JPWO2020096036A1 - 樹脂組成物、プリプレグ、積層板、樹脂フィルム、多層プリント配線板及びミリ波レーダー用多層プリント配線板 - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、特許文献1及び2に記載の樹脂組成物は、GHz領域における高周波特性、導体との接着性、低熱膨張係数、難燃性が総合的に不十分であったり、ポリフェニレンエーテルと熱硬化性樹脂との相容性が低いことにより耐熱性が低下することがあった。
(式中、R1は各々独立に、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子である。xは0〜4の整数である。)
すなわち、本発明は、下記[1]〜[15]に関するものである。
(B)N−置換マレイミド基を2個以上有するマレイミド化合物及びその誘導体からなる群から選択される1種以上と、
(C)エチレン性不飽和結合を2個以上有する架橋剤と、
を含有してなる、樹脂組成物。
[2]前記(C)成分が、前記2個以上のエチレン性不飽和結合を、ビニル基として有するものである、上記[1]に記載の樹脂組成物。
[3]前記(C)成分が、前記2個以上のエチレン性不飽和結合を、1,2−ビニル基として有するポリブタジエンである、上記[2]に記載の樹脂組成物。
[4]前記ポリブタジエンを構成するブタジエン由来の全構造単位に対して、1,2−ビニル構造を有する構造単位の含有量が、50モル%以上である、上記[3]に記載の樹脂組成物。
[5]前記ポリブタジエンの数平均分子量が、500〜10,000である、上記[3]又は[4]に記載の樹脂組成物。
[6]前記(C)成分の含有量が、樹脂組成物中の樹脂成分の総和100質量部に対して、5〜60質量部である、上記[1]〜[5]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[7]前記(A)成分が、下記一般式(a1−1)で表される構造を含む、上記[1]〜[6]のいずれかに記載の樹脂組成物。
(式中、Ra1は炭素数2〜10のエチレン性不飽和結合含有基である。n1は1又は2であり、n2は0又は1である。*は、他の構造への結合位置を示す。)
[8]前記(A)成分が、記一般式(a1−2)で表される構造を含む、上記[1]〜[7]のいずれかに記載の樹脂組成物。
(式中、Ra2及びRa3は、各々独立に、炭素数2〜10のエチレン性不飽和結合含有基である。*は、他の構造への結合位置を示す。)
[9]前記(A)成分において、エチレン性不飽和結合含有基の数が、2個以上である、上記[1]〜[8]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[10]前記(B)成分が、N−置換マレイミド基を2個以上有するマレイミド化合物(b1)由来の構造単位とジアミン化合物(b2)由来の構造単位とを有する、上記[1]〜[9]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[11]上記[1]〜[10]のいずれかに記載の樹脂組成物を含有してなるプリプレグ。
[12]上記[11]に記載のプリプレグと金属箔とを含有してなる積層板。
[13]上記[1]〜[10]のいずれかに記載の樹脂組成物を含有してなる樹脂フィルム。
[14]上記[11]に記載のプリプレグ、上記[12]に記載の積層板及び上記[13]に記載の樹脂フィルムからなる群から選択される1種以上を含有してなる多層プリント配線板。
[15]上記[11]に記載のプリプレグ、上記[12]に記載の積層板及び上記[13]に記載の樹脂フィルムからなる群から選択される1種以上を含有してなるミリ波レーダー用多層プリント配線板。
また、本明細書に例示する各成分及び材料は、特に断らない限り、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。本明細書において、組成物中の各成分の含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
本明細書における記載事項を任意に組み合わせた態様も本発明に含まれる。
本実施形態の樹脂組成物は、
(A)エチレン性不飽和結合含有基を有するポリフェニレンエーテル誘導体[以下、単にポリフェニレンエーテル誘導体(A)又は(A)成分と略称することがある。]と、
(B)N−置換マレイミド基を2個以上有するマレイミド化合物及びその誘導体からなる群から選択される1種以上[以下、単にマレイミド化合物(B)又は(B)成分と略称することがある。]と、
(C)エチレン性不飽和結合を2個以上有する架橋剤[以下、単に架橋剤(C)又は(C)成分と略称することがある。]と、
を含有してなる、樹脂組成物である。
以下、各成分について順に詳述する。
ポリフェニレンエーテル誘導体(A)は、エチレン性不飽和結合含有基を有するものである。
なお、本明細書において、「エチレン性不飽和結合含有基」とは、付加反応が可能な炭素−炭素二重結合を含有する置換基を意味し、芳香環の二重結合は含まないものとする。
(A)成分が、片末端にエチレン性不飽和結合含有基を有するポリフェニレンエーテル誘導体を含有する場合、(A)成分中、片末端にエチレン性不飽和結合含有基を有するポリフェニレンエーテル誘導体の含有量は、30質量%以上であってもよく、45質量%以上であってもよく、55質量%以上であってもよく、70質量%以上であってもよく、90質量%以上であってもよく、実質的に100質量%であってもよい。
なお、本明細書において、マレイミド基、(メタ)アクリロイル基等のように、一部に不飽和脂肪族炭化水素基を有しているが、その基全体として見たときに不飽和脂肪族炭化水素基とは言えない基は、上記「不飽和脂肪族炭化水素基」に含まれないものとする。
(A1)成分は、エチレン性不飽和結合含有基として不飽和脂肪族炭化水素基を有するポリフェニレンエーテル誘導体である。
(A1)成分が、1分子中に有する不飽和脂肪族炭化水素基の数は、10GHz帯以上の高周波数帯における誘電特性の観点から、好ましくは2個以上、より好ましくは4個以上であり、上限値に特に制限はなく、8個以下であってもよいし、6個以下であってもよい。さらには、(A1)成分が片末端に有する不飽和脂肪族炭化水素基の数は、10GHz帯以上の高周波数帯における誘電特性の観点から、好ましくは2個以上、より好ましくは4個以上であり、上限値に特に制限はなく、8個以下であってもよいし、6個以下であってもよい。
(A1)成分が有する不飽和脂肪族炭化水素基の数及び(A1)成分が片末端に有する不飽和脂肪族炭化水素基の数は、いずれも4個であることが最も好ましい。
(式(a1−1)中、Ra1は、各々独立に、炭素数2〜10の不飽和脂肪族炭化水素基である。n1は1又は2であり、n2は0又は1である。*は、他の構造への結合位置を示す。)
(式(a1−2)中、Ra2及びRa3は、各々独立に、炭素数2〜10の不飽和脂肪族炭化水素基である。*は、他の構造への結合位置を示す。)
上記一般式(a1−4)中のXa1が表す炭素数1〜6の2価の脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基等の炭素数1〜6のアルキレン基;イソプロピリデン基等の炭素数2〜6のアルキリデン基などが挙げられる。これらの中でも、メチレン基、イソプロピリデン基が好ましく、イソプロピリデン基がより好ましい。
上記一般式(a1−5)中のXa2が表す2価の有機基としては、一部にヘテロ原子を含有していてもよい脂肪族炭化水素基、一部にヘテロ原子を含有していてもよい脂環式炭化水素基、一部にヘテロ原子を含有していてもよい芳香族炭化水素基、並びにこれらの任意の組み合わせからなる基等が挙げられる。上記ヘテロ原子としては、酸素原子、窒素原子、硫黄原子等が挙げられる。Xa2が表す2価の有機基としては、ヘテロ原子を含有していない基であることが好ましく、ヘテロ原子を含有していない脂肪族炭化水素基、ヘテロ原子を含有していない脂環式炭化水素基がより好ましく、ヘテロ原子を含有していない脂肪族炭化水素基とヘテロ原子を含有していない脂環式炭化水素基との組み合わせからなる基であることがさらに好ましい。
(式中、Xa2は上記一般式(a1−5)中のXa2と同じである。*は、他の構造への結合位置を示す。)
(式中、Ra11は、各々独立に、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子である。n3は0〜4の整数である。)
以上の中でも、Ra11としては、好ましくは炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基である。
n3は0〜4の整数であり、1又は2の整数であってもよく、2であってもよい。なお、n3が1又は2である場合、Ra11はベンゼン環上のオルト位(但し、酸素原子の置換位置を基準とする。)に置換していてもよい。また、n3が2以上である場合、複数のRa11同士は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
上記一般式(a−1)で表される構造単位としては、具体的には、下記一般式(a−1’)で表される構造単位であってもよい。
(式中、Xa2は上記一般式(a1−5)中のXa2と同じである。n4〜n6は、各々独立に、1〜200の整数である。)
上記一般式(a1−6)〜(a1−8)のいずれにおいても、n4〜n6の値が異なるポリフェニレンエーテル誘導体の混合物であってもよく、通常、混合物となる傾向にある。
ポリフェニレンエーテル誘導体(A1)の数平均分子量としては、好ましくは1,000〜25,000である。ポリフェニレンエーテル誘導体(A1)の数平均分子量が1,000以上であると、10GHz帯以上の高周波数帯における誘電特性がより一層良好となる傾向にあり、25,000以下であると、樹脂組成物の相容性が良好となり、長期間放置しておいても分離し難くなる傾向にある。同様の観点から、ポリフェニレンエーテル誘導体(A1)の数平均分子量は、より好ましくは2,000〜20,000、さらに好ましくは3,000〜10,000、特に好ましくは4,000〜6,000である。
なお、本明細書において、数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、標準ポリスチレンを用いた検量線から換算した値であり、より詳細には実施例に記載の測定方法により求めた値である。
以下、(A1)成分の製造方法の一態様について説明するが、特に下記説明に限定されるものではない。
例えば、上記一般式(a1−1)〜(a1−5)のいずれかで表される構造を含むフェノール化合物[以下、不飽和脂肪族炭化水素基含有フェノール化合物(1)と略称することがある。]と、数平均分子量3,000〜30,000のポリフェニレンエーテル[以下、原料ポリフェニレンエーテルと略称することがある。]を有機溶媒中で、再分配反応をさせることによりポリフェニレンエーテルの低分子量化を伴いながら、ポリフェニレンエーテル誘導体(A1)を製造することができる。
不飽和脂肪族炭化水素基含有フェノール化合物(1)の使用量としては、特に制限されるものではないが、例えば、不飽和脂肪族炭化水素基含有フェノール化合物(1)と反応させる原料ポリフェニレンエーテルの数平均分子量が3,000〜30,000であれば、該原料ポリフェニレンエーテル1モルに対する不飽和脂肪族炭化水素基含有フェノール化合物(1)の水酸基が1〜10モル、好ましくは2〜6モルとなる量で使用することにより、数平均分子量が上記した好ましい範囲内の(A1)成分が得られる。
この工程での反応温度及び反応時間は、公知の再分配反応時における反応条件を適用でき、適宜調整すればよいが、作業性及びゲル化抑制の観点、並びに上記所望の数平均分子量の(A1)成分を得る観点から、例えば、反応温度70〜110℃、反応時間1〜8時間の条件としてもよい。
(A2)成分は、エチレン性不飽和結合含有基としてマレイミド基を有するポリフェニレンエーテル誘導体であり、1分子中におけるマレイミド基の数は、10GHz帯以上の高周波数帯における誘電特性の観点から、好ましくは1個以上であり、5個以下であってもよく、3個以下であってもよく、2個以下であってもよい。
(式中、Ra12は、各々独立に、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子である。m1は0〜4の整数である。Xa3は、下記一般式(a2−2)、(a2−3)、(a2−4)又は(a2−5)で表される2価の基である。)
m1は0〜4の整数であり、0〜2の整数であってもよく、0であってもよい。m1が2以上の整数である場合、複数のRa12同士は同一であっても異なっていてもよい。
Xa3が表す、一般式(a2−2)、(a2−3)、(a2−4)又は(a2−5)で表される2価の基は、以下のとおりである。
(式中、Ra13は、各々独立に、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子である。m2は0〜4の整数である。)
Ra13が表す炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基、ハロゲン原子としては、Ra12の場合と同様に説明される。
m2は0〜4の整数であり、入手容易性の観点から、0〜2の整数であってもよく、0又は1であってもよく、0であってもよい。m2が2以上の整数である場合、複数のRa13同士は同一であっても異なっていてもよい。
(式中、Ra14及びRa15は、各々独立に、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子である。Xa4は炭素数1〜5のアルキレン基、炭素数2〜5のアルキリデン基、エーテル基、スルフィド基、スルホニル基、カルボニルオキシ基、ケト基、単結合、又は下記一般式(a2−3−1)で表される2価の基である。m3及びm4は各々独立に0〜4の整数である。)
Ra14及びRa15が表す炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基、ハロゲン原子としては、Ra12の場合と同じものが挙げられる。該脂肪族炭化水素基としては、炭素数1〜3の脂肪族炭化水素基であってもよく、メチル基、エチル基であってもよく、エチル基であってもよい。
Xa4が表す炭素数1〜5のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、1,2−ジメチレン基、1,3−トリメチレン基、1,4−テトラメチレン基、1,5−ペンタメチレン基等が挙げられる。該アルキレン基としては、高周波特性(低誘電率、低誘電正接)、導体との接着性、耐熱性、ガラス転移温度、熱膨張係数及び難燃性の観点から、炭素数1〜3のアルキレン基であってもよく、メチレン基であってもよい。
Xa4が表す炭素数2〜5のアルキリデン基としては、例えば、エチリデン基、プロピリデン基、イソプロピリデン基、ブチリデン基、イソブチリデン基、ペンチリデン基、イソペンチリデン基等が挙げられる。これらの中でも、高周波特性(低誘電率、低誘電正接)、導体との接着性、耐熱性、ガラス転移温度、熱膨張係数及び難燃性の観点から、イソプロピリデン基であってもよい。
Xa4としては、上記選択肢の中でも、炭素数1〜5のアルキレン基、炭素数2〜5のアルキリデン基であってもよい。
m3及びm4は各々独立に0〜4の整数であり、入手容易性の観点から、いずれも、0〜2の整数であってもよく、0又は2であってもよい。m3又はm4が2以上の整数である場合、複数のRa14同士又はRa15同士は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
なお、Xa4が表す一般式(a2−3−1)で表される2価の基は以下のとおりである。
(式中、Ra16及びRa17は、各々独立に、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子である。Xa5は炭素数1〜5のアルキレン基、イソプロピリデン基、エーテル基、スルフィド基、スルホニル基、カルボニルオキシ基、ケト基又は単結合である。m5及びm6は各々独立に0〜4の整数である。)
Ra16及びRa17が表す炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基、ハロゲン原子としては、Ra14及びRa15の場合と同様に説明される。
Xa5が表す炭素数1〜5のアルキレン基、炭素数2〜5のアルキリデン基としては、Xa4が表す炭素数1〜5のアルキレン基、炭素数2〜5のアルキリデン基と同じものが挙げられる。
Xa5としては、上記選択肢の中から、炭素数2〜5のアルキリデン基を選択してもよい。
m5及びm6は0〜4の整数であり、入手容易性の観点から、いずれも、0〜2の整数であってもよく、0又は1であってもよく、0であってもよい。m5又はm6が2以上の整数である場合、複数のRa16同士又はRa17同士は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
(式中、Ra18及びRa19は各々独立に、水素原子又は炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基である。m8は1〜8の整数である。)
Ra18及びRa19が表す炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基、ハロゲン原子としては、Ra12の場合と同様に説明される。
m8は1〜8の整数であり、1〜3の整数であってもよく、1であってもよい。
(式中、Xa3、Ra11、Ra12、n3及びm1は上記定義のとおりである。m9は1以上の整数である。)
m9は、1〜300の整数であってもよく、10〜250の整数であってもよく、30〜200の整数であってもよく、50〜150の整数であってもよい。
(A2)成分の数平均分子量としては、好ましくは4,000〜12,000、より好ましくは5,000〜10,000、さらに好ましくは6,000〜8,000である。(A2)成分の数平均分子量が4,000以上であると、より良好なガラス転移温度が得られる傾向にあり、12,000以下であると、より良好な成形性が得られる傾向にある。
(A2)成分は、例えば、以下の製造方法によって得ることができる。
まず、下記一般式(a2−10)で表されるアミノフェノール化合物[以下、アミノフェノール化合物(AP)と略称することがある。]と、例えば、数平均分子量15,000〜25,000のポリフェニレンエーテルを有機溶媒中で、公知の再分配反応をさせることにより、ポリフェニレンエーテルの低分子量化を伴いながら、1分子中に第一級アミノ基を有するポリフェニレンエーテル化合物(A'')[以下、単に、ポリフェニレンエーテル化合物(A'')と略称することがある。]を製造し、次いで、前記ポリフェニレンエーテル化合物(A'')と下記一般式(a2−11)で表されるビスマレイミド化合物[以下、ビスマレイミド化合物(BM)と略称することがある。]をマイケル付加反応させることによって、(A2)成分を製造することができる。
アミノフェノール化合物(AP)の配合量としては、特に制限されるものではないが、例えば、アミノフェノール化合物(AP)と反応させる上記ポリフェニレンエーテルの数平均分子量が15,000〜25,000であれば、該ポリフェニレンエーテル100質量部に対して0.5〜6質量部の範囲で使用することにより、数平均分子量が4,000〜12,000である(A2)成分が得られる。
これらの中でも、上記一般式(a2−7)を含むポリフェニレンエーテル誘導体が得られ、安価であるという観点からは、ビス(4−マレイミドフェニル)メタンが好ましく、上記一般式(a2−8)を含むポリフェニレンエーテル誘導体が得られ、誘電特性に優れ、低吸水性であるという観点からは、3,3’−ジメチル−5,5’−ジエチル−4,4’−ジフェニルメタンビスマレイミドが好ましく、上記一般式(a2−9)を含むポリフェニレンエーテル誘導体が得られ、導体との高接着性及び機械特性(伸び、破断強度等)に優れるという観点からは、2,2−ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパンが好ましい。
なお、(A2)成分を製造後は、反応器から取り出す際の作業性、(A2)成分に種々の熱硬化性樹脂を加えて、本実施形態の樹脂組成物とする際の使用状況(例えば、プリプレグの製造に適した溶液粘度、溶液濃度)等に合わせて、適宜、溶液中の有機溶媒の一部又は全部を除去して濃縮してもよく、有機溶媒を追加して希釈してもよい。追加する際の有機溶媒は特に制限はなく、上述した1種以上の有機溶媒が適用できる。
まず、ポリフェニレンエーテル化合物(A'')は、GPC測定から数平均分子量15,000〜25,000のポリフェニレンエーテルよりも分子量が低下し、且つ原材料のアミノフェノール化合物(AP)のピークが消失していること、またIR測定から3300〜3500cm−1の第一級アミノ基の出現により所望のポリフェニレンエーテル化合物(A'')が製造されていることを確認できる。次いで(A2)成分は、再沈殿により精製後、IR測定から3300〜3500cm−1の第一級アミノ基のピークの消失と、1700〜1730cm−1のマレイミドのカルボニル基のピークの出現を確認することにより、所望の(A2)成分が製造されていることを確認できる。
マレイミド化合物(B)は、N−置換マレイミド基を2個以上有するマレイミド化合物及びその誘導体からなる群から選択される1種以上である。該マレイミド化合物(B)は、ポリフェニレンエーテル誘導体(A)を包含しない。さらに、マレイミド化合物(B)は、上記一般式(a−1)で表される構造単位を含有しないものであり、また、ポリフェニレンエーテル骨格を含有しないものである。
また、上記「その誘導体」としては、上記N−置換マレイミド基を2個以上有するマレイミド化合物と、後述するジアミン化合物(b2)等のアミン化合物との付加反応物などが挙げられる。
マレイミド化合物(B)としては、有機溶媒への溶解性、相容性、導体との接着性、及び10GHz帯以上の高周波数帯における誘電特性の観点から、N−置換マレイミド基を2個以上有するマレイミド化合物の誘導体が好ましく、N−置換マレイミド基を2個以上有するマレイミド化合物(b1)[以下、単にマレイミド化合物(b1)又は(b1)成分と略称することがある。]由来の構造単位とジアミン化合物(b2)由来の構造単位とを有するポリアミノビスマレイミド化合物[以下、ポリアミノビスマレイミド化合物(B1)又は(B1)成分と略称することがある。]であることがより好ましい。
なお、(b1)成分由来の構造単位及び(b2)成分由来の構造単位は、各々について、1種であってもよく、2種以上の組み合わせであってもよい。
(式中、Xb1は2価の有機基を示し、*は他の構造への結合位置を示す。)
Xb1が表す2価の有機基としては、下記一般式(b1−3)、(b1−4)、(b1−5)又は(b1−6)で表される基が挙げられる。
(式中、Rb1は、各々独立に、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子である。p1は0〜4の整数である。)
Rb1が表す炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基等が挙げられる。該脂肪族炭化水素基としては、炭素数1〜3の脂肪族炭化水素基であってもよく、メチル基であってもよい。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
p1は0〜4の整数であり、入手容易性の観点から、0〜2の整数であってもよく、0又は1であってもよく、0であってもよい。p1が2以上の整数である場合、複数のRb1同士は同一であっても異なっていてもよい。
(式中、Rb2及びRb3は、各々独立に、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子である。Xb2は炭素数1〜5のアルキレン基、炭素数2〜5のアルキリデン基、エーテル基、スルフィド基、スルホニル基、カルボニルオキシ基、ケト基、単結合、又は下記一般式(b1−4−1)で表される2価の基である。p2及びp3は各々独立に0〜4の整数である。)
Rb2及びRb3が表す炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基、ハロゲン原子としては、Rb1の場合と同じものが挙げられる。該脂肪族炭化水素基としては、炭素数1〜3の脂肪族炭化水素基であってもよく、メチル基、エチル基であってもよく、エチル基であってもよい。
Xb2が表す炭素数1〜5のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、1,2−ジメチレン基、1,3−トリメチレン基、1,4−テトラメチレン基、1,5−ペンタメチレン基等が挙げられる。該アルキレン基としては、高周波特性(低誘電率、低誘電正接)、導体との接着性、耐熱性、ガラス転移温度、熱膨張係数及び難燃性の観点から、炭素数1〜3のアルキレン基であってもよく、メチレン基であってもよい。
Xb2が表す炭素数2〜5のアルキリデン基としては、例えば、エチリデン基、プロピリデン基、イソプロピリデン基、ブチリデン基、イソブチリデン基、ペンチリデン基、イソペンチリデン基等が挙げられる。これらの中でも、高周波特性(低誘電率、低誘電正接)、導体との接着性、耐熱性、ガラス転移温度、熱膨張係数及び難燃性の観点から、イソプロピリデン基であってもよい。
Xb2としては、上記選択肢の中でも、炭素数1〜5のアルキレン基、炭素数2〜5のアルキリデン基であってもよい。
p2及びp3は各々独立に0〜4の整数であり、入手容易性の観点から、いずれも、0〜2の整数であってもよく、0又は2であってもよい。p2又はp3が2以上の整数である場合、複数のRb2同士又はRb3同士は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
なお、Xb2が表す一般式(b1−4−1)で表される2価の基は以下のとおりである。
(式中、Rb4及びRb5は、各々独立に、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子である。Xb3は炭素数1〜5のアルキレン基、イソプロピリデン基、エーテル基、スルフィド基、スルホニル基、カルボニルオキシ基、ケト基又は単結合である。p4及びp5は各々独立に0〜4の整数である。)
Rb4及びRb5が表す炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基、ハロゲン原子としては、Rb1の場合と同様に説明される。
Xb3が表す炭素数1〜5のアルキレン基、炭素数2〜5のアルキリデン基としては、Xb2が表す炭素数1〜5のアルキレン基、炭素数2〜5のアルキリデン基と同じものが挙げられる。
Xb3としては、上記選択肢の中から、炭素数2〜5のアルキリデン基を選択してもよい。
p4及びp5は0〜4の整数であり、入手容易性の観点から、いずれも、0〜2の整数であってもよく、0又は1であってもよく、0であってもよい。p4又はp5が2以上の整数である場合、複数のRb4同士又はRb5同士は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
(式中、Rb6及びRb7は各々独立に、水素原子又は炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基である。p7は1〜8の整数である。)
Rb6及びRb7が表す炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基、ハロゲン原子としては、Rb1の場合と同様に説明される。
p7は1〜8の整数であり、1〜3の整数であってもよく、1であってもよい。
(波線は、マレイミド基中の窒素原子との結合位置を示す。)
(b2)成分としては、例えば、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジエチルジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルケトン、4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジヒドロキシベンジジン、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、3,3’−ジメチル−5,5’−ジエチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、1,3−ビス〔1−[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−1−メチルエチル〕ベンゼン、1,4−ビス〔1−[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−1−メチルエチル〕ベンゼン、4,4’−[1,3−フェニレンビス(1−メチルエチリデン)]ビスアニリン、4,4’−[1,4−フェニレンビス(1−メチルエチリデン)]ビスアニリン、3,3’−[1,3−フェニレンビス(1−メチルエチリデン)]ビスアニリン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン等が挙げられる。
(式中、Rb11及びRb12は、各々独立に、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基、炭素数1〜5のアルコキシ基、水酸基又はハロゲン原子である。Xb5は、炭素数1〜5のアルキレン基、炭素数2〜5のアルキリデン基、エーテル基、スルフィド基、スルホニル基、カルボニルオキシ基、ケト基、フルオレニレン基、単結合、又は下記一般式(b2−3−1)もしくは(b2−3−2)で表される2価の基である。p8及びp9は各々独立に0〜4の整数である。)
(式中、Rb13及びRb14は、各々独立に、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子である。Xb6は炭素数1〜5のアルキレン基、イソプロピリデン基、m−フェニレンジイソプロピリデン基、p−フェニレンジイソプロピリデン基、エーテル基、スルフィド基、スルホニル基、カルボニルオキシ基、ケト基又は単結合である。p10及びp11は各々独立に0〜4の整数である。)
(式中、Rb15は、各々独立に、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子である。Xb7及びXb8は各々独立に、炭素数1〜5のアルキレン基、イソプロピリデン基、エーテル基、スルフィド基、スルホニル基、カルボニルオキシ基、ケト基又は単結合である。p12は0〜4の整数である。)
上記一般式(b2−3)、(b2−3−1)又は(b2−3−2)中のXb5及びXb6が表す炭素数1〜5のアルキレン基、並びにXb5が表す炭素数2〜5のアルキリデン基としては、上記一般式(b1−4)中のXb2の場合と同様に説明される。また、上記一般式(b2−3−2)中のXb7及びXb8が表す炭素数1〜5のアルキレン基は、上記一般式(b1−4)中のXb2の場合と同様に説明される。
p8及びp9は0〜4の整数であり、入手容易性の観点から、いずれも、0〜2の整数であってもよく、0又は2であってもよい。p10及びp11は0〜4の整数であり、入手容易性の観点から、いずれも、0〜2の整数であってもよく、0又は1であってもよく、0であってもよい。p12は0〜4の整数であり、入手容易性の観点から、0〜2の整数であってもよく、0であってもよい。
(B1)成分は、例えば、(b1)成分と(b2)成分とを有機溶媒中で反応させることで製造することができる。
(b1)成分と(b2)成分とを反応させてポリアミノビスマレイミド化合物(B1)を製造する際には、必要に応じて反応触媒を使用することもできる。反応触媒としては、制限されるものではないが、例えば、p−トルエンスルホン酸等の酸性触媒;トリエチルアミン、ピリジン、トリブチルアミン等のアミン類;メチルイミダゾール、フェニルイミダゾール等のイミダゾール類;トリフェニルホスフィン等のリン系触媒などが挙げられる。これらは1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。また、反応触媒の配合量に特に制限はないが、例えば、(b1)成分及び(b2)成分の合計量100質量部に対して、0.01〜5質量部使用すればよい。
また、この工程では有機溶媒を追加又は濃縮して反応原料の固形分濃度及び溶液粘度を調整することができる。反応原料の固形分濃度は、特に限定されないが、例えば、好ましくは10〜90質量%、より好ましくは20〜80質量%である。反応原料の固形分濃度が10質量%以上であると、反応速度が遅くなりすぎず、製造コストの面で有利となる傾向にある。また、反応原料の固形分濃度が90質量%以下であると、より良好な溶解性が得られ、撹拌効率が良くなり、ゲル化し難い傾向にある。
本実施形態の樹脂組成物において、(A)成分の含有量に特に制限はないが、10GHz帯以上の高周波数帯における誘電特性の観点から、樹脂組成物中の樹脂成分の総和100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは1〜20質量部、さらに好ましくは2〜10質量部、特に好ましくは3〜7質量部である。
ここで、本明細書において、「樹脂成分」とは、(A)成分、(B)成分、(C)成分、さらに、任意に使用する(D)成分のことを指す。つまり、樹脂組成物が(D)成分を含有しない場合には、「樹脂成分」は(A)成分、(B)成分及び(C)成分を指し、樹脂組成物が(D)成分を含有する場合には、「樹脂成分」には、(A)成分、(B)成分、(C)成分及び(D)成分が含まれる。
(B)成分の含有量に特に制限はないが、10GHz帯以上の高周波数帯における誘電特性及び成形性の観点から、樹脂組成物中の樹脂成分の総和100質量部に対して、好ましくは10〜90質量部、より好ましくは20〜80質量部、さらに好ましくは30〜70質量部、特に好ましくは35〜60質量部である。
(A)成分と(B)成分の含有割合[(A)/(B)]に特に制限はないが、質量比で、好ましくは1/99〜80/20、より好ましくは3/97〜75/25、さらに好ましくは5/95〜70/30、よりさらに好ましくは5/95〜50/50、特に好ましくは5/95〜20/80、最も好ましくは5/95〜15/85である。含有割合[(A)/(B)]が1/99以上であると、10GHz帯以上の高周波数帯において優れた誘電特性が得られる傾向にあり、80/20以下であると、耐熱性、成形性及び加工性が優れる傾向にある。
架橋剤(C)は、エチレン性不飽和結合を2個以上有する架橋剤である。
本実施形態の樹脂組成物は、架橋剤(C)を含有することにより、特に、耐熱性及び誘電特性に優れたものとなる。その要因は定かではないが、次のように予想される。
本実施形態の樹脂組成物に含まれるポリフェニレンエーテル誘導体(A)は、反応性基としてエチレン性不飽和結合を有し、(A)成分同士又は(B)成分と反応して硬化物を形成し得るものである。しかしながら、(A)成分は、ポリマーであることに起因して、他成分との混和性が十分に得られなかったり、反応点となるエチレン性不飽和結合は分子鎖の末端等の一部に存在することから、他の反応性基と十分な反応性が得られない場合がある。本実施形態の樹脂組成物においては、架橋剤(C)を適用することによって、(A)成分のエチレン性不飽和結合の近傍に、(架橋剤(C)に由来する)エチレン性不飽和結合が存在する確率が高まり、(A)成分のエチレン性不飽和結合が反応し易い環境が作られていると予想される。これによって、従来よりも(A)成分の反応性が向上し、優れた耐熱性及び誘電特性が得られたものと推測される。更には、架橋剤(C)の適用によって、形成される硬化物の三次元架橋構造をより緻密化することが可能になり、より一層、優れた耐熱性及び誘電特性が得られたものと推測される。
これらの中でも、他の樹脂との相容性、誘電特性、低熱膨張性及び耐熱性の観点から、2個以上のエチレン性不飽和結合をビニル基として有するポリマーが好ましく、1,2−ビニル基を2個以上有するポリブタジエン、1,2−ビニル基を2個以上有するブタジエン−スチレン共重合体がより好ましく、1,2−ビニル基を2個以上有するポリブタジエンがさらに好ましい。
なお、本明細書中、単に「ポリブタジエン」と記載する場合は、ブタジエンホモポリマーを意味するものとする。すなわち、(C)成分としては、1,2−ビニル基を2個以上有するブタジエンホモポリマーが好ましい。
(C)成分は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
本実施形態の樹脂組成物は、さらにその他の成分を含有してなるものであってもよい。その他の成分としては、例えば、スチレン系熱可塑性エラストマー(D)[以下、(D)成分と略称することがある。]、無機充填材(E)[以下、(E)成分と略称することがある。]、硬化促進剤(F)[以下、(F)成分と略称することがある。]及び難燃剤(G)[以下、(G)成分と略称することがある。]から選択される1種以上が挙げられる。これらを含有させることにより、積層板とした際の諸特性をさらに向上させることができる。但し、本実施形態の樹脂組成物は、所望する性能に応じて、(D)成分、(E)成分、(F)成分及び(G)成分から選択される1種以上を含有しないものであってもよい。
以下、これらの成分について詳述する。
本実施形態の樹脂組成物にスチレン系熱可塑性エラストマー(D)を含有させることにより、10GHz帯以上の高周波数帯における誘電特性、成形性、導体との接着性、はんだ耐熱性、ガラス転移温度、熱膨張係数及び難燃性において良好となり、これらのバランスが良くなる傾向にある。
(D)成分としては、下記一般式(d−1)で表されるスチレン系化合物由来の構造単位(下記参照)を有する熱可塑性エラストマーであれば特に制限はなく、スチレン由来の構造単位(Rd1=水素原子、k=0)を有する熱可塑性エラストマーであってもよい。
(式中、Rd1は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基であり、Rd2は、炭素数1〜5のアルキル基である。kは、0〜5の整数である。)
kは、0〜2の整数であってもよく、0又は1であってもよく、0であってもよい。
(D)成分は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
上記ブタジエン由来の構造単位及び上記イソプレン由来の構造単位は、水素添加されていてもよい。水素添加されている場合、ブタジエン由来の構造単位はエチレン単位とブチレン単位とが混合した構造単位となり、イソプレン由来の構造単位はエチレン単位とプロピレン単位とが混合した構造単位となる。
SEBSの市販品としては、例えば、旭化成株式会社製のタフテック(登録商標)Hシリーズ、Mシリーズ、株式会社クラレ製のセプトン(登録商標)シリーズ、クレイトンポリマージャパン株式会社製のクレイトン(登録商標)Gポリマーシリーズ等が挙げられる。
本実施形態の樹脂組成物に無機充填材(E)を含有させることで、低熱膨張係数、高弾性率性、耐熱性及び難燃性を向上させることができる傾向にある。
(E)成分としては、特に制限されるものではないが、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、マイカ、ベリリア、チタン酸バリウム、チタン酸カリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、炭酸アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、ケイ酸アルミニウム、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、クレー(焼成クレー等)、タルク、ホウ酸アルミニウム、炭化ケイ素等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、熱膨張係数、弾性率、耐熱性及び難燃性の観点から、シリカ、アルミナ、マイカ、タルクが好ましく、シリカ、アルミナがより好ましく、シリカがさらに好ましい。シリカとしては、例えば、湿式法で製造され含水率の高い沈降シリカと、乾式法で製造され結合水等をほとんど含まない乾式法シリカが挙げられ、乾式法シリカとしては、さらに、製造法の違いにより破砕シリカ、フュームドシリカ、溶融シリカ(溶融球状シリカ)が挙げられる。
また、無機充填材(E)の形状及び粒径についても特に制限はない。例えば、粒径は、好ましくは0.01〜20μm、より好ましくは0.1〜10μmである。ここで、粒径とは、平均粒子径を指し、粒子の全体積を100%として粒子径による累積度数分布曲線を求めたとき、体積50%に相当する点の粒子径のことである。無機充填材(E)の粒径は、レーザ回折散乱法を用いた粒度分布測定装置等で測定することができる。
なお、カップリング剤を用いる場合、樹脂組成物中に(E)成分を配合した後、カップリング剤を添加する、いわゆるインテグラルブレンド処理方式であってもよいが、予め無機充填材にカップリング剤を乾式又は湿式で表面処理した無機充填材を使用する方式が好ましい。この方法を採用することで、より効果的に(E)成分の特長を発現できる。
本実施形態の樹脂組成物に硬化促進剤(F)を含有させることで、樹脂組成物の硬化性を向上させ、10GHz帯以上の高周波数帯における誘電特性、耐熱性、導体との接着性、弾性率及びガラス転移温度を向上させることができる傾向にある。
(F)成分としては、例えば、p−トルエンスルホン酸等の酸性触媒;トリエチルアミン、ピリジン、トリブチルアミン等のアミン化合物;メチルイミダゾール、フェニルイミダゾール、イソシアネートマスクイミダゾール(例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート樹脂と2−エチル−4−メチルイミダゾールの付加反応物等)等のイミダゾール化合物;第3級アミン化合物;第4級アンモニウム化合物;トリフェニルホスフィン等のリン系化合物;ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン等の有機過酸化物;マンガン、コバルト、亜鉛等のカルボン酸塩などが挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、耐熱性、ガラス転移温度及び保存安定性の観点から、イミダゾール化合物、有機過酸化物、カルボン酸塩であってもよく、耐熱性、ガラス転移温度、弾性率及び熱膨張係数の観点から、イミダゾール化合物と、有機過酸化物又はカルボン酸塩とを併用してもよい。また、有機過酸化物の中では、α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼンを選択してもよく、カルボン酸塩の中では、ナフテン酸マンガンを選択してもよい。
本実施形態の樹脂組成物に難燃剤(G)を含有させることで、樹脂組成物の難燃性を向上させることができる傾向にある。
(G)成分としては、リン系難燃剤、金属水和物、ハロゲン系難燃剤等が挙げられる。環境問題の観点から、リン系難燃剤及び金属水和物であってもよい。難燃剤(G)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。さらに、必要に応じて難燃助剤を含有させてもよい。
リン系難燃剤としては、一般的に難燃剤として使用されるもののうち、リン原子を含有するものであれば特に制限はなく、無機系のリン系難燃剤であってもよいし、有機系のリン系難燃剤であってもよい。なお、環境問題の観点から、ハロゲン原子を含有しないものが好ましい。10GHz帯以上の高周波数帯における誘電特性、導体との接着性、耐熱性、ガラス転移温度、熱膨張係数及び難燃性の観点からは、有機系のリン系難燃剤であってもよい。
無機系のリン系難燃剤としては、例えば、赤リン;リン酸一アンモニウム、リン酸二アンモニウム、リン酸三アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム等のリン酸アンモニウム;リン酸アミド等の無機系含窒素リン化合物;リン酸;ホスフィンオキシドなどが挙げられる。
有機系のリン系難燃剤としては、例えば、芳香族リン酸エステル、1置換ホスホン酸ジエステル、2置換ホスフィン酸エステル、2置換ホスフィン酸の金属塩、有機系含窒素リン化合物、環状有機リン化合物等が挙げられる。これらの中でも、芳香族リン酸エステル化合物、2置換ホスフィン酸の金属塩が好ましい。ここで、金属塩としては、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、アルミニウム塩、チタン塩、亜鉛塩のいずれかであってもよく、アルミニウム塩であってもよい。また、有機系のリン系難燃剤の中では、芳香族リン酸エステルが好ましい。
1置換ホスホン酸ジエステルとしては、例えば、フェニルホスホン酸ジビニル、フェニルホスホン酸ジアリル、フェニルホスホン酸ビス(1−ブテニル)等が挙げられる。
2置換ホスフィン酸エステルとしては、例えば、ジフェニルホスフィン酸フェニル、ジフェニルホスフィン酸メチル等が挙げられる。
2置換ホスフィン酸の金属塩としては、ジアルキルホスフィン酸の金属塩、ジアリルホスフィン酸の金属塩、ジビニルホスフィン酸の金属塩、ジアリールホスフィン酸の金属塩等が挙げられる。これら金属塩は、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、アルミニウム塩、チタン塩、亜鉛塩のいずれかであってもよく、アルミニウム塩を選択してもよい。
有機系含窒素リン化合物としては、例えば、ビス(2−アリルフェノキシ)ホスファゼン、ジクレジルホスファゼン等のホスファゼン化合物;リン酸メラミン;ピロリン酸メラミン;ポリリン酸メラミン;ポリリン酸メラムなどが挙げられる。
環状有機リン化合物としては、9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシド、10−(2,5−ジヒドロキシフェニル)−9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシド等が挙げられる。
これらの中でも、芳香族リン酸エステル、2置換ホスフィンが好ましく、1,3−フェニレンビス(ジ−2,6−キシレニルホスフェート)及びジアルキルホスフィン酸のアルミニウム塩が好ましい。
金属水和物としては、例えば、水酸化アルミニウムの水和物、水酸化マグネシウムの水和物等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。該金属水酸化物は無機充填材にも該当し得るが、難燃性を付与し得る材料の場合には難燃剤に分類する。
−ハロゲン系難燃剤−
ハロゲン系難燃剤としては、塩素系難燃剤、臭素系難燃剤等が挙げられる。塩素系難燃剤としては、例えば、塩素化パラフィン等が挙げられる。
本実施形態の樹脂組成物は、希釈することによって取り扱いを容易にするという観点及び後述するプリプレグを製造し易くする観点から、有機溶媒を含有させてもよい。有機溶媒を含有させた樹脂組成物は、一般的に、樹脂ワニス又はワニスと称されることがある。
該有機溶媒としては、特に制限されないが、例えば、エタノール、プロパノール、ブタノール、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒;テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒;トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族系溶媒;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等の窒素原子含有溶媒;ジメチルスルホキシド等の硫黄原子含有溶媒;γ−ブチロラクトン等のエステル系溶媒などが挙げられる。
これらの中でも、溶解性の観点から、アルコール系溶媒、ケトン系溶媒、窒素原子含有溶媒が好ましく、ケトン系溶媒がより好ましく、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンがさらに好ましく、メチルエチルケトンが特に好ましい。
有機溶媒は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本実施形態の樹脂組成物の硬化物(ガラスクロス等の繊維基材を含まない積層体及び樹脂フィルムの硬化物)の10GHzにおける誘電正接(Df)は、好ましくは0.0055以下、より好ましくは0.0050以下、さらに好ましくは0.0045以下、特に好ましくは0.0035以下、最も好ましくは0.0030以下である。上記誘電正接(Df)は小さい程好ましく、その下限値に特に制限はないが、他の物性とのバランスを考慮して、例えば、0.0015以上であってもよく、0.0020以上であってもよく、0.0023以上であってもよい。
なお、誘電率(Dk)及び誘電正接(Df)は、空洞共振器摂動法に準拠した値であり、より詳細には、実施例に記載する方法によって測定された値である。また、本明細書において、単に誘電率というとき、比誘電率を意味する。
本発明は、本実施形態の樹脂組成物とシート状繊維補強基材とを含有してなるプリプレグも提供する。該プリプレグは、本実施形態の樹脂組成物とシート状繊維補強基材とを用いて形成され、例えば、本実施形態の樹脂組成物を、シート状繊維補強基材に含浸又は塗工し、乾燥させることによって得ることができる。より具体的には、例えば、乾燥炉中で通常、80〜200℃の温度で、1〜30分間加熱乾燥し、半硬化(Bステージ化)させることにより本実施形態のプリプレグを製造することができる。樹脂組成物の使用量は、乾燥後のプリプレグ中の樹脂組成物由来の固形分濃度が30〜90質量%となるように決定することができる。固形分濃度を上記範囲とすることで、積層板とした際により良好な成形性が得られる傾向にある。
ホットメルト法は、樹脂組成物に有機溶媒を含有させず、(1)該樹脂組成物との剥離性の良い塗工紙に一旦コーティングし、それをシート状補強基材にラミネートする方法、又は(2)ダイコーターによりシート状補強基材に直接塗工する方法である。
一方、ソルベント法は、樹脂組成物に有機溶媒を含有させ、得られた樹脂組成物にシート状補強基材を浸漬して、樹脂組成物をシート状補強基材に含浸させ、その後、乾燥させる方法である。
本発明は、本実施形態の樹脂組成物を含有してなる樹脂フィルムも提供する。例えば、有機溶媒を含有する樹脂組成物、つまり樹脂ワニスを支持体へ塗布し、加熱乾燥させることによって、該樹脂フィルムを製造することができる。支持体としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等のポリオレフィンのフィルム;ポリエチレンテレフタレート(以下、「PET」ともいう)、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルのフィルム;ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルム等の各種プラスチックフィルムなどが挙げられる。また、支持体として、銅箔、アルミニウム箔等の金属箔、離型紙などを使用してもよい。支持体には、マット処理、コロナ処理等の表面処理が施してあってもよい。また、支持体には、シリコーン樹脂系離型剤、アルキッド樹脂系離型剤、フッ素樹脂系離型剤等による離型処理が施してあってもよい。
支持体の厚さは、特に限定されないが、好ましくは10〜150μm、より好ましくは25〜50μmである。
乾燥温度及び乾燥時間は、有機溶媒の使用量、及び使用する有機溶媒の沸点等に応じて適宜決定すればよいが、例えば、40〜60質量%程度の有機溶媒を含有する樹脂ワニスの場合、50〜150℃で3〜10分間程度乾燥させることにより、樹脂フィルムを好適に形成することができる。
本実施形態のプリプレグと金属箔とを含有してなる積層板を製造することもできる。具体的には、本実施形態のプリプレグ1枚の片面もしくは両面に金属箔を配置するか、又は本実施形態のプリプレグ2枚以上を重ねて得られるプリプレグの片面もしくは両面に金属箔を配置し、次いで加熱加圧成形することによって積層板を得ることができる。金属箔を有する積層板は、金属張積層板と称されることもある。
金属箔の金属としては、電気絶縁材料用途で用いられるものであれば特に制限されないが、導電性の観点から、銅、金、銀、ニッケル、白金、モリブデン、ルテニウム、アルミニウム、タングステン、鉄、チタン、クロム、又はこれらの金属元素を1種以上含有する合金であってもよく、銅、アルミニウムが好ましく、銅がより好ましい。
加熱加圧成形の条件は特に制限されるものではないが、例えば、温度が100〜300℃、圧力が0.2〜10MPa、時間が0.1〜5時間の範囲で実施することができる。また、加熱加圧成形は、真空プレス等を用いて真空状態を0.5〜5時間保持する方法を採用できる。
本実施形態の多層プリント配線板は、本実施形態のプリプレグ、本実施形態の樹脂フィルム及び本実施形態の積層板からなる群から選択される1種以上を含有してなるものである。本実施形態の多層プリント配線板は、本実施形態のプリプレグ、本実施形態の樹脂フィルム及び本実施形態の積層板からなる群から選択される1種以上を用いて、公知の方法によって、穴開け加工、金属めっき加工、金属箔のエッチング等による回路形成加工及び多層化接着加工を行うことによって製造することができる。
(数平均分子量の測定方法)
数平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、標準ポリスチレンを用いた検量線から換算した。検量線は、標準ポリスチレン:TSKstandard POLYSTYRENE(Type;A−2500、A−5000、F−1、F−2、F−4、F−10、F−20、F−40)[東ソー株式会社製、商品名]を用いて3次式で近似した。GPCの測定条件を、以下に示す。
装置:
ポンプ:L−6200型[株式会社日立ハイテクノロジーズ製]
検出器:L−3300型RI[株式会社日立ハイテクノロジーズ製]
カラムオーブン:L−655A−52[株式会社日立ハイテクノロジーズ製]
カラム:ガードカラム;TSK Guardcolumn HHR−L+カラム;TSKgel G4000HHR+TSKgel G2000HHR(すべて東ソー株式会社製、商品名)
カラムサイズ:6.0×40mm(ガードカラム)、7.8×300mm(カラム)
溶離液:テトラヒドロフラン
試料濃度:30mg/5mL
注入量:20μL
流量:1.00mL/分
測定温度:40℃
温度計、還流冷却管、撹拌装置を備えた加熱及び冷却可能な容積2Lのガラス製フラスコ容器に、トルエン、ポリフェニレンエーテル「ザイロン(登録商標)S203A」(商品名、旭化成株式会社製、数平均分子量=12,000)、及び下記一般式(1)で表されるアリル基含有化合物[以下、テトラアリルビスフェノール類と略称することがある。]を投入し、90〜100℃で撹拌しながら溶解した。なお、トルエンの使用量は反応濃度が35質量%になる量とした。
(式中、Xa2は2価の有機基であり、上記一般式(a1−5)中のXa2と同様に説明される。)
各成分の使用量を表1に示す。
温度計、還流冷却管、撹拌装置を備えた加熱及び冷却可能な容積2Lのガラス製フラスコ容器に、トルエン、ポリフェニレンエーテル「ザイロン(登録商標)S202A」(商品名、旭化成株式会社製、数平均分子量=16,000)、及びp−アミノフェノールを投入し、90℃で撹拌しながら溶解した。なお、トルエンの使用量は反応濃度が35質量%になる量とした。
溶解したことを目視で確認後、t−ブチルペルオキシイソプロピルモノカーボネート及びナフテン酸マンガンを添加し、溶液温度90℃で4時間、再分配反応させた後、70℃に冷却して分子末端に第一級アミノ基を有するポリフェニレンエーテル誘導体を得た。ここで、この反応溶液を少量取り出し、GPC測定(ポリスチレン換算、溶離液:テトラヒドロフラン)を行ったところ、p−アミノフェノールに由来するピークが消失し、且つポリフェニレンエーテル化合物の数平均分子量は約6,200であった。また少量取り出した反応溶液をメタノール/ベンゼン混合溶媒(混合質量比=1:1)に滴下し、再沈殿させて精製した固形分のFT−IR測定を行ったところ、3,400cm−1付近の第一級アミノ基由来のピークの出現が確認された。
この反応溶液を少量取り出し、上記同様に再沈殿、精製した固形物のFT−IR測定を行い、3,500cm−1付近の第一級アミノ基由来ピークの消失と、1,700〜1,730cm−1のカルボニル基の出現が確認された。またこの固形物のGPC(上記と同条件)を測定したところ、数平均分子量は約6,500であった。
各成分の使用量を表1に示す。
温度計、還流冷却管、撹拌装置を備えた加熱及び冷却可能な容積1Lのガラス製フラスコ容器に、マレイミド化合物(b1)として、2,2−ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパン、3,3’−ジメチル−5,5’−ジエチル−4,4’−ジフェニルメタンビスマレイミド、ジアミン化合物(b2)として、4,4’−[1,3−フェニレンビス(1−メチルエチリデン)]ビスアニリン及びプロピレングリコールモノメチルエーテルを投入し、液温を120℃に保ち、撹拌しながら3時間反応させた後、冷却及び200メッシュフィルターを通して濾過することにより、数平均分子量800のポリアミノビスマレイミド化合物(B−1)を製造した。
各成分の使用量を表2に示す。
実施例1〜5、比較例1
表3に記載の各成分を表3に記載の配合量(単位:質量部)に従って室温又は50〜80℃で加熱しながら撹拌及び混合して、固形分(不揮発分)濃度約50質量%の樹脂組成物を調製した。
各例で得た樹脂組成物を、厚さ38μmのPETフィルム(帝人株式会社製、商品名:G2−38)に塗工した後、170℃で5分間加熱乾燥して、Bステージ状態の樹脂フィルムを作製した。この樹脂フィルムをPETフィルムから剥離した後、粉砕して樹脂粉末とした。次いで、厚さ1mm×長さ50mm×幅35mmのサイズに型抜きしたテフロン(登録商標)シートに上記の樹脂粉末を投入し、その上下に、厚さ18μmのロープロファイル銅箔(古河電気工業株式会社製、商品名:BF−ANP18)を、M面が投入した樹脂粉末に接するように配置し、温度230℃、圧力2.0MPa、時間120分間の条件で加熱加圧成形して、樹脂組成物を硬化させて、両面銅箔付き樹脂板(樹脂板の厚さ:1mm)を作製した。
上記実施例及び比較例で得られた樹脂組成物及び樹脂板を用いて、下記方法に従って各測定及び評価を行った。結果を表3に示す。
各例で得た樹脂組成物を目視で観察して、相容性(巨視的(マクロ)な相分離及び析出物の有無)を以下の基準に従い評価した。
A:1週間以上放置しても、巨視的(マクロ)な相分離及び析出物がなかった。
B:1日放置しても変化はなかったが、3日以上放置したところ、析出物はないが、巨視的(マクロ)な相分離がやや生じていた。
C:1日放置したところ、析出物はないが、巨視的(マクロ)な相分離が生じていた。
D:1日放置後、析出物が確認された。
各例で得た両面銅箔付き樹脂板を銅エッチング液である過硫酸アンモニウム(三菱ガス化学株式会社製)10質量%溶液に浸漬することにより銅箔を取り除いた評価基板から、2mm×50mmの評価基板を作製した。
該評価基板を空洞共振器摂動法に準拠して、10GHz帯で誘電率(Dk)及び誘電正接(Df)を測定した。
熱膨張係数(板厚方向、温度範囲:30〜120℃)とガラス転移温度(Tg)は、両面銅箔付き樹脂板の両面の銅箔をエッチングした5mm角の試験片を用いて、熱機械測定装置(TMA)[ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製、Q400(型番)]により、IPC(The Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits)規格に準拠して測定した。
[(A)成分]
・ポリフェニレンエーテル誘導体(A−1)及び(A−2):製造例A−1及びA−2で製造したポリフェニレンエーテル誘導体(A−1)及び(A−2)を使用した。
・ポリアミノビスマレイミド化合物(B−1):製造例B−1で製造したポリアミノビスマレイミド化合物(B−1)を使用した。
・Ricon257:ブタジエン−スチレン共重合体(CRAY VALLEY製、商品名、質量比(ブタジエン/スチレン):65/35)
・B−1000:1,2−ポリブタジエンホモポリマー、数平均分子量=1,200、ビニル基含有率=85%以上(日本曹達株式会社製、商品名)
・B−2000:1,2−ポリブタジエンホモポリマー、数平均分子量=2,100、ビニル基含有率=90%以上(日本曹達株式会社製、商品名)
・B−3000:1,2−ポリブタジエンホモポリマー、数平均分子量=3,200、ビニル基含有率=90%以上(日本曹達株式会社製、商品名)
・クレイトン(登録商標)G1652:水添スチレン系熱可塑性エラストマー(SEBS)、メルトフローレート5.0g/10min、スチレン含有率30%、水素添加率100%(クレイトンポリマージャパン株式会社製、商品名)
・シリカ:球状溶融シリカ、平均粒子径=0.5μm
・α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン
・G−8009L:イソシアネートマスクイミダゾール(ヘキサメチレンジイソシアネート樹脂と2−エチル−4−メチルイミダゾールの付加反応物)(第一工業製薬株式会社製、商品名)
・OP−935:ジアルキルホスフィン酸アルミニウム塩、2置換ホスフィン酸の金属塩、リン含有量:23.5質量%(クラリアント社製、商品名)
・1,3−フェニレンビス(ジ2,6−キシレニルホスフェート)、リン含有量:9.0質量%
一方、比較例1においては、ガラス転移温度が低く、10GHz帯の高周波数帯における誘電特性も不十分である。
Claims (15)
- (A)エチレン性不飽和結合含有基を有するポリフェニレンエーテル誘導体と、
(B)N−置換マレイミド基を2個以上有するマレイミド化合物及びその誘導体からなる群から選択される1種以上と、
(C)エチレン性不飽和結合を2個以上有する架橋剤と、
を含有してなる、樹脂組成物。 - 前記(C)成分が、前記2個以上のエチレン性不飽和結合を、ビニル基として有するものである、請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記(C)成分が、前記2個以上のエチレン性不飽和結合を、1,2−ビニル基として有するポリブタジエンである、請求項2に記載の樹脂組成物。
- 前記ポリブタジエンを構成するブタジエン由来の全構造単位に対して、1,2−ビニル構造を有する構造単位の含有量が、50モル%以上である、請求項3に記載の樹脂組成物。
- 前記ポリブタジエンの数平均分子量が、500〜10,000である、請求項3又は4に記載の樹脂組成物。
- 前記(C)成分の含有量が、樹脂組成物中の樹脂成分の総和100質量部に対して、5〜60質量部である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記(A)成分において、エチレン性不飽和結合含有基の数が、2個以上である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記(B)成分が、N−置換マレイミド基を2個以上有するマレイミド化合物(b1)由来の構造単位とジアミン化合物(b2)由来の構造単位とを有する、請求項1〜9のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の樹脂組成物を含有してなるプリプレグ。
- 請求項11に記載のプリプレグと金属箔とを含有してなる積層板。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載の樹脂組成物を含有してなる樹脂フィルム。
- 請求項11に記載のプリプレグ、請求項12に記載の積層板及び請求項13に記載の樹脂フィルムからなる群から選択される1種以上を含有してなる多層プリント配線板。
- 請求項11に記載のプリプレグ、請求項12に記載の積層板及び請求項13に記載の樹脂フィルムからなる群から選択される1種以上を含有してなるミリ波レーダー用多層プリント配線板。
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