,4H,Ar-H)、7.07(d,2H,Ar-H)、2.19(s,6H,CH 3)、1.73(s,6H,CH 3)。 13C-NMR(CDCl 3,ppm):175.8、173.0、148.7、148.3、134.7、133.2、129.8、129.7、129.2、128.6、125.6、121.2、42.5、31.2、16.8。 溶解性:可溶於N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、硝基苯、苯甲腈、四氫呋喃(THF)、1,4-二噁烷、鄰二氯苯、氯仿、二氯甲烷、環戊酮。 5%重量減少溫度:401℃(空氣中)、411℃(氮氣中)、10%重量減少溫度:414℃(空氣中)、419℃(氮氣中)、碳化產率:26%(氮氣中、800℃)。 玻璃轉移溫度(Tg):170℃(DSC)、169℃(TMA)、166℃(DMA)、熱膨脹係數(CTE):93ppm/℃。(50℃至100℃之範圍)。 截止波長:於311nm、400nm之穿透率:77%。 平均折射率(n):1.620(d線)、雙折射(Δn):0.0018(d線)、由折射率所計算之介電常數(ε):2.62(ε=n 2)。 空腔共振器所得之介電常數(Dk):2.59(TE模式,10GHz)、2.60(TE模式,20GHz)。 介電損耗正切(D f):0.001(TE模式,10GHz)、0.002(TE模式,20GHz)。
[實施例8] 實施例8之聚合物,以如下方式合成DCPT-BisTMP。 使用BisTMP取代實施例6之HPTM5I,同樣地合成三嗪化合物。
所合成之化合物的產率:76%、對數黏度:1.12dL/g(30℃,0.5g/dL之氯仿溶液)、GPC(THF)所得之數量平均分子量(Mn):184,000、重量平均分子量(Mw):313,000、分子量分布(Mw/Mn):1.7。
將該聚合物溶解於氯仿,並澆鑄於玻璃板上。於150℃減壓乾燥12小時,得到無色透明之澆鑄膜(膜厚56μm)。 關於此實施例,使用前述機器之分析結果如下: FT-IR(film、cm -1):3051(Ar-H)、2923(C-H)、1560(C=N)、1211(C-O)、1173(C-N)。 1H-NMR(CDCl 3,ppm):8.19(d,2H,Ar-H)、7.47(t,1H,Ar-H)、7.35(t,2H,Ar-H)、6.99(s,4H,Ar-H)、2.13(s,12H,CH 3)、1.71(s,6H,CH 3)。 13C-NMR(CDCl 3,ppm):175.9、172.7、148.0、147.5、134.8、133.1、129.4、129.2、128.5、127.2、42.3、31.2、16.9。 溶解性:可溶於N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、硝基苯、苯甲腈、四氫呋喃(THF)、1,4-二噁烷、鄰二氯苯、氯仿、二氯甲烷、環戊酮。 5%重量減少溫度:383℃(空氣中)、406℃(氮氣中)、10%重量減少溫度:396℃(空氣中)、413℃(氮氣中)、碳化產率:18%(氮氣中、800℃)。 玻璃轉移溫度(Tg):212℃(DSC)、208℃(TMA)、209℃(DMA)、熱膨脹係數(CTE):67ppm/℃。(50℃至100℃之範圍)。 截止波長:於314nm、400nm之穿透率:84%。 平均折射率(n):1.591(d線)、雙折射(Δn):0.0022(d線)、由折射率所計算之介電常數(ε):2.53(ε=n 2)。 空腔共振器所得之介電常數(D k):2.50(TE模式,10GHz)、2.51(TM模式,10GHz)、2.51(TE模式,20GHz)。 介電損耗正切(D f):0.002(TE模式,10GHz)、0.002(TM模式,10GHz)、0.002(TE模式,20GHz)。
[實施例9] 實施例9之聚合物,以如下方式合成DCPT-BisCHP。 使用BisCHP取代實施例6之HPTM5I,同樣地合成三嗪化合物。
所合成之化合物的產率:76%、對數黏度:0.49dL/g(30℃,0.5g/dL之氯仿溶液)、GPC(THF)所得之數量平均分子量(Mn):59,000、重量平均分子量(Mw):124,000、分子量分布(Mw/Mn):2.1、平均聚合度(n):108。
將該聚合物溶解於氯仿,並澆鑄於玻璃板上。於150℃減壓乾燥12小時,得到無色透明之澆鑄膜(膜厚115μm)。 關於此實施例,使用前述機器之分析結果如下: FT-IR(film、cm -1):3051(Ar-H)、2851(C-H)、1560(C=N)、1211(C-O)、1173(C-N)。 1H-NMR(CDCl 3,ppm):8.24(d,2H,Ar-H)、7.54-7.35(m,3H,Ar-H)、7.19-6.99(m,5H,Ar-H)、6.73-6.65(m,1H,Ar-H)、2.64(m,2H,CH)、1.74-1.58(m,16H,CH 2)、1.31-1.13(m,10H,CH 2)。 13C-NMR(CDCl 3,ppm):175.7、173.5、148.3、147.4、138.8、134.7、133.1、129.2、128.6、125.9、125.2、121.3、43.0、37.8、33.6、31.3、26.9、26.1。 溶解性:可溶於N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙醯胺(DMAc)、硝基苯、苯甲腈、四氫呋喃(THF)、1,4-二噁烷、鄰二氯苯、氯仿、二氯甲烷、環己酮、環戊酮。 5%重量減少溫度:413℃(空氣中)、415℃(氮氣中)、10%重量減少溫度:422℃(空氣中)、423℃(氮氣中)、碳化產率:9%(氮氣中、800℃)。 玻璃轉移溫度(Tg):161℃(DSC)、153℃(TMA)、146℃(DMA)、熱膨脹係數(CTE):91ppm/℃。(50℃至100℃之範圍)。 截止波長:於318nm、400nm之穿透率:82%。 平均折射率(n):1.590(d線)、雙折射(Δn):0.0003(d線)、由折射率所計算之介電常數(ε):2.53(ε=n 2)。 空腔共振器所得之介電常數(D k):2.51(TE模式,10GHz)、2.53(TM模式,10GHz)、2.55(TE模式,20GHz)、介電損耗正切(D f):0.005(TE模式,10GHz)、0.005(TM模式,10GHz)、0.004(TE模式,20GHz)。
[實施例10] 實施例10之聚合物,以如下方式合成DCPT-BisAF。 於茄型瓶(100mL)內將2,2-雙(4-羥苯基)六氟丙烷(BisAF)(0.841g、2.50mmol)及1M氫氧化鈉水溶液(5.1mL)與攪拌子一同放入,並使其溶解。加入溴化鯨蠟基三甲基銨(CTMAB、0.277g、0.760mmol)(相對於單體為30mol%)作為相間移動觸媒並攪拌。將由DCPT(0.565g、2.50mmol)溶解於無水二氯甲烷(5.0mL)而成之溶液加入茄型瓶,於室溫下劇烈攪拌18小時。反應後,加入醋酸中和並注入至甲醇(250mL)以析出聚合物,藉由吸濾回收並且於室溫減壓乾燥6小時、於120℃減壓乾燥12小時。
所合成之化合物的產量:1.02g、產率:83%、對數黏度:1.21dL/g(30℃,0.5g/dL之N-甲基-2-吡咯烷酮溶液)、數量平均分子量(Mn):257,000、重量平均分子量(Mw):771,000、分子量分布(Mw/Mn):3.0。
將該聚合物溶解於氯仿,並澆鑄於玻璃板上。於120℃減壓乾燥12小時,得到無色透明之澆鑄膜(膜厚80μm)。 關於此實施例,使用前述機器之分析結果如下: 1H-NMR(CDCl 3,ppm):8.24(d,2H,Ar-H)、7.55-7.51(m,5H,Ar-H)、7.41(t,2H,Ar-H)、7.33(d,4H,Ar-H)。 13C-NMR(CDCl 3,ppm):176.1、172.5、152.3、134.2、133.7、131.6、131.0、129.3、128.8、121.6。 元素分析(C 24H 13F 6N 3O 2n:計算值C,58.90%;H,2.68%;N,8.60%、實測值C,58.42%;H,2.88%;N,8.15%。 溶解性:可溶於N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙醯胺(DMAc)、硝基苯、四氫呋喃(THF)、1,4-二噁烷、鄰二氯苯、氯仿、二氯甲烷、苯甲腈、γ-丁內酯、環己酮、環戊酮。 5%重量減少溫度:404℃(空氣中)、404℃(氮氣中) 10%重量減少溫度:414℃(空氣中)、412℃(氮氣中) 碳化產率:41%(氮氣中、800℃)。 玻璃轉移溫度(Tg):202℃(DSC)、202℃(TMA)、199℃(DMA)、熱膨脹係數(CTE):64ppm/℃。 截止波長:於321nm、400nm之穿透率:84%。 平均折射率(n):1.570(d線)、雙折射(Δn):0.0004(d線)、由折射率所計算之介電常數(ε):2.46(ε=n 2)。 介電常數(D k):2.52(TE模式,10GHz)、2.52(TM模式,10GHz)、2.53(TE模式,20GHz)。 介電損耗正切(D f):0.002(TE模式,10GHz)、0.003(TM模式,10GHz)、0.003(TE模式,20GHz)。
[實施例11] 實施例11之聚合物,以如下方式合成DCPT-BPFL。 於茄型瓶(100mL)內將1M氫氧化鈉水溶液(5.1mL)及溴化鯨蠟基三甲基銨(CTMAB、0.277g、0.760mmol)(相對於單體為30mol%)與攪拌子一同放入並攪拌。將由9,9-雙(4-羥苯基)芴(BPFL)(0.876g、2.50mmol)與DCPT(0.565g、2.50mmol)溶解於無水硝基苯(5.0mL)而成之溶液加入茄型瓶,於室溫下劇烈攪拌18小時。反應後,加入醋酸中和並注入至甲醇(250mL)以析出聚合物,藉由吸濾回收並於室溫減壓乾燥6小時、於180℃減壓乾燥12小時。
所合成之化合物的產量:0.52g、產率:42%、對數黏度:1.25dL/g(30℃,0.5g/dL之N-甲基-2-吡咯烷酮溶液)。
將該聚合物溶解於氯仿,並澆鑄於玻璃板上。於180℃減壓乾燥12小時,得到無色透明之澆鑄膜(膜厚74μm)。 關於此實施例,使用前述機器之分析結果如下: 溶解性:可溶於N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙醯胺(DMAc)、硝基苯、四氫呋喃(THF)、1,4-二噁烷、鄰二氯苯、氯仿、二氯甲烷、苯甲腈。 玻璃轉移溫度(Tg):247℃(DSC)、270℃(TMA)、264℃(DMA)。 截止波長:於325nm、400nm之穿透率:83%。 平均折射率(n):1.670(d線)、雙折射(Δn):0.0003(d線)、由折射率所計算之介電常數(ε):2.79(ε=n 2)。 介電常數(D k):2.78(TE模式,10GHz)、2.80(TM模式,10GHz)、2.78(TE模式,20GHz)。 介電損耗正切(D f):0.002(TE模式,10GHz)、0.003(TM模式,10GHz)、0.003(TE模式,20GHz)。
[實施例12] 實施例12之聚合物,以如下方式合成DCPpT-BisA。 於茄型瓶(100mL)內將雙酚A(0.571g、2.50mmol)及1M氫氧化鈉水溶液(5.1mL)與攪拌子一同放入,並使其溶解。加入溴化鯨蠟基三甲基銨(CTMAB、0.277g、0.760mmol)(相對於單體為30mol%)作為相間移動觸媒並攪拌。將由DCPpT(0.583g、2.50mmol)溶解於無水苯甲腈(5.0mL)而成之溶液加入茄型瓶,於80℃劇烈攪拌18小時。反應後,加入醋酸中和並注入至甲醇(250mL)以析出聚合物,藉由吸濾回收並且在室溫減壓乾燥6小時。將所得之聚合物溶解於氯仿並注入至甲醇進行再沉澱。回收聚合物後,於150℃減壓乾燥12小時。
所合成之化合物的產量:0.49g、產率:51%、對數黏度:0.53dL/g(30℃,0.5g/dL之氯仿溶液)。
將該聚合物溶解於氯仿,並澆鑄於玻璃板上。於150℃減壓乾燥12小時,得到無色透明之澆鑄膜(膜厚52μm)。 關於此實施例,使用前述機器之分析結果如下: FT-IR(film、cm -1):3038(Ar-H)、2935(C-H)、1560(C=N)、1211(C-O)、1173(C-N)。 1H-NMR(CDCl3,ppm):7.20(d,4H,Ar-H)、7.06(d,4H,Ar-H)、3.62(t,4H,CH 2)、1.67-1.61(m,8H,CH 2,CH 3)、1.51(m,4H,CH 2)。 13C-NMR(CDCl3,ppm):172.3、166.3、150.1、147.5、127.6、121.3、44.8、42.5、31.1、25.8、24.6。 溶解性:可溶於氯仿、二氯甲烷、苯甲腈、環己酮。 5%重量減少溫度:352℃(空氣中)、405℃(氮氣中) 10%重量減少溫度:386℃(空氣中)、413℃(氮氣中) 碳化產率:27%(氮氣中、800℃)。 玻璃轉移溫度(Tg):178℃(DSC)、183℃(TMA)、171℃(DMA)、熱膨脹係數(CTE):104ppm/℃。 截止波長:於286nm、400nm之穿透率:83%。 平均折射率(n):1.604(d線)、雙折射(Δn):0.003(d線)、由折射率所計算之介電常數(ε):2.57(ε=n 2)。 介電常數(D k):2.55(TE模式,10GHz)、2.60(TM模式,10GHz)、2.66(TE模式,20GHz)。 介電損耗正切(D f):0.003(TE模式,10GHz)、0.003(TM模式,10GHz)、0.004(TE模式,20GHz)。
[實施例13] 實施例13之聚合物,以如下方式合成DCPpT-BisPHTG。 於茄型瓶(100mL)內將BisPHTG(0.776g、2.50mmol)及1M氫氧化鈉水溶液(5.1mL)與攪拌子一同放入,並使其溶解。加入溴化鯨蠟基三甲基銨(CTMAB、0.277g、0.760mmol)(相對於單體為30mol%)並攪拌。將由DCPpT(0.583g、2.50mmol)溶解於無水硝基苯(5.0mL)而成之溶液加入茄型瓶,於80℃劇烈攪拌18小時。反應後,加入醋酸中和並注入至甲醇(250mL)以析出聚合物,藉由吸濾回收並且在室溫減壓乾燥6小時。將所得之聚合物溶解於氯仿並注入至甲醇進行再沉澱。回收聚合物後,於180℃減壓乾燥12小時。
所合成之化合物的產量:1.08g、產率:92%、對數黏度:0.86dL/g(30℃,0.5g/dL之氯仿溶液)、數量平均分子量(Mn):103,000、重量平均分子量(Mw):206,000、分子量分布(Mw/Mn):2.0。
將該聚合物溶解於氯仿,並澆鑄於玻璃板上。於150℃減壓乾燥12小時,得到無色透明之澆鑄膜(膜厚77μm)。 關於此實施例,使用前述機器之分析結果如下: 1H-NMR(CDCl 3,ppm):7.32(d,2H,Ar-H)、7.18(d,2H,Ar-H)、7.02(m,4H,Ar-H)、3.54至3.38(m,4H,CH 2)、2.68-2.42(d,2H,CH 2)、2.00(m,2H,CH 2)、1.49至0.86(m,15H,CH,CH 2,CH 3)、0.35(d,3H,CH 3)。 溶解性:可溶於N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙醯胺(DMAc)、硝基苯、四氫呋喃(THF)、1,4-二噁烷、鄰二氯苯、氯仿、二氯甲烷、苯甲腈、環己酮、環戊酮。 5%重量減少溫度:340℃(空氣中)、407℃(氮氣中) 10%重量減少溫度:360℃(空氣中)、417℃(氮氣中) 碳化產率:17%(氮氣中、800℃)。 玻璃轉移溫度(Tg):236℃(DSC)、246℃(TMA)、233℃(DMA)。 熱膨脹係數(CTE):79ppm/℃。 截止波長:於288nm、400nm之穿透率:86%。 平均折射率(n):1.578(d線)、雙折射(Δn):0.004(d線)、由折射率所計算之介電常數(ε):2.49(ε=n 2)。 介電常數(D k):2.54(TE模式,10GHz)、2.53(TM模式,10GHz)、2.52(TE模式,20GHz)。 介電損耗正切(D f):0.002(TE模式,10GHz)、0.002(TM模式,10GHz)、0.002(TE模式,20GHz)。
[實施例14] 實施例14之聚合物,以如下方式合成DCPpT-BisTMP。 使用BisTMP取代實施例13之BisPHTG,同樣地合成三嗪化合物。
所合成之化合物的產率:78%、對數黏度:0.48dL/g(30℃,0.5g/dL之氯仿溶液)、數量平均分子量(Mn):37,000、重量平均分子量(Mw):59,000、分子量分布(Mw/Mn):1.6、平均聚合度(n):78。
將該聚合物溶解於氯仿,並澆鑄於玻璃板上。於150℃減壓乾燥12小時,得到無色透明之澆鑄膜(膜厚67μm)。 關於此實施例,使用前述機器之分析結果如下: 溶解性:可溶於苯甲腈、四氫呋喃(THF)、1,4-二噁烷、氯仿、二氯甲烷、環己酮。 5%重量減少溫度:380℃(空氣中)、399℃(氮氣中) 10%重量減少溫度:395℃(空氣中)、406℃(氮氣中) 碳化產率:17%(氮氣中、800℃)。 玻璃轉移溫度(Tg):201℃(DSC)、205℃(TMA)、199℃(DMA)。 熱膨脹係數(CTE):80ppm/℃。 截止波長:294nm。 平均折射率(n):1.571(d線)、雙折射(Δn):0.002(d線)、由折射率所計算之介電常數(ε):2.47(ε=n 2)。 介電常數(D k):2.55(TE模式,10GHz)、2.50(TE模式,20GHz)。 介電損耗正切(D f):0.002(TE模式,10GHz)、0.002(TE模式,20GHz)。
[實施例15] 實施例15之聚合物,以如下方式合成DCPpT-BisAF。 於茄型瓶(100mL)內將BisAF(0.841g、2.50mmol)及1M氫氧化鈉水溶液(5.1mL)與攪拌子一同放入,並使其溶解。加入溴化鯨蠟基三甲基銨(CTMAB、0.277g、0.760mmol)(相對於單體為30mol%)並攪拌。將由DCPpT(0.583g、2.50mmol)溶解於無水硝基苯(5.0mL)而成之溶液加入茄型瓶,於80℃劇烈攪拌18小時。反應後,加入醋酸中和並注入至甲醇(250mL)以析出聚合物,藉由吸濾回收並且在室溫減壓乾燥6小時。將所得之聚合物溶解於氯仿並注入至甲醇進行再沉澱。回收聚合物後,於150℃減壓乾燥12小時。
所合成之化合物的產量:1.15g、產率:93%、對數黏度:0.47dL/g(30℃,0.5g/dL之氯仿溶液)、數量平均分子量(Mn):80,000、重量平均分子量(Mw):160,000、分子量分布(Mw/Mn):2.0、平均聚合度(n):161。
將該聚合物溶解於氯仿,並澆鑄於玻璃板上。於150℃減壓乾燥12小時,得到無色透明之澆鑄膜(膜厚73μm)。 關於此實施例,使用前述機器之分析結果如下: 1H-NMR(CDCl 3,ppm):7.40(d,4H,Ar-H)、7.22(d,4H,Ar-H)、3.62(t,4H,CH 2)、1.63(t,2H,CH 2)、1.53(m,4H,CH 2)。 13C-NMR(CDCl 3,ppm):171.9、166.1、152.6、131.3、130.3、121.6、44.9、25.7、24.5。 FT-IR(film、cm -1):2934(Ar-H)、1598(C=N)、1376(C-N)、1240(C-F)、1179(C-O)。 溶解性:可溶於N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙醯胺(DMAc)、硝基苯、四氫呋喃(THF)、1,4-二噁烷、鄰二氯苯、氯仿、二氯甲烷、苯甲腈、環己酮。 5%重量減少溫度:346℃(空氣中)、390℃(氮氣中) 10%重量減少溫度:371℃(空氣中)、400℃(氮氣中) 碳化產率:36%(氮氣中、800℃)。 玻璃轉移溫度(Tg):184℃(DSC)、188℃(TMA)、194℃(DMA)。 熱膨脹係數(CTE):79ppm/℃。 截止波長:於288nm、400nm之穿透率:88%。 平均折射率(n):1.544(d線)、雙折射(Δn):0.003(d線)、由折射率所計算之介電常數(ε):2.38(ε=n 2)。 介電常數(D k):2.41(TE模式,10GHz)、2.42(TM模式,10GHz)、2.37(TE模式,20GHz)。 介電損耗正切(D f):0.002(TE模式,10GHz)、0.002(TM模式,10GHz)、0.002(TE模式,20GHz)。
[實施例16] 實施例16之聚合物,以如下方式合成DCHAT-BisA。 於茄型瓶(100mL)內將雙酚A(0.571g、2.50mmol)及1M氫氧化鈉水溶液5.1mL與攪拌子一同放入,並使其溶解。加入溴化鯨蠟基三甲基銨(CTMAB、0.277g、0.760mmol)(相對於單體為30mol%)作為相間移動觸媒並攪拌。將由DCHAT(0.823g、2.50mmol)溶解於無水硝基苯(5.0mL)而成之溶液加入茄型瓶,於100℃劇烈攪拌18小時。反應後,加入醋酸中和並注入至甲醇(250mL)以析出聚合物,藉由吸濾回收並且在室溫減壓乾燥6小時。將所得之聚合物溶解於氯仿並注入至甲醇進行再沉澱。回收聚合物後,於150℃減壓乾燥12小時。
所合成之化合物的產量:1.12g、產率:92%、對數黏度:0.57dL/g(30℃,0.5g/dL之氯仿溶液)。
將該聚合物溶解於氯仿,並澆鑄於玻璃板上。於180℃減壓乾燥12小時,得到無色透明之澆鑄膜(膜厚140μm)。 關於此實施例,使用前述機器之分析結果如下: 元素分析(C 30H 36N 4O 2)n:計算值C,74.35%;H,7.49%;N:11.56%、實測值C,73.61%;H,6.80%;N:11.38%。 溶解性:可溶於鄰二氯苯、氯仿、二氯甲烷。 5%重量減少溫度:388℃(空氣中)、402℃(氮氣中) 10%重量減少溫度:404℃(空氣中)、412℃(氮氣中) 碳化產率:27%(氮氣中、800℃)。 玻璃轉移溫度(Tg):211℃(DSC)、181℃(TMA)、201℃(DMA)。 熱膨脹係數(CTE):99ppm/℃。 截止波長:於291nm、400nm之穿透率:87%。 平均折射率(n):1.577(d線)、雙折射(Δn):0.004(d線)、由折射率所計算之介電常數(ε):2.49(ε=n 2)。 介電常數(D k):2.59(TE模式,10GHz)、2.60(TM模式,10GHz)、2.56(TE模式、20GHz)。 介電損耗正切(D f):0.004(TE模式,10GHz)、0.004(TM模式,10GHz)、0.005(TE模式、20GHz)。
[實施例17] 實施例17之聚合物,以如下方式合成DCHAT-BisPHTG。 使用BisPHTG取代實施例16之BisA,同樣地合成三嗪化合物。
所合成之化合物的產率:83%、對數黏度:0.71dL/g(30℃,0.5g/dL之氯仿溶液)。GPC(THF)所得之數量平均分子量(Mn):65,000、重量平均分子量(Mw):104,000、分子量分布(Mw/Mn):1.6、平均聚合度(n):114。
將該聚合物溶解於氯仿,並澆鑄於玻璃板上。於180℃減壓乾燥12小時,得到無色透明之澆鑄膜(膜厚96μm)。 關於此實施例,使用前述機器之分析結果如下: 溶解性:可溶於N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、硝基苯、苯甲腈、四氫呋喃(THF)、1,4-二噁烷、鄰二氯苯、氯仿、二氯甲烷、環己酮、環戊酮。 5%重量減少溫度:372℃(空氣中)、406℃(氮氣中) 10%重量減少溫度:392℃(空氣中)、416℃(氮氣中) 碳化產率:19%(氮氣中、800℃)。 玻璃轉移溫度(Tg):263℃(DSC)、260℃(TMA)、260℃(DMA)。 熱膨脹係數(CTE):62ppm/℃。 截止波長:於288nm、400nm之穿透率:80%。 平均折射率(n):1.559(d線)、雙折射(Δn):0.010(d線)、由折射率所計算之介電常數(ε):2.43(ε=n 2)。 介電常數(D k):2.50(TE模式,10GHz)、2.54(TM模式,10GHz)、2.47(TE模式、20GHz)。 介電損耗正切(D f):0.006(TE模式,10GHz)、0.005(TM模式,10GHz)、0.006(TE模式、20GHz)。
[實施例18] 實施例18之聚合物,以如下方式合成DCHAT-BisPCDE。 使用BisPCDE取代實施例16之BisA,同樣地合成三嗪化合物。
所合成之化合物的產率:72%、對數黏度:0.57dL/g(30℃,0.5g/dL之氯仿溶液)。GPC(THF)所得之數量平均分子量(Mn):75,000、重量平均分子量(Mw):120,000、分子量分布(Mw/Mn):1.6、平均聚合度(n):123。
將該聚合物溶解於氯仿,並澆鑄於玻璃板上。於180℃減壓乾燥12小時,得到無色透明之澆鑄膜(膜厚95μm)。 關於此實施例,使用前述機器之分析結果如下: 溶解性:可溶於硝基苯、苯甲腈、四氫呋喃(THF)、1,4-二噁烷、鄰二氯苯、氯仿、二氯甲烷、環戊酮。 5%重量減少溫度:336℃(空氣中)、410℃(氮氣中) 10%重量減少溫度:353℃(空氣中)、417℃(氮氣中) 碳化產率:18%(氮氣中、800℃)。 玻璃轉移溫度(Tg):258℃(DSC)、247℃(TMA)、252℃(DMA)。 熱膨脹係數(CTE):49ppm/℃。 截止波長:於284nm、400nm之穿透率:82%。 平均折射率(n):1.563(d線)、雙折射(Δn):0.010(d線)、由折射率所計算之介電常數(ε):2.44(ε=n 2)。 介電常數(D k):2.27(TE模式,10GHz)、2.37(TM模式,10GHz)、2.42(TE模式、20GHz)。 介電損耗正切(D f):0.003(TE模式,10GHz)、0.006(TM模式,10GHz)、0.007(TE模式、20GHz)。
[參考試驗例] 以下,作為本實施形態之其他態樣,示出使用參考例之參考試驗。
參考例1至參考例18之聚合物分別使用與前述實施例1至實施例18相同的方法合成。關於參考例1至參考例18之合成結果,如後述表所示。
[參考例19] 參考例19之聚合物,以如下方式合成DCPT-BPFL。 於茄型瓶(100mL)內將1M氫氧化鈉水溶液(5.1mL)及溴化鯨蠟基三甲基銨(CTMAB、0.277g、0.760mmol)(相對於單體為30mol%)與攪拌子一同放入並攪拌。將由9,9-雙(4-羥苯基)芴(BPFL)(0.876g、2.50mmol)與DCPT(0.565g、2.50mmol)溶解於無水硝基苯(5.0mL)而成之溶液加入茄型瓶,於室溫下劇烈攪拌18小時。反應後,加入醋酸中和並注入至甲醇(250mL)以析出聚合物,藉由吸濾回收並於室溫減壓乾燥6小時、於180℃減壓乾燥12小時。 [參考例20] 參考例20之聚合物,以如下方式合成DCHAT-BisAF。 於茄型瓶(100mL)內將雙酚AF(0.841g、2.50mmol)及1M氫氧化鈉水溶液5.1mL與攪拌子一同放入,並使其溶解。加入溴化鯨蠟基三甲基銨(CTMAB、0.277g、0.760mmol)(相對於單體為30mol%)作為相間移動觸媒並攪拌。將由DCHAT(0.823g、2.50mmol)溶解於無水硝基苯(5.0mL)而成之溶液加入茄型瓶,於100℃劇烈攪拌18小時。反應後,加入醋酸中和並注入至甲醇(250mL)以析出聚合物,藉由吸濾回收並且在室溫減壓乾燥6小時。將所得之聚合物溶解於氯仿並注入至甲醇進行再沉澱。回收聚合物後,於150℃減壓乾燥12小時。
[試驗例1:參考例1至參考例6、參考例10之合成] 藉由前述合成方法得到參考例1至參考例6、參考例10之樹脂組成物。合成結果如表1所示。產率(Yield)係進行前述再沉澱後之值。對數黏度( η inh)係於0.5g/dL之NMP溶液中於30℃測得之值。從BisZ之CH 2Cl 2溶劑所得之樹脂組成物之對數黏度的值,同樣以THF溶液測定。數量平均分子量Mn與重量平均分子量Mw以GPC(標準聚苯乙烯換算、THF溶劑)測定。
[表1]
Figure 02_image085
如表1所示,在各參考例中,以40%以上之產率良好地獲得了再沉澱純化後之樹脂組成物。於各別參考例中,使用硝基苯與CH 2Cl 2之任一者作為有機溶劑時雖然會觀察到產率有所差異,但大多數的參考例在選擇前述有機溶劑時,觀察到80%至90%以上之產率。又,對數黏度為0.3dL/g至1.2dL/g、Mn為7萬至25萬,可得到高分子量體。
[試驗例2:參考例1至參考例6、參考例10之化合物之溶解性] 關於參考例1至參考例6、參考例10之化合物,於室溫或進行加熱而探討溶解性之結果如表2、表3所示。溶解性以10mg/5.0mL來測定。 ++:可於室溫溶解。 +:藉由加熱溶解。 +-:僅部分溶解。 -:不溶。
[表2]
Figure 02_image087
[表3]
Figure 02_image089
各參考例顯示出雖為穩定之化合物,但可溶於固定之有機溶劑,且於再沉澱精製與經由溶液澆鑄法之膜成形等之加工性上優異。
[試驗例3:參考例1至參考例6、參考例10之化合物之熱特性] 關於參考例1至參考例6、參考例10之化合物,藉由前述熱重量測定(TGA)、示差掃描熱量測定(DSC)、熱機械分析(TMA)、動態黏彈性測定(DMA)探討熱特性的結果示於表4、表5。 表4之T 5%為5%重量減少溫度、T 10%為10%重量減少溫度,藉由TGA在氮氣中或空氣中以升溫速度10℃/min測得之值。Char yield為碳化產率,是於氮氣中800℃的重量%。 表5之玻璃轉移溫度(Tg)係藉由DSC於氮氣中以升溫速度20℃/min測得之值、藉由TMA於氮氣中以升溫速度10℃/min測得之值、藉由DMA於氮氣中以升溫速度2℃/min測得之值。關於熱膨脹係數(CTE),係藉由TMA於100℃至150℃所測得之值。
[表4]
Figure 02_image091
[表5]
Figure 02_image093
根據表4之結果,氮氣中之5%熱分解及10%熱分解均發生在390℃以上,表現出高度熱穩定性。 根據表5之結果,各參考例之玻璃轉移溫度(DSC測定)均在180℃以上、而參考例2至參考例5在固定條件下為200℃以上,表現出高耐熱性。
[試驗例4:參考例1至參考例6、參考例10之化合物之光學特性、介電特性] 關於參考例1至參考例6、參考例10之化合物,於前述機器條件檢討光學特性、介電特性之結果示於表6、表7、表8。 表6中,示出膜厚(d)為40μm至70μm之膜狀樣品之折射率(n)的值。於F線(486nm)、d線(588nm)、C線(656nm)中,利用TE模式測定膜面內中之折射率(n TE)、利用TM模式測定膜面外中之折射率(n TM)。Δn d係雙折射、Vd係阿貝數,n ave係以n ave=[(2n TE 2+n TM 2)/3] 1 2所求出之平均折射率,n TE與n TM是以波長d線測得的數值。ε為介電常數,係以ε=n ave 2所求出的介電常數。 表7中,示出藉由空腔共振器所測得之介電常數(D k)與介電損耗正切(D f)之值。TE模式中以10GHz與20GHz測定,TM模式中以10GHz測定。 表8中,示出利用紫外可見吸收光譜之被截止之波長(λ cutoff)、穿透80%之波長(λ 80%)、400nm中之穿透率(T 400)。
[表6]
Figure 02_image095
[表7]
Figure 02_image097
[表8]
Figure 02_image099
表6中,顯示出參考例1至參考例6、參考例10從平均折射率所求得之介電常數均為2.7以下。 表7中,參考例1至參考例6、參考例10之D k(介電常數)均為2.7以下、D f(介電損耗正切)均為0.003以下之值,表現出十分低之值。 再者,雖然表中並未示出,但式(1)中之Ar不包含脂肪族基的參考例19中,觀察到介電損耗正切(D f):0.0024(TE模式,10GHz)、0.0025(TE模式,20GHz)與0.003以下之值,但介電常數(D k):2.76(TE模式,10GHz)係比參考例1至參考例6、參考例1更高之值。
[試驗例5:使用了DCPpT之參考例12、參考例13、參考例15之合成] 作為前述式(13A)之化合物,將式(2A)中之R 1設為式(4A),於聚合溫度80℃進行聚合,藉由前述合成方法合成參考例12、參考例13、參考例15。合成結果如表9所示。表的說明與試驗例1相同。 再者,此時參考例12的產量:0.49g、產率:51%、對數黏度:0.53dL/g(30℃,0.5g/dL之氯仿溶液)。參考例13的產量:1.08g、產率:95%、對數黏度:0.86dL/g(30℃,0.5g/dL之氯仿溶液)。
[表9]
Figure 02_image101
如表9所示,在各參考例中以40%以上之產率良好地獲得了樹脂組成物。參考例13、參考例15藉由選擇硝基苯作為有機溶劑,觀察到90%以上之產率。顯示出在所有的參考例中均得到了高分子量體。
[試驗例6:參考例12、參考例13、參考例15之化合物之溶解性] 關於各參考例之化合物,於室溫或進行加熱而探討溶解性之結果如表10所示。溶解性以10mg/5.0mL來測定。表的說明與試驗例2相同。
[表10]
Figure 02_image103
各參考例顯示了:雖然是穩定之化合物,但可溶於特定之有機溶劑,於再沉澱精製與成形加工方面優異。
[試驗例7:參考例12、參考例13、參考例15之化合物之熱特性] 關於各參考例之化合物,進行前述熱重量測定、示差掃描熱量測定,探討熱特性之結果如表11、表12所示。表的說明與試驗例3相同。
[表11]
Figure 02_image105
[表12]
Figure 02_image107
根據表11之結果,於N 2內之5%熱分解及10%熱分解均發生在340℃以上,表現出高度熱穩定性。 根據表12之結果,各參考例之玻璃轉移溫度均為160℃以上,參考例9之玻璃轉移溫度為230℃以上,表現出高耐熱性。
[試驗例8:參考例12、參考例13、參考例15之化合物之光學特性、介電特性] 關於各參考例之化合物,於前述機器條件檢討光學特性、介電特性之結果如表13、表14所示。又,關於參考例13、參考例15之穿透率如表15所示。表的說明與試驗例4相同。
[表13]
Figure 02_image109
[表14]
Figure 02_image111
[表15]
Figure 02_image113
表13、表14中,參考例12、參考例13、參考例15之D k(介電常數)均為2.6以下、D f(介電損耗正切)均為0.004以下之值,表現出十分低之值。
[試驗例9:使用了DCHAT之參考例16、參考例20] 作為前述式(13A)之化合物,將式(2A)中之R 1設為式(5A),聚合溫度如表所示於65℃至100℃進行,藉由前述合成方法合成參考例16、參考例20。合成結果如表15所示。表的說明與試驗例1相同。
[表16]
Figure 02_image115
如表16所示,在各參考例中,以60%以上之產率良好地獲得了樹脂組成物。參考例16藉由選擇硝基苯作為有機溶劑,可觀察到90%以上之產率,可得到高分子量體。
[試驗例10:參考例16、參考例20之化合物之溶解性] 關於各參考例之化合物,室於溫或進行加熱而探討溶解性之結果如表17所示。溶解性以10mg/5.0mL來測定。表的說明與試驗例2相同。
[表17]
Figure 02_image117
[試驗例11:參考例16之化合物之熱特性] 關於參考例16之化合物,進行前述熱重量測定、示差掃描熱量測定、熱機械分析、動態黏彈性測定,將探討熱特性之結果示於表18、表19。表的說明與試驗例3相同。
[表18]
Figure 02_image119
[表19]
Figure 02_image121
根據表18之結果,氮氣中之5%熱分解及10%熱分解均發生在380℃以上,表現出高度熱穩定性。 根據表19之結果,參考例16的玻璃轉移溫度在180℃以上,表現出高耐熱性。
[試驗例12:參考例16之化合物之光學特性、介電特性] 關於參考例16之化合物,於前述機器條件檢討光學特性、介電特性之結果如表20、表21、表22所示。表的說明與試驗例4相同。
[表20]
Figure 02_image123
[表21]
Figure 02_image125
[表22]
Figure 02_image127
表20、表21中,參考例16之D k(ε,介電常數)為2.7以下,表現出十分低之值。 [產業可利用性]
根據本發明,可得到一種樹脂組成物及其製造方法,該樹脂組成物由於介電常數低、介電損耗正切低、透明性高、溶解性高、且耐熱性高,因此能適宜用作低介電材料。

Claims (16)

  1. 一種低介電材料用之樹脂組成物,包含具有下述通式(1)所示之重複單元的三嗪化合物: [化學式1]
    Figure 03_image001
    式(1)中,n為2以上之整數,R表示直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族基、直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族氧基、直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族二級胺基、芳香族基或具有取代基之芳香族基、芳香族氧基或具有取代基之芳香族氧基、芳香族二級胺基或具有取代基之芳香族二級胺基、經氟化之前述脂肪族基、經氟化之前述脂肪族氧基、經氟化之前述脂肪族二級胺基、經氟化之前述芳香族基、經氟化之前述芳香族氧基、或者經氟化之芳香族二級胺基;Ar表示具有直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族基、或者具有經氟化之直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族基的二價芳香族基。
  2. 如請求項1所記載之低介電材料用之樹脂組成物,其中前述三嗪化合物之前述通式(1)中的R表示下述通式(2)至通式(4)之任一者,前述式(1)中的Ar表示下述通式(5)至通式(15)之任一者: [化學式2]
    Figure 03_image003
    [化學式3]
    Figure 03_image005
    [化學式4]
    Figure 03_image007
    [化學式5]
    Figure 03_image009
    [化學式6]
    Figure 03_image011
    [化學式7]
    Figure 03_image013
    [化學式8]
    Figure 03_image015
    [化學式9]
    Figure 03_image017
    [化學式10]
    Figure 03_image019
    [化學式11]
    Figure 03_image021
    [化學式12]
    Figure 03_image079
    [化學式13]
    Figure 03_image025
    [化學式14]
    Figure 03_image027
    [化學式15]
    Figure 03_image029
  3. 如請求項1或2所記載之低介電材料用之樹脂組成物,其中前述通式(1)中的n所示之重複單元的平均聚合度為2至600。
  4. 如請求項1或2所記載之低介電材料用之樹脂組成物,其中前述三嗪化合物之介電常數(D k)為2.7以下或介電損耗正切(D f)為0.004以下。
  5. 如請求項1或2所記載之低介電材料用之樹脂組成物,其中前述三嗪化合物之玻璃轉移溫度為160℃以上。
  6. 如請求項1或2所記載之低介電材料用之樹脂組成物,其中包含前述三嗪化合物,以及包含環氧樹脂、雙馬來醯亞胺樹脂或氰酸酯樹脂。
  7. 如請求項1或2所記載之低介電材料用之樹脂組成物,其中進而包含無機質填充材、改質劑或阻燃劑。
  8. 如請求項1或2所記載之低介電材料用之樹脂組成物,係用於進行頻率為0.1GHz至500GHz之高頻電磁波收發訊的機器。
  9. 如請求項1或2所記載之低介電材料用之樹脂組成物,用於印刷配線板、可撓性印刷配線板、電子零件用密封材、阻劑油墨、導電膏、絕緣材料、或絕緣板。
  10. 一種積層基板用膜,至少於一面具備有包含如請求項1至9中任一項所記載之低介電材料用之樹脂組成物的絕緣材料。
  11. 一種積層基板,具備兩層以上的如請求項10所記載之積層基板用膜。
  12. 一種低介電材料用之樹脂組成物之製造方法,係用以製造如請求項1至9中任一項所記載之低介電材料用之樹脂組成物; 將下述通式(16)所示之化合物與下述通式(17)所示之化合物混合,進行聚合而得到下述通式(18)所示之三嗪化合物; [化學式16]
    Figure 03_image031
    [化學式17]
    Figure 03_image033
    [化學式18]
    Figure 03_image035
    式(16)、(17)、(18)中,n為2以上之整數,R表示直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族基、直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族氧基、直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族二級胺基、芳香族基或具有取代基之芳香族基、芳香族氧基或具有取代基之芳香族氧基、芳香族二級胺基或具有取代基之芳香族二級胺基、經氟化之前述脂肪族基、經氟化之前述脂肪族氧基、經氟化之前述脂肪族二級胺基、經氟化之前述芳香族基、經氟化之前述芳香族氧基、或者經氟化之芳香族二級胺基;Ar表示具有直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族基、或者具有經氟化之直鏈狀、分支狀或環狀之脂肪族基的二價芳香族基。
  13. 如請求項12所記載之低介電材料用之樹脂組成物之製造方法,其中前述低介電材料用之樹脂組成物用作積層基板之層間的絕緣材料; 係將前述三嗪化合物與環氧樹脂、雙馬來醯亞胺樹脂或氰酸酯樹脂、以及硬化促進劑及有機溶劑加以混合。
  14. 如請求項13所記載之低介電材料用之樹脂組成物之製造方法,係進而混合無機質填充材、改質劑或阻燃劑。
  15. 一種積層基板用膜之製造方法,係於樹脂膜之至少一面塗佈絕緣材料,前述絕緣材料包含以如請求項13或14所記載之低介電材料用之樹脂組成物之製造方法所製造之低介電材料用之樹脂組成物。
  16. 一種積層基板之製造方法,係將以如請求項15所記載之積層基板用膜之製造方法所製造的積層基板用膜加以積層兩層以上。
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