WO2005056632A1 - 熱硬化性樹脂組成物、樹脂シートおよび絶縁基板用樹脂シート - Google Patents

熱硬化性樹脂組成物、樹脂シートおよび絶縁基板用樹脂シート Download PDF

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layered silicate
epoxy resin
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resin sheet
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Koichi Shibayama
Koji Yonezawa
Kazuyoshi Shiomi
Motohiro Yagi
Hidenobu Deguchi
Nobuhiro Goto
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Sekisui Chemical Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a thermosetting resin composition containing an epoxy resin as a main component, a resin sheet using the thermosetting resin composition, and a resin for an insulating substrate using the resin sheet. Regarding the seat.
  • a multilayer printed circuit board used in an electronic device has a plurality of insulating layers and a circuit pattern arranged between these insulating layers.
  • this type of insulating layer is made of, for example, a thermosetting resin pre-prede obtained by impregnating glass cloth with a thermosetting resin, or a thermosetting resin or a photocurable resin.
  • a resin sheet or the like is used.
  • the interlayer between the insulating layers be extremely thin in order to achieve high density and thinning. Therefore, as a material for forming the insulating layer, an insulating layer using a thin glass cloth or an insulating layer made of a resin containing an inorganic filler is required.
  • the use of these glass cloths and inorganic fillers ensures mechanical properties such as mechanical strength even between extremely thin layers, and changes in the dimensional change before and after the heat history, that is, the coefficient of linear expansion even when a heat history is given. (Coefficient of linear thermal expansion).
  • a resin containing an inorganic filler exhibiting the above-described functions a resin such as a thermosetting resin material containing a large amount of an inorganic filler is conventionally known. .
  • Patent Document 1 discloses a method for manufacturing a multilayer printed wiring board (multilayer printed circuit board) using an epoxy adhesive film as an insulating layer! RU
  • a bifunctional epoxy resin and a bifunctional phenol are dissolved in the presence of a catalyst.
  • a varnish mainly composed of a high molecular weight epoxy polymer having a weight average molecular weight of 50,000 or more obtained by polymerization in a medium, a polyfunctional epoxy resin, a curing agent, and a crosslinking agent has an average particle diameter of 0.8-5. m non-fibrous inorganic filler. This varnish is applied to one or both sides of the support, and the solvent is removed to obtain a multilayer printed wiring board.
  • Patent Document 1 JP-A-2000-183539
  • the multilayer printed circuit board manufactured by the above-described manufacturing method by setting the area of the interface between the inorganic filler and the high molecular weight epoxy polymer or the polyfunctional epoxy resin to be sufficiently large, the mechanical properties such as mechanical strength can be improved. And the linear expansion coefficient is reduced.
  • the insulating layer constituting the multilayer printed board contains a large amount of an inorganic filler in order to satisfy required physical properties. Therefore, it is difficult to reduce the thickness of the insulating layer, which often impairs the formability and the suitability for the manufacturing process. Further, since the insulating layer constituting the multilayer printed board contains a large amount of an inorganic filler, the obtained multilayer printed board has often been opaque. Therefore, it has been difficult to align the front surface and the back surface of the multilayer printed board with a laser or the like.
  • a multilayer printed board using a thin glass cloth or a multilayer printed board not using a glass cloth sometimes has insufficient heat resistance and dimensional stability.
  • these multilayer printed circuit boards are brittle and easily broken, so that defective products tend to be produced in the manufacturing process.
  • a build-up method of obtaining a multilayer laminate by repeating formation of a plurality of insulating layers and formation of a circuit pattern on each insulating layer, or a circuit pattern is used. It has been carried out by a batch lamination method of laminating the formed insulating substrates all at once. In any of the above manufacturing methods, the number of steps is large, so that the quality of the material tends to greatly affect the product yield.
  • each step includes a plating step, a curing step, a solder reflow step, and the like
  • the materials constituting the multilayer printed circuit board include solvent resistance, water resistance, heat resistance, and dimensions at high temperatures.
  • excellent performance such as stability. More specifically, for example, resistance to acids, alkalis and organic solvents, low hygroscopicity, which tends to affect electrical characteristics, and influence on the connection of high-precision circuits between the upper and lower insulating layers High temperature treatment and small dimensional changes before and after heating, heat resistance up to 260 ° C required for mounting with lead-free solder, migration of copper, which tends to affect the reliability of electrical connection It is difficult to happen and things are strongly required.
  • a multilayer printed circuit board for an IC package obtained by a build-up method may be exposed to a high temperature due to heat generation of the IC during actual use. It is necessary to maintain high reliability even in such an environment.
  • the resin is separated from the metal wiring such as copper constituting the circuit and short-circuit is caused.
  • a flexible multi-layer printed circuit board which has been widely used, has a flexible printed circuit board and an adhesive layer for bonding single-layer flexible printed circuit boards. Therefore, when a polyimide resin film or a circuit is formed and the difference in linear expansion coefficient from that of metal wiring such as copper is large, the same problems as above tend to occur.
  • solder reflow process has been simplified.
  • the high temperature dagger is progressing. Therefore, simply using a resin having excellent heat resistance tends to cause a problem during a high-temperature treatment such as solder reflow if the coefficient of linear expansion at a temperature higher than the glass transition temperature of the cured resin is large.
  • a resin used for an insulating substrate constituting a multilayer printed circuit board or the like has a low influence on electric characteristics, that is, a resin having a small dielectric constant and a small dielectric loss tangent and excellent dielectric characteristics. Is required. Furthermore, there is a strong demand for a small dimensional change during high-temperature treatment such as solder reflow or during actual use, that is, a small coefficient of linear expansion.
  • an object of the present invention is to have excellent dielectric properties, excellent dimensional stability at high temperatures, and to have been subjected to heat history exposed to high temperatures. Even if there is a small dimensional change before and after the thermal history, that is, a small coefficient of linear expansion, for example, a thermosetting resin composition capable of obtaining a molded article such as a resin sheet, and the thermosetting resin An object of the present invention is to provide a resin sheet and a resin sheet for an insulating substrate using the composition.
  • the present invention comprises an epoxy resin having an epoxy equivalent of 100 to 2000, an epoxy resin curing agent that is a compound having a phenol group, and a layered silicate.
  • the layered silicate is contained in the range of 0.2 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin component containing the agent.
  • the epoxy resin is a bisphenol-type epoxy resin, a biphenyl-type epoxy resin, or a dicyclopentadiene-type epoxy resin. Fats, and at least one selected from the group consisting of naphthalene-type epoxy resins.
  • the epoxy resin curing agent is a hydrophobic phenolic compound represented by the following formulas (1)-(3).
  • Group strength At least one selected.
  • R 1 represents a methyl group or an ethyl group
  • R 2 represents a hydrogen or a hydrocarbon group
  • n represents an integer of 2-4.
  • n represents an integer of 0 or 115.
  • R 3 - ⁇ -(CH z ) felicitR * I (CH 2 ) q— 5 ")-H (3)
  • R 3 is represented by the following formula (4a) or the following formula (4b)
  • R 4 represents a group represented by the following formula (5a), (5b) or (5c);
  • R 5 represents a group represented by the following formula (6a) or (6b)
  • R 6 represents hydrogen or a carbon atom-containing molecular chain group having 1-20 carbon atoms
  • p and q each represent an integer of 1-16
  • r represents an integer of 1-11.
  • the layered silicate is selected from the group consisting of montmorillonite, hectorite, swellable mylite, and vermiculite. Is at least one of
  • the layered silicate includes an alkyl ammonium salt having 6 or more carbon atoms, an aromatic quaternary ammonium salt, and an aromatic quaternary ammonium salt.
  • Heterocyclic quaternary ammonium salt Contains at least one type of ammonium salt selected from the group consisting of:
  • the resin sheet according to the present invention is configured using the thermosetting resin composition according to the present invention.
  • the resin sheet of the present invention is cured before curing.
  • a part or all of the layered silicate has an average interlayer distance of the (001) plane measured by a wide-angle X-ray diffraction method of 3 nm or more. However, they are dispersed in a state where the number of layers is 5 or less.
  • the average linear expansion coefficient 1) at a temperature lower by 10 to 50 ° C than the glass transition temperature of the cured product of the thermosetting resin composition is is 4. 0 X 10- 5 / ° C or less.
  • the average linear expansion coefficient ( ⁇ 2) at a temperature higher by 10 to 50 ° C than the glass transition temperature of the cured product of the thermosetting resin composition. ) is 4. 0 X 10- 5 / ° C or less.
  • the cured product of the thermosetting resin composition has a dielectric constant at a frequency of 1 GHz of 3.3 or less and a dielectric loss tangent at a frequency of 1 GHz. Is 0.015 or less.
  • the resin sheet for an insulating substrate according to the present invention is configured using the resin sheet according to the present invention. It is.
  • thermosetting resin composition of the present invention contains an epoxy resin having an epoxy equivalent of 100 to 2000, an epoxy resin curing agent that is a compound having a phenol group, and a layered silicate. . Further, the layered silicate is contained in the range of 0.2 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin containing the epoxy resin and the epoxy resin curing agent.
  • thermosetting resin composition of the present invention provides excellent dielectric properties and dimensional stability at high temperatures.
  • a molded article such as a resin sheet can be obtained.
  • the dimensional change before and after the thermal history is small.
  • the epoxy resin contains at least one selected from the group consisting of a bisphenol-type epoxy resin, a biphenyl-type epoxy resin, a dicyclopentadiene-type epoxy resin, and a naphthalene-type epoxy resin.
  • the molecular chain is rigid, so the material has excellent strength and dimensional stability at high temperatures. Furthermore, since the packing property of the molecule is high, it has excellent electrical properties such as a dielectric loss tangent.
  • thermosetting When the epoxy resin curing agent is at least one selected from the group consisting of the hydrophobic phenolic conjugates represented by the above formulas (1) and (3), thermosetting The cured resinous resin composition and the resin sheet have excellent heat resistance and dimensional stability, and have lower hygroscopicity. Furthermore, it has excellent dielectric properties with low dielectric constant and dielectric loss tangent! / Puru.
  • the layered silicate is at least one selected from the group consisting of montmorillonite, hectorite, swellable mylite, and vermiculite
  • the dispersibility in the resin increases, and the resin and the layer The interface area with the silicate increases. Therefore, the resin binding effect is enhanced, so that the resin strength and the dimensional stability at high temperatures can be improved.
  • the layered silicate is at least one selected from the group consisting of alkylammonium salts having 6 or more carbon atoms, aromatic quaternary ammonium salts, and heterocyclic quaternary ammonium salts. When it contains an ammonium salt, it can sufficiently hydrophobize between the crystal layers of the layered silicate.
  • the resin sheet composed of the thermosetting resin composition according to the present invention is a dielectric resin sheet. In addition to excellent properties, it also has excellent dimensional stability at high temperatures. In addition, even when subjected to a thermal history exposed to a high temperature, the dimensional change before and after the thermal history is small, that is, the coefficient of linear thermal expansion is small and the thickness can be reduced.
  • the resin sheet formed by curing the resin sheet before curing has a smaller dimensional change before and after the heat history even if it has been subjected to the heat history.
  • Part or all of the layered silicate is dispersed in a state where the average interlayer distance of the (001) plane measured by wide-angle X-ray diffraction is 3 nm or more and the number of layers is 5 or less.
  • the interface area between the epoxy resin and the epoxy resin curing agent and the layered silicate becomes sufficiently large, and the distance between the flaky crystals of the layered silicate becomes appropriate. Therefore, the high-temperature physical properties, mechanical properties, heat resistance, dimensional stability, and the like of the cured resin sheet can be further improved.
  • the cured product of the thermosetting resin composition has a dielectric constant at a frequency of 1 GHz of 3.3 or less.
  • the electrical characteristics are excellent.
  • the resin sheet for an insulating substrate formed using the resin sheet according to the present invention has excellent dielectric properties and dimensional stability at high temperatures. In addition, even when subjected to a thermal history exposed to high temperatures, the dimensional change before and after the thermal history is small, that is, the coefficient of linear thermal expansion is small, and the thickness can be reduced.
  • thermosetting resin composition of the present invention contains an epoxy resin having an epoxy equivalent of 100 to 2000, an epoxy resin curing agent which is a compound having a phenol group, and a layered silicate. Have.
  • the layered silicate is dispersed in a matrix composed of the epoxy resin and the epoxy resin hardener.
  • the epoxy resin used in the thermosetting resin composition of the present invention needs to have an epoxy equivalent of 100 to 2000.
  • the epoxy equivalent of the epoxy resin is less than 100, the distance between the crosslinking points of the epoxy resin becomes short. Therefore, a cured product of a thermosetting resin composition or a molded article made of the thermosetting resin composition such as a resin sheet becomes brittle and has insufficient physical properties such as toughness.
  • the epoxy equivalent of the epoxy resin exceeds 2,000, the distance between the crosslinking points of the epoxy resin becomes long, and the cured product of the thermosetting resin composition or the molded product becomes soft, and the The expansion coefficient does not decrease sufficiently.
  • the epoxy resin is not particularly limited as long as it has an epoxy equivalent of 100 to 2000, and any epoxy resin may be used.
  • the epoxy resin include bisphenol-type epoxy resins such as bisphenol A-type epoxy resin, bisphenol F-type epoxy resin, bisphenol AD-type epoxy resin, and bisphenol S-type epoxy resin.
  • Novolak epoxy resins such as phenol novolak epoxy resin, cresol novolak epoxy resin, naphthalene epoxy resin, biphenyl epoxy resin, dicyclopentagen epoxy resin, triphenol methane tridary
  • aromatic epoxy resins such as sidyl ether, aliphatic epoxy resins, alicyclic epoxy resins and the like, hydrogenated products thereof, and halogenated products such as bromides.
  • bisphenol-type epoxy resin is used because the rigidity of the molecular chain can improve the strength of the material and the dimensional stability at high temperatures, and can exhibit excellent electrical characteristics due to the high packing property of the molecule.
  • Fat, naphthalene type epoxy resin, dicyclopentene type epoxy resin, and biphenyl type epoxy resin are preferably used. These epoxy resins may be used alone or in combination of two or more.
  • the epoxy resin curing agent used in the thermosetting resin composition of the present invention is a compound having a phenol group.
  • an epoxy resin curing agent which is a compound having a phenol group, as an epoxy resin curing agent, the cured product of a thermosetting resin composition or molded article has excellent heat resistance and dimensional stability, and has a high moisture absorption property. Is low.
  • any compound having a phenol structure can be used.
  • the compound having a phenol group include hydrophobic phenolic conjugates represented by the above formulas (1) and (3), phenol novolak, o-cresol novolak, p-cresol novolac, and t-butinole.
  • examples include phenol novolak, dicyclopentadiene cresol, and derivatives thereof.
  • a cured product of a thermosetting resin composition and a resin sheet is superior in heat resistance and dimensional stability, has lower hygroscopicity, and has a small dielectric constant and a small dielectric loss tangent, and has excellent dielectric properties. Therefore, the hydrophobic phenolic conjugate represented by the above formula (1)-(3) is preferably used.
  • These compounds having a phenol group may be used alone or in combination of two or more.
  • R 6 is shows a carbon atom-containing molecular chain group of hydrogen or a C 1 one 20.
  • the carbon atom-containing molecular chain group having 120 to 20 carbon atoms include an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, and a propyl group, and a group having an alicyclic hydrocarbon such as benzene, naphthalene, and cyclopentadiene.
  • the mixing ratio of the epoxy resin curing agent, which is a compound having a phenol group, to the epoxy resin having an epoxy equivalent of 100 to 2000 is not particularly limited. It is more preferable that the mixing ratio is such that the equivalent ratio of the epoxy-reactive functional group in the epoxy resin curing agent to the epoxy equivalent of the epoxy resin is 0.1 to 5.0. Is a compounding ratio of 0.5 to 2.0. When the above-mentioned equivalent ratio falls outside the range of 0.1-5.0, the heat resistance of the thermosetting resin composition or the cured product of the molded product becomes insufficient, or the insulating property becomes insufficient. There are times when you do evil.
  • thermosetting resin composition of the present invention contains an epoxy group-containing compound other than the above-mentioned epoxy resin or an epoxy resin curing agent other than the above-mentioned epoxy resin curing agent, After taking into account the epoxy equivalent of the epoxy group-containing compound and the equivalent of the epoxy-reactive functional group in the other epoxy resin curing agent, the mixing ratio may be set to the above equivalent ratio.
  • thermosetting resin composition of the present invention as the epoxy resin curing agent, together with the epoxy resin curing agent, which is a compound having a phenol group, other epoxy resin curing agents known in the art. Agents may be used in combination.
  • the other epoxy resin curing agent is not particularly limited, but, for example, Amine compounds, Aminyi conjugates Compounds such as polyaminoamido conjugates to be synthesized, tertiary aminyi conjugates, imidazole compounds, hydrazide compounds, melamine conjugates, acid anhydrides, thermal latent cationic polymerization Examples include a catalyst, a photolatent cationic polymerization catalyst, dicyandiamide, and derivatives thereof. These other epoxy resin curing agents may be used alone or in combination of two or more.
  • aminy conjugate is not particularly limited, and examples thereof include ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, polyoxypropylenediamine, and polyoxypropylenetriamine.
  • Linear aliphatic amines and their derivatives mensendiamine, isophoronediamine, bis (4-amino-3-methylcyclohexyl) methane, diaminodicyclohexylmethane, bis (aminomethyl) cyclohexane, N-amino Ethyl piperazine, 3,9-bis (3-aminopropyl) -2,4,8,10-tetraoxaspiro (5,5) pandecane and other cycloaliphatic amines and their derivatives, m-xylenediamine, a- (m / p-aminophenol) ethylamine, m phenylenediamine, diaminodiphenylmethane Jiaminojifue - Rusurufon, alpha, alpha-bis (4 Aminofue - Le) .rho. aromatic, such as diisopropyl benzene Amin and derivatives thereof.
  • the compound that is also synthesized with the above-mentioned aminy conjugate is not particularly limited.
  • the above tertiary aminy conjugates are not particularly limited, but include, for example, ⁇ , ⁇ -dimethylbiperazine, pyridine, picoline, benzyldimethylamine, 2- (dimethylaminomethyl) phenol, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, 1,8 diazabisci Chloro (5,4,0) indene 1 and derivatives thereof.
  • the imidazole imidazole is not particularly limited, but includes, for example, 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-pendecylimidazole, and 2-heptadecylimidazole. , 2-phenylimidazole, and derivatives thereof.
  • the hydrazide compound is not particularly limited.
  • the melamine conjugate is not particularly limited, and examples thereof include 2,4 diamino 6-vinyl-1,3,5-triazine and derivatives thereof.
  • the acid anhydride is not particularly limited.
  • the above-mentioned heat-latent cationic polymerization catalyst is not particularly limited, and for example, benzyl sulfo-based with antimony hexafluoride, phosphorous hexafluoride, boron tetrafluoride and the like as counter ions.
  • Ionic heat-latent cationic polymerization catalysts such as dimethyl salts, benzylammonium-dimethyl salts, benzylpyridyl-dimethyl salts, and benzylsulfurium salts; and nonionics such as N-benzylphthalimide and aromatic sulfonate esters And a heat-latent cationic polymerization catalyst.
  • the photolatent cationic polymerization catalyst is not particularly limited, but examples thereof include aromatic diazo with antimony hexafluoride, phosphorus hexafluoride, boron tetrafluoride and the like as counter ions. -Salts, aromatic salts, aromatic salts, aromatic salts such as aromatic salts, iron salts, and iron salts.
  • Ionic photolatent cationic polymerization catalysts such as organometallic complexes such as len complex, titanocene complex and arylsilanol aluminum complex, nitrobenzyl ester, sulfonic acid derivative, phosphate ester, phenolsulfonic acid ester, diazonaphthoquinone,
  • Nonionic photolatent cationic polymerization catalysts such as N-hydroxyimidesulfonate are exemplified.
  • the layered silicate used in the thermosetting resin composition of the present invention means a layered silicate compound having exchangeable metal cations between crystal layers.
  • This layered silicate may be a natural product or a synthetic product.
  • the layered silicate is not particularly limited, but includes, for example, smectite-based clay minerals such as montmorillonite, hectorite, savonite, paiderite, stevensite, and nontronite; Force (swelling mica), vermiculite, rhosite, leucite and the like. Above all, it is selected from the group consisting of montmorillonite, hectorite, swelling myc and vermiculite, because it has good dispersibility in resin and can improve resin strength and dimensional stability at high temperatures. At least one type of layered silicate is preferably used, and in particular, hectorite is more preferably used. These layered silicates may be used alone or in combination of two or more.
  • the layered silicate is not particularly limited, but preferably has an average length of 2 m or less, more preferably 1 ⁇ m or less, and still more preferably 0.5 ⁇ m or less. It is below.
  • the average length of the layered silicate is 2 m or less, the transparency of the thermosetting resin composition or the molded body is improved, and the alignment with the lower substrate or the like can be easily performed during work. .
  • the average length of the layered silicate is 1 m or less, the laser workability is improved because the residue of the thermosetting resin composition or the molded article is left during laser processing.
  • the average length of the layered silicate is 0.5 m or less, the thermosetting resin composition or molded article can be used as an optical material or a material for an optical waveguide.
  • the crystal shape of the layered silicate is not particularly limited, but the average length is 0.01 ⁇ m or more, the thickness is 0.001 to 1 ⁇ m, and the aspect ratio is It is preferably 20-500. More preferably, the average length is 0.05 / zm or more, the thickness is 0.01-0.5 / zm, and the aspect ratio is 50-200.
  • the layered silicate has a large shape anisotropy defined by the following relational expression! ⁇ is preferred. By using the layered silicate having a large shape anisotropy, the thermosetting resin composition and the molded article exhibit more excellent mechanical properties such as mechanical strength.
  • Shape anisotropy Surface area of flaky crystal stacking surface Z Surface area of flaky crystal stacking side
  • the exchangeable metal cations existing between the crystal layers of the layered silicate are metal ions such as sodium ions and calcium ions existing on the flaky crystal surface of the layered silicate. Since these metal ions have cation exchange properties with other cationic substances, various substances having cationic properties can be inserted (inter-force rate) or trapped between the crystal layers of the layered silicate.
  • the cation exchange capacity of the layered silicate is not particularly limited, but is preferably 50 to 200 meq. If the cation exchange capacity of the layered silicate is less than 50 milliequivalents (ZOOg), the amount of cationic substance inserted or trapped between the crystal layers of the layered silicate by cation exchange decreases, and the crystal layers are sufficiently hydrophobic. (Polarization) may not be achieved. Conversely, if the cation exchange capacity of the layered silicate exceeds 200 meq ZlOOg, the bonding strength between the crystal layers of the layered silicate may be too strong, and the crystal flakes may not be easily separated.
  • ZOOg milliequivalents
  • the layered silicate is preferably subjected to a chemical treatment to improve dispersibility in an epoxy resin or an epoxy resin curing agent.
  • a layered silicate that has been improved in dispersibility in an epoxy resin or an epoxy resin curing agent by performing a chemical treatment is preferably subjected to a chemical treatment to improve dispersibility in an epoxy resin or an epoxy resin curing agent.
  • the chemical treatment is not particularly limited, but can be performed, for example, by the following chemical modification (1) method-chemical modification (6) method. These chemical modification methods may be used alone or in combination of two or more.
  • the chemical modification (1) method is also referred to as a cation exchange method using a cationic surfactant.
  • the thermosetting resin composition of the present invention is prepared using a relatively low-polarity epoxy resin.
  • a cation exchange is performed between the crystal layers of the layered silicate with a cationic surfactant in advance to obtain water-phobicity.
  • the affinity between the layered silicate and the epoxy resin / epoxy resin curing agent increases, and the layered silicate Can be finely dispersed more uniformly in an epoxy resin or an epoxy resin curing agent.
  • the cationic surfactant is not particularly limited, but examples thereof include quaternary ammonium salts and quaternary phosphonium salts. Among them, alkylammonium salts having 6 or more carbon atoms, aromatic quaternary ammonium salts and heterocyclic quaternary ammonium salts can be sufficiently hydrophobized between the crystal layers of the layered silicate. At least one ammonium salt selected from the powerful group is preferably used. These cationic surfactants may be used alone or in combination of two or more.
  • the quaternary ammonium salt is not particularly limited, and examples thereof include a trimethylalkylammonium salt, a triethylalkylammonium salt, a tributylalkylammonium salt, and a dimethyldialkylammonium salt.
  • lauryl trimethyl ammonium salt stearyl trimethyl ammonium salt, trioctyl methyl ammonium salt, distearyl dimethyl ammonium salt, di-hardened tallow dimethyl ammonium salt, distearyl Dibenzylammonium salt, N-polyoxyethylene N-lauryl N, N dimethylammonium salt and the like are preferably used.
  • These quaternary ammonium salts may be used alone or in combination of two or more.
  • the quaternary phosphonium salt is not particularly limited. Trifle phospho-pharmate, methyl triphenyl phospho-pharmate, lauryl trimethyl phospho-p-m salt, stearyl trimethyl phospho-p-m salt, trioctyl methyl phospho-p-m salt, distearyl dimethyl phospho-p-m salt And distearyl dibenzyl phospho-dimethyl salts. These quaternary phospho-pam salts may be used alone or in combination of two or more.
  • the chemical modification (2) method is a method of converting a hydroxyl group present on the crystal surface of the organically modified layered silicate chemically treated by the chemical modification (1) method with a functional group capable of chemically bonding to a hydroxyl group or a hydroxyl group.
  • a chemical treatment is performed with a compound having one or more functional groups with high chemical affinity at the molecular terminals.
  • the chemical modification (3) method comprises converting a hydroxyl group present on the crystallized surface of the organically modified layered silicate chemically treated by the chemical modification (1) method into a functional group capable of chemically bonding to a hydroxyl group or a hydroxyl group. This is a method of chemically treating a compound having one or more functional groups with high chemical affinity at one end of the molecule and one or more reactive functional groups at the other end of the molecule.
  • the functional group capable of chemically bonding to the hydroxyl group or the functional group having a high chemical affinity with the hydroxyl group is not particularly limited, and examples thereof include an alkoxyl group, an epoxy group (glycidyl group), and a carboxyl group.
  • the compound having a functional group capable of chemically bonding to a hydroxyl group or the compound having a functional group having a high chemical affinity with a hydroxyl group is not particularly limited, and examples thereof include the functional groups exemplified above. And the like. Titanate compounds, epoxy compounds, carboxylic acids, sulfonic acids, alcohols, and the like, among which silane compounds are preferably used. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • the silani conjugate used in the chemical modification (2) method is not particularly limited, and examples thereof include methyltriethoxysilane, dimethinoresimethoxysilane, trimethylmethoxysilane, and hexyltrimethoxysilane. Hexyltriethoxysilane, octadecyltrimethoxysilane, and octadecyltriethoxysilane. These silane conjugates used in the chemical modification (2) method may be used alone or in combination of two or more. Yes.
  • the silani conjugate used in the above chemical modification (3) is not particularly limited, and examples thereof include burtrimethoxysilane, burtriethoxysilane, and burtris (j8-methoxyethoxy).
  • silane conjugates used in the chemical modification (3) method may be used alone or in combination of two or more.
  • the chemical modification (4) method is a method in which the crystal surface of the organically modified layered silicate chemically treated by the chemical modification (1) method is treated with a compound having anionic surface activity.
  • the compound having an aionic surface activity is not particularly limited as long as the compound can treat the layered silicate by ionic interaction.
  • Examples of the compound having anionic surface activity include sodium laurate, sodium stearate, sodium oleate, higher alcohol sulfates, secondary higher alcohol sulfates, and unsaturated alcohol sulfates. No. These compounds having anionic surface activity may be used alone or in combination of two or more.
  • the chemical modification (5) method is a method of chemically treating a compound having one or more reactive functional groups other than the anionic site in the molecular chain among the compounds having anionic surface activity.
  • the chemical modification (6) method is a method of chemically modifying the organically modified layered silicate that has been subjected to any one of the methods of the chemical modification (1) method and the chemical modification (5) method.
  • Chemical treatment with a resin having a functional group capable of reacting with a layered silicate such as acid-modified poly (phenylene ether) resin How to
  • thermosetting resin composition of the present invention among the organically modified layered silicates subjected to the above chemical treatment, a hard resin having a good affinity with the epoxy resin / epoxy resin curing agent. Hectorite treated with trioctylmethylammonium salt is particularly preferably used because the effect of improving the physical properties of the compound is also high.
  • the method for dispersing the layered silicate in the epoxy resin or the epoxy resin curing agent is not particularly limited, and examples thereof include a method using the above-mentioned organically modified layered silicate and a method using a dispersant. And a method in which the layered silicate is dispersed in a solvent and mixed with an epoxy resin / epoxy resin hardener. By using these dispersion methods, the layered silicate can be uniformly and finely dispersed in the epoxy resin or the epoxy resin curing agent.
  • the compounding amount (content) of the layered silicate may be an epoxy resin having an epoxy equivalent of 100-2000.
  • the layered silicate is in the range of 0.2 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin containing the epoxy resin curing agent which is a compound having a phenol group.
  • the amount of the layered silicate is preferably in the range of 5 to 100 parts by weight, and more preferably in the range of 10 to 80 parts by weight.
  • the amount of the layered silicate is less than 0.2 part by weight per 100 parts by weight of the resin containing the epoxy resin and the epoxy resin curing agent, the effect of improving high-temperature physical properties and the hygroscopic property are obtained. Cannot be sufficiently obtained. Conversely, if the amount of the layered silicate exceeds 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin containing the epoxy resin and the epoxy resin curing agent, the density of the thermosetting resin composition is increased. Is too high, mechanical properties are degraded and practicality is impaired.
  • the amount of the layered silicate is less than 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin containing the epoxy resin and the epoxy resin curing agent, the thermosetting resin composition or Although the coefficient of linear expansion at a temperature lower than the glass transition temperature of the cured product of the molded article can be reduced to some extent, it may be difficult to lower the coefficient of linear expansion at a temperature higher than the glass transition temperature. Conversely, if the amount of the layered silicate exceeds 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin containing the epoxy resin and the epoxy resin curing agent, the thermosetting resin may be used. The moldability of the composition and the flexibility and elongation of the cured product may be insufficient.
  • the mechanical properties and A cured product that does not impair processability exhibits particularly excellent dimensional stability, heat resistance, dielectric properties, and the like.
  • thermosetting resin composition when a large amount of an inorganic filler is blended in a thermosetting resin composition, it is difficult to sufficiently lower the linear expansion coefficient at a temperature higher than the glass transition temperature of the cured product. Also, the transparency of the insulating layer is impaired, which makes it difficult to reduce the thickness of the insulating layer. Therefore, inconvenience arises in a process such as alignment of insulating layers at the time of laser processing.
  • the layered silicate in the thermosetting resin composition of the present invention has a small size and a very high dispersibility, the above-mentioned problems hardly occur even when it is blended in a large amount.
  • the interface between the layered silicate and the epoxy resin and the epoxy resin curing agent is determined. Strong interaction between layered silicate with very large area and epoxy resin / epoxy resin hardener. Therefore, compared to other inorganic fillers, the effect of improving physical properties is remarkably increased if the same amount is used. Therefore, when a layered silicate is used, the amount of the layered silicate that does not impair the mechanical properties can be reduced as compared with other inorganic fillers.
  • the thermosetting resin composition of the present invention may optionally contain, for example, the resin. It contains a resin that can be copolymerized with the epoxy resin.
  • the copolymerizable resin is not particularly limited.
  • other epoxy resins other than the epoxy resin having an epoxy equivalent of 100 to 2000, phenoxy resin, Thermosetting modified polyphenylene ether resin, benzoxazine resin and the like can be mentioned. These copolymerizable resins may be used alone or in combination of two or more.
  • the other epoxy resin refers to an organic compound having at least one epoxy group in a molecule.
  • the number of epoxy groups in the above other epoxy resins is at least one per molecule. More preferably, there are two or more.
  • the number of epoxy groups per molecule is determined by dividing the total number of epoxy groups in the epoxy resin by the total number of molecules in the epoxy resin.
  • the other epoxy resin is not particularly limited as long as it is other than the epoxy resin having an epoxy equivalent of 100-2000.
  • Examples of the other epoxy resin include, for example, conventionally known various epoxy resins. These other epoxy resins may be used alone or in combination of two or more.
  • thermosetting modified polyphenylene ether resin is not particularly limited.
  • polyphenylene ether resin has a thermosetting property such as an epoxy group, an isocyanate group, and an amino group.
  • a resin modified with a functional group may, for example, be mentioned.
  • thermosetting modified polyphenylene ether resins may be used alone or in combination of two or more.
  • the benzoxazine resin refers to a monomer capable of ring-opening polymerization of an oxazine ring of a benzoxazine monomer and a resin obtained by ring-opening polymerization.
  • the benzoxazine monomer include, but are not particularly limited to, those in which a substituent such as a phenyl group, a methyl group, or a cyclohexyl group is bonded to nitrogen of the oxazine ring, or two benzoxazine monomers.
  • Examples thereof include those in which a substituent such as a fuel group, a methyl group, or a cyclohexyl group is bonded between nitrogen atoms of an oxazine ring.
  • a substituent such as a fuel group, a methyl group, or a cyclohexyl group is bonded between nitrogen atoms of an oxazine ring.
  • benzoxazine monomers and benzoxazine resins may be used alone or in combination of two or more.
  • thermosetting resin composition in order to further increase the elongation of the thermosetting resin composition and prevent brittleness.
  • the engineering plastics be present as a dispersion layer when the thermosetting resin composition is formed into a molded product!
  • thermosetting resin compositions are high-performance plastics used in industrial applications (industrial applications), and generally have high strength and heat resistance. It has advantages such as excellent chemical properties.
  • thermosetting resin composition containing engineering plastics when the layered silicate is dispersed, it becomes difficult to be brittle, and excellent electrical properties are exhibited.
  • the thermosetting resin composition has a high melting point, so that a decrease in linear expansion coefficient is reduced.
  • the engineering plastics exists as a dispersed phase when the thermosetting resin composition is formed into a molded product, the molded product made of the thermosetting resin composition and the cured product thereof have sufficient mechanical properties. It exhibits excellent electrical characteristics while maintaining physical properties.
  • the method of dispersing engineering plastics is carried out by appropriately adjusting the type of solvent and the mixing method.
  • the engineering plastics are preferably finely dispersed. More preferably, the engineering plastics are preferably uniformly dispersed to 3 m or less. When the engineering plastics are finely dispersed, the molded article made of the thermosetting resin composition and the cured product exhibit excellent electrical properties and have high resin strength and elongation. It improves fracture toughness.
  • the engineering plastics are not particularly limited.
  • polysulfone resin, polyether sulfone resin, polyimide resin, polyether imide resin, polyamide resin, polyacetal resin are used.
  • it is selected from the group consisting of polysulfone resin, polyethersulfone resin, polyimide resin and polyetherimide resin.
  • At least one type of engineering plastic is preferably used. These engineering plastics may be used alone or in combination of two or more.
  • thermosetting resin composition of the present invention may include, as necessary, for example, a thermoplastic elastomer (thermoplastic rubber), a crosslinked rubber, for example, a thermoplastic resin such as a polyvinyl acetal resin, and the like. It may be contained.
  • a thermoplastic elastomer thermoplastic rubber
  • a crosslinked rubber for example, a thermoplastic resin such as a polyvinyl acetal resin, and the like. It may be contained.
  • thermoplastic elastomer examples include, but are not particularly limited to, a styrene-based elastomer, an olefin-based elastomer, a urethane-based elastomer, and a polyester elastomer. And other types of elastomers. These thermoplastic elastomers may be modified with a functional group such as an epoxy group (glycidyl group), an isocyanate group, or an amino group in order to increase the compatibility with the epoxy resin. In addition, these thermoplastic elastomers may be used alone or in combination of two or more.
  • the crosslinked rubber is not particularly limited.
  • Crosslinked materials such as rubber, silicone rubber, urethane rubber and the like can be mentioned.
  • these crosslinked rubbers have functional groups such as an epoxy group, an isocyanate group, and an amino group such as a crosslinked product of an epoxy-modified butadiene rubber and an epoxy-modified tolyl rubber. It may be denatured.
  • these crosslinked rubbers may be used alone or in combination of two or more.
  • thermosetting resin composition of the present invention may optionally contain, for example, a filler other than a layered silicate, a softener (plasticizer), a nucleating agent, an antioxidant (aging). Antioxidants), heat stabilizers, light stabilizers, ultraviolet absorbers, lubricants, flame retardants, antistatic agents, antifogging agents, colorants, organic solvents, and other additives. Good.
  • the method for producing the thermosetting resin composition of the present invention is not particularly limited.
  • the epoxy resin, the epoxy resin curing agent and the layered silicate, which are essential components are used.
  • a master batch is prepared by kneading and kneading the mixture, and a predetermined amount of this master batch, the remaining amount of each of the predetermined amount of the epoxy resin or the epoxy resin curing agent or other resin, and the content thereof are included as necessary.
  • One or two or more types of other components can be directly mixed and kneaded at room temperature or under heating, or they can be mixed and kneaded in a solvent, or a masterbatch method that removes the solvent after mixing in a solvent. Are mentioned.
  • the masterbatch diluting resin composition containing the epoxy resin or epoxy resin curing agent or other resin used for the above may be the same composition or different compositions.
  • the method of kneading each component in the method for producing the thermosetting resin composition of the present invention is not particularly limited, and for example, a conventionally known kneading method such as an extruder, a two-roller, and a Banbury mixer is used.
  • the components may be uniformly kneaded with a shearing machine at room temperature or under heating while applying a shearing force. By applying a shearing force during the kneading, the average length of the layered silicate may be able to be further reduced.
  • the thermosetting resin composition of the present invention comprises an epoxy resin having an epoxy equivalent of 100 to 2000, an epoxy resin curing agent which is a compound having a phenol group, and the layered silicate. Since they are used in combination, the glass transition temperature and the heat-resistant deformation temperature increase due to the restriction of the molecular chains. Accordingly, it is possible to obtain a molded article such as a resin sheet having a low coefficient of linear expansion at a high temperature and having excellent heat resistance, mechanical properties, dielectric properties, and the like.
  • thermosetting resin composition of the present invention gas molecules are much easier to diffuse in resin than inorganic fillers such as layered silicates. Also in the thermosetting resin composition of the present invention, the gas molecules diffuse while bypassing the layered silicate when diffusing in the epoxy resin and the epoxy resin curing agent, so that the gas nobility is also improved. A molded article can be obtained. Similarly, the barrier property against other than gas molecules can be enhanced, and the solvent resistance can be improved, and the moisture absorption and water absorption can be reduced. Therefore, for example, a cured resin sheet made of the thermosetting resin composition of the present invention can be suitably used as an insulating layer in a multilayer printed wiring board. In addition, it is also possible to suppress the migration of copper having a circuit power that is also a copper power. Further, it is also possible to suppress the occurrence of a defect such as poor plating due to the bleeding out of a trace amount of additives present in the thermosetting resin composition onto the surface.
  • thermosetting resin composition of the present invention exhibits the above-mentioned excellent properties without containing a large amount of layered silicate. Therefore, the insulation layer of the conventional multilayer printed circuit board As a result, the insulating layer can be made thinner, and the density and thickness of the multilayer printed circuit board can be increased.
  • the dimensional stability of the resin sheet made of the thermosetting resin composition of the present invention can be improved due to the nucleation effect of the layered silicate in crystal formation and the swelling suppression effect accompanying the improvement of moisture resistance. . For this reason, the stress caused by the dimensional difference before and after the heat history when the heat history is given can be reduced, and when used as an insulating layer of a multilayer printed circuit board, the reliability of the electrical connection can be effectively improved. It is possible to increase.
  • thermosetting resin composition of the present invention is not particularly limited.
  • the thermosetting resin composition is dissolved in an appropriate solvent, or formed into a film (film formation) and processed.
  • the varnish, the solder resist, the resin sheet, the pre-preda, the varnish, the optical waveguide material, and the like obtained by the above are mentioned.
  • the resin sheet of the present invention is configured using the above-described thermosetting resin composition of the present invention.
  • the resin sheet obtained by curing the resin sheet before curing is another aspect of the resin sheet of the present invention.
  • the method for forming (film-forming) the resin sheet of the present invention is not particularly limited.
  • the thermosetting resin composition of the present invention or the thermosetting resin composition of the present invention may be used.
  • An extrusion molding method in which each component contained in the product is melt-kneaded with an extruder and then extruded, and formed into a film using a T-die or a circuit die, a thermosetting resin composition of the present invention or A casting molding method in which each component contained in the thermosetting resin composition of the present invention is dissolved or dispersed in a solvent such as an organic solvent and mixed, and then cast to form a film, and other conventionally known methods. And the like.
  • an extrusion molding method and a casting molding method are preferably used since a multilayer printed board produced using the resin sheet of the present invention can be made thinner.
  • an average interlayer distance of the (001) plane measured by a wide-angle X-ray diffraction method is 3 nm or more and a part or all of the layered silicate is 5 nm or more.
  • the layer is preferably dispersed in the following state. More preferably, the average interlayer distance is 3-5 nm, which means that the particles are dispersed in a state where the number of layers is 5 or less.
  • the average interlayer distance of the layered silicate referred to in the present invention means the average of the distance between the layers when the flaky crystal of the layered silicate is regarded as a layer, and indicates an X-ray diffraction peak and a transmission type. It can be calculated by electron microscopy, that is, by the wide-angle X-ray diffraction method.
  • the ratio of the layered silicate dispersed as a laminate of 5 layers or less can be determined by observing the resin sheet with a transmission electron microscope at a magnification of 50,000 to 100,000 and observing it in a certain area.
  • the total number (X) of layered silicate laminates and the number of layered silicates (Y) dispersed as a laminate of 5 or less layers can be measured and calculated by the following formula.
  • Percentage of layered silicate dispersed as a laminate of 5 layers or less (Y / X) x 100 [0122]
  • Part or all of the layered silicate in the resin sheet has an average interlayer distance of 3 nm.
  • the interface area between the epoxy resin and the epoxy resin curing agent and the layered silicate becomes sufficiently large, and the layered silicate is dispersed.
  • the distance between the flaky crystals becomes appropriate. Therefore, the high temperature properties, mechanical properties, heat resistance, dimensional stability, and the like of the cured resin sheet can be further improved.
  • the layered silicate is dispersed in the resin sheet in a state where the average interlayer distance exceeds 5 nm, the crystal flakes of the layered silicate are separated for each layer and the interaction can be ignored. May weaken. Therefore, the dimensional stability of the cured resin sheet may not be sufficiently improved when the binding strength (restraining strength) at high temperatures is weakened.
  • part or all of the layered silicate is dispersed in the resin sheet in a state in which the number of laminations is 5 or less is specifically defined as the interlaminar flakes of the layered silicate.
  • the effect is weakened, meaning that part or all of the lamellar crystal laminate is dispersed.
  • 10% or more of the layered silicate laminate is dispersed in a state of 5 layers or less, and more preferably, 20% or more of the layered silicate laminate is dispersed in a state of 5 layers or less. That is what they do.
  • the number of layers in the layered silicate laminate is preferably five or less in order to sufficiently obtain the above-described effect due to the dispersion of the layered silicate.
  • the above-mentioned effects can be sufficiently exerted if the number of layers of the layered silicate is dispersed in about three layers.
  • increasing the amount of chemical treatment such as the amount of a cationic surfactant to be cation-exchanged so as to improve the dispersibility of the layered silicate can be mentioned. .
  • a large amount of the cationic surfactant may cause deterioration in physical properties.
  • dispersion conditions at the time of dispersion should be made even more severe.For example, when dispersing with an extruder, the shearing force during extrusion is increased, or when stirring with a mixer, the rotating blades are rotated. Or increase the number.
  • the layered silicate laminate is dispersed in a state of three or more layers.
  • the proportion of three or more layers increases excessively, the above-mentioned physical properties will be obtained.Because the proportion of the layered silicate laminate dispersed in three or more layers should be 70% or less. Is preferred.
  • the layered silicate is dispersed in the above-described state, the area of the interface between the epoxy resin, the epoxy resin curing agent, and the layered silicate is sufficient. It is getting bigger. Therefore, the interaction between the epoxy resin and the epoxy resin curing agent and the surface of the layered silicate is increased, and the melt viscosity of the resin sheet is increased. Therefore, the thermoformability by hot pressing or the like is improved, and the shape retention when the molded body is formed into a desired shape by embossing or embossing is also improved.
  • the layered silicate is contained in the range of 0.2 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin containing the epoxy resin and the epoxy resin curing agent. It is preferred that The layered silicate is more preferably contained in the range of 0.5 to 20 parts by weight, and still more preferably contained in the range of 1.0 to 10 parts by weight. If the amount of the layered silicate is less than 0.2 parts by weight, the mechanical properties after curing may decrease.If the amount of the layered silicate is more than 40 parts by weight, the viscosity of the resin becomes high and the resin is shaped into a desired shape. It becomes difficult to do.
  • the mixing ratio of the layered silicate to the inorganic compound is in the range of 1: 1-1: 20. Preferably, it is included.
  • the mixing ratio is in the range of 1: 1 to 1:20, the viscosity of the resin does not increase significantly, and the mechanical properties and the like can be improved. Therefore, if the compounding ratio is in the range of 1: 1-1: 20, the flowability becomes good, and thus it is suitable for a built-up use or the like. In this case, it has excellent followability and flatness, and also has excellent mechanical properties.
  • the mechanical properties such as the elastic modulus are improved over a wide temperature range from room temperature to high temperature, and even at a high temperature equal to or higher than the glass transition temperature or the melting point of the cured product of the resin sheet, Physical properties are maintained, and the coefficient of linear expansion at high temperatures can be suppressed. This is considered to be because the layered silicate in a finely dispersed state acts as a kind of pseudo-crosslinking point even in a high-temperature region higher than the glass transition temperature or the melting point of the cured resin sheet.
  • the flaky crystals of the layered silicate move during combustion to form a sintered body that becomes a flame-retardant film. It will be easier. Since this sintered body is formed at an early stage of combustion, it can cut off the supply of oxygen from the outside world and also cut off the combustible gas generated by combustion. Therefore, the resin sheet exhibits excellent flame retardancy.
  • the layered silicate having a nanometer size is differentially dispersed. Therefore, when, for example, a substrate formed by curing the resin sheet of the present invention is perforated by a laser such as a carbon dioxide gas laser, an epoxy resin component or an epoxy resin hardener component and a layered silicate are used. The components are decomposed and evaporated at the same time, and the layered silicate residue that remains partially is only a small one of several m or less. Therefore, since the residue of the layered silicate remaining by the desmear can be easily removed, it is possible to surely suppress the occurrence of poor plating or the like due to the residue generated by the perforation process.
  • a laser such as a carbon dioxide gas laser
  • the average linear expansion coefficient that put in 10- 50 ° C lower temperature than the glass transition temperature of the cured product (alpha 1) is 4. ⁇ ⁇ 10- 5 / ° C or less Preferably, there is.
  • the mean linear expansion coefficient of the cured product of ⁇ sheet (alpha 1) is more than 4.
  • ⁇ ⁇ 10- 5 Z ° C the dimensional stability before the thermal history is applied may be insufficient.
  • the average linear expansion coefficient that put in 10- 50 ° C higher temperature than the glass transition temperature (alpha 2) is not more than 4.
  • OX 10- 5 Z ° C of the cured product Is preferred.
  • the mean linear expansion coefficient of the cured product of ⁇ sheet (alpha 2) is more than 4.
  • ⁇ ⁇ 10- 5 Z ° C the heat history given Insufficient dimensional stability may cause problems during high-temperature treatment such as solder reflow.
  • the resin sheet of the present invention preferably has a cured product having a dielectric constant at a frequency of 1 GHz of 3.3 or less and a cured product having a dielectric loss tangent at a frequency of 1 GHz of 0.015 or less. If the above-mentioned dielectric constant of the cured product of the resin sheet exceeds 3.3 or the above-mentioned dielectric loss tangent exceeds 0.015, the dielectric properties may be insufficient and the electrical properties may be impaired.
  • the application of the resin sheet of the present invention is not particularly limited.
  • materials used for sheets, sheets, laminates, copper foil with resin, or copper-clad laminates, rigid flexible substrates, etc. include TAB films.
  • thermosetting resin composition according to the present invention and the resin sheet and the like formed using the thermosetting resin composition are excellent in transparency.
  • alignment becomes easier when laminating. Furthermore, it is easy to check for the presence or absence of voids due to air entrapment.
  • thermosetting resin composition according to the present invention and a resin sheet or the like constituted by using the thermosetting resin composition are provided with a photosensitivity, and a solder resist It can be suitably used for a photosensitive plating resist used for a mask or the like.
  • a photosensitizer such as naphthoquinone azide may be added to the thermosetting resin composition in an amount of 10% based on 100 parts by weight of the total amount of the thermosetting resin composition excluding the layered silicate. It is preferable to mix in a range of 30 parts by weight. By blending the photosensitizing agent in the above range, the photosensitivity can be effectively provided. The smaller the amount of the layered silicate, the more pronounced the effect of the photosensitizer.
  • the amount of the inorganic compound containing the layered silicate is in the range of 0.2 to 15 parts by weight, the effect of light attenuation and scattering by the inorganic compound is reduced, so that the pattern after exposure is sharp. Become.
  • a resin sheet constituted by using the resin composition according to the present invention is laminated on a substrate on which a circuit pattern is formed, and a release sheet is further placed thereon. After that, when pressing with a press machine, it is possible to confirm whether or not to follow with less pressure. In order to more easily confirm the followability, it is possible to confirm the amount of the resin sheet protruding from the press machine when pressing with the press machine. That is, the followability can be confirmed by sandwiching the resin sheet between the copper-clad substrates and evaluating the flowability based on the amount of protrusion when the resin sheet is pressed by a press.
  • thermosetting resin composition according to the present invention the mechanical properties are improved by the layered silicate, and the elongation characteristics are also improved by the resin component. Therefore, the occurrence of cracks and the like due to the cooling / heating cycle is reduced.
  • the blending amount of the layered silicate is 0.2 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the thermosetting resin composition.
  • the range is preferred 0.5 to 10 parts by weight is more preferred.
  • the amount of the layered silicate exceeds 15 parts by weight, the elongation characteristics are deteriorated. If the amount of the layered silicate is less than 0.2 part by weight, for example, mechanical properties such as a coefficient of linear expansion may be poor.
  • thermosetting resin composition according to the present invention has a smaller specific gravity and a lighter weight when compared with a case using other inorganic fillers such as silica, for example, when it has the same mechanical properties. It becomes possible to make a dagger. Therefore, it can be suitably used for a circuit board for a cellular phone, etc., for which light weight is required.
  • the resin sheet for an insulating substrate of the present invention is configured using the resin sheet of the present invention. That is, the insulating substrate resin sheet of the present invention is produced by curing the above-described resin sheet of the present invention.
  • Imidazole (trade name “EH-3366S”, manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.)
  • thermosetting resin composition solution obtained above was subjected to a release treatment of a transparent polyethylene terephthalate (PET) film (trade name "PET5011 550", thickness 50m, Lintec Corporation). To a thickness of 50 m after drying using an applicator, and drying in a gear oven at 100 ° C for 12 minutes, uncured 200 mm X 200 mm X 50 ⁇ m resin sheet Object was produced. Next, the uncured resin sheet was heated in a gear oven at 170 ° C. for 1 hour to produce a cured resin sheet.
  • PET transparent polyethylene terephthalate
  • thermosetting resin composition solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that the thermosetting resin composition solution had the composition shown in Table 1, and an uncured resin sheet and A cured product was prepared.
  • Biphenyl-based epoxy resin “NC-3000H” 50 Og, epoxy resin curing agent “MEH7 851HJ47. Og”, synthetic hectorite “Norecententite STN” 3. Og weight ⁇ and triphenylinole phosphine 0 3 g and DMF 150.0 g were added to the beaker. Next, the mixture was stirred for 1 hour with a stirrer and then defoamed to obtain a resin Z layered silicate solution. Next, after removing the solvent in a state where the obtained resin Z layered silicate solution is applied onto a polyethylene terephthalate sheet, the mixture is heated at 100 ° C for 15 minutes to prepare a test sheet made of the resin composition.
  • a cured body was created.
  • This test sheet was laminated and laminated to a thickness of lmm to prepare an uncured plate-like molded body for measuring melt viscosity.
  • the uncured test sheet and its laminate are heated at 180 ° C for 3 hours. By heating and curing, a 2 mm-thick and 100 m-thick plate-like molded body made of the resin composition was produced.
  • Biphenyl epoxy resin "NC-3000H” 48 Og, epoxy resin curing agent “MEH7 851H” 45.
  • Og synthetic hectorite "Lucentite STN” 7.
  • Og triphenylphosphine 0. 3g and DMF186. Og were added to the beaker.
  • defoaming was performed to obtain a resin and a layered silicate solution.
  • the mixture was heated at 100 ° C for 15 minutes to prepare a test sheet made of the resin composition. A cured product was prepared.
  • This test sheet was laminated and laminated to a thickness of lmm to produce an uncured plate-like molded body for measuring melt viscosity. Further, the uncured test sheet and its laminate were heated and cured at 180 ° C. for 3 hours to produce a 2 mm-thick and 100 m-thick plate-like molded body made of the resin composition.
  • Biphenyl epoxy resin "NC-3000H” 51.Og, epoxy resin curing agent “MEH7 800H” 42.00g, synthetic hectorite "Lucentite STN” 7.Og, triphenylphosphine 0. 3 g and DMF 186.0 g were added to a beaker. Next, after stirring for 1 hour with a stirrer, defoaming was performed to obtain a resin Z layered silicate solution. Then, after removing the solvent in a state where the obtained resin Z layered silicate solution is applied on a polyethylene terephthalate sheet, the mixture is heated at 100 ° C for 15 minutes, and the test sheet made of the resin composition is not cured. Created body.
  • This test sheet was laminated and laminated to a thickness of lmm to prepare an uncured plate-like molded body for measuring melt viscosity. Further, the uncured test sheet and its laminate were heated and cured at 180 ° C. for 3 hours to produce a 2 mm-thick and 100 m-thick plate-like molded body made of the resin composition.
  • the solvent was removed in a state where the obtained resin Z layered silicate solution was applied on a polyethylene terephthalate sheet. Thereafter, the mixture was heated at 100 ° C. for 15 minutes to prepare an uncured test sheet made of the resin composition.
  • the test sheet was laminated and laminated to a thickness of lmm to prepare an uncured plate-like molded body for measuring a melt viscosity. Further, the uncured test sheet and the laminate thereof were cured by heating at 180 ° C. for 3 hours to produce a 2 mm-thick and 100 ⁇ m-thick plate-like molded body made of the resin composition.
  • an uncured test sheet made of the resin composition was prepared. This test sheet was laminated and laminated to a thickness of lmm to prepare an uncured plate-like molded body for measuring melt viscosity. Further, the uncured test sheet and its laminate were heated and cured at 180 ° C. for 3 hours to produce a 2 mm-thick and 100 m-thick plate-like molded body made of the resin composition.
  • the solvent was removed in a state of being applied on the substrate. Thereafter, the mixture was heated at 100 ° C. for 15 minutes to prepare an uncured test sheet made of the resin composition.
  • This test sheet was laminated and laminated to a thickness of lmm to prepare an uncured plate-like molded body for measuring melt viscosity. Further, the uncured test sheet and its laminate were cured by heating at 180 ° C. for 3 hours to produce a plate-like molded body having a thickness of 2 mm and 100 ⁇ m, which also has a resin composition strength.
  • the solvent was removed while the obtained resin Z layered silicate solution was applied on a sheet of polyethylene terephthalate. Thereafter, the mixture was heated at 100 ° C. for 15 minutes to prepare an uncured test sheet made of the resin composition.
  • the test sheet was laminated and laminated to a thickness of lmm to prepare an uncured plate-like molded body for measuring a melt viscosity. Further, the uncured test sheet and the laminate thereof were cured by heating at 180 ° C. for 3 hours to produce a 2 mm-thick and 100 ⁇ m-thick plate-like molded body made of the resin composition.
  • the mixture was heated at 100 ° C. for 15 minutes to prepare an uncured test sheet made of the resin composition.
  • This test sheet was laminated and laminated to a thickness of lmm to produce an uncured plate-like molded body for measuring melt viscosity.
  • the uncured test sheet and its laminate are cured by heating at 180 ° C for 3 hours to determine whether the resin composition A plate-like molded body having a thickness of 2 mm and a thickness of 100 ⁇ m was produced.
  • the solvent was removed in a state where the obtained resin and layered silicate solution were applied on a polyethylene terephthalate sheet. After squeezing, it was heated at 100 ° C. for 15 minutes to prepare an uncured test sheet made of the resin composition. This test sheet was laminated and laminated to a thickness of 1 mm to prepare an uncured plate-like molded body for measuring a melt viscosity. Further, the uncured test sheet and the laminate thereof were cured by heating at 180 ° C. for 3 hours to produce a 2 mm-thick and 100 ⁇ m-thick plate-like molded body made of the resin composition.
  • the solvent was removed while the obtained resin and layered silicate solution were applied on a polyethylene terephthalate sheet. Thereafter, the mixture was heated at 100 ° C. for 15 minutes to prepare an uncured test sheet made of the resin composition.
  • This test sheet was laminated and laminated to a thickness of lmm to prepare an uncured plate-like molded body for measuring melt viscosity. Further, the uncured test sheet and its laminate were heated and cured at 180 ° C. for 3 hours to produce a 2 mm-thick and 100 m-thick plate-like molded body made of the resin composition.
  • the test sheet was prepared in the same manner as in Example 13 except that the layered silicate was not used and that the amount of silica “KE-S50” was 23.0 g and the amount of DMF was 150 g.
  • An uncured body was created. This test sheet was laminated and laminated to a thickness of lmm to prepare an uncured plate-like molded body for measuring melt viscosity. Further, the uncured test sheet and its laminate were cured by heating at 180 ° C. for 3 hours to produce a plate-like molded body having a thickness of 2 mm and 100 m, which also has a resin composition power.
  • Example 1-Thermosetting resin obtained in Example 14 and Comparative Example 1-Comparative Example 4 The performances of the composition solution and the resin sheet were evaluated by the following methods. The evaluation items were: 1. dielectric constant, 2. dielectric loss tangent, 3. average linear expansion coefficient ( ⁇ 1), 4. average linear expansion coefficient ( ⁇ 2), 5. average interlayer distance of layered silicate, 6.5 Layered silicate dispersed below the layer, 7. layered silicate dispersed over 3 or more layers, 8. breaking strength, 9. elongation at break, 10. resin flow rate.
  • the cured product of ⁇ sheet was cut into 3 mm X 25 mm, the linear expansion meter (product number "TMAZSS12 OC", Seiko Ltd. Instruments Men Tsu, Inc.) using a tensile load 2. 94 X 10- 2 N, heating Average linear expansion ( ⁇ 1) at a temperature 10 to 50 ° C lower than the glass transition temperature of the cured product and a temperature 10 to 50 ° C higher than the glass transition temperature of the cured product at a speed of 5 ° CZ The average coefficient of linear expansion (a2) was measured.
  • thermosetting resin composition solution was applied to a release-treated transparent PET film “PET5011 550” using an applicator so that the thickness after drying was 200 m.
  • the coating was dried in a gear oven at 100 ° C. for 12 minutes to prepare an uncured resin sheet of 200 mm ⁇ 200 mm ⁇ 200 / zm.
  • ten uncured resin sheets were stacked and pressed. Thereafter, the mixture was heated in a gear oven at 170 ° C for 1 hour to produce a cured resin sheet having a thickness of 2 mm.
  • the obtained cured product of the resin sheet having a thickness of 2 mm was analyzed using an X-ray diffraction measuring device (product number “RINT1100”, manufactured by Rigaku Corporation) to obtain a diffraction peak obtained from the diffraction of the laminated surface of the layered silicate.
  • RINT1100 X-ray diffraction measuring device
  • the (001) plane distance d of the layered silicate was calculated by the following Bragg diffraction equation, and the obtained d was defined as the average interlayer distance (nm).
  • 0.154 (nm)
  • 0 indicates a diffraction angle
  • a cured product of a resin sheet having a thickness of 100 m was produced in the same manner as in the case of 5 above. Next, the cured product was magnified 100,000 times with a transmission electron microscope, and the dispersion state of the layered silicate was confirmed.
  • the number of layers (Z) of the layered silicate dispersed as a laminated body of was measured. Using the following formula, calculate the percentage (%) of the layered silicate dispersed as a laminate of 5 layers or less and 3 layers or more.
  • the dispersion state of the layered silicate was evaluated according to the following criteria.
  • the proportion of layered silicate dispersed as a laminate of 5 layers or less was 10% or more.
  • the proportion of the layered silicate dispersed as a laminate of three or more layers was 30% or more and 70% or less.
  • the proportion of layered silicate dispersed as a laminate of three or more layers was less than 30% or more than 70%.
  • a cured resin sheet with a thickness of 100 m is cut into a size of 10 x 80 mm, and using a tensile tester (trade name: Tensilon, manufactured by Orientec), the distance between the chucks is 60 mm and the cross head speed is 5 mmZ.
  • a tensile test was performed under the conditions of minutes, and the breaking strength (MPa) and the breaking elongation (%) were measured.
  • the copper surface of the double-sided copper-clad laminate was subjected to 2 / zm copper etching using a roughening solution (trade name: "Mech etch bond CZ8101", manufactured by Mec Corporation).
  • the etching conditions were a temperature of 35 ° C., a spray pressure of 0.15 MPa, and a processing time of 60 seconds.
  • the weight of the resin sheet and the double-sided copper-clad laminate was measured.
  • the double-sided copper-clad laminate was placed on both sides of the resin sheet, and the release sheet was placed on the outside of the laminated sheet, and set on a heating press. After pressing, heat and pressurize (150 ° C / 2MPa) 30 Hold for 2 seconds and let the resin flow.
  • the release sheet After being released from the heating press and cooled, the release sheet was peeled off, the outer periphery of the double-sided copper-clad laminate was cut accurately using a cutter, and the bonded resin sheet and double-sided copper-clad laminate were removed. Was. After extraction, the weight is measured, and the weight obtained by subtracting the weight of the resin sheet and the double-sided copper-clad laminate measured earlier is used as the resin flow amount. It was calculated as the fat flow rate.
  • Table 1 below shows the evaluation results of Example 13 and Comparative Example 4. Further, the evaluation results of Examples 414 and 14 and Comparative Example 4 are shown in Tables 2 and 3 below.
  • thermosetting resin composition solution (g) Compounding unit of each component in thermosetting resin composition solution (g)
  • Dielectric constant (frequency 1GHz) 3.1 3.2 3.1 3.2

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Abstract

 誘電特性に優れるとともに、高温下における寸法安定性にも優れ、かつ、高温下にさらされる熱履歴を受けた場合であっても、熱履歴前後の寸法変化が小さい、すなわち、線膨張率が小さい例えば樹脂シートなどの成形体を得ることができる熱硬化性樹脂組成物、および、この熱硬化性樹脂組成物を用いた樹脂シートおよび絶縁基板用樹脂シートを提供する。  エポキシ当量が100~2000であるエポキシ樹脂と、フェノール基を有する化合物であるエポキシ樹脂硬化剤と、層状珪酸塩とが含有されてなる熱硬化性樹脂組成物、および、上記熱硬化性樹脂組成物を用いて構成されている樹脂シート、ならびに、上記樹脂シートを用いて構成されている絶縁基板用樹脂シート。

Description

明 細 書
熱硬化性樹脂組成物、樹脂シートおよび絶縁基
技術分野
[0001] 本発明は、エポキシ榭脂を主成分とする熱硬化性榭脂組成物、この熱硬化性榭脂 組成物を用いた榭脂シートおよびこの榭脂シートを用いた絶縁基板用榭脂シートに 関する。
背景技術
[0002] 近年、電子機器の高性能化、高機能化、小型化等が急速に進んでおり、電子機器 に用いられる電子部品においても、小型化および軽量ィ匕が強く求められている。その ため、電子部品を構成する材料についても、耐熱性、機械的強度、電気的特性など の諸 ¾能のさらなる向上が強く求められている。
[0003] 電子機器に用いられている多層プリント基板は、複数層の絶縁層とこれらの絶縁層 間に配置された回路パターンとを有する。従来、この種の絶縁層としては、例えば、 熱硬化性榭脂をガラスクロスに含浸させた熱硬化性榭脂プリプレダを硬化させたもの や、熱硬化性榭脂もしくは光硬化性榭脂からなる榭脂シート等が用いられて 、る。
[0004] 上記多層プリント基板においても、高密度化および薄型化を果たすために、絶縁層 の層間が極めて薄くされることが望まれている。したがって、絶縁層を構成する材料と しては、薄型のガラスクロスを用いた絶縁層や、無機充填剤を含有する榭脂からなる 絶縁層が必要とされている。これらガラスクロスや無機充填剤の使用は、極めて薄い 層間であっても機械的強度などの力学的物性を確保したり、熱履歴が与えられた場 合でも熱履歴前後の寸法変化すなわち線膨張率 (熱線膨張率)を小さくするためで める。
[0005] 上記のような機能を発揮する無機充填剤を含有する榭脂としては、従来より、無機 充填剤を大量に配合した熱硬化性榭脂材料などカゝらなるものが知られている。
[0006] 下記特許文献 1には、エポキシ接着フィルムを絶縁層として使用する多層プリント配 線板 (多層プリント基板)の製造方法が開示されて!、る。特許文献 1に記載の製造方 法では、例えば、二官能エポキシ榭脂と二官能フエノール類とを触媒の存在下で溶 媒中で重合させて得られた重量平均分子量が 50000以上の高分子量エポキシ重合 体、多官能エポキシ榭脂、硬化剤、架橋剤を主成分とするワニスに、平均粒子径が 0 . 8— 5 mの非繊維状の無機充填剤を配合している。このワニスを支持体の片面ま たは両面に塗布し、溶媒を除去することにより多層プリント配線板を得ている。
特許文献 1:特開 2000-183539号公報
発明の開示
[0007] 上記製造方法による多層プリント基板では、無機充填剤と高分子量エポキシ重合 体や多官能エポキシ榭脂との界面の面積を十分な大きさとすることにより、機械的強 度などの力学的物性を確保したり、線膨張率を小さくすることが図られている。しかし 、上記多層プリント基板を構成する絶縁層は、要求される物性を充足させるために多 量の無機充填剤が配合されていた。よって、成形性や製造工程適性等が損なわれる ことが多ぐ絶縁層の厚みを薄くすることが困難であった。また、上記多層プリント基 板を構成する絶縁層は、多量の無機充填剤が配合されているため、得られる多層プ リント基板は不透明になることが多力 た。従って、レーザーなどにより多層プリント基 板の表面と裏面との位置合わせを行うことが困難であった。
[0008] 一方、薄型のガラスクロスを用いた多層プリント基板やガラスクロスを用いない多層 プリント基板では、耐熱性や寸法安定性が不十分なことがあった。カロえて、これらの 多層プリント基板は、脆くて割れやすいため、製造工程において不良品が生じがち であった。また、薄型のガラスクロスを用いた多層プリント基板においても、ガラスクロ スが基板を不透明としゃすいため、レーザーなどにより多層プリント基板の表面と裏 面との位置合わせを行うことが困難であった。
[0009] ところで、多層プリント基板の製造は、複数層の絶縁層の形成と各絶縁層上におけ る回路パターンの形成とを繰り返すことにより多層積層板を得るビルドアップ法や、回 路パターンが形成されている絶縁基板を一括して積層する一括積層法などにより行 われていた。上記いずれの製造方法においても、工程数が多いため、材料の品質が 製品の歩留りに大きな影響を与えがちであった。
[0010] また、メツキ工程、硬化工程およびハンダリフロー工程などの各工程を含むため、多 層プリント基板を構成する材料には、耐溶剤性、耐水性、耐熱性、高温における寸法 安定性などの諸性能に優れることが強く求められている。より具体的には、例えば、 酸やアルカリおよび有機溶剤への耐性を有すること、電気的特性に影響を与えがち な吸湿性が低いこと、上下の絶縁層間の高精度な回路の接続に影響を与える高温 処理および加熱の前後における寸法変化が小さいこと、鉛フリーハンダでの実装に 必要な 260°Cまでの耐熱性を有すること、電気的接続の信頼性に影響を与えがちな 銅のマイグレーションが起こりにく 、こと等が強く求められて 、る。
[0011] 例えば、ビルドアップ法により得られる ICパッケージ用多層プリント基板では、実使 用時の ICの発熱によって高温下にさらされることがある。このような環境下においても 高い信頼性を維持し得ることが必要である。しかし、榭脂の高温時における寸法変化 が大きい場合には、回路を構成している銅などの金属配線と榭脂とが剥離して、ショ ートゃ断線を生じるという問題点があった。
[0012] また、近年多用されて!、る柔軟性を有する薄!、フレキシブル多層プリント基板にお V、ても、単層のフレキシブルプリント基板同士を接着する接着層とフレキシブルプリン ト基板を構成して 、るポリイミド榭脂フィルムや回路を構成して 、る銅などの金属配線 との線膨張率の差が大きい場合には、上記と同様の問題点が生じがちであった。
[0013] 前記特許文献 1で開示されている製造方法による多層プリント基板では、優れた耐 熱性を有するエポキシ榭脂と無機充填剤とを併用することにより高温物性が改善され ている。し力しながら、エポキシ榭脂硬化物のガラス転移温度以上の温度においては 物性改善効果がほとんど認められな力つた。さらに、エポキシ榭脂硬化物のガラス転 移温度以下の温度にぉ 、ても物性改善効果が小さ 、上、吸湿性ゃ耐溶剤性はほと んど改善されて ヽなかった。
[0014] 従来、榭脂硬化物のガラス転移温度以下の温度における線膨張率を低下させる方 法としては、前記特許文献 1に記載されて ヽるように無機充填剤を榭脂に配合する方 法が知られている。しかしながら、榭脂層と金属配線との線膨張率の差を小さくする ためには大量の無機充填剤を配合する必要があった。また、無機充填剤を大量に配 合しても、榭脂硬化物のガラス転移温度以上の温度にさらされる例えばノヽンダリフロ 一時などの高温処理時における線膨張率を十分に低くすることは困難であった。さら に、近年、環境に配慮して鉛フリーハンダが用いられており、ハンダリフロー工程のさ らなる高温ィ匕が進んでいる。したがって、単に耐熱性に優れる榭脂を用いるだけでは 、榭脂硬化物のガラス転移温度以上の温度における線膨張率が大きい場合には、 ハンダリフローなどの高温処理時に不具合を生じがちであった。
[0015] 上述したように、多層プリント基板などを構成する絶縁基板に用いられる榭脂として は、電気的特性に影響を与えにくいこと、すなわち、誘電率および誘電正接が小さく 、誘電特性に優れることが求められている。さら〖こ、ハンダリフロー時などの高温処理 時や実使用時に際しての寸法変化が小さいこと、すなわち、線膨張率が小さいこと等 が強く求められている。
[0016] 本発明の目的は、上記問題点および現状に鑑み、誘電特性に優れるとともに、高 温下における寸法安定性にも優れており、かつ、高温下にさらされる熱履歴を受けた 場合であっても、熱履歴前後の寸法変化が小さい、すなわち、線膨張率が小さい例 えば榭脂シートなどの成形体を得ることができる熱硬化性榭脂組成物、および、この 熱硬化性榭脂組成物を用いた榭脂シートおよび絶縁基板用榭脂シートを提供するこ とにある。
[0017] 本発明は、エポキシ当量が 100— 2000であるエポキシ榭脂と、フエノール基を有 する化合物であるエポキシ榭脂硬化剤と、層状珪酸塩とを含み、エポキシ榭脂及び エポキシ榭脂硬化剤を含む榭脂分 100重量部に対し、層状珪酸塩が 0. 2— 100重 量部の範囲で含まれて 、ることを特徴とする。
[0018] 本発明に係る熱硬化性榭脂組成物のある特定の局面では、エポキシ榭脂は、ビス フエノール型エポキシ榭脂、ビフエ-ル型エポキシ榭脂、ジシクロペンタジェン型ェポ キシ榭脂、およびナフタレン型エポキシ榭脂からなる群力も選択される少なくとも 1種 を含んでいる。
[0019] 本発明に係る熱硬化性榭脂組成物の他の特定の局面では、エポキシ榭脂硬化剤 は、下記式(1)一(3)で表される疎水性フ ノールイ匕合物力 なる群力 選択される 少なくとも 1種である。 [0020] [化 1]
Ra-(
Figure imgf000006_0001
上記式(1)中、 R1はメチル基またはェチル基を示し、 R2は水素または炭化水素基 を示し、 nは 2— 4の整数を示す。
[0021] [化 2]
Figure imgf000006_0002
上記式(2)中、 nは 0または 1一 5の整数を示す。
[0022] [化 3]
R3-^-(CHz)„一 R*一 (CH2)q— 5")-H (3) 上記式(3)中、 R3は下記式 (4a)または下記式 (4b)で表される基を示し、 R4は下記 式(5a) ,下記式(5b)または下記式(5c)で表される基を示し、 R5は下記式 (6a)また は下記式 (6b)で表される基を示し、 R6は水素または炭素数 1一 20の炭素原子含有 分子鎖基を示し、 pおよび qはそれぞれ 1一 6の整数を示し、 rは 1一 11の整数を示す
[0023] [化 4]
Figure imgf000006_0003
[0024] [化 5]
Figure imgf000006_0004
[0025] [化 6]
Figure imgf000007_0001
( 6a ) ( «b ) 本発明に係る熱硬化性榭脂組成物のさらに他の特定の局面では、層状珪酸塩は、 モンモリロナイト、ヘクトライト、膨潤性マイ力およびバーミキユライトからなる群より選択 される少なくとも 1種である。
[0026] 本発明に係る熱硬化性榭脂組成物のさらに別の特定の局面では、層状珪酸塩は、 炭素数 6以上のアルキルアンモ-ゥム塩、芳香族 4級アンモ -ゥム塩および複素環 4 級アンモ-ゥム塩力 なる群より選択される少なくとも 1種類のアンモ-ゥム塩を含有 している。
[0027] 本発明に係る榭脂シートは、本発明に係る熱硬化性榭脂組成物を用いて構成され ている。
[0028] 本発明の榭脂シートの別の特定の局面では、硬化前の上記榭脂シートを硬化させ ること〖こより構成されている。
[0029] 本発明に係る榭脂シートの他の特定の局面では、層状珪酸塩の一部または全部が 、広角 X線回折法により測定された (001)面の平均層間距離が 3nm以上であり、積 層数が 5層以下である状態で分散している。
[0030] 本発明に係る榭脂シートのさらに他の特定の局面では、熱硬化性榭脂組成物の硬 化物のガラス転移温度よりも 10— 50°C低い温度における平均線膨張率 1)は、 4 . 0 X 10— 5/°C以下である。
[0031] 本発明に係る榭脂シートのさらに他の特定の局面では、熱硬化性榭脂組成物の硬 化物のガラス転移温度よりも 10— 50°C高い温度における平均線膨張率( α 2)は、 4 . 0 X 10— 5/°C以下である。
[0032] 本発明に係る榭脂シートのさらに別の特定の局面では、熱硬化性榭脂組成物の硬 化物は、周波数 1GHzにおける誘電率は 3. 3以下であり、周波数 1GHzにおける誘 電正接は 0. 015以下である。
[0033] 本発明に係る絶縁基板用榭脂シートは、本発明に係る榭脂シートを用いて構成さ れている。
[0034] 本発明の熱硬化性榭脂組成物は、エポキシ当量が 100— 2000であるエポキシ榭 脂と、フエノール基を有する化合物であるエポキシ榭脂硬化剤と、層状珪酸塩とを含 んでいる。さらに、エポキシ榭脂及びエポキシ榭脂硬化剤を含む榭脂分 100重量部 に対し、層状珪酸塩が 0. 2— 100重量部の範囲で含まれている。
[0035] 上記成分が含まれており、さらに層状珪酸塩が適度に含まれているため、本発明の 熱硬化性榭脂組成物を用いれば、誘電特性に優れるとともに、高温下における寸法 安定性にも優れた、例えば榭脂シートなどの成形体を得ることができる。さらに、得ら れた成形体は、高温下にさらされる熱履歴を受けた場合であっても、熱履歴前後の 寸法変化が小さい。
[0036] エポキシ榭脂が、ビスフエノール型エポキシ榭脂、ビフエニル型エポキシ榭脂、ジシ クロペンタジェン型エポキシ榭脂、およびナフタレン型エポキシ榭脂からなる群から 選択される少なくとも 1種を含んでいる場合には、分子鎖が剛直であるため、材料の 強度や高温での寸法安定性に優れている。さらに、分子のパッキング性も高いため に、誘電正接などの電気的特性にも優れている。
[0037] エポキシ榭脂硬化剤が、上記式(1)一 (3)で表される疎水性フ ノールイ匕合物から なる群カゝら選択される少なくとも 1種である場合には、熱硬化性榭脂組成物や榭脂シ ートの硬化物は、耐熱性や寸法安定性により優れ、吸湿性がより低くなる。さらに、誘 電率および誘電正接が小さぐ誘電特性にも優れて!/ヽる。
[0038] 層状珪酸塩が、モンモリロナイト、ヘクトライト、膨潤性マイ力およびバーミキユライト からなる群より選択される少なくとも 1種である場合には、榭脂中の分散性が高まり、 榭脂と層状珪酸塩との界面面積が大きくなる。よって、榭脂の拘束効果が高まるため 、榭脂強度や高温での寸法安定性を向上させることができる。
[0039] 層状珪酸塩が、炭素数 6以上のアルキルアンモ-ゥム塩、芳香族 4級アンモ-ゥム 塩および複素環 4級アンモ-ゥム塩力 なる群より選択される少なくとも 1種類のアン モ-ゥム塩を含有している場合には、層状珪酸塩の結晶層間を十分に疎水化できる
[0040] 本発明に係る熱硬化性榭脂組成物を用いて構成されて!ヽる榭脂シートは、誘電特 性に優れるとともに、高温下における寸法安定性にも優れている。さらに、高温下に さらされる熱履歴を受けた場合であっても、熱履歴前後の寸法変化が小さぐすなわ ち、熱線膨張率が小さぐしかも、薄型化も図れる。
[0041] 硬化前の上記榭脂シートを硬化させることにより構成されている榭脂シートは、熱履 歴を受けた場合であっても、熱履歴前後の寸法変化がより一層小さい。
[0042] 層状珪酸塩の一部または全部力 広角 X線回折法により測定された (001)面の平 均層間距離が 3nm以上であり、積層数が 5層以下である状態で分散している場合に は、エポキシ榭脂ゃエポキシ榭脂硬化剤と層状珪酸塩との界面面積が十分に大きく なるとともに、層状珪酸塩の薄片状結晶間の距離が適度なものとなる。よって、榭脂 シートの硬化物の高温物性、力学的物性、耐熱性、寸法安定性等をより一層向上さ せることができる。
[0043] 熱硬化性榭脂組成物の硬化物のガラス転移温度よりも 10— 50°C低!ヽ温度におけ る平均線膨張率( α 1)力 4. 0 Χ 10— 5Z°C以下である場合には、熱履歴が与えられ る前の寸法安定性に優れて 、る。
[0044] 熱硬化性榭脂組成物の硬化物のガラス転移温度よりも 10— 50°C高!ヽ温度におけ る平均線膨張率( α 2)力 4. 0 Χ 10— 5Z°C以下である場合には、熱履歴が与えられ る後の寸法安定性に優れて 、る。
[0045] 熱硬化性榭脂組成物の硬化物の周波数 1GHzにおける誘電率が 3. 3以下であり
、周波数 1GHzにおける誘電正接が 0. 015以下である場合には、電気的特性に優 れている。
[0046] 本発明に係る榭脂シートを用いて構成されて!ヽる絶縁基板用榭脂シートは、誘電 特性に優れるとともに、高温下における寸法安定性にも優れている。さらに、高温下 にさらされる熱履歴を受けた場合であっても、熱履歴前後の寸法変化が小さぐすな わち、熱線膨張率が小さぐしかも、薄型化も図れる。
発明を実施するための最良の形態
[0047] 以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の熱硬化性榭脂組成物は、エポキシ当量が 100— 2000であるエポキシ榭 脂と、フエノール基を有する化合物であるエポキシ榭脂硬化剤と、層状珪酸塩とが含 有されている。ここで、層状珪酸塩は、上記エポキシ榭脂および上記エポキシ榭脂硬 ィ匕剤からなるマトリックス中に分散されて 、る。
[0048] 本発明の熱硬化性榭脂組成物に用いられるエポキシ榭脂は、エポキシ当量が 100 一 2000であることが必要である。上記エポキシ榭脂のエポキシ当量が 100未満であ ると、エポキシ榭脂の架橋点間距離が短くなる。よって、熱硬化性榭脂組成物やこの 熱硬化性榭脂組成物からなる例えば榭脂シートなどの成形体の硬化物は、脆くなつ て、強靱性などの物性が不十分となる。逆に、上記エポキシ榭脂のエポキシ当量が 2 000を超えると、エポキシ榭脂の架橋点間距離が長くなるので、熱硬化性榭脂組成 物や成形体の硬化物は、柔らかくなって、線膨張率が十分に低下しなくなる。
[0049] 上記エポキシ榭脂としては、エポキシ当量が 100— 2000のものである限り如何なる エポキシ榭脂であっても良ぐ特に限定されるものではない。上記エポキシ榭脂として は、例えば、ビスフエノール A型エポキシ榭脂、ビスフエノール F型エポキシ榭脂、ビ スフエノール AD型エポキシ榭脂、ビスフエノール S型エポキシ榭脂などのビスフエノ ール型エポキシ榭脂、フエノールノボラック型エポキシ榭脂、クレゾ一ルノボラック型 エポキシ榭脂などのノボラック型エポキシ榭脂、ナフタレン型エポキシ榭脂、ビフエ二 ル型エポキシ榭脂、ジシクロペンタジェン型エポキシ榭脂、トリフエノールメタントリダリ シジルエーテルなどの芳香族エポキシ榭脂、脂肪族エポキシ榭脂、脂環式エポキシ 榭脂等や、これらの水素添加物や例えば臭素化物などのハロゲンィ匕物等が挙げられ る。なかでも、分子鎖が剛直であることによって、材料の強度や高温での寸法安定性 を向上させ得るとともに、分子の高パッキング性によって優れた電気的特性を発現し 得るため、ビスフエノール型エポキシ榭脂、ナフタレン型エポキシ榭脂、ジシクロペン タジェン型エポキシ榭脂、ビフエニル型エポキシ榭脂が好適に用いられる。これらの エポキシ榭脂は、単独で用いられても良いし、 2種類以上が併用されても良い。
[0050] 本発明の熱硬化性榭脂組成物に用いられるエポキシ榭脂硬化剤は、フエノール基 を有する化合物である。エポキシ榭脂硬化剤としてフエノール基を有する化合物であ るエポキシ榭脂硬化剤を用いることにより、熱硬化性榭脂組成物や成形体の硬化物 は、耐熱性や寸法安定性に優れ、吸湿性の低いものとなる。
[0051] 上記フ ノール基を有する化合物としては、フ ノール構造を有するものであれば 如何なる化合物であっても良ぐ特に限定されるものではない。上記フ ノール基を 有する化合物としては、例えば、上記式(1)一(3)で表される疎水性フ ノールイ匕合 物、フエノールノボラック、 o—クレゾ一ルノボラック、 p—クレゾ一ルノボラック、 tーブチノレ フエノールノボラック、ジシクロペンタジェンクレゾール等や、これらの誘導体等が挙 げられる。なかでも、熱硬化性榭脂組成物ゃ榭脂シートの硬化物が、耐熱性や寸法 安定性により優れ、吸湿性がより低ぐしかも、誘電率および誘電正接が小さぐ誘電 特性に優れるものとなることから、上記式(1)一(3)で表される疎水性フエノールイ匕合 物が好適に用いられる。これらのフエノール基を有する化合物は、単独で用いられて も良いし、 2種類以上が併用されても良い。
[0052] 上記式 (3)において、 R6は水素または炭素数 1一 20の炭素原子含有分子鎖基を 示している。炭素数 1一 20の炭素原子含有分子鎖基とは、メチル基、ェチル基、プロ ピル基などのアルキル基、またはベンゼン、ナフタレン、シクロペンタジェンなどの脂 環式炭化水素を有する基などが挙げられる。
[0053] 前記エポキシ当量が 100— 2000であるエポキシ榭脂に対する上記フエノール基を 有する化合物であるエポキシ榭脂硬化剤の配合割合は、特に限定されるものではな い。上記エポキシ榭脂のエポキシ当量に対して、上記エポキシ榭脂硬化剤中のェポ キシ反応性官能基の当量比が 0. 1-5. 0となる配合割合であることが好ましぐより 好ましくは 0. 5-2. 0となる配合割合である。上記当量比が 0. 1-5. 0の範囲を逸 脱する配合割合であると、熱硬化性榭脂組成物や成形体の硬化物の耐熱性が不十 分となったり、絶縁性が悪ィ匕することがある。なお、本発明の熱硬化性榭脂組成物が 上記エポキシ榭脂以外の他のエポキシ基含有化合物や、上記エポキシ榭脂硬化剤 以外の他のエポキシ榭脂硬化剤を含有する場合には、他のエポキシ基含有化合物 のエポキシ当量や他のエポキシ榭脂硬化剤中のエポキシ反応性官能基の当量を考 慮に入れた上で、上記当量比となる配合割合にすれば良い。
[0054] 本発明の熱硬化性榭脂組成物においては、エポキシ榭脂硬化剤として、上記フエ ノール基を有する化合物であるエポキシ榭脂硬化剤とともに、従来公知の他のェポ キシ榭脂硬化剤が併用されても良 、。
[0055] 上記他のエポキシ榭脂硬化剤としては、特に限定されるものではな 、が、例えば、 ァミン化合物、アミンィ匕合物力 合成される例えばポリアミノアミドィ匕合物などの化合 物、 3級アミンィ匕合物、イミダゾール化合物、ヒドラジド化合物、メラミンィ匕合物、酸無 水物、熱潜在性カチオン重合触媒、光潜在性カチオン重合触媒、ジシアンジアミド等 や、これらの誘導体等が挙げられる。これらの他のエポキシ榭脂硬化剤は、単独で用 いられても良いし、 2種類以上が併用されても良い。
[0056] 上記アミンィ匕合物としては、特に限定されるものではないが、例えば、エチレンジァ ミン、ジエチレントリァミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ポリオキシ プロピレンジァミン、ポリオキシプロピレントリァミンなどの鎖状脂肪族ァミンおよびそ の誘導体、メンセンジァミン、イソフォロンジァミン、ビス(4ーァミノ— 3—メチルシクロへ キシル)メタン、ジアミノジシクロへキシルメタン、ビス(アミノメチル)シクロへキサン、 N —アミノエチルピペラジン、 3, 9—ビス(3—ァミノプロピル)— 2, 4, 8, 10—テトラォキサ スピロ(5, 5)ゥンデカンなどの環状脂肪族ァミンおよびその誘導体、 m—キシレンジァ ミン、 a— (m/p—ァミノフエ-ル)ェチルァミン、 m フエ-レンジァミン、ジアミノジフエ -ルメタン、ジァミノジフエ-ルスルフォン、 α , α ビス(4ーァミノフエ-ル) ρ—ジイソ プロピルベンゼンなどの芳香族ァミンおよびその誘導体等が挙げられる。
[0057] 上記アミンィ匕合物力も合成される化合物としては、特に限定されるものではないが、 例えば、上記アミンィ匕合物とコハク酸、アジピン酸、ァゼライン酸、セバシン酸、ドデカ 二酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ジヒドロイソフタル酸、テトラヒドロイソフタル酸、へ キサヒドロイソフタル酸などのカルボン酸ィ匕合物とから合成されるポリアミノアミドィ匕合 物およびその誘導体、上記アミン化合物とジアミノジフエ-ルメタンビスマレイミドなど のマレイミド化合物とから合成されるポリアミノイミドィ匕合物およびその誘導体、上記ァ ミン化合物とケトン化合物とから合成されるケチミン化合物およびその誘導体、上記 ァミン化合物とエポキシィ匕合物、尿素、チォ尿素、アルデヒドィ匕合物、フエノール化合 物、アクリルィ匕合物などの化合物とから合成されるポリアミノ化合物およびその誘導体 等が挙げられる。
[0058] 上記 3級アミンィ匕合物としては、特に限定されるものではないが、例えば、 Ν, Ν—ジ メチルビペラジン、ピリジン、ピコリン、ベンジルジメチルァミン、 2— (ジメチルアミノメチ ル)フエノール、 2, 4, 6—トリス(ジメチルアミノメチル)フエノール、 1, 8 ジァザビスシ クロ(5, 4, 0)ゥンデセン 1等や、これらの誘導体等が挙げられる。
[0059] 上記イミダゾールイ匕合物としては、特に限定されるものではな 、が、例えば、 2—メチ ルイミダゾール、 2—ェチルー 4ーメチルイミダゾール、 2—ゥンデシルイミダゾール、 2— ヘプタデシルイミダゾール、 2—フエ-ルイミダゾール等や、これらの誘導体等が挙げ られる。
[0060] 上記ヒドラジド化合物としては、特に限定されるものではないが、例えば、 1, 3 ビス
(ヒドラジノカルボェチル )—5 イソプロピルヒダントイン、 7, 11—才クタデカジエンー 1, 18—ジカルボヒドラジド、エイコサンニ酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド等や、こ れらの誘導体等が挙げられる。
[0061] 上記メラミンィ匕合物としては、特に限定されるものではないが、例えば、 2, 4ージアミ ノー 6—ビニルー 1, 3, 5—トリァジンおよびその誘導体等が挙げられる。
[0062] 上記酸無水物としては、特に限定されるものではないが、例えば、フタル酸無水物 、トリメリット酸無水物、ピロメリット酸無水物、ベンゾフヱノンテトラカルボン酸無水物、 エチレングリコールビスアンヒドロトリメリテート、グリセロールトリスアンヒドロトリメリテー ト、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ナジック酸無水物、メチ ルナジック酸無水物、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、へキサヒドロ無水フタル 酸、メチルへキサヒドロ無水フタル酸、 5—(2, 5—ジォキソテトラヒドロフリル )ー3—メチ ルー 3—シクロへキセン 1, 2—ジカルボン酸無水物、トリアルキルテトラヒドロ無水フタ ル酸ー無水マレイン酸付加物、ドデセ-ル無水コハク酸、ポリアゼライン酸無水物、ポ リドデカン二酸無水物、クロレンド酸無水物等や、これらの誘導体等が挙げられる。
[0063] 上記熱潜在性カチオン重合触媒としては、特に限定されるものではないが、例えば 、 6フッ化アンチモン、 6フツイ匕リン、 4フッ化ホウ素等を対ァ-オンとしたべンジルスル ホ -ゥム塩、ベンジルアンモ -ゥム塩、ベンジルピリジ-ゥム塩、ベンジルスルホユウ ム塩などのイオン性熱潜在性カチオン重合触媒、 N—べンジルフタルイミド、芳香族ス ルホン酸エステルなどの非イオン性熱潜在性カチオン重合触媒等が挙げられる。
[0064] 上記光潜在性カチオン重合触媒としては、特に限定されるものではな 、が、例えば 、 6フッ化アンチモン、 6フッ化リン、 4フッ化ホウ素等を対ァ-オンとした芳香族ジァゾ -ゥム塩、芳香族ハ口-ゥム塩、芳香族スルホ -ゥム塩等のォ-ゥム塩類や、鉄ーァ レン錯体、チタノセン錯体、ァリールシラノール アルミニウム錯体等の有機金属錯体 類などのイオン性光潜在性カチオン重合触媒、ニトロべンジルエステル、スルホン酸 誘導体、リン酸エステル、フエノールスルホン酸エステル、ジァゾナフトキノン、 N—ヒド ロキシイミドスルホナートなどの非イオン性光潜在性カチオン重合触媒等が挙げられ る。
[0065] 本発明の熱硬化性榭脂組成物に用いられる層状珪酸塩とは、結晶層間に交換性 金属カチオンを有する層状の珪酸塩化合物を意味する。この層状珪酸塩は、天然物 であっても良いし、合成物であっても良い。
[0066] 上記層状珪酸塩としては、特に限定されるものではないが、例えば、モンモリロナイ ト、ヘクトライト、サボナイト、パイデライト、スティブンサイト、ノントロナイトなどのスメク タイト系粘土鉱物や、膨潤性マイ力 (膨潤性雲母)、バーミキユライト、ノ、ロイサイト等が 挙げられる。なかでも、榭脂中での分散性が良好であり、榭脂強度や高温での寸法 安定性も向上させ得るため、モンモリロナイト、ヘクトライト、膨潤性マイ力およびバー ミキユライトからなる群より選択される少なくとも 1種類の層状珪酸塩が好適に用いられ 、とりわけ、ヘクトライトがより好適に用いられる。これらの層状珪酸塩は、単独で用い られても良いし、 2種類以上が併用されても良い。
[0067] 上記層状珪酸塩は、特に限定されるものではないが、平均長さが 2 m以下である ことが好ましぐより好ましくは 1 μ m以下であり、さらに好ましくは 0. 5 μ m以下である 。層状珪酸塩の平均長さが 2 m以下であると、熱硬化性榭脂組成物や成形体の透 明性が向上し、作業時に、下部基板などとの位置合わせを容易にすることができる。 また、層状珪酸塩の平均長さが 1 m以下であると、レーザー加工時に熱硬化性榭 脂組成物や成形体の残渣が残りにくぐレーザー加工性が向上する。さらに、層状珪 酸塩の平均長さが 0. 5 m以下であると、熱硬化性榭脂組成物や成形体を光学材 料や光導波路用の材料として使用することも可能となる。
[0068] 上記層状珪酸塩の結晶形状は、特に限定されるものではないが、平均長さが 0. 0 1 μ m以上であり、厚みが 0. 001— 1 μ mであり、アスペクト比が 20— 500であること が好ましい。より好ましくは、平均長さが 0. 05 /z m以上であり、厚みが 0. 01-0. 5 /z mであり、アスペクト比が 50— 200である。 [0069] 上記層状珪酸塩は、下記関係式で定義される形状異方性が大き!ヽことが好ま 、 。上記形状異方性の大きい層状珪酸塩を用いることにより、熱硬化性榭脂組成物や 成形体は、より優れた機械的強度などの力学的物性を発現するものとなる。
形状異方性 =薄片状結晶の積層面の表面積 Z薄片状結晶の積層側面の表面積
[0070] 上記層状珪酸塩の結晶層間に存在する交換性金属カチオンとは、層状珪酸塩の 薄片状結晶表面に存在するナトリウムイオンやカルシウムイオンなどの金属イオンの ことである。これらの金属イオンは、他のカチオン性物質とのカチオン交換性を有する ため、カチオン性を有する種々の物質を上記層状珪酸塩の結晶層間に挿入 (インタ 一力レート)もしくは捕捉することができる。
[0071] 上記層状珪酸塩のカチオン交換容量は、特に限定されるものではないが、 50— 20 0ミリ当量 ZlOOgであることが好ま 、。層状珪酸塩のカチオン交換容量が 50ミリ当 量 ZlOOg未満であると、カチオン交換により層状珪酸塩の結晶層間に挿入もしくは 捕捉されるカチオン性物質の量が少なくなるために、結晶層間が十分に疎水化 (非 極性化)されないことがある。逆に、層状珪酸塩のカチオン交換容量が 200ミリ当量 ZlOOgを超えると、層状珪酸塩の結晶層間の結合力が強固になりすぎて、結晶薄 片が剥離しにくくなることがある。
[0072] 上記層状珪酸塩は、化学処理を施すことによりエポキシ榭脂中やエポキシ榭脂硬 ィ匕剤中への分散性が向上されていることが好ましい。以下、化学処理を施すことによ りエポキシ榭脂中やエポキシ榭脂硬化剤中への分散性を向上させた層状珪酸塩を、
「有機化層状珪酸塩」と記す。
[0073] 上記化学処理は、特に限定されるものではないが、例えば、以下に示す化学修飾( 1)法一化学修飾 (6)法によって施すことができる。これらの化学修飾法は、単独で用 いられても良いし、 2種類以上が併用されても良い。
[0074] 化学修飾(1)法は、カチオン性界面活性剤によるカチオン交換法とも言い、具体的 には、比較的低極性のエポキシ榭脂を用いて本発明の熱硬化性榭脂組成物を得る 際に、予め層状珪酸塩の結晶層間をカチオン性界面活性剤でカチオン交換して、疎 水化しておく方法である。予め層状珪酸塩の結晶層間を疎水化しておくことにより、 層状珪酸塩とエポキシ榭脂ゃエポキシ榭脂硬化剤との親和性が高まり、層状珪酸塩 をエポキシ榭脂中やエポキシ榭脂硬化剤中により均一に微分散させることができる。
[0075] 上記カチオン性界面活性剤としては、特に限定されるものではな 、が、例えば、 4 級アンモ-ゥム塩、 4級ホスホ-ゥム塩等が挙げられる。なかでも、層状珪酸塩の結 晶層間を十分に疎水化できることから、炭素数 6以上のアルキルアンモ-ゥム塩、芳 香族 4級アンモ-ゥム塩および複素環 4級アンモ-ゥム塩力 なる群より選択される少 なくとも 1種類のアンモ-ゥム塩が好適に用いられる。これらのカチオン性界面活性 剤は、単独で用いられても良いし、 2種類以上が併用されても良い。
[0076] 上記 4級アンモニゥム塩としては、特に限定されるものではないが、例えば、トリメチ ルアルキルアンモ-ゥム塩、トリェチルアルキルアンモ-ゥム塩、トリブチルアルキル アンモニゥム塩、ジメチルジアルキルアンモ-ゥム塩、ジブチルジアルキルアンモ-ゥ ム塩、メチルベンジルジアルキルアンモ-ゥム塩、ジベンジルジアルキルアンモ-ゥ ム塩、トリアルキルメチルアンモ -ゥム塩、トリアルキルェチルアンモ -ゥム塩、トリアル キルブチルアンモ -ゥム塩などのアルキルアンモ-ゥム塩、ベンジルメチル {2—[2—( p-1, 1, 3, 3—テトラメチルブチルフエノォキシ)エトキシ]ェチル }アンモ -ゥムクロラ イドなどの芳香環を有する 4級アンモ-ゥム塩 (芳香族 4級アンモ-ゥム塩)、トリメチ ルフエ-ルアンモ -ゥムなどの芳香族ァミン由来の 4級アンモ-ゥム塩 (芳香族 4級ァ ンモ -ゥム塩)、アルキルピリジ-ゥム塩、イミダゾリゥム塩などの複素環を有する 4級 アンモ-ゥム塩 (複素環 4級アンモ-ゥム塩)、ポリエチレングリコール鎖を 2つ有する ジアルキル 4級アンモ-ゥム塩、ポリプロピレングリコール鎖を 2つ有するジアルキル 4 級アンモ-ゥム塩、ポリエチレングリコール鎖を 1つ有するトリアルキル 4級アンモ-ゥ ム塩、ポリプロピレングリコール鎖を 1つ有するトリアルキル 4級アンモ-ゥム塩等が挙 げられる。なかでも、ラウリルトリメチルアンモ -ゥム塩、ステアリルトリメチルアンモ-ゥ ム塩、トリオクチルメチルアンモ -ゥム塩、ジステアリルジメチルアンモ -ゥム塩、ジ硬 化牛脂ジメチルアンモ -ゥム塩、ジステアリルジベンジルアンモ -ゥム塩、 N ポリオ キシエチレン N—ラウリル N, N ジメチルアンモ-ゥム塩等が好適に用いられる。 これらの 4級アンモ-ゥム塩は、単独で用いられても良いし、 2種類以上が併用されて も良い。
[0077] 上記 4級ホスホニゥム塩としては、特に限定されるものではな 、が、例えば、ドデシ ルトリフエ-ルホスホ -ゥム塩、メチルトリフエ-ルホスホ -ゥム塩、ラウリルトリメチルホ スホ -ゥム塩、ステアリルトリメチルホスホ-ゥム塩、トリオクチルメチルホスホ-ゥム塩 、ジステアリルジメチルホスホ-ゥム塩、ジステアリルジベンジルホスホ-ゥム塩等が 挙げられる。これらの 4級ホスホ-ゥム塩は、単独で用いられても良いし、 2種類以上 が併用されても良い。
[0078] 化学修飾 (2)法は、上記化学修飾 (1)法で化学処理が施された有機化層状珪酸 塩の結晶表面に存在する水酸基を水酸基と化学結合し得る官能基または水酸基と の化学的親和性の大きい官能基を分子末端に 1個以上有する化合物で化学処理す る方法である。
[0079] 化学修飾 (3)法は、上記化学修飾 (1)法で化学処理が施された有機化層状珪酸 塩の結晶表面に存在する水酸基を、水酸基と化学結合し得る官能基または水酸基と の化学的親和性の大きい官能基を分子の片末端に 1個以上有し、反応性官能基を 分子の他末端に 1個以上有する化合物で化学処理する方法である。
[0080] 上記水酸基と化学結合し得る官能基または水酸基との化学的親和性の大きい官 能基としては、特に限定されるものではないが、例えば、アルコキシル基、エポキシ基 (グリシジル基)、カルボキシル基(二塩基性酸無水物も含む)、水酸基、イソシァネー ト基、アルデヒド基、アミノ基等が挙げられる。
[0081] 上記水酸基と化学結合し得る官能基を有する化合物または水酸基との化学的親和 性の大きい官能基を有する化合物としては、特に限定されるものではないが、例えば 、上記例示の官能基等を有するシランィ匕合物、チタネート化合物、エポキシ化合物、 カルボン酸類、スルホン酸類、アルコール類等が挙げられ、なかでも、シラン化合物 が好適に用いられる。これらの化合物は、単独で用いられても良いし、 2種類以上が 併用されても良い。
[0082] 上記化学修飾(2)法で用いられるシランィ匕合物としては、特に限定されるものでは ないが、例えば、メチルトリエトキシシラン、ジメチノレジメトキシシラン、トリメチルメトキシ シラン、へキシルトリメトキシシラン、へキシルトリエトキシシラン、ォクタデシルトリメトキ シシラン、ォクタデシルトリエトキシシランが挙げられる。これらの化学修飾(2)法で用 いられるシランィ匕合物は、単独で用いられても良いし、 2種類以上が併用されても良 い。
[0083] また、上記化学修飾(3)法で用いられるシランィ匕合物としては、特に限定されるもの ではないが、例えば、ビュルトリメトキシシラン、ビュルトリエトキシシラン、ビュルトリス( j8—メトキシエトキシ)シラン、 γ—ァミノプロピルトリメトキシシラン、 γ—ァミノプロピルメ チノレジメトキシシラン、 γ—ァミノプロピルジメチルメトキシシラン、 γ—ァミノプロピルトリ エトキシシラン、 γ—ァミノプロピルメチルジェトキシシラン、 Ύーァミノプロピルメチルェ トキシシラン、 N— j8— (アミノエチル) γ—ァミノプロピルトリメトキシシラン、 Ν— j8— (アミ ノエチル) γ—ァミノプロピルトリエトキシシラン、 Ν— j8— (アミノエチル) γ—ァミノプロピ ルメチルジメトキシシラン、 γ—メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、 γ—メタ クリロキシプロピルメチルジェトキシシラン、 Ίーメタクリロキシプロピルトリメトキシシラン
、 γ—メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。これらの化学修飾(3) 法で用いられるシランィ匕合物は、単独で用いられても良いし、 2種類以上が併用され ても良い。
[0084] 化学修飾 (4)法は、化学修飾 (1)法で化学処理が施された有機化層状珪酸塩の 結晶表面をァニオン性界面活性を有する化合物でィ匕学処理する方法である。
[0085] 上記ァ-オン性界面活性を有する化合物としては、イオン相互作用により層状珪酸 塩をィ匕学処理できるものであれば良ぐ特に限定されるものではない。上記ァニオン 性界面活性を有する化合物としては、例えば、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸ナト リウム、ォレイン酸ナトリウム、高級アルコール硫酸エステル塩、第 2級高級アルコー ル硫酸エステル塩、不飽和アルコール硫酸エステル塩等が挙げられる。これらのァ- オン性界面活性を有する化合物は、単独で用いられても良いし、 2種類以上が併用 されても良い。
[0086] 化学修飾(5)法は、上記ァニオン性界面活性を有する化合物のうち、分子鎖中の ァニオン部位以外に反応性官能基を 1個以上有する化合物で化学処理する方法で める。
[0087] 化学修飾 (6)法は、化学修飾(1)法一化学修飾 (5)法の ヽずれかの方法で化学処 理が施された有機化層状珪酸塩に、さらに、例えば無水マレイン酸変性ポリフエ-レ ンエーテル榭脂のような層状珪酸塩と反応可能な官能基を有する榭脂で化学処理 する方法である。
[0088] 本発明の熱硬化性榭脂組成物においては、上記化学処理が施された有機化層状 珪酸塩のなかでも、前記エポキシ榭脂ゃエポキシ榭脂硬化剤との親和性が良ぐ硬 化物の物性向上効果も高 、ことから、トリオクチルメチルアンモ -ゥム塩でィ匕学処理 が施されたヘクトライトが特に好適に用いられる。
[0089] エポキシ榭脂中やエポキシ榭脂硬化剤中に層状珪酸塩を分散させる方法としては 、特に限定されるものではないが、例えば、上記有機化層状珪酸塩を用いる方法、 分散剤を用いる方法、層状珪酸塩を溶剤に分散させた状態でエポキシ榭脂ゃェポ キシ榭脂硬化剤と混合する方法等が挙げられる。これらの分散方法を用いることによ り、エポキシ榭脂中やエポキシ榭脂硬化剤中に層状珪酸塩を均一かつ微細に分散 させることがでさる。
[0090] 本発明の熱硬化性榭脂組成物において、層状珪酸塩 (以下、有機化層状珪酸塩 も含む)の配合量 (含有量)は、エポキシ当量が 100— 2000であるエポキシ榭脂及 びフエノール基を有する化合物であるエポキシ榭脂硬化剤を含む榭脂分 100重量部 に対し、層状珪酸塩 0. 2— 100重量部の範囲である。層状珪酸塩の配合量は、好ま しくは 5— 100重量部の範囲であり、さらに好ましくは 10— 80重量部の範囲である。
[0091] 上記エポキシ榭脂及び上記エポキシ榭脂硬化剤を含む榭脂分 100重量部に対し 、層状珪酸塩の配合量が 0. 2重量部未満であると、高温物性の向上効果や吸湿性 の低減効果等を十分に得ることができなくなる。逆に、上記エポキシ榭脂及び上記ェ ポキシ榭脂硬化剤を含む榭脂分 100重量部に対し、層状珪酸塩の配合量が 100重 量部を超えると、熱硬化性榭脂組成物の密度が高くなりすぎて、力学的物性が低下 し、実用性が損なわれる。
[0092] また、上記エポキシ榭脂及び上記エポキシ榭脂硬化剤を含む榭脂分 100重量部 に対し、層状珪酸塩の配合量が 5重量部未満であると、熱硬化性榭脂組成物や成形 体の硬化物のガラス転移温度以下の温度における線膨張率はある程度低くすること ができるものの、ガラス転移温度以上の温度における線膨張率を低くすることが困難 となることがある。逆に、上記エポキシ榭脂及び上記エポキシ榭脂硬化剤を含む榭脂 分 100重量部に対し、層状珪酸塩の配合量が 100重量部を超えると、熱硬化性榭脂 組成物の成形性や硬化物の柔軟性や伸度等が不十分となることがある。
[0093] さらに、上記エポキシ榭脂及び上記エポキシ榭脂硬化剤を含む榭脂分 100重量部 に対し、層状珪酸塩の配合量を 10— 80重量部の範囲とすることにより、力学的物性 および工程適性を損なわれることなぐ硬化物は特に優れた寸法安定性、耐熱性、 誘電特性等を発現するものとなる。
[0094] 一般に、熱硬化性榭脂組成物中に大量の無機充填剤を配合すると、硬化物のガラ ス転移温度以上の温度における線膨張率を十分に低くすることは困難である。また、 絶縁層の厚みを薄くすることも難しぐ絶縁層の透明性も損なわれる。よって、レーザ 一加工時の絶縁層同士の位置合わせなどの工程上も不便を生じる。しかし、本発明 の熱硬化性榭脂組成物における層状珪酸塩は、そのサイズが微小であることや分散 性が非常に高いことから、大量に配合しても上記のような問題が生じにくい。また、本 発明の熱硬化性榭脂組成物におけるエポキシ榭脂ゃエポキシ榭脂硬化剤と層状珪 酸塩との組み合わせでは、層状珪酸塩とエポキシ榭脂ゃエポキシ榭脂硬化剤との界 面の面積が非常に大きぐ層状珪酸塩とエポキシ榭脂ゃエポキシ榭脂硬化剤との相 互作用が強い。よって、他の無機充填剤に比較して、同量の配合量であるならば物 性向上効果が著しく大きくなる。従って、層状珪酸塩を用いる場合、他の無機充填剤 に比べて、機械的物性を損なうことなぐ層状珪酸塩の配合量を少なくすることも可能 である。
[0095] 本発明の熱硬化性榭脂組成物には、必須成分である前記エポキシ榭脂、前記ェ ポキシ榭脂硬化剤および上記層状珪酸塩に加えて、必要に応じて、例えば、前記ェ ポキシ榭脂と共重合可能な榭脂が含有されて 、ても良 、。
[0096] 上記共重合可能な榭脂としては、特に限定されるものではな 、が、例えば、前記ェ ポキシ当量が 100— 2000であるエポキシ榭脂以外の他のエポキシ榭脂、フエノキシ 榭脂、熱硬化型変性ポリフエ-レンエーテル榭脂、ベンゾォキサジン榭脂等が挙げら れる。これらの共重合可能な榭脂は、単独で用いられても良いし、 2種類以上が併用 されても良い。
[0097] 上記他のエポキシ榭脂とは、分子中に少なくとも 1個のエポキシ基を有する有機化 合物を言う。上記他のエポキシ榭脂中のエポキシ基の数は、 1分子当たり 1個以上で あることが好ましぐより好ましくは 2個以上である。ここで、 1分子当たりのエポキシ基 の数は、エポキシ榭脂中のエポキシ基の総数をエポキシ榭脂中の分子の総数で除 算することにより求められる。
[0098] 上記他のエポキシ榭脂としては、前記エポキシ当量が 100— 2000であるエポキシ 榭脂以外のものであれば如何なるエポキシ榭脂であっても良ぐ特に限定されるもの ではない。上記他のエポキシ榭脂としては、例えば、従来公知の各種エポキシ榭脂 等が挙げられる。これらの他のエポキシ榭脂は、単独で用いられても良いし、 2種類 以上が併用されても良い。
[0099] 上記熱硬化型変性ポリフ -レンエーテル榭脂としては、特に限定されるものでは ないが、例えば、ポリフエ二レンエーテル榭脂をエポキシ基、イソシァネート基、ァミノ 基などの熱硬化性を有する官能基で変性した榭脂等が挙げられる。これらの熱硬化 型変性ポリフエ-レンエーテル榭脂は、単独で用いられても良いし、 2種類以上が併 用されても良い。
[0100] 上記べンゾォキサジン樹脂とは、ベンゾォキサジンモノマーのォキサジン環の開環 重合が可能なモノマー、および開環重合によって得られる榭脂を言う。上記べンゾォ キサジンモノマーとしては、特に限定されるものではないが、例えば、ォキサジン環の 窒素にフエ-ル基、メチル基、シクロへキシル基などの置換基が結合したもの、また は 2つのォキサジン環の窒素間にフエ-ル基、メチル基、シクロへキシル基などの置 換基が結合したもの等が挙げられる。これらのベンゾォキサジンモノマーおよびベン ゾォキサジン榭脂は、単独で用いられても良いし、 2種類以上が併用されても良い。
[0101] 本発明では、熱硬化性榭脂組成物の伸びをより一層高め、脆ィ匕を防止するために
、熱硬化性榭脂組成物が成形体とされた時にエンジニアリングプラスチックスが分散 層として存在して 、ることが好まし!/、。
[0102] 熱硬化性榭脂組成物に用いられるエンジニアリングプラスチックスとは、産業用途( 工業用途)に使用される高機能のプラスチックスのことであり、一般的に強度や耐熱 温度が高ぐ耐薬品性に優れている等の利点を有する。
[0103] エンジニアリングプラスチックスが含有されている熱硬化性榭脂組成物では、層状 珪酸塩が分散されると、脆ィ匕し難くなり、優れた電気的特性が発現される。さらに、ェ ンジニアリングプラスチックスが含有されると、熱硬化性榭脂組成物は高融点となるた め、線膨張率の低下が軽減される。
[0104] 熱硬化性榭脂組成物が成形体とされた時にエンジニアリングプラスチックスが分散 相として存在することにより、熱硬化性榭脂組成物からなる成形体およびその硬化物 は、十分な力学的物性を保持しつつ、優れた電気的特性を発現するものとなる。ェン ジニアリングプラスチックスを分散させる方法としては、溶剤の種類や混合法などを適 宜調整することにより行なわれる。
[0105] 熱硬化性榭脂組成物が成形体とされた時に、エンジニアリングプラスチックスは微 分散していることが好ましい。より好ましくは、エンジニアリングプラスチックスは、 3 m以下に均一に分散していることが好ましい。エンジニアリングプラスチックスが微細 に分散して 、る場合には、熱硬化性榭脂組成物からなる成形体およびその硬化物で は、優れた電気的特性が発現されるとともに、榭脂強度や伸びが向上し、破壊靭性 が向上する。
[0106] 上記エンジニアリングプラスチックスとしては、特に限定されるものではないが、例え ば、ポリサルホン榭脂、ポリエーテルサルホン榭脂、ポリイミド榭脂、ポリエーテルイミ ド榭脂、ポリアミド榭脂、ポリアセタール榭脂、ポリカーボネート榭脂、ポリエチレンテレ フタレート榭脂、ポリブチレンテレフタレート榭脂、芳香族ポリエステル榭脂、変性ポリ フエ-レンオキサイド榭脂、ポリフエ-レンスルフイド榭脂、ポリエーテルケトン榭脂等 が挙げられる。なかでも、エポキシ榭脂との相溶性やエンジニアリングプラスチックス 自体が有する特性等を考慮すると、ポリサルホン榭脂、ポリエーテルサルホン榭脂、 ポリイミド榭脂およびポリエーテルイミド榭脂からなる群より選択される少なくとも 1種類 のエンジニアリングプラスチックスが好適に用いられる。これらのエンジニアリングプラ スチックスは、単独で用いられても良いし、 2種類以上が併用されても良い。
[0107] 本発明の熱硬化性榭脂組成物には、必要に応じて、例えば、熱可塑性エラストマ 一 (熱可塑性ゴム)、架橋ゴム、例えばポリビニルァセタール系榭脂などの熱可塑性 榭脂等が含有されて 、ても良 、。
上記熱可塑性エラストマ一としては、特に限定されるものではないが、例えば、スチ レン系エラストマ一、ォレフィン系エラストマ一、ウレタン系エラストマ一、ポリエステノレ 系エラストマ一等が挙げられる。これらの熱可塑性エラストマ一は、前記エポキシ榭脂 との相溶性を高めるために、エポキシ基 (グリシジル基)、イソシァネート基、ァミノ基な どの官能基で変性されていても良い。また、これらの熱可塑性エラストマ一は、単独 で用 、られても良 、し、 2種類以上が併用されても良 、。
[0108] 上記架橋ゴムとしては、特に限定されるものではないが、例えば、イソプレンゴム、 ブタジエンゴム、 1, 2—ポリブタジエン、スチレン ブタジエン共重合ゴム、 -トリルゴム 、ブチノレゴム、クロロプレンゴム、エチレン プロピレン共重合ゴム、シリコーンゴム、ゥ レタンゴムなどの架橋体等が挙げられる。これらの架橋ゴムは、前記エポキシ榭脂と の相溶性を高めるために、例えばエポキシ変性ブタジエンゴムやエポキシ変性-トリ ルゴムの架橋体などのようにエポキシ基、イソシァネート基、アミノ基などの官能基で 変性されていても良い。また、これらの架橋ゴムは、単独で用いられても良いし、 2種 類以上が併用されても良い。
[0109] また、本発明の熱硬化性榭脂組成物には、必要に応じて、例えば、層状珪酸塩以 外の充填剤、軟化剤 (可塑剤)、造核剤、酸化防止剤 (老化防止剤)、熱安定剤、光 安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、難燃剤、帯電防止剤、防曇剤、着色剤、有機溶剤な どの各種添加剤の 1種類もしくは 2種類以上が含有されて 、ても良 、。
[0110] 本発明の熱硬化性榭脂組成物の製造方法としては、特に限定されるものではない 力 例えば、必須成分である前記エポキシ榭脂、前記エポキシ榭脂硬化剤および前 記層状珪酸塩の各所定量と、必要に応じて含有させる 1種類もしくは 2種類以上の他 の成分の各所定量とを、常温下または加熱下で、直接配合して混練する直接混練法 、上記必須成分の各所定量と上記他の成分の各所定量とを溶媒中で混合した後、 溶媒を除去する溶液混合法、予めエポキシ榭脂もしくはエポキシ榭脂硬化剤または これら以外の他の樹脂に所定量以上の層状珪酸塩を配合して混練したマスターバッ チを作製しておき、このマスターバッチの所定量と、エポキシ榭脂もしくはエポキシ榭 脂硬化剤または他の樹脂の各所定量の残量と、必要に応じて含有させる 1種類もしく は 2種類以上の他の成分の各所定量とを、常温下または加熱下で、直接配合して混 練するか、または、溶媒中で混合した後、溶媒を除去するマスターバッチ法等が挙げ られる。 [0111] 上記マスターバッチ法にぉ 、て、エポキシ榭脂もしくはエポキシ榭脂硬化剤または 他の樹脂に層状珪酸塩を配合したマスターバッチおよびマスターバッチを希釈して 所定の層状珪酸塩濃度とする際に用いるエポキシ榭脂もしくはエポキシ榭脂硬化剤 または他の榭脂を含有するマスターバッチ希釈用榭脂組成物は、同一の組成であつ ても良いし、異なる組成であっても良い。
[0112] 本発明の熱硬化性榭脂組成物の製造方法における各成分の混練方法は、特に限 定されるものではなぐ例えば、押出機、 2本ロール、バンバリ一ミキサーなどの従来 公知の混練機を用いて、常温下または加熱下で、剪断力をかけながら各成分を均一 に混練すれば良い。上記混練時に剪断力をかけることにより、層状珪酸塩の平均長 さをより短くすることができることがある。
[0113] 本発明の熱硬化性榭脂組成物は、前記エポキシ当量が 100— 2000であるェポキ シ榭脂および前記フエノール基を有する化合物であるエポキシ榭脂硬化剤と前記層 状珪酸塩とが組み合わされて用いられているので、分子鎖の拘束によって、ガラス転 移温度や耐熱変形温度が上昇する。したがって、高温下における線膨張率が低ぐ 耐熱性、力学的特性および誘電特性等に優れる例えば榭脂シートなどの成形体を 得ることができる。
[0114] また、一般に、榭脂中においては層状珪酸塩のような無機充填剤に比べて気体分 子の方が遥かに拡散しやすい。本発明の熱硬化性榭脂組成物においても、ェポキ シ榭脂およびエポキシ榭脂硬化剤中を拡散する際に気体分子が層状珪酸塩を迂回 しながら拡散するため、ガスノ リヤー性も高められた成形体を得ることができる。同様 に、気体分子以外に対するバリヤ一性も高められ、耐溶剤性を向上させたり、吸湿性 や吸水性を低下させることができる。したがって、例えば多層プリント配線基板におけ る絶縁層として本発明の熱硬化性榭脂組成物からなる榭脂シートの硬化物を好適に 用いることができる。また、銅力もなる回路力もの銅のマイグレーションを抑制すること もできる。さらに、熱硬化性榭脂組成物中に存在している微量添加物が表面にブリー ドアウトして、メツキ不良などの不具合を発生することも抑制することができる。
[0115] 本発明の熱硬化性榭脂組成物は、層状珪酸塩をさほど多量に含有させなくとも、 上記のような優れた特性を発現する。したがって、従来の多層プリント基板の絶縁層 に比べて薄い絶縁層とすることができ、多層プリント基板の高密度化および薄型化を 図ることができる。また、結晶形成における層状珪酸塩の造核効果や耐湿性の向上 に伴う膨潤抑制効果などにより、本発明の熱硬化性榭脂組成物からなる榭脂シート の寸法安定性を向上させることができる。このため、熱履歴を与えた場合の熱履歴前 後の寸法差により生じる応力を小さくすることができ、多層プリント基板の絶縁層とし て用いた場合に、電気的接続の信頼性を効果的に高めることが可能となる。
[0116] また、燃焼時に層状珪酸塩による焼結体が形成されるので、燃焼残渣の形状が保 持される。さらに、燃焼後も形状崩壊が起こりにくぐ延焼を防止することができるため 、優れた難燃性を発現する。
[0117] 本発明の熱硬化性榭脂組成物の用途としては、特に限定されるものではないが、 例えば、適当な溶媒に溶解したり、フィルム状に成形 (製膜)して、加工することにより 得られるワニス、ソルダーレジスト、榭脂シート、プリプレダ、ワニス、光導波路材料等 が挙げられる。
[0118] 本発明の榭脂シートは、上述した本発明の熱硬化性榭脂組成物を用いて構成され る。また、硬化前の上記榭脂シートを硬化させて得られた榭脂シートも本発明の榭脂 シートの別の態様である。
[0119] 本発明の榭脂シートの成形 (製膜)方法としては、特に限定されるものではないが、 例えば、本発明の熱硬化性榭脂組成物または本発明の熱硬化性榭脂組成物に含 有される各成分を押出機にて溶融混練した後に押出し、 Tダイやサーキユラ一ダイな どを用いてフィルム状に成形する押出成形法、本発明の熱硬化性榭脂組成物または 本発明の熱硬化性榭脂組成物に含有される各成分を有機溶剤などの溶媒に溶解ま たは分散させて混合した後、キャスティングしてフィルム状に成形するキャスティング 成形法、従来公知のその他のフィルム成形法等が挙げられる。なかでも、本発明の 榭脂シートを用いて作製される多層プリント基板の薄型化を図ることができることから 、押出成形法やキャスティング成形法が好適に用いられる。
[0120] 本発明の榭脂シートにおいては、前記層状珪酸塩の一部または全部が、広角 X線 回折法により測定された (001)面の平均層間距離が 3nm以上であり、積層数が 5層 以下である状態で分散していることが好ましい。より好ましくは、上記平均層間距離が 3— 5nmであり、積層数が 5層以下である状態で分散していることである。
[0121] なお、本発明で言う層状珪酸塩の平均層間距離とは、層状珪酸塩の薄片状結晶を 層と見なした場合における層間の距離の平均を意味し、 X線回折ピークおよび透過 型電子顕微鏡撮影により、すなわち、広角 X線回折法により算出することができる。ま た、 5層以下の積層体として分散している層状珪酸塩の割合は、榭脂シートを透過型 電子顕微鏡により 5万倍から 10万倍に拡大して観察し、一定面積中において観察で きる層状珪酸塩の積層体の全層数 (X)および 5層以下の積層体として分散している 層状珪酸塩の層数 (Y)を計測し、下記計算式により算出することができる。
5層以下の積層体として分散している層状珪酸塩の割合(%) = (Y/X) X 100 [0122] 榭脂シート中に層状珪酸塩の一部または全部が上記平均層間距離が 3nm以上で あり、積層数が 5層以下である状態で分散していることにより、エポキシ榭脂ゃェポキ シ榭脂硬化剤と層状珪酸塩との界面面積が十分に大きくなるとともに、層状珪酸塩 の薄片状結晶間の距離が適度なものとなる。よって、榭脂シートの硬化物の高温物 性、力学的物性、耐熱性、寸法安定性等をより向上させることができる。ただし、榭脂 シート中に層状珪酸塩の一部または全部が上記平均層間距離が 5nmを超える状態 で分散していると、層状珪酸塩の結晶薄片が層毎に分離して相互作用が無視できる ほどに弱まることがある。よって、高温下における束縛強度 (拘束強度)が弱くなつて、 榭脂シートの硬化物の寸法安定性が十分に向上しなくなることがある。
[0123] 榭脂シート中に層状珪酸塩の一部または全部が積層数が 5層以下である状態で分 散しているとは、具体的には、層状珪酸塩の薄片状結晶間の相互作用が弱められて 、薄片状結晶の積層体の一部または全部が分散していることを意味する。好ましくは 、層状珪酸塩の積層体の 10%以上が 5層以下の状態で分散していることであり、より 好ましくは、層状珪酸塩の積層体の 20%以上が 5層以下の状態で分散していること である。
[0124] また、層状珪酸塩の積層体における積層数としては、層状珪酸塩の分散による上 記効果を十分に得るためには、 5層以下であることが好ましい。しかしながら、実際に は、層状珪酸塩は積層数が 3層程度で分散していれば、上述の効果を充分に発揮 することができる。 [0125] 積層数を小さくするためには、層状珪酸塩の分散性が向上するように、例えば、力 チオン交換させるカチオン性界面活性剤の量などの化学処理量を多くすることが挙 げられる。しカゝしながら、この場合、多量に配合されたカチオン性界面活性剤によつ て、物性低下が発生する恐れがある。また、分散時の分散条件をより一層過酷にする ことが挙げられ、例えば、押出機で分散させる場合には、押出中のせん断力を高め たり、ミキサーで攪拌する場合には、回転羽の回転数を高くしたりするなどの方法が 挙げられる。
[0126] 従って、層状珪酸塩の積層体の 30%以上が、 3層以上の状態で分散していること が好ましい。また、 3層以上の割合が過剰に増えると上述した物性が得られに《なる ために、 3層以上の状態で分散している層状珪酸塩の積層体の割合は、 70%以下 であることが好ましい。
[0127] 本発明の榭脂シートにおいては、層状珪酸塩が上記のような状態で分散しているこ とにより、エポキシ榭脂ゃエポキシ榭脂硬化剤と層状珪酸塩との界面の面積が十分 に大きくなつている。そのため、エポキシ榭脂ゃエポキシ榭脂硬化剤と層状珪酸塩の 表面との相互作用が大きくなつて、榭脂シートの溶融粘度が高められている。よって 、熱プレスなどによる熱成形性が向上するとともに、成形体をシボ加工やエンボス加 ェなどにより所望の形状に賦形した際の形状保持性も向上する。
[0128] 所望の形状に賦形する場合、層状珪酸塩は、上記エポキシ榭脂及び上記エポキシ 榭脂硬化剤を含む榭脂分 100重量部に対し、 0. 2— 40重量部の範囲で含まれてい ることが好ましい。層状珪酸塩は、 0. 5— 20重量部の範囲で含まれていることがより 好ましぐ 1. 0— 10重量部の範囲で含まれていることがさらに好ましい。層状珪酸塩 が 0. 2重量部より少ないと、硬化後の機械的物性が低下することがあり、層状珪酸塩 が 40重量部より多いと、榭脂の粘度が高くなり所望の形状に賦形し難くなる。
[0129] また、熱硬化性榭脂組成物が層状珪酸塩以外の無機化合物を含んで!/ヽる場合、 層状珪酸塩と無機化合物との配合比率は、 1 : 1-1 : 20の範囲で含まれていることが 好ましい。配合比率が 1 : 1一 1 : 20の範囲である場合には、榭脂の粘度が大幅に増 加することがなぐさらに、機械的物性等を向上することができる。よって、配合比率を 1 : 1-1 : 20の範囲とすれば、フロー性が良好となるため、ビルトアップ用途等に好適 に用いることができ、この場合、追従性及び平坦性に優れ、さらに機械的物性等にも 優れる。
[0130] また、常温から高温までの広い温度範囲において弾性率などの力学的物性が向上 し、榭脂シートの硬化物のガラス転移温度以上または融点以上の高温下にお 、ても 、力学的物性が保持され、かつ、高温時における線膨張率も低く抑えることが可能と なる。これは、榭脂シートの硬化物のガラス転移温度以上または融点以上の高温領 域においても、微分散状態にある層状珪酸塩が一種の疑似架橋点として作用するた めと考えられる。
[0131] また、層状珪酸塩の薄片状結晶間の距離が適度な大きさとなるため、燃焼時には、 層状珪酸塩の薄片状結晶が移動して難燃性の被膜となる焼結体を形成しやすくなる 。この焼結体は、燃焼時の早い段階で形成されるため、外界からの酸素の供給を遮 断するとともに、燃焼により発生する可燃性ガスをも遮断することができる。したがって 、榭脂シートは優れた難燃性を発現する。
[0132] さらに、本発明の榭脂シートにおいては、ナノメートルサイズで層状珪酸塩が微分 散している。よって、本発明の榭脂シートを硬化させることにより構成された例えば基 板に、炭酸ガスレーザーなどのレーザーにより穿孔加工を施した場合、エポキシ榭脂 成分やエポキシ榭脂硬化剤成分と層状珪酸塩成分とが同時に分解蒸発し、部分的 に残存する層状珪酸塩の残渣も数 m以下の小さなもののみとなる。したがって、デ スミアカ卩ェにより残存して 、る層状珪酸塩の残渣を容易に除去することができるので 、穿孔加工により発生する残渣によってメツキ不良等が発生するのを確実に抑制する ことができる。
[0133] 本発明の榭脂シートは、硬化物のガラス転移温度よりも 10— 50°C低い温度におけ る平均線膨張率( α 1)が 4. Ο Χ 10— 5/°C以下であることが好ましい。榭脂シートの硬 化物の上記平均線膨張率( α 1)が 4. Ο Χ 10— 5Z°Cを超えると、熱履歴が与えられる 前の寸法安定性が不十分となることがある。
[0134] 本発明の榭脂シートは、硬化物のガラス転移温度よりも 10— 50°C高い温度におけ る平均線膨張率( α 2)が 4. O X 10—5Z°C以下であることが好ましい。榭脂シートの硬 化物の上記平均線膨張率( α 2)が 4. Ο Χ 10— 5Z°Cを超えると、熱履歴が与えられた 後の寸法安定性が不十分となって、ハンダリフローなどの高温処理時に不具合を生 じることがある。
[0135] 本発明の榭脂シートは、硬化物の周波数 1GHzにおける誘電率が 3. 3以下であり 、硬化物の周波数 1GHzにおける誘電正接が 0. 015以下であることが好ましい。榭 脂シートの硬化物の上記誘電率が 3. 3を超えるか、上記誘電正接が 0. 015を超え ると、誘電特性が不十分となって、電気的特性が損なわれることがある。
[0136] 本発明の榭脂シートの用途としては、特に限定されるものではないが、例えば、半 導体パッケージ基板、プリント基板、多層プリント基板のコア層あるいはプリプレダ、ビ ルドアップ層などを形成する基板用材料、シート、積層板、榭脂付き銅箔、又は銅張 積層板、リジッドフレキシブル基板などに使用されるシートある 、は TABフィルム等が 挙げられる。
[0137] 上述したように、本発明に係る熱硬化性榭脂組成物、および該熱硬化性榭脂組成 物を用いて構成されている榭脂シート等は、透明性に優れているため、電気電子材 料、特にビルドアップ用絶縁フィルムに用いる場合、積層する際にァライメント (位置 あわせ)が容易となる。さらに、エアー巻き込みによるボイドの有無の確認も容易とな る。
[0138] また、本発明に係る熱硬化性榭脂組成物、および該熱硬化性榭脂組成物を用いて 構成されている榭脂シート等は、感光性が付与されて、ソルダーレジストゃフルアディ ティブなどに用いられる感光性めつきレジスト等に好適に用いることができる。
[0139] この場合、必要に応じて熱硬化性榭脂組成物に、ナフトキノンアジドなどの感光性 付与剤を、層状珪酸塩を除く熱硬化性榭脂組成物全量 100重量部に対し、 10— 30 重量部の範囲で配合することが好ま 、。感光性付与剤を上記範囲で配合すること で、効果的に感光性を付与することができる。層状珪酸塩の配合量が少ないほど、 感光性付与剤の配合効果が顕著になる。特に、層状珪酸塩を含む無機化合物の配 合量が 0. 2— 15重量部の範囲である場合、無機化合物による光の減衰や散乱など による影響が少なくなるため、露光後のパターンが鮮明となる。
[0140] ビルドアップ用途等に用いた場合、層状珪酸塩の配合量が少な ヽほど、回路バタ ーンへの凹凸の追従性に優れる。よって、追従不足によるボイドに起因する信頼性 の低下を低減することができる。さらに、上面平坦性に優れるため、多層に積層する 際にプロセス性を向上することができる。
[0141] 追従性を確認するためには、回路パターンを形成した基板上に、本発明に係る榭 脂組成物を用いて構成されている榭脂シートを積層し、さらに離型シートを載せる。し かる後、プレス機で加圧する際に、少ない加圧で追従するか否かで確認することがで きる。より簡易に追従性を確認するためには、プレス機で加圧する際のプレス機から はみ出す榭脂シートの量の多寡で確認することができる。すなわち、榭脂シートを銅 張り基板で挟んで、プレス機で加圧した際のはみ出す量でフロー性を評価することで 、追従性を確認することができる。
[0142] また、本発明に係る熱硬化性榭脂組成物では、層状珪酸塩によって機械的物性が 向上されており、さらに榭脂成分によって伸びの特性も向上されている。よって、冷熱 サイクルによるクラックの発生等が低減されて 、る。
[0143] 特に、機械的物性及び伸びの特性をより一層向上させるためには、熱硬化性榭脂 組成物全量 100重量部中、層状珪酸塩の配合量は、 0. 2— 15重量部の範囲が好 ましぐ 0. 5— 10重量部の範囲がより好ましい。層状珪酸塩の配合量が 15重量部を 越えると、伸びの特性が低下する。層状珪酸塩の配合量が 0. 2重量部未満であると 、例えば、線膨張率等の機械的物性に劣ることがある。
[0144] 本発明に係る熱硬化性榭脂組成物では、例えばシリカ等の他の無機充填剤を用 いた場合に比べて、同程度の機械的物性とした際に、比重が小さくなり、軽量ィ匕が可 能となる。従って、軽量ィ匕が求められている携帯電話用回路基板などに好適に用い ることがでさる。
[0145] 本発明の絶縁基板用榭脂シートは、上記本発明の榭脂シートを用いて構成されて いる。すなわち、本発明の絶縁基板榭脂シートは、上記本発明の榭脂シートを硬化さ せること〖こより作製される。
[0146] 本発明をさらに詳しく説明するため以下に実施例を挙げる力 本発明はこれらの実 施例のみに限定されるものではない。
[0147] 本実施例にお!、ては以下に示す原材料を用いた。
1.エポキシ榭脂 (1)ビスフエノール A型エポキシ榭脂(商品名「YD— 8125」、エポキシ当量: 175、 東都化成社製)
(2)固形エポキシ榭脂(商品名「YP— 55」、エポキシ当量: 13700、東都化成社製)
(3)ビフヱ-ル型エポキシ榭脂(商品名「NC-3000H」、 日本化薬社製)
(4)ナフタレン型エポキシ榭脂(商品名「HP— 4032」、大日本インキ化学工業社製
)
[0148] 2.エポキシ榭脂硬化剤
(1)前記式(1)で表される疎水性フ ノールイ匕合物力 なるエポキシ榭脂硬化剤 ( 商品名「PP-1000-240」、 日本石油化学社製)
(2)ジシアンジアミド (商品名「EH— 3636S」、旭電化工業社製)
(3)イミダゾール (商品名「EH— 3366S」、旭電化工業社製)
(4)前記式(3)で表される疎水性フ ノールイ匕合物であり、前記式(3)中、 R3が前 記式 (4a)、 R4が前記式(5c)、 R5が前記式(6a)で表される基であり、 R6が水素であ るエポキシ榭脂硬化剤(商品名「MEH7851H」、明和化成社製)
(5)前記式(3)で表される疎水性フ ノールイ匕合物であり、前記式(3)中、 R3が前 記式 (4a)、 R4が前記式(5a)、 R5が前記式(6a)で表される基であり、 R6が水素であ るエポキシ榭脂硬化剤(商品名「MEH7800H」、明和化成社製)
(6)前記式(2)で表される疎水性フ ノールイ匕合物であるエポキシ榭脂硬化剤(商 品名「DPP - 6125」、 日本石油化学社製)
[0149] 3.層状珪酸塩
•トリオクチルメチルアンモ -ゥム塩でィ匕学処理が施された合成へクトライト(商品名「 ルーセンタイト STN」、コープケミカル社製)
4.有機溶剤
•N, N -ジメチルホルムアミド(DMF、特級、和光純薬社製)
5.硬化促進剤
•トリフエ-ルホスフィン(和光純薬社製)
6.無機化合物
•シリカ(商品名「KE— S50」、 日本触媒社製) 7.エンジニアリングプラスチックス
'ポリサルホン榭脂「商品名「A— 300」、ソルベントアドバンストポリマース社製」
[0150] (実施例 1)
合成へクトライト「ルーセンタイト STN」 14. 4gおよび DMF197. 2gを混合し、完全 に均一な溶液となるまで常温で攪拌した。しカゝる後、ビスフエノール A型エポキシ榭脂 「YD—8125」10. Ogを投入し、完全に均一な溶液となるまで常温で攪拌した。次い で、疎水性フエノール化合物からなるエポキシ榭脂硬化剤「PP— 1000— 240」 23. 5 gを上記溶液に投入し、完全に均一な溶液となるまで常温で攪拌して、熱硬化性榭 脂組成物溶液を調製した。
[0151] 上記で得られた熱硬化性榭脂組成物溶液を、離型処理が施された透明なポリェチ レンテレフタレート(PET)フィルム(商品名「PET5011 550」、厚み 50 m、リンテ ック社製)にアプリケーターを用いて乾燥後の厚みが 50 mとなるように塗工し、 100 °Cのギアオーブン中で 12分間乾燥して、 200mm X 200mm X 50 μ mの榭脂シート の未硬化物を作製した。次いで、この榭脂シートの未硬化物を 170°Cのギアオーブ ン中で 1時間加熱して、榭脂シートの硬化物を作製した。
[0152] (実施例 2および実施例 3)および (比較例 1一比較例 3)
熱硬化性榭脂組成物溶液を表 1に示す配合組成としたこと以外は実施例 1の場合 と同様にして、熱硬化性榭脂組成物溶液を調製し、榭脂シートの未硬化物および硬 化物を作製した。
[0153] (実施例 4)
ビフエ-ル型エポキシ榭脂「NC-3000H」50. Ogと、エポキシ榭脂硬化剤「MEH7 851HJ47. Ogと、合成へクトライト「ノレ一センタイト STN」 3. Og重量咅と、トリフエ二ノレ ホスフィン 0. 3gと、 DMF150. 0gとをビーカーに加えた。次に、撹拌機にて 1時間撹 拌した後、脱泡し、榭脂 Z層状珪酸塩溶液を得た。次いで、得られた榭脂 Z層状珪 酸塩溶液をポリエチレンテレフタレートのシート上に塗布した状態で溶媒を除去した 後、 100°Cで 15分間加熱し、榭脂組成物からなる試験用シートの未硬化体を作成し た。この試験用シートを厚さ lmmに積層ラミネートし、未硬化の溶融粘度測定用の板 状成形体を作成した。更に未硬化の試験シートおよびその積層体を 180°Cで 3時間 加熱して硬化させて、榭脂組成物からなる厚さ 2mm及び 100 mの板状成形体を 作製した。
[0154] (実施例 5)
ビフエ-ル型エポキシ榭脂「NC- 3000H」48. Ogと、エポキシ榭脂硬化剤「MEH7 851H」45. Ogと、合成へクトライト「ルーセンタイト STN」 7. Ogと、トリフエ-ルホスフ イン 0. 3gと、 DMF186. Ogとをビーカーに加えた。次に、撹拌機にて 1時間撹拌し た後、脱泡し、榭脂,層状珪酸塩溶液を得た。次いで、得られた榭脂,層状珪酸塩 溶液をポリエチレンテレフタレートのシート上に塗布した状態で溶媒を除去した後、 1 00°Cで 15分間加熱し、榭脂組成物からなる試験用シートの未硬化体を作成した。こ の試験用シートを厚さ lmmに積層ラミネートし、未硬化の溶融粘度測定用の板状成 形体を作成した。更に未硬化の試験シートおよびその積層体を 180°Cで 3時間加熱 して硬化させて、榭脂組成物からなる厚さ 2mm及び 100 mの板状成形体を作製し た。
[0155] (実施例 6)
ビフエ-ル型エポキシ榭脂「NC-3000H」51. Ogと、エポキシ榭脂硬化剤「MEH7 800H」42. 00gと、合成へクトライト「ルーセンタイト STN」 7. Ogと、トリフエ-ルホス フィン 0. 3gと、 DMF186. 0gとをビーカーにカ卩えた。次に、撹拌機にて 1時間撹拌 した後、脱泡し、榭脂 Z層状珪酸塩溶液を得た。次いで、得られた榭脂 Z層状珪酸 塩溶液をポリエチレンテレフタレートのシート上に塗布した状態で溶媒を除去した後 、 100°Cで 15分間加熱し、榭脂組成物からなる試験用シートの未硬化体を作成した 。この試験用シートを厚さ lmmに積層ラミネートし、未硬化の溶融粘度測定用の板 状成形体を作成した。更に未硬化の試験シートおよびその積層体を 180°Cで 3時間 加熱して硬化させて、榭脂組成物からなる厚さ 2mm及び 100 mの板状成形体を 作製した。
[0156] (実施例 7)
合成へクトライト「ルーセンタイト STN」0. 46g及び DMF22. 87gを混合し、完全に 均一な溶液となるまで常温で攪拌した。攪拌後、ビスフエノール A型エポキシ榭脂「Y D— 8125」 10. 00gを投入し、完全に均一な溶液となるまで常温で攪拌した。次いで 、フエノール系硬化剤「MEH7851H」12. 34gを上記溶液に投入し、完全に均一な 溶液となるまで常温で撹拌機にて 1時間撹拌した後、脱泡し、榭脂,層状珪酸塩溶 液を得た。次いで、得られた榭脂 Z層状珪酸塩溶液をポリエチレンテレフタレートの シート上に塗布した状態で溶媒を除去した。しかる後、 100°Cで 15分間加熱し、榭脂 組成物からなる試験用シートの未硬化体を作成した。この試験用シートを厚さ lmm に積層ラミネートし、未硬化の溶融粘度測定用の板状成形体を作成した。更に未硬 化の試験シートおよびその積層体を 180°Cで 3時間加熱して硬化させて、榭脂組成 物からなる厚さ 2mm及び 100 μ mの板状成形体を作製した。
[0157] (実施例 8)
合成へクトライト「ルーセンタイト STN」0. 46g及びシリカ「KE— S50」5. 70g及び D MF34. 83gを混合し、完全に均一な溶液となるまで常温で攪拌した。攪拌後、ビス フエノール A型エポキシ榭脂「YD— 8125」 10. 00gを投入し、完全に均一な溶液とな るまで常温で攪拌した。次いで、エポキシ榭脂硬化剤「MEH7851H」12. 34gを上 記溶液に投入し、完全に均一な溶液となるまで常温で撹拌機にて 1時間撹拌した後
、脱泡し、榭脂,層状珪酸塩溶液を得た。次いで、得られた榭脂,層状珪酸塩溶液 をポリエチレンテレフタレートのシート上に塗布した状態で溶媒を除去した。しかる後
、 100°Cで 15分間加熱し、榭脂組成物からなる試験用シートの未硬化体を作成した 。この試験用シートを厚さ lmmに積層ラミネートし、未硬化の溶融粘度測定用の板 状成形体を作成した。更に未硬化の試験シートおよびその積層体を 180°Cで 3時間 加熱して硬化させて、榭脂組成物からなる厚さ 2mm及び 100 mの板状成形体を 作製した。
[0158] (実施例 9)
合成へクトライト「ルーセンタイト STN」1. 28g及び DMF41. 90gを混合し、完全に 均一な溶液となるまで常温で攪拌した。攪拌後、ナフタレン型エポキシ榭脂「HP— 40 32」 10. 00gを投入し、完全に均一な溶液となるまで常温で攪拌した。次いで、ェポ キシ榭脂硬化剤「MEH7851H」14. 40gを上記溶液に投入し、完全に均一な溶液 となるまで常温で撹拌機にて 1時間撹拌した後、脱泡し、榭脂 Z層状珪酸塩溶液を 得た。次いで、得られた榭脂 Z層状珪酸塩溶液をポリエチレンテレフタレートのシー ト上に塗布した状態で溶媒を除去した。しかる後、 100°Cで 15分間加熱し、榭脂組 成物からなる試験用シートの未硬化体を作成した。この試験用シートを厚さ lmmに 積層ラミネートし、未硬化の溶融粘度測定用の板状成形体を作成した。更に未硬化 の試験シートおよびその積層体を 180°Cで 3時間加熱して硬化させて、榭脂組成物 力もなる厚さ 2mm及び 100 μ mの板状成形体を作製した。
[0159] (実施例 10)
合成へクトライト「ルーセンタイト STN」1. 18g及び DMF54. l lgを混合し、完全に 均一な溶液となるまで常温で攪拌した。攪拌後、ナフタレン型エポキシ榭脂「HP— 40 32」 10. 00gを投入し、完全に均一な溶液となるまで常温で攪拌した。次いで、ェポ キシ榭脂硬化剤「PP-1000-240」28. 00gを上記溶液に投入し、完全に均一な溶 液となるまで常温で撹拌機にて 1時間撹拌した後、脱泡し、榭脂 Z層状珪酸塩溶液 を得た。次いで、得られた榭脂 Z層状珪酸塩溶液をポリエチレンテレフタレートのシ ート上に塗布した状態で溶媒を除去した。しかる後、 100°Cで 15分間加熱し、榭脂 組成物からなる試験用シートの未硬化体を作成した。この試験用シートを厚さ lmm に積層ラミネートし、未硬化の溶融粘度測定用の板状成形体を作成した。更に未硬 化の試験シートおよびその積層体を 180°Cで 3時間加熱して硬化させて、榭脂組成 物からなる厚さ 2mm及び 100 μ mの板状成形体を作製した。
[0160] (実施例 11)
合成へクトライト「ルーセンタイト STN」0. 69g及び DMF31. 79gを混合し、完全に 均一な溶液となるまで常温で攪拌した。攪拌後、ナフタレン型エポキシ榭脂「HP— 40 32」 10. 00gを投入し、完全に均一な溶液となるまで常温で攪拌した。次いで、ェポ キシ榭脂硬化剤「0? -6125」12. 33gを上記溶液に投入し、完全に均一な溶液と なるまで常温で撹拌機にて 1時間撹拌した後、脱泡し、榭脂 Z層状珪酸塩溶液を得 た。次いで、得られた榭脂 Z層状珪酸塩溶液をポリエチレンテレフタレートのシート 上に塗布した状態で溶媒を除去した。しかる後、 100°Cで 15分間加熱し、榭脂組成 物からなる試験用シートの未硬化体を作成した。この試験用シートを厚さ lmmに積 層ラミネートし、未硬化の溶融粘度測定用の板状成形体を作成した。更に未硬化の 試験シートおよびその積層体を 180°Cで 3時間加熱して硬化させて、榭脂組成物か らなる厚さ 2mm及び 100 μ mの板状成形体を作製した。
[0161] (実施例 12)
合成へクトライト「ルーセンタイト STN」 2. 52g及び DMF120. lgを混合し、完全に 均一な溶液となるまで常温で攪拌した。攪拌後、ビスフエノール A型エポキシ榭脂「Y D— 8125」 10. 00gを投入し、完全に均一な溶液となるまで常温で攪拌した。次いで 、エポキシ榭脂硬ィ匕剤「PP-1000-240」23. 50gを上記溶液に投入し、完全に均 一な溶液となるまで常温で撹拌機にて 1時間撹拌した後、脱泡し、榭脂 Z層状珪酸 塩溶液を得た。次いで、得られた榭脂,層状珪酸塩溶液をポリエチレンテレフタレー トのシート上に塗布した状態で溶媒を除去した。し力る後、 100°Cで 15分間加熱し、 榭脂組成物からなる試験用シートの未硬化体を作成した。この試験用シートを厚さ 1 mmに積層ラミネートし、未硬化の溶融粘度測定用の板状成形体を作成した。更に 未硬化の試験シートおよびその積層体を 180°Cで 3時間加熱して硬化させて、榭脂 組成物からなる厚さ 2mm及び 100 μ mの板状成形体を作製した。
[0162] (実施例 13)
合成へクトライト「ルーセンタイト STN」 3. Ogと、シリカ「KE— S50」20. Ogと、 DMF 168. Ogとを混合し、完全に均一な溶液となるまで常温で攪拌した。攪拌後、ビフエ -ル型エポキシ榭脂「NC— 3000H」40. 00gおよびトリフエ-ルホスフィン 0. 3gを投 入し、完全に均一な溶液となるまで常温で攪拌した。次いで、エポキシ榭脂硬化剤「 MEH7851HJ 37. 00gを上記溶液に投入し、完全に均一な溶液となるまで常温で 撹拌機にて 1時間撹拌した後、脱泡し、榭脂,層状珪酸塩溶液を得た。次いで、得 られた榭脂 Z層状珪酸塩溶液をポリエチレンテレフタレートのシート上に塗布した状 態で溶媒を除去した。しかる後、 100°Cで 15分間加熱し、榭脂組成物力もなる試験 用シートの未硬化体を作成した。この試験用シートを厚さ lmmに積層ラミネートし、 未硬化の溶融粘度測定用の板状成形体を作成した。更に未硬化の試験シートおよ びその積層体を 180°Cで 3時間加熱して硬化させて、榭脂組成物力もなる厚さ 2mm 及び 100 μ mの板状成形体を作製した。
[0163] (実施例 14)
合成へクトライト「ルーセンタイト STN」1. 28g及び DMF41. 90gを混合し、完全に 均一な溶液となるまで常温で攪拌した。攪拌後、ナフタレン型エポキシ榭脂「HP— 40 32」 10. 00gを投入し、完全に均一な溶液となるまで常温で攪拌した。次いで、ェポ キシ榭脂硬化剤「MEH7851H」14. 40g及びポリサルホン榭脂「 A— 300」 4. 90gを 上記溶液に投入し、完全に均一な溶液となるまで常温で撹拌機にて 1時間撹拌した 後、脱泡し、榭脂,層状珪酸塩溶液を得た。次いで、得られた榭脂,層状珪酸塩溶 液をポリエチレンテレフタレートのシート上に塗布した状態で溶媒を除去した。しかる 後、 100°Cで 15分間加熱し、榭脂組成物からなる試験用シートの未硬化体を作成し た。この試験用シートを厚さ lmmに積層ラミネートし、未硬化の溶融粘度測定用の板 状成形体を作成した。更に未硬化の試験シートおよびその積層体を 180°Cで 3時間 加熱して硬化させて、榭脂組成物からなる厚さ 2mm及び 100 mの板状成形体を 作製した。
[0164] (比較例 4)
層状珪酸塩を配合しなカゝつたこと、さらにシリカ「KE— S50」の配合量を 23. 0gおよ び DMFの配合量を 150gとした以外は、実施例 13と同様に試験用シートの未硬化 体を作成した。この試験用シートを厚さ lmmに積層ラミネートし、未硬化の溶融粘度 測定用の板状成形体を作成した。更に未硬化の試験シートおよびその積層体を 180 °Cで 3時間加熱して硬化させて、榭脂組成物力もなる厚さ 2mm及び 100 mの板状 成形体を作製した。
[0165] (実施例 1一実施例 14および比較例 1一比較例 4の評価項目および評価方法) 実施例 1一実施例 14および比較例 1一比較例 4で得られた熱硬化性榭脂組成物 溶液および榭脂シートの性能を以下の方法で評価した。評価項目は、 1.誘電率、 2 .誘電正接、 3.平均線膨張率( α 1)、 4.平均線膨張率( α 2)、 5.層状珪酸塩の平 均層間距離、 6. 5層以下に分散している層状珪酸塩、 7. 3層以上に分散している層 状珪酸塩、 8.破断強度、 9.破断点伸度、 10.榭脂フロー率とした。
[0166] 1.誘電率、および、 2.誘電正接
榭脂シートの硬化物を 15mm X 15mmに裁断して 8枚を重ね合わせて厚み 400 μ mの積層体とし、誘電率測定装置(品番「HP4291B」、 HEWLETT PACKARD 社製)を用いて、常温での周波数 1GHzにおける誘電率および誘電正接を測定した [0167] 3.平均線膨張率( α 1)、および、 4.平均線膨張率( α 2)
榭脂シートの硬化物を 3mm X 25mmに裁断し、線膨張率計(品番「TMAZSS12 OC」、セイコーインスツルメンッ社製)を用いて、引張り荷重 2. 94 X 10— 2N、昇温速 度 5°CZ分の条件で、硬化物のガラス転移温度よりも 10— 50°C低い温度における平 均線膨張率( α 1)および硬化物のガラス転移温度よりも 10— 50°C高い温度におけ る平均線膨張率( a 2)を測定した。
[0168] 5.層状珪酸塩の平均層間距離
熱硬化性榭脂組成物溶液を離型処理が施された透明な PETフィルム「PET5011 550」にアプリケーターを用いて乾燥後の厚みが 200 mとなるように塗工した。塗 ェ後、 100°Cのギアオーブン中で 12分間乾燥して、 200mm X 200mm X 200 /z m の榭脂シートの未硬化物を作製した。次いで、この榭脂シートの未硬化物を 10枚重 ねてプレスした。しかる後、 170°Cのギアオーブン中で 1時間加熱して、厚み 2mmの 榭脂シートの硬化物を作製した。次いで、得られた厚み 2mmの榭脂シートの硬化物 について、 X線回折測定装置(品番「RINT1100」、リガク社製))を用いて、層状珪 酸塩の積層面の回折より得られる回折ピークの 2 Θを測定し、下記ブラッグの回折式 により、層状珪酸塩の (001)面間隔 dを算出し、得られた dを平均層間距離 (nm)とし た。
λ = 2dsin 0
ここで、 λは 0. 154 (nm)であり、 0は回折角を示す。
[0169] 6. 5層以下に分散している層状珪酸塩、および、 7. 3層以上に分散している層状 珪酸塩
上記 5の場合と同様にして厚み 100 mの榭脂シートの硬化物を作製した。次いで 、この硬化物を透過型電子顕微鏡により 10万倍に拡大し、層状珪酸塩の分散状態 を確認した。一定面積中にぉ 、て観察できる層状珪酸塩の積層体の全層数 (X)と、 5層以下の積層体として分散している層状珪酸塩の層数 (Y)と、および 3層以上の積 層体として分散している層状珪酸塩の層数 (Z)とを計測した。下記計算式により 5層 以下、及び 3層以上の積層体として分散している層状珪酸塩の割合 (%)を算出して 、下記判定基準により層状珪酸塩の分散状態を評価した。
5層以下の積層体として分散している層状珪酸塩の割合(%) = (Y/X) X 100 〔判定基準〕
〇· · · · 5層以下の積層体として分散している層状珪酸塩の割合が 10%以上であつ た。
X - · · · 5層以下の積層体として分散している層状珪酸塩の割合が 10%未満であつ た。
3層以上の積層体として分散している層状珪酸塩の割合(%) = (Z/X) X 100 〔判定基準〕
〇· · · · 3層以上の積層体として分散している層状珪酸塩の割合が 30%以上、 70 %以下であった。
X - · · · 3層以上の積層体として分散している層状珪酸塩の割合が 30%未満、また は 70%より多かった。
[0170] 8.破断強度、 9.破断点伸度
厚さ 100 mの榭脂シートの硬化物を 10 X 80mmの大きさに裁断し、引張試験機 (商品名「テンシロン」、オリエンテック社製)を用いて、チャック間距離 60mm、クロス ヘッド速度 5mmZ分の条件で引張試験を行 ヽ、破断強度 (MPa)および破断伸び 率 (%)を測定した。
[0171] 10.榭脂フロー率
先ず、既定サイズ(80mm X 80mm)に裁断した 40mm厚の榭脂シートと、両面銅 張積層板 (商品名「CS3665 (35Z35)」、利昌工業製)と、榭脂シートよりひと回り大 きいサイズに裁断した 2枚の離型シートとを用意した。
[0172] 上記両面銅張積層板の銅表面を、粗化液 (商品名「メックエッチボンド CZ8101」、 メック社製)を用いて、 2 /z m銅エッチングを行った。エッチング条件は、温度 35°C、ス プレー圧 0. 15MPa、処理時間 60秒とした。
次に、上記榭脂シート及び上記両面銅張積層板の重量を測定した。次いで、上記 榭脂シートの両側に上記両面銅張積層板を重ね、さらにその外側に上記離型シート を重ね、加熱プレス機にセットした。し力る後、加熱加圧(150°C/2MPa)状態で 30 秒間保持し、榭脂フローさせた。
[0173] 加熱プレスから開放し冷却した後、離型シートを剥がし、カッターで両面銅張積層 板の外周部を正確に切れ目を入れて、接着した榭脂シートと両面銅張積層板を抜き 取った。抜き取り後、重量を測定し、先に測定した樹脂シートと両面銅張積層板の重 量で引いた重さを榭脂フロー量とし、事前測定していた榭脂シートの重量に対する減 少量を榭脂フロー率として算出した。
[0174] なお、榭脂フロー率が 1%から 20%を超えない範囲(10%前後が最適)の場合、下 層パターン間への充填性が良ぐかつ樹脂のレべリング性が向上し、榭脂上に形成 する配線パターンの歩留向上につながる。一方、樹脂フロー率が 20%を超えると極 度に榭脂シートの厚さ薄くなる部分が発生しやすくなり、層間絶縁性、及び伝播遅延 に影響を及ぼす。
[0175] (実施例 1一実施例 14および比較例 1一比較例 4の評価結果)
実施例 1一 3、及び比較例 4の評価結果を下記表 1に示す。さらに、実施例 4一 14、 及び比較例 4の評価結果を下記表 2及び表 3に示す。
[0176] [表 1] 熱硬化性樹脂組成物溶液中の各成分の配合単位 (g)
実施例 比較例
1 2 3 1 2 3
ビ ノ-ル
執 A型 10.0 10.0 10.0 10.0 35.0
エホ'キシ樹脂
固形エホ。キシ樹脂 10.0 10.0 35.0
フエノ-ル化合物
23.5 18.8 19.1 23.5 18.8
PP-1000-240
エホ'キシ樹脂硬化剤
0.14 0.14 2.45
イミ夕' ― 0.06 0.06 1.05
層状珪酸塩
g 合成へ 14.4 19.3 16.7 19.3 30.0
有機溶剤 197.2 198.7 173.0 197.2 198.7 214.3
1.誘電率 (周波数 1GHz) 3.0 3.0 3.0 3.1 3.2 3.2
2.誘電正接 (周波数 1GHz) 0.010 0.011 0.014 0.016 0.018 0.019
3.平均線膨張率 (ひ 1) xiO V 2.7 2.5 3.4 11.5 12.1 5.1
性 4.平均線膨張率 (α2) X lO Vr 1.5 2.4 1.9 290 20.5 7.5
評 5.層状珪酸塩の平均層間距離 (nm) >3.5 >3.5 >3.5 >3.5 >3.5
to 6. 5層以下に分散している層状珪酸塩 〇 〇 〇 〇 〇
果 7. 3層以上に分散している層状珪酸塩 〇 〇 〇 〇 〇
8.破断強度 (MPa) 83 81 84 61 45 81
9.破断点伸度 ) 2.4 2 2.5 5.5 3.6 3.8
10.樹脂 D -率 35.4 [0177] [表 2]
Figure imgf000041_0001
[0178] [表 3]
熱硬化性樹脂組成物溶液中の各成分の配合単位 (g)
実施例 比較例
12 13 14 4 ビスフエ/-ル A型
- 一 - Iホ'キシ樹脂
ビフ I二纏
エホ'キジ樹脂 40 40 熱 エホ'キシ樹脂
硬 ナフタレン型
化 ΐΰ.00
エホ'キシ樹脂
樹 フエノ-ル化合物 5 ― 脂 PP-1000-240 23.
フエノ-ル化^物
成 ―
物 851H 37 14.40 37
Iホ'キシ榭脂硬化剤
溶 フ 1/ -ル化合物 - - - 液 MEH7800H
フ1ノ-ル化合物
単 DPP-6125 - - - 位 _
g Iンシ'二ァリンク' rラス クス ホ'リサルホン樹脂 4.90
層状珪酸塩 合成へクトライト 7.0 0.46 1.28 一 有機溶剤 DMF 150 34.8 41.90 150 硬化促進剤 トリフエニルホスフィン 0.3 0.3 無機化合物 シリカ 23 23
1.誘電率 (周波数 1GHz) 3.1 3.2 3.1 3.2
2.誘電正接 (周波数 1GHz) 0.014 0.012 0.012 0.012
3.平均線膨 S率 (αΐ) : XlO Vt: 6.0 9.5 5.8 9.5 性 4.平均線膨張率 (α2) : xlO'Vt; 8.0 24.0 9.6 24.0 能
均層間距離 (體)
評 5. β状珪酸塩の平 >3.5 >3.5 価 6. 5層以下に分散している層状珐酸塩 〇 〇 〇 結 7. 3層以上に分散している肩状珪酸 S 〇 〇 〇 果
8.破断強度 CWa) 73 65 86 65
9.破断点伸度 ) 7.0 8.1 9.3 8.1
10.樹脂フ D -率 7.3 18.3 11.3 18.3

Claims

請求の範囲 [1] エポキシ当量が 100— 2000であるエポキシ榭脂と、フエノール基を有する化合物 であるエポキシ榭脂硬化剤と、層状珪酸塩とを含み、前記エポキシ榭脂及び前記ェ ポキシ榭脂硬化剤を含む榭脂分 100重量部に対し、前記層状珪酸塩が 0. 2— 100 重量部の範囲で含まれて ヽることを特徴とする、熱硬化性榭脂組成物。 [2] 前記エポキシ榭脂が、ビスフエノール型エポキシ榭脂、ビフエニル型エポキシ榭脂、 ジシクロペンタジェン型エポキシ榭脂、およびナフタレン型エポキシ榭脂からなる群 力 選択される少なくとも 1種を含むことを特徴とする、請求項 1に記載の熱硬化性榭 脂組成物。 [3] 前記エポキシ榭脂硬化剤が、下記式(1)一 (3)で表される疎水性フエノールイ匕合 物からなる群力も選択される少なくとも 1種であることを特徴とする、請求項 1または請 求項 2に記載の熱硬化性榭脂組成物。 [化 1]
[式(1)中、 R1はメチル基またはェチル基を示し、 R2は水素または炭化水素基を示 し、 nは 2— 4の整数を示す]
[化 2]
Figure imgf000043_0002
[式(2)中、 nは 0または 1一 5の整数を示す]
[化 3]
R3-(-(CHz)p一 R4— (CH2)q— 5")-H (3)
[式(3)中、 R3は下記式 (4a)または下記式 (4b)で表される基を示し、 R4は下記式( 5a) ,下記式(5b)または下記式(5c)で表される基を示し、 R5は下記式 (6a)または 下記式 (6b)で表される基を示し、 R6は水素または炭素数 1一 20の炭素原子含有分 子鎖基を示し、 pおよび qはそれぞれ 1一 6の整数を示し、 rは 1一 11の整数を示す] [化 4]
Figure imgf000044_0001
( 4a ) ( 4b )
[化 5]
Figure imgf000044_0002
[化 6]
Figure imgf000044_0003
( «a ) ( 6b >
[4] 前記層状珪酸塩が、モンモリロナイト、ヘクトライト、膨潤性マイ力およびバーミキユラ イトからなる群より選択される少なくとも 1種であることを特徴とする、請求項 1一請求 項 3のいずれか 1項に記載の熱硬化性榭脂組成物。
[5] 前記層状珪酸塩が、炭素数 6以上のアルキルアンモ-ゥム塩、芳香族 4級アンモ- ゥム塩および複素環 4級アンモ-ゥム塩力 なる群より選択される少なくとも 1種類の アンモ-ゥム塩を含有していることを特徴とする、請求項 1一請求項 4のいずれか 1項 に記載の熱硬化性榭脂組成物。
[6] 請求項 1一請求項 5の 、ずれか 1項に記載の熱硬化性榭脂組成物を用いて構成さ れていることを特徴とする、榭脂シート。
[7] 請求項 6に記載の榭脂シートを硬化させることにより得られた、榭脂シート。
[8] 前記層状珪酸塩の一部または全部が、広角 X線回折法により測定された (001)面 の平均層間距離が 3nm以上であり、積層数が 5層以下である状態で分散しているこ とを特徴とする、請求項 6または請求項 7に記載の榭脂シート。
[9] 前記熱硬化性榭脂組成物の硬化物のガラス転移温度よりも 10— 50°C低!ヽ温度に おける平均線膨張率(ひ 1)が、 4. O X 10— 5Z°C以下であることを特徴とする、請求項
6—請求項 8のいずれか 1項に記載の榭脂シート。
[10] 前記熱硬化性榭脂組成物の硬化物のガラス転移温度よりも 10— 50°C高い温度に おける平均線膨張率(ひ 2)が、 4. 0 X 10— 5Z°C以下であることを特徴とする、請求項
6—請求項 9のいずれか 1項に記載の榭脂シート。
[11] 前記熱硬化性榭脂組成物の硬化物は、周波数 1GHzにおける誘電率が 3. 3以下 であり、周波数 1GHzにおける誘電正接が 0. 015以下である、請求項 6—請求項 10 の!、ずれか 1項に記載の榭脂シート。
[12] 請求項 6—請求項 11の 、ずれか 1項に記載の榭脂シートを用いて構成されて!、る ことを特徴とする、絶縁基板用榭脂シート。
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