WO2022054885A1 - 組成物及びその硬化体 - Google Patents

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WO2022054885A1
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aromatic
vinyl compound
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亨 荒井
梓 八木
俊 大貫
翔太 山本
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デンカ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a composition and a cured product thereof.
  • Fluorine-based resins such as perfluoroethylene have excellent low dielectric constant, low dielectric loss, and excellent heat resistance, but they are difficult to mold and film, and their device suitability is low. In addition, there is a problem in the adhesive strength of the wiring with the copper foil.
  • substrates and insulating materials using post-curing resins such as epoxy resins, unsaturated polyester resins, polyimide resins, and phenol resins have been widely used because of their heat resistance and easy handling, but they have a dielectric constant and a dielectric loss. It is relatively expensive, and improvement is desired as an insulating material for high frequencies (Patent Document 2).
  • a graft composed of olefin-based and styrene-based polymer segments, or an electrically insulating material composed of a block copolymer has been proposed (Patent Document 3).
  • the material focuses on the intrinsically low dielectric constant and low dielectric loss of olefin and styrene-based hydrocarbon polymers.
  • the manufacturing method is to perform general graft polymerization on commercially available polyethylene and polypropylene in the presence of styrene monomer, divinylbenzene monomer and radical polymerization initiator, and such a method does not increase the graft efficiency (crosslink density). , There is a problem that the uniformity of the polymer is not sufficient.
  • the obtained polymer contains a gel, and has a problem of poor processability and filling property.
  • the material is a thermoplastic resin and has insufficient heat resistance, and it is necessary to add a heat resistant resin such as 4-methyl-1-pentene. Therefore, it is difficult to apply the material to a molding method in which the material is applied or filled in a predetermined place and then cured.
  • Patent Document 4 describes an insulating layer made of a crosslinked structure containing a hydrocarbon compound having a plurality of aromatic vinyl groups as a crosslinked component.
  • the cured product of the present cross-linking component specifically described in the examples is rigid, and it is considered difficult to fill a large amount of the filler.
  • Patent Documents 5, 6 and 7 show a cured product obtained from a specific polymerization catalyst and composed of an ethylene-olefin (aromatic vinyl compound) -polyene copolymer and a non-polar vinyl compound having a specific composition and composition. Also described is a composition with a general filler such as silica.
  • thermoplastic composition that can be easily molded
  • a cured product having excellent low dielectric properties required for an insulating material for high-frequency signal transmission cannot be obtained.
  • suitable materials are limited, and therefore its provision is desired.
  • the present invention provides a composition in which the cured product has excellent low dielectric properties.
  • the present invention can provide the following aspects.
  • the aromatic vinyl compound monomer is an aromatic vinyl compound having 8 or more and 20 or less carbon atoms, and the content of the aromatic vinyl compound monomer unit is 0% by mass or more and 70% by mass or less.
  • the aromatic polyene is one or more selected from polyenes having a plurality of vinyl groups and / or vinylene groups in the molecule and having 5 or more and 20 or less carbon atoms, and the vinyl group and / or derived from the aromatic polyene unit.
  • the content of vinylene groups is 1.5 or more and less than 20 per number average molecular weight.
  • the olefin is one or more selected from olefins having 2 or more carbon atoms and 20 or less carbon atoms, and the total of the olefin monomer unit, the aromatic vinyl compound monomer unit and the aromatic polyene monomer unit is 100 mass by mass. %.
  • the value and / or the value of the dielectric loss tangent of the cured product of the composition obtained by the resonator method at a measurement frequency of 10 GHz and / or a value in the measurement frequency range of 25 GHz to 40 GHz is 1.2 ⁇ 10 -3 or less.
  • the composition is characterized in that the storage elastic modulus of the cured product of the composition at 250 ° C. is in the range of 10 MPa or more and 10 GPa or less.
  • Aspect 2 The composition according to aspect 1, wherein the silica satisfies at least one of the following conditions (a) to (b).
  • (A) The number of water molecules desorbed at 500 ° C. to 1000 ° C. when the temperature is raised from 25 ° C. to 30 ° C./min to 1000 ° C. is 0.01 mmol / g or less.
  • (B) The specific surface area is 1 to 30 m 2 / g.
  • Aspect 3 B / A is 3.0 when the peak intensity of the wave number 3735 cm -1 to 3755 cm -1 of silica measured by the diffuse reflection FT-IR method is A and the peak intensity of the wave number 3660 cm -1 to 3680 cm -1 is B.
  • the composition according to aspect 2, wherein the composition is as follows.
  • the surface treatment of the silica is that the raw material silica is heat-treated at a temperature of 500 to 1100 ° C. for a predetermined time of heating temperature (° C.) ⁇ heating time (h) of 1000 to 26400 (° C. h).
  • Aspect 5 The item according to any one of aspects 1 to 4, further comprising a monomer that is one or more selected from the group consisting of an aromatic vinyl compound monomer, an aromatic polyene monomer, and a polar monomer. Composition.
  • Aspect 6 The composition according to aspect 5, wherein the monomer is contained in an amount of 300 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the copolymer.
  • Aspect 7 The composition according to any one of aspects 1 to 6, further comprising a curing agent.
  • Aspect 8 The composition according to any one of aspects 1 to 7, wherein the silica is a spherical silica powder.
  • Aspect 11 The molded product according to aspect 10, which is a sheet.
  • Aspect 13 The molded product according to aspect 10 or 11, which is an electrically insulating material.
  • Aspect 14 A laminate containing a layer containing the composition according to any one of aspects 1 to 9 and a metal foil.
  • a single-layer CCL, multi-layer CCL, single-layer FCCL, or multi-layer FCCL substrate comprising the cured product according to aspect 12 or 15.
  • the following conditions (1) to (4) (1) The number average molecular weight of the copolymer is 500 or more and 100,000 or less.
  • the aromatic vinyl compound monomer is an aromatic vinyl compound having 8 or more and 20 or less carbon atoms, and the content of the aromatic vinyl compound monomer unit is 0% by mass or more and 70% by mass or less.
  • the aromatic polyene is one or more selected from polyenes having a plurality of vinyl groups and / or vinylene groups in the molecule and having 5 or more and 20 or less carbon atoms, and the vinyl group and / or derived from the aromatic polyene unit.
  • the content of vinylene groups is 1.5 or more and less than 20 per number average molecular weight.
  • the olefin is one or more selected from olefins having 2 or more carbon atoms and 20 or less carbon atoms, and the total of the olefin monomer unit, the aromatic vinyl compound monomer unit and the aromatic polyene monomer unit is 100 mass by mass. %.
  • Aspect 19 The molded product according to aspect 18, which is in the form of pellets.
  • the present invention provides a composition in which the cured product has excellent low dielectric properties.
  • an olefin-aromatic vinyl compound-aromatic polyene copolymer may be simply referred to as a copolymer.
  • the numerical range in the present specification shall include the upper limit value and the lower limit value.
  • the term "sheet” also includes the concept of film. Moreover, even if it is described as a film in this specification, it has the same meaning as a sheet.
  • (meth) acrylate is a concept that includes acrylate and methacrylate.
  • composition may be referred to as a resin composition or a curable resin composition.
  • the composition of the present invention contains a "resin component” containing an olefin-aromatic vinyl compound-aromatic polyene copolymer having a certain range of composition and molecular weight range, which will be described later.
  • the composition further comprises a predetermined amount of "surface-treated silica”.
  • the present composition may further contain a "monomer” and a "curing agent” described later.
  • the "resin component” included in the composition in the present specification includes an olefin-aromatic vinyl compound-aromatic polyene copolymer having a certain range of composition and molecular weight range, which will be described later.
  • the resin component may further contain one or more other resin compounds, or may consist only of the copolymer.
  • the olefin-aromatic vinyl compound-aromatic polyene copolymer satisfies all of the following conditions (1) to (4).
  • the number average molecular weight of the copolymer is 500 or more and 100,000 or less, preferably 5,000 or more and 100,000 or less, more preferably 20,000 or more and 100,000 or less, and further preferably 30,000 or more and 100,000 or less.
  • the aromatic vinyl compound monomer is an aromatic vinyl compound having 8 or more and 20 or less carbon atoms, and the content of the aromatic vinyl compound monomer unit is 0% by mass or more and 70% by mass or less.
  • the aromatic polyene is one or more selected from polyenes having a plurality of vinyl groups and / or vinylene groups in the molecule and having 5 or more and 20 or less carbon atoms, and the vinyl group and / or derived from the aromatic polyene unit.
  • the content of vinylene groups is 1.5 or more and less than 20 per number average molecular weight, preferably 1.5 or more and less than 7, and more preferably 2 or more and less than 5.
  • the olefin is one or more selected from olefins having 2 or more carbon atoms and 20 or less carbon atoms, and the total of the olefin monomer unit, the aromatic vinyl compound monomer unit and the aromatic polyene monomer unit is 100 mass by mass. %.
  • the olefin-aromatic vinyl compound-aromatic polyene copolymer (hereinafter, may be simply referred to as "copolymer”) is a copolymer of each monomer of olefin, aromatic vinyl compound, and aromatic polyene. Obtained by doing.
  • the olefin monomer is one or more selected from ⁇ -olefins having 2 or more and 20 or less carbon atoms and cyclic olefins having 5 or more and 20 or less carbon atoms, and is substantially free of oxygen, nitrogen and halogen, and is composed of carbon and hydrogen. It is a constituent compound.
  • ⁇ -olefins having 2 or more and 20 or less carbon atoms include ethylene, propylene, 1-butene, 1-hexene, 1-octene, 1-decane, 1-dodecane, 4-methyl-1-pentene, 3,5,5. -Trimethyl-1-hexene can be exemplified.
  • Examples of the cyclic olefin having 5 or more and 20 or less carbon atoms include norbornene and cyclopentene.
  • the olefin is preferably a combination of ethylene and an ⁇ -olefin or a cyclic olefin other than ethylene, or ethylene alone.
  • the mass ratio of ethylene alone or ⁇ -olefin / ethylene other than ethylene contained is 1/7 or less, more preferably 1/10 or less, the peel strength of the obtained cured product from the copper foil or copper wiring is increased. Can be preferred.
  • the content of the ⁇ -olefin monomer unit other than ethylene contained in the copolymer is 6% by mass or less, most preferably 4% by mass or less, or the olefin is ethylene alone.
  • the peel strength from the copper foil or the copper wiring can be further increased, which is more preferable.
  • the glass transition temperature of the finally obtained cured ethylene- ⁇ -olefin-aromatic vinyl compound-aromatic polyene chain is generally determined by the type and content of the ⁇ -olefin. It can be freely adjusted in the range of -60 ° C to -10 ° C.
  • the aromatic vinyl compound monomer is an aromatic vinyl compound having 8 or more and 20 or less carbon atoms, and examples thereof include styrene, paramethylstyrene, paraisobutylstyrene, various vinylnaphthalene, and various vinylanthracene.
  • the aromatic polyene monomer is a polyene having a plurality of vinyl groups and / or vinylene groups (preferably vinyl groups) in its molecule and having 5 or more and 20 or less carbon atoms, and preferably 8 or more and 20 or less carbon atoms. Is.
  • the aromatic polyene monomer is preferably a polyene having a plurality of vinyl groups in the molecule and having 8 or more and 20 or less carbon atoms, and more preferably various divinylbenzenes of ortho, meta and para, or a mixture thereof, and divinylnaphthalene. , Divinylanthracene, p-2-propenylstyrene, p-3-butenylstyrene, etc.
  • BVPE 1,2-bis (vinylphenyl) ethane
  • various divinylbenzenes of ortho, meta and para, or mixtures thereof are preferably used, and most preferably a mixture of meta and paradivinylbenzene is used. In this specification, these divinylbenzenes are referred to as divinylbenzenes.
  • divinylbenzenes When divinylbenzenes are used as the aromatic polyene, it is preferable because the curing efficiency is high and the curing is easy when the curing treatment is performed.
  • olefins, aromatic vinyl compounds, and aromatic polyene monomers examples include olefins containing polar groups such as oxygen atoms and nitrogen atoms, aromatic vinyl compounds containing oxygen atoms and nitrogen atoms, or , Aromatic polyenes containing oxygen atoms, nitrogen atoms and the like may be contained, but the total mass of the monomers containing these polar groups is preferably 10% by mass or less of the total mass of the present composition, preferably 3% by mass. The following are more preferable, and it is most preferable that the monomer containing a polar group is not contained. By reducing the amount of the monomer to 10% by mass or less, the low dielectric property (low dielectric constant / low dielectric loss) of the cured product obtained by curing the present composition can be improved.
  • the number average molecular weight of this copolymer is 500 or more and 100,000 or less, preferably 5,000 or more and 100,000 or less, more preferably 20,000 or more and 100,000 or less, and further preferably 30,000 or more and 100,000 or less. By setting it in such a range, even if the additive resin described later is added in the uncured state, it becomes less sticky, the effect of improving the thermoplasticity can be obtained, and the finally obtained cured product is highly broken. Good physical properties such as point strength and high breaking point elongation can be easily imparted. When the number average molecular weight is less than 500, the mechanical properties of the composition at the uncured stage are low and the adhesiveness is high, so that the composition may be difficult to be molded as a thermoplastic resin.
  • the content of the aromatic vinyl compound monomer unit contained in this copolymer is 0% by mass or more and 70% by mass or less, preferably 0% by mass or more and less than 70% by mass, and more preferably 10% by mass or more and 60% by mass or less. More preferably, it is 10% by mass or more and 55% by mass or less.
  • the content of the aromatic vinyl compound monomer unit is larger than 70% by mass, the glass transition temperature of the cured product of the finally obtained composition becomes around room temperature, and the toughness and elongation at low temperature are lowered. In some cases.
  • the content of the aromatic vinyl compound monomer unit is 10% by mass or more, the aromaticity of this copolymer is improved, the compatibility with the flame retardant and the filler is improved, and the flame retardant does not bleed out. Can be filled with filler. Further, when the content of the aromatic vinyl compound monomer unit is 10% by mass or more, a cured product of a composition having high peel strength from copper foil or copper wiring can be obtained.
  • the content of vinyl group and / or vinylene group derived from aromatic polyene unit is 1.5 or more and less than 20 per number average molecular weight, preferably 1.5 or more and less than 7, more preferably. Is 2 or more and less than 5.
  • the content of vinyl group and / or vinylene group may be collectively referred to as "vinyl group content" below. If the vinyl group content is less than 1.5, the cross-linking efficiency is low, and it becomes difficult to obtain a cured product having a sufficient cross-linking density. When the vinyl group content is increased, it becomes easy to improve the mechanical properties of the finally obtained cured product at normal temperature and high temperature.
  • the vinyl group content derived from the aromatic polyene unit (divinylbenzene unit) per number average molecular weight in this copolymer is a standard polystyrene-equivalent number determined by a GPC (gel permeation chromatography) method known to those skilled in the art. It can be obtained by comparing the average molecular weight (Mn) with the vinyl group content and the vinylene group content derived from the aromatic polyene unit obtained by 1 H-NMR measurement. As an example, by comparing the intensity of each peak area obtained by 1 H-NMR measurement, the vinyl group content derived from the aromatic polyene unit (divinylbenzene unit) in the copolymer was 0.095% by mass, and GPC.
  • the peak area or the ratio of the peak area of the 13 C-NMR spectrum measured in a known quantitative mode may be used.
  • the content of the divinylbenzene unit in the copolymer is determined from the peak intensity of the vinyl group derived from the divinylbenzene unit (by 1 H-NMR measurement). That is, from the vinyl group content derived from the divinylbenzene unit, the content of the divinylbenzene unit is determined by assuming that one vinyl group is derived from one divinylbenzene unit in the copolymer.
  • the content of the olefin monomer unit is preferably 30% by mass or more, and particularly preferably 45% by mass or more.
  • the total of the olefin monomer unit, the aromatic vinyl compound monomer unit and the aromatic polyene monomer unit is 100% by mass.
  • the olefin monomer unit content is 30% by mass or more, the toughness (elongation) of the finally obtained cured product is improved, cracking during curing, deterioration of the impact resistance of the cured product, and heat of the cured product are achieved. No cracking occurs during the cycle test.
  • the preferable olefin monomer unit content is 90% by mass or less.
  • this copolymer as an olefin-aromatic polyene copolymer containing no aromatic vinyl compound monomer unit, specifically, an ethylene-divinylbenzene copolymer, an ethylene-propylene-divinylbenzene copolymer, etc.
  • Ethylene-1-butene-divinylbenzene copolymer, ethylene-1-hexene-divinylbenzene copolymer, and ethylene-1-octene-divinylbenzene copolymer can be exemplified as suitable ones.
  • the olefin-aromatic vinyl compound-aromatic polyene copolymer containing the aromatic vinyl compound monomer unit includes an ethylene-styrene-divinylbenzene copolymer and an ethylene-propylene-styrene-divinyl.
  • examples thereof include a benzene copolymer, an ethylene-1-hexene-styrene-divinylbenzene copolymer, and an ethylene-1-octene-styrene-divinylbenzene copolymer.
  • the copolymer used in the present invention can be produced, for example, by the production method described in International Publication No. 00/37517, JP-A-2009-161743, and JP-A-2010-280771.
  • a resin compound other than the above-mentioned copolymer may be further contained in the resin component in the present composition.
  • the additive resin any one can be used as long as the effect brought about by the present composition is not impaired, and preferably one or more selected from hydrocarbon-based elastomers, polyphenylene ethers, and aromatic polyene-based resins can be used. Among these, polyphenylene ethers or hydrocarbon-based elastomers are more preferable. Among the hydrocarbon-based elastomers, conjugated diene-based polymers are preferable.
  • 1,2-polybutadiene is preferable.
  • the amount of the monomer used can be reduced, and for example, a suitable cured product of the present invention can be obtained without using a monomer. effective.
  • the amount of the added resin may be preferably 1 to 500 parts by mass in total, and more preferably 1 to 300 parts by mass in total with respect to 100 parts by mass of the copolymer.
  • the amount of the hydrocarbon-based elastomer is preferably 1 to 500 parts by mass, more preferably 1 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the copolymer.
  • the hydrocarbon-based elastomer that can be suitably used for the composition of the present invention may have a number average molecular weight of 20,000 or more, preferably 30,000 or more.
  • Examples of hydrocarbon-based elastomers include ethylene-based and propylene-based elastomers, conjugated diene-based polymers and aromatic vinyl compounds-conjugated diene-based block copolymers or random copolymers, and hydrides thereof (hydrogenated.
  • the one or more elastomers selected from the thing) can be mentioned.
  • the ethylene-based elastomer include ethylene- ⁇ -olefin copolymers such as ethylene-octene copolymer and ethylene-1-hexene copolymer, EPR, and EPDM.
  • the propylene-based elastomer include propylene- ⁇ -olefin copolymers such as atactic polypropylene, polypropylene with low stereoregularity, and propylene-1-butene copolymer.
  • conjugated diene polymer examples include polybutadiene and 1,2-polybutadiene.
  • aromatic vinyl compound-conjugated diene-based block copolymer or random copolymer, and hydrogenated products thereof (hydrogenates) examples include SBS, SIS, SEBS, SEPS, SEEPS, and SEEBS.
  • the 1,2-polybutadiene that can be suitably used can be obtained, for example, as a product of JSR Corporation, or can be obtained from Nippon Soda Corporation under the product names of liquid polybutadiene: product names B-1000, 2000 and 3000.
  • a copolymer containing a 1,2-polybutadiene structure that can be preferably used
  • "Ricon 100" of TOTAL CRAY VALLEY Co., Ltd. can be exemplified.
  • the composition of the present invention is easy to handle and moldable in an uncured state.
  • the amount used is preferably in the range of 1 to 30 parts by mass, particularly preferably 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the copolymer.
  • polyphenylene ether As the polyphenylene ether, a commercially available known polyphenylene ether can be used.
  • the number average molecular weight of the polyphenylene ether is arbitrary, and the number average molecular weight is preferably 10,000 or less, most preferably 5,000 or less in consideration of the molding processability of the composition.
  • the number average molecular weight may be preferably 500 or more.
  • the molecular end is modified with a functional group, and / or that one molecule has a plurality of functional groups. preferable.
  • the functional group include an allyl group, a vinyl group, an epoxy group and the like.
  • a radically polymerizable functional group is preferable.
  • a vinyl group is preferable.
  • the vinyl group one or more selected from an allyl group, a (meth) acryloyl group, and an aromatic vinyl group is preferable, a (meth) acryloyl group or an aromatic vinyl group is more preferable, and an aromatic vinyl group is most preferable. That is, in the composition of the present invention, a bifunctional polyphenylene ether in which both ends of the molecular chain are modified with a radically polymerizable functional group is particularly preferable.
  • polyphenylene ethers examples include SABIC's Noryl TM SA9000 (modified polyphenylene ether having a methacryloyl group at both ends, number average molecular weight 2200) and bifunctional polyphenylene ether oligomer manufactured by Mitsubishi Gas Chemicals Co., Ltd. (OPE-2St, both). Examples thereof include modified polyphenylene ether having a vinylbenzyl group at the terminal, number average molecular weight 1200) and the like. Of these, a bifunctional polyphenylene ether oligomer (OPE-2St) manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. can be particularly preferably used.
  • the amount of the polyphenylene ether used in the composition of the present invention is preferably 1 to 500 parts by mass, more preferably 1 to 300 parts by mass, still more preferably 1 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the copolymer.
  • the method for determining the number average molecular weight of the above-mentioned copolymer and other polymers is as follows.
  • the molecular weight the number average molecular weight (Mn) in terms of standard polystyrene can be determined by using GPC (gel permeation chromatography). The measurement can be performed under the following conditions.
  • the aromatic polyene-based resin includes a divinylbenzene-based reactive multi-branched copolymer manufactured by Nittetsu Chemical & Materials Co., Ltd.
  • a divinylbenzene-based reactive multi-branched copolymer is described in, for example, in the document "Synthesis of a polyfunctional aromatic vinyl copolymer and development of a new IPN-type low dielectric loss material using the same" (Honest Kawabe et al., Electronics mounting). It is described in the journal p125, Vol.12 No. 2 (2009), US Pat. No. 8447797, and International Publication No. 2018/181842.
  • examples of the aromatic polyene-based resin include the aromatic polyene polymer resin having the above-mentioned aromatic polyene monomer as a main constituent unit.
  • the use of an amount within these ranges of the aromatic polyene-based resin is effective for adjusting the mechanical properties of the cured product obtained from the composition, and is preferable in order to prevent a decrease in adhesiveness to other members and a decrease in toughness. Formulations in excess of this amount may cause brittleness or reduce adhesion to other members.
  • a known curing agent that can be conventionally used for polymerization or curing of aromatic polyenes and aromatic vinyl compounds may be used.
  • examples of such a curing agent include a radical polymerization initiator, a cationic polymerization initiator, and an anionic polymerization initiator, and a radical polymerization initiator can be preferably used.
  • Preferred are organic peroxide-based (peroxide), azo-based polymerization initiators, and the like, which can be freely selected depending on the intended use and conditions. Catalogs containing organic peroxides can be found on the NOF Corporation website, for example.
  • Examples of the curing agent using the photopolymerization initiator include a photoradical polymerization initiator, a photocationic polymerization initiator, and a photoanionic polymerization initiator.
  • a photopolymerization initiator can be obtained from, for example, Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. Furthermore, it can be cured by radiation or the electron beam itself. Further, it is also possible to carry out cross-linking and curing by thermal polymerization of the contained raw materials without containing a curing agent.
  • the amount of the curing agent used is not particularly limited, but generally 0.01 to 10 parts by mass is preferable with respect to 100 parts by mass of the composition (preferably excluding the curing agent and the solvent).
  • a curing agent such as a peroxide-based or azo-based polymerization initiator
  • the curing treatment is performed at an appropriate temperature and time in consideration of its half-life.
  • the conditions in this case are arbitrary according to the curing agent, but generally, a temperature range of about 50 ° C. to 180 ° C. is suitable.
  • the amount of the monomer that may be contained in the composition of the present invention is arbitrary, but is preferably 300 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the copolymer.
  • the present composition may be substantially free of monomers. When the monomer is contained, 1 part by mass or more is preferable, and 5 parts by mass or more is more preferable.
  • the amount of the monomer is 300 parts by mass or less, the uncured composition does not have a viscous property, and the molding process as a thermoplastic resin becomes easy. Further, when the content of the amount of easily volatile monomers is below a certain level, the odor at the uncured stage does not become a problem.
  • the monomer preferably used in the composition of the present invention preferably has a molecular weight of less than 1000, more preferably less than 500.
  • the monomers that can be suitably used in the composition of the present invention are aromatic vinyl compound monomers, aromatic polyene monomers, and / or polar monomers.
  • a monomer that can be polymerized by a radical polymerization initiator is preferable, and one or more of the group consisting of an aromatic vinyl compound and an aromatic polyene is more preferable.
  • BVPE (1,2-bis (vinylphenyl) ethane) described in JP-A-2003-212941 can also be preferably used.
  • the aromatic vinyl compound is preferably 50 parts by mass or more and 250 parts by mass or less, and 80 parts by mass or more and 200 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the copolymer. Is more preferable.
  • the amount of aromatic polyene is preferably 1 part by mass or more and 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the copolymer.
  • polar monomer can be used for the purpose of imparting adhesiveness to other materials required as an insulating material and imparting or adjusting mechanical properties of the cured product.
  • polar monomer include various maleimides, bismaleimides, maleic anhydride, glycidyl (meth) acrylate, triallyl isocyanurate, tri (meth) acrylic isocyanurate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate and the like.
  • Maleimides and bismaleimides that can be used in the present invention are described in, for example, International Publication No.
  • maleimide group-containing compounds may be used as polyaminobismaleimide compounds from the viewpoints of solubility in an organic solvent, high frequency characteristics, high adhesiveness to a conductor, moldability of a prepreg, and the like.
  • the polyaminobismaleimide compound is obtained, for example, by carrying out a Michael addition reaction between a compound having two maleimide groups at the terminal and an aromatic diamine compound having two primary amino groups in the molecule.
  • a polar monomer having a polyfunctional group of two or more functional groups such as bismaleimides, triallyl isocyanurate (TAIC), and trimethylolpropane tri (TAIC).
  • Meta) acrylate can be exemplified.
  • the amount of the polar monomer that the composition may contain may be in the range of 0.1 to 30 parts by mass, preferably 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the copolymer.
  • the dielectric constant and the dielectric loss tangent of the obtained cured product become low.
  • the dielectric constant can be suppressed to 3.5 or less, preferably 3.0 or less
  • the dielectric loss tangent can be suppressed to 1.2 ⁇ 10 -3 or less, preferably 1.1 ⁇ 10 -3 or less.
  • solvent An appropriate solvent may be added to the composition of the present invention, if necessary.
  • the solvent is used to adjust the viscosity and fluidity of the composition.
  • the solvent is preferably volatile, and for example, cyclohexane, toluene, ethylbenzene, acetone, isopropanol and the like are used.
  • the amount used is preferably 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the copolymer of the present invention, from the viewpoint of moldability and handling as a thermoplastic resin of the composition before curing, and during and after curing. From the viewpoint of removal of the above, it is more preferable that the solvent is substantially not used.
  • Not substantially used is preferably 5 parts by mass or less, more preferably 1 part by mass or less, and most preferably 0 parts by mass.
  • an appropriate solvent is used to adjust the viscosity and fluidity of the composition as a varnish.
  • a solvent having a boiling point of a certain level or higher is preferable because the thickness of the applied film becomes uniform when the boiling point under atmospheric pressure is high, that is, when the volatility is low.
  • the preferred boiling point is 100 ° C. or higher, more preferably 110 ° C. or higher and 300 ° C. or lower under atmospheric pressure.
  • Suitable solvents for such varnishes include cyclohexane, toluene, xylene, mesitylene, tetralin, acetone, ethylbenzene, limonene, mixed alkane, mixed aromatic solvents, ethylene glycol methyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, and ethylene glycol.
  • Monobutyl ether or the like is used.
  • the amount used is preferably in the range of 10 to 2000 parts by mass, more preferably 5 to 500 parts by mass, still more preferably 10 to 300 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the composition of the present invention.
  • the present composition contains surface-treated silica in addition to the above resin components.
  • surface-treated spherical silica powder is preferable.
  • silica may be referred to as spherical silica powder.
  • the volume ratio of the resin component to the spherical silica powder is in the range of 98 to 15: 2 to 85, preferably in the range of 85 to 15:15 to 85, and more preferably in the range of 75 to 25:25 to 75. Yes, more preferably in the range of 60-40: 40-60.
  • the silica contained in the present composition refers to a material in which the dielectric loss tangent is reduced by surface-treating the raw material silica.
  • Examples of such surface treatment include heat treatment and treatment with various coupling agents including a silane coupling agent.
  • the methods described in International Publication No. 2020/195205 by the Applicant and pending international application PCT / JP2021 / 016377 can be used.
  • spherical silica powder may be used as silica, and the surface treatment received by the spherical silica powder is such that the raw material spherical silica powder is heated at a temperature of 500 to 1100 ° C, preferably 500 to 1000 ° C.
  • the heat treatment may be carried out for a predetermined time in which (° C.) ⁇ heating time (h) is 1000 to 26400 (° C. h), preferably 1800 to 17600 (° C. h).
  • the treatment is preferably carried out by flowing the raw material silica powder in an inert atmosphere (nitrogen, argon, etc.) while flowing the powder.
  • the temperature and time of the treatment are preferably selected so that the obtained silica satisfies at least one of the following conditions (a) to (b), and more preferably both are satisfied.
  • (A) The number of water molecules desorbed at 500 ° C. to 1000 ° C. when the temperature is raised from 25 ° C. to 30 ° C./min to 1000 ° C.
  • the specific surface area is 1 to 30 m 2 / g, preferably 3 to 10 m 2 / g.
  • the average particle size (d50) of the spherical silica powder is preferably 0.01 to 100 ⁇ m, more preferably 0.1 to 10 ⁇ m, and most preferably 0.3 to 1 ⁇ m.
  • d50 is a value with a cumulative volume of 50%.
  • the silica immediately after the surface treatment may be naturally allowed to cool in a furnace, cooled to 200 ° C. or lower, dried in a vacuum dryer, and then recovered in a moisture-proof aluminum bag.
  • Any method for producing silica as a raw material can be used, and examples thereof include a powder melting method in which a spherical silica powder is obtained by passing it through a high temperature range having a temperature higher than the melting point and spheroidizing it.
  • the density (true specific gravity) of silica is preferably 1.8 to 2.4 g / cm 3 , and if it is in this range, the amount of voids in the silica particles will be appropriate, the silica crystal structure will be appropriate, and the thermal expansion rate will be appropriate. The effect of being able to moderately suppress is obtained.
  • Examples of the molten silica include SFP-130MC manufactured by Denka Corporation.
  • the average circularity of the spherical silica powder is preferably 0.85 or more, more preferably 0.90 or more.
  • the average circularity is 0.85 or more, the viscosity does not increase too much when mixed with the resin component, and the fluidity does not easily decrease, so that the processability and the filling property are improved.
  • silica spherical silica powder and other silica (preferably fused silica) can be used in combination.
  • silica by mixing silica with the above composition to form an uncured or semi-cured molded product, the effect of reducing water adsorption to silica can also be obtained.
  • a known inorganic or organic filler other than the above-mentioned surface-treated silica may be further added. These fillers are added for the purpose of controlling the thermal expansion rate, controlling the thermal conductivity, and reducing the price, and the amount thereof added is arbitrary depending on the purpose.
  • the composition of the present invention can contain a particularly large amount of an inorganic filler, and the maximum amount thereof can be added, reaching 2000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the copolymer.
  • a known surface modifier for example, a silane coupling agent.
  • boron nitride is preferable as the inorganic filler.
  • a filler of less than 500 parts by mass, more preferably less than 400 parts by mass is preferably used with respect to 100 parts by mass of the copolymer.
  • a hollow filler or a filler having a shape with many voids may be added.
  • organic filler such as high molecular weight polyethylene or ultra high molecular weight polyethylene instead of the inorganic filler. It is preferable that the organic filler is crosslinked by itself from the viewpoint of heat resistance, and it is preferable that the organic filler is blended in the form of fine particles or powder. These organic fillers can also suppress the increase in dielectric constant and dielectric loss tangent.
  • the composition of the present invention is mixed with a high dielectric constant insulator filler having a dielectric constant of preferably 3 to 10000, more preferably 5 to 10000 at 1 GHz and dispersed to increase the dielectric loss tangent (dielectric loss). It is possible to prepare an insulating cured product having a high dielectric constant insulating layer having a dielectric constant of preferably 2.5 to 20, more preferably 2.8 to 10, while suppressing the above. By increasing the dielectric constant of the film made of the heat insulating and cured material, it is possible to reduce the size of the circuit and the capacity of the capacitor, which can contribute to the miniaturization of high-frequency electric components.
  • the high dielectric constant and low dielectric loss tangent insulating layer is suitable for applications such as capacitors, inductors for resonant circuits, filters, and antennas.
  • Examples of the high dielectric constant insulator filler used in the present invention include an inorganic filler and metal particles subjected to an insulating treatment. Specific examples are known high dielectric constant inorganic fillers such as barium titanate and strontium titanate, and other examples are specifically described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-087639.
  • the composition may further comprise one or more selected from flame retardants, surface modifiers.
  • flame retardants surface modifiers.
  • a single or a plurality of these fillers, flame retardants, and surface modifiers are selected. Even after being cured, the cured product tends to exhibit impact resistance and toughness.
  • the present composition contains known additives generally added to the resin, such as heat stabilizers, ultraviolet absorbers, antioxidants, lubricants, colorants, pigments, etc., to the extent that the effects of the present invention are satisfied. You may.
  • a known flame retardant can be used in the composition of the present invention.
  • Preferred flame retardants are known organic phosphorus-based flame retardants such as phosphoric acid esters or condensates thereof, known brominated-based flame retardants, and red phosphorus from the viewpoint of maintaining a low dielectric constant and low dielectric constant tangent.
  • phosphoric acid esters a compound having a plurality of xylenyl groups in the molecule is preferable from the viewpoint of flame retardancy and low dielectric loss tangent property.
  • antimony compounds such as antimony trioxide, antimony tetroxide, antimony tetroxide, and sodium antimonate, or melamine, triallyl-1,3,5-triazine-2,3,4-, are used as flame retardant aids.
  • a nitrogen-containing compound such as (1H, 3H, 5H) -trione, 2,4,6-triariloxy 1,3,5-triazine may be added.
  • the total amount of these flame retardants and flame retardants is usually preferably 1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the composition. Further, 30 to 200 parts by mass of the polyphenylene ether (PPE) -based resin having a low dielectric constant and excellent flame retardancy may be used with respect to 100 parts by mass of the flame retardant.
  • PPE polyphenylene ether
  • the composition of the present invention may contain various surface modifiers for the purpose of improving adhesion to fillers, copper plates, and wiring.
  • the amount of the surface modifier used is preferably 0.01 to 10 parts by mass, preferably 0.1 to 5 parts by mass, based on 100 parts by mass of the composition of the present invention other than the surface modifier or 100 parts by mass of the filler. Is more preferable.
  • the surface modifier include various silane coupling agents, titanate-based coupling agents and the like. As various silane coupling agents and titanate-based coupling agents, one or more may be used.
  • the present invention by changing the blending ratio of the copolymer, silica, monomer, additive resin, and solvent of the composition within the above range, or further, the flame retardant, the filler, and the surface modification.
  • the compounding ratio of the agent By changing the compounding ratio of the agent, the fluidization temperature of the present curable resin or the composition can be adjusted according to the purpose and the molding method.
  • the composition of the present invention can take the product form of "thermoplastic composition", "semi-cured state (B stage sheet or the like)", and "varnish".
  • the composition of the present invention comprises a copolymer and silica, a curing agent, and if necessary, a unimeric selected from a monomer, a solvent, an additive resin, a filler, a flame retardant, and a surface modifier. Alternatively, it can be obtained by mixing / dissolving or melting a plurality of them. Further, the composition of the present invention contains additives usually used for resins, such as antioxidants, weathering agents, light stabilizers, lubricants, compatibilizers, antistatic materials, etc., as long as the effects and purposes of the present invention are not impaired. Can be included. Any known method can be adopted as the method of mixing, dissolving and melting these.
  • thermoplastic composition molded product
  • the properties of the thermoplastic resin can be exhibited. Therefore, under conditions that do not cause cross-linking, it can be molded into the shape of a sheet, tube, strip, pellet, or the like in a substantially uncured state by a known molding method as a thermoplastic resin. The molded product may then be crosslinked (cured).
  • the preferable embodiment of this composition is as follows.
  • the molding process as a thermoplastic resin becomes easy in the uncured state as well.
  • the hydrocarbon-based elastomer (excluding the liquid resin) and / or the polyphenylene ether can be added in the range of 30 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the copolymer.
  • the added resin When the added resin is liquid at room temperature, it can be added in the range of preferably 1 to 30 parts by mass, particularly preferably 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the copolymer.
  • the amount of the monomer used in the present thermoplastic composition is preferably 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the copolymer.
  • the number average molecular weight of the copolymer used is 500 or more and 100,000 or less, preferably 20,000 or more and 100,000 or less, and more preferably 30,000 or more and 100,000 or less.
  • thermoplastic composition utilizes the thermoplasticity at a temperature below the working temperature of the curing agent, is molded into various shapes such as a sheet in advance, and if necessary, is combined with a semiconductor element, wiring, or a substrate and a laminate. It may be heat-cured and adhered.
  • thermoplastic composition of the present invention containing surface-treated silica is preliminarily formed into a molded body (either an uncured or semi-cured molded body) to absorb water (water) of silica.
  • a molded body either an uncured or semi-cured molded body
  • sheet and pellet shapes are preferable as such a molded product.
  • Such a molded product is also useful as a masterbatch, and particularly in the case of a pellet shape, it is suitable as a masterbatch when adding silica having been subjected to this surface treatment to another material.
  • the composition of the present invention may be provided as a sheet obtained by molding a composition heated and melted at a temperature equal to or lower than the working temperature of the curing agent or the decomposition temperature by a known method. Molding into a sheet may be extrusion molding with a T-die, double rolls, or extrusion laminating into a base film. In this case, the composition, copolymer / monomer mass ratio, solvent, additive resin, flame retardant, etc. Make selections and adjustments. The sheet in this case is substantially uncured. After that, it undergoes various processing and assembling steps, and finally is treated at a temperature and time equal to or higher than the working temperature of the curing agent or the decomposition temperature to be completely cured. Such a technique is a general technique used for an ethylene-vinyl acetate resin-based cross-linking sealant sheet of a solar cell (photovoltaic power generation device).
  • the composition of the present invention is a molded product, for example, a sheet, a tube, etc. in a partially crosslinked state, for example, a state in which a part of the curing agent contained therein is reacted and semi-cured (so-called B stage state). It is also possible to. For example, by adopting a plurality of curing agents and / or curing conditions having different curing temperatures, semi-curing can be performed, and the melt viscosity and fluidity can be controlled to bring the B stage state.
  • the present curable resin or composition is formed into an easy-to-handle B stage sheet, which is laminated on an electronic device or a substrate and crimped, and then the second stage curing (partial curing). It is also possible to perform complete curing) to obtain the final shape.
  • the composition of the composition that is, the mass ratio of the copolymer / monomer is selected, a solvent, an additive resin, and a flame retardant are added if necessary, and the composition further contains a curing agent such as a peroxide. Can be partially cured, adjusted to a sheet shape (B stage state), the device can be molded and assembled, and then heated under pressure to be completely cured.
  • a known method can be adopted. For example, peroxides having different decomposition temperatures are used in combination and treated for a predetermined time at a temperature at which only one of them substantially acts to obtain a semi-cured sheet, and finally a temperature at which all the curing agents act is sufficient. There is a method of treating with time and completely curing.
  • the molded product may be a sheet.
  • the sheet may be uncured (semi-cured) to the extent that the sheet shape can be maintained, or may be completely cured.
  • the degree of curing of the composition can be quantitatively measured by a known dynamic viscoelasticity measuring method (DMA, Dynamic Mechanical Analysis).
  • the composition of the present invention may be in the form of a viscous liquid varnish depending on its composition and compounding ratio. For example, it can be made into a varnish by using a sufficient amount of solvent and / or by using an appropriate amount of a liquid monomer.
  • an appropriate solvent to the composition of the present invention.
  • the solvent is used to adjust the viscosity and fluidity of the composition as a varnish.
  • a solvent having a boiling point of a certain level or higher is preferable because the thickness of the applied film becomes uniform when the boiling point under atmospheric pressure is high, that is, when the volatility is low.
  • the preferred boiling point is approximately 110 ° C.
  • toluene, xylene, mesitylene, ethylbenzene, limonene, ethylene glycol methyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether and the like are used as a solvent suitable for such a varnish.
  • the amount used is preferably in the range of 10 to 2000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the composition of the present invention.
  • the varnish can be, for example, applied or impregnated on a substrate, and the solvent or the like can be removed by drying or the like to form an uncured or semi-cured molded product.
  • the present molded product has a sheet, film, or tape-like form.
  • the obtained uncured or semi-cured molded product is cured under predetermined conditions such as heating or pressurizing.
  • the composition can be cured by a known method with reference to the curing conditions (temperature, time, pressure) of the contained curing agent.
  • the curing conditions can be determined with reference to the half-life temperature and the like disclosed for each peroxide.
  • the dielectric constant and the dielectric loss tangent of the cured product obtained from the composition of the present invention are measured by a known resonator method.
  • the resonator method shall be performed at a measurement frequency of 10 GHz, a measurement frequency range of 25 GHz to 40 GHz, or both.
  • the dielectric constant of the cured product is preferably 3.5 or less and 2.0 or more, and particularly preferably 3.0 or less and 2.0 or more.
  • the dielectric loss tangent of the cured product is 1.2 ⁇ 10 -3 or less, preferably 0.3 ⁇ 10 -3 or more and 1.2 ⁇ 10 -3 or less.
  • the volume resistivity of the cured product is preferably 1 ⁇ 10 15 ⁇ ⁇ cm or more.
  • the cured product obtained from the composition using the copolymer has relatively high impact resistance while exhibiting sufficient mechanical characteristics. It can have a feature that can follow the thermal expansion of the base material. That is, the cured product of the present invention has a tensile elastic modulus measured at room temperature (23 ° C.), preferably less than 30 GPa and 0.5 GPa or more.
  • the tensile breaking point strength is preferably less than 200 MPa, 3 MPa or more, and the tensile breaking point elongation is preferably 0.1% or more and less than 300%, and more preferably 1% or more and less than 50%.
  • the cured product obtained from the composition of the present invention has practically sufficient heat resistance and high temperature even under the condition that the monomer in the composition and the aromatic polyene as a component of the monomer are suppressed to a certain ratio or less. It is possible to show the mechanical properties below. It is important to keep the aromatic polyene as a monomer or a component of the monomer below a certain ratio in order to maintain the moldability as a thermoplastic resin even in the uncured state as described above. be.
  • the storage elastic modulus of the cured product at 250 ° C. may be 10 MPa or more and 10 GPa or less, preferably 30 MPa or more and 1 GPa or less. Having such a storage elastic modulus has an effect that the cured product has a hardness suitable for a substrate / substrate application.
  • the composition of the present invention is a substrate / substrate such as a single-layer or multi-layer printed circuit board, a flexible printed circuit board, a so-called single-layer or multi-layer CCL (copper clad laminate), or a single-layer or multi-layer FCCL (flexible copper clad laminate) substrate.
  • a substrate / substrate such as a single-layer or multi-layer printed circuit board, a flexible printed circuit board, a so-called single-layer or multi-layer CCL (copper clad laminate), or a single-layer or multi-layer FCCL (flexible copper clad laminate) substrate.
  • insulating materials for wiring preferably wiring of high frequency signals, such as coverlays, solder resists, build-up materials, interlayer insulating agents, bonding sheets, interlayer adhesives, and bump sheets for flip chip bonders. can.
  • the uncured or partially cured sheet of the composition of the present invention can be suitably used as an electrically insulating material for high frequency.
  • it can be suitably used as a build-up film, a bonding sheet, a coverlay sheet, a bump sheet for a flip chip bonder, or an insulating layer or an adhesive layer for a substrate.
  • the composition of the present invention is used as a substitute for the conventionally used epoxy resin or silicone resin sheets.
  • the composition of the present invention can form a cured insulating layer or a cured matrix phase having a low dielectric constant and a low dielectric loss by performing a curing treatment.
  • the thickness of the sheet is generally 1 to 300 ⁇ m.
  • This sheet may contain a woven fabric such as glass cloth or ceramic fiber or a non-woven fabric. This sheet may be impregnated or may be multilayered with these.
  • a flexible bendable wiring that is partially or wholly insulated by this sheet can be used instead of the conventional coaxial cable.
  • LCP liquid crystal polymer
  • PPE sheet polyethylene sheet
  • fluororesin or polyimide resin
  • the wiring is coated with the sheet or B stage sheet (coverlay sheet) of the present invention, cured, and adhered to the base material. It can be used as an insulating material.
  • the multilayer wiring board in which the cured product obtained by using the composition of the present invention is an insulating layer can be a wiring board having a small dielectric loss and excellent high frequency characteristics.
  • heat resistance that can withstand solder, and some degree of softness, elongation, and impact resistance that can withstand stress due to heat cycle or thermal expansion difference are merits.
  • a cloth made of glass or quartz, a non-woven fabric, a film material, a ceramic substrate, a glass substrate, a core material such as a general-purpose resin plate such as an epoxy, a core material such as a general-purpose laminated plate, and a conductor foil with an insulating layer made of this cured material are laminated and pressed.
  • a slurry or a solution containing the present composition may be applied to the core material, dried and cured to form an insulating layer.
  • the thickness of the insulating layer is generally 1 to 300 ⁇ m.
  • Such a multi-layer wiring board can be used in multiple layers or integrated.
  • the cured product obtained by curing the varnish-like composition of the present invention can be suitably used as an electrically insulating material as described above, and in particular, a potting material, a surface coating agent, a coverlay, a solder resist, a build-up material, etc.
  • a printed circuit board flexible printed circuit board, CCL (copper-clad laminate, copper clad laminate) substrate, FCCL (flexible copper clad laminate) substrate as an underfill material, filling insulator, interlayer insulator, interlayer adhesive, or as a cured product.
  • it can be used as an electrically insulating material, particularly as an electrically insulating material for high frequencies, as a cured body of a build-up film, a bonding sheet, a coverlay sheet, or a bump sheet for a flip tip bonder.
  • the present invention contains an olefin-aromatic vinyl compound-aromatic polyene copolymer, has a storage elastic modulus of 10 MPa or more and 10 GPa or less at 250 ° C., and has a dielectric constant of 23 ° C., 10 GHz or 25 GHz to 40 GHz. It is possible to provide an electrically insulating material having a dielectric constant of 2.5 or less and 2.0 or more and a dielectric loss tangent of 1.2 ⁇ 10 -3 or less.
  • the uncured or semi-cured thermoplastic composition of the present invention is a laminated body by adhering it to a metal foil, particularly a copper foil for wiring, by heat and pressure treatment without applying an adhesive or adhering treatment. You can also get.
  • metal leaf is a concept including metal wiring.
  • olefin-aromatic vinyl compound-aromatic polyene copolymer preferably when a copolymer having an aromatic vinyl compound content of 10% by mass or more is used, and / or whether the olefin is ethylene alone or not.
  • the mass ratio of the olefin monomer component other than ethylene to the ethylene monomer component contained in the olefin is 1/7 or less, and the measurement according to the Japanese Industrial Standards (JIS) C6481: 1996 is 1 N / mm.
  • JIS Japanese Industrial Standards
  • the above peeling strength can be given. Further, it is more preferable to give a peel strength of 1.3 N / mm or more.
  • the olefin is ethylene alone, or the olefin monomer component other than ethylene is 1/10 or less of the ethylene monomer component contained in the olefin, and most preferably the copolymer.
  • the uncured or semi-cured thermoplastic composition of the present invention is a metal leaf such as a copper foil for wiring by a curing treatment such as a heat-pressurizing treatment without applying an adhesive or an adhesive treatment.
  • a curable composition has properties as a thermoplastic resin.
  • the cured product obtained by curing the curable composition has excellent low dielectric properties, has a high storage elastic modulus at high temperatures, and has a small coefficient of thermal expansion (thermal expansion coefficient, CTE). Especially suitable for various electronic board applications.
  • the content of vinyl group units derived from ethylene, hexene, styrene, and divinylbenzene in the copolymer was determined by 1 H-NMR from the peak area intensity assigned to each.
  • the sample was dissolved in 1,1,2,2-tetrachloroethane by weight, and the measurement was performed at 80 to 130 ° C.
  • the number average molecular weight (Mn) in terms of standard polystyrene was determined using GPC (gel permeation chromatography). The measurement was performed under the following conditions. (When the number average molecular weight is 1000 or more) Column: TSKgel Multipore HXL-M ⁇ 7.8 ⁇ 300 mm (manufactured by Tosoh Corporation) was used by connecting two in series. Column temperature: 40 ° C Solvent: THF Liquid flow rate: 1.0 ml / min. Detector: RI detector
  • ⁇ Measurement of storage elastic modulus> Using a dynamic viscoelasticity measuring device (TA Instruments, formerly Leometrics RSA-G2), the measurement was performed in a frequency range of 1 Hz and a temperature range of ⁇ 60 ° C. to + 300 ° C. A measurement sample (3 mm ⁇ 40 mm) was cut out from a film having a thickness uniformity required for measurement in a thickness range of about 0.1 to 0.3 mm, and the measurement was performed to determine the storage elastic modulus. The main measurement parameters related to the measurement are as follows. Measurement frequency 1Hz Temperature rise rate 3 ° C / min Sample measurement length 10 mm Distortion 0.1%
  • Permittivity and dielectric loss tangent are 1 mm x 1.5 mm x cut out from the sheet using the cavity resonator perturbation method (8722ES type network analyzer manufactured by Agilent Technologies, Inc., cavity resonator manufactured by Kanto Electronics Applied Development Co., Ltd.). Values at 23 ° C. and 10 GHz were measured using an 80 mm sample. In addition, a balanced disk resonator (manufactured by Keysight Technology Co., Ltd.) was used to evaluate the dielectric characteristics in the same manner.
  • the method for evaluating the dielectric characteristics of a balanced disk resonator is to prepare two identical samples (diameter 3 cm, thickness 0.2 to 0.6 mm), sandwich a copper foil between them, and set them in the resonator from 25 to 25.
  • the resonance frequency (f0) and no-load Q value (Qu) of the peak appearing at 40 GHz were measured.
  • the permittivity from f0 and the dielectric loss tangent (tan ⁇ c) from Qu were calculated by the analysis software (Balanced type circular disk resonator (method) calculator, balanced disk resonator method analysis software) attached to the resonator.
  • the measured temperature was 23 ° C. and the humidity was 50% RH.
  • CTE Linear Expansion Rate
  • TMA Thermal Analyzer, BRUKER AXS, now Netch Japan
  • JPCA Electrical Analyzer, BRUKER AXS, now Netch Japan
  • JPCA Electrical Circuit Board Standard 3rd Edition
  • tensile load 10 g temperature rise rate: measured under the conditions of 10 ° C / min, between 25 ° C and 150 ° C. The average value was calculated.
  • the measurement cell was filled with 1 g of a sample, and the specific surface area was measured by a fully automatic specific surface area system measuring device (BET one-point method) manufactured by Mt.
  • the degassing condition before the measurement was 200 ° C. for 10 minutes.
  • the adsorbed gas was nitrogen.
  • the main raw materials are as follows.
  • divinylbenzene divinylbenzene (meth, paramixture, divinylbenzene purity 81%) manufactured by Nittetsu Chemical & Materials Co., Ltd. was used.
  • Perbutyl O t-butylperoxy-2-ethylhexanoate
  • Park Mill D dicumyl peroxide
  • the raw material spherical silica powder (SFP-130MC manufactured by Denka Co., Ltd.) is set to a temperature of 500 to 1000 ° C., and the heating temperature (° C.) ⁇ heating time (h) is set to 1800 to 17600 (° C. ⁇ h).
  • the one that had been heat-treated for a predetermined time was used.
  • the treatment was carried out by flowing the raw material silica powder in an inert atmosphere.
  • This silica satisfies both the following conditions (a) and (b).
  • (A) The number of water molecules desorbed at 500 ° C. to 1000 ° C. when the temperature is raised from 25 ° C. to 30 ° C./min to 1000 ° C.
  • the specific surface area is 1 to 30 m 2 / g. Further, when the peak intensity of silica with a wave number of 3735 cm -1 to 3755 cm -1 measured by the diffuse reflection FT-IR method is A and the peak intensity of a wave number of 3660 cm -1 to 3680 cm -1 is B, the B / A is 3. It was less than 0.0.
  • Example 1 Using a container with a heater, a cooling jacket, and a stirring blade, the P-1 (ethylene-styrene-divinylbenzene copolymer), styrene, and divinylbenzene obtained in the synthetic example were stirred at about 40 ° C. The copolymer was dissolved. Table 2 shows the composition (part by mass) of the resin component (total of ethylene-styrene-divinylbenzene copolymer and styrene and divinylbenzene). The total of the olefin monomer unit, the aromatic vinyl compound monomer unit and the aromatic polyene monomer unit was 100% by mass.
  • the obtained composition was further stirred with Awatori Rentaro (manufactured by Shinky Co., Ltd.), and then placed on a preheated cellophane-covered glass plate with a silicone rubber mold (frame thickness 0.5 mm, or frame thickness 0.5 mm). It was poured into (1.0 mm), further sandwiched between glass plates and brought into close contact with a clip, and heat-treated at 80 ° C. for 10 hours and then at 120 ° C. for 30 minutes under a nitrogen atmosphere. After completion, the glass plate, the mold, and the like were removed to obtain a sheet-shaped cured product.
  • Awatori Rentaro manufactured by Shinky Co., Ltd.
  • Example 2 Using P-2 (ethylene-hexene-styrene-divinylbenzene copolymer) obtained in the synthesis example and silica filler (SFP-130MC dielectric loss tangent reduction treated product), the formulation shown in Table 2 is the same as in Example 1. A sheet-like cured product was obtained.
  • Examples 3 and 4 Using P-1 (ethylene-styrene-divinylbenzene copolymer) obtained in the synthetic example and bifunctional polyphenylene ether oligomer (OPE-2St) manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc., varnish was prepared by the formulation shown in Table 2. Created. Park Mill D was used as the curing agent, and toluene was used as the solvent. A silica filler (SFP-130MC dielectric loss tangent reduction treated product) was added thereto according to the formulation shown in Table 2 and stirred to obtain a slurry-like varnish. When the silica filler was added, 1% by mass of the silane coupling agent (KBM-503) was added to the filler.
  • KBM-503 silane coupling agent
  • the obtained slurry is stirred with Awatori Rentaro (manufactured by Shinky), coated on a Teflon (registered trademark) sheet with an applicator, dried in the air overnight (about 10 hours), and then air-dried at 60 ° C. for 1 hour. Vacuum dried to prepare an uncured sheet.
  • a PET film is laid on a metal mirror plate, a frame (spacer, frame thickness 0.5 mm or 1.0 mm) is installed, an uncured sheet is placed in the frame, and the PET film and metal mirror plate are placed on it.
  • a press molding machine about 1 MPa, 120 ° C. 3 h, then 150 ° C. 1 h, then 180 ° C. 2 h
  • Example 5 A varnish was prepared by the formulation shown in Table 2 using P-3 (ethylene-styrene-divinylbenzene copolymer) obtained in the synthetic example, and a cured sheet was obtained in the same manner as in Examples 3 and 4.
  • Comparative Examples 1-2 Similar to Examples 1 and 2, however, the silica filler was replaced with the SFP-130MC dielectric loss tangent reduction treated product and SFP-130MC was used to obtain a sheet-shaped cured product according to Comparative Examples 1 and 2.
  • Comparative Examples 3-4 Similar to Examples 1 and 2, however, sheet-shaped cured products according to Comparative Examples 3 and 4 were obtained without using a silica filler.
  • Comparative Example 5 The sheet-shaped cured product according to Comparative Example 5 was obtained by the formulation shown in Table 2 in the same manner as in Examples 3 and 4, but without using the silica filler.
  • the cured product of the composition sheet obtained in each example can measure the elastic modulus without melting and breaking even at 300 ° C. by viscoelastic spectrum measurement, and the storage elastic modulus at 250 ° C. (523K) is 10 MPa or more. there were. Both the permittivity and the dielectric loss tangent measured at the above two measurement frequencies satisfy the scope of the present invention, and a particularly low dielectric loss tangent value was obtained. These dielectric loss tangent values were lower than when the usual silica fillers of Comparative Examples 1 and 2 were used. In the examples, the CTE was 120 ppm / ° C. or lower, which was lower than that of Comparative Examples 3 to 5 to which no filler was added. The water absorption rate of the cured film obtained in each example was less than 0.1% by mass.
  • the cured product obtained by curing the filler composition of the present invention exhibits excellent low dielectric properties and low CTE characteristics, and the strength (elastic modulus) at room temperature and high temperature range is practically sufficient for CCL. Is. In addition, the peeling strength from the copper foil was also practically sufficient.
  • the cured product according to the present invention can be suitably used as an electrically insulating material particularly for high frequencies. This cured product can be suitably used as a thin film electrical insulating material and a high frequency electrical insulating material.
  • the cured product of the present invention is useful as a printed circuit board, a flexible printed circuit board, a single-layer or multi-layer CCL (copper clad laminate) substrate, and a single-layer or multi-layer FCCL (flexible copper clad laminate) substrate. Further, it can be suitably used as these interlayer adhesive layers and interlayer insulating layers.

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Abstract

下記(1)~(4)の条件 (1)共重合体の数平均分子量が500以上10万以下である。 (2)芳香族ビニル化合物単量体が、炭素数8以上20以下の芳香族ビニル化合物であり、芳香族ビニル化合物単量体単位の含量が0質量%以上70質量%以下である。 (3)芳香族ポリエンが、分子内にビニル基及び/又はビニレン基を複数有する炭素数5以上20以下のポリエンから選ばれる一種以上であり、かつ芳香族ポリエン単位に由来するビニル基及び/又はビニレン基の含有量が数平均分子量あたり1.5個以上20個未満である。 (4)オレフィンが炭素数2以上20以下のオレフィンから選ばれる単数または複数であり、オレフィン単量体単位と前記芳香族ビニル化合物単量体単位と芳香族ポリエン単量体単位の合計が100質量%である。 をすべて満たすオレフィン-芳香族ビニル化合物-芳香族ポリエン共重合体を含んだ樹脂成分と、表面処理をしたシリカとを含む組成物であって、 前記樹脂成分と前記シリカとの体積比が、98~15:2~85の範囲であり、 共振器法によって求められる、前記組成物の硬化体の誘電正接の、測定周波数10GHzにおける値及び/又は測定周波数範囲25GHz~40GHzにおける値が、1.2×10-3以下であり、 250℃における前記組成物の硬化体の貯蔵弾性率が、10MPa以上10GPa以下の範囲である ことを特徴とする、組成物。

Description

組成物及びその硬化体
本発明は、組成物及びその硬化体に関する。
通信周波数がギガヘルツ帯及びそれ以上の高周波帯に移行することにより、低誘電特性を有する絶縁材料に対するニーズが高まっている。ポリエチレン等のポリオレフィンやポリスチレン等の芳香族ビニル化合物重合体は、分子構造中に極性基を持たないため、優れた低誘電率、低誘電正接を示す材料として知られている。しかし、これらは耐熱性が結晶融点又はガラス転移温度に依存するため電気絶縁体としての耐熱性に課題があり、さらに熱可塑性樹脂であるために製膜プロセス上の課題がある(特許文献1)。
パーフルオロエチレン等のフッ素系樹脂は優れた低誘電率、低誘電損失と耐熱性に優れた特徴を有するが成形加工、膜成形が困難でありデバイス適性が低い。また、配線の銅箔との接着力にも課題がある。一方、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂等の後硬化樹脂を用いた基板、絶縁材料はその耐熱性、易取り扱い性から広く用いられてきているが、誘電率、誘電損失が比較的高く、高周波用の絶縁材料としては改善が望まれている(特許文献2)。
オレフィン系及びスチレン系の重合体セグメントからなるグラフト、又はブロック共重合体からなる電気絶縁材料が提案されている(特許文献3)。当該材料はオレフィンやスチレン系の炭化水素系重合体の本質的な低誘電率、低誘電損失性に着目している。その製造方法は、市販のポリエチレン、ポリプロピレンにスチレンモノマー、ジビニルベンゼンモノマーとラジカル重合開始剤の存在下、一般的なグラフト重合を行うもので、このような手法ではグラフト効率(架橋密度)が上がらず、ポリマーの均一性が十分でないという課題がある。さらに、得られたポリマーはゲルを含んでおり、加工性、充填性が悪いという課題があった。当該材料は、熱可塑性樹脂で耐熱性が十分でなく、4-メチル-1-ペンテン系等の耐熱性樹脂を加える必要がある。したがって当該材料は、所定の場所に塗布あるいは充填した後硬化させる成形方法に適用することは困難である。
特許文献4には、複数の芳香族ビニル基を有する炭化水素化合物を架橋成分として含む架橋構造体からなる絶縁層が記載されている。実施例に具体的に記載されている本架橋成分の硬化体は剛直であり、多量の充填剤を充填することは困難であると考えられる。
特許文献5、6、7には、特定の重合触媒から得られ、特定の組成、配合のエチレン-オレフィン(芳香族ビニル化合物)-ポリエン共重合体および非極性ビニル化合物からなる硬化体が示され、また一般的なシリカ等のフィラーとの組成物も記載されている。
また、樹脂シートを成形するにあたって充填剤(フィラー)を添加することは知られており、そうした充填剤として、特許文献8、9に記載のような球状シリカを用いることも行われている。しかし、樹脂の種類と充填剤の種類の組み合わせがどのような効果をもたらすのかについては十分に検討されてきていない。
特公昭52-031272号公報 特開平6-192392号公報 特開平11-060645号公報 特開2004-087639号公報 特開2010-280771号公報 特開2009-161743号公報 特開2010-280860号公報 特開2003-165718号公報 特表2013-528558号公報
上述した従来技術では、成形加工が容易な熱可塑性の組成物であっても、高周波信号伝送用の絶縁材料に求められる優れた低誘電特性を有する硬化体は得られない。特に、高温曝露を伴うはんだのリフロー工程が施されることになる電子基板用途の場合、適性のある材料は限られてくることから、その提供が望まれている。本発明は、硬化体が優れた低誘電特性を有する組成物を提供する。
即ち、本発明では以下の態様を提供できる。
態様1.
下記(1)~(4)の条件
(1)共重合体の数平均分子量が500以上10万以下である。
(2)芳香族ビニル化合物単量体が、炭素数8以上20以下の芳香族ビニル化合物であり、芳香族ビニル化合物単量体単位の含量が0質量%以上70質量%以下である。
(3)芳香族ポリエンが、分子内にビニル基及び/又はビニレン基を複数有する炭素数5以上20以下のポリエンから選ばれる一種以上であり、かつ芳香族ポリエン単位に由来するビニル基及び/又はビニレン基の含有量が数平均分子量あたり1.5個以上20個未満である。
(4)オレフィンが炭素数2以上20以下のオレフィンから選ばれる単数または複数であり、オレフィン単量体単位と前記芳香族ビニル化合物単量体単位と芳香族ポリエン単量体単位の合計が100質量%である。
をすべて満たすオレフィン-芳香族ビニル化合物-芳香族ポリエン共重合体を含んだ樹脂成分と、表面処理をしたシリカとを含む組成物であって、
 前記樹脂成分と前記シリカとの体積比が、98~15:2~85の範囲であり、
 共振器法によって求められる、前記組成物の硬化体の誘電正接の、測定周波数10GHzにおける値及び/又は測定周波数範囲25GHz~40GHzにおける値が、1.2×10-3以下であり、
 250℃における前記組成物の硬化体の貯蔵弾性率が、10MPa以上10GPa以下の範囲である
ことを特徴とする、組成物。
態様2.
前記シリカが、下記(a)~(b)の条件の少なくともひとつを満たす、態様1に記載の組成物。
(a)25℃から30℃/minの条件で1000℃まで昇温した際に、500℃~1000℃における脱離する水分子数が0.01mmol/g以下である。
(b)比表面積が1~30m2/gである。
態様3.
拡散反射FT-IR法にて測定したシリカの波数3735cm-1~3755cm-1のピーク強度をA、波数3660cm-1~3680cm-1のピーク強度をBとしたとき、B/Aが3.0以下であることを特徴とする、態様2に記載の組成物。
態様4.
前記シリカが受ける表面処理が、原料のシリカを500~1100℃の温度で、加熱温度(℃)×加熱時間(h)を1000~26400(℃・h)とする所定時間、加熱処理することを含む、態様1~3のいずれか一項に記載の組成物。
態様5.
さらに、芳香族ビニル化合物単量体、芳香族ポリエン単量体、及び極性単量体からなる群から選択される一種以上である単量体を含む、態様1~4のいずれか一項に記載の組成物。
態様6.
前記共重合体100質量部に対して、前記単量体を300質量部以下含む、態様5に記載の組成物。
態様7.
さらに硬化剤を含む態様1~6のいずれか一項に記載の組成物。
態様8.
シリカが球状シリカ粉末である態様1~7のいずれか一項に記載の組成物。
態様9.
硬化性である請求項1~8のいずれか一項に記載の組成物。
態様10.
態様1~9のいずれか一項に記載の組成物から得られる成形体。
態様11.
シートである態様10に記載の成形体。
態様12.
態様10又は11に記載の成形体を硬化して得られる硬化体。
態様13.
電気絶縁材料である態様10又は11に記載の成形体。
態様14.
態様1~9のいずれか一項に記載の組成物を含む層と、金属箔とを含む積層体。
態様15.
態様14に記載の積層体を硬化してなる硬化体。
態様16.
態様12又は15に記載の硬化体を含む、単層CCL、多層CCL、単層FCCL、または多層FCCL基板。
態様17.
下記(1)~(4)の条件
(1)共重合体の数平均分子量が500以上10万以下である。
(2)芳香族ビニル化合物単量体が、炭素数8以上20以下の芳香族ビニル化合物であり、芳香族ビニル化合物単量体単位の含量が0質量%以上70質量%以下である。
(3)芳香族ポリエンが、分子内にビニル基及び/又はビニレン基を複数有する炭素数5以上20以下のポリエンから選ばれる一種以上であり、かつ芳香族ポリエン単位に由来するビニル基及び/又はビニレン基の含有量が数平均分子量あたり1.5個以上20個未満である。
(4)オレフィンが炭素数2以上20以下のオレフィンから選ばれる単数または複数であり、オレフィン単量体単位と前記芳香族ビニル化合物単量体単位と芳香族ポリエン単量体単位の合計が100質量%である。
をすべて満たすオレフィン-芳香族ビニル化合物-芳香族ポリエン共重合体を含んだ樹脂成分と、
表面処理をしたシリカと
を含む熱可塑性組成物。
態様18.
態様17に記載の熱可塑性組成物を成形して得られる成形体。
態様19.
ペレット形状である、態様18に記載の成形体。
本発明は、硬化体が優れた低誘電特性を有する組成物を提供する。
以下にさらに詳細に説明する。本明細書においては、オレフィン-芳香族ビニル化合物-芳香族ポリエン共重合体を単に共重合体と記載する場合がある。本明細書における数値範囲は、別段の断わりがない限りは、その上限値及び下限値を含むものとする。本明細書においてシートとは、フィルムの概念をも包含するものとする。また、本明細書においてフィルムと記載されていても、シートと同じ意味を示すものとする。本明細書において(メタ)アクリレートとは、アクリレート及びメタクリレートを包摂する概念である。
<組成物>
本明細書において、組成物(硬化性組成物)を樹脂組成物または硬化性樹脂組成物と記載する場合がある。本発明の組成物は、後述する一定の範囲の組成、分子量範囲を有するオレフィン-芳香族ビニル化合物-芳香族ポリエン共重合体を含んだ「樹脂成分」を含む。また本組成物はさらに、所定量の「表面処理をしたシリカ」を含む。さらに本組成物は他に後述する「単量体」、「硬化剤」を含んでもよい。
<樹脂成分>
本明細書における組成物が含む「樹脂成分」とは、後述する一定の範囲の組成、分子量範囲を有するオレフィン-芳香族ビニル化合物-芳香族ポリエン共重合体を含むものである。当該樹脂成分は、さらに他の樹脂化合物を一種以上含んでもよいし、又は当該共重合体のみからなるものであってもよい。
<オレフィン-芳香族ビニル化合物-芳香族ポリエン共重合体>
本オレフィン-芳香族ビニル化合物-芳香族ポリエン共重合体は以下の(1)~(4)の条件をすべて満たす。
(1)共重合体の数平均分子量が500以上10万以下、好ましくは5000以上10万以下、より好ましくは2万以上10万以下、さらに好ましくは3万以上10万以下である。
(2)芳香族ビニル化合物単量体が、炭素数8以上20以下の芳香族ビニル化合物であり、芳香族ビニル化合物単量体単位の含量が0質量%以上70質量%以下である。
(3)芳香族ポリエンが、分子内にビニル基及び/又はビニレン基を複数有する炭素数5以上20以下のポリエンから選ばれる一種以上であり、かつ芳香族ポリエン単位に由来するビニル基及び/又はビニレン基の含有量が数平均分子量あたり1.5個以上20個未満、好ましくは1.5個以上7個未満、より好ましくは2個以上5個未満である。
(4)オレフィンが炭素数2以上20以下のオレフィンから選ばれる単数または複数であり、オレフィン単量体単位と前記芳香族ビニル化合物単量体単位と芳香族ポリエン単量体単位の合計が100質量%である。
本オレフィン-芳香族ビニル化合物-芳香族ポリエン共重合体(以下、単に「共重合体」と記載する場合がある)は、オレフィン、芳香族ビニル化合物、芳香族ポリエンの各単量体を共重合することで得られる。
オレフィン単量体とは、炭素数2以上20以下のαオレフィン及び炭素数5以上20以下の環状オレフィンから選ばれる一種以上であり、実質的に酸素や窒素、ハロゲンを含まず、炭素と水素から構成される化合物である。炭素数2以上20以下のαオレフィンとしては、例えばエチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-デカン、1-ドデカン、4-メチル-1-ペンテン、3,5,5-トリメチル-1-ヘキセンが例示できる。炭素数5以上20以下の環状オレフィンとしては、ノルボルネン、シクロペンテンが例示できる。オレフィンとして好ましくは、エチレンとエチレン以外のαオレフィンや環状オレフィンの組み合わせ、またはエチレン単独である。エチレン単独、または含まれるエチレン以外のαオレフィン/エチレンの質量比が1/7以下、より好ましくは1/10以下の場合は、得られる硬化体の銅箔や銅配線との剥離強度を高くすることができ、好ましい。さらに好ましくは、共重合体に含まれるエチレン以外のαオレフィン単量体単位の含量が6質量%以下、最も好ましくは4質量%以下、またはオレフィンがエチレン単独である。この場合、さらに銅箔や銅配線との剥離強度を高くすることができ、より好ましい。また好ましい、エチレンとエチレン以外のαオレフィンの組み合わせでは、最終的に得られる硬化体のエチレン-αオレフィン-芳香族ビニル化合物-芳香族ポリエン連鎖のガラス転移温度をαオレフィンの種類、含量により、おおむね-60℃~-10℃の範囲で自由に調整することができる。
芳香族ビニル化合物単量体は、炭素数8以上20以下の芳香族ビニル化合物であり、例えばスチレン、パラメチルスチレン、パライソブチルスチレン、各種ビニルナフタレン、各種ビニルアントラセンが例示できる。
芳香族ポリエン単量体としては、その分子内にビニル基及び/又はビニレン基(好ましくはビニル基)を複数有する炭素数5以上20以下のポリエンであり、好ましくは炭素数8以上20以下のポリエンである。芳香族ポリエン単量体としては、好ましくは分子内にビニル基を複数有する炭素数8以上20以下のポリエンであり、さらに好ましくは、オルト、メタ、パラの各種ジビニルベンゼン又はこれらの混合物、ジビニルナフタレン、ジビニルアントラセン、p-2-プロペニルスチレン、p-3-ブテニルスチレン等の芳香族ビニル構造を有し、実質的に酸素や窒素、ハロゲンを含まず、炭素と水素から構成される化合物である。また、特開2004-087639号公報に記載されている二官能性芳香族ビニル化合物、例えば1,2-ビス(ビニルフェニル)エタン(略称:BVPE)を用いることもできる。この中で好ましくは、オルト、メタ、パラの各種ジビニルベンゼン、又はこれらの混合物が用いられ、最も好ましくはメタ及びパラジビニルベンゼンの混合物が用いられる。本明細書ではこれらジビニルベンゼンをジビニルベンゼン類と記す。芳香族ポリエンとしてジビニルベンゼン類を用いた場合、硬化処理を行う際に硬化効率が高く、硬化が容易であるため好ましい。
以上のオレフィン、芳香族ビニル化合物、芳香族ポリエンの各単量体としては、他に極性基、例えば酸素原子、窒素原子等を含むオレフィン、酸素原子や窒素原子等を含む芳香族ビニル化合物、または、酸素原子や窒素原子等を含む芳香族ポリエンを含んでいてもよいが、これら極性基を含む単量体の総質量は、本組成物の総質量の10質量%以下が好ましく、3質量%以下がより好ましく、極性基を含む単量体を含まないことが最も好ましい。当該単量体を10質量%以下にすることにより、本組成物を硬化して得られる硬化体の低誘電特性(低誘電率/低誘電損失)を向上できる。
本共重合体の数平均分子量は、500以上10万以下、好ましくは5000以上10万以下、より好ましくは2万以上10万以下、さらに好ましくは3万以上10万以下である。このような範囲にすることで、未硬化の状態で、後述する添加樹脂を添加してもべた付きにくくなり、熱可塑性を向上できる効果が得られ、さらに最終的に得られる硬化体に高い破断点強度、高い破断点伸び等の良好な物性を容易に付与することができる。数平均分子量が500未満であると、未硬化の段階での組成物の力学物性が低く、また粘着性が高いため、本組成物は熱可塑性樹脂としての成形加工が困難な場合がある。数平均分子量が10万より高いと、成形加工性が低下する場合がある。本共重合体に含まれる芳香族ビニル化合物単量体単位の含量は0質量%以上70質量%以下、好ましくは0質量%以上70質量%未満、より好ましくは10質量%以上60質量%以下、さらに好ましくは10質量%以上55質量%以下である。芳香族ビニル化合物単量体単位の含量が70質量%より大きい場合には、最終的に得られる組成物の硬化体のガラス転移温度が室温付近となり、低温での靱性や伸びが低下してしまう場合がある。芳香族ビニル化合物単量体単位の含量が10質量%以上であると、本共重合体の芳香族性が向上し、難燃剤やフィラーとのなじみが良くなり、難燃剤がブリードアウトせず、フィラーを充填できる。また芳香族ビニル化合物単量体単位の含量が10質量%以上であると、銅箔や銅配線との剥離強度が高い組成物の硬化体が得られる。
本共重合体において、芳香族ポリエン単位に由来するビニル基及び/又はビニレン基の含有量は数平均分子量あたり1.5個以上20個未満、好ましくは1.5個以上7個未満、より好ましくは2個以上5個未満である。ビニル基及び/又はビニレン基の含有量のことを、以下「ビニル基含有量」と総称することもある。ビニル基含有量が1.5個未満では架橋効率が低く、十分な架橋密度の硬化体を得ることが難しくなる。ビニル基含有量が増えると、最終的に得られる硬化体の、常温下及び高温下における力学物性を向上することが容易になる。本共重合体中の数平均分子量あたりの芳香族ポリエン単位(ジビニルベンゼン単位)に由来するビニル基含有量は、当業者に公知のGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)法により求める標準ポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)と、1H-NMR測定により得られる芳香族ポリエン単位に由来するビニル基含有量やビニレン基含有量とを比較することで得ることができる。例として、1H-NMR測定により得られる各ピーク面積の強度比較により、共重合体中の芳香族ポリエン単位(ジビニルベンゼン単位)に由来するビニル基含有量が0.095質量%であり、GPC測定による標準ポリスチレン換算数平均分子量が68000の場合、本数平均分子量中の芳香族ポリエン単位に由来するビニル基の分子量は、これらの積である64.8となり、これをビニル基の式量27で割ることで、2.4となる。すなわち、本共重合体中の数平均分子量あたりの芳香族ポリエン単位に由来するビニル基含有量は2.4個である。共重合体の1H-NMR測定で得られるピークの帰属は文献により公知である。また、1H-NMR測定で得られるピーク面積の比較から共重合体の組成を求める方法も公知である。補助的に公知の定量モードで測定した13C-NMRスペクトルのピーク面積やその比率を用いてもよい。また本明細書では共重合体中のジビニルベンゼン単位の含量をジビニルベンゼン単位に由来するビニル基のピーク強度(1H-NMR測定による)から求めている。すなわちジビニルベンゼン単位に由来するビニル基含有量から、当該ビニル基1個は共重合体中のジビニルベンゼンユニット1個に由来するとしてジビニルベンゼン単位の含量を求めている。
本共重合体において、好ましいオレフィン単量体単位含量は30質量%以上であり、特に好ましくは45質量%以上である。前記オレフィン単量体単位と芳香族ビニル化合物単量体単位と芳香族ポリエン単量体単位の合計は100質量%である。オレフィン単量体単位含量が30質量%以上だと、最終的に得られる硬化体の靱性(伸び)が向上し、硬化途中での割れや、硬化体の耐衝撃性の低下、硬化体のヒートサイクル試験中での割れが発生しない。本共重合体において、好ましいオレフィン単量体単位含量は90質量%以下である。
本共重合体において、芳香族ビニル化合物単量体単位を含まない、オレフィン-芳香族ポリエン共重合体として、具体的にはエチレン-ジビニルベンゼン共重合体、エチレン-プロピレン-ジビニルベンゼン共重合体、エチレン-1-ブテン-ジビニルベンゼン共重合体、エチレン-1-ヘキセン-ジビニルベンゼン共重合体、エチレン-1-オクテン-ジビニルベンゼン共重合体が好適なものとして例示できる。
本共重合体において、芳香族ビニル化合物単量体単位を含む、オレフィン-芳香族ビニル化合物-芳香族ポリエン共重合体としては、エチレン-スチレン-ジビニルベンゼン共重合体、エチレン-プロピレン-スチレン-ジビニルベンゼン共重合体、エチレン-1-ヘキセン-スチレン-ジビニルベンゼン共重合体、エチレン-1-オクテン-スチレン-ジビニルベンゼン共重合体が例示できる。本発明に用いられる前記共重合体は、例えば国際公開第00/37517号、特開2009-161743号公報、特開2010-280771号公報に記載の製造方法で製造することができる。
<樹脂成分が含む共重合体以外の樹脂>
本組成物中の樹脂成分中には、上記共重合体以外の樹脂化合物(以下、「添加樹脂」とも称する)をさらに含めてもよい。添加樹脂としては、本組成物のもたらす効果を損わないかぎりにおいて任意のものを使用でき、好ましくは、炭化水素系エラストマー、ポリフェニレンエーテル、芳香族ポリエン系樹脂から選ばれる一種以上を使用できる。この中では、ポリフェニレンエーテル又は炭化水素系エラストマーがさらに好ましい。炭化水素系エラストマーの中では、共役ジエン系重合体が好ましい。共役ジエン系重合体の中では、1,2-ポリブタジエンが好ましい。炭化水素系エラストマー、ポリフェニレンエーテル、芳香族ポリエン系樹脂から選ばれる一種以上を用いることで、単量体の使用量を減じ、例えば単量体を用いずとも本発明の好適な硬化体を得られる効果がある。添加樹脂の量は、共重合体100質量部に対し、好ましくは合計1~500質量部、さらに好ましくは合計1~300質量部であってよい。
<炭化水素系エラストマー>
炭化水素系エラストマーの量は、共重合体100質量部に対し、1~500質量部が好ましく、1~200質量部がより好ましい。本発明の組成物に好適に用いることができる炭化水素系エラストマーは、数平均分子量は2万以上、好ましくは3万以上であってよい。炭化水素系エラストマーの例としては、エチレン系やプロピレン系のエラストマー、共役ジエン系重合体や芳香族ビニル化合物-共役ジエン系のブロック共重合体またはランダム共重合体、およびこれらの水素化物(水添物)から選ばれる単数または複数のエラストマーが挙げられる。エチレン系エラストマーとしては、エチレン-オクテン共重合体やエチレン-1-ヘキセン共重合体等のエチレン-αオレフィン共重合体、EPR、EPDMが挙げられる。プロピレン系エラストマーとしては、アタクティックポリプロピレン、低立体規則性のポリプロピレン、プロピレン-1-ブテン共重合体等のプロピレン-αオレフィン共重合体が挙げられる。
<共役ジエン系重合体>
共役ジエン系重合体としては、ポリブタジエンや1,2-ポリブタジエンが挙げられる。芳香族ビニル化合物-共役ジエン系のブロック共重合体またはランダム共重合体、およびこれらの水素化物(水添物)としては、SBS、SIS、SEBS、SEPS、SEEPS、SEEBS等が例示できる。好適に用いることができる1,2-ポリブタジエンは、例えば、JSR株式会社の製品として入手できるほか、日本曹達株式会社から、液状ポリブタジエン:製品名B-1000、2000、3000の製品名で入手できる。また、好適に用いることができる1,2-ポリブタジエン構造を含む共重合体としては、TOTAL CRAY VALLEY株式会社の「Ricon100」が例示できる。これら炭化水素系エラストマーから選ばれる単数または複数の樹脂が、特に室温(25℃)で液状(概ね300000mPa・s以下)の場合、本発明の組成物の未硬化状態での取扱性や成形加工性(熱可塑性樹脂としての取り扱い性)の観点からはその使用量は、共重合体100質量部に対し、好ましくは1~30質量部、特に好ましくは1~20質量部の範囲である。
<ポリフェニレンエーテル>
ポリフェニレンエーテルとしては、市販の公知のポリフェニレンエーテルを用いることができる。ポリフェニレンエーテルの数平均分子量は任意であり、組成物の成形加工性を考慮すると数平均分子量は好ましくは1万以下、最も好ましくは5000以下である。また数平均分子量は好ましくは500以上であってよい。また、本発明の組成物の硬化を目的とした添加の場合、分子末端が官能基で変性されていることが好ましく、及び/または、一分子内に複数の官能基を有していることが好ましい。官能基としては、アリル基、ビニル基、エポキシ基等が挙げられる。官能基としては、ラジカル重合性の官能基が好ましい。ラジカル重合性の官能基としては、ビニル基が好ましい。ビニル基としては、アリル基、(メタ)アクリロイル基、及び芳香族ビニル基から選択される一種以上が好ましく、(メタ)アクリロイル基又は芳香族ビニル基がより好ましく、芳香族ビニル基が最も好ましい。つまり、本発明の組成物においては、分子鎖の両末端がラジカル重合性の官能基で変性されている二官能性ポリフェニレンエーテルが特に好ましい。このようなポリフェニレンエーテルとしてはSABIC社のNoryl(商標)SA9000(両末端にメタクリロイル基を有する変性ポリフェニレンエーテル、数平均分子量2200)や三菱ガス化学株式会社製二官能ポリフェニレンエーテルオリゴマー(OPE-2St、両末端にビニルベンジル基を有する変性ポリフェニレンエーテル、数平均分子量1200)等が挙げられる。これらの中で特に好ましくは三菱ガス化学株式会社製二官能ポリフェニレンエーテルオリゴマー(OPE-2St)を用いることができる。本発明の組成物に用いるポリフェニレンエーテルの量は、共重合体100質量部に対し、1~500質量部が好ましく、1~300質量部がより好ましく、1~200質量部がさらに好ましい。
上記共重合体その他のポリマーの数平均分子量の求め方は以下の通りである。分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)を用いて標準ポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)を求められる。測定は以下の条件で行える。
(数平均分子量1000以上の場合)
カラム:TSKgel MultiporeHXL-M φ7.8×300mm(東ソー株式会社製)を2本直列に繋いで用いる。
カラム温度:40℃
溶媒:THF
送液流量:1.0ml/min.
検出器:RI検出器
(数平均分子量1000未満の場合)
カラム:TSKgelG3000HXL φ7.8×300mm1本、TSKgelG2000HXL φ7.8×300mm1本、TSKgelG1000HXL φ7.8×300mm(東ソー株式会社製)4本を直列に繋いで用いる。
カラム温度:40℃
溶媒:THF
送液流量:0.5ml/min.
検出器:RI検出器
<芳香族ポリエン系樹脂>
芳香族ポリエン系樹脂とは、日鉄ケミカル&マテリアル株式会社製、ジビニルベンゼン系反応性多分岐共重合体を包含する。このようなジビニルベンゼン系反応性多分岐共重合体は、例えば文献「多官能芳香族ビニル共重合体の合成とそれを用いた新規IPN型低誘電損失材料の開発」(川辺正直他、エレクトロニクス実装学会誌 p125、Vol.12 No.2(2009))、米国特許第8404797号、国際公開第2018/181842号に記載されている。また芳香族ポリエン系樹脂としては、上述した芳香族ポリエン単量体を主構成単位とする芳香族ポリエン重合体樹脂も挙げられる。芳香族ポリエン系樹脂のこれら範囲内の量の使用は、組成物から得られる硬化物の力学物性の調整に有効であり、他の部材との接着性の低下や靱性の低下を防ぐために好ましい。本使用量を超える配合は脆性を発現したり、他の部材との接着性を低下したりする場合がある。
<硬化剤>
本組成物が含んでよい硬化剤としては、従来芳香族ポリエン、芳香族ビニル化合物の重合、又は硬化に使用できる公知の硬化剤を用いてよい。このような硬化剤には、ラジカル重合開始剤、カチオン重合開始剤、アニオン重合開始剤が例示できるが、好ましくはラジカル重合開始剤を用いることができる。好ましくは、有機過酸化物系(パーオキサイド)、アゾ系重合開始剤等であり、用途、条件に応じて自由に選択できる。有機過酸化物が掲載されたカタログは日油株式会社ホームページ、例えば
https://www.nof.co.jp/business/chemical/product01a.html
https://www.nof.co.jp/business/chemical/product01b.html
https://www.nof.co.jp/business/chemical/product01c.html
からダウンロード可能である。また有機過酸化物は富士フイルム和光純薬株式会社や東京化成工業株式会社のカタログ等にも記載されている。本発明に用いられる硬化剤はこれらの会社より入手できる。また公知の光、紫外線、放射線を用いる光重合開始剤を硬化剤として用いることも出来る。光重合開始剤を用いる硬化剤としては、光ラジカル重合開始剤、光カチオン重合開始剤、または光アニオン重合開始剤が挙げられる。このような光重合開始剤は例えば東京化成工業株式会社から入手できる。さらに、放射線あるいは電子線そのものによる硬化も可能である。また、硬化剤を含まず、含まれる原料の熱重合による架橋、硬化を行うことも可能である。
硬化剤の使用量に特に制限はないが、一般的には組成物100質量部(硬化剤及び溶剤を除くことが好ましい)に対し、0.01~10質量部が好ましい。過酸化物系(パーオキサイド)、アゾ系重合開始剤等の硬化剤を用いる場合には、その半減期を考慮し、適切な温度、時間で硬化処理を行う。この場合の条件は、硬化剤に合わせて任意であるが、一般的には50℃から180℃程度の温度範囲が適当である。
<単量体>
本発明の組成物が含んでよい単量体の量は任意であるが、好ましくは共重合体100質量部に対し300質量部以下である。なお本組成物は実質的に単量体を含まなくてもよい。単量体を含む場合、1質量部以上が好ましく、5質量部以上がより好ましい。単量体が300質量部以下だと未硬化の組成物は粘稠な性質を帯びず、熱可塑性樹脂としての成形加工が容易になる。また、揮発しやすい単量体量の含量が一定以下だと、未硬化の段階での臭気が問題にならない。組成物に溶剤を添加して製品形態をワニス状にした場合、使用に際し溶媒の蒸発と共に単量体が失われ、単量体の実質的な含量が低下し易いという課題がある。また、製品形態が未硬化シートの場合、単量体を一定量以下含むと、保管する際の単量体の含量の変化が起こりにくい。本発明の組成物に好適に用いることができる単量体は、分子量1000未満が好ましく、500未満がより好ましい。本発明の組成物に好適に用いることができる単量体は、芳香族ビニル化合物単量体、芳香族ポリエン単量体、及び/又は極性単量体である。当該単量体としてはラジカル重合開始剤により重合させることが可能な単量体が好ましく、芳香族ビニル化合物や芳香族ポリエンからなる群の一種以上がより好ましい。また、特開2003-212941号公報記載のBVPE(1,2-ビス(ビニルフェニル)エタン)も好適に用いることができる。
単量体の使用量については下記が例示できる。硬化体の高温での力学強度(弾性率)を高める観点から、共重合体100質量部に対し、芳香族ビニル化合物は50質量部以上250質量部以下が好ましく、80質量部以上200質量部以下がより好ましい。硬化体の高温での力学強度(弾性率)を高める観点からは、共重合体100質量部に対し、芳香族ポリエンは1質量部以上30質量部以下が好ましい。芳香族ビニル化合物と芳香族ポリエンを用いる場合、芳香族ビニル化合物と芳香族ポリエンの質量比は、芳香族ビニル化合物と芳香族ポリエンの合計100質量部中、芳香族ビニル化合物:芳香族ポリエン=70~99:1~30が好ましく、85~95:5~15がより好ましい。
好ましくは、絶縁材料として必要な他の材料との接着性付与や硬化物の力学物性付与や調整を目的とし、比較的少量の極性単量体を使用することができる。上述の極性単量体としては、各種のマレイミド類、ビスマレイミド類、無水マレイン酸、グリシジル(メタ)アクリレート、トリアリルイソシアヌレート、トリ(メタ)アクリルイソシアヌレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。本発明に使用可能なマレイミド類、ビスマレイミド類は例えば国際公開第2016/114287号や特開2008-291227号公報に記載されており、例えば大和化成工業株式会社やDesigner molecules inc社から購入できる。これらマレイミド基含有化合物は、有機溶媒への溶解性、高周波特性、導体との高接着性、プリプレグの成形性等の観点から、ポリアミノビスマレイミド化合物として用いてもよい。ポリアミノビスマレイミド化合物は、例えば、末端に2個のマレイミド基を有する化合物と分子中に2個の一級アミノ基を有する芳香族ジアミン化合物とをマイケル付加反応させることにより得られる。少量の添加で高い架橋効率を得ようとする場合、二官能基以上の多官能基を有する極性単量体の使用が好ましく、ビスマレイミド類、トリアリルイソシアヌレート(TAIC)、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートが例示できる。組成物が含んでよい極性単量体の量は、共重合体100質量部に対し、0.1~30質量部、好ましくは0.1~10質量部の範囲であってよい。30質量部以下の使用により、得られる硬化体の誘電率や誘電正接が低くなる。例えば誘電率は3.5以下、好ましくは3.0以下に、誘電正接は1.2×10-3以下、好ましくは1.1×10-3以下に抑えることが可能である。
<溶剤>
本発明の組成物に対し、必要に応じて適切な溶剤を添加してもよい。溶剤は、組成物の粘度、流動性を調節するために用いる。溶剤としては、揮発性のものが好ましく、例えばシクロヘキサン、トルエン、エチルベンゼン、アセトン、イソプロパノール等が用いられる。またその使用量は、本発明の共重合体100質量部に対し10質量部以下が好ましく、硬化前の組成物の熱可塑性樹脂としての成形加工性や取扱いの観点から、また硬化中、硬化後の除去の点からは、溶剤は実質的に用いないことがより好ましい。実質的に用いないとは、5質量部以下が好ましく、1質量部以下がより好ましく、0質量部が最も好ましい。特にワニスとして使用する場合には、本発明の組成物に対し、適切な溶剤を添加することが好ましい。溶剤は、組成物のワニスとしての粘度、流動性を調節するために用いる。溶剤としては、大気圧下での沸点が高いと、すなわち揮発性が低いと、塗布した膜の厚さが均一になるため、ある程度以上の沸点を有する溶剤が好ましい。好ましい沸点は大気圧下で100℃以上、より好ましくは110℃以上300℃以下である。このようなワニスに適する溶剤としては、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラリン、アセトン、エチルベンゼン、リモネン、混合アルカン、混合芳香族系溶媒、エチレングリコールメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテル等が用いられる。またその使用量は、本発明の組成物100質量部に対し10~2000質量部の範囲が好ましく、5~500質量部がより好ましく、10~300質量部がさらに好ましい。
<表面処理をしたシリカ>
本組成物は、上記樹脂成分と併せて、表面処理をしたシリカを含む。シリカとしては、表面処理をした球状シリカ粉末が好ましい。以下、シリカを球状シリカ粉末ということもある。当該樹脂成分と球状シリカ粉末の体積比は98~15:2~85の範囲であり、好ましくは85~15:15~85の範囲であり、より好ましくは75~25:25~75の範囲であり、さらに好ましくは60~40:40~60の範囲であってよい。
本組成物が含むシリカとは、原料シリカに対して表面処理をすることによって誘電正接を低減させたものを指す。そうした表面処理としては例えば加熱処理、シランカップリング剤を含む各種カップリング剤処理が挙げられる。好ましくは、そうした表面処理として、本出願人による国際公開第2020/195205号及び係属中の国際出願PCT/JP2021/016377号に記載された手法を使用できる。好ましい実施形態では、シリカとして球状シリカ粉末を用いてよく、その球状シリカ粉末が受ける表面処理が、原料の球状シリカ粉末を500~1100℃の温度、好ましくは500~1000℃の温度で、加熱温度(℃)×加熱時間(h)を1000~26400(℃・h)、好ましくは1800~17600(℃・h)とする所定時間、加熱処理するものであってよい。当該処理は、原料シリカの粉末を、不活性雰囲気(窒素やアルゴン等)下で粉体を流動させながら行うのが好ましい。その処理の温度、時間の設定は、得られるシリカが下記(a)~(b)の条件の少なくとも一つを満たすように選択するのが好ましく、両方を満たすのがより好ましい。
(a)25℃から30℃/minの条件で1000℃まで昇温した際に、500℃~1000℃における脱離する水分子数が0.01mmol/g以下である。
(b)比表面積が1~30m2/g、好ましくは3~10m2/gである。
上記条件を満たすと、樹脂成分との混合が容易になり、しかも誘電正接を低減できる効果が得られる。さらに、拡散反射FT-IR法にて測定したシリカの波数3735cm-1~3755cm-1のピーク強度をA、波数3660cm-1~3680cm-1のピーク強度をBとしたとき、B/Aが3.0以下であることが好ましい。
シリカとして球状シリカ粉末を用いる場合、その球状シリカ粉末の平均粒子径(d50)は0.01~100μmが好ましく、0.1~10μmがより好ましく、0.3~1μmが最も好ましい。d50は累積体積50%の値である。
表面処理を行った直後のシリカは、炉内にて自然放冷してよく、200℃以下に冷却した後に真空乾燥器内で乾燥させ、その後、防湿アルミ袋にて回収するようにしてよい。
原料となるシリカの製造方法としては任意のものを使用でき、例えば、融点以上の温度の高温域を通過させて球状化させて球状シリカ粉末を得る粉末溶融法が挙げられる。
シリカの密度(真比重)は1.8~2.4g/cm3が好ましく、この範囲であれば、シリカ粒子内の空隙が適切な量になること、シリカ結晶構造が適切になり熱膨張率を適度に抑えられるという効果が得られる。溶融シリカとしては、デンカ株式会社製SFP-130MC等が挙げられる。
シリカとして球状シリカ粉末を用いる場合、その球状シリカ粉末の平均円形度は、0.85以上が好ましく、さらに好ましくは0.90以上であってよい。平均円形度が0.85以上であれば、樹脂成分と混合した際に、粘度が増加しすぎず、流動性が低下しにくいので、加工性や充填性が向上する。また、シリカとして球状シリカ粉末と、それ以外のシリカ(好ましくは溶融シリカ)とを組み合わせて使用することも可能である。好ましくは、上記組成物にシリカを混合して未硬化又は半硬化の成形体とすることで、シリカへの水吸着を低減できるという効果も得られる。
<その他の充填剤>
また、必要に応じて上記表面処理をしたシリカ以外の公知の無機、あるいは有機充填剤をさらに添加してもよい。これら充填剤は、熱膨張率コントロール、熱伝導性のコントロール、低価格化を目的として添加され、その添加量は目的により任意である。本発明の組成物は、特に無機充填剤を多く含むことが可能で、その添加可能な量は最大で、共重合体100質量部に対し2000質量部に達する事ができる。特に無機充填剤の添加の際には、公知の表面変性剤、例えばシランカップリング剤等を用いることが好ましい。特に、本発明の目的の一つである、低誘電率、低誘電損失性に優れた組成物を目的とする場合、無機充填剤としてはボロンナイトライド(BN)が好ましい。低誘電特性という観点からは、大量に添加配合すると特に誘電率が高くなってしまうため、好ましくは共重合体100質量部に対して500質量部未満、さらに好ましくは400質量部未満の充填剤を用いる。さらには低誘電特性(低誘電率、低誘電損失正接)を改善、向上させるために中空の充填剤や空隙の多い形状の充填剤を添加してもよい。
また、無機充填剤の代わりに、高分子量ポリエチレン又は超高分子量ポリエチレン等の有機充填剤を用いることも可能である。有機充填剤はそれ自身架橋していることが耐熱性の観点からは好ましく、微粒子あるいは粉末の状態で配合されるのが好ましい。これら有機充填剤によっても、誘電率、誘電正接の上昇を抑えることができる。
一方、本発明の組成物に、1GHzにおける誘電率が好ましくは3~10000、より好ましくは5~10000の高誘電率絶縁体充填剤を混合し分散することによって、誘電正接(誘電損失)の増大を抑制しつつ、誘電率が好ましくは2.5~20、さらに好ましくは2.8~10の高誘電率絶縁層を有する絶縁硬化体を作成できる。絶縁硬化体からなるフィルムの誘電率を高くすることによって回路の小型化、コンデンサの高容量化が可能となり高周波用電気部品の小型化等に寄与できる。高誘電率、低誘電正接絶縁層はキャパシタ、共振回路用インダクタ、フィルター、アンテナ等の用途に適する。本発明に用いる高誘電率絶縁体充填剤としては、無機充填剤、または、絶縁処理を施した金属粒子が挙げられる。具体的な例は、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム等公知の高誘電率無機充填剤であり、他の例は例えば特開2004-087639号公報に具体的に記載されている。
<その他の添加物>
本組成物はさらに、難燃剤、表面変性剤から選ばれる単数または複数を含んでもよい。本発明の組成物は硬化体のマトリクスになり得るために、そして硬化した際に他の材料の充填性に優れるために、これら充填剤、難燃剤、表面変性剤から選ばれる単数、または複数を含み、硬化させた後であってもその硬化体は耐衝撃性や靱性を示しやすい。さらには本組成物は、本発明の効果を満たす範囲において、一般に樹脂に添加される公知の添加剤、例えば熱安定剤、紫外線吸収剤、老化防止剤、滑剤、着色剤、顔料等を含んでいてもよい。
<難燃剤>
本発明の組成物には公知の難燃剤を使用できる。好ましい難燃剤は、低誘電率、低誘電正接を保持する観点からは、リン酸エステルまたはこれらの縮合体等の公知の有機リン系や公知の臭素系難燃剤や赤リンである。特にリン酸エステルの中でも、分子内にキシレニル基を複数有する化合物が、難燃性と低誘電正接性の観点から好ましい。
さらに難燃剤以外に難燃助剤として三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモン、アンチモン酸ソーダ等のアンチモン系化合物、又はメラミン、トリアリル-1,3,5-トリアジン-2,3,4-(1H,3H,5H)-トリオン、2,4,6-トリアリロキシ1,3,5-トリアジン等の含窒素化合物を添加してもよい。これら難燃剤、難燃助剤の合計は、組成物100質量部に対して通常は1~100質量部が好ましい。また、前記ポリフェニレンエーテル(PPE)系の低誘電率かつ難燃性に優れる樹脂を難燃剤100質量部に対し、30~200質量部使用してもよい。
<表面変性剤>
本発明の組成物には、充填剤や銅板、配線との密着性向上を目的に、各種の表面変性剤を含んでよい。表面変性剤以外の本発明の組成物100質量部に対して又は充填材100質量部に対して、表面変性剤の使用量は0.01~10質量部が好ましく、0.1~5質量部がより好ましい。表面変性剤としては、各種のシランカップリング剤、チタネート系カップリング剤等が挙げられる。各種のシランカップリング剤やチタネート系カップリング剤は、単数または複数を用いてもよい。
本発明においては、上記範囲で組成物の共重合体、シリカ、単量体、添加樹脂、及び必要に応じて溶媒の配合比を変更することで、あるいはさらに、難燃剤や充填剤、表面変性剤の配合比を変えることで、本硬化性樹脂、あるいは組成物の流動化温度を、その目的、成形方法にあわせて調整できる。具体的には、本発明の組成物は、「熱可塑性の組成物」、「半硬化状態(Bステージシート等)」、「ワニス」という製品形態を取ることができる。
本発明の組成物は、前記のように共重合体及びシリカ、硬化剤、他に、必要に応じて単量体、溶媒、添加樹脂、充填剤、難燃剤、表面変性剤から選ばれる単数、または複数を混合・溶解または溶融して得られる。また本発明の組成物は、本発明の効果、目的を阻害しない範囲で、通常樹脂に用いられる添加剤、例えば酸化防止剤、耐候剤、光安定剤、滑剤、相溶化剤、帯電防止材等を含むことができる。これらの混合、溶解、溶融の方法は任意の公知の方法が採用できる。
<熱可塑性の組成物、成形体>
本発明の組成物は、一定以上の範囲の分子量を有する共重合体を用い、しかも所定の前記添加樹脂を含む場合、熱可塑性樹脂の性状を示すことができる。そのため、架橋を起こさない条件下、熱可塑性樹脂としての公知の成形加工方法により、実質的に未硬化の状態でシート、チューブ、短冊、ペレット等の形状に成形できる。成形体は、その後架橋(硬化)させてよい。
また本組成物の好ましい実施形態は以下の通りである。室温で液状の樹脂を除く、添加樹脂として前記炭化水素系エラストマー、ポリフェニレンエーテル、オレフィン-芳香族ビニル化合物-芳香族ポリエン共重合オリゴマー、又は芳香族ポリエン系樹脂から選ばれる単数または複数の樹脂を一定割合以上含む場合は、同様に未硬化の状態で熱可塑性樹脂としての成形加工が容易となる。具体的には好ましくは共重合体100質量部に対し、前記炭化水素系エラストマー(液状樹脂を除く)、及び/又はポリフェニレンエーテルを30~200質量部の範囲で添加できる。また添加樹脂が室温で液状の場合は、共重合体100質量部に対し、好ましくは1~30質量部、特に好ましくは1~20質量部の範囲で添加できる。本熱可塑性の組成物に用いる単量体の量は、好ましくは共重合体100質量部に対し10質量部以下であってよい。用いる共重合体の数平均分子量は500以上10万以下、好ましくは2万以上10万以下、より好ましくは3万以上10万以下である。以上の熱可塑性の組成物は、硬化剤の作用温度以下でその熱可塑性を利用し、あらかじめシート等の各種形状に成形し、必要に応じ半導体素子や配線、または基板と積層とを組み合わせた後に加熱硬化、接着させてよい。
好ましい実施形態においては、表面処理を施したシリカを含む本発明の熱可塑性の組成物をあらかじめ成形体(未硬化又は半硬化の成形体のいずれでもよい)とすることで、シリカの吸水(水の吸着)にともなう誘電率や誘電正接の上昇を抑制しやすくなるという利点がある。こうした成形体としてはシート、ペレット形状が好ましい。このような成形体はマスターバッチとしても有用であり、特にペレット形状の場合、他の材料へ本表面処理を施したシリカを添加する際のマスターバッチとして適切である。
本発明の組成物は、硬化剤の作用温度あるいは分解温度以下の温度で加熱溶融された組成物を公知の方法で成形したシートで提供されてもよい。シートへの成形は、Tダイによる押出成形、二本ロール、基材フィルム状への押出ラミネートでもよい。この場合、硬化剤の作用温度、あるいは分解温度以下で溶融し、室温付近では固体となるよう、組成物の組成、共重合体/単量体の質量比、あるいは溶剤、添加樹脂、難燃剤の選択、調整を行う。この場合のシートは実質的に未硬化状態である。その後、各種加工、組み立て工程を経て、最終的に硬化剤の作用温度、あるいは分解温度以上の温度、時間で処理し完全硬化させる。このような手法は、太陽電池(太陽光発電装置)のエチレン-酢酸ビニル樹脂系の架橋封止剤シートに用いられている、一般的な技術である。
<半硬化状態(Bステージシート等)の成形体>
また、本発明の組成物は、部分的に架橋した状態、例えばその中に含まれる硬化剤の一部を反応させ半硬化させた状態(いわゆるBステージ状態)の成形体、例えばシート、チューブ等にすることも可能である。例えば硬化温度が異なる複数の硬化剤及び/または硬化条件を採用することで、半硬化させ、溶融粘度や流動性を制御しBステージ状態にすることができる。すなわち、第一段階の硬化(部分硬化)により、本硬化性樹脂や組成物を取扱容易なBステージシートに成形し、これを電子デバイス、基板に積層し圧着させた後に第二段階の硬化(完全硬化)を行い、最終形状とすることも可能である。この場合、組成物の組成、すなわち共重合体/単量体の質量比を選択し、必要であれば溶剤、添加樹脂、難燃剤を添加し、さらに過酸化物等の硬化剤を含む組成物を部分硬化させ、シート状(Bステージ状態)に調整し、デバイスを成形、組み立て後に、加圧下で加熱し完全硬化させることができる。組成物を部分硬化させる方法としては、公知の方法が採用できる。例えば分解温度の異なる過酸化物を併用し、一方のみが実質的に作用する温度で所定時間処理し、半硬化体シートを得て、最終的にすべての硬化剤が作用する温度で、十分な時間にて処理し、完全硬化させる方法がある。
さらに、成形体がシートであってもよい。シートは、シート状を維持できる程度に未硬化(半硬化)であるか、又は完全硬化後のものであってもよい。組成物の硬化の程度は、公知の動的粘弾性測定法(DMA、Dynamic Mechanical Analysis)により定量的に測定可能である。
<ワニス状である組成物、及びその成形体>
本発明の組成物は、その組成や配合比により粘稠液体状のワニス状とすることもできる。例えば十分な量の溶剤を用いることで、及び/又は液状の単量体を適量用いることでワニス状にできる。特にワニスとして使用する場合には、本発明の組成物に対し、適切な溶剤を添加することが好ましい。溶剤は、組成物のワニスとしての粘度、流動性を調節するために用いる。溶剤としては、大気圧下での沸点が高いと、すなわち揮発性が低いと、塗布した膜の厚さが均一になるため、ある程度以上の沸点を有する溶剤が好ましい。好ましい沸点は大気圧下で概ね110℃以上300℃以下である。このようなワニスに適する溶剤としては、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、リモネン、エチレングリコールメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテル等が用いられる。またその使用量は、本発明の組成物100質量部に対し10~2000質量部の範囲が好ましい。
当該ワニスは例えば基材上に塗布し、あるいは含浸させ、溶媒等を乾燥等により除去し、未硬化あるいは半硬化の成形体にできる。一般的に本成形体は、シート、フィルム、テープ状の形態を有する。得られた未硬化あるいは半硬化の成形体は加熱又は加圧するなどの所定の条件で硬化する。
<硬化>
組成物の硬化は含まれる硬化剤の硬化条件(温度、時間、圧力)を参考に、公知の方法で硬化を行うことができる。用いられる硬化剤が過酸化物の場合は、過酸化物ごとに開示されている半減期温度等を参考に硬化条件を決定することができる。
<組成物の硬化体>
本発明の組成物から得られる硬化体の誘電率及び誘電正接は、公知の共振器法によって測定されるものである。本明細書においては共振器法を、測定周波数10GHz、若しくは測定周波数範囲25GHz~40GHz、又はその両方で行うものとする。本硬化体の誘電率は好ましくは3.5以下2.0以上、特に好ましくは3.0以下2.0以上であってよい。本硬化体の誘電正接は1.2×10-3以下であり、好ましくは0.3×10-3以上1.2×10-3以下であってよい。また本硬化体の体積抵抗率は、好ましくは1×1015Ω・cm以上である。これらの値は、例えば、3GHz以上の高周波用電気絶縁材料として好ましい値である。本発明の組成物に用いられる共重合体は比較的軟質で引張伸びに富むために、これを用いた組成物から得られる硬化体は、十分な力学物性を示しつつ、比較的耐衝撃性が高く、基材の熱膨張に追従できる特徴を有することが出来る。すなわち、本発明の硬化体は室温(23℃)で測定した引張弾性率で好ましくは30GPa未満、0.5GPa以上である。また引張破断点強度が好ましくは200MPa未満、3MPa以上、かつ引張破断点伸びが好ましくは0.1%以上300%未満、さらに好ましくは1%以上50%未満である。当業者らは、本明細書及び公知資料に記載の情報を参考に、上記物性パラメーターを有する、組成物の配合を決定し、硬化体を作成できる。本発明の組成物から得られた硬化体は、組成物における単量体や、単量体の成分としての芳香族ポリエンを一定割合以下に抑えた条件下でも、実用上十分な耐熱性や高温下での力学物性を示すことができる。単量体や単量体の成分としての芳香族ポリエンを一定割合以下に抑えることは、前記のように、未硬化状態であっても熱可塑性樹脂としての成形加工性を保つためにも重要である。
また本硬化体の250℃における貯蔵弾性率は、10MPa以上10GPa以下であり、好ましくは30MPa以上1GPa以下の範囲であってよい。このような貯蔵弾性率を有することにより、硬化体が基材・基板用途に適する硬さとなる効果がある。
<組成物の用途一般>
本発明の組成物は、単層または多層であるプリント基板、フレキシブルプリント基板、いわゆる単層または多層CCL(カッパークラッドラミネート)、単層または多層FCCL(フレキシブルカッパークラッドラミネート)基板といった、基材・基板として用いることができる。また、配線用、好ましくは高周波信号の配線用の各種絶縁材料、例えばカバーレイ、ソルダーレジスト、ビルドアップ材、層間絶縁剤、ボンディングシート、層間接着剤、フリップチップボンダー用のバンプシートとして用いることができる。
<組成物の未硬化シートまたは部分硬化シートとしての用途>
本発明の組成物の未硬化シートまたは部分硬化シートは、高周波用電気絶縁材料として好適に用いることができる。例えばビルドアップフィルム、ボンディングシート、カバーレイシート、フリップチップボンダー用のバンプシートあるいは基板用の絶縁層や接着層として好適に使用することができる。本発明の組成物は、従来使用されてきたエポキシ樹脂やシリコーン樹脂のシートの代わりとして用いられる。本発明の組成物は、硬化処理を行うことにより、低誘電率、低誘電損失の硬化絶縁層や硬化マトリクス相を形成することができる。シートの厚さは一般的に1~300μmである。本シートは、ガラスクロスやセラミックス繊維等の織布や不織布を含んでいてもよい。本シートは、含浸させてもよく、これらと多層になっていてもよい。また、携帯電話等のアンテナケーブルとして、従来の同軸ケーブルの代わりに本シートで一部または全部を絶縁された、柔軟な折り曲げ可能な配線を使用することができる。例えば、LCP(液晶ポリマー)やPPEシート、フッ素系樹脂、又はポリイミド樹脂を基材として本発明のシートまたはBステージシート(カバーレイシート)で配線を被覆して硬化させ、基材と接着し、絶縁材料として使用することができる。
本発明の組成物を用いて得られた硬化体が絶縁層である多層配線基板は誘電損失が少ない高周波特性の優れた配線基板となり得る。この場合、低誘電損失性以外にハンダに耐えうる耐熱性と、ヒートサイクルあるいは熱膨張差による応力に耐えうる、ある程度の軟質性と伸び、耐衝撃性がメリットとなる。例えば、ガラスや石英からなるクロス、不織布、フィルム材、セラミック基板、ガラス基板、エポキシ等の汎用樹脂板、汎用積層板等のコア材と本硬化体からなる絶縁層付導体箔をラミネート、プレスすることで配線基板を作製することが可能である。またコア材に本組成物を含むスラリー、または溶液を塗布し乾燥、硬化させて絶縁層を形成してもよい。絶縁層の厚さは一般的に1~300μmである。この様な多層配線基板は、多層化、集積化して用いることも可能である。
本発明の特にワニス状の組成物を硬化して得られる硬化体は、前記のように電気絶縁材料として好適に使用でき、特にポッティング材、表面コート剤、カバーレイ、ソルダーレジスト、ビルドアップ材、アンダーフィル材、充填絶縁剤、層間絶縁剤、層間接着剤として、あるいは硬化体としてプリント基板、フレキシブルプリント基板、CCL(銅張積層板、カッパークラッドラミネート)基板、FCCL(フレキシブルカッパークラッドラミネート)基板として、あるいはビルドアップフィルム、ボンディングシート、カバーレイシート、フリップチップボンダー用のバンプシートの硬化体として電気絶縁材料、特に高周波用電気絶縁材料として使用できる。
本発明は別な観点では、オレフィン-芳香族ビニル化合物-芳香族ポリエン共重合体を含み、250℃における貯蔵弾性率が10MPa以上10GPa以下、かつ23℃、10GHz又は25GHz~40GHzの誘電率が3.5以下2.0以上、誘電正接が1.2×10-3以下である、電気絶縁材料を提供できる。
本発明の未硬化または半硬化の熱可塑性の組成物は、特に接着剤塗布や接着処理を行わなくとも、加熱加圧処理で金属箔、特に配線用の銅箔と接着させることで、積層体を得ることもできる。ここで金属箔とは、金属の配線を含む概念である。特に前記オレフィン-芳香族ビニル化合物-芳香族ポリエン共重合体において、好ましくは芳香族ビニル化合物含量が10質量%以上の共重合体を用いた場合、及び/または、オレフィンがエチレン単独であるか、またはオレフィンに含まれるエチレン単量体成分に対するエチレン以外のオレフィン単量体成分の質量比が1/7以下であることで、日本工業規格(JIS) C6481:1996に準じた測定で、1N/mm以上の剥離強度を与えることができる。さらには、1.3N/mm以上の剥離強度を与えることがより好ましい。さらに好ましくは、上記共重合体において、オレフィンがエチレン単独であるか、またはオレフィンに含まれるエチレン単量体成分に対するエチレン以外のオレフィン単量体成分が1/10以下、最も好ましくは共重合体に含まれるエチレン以外のαオレフィン単量体単位の含量が4質量%以下、あるいはオレフィンがエチレン単独であれば、当該剥離強度をさらに向上可能である。一般的には、接着処理を行うことで、銅張積層シート等の積層体の誘電特性は悪化することが知られており、そのような処理を行わなくとも、日本工業規格(JIS) C6481:1996に準じた測定で、1N/mm以上の剥離強度を与えることが好ましい。このように、本発明の未硬化または半硬化の熱可塑性の組成物は、特に接着剤塗布や接着処理を行わなくとも、加熱加圧処理等の硬化処理で配線用の銅箔等の金属箔と接着させることが可能である。しかし本発明においては、金属箔やその他部材との接着性付与に関して、さらに前記「表面変性剤」を添加することを含む他の接着性付与対策(接着剤塗布や接着処理等)を実施することを何ら妨げるものではない。上記積層体を硬化して硬化体を得ることももちろん可能である。
本発明の組成物、例えば硬化性組成物は、熱可塑性樹脂としての性質を有する。またその硬化性組成物を硬化して得られる硬化体は、優れた低誘電特性を有し、かつ高温下の貯蔵弾性率も高く、かつ熱膨張係数(熱膨張係数、CTE)も小さいため、特に各種電子基板用途に適する。
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明は以下の実施例に限定して解釈されるものではない。
合成例、比較合成例で得られた共重合体の分析は以下の手段によって実施した。
共重合体中のエチレン、ヘキセン、スチレン、ジビニルベンゼン由来のビニル基単位の含有量の決定は、1H-NMRで、それぞれに帰属されるピーク面積強度から行った。試料は重1,1,2,2-テトラクロロエタンに溶解し、測定は、80~130℃で行った。
分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)を用いて標準ポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)を求めた。測定は以下の条件で行った。
(数平均分子量1000以上の場合)
カラム:TSKgel MultiporeHXL-M φ7.8×300mm(東ソー株式会社製)を2本直列に繋いで用いた。
カラム温度:40℃
溶媒:THF
送液流量:1.0ml/min.
検出器:RI検出器
<貯蔵弾性率の測定>
動的粘弾性測定装置(TAインスツルメント社、旧レオメトリックス社RSA-G2)を使用し、周波数1Hz、温度領域-60℃~+300℃の範囲で測定した。厚み約0.1~0.3mmの範囲の、測定上要求される厚み均一性を有するフィルムから測定用サンプル(3mm×40mm)を切り出して測定し、貯蔵弾性率を求めた。測定に関わる主要測定パラメーターは以下の通りである。
測定周波数1Hz
昇温速度3℃/分
サンプル測定長10mm
歪み 0.1%
<吸水率>
ASTM D570-98に準拠し測定した。
<誘電率及び誘電損失(誘電正接)>
誘電率、誘電正接は空胴共振器摂動法(アジレント・テクノロジー株式会社製8722ES型ネットワークアナライザー、株式会社関東電子応用開発製空胴共振器)を使用し、シートから切り出した1mm×1.5mm×80mmのサンプルを用い23℃、10GHzでの値を測定した。また、平衡型円板共振器(キーサイト・テクノロジー社製)を使用し同様に誘電特性の評価を実施した。平衡型円板共振器での誘電特性評価方法は、同一試料(直径3cm、厚0.2~0.6mm)を2枚準備し、間に銅箔を挟み共振器内にセットし、25~40GHzに出現したピークの共振周波数(f0)、無負荷Q値(Qu)を測定した。f0より誘電率、Quより誘電正接(tanδc)を、当該共振器に付属の解析ソフト(Balanced type circular disk resonator (method) calculator、平衡型円板共振器法解析ソフトウェア)にて算出した。測定温度は23℃、湿度は50%RHであった。
<CTE(線膨張率)>
CTEはJPCA規格「電子回路基板規格 第3版」第16項プリント配線板用材料規格を参考に、熱機械的分析装置(TMA:Thermomechanical Analyzer、BRUKER AXS社製、現ネッチ・ジャパン社製)を使用し、幅3~5mm、厚さ0.5~0.6mm、チャック間15~20mm、引張り加重10g、昇温速度:10℃/分の条件で測定し、25℃~150℃の間の平均値を求めた。
<平均粒子径(d50)>
レーザー回折式粒度測定器(コールター社「モデルLS-230」型)から得られる体積粒度分布曲線より求めた。 
<比表面積>
測定用セルに試料を1g充填し、Mountech社製 Macsorb HM model-1201全自動比表面積系測定装置(BET一点法)により比表面積を測定した。測定前の脱気条件は、200℃-10分とした。吸着ガスは窒素とした。
<オレフィン-芳香族ビニル化合物-芳香族ポリエン共重合体>
国際公開第00/37517号、特開2009-161743号公報、特開2010-280771号公報の製造方法を参考に、モノマー量、比、重合圧力、重合温度を適宜変更し、P-1からP-2の共重合体を得た。また特開平9-40709号公報、及び特開平9-309925号公報に記載の製造方法を参考に、触媒としてジメチルメチレンビスシクロペンタジエニルジルコニウムジクロライド、助触媒としてメチルアルミノキサン(東ソー・ファインケム株式会社製、MMAO-3Aトルエン溶液)、原料としてスチレン、ジビニルベンゼン、エチレンを用いて重合を行い、P-3の共重合体を得た。オレフィン単量体単位と前記芳香族ビニル化合物単量体単位と芳香族ポリエン単量体単位の合計を100質量%にした。表1に共重合体の組成、数平均分子量を示す。
主な原料は以下の通りである。
ジビニルベンゼンは、日鉄ケミカル&マテリアル株式会社製ジビニルベンゼン(メタ、パラ混合品、ジビニルベンゼン純度81%)を用いた。硬化剤は、日油株式会社製パーブチルO(t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート)または日油株式会社製パークミルD(ジクミルパーオキサイド)を用いた。
シリカは、デンカ株式会社製SFP-130MC(d50=0.6μm、比表面積6.2m2/g、密度2.2g/cm3)を比較例に、SFP-130MC誘電正接低減処理品を実施例に用いた。SFP-130-MC誘電正接低減処理品(d50=0.6μm、比表面積6.2m2/g、密度2.2g/cm3)は、本出願人による国際公開第2020/195205号及び係属中の国際出願PCT/JP2021/016377号に記載の方法により製造した、表面処理した球状シリカ粉末である。具体的には、原料の球状シリカ粉末(デンカ株式会社製SFP-130MC)を500~1000℃の温度で、加熱温度(℃)×加熱時間(h)を1800~17600(℃・h)とする所定時間、加熱処理したものを用いた。当該処理は、原料シリカの粉末を、不活性雰囲気下で粉体を流動させながら行った。本シリカは以下の(a)及び(b)の条件を共に満たしている。
(a)25℃から30℃/minの条件で1000℃まで昇温した際に、500℃~1000℃における脱離する水分子数が0.01mmol/g以下である。
(b)比表面積が1~30m2/gである。
また、拡散反射FT-IR法にて測定したシリカの波数3735cm-1~3755cm-1のピーク強度をA、波数3660cm-1~3680cm-1のピーク強度をBとしたとき、B/Aが3.0以下であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
実施例1
加熱器、冷却ジャケット、及び攪拌翼が付された容器を用いて、合成例で得られたP-1(エチレン-スチレン-ジビニルベンゼン共重合体)とスチレン、及びジビニルベンゼンを約40℃で攪拌し共重合体を溶解した。表2に樹脂成分(エチレン-スチレン-ジビニルベンゼン共重合体とスチレン及びジビニルベンゼンの合計)の配合(質量部)を示す。オレフィン単量体単位と芳香族ビニル化合物単量体単位と芳香族ポリエン単量体単位の合計は100質量%にした。さらに、硬化剤パーブチルO(日油株式会社製)を、本樹脂成分100質量部に対して1質量部加えて溶解し、攪拌混合し、ワニス状の組成物を得た。これにシリカフィラー(SFP-130MC誘電正接低減処理品)を加え攪拌しスラリー状のワニスとした。樹脂成分50vol%(体積%)に対し50vol%のシリカフィラーを用いた。
得られた組成物を、さらにあわとり練太郎(シンキー社製)で攪拌した後に、あらかじめ加温したセロハン張りのガラス板上に設置したシリコーンゴム製型枠(枠の厚さ0.5mm、又は1.0mm)に流し込み、さらにその上にガラス板で挟んでクリップで密着させ、窒素雰囲気下、80℃10時間、その後120℃30分間加熱処理した。終了後、硝子板及び型枠等を外し、シート状の硬化体を得た。
実施例2
合成例で得られたP-2(エチレン-ヘキセン-スチレン-ジビニルベンゼン共重合体)を用い、シリカフィラー(SFP-130MC誘電正接低減処理品)を用い、表2の配合で実施例1と同様に実施し、シート状の硬化体を得た。
実施例3、4
合成例で得られたP-1(エチレン-スチレン-ジビニルベンゼン共重合体)と、三菱ガス化学株式会社製二官能ポリフェニレンエーテルオリゴマー(OPE-2St)とを使用し、表2の配合でワニスを作成した。硬化剤はパークミルDを、溶剤はトルエンを使用した。これに表2の配合でシリカフィラー(SFP-130MC誘電正接低減処理品)を加え攪拌しスラリー状のワニスとした。シリカフィラーの添加の際にフィラーに対し1質量%のシランカップリング剤(KBM-503)を添加した。得られたスラリーをあわとり練太郎(シンキー社製)で攪拌した後に、テフロン(登録商標)シート上にアプリケーターで塗工後、一晩(約10時間)風乾させ、その後60℃で1時間、真空乾燥し未硬化シートを作成した。金属製鏡面版にPETフィルムを敷いて枠(スペーサー、枠の厚さ0.5mm、又は1.0mm)を設置し、枠内に未硬化シートを乗せ、その上にPETフィルム、金属製鏡面版を置きプレス成型機で加熱硬化(約1MPa、120℃3h、その後150℃1h、その後180℃2h)することで硬化シートを得た。
実施例5
合成例で得られたP-3(エチレン-スチレン-ジビニルベンゼン共重合体)を使用し表2の配合でワニスを作成し、実施例3、4と同様にして硬化シートを得た。
比較例1~2
それぞれ実施例1~2と同様に、ただしシリカフィラーをSFP-130MC誘電正接低減処理品に代えてSFP-130MCを用いて、比較例1~2に係るシート状の硬化体を得た。
比較例3~4
それぞれ実施例1~2と同様に、ただしシリカフィラーを使用せずに、比較例3~4に係るシート状の硬化体を得た。
比較例5
表2の配合で実施例3、4と同様に、ただしシリカフィラーを使用せずに、比較例5に係るシート状の硬化体を得た。
各実施例で得られた組成物シートの硬化体は、粘弾性スペクトル測定で、300℃でも溶融破断することなく弾性率が測定可能であり、250℃(523K)における貯蔵弾性率は10MPa以上であった。上記二種の測定周波数で測定された誘電率、誘電正接は、何れも本発明の範囲を満たしており、特に非常に低い誘電正接値が得られた。これら誘電正接値は比較例1、2の通常のシリカフィラーを使用した場合より低かった。また実施例ではCTEは何れも120ppm/℃以下であり、フィラーを添加しない比較例3~5と比較し低いCTE値を示した。各実施例で得られた硬化体フィルムの吸水率はいずれも0.1質量%未満であった。
一方比較例で得られたシートの硬化体は、本発明の目的に照らしていずれも誘電正接が高すぎ、好ましくなかった。また比較例3~5では、250℃の貯蔵弾性率がCCL用としては低すぎ、またCTEもCCL用としては大きすぎる問題もあった。
以上の結果より、本発明のフィラー組成物を硬化した硬化体は優れた低誘電特性と低CTE特性を示し、常温及び高温域での強度(弾性率)がCCL用として実用上十分な硬化体である。また、銅箔との剥離強度も実用上十分な強度であった。本発明に係る硬化体は特に高周波用の電気絶縁材料として好適に用いることが出来る。本硬化体は、薄膜の電気絶縁材料、高周波用の電気絶縁材料として好適に使用できる。本発明の硬化体は、プリント基板、フレキシブルプリント基板、単層あるいは多層のCCL(カッパークラッドラミネート)基板、単層あるいは多層のFCCL(フレキシブルカッパークラッドラミネート)基板として有用である。またこれらの層間接着層、層間絶縁層としても好適に使用できる。

Claims (19)

  1. 下記(1)~(4)の条件
    (1)共重合体の数平均分子量が500以上10万以下である。
    (2)芳香族ビニル化合物単量体が、炭素数8以上20以下の芳香族ビニル化合物であり、芳香族ビニル化合物単量体単位の含量が0質量%以上70質量%以下である。
    (3)芳香族ポリエンが、分子内にビニル基及び/又はビニレン基を複数有する炭素数5以上20以下のポリエンから選ばれる一種以上であり、かつ芳香族ポリエン単位に由来するビニル基及び/又はビニレン基の含有量が数平均分子量あたり1.5個以上20個未満である。
    (4)オレフィンが炭素数2以上20以下のオレフィンから選ばれる単数または複数であり、オレフィン単量体単位と前記芳香族ビニル化合物単量体単位と芳香族ポリエン単量体単位の合計が100質量%である。
    をすべて満たすオレフィン-芳香族ビニル化合物-芳香族ポリエン共重合体を含んだ樹脂成分と、表面処理をしたシリカとを含む組成物であって、
     前記樹脂成分と前記シリカとの体積比が、98~15:2~85の範囲であり、
     共振器法によって求められる、前記組成物の硬化体の誘電正接の、測定周波数10GHzにおける値及び/又は測定周波数範囲25GHz~40GHzにおける値が、1.2×10-3以下であり、
     250℃における前記組成物の硬化体の貯蔵弾性率が、10MPa以上10GPa以下の範囲である
    ことを特徴とする、組成物。
  2. 前記シリカが、下記(a)~(b)の条件の少なくともひとつを満たす、請求項1に記載の組成物。
    (a)25℃から30℃/minの条件で1000℃まで昇温した際に、500℃~1000℃における脱離する水分子数が0.01mmol/g以下である。
    (b)比表面積が1~30m2/gである。
  3. 拡散反射FT-IR法にて測定したシリカの波数3735cm-1~3755cm-1のピーク強度をA、波数3660cm-1~3680cm-1のピーク強度をBとしたとき、B/Aが3.0以下であることを特徴とする、請求項2に記載の組成物。
  4. 前記シリカが受ける表面処理が、原料のシリカを500~1100℃の温度で、加熱温度(℃)×加熱時間(h)を1000~26400(℃・h)とする所定時間、加熱処理することを含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の組成物。
  5. さらに、芳香族ビニル化合物単量体、芳香族ポリエン単量体、及び極性単量体からなる群から選択される一種以上である単量体を含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の組成物。
  6. 前記共重合体100質量部に対して、前記単量体を300質量部以下含む、請求項5に記載の組成物。
  7. さらに硬化剤を含む請求項1~6のいずれか一項に記載の組成物。
  8. シリカが球状シリカ粉末である請求項1~7のいずれか一項に記載の組成物。
  9. 硬化性である請求項1~8のいずれか一項に記載の組成物。
  10. 請求項1~9のいずれか一項に記載の組成物から得られる成形体。
  11. シートである請求項10に記載の成形体。
  12. 請求項10又は11に記載の成形体を硬化して得られる硬化体。
  13. 電気絶縁材料である請求項10又は11に記載の成形体。
  14. 請求項1~9のいずれか一項に記載の組成物を含む層と、金属箔とを含む積層体。
  15. 請求項14に記載の積層体を硬化してなる硬化体。
  16. 請求項12又は15に記載の硬化体を含む、単層CCL、多層CCL、単層FCCL、または多層FCCL基板。
  17. 下記(1)~(4)の条件
    (1)共重合体の数平均分子量が500以上10万以下である。
    (2)芳香族ビニル化合物単量体が、炭素数8以上20以下の芳香族ビニル化合物であり、芳香族ビニル化合物単量体単位の含量が0質量%以上70質量%以下である。
    (3)芳香族ポリエンが、分子内にビニル基及び/又はビニレン基を複数有する炭素数5以上20以下のポリエンから選ばれる一種以上であり、かつ芳香族ポリエン単位に由来するビニル基及び/又はビニレン基の含有量が数平均分子量あたり1.5個以上20個未満である。
    (4)オレフィンが炭素数2以上20以下のオレフィンから選ばれる単数または複数であり、オレフィン単量体単位と前記芳香族ビニル化合物単量体単位と芳香族ポリエン単量体単位の合計が100質量%である。
    をすべて満たすオレフィン-芳香族ビニル化合物-芳香族ポリエン共重合体を含んだ樹脂成分と、
    表面処理をしたシリカと
    を含む熱可塑性組成物。
  18. 請求項17に記載の熱可塑性組成物を成形して得られる成形体。
  19. ペレット形状である、請求項18に記載の成形体。
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