JPWO2018074278A1 - 樹脂組成物、樹脂組成物の製造方法、プリプレグ、樹脂付きフィルム、樹脂付き金属箔、金属張積層板、及び配線板 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態1に係る樹脂組成物は、前記熱硬化性樹脂として、炭素−炭素不飽和二重結合を有する置換基により末端変性された変性ポリフェニレンエーテル化合物を含み、前記硬化剤として、炭素−炭素不飽和二重結合を分子中に有する架橋型硬化剤を含む。すなわち、本実施形態1に係る樹脂組成物は、炭素−炭素不飽和二重結合を有する置換基により末端変性された変性ポリフェニレンエーテル化合物と、炭素−炭素不飽和二重結合を分子中に有する架橋型硬化剤と、難燃剤とを含有する。
本実施形態2に係る樹脂組成物は、前記熱硬化性樹脂として、ポリフェニレンエーテル化合物と、エポキシ化合物とを含み、前記硬化剤として、シアネートエステル化合物を含む。すなわち、本実施形態2に係る樹脂組成物は、ポリフェニレンエーテル化合物と、エポキシ化合物と、シアネートエステル化合物と、難燃剤とを含有する。
まず、上記実施形態1に係る実施例を説明する。
本実施例において、樹脂組成物を調製する際に用いる各成分について説明する。
変性PPE−1:ポリフェニレンエーテルの末端水酸基をメタクリル基で変性した変性ポリフェニレンエーテル化合物(式(22)に示す構造を有する変性ポリフェニレンエーテル化合物、SABICイノベーティブプラスチックス社製のSA9000、重量平均分子量Mw1700、末端官能基数2個)
変性PPE−2:
ポリフェニレンエーテルとクロロメチルスチレンとを反応させて得られた変性ポリフェニレンエーテル化合物である。
ここで、εは、吸光係数を示し、4700L/mol・cmである。また、OPLは、セル光路長であり、1cmである。
TAIC:トリアリルイソシアヌレート(日本化成株式会社製のTAIC、重量平均分子量Mw249、末端二重結合数3個)
DVB:ジビニルベンゼン(新日鐵住金株式会社製のDVB、末端二重結合数2個)
(相溶性リン化合物)
リン酸エステル化合物:芳香族縮合リン酸エステル化合物(大八化学工業株式会社製のPX−200:リン濃度9質量%)
ホスファゼン化合物:環状ホスファゼン化合物(大塚化学株式会社製のSPB−100:リン濃度13質量%)
(非相溶性リン化合物)
ホスフィン酸塩化合物:トリスジエチルホスフィン酸アルミニウム(クラリアントジャパン株式会社製のエクソリットOP−935:リン濃度23質量%)
ジフェニルホスフィンオキサイド化合物:パラキシリレンビスジフェニルホスフィンオキサイド(晋一化工有限公司製のPQ60、リン濃度12質量%)
(反応開始剤)
過酸化物:1,3−ビス(ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン(日油株式会社製のパーブチルP)
(無機充填材)
シリカ:株式会社アドマテックス製のSC2500−SVJ
まず、各成分を表1に記載の配合割合で、固形分濃度が60質量%となるように、トルエンに添加し、混合させた。その混合物を、60分間攪拌することによって、ワニス状の樹脂組成物(ワニス)が得られた。
評価基板から、長さ125mm、幅12.5mmのテストピースを切り出した。そして、このテストピースについて、Underwriters Laboratoriesの“Test for Flammability of Plastic Materials−UL 94” に準じて、燃焼試験を行った。その結果、「V−0」レベルであれば、「○」と評価し、「V−1」以下のレベルであれば、「×」と、燃焼性を評価した。
(層間密着性−1)
まず、前記プリプレグを積層して得られた、多層の金属張積層板を、温度85℃、相対湿度85%の条件下で24時間放置した。この吸湿後の多層の金属張積層板における、最上面にあるプリプレグを引きはがした。そのとき、通常の接着状態であれば、「○」と評価し、異常な接着状態であれば、「×」と評価した。また、全面的には接着されている状態であるが、部分的に異常な接着状態の箇所が存在すれば、「△」と評価した。なお、通常の接着状態とは、多層の金属張積層板を構成するプリプレグとプリプレグとの接着強度が高く、最上面にあるプリプレグを引きはがそうとすると、プリプレグの界面で剥離するのではなく、プリプレグの樹脂とガラスクロスとの間で剥離する状態等を言う。また、異常な接着状態とは、通常の接着状態以外の接着状態である。具体的には、例えば、最上面にあるプリプレグを引きはがそうとすると、多層の金属張積層板を構成するプリプレグとプリプレグとの界面で剥離する状態等が挙げられる。
まず、前記プリプレグを硬化して得られた絶縁層をコア材とし、このコア材を、温度85℃、相対湿度85%の条件下で24時間放置した。この吸湿後のコア材の上に、前記プリプレグを積層して得られた、多層の金属張積層板における、最上面にあるプリプレグを引きはがした。そのとき、通常の接着状態であれば、「○」と評価し、異常な接着状態であれば、「×」と評価した。また、全面的には接着されている状態であるが、部分的に異常な接着状態の箇所が存在すれば、「△」と評価した。なお、通常の接着状態とは、多層の金属張積層板を構成するプリプレグとプリプレグとの接着強度が高く、最上面にあるプリプレグを引きはがそうとすると、プリプレグの界面で剥離するのではなく、プリプレグの樹脂とガラスクロスとの間で剥離する状態等を言う。また、異常な接着状態とは、通常の接着状態以外の接着状態である。具体的には、例えば、最上面にあるプリプレグを引きはがそうとすると、多層の金属張積層板を構成するプリプレグとプリプレグとの界面で剥離する状態等が挙げられる。
セイコーインスツルメンツ株式会社製の粘弾性スペクトロメータ「DMS100」を用いて、プリプレグのTgを測定した。このとき、曲げモジュールで周波数を10Hzとして動的粘弾性測定(DMA)を行い、昇温速度5℃/分の条件で室温から280℃まで昇温した際のtanδが極大を示す温度をTgとした。
1GHzにおける評価基板の比誘電率及び誘電正接を、IPC−TM650−2.5.5.9に準拠の方法で測定した。具体的には、インピーダンスアナライザ(アジレント・テクノロジー株式会社製のRFインピーダンスアナライザ HP4291B)を用い、1GHzにおける評価基板の比誘電率及び誘電正接を測定した。
評価基板を薬液処理した後、目視で確認した。その結果、色目変化を確認できない場合は、「○」と評価し、わずかな色目変化が確認される場合は、「△」と評価し、明らかな色目変化が確認される場合は、「×」と評価した。
次に、上記実施形態2に係る実施例を説明する。
本実施例において、樹脂組成物を調製する際に用いる各成分について説明する。
PPE:ポリフェニレンエーテル(式(29)に示す構造を有するポリフェニレンエーテル、SABICイノベーティブプラスチックス社製のSA90、固有粘度(IV)0.083dl/g、末端水酸基数2個、重量平均分子量Mw1700)
(エポキシ化合物)
ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製のエピクロンHP7200、平均エポキシ基数2.3個)
ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂(DIC株式会社製のエピクロンN865、平均エポキシ基数5.6個)
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(DIC株式会社製のエピクロンN680、平均エポキシ基数6個)
(シアネートエステル化合物)
ビスフェノールA型シアネートエステル化合物(2,2−ビス(4−シアナートフェニル)プロパン、ロンザジャパン株式会社製のBadcy)
(相溶性リン化合物)
リン酸エステル化合物:芳香族縮合リン酸エステル化合物(大八化学工業株式会社製のPX−200:リン濃度9質量%)
ホスファゼン化合物:環状ホスファゼン化合物(大塚化学株式会社製のSPB−100:リン濃度13質量%)
(非相溶性リン化合物)
ホスフィン酸塩化合物:トリスジエチルホスフィン酸アルミニウム(クラリアントジャパン株式会社製のエクソリットOP−935:リン濃度23質量%)
ジフェニルホスフィンオキサイド化合物:パラキシリレンビスジフェニルホスフィンオキサイド(晋一化工有限公司製のPQ60、リン濃度12質量%)
(金属石鹸)
オクタン酸亜鉛(DIC株式会社製)
(無機充填材)
シリカ:株式会社アドマテックス製のSC2500−SEJ
まず、各成分を表2に記載の配合割合(質量部)で、固形分濃度が60質量%となるように、トルエンに添加し、混合させた。その混合物を、60分間攪拌することによって、ワニス状の樹脂組成物(ワニス)が得られた。
評価基板から、長さ125mm、幅12.5mmのテストピースを切り出した。そして、このテストピースについて、Underwriters Laboratoriesの“Test for Flammability of Plastic Materials−UL 94” に準じて、燃焼試験を行った。その結果、「V−0」レベルであれば、「○」と評価し、「V−1」以下のレベルであれば、「×」と、燃焼性を評価した。
評価基板のプリプレグ間の引きはがし強さ(層間密着強度)を、JIS C 6481に準拠して測定した。このとき、幅20mm、長さ100mmの試験片上に幅10mm、長さ100mmのパターンを形成し、最上面にあるプリプレグを引っ張り試験器により50mm/分の速度で引きはがし、その時の引きはがし強さ(N/mm)を、層間密着強度として測定した。
吸湿半田耐熱性は、JIS C 6481に準拠の方法で測定した。具体的には、評価基板を、121℃、2気圧(0.2MPa)、2時間のプレッシャークッカーテスト(PCT)を行い、各サンプルで行い、サンプル数5個で、260℃の半田槽中に20秒間浸漬し、ミーズリングや膨れ等の発生の有無を目視で観察した。ミーズリングや膨れ等の発生が確認できなければ、「○」と評価し、発生が確認できれば、「×」と評価した。また、別途、260℃の半田槽の代わりに、288℃の半田槽を用いて、同様の評価を行った。
セイコーインスツルメンツ株式会社製の粘弾性スペクトロメータ「DMS100」を用いて、プリプレグのTgを測定した。このとき、曲げモジュールで周波数を10Hzとして動的粘弾性測定(DMA)を行い、昇温速度5℃/分の条件で室温から280℃まで昇温した際のtanδが極大を示す温度をTgとした。
1GHzにおける評価基板の比誘電率及び誘電正接を、IPC−TM650−2.5.5.9に準拠の方法で測定した。具体的には、インピーダンスアナライザ(アジレント・テクノロジー株式会社製のRFインピーダンスアナライザ HP4291B)を用い、1GHzにおける評価基板の比誘電率及び誘電正接を測定した。
評価基板を薬液処理した後、目視で確認した。その結果、色目変化を確認できない場合は、「○」と評価し、わずかな色目変化が確認される場合は、「△」と評価し、明らかな色目変化が確認される場合は、「×」と評価した。
次に、ポリフェニレンエーテル化合物とエポキシ化合物とを予め反応(プレリアクト)させた場合について説明する。すなわち、ポリフェニレンエーテル化合物として、ポリフェニレンエーテルの水酸基の少なくとも一部を、前記エポキシ化合物のエポキシ基で予め反応させた反応生成物を含む樹脂組成物に係る実施例を説明する。
PPEと、下記ビスフェノールA型エポキシ樹脂と、下記触媒とを、表3に記載の配合割合(質量部)となるように、各成分をトルエンに添加した後、100℃で6時間攪拌させた。そうすることによって、PPEとビスフェノールA型エポキシ樹脂とが予め反応(プレリアクト)した反応生成物が得られた。このとき得られた反応生成物には、未反応のエポキシ化合物が含まれていた。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(DIC株式会社製のエピクロン850S、平均エポキシ基数2個)
(プレリアクト時の触媒)
2E4MZ:2−エチル−4−イミダゾール(四国化成工業株式会社製)
実施例Y1〜Y8におけるポリフェニレンエーテル化合物及びエポキシ化合物の代わりに、上記反応生成物を用い、表3に示す配合割合にしたこと以外、実施例Y1〜Y8と同様にして、樹脂組成物を得た。
Claims (19)
- 熱硬化性樹脂と、
前記熱硬化性樹脂と反応する硬化剤と、
難燃剤とを含有し、
前記難燃剤が、前記熱硬化性樹脂と前記硬化剤との混合物に相溶する相溶性リン化合物と、前記混合物に相溶しない非相溶性リン化合物とを含有し、
前記相溶性リン化合物の含有量は、前記熱硬化性樹脂及び前記硬化剤の合計100質量部に対して、1〜3.5質量部であり、
前記非相溶性リン化合物の含有量は、前記熱硬化性樹脂及び前記硬化剤の合計100質量部に対して、14〜30質量部であることを特徴とする樹脂組成物。 - 前記相溶性リン化合物と前記非相溶性リン化合物との含有比が、質量比で3:97〜19:81である請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記相溶性リン化合物が、ホスファゼン化合物であり、
前記非相溶性リン化合物が、ホスフィン酸塩化合物である請求項1又は請求項2に記載の樹脂組成物。 - 前記熱硬化性樹脂が、炭素−炭素不飽和二重結合を有する置換基により末端変性された変性ポリフェニレンエーテル化合物を含み、
前記硬化剤が、炭素−炭素不飽和二重結合を分子中に有する架橋型硬化剤を含む請求項1〜3のいずれか1項に記載の樹脂組成物。 - 前記架橋型硬化剤は、重量平均分子量が100〜5000であり、1分子中に平均1〜20個の前記炭素−炭素不飽和二重結合を有する請求項4に記載の樹脂組成物。
- 前記架橋型硬化剤が、トリアルケニルイソシアヌレート化合物、分子中にアクリル基を2個以上有する多官能アクリレート化合物、分子中にメタクリル基を2個以上有する多官能メタクリレート化合物、及び分子中にビニル基を2個以上有する多官能ビニル化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項4又は請求項5に記載の樹脂組成物。
- 前記変性ポリフェニレンエーテル化合物は、重量平均分子量が500〜5000であり、1分子中に平均1〜5個の前記置換基を有する請求項4〜6のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記変性ポリフェニレンエーテル化合物の末端における前記置換基が、ビニルベンジル基、アクリレート基、及びメタクリレート基からなる群から選ばれる少なくとも1種を有する置換基である請求項4〜7のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記変性ポリフェニレンエーテル化合物と前記架橋型硬化剤との含有比が、質量比で90:10〜30:70である請求項4〜8のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記熱硬化性樹脂が、ポリフェニレンエーテル化合物と、1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物とを含み、
前記硬化剤が、シアネートエステル化合物を含む請求項1〜3のいずれか1項に記載の樹脂組成物。 - 前記ポリフェニレンエーテル化合物が、ポリフェニレンエーテルの水酸基の少なくとも一部を、前記エポキシ化合物のエポキシ基で予め反応させた反応生成物を含む請求項10に記載の樹脂組成物。
- 前記エポキシ化合物が、ビスフェノール型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、ジシクロペンタジエン型エポキシ化合物、及びビスフェノールAノボラック型エポキシ化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項10又は請求項11に記載の樹脂組成物。
- ポリフェニレンエーテル化合物の水酸基の少なくとも一部を、1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有するエポキシ化合物のエポキシ基で反応させる工程と、
前記反応によって得られた反応生成物と、シアネートエステル化合物と、難燃剤とを混合する工程とを備え、
前記難燃剤が、前記ポリフェニレンエーテル化合物、前記エポキシ化合物、及び前記シアネートエステル化合物の混合物に相溶する相溶性リン化合物と、前記混合物に相溶しない非相溶リン化合物とを含有し、
前記相溶性リン化合物の含有量は、前記ポリフェニレンエーテル化合物、前記エポキシ化合物及び前記シアネートエステル化合物の合計100質量部に対して、1〜3.5質量部であり、
前記非相溶性リン化合物の含有量は、前記ポリフェニレンエーテル化合物、前記エポキシ化合物及び前記シアネートエステル化合物の合計100質量部に対して、14〜30質量部であることを特徴とする樹脂組成物の製造方法。 - 請求項1〜12のいずれか1項に記載の樹脂組成物又は前記樹脂組成物の半硬化物と、繊維質基材とを備えることを特徴とするプリプレグ。
- 請求項1〜12のいずれか1項に記載の樹脂組成物又は前記樹脂組成物の半硬化物を含む樹脂層と、支持フィルムとを備えることを特徴とする樹脂付きフィルム。
- 請求項1〜12のいずれか1項に記載の樹脂組成物又は前記樹脂組成物の半硬化物を含む樹脂層と、金属箔とを備えることを特徴とする樹脂付き金属箔。
- 請求項1〜12のいずれか1項に記載の樹脂組成物の硬化物を含む絶縁層と、金属箔とを備えることを特徴とする金属張積層板。
- 請求項1〜12のいずれか1項に記載の樹脂組成物の硬化物を含む絶縁層と、配線とを備えることを特徴とする配線板。
- 前記絶縁層を複数有し、
前記配線が、前記絶縁層と前記絶縁層との間に配置される請求項18に記載の配線板。
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