TWI822811B - 樹脂組成物及使用其之預浸體、附樹脂之薄膜、附樹脂之金屬箔、覆金屬積層板及配線基板 - Google Patents

樹脂組成物及使用其之預浸體、附樹脂之薄膜、附樹脂之金屬箔、覆金屬積層板及配線基板 Download PDF

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Abstract

本發明之一面係涉及一種樹脂組成物,其特徵在於含有:(A)聚苯醚化合物,其於末端具有下述式(1)所示之基;(B)(b-1)及(b-2)中之至少一者:(b-1)於分子內具有含碳-碳不飽和雙鍵之官能基的矽烷耦合劑與二氧化矽粒子,(b-2)經前述矽烷耦合劑行表面處理之二氧化矽粒子;及(C)有機溶劑;關於前述(A)成分,使以1:3之重量比例混合前述(A)成分與離子交換水(pH=5.0)所得混合液在室溫下超音波振動10分鐘後,過濾萃取出的萃取液之pH顯示為5.0以上。 [化學式1] [式(1)中,R1 表示氫原子或烷基]。

Description

樹脂組成物及使用其之預浸體、附樹脂之薄膜、附樹脂之金屬箔、覆金屬積層板及配線基板
本發明涉及一種樹脂組成物及使用其之預浸體、附樹脂之薄膜、附樹脂之金屬箔、覆金屬積層板及配線基板。
發明背景
近年來,各種電子機器伴隨著資訊處理量大增,可裝設之半導體裝置的高積體化、配線高密度化及多層化等的安裝技術正急速發展。對於用以構成可在各種電子機器中使用之印刷配線板基材的基板材料,要求介電係數及介電正切要低,以提高訊號傳輸速度、降低訊號傳輸時之損失。
針對所述要求,一種含有末端業經甲基丙烯醯基等改質之聚苯醚(PPE)化合物的樹脂組成物已作為熱特性、電特性及規劃性特性優異之材料使用(譬如,專利文獻1)。報告指出,以含有PPE化合物之樹脂組成物構成的配線板等亦具有優異的傳輸特性。
另一方面,為了使作為基板材料使用之樹脂組成物提高耐熱性等,一般會使其含有二氧化矽等充填劑。另外亦已知,為了使基板材料作為積層板使用時之層間接著性提升,會以矽烷耦合劑將前述二氧化矽行表面處 理。
然而,經由本發明人等之研究發現,就包含特定之改質聚苯醚樹脂與預定矽烷耦合劑及/或經該矽烷耦合劑處理之二氧化矽的樹脂組成物,與有機溶劑混合做成清漆狀態時,隨著時間經過,黏度會變得太高而使流動性變差。樹脂組成物之流動狀態一旦降低,就會變成蠟或糊狀,而難以使用該樹脂組成物來製造預浸體或積層板等電子材料。處置性也會變差,而對製得之預浸體等外觀也會造成不良影響。另外,即使於暫時流動狀態降低之樹脂組成物中加入溶劑等予以稀釋後使用,仍有因溶劑殘留致使Tg降低、或做成電子材料時絕緣可靠性降低等問題。一旦因時間經過而黏度變化大造成黏度上升,便會因黏度變化使得要經過塗佈或浸潤並乾燥才製成的預浸體、附樹脂之薄膜、附樹脂之金屬箔等無法穩定製造,並因外觀不良等致使材料損失。
本發明係有鑑於所述情事所為者,其目的在於提供一種在維持樹脂組成物之硬化物的耐熱性、電特性等特性的情況下做成清漆狀時流動性依舊優異的樹脂組成物。又,本發明目的在於提供一種使用前述樹脂組成物的預浸體、附樹脂之薄膜、附樹脂之金屬箔、覆金屬積層板及配線基板。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本專利特表2004-511580號公報
發明概要
本發明一態樣之樹脂組成物的特徵在於含有:(A)聚苯醚化合物,其於末端具有下述式(1)所示之基;(B)(b-1)及(b-2)中之至少一者:(b-1)於分子內具有含碳-碳不飽和雙鍵之官能基的矽烷耦合劑與二氧化矽粒子,(b-2)經前述矽烷耦合劑行表面處理之二氧化矽粒子;及(C)有機溶劑;關於前述(A)成分,使以1:3之重量比例混合前述(A)成分與離子交換水(pH=5.0)所得混合液在室溫下超音波振動10分鐘後,過濾萃取出的萃取液之pH顯示為5.0以上。
Figure 108124262-A0305-02-0005-1
[式(1)中,R1表示氫原子或烷基]。
1:預浸體
2:樹脂組成物或樹脂組成物之半硬化物
3:纖維質基材
11:覆金屬積層板
12:絕緣層
13:金屬箔
14:配線
21:配線基板
31:附樹脂之金屬箔
32、42:樹脂層
41:附樹脂之薄膜
43:支持薄膜(基材)
圖1係顯示本發明一實施形態之預浸體的構成之概略截面圖。
圖2係顯示本發明一實施形態之覆金屬積層板的構成之概略截面圖。
圖3係顯示本發明一實施形態之配線基板的構成之概略截面圖。
圖4係顯示本發明一實施形態之附樹脂之金屬箔的構成之概略截面圖。
圖5係顯示本發明一實施形態之樹脂薄膜的構成之概略截面圖。
用以實施發明之形態
如同上述,本發明人等針對在含有特定之改質聚苯醚樹脂(於末端具有式(1)所示之基者)與預定矽烷耦合劑及/或經該矽烷耦合劑處理之二氧化矽的樹脂組成物其流動性差的情況反覆致力研究。結果,吾等逐漸明白包含該聚苯醚化合物之樹脂組成物的pH會因聚苯醚化合物中所含之不純物(尤其是酸性不純物)而變動。吾等認為此乃是前述聚苯醚化合物中作為不純物而含有之甲基丙烯酸化合物的存在及矽烷耦合劑水解所致。吾等推測是因該等原因使pH變酸性,且矽烷耦合劑與二氧化矽粒子藉由氫鍵形成假交聯物,從而降低樹脂組成物之流動性。
爰此,本發明之實施形態之樹脂組成物的特徵在於含有:(A)聚苯醚化合物,其於末端具有下述式(1)所示之基;(B)(b-1)及(b-2)中之至少一者:(b-1)於分子內具有含碳-碳不飽和雙鍵之官能基的矽烷耦合劑與二氧化矽粒子,(b-2)經前述矽烷耦合劑行表面處理之二氧化矽粒子;及(C)有機溶劑;關於前述(A)成分,使以1:3之重量 比例混合前述(A)成分與離子交換水(pH=5.0)所得混合液在室溫下超音波振動10分鐘後,過濾萃取出的萃取液之pH顯示為5.0以上。
Figure 108124262-A0305-02-0007-2
[式(1)中,R1表示氫原子或烷基]。
藉由所述構成,可在維持硬化物的耐熱性、電特性等特性的情況下,控制樹脂組成物之pH,擔保流動性。
即,根據本發明,可提供一種在維持樹脂組成物之硬化物的耐熱性等特性的情況下做成清漆狀時流動性依舊優異的樹脂組成物。此外,根據本發明,藉由使用前述樹脂組成物,可提供一種具有優異性能及外觀的預浸體、附樹脂之薄膜、附樹脂之金屬箔、覆金屬積層板及配線基板。
以下具體說明本實施形態之樹脂組成物的各成分。
((A)聚苯醚(PPE)化合物)
本實施形態之樹脂組成物包含有(A)聚苯醚化合物作為樹脂成分。
本實施形態中使用之聚苯醚化合物只要是下述聚苯醚化合物即無特別限定:於分子末端具有上述式 (1)所示之基,且使以1:3之重量比例混合該聚苯醚化合物與離子交換水(pH=5.0)所得混合液在室溫下超音波振動10分鐘後,過濾萃取出的萃取液之pH顯示為5.0以上之聚苯醚化合物。藉由使用所述聚苯醚化合物,可提供一種在維持樹脂組成物之硬化物的耐熱性等特性之情況下做成清漆狀時流動性依舊優異的樹脂組成物。
前述萃取液之pH只要在5.0以上即無特別限定,矽烷耦合劑一旦超過pH7,水解及縮合反應速度就會增加,所以即使使其水解,也會極力抑制矽烷耦合劑彼此之縮合反應,由此觀點來看宜為7.0以下。吾等認為,前述pH若為5.0以上,樹脂組成物之流動性即佳。
另,前述pH可以後述實施例中記載之方法等進行測定。
前述式(1)中,R1表示氫原子或碳數1~10之烷基。碳數1~10之烷基只要是碳數1~10之烷基即無特別限定,可為直鏈狀,亦可為支鏈狀。具體上,可舉甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、異戊基、新戊基及己基等。該等中又以氫原子為宜。
尤其,本實施形態之樹脂組成物若從更確實獲得上述效果之觀點來看,(A)成分宜包含有具有下述式(2)所示結構的聚苯醚化合物。
[化學式3]
Figure 108124262-A0305-02-0009-3
在上述式(2)中,R2~R9分別獨立。即,R2~R9可分別為相同基,亦可為互異之基。又,R2~R9表示氫原子、烷基、烯基、炔基、甲醯基、烷基羰基、烯基羰基或炔基羰基。其中又以氫原子及烷基為宜。
關於R2~R9,就上述所列舉之各官能基,具體上可舉以下之物。
烷基並無特別限定,譬如宜為碳數1~18之烷基,且碳數1~10之烷基較佳。具體上可舉如甲基、乙基、丙基、己基及癸基等。
又,烯基並無特別限定,譬如宜為碳數2~18之烯基,且碳數2~10之烯基較佳。具體上可舉如乙烯基、烯丙基及3-丁烯基等。
又,炔基並無特別限定,譬如宜為碳數2~18之炔基,且碳數2~10之炔基較佳。具體上可舉如乙炔基及丙-2-炔-1-基(prop-2-yn-1-yl;炔丙基)等。
又,烷基羰基只要是業經烷基取代之羰基即無特別限定,譬如宜為碳數2~18之烷基羰基,且碳數2~10之烷基羰基較佳。具體上可舉如乙醯基、丙醯基、丁醯基、異丁醯基、三甲基乙醯基、己醯基、辛醯基及環己基羰基等。
另,烯基羰基只要是業經烯基取代之羰基即無特別限定,譬如宜為碳數3~18之烯基羰基,且碳數3~10之烯基羰基較佳。具體上可舉如丙烯醯基、甲基丙烯醯基及巴豆醯基等。
又,炔基羰基只要是業經炔基取代之羰基即無特別限定,譬如宜為碳數3~18之炔基羰基,且碳數3~10之炔基羰基較佳。具體上可舉如炔丙醯基等。
另,在上述式(2)中,A為下述式(3)所示結構,B為下述式(4)所示結構:
Figure 108124262-A0305-02-0010-4
Figure 108124262-A0305-02-0010-5
式(3)及(4)中,重複單元之m及n分別表示 1~50之整數。
R10~R17分別獨立。即,R10~R17可分別為相同基,亦可為互異之基。又,在本實施形態中,R10~R17為氫原子或烷基。
上述式(2)中,X為上述式(1)所示之基。
此外,上述式(2)中,Y可舉碳數20以下之直鏈狀、支鏈狀或環狀的烴。較具體而言,為下述式(5)所示結構:
Figure 108124262-A0305-02-0011-6
式(5)中,R18及R19分別獨立表示氫原子或烷基。前述烷基可舉如甲基等。又,式(5)所示之基可舉如亞甲基、甲基亞甲基及二甲基亞甲基等。
在本實施形態中,聚苯醚化合物之重量平均分子量(Mw)無特別限定,譬如宜為1000~5000,1000~4000較佳。另,在此,重量平均分子量只要以一般 分子量測定方法測得即可,具體上可舉使用凝膠滲透層析術(GPC)測得之值等。又,聚苯醚化合物於分子中具有重複單元(m、n)時,該等重複單元宜為聚苯醚化合物之重量平均分子量可成為所述範圍內之數值。
聚苯醚化合物之重量平均分子量若在該範圍內,即具有聚苯醚骨架所具備之優異的低介電特性,且硬化物之耐熱性更優異,不僅如此,成形性也相當良好。吾等以為其理由如下。與一般的聚苯醚相較下,重量平均分子量若在如上述之範圍內,即為分子量較低之物,故而有硬化物之耐熱性降低的傾向。關於這點,吾等認為本實施形態之聚苯醚化合物於末端具有上述式(1)所示之結構,所以具有高反應性,可製得硬化物之耐熱性充分高者。又,聚苯醚化合物之重量平均分子量若在所述範圍內,與苯乙烯或二乙烯基苯相較下為高分子量,但比起一般的聚苯醚,分子量則較低,因此成形性亦佳。因此,吾等認為藉由使用所述聚苯醚化合物,可製得不僅硬化物之耐熱性更優異且成形性亦佳者。
另,在本實施形態中使用之聚苯醚化合物中,改質聚苯醚於每1分子之分子末端具有的前述X取代基之平均個數(末端官能基數)並無特別限定。具體上,宜為1~5個,1~3個較佳。該末端官能基數若太少,有不易製得就硬化物之耐熱性而言夠充分之物的傾向。又,末端官能基數若太多,反應性會變得太高,有可能會發生譬如樹脂組成物之保存性降低、或樹脂組成物之流動性降低等不良 情況。即,如果使用所述改質聚苯醚,有可能因流動性不足等,而發生譬如於多層成形時產生孔隙等的成形不良,從而產生不易製得可靠性高的印刷配線板等成形性之問題。
另,聚苯醚化合物之末端官能基數,可舉表示聚苯醚化合物1莫耳中存在之所有聚苯醚化合物每1分子的前述取代基之平均值的數值等。該末端官能基數譬如可藉由測定所得聚苯醚化合物中剩餘之羥基數,再從改質前的聚苯醚之羥基數算出減少量而測得。從該改質前的聚苯醚之羥基數減少的減少量,即為末端官能基數。而且,聚苯醚化合物中剩餘之羥基數的測定方法,可藉由於聚苯醚化合物之溶液中添加能與羥基聚集之四級銨鹽(氫氧化四乙銨),並測定其混合溶液之UV吸光度而求得。
另,本實施形態中使用之聚苯醚化合物的固有黏度並無特別限定。具體而言,為0.03~0.12dl/g即可,不過宜為0.04~0.11dl/g,且0.06~0.095dl/g較佳。該固有黏度若太低,有分子量低之傾向,從而有不易獲得低介電常數或低介電正切等低介電性的傾向。又,固有黏度若太高,有黏度高、無法獲得充分的流動性,而硬化物之成形性降低的傾向。因此,聚苯醚化合物之固有黏度若在上述範圍內,即可實現優異的硬化物之耐熱性及成形性。
另,此處的固有黏度係在25℃之二氯甲烷中測得的固有黏度,更具體而言,譬如係以黏度計測定0.18g/45ml之二氯甲烷溶液(液溫25℃)所得之值等。該黏 度計可舉如Schott公司製AVS500 Visco System等。
又,在本實施形態之樹脂組成物中,前述(A)成分中作為不純物含有之甲基丙烯酸二聚物及其水解物之量宜為200μg/g以下。吾等認為,藉此可更確實地獲得如上述之效果。
本實施形態之樹脂組成物亦可含有如上述之聚苯醚化合物以外的熱硬化性樹脂。譬如,可舉可使用環氧樹脂、酚樹脂、胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、熱硬化性聚醯亞胺樹脂等之其他熱硬化性樹脂。
另,在本實施形態中適宜使用之聚苯醚化合物的合成方法,只要是可經由如上述之取代基X行末端改質,且可合成上述預定條件下之萃取物之pH為5.0以上的改質聚苯醚化合物的方法,即無特別限定。具體而言,前述聚苯醚化合物譬如可藉由國際公開2010/503754號手冊中記載之方法等來製造。
原料之聚苯醚只要是最後可合成預定改質聚苯醚者,即無特別限定。具體而言,可舉以由2,6-二甲基酚、與2官能酚及3官能酚中之至少任一者所構成之聚苯醚或聚(2,6-二甲基-1,4-氧化苯)等聚苯醚為主成分者等。又,2官能酚係指於分子中具有2個酚性羥基之酚化合物,可舉如四甲基雙酚A等。另,3官能酚係指於分子中具有3個酚性羥基之酚化合物。
就聚苯醚化合物之合成方法一例而言,譬如為上述式(2)所示之聚苯醚化合物的情況下,具體上,藉由 使如上述之聚苯醚與甲基丙烯酸酐在作為觸媒之4-(N,N-二甲基胺基)吡啶存在下反應,可獲得本實施形態之上述式(2)所示改質聚苯醚。
接著,反應結束後,譬如藉由使用含有約0.0001~約1規定之氫氧化鈉的水溶液作為洗淨液進行洗淨,來去除作為殘渣存在之酸酐。另一方面,譬如藉由使用鹽酸作為洗淨液進行洗淨,來去除作為殘渣存在之鹼性不純物,可調整至規定的pH為止。要更進一步調整pH,亦可多次進行上述洗淨。
(其他樹脂成分)
於本實施形態之樹脂組成物的樹脂成分中,除了上述(A)聚苯醚化合物以外,宜含有交聯型硬化劑。
可在本實施形態中使用之交聯型硬化劑,只要是於分子中具有碳-碳不飽和雙鍵者、或可與前述(A)聚苯醚化合物起反應而硬化者,即無特別限定。即,交聯型硬化劑只要是可使改質聚苯醚化合物進行反應而形成交聯使其硬化者即可。交聯型硬化劑宜為於分子中具有2個以上碳-碳不飽和雙鍵的化合物、或於分子中具有至少一個以上有助於與前述(A)聚苯醚化合物反應之官能基的化合物。
又,本實施形態中使用之交聯型硬化劑的重量平均分子量宜為100~5000,且100~4000較佳,100~3000更佳。交聯型硬化劑之重量平均分子量若太低,交聯型硬化劑有易從樹脂組成物之摻合成分系統揮發之疑 慮。又,交聯型硬化劑之重量平均分子量若太高,樹脂組成物之清漆黏度或加熱成形時之熔融黏度即有變太高之虞。因此,交聯型硬化劑之重量平均分子量若在該範圍內,即可製得硬化物之耐熱性更優異的樹脂組成物。吾等認為,此乃因為藉由與改質聚苯醚化合物之反應可適宜形成交聯之故。另,在此,重量平均分子量只要以一般分子量測定方法測得即可,具體上可舉使用凝膠滲透層析術(GPC)測得之值等。
又,本實施形態中使用之交聯型硬化劑於交聯型硬化劑每1分子之碳-碳不飽和雙鍵的平均個數(末端雙鍵數)、或是有助於與前述化合物(A)反應之官能基於交聯型硬化劑每1分子的平均個數(官能基數),會依交聯型硬化劑之重量平均分子量而異,譬如宜為1~20個,2~18個較佳。該末端雙鍵數或官能基數若太少,有不易製得就硬化物之耐熱性而言夠充分之物的傾向。又,末端雙鍵數或官能基數若太多,反應性會變得太高,有可能會發生譬如樹脂組成物之保存性降低、或樹脂組成物之流動性降低等不良情況。
另,就交聯型硬化劑之末端雙鍵數或官能基數而言,若更慮及交聯型硬化劑之重量平均分子量,則當交聯型硬化劑之重量平均分子量小於500(譬如100以上且小於500)時,宜為1~4個。又,當交聯型硬化劑之重量平均分子量為500以上(譬如500以上且5000以下)時,交聯型硬化劑之末端雙鍵數或官能基數宜為3~20個。在上述各個 情況下,末端雙鍵數或官能基數若少於上述範圍之下限值,交聯型硬化劑之反應性恐降低,造成樹脂組成物之硬化物的交聯密度降低,而無法充分提高耐熱性或Tg。另一方面,末端雙鍵數或官能基數若多於上述範圍之上限值,樹脂組成物有容易膠化之疑慮。
另,此處的末端雙鍵數或官能基數可從使用之交聯型硬化劑的產品規格值得知。此處的末端雙鍵數或官能基數,具體上可舉如表示交聯型硬化劑1莫耳中存在之所有交聯型硬化劑每1分子的雙鍵數或官能基數之平均值的數值等。
又,可在本實施形態中使用之交聯型硬化劑具體上可舉如:苯乙烯、苯乙烯衍生物、分子中具有丙烯醯基之化合物、分子中具有甲基丙烯醯基之化合物、分子中具有乙烯基之化合物、分子中具有烯丙基之化合物、分子中具有馬來亞醯胺基之化合物、改質馬來亞醯胺化合物、分子中具有苊結構之化合物、及分子中具有三聚異氰酸酯基之三聚異氰酸酯化合物等。吾等認為,若使用該等化合物,利用硬化反應可更順利地形成交聯,從而可進一步提高本實施形態中使用之樹脂組成物之硬化物的耐熱性。
前述苯乙烯衍生物可舉如溴苯乙烯及二溴苯乙烯等。
前述分子中具有丙烯醯基之化合物為丙烯酸酯化合物。前述丙烯酸酯化合物可舉分子中具有1個丙 烯醯基之單官能丙烯酸酯化合物、及分子中具有2個以上丙烯醯基之多官能丙烯酸酯化合物。前述單官能丙烯酸酯化合物可舉如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯及丙烯酸丁酯等。前述多官能丙烯酸酯化合物可舉如三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯等。
前述分子中具有甲基丙烯醯基之化合物為甲基丙烯酸酯化合物。前述甲基丙烯酸酯化合物可舉分子中具有1個甲基丙烯醯基之單官能甲基丙烯酸酯化合物、及分子中具有2個以上甲基丙烯醯基之多官能甲基丙烯酸酯化合物。前述單官能甲基丙烯酸酯化合物可舉如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯及甲基丙烯酸丁酯等。前述多官能甲基丙烯酸酯化合物可舉如三環癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯等。
前述分子中具有乙烯基之化合物為乙烯基化合物。前述乙烯基化合物可舉分子中具有1個乙烯基之單官能乙烯基化合物(單乙烯基化合物)、及分子中具有2個以上乙烯基之多官能乙烯基化合物。前述多官能乙烯基化合物可舉多官能芳香族乙烯基化合物、多官能脂肪族乙烯基化合物、含有源自多官能芳香族乙烯基化合物之結構的聚合物或共聚物、含有源自多官能脂肪族乙烯基化合物之結構的聚合物或共聚物,舉例來說,可舉二乙烯基苯、二乙烯基苯共聚物、聚丁二烯、丁二烯共聚物等。
前述分子中具有烯丙基之化合物為烯丙基化合物。前述烯丙基化合物可舉分子中具有1個烯丙基之 單官能烯丙基化合物、及分子中具有2個以上烯丙基之多官能烯丙基化合物。前述多官能烯丙基化合物可舉如酞酸二烯丙酯(DAP)等。
前述分子中具有馬來亞醯胺基之化合物為馬來亞醯胺化合物。前述馬來亞醯胺化合物可舉分子中具有1個馬來亞醯胺基之單官能馬來亞醯胺化合物、及分子中具有2個以上馬來亞醯胺基之多官能馬來亞醯胺化合物。前述改質馬來亞醯胺化合物可舉如分子中一部分經胺化合物改質之改質馬來亞醯胺化合物、分子中一部分經聚矽氧化合物改質之改質馬來亞醯胺化合物、及分子中一部分經胺化合物及聚矽氧化合物改質之改質馬來亞醯胺化合物等。
前述分子中具有苊結構之化合物為苊化合物。前述苊化合物可舉如苊、烷基苊類、鹵化苊類及苯基苊類等。前述烷基苊類可舉如1-甲基苊、3-甲基苊、4-甲基苊、5-甲基苊、1-乙基苊、3-乙基苊、4-乙基苊、5-乙基苊等。前述鹵化苊類可舉如1-氯苊、3-氯苊、4-氯苊、5-氯苊、1-溴苊、3-溴苊、4-溴苊、5-溴苊等。前述苯基苊類可舉如1-苯基苊、3-苯基苊、4-苯基苊、5-苯基苊等。前述苊化合物可為如前述之分子中具有1個苊結構之單官能苊化合物,亦可為分子中具有2個以上苊結構之多官能苊化合物。
前述分子中具有三聚異氰酸酯基之化合物為三聚異氰酸酯化合物。前述三聚異氰酸酯化合物可舉分 子中更具有烯基之化合物(三聚異氰酸烯基酯化合物)等,舉例來說,可舉三聚異氰酸三烯丙酯(TAIC)等三聚異氰酸三烯基酯化合物等。
前述交聯型硬化劑在上述中,又譬如宜為分子中具有2個以上丙烯醯基之多官能丙烯酸酯化合物、分子中具有2個以上甲基丙烯醯基之多官能甲基丙烯酸酯化合物、分子中具有2個以上乙烯基之多官能乙烯基化合物、苯乙烯衍生物、分子中具有烯丙基之烯丙基化合物、分子中具有馬來亞醯胺基之馬來亞醯胺化合物、分子中具有苊結構之苊化合物、及分子中具有三聚異氰酸酯基之三聚異氰酸酯化合物。
前述交聯型硬化劑可將上述交聯型硬化劑單獨使用,亦可將2種以上組合使用。另,亦可併用於分子中具有2個以上碳-碳不飽和雙鍵之化合物與於分子中具有1個碳-碳不飽和雙鍵之化合物作為交聯型硬化劑。
(樹脂成分含量)
在本實施形態之樹脂組成物中,相對於樹脂組成物整體,前述改質聚苯醚化合物之含量宜為30~90質量份,40~80質量份較佳。
又,相對於樹脂成分(前述聚苯醚化合物與前述交聯型硬化劑)之合計100質量份,前述改質聚苯醚化合物之含量宜為30~90質量份,50~90質量份較佳。
此外,本實施形態之樹脂組成物含有前述交聯型硬化劑時,相對於前述改質聚苯醚化合物與前述交聯 型硬化劑之合計100質量份,前述交聯型硬化劑之含量宜為10~70質量份,且10~50質量份較佳。即,前述改質聚苯醚化合物與前述交聯型硬化劑之含有比例,以質量比計宜為90:10~30:70,且90:10~50:50較佳。前述改質聚苯醚化合物及前述交聯型硬化劑之各含量只要是滿足上述比之含量,即可成為硬化物之耐熱性及阻燃性更優異的樹脂組成物。吾等認為,此乃因為前述改質聚苯醚化合物與前述交聯型硬化劑之硬化反應順利進行之故。
((B)矽烷耦合劑與二氧化矽粒子或經表面處理之二氧化矽粒子)
本實施形態之樹脂組成物含有(b-1)或(b-2)中之至少一者:(b-1)於分子中具有含碳-碳不飽和雙鍵之官能基的矽烷耦合劑與二氧化矽粒子,(b-2)經前述矽烷耦合劑行表面處理之二氧化矽粒子。
(矽烷耦合劑)
本實施形態中使用之矽烷耦合劑只要是於分子中具有含碳-碳不飽和雙鍵之官能基的矽烷耦合劑,即無特別限定。藉由含有所述矽烷耦合劑、及/或藉由含有經所述矽烷耦合劑行表面處理之二氧化矽粒子,本實施形態之樹脂組成物具有更優異的耐熱性及接著性(層間接著性)等。
前述含碳-碳不飽和雙鍵之官能基,具體上可舉選自於由甲基丙烯醯氧基、苯乙烯基、乙烯基及丙烯醯氧基所構成群組中之至少1種。即,該矽烷耦合劑可舉具有甲基丙烯醯氧基、苯乙烯基、乙烯基及丙烯醯氧基中之 至少1者作為反應性官能基且更具有水解性基的化合物等。前述矽烷耦合劑之具有甲基丙烯醯氧基者可舉如3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷及3-甲基丙烯醯氧基丙基乙基二乙氧基矽烷等。前述矽烷耦合劑之具有苯乙烯基者可舉例如對苯乙烯基三甲氧基矽烷及對苯乙烯基三乙氧基矽烷等。前述矽烷耦合劑之具有乙烯基者可舉例如乙烯基三乙氧基矽烷及乙烯基三甲氧基矽烷等。前述矽烷耦合劑之具有丙烯醯氧基者可舉如3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷及3-丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷等。
又,本實施形態之矽烷耦合劑具有之水解性基可舉甲氧基、乙氧基,且宜為甲氧基。
另,前述矽烷耦合劑可舉前述樹脂組成物中含有之矽烷耦合劑、及經前述矽烷耦合劑行表面處理之二氧化矽粒子中所含之矽烷耦合劑。該前述樹脂組成物中含有之矽烷耦合劑、及經前述矽烷耦合劑行表面處理之二氧化矽粒子中所含之矽烷耦合劑,只要分別為分子中具有碳-碳不飽和雙鍵之矽烷耦合劑即可,可為相同之矽烷耦合劑,亦可為互異之矽烷耦合劑。
(二氧化矽粒子)
本實施形態中使用之二氧化矽粒子並無特別限定,可為經表面處理之二氧化矽粒子,亦可為未經表面處理之二氧化矽粒子。另,前述二氧化矽粒子可舉被稱為所謂的球 狀二氧化矽者等。另,前述表面處理可舉如利用矽烷耦合劑進行之處理等。又,經表面處理之二氧化矽粒子亦可為二氧化矽粒子業經前述矽烷耦合劑行表面處理的二氧化矽粒子。即,前述樹脂組成物中含有前述二氧化矽粒子及經前述矽烷耦合劑行表面處理之二氧化矽粒子中之任一者。
藉由含有所述二氧化矽粒子,本實施形態之樹脂組成物具優異的耐熱性及熱導電性。
另,相對於如上述之樹脂成分100質量份,前述二氧化矽粒子及經前述矽烷耦合劑行表面處理之二氧化矽粒子的合計含量為50~250質量份,宜為100~250質量份,120~230質量份較佳,150~200質量%更佳。而,在此之合計含量,當不含前述二氧化矽粒子而含有經前述矽烷耦合劑行表面處理之二氧化矽粒子時,係指經前述矽烷耦合劑行表面處理之二氧化矽粒子的含量;當不含經前述矽烷耦合劑行表面處理之二氧化矽粒子而含有前述二氧化矽粒子時,則指前述二氧化矽粒子之含量。前述合計含量若太少,有覆金屬積層板之熱傳導率不會充分提高的傾向。而前述合計含量若太多,便難以獲得優異的低介電特性,有耐熱性降低之傾向。因此,使前述合計含量落在上述範圍內,可維持優異的低介電特性及耐熱性,同時可提高熱傳導率並降低熱膨脹係數。
另,相對於前述二氧化矽粒子與經前述矽烷耦合劑行表面處理之二氧化矽粒子之合計100質量份,前述矽烷耦合劑之含量宜為0.3~5質量份,0.4~4質量份較 佳。在此之前述矽烷耦合劑之含量係前述樹脂組成物中含有之矽烷耦合劑的含量、與經前述矽烷耦合劑行表面處理之二氧化矽粒子中所含之矽烷耦合劑的含量之合計。即,此處之前述矽烷耦合劑的含量係以整體摻混法(integral blending)添加前述二氧化矽粒子及前述矽烷耦合劑時,前述矽烷耦合劑與經前述矽烷耦合劑行表面處理之二氧化矽粒子中所含之矽烷耦合劑的合計含量。前述矽烷耦合劑之含量若太少,有耐熱性或層間接著力、金屬箔接著強度等降低的傾向。而前述矽烷耦合劑之含量若太多,便難以獲得優異的低介電特性,也有耐熱性降低之傾向。因此,使前述矽烷耦合劑之含量落在上述範圍內,即使因含有二氧化矽粒子而提高熱傳導率、降低熱膨脹係數,依舊可維持優異的低介電特性、耐熱性、接著性等特性。
又,製造前述樹脂組成物時,既可添加經以前述矽烷耦合劑預先將前述二氧化矽粒子進行表面處理者,亦可以整體摻混法添加前述二氧化矽粒子及前述矽烷耦合劑。
((C)有機溶劑)
本實施形態中使用之有機溶劑只要是不阻礙前述(A)聚苯醚化合物之硬化反應的溶劑,即可無特別限定使用。可舉如甲苯、甲基乙基酮(MEK)、環己酮及丙二醇單甲基醚乙酸酯等。該等可單獨使用,亦可將2種以上併用。
本實施形態之樹脂組成物中的有機溶劑含量在做成樹脂混合物之清漆狀態時,宜含有組成物整體之 30~50質量%。且以30~40質量%較佳。
就後述之預浸體、附樹脂之薄膜的樹脂層或附樹脂之金屬箔的樹脂層中所含揮發成分之量而言,可舉相對於預浸體、附樹脂之薄膜的樹脂層或附樹脂之金屬箔的樹脂層的100質量%,宜為4質量%以下,更宜為3.5質量%以下,又更宜為3.0質量%以下。而,在此所言之揮發成分之量意指以GC/MS法將試料在200℃下進行10分鐘加熱處理後,加熱處理前後的重量減少之意,乃令該條件下之重量減少總量為揮發成分,將所得重量減少量轉換成質量%之值。
<分析條件>
裝置:TurboMatrix650/Clarus 600T/Clarus600(PerkinElmer公司製)
管柱:SPB-1(60m×0.25mm×0.25μm)
管柱升溫條件:35℃‧5分鐘~(10℃/分鐘)~100℃~(20℃/分鐘)~290℃‧19分鐘
試料加熱條件:200℃‧10分鐘
載送氣體:氦(1mL/分鐘)
注入量:4.5%
測定模式:掃描(m/z=24~500)
此外,就前述預浸體、前述附樹脂之薄膜的樹脂層或前述附樹脂之金屬箔的樹脂層中所含有機溶劑量而言,相對於預浸體、附樹脂之薄膜的樹脂層或附樹脂之金屬箔的樹脂層之100質量%,宜為2質量%以下,更宜為 1.8質量%以下,又更宜為1.6質量%以下左右。有機溶劑之量係以上述相同方法在上述同條件下進行分析後經定性、定量化之成分中,將相當於有機溶劑之成分的重量減少量轉換成質量%之值。
如此一來,揮發成分之量若低,便有因逸氣量降低而確保硬化物之耐熱性、逸氣阻礙硬化的風險降低等優點。又,有機溶劑量低,也同樣有降低阻礙硬化風險、降低因該硬化阻礙致使硬化物之Tg降低或包含耐熱性之可靠性降低風險等優點。
(其他成分)
此外,本實施形態之樹脂組成物除了上述成分以外,亦可更含有其他成分。
舉例來說,本實施形態之樹脂組成物亦可含有阻燃劑,阻燃劑可舉如溴系阻燃劑等鹵素系阻燃劑或磷系阻燃劑等。鹵素系阻燃劑之具體例可舉如五溴二苯基醚、八溴二苯基醚、十溴二苯基醚、四溴雙酚A、六溴環十二烷等溴系阻燃劑或氯化石蠟等氯系阻燃劑等。又,磷系阻燃劑之具體例可舉如縮合磷酸酯、環狀磷酸酯等磷酸酯;環狀膦氮烯化合物等膦氮烯化合物;二烷基次膦酸鋁鹽等次膦酸金屬鹽等之次膦酸鹽系阻燃劑;磷酸三聚氰胺及聚磷酸三聚氰胺等三聚氰胺系阻燃劑;具有二苯基膦氧化物基之膦氧化物化合物等。阻燃劑可將所例示之各阻燃劑單獨使用,亦可將2種以上組合使用。
含有阻燃劑時,其含量宜相對於含有前述 (A)聚苯醚化合物之樹脂成分的合計100質量份為5~50質量份,10~3質量份更佳。
另,前述樹脂組成物亦可含有前述二氧化矽粒子以外之充填材。前述充填材可舉用以提高硬化性組成物之硬化物的耐熱性及阻燃性而提高加熱時之尺寸穩定性而添加之物等,並無特別限定。即,藉由含有充填材,可提高耐熱性及阻燃性,而提高加熱時之尺寸穩定性。前述充填材具體上可列舉氧化鋁、氧化鈦及雲母等金屬氧化物、氫氧化鋁、氫氧化鎂等金屬氫氧化物、滑石、硼酸鋁、硫酸鋇及碳酸鈣等。
又,本實施形態之樹脂組成物可進一步含有反應引發劑。僅以前述(A)成分與如上述之交聯型硬化劑,也得以進行硬化反應,但依處理條件有時會很難維持高溫直到硬化進行,因此亦可添加反應引發劑。反應引發劑只要是可促進本實施形態之樹脂成分之硬化反應者,即無特別限定。具體上,可舉如α,α'-雙(第三丁基過氧基-間異丙基)苯、2,5-二甲基-2,5-二(第三丁基過氧基)-3-己炔、過氧化苯甲醯、3,3',5,5'-四甲基-1,4-聯苯醌、氯醌、2,4,6-三-第三丁基苯氧基、第三丁基過氧基異丙基單碳酸酯、偶氮雙異丁腈等氧化劑。又,可視需求併用羧酸金屬鹽等。如此一來,可更促進硬化反應。該等中又宜使用α,α'-雙(第三丁基過氧基-間異丙基)苯。α,α'-雙(第三丁基過氧基-間異丙基)苯的反應引發溫度較高,因此可抑制在預浸體乾燥時等無須硬化之時間點的硬化反應之促進,從而可 抑制樹脂組成物之保存性降低。此外,α,α'-雙(第三丁基過氧基-間異丙基)苯的揮發性低,因此在預浸體或薄膜等乾燥時或保存時不會揮發,穩定性良好。又,反應引發劑可單獨使用亦可將2種以上組合使用。就含量而言,宜使用相對於含有前述(A)聚苯醚化合物之樹脂成分的合計100質量份,添加量為0.1~2質量份的反應引發劑。
此外,本實施形態之樹脂組成物除上述以外,亦可含有各種添加劑。添加劑可舉如聚矽氧系消泡劑及丙烯酸酯系消泡劑等消泡劑、熱穩定劑、抗靜電劑、紫外線吸收劑、染料或顏料、滑劑、濕潤分散劑等分散劑等。
本實施形態之樹脂組成物含有上述之樹脂成分、無機成分及有機溶劑,因此為清漆狀的樹脂組成物。本實施形態之樹脂組成物(樹脂清漆)例如可依以下方式調製。
首先,將(A)聚苯醚化合物及交聯型硬化劑或其他添加劑等可溶解於有機溶劑的各成分投入(C)有機溶劑中予以溶解。此時,亦可因應需求進行加熱。然後,添加不溶解於有機溶劑之成分、前述(B)無機成分材(前述二氧化矽粒子及/或經矽烷耦合劑行表面處理之二氧化矽粒子)等,使用球磨機、珠磨機、行星式混合器、輥磨機等進行分散直到成為預定的分散狀態為止,藉此調製清漆狀樹脂組成物。
本實施形態之清漆狀樹脂組成物的流動性優異,因此薄膜可撓性或製膜性、及對纖維質基材之浸潤 性良好,具有易處置的優點。此外,藉由使用本實施形態之樹脂組成物,可提供外觀優異之預浸體及覆金屬積層板等。
(預浸體、附樹脂之薄膜、覆金屬積層板、配線板及附樹脂之金屬箔)
接下來,說明使用本實施形態之樹脂組成物的預浸體、覆金屬積層板、配線板及附樹脂之金屬箔。另,以下說明之圖式中,各符號分別意義如下:1...預浸體、2...樹脂組成物或樹脂組成物之半硬化物、3...纖維質基材、11...覆金屬積層板、12...絕緣層、13...金屬箔、14...配線、21...配線基板、31...附樹脂之金屬箔、32及42...樹脂層、41...附樹脂之薄膜、43...支持薄膜(基材)。
圖1係顯示本發明實施形態之預浸體1之一例的概略截面圖。
如圖1所示,本實施形態之預浸體1具備前述樹脂組成物或前述樹脂組成物之半硬化物2與纖維質基材3。該預浸體1可舉在前述樹脂組成物或其半硬化物2之中存在纖維質基材3者。即,該預浸體1具備前述樹脂組成物或其半硬化物、及存在於前述樹脂組成物或其半硬化物2之中的纖維質基材3。
另,在本實施形態中,「半硬化物」意指使樹脂組成物在可進一步硬化之程度上硬化至中間狀態者。即,半硬化物係樹脂組成物呈半硬化狀態(經B階段化)者。譬如,樹脂組成物一經加熱,剛開始黏度會緩慢地下 降,然後開始硬化後,黏度又緩慢地上升。此時,半硬化便可舉從黏度開始上升後至完全硬化之前的中間狀態等。
使用本實施形態之樹脂組成物製得的預浸體可以是如上述之具備前述樹脂組成物之半硬化物者,亦可以是具備未硬化之前述樹脂組成物本身者。即,可為具備前述樹脂組成物之半硬化物(B階段之前述樹脂組成物)與纖維質基材的預浸體,亦可為具備硬化前之前述樹脂組成物(A階段之前述樹脂組成物)與纖維質基材的預浸體。具體而言,可舉如在前述樹脂組成物之中存在纖維質基材者等。另,樹脂組成物或其半硬化物亦可為前述樹脂組成物經乾燥或加熱乾燥者。
使用本實施形態之清漆狀樹脂組成物來製造本實施形態之預浸體1的方法,可舉如使樹脂清漆狀樹脂組成物2浸潤至纖維質基材3中後予以乾燥之方法。
製造預浸體時使用的纖維質基材,具體上可舉如玻璃布、芳醯胺布、聚酯布、LCP(液晶聚合物)不織布、玻璃不織布、芳醯胺不織布、聚酯不織布、紙漿紙及棉絨紙。另,若使用玻璃布,可製得機械強度優異的積層板,尤以經過扁平處理加工的玻璃布為宜。本實施形態中使用之玻璃布並無特別限定,可舉如E玻璃、S玻璃、NE玻璃或L玻璃等低介電係數玻璃布等。扁平處理加工具體上可藉由在適當壓力下以壓輥將玻璃布連續加壓,將線股壓縮成扁平來進行。另,纖維質基材之厚度譬如可普遍使用0.01~0.3mm之物。
要將樹脂清漆(樹脂組成物2)浸潤至纖維質基材3中,可藉由浸漬及塗佈等進行。該浸潤可視需求多次反覆進行。又,此時,亦可用組成或濃度不同的多種樹脂清漆反覆浸潤,來調整成最後所希望的組成(含有比)及樹脂量。
將已浸潤樹脂清漆(樹脂組成物2)之纖維質基材3,在所期望之加熱條件下譬如80℃以上且180℃以下,加熱1分鐘以上且10分鐘以下。藉由加熱,使溶劑從清漆揮發,減少或去除溶劑而製得硬化前(A階段)或半硬化狀態(B階段)之預浸體1。
又,如圖4所示,本實施形態之附樹脂之金屬箔31具有含有上述樹脂組成物或前述樹脂組成物之半硬化物之樹脂層32與金屬箔13積層而成的構成。即,本實施形態之附樹脂之金屬箔可為具備含有硬化前之前述樹脂組成物(A階段之前述樹脂組成物)之樹脂層與金屬箔的附樹脂之金屬箔,亦可為具備含有前述樹脂組成物之半硬化物(B階段之前述樹脂組成物)之樹脂層與金屬箔的附樹脂之金屬箔。
用以製造所述附樹脂之金屬箔31的方法,可舉如將如上述之樹脂清漆狀樹脂組成物塗佈於銅箔等金屬箔13之表面後予以乾燥的方法。前述塗佈方法可舉如棒塗機、刮刀式塗佈機、模塗機、輥塗機、凹版塗佈機等。
前述金屬箔13可不作限定地使用用在覆金屬積層板及配線基板等的金屬箔,可舉如銅箔及鋁箔等。
此外,如圖5所示,本實施形態之附樹脂之薄膜41具有含有上述樹脂組成物或前述樹脂組成物之半硬化物的樹脂層42與薄膜支持基材43積層而成的構成。即,本實施形態之附樹脂之薄膜可為具備硬化前之前述樹脂組成物(A階段之前述樹脂組成物)與薄膜支持基材的附樹脂之薄膜,亦可為具備前述樹脂組成物之半硬化物(B階段之前述樹脂組成物)與薄膜支持基材的附樹脂之薄膜。
用以製造所述附樹脂之薄膜41的方法,譬如可將如上述之樹脂清漆狀樹脂組成物塗佈於薄膜支持基材43表面後,使溶劑從清漆揮發,減少溶劑或去除溶劑,而製得硬化前(A階段)或半硬化狀態(B階段)的附樹脂之薄膜。
前述薄膜支持基材可舉聚醯亞胺薄膜、PET(聚對苯二甲酸乙二酯)薄膜、聚酯薄膜、聚乙二醯脲薄膜、聚醚醚酮薄膜、聚伸苯硫薄膜、芳醯胺薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚芳酯薄膜等電絕緣性薄膜等。
另,以本實施形態之附樹脂之薄膜及附樹脂之金屬箔來說,亦與上述預浸體同樣地,樹脂組成物或其半硬化物亦可為前述樹脂組成物經乾燥或加熱乾燥者。
上述金屬箔13及薄膜支持基材43之厚度等可按所期望之目的適宜設定。舉例而言,金屬箔13可使用0.2~70μm左右之物。譬如金屬箔厚度為10μm以下時等的情況下,為了提升處置性,亦可為具備剝離層及載體的附載體之銅箔。要將樹脂清漆應用在金屬箔13或薄膜支持基 材43,可藉由塗佈等進行,並可視需求多次反覆進行。又,此時,亦可用組成或濃度不同的多種樹脂清漆反覆塗佈,來調整成最後所希望的組成(含有比)及樹脂量。
關於附樹脂之金屬箔31或樹脂薄膜41之製造方法中的乾燥或加熱乾燥條件,並無特別限定,將樹脂清漆狀樹脂組成物塗佈至上述金屬箔13或薄膜支持基材43以後,可在所期望之加熱條件譬如80~170℃下加熱1~10分鐘左右,使溶劑從清漆揮發以減少溶劑或去除溶劑,藉此可製得硬化前(A階段)或半硬化狀態(B階段)的附樹脂之金屬箔31或樹脂薄膜41。
附樹脂之金屬箔31或樹脂薄膜41亦可視需求具備覆蓋薄膜等。具備覆蓋薄膜,可防止異物混入等。覆蓋薄膜只要是可剝離而不會損害樹脂組成物之形態者即無特別限定,譬如可使用聚烯烴薄膜、聚酯薄膜、TPX薄膜以及於該等薄膜設置脫模劑層所形成的薄膜,甚至是紙基材上層合有該等薄膜而成的紙等。
如圖2所示,本實施形態之覆金屬積層板11的特徵在於具有含有上述樹脂組成物之硬化物或上述預浸體之硬化物的絕緣層12、與金屬箔13。另,用在覆金屬積層板11的金屬箔13,可使用與上述金屬箔13相同之物。
又,本實施形態之覆金屬積層板13亦可用上述附樹脂之金屬箔31或樹脂薄膜41作成。
使用經上述方式製得的預浸體1、附樹脂之金屬箔31或樹脂薄膜41來製作覆金屬積層板的方法,可將 預浸體1、附樹脂之金屬箔31或樹脂薄膜41單片或多片層疊後,進一步於其上下兩面或單面層疊銅箔等金屬箔13,再將其加熱加壓成形進行積層一體化,而製出雙面覆金屬箔之積層體或單面覆金屬箔之積層體。加熱加壓條件可根據要製造之積層板厚度及樹脂組成物種類等適宜設定,譬如,溫度可設為170~220℃,壓力可設為1.5~5.0MPa,時間可設為60~150分鐘。
另,覆金屬積層板11亦可不用預浸體1,而將薄膜狀樹脂組成物形成於金屬箔13上後進行加熱加壓來製作。
然後,如圖3所示,本實施形態之配線基板21具有含有上述樹脂組成物之硬化物或上述預浸體之硬化物的絕緣層12、與配線14。
所述配線基板21之製造方法,譬如可將上述所得覆金屬積層體13表面之金屬箔13進行蝕刻加工等形成電路(配線),而製得於積層體表面設有導體圖案(配線14)作為電路的配線基板21。形成電路之方法除了上述記載之方法以外,還可舉如利用半加成法(SAP:Semi Additive Process)或改良半加成法(MSAP:Modified Semi Additive Process)來形成電路等。
使用本實施形態之樹脂組成物製得的預浸體、附樹脂之薄膜、附樹脂之金屬箔兼具其硬化物之低介電特性、耐熱性、接著性等,因此於產業利用上非常有用。而且,包含其等之覆金屬積層板及配線基板亦具備低介電 特性及優異的耐熱性及接著性等。此外,本實施形態之樹脂組成物的流動性優異,因此使用其製得之預浸體、附樹脂之薄膜、附樹脂之金屬箔、覆金屬積層板及配線基板外觀亦佳。
本說明書如上述揭示了各種態樣之技術,其中主要技術彙整如下。
本發明一態樣之樹脂組成物的特徵在於含有:(A)聚苯醚化合物,其於末端具有下述式(1)所示之基;(B)(b-1)及(b-2)中之至少一者:(b-1)於分子內具有含碳-碳不飽和雙鍵之官能基的矽烷耦合劑與二氧化矽粒子,(b-2)經前述矽烷耦合劑行表面處理之二氧化矽粒子;及(C)有機溶劑;關於前述(A)成分,使以1:3之重量比例混合前述(A)成分與離子交換水(pH=5.0)所得混合液在室溫下超音波振動10分鐘後,過濾萃取出的萃取液之pH顯示為5.0以上。
Figure 108124262-A0305-02-0035-7
[式(1)中,R1表示氫原子或烷基]。
藉由所述構成,可提供一種在維持樹脂組成物之硬化物的耐熱性、電特性等特性的情況下做成清漆狀時流動性 依舊優異的樹脂組成物。
而且在前述樹脂組成物中,相對於包含前述聚苯醚化合物之樹脂成分100質量份,前述二氧化矽粒子及經前述矽烷耦合劑行表面處理之二氧化矽粒子的合計含量宜為50質量份~250質量份。藉此,在樹脂組成物之硬化物中,可維持優異的低介電特性及耐熱性,同時可提高熱傳導率、降低熱膨脹係數。
此外,含有前述碳-碳不飽和雙鍵之官能基宜具有選自於由甲基丙烯醯氧基、苯乙烯基、乙烯基及丙烯醯氧基所構成群組中之至少1種官能基。吾等認為,藉此可更確實地獲得如上述之效果。
此外,在前述樹脂組成物中,前述矽烷耦合劑宜更具有甲氧基。吾等認為藉此可更能發揮本發明效果。
又,在前述樹脂組成物中,前述(A)成分中所含之作為不純物的甲基丙烯酸二聚物及其水解物之量宜為200μg/g以下。吾等認為,藉此可更確實地獲得如上述之效果。
此外,前述樹脂組成物宜更含有交聯型硬化劑。藉此,利用硬化反應可更順利地形成交聯,從而可進一步提高樹脂組成物之硬化物的耐熱性。
本發明之另一態樣之預浸體的特徵在於:具有上述樹脂組成物或前述樹脂組成物之半硬化物、與纖維質基材。
本發明之另一態樣之附樹脂之薄膜的特徵 在於:具有含有上述樹脂組成物或前述樹脂組成物之半硬化物的樹脂層、與支持薄膜。
本發明之另一態樣之附樹脂之金屬箔的特徵在於:具有含有上述樹脂組成物或前述樹脂組成物之半硬化物的樹脂層、與金屬箔。
本發明之另一態樣之覆金屬積層板的特徵在於:具有含有上述樹脂組成物之硬化物或上述預浸體之硬化物的絕緣層、與金屬箔。
又,本發明之另一態樣之配線基板的特徵在於:具有含有上述樹脂組成物之硬化物或上述預浸體之硬化物的絕緣層、與配線。
根據上述之構成,可提供一種可製得具有耐熱性及低介電特性等特性並且外觀亦佳之基板的預浸體、附樹脂之薄膜、附樹脂之金屬箔、覆金屬積層板、配線基板等。
以下將以實施例更具體說明本發明,惟本發明之範圍不受該等限定。
實施例
首先,在本實施例中,針對調製樹脂組成物時使用之成分加以說明。
<A成分:聚苯醚化合物>
‧聚苯醚化合物1(pH=5.0)
使固有黏度為0.09dL/g之聚苯醚樹脂與甲基丙烯酸酐反應而製得聚苯醚化合物1。
具體上,係使聚苯醚與甲基丙烯酸酐在作為觸媒之4-(N,N-二甲基胺基)吡啶存在下反應,而製得了本實施形態之上述式(2)所示改質聚苯醚化合物A。
接著,將所得改質聚苯醚化合物A適當調整以酸水溶液(pH)、鹼水溶液(pH)之洗淨並同時將pH調整至5.0而獲得了聚苯醚化合物1。
‧聚苯醚化合物2(pH=6.0)
將前述聚苯醚化合物A適當調整以水溶液(pH)、鹼水溶液(pH)之洗淨並同時將pH調整至6.0而獲得了聚苯醚化合物2。
‧聚苯醚化合物3(pH=4.0)
將前述聚苯醚化合物A適當調整以水溶液(pH)、鹼水溶液(pH)之洗淨並同時將pH調整至4.0而獲得了聚苯醚化合物3。
‧聚苯醚化合物4(pH=4.7)
將前述聚苯醚化合物A適當調整以水溶液(pH)、鹼水溶液(pH)之洗淨並同時將pH調整至4.7而獲得了聚苯醚化合物4。
<其他樹脂>
‧甲酚酚醛型環氧樹脂「N690」(DIC股份有限公司製)
‧酚醛型苯酚樹脂「TD2131」(DIC股份有限公司製)
‧二環戊二烯型環氧樹脂「HP-7200H」(DIC股份有限公司製)
‧未改質聚苯醚化合物「SA90」(SABIC Innovative Plastics公司製)
‧氰酸酯樹脂「BADCy」(Lonza Japan股份有限公司製)
<交聯型硬化劑>
‧TAIC:三聚異氰酸三烯丙酯(日本化成股份有限公司製)
‧DVB810:二乙烯基苯(新日鐵住金化學股份有限公司)
<反應引發劑>
過氧化物:1,3-雙(丁基過氧基異丙基)苯(日油股份有限公司製Perbutyl P)
<反應觸媒>
‧咪唑系硬化劑「2E4MZ」(四國化成股份有限公司製)
‧金屬皂「辛酸鋅(OCT-Zn)(DIC股份有限公司製)
<B成分:矽烷耦合劑>
‧環氧矽烷:分子中具有環氧基之矽烷耦合劑(3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷,信越聚矽氧公司製之「KBM-403」)
‧胺基矽烷:分子中具有胺基之矽烷耦合劑(3-胺丙基三甲氧基矽烷,信越聚矽氧公司製之「KBM-903」)
‧乙烯基矽烷:分子中具有乙烯基之矽烷耦合劑(乙烯基三甲氧基矽烷,信越聚矽氧公司製之「KBM-1003」)
‧甲基丙烯醯基矽烷:分子中具有甲基丙烯醯基之矽烷耦合劑(3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷,信越聚矽氧公司製之「KBM-503」)
<B成分:二氧化矽粒子>
‧二氧化矽-1:經矽烷耦合劑行表面處理之二氧化矽粒子(經分子中具有環氧基之矽烷耦合劑行表面處理的二氧化矽粒子,ADMATECHS.製之「SC2500-SEJ」)
‧二氧化矽-2:經矽烷耦合劑行表面處理之二氧化矽粒子(經分子中具有乙烯基之矽烷耦合劑行表面處理的二氧化矽粒子,ADMATECHS CO.,LTD.製之SC-2300SVJ)
‧未處理二氧化矽:未以矽烷耦合劑行表面處理之二氧化矽粒子(ADMATECHS.製之「SO-25R」)
<C成分:有機溶劑>
‧甲苯
[試驗例1]
<實施例1~12、比較例1~2>
[調製樹脂組成物(清漆狀)]
以聚苯醚化合物1(pH=5.0)60質量份、交聯型硬化劑(TAIC)40質量份、反應引發劑(PBP)1質量份之摻混比率做成樹脂成分(I)。將該樹脂成分(I)以表1及表2中記載之摻混量(質量份)與矽烷耦合劑、二氧化矽粒子及有機溶劑(甲苯)混合。將該混合物在25℃下攪拌60分鐘,藉以獲得實施例1~12及比較例1~2之清漆狀樹脂組成物(清漆)。 另,以下,樹脂成分(I)意指以聚苯醚化合物作為主成分並使用TAIC作為交聯型硬化劑的樹脂成分。
<實施例13>
[調製樹脂組成物(清漆狀)]
以聚苯醚化合物1(pH=5.0)60質量份、交聯型硬化劑(DBV)40質量份、反應引發劑(PBP)1質量份之摻混比率做成樹脂成分(II),除此以外以與實施例1同樣方式獲得清漆狀樹脂組成物(清漆)。另,以下,樹脂成分(II)意指以聚苯醚化合物作為主成分並使用DBV作為交聯型硬化劑的樹脂成分。
<比較例3~18>
[調製樹脂組成物(清漆狀)]
以聚苯醚化合物3(pH=4.0)60質量份、交聯型硬化劑(TAIC)40質量份、反應引發劑(PBP)1質量份之摻混比率做成樹脂成分(I),除此以外以與實施例1同樣方式獲得清漆狀樹脂組成物(清漆)。
<比較例19>
[調製樹脂組成物(清漆狀)]
以聚苯醚化合物3(pH=4.0)60質量份、交聯型硬化劑(DBV)40質量份、反應引發劑(PBP)1質量份之摻混比率做成樹脂成分(II),除此以外以與實施例1同樣方式獲得清漆狀樹脂組成物(清漆)。
<評估試驗>
(PPE化合物之pH)
以1:3之重量比例秤出各PPE化合物與離子交換水(pH=5.0),在室溫(20~23℃)下照超音波振動而進行10分鐘處理。處理後,用pH試紙測定離子交換水之pH。
(PPE化合物中之不純物含量)
首先,於各試料約0.8g添加純水約11g,照10分鐘超音波後,進行濾器過濾。
接著,從所得試料以離子層析(IC)分析測定各聚苯醚化合物中之甲基丙烯酸二聚物及甲基丙烯酸二聚物之水解物的含量。
裝置係用Thermo Fisher製之「DX500」,分離管柱則使用Ionpac AS17C。於表1列出各測定結果(IC檢測量)。
(清漆狀樹脂組成物的杯狀黏度)
用有把手的水杯裝取溶劑(甲基乙基酮)後,將杯狀黏度計(Anest Iwata股份有限公司製「NK-2」)浸入並攪拌2~3分鐘,使杯本體與溶劑成為相同溫度。在溶劑中使杯本體裝滿溶劑,從新溶劑中取出杯本體,開始測定。以馬錶測定自開始測定起溶劑從杯孔滴下的時間。盡量使杯本體保持水平,使溶劑從杯孔順暢滴下,並在溶劑從杯孔滴完時,結束測定。自開始測定起至測定結束為止之所需時間(秒)確認為6~7秒。
接著,分別準備3種清漆(樹脂組成物)作為試料。亦即,剛調製成的清漆、調製後經過7日的清漆及調製後經過30日的清漆。儲存條件係在溫度20度、濕度55% 以下放入附蓋之容器中,闔蓋後靜放。
將杯狀黏度計之杯本體浸漬於各樹脂清漆(剛調製成的清漆、調製後經過7日的清漆及調製後經過30日的清漆)中並攪拌2~3分鐘,使杯本體與樹脂清漆成為相同溫度。在樹脂清漆中使杯本體裝滿清漆後,從清漆中取出杯本體,開始測定。以馬錶測定自開始測定起清漆從杯孔滴下的時間。盡量使杯本體保持水平,使清漆從杯孔順暢滴下。以清漆自杯孔滴完時作為測定結束,並以自開始測定起至測定結束為止所需之時間(秒)為杯狀黏度。重複所述步驟,測定2次杯狀黏度。2次資料之差異若在3秒以內,即判定為有正確測定。
(製作預浸體及評估外觀)
使各實施例及比較例中所製作之剛製成的樹脂清漆浸潤至玻璃布(日東紡公司製,2116型)後,在130℃下加熱乾燥約3分鐘而獲得預浸體。屆時,將樹脂組成物含量(樹脂含量)相對於預浸體重量調整成約56質量%。
利用目測檢視評估所得之預浸體的外觀。評估基準如下。
○:有均勻塗佈,未產生塗痕或樹脂不均。
×(塗痕、不均):樹脂之塗佈情況有不均或觀察到塗痕。
(製作覆銅積層板及評估耐熱性)
將六片上述預浸體於其兩側配置厚度35μm之銅箔(三井金屬公司製「3EC3」)而做成被壓體,並在真空條件下,於溫度200℃、壓力30kgf/cm2之條件下加熱、加壓90分 鐘,而製得兩面接著有銅箔之厚度約0.76mm的覆銅積層板。
‧耐熱性
所得之覆銅積層板於吸濕後的焊接耐熱性係以以下方法測定。首先,蝕刻所得之50mm×50mm的覆銅積層板,並在各試樣進行121℃濕度100%、1大氣壓、4小時的壓力鍋測試(PCT)後,在288℃之焊槽中浸漬20秒,以肉眼觀察有無產生白點(measling)或膨脹發生。未產生白點或膨脹發生者評估為○,反之則評估為×。
於表1(實施例)及表2(比較例)列出以上結果。另,表1及表2中,樹脂系(I)意指使用TAIC作為交聯型硬化劑之樹脂成分,樹脂系(II)意指使用DBV作為交聯型硬化劑之樹脂成分。另,表中之樹脂系(I)及樹脂系(II)表示上述各樹脂成分(I)及樹脂成分(II)中之反應引發劑(PBP)以外的成分。
Figure 108124262-A0305-02-0045-8
Figure 108124262-A0305-02-0046-9
(考察)
如從表1所示結果明白可知,本發明之樹脂組成物的流動性優異,即使是調製後經過30日的清漆,依舊能維持優異的流動性。又,預浸體之外觀及積層板的耐熱性亦佳。
對於此,如表2所示,在比較例3-19中使用pH低的PPE化合物,其流動性差,因而預浸體之外觀亦差。另,在比較例1-2中不具(b-1)於分子內具有含碳-碳不飽和雙鍵之官能基的矽烷耦合劑與二氧化矽粒子、及(b-2)經前述矽烷耦合劑行表面處理之二氧化矽粒子中任一者,故未能在積層板獲得充分的耐熱性。
[試驗例2]
<實施例14-15>
[調製樹脂組成物(清漆狀)]
以聚苯醚化合物2(pH=6.0)60質量份、交聯型硬化劑(TAIC)40質量份、反應引發劑(PBP)1質量份之摻混比率做成樹脂成分,除此以外以與實施例1同樣方式獲得清漆狀樹脂組成物(清漆)。
<實施例16>
[調製樹脂組成物(清漆狀)]
以聚苯醚化合物2(pH=6.0)60質量份、交聯型硬化劑(DBV)40質量份、反應引發劑(PBP)1質量份之摻混比率做成樹脂成分,除此以外以與實施例1同樣方式獲得清漆狀樹脂組成物(清漆)。
<比較例20-21>
[調製樹脂組成物(清漆狀)]
以聚苯醚化合物4(pH=4.7)60質量份、交聯型硬化劑(TAIC)40質量份、反應引發劑(PBP)1質量份之摻混比率做成樹脂成分,除此以外以與實施例1同樣方式獲得清漆狀樹脂組成物(清漆)。
<比較例22>
[調製樹脂組成物(清漆狀)]
以聚苯醚化合物4(pH=4.7)60質量份、交聯型硬化劑(DBV)40質量份、反應引發劑(PBP)1質量份之摻混比率做成樹脂成分,除此以外以與實施例1同樣方式獲得清漆狀樹脂組成物(清漆)。
使用所得清漆狀樹脂組成物,以與實施例1同樣方式評估PPE化合物之pH、清漆狀樹脂組成物之杯狀黏度、預浸體之外觀及積層板之耐熱性。將結果列於表3。另,在表3中同樣樹脂系(I)意指使用TAIC作為交聯型硬化劑之樹脂成分,且樹脂系(II)意指使用DBV作為交聯型硬化劑之樹脂成分。
Figure 108124262-A0305-02-0049-10
(考察)
本發明之樹脂組成物即使pH為6.0,依舊與實施例1-15同樣,在流動性、預浸體之外觀及積層板之耐熱性均顯示出優異的結果。
相對地,pH小於5.0的比較例20-22之樹脂組成物雖是使用了與表2之比較例不同交聯型硬化劑的樹脂系,但流動性、預浸體之外觀及積層板之耐熱性都依舊不良。
[試驗例3]
此外,為了評估本發明之樹脂組成物更多的特性(電特性:低介電特性),實施了與其他樹脂系之比較試驗。
<比較例23>
[調製樹脂組成物(清漆狀)]
以甲酚酚醛型環氧樹脂70質量份、酚醛型苯酚樹脂30質量份、反應觸媒(2E4MZ)0.05質量份之摻混比率做成樹脂成分(III)。將該樹脂成分(III)以表4中記載之摻混量(質量份)與二氧化矽粒子及有機溶劑(甲苯)混合。將該混合物在25℃下攪拌60分鐘,藉以獲得比較例23之清漆狀樹脂組成物(清漆)。
<比較例24>
[調製樹脂組成物(清漆狀)]
以二環戊二烯型環氧樹脂50質量份、未改質聚苯醚化合物20質量份、氰酸酯樹脂30質量份、反應觸媒(OCT-Zn)0.005質量份之摻混比率做成樹脂成分(IV)。將 該樹脂成分(IV)以表4中記載之摻混量(質量份)與二氧化矽粒子及有機溶劑(甲苯)混合。將該混合物在25℃下攪拌60分鐘,藉以獲得比較例24之清漆狀樹脂組成物(清漆)。
(製作積層板)
針對實施例1、2、7及11、以及上述比較例23~24之樹脂組成物,以與上述試驗例1同樣的方法製作預浸體。將所得預浸體六片於其兩側配置厚12μm之銅箔(古河電氣工業股份有限公司製GT-MP)做成被壓體,並在真空條件下,以溫度210℃、壓力30kgf/cm2之條件加熱、加壓90分鐘而獲得兩面接著有銅箔之厚度約0.75mm的覆銅積層板。
<評估試驗>
[介電特性(相對介電常數及介電正切)]
使用材料/阻抗分析儀(惠普公司製之HP4291A及HP16453A)測定評估基板在1GHz下的相對介電常數(Dk)及介電正切(Df)。評估基板係使用已從上述覆銅積層板去除銅箔的積層板。測定係以根據PC-TM-650 2.5.5.9之方法進行。
於表4中顯示結果。
另,以下表4中,樹脂系(I)~樹脂系(IV)意指上述各樹脂成分(I)~樹脂成分(IV)中反應引發劑(PBP)及反應觸媒(2E4MZ、OCT-Zn)以外之成分。
Figure 108124262-A0305-02-0052-11
(考察)
如從表4所示結果明白顯示出,相較於其他樹脂系(比較例23~24),本發明之樹脂組成物顯示低介電特性。經由以上可確認,本發明之樹脂組成物係一種可在維持其硬化物之耐熱性及接著性、電特性等特性的情況下做成清漆狀時流動性依舊優異的樹脂組成物。
本申請案係以已於2018年8月3日提申之日本專利申請案特願2018-146827為基礎,且本申請案包含其內容。
為了闡述本發明,於前述中參照具體例及圖式等,同時透過實施形態適當且充分說明了本發明,惟應知悉,只要是熟知此項技藝之人士,可輕易地變更及/或改良前述實施形態。因此,熟知此項技藝之人士實施之變更形態或改良形態,只要未脫離申請專利範圍所載請求項的權利範圍,即可解釋為該請求項之權利範圍含括該變更形態或該改良形態。
產業上之可利用性
本發明在涉及電子材料及使用其之各種設備的技術領域中,具有廣泛的產業上之可利用性。
1:預浸體
2:樹脂組成物或樹脂組成物之半硬化物
3:纖維質基材

Claims (10)

  1. 一種樹脂組成物,其特徵在於含有:(A)聚苯醚化合物,其於末端具有下述式(1)所示之基;(B)(b-1)及(b-2)中之至少一者:(b-1)於分子內具有含碳-碳不飽和雙鍵之官能基的矽烷耦合劑與二氧化矽粒子,(b-2)經前述矽烷耦合劑行表面處理之二氧化矽粒子;及(C)有機溶劑;關於前述(A)成分,使以1:3之重量比例混合前述(A)成分與離子交換水(pH=5.0)所得混合液在室溫下超音波振動10分鐘後,過濾萃取出的萃取液之pH顯示為5.0以上;且其中前述(A)成分中所含之作為不純物之甲基丙烯酸二聚物及其水解物之量為200μg/g以下;
    Figure 108124262-A0305-02-0055-12
    [式(1)中,R1表示氫原子或烷基]。
  2. 如請求項1之樹脂組成物,其中相對於包含前述聚苯醚化合物之樹脂成分100質量份,前述二氧化矽粒子及經前述矽烷耦合劑行表面處理之二氧化矽粒子的 合計含量為50質量份~250質量份。
  3. 如請求項1之樹脂組成物,其中含前述碳-碳不飽和雙鍵之官能基具有選自於由甲基丙烯醯氧基、苯乙烯基、乙烯基及丙烯醯氧基所構成群組中之至少1種官能基。
  4. 如請求項1之樹脂組成物,其中前述矽烷耦合劑更具有甲氧基。
  5. 如請求項1之樹脂組成物,其更包含交聯型硬化劑。
  6. 一種預浸體,具有:如請求項1之樹脂組成物或前述樹脂組成物之半硬化物、與纖維質基材。
  7. 一種附樹脂之薄膜,具有:包含如請求項1之樹脂組成物或前述樹脂組成物之半硬化物的樹脂層、與支持薄膜。
  8. 一種附樹脂之金屬箔,具有:包含如請求項1之樹脂組成物或前述樹脂組成物之半硬化物的樹脂層、與金屬箔。
  9. 一種覆金屬積層板,具有:包含如請求項1之樹脂組成物之硬化物或如前述請求項6之預浸體之硬化物的絕緣層、與金屬箔。
  10. 一種配線基板,具有:包含如請求項1之樹脂組成物之硬化物或如前述請求項6之預浸體之硬化物的絕緣層、與配線。
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