TWI835992B - 樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
本發明的課題為提供可得到抑制難燃劑之析出,且密合性優良之硬化物的樹脂組成物。
其解決手段為一種樹脂組成物,其含有(A)環氧樹脂、(B)硬化劑、(C)聚醯亞胺樹脂、(D)無機填充材,及(E)液狀膦氮烯。
Description
本發明係關於含有環氧樹脂及硬化劑之樹脂組成物;上述樹脂組成物之硬化物;含有上述樹脂組成物之樹脂薄片;包含由上述樹脂組成物所形成之絕緣層的多層可撓基板;及具備上述多層可撓基板之半導體裝置。
近年來,對更薄型且輕量,構裝密度高的半導體零件之要求正在提高。為了回應該要求,利用可撓基板作為半導體零件所用的基板一事受到注目。可撓基板相較於剛性基板,可成為薄且輕量。再者,可撓基板係柔軟而可變形,因此可折彎來進行構裝。
一般而言,係藉由進行製作包含聚醯亞胺薄膜、銅箔及接著劑之3層薄膜,或包含聚醯亞胺薄膜及導體層之2層薄膜;及遵照減成法蝕刻導體層而形成電路來製造可撓基板。以往由於可較價格便宜地製作,因此多使用3層薄膜。但是,具有高密度配線之電路基板中,為了解決接著劑之耐熱性及電絕緣性之課題,係有使用2層薄膜者。然而,2層薄膜係有成本及生產性的課題。因而,為了解決該課題,專利文獻1~3中,揭示多層可撓基板用之絕緣材料。又,專利文獻4、5中有記載聚醯亞胺樹脂。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2006-37083號公報
[專利文獻2]日本特開2016-41797號公報
[專利文獻3]日本專利第6387181號公報
[專利文獻4]日本專利第6240798號公報
[專利文獻5]日本專利第6240799號公報
[發明所欲解決之課題]
一般而言,聚醯亞胺樹脂係使用於可撓用途,但有難燃性不足的課題。因此,有探討添加難燃劑,但使用固體狀難燃劑時,難燃劑會於樹脂組成物中析出而不易使用。又,一般而言若添加難燃劑,則得不到高的密合性。
本發明之課題,為提供可得到抑制難燃劑之析出且密合性優良之硬化物的樹脂組成物;上述樹脂組成物之硬化物;含有上述樹脂組成物之樹脂薄片;包含由上述樹脂組成物所形成之絕緣層的多層可撓基板;及具備上述多層可撓基板之半導體裝置。
[用以解決課題之手段]
為了達成本發明之課題,本發明者等人深入探討的結果,發現藉由使用液狀膦氮烯作為難燃劑,可得到抑制難燃劑之析出且密合性優良之硬化物,而完成本發明。
亦即,本發明包含以下內容。
[1] 一種樹脂組成物,其含有(A)環氧樹脂、(B)硬化劑、(C)聚醯亞胺樹脂、(D)無機填充材,及(E)液狀膦氮烯。
[2] 如上述[1]之樹脂組成物,其中以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,(E)成分之含量為1質量%以上。
[3] 如上述[1]或[2]之樹脂組成物,其中以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,(E)成分之含量為20質量%以下。
[4] 如上述[1]~[3]中任一項之樹脂組成物,其中(E)成分為下述式(3):
(式中,s表示1以上之整數)
表示之化合物。
[5] 如上述[1]~[4]中任一項之樹脂組成物,其中以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,(D)成分之含量為60質量%以下。
[6] 如上述[1]~[5]中任一項之樹脂組成物,其中(C)成分包含藉由二胺化合物與芳香族四羧酸二酐之醯亞胺化反應所得到之樹脂。
[7] 如上述[1]~[6]中任一項之樹脂組成物,其中(B)成分係選自由酚系硬化劑、萘酚系硬化劑,及活性酯系硬化劑所成之群。
[8] 如上述[1]~[7]中任一項之樹脂組成物,其中(B)成分包含活性酯系硬化劑。
[9] 如上述[1]~[8]中任一項之樹脂組成物,其係多層可撓基板之絕緣層形成用。
[10] 一種如上述[1]~[9]中任一項之樹脂組成物之硬化物。
[11] 一種樹脂薄片,其包含支撐體,與設置於該支撐體上之以如上述[1]~[9]中任一項之樹脂組成物所形成之樹脂組成物層。
[12] 一種多層可撓基板,其包含使如上述[1]~[9]中任一項之樹脂組成物硬化所形成的絕緣層。
[13] 一種半導體裝置,其具備如上述[12]之多層可撓基板。
[發明之效果]
依照本發明,可提供可得到抑制難燃劑之析出且密合性優良之硬化物的樹脂組成物;上述樹脂組成物之硬化物;含有上述樹脂組成物之樹脂薄片;包含由上述樹脂組成物所形成之絕緣層的多層可撓基板;及具備上述多層可撓基板之半導體裝置。
以下、基於其適合的實施形態詳細說明本發明。惟,本發明不限定於下述實施形態及例示物,於不脫離本發明之申請專利範圍及其均等範圍的範圍內可任意變更來實施。
<樹脂組成物>
本發明之樹脂組成物,含有(A)環氧樹脂、(B)硬化劑、(C)聚醯亞胺樹脂、(D)無機填充材,及(E)液狀膦氮烯。
藉由使用如此的樹脂組成物,可得到抑制難燃劑之析出且密合性優良之硬化物。
本發明之樹脂組成物,於(A)環氧樹脂、(B)硬化劑、(C)聚醯亞胺樹脂、(D)無機填充材,及(E)液狀膦氮烯以外,亦可進一步含有任意成分。任意成分例如可列舉(F)硬化促進劑、(G)有機溶劑,及(H)其他添加劑。以下詳細說明樹脂組成物中所包含的各成分。
<(A)環氧樹脂>
本發明之樹脂組成物含有(A)環氧樹脂。
(A)環氧樹脂例如可列舉聯二甲酚型環氧樹脂、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、二環戊二烯型環氧樹脂、三酚型環氧樹脂、萘酚酚醛清漆型環氧樹脂、酚酚醛清漆型環氧樹脂、tert-丁基-兒茶酚型環氧樹脂、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、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、線狀脂肪族環氧樹脂、具有丁二烯結構之環氧樹脂、脂環式環氧樹脂、雜環式環氧樹脂、含螺環之環氧樹脂、環己烷型環氧樹脂、環己烷二甲醇型環氧樹脂、伸萘基醚型環氧樹脂、三羥甲基型環氧樹脂、四苯基乙烷型環氧樹脂等。環氧樹脂可1種單獨使用、亦可組合2種以上使用。
樹脂組成物,較佳含有1分子中具有2個以上之環氧基的環氧樹脂,作為(A)環氧樹脂。就顯著得到本發明之所期望之效果的觀點,相對於(A)環氧樹脂之不揮發成分100質量%而言,1分子中具有2個以上之環氧基的環氧樹脂之比例,較佳為50質量%以上、更佳為60質量%以上、特佳為70質量%以上。
環氧樹脂中,係有於溫度20℃為液狀之環氧樹脂(以下有稱為「液狀環氧樹脂」者),與於溫度20℃為固體狀之環氧樹脂(以下有稱為「固體狀環氧樹脂」者)。於一實施形態中,本發明之樹脂組成物含有液狀環氧樹脂作為環氧樹脂。於一實施形態中,本發明之樹脂組成物含有固體狀環氧樹脂作為環氧樹脂。本發明之樹脂組成物,可僅含有液狀環氧樹脂,或亦可僅含有固體狀環氧樹脂作為環氧樹脂,較佳為組合含有液狀環氧樹脂與固體狀環氧樹脂。
液狀環氧樹脂,較佳為1分子中具有2個以上之環氧基的液狀環氧樹脂。
液狀環氧樹脂,較佳為雙酚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、酚酚醛清漆型環氧樹脂、具有酯骨架之脂環式環氧樹脂、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,及具有丁二烯結構之環氧樹脂。
液狀環氧樹脂之具體例子,可列舉DIC公司製之「HP4032」、「HP4032D」、「HP4032SS」(萘型環氧樹脂);三菱化學公司製之「828US」、「828EL」、「jER828EL」、「825」、「Epicoat 828EL」(雙酚A型環氧樹脂);三菱化學公司製之「jER807」、「1750」(雙酚F型環氧樹脂);三菱化學公司製之「jER152」(酚酚醛清漆型環氧樹脂);三菱化學公司製之「630」、「630LSD」(縮水甘油胺型環氧樹脂);新日鐵住金化學公司製之「ZX1059」(雙酚A型環氧樹脂與雙酚F型環氧樹脂之混合品);Nagase ChemteX公司製之「EX-721」(縮水甘油酯型環氧樹脂);Daicel公司製之「Celloxide 2021P」(具有酯骨架之脂環式環氧樹脂);Daicel公司製之「PB-3600」、日本曹達公司製之「JP-100」、「JP-200」(具有丁二烯結構之環氧樹脂);新日鐵住金化學公司製之「ZX1658」、「ZX1658GS」(液狀1,4-縮水甘油基環己烷型環氧樹脂)等。此等可1種單獨使用、亦可組合2種以上使用。
固體狀環氧樹脂,較佳為1分子中具有3個以上之環氧基的固體狀環氧樹脂、更佳為1分子中具有3個以上之環氧基的芳香族系之固體狀環氧樹脂。
固體狀環氧樹脂,較佳為聯二甲酚型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、萘型4官能環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、二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。
固體狀環氧樹脂之具體例子,可列舉DIC公司製之「HP4032H」(萘型環氧樹脂);DIC公司製之「HP-4700」、「HP-4710」(萘型4官能環氧樹脂);DIC公司製之「N-690」(甲酚酚醛清漆型環氧樹脂);DIC公司製之「N-695」(甲酚酚醛清漆型環氧樹脂);DIC公司製之「HP-7200」(二環戊二烯型環氧樹脂);DIC公司製之「HP-7200HH」、「HP-7200H」、「EXA-7311」、「EXA-7311-G3」、「EXA-7311-G4」、「EXA-7311-G4S」、「HP6000」(伸萘基醚型環氧樹脂);日本化藥公司製之「EPPN-502H」(三酚型環氧樹脂);日本化藥公司製之「NC7000L」(萘酚酚醛清漆型環氧樹脂);日本化藥公司製之「NC3000H」、「NC3000」、「NC3000L」、「NC3100」(聯苯型環氧樹脂);新日鐵住金化學公司製之「ESN475V」(萘酚型環氧樹脂);新日鐵住金化學公司製之「ESN485」(萘酚酚醛清漆型環氧樹脂);三菱化學公司製之「YX4000H」、「YX4000」、「YL6121」(聯苯型環氧樹脂);三菱化學公司製之「YX4000HK」(聯二甲酚型環氧樹脂);三菱化學公司製之「YX8800」(蒽型環氧樹脂);三菱化學公司製之「YX7700」(含二甲苯結構之酚醛清漆型環氧樹脂);大阪瓦斯化學公司製之「PG-100」、「CG-500」;三菱化學公司製之「YL7760」(雙酚AF型環氧樹脂);三菱化學公司製之「YL7800」(茀型環氧樹脂);三菱化學公司製之「jER1010」(固體狀雙酚A型環氧樹脂);三菱化學公司製之「jER1031S」(四苯基乙烷型環氧樹脂)等。此等可1種單獨使用、亦可組合2種以上使用。
組合使用液狀環氧樹脂與固體狀環氧樹脂作為(A)環氧樹脂時,該等之質量比(液狀環氧樹脂:固體狀環氧樹脂),較佳為1:1~1:50、更佳為1:3~1:30、特佳為1:5~1:20。液狀環氧樹脂與固體狀環氧樹脂之質量比藉由在該範圍,可顯著地得到本發明之所期望之效果。
(A)環氧樹脂之環氧當量,較佳為50g/eq.~ 5000g/eq.、更佳為50g/eq.~3000g/eq.、又更佳為80g/eq.~ 2000g/eq.、又再更佳為110g/eq.~1000g/eq.。藉由成為此範圍,樹脂薄片之硬化物的交聯密度變得充分,可得到表面粗度小的絕緣層。環氧當量,為環氧基每1當量的樹脂之質量。該環氧當量可遵照JIS K7236測定。
(A)環氧樹脂之重量平均分子量(Mw),就顯著得到本發明之所期望之效果的觀點,較佳為100~5000、更佳為250~3000、又更佳為400~1500。樹脂之重量平均分子量,可藉由凝膠滲透層析(GPC)法,作為聚苯乙烯換算之值來測定。
(A)環氧樹脂之含量並無特殊限定,就顯著得到本發明之所期望之效果的觀點,以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,較佳為5質量%以上、更佳為10質量%以上、又更佳為15質量%以上、特佳為18質量%以上。其上限,就顯著得到本發明之所期望之效果的觀點,較佳為50質量%以下、更佳為40質量%以下、又更佳為30質量%以下、特佳為25質量%以下。
<(B)硬化劑>
本發明之樹脂組成物含有(B)硬化劑。(B)硬化劑具有使(A)環氧樹脂硬化的功能。
(B)硬化劑,只要具有使環氧樹脂硬化的功能則無特殊限定,例如,可列舉酚系硬化劑、萘酚系硬化劑、酸酐系硬化劑、活性酯系硬化劑、苯并噁嗪系硬化劑、氰酸酯系硬化劑及碳二亞胺系硬化劑。硬化劑可1種單獨使用、亦可組合2種以上使用。本發明之樹脂組成物之(B)硬化劑,就顯著得到本發明之所期望之效果的觀點,較佳為選自由酚系硬化劑、萘酚系硬化劑,及活性酯系硬化劑所成之群者。又,於一實施形態中,(B)硬化劑較佳含有活性酯系硬化劑。
酚系硬化劑及萘酚系硬化劑,就耐熱性及耐水性之觀點,較佳為具有酚醛清漆結構之酚系硬化劑,或具有酚醛清漆結構之萘酚系硬化劑。又,就對被黏著體之密合性的觀點,較佳為含氮酚系硬化劑或含氮萘酚系硬化劑、更佳為含三嗪骨架之酚系硬化劑或含三嗪骨架之萘酚系硬化劑。其中就高度滿足耐熱性、耐水性,及密合性之觀點,尤以含三嗪骨架之酚酚醛清漆樹脂為佳。酚系硬化劑及萘酚系硬化劑之具體例子,例如可列舉明和化成公司製之「MEH-7700」、「MEH-7810」、「MEH-7851」、日本化藥公司製之「NHN」、「CBN」、「GPH」、新日鐵住金化學公司製之「SN-170」、「SN-180」、「SN-190」、「SN-475」、「SN-485」、「SN-495」、「SN-375」、「SN-395」、DIC公司製之「LA-7052」、「LA-7054」、「LA-3018」、「LA-3018-50P」、「LA-1356」、「TD2090」、「TD-2090-60M」等。
酸酐系硬化劑,可列舉1分子中具有1個以上之酸酐基的硬化劑。酸酐系硬化劑之具體例子,可列舉鄰苯二甲酸酐、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、甲基降莰烯二酸酐、氫化甲基降莰烯二酸酐、三烷基四氫鄰苯二甲酸酐、十二烯基琥珀酸酐、5-(2,5-二側氧四氫-3-呋喃基)-3-甲基-3-環己烯-1,2-二羧酸酐、偏苯三甲酸酐、苯均四酸酐、二苯甲酮四羧酸二酐、聯苯四羧酸二酐、萘四羧酸二酐、氧二鄰苯二甲酸二酐、3,3’-4,4’-二苯基碸四羧酸二酐、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5-(四氫-2,5-二側氧-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)、苯乙烯與馬來酸共聚合而得的苯乙烯・馬來酸樹脂等之聚合物型之酸酐等。酸酐系硬化劑之市售品,可列舉新日本理化公司製之「HNA-100」、「MH-700」等。
活性酯系硬化劑並無特殊限制,一般而言較佳使用酚酯類、硫酚酯類、N-羥基胺酯類、雜環羥基化合物之酯類等之1分子中具有2個以上之反應活性高的酯基之化合物。該活性酯系硬化劑,較佳為藉由羧酸化合物及/或硫代羧酸化合物與羥基化合物及/或硫醇化合物之縮合反應而得到者。特別就耐熱性提高之觀點,較佳為由羧酸化合物與羥基化合物所得到的活性酯系硬化劑;更佳為由羧酸化合物與酚化合物及/或萘酚化合物所得到的活性酯系硬化劑。羧酸化合物例如可列舉安息香酸、乙酸、琥珀酸、馬來酸、依康酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、苯均四酸等。酚化合物或萘酚化合物例如可列舉氫醌、間苯二酚、雙酚A、雙酚F、雙酚S、酸式酚酞、甲基化雙酚A、甲基化雙酚F、甲基化雙酚S、酚、o-甲酚、m-甲酚、p-甲酚、兒茶酚、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、苯三醇、二環戊二烯型二酚化合物、酚酚醛清漆等。此處,「二環戊二烯型二酚化合物」,係指二環戊二烯1分子與酚2分子縮合而得到的二酚化合物。
具體而言,較佳為包含二環戊二烯型二酚結構之活性酯化合物、包含萘結構之活性酯化合物、包含酚酚醛清漆之乙醯化物之活性酯化合物、包含酚酚醛清漆之苯甲醯化物之活性酯化合物;其中尤更佳為包含萘結構之活性酯化合物、包含二環戊二烯型二酚結構之活性酯化合物。「二環戊二烯型二酚結構」,表示包含伸苯基-二環戊搭烯-伸苯基之2價結構單位。
活性酯系硬化劑之市售品,就包含二環戊二烯型二酚結構之活性酯化合物而言,可列舉「EXB9451」、「EXB9460」、「EXB9460S」、「HPC-8000」、「HPC-8000H」、「HPC-8000-65T」、「HPC-8000H-65TM」、「EXB-8000L」、「EXB-8000L-65TM」(DIC公司製);就包含萘結構之活性酯化合物而言,可列舉「EXB9416-70BK」、「EXB-8150-65T」(DIC公司製);就包含酚酚醛清漆之乙醯化物之活性酯化合物而言,可列舉「DC808」(三菱化學公司製);就包含酚酚醛清漆之苯甲醯化物之活性酯化合物而言,可列舉「YLH1026」(三菱化學公司製);就酚酚醛清漆之乙醯化物的活性酯系硬化劑而言,可列舉「DC808」(三菱化學公司製);就酚酚醛清漆之苯甲醯化物的活性酯系硬化劑而言,可列舉「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。
苯并噁嗪系硬化劑之具體例子,可列舉JFE化學公司製之「JBZ-OP100D」、「ODA-BOZ」;昭和高分子公司製之「HFB2006M」、四國化成工業公司製之「P-d」、「F-a」等。
氰酸酯系硬化劑,例如可列舉雙酚A二氰酸酯、多酚氰酸酯(寡(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)苯基丙烷、1,1-雙(4-氰酸酯苯基甲烷)、雙(4-氰酸酯-3,5-二甲基苯基)甲烷、1,3-雙(4-氰酸酯苯基-1-(甲基亞乙基))苯、雙(4-氰酸酯苯基)硫醚,及雙(4-氰酸酯苯基)醚等之2官能氰酸酯樹脂;由酚酚醛清漆及甲酚酚醛清漆等所衍生的多官能氰酸酯樹脂、此等氰酸酯樹脂一部分經三嗪化的預聚物等。氰酸酯系硬化劑之具體例子,可列舉Lonza Japan公司製之「PT30」及「PT60」(均為酚酚醛清漆型多官能氰酸酯樹脂)、「BA230」、「BA230S75」(雙酚A二氰酸酯之一部分或全部經三嗪化而成為三聚體的預聚物)等。
碳二亞胺系硬化劑之具體例子,可列舉日清紡化學公司製之「V-03」、「V-07」等。
含有硬化劑時,環氧樹脂與硬化劑之量比,以[環氧樹脂之環氧基之合計數]:[硬化劑之反應基之合計數]的比率計,較佳為1:0.2~1:2之範圍、更佳為1:0.3~1:1.5、又更佳為1:0.4~1:1.2。此處,硬化劑之反應基,係指活性羥基、活性酯基等,依硬化劑之種類而異。又,環氧樹脂之環氧基之合計數,係指將各環氧樹脂之不揮發成分質量除以環氧當量的值就全部的環氧樹脂予以合計所得之值,硬化劑之反應基之合計數,係指將各硬化劑之不揮發成分質量除以反應基當量的值就全部的硬化劑予以合計所得之值。藉由使環氧樹脂與硬化劑之量比在此範圍,所得之硬化物之耐熱性更提高。
(B)硬化劑之含量並無特殊限定,就顯著得到本發明之所期望之效果的觀點,以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,較佳為0.1質量%以上、更佳為1質量%以上、又更佳為3質量%以上、特佳為5質量%以上。其上限,就顯著得到本發明之所期望之效果的觀點,較佳為40質量%以下、更佳為30質量%以下、又更佳為20質量%以下、特佳為10質量%以下。
<(C)聚醯亞胺樹脂>
本發明之樹脂組成物含有(C)聚醯亞胺樹脂。(C)聚醯亞胺樹脂,只要係重複單位中具有醯亞胺鍵之樹脂則無特殊限定。(C)聚醯亞胺樹脂,一般而言,可包含藉由二胺化合物與酸酐之醯亞胺化反應所得到的樹脂。(C)聚醯亞胺樹脂,亦包含矽氧烷改質聚醯亞胺樹脂等之改質聚醯亞胺樹脂。
用以調製(C)聚醯亞胺樹脂之二胺化合物並無特殊限定,例如可列舉脂肪族二胺化合物,及芳香族二胺化合物。
脂肪族二胺化合物,例如可列舉1,2-乙二胺、1,2-二胺基丙烷、1,3-二胺基丙烷、1,4-二胺基丁烷、1,6-六亞甲二胺、1,5-二胺基戊烷、1,10-二胺基癸烷等之直鏈狀之脂肪族二胺化合物;1,2-二胺基-2-甲基丙烷、2,3-二胺基-2,3-丁烷,及2-甲基-1,5-二胺基戊烷等之分支鏈狀之脂肪族二胺化合物;1,3-雙(胺基甲基)環己烷、1,4-雙(胺基甲基)環己烷、1,4-二胺基環己烷、4,4’-亞甲基雙(環己基胺)等之脂環式二胺化合物;二聚物酸型二胺(以下亦稱為「二聚物二胺」)等,其中尤以二聚物酸型二胺為佳。
二聚物酸型二胺,意指二聚物酸之二個末端羧酸基(-COOH),被取代為胺基甲基(-CH2
-NH2
)或胺基 (-NH2
)所得之二胺化合物。二聚物酸為藉由使不飽和脂肪酸(較佳為碳數11~22者、特佳為碳數18者)二聚化所得之已知化合物,其工業的製程在業界已幾乎標準化。二聚物酸,特別是以碳數36之二聚物酸為主成分者可容易地獲得,該碳數36之二聚物酸係藉由將價格便宜而容易獲得之油酸、亞麻油酸等之碳數18之不飽和脂肪酸予以二聚化所得者。又,二聚物酸,依製造方法、精製之程度等,係有含有任意量之單體酸、三聚物酸、其他聚合脂肪酸等的情況。又,不飽和脂肪酸之聚合反應後,係殘存有雙鍵,但本說明書中,進一步進行氫化反應而經降低不飽和度的氫化物亦包含於二聚物酸中。二聚物酸型二胺,可由市售品獲得,例如可列舉Croda Japan公司製之PRIAMINE1073、PRIAMINE1074、PRIAMINE1075、Cognis Japan公司製之Versamine 551、Versamine 552等。
芳香族二胺化合物例如可列舉苯二胺化合物、萘二胺化合物、二苯胺化合物等。
苯二胺化合物,意指包含具有2個胺基之苯環的化合物,進一步地,此處之苯環,可任意具有1~3個取代基。此處之取代基,並無特殊限定。苯二胺化合物,具體而言,可列舉1,4-苯二胺、1,2-苯二胺、1,3-苯二胺、2,4-二胺基甲苯、2,6-二胺基甲苯、3,5-二胺基聯苯、2,4,5,6-四氟-1,3-苯二胺等。
萘二胺化合物,意指包含具有2個胺基之萘環的化合物,進一步地,此處之萘環,可任意具有1~3個取代基。此處之取代基,並無特殊限定。萘二胺化合物,具體而言,可列舉1,5-二胺基萘、1,8-二胺基萘、2,6-二胺基萘、2,3-二胺基萘等。
二苯胺化合物,意指分子內包含2個苯胺結構之化合物,進一步地,2個苯胺結構中之2個苯環,分別可進一步任意具有1~3個取代基。此處之取代基,並無特殊限定。二苯胺化合物中之2個苯胺結構,可透過直接鍵結,以及/或具有由碳原子、氧原子、硫原子及氮原子中選出的1~100個(較佳為1~50個、更佳為1~20個)骨架原子之1或2個2價連結基而鍵結。二苯胺化合物,亦包含2個苯胺結構於2個部位鍵結者。
二苯胺化合物中之「2價連結基」,具體而言,可列舉-NHCO-、-CONH-、-OCO-、-COO-、-CH2
-、 -CH2
CH2
-、-CH2
CH2
CH2
-、-CH2
CH2
CH2
CH2
-、
-CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
-、-CH(CH3
)-、-C(CH3
)2
-、-C(CF3
)2
-、-CH=CH-、-O-、-S-、-CO-、-SO2
-、-NH-、-Ph-、-Ph-Ph-、-C(CH3
)2
-Ph-C(CH3
)2
-、-O-Ph-O-、-O-Ph-Ph-O-、 -O-Ph-SO2
-Ph-O-、-O-Ph-C(CH3
)2
-Ph-O-、-C(CH3
)2
-Ph-C(CH3
)2
-、
(式中,*表示鍵結部位)
等。本說明書中,「Ph」表示1,4-伸苯基、1,3-伸苯基或1,2-伸苯基。
於一實施形態中,二苯胺化合物,具體而言,可列舉4,4’-二胺基-2,2’-二-三氟甲基-1,1’-聯苯、3,4’-二胺基二苯基醚、4,4’-二胺基二苯基醚、3,3’-二胺基二苯基碸、4,4’-二胺基二苯基碸、4,4’-二胺基二苯基硫醚、4-胺基苯基4-胺基安息香酸酯、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、2,2-雙(4-胺基苯基)丙烷、4,4’-(六氟異亞丙基)二苯胺、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]六氟丙烷、α,α-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-1,3-二異丙基苯、α,α-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-1,4-二異丙基苯、4,4’-(9-亞茀基)二苯胺、2,2-雙(3-甲基-4-胺基苯基)丙烷、2,2-雙(3-甲基-4-胺基苯基)苯、4,4’-二胺基-3,3’-二甲基-1,1’-聯苯、4,4’-二胺基-2,2’-二甲基-1,1’-聯苯、9,9’-雙(3-甲基-4-胺基苯基)茀、5-(4-胺基苯氧基)-3-[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-1,1,3-三甲基茚烷等;較佳為5-(4-胺基苯氧基)-3-[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-1,1,3-三甲基茚烷。
於別的實施形態中,二苯胺化合物,例如可列舉式(1):
[式中,R1
~R8
,係分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、氰基、硝基、-X9
-R9
,或-X10
-R10
,R1
~R8
中至少1者為-X10
-R10
,X9
係分別獨立地表示單鍵、-NR9’
-、-O-、-S-、-CO-、-SO2
-、-NR9’
CO-、-CONR9’
-、-OCO-,或 -COO-,R9
係分別獨立地表示取代或無取代之烷基,或取代或無取代之烯基,R9’
係分別獨立地表示氫原子、取代或無取代之烷基,或取代或無取代之烯基,X10
係分別獨立地表示單鍵、-(取代或無取代之伸烷基)-、-NH-、-O-、-S-、-CO-、-SO2
-、-NHCO-、-CONH-、-OCO-,或-COO-,R10
係分別獨立地表示取代或無取代之芳基,或取代或無取代之雜芳基]
表示之二胺化合物等。
本說明書中,「鹵素原子」,例如可列舉氟原子、氯原子、溴原子等。
本說明書中,「烷基」係指直鏈、分支鏈或環狀之1價脂肪族飽和烴基。「烷基」較佳為碳原子數1~6之烷基、更佳為碳原子數1~3之烷基。「烷基」例如可列舉甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、戊基、異戊基、新戊基、環戊基、環己基等。「取代或無取代之烷基」中之烷基之取代基並無特殊限定,例如可列舉鹵素原子、氰基、烷氧基、芳基、雜芳基、胺基、硝基、羥基、羧基、磺基等。取代基數較佳為1~3個、更佳為1個。
本說明書中,「烷氧基」係指烷基鍵結於氧原子所形成之1價基(烷基-O-)。「烷氧基」較佳為碳原子數1~6之烷氧基、更佳為碳原子數1~3之烷氧基。「烷氧基」例如可列舉甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、異丁氧基、sec-丁氧基、tert-丁氧基、戊氧基等。
本說明書中,「烯基」係指具有至少1個碳-碳雙鍵之直鏈、分支鏈或環狀的1價不飽和烴基。「烯基」較佳為碳原子數2~6之烯基、更佳為碳原子數2或3之烯基。「烯基」例如可列舉乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、2-甲基-1-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、3-甲基-2-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、4-甲基-3-戊烯基、1-己烯基、3-己烯基、5-己烯基、2-環己烯基等。「取代或無取代之烯基」中之烯基的取代基並無特殊限定,例如可列舉鹵素原子、氰基、烷氧基、芳基、雜芳基、胺基、硝基、羥基、羧基、磺基等。取代基數較佳為1~3個、更佳為1個。
本說明書中,「芳基」係指1價芳香族烴基。「芳基」較佳為碳原子數6~14之芳基、更佳為碳原子數6~10之芳基。「芳基」例如可列舉苯基、1-萘基、2-萘基等,較佳為苯基。「取代或無取代之芳基」中之芳基的取代基並無特殊限定,例如可列舉鹵素原子、氰基、烷基、烷氧基、芳基、雜芳基、胺基、硝基、羥基、羧基、磺基等。取代基數較佳為1~3個、更佳為1個。
本說明書中,「雜芳基」係指具有由氧原子、氮原子及硫原子中選出的1至4個雜原子之芳香族雜環基。「雜芳基」較佳為5至12員(較佳為5或6員)之單環式、二環式或三環式(較佳為單環式)芳香族雜環基。「雜芳基」例如可列舉呋喃基、噻吩基、吡咯基、噁唑基、異噁唑基、噻唑基、異噻唑基、咪唑基、吡唑基、1,2,3-噁二唑基、1,2,4-噁二唑基、1,3,4-噁二唑基、呋呫基、1,2,3-噻二唑基、1,2,4-噻二唑基、1,3,4-噻二唑基、1,2,3-三唑基、1,2,4-三唑基、四唑基、吡啶基、嗒嗪基、嘧啶基、吡嗪基、三嗪基等。「取代或無取代之雜芳基」中之雜芳基的取代基並無特殊限定,例如可列舉鹵素原子、氰基、烷基、烷氧基、芳基、雜芳基、胺基、硝基、羥基、羧基、磺基等。取代基數較佳為1~3個、更佳為1個。
本說明書中,「伸烷基」係指直鏈、分支鏈或環狀之2價脂肪族飽和烴基。較佳為碳原子數1~6之伸烷基、更佳為碳原子數1~3之伸烷基。例如可列舉-CH2
-、 -CH2
-CH2
-、-CH(CH3
)-、-CH2
-CH2
-CH2
-、-CH2
-CH(CH3
)-、-CH(CH3
)-CH2
-、-C(CH3
)2
-、-CH2
-CH2
-CH2
-CH2
-、
-CH2
-CH2
-CH(CH3
)-、-CH2
-CH(CH3
)-CH2
-、-CH(CH3
)-CH2
-CH2
-、-CH2
-C(CH3
)2
-、-C(CH3
)2
-CH2
-等。「取代或無取代之伸烷基」中之伸烷基的取代基並無特殊限定,例如可列舉鹵素原子、氰基、烷氧基、芳基、雜芳基、胺基、硝基、羥基、羧基、磺基等。取代基數較佳為1~3個、更佳為1個。
式(1)中,R1
~R8
,係分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、氰基、硝基、-X9
-R9
,或-X10
-R10
。R1
~R8
較佳為分別獨立地為氫原子,或-X10
-R10
。R1
~R8
中至少1者為-X10
-R10
。較佳為R1
~R8
中1者或2者為-X10
-R10
,更佳為R5
~R8
中1者或2者為-X10
-R10
,又更佳為R5
及R7
中1者或2者為-X10
-R10
。
於一實施形態中,較佳為R1
~R8
中1者或2者為-X10
-R10
,且R1
~R8
中其他為氫原子;更佳為R5
~R8
中1者或2者為-X10
-R10
,且R1
~R8
中其他為氫原子;又更佳為R5
及R7
中1者或2者為-X10
-R10
,且R1
~R8
中其他為氫原子。
式(1)中,X9
係分別獨立地表示單鍵、-NR9’
-、-O-、-S-、-CO-、-SO2
-、-NR9’
CO-、-CONR9’
-、-OCO-,或-COO-。X9
較佳為單鍵。R9
係分別獨立地表示取代或無取代之烷基,或取代或無取代之烯基。R9
較佳為取代或無取代之烷基。R9’
係分別獨立地表示氫原子、取代或無取代之烷基,或取代或無取代之烯基。R9’
較佳為氫原子。
式(1)中,X10
係分別獨立地表示單鍵、-(取代或無取代之伸烷基)-、-NH-、-O-、-S-、-CO-、-SO2
-、-NHCO-、-CONH-、-OCO-,或-COO-。X10
較佳為單鍵。R10
係分別獨立地表示取代或無取代之芳基,或取代或無取代之雜芳基。R10
較佳為取代或無取代之芳基。
於一實施形態中,式(1)表示之二胺化合物,較佳為式(1’):
[式中,R1
~R6
及R8
,係分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、氰基、硝基、-X9
-R9
,其他記號係與式(1)相同]
表示之化合物,更佳為式(1”):
表示之化合物(4-胺基安息香酸5-胺基-1,1’-聯苯基-2-酯)。
二胺化合物可使用市售者、亦可使用藉由公知方法合成者。例如,式(1)表示之二胺化合物,可藉由日本專利第6240798號公報記載之合成方法或根據其之方法來合成。二胺化合物可1種單獨使用、亦可組合2種以上使用。
用以調製(C)聚醯亞胺樹脂之酸酐並無特殊限定,於適合的實施形態中,係芳香族四羧酸二酐。芳香族四羧酸二酐,例如可列舉苯四羧酸二酐、萘四羧酸二酐、蒽四羧酸二酐、二鄰苯二甲酸二酐等,較佳為二鄰苯二甲酸二酐。
苯四羧酸二酐,意指具有4個羧基之苯的二酐,再者,此處之苯環,可任意具有1~3個取代基。此處,取代基較佳為由鹵素原子、氰基,及-X13
-R13
(與下述式(2)之定義相同)中選出者。苯四羧酸二酐,具體而言,可列舉苯均四酸二酐、1,2,3,4-苯四羧酸二酐等。
萘四羧酸二酐,意指具有4個羧基之萘的二酐,再者,此處之萘環,可任意具有1~3個取代基。此處,取代基較佳為由鹵素原子、氰基,及-X13
-R13
(與下述式(2)之定義相同)中選出者。萘四羧酸二酐,具體而言,可列舉1,4,5,8-萘四羧酸二酐、2,3,6,7-萘四羧酸二酐等。
蒽四羧酸二酐,意指具有4個羧基之蒽的二酐,再者,此處之蒽環,可任意具有1~3個取代基。此處,取代基較佳為由鹵素原子、氰基,及-X13
-R13
(與下述式(2)之定義相同)中選出者。蒽四羧酸二酐,具體而言,可列舉2,3,6,7-蒽四羧酸二酐等。
二鄰苯二甲酸二酐,意指分子內包含2個鄰苯二甲酸酐之化合物,再者,2個鄰苯二甲酸酐中之2個苯環,可分別任意具有1~3個取代基。此處,取代基較佳為由鹵素原子、氰基,及-X13
-R13
(與下述式(2)之定義相同)中選出者。二鄰苯二甲酸二酐中之2個鄰苯二甲酸酐,可透過直接鍵結,或具有由碳原子、氧原子、硫原子及氮原子中選出的1~100個(較佳為1~50個、更佳為1~20個)骨架原子之2價連結基鍵結。
二鄰苯二甲酸二酐,例如可列舉式(2):
[式中,R11
及R12
,係分別獨立地表示鹵素原子、氰基、硝基,或-X13
-R13
,X13
係分別獨立地表示單鍵、-NR13’
-、-O-、-S-、-CO-、-SO2
-、-NR13’
CO-、
-CONR13’
-、-OCO-,或-COO-,R13
係分別獨立地表示取代或無取代之烷基,或取代或無取代之烯基,R13’
係分別獨立地表示氫原子、取代或無取代之烷基,或取代或無取代之烯基,Y表示單鍵,或具有由碳原子、氧原子、硫原子及氮原子中選出的1~100個(較佳為1~50個、更佳為1~20個)骨架原子之2價連結基,n及m係分別獨立地表示0~3之整數]
表示之化合物。
式(2)中,Y較佳為具有由碳原子、氧原子、硫原子及氮原子中選出的1~100個(較佳為1~50個、更佳為1~20個)骨架原子之2價連結基。n及m較佳為0。
Y中之「2價連結基」,具有由碳原子、氧原子、硫原子及氮原子中選出的1~100個(較佳為1~50個、更佳為1~20個)骨架原子。「2價連結基」較佳為-[A-Ph]a
-A-[Ph-A]b
-〔式中,A係分別獨立地表示單鍵、-(取代或無取代之伸烷基)-、-O-、-S-、-CO-、-SO2
-、-CONH-、-NHCO-、-COO-,或-OCO-,a及b係分別獨立地表示0~2之整數(較佳為0或1)〕表示之二價基。
Y中之「2價連結基」,具體而言,可列舉 -CH2
-、-CH2
CH2
-、-CH2
CH2
CH2
-、-CH2
CH2
CH2
CH2
-、
-CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
-、-CH(CH3
)-、-C(CH3
)2
-、-O-、-CO-、-SO2
-、-Ph-、-O-Ph-O-、-O-Ph-SO2
-Ph-O-、-O-Ph-C(CH3
)2
-Ph-O-等。
二鄰苯二甲酸二酐,具體而言,可列舉3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基醚四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基碸四羧酸二酐、3,3’,4,4’-聯苯四羧酸二酐、2,2’,3,3’-聯苯四羧酸二酐、2,3,3’,4’-聯苯四羧酸二酐、2,3,3’,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、2,3,3’,4’-二苯基醚四羧酸二酐、2,3,3’,4’-二苯基碸四羧酸二酐、2,2’-雙(3,4-二羧基苯氧基苯基)碸二酐、亞甲基-4,4’-二鄰苯二甲酸二酐、1,1-亞乙基-4,4’-二鄰苯二甲酸二酐、2,2-亞丙基-4,4’-二鄰苯二甲酸二酐、1,2-伸乙基-4,4’-二鄰苯二甲酸二酐、1,3-三亞甲基-4,4’-二鄰苯二甲酸二酐、1,4-四亞甲基-4,4’-二鄰苯二甲酸二酐、1,5-五亞甲基-4,4’-二鄰苯二甲酸二酐、1,3-雙(3,4-二羧基苯基)苯二酐、1,4-雙(3,4-二羧基苯基)苯二酐、1,3-雙(3,4-二羧基苯氧基)苯二酐、1,4-雙(3,4-二羧基苯氧基)苯二酐、2,2-雙(2,3-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、4,4’-(4,4’-異亞丙基二苯氧基)雙鄰苯二甲酸二酐等。
芳香族四羧酸二酐,可使用市售者、亦可使用藉由公知方法或根據其之方法所合成者。芳香族四羧酸二酐可1種單獨使用、亦可組合2種以上使用。
於一實施形態中,用以生成(C)聚醯亞胺樹脂之酸酐,除了芳香族四羧酸二酐以外,亦可包含其他酸酐。
其他酸酐具體而言,可列舉1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、環戊烷四羧酸二酐、環己烷-1,2,3,4-四羧酸二酐、環己烷-1,2,4,5-四羧酸二酐、3,3’,4,4’-雙環己基四羧酸二酐、羰基-4,4’-雙(環己烷-1,2-二羧酸)二酐、亞甲基-4,4’-雙(環己烷-1,2-二羧酸)二酐、1,2-伸乙基-4,4’-雙(環己烷-1,2-二羧酸)二酐、氧-4,4’-雙(環己烷-1,2-二羧酸)二酐、硫-4,4’-雙(環己烷-1,2-二羧酸)二酐、磺醯基-4,4’-雙(環己烷-1,2-二羧酸)二酐等之脂肪族四羧酸二酐。
來自構成(C)聚醯亞胺樹脂之酸酐的全部結構中之來自芳香族四羧酸二酐之結構之含量,較佳為10莫耳%以上、更佳為30莫耳%以上、又更佳為50莫耳%以上、又再更佳為70莫耳%以上、又再更佳為90莫耳%以上、特佳為100莫耳%。
於一實施形態中,(C)聚醯亞胺樹脂之重量平均分子量,較佳為1,000~100,000。
(C)聚醯亞胺樹脂,可藉由以往公知之方法來調製。公知之方法,例如可列舉將二胺化合物、酸酐及溶劑之混合物加熱來進行反應的方法。二胺化合物之混合量,例如,相對於酸酐而言,通常可為0.5~1.5莫耳當量、較佳可為0.9~1.1莫耳當量。
(C)成分之調製所用的溶劑,可列舉N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二乙基乙醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮等之醯胺系溶劑;丙酮、甲基乙基酮(MEK)及環己酮等之酮系溶劑;γ-丁內酯等之酯系溶劑;環己烷、甲基環己烷等之烴系溶劑。又,(C)成分之調製,亦可依需要,使用醯亞胺化觸媒、共沸脫水溶劑、酸觸媒等。醯亞胺化觸媒,例如可列舉三乙基胺、三異丙基胺、三乙二胺、N-甲基吡咯啶、N-乙基吡咯啶、N,N-二甲基-4-胺基吡啶、吡啶等之三級胺類。共沸脫水溶劑,例如可列舉甲苯、二甲苯、乙基環己烷等。酸觸媒,例如可列舉乙酸酐等。醯亞胺化觸媒、共沸脫水溶劑、酸觸媒等之使用量,所屬技術領域中具有通常知識者可適當設定。用於調製(C)成分之反應溫度,通常係100~250℃。
(C)聚醯亞胺樹脂之含量並無特殊限定,就顯著得到本發明之所期望之效果的觀點,以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,較佳為1質量%以上、更佳為5質量%以上、又更佳為10質量%以上、特佳為15質量%以上。其上限,就顯著得到本發明之所期望之效果的觀點,較佳為50質量%以下、更佳為40質量%以下、又更佳為30質量%以下、特佳為20質量%以下。
<(D)無機填充材>
本發明之樹脂組成物含有(D)無機填充材。
(D)無機填充材之材料並無特殊限定,例如可列舉二氧化矽、氧化鋁、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、水鋁石、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,及磷酸鎢酸鋯等,特佳為二氧化矽。二氧化矽例如可列舉不定形二氧化矽、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。又,二氧化矽較佳為球形二氧化矽。(D)無機填充材可1種單獨使用、亦可組合2種以上使用。
(D)無機填充材之市售品,例如可列舉電化化學工業公司製之「UFP-30」;新日鐵住金Materials公司製之「SP60-05」、「SP507-05」;Admatechs公司製之「YC100C」、「YA050C」、「YA050C-MJE」、「YA010C」;Denka公司製之「UFP-30」;Tokuyama公司製之「Silfil NSS-3N」、「Silfil NSS-4N」、「Silfil NSS-5N」;Admatechs公司製之「SC2500SQ」、「SO-C4」、「SO-C2」、「SO-C1」等。
於一實施形態中,(D)無機填充材之平均粒徑並無特殊限定,就得到本發明之所期望之效果的觀點,較佳為20μm以下、更佳為10μm以下、又更佳為8μm以下、又再更佳為6μm以下、特佳為5μm以下。無機填充材之平均粒徑之下限,就得到本發明之所期望之效果的觀點,較佳為0.1μm以上、更佳為1μm以上、又更佳為2μm以上、又再更佳為3μm以上、特佳為4μm以上。於其他一實施形態中,(D)無機填充材之平均粒徑並無特殊限定,就得到本發明之所期望之效果的觀點,較佳為20μm以下、更佳為10μm以下、又更佳為5μm以下、又再更佳為2μm以下、特佳為1μm以下。無機填充材之平均粒徑的下限,就得到本發明之所期望之效果的觀點,較佳為0.01μm以上、更佳為0.1μm以上、又更佳為0.2μm以上、又再更佳為0.3μm以上、特佳為0.4μm以上。無機填充材之平均粒徑,可藉由基於米氏(Mie)散射理論之雷射繞射/散射法來測定。具體而言,可藉由雷射繞射散射式粒徑分布測定裝置,以體積基準製成無機填充材之粒徑分布,並以其中位直徑為平均粒徑藉以測定。測定樣品可使用將無機填充材100mg、甲基乙基酮10g秤量至小玻璃瓶,且經超音波分散10分鐘者。使用雷射繞射式粒徑分布測定裝置,將使用光源波長設為藍色及紅色,將測定樣品以流通槽(flow cell)方式測定無機填充材之體積基準的粒徑分布,由所得之粒徑分布,作為中位直徑而算出平均粒徑。雷射繞射式粒徑分布測定裝置,例如可列舉堀場製作所公司製「LA-960」等。
就提高耐濕性及分散性之觀點,(D)無機填充材,較佳為經胺基矽烷系偶合劑、環氧基矽烷系偶合劑、巰基矽烷系偶合劑、烷氧基矽烷化合物、有機矽氮烷化合物、鈦酸酯系偶合劑等之1種以上的表面處理劑處理。表面處理劑之市售品,例如可列舉信越化學工業公司製「KBM403」(3-縮水甘油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」(長鏈環氧基型矽烷偶合劑)、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。
以表面處理劑表面處理之程度,就提高無機填充材之分散性的觀點,較佳控制在特定之範圍。具體而言,較佳為無機填充材100質量%,經0.2質量%~5質量%之表面處理劑表面處理、更佳經0.2質量%~3質量%表面處理、又更佳經0.3質量%~2質量%表面處理。
以表面處理劑表面處理之程度,可藉由無機填充材之每單位表面積的碳量來評估。無機填充材之每單位表面積的碳量,就提高無機填充材之分散性的觀點,較佳為0.02mg/m2
以上、更佳為0.1mg/m2
以上、又更佳為0.2mg/m2
以上。另一方面,就防止樹脂塗漆之熔融黏度或於薄片形態之熔融黏度的上昇之觀點,較佳為1mg/m2
以下、更佳為0.8mg/m2
以下、又更佳為0.5mg/m2
以下。
(D)無機填充材之每單位表面積的碳量,可於將表面處理後之無機填充材藉由溶劑(例如甲基乙基酮(MEK))洗淨處理後測定。具體而言,對經表面處理劑表面處理之無機填充材添加作為溶劑之足夠量的MEK,於25℃超音波洗淨5分鐘。去除上清液,將固體成分乾燥後,可使用碳分析計測定無機填充材之每單位表面積的碳量。碳分析計可使用堀場製作所公司製「EMIA-320V」等。
(D)無機填充材之比表面積,就更提高本發明之效果之觀點,較佳為1m2
/g以上、更佳為2m2
/g以上、特佳為3m2
/g以上。上限並無特殊限制,較佳為50m2
/g以下、更佳為20m2
/g以下、10m2
/g以下或5m2
/g以下。無機填充材之比表面積,可遵照BET法,使用比表面積測定裝置(Mountech公司製Macsorb HM-1210)於試樣表面吸附氮氣,藉由使用BET多點法算出比表面積而得到。
(D)無機填充材樹脂之含量並無特殊限定,就顯著得到本發明之所期望之效果的觀點,以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,較佳為10質量%以上、更佳為20質量%以上、又更佳為30質量%以上、特佳為40質量%以上。其上限,就顯著得到本發明之所期望之效果的觀點,較佳為70質量%以下、更佳為60質量%以下、又更佳為55質量%以下、特佳為50質量%以下。
<(E)液狀膦氮烯>
本發明之樹脂組成物含有(E)液狀膦氮烯。
(E)液狀膦氮烯,係指具有-P=N-表示之結構單位作為基本骨架的於25℃為液狀之化合物。此處,液狀之判定,可根據關於危險物之試驗及性狀的部長令(平成元年自治部長令第1號)之第2附件的「液狀之確認方法」來進行。
液狀膦氮烯,例如可列舉具有包含-P=N-表示之結構單位的環狀結構之液狀環膦氮烯、具有包含-P= N-表示之結構單位的鏈狀結構之液狀聚膦氮烯等。本發明中,液狀膦氮烯較佳為具有包含-P=N-表示之結構單位的環狀結構之液狀環膦氮烯。
(E)液狀膦氮烯之具體例子,例如可列舉下述式(3)表示之化合物,但(E)成分不限定於此。
(式中,s表示1以上之整數)。
式(3)中,s較佳為1~13之整數、更佳為1~8之整數、又更佳為1或2、特佳為1。
(E)液狀膦氮烯可使用市售品,例如可列舉「FP-390」(主成分:2,4,6-三苯氧基-2,4,6-參(p-甲苯氧基)環三膦氮烯)等。
(E)液狀膦氮烯之含量並無特殊限定,就顯著得到本發明之所期望之效果的觀點,以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,較佳為0.1質量%以上、更佳為1質量%以上、又更佳為3質量%以上、特佳為4質量%以上。其上限,就顯著得到本發明之所期望之效果的觀點,較佳為50質量%以下、更佳為30質量%以下、又更佳為20質量%以下、特佳為15質量%以下。
<(F)硬化促進劑>
本發明之樹脂組成物,有含有(F)硬化促進劑作為任意成分的情況。
(F)硬化促進劑,例如可列舉磷系硬化促進劑、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。其中尤以磷系硬化促進劑、胺系硬化促進劑、咪唑系硬化促進劑、金屬系硬化促進劑為佳;更佳為胺系硬化促進劑、咪唑系硬化促進劑、金屬系硬化促進劑。硬化促進劑可1種單獨使用、亦可組合2種以上使用。
磷系硬化促進劑,例如可列舉三苯基膦、鏻硼酸鹽化合物、四苯基鏻四苯基硼酸鹽、n-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。
胺系硬化促進劑,例如可列舉三乙基胺、三丁基胺等之三烷基胺;4-二甲基胺基吡啶(DMAP)、苄基二甲基胺、2,4,6,-參(二甲基胺基甲基)酚、1,8-二氮雜雙環(5,4,0)-十一烯等,較佳為4-二甲基胺基吡啶。
咪唑系硬化促進劑,例如可列舉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甲酸鹽、1-氰基乙基-2-苯基咪唑鎓偏苯三甲酸鹽、2,4-二胺基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪、2,4-二胺基-6-[2’-十一烷基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪、2,4-二胺基-6-[2’-乙基-4’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪、2,4-二胺基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪異三聚氰酸加成物、2-苯基咪唑異三聚氰酸加成物、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-吡咯并[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-苯基咪唑啉等之咪唑化合物及咪唑化合物與環氧樹脂之加合體。
咪唑系硬化促進劑亦可使用市售品,例如可列舉三菱化學公司製之「P200-H50」等。
胍系硬化促進劑,例如可列舉二氰二胺、1-甲基胍、1-乙基胍、1-環己基胍、1-苯基胍、1-(o-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-n-丁基雙胍、1-n-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-(o-甲苯基)雙胍等。
金屬系硬化促進劑,例如可列舉鈷、銅、鋅、鐵、鎳、錳、錫等之金屬的有機金屬錯合物或有機金屬鹽。有機金屬錯合物之具體例子,可列舉乙醯丙酮鈷(II)、乙醯丙酮鈷(III)等之有機鈷錯合物;乙醯丙酮銅(II)等之有機銅錯合物;乙醯丙酮鋅(II)等之有機鋅錯合物;乙醯丙酮鐵(III)等之有機鐵錯合物;乙醯丙酮鎳(II)等之有機鎳錯合物;乙醯丙酮錳(II)等之有機錳錯合物等。有機金屬鹽,例如可列舉辛酸鋅、辛酸錫、環烷酸鋅、環烷酸鈷、硬脂酸錫、硬脂酸鋅等。
樹脂組成物含有(F)硬化促進劑時,其含量並無特殊限定,以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,就顯著得到本發明之所期望之效果的觀點,較佳為0.001質量%以上、更佳為0.01質量%以上、又更佳為0.05質量%以上、特佳為0.1質量%以上。其上限,就顯著得到本發明之所期望之效果的觀點,較佳為2質量%以下、更佳為1質量%以下、又更佳為0.5質量%以下、特佳為0.3質量%以下。
<(G)有機溶劑>
本發明之樹脂組成物,有進一步含有(G)有機溶劑作為任意之揮發性成分的情況。
有機溶劑例如可列舉丙酮、甲基乙基酮及環己酮等之酮系溶劑;乙酸乙酯、乙酸丁酯、賽珞蘇乙酸酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯、卡必醇乙酸酯、乙基二甘醇乙酸酯、γ-丁內酯等之酯系溶劑;賽珞蘇及丁基卡必醇等之卡必醇溶劑;苯、甲苯、二甲苯、乙基苯、三甲基苯等之芳香族烴系溶劑;二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺(DMAc)及N-甲基吡咯啶酮等之醯胺系溶劑;甲醇、乙醇、2-甲氧基丙醇等之醇系溶劑;環己烷、甲基環己烷等之烴系溶劑等。有機溶劑,可1種單獨使用、亦可以任意比率組合2種以上使用。
<(H)其他添加劑>
樹脂組成物,於上述成分以外,亦可進一步含有其他添加劑作為任意成分。如此的添加劑,例如可列舉有機填充劑、增黏劑、消泡劑、調平劑、密合性賦予劑、聚合起始劑等。此等之添加劑可1種單獨使用、亦可組合2種以上使用。各自之含量可由所屬技術領域中具有通常知識者適當設定。
<樹脂組成物之製造方法>
於一實施形態中,本發明之樹脂組成物,例如可藉由以下方法製造:該方法包含於反應容器中,將(A)環氧樹脂、(B)硬化劑、(C)聚醯亞胺樹脂(預先經醯亞胺化者)、(D)無機填充材、(E)液狀膦氮烯、依需要之(F)硬化促進劑、依需要之(G)有機溶劑,及依需要之(H)其他添加劑,以任意順序及/或一部分或全部同時添加並混合,得到樹脂組成物之步驟(以下稱步驟(1))。
步驟(1)中,添加各成分的過程之溫度可適當設定,添加各成分的過程中,亦可一時地或全時地進行加熱及/或冷卻。添加各成分的過程之具體的溫度並無特殊限定,例如可為0℃~150℃。添加各成分的過程中,亦可進行攪拌或振盪。
特別是(A)環氧樹脂中含有固體狀環氧樹脂時,步驟(1)較佳為如下的2階段:於反應容器中,將(A)環氧樹脂、(C)聚醯亞胺樹脂(預先經醯亞胺化者)、依需要之(G)有機溶劑,及依需要之(H)其他添加劑,以任意順序及/或一部分或全部同時添加並混合,加熱而得到混合物之步驟,以及將所得之混合物冷卻,將(B)硬化劑、(D)無機填充材、(E)液狀膦氮烯、依需要之(F)硬化促進劑、依需要之(G)有機溶劑,及依需要之(H)其他添加劑,以任意順序及/或一部分或全部同時添加並混合,得到樹脂組成物之步驟的2階段。
又,於步驟(1)之後,較佳進一步包含將樹脂組成物,例如使用旋轉混合器等之攪拌裝置攪拌,並均勻分散的步驟(以下稱步驟(2))。又,於步驟(1)之後,較佳為於步驟(2)之後,進一步包含將樹脂組成物,例如使用過濾筒(cartridge filter)等過濾之步驟。
<樹脂組成物之特性>
本發明之樹脂組成物,由於含有(E)液狀膦氮烯,故可得到抑制難燃劑之析出且密合性優良之硬化物。
於一實施形態中,本發明之樹脂組成物,即使於5度之冷藏庫內保存10日,以目視及光學顯微鏡的任一方法均確認不到固體物質之析出。
於一實施形態中,本發明之樹脂組成物之硬化物對銅箔(Ra值=1μm)之剝離強度(peel strength),例如,於室溫中,根據JIS C6481測定以50mm/分鐘的速度向垂直方向剝離35mm時之荷重時,較佳為0.5kgf/cm以上、更佳為0.6kgf/cm以上、特佳為0.7kgf/cm以上。
本發明之樹脂組成物,由於含有(E)液狀膦氮烯作為難燃劑,故於一實施形態中,遵照UL耐火焰性試驗規格(UL-94),進行本發明之樹脂組成物之硬化物的UL耐火焰性試驗時,可得到V0之評估。
<樹脂薄片>
本發明之樹脂薄片,包含支撐體,與設置於該支撐體上的以本發明之樹脂組成物所形成的樹脂組成物層。
樹脂組成物層之厚度,就印刷配線板之薄型化,及即使為薄膜亦可提供絕緣性優良的硬化物之觀點,較佳為15μm以下、更佳為13μm以下、又更佳為10μm以下,或8μm以下。樹脂組成物層之厚度的下限,並無特殊限定,通常可為1μm以上、1.5μm以上、2μm以上等。
支撐體例如可列舉包含塑膠材料之薄膜、金屬箔、脫模紙,較佳為包含塑膠材料之薄膜、金屬箔。
使用包含塑膠材料之薄膜作為支撐體時,塑膠材料例如可列舉聚對苯二甲酸乙二酯(以下有略稱為「PET」者)、聚萘二甲酸乙二酯(以下有略稱為「PEN」者)等之聚酯、聚碳酸酯(以下有略稱為「PC」者)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等之壓克力、環狀聚烯烴、三乙醯纖維素(TAC)、聚醚硫醚(PES)、聚醚酮、聚醯亞胺等。其中尤以聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯為佳;特佳為價格便宜的聚對苯二甲酸乙二酯。
使用金屬箔作為支撐體時,金屬箔例如可列舉銅箔、鋁箔等,較佳為銅箔。銅箔可使用含有銅的單金屬之箔,亦可使用含有銅與其他金屬(例如錫、鉻、銀、鎂、鎳、鋯、矽、鈦等)的合金之箔。
支撐體,於與樹脂組成物層接合之面亦可施以消光處理、電暈處理、抗靜電處理。
又,作為支撐體,亦可使用於與樹脂組成物層接合之面具有脫模層的附脫模層之支撐體。附脫模層之支撐體的脫模層所使用之脫模劑,例如可列舉選自由醇酸樹脂、聚烯烴樹脂、胺基甲酸酯樹脂,及聚矽氧樹脂所成之群的1種以上之脫模劑。附脫模層之支撐體,亦可使用市售品,例如,可列舉具有以醇酸樹脂系脫模劑為主成分之脫模層的PET薄膜之琳得科公司製之「SK-1」、「AL-5」、「AL-7」、東麗公司製之「Lumirror T60」、帝人公司製之「Purex」、Unitika公司製之「Unipeel」等。
支撐體之厚度,並無特殊限定,較佳為5μm~75μm之範圍、更佳為10μm~60μm之範圍。再者,使用附脫模層之支撐體時,附脫模層之支撐體全體之厚度較佳為上述範圍。
於一實施形態中,樹脂薄片亦可進一步依需要包含其他層。該其他層,例如可列舉於樹脂組成物層之未與支撐體接合之面(亦即與支撐體相反側之面)上所設置的同等於支撐體的保護膜等。保護膜之厚度並無特殊限定,例如為1μm~40μm。藉由層合保護膜,可抑制灰塵等對樹脂組成物層表面之附著或傷痕。
樹脂薄片,例如可藉由調製於有機溶劑中溶解有樹脂組成物的樹脂塗漆,將該樹脂塗漆使用模塗佈器等塗佈於支撐體上,進一步乾燥而形成樹脂組成物層來製造。
有機溶劑例如可列舉丙酮、甲基乙基酮(MEK)及環己酮等之酮類;乙酸乙酯、乙酸丁酯、賽珞蘇乙酸酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯及卡必醇乙酸酯等之乙酸酯類;賽珞蘇及丁基卡必醇等之卡必醇類;甲苯及二甲苯等之芳香族烴類;二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺(DMAc)及N-甲基吡咯啶酮等之醯胺系溶劑等。有機溶劑可1種單獨使用、亦可組合2種以上使用。
乾燥可藉由加熱、熱風吹送等之公知方法實施。乾燥條件並無特殊限定,係以樹脂組成物層中的有機溶劑之含量成為10質量%以下、較佳成為5質量%以下的方式乾燥。雖亦依樹脂塗漆中之有機溶劑的沸點而異,但例如使用含30質量%~60質量%之有機溶劑的樹脂塗漆時,可藉由於50℃~150℃乾燥3分鐘~10分鐘,來形成樹脂組成物層。
樹脂薄片可捲繞為捲筒狀來保存。樹脂薄片具有保護膜時,可藉由剝離保護膜來使用。
<層合薄片>
層合薄片為將複數個樹脂薄片層合及硬化所製造的薄片。因而,層合薄片含有複數個作為樹脂薄片之硬化物的絕緣層。通常,為了製造層合薄片所層合之樹脂薄片的數目,係與層合薄片中所含的絕緣層數目一致。每1枚層合薄片之具體的絕緣層數目,通常係2以上、較佳為3以上、特佳為5以上;較佳為20以下、更佳為15以下、特佳為10以下。
層合薄片,為以其一方的面對向的方式折彎來使用的薄片。層合薄片之折彎的最低彎曲半徑並無特殊限定,較佳為0.1mm以上、更佳為0.2mm以上、又更佳為0.3mm以上;較佳為5mm以下、更佳為4mm以下、特佳為3mm以下。
於層合薄片中所含的各絕緣層上,亦可形成孔洞。該孔洞於多層可撓基板中可作為通孔(via hole)或貫通孔(through hole)發揮功能。
層合薄片,於絕緣層以外,亦可進一步包含任意要素。例如,層合薄片亦可具備導體層作為任意要素。導體層,通常係於絕緣層之表面,或絕緣層彼此之間部分地形成。該導體層,通常於多層可撓基板中係作為配線而發揮功能。
導體層所使用之導體材料並無特殊限定。於適合的實施形態中,導體層含有選自由金、鉑、鈀、銀、銅、鋁、鈷、鉻、鋅、鎳、鈦、鎢、鐵、錫及銦所成之群的1種以上之金屬。導體材料可為單金屬、亦可為合金。合金例如可列舉選自上述群中的2種以上之金屬的合金(例如鎳/鉻合金、銅/鎳合金及銅/鈦合金)。其中就導體層形成之通用性、成本、圖型化容易性等之觀點,尤以作為單金屬之鉻、鎳、鈦、鋁、鋅、金、鈀、銀或銅;及鎳/鉻合金、銅/鎳合金、銅/鈦合金等之合金為佳。其中尤更佳為鉻、鎳、鈦、鋁、鋅、金、鈀、銀或銅之單金屬;及鎳/鉻合金;又再更佳為銅的單金屬。
導體層可為單層結構、亦可為含有2層以上的包含不同種類之金屬或合金的單金屬層或合金層的複層結構。導體層為複層結構時,與絕緣層鄰接之層,較佳為鉻、鋅或鈦之單金屬層,或鎳/鉻合金之合金層。
為了作為配線而發揮功能,導體層亦可形成有圖型。
導體層之厚度,雖依多層可撓基板之設計而定,但較佳為3μm~35μm、更佳為5μm~30μm、又更佳為10~20μm、特佳為15~20μm。
層合薄片之厚度,較佳為100μm以上、更佳為150μm以上、特佳為200μm以上;較佳為600μm以下、更佳為500μm以下、特佳為400μm以下。
<層合薄片之製造方法>
層合薄片,可藉由包含(a)準備樹脂薄片之步驟,以及(b)層合複數個樹脂薄片及硬化之步驟的製造方法來製造。樹脂薄片之層合及硬化的順序,只要可得到所期望之層合薄片,則為任意。例如,亦可於將複數個樹脂薄片全部層合後,將所層合之複數個樹脂薄片一併硬化。又,例如,亦可在每當於某樹脂薄片上層合別的樹脂薄片時,即進行該所層合樹脂薄片的硬化。
以下,說明步驟(b)之較佳的一實施形態。以下所說明之實施形態中,為了進行區別,係適當地對樹脂薄片給予如「第一樹脂薄片」及「第二樹脂薄片」的編號來表示,且進一步地,對使該等之樹脂薄片硬化所得之絕緣層,亦與該樹脂薄片同樣地給予如「第一絕緣層」及「第二絕緣層」的編號來表示。
於較佳的一實施形態中,步驟(b)包含
(II)使第一樹脂薄片硬化,形成第一絕緣層之步驟、
(VI)於第一絕緣層層合第二樹脂薄片之步驟,與
(VII)使第二樹脂薄片硬化,形成第二絕緣層之步驟。
又,步驟(b)亦可依需要包含
(I)於薄片支撐基材層合第一樹脂薄片之步驟、
(III)對第一絕緣層開孔之步驟、
(IV)對第一絕緣層施以粗化處理之步驟,與
(V)於第一絕緣層上形成導體層之步驟
等之任意步驟。以下說明各步驟。
步驟(I),為依需要於步驟(II)之前於薄片支撐基材層合第一樹脂薄片之步驟。薄片支撐基材為可剝離的構件,例如可使用板狀、薄片狀或薄膜狀之構件。
薄片支撐基材與第一樹脂薄片之層合,可藉由真空疊合法實施。真空疊合法中,加熱壓接溫度較佳為60℃~160℃、更佳為80℃~140℃之範圍,加熱壓接壓力較佳為0.098MPa~1.77MPa、更佳為0.29MPa~1.47MPa之範圍,加熱壓接時間較佳為20秒~400秒、更佳為30秒~300秒之範圍。層合較佳為於壓力26.7hPa以下之減壓條件下實施。
層合可藉由市售之真空疊合機進行。市售之真空疊合機,例如可列舉名機製作所公司製之真空加壓式疊合機、Nikko Materials公司製之真空塗佈器、批式真空加壓疊合機等。
使用薄片狀層合用材料時,薄片支撐基材與第一樹脂薄片之層合,例如可藉由自支撐體側按壓薄片狀層合用材料,將該薄片狀層合用材料之第一樹脂薄片加熱壓接於薄片支撐基材來進行。將薄片狀層合用材料加熱壓接於薄片支撐基材的構件(以下亦有適當稱為「加熱壓接構件」者),例如可列舉經加熱之金屬板(SUS鏡板等)或金屬輥(SUS輥)等。較佳為以第一樹脂薄片充分貼附於薄片支撐基材之表面凹凸的方式,透過耐熱橡膠等之彈性材予以加壓,而非將加熱壓接構件直接加壓於薄片狀層合用材料。
層合之後,亦可藉由於常壓下(大氣壓下),例如以加熱壓接構件加壓,來進行第一樹脂薄片之平滑化處理。例如使用薄片狀層合用材料時,藉由自支撐體側以加熱壓接構件將薄片狀層合用材料加壓,可將該薄片狀層合用材料之第一樹脂薄片平滑化。平滑化處理之加壓條件,可為與上述層合之加熱壓接條件相同之條件。平滑化處理可藉由市售之疊合機進行。層合與平滑化處理,亦可使用上述之市售真空疊合機連續地進行。
步驟(II),為使第一樹脂薄片硬化,形成第一絕緣層之步驟。第一樹脂薄片之熱硬化條件並無特殊限定,可任意地應用形成印刷配線板之絕緣層時所採用的條件。
通常,具體的熱硬化條件,係依樹脂組成物之種類而異。例如,硬化溫度,較佳為120℃~240℃、更佳為150℃~220℃、又更佳為170℃~210℃。又,硬化時間較佳為5分鐘~120分鐘、更佳為10分鐘~110分鐘、又更佳為20分鐘~100分鐘。
使第一樹脂薄片熱硬化之前,亦可將第一樹脂薄片於低於硬化溫度的溫度預備加熱。例如,於使第一樹脂薄片熱硬化之前,可於50℃以上且未達120℃(較佳為60℃以上115℃以下、更佳為70℃以上110℃以下)之溫度,將第一樹脂薄片預備加熱5分鐘以上(較佳為5分鐘~150分鐘、更佳為5分鐘~120分鐘、又更佳為5分鐘~100分鐘)。
步驟(III),為依需要對第一絕緣層開孔之步驟。藉由該步驟(III),可於第一絕緣層形成通孔、貫通孔等之孔洞。開孔可依樹脂組成物之組成,例如使用鑽頭、雷射、電漿等來實施。孔洞之尺寸及形狀,可依多層可撓基板之設計來適當設定。
步驟(IV),為依需要對第一絕緣層施以粗化處理之步驟。通常,該步驟(IV)中,亦進行膠渣的去除。因而,有將粗化處理稱為除膠渣處理者。作為粗化處理,可進行乾式及濕式之任意粗化處理。乾式之粗化處理的例子,可列舉電漿處理等。又,濕式之粗化處理的例子,可列舉依序進行以膨潤液之膨潤處理、以氧化劑之粗化處理,及以中和液之中和處理的方法。
粗化處理後之第一絕緣層表面之算術平均粗度(Ra),較佳為240nm以下、更佳為220nm以下、又更佳為200nm以下。下限並無特殊限定,可為30nm以上、40nm以上、50nm以上。
步驟(V),為依需要於第一絕緣層上形成導體層之步驟。導體層之形成方法,例如可列舉鍍敷法、濺鍍法、蒸鍍法等,其中尤以鍍敷法為佳。適合的例子可列舉以半加成法、全加成法等之適切方法對第一絕緣層之表面進行鍍敷,形成具有所期望之配線圖型的導體層之方法。其中就製造之簡便性的觀點,尤以半加成法為佳。
以下敘明以半加成法形成導體層的例子。首先,於第一絕緣層之表面,藉由無電解鍍敷形成鍍敷種子層。接著,於所形成之鍍敷種子層上,形成對應於所期望之配線圖型而使鍍敷種子層的一部分露出之遮罩圖型。於所露出的鍍敷種子層上,藉由電解鍍敷形成金屬層後,將遮罩圖型去除。之後,將不要的鍍敷種子層以蝕刻等之處理予以去除,可形成具有所期望之配線圖型的導體層。
於步驟(II)得到第一絕緣層,依需要進行步驟(III)~(V)後,進行步驟(VI)。步驟(VI),為於第一絕緣層層合第二樹脂薄片之步驟。第一絕緣層與第二樹脂薄片之層合,可藉由與步驟(I)中薄片支撐基材與第一樹脂薄片的層合相同之方法進行。
惟,使用薄片狀層合用材料形成第一絕緣層時,係於步驟(VI)以前,去除薄片狀層合體之支撐體。支撐體之去除,可於步驟(I)與步驟(II)之間進行、可於步驟(II)與步驟(III)之間進行、可於步驟(III)與步驟(IV)之間進行、亦可於步驟(IV)與步驟(V)之間進行。
步驟(VI)之後,進行步驟(VII)。步驟(VII)為使第二樹脂薄片硬化,形成第二絕緣層之步驟。第二樹脂薄片之硬化,可藉由與步驟(II)中第一樹脂薄片之硬化相同的方法進行。藉此,可得到包含如第一絕緣層及第二絕緣層之複數個絕緣層的層合薄片。
又,前述之實施形態之方法中,亦可依需要,進行(VIII)對第二絕緣層開孔之步驟、(IX)對第二絕緣層施以粗化處理之步驟,及(X)於第二絕緣層上形成導體層之步驟。步驟(VIII)中之第二絕緣層之開孔,可藉由與步驟(III)中第一絕緣層之開孔相同的方法進行。又,步驟(IX)中之第二絕緣層的粗化處理,可藉由與步驟(IV)中第一絕緣層之粗化處理相同的方法進行。進一步地,步驟(X)中對第二絕緣層上形成導體層,可藉由與步驟(V)中對第一絕緣層上形成導體層相同的方法進行。
前述實施形態中,係說明了藉由第一樹脂薄片及第二樹脂薄片之2枚樹脂薄片的層合及硬化來製造層合薄片的實施形態,但亦可藉由3枚以上之樹脂薄片的層合及硬化來製造層合薄片。例如,前述實施形態之方法中,亦可重複實施步驟(VI)~步驟(VII)之樹脂薄片之層合及硬化,以及依需要之步驟(VIII)~步驟(X)之絕緣層之開孔、絕緣層之粗化處理,及對絕緣層上形成導體層,來製造層合薄片。藉此,可得含3層以上之絕緣層的層合薄片。
進一步地,前述實施形態之方法,亦可包含上述步驟以外之任意步驟。例如,進行步驟(I)時,亦可進行去除薄片支撐基材之步驟。
<多層可撓基板>
多層可撓基板包含層合薄片。因此,多層可撓基板,包含使本發明之樹脂組成物硬化所形成之絕緣層。多層可撓基板可僅包含層合薄片、亦可包含與層合薄片組合的任意構件。任意構件例如可列舉電子零件、保護膠片(coverlay film)等。
多層可撓基板,可藉由包含上述製造層合薄片之方法的製造方法來製造。因而,多層可撓基板,可藉由包含(a)準備樹脂薄片之步驟,以及(b)層合複數個樹脂薄片及硬化之步驟之製造方法來製造。
多層可撓基板之製造方法,亦可進一步包含與前述步驟組合的任意步驟。例如,具備電子零件的多層可撓基板之製造方法,可包含對層合薄片接合電子零件之步驟。層合薄片與電子零件之接合條件,可採用電子零件之端子電極與設置於層合薄片的作為配線之導體層可導體連接之任意條件。又,例如具備保護膠片的多層可撓基板之製造方法,可包含將層合薄片與保護膠片層合之步驟。
前述之多層可撓基板,通常能夠以該多層可撓基板所包含的層合薄片之一方的面對向的方式折彎來使用。例如,多層可撓基板,係於折彎而使尺寸變小的狀態下,收納於半導體裝置之殼體。又,例如,多層可撓基板,係於具有可折彎之可動部的半導體裝置中,設置於該可動部。
<半導體裝置>
半導體裝置,具備前述之多層可撓基板。半導體裝置,例如具備多層可撓基板,與構裝於該多層可撓基板之半導體晶片。許多的半導體裝置中,多層可撓基板,可於半導體裝置之殼體中,以該多層可撓基板所包含的層合薄片之一方的面對向的方式折彎來收納。
半導體裝置,例如可列舉供電氣製品(例如電腦、行動電話、數位相機及電視機等)及交通工具(例如機車、汽車、電車、船舶及航空機等)等所用的各種半導體裝置。
前述之半導體裝置,例如可藉由包含準備多層可撓基板之步驟、將該多層可撓基板以層合薄片之一方的面對向的方式折彎的步驟,與將折彎的多層可撓基板收納於殼體之步驟的製造方法來製造。
[實施例]
以下藉由實施例具體說明本發明。本發明不限定於此等之實施例。再者,以下表示量的「份」及「%」,只要無另外明示,分別意指「質量份」及「質量%」。
<合成例1:聚醯亞胺樹脂1之合成>
於具備氮導入管、攪拌裝置之500ml可分離式燒瓶中,投入4-胺基安息香酸5-胺基-1,1’-聯苯基-2-酯(式(1”)之化合物)9.13g(30毫莫耳)、4,4’-(4,4’-異亞丙基二苯氧基)雙鄰苯二甲酸二酐15.61g(30毫莫耳)、N-甲基-2-吡咯啶酮94.64g、吡啶0.47g(6毫莫耳)、甲苯10g,於氮環境下,180℃,途中一邊將甲苯去除到系統外,一邊進行4小時醯亞胺化反應,藉以得到含聚醯亞胺樹脂1之聚醯亞胺溶液(不揮發成分20質量%)。聚醯亞胺溶液中,未見到所合成之聚醯亞胺樹脂1的析出。
<合成例2:聚醯亞胺樹脂2之合成>
於具備攪拌機、分水器、溫度計及氮氣導入管之反應容器中,給入芳香族四羧酸二酐(SABIC JAPAN公司製「BisDA-1000」、4,4’-(4,4’-異亞丙基二苯氧基)雙鄰苯二甲酸二酐)65.0g、環己酮266.5g,及甲基環己烷44.4g,將溶液加熱至60℃。接著,滴下二聚物二胺(Croda Japan公司製「PRIAMINE 1075」)43.7g,及1,3-雙(胺基甲基)環己烷5.4g後,於140℃花費1小時進行醯亞胺化反應。藉此,得到含聚醯亞胺樹脂2之聚醯亞胺溶液(不揮發成分30質量%)。又,聚醯亞胺樹脂2之重量平均分子量為25,000。
<合成例3:聚醯亞胺樹脂3之合成>
準備具備連結有環流冷卻器之水分定量受器、氮導入管,及攪拌器的500mL之可分離式燒瓶。於該燒瓶中添加4,4’-氧二鄰苯二甲酸酐(ODPA)20.3g、γ-丁內酯200g、甲苯20g,及5-(4-胺基苯氧基)-3-[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-1,1,3-三甲基茚烷29.6g,於氮氣流下45℃攪拌2小時,進行反應。接著,將該反應溶液昇溫,一邊保持在約160℃,一邊於氮氣流下將縮合水與甲苯一起共沸去除。確認水分定量受器中累積特定量之水,及不再有水的流出。確認後,將反應溶液進一步昇溫,於200℃攪拌1小時。之後冷卻,得到含有具有1,1,3-三甲基茚烷骨架之聚醯亞胺樹脂3的聚醯亞胺溶液(不揮發成分20質量%)。所得之聚醯亞胺樹脂3,具有下述式(X1)表示之重複單位及下述式(X2)表示之重複單位。又,前述聚醯亞胺樹脂3之重量平均分子量為12,000。
<實施例1:樹脂組成物1之調製>
對聯二甲酚型環氧樹脂(三菱化學公司製「YX4000HK」、環氧當量約185)5份、萘型環氧樹脂(新日鐵住金化學公司製「ESN475V」、環氧當量約332)5份、雙酚AF型環氧樹脂(三菱化學公司製「YL7760」、環氧當量約238)10份、環己烷型環氧樹脂(三菱化學公司製「ZX1658GS」、環氧當量約135)2份、合成例1所得之聚醯亞胺溶液(不揮發成分20質量%)100份,及環己酮10份之混合溶劑一邊攪拌一邊加熱溶解。冷卻至室溫後,對其混合含三嗪骨架之甲酚酚醛清漆系硬化劑(DIC公司製「LA3018-50P」、羥基當量約151、固體成分50%之2-甲氧基丙醇溶液)4份、活性酯系硬化劑(DIC公司製「EXB-8000L-65M」、活性基當量約220、不揮發成分65質量%之MEK溶液)6份、球形二氧化矽(Admatechs公司製「SC2500SQ」、平均粒徑0.5μm、比表面積11.2m2
/g、相對於二氧化矽100份,經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份表面處理者)50份、液狀膦氮烯(伏見製藥所公司製「FP-390」)5份、胺系硬化促進劑(4-二甲基胺基吡啶(DMAP))0.2份,以高速旋轉混合器均勻分散後,以過濾筒(ROKITECHNO公司製「SHP020」)過濾,調製樹脂組成物1。
<實施例2:樹脂組成物2之調製>
除了將液狀膦氮烯(伏見製藥所公司製、FP-390)5份變更為15份以外,係進行與實施例1相同之操作,調製樹脂組成物2。
<實施例3:樹脂組成物3之調製>
除了使用合成例2所得之聚醯亞胺溶液(不揮發成分30質量%)66.7份,以取代使用合成例1所得之聚醯亞胺溶液(不揮發成分20質量%)100份以外,係進行與實施例1相同之操作,調製樹脂組成物3。
<實施例4:樹脂組成物4之調製>
使用合成例3所得之聚醯亞胺溶液(不揮發成分20質量%)100份,以取代使用合成例1所得之聚醯亞胺溶液(不揮發成分20質量%)100份,進行與實施例1相同之操作,調製樹脂組成物4。
<比較例1:樹脂組成物5之調製>
除了不使用液狀膦氮烯(伏見製藥所公司製「FP-390」)以外,係進行與實施例1相同之操作,調製樹脂組成物5。
<比較例2:樹脂組成物6之調製>
除了變更為作為固體狀難燃劑之粉末狀膦氮烯(大塚化學公司製「SPS100」)5份,以取代使用液狀膦氮烯(伏見製藥所公司製「FP-390」)5份以外,係進行與實施例1相同之操作,調製樹脂組成物6。
<無機填充材之平均粒徑之測定>
於小玻璃瓶中秤取無機填充材100mg,及甲基乙基酮10g,以超音波分散10分鐘。使用雷射繞射式粒徑分布測定裝置(堀場製作所公司製「LA-960」),將使用光源波長設為藍色及紅色,由流通槽方式以體積基準測定無機填充材之粒徑分布。由所得之粒徑分布,作為中位直徑而算出無機填充材之平均粒徑。
<無機填充材之比表面積之測定>
使用BET全自動比表面積測定裝置(Mountech公司製Macsorb HM-1210),於試樣表面吸附氮氣,使用BET多點法算出比表面積,以測定無機填充材之比表面積。
<試驗例1:固體物質之析出確認>
將所調製之樹脂組成物1~6於5度之冷藏庫內保存10日,之後將樹脂組成物塗佈於玻璃板上後,以目視或光學顯微鏡(Hirox公司製「KH8700」)觀察樹脂組成物中有無固體物質之析出。以目視及光學顯微鏡均確認不到固體物質析出時評估為「○」,以目視或光學顯微鏡之任一者確認到固體物質析出時評估為「×」。
<試驗例2:剝離強度>
(1)樹脂薄片之製作
將所調製之樹脂組成物1~6,以模塗佈器均勻塗佈於脫模PET薄膜上,使乾燥後之樹脂組成物層之厚度成為15μm,藉由於80℃乾燥3分鐘,於脫模PET薄膜上形成樹脂組成物層。藉此,得到包含脫模PET(支撐體)及樹脂組成物層之樹脂薄片。
(2)銅箔之基底處理
將三井金屬礦山公司製「3EC-III」(電解銅箔、35μm)之光澤面浸漬於微蝕刻劑(MEC公司製MECetchBOND「CZ-8101」),對銅表面進行粗化處理(Ra值=1μm),進一步實施防鏽處理(CL8300)。進而於130℃之烘箱加熱處理30分鐘。將該銅箔稱為CZ銅箔。
(3)銅箔之疊合物與絕緣層形成
將上述(1)所製作之樹脂薄片,使用批式真空加壓疊合機(名機公司製「MVLP-500」),以樹脂組成物層與形成內層電路之玻璃布基材環氧樹脂兩面覆銅層合板(銅箔之厚度18μm、基板之厚度0.4mm、Panasonic公司製「R1515A」)接合的方式,於前述之層合板兩面進行疊合處理。疊合處理,係藉由30秒減壓使氣壓成為13hPa以下後,於100℃、壓力0.74MPa進行30秒壓接來進行。由經疊合處理之樹脂薄片剝離支撐體PET薄膜。將CZ銅箔之處理面,以與上述相同之條件疊合於該樹脂組成物層上。然後以200℃、90分鐘之硬化條件使樹脂組成物層硬化,形成絕緣層,以製作樣品。
(4)銅箔剝離強度(剝離強度)之測定
將所製作之樣品切斷為150×30mm之小片。於小片之銅箔部分,使用切割器切出寬10mm、長100mm部分的切口,將銅箔之一端剝離,以夾具(TSE公司製、Autocom型試驗機、「AC-50C-SL」)夾住,使用Instron萬能試驗機,於室溫中,根據JIS C6481測定以50mm/分鐘之速度於垂直方向剝離35mm時的荷重,算出剝離強度(kgf/cm)。剝離強度為0.7kgf/cm以上時評估為「○」,為0.5kgf/cm以上且未達0.7kgf/cm時評估為「△」,未達0.5kgf/cm時評估為「×」。
<試驗例3:難燃性試驗(UL耐火焰性試驗)>
(1)層合板之基底處理
將玻璃布基材環氧樹脂兩面覆銅層合板之銅箔經蝕刻去除(etch out)之基板(Panasonic公司製「R1515A」、基板厚度0.2mm),於190℃之溫度條件置入190℃之烘箱後,30分鐘加熱乾燥。
(2)樹脂薄片之疊合物(laminate)
將所調製之樹脂組成物1~6,以模塗佈器塗佈於脫模PET上,使乾燥後之樹脂組成物層之厚度成為80μm,於80℃~120℃(平均100℃)乾燥10分鐘,得到樹脂薄片。使用批式真空加壓疊合機(Nikko Materials公司製、2階段增層疊合機「CVP700」),將自樹脂薄片剝離保護膜所露出的樹脂組成物層層合於基板兩面,使樹脂組成物層與層合板接合。層合係藉由30秒減壓使氣壓成為13hPa以下後,於110℃、壓力0.74MPa進行30秒壓接來實施。接著,將經層合之樹脂薄片,於大氣壓下、100℃、壓力0.5MPa熱加壓60秒而平滑化。
(3)樹脂組成物層之熱硬化
樹脂薄片層合後,將支撐體脫模PET薄膜剝離,於190℃之溫度條件,移至190℃之烘箱後,90分鐘熱硬化而形成絕緣層,製作基板。
(4)難燃性之評估
使用上述(3)所製作之基板,切斷為UL難燃性之試驗用之12.7mm×127mm之尺寸,將端面以砂紙(#1200之後、#2800)研磨,製作基材厚度0.2mm,於單側層合有絕緣層80μm的燃燒性試驗用試驗片。之後,遵照UL耐火焰性試驗規格(UL-94),進行V0、V1之評估。再者,V0係判定為「○」,10秒接觸火焰後無燒剩的樣品(燃燒)時判定為「×」。
實施例及比較例的樹脂組成物之不揮發成分的使用量,以及試驗例的測定結果及評估結果示於下述表1。
如上述結果,使用(E)液狀膦氮烯作為難燃劑時(實施例1~4),樹脂組成物中未有固體物質析出。又,可知使用(E)液狀膦氮烯作為難燃劑時(實施例1~4),相較於未使用難燃劑時(比較例1),及使用粉末狀膦氮烯作為難燃劑時(比較例2),剝離強度高,密合性優良。
Claims (12)
- 一種樹脂組成物,其含有(A)環氧樹脂、(B)硬化劑、(C)聚醯亞胺樹脂、(D)無機填充材,及(E)液狀膦氮烯,(B)成分包含活性酯系硬化劑,以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,(D)成分為30質量%以上,(E)成分為0.1質量%以上。
- 如請求項1之樹脂組成物,其中以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,(E)成分之含量為1質量%以上。
- 如請求項1之樹脂組成物,其中以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,(E)成分之含量為20質量%以下。
- 如請求項1之樹脂組成物,其中以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,(D)成分之含量為60質量%以下。
- 如請求項1之樹脂組成物,其中(C)成分包含藉由二胺化合物與芳香族四羧酸二酐之醯亞胺化反應所得到之樹脂。
- 如請求項1之樹脂組成物,其中(B)成分進一步包含由酚系硬化劑及萘酚系硬化劑所成之硬化劑。
- 如請求項1之樹脂組成物,其係多層可撓基板之絕緣層形成用。
- 一種如請求項1~8中任一項之樹脂組成物之硬化物。
- 一種樹脂薄片,其包含支撐體,與設置於該支撐體上之以如請求項1~8中任一項之樹脂組成物所形成之樹脂組成物層。
- 一種多層可撓基板,其包含使如請求項1~8中任一項之樹脂組成物硬化所形成的絕緣層。
- 一種半導體裝置,其具備如請求項11之多層可撓基板。
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