WO2024190873A1 - 組成物、及びその硬化体 - Google Patents

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WO2024190873A1
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aromatic
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俊 大貫
諒介 菅藤
雄平 石垣
雄大 前田
準 吉田
亨 荒井
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Denka Co Ltd
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F210/00Copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F212/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
    • C08F212/02Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
    • C08F212/04Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring
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    • 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
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28Applying non-metallic protective coatings

Definitions

  • the present invention relates, for example, to a curable composition and its cured product.
  • Patent Document 1 shows a cured body obtained from a specific coordination polymerization catalyst and consisting of an ethylene-olefin (aromatic vinyl compound)-aromatic polyene copolymer and a non-polar vinyl compound copolymer having a specific composition and blend.
  • aromatic polyene divininylbenzene
  • Patent Document 3 A method for producing an ethylene-olefin (aromatic vinyl compound)-aromatic polyene copolymer using a coordination polymerization catalyst and a boron cocatalyst is also known (Patent Document 3).
  • this insulating material is supplied in a varnish state containing a solvent, and is used after being concentrated (the solvent is removed) in the process of manufacturing the substrate.
  • the insulating material is transparent even in the highly concentrated state during the solvent removal, in other words, that it has a uniform composition to the extent that it does not cause light scattering.
  • the inventors focused on the content of impurities in this copolymer, and found that by suppressing the amount of impurities to a certain range, the uniformity (transparency) of the high concentration solution of this copolymer is maintained and the dielectric loss tangent of the resulting cured body is further reduced, thereby completing the invention.
  • the present invention provides the following various specific aspects.
  • Aspect 1 (A) an olefin-aromatic vinyl compound-aromatic polyene copolymer; (B) boron having a content of 0.2 ppm or more as measured by ICP atomic emission spectrometry in accordance with JIS K0116:2014; (C) aluminum having a content of 100 ppm or more and 2000 ppm or less as measured by ICP atomic emission spectrometry in accordance with JIS K0116:2014; and Including, The number average molecular weight is 40,000 or less. Composition.
  • Aspect 2 The composition according to aspect 1, wherein the component (A) satisfies the following conditions (1) to (4): (1) The number average molecular weight of the copolymer is 5,000 or more and 40,000 or less. (2) The aromatic vinyl compound monomer unit is an aromatic vinyl compound having 8 to 20 carbon atoms, and the content of the aromatic vinyl compound monomer unit is 0% by mass or more and 70% by mass or less. (3) The aromatic polyene monomer unit is at least one selected from polyenes having 5 to 20 carbon atoms and having a plurality of vinyl groups and/or vinylene groups in the molecule.
  • the olefin monomer unit is one or more olefins selected from olefins having from 2 to 20 carbon atoms, and the total of the olefin monomer units, aromatic vinyl compound monomer units and aromatic polyene monomer units is 100 mass %.
  • the aromatic polyene monomer unit is one or more selected from polyenes having 5 to 20 carbon atoms and having a plurality of vinyl groups and/or vinylene groups in the molecule, and the content of the vinyl groups and/or vinylene groups derived from the aromatic polyene monomer unit is 1.5 to 20 per number average molecular weight.
  • Aspect 4 The composition according to aspect 1, wherein the content of the component (B) measured by ICP atomic emission spectrometry in accordance with JIS K0116:2014 is in the range of 0.2 ppm or more and 10 ppm or less.
  • Aspect 5 The composition according to aspect 1 or 2, wherein the content of the component (C) is in the range of 100 ppm to 1500 ppm.
  • Aspect 7 The composition according to any one of aspects 1 to 6, wherein the ratio Mw/Mn of the number average molecular weight (Mn) to the weight average molecular weight (Mw) is 10 or less.
  • the present invention has the advantage that it is possible to maintain the dielectric tangent and transparency of the solution without the need to remove aluminum from the system.
  • the term “sheet” also includes the concept of "film.”
  • the term “sheet” also includes the concept of "sheet.”
  • the term “composition” includes the concept of "varnish.” That is, a composition that is particularly liquid is described as a varnish.
  • the term “interlayer insulating material” includes the concept of an interlayer adhesive. In this specification, a numerical range includes its lower limit and upper limit unless otherwise specified.
  • composition provided by one embodiment of the present invention is characterized by containing (A) an olefin-aromatic vinyl compound-aromatic polyene copolymer, (B) boron with a content of 0.2 ppm or more as measured by ICP atomic emission spectroscopy in accordance with JIS K0116:2014, and (C) aluminum with a content of 100 ppm or more and 2000 ppm or less as measured by ICP atomic emission spectroscopy in accordance with JIS K0116:2014, and having a number average molecular weight in a predetermined range.
  • Component (A) is the main component of the composition.
  • component (A) By mixing component (A) with predetermined amounts of components (B) and (C), a synergistic effect is created by mixing component (A) with predetermined amounts of components (B) and (C), which suppresses loss of transparency of the solution and reduces the dielectric tangent.
  • the composition is classified as an LDM (Low Dielectric Material) resin in the technical field.
  • Component (B) may be derived from any molecule containing a boron atom, preferably from a catalyst and/or a co-catalyst, and more preferably from a co-catalyst.
  • component (B) in this composition is 0.2 ppm or more, preferably 0.2 ppm or more and 10 ppm or less, and more preferably 0.2 ppm or more and 5.0 ppm or less.
  • amount of component (B) and the amount of component (C) described later throughout this specification are measured by ICP atomic emission spectrometry in accordance with JIS K0116:2014.
  • Examples of compounds that may contain component (B) include organic boron compounds and inorganic boron compounds.
  • organic boron compounds include, but are not limited to, tris(perfluorophenyl)borane (FAB), tritium tetra(perfluorophenyl)borate (TRI-FABA, also known as triphenylmethylium tetrakis(pentafluorophenyl)borate, tritium tetrakis(pentafluorophenyl)borate), N,N-dimethylanilinium tetrakis(pentafluorophenyl)borate (DAN-FABA), tris(pentafluorophenyl)borane (TPB), tris(pentafluorophenyl)borane trihydrate (TPB-3W), triethyl borate, etc.
  • FAB tris(perfluorophenyl)borane
  • TRI-FABA tritium t
  • inorganic boron compounds include, but are not limited to, boric acid, sodium borate, nickel boron, manganese(II) borate, ammonium pentaborate, potassium borofluoride, etc.
  • an organic boron compound can be used.
  • the co-catalyst containing component (B) contains fluorine atoms.
  • a co-catalyst containing both boron and fluorine atoms may trap the aluminum atoms of component (C) and form a structure similar to an aluminum-boron cluster compound, which is likely to help suppress the adverse effects of a certain amount of component (C) described below.
  • component (C) is outside this specified range.
  • Component (C) may be derived from any molecule containing an aluminum atom, and may preferably be derived from a catalyst, a co-catalyst, and/or a scavenger.
  • scavenger refers to a compound added to the system to remove impurities (such as water) that may adversely affect the polymerization reaction.
  • the content of component (C) in this composition must be 100 ppm or more and 2000 ppm or less. If the amount of component (C) is outside this range, problems such as insufficient polymerization reaction of the system, deterioration of dielectric properties, or deterioration of transparency tend to occur.
  • the content of component (C) may preferably be 100 ppm or more and 1500 ppm or less, more preferably 100 ppm or more and 1300 ppm or less, and even more preferably 100 ppm or more and 1100 ppm or less.
  • Examples of compounds that may contain component (C) include organoaluminum compounds.
  • organoaluminum compounds include, but are not limited to, alkylaluminum compounds that can be used as scavengers or cocatalysts, such as triisobutylaluminum (TIBAL) and triethylaluminum (TEA).
  • TIBAL triisobutylaluminum
  • TAA triethylaluminum
  • Examples of aluminum compounds that can be used as cocatalysts include, but are not limited to, methylaluminoxane (also called methylalumoxane or MAO), modified methylaluminoxane (also called modified MAO, MMAO), solid polymethylaluminoxane (also called SMAO), and the like.
  • TMAO-312 TMAO-211, TMAO-212, MMAO-3A, TMAO-341, and solid MAO.
  • TMAO-311 TMAO-211, TMAO-212, MMAO-3A, TMAO-341, and solid MAO.
  • an alkylaluminum compound is used as the compound that may contain component (C), and aluminoxanes are not used.
  • the composition may further contain other metal elements, preferably transition metal elements, more preferably zirconium and/or hafnium, and even more preferably zirconium.
  • metal elements preferably transition metal elements, more preferably zirconium and/or hafnium, and even more preferably zirconium.
  • Compounds that provide such metal elements may be compounds that can be used as catalysts or co-catalysts.
  • Examples of such compounds include, but are not limited to, dimethylmethylenebiscyclopentadienylzirconium dichloride, diphenylmethylenebiscyclopentadienylzirconium dichloride, dimethylmethylene(cyclopentadienyl)(1-indenyl)zirconium dichloride, and diphenylmethylene(cyclopentadienyl)(1-indenyl)zirconium dichloride.
  • examples of compounds that provide another metal element include transition metal compounds represented by the following general formula (I).
  • M is an element selected from zirconium or hafnium.
  • Cp1 and Cp2 are cyclopentadienyl groups having no substituents, or cyclopentadienyl groups having one or two alkyl substituents (preferably having 1 to 3 carbon atoms) having no cyclic structure.
  • Cp1 and Cp2 may be the same or different.
  • One of the Cp1 and Cp2 groups may be an indenyl group having no substituents, or an indenyl group having one or two alkyl substituents (preferably having 1 to 3 carbon atoms) having no cyclic structure.
  • Y is an element selected from carbon, silicon, germanium, or boron having a bond to Cp1 and Cp2 and a hydrogen atom or a substituent, and the substituents (preferably alkyl groups, phenyl groups, etc.) may be different or the same and may have a cyclic structure (cyclohexyl structure, etc.).
  • Each X is independently selected from the group consisting of hydrogen, halogen, an alkyl group, and an aryl group, or two Xs combine to form a diene group.
  • the composition may contain 1.0 ppm to 1000 ppm of zirconium, more preferably 1.0 ppm to 100 ppm.
  • the mass ratio of zirconium to aluminum (Zr/Al ratio) contained in the composition may be preferably in the range of 0.013 to 0.5, more preferably 0.013 to 0.1. When the Zr/Al ratio is within this range, the effect of improving the dielectric properties and transparency tends to be easily obtained.
  • the component (A) contained in the present composition is preferably an olefin-aromatic vinyl compound-aromatic polyene copolymer (hereinafter also abbreviated as "copolymer”) that satisfies all of the following conditions:
  • Component (A) is a component that imparts curability to the present composition by crosslinking.
  • the number average molecular weight of the copolymer is 5,000 or more and 40,000 or less.
  • the aromatic vinyl compound monomer unit is an aromatic vinyl compound having 8 to 20 carbon atoms, and the content of the aromatic vinyl compound monomer unit is 0% by mass or more and 70% by mass or less, preferably more than 0% by mass and 70% by mass or less.
  • the aromatic polyene monomer unit is at least one selected from polyenes having 5 to 20 carbon atoms and having a plurality of vinyl groups and/or vinylene groups in the molecule.
  • the olefin monomer unit is one or more olefins selected from olefins having from 2 to 20 carbon atoms, and the total of the olefin monomer units, aromatic vinyl compound monomer units and aromatic polyene monomer units is 100 mass %.
  • the aromatic polyene monomer unit is one or more selected from polyenes having 5 to 20 carbon atoms and having a plurality of vinyl groups and/or vinylene groups in the molecule, and the content of the vinyl groups and/or vinylene groups derived from the aromatic polyene monomer unit is 1.5 to 20 per number average molecular weight.
  • the olefin monomer unit refers to one or more compounds (units) selected from ⁇ -olefins having 2 to 20 carbon atoms and cyclic olefins having 5 to 20 carbon atoms, which are substantially free of oxygen, nitrogen, and halogens and are composed of carbon and hydrogen.
  • ⁇ -olefins having 2 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, ethylene, propylene, 1-butene, 1-hexene, 1-octene, 1-decene, 1-dodecene, 4-methyl-1-pentene, and 3,5,5-trimethyl-1-hexene.
  • cyclic olefins having 5 to 20 carbon atoms include, but are not limited to, norbornene and cyclopentene.
  • a preferred olefin monomer unit may be a combination of ethylene and an ⁇ -olefin other than ethylene or a cyclic olefin.
  • the olefin monomer unit may include one or more compounds selected from the group consisting of ethylene and ⁇ -olefins having 3 or more carbon atoms.
  • aromatic vinyl compound monomer unit refers to an aromatic vinyl compound (unit) having 8 to 20 carbon atoms.
  • aromatic vinyl compound monomer units include, but are not limited to, styrene, paramethylstyrene, paraisobutylstyrene, various vinylnaphthalenes, and various vinylanthracenes.
  • aromatic polyene monomer unit refers to a polyene compound (unit) having 5 to 20 carbon atoms and having multiple vinyl and/or vinylene groups in its molecule.
  • aromatic polyene monomer unit include, but are not limited to, various ortho-, meta-, and para-divinylbenzenes or mixtures thereof, divinylnaphthalene, divinylanthracene, p-2-propenylstyrene, p-3-butenylstyrene, and other compounds having an aromatic vinyl structure, substantially free of oxygen, nitrogen, and halogens, and composed of carbon and hydrogen.
  • bifunctional aromatic vinyl compounds described in JP-A-2004-087639 such as 1,2-bis(vinylphenyl)ethane (abbreviation: BVPE)
  • BVPE 1,2-bis(vinylphenyl)ethane
  • various ortho-, meta-, and para-divinylbenzenes or mixtures thereof are preferably used, and a mixture of meta-divinylbenzene and para-divinylbenzene may be preferably used.
  • these divinylbenzenes are referred to as divinylbenzenes.
  • divinylbenzenes are preferred because they have high curing efficiency and are easy to cure when curing.
  • the content of vinyl groups and/or vinylene groups (preferably vinyl groups) derived from aromatic polyene monomer units may be 1.5 or more and 20 or less than 1.5 or more and 20, preferably 2 or more and less than 7 per number average molecular weight.
  • the content of vinyl groups and/or vinylene groups is 1.5 or more, crosslinking efficiency is high, and a cured body with sufficient crosslinking density tends to be easily obtained.
  • the vinyl group content derived from aromatic polyene units (divinylbenzene units) per number average molecular weight in the copolymer can be obtained, for example, by comparing the number average molecular weight (Mn) calculated in terms of standard polystyrene obtained by a GPC (gel permeation chromatography) method known to those skilled in the art with the vinyl group content derived from aromatic polyene units obtained by 1 H-NMR measurement.
  • Mn number average molecular weight
  • the vinyl group content derived from aromatic polyene units (divinylbenzene units) in the copolymer is 0.6% by mass by comparing the intensity of each peak area obtained by 1 H-NMR measurement, and the number average molecular weight converted into standard polystyrene by GPC measurement is 49,000
  • the molecular weight of the vinyl group derived from the aromatic polyene units in the number average molecular weight is the product of these, 299, which is divided by the formula weight of the vinyl group, 130, to obtain 2.3.
  • the vinyl group content derived from aromatic polyene units per number average molecular weight in this copolymer is determined to be 2.3.
  • the assignment of peaks obtained by 1 H-NMR measurement of the copolymer is known from literature.
  • a method of determining the composition of the copolymer from a comparison of the peak areas obtained by 1 H-NMR measurement is also known.
  • it is also possible to improve the accuracy of the composition by adding data on the peak areas and ratios of 13 C-NMR spectrum measured in a known quantitative mode to the method by 1 H-NMR measurement.
  • the content of divinylbenzene units in the copolymer is determined from the peak intensity (measured by 1 H-NMR) of the vinyl group derived from the divinylbenzene unit. That is, the content of divinylbenzene units is determined from the content of vinyl groups derived from the divinylbenzene units, assuming that one vinyl group is derived from one divinylbenzene unit in the copolymer.
  • the number average molecular weight (Mn) and weight average molecular weight (Mw) in this specification are calculated as standard polystyrene equivalent molecular weights obtained by GPC (gel permeation chromatography).
  • the number average molecular weight (Mn) of this composition is 40,000 or less, preferably 5,000 or more and 40,000 or less, more preferably 5,000 or more and 30,000 or less, and even more preferably 5,000 or more and 20,000 or less.
  • the present composition may preferably have a weight average molecular weight (Mw) of 18,000 or more, and more preferably, Mw may be 18,000 or more and 100,000 or less.
  • Mw weight average molecular weight
  • the ratio Mw/Mn of the number average molecular weight (Mn) to the weight average molecular weight (Mw) of the composition can be set appropriately according to the desired performance, and is not particularly limited, but may be preferably 10 or less, more preferably 1 to 10, and even more preferably 2 to 10.
  • Mw/Mn is 10 or less, the molecular weight distribution is optimized, and appropriate dielectric properties can be obtained.
  • the composition may further comprise one or more of the following: (a) a curing agent; (b) one or more resins selected from a hydrocarbon-based elastomer, a polyether-based resin, and an aromatic polyene-based resin; (c) a monomer; (d) an olefin-aromatic vinyl compound-aromatic polyene copolymer other than the above-mentioned copolymer, which satisfies all of the following conditions (i) to (iv): (i) the number average molecular weight of the copolymer is 500 or more and 100,000 or less, and preferably 500 or more and less than 5,000, or more than 40,000 and 100,000 or less: (ii)
  • the aromatic vinyl compound monomer unit is an aromatic vinyl compound having 8 to 20 carbon atoms, and the content of the aromatic vinyl compound monomer unit is 70 mass% or less, preferably more than 0 mass% and 70 mass% or less.
  • the aromatic polyene monomer unit has a plurality of vinyl groups and/or vinylene groups in the molecule.
  • the olefin monomer unit is one or more selected from olefins having from 2 to 20 carbon atoms, the content of the olefin monomer unit is 30 mass% or more, and the total of the olefin monomer unit, aromatic vinyl compound monomer unit, and aromatic polyene monomer unit is 100 mass%. It is preferable that the above (iii) satisfies the following condition (iiia).
  • the aromatic polyene monomer unit is one or more selected from polyenes having 5 to 20 carbon atoms and having a plurality of vinyl groups and/or vinylene groups in the molecule, and the content of the vinyl groups and/or vinylene groups derived from the aromatic polyene monomer unit is 1.5 to 20 per number average molecular weight.
  • Such other copolymers may be those described, for example, in WO 2021/112087, WO 2021/112088, and WO 2022/014599.
  • Such other olefin-aromatic vinyl compound-aromatic polyene copolymers that satisfy all of the above-mentioned specific conditions tend to be soft and exhibit low dielectric constants and low dielectric dissipation factors, so by combining them with the above-mentioned compound of component (A) to form a composition, it is possible to obtain a cured body with a low dielectric constant and low dielectric dissipation factor that covers a wide range of physical properties.
  • curing agent that may be contained in the present composition, it is possible to use a known curing agent that can be used for polymerization or curing of aromatic polyenes and aromatic vinyl compounds.
  • curing agents include radical polymerization initiators (radical generators), cationic polymerization initiators, and anionic polymerization initiators.
  • radical polymerization initiators can be used, but the type is not particularly limited. More preferably, organic peroxides, azo polymerization initiators, dicumene initiators (e.g., 2,3-dimethyl-2,3-diphenylbutane), etc. can be freely selected depending on the application and conditions.
  • dicumene initiators require high temperatures for reaction, so side reactions are less likely to occur during preparation of the cured product, and they tend to be easy to handle.
  • a catalog listing organic peroxides can be downloaded from the NOF Corporation website, for example, https://www.nof.co.jp/business/functional-materials/functional-materials-product09.
  • organic peroxides listed in the catalogs of Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd. and Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. can also be used.
  • a known photopolymerization initiator using light, ultraviolet light, or radiation can be used as a curing agent.
  • photopolymerization initiators examples include photoradical polymerization initiators, photocationic polymerization initiators, and photoanionic polymerization initiators.
  • photopolymerization initiators are available from, for example, Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.
  • curing by radiation or electron beam itself is also possible. It is also possible to perform crosslinking and curing by thermal polymerization of the raw materials contained therein without containing a curing agent.
  • the amount of curing agent used there are no particular restrictions on the amount of curing agent used, but for example, 0.01 to 10 parts by mass of the curing agent may be used per 100 parts by mass of the present compound (A).
  • the curing process is carried out at an appropriate temperature and time, taking into account its half-life.
  • the conditions can be determined according to the curing agent, but generally a temperature range of about 50°C to 200°C, and more preferably a temperature range of about 50°C to 300°C, is appropriate.
  • the amount of the hydrocarbon-based elastomer that may be contained in the composition can be appropriately set depending on the desired performance, and is not particularly limited, but is preferably 1 to 200 parts by mass, more preferably 1 to 100 parts by mass, and most preferably 1 to 50 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the present compound of component (A).
  • the number average molecular weight of the hydrocarbon-based elastomer is preferably 100 to 100,000, and more preferably 1,000 to 4,500.
  • hydrocarbon-based elastomer examples include, but are not limited to, a single or multiple elastomers selected from ethylene-based or propylene-based elastomers, conjugated diene-based polymers, block or random copolymers of aromatic vinyl compounds-conjugated dienes, and hydrogenated products thereof.
  • Examples of the ethylene-based elastomer include ethylene- ⁇ -olefin copolymers such as ethylene-octene copolymer and ethylene-1-hexene copolymer, EPR, EPDM, etc., and examples of the propylene-based elastomer include atactic polypropylene, low stereoregular polypropylene, propylene- ⁇ -olefin copolymers such as propylene-1-butene copolymer, etc., but are not particularly limited thereto.
  • Conjugated diene polymers include, but are not limited to, polybutadiene and 1,2-polybutadiene.
  • aromatic vinyl compound-conjugated diene block or random copolymers and their hydrogenated products (hydrogenated products) include, but are not limited to, SBS, SIS, SEBS, SEPS, SEEPS, SEEBS, etc., which can be suitably used.
  • 1,2-polybutadiene can be obtained, for example, from Nippon Soda Co., Ltd. under the product names of liquid polybutadiene: B-1000, 2000, and 3000.
  • an example of a copolymer containing a 1,2-polybutadiene structure which can be suitably used is "Ricon 100" by TOTAL CRAY VALLEY.
  • the amount used may be in the range of 150 parts by mass or less, more preferably 1 to 30 parts by mass, and most preferably 1 to 20 parts by mass, per 100 parts by mass of the compound of component (A), from the viewpoint of the handleability and moldability of the composition in an uncured state (handleability as a thermoplastic resin).
  • polyether-based resins examples include polyphenylene ether and polyether.
  • polyphenylene ether commercially available known polyphenylene ethers can be used, and the type is not particularly limited.
  • the number average molecular weight of the polyphenylene ether is arbitrary and can be appropriately set according to the desired performance, and is not particularly limited, but considering the moldability of the composition, the number average molecular weight (Mn) is preferably 10,000 or less, most preferably 5,000 or less. The number average molecular weight may be preferably 500 or more.
  • the molecular end of the polyether resin such as polyphenylene ether is modified with a functional group.
  • the polyether resin such as polyphenylene ether has multiple functional groups in one molecule, and for example, the polyether resin may be a modified polyphenylene ether.
  • the functional group include radically polymerizable functional groups and functional groups such as epoxy groups, and preferably radically polymerizable functional groups.
  • a vinyl group is preferable.
  • the vinyl group one or more of the group consisting of an allyl group, a (meth)acryloyl group, and an aromatic vinyl group are preferable, one or more of the group consisting of a (meth)acryloyl group and an aromatic vinyl group are more preferable, and an aromatic vinyl group is most preferable.
  • a bifunctional polyphenylene ether in which both ends of the molecular chain are modified with a radically polymerizable functional group is particularly preferable.
  • polyphenylene ethers examples include Noryl (trademark) SA9000 from SABIC (modified polyphenylene ether having methacryloyl groups at both ends, number average molecular weight 2200) and bifunctional polyphenylene ether oligomer (OPE-2St, modified polyphenylene ether having vinylbenzyl groups at both ends, number average molecular weight 1200) from Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd. Allylated PPE from Asahi Kasei Corporation can also be used. Of these, the bifunctional polyphenylene ether oligomer (OPE-2St) from Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd. can be preferably used.
  • polyether resin aromatic polyether (ELPAC HC-F series) from JSR Corporation can also be used.
  • the amount of polyether resin such as polyphenylene ether used in this composition can be set appropriately according to the desired performance and is not particularly limited, but is preferably 1 to 200 parts by mass, more preferably 1 to 100 parts by mass, per 100 parts by mass of component (A).
  • the aromatic polyene resin that may be contained in the composition includes divinylbenzene reactive hyperbranched copolymer (PDV) manufactured by Nippon Steel Chemical & Material Co., Ltd.
  • PDV divinylbenzene reactive hyperbranched copolymer
  • Such PDV is described, for example, in the literature "Synthesis of polyfunctional aromatic vinyl copolymer and development of a new IPN type low dielectric loss material using the same” (Kawabe Masanao, Journal of Electronics Packaging Society, p. 125, Vol. 12 No. 2 (2009)).
  • the amount of aromatic polyene resin used in the composition can be appropriately set according to the desired performance and is not particularly limited, but is preferably 1 to 200 parts by mass, more preferably 1 to 100 parts by mass, and most preferably 1 to 50 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the present compound of component (A).
  • the use of the aromatic polyene resin in an amount within these preferred numerical ranges is preferable in order to prevent a decrease in adhesion to other members and a decrease in toughness.
  • the amount of the monomer that may be contained in the composition may be preferably 100 parts by mass or less relative to 100 parts by mass of the present compound of component (A), and the composition may be substantially free of monomers.
  • the monomer is a monomer that can be polymerized by either radical polymerization, cationic polymerization, or anionic polymerization, and is preferably a monomer that can be radically polymerized. Its molecular weight is preferably 5000 or less, preferably less than 5000, more preferably 1000 or less, more preferably less than 1000, even more preferably 500 or less, and even more preferably less than 500.
  • the monomer may include a monomer having the same structure as the monomer unit of the above-mentioned "aromatic vinyl compound" or "aromatic polyene". Also preferably, the monomer may include the following polar monomer.
  • the amount of the polar monomer that may be contained in the composition can be appropriately set according to the desired performance, and is not particularly limited, but may be preferably 100 parts by mass or less, more preferably 0.1 to 20 parts by mass, and even more preferably 0.1 to 10 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the present compound of component (A). By using an amount in this preferred numerical range, the effect of preventing the dielectric constant and dielectric loss tangent of the obtained cured body from becoming too high tends to be obtained.
  • the polar monomer is a monomer having one or more atoms selected from oxygen, nitrogen, phosphorus, and sulfur in the molecule.
  • polar monomer As a polar monomer that can be suitably used, a molecular weight of less than 5000 is preferable, less than 1000 is more preferable, and less than 500 is even more preferable.
  • polar monomer a polar monomer that can be polymerized by a radical polymerization initiator is preferable.
  • examples of polar monomers include, but are not limited to, various maleimides, bismaleimides, maleic anhydride, triallyl isocyanurate, glycidyl (meth)acrylate, tri(meth)acrylic isocyanurate, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, etc.
  • Maleimides and bismaleimides that can be used in this embodiment are described in, for example, International Publication No.
  • maleimide group-containing compounds may be used as polyamino bismaleimide compounds from the viewpoints of solubility in organic solvents, high frequency characteristics, high adhesion to conductors, moldability of prepregs, etc.
  • the polyamino bismaleimide compounds can be obtained, for example, by subjecting a compound having two maleimide groups at the terminals to a Michael addition reaction with an aromatic diamine compound having two primary amino groups in the molecule.
  • polar monomer having a multifunctional group of two or more functional groups examples include bismaleimides, triallyl isocyanurate (TAIC), trimethylolpropane tri(meth)acrylate, etc.
  • the present composition may contain one or more olefin-aromatic vinyl compound-aromatic polyene copolymers other than the above-mentioned copolymers, and may satisfy any of the following conditions.
  • the number average molecular weight of the copolymer is 500 or more and 100,000 or less, preferably 500 or more and less than 5,000, or more than 40,000 and 100,000 or less.
  • the aromatic vinyl compound monomer unit is an aromatic vinyl compound having 8 to 20 carbon atoms, and the content of the aromatic vinyl compound monomer unit is 70 mass% or less, preferably more than 0 mass% and 70 mass% or less.
  • the aromatic polyene monomer unit is one or more selected from polyenes having 5 to 20 carbon atoms and having a plurality of vinyl groups and/or vinylene groups in the molecule, and the content of the vinyl groups and/or vinylene groups derived from the aromatic polyene unit is 1.5 to 20 per number average molecular weight.
  • the olefin monomer unit is one or more selected from olefins having 2 to 20 carbon atoms, the content of the olefin monomer unit is 30 mass% or more, and the total of the olefin monomer unit, aromatic vinyl compound monomer unit, and aromatic polyene monomer unit is 100 mass%.
  • the composition can be produced by applying a known production method, and the production method is not particularly limited.
  • the composition can be produced based on the methods described in JP 2009-161743 A, JP 2010-280771 A, WO 00/37517, etc.
  • the transition metal compound represented by the above-mentioned general formula (I) can be added as a catalyst to a raw material containing an olefin monomer, an aromatic vinyl compound monomer, and an aromatic polyene monomer.
  • a co-catalyst containing one or more compounds selected from the group consisting of organoaluminum compounds and boron compounds may be added to form an active species consisting of the catalyst and the co-catalyst, which initiates a single-site coordination polymerization reaction of the raw materials, thereby producing the composition.
  • a varnish containing the above-mentioned composition and a solvent can be provided.
  • varnish refers to a material that is liquid when it contains a solvent.
  • the varnish has an appropriate viscosity as described above and is a viscous liquid.
  • the varnish can be applied, impregnated, filled, or dropped onto other materials by an appropriate method, and the solvent can be removed to form a molded product.
  • the varnish can then be cured by heat or light to obtain the desired cured product.
  • Such properties are useful because they can be used for various transfer molding (pressure molding), for application on or between substrates or semiconductor device materials, or for forming into sheets or films by extrusion lamination or spin coating, and then cured to form insulating films or insulating layers.
  • the polymerization liquid used to manufacture the present compound which is a copolymer (which generally contains, in addition to the present compound, which is a copolymer, solvents used in polymerization such as toluene, ethylbenzene, cyclohexane, and methylcyclohexane, residual monomers such as styrene and divinylbenzene, residual monomers such as olefin monomers, catalysts, and cocatalyst components) can also be used as a varnish as is.
  • solvents used in polymerization such as toluene, ethylbenzene, cyclohexane, and methylcyclohexane
  • residual monomers such as styrene and divinylbenzene
  • residual monomers such as olefin monomers, catalysts, and cocatalyst components
  • a varnish can also be obtained by distilling off part or all of the solvent and residual monomers from the present polymerization liquid under reduced pressure, and diluting it with the above-mentioned solvent as necessary. That is, the varnish may contain residual monomers from the polymerization or the solvent used in the polymerization.
  • ⁇ Solvent> An appropriate solvent may be added to the composition as necessary.
  • the amount of the solvent is not particularly limited.
  • the solvent is used to adjust the viscosity and fluidity of the composition.
  • a solvent is preferably used.
  • a solvent having a boiling point of a certain degree or higher is preferred, since a high boiling point under atmospheric pressure, i.e., low volatility, leads to a uniform thickness of the applied film.
  • the boiling point is preferably about 75° C. or higher under atmospheric pressure, more preferably 100° C. or higher and 300° C. or lower, and even more preferably 130° C. or higher and 300° C. or lower.
  • a solvent known in the art can be used, and is not particularly limited, but for example, cyclohexane, cyclohexanone, methyl ethyl ketone (MEK), toluene, ethylbenzene, xylene, mesitylene, tetralin, acetone, limonene, mixed alkanes, mixed aromatic solvents, etc. can be used.
  • the amount of the solvent used in the composition of the present embodiment can be appropriately set depending on the desired performance, and is arbitrary. However, the amount is preferably 5 to 500 parts by mass, more preferably 10 to 300 parts by mass, and most preferably 50 to 150 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the present compound which is a copolymer.
  • methyl ethyl ketone (MEK) can be used as the solvent.
  • composition and varnish may contain additives that are commonly used in resins in the industry, such as antioxidants, weathering agents, light stabilizers, lubricants, compatibilizers, and antistatic agents, to the extent that they do not impair the desired effects or purposes.
  • additives that are commonly used in resins in the industry, such as antioxidants, weathering agents, light stabilizers, lubricants, compatibilizers, and antistatic agents, to the extent that they do not impair the desired effects or purposes.
  • the composition and varnish of this embodiment are obtained by mixing, dissolving, or melting the various additives described above, and any known method can be used for mixing, dissolving, and melting.
  • the composition can be mixed by known mixing methods, such as a twin-screw mixer, various rolls, various kneaders, etc. Also, when the composition is a varnish, it may be mixed by adding it to the varnish and stirring.
  • a cured product of the above-mentioned composition or varnish can also be provided.
  • the cured product can be used to manufacture CCL substrates, FCCL substrates, interlayer insulation materials, or coverlays.
  • the composition is particularly suitable as an electrical insulation material for high-frequency signals.
  • the shape of the molded article obtained from the composition is arbitrary. These compositions can exhibit the properties of a thermoplastic resin. Therefore, under conditions that do not cause crosslinking, the composition can be molded into a shape such as a sheet, tube, strip, or pellet in a substantially uncured state by a known molding method for a thermoplastic resin, such as extrusion molding, injection molding, press molding, or inflation molding, and then crosslinked (cured).
  • a thermoplastic resin such as extrusion molding, injection molding, press molding, or inflation molding
  • cured cured
  • a porous substrate, woven fabric, or nonwoven fabric can be impregnated with the varnish and the solvent can be removed to obtain a composite. It can also be dropped onto a substrate and the solvent can be removed to form, for example, a hemispherical shape.
  • the sheet may be uncured (semi-cured) to the extent that it can maintain the sheet shape, or it may be completely cured.
  • the degree of curing of the composition can be quantitatively measured by a known dynamic viscoelasticity measurement method (DMA, Dynamic Mechanical Analysis).
  • the molded article obtained from the present composition can be cured by a known method, taking into consideration the curing conditions (temperature, time, pressure) of the raw materials and curing agent contained therein.
  • the curing agent used is a peroxide
  • the curing conditions can be determined by taking into consideration the half-life temperature and the like disclosed for each peroxide.
  • the cured product of the molded product obtained from the present composition is sufficiently cured, and the gel content (gel fraction) measured according to ASTM is not particularly limited, but may be 90 mass% or more.
  • the dielectric tangent of the cured product at a measurement frequency of 40 GHz and 23°C is not particularly limited, but is preferably 0.003 or less, more preferably 0.002 or less, and even more preferably 0.001 or less.
  • CCL substrates In one embodiment of the present invention, it is also possible to provide CCL substrates, FCCL substrates, interlayer insulating materials, coverlays, etc., that contain the above-mentioned cured product.
  • Example 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3 were prepared based on the raw material compositions (indicated in mol % or ppm in the tables) shown in the following tables. Each copolymer was produced based on the production methods described in JP-A-2009-161743 and JP-A-2010-280771.
  • Catalyst A Dimethylmethylenebiscyclopentadienylzirconium dichloride (Zr catalyst)
  • Catalyst B Diphenylmethylene(1-indenyl)cyclopentadienylzirconium dichloride
  • the cocatalysts used were tritium tetrakis(pentafluorophenyl)borate ("TRI-FABA” manufactured by Tosoh Finechem Co., Ltd.), N,N-dimethylanilinium tetrakis(pentafluorophenyl)borate (“DAN-FABA” manufactured by Tosoh Finechem Co., Ltd.), and modified methylaluminoxane ("MMAO" manufactured by Tosoh Finechem Co., Ltd.).
  • TRI-FABA tritium tetrakis(pentafluorophenyl)borate
  • DAN-FABA N,N-dimethylanilinium tetrakis(pentafluorophenyl)borate
  • MMAO modified methylaluminoxane manufactured by Tosoh Finechem Co., Ltd.
  • Triisobutylaluminum (“TIBAL” manufactured by Tosoh Finechem Corporation) was used as a scavenger. The amount of scavenger added was adjusted by working backwards from the target amount of aluminum.
  • Ethylene (Et), styrene (St), divinylbenzene (DVB), and in some cases 1-hexene were used as raw monomers.
  • copolymer compound and composition obtained above were analyzed by the following methods.
  • composition ratio of each component is shown in the table.
  • the composition ratio of ethylene (Et), ⁇ -olefin (1-hexene in this example), styrene (St), and divinylbenzene (DVB) in the copolymer, the content of vinyl group units derived from divinylbenzene, and the ratio of terminal vinyl groups to terminal vinylidene groups were calculated from the peak area intensity assigned to each of them in 1 H-NMR (using the method described above).
  • the sample was dissolved in deuterated 1,1,2,2-tetrachloroethane, and the measurement was performed at 23°C.
  • Measurement was performed by ICP atomic emission spectrometry under the following conditions in accordance with JIS K0116:2014.
  • 0.5 g of the composition was weighed into a platinum crucible and incinerated on a hot plate, an electric stove, and an electric furnace (gradually heated to 600° C.).
  • 0.5 ml of HCl (1+1) (a mixture of hydrochloric acid and water in a volume ratio of 1:1) and ultrapure water were added to the residue, and after heating and dissolving, the volume was adjusted to 5 ml to prepare a test solution, which was quantitatively analyzed by ICP emission spectrometry (using an Agilent 5110VDV).
  • the molecular weight of the copolymer was determined by measuring the number average molecular weight (Mn) and weight average molecular weight (Mw) in terms of standard polystyrene using a gel permeation chromatography (GPC) method, and the ratio (Mw/Mn) was also determined. The measurement was performed under the following conditions. Column: Two TSK-GEL MultiporeHXL-M ⁇ 7.8 ⁇ 300 mm (Tosoh Corporation) columns were connected in series. Column temperature: 40°C Solvent: THF (tetrahydrofuran) Flow rate: 1.0 ml/min Detector: RI detector
  • compositions were cured according to the following procedure, and the physical properties of the cured product were measured as follows. Using a vessel equipped with a heating and cooling jacket and stirring blades, the composition prepared above and a solvent (toluene) were heated to approximately 60°C and stirred to dissolve the compound. Furthermore, 1 part by mass of 2,5-dimethyl-2,5-bis(tert-butylperoxy)hexyne-3 (Perhexyne 25B manufactured by NOF Corp.) was added as a curing agent to 100 parts by mass of the composition, dissolved, stirred and mixed to obtain a varnish-like composition.
  • solvent toluene
  • the obtained composition was poured into a silicon mold (frame length 7 cm, width 7 cm, thickness 0.2 mm) on a Teflon (registered trademark) sheet placed on a glass plate, air-dried, and then further dried in a vacuum dryer at 60°C for more than 3 hours to obtain an uncured sheet. Furthermore, a Teflon sheet and SUS mold were placed under a load of 5 MPa in a press, and heat treatment was performed at 120°C for 30 minutes, 150°C for 30 minutes, and then 200°C for 120 minutes. The Teflon sheet and SUS mold were then removed to obtain a cured sheet.
  • the dielectric loss tangent was measured using a cavity resonator perturbation method (Agilent Technologies 8722ES network analyzer, Keysight Technologies split cylinder resonator 40 GHz) at 23° C. and 40 GHz using a sample of 0.2 mm ⁇ 25 mm ⁇ 30 mm cut out from the sheet.
  • ⁇ Storage modulus> A dynamic mechanical analysis (DMA) device (RSA-III, manufactured by Rheometrics) was used to measure at a frequency of 1 Hz and at a temperature range of 20°C to +300°C.
  • a measurement sample (3 mm x 40 mm) was cut out from a film with a thickness of approximately 0.2 mm and measured to determine the storage modulus at 25°C.
  • the main measurement parameters involved in the measurement are as follows: Measurement frequency: 1Hz Heating rate: 3°C/min.
  • Test Type Dynamic Temperature Ramp (DTempRamp) Initial Static Force 5.0g Auto Tension Sensitivity 1.0g Max Auto Tension Rate 0.033mm/s Max Applied Strain 1.5% Min Allowed Force 1.0g Distortion 0.1%
  • compositions in Examples 1 to 6 had excellent dielectric properties, storage modulus, and solution transparency.

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Abstract

本開示は、アルミニウムを系内から除去する必要が無く、かつ誘電正接と溶液の透明性を損わないようにする手法を提供する。本開示の組成物は、(A)オレフィン-芳香族ビニル化合物-芳香族ポリエン共重合体と、(B)JIS K0116:2014に準拠したICP発光分光分析法により測定される含量が0.2ppm以上であるホウ素と、(C)JIS K0116:2014に準拠したICP発光分光分析法により測定される含量が100ppm以上2000ppm以下の範囲であるアルミニウムと、を含み、数平均分子量が4万以下である。

Description

組成物、及びその硬化体
 本発明は、例えば、硬化性の組成物、及びその硬化体に関する。
 通信周波数がギガヘルツ帯及びそれ以上の高周波帯に移行することにともない、低誘電特性を有する絶縁材料を含むCCLやFCCLからなる、多層基板や伝送ライン、アンテナ等に対するニーズが高まっている。こうした多層基板等への使用にあたっては、絶縁材料には含浸性が求められるため、さらなる低粘度化が必要となってきている。
 特許文献1には、特定の配位重合触媒から得られ、特定の組成と配合を有するエチレン-オレフィン(芳香族ビニル化合物)-芳香族ポリエン共重合体、非極性ビニル化合物共重合体からなる硬化体が示されている。本技術の場合、芳香族ポリエン(ジビニルベンゼン)の二つのビニル基のうち一つのみが選択的に共重合され残りのビニル基が保存されるため、容易に芳香族ビニル基の官能基を有する、架橋性の炭化水素系共重合体マクロモノマーを得ることができる。
 CCL等の多層基板用途のために低粘度を実現しようとするにあたり、分子量を低減する必要があった。特許文献2のように、配位子が小さく比較的重合活性の低いシングルサイト配位重合触媒を用いることで低分子量の共重合体が得られることが知られている。
 配位重合触媒と硼素助触媒を使用するエチレン-オレフィン(芳香族ビニル化合物)-芳香族ポリエン共重合体の製造方法も知られている(特許文献3)。
特開2009-161743号公報 国際公開第2022/014599号 国際公開第2017/122295号
 しかしながら、将来使用信号周波数がより高周波化することが予想され、絶縁材料のより低誘電正接化が望まれている。また、特にパッケージ基板の高周波化と中の配線が微細化する中で、低誘電正接でありながらよりミクロレベルで均一な組成を有する絶縁材料への期待が高まっている。一般的に本絶縁材料は溶剤を含むワニス状態で供給され、基板を製造する工程で濃縮され(溶媒が除去され)て使用されるが、溶媒除去途中の高濃縮の状態でも透明であること、言い換えれば光の散乱を起こさない程度に均一な組成を有することが重要になると考えられる。本発明者らは、本共重合体中の不純物の含有量に着目し、一定の範囲に不純物量を抑えることで、本共重合体の高濃度溶液中の均一性(透明性)が保持され、かつ得られる硬化体の誘電正接がより低減されることを見いだし発明を完成させた。
 本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、組成物中の特定の元素の含有量を制御することにより、上述した課題を解決できることに想到し、本発明を完成させた。すなわち本発明は、以下に示す種々の具体的態様を提供する。
態様1.
 (A)オレフィン-芳香族ビニル化合物-芳香族ポリエン共重合体と、
 (B)JIS K0116:2014に準拠したICP発光分光分析法により測定される含量が0.2ppm以上であるホウ素と、
 (C)JIS K0116:2014に準拠したICP発光分光分析法により測定される含量が100ppm以上2000ppm以下の範囲であるアルミニウムと、
を含み、
 数平均分子量が4万以下である、
組成物。
態様2.
 上記(A)成分が、下記(1)~(4)の条件を満たす、態様1に記載の組成物。
(1)共重合体の数平均分子量が5000以上4万以下である。
(2)芳香族ビニル化合物単量体単位が、炭素数8以上20以下の芳香族ビニル化合物であり、芳香族ビニル化合物単量体単位の含量が0質量%以上70質量%以下である。
(3)芳香族ポリエン単量体単位が、分子内にビニル基及び/又はビニレン基を複数有する炭素数5以上20以下のポリエンから選ばれる一種以上である。
(4)オレフィン単量体単位が炭素数2以上20以下のオレフィンから選ばれる単数又は複数であり、オレフィン単量体単位と芳香族ビニル化合物単量体単位と芳香族ポリエン単量体単位の合計が100質量%である。
態様3.
 上記(3)が、下記(3a)の条件を満たす、態様2に記載の組成物。
(3a)芳香族ポリエン単量体単位が、分子内にビニル基及び/又はビニレン基を複数有する炭素数5以上20以下のポリエンから選ばれる一種以上であり、かつ芳香族ポリエン単量体単位に由来するビニル基及び/又はビニレン基の含有量が数平均分子量あたり1.5個以上20個以下である。
態様4.
 JIS K0116:2014に準拠したICP発光分光分析法により測定される(B)成分の含量が、0.2ppm以上10ppm以下の範囲である、態様1に記載の組成物。
態様5.
 (C)成分の含量が、100ppm以上1500ppm以下の範囲である、態様1又は2に記載の組成物。
態様6.
 (C)成分の含量が、100ppm以上1100ppm以下の範囲である、態様5に記載の組成物。
態様7.
 数平均分子量(Mn)と重量平均分子量(Mw)の比Mw/Mnの値が10以下である、態様1~6のいずれかに記載の組成物。
態様8.
 態様1~7のいずれか一項に記載の組成物の硬化体。
態様9.
 態様8に記載の硬化体を含む、CCL基板、FCCL基板、層間絶縁材、又はカバーレイ。
 本発明によれば、アルミニウムを系内から除去する必要無しに、誘電正接と溶液の透明性を損なわないことができるという効果等が得られる。
 以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。但し、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明はこれらに限定されるものではない。すなわち本発明は、その要旨を逸脱しない範囲内で任意に変更して実施することができる。なお、本明細書において、例えば「1~100」との数値範囲の表記は、その下限値「1」及び上限値「100」の双方を包含するものとする。また、他の数値範囲の表記も同様である。
 本明細書においてシートとは、フィルムの概念をも包含するものとする。また、本明細書においてフィルムと記載されていても、シートの概念をも包含するものとする。本明細書において、組成物とは、ワニスを包含する概念である。すなわち、組成物のうち特に液状であるものをワニスと記載している。本明細書において、層間絶縁材は層間接着剤の概念を含む。本明細書において、数値範囲は、別段の断わりが無いかぎりはその下限値及び上限値を含むものとする。
 本発明のある実施形態により提供される組成物は、(A)オレフィン-芳香族ビニル化合物-芳香族ポリエン共重合体と、(B)JIS K0116:2014に準拠したICP発光分光分析法により測定される含量が0.2ppm以上であるホウ素と、(C)JIS K0116:2014に準拠したICP発光分光分析法により測定される含量が100ppm以上2000ppm以下の範囲であるアルミニウムと、を含有し、所定の範囲の数平均分子量を有することを特徴とする。(A)成分は本組成物の主要成分にあたる。(A)成分に、所定量の(B)成分及び(C)成分が混合されていることにより、その相乗効果によって溶液の透明性の損失が抑制され、しかも誘電正接を低くできる。本組成物は当該技術分野におけるLDM(Low Dielectric Material)樹脂に分類されるものである。
 (B)成分は、ホウ素原子を含む任意の分子由来のものであってよく、好ましくは触媒及び/又は助触媒由来のものであってよく、より好ましくは助触媒由来のものであってよい。
 本組成物における(B)成分の含量は0.2ppm以上であり、好ましくは0.2ppm以上10ppm以下であってよく、さらに好ましくは0.2ppm以上5.0ppm以下であってよい。なお、本明細書全般において(B)成分及び後述する(C)成分の量は、JIS K0116:2014に準拠したICP発光分光分析法により測定されるものとする。
 (B)成分を含みうる化合物の例としては、有機ホウ素化合物及び無機ホウ素化合物が挙げられる。有機ホウ素化合物としては、トリス(パーフルオロフェニル)ボラン(FAB)、トリチウムテトラ(パーフルオロフェニル)ボラート(TRI-FABA、別名:トリフェニルメチリウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボラート、トリチウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボラート)、N,N-ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボラート(DAN-FABA)、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン(TPB)、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン三水和物(TPB-3W)、ホウ酸トリエチル等が、これらに特に限定されない。無機ホウ素化合物としては、ホウ酸、ホウ酸ナトリウム、ニッケルボロン、ホウ酸マンガン(II)、五ホウ酸アンモニウム、ホウフッ化カリウム等が例示できるが、これらに特に限定されない。好ましくは有機ホウ素化合物を使用できる。
 好ましくは、(B)成分を含んだ助触媒として、フッ素原子を含有するものを使用できる。特定の理論に束縛されることを望むものではないが、ホウ素原子とフッ素原子を共に含む助触媒は、(C)成分であるアルミニウム原子をトラップし、アルミニウム-ホウ素クラスター化合物のような構造を形成している可能性が考えられ、後述する所定の量の(C)成分による悪影響を抑えやすいと推測される。仮説ではあるが、このようなクラスター化合物が形成されると、有機溶媒中に分子が分散しやすくなり、溶液の透明性が向上しやすいと推測される。なお、(C)成分の量がこの所定の範囲外であると、この効果は得られないと考えられる。
 (C)成分は、アルミニウム原子を含む任意の分子由来のものであってよく、好ましくは触媒、助触媒、及び/又はスカベンジャー由来のものであってよい。なお、本明細書においてスカベンジャー(捕捉剤)とは、重合反応に悪影響を与えうる不純物(水等)を除去するために系へ添加される化合物のことを指す。
 本組成物における(C)成分の含量は、100ppm以上2000ppm以下であることを要する。(C)成分の量がこの範囲外であると、系の重合反応が不十分になってしまう、誘電特性が劣化する、又は透明性が劣化する等といった問題が発生しやすい傾向にある。好ましくは(C)成分の含量は、100ppm以上1500ppm以下であってよく、より好ましくは100ppm以上1300ppm以下であってよく、さらに好ましくは100ppm以上1100ppm以下の範囲であってよい。
 (C)成分を含みうる化合物の例としては、有機アルミニウム化合物等が挙げられる。有機アルミニウム化合物の例としては、トリイソブチルアルミニウム(TIBAL)、トリエチルアルミニウム(TEA)等の、スカベンジャー又は助触媒として使用可能なアルキルアルミニウム化合物等が挙げられるが、これらに特に限定されない。また、メチルアルミノキサン(メチルアルモキサン又はMAOとも呼ぶ)、変性メチルアルミノキサン(修飾MAO、MMAOとも呼ぶ)、固体ポリメチルアルミノキサン(SMAOとも呼ぶ)等といった、助触媒として使用可能なアルミニウム化合物等も挙げられるが、これらに特に限定されない。こうした助触媒は、東ソー・ファインケム社より商品名TMAO-312、TMAO-211、TMAO-212、MMAO-3A、TMAO-341、固体MAOとして市販されている。好ましい実施形態においては、(C)成分を含みうる化合物としてアルキルアルミニウム化合物を用い、かつアルミノキサン類は用いないようにできる。
 本組成物は、(B)成分及び(C)成分に加えてさらに、他の金属元素を含んでいてもよく、好ましくは遷移金属元素、より好ましくはジルコニウム及び/又はハフニウム、さらに好ましくはジルコニウムを含んでいてもよい。そうした金属元素をもたらす化合物は、触媒又は助触媒として使用可能な化合物であってよい。そうした化合物としては例えば、ジメチルメチレンビスシクロペンタジエニルジルコニウムジクロライド、ジフェニルメチレンビスシクロペンタジエニルジルコニウムジクロライド、ジメチルメチレン(シクロペンタジエニル)(1-インデニル)ジルコニウムジクロライド、ジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル)(1-インデニル)ジルコニウムジクロライド等が挙げられるが、これらに特に限定されない。
 また別の金属元素をもたらす化合物の例としては、下記の一般式(I)で表される遷移金属化合物も挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 上式中のMはジルコニウム又はハフニウムから選択される元素である。
 Cp1、Cp2は置換基を有しないシクロペンタジエニル基であるか、又は環状構造を有しないアルキル置換基(好ましくは炭素数が1~3個)を1個又は2個有するシクロペンタジエニル基である。Cp1とCp2は互いに同一であっても異なっていてもよい。またCp1、Cp2基のうちひとつは置換基を有しないインデニル基であるか、又は環状構造を有しないアルキル置換基(好ましくは炭素数が1~3個)を1個又は2個有するインデニル基であってもよい。
 Yは、Cp1、Cp2と結合を有し、水素原子若しくは置換基を有する炭素、珪素、ゲルマニウム、又は硼素から選択される元素であり、置換基(好ましくはアルキル基若しくはフェニル基等)は互いに異なっていても同一でもよく、環状構造(シクロヘキシル構造等)を有していてもよい。
 Xはそれぞれ独立に水素、ハロゲン、アルキル基、及びアリール基からなる群から選択されるか、又は、2つのXが結合してジエン基を構成するものである。
 さらにこれらの化合物(触媒又は助触媒)の例としては、欧州特許出願公開第0872492A2号明細書、特開平11-130808号公報、特開平9-309925号公報、国際公開第00/20426号、欧州特許出願公開第0985689号明細書、特開平6-184179号公報等に記載されているものも含まれうる。
 好ましい実施形態においては、本組成物がジルコニウムを1.0ppm以上1000ppm以下含有してよく、より好ましくは1.0ppm以上100ppm以下含有してよい。好ましくは、本組成物が含有するジルコニウムとアルミニウムの質量比(Zr/Al比)が、0.013以上0.5以下の範囲であってよく、より好ましくは0.013以上0.1以下の範囲であってよい。Zr/Al比がこの範囲内であると、誘電特性と透明性が向上する効果が得られ易い傾向にある。
 本組成物が含む(A)成分は、下記の条件を全て満たすオレフィン-芳香族ビニル化合物-芳香族ポリエン共重合体(以下、単に「共重合体」とも略記する)であることが好ましい。(A)成分は、架橋結合によって本組成物に硬化性を与える成分である。
(1)共重合体の数平均分子量が5000以上4万以下である。
(2)芳香族ビニル化合物単量体単位が、炭素数8以上20以下の芳香族ビニル化合物であり、芳香族ビニル化合物単量体単位の含量が0質量%以上70質量%以下、好ましくは0質量%を超え70質量%以下である。
(3)芳香族ポリエン単量体単位が、分子内にビニル基及び/又はビニレン基を複数有する炭素数5以上20以下のポリエンから選ばれる一種以上である。
(4)オレフィン単量体単位が炭素数2以上20以下のオレフィンから選ばれる単数又は複数であり、オレフィン単量体単位と芳香族ビニル化合物単量体単位と芳香族ポリエン単量体単位の合計が100質量%である。
 また上記条件(3)が、下記(3a)の条件を満たすことがさらに好ましい。
(3a)芳香族ポリエン単量体単位が、分子内にビニル基及び/又はビニレン基を複数有する炭素数5以上20以下のポリエンから選ばれる一種以上であり、かつ芳香族ポリエン単量体単位に由来するビニル基及び/又はビニレン基の含有量が数平均分子量あたり1.5個以上20個以下である。
 なお本明細書においては、上述した(B)、(C)成分の量の条件を満たしている(つまり(B)、(C)成分が(A)成分に比べて微量である)組成物の平均分子量(Mn、Mw)は、その組成物が含む(A)成分の平均分子量(Mn、Mw)と実質的に等しくなると考えてよい。
 本明細書において、オレフィン単量体単位とは、炭素数2以上20以下のα-オレフィン及び炭素数5以上20以下の環状オレフィンから選ばれる一種以上であり、実質的に酸素や窒素、ハロゲンを含まず、炭素と水素から構成される化合物(単位)を指すものとする。炭素数2以上20以下のα-オレフィンとしては、例えばエチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、4-メチル-1-ペンテン、3,5,5-トリメチル-1-ヘキセン等が例示できるが、これらに特に限定されない。炭素数5以上20以下の環状オレフィンとしては、ノルボルネン、シクロペンテン等が例示できるが、これらに特に限定されない。好ましいオレフィン単量体単位としては、エチレンとエチレン以外のα-オレフィンや環状オレフィンとの組み合わせであってよい。好ましい実施形態では、オレフィン単量体単位がエチレン及び炭素数3以上のα-オレフィンからなる群の1種以上を含んでいてよい。
 本明細書において芳香族ビニル化合物単量体単位とは、炭素数8以上20以下の芳香族ビニル化合物(単位)を指す。芳香族ビニル化合物単量体単位としては例えば、スチレン、パラメチルスチレン、パライソブチルスチレン、各種ビニルナフタレン、各種ビニルアントラセン等を例示できるが、これらに特に限定されない。
 本明細書において、芳香族ポリエン単量体単位とは、その分子内にビニル基及び/又はビニレン基を複数有する炭素数5以上20以下のポリエン化合物(単位)を指す。芳香族ポリエン単量体単位としては、好ましくは、オルト、メタ、パラの各種ジビニルベンゼン又はこれらの混合物、ジビニルナフタレン、ジビニルアントラセン、p-2-プロペニルスチレン、p-3-ブテニルスチレン等の芳香族ビニル構造を有し、実質的に酸素や窒素、ハロゲンを含まず、炭素と水素から構成される化合物等が挙げられるが、これらに特に限定されない。また芳香族ポリエン単量体単位としては、特開2004-087639号公報に記載されている二官能性芳香族ビニル化合物、例えば1,2-ビス(ビニルフェニル)エタン(略称:BVPE)を芳香族ポリエン単量体として用いることもできる。これらの中で好ましくは、オルト、メタ、パラの各種ジビニルベンゼン、又はこれらの混合物が用いられ、好ましくはメタジビニルベンゼン及びパラジビニルベンゼンの混合物を用いてよい。本明細書ではこれらジビニルベンゼンをジビニルベンゼン類と記す。芳香族ポリエンとしてジビニルベンゼン類を用いた場合、硬化処理を行う際に硬化効率が高く、硬化が容易であるため好ましい。
 当該共重合体において、芳香族ポリエン単量体単位に由来するビニル基及び/又はビニレン基(好ましくビニル基)の含有量は数平均分子量あたり1.5個以上20個以下若しくは1.5個以上20個未満であってよく、好ましくは2個以上7個未満であってよい。当該ビニル基及び/又はビニレン基の含有量が1.5個以上だと、架橋効率が高くなり、十分な架橋密度の硬化体が得られ易い傾向にある。共重合体中の数平均分子量あたりの芳香族ポリエン単位(ジビニルベンゼン単位)に由来するビニル基含有量は、例えば、当業者に公知のGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)法により求める標準ポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)と、H-NMR測定により得られる芳香族ポリエン単位に由来するビニル基含有量とを比較することで得ることができる。例として、H-NMR測定により得られる各ピーク面積の強度比較により、共重合体中の芳香族ポリエン単位(ジビニルベンゼン単位)に由来するビニル基含有量が0.6質量%であり、GPC測定による標準ポリスチレン換算数平均分子量が49000の場合、本数平均分子量中の芳香族ポリエン単位に由来するビニル基の分子量は、これらの積である299となり、これをビニル基の式量130で割ることで、2.3となる。すなわち、本共重合体中の数平均分子量あたりの芳香族ポリエン単位に由来するビニル基含有量は2.3個であると求められる。共重合体のH-NMR測定で得られるピークの帰属は文献により公知である。また、H-NMR測定で得られるピーク面積の比較から共重合体の組成を求める方法も公知である。さらに本H-NMR測定による方法に、公知の定量モードで測定した13C-NMRスペクトルのピーク面積やその比率のデータを加えて、組成の精度を向上させることも可能である。また本明細書では共重合体中のジビニルベンゼン単位の含量をジビニルベンゼン単位に由来するビニル基のピーク強度(H-NMR測定による)から求めている。すなわちジビニルベンゼン単位に由来するビニル基含有量から、当該ビニル基1個は共重合体中のジビニルベンゼンユニット1個に由来するとしてジビニルベンゼン単位の含量を求めている。
 本明細書における数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー;ゲル浸透クロマトグラフィー)法により得られる、標準ポリスチレン換算の分子量として計算されるものとする。
 本組成物の数平均分子量(Mn)は4万以下であり、好ましくは5000以上4万以下、より好ましくは5000以上3万以下であってよい、さらに好ましくは5000以上2万以下であってよい。
 本組成物は、誘電特性向上の観点から、好ましくはその重量平均分子量(Mw)が18000以上であってよく、さらに好ましくはMwが18000以上100000以下であってよい。
 好ましい実施形態では、本組成物の数平均分子量(Mn)と重量平均分子量(Mw)の比Mw/Mnの値は、所望性能に応じて適宜設定することができ、特に限定されないが、好ましくは10以下であってよく、より好ましくは1以上10以下であってよく、さらに好ましくは2以上10以下であってよい。Mw/Mnが10以下であると、分子量分布が最適化され、適切な誘電特性が得られる効果がある。
 本発明のある実施形態においては、本組成物がさらに下記のうちの一種以上を含んでいてもよい。
(a)硬化剤
(b)炭化水素系エラストマー、ポリエーテル系樹脂、芳香族ポリエン系樹脂から選ばれる単数又は複数の樹脂
(c)単量体
(d)下記(i)~(iv)の条件をすべて満たす、上記の共重合体とは別のオレフィン-芳香族ビニル化合物-芳香族ポリエン共重合体
(i)共重合体の数平均分子量が500以上10万以下、好ましくは500以上5000未満又は4万を超え10万以下である。
(ii)芳香族ビニル化合物単量体単位が、炭素数8以上20以下の芳香族ビニル化合物であり、芳香族ビニル化合物単量体単位の含量が70質量%以下、好ましくは0質量%を超え70質量%以下である。
(iii)芳香族ポリエン単量体単位が、分子内にビニル基及び/又はビニレン基を複数有する。
(iv)オレフィン単量体単位が炭素数2以上20以下のオレフィンから選ばれる単数又は複数であり、オレフィン単量体単位の含量が30質量%以上であり、前記オレフィン単量体単位と芳香族ビニル化合物単量体単位と芳香族ポリエン単量体単位の合計が100質量%である。
上記(iii)が、下記(iiia)の条件を満たすことが好ましい。
(iiia)芳香族ポリエン単量体単位が、分子内にビニル基及び/又はビニレン基を複数有する炭素数5以上20以下のポリエンから選ばれる一種以上であり、かつ芳香族ポリエン単量体単位に由来するビニル基及び/又はビニレン基の含有量が数平均分子量あたり1.5個以上20個以下である。
 このような別の共重合体は、例えば、国際公開第2021/112087号、国際公開第2021/112088号、及び国際公開第2022/014599号等に記載されているものであってよい。このような上述した特定の条件をすべて満たす、別のオレフィン-芳香族ビニル化合物-芳香族ポリエン共重合体は、軟質でかつ低誘電率、低誘電正接を示す傾向にあるので、上述した(A)成分の本化合物と組み合わせ、組成物とすることで、幅広い物性をカバーする低誘電率、低誘電正接の硬化体を与えることも可能である。
<硬化剤>
 本組成物が含んでよい硬化剤としては、従来から芳香族ポリエン、芳香族ビニル化合物の重合、又は硬化に使用できる公知の硬化剤を用いることが可能である。このような硬化剤には、ラジカル重合開始剤(ラジカル発生剤)、カチオン重合開始剤、アニオン重合開始剤が例示できるが、好ましくはラジカル重合開始剤を用いることができるが、その種類は特に限定されない。さらに好ましくは、有機過酸化物系(パーオキサイド)、アゾ系重合開始剤、ジクメン開始剤(例えば2,3-ジメチル-2,3-ジフェニルブタン)等であり、用途、条件に応じて自由に選択できる。例えばジクメン開始剤は反応に高温を必要とするため、硬化体調製の際に副反応が起こりにくく、取り扱いが容易となる傾向にある。有機過酸化物が掲載されたカタログは日油社ホームページ、例えばhttps://www.nof.co.jp/business/functional-materials/functional-materials-product09からダウンロ-ド可能である。また、富士フイルム和光純薬社や東京化成工業社のカタログ等にも記載されている有機過酸化物も使用可能である。また公知の光、紫外線、放射線を用いる光重合開始剤を硬化剤として用いることもできる。光重合開始剤としては、光ラジカル重合開始剤、光カチオン重合開始剤、又は光アニオン重合開始剤が挙げられる。このような光重合開始剤は例えば東京化成工業社から入手できる。さらに、放射線あるいは電子線そのものによる硬化も可能である。また、硬化剤を含まず、含まれる原料の熱重合による架橋、硬化を行うことも可能である。
 硬化剤の使用量に特に制限はないが、例えば(A)成分の本化合物100質量部に対し、硬化剤を0.01~10質量部含めてよい。過酸化物系(パーオキサイド)、アゾ系重合開始剤、ジクメン開始剤等の硬化剤を用いる場合には、その半減期を考慮し、適切な温度、時間で硬化処理を行う。この場合の条件は、硬化剤に合わせて任意であるが、一般的には50℃から200℃程度の温度範囲、より好ましくは50℃から300℃程度の温度範囲が適当である。
<炭化水素系エラストマー>
 本組成物が含んでよい炭化水素系エラストマーの使用量は、所望性能に応じて適宜設定することができ、特に限定されないが、(A)成分の本化合物100質量部に対し、1~200質量部が好ましく、1~100質量部がより好ましく、1~50質量部が最も好ましい。炭化水素系エラストマーとしては、数平均分子量が100以上100000以下であることが好ましく、1000以上4500以下であることがより好ましい。炭化水素系エラストマーとして好ましくは、エチレン系やプロピレン系のエラストマー、共役ジエン系重合体や芳香族ビニル化合物-共役ジエン系のブロック共重合体又はランダム共重合体、及びこれらの水素化物(水添物)から選ばれる単数又は複数のエラストマー等が例示できるが、これらに特に限定されない。エチレン系エラストマーとしては、エチレン-オクテン共重合体やエチレン-1-ヘキセン共重合体等のエチレン-αオレフィン共重合体、EPR、EPDM等が挙げられ、プロピレン系エラストマーとしては、アタクティックポリプロピレン、低立体規則性のポリプロピレン、プロピレン-1-ブテン共重合体等のプロピレン-αオレフィン共重合体等が挙げられるが、これらに特に限定されない。
 共役ジエン系重合体としては、ポリブタジエンや1,2-ポリブタジエンが挙げられるが、これらに特に限定されない。芳香族ビニル化合物-共役ジエン系のブロック共重合体又はランダム共重合体、及びこれらの水素化物(水添物)としては、SBS、SIS、SEBS、SEPS、SEEPS、SEEBS等が例示できるが、これらに特に限定されない。好適に用いることができる1,2-ポリブタジエンは、例えば、日本曹達社から、液状ポリブタジエン:製品名B-1000、2000、3000の製品名で入手できる。また、好適に用いることができる1,2-ポリブタジエン構造を含む共重合体としては、TOTAL CRAY VALLEY社の製品名「Ricon100」が例示できる。これら炭化水素系エラストマーから選ばれる単数又は複数の樹脂が、特に室温(25℃)で液状(概ね300000mPa・s以下)の場合、本組成物の未硬化状態での取扱性や成形加工性(熱可塑性樹脂としての取り扱い性)の観点から、その使用量は、(A)成分の本化合物100質量部に対し、好ましくは150質量部以下、より好ましくは1~30質量部、最も好ましくは1~20質量部の範囲であってよい。
<ポリエーテル系樹脂>
 本組成物が含んでよいポリエーテル系樹脂としては、例えばポリフェニレンエーテルやポリエーテルが挙げられる。ポリフェニレンエーテルとしては、市販の公知のポリフェニレンエーテルを用いることができ、その種類は特に限定されない。ポリフェニレンエーテルの数平均分子量は任意であり、所望性能に応じて適宜設定することができ、特に限定されないが、組成物の成形加工性を考慮すると、数平均分子量(Mn)は好ましくは1万以下、最も好ましくは5000以下である。数平均分子量は好ましくは500以上であってよい。
 また本組成物の硬化を目的とした添加の場合、ポリフェニレンエーテル等のポリエーテル系樹脂の分子末端が官能基で変性されていることが好ましい。また、本組成物の硬化を目的とした添加の場合、ポリフェニレンエーテル等のポリエーテル系樹脂が一分子内に複数の官能基を有していることが好ましく、例えばポリエーテル系樹脂は変性ポリフェニレンエーテルであってよい。官能基としては、ラジカル重合性の官能基、エポキシ基等の官能基が挙げられ、好ましくは、ラジカル重合性の官能基である。ラジカル重合性の官能基としては、ビニル基が好ましい。ビニル基としては、アリル基、(メタ)アクリロイル基、芳香族ビニル基からなる群の一種以上が好ましく、(メタ)アクリロイル基、芳香族ビニル基からなる群の一種以上がより好ましく、芳香族ビニル基が最も好ましい。つまり、本実施形態の組成物においては、分子鎖の両末端がラジカル重合性の官能基で変性されている二官能性ポリフェニレンエーテルが特に好ましい。このようなポリフェニレンエーテルとしてはSABIC社のNoryl(商標)SA9000(両末端にメタクリロイル基を有する変性ポリフェニレンエーテル、数平均分子量2200)や三菱ガス化学社製二官能ポリフェニレンエーテルオリゴマー(OPE-2St、両末端にビニルベンジル基を有する変性ポリフェニレンエーテル、数平均分子量1200)等が挙げられる。また、旭化成社のアリル化PPEも用いることができる。これらの中で好ましくは三菱ガス化学社製二官能ポリフェニレンエーテルオリゴマー(OPE-2St)を用いることができる。
 ポリエーテル系樹脂としては、JSR社の芳香族ポリエーテル(ELPAC HC-Fシリーズ)等も用いることができる。本組成物におけるポリフェニレンエーテル等のポリエーテル系樹脂の使用量は、所望性能に応じて適宜設定することができ、特に限定されないが、(A)成分100質量部に対し、1~200質量部が好ましく、1~100質量部がより好ましい。
<芳香族ポリエン系樹脂>
 本組成物が含んでよい芳香族ポリエン系樹脂とは、日鉄ケミカル&マテリアル社製、ジビニルベンゼン系反応性多分岐共重合体(PDV)を包含する。このようなPDVは、例えば文献「多官能芳香族ビニル共重合体の合成とそれを用いた新規IPN型低誘電損失材料の開発」(川辺 正直、エレクトロニクス実装学会誌 p125、Vol.12 No.2(2009))等に記載されている。本組成物に用いる芳香族ポリエン系樹脂の使用量は、所望性能に応じて適宜設定することができ、特に限定されないが、(A)成分の本化合物100質量部に対し、1~200質量部が好ましく、1~100質量部がより好ましく、1~50質量部が最も好ましい。芳香族ポリエン系樹脂のこれら好ましい数値範囲内の量の使用は、他の部材との接着性の低下や靱性の低下を防ぐために好ましい。
<単量体>
 本組成物が含んでよい単量体の使用量は、(A)成分の本化合物100質量部に対し、好ましくは100質量部以下であってよく、また本組成物は実質的に単量体を含まなくてもよい。本明細書において単量体とは、ラジカル重合、カチオン重合、アニオン重合のいずれかで重合可能な単量体であり、好ましくはラジカル重合可能な単量体である。その分子量は5000以下が好ましく、5000未満が好ましく、1000以下がより好ましく、1000未満がより好ましく、500以下がさらに好ましく、500未満がさらに好ましい。単量体としては上述した「芳香族ビニル化合物」や「芳香族ポリエン」の単量体単位と同じ構造の単量体を含んでもよい。また好ましくは、単量体は下記の極性単量体を含んでもよい。
<極性単量体>
 本組成物が含んでよい極性単量体の使用量は、所望性能に応じて適宜設定することができ、特に限定されないが、(A)成分の本化合物100質量部に対し、好ましくは100質量部以下であってよく、より好ましくは0.1~20質量部であってよく、さらに好ましくは0.1~10質量部の範囲であってよい。この好ましい数値範囲の量の使用により、得られる硬化体の誘電率や誘電正接が高くなりすぎない効果が得られる傾向にある。本明細書において極性単量体とは、分子内に酸素、窒素、リン、硫黄から選ばれる単数又は複数の原子を有する単量体である。好適に用いることができる極性単量体としては、分子量5000未満が好ましく、1000未満がより好ましく、500未満がさらに好ましい。極性単量体としては、ラジカル重合開始剤により重合させることが可能な極性単量体が好ましい。極性単量体としては、各種のマレイミド類、ビスマレイミド類、無水マレイン酸、トリアリルイソシアヌレート、グリシジル(メタ)アクリレート、トリ(メタ)アクリルイソシアヌレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等が挙げられるが、これらに特に限定されない。本実施形態に使用可能なマレイミド類、ビスマレイミド類は例えば国際公開第2016/114287号や特開2008-291227号公報等に記載されており、例えば大和化成工業社、日本化薬社、Designer molecules inc社から購入できる。また信越化学工業社製ビスマレイミド系樹脂「SLK」も用いることができる。これらマレイミド基含有化合物は、有機溶剤への溶解性、高周波特性、導体との高接着性、プリプレグの成形性等の観点から、ビスマレイミド類が好ましい。これらマレイミド基含有化合物は、有機溶媒への溶解性、高周波特性、導体との高接着性、プリプレグの成形性等の観点から、ポリアミノビスマレイミド化合物として用いてもよい。ポリアミノビスマレイミド化合物は、例えば、末端に2個のマレイミド基を有する化合物と分子中に2個の一級アミノ基を有する芳香族ジアミン化合物とをマイケル付加反応させることにより得ることができる。少量の添加で高い架橋効率を得ようとする場合、二官能基以上の多官能基を有する極性単量体の使用が好ましく、そのような極性単量体としては、ビスマレイミド類、トリアリルイソシアヌレート(TAIC)、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等が例示できる。
<別のオレフィン-芳香族ビニル化合物-芳香族ポリエン共重合体>
 本組成物は、上述した共重合体とは別のオレフィン-芳香族ビニル化合物-芳香族ポリエン共重合体から選ばれる単数又は複数を含んでもよく、下記条件のいずれかを満たしてよい。
(i)共重合体の数平均分子量が500以上10万以下、好ましくは500以上5000未満又は4万を超え10万以下である。
(ii)芳香族ビニル化合物単量体単位が、炭素数8以上20以下の芳香族ビニル化合物であり、芳香族ビニル化合物単量体単位の含量が70質量%以下、好ましくは0質量%を超え70質量%以下である。
(iii)芳香族ポリエン単量体単位が、分子内にビニル基及び/又はビニレン基を複数有する炭素数5以上20以下のポリエンから選ばれる一種以上であり、かつ芳香族ポリエン単位に由来するビニル基及び/又はビニレン基の含有量が数平均分子量あたり1.5個以上20個以下である。
(iv)オレフィン単量体単位が炭素数2以上20以下のオレフィンから選ばれる単数又は複数であり、前記オレフィン単量体単位の含量が30質量%以上であり、前記オレフィン単量体単位と芳香族ビニル化合物単量体単位と芳香族ポリエン単量体単位の合計が100質量%である。
<製造方法>
 本組成物は、公知の製法を適用して製造することができ、その製造方法は特に限定されない。例えば特開2009-161743号公報、特開2010-280771号公報、国際公開第00/37517号等に記載されている方法に基づいて製造可能である。また、遷移金属化合物と助触媒とから構成されるシングルサイト配位重合触媒を用いると、効率よくオレフィン-芳香族ビニル化合物-芳香族ポリエン共重合体を製造できるため好ましい。当該製造方法では、オレフィン単量体と、芳香族ビニル化合物単量体と、芳香族ポリエン単量体とを含んだ原料に対して、上述した一般式(I)で表される遷移金属化合物を触媒として添加できる。
 さらに、有機アルミニウム化合物及びホウ素化合物からなる群から選択される一種以上を含む助触媒を添加することで、触媒及び助触媒からなる活性種を形成し、原料のシングルサイト配位重合反応を開始することで組成物を製造してもよい。
<ワニス>
 本発明に係るある実施形態では、上述した組成物と、溶剤と、を含んだワニスも提供できる。なお本明細書では、溶剤を含むことで特に液状となるものをワニスと称する。
 上記ワニスは、上述した通り適切な粘度を有し、粘稠な液状を示す。当該ワニスは、適当な方法で他の素材に塗布、含浸、充填、あるいは滴下し、溶剤を除くことで、成形体とすることができる。さらに熱や光により硬化させて目的の硬化体を得ることができる。このような性状は、各種トランスファー成形(圧入成形)したり、基板や半導体デバイス材料の上又は間に塗布したり、押出ラミネーション、又はスピンコートでシート、フィルムに成形し、その後に硬化したりして絶縁皮膜や絶縁層を形成できるため、有用である。また、共重合体である本化合物の製造に使用される重合液(一般的には共重合体である本化合物の他にトルエンやエチルベンゼン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の重合に用いられる溶媒と、スチレン、ジビニルベンゼン等の残留モノマーやオレフィンモノマー等の残留モノマー、触媒や助触媒成分を含む)をそのままワニスとして用いることもできる。あるいは、本重合液から溶媒や残留モノマーの一部、又は全部を減圧で留去し、必要に応じて前記溶剤で希釈することでもワニスを得ることができる。すなわち、本ワニスは、重合の際の残留モノマーや重合に用いられた溶媒を含んでいてもよい。
<溶剤>
 本組成物に対し、必要に応じて適切な溶剤(溶媒)を添加してもよい。また、その使用量は、特に限定されない。溶剤は、組成物の粘度、流動性を調節するために用いる。特に、本実施形態の樹脂組成物がワニス状の場合、溶剤が好ましく使用される。溶剤としては、大気圧下での沸点が高いと、すなわち揮発性が低いと、塗布した膜の厚さが均一になるため、ある程度以上の沸点を有する溶剤が好ましい。沸点は、大気圧下で概ね75℃以上が好ましく、より好ましくは100℃以上300℃以下、さらに好ましくは130℃以上300℃以下である。溶剤としては、当業界で公知のものを用いることができ、特に限定されないが、例えば、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン(MEK)、トルエン、エチルベンゼン、キシレン、メシチレン、テトラリン、アセトン、リモネン、混合アルカン、混合芳香族系溶媒等が用いられる。本実施形態の組成物に用いる溶剤の使用量は、所望性能に応じて適宜設定することができ、任意であるが、共重合体である本化合物100質量部に対し、5~500質量部が好ましく、10~300質量部がより好ましく、50~150質量部が最も好ましい。
 本組成物の構成成分として、トルエンやその他の芳香族系溶媒に溶解性が低い原料、例えば特定のビスマレイミドを用いる場合、溶媒としてメチルエチルケトン(MEK)を用いることができる。
 本組成物やワニスは、所望する効果や目的を阻害しない範囲で、当業界で通常樹脂に用いられる添加剤、例えば酸化防止剤、耐候剤、光安定剤、滑剤、相溶化剤、帯電防止剤等を含んでもよい。本実施形態の組成物やワニスは、前記の各種添加物を混合・溶解又は溶融して得られるが、混合、溶解、溶融の方法は任意の公知の方法が採用できる。
 本組成物は、公知の混練法、例えば二軸混練機や各種ロール、各種ニーダー等により混合することができる。また、組成物がワニスである場合には、ワニスへ添加し攪拌することにより混合させてもよい。
 本発明に係るある実施形態では、上述した組成物、又はワニスの硬化体も提供できる。当該硬化体は、CCL基板、FCCL基板、層間絶縁材、又はカバーレイの製造に使用できる。すなわち本組成物は、特に高周波信号の電気絶縁材料として好適である。
<成形体>
 本組成物等から得られる成形体の形状は任意である。これら組成物は、熱可塑性樹脂の性状を示すことができる。そのため、架橋を起こさない条件下、熱可塑性樹脂としての公知の成形加工方法、例えば押出成形、射出成形、プレス成形、インフレーション成形等により、実質的に未硬化の状態でシート、チューブ、短冊、ペレット等の形状に成形でき、その後架橋(硬化)させることができる。例えば組成物がワニスの場合、基材上に塗布した後に溶剤を加熱、減圧、風乾等により除去することにより、一般にシートやフィルム状の成形体となる。これらの方法で未硬化のシート、フィルムを得ることができる。また、多孔性の基材や織布、不織布に、本ワニスを含浸させ溶剤を除去し、複合体を得ることもできる。基材上に滴下し、溶剤を除去することで例えば半球状の形状とすることもできる。シートは、シート形状を維持できる程度に未硬化(半硬化)であるか、又は完全硬化後のものであってもよい。組成物の硬化の程度は、公知の動的粘弾性測定法(DMA、Dynamic Mechanical Analysis)により定量的に測定可能である。
<硬化>
 本組成物等から得られる成形体の硬化は、含まれる原料や硬化剤の硬化条件(温度、時間、圧力)を参考に、公知の方法で硬化を行うことができる。用いられる硬化剤が過酸化物の場合は、過酸化物ごとに開示されている半減期温度等を参考に硬化条件を決定することができる。
 本組成物等から得られる成形体の硬化体は十分に硬化しており、ASTMに準拠して測定したゲル分(ゲル分率)は、特に限定されないが、90質量%以上であってよい。また硬化体の測定周波数40GHz、23℃における誘電正接は、特に限定されないが、0.003以下、より好ましくは0.002以下、さらに好ましくは0.001以下が好ましい。
 本発明のある実施形態では、上記硬化体を含んだCCL基板、FCCL基板、層間絶縁材、カバーレイ等の提供も可能である。
 以下に実施例及び比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明するが、本発明は、これらによりなんら限定されるものではない。すなわち、以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜変更することができる。また、以下の実施例における各種の製造条件や評価結果の値は、本発明の実施態様における好ましい上限値又は好ましい下限値としての意味をもつものであり、好ましい数値範囲は前記の上限値又は下限値と、下記実施例の値又は実施例同士の値との組み合わせで規定される範囲であってもよい。
(実施例1~6及び比較例1~3)
 実施例1~6及び比較例1~3は、下記表に記載の原料配合(表中にmol%又はppmで記載)に基づいて調製した。特開2009-161743号公報、特開2010-280771号公報に記載の製造方法に基づいて、各共重合体の製造を行った。
 触媒として下記を用いた。表中では下記符号を用いて表記した。
触媒A:ジメチルメチレンビスシクロペンタジエニルジルコニウムジクロリド(Zr触媒)
触媒B:ジフェニルメチレン(1-インデニル)シクロペンタジエニルジルコニウムジクロリド
 助触媒として、トリチウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボラート(東ソー・ファインケム社製「TRI-FABA」)、N,N-ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボラート(東ソー・ファインケム社製「DAN-FABA」)、修飾メチルアルミノキサン(東ソー・ファインケム社製「MMAO」)を使用した。表中では製品名を使って記載した。
 スカベンジャーとして、トリイソブチルアルミニウム(東ソー・ファインケム社製「TIBAL」)を使用した。スカベンジャーの添加量は、目標とするアルミニウム量から逆算して調整した。
 また溶媒としてトルエンを用いた。原料モノマーとしてエチレン(Et)、スチレン(St)、ジビニルベンゼン(DVB)、及び一部の例に1-ヘキセンを用い、容量10L、攪拌機及び加熱冷却用ジャケット付の重合缶を使用して、上記触媒と助触媒を添加して表に示す重合温度で2時間重合を行い、イソプロパノールを添加し、LDM樹脂液を得た。撹拌しながら減圧状態で80℃、2時間加熱して、濃縮し、各実施例・比較例の組成物を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 上記で得られた共重合体である本化合物及び組成物の分析は以下の手段によって実施した。
<化合物の化学構造の解析>
 表中に各成分の組成比を記載した。
 共重合体中のエチレン(Et)、α-オレフィン(本実施例では1-ヘキセン)、スチレン(St)、及びジビニルベンゼン(DVB)の組成比と、ジビニルベンゼン由来のビニル基単位の含有量と、末端ビニル基と末端ビニリデン基の比との算出は、H-NMRで、それぞれに帰属されるピーク面積強度から行った(上述した方法を用いた)。サンプルは重1,1,2,2-テトラクロロエタンに溶解し、測定は23℃で行った。
NMRスペクトルピークは下記の通りであった。
 0.7~1.02ppm: α-オレフィンのCH3, 3H
 0.5~2.1 ppm: St+DVB+Et+α-オレフィンのCH2, 2H
 4.5~4.7ppm: 末端ビニリデンCH2, 2H … Vd
 4.8~5.0ppm: 末端ビニルCH2, 2H … Vn(2)
 5.12~5.35, 5.6~5.8ppm: DVBビニルCH2,2H … 2Vn
 6.6~6.8ppm: DVBビニルCH,1H
 6.8~7.4ppm: St芳香環C6H5,5H、DVB芳香環C6H4,4h
<(B)成分及び(C)成分の量の測定>
 JIS K0116:2014に準拠した下記の条件でICP発光分光分析法により測定した。
 組成物0.5gを白金るつぼに秤り取り、ホットプレート、電気コンロ及び電気炉(徐々に昇温し600℃まで加熱)で灰化した。残渣にHCl(1+1)(塩酸と水の体積比1:1混合液)0.5ml及び超純水を加え、加温溶解後5mlに定容し試験液とし、ICP発光分光分析法(Agilent社製5110VDVを使用)にて定量分析を行った。
<分子量の測定>
 共重合体の分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)法を用いて標準ポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)を求め、その比(Mw/Mn)も求めた。測定は以下の条件で行った。
 カラム:TSK-GEL MultiporeHXL-M φ7.8×300mm(東ソー社製)を2本直列に繋いで用いた。
 カラム温度:40℃
 溶媒:THF(テトラヒドロフラン)
 送液流量:1.0ml/min
 検出器:RI検出器
<溶液の透明性>
 各組成物をトルエンに溶解し、60質量%溶液を調製した。JIS R3503:1994に適合する30mLガラスビーカーの下に、黒い油性インクでバツ印を書いた白紙を置き、調製した溶液30mLを当該ビーカーに流し込んだ。ビーカーの上からバツ印が肉眼で見えるものを透明性Good、見えないものをNGとした。
 各組成物を下記手順により硬化させ、硬化体の物性を下記のように測定した。加熱、冷却ジャケット、攪拌翼付きの容器を用い、上記で製造した組成物と溶剤(トルエン)を約60℃に加熱して攪拌し当該化合物を溶解した。さらに、硬化剤として2,5-ジメチル-2,5-ビス(tert-ブチルペルオキシ)ヘキシン-3(日油社製パーヘキシン25B)を組成物100質量部に対して1質量部添加して、溶解し攪拌混合しワニス状の組成物を得た。得られた組成物をガラス板上に設置したテフロン(登録商標)シート上のシリコン製型枠(枠部分長さ7cm、幅7cm、厚さ0.2mm)に流し込み、風乾後、さらに真空乾燥機中にて、60℃で3時間以上乾燥させ、未硬化のシートを得た。さらにプレス機にて5MPaの荷重下、テフロンシートとSUS型枠を設置し、120℃30分、150℃30分、その後200℃120分の加熱処理を行い、テフロンシートとSUS型枠を取り除いて硬化シートを得た。
<誘電率及び誘電損失(誘電正接)>
 誘電正接は空洞共振器摂動法(アジレント・テクノロジー社製8722ES型ネットワークアナライザー、キーサイト・テクノロジー株式会社製スプリットシリンダ共振器 40GHz)を使用し、シートから切り出した0.2mm×25mm×30mmのサンプルを用い、23℃、40GHzでの値を測定した。
<貯蔵弾性率>
 動的粘弾性測定(DMA)装置(レオメトリックス社RSA-III)を使用し、周波数1Hz、温度領域20℃~+300℃の範囲で測定した。厚み約0.2mmのフィルムから測定用サンプル(3mm×40mm)を切り出し測定し、25℃における貯蔵弾性率を求めた。測定に関わる主要測定パラメ-タ-は以下の通りである。
 測定周波数1Hz
 昇温速度3℃/分
 サンプル測定長13mm
 Test Type = Dynamic Temperature Ramp    (DTempRamp) 
 Initial Static Force 5.0g
 Auto Tension Sensitivity 1.0g
 Max Auto Tension Rate 0.033mm/s
 Max Applied Strain 1.5%
 Min Allowed Force 1.0g
 歪み 0.1%
 実施例1~6に係る組成物はいずれも、誘電特性、貯蔵弾性率、溶液の透明性が揃って優れていた。
 一方、(B)成分を含有しない比較例1~3では、溶液の透明性が劣後した。
 

Claims (9)

  1.  (A)オレフィン-芳香族ビニル化合物-芳香族ポリエン共重合体と、
     (B)JIS K0116:2014に準拠したICP発光分光分析法により測定される含量が0.2ppm以上であるホウ素と、
     (C)JIS K0116:2014に準拠したICP発光分光分析法により測定される含量が100ppm以上2000ppm以下の範囲であるアルミニウムと、
    を含み、
     数平均分子量が4万以下である、
    組成物。
  2.  前記(A)成分が、下記(1)~(4)の条件を満たす、請求項1に記載の組成物。
    (1)共重合体の数平均分子量が5000以上4万以下である。
    (2)芳香族ビニル化合物単量体単位が、炭素数8以上20以下の芳香族ビニル化合物であり、芳香族ビニル化合物単量体単位の含量が0質量%以上70質量%以下である。
    (3)芳香族ポリエン単量体単位が、分子内にビニル基及び/又はビニレン基を複数有する炭素数5以上20以下のポリエンから選ばれる一種以上である。
    (4)オレフィン単量体単位が炭素数2以上20以下のオレフィンから選ばれる単数又は複数であり、オレフィン単量体単位と芳香族ビニル化合物単量体単位と芳香族ポリエン単量体単位の合計が100質量%である。
  3.  前記(3)が、下記(3a)の条件を満たす、請求項2に記載の組成物。
    (3a)芳香族ポリエン単量体単位が、分子内にビニル基及び/又はビニレン基を複数有する炭素数5以上20以下のポリエンから選ばれる一種以上であり、かつ芳香族ポリエン単量体単位に由来するビニル基及び/又はビニレン基の含有量が数平均分子量あたり1.5個以上20個以下である。
  4.  JIS K0116:2014に準拠したICP発光分光分析法により測定される前記(B)成分の含量が、0.2ppm以上10ppm以下の範囲である、請求項1に記載の組成物。
  5.  前記(C)成分の含量が、100ppm以上1500ppm以下の範囲である、請求項1に記載の組成物。
  6.  前記(C)成分の含量が、100ppm以上1100ppm以下の範囲である、請求項5に記載の組成物。
  7.  数平均分子量(Mn)と重量平均分子量(Mw)の比Mw/Mnの値が10以下である、請求項1に記載の組成物。
  8.  請求項1~7のいずれか一項に記載の組成物の硬化体。
  9.  請求項8に記載の硬化体を含む、CCL基板、FCCL基板、層間絶縁材、又はカバーレイ。
     
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