WO2024071129A1 - 活性エステル樹脂、エポキシ樹脂組成物、その硬化物、プリプレグ、積層板、及びビルドアップフィルム - Google Patents

活性エステル樹脂、エポキシ樹脂組成物、その硬化物、プリプレグ、積層板、及びビルドアップフィルム Download PDF

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carbon atoms
aromatic
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epoxy resin
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正浩 宗
一男 石原
広樹 ▲高▼橋
友哉 江越
佳英 李
仲輝 池
起煥 柳
海璃 尹
智雄 金
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日鉄ケミカル&マテリアル株式会社
株式会社国都化▲学▼
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    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/24Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/28Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer impregnated with or embedded in a plastic substance
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C39/00Compounds having at least one hydroxy or O-metal group bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • C07C39/12Compounds having at least one hydroxy or O-metal group bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring polycyclic with no unsaturation outside the aromatic rings
    • C07C39/17Compounds having at least one hydroxy or O-metal group bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring polycyclic with no unsaturation outside the aromatic rings containing other rings in addition to the six-membered aromatic rings, e.g. cyclohexylphenol
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/40Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
    • C08G59/42Polycarboxylic acids; Anhydrides, halides or low molecular weight esters thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/02Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/12Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/123Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds the acids or hydroxy compounds containing carbocyclic rings
    • C08G63/137Acids or hydroxy compounds containing cycloaliphatic rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/24Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate

Definitions

  • the present invention relates to active ester resins that have excellent dielectric properties and adhesive properties, and to epoxy resin compositions, epoxy resin cured products, prepregs, laminates, printed wiring boards, and build-up films that use these active ester resins.
  • Epoxy resins have excellent adhesive properties, flexibility, heat resistance, chemical resistance, insulation, and curing reactivity, and are therefore used in a wide range of applications, including paints, civil engineering adhesives, casting, electrical and electronic materials, and film materials.
  • epoxy resins are widely used in printed wiring boards, an electrical and electronic material, by imparting flame retardancy to them.
  • epoxy resin compositions which are used as materials for electrical and electronic components, are required to have low dielectric properties in line with the need for thinner substrates and higher functionality.
  • Patent Document 1 reports that an active ester compound obtained by reacting a phenol with an aromatic dicarboxylic acid halide is used, and then cured with an epoxy resin to obtain a cured product with excellent low dielectric properties.
  • Patent Document 2 reports an active ester resin that has improved heat resistance, low dielectric properties, and solvent solubility by reacting a dicyclopentadiene-type aromatic polyhydric hydroxy compound and a monohydroxy compound as phenols with an aromatic dicarboxylic acid halide.
  • Patent Document 3 discloses 2,6-xylenol-dicyclopentadiene type epoxy resins, but does not discuss active ester resins.
  • the problem that the present invention aims to solve is to provide a curable resin composition that exhibits excellent dielectric properties in the cured product and also has excellent copper foil peel strength and interlayer adhesion strength when used for printed wiring boards.
  • aromatic hydroxy compounds including aromatic monohydroxy compounds having a substituent derived from dicyclopentadiene, obtained by reacting a substituted phenol with dicyclopentadiene, are activated esterified and cured with an epoxy resin, the resulting cured product has low dielectric properties and excellent adhesion, and thus completed the present invention.
  • the present invention relates to an active ester resin characterized by having a polyaryloxy unit represented by the following formula (1) and a monoaryloxy group represented by the following formula (2) at a molecular chain terminal.
  • R1 's each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms
  • R2 's each independently represent a dicyclopentenyl group represented by the following formula (3a) or (3b) or a cyclopentenyl group represented by the following formula (3c), where i is an integer of 1 to 3, j is 1 or 2, and n represents the number of repetitions, the average of which is a number of 1 to 5.
  • the polyaryloxy unit contains other polyaryloxy units than the unit represented by the above formula (1), and the other polyaryloxy units are preferably units represented by the following formula (4) and/or formula (5).
  • Ar 1 is independently an aromatic ring group of any one of a benzene ring, a naphthalene ring, and a biphenyl ring, and these aromatic rings may have an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 11 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 11 carbon atoms, or an aralkyloxy group having 7 to 12 carbon atoms as a substituent.
  • Ar 11 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a divalent group represented by formula (4a).
  • R 11 is independently a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms.
  • R 3 is a divalent group selected from the group consisting of a direct bond, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, -CO-, -O-, -S-, -SO 2 -, and -C(CF 3 ) 2 -.
  • m is the number of repetitions, the average value of which is a number of 1 to 5.
  • k is 0 or 1.
  • r is 1 or 2.
  • the other polyaryloxy unit is preferably a unit represented by the following formula (4').
  • m represents the number of repetitions, and the average value is a number from 1 to 5.
  • the monoaryloxy group preferably contains a monoaryloxy group other than the group represented by the above formula (2), and the other monoaryloxy group is preferably a group represented by the following formula (6) or formula (6').
  • Ar 2 is independently an aromatic ring group of a benzene ring, a naphthalene ring, or a biphenyl ring, and these aromatic rings may have an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 11 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 11 carbon atoms, or an aralkyloxy group having 7 to 12 carbon atoms as a substituent.
  • R 4 is a divalent group selected from the group consisting of a direct bond, -CH 2 -, -C(CH 3 ) 2 -, -CH(CH 3 ) -, -CO-, -O-, -S-, -SO 2 -, and -C(CF 3 ) 2 -.
  • R 14 is a divalent group selected from the group consisting of -CH 2 -, -C(CH 3 ) 2 -, -CH(CH 3 ) -, and -C(CF 3 ) 2 -.
  • k is 0 or 1.
  • the active ester resin has a polyarylcarbonyl unit, and the polyarylcarbonyl unit is preferably a unit represented by the following formula (7).
  • Ar 3 is independently an aromatic ring group of any one of a benzene ring, a naphthalene ring, and a biphenyl ring, and these aromatic rings may have, as a substituent, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 11 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 11 carbon atoms, or an aralkyloxy group having 7 to 12 carbon atoms.
  • R 5 is a direct bond, or a divalent group selected from the group consisting of a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, -CO-, -O-, -S-, -SO 2 -, and -C(CF 3 ) 2 -.
  • k is 0 or 1.
  • the present invention also relates to a method for producing an active ester resin from an aromatic hydroxy compound and an aromatic polyvalent carboxylic acid or an acid halide thereof, wherein the aromatic hydroxy compound contains an aromatic polyvalent hydroxy compound represented by the following formula (8) and an aromatic monohydroxy compound having a dicyclopentenyl group and/or a cyclopentenyl group represented by the following formula (9), and the content of the aromatic monohydroxy compound represented by the following formula (9) in the aromatic hydroxy compound as measured by GPC is 0.5 area % or more and 10 area % or less.
  • R1 's each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms
  • R2 's each independently represent a dicyclopentenyl group represented by the following formula (3a) or (3b) or a cyclopentenyl group represented by the following formula (3c), where i is an integer of 1 to 3, j is 1 or 2, and u represents the number of repetitions, the average of which is a number of 1 to 5.
  • the present invention also relates to an epoxy resin composition
  • an epoxy resin composition comprising the above-mentioned active ester resin and an epoxy resin as essential components.
  • the present invention also relates to a cured product obtained by curing the above-mentioned epoxy resin composition, and to a prepreg, a resin sheet, a laminate, and a circuit board material using the above-mentioned epoxy resin composition.
  • the epoxy resin composition of the present invention exhibits excellent dielectric properties in the cured product, and furthermore, when used for printed wiring boards, it provides an epoxy resin composition with excellent copper foil peel strength and interlayer adhesion strength. In particular, it can be used favorably for mobile applications and server applications, etc., where a low dielectric tangent is strongly required.
  • 1 is a GPC chart of the active ester resin obtained in Example 1.
  • 1 is an IR chart of the active ester resin obtained in Example 1.
  • 1 is a GPC chart of the active ester resin obtained in Reference Example 1.
  • 1 is an IR chart of the active ester resin obtained in Reference Example 1.
  • 1 is a GPC chart of the aromatic hydroxy compound obtained in Synthesis Example 1.
  • 1 is an IR chart of the aromatic hydroxy compound obtained in Synthesis Example 1.
  • 1 is a GPC chart of the aromatic hydroxy compound obtained in Synthesis Example 2.
  • 1 is an IR chart of the aromatic hydroxy compound obtained in Synthesis Example 2.
  • the active ester resin of the present invention is composed of a polyaryloxy unit and a polyarylcarbonyl unit, and has a polyaryloxy unit essentially having a group represented by the above formula (1), and a monoaryloxy group essentially having a monoaryloxy group containing a dicyclopentenyl group and/or a cyclopentenyl group at the molecular chain terminal represented by the above formula (2).
  • a monoaralkyloxy group is also treated as a monoaryloxy group.
  • the polyaryloxy unit is a structural unit derived from a raw material aromatic polyhydric hydroxy compound containing the aromatic polyhydric hydroxy compound represented by the above formula (8)
  • the polyarylcarbonyl unit is a structural unit derived from a raw material aromatic polycarboxylic acid (aromatic polycarboxylic acid halide)
  • the monoaryloxy group present at the molecular chain terminal is a group derived from a raw material aromatic monohydroxy compound containing the aromatic monohydroxy compound represented by the above formula (9).
  • aromatic polyhydric hydroxy compounds and aromatic monohydroxy compounds are sometimes collectively referred to simply as "aromatic hydroxy compounds”.
  • aromatic polyhydric carboxylic acids or their acid halides and aromatic monocarboxylic acids or their acid halides are sometimes collectively referred to simply as "aromatic carboxylic acids or their acid halides”.
  • the ester bonds in the active ester resin of the present invention have high reactivity toward epoxy groups, and therefore can be suitably used as a curing agent for epoxy resins. Furthermore, due to the effect of not generating highly polar hydroxyl groups during curing, the resulting cured product exhibits low dielectric tangent and low dielectric constant. Furthermore, since the molecular chain terminals are aryloxycarbonyl groups, even if the ester bonds at the crosslinking points of the resulting cured product are hydrolyzed by moisture absorption, low molecular weight carboxylic acids that increase the dielectric tangent are not liberated, and the resulting cured product exhibits low dielectric tangent even under high humidity conditions. In addition, since there are many ester bonds inside the molecular chain that have reactivity toward epoxy groups, the cured product has a high crosslinking density and high heat resistance (glass transition temperature: Tg).
  • R 1 represents a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and is preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group having 6 to 8 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 8 carbon atoms, or an allyl group.
  • the alkyl group having 1 to 8 carbon atoms may be linear, branched, or cyclic, and examples thereof include, but are not limited to, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a t-butyl group, a pentyl group, an isopentyl group, a neopentyl group, a cyclopentyl group, a hexyl group, a methylpentyl group, a dimethylbutane group, a cyclohexyl group, and a methylcyclohexyl group.
  • Examples of the aryl group having 6 to 8 carbon atoms include, but are not limited to, a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, and an ethylphenyl group.
  • Examples of the aralkyl group having 7 to 8 carbon atoms include, but are not limited to, a benzyl group, an ⁇ -methylbenzyl group, and the like.
  • substituents from the viewpoints of availability and reactivity when cured, a phenyl group and a methyl group are preferred, and a methyl group is particularly preferred.
  • the substitution position of R1 may be any of the ortho, meta, and para positions relative to the oxy group, but the ortho position is preferred.
  • i is the number of substitutions, which is 1 to 3, preferably 1 or 2, and more preferably 2.
  • n is the number of repetitions, which is a number equal to or greater than 1, and the average value (number average) is 1 to 5, preferably 1.0 to 4.0, more preferably 1.0 to 3.0, and even more preferably 1.0 to 2.0.
  • the polyaryloxy unit may contain units other than the dicyclopentadienylene-containing unit represented by the above formula (1) as long as the object of the present invention is not impaired. Such units are preferably units represented by the above formula (4) and/or formula (5). However, it is desirable that the dicyclopentadienylene group-containing polyaryloxy unit represented by the above formula (1) is preferably 20 mol% or more, more preferably 30 mol% or more, and even more preferably 50 mol% or more, based on the total amount of the polyaryloxy unit constituting the active ester resin of the present invention.
  • the total amount of the dicyclopentadienylene group-containing polyaryloxy unit represented by the above formula (1) and the dicyclopentadienylene group-containing polyaryloxy unit represented by the above formula (4') is preferably 30 mol% or more, more preferably 50 mol% or more, based on the total amount of the dicyclopentadienylene group-containing polyaryloxy unit.
  • Ar 1 each independently represents an aromatic ring group of any one of a benzene ring, a naphthalene ring, and a biphenyl ring. These aromatic rings may consist of only a benzene ring, a naphthalene ring, or a biphenyl ring, or may have a substituent R 6.
  • the substituent R 6 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 11 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 11 carbon atoms, or an aralkyloxy group having 7 to 12 carbon atoms.
  • Ar 11 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a divalent group represented by formula (4a), which represents a linking group of a novolak resin. Examples of the divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms include a methylene group and a dicyclopentadienylene group. m indicates the number of repetitions, the average value of which is a number from 1 to 5. r is the number of oxy groups and is 1 or 2.
  • R 11 are each independently a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms.
  • the hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms include an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an aryl group having 6 to 8 carbon atoms.
  • a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 7 carbon atoms (more preferably 6 carbon atoms) is preferred, and a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is particularly preferred.
  • the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms represents a linear, branched or cyclic alkyl group.
  • Examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a t-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, and a cyclohexyl group.
  • a branched or cyclic alkyl group tends to provide higher heat resistance than a linear alkyl group.
  • the number of carbon atoms is preferably 1 to 4 in the case of a chain alkyl group, and is preferably 6 in the case of a cyclic alkyl group.
  • an isopropyl group, an isobutyl group, a t-butyl group, or a cyclohexyl group is preferable, and a t-butyl group or a cyclohexyl group is more preferable.
  • a methyl group is also preferable because it tends to improve flame retardancy.
  • Examples of the divalent group represented by formula (4a) include, for example, -CH 2 -Ph-CH 2 -, -CH 2 -Ph-Ph-CH 2 -, -CH 2 -Ph-CH 2 -Ph-CH 2 -, -CH 2 -Ph-C(CH 3 ) 2 -Ph-CH 2 -, -CH 2 -Ph-CH(CH 3 )-Ph-CH 2 -, -CH 2 -Ph-CH(C 6 H 5 ) -Ph-CH 2 -, -CH 2 -Ph-Flu-Ph-CH 2 -, -CH 2 -Np-CH 2 -, -CH 2 -Np-Np-CH 2 -, -CH 2 -Np-CH 2 -Np-CH 2 - and -CH 2 -Np-Flu-Np-CH 2 - and the like.
  • aromatic rings may further have, as a substituent, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 12 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, or an aralkyloxy group having 7 to 12 carbon atoms.
  • the total number of carbon atoms is 6 to 50, and more preferably, the number of carbon atoms is 6 to 20.
  • Ph represents a phenylene group (-C 6 H 4 -)
  • Np represents a naphthylene group (-C 10 H 6 -)
  • Flu represents a fluorenyl group (-C 13 H 8 -)
  • Ph-Ph represents a biphenylene group.
  • the above formula (5) is a generalized formula of the units represented by the following formulas (5a) to (5h).
  • Formulas (6) and (7) are also generalized monoaryloxy groups or polyarylcarbonyl units corresponding to formulas (5a) to (5h).
  • R3 has the same meaning as R3 in formula (5).
  • R6 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 11 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 11 carbon atoms, or an aralkyloxy group having 7 to 12 carbon atoms.
  • p is an integer of 0 to 4
  • q is an integer of 0 to 6.
  • Ar 1 represents an aromatic ring group of any one of a benzene ring, a naphthalene ring, and a biphenyl ring. These aromatic rings may consist of only a benzene ring, a naphthalene ring, or a biphenyl ring, or may have a substituent R 6.
  • the substituent R 6 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 11 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 11 carbon atoms, or an aralkyloxy group having 7 to 12 carbon atoms.
  • the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms may be linear, branched, or cyclic, and examples thereof include methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, n-pentyl, n-hexyl, n-heptyl, n-octyl, n-nonyl, n-decyl, isopropyl, sec-butyl, t-butyl, isopentyl, neopentyl, t-pentyl, isohexyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, methylcyclohexyl, cyclooctyl, dimethylcyclohexyl, ethylcyclohexyl, trimethylcyclohexyl, and cyclodecyl.
  • the alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms may be linear, branched, or cyclic, and examples thereof include methoxy, ethoxy, n-propoxy, n-butoxy, n-pentyloxy, n-hexyloxy, n-heptyloxy, n-octyloxy, n-nonyloxy, n-decyloxy, isopropoxy, sec-butoxy, t-butoxy, isopentyloxy, neopentyloxy, t-pentyloxy, isohexyloxy, cyclopentyloxy, cyclohexyloxy, cycloheptyloxy, methylcyclohexyloxy, cyclooctyloxy, dimethylcyclohexyloxy, ethylcyclohexyloxy, trimethylcyclohexyloxy, and cyclodecyloxy.
  • Examples of the aryl or aryloxy group having 6 to 11 carbon atoms include a phenyl group, a tolyl group, an ethylphenyl group, a xylyl group, a propylphenyl group, a mesityl group, a naphthyl group, a methylnaphthyl group, a phenoxy group, a tolyloxy group, an ethylphenoxy group, a xylyloxy group, a propylphenoxy group, a mesityloxy group, a naphthyloxy group, and a methylnaphthyloxy group.
  • Examples of the aralkyl or aralkyloxy group having 7 to 12 carbon atoms include benzyl, methylbenzyl, dimethylbenzyl, trimethylbenzyl, phenethyl, 1-phenylethyl, 2-phenylisopropyl, naphthylmethyl, benzyloxy, methylbenzyloxy, dimethylbenzyloxy, trimethylbenzyloxy, phenethyloxy, 1-phenylethyloxy, 2-phenylisopropyloxy, and naphthylmethyloxy groups.
  • Ar 1 is preferably a phenylene group, a naphthylene group, or an aromatic ring group in which these are substituted with a methyl group or a 1-phenylethyl group.
  • R 3 is a direct bond or a divalent group selected from a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, -CO-, -O-, -S-, -SO 2 -, and -C(CF 3 ) 2 -.
  • hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms examples include -CH2- , -CH( CH3 )-, -C2H4- , -C( CH3 ) 2- , cyclohexylene group, methylcyclohexylene group, dimethylcyclohexylene group, methylisopropylcyclohexylene group, cyclohexylcyclohexylene group, cyclohexylidene group, methylcyclohexylidene group, dimethylcyclohexylidene group, trimethylcyclohexylidene group, tetramethylcyclohexylidene group, ethylcyclohexylidene group, isopropylcyclohexylidene group, t-butylcyclohexylidene group, phenylcyclohexylidene group, cyclohexylcyclohexylidene group, (methylcyclohexy
  • Preferred R 3 is a direct bond, —CH 2 —, —CH(CH 3 )—, —C(CH 3 ) 2 —, —CO—, —O—, —S—, —SO 2 —, a trimethylcyclohexylidene group, a cyclooctylidene group, a cyclododecylidene group, a bicyclohexanediyl group, a 9H-fluorene-9,9-diyl group, or a phenylmethylene group.
  • the active ester resin of the present invention has a monoaryloxy group at the molecular chain terminal, and the monoaryloxy group is essentially a group represented by the above formula (2).
  • the other monoaryloxy group is not particularly limited, but is preferably a group represented by the formula (6) or (6').
  • the amount of monoaryloxy groups used is preferably 10 mol % or more, more preferably 20 mol % or more, and even more preferably 30 mol % or more of the aromatic monohydroxy compounds, which are the raw materials from which the monoaryloxy units represented by the above formulas (2), (6), and (6') are derived, relative to the total amount of aromatic hydroxy compounds used as raw materials.
  • the amount of aromatic monohydroxy compounds, which are the raw materials from which the monoaryloxy groups represented by the above formula (2) are derived, relative to the total amount of aromatic hydroxy compounds, is preferably 0.5 to 10 area %, more preferably 1 to 8 area %, and even more preferably 1 to 5 area %.
  • R 1 and i have the same meanings as R 1 and i in formula (1), respectively, and the preferred substituents are also the same.
  • Each R2 independently represents a dicyclopentenyl group represented by the following formula (3a) or formula (3b), or a cyclopentenyl group represented by formula (3c). It can be said that formula (3a), formula (3b), and formula (3c) are groups derived from dicyclopentadiene.
  • j is the number of substituents R2 and is 1 or 2.
  • Formula (3c) is derived from a structure in which dicyclopentadiene is depolymerized, and may be generated during reaction at high temperatures.
  • Ar 2 is an aromatic ring group similar to Ar 1 in formula (5) above, and may have the same substituents, and preferable substituents are also the same.
  • R 4 is a divalent group selected from a direct bond, -CH 2 -, -C(CH 3 ) 2 -, -CH(CH 3 )-, -CO-, -O-, -S-, -SO 2 -, and -C(CF 3 ) 2 -.
  • the polyarylcarbonyl unit is not particularly limited, but is preferably a unit represented by the above formula (7).
  • Ar3 is an aromatic ring group similar to Ar1 in formula (5), and may have the same substituents as Ar1 in formula (5), and the preferred substituents are also the same.
  • R3 has the same meaning as R3 in formula (5).
  • the aromatic hydroxy compounds which are essential raw materials for synthesizing the above-mentioned active ester resin, are the aromatic polyhydric hydroxy compounds represented by the above-mentioned formula (8) and the aromatic monohydroxy compounds represented by the formula (9), and can be obtained by reacting a substituted phenol with dicyclopentadiene in the presence of a Lewis acid such as a boron trifluoride ether catalyst.
  • the aromatic hydroxy compound used as the active ester resin raw material of the present invention has a hydroxyl group equivalent (g/eq.) of preferably 180 to 300, a weight average molecular weight (Mw) of preferably 280 to 550, and a number average molecular weight (Mn) of preferably 230 to 500.
  • the content of the aromatic monohydroxy compound represented by formula (9) is preferably 0.5 to 10 area %, more preferably 1 to 5 area %.
  • the content of the aromatic polyhydric hydroxy compound represented by the above general formula (8) is preferably 90 to 99.5 area %, more preferably 95 to 99 area %.
  • gelation may occur when the compounds are dissolved in a solvent to synthesize an active ester resin. Therefore, it is preferable to use compounds having an average value of u in the range of 1 to 5, more preferably 1.0 to 3.0, and even more preferably 1.0 to 2.0.
  • gelation can be prevented by appropriately adjusting the amount used according to the average value of u and using other monovalent or divalent aromatic hydroxy compounds in combination.
  • substituent-containing phenols examples include cresol, ethylphenol, propylphenol, isopropylphenol, n-butylphenol, t-butylphenol, pentylphenol, isopentylphenol, neopentylphenol, cyclopentylphenol, hexylphenol, (methylpentyl)phenol, (dimethylbutane)phenol, cyclohexylphenol, phenylphenol, tolylphenol, xylylphenol, benzylphenol, ⁇ -methylbenzylphenol, allylphenol, dimethylphenol, diethylphenol, dipropylphenol, diisopropylphenol, di(n-butyl)phenol, di(t-butyl)phenol, dipentylphenol, diisopentylphenol, dineopentylphenol, dicyclopentylphenol, dihexylphenol, dicyclohexylphenol, diphenylphenol, di
  • cresol, phenylphenol, benzylphenol, dimethylphenol, diphenylphenol, and dibenzylphenol are preferred, with cresol, phenylphenol, and dimethylphenol being particularly preferred.
  • the catalyst used in the above reaction is a Lewis acid, specifically boron trifluoride, boron trifluoride phenol complex, boron trifluoride ether complex, aluminum chloride, tin chloride, zinc chloride, iron chloride, etc., with boron trifluoride ether complex being preferred due to its ease of handling.
  • the amount of catalyst used in the case of boron trifluoride ether complex is 0.001 to 20 parts by mass, preferably 0.05 to 15 parts by mass, and more preferably 0.1 to 12 parts by mass, per 100 parts by mass of dicyclopentadiene.
  • the method for synthesizing the aromatic hydroxy compounds represented by the above formulas (8) and (9) is preferably a method in which a substituted phenol is reacted with dicyclopentadiene in a predetermined ratio, which makes it possible to simultaneously obtain the aromatic polyhydric hydroxy compound represented by formula (8) and the aromatic monohydroxy compound represented by formula (9).
  • dicyclopentadiene is used in an amount of 0.08 to 0.80 moles, preferably 0.09 to 0.60 moles, more preferably 0.10 to 0.50 moles, even more preferably 0.11 to 0.40 moles, and particularly preferably 0.11 to 0.20 moles, per mole of the substituted phenol.
  • dicyclopentadiene is used in an amount of 0.28 to 2.0 times by mole, preferably 0.30 to 1.50 times by mole, and more preferably 0.50 to 1.30 times by mole, per mole of the substituted phenol.
  • an aromatic polyhydroxy compound represented by formula (8) and an aromatic monohydroxy compound represented by formula (9) may be separately prepared and used as a mixture thereof.
  • Mass spectrometry and FT-IR measurements can be used to confirm that the substituents represented by formulas (3a) to (3c) have been introduced into the aromatic monohydroxy compound represented by formula (9) above.
  • electrospray mass spectrometry ESI-MS
  • FD-MS field desorption spectrometry
  • the amount of introduction of formulas (3a) to (3c) can be quantified by the ratio (A 3040 / A 1210 ) of the peak (A 3040 ) near 3040 cm ⁇ 1 to the peak (A 1210 ) near 1210 cm ⁇ 1 . It has been confirmed that the larger this ratio is, the better the physical properties are, and a preferable ratio (A 3040 /A 1210 ) for satisfying the target physical properties is 0.01 or more, more preferably 0.05 or more, and even more preferably 0.10 or more.
  • the upper limit is preferably 0.7 or less, more preferably 0.60 or less. If this ratio is high, it means that a large amount of dicyclopentadiene substituents have been introduced.
  • This reaction is best carried out by placing the substituted phenol and catalyst in a reactor and then adding dicyclopentadiene dropwise over a period of 1 to 10 hours.
  • the reaction temperature is preferably 50 to 200°C, more preferably 100 to 180°C, and even more preferably 120 to 160°C.
  • the reaction time is preferably 1 to 10 hours, more preferably 3 to 10 hours, and even more preferably 4 to 8 hours.
  • an alkali such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, or calcium hydroxide is added to deactivate the catalyst.
  • the desired aromatic hydroxy compound can then be obtained by adding and dissolving in a solvent such as aromatic hydrocarbons such as toluene or xylene, or ketones such as methyl ethyl ketone or methyl isobutyl ketone, washing with water, and recovering the solvent under reduced pressure. It is preferable to react as much of the dicyclopentadiene as possible, leaving a portion of the substituted phenols unreacted, preferably 10% or less, which are then recovered under reduced pressure.
  • solvents such as aromatic hydrocarbons, such as benzene, toluene, and xylene, halogenated hydrocarbons, such as chlorobenzene and dichlorobenzene, and ethers, such as ethylene glycol dimethyl ether and diethylene glycol dimethyl ether, may be used in the reaction.
  • aromatic polyhydric hydroxy compounds other than the aromatic hydroxy compounds represented by the above formulas (8) and (9) may be used in combination, so long as the object of the present invention is not impaired.
  • the aromatic monohydroxy compound represented by the above formula (9) is contained in an amount of preferably 0.5 mol % or more, more preferably 1 mol % or more, and even more preferably 2 mol % or more, based on the total amount of aromatic hydroxy compounds.
  • the aromatic polyhydric hydroxy compound that may be used in combination is not particularly limited, but is preferably an aromatic polyhydric hydroxy compound represented by the following formula (10) and/or formula (11).
  • Ar 1 , Ar 11 , m and r have the same meanings as Ar 1 , Ar 11 , m and r in the above formula (4), respectively.
  • Ar 1 , R 3 and k have the same meanings as Ar 1 , R 3 and k in the above formula (5), respectively.
  • Aromatic dihydroxy compounds represented by the above formula (10) include, for example, novolac resins such as phenol novolac resin (e.g., Shownol BRG-555 (manufactured by Aica Kogyo Co., Ltd.)), cresol novolac resin (e.g., DC-5 (manufactured by Nippon Steel Chemical & Material Co., Ltd.)), xylenol novolac resin, biphenol novolac resin, aromatic modified phenol novolac resin, naphthol novolac resin, and the like; reaction products of phenols and dicyclopentadiene (dicyclopentadiene-type phenol resin), reaction products of naphthols and dicyclopentadiene (dicyclopentadiene-type naphthol resin), reaction products of phenols and terpene (dicyclopentadiene-type naphthol resin), and the like.
  • novolac resins such as phenol novolac resin (e.g
  • aralkyl novolak resins examples include reaction products of phenols and naphthols (terpene-type phenol resins), reaction products of naphthols and terpenes (terpene-type naphthol resins), condensates of phenols and/or naphthols and xylylene glycol (e.g., SN-160, SN-395, SN-485 (all manufactured by Nippon Steel Chemical & Material Co., Ltd.), etc.), condensates of phenols and/or naphthols and isopropenylacetophenone, reaction products of phenols and/or naphthols and divinylbenzene, and condensates of phenols and/or naphthols and biphenyl-based crosslinking agents (e.g., MEH-7851 (manufactured by UBE Co., Ltd.), etc.).
  • MEH-7851 manufactured by UBE Co., Ltd.
  • the aromatic polyhydric hydroxy compound represented by the above formula (10) When the aromatic polyhydric hydroxy compound represented by the above formula (10) is used in combination with a large amount of compounds having an average value of m exceeding 1.2, gelation may occur when the compound is dissolved in a solvent to synthesize an active ester resin. Therefore, when the aromatic polyhydric hydroxy compound represented by the formula (10) is used in combination, it is preferable to use one having an average value of m in the range of 1 to 2. In addition, gelation can be prevented by appropriately adjusting the amount of the aromatic polyhydric hydroxy compound represented by the formula (10) used according to the value of m. For example, when m is 2, the amount used is preferably 20 mol% or less based on the total amount of the aromatic polyhydric hydroxy compound used. In addition, an aromatic polyhydric hydroxy compound represented by the following formula (10') is preferable. In the formula, m has the same meaning as m in the above formula (4).
  • Aromatic dihydroxy compounds represented by the above formula (11) include, for example, dihydroxybenzenes such as catechol, resorcin, methylresorcin, hydroquinone, monomethylhydroquinone, dimethylhydroquinone, trimethylhydroquinone, mono-t-butylhydroquinone, and di-t-butylhydroquinone; dihydroxynaphthalenes such as hydroxynaphthalene, dihydroxymethylnaphthalene, dihydroxydimethylnaphthalene, and dihydroxymethylmethoxynaphthalene; biphenol, dimethylbiphenol, and tetramethylbiphenol.
  • dihydroxybenzenes such as catechol, resorcin, methylresorcin, hydroquinone, monomethylhydroquinone, dimethylhydroquinone, trimethylhydroquinone, mono-t-butylhydroquinone, and di-t-butylhydroquinone
  • biphenols such as bisphenol A, bisphenol F, bisphenol C, bisphenol K, bisphenol Z, bisphenol S, tetramethylbisphenol A, tetramethylbisphenol F, tetramethylbisphenol S, tetramethylbisphenol Z, dihydroxydiphenyl sulfide, 4,4'-thiobis(3-methyl-6-t-butylphenol), bisphenolfluorene, biscresolfluorene, and 9,9-bis(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-9H-fluorene.
  • An aromatic monohydroxy compound may be used in combination.
  • the aromatic monohydroxy compound that may be used in combination is not particularly limited, but is preferably an aromatic monohydroxy compound represented by the following formula (12).
  • an aromatic monoalcohol compound may be used instead of an aromatic monophenol compound.
  • the aromatic monoalcohol compound that may be used is not particularly limited, but is preferably an aromatic monoalcohol compound represented by the following formula (12').
  • Ar 2 , R 4 and k are respectively defined as Ar 2 , R 4 and k in the above formula (6)
  • R 14 is respectively defined as R 14 in the above formula (6′).
  • aromatic monohydroxy compounds represented by the above formula (12) include phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, 3,5-xylenol, o-phenylphenol, p-phenylphenol, 2-benzylphenol, 4-benzylphenol, 4-( ⁇ -cumyl)phenol, octylphenol, ⁇ -naphthol, ⁇ -naphthol, etc.
  • cured products using active ester resins in combination with ⁇ -naphthol, ⁇ -naphthol, o-phenylphenol, p-phenylphenol, and 4-( ⁇ -cumyl)phenol as a curing agent have particularly low dielectric tangents.
  • aromatic monohydroxy compounds represented by the above formula (12') include benzyl alcohol, tolylmethanol, dimethylbenzyl alcohol, biphenylmethanol, benzylbenzyl alcohol, naphthylmethanol, etc., with benzyl alcohol, biphenylmethanol, and naphthylmethanol being preferred.
  • the active ester resin of the present invention is obtained by reacting an aromatic polyhydric hydroxy compound with an aromatic polycarboxylic acid or its acid halide.
  • the aromatic hydroxy compound represented by the above formula (8) is an essential component.
  • an aromatic monocarboxylic acid or its acid halide may be used in combination. Chlorine or bromine is generally used as the halogen of the aromatic carboxylic acid halide used.
  • aromatic polyhydric carboxylic acid halides include aromatic dicarboxylic acid halides represented by the following formula (13) and aromatic tricarboxylic acid halides such as trimesic acid and trimellitic acid.
  • Ar 3 , R 3 , and k have the same definitions as Ar 3 , R 3 , and k in the above formula (7), respectively.
  • aromatic dicarboxylic acids represented by the above formula (13) include phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 2,3-naphthalenedicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 1,6-naphthalenedicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, 4,4-biphenyldicarboxylic acid, 4,4'-methylenebisbenzoic acid, 4,4'-carbonylbisbenzoic acid, 4,4'-isopropylidenedibenzoic acid, etc.
  • isophthalic acid chloride and terephthalic acid chloride are preferred from the viewpoint of the balance between solvent solubility and heat resistance.
  • aromatic monocarboxylic acid halides include halides of aromatic monocarboxylic acids represented by the following formula (14). When aromatic monocarboxylic acid halides are used in combination, part of the molecular chain ends becomes arylcarbonyloxy groups.
  • Ar 2 , R 4 and k have the same meanings as Ar 2 , R 4 and k in the above formula (6), respectively.
  • aromatic monocarboxylic acids represented by formula (14) include benzoic acid, 1-naphthalenecarboxylic acid, 2-naphthalenecarboxylic acid, and biphenylcarboxylic acid.
  • the method for reacting the aromatic hydroxy compound of the above formula (8) with an aromatic carboxylic acid or its acid halide is a method for reacting these components in the presence of an alkali catalyst.
  • the alkaline catalysts that can be used here include inorganic bases such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, potassium carbonate, and sodium carbonate, and organic bases such as triethylamine, diisopropylethylamine, and pyridine, of which sodium hydroxide and potassium hydroxide are preferred due to their superior reactivity and cost.
  • inorganic bases such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, potassium carbonate, and sodium carbonate
  • organic bases such as triethylamine, diisopropylethylamine, and pyridine, of which sodium hydroxide and potassium hydroxide are preferred due to their superior reactivity and cost.
  • the above reaction can be carried out by mixing an aromatic hydroxy compound with an aromatic carboxylic acid or its acid halide in the presence of an organic solvent and adding the above-mentioned alkaline catalyst.
  • the amount of alkaline catalyst added is preferably 0.9 to 2.0 moles per mole of phenolic hydroxyl group of the aromatic hydroxy compound.
  • organic solvent used in the above reaction examples include toluene, dichloromethane, and chloroform, with toluene being preferred from the standpoint of cost and environmental impact.
  • a hydrophobic organic solvent such as toluene
  • an aqueous solution of sodium hydroxide which is an inorganic base, will separate. Therefore, in order to rapidly react aromatic compounds and the like dissolved in the organic solvent, it is desirable to add a phase transfer catalyst, for example, tetra-n-butylammonium bromide (TBAB).
  • TBAB tetra-n-butylammonium bromide
  • reaction solution is neutralized and washed with water to obtain the desired resin.
  • the active ester equivalent (g/eq.) of the active ester resin of the present invention is preferably 200 to 600, more preferably 220 to 500, even more preferably 240 to 450, and particularly preferably 240 to 300. If it is smaller than this range, there is a risk of the dielectric properties being deteriorated, and if it is larger, there is a risk of the heat resistance and adhesiveness being reduced.
  • the active ester group refers to the aryloxycarbonyl group in the active ester resin.
  • the epoxy resin composition of the present invention can be obtained.
  • the epoxy resin composition of the present invention essentially comprises an epoxy resin and the above-mentioned active ester resin.
  • the active ester resin is the active ester resin of the present invention, and the active ester resin represented by the above formula (1) is preferably at least 30% by mass, more preferably 50% by mass or more, and even more preferably 75% by mass or more of the total active ester resin. If it is less than this, there is a risk of the dielectric properties being deteriorated.
  • any ordinary epoxy resin having two or more epoxy groups in the molecule can be used.
  • bisphenol A type epoxy resins bisphenol F type epoxy resins, tetramethylbisphenol F type epoxy resins, hydroquinone type epoxy resins, biphenyl type epoxy resins, bisphenol fluorene type epoxy resins, bisphenol S type epoxy resins, bisthioether type epoxy resins, resorcinol type epoxy resins, biphenyl aralkylphenol type epoxy resins, naphthalenediol type epoxy resins, phenol novolac type epoxy resins, styrenated phenol novolac type epoxy resins, cresol novolac type epoxy resins, alkyl novolac type epoxy resins, bisphenol novolac type epoxy resins,
  • epoxy resins that can be used include, but are not limited to, cyclopentadiene-type epoxy resins, naphthol novolac-type epoxy resins, ⁇ -na
  • naphthalene diol type epoxy resins phenol novolac type epoxy resins, aromatic modified phenol novolac type epoxy resins, cresol novolac type epoxy resins, ⁇ -naphthol aralkyl type epoxy resins, dicyclopentadiene type epoxy resins, phosphorus-containing epoxy resins, and oxazolidone ring-containing epoxy resins.
  • one or more commonly used curing agents such as various phenolic resins, acid anhydrides, amines, hydrazides, acidic polyesters, etc. may be used in combination as necessary.
  • the amount of the curing agent used in combination is preferably 70 mass % or less of the total curing agent, more preferably 50 mass % or less, and even more preferably 25 mass % or less. If the proportion of the curing agent used in combination is too high, the dielectric properties and adhesive properties of the epoxy resin composition may deteriorate.
  • the active hydrogen groups of the curing agent are preferably 0.2 to 1.5 moles per mole of epoxy groups of the epoxy resin, more preferably 0.3 to 1.4 moles, even more preferably 0.5 to 1.3 moles, and particularly preferably 0.8 to 1.2 moles. Outside this range, curing may be incomplete and good curing properties may not be obtained.
  • the active hydrogen groups are mixed in approximately equimolar amounts per mole of epoxy groups.
  • an acid anhydride-based curing agent is used in combination, 0.5 to 1.2 moles, preferably 0.6 to 1.0 moles, of acid anhydride groups are mixed in 1 mole of epoxy groups.
  • the active ester resin of the present invention is used alone as a curing agent, the amount used is in the range of 0.5 to 1.5 moles per mole of epoxy resin, and preferably 0.9 to 1.1 moles.
  • the active hydrogen group in the present invention refers to a functional group having active hydrogen reactive with an epoxy group (including a functional group having latent active hydrogen that generates active hydrogen by hydrolysis or the like, and a functional group that exhibits an equivalent curing action), and specifically includes an acid anhydride group, a carboxyl group, an amino group, a phenolic hydroxyl group, and the like.
  • an acid anhydride group 1 mole of a carboxyl group or a phenolic hydroxyl group is calculated as 1 mole
  • an amino group (NH 2 ) is calculated as 2 moles.
  • the active hydrogen equivalent can be determined by measurement.
  • the active hydrogen equivalent of the curing agent used can be determined by reacting a monoepoxy resin such as phenyl glycidyl ether, whose epoxy equivalent is known, with a curing agent, whose active hydrogen equivalent is unknown, and measuring the amount of the consumed monoepoxy resin.
  • a monoepoxy resin such as phenyl glycidyl ether, whose epoxy equivalent is known
  • curing agent whose active hydrogen equivalent is unknown
  • phenol novolac resins cresol novolac resins, aromatic modified phenol novolac resins, bisphenol A novolac resins, trishydroxyphenylmethane novolac resins such as Resitop TPM-100 (manufactured by Gun-ei Chemical Industry Co., Ltd.), and naphthol novolac resins
  • other phenol compounds known as novolac phenolic resins such as condensates of phenols, naphthols, and/or bisphenols with aldehydes; condensates of phenols, naphthols, and/or bisphenols with xylylene glycol; condensates of phenols and/or naphthols with isopropenylacetophenone; reaction products of phenols, naphthols, and/or bisphenols with dicyclopentadiene; and
  • examples of phenols include phenol, cresol, xylenol, butylphenol, amylphenol, nonylphenol, butylmethylphenol, trimethylphenol, phenylphenol, etc.
  • examples of naphthols include 1-naphthol, 2-naphthol, etc., and other examples include the above-mentioned bisphenols.
  • aldehydes examples include formaldehyde, acetaldehyde, propylaldehyde, butyraldehyde, valeraldehyde, capronaldehyde, benzaldehyde, chloraldehyde, bromoaldehyde, glyoxal, malonaldehyde, succinaldehyde, glutaraldehyde, adipic aldehyde, pimeline aldehyde, sebacic aldehyde, acrolein, crotonaldehyde, salicylaldehyde, phthalaldehyde, hydroxybenzaldehyde, etc.
  • biphenyl-based crosslinking agents include bis(methylol)biphenyl, bis(methoxymethyl)biphenyl, bis(ethoxymethyl)biphenyl, and bis(chloromethyl)biphenyl.
  • acid anhydride curing agents include methyltetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, pyromellitic anhydride, phthalic anhydride, trimellitic anhydride, and methylnadic anhydride.
  • amine-based hardeners include amine-based compounds such as diethylenetriamine, triethylenetetramine, metaxylenediamine, isophoronediamine, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, diaminodiphenylether, benzyldimethylamine, 2,4,6-tris(dimethylaminomethyl)phenol, dicyandiamide, and polyamidoamines, which are condensates of acids such as dimer acid and polyamines.
  • amine-based compounds such as diethylenetriamine, triethylenetetramine, metaxylenediamine, isophoronediamine, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, diaminodiphenylether, benzyldimethylamine, 2,4,6-tris(dimethylaminomethyl)phenol, dicyandiamide, and polyamidoamines, which are condensates
  • hardeners include phosphine compounds such as triphenylphosphine, phosphonium salts such as tetraphenylphosphonium bromide, imidazoles such as 2-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-undecylimidazole, and 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, imidazole salts that are salts of imidazoles with trimellitic acid, isocyanuric acid, boron, or the like, quaternary ammonium salts such as trimethylammonium chloride, diazabicyclo compounds, salts of diazabicyclo compounds with phenols or phenol novolac resins, and the like, complex compounds of boron trifluoride with amines or ether compounds, and aromatic phosphonium or iodonium salts.
  • phosphine compounds such as triphenylphosphine
  • phosphonium salts such
  • a known and commonly used epoxy resin curing accelerator can be used as necessary.
  • curing accelerators that can be used include imidazoles such as 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 2-heptadecylimidazole, and 2-undecylimidazole, tertiary amines such as 4-dimethylaminopyridine, 2-(dimethylaminomethyl)phenol, and 1,8-diaza-bicyclo(5,4,0)undecene-7, and 3-phenyl-1,1-dimethylurea and 3-(4-methylphenyl)-1,1
  • the curing accelerator include urea compounds such as 3-(4-chlorophenyl)-1,1-dimethylurea, 3-(3,4-dichlorophenyl)-1,1-dimethylurea, and phosphin
  • a curing accelerator When a curing accelerator is used, its amount may be appropriately selected depending on the purpose of use, but 0.01 to 15 parts by mass are used as necessary, with 0.02 to 10 parts by mass being preferred, 0.05 to 8 parts by mass being more preferred, and 0.1 to 5 parts by mass being even more preferred, per 100 parts by mass of the epoxy resin component in the epoxy resin composition.
  • a curing accelerator By using a curing accelerator, it is possible to lower the curing temperature and shorten the curing time.
  • Organic solvents or reactive diluents can be used in epoxy resin compositions to adjust viscosity.
  • organic solvents include amides such as N,N-dimethylformamide and N,N-dimethylacetamide, ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, dimethoxydiethylene glycol, ethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol diethyl ether and triethylene glycol dimethyl ether, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone, alcohols such as methanol, ethanol, 1-methoxy-2-propanol, 2-ethyl-1-hexanol, benzyl alcohol, ethylene glycol, propylene glycol, butyl diglycol and pine oil,
  • suitable esters include acetates such as butyl acetate, methoxybutyl acetate, methyl cellosolve acetate, cellosolve acetate, ethyl diglycol acetate, propylene glycol monomethyl ether
  • Reactive diluents include, but are not limited to, monofunctional glycidyl ethers such as allyl glycidyl ether, butyl glycidyl ether, 2-ethylhexyl glycidyl ether, phenyl glycidyl ether, and tolyl glycidyl ether; bifunctional glycidyl ethers such as resorcinol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, 1,4-butanediol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, cyclohexanedimethanol diglycidyl ether, and propylene glycol diglycidyl ether; polyfunctional glycidyl ethers such as glycerol polyglycidyl ether, trimethylolpropane polyglycidyl ether, tri
  • organic solvents or reactive diluents are preferably used alone or in a mixture of multiple types at 90% or less by weight as non-volatile matter, with the appropriate type and amount being selected as appropriate depending on the application.
  • polar solvents with a boiling point of 160°C or less, such as methyl ethyl ketone, acetone, and 1-methoxy-2-propanol, are preferred, with the amount of use being 40 to 80% by weight as non-volatile matter.
  • ketones, acetates, carbitols, aromatic hydrocarbons, dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, etc. are preferred, with the amount of use being 30 to 60% by weight as non-volatile matter.
  • the epoxy resin composition may be blended with other thermosetting resins or thermoplastic resins as long as the properties are not impaired.
  • examples include, but are not limited to, phenolic resins, acrylic resins, petroleum resins, indene resins, coumarone-indene resins, phenoxy resins, polyurethane resins, polyester resins, polyamide resins, polyimide resins, polyamideimide resins, polyetherimide resins, polyphenylene ether resins, modified polyphenylene ether resins, polyethersulfone resins, polysulfone resins, polyetheretherketone resins, polyphenylene sulfide resins, and polyvinyl formal resins.
  • various known flame retardants can be used to improve the flame retardancy of the resulting cured product.
  • flame retardants that can be used include halogen-based flame retardants, phosphorus-based flame retardants, nitrogen-based flame retardants, silicone-based flame retardants, inorganic flame retardants, and organic metal salt-based flame retardants. From an environmental perspective, flame retardants that do not contain halogens are preferred, and phosphorus-based flame retardants are particularly preferred. These flame retardants may be used alone or in combination of two or more types.
  • Phosphorus-based flame retardants can be either inorganic phosphorus compounds or organic phosphorus compounds.
  • inorganic phosphorus compounds include red phosphorus, ammonium phosphates such as monoammonium phosphate, diammonium phosphate, triammonium phosphate, and ammonium polyphosphate, and inorganic nitrogen-containing phosphorus compounds such as phosphoric acid amide.
  • organic phosphorus compounds include general-purpose organic phosphorus compounds such as aliphatic phosphorus esters, phosphorus ester compounds, condensed phosphorus esters such as PX-200 (manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.), phosphonic acid compounds, phosphinic acid compounds, phosphine oxide compounds, phosphorane compounds, and organic nitrogen-containing phosphorus compounds, as well as metal salts of phosphinic acid.
  • general-purpose organic phosphorus compounds such as aliphatic phosphorus esters, phosphorus ester compounds, condensed phosphorus esters such as PX-200 (manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.), phosphonic acid compounds, phosphinic acid compounds, phosphine oxide compounds, phosphorane compounds, and organic nitrogen-containing phosphorus compounds, as well as metal salts of phosphinic acid.
  • organic phosphorus compounds include cyclic organic phosphorus compounds such as 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide, 10-(2,5-dihydroxyphenyl)-10H-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide, and 10-(2,7-dihydroxynaphthyl)-10H-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide, and phosphorus-containing epoxy resins and phosphorus-containing curing agents, which are derivatives of these compounds reacted with compounds such as epoxy resins and phenolic resins.
  • cyclic organic phosphorus compounds such as 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide, 10-(2,5-dihydroxyphenyl)-10H-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide, and 10-(2,7-dihydroxynaphthyl)-10H-9-oxa-10-pho
  • the amount of flame retardant to be added is appropriately selected depending on the type of phosphorus-based flame retardant, the components of the epoxy resin composition, and the desired level of flame retardancy.
  • the phosphorus content in the organic components (excluding organic solvents) in the epoxy resin composition is preferably 0.2 to 4 mass%, more preferably 0.4 to 3.5 mass%, and even more preferably 0.6 to 3 mass%. If the phosphorus content is low, it may be difficult to ensure flame retardancy, and if it is too high, it may have a negative effect on heat resistance.
  • a flame retardant assistant such as magnesium hydroxide may be used in combination.
  • Fillers can be used in the epoxy resin composition as needed. Specific examples include fused silica, crystalline silica, alumina, silicon nitride, aluminum hydroxide, boehmite, magnesium hydroxide, talc, mica, calcium carbonate, calcium silicate, calcium hydroxide, magnesium carbonate, barium carbonate, barium sulfate, boron nitride, carbon, carbon fiber, glass fiber, alumina fiber, silica alumina fiber, silicon carbide fiber, polyester fiber, cellulose fiber, aramid fiber, ceramic fiber, fine rubber particles, thermoplastic elastomer, pigments, etc.
  • the reason for using fillers in general is the effect of improving impact resistance.
  • metal hydroxides such as aluminum hydroxide, boehmite, and magnesium hydroxide
  • they act as flame retardant assistants and have the effect of improving flame retardancy.
  • the amount of these fillers to be blended is preferably 1 to 150 mass%, more preferably 10 to 70 mass%, of the total epoxy resin composition. If the amount is too large, the adhesiveness required for laminate use may decrease, and the cured product may become brittle and sufficient mechanical properties may not be obtained. Furthermore, if the amount blended is small, the effects of blending the filler, such as improving the impact resistance of the cured product, may not be achieved.
  • the epoxy resin composition may further contain, as necessary, nuclide additives such as silane coupling agents, antioxidants, release agents, defoamers, emulsifiers, thixotropic agents, smoothing agents, flame retardants, and pigments.
  • nuclide additives such as silane coupling agents, antioxidants, release agents, defoamers, emulsifiers, thixotropic agents, smoothing agents, flame retardants, and pigments.
  • the amount of these additives to be added is preferably in the range of 0.01 to 20% by mass based on the epoxy resin composition.
  • the epoxy resin composition of the present invention is obtained by uniformly mixing the above components.
  • the epoxy resin composition which is a mixture of an active ester resin, an epoxy resin, and various other materials as necessary, can be cured in the same manner as known epoxy resin compositions to obtain an epoxy resin cured product.
  • Examples of cured products include molded cured products such as laminates, cast products, molded products, adhesive layers, insulating layers, and films.
  • Methods for obtaining a cured product can be the same as those for known epoxy resin compositions, and methods such as casting, injection, potting, dipping, drip coating, transfer molding, compression molding, etc., or laminating in the form of a resin sheet, resin-coated copper foil, prepreg, etc., and curing under heat and pressure to obtain a laminate are preferably used.
  • the method of curing an epoxy resin composition varies depending on the components and amounts in the epoxy resin composition, but the curing temperature is usually 80 to 300°C and the curing time is 10 to 360 minutes.
  • This heating is preferably performed in two stages: a first heating at 80 to 180°C for 10 to 90 minutes and a second heating at 120 to 200°C for 60 to 150 minutes.
  • Tg glass transition temperature
  • the curing reaction of the epoxy resin composition is usually allowed to proceed to a degree that allows the shape to be maintained by heating, etc.
  • the epoxy resin composition contains a solvent, most of the solvent is usually removed by methods such as heating, decompression, and air drying, but 5% or less by mass of the solvent may remain in the semi-cured resin product.
  • uncured or partially cured sheets of the epoxy resin composition of the present invention can be suitably used, for example, as build-up films, bonding sheets, coverlay sheets, bump sheets for flip-chip bonders, and insulating layers or adhesive layers for substrates.
  • the epoxy resin composition can be used in a variety of fields, including as a circuit board material, sealing material, casting material, conductive paste, adhesive, insulating material, etc., and is particularly useful as insulating casting, lamination material, sealing material, etc. in the electrical and electronic fields.
  • applications include printed wiring boards, flexible wiring boards, laminates for electrical and electronic circuits such as capacitors, resin-coated metal foils, adhesives such as film adhesives and liquid adhesives, semiconductor sealing materials, underfill materials, interchip fill materials for 3D-LSI, insulating materials for circuit boards, insulating sheets, prepregs, heat dissipation substrates, and resist inks, but are not limited to these.
  • it can be used as a printed wiring board material, an insulating material for circuit boards, and an adhesive film for build-up, where passive components such as capacitors and active components such as IC chips are embedded in the board, so to speak, as an insulating material for boards with built-in electronic components.
  • a printed wiring board material an epoxy resin composition for flexible wiring boards, a material for circuit boards (laminates) such as an interlayer insulating material for build-up boards, and a semiconductor encapsulation material.
  • the filler used is preferably fibrous in terms of dimensional stability and bending strength, and glass cloth, glass mat, and glass roving cloth are more preferred.
  • the epoxy resin composition can be impregnated into a fibrous reinforcing base material to produce a prepreg for use in printed wiring boards, etc.
  • fibrous reinforcing base materials include, but are not limited to, inorganic fibers such as glass, and woven or nonwoven fabrics of organic fibers such as polyester resin, polyamine resin, polyacrylic resin, polyimide resin, and aromatic polyamide resin.
  • the method for producing a prepreg from an epoxy resin composition is not particularly limited, and for example, the epoxy resin composition is adjusted to an appropriate viscosity with an organic solvent to produce a resin varnish, and the resin varnish is impregnated into the fibrous reinforcing substrate, which is then heated and dried to semi-cure (B-stage) the resin component.
  • the heating temperature is preferably 50 to 200°C, and more preferably 100 to 170°C, depending on the type of organic solvent used.
  • the heating time is adjusted depending on the type of organic solvent used and the curing property of the prepreg, and is preferably 1 to 40 minutes, and more preferably 3 to 20 minutes.
  • the mass ratio of the epoxy resin composition to the reinforcing substrate used is not particularly limited, but it is usually preferable to adjust it so that the resin content in the prepreg is 20 to 80 mass%.
  • the epoxy resin composition of the present invention can be used by forming it into a sheet or film. In this case, it is possible to form it into a sheet or film using a conventionally known method.
  • the method for producing the resin sheet is not particularly limited, but examples include (a) an extrusion molding method in which the epoxy resin composition is kneaded in an extruder, extruded, and formed into a sheet using a T-die or a circular die, (b) a casting molding method in which the epoxy resin composition is dissolved or dispersed in a solvent such as an organic solvent, and then cast into a sheet, and (c) other conventionally known sheet molding methods.
  • the film thickness ( ⁇ m) of the resin sheet is not particularly limited, but is preferably 10 to 300, more preferably 25 to 200, and even more preferably 40 to 180.
  • the film thickness of the resin sheet when used in the build-up method is particularly preferably 40 to 90 ⁇ m. If the film thickness is 10 ⁇ m or more, insulation can be obtained, and if it is 300 ⁇ m or less, the distance of the circuit between the electrodes will not be longer than necessary.
  • the solvent content of the resin sheet is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 5% by mass based on the total epoxy resin composition.
  • the solvent content in the film is 0.01% by mass or more based on the total epoxy resin composition, adhesion and bonding are easily obtained when laminating to a circuit board, and if it is 5% by mass or less, flatness after heat curing is easily obtained.
  • a more specific method for producing an adhesive sheet is to apply a varnish-like epoxy resin composition containing the organic solvent onto a supporting base film that is not soluble in organic solvents using a coater such as a reverse roll coater, comma coater or die coater, and then heat and dry to bring the resin components to the B stage. If necessary, a separate supporting base film can be placed on the coated surface (adhesive layer) as a protective film, and then dried to obtain an adhesive sheet with release layers on both sides of the adhesive layer.
  • a coater such as a reverse roll coater, comma coater or die coater
  • the supporting base film examples include metal foils such as copper foil, polyolefin films such as polyethylene film and polypropylene film, polyester films such as polyethylene terephthalate film, polycarbonate film, silicone film, polyimide film, etc.
  • polyethylene terephthalate film is preferred because it is free of defects, has excellent dimensional accuracy, and is cost-effective.
  • Metal foils, especially copper foil, are also preferred because they are easy to form into multilayer laminates.
  • the thickness of the supporting base film is preferably 10 to 150 ⁇ m, more preferably 25 to 50 ⁇ m, as it has the strength to serve as a support and is less likely to cause lamination defects.
  • the thickness of the protective film is not particularly limited, but is generally 5 to 50 ⁇ m. Note that, in order to easily peel off the molded adhesive sheet, it is preferable to perform a surface treatment with a release agent beforehand.
  • the thickness of the applied resin varnish after drying is preferably 5 to 200 ⁇ m, and more preferably 5 to 100 ⁇ m.
  • the heating temperature is preferably 50 to 200°C, more preferably 100 to 170°C, depending on the type of organic solvent used.
  • the heating time is adjusted depending on the type of organic solvent used and the curing properties of the prepreg, and is preferably 1 to 40 minutes, more preferably 3 to 20 minutes.
  • the resin sheet obtained in this manner is usually an insulating adhesive sheet having insulating properties, but a conductive adhesive sheet can also be obtained by mixing conductive metal or metal-coated fine particles into the epoxy resin composition.
  • the supporting base film is peeled off after lamination onto the circuit board, or after heat curing to form an insulating layer. Peeling off the supporting base film after heat curing the adhesive sheet can prevent the adhesion of dust and the like during the curing process.
  • the insulating adhesive sheet is also an insulating sheet.
  • a resin sheet is produced by forming a multifunctional vinyl resin composition into a sheet shape on a support film by a coating method or the like, and then heating to dry or semi-cure it.
  • This resin sheet is overlaid on a substrate (first substrate), the support film is peeled off from the resin sheet, and another substrate (second substrate) is overlaid. That is, the first substrate, the resin sheet (multifunctional vinyl resin composition), and the second substrate are laminated in this order. Then, by heating and curing, the first substrate and the second substrate are bonded via the cured product of the multifunctional vinyl resin composition.
  • the resin-attached metal foil obtained from the epoxy resin composition of the present invention will be described.
  • the metal foil a single metal foil, an alloy foil, or a composite metal foil of copper, aluminum, brass, nickel, etc. can be used. It is preferable to use a metal foil with a thickness of 9 to 70 ⁇ m.
  • the resin-attached metal foil can be obtained by applying a resin varnish obtained by adjusting the viscosity of the epoxy resin composition with a solvent to one side of the metal foil using a roll coater or the like, and then heating and drying the resin component to semi-cure (B-stage) and form a resin layer.
  • the resin component for example, it can be heated and dried at 100 to 200°C for 1 to 40 minutes.
  • it is preferable to form the resin portion of the resin-attached metal foil to a thickness of 5 to 110 ⁇ m.
  • a method for hardening a laminate that is generally used when manufacturing printed wiring boards can be used, but is not limited to this.
  • one or more prepregs are laminated and metal foil is placed on one or both sides to form a laminate, which is then pressurized and heated to harden and integrate the prepregs, thereby obtaining a laminate.
  • the metal foil used here can be a single, alloy, or composite metal foil of copper, aluminum, brass, nickel, etc.
  • the conditions for heating and pressing the laminate may be adjusted appropriately to the conditions under which the epoxy resin composition cures, but if the pressure is too low, air bubbles may remain inside the resulting laminate, which may reduce the electrical properties, so it is preferable to pressurize under conditions that satisfy moldability.
  • the heating temperature is preferably 160 to 250°C, more preferably 170 to 220°C.
  • the pressure is preferably 0.5 to 10 MPa, more preferably 1 to 5 MPa.
  • the heating and pressing time is preferably 10 minutes to 4 hours, more preferably 40 minutes to 3 hours. If the heating temperature is low, the curing reaction may not proceed sufficiently, and if the pressure is high, thermal decomposition of the cured product may occur.
  • the pressure is low, air bubbles may remain inside the resulting laminate, which may reduce the electrical properties, and if the pressure is high, the resin may flow before curing, and a laminate of the desired thickness may not be obtained.
  • the heating and pressing time is short, the curing reaction may not proceed sufficiently, and if it is long, thermal decomposition of the cured product may occur.
  • a multilayer board can be made using the single-layer laminate obtained in this way as the inner layer material.
  • a circuit is formed on the laminate using an additive method or subtractive method, and the surface of the formed circuit is blackened by treating it with an acid solution to obtain the inner layer material.
  • An insulating layer is formed on one or both circuit-forming surfaces of this inner layer material using prepreg, resin sheet, insulating adhesive sheet, or resin-coated metal foil, and a conductor layer is formed on the surface of the insulating layer to form a multilayer board.
  • one or more prepreg sheets are placed on the circuit-forming surface of the inner layer material, and metal foil is placed on the outside to form a laminate.
  • This laminate is then heated and pressurized to form an integral body, forming the cured prepreg as an insulating layer and the outer metal foil as a conductor layer.
  • the metal foil used here can be the same as that used for the laminate used as the inner layer material.
  • the heat and pressure molding can be performed under the same conditions as for molding the inner layer material.
  • the surface of the multilayer laminate thus formed can be further subjected to via hole formation and circuit formation by additive or subtractive methods to form a printed wiring board. Furthermore, by repeating the above process using this printed wiring board as the inner layer material, a multilayer board with even more layers can be formed.
  • an insulating adhesive sheet is placed on the circuit formation surfaces of multiple inner layer materials to form a laminate.
  • an insulating adhesive sheet is placed between the circuit formation surface of the inner layer material and a metal foil to form a laminate.
  • This laminate is then heated and pressurized to form an integral molding, thereby forming the cured insulating adhesive sheet as an insulating layer and forming a multi-layered inner layer material.
  • the cured insulating adhesive sheet is formed as an insulating layer between the inner layer material and the metal foil that is the conductor layer.
  • the same metal foil as that used in the laminate used as the inner layer material can be used.
  • the heating and pressurizing molding can be carried out under the same conditions as those for molding the inner layer material.
  • the epoxy resin composition When forming an insulating layer by applying an epoxy resin composition to a laminate, the epoxy resin composition is applied to a thickness of preferably 5 to 100 ⁇ m, and then heated and dried at 100 to 200°C, preferably 150 to 200°C, for 1 to 120 minutes, preferably 30 to 90 minutes, to form a sheet. This is generally formed by a method called the casting method. It is preferable to form the thickness after drying to 5 to 150 ⁇ m, preferably 5 to 80 ⁇ m.
  • the viscosity of the epoxy resin composition is preferably 10 to 40,000 mPa ⁇ s at 25°C, and more preferably 200 to 30,000 mPa ⁇ s, because a sufficient film thickness is obtained and uneven coating or streaks are unlikely to occur.
  • a printed wiring board can be formed by forming via holes or circuits on the surface of the multilayer laminate formed in this way using an additive method or a subtractive method.
  • a further multilayer laminate can be formed.
  • the epoxy resin composition of the present invention can be used as a sealing material for tape-shaped semiconductor chips, potting-type liquid sealing, underfill, and semiconductor interlayer insulating film, and can be suitably used for these applications.
  • semiconductor package molding can be achieved by casting the epoxy resin composition or molding it using a transfer molding machine or injection molding machine, and then heating it at 50 to 200°C for 2 to 10 hours to obtain a molded product.
  • the epoxy resin composition is premixed with compounding agents such as inorganic fillers, and additives such as coupling agents and mold release agents, which are added as required, and then melt-mixed thoroughly until homogeneous using an extruder, kneader, rolls, etc.
  • compounding agents such as inorganic fillers
  • additives such as coupling agents and mold release agents, which are added as required, and then melt-mixed thoroughly until homogeneous using an extruder, kneader, rolls, etc.
  • silica is usually used as the inorganic filler, and in this case, it is preferable to mix the inorganic filler in the epoxy resin composition in a ratio of 70 to 95 mass %.
  • the epoxy resin composition thus obtained When used as a tape-type sealant, it can be heated to produce a semi-cured sheet, which is then turned into a sealant tape, which is then placed on a semiconductor chip, heated to 100-150°C to soften and mold, and then completely cured at 170-250°C.
  • the epoxy resin composition obtained When used as a potting-type liquid sealant, the epoxy resin composition obtained can be dissolved in a solvent as necessary, applied to a semiconductor chip or electronic component, and directly cured.
  • the epoxy resin composition of the present invention can also be used as a resist ink.
  • a vinyl monomer having an ethylenically unsaturated double bond and a cationic polymerization catalyst as a curing agent are blended with the epoxy resin composition, and a pigment, talc, and a filler are further added to form a resist ink composition, which is then applied to a printed circuit board by screen printing to form a cured resist ink.
  • the curing temperature in this case is preferably in the range of about 20 to 250°C.
  • An epoxy resin composition was prepared, and the laminate and cured product were evaluated after heat curing. As a result, it was found that the cured product exhibited excellent low dielectric properties, and furthermore, an epoxy resin composition was provided that exhibited excellent copper foil peel strength and interlayer adhesion strength for use in printed wiring boards.
  • Hydroxyl equivalent The measurement was carried out in accordance with JIS K0070 and the unit was "g/eq.” Unless otherwise specified, the hydroxyl group equivalent of an aromatic polyhydric hydroxy compound means the phenolic hydroxyl group equivalent.
  • Softening point The softening point was measured in accordance with the ring and ball method of JIS K7234. Specifically, an automatic softening point apparatus (ASP-MG4, manufactured by Meitec Corporation) was used.
  • ASP-MG4 automatic softening point apparatus
  • Dielectric constant and dielectric loss tangent The dielectric constant and the dielectric loss tangent at a frequency of 1 GHz were evaluated by a capacitance method using a material analyzer (manufactured by AGILENT Technologies) in accordance with IPC-TM-650 2.5.5.9.
  • Glass transition temperature (Tg) The DSC Tgm (the intermediate temperature of the displacement curve with respect to the tangent line between the glassy state and the rubbery state) was measured at a temperature rise rate of 20° C./min using a differential scanning calorimeter (EXSTAR6000DSC6200, manufactured by Hitachi High-Tech Science Corporation) in accordance with IPC-TM-6502.4.25.c.
  • GPC Gel Permeation Chromatography
  • a column (TSKgelG4000H XL , TSKgelG3000H XL , TSKgelG2000H XL , manufactured by Tosoh Corporation) was used in series in the main body (HLC-8220GPC, manufactured by Tosoh Corporation), and the column temperature was set to 40 ° C.
  • the eluent used was tetrahydrofuran (THF), the flow rate was 1 mL / min, and the detector was a differential refractive index detector.
  • the measurement sample was 50 ⁇ L of a sample obtained by dissolving 0.1 g of sample in 10 mL of THF and filtering through a microfilter.
  • Mw and Mn were calculated by conversion from the calibration curve obtained from standard polystyrene (PStQuick Kit-H, manufactured by Tosoh Corporation).
  • PStQuick Kit-H manufactured by Tosoh Corporation
  • IR The absorbance was measured at wave numbers of 650 to 4000 cm ⁇ 1 using a Fourier transform infrared spectrophotometer (Spectrum One FT-IR Spectrometer 1760X, manufactured by Perkin Elmer Precisly) and a diamond ATR.
  • Spectrum One FT-IR Spectrometer 1760X manufactured by Perkin Elmer Precisly
  • ESI-MS Mass spectrometry was performed using a mass spectrometer (Shimadzu Corporation, LCMS-2020) and acetonitrile and water as the mobile phase, by measuring a sample dissolved in acetonitrile.
  • PH1 Aromatic hydroxy compound obtained in Synthesis Example 1
  • PH2 Aromatic hydroxy compound obtained in Synthesis Example 2
  • PH3 Aromatic hydroxy compound obtained in Synthesis Example 3 (for comparison)
  • PH4 1-naphthol
  • E1 Phenol-dicyclopentadiene type epoxy resin (Kokuto Chemical Co., Ltd., KDCP-130, epoxy equivalent 254, softening point 72°C)
  • Synthesis Example 1 Into a reaction apparatus consisting of a separable glass flask equipped with a stirrer, a thermometer, a nitrogen inlet tube, a dropping funnel, and a cooling tube, 500 parts of 2,6-xylenol (structural formula below), 7.3 parts of 47% BF3 ether complex was charged and heated to 100°C with stirring. While maintaining the temperature, 67.6 parts of dicyclopentadiene (structural formula below) (0.12 times the molar amount of 2,6-xylenol) was added. was added dropwise over 1 hour. The mixture was further reacted at a temperature of 115 to 125°C for 4 hours, and 11 parts of calcium hydroxide were added.
  • the aromatic hydroxy compound (PH1) thus obtained had a hydroxyl equivalent of 195 and a softening point of 73° C.
  • the aromatic hydroxy compound was represented by formulas (8) and (9), in which R 1 was a methyl group, i was 2, and Mw was 470 and Mn was 440 in GPC.
  • Synthesis Example 2 In a reaction apparatus consisting of a glass separable flask equipped with a stirrer, a thermometer, a nitrogen blowing tube, a dropping funnel, and a cooling tube, 400 parts of 2,6-xylenol and 2.7 parts of 47% BF3 ether complex were charged and heated to 100°C while stirring. While maintaining the temperature, 247.8 parts of dicyclopentadiene (0.57 times the moles of 2,6-xylenol) were dropped over 1 hour. The reaction was further carried out at a temperature of 115 to 125°C for 4 hours, and 4.2 parts of calcium hydroxide were added. Furthermore, 7.2 parts of a 10% aqueous oxalic acid solution were added.
  • the mixture was heated to 160°C for dehydration, and then heated to 200°C under a reduced pressure of 5 mmHg to evaporate and remove the unreacted raw materials.
  • 1510 parts of methyl isobutyl ketone (MIBK) were added to dissolve the product, and 450 parts of 80°C hot water was added to wash the mixture, and the lower layer water tank was separated and removed.
  • MIBK methyl isobutyl ketone
  • the mixture was heated to 160° C. under a reduced pressure of 5 mmHg to evaporate and remove the MIBK, yielding 461 parts of a reddish-brown aromatic hydroxy compound (PH2).
  • the aromatic hydroxy compound (PH2) thus obtained had a hydroxyl equivalent of 276, and was a semi-solid resin at room temperature.
  • the aromatic hydroxy compound was represented by formula (8) and formula (9), in which R 1 was a methyl group, i was 2, and Mw was 300 and Mn was 250 in GPC.
  • the absorption ratio (A 3040 /A 1210 ) was 0.51.
  • the GPC of the aromatic hydroxy compound (PH2) thus obtained is shown in FIG. 7, and the FT-IR is shown in FIG. 8.
  • Synthesis Example 3 (Comparative) In a reaction apparatus similar to that of Synthesis Example 1, 400 parts of phenol and 7.5 parts of 47% BF3 ether complex were charged and heated to 70°C while stirring. While maintaining the temperature, 70.2 parts of dicyclopentadiene were dropped over 2 hours. The mixture was further reacted at a temperature of 125 to 135°C for 4 hours, and 11.7 parts of calcium hydroxide were added. Furthermore, 20 parts of a 10% aqueous oxalic acid solution were added. After that, the mixture was heated to 160°C for dehydration, and then heated to 200°C under a reduced pressure of 5 mmHg to evaporate and remove unreacted raw materials.
  • Example 1 In a reaction apparatus equipped with a stirrer, a thermometer, a nitrogen inlet, a dropping funnel, and a cooling tube, 100 parts of the compound (PH1) obtained in Synthesis Example 1 as an aromatic hydroxy compound, 24.4 parts of 1-naphthol (PH4), 1.7 parts of tetra n-butylammonium bromide (TBAB), 69.2 parts of isophthalic acid chloride (B1) as an aromatic carboxylic acid halide, and 457 parts of toluene (TL) were charged, and the temperature was raised to 50 ° C. to dissolve. While controlling the inside of the system to 60 ° C.
  • Examples 2 to 9 and Reference Examples 1 to 3 The active ester resin was obtained by compounding the components in the amounts (parts) shown in Table 1 and carrying out the same operation as in Example 1. The results are shown in Table 1.
  • the GPC and FT-IR spectra of the active ester resin (A10) obtained in Reference Example 1 are shown in FIG. 3 and FIG. 4, respectively.
  • Example 10 100 parts of phenol-dicyclopentadiene type epoxy resin (E1) was used as an epoxy resin in terms of solid content, 98 parts of the active ester resin (A1) obtained in Example 1 was used as a curing agent, and 0.5 parts of 4-dimethylaminopyridine (C1) was used as a curing accelerator. The mixture was dissolved in methyl ethyl ketone to obtain an epoxy resin composition varnish so that the non-volatile content was 50%. The obtained epoxy resin composition varnish was impregnated into glass cloth (WEA 7628 XS13, 0.18 mm thick, manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd.).
  • the impregnated glass cloth was dried in a hot air circulating oven at 150°C for 5 minutes to obtain a prepreg.
  • Eight sheets of the obtained prepreg were stacked on top and bottom with copper foil (3EC-III, 35 ⁇ m thick, manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.), and vacuum pressed at 2 MPa under the temperature conditions of 130°C x 15 minutes + 210°C x 80 minutes to obtain a 1.6 mm thick laminate.
  • the results of the copper foil peel strength and interlayer adhesion of the laminate are shown in Table 2.
  • the obtained prepreg was loosened and sieved to obtain prepreg powder with a 100 mesh pass.
  • the obtained prepreg powder was placed in a fluororesin mold and vacuum pressed at 2 MPa under temperature conditions of 130°C x 15 minutes + 210°C x 80 minutes to obtain a test piece of 50 mm square x 2 mm thick.
  • the results of the relative dielectric constant and dielectric tangent of the test piece are shown in Table 2.
  • Examples 11 to 18, Comparative Examples 1 to 3, and Reference Example 4 The components were mixed in the amounts (parts) shown in Table 2, and the same operations as in Example 10 were carried out to obtain laminates and test pieces. The results are shown in Table 2. The amounts of A1 to A12 shown are calculated as solid contents.
  • the active ester resins obtained in the examples and the resin compositions containing them exhibit very good low dielectric properties and are capable of providing cured resin products with excellent adhesive strength.
  • the active ester resin of the present invention can be used in printed wiring boards, sealing materials, casting materials, etc. for electrical and electronic equipment, and is particularly useful as an electrical and electronic material that requires low dielectric properties due to the increasing performance of high-speed information equipment.

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Abstract

優れた低誘電特性を発現し、プリント配線板用途で銅箔剥離強度及び層間密着強度の優れたエポキシ樹脂組成物と、それを与える活性エステル樹脂を提供する。 下記式(1)で表されるポリアリールオキシ単位と、下記式(2)で表されるモノアリールオキシ基とを有することを特徴とする活性エステル樹脂。ここで、R1はそれぞれ独立に炭素数1~8の炭化水素基を示し、R2はそれぞれ独立にジシクロペンテニル基又はシクロペンテニル基を示す。iは1~3の整数であり、jは1又は2であり、nは繰り返し数を示し、その平均値は1~5の数である。

Description

活性エステル樹脂、エポキシ樹脂組成物、その硬化物、プリプレグ、積層板、及びビルドアップフィルム
 本発明は、誘電特性及び接着性に優れる活性エステル樹脂、及びそれらを使用したエポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂硬化物、プリプレグ、積層板、プリント配線基板、及びビルドアップフィルムに関する。
 エポキシ樹脂は接着性、可撓性、耐熱性、耐薬品性、絶縁性、硬化反応性に優れることから、塗料、土木接着、注型、電気電子材料、フィルム材料等多岐にわたって使用されている。特に、電気電子材料の一つであるプリント配線基板用途ではエポキシ樹脂に難燃性を付与することによって広く使用されている。
 近年、情報機器の小型化、高性能化が急速に進んでおり、それに伴い、半導体や電子部品の分野で使用される材料に対し、これまでよりも高い性能が要求されている。特に、電気・電子部品の材料となるエポキシ樹脂組成物には、基板の薄型化と高機能化に伴う低誘電特性が求められている。
 こうしたエポキシ樹脂組成物の低誘電特性を達成するため、特許文献1ではフェノール類と芳香族ジカルボン酸ハロゲン化物を反応させ得られる活性エステル化合物を用い、エポキシ樹脂と硬化させることにより、低誘電特性が優れた硬化物が得られることを報告している。
 特許文献2では、フェノール類としてジシクロペンタジエン型芳香族多価ヒドロキシ化合物とモノヒドロキシ化合物を芳香族ジカルボン酸ハロゲン化物と反応させることにより、耐熱性、低誘電特性、更に溶剤溶解性を高めた活性エステル樹脂が報告されている。
 しかしながら、これらの文献に開示された活性エステル樹脂も、近年の高機能化に基づく要求性能を十分に満足しておらず、低誘電特性と接着性を担保するには不十分だった。
 一方、特許文献3は、2,6-キシレノール・ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂を開示するが、活性エステル樹脂については検討されていない。
特開2004-277461号公報 特開2009-235165号公報 特開平5-339341号公報
 従って、本発明が解決しようとする課題は、硬化物において優れた誘電特性を発現し、更にプリント配線板用途で銅箔剥離強度及び層間密着強度の優れた硬化性樹脂組成物を提供することにある。
 上記の課題を解決するために、本発明者らは置換基含有フェノール類に対して、ジシクロペンタジエンと反応させて得られる、ジシクロペンタジエン由来の置換基を有する芳香族モノヒドロキシ化合物を含む芳香族ヒドロキシ化合物を活性エステル化し、エポキシ樹脂と硬化したときに、得られた硬化物の低誘電特性と接着性が優れることを見出し、本発明を完成した。
 すなわち、本発明は、下記式(1)で表されるポリアリールオキシ単位と、分子鎖末端に下記式(2)で表されるモノアリールオキシ基とを有することを特徴とする活性エステル樹脂である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009

 ここで、Rはそれぞれ独立に炭素数1~8の炭化水素基を示し、Rはそれぞれ独立に下記式(3a)若しくは(3b)で表されるジシクロペンテニル基又は下記式(3c)で表されるシクロペンテニル基を示す。iは1~3の整数であり、jは1又は2であり、nは繰り返し数を示し、その平均値は1~5の数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 ポリアリールオキシ単位として、上記式(1)で表される単位以外の他のポリアリールオキシ単位を含み、他のポリアリールオキシ単位は、下記式(4)及び/又は式(5)で表される単位であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011

 ここで、Arはそれぞれ独立に、ベンゼン環、ナフタレン環、又はビフェニル環のいずれかの芳香族環基であり、これらの芳香族環は、炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数6~11のアリール基、炭素数7~12のアラルキル基、炭素数6~11のアリールオキシ基、又は炭素数7~12のアラルキルオキシ基を置換基として有してもよい。Ar11は炭素数1~10の2価の炭化水素基又は式(4a)で表される2価の基である。R11はそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~8の炭化水素基を示す。Rは、直接結合又は炭素数1~20の炭化水素基、-CO-、-O-、-S-、-SO-、及び-C(CF-からなる群から選ばれる2価の基である。mは繰り返し数を示し、その平均値は1~5の数である。kは0又は1である。rは1又は2である。
 他のポリアリールオキシ単位は、下記式(4’)で表される単位であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012

 ここで、mは繰り返し数を示し、その平均値は1~5の数である。
 モノアリールオキシ基として上記式(2)で表される基以外の他のモノアリールオキシ基を含み、他のモノアリールオキシ基が、下記式(6)又は式(6’)で表される基であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013

 ここで、Arはそれぞれ独立に、ベンゼン環、ナフタレン環、又はビフェニル環のいずれかの芳香族環基であり、これらの芳香族環は、炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数6~11のアリール基、炭素数7~12のアラルキル基、炭素数6~11のアリールオキシ基、又は炭素数7~12のアラルキルオキシ基を置換基として有してもよい。Rは、直接結合、-CH-、-C(CH-、-CH(CH)-、-CO-、-O-、-S-、-SO-、及び-C(CF-からなる群から選ばれる2価の基である。R14は、-CH-、-C(CH-、-CH(CH)-、及び-C(CF-からなる群から選ばれる2価の基である。kは0又は1である。
 上記活性エステル樹脂はポリアリールカルボニル単位を有し、ポリアリールカルボニル単位が、下記式(7)で表される単位であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014

 ここで、Arはそれぞれ独立に、ベンゼン環、ナフタレン環、又はビフェニル環のいずれかの芳香族環基であり、これらの芳香族環は、炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数6~11のアリール基、炭素数7~12のアラルキル基、炭素数6~11のアリールオキシ基、又は炭素数7~12のアラルキルオキシ基を置換基として有してもよい。Rは、直接結合、又は炭素数1~20の炭化水素基、-CO-、-O-、-S-、-SO-、及び-C(CF-からなる群から選ばれる2価の基である。kは0又は1である。
 また、本発明は、芳香族ヒドロキシ化合物と、芳香族多価カルボン酸又はその酸ハロゲン化物とから活性エステル樹脂を製造する方法であって、芳香族ヒドロキシ化合物が下記式(8)で表される芳香族多価ヒドロキシ化合物及び下記式(9)で表されるジシクロペンテニル基及び/又はシクロペンテニル基を有する芳香族モノヒドロキシ化合物を含有し、GPC測定における芳香族ヒドロキシ化合物中の下記式(9)で表される芳香族モノヒドロキシ化合物の含有量が、0.5面積%以上10面積%以下であることを特徴とする活性エステル樹脂の製造方法である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015

 ここで、Rはそれぞれ独立に炭素数1~8の炭化水素基を示し、Rはそれぞれ独立に下記式(3a)若しくは(3b)で表されるジシクロペンテニル基又は下記式(3c)で表されるシクロペンテニル基を示す。iは1~3の整数であり、jは1又は2であり、uは繰り返し数を示し、その平均値は1~5の数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 また、本発明は上記活性エステル樹脂と、エポキシ樹脂とを必須成分とするエポキシ樹脂組成物である。
 また、本発明は、上記エポキシ樹脂組成物を硬化させてなる硬化物であり、上記エポキシ樹脂組成物を使用したプリプレグ、樹脂シート、積層板、及び回路基板用材料である。
 本発明のエポキシ樹脂組成物は、その硬化物において、優れた誘電特性を発現し、更にプリント配線板用途で銅箔剥離強度及び層間密着強度の優れたエポキシ樹脂組成物を与える。特に、低誘電正接が強く要求されるモバイル用途やサーバー用途等に好適に用いることができる。
実施例1で得た活性エステル樹脂のGPCチャートである。 実施例1で得た活性エステル樹脂のIRチャートである。 参考例1で得た活性エステル樹脂のGPCチャートである。 参考例1で得た活性エステル樹脂のIRチャートである。 合成例1で得た芳香族ヒドロキシ化合物のGPCチャートである。 合成例1で得た芳香族ヒドロキシ化合物のIRチャートである。 合成例2で得た芳香族ヒドロキシ化合物のGPCチャートである。 合成例2で得た芳香族ヒドロキシ化合物のIRチャートである。
 以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
 本発明の活性エステル樹脂は、ポリアリールオキシ単位とポリアリールカルボニル単位とからなり、上記式(1)で表される基を必須とするポリアリールオキシ単位と、分子鎖末端に上記式(2)で表されるジシクロペンテニル基及び/又はシクロペンテニル基を含有するモノアリールオキシ基を必須とするモノアリールオキシ基を有する。本明細書では、モノアラルキルオキシ基もモノアリールオキシ基として扱う。
 ポリアリールオキシ単位は上記式(8)で表される芳香族多価ヒドロキシ化合物を含む原料芳香族多価ヒドロキシ化合物に由来する構造単位であり、ポリアリールカルボニル単位は原料芳香族多価カルボン酸(芳香族多価カルボン酸ハロゲン化物)に由来する構造単位であり、分子鎖末端に存在するモノアリールオキシ基は、上記式(9)で表される芳香族モノヒドロキシ化合物を含む原料芳香族モノヒドロキシ化合物に由来する基である。
 なお、本明細書では、芳香族多価ヒドロキシ化合物と芳香族モノヒドロキシ化合物とを総称して、単に「芳香族ヒドロキシ化合物」と記載することもある。また、芳香族多価カルボン酸又はその酸ハロゲン化物と芳香族モノカルボン酸又はその酸ハロゲン化物とを総称して、単に「芳香族カルボン酸又はその酸ハロゲン化物」と記載することもある。
 本発明の活性エステル樹脂中のエステル結合は、エポキシ基に対して高い反応活性を有するため、エポキシ樹脂の硬化剤として好適に用いることができる。そして硬化時には極性の高いヒドロキシ基を生じない効果により、得られる硬化物は低い誘電正接、低い比誘電率を示す。更に、分子鎖末端がアリールオキシカルボニル基であることから、得られる硬化物の架橋点のエステル結合が吸湿によって加水分解されても、誘電正接を増大させる低分子量のカルボン酸が遊離せず、得られる硬化物は高湿度条件下においても低い誘電正接を示す。また、エポキシ基に対して反応活性を持つエステル結合を分子鎖内部にも多数有するため、硬化物は架橋密度が高く、耐熱性(ガラス転移温度:Tg)は高くなる。
 上記式(1)において、Rは炭素数1~8の炭化水素基を示し、炭素数1~8のアルキル基、炭素数6~8のアリール基、炭素数7~8のアラルキル基、又はアリル基が好ましい。炭素数1~8のアルキル基としては、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもかまわず、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、メチルペンチル基、ジメチルブタン基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基等が挙げられるが、これらに限定されない。炭素数6~8のアリール基としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、エチルフェニル基等が挙げられるが、これらに限定されない。炭素数7~8のアラルキル基としては、ベンジル基、α-メチルベンジル基等が挙げられるが、これらに限定されない。これらの置換基の中では、入手の容易性及び硬化物とするときの反応性の観点から、フェニル基、メチル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。Rの置換位置は、オキシ基に対して、オルソ位、メタ位、パラ位のいずれであってもよいが、オルソ位が好ましい。
 iは置換数であって、1~3であり、好ましくは1又は2、より好ましくは2である。
 nは繰り返し数であって、1以上の数を示し、その平均値(数平均)は1~5であり、1.0~4.0が好ましく、1.0~3.0がより好ましく、1.0~2.0が更に好ましい。
 上記ポリアリールオキシ単位としては、本発明の目的を阻害しない限り、上記式(1)で表されるジシクロペンタジエニレン含有単位以外の単位を含んでいてもよく、それらの単位は上記式(4)及び/又は式(5)で表される単位が好ましい。
 ただし、本発明の活性エステル樹脂を構成するポリアリールオキシ単位の全体量に対して、上記式(1)で表されるジシクロペンタジエニレン基含有ポリアリールオキシ単位を、好ましくは20モル%以上、より好ましくは30モル%以上、更に好ましくは50モル%以上有することが望ましい。また、式(4’)で表されるジシクロペンタジエニレン基含有ポリアリールオキシ単位を含有している場合は、ジシクロペンタジエニレン基含有のポリアリールオキシ単位の全体量に対して、上記式(1)で表されるジシクロペンタジエニレン基含有ポリアリールオキシ単位と上記式(4’)で表されるジシクロペンタジエニレン基含有ポリアリールオキシ単位の合計量を、好ましくは30モル%以上、より好ましくは50モル%以上有することが望ましい。
 上記式(4)において、Arはそれぞれ独立にベンゼン環、ナフタレン環、又はビフェニル環のいずれかの芳香族環基を示す。そして、これらの芳香族環は、ベンゼン環、ナフタレン環、又はビフェニル環のみからなっても、置換基Rを有してもよい。ここで、置換基Rは、炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数6~11のアリール基、炭素数7~12のアラルキル基、炭素数6~11のアリールオキシ基、又は炭素数7~12のアラルキルオキシ基である。
 Ar11は炭素数1~10の2価の炭化水素基又は式(4a)で表される2価の基であり、ノボラック樹脂の連結基を表す。炭素数1~10の2価の炭化水素基としては、例えば、メチレン基、ジシクロペンタジエニレン基が挙げられる。
 mは繰り返し数を示し、その平均値は1~5の数である。
 rはオキシ基の数で、1又は2である。
 上記式(4a)において、R11はそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~8の炭化水素基である。炭素数1~8の炭化水素基としては、例えば、炭素数1~6のアルキル基又は炭素数6~8のアリール基である。好ましくは、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、又は炭素数6~7(より好ましくは炭素数6)のアリール基であり、特に好ましくは水素原子又は炭素数1~3のアルキル基である。
 炭素数1~6のアルキル基としては、直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキル基を表す。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。これらの中でも、直鎖状よりも分岐鎖状又は環状のアルキル基が高耐熱性を与える傾向にある。炭素数は鎖状のアルキル基の場合は1~4が好ましく、環状のアルキル基の場合は6が好ましい。耐熱性向上の観点から、好ましくは、イソプロピル基、イソブチル基、t-ブチル基、シクロヘキシル基であり、より好ましくは、t-ブチル基、シクロヘキシル基である。また、難燃性が向上する傾向にあるため、メチル基も好ましい。
 式(4a)で表される2価の基としては、例えば、-CH-Ph-CH-、-CH-Ph-Ph-CH-、-CH-Ph-CH-Ph-CH-、-CH-Ph-C(CH-Ph-CH-、-CH-Ph-CH(CH)-Ph-CH-、-CH-Ph-CH(C)-Ph-CH-、-CH-Ph-Flu-Ph-CH-、-CH-Np-CH-、-CH-Np-Np-CH-、-CH-Np-CH-Np-CH-、及び-CH-Np-Flu-Np-CH-等が挙げられる。これらの芳香環(Ph、Np、及びFlu)は、更に置換基として、炭素数1~6のアルキル基、炭素数1~6のアルコキシ基、炭素数6~12のアリール基、炭素数6~12のアリールオキシ基、炭素数7~12のアラルキル基、又は炭素数7~12のアラルキルオキシ基を有してもよい。炭素数の総和は6~50であり、より好ましくは、炭素数が6~20である。ここで、Phはフェニレン基(-C-)を表し、Npはナフチレン基(-C10-)を表し、Fluはフルオレニル基(-C13-)を表し、Ph-Phはビフェニレン基を表す。より好ましくは、無置換、アルキル基置換、アルコキシ基置換、もしくはフェニル基置換の-CH-Ph-CH-、-CH-Ph-Ph-CH-、又は-CH-Np-CH-であり、更に好ましくは、無置換、アルキル基置換、アルコキシ基置換、もしくはフェニル基置換の-CH-Ph-CH-又は-CH-Ph-Ph-CH-である。
 上記式(5)は、下記式(5a)~式(5h)で表される単位を一般化した式である。式(6)及び式(7)も、式(5a)~式(5h)に対応するモノアリールオキシ基又はポリアリールカルボニル単位を一般化したものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017

 式中、Rは上記式(5)のRと同義である。Rは炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数6~11のアリール基、炭素数7~12のアラルキル基、炭素数6~11のアリールオキシ基、又は炭素数7~12のアラルキルオキシ基である。pは0~4の整数であり、qは0~6の整数である。
 上記式(5)において、Arはベンゼン環、ナフタレン環、又はビフェニル環のいずれかの芳香族環基を示す。そして、これらの芳香族環は、ベンゼン環、ナフタレン環、又はビフェニル環のみからなっても、置換基Rを有してもよい。ここで、置換基Rは、炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数6~11のアリール基、炭素数7~12のアラルキル基、炭素数6~11のアリールオキシ基、又は炭素数7~12のアラルキルオキシ基である。
 上記炭素数1~10のアルキル基としては、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、イソプロピル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、t-ペンチル基、イソヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、メチルシクロヘキシル基、シクロオクチル基、ジメチルシクロヘキシル基、エチルシクロヘキシル基、トリメチルシクロヘキシル基、シクロデシル基等が挙げられる。
 上記炭素数1~10のアルコキシ基としては、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、n-ブトキシ基、n-ペンチルオキシ基、n-ヘキシルオキシ基、n-ヘプチルオキシ基、n-オクチルオキシ基、n-ノニルオキシ基、n-デシルオキシ基、イソプロポキシ基、sec-ブトキシ基、t-ブトキシ基、イソペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、t-ペンチルオキシ基、イソヘキシルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロヘプチルオキシ基、メチルシクロヘキシルオキシ基、シクロオクチルオキシ基、ジメチルシクロヘキシルオキシ基、エチルシクロヘキシルオキシ基、トリメチルシクロヘキシルオキシ基、シクロデシルオキシ基等が挙げられる。
 上記炭素数6~11のアリール基又はアリールオキシ基としては、例えば、フェニル基、トリル基、エチルフェニル基、キシリル基、プロピルフェニル基、メシチル基、ナフチル基、メチルナフチル基、フェノキシ基、トリルオキシ基、エチルフェノキシ基、キシリルオキシ基、プロピルフェノキシ基、メシチルオキシ基、ナフチルオキシ基、メチルナフチルオキシ基等が挙げられる。
 上記炭素数7~12のアラルキル基又はアラルキルオキシ基としては、例えば、ベンジル基、メチルベンジル基、ジメチルベンジル基、トリメチルベンジル基、フェネチル基、1-フェニルエチル基、2-フェニルイソプロピル基、ナフチルメチル基、ベンジルオキシ基、メチルベンジルオキシ基、ジメチルベンジルオキシ基、トリメチルベンジルオキシ基、フェネチルオキシ基、1-フェニルエチルオキシ基、2-フェニルイソプロピルオキシ基、ナフチルメチルオキシ基等が挙げられる。
 上記Arとしては、フェニレン基、ナフチレン基、又はこれらにメチル基、若しくは1-フェニルエチル基が置換した芳香族環基が好ましい。
 上記式(5)において、Rは、直接結合又は炭素数1~20の炭化水素基、-CO-、-O-、-S-、-SO-、及び-C(CF-から選ばれる2価の基である。
 炭素数1~20の炭化水素基としては、例えば、-CH-、-CH(CH)-、-C-、-C(CH-、シクロヘキシレン基、メチルシクロヘキシレン基、ジメチルシクロヘキシレン基、メチルイソプロピルシクロヘキシレン基、シクロヘキシルシクロヘキシレン基、シクロヘキシリデン基、メチルシクロヘキシリデン基、ジメチルシクロヘキシリデン基、トリメチルシクロヘキシリデン基、テトラメチルシクロヘキシリデン基、エチルシクロヘキシリデン基、イソプロピルシクロヘキシリデン基、t-ブチルシクロヘキシリデン基、フェニルシクロヘキシリデン基、シクロヘキシルシクロヘキシリデン基、(メチルシクロヘキシル)シクロヘキシリデン基、(エチルシクロヘキシル)シクロヘキシリデン基、(フェニルシクロヘキシル)シクロヘキシリデン基、シクロドデシレン基、シクロペンチリデン基、メチルシクロペンチリデン基、トリメチルシクロペンチリデン基、シクロオクチリデン基、シクロドデシリデン基、9H-フルオレン-9,9-ジイル基、ビシクロ[4.4.0]デシリデン基、ビシクロヘキサンジイル基、フェニレン基、キシリレン基、フェニルメチレン基、ジフェニルメチレン基や、ノルボルニレン基、アダマンチレン基、テトラヒドロジシクロペンタジエニレン基、テトラヒドロトリシクロペンタジエニレン基、ノルボルナン構造、テトラヒドロトリシクロペンタジエン構造等を有する2価の基が挙げられる。
 好ましいRは、直接結合、-CH-、-CH(CH)-、-C(CH-、-CO-、-O-、-S-、-SO-、トリメチルシクロヘキシリデン基、シクロオクチリデン基、シクロドデシリデン基、ビシクロヘキサンジイル基、9H-フルオレン-9,9-ジイル基、フェニルメチレン基である。
 本発明の活性エステル樹脂は、分子鎖末端にモノアリールオキシ基を有し、モノアリールオキシ基としては上記式(2)で表される基を必須成分とする。他のモノアリールオキシ基としては、特に限定されないが、式(6)及び式(6’)で表される基が好ましい。
 モノアリールオキシ基の使用量としては、原料として使用する芳香族ヒドロキシ化合物の全体量に対して、上記式(2)、式(6)、及び式(6’)で表されるモノアリールオキシ単位の由来原料である芳香族モノヒドロキシ化合物は、芳香族ヒドロキシ化合物全量に対して、好ましくは10モル%以上、より好ましくは20モル%以上、更に好ましくは30モル%以上有することが望ましい。一方、上記式(2)で表されるモノアリールオキシ基の由来原料である式(9)で表される芳香族モノヒドロキシ化合物は、芳香族ヒドロキシ化合物全量に対して、好ましくは0.5~10面積%であり、より好ましくは1~8面積%、さらに好ましくは1~5面積%である。
 式(2)において、R及びiは上記式(1)のR及びiとそれぞれ同義であり、好ましい置換基も同様である。
 Rはそれぞれ独立に、下記式(3а)又は式(3b)で表されるジシクロペンテニル基、もしくは式(3c)で表されるシクロペンテニル基を示す。式(3а)、式(3b)及び式(3c)は、ジシクロペンタジエンに由来する基であると言える。jは置換基Rの数で1又は2である。式(3c)はジシクロペンタジエンが解重合した構造由来であり、高温で反応させた際に生じることがある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 式(6)において、Arは上記式(5)のArと同様の芳香族環基であり、同様の置換基を有していてもよく、好ましい置換基も同様である。
 Rは、直接結合、-CH-、-C(CH-、-CH(CH)-、-CO-、-O-、-S-、-SO-、及び-C(CF-から選ばれる2価の基である。
 上記ポリアリールカルボニル単位としては、特に制限はなく、上記式(7)で表される単位が好ましい。
 式(7)において、Arは上記式(5)のArと同様の芳香族環基であり、同様の置換基を有していてもよく、好ましい置換基も同様である。Rは式(5)のRと同義である。
 上記活性エステル樹脂を合成するための必須原料である芳香族ヒドロキシ化合物は上記式(8)で表される芳香族多価ヒドロキシ化合物及び式(9)で表される芳香族モノヒドロキシ化合物であり、置換基含有フェノール類とジシクロペンタジエンとを三フッ化ホウ素・エーテル触媒等のルイス酸存在下で反応させることにより得ることができる。
 本発明の活性エステル樹脂原料として使用する芳香族ヒドロキシ化合物は、水酸基当量(g/eq.)が好ましくは180~300であり、重量平均分子量(Mw)が好ましくは280~550、数平均分子量(Mn)が好ましくは230~500である。
 この芳香族多価ヒドロキシ化合物のu=1以上の成分が、式(8)で表される芳香族多価ヒドロキシ化合物であり、活性エステル樹脂の上記式(1)で表されるポリアリールオキシ単位となる。u=0成分はジシクロペンタジエン由来の置換基が付加した、上記式(9)で表される芳香族モノヒドロキシ化合物となり、活性エステル樹脂の分子鎖末端としての上記式(2)で表されるモノアリールオキシ基になり得る。
 式(9)で表される芳香族モノヒドロキシ化合物の含有量は、好ましくは0.5~10面積%であり、より好ましくは1~5面積%である。
 上記一般式(8)で表される芳香族多価ヒドロキシ化合物の含有量は、好ましくは90~99.5面積%であり、より好ましくは95~99面積%である。そのため、u=1成分の含有量は、50~95面積%であってよく、好ましくは60~93面積%であり、より好ましくは70~90面積%である。u=2以上の成分の合計含有量は、5~50面積%であってよく、好ましくは5~35面積%であり、より好ましくは8~25面積%である。
 また、この芳香族多価ヒドロキシ化合物は、uの平均値が1.8を越えるものを多く使用すると、溶媒に溶解して活性エステル樹脂を合成する際にゲル化が生じることがある。そのため、uの平均値が1~5の範囲にあるものを使用することが好ましく、より好ましい範囲は1.0~3.0であり、更に好ましい範囲は1.0~2.0である。また、uの平均値に応じて使用量を適宜調整し、1価や2価の他の芳香族ヒドロキシ化合物を併用することでゲル化を防止することもできる。
 上記置換基含有フェノール類としては、クレゾール、エチルフェノール、プロピルフェノール、イソプロピルフェノール、n-ブチルフェノール、t-ブチルフェノール、ペンチルフェノール、イソペンチルフェノール、ネオペンチルフェノール、シクロペンチルフェノール、ヘキシルフェノール、(メチルペンチル)フェノール、(ジメチルブタン)フェノール、シクロヘキシルフェノール、フェニルフェノール、トリルフェノール、キシリルフェノール、ベンジルフェノール、α-メチルベンジルフェノール、アリルフェノール、ジメチルフェノール、ジエチルフェノール、ジプロピルフェノール、ジイソプロピルフェノール、ジ(n-ブチル)フェノール、ジ(t-ブチル)フェノール、ジペンチルフェノール、ジイソペンチルフェノール、ジネオペンチルフェノール、ジシクロペンチルフェノール、ジヘキシルフェノール、ジシクロヘキシルフェノール、ジフェニルフェノール、ジトリルフェノール、ジキシリルフェノール、ジベンジルフェノール、ビス(α-メチルベンジル)フェノール、メチルエチルフェノール、メチル-t-ブチルフェノール、メチルアリルフェノール、トリルフェニルフェノール等が挙げられる。入手の容易性及び硬化物とするときの反応性の観点から、クレゾール、フェニルフェノール、ベンジルフェノール、ジメチルフェノール、ジフェニルフェノール、ジベンジルフェノールが好ましく、クレゾール、フェニルフェノール、ジメチルフェノールが特に好ましい。
 上記反応に用いる触媒はルイス酸であり、具体的には三フッ化ホウ素、三フッ化ホウ素・フェノール錯体、三フッ化ホウ素・エーテル錯体、塩化アルミニウム、塩化錫、塩化亜鉛、塩化鉄等であるが、中でも取り扱いの容易さから、三フッ化ホウ素・エーテル錯体が好ましい。触媒の使用量は、三フッ化ホウ素・エーテル錯体の場合、ジシクロペンタジエン100質量部に対して、0.001~20質量部であり、好ましくは0.05~15質量部であり、より好ましく0.1~12質量部である。
 上記式(8)及び式(9)で表される芳香族ヒドロキシ化合物を合成する方法としては、好ましくは、置換基含有フェノール類に対して、ジシクロペンタジエンを所定の比率で反応させる方法である。この反応によって、式(8)で表される芳香族多価ヒドロキシ化合物と式(9)で表される芳香族モノヒドロキシ化合物を同時に得ることができる。
 この反応において、式(8)の構造を多く含む化合物を得るためには、置換基含有フェノール1モルに対し、ジシクロペンタジエンを0.08~0.80モル、好ましくは0.09~0.60モル、より好ましくは0.10~0.50モル、更に好ましくは0.11~0.40モル、特に好ましくは0.11~0.20モルである。一方、式(9)の構造を多く含む化合物を得るためには、置換基含有フェノール1モルに対し、ジシクロペンタジエンを0.28~2.0倍モルであり、好ましくは0.30~1.50倍モル、より好ましくは0.50~1.30倍モルである。
 なお、芳香族ヒドロキシ化合物の原料として、式(8)で表される芳香族多価ヒドロキシ化合物と式(9)で表される芳香族モノヒドロキシ化合物とを各々準備し、それらの混合物であっても構わない。
 上記式(9)で表される芳香族モノヒドロキシ化合物中に、式(3a)~式(3c)で表される置換基が導入されたことを確認する方法としては、質量分析法とFT-IR測定を用いることができる。
 質量分析方法を用いる場合、エレクトロスプレー質量分析法(ESI-MS)やフィールドデソープション法(FD-MS)等を用いることができる。GPC等で核体数が異なる成分を分離したサンプルを質量分析法にかけることにより、式(3a)~式(3c)で表される置換基が導入されたことを確認できる。
 FT-IR測定法を用いる場合、サンプルをダイアモンドATR上にマウントし、FT-IRで測定すると、フェノール核におけるC-O伸縮振動に由来するピークが1210cm-1付近に現れる。式(3a)~式(3c)で表される基が導入されている場合のみ、これらのオレフィン部位のC-H伸縮振動に由来するピークが3040cm-1付近に現れる。因みに、フェノール類の連結基としてのジシクロペンテニレン基はオレフィンではないため、この吸収ピークは現れない。
 目的のピークの始まりと終わりを直線的につないだものをベースラインとし、ピークの頂点からベースラインまでの長さをピーク高さとしたとき、3040cm-1付近のピーク(A3040)と1210cm-1付近のピーク(A1210)の比率(A3040/A1210)によって、式(3a)~式(3c)の導入量が定量できる。その比率は大きいほど物性値が良くなることが確認できており、目的の物性を満たすための好ましい比率(A3040/A1210)は0.01以上であり、より好ましくは0.05以上であり、さらに好ましくは0.10以上である。上限としては、好ましくは0.7以下、より好ましくは0.60以下である。この比率が高ければ、ジシクロペンタジエン置換基が多く導入されていることになる。
 本反応は、置換基含有フェノール類と触媒を反応器に仕込み、ジシクロペンタジエンを1~10時間かけて滴下していく方式がよい。
 反応温度は、50~200℃が好ましく、100~180℃がより好ましく、120~160℃が更に好ましい。反応時間は1~10時間が好ましく、3~10時間がより好ましく、4~8時間が更に好ましい。
 反応終了後、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等のアルカリを加えて触媒を失活させる。その後、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類や、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類等の溶媒を加えて溶解し、水洗した後、減圧下で溶媒を回収することにより、目的とする芳香族ヒドロキシ化合物を得ることができる。なお、ジシクロペンタジエンを可及的に全量反応させ、置換基含有フェノール類の一部を未反応、好ましくは10%以下を未反応として、それを減圧回収することが好ましい。
 反応に際し、必要に応じて、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類や、クロロベンゼン、ジクロルベンゼン等のハロゲン化炭化水素類や、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングルコールジメチルエーテル等のエーテル類等の溶媒を使用してもよい。
 本発明の活性エステル樹脂を製造する場合、本発明の目的を阻害しない限り、上記式(8)及び式(9)で表される芳香族ヒドロキシ化合物以外の芳香族多価ヒドロキシ化合物を併用してもよい。
 ただし、原料として使用する芳香族ヒドロキシ化合物の全体量に対して、上記式(8)及び式(9)で表される芳香族ヒドロキシ化合物を50モル%以上の割合で使用することが望ましい。より好ましくは60モル%以上、さらに好ましくは80モル%以上である。
 芳香族ヒドロキシ化合物の全体量に対して、上記式(9)で表される芳香族モノヒドロキシ化合物を、好ましくは0.5モル%以上、より好ましくは1モル%以上、更に好ましくは2モル%以上有することが望ましい。
 併用してもよい芳香族多価ヒドロキシ化合物としては特に制限なく使用できるが、下記式(10)及び/又は式(11)で表される芳香族多価ヒドロキシ化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019

 式中、Ar、Ar11、m及びrは、上記式(4)のAr、Ar11、m及びrとそれぞれ同義である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020

 式中、Ar、R、及びkは、上記式(5)のAr、R、及びkとそれぞれ同義である。
 上記式(10)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物としては、例えば、フェノールノボラック樹脂(例えば、ショウノールBRG-555(アイカ工業株式会社製)等)、クレゾールノボラック樹脂(例えば、DC-5(日鉄ケミカル&マテリアル株式会社製)等)、キシレノールノボラック樹脂、ビフェノールノボラック樹脂、芳香族変性フェノールノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂等のノボラック樹脂類や、フェノール類とジシクロペンタジエンとの反応物(ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂)、ナフトール類とジシクロペンタジエンとの反応物(ジシクロペンタジエン型ナフトール樹脂)や、フェノール類とテルペン類との反応物(テルペン型フェノール樹脂)、ナフトール類とテルペン類との反応物(テルペン型ナフトール樹脂)や、フェノール類及び/又はナフトール類とキシリレングリコールとの縮合物(例えば、SN-160、SN-395、SN-485(いずれも日鉄ケミカル&マテリアル株式会社製)等)、フェノール類及び/又はナフトール類とイソプロペニルアセトフェノンとの縮合物、フェノール類及び/又はナフトール類とジビニルベンゼンとの反応物、フェノール類及び/又はナフトール類とビフェニル系架橋剤との縮合物(例えば、MEH-7851(UBE株式会社製)等)等のアラルキル型ノボラック樹脂等が挙げられる。
 上記式(10)で表される芳香族多価ヒドロキシ化合物は、mの平均値が1.2を越えるものを多く併用すると、溶媒に溶解して活性エステル樹脂を合成する際にゲル化が生じるおそれがある。そのため、式(10)で表される芳香族多価ヒドロキシ化合物を併用する場合は、mの平均値が1~2の範囲にあるものを使用することが好ましい。また、mの値に応じて式(10)で表される芳香族多価ヒドロキシ化合物の使用量を適宜調整することでゲル化を防止することができる。例えば、mが2の場合は、使用量は、使用する芳香族多価ヒドロキシ化合物全量に対して20モル%以下とすることが好ましい。また、下記式(10’)で表される芳香族多価ヒドロキシ化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021

 式中、mは上記式(4)のmと同義である。
 上記式(11)で表される芳香族ジヒドロキシ化合物としては、例えば、カテコール、レゾルシン、メチルレゾルシン、ハイドロキノン、モノメチルハイドロキノン、ジメチルハイドロキノン、トリメチルハイドロキノン、モノ-t-ブチルハイドロキノン、ジ-t-ブチルハイドロキノン等のジヒドロキシベンゼン類や、ヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシメチルナフタレン、ジヒドロキシジメチルナフタレン、ジヒドロキシメチルメトキシナフタレン等のジヒドロキシナフタレン類や、ビフェノール、ジメチルビフェノール、テトラメチルビフェノール等のビフェノール類や、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールC、ビスフェノールK、ビスフェノールZ、ビスフェノールS、テトラメチルビスフェノールA、テトラメチルビスフェノールF、テトラメチルビスフェノールS、テトラメチルビスフェノールZ、ジヒドロキシジフェニルスルフィド、4,4’-チオビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、ビスフェノールフルオレン、ビスクレゾールフルオレン、9,9-ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)-9H-フルオレン等のビスフェノール類が挙げられる。
 芳香族モノヒドロキシ化合物を併用してもよい。併用してもよい芳香族モノヒドロキシ化合物としては特に制限なく使用できるが、下記式(12)で表される芳香族モノヒドロキシ化合物が好ましい。
 芳香族モノヒドロキシ化合物として、芳香族モノフェノール化合物ではなく、芳香族モノアルコール化合物を使用してもよい。使用してもよい芳香族モノアルコール化合物としては特に制限はないが、下記式(12’)で表される芳香族モノアルコール化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022

 式中、Ar、R、及びkは、上記式(6)のAr、R、及びkとそれぞれ同義であり、R14は上記式(6’)のR14と同義である。
 上記式(12)で表される芳香族モノヒドロキシ化合物としては、例えば、フェノール、o-クレゾール、m-クレゾール、p-クレゾール、3,5-キシレノール、o-フェニルフェノール、p-フェニルフェノール、2-ベンジルフェノール、4-ベンジルフェノール、4-(α-クミル)フェノール、オクチルフェノール、α-ナフトール、β-ナフトール等が挙げられる。なかでも、α-ナフトール、β-ナフトール、o-フェニルフェノール、p-フェニルフェノール、4-(α-クミル)フェノールを併用した活性エステル樹脂を硬化剤とする硬化物は特に低い誘電正接を有する。
 上記式(12’)で表される芳香族モノヒドロキシ化合物としては、例えば、ベンジルアルコール、トリルメタノール、ジメチルベンジルアルコール、ビフェニルメタノール、ベンジルベンジルアルコール、ナフチルメタノール等が挙げられ、ベンジルアルコール、ビフェニルメタノール、ナフチルメタノールが好ましい。
 本発明の活性エステル樹脂は、芳香族多価ヒドロキシ化合物と、芳香族多価カルボン酸又はその酸ハロゲン化物とを反応させることによって得られる。この時、上記式(8)で表される芳香族ヒドロキシ化合物は必須成分である。また、この反応では芳香族モノカルボン酸又はその酸ハロゲン化物を併用してもよい。使用する芳香族カルボン酸のハロゲン化物のハロゲンとしては、塩素又は臭素を使用するのが一般的である。芳香族多価カルボン酸のハロゲン化物としては、例えば、下記式(13)で表される芳香族ジカルボン酸のハロゲン化物等や、トリメシン酸、トリメリット酸等の芳香族トリカルボン酸のハロゲン化物等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023

 式中、Ar、R、及びkは、上記式(7)のAr、R、及びkとそれぞれ同義である。
 上記式(13)で表される芳香族ジカルボン酸としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、1,4-ナフタレンジカルボン酸、2,3-ナフタレンジカルボン酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、1,6-ナフタレンジカルボン酸、2,7-ナフタレンジカルボン酸、4,4-ビフェニルジカルボン酸、4,4’-メチレンビス安息香酸、4,4’-カルボニルビス安息香酸、4,4’-イソプロピリデン二安息香酸等が挙げられる。なかでも、溶剤溶解性と耐熱性のバランスの観点から、イソフタル酸クロライド、テレフタル酸クロライドが好ましい。
 芳香族モノカルボン酸ハロゲン化物としては、例えば、下記式(14)で表される芳香族モノカルボン酸のハロゲン化物等が挙げられる。芳香族モノカルボン酸ハロゲン化物を併用した場合、分子鎖末端の一部はアリールカルボニルオキシ基となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024

 式中、Ar、R、及びkは、上記式(6)のAr、R、及びkとそれぞれ同義である。
 式(14)で表される芳香族モノカルボン酸としては、例えば、安息香酸、1-ナフタレンカルボン酸、2-ナフタレンカルボン酸、ビフェニルカルボン酸等が挙げられる。
 上記式(8)の芳香族ヒドロキシ化合物と、芳香族カルボン酸又はその酸ハロゲン化物を反応させる方法は、具体的には、これらの成分をアルカリ触媒存在下で反応させる方法である。
 ここで使用できるアルカリ触媒は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム等の無機塩基、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン等の有機塩基等が挙げられ、中でも水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが反応性とコストの面で優れていることから好ましい。
 上記反応は、有機溶媒存在下、芳香族ヒドロキシ化合物と、芳香族カルボン酸又はその酸ハロゲン化物を混合し、上記アルカリ触媒を添加する事により行うことができる。アルカリ触媒の添加量は、芳香族ヒドロキシ化合物のフェノール性水酸基1モルに対し、0.9~2.0モルであることが好ましい。
 上記反応において使用される有機溶媒としては、トルエン、ジクロロメタン、クロロホルム等が挙げられるが、価格や環境負荷の観点からトルエンが好ましい。
 なお、トルエンなどの疎水性有機溶媒を使用する場合、無機塩基である水酸化ナトリウム水溶液が分離する可能性があることから、有機溶媒中に溶け込んでいる芳香族化合物などを速やかに反応させるために、相関移動触媒、例えばテトラn-ブチルアンモニウムブロマイド(TBAB)を添加することが望ましい。
 反応終了後は、反応液の中和及び水洗を行うことにより、目的の樹脂を得ることができる。
 本発明の活性エステル樹脂の活性エステル当量(g/eq.)は、200~600が好ましく、220~500がより好ましく、240~450が更に好ましく、240~300が特に好ましい。この範囲よりも小さいと誘電特性の悪化する恐れがあり、大きい場合は耐熱性と接着性の低下する恐れがある。なお、活性エステル基とは活性エステル樹脂中のアリールオキシカルボニル基のことを指す。
 このような活性エステル樹脂を硬化剤として用いることにより、本発明のエポキシ樹脂組成物を得ることができる。
 本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂及び上記活性エステル樹脂を必須成分とする。この態様としては、活性エステル樹脂のうちの一部又は全部が本発明の活性エステル樹脂であり、全活性エステル樹脂のうち上記式(1)で表される活性エステル樹脂は、少なくとも30質量%が好ましく、50質量%以上がより好ましく、75質量%以上が更に好ましい。これよりも少ない場合、誘電特性が悪化する恐れがある。
 本発明のエポキシ樹脂を得るために使用されるエポキシ樹脂としては、分子中にエポキシ基を2個以上有する通常のエポキシ樹脂はすべて使用できる。
 例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、テトラメチルビスフェノールF型エポキシ樹脂、ヒドロキノン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールフルオレン型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスチオエーテル型エポキシ樹脂、レゾルシノール型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキルフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレンジオール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、スチレン化フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、アルキルノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、β-ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、ジナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、α-ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、トリスフェニルメタン型エポキシ樹脂、トリスフェニルメタン型エポキシ樹脂、本発明以外のジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、アルキレングリコール型エポキシ樹脂、脂肪族環状エポキシ樹脂、ジアミノジフェニルメタンテトラグリシジルアミン、アミノフェノール型エポキシ樹脂、リン含有エポキシ樹脂、ウレタン変性エポキシ樹脂、オキサゾリドン環含有エポキシ樹脂が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらのエポキシ樹脂は単独で使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。
 入手の容易さの観点から、ナフタレンジオール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、芳香族変性フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、α-ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、リン含有エポキシ樹脂、オキサゾリドン環含有エポキシ樹脂を使用することが好ましい。
 本発明の活性エステル樹脂の他に、必要に応じて各種フェノール樹脂類、酸無水物類、アミン類、ヒドラジッド類、酸性ポリエステル類等の通常使用される硬化剤を、1種類又は2種類以上併用してもよい。これらの硬化剤を併用する場合、併用する硬化剤は全硬化剤中の70質量%以下であることが好ましく、50質量%以下がより好ましく、25質量%以下が更に好ましい。併用する硬化剤の割合が多すぎると、エポキシ樹脂組成物としての誘電特性と接着特性が悪化する恐れがある。
 本発明のエポキシ樹脂組成物において、エポキシ樹脂のエポキシ基1モルに対して、硬化剤の活性水素基は0.2~1.5モルが好ましく、0.3~1.4モルがより好ましく、0.5~1.3モルが更に好ましく、0.8~1.2モルが特に好ましい。この範囲を外れる場合は、硬化が不完全になり良好な硬化物性が得られない恐れがある。例えば、フェノール樹脂系硬化剤やアミン系硬化剤を併用した場合はエポキシ基に対して活性水素基をほぼ等モル配合する。酸無水物系硬化剤を併用した場合はエポキシ基1モルに対して酸無水物基を0.5~1.2モル、好ましくは、0.6~1.0モル配合する。本発明の活性エステル樹脂を硬化剤として単独で使用する場合の使用量は、エポキシ樹脂1モルに対して、0.5~1.5モルの範囲であり、0.9~1.1モルの範囲が望ましい。
 本発明でいう活性水素基とはエポキシ基と反応性の活性水素を有する官能基(加水分解等により活性水素を生ずる潜在性活性水素を有する官能基や、同等な硬化作用を示す官能基を含む。)のことであり、具体的には、酸無水物基やカルボキシル基やアミノ基やフェノール性水酸基等が挙げられる。なお、活性水素基に関して、1モルのカルボキシル基やフェノール性水酸基は1モルと、アミノ基(NH)は2モルと計算される。また、活性水素基が明確ではない場合は、測定によって活性水素当量を求めることができる。例えば、エポキシ当量が既知のフェニルグリシジルエーテル等のモノエポキシ樹脂と活性水素当量が未知の硬化剤を反応させて、消費したモノエポキシ樹脂の量を測定することによって、使用した硬化剤の活性水素当量を求めることができる。
 本発明のエポキシ樹脂組成物に併用できるフェノール樹脂系硬化剤としては、具体例には、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールC、ビスフェノールK、ビスフェノールZ、ビスフェノールS、テトラメチルビスフェノールA、テトラメチルビスフェノールF、テトラメチルビスフェノールS、テトラメチルビスフェノールZ、ジヒドロキシジフェニルスルフィド、4,4’-チオビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)等のビスフェノール類や、カテコール、レゾルシン、メチルレゾルシン、ハイドロキノン、モノメチルハイドロキノン、ジメチルハイドロキノン、トリメチルハイドロキノン、モノ-t-ブチルハイドロキノン、ジ-t-ブチルハイドロキノン等ジヒドロキシベンゼン類や、ジヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシメチルナフタレン、ジヒドロキシジメチルナフタレン、ジヒドロキシメチルメトキシナフタレン、トリヒドロキシナフタレン等のヒドロキシナフタレン類や、LC-950PM60(Shin-AT&C社製)等のリン含有フェノール硬化剤や、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、芳香族変性フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂、レヂトップTPM-100(群栄化学工業株式会社製)等のトリスヒドロキシフェニルメタン型ノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂等のフェノール類、ナフトール類、及び/又はビスフェノール類とアルデヒド類との縮合物、フェノール類、ナフトール類、及び/又はビスフェノール類とキシリレングリコールとの縮合物、フェノール類及び/又はナフトール類とイソプロペニルアセトフェノンとの縮合物、フェノール類、ナフトール類、及び/又はビスフェノール類とジシクロペンタジエンとの反応物、フェノール類、ナフトール類、及び/又はビスフェノール類とビフェニル系架橋剤との縮合物等のいわゆるノボラックフェノール樹脂といわれるフェノール化合物等が挙げられる。入手容易さの観点から、フェノールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、トリスヒドロキシフェニルメタン型ノボラック樹脂、芳香族変性フェノールノボラック樹脂等が好ましい。
 ノボラックフェノール樹脂の場合、フェノール類としては、フェノール、クレゾール、キシレノール、ブチルフェノール、アミルフェノール、ノニルフェノール、ブチルメチルフェノール、トリメチルフェノール、フェニルフェノール等が挙げられ、ナフトール類としては、1-ナフトール、2-ナフトール等が挙げられ、その他、上記ビスフェノール類が挙げられる。アルデヒド類としては、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒド、ブチルアルデヒド、バレルアルデヒド、カプロンアルデヒド、ベンズアルデヒド、クロルアルデヒド、ブロムアルデヒド、グリオキザール、マロンアルデヒド、スクシンアルデヒド、グルタルアルデヒド、アジピンアルデヒド、ピメリンアルデヒド、セバシンアルデヒド、アクロレイン、クロトンアルデヒド、サリチルアルデヒド、フタルアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデヒド等が例示される。ビフェニル系架橋剤としてビス(メチロール)ビフェニル、ビス(メトキシメチル)ビフェニル、ビス(エトキシメチル)ビフェニル、ビス(クロロメチル)ビフェニル等が挙げられる。
 酸無水物系硬化剤としては、具体的には、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水ピロメリット酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸、メチルナジック酸等が挙げられる。
 アミン系硬化剤としては、具体的には、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、メタキシレンジアミン、イソホロンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルフォン、ジアミノジフェニルエーテル、ベンジルジメチルアミン、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、ジシアンジアミド、ダイマー酸等の酸類とポリアミン類との縮合物であるポリアミドアミン等のアミン系化合物等が挙げられる。
 その他の硬化剤として、具体的には、トリフェニルホスフィン等のホスフィン化合物、テトラフェニルホスホニウムブロマイド等のホスホニウム塩、2-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-ウンデシルイミダゾール、1-シアノエチル-2-メチルイミダゾール等のイミダゾール類、イミダゾール類とトリメリット酸、イソシアヌル酸、又はホウ素等との塩であるイミダゾール塩類、トリメチルアンモニウムクロライド等の4級アンモニウム塩類、ジアザビシクロ化合物、ジアザビシクロ化合物とフェノール類やフェノールノボラック樹脂類等との塩類、3フッ化ホウ素とアミン類やエーテル化合物等との錯化合物、芳香族ホスホニウム、又はヨードニウム塩等が挙げられる。
 本発明のエポキシ樹脂組成物には、必要に応じて公知慣用のエポキシ樹脂硬化促進剤を使用することができる。使用できる硬化促進剤の例としては、2-メチルイミダゾール、2-エチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、2-ヘプタデシルイミダゾール、2-ウンデシルイミダゾール等のイミダゾール類や、4-ジメチルアミノピリジン、2-(ジメチルアミノメチル)フェノール、1,8-ジアザ-ビシクロ(5,4,0)ウンデセン-7等の第3級アミン類や、3-フェニル-1,1-ジメチル尿素、3-(4-メチルフェニル)-1,1-ジメチル尿素、クロロフェニル尿素、3-(4-クロロフェニル)-1,1-ジメチル尿素、3-(3,4-ジクロルフェニル)-1,1-ジメチル尿素等の尿素化合物や、トリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリフェニルホスフィントリフェニルボラン等のホスフィン類や、北興化学工業株式会社製のTBP-DA、TBP-3PC、TBP-3S、TPP-フタル酸等の第4級ホスホニウム塩、オクチル酸スズ等の金属化合物等が挙げられる。これらの硬化促進剤は単独で使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。これらの中でも、4-ジメチルアミノピリジン、イミダゾール類が好ましい。
 硬化促進剤を使用する場合、その使用量は、使用目的に応じて適宜選択すればよいが、エポキシ樹脂組成物中のエポキシ樹脂成分100質量部に対して、0.01~15質量部が必要に応じて使用され、0.02~10質量部が好ましく、0.05~8質量部がより好ましく、0.1~5質量部が更に好ましい。硬化促進剤を使用することにより、硬化温度を下げることや、硬化時間を短縮することができる。
 エポキシ樹脂組成物には、粘度調整用として有機溶媒又は反応性希釈剤を使用することができる。
 有機溶媒としては、例えば、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド類や、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジメトキシジエチレングリコール、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類や、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類や、メタノール、エタノール、1-メトキシ-2-プロパノール、2-エチル-1-ヘキサノール、ベンジルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチルジグリコール、パインオイル等のアルコール類や、酢酸ブチル、酢酸メトキシブチル、メチルセロソルブアセテート、セロソルブアセテート、エチルジグリコールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、カルビトールアセテート、ベンジルアルコールアセテート等の酢酸エステル類や、安息香酸メチル、安息香酸エチル等の安息香酸エステル類やメチルセロソルブ、セロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ類や、メチルカルビトール、カルビトール、ブチルカルビトール等のカルビトール類や、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類や、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、N-メチルピロリドン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
 反応性希釈剤としては、例えば、アリルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、2-エチルヘキシルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、トリルグリシジルエーテル等の単官能グリシジルエーテル類や、レゾルシノールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,4-ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル等の二官能グリシジルエーテル類や、グリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、トリメチロールエタンポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル等の多官能グリシジルエーテル類や、ネオデカン酸グリシジルエステル等のグリシジルエステル類や、フェニルジグリシジルアミン、トリルジグリシジルアミン等のグリシジルアミン類が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
 これらの有機溶媒又は反応性希釈剤は、単独又は複数種類を混合したものを、不揮発分として90質量%以下で使用することが好ましく、その適正な種類や使用量は用途によって適宜選択される。例えば、プリント配線板用途では、メチルエチルケトン、アセトン、1-メトキシ-2-プロパノール等の沸点が160℃以下の極性溶媒であることが好ましく、その使用量は不揮発分で40~80質量%が好ましい。また、接着フィルム用途では、例えば、ケトン類、酢酸エステル類、カルビトール類、芳香族炭化水素類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン等を使用することが好ましく、その使用量は不揮発分で30~60質量%が好ましい。
 エポキシ樹脂組成物は、特性を損ねない範囲で他の熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂を配合してもよい。例えば、フェノール樹脂、アクリル樹脂、石油樹脂、インデン樹脂、クマロンインデン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリビニルホルマール樹脂等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。
 エポキシ樹脂組成物には、得られる硬化物の難燃性の向上を目的に、公知の各種難燃剤を使用することができる。使用できる難燃剤としては、例えば、ハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤、窒素系難燃剤、シリコーン系難燃剤、無機系難燃剤、有機金属塩系難燃剤等が挙げられる。環境に対する観点から、ハロゲンを含まない難燃剤が好ましく、特にリン系難燃剤が好ましい。これらの難燃剤は単独で使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。
 リン系難燃剤は、無機リン系化合物、有機リン系化合物のいずれも使用できる。無機リン系化合物としては、例えば、赤リン、リン酸一アンモニウム、リン酸二アンモニウム、リン酸三アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム等のリン酸アンモニウム類、リン酸アミド等の無機系含窒素リン化合物が挙げられる。有機リン系化合物としては、例えば、脂肪族リン酸エステル、リン酸エステル化合物、例えば、PX-200(大八化学工業株式会社製)等の縮合リン酸エステル類、ホスホン酸化合物、ホスフィン酸化合物、ホスフィンオキシド化合物、ホスホラン化合物、有機系含窒素リン化合物等の汎用有機リン系化合物や、ホスフィン酸の金属塩の他、9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキシド、10-(2,5-ジヒドロオキシフェニル)-10H-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキシド、10-(2,7-ジヒドロオキシナフチル)-10H-9-オキサ-10-ホスファフェナントレン-10-オキシド等の環状有機リン化合物や、それらをエポキシ樹脂やフェノール樹脂等の化合物と反応させた誘導体であるリン含有エポキシ樹脂やリン含有硬化剤等が挙げられる。
 難燃剤の配合量としては、リン系難燃剤の種類、エポキシ樹脂組成物の成分、所望の難燃性の程度によって適宜選択される。例えば、エポキシ樹脂組成物中の有機成分(有機溶媒を除く)中のリン含有量は、好ましくは0.2~4質量%であり、より好ましくは0.4~3.5質量%であり、更に好ましくは0.6~3質量%である。リン含有量が少ないと難燃性の確保が難しくなる恐れがあり、多すぎると耐熱性に悪影響を与える恐れがある。またリン系難燃剤を使用する場合は、水酸化マグネシウム等の難燃助剤を併用してもよい。
 エポキシ樹脂組成物には必要に応じて充填材を用いることができる。具体的には、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、窒化ケイ素、水酸化アルミニウム、ベーマイト、水酸化マグネシウム、タルク、マイカ、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸バリウム、窒化ホウ素、炭素、炭素繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維、炭化ケイ素繊維、ポリエステル繊維、セルロース繊維、アラミド繊維、セラミック繊維、微粒子ゴム、熱可塑性エラストマー、顔料等が挙げられる。一般的に充填材を用いる理由としては耐衝撃性の向上効果が挙げられる。また、水酸化アルミニウム、ベーマイト、水酸化マグネシウム等の金属水酸化物を用いた場合は、難燃助剤として作用し難燃性が向上する効果がある。これら充填材の配合量はエポキシ樹脂組成物全体に対し、1~150質量%が好ましく、10~70質量%がより好ましい。配合量が多いと積層板用途として必要な接着性が低下する恐れがあり、更に硬化物が脆く、十分な機械物性を得られなくなる恐れがある。また配合量が少ないと、硬化物の耐衝撃性の向上等、充填剤の配合効果がでない恐れがある。
 エポキシ樹脂組成物は、更に必要に応じてシランカップリング剤、酸化防止剤、離型剤、消泡剤、乳化剤、揺変性付与剤、平滑剤、難燃剤、顔料等の核種添加剤を配合することができる。これらの添加剤の配合量はエポキシ樹脂組成物に対し、0.01~20質量%の範囲が好ましい。
 本発明のエポキシ樹脂組成物は、上記各成分を均一に混合することにより得られる。活性エステル樹脂、エポキシ樹脂、更に必要により各種材料が配合されたエポキシ樹脂組成物は、公知のエポキシ樹脂組成物と同様な方法で硬化することによってエポキシ樹脂硬化物を得ることができる。硬化物としては、積層物、注型物、成型物、接着層、絶縁層、フィルム等の成形硬化物が挙げられる。硬化物を得るための方法としては、公知のエポキシ樹脂組成物と同様の方法をとることができ、注型、注入、ポッティング、ディッピング、ドリップコーティング、トランスファー成形、圧縮成形等や樹脂シート、樹脂付き銅箔、プリプレグ等の形態とし積層して加熱加圧硬化することで積層板とする等の方法が好適に使用される。
 エポキシ樹脂組成物の硬化方法は、エポキシ樹脂組成物中の配合成分や配合量によっても異なるが、通常、硬化温度は80~300℃で、硬化時間は10~360分間である。この加熱は80~180℃で10~90分の一次加熱と、120~200℃で60~150分の二次加熱との二段処理で行うことが好ましく、また、ガラス転移温度(Tg)が二次加熱の温度を超える配合系においては更に150~280℃で60~120分の三次加熱を行うことが好ましい。このような二次加熱、三次加熱を行うことで硬化不良を低減することができる。樹脂シート、樹脂付き銅箔、プリプレグ等の樹脂半硬化物を作製する際には、通常、加熱等により形状が保てる程度にエポキシ樹脂組成物の硬化反応を進行させる。エポキシ樹脂組成物が溶媒を含んでいる場合には、通常、加熱、減圧、風乾等の手法で大部分の溶媒を除去するが、樹脂半硬化物中に5質量%以下の溶媒を残量させてもよい。また、本発明のエポキシ樹脂組成物の未硬化シート又は部分硬化シートは、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や、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。
 エポキシ樹脂組成物が使用される用途としては、回路基板用材料、封止材料、注型材料や、導電ペースト、接着剤、絶縁材料等、様々な分野に適用可能であり、特に、電気・電子分野における絶縁注型、積層材料、封止材料等として有用である。用途の一例としては、プリント配線基板、フレキシブル配線基板、キャパシタ等の電気・電子回路用積層板、樹脂付き金属箔、フィルム状接着剤、液状接着剤等の接着剤、半導体封止材料、アンダーフィル材料、3D-LSI用インターチップフィル材料、回路基板用絶縁材料、絶縁シート、プリプレグ、放熱基板、レジストインキが挙げられるが、何らこれらに限定されるものではない。
 これら各種用途のうち、プリント配線板材料や回路基板用絶縁材料、ビルドアップ用接着フィルム用途では、コンデンサ等の受動部品やICチップ等の能動部品を基板内に埋め込んだ、いわゆる電子部品内蔵用基板用の絶縁材料として使用することができる。これらの中でも、高難燃性、高耐熱性、及び溶媒溶解性といった特性からプリント配線板材料、フレキシルブル配線基板用エポキシ樹脂組成物、ビルドアップ基板用層間絶縁材料等の回路基板(積層板)用材料及び半導体封止材料に使用することが好ましい。
 エポキシ樹脂組成物を積層板等の板状とする場合、使用する充填材としては、その寸法安定性、曲げ強度等の点で、繊維状のものが好ましく、ガラス布、ガラスマット、ガラスロービング布がより好ましい。
 エポキシ樹脂組成物は繊維状の補強基材に含浸させることにより、プリント配線板等で使用されるプリプレグを作成することができる。繊維状の補強基材としては、例えば、ガラス等の無機繊維や、ポリエステル樹脂等、ポリアミン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリイミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂等の有機質繊維の織布又は不織布を用いることができるがこれに限定されるものではない。
 エポキシ樹脂組成物からプリプレグを製造する方法としては、特に限定するものではなく、例えば、エポキシ樹脂組成物を有機溶媒で適切な粘度に調整した樹脂ワニスに作成し、その樹脂ワニスを上記繊維状の補強基材に含浸した後、加熱乾燥して樹脂成分を半硬化(Bステージ化)させることによって得られる。加熱温度としては、使用した有機溶媒の種類に応じ、50~200℃が好ましく、100~170℃がより好ましい。加熱時間は、使用した有機溶媒の種類やプリプレグの硬化性によって調整を行い、1~40分間が好ましく、3~20分間がより好ましい。この際、使用するエポキシ樹脂組成物と補強基材の質量割合としては、特に限定されないが、通常、プリプレグ中の樹脂分が20~80質量%となるように調整することが好ましい。
 本発明のエポキシ樹脂組成物は、シート状又はフィルム状に成形して使用することができる。この場合、従来公知の方法を使用してシート化又はフィルム化することが可能である。樹脂シートを製造する方法としては、特に限定するものではないが、例えば、(イ)エポキシ樹脂組成物を押出機にて混練した後に押出し、Tダイやサーキュラーダイ等を用いてシート状に成形する押出成形法、(ロ)エポキシ樹脂組成物を有機溶剤等の溶媒に溶解又は分散させた後、キャスティングしてシート状に成形するキャスティング成形法、(ハ)従来公知のその他のシート成形法等が挙げられる。また、樹脂シートの膜厚(μm)は、特に限定はされないが、10~300が好ましく、25~200がより好ましく、40~180が更に好ましい。ビルドアップ法で使用する場合の樹脂シートの膜厚は、40~90μmが特に好ましい。膜厚が10μm以上であれば絶縁性を得ることができるし、300μm以下であれば電極間の回路の距離が必要以上に長くならない。なお、樹脂シートの溶媒の含有量は特に限定はされないが、エポキシ樹脂組成物全体に対し、0.01~5質量%であることが好ましい。フィルム中の溶媒の含有量がエポキシ樹脂組成物全体に対し、0.01質量%以上であれば、回路基板へ積層する際に密着性や接着性が得られ易く、5質量%以下であれば加熱硬化後の平坦性が得られ易い。
 より具体的な接着シートの製造方法としては、上記有機溶媒を含むワニス状のエポキシ樹脂組成物を有機溶媒に溶解しない支持ベースフィルム上に、リバースロールコータ、コンマコータ、ダイコーター等の塗布機を使用して塗布した後、加熱乾燥して樹脂成分をBステージ化することで得られる。また、必要に応じて、塗布面(接着剤層)に別の支持ベースフィルムを保護フィルムとして重ね、乾燥することにより接着剤層の両面に剥離層を有する接着シートが得られる。
 支持ベースフィルムとしては、銅箔等の金属箔、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム等のポリオレフインフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム等のポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、シリコーンフィルム、ポリイミドフィルム等が挙げられる。これらの中では、欠損がなく、寸法精度に優れ、コスト的にも優れるポリエチレンテレフタレートフィルムが好ましい。また、積層板の多層化が容易な金属箔、特に銅箔が好ましい。支持ベースフィルムの厚さは、特に限定されないが、支持体としての強度があり、ラミネート不良を起こしにくいことから、10~150μmが好ましく、25~50μmがより好ましい。
 保護フィルムの厚さは、特に限定されないが、5~50μmが一般的である。なお、成型された接着シートを容易に剥離するため、あらかじめ離型剤にて表面処理を施しておくことが好ましい。また、樹脂ワニスを塗布する厚みは、乾燥後の厚みで、5~200μmが好ましく、5~100μmがより好ましい。
 加熱温度としては、使用した有機溶媒の種類に応じ、好ましくは50~200℃であり、より好ましくは100~170℃である。加熱時間は、使用した有機溶媒の種類やプリプレグの硬化性によって調整を行い、好ましくは1~40分間であり、より好ましくは3~20分間である。
 このようにして得られた樹脂シートは通常、絶縁性を有する絶縁接着シートとなるが、エポキシ樹脂組成物に導電性を有する金属や金属コーティングされた微粒子を混合することで、導電性接着シートを得ることもできる。なお、上記支持ベースフィルムは、回路基板にラミネートした後に、又は加熱硬化して絶縁層を形成した後に、剥離される。接着シートを加熱硬化した後に支持ベースフィルムを剥離すれば、硬化工程でのゴミ等の付着を防ぐことができる。ここで、上記絶縁接着シートは絶縁シートでもある。
 本発明の樹脂シートをボンディングシートとして使用する場合は、例えば、二つの基材を樹脂シートで接着できる。二つの基材の各々は、例えば、積層板又はプリント配線板である。具体的には、例えば、支持フィルム上に多官能ビニル樹脂組成物を塗布法等によりシート状に成形してから加熱することで、乾燥又は半硬化させることで樹脂シートを作製する。この樹脂シートを、基材(第一基材)に重ね、樹脂シートから支持フィルムを剥がし、別の基材(第二基材)を重ねる。即ち、第一基材、樹脂シート(多官能ビニル樹脂組成物)、及び第二基材の順に積層する。続いて、加熱し硬化させることにより、第一基材と第二基材とが多官能ビニル樹脂組成物の硬化物を介して接着される。
 本発明のエポキシ樹脂組成物により得られる樹脂付き金属箔について説明する。金属箔としては、銅、アルミニウム、真鍮、ニッケル等の単独、合金、複合の金属箔を用いることができる。厚みとして9~70μmの金属箔を用いることが好ましい。本発明のエポキシ樹脂組成物及び金属箔から樹脂付き金属箔を製造する方法としては、特に限定するものではなく、例えば上記金属箔の一面に、上記エポキシ樹脂組成物を溶剤で粘度調整した樹脂ワニスを、ロールコーター等を用いて塗布した後、加熱乾燥して樹脂成分を半硬化(Bステージ化)して樹脂層を形成することにより得ることができる。樹脂成分を半硬化するにあたっては、例えば、100~200℃で1~40分間加熱乾燥することができる。ここで、樹脂付き金属箔の樹脂部分の厚みは5~110μmに形成することが好ましい。
 プリプレグや絶縁接着シートを硬化するには、一般にプリント配線板を製造するときに使用される積層板の硬化方法を用いることができるが、これに限定されるものではない。例えば、プリプレグを使用して積層板を形成する場合は、一枚又は複数枚のプリプレグを積層し、片側又は両側に金属箔を配置して積層物を構成し、この積層物を加圧加熱することでプリプレグを硬化、一体化させて、積層板を得ることができる。ここで金属箔としては、銅、アルミニウム、真鍮、ニッケル等の単独、合金、複合の金属箔を使用することができる。
 積層物を加熱加圧する条件としては、エポキシ樹脂組成物が硬化する条件で適宜調整して加熱加圧すればよいが、加圧の圧量があまり低いと、得られる積層板の内部に気泡が残留し、電気的特性が低下する場合があるため、成型性を満足する条件で加圧することが好ましい。加熱温度は、160~250℃が好ましく、170~220℃がより好ましい。加圧圧力は、0.5~10MPaが好ましく、1~5MPaがより好ましい。加熱加圧時間は、10分間~4時間が好ましく、40分間~3時間がより好ましい。加熱温度が低いと硬化反応が十分に進行しない恐れがあり、高いと硬化物の熱分解が起こる恐れがある。加圧圧力が低いと得られる積層板の内部に気泡が残留し、電気的特性が低下する場合があり、高いと硬化する前に樹脂が流れてしまい、希望する厚みの積層板が得られない恐れがある。また、加熱加圧時間が短いと硬化反応が十分に進行しない恐れがあり、長いと硬化物の熱分解が起こる恐れがある。
 このようにして得られた単層の積層板を内層材として、多層板を作成することができる。この場合、まず積層板にアディティブ法やサブトラクティブ法等にて回路形成を施し、形成された回路表面を酸溶液で処理して黒化処理を施して、内層材を得る。この内層材の、片面又は両側の回路形成面に、プリプレグや樹脂シート、絶縁接着シートや樹脂付き金属箔にて絶縁層を形成するとともに、絶縁層の表面に導体層を形成して、多層板形成するものである。
 プリプレグを使用して絶縁層を形成する場合は、内層材の回路形成面に、プリプレグを一枚又は複数枚を積層したものを配置し、更にその外側に金属箔を配置して積層体を形成する。そしてこの積層体を加熱加圧して一体成型することにより、プリプレグの硬化物を絶縁層として形成するとともに、その外側の金属箔を導体層として形成するものである。ここで、金属箔としては、内層材として使用される積層板に使用したものと同様のものを使用することができる。また加熱加圧成形は、内層材の成型と同様の条件にて行うことができる。このようにして成形された多層積層板の表面に、更に、アディティブ法やサブトラクティブ法にてバイアホール形成や回路形成を施して、プリント配線板を成型することができる。また、このプリント配線板を内層材として上記の工法を繰り返すことにより、更に多層の多層板を形成することができる。
 例えば、絶縁接着シートにて絶縁層を形成する場合は、複数枚の内層材の回路形成面に絶縁接着シートを配置して積層物を形成する。あるいは内層材の回路形成面と金属箔の間に絶縁接着シートを配置して積層物を形成する。そしてこの積層物を加熱加圧して一体成型することにより、絶縁接着シートの硬化物を絶縁層として形成するとともに、内層材の多層化を形成する。あるいは内層材と導体層である金属箔の間に絶縁接着シートの硬化物を絶縁層として形成する。ここで、金属箔としては、内層材として使用される積層板に使用したものと同様のものを使用することができる。また加熱加圧成形は、内層材の成型と同様の条件にて行うことができる。
 積層板にエポキシ樹脂組成物を塗布して絶縁層を形成する場合は、エポキシ樹脂組成物を好ましくは5~100μmの厚みに塗布した後、100~200℃、好ましくは150~200℃で、1~120分間、好ましくは30~90分間、加熱乾燥してシート状に形成する。一般にキャスティング法と呼ばれる方法で形成されるものである。乾燥後の厚みは5~150μm、好ましくは5~80μmに形成することが好ましい。なお、エポキシ樹脂組成物の粘度は、十分な膜厚が得られ、塗装むらやスジが発生しにくいことから、25℃において10~40000mPa・sが好ましく、200~30000mPa・sが更に好ましい。このようにして形成された多層積層板の表面に、更に、アディティブ法やサブトラクティブ法にてバイアホール形成や回路形成を施して、プリント配線板を形成することができる。また、このプリント配線板を内層材として上記の工法を繰り返すことにより、更に多層の積層板を形成することができる。
 本発明のエポキシ樹脂組成物を使用して得られる封止材としては、テープ状の半導体チップ用、ポッティング型液状封止用、アンダーフィル用、半導体の層間絶縁膜用等があり、これらに好適に使用することができる。例えば、半導体パッケージ成形としては、エポキシ樹脂組成物を注型、又はトランスファー成形機、射出成形機等を使用して成形し、更に50~200℃で2~10時間に加熱することにより成形物を得る方法が挙げられる。
 エポキシ樹脂組成物を半導体封止材料用に調製するためには、エポキシ樹脂組成物に、必要に応じて配合される、無機充填材等の配合剤や、カップリング剤、離型剤等の添加剤を予備混合した後、押出機、ニーダ、ロール等を使用して均一になるまで充分に溶融混合する手法が挙げられる。その際、無機充填剤としては、通常シリカが使用されるが、その場合、エポキシ樹脂組成物中、無機充填剤を70~95質量%となる割合で配合することが好ましい。
 このようにして得られたエポキシ樹脂組成物を、テープ状封止材として使用する場合には、これを加熱して半硬化シートを作製し、封止材テープとした後、この封止材テープを半導体チップ上に置き、100~150℃に加熱して軟化させ成形し、170~250℃で完全に硬化させる方法を挙げることができる。また、ポッティング型液状封止材として使用する場合には、得られたエポキシ樹脂組成物を必要に応じて溶媒に溶解した後、半導体チップや電子部品上に塗布し、直接、硬化させればよい。
 本発明のエポキシ樹脂組成物は、更にレジストインキとして使用することも可能である。この場合は、エポキシ樹脂組成物に、エチレン性不飽和二重結合を有するビニル系モノマーと、硬化剤としてカチオン重合触媒を配合し、更に、顔料、タルク、及びフィラーを加えてレジストインキ用組成物とした後、スクリーン印刷方式にてプリント基板上に塗布した後、レジストインキ硬化物とする方法が挙げられる。この時の硬化温度は、20~250℃程度の温度範囲が好ましい。
 エポキシ樹脂組成物を作製し、加熱硬化により積層板及び硬化物を評価した結果、硬化物において優れた低誘電特性を発現し、更にプリント配線板用途で銅箔剥離強度及び層間密着強度の優れたエポキシ樹脂組成物を提供することができた。
 実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。特に断りがない限り「部」は質量部を表し、「%」は質量%を表し、「ppm」は質量ppmを表す。また、測定方法はそれぞれ以下の方法により測定した。
(1)水酸基当量:
 JIS K0070規格に準拠して測定を行い、単位は「g/eq.」で表した。なお、特に断りがない限り、芳香族多価ヒドロキシ化合物の水酸基当量はフェノール性水酸基当量を意味する。
(2)軟化点:
 JIS K7234規格、環球法に準拠して測定した。具体的には、自動軟化点装置(株式会社メイテック製、ASP-MG4)を使用した。
(3)銅箔剥離強さ及び層間接着力:
 JIS C6481に準じて測定し、層間接着力は7層目と8層目の間で引き剥がし測定した。
(4)比誘電率及び誘電正接:
 IPC-TM-650 2.5.5.9に準じてマテリアルアナライザー(AGILENT Technologies社製)を用い、容量法により周波数1GHzにおける比誘電率及び誘電正接を求めることにより評価した。
(5)ガラス転移温度(Tg):
 IPC-TM-6502.4.25.cに準じて、示差走査熱量測定装置(株式会社日立ハイテクサイエンス製、EXSTAR6000DSC6200)にて20℃/分の昇温条件で測定を行った時のDSC・Tgm(ガラス状態とゴム状態の接線に対して変位曲線の中間温度)の温度で表した。
(6)GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)測定:
 本体(東ソー株式会社製、HLC-8220GPC)にカラム(東ソー株式会社製、TSKgelG4000HXL、TSKgelG3000HXL、TSKgelG2000HXL)を直列に備えたものを使用し、カラム温度は40℃にした。また、溶離液にはテトラヒドロフラン(THF)を使用し、1mL/分の流速とし、検出器は示差屈折率検出器を使用した。測定試料はサンプル0.1gを10mLのTHFに溶解し、マイクロフィルターで濾過したものを50μL使用した。標準ポリスチレン(東ソー株式会社製、PStQuick Kit-H)より求めた検量線より換算して、Mw及びMnを求めた。なお、データ処理は、東ソー株式会社製GPC-8020モデルIIバージョン6.00を使用した。
(7)IR:
 フーリエ変換型赤外分光光度計(Perkin Elmer Precisely製、Spectrum One FT-IR Spectrometer 1760X)を用いダイアモンドATRを使用し、波数650~4000cm-1の吸光度を測定した。
(8)ESI-MS:
 質量分析計(島津製作所製、LCMS-2020)を用い、移動相としてアセトニトリルと水を用い、アセトニトリルに溶解させたサンプルを測定することにより、質量分析を行った。
 実施例、比較例で使用する略号は以下の通りである。
[芳香族ヒドロキシ化合物]
PH1:合成例1で得た芳香族ヒドロキシ化合物
PH2:合成例2で得た芳香族ヒドロキシ化合物
PH3:合成例3で得た芳香族ヒドロキシ化合物(比較) 
PH4:1-ナフトール
[芳香族カルボン酸ハロゲン化物]
B1:イソフタル酸クロライド
B2:テレフタル酸クロライド
B3:ベンゾイルクロライド
[エポキシ樹脂]
E1:フェノール・ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂(國都化学株式会社製、KDCP-130、エポキシ当量254、軟化点72℃)
[硬化剤]
A1:実施例1で得た活性エステル樹脂
A2:実施例2で得た活性エステル樹脂
A3:実施例3で得た活性エステル樹脂
A4:実施例4で得た活性エステル樹脂
A5:実施例5で得た活性エステル樹脂
A6:実施例6で得た活性エステル樹脂
A7:実施例7で得た活性エステル樹脂
A8:実施例8で得た活性エステル樹脂
A9:実施例9で得た活性エステル樹脂
A10:参考例1で得た活性エステル樹脂
A11:参考例2で得た活性エステル樹脂
A12:参考例3で得た活性エステル樹脂
A13:フェノールノボラック樹脂(アイカ工業株式会社製、ショウノールBRG-557、水酸基当量105、軟化点80℃)
[硬化促進剤]
C1:4-ジメチルアミノピリジン(キシダ化学株式会社製)
合成例1
 撹拌機、温度計、窒素吹き込み管、滴下ロート、及び冷却管を備えたガラス製セパラブルフラスコからなる反応装置に、2,6-キシレノール(下記構造式)500部、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025

47%BFエーテル錯体7.3部を仕込み、撹拌しながら100℃に加温した。同温度に保持しながら、ジシクロペンタジエン(下記構造式)67.6部(2,6-キシレノールに対して0.12倍モル)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026

を1時間で滴下した。更に115~125℃の温度で4時間反応し、水酸化カルシウム11部を加えた。更に10%のシュウ酸水溶液19部を添加した。その後、160℃まで加温して脱水した後、5mmHgの減圧下、200℃まで加温して未反応の原料を蒸発除去した。メチルイソブチルケトン(MIBK)1320部を加えて生成物を溶解し、80℃の温水400部を加えて水洗し、下層の水槽を分離除去した。その後、5mmHgの減圧下、160℃に加温してMIBKを蒸発除去して、赤褐色の芳香族ヒドロキシ化合物(PH1)を164部得た。
 得られた芳香族ヒドロキシ化合物(PH1)の水酸基当量は195であり、軟化点は73℃であった。式(8)及び式(9)で表される芳香族ヒドロキシ化合物であって、Rがメチル基、iが2であり、GPCでのMwは470、Mnは440であり、式(8)の含有量は97.2面積%(u=1体含有量は86.2面積%、u=2体以上の含有量は11.0面積%)、式(9)の含有量は2.8面積%であった。吸収比(A3040/A1210)は0.05であった。ESI-MS(ネガティブ)によるマススペクトルを測定したところ、M-=187、253、375、629が確認された。M-=187、253によって、式(3a)~式(3c)が置換基として付加した構造を有することを確認でき、jは1であった。得られた芳香族ヒドロキシ化合物(PH1)のGPCを図5に、FT-IRを図6にそれぞれ示す。
合成例2
 撹拌機、温度計、窒素吹き込み管、滴下ロート、及び冷却管を備えたガラス製セパラブルフラスコからなる反応装置に、2,6-キシレノール400部、47%BFエーテル錯体2.7部を仕込み、撹拌しながら100℃に加温した。同温度に保持しながら、ジシクロペンタジエン247.8部(2,6-キシレノールに対して0.57倍モル)を1時間で滴下した。更に115~125℃の温度で4時間反応し、水酸化カルシウム4.2部を加えた。更に10%のシュウ酸水溶液7.2部を添加した。その後、160℃まで加温して脱水した後、5mmHgの減圧下、200℃まで加温して未反応の原料を蒸発除去した。メチルイソブチルケトン(MIBK)1510部を加えて生成物を溶解し、80℃の温水450部を加えて水洗し、下層の水槽を分離除去した。その後、5mmHgの減圧下、160℃に加温してMIBKを蒸発除去して、赤褐色の芳香族ヒドロキシ化合物(PH2)を461部得た。
 得られた芳香族ヒドロキシ化合物(PH2)の水酸基当量は276であり、室温半固形の樹脂であった。式(8)及び式(9)で表される芳香族ヒドロキシ化合物であって、Rがメチル基、iが2であり、GPCでのMwは300、Mnは250であり、式(8)の含有量は27.1面積%(u=1体含有量は20.1面積%、u=2体以上の含有量は7.0面積%)、式(9)の含有量は72.9面積%であった。吸収比(A3040/A1210)は0.51であった。ESI-MS(ネガティブ)によるマススペクトルを測定したところ、M-=187、253、375、629が確認され、jは1であった。得られた芳香族ヒドロキシ化合物(PH2)のGPCを図7に、FT-IRを図8にそれぞれ示す。
合成例3(比較)
 合成例1と同様の反応装置に、フェノール400部、47%BFエーテル錯体7.5部を仕込み、撹拌しながら70℃に加温した。同温度に保持しながら、ジシクロペンタジエン70.2部を2時間で滴下した。更に125~135℃の温度で4時間反応し、水酸化カルシウム11.7部を加えた。更に10%のシュウ酸水溶液20部を添加した。その後、160℃まで加温して脱水した後、5mmHgの減圧下、200℃まで加温して未反応の原料を蒸発除去した。MIBK1100部を加えて生成物を溶解し、80℃の温水330部を加えて水洗し、下層の水槽を分離除去した。その後、5mmHgの減圧下、160℃に加温してMIBKを蒸発除去して、赤褐色の芳香族ヒドロキシ化合物(PH3)を158部得た。水酸基当量は177であり、軟化点は92℃であった。ESI-MS(ネガティブ)によるマススペクトルを測定したところ、M-=319、545は確認されたが、上記式(3a)~式(3c)が置換基として付加した構造である、M-=159、225は確認されなかった。ジシクロペンタジエンの反応率は100%であり、芳香族モノヒドロキシ化合物は含まれていなかった。
実施例1
 撹拌機、温度計、窒素吹き込み環、滴下ロート、及び冷却管を備えた反応装置に、芳香族ヒドロキシ化合物として合成例1で得た化合物(PH1) を100部、1-ナフトール(PH4)を24.4部、テトラn-ブチルアンモニウムブロマイド(TBAB)を1.7部、芳香族カルボン酸ハロゲン化物としてイソフタル酸クロライド(B1)を69.2部、及びトルエン(TL)を457部仕込み、50℃に昇温して溶解させた。系内を60℃以下に制御しながら、20%水酸化ナトリウム水溶液(20%NaOH)137.1部を3時間で滴下し、その後更に同温度で4時間攪拌を続けた。反応混合物を静置分液し、水槽を取り除いた。水槽のpHが7になるまでこの操作を繰り返した。その後、還流脱水により水分を除去し、不揮発分65%のトルエン溶液状態にある活性エステル樹脂(A1)を得た。原料の仕込み量から計算される活性エステル当量は248であった。得られた活性エステル樹脂(A1)のGPCを図1に、FT-IRを図2にそれぞれ示す。
実施例2~9及び参考例1~3
 表1の配合量(部)で配合し、実施例1と同様の操作を行い、活性エステル樹脂を得た。その結果を表1に示す。また、参考例1で得られた活性エステル樹脂(A10)のGPCを図3に、FT-IRを図4にそれぞれ示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000027
実施例10
 固形分換算でエポキシ樹脂としてフェノール・ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂(E1)を100部、硬化剤として実施例1で得た活性エステル樹脂(A1)を98部、硬化促進剤として4-ジメチルアミノピリジン(C1)を0.5部で配合し、不揮発分50%になるようにメチルエチルケトンに溶解してエポキシ樹脂組成物ワニスを得た。得られたエポキシ樹脂組成物ワニスをガラスクロス(日東紡績株式会社製、WEA 7628 XS13、0.18mm厚)に含浸した。含浸したガラスクロスを150℃の熱風循環オーブン中で5分間乾燥してプリプレグを得た。得られたプリプレグ8枚と、上下に銅箔(三井金属鉱業株式会社製、3EC-III、厚み35μm)を重ね、130℃×15分+210℃×80分の温度条件で2MPaの真空プレスを行い、1.6mm厚の積層板を得た。積層板の銅箔剥離強さ及び層間接着力の結果を表2に示す。
 得られたプリプレグをほぐし、篩で100メッシュパスの粉状のプリプレグパウダーとした。得られたプリプレグパウダーをフッ素樹脂製の型に入れて、130℃×15分+210℃×80分の温度条件で2MPaの真空プレスを行い、50mm角×2mm厚の試験片を得た。試験片の比誘電率及び誘電正接の結果を表2に示す。
実施例11~18、比較例1~3、及び参考例4
 表2の配合量(部)で配合し、実施例10と同様の操作を行い、積層板及び試験片を得た。その結果を表2に示す。なお、A1~A12の配合量は固形分換算値を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000028
 これらの結果から明らかなとおり、実施例で得られる活性エステル樹脂、及びそれらを含む樹脂組成物は、非常に良好な低誘電特性を発現し、更に接着力にも優れた樹脂硬化物を提供することが可能である。
 本発明の活性エステル樹脂は、電気・電子機器のプリント配線基板、封止材、注型材等に利用でき、特に高速情報機器の高性能化に伴う低誘電性が要求される電気・電子材料として有用である。

Claims (12)

  1.  ポリアリールオキシ単位とポリアリールカルボニル単位とからなる活性エステル樹脂であって、下記式(1)で表されるポリアリールオキシ単位と、分子鎖末端に下記式(2)で表されるモノアリールオキシ基とを有することを特徴とする活性エステル樹脂。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001

     ここで、Rはそれぞれ独立に炭素数1~8の炭化水素基を示し、Rはそれぞれ独立に下記式(3a)若しくは(3b)で表されるジシクロペンテニル基又は下記式(3c)で表されるシクロペンテニル基を示す。iは1~3の整数であり、jは1又は2であり、nは繰り返し数を示し、その平均値は1~5の数である。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
  2.  ポリアリールオキシ単位として、上記式(1)で表される単位以外の他のポリアリールオキシ単位を含み、他のポリアリールオキシ単位が、下記式(4)及び/又は式(5)で表される単位である請求項1に記載の活性エステル樹脂。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003

     ここで、Arはそれぞれ独立に、ベンゼン環、ナフタレン環、又はビフェニル環のいずれかの芳香族環基であり、これらの芳香族環は、炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数6~11のアリール基、炭素数7~12のアラルキル基、炭素数6~11のアリールオキシ基、又は炭素数7~12のアラルキルオキシ基を置換基として有してもよい。Ar11は炭素数1~10の2価の炭化水素基又は式(4a)で表される2価の基である。R11はそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~8の炭化水素基を示す。Rは、直接結合又は炭素数1~20の炭化水素基、-CO-、-O-、-S-、-SO-、及び-C(CF-からなる群から選ばれる2価の基である。mは繰り返し数を示し、その平均値は1~5の数である。kは0又は1である。rは1又は2である。
  3.  他のポリアリールオキシ単位が、下記式(4’)で表される単位である請求項2に記載の活性エステル樹脂。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004

     ここで、mは繰り返し数を示し、その平均値は1~5の数である。
  4.  モノアリールオキシ基として、上記式(2)で表される基以外の他のモノアリールオキシ基を含み、他のモノアリールオキシ基が、下記式(6)又は式(6’)で表される基である請求項1に記載の活性エステル樹脂。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005

     ここで、Arはそれぞれ独立に、ベンゼン環、ナフタレン環、又はビフェニル環のいずれかの芳香族環基であり、これらの芳香族環は、炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数6~11のアリール基、炭素数7~12のアラルキル基、炭素数6~11のアリールオキシ基、又は炭素数7~12のアラルキルオキシ基を置換基として有してもよい。Rは、直接結合、-CH-、-C(CH-、-CH(CH)-、-CO-、-O-、-S-、-SO-、及び-C(CF-からなる群から選ばれる2価の基である。R14は、-CH-、-C(CH-、-CH(CH)-、及び-C(CF-からなる群から選ばれる2価の基である。kは0又は1である。
  5.  ポリアリールカルボニル単位が、下記式(7)で表される単位である請求項1に記載の活性エステル樹脂。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006

     ここで、Arはそれぞれ独立に、ベンゼン環、ナフタレン環、又はビフェニル環のいずれかの芳香族環基であり、これらの芳香族環は、炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数6~11のアリール基、炭素数7~12のアラルキル基、炭素数6~11のアリールオキシ基、又は炭素数7~12のアラルキルオキシ基を置換基として有してもよい。Rは、直接結合、又は炭素数1~20の炭化水素基、-CO-、-O-、-S-、-SO-、及び-C(CF-から選ばれる2価の基である。kは0又は1である。
  6.  芳香族ヒドロキシ化合物と、芳香族多価カルボン酸又はその酸ハロゲン化物とから活性エステル樹脂を製造する方法であって、芳香族ヒドロキシ化合物が下記式(8)で表される芳香族多価ヒドロキシ化合物及び下記式(9)で表されるジシクロペンテニル基及び/又はシクロペンテニル基を有する芳香族モノヒドロキシ化合物を含有し、GPC測定における芳香族ヒドロキシ化合物中の下記式(9)で表される芳香族モノヒドロキシ化合物の含有量が、0.5面積%以上10面積%以下であることを特徴とする活性エステル樹脂の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007

     ここで、Rはそれぞれ独立に炭素数1~8の炭化水素基を示し、Rはそれぞれ独立に下記式(3a)若しくは(3b)で表されるジシクロペンテニル基又は下記式(3c)で表されるシクロペンテニル基を示す。iは1~3の整数であり、jは1又は2であり、uは繰り返し数を示し、その平均値は1~5の数である。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
  7.  請求項1~5のいずれか1項に記載の活性エステル樹脂と、エポキシ樹脂とを必須成分とするエポキシ樹脂組成物。
  8.  請求項7に記載のエポキシ樹脂組成物を硬化させてなる硬化物。
  9.  請求項7に記載のエポキシ樹脂組成物又はその半硬化物と、繊維質基材とからなるプリプレグ。
  10.  請求項7に記載のエポキシ樹脂組成物又はその半硬化物の樹脂層と、支持フィルムとからなる樹脂シート。
  11.  請求項9に記載のプリプレグ及び/又は請求項10に記載の樹脂シートを積層して成形した積層板。
  12.  請求項7に記載のエポキシ樹脂組成物を用いたことを特徴とする回路基板用材料。
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