WO2005095517A1 - 熱硬化性樹脂組成物、及びそれを用いた多層プリント配線板 - Google Patents

熱硬化性樹脂組成物、及びそれを用いた多層プリント配線板 Download PDF

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WO2005095517A1
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Masao Arima
Makoto Hayashi
Koshin Nakai
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Taiyo Ink Mfg. Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a build-up type multilayer printed wiring board in which conductive circuit layers and insulating layers are alternately stacked, and is excellent in low water absorption and low dielectric constant, low dielectric loss tangent, base material and conductor.
  • Thermosetting resin composition for interlayer insulating material having excellent adhesion, and use thereof
  • the step of forming a roughened surface on the surface of the insulating layer and forming a conductor layer by electroless plating as described above generally involves removing the entire surface of the cured insulating layer from N-methyl- Organic solvents such as 2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, methoxypropanol, and caustic soda; Swell with an alkaline aqueous solution such as caustic potash, etc., and subsequently roughen using an oxidizing agent such as dichromate, permanganate, ozone, hydrogen peroxide, sulfuric acid, nitric acid, etc., and then an aqueous solution containing a plating catalyst In the plating solution in which the metal is dissolved in water, and the plating is deposited.
  • N-methyl- Organic solvents such as 2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, methoxypropanol, and caustic soda
  • an alkaline aqueous solution such as caustic pot
  • An object of the present invention is to provide a thermosetting resin composition capable of forming a conductor layer excellent in quality, and a build-up type multilayer printed wiring board using the same.
  • thermosetting resin that can form a conductor layer having excellent adhesion without deteriorating the water absorption, the dielectric constant, and the dielectric loss tangent of the insulating layer.
  • resin composition the inventors have completed the invention having the following contents.
  • thermosetting ⁇ composition of the present invention with (A) 5 mol% to 99 mol 0/0 of the hydroxyl groups of the polyhydroxy ether was esterified! /, Ru following general formula (a)
  • R 1 is an alkylene group containing an aliphatic or aromatic ring having 1 to 18 carbon atoms, or —SO
  • R 2 is a linear or cyclic C 1-20 carboxy group.
  • -Role group or aromatic carboxy group 95 mol% to 1 mol% of the residue represents a hydrogen atom
  • R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group.
  • a plurality of R 3 may be the same or different.
  • thermoplastic resin (A) is a bisphenol A skeleton represented by the following general formula (c), a bisphenol S skeleton represented by the following general formula (d), e) having at least one skeleton selected from the group consisting of a biphenol skeleton represented by the following formula and a bixylenol skeleton represented by the following general formula (f).
  • thermosetting resin (B) comprises (B-1) an epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule, (B 2) a carboxyl group and a number average molecular weight.
  • Polyimide resin having a linear hydrocarbon structure of S300 to 6,000, (B3) phenolic polyphenol resin having two or more hydroxyl groups, and (B-4) imidazole conjugate. Contains at least one selected epoxy curing agent.
  • the epoxy resin (B-1) contains a compound having an epoxy equivalent of 200 or less and a compound having an epoxy equivalent of more than 200
  • the polyimide resin (B-2) has an isocyanurate ring structure. No, it is a hyper-branch type structure.
  • thermosetting resin composition of the present invention preferably further contains an inorganic filler.
  • the present invention provides a prepreg sheet formed by impregnating a substrate with the thermosetting resin composition and semi-curing the same. Further, the present invention provides a build-up type multilayer printed wiring board using the thermosetting resin composition as an insulating layer.
  • thermosetting resin composition of the present invention low water absorption and low dielectric constant can be obtained by using a build-up type multilayer printed wiring board in which conductive circuit layers and insulating layers are alternately stacked.
  • a highly reliable multilayer printed wiring board having excellent adhesion to a substrate and a conductor with a low dielectric loss tangent can be provided.
  • thermosetting resin composition of the present invention since it has a low dielectric constant and a low dielectric loss tangent, the thickness of the interlayer insulating layer can be reduced, and the space between circuits can be reduced. It is possible to contribute to miniaturization.
  • thermosetting resin composition of the present invention comprises (A) 5 mol% of the hydroxyl groups of the polyhydroxyether.
  • Thermoplastic resin having a skeleton represented by the following general formula (a) and Z or a skeleton represented by the following general formula (b), wherein
  • R 1 is an alkylene group containing an aliphatic or aromatic ring having 1 to 18 carbon atoms, or —SO
  • thermosetting resin composition containing a thermosetting resin as an essential component.
  • thermoplastic resin (A) constituting the thermosetting resin composition of the present invention will be described.
  • thermoplastic resin (A) refers to, for example, a hydroxyl group of a hydroxyether moiety present in the skeleton of phenoxy resin which is a condensate of epichlorohydrin and various bifunctional phenolic conjugates. Examples thereof include those obtained by esterification using various monobasic acid anhydrides or acid chlorides.
  • a thermoplastic resin having at least one selected skeleton is preferable from the viewpoint of heat resistance and toughness.
  • R 2 is a straight-chain or cyclic C 1 to C 20 -carbon or aromatic carboyl group in the same manner as described above. 95% by mole to 1% by mole of the group represents a hydrogen atom.
  • the esterified structure of the thermoplastic resin (A) includes structures such as acetate, propio-loxy, butyryloxy, isobutyryloxy, and benzoyloxy, and a single or plural esterified structures. But good.
  • esterification ratio is 5 mol% to 99 mol 0/0, more preferably 30 mol%
  • the esterification ratio is less than 5 mol%, the effects such as a decrease in water absorption and the increase in peel strength are reduced. On the other hand, if the esterification ratio exceeds 99 mol%, the yield is poor in the production method and is not industrially advantageous.
  • the weight average molecular weight of the thermoplastic resin (A) is preferably 5,000 to 100,000. That's right. As a result, it is possible to give flexibility to a dried or cured film that has a strong water absorption effect, to prevent repelling during coating and coating, and to increase viscosity during hot pressing. Therefore, the exudation of the resin after pressing can be reduced. In particular, the flexibility becomes more remarkable as the esterification ratio increases.
  • the weight average molecular weight is less than 5,000, there is no effect on flexibility and application and coatability, while if the weight average molecular weight is more than 100,000, the viscosity of the composition increases. Rinsing and foaming during application and application.
  • thermoplastic resin in which 5 mol% to 99 mol% of the hydroxyl groups of the polyhydroxyether, which is a feature of the present invention, is esterified will be described.
  • thermoplastic resin having a polyhydroxyether structure can be arbitrarily mixed with a varnish of a thermosetting resin such as an epoxy resin as compared with general polyester, polyimide resin, polyether, and the like. It has the feature.
  • thermoplastic resins having excellent heat resistance such as wholly aromatic polyesters and polyimide resins, are often separated in a varnish state.
  • acrylic resin and the like can be mixed arbitrarily with epoxy resin, but have drawbacks such as weak solder heat resistance at 288 ° C.
  • the hydroxy ether structure has a highly polar hydroxyl group inside, and has a problem in dielectric constant, dielectric loss tangent, and water absorption.
  • the ester present on the surface is hydrolyzed by the alkaline swelling liquid and the oxidizing agent, and the hydroxyl group is regenerated.
  • thermoplastic resin having a weight average molecular weight of 5,000 to: LOO, 000 in which 5 mol% to 99 mol% is esterified is a corresponding polyhydroxyether. It has been found that the dielectric loss tangent is much more stable in the high frequency range than the thermoplastic resin having an ether structure. The reason is considered to be that the degree of freedom of the thermoplastic resin existing in the crosslinked matrix of the thermosetting resin is relatively large.
  • the polyhydroxyether is free to rotate and easily undergo orientation polarization, whereas the polyhydroxyether moiety is esterified and the orientation polarization is hindered by steric hindrance. It is considered that the dielectric loss tangent is stabilized.
  • thermosetting resin (B) constituting the thermosetting resin composition will be described.
  • the thermosetting resin (B) includes epoxy resin, acrylic resin, polyimide resin, polyamide imide resin, polyphenol resin, polycyanate resin, and polyester resin. And thermosetting polyphenylene ether resin, and the like, and two or more of these can be used in combination. Among them, (B-1) an epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule, and (B-2) a carboxyl group and a linear hydrocarbon structure having a number average molecular weight of 300 to 6,000. (B-3) a phenolic resin having two or more phenolic hydroxyl groups, and (B-4) at least one type of epoxy curing agent selected from the group consisting of imidazole derivatives.
  • the thermosetting resin (B) is excellent in workability, reliability and cost as an interlayer insulating material.
  • epoxy resin (B-1) examples include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, and phenol novolak type epoxy resin.
  • monofunctional epoxy as a reactive diluent It may contain resin and may.
  • an epoxy resin in which a compound having an epoxy equivalent of 200 or less and a compound having an epoxy equivalent of more than 200 are mixed at an arbitrary ratio more specifically, a compound having an epoxy equivalent of 100 to 200 and an epoxy resin
  • an epoxy resin in which a compound having an equivalent of 250 to 3,000 is mixed at an arbitrary ratio Epoxy resins having an epoxy equivalent of more than 200 provide a substrate with less curing shrinkage and warp of the base material and provide flexibility of the cured product.
  • the melt viscosity at the time of heat lamination and leveling can be increased, and this is effective for controlling the amount of grease oozing after molding.
  • an epoxy resin having an epoxy equivalent of 200 or less imparts mechanical strength to a cured product having high reactivity. Further, since the melt viscosity at the time of heat lamination is low, it contributes to the filling property of the resin composition into the gaps between the inner layer circuits and the followability to the uneven surface of the copper foil.
  • the polyimide resin (B-2) has the following important effects on the thermosetting resin composition of the present invention. That is, the imide skeleton achieves high heat resistance and high Tg. In addition, since it has a carboxyl group, it can react with an epoxy resin, and can realize the adhesiveness, electric characteristics, workability, and low-temperature curability, which are characteristics of epoxy resins. Furthermore, since it has a partially linear hydrocarbon structure, it is possible to selectively roughen the surface of the insulating layer with a commercially available desmear liquid, and to form irregularities on the surface of the cured coating film. Adhesion due to the strong anchor effect with the copper plating layer is exhibited. Furthermore, since it has a nitrogen-containing heterocyclic structure, it is effective in flame retardancy.
  • such a linear hydrocarbon structure and an imide skeleton are effective in low water absorption, low dielectric constant, and low dielectric loss tangent.
  • the polymer contains an isocyanurate ring, it is a polymer having a so-called hyperbranched polymer structure, unlike a polyimide having a normal linear structure. This makes it possible to dissolve arbitrarily with an epoxy resin or solvent even though it is a polymer, and its workability is the same as that of a low molecular compound or oligomer, and the properties as a polymer material are improved. Have.
  • Specific polyimide resin (B-2) may be any polyimide resin having a carboxyl group and a linear hydrocarbon structure having a number average molecular weight of 300 to 6,000.
  • Aprotic polar agents such as ketone solvents, ester solvents, ether solvents, etc. Since it has excellent solubility in organic solvents and heat resistance is excellent, it has a carboxyl group, a linear hydrocarbon structure with a number average molecular weight of 700 to 4,500, a urethane bond, an imide ring, an isocyanurate ring, and a cyclic fat.
  • Polyimide resin having a group structure (B-2) is preferred.
  • the linear hydrocarbon structure may be a linear hydrocarbon structure having a number average molecular weight of 800 to 4,200, since a polyimide resin having a good balance between the flexibility of the cured product and the dielectric properties can be obtained. Particularly preferred.
  • the polyimide resin (B-2) has, for example, a structural unit represented by the following general formula (1) and a structural unit represented by the following general formula (2), and 3), (4) and polyimide resin (B-2) having any one or more of the terminal structures represented by (5), a high power, acid value power S20 ⁇ 250mgKOH / g, A linear hydrocarbon structure having a number average molecular weight of 300 to 6,000, containing 20 to 40% by mass, an isocyanurate ring having a concentration of 0.3 to 1.2 mmol Zg, a number average molecular weight of 2,000 to 30,000, Moreover, it is more preferable than a polyimide resin having a weight average molecular weight of 3,000 to 100,000.
  • R 4 represents an organic group having a cyclic aliphatic structure having 6 to 13 carbon atoms
  • R 5 represents a number average molecular weight of 300 to 6,000, particularly preferably 800 to 4 , 200 linear hydrocarbon structures.
  • the acid value, the concentration of the isocyanurate ring, the number average molecular weight and the weight average molecular weight of the polyimide resin (B-2) are measured by the following methods.
  • the acid value of acetone Z water (9Z1 volume ratio) is mixed so that the acid value of anhydrous acid can be measured.
  • the concentration (mmol) of the isocyanurate ring per lg of the polyimide resin (B-2) is also determined using the calibration curve of the spectral intensity of the above. It should be noted that the concentration of the imide ring can be similarly determined from the spectral intensity of the carbon atom at 169 ppm due to the imide ring by 13 C-NMR analysis.
  • Number average molecular weight and weight average molecular weight The number average molecular weight and weight average molecular weight in terms of polystyrene are determined by gel permeation chromatography (GPC).
  • the content of the linear hydrocarbon structure in the polyimide resin (B-2) is determined based on the case where the polyimide resin (B-2) is a polyimide resin produced by a production method described later.
  • the number average molecular weight of the linear hydrocarbon structure can be determined from the number average molecular weight of the polyol compound (a2).
  • the content and number average molecular weight of the linear hydrocarbon structure in the polyimide resin whose production method is unknown are determined by subjecting the polyimide resin to a normal hydrolysis method, for example, heat treatment in the presence of an organic amine.
  • the linear hydrocarbon structure is separated from the polyimide resin by decomposing the urethane bond, and by utilizing the fact that the linear hydrocarbon structure has a lower polarity than the imide structure, a low-molecular-weight component such as dichloromethane is used. It can be obtained by extracting the linear hydrocarbon structure with a polar organic solvent, measuring the amount of extraction, and performing GPC analysis.
  • the method for producing the polyimide resin (B-2) used in the thermosetting resin composition of the present invention is not particularly limited.
  • the production method of the polyimide resin (B-2) is linear with the polyisocyanate compound (al).
  • a polyol compound having a hydrocarbon structure, which has an isocyanate group at a terminal obtained by reacting a linear hydrocarbon structure portion with a polyol compound (a2) having a number average molecular weight of 300 to 6,000. It is preferable to react the prepolymer (A1) with an acid anhydride (BB) of a polycarboxylic acid having three or more carboxyl groups in an organic solvent.
  • BB acid anhydride
  • a polyisocyanate having an isocyanurate ring derived from a diisocyanate having a cycloaliphatic structure having 6 to 13 carbon atoms is used.
  • the prepolymer having an isocyanate group may be reacted with an acid anhydride of tricarboxylic acid in an organic solvent.
  • the polyisocyanate conjugation product (al) used in the production method is a compound having two or more isocyanate groups in the molecule, for example, an aromatic polyisocyanate and an aliphatic polyisocyanate.
  • an aromatic polyisocyanate and an aliphatic polyisocyanate for example, an aromatic polyisocyanate and an aliphatic polyisocyanate.
  • examples thereof include a nucleated form, a burette form, an adduct form, and an allohanate form of these polyisocyanates.
  • aromatic polyisocyanate conjugate examples include, for example, p-phenylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-xylene diisocyanate, m-xylene diisocyanate, 2, 4 Tolylene diisocyanate, 2,6 Tolylene diisocyanate, 4,4, Diphenylmethane diisocyanate, Polymethylene polyphenyl polyisocyanate (Claude MDI), 3,3-Dimethyl diphenate -Lou 4,4, Diisocyanate, 3,3, J Tyldiphenyl 4,4'-diisocyanate, 1,3-bis ( ⁇ , a-dimethylisocyanatomethyl) benzene, tetramethylxylylenediisocyanate, diphenyleneether 1,4,4,1-diisocyanate, naphthalenediiso And cyanates.
  • Examples of the aliphatic polyisocyanate conjugate include hexamethylene diisocyanate (HHDI), lysine diisocyanate, trimethylhexamethylene methylene diisocyanate, and isophorone diisoate.
  • HHDI hexamethylene diisocyanate
  • IPDI 4,4'-dicyclohexynolemethane diisocyanate
  • HXDI hydrogenation power xylylene diisocyanate
  • NBDI norbonulenedi isocyanate
  • the polyisocyanate conjugate (al) has good solubility in organic solvents and compatibility with epoxy resins and organic solvents, and has low dielectric constant and low dielectric loss tangent of the cured product.
  • Aliphatic polyisocyanate is preferred because a fat is obtained.
  • isocyanurate-type polyisocyanate is also preferable because a cured product having good heat resistance can be obtained.
  • the polyisocyanate conjugate (al) has good solubility in an organic solvent and compatibility with an epoxy resin or an organic solvent, and has a low dielectric constant and a low dielectric loss tangent of a cured product. Since a polyimide resin having good heat resistance can be obtained, a polyisocyanate conjugate (all) having an isocyanurate ring derived from an aliphatic polyisocyanate is more preferable. Further preferred is a polyisocyanate conjugate having an isocyanurate ring derived from isocyanate.
  • polyisocyanate conjugate having an isocyanurate ring derived from the cycloaliphatic polyisocyanate examples include those having a cyclic aliphatic structure in a molar ratio of 2 to 3 times with respect to 1 mol of the isocyanurate ring. However, those having 2.5 to 3 times by mole of the cycloaliphatic structure are more preferable.
  • polyisocyanate conjugates examples include one or more aliphatic diisocyanate conjugates, such as quaternary ammonium salt and the like.
  • a product obtained by performing isocyanurate iridescence in the presence or absence of an isocyanurate iridani catalyst, and a mixture of isocyanurate such as trimer, pentamer, and heptamer, etc. are mentioned.
  • Specific examples of the polyisocyanate conjugated product (all) include isophorone diisocyanate isocyanurate-type polyisocyanate (IPDI3N), and hexamethylene diisocyanate isocyanurate-type polyisocyanate.
  • HDI3N hydrogenated xylene diisocyanate
  • HXDI3N cyanurate-type polyisocyanate
  • NBDI3N isocyanurate-type polyisocyanate of norbornane diisocyanate
  • polyimide resin having good organic solvent solubility and heat resistance of a cured product can be obtained. al) Those containing 30 parts by mass or more of the trimer isocyanurate in 100 parts by mass are preferred, and those containing 50 parts by mass or more are particularly preferred.
  • the polyisocyanate conjugate (all) may have an isocyanate group content of 10 to 30% by mass, or may have good organic solvent solubility and heat resistance of the cured product. It is more preferable because a high-quality polyimide resin can be obtained. Therefore, the polyisocyanate conjugate (all) is a polyisocyanate conjugate having an isocyanurate ring derived from a cycloaliphatic polyisocyanate, and the content of the isocyanate group is low. It is what is most preferably 10 to 30 weight 0/0.
  • the polyisocyanate having an isocyanurate ring may be used in combination with another polyisocyanate, but it is preferable to use an isocyanurate-type polyisocyanate alone.
  • the polyol compound (a2) used in the above production method is a polyol compound having a linear hydrocarbon structure portion having a number average molecular weight of 300 to 6,000.
  • the number of linear hydrocarbon structural parts is high because polyimide resins that have good properties and compatibility with epoxy resins and organic solvents, have low dielectric constant and dielectric loss tangent of cured products, and have excellent film forming properties can be obtained.
  • Polyol compounds having a number average molecular weight of 800 to 4,200 of the linear hydrocarbon structural portion are particularly preferred, and polyol conjugates having an average molecular weight of 700 to 4,500 are particularly preferred.
  • the dielectric constant and the dielectric loss tangent of the cured product are high, and the number average molecular weight of the unfavorable linear hydrocarbon structure portion is more than 6,000.
  • the Louis Ridge compound is not preferred because the organic solvent solubility and the compatibility with the epoxy resin / organic solvent and the mechanical properties are poor.
  • Examples of the polyol compound (a2) include compounds having a total of 1.5 or more hydroxyl groups bonded to the terminal of the linear hydrocarbon structure and Z or a side chain per molecule on average.
  • the linear hydrocarbon structure may be linear or branched.
  • the linear hydrocarbon structure may be a saturated hydrocarbon chain or an unsaturated hydrocarbon chain. However, it is preferable to use a saturated hydrocarbon chain because of changes in physical properties and stability during heating.
  • polyol compound (a2) a polyol compound having a polyolefin structure or a polygen structure, wherein the polyol having a polyolefin structure or a polygen structure has a number average molecular weight of 300 to 6,000 And its hydrogenated products.
  • the olefin include ethylene, propylene, butene, isobutylene, pentene, methylpentene, and the like.
  • polyol compound (a2) examples include polyethylene polyols, polypropylene polyols, polybutadiene polyols, hydrogenated polybutadiene polyols, polyisoprene polyols, hydrogenated polyisoprene polyols, and the like.
  • Polyol conjugates having a number average molecular weight of 300 to 6,000 in the structural part are exemplified. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the number of hydroxyl groups in the polyol compound (a2) is preferably 1.5 to 3 on average because it is possible to obtain a polyimide resin having excellent flexibility, which is excellent in the molecular growth of gelling. Better. Further, the average number of hydroxyl groups is particularly preferably 1.8 to 2.2.
  • polyol compound (a2) Commercial products of the polyol compound (a2) include, for example, NISSO manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.
  • Liquid polybutadiene having hydroxyl groups at both ends such as PB (G series), Poly-bd manufactured by Idemitsu Petrochemical Co., Ltd .; NISSO PB (GI series) manufactured by Nippon Soda Co., Ltd., manufactured by Mitsubishi Iridaku Co., Ltd. Hydrogenated polybutadiene having hydroxyl groups at both ends such as Polytail H and Polytail HA; liquid C5 polymer having hydroxyl groups at both ends such as Poly-iP manufactured by Idemitsu Petrochemical; Idemitsu Petrochemical Co., Ltd. And hydrogenated polyisoprene having hydroxyl groups at both terminals such as TH-1, TH-2 and TH-3 manufactured by Kuraray Co., Ltd.
  • polyol compound (a2) an ester-modified polyol compound obtained by reacting a polyol compound having a linear hydrocarbon structure as described above with various polybasic acids or polyisocyanates is used.
  • a product or a urethane-modified polypropylene conjugate can also be used.
  • polystyrene polyol and Z or hydrogen-added polybutadiene polyol are preferred, and hydrogenated polybutadiene polyol is preferred. Are more preferred.
  • the linear hydrocarbon structure derived from the polyol compound (2a) is introduced between rigid skeletons having imide bonds. Therefore, in order for such polyimide resin (B-2) to have particularly excellent heat resistance, it is necessary to have a high glass transition point. For this reason, the polyol (a2) It has been presumed that it is more advantageous to have a high glass transition point, but as a result of intensive studies, the glass transition point of the cured product was determined to be higher than that of the polyolefin resin introduced into the polyimide resin molecules ( Low glass transition point of a2)!
  • the glass transition point of the polyol compound (a2) is preferably 120 to 0 ° C.
  • the polyol compound (a2) may be used in combination with other hydroxyl-containing conjugates to such an extent that the effects described above are not impaired. At this time, it is desirable that the other hydroxyl group-containing compound is used in an amount of 50% by mass or less of the total hydroxyl group-containing compound.
  • Examples of the acid anhydride (BB) of a polycarboxylic acid having three or more carboxyl groups used in the above method for producing a polyimide resin (B-2) include, for example, an acid anhydride of a tricarboxylic acid. And acid anhydrides of tetracarboxylic acids.
  • tricarboxylic acid anhydrides examples include trimellitic anhydride, naphthalene-1,2,4 tricarboxylic anhydride and the like.
  • tetracarboxylic acid anhydride examples include pyromellitic dianhydride, benzophenone-3,4,3 ', 4-tetracarboxylic dianhydride and diphenyl ether-3,4,3'.
  • the acid value of the polyimide resin (B-2) constituting the thermosetting resin composition of the present invention is preferably 20 to 20 in terms of solids in order to improve the solubility in organic solvents and the cured properties. 250 mg KOH Zg is preferred 20-150 mg KOH Zg is more preferred.
  • the molecular weight of the polyimide resin is preferably a number average molecular weight of 2,000 to 30,000 and a weight average molecular weight of 3,000 to 100,000, in order to improve the solvent solubility. 1 ⁇ , 000 to 10,000, and weight-average molecular weight force of 3,000 to 50,000 are more preferable than force S.
  • the phenolic resin (III-3) can be mixed for the purpose of improving the mechanical strength and heat resistance of the cured product.
  • phenolic resins (III-3) include phenol novolak resin, alkylphenol volac resin, bisphenol novolak resin, dicyclopentene type phenol resin, Xylok type phenol resin, and terpene-modified phenol.
  • Known and commonly used resins such as resins and polyvinylphenols can be used alone or in combination of two or more.
  • thermosetting resin composition of the present invention as described above may further contain, if necessary, a known and common catalytic curing agent of epoxy resin.
  • the epoxy resin curing agent include a tertiary amine conjugate, (B-4) imidazole conjugate, guadins, and the epoxy or duct encapsulated microcapsules.
  • B-4 tertiary amine conjugate
  • guadins imidazole conjugate
  • epoxy or duct encapsulated microcapsules Known and commonly used compounds such as organic phosphine compounds such as -lphosphine, tetraphenylphosphorum, and tetraphenylporate, DBU and derivatives thereof can be used alone or in combination of two or more.
  • the imidazole compound (B-4) has a slow reaction in the temperature range when the solvent in the composition is dried (80 ° C to 130 ° C), and the curing temperature range (150 ° C). C. to 200 ° C.) is preferable in that the reaction can proceed sufficiently and the physical properties of the cured product are sufficiently exhibited. Further, the imidazole compound is also preferable in that it has excellent adhesion to a copper circuit and a copper foil. Particularly preferred are 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, bis (2-ethyl4-methylimidazole), and 2-phenyl-4-methyl. Examples thereof include 5-hydroxymethylimidazole, 2-fluoro 4,5 dihydroxymethylimidazole, and triazine-added imidazole.
  • epoxy resin curing agents are preferably blended in a range of 0.05 to 20 parts by mass based on 100 parts by mass of the total amount of the epoxy resin (B-1). If the amount is less than 0.05 parts by mass, insufficient curing will occur, while if it exceeds 20 parts by mass, the effect of accelerating the curing will not be increased, but rather the heat resistance and mechanical strength will be impaired.
  • the thermosetting resin composition of the present invention may further contain an inorganic filler for the purpose of improving properties such as adhesion, mechanical strength, and coefficient of linear expansion of the cured product.
  • an inorganic filler for the purpose of improving properties such as adhesion, mechanical strength, and coefficient of linear expansion of the cured product.
  • known materials such as barium sulfate, barium titanate, silicon oxide powder, fine powdered silicon oxide, amorphous silica, talc, clay, magnesium carbonate, calcium carbonate, aluminum oxide, aluminum hydroxide, and mica powder
  • Conventional inorganic fillers can be used.
  • the compounding ratio is 0 to 90% by mass of the resin composition.
  • the thermosetting resin composition of the present invention may further comprise a phthalocyanine 1, known and conventional coloring agents such as phthalocyanine 'green, aozin' green, disazoyello, crystal violet, titanium oxide, carbon black, and naphthalene black; known and commonly used thickeners such as asbestos, orben, benton, and finely divided silica; Silicone-based, fluorine-based, polymer-based antifoaming agents and Z or leveling agents, adhesion promoters such as thiazole-based, triazole-based, and silane coupling agents; titanate-based and aluminum-based agents Known additives can be used.
  • a phthalocyanine 1 known and conventional coloring agents such as phthalocyanine 'green, aozin' green, disazoyello, crystal violet, titanium oxide, carbon black, and naphthalene black
  • known and commonly used thickeners such as asbestos, orben, benton, and finely divided silica
  • thermosetting resin composition of the present invention may be provided as a coating material whose viscosity is appropriately adjusted, and the thermosetting resin composition is applied on a supporting base film, A dry film obtained by drying the solvent may be used. Further, it may be a pre-preed sheet which is impregnated into a base material such as glass cloth, glass, and nonwoven fabric of aramid and semi-cured.
  • the coating material, the dry film, and the pre-prede- ter using the thermosetting resin composition may be directly coated on the inner layer circuit board on which the circuit is formed, and then dried and cured.
  • the film may be heated and laminated to form a single piece, and then cured in an oven or by a hot plate press.
  • the method of laminating or hot plate pressing is such that unevenness due to the inner layer circuit is eliminated when heated and melted, and is cured as it is, so that a multilayer board having a flat surface state is finally obtained.
  • a substrate on which an inner layer circuit is formed and a film or a pre-preda of the thermosetting resin composition may be laminated, or a copper foil or a substrate on which a circuit is formed may be simultaneously laminated upon hot plate pressing.
  • the substrate obtained in this manner is a semiconductor such as a CO laser or a UV-YAG laser.
  • Holes are drilled with a laser or drill.
  • This hole can be either a through hole (through hole) for conducting the front and back of the board or a partial hole (buried via) for conducting the circuit of the inner layer and the circuit of the surface of the interlayer insulating material. But.
  • a conductor was added to the hole from which the residue was removed with the desmear liquid, Plating is performed, and a circuit is formed.
  • anneal for about 10 to 60 minutes at about 80 to 180 ° C for the purpose of removing stress on metal and improving strength.
  • a heat treatment may be applied.
  • the metal plating used here is not particularly limited, such as copper, tin, solder, and nickel. Further, instead of the plating used here, it is also possible to substitute metal spatter or the like.
  • a low build-up type multilayer printed wiring board having low water absorption, low dielectric constant, low dielectric loss tangent, excellent adhesion to a substrate and a conductor, and high reliability!can be provided.
  • Propylene glycol monomethyl ether acetate was dissolved as an organic solvent in the ingredients of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 6 shown in Table 1 below, and aerosil # 972, a finely divided silica, was added to the mixture. Then, the mixture was kneaded and dispersed in a three-roll mill to obtain a thermosetting resin composition adjusted to have a viscosity of 20 dPa'S ⁇ 10 dPa's (rotational viscometer 5 rpm, 25 ° C).
  • thermosetting resin compositions obtained as shown in Table 1 were applied to a PET film (Lumirror 38R75, manufactured by Toray Industries, Inc.) so that the film thickness would be 40 m after drying. : 38 m) and dried at 40 to 120 ° C to obtain an adhesive film.
  • predetermined through-hole portions, via-hole portions, and the like of the laminated plate were drilled with a drill and a laser, and then desmear treatment and surface unevenness formation were performed using a commonly known chemical.
  • the entire surface and the hole are electrically connected by electroless copper plating and electrolytic copper plating, and then heat-treated at 170 ° C for 30 minutes for the purpose of removing moisture and annealing copper plating.
  • a pattern was formed by etching through a resist to produce a multilayer printed wiring board.
  • the peel strength which is an index of adhesion
  • the peel strength was dramatically increased in the examples, and the same result was obtained for the solder heat resistance as the peel strength.
  • TMA the coefficient of thermal expansion below the glass transition point (Tg) and the coefficient of thermal expansion after exceeding the glass transition point (Tg) were measured.
  • the unit in Table 2 is (ppm).
  • the dielectric constant and the dielectric loss tangent of the cured film were measured using a cavity resonator perturbation method dielectric constant measuring device, Kanto Electronics Application Development Co., Ltd.
  • the pattern for measuring the peel strength of the copper solid of the multilayer printed wiring board obtained in Test Example 2 was peeled off to a width of 1 cm, and the peel strength (NZcm) was measured in accordance with JIS C6481.
  • the film When laminating the film, the film is cut into 9.5 cm x 9.5 cm in advance, placed at the center on a 10 cm x 10 cm substrate, and laminated. After lamination, it is cured and becomes larger than the size of the original film because it flows out, and the length of one side (increase) It was measured.
  • the meanings of the symbols in Table 2 are as follows. NG: The amount of bleeding was too large (5 mm or more) to be measured.

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Description

熱硬化性樹脂組成物、及びそれを用いた多層プリント配線板 技術分野
[0001] 本発明は、導体回路層と絶縁層とを交互に積み上げたビルドアップ方式の多層プ リント配線板において、低吸水性および低誘電率、低誘電正接と基材および導体に 対して優れた密着性を有する層間絶縁材用の熱硬化性榭脂組成物、及びそれを用
V、た多層プリント配線板に関するものである。
背景技術
[0002] 近年、多層プリント配線板の製造方法として、内層回路板の導体層上に有機絶縁 層と導体層を交互に積み上げて 、くビルドアップ方式の製造技術が注目されて 、る 。例えば、回路形成された内層回路板上に、エポキシ榭脂組成物を塗布し、加熱硬 化した後、得られた絶縁層表面に粗化剤にて凹凸の粗ィ匕面を形成し、引き続きめつ きにより導体層を形成する多層プリント配線板の製造方法が提案されている(例えば 、特開平 7— 304931号公報 (特許請求の範囲)及び特開平 7 - 304933号公報 (特 許請求の範囲)を参照)。
[0003] また、回路形成された内層回路板上に、エポキシ榭脂接着シートをラミネートし、カロ 熱硬化した後、得られた絶縁層表面に粗化剤にて凹凸の粗ィ匕面を形成し、引き続き めっきにより導体層を形成する多層プリント配線板の製造方法が提案されている (例 えば、特開平 11— 87927号公報 (特許請求の範囲)を参照)。
[0004] し力しながら、これらの製造方法は、粗化剤により粗面を形成し導体層をめつきによ り形成するものであり、いずれの発明も最近の電子機器の高密度化、高速化で要求 の厳しくなつている吸水性、誘電率および誘電正接について言及されておらず、しか も、得られる絶縁層は、実際に吸水性が高ぐ誘電率および誘電正接も比較的高い 値のものであった。
[0005] 一方、上述したような絶縁層表面に粗ィ匕面を形成し無電解めつきにて導体層を形 成する工程は、一般に、硬化した絶縁層の表面全体を、 N—メチル—2—ピロリドン、 N, N—ジメチルホルムアミド、メトキシプロパノール等の有機溶剤、及び苛性ソーダ、 苛性カリ等のアルカリ性水溶液等で膨潤させ、引き続き重クロム酸塩、過マンガン酸 塩、オゾン、過酸化水素 Z硫酸、硝酸等の酸化剤を用いて粗ィ匕し、その後、めっき用 触媒を含む水溶液に浸漬して触媒を吸着させ、そして、金属の水溶ィ匕しためっき液 に浸漬してめつきを析出させるという工程を採用している。
[0006] しかしながら、このような工程では、使用する薬品のほとんどが水溶液の状態のため、 絶縁層の疎水性を高めてしまうと、却って充分な粗化形状が得られず、ひいては導 体めつきの付き性、さらには密着性が得られないという問題があった。
発明の開示
[0007] 本発明の目的は、導体回路層と絶縁層とを交互に積み上げたビルドアップ方式の 多層プリント配線板において、絶縁層の吸水性、誘電率および誘電正接を悪化させ ることなぐ密着性に優れた導体層を形成できる熱硬化性榭脂組成物、及びそれを 用いたビルドアップ方式の多層プリント配線板を提供することにある。
[0008] 本発明者らは、上記目的の実現に向け鋭意検討した結果、絶縁層の吸水性、誘電 率および誘電正接を悪化させることなぐ密着性に優れた導体層を形成できる熱硬 化性榭脂組成物として、以下に示すような内容を要旨とする発明を完成させるに至つ た。
[0009] すなわち、本発明の熱硬化性榭脂組成物は、(A)ポリヒドロキシエーテルの水酸基 の 5モル%〜99モル0 /0がエステル化して!/、る下記一般式(a)で示される骨格及び Z 又は下記一般式 (b)で示される骨格を有する熱可塑性榭脂、
[化 1]
Figure imgf000004_0001
[0010] (式中、 R1は、炭素数 1〜18の脂肪族又は芳香環を含むアルキレン基、又は— SO
2
—を示し、 R2の 5モル%〜99モル%が直鎖状もしくは環状の炭素数 1〜20のカルボ -ル基又は芳香族カルボ-ル基で、残基 95モル%〜1モル%が水素原子を示し、 R 3は、水素原子又はメチル基を示す。複数ある R3は同一でも異なってもよい。 ) 及び (B)熱硬化性榭脂を必須成分とすることを特徴とする。
[0011] 好ましい態様としては、上記熱可塑性榭脂 (A)が、下記一般式 (c)で示されるビス フエノール A骨格、下記一般式 (d)で示されるビスフ ノール S骨格、下記一般式 (e) で示されるビフヱノール骨格、及び下記一般式 (f )で示されるビキシレノール骨格か らなる群力 選ばれた少なくとも 1種の骨格を有することを特徴とする。
[化 2]
Figure imgf000005_0001
[0012] (式中、 R2は、上記と同様に、 5モル%〜99モル%が直鎖状もしくは環状の炭素数 1 〜20のカルボ-ル基又は芳香族カルボ-ル基で、残基 95モル%〜1モル%が水素 原子を示す。 )
また、他の態様において、上記熱硬化性榭脂 (B)は、(B— 1) 1分子中に 2個以上 のエポキシ基を有するエポキシ榭脂と、 (B 2)カルボキシル基及び数平均分子量 力 S300〜6, 000の線状炭化水素構造を有するポリイミド榭脂、(B 3)フエノール性 水酸基を 2個以上有するポリフエノール榭脂、及び (B— 4)イミダゾールイ匕合物力 な る群力 選ばれた少なくとも 1種のエポキシ硬化剤を含む。
[0013] 好ましくは、エポキシ榭脂(B— 1)は、エポキシ当量が 200以下の化合物と 200を 超える化合物を含有し、また、ポリイミド榭脂 (B— 2)は、イソシァヌレート環構造を有 したノ、ィパーブランチ型の構造である。
[0014] また、本発明の熱硬化性榭脂組成物は、更に無機充填剤を含有することが好まし い。
[0015] また、本発明により、上記熱硬化性榭脂組成物を基材に含浸させ、これを半硬化さ せることにより形成されたプリプレダシートが提供される。 [0016] さらに、本発明により、上記熱硬化性榭脂組成物を絶縁層として用いたビルドアッ プ方式の多層プリント配線板が提供される。
[0017] 本発明の熱硬化性榭脂組成物によれば、導体回路層と絶縁層とを交互に積み上 げたビルドアップ方式の多層プリント配線板に用いることにより、低吸水性、低誘電率 および低誘電正接で、基材および導体に対して優れた密着性を有し、信頼性の高い 多層プリント配線板を提供することができる。
[0018] また、本発明の熱硬化性榭脂組成物によれば、低誘電率、低誘電正接であること から、層間絶縁層の厚みを薄くすることができ、また回路間のスペースを狭くすること が可能になり、軽薄短小化に貢献できる。
[0019] 本発明の熱硬化性榭脂組成物は、(A)ポリヒドロキシエーテルの水酸基の 5モル%
〜99モル%がエステルイ匕して ヽる下記一般式 (a)で示される骨格及び Z又は下記 一般式 (b)で示される骨格を有する熱可塑性榭脂、
[化 3]
Figure imgf000006_0001
[0020] (式中、 R1は、炭素数 1〜18の脂肪族又は芳香環を含むアルキレン基、又は— SO
2
—を示し、 R2の 5モル%〜99モル0 /0が直鎖状もしくは環状の炭素数 1〜20のカルボ -ル基又は芳香族カルボ-ル基で、残基 95モル%〜1モル%が水素原子を示し、 R 3は、水素原子又はメチル基を示す。複数ある R3は同一でも異なってもよい。 ) 及び (B)熱硬化性榭脂を必須成分とする熱硬化性榭脂組成物である。
[0021] まず、本発明の熱硬化性榭脂組成物を構成する熱可塑性榭脂 (A)につ ヽて説明 する。
[0022] この熱可塑性榭脂 (A)とは、例えば、ェピクロロヒドリンと各種 2官能フエノールイ匕合 物の縮合物であるフエノキシ榭脂の骨格に存在するヒドロキシエーテル部の水酸基を 各種 1塩基酸無水物または酸クロリドを使用してエステルイ匕したものが挙げられる。
[0023] 上記 2官能フエノール化合物としては、ビスフエノール A、ビスフエノール F、ビスフエ ノール S、ビキシレノール、ビフエノールなど公知慣用の化合物を単独または複数併 用することができるが、下記一般式 (c)で示されるビスフ ノール A骨格、下記一般式 (d)で示されるビスフエノール S骨格、下記一般式 (e)で示されるビフエノール骨格、 及び下記一般式 (f)で示されるビキシレノール骨格力 なる群力 選ばれた少なくと も 1つの骨格を有する熱可塑性榭脂であることが、耐熱性、強靭性の観点から好まし い。
[化 4]
Figure imgf000007_0001
[0024] (式中、 R2は、上記と同様に、 5モル%〜99モル%が直鎖状もしくは環状の炭素数 1 〜20のカルボ-ル基又は芳香族カルボ-ル基で、残基 95モル%〜1モル%が水素 原子を示す。 )
また、上記以外にもハイドロキノン、カテコール、レゾルシン、ジナフトール等 2官能 フエノール化合物、またはエチレングリコール、ジエチレングリコール等、 2官能アルコ ール化合物を部分的に導入しても力まわな 、。
[0025] 上記熱可塑性榭脂 (A)のエステルイ匕した構造とは、ァセトキシ、プロピオ-ルォキ シ、ブチリルォキシ、イソブチリルォキシ、ベンゾィルォキシなどの構造が挙げられ、 単独および複数のエステルイ匕されたものでも良 、。
[0026] また、そのエステル化率は、 5モル%〜99モル0 /0であり、より好ましくは 30モル%〜
99モル%である。エステル化率が 5モル%よりも少ないと、吸水率低下やピール強度 upなどの効果が少なぐ一方、エステルイ匕率が 99モル%を超えると、製法上収率が 悪く工業的に有利でない。
[0027] 上記熱可塑性榭脂(A)の重量平均分子量は、 5,000〜100,000であること力 S好ま しい。これにより、吸水性に効果があるば力りでなぐ乾燥塗膜や硬化塗膜に柔軟性 を与え、さらに塗布および塗工時のはじき防止、さらには加熱プレス時の粘度を上げ ることができるためプレス後の樹脂の染み出しを少なくすることができる。特に柔軟性 に関しては、前記エステルイ匕率が増加するに伴いより顕著になる。ここで、重量平均 分子量が 5, 000よりも小さいと、柔軟性や、塗布および塗工性に効果が無ぐ一方、 重量平均分子量が 100, 000よりも大きいと、組成物の粘度が高くなりすぎ、塗布お よび塗工の際に泡が発生したりする。
[0028] このような本発明の特徴であるポリヒドロキシエーテルの水酸基の 5モル%〜99モ ル%がエステルイ匕された熱可塑性榭脂の作用につ ヽて説明する。
[0029] まず、ポリヒドロキシエーテル構造を持つ熱可塑性榭脂は、一般的なポリエステル、 ポリイミド榭脂、ポリエーテルなどと比較して、任意にエポキシ榭脂等の熱硬化榭脂の ワニスに混合できるという特徴を持つ。例えば、全芳香族ポリエステルやポリイミド榭 脂のような耐熱性に優れる熱可塑性榭脂は、ワニスの状態で分離することが多い。一 方、アクリル榭脂等は比較的エポキシ榭脂と任意に混合できるが、 288°Cのはんだ 耐熱性に弱い等の欠点がある。しかしながら、ヒドロキシエーテル構造は、内部に極 性の高い水酸基を有しており、誘電率や誘電正接、さらには吸水性に問題がある。
[0030] そこで、この水酸基をエステルイ匕することを試みたところ、低吸水化、低誘電率化、低 誘電正接化が実現できただけでなぐ導体層との密着の指標であるピール強度も高 い値を示すことが確認できた。詳細は明らかではないが、次のような現象から目的の 特性が達成されたと考えられる。
[0031] (1) 極性の高い水酸基はエステル化させているので、硬化物中の吸水率や誘電 率、誘電正接が低減される。
[0032] (2) 粗ィ匕工程の際に、アルカリ性の膨潤液および酸化剤により表面に存在するェ ステルが加水分解され水酸基が再生される。
[0033] (3) 表面に水酸基が再生されるので、酸化剤による粗ィ匕が容易になり、かつめつ き触媒の吸着量も充分となり、導体との密着性が向上する。
[0034] すなわち、絶縁層の内部は疎水性が保たれ、導体と密着する表面部分が水酸基に よるめつき付け性、密着性を発現し、相反する特性を両立したものと考えられる。 [0035] さらに、ポリヒドロキシエーテル構造の水酸基のうち、 5モル%〜99モル%がエステ ル化された重量平均分子量 5, 000〜: LOO, 000である熱可塑性榭脂は、対応する ポリヒドロキシエーテル構造を有する熱可塑性榭脂と比べて、高周波数領域で誘電 正接が非常に安定していることが明らかになった。その理由としては、熱硬化性榭脂 の架橋マトリックス中に存在する熱可塑性榭脂の自由度は比較的大きいと考えられ、 さらにポリヒドロキシエーテル部は、 Tg以下の温度領域でもクランクシャフトのように回 転運動を起こしやすいと思われる。従って、高周波数の電界が存在している場合に は、このポリヒドロキシエーテルは自由に回転し配向分極し易ぐ一方、ポリヒドロキシ エーテル部をエステルイ匕したものは、その立体障害により配向分極が阻害され誘電 正接が安定して 、るものと考えられる。
[0036] 次に、熱硬化性榭脂組成物を構成する熱硬化性榭脂 (B)につ ヽて説明する。
[0037] 熱硬化性榭脂 (B)としては、エポキシ榭脂系、アクリル榭脂系、ポリイミド榭脂系、ポリ アミドイミド榭脂系、ポリフエノール榭脂系、ポリシァネート榭脂系、ポリエステル榭脂 系、熱硬化型ポリフ -レンエーテル榭脂系等が挙げられ、これらを 2種以上組み合 わせて使用することができる。これらの中でも、(B— 1) 1分子中に 2個以上のェポキ シ基を有するエポキシ榭脂と、 (B- 2)カルボキシル基及び数平均分子量が 300〜6 , 000の線状炭化水素構造を有するポリイミド榭脂、(B— 3)フエノール性水酸基を 2 個以上有するフエノール榭脂、及び (B— 4)イミダゾールイ匕合物力もなる群力も選ば れた少なくとも 1種のエポキシ硬化剤を含む熱硬化性榭脂 (B)が、層間絶縁材として 、作業性、信頼性およびコスト的に優れている。
[0038] 前記エポキシ榭脂(B— 1)の具体例としては、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 S型エポキシ榭脂、フエノールノボラッ ク型エポキシ榭脂、アルキルフエノールノボラック型エポキシ榭脂、ビフエノール型ェ 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、フエ ノール類とフエノール性水酸基を有する芳香族アルデヒドとの縮合物のエポキシィ匕物 、又はそれらの臭素原子含有エポキシ榭脂やりん原子含有エポキシ榭脂、トリグリシ ジルイソシァヌレート、脂環式エポキシ榭脂など公知慣用のものを、単独あるいは 2種 以上組み合わせて使用することができる。また、反応性希釈剤としての単官能ェポキ シ榭脂を含有して 、てもよ 、。
[0039] 特に本発明では、エポキシ当量が 200以下の化合物と 200を超える化合物とが任 意の割合で混合されたエポキシ榭脂、より具体的には、エポキシ当量が 100〜200 の化合物とエポキシ当量が 250〜3, 000の化合物とが任意の割合で混合されたェ ポキシ榭脂を用いることが好ましい。エポキシ当量が 200を超えるエポキシ榭脂は、 硬化収縮が少なぐ基材のそり防止と硬化物の柔軟性を与える。また加熱ラミネート 時ゃレべリング時の溶融粘度を高くすることができ、成型後の榭脂染み出し量のコン トロールに有効である。一方、エポキシ当量が 200以下のエポキシ榭脂は、反応性が 高ぐ硬化物に機械的強度を与える。また、加熱ラミネート時の溶融粘度が低いため 、内層回路間の隙間への榭脂組成物の充填性や銅箔の凹凸粗面に対する追随性 に寄与する。
[0040] 前記ポリイミド榭脂 (B— 2)は、本発明の熱硬化性榭脂組成物に関して以下の重要 な効果を引き起こす。即ち、イミドの骨格が高耐熱性、高 Tgを実現させる。また、カル ボキシル基を有するのでエポキシ榭脂と反応が可能となり、エポキシ榭脂の特徴であ る接着性、電気特性、作業性、低温硬化性を実現できる。さらに、部分的に線状炭化 水素構造を有して ヽるので、市販のデスミア液で選択的に絶縁層表面を粗ィ匕するこ とが可能であり、硬化塗膜の表面に凹凸を形成し銅めつき層との強いアンカー効果 による密着性が発現される。さらにまた、含窒複素環構造であるので難燃性に効果が ある。
[0041] また、このような線状炭化水素構造及びイミド骨格により、低吸水率、低誘電率、低 誘電正接に効果がある。特にイソシァヌレート環を含んでいる場合、通常の線状構造 のポリイミドと異なり、いわゆるハイパーブランチ型ポリマー構造の高分子体となる。こ れにより、高分子体であるにもかかわらずエポキシ榭脂ゃ溶剤と任意に溶解すること ができ、その作業性は低分子化合物もしくはオリゴマーと同様で、かつ高分子材料と しての特性を有する。
[0042] 具体的なポリイミド榭脂(B— 2)としては、カルボキシル基と数平均分子量 300〜6, 000の線状炭化水素構造とを有するポリイミド榭脂であればよいが、なかでも汎用溶 剤、例えば、ケトン系溶剤やエステル系溶剤、エーテル系溶剤等の非プロトン系極性 有機溶剤に対する溶解性に優れ、しカゝも耐熱性に優れることから、カルボキシル基と 数平均分子量 700〜4, 500の線状炭化水素構造とウレタン結合とイミド環とイソシァ ヌレート環と環式脂肪族構造を有するポリイミド榭脂 (B- 2)が好まし ヽ。前記線状炭 化水素構造としては、硬化物の柔軟性と誘電特性のバランスが良好なポリイミド榭脂 が得られることから、数平均分子量 800〜4, 200の線状炭化水素構造であることが 特に好ましい。
[0043] 前記ポリイミド榭脂 (B- 2)としては、例えば、下記一般式(1)で示される構造単位 と下記一般式 (2)で示される構造単位を有し、かつ、下記一般式 (3)、(4)および (5 )で示される末端構造のいずれか 1種以上を有するポリイミド榭脂 (B— 2)が挙げられ 、な力でち、酸価力 S20〜250mgKOH/gで、数平均分子量 300〜6, 000の線状 炭化水素構造を 20〜40質量%含み、イソシァヌレート環の濃度が 0. 3〜1. 2mmol Zgで、数平均分子量が 2, 000〜30, 000で、しかも、重量平均分子量が 3, 000〜 100, 000のポリイミド樹月旨力より好まし ヽ。
Figure imgf000011_0001
[0044] 式中、 R4は、炭素数原子 6〜 13の環式脂肪族構造を有する有機基を示し、 R5は、 数平均分子量 300〜6, 000、特〖こ好ましくは 800〜4, 200の線状炭化水素構造を 示す。
[化 6]
Figure imgf000012_0001
[0045] なお、本発明において、ポリイミド榭脂(B— 2)の酸価、イソシァヌレート環の濃度、 数平均分子量および重量平均分子量は、以下の方法で測定したものである。
[0046] (1)酸価: JIS K— 5601— 2—1に準じて測定する。尚、試料の希釈溶剤としては
、無水酸の酸価も測定できるようにアセトン Z水(9Z1体積比)の混合溶剤で酸価が
OmgKOHZgのものを使用する。
[0047] (2)イソシァヌレート環の濃度: 13C— NMR分析〔溶媒:重水素化ジメチルスルホキ シド(DMSO— d )を行い、 149ppmにあるイソシァヌレート環に起因する炭素原子
6
のスペクトル強度力も検量線を用いてポリイミド榭脂(B— 2) lg当たりのイソシァヌレ ート環の濃度 (mmol)を求める。なお、 13C— NMR分析により 169ppmにあるイミド 環に起因する炭素原子のスペクトル強度から同様にイミド環の濃度を求めることもで きる。
[0048] (3)数平均分子量と重量平均分子量:ゲルパーミネーシヨンクロマトグラフィー (GP C)によりポリスチレン換算の数平均分子量と重量平均分子量を求める。
[0049] なお、ポリイミド榭脂(B— 2)中における線状炭化水素構造の含有率は、ポリイミド 榭脂 (B— 2)が後述する製造方法で製造したポリイミド榭脂である場合、合成原料中 におけるポリオ一ルイ匕合物(a2)の使用質量割合から求めることができ、前記線状炭 化水素構造の数平均分子量は前記ポリオール化合物 (a2)の数平均分子量から求 めることができる。
[0050] また、製造方法が不明のポリイミド榭脂中における線状炭化水素構造の含有率と数 平均分子量は、ポリイミド榭脂を通常の加水分解法、例えば有機ァミンの存在下で熱 処理してウレタン結合を分解して線状炭化水素構造部分を前記ポリイミド榭脂から切 り離し、線状炭化水素構造部分がイミド構造部分に比較して低極性であることを利用 して、ジクロロメタン等の低極性有機溶剤で線状炭化水素構造部分を抽出し、抽出 量の測定と GPC分析とを行なうことで求めることができる。
[0051] 本発明の熱硬化性榭脂組成物に用いる前記ポリイミド榭脂 (B— 2)の製造方法は、 特に限定されないが、例えば、ポリイソシァネートイ匕合物 (al)と線状炭化水素構造を 有するポリオ一ルイ匕合物であって、線状炭化水素構造部分の数平均分子量が 300 〜6, 000のポリオール化合物(a2)とを反応させて得られる末端にイソシァネート基 を有するプレポリマー(A1)と、 3個以上のカルボキシル基を有するポリカルボン酸の 酸無水物(BB)を有機溶剤中で反応させる方法が好ま ヽ。
[0052] 例えば、上記製造方法によりポリイミド榭脂 (B— 2)を製造するには、炭素原子数が 6〜 13の環式脂肪族構造を有するジイソシァネートから誘導されるイソシァヌレート 環を有するポリイソシァネートと線状炭化水素構造を有するポリオ一ルイ匕合物であつ て、線状炭化水素構造部分の数平均分子量が 300〜6, 000のポリオ一ルイ匕合物と を反応させて得られる末端にイソシァネート基を有するプレボリマーと、トリカルボン酸 の酸無水物を有機溶剤中で反応させればよい。
[0053] 前記製造方法で用いるポリイソシァネートイ匕合物(al)は、分子内に 2個以上のイソ シァネート基を有する化合物であり、例えば、芳香族ポリイソシァネート、脂肪族ポリ イソシァネート (環式脂肪族ポリイソシァネートを含む);これらポリイソシァネートのヌ レート体、ビュレット体、ァダクト体、アロハネート体等が挙げられる。
[0054] 前記芳香族ポリイソシァネートイ匕合物としては、例えば、 p—フエ-レンジイソシァネ ート、 m—フエ二レンジイソシァネート、 p キシレンジイソシァネート、 m—キシレンジ イソシァネート、 2, 4 トリレンジイソシァネート、 2, 6 トリレンジイソシァネート、 4, 4 ,ージフエ-ルメタンジイソシァネート、ポリメチレンポリフエ-ルポリイソシァネート(ク ルード MDI)、 3, 3,ージメチルジフエ-ルー 4, 4,ージイソシァネート、 3, 3,ージェ チルジフエ-ルー 4, 4'—ジイソシァネート、 1,3-ビス( α , a ジメチルイソシアナ一 トメチル)ベンゼン、テトラメチルキシリレンジイソシァネート、ジフエ-レンエーテル一 4, 4,一ジイソシァネート、ナフタレンジイソシァネート等が挙げられる。
[0055] 前記脂肪族ポリイソシァネートイ匕合物としては、例えば、へキサメチレンジイソシァネ 一 HHDI)、リジンジイソシァネート、トリメチルへキサメチレンメチレンジイソシァネー ト、イソホロンジイソシァネート(IPDI)、 4, 4'—ジシクロへキシノレメタンジイソシァネー ト、水素添力卩キシレンジイソシァネート(HXDI)、ノルボヌレンジイソシァネート(NBDI )等が挙げられる。
[0056] 前記ポリイソシァネートイ匕合物(al)としては、有機溶剤溶解性やエポキシ榭脂ゃ有 機溶剤との相溶性が良好で、硬化物の誘電率と誘電正接が低いポリイミド榭脂が得 られることから、脂肪族ポリイソシァネートが好ましい。また、硬化物の耐熱性の良好 な硬化物が得られること力もイソシァヌレート型ポリイソシァネートが好ましい。
[0057] 更に、前記ポリイソシァネートイ匕合物(al)としては、有機溶剤溶解性やエポキシ榭 脂や有機溶剤との相溶性が良好で、硬化物の誘電率と誘電正接が低ぐ耐熱性が 良好なポリイミド榭脂が得られることから、脂肪族ポリイソシァネートから誘導されるィ ソシァヌレート環を有するポリイソシァネートイ匕合物(al l)がより好ましく、環式脂肪族 ポリイソシァネートから誘導されるイソシァヌレート環を有するポリイソシァネートイ匕合 物が更に好ま U、。前記環式脂肪族ポリイソシァネートから誘導されるイソシァヌレー ト環を有するポリイソシァネートイ匕合物としては、イソシァヌレート環の 1モルに対して 環式脂肪族構造を 2〜3モル倍有するものが挙げられるが、該環式脂肪族構造を 2. 5〜3モル倍有するものがより好ましい。
[0058] 前記ポリイソシァネートイ匕合物(al l)としては、例えば、 1種または 2種以上の脂肪 族ジイソシァネートイ匕合物を、第 4級アンモ-ゥム塩等のイソシァヌレートイ匕触媒の存 在下あるいは非存在下において、イソシァヌレートイ匕することにより得られるものであ つて、 3量体、 5量体、 7量体等のイソシァヌレートの混合物力 なるもの等が挙げられ る。前記ポリイソシァネートイ匕合物(al l)の具体例としては、イソホロンジイソシァネー トのイソシァヌレート型ポリイソシァネート(IPDI3N)、へキサメチレンジイソシァネート のイソシァヌレート型ポリイソシァネート(HDI3N)、水添キシレンジイソシァネートのィ ソシァヌレート型ポリイソシァネート(HXDI3N)、ノルボルナンジイソシァネートのイソ シァヌレート型ポリイソシァネート(NBDI3N)等が挙げられる。
[0059] 前記ポリイソシァネートイ匕合物(al l)としては、有機溶剤溶解性や硬化物の耐熱性 が良好なポリイミド榭脂が得られることから、ポリイソシァネートイ匕合物 (al) 100質量 部中に 3量体のイソシァヌレートを 30質量部以上含有するものが好ましぐ 50質量部 以上含有するものが特に好ま U、。
[0060] また、前記ポリイソシァネートイ匕合物(al l)としては、イソシァネート基の含有率が 1 0〜30質量%であることも、有機溶剤溶解性や硬化物の耐熱性が良好なポリイミド榭 脂が得られることからより好ましい。従って、前記ポリイソシァネートイ匕合物(al l)とし ては、環式脂肪族ポリイソシァネートから誘導されるイソシァヌレート環を有するポリイ ソシァネートイ匕合物であって、イソシァネート基の含有率が 10〜30質量0 /0であるもの が最も好ましい。
[0061] 前記イソシァヌレート環を有するポリイソシァネートは、他のポリイソシァネートと併用 しても良いが、イソシァヌレート型ポリイソシァネートを単独で使用するのが好ましい。
[0062] 上記製造方法で用いるポリオール化合物 (a2)は、線状炭化水素構造部分の数平 均分子量が 300〜6, 000のポリオール化合物であることが必須であり、なかでも、有 機溶剤溶解性やエポキシ榭脂ゃ有機溶剤との相溶性が良好で、硬化物の誘電率と 誘電正接が低ぐ造膜性に優れるポリイミド榭脂が得られることから、線状炭化水素構 造部分の数平均分子量が 700〜4, 500のポリオ一ルイ匕合物が好ましぐ線状炭化 水素構造部分の数平均分子量が 800〜4, 200のポリオールィヒ合物が特に好まし 、 。線状炭化水素構造部分の数平均分子量が 300未満のポリオール化合物では、硬 化物の誘電率と誘電正接が高くなるため好ましくなぐ線状炭化水素構造部分の数 平均分子量が 6, 000を超えるポリオ一ルイ匕合物では、有機溶剤溶解性やエポキシ 榭脂ゃ有機溶剤との相溶性と機械物性が不良となるため好ましくない。
[0063] 前記ポリオール化合物(a2)としては、例えば、線状炭化水素構造の末端および Z または側鎖に結合した水酸基を合計で 1分子当たり平均 1. 5個以上有する化合物が 挙げられる。前記線状炭化水素構造は、直鎖状でも良いし分岐状でも良い。また、前 記線状炭化水素構造は、飽和の炭化水素鎖でも良いし不飽和の炭化水素鎖でも良 、が、加熱時の物性変化や安定性の面力 飽和の炭化水素鎖がより好ま 、。
[0064] 前記ポリオール化合物(a2)としては、ポリオレフイン構造やポリジェン構造を有する ポリオ一ルイ匕合物であって、ポリオレフイン構造やポリジェン構造を有するポリオール の数平均分子量が 300〜6, 000のポリオール化合物およびその水素添加物が挙げ られる。前記ォレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、ブテン、イソブチレン 、ペンテン、メチルペンテン等が挙げられ、前記ジェンとしては、例えば、ペンタジェ ン、へキサジェン、ペンタジェン、イソプレン、ブタジエン、プロバジェン、ジメチノレブ タジェン等が挙げられる。
[0065] 前記ポリオール化合物(a2)の具体例としては、ポリエチレン系ポリオール、ポリプロ ピレン系ポリオール、ポリブタジエンポリオール、水素添加ポリブタジエンポリオール、 ポリイソプレンポリオール、水素添加ポリイソプレンポリオール等であって、線状炭化 水素構造部分の数平均分子量 300〜6, 000のポリオ一ルイ匕合物が挙げられる。こ れらは、単独で用いても、 2種以上併用しても良い。
[0066] 前記ポリオール化合物(a2)の水酸基の数は、平均 1. 5〜3個であること力 ゲル化 しにくぐ分子成長が良好で、柔軟性が優れるポリイミド榭脂が得られることから好まし い。更に水酸基の数は、平均 1. 8〜2. 2個のものが特に好ましい。
[0067] 前記ポリオール化合物(a2)の市販品としては、例えば、 日本曹達 (株)製の NISSO
PB (Gシリーズ)、出光石油化学 (株)製の Poly— bd等の両末端に水酸基を有する 液状ポリブタジエン;日本曹達 (株)製の NISSO PB (GIシリーズ)、三菱ィ匕学 (株)製 のポリテール H、ポリテール HA等の両末端に水酸基を有する水素添加ポリブタジェ ン;出光石油化学 (株)製の Poly— iP等の両末端に水酸基を有する液状 C5系重合体 ;出光石油化学 (株)製のェポール、クラレ (株)製の TH—1、 TH— 2、 TH— 3等の両 末端に水酸基を有する水素添加ポリイソプレンなどが挙げられる。
[0068] さらに、前記ポリオール化合物(a2)としては、前記したような線状炭化水素構造を 有するポリオール化合物に各種多塩基酸やポリイソシァネートを反応させて得られる エステル変性ポリオ一ルイ匕合物やウレタン変性ポリオ一ルイ匕合物も使用可能である。
[0069] 前記ポリオール化合物(a2)としては、ポリブタジエンポリオールおよび Zまたは水 素添加ポリブタジエンポリオールが好ましぐなかでも、水素添加ポリブタジエンポリオ ールがより好ましい。
[0070] ポリイミド榭脂(B— 2)中において、前記ポリオール化合物(2a)由来の線状炭化水 素構造は、イミド結合を有する剛直な骨格間に導入される。従って、このようなポリイミ ド榭脂(B— 2)が特に優れた耐熱性を有するためには、ガラス転移点が高い必要が あり、このため、原料に用いるポリオ一ルイ匕合物(a2)も高いガラス転移点を有してい るほうが有利であると推定されたが、鋭意検討した結果、硬化物のガラス転移点は、 ポリイミド榭脂の分子中に導入されるポリオ一ルイ匕合物(a2)のガラス転移点が低!、ほ うがより硬化物のガラス転移点は高くなり、さらにガラス転移点が低いポリオ一ルイ匕合 物を使用することで機械物性のより優れる硬化物が得られることが明らかとなった。以 上の知見からポリオール化合物(a2)のガラス転移点は、 120〜0°Cであることが好 ましい。
[0071] なお、ポリイミド榭脂(B— 2)の上記製造方法において、ポリオール化合物(a2)は、 上述した効果を損ねない程度にその他の水酸基含有ィ匕合物と併用しても良い。この ときその他の水酸基含有ィ匕合物は、全水酸基含有ィ匕合物中の 50質量%以下で使 用することが望ましい。
[0072] ポリイミド榭脂(B— 2)の上記製造方法にお!、て用いる、 3個以上のカルボキシル基 を有するポリカルボン酸の酸無水物(BB)としては、例えば、トリカルボン酸の酸無水 物、テトラカルボン酸の酸無水物等が挙げられる。
[0073] トリカルボン酸の酸無水物としては、例えば、無水トリメリット酸、ナフタレン一 1, 2, 4 トリカルボン酸無水物等が挙げられる。
[0074] テトラカルボン酸の酸無水物としては、例えば、ピロメリット酸二無水物、ベンゾフエ ノン—3, 4, 3' , 4,ーテトラカルボン酸二無水物、ジフエ-ルエーテル—3, 4, 3' , 4 ,ーテトラカルボン酸二無水物、ベンゼン 1, 2, 3, 4ーテトラカルボン酸二無水物、 ビフエ-ル— 3, 4, 3,, 4,—テ卜ラカルボン酸二無水物、ビフエ-ル— 2, 3, 2' , 3, ーテトラカルボン酸二無水物、ナフタレン 2, 3, 6, 7—テトラカルボン酸二無水物、 ナフタレン 1, 2, 4, 5—テトラカルボン酸二無水物、ナフタレン 1, 8, 4, 5—テト ラカルボン酸二無水物、デカヒドロナフタレン 1, 8, 4, 5—テトラカルボン酸二無水 物、 4, 8 ジメチル一 1, 2, 3, 5, 6, 7 へキサヒドロナフタレン一 1, 2, 5, 6—テト ラカルボン酸二無水物、 2, 6 ジクロロナフタレン 1, 8, 4, 5—テトラカルボン酸二 無水物、 2, 7 ジクロロナフタレン 1, 8, 4, 5—テトラカルボン酸二無水物、 2, 3, 6, 7—テトラクロロナフタレン 1, 8, 4, 5—テトラカルボン酸二無水物、フエナントレ ン 1, 2, 9, 10—テトラカルボン酸二無水物、ベリレン 3, 4, 9, 10—テトラカルボ ン酸ニ無水物、ビス(2, 3 ジカルボキシフエ-ル)メタン二無水物、ビス(3, 4 ジカ ルボキシフエ-ル)メタン二無水物、 1, 1 ビス(2, 3 ジカルボキシフエ-ル)ェタン 二無水物、 1, 1 ビス(3, 4 ジカルボキシフエ-ル)エタンニ無水物、 2, 2 ビス( 2, 3 ジカルボキシフエ-ル)プロパン二無水物、 2, 3 ビス(3, 4 ジカルボキシフ ェ -ル)プロパン二無水物、ビス(3, 4—ジカルボキシフエ-ル)スルホン二無水物、 ビス (3, 4ージカルボキシフエ-ル)エーテル二無水物等の分子内に芳香族有機基 を有するテトラカルボン酸の無水物が挙げられる。これらの 1種又は 2種以上を用いる ことが可能である。また、トリカルボン酸の無水物とテトラカルボン酸の無水物を混合 して使用してちょい。
[0075] 本発明の熱硬化性榭脂組成物を構成するポリイミド榭脂 (B— 2)の酸価としては、 有機溶剤溶解性と硬化物性を良好にするために、固形物換算で 20〜250mgKOH Zgが好ましぐ 20〜150mgKOHZgがより好ましい。また、前記ポリイミド榭脂の分 子量としては、溶媒溶解性を良好にするために、数平均分子量が 2,000〜30,000 で、かつ重量平均分子量が 3,000〜 100,000であることが好ましぐ数平均分子量 1 λ、 000〜10, 000で、力つ重量平均分子量力 3, 000〜50, 000であること力 Sより 好ましい。
[0076] 前記フエノール榭脂(Β— 3)は、硬化物の機械強度や耐熱性を向上させる目的で配 合することができる。このようなフエノール榭脂(Β— 3)としては、フエノールノボラック 榭脂、アルキルフエノールボラック榭脂、ビスフエノール Αノボラック榭脂、ジシクロべ ンタジェン型フエノール榭脂、 Xylok型フエノール榭脂、テルペン変性フエノール榭 脂、ポリビニルフエノール類など公知慣用のものを、単独あるいは 2種以上組み合わ せて使用することができる。
[0077] このフエノール榭脂は、 1エポキシ当量のエポキシ榭脂に対し、 0〜1. 2フエノール性 水酸基当量のフエノール榭脂を配合することが望ましい。この範囲を外れると得られ るエポキシ榭脂組成物の耐熱性が損なわれる。
[0078] 以上説明したような本発明の熱硬化性榭脂組成物は、さらに必要に応じて、ェポキ シ榭脂の公知慣用の触媒型硬化剤を配合することができる。このエポキシ榭脂硬化 剤としては、 3級アミンィ匕合物、(B— 4)イミダゾールイ匕合物、グァ-ジン類、またはこ れらのエポキシァダクトやマイクロカプセル化したもののほ力、トリフエ-ルホスフィン、 テトラフエ-ルホスフォ-ゥム、テトラフエ-ルポレート等の有機ホスフィン系化合物、 DBUもしくはその誘導体など、公知慣用のものを単独あるいは 2種以上組み合わせ て使用することができる。
[0079] なかでも、イミダゾール化合物(B—4)は、組成物中の溶剤を乾燥するときの温度 域(80°C〜130°C)では反応が緩やかで、硬化時の温度域(150°C〜200°C)では 十分に反応を進めることができ、硬化物の物性を充分発現させる点で好ましい。また 、イミダゾールイ匕合物は、銅回路および銅箔との密着性に優れている点でも好ましい 。特に好ましいものとして具体的には、 2 ェチル 4ーメチルイミダゾール、 2 メチル イミダゾール、 2 フエ-ルイミダゾール、 2 フエ-ルー 4ーメチルイミダゾール、ビス ( 2 -ェチル 4 メチル イミダゾール)、 2 -フエニル 4 メチル 5 ヒドロキシ メチルイミダゾール、 2 フエ-ルー 4 , 5 ジヒドロキシメチルイミダゾール、あるいは 、トリァジン付加型イミダゾール等がある。
[0080] これらのエポキシ榭脂硬化剤は、エポキシ榭脂 (B- 1)の合計量 100質量部に対し 、 0.05〜20質量部の範囲で配合することが好ましい。その配合量が 0.05質量部より も少ないと硬化不足となり、一方、 20質量部を超えて配合すると硬化促進効果を増 大させることはなぐ却って耐熱性や機械強度を損なう問題が生じる。
[0081] 本発明の熱硬化性榭脂組成物は、さらに硬化物の密着性、機械的強度、線膨張 係数などの特性を向上させる目的で、無機充填剤を配合することができる。例えば、 硫酸バリウム、チタン酸バリウム、酸化ケィ素粉、微粉状酸化ケィ素、無定形シリカ、タ ルク、クレー、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、水酸化アルミ- ゥム、雲母粉などの公知慣用の無機充填剤が使用できる。その配合比率は、榭脂組 成物の 0〜90質量%である。
[0082] また、本発明の熱硬化性榭脂組成物は、さらに必要に応じて、フタロシアニン'ブル 一、フタロシアニン'グリーン、アイォジン'グリーン、ジスァゾイェロー、クリスタルバイ ォレット、酸化チタン、カーボンブラック、ナフタレンブラック等の公知慣用の着色剤、 アスベスト、オルベン、ベントン、微紛シリカ等の公知慣用の増粘剤、シリコーン系、フ ッ素系、高分子系等の消泡剤および Zまたはレべリング剤、チアゾール系、トリァゾ ール系、シランカップリング剤等の密着性付与剤、チタネート系、アルミニウム系の公 知慣用の添加剤類を用いることができる。
[0083] 本発明の熱硬化性榭脂組成物の形態は、適度に粘度調整されたコーティング材料 として提供されてもょ ヽし、支持ベースフィルム上に熱硬化性榭脂組成物を塗布し、 溶剤を乾燥させたドライフィルムとしてもよい。さらには、ガラスクロス、ガラスおよびァ ラミド不織布等の基材に含浸させて半硬化させたプリプレダシートとしてもよい。
[0084] そして、これら熱硬化性榭脂組成物を用いたコーティング材料、ドライフィルム、プリ プレダは、回路が形成された内層回路基板上に、直接コーティングして乾燥、硬化を 行ってもよいし、フィルムを加熱ラミネートして一体成形し、その後、オーブン中で硬 ィ匕、もしくは熱板プレスで硬化させてもよい。
[0085] 上記工程のうち、ラミネートもしくは熱板プレスする方法は、内層回路による凹凸が 加熱溶融する際に解消され、そのまま硬化するので、最終的にはフラットな表面状態 の多層板が得られるので好ましい。また、内層回路が形成された基材と熱硬化性榭 脂組成物のフィルムまたはプリプレダをラミネートし、もしくは熱板プレスする際に銅箔 もしくは回路形成された基材を同時に積層することもできる。
[0086] このようにして得られた基板は、 COレーザーや UV— YAGレーザー等の半導体
2
レーザー又はドリルにて穴が明けられる。この穴は、基板の表と裏を導通させることを 目的とする貫通穴 (スルーホール)でも、内層の回路と層間絶縁材料表面の回路を 導通させることを目的とする部分穴(ベリードビア)のどちらでもよ 、。
[0087] 穴明け後、穴の内壁や底部に存在する残渣 (スミア)を除去することと導体 (その後 に形成する金属めつき)とのアンカー効果を発現させるために、表面の凹凸の形成を 市販のデスミア液 (粗化剤)で同時に行なう。また、この工程はプラズマ等のドライプロ セスでも可能である。
[0088] 次に、デスミア液で残渣を除去した穴や、該薬品で凹凸を生じた塗膜表面に導体 めっきを施し、さらには回路を形成する。いずれの方法においても、無電解めつき又 は電解めつき後もしくは両方のめっきを施した後に、金属のストレス除去、強度向上 の目的で約 80〜180°Cで 10〜60分程度のァニールと呼ばれる熱処理を施してもよ い。
[0089] ここで用いる金属めつきとしては、銅、ズズ、はんだ、ニッケル等、特に制限は無ぐ 複数組み合わせて使用することができる。また、ここで用いるめっきの代りに金属のス パッタ等で代用することも可能である。
[0090] このようにして、低吸水性、低誘電率および低誘電正接で、基材および導体に対し て優れた密着性を有し、信頼性の高!、ビルドアップ方式の多層プリント配線板を提供 することができる。
[0091] (実施例)
以下に、実施例、比較例及び試験例を示して本発明について具体的に説明する 1S 本発明が下記実施例に限定されるものでないことはもとよりである。なお、以下に ぉ ヽて「部」及び「%」とあるのは、特に断りのない限り全て質量基準である。
[0092] 〈実施例 1〜4及び比較例 1〜6〉
下記表 1に示す実施例 1〜4及び比較例 1〜6の配合成分に対し、有機溶剤として プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートをカ卩えて溶解させ、さらに微紛シ リカであるァエロジル # 972をカ卩えて、 3本ロールミルにて混練分散し、粘度 20dPa ' S ± 10dPa' s (回転粘度計 5rpm、 25°C)に調整した熱硬化性榭脂組成物を得た。
[表 1]
n m 比較冽
1 2 a 4 1 2 2 4 5 6 樹脂 (A-I)* 1 30 30 ― - - ―
― ― ― ― ― - ― 一 3 ;
― 一 ― 30 一 ― 1 附脂(B -卜 1) *4 35 35 35 35 3
««(B-i-2)*5 35 35 35 35 35 35 S5 35 ; 樹脂(B 2 1) *6 ― 6 ― 6 - - ― ― 6 6 垂 (8— 3 1) * 7 20 20 20 2ϋ 20 20 20 20 20
1 1 1 1 1 1 I 1 1 1 シ '·リ カ : 9 - 45 45 一 45 ― ― ― 4
Φ 1 : ァセチル化変性ビスフ ゾ一ル s /ビキシレノール¾フエノキシ'樹胸
R X 2 0 0 (大 0本インキ化学工業社製、 'ァセチル化度 90%以上、 M ri 16,000、 M w =82,000)
* 2 : ビスフエゾ ル Α型フエ .ノキシ Y P - 5 0
(鬼都化成製、 M n = 14, 200. Mw = 58»000)
* 3 : ピスフエノ一ル S /ピキシレノール Φフエノキシ樹 ffi Y X 8 1 0 Q
(ジャパン ポキシレジン社製 M n = 13, 000. w = 3 , 000)
* 4 : ェポキシ樹胞 H P 4 0 3 2
(大 本ィンキ化学工業社製、 エポキシ当 ¾= 1 4 0)
* 5 : ェポキシ樹脂 H P 7 2 0 0
(大 (3本インキ化学 業社.製、 エポキシ ¾= 2 80)
* 6 : 水添ブタ ジ ン変性力ルポキシル基 *端パイバーブランチ ド型ポリィ ミ ド
R S 2 3 - 30 6 (大 Ei本ィンキ化学ェ*社
* 7 : フ ノ一ル樹腐 H F - 1 (明和化成社製)
* 8 : イ ミダゾ一ル 2 P H Z (四国化成社製)
* 9 : 球歡 'ンリ カ S O—C 5 (ア ドマチグタス社製)
[0093] 〈接着フィルムの作製〉
表 1のとおり配合し得られた熱硬化性榭脂組成物をそれぞれ、バーコ一ターを用い て、フィルムの膜厚が乾燥後 40 mになるように PETフィルム (東レ株式会社製、ル ミラー 38R75: 38 m)に塗布し、 40〜120°Cで乾燥して接着フィルムを得た。
[0094] 〈試験例 1〉
次に 35 μ mの銅箔に真空ラミネーター(MEIKI社製、 MVLP— 500)を用いて 0. 49MPa、 120°C、 1分、 133.3Paの条件にて加熱ラミネートし、次いで熱板プレス機 で 0.98MPa、 130°C、 1分の条件にてレべリングした後、熱風循環式乾燥機で 150 °CX60分さらに 170°CX30分の条件で硬化させた。そして、得られたサンプルの銅 箔を市販のエッチング液でエッチングし、硬化塗膜の物性評価を行なった。その結果 を、表 2に示す。
[0095] 〈試験例 2〉 銅箔 18 m厚のガラスエポキシ両面銅張積層板から内層回路を形成し、さらにェ ツチボンド (メック社製)処理した基板の両面に、真空ラミネーター(MEIKI社製、 MV LP— 500)を用!ヽて、 0. 49MPa、 120。C、 1分、 133. 3Paの条件【こて、前記試験 例 1で作製した接着フィルムを加熱ラミネートし、次いで熱板プレス機で 0. 98MPa、 130°C、 1分の条件にてレべリングした後、熱風循環式乾燥機で 150°C X 60分の条 件にて硬化させ、積層板を作製した。
[0096] さらに、この積層板の所定のスルーホール部、ビアホール部等にドリルとレーザー により穴明けを行い、次いで汎用公知の薬品を用いてデスミア処理と表面の凹凸形 成を行なった。次に、無電解銅めつき及び電解銅めつきにより全面と穴部を導通させ た後、水分の除去や銅めつきのァニールの目的で、 170°Cで 30分熱処理した後、巿 販のエッチングレジストを介したエッチングによりパターンを形成し、多層プリント配線 板を作製した。
[0097] このようにして作製した多層プリント配線板について、以下の物性及び特性について 試験'評価した。その評価結果を、表 2に示す。
[表 2]
Figure imgf000023_0001
[0098] 上記表 2の結果より、誘電率の周波数依存性は組成物によって差が見られないが、 誘電正接の周波数依存性は組成物によって差が見られた。即ち、比較例 3, 4, 6で は、熱可塑性榭脂の添カ卩により誘電正接が高周波域において増大することがわ力る 。この点、実施例は熱可塑性榭脂を使用しているにもかかわらず、安定した結果が得 られた。
[0099] また、密着性の指標となるピール強度は、実施例において飛躍的に増大し、同じく はんだ耐熱性もピール強度と同様の結果が得られた。
[0100] さらに、榭脂染み出しに関しては、高分子量の熱可塑性榭脂を加えた系は染み出し 量が少なくなつて!/ヽることがゎカゝる。
[0101] なお、上記表 2の各物性及び特性は、以下のようにして測定'評価した。
[0102] 性能評価
(a)ガラス転移温度 Tg :
TMA (熱機械分析)により測定した。
[0103] (b)熱膨張率 CTE :
TMAにより、ガラス転移点 (Tg)未満の熱膨張率と、ガラス転移点 (Tg)を超えた後 の熱膨張率を測定した。なお、表 2中の単位は、(ppm)である。
[0104] (c)誘電率 Dk及び誘電正接 Df :
(株)関東電子応用開発社空洞共振器摂動法誘電率測定装置を用いて硬化フィル ムの誘電率と誘電正接を測定した。
[0105] (d)はんだ耐熱性:
288°C± 3°Cのはんだ層に、完成したプリント配線板(10cm X 10cm)を 10秒間浸 漬する。この操作を繰り返した後、銅箔の剥がれの発生を確認するまでの繰り返し回 数を測定した。なお、表 2中の符号の意味は以下のとおりである。
[0106] NG : 1回ではがれが認められた。
[0107] (e)ピール強度:
試験例 2で得られた多層プリント配線板の銅ベタのピール強度測定用パターンを 1 cm幅に剥がし、 JIS C6481に準拠し、ピール強度 (NZcm)を測定した。
[0108] (f)榭脂染み出し量:
フィルムをラミネートする際、フィルムをあらかじめ 9.5cm X 9.5cmに切り出しておき 、 10cm X 10cmの基材上の中心に配置しラミネートをする。ラミネート後、硬化させ、 もとのフィルムの大きさよりも流れ出しのため大きくなつて 、る一辺の長さ(増加分)を 測定した。表 2中の符号の意味は以下のとおりである。 NG:染み出し量が多すぎて(5mm以上)測定できな 、。

Claims

請求の範囲 (A)ポリヒドロキシエーテルの水酸基の 5モル%〜99モル0 /0がエステル化して!/、る 下記一般式 (a)で示される骨格及び Z又は下記一般式 (b)で示される骨格を有する 熱可塑性榭脂、
[化 1]
Figure imgf000026_0001
(式中、 R1は、炭素数 1〜18の脂肪族又は芳香環を含むアルキレン基、又は— SO
2
—を示し、 R2の 5モル%〜99モル0 /0が直鎖状もしくは環状の炭素数 1〜20のカルボ -ル基又は芳香族カルボ-ル基で、残基 95モル%〜1モル%が水素原子を示し、 R 3は、水素原子又はメチル基を示す。複数ある R3は同一でも異なってもよい。 ) 及び (B)熱硬化性榭脂を必須成分とすることを特徴とする熱硬化性榭脂組成物。 前記熱可塑性榭脂 (A)が、下記一般式 (c)で示されるビスフ ノール A骨格、下記 一般式 (d)で示されるビスフエノール S骨格、下記一般式 (e)で示されるビフエノール 骨格、及び下記一般式 (f)で示されるビキシレノール骨格力 なる群力 選ばれた少 なくとも 1種の骨格を有することを特徴とする請求項 1記載の熱硬化性榭脂組成物。
[化 2]
Figure imgf000026_0002
(式中、 ITは請求項 1に規定される ITと同義である。 )
[3] 前記熱硬化性榭脂 (B)力 (B- 1) 1分子中に 2個以上のエポキシ基を有するェポ キシ榭脂と、(B— 2)カルボキシル基及び数平均分子量が 300〜6, 000の線状炭化 水素構造を有するポリイミド榭脂、(B— 3)フエノール性水酸基を 2個以上有するポリ フエノール榭脂、及び (B— 4)イミダゾールイ匕合物からなる群力 選ばれた少なくとも 1種のエポキシ硬化剤を含んでいることを特徴とする請求項 1又は 2に記載の熱硬化 性榭脂組成物。
[4] 前記エポキシ榭脂(B— 1)力 エポキシ当量が 200以下の化合物と 200を超える化 合物を含有することを特徴とする請求項 3記載の熱硬化性榭脂組成物。
[5] 前記ポリイミド榭脂 (B— 2)が、イソシァヌレート環構造を有したハイパーブランチ型 の構造であることを特徴とする請求項 3又は 4に記載の熱硬化性榭脂組成物。
[6] さらに無機充填剤を含有することを特徴とする請求項 1乃至 5のいずれか一項に記 載の熱硬化性榭脂組成物。
[7] 請求項 1乃至 6の ヽずれか一項に記載の熱硬化性榭脂組成物を基材に含浸させ、 これを半硬化させることにより形成されたプリプレダシート。
[8] 請求項 1乃至 6の ヽずれか一項に記載の熱硬化性榭脂組成物を絶縁層として用い たビルドアップ方式の多層プリント配線板。
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