TW202311382A - 樹脂薄膜 - Google Patents

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Abstract

本發明的課題是提供可以得到絕緣層的厚度的均勻性、埋入性及絕緣可靠性優異的硬化物的樹脂薄膜等。 本發明的解決手段是一種樹脂薄膜,其是採用了真空壓製處理的絕緣層形成用的樹脂薄膜,該樹脂薄膜包含支承體、和設置於該支承體上的樹脂組成物層,支承體具有與樹脂組成物層接合一側的表面的算術平均粗糙度(Ra)超過300nm的金屬箔,樹脂組成物層含有(A)比表面積為10m 2/g以上的無機填充材料,在樹脂組成物層的從60℃至200℃的動態黏彈性測定中,100℃以上時的tanδ的最大值為1.0以上且2.0以下。

Description

樹脂薄膜
本發明係有關樹脂薄膜。進而有關使用該樹脂薄膜得到的印刷配線板、半導體裝置及印刷配線板的製造方法。
在印刷配線板的製造中,對於絕緣層而言,例如,如專利文獻1中記載的那樣,通過使用真空壓製處理法在電路基板上層合預浸料並使其硬化而形成。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1:日本特開2017-57352號公報
[發明所欲解決之課題]
伴隨近來的印刷配線板等的小型化,從使絕緣層薄膜化的觀點出發,需求代替預浸料而使用樹脂薄膜的樹脂組成物層。在用樹脂薄膜的樹脂組成物層形成絕緣層時,包括:通過真空層壓法在電路基板上層合樹脂組成物層並使其硬化的方法,及通過真空壓製處理在電路基板上層合樹脂組成物層並使其硬化的方法。
在使用樹脂薄膜的樹脂組成物層通過真空壓製處理形成絕緣層時,對於真空壓製處理而言,與真空層壓法相比,層合時賦予樹脂薄膜的樹脂組成物層的壓力較高,因為樹脂組成物層中的樹脂流動(樹脂的滲出)而有時使絕緣層的厚度的均勻性變差,其結果使絕緣可靠性變差。另一方面,如果為了抑制樹脂流動而增加樹脂的黏度,則有時在絕緣層中無法埋入電路基板的配線,埋入性變低而使絕緣性變得不好。此外,樹脂薄膜的支承體具有粗糙度較大的金屬箔時,粗糙度較大的部位的絕緣層的厚度容易變薄,因而其結果有時使絕緣可靠性的劣化變得顯著。
本發明的課題是提供:可以得到絕緣層的厚度的均勻性、埋入性及絕緣可靠性優異的硬化物的樹脂薄膜;使用該樹脂薄膜形成的印刷配線板、半導體裝置;及印刷配線板的製造方法。 [用以解決課題之手段]
本發明人等針對上述課題進行了深入研究,結果發現,通過使用下述的樹脂薄膜、採用真空壓製處理形成絕緣層,從而可以解決上述課題;所述樹脂薄膜包含支承體、和設置於該支承體上的樹脂組成物層,所述支承體包含與樹脂組成物層接合一側的表面的算術平均粗糙度(Ra)超過300nm的金屬箔,所述樹脂組成物層含有(A)比表面積為10m 2/g以上的無機填充材料,在樹脂組成物層的從60℃至200℃的動態黏彈性測定中,100℃以上時的tanδ的最大值為1.0以上且2.0以下;由此完成了本發明。
即,本發明包含以下的內容。 [1] 一種樹脂薄膜,其是採用了真空壓製處理的絕緣層形成用的樹脂薄膜, 該樹脂薄膜包含支承體,和設置於該支承體上的樹脂組成物層, 支承體具有與樹脂組成物層接合一側的表面的算術平均粗糙度(Ra)超過300nm的金屬箔, 樹脂組成物層含有(A)比表面積為10m 2/g以上的無機填充材料, 在樹脂組成物層的從60℃至200℃的動態黏彈性測定中,100℃以上時的tanδ的最大值為1.0以上且2.0以下。 [2] 如[1]所述的樹脂薄膜,其中,樹脂組成物層的厚度為30μm以下。 [3] 如[1]或[2]所述的樹脂薄膜,其中,樹脂組成物層含有活性酯樹脂、馬來醯亞胺樹脂和乙烯基樹脂中的任一種。 [4] 如[1]~[3]中任一項所述的樹脂薄膜,其中,將樹脂組成物層中的不揮發成分設為100質量%時,(A)成分的含量為73質量%以下。 [5] 如[1]~[4]中任一項所述的樹脂薄膜,其中,金屬箔包含銅箔。 [6] 如[1]~[5]中任一項所述的樹脂薄膜,其中,支承體的厚度為9μm以上。 [7] 一種印刷配線板,其中,包含由[1]~[6]中任一項所述的樹脂薄膜的樹脂組成物層的硬化物構成的絕緣層。 [8] 一種半導體裝置,其中,包含[7]所述的印刷配線板。 [9] 一種印刷配線板的製造方法,該方法包括: (I)通過真空壓製處理將[1]~[6]中任一項所述的樹脂薄膜層合在內層基板上的步驟,以及 (II)將樹脂組成物層熱硬化而形成絕緣層的步驟。 [發明的效果]
根據本發明,可以提供:能得到絕緣層的厚度的均勻性、埋入性及絕緣可靠性優異的硬化物的樹脂薄膜;使用該樹脂薄膜形成的印刷配線板、半導體裝置;及印刷配線板的製造方法。
以下按照其優選的實施方式詳細地說明本發明。但是,本發明不受下述實施方式及示例物的限定,可在不超出本發明的申請專利範圍及其均等範圍的範圍內任意地進行變更來實施。
[樹脂薄膜] 本發明的樹脂薄膜是採用了真空壓製處理的絕緣層形成用的樹脂薄膜。該樹脂薄膜的特徵在於,包含支承體、和設置於該支承體上的樹脂組成物層,所述支承體包含與樹脂組成物層接合一側的表面的算術平均粗糙度(Ra)超過300nm的金屬箔,所述樹脂組成物層含有(A)比表面積為10m 2/g以上的無機填充材料,在樹脂組成物層的從60℃至200℃的動態黏彈性測定中,100℃以上時的tanδ的最大值為1.0以上且2.0以下。
如上所述,在使用樹脂薄膜(的樹脂組成物層)來形成絕緣層時,與以往所用的真空層壓法相比,真空壓製處理中,在層合時賦予樹脂薄膜(的樹脂組成物層)的壓力較高,因樹脂流動而有時無法使絕緣層的厚度均一。另一方面,如果為了抑制樹脂的滲出而增加樹脂組成物層的黏度,則有時埋入性變低、絕緣性變得不好。本發明人發現,關於絕緣層的厚度的均勻性、埋入性及絕緣可靠性,與樹脂組成物層的動態黏彈性中的特定溫度範圍時的tanδ的最大值(tanδ是損耗彈性模量E"(Pa)與儲能彈性模量E'(GPa)之比E"/E'。)有關聯。此外,本發明人發現,除了調整樹脂組成物層中的無機填充材料的比表面積之外,還調整樹脂組成物層中的殘留溶劑量,從而可以調整tanδ的最大值,其結果是,可以得到絕緣層的厚度的均勻性、埋入性及絕緣可靠性優異的硬化物。
以下對於構成樹脂薄膜的各層進行詳述。
<支承體> 本發明的樹脂薄膜中,支承體具有:設置有樹脂組成物層的支承體表面的算術平均粗糙度(Ra)超過300nm的金屬箔。通常,具有前述的算術平均粗糙度(Ra)的支承體表面是金屬箔的表面,該金屬箔的表面與樹脂組成物層相接。由此,可以從支承體形成後述的導體層。
作為設置有樹脂組成物層的支承體表面的算術平均粗糙度(Ra),從提高與樹脂組成物層的密合性的觀點來看,超過300nm、優選為350nm以上、更優選為400nm以上、進一步優選為500nm以上。上限無特別限定,優選為1000nm以下、更優選為900nm以下、進一步優選為800nm以下。算術平均粗糙度(Ra)是按照ISO 25178測得的值,可以使用非接觸型表面粗糙度計進行測定。
作為設置有樹脂組成物層的支承體表面的十點平均粗糙度(Rz),從提高與樹脂組成物層的密合性的觀點來看,優選為超過7000nm、更優選為8000nm以上、進一步優選為9000nm以上。對上限無特別限定,優選為30000nm以下、更優選為20000nm以下、進一步優選為10000nm以下。十點平均粗糙度(Rz)是按照ISO 25178測得的值,可以使用非接觸型表面粗糙度計進行測定。
對於支承體表面而言,例如通過進行支承體表面的蝕刻處理、研磨,從而可以將算術平均粗糙度(Ra)及十點平均粗糙度(Rz)調整至前述範圍。
支承體具有金屬箔,優選為金屬箔。從顯著得到本發明的效果的觀點來看,支承體的厚度優選為9μm以上、更優選為10μm以上、進一步優選為11μm以上。對上限無特別限定,優選為30μm以下、更優選為20μm以下、進一步優選為15μm以下。應予說明,金屬箔可以是單層結構,也可以是多層結構。金屬箔為多層結構時,優選金屬箔整體的厚度在所述範圍內,其中極薄金屬箔的厚度例如可以為0.1μm以上且10μm以下的範圍。
作為金屬箔,可舉出例如銅箔、鋁箔等,優選為銅箔。作為銅箔,可使用由銅的單金屬形成的箔,也可使用由銅與其他金屬(例如,錫、鉻、銀、鎂、鎳、鋯、矽、鈦等)的合金形成的箔。
金屬箔可以是單層結構,也可以是由不同種類的金屬或合金構成的單金屬層或合金層層合兩層以上而得的多層結構。作為多層結構的金屬箔,可舉出例如包含載體金屬箔、和與該載體金屬箔接合的極薄金屬箔的金屬箔。所述的多層結構的金屬箔,在載體金屬箔與極薄金屬箔之間還可包含使得從載體金屬箔剝離極薄金屬箔成為可能的剝離層。對於剝離層而言,只要能將極薄金屬箔從載體金屬箔剝離,則無特別限定,可舉出例如選自由Cr、Ni、Co、Fe、Mo、Ti、W、P所構成的群組中的元素的合金層;有機被膜等。應予說明,使用多層結構的金屬箔作為支承體時,樹脂組成物層可設置於極薄金屬箔上。
金屬箔的製造方法無特別限定,可以通過例如電解法、軋製法等公知的方法製造。
支承體中,還可以與金屬箔組合地具備除金屬箔以外的任意的層。此時,從可以使金屬箔與樹脂組成物層直接相接的觀點來看,任意的層優選設置於金屬箔的與樹脂組成物層相反的一側。這裡,金屬箔與樹脂組成物層「直接」相接是表示,在金屬箔與樹脂組成物層之間不存在其他的層。其中,優選不存在任意的層,因此支承體優選僅具備金屬箔。
支承體可以使用市售品。作為市售品,可舉出例如JX日礦日石金屬公司製的「HLP箔」、「JXUT-III箔」,三井金屬礦山公司製的「MicroThin MT-Ex銅箔」、「TP-III箔」、三井金屬礦業公司製的「MW-G」等。
<樹脂組成物層> 本發明的樹脂薄膜中,設置於支承體上的樹脂組成物層含有:(A)比表面積為10m 2/g以上的無機填充材料。
樹脂組成物層中,除包含(A)成分之外,還可以進一步包含任意的成分。作為任意的成分,可舉出例如:(B)環氧樹脂、(C)硬化劑、(D)自由基聚合性化合物、(E)熱塑性樹脂、(F)硬化促進劑、(G)聚合起始劑及(H)其他添加劑等。以下,對樹脂組成物層中所含的各成分進行詳細說明。
-(A)比表面積為10m 2/g以上的無機填充材料- 樹脂組成物層中,作為(A)成分,含有(A)比表面積為10m 2/g以上的無機填充材料。通過使用含有(A)成分的樹脂組成物層,從而可以提高埋入性及絕緣層的厚度的均勻性。
作為(A)成分的比表面積,從提高埋入性的觀點及抑制因樹脂滲出導致的厚度不均而提高絕緣層的厚度的均勻性的觀點來看,為10m 2/g以上、優選為15m 2/g以上、更優選為20m 2/g以上、進一步優選為25m 2/g以上。對上限無特別限制,優選為60m 2/g以下、更優選為50m 2/g以下、進一步優選為40m 2/g以下。對於比表面積而言,可根據BET法,使用BET全自動比表面積測定裝置(Mountech公司製Macsorb HM-1210)使氮氣吸附於試樣表面,用BET多點法算出比表面積來獲得。
關於(A)成分的平均粒徑,從提高埋入性的觀點及抑制因樹脂流動導致的厚度不均而提高絕緣層的厚度的均勻性的觀點來看,優選為0.01μm以上、更優選為0.05μm以上、進一步優選為0.1μm以上,優選為5μm以下、更優選為4μm以下、進一步優選為3μm以下。
(A)成分的平均粒徑可通過基於米氏(Mie)散射理論的雷射繞射-散射法進行測定。具體來說,可通過雷射繞射散射式粒徑分佈測定裝置,以體積基準製成無機填充材料的粒徑分布,將其中值粒徑作為平均粒徑來進行測定。測定樣品可使用將無機填充材料100mg、甲基乙基酮10g稱量至管瓶中並通過超音波分散10分鐘而得的樣品。對於測定樣品,使用雷射繞射式粒徑分佈測定裝置,使用光源波長採用藍色和紅色,以流通池(flow cell)方式測定(A)成分的體積基準的粒徑分佈,根據所得的粒徑分佈作為中值粒徑可算出平均粒徑。作為雷射繞射式粒徑分佈測定裝置,可舉出例如堀場製作所股份有限公司製「LA-960」等。
作為(A)成分的材料,使用無機化合物。作為(A)成分的材料的例子,可舉出二氧化矽、氧化鋁、矽鋁酸鹽、玻璃、堇青石、矽氧化物、硫酸鋇、碳酸鋇、滑石、黏土、雲母粉、氧化鋅、水滑石、勃姆石、氫氧化鋁、氫氧化鎂、碳酸鈣、碳酸鎂、氧化鎂、氮化硼、氮化鋁、氮化錳、硼酸鋁、碳酸鍶、鈦酸鍶、鈦酸鈣、鈦酸鎂、鈦酸鉍、氧化鈦、氧化鋯、鈦酸鋇、鈦酸鋯酸鋇、鋯酸鋇、鋯酸鈣、磷酸鋯和磷酸鎢酸鋯等。其中,優選碳酸鈣、二氧化矽,特別優選二氧化矽。作為二氧化矽,可舉出例如無定形二氧化矽、熔融二氧化矽、結晶二氧化矽、合成二氧化矽、中空二氧化矽等。此外,作為二氧化矽,優選為球狀二氧化矽。(A)成分可以單獨使用一種,也可以將兩種以上組合使用。
作為(A)成分的市售品,可舉出例如:Denka公司製的「UFP-30」、「ASFP-20」;日鐵化學材料公司製的「SP60-05」、「SP507-05」、「SPH516-05」;雅都瑪(Admatechs)公司製的「YC100C」、「YA050C」、「YA050C-MJE」、「YA010C」;德山(Tokuyama)公司製的「Silfil NSS-3N」、「Silfil NSS-4N」、「Silfil NSS-5N」;雅都瑪(Admatechs)公司製的「SC2500SQ」、「SO-C4」、「SO-C2」、「SO-C1」;等。
從提高耐濕性和分散性的觀點來看,(A)成分優選通過表面處理劑進行過處理。作為表面處理劑,可舉出例如乙烯基矽烷系偶合劑、(甲基)丙烯酸系偶合劑、含氟的矽烷偶合劑、胺基矽烷系偶合劑、環氧基矽烷系偶合劑、巰基矽烷系偶合劑、矽烷系偶合劑、烷氧基矽烷、有機矽氮烷化合物、鈦酸酯系偶合劑等。其中,從顯著得到本發明的效果的觀點來看,優選為胺基矽烷系偶合劑。此外,表面處理劑可單獨使用一種,也可將兩種以上任意組合使用。
作為表面處理劑的市售品,可舉出例如:信越化學工業公司製「KBM1003」(乙烯基三乙氧基矽烷)、信越化學工業公司製「KBM503」(3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷)、信越化學工業公司製「KBM403」(3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷)、信越化學工業公司製「KBM803」(3-巰基丙基三甲氧基矽烷)、信越化學工業公司製「KBE903」(3-胺基丙基三乙氧基矽烷)、信越化學工業公司製「KBM573」(N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷)、信越化學工業公司製「SZ-31」(六甲基二矽氮烷)、信越化學工業公司製「KBM103」(苯基三甲氧基矽烷)、信越化學工業公司製「KBM-4803」(長鏈環氧型矽烷偶合劑)、信越化學工業公司製「KBM-7103」(3,3,3-三氟丙基三甲氧基矽烷)等。
從無機填充材料的分散性提高的觀點來看,通過表面處理劑進行的表面處理的程度優選為在規定的範圍內。具體來說,100質量份無機填充材料優選用0.2質量份~5質量份的表面處理劑進行了表面處理,優選用0.2質量份~3質量份的表面處理劑進行了表面處理,優選用0.3質量份~2質量份的表面處理劑進行了表面處理。
通過表面處理劑進行的表面處理的程度可通過無機填充材料的每單位表面積的碳量進行評價。從無機填充材料的分散性提高的觀點來看,無機填充材料的每單位表面積的碳量優選為0.02mg/m 2以上,更優選為0.1mg/m 2以上,進一步優選為0.2mg/m 2以上。另一方面,從防止樹脂塗料的熔融黏度和薄膜形態下的熔融黏度的上升的觀點來看,優選為1mg/m 2以下,更優選為0.8mg/m 2以下,進一步優選為0.5mg/m 2以下。
無機填充材料的每單位表面積的碳量可在將表面處理後的無機填充材料用溶劑(例如甲基乙基酮(MEK))進行清洗處理後進行測定。具體來說,向通過表面處理劑進行了表面處理的無機填充材料中加入作為溶劑的足量的MEK,在25℃超音波清洗5分鐘。除去上清液,使固體成分乾燥後,可使用碳分析儀測定無機填充材料的每單位表面積的碳量。作為碳分析儀,可使用堀場製作所公司製「EMIA-320V」等。
從將tanδ的最大值調整至合適的範圍的觀點來看,將樹脂組成物層中的不揮發成分設為100質量%時,(A)成分的含量優選為73質量%以下、更優選為72質量%以下、進一步優選為71質量%以下、70質量%以下、69質量%以下、68質量%以下,優選為30質量%以上、更優選為40質量%以上、進一步優選為50質量%以上。應予說明,本發明中,只要沒有另外明示,樹脂組成物層中的各成分的含量是將樹脂組成物層中的不揮發成分設為100質量%時的值。
-(B)環氧樹脂- 樹脂組成物層中,作為(B)成分,可以含有(B)環氧樹脂。(B)環氧樹脂可以單獨使用一種,也可以併用兩種以上。
作為(B)環氧樹脂,可舉出例如:聯二甲酚(bixylenol)型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、雙酚AF型環氧樹脂、雙環戊二烯型環氧樹脂、三酚型環氧樹脂、萘酚酚醛清漆(naphthol novolac)型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆(phenol novolac)型環氧樹脂、叔丁基-鄰苯二酚型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、萘酚型環氧樹脂、蒽型環氧樹脂、縮水甘油胺型環氧樹脂、縮水甘油酯型環氧樹脂、縮水甘油基環己烷型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆(cresol novolac)型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、線狀脂肪族環氧樹脂、具有丁二烯結構的環氧樹脂、脂環族環氧樹脂、雜環式環氧樹脂、含螺環的環氧樹脂、環己烷型環氧樹脂、環己烷二甲醇型環氧樹脂、伸萘基醚(naphthylene ether)型環氧樹脂、三羥甲基型環氧樹脂、四苯基乙烷型環氧樹脂、苯酚苯并吡咯酮(phenolphthalimidine)型環氧樹脂等。環氧樹脂可以單獨使用一種,也可以將兩種以上組合使用。
樹脂組成物層中,作為(B)成分,優選包含在1分子中具有2個以上的環氧基的環氧樹脂。從顯著獲得本發明所期望的效果的觀點來看,相對於熱硬化性樹脂的不揮發成分100質量%,在1分子中具有2個以上的環氧基的環氧樹脂的比例優選為50質量%以上、更優選為60質量%以上、特別優選為70質量%以上。
環氧樹脂中包括在溫度20℃時呈液態的環氧樹脂(以下有時稱為「液態環氧樹脂」)和在溫度20℃時呈固態的環氧樹脂(以下有時稱為「固態環氧樹脂」)。樹脂組成物層中,作為熱硬化性樹脂,可以僅包含液態環氧樹脂或者僅包含固態環氧樹脂,但優選組合包含液態環氧樹脂和固態環氧樹脂。
作為液態環氧樹脂,優選為在1分子中具有2個以上的環氧基的液態環氧樹脂。
作為液態環氧樹脂,優選為雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚AF型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、縮水甘油酯型環氧樹脂、縮水甘油胺型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、具有酯骨架的脂環族環氧樹脂、環己烷型環氧樹脂、環己烷二甲醇型環氧樹脂、縮水甘油胺型環氧樹脂,及具有丁二烯結構的環氧樹脂、縮水甘油基環己烷型環氧樹脂、苯酚苯并吡咯酮型環氧樹脂,更優選為縮水甘油基環己烷型環氧樹脂。
作為液態環氧樹脂的具體例,可舉出:DIC公司製的「HP4032」、「HP4032D」、「HP4032SS」(萘型環氧樹脂);三菱化學公司製的「828US」、「jER828EL」、「825」、「EPIKOTE 828EL」(雙酚A型環氧樹脂);三菱化學公司製的「jER807」、「1750」(雙酚F型環氧樹脂);三菱化學公司製的「jER152」(苯酚酚醛清漆型環氧樹脂);三菱化學公司製的「630」、「630LSD」(縮水甘油胺型環氧樹脂);日鐵化學材料公司製的「ZX1059」(雙酚A型環氧樹脂與雙酚F型環氧樹脂的混合品);Nagase ChemteX公司製的「EX-721」(縮水甘油酯型環氧樹脂);大賽璐公司製的「CELLOXIDE 2021P」(具有酯骨架的脂環族環氧樹脂);大賽璐公司製的「PB-3600」(具有丁二烯結構的環氧樹脂);日鐵化學材料公司製的「ZX1658」、「ZX1658GS」(液態1,4-縮水甘油基環己烷型環氧樹脂)等。這些可以單獨使用一種,也可以將兩種以上組合使用。
作為固態環氧樹脂,優選為在1分子中具有3個以上的環氧基的固態環氧樹脂,更優選為在1分子中具有3個以上的環氧基的芳香族系的固態環氧樹脂。
作為固態環氧樹脂,優選為聯二甲酚型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、萘型四官能環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、雙環戊二烯型環氧樹脂、三酚型環氧樹脂、萘酚型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、伸萘基醚型環氧樹脂、蒽型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚AF型環氧樹脂、四苯基乙烷型環氧樹脂,更優選為聯二甲酚型環氧樹脂、萘型環氧樹脂。
作為固態環氧樹脂的具體例,可舉出:DIC公司製的「HP4032H」(萘型環氧樹脂)、「HP-4700」、「HP-4710」(萘型四官能環氧樹脂)、「N-690」(甲酚酚醛清漆型環氧樹脂)、「N-695」(甲酚酚醛清漆型環氧樹脂)、「HP-7200」、「HP-7200HH」、「HP-7200H」(雙環戊二烯型環氧樹脂)、「EXA-7311」、「EXA-7311-G3」、「EXA-7311-G4」、「EXA-7311-G4S」、「HP6000」、「HP6000L」(伸萘基醚型環氧樹脂);日本化藥公司製的「EPPN-502H」(三酚型環氧樹脂)、「NC7000L」(萘酚酚醛清漆型環氧樹脂)、「NC3000H」、「NC3000」、「NC3000L」、「NC3100」(聯苯型環氧樹脂);日鐵化學材料公司製的「ESN475V」(萘型環氧樹脂)、「ESN485」(萘酚酚醛清漆型環氧樹脂);三菱化學公司製的「YX4000H」、「YL6121」(聯苯型環氧樹脂)、「YX4000HK」(聯二甲酚型環氧樹脂)、「YX8800」(蒽型環氧樹脂);大阪燃氣化學公司製的「PG-100」、「CG-500」、三菱化學公司製的「YL7760」(雙酚AF型環氧樹脂)、「YL7800」(茀型環氧樹脂)、「jER1010」(固態雙酚A型環氧樹脂)、「jER1031S」(四苯基乙烷型環氧樹脂);日本化藥公司製的「WHR-991S」(苯酚苯并吡咯酮型環氧樹脂)等。這些可以單獨使用一種,也可以將兩種以上組合使用。
作為(B)成分組合使用液態環氧樹脂和固態環氧樹脂時,它們的量比(液態環氧樹脂:固態環氧樹脂),以質量比計,優選為1:0.1~1:20、更優選為1:0.3~1:10、特別優選為1:0.5~1:5。通過使液態環氧樹脂與固態環氧樹脂的量比處於所述範圍內,可以顯著獲得本發明所期望的效果。
(B)成分的環氧當量優選為50g/eq.~5000g/eq.、更優選為50g/eq.~3000g/eq.、進一步優選為80g/eq.~2000g/eq.、進而更優選為110g/eq.~1000g/eq.。通過處於該範圍,可以帶來樹脂組成物層的硬化物的交聯密度充分的硬化體。環氧當量為包含1當量環氧基的環氧樹脂的質量。該環氧當量可按照JIS K7236進行測定。
從顯著獲得本發明所期望的效果的觀點來看,(B)成分的重量平均分子量(Mw)優選為100~5000、更優選為250~3000、進一步優選為400~1500。環氧樹脂的重量平均分子量是通過凝膠滲透層析(GPC)法測定的按照聚苯乙烯換算的重量平均分子量。
從得到顯示良好的機械強度、絕緣可靠性的硬化體的觀點來看,將樹脂組成物層中的不揮發成分設為100質量%時,(B)成分的含量優選為5質量%以上、更優選為10質量%以上、進一步優選為15質量%以上。從顯著獲得本發明所期望的效果的觀點來看,環氧樹脂的含量的上限優選為35質量%以下、更優選為30質量%以下、特別優選為25質量%以下。
-(C)硬化劑- 樹脂組成物層中可含有(C)硬化劑作為(C)成分。(C)硬化劑通常具有與(B)成分反應而使樹脂組成物硬化的功能。(C)硬化劑可以單獨使用一種,也可以併用兩種以上。
作為(C)硬化劑,優選為低極性的硬化劑。作為(C)硬化劑,可舉出例如:活性酯系樹脂、苯酚系樹脂、萘酚系樹脂、苯并噁嗪系樹脂、氰酸酯系樹脂、碳二亞胺系樹脂、胺系樹脂、酸酐系樹脂等,其中,從顯著得到本發明的效果的觀點來看,優選包含活性酯系樹脂。
作為活性酯系樹脂,可以使用在1分子中具有1個以上的活性酯基的樹脂。其中,作為活性酯系樹脂,優選為酚酯類、硫酚酯類、N-羥基胺酯類、雜環羥基化合物的酯類等在1分子中具有2個以上的反應活性高的酯基的樹脂。該活性酯系樹脂優選為通過羧酸化合物和/或硫代羧酸化合物與羥基化合物和/或硫醇化合物的縮合反應獲得的樹脂。特別是從耐熱性提高的觀點來看,優選為由羧酸化合物與羥基化合物獲得的活性酯系樹脂,更優選為由羧酸化合物與苯酚化合物和/或萘酚化合物獲得的活性酯系樹脂。
作為羧酸化合物,可舉出例如苯甲酸、乙酸、琥珀酸、馬來酸、衣康酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、均苯四甲酸等。
作為苯酚化合物或萘酚化合物,可舉出例如:氫醌、間苯二酚、雙酚A、雙酚F、雙酚S、酚酞、甲基化雙酚A、甲基化雙酚F、甲基化雙酚S、苯酚、鄰甲酚、間甲酚、對甲酚、鄰苯二酚、α-萘酚、β-萘酚、1,5-二羥基萘、1,6-二羥基萘、2,6-二羥基萘、二羥基二苯甲酮、三羥基二苯甲酮、四羥基二苯甲酮、間苯三酚、苯三酚、雙環戊二烯型二苯酚化合物、苯酚酚醛樹脂(phenol novolac)等。此處,「雙環戊二烯型二苯酚化合物」是指1分子雙環戊二烯縮合2分子苯酚而得的二苯酚化合物。
作為活性酯系樹脂的優選的具體例,可舉出:含雙環戊二烯型二苯酚結構的活性酯系樹脂、含萘結構的活性酯系樹脂、含苯酚酚醛樹脂(phenol novolac)的乙醯化物的活性酯系樹脂、含苯酚酚醛樹脂的苯甲醯化物的活性酯系樹脂。其中,更優選為含萘結構的活性酯系樹脂、含雙環戊二烯型二苯酚結構的活性酯系樹脂。「雙環戊二烯型二苯酚結構」表示由伸苯基-伸二環戊基-伸苯基構成的二價結構單元。
作為活性酯系樹脂的市售品,作為含雙環戊二烯型二苯酚結構的活性酯系樹脂,可舉出「EXB9451」、「EXB9460」、「EXB9460S」、「HPC-8000-65T」、「HPC-8000H-65TM」、「EXB-8000L-65TM」(DIC公司製);作為含萘結構的活性酯系樹脂,可舉出「EXB9416-70BK」、「EXB-8150-65T」、「HP-B-8151-62T」(DIC公司製);作為含苯酚酚醛樹脂的乙醯化物的活性酯系樹脂,可舉出「DC808」(三菱化學公司製);作為含苯酚酚醛樹脂的苯甲醯化物的活性酯系樹脂,可舉出「YLH1026」(三菱化學公司製);作為是苯酚酚醛樹脂的乙醯化物的活性酯系樹脂,可舉出「DC808」(三菱化學公司製);作為是苯酚酚醛樹脂的苯甲醯化物的活性酯系樹脂,可舉出「YLH1026」(三菱化學公司製)、「YLH1030」(三菱化學公司製)、「YLH1048」(三菱化學公司製);等。
從耐熱性及耐水性的觀點來看,作為苯酚系樹脂及萘酚系樹脂優選為具有酚醛(novolac)結構的樹脂。另外,從與導體層的密合性的觀點來看,優選為含氮的苯酚系硬化劑,更優選為含三嗪骨架的苯酚系樹脂。
作為苯酚系樹脂及萘酚系樹脂的具體例,可舉出例如:明和化成公司製的「MEH-7700」、「MEH-7810」、「MEH-7851」、日本化藥公司製的「NHN」、「CBN」、「GPH」、日鐵化學材料公司製的「SN170」、「SN180」、「SN190」、「SN475」、「SN485」、「SN495」、「SN-495V」、「SN375」、「SN395」、DIC公司製的「TD-2090」、「LA-7052」、「LA-7054」、「LA-1356」、「LA-3018-50P」、「EXB-9500」等。
作為苯并噁嗪系樹脂的具體例,可舉出:JFE化工公司製的「JBZ-OD100」(苯并噁嗪環當量218g/eq.)、「JBZ-OP100D」(苯并噁嗪環當量218g/eq.)、「ODA-BOZ」(苯并噁嗪環當量218g/eq.);四國化成工業公司製的「P-d」(苯并噁嗪環當量217g/eq.)、「F-a」(苯并噁嗪環當量217g/eq.);昭和高分子公司製的「HFB2006M」(苯并噁嗪環當量432g/eq.)等。
作為氰酸酯系樹脂,可舉出例如:雙酚A二氰酸酯、多酚氰酸酯、低聚(3-亞甲基-1,5-伸苯基氰酸酯)、4,4'-亞甲基雙(2,6-二甲基苯基氰酸酯)、4,4'-亞乙基二苯基二氰酸酯、六氟雙酚A二氰酸酯、2,2-雙(4-氰酸酯基)苯基丙烷、1,1-雙(4-氰酸酯基苯基甲烷)、雙(4-氰酸酯基-3,5-二甲基苯基)甲烷、1,3-雙(4-氰酸酯基苯基-1-(甲基亞乙基))苯、雙(4-氰酸酯基苯基)硫醚、和雙(4-氰酸酯基苯基)醚等二官能氰酸酯樹脂;由苯酚酚醛清漆樹脂及甲酚酚醛清漆樹脂等衍生的多官能氰酸酯樹脂;這些氰酸酯樹脂進行部分三嗪化而得到的預聚物;等等。作為氰酸酯系樹脂的具體例,可舉出Lonza Japan公司製的「PT30」、「PT30S」及「PT60」(苯酚酚醛清漆型多官能氰酸酯樹脂)、「ULL-950S」(多官能氰酸酯樹脂)、「BA230」、「BA230S75」(雙酚A二氰酸酯的一部分或全部進行三嗪化形成了三聚體而得到的預聚物)、BADCy」(雙酚A二氰酸酯)等。
作為碳二亞胺系樹脂的具體例,可舉出:日清紡化學公司製的CARBODILITE(註冊商標)V-03(碳二亞胺基當量:216g/eq.)、V-05(碳二亞胺基當量:216 g/eq.)、V-07(碳二亞胺基當量:200g/eq.);V-09(碳二亞胺基當量:200g/eq.);Rhein Chemie 公司製的Stabaxol (註冊商標)P(碳二亞胺基當量:302g/eq.)。
作為胺系樹脂,可舉出在1分子內具有1個以上的胺基的樹脂,可舉出例如:脂肪族胺類、聚醚胺類、脂環族胺類、芳香族胺類等,其中,從發揮本發明所期望的效果的觀點來看,優選為芳香族胺類。胺系樹脂優選為伯胺或仲胺,更優選為伯胺。作為胺系硬化劑的具體例,可舉出:4,4'-亞甲基雙(2,6-二甲基苯胺)、二苯基二胺基碸、4,4'-二胺基二苯基甲烷、4,4'-二胺基二苯基碸、3,3'-二胺基二苯基碸、間苯二胺、間苯二甲胺、二乙基甲苯二胺、4,4'-二胺基二苯基醚、3,3'-二甲基-4,4'-二胺基聯苯、2,2'-二甲基-4,4'-二胺基聯苯、3,3'-二羥基聯苯胺、2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)丙烷、3,3-二甲基-5,5-二乙基-4,4-二苯基甲烷二胺、2,2-雙(4-胺基苯基)丙烷、2,2-雙(4-(4-胺基苯氧基)苯基)丙烷、1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、4,4'-雙(4-胺基苯氧基)聯苯、雙(4-(4-胺基苯氧基)苯基)碸、雙(4-(3-胺基苯氧基)苯基)碸等。胺系樹脂可使用市售品,可舉出例如日本化藥公司製的「KAYABOND C-200S」、「KAYABOND C-100」、「KAYAHARD A-A」、「KAYAHARD A-B」、「KAYAHARD A-S」、三菱化學公司製的「EpicureW」等。
作為酸酐系樹脂,可舉出在1分子內具有1個以上酸酐基的樹脂。作為酸酐系樹脂的具體例,可舉出:鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、甲基六氫鄰苯二甲酸酐、甲基納迪克酸酐、氫化甲基納迪克酸酐、三烷基四氫鄰苯二甲酸酐、十二碳烯基琥珀酸酐、5-(2,5-二氧代四氫-3-呋喃基)-3-甲基-3-環己烯-1,2-二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸酐、二苯甲酮四甲酸二酐、聯苯四甲酸二酐、萘四甲酸二酐、氧雙鄰苯二甲酸二酐、3,3'-4,4'-二苯基碸四甲酸二酐、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5-(四氫-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘并[1,2-C]呋喃-1,3-二酮、乙二醇雙(偏苯三甲酸酐酯)、苯乙烯與馬來酸進行共聚而得到的苯乙烯-馬來酸樹脂等的聚合物型的酸酐等。
樹脂組成物層含有環氧樹脂和硬化劑的情況下,環氧樹脂與全部硬化劑的量比以[環氧樹脂的環氧基的合計數]:[硬化劑的反應基團的合計數]的比率計,優選為1:0.01~1:5的範圍、更優選為1:0.05~1:3、進一步優選為1:0.1~1:2。此處,「環氧樹脂的環氧基數」是指將存在於樹脂組成物中的環氧樹脂的不揮發成分的質量除以環氧當量而得的值全部進行合計所得的值。另外,「硬化劑的活性基團數」是指將存在於樹脂組成物中的硬化劑的不揮發成分的質量除以活性基團當量而得的值全部進行合計所得的值。作為熱硬化性樹脂,通過使環氧樹脂與硬化劑的量比在所述範圍內,可以得到柔軟性優異的硬化體。
從顯著得到本發明的效果的觀點來看,相對於樹脂組成物層中的不揮發成分100質量%,(C)硬化劑的含量優選為1質量%以上、更優選為3質量%以上、進一步優選為5質量%以上,優選為15質量%以下、更優選為10質量%以下、進一步優選為8質量%以下。
-(D)自由基聚合性化合物- 樹脂組成物層中,作為(D)成分,可以含有自由基聚合性化合物。(D)成分可以單獨使用一種,也可以併用兩種以上。
在一個實施方式中,(D)自由基聚合性化合物是具有乙烯性不飽和鍵的自由基聚合性化合物。(D)自由基聚合性化合物沒有特別限定,可具有例如烯丙基、3-環己烯基、3-環戊烯基、對乙烯基苯基、間乙烯基苯基、鄰乙烯基苯基等不飽和烴基;丙烯醯基、甲基丙烯醯基、馬來醯亞胺基(2,5-二氫-2,5-二氧代-1H-吡咯-1-基)等α,β-不飽和羰基等自由基聚合性基團。(D)自由基聚合性化合物優選具有2個以上的自由基聚合性基團。
作為(D)自由基聚合性化合物,可以是例如馬來醯亞胺系樹脂、乙烯基系樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、烯丙基系樹脂等。其中,作為(D)成分,優選包含馬來醯亞胺系樹脂及乙烯基系樹脂中的任一種,更優選包含馬來醯亞胺系樹脂及乙烯基系樹脂這兩者。
馬來醯亞胺系樹脂(馬來醯亞胺系自由基聚合性化合物)例如是具有1個以上、優選2個以上的馬來醯亞胺基的化合物。馬來醯亞胺系樹脂可以是包含脂肪族胺骨架的脂肪族馬來醯亞胺化合物,也可以是包含芳香族胺骨架的芳香族馬來醯亞胺化合物,作為市售品,可舉出例如:信越化學工業公司製的「SLK-2600」、Designer Molecules公司製的「BMI-1500」、「BMI-1700」、「BMI-3000J」、「BMI-689」、「BMI-2500」(含二聚體二胺結構的馬來醯亞胺化合物)、Designer Molecules公司製的「BMI-6100」(芳香族馬來醯亞胺化合物)、日本化藥公司製的「MIR-5000-60T」、「MIR-3000-70MT」(聯苯芳烷基型馬來醯亞胺化合物)、KI化成公司製的「BMI-70」、「BMI-80」、大和化成工業公司製「BMI-2300」、「BMI-TMH」等。此外,作為馬來醯亞胺系樹脂,還可以使用日本發明協會公開技報公技編號2020-500211號中公開的馬來醯亞胺系樹脂(含茚滿環骨架的馬來醯亞胺化合物)。
乙烯基系樹脂(乙烯基系自由基聚合性化合物(也稱為苯乙烯系自由基聚合性化合物))例如是具有與芳香族碳原子直接結合的1個以上、優選2個以上的乙烯基的化合物。作為乙烯基系樹脂,可舉出例如:二乙烯基苯、2,4-二乙烯基甲苯、2,6-二乙烯基萘、1,4-二乙烯基萘、4,4'-二乙烯基聯苯、1,2-雙(4-乙烯基苯基)乙烷、2,2-雙(4-乙烯基苯基)丙烷、雙(4-乙烯基苯基)醚等的低分子量(分子量低於1000)的苯乙烯系化合物;乙烯基苄基改性聚苯醚樹脂、苯乙烯-二乙烯基苯共聚物等的高分子量(分子量1000以上)的苯乙烯系化合物等。作為苯乙烯系自由基聚合性化合物的市售品,可舉出例如:日鐵化學材料公司製的「ODV-XET(X03)」、「ODV-XET(X04)」、「ODV-XET(X05)」(苯乙烯-二乙烯基苯共聚物)、三菱瓦斯化學公司製的「OPE-2St 1200」、「OPE-2St 2200」(乙烯基苄基改性聚苯醚樹脂)。
(甲基)丙烯酸系樹脂((甲基)丙烯酸系自由基聚合性化合物)例如是具有1個以上、優選2個以上的丙烯醯基及/或甲基丙烯醯基的化合物。作為(甲基)丙烯酸系樹脂,可舉出例如:環己烷-1,4-二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、環己烷-1,3-二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、三環癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,8-辛二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,10-癸二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯等的低分子量(分子量小於1000)的脂肪族(甲基)丙烯酸酯化合物;二噁烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、3,6-二氧雜-1,8-辛二醇二(甲基)丙烯酸酯、3,6,9-三氧雜十一烷-1,11-二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、9,9-雙[4-(2-丙烯醯氧基乙氧基)苯基]茀、乙氧基化雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化雙酚A二(甲基)丙烯酸酯等的低分子量(分子量小於1000)的含醚的(甲基)丙烯酸酯化合物;三(3-羥丙基)異氰脲酸酯三(甲基)丙烯酸酯、三(2-羥乙基)異氰脲酸酯三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化異氰脲酸三(甲基)丙烯酸酯等的低分子量(分子量小於1000)的含有異氰脲酸酯的(甲基)丙烯酸酯化合物;(甲基)丙烯酸改性聚苯醚樹脂等的高分子量(分子量1000以上)的丙烯酸酯化合物等。作為(甲基)丙烯酸系樹脂的市售品,可舉出例如:新中村化學工業公司製的「A-DOG」(二噁烷二醇二丙烯酸酯)、共榮社化學公司製的「DCP-A」(三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯)、「DCP」(三環癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯)、日本化藥股份有限公司的「KAYARAD R-684」(三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯)、「KAYARAD R-604」(二噁烷二醇二丙烯酸酯)、沙伯基礎創新塑料公司製的「SA9000」、「SA9000-111」(甲基丙烯酸改性聚苯醚)等。
烯丙基系樹脂(烯丙基系自由基聚合性化合物)例如是具有1個以上、優選2個以上的烯丙基的化合物。作為烯丙基系樹脂,可舉出例如:聯苯二甲酸二烯丙酯(Diallyl Diphenate)、偏苯三酸三烯丙酯、鄰苯二甲酸二烯丙酯、間苯二甲酸二烯丙酯、對苯二甲酸二烯丙酯、2,6-萘二甲酸二烯丙酯、2,3-萘甲酸二烯丙酯等芳香族羧酸烯丙酯化合物;1,3,5-三烯丙基異氰脲酸酯、1,3-二烯丙基-5-縮水甘油基異氰脲酸酯等異氰脲酸烯丙酯化合物;2,2-雙[3-烯丙基-4-(縮水甘油氧基)苯基]丙烷等含環氧基的芳香族烯丙基化合物;雙[3-烯丙基-4-(3,4-二氫-2H-1,3-苯并噁嗪-3-基)苯基]甲烷等含苯并噁嗪的芳香族烯丙基化合物;1,3,5-三烯丙基醚苯等含醚的芳香族烯丙基化合物;二烯丙基二苯基矽烷等烯丙基矽烷化合物等。作為烯丙基系樹脂的市售品,可舉出:日本化成公司製的「TAIC」(1,3,5-三烯丙基異氰脲酸酯)、日觸Techno Fine公司製的「DAD」(聯苯二甲酸二烯丙酯)、和光純藥工業公司製的「TRIAM-705」(偏苯三酸三烯丙酯)、日本蒸餾工業公司製的商品名「DAND」(2,3-萘甲酸二烯丙酯)、四國化成工業公司製「ALP-d」(雙[3-烯丙基-4-(3,4-二氫-2H-1,3-苯并噁嗪-3-基)苯基]甲烷)、日本化藥公司製的「RE-810NM」(2,2-雙[3-烯丙基-4-(縮水甘油氧基)苯基]丙烷)、四國化成公司製的「DA-MGIC」(1,3-二烯丙基-5-縮水甘油基異氰脲酸酯)等。
(D)成分的乙烯性不飽和鍵當量優選為20 g/eq.~3000g/eq.、更優選為50g/eq.~2500g/eq.、進一步優選為70g/eq.~2000g/eq.、特別優選為90g/eq.~1500g/eq.。乙烯性不飽和鍵當量是每1當量乙烯性不飽和鍵的自由基聚合性化合物的質量。
(D)成分的重量平均分子量(Mw)優選為40000以下、更優選為10000以下、進一步優選為5000以下、特別優選為3000以下。下限沒有特別限定,例如可以為150以上等。
從顯著得到本發明的效果的觀點來看,將樹脂組成物層中的不揮發成分設為100質量%時,(D)成分的含量優選為10質量%以上、更優選為20質量%以上、進一步優選為25質量%以上。從顯著獲得本發明所期望的效果的觀點來看,(D)成分的含量的上限優選為40質量%以下、更優選為35質量%以下、特別優選為30質量%以下。
作為樹脂組成物層中含有的成分,從改善樹脂流動及絕緣可靠性的觀點來看,優選使用極性低的材料。作為這樣的極性低的材料,可舉出活性酯系樹脂、馬來醯亞胺系樹脂、乙烯基系樹脂等。因此,作為樹脂薄膜的優選的實施方式,優選與(A)成分組合地包含(B)環氧樹脂、(C)硬化劑及(D)自由基聚合性化合物中的至少任一種,更優選與(A)成分組合地包含活性酯系樹脂、馬來醯亞胺系樹脂及乙烯基系樹脂中的任何成分。
-(E)熱塑性樹脂- 樹脂組成物層中,作為(E)成分,可以含有(E)熱塑性樹脂。通過在樹脂組成物層中含有(E)成分,從而可以得到呈現良好的機械強度的硬化物。(E)成分可以單獨使用一種,也可以併用兩種以上。
從顯著得到本發明的效果的觀點來看,(E)成分的重量平均分子量(Mn)優選為5000以上、更優選為8000以上、特別優選為10000以上,優選為100000以下、更優選為80000以下、特別優選為50000以下。(E)成分的重量平均分子量是通過凝膠滲透層析(GPC)法測得的按照聚苯乙烯換算的重量平均分子量。
作為(E)成分,可以使用重量平均分子量在上述範圍內的高分子量的成分。作為這樣的成分,可舉出例如:聚醯亞胺樹脂、苯氧基樹脂、聚乙烯醇縮醛樹脂、聚烯烴樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、聚碸樹脂、聚醚碸樹脂、聚醚醚酮樹脂、聚酯樹脂等的熱塑性樹脂;彈性體。其中,作為(E)成分,從顯著得到本發明的效果的觀點來看,優選為選自聚醯亞胺樹脂、彈性體及苯氧基樹脂中的至少一種。
作為聚醯亞胺樹脂,可舉出包含下述式(e1)所示的結構單元(以下也稱為「結構單元(e1)」)的聚醯亞胺樹脂(以下有時稱為「第一聚醯亞胺樹脂」)。第一聚醯亞胺樹脂中,結構單元(e1)的數目為1以上,沒有特別限定,可以是100以下、50以下、30以下。當結構單元(e1)為多個時,結構單元(e1)可以作為重複單元彼此連接、也可以彼此不連接。當彼此不連接時,對於多個結構單元(e1)而言,在它們之間優選介隔存在其他結構單元(例如,後述的式(e2)所示的結構單元)。
結構單元(e1)由下述式(e1)表示。
Figure 02_image001
[式(e1)中, R 1為下述式(e1-1)所示的四價基團, R 2為下述式(e1-2)所示的二價基團。
Figure 02_image003
(式(e1-1)中, Ar 11、Ar 12、Ar 13及Ar 14各自獨立地表示可具有取代基的芳香族環, L 11、L 12及L 13各自獨立地表示二價連接基團, nc1表示0以上的整數。)
Figure 02_image005
(式(e1-2)中, Ar 21、Ar 22、Ar 23及Ar 24各自獨立地表示可具有取代基的芳香族環, L 21、L 22及L 23各自獨立地表示二價連接基團, nc2表示1以上的整數。)
式(e1-1)中,Ar 11、Ar 12、Ar 13及Ar 14所示的芳香族環(以下也稱為「芳香族環C」)優選為碳原子數6~100、更優選為碳原子數6~50的芳香族環,進一步優選為碳原子數6~100、進而更優選為碳原子數6~50的芳香族碳環。因此,在一個優選的實施方式中,式(e1-1)中,Ar 11、Ar 12、Ar 13及Ar 14各自獨立為可具有取代基的碳原子數6~14的芳香族碳環。此處,「芳香族環」這樣的術語在本說明書是指環上的π電子體系所含的電子數為4n+2個(n為自然數)的遵循休克爾規則(Hückel's rule)的環,包括單環式的芳香族環及2個以上的單環式的芳香族環稠合而成的稠合芳香族環。芳香族環可以是碳環或雜環。作為芳香族環,可舉出例如:苯環、呋喃環、噻吩環、吡咯環、吡唑環、噁唑環、異噁唑環、噻唑環、咪唑環、吡啶環、噠嗪環、嘧啶環、吡嗪環等單環式的芳香族環;萘環、蒽環、苯并呋喃環、異苯并呋喃環、吲哚環、異吲哚環、苯并噻吩環、苯并咪唑環、吲唑環、苯并噁唑環、苯并異噁唑環、苯并噻唑環、喹啉環、異喹啉環、喹喔啉環、吖啶環、喹唑啉環、噌啉環、酞嗪環等的2個以上的單環式的芳香族環稠合而成的稠環;茚滿環、茀環、四氫萘環等的在1個以上的單環式的芳香族環上稠合1個以上的單環式的非芳香族環而成的稠環等。其中,優選為碳原子數6~14的芳香族碳環,更優選為苯環。
式(e1-1)中,當Ar 11、Ar 12、Ar 13及Ar 14表示具有取代基的芳香族環時,該取代基的數目沒有限定。作為這樣的取代基(以下也稱為「取代基S」),可彼此獨立地舉出:鹵素原子、烷基、環烷基、烷氧基、環烷基氧基、芳基、芳基氧基、芳基烷基、芳基烷氧基、1 價雜環基、亞烷基(alkylidene group)、胺基、矽基、醯基、醯基氧基、羧基、磺基、氰基、硝基、羥基、巰基及氧代基。
式(e1-1)中,L 11、L 12及L 13所示的二價連接基團優選為由選自碳原子、氧原子、氮原子、硫原子及矽原子中的1個以上(例如1~3000個、1~1000個、1~100個、1~50個)的骨架原子形成的二價基團。作為二價連接基團的例子,可舉出:-SO 2-、-CO-、-COO-、-O-、-S-、 -O-C 6H 4-O-(此處,-C 6H 4-表示伸苯基。)、 -O-C 6H 4-C(CH 3) 2-C 6H 4-O-、-COO-(CH 2) q-OCO-(此處,q表示1~20的整數。)、-COO-H 2C-HC(-O-C(=O)-CH 3)-CH 2-OCO-、伸烷基、伸烯基、伸炔基、伸芳基、伸雜芳基、 -C(=O)-、-C(=O)-O-、-NR 0-(此處,R 0表示氫原子、碳原子數1~3的烷基)及-C(=O)-NR 0-。作為伸烷基(alkylene group),優選為碳原子數1~10的伸烷基、更優選為碳原子數1~6的伸烷基、進一步優選為碳原子數1~5的伸烷基或碳原子數1~4的伸烷基。作為伸烷基,優選為例如亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸戊基、伸己基、二甲基亞甲基等,優選為二甲基亞甲基。作為伸烯基,優選為碳原子數2~10的伸烯基,更優選為碳原子數2~6的伸烯基,進一步優選為碳原子數2~5的伸烯基。作為伸芳基、伸雜芳基,優選為碳原子數6~20的伸芳基或伸雜芳基,更優選為碳原子數6~10的伸芳基或伸雜芳基。上述的烷基、伸烷基、伸烯基、伸炔基、伸芳基、伸雜芳基可進一步具有取代基。該取代基的例子與取代基S的例子相同。L 11、L 12及L 13表示的二價連接基團優選不包含芳香族環。在一個實施方式中,L 11表示的二價連接基團與L 13表示的二價連接基團彼此相同,L 11表示的二價連接基團與L 12表示的二價連接基團彼此不同。在一個優選的實施方式中,在式(e1-1)中,L 11及L 13是-O-,L 12是可具有取代基的伸烷基,在一個更優選的實施方式中,在式(e1-1)中,Ar 11、Ar 12、Ar 13及Ar 14各自獨立地是可具有取代基的碳原子數6~14的芳香族碳環,且在式(e1-1)中,L 11及L 13是-O-,L 12是可具有取代基的伸烷基。在一個進而優選的實施方式中,在式(e1-1)中,L 11及L 13是-O-,L 12是二甲基亞甲基。
式(e1-2)中,Ar 21、Ar 22、Ar 23及Ar 24表示的芳香族環及該芳香族環可具有的取代基的例子分別與芳香族環C及取代基S的例子相同。因此,在一個優選的實施方式中,式(e1-2)中,Ar 21、Ar 22、Ar 23及Ar 24各自獨立為可具有取代基的碳原子數6~14的芳香族碳環。此外,在一個優選的實施方式中,式(e1-2)中,L 21及L 23為-O-、L 22為可具有取代基的伸烷基,在一個更優選的實施方式中,式(e1-2)中,Ar 21、Ar 22、Ar 23及Ar 24各自獨立為可具有取代基的碳原子數6~14的芳香族碳環,並且在式(e1-2)中,L 21及L 23為-O-、L 22為可具有取代基的伸烷基。在一個進而優選的實施方式中,式(e1-2)中,L 21及L 23為-O-、L 22為二甲基亞甲基。在一個特別優選的實施方式中,式(e1-1)中,Ar 11、Ar 12、Ar 13及Ar 14各自獨立為可具有取代基的碳原子數6~14的芳香族碳環,並且在式(e1-2)中,Ar 21、Ar 22、Ar 23及Ar 24各自獨立為可具有取代基的碳原子數6~14的芳香族碳環。此外,在另一個特別優選的實施方式中,式(e1-1)中,L 11及L 13為-O-、L 12為可具有取代基的伸烷基、並且在式(e1-2)中,L 21及L 23為-O-、L 22為可具有取代基的伸烷基。在一個尤其更優選的實施方式中,式(e1-1)中,Ar 11、Ar 12、Ar 13及Ar 14各自獨立為可具有取代基的碳原子數6~14的芳香族碳環,式(e1-2)中,Ar 21、Ar 22、Ar 23及Ar 24各自獨立為可具有取代基的碳原子數6~14的芳香族碳環,式(e1-1)中,L 11及L 13為-O-、L 12為可具有取代基的伸烷基,並且在式(e1-2)中,L 21及L 23為-O-、L 22為可具有取代基的伸烷基。
式(e1-1)中,nc1優選表示1以上的整數。nc1表示的整數的上限沒有特別限制,例如可以為50、40、30或20。
式(e1-2)中,nc2優選表示2以上的整數。nc2表示的整數的上限沒有特別限制,例如可以為60、50、40或30。在某個實施方式中,式(e1-1)中,nc2所示的整數大於nc1所示的整數、且小於nc1+5。在特定的實施方式中,式(e1-1)中,nc1為1且nc2為2。
上述的結構單元(e1)可按照例如公知的聚醯亞胺樹脂的製造方法、典型地使包含四羧酸二酐和二胺化合物的單體組成物聚合而進行醯亞胺化的方法或使包含四羧酸二酐和二異氰酸酯化合物的單體組成物聚合而進行醯亞胺化的方法來獲得。應予說明,第一聚醯亞胺樹脂允許包含一部分可在醯亞胺化的進行過程中產生的聚醯胺酸結構。
上述特定的實施方式中的結構單元(e1)例如可通過使2,2-雙[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐(下述式(eI)所示的化合物;以下也稱為「BPADA」)與4,4'-[1,4-伸苯基雙[(1-甲基亞乙基)-4,1-伸苯基氧基]]雙苯胺(下述式(eII)所示的化合物;以下也稱為「BPPAN」)反應而得到。即,所述結構單元(e1)中的R 1是來源於BPADA的骨架,且R 2是來源於BPPAN的骨架。
Figure 02_image007
Figure 02_image009
此外,第一聚醯亞胺樹脂可以是進一步包含下述式(e2)所示的結構單元(以下也稱為「結構單元(e2)」)的樹脂。因此,在某些實施方式中,第一聚醯亞胺樹脂是進一步包含下述式(e2)所示的結構單元的樹脂。在第一聚醯亞胺樹脂中,結構單元(e2)的數目為0以上,沒有特別限定,可設為100以下、50以下、30以下。結構單元(e2)可以經由其醯亞胺基的氮原子與結構單元(e1)的基團R 2連接,或者也可不與結構單元(e1)連接。結構單元(e2)為多個時,可將結構單元(e2)作為重複單元彼此連接,或者也可彼此不連接。彼此不連接時,對於多個結構單元(e2)而言,優選在它們之間介隔存在其他結構單元(例如結構單元(e1))。
結構單元(e2)由下述式(e2)表示。
Figure 02_image011
(式(e2)中, R 3表示可具有取代基的四價脂肪族基團或可具有取代基的四價芳香族基團, R 4表示可具有取代基的二價脂肪族基團或可具有取代基的二價芳香族基團。但是,R 3與R 1相同時,R 4與R 2不同;R 4與R 2相同時,R 3與R 1不同。)
式(e2)中,R 3表示的四價脂肪族基團是至少包含碳原子、優選為由選自碳原子、氧原子、氮原子、硫原子及矽原子中的1個以上(例如1~3000個、1~1000個、1~100個、1~50個)的骨架原子形成的四價基團。在式(e2)中,R 3表示的四價脂肪族基團更優選為碳原子數1~100的四價脂肪族基團,進一步優選為碳原子數1~50的四價脂肪族基團。在式(e2)中,R 3表示具有取代基的四價脂肪族基團時,該取代基的例子與取代基S的例子相同。
式(e2)中,R 3表示的四價芳香族基團優選為碳原子數6~100、更優選為6~50的四價芳香族基團、進一步優選為碳原子數6~100、進而更優選為6~50的四價芳香族烴基。芳香族基團至少包含芳香族環。關於芳香族基團中所含的芳香族環的例子,與式(e1-1)中Ar 11、Ar 12、Ar 13及Ar 14表示的芳香族環的例子相同。式(e2)中,R 3表示具有取代基的四價芳香族基團時,該取代基的例子與取代基S的例子相同。
作為R 3表示的四價芳香族基團,可舉出從具有可具有取代基的芳香族基團的四羧酸二酐除去2個酸酐基而得的基團。芳香族基團至少包含芳香族環。芳香族基團中所含的芳香族環的例子與芳香族環C的例子相同。該芳香族基團具有取代基時,該取代基的例子與取代基S的例子相同。舉出具有可具有取代基的芳香族基團的四羧酸二酐的具體例時,可舉出BPADA、均苯四酸二酐、3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐、4,4'-氧基雙鄰苯二甲酸酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐及3,3',4,4'-二苯碸四羧酸二酐。
式(e2)中,R 4表示的二價脂肪族基團是至少包含碳原子、優選為由選自碳原子、氧原子、氮原子、硫原子及矽原子中的1個以上(例如1~3000個、1~1000個、1~100個、1~50個)的骨架原子形成的二價基團。式(e2)中,R 4表示的二價脂肪族基團更優選為碳原子數1~100的二價脂肪族基團、進一步優選為碳原子數1~50的二價脂肪族基團。式(e2)中,R 4表示具有取代基的二價脂肪族基團時,該取代基的例子與取代基S的例子相同,例如是碳數1~6的烷基。因此,在某些實施方式中,R 4是可具有取代基的二價脂肪族基團,該取代基中的1個是碳數1~6的烷基。此外,在特定的實施方式中,R 4是可具有取代基的二價脂肪族基團、且是從異佛爾酮二胺除去2個胺基而得的二價基團。
R 4表示可具有取代基的二價脂肪族基團時,可以是從選自1,2-二胺基乙烷、1,3-二胺基丙烷、1,4-二胺基丁烷、1,5-二胺基戊烷、1,6-己二胺、1,7-庚二胺、1,8-辛二胺、1,9-壬二胺、1,10-癸二胺、1,11-十一烷二胺、1,12-十二烷二胺中的具有可具有取代基的脂肪族基團的二胺化合物除去2個胺基而得的基團。這些二胺化合物的特徵在於:其脂肪族基團為直鏈型。
R 4表示可具有取代基的二價脂肪族基團時,可以是從選自1,2-二胺基丙烷、1,2-二胺基-2-甲基丙烷、1,3-二胺基-2-甲基丙烷、1,3-二胺基-2,2-二甲基丙烷、1,3-二胺基戊烷、1,5-二胺基-2-甲基戊烷中的具有可具有取代基的脂肪族基團的二胺化合物除去2個胺基而得的基團。這些二胺化合物的特徵在於:其脂肪族基團為支鏈型。
R 4表示可具有取代基的二價脂肪族基團時,可以是從選自5-胺基-1,3,3-三甲基環己烷甲胺(異佛爾酮二胺)、1,4-二胺基環己烷、1,3-二胺基環己烷、1,4-環己烷雙(甲胺)、1,3-環己烷雙(甲胺)、4,4'-二胺基二環己基甲烷、雙(4-胺基-3-甲基環己基)甲烷、3(4),8(9)-雙(胺基甲基)三環[5.2.1.0 2,6]癸烷、2,5(6)-雙(胺基甲基)雙環[2.2.1]庚烷、1,3-二胺基金剛烷、3,3'-二胺基-1,1'-雙金剛烷及1,6-二胺基金剛烷中的具有可具有取代基的脂肪族基團的二胺化合物除去2個胺基而得的基團。這些二胺化合物的特徵在於:其脂肪族基團包含脂環族碳環。
式(e2)中,R 4表示的二價芳香族基團優選為碳原子數6~100的二價芳香族基團、更優選為碳原子數6~50的二價芳香族基團、進一步優選為碳原子數6~100的二價芳香族烴基、進而更優選為碳原子數6~50的二價芳香族烴基。芳香族基團至少包含芳香族環。芳香族基團中所含的芳香族環的例子與芳香族環C的例子相同。在式(e2)中,R 4表示具有取代基的二價芳香族基團時,該取代基的例子與取代基S的例子相同。
R 4表示可具有取代基的二價芳香族基團時,可以是從選自4,4'-二胺基二苯醚、1,4-苯二胺、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷中的具有可具有取代基的芳香族基團的二胺化合物除去2個胺基而得的基團。
但是,R 3與R 1相同時,R 4與R 2不同;R 4與R 2相同時,R 3與R 1不同。在某些實施方式中,R 3與R 1相同。即,結構單元(e2)與結構單元(e1)不同。
上述的結構單元(e2)例如可按照公知的聚醯亞胺樹脂的製造方法得到。上述特定的實施方式中的結構單元(e2)例如可通過使BPADA與異佛爾酮二胺反應而得到。即,所述結構單元(e2)中的R 3是來源於BPADA的骨架,且R 4是來源於異佛爾酮二胺的骨架。R 3與R 1相同時,R 3及R 1是來源於BPADA的骨架。應予說明,允許第一聚醯亞胺樹脂包含一部分可在醯亞胺化的進行過程中產生的聚醯胺酸結構。
第一聚醯亞胺樹脂只要具有結構單元(e1),其末端結構就沒有特別限定。例如,聚醯亞胺樹脂的末端結構可以是來源於聚醯亞胺樹脂的原料化合物(例如BPADA等的酸、BPPAN等的胺化合物)的酸酐基或羧基、胺基。原料化合物中進一步包含馬來酸酐時,聚醯亞胺樹脂的末端結構可以是馬來醯亞胺基。
聚醯亞胺樹脂的玻璃轉移溫度Tg (c)(℃)優選為140℃以上、更優選為145℃以上、進一步優選為150℃以上、進而更優選為160℃以上、特別優選為170℃以上。上限無特別限定,可以為300℃以下等。關於玻璃轉移溫度Tg (c)(℃)的測定,可以使用Rigaku公司製TMA裝置在25℃至250℃以5℃/分鐘的升溫速度進行測定。
從顯著得到本發明的效果的觀點來看,聚醯亞胺樹脂中的結構單元(e1)的含有比例(百分率)優選為5質量%以上、更優選為10質量%以上、進一步優選為20質量%以上、進而更優選為30質量%以上、特別優選為40質量%以上。聚醯亞胺樹脂的結構單元(e1)的含有比例(百分率)例如可以為98質量%以下、95質量%以下、90質量%以下或85質量%以下。此處,結構單元(e1)的含有比例(百分率)可由用於合成聚醯亞胺樹脂的各材料的裝料量(質量份)的比例而算出,替代地,也可以確定聚醯亞胺樹脂的分子量和結構單元(e1)的式量,作為結構單元(e1)的式量相對於分子量的比例而算出。聚醯亞胺樹脂為聚合物時,由聚合度推定的結構單元(e1)的含有比例(百分率)優選在前述的範圍內。
聚醯亞胺樹脂是進一步包含結構單元(e2)的樹脂時,該結構單元(e2)的含有比例(百分率)允許是0質量%(即不含結構單元(e2)),只要不過於損害本發明的效果,其上限沒有限定。因此,聚醯亞胺樹脂中的結構單元(e2)的含有比例(百分率)例如可以為1質量%以上、5質量%以上、10質量%以上、20質量%以上或30質量%以上,95質量%以下、90質量%以下、80質量%以下、70質量%以下或60質量%以下。此處,結構單元(e2)的含有比例(百分率)可與結構單元(e1)的含有比例(百分率)同樣地算出。聚醯亞胺樹脂為聚合物時,由聚合度推定的結構單元(e2)的含有比例(百分率)優選在前述的範圍內。
聚醯亞胺樹脂的重量平均分子量(Mw)通常為1,000以上、優選為1,000~10,000、更優選為1,000~5,000、進一步優選為1,000~3,000。樹脂的重量平均分子量可通過凝膠滲透層析(GPC)法、作為聚苯乙烯換算的值來測定。
作為聚醯亞胺樹脂的其他實施方式,包括:包含來源於BPADA的第一骨架和來源於BPPAN的第二骨架的樹脂(以下有時稱為「第二聚醯亞胺樹脂」)。第一骨架如果是與來源於BPADA的骨架相同的骨架,則其材料不限於BPADA。第二骨架如果是與來源於BPPAN的骨架相同的骨架,則其材料不限於BPPAN。在第二聚醯亞胺樹脂中,第一骨架的數目是1以上,沒有特別限定,可設為100以下、50以下、30以下。在第二聚醯亞胺樹脂中,第二骨架的數目是1以上,沒有特別限定,可設為100以下、50以下、30以下。
上述的第一骨架及第二骨架例如可源於公知的聚醯亞胺樹脂的製造方法、典型地使包含四羧酸二酐和二胺化合物的單體組成物聚合並進行醯亞胺化的方法而產生。應予說明,第一骨架及第二骨架也可源於使包含四羧酸二酐和二異氰酸酯化合物的單體組成物聚合並進行醯亞胺化的方法而產生。因此,第二聚醯亞胺樹脂可包含第一聚醯亞胺樹脂所含的結構單元(e1)。應予說明,允許第二聚醯亞胺樹脂包含一部分可在醯亞胺化的進行過程中產生的聚醯胺酸結構。
此外,第二聚醯亞胺樹脂可以是還包含與第二骨架不同的第三骨架的樹脂。該第三骨架是來源於選自由具有可具有取代基的脂肪族基團的二胺化合物及具有可具有取代基的芳香族基團的二胺化合物所構成的群組中的一種以上的二胺化合物的骨架。因此,在某些實施方式中,第二聚醯亞胺樹脂是還包含與第二骨架不同的第三骨架的樹脂,該第三骨架是來源於選自由具有可具有取代基的脂肪族基團的二胺化合物及具有可具有取代基的芳香族基團的二胺化合物所構成的群組中的一種以上的二胺化合物的骨架。在第二特定聚醯亞胺樹脂中,第三骨架的數目為0以上,沒有特別限定,但可設為100以下、50以下、30以下。
二胺化合物為具有脂肪族基團的二胺化合物時,該脂肪族基團是至少包含碳原子、優選由選自碳原子、氧原子、氮原子、硫原子及矽原子中的1個以上(例如1~3000個、1~1000個、1~100個、1~50個)的骨架原子形成的基團,更優選為碳原子數1~100的脂肪族基團、進一步優選為碳原子數1~50的脂肪族基團。該脂肪族基團具有取代基時,該取代基的例子與取代基S的例子相同。
二胺化合物是具有芳香族基團的二胺化合物時,該芳香族基團優選為碳原子數6~100的四價芳香族基團,更優選為碳原子數6~50的四價芳香族基團,進一步優選為碳原子數6~100的四價芳香族烴基,更進一步優選為碳原子數6~50的四價芳香族烴基。芳香族基團至少包含芳香族環。芳香族基團中所含的芳香族環的例子與芳香族環C的例子相同。該芳香族基團具有取代基時,該取代基的例子與取代基S的例子相同。
第三骨架可以是來源於具有脂肪族基團的二胺化合物的骨架,所述脂肪族基團具有碳數1~6的烷基作為取代基。此外,第三骨架可以是來源於異佛爾酮二胺的骨架。因此,在某些實施方式中,第二聚醯亞胺樹脂是進一步包含來源於具有脂肪族基團的二胺化合物的骨架的樹脂,所述脂肪族基團具有碳數1~6的烷基作為取代基。舉出其具體例時,第三骨架是來源於異佛爾酮二胺的骨架。來源於異佛爾酮二胺(5-胺基-1,3,3-三甲基環己烷甲胺)的骨架可以是來源於5-異氰酸基-1-(異氰酸根合甲基)-1,3,3-三甲基環己烷(5-isocyanato-1-(isocyanatomethyl)-1,3,3-trimethylcyclohexane)的骨架。
第三骨架可以是來源於選自4,4'-二胺基二苯醚、1,4-苯二胺、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷等的具有可具有取代基的芳香族基團的二胺化合物中的一種以上的化合物的骨架。這樣的第三骨架的特徵是具有芳香族基團。
第三骨架可以是來源於選自1,2-二胺基乙烷、1,3-二胺基丙烷、1,4-二胺基丁烷、1,5-二胺基戊烷、1,6-己二胺、1,7-庚二胺、1,8-辛二胺、1,9-壬二胺、1,10-癸二胺、1,11-十一烷二胺、1,12-十二烷二胺等的具有可具有取代基的脂肪族基團的二胺化合物中的一種以上的化合物的骨架。這樣的第三骨架的特徵是:脂肪族基團為直鏈型。
第三骨架可以是來源於選自1,2-二胺基丙烷、1,2-二胺基-2-甲基丙烷、1,3-二胺基-2-甲基丙烷、1,3-二胺基-2,2-二甲基丙烷、1,3-二胺基戊烷、1,5-二胺基-2-甲基戊烷等的具有可具有取代基的脂肪族基團的二胺化合物中的一種以上的化合物的骨架。這樣的第三骨架的特徵是脂肪族基團為支鏈型。
第三骨架可以是來源於選自5-胺基-1,3,3-三甲基環己烷甲胺(異佛爾酮二胺)、1,4-二胺基環己烷、1,3-二胺基環己烷、1,4-環己烷雙(甲胺)、1,3-環己烷雙(甲胺)、4,4'-二胺基二環己基甲烷、雙(4-胺基-3-甲基環己基)甲烷、3(4),8(9)-雙(胺基甲基)三環[5.2.1.0 2,6]癸烷、2,5(6)-雙(胺基甲基)雙環[2.2.1]庚烷、1,3-二胺基金剛烷、3,3'-二胺基-1,1'-雙金剛烷及1,6-二胺基金剛烷等的具有可具有取代基的脂肪族基團的二胺化合物中的一種以上的化合物的骨架。這樣的第三骨架的特徵是脂肪族基團包含脂環族碳環。
對於上述的第三骨架而言,例如在使包含可成為第一骨架的材料的四羧酸二酐,和可成為第二骨架的材料的二胺化合物的單體組成物聚合並進行醯亞胺化的方法中,在單體組成物中包含或者在聚合時依次混合可成為第三骨架的材料的二胺化合物或二異氰酸酯化合物,源於此可在第二聚醯亞胺樹脂中產生上述的第三骨架。因此,第二聚醯亞胺樹脂可包含第一聚醯亞胺樹脂可包含的結構單元(e2)。應予說明,允許第二聚醯亞胺樹脂包含一部分可在醯亞胺化的進行過程中產生的聚醯胺酸結構。
此外,第二聚醯亞胺樹脂可以是進一步包含與第一骨架不同的第四骨架的樹脂。該第四骨架是來源於選自由除BPADA以外的酸所構成的群組中的一種以上的酸的骨架。在第二聚醯亞胺樹脂中,第四骨架的數目為0以上,沒有特別限定,可設為100以下、50以下、30以下。
作為除BPADA以外的酸,可舉出具有可具有取代基的芳香族基團的四羧酸二酐。該芳香族基團優選為碳原子數6~100的芳香族基團、更優選為碳原子數6~50的芳香族基團、進一步優選為碳原子數6~100的芳香族烴基、進而更優選為6~50的芳香族烴基。芳香族基團至少包含芳香族環。芳香族基團中所含的芳香族環的例子與芳香族環C的例子相同。該芳香族基團具有取代基時,該取代基的例子與取代基S的例子相同。舉出具有可具有取代基的芳香族基團的四羧酸二酐的具體例時,可舉出均苯四酸二酐、3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐、4,4'-氧基雙鄰苯二甲酸酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐及3,3',4,4'-二苯碸四羧酸二酐。
第二聚醯亞胺樹脂的玻璃轉移溫度Tg (c')(℃)優選為140℃以上、更優選為145℃以上、進一步優選為150℃以上、進而更優選為160℃以上、特別優選為170℃以上。上限無特別限定,可以是300℃以下等。關於玻璃轉移溫度Tg (c')(℃)的測定,可以按照與第一聚醯亞胺樹脂同樣的方法進行測定。
從提高本發明所期望的效果的觀點來看,第二聚醯亞胺樹脂中的第一骨架及第二骨架的含有比例(百分率)的合計優選為4質量%以上、更優選為9質量%以上、進一步優選為19質量%以上、進而更優選為29質量%以上、特別優選為39質量%以上。第一骨架及第二骨架的含有比例(百分率)的合計例如可以為97質量%以下、94質量%以下、89質量%以下或84質量%以下。此處,第一骨架及第二骨架的含有比例(百分率)的合計可由有助於用於合成第二聚醯亞胺樹脂的各材料的反應的裝料量(質量份)的比例算出,替代地,也可以確定第二聚醯亞胺樹脂的分子量和納入樹脂中的第一骨架及第二骨架的式量,作為第一骨架及第二骨架的式量的合計相對於分子量的比例而算出。第二聚醯亞胺樹脂為聚合物時,由聚合度推定的第一骨架及第二骨架的含有比例(百分率)的合計優選在前述的範圍內。
第二聚醯亞胺樹脂是進一步包含第三骨架的樹脂時,該第三骨架的含有比例(百分率)允許是0質量%(即不含第三骨架),只要不過於損害本發明的效果,其上限沒有限定。因此,第二聚醯亞胺樹脂中的第三骨架的含有比例(百分率)例如可設為大於0質量%、4質量%以上、9質量%以上、19質量%以上或29質量%以上,94質量%以下、89質量%以下、79質量%以下、69質量%以下或59質量%以下。此處,第三骨架的含有比例(百分率)可與第一骨架的含有比例(百分率)、第二骨架的含有比例(百分率)同樣地算出。第二聚醯亞胺樹脂為聚合物時,由聚合度推定的第三骨架的含有比例(百分率)優選在前述的範圍內。第二聚醯亞胺樹脂為進一步包含第四骨架的樹脂時,該第四骨架的含有比例(百分率)與該第三骨架的含有比例(百分率)相同。
第二聚醯亞胺樹脂只要是包含來源於BPADA的第一骨架和來源於BPPAN的第二骨架的樹脂,其末端結構就沒有特別限定。例如,第二聚醯亞胺樹脂的末端結構可以是來源於第二聚醯亞胺樹脂的原料化合物(例如BPADA等的酸、BPPAN等的胺化合物)的酸酐基或羧基、胺基。原料化合物中進一步包含馬來酸酐時,第二聚醯亞胺樹脂的末端結構可以是馬來醯亞胺基。
第二聚醯亞胺樹脂的重量平均分子量(Mw)通常為1,000以上、優選為1,000~10,000、更優選為1,000~5,000、進一步優選為1,000~3,000。樹脂的重量平均分子量可以通過凝膠滲透層析(GPC)法作為聚苯乙烯換算的值進行測定。
作為聚醯亞胺樹脂的其他實施方式,包括:通過使至少含有BPADA和BPPAN的單體組成物聚合並進行醯亞胺化而得到的樹脂(以下有時稱為「第三聚醯亞胺樹脂」。)。聚合及醯亞胺化沒有特別限定,通常可在溶劑中實施。聚合時,BPADA與BPPAN的配合比優選根據各成分具有的官能團的數目的合計而確定,在一個實施方式中,單體組成物中的BPPAN具有的胺基的數目合計:BPADA具有的酸酐基的數目合計的比例處於0.1:1~10:1的範圍內,優選處於0.5:1~10:1的範圍內,更優選處於0.8:1~10:1的範圍內,進一步優選處於0.9:1~10:1的範圍內。醯亞胺化沒有特別限定,通常在溶劑中實施,通過在不存在催化劑的條件下的加熱、在存在催化劑的條件下的加熱,或者在常溫下存在催化劑的條件下實施。從提高本發明所期望的效果的觀點來看,醯亞胺化優選通過在不存在催化劑的條件下的加熱來進行。第三聚醯亞胺樹脂可以是無規共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物中的任一種。第三聚醯亞胺樹脂不限於所述聚合及醯亞胺化的製法。允許第三聚醯亞胺樹脂包含一部分可在醯亞胺化的進行過程中產生的聚醯胺酸結構。如此得到的第三聚醯亞胺樹脂包含第一聚醯亞胺樹脂所含的前述結構單元(e1)。此外,如此得到的第三聚醯亞胺樹脂包含第二聚醯亞胺樹脂所含的前述第一骨架及第二骨架。
在上述單體組成物中,作為其他單體,可包含除BPADA以外的酸及/或除BPPAN以外的二胺化合物,或者也可在反應中途添加其他單體。
作為除BPADA以外的酸,可舉出具有可具有取代基的芳香族基團的四羧酸二酐。該芳香族基團優選為碳原子數6~100的四價芳香族基團,更優選為碳原子數6~50的四價芳香族基團,進一步優選為碳原子數6~100的四價芳香族烴基,更進一步優選為碳原子數6~50的四價芳香族烴基。芳香族基團至少包含芳香族環。芳香族基團中所含的芳香族環的例子與芳香族環C的例子相同。該芳香族基團具有取代基時,該取代基的例子與取代基S的例子相同。舉出具有可具有取代基的芳香族基團的四羧酸二酐的具體例時,可舉出均苯四酸二酐、3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐、4,4'-氧基雙鄰苯二甲酸酐、3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐及3,3',4,4'-二苯碸四羧酸二酐。單體組成物中的、除BPADA以外的酸的含量相對於BPADA的含量的莫耳比沒有特別限定,例如可設為0.5以下、0.4以下、0.3以下。
在某些實施方式中,前述單體組成物進一步含有選自由具有可具有取代基的脂肪族基團的二胺化合物及具有可具有取代基的芳香族基團的二胺化合物所構成的群組中的一種以上的二胺化合物。單體組成物中的、除BPPAN以外的二胺化合物的含量相對於BPPAN的含量的莫耳比沒有特別限定,例如可設為0.5以下、0.4以下、0.3以下。
二胺化合物為具有脂肪族基團的二胺化合物時,該脂肪族基團是至少包含碳原子、優選為由選自碳原子、氧原子、氮原子、硫原子及矽原子中的1個以上(例如1~3000個、1~1000個、1~100個、1~50個)的骨架原子形成的基團,更優選為碳原子數1~100的脂肪族基團,進一步優選為碳原子數1~50的脂肪族基團。該脂肪族基團具有取代基時,該取代基的例子與取代基S的例子相同。
二胺化合物為具有芳香族基團的二胺化合物時,該芳香族基團優選為碳原子數6~100的四價芳香族基團,更優選為碳原子數6~50的四價芳香族基團,進一步優選為碳原子數6~100的四價芳香族烴基,更進一步優選為碳原子數6~50的四價芳香族烴基。芳香族基團至少包含芳香族環。芳香族基團中所含的芳香族環的例子與芳香族環C的例子相同。該芳香族基團具有取代基時,該取代基的例子與取代基S的例子相同。二胺化合物為具有可具有取代基的芳香族基團的二胺化合物時,作為其例子,可舉出選自4,4'-二胺基二苯基醚、1,4-苯二胺、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷等具有芳香族基團的二胺化合物中的一種以上。
二胺化合物為具有可具有取代基的脂肪族基團的二胺化合物時,作為其第一例,可以是來源於選自1,2-二胺基乙烷、1,3-二胺基丙烷、1,4-二胺基丁烷、1,5-二胺基戊烷、1,6-己二胺、1,7-庚二胺、1,8-辛二胺、1,9-壬二胺、1,10-癸二胺、1,11-十一烷二胺、1,12-十二烷二胺等的具有可具有取代基的脂肪族基團的二胺化合物中的一種以上的化合物的骨架。該第一例涉及的二胺化合物的特徵在於:脂肪族基團為直鏈型。
二胺化合物是具有可具有取代基的脂肪族基團的二胺化合物時,作為其第二例,可以是來源於選自1,2-二胺基丙烷、1,2-二胺基-2-甲基丙烷、1,3-二胺基-2-甲基丙烷、1,3-二胺基-2,2-二甲基丙烷、1,3-二胺基戊烷、1,5-二胺基-2-甲基戊烷等的具有可具有取代基的脂肪族基團的二胺化合物中的一種以上的化合物的骨架。該第二例涉及的二胺化合物的特徵在於:脂肪族基團為支鏈型。
二胺化合物是具有可具有取代基的脂肪族基團的二胺化合物時,作為其第三例,可以是來源於選自5-胺基-1,3,3-三甲基環己烷甲胺(異佛爾酮二胺)、1,4-二胺基環己烷、1,3-二胺基環己烷、1,4-環己烷雙(甲胺)、1,3-環己烷雙(甲胺)、4,4'-二胺基二環己基甲烷、雙(4-胺基-3-甲基環己基)甲烷、3(4),8(9)-雙(胺基甲基)三環[5.2.1.0 2,6]癸烷、2,5(6)-雙(胺基甲基)雙環[2.2.1]庚烷、1,3-二胺基金剛烷、3,3'-二胺基-1,1'-雙金剛烷及1,6-二胺基金剛烷等的具有可具有取代基的脂肪族基團的二胺化合物中的一種以上的化合物的骨架。該第三例涉及的二胺化合物的特徵在於:脂肪族基團包含脂環族碳環。
根據以上,在某些實施方式中,前述單體組成物進一步含有具有脂肪族基團的二胺化合物,所述脂肪族基團具有碳數1~6的烷基作為取代基。此外,在特定的實施方式中,前述單體組成物進一步含有異佛爾酮二胺。
第三聚醯亞胺樹脂只要是通過使前述單體組成物聚合並進行醯亞胺化而得到的樹脂,其末端結構就沒有特別限定。例如,第三聚醯亞胺樹脂的末端結構可以是來源於第三聚醯亞胺樹脂的單體組成物中所含的原料化合物(例如BPADA等的酸、BPPAN等的胺化合物)的酸酐基或羧基、胺基。原料化合物中進一步包含馬來酸酐時,第三聚醯亞胺樹脂的末端結構可以是馬來醯亞胺基。
第三聚醯亞胺樹脂的重量平均分子量(Mw)為1,000以上、優選為1,000~10,000、更優選為1,000~5,000、進一步優選為1,000~3,000。樹脂的重量平均分子量可以通過凝膠滲透層析(GPC)法作為聚苯乙烯換算的值進行測定。
作為苯氧基樹脂,可舉出例如具有選自由雙酚A骨架、雙酚F骨架、雙酚S骨架、雙酚苯乙酮骨架、酚醛骨架、聯苯骨架、茀骨架、雙環戊二烯骨架、降冰片烯骨架、萘骨架、蒽骨架、金剛烷骨架、萜烯骨架和三甲基環己烷骨架所構成的群組中的一種以上的骨架的苯氧基樹脂。苯氧基樹脂的末端可以具有酚性羥基、環氧基等的任何官能團。苯氧基樹脂優選為重量平均分子量為30,000以上的苯氧基樹脂。
作為苯氧基樹脂的具體例,可舉出:三菱化學公司製的「1256」及「4250」(均為含雙酚A骨架的苯氧基樹脂);三菱化學公司製的「YX8100」(含雙酚S骨架的苯氧基樹脂);三菱化學公司製的「YX6954」(含雙酚苯乙酮骨架的苯氧基樹脂);日鐵化學材料公司製的「FX280」及「FX293」;三菱化學公司製的「YL7500BH30」、「YX6954BH30」、「YX7553」、「YX7553BH30」、「YL7769BH30」、「YL6794」、「YL7213」、「YL7290」及「YL7482」;等。
聚醯胺醯亞胺樹脂是具有醯胺醯亞胺結構的樹脂。對於聚醯胺醯亞胺樹脂而言,從與樹脂組成物層中的其他成分的相容性的觀點來看,優選使用在分子結構中具有脂環結構的聚醯胺醯亞胺樹脂、日本特開平05-112760號公報中記載的具有矽氧烷結構的聚醯胺醯亞胺樹脂、具有位阻大的支鏈結構的聚醯胺醯亞胺樹脂、以非對稱單體為原料的聚醯胺醯亞胺樹脂、具有多支鏈結構的聚醯胺醯亞胺樹脂等。
其中,對於聚醯胺醯亞胺樹脂而言,從通過具有異氰脲酸環結構、從而樹脂塗料的相容性及分散性提高的觀點來看,更優選為:(i)在分子結構中具有異氰脲酸環結構的聚醯胺醯亞胺樹脂(即具有「異氰脲酸環結構」和「醯亞胺骨架或醯胺骨架」的聚醯胺醯亞胺樹脂)、(ii)在分子結構中具有異氰脲酸環結構和脂環結構的聚醯胺醯亞胺樹脂(即具有「異氰脲酸環結構」、「脂環結構」和「醯亞胺骨架或醯胺骨架」的聚醯胺醯亞胺樹脂)、(iii)具有包含異氰脲酸環結構和脂環結構的重複單元的聚醯胺醯亞胺樹脂(即具有包含「異氰脲酸環結構」、「脂環結構」和「醯亞胺骨架或醯胺骨架」的重複單元的聚醯胺醯亞胺樹脂)。
作為上述(i)~(iii)的聚醯胺醯亞胺樹脂的優選的一個實施方式,可舉出:(1)使由脂環結構二異氰酸酯衍生的含有異氰脲酸環的聚異氰酸酯化合物與具有3個以上羧基的多元羧酸的酸酐反應而得的化合物、即含有羧酸基的分支型聚醯胺醯亞胺(以下有時將該化合物稱為「(化合物E-e1)」。)、(2)使具有1個環氧基和1個以上的自由基聚合性不飽和基團的化合物與化合物(E-e1)反應而得的化合物、即含有羧酸基的分支型聚合性聚醯胺醯亞胺(以下有時稱為「化合物(E-e2)」。),或者(3)使具有1個羥基和1個以上的自由基聚合性不飽和基團的化合物與在化合物(E-e1)的合成過程中殘餘的異氰酸酯基反應而得的化合物、即含有羧酸基的分支型聚合性聚醯胺醯亞胺(以下有時稱為「化合物(E-e3)」。)等。
作為化合物(E-e1),具體而言,可舉出下述通式(I)所示的化合物。應予說明,將通式(I)所示的化合物中的重複單元設為重複單元(I-1)。
Figure 02_image013
(式中,w表示0~15。)
作為化合物(E-e2),可舉出具有在通式(I)中的重複單元(I-1)的任意一部分的羧基和/或末端羧基上加成GMA(甲基丙烯酸縮水甘油酯)而得的結構(I-2)的化合物(II)。
Figure 02_image015
(式中,R 40表示式(I)中的殘基。)
對於羧基的GMA改性的比例而言,相對於化合物(E-e1)的羧基的莫耳數,加成GMA的範圍優選為0.3mol%以上、更優選為0.5mol%以上、進一步優選為0.7mol%以上或0.9mol%以上。上限優選為50mol%以下、更優選為40mol%以下、進一步優選為30mol%以下或20mol%以下。
作為化合物(E-e3),可舉出具有結構(I-3)的化合物(III),所述結構(I-3)是在上述式(I)中重複單元(I-1)的任意一部分和/或末端醯亞胺基為異氰酸酯殘基、在這些基團上加成季戊四醇三丙烯酸酯的羥基而成的結構。
Figure 02_image017
(式中,R'表示式(I)中的殘基。)
相對於加料時的聚異氰酸酯的異氰酸酯基的莫耳(mol)數,季戊四醇三丙烯酸酯的加成量優選為40mol%以下,更優選為38mol%以下,進一步優選為35mol%以下。另一方面,從充分獲得由加成帶來的效果的觀點來看,相對於加料時的聚異氰酸酯的異氰酸酯基的莫耳數,季戊四醇三丙烯酸酯的加成量優選為0.3mol%以上,更優選為3mol%以上,進一步優選為5mol%以上。
聚醯胺醯亞胺樹脂可以利用公知的各種方法合成。作為聚醯胺醯亞胺樹脂的合成方法,可以參考例如國際公開第2010/074197號的段落0020~0030的記載,將該內容併入本說明書中。
聚醯胺醯亞胺樹脂可以使用市售品。作為市售品,可舉出例如DIC 公司製的「UNIDIC V-8000」、東洋紡公司製的「VYLOMAX HR11NN」及「VYLOMAX HR16NN」、日立化成公司製的「KS9100」、「KS9300」(含有聚矽氧烷骨架的聚醯胺醯亞胺)等的改性聚醯胺醯亞胺。
對於聚酯樹脂而言,從與樹脂組成物層中的其他成分的相容性的觀點來看,優選為在分子結構中具有茀結構,優選為除了具有茀結構之外,還具有源於二醇的結構單元和源於二羧酸的結構單元。
作為聚酯樹脂的具體例,可舉出大阪燃氣化學公司製的「OKP4HT」等。
作為聚碸樹脂的具體例,可舉出蘇威高性能塑料(Solvay Advanced Polymers)公司製的聚碸「P1700」、「P3500」等。
作為聚乙烯醇縮醛樹脂,可舉出例如聚乙烯醇縮甲醛樹脂、聚乙烯醇縮丁醛樹脂,優選為聚乙烯醇縮丁醛樹脂。作為聚乙烯醇縮醛樹脂的具體例,可舉出積水化學工業公司製的S-LEC BH系列、BX系列(例如BX-5Z)、KS系列(例如KS-1)、BL系列、BM系列等。
作為聚醚碸樹脂的具體例,可舉出住友化學公司製的「PES5003P」等。
(E)成分中的彈性體是具有柔軟性的樹脂,優選為具有橡膠彈性的樹脂或與其他成分聚合而顯示橡膠彈性的樹脂。作為橡膠彈性,可舉出例如:按照日本工業標準(JIS K7161),在溫度為25℃、濕度為40%RH的條件下進行拉伸試驗後,顯示1GPa以下的彈性模量的樹脂。彈性體通常是可溶於有機溶劑的不定形的樹脂成分。該彈性體可以單獨使用一種,也可以將兩種以上以任意的比率組合使用。
在一個實施方式中,彈性體優選為在分子內具有選自聚丁二烯結構、聚矽氧烷結構、聚(甲基)丙烯酸酯結構、聚伸烷基結構、聚伸烷基氧基結構、聚異戊二烯結構、聚異丁烯結構、聚碳酸酯結構、聚苯乙烯結構中的1種以上的結構的樹脂。「(甲基)丙烯酸酯」是指甲基丙烯酸酯及丙烯酸酯。
此外,在另一個實施方式中,彈性體優選為選自玻璃轉移溫度(Tg)為25℃以下的樹脂及在25℃以下呈液態的樹脂中的1種以上。玻璃轉移溫度(Tg)為25℃以下的樹脂的玻璃轉移溫度優選為20℃以下、更優選為15℃以下。玻璃轉移溫度的下限無特別限定,通常可以為-15℃以上。此外,作為在25℃呈液態的樹脂,優選為在20℃以下呈液態的樹脂、更優選為在15℃以下呈液態的樹脂。玻璃轉移溫度可通過DSC(差示掃描量熱法)進行測定。
作為彈性體,可舉出例如含有聚丁二烯結構的樹脂。聚丁二烯結構可以被包含在主鏈中,也可以被包含在側鏈中。此外,對於聚丁二烯結構而言,可以是一部分被氫化,也可以是全部被氫化。有時將含有聚丁二烯結構的樹脂稱為「聚丁二烯樹脂」。作為聚丁二烯樹脂的具體例,可舉出:Cray Valley公司製的「Ricon 130MA8」、「Ricon 130MA13」、「Ricon 130MA20」、「Ricon 131MA5」、「Ricon 131MA10」、「Ricon 131MA17」、「Ricon 131MA20」、「Ricon 184MA6」(含有酸酐基的聚丁二烯)、日本曹達公司製的「GQ-1000」(導入了羥基、羧基的聚丁二烯)、「G-1000」、「G-2000」、「G-3000」(兩末端羥基聚丁二烯)、「GI-1000」、「GI-2000」、「GI-3000」(兩末端羥基氫化聚丁二烯)、Nagase ChemteX公司製的「FCA-061L」(氫化聚丁二烯骨架環氧樹脂)等。此外,作為聚丁二烯樹脂的具體例,可舉出以羥基末端聚丁二烯、二異氰酸酯化合物及四元酸酐為原料的線狀聚醯亞胺(日本特開2006-37083號公報、國際公開第2008/153208號中記載的聚醯亞胺)、含有酚性羥基的丁二烯等。該聚醯亞胺樹脂的丁二烯結構的含有率優選為60質量%~95質量%、更優選為75質量%~85質量%。該聚醯亞胺樹脂的詳細情況可參考日本特開2006-37083號公報、國際公開第2008/153208號的記載,將該內容併入本說明書中。
作為彈性體,可舉出例如含有聚(甲基)丙烯酸酯結構的樹脂。有時將含有聚(甲基)丙烯酸酯結構的樹脂稱為「聚(甲基)丙烯酸酯樹脂」。作為聚(甲基)丙烯酸酯樹脂的具體例,可舉出:Nagase ChemteX公司製的TEISANRESIN、根上工業公司製的「ME-2000」、「W-116.3」、「W-197C」、「KG-25」、「KG-3000」等。
作為彈性體,可舉出例如含有聚碳酸酯結構的樹脂。有時將含有聚碳酸酯結構的樹脂稱為「聚碳酸酯樹脂」。作為這樣的樹脂,可舉出:不具有反應基的碳酸酯樹脂、含有羥基的碳酸酯樹脂、含有酚性羥基的碳酸酯樹脂、含有羧基的碳酸酯樹脂、含有酸酐基的碳酸酯樹脂、含有異氰酸酯基的碳酸酯樹脂、含有胺基甲酸酯基的碳酸酯樹脂、含有環氧基的碳酸酯樹脂等。此處,反應基是指能與羥基、酚性羥基、羧基、酸酐基、異氰酸酯基、胺基甲酸酯基及環氧基等其他成分反應的官能團。 作為聚碳酸酯樹脂的具體例,可舉出三菱瓦斯化學公司製的「FPC0220」、「FPC2136」、旭化成化學公司製的「T6002」、「T6001」(聚碳酸酯二醇)、可樂麗公司製的「C-1090」、「C-2090」、「C-3090」(聚碳酸酯二醇)等。此外還可使用以羥基末端聚碳酸酯、二異氰酸酯化合物及四元酸酐為原料的線狀聚醯亞胺。該聚醯亞胺樹脂的碳酸酯結構的含有率優選為60質量%~95質量%、更優選為75質量%~85質量%。該聚醯亞胺樹脂的詳細情況可參照國際公開第2016/129541號的記載,將該內容併入本說明書中。
作為彈性體,可舉出例如含有聚矽氧烷結構的樹脂。有時將含有聚矽氧烷結構的樹脂稱為「矽氧烷樹脂」。作為矽氧烷樹脂的具體例,可舉出:信越有機矽公司製的「SMP-2006」、「SMP-2003PGMEA」、「SMP-5005PGMEA」、以胺基末端聚矽氧烷及四元酸酐為原料的線狀聚醯亞胺(國際公開第2010/053185號、日本特開2002-12667號公報及日本特開2000-319386號公報等)等。
作為彈性體,可舉出例如含有聚伸烷基結構或聚伸烷基氧基結構的樹脂。有時將含有聚伸烷基結構的樹脂稱為「伸烷基樹脂」。此外,有時將含有聚伸烷基氧基結構的樹脂稱為「伸烷基氧基樹脂」。聚伸烷基氧基結構優選為碳原子數2~15的聚伸烷基氧基結構、更優選為碳原子數3~10的聚伸烷基氧基結構、特別優選為碳原子數5~6的聚伸烷基氧基結構。作為伸烷基樹脂及伸烷基氧基樹脂的具體例,可舉出旭化成纖維公司製的「PTXG-1000」、「PTXG-1800」等。
作為彈性體,可舉出例如含有聚異戊二烯結構的樹脂。有時將含有聚異戊二烯結構的樹脂稱為「異戊二烯樹脂」。作為異戊二烯樹脂的具體例,可舉出可樂麗公司製的「KL-610」、「KL613」等。
作為彈性體,可舉出例如含有聚異丁烯結構的樹脂。有時將含有聚異丁烯結構的樹脂稱為「異丁烯樹脂」。作為異丁烯樹脂的具體例,可舉出Kaneka公司製的「SIBSTAR-073T」(苯乙烯-異丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物)、「SIBSTAR-042D」(苯乙烯-異丁烯二嵌段共聚物)等。
作為彈性體,可舉出例如含有聚苯乙烯結構的樹脂。有時將含有聚苯乙烯結構的樹脂稱為「苯乙烯樹脂」。對於苯乙烯樹脂、聚苯乙烯樹脂而言,可以為與苯乙烯單元組合地包含與前述苯乙烯單元不同的任意的重複單元的共聚物,也可以是氫化聚苯乙烯樹脂。
作為任意的重複單元,可舉出例如:具有將共軛二烯聚合而得的結構的重複單元(共軛二烯單元)、具有將其氫化而得的結構的重複單元(氫化共軛二烯單元)等。作為共軛二烯,可舉出例如:丁二烯、異戊二烯、2,3-二甲基丁二烯、1,3-戊二烯、1,3-己二烯等的脂肪族共軛二烯;氯丁二烯等的鹵化脂肪族共軛二烯等。作為共軛二烯,從顯著獲得本發明的效果的觀點出發,優選為脂肪族共軛二烯、更優選為丁二烯。共軛二烯可以單獨使用一種,也可以將兩種以上組合使用。此外,聚苯乙烯樹脂可以是無規共聚物,也可以是嵌段共聚物。
作為苯乙烯樹脂,可舉出例如:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)、苯乙烯-乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEEPS)、苯乙烯-丁二烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBBS)、苯乙烯-丁二烯二嵌段共聚物、氫化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、氫化苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物、氫化苯乙烯-丁二烯無規共聚物、苯乙烯-馬來酸酐共聚物等。作為苯乙烯樹脂的具體例,可舉出:氫化苯乙烯系熱塑性彈性體「H1041」、「Tuftec H1043」、「Tuftec P2000」、「Tuftec MP10」(旭化成公司製);環氧化苯乙烯-丁二烯熱塑性彈性體「Epofriend AT501」、「CT310」(大賽璐公司製);具有羥基的改性苯乙烯系彈性體「SEPTON HG252」(可樂麗公司製);具有羧基的改性苯乙烯系彈性體「Tuftec N503M」、具有胺基的改性苯乙烯系彈性體「Tuftec N501」、具有酸酐基的改性苯乙烯系彈性體「Tuftec M1913」(旭化成化學公司製);未改性苯乙烯系彈性體「SEPTON S8104」(可樂麗公司製);苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物「FG1924」(Kraton 公司製)、「EF-40」(CRAY VALLEY公司製)。
彈性體的數平均分子量(Mn)優選為1,000以上、更優選為1500以上、進一步優選為3000以上、特別優選為5000以上,優選為1,000,000以下、更優選為900,000以下。數平均分子量(Mn)可以使用GPC(凝膠滲透層析)以聚苯乙烯換算進行測定。
作為(E)成分的含量,從顯著得到本發明的效果的觀點來看,將樹脂組成物層中的不揮發成分設為100質量%時,優選為1質量%以上、更優選為2質量%以上、進一步優選為3質量%以上,優選為20質量%以下、更優選為15質量%以下、進一步優選為10質量%以下。
-(F)硬化促進劑- 樹脂組成物中,作為(F)成分,可以含有(F)硬化促進劑。作為(F)硬化促進劑,可舉出例如:磷系硬化促進劑、胺系硬化促進劑、咪唑系硬化促進劑、胍系硬化促進劑、金屬系硬化促進劑等,優選為胺系硬化促進劑、咪唑系硬化促進劑,更優選為胺系硬化促進劑。硬化促進劑可以單獨使用一種,也可以將兩種以上組合使用。
作為磷系硬化促進劑,可舉出例如:三苯基膦、鏻硼酸鹽化合物、四苯基鏻四苯基硼酸鹽、正丁基鏻四苯基硼酸鹽、四丁基鏻癸酸鹽、(4-甲基苯基)三苯基鏻硫氰酸鹽、四苯基鏻硫氰酸鹽、丁基三苯基鏻硫氰酸鹽等,優選為三苯基膦、四丁基鏻癸酸鹽。
作為胺系硬化促進劑,可舉出例如:三乙胺、三丁胺等三烷基胺、4-二甲基胺基吡啶、苄基二甲胺、2,4,6-三(二甲基胺基甲基)苯酚、1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一烯等,優選為4-二甲基胺基吡啶、1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一烯。
作為咪唑系硬化促進劑,可舉出例如:2-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑、1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑鎓偏苯三酸鹽、1-氰基乙基-2-苯基咪唑鎓偏苯三酸鹽、2,4-二胺基-6-[2'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-均三嗪、2,4-二胺基-6-[2'-十一烷基咪唑基-(1')]-乙基-均三嗪、2,4-二胺基-6-[2'-乙基-4'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-均三嗪、2,4-二胺基-6-[2'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-均三嗪異氰脲酸加成物、2-苯基咪唑異氰脲酸加成物、2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羥基甲基咪唑、2,3-二氫-1H-吡咯並[1,2-a]苯并咪唑、1-十二烷基-2-甲基-3-苄基咪唑鎓氯化物、2-甲基咪唑啉、2-苯基咪唑啉等咪唑化合物及咪唑化合物與環氧樹脂的加合物,優選為2-乙基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑。
作為咪唑系硬化促進劑,可使用市售品,可舉出例如三菱化學公司製的「P200-H50」等。
作為胍系硬化促進劑,可舉出例如:雙氰胺、1-甲基胍、1-乙基胍、1-環己基胍、1-苯基胍、1-(鄰甲苯基)胍、二甲基胍、二苯基胍、三甲基胍、四甲基胍、五甲基胍、1,5,7-三氮雜雙環[4.4.0]癸-5-烯、7-甲基-1,5,7-三氮雜雙環[4.4.0]癸-5-烯、1-甲基雙胍、1-乙基雙胍、1-正丁基雙胍、1-正十八烷基雙胍、1,1-二甲基雙胍、1,1-二乙基雙胍、1-環己基雙胍、1-烯丙基雙胍、1-苯基雙胍、1-(鄰甲苯基)雙胍等,優選為雙氰胺、1,5,7-三氮雜雙環[4.4.0]癸-5-烯。
作為金屬系硬化促進劑,可舉出例如鈷、銅、鋅、鐵、鎳、錳、錫等金屬的有機金屬錯合物或有機金屬鹽。作為有機金屬錯合物的具體例,可舉出:乙醯丙酮鈷(II)、乙醯丙酮鈷(III)等有機鈷錯合物、乙醯丙酮銅(II)等有機銅錯合物、乙醯丙酮鋅(II)等有機鋅錯合物、乙醯丙酮鐵(III)等有機鐵錯合物、乙醯丙酮鎳(II)等有機鎳錯合物、乙醯丙酮錳(II)等有機錳錯合物等。作為有機金屬鹽,可舉出例如辛酸鋅、辛酸錫、環烷酸鋅、環烷酸鈷、硬脂酸錫、硬脂酸鋅等。
從顯著得到本發明的效果的觀點來看,將樹脂組成物層中的不揮發成分設為100質量%時,(F)硬化促進劑的含量優選為0.01質量%以上、更優選為0.02質量%以上、特別優選為0.03質量%以上,優選為3質量%以下、更優選為2質量%以下、特別優選為1質量%以下。
-(G)聚合起始劑- 樹脂組成物層中,作為(G)成分,可以含有(G)聚合起始劑。通過含有(G)聚合起始劑,尤其是可以進行(D)成分的硬化。
聚合起始劑的種類無特別限定,可舉出:過氧化環己酮、過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化甲基乙基酮、過氧化二枯基、叔丁基枯基過氧化物、過氧化二叔丁基、過氧化氫二異丙苯、過氧化氫異丙苯、過氧化氫叔丁基、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷等的自由基產生劑。這些可以使用1種或組合使用2種以上。
(G)聚合起始劑可以使用市售品。作為市售品,可舉出日油公司製的「PERHEXYNE 25B」等。
作為(G)聚合起始劑的含量,從顯著得到本發明的效果的觀點來看,將樹脂組成物層中的不揮發成分設為100質量%時,優選為0.01質量%以上、更優選為0.03質量%以上、更優選為0.05質量%以上,優選為3質量%以下、更優選為2質量%以下、進一步優選為1質量%以下。
-(H)其他添加劑- 樹脂組成物層中,除了包含上述的成分以外,作為任意的成分,還可以進一步包含其他添加劑。作為這樣的添加劑,可舉出例如增稠劑、消泡劑、均平劑、密合性賦予劑等的樹脂添加劑等。這些添加劑可以單獨使用一種,也可以將兩種以上組合使用。發明所屬技術領域中具有通常知識者可以適當設定各自的含量。
樹脂組成物層中,作為揮發性成分,可以進一步含有任意的溶劑。通過在用於形成樹脂組成物層的樹脂組成物中含有溶劑,從而可以調節塗料黏度。作為溶劑,可舉出例如有機溶劑。其中,優選不含甲苯,將樹脂組成物層的整體設為100質量%時,甲苯的含量優選為0.1質量%以下、0.01質量%以下、0.001質量%以下或0.0001質量%以下。
作為有機溶劑,可舉出例如:甲基乙基酮(MEK)、環己酮等酮類;二甲苯、四甲基苯等芳烴類;甲基溶纖劑、丁基溶纖劑、甲基卡必醇、丁基卡必醇、丙二醇單甲基醚、二丙二醇單乙基醚、二丙二醇二乙基醚、三乙二醇單乙基醚等二醇醚類;乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁基溶纖劑乙酸酯、卡必醇乙酸酯、二乙二醇單乙基醚乙酸酯(ethyl diglycol acetate)等酯類;辛烷、癸烷等脂肪族烴類;石油醚、石腦油、氫化石腦油、溶劑石腦油等石油系溶劑等。這些可以單獨使用一種,或者將兩種以上組合使用。
對於樹脂組成物層而言,從提高埋入性及絕緣層的厚度的均勻性的觀點來看,通過調節無機填充材料的比表面積,而且調節樹脂組成物層中的溶劑的量,從而調節熔融黏度,其結果使tanδ的最大值成為1.0以上且2.0以下。樹脂組成物層中的溶劑的量(殘留溶劑量)優選為3質量%以下、更優選為2.5質量%以下、進一步優選為2質量%以下、進而更優選為1.5質量%以下、特別優選為1質量%以下。下限無特別限制,可以為0.0001質量%以上等。
在樹脂組成物層的從60℃至200℃時的動態黏彈性測定中,從提高埋入性的觀點來看,100℃以上時的tanδ的最大值為1.0以上、優選為1.1以上、更優選為1.3以上。此外,從提高絕緣層的厚度的均勻性的觀點來看,該tanδ的最大值為2.0以下、優選為1.9以下、更優選為1.8以下。tanδ的最大值可以按照後述的實施例中記載的方法進行測定。
對於樹脂組成物層的厚度而言,從印刷配線板的薄型化,及可提供該樹脂組成物的硬化物即使為薄膜而絕緣性也優異的硬化物的觀點來看,優選為30μm以下、更優選為25μm以下、進一步優選為20μm以下。從提高絕緣可靠性的觀點來看,樹脂組成物層的厚度的下限通常可以為5μm以上、10μm以上等。
<其他的層> 在一個實施方式中,樹脂薄膜根據需要可以進一步含有其他的層。作為所述其他的層,可舉出例如,在樹脂組成物層的不與支承體接合的面(即與支承體相反一側的面)上設置的保護膜等。保護膜的厚度沒有特別的限定,例如為1μm~40μm。通過層合保護膜,可以抑制在樹脂組成物層的表面附著垃圾等或形成損傷。
<樹脂薄膜的製造方法> 樹脂薄膜例如可通過以下方式製造:製備在有機溶劑中溶解樹脂組成物而成的樹脂塗料,使用模塗機等將該樹脂塗料塗布於支承體上,進而使其乾燥,形成樹脂組成物層。對於有機溶劑,可以使用上述的有機溶劑。
乾燥可利用加熱、吹熱風等公知的方法實施。乾燥條件沒有特別限制,以樹脂組成物層中的有機溶劑的含量成為10質量%以下、優選為5質量%以下的方式進行乾燥。雖然隨著樹脂塗料中的有機溶劑的沸點而不同,但例如使用包含30質量%~60質量%的有機溶劑的樹脂塗料時,可通過於50℃~150℃進行3分鐘~10分鐘乾燥,從而形成樹脂組成物層。
樹脂薄膜可以捲繞成卷狀進行保存。樹脂薄膜具有保護膜時,可通過將保護膜剝離而使用。
<樹脂薄膜的物性、用途> 本發明的樹脂薄膜是使用了真空壓製處理的絕緣層形成用的樹脂薄膜,其包含支承體、和設置於該支承體上的樹脂組成物層,支承體具有與樹脂組成物層接合一側的表面的算術平均粗糙度(Ra)超過300nm的金屬箔,樹脂組成物層含有(A)比表面積為10m 2/g以上的無機填充材料,在樹脂組成物層的從60℃至200℃的動態黏彈性測定中,100℃以上時的tanδ的最大值為1.0以上且2.0以下。通過使用這樣的樹脂薄膜並採用真空壓製處理來形成絕緣層,從而可以實現埋入性及絕緣層的厚度的均勻性優異、同時絕緣性也優異的絕緣層。
利用真空壓製處理使樹脂薄膜的樹脂組成物層與電路基板層合,使樹脂組成物層在100℃熱硬化30分鐘、接著在200℃熱硬化120分鐘而成的樹脂組成物層的硬化物顯示埋入性優異的特性。因此,前述硬化物帶來埋入性優異的絕緣層。具體而言,將樹脂薄膜的樹脂組成物層層壓於在兩面具有以1mm見方格子的配線圖案(殘銅率為59%)形成的電路導體(銅)的玻璃布基材環氧樹脂兩面覆銅層合板(以下稱為「覆銅層合板」)。將樹脂組成物層層壓於覆銅層合板之後,採用真空壓製處理在上述熱硬化條件下使樹脂組成物層熱硬化而得到絕緣層。將支承體蝕刻後,使用FIB-SEM複合裝置,對1mm見方格子的配線圖案中的樹脂組成物層的埋入性進行觀察時,格子圖案被埋入在樹脂組成物層中。埋入性的評價可以根據後述的實施例中記載的方法進行測定。
利用真空壓製處理使樹脂薄膜的樹脂組成物層與電路基板層合,使樹脂組成物層在100℃熱硬化30分鐘、接著在200℃熱硬化120分鐘而成的樹脂組成物層的硬化物顯示絕緣可靠性優異的特性。因此,前述硬化物帶來絕緣可靠性優異的絕緣層。具體而言,將樹脂薄膜的樹脂組成物層層壓於在兩面具有以1mm見方格子的配線圖案(殘銅率為59%)形成的電路導體(銅)的玻璃布基材環氧樹脂兩面覆銅層合板(以下稱為「覆銅層合板」)。將樹脂組成物層層壓於覆銅層合板之後,採用真空壓製處理在上述熱硬化條件下使樹脂組成物層熱硬化而得到絕緣層。將支承體剝離後進行電解鍍覆處理而在絕緣層上得到導體層。將導體層側作為+電極、將覆銅層合板側作為-電極,使用高加速壽命試驗裝置,用電化學遷移測試儀測定6次在110℃、85%相對濕度、施加20V直流電壓的條件下經過100小時後的絕緣電阻值。此時,至少一個試片的絕緣電阻值優選為1.00×10 8Ω以上、更優選為1.00×10 9Ω以上。此外,6次的試片的絕緣電阻值的平均值優選為1.00×10 8Ω以上、更優選為1.00×10 9Ω以上。絕緣可靠性的評價可以根據後述的實施例中記載的方法進行測定。
通過使用本發明的樹脂薄膜、採用真空壓製處理來形成絕緣層,可以帶來呈現良好的埋入性、絕緣電阻值的絕緣層。因此,本發明的樹脂薄膜可以合適地用作:採用真空壓製處理來形成絕緣層用的樹脂薄膜(採用了真空壓製處理的絕緣層形成用)。本發明的樹脂薄膜具備包含金屬箔的支承體,可以利用該金屬箔來形成導體層。因此,本發明的樹脂薄膜可以合適地用作:在印刷配線板的製造中,採用真空壓製處理來形成絕緣層和導體層這兩層用的樹脂薄膜(採用了真空壓製處理的絕緣層和導體層形成用)。本發明的樹脂薄膜可以合適地用於形成印刷配線板的絕緣層(和導體層)、優選形成印刷配線板的層間絕緣層(和導體層)。本發明中,術語「印刷配線板」還包括半導體封裝的再配線基板。
[印刷配線板、印刷配線板的製造方法] 本發明的印刷配線板包含由本發明的樹脂薄膜的樹脂組成物層的硬化物構成的絕緣層。
對於印刷配線板而言,例如可以使用上述的樹脂薄膜,通過包含下述(I)及(II)的步驟的方法來製造。 (I)利用真空壓製處理使樹脂薄膜層合在內層基板上的步驟 (II)將樹脂組成物層熱硬化而形成絕緣層的步驟
步驟(I)中使用的「內層基板」是指成為印刷配線板的基板的構件,可舉出例如玻璃環氧基板、金屬基板、聚酯基板、聚醯亞胺基板、BT樹脂基板、熱硬化型聚苯醚基板等。另外,該基板可在其一面或兩面具有導體層,該導體層可以被進行了圖案加工。有時將在基板的一面或兩面形成有導體層(電路)的內層基板稱為「內層電路基板」。另外,在製造印刷配線板時待進一步形成絕緣層及/或導體層的中間製造物也被包含在本發明中所說的「內層基板」中。印刷配線板為部件內置電路板時,可使用內置有部件的內層基板。
關於內層基板與樹脂薄膜的層合,通過真空壓製處理,以樹脂薄膜的樹脂組成物層與內層基板接合的方式進行層合。通過利用真空壓製處理使內層基板與樹脂組成物層層合,可提高介電特性、機械強度及電特性。
首先以樹脂薄膜的樹脂組成物層與內層基板接合的方式將內層基板及樹脂薄膜設置於真空壓製裝置中。接著,在減壓條件下進行將內層基板和樹脂組成物層加熱壓接的真空壓製處理。真空壓製處理優選為施加熱的真空熱壓處理(真空加熱壓製處理)。
內層基板及樹脂薄膜優選為介隔緩衝紙(cushion paper)、不銹鋼板(SUS板)等的金屬板、脫模膜等而設置於真空壓製裝置中。
真空壓製處理可以使用通過經加熱的SUS板等的金屬板,將內層基板及樹脂薄膜從其兩面側按壓的以往公知的真空壓製裝置來實施。作為市售的真空壓製裝置,可舉出例如北川精機公司製的「VH1-1603」等。
真空壓製處理可以僅實施1次,也可以重複實施2次以上。重複實施2次以上時,壓接壓力、加熱溫度、壓製時間等可以相同,也可以不同。
在真空壓製處理中,壓接壓力(按壓力)優選為0.49MPa以上,更優選為0.98MPa以上,優選為7.9MPa以下,更優選為5.9MPa以下。
在真空壓製處理中,環境的壓力、即容納處理對象的層合結構的腔室內的減壓時的壓力(減壓度)優選為3×10 -2MPa以下,更優選為1×10 -2MPa以下。下限沒有特別限制,可設為1×10 -10MPa以上等。
在真空壓製處理中,加熱溫度根據樹脂組成物層的組成也有所不同,通常為150℃以上,優選為160℃以上,更優選為170℃以上或180℃以上。加熱溫度的上限無特別限定,通常可設為240℃以下等。應予說明,對於真空壓製處理而言,從顯著得到本發明的效果的觀點來看,可以一邊使溫度階段地或連續地升高,及/或一邊使溫度階段地或連續地下降,一邊來實施。另外,如後所述,可通過真空壓製處理中的加熱,使樹脂組成物層熱硬化而形成絕緣層。
在真空壓製處理中,壓製時間優選為5分鐘以上,更優選為10分鐘以上,進一步優選為15分鐘以上。上限無特別限定,優選為300分鐘以下,更優選為200分鐘以下,進一步優選為150分鐘以下。
利用真空壓製處理使樹脂薄膜層合在內層基板上後,在步驟(II)中,將樹脂組成物層熱硬化而形成絕緣層。作為將樹脂組成物層熱硬化的方法,可舉出例如,在利用真空熱壓處理進行壓製處理的情況下,使用壓製時的熱而使樹脂組成物層熱硬化而形成絕緣層的方法。
樹脂組成物層的熱硬化條件無特別限定,可使用在形成印刷配線板的絕緣層時通常採用的條件。
例如,樹脂組成物層的熱硬化條件根據樹脂組成物的種類等也有所不同,硬化溫度優選為120℃~240℃、更優選為150℃~220℃、進一步優選為170℃~210℃。硬化時間可以優選為5分鐘~120分鐘、更優選為10分鐘~100分鐘、進一步優選為15分鐘~100分鐘。
在使樹脂組成物層熱硬化之前,可以在比硬化溫度低的溫度下將樹脂組成物層預加熱。例如,可在使樹脂組成物層熱硬化之前,在50℃以上且小於120℃(優選為60℃以上且115℃以下,更優選為70℃以上且110℃以下)的溫度下,將樹脂組成物層預加熱5分鐘以上(優選為5分鐘~150分鐘,更優選為15分鐘~120分鐘,進一步優選為15分鐘~100分鐘)。
與真空層壓法相比,真空壓製處理中,本發明人等確認了由於樹脂薄膜的層合時的樹脂流動而有時導致絕緣層厚度的均勻性變差。關於這一點,通過調節樹脂組成物層中的無機填充材料的比表面積、而且調節殘留溶劑量,並將tanδ的最大值設定為1.0以上且2.0以下,從而可以實現真空壓製處理後的絕緣層厚度的均勻性的提高。具體而言,相對於絕緣層的厚度的基準,熱壓處理後的絕緣層厚度的偏差優選低於±20%、更優選低於±15%、進一步優選為±10%以下。即,絕緣層優選具有厚度的偏差處於前述的範圍內的該厚度的基準。厚度的基準通常可以是絕緣層的設計厚度。下限可以為0%、±0.1%以上等。真空壓製處理後的絕緣層的厚度的評價可以根據後述的實施例中記載的方法進行測定。
對於本發明中使用的樹脂薄膜而言,由於支承體包含金屬箔,因此也可以包含通過減成法或改良的半加成法來形成電路的步驟作為步驟(III)。
在步驟(III)中,利用支承體(金屬箔),通過減成法或改良的半加成法,可以形成電路。
在減成法中,通過蝕刻等將金屬箔的不需要的部分(非電路形成部)選擇性除去,形成電路。利用了減成法的電路形成可以根據公知的步驟來實施。例如,利用了減成法的電路形成可以通過包括下述步驟的方法來實施:i)在金屬箔的表面(即,與接合於樹脂組成物層的面相反一側的面)設置抗蝕劑(etching resist);ii)將抗蝕劑曝光、顯影,形成配線圖案;iii)將露出的金屬箔部分進行蝕刻而除去;iv)除去抗蝕劑。
在改良的半加成法中,利用抗鍍劑(plating resist)保護金屬箔的非電路形成部,通過電解鍍覆在電路形成部加厚銅等金屬後,除去抗鍍劑,利用蝕刻將電路形成部以外的金屬箔除去,形成電路。利用了改良的半加成法的電路形成可按照公知的步驟實施。例如,利用了改良的半加成法的電路形成可以通過包括下述步驟的方法來實施:i)在金屬箔的表面(即,與接合於樹脂組成物層的面相反一側的面)設置抗鍍劑;ii)將抗鍍劑曝光、顯影,形成配線圖案;iii)經由抗鍍劑,進行電解鍍覆;iv)除去抗鍍劑;v)將電路形成部以外的金屬箔進行蝕刻而除去。應予說明,在金屬箔較厚的情況下,在上述i)之前,可通過蝕刻等將金屬箔整面薄化,以使金屬箔成為所期望的厚度(通常5μm以下、4μm以下或3μm以下)。
在製造印刷配線板時,還可以進一步實施(IV)開孔的步驟、(V)對絕緣層進行粗糙化處理的步驟。這些步驟(IV)至步驟(V)可以依照印刷配線板的製造中所使用的發明所屬技術領域中具有通常知識者公知的各種方法來實施。此外,還可以根據需要重複實施步驟(I)~步驟(V)的絕緣層和導體層的形成,形成多層配線板。
[半導體裝置] 本發明的半導體裝置包含本發明的印刷配線板。本發明的半導體裝置可以使用本發明的印刷配線板來製造。
作為半導體裝置,可舉出供於電氣製品(例如,電腦、行動電話、數位相機和電視機等)和交通工具(例如,摩托車、汽車、電車、船舶和飛機等)等的各種半導體裝置。
本發明的半導體裝置可以通過在印刷配線板的導通部位安裝部件(半導體晶片)來製造。「導通部位」是指「傳輸印刷配線板中的電信號的部位」,其位置可以是表面或是被埋入的部位中的任一者。此外,半導體晶片只要是以半導體為材料的電氣電路元件則無特別限定。
製造半導體裝置時的半導體晶片的安裝方法,只要能使半導體晶片有效發揮功能,則無特別限定,具體可舉出引線接合安裝方法、覆晶安裝方法、利用無凸塊增層(Bump less Build-Up Layer, BBUL)的安裝方法、利用各向異性導電膜(ACF)的安裝方法、利用非導電性膜(NCF)的安裝方法等。此處,「利用無凸塊增層(BBUL)的安裝方法」是指「將半導體晶片直接埋入至印刷配線板的凹部,使半導體晶片與印刷配線板上的配線連接的安裝方法」。 [實施例]
以下,使用實施例更詳細地說明本發明,但本發明並不受這些實施例的限定。應予說明,在以下的記載中,只要沒有另行明示,「份」及「%」分別是指「質量份」及「質量%」。
<使用的無機填充材料> 無機填充材料1:對於球狀二氧化矽(電氣化學工業公司製「UFP-30」、平均粒徑0.30μm、比表面積30.7 m 2/g)100份,用N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷(信越化學工業公司製、KBM573)2份進行了表面處理的材料。 無機填充材料2:對於球形二氧化矽(雅都瑪公司製「SO-C1」、平均粒徑0.25μm、比表面積11.2m 2/g)100份,用N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷(信越化學工業公司製、KBM573)1份進行了表面處理的材料。 無機填充材料3:對於球形二氧化矽(雅都瑪公司製「SO-C2」、平均粒徑0.50μm、比表面積5.8m 2/g)100份,用N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷(信越化學工業公司製、KBM573)1份進行了表面處理的材料。
<合成例1:聚醯亞胺樹脂1的合成> 在作為溶劑的N,N-二甲基乙醯胺(以下也稱為「DMAc」)400g中混合BPADA49.6g、BPPAN50.4g和作為溶劑的甲苯40g,將由此得到的單體組成物在常溫、大氣壓中攪拌3小時,使其反應。由此得到聚醯胺酸的溶液。
接著,將聚醯胺酸的溶液升溫後,一邊保持於約160℃,一邊在氮氣流下將縮合水與甲苯一起共沸除去。對「在水分定量接收器中積存了規定量的水」及「不再觀察到水的流出」進行了確認。確認後,進一步將反應溶液升溫,於200℃進行1小時攪拌。然後進行冷卻。由此得到作為不揮發成分包含20質量%的聚醯亞胺樹脂1的塗料。
由上述反應路徑推定聚醯亞胺樹脂1包含下述式(e1a)所示的結構單元。此外,由上述反應路徑推定聚醯亞胺樹脂1包含源自BPADA的第一骨架和源自BPPAN的第二骨架。
Figure 02_image019
<合成例2:彈性體1的合成> 在反應容器中,將G-3000(二官能性羥基末端聚丁二烯、數平均分子量=5047(GPC法)、羥基當量=1798g/eq.、固體成分100質量%:日本曹達公司製)50g、和Ipzole 150(芳烴系混合溶劑:出光石油化學公司製)23.5g、二丁基錫月桂酸酯0.005g混合,使其均勻溶解。成為均勻後升溫至50℃,進而一邊攪拌一邊添加甲苯-2,4-二異氰酸酯(異氰酸酯基當量=87.08g/eq.)4.8g,進行約3小時的反應。接著,將該反應物冷卻至室溫後,向其中添加二苯甲酮四甲酸二酐(酸酐當量=161.1g/eq.)8.96g、三伸乙基二胺0.07g、和二乙二醇單乙基醚乙酸酯(大賽璐公司製) 40.4g,一邊攪拌一邊升溫至130℃,進行約4小時的反應。通過FTIR對2250cm -1的NCO峰的消失進行了確認。基於NCO峰消失的確認,視為反應的終點,將反應物降溫至室溫後,用100目的濾布過濾,得到具有醯亞胺骨架、胺基甲酸酯骨架、丁二烯骨架的彈性體1。 黏度:7.5Pa・s(25℃、E型黏度計) 酸值:16.9mgKOH/g 固體成分:50質量% 數平均分子量:13723 玻璃轉移溫度:-10℃ 聚丁二烯結構部分的含有率:50/(50+4.8+8.96)×100= 78.4質量%
<實施例1:樹脂組成物1的製備> 於聯二甲酚型環氧樹脂(三菱化學公司製「YX4000HK」、環氧當量約185g/eq.)5份、萘型環氧樹脂(新日鐵住金化學公司製「ESN475V」、環氧當量約332g/eq.)5份、環己烷型環氧樹脂(三菱化學公司製「ZX1658GS」、環氧當量約135g/eq.)2份、苯氧基樹脂(三菱化學公司製「YX7553BH30」、固體成分30質量%的環己酮:甲基乙基酮(MEK)的1:1溶液、Mw=35000)10份及環己酮10份的混合溶劑,一面攪拌一面使其加熱溶解。冷卻至室溫後,向其中混合活性酯系硬化劑(DIC公司製「HPC-8000L-65TM」、活性基當量約220g/eq.、不揮發成分65質量%的甲苯:MEK的1:1溶液)4.5份、35份的無機填充材料1、胺系硬化促進劑(4-二甲基胺基吡啶(DMAP))0.1份,用高速旋轉混合機均勻分散後,用筒式過濾器(ROKITECHNO公司製「SHP020」)過濾,製備樹脂組成物1。
<實施例2:樹脂組成物2的製備> 實施例1中,將活性酯系硬化劑(DIC公司製「EXB-8000L-65TM」、活性基當量約220g/eq.、不揮發成分65質量%的甲苯:MEK的1:1溶液)4.5份變更為活性酯系硬化劑(DIC公司製「HP-B-8151-62T」、活性基當量238g/eq.、固體成分62%的甲苯溶液)4.7份。除了以上的事項以外,與實施例1同樣地製備樹脂組成物2。
<實施例3:樹脂組成物3的製備> 實施例1中,將35份的無機填充材料1變更為50份的無機填充材料2。除了以上的事項以外,與實施例1同樣地製備樹脂組成物3。
<實施例4:樹脂組成物4的製備> 實施例1中,將活性酯系硬化劑(DIC公司製「EXB-8000L-65TM」、活性基當量約220g/eq.、不揮發成分65質量%的甲苯:MEK的1:1溶液)4.5份變更為馬來醯亞胺化合物(Designer Molecules公司製「BMI-689」)10份, 將胺系硬化促進劑(4-二甲基胺基吡啶(DMAP))的量從0.1份變更為0.05份, 進而使用了聚合起始劑(日油公司製「PERHEXYNE 25B」)0.1份。 除了以上的事項以外,與實施例1同樣地製備樹脂組成物4。
<實施例5:樹脂組成物5的製備> 實施例4中,將馬來醯亞胺化合物(Designer Molecules公司製「BMI-689」)10份變更為苯乙烯改性聚苯醚樹脂(三菱瓦斯化學公司製「OPE-2St 1200」、Mn=1200、固體成分65質量%的甲苯溶液)10份。除了以上的事項以外,與實施例4同樣地製備樹脂組成物5。
<實施例6:樹脂組成物6的製備> 實施例4中,進而使用了活性酯系硬化劑(DIC公司製「EXB-8000L-65TM」、活性基當量約220g/eq.、不揮發成分65質量%的甲苯:MEK的1:1溶液)4.5份。除了以上的事項以外,與實施例4同樣地製備樹脂組成物6。
<實施例7:樹脂組成物7的製備> 實施例6中,代替苯氧基樹脂(三菱化學公司製「YX7553BH30」、固體成分30質量%的環己酮:甲基乙基酮(MEK)的1:1溶液、Mw=35000)10份、而使用了合成例1中得到的聚醯亞胺樹脂1(不揮發成分20質量%)15份。除了以上的事項以外,與實施例6同樣地製備樹脂組成物7。
<實施例8:樹脂組成物8的製備> 實施例6中,代替苯氧基樹脂(三菱化學公司製「YX7553BH30」、固體成分30質量%的環己酮:甲基乙基酮(MEK)的1:1溶液、Mw=35000)10份、而使用了合成例2中得到的彈性體(不揮發成分50質量%)6份。除了以上的事項以外,與實施例6同樣地製備樹脂組成物8。
<實施例9:樹脂組成物9的製備> 一邊攪拌一邊使馬來醯亞胺化合物(Designer Molecules公司製「BMI-689」)10份、含有聯苯骨架的馬來醯亞胺樹脂(日本化藥公司製「MIR-3000」、不揮發成分70質量%的甲苯:MEK的1:1溶液)10份、苯乙烯改性聚苯醚樹脂(三菱瓦斯化學公司製「OPE-2St 1200」、Mn=1200、固體成分65質量%的甲苯溶液)10份、氫化苯乙烯系熱塑性彈性體(旭化成公司製「H1043」苯乙烯/乙烯・丁烯・丁二烯比=67/33)6份加熱溶解於溶劑石腦油20份和環己酮10份的混合溶劑。冷卻至室溫後,向其中混合50份的無機填充材料1、聚合起始劑(日油公司製「PERHEXYNE 25B」)0.1份,用高速旋轉混合機均勻分散後,用筒式過濾器(ROKITECHNO公司製「SHP020」)過濾,製備樹脂組成物9。
<實施例10:樹脂組成物10的製備> 實施例9中,將50份的無機填充材料1變更為65份的無機填充材料2。除了以上的事項以外,與實施例9同樣地製備樹脂組成物10。
<實施例11:樹脂組成物11的製備> 實施例9的製備中,將苯乙烯改性聚苯醚樹脂(三菱瓦斯化學公司製「OPE-2St 1200」、Mn=1200、固體成分65質量%的甲苯溶液)10份變更為含有乙烯基的樹脂(日鐵化學材料公司製「ODV-XET-X04」、重量平均分子量3110、65質量%溶液)10份。除了以上的事項以外,與實施例9同樣地製備樹脂組成物11。
<實施例12:樹脂組成物12的製備> 實施例1中,將活性酯系硬化劑(DIC公司製「EXB-8000L-65TM」、活性基當量約220g/eq.、不揮發成分65質量%的甲苯:MEK的1:1溶液)4.5份變更為含有三嗪骨架的苯酚系樹脂(DIC公司製「LA7054」、羥基當量約125g/eq.的固體成分60%的MEK溶液)5份。除了以上的事項以外,與實施例1同樣地製備樹脂組成物12。
<比較例1:樹脂組成物13的製備> 實施例1中,將35份的無機填充材料1變更為35份的無機填充材料3。除了以上的事項以外,與實施例1同樣地製備樹脂組成物13。
<比較例2:樹脂組成物14的製備> 實施例1中,將無機填充材料1的量從35份變更為50份。除了以上的事項以外,與實施例1同樣地製備樹脂組成物14。
<比較例3:樹脂組成物15的製備> 實施例9中,將50份的無機填充材料1變更為50份的無機填充材料3。除了以上的事項以外,與實施例9同樣地製備樹脂組成物15。
<樹脂組成物層等的厚度的測定> 樹脂組成物層等的厚度使用接觸式膜厚計(三豐股份有限公司製、MCD-25MJ)進行測定。
<樹脂薄膜A的製作> 作為支承體,準備極薄銅箔(三井金屬礦業公司製MW-G(厚度12μm的單層銅箔、算術平均粗糙度(Ra)為900nm、十點平均粗糙度(Rz)為8000nm))。使用模塗機將樹脂組成物1~15均勻塗布於支承體的極薄銅箔上,以使乾燥後的樹脂組成物層的厚度成為15μm,通過在70℃至120℃乾燥7分鐘,在支承體上得到樹脂組成物層。接著,在樹脂組成物層的不與支承體接合的面上,將作為保護膜的聚丙烯膜(Oji F-Tex公司製「ALPHAN MA-411」、厚度15μm)的粗糙面以與樹脂組成物層接合的方式層合。由此,得到依序由極薄銅箔(支承體)、樹脂組成物層及保護膜形成的樹脂薄膜A。應予說明,極薄銅箔的算術平均粗糙度(Ra)及十點平均粗糙度(Rz)使用非接觸型表面粗糙度計進行測定。
<動態黏彈性中的tanδ的測定> 對於樹脂薄膜A的樹脂組成物層,使用動態黏彈性測定裝置(UBM公司製「Rheosol-G3000」)測定動態黏彈性。對於從樹脂組成物層採集的試樣樹脂組成物1g,使用直徑18mm的平行板,以5℃/分鐘的升溫速度從開始溫度60℃升溫至200℃,以測定溫度間隔2.5℃、振動頻率1Hz、變形1deg的測定條件測定動態黏彈性模量,採用所得的E'和E"的值,使用下述式算出tanδ。然後求出100℃以上時的tanδ的最大值。 tanδ=E"/E'
<真空壓製處理後的絕緣層的厚度(樹脂流動)、絕緣可靠性及埋入性的評價> 1)使用了真空壓製之層合薄膜在覆銅層合板上的層合 作為覆銅層合板,準備在兩面具有以1mm見方格子的配線圖案(殘銅率為59%)形成的電路導體(銅)的玻璃布基材環氧樹脂兩面覆銅層合板(銅箔的厚度12μm,基板厚度0.15mm,三菱瓦斯化學公司製「HL832NSF LCA」、255×340mm尺寸)。針對該內層電路基板的兩面,用MEC公司製「CZ8201」進行銅表面的粗糙化處理(銅蝕刻量0.5μm)。從樹脂薄膜A剝離保護膜,使樹脂組成物層露出。接著,使用真空熱壓機(北川精機公司製、VH1-1603),以露出的樹脂組成物層與覆銅層合板相接的方式層壓在覆銅層合板的兩面。對於壓製條件而言,設為減壓度1×10 -3MPa以下的減壓下,在壓力條件為20kgf/cm 2的條件下,作為加熱條件,第1階段的壓製在溫度為100℃、時間為30分鐘的條件下、第2階段的壓製在溫度為190℃、時間為120分鐘的條件下進行。通過基於壓製的加熱,將樹脂組成物層硬化後,將支承體剝離,從而得到硬化基板A。
2)電鍍 使用安美特日本公司製的藥液,以通孔內填充有銅的條件進行了電解鍍銅步驟。然後,作為基於蝕刻的圖案化用的抗蝕圖案,使用與下層導體導通的直徑1mm的焊盤圖案、及不與下層導體連接的直徑10mm的圓形導體圖案在絕緣層的表面以10μm的厚度形成具有焊盤及導體圖案的導體層。接著,在200℃進行90分鐘退火處理。將該基板作為「絕緣評價用基板A」。
3)絕緣層的絕緣可靠性的評價 將絕緣評價用基板A的直徑10mm的圓形導體側作為+電極、將與直徑1mm的焊盤連接的內層電路基板的格子電路導體(銅)側作為-電極,使用高加速壽命試驗裝置(ETAC公司製「PM422」),使用電化學遷移測試儀(J-RAS公司製「ECM-100」)測定在110℃、85%相對濕度、施加20V直流電壓的條件下經過了100小時後的絕緣電阻值。進行6次該測定,將以下的評價基準和絕緣電阻值示於下述表。應予說明,下述表中記載的絕緣電阻值是6次的試片的絕緣電阻值的平均值。 〇:6次的試片的絕緣電阻值的平均值為1.00×10 9Ω以上。 △:6次的試片的絕緣電阻值的平均值為1.00×10 8Ω以上且低於1.00×10 9Ω。 ×:6次的試片的絕緣電阻值的平均值低於1.00×10 8Ω。
4)真空壓製處理後的絕緣層的厚度(樹脂流動)的評價 對硬化基板A的極薄銅箔進行蝕刻後,使用FIB-SEM複合裝置(SII奈米技術公司製「SMI3050SE」)進行剖面觀察,按照以下的基準評價真空壓製處理後的絕緣層的厚度。 〇:將絕緣層的厚度的基準設為10μm時,絕緣層的厚度不足10μm±20%。 ×:將絕緣層的厚度的基準設為10μm時,絕緣層的厚度為10μm±20%以上。
5)真空壓製處理後的絕緣層的埋入性的評價 對硬化基板A的極薄銅箔進行蝕刻後,使用FIB-SEM複合裝置(SII奈米技術公司製「SMI3050SE」),觀察1mm見方格子的配線圖案的在樹脂組成物層中的埋入性,按照以下的基準進行評價。 〇:配線圖案被埋入至絕緣層中。 ×:由於埋入不良而產生空隙。
Figure 02_image021

Claims (9)

  1. 一種樹脂薄膜,其是採用了真空壓製處理的絕緣層形成用的樹脂薄膜, 該樹脂薄膜包含支承體,和設置於該支承體上的樹脂組成物層, 支承體具有與樹脂組成物層接合一側的表面的算術平均粗糙度(Ra)超過300nm的金屬箔, 樹脂組成物層含有(A)比表面積為10m 2/g以上的無機填充材料, 在樹脂組成物層的從60℃至200℃的動態黏彈性測定中,100℃以上時的tanδ的最大值為1.0以上且2.0以下。
  2. 如請求項1之樹脂薄膜,其中,樹脂組成物層的厚度為30μm以下。
  3. 如請求項1之樹脂薄膜,其中,樹脂組成物層含有活性酯樹脂、馬來醯亞胺樹脂和乙烯基樹脂中的任一種。
  4. 如請求項1之樹脂薄膜,其中,將樹脂組成物層中的不揮發成分設為100質量%時,(A)成分的含量為73質量%以下。
  5. 如請求項1之樹脂薄膜,其中,金屬箔包含銅箔。
  6. 如請求項1之樹脂薄膜,其中,支承體的厚度為9μm以上。
  7. 一種印刷配線板,其中,包含由如請求項1~6中任一項之樹脂薄膜的樹脂組成物層的硬化物構成的絕緣層。
  8. 一種半導體裝置,其中,包含如請求項7之印刷配線板。
  9. 一種印刷配線板的製造方法,該方法包括: (I)通過真空壓製處理將如請求項1~6中任一項之樹脂薄膜層合在內層基板上的步驟,以及 (II)將樹脂組成物層熱硬化而形成絕緣層的步驟。
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