TWI715799B - 樹脂組成物、預浸體、覆金屬箔疊層板、樹脂片及印刷電路板 - Google Patents
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Abstract
本發明相關之樹脂組成物包括:氰酸酯化合物(A)及/或馬來醯亞胺化合物(B),以及無機填充材(C),其中,該無機填充材(C)含有氮化硼粒子凝聚體,該氮化硼粒子凝聚體含有六方晶氮化硼一次粒子且係該六方晶氮化硼一次粒子之(0001)面彼此重疊而成。
Description
本發明關於樹脂組成物、預浸體、覆金屬箔疊層板、樹脂片及印刷電路板。
近年,隨著電氣設備或電子設備之電路的高速、高積體化,以及發熱性電子零件於印刷電路板的安裝密度之增加,電子設備內部的發熱密度也逐年增加。因此正尋求有效率地使電子零件等所產生的熱發散之具有高熱傳導率與電氣絕緣性之構件。
印刷電路板之絕緣層所使用的環氧樹脂等之熱硬化性樹脂其本身的熱傳導率低。於是,就印刷電路板而言,為了改善熱傳導率,已知有將熱傳導性優良的無機填充材高程度地填充到熱硬化性樹脂中的方法。但是,在熱硬化性樹脂組成物中高程度地填充無機填充材的話,熱硬化性樹脂之體積比率會變少且成形性會惡化,樹脂與無機填充材之間容易產生裂紋、空隙。因此會有吸濕耐熱特性惡化、彈性模量降低的問題,此外會有樹脂與無機填充材之黏合性不足、銅箔剝離強度降低的問題。有鑑於如此的問題,已有人提出使用各種的樹脂組成物。
例如,在專利文獻1記載:係含有萘酚芳烷基型氰酸酯樹脂及環氧樹脂之樹脂組成物,而且摻合了特定量的無機填充材之樹脂組成物,會展現優良的耐熱性、熱傳導性及吸水性。
又,在專利文獻2記載:係含有氰酸酯化合物及環氧樹脂之樹脂組成物,而且摻合了2種不同粒徑的無機填充材之樹脂組成物,其成形性良好且展現高散熱特性、高玻璃轉移溫度、銅箔剝離強度、及吸濕耐熱性。
此外,在專利文獻3記載:係含有環氧樹脂及硬化劑之樹脂組成物,而且摻合了經六方晶氮化硼被覆而得的硼酸鹽粒子作為無機填充材之樹脂組成物,會展現高玻璃轉移溫度、銅箔剝離強度、吸濕耐熱性、阻燃性、低熱膨脹率及高散熱特性。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2011/152402號 [專利文獻2]國際公開第2013/069479號 [專利文獻3]國際公開第2012/121224號
[發明所欲解決之課題] 根據專利文獻1~3所記載之樹脂組成物,雖然有一定程度認為熱傳導性、或銅箔剝離強度等之物性已改善,但該等物性尚有改善的餘地。
本發明係有鑑於上述問題點而成,目的為提供可展現優良的熱傳導性及銅箔剝離強度之樹脂組成物、預浸體、覆金屬箔疊層板、樹脂片及印刷電路板。 [解決課題之手段]
本發明人們為了解決上述課題而進行深入探討。其結果發現:藉由在含有氰酸酯化合物及/或馬來醯亞胺化合物之樹脂組成物中,摻合氮化硼一次粒子之(0001)面彼此重疊而凝聚之氮化硼粒子凝聚體作為無機填充材,可達成上述課題,乃至完成本發明。
亦即,本發明包含以下態樣。 [1] 一種樹脂組成物,包括氰酸酯化合物(A)及/或馬來醯亞胺化合物(B),以及無機填充材(C), 前述無機填充材(C)含有氮化硼粒子凝聚體,該氮化硼粒子凝聚體含有六方晶氮化硼一次粒子且係該六方晶氮化硼一次粒子之(0001)面彼此重疊而成。 [2] 如[1]所記載之樹脂組成物,其中,前述氮化硼粒子凝聚體具有柱狀之形狀。 [3] 如[1]或[2]所記載之樹脂組成物,其中,前述氮化硼粒子凝聚體之疊層方向之最長徑大於前述氮化硼粒子凝聚體之寬方向之最長徑。 [4] 如[1]~[3]中任一項所記載之樹脂組成物,其中,前述六方晶氮化硼一次粒子具有來自偶聯劑之成分。 [5] 如[1]~[4]中任一項所記載之樹脂組成物,其中,前述無機填充材(C)之含量相對於樹脂固體成分100質量份為1~1600質量份。 [6] 如[1]~[5]中任一項所記載之樹脂組成物,其中,前述氰酸酯化合物(A)含有下列通式(1)表示之氰酸酯化合物及式(2)表示之氰酸酯化合物中之至少一者。 [化1](式(1)中,R表示氫原子、或甲基,n表示1以上之整數。) [化2][7] 如[1]~[6]中任一項所記載之樹脂組成物,其中,前述氰酸酯化合物(A)之含量相對於樹脂固體成分100質量份為1~90質量份。 [8] 如[1]~[7]中任一項所記載之樹脂組成物,其中,前述馬來醯亞胺化合物(B)含有選自於由雙(4-馬來醯亞胺苯基)甲烷、2,2-雙[4-(4-馬來醯亞胺苯氧基)-苯基]丙烷、雙(3-乙基-5-甲基-4-馬來醯亞胺苯基)甲烷、及下列通式(3)表示之馬來醯亞胺化合物構成之群組中之至少1種。 [化3](通式(3)中,R5
各自獨立地表示氫原子或甲基,n1
表示1以上之整數。) [9] 如[1]~[8]中任一項所記載之樹脂組成物,其中,前述馬來醯亞胺化合物(B)之含量相對於樹脂固體成分100質量份為1~90質量份。 [10] 如[6]~[9]中任一項所記載之樹脂組成物,更含有選自於由式(1)表示之氰酸酯化合物(A)及式(2)表示之氰酸酯化合物(A)以外之氰酸酯化合物、環氧樹脂、氧雜環丁烷樹脂、苯酚樹脂、苯并 化合物、及具有可聚合之不飽和基之化合物構成之群組中之1種以上。 [11] 一種預浸體,具備: 基材(D); 含浸或塗佈於前述基材(D)之如[1]~[10]中任一項所記載之樹脂組成物。 [12] 一種覆金屬箔疊層板,具有:如[11]所記載之預浸體,以及配置在前述預浸體之單面或兩面之金屬箔; 包括前述預浸體中含有的樹脂組成物之硬化物。 [13] 一種樹脂片,具有如[1]~[10]中任一項所記載之樹脂組成物。 [14] 一種印刷電路板,含有:絕緣層,以及形成在前述絕緣層之表面之導體層; 前述絕緣層含有如[1]~[10]中任一項所記載之樹脂組成物。 [發明之效果]
根據本發明,可提供能展現優良的熱傳導性及銅箔剝離強度之樹脂組成物、預浸體、覆金屬箔疊層板、樹脂片及印刷電路板。
以下,針對用來實施本發明之形態(以下稱「本實施形態」)進行詳細地說明,但本發明不限於此,在不偏離其要旨之範圍內可有各種變化。
本實施形態之樹脂組成物,包括氰酸酯化合物(A)及/或馬來醯亞胺化合物(B),以及無機填充材(C),前述無機填充材(C)含有氮化硼粒子凝聚體,該氮化硼粒子凝聚體含有六方晶氮化硼一次粒子且係該六方晶氮化硼一次粒子之(0001)面彼此重疊而成。由於如此地構成,故本實施形態之樹脂組成物可展現優良的熱傳導性及銅箔剝離強度。以下,針對構成本實施形態之樹脂組成物之各成分進行說明。
[氰酸酯化合物(A)] 本實施形態之樹脂組成物中,氰酸酯化合物(A)為任意成分,即使不含也可以,但考慮耐除膠渣性及高熱彈性模量(thermal elastic modulus)的觀點,本實施形態之樹脂組成物宜含有氰酸酯化合物(A)。就氰酸酯化合物(A)之種類而言並無特別限制,可列舉例如:下列通式(A)表示之酚醛清漆樹脂型氰酸酯、下列通式(1)表示之氰酸酯化合物(萘酚芳烷基型氰酸酯)、式(2)表示之氰酸酯化合物(二烯丙基雙酚A型氰酸酯)、聯苯芳烷基型氰酸酯、雙(3,3-二甲基-4-氰氧苯基)甲烷、雙(4-氰氧苯基)甲烷、1,3-二氰氧基苯、1,4-二氰氧基苯、1,3,5-三氰氧基苯、1,3-二氰氧基萘、1,4-二氰氧基萘、1,6-二氰氧基萘、1,8-二氰氧基萘、2,6-二氰氧基萘、2,7-二氰氧基萘、1,3,6-三氰氧基萘、4,4’-二氰氧基聯苯、雙(4-氰氧苯基)醚、雙(4-氰氧苯基)硫醚、雙(4-氰氧苯基)碸、2,2-雙(4-氰氧苯基)丙烷等。上述氰酸酯化合物(A)可單獨使用1種,亦可將2種以上合併使用。本實施形態中,氰酸酯化合物(A)宜包括通式(1)表示之氰酸酯化合物及式(2)表示之氰酸酯化合物中之至少一者。
本實施形態之樹脂組成物中,氰酸酯化合物(A)之含量相對於樹脂固體成分100質量份,宜設定為1~90質量份,設定為5~85質量份更佳,設定為10~80質量份再更佳。藉由將氰酸酯化合物之含量設定在上述範圍,會有即使在無機填充材之填充時仍可維持優良的成形性,同時更改善硬化性、熱彈性模量、耐除膠渣性等之傾向。 另外,本說明書中定義「樹脂固體成分」除非另有特別說明,否則係指除去樹脂組成物中的溶劑及無機填充材(C)後的成分,「樹脂固體成分100質量份」係指除去樹脂組成物中的溶劑及無機填充材(C)後的成分之合計為100質量份之情事。
[馬來醯亞胺化合物(B)] 本實施形態之樹脂組成物中,馬來醯亞胺化合物(B)為任意成分,即使不含也可以,但考慮耐熱性之觀點,本實施形態之樹脂組成物宜含有馬來醯亞胺化合物(B)。馬來醯亞胺化合物若為分子中具有1個以上之馬來醯亞胺基之化合物則無特別限制。就其理想例而言,可列舉:N-苯基馬來醯亞胺、N-羥苯基馬來醯亞胺、雙(4-馬來醯亞胺苯基)甲烷、2,2-雙[4-(4-馬來醯亞胺苯氧基)-苯基]丙烷、雙(3,5-二甲基-4-馬來醯亞胺苯基)甲烷、雙(3-乙基-5-甲基-4-馬來醯亞胺苯基)甲烷、雙(3,5-二乙基-4-馬來醯亞胺苯基)甲烷、聚雙(4-馬來醯亞胺苯甲酸)氧化四亞甲酯(polytetramethylene oxide-bis (4-maleimidobenzoate))、下列通式(3)表示之馬來醯亞胺化合物、該等馬來醯亞胺化合物之預聚物、或馬來醯亞胺化合物與胺化合物之預聚物等。它們可單獨使用1種,亦可將2種以上合併使用。本實施形態中,馬來醯亞胺化合物(B)宜含有選自於由雙(4-馬來醯亞胺苯基)甲烷、2,2-雙[4-(4-馬來醯亞胺苯氧基)-苯基]丙烷、雙(3-乙基-5-甲基-4-馬來醯亞胺苯基)甲烷、及下式(3)表示之馬來醯亞胺化合物構成之群組中之至少1種。此時,會有得到的硬化物之熱膨脹率更為降低,且耐熱性、玻璃轉移溫度更為改善之傾向。
通式(3)中,R5
宜表示為氫原子。又,n1
宜為10以下,為7以下更佳。
馬來醯亞胺化合物(B)之含量相對於樹脂固體成分100質量份,宜為1~90質量份,為5~85質量份更佳,為10~80質量份再更佳。馬來醯亞胺化合物(B)之含量藉由在上述範圍內,會有獲得的硬化物之熱膨脹率更為降低,耐熱性更為改善之傾向。
本實施形態之樹脂組成物含有氰酸酯化合物(A)及馬來醯亞胺化合物(B)中之至少一者,考慮耐熱性、耐燃燒性、機械物性、長期耐熱性、耐藥品性及電氣絕緣性之觀點,宜含有氰酸酯化合物(A)及馬來醯亞胺化合物(B)之兩者。
[無機填充材(C)] 無機填充材(C)包括含有六方晶氮化硼一次粒子之氮化硼粒子凝聚體。該氮化硼粒子凝聚體係六方晶氮化硼一次粒子之(0001)面彼此重疊而成。作為確認本實施形態之樹脂組成物中含有氮化硼粒子凝聚體、以及該氮化硼粒子凝聚體具有後述理想形狀之方法,例如可列舉後述實施例所記載之方法。亦即,藉由利用SEM觀察本實施形態之樹脂組成物可輕易地確認。另外,針對調製成為樹脂組成物前之氮化硼粒子凝聚體,亦可和上述同樣地確認其結構。本實施形態中的氮化硼粒子凝聚體,根據後述觀點,會有能輕易維持六方晶氮化硼一次粒子之(0001)面彼此重疊而成的疊層結構,即使在調製成為樹脂組成物的階段、將該樹脂組成物予以成形的階段等之各階段,其結構仍會維持之傾向。亦即,若能確認作為無機填充材(C)的原料之氮化硼粒子凝聚體滿足本實施形態所期望的結構,則可稱本實施形態之樹脂組成物含有該氮化硼粒子凝聚體。
(氮化硼粒子凝聚體) 就構成本實施形態中的氮化硼粒子凝聚體之六方晶氮化硼一次粒子之粒子形狀而言,並無特別限制,可列舉例如:鱗片狀、扁平狀、顆粒狀、球狀、纖維狀、晶鬚狀等,其中鱗片狀較理想。
就上述六方晶氮化硼一次粒子之平均粒徑而言,並無特別限制,就中位徑而言,宜為0.1~50μm,為0.1~5μm更佳,為0.1~1μm特佳。平均粒徑藉由在上述範圍內,會有六方晶氮化硼一次粒子之(0001)面彼此容易重疊而凝聚,其結果會改善樹脂片之熱傳導性的傾向。 在此,六方晶氮化硼一次粒子之平均粒徑可利用例如濕式雷射繞射-散射法來測定。
就六方晶氮化硼一次粒子之(0001)面彼此重疊而凝聚之氮化硼粒子凝聚體之凝聚形態而言,並無特別限制,可列舉:自然凝聚、利用凝聚劑所為之凝聚、物理性凝聚等。就自然凝聚而言,可列舉例如:凡得瓦力、靜電力、吸附水分等所引發的凝聚,但不限於此。就利用凝聚劑所為之凝聚而言,可列舉利用例如偶聯劑、無機鹽、高分子物質等之凝聚劑所為之凝聚,但不限於此。例如使用偶聯劑作為凝聚劑時,宜使六方晶氮化硼一次粒子之表面狀態變化成表面能量高的狀態,亦即變化成容易凝聚的狀態而予以凝聚。就物理性凝聚而言,可列舉:混合造粒、擠壓造粒、噴霧乾燥等之藉由操作而予以凝聚之方法。其中,考慮凝聚力之觀點,利用偶聯劑所為之凝聚較理想。
本說明書中,「氮化硼粒子凝聚體」係指含有六方晶氮化硼一次粒子之填充材經凝聚而形成之二次粒子的集合單元,能採用各種形狀。亦即,氮化硼粒子凝聚體之形狀只要是六方晶氮化硼一次粒子之(0001)面彼此重疊而凝聚則無特別限制,例如可為柱狀、扁平狀、顆粒狀、塊狀、球狀、纖維狀等中之任一者。
本實施形態中,若氮化硼粒子凝聚體具有柱狀之形狀,則在製成樹脂片時,會有提高六方晶氮化硼一次粒子之a軸方向和該樹脂片之厚度方向一致的可能性(以下亦簡稱「配向性」)之傾向,故較理想。本說明書中,「柱狀」係表示源自於六方晶氮化硼一次粒子之凝聚態樣之形狀,意指包括角柱狀、圓柱狀、棒狀等之形狀,且與球狀不同。此外,柱狀也包括在垂直方向筆直延伸者、延伸成傾斜狀者、邊彎曲邊延伸者、分支成分枝狀而延伸者等。氮化硼粒子凝聚體具有柱狀之情事,可利用掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察而輕易地確認。
就本實施形態中的氮化硼粒子凝聚體具有柱狀之形狀之情事的確認方法之典型例而言,可列舉利用SEM觀察來指定氮化硼粒子凝聚體之疊層方向之最長徑R與氮化硼粒子凝聚體之寬方向之最長徑r,並確認它們的大小關係之方法等,但不限於此。另外,在本實施形態中,考慮配向性更為提高之觀點,氮化硼粒子凝聚體宜滿足R>0.3r。又,在本實施形態中,考慮配向性進一步提高之觀點,宜滿足R>r。在此所述「疊層方向」亦即指大致平行於六方晶氮化硼一次粒子之c軸方向之方向。又,「寬方向」亦即指相對疊層方向大致呈垂直之方向。換言之,寬方向係大致平行於至少1個六方晶氮化硼一次粒子中的(0001)面之面方向(a軸方向)之方向。本實施形態中,上述寬方向之最長徑,例如在氮化硼粒子凝聚體為垂直方向筆直延伸而成之柱狀時,會有和六方晶氮化硼一次粒子之(0001)面之面方向之最長徑近乎一致的傾向,但並不限於如此的關係,寬方向之最長徑能採用比六方晶氮化硼一次粒子之(0001)面之面方向之最長徑更大的值。在此定義大致平行係指平行方向±10°以內之狀態,大致垂直係指垂直方向±10°以內之狀態。 針對R及r參照圖1具體地進行說明。圖1(a)所例示之六方晶氮化硼一次粒子係以二維的長方形之形式表示作為其典型例,長邊側(r)對應於(0001)面,短邊側(R)對應於邊緣面。圖1(b)所例示之氮化硼粒子凝聚體係使長方形形狀之六方晶氮化硼一次粒子之長邊側,亦即(0001)面側彼此重疊的方式凝聚而成者。此凝聚體之短邊側對應於r(亦即,氮化硼粒子凝聚體之寬方向之最長徑),長邊側對應於R(亦即氮化硼粒子凝聚體之疊層方向之最長徑)。
本實施形態中的氮化硼粒子凝聚體係如上所述,具有六方晶氮化硼一次粒子所疊層而成的結構,針對該疊層結構並無特別限制,但每1層之六方晶氮化硼一次粒子的粒子數宜為2以下,為1更佳。具有如此的疊層結構時,會有配向性提高的傾向,故較理想。
如上所述,氮化硼粒子凝聚體之疊層方向之最長徑並無特別限制,又,氮化硼粒子凝聚體之寬方向之最長徑亦無特別限制。在本實施形態中,令六方晶氮化硼一次粒子之平均粒徑為A(μm)時,宜滿足R=0.3×A~10×A(μm)且r=0.3×A~3×A(μm)。具體而言,以六方晶氮化硼一次粒子之平均粒徑為0.5μm的情況為例,採用R=0.15~5μm左右的值係具有代表性,且採用r=0.15~1.5μm左右的值係具有代表性。就上述最長徑之測定方法的具體例而言,可列舉在拍攝而得的SEM圖像中,氮化硼粒子凝聚體若為柱狀,則將該形狀趨近於長方形,並測量該長方形之長邊及短邊之長度等,但不限於此。
另外,在本實施形態中,「六方晶氮化硼一次粒子之(0001)面彼此重疊」之狀態,並非限於(0001)面彼此完全重疊的態樣,亦包括在寬方向上偏移而重疊的態樣。
又,氮化硼粒子凝聚體之寬方向之最長徑r,會有也取決於六方晶氮化硼一次粒子之粒徑、凝聚程度等之傾向,雖然並非特別限定,但宜為未達樹脂片等之成形物之厚度T(r<T),為r<0.9×T更佳,為r<0.5×T再更佳。滿足上述範圍時,會有可防止成形物表面之凹凸所造成的平滑性降低之傾向,又,考慮可使用於更薄的樹脂片之原料之觀點,r宜比起T而言足夠小。
本實施形態中的氮化硼粒子凝聚體也可含有六方晶氮化硼一次粒子以外之填充材,就如此之填充材而言,可列舉例如:由氮化鋁、氧化鋁、氧化鋅、碳化矽、氫氧化鋁等之金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、金屬氫氧化物等之金屬、或合金、碳、石墨、鑽石構成的球狀、粉狀、纖維狀、針狀、鱗片狀、晶鬚狀等之填充材,但不限於此。它們可單獨含有,也可含有多種。
本實施形態中的氮化硼粒子凝聚體,考慮提昇氮化硼粒子凝聚體的堅固性之觀點,也可含有黏結劑。此處所稱「堅固性」係表示本實施形態中的六方晶硼一次粒子彼此鍵結時的鍵結強度之性質。黏結劑本來即是為了將一次粒子彼此之間牢固地綁縛,並將凝聚體之形狀予以安定化而發揮作用。
就如此的黏結劑而言,宜為金屬氧化物,具體而言,宜使用氧化鋁、氧化鎂、氧化釔、氧化鈣、氧化矽、氧化硼、氧化鈰、氧化鋯、氧化鈦等。該等金屬氧化物之中,考慮作為氧化物之熱傳導性與耐熱性、六方晶氮化硼一次粒子彼此鍵結之鍵結力等之觀點,宜為氧化鋁、氧化釔。另外,黏結劑可為如氧化鋁溶膠般之液狀黏結劑,亦可使用如有機金屬化合物般利用煅燒而轉化成金屬氧化物者。該等黏結劑可單獨使用1種,亦可將2種以上混合。
(氮化硼粒子凝聚體之製造方法) 本實施形態中的氮化硼粒子凝聚體只要可獲得上述結構即無特別限制,宜利用下述方法製造。亦即,本實施形態中理想的氮化硼粒子凝聚體之製造方法包含:在六方晶氮化硼一次粒子附加偶聯劑之步驟(A)、及將利用步驟(A)所得到的已附加偶聯劑之氮化硼一次粒子分散於溶劑中之步驟(B)。又,進一步含有將氮化硼粒子凝聚體從利用步驟(B)所得到的分散液中分離之步驟(C)更佳。 含有步驟(A)及步驟(B)時,會有已附加偶聯劑之六方晶氮化硼一次粒子在分散液中,因表面電荷而使(0001)面彼此凝聚,並在偶聯劑間形成結合相之傾向,由於可輕易獲得具有本實施形態所期望之結構之氮化硼粒子凝聚體,故較理想。如上所述,在本實施形態中,六方晶氮化硼一次粒子宜具有來自偶聯劑之成分。
在本實施形態中的步驟(A)中,將偶聯劑附加於六方晶氮化硼一次粒子之方法並無特別限制,使偶聯劑原液均勻地分散於利用攪拌機予以高速攪拌之填充材中進行處理之乾式法、將填充材浸漬於偶聯劑稀薄溶液中並進行攪拌之濕式法等係為理想。 步驟(A)之階段中,有時也會有已附加偶聯劑之六方晶氮化硼一次粒子間進行鍵結,並製得氮化硼粒子凝聚體的情況。攪拌溫度並無特別限制,不需要加熱、冷卻等之特別的溫度控制。通常,因攪拌而溫度會上昇,但宜為200℃以下。攪拌速度亦無特別限制,通常宜以10~10000rpm攪拌,以100~3000rpm攪拌更佳。攪拌時間宜為5分鐘~180分鐘,考量有效的攪拌時間與生產性,為10分鐘~60分鐘更佳。
考慮凝聚力及堅固性之觀點,上述偶聯劑宜具有選自於由芳基、胺基、環氧基、氰酸酯基、巰基及鹵素構成之群組中之任一種以上。作為如此的偶聯劑可列舉例如:矽烷系、鈦酸酯系、鋯酸酯系、鋁酸鋯系、鋁酸酯系等之偶聯劑,但不限於此。其中考慮凝聚力之觀點,矽烷系偶聯劑(以下亦稱「矽烷偶聯劑」)係為理想。
就上述矽烷偶聯劑而言,宜具有選自於由芳基、胺基、環氧基、氰酸酯基、巰基及鹵素構成之群組中之任一種以上。其中由於具有π-π鍵,矽烷偶聯劑間之鍵結會變更強,故具有芳基更佳。作為如此的偶聯劑可列舉例如:苯基三甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、對苯乙烯基三甲氧基矽烷、萘基三甲氧基矽烷、萘基三乙氧基矽烷、(三甲氧基矽基)蒽、(三乙氧基矽基)蒽等,但不限於此。
又,使用具有交聯結構之矽烷偶聯劑作為上述偶聯劑亦為理想。作為如此的矽烷偶聯劑之具體例可列舉:1,6-雙(三甲氧基矽基)己烷、異氰尿酸參(三甲氧基矽丙酯)、雙(三乙氧基矽丙基)四硫化物、六甲基二矽氮烷等,但不限於此。
又,上述具有交聯結構之矽烷偶聯劑也可藉由使有機官能基間進行反應並交聯來獲得。就此情況之有機官能基的組合而言,可列舉例如:胺基-環氧基、環氧基-氰酸酯基、胺基-氰酸酯基、胺基-磺酸基、胺基-鹵素、巰基-氰酸酯基等之偶聯劑之有機官能基的組合,但不限於此。
上述各種偶聯劑可單獨使用1種,亦可將2種以上組合使用。
就步驟(A)中的上述偶聯劑之添加量而言,雖然也取決於填充材之表面積,亦即六方晶氮化硼一次粒子之表面積,但相對於六方晶氮化硼一次粒子,宜添加0.01~10質量%,添加1~2質量%更佳。
上述製造方法中,就附加前述偶聯劑時所能使用的攪拌方法而言並無特別限制,例如可使用振動研磨機、珠磨機、球磨機、亨舍爾混合機(Henschel mixer)、滾筒混合機、振動攪拌機、V字混合機等之一般的攪拌機來實施攪拌。
在本實施形態中的步驟(B)中,係將利用步驟(A)所得到的已附加偶聯劑之六方晶氮化硼一次粒子分散在溶劑中。將已附加偶聯劑之六方晶氮化硼一次粒子分散在溶劑中之方法並無特別限制。已附加具有芳香族骨架之偶聯劑之六方晶氮化硼一次粒子,由於會有(0001)面彼此容易凝聚的傾向,故在溶劑中進行超音波分散係為理想。
針對步驟(B)所使用的溶劑並無特別限制,可使用水及/或各種有機溶劑。使用已附加具有芳香環骨架,亦即具有芳基之偶聯劑之六方晶氮化硼一次粒子時,極性高的溶劑係為理想。 考慮減少在步驟(C)中的分離時的負荷之觀點、及在步驟(B)中使其均勻地分散之觀點,溶劑的使用量相對於六方晶氮化硼一次粒子,宜設定為0.5~20質量倍。
考慮調整氮化硼粒子凝聚體之凝聚度的觀點,也可在步驟(B)中添加各種界面活性劑。就界面活性劑而言並無特別限制,可使用例如:陰離子系界面活性劑、陽離子系界面活性劑、非離子性界面活性劑等,它們可單獨使用1種,亦可將2種以上混合使用。利用步驟(B)所獲得的分散液中之界面活性劑濃度並無特別限制,通常可設定為0.1質量%以上10質量%以下,宜設定為0.5質量%以上5質量%以下。
在步驟(C)中,係將氮化硼粒子凝聚體從利用步驟(B)所得到的分散液中分離。將氮化硼粒子凝聚體從利用步驟(B)所得到的分散液中分離之方法並無特別限制,可使用例如:靜置分離、過濾、離心分離機、加熱處理等。
也可對藉此獲得的氮化硼粒子凝聚體進一步實施其他處理。可利用例如:在氧氣下進行溫度處理之表面氧化、水蒸氣處理、在室溫或加溫下使用了擔體或反應氣體之有機金屬化合物或聚合物所為之表面改性、使用了軟水鋁石或SiO2
之溶膠凝膠法等。該等處理可單獨使用1種,亦可將2種以上混合。
此外,因應需要也可對藉由上述所製得的本實施形態中的氮化硼粒子凝聚體實施精密檢查、粉碎、分級、純化、清洗及乾燥等之典型的後續步驟。含有細粒部分時,也可在最初就將其去除。就替代篩分之方法而言,氮化硼粒子凝聚體之前述粉碎也可使用篩網、分類研磨機、結構化輥式破碎機(structured roller crusher)或切割輪(cutting wheel)來實施。例如也可進行在球磨機內之乾燥研磨處理。
本實施形態中的無機填充材(C)含有上述氮化硼粒子凝聚體,除此之外也可含有各種公知的無機填充材。就如此的無機填充材而言,若為具有絕緣性者即無特別限制,例如可列舉:天然二氧化矽、熔融二氧化矽、非晶態二氧化矽、中空二氧化矽等之二氧化矽類;氧化鋁、氮化鋁、氮化硼(除了本實施形態中的氮化硼粒子凝聚體之外,以下皆同)、軟水鋁石、氧化鉬、氧化鈦、聚矽氧橡膠、聚矽氧複合粉末、硼酸鋅、錫酸鋅、黏土、高嶺土、滑石、煅燒黏土、煅燒高嶺土、煅燒滑石、雲母、玻璃短纖維(E玻璃、D玻璃等之玻璃微粉末類)、中空玻璃、球狀玻璃等。它們可單獨使用1種,亦可將2種以上合併使用。 上述之中,宜含有選自於由二氧化矽、氧化鋁、氮化鋁、及氮化硼構成之群組中之至少1種。尤其,考慮低熱膨脹之觀點,宜為二氧化矽,考慮高熱傳導性之觀點,宜為氧化鋁、氮化鋁、氮化硼。
在本實施形態之樹脂組成物中,為了使微粒之分散性、樹脂與微粒、玻璃布之黏接強度改善,就無機填充材以外的成分而言,也可將矽烷偶聯劑、濕潤分散劑等與無機填充材(C)合併使用。
就矽烷偶聯劑而言,若為通常在無機物之表面處理所使用的矽烷偶聯劑則無特別限制。作為具體例可列舉:γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-β-(胺基乙基)-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷等之胺基矽烷系矽烷偶聯劑;γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷等之環氧矽烷系矽烷偶聯劑;γ-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷等之丙烯酸系矽烷系矽烷偶聯劑;N-β-(N-乙烯苄基胺乙基)-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷鹽酸鹽等之陽離子矽烷系矽烷偶聯劑;苯基矽烷系矽烷偶聯劑;對苯乙烯基三甲氧基矽烷、對苯乙烯基三乙氧基矽烷、對苯乙烯基甲基二甲氧基矽烷、對苯乙烯基甲基二乙氧基矽烷、N-(乙烯苄基)-2-胺基乙基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷鹽酸鹽等之苯乙烯矽烷系偶聯劑等。它們可單獨使用1種,亦可將2種以上合併使用。
就濕潤分散劑而言,若為使用於塗料用之分散安定劑則無特別限制。可列舉例如:BYK Japan公司製之「DISPERBYK-110」、「DISPERBYK-111」、「DISPERBYK-118」、「DISPERBYK-180」、「DISPERBYK-161」、「BYK-W996」、「BYK-W9010」、「BYK-W903」等之濕潤分散劑。它們可單獨使用1種,亦可將2種以上合併使用。
在本實施形態之樹脂組成物中,無機填充材(C)之含量並無特別限制,但相對於樹脂固體成分100質量份宜為1~1600質量份,為50~1500質量份更佳,為80~700質量份再更佳。考慮吸濕耐熱性、低熱膨脹、高熱傳導等特性之觀點,無機填充材(C)之含量在上述範圍內的情況較為理想。 此外,樹脂組成物中的氮化硼粒子凝聚體之含量,相對於樹脂固體成分100質量份為20~200質量份再更佳,為30~140質量份又更佳。樹脂組成物中的氮化硼粒子凝聚體之含量為200質量份以下時,會有獲得更良好的銅箔剝離強度之傾向,設定為20質量份以上時,會有獲得更優良的熱傳導性之傾向。
本實施形態中,無機填充材(C)中的氮化硼粒子凝聚體之含量並無特別限制,相對於無機填充材(C)100質量份宜為1~100質量份,為5~100質量份更佳,為10~100質量份再更佳,為50~100質量份又更佳,為90~100質量份再更佳。氮化硼粒子凝聚體之含量為上述範圍內時,會有配向性更為改善之傾向。
[其他成分] 本實施形態之樹脂組成物在不損及本實施形態所期望之特性的範圍內,除了含有上述成分,更可含有其他成分。本實施形態中,考慮使諸多物性更為改善之觀點,宜更含有選自於由式(1)表示之氰酸酯化合物(A)及式(2)表示之氰酸酯化合物(A)以外之氰酸酯化合物、環氧樹脂、氧雜環丁烷樹脂、苯酚樹脂、苯并 化合物、及具有可聚合之不飽和基之化合物構成之群組中之1種以上。式(1)表示之氰酸酯化合物(A)及式(2)表示之氰酸酯化合物(A)以外之氰酸酯化合物之具體例並無特別限制,例示如前述氰酸酯化合物。
(環氧樹脂) 本實施形態之樹脂組成物藉由含有環氧樹脂,會有黏接性、吸濕耐熱性、可撓性等更優良的傾向。就環氧樹脂而言,若為1分子中具有2個以上之環氧基之化合物,則通常可使用公知者,其種類並無特別限制。作為其具體例可列舉:雙酚A型環氧樹脂、雙酚E型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、雙酚A酚醛清漆樹脂型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆樹脂型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂型環氧樹脂、二甲苯酚醛清漆樹脂型環氧樹脂、多官能苯酚型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、萘骨架改性酚醛清漆樹脂型環氧樹脂、伸萘基醚型環氧樹脂、苯酚芳烷基型環氧樹脂、蒽型環氧樹脂、3官能苯酚型環氧樹脂、4官能苯酚型環氧樹脂、異氰尿酸三環氧丙酯、環氧丙基酯型環氧樹脂、脂環族環氧樹脂、雙環戊二烯酚醛清漆樹脂型環氧樹脂、聯苯酚醛清漆樹脂型環氧樹脂、苯酚芳烷基酚醛清漆樹脂型環氧樹脂、萘酚芳烷基酚醛清漆樹脂型環氧樹脂、芳烷基酚醛清漆樹脂型環氧樹脂、聯苯芳烷基型環氧樹脂、萘酚芳烷基型環氧樹脂、雙環戊二烯型環氧樹脂、多元醇型環氧樹脂、含有磷之環氧樹脂、環氧丙基胺、將丁二烯等之雙鍵環氧化而成的化合物、利用含有羥基之聚矽氧樹脂類和環氧氯丙烷之反應而得的化合物、或它們的鹵化物等。該等環氧樹脂可單獨使用1種或將2種以上組合使用。
其中,環氧樹脂宜為選自於由聯苯芳烷基型環氧樹脂、伸萘基醚型環氧樹脂、多官能苯酚型環氧樹脂、萘型環氧樹脂構成之群組中之一種以上。藉由含有如此的環氧樹脂,會有得到的硬化物之阻燃性及耐熱性更為改善之傾向。
環氧樹脂之含量並無特別限制,相對於樹脂組成物中之樹脂固體成分100質量份宜為0~99質量份,為1~90質量份更佳,為3~80質量份再更佳。環氧樹脂之含量藉由在上述範圍內,會有黏接性、可撓性等更為優良的傾向。
(氧雜環丁烷樹脂) 本實施形態之樹脂組成物藉由含有氧雜環丁烷樹脂,會有黏接性、可撓性等更為優良的傾向。就氧雜環丁烷樹脂而言,通常可使用公知者,其種類並無特別限制。作為其具體例可列舉:氧雜環丁烷、2-甲基氧雜環丁烷、2,2-二甲基氧雜環丁烷、3-甲基氧雜環丁烷、3,3-二甲基氧雜環丁烷等之烷基氧雜環丁烷;3-甲基-3-甲氧基甲基氧雜環丁烷、3,3’-二(三氟甲基)全氟氧雜環丁烷、2-氯甲基氧雜環丁烷、3,3-雙(氯甲基)氧雜環丁烷、聯苯型氧雜環丁烷、OXT-101(東亞合成製之商品名)、OXT-121(東亞合成製之商品名)等。該等氧雜環丁烷樹脂可使用1種或將2種以上組合使用。
氧雜環丁烷樹脂之含量並無特別限制,相對於樹脂組成物中之樹脂固體成分100質量份宜為0~99質量份,為1~90質量份更佳,為3~80質量份再更佳。氧雜環丁烷樹脂之含量藉由在上述範圍內,會有黏合性、可撓性等更為優良的傾向。
(苯酚樹脂) 本實施形態之樹脂組成物藉由含有苯酚樹脂,會有黏接性、可撓性等更為優良的傾向。就苯酚樹脂而言,若為1分子中具有2個以上之羥基之苯酚樹脂,則通常可使用公知者,其種類並無特別限制。作為其具體例可列舉:雙酚A型苯酚樹脂、雙酚E型苯酚樹脂、雙酚F型苯酚樹脂、雙酚S型苯酚樹脂、苯酚酚醛清漆樹脂、雙酚A酚醛清漆樹脂型苯酚樹脂、環氧丙基酯型苯酚樹脂、芳烷基酚醛清漆樹脂型苯酚樹脂、聯苯芳烷基型苯酚樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂型苯酚樹脂、多官能苯酚樹脂、萘酚樹脂、萘酚酚醛清漆樹脂樹脂、多官能萘酚樹脂、蒽型苯酚樹脂、萘骨架改性酚醛清漆樹脂型苯酚樹脂、苯酚芳烷基型苯酚樹脂、萘酚芳烷基型苯酚樹脂、雙環戊二烯型苯酚樹脂、聯苯型苯酚樹脂、脂環族苯酚樹脂、多元醇型苯酚樹脂、含有磷之苯酚樹脂、含有羥基之聚矽氧樹脂類等,並無特別限制。該等苯酚樹脂可單獨使用1種或將2種以上組合使用。
苯酚樹脂之含量並無特別限制,相對於樹脂組成物中之樹脂固體成分100質量份宜為0~99質量份,為1~90質量份更佳,為3~80質量份再更佳。苯酚樹脂之含量藉由在上述範圍內,會有黏接性、可撓性等更為優良的傾向。
(苯并 化合物) 本實施形態之樹脂組成物藉由含有苯并 化合物,會有阻燃性、耐熱性、低吸水性、低介電性等更為優良的傾向。就苯并 化合物而言,若為1分子中具有2個以上之二氫苯并 環之化合物,則通常可使用公知者,其種類並無特別限制。作為其具體例可列舉:雙酚A型苯并 BA-BXZ(小西化學製之商品名)、雙酚F型苯并 BF-BXZ(小西化學製之商品名)、雙酚S型苯并 BS-BXZ(小西化學製之商品名)等。該等苯并 化合物可使用1種或將2種以上混合使用。
苯并 化合物之含量並無特別限制,相對於樹脂組成物中之樹脂固體成分100質量份宜為0~99質量份,為1~90質量份更佳,為3~80質量份再更佳。苯并 化合物之含量藉由在上述範圍內,會有耐熱性等更為優良的傾向。
(具有可聚合之不飽和基之化合物) 本實施形態之樹脂組成物藉由含有具有可聚合之不飽和基之化合物,會有耐熱性、韌性等更為優良的傾向。就具有可聚合之不飽和基之化合物而言,通常可使用公知者,其種類並無特別限制。作為其具體例可列舉:乙烯、丙烯、苯乙烯、二乙烯基苯、二乙烯基聯苯等之乙烯系化合物;(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸-2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥丙酯、聚二(甲基)丙烯酸丙二醇酯、二(甲基)丙烯酸三羥甲基丙烷酯、三(甲基)丙烯酸三羥甲基丙烷酯、四(甲基)丙烯酸新戊四醇酯、六(甲基)丙烯酸二新戊四醇酯等之1元或多元醇之(甲基)丙烯酸酯類;雙酚A型環氧(甲基)丙烯酸酯、雙酚F型環氧(甲基)丙烯酸酯等之環氧(甲基)丙烯酸酯類;苯并環丁烯樹脂;(雙)馬來醯亞胺樹脂等。該等具有不飽和基之化合物可使用1種或將2種以上混合使用。
具有可聚合之不飽和基之化合物之含量並無特別限制,相對於樹脂組成物中之樹脂固體成分100質量份宜為0~99質量份,為1~90質量份更佳,為3~80質量份再更佳。具有可聚合之不飽和基之化合物之含量藉由在上述範圍內,會有耐熱性、韌性等更為優良的傾向。
(聚合觸媒及硬化促進劑) 本實施形態之樹脂組成物中除了摻合上述化合物乃至樹脂,可更摻合用以催化氰酸酯化合物、環氧樹脂、氧雜環丁烷樹脂、具有可聚合之不飽和基之化合物之聚合之聚合觸媒、及/或用來適當地調節硬化速度之硬化促進劑。就聚合觸媒及/或硬化促進劑而言,通常可使用公知者,其種類並無特別限制。作為其具體例可列舉:辛酸鋅、環烷酸鋅、環烷酸鈷、環烷酸銅、乙醯基丙酮鐵等金屬鹽;辛酸鎳、辛酸錳等有機金屬鹽類;苯酚、二甲酚、甲酚、間苯二酚、鄰苯二酚、辛酚、壬酚等之苯酚化合物;1-丁醇、2-乙基己醇等之醇類;2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、1-氰乙基-2-苯基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基-4,5-二羥甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羥甲基咪唑等咪唑衍生物;該等咪唑類之羧酸或其酸酐類之加成物等之衍生物;二氰二胺(dicyandiamide)、苄二甲基胺、4-甲基-N,N-二甲基苄胺等胺化合物;膦系化合物、氧化膦系化合物、鏻系化合物、二膦系化合物等磷化合物;環氧-咪唑加成物系化合物、過氧化苯甲醯、對氯過氧化苯甲醯、二(三級丁基)過氧化物、過氧化碳酸二異丙酯、過氧化碳酸二-2-乙基己酯等過氧化物;及偶氮雙異丁腈等之偶氮化合物等。該等觸媒也可使用市售者,例如可列舉:AJICURE PN-23(Ajinomoto Fine-Techno公司製)、NOVACURE HX-3721(旭化成公司製)、FUJICURE FX-1000(富士化成工業公司製)等。該等聚合觸媒及/或硬化促進劑可使用1種或將2種以上混合使用。
另外,聚合觸媒及硬化促進劑之含量可考量樹脂之硬化度、樹脂組成物之黏度等而適當地調整,並無特別限制,通常相對於樹脂組成物中之樹脂固體成分100質量份宜為0.005~10質量份。
(其他添加劑) 此外,本實施形態之樹脂組成物因應需要也可含有其他熱硬化性樹脂、熱塑性樹脂及其寡聚物、彈性體類等之各種高分子化合物;硬化觸媒、硬化促進劑、著色顏料、消泡劑、表面調整劑、阻燃劑、溶劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、光聚合起始劑、螢光增白劑、光敏劑、染料、顏料、增黏劑、潤滑劑、流動調整劑、分散劑、整平劑、亮光劑、聚合抑制劑、矽烷偶聯劑等之公知的添加劑。又,因應需要也可含有溶劑。該等任意的添加劑可使用1種或將2種以上混合使用。
就阻燃劑而言通常可使用公知者,其種類並無特別限制。作為其具體例可列舉:4,4’-二溴聯苯等溴化合物;磷酸酯、磷酸三聚氰胺、含有磷之環氧樹脂;三聚氰胺、或苯并胍胺等氮化合物;含有 環之化合物、聚矽氧系化合物等。
另外,本實施形態相關之樹脂組成物因應需要可使用有機溶劑。此時,本實施形態之樹脂組成物可製成將上述各種樹脂成分中之至少一部分,理想為全部溶解或相溶於有機溶劑而成的態樣(溶液或清漆)來使用。
就溶劑而言,若為能將上述各種樹脂成分中之至少一部分,理想為全部溶解或相溶者,則通常可使用公知者,並無特別限制。作為其具體例可列舉:丙酮、甲乙酮、甲基異丁酮、環己酮等之酮系溶劑;丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯等之賽璐蘇系溶劑;乳酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸異戊酯、甲氧基丙酸甲酯、羥異丁酸甲酯等之酯系溶劑;二甲基乙醯胺、二甲基甲醯胺等之醯胺類等之極性溶劑類;甲醇、乙醇、異丙醇、1-乙氧基-2-丙醇等之醇系溶劑;甲苯、二甲苯、苯甲醚等之芳香族系烴等。該等溶劑可使用1種或將2種以上混合使用。
[樹脂組成物之製造方法] 本實施形態之樹脂組成物可依循常法來調製。例如宜為可獲得均勻地含有氰酸酯化合物(A)及/或馬來醯亞胺化合物(B)、無機填充材(C)、及上述其他任意成分之樹脂組成物之方法。具體而言,例如可藉由將各成分按順序摻合於溶劑並充分地攪拌來輕易地調製本實施形態之樹脂組成物。
本實施形態之樹脂組成物之調製時,因應需要可使用有機溶劑。有機溶劑之種類,若為能溶解樹脂組成物中之樹脂者則無特別限制。其具體例如上所述。
另外,樹脂組成物之調製時,可實施用來將各成分均勻地溶解或使其分散之公知的處理(攪拌、混合、混練處理等)。例如:藉由在無機填充材之均勻分散時,使用附設有具適當的攪拌能力之攪拌機之攪拌槽來實施攪拌分散處理,可提高對樹脂組成物之分散性。上述攪拌、混合、混練處理,例如可使用球磨機、珠磨機等之以混合作為目的之裝置、或公轉或自轉型之混合裝置等之公知裝置來適當地實施。
[預浸體] 本實施形態之預浸體具備:基材(D)、及含浸或塗佈於該基材(D)之本實施形態之樹脂組成物。本實施形態之預浸體例如可藉由將上述樹脂組成物與基材(D)組合而得,具體而言,可藉由將上述樹脂組成物含浸或塗佈於基材(D)來獲得。本實施形態之預浸體之製造方法可依循常法來實施,並無特別限制。可列舉例如:藉由使上述樹脂組成物含浸或塗佈於基材(D)後,於100~200℃之乾燥機中加熱1~30分鐘等使其半硬化(B階化)來獲得預浸體之方法。另外,本實施形態中,上述樹脂組成物相對於預浸體總量之量並無特別限制,宜為30~90質量%之範圍。
就本實施形態之預浸體所使用的基材(D)而言並無特別限制,可依作為目的之用途、性能而適當地選擇各種印刷電路板材料所使用的公知者來使用。作為其具體例可列舉例如:E玻璃、D玻璃、S玻璃、Q玻璃、球狀玻璃、NE玻璃、T玻璃等之玻璃纖維;石英等之玻璃以外的無機纖維;聚對苯二甲醯對苯二胺(KEVLAR(註冊商標),杜邦股份有限公司製)、共聚對苯二甲醯對苯二胺/對苯二甲醯-3,4’-氧基二苯二胺(TECHNORA(註冊商標),帝人化工技術產品股份有限公司製)等之全芳香族聚醯胺;共聚2-羥基-6-萘甲酸/對羥基苯甲酸(VECTRAN(註冊商標),可樂麗股份有限公司製)等之聚酯;聚對伸苯基苯并雙唑(ZYLON(註冊商標),東洋紡績股份有限公司製)、聚醯亞胺等之有機纖維,但不限於此。
它們之中考慮低熱膨脹性之觀點,宜為E玻璃布、T玻璃布、S玻璃布、Q玻璃布、及有機纖維。
該等基材(D)可單獨使用1種亦可將2種以上合併使用。
就基材(D)之形狀而言並無特別限制,可列舉例如:織布、不織布、粗紗、切股氈、表面加工氈等。就織布之織法而言並無特別限制,已知有例如:平紋織、斜子織、斜紋織等,可依作為目的之用途、性能適當地選自於該等公知者中而使用。又,宜使用將它們予以開纖處理而成者、或以矽烷偶聯劑等予以表面處理而成之玻璃織布。基材(D)之厚度、質量並無特別限制,通常宜使用約0.01~0.3mm者。尤其,考慮強度與吸水性之觀點,基材(D)宜為厚度200μm以下,質量250g/m2
以下之玻璃織布,為由E玻璃、S玻璃、及T玻璃等之玻璃纖維構成的玻璃織布更佳。
本實施形態之疊層板係重疊1片以上之選自於由上述預浸體及後述樹脂片構成之群組中之至少1種而成,包括選自於由上述預浸體及樹脂片構成之群組中之至少1種所含有的樹脂組成物之硬化物。此疊層板例如可重疊1片以上之上述預浸體並硬化而得。又,本實施形態之覆金屬箔疊層板具有:選自於由上述預浸體及樹脂片構成之群組中之至少1種,及配置於選自於由上述預浸體及樹脂片構成之群組中之至少1種之單面或兩面之金屬箔;且包括選自於由上述預浸體及樹脂片構成之群組中之至少1種所含有的樹脂組成物之硬化物。此覆金屬箔疊層板例如可將上述預浸體與金屬箔予以疊層並硬化而得。本實施形態之覆金屬箔疊層板,具體而言例如可藉由重疊至少1片以上之上述預浸體,並於其單面或兩面上配置金屬箔後,進行疊層成形而得。更具體而言,可藉由將1片或重疊多片以上之前述預浸體,並依期望製成在其單面或兩面上配置銅、鋁等之金屬箔而成之結構,再因應需要將其進行疊層成形來製造覆金屬箔疊層板。此處所使用的金屬箔,若為印刷電路板材料所使用者,則無特別限制,宜為壓延銅箔、電解銅箔等之公知的銅箔。又,金屬箔之厚度並無特別限制,宜為1~70μm,為1.5~35μm更佳。針對覆金屬箔疊層板之成形方法及其成形條件亦無特別限制,可適用一般的印刷電路板用之疊層板及多層板之方法及條件。例如可在覆金屬箔疊層板成形時使用多段壓製機、多段真空壓製機、連續成形機、高溫高壓(autoclave)成形機等。又,在覆金屬箔疊層板成形時,溫度為100~300℃,壓力為面壓2~100kgf/cm2
,加熱時間為0.05~5小時之範圍係為一般。此外,因應需要也可於150~300℃之溫度實施後硬化。又,也可藉由將上述預浸體與另外製作的內層用電路板組合並進行疊層成形來製成多層板。
本實施形態之覆金屬箔疊層板藉由形成預定之配線圖案,而可適用作為印刷電路板。又,本實施形態之覆金屬箔疊層板具有低熱膨脹率、良好的成形性、金屬箔剝離強度及耐藥品性(尤其是耐除膠渣性),可特別有效地使用作為要求如此性能之半導體封裝用印刷電路板。
[樹脂片] 本實施形態之樹脂片係指支持體與配置於該支持體表面之上述樹脂組成物層(疊層片),另外,亦指去除支持體後之僅樹脂組成物層(單層片)。亦即,本實施形態之樹脂片至少具有本實施形態之樹脂組成物。樹脂片係使用作為薄片化的1個方法,例如可在金屬箔、薄膜等之支持體上直接塗佈預浸體等所使用的熱硬化性樹脂(包含無機填充材)並予以乾燥來製造。
本實施形態之樹脂片,<002>X射線繞射之強度和<100>X射線繞射之強度比(I<002>/I<100>)宜為30以下。在此,<002>X射線繞射之強度和<100>X射線繞射之強度比(I<002>/I<100>)係指將X射線在樹脂組成物之片的厚度方向上,亦即以相對於片的長度方向為90°之角度進行照射而得到的<002>繞射線之強度與<100>繞射線之峰部強度比(I<002>/I<100>)。本實施形態中,上述強度比為30以下係暗示配向性足夠高,且會有樹脂片之熱傳導率變得更高的傾向。
製造本實施形態之樹脂片時所使用的支持體並無特別限制,可使用各種印刷電路板材料所使用之公知者。可列舉例如:聚醯亞胺薄膜、聚醯胺薄膜、聚酯薄膜、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜、鋁箔、銅箔、金箔等。其中宜為電解銅箔、PET薄膜。
本實施形態之樹脂片尤其宜為將上述樹脂組成物塗佈於支持體後,使其半硬化(B階化)而成者。本實施形態之樹脂片之製造方法宜為通常用以製造B階樹脂及支持體之複合體之方法。具體而言可列舉例如:利用將上述樹脂組成物塗佈於銅箔等之支持體後,使其在100~200℃之乾燥機中加熱1~60分鐘之方法等來使其半硬化並製造樹脂片之方法等。樹脂組成物對於支持體之附著量,以樹脂片之樹脂厚計宜為1~300μm之範圍。
本實施形態之樹脂片例如可使用作為印刷電路板之增層材料。
本實施形態之疊層板例如可重疊1片以上之上述樹脂片並予以硬化而得。又,本實施形態之覆金屬箔疊層板例如可將上述樹脂片與金屬箔予以疊層並硬化而得。本實施形態之覆金屬箔疊層板,具體而言,例如可藉由使用上述樹脂片,並將金屬箔配置於其單面或兩面後予以疊層形成而得。更具體而言,例如可成為藉由1片前述樹脂片或依期望重疊多片已剝離其支持體的樹脂片的單面或兩面上配置銅、鋁等之金屬箔之結構,再因應需要將其進行疊層成形來製造覆金屬箔疊層板。在此所使用的金屬箔,若為印刷電路板材料所使用者,則無特別限制,宜為壓延銅箔、電解銅箔等之公知的銅箔。針對覆金屬箔疊層板之成形方法及其成形條件亦無特別限制,可適用一般的印刷電路板用之層板及多層板之方法及條件。例如可在覆金屬箔疊層板成形時使用多段壓製機、多段真空壓製機、連續成形機、高溫高壓(autoclave)成形機等。又,在覆金屬箔疊層板成形時,溫度為100~300℃,壓力為面壓2~100kgf/cm2
,加熱時間為0.05~5小時之範圍係為一般。此外,因應需要也可於150~300℃之溫度實施後硬化。
本實施形態之疊層板可為各別重疊1片以上之樹脂片與預浸體並硬化而得的疊層板,也可為疊層樹脂片與預浸體與金屬箔並硬化而得的覆金屬箔疊層板。
在本實施形態中,形成成為電路之導體層並製得印刷電路板時,若不採取覆金屬箔疊層板之形態的情況,也可使用無電解鍍敷之方法。
本實施形態之印刷電路板含有絕緣層、及形成在此絕緣層之表面之導體層,而該絕緣層含有上述樹脂組成物。
本實施形態之印刷電路板係例如在絕緣層上利用金屬箔、無電解鍍敷來形成成為電路之導體層而予以製作。導體層一般而言係由銅、鋁所構成。形成有導體層之印刷電路板用絕緣層係藉由形成預定配線圖案,而可適用於印刷電路板。又,本實施形態之印刷電路板,係藉由在絕緣層含有上述樹脂組成物,而即便在半導體安裝時之回焊溫度下仍會維持優良的彈性模量,因此會有效地抑制半導體塑膠封裝之翹曲,且金屬箔剝離強度及耐除膠渣性優良,故可特別有效地使用作為半導體封裝用印刷電路板。
本實施形態之印刷電路板,具體而言,例如可利用以下方法製造。首先,準備上述覆金屬箔疊層板(覆銅疊層板等)。對覆金屬箔疊層板之表面施以蝕刻處理來實施內層電路之形成,並製成內層基板。因應需要對此內層基板之內層電路表面實施用以提高黏接強度之表面處理,然後在其內層電路表面重疊所需片數之上述預浸體,再於其外側疊層外層電路用之金屬箔,並加熱加壓而成形為一體。以此方式來製造在內層電路與外層電路用之金屬箔之間形成有由基材及熱硬化性樹脂組成物之硬化物構成的絕緣層之多層疊層板。然後,在該多層疊層板施加通孔、導孔用之開孔加工後,實施用以去除來自於硬化物層所含的樹脂成分之樹脂的殘渣即膠渣之除膠渣處理。其後在該孔之壁面形成使內層電路與外層電路用之金屬箔導通之鍍敷金屬皮膜,再對外層電路用之金屬箔施以蝕刻處理來形成外層電路,而製造印刷電路板。
在本實施形態之印刷電路板中,例如上述預浸體(基材及附著於基材之上述樹脂組成物)、上述樹脂片、覆金屬箔疊層板之樹脂組成物層(由上述樹脂組成物構成的層),係構成上述含有樹脂組成物之絕緣層。 [實施例]
以下,使用實施例及比較例更具體地說明本實施形態。本實施形態不受以下實施例任何限制。
<各種特性之評價方法> (1)熱傳導率 將後述絕緣層厚度為0.8mm之兩面覆銅疊層板之兩面全部的銅箔予以蝕刻去除後,切出試驗片(10mm×10mm×厚度1mm)。使用NETZSCH製氙氣閃光分析儀(xenon flash analyzer)LFA447型熱傳導率計,以雷射閃光對該試驗片測定熱傳導率。
(2)銅箔剝離強度 使用後述絕緣層厚度為0.8mm之兩面覆銅疊層板之試驗片(30mm×150mm×厚度0.8mm),並依據JIS C6481之印刷電路板用覆銅疊層板試驗方法(參照5.7剝離強度),測定銅箔之剝離強度3次,並將下限值之平均值作為測定值。
(3)吸濕耐熱性 將兩面覆銅疊層板(50mm×50mm×絕緣層厚度0.8mm)之單面的一半之外的全部之銅箔予以蝕刻去除而獲得試驗片。將得到的試驗片於壓力鍋試驗機(平山製作所公司製,PC-3型)以121℃、2大氣壓條件處理1小時或3小時,其後浸漬於260℃之焊料中60秒。對3個樣本各別實施上述試驗,並以目視觀察浸漬後是否有膨脹,利用下述評價基準來評價吸濕耐熱性。亦即,各實施例及比較例之吸濕耐熱性係對應於被評價為○之樣本數而評價為0~3之4等級。 ○:無異常 ×:發生膨脹
[合成例1]二烯丙基雙酚A之氰酸酯化合物(以下簡稱為DABPA-CN)之合成 使二烯丙基雙酚A700g(羥基當量154.2g/eq.)(OH基換算4.54mol)(DABPA,大和化成工業(股)製)及三乙胺459.4g(4.54mol)(相對於羥基1莫耳為1.0莫耳)溶解於二氯甲烷2100g,並令其為溶液1。
將氯化氰474.4g(7.72mol)(相對於羥基1莫耳為1.7莫耳)、二氯甲烷1106.9g、36%鹽酸735.6g(7.26mol)(相對於羥基1莫耳為1.6莫耳)、水4560.7g,在攪拌下邊保持於液溫-2~-0.5℃邊歷時90分鐘注入溶液1。溶液1注入結束後,在相同溫度攪拌30分鐘後,歷時25分鐘注入使三乙胺459.4g(4.54mol)(相對於羥基1莫耳為1.0莫耳)溶解於二氯甲烷459.4g而成的溶液(溶液2)。溶液2注入結束後,在相同溫度攪拌30分鐘後使反應結束。
其後將反應液靜置而分離成有機相與水相。將得到的有機相利用0.1N鹽酸2L清洗後,以水2000g清洗6次。水洗第6次之廢水的電導度為20μS/cm,確認利用水所為之清洗已充分地去除可去除的離子性化合物。
將水洗後的有機相在減壓下進行濃縮,最終於90℃使其濃縮乾燥固化1小時,獲得作為目的之氰酸酯化合物DABPA-CN(薄黃色液狀物)805g。得到的氰酸酯化合物DABPA-CN之IR光譜顯示2264cm-1
(氰酸酯基)的吸收,且未顯示羥基的吸收。
(粒子尺寸的測定) 為了確認後述氮化硼粒子凝聚體之形態,利用電子顯微鏡(FE-SEM-EDX (SU8220):Hitachi High-Technologies Corporation.股份有限公司製)來分析2.5μm×1.8μm四方形之多個SEM觀察圖像。測定存在上述觀察範圍內之由氮化硼一次粒子之(0001)面重疊凝聚而成的氮化硼粒子(氮化硼粒子凝聚體)之R與r。此時,將SEM圖像中所觀察到的氮化硼粒子趨近於如圖1(b)所示之長方形,測量相當於R之邊的長度及相當於r之邊的長度。
[合成例2-1]氮化硼粒子凝聚體A之製造 對平均粒徑0.5μm之六方晶氮化硼一次粒子(昭和電工製「UHP-S2」)滴加1.5質量%之作為偶聯劑之苯基三甲氧基矽烷(東京化成製)並以混合機攪拌,獲得已附加偶聯劑之六方晶氮化硼一次粒子。然後,將上述已附加偶聯劑之六方晶氮化硼一次粒子加到甲乙酮中並以超音波分散機充分地分散,獲得分散液。將該分散液靜置6小時後去除上清液,獲得氮化硼粒子凝聚體A。將該氮化硼粒子凝聚體A再於乙醇中進行超音波分散並噴灑在鋁箔上,待溶劑蒸發後按壓於碳膠帶上,觀測氮化硼粒子凝聚體A之SEM圖像。其結果如圖2(a)及圖2(b)所示。
由圖2(a)及圖2(b)所示之SEM圖像可知:六方晶氮化硼一次粒子之邊緣面比六方晶氮化硼一次粒子之(0001)面更常被觀測到,且在氮化硼粒子凝聚體A中,80%以上之氮化硼一次粒子係(0001)面重疊而凝聚。亦即,氮化硼粒子凝聚體A含有80%以上之氮化硼一次粒子之(0001)面重疊凝聚而成的氮化硼粒子(氮化硼粒子凝聚體)。針對圖2(a)所示之氮化硼粒子凝聚體,每1層的六方晶氮化硼一次粒子之粒子數為1,測定該氮化硼粒子凝聚體之疊層方向之最長徑R與氮化硼粒子凝聚體之寬方向之最長徑r之時點,R=0.66μm,r=0.49μm,R/r=1.35。另外,R係如圖4所示般予以指定。又,從圖2(b)之中選出具有特別典型的柱狀形狀之3個氮化硼粒子凝聚體(氮化硼粒子凝聚體1~3),並利用前述方法測定粒子尺寸。氮化硼粒子凝聚體1~3均係每1層之六方晶氮化硼一次粒子之粒子數為1。該氮化硼粒子凝聚體有帶電,SEM圖像會扭曲。在氮化硼粒子凝聚體1~3中,求得r及R之結果如表1所示。另外,該等R係如圖5所示般予以指定。
又,針對實施偶聯劑所為之表面處理前的UHP-S2也和上述同樣地進行SEM觀測。SEM觀察圖像如圖3(a)所示。由圖3(a)可得知:觀測到有許多的六方晶氮化硼一次粒子之(0001)面朝向樣本頂面。亦即,未觀測到六方晶氮化硼一次粒子之(0001)面彼此重疊之結構。又,如圖3(b)所示,觀測到有一部分的六方晶氮化硼一次粒子之邊緣面的面方向與樣本的厚度方向一致。將該等SEM圖像中觀察到的氮化硼粒子趨近於圖1(a)所示之長方形,並測量相當於R之邊的長度及相當於r之邊的長度。六方晶氮化硼一次粒子之寬方向之最長徑r’為0.3~1.0μm,相對於六方晶氮化硼一次粒子之寬方向呈垂直之方向之最長徑R’為0.01~0.05μm。亦即,所觀察到的六方晶氮化硼一次粒子均為R’<0.3r’。
[合成例2-2]氮化硼粒子凝聚體B之製造 使用平均粒徑1.0μm之六方晶氮化硼一次粒子(三井化學製「MBN-010T」)替換UHP-S2,除此之外,與合成例2-1同樣地進行,獲得氮化硼粒子凝聚體B。然後,與合成例2-1同樣地實施SEM觀察,並確認有六方晶氮化硼一次粒子之(0001)面彼此重疊之疊層結構。另外,氮化硼粒子凝聚體B含有20~30%之氮化硼一次粒子之(0001)面重疊凝聚而成的氮化硼粒子(氮化硼粒子凝聚體)。另一方面,針對實施偶聯劑所為之表面處理前的MBN-010T也同樣地進行SEM觀察時,無法確認六方晶氮化硼一次粒子之(0001)面彼此重疊之疊層結構。
[實施例1-1] 藉由將合成例1所得到的DABPA-CN(烯丙基當量:179.2g/eq.)50質量份、酚醛清漆樹脂型馬來醯亞胺化合物(大和化成工業公司製,「BMI-2300」,馬來醯亞胺官能基當量186g/eq.)50質量份、矽烷偶聯劑(Z6040,東麗道康寧(股)製)15.0質量份、含酸基之濕潤分散劑(BYK-W903,BYK Japan(股)製)5.0質量份溶解混合於甲乙酮中,並於其中添加混合合成例2-1所得到的氮化硼粒子凝聚體A140質量份、分散劑(BYK公司製,「DISPERBYK-161」)1.0質量份、濕潤分散劑1(BYK公司製,「DISPERBYK-111」)1.0質量份、濕潤分散劑2(BYK公司製,「DISPERBYK-2009」)0.3質量份、三苯基咪唑(東京化成工業公司製,硬化促進劑)0.50質量份、辛酸鋅(日本化學產業股份有限公司製,商標NIKKA OCTHIX Zn,金屬含量18%)0.025質量份,再以甲乙酮稀釋,獲得固體成分濃度為65wt%之樹脂清漆。 藉由將該樹脂清漆含浸塗佈於0.04mm之T玻璃織布中並於165℃加熱乾燥5分鐘,製得0.1mmmt之預浸體。 然後,藉由疊合8片所得到的預浸體,並於得到的疊層體之上下兩面配置12μm厚之電解銅箔(3EC-III,三井金屬礦業(股)製),再實施壓力30kgf/cm2
、溫度230℃、120分鐘之真空壓製進行疊層成形,製得厚度0.8mm之覆金屬箔疊層板(兩面覆銅疊層板)。 測定實施例1-1之覆金屬箔疊層板之熱傳導率、銅箔剝離強度及吸濕耐熱性的結果如表2所示。
[實施例1-2] 將氮化硼粒子凝聚體A之摻合量變更為100質量份,並將辛酸鋅之摻合量變更為0.275質量份,除此之外,與實施例1-1同樣地進行,製得覆金屬箔疊層板與複合片。它們的評價結果如表2所示。
[比較例1-1] 將140質量份之氮化硼粒子凝聚體A變更為140質量份之UHP-S2,除此之外,與實施例1-1同樣地進行,並嘗試覆金屬箔疊層板之製作。但是,因空隙等的產生而無法成形。另一方面,製得複合片並進行評價後之結果如表2所示。
[比較例1-2] 將140質量份之氮化硼粒子凝聚體A變更為100質量份之UHP-S2,並將辛酸鋅之摻合量變更為0.30質量份,除此之外,與實施例1-1同樣地進行,製得覆金屬箔疊層板與複合片。它們的評價結果如表2所示。
[實施例2-1] 將140質量份之氮化硼粒子凝聚體A變更為140質量份之氮化硼粒子凝聚體B,並將辛酸鋅之摻合量變更為0.05質量份,除此之外,與實施例1-1同樣地進行,製得覆金屬箔疊層板與複合片。它們的評價結果如表3所示。
[實施例2-2] 將氮化硼粒子凝聚體B之摻合量變更為110質量份,並將辛酸鋅之摻合量變更為0.175質量份,除此之外,與實施例2-1同樣地進行,製得覆金屬箔疊層板與複合片。它們的評價結果如表3所示。
[比較例2-1] 將140質量份之氮化硼粒子凝聚體B變更為140質量份之MBN-010T,除此之外,與實施例2-1同樣地進行,並嘗試覆金屬箔疊層板之製作。但是,因空隙等的產生而無法成形。另一方面,製得複合片並進行評價後之結果如表3所示。
[比較例2-2] 將140質量份之氮化硼粒子凝聚體B變更為130質量份之MBN-010T,辛酸鋅變更為辛酸錳(日本化學產業股份有限公司製,商標NIKKA OCTHIX Mn,金屬含量8%)0.01質量份,並將塗佈樹脂清漆之玻璃布變更為0.04mm之E玻璃織布,除此之外,與實施例2-1同樣地進行,製得覆金屬箔疊層板與複合片。它們的評價結果如表3所示。
[比較例2-3] 將140質量份之氮化硼粒子凝聚體B變更為110質量份之MBN-010T,並將辛酸鋅之摻合量變更為0.25質量份,除此之外,與實施例2-1同樣地進行,製得覆金屬箔疊層板與複合片。它們的評價結果如表3所示。
本發明之樹脂組成物作為預浸體、覆金屬箔疊層板、疊層樹脂片、樹脂片、印刷電路板等之材料具有產業上之可利用性。
[圖1] 圖1係用來說明本實施形態中的R及r之說明圖。 [圖2] 圖2(a)係關於實施例1之氮化硼粒子凝聚體在倍率120000倍之SEM照片。圖2(b)係關於實施例1之氮化硼粒子凝聚體在倍率50000倍之SEM照片。 [圖3] 圖3(a)係六方晶氮化硼一次粒子未凝聚,亦即習知之六方晶氮化硼一次粒子在倍率25000倍之SEM照片。圖3(b)係顯示六方晶氮化硼一次粒子未凝聚之六方晶氮化硼一次粒子的SEM照片中,邊緣面側所觀測到的部分。 [圖4] 圖4係用來顯示圖2(a)中所觀察到的氮化硼粒子凝聚體之尺度的圖。 [圖5] 圖5係用來顯示圖2(b)中所觀察到的3個氮化硼粒子凝聚體之尺度的圖。
Claims (14)
- 一種樹脂組成物, 包括氰酸酯化合物(A)及/或馬來醯亞胺化合物(B),以及無機填充材(C), 該無機填充材(C)含有氮化硼粒子凝聚體,該氮化硼粒子凝聚體含有六方晶氮化硼一次粒子且係該六方晶氮化硼一次粒子之(0001)面彼此重疊而成。
- 如申請專利範圍第1項之樹脂組成物,其中,該氮化硼粒子凝聚體具有柱狀之形狀。
- 如申請專利範圍第1或2項之樹脂組成物,其中,該氮化硼粒子凝聚體之疊層方向之最長徑大於該氮化硼粒子凝聚體之寬方向之最長徑。
- 如申請專利範圍第1或2項之樹脂組成物,其中,該六方晶氮化硼一次粒子具有來自偶聯劑之成分。
- 如申請專利範圍第1或2項之樹脂組成物,其中,該無機填充材(C)之含量相對於樹脂固體成分100質量份為1~1600質量份。
- 如申請專利範圍第1或2項之樹脂組成物,其中,該氰酸酯化合物(A)之含量相對於樹脂固體成分100質量份為1~90質量份。
- 如申請專利範圍第1或2項之樹脂組成物,其中,該馬來醯亞胺化合物(B)之含量相對於樹脂固體成分100質量份為1~90質量份。
- 一種預浸體,具備: 基材(D); 含浸或塗佈於該基材(D)之如申請專利範圍第1或2項之樹脂組成物。
- 一種覆金屬箔疊層板,具有:如申請專利範圍第11項之預浸體,以及配置在該預浸體之單面或兩面之金屬箔; 包括該預浸體中含有的樹脂組成物之硬化物。
- 一種樹脂片,具有如申請專利範圍第1或2項之樹脂組成物。
- 一種印刷電路板,含有:絕緣層,以及形成在該絕緣層之表面之導體層; 該絕緣層含有如申請專利範圍第1或2項之樹脂組成物。
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