CN112251001A - 树脂组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于提供:可抑制固化物的翘曲、并且可实现优异的绝缘可靠性、密合性、小径通孔形成性的树脂组合物等。本发明的解决手段是一种树脂组合物,其是包含(A)环氧树脂、(B)无机填充材料、及(C)颗粒状或非颗粒状的弹性体的树脂组合物,其中,(B)成分的比表面积为10m2/g以上,(C)成分的含量为35质量%以下,(C)成分的平均粒径为0.8μm以下。
Description
技术领域
本发明涉及包含环氧树脂的树脂组合物。进而涉及使用该树脂组合物得到的固化物、片状层叠材料、树脂片材、印刷布线板、及半导体装置。
背景技术
作为印刷布线板的制造技术,基于交替层叠绝缘层和导体层的堆叠方式的制造方法是已知的。在基于堆叠方式的制造方法中,通常,绝缘层是通过使树脂组合物固化而形成的。
印刷布线板暴露于高温低温下等的各种环境,因此,若绝缘层中使用的固化物材料的线热膨胀系数高,则绝缘层反复膨胀、收缩,由于其应变而产生裂纹。作为将线热膨胀系数抑制为低水平的方法,在固化物材料中配合无机填充材料的方法是已知的(专利文献1)。然而,若在固化物材料中配合无机填充材料,则弹性模量变高,将难以抑制翘曲。
另外,在固化物材料中含有无机填充材料的情况下,发现了铜箔等导体层与绝缘层之间的密合性下降。最近,要求更小型的半导体芯片封装,因此,要求密合性优异。
另外,近年来,还要求绝缘层的绝缘可靠性、小径通孔形成性的进一步的改善。
另一方面,迄今为止,配合了弹性体的环氧树脂组合物是已知的(专利文献2及3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-27097号公报
专利文献2:日本特开2019-38969号公报
专利文献3:国际公开第2008/153208号公报。
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的课题在于提供可抑制固化物的翘曲、并且可实现优异的绝缘可靠性、密合性、小径通孔形成性的树脂组合物等。
用于解决课题的手段
为了解决本发明的课题,本发明人等进行了深入研究,结果发现,通过使用包含(A)环氧树脂、(B)无机填充材料、(C)颗粒状或非颗粒状的弹性体、且(B)成分的比表面积为10m2/g以上、(C)成分的含量为35质量%以下(除了(B)成分之外的成分比)、(C)成分的平均粒径为0.8μm以下的树脂组合物,从而可抑制固化物的翘曲,并且可得到优异的绝缘可靠性、密合性、小径通孔形成性,从而完成了本发明。
即,本发明包括以下的内容,
[1]树脂组合物,其是包含(A)环氧树脂、(B)无机填充材料、及(C)颗粒状或非颗粒状的弹性体的树脂组合物,
(B)成分的比表面积为10m2/g以上,
将树脂组合物中的(B)成分以外的不挥发成分设为100质量%时,(C)成分的含量为35质量%以下,
在(C)成分为颗粒状的情况下,(C)成分的平均粒径为0.8μm以下;
[2]根据上述[1]所述的树脂组合物,其中,(B)成分的比表面积为20m2/g以上;
[3]根据上述[1]或[2]所述的树脂组合物,其中,(B)成分为二氧化硅;
[4]根据上述[1]~[3]中任一项所述的树脂组合物,其中,将树脂组合物中的(B)成分以外的不挥发成分设为100质量%时,(C)成分的含量为25质量%以下;
[5]根据上述[1]~[4]中任一项所述的树脂组合物,其中,将树脂组合物中的(B)成分以外的不挥发成分设为100质量%时,(C)成分的含量为1质量%以上;
[6]根据上述[1]~[5]中任一项所述的树脂组合物,其中,(C)成分为颗粒状弹性体,
颗粒状弹性体包含选自苯乙烯-丁二烯橡胶颗粒、异戊二烯橡胶颗粒、丁二烯橡胶颗粒、氯丁二烯橡胶颗粒、丙烯腈-丁二烯橡胶颗粒、丁基橡胶颗粒、乙烯-丙烯橡胶颗粒、聚氨酯橡胶颗粒、硅橡胶颗粒、氯磺化聚乙烯橡胶颗粒、氯化聚乙烯橡胶颗粒、丙烯酸类橡胶颗粒、氯醚橡胶颗粒、聚硫橡胶颗粒、及氟橡胶颗粒中的至少一种;
[7]根据上述[1]~[5]中任一项所述的树脂组合物,其中,(C)成分为非颗粒状弹性体,
非颗粒状弹性体为在分子内具有选自聚丁二烯结构、聚硅氧烷结构、聚(甲基)丙烯酸酯结构、聚亚烷基结构、聚亚烷基氧基结构、聚异戊二烯结构、聚异丁烯结构、及聚碳酸酯结构中的至少一种结构的树脂;
[8]根据上述[7]所述的树脂组合物,其中,非颗粒状弹性体包含聚丁二烯树脂;
[9]根据上述[8]所述的树脂组合物,其中,非颗粒状弹性体包含选自含有酚式羟基的聚丁二烯树脂、及含有环氧基的聚丁二烯树脂中的至少一种;
[10]根据上述[1]~[9]中任一项所述的树脂组合物,其进一步包含(D)固化剂;
[11]根据上述[10]所述的树脂组合物,其中,(D)成分包含活性酯系固化剂;
[12]根据上述[10]或[11]所述的树脂组合物,其中,将树脂组合物中的(B)成分以外的不挥发成分设为100质量%时,(D)成分的含量为30质量%以上;
[13]固化物,其是上述[1]~[12]中任一项所述的树脂组合物的固化物;
[14]片状层叠材料,其含有上述[1]~[12]中任一项所述的树脂组合物;
[15]树脂片材,其具有支承体、和设置于该支承体上的由上述[1]~[12]中任一项所述的树脂组合物形成的树脂组合物层;
[16]印刷布线板,其具备由上述[1]~[12]中任一项所述的树脂组合物的固化物形成的绝缘层;
[17]半导体装置,其包含上述[16]所述的印刷布线板。
发明的效果
根据本发明的树脂组合物,可抑制固化物的翘曲,并且可实现优异的绝缘可靠性、密合性、小径通孔形成性。
具体实施方式
以下,按照其优选的实施方式详细地说明本发明。但是,本发明不限于下述实施方式及示例物,可以在不超出本发明的权利要求书及其均等范围的范围内任意地进行变更来实施。
<树脂组合物>
本发明的树脂组合物包含(A)环氧树脂、(B)无机填充材料、(C)颗粒状或非颗粒状的弹性体,(B)成分的比表面积为10m2/g以上,(C)成分的含量为35质量%以下(除了(B)成分之外的成分比),(C)成分的平均粒径为0.8μm以下。通过使用这样的树脂组合物,从而可抑制固化物的翘曲,并且可实现优异的绝缘可靠性、密合性、小径通孔形成性。
对于本发明的树脂组合物而言,除了包含(A)环氧树脂、(B)无机填充材料、及(C)颗粒状或非颗粒状的弹性体之外,还可以包含任意的成分。作为任意的成分,可举出例如(D)固化剂、(E)固化促进剂、(F)阻燃剂、(G)热塑性树脂、(H)其他添加剂、及(I)有机溶剂。以下,对树脂组合物中包含的各成分进行详细说明。
<(A)环氧树脂>
本发明的树脂组合物含有(A)环氧树脂。所谓(A)环氧树脂,是指具有环氧基的树脂。但是,(A)环氧树脂中不包含属于(C)成分的物质。
作为(A)环氧树脂,可举出例如联二甲酚型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚AF型环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂、三酚型环氧树脂、萘酚酚醛清漆型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、叔丁基-邻苯二酚型环氧树脂、萘型环氧树脂、萘酚型环氧树脂、蒽型环氧树脂、缩水甘油基胺型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、联苯型环氧树脂、脂环族环氧树脂、杂环式环氧树脂、含有螺环的环氧树脂、环己烷型环氧树脂、环己烷二甲醇型环氧树脂、亚萘基醚型环氧树脂、三羟甲基型环氧树脂、四苯基乙烷型环氧树脂等。环氧树脂可以单独使用一种,也可组合使用两种以上。
(A)环氧树脂优选在1分子中具有2个以上环氧基。将环氧树脂的不挥发成分设为100质量%时,优选至少50质量%以上为在1分子中具有2个以上环氧基的环氧树脂。其中,树脂组合物优选组合地包含在20℃的温度下为液态的环氧树脂(以下,也称为“液态环氧树脂”。)、和在20℃的温度下为固态的环氧树脂(以下,也称为“固态环氧树脂”。)。作为液态环氧树脂,优选在1分子中具有2个以上环氧基的液态环氧树脂。作为固态环氧树脂,优选在1分子中具有3个以上环氧基的固态环氧树脂。
作为液态环氧树脂,优选双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚AF型环氧树脂、萘型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油基胺型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、具有酯骨架的脂环族环氧树脂、环己烷型环氧树脂、环己烷二甲醇型环氧树脂、及缩水甘油基胺型环氧树脂,更优选萘型环氧树脂、及双酚A型环氧树脂。
作为液态环氧树脂的具体例,可举出DIC公司制的“HP-4032”、“HP-4032D”、“HP-4032SS”(萘型环氧树脂);三菱化学公司制的“828US”、“jER828EL”、“825”、“EPIKOTE828EL”(双酚A型环氧树脂)、“jER807”、“1750”(双酚F型环氧树脂)、“jER152”(苯酚酚醛清漆型环氧树脂)、“630”、“630LSD”(缩水甘油基胺型环氧树脂);日铁化学材料公司(NIPPON STEELChemical&Material Co.,Ltd.)制的“ZX1059”(双酚A型环氧树脂与双酚F型环氧树脂的混合品);Nagase ChemteX公司制的“EX-721”(缩水甘油酯型环氧树脂);大赛璐公司制的“CEL2021P”(具有酯骨架的脂环族环氧树脂);日铁化学材料公司制的“ZX1658”、“ZX1658GS”(液态1,4-缩水甘油基环己烷型环氧树脂);三菱化学公司制的“630LSD”(缩水甘油基胺型环氧树脂);DIC公司制的“EXA-850CRP”(双酚A型环氧树脂);ADEKA公司制的“EP-3950S”、“EP-3980S”(缩水甘油基胺型环氧树脂);住友化学公司制的“ELM-100H”(缩水甘油基胺型环氧树脂)等。它们可以单独使用一种,也可组合使用两种以上。
作为固态环氧树脂,优选联二甲酚型环氧树脂、萘型环氧树脂、萘型四官能环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂、三酚型环氧树脂、萘酚型环氧树脂、联苯型环氧树脂、亚萘基醚型环氧树脂、蒽型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚AF型环氧树脂、四苯基乙烷型环氧树脂,更优选联苯型环氧树脂、及联二甲酚型环氧树脂。
作为固态环氧树脂的具体例,可举出DIC公司制的“HP-4032H”(萘型环氧树脂);DIC公司制的“HP-4700”、“HP-4710”(萘型四官能环氧树脂);DIC公司制的“N-690”(甲酚酚醛清漆型环氧树脂);DIC公司制的“N-695”(甲酚酚醛清漆型环氧树脂);DIC公司制的“HP-7200”、“HP-7200HH”、“HP-7200H”(二环戊二烯型环氧树脂);DIC公司制的“EXA-7311”、“EXA-7311-G3”、“EXA-7311-G4”、“EXA-7311-G4S”、“HP6000L”、“HP6000”(亚萘基醚型环氧树脂);日本化药公司制的“EPPN-502H”(三酚型环氧树脂);日本化药公司制的“NC7000L”(萘酚酚醛清漆型环氧树脂);日本化药公司制的“NC3000H”、“NC3000”、“NC3000L”、“NC3100”(联苯型环氧树脂);日铁化学材料公司制的“ESN475V”(萘型环氧树脂);日铁化学材料公司制的“ESN485”(萘酚酚醛清漆型环氧树脂);三菱化学公司制的“YX4000H”、“YX4000”、“YL6121”(联苯型环氧树脂);三菱化学公司制的“YX4000HK”(联二甲酚型环氧树脂);三菱化学公司制的“YX8800”(蒽型环氧树脂);大阪燃气化学公司制的“PG-100”、“CG-500”;三菱化学公司制的“YL7760”(双酚AF型环氧树脂);三菱化学公司制的“YL7800”(芴型环氧树脂);三菱化学公司制的“jER1010”(固态双酚A型环氧树脂);三菱化学公司制的“jER1031S”(四苯基乙烷型环氧树脂)等。它们可以单独使用一种,也可组合使用两种以上。
作为(A)成分,并用液态环氧树脂和固态环氧树脂的情况下,它们的量比(液态环氧树脂:固态环氧树脂)以质量比计优选为1:0.01~1:20的范围,更优选为1:0.1~1:10的范围,进一步优选为1:1~1:5的范围。
(A)成分的环氧当量优选为50g/eq.~5000g/eq.,更优选为50g/eq.~3000g/eq.,进一步优选为80g/eq.~2000g/eq.,进一步更优选为110g/eq.~1000g/eq.。通过成为上述范围,从而树脂片材的固化物的交联密度变得充分,可形成表面粗糙度小的绝缘层。环氧当量为包含1当量的环氧基的树脂的质量。该环氧当量可按照JIS K7236进行测定。
(A)成分的重均分子量(Mw)优选为100~5,000,更优选为250~3,000,进一步优选为400~1,500。此处,环氧树脂的重均分子量为利用凝胶渗透色谱法(GPC)测定的按照聚苯乙烯换算的重均分子量。
(A)环氧树脂的含量没有特别限制,将树脂组合物中的除了(B)无机填充材料之外的不挥发成分设为100质量%时,优选为10质量%以上,更优选为20质量%以上,进一步优选为30质量%以上,特别优选为35质量%以上。(A)环氧树脂的含量的上限没有特别限制,将树脂组合物中的除了(B)无机填充材料之外的不挥发成分设为100质量%时,优选为90质量%以下,更优选为70质量%以下,进一步优选为60质量%以下,特别优选为50质量%以下。
<(B)无机填充材料>
本发明的树脂组合物包含(B)无机填充材料。本发明中,(B)无机填充材料的比表面积为10m2/g以上。(B)无机填充材料以颗粒的状态被包含在树脂组合物中。
作为(B)无机填充材料的材料,使用无机化合物。作为(B)无机填充材料的材料,可举出例如二氧化硅、氧化铝、玻璃、堇青石、硅氧化物、硫酸钡、碳酸钡、滑石、粘土、云母粉、氧化锌、水滑石、勃姆石、氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸镁、氧化镁、氮化硼、氮化铝、氮化锰、硼酸铝、碳酸锶、钛酸锶、钛酸钙、钛酸镁、钛酸铋、氧化钛、氧化锆、钛酸钡、钛锆酸钡、锆酸钡、锆酸钙、磷酸锆、及磷钨酸锆等。这些中,从显著得到本发明所期望的效果的观点考虑,特别优选二氧化硅。作为二氧化硅,可举出例如无定形二氧化硅、熔融二氧化硅、结晶二氧化硅、合成二氧化硅、中空二氧化硅等。另外,作为二氧化硅,优选球形二氧化硅。(B)无机填充材料可以单独使用一种,也可以以任意的比率组合使用两种以上。在本发明的树脂组合物中包含两种以上的无机填充材料的情况下,将这些所有的无机填充材料合并而比表面积为10m2/g以上即可。
(B)无机填充材料的比表面积为10m2/g以上,从显著得到本发明所期望的效果的观点考虑,优选为15m2/g以上,更优选为18m2/g以上,特别优选为20m2/g以上。(B)无机填充材料的比表面积的上限没有特别限制,例如可以为500m2/g以下、300m2/g以下、100m2/g以下、50m2/g以下、40m2/g以下、30m2/g以下、25m2/g以下等。(B)无机填充材料的比表面积可通过以下方式得到:按照BET法,使用比表面积测定装置(株式会社Mountech制Macsorb HM-1210),在试样表面吸附氮气,利用BET多点法算出比表面积。
(B)无机填充材料的平均粒径没有特别限制,优选为0.05μm以上,更优选为0.1μm以上,进一步优选为0.12μm以上,特别优选为0.14μm以上。(B)无机填充材料的平均粒径的上限没有特别限制,优选为10.0μm以下、5.0μm以下,更优选为3.0μm以下、2.0μm以下,进一步优选为1.0μm以下、0.7μm以下,特别优选为0.5μm以下、0.3μm以下。
(B)无机填充材料的颗粒的平均粒径可利用基于米氏(Mie)散射理论的激光衍射-散射法来测定。具体而言,可通过以下方式来测定:利用激光衍射散射式粒径分布测定装置,以体积基准制成颗粒的粒径分布,从该粒径分布作为中值粒径测定平均粒径。测定样品可优选使用利用超声波将颗粒分散于水等溶剂中而成的产物。作为激光衍射散射式粒径分布测定装置,可使用株式会社堀场制作所制“LA-500”、株式会社岛津制作所制“SALD-2200”等。
作为(B)无机填充材料,可举出例如DENKA公司制“UFP-20”、“UFP-30”、“SFP-20M”;株式会社德山(Tokuyama)制“Silfil NSS-3N”、“Silfil NSS-4N”、“Silfil NSS-5N”;株式会社雅都玛(Admatechs)制“SO-C1”、“SO-E1”、“YC100C”、“YA050C”、“YA010C”等。
优选用适当的表面处理剂对(B)无机填充材料进行了表面处理。通过进行表面处理,可提高(B)无机填充材料的耐湿性及分散性。作为表面处理剂,可举出例如:乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷等乙烯基系硅烷偶联剂;2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷等环氧系硅烷偶联剂;对苯乙烯基三甲氧基硅烷等苯乙烯基系硅烷偶联剂;3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷等甲基丙烯酸系硅烷偶联剂;3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等丙烯酸系硅烷偶联剂;N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-三乙氧基甲硅烷基-N-(1,3-二甲基-丁烯)丙基胺、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-8-氨基辛基三甲氧基硅烷、N-(乙烯基苄基)-2-氨基乙基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷等氨基系硅烷偶联剂;三(三甲氧基甲硅烷基丙基)异氰脲酸酯等异氰脲酸酯系硅烷偶联剂;3-脲基丙基三烷氧基硅烷等脲基系硅烷偶联剂;3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷等巯基系硅烷偶联剂;3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷等异氰酸酯系硅烷偶联剂;3-三甲氧基甲硅烷基丙基琥珀酸酐等酸酐系硅烷偶联剂;等等的硅烷偶联剂;甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、己基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、1,6-双(三甲氧基甲硅烷基)己烷、三氟丙基三甲氧基硅烷等非硅烷偶联-烷氧基硅烷化合物等。另外,表面处理剂可以单独使用一种,也可以以任意的比率组合使用两种以上。
基于表面处理剂的表面处理的程度可通过(B)无机填充材料的每单位表面积的碳量来评价。从提高(B)无机填充材料的分散性的观点考虑,(B)无机填充材料的每单位表面积的碳量优选为0.02mg/m2以上,更优选为0.1mg/m2以上,特别优选为0.2mg/m2以上。另一方面,从抑制树脂组合物的熔体粘度及片材形态下的熔体粘度的上升的观点考虑,前述的碳量优选为1mg/m2以下,更优选为0.8mg/m2以下,特别优选为0.5mg/m2以下。
(B)无机填充材料的每单位表面积的碳量,可在利用溶剂(例如甲基乙基酮(以下有时简称为“MEK”))对表面处理后的(B)无机填充材料进行洗涤处理后进行测定。具体而言,可将足量的甲基乙基酮与用表面处理剂进行了表面处理的(B)无机填充材料混合,于25℃进行5分钟超声波洗涤。然后,将上清液除去,使固体成分干燥后,使用碳分析仪,测定(B)无机填充材料的每单位表面积的碳量。作为碳分析仪,可使用株式会社堀场制作所制“EMIA-320V”。
树脂组合物中的(B)无机填充材料的含量没有特别限制,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,优选为10质量%以上,更优选为20质量%以上,进一步优选为30质量%以上,特别优选为40质量%以上。(B)无机填充材料的含量的上限没有特别限制,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,优选为95质量%以下,更优选为90质量%以下,进一步优选为80质量%以下,特别优选为70质量%以下。
<(C)颗粒状或非颗粒状的弹性体>
本发明的树脂组合物含有(C)颗粒状或非颗粒状的弹性体。本发明中,弹性体是指具有柔性的树脂,是在树脂组合物中维持颗粒的形态的颗粒状树脂成分(颗粒状弹性体)、或者具有混合或溶解于树脂组合物的倾向的不定形的非颗粒状树脂成分(非颗粒状弹性体),优选为显示橡胶弹性的树脂或与其他成分反应而显示橡胶弹性的树脂。作为显示橡胶弹性的树脂,可举出例如:按照日本工业标准(JIS K7161),在温度为25℃、湿度为40%RH的条件下进行拉伸试验时,显示1GPa以下的弹性模量的树脂。
颗粒状弹性体优选为球状。
作为颗粒状弹性体,可举出例如:苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)颗粒、异戊二烯橡胶(IR)颗粒(包括天然橡胶(NR)颗粒)、丁二烯橡胶(BR)颗粒、氯丁二烯橡胶(CR)颗粒、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)颗粒(包括氢化丁腈橡胶(HNBR)颗粒)等二烯系橡胶颗粒;丁基橡胶(IIR)颗粒、乙烯-丙烯橡胶(EPM)颗粒(包括乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)颗粒)、聚氨酯橡胶(U)颗粒(包括聚酯聚氨酯橡胶(AU)颗粒、聚醚聚氨酯橡胶(EU)颗粒)、硅橡胶(Q)颗粒(包括甲基硅橡胶(MQ)颗粒、乙烯基-甲基硅橡胶(VMQ)颗粒、苯基-甲基硅橡胶(PMQ)颗粒、氟硅橡胶(FVMQ)颗粒)、氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)颗粒、氯化聚乙烯橡胶(CM)颗粒、丙烯酸类橡胶(ACM、ANM)颗粒、氯醚橡胶(CO)颗粒(包括环氧氯丙烷-环氧乙烷橡胶(ECO)颗粒)、聚硫橡胶(T)颗粒、氟橡胶(FKM)颗粒(包括四氟乙烯-丙烯系橡胶(FEPM)颗粒、四氟乙烯-全氟乙烯基醚系橡胶(FFKM)颗粒)等非二烯系橡胶颗粒等橡胶颗粒,优选为聚氨酯橡胶颗粒。
作为颗粒状弹性体,可举出例如根上工业公司制的“MM-101SM(平均粒径为0.07~0.1μm)”、“MM-101SMA(平均粒径为0.1~0.2μm)”(聚氨酯橡胶颗粒);三菱丽阳(MitsubishiRayon)公司制的“METABLEN W300A(平均粒径为0.1μm)”、“W450A(平均粒径为0.2μm)”(丙烯酸类橡胶颗粒);JSR公司制的“XER-91(平均粒径为0.5μm)”(丙烯腈-丁二烯橡胶颗粒);JSR公司制的“XSK-500(平均粒径为0.5μm)”(苯乙烯-丁二烯橡胶颗粒)等,它们可以单独使用或组合两种以上而使用。
颗粒状弹性体的平均粒径为0.8μm以下,从显著得到本发明所期望的效果的观点考虑,优选为0.5μm以下,更优选为0.3μm以下,特别优选为0.2μm以下。颗粒状弹性体的平均粒径的下限没有特别限制,例如可以为0.005μm以上、0.01μm以上、0.03μm以上、0.05μm以上等。本发明中使用的颗粒状弹性体的平均粒径可利用动态光散射法来测定。例如,可通过以下方式来测定:通过超声波等将橡胶颗粒均匀分散于适当的有机溶剂中,使用浓厚系粒径分析仪(FPAR-1000;大塚电子株式会社制),以质量基准制成橡胶颗粒的粒度分布,将该质量基准中值粒径(d50)作为平均粒径。
非颗粒状弹性体优选为在分子内具有选自聚丁二烯结构、聚硅氧烷结构、聚(甲基)丙烯酸酯结构、聚亚烷基结构、聚亚烷基氧基结构、聚异戊二烯结构、聚异丁烯结构、及聚碳酸酯结构中的一种以上的结构的树脂,从得到具有柔性的材料的观点考虑,更优选具有选自聚丁二烯结构及聚碳酸酯结构中的一种以上的结构的树脂,特别优选在分子内具有聚丁二烯结构的树脂即聚丁二烯树脂。需要说明的是,所谓“(甲基)丙烯酸酯”,是指甲基丙烯酸酯及丙烯酸酯。
聚丁二烯结构不仅包含将丁二烯聚合而形成的结构,而且还包含将该结构氢化而形成的结构。另外,对于丁二烯结构而言,可以是仅其一部分被氢化,也可以是其全部被氢化。此外,聚丁二烯结构在非颗粒状弹性体中可以被包含在主链中,也可以被包含在侧链中。
作为聚丁二烯树脂的优选例,可举出:含有氢化聚丁二烯骨架的树脂、含有羟基的聚丁二烯树脂、含有酚式羟基的聚丁二烯树脂、含有羧基的聚丁二烯树脂、含有酸酐基的聚丁二烯树脂、含有环氧基的聚丁二烯树脂、含有异氰酸酯基的聚丁二烯树脂、含有氨基甲酸酯基的聚丁二烯树脂等。其中,进一步优选含有酚式羟基的聚丁二烯树脂、及含有环氧基的聚丁二烯树脂。此处,所谓“含有氢化聚丁二烯骨架的树脂”,是指聚丁二烯骨架的至少一部分被氢化的树脂,并非必须是聚丁二烯骨架完全被氢化的树脂。作为含有氢化聚丁二烯骨架的树脂,可举出例如含有氢化聚丁二烯骨架的环氧树脂等。作为优选的含有酚式羟基的聚丁二烯树脂的例子,可举出例如以羟基末端聚丁二烯、二异氰酸酯化合物及含有酚式羟基的树脂为原料的含有酚式羟基的聚丁二烯树脂。此处,关于羟基末端聚丁二烯及二异氰酸酯化合物,可举出与下文例举的例子同样的例子。作为含有酚式羟基的树脂,可举出例如甲酚酚醛清漆树脂等。
作为聚丁二烯树脂的具体例,可举出:大赛璐公司制的“PB-3600”(含有环氧基的聚丁二烯)、日本曹达公司制的“JP-100”、“JP-200”(含有环氧基的聚丁二烯)、Cray Valley公司制的“Ricon 657”(含有环氧基的聚丁二烯)、“Ricon 130MA8”、“Ricon 130MA13”、“Ricon 130MA20”、“Ricon 131MA5”、“Ricon 131MA10”、“Ricon 131MA17”、“Ricon131MA20”、“Ricon 184MA6”(含有酸酐基的聚丁二烯)、“GQ-1000”(导入了羟基、羧基的聚丁二烯)、“G-1000”、“G-2000”、“G-3000”(两末端羟基聚丁二烯)、“GI-1000”、“GI-2000”、“GI-3000”(两末端羟基氢化聚丁二烯)、大赛璐公司制的“PB3600”、“PB4700”(聚丁二烯骨架环氧化合物)、“Epofriend A1005”、“Epofriend A1010”、“Epofriend A1020”(苯乙烯与丁二烯与苯乙烯嵌段共聚物的环氧化合物)、Nagase ChemteX公司制的“FCA-061L”(氢化聚丁二烯骨架环氧化合物)、“R-45EPT”(聚丁二烯骨架环氧化合物)等。
另外,作为优选的聚丁二烯树脂的例子,还可举出以羟基末端聚丁二烯、二异氰酸酯化合物及多元酸或其酸酐为原料的线形聚酰亚胺(日本特开2006-37083号公报、国际公开第2008/153208号中记载的聚酰亚胺)。该聚酰亚胺树脂的聚丁二烯结构的含有率(含量)优选为60质量%~95质量%,更优选为75质量%~85质量%。该聚酰亚胺树脂的详细情况可参考日本特开2006-37083号公报、国际公开第2008/153208号的记载,将该内容并入本说明书中。
羟基末端聚丁二烯的数均分子量优选为500~5,000,更优选为800~3,500。羟基末端聚丁二烯的羟基当量优选为250~5,000g/eq.,更优选为1,000~3,000g/eq.。
作为二异氰酸酯化合物,可举出例如:甲苯-2,4-二异氰酸酯、甲苯-2,6-二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯等芳族二异氰酸酯;六亚甲基二异氰酸酯等脂肪族二异氰酸酯;异佛尔酮二异氰酸酯等脂环族二异氰酸酯。这些中,优选芳族二异氰酸酯,更优选甲苯-2,4-二异氰酸酯。
作为多元酸或其酸酐,可举出例如:乙二醇双偏苯三甲酸、均苯四甲酸、二苯甲酮四甲酸、联苯四甲酸、萘四甲酸、5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-环己烯-1,2-二羧酸、3,3’-4,4’-二苯基砜四甲酸等四元酸及它们的酸酐、偏苯三甲酸、环己烷三羧酸等三元酸及它们的酸酐、1,3,3a,4,5,9b-六氢-5-(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘并(1,2-C)呋喃-1,3-二酮等。
另外,聚丁二烯树脂可包含具有将苯乙烯聚合而得到的结构的聚苯乙烯结构。
作为在分子内具有聚苯乙烯结构的树脂即聚苯乙烯树脂的具体例,可举出:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)、苯乙烯-乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEEPS)、苯乙烯-丁二烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBBS)、苯乙烯-丁二烯二嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯无规共聚物等。
聚苯乙烯树脂可使用市售品,可举出例如:氢化苯乙烯系热塑性弹性体“H1041”、“Tuftec H1043”、“Tuftec P2000”、“Tuftec MP10”(旭化成公司制);环氧化苯乙烯-丁二烯热塑性弹性体“Epofriend AT501”、“CT310”(大赛璐公司制);具有羟基的改性苯乙烯系弹性体“SEPTON HG252”(可乐丽公司制);具有羧基的改性苯乙烯系弹性体“Tuftec N503M”、具有氨基的改性苯乙烯系弹性体“Tuftec N501”、具有酸酐基的改性苯乙烯系弹性体“Tuftec M1913”(旭化成化学公司制);未改性苯乙烯系弹性体“SEPTON S8104”(可乐丽公司制)等。(C)成分可以单独使用一种,也可组合使用两种以上。
聚硅氧烷结构为包含硅氧烷键的结构,例如包含在硅橡胶中。聚硅氧烷结构在非颗粒状弹性体分子中可以被包含在主链中,也可以被包含在侧链中。
作为在分子内具有聚硅氧烷结构的树脂即聚硅氧烷树脂的具体例,可举出:信越有机硅(Shin-Etsu Silicone)公司制的“SMP-2006”、“SMP-2003PGMEA”、“SMP-5005PGMEA”、以胺基末端聚硅氧烷、四元酸酐为原料的线形聚酰亚胺(国际公开第2010/053185号)等。
聚(甲基)丙烯酸酯结构为将丙烯酸或丙烯酸酯聚合而形成的结构,还包含将甲基丙烯酸或甲基丙烯酸酯聚合而形成的结构。(甲基)丙烯酸酯结构在非颗粒状弹性体分子中可以被包含在主链中,也可以被包含在侧链中。
作为在分子内具有聚(甲基)丙烯酸酯结构的树脂即聚(甲基)丙烯酸酯树脂的优选例,可举出:含有羟基的聚(甲基)丙烯酸酯树脂、含有酚式羟基的聚(甲基)丙烯酸酯树脂、含有羧基的聚(甲基)丙烯酸酯树脂、含有酸酐基的聚(甲基)丙烯酸酯树脂、含有环氧基的聚(甲基)丙烯酸酯树脂、含有异氰酸酯基的聚(甲基)丙烯酸酯树脂、含有氨基甲酸酯基的聚(甲基)丙烯酸酯树脂等。
作为聚(甲基)丙烯酸酯树脂的具体例,可举出:Nagase ChemteX公司制的TEISANRESIN“SG-70L”、“SG-708-6”、“WS-023”、“SG-700AS”、“SG-280TEA”(含有羧基的丙烯酸酯共聚物树脂,酸值为5~34mgKOH/g,重均分子量为40万~90万,Tg为-30℃~5℃)、“SG-80H”、“SG-80H-3”、“SG-P3”(含有环氧基的丙烯酸酯共聚物树脂,环氧当量为4761~14285g/eq,重均分子量为35万~85万,Tg为11℃~12℃)、“SG-600TEA”、“SG-790”(含有羟基的丙烯酸酯共聚物树脂,羟值为20~40mgKOH/g,重均分子量为50万~120万,Tg为-37℃~-32℃)、根上工业公司制的“ME-2000”、“W-116.3”(含有羧基的丙烯酸酯共聚物树脂)、“W-197C”(含有羟基的丙烯酸酯共聚物树脂)、“KG-25”、“KG-3000”(含有环氧基的丙烯酸酯共聚物树脂)等。
聚亚烷基结构优选具有规定的碳原子数。聚亚烷基结构的具体的碳原子数优选为2以上,更优选为3以上,特别优选为5以上,优选为15以下,更优选为10以下,特别优选为6以下。另外,聚亚烷基结构在非颗粒状弹性体分子中可以被包含在主链中,也可以被包含在侧链中。
聚亚烷基氧基结构优选具有规定的碳原子数。聚亚烷基氧基结构的具体的碳原子数优选为2以上,优选为3以上,更优选为5以上,优选为15以下,更优选为10以下,特别优选为6以下。聚亚烷基氧基结构在非颗粒状弹性体分子中可以被包含在主链中,也可以被包含在侧链中。
作为在分子内具有聚亚烷基结构的树脂即聚亚烷基树脂、及在分子内具有聚亚烷基氧基结构的树脂即聚亚烷基氧基树脂的具体例,可举出:旭化成纤维公司制的“PTXG-1000”、“PTXG-1800”、三菱化学公司制的“YX-7180”(具有醚键的含有亚烷基结构的树脂)、DIC Corporation公司制的“EXA-4850-150”、“EXA-4816”、“EXA-4822”、ADEKA公司制的“EP-4000”、“EP-4003”、“EP-4010”、“EP-4011”、新日本理化公司制的“BEO-60E”、“BPO-20E”、三菱化学公司制的“YL7175”、“YL7410”等。
聚异戊二烯结构在非颗粒状弹性体分子中可以被包含在主链中,也可以被包含在侧链中。作为在分子内具有聚异戊二烯结构的树脂即聚异戊二烯树脂的具体例,可举出可乐丽公司制的“KL-610”、“KL-613”等。
聚异丁烯结构在非颗粒状弹性体分子中可以被包含在主链中,也可以被包含在侧链中。作为在分子内具有聚异丁烯结构的树脂即聚异丁烯树脂的具体例,可举出KANEKA公司制的“SIBSTAR-073T”(苯乙烯-异丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物)、“SIBSTAR-042D”(苯乙烯-异丁烯二嵌段共聚物)等。
聚碳酸酯结构在非颗粒状弹性体分子中可以被包含在主链中,也可以被包含在侧链中。
作为在分子内具有聚碳酸酯结构的树脂即聚碳酸酯树脂的优选例,可举出:含有羟基的聚碳酸酯树脂、含有酚式羟基的聚碳酸酯树脂、含有羧基的聚碳酸酯树脂、含有酸酐基的聚碳酸酯树脂、含有环氧基的聚碳酸酯树脂、含有异氰酸酯基的聚碳酸酯树脂、含有氨基甲酸酯基的聚碳酸酯树脂等。
作为聚碳酸酯树脂的具体例,可举出旭化成化学公司制的“T6002”、“T6001”(聚碳酸酯二醇)、可乐丽公司制的“C-1090”、“C-2090”、“C-3090”(聚碳酸酯二醇)等。
另外,作为优选的聚碳酸酯树脂的例子,还可举出以羟基末端聚碳酸酯、二异氰酸酯化合物及多元酸或其酸酐为原料的线形聚酰亚胺。该线形聚酰亚胺具有氨基甲酸酯结构及聚碳酸酯结构。该聚酰亚胺树脂的聚碳酸酯结构的含有率优选为60质量%~95质量%,更优选为75质量%~85质量%。该聚酰亚胺树脂的详细情况可参考国际公开第2016/129541号的记载,将该内容并入本说明书中。
羟基末端聚碳酸酯的数均分子量优选为500~5,000,更优选为1,000~3,000。羟基末端聚碳酸酯的羟基当量优选为250~1,250。
非颗粒状弹性体优选还具有酰亚胺结构。通过具有酰亚胺结构,能提高非颗粒状弹性体的耐热性,能有效地提高抗裂纹性。
非颗粒状弹性体可以为直链状、支链状、及环状中的任意结构,但优选为直链状。
非颗粒状弹性体优选还具有可与(A)成分反应的官能团。该官能团也包括通过加热而出现的反应基团。通过使非颗粒状弹性体具有官能团,能提高树脂组合物的固化物的机械强度。
作为官能团,可举出羧基、羟基、酸酐基、酚式羟基、环氧基、异氰酸酯基、及氨基甲酸酯基等。其中,从显著得到本发明的效果的观点考虑,作为官能团,优选具有选自羟基、酸酐基、酚式羟基、环氧基、异氰酸酯基及氨基甲酸酯基中的一种以上的官能团,特别优选具有酚式羟基。
非颗粒状弹性体可以单独使用一种,也可组合使用两种以上。
非颗粒状弹性体的具体的数均分子量Mn优选为500以上,更优选为800以上,进一步优选为1,000以上,特别优选为1,200以上,优选为100,000以下,更优选为50,000以下,特别优选为10,000以下。非颗粒状弹性体的数均分子量Mn为使用GPC(凝胶渗透色谱法)测定的按照聚苯乙烯换算的数均分子量。
非颗粒状弹性体具有官能团的情况下,非颗粒状弹性体的官能团当量优选为100g/eq.以上,更优选为200g/eq.以上,进一步优选为1,000g/eq.以上,特别优选为2,500g/eq.以上,优选为50,000g/eq.以下,更优选为30,000g/eq.以下,进一步优选为10,000g/eq.以下,特别优选为5,000g/eq.以下。官能团当量为包含1克当量的官能团的树脂的克数。例如,环氧当量可按照JIS K7236进行测定。另外,例如,羟基当量可通过KOH的分子量除以按照JIS K1557-1测定的羟值来计算。
(C)颗粒状或非颗粒状的弹性体的玻璃化转变温度(Tg)优选为20℃以下,更优选为10℃以下,进一步优选为0℃以下。
将树脂组合物中的除了(B)无机填充材料之外的不挥发成分设为100质量%时,(C)颗粒状或非颗粒状的弹性体的含量为35质量%以下,从显著得到本发明所期望的效果的观点考虑,优选为30质量%以下,更优选为27质量%以下,特别优选为25质量%以下。(C)颗粒状或非颗粒状的弹性体的含量的下限没有特别限制,将树脂组合物中的除了(B)无机填充材料之外的不挥发成分设为100质量%时,优选为0.1质量%以上,更优选为1质量%以上,进一步优选为3质量%以上,特别优选为5质量%以上。
<(D)固化剂>
对于本发明的树脂组合物而言,作为任意成分(选择成分),有时包含(D)固化剂。(D)固化剂具有将(A)环氧树脂固化的功能。
作为(D)固化剂,没有特别限制,可举出例如:苯酚系固化剂、萘酚系固化剂、酸酐系固化剂、活性酯系固化剂、苯并噁嗪系固化剂、氰酸酯系固化剂及碳二亚胺系固化剂。(D)固化剂优选包含活性酯系固化剂。固化剂可以单独使用一种,也可组合使用两种以上。
作为苯酚系固化剂及萘酚系固化剂,从耐热性及耐水性的观点考虑,优选具有酚醛(novolac)结构的苯酚系固化剂、或具有酚醛结构的萘酚系固化剂。另外,从与被粘接物的密合性的观点考虑,优选含氮苯酚系固化剂或含氮萘酚系固化剂,更优选含有三嗪骨架的苯酚系固化剂或含有三嗪骨架的萘酚系固化剂。其中,从高度满足耐热性、耐水性、及密合性的观点考虑,优选含有三嗪骨架的苯酚酚醛清漆树脂。作为苯酚系固化剂及萘酚系固化剂的具体例,可举出例如:明和化成公司制的“MEH-7700”、“MEH-7810”、“MEH-7851”、日本化药公司制的“NHN”、“CBN”、“GPH”、日铁化学材料公司制的“SN-170”、“SN-180”、“SN-190”、“SN-475”、“SN-485”、“SN-495”、“SN-375”、“SN-395”、DIC公司制的“LA-7052”、“LA-7054”、“LA-3018”、“LA-3018-50P”、“LA-1356”、“TD2090”、“TD-2090-60M”等。
作为酸酐系固化剂,可举出在1分子内具有1个以上酸酐基的固化剂。作为酸酐系固化剂的具体例,可举出:邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、甲基纳迪克酸酐、氢化甲基纳迪克酸酐、三烷基四氢邻苯二甲酸酐、十二碳烯基琥珀酸酐、5-(2,5-二氧代四氢-3-呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐、偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸酐、二苯甲酮四甲酸二酐、联苯四甲酸二酐、萘四甲酸二酐、氧双邻苯二甲酸二酐、3,3’-4,4’-二苯基砜四甲酸二酐、1,3,3a,4,5,9b-六氢-5-(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘并[1,2-C]呋喃-1,3-二酮、乙二醇双(偏苯三甲酸酐酯)、苯乙烯与马来酸进行共聚而得到的苯乙烯-马来酸树脂等聚合物型的酸酐等。作为酸酐系固化剂的市售品,可举出新日本理化公司制的“HNA-100”、“MH-700”等。
作为活性酯系固化剂,没有特别限制,通常,可优选使用酚酯类、硫酚酯类、N-羟基胺酯类、杂环羟基化合物的酯类等在1分子中具有2个以上反应活性高的酯基的化合物。该活性酯系固化剂优选通过羧酸化合物及/或硫代羧酸化合物与羟基化合物及/或硫醇化合物的缩合反应而得到。尤其是,从提高耐热性的观点考虑,优选由羧酸化合物与羟基化合物得到的活性酯系固化剂,更优选由羧酸化合物与苯酚化合物及/或萘酚化合物得到的活性酯系固化剂。作为羧酸化合物,可举出例如苯甲酸、乙酸、琥珀酸、马来酸、衣康酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、均苯四甲酸等。作为苯酚化合物或萘酚化合物,可举出例如对苯二酚、间苯二酚、双酚A、双酚F、双酚S、酚酞啉、甲基化双酚A、甲基化双酚F、甲基化双酚S、苯酚、邻甲酚、间甲酚、对甲酚、邻苯二酚、α-萘酚、β-萘酚、1,5-二羟基萘、1,6-二羟基萘、2,6-二羟基萘、二羟基二苯甲酮、三羟基二苯甲酮、四羟基二苯甲酮、间苯三酚、苯三酚、二环戊二烯型二苯酚化合物、苯酚酚醛清漆树脂等。此处,所谓“二环戊二烯型二苯酚化合物”,是指在1分子二环戊二烯上缩合2分子苯酚而得到的二苯酚化合物。
具体而言,优选包含二环戊二烯型二苯酚结构的活性酯化合物、包含萘结构的活性酯化合物、包含苯酚酚醛清漆的乙酰化物的活性酯化合物、包含苯酚酚醛清漆的苯甲酰化物的活性酯化合物,其中,更优选包含萘结构的活性酯化合物、包含二环戊二烯型二苯酚结构的活性酯化合物。所谓“二环戊二烯型二苯酚结构”,表示由亚苯基-二环戊搭烯(ジシクロペンタレン)-亚苯基形成的二价的结构单元。
作为活性酯系固化剂的市售品,可举出:作为包含二环戊二烯型二苯酚结构的活性酯化合物的“EXB9451”、“EXB9460”、“EXB9460S”、“HPC-8000”、“HPC-8000H”、“HPC-8000-65T”、“HPC-8000H-65TM”、“EXB-8000L”、“EXB-8000L-65M”、“EXB-8000L-65TM”(DIC公司制);作为包含萘结构的活性酯化合物的“EXB9416-70BK”、“HPC-8150-60T”、“EXB-8150-65T”(DIC公司制);作为包含苯酚酚醛清漆的乙酰化物的活性酯化合物的“DC808”(三菱化学公司制);作为包含苯酚酚醛清漆的苯甲酰化物的活性酯化合物的“YLH1026”(三菱化学公司制);作为是苯酚酚醛清漆的乙酰化物的活性酯系固化剂的“DC808”(三菱化学公司制);作为是苯酚酚醛清漆的苯甲酰化物的活性酯系固化剂的“YLH1026”(三菱化学公司制)、“YLH1030”(三菱化学公司制)、“YLH1048”(三菱化学公司制);等等。
作为苯并噁嗪系固化剂的具体例,可举出JFE化学公司制的“JBZ-OP100D”、“ODA-BOZ”;昭和高分子公司制的“HFB2006M”、四国化成工业公司制的“P-d”、“F-a”等。
作为氰酸酯系固化剂,可举出例如:双酚A二氰酸酯、多酚氰酸酯(低聚(3-亚甲基-1,5-亚苯基氰酸酯))、4,4’-亚甲基双(2,6-二甲基苯基氰酸酯)、4,4’-亚乙基二苯基二氰酸酯、六氟双酚A二氰酸酯、2,2-双(4-氰酸酯基)苯基丙烷、1,1-双(4-氰酸酯基苯基甲烷)、双(4-氰酸酯基-3,5-二甲基苯基)甲烷、1,3-双(4-氰酸酯基苯基-1-(甲基亚乙基))苯、双(4-氰酸酯基苯基)硫醚、及双(4-氰酸酯基苯基)醚等二官能氰酸酯树脂、由苯酚酚醛清漆树脂及甲酚酚醛清漆树脂等衍生的多官能氰酸酯树脂、这些氰酸酯树脂进行部分三嗪化而得到的预聚物等。作为氰酸酯系固化剂的具体例,可举出Lonza Japan公司制的“PT30”及“PT60”(均为苯酚酚醛清漆型多官能氰酸酯树脂)、“BA230”、“BA230S75”(双酚A二氰酸酯的一部分或全部进行三嗪化而形成了三聚体而得到的预聚物)等。
作为碳二亚胺系固化剂的具体例,可举出日清纺化学公司制的“V-03”、“V-07”等。
树脂组合物包含(D)固化剂的情况下,(A)环氧树脂与(D)固化剂的量比,以[(A)环氧树脂的环氧基的合计数]:[(D)固化剂的反应基的合计数]的比率计,优选为1:0.2~1:2的范围,更优选为1:0.3~1:1.5,进一步优选为1:0.4~1:1.2。此处,所谓固化剂的反应基,是指活性羟基、活性酯基等,根据固化剂的种类的不同而不同。
(D)固化剂中包含活性酯系固化剂的情况下,其含量没有特别限制,将(D)固化剂的总量设为100质量%时,优选为10质量%以上,更优选为40质量%以上,进一步优选为60质量%以上,特别优选为70质量%以上。活性酯系固化剂的含量的上限没有特别限制,例如,将(D)固化剂的总量设为100质量%时,可以为100质量%以下、95质量%以下、90质量%以下、85质量%以下、80质量%以下等。
树脂组合物含有(D)固化剂的情况下,其含量没有特别限制,将树脂组合物中的除了(B)无机填充材料之外的不挥发成分设为100质量%时,优选为1质量%以上,更优选为10质量%以上,进一步优选为20质量%以上,特别优选为30质量%以上。(D)固化剂的含量的上限没有特别限制,将树脂组合物中的除了(B)无机填充材料之外的不挥发成分设为100质量%时,优选为80质量%以下,更优选为70质量%以下,进一步优选为60质量%以下,特别优选为50质量%以下。
<(E)固化促进剂>
对于本发明的树脂组合物而言,作为任意成分,有时包含(E)固化促进剂。(E)固化促进剂具有促进(A)环氧树脂的固化的功能。
作为(E)固化促进剂,没有特别限制,可举出例如磷系固化促进剂、脲系固化促进剂、胺系固化促进剂、咪唑系固化促进剂、胍系固化促进剂、金属系固化促进剂等。其中,优选磷系固化促进剂、胺系固化促进剂、咪唑系固化促进剂、金属系固化促进剂,更优选胺系固化促进剂。固化促进剂可以单独使用一种,也可组合使用两种以上。
作为磷系固化促进剂,可举出例如:四丁基鏻溴化物、四丁基鏻氯化物、四丁基鏻乙酸盐、四丁基鏻癸酸盐、四丁基鏻月桂酸盐、双(四丁基鏻)均苯四甲酸盐、四丁基鏻六氢邻苯二甲酸氢盐、四丁基鏻甲酚酚醛清漆树脂三聚体盐、二叔丁基甲基鏻四苯基硼酸盐等脂肪族鏻盐;甲基三苯基鏻溴化物、乙基三苯基鏻溴化物、丙基三苯基鏻溴化物、丁基三苯基鏻溴化物、苄基三苯基鏻氯化物、四苯基鏻溴化物、对甲苯基三苯基鏻四对甲苯基硼酸盐、四苯基鏻四苯基硼酸盐、四苯基鏻四对甲苯基硼酸盐、三苯基乙基鏻四苯基硼酸盐、三(3-甲基苯基)乙基鏻四苯基硼酸盐、三(2-甲氧基苯基)乙基鏻四苯基硼酸盐、(4-甲基苯基)三苯基鏻硫氰酸盐、四苯基鏻硫氰酸盐、丁基三苯基鏻硫氰酸盐等芳香族鏻盐;三苯基膦-三苯基硼烷等芳香族膦-硼烷配合物;三苯基膦-对苯醌加成反应物等芳香族膦-醌加成反应物;三丁基膦、三叔丁基膦、三辛基膦、二叔丁基(2-丁烯基)膦、二叔丁基(3-甲基-2-丁烯基)膦、三环己基膦等脂肪族膦;二丁基苯基膦、二叔丁基苯基膦、甲基二苯基膦、乙基二苯基膦、丁基二苯基膦、二苯基环己基膦、三苯基膦、三邻甲苯基膦、三间甲苯基膦、三对甲苯基膦、三(4-乙基苯基)膦、三(4-丙基苯基)膦、三(4-异丙基苯基)膦、三(4-丁基苯基)膦、三(4-叔丁基苯基)膦、三(2,4-二甲基苯基)膦、三(2,5-二甲基苯基)膦、三(2,6-二甲基苯基)膦、三(3,5-二甲基苯基)膦、三(2,4,6-三甲基苯基)膦、三(2,6-二甲基-4-乙氧基苯基)膦、三(2-甲氧基苯基)膦、三(4-甲氧基苯基)膦、三(4-乙氧基苯基)膦、三(4-叔丁氧基苯基)膦、二苯基-2-吡啶基膦、1,2-双(二苯基膦基)乙烷、1,3-双(二苯基膦基)丙烷、1,4-双(二苯基膦基)丁烷、1,2-双(二苯基膦基)乙炔、2,2’-双(二苯基膦基)二苯基醚等芳香族膦等。
作为脲系固化促进剂,可举出例如:1,1-二甲基脲;1,1,3-三甲基脲、3-乙基-1,1-二甲基脲、3-环己基-1,1-二甲基脲、3-环辛基-1,1-二甲基脲等脂肪族二甲基脲;3-苯基-1,1-二甲基脲、3-(4-氯苯基)-1,1-二甲基脲、3-(3,4-二氯苯基)-1,1-二甲基脲、3-(3-氯-4-甲基苯基)-1,1-二甲基脲、3-(2-甲基苯基)-1,1-二甲基脲、3-(4-甲基苯基)-1,1-二甲基脲、3-(3,4-二甲基苯基)-1,1-二甲基脲、3-(4-异丙基苯基)-1,1-二甲基脲、3-(4-甲氧基苯基)-1,1-二甲基脲、3-(4-硝基苯基)-1,1-二甲基脲、3-[4-(4-甲氧基苯氧基)苯基]-1,1-二甲基脲、3-[4-(4-氯苯氧基)苯基]-1,1-二甲基脲、3-[3-(三氟甲基)苯基]-1,1-二甲基脲、N,N-(1,4-亚苯基)双(N’,N’-二甲基脲)、N,N-(4-甲基-1,3-亚苯基)双(N’,N’-二甲基脲)〔甲苯双二甲基脲〕等芳香族二甲基脲等。
作为胺系固化促进剂,可举出例如:三乙基胺、三丁基胺等三烷基胺、4-二甲基氨基吡啶(DMAP)、苄基二甲基胺、2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚、1,8-二氮杂双环(5,4,0)-十一碳烯等,优选4-二甲基氨基吡啶。
作为咪唑系固化促进剂,可举出例如:2-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑、1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑鎓偏苯三甲酸盐、1-氰基乙基-2-苯基咪唑鎓偏苯三甲酸盐、2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-[2’-十一烷基咪唑基-(1’)]-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-[2’-乙基-4’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-均三嗪异氰脲酸加成物、2-苯基咪唑异氰脲酸加成物、2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑、2,3-二氢-1H-吡咯并[1,2-a]苯并咪唑、1-十二烷基-2-甲基-3-苄基咪唑鎓氯化物、2-甲基咪唑啉、2-苯基咪唑啉等咪唑化合物、及咪唑化合物与环氧树脂的加合物。
作为咪唑系固化促进剂,可使用市售品,可举出例如三菱化学公司制的“P200-H50”等。
作为胍系固化促进剂,可举出例如:双氰胺、1-甲基胍、1-乙基胍、1-环己基胍、1-苯基胍、1-(邻甲苯基)胍、二甲基胍、二苯基胍、三甲基胍、四甲基胍、五甲基胍、1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯、7-甲基-1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯、1-甲基双胍、1-乙基双胍、1-正丁基双胍、1-正十八烷基双胍、1,1-二甲基双胍、1,1-二乙基双胍、1-环己基双胍、1-烯丙基双胍、1-苯基双胍、1-(邻甲苯基)双胍等。
作为金属系固化促进剂,可举出例如钴、铜、锌、铁、镍、锰、锡等金属的有机金属络合物或有机金属盐。作为有机金属络合物的具体例,可举出乙酰丙酮钴(II)、乙酰丙酮钴(III)等有机钴络合物、乙酰丙酮铜(II)等有机铜络合物、乙酰丙酮锌(II)等有机锌络合物、乙酰丙酮铁(III)等有机铁络合物、乙酰丙酮镍(II)等有机镍络合物、乙酰丙酮锰(II)等有机锰络合物等。作为有机金属盐,可举出例如辛酸锌、辛酸锡、环烷酸锌、环烷酸钴、硬脂酸锡、硬脂酸锌等。
树脂组合物含有(E)固化促进剂的情况下,其含量没有特别限制,将树脂组合物中的除了(B)无机填充材料之外的不挥发成分设为100质量%时,优选为0.001质量%以上,更优选为0.01质量%以上,进一步优选为0.05质量%以上,特别优选为0.1质量%以上。(E)固化促进剂的含量的上限没有特别限制,将树脂组合物中的除了(B)无机填充材料之外的不挥发成分设为100质量%时,优选为5质量%以下,更优选为1质量%以下,进一步优选为0.5质量%以下,特别优选为0.3质量%以下。
<(F)阻燃剂>
对于本发明的树脂组合物而言,作为任意成分,有时包含(F)阻燃剂。作为(F)阻燃剂,可举出磷腈化合物、磷酸酯、次膦酸盐(phosphinate)、次膦酸酯等磷系阻燃剂;脂肪族胺化合物、芳族胺化合物、含氮杂环化合物、脲化合物等氮系阻燃剂;三氧化锑、五氧化锑、锑酸钠等无机系阻燃剂;溴化聚碳酸酯树脂、溴化环氧树脂、溴化苯氧基树脂、溴化聚苯醚树脂、溴化聚苯乙烯树脂、聚丙烯酸溴化苄基酯树脂等卤素系阻燃剂等。其中,优选磷系阻燃剂。(F)阻燃剂可以单独使用一种,或者也可并用两种以上。
作为(F)阻燃剂的具体例,可举出例如:大塚化学公司制的“SPH-100”、“SPS-100”、“SPB-100”“SPE-100”(磷腈化合物);株式会社伏见制药所制的“FP-100”、“FP-110”、“FP-300”、“FP-400”(磷腈化合物);三光公司制的“HCA-HQ”(次膦酸酯);大八化学工业公司制的“PX-200”、“PX-201”、“PX-202”、“CR-733S”、“CR-741”、“CR-747”(磷酸酯)等。
树脂组合物含有(F)阻燃剂的情况下,其含量没有特别限制,将树脂组合物中的除了(B)无机填充材料之外的不挥发成分设为100质量%时,优选为0.01质量%以上,更优选为0.1质量%以上,进一步优选为0.5质量%以上,特别优选为1质量%以上。(F)阻燃剂的含量的上限没有特别限制,将树脂组合物中的除了(B)无机填充材料之外的不挥发成分设为100质量%时,优选为30质量%以下,更优选为10质量%以下,进一步优选为5质量%以下,特别优选为3质量%以下。
<(G)热塑性树脂>
对于本发明的树脂组合物而言,作为任意成分,有时包含(G)热塑性树脂。此处的(G)热塑性树脂为不属于(C)成分的热塑性树脂。
作为(G)热塑性树脂,可举出例如苯氧基树脂、聚乙烯醇缩醛树脂、聚烯烃树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚砜树脂、聚醚砜树脂、聚苯醚树脂、聚醚醚酮树脂、聚酯树脂等,优选苯氧基树脂。(G)成分可以单独使用一种,或者也可组合使用两种以上。
(G)热塑性树脂的按照聚苯乙烯换算的重均分子量优选为2,000以上,更优选为5,000以上,进一步优选为10,000以上。上限优选为100,000以下,更优选为70,000以下,进一步优选为50,000以下。
(G)成分的按照聚苯乙烯换算的重均分子量可利用凝胶渗透色谱法(GPC)测定。具体而言,(G)成分的按照聚苯乙烯换算的重均分子量可按照以下方式计算:作为测定装置,使用株式会社岛津制作所制LC-9A/RID-6A;作为柱,使用昭和电工公司制Shodex K-800P/K-804L/K-804L;作为流动相,使用氯仿等,在40℃的柱温下进行测定,使用标准聚苯乙烯的标准曲线来计算。
作为苯氧基树脂,可举出例如具有选自双酚A骨架、双酚F骨架、双酚S骨架、双酚苯乙酮骨架、酚醛(novolac)骨架、联苯骨架、芴骨架、二环戊二烯骨架、降冰片烯骨架、萘骨架、蒽骨架、金刚烷骨架、萜烯骨架、及三甲基环己烷骨架中的一种以上的骨架的苯氧基树脂。苯氧基树脂的末端可以为酚式羟基、环氧基等任意的官能团。苯氧基树脂可以单独使用一种,也可组合使用两种以上。作为苯氧基树脂的具体例,可举出三菱化学公司制的“1256”及“4250”(均为含有双酚A骨架的苯氧基树脂)、“YX8100”(含有双酚S骨架的苯氧基树脂)、及“YX6954”(含有双酚苯乙酮骨架的苯氧基树脂),此外,还可举出日铁化学材料公司制的“FX280”及“FX293”、三菱化学公司制的“YL7500BH30”、“YX6954BH30”、“YX7553”、“YX7553BH30”、“YL7769BH30”、“YL6794”、“YL7213”、“YL7290”及“YL7482”等。
作为聚乙烯醇缩醛树脂,可举出例如聚乙烯醇缩甲醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂,优选聚乙烯醇缩丁醛树脂。作为聚乙烯醇缩醛树脂的具体例,可举出例如电气化学工业公司制的“Denka Butyral 4000-2”、“Denka Butyral 5000-A”、“Denka Butyral 6000-C”、“Denka Butyral 6000-EP”、积水化学工业公司制的S-LEC BH系列、BX系列(例如BX-5Z)、KS系列(例如KS-1)、BL系列、BM系列等。
作为聚酰亚胺树脂的具体例,可举出新日本理化公司制的“RIKACOAT SN20”及“RIKACOAT PN20”。作为聚酰亚胺树脂的具体例,还可举出:使二官能性羟基末端聚丁二烯、二异氰酸酯化合物及四元酸酐进行反应而得到的线形聚酰亚胺(日本特开2006-37083号公报记载的聚酰亚胺)、含有聚硅氧烷骨架的聚酰亚胺(日本特开2002-12667号公报及日本特开2000-319386号公报等中记载的聚酰亚胺)等改性聚酰亚胺。
作为聚酰胺酰亚胺树脂的具体例,可举出东洋纺公司制的“VYLOMAX HR11NN”及“VYLOMAX HR16NN”。作为聚酰胺酰亚胺树脂的具体例,还可举出日立化成工业公司制的“KS9100”、“KS9300”(含有聚硅氧烷骨架的聚酰胺酰亚胺)等改性聚酰胺酰亚胺。
作为聚醚砜树脂的具体例,可举出住友化学公司制的“PES5003P”等。作为聚苯醚树脂的具体例,可举出三菱瓦斯化学公司制的低聚苯醚-苯乙烯树脂“OPE-2St 1200”等。作为聚醚醚酮树脂的具体例,可举出住友化学公司制的“SUMIPLOY K”等。作为聚醚酰亚胺树脂的具体例,可举出GE公司制的“ULTEM”等。
作为聚砜树脂的具体例,可举出Solvay Advanced Polymers公司制的聚砜“P1700”、“P3500”等。
作为聚烯烃树脂,可举出例如低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物等乙烯系共聚树脂等。
作为聚酯树脂,可举出例如:聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、聚萘二甲酸丁二醇酯树脂、聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂、聚萘二甲酸丙二醇酯树脂、聚对苯二甲酸环己烷二甲酯树脂等。
树脂组合物含有(G)热塑性树脂的情况下,其含量没有特别限制,将树脂组合物中的除了(B)无机填充材料之外的不挥发成分设为100质量%时,优选为0.01质量%以上,更优选为0.1质量%以上,进一步优选为0.5质量%以上,特别优选为1质量%以上。(G)热塑性树脂的含量的上限没有特别限制,将树脂组合物中的除了(B)无机填充材料之外的不挥发成分设为100质量%时,优选为30质量%以下,更优选为10质量%以下,进一步优选为5质量%以下,特别优选为3质量%以下。
<(H)其他添加剂>
对于本发明的树脂组合物而言,作为不挥发性成分,可以还包含任意的添加剂。作为这样的添加剂,可举出例如:有机铜化合物、有机锌化合物、有机钴化合物等有机金属化合物;酞菁蓝、酞菁绿、碘绿、重氮黄、结晶紫、氧化钛、炭黑等着色剂;对苯二酚、邻苯二酚、邻苯三酚、吩噻嗪等阻聚剂;硅氧烷等均化剂;膨润土(Benton)、蒙脱石等增稠剂;有机硅系消泡剂、丙烯酸系消泡剂、氟系消泡剂、乙烯基树脂系消泡剂等消泡剂;苯并***系紫外线吸收剂等紫外线吸收剂;脲硅烷等粘接性提高剂;硅烷偶联剂、***系密合性赋予剂、四唑系密合性赋予剂、三嗪系密合性赋予剂等密合性赋予剂;受阻酚系抗氧化剂、受阻胺系抗氧化剂等抗氧化剂;茋衍生物等荧光增白剂;氟系表面活性剂、有机硅系表面活性剂等表面活性剂等。添加剂可以单独使用一种,也可以以任意的比率组合使用两种以上。(H)其他添加剂的含量可由本领域技术人员适当设定。
<(I)有机溶剂>
对于本发明的树脂组合物而言,除了上述的不挥发性成分以外,作为挥发性成分,有时还含有任意的有机溶剂。作为(I)有机溶剂,可适当使用公知的有机溶剂,其种类没有特别限制。作为(I)有机溶剂,可举出例如:丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮系溶剂;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸异戊酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、γ-丁内酯等酯系溶剂;四氢吡喃、四氢呋喃、1,4-二噁烷、二***、二异丙基醚、二丁基醚、二苯基醚等醚系溶剂;甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇等醇系溶剂;乙酸2-乙氧基乙酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、二乙二醇单乙基醚乙酸酯、卡必醇乙酸酯(ethyl diglycol acetate)、γ-丁内酯、甲氧基丙酸甲酯等醚酯系溶剂;乳酸甲酯、乳酸乙酯、2-羟基异丁酸甲酯等酯醇系溶剂;2-甲氧基丙醇、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、丙二醇单甲基醚、二乙二醇单丁基醚(丁基卡必醇)等醚醇系溶剂;N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮等酰胺系溶剂;二甲基亚砜等亚砜系溶剂;乙腈、丙腈等腈系溶剂;己烷、环戊烷、环己烷、甲基环己烷等脂肪族烃系溶剂;苯、甲苯、二甲苯、乙基苯、三甲基苯等芳烃系溶剂等。(I)有机溶剂可以单独使用一种,也可以以任意的比率组合使用两种以上。(I)有机溶剂的含量可由本领域技术人员适当设定。
<树脂组合物的制造方法>
本发明的树脂组合物例如可通过以下方式来制造:向任意的反应容器中,以任意的顺序和/或一部分或全部同时地添加(A)环氧树脂、(B)无机填充材料、(C)颗粒状或非颗粒状的弹性体、根据需要使用的(D)固化剂、根据需要使用的(E)固化促进剂、根据需要使用的(F)阻燃剂、根据需要使用的(G)热塑性树脂、根据需要使用的(H)其他添加剂、及根据需要使用的(I)有机溶剂,并进行混合。另外,在添加各成分并进行混合的过程中,可适当设定温度,可以暂时或贯穿始终地进行加热和/或冷却。另外,在添加各成分并进行混合的过程中,可以进行搅拌或振荡。另外,在添加并进行混合时或之后,例如,可使用混合机等搅拌装置对树脂组合物进行搅拌,使其均匀分散。
<树脂组合物的特性>
对于本发明的树脂组合物而言,由于包含(A)环氧树脂、(B)无机填充材料、及(C)颗粒状或非颗粒状的弹性体,(B)成分的比表面积为10m2/g以上,(C)成分的含量为35质量%以下(除了(B)成分之外的成分比),(C)成分的平均粒径为0.8μm以下,因此,可抑制固化物的翘曲,并且可实现优异的绝缘可靠性、密合性、小径通孔形成性。
对于本发明的树脂组合物而言,从可抑制固化物的翘曲方面考虑,例如,使在玻璃布基材环氧树脂两面覆铜层叠板(铜箔的厚度为3μm,基板厚度为0.15mm)的单面压接的厚度为15μm且14cm见方的树脂组合物层于190℃、进行90分钟固化时的翘曲可以优选小于3cm,更优选小于2cm,特别优选小于1cm。
对于本发明的树脂组合物的固化物而言,从绝缘可靠性优异方面考虑,在下述试验例1的条件下测定的电阻值可以优选为1.0×1010Ω以上,更优选为1.0×107Ω以上,进一步优选为1.0×106Ω以上,特别优选为1.0×105Ω以上。
对于本发明的树脂组合物的固化物而言,从密合性优异方面考虑,使在100℃、0.74MPa的条件下在铜箔的粗糙化处理面(Ra值=1μm)上进行30秒压接的树脂组合物层于190℃进行90分钟固化而制成固化物层,然后,以50mm/分钟的速度沿垂直方向将铜箔从固化物层剥离35mm,此时的剥离强度(HAST前铜箔剥离强度)可以优选为0.50kgf/cm以上,更优选为0.55kgf/cm以上,进一步优选为0.60kgf/cm以上,特别优选为0.65kgf/cm以上。
另外,使在100℃、0.74MPa的条件下在铜箔的粗糙化处理面(Ra值=1μm)上进行30秒压接的树脂组合物层于190℃进行90分钟固化而制成固化物层,进而施予130℃、85%相对湿度、施加3.3V直流电压的条件200小时,然后,以50mm/分钟的速度沿垂直方向将铜箔从固化物层剥离35mm,此时的剥离强度(HAST后铜箔剥离强度)可以优选为0.20kgf/cm以上,更优选为0.30kgf/cm以上,进一步优选为0.35kgf/cm以上,特别优选为0.40kgf/cm以上。
另外,在下述试验例4的条件下对使本发明的树脂组合物在130℃下30分钟、170℃下30分钟的固化条件下进行固化而得到的固化物层进行粗糙化处理,利用半加成法形成厚度为20μm的导体层,然后,以50mm/分钟的速度沿垂直方向将导体层从固化物层剥离35mm,此时的剥离强度(镀层剥离强度)可以优选为0.20kgf/cm以上,更优选为0.30kgf/cm以上,进一步优选为0.40kgf/cm以上,特别优选为0.45kgf/cm以上。
对于本发明的树脂组合物的固化物而言,从小径通孔形成性优异方面考虑,在下述试验例5的条件下在固化物层所形成的粗糙化处理后的通孔的底部面积与顶部面积之比(底部面积/顶部面积)可以优选为50%以上,特别优选为60%以上。底部面积与顶部面积之比的上限没有特别限制,例如可以为100%、98%、95%、90%等。
<树脂组合物的用途>
本发明的树脂组合物可以合适地用作绝缘用途的树脂组合物、尤其是用于形成绝缘层的树脂组合物。具体而言,可以合适地用作:用于形成“供形成导体层(所述导体层形成于绝缘层上,所述导体层包括再布线层)用的该绝缘层”的树脂组合物(供形成导体层用的绝缘层形成用树脂组合物)。另外,在后述的印刷布线板中,可以合适地用作:用于形成印刷布线板的绝缘层的树脂组合物(印刷布线板的绝缘层形成用树脂组合物)。本发明的树脂组合物还可广泛地用于树脂片材、预浸料等片状层叠材料、阻焊剂、底部填充材料、芯片键合材料、半导体密封材料、填充树脂、部件埋入树脂等需要树脂组合物的用途。
另外,例如,在经过以下的(1)~(6)工序来制造半导体芯片封装的情况下,本发明的树脂组合物还可以合适地用作:作为供形成再布线层用的绝缘层的再布线形成层用的树脂组合物(再布线形成层形成用的树脂组合物)、及用于密封半导体芯片的树脂组合物(半导体芯片密封用的树脂组合物)。在制造半导体芯片封装时,可以在密封层上进一步形成再布线层;
(1)在基材上层叠临时固定膜的工序,
(2)将半导体芯片临时固定在临时固定膜上的工序,
(3)在半导体芯片上形成密封层的工序,
(4)将基材及临时固定膜从半导体芯片剥离的工序,
(5)在半导体芯片的剥离了基材及临时固定膜的面上,形成作为绝缘层的再布线形成层的工序,和
(6)在再布线形成层上,形成作为导体层的再布线层的工序。
另外,对于本发明的树脂组合物而言,由于形成部件埋入性良好的绝缘层,因此,在印刷布线板为部件内置电路板的情况下也可合适地使用。
<片状层叠材料>
本发明的树脂组合物虽然也可以以清漆状态进行涂布来使用,但在工业上,通常,优选以含有该树脂组合物的片状层叠材料的形态使用。
作为片状层叠材料,优选以下所示的树脂片材、预浸料。
在一个实施方式中,树脂片材包含支承体、和设置于该支承体上的树脂组合物层,树脂组合物层由本发明的树脂组合物形成。
从印刷布线板的薄型化、及即使该树脂组合物的固化物为薄膜也可提供绝缘性优异的固化物这样的观点考虑,树脂组合物层的厚度优选为50μm以下,更优选为40μm以下。树脂组合物层的厚度的下限没有特别限制,通常可以为5μm以上、10μm以上等。
作为支承体,可举出例如由塑料材料形成的膜、金属箔、脱模纸,优选由塑料材料形成的膜、金属箔。
在作为支承体使用由塑料材料形成的膜的情况下,作为塑料材料,可举出例如:聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下有时简称为“PET”)、聚萘二甲酸乙二醇酯(以下有时简称为“PEN”)等聚酯、聚碳酸酯(以下有时简称为“PC”)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等丙烯酸系聚合物、环状聚烯烃、三乙酰纤维素(TAC)、聚醚硫化物(PES)、聚醚酮、聚酰亚胺等。其中,优选聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯,特别优选廉价的聚对苯二甲酸乙二醇酯。
在作为支承体使用金属箔的情况下,作为金属箔,可举出例如铜箔、铝箔等,优选铜箔。作为铜箔,可使用由铜的单金属形成的箔,也可使用由铜与其他金属(例如,锡、铬、银、镁、镍、锆、硅、钛等)的合金形成的箔。
对于支承体而言,可以对与树脂组合物层接合的面实施消光处理、电晕处理、防静电处理。
另外,作为支承体,可使用在与树脂组合物层接合的面上具有脱模层的带有脱模层的支承体。作为带有脱模层的支承体的脱模层中使用的脱模剂,可举出例如选自醇酸树脂、聚烯烃树脂、聚氨酯树脂、及有机硅树脂中的一种以上的脱模剂。带有脱模层的支承体可使用市售品,例如,可举出作为具有以醇酸树脂系脱模剂为主要成分的脱模层的PET膜的、琳得科公司制的“SK-1”、“AL-5”、“AL-7”、东丽公司制的“Lumirror T60”、帝人公司制的“Purex”、尤尼吉可(UNITIKA)公司制的“Unipeel”等。
支承体的厚度没有特别限制,优选为5μm~75μm的范围,更优选为10μm~60μm的范围。需要说明的是,使用带有脱模层的支承体的情况下,优选带有脱模层的支承体整体的厚度为上述范围。
在一个实施方式中,根据需要,树脂片材可以进一步包含任意的层。作为所述的任意的层,可举出例如,在树脂组合物层的未与支承体接合的面(即与支承体相反一侧的面)上设置的按照支承体选用的保护膜等。保护膜的厚度没有特别限制,例如为1μm~40μm。通过层叠保护膜,可抑制灰尘等附着于树脂组合物层的表面或在树脂组合物层的表面上产生损伤。
树脂片材例如可通过以下方式制造:使用口模式涂布机(die coater)等将液态的树脂组合物直接涂布于支承体上、或者制备在有机溶剂中溶解树脂组合物而成的树脂清漆并使用口模式涂布机等将其涂布于支承体上,进而使其干燥,形成树脂组合物层。
作为有机溶剂,可举出与作为树脂组合物的成分而说明的有机溶剂同样的有机溶剂。有机溶剂可以单独使用一种,也可组合使用两种以上。
干燥可利用加热、吹热风等公知的方法实施。干燥条件没有特别限制,以树脂组合物层中的有机溶剂的含量成为10质量%以下、优选5质量%以下的方式进行干燥。虽然随着树脂组合物或树脂清漆中的有机溶剂的沸点的不同而不同,但例如使用包含30质量%~60质量%的有机溶剂的树脂组合物或树脂清漆时,可通过于50℃~150℃进行3分钟~10分钟干燥,从而形成树脂组合物层。
树脂片材可以卷绕成卷状而进行保存。树脂片材具有保护膜时,可通过将保护膜剥离来使用。
在一个实施方式中,预浸料是通过使本发明的树脂组合物浸透在片状纤维基材中而形成的。
预浸料中使用的片状纤维基材没有特别限制,可使用玻璃布、芳族聚酰胺无纺布、液晶聚合物无纺布等作为预浸料用基材而常用的片状纤维基材。从印刷布线板的薄型化的观点考虑,片状纤维基材的厚度优选为50μm以下,更优选为40μm以下,进一步优选为30μm以下,特别优选为20μm以下。片状纤维基材的厚度的下限没有特别限制。通常为10μm以上。
预浸料可利用热熔法、溶剂法等公知的方法来制造。
预浸料的厚度可以是与上述的树脂片材中的树脂组合物层同样的范围。
本发明的片状层叠材料可合适地用以形成印刷布线板的绝缘层(印刷布线板的绝缘层用),可更合适地用以形成印刷布线板的层间绝缘层(印刷布线板的层间绝缘层用)。
<印刷布线板>
本发明的印刷布线板包含由将本发明的树脂组合物固化而得到的固化物形成的绝缘层。
印刷布线板例如可使用上述的树脂片材,利用包括下述(I)及(II)的工序的方法来制造,
(I)以树脂片材的树脂组合物层与内层基板接合的方式,在内层基板上层叠树脂片材的工序,
(II)将树脂组合物层固化(例如热固化)而形成绝缘层的工序。
工序(I)中使用的“内层基板”,是指成为印刷布线板的基板的构件,可举出例如玻璃环氧基板、金属基板、聚酯基板、聚酰亚胺基板、BT树脂基板、热固化型聚苯醚基板等。另外,该基板可在其一面或两面具有导体层,该导体层可以进行图案加工。有时将在基板的一面或两面形成有导体层(电路)的内层基板称为“内层电路基板”。另外,在制造印刷布线板时,待进一步形成绝缘层及/或导体层的中间制造物也被包含在本发明中所说的“内层基板”中。印刷布线板为部件内置电路板时,可使用内置有部件的内层基板。
内层基板与树脂片材的层叠例如可通过从支承体侧将树脂片材向内层基板加热压接而进行。作为将树脂片材加热压接于内层基板的构件(以下也称为“加热压接构件”),可举出例如经加热的金属板(SUS端板等)或金属辊(SUS辊)等。需要说明的是,优选的是,并非直接将加热压接构件向树脂片材压制,而是隔着耐热橡胶等弹性材料进行压制,以使树脂片材充分追随内层基板的表面凹凸。
内层基板与树脂片材的层叠可通过真空层压法实施。真空层压法中,加热压接温度优选为60℃~160℃,更优选为80℃~140℃的范围,加热压接压力优选为0.098MPa~1.77MPa,更优选为0.29MPa~1.47MPa的范围,加热压接时间优选为20秒~400秒,更优选为30秒~300秒的范围。层叠优选可在压力为26.7hPa以下的减压条件下实施。
层叠可利用市售的真空层压机进行。作为市售的真空层压机,可举出例如株式会社名机制作所制的真空加压式层压机、Nikko-Materials公司制的真空敷料器、间歇式真空加压层压机等。
在层叠后,在常压下(大气压下),例如,将加热压接构件从支承体侧压制,由此,可进行已层叠的树脂片材的平滑化处理。平滑化处理的压制条件可设定为与上述层叠的加热压接条件同样的条件。平滑化处理可利用市售的层压机进行。需要说明的是,层叠与平滑化处理可使用上述的市售的真空层压机连续地进行。
支承体可在工序(I)与工序(II)之间除去,也可在工序(II)之后除去。
工序(II)中,将树脂组合物层固化(例如热固化),形成由树脂组合物的固化物形成的绝缘层。树脂组合物层的固化条件没有特别限制,可使用在形成印刷布线板的绝缘层时通常采用的条件。
例如,树脂组合物层的热固化条件根据树脂组合物的种类等而不同,固化温度优选为120℃~240℃,更优选为150℃~220℃,进一步优选为170℃~210℃。固化时间可以优选为5分钟~120分钟,更优选为10分钟~100分钟,进一步优选为15分钟~100分钟。
可在使树脂组合物层热固化之前,在低于固化温度的温度下对树脂组合物层进行预加热。例如,在使树脂组合物层热固化之前,在50℃~120℃、优选60℃~115℃、更优选70℃~110℃的温度下,对树脂组合物层进行5分钟以上、优选5分钟~150分钟、更优选15分钟~120分钟、进一步优选15分钟~100分钟预加热。
在制造印刷布线板时,可以进一步实施(III)在绝缘层上开孔的工序、(IV)对绝缘层进行粗糙化处理的工序、(V)形成导体层的工序。这些工序(III)至工序(V)可按照印刷布线板的制造中可使用的、本领域技术人员公知的各种方法实施。需要说明的是,在工序(II)之后除去支承体时,该支承体的除去可在工序(II)与工序(III)之间、工序(III)与工序(IV)之间、或工序(IV)与工序(V)之间实施。另外,根据需要,也可反复实施工序(II)~工序(V)的绝缘层及导体层的形成,而形成多层布线板。
在其他实施方式中,本发明的印刷布线板可使用上述的预浸料来制造。制造方法基本与使用树脂片材的情况相同。
工序(III)为在绝缘层上开孔的工序,由此,可在绝缘层上形成通孔、透孔等孔。对于工序(III)而言,可根据绝缘层的形成中使用的树脂组合物的组成等,使用例如钻头、激光、等离子体等来实施。孔的尺寸或形状可根据印刷布线板的设计适当确定。
工序(IV)是对绝缘层进行粗糙化处理的工序。通常,该工序(IV)中,还进行胶渣的除去。粗糙化处理的步骤、条件没有特别限制,可采用在形成印刷布线板的绝缘层时通常使用的公知的步骤、条件。例如,可通过依序实施利用溶胀液的溶胀处理、利用氧化剂的粗糙化处理、利用中和液的中和处理,从而对绝缘层进行粗糙化处理。
作为粗糙化处理中使用的溶胀液,没有特别限制,可举出碱溶液、表面活性剂溶液等,优选为碱溶液,作为该碱溶液,更优选氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液。作为市售的溶胀液,可举出例如安美特日本(ATOTECH JAPAN)公司制的“Swelling Dip Securiganth P”、“Swelling Dip Securiganth SBU”等。利用溶胀液的溶胀处理没有特别限制,例如,可通过将绝缘层浸渍于30℃~90℃的溶胀液中1分钟~20分钟而进行。从将绝缘层的树脂的溶胀抑制为适度水平的观点考虑,优选将绝缘层浸渍于40℃~80℃的溶胀液中5分钟~15分钟。
作为粗糙化处理中使用的氧化剂,没有特别限制,可举出例如在氢氧化钠的水溶液中溶解高锰酸钾或高锰酸钠而成的碱性高锰酸溶液。利用碱性高锰酸溶液等氧化剂的粗糙化处理,优选通过将绝缘层浸渍于已加热至60℃~100℃的氧化剂溶液中10分钟~30分钟而进行。另外,碱性高锰酸溶液中的高锰酸盐的浓度优选为5质量%~10质量%。作为市售的氧化剂,可举出例如安美特日本公司制的“Concentrate Compact CP”、“DosingSolution Securiganth P”等碱性高锰酸溶液。
另外,作为粗糙化处理中使用的中和液,优选酸性的水溶液,作为市售品,可举出例如安美特日本公司制的“Reduction Solution Securiganth P”。
利用中和液的处理可通过将完成了利用氧化剂的粗糙化处理的处理面浸渍于30℃~80℃的中和液中5分钟~30分钟而进行。从操作性等方面考虑,优选将完成了利用氧化剂的粗糙化处理的对象物浸渍于40℃~70℃的中和液中5分钟~20分钟的方法。
在一个实施方式中,粗糙化处理后的绝缘层表面的算术平均粗糙度(Ra)没有特别限制,优选为500nm以下,更优选为400nm以下,进一步优选为300nm以下。对于下限没有特别限制,例如可以为1nm以上、2nm以上等。另外,粗糙化处理后的绝缘层表面的均方根粗糙度(Rq)优选为500nm以下,更优选为400nm以下,进一步优选为300nm以下。对于下限没有特别限制,例如可以为1nm以上、2nm以上等。绝缘层表面的算术平均粗糙度(Ra)及均方根粗糙度(Rq)可使用非接触型表面粗糙度计来测定。
工序(V)是形成导体层的工序,在绝缘层上形成导体层。导体层中使用的导体材料没有特别限制。在优选的实施方式中,导体层包含选自金、铂、钯、银、铜、铝、钴、铬、锌、镍、钛、钨、铁、锡及铟中的一种以上的金属。导体层可以为单金属层,也可以为合金层,作为合金层,可举出例如由选自上述金属中的两种以上的金属的合金(例如,镍-铬合金、铜-镍合金及铜-钛合金)形成的层。其中,从导体层形成的通用性、成本、图案化的容易性等的观点考虑,优选铬、镍、钛、铝、锌、金、钯、银或铜的单金属层、或镍-铬合金、铜-镍合金、铜-钛合金的合金层,更优选铬、镍、钛、铝、锌、金、钯、银或铜的单金属层、或镍-铬合金的合金层,进一步优选铜的单金属层。
导体层可以为单层结构,也可以为由不同种类的金属或合金形成的单金属层或合金层层叠两层以上而成的多层结构。导体层为多层结构时,与绝缘层接触的层优选为铬、锌或钛的单金属层、或镍-铬合金的合金层。
导体层的厚度取决于所期望的印刷布线板的设计,通常为3μm~35μm,优选为5μm~30μm。
在一个实施方式中,导体层可通过镀覆形成。例如,可利用半加成法、全加成法等以往公知的技术,在绝缘层的表面进行镀覆,形成具有所期望的布线图案的导体层,从制造的简便性的观点考虑,优选利用半加成法形成。以下,示出利用半加成法形成导体层的例子。
首先,利用无电解镀覆在绝缘层的表面上形成镀覆籽晶层。接下来,在形成的镀覆籽晶层上,对应所期望的布线图案,形成使镀覆籽晶层的一部分露出的掩模图案。在露出的镀覆籽晶层上,利用电解镀覆形成金属层,然后将掩模图案除去。然后,利用蚀刻等将不需要的镀覆籽晶层除去,可形成具有所期望的布线图案的导体层。
在其他实施方式中,导体层可使用金属箔形成。在使用金属箔形成导体层的情况下,工序(V)优选在工序(I)与工序(II)之间实施。例如,在工序(I)之后,将支承体除去,在露出的树脂组合物层的表面上层叠金属箔。树脂组合物层与金属箔的层叠可利用真空层压法实施。层叠的条件可与针对工序(I)而说明的条件相同。接下来,实施工序(II),形成绝缘层。然后,利用绝缘层上的金属箔,采用减成法、改良的半加成法等以往公知的技术,可形成具有所期望的布线图案的导体层。
金属箔例如可利用电解法、轧制法等公知的方法来制造。作为金属箔的市售品,可举出例如JX日矿日石金属公司制的HLP箔、JXUT-III箔、三井金属矿山公司制的3EC-III箔、TP-III箔等。
<半导体装置>
本发明的半导体装置包含本发明的印刷布线板。本发明的半导体装置可使用本发明的印刷布线板来制造。
作为半导体装置,可举出供于电气制品(例如,计算机、移动电话、数码相机及电视机等)及交通工具(例如,摩托车、汽车、电车、船舶及飞机等)等的各种半导体装置。
实施例
以下,通过实施例具体地说明本发明。本发明不受这些实施例的限制。需要说明的是,下文中,只要没有另行明确说明,表示量的“份”及“%”分别表示“质量份”及“质量%”。
<无机填充材料的平均粒径的测定>
称取无机填充材料100mg、分散剂(Sannopco公司制“SN9228”)0.1g、甲基乙基酮10g至小瓶中,用超声波进行20分钟分散。使用激光衍射式粒径分布测定装置(株式会社岛津制作所制“SALD-2200”),以分批池(Batch Cell)方式测定粒径分布,算出基于中值粒径的平均粒径。
<橡胶颗粒的平均粒径的测定>
橡胶颗粒的平均粒径可使用动态光散射法来测定。具体而言,利用超声波等方法将橡胶颗粒均匀分散于适当的有机溶剂中,使用浓厚系粒径分析仪(大塚电子公司制“FPAR-1000”),以质量基准制成橡胶颗粒的粒径分布,测定其中值粒径作为平均粒径。
<合成例1>
在反应容器中混合二官能性羟基末端聚丁二烯(G-1000,日本曹达公司制,数均分子量=1,000,羟基当量=1,800g/eq.)69g、和Ipsol(イプゾール)150(芳烃系混合溶剂:出光石油化学公司制)40g、月桂酸二丁基锡0.005g,使其均匀溶解。变得均匀后,升温至50℃,进一步一边搅拌一边添加异佛尔酮二异氰酸酯(Evonik Degussa Japan公司制,IPDI,异氰酸酯基当量=113g/eq.)8g,进行约3小时反应。接下来,将该反应物冷却至室温后,向其中添加甲酚酚醛清漆树脂(KA-1160,DIC公司制,羟基当量=117g/eq.)23g、和卡必醇乙酸酯(ethyl diglycol acetate,二乙二醇单乙基醚醋酸酯)(大赛璐公司制)60g,一边搅拌一边升温至80℃,进行约4小时反应。由FT-IR对2250cm-1的NCO峰的消失进行确认。基于NCO峰消失的确认,视为反应的终点,将反应物降温至室温后,用100目的滤布过滤,得到液态含有酚式羟基的聚丁二烯树脂(不挥发成分为50质量%)。数均分子量为4,500。
<合成例2>
在反应容器中混合二官能性羟基末端聚丁二烯(G-2000,日本曹达公司制,数均分子量=3,000,羟基当量=1,800g/eq.)69g、和Ipsol 150(芳烃系混合溶剂:出光石油化学公司制)40g、月桂酸二丁基锡0.005g,使其均匀溶解。变得均匀后,升温至50℃,进一步一边搅拌一边添加异佛尔酮二异氰酸酯(Evonik Degussa Japan公司制,IPDI,异氰酸酯基当量=113g/eq.)8g,进行约3小时反应。接下来,将该反应物冷却至室温后,向其中添加甲酚酚醛清漆树脂(KA-1160,DIC公司制,羟基当量=117g/eq.)23g、和卡必醇乙酸酯(大赛璐公司制)60g,一边搅拌一边升温至80℃,进行约4小时反应。由FT-IR对2250cm-1的NCO峰的消失进行确认。基于NCO峰消失的确认,视为反应的终点,将反应物降温至室温后,用100目的滤布过滤,得到液态含有酚式羟基的聚丁二烯树脂(不挥发成分为50质量%)。数均分子量为5,500。
<实施例1>
一边搅拌一边将双酚A型环氧树脂(三菱化学公司制“828US”,环氧当量约为180g/eq.)10份、萘型环氧树脂(DIC公司制“HP-4032SS”,环氧当量约为140g/eq.)10份、联苯型环氧树脂(日本化药公司制“NC3000L”,环氧当量约为269g/eq.)20份、联苯型环氧树脂(三菱化学公司制“YX4000H”,环氧当量约为190g/eq.)20份、磷腈树脂(大塚化学公司制“PX-200”)3份、苯氧基树脂(三菱化学公司制“YX7553BH30”,固体成分为30质量%的MEK与环己酮的1:1溶液)10份、聚氨酯橡胶颗粒(根上工业公司制“MM-101SM”,平均粒径0.07~0.10μm,固体成分为30质量%的MEK与环己烷的4:1溶液)28份加热溶解于MEK60份中。
冷却至室温后,混合活性酯系固化剂(DIC公司制“HPC-8000-65T”,活性基当量约为223g/eq.,固体成分为65质量%的甲苯溶液)70份、苯酚系固化剂(DIC公司制“LA-3018-50P”,活性基当量约为151g/eq.,固体成分为50%的2-甲氧基丙醇溶液)6份、碳二亚胺系固化剂(日清纺化学公司制“V-03”,活性基当量约为216g/eq.,固体成分为50质量%的甲苯溶液)18份、固化促进剂(4-二甲基氨基吡啶(DMAP),固体成分为5质量%的MEK溶液)6份、用N-苯基-8-氨基辛基三甲氧基硅烷(信越化学工业公司制,分子量325.2)进行了表面处理的球形二氧化硅(DENKA公司制“UFP-20”,比表面积为22m2/g,平均粒径为0.15μm)300份,用高速旋转混合机均匀分散,然后,用筒式过滤器(ROKITECHNO公司制“SHP020”)过滤,制备树脂组合物。
<实施例2>
将聚氨酯橡胶颗粒(根上工业公司制“MM-101SM”,平均粒径为0.07~0.10μm,固体成分为30质量%的MEK与环己烷的4:1溶液)28份变更为液态含有环氧基的聚丁二烯树脂(日本曹达公司制“JP-100”,环氧当量约为210g/eq.)8.5份,除此之外,与实施例1同样地操作,制备树脂组合物。
<实施例3>
将用N-苯基-8-氨基辛基三甲氧基硅烷(信越化学工业公司制,分子量325.2)进行了表面处理的球形二氧化硅(DENKA公司制“UFP-20”,比表面积为22m2/g,平均粒径为0.15μm)300份变更为110份,除此之外,与实施例1同样地操作,制备树脂组合物。
<实施例4>
将聚氨酯橡胶颗粒(根上工业公司制“MM-101SM”,平均粒径为0.07~0.10μm,固体成分为30质量%的MEK与环己烷的4:1溶液)28份变更为合成例1中得到的液态含有酚式羟基的聚丁二烯树脂(固体成分50%,数均分子量:4,500)17份,除此之外,与实施例1同样地操作,制备树脂组合物。
<实施例5>
将聚氨酯橡胶颗粒(根上工业公司制“MM-101SM”,平均粒径为0.07~0.10μm,固体成分为30质量%的MEK与环己烷的4:1溶液)28份变更为合成例2中得到的液态含有酚式羟基的聚丁二烯树脂(固体成分50%,数均分子量:5,500)17份,除此之外,与实施例1同样地操作,制备树脂组合物。
<实施例6>
将聚氨酯橡胶颗粒(根上工业公司制“MM-101SM”,平均粒径为0.07~0.10μm,固体成分为30质量%的MEK与环己烷的4:1溶液)28份变更为合成例1中得到的液态含有酚式羟基的聚丁二烯树脂(固体成分50%、数均分子量:4,500)80份,除此之外,与实施例1同样地操作,制备树脂组合物。
<实施例7>
将聚氨酯橡胶颗粒(根上工业公司制“MM-101SM”,平均粒径为0.07~0.10μm,固体成分为30质量%的MEK与环己烷的4:1溶液)28份变更为液态含有环氧基的聚丁二烯树脂(日本曹达公司制“JP-100”,环氧当量约为210g/eq.)8.5份,将活性酯系固化剂(DIC公司制“HPC-8000-65T”,活性基当量约为223g/eq.,固体成分为65质量%的甲苯溶液)70份变更为活性酯系固化剂(DIC公司制“HPC-8150-60T”,活性基当量约为220g/eq.,固体成分为60质量%的甲苯溶液)65份,除此之外,与实施例1同样地操作,制备树脂组合物。
<比较例1>
将聚氨酯橡胶颗粒(根上工业公司制“MM-101SM”,平均粒径为0.07~0.10μm,固体成分为30质量%的MEK与环己烷的4:1溶液)28份变更为橡胶颗粒(根上工业公司制“MM-110SM”,平均粒径为1μm,固体成分为30质量%的MEK与环己酮的4:1溶液)28份,将用N-苯基-8-氨基辛基三甲氧基硅烷(信越化学工业公司制,分子量325.2)进行了表面处理的球形二氧化硅(DENKA公司制“UFP-20”,比表面积为22m2/g,平均粒径为0.15μm)300份变更为用N-苯基-8-氨基辛基三甲氧基硅烷(信越化学工业公司制,分子量325.2)进行了表面处理的球形二氧化硅(株式会社雅都玛制“SC2050-SXF”,比表面积为5.9m2/g,平均粒径为0.77μm)300份,除此之外,与实施例1同样地操作,制备树脂组合物。
<比较例2>
将用N-苯基-8-氨基辛基三甲氧基硅烷(信越化学工业公司制,分子量325.2)进行了表面处理的球形二氧化硅(DENKA公司制“UFP-20”,比表面积为22m2/g,平均粒径为0.15μm)300份变更为用N-苯基-8-氨基辛基三甲氧基硅烷(信越化学工业公司制,分子量325.2)进行了表面处理的球形二氧化硅(株式会社雅都玛制“SC2050-SXF”,比表面积为5.9m2/g,平均粒径为0.77μm)300份,除此之外,与实施例1同样地操作,制备树脂组合物。
<比较例3>
将聚氨酯橡胶颗粒(根上工业公司制“MM-101SM”,平均粒径为0.07~0.10μm,固体成分为30质量%的MEK与环己烷的4:1溶液)28份变更为橡胶颗粒(根上工业公司制“MM-110SM”,平均粒径为1μm,固体成分为30质量%的MEK与环己酮的4:1溶液)28份,除此之外,与实施例1同样地操作,制备树脂组合物。
<比较例4>
不使用聚氨酯橡胶颗粒(根上工业公司制“MM-101SM”,平均粒径为0.07~0.10μm,固体成分为30质量%的MEK与环己烷的4:1溶液)28份,除此之外,与实施例1同样地操作,制备树脂组合物。
<比较例5>
实施例1中,将聚氨酯橡胶颗粒(根上工业公司制“MM-101SM”,平均粒径为0.07~0.10μm,固体成分为30质量%的MEK与环己烷的4:1溶液)28份变更为合成例1中得到的液态含有酚式羟基的聚丁二烯树脂(固体成分50%,数均分子量:4,500)160份,除此之外,与实施例1同样地操作,制作树脂组合物。
<制作例1:树脂片材A的制作>
作为支承体,准备用醇酸树脂系脱模剂(琳得科公司制“AL-5”)进行了脱模处理的PET膜(东丽公司制“Lumirror R80”,厚度为38μm,软化点为130℃,下文中有时称为“脱模PET”)。
以干燥后的树脂组合物层的厚度成为6μm的方式,用口模式涂布机将实施例或比较例中制备的各树脂组合物均匀地涂布于脱模PET上,于80℃进行1分钟干燥,由此,在脱模PET上得到树脂组合物层。接下来,将作为保护膜的聚丙烯膜(Oji F-Tex公司制“ALPHANMA-411”,厚度为15μm)的粗糙面,以与树脂组合物层接合的方式,层叠于树脂组合物层的未与支承体接合的面上。由此,制作由脱模PET(支承体)、树脂组合物层、及保护膜依序形成的“树脂片材A”。
<制作例2:树脂片材B的制作>
作为支承体,准备用醇酸树脂系脱模剂(琳得科公司制“AL-5”)进行了脱模处理的PET膜(东丽公司制“Lumirror R80”,厚度为38μm,软化点为130℃,下文中有时称为“脱模PET”)。
以干燥后的树脂组合物层的厚度成为10μm的方式,用口模式涂布机将实施例或比较例中制备的各树脂组合物均匀地涂布于脱模PET上,于80℃进行2分钟干燥,由此,在脱模PET上得到树脂组合物层。接下来,将作为保护膜的聚丙烯膜(Oji F-Tex公司制“ALPHANMA-411”,厚度为15μm)的粗糙面,以与树脂组合物层接合的方式,层叠于树脂组合物层的未与支承体接合的面上。由此,制作由脱模PET(支承体)、树脂组合物层、及保护膜依序形成的“树脂片材B”。
<制作例3:树脂片材C的制作>
作为支承体,准备用醇酸树脂系脱模剂(琳得科公司制“AL-5”)进行了脱模处理的PET膜(东丽公司制“Lumirror R80”,厚度为38μm,软化点为130℃,下文中有时称为“脱模PET”)。
以干燥后的树脂组合物层的厚度成为15μm的方式,用口模式涂布机将实施例或比较例中制备的各树脂组合物均匀地涂布于脱模PET上,于80℃进行2分钟干燥,由此,在脱模PET上得到树脂组合物层。接下来,将作为保护膜的聚丙烯膜(Oji F-Tex公司制“ALPHANMA-411”,厚度为15μm)的粗糙面,以与树脂组合物层接合的方式,层叠于树脂组合物层的未与支承体接合的面上。由此,制作由脱模PET(支承体)、树脂组合物层、及保护膜依序形成的“树脂片材C”。
<试验例1:绝缘可靠性的评价>
(评价用基板的制作)
(1)内层电路基板的基底处理
作为内层电路基板,准备在两面具有以L/S(线宽/线距)=2μm/2μm的布线图案形成的电路导体(铜)的玻璃布基材环氧树脂两面覆铜层叠板(铜箔的厚度为3μm,基板厚度为0.15mm,三菱瓦斯化学公司制“HL832NSF LCA”,255×340mm尺寸)。针对该内层电路基板的两面,用MEC公司制“FlatBOND-FT”进行铜表面的有机覆层(organic coating)处理。
(2)树脂片材的层压
将保护膜从制作例1中制作的树脂片材A剥离,使用间歇式真空加压层压机(Nikko-Materials公司制,2级堆叠层压机,CVP700),以树脂组合物层与内层电路基板接触的方式,层压于内层电路基板的两面。层压通过以下方式实施:进行30秒减压,使气压成为13hPa以下,于130℃,以0.74MPa的压力进行45秒压接。接下来,于120℃,以0.5MPa的压力进行75秒热压。
(3)树脂组合物层的热固化
将层压有树脂片材的内层电路基板投入至130℃的烘箱后热固化30分钟、接着转移至170℃的烘箱后热固化30分钟,形成厚度为5μm的绝缘层,将脱模PET剥离。将其作为“基板A”。
(4)进行粗糙化处理的工序
针对基板A的绝缘层,进行作为粗糙化处理的除胶渣(desmear)处理。需要说明的是,作为除胶渣处理,实施下述的湿式除胶渣处理。
湿式除胶渣处理:
在溶胀液(安美特日本公司制“Swelling Dip Securiganth P”,二乙二醇单丁基醚及氢氧化钠的水溶液)中,于60℃浸渍5分钟,接下来,在氧化剂溶液(安美特日本公司制“Concentrate Compact CP”,高锰酸钾浓度约6%、氢氧化钠浓度约4%的水溶液)中,于80℃浸渍10分钟,最后,在中和液(安美特日本公司制“Reduction Solution SecuriganthP”,硫酸水溶液)中,于40℃浸渍5分钟,然后,于80℃干燥15分钟。将其作为“粗糙化基板A”。
(5)形成导体层的工序(5-1)无电解镀覆工序
为了在上述粗糙化基板A的绝缘层的表面形成导体层,进行包括下述1~6的工序的镀覆工序(使用了安美特日本公司制的药液的镀铜工序),形成导体层。
1.碱清洗(设置有通孔的绝缘层表面的洗涤和电荷调节)
针对粗糙化基板A的表面,使用Cleaning Cleaner Securiganth 902(商品名),于60℃进行5分钟洗涤;
2.软蚀刻(通孔内的洗涤)
针对粗糙化基板A的表面,使用硫酸酸性过二硫酸钠水溶液,于30℃进行1分钟处理;
3.预浸渍(用于赋予Pd的绝缘层表面的电荷调节)
针对粗糙化基板A的表面,使用Pre.Dip Neoganth B(商品名),在室温下进行1分钟处理;
4.活化剂赋予(对绝缘层的表面赋予Pd)
针对粗糙化基板A的表面,使用ActivatorNeoganth 834(商品名),于35℃进行5分钟处理;
5.还原(将已被赋予至绝缘层的Pd还原)
针对粗糙化基板A的表面,使用Reducer Neoganth WA(商品名)与ReducerAcceralator 810mod.(商品名)的混合液,于30℃进行5分钟处理;
6.无电解镀铜工序(使Cu在绝缘层的表面(Pd表面)析出)
针对粗糙化基板A的表面,使用Basic Solution Printganth MSK-DK(商品名)、Coppersolution Printganth MSK(商品名)、Stabilizer Printganth MSK-DK(商品名)、和Reducer Cu(商品名)的混合液,于35℃进行20分钟处理。所形成的无电解镀铜层的厚度为0.8μm。
(5-2)电解镀覆工序
接下来,使用安美特日本公司制的药液,以通孔内填充有铜的条件进行电解镀铜工序。然后,作为用于基于蚀刻的图案化的抗蚀图案,使用与通孔导通的直径为1mm的焊盘图案、及未与下层导体连接的直径为10mm的圆形导体图案,在绝缘层的表面,以10μm的厚度形成具有焊盘及导体图案的导体层。接下来,于200℃进行90分钟退火处理。将该基板作为“评价用基板”。
(绝缘层厚度的测定)
使用FIB-SEM复合装置(SII NanoTechnology公司制“SMI3050SE”),对评价用基板进行截面观察。详细而言,利用FIB(聚焦离子束),切削出与导体层表面垂直的方向的截面,由截面SEM图像,测定导体层间的绝缘层厚度。对于各样品,观察随机选择的5个位置的截面SEM图像,将其平均值作为导体层间的绝缘层厚度(μm),示于下述表中。
(绝缘层电阻的测定)
将上文中得到的评价用基板的直径为10mm的圆形导体侧作为+电极,将与直径为1mm的焊盘连接的内层电路基板的栅格导体(铜)侧作为-电极,使用高加速寿命试验装置(ETAC公司制“PM422”),用电化学迁移试验机(J-RAS公司制“ECM-100”)测定在温度为130℃、相对湿度为85%、施加3.3V直流电压的条件下经过了200小时时的绝缘电阻值。进行6次该测定,对于所有6个试验样品,将其电阻值全部为1.0×107Ω以上的情况评价为“○”,将1个以上试验样品的电阻值小于1.0×107Ω的情况评价为“×”,将评价结果与绝缘电阻值一同示于下述表中。下述表1中记载的电阻最低值为6个试验样品的绝缘电阻值的最低值。
<试验例2:翘曲的评价>
(1)树脂组合物层的层压
将制作例3中制作的树脂片材C切出14cm见方的尺寸,使用间歇式真空加压层压机(Nikko-Materials公司制,2级堆叠层压机,CVP700),层压于切取成15cm见方的玻璃布基材环氧树脂两面覆铜层叠板(铜箔的厚度为3μm,基板厚度为0.15mm,三菱瓦斯化学公司制“HL832NSF LCA”,255×340mm尺寸)的基板的单面;
对于层压而言,进行30秒减压,使气压成为13hPa以下,然后,于120℃,以0.74MPa的压力进行30秒压接,由此,制成带有树脂组合物层的基板,然后,将PET膜剥离。
(2)树脂组合物层的固化
以树脂组合物层成为上表面的方式,用聚酰亚胺胶带将上述(1)中得到的带有树脂组合物层的基板的四边贴合于厚度为1mm的SUS板,在190℃、90分钟的固化条件下使树脂组合物层固化。
(3)翘曲的测定
将上述(2)中得到的带有树脂组合物层的基板的四边中的三边的聚酰亚胺胶带剥离,求出从SUS板至最高点的高度,由此,求出翘曲的值。而且,将翘曲的大小小于1cm的情况评价为“〇”,将为1cm以上且小于3cm的情况评价为“△”,将为3cm以上的情况评价为“×”。
<试验例3:铜箔密合性(剥离强度)的评价>
(1)铜箔的基底处理
将三井金属矿业制铜箔“3EC-III(厚度为35μm)”的光泽面浸渍于MEC公司制MECetchBOND“CZ-8101”中,对铜表面进行粗糙化处理(Ra值=1μm),实施防锈处理(CL8300)。将该铜箔称为CZ铜箔。进而,在130℃的烘箱中进行30分钟加热处理。
(2)铜箔的层压和绝缘层的形成
进行下述层压处理:使用间歇式真空加压层压机(Nikko-Materials公司制,2级堆叠层压机,CVP700),以树脂组合物层与内层电路基板接合的方式,将制作例2中制作的树脂片材B层压于内层电路基板的两面。层压处理通过以下方式进行:进行30秒减压,使气压成为13hPa以下,然后,于100℃,在0.74MPa的压力下进行30秒压接。将作为支承体的PET膜从经层压处理的树脂组合物层剥离。在与上述同样的条件下,在该树脂组合物层上,层压“3EC-III”的CZ铜箔的处理面。然后,在190℃、90分钟的固化条件下,使树脂组合物层固化而形成绝缘层,由此制作样品。
(3)加速环境试验(HAST)前的铜箔剥离强度(密合性)的测定
将上文中制作的样品切割成150×30mm的小片。使用切割器,在小片的铜箔部分,形成宽度为10mm、长度为100mm的部分的切痕,将铜箔的一端剥离并用夹具(株式会社T.S.E制,AUTO COM型试验机“AC-50C-SL”)夹持,使用Instron万能试验机,在室温下,按照JISC6481,测定以50mm/分钟的速度沿垂直方向剥离了35mm时的负荷,作为HAST前剥离强度(kgf/cm)。
(4)加速环境试验(HAST)后的铜箔剥离强度(密合性)的测定
使用高加速寿命试验装置(ETAC公司制“PM422”),使上文中制作的样品在温度为130℃、相对湿度为85%、施加3.3V直流电压的条件下经过200小时。然后,将铜箔的一端剥离并用夹具(株式会社T.S.E制,AUTO COM型试验机“AC-50C-SL”)夹持,使用Instron万能试验机,在室温下,按照JIS C6481,测定以50mm/分钟的速度沿垂直方向剥离了35mm时的负荷,作为HAST后剥离强度(kgf/cm)。需要说明的是,将HAST后剥离强度大于0.35kgf/cm的情况评价为“〇”,将为0.35kgf/cm以下的情况评价为“×”。
<试验例4:镀层密合性的评价>
(1)内层电路基板的基底处理
使用MEC公司制CZ8101,将形成了内层电路的玻璃布基材环氧树脂两面覆铜层叠板(铜箔的厚度为18μm,基板厚度为0.4mm,松下公司制R1515A)的两面蚀刻1μm,进行铜表面的粗糙化处理。
(2)带有支承体的树脂片材的层压
将保护膜从制作例2中制作的树脂片材B剥离,使用间歇式真空加压层压机(Nikko-Materials公司制,2级堆叠层压机,CVP700),层压于内层电路基板的两面。层压通过以下方式实施:进行30秒减压,使气压成为13hPa以下,于130℃,以0.74MPa的压力进行45秒压接。接下来,于120℃,以0.5MPa的压力进行75秒热压。
(3)树脂组合物的固化
在130℃、30分钟、接着170℃、30分钟的固化条件下使层压的树脂组合物层固化,形成绝缘层。
(4)通孔形成
使用CO2激光加工机(三菱电机公司制“605GTWIII(-P)”),向绝缘层照射激光,在绝缘层上形成顶径(直径)约为30μm的多个的通孔。激光的照射条件为:掩模直径为1mm,脉冲宽度为16μs,能量为0.2mJ/照射(shot),照射数为2,成组方式(burst mode)(10kHz)。
(5)粗糙化处理
针对形成了绝缘层的内层电路基板,在作为溶胀液的安美特日本公司制的含有二乙二醇单丁基醚的Swelling Dip Securiganth P(二醇醚类,氢氧化钠的水溶液)中,于60℃浸渍10分钟,接下来,在作为粗糙化液的安美特日本公司制的Concentrate Compact P(KMnO4:60g/L、NaOH:40g/L的水溶液)中,于80℃浸渍20分钟,最后,在作为中和液的安美特日本公司制的Reduction Solution Securiganth P(硫酸的水溶液)中,于40℃浸渍5分钟,然后,于80℃进行30分钟干燥。将该基板作为“评价基板A”。
(6)利用半加成法的镀覆
针对评价基板A,在包含PdCl2的无电解镀覆用溶液中,于40℃浸渍5分钟,接下来,在无电解镀铜液中,于25℃浸渍20分钟。于150℃进行30分钟加热,进行退火处理后,形成抗蚀层,在利用蚀刻进行图案形成后,进行硫酸铜电解镀覆,以20μm的厚度形成导体层。接下来,于200℃进行60分钟退火处理。将该基板作为“评价基板B”。
(7)镀覆导体层的剥离强度(密合性)的测定
在评价基板B的导体层上,形成宽度为10mm、长度为100mm的部分的切痕,将其一端剥离并用夹具(株式会社T.S.E,AUTO COM型试验机AC-50C-SL)夹持,在室温下,测定以50mm/分钟的速度沿垂直方向剥离了35mm时的负荷,作为镀层剥离强度(kgf/cm)。
<试验例5:小径通孔形成性的评价>
对于试验例1的工序(4)中得到的粗糙化基板A,针对通孔开口部,使用扫描型电子显微镜(Hitachi High-Technologies公司制,S-4800),进行在厚度为10μm的绝缘层上所形成的粗糙化处理后的通孔的观察。而且,由观察到的SEM图像,测定粗糙化处理后的通孔的圆形开口面的任意的直径2L1t、与其正交的直径2L2t,代入顶部面积St=πL1tL2t的计算式,计算出顶部面积St。顶部面积St的计算在随机选择的5个位置的通孔进行。将5个位置的通孔的顶部面积的平均值作为平均顶部面积Sta。
同样地,测定粗糙化处理后的通孔的圆形底面的任意的直径2L1b、与其正交的直径2L2b,代入底部面积Sb=πL1bL2b的计算式,计算出底部面积Sb。在底部面积Sb的计算中也同样地在随机选择的5个位置的通孔进行。将5个位置的通孔的底部面积Sb的平均值作为平均底部面积Sba。
由上文中得到的平均顶部面积Sta和平均底部面积Sba,计算出平均面积比率(平均底部面积Sba与平均顶部面积Sta之比“Sba/Sta”)。将该平均面积比率Sba/Sta为60%以上的情况判定为“〇”,将平均面积比率Sba/Sta为50%以上且小于60%的情况判定为“△”,将平均面积比率Sba/Sta小于50%的情况判定为“×”。
将实施例及比较例的树脂组合物的不挥发成分的使用量、试验例的测定结果及评价结果等示于下述表1中。
[表1]
可知通过使用下述树脂组合物,可抑制固化物的翘曲,并且可实现优异的绝缘可靠性、密合性、小径通孔形成性,所述树脂组合物是包含(A)环氧树脂、(B)无机填充材料、及(C)颗粒状或非颗粒状的弹性体的树脂组合物,其中,(B)成分的比表面积为10m2/g以上,(C)成分的含量为35质量%以下,(C)成分的平均粒径为0.8μm以下。
Claims (17)
1.一种树脂组合物,其是包含(A)环氧树脂、(B)无机填充材料、及(C)颗粒状或非颗粒状的弹性体的树脂组合物,其中,
(B)成分的比表面积为10m2/g以上,
将树脂组合物中的(B)成分以外的不挥发成分设为100质量%时,(C)成分的含量为35质量%以下,
在(C)成分为颗粒状的情况下,(C)成分的平均粒径为0.8μm以下。
2.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,(B)成分的比表面积为20m2/g以上。
3.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,(B)成分为二氧化硅。
4.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,将树脂组合物中的(B)成分以外的不挥发成分设为100质量%时,(C)成分的含量为25质量%以下。
5.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,将树脂组合物中的(B)成分以外的不挥发成分设为100质量%时,(C)成分的含量为1质量%以上。
6.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,(C)成分为颗粒状弹性体,
颗粒状弹性体包含选自苯乙烯-丁二烯橡胶颗粒、异戊二烯橡胶颗粒、丁二烯橡胶颗粒、氯丁二烯橡胶颗粒、丙烯腈-丁二烯橡胶颗粒、丁基橡胶颗粒、乙烯-丙烯橡胶颗粒、聚氨酯橡胶颗粒、硅橡胶颗粒、氯磺化聚乙烯橡胶颗粒、氯化聚乙烯橡胶颗粒、丙烯酸类橡胶颗粒、氯醚橡胶颗粒、聚硫橡胶颗粒、及氟橡胶颗粒中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,(C)成分为非颗粒状弹性体,
非颗粒状弹性体是在分子内具有选自聚丁二烯结构、聚硅氧烷结构、聚(甲基)丙烯酸酯结构、聚亚烷基结构、聚亚烷基氧基结构、聚异戊二烯结构、聚异丁烯结构、及聚碳酸酯结构中的至少一种结构的树脂。
8.根据权利要求7所述的树脂组合物,其中,非颗粒状弹性体包含聚丁二烯树脂。
9.根据权利要求8所述的树脂组合物,其中,非颗粒状弹性体包含选自含有酚式羟基的聚丁二烯树脂、及含有环氧基的聚丁二烯树脂中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的树脂组合物,其进一步包含(D)固化剂。
11.根据权利要求10所述的树脂组合物,其中,(D)成分包含活性酯系固化剂。
12.根据权利要求10所述的树脂组合物,其中,将树脂组合物中的(B)成分以外的不挥发成分设为100质量%时,(D)成分的含量为30质量%以上。
13.一种固化物,其是权利要求1~12中任一项所述的树脂组合物的固化物。
14.一种片状层叠材料,其含有权利要求1~12中任一项所述的树脂组合物。
15.一种树脂片材,其具有:
支承体、以及
设置于该支承体上的由权利要求1~12中任一项所述的树脂组合物形成的树脂组合物层。
16.一种印刷布线板,其具备由权利要求1~12中任一项所述的树脂组合物的固化物形成的绝缘层。
17.一种半导体装置,其包含权利要求16所述的印刷布线板。
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