JP2014001274A - 硬化性樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、ポリフェニレンエーテルを含む硬化性樹脂組成物であって、該ポリフェニレンエーテル1分子当たりの平均フェノール性水酸基数が0.3個以上であり,
該ポリフェニレンエーテルが、数平均分子量が8,000を超えるポリフェニレンエーテル成分を、ポリフェニレンエーテル全量に対して75質量%以上の量で含み、該硬化性樹脂組成物の硬化時樹脂フロー量が0.3%以上15%以下であり、かつ1GHzでの誘電正接:0.005以下、及びガラス転移温度:170℃以上を有する硬化物を与える、硬化性樹脂組成物を提供する。
【選択図】なし
Description
すなわち、本発明は以下の通りである。
該ポリフェニレンエーテル1分子当たりの平均フェノール性水酸基数が0.3個以上であり、
該ポリフェニレンエーテルが、数平均分子量が8,000を超えるポリフェニレンエーテル成分を、ポリフェニレンエーテル全量に対して75質量%以上の量で含み、
該硬化性樹脂組成物の下記条件で測定される硬化時樹脂フロー量が0.3%以上15%以下であり、
該硬化性樹脂組成物から下記条件で作製された誘電正接測定用試料が、1GHzでの誘電正接:0.005以下を有し、
該硬化性樹脂組成物から下記条件で作製されたガラス転移温度測定用及び色示測定用の試料が、ガラス転移温度:170℃以上を有し、
該硬化性樹脂組成物から下記条件で作製された白色度測定用試料が、L*a*b*表色系での白色度:85以上、及びb*値:9以下を有し、
該硬化時樹脂フロー量は、該硬化性樹脂組成物が樹脂含量60±2質量%となるよう、IPC Style 2116規格ガラスクロスに含浸されてなる150mm角のプリプレグを2枚重ねて積層板前駆体を得て、該積層板前駆体を下記条件(a)にて成形し、流れ出した樹脂部を取り除いて積層板を作製したときにおける、該積層板の質量(g)、及び該積層板前駆体の質量(g)から、下記式:
硬化時樹脂フロー量(%)=(積層板前駆体の質量(g)−積層板の質量(g))/積層板前駆体の質量(g)×100
に従って算出される値であり、
該誘電正接測定用試料は、該硬化性樹脂組成物が樹脂含量60±2質量%となるようIPC Style 2116規格ガラスクロスに含浸されてなるプリプレグを16枚重ね、下記条件(a)にて成形されており、
該ガラス転移温度測定用試料は、該硬化性樹脂組成物が樹脂含量60±2質量%となるようIPC Style 2116規格ガラスクロスに含浸されてなるプリプレグを2枚重ね、下記条件(a)にて成形されており、
該白色度測定用試料は、該硬化性樹脂組成物が樹脂含量60±2質量%となるようIPC Style 2116規格ガラスクロスに含浸されてなるプリプレグである、
硬化性樹脂組成物。
条件(a)
室温から昇温速度3℃/分で加熱しながら圧力5kg/cm2の条件で真空プレスを行い、130℃まで達したら昇温速度3℃/分で加熱しながら圧力30kg/cm2の条件で真空プレスを行い、200℃まで達したら温度を200℃に保ったまま圧力30kg/cm2、時間60分間の条件で真空プレスを行う。
[2] 該ポリフェニレンエーテルが、
(A−1)1分子当たりの平均フェノール性水酸基数が0.5個未満であり、かつ数平均分子量が1,000以上8,000以下であるポリフェニレンエーテル成分、及び
(A−2)該数平均分子量が8,000を超えるポリフェニレンエーテル成分、
を含み、該(A−1)と該(A−2)との合計質量100質量%を基準として、該(A−1)の含有量が1質量%以上25質量%以下であり、かつ該(A−2)の含有量が75質量%以上99質量%以下である、上記[1]に記載の硬化性樹脂組成物。
[3] 該(A−1)1分子当たりの平均フェノール性水酸基数が0.5個未満であり、かつ数平均分子量が1,000以上8,000以下であるポリフェニレンエーテル成分が、ポリフェニレンエーテルの分子末端の少なくとも1個のフェノール性水酸基がベンジル基に置換された構造を有するベンジル化ポリフェニレンエーテルである、上記[2]に記載の硬化性樹脂組成物。
[4] 該ポリフェニレンエーテル(A)と、分子内に2個以上のビニル基を持つモノマー(B)と、反応開始剤(C)とを含み、該ポリフェニレンエーテル(A)と該モノマー(B)との合計100質量部に対して、該モノマー(B)の含有量が10質量部以上70質量部以下であり、かつ該反応開始剤(C)の含有量が1質量部以上10質量部以下である、上記[1]〜[3]のいずれかに記載の硬化性樹脂組成物。
[5] 該モノマー(B)がトリアリルイソシアヌレート(TAIC)である、上記[4]に記載の硬化性樹脂組成物。
[6] 更に難燃剤を含む、上記[4]又は[5]に記載の硬化性樹脂組成物。
[7] 上記[1]〜[6]のいずれかに記載の硬化性樹脂組成物と基材とを含み、L*a*b*表色系での白色度:85以上、及びb*値:9以下を有する、プリント配線板用プリプレグ。
[8] 上記[1]〜[6]のいずれかに記載の硬化性樹脂組成物の硬化物と基材とを含む、プリント配線板。
硬化時樹脂フロー量(%)=(積層板前駆体の質量(g)−積層板の質量(g))/積層板前駆体の質量(g)×100
に従って算出される値である。
εr=(t×Cp)/{π×(d/2)2×ε0
(t:試料厚み〔m〕、d:電極直径、f:測定周波数〔Hz〕、ε0:真空の誘電率=8.854×10-12〔F/m〕)
後述する分子内に2個以上のビニル基を持つモノマーを使用配合し、その使用配合量を調製する方法、等である。
1分子当たりの平均フェノール性水酸基数=水酸基の数/数平均分子数
(A−1)1分子当たりの平均フェノール性水酸基数が0.5個未満であり、かつ数平均分子量が1,000以上8,000以下であるポリフェニレンエーテル成分、及び
(A−2)数平均分子量が8,000を超えるポリフェニレンエーテル成分
を含み、(A−1)と(A−2)との合計質量100質量%を基準として、(A−1)の含有量が1質量%以上25質量%以下であり、かつ(A−2)の含有量が75質量%以上99質量%以下である。
で表される単位構造を含むポリフェニレンエーテル分子鎖を表す。]
で表される構造を有する。
で表されるベンジル化合物との反応によって得られる。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィ分析(GPC)を用い、分子量既知の標準ポリスチレンの溶出時間との比較で数平均分子量を求めた。
測定装置にはHLC−8220GPC(東ソー株式会社製)を用い、カラム:Shodex LF−804×2(昭和電工株式会社製)、溶離液:50℃のクロロホルム、検出器:RI、の条件で測定を行った。
吸光度から求めたポリフェニンエーテルに含まれるフェノール性水酸基数と、平均分子量から求めたポリフェニンエーテルの分子数とを用い、1分子当たりの平均フェノール性水酸基数を求めた。
先ず、高分子論文集,vol.51,No.7(1994),第480頁記載の方法に準拠し、ポリフェニレンエーテルの塩化メチレン溶液にテトラメチルアンモニウムハイドロオキシド溶液を加えて得た試料の波長318nmにおける吸光度変化を紫外可視吸光光度計で測定した値から水酸基の数を求めた。
別途、ポリフェニレンエーテルの数平均分子量を、上記(1)に従いゲルパーミエーションクロマトグラフィにより求め、この値を用いて、ポリフェニレンエーテルの分子数を求めた。これらの値から、下記式に従って、ポリフェニレンエーテルの1分子当たりの平均水酸基数を算出した。
1分子当たりの平均フェノール性水酸基数=水酸基の数/数平均分子数
プリプレグを加熱加圧成形して積層板を作製する際に、流れ出した樹脂の質量の、もとの質量(加熱加圧成形に供したプリプレグ)に対する割合として求めた。
積層板前駆体の質量(g)と積層板の質量(g)とを用い、下記式より、硬化性樹脂組成物の硬化時樹脂フロー量(%)を求めた。
硬化時樹脂フロー量(%)=(積層板前駆体の質量(g)−積層板の質量(g))/積層板前駆体の質量(g)×100
積層板の動的粘弾性を測定し、tanδが最大となる温度を求めた。
測定装置としてARESS(TAインスツルメンツ社製)を用い、試験片:長さ約45mm、幅約12.5mm及び厚さ約3mm、ひねりモード、周波数:10rad/sの条件で測定を行った。
積層板の1GHzにおける誘電率及び誘電正接を、インピーダンスアナライザーを用いて測定した。
測定装置としてインピーダンスアナライザー(4291B op.002 with 16453A,16454A、AgilentTechnologies社製)を用い、試験片厚さ:約2mm、電圧:100mV、周波数:1MHz〜1.8GHzの条件で測定し、掃引回数100回の平均値として求めた。
積層板を吸水加速試験に供し、増加した質量から吸水率を求めた。
積層板を50mm角に切り出し試験片を作製した。該試験片を130℃で30分乾燥した後、質量を測定し、加速試験前の質量(g)とした。次いで、温度:121℃、圧力:2atm、時間:4時間、の条件で加速試験を行った後の質量を測定し、加速試験後の質量(g)とした。
加速試験前の質量(g)と加速試験後の質量(g)とを用い、下記式により吸水率を算出し、試験片4枚の測定値の平均値を求めた。
吸水率(質量%)=(加速試験前の質量―加速試験後質量)/加速試験前の質量×100
上記(6)に記載の吸水率の測定後の積層板を用い、288℃及び260℃でのはんだ耐熱試験を行った。吸水加速試験後の積層板を、288℃又は260℃のはんだ浴に20秒間浸漬し、目視による観察を行った。288℃のはんだ浴へ浸漬しても、膨れ、剥離及び白化の何れも確認されなかった積層板については「はんだ耐熱288℃」と評価した。また、288℃のはんだ浴への浸漬により、膨れ、剥離及び白化の何れか1つ以上が発生したが、260℃のはんだ浴へ浸漬しても、膨れ、剥離及び白化の何れも確認されなかった積層板については「はんだ耐熱260℃」と評価した。また、260℃のはんだ浴への浸漬により、膨れ、剥離及び白化の何れか1つ以上が発生した積層板は「不合格」と評価した。
銅張積層板の銅箔を一定速度で引き剥がす際の応力を測定した。後述の方法で作製した、35μm銅箔(GTS−MP箔、古川電気工業株式会社製)を用いた銅張積層板を、幅15mm×長さ150mmのサイズに切り出し、オートグラフ(AG−5000D、株式会社島津製作所製)を用い、銅箔を除去面に対し90℃の角度で50mm/分の速度で引き剥がした際の荷重の平均値を測定し、5回の測定の平均値を求めた。
分光測色計(CM−2600d/KONICA MINOLTA SENSING社製)を用いて測定した。
SCI(正反射光含む)モードのL*値、a*値、b*値を用い、ハンター白色度、及びb*を求めた。
なお、ハンター白色度は下式より算出して求めた。
ハンター白色度=100−((100−L)2+(a2+b2))1/2
任意に選出した検査員3人により、同一のプリプレグ(500mm×550mm、100枚)の異物数を目視で評価した。
検査環境は1200〜1500ルクス、検査時間は10分とした。
なお、プリプレグとの色調の違い(例えば、黒色、茶色、銀色、灰色等)等により、明らかに外来混入物と判断できるものを異物とした。
ポリフェニレンエーテル:S202A(旭化成ケミカルズ製、数平均分子量19,000、1分子当たりの平均フェノール性水酸基数1.84個)
低分子量・メタクリル化ポリフェニレンエーテル:MX9000(SABIC製、数平均分子量1,100、1分子当たりの平均フェノール性水酸基数0.04個)
ビスフェノールA:東京化成工業製
6質量%ナフテン酸コバルトミネラルスピリット溶液:和光純薬工業製
ベンゾイルパーオキサイド溶液:ナイパーBMT K−40(日油製、ベンゾイルパーオキサイドの40質量%キシレン溶液)
テトラブチルアンモニウムヨージド:和光純薬工業製
塩化ベンジル:東京化成工業製
クロロメチルスチレン:和光純薬工業製
トリアリルイソシアヌレート:TAIC(日本化成製)
水添スチレン系熱可塑性エラストマー:タフテックH1041(旭化成製)
シリカ:球状シリカ(龍森製)
デカブロモジフェニルエタン:SAYTEX8010(アルベマールジャパン製)
α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシ−m−イソプロピル)ベンゼン:パーブチルP(日油製)
クレゾール・ノボラック骨格フェノール樹脂:郡栄化学工業社製 グレード:レヂトップPSM−4261
2,6−キシレノール:東京化成工業製
t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート:Perbutyl I(日油製)
90℃に加温されたオイルバスに10Lのフラスコを設置し、フラスコ内部に毎分30mlで窒素ガスを導入した。以降、操作は常に窒素ガス気流下で行った。ここにポリフェニレンエーテル1kg、及びトルエン3kgを入れ、攪拌溶解させた。更に80gのビスフェノールAをメタノール350gに溶かした溶液を上記フラスコに攪拌しながら加えた。5分間攪拌を続けた後、6質量%ナフテン酸コバルトミネラルスピリット溶液3mlを注射器で加え、5分間攪拌を続けた。続いてベンゾイルパーオキサイド溶液375gにトルエン1125gを加えて、ベンゾイルパーオキサイド濃度が10質量%になるように希釈した溶液を滴下ロートに入れ、上記フラスコに2時間かけて滴下していった。滴下終了後、更に2時間加熱及び攪拌を続け、低分子量化ポリフェニレンエーテルを得た。得られた低分子量化ポリフェニレンエーテルの数平均分子量は2,800であり、1分子当たりの平均フェノール性水酸基数は1.96個であった。
製造例1と同様の方法で、メタノールを添加してポリフェニレンエーテルを沈殿させる前の工程まで行い、低分子量・ポリフェニレンエーテルを含む反応液を得た。該反応液の温度を50℃に下げ、水酸化ナトリウム340gをイオン交換水3050gに溶解させた水溶液とテトラブチルアンモニウムヨード31gとを加えて、5分間撹拌した。続いて、塩化ベンジル1070gを加えてから温度50℃で4時間撹拌を続け、低分子量・ベンジル化ポリフェニレンエーテルを含む反応液を得た。これに多量のメタノールを加え、低分子量・ベンジル化ポリフェニレネーテルを沈殿させ、ろ別後、乾燥させて低分子量・ベンジル化ポリフェニレンエーテル−1を得た。
得られた低分子量・ベンジル化ポリフェニレンエーテル−1の数平均分子量は3,000、1分子当たりの平均フェノール性水酸基数は0.01個であった。
ビスフェノールAを100g、ビスフェノールAを溶解させるメタノールを440gとし、さらにベンゾイルパーオキサイド溶液を425gとする以外は製造例1と同様にして低分子量・ポリフェニレンエーテルを製造し、該低分子量・ポリフェニレンエーテルを用いて製造例2と同様の方法で低分子量・ベンジル化ポリフェニレンエーテル−2を得た。
得られた低分子量・ベンジル化ポリフェニレンエーテル−2の数平均分子量は2,400、1分子当たりの平均フェノール性水酸基数は0.02個であった。
ビスフェノールAを130g、ビスフェノールAを溶解させるメタノールを570gとし、さらにベンゾイルパーオキサイド溶液を475gとする以外は製造例1と同様にして低分子量・ポリフェニレンエーテルを製造し、該低分子量・ポリフェニレンエーテルを用いて製造例2と同様の方法で低分子量・ベンジル化ポリフェニレンエーテル−2を得た。
得られた低分子量・ベンジル化ポリフェニレンエーテルの数平均分子量は1,500、1分子当たりの平均フェノール性水酸基数は0.04個であった。
塩化ベンジル1070gをクロロメチルスチレン1290gに変更する以外は製造例2と同様の方法で、低分子量・ビニルベンジル化ポリフェニレンエーテルを得た。
得られた低分子量・ビニルベンジル化ポリフェニレンエーテルの数平均分子量は3,100、1分子当たりの平均フェノール性水酸基数は0.05個であった。
表1に示す樹脂組成のワニスをトルエンを用いて混合し、ワニスを調製した。上記ワニスをガラスクロス(旭シュエーベル株式会社製、商品名「2116」)に含浸させ、乾燥することにより樹脂含有量60質量%のプリプレグを得た。このプリプレグを用いて、前述の方法で硬化時樹脂フロー量を測定した。
Claims (8)
- ポリフェニレンエーテルを含む硬化性樹脂組成物であって、
前記ポリフェニレンエーテル1分子当たりの平均フェノール性水酸基数が0.3個以上であり、
前記ポリフェニレンエーテルが、数平均分子量が8,000を超えるポリフェニレンエーテル成分を、ポリフェニレンエーテル全量に対して75質量%以上の量で含み、
前記硬化性樹脂組成物の下記条件で測定される硬化時樹脂フロー量が0.3%以上15%以下であり、
前記硬化性樹脂組成物から下記条件で作製された誘電正接測定用試料が、1GHzでの誘電正接:0.005以下を有し、
前記硬化性樹脂組成物から下記条件で作製されたガラス転移温度測定用試料が、ガラス転移温度:170℃以上を有し、
前記硬化性樹脂組成物から下記条件で作製された白色度測定用試料が、L*a*b*表色系での白色度:85以上、及びb*値:9以下を有し、
前記硬化時樹脂フロー量は、前記硬化性樹脂組成物が樹脂含量60±2質量%となるよう、IPC Style 2116規格ガラスクロスに含浸されてなる150mm角のプリプレグを2枚重ねて積層板前駆体を得て、前記積層板前駆体を下記条件(a)にて成形し、流れ出した樹脂部を取り除いて積層板を作製したときにおける、前記積層板の質量(g)、及び前記積層板前駆体の質量(g)から、下記式:
硬化時樹脂フロー量(%)=(積層板前駆体の質量(g)−積層板の質量(g))/積層板前駆体の質量(g)×100
に従って算出される値であり、
前記誘電正接測定用試料は、前記硬化性樹脂組成物が樹脂含量60±2質量%となるようIPC Style 2116規格ガラスクロスに含浸されてなるプリプレグを16枚重ね、下記条件(a)にて成形されており、
前記ガラス転移温度測定用試料は、前記硬化性樹脂組成物が樹脂含量60±2質量%となるようIPC Style 2116規格ガラスクロスに含浸されてなるプリプレグを2枚重ね、下記条件(a)にて成形されており、
前記白色度測定用試料は、前記硬化性樹脂組成物が樹脂含量60±2質量%となるようIPC Style 2116規格ガラスクロスに含浸されてなるプリプレグである、
硬化性樹脂組成物。
条件(a)
室温から昇温速度3℃/分で加熱しながら圧力5kg/cm2の条件で真空プレスを行い、130℃まで達したら昇温速度3℃/分で加熱しながら圧力30kg/cm2の条件で真空プレスを行い、200℃まで達したら温度を200℃に保ったまま圧力30kg/cm2、時間60分間の条件で真空プレスを行う。 - 前記ポリフェニレンエーテルが、
(A−1)1分子当たりの平均フェノール性水酸基数が0.5個未満であり、かつ数平均分子量が1,000以上8,000以下であるポリフェニレンエーテル成分、及び
(A−2)前記数平均分子量が8,000を超えるポリフェニレンエーテル成分、
を含み、前記(A−1)と前記(A−2)との合計質量100質量%を基準として、前記(A−1)の含有量が1質量%以上25質量%以下であり、かつ前記(A−2)の含有量が75質量%以上99質量%以下である、請求項1に記載の硬化性樹脂組成物。 - 前記(A−1)1分子当たりの平均フェノール性水酸基数が0.5個未満であり、かつ数平均分子量が1,000以上8,000以下であるポリフェニレンエーテル成分が、ポリフェニレンエーテルの分子末端の少なくとも1個のフェノール性水酸基がベンジル基に置換された構造を有するベンジル化ポリフェニレンエーテルである、請求項2に記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記ポリフェニレンエーテル(A)と、分子内に2個以上のビニル基を持つモノマー(B)と、反応開始剤(C)とを含み、前記ポリフェニレンエーテル(A)と前記モノマー(B)との合計100質量部に対して、前記モノマー(B)の含有量が10質量部以上70質量部以下であり、かつ前記反応開始剤(C)の含有量が1質量部以上10質量部以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物。
- 前記モノマー(B)がトリアリルイソシアヌレート(TAIC)である、請求項4に記載の硬化性樹脂組成物。
- 更に難燃剤を含む、請求項4又は5に記載の硬化性樹脂組成物。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物と基材とを含み、L*a*b*表色系での白色度:85以上、及びb*値:9以下を有する、プリント配線板用プリプレグ。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の硬化性樹脂組成物の硬化物と基材とを含む、プリント配線板。
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