TW202244183A - 熱硬化性樹脂組成物的相容性評價方法、熱硬化性樹脂組成物、預浸體、樹脂薄膜、積層板、多層印刷線路板及半導體封裝體 - Google Patents
熱硬化性樹脂組成物的相容性評價方法、熱硬化性樹脂組成物、預浸體、樹脂薄膜、積層板、多層印刷線路板及半導體封裝體 Download PDFInfo
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Abstract
本發明關於一種熱硬化性樹脂組成物的相容性評價方法,其是對含有2種以上的樹脂及無機填充材料之熱硬化性樹脂組成物的相容性進行評價的方法,並且包含以下的步驟1A及2A: 步驟1A,該步驟針對前述熱硬化性樹脂組成物的硬化物的剖面,利用50~250倍的觀察倍率取得掃描式電子顯微鏡的反射電子影像;及, 步驟2A,該步驟在前述反射電子影像中,將呈相分離的樹脂區域設為分離部,將該分離部以外的區域設為非分離部,進行二值化而使前述分離部成為其中一值且前述非分離部成為另一值,並將所獲得的二值化影像的前述非分離部區域相對於前述二值化影像的全部區域的面積比率(非分離部區域的面積×100/二值化影像的全部區域的面積),作為前述非分離部的面積比率Rw來算出。
Description
本實施形態關於:熱硬化性樹脂組成物的相容性評價方法、熱硬化性樹脂組成物、預浸體、樹脂薄膜、積層板、多層印刷線路板及半導體封裝體。
電子機器中所使用的訊號的高速化及大容量化仍逐年地發展,該電子機器是:由行動電話所代表的移動通訊機器、其基地台裝置、伺服器、路由器等網路基礎建設、大型電子計算機等。伴隨上述情況,對於該等電子機器所裝配的印刷線路板的基板材料謀求能夠降低高頻訊號的傳輸損耗的介電特性[以下,有時稱為「高頻特性」],即低相對介電係數及低介電損耗正切。
近年來除了上述電子機器之外,在汽車、交通系統相關等的ITS(Intelligent transportation system,智慧型運輸系統)領域及室內的近距離通訊領域中,也正在發展處理高頻無線訊號的新興系統的應用化或應用計畫。因此可預測,對於使用於該等領域中的印刷線路板而言,其作為高頻特性優異的基板材料的必要性也會提高。
以往要求有低傳輸損耗的印刷線路板中,一直是使用高頻特性優異的熱塑性聚合物。作為熱塑性聚合物,例如聚苯醚、聚丁二烯等在分子內不具極性基之聚合物在低介電損耗正切化方面是有效的。然而,該等熱塑性聚合物與具極性基之其他樹脂的相容性低,而在作成樹脂組成物時,會產生與其他樹脂發生分離等問題。樹脂彼此的分離有時會導致處理性的降低、製品的均質性的降低及因此所造成的物性的降低,因此期望抑制這樣的情況。
專利文獻1中揭示了一種硬化性樹脂組成物,其含有特定的聚苯醚及多官能乙烯基芳香族共聚物。在專利文獻1的技術中,能夠藉由下述方式來評價多官能乙烯基芳香族共聚物的與環氧樹脂的相容性:使多官能乙烯基芳香族共聚物、環氧樹脂及苯酚樹脂溶解於溶劑,並以目視確認溶解後的試料的透明性。
[先前技術文獻]
(專利文獻)
專利文獻1:日本特開2018-168347號公報。
[發明所欲解決的問題]
然而,專利文獻1所記載的評價方法中,也會因樹脂與分散媒介即溶劑的親和性等而導致透明性改變,因此在最終所獲得的硬化物中,無法把握不同的樹脂彼此究竟是何種程度地相容。此外,雖然當在能夠以目視判別的程度上有相容性的差異時,能夠判斷相容性的優劣,但是當在無法以目視判別的等級上有相容性的差異時,就會有無法判斷其優劣這樣的問題。在期盼能夠開發出進一步改善了介電特性及耐熱性的樹脂組成物的狀況下,一邊更嚴謹地評價樹脂彼此的相容性並一邊實行材料設計的必要性也正在提高。
有鑑於這樣的現況,本實施形態的問題在於提供:熱硬化性樹脂組成物的相容性評價方法;改善了相容性的熱硬化性樹脂組成物;以及,使用該熱硬化性樹脂而成之預浸體、樹脂薄膜、積層板、多層印刷線路板及半導體封裝體。
[解決問題的技術手段]
本發明人為了解決上述問題致力於研究的結果,發現藉由下述本實施形態能夠解決該問題。
亦即,本實施形態關於下術[1]~[9]。
[1] 一種熱硬化性樹脂組成物的相容性評價方法,其是對含有2種以上的樹脂及無機填充材料之熱硬化性樹脂組成物的相容性進行評價的方法,並且包含以下的步驟1A及2A:
步驟1A,該步驟針對前述熱硬化性樹脂組成物的硬化物的剖面,利用50~250倍的觀察倍率取得掃描式電子顯微鏡的反射電子影像;及,
步驟2A,該步驟在前述反射電子影像中,將呈相分離的樹脂區域設為分離部,將該分離部以外的區域設為非分離部,進行二值化而使前述分離部成為其中一值且前述非分離部成為另一值,並將所獲得的二值化影像的前述非分離部區域相對於前述二值化影像的全部區域的面積比率(非分離部區域的面積×100/二值化影像的全部區域的面積),作為前述非分離部的面積比率R
w來算出。
[2] 一種熱硬化性樹脂組成物的相容性評價方法,其是對含有2種以上的樹脂及無機填充材料之熱硬化性樹脂組成物的相容性進行評價的方法,並且包含以下的步驟1B及2B:
步驟1B,該步驟針對前述熱硬化性樹脂組成物的硬化物的剖面,取得掃描式電子顯微鏡的反射電子影像;及,
步驟2B,該步驟在前述反射電子影像中,將呈相分離的樹脂區域設為分離部,並取得前述分離部的平均域大小(domain size)D
L。
[3] 如上述[2]所述之熱硬化性樹脂組成物的相容性評價方法,其中,前述步驟1B是針對前述熱硬化性樹脂組成物的硬化物的剖面,利用50~200倍的觀察倍率取得掃描式電子顯微鏡的反射電子影像的步驟。
[4] 一種熱硬化性樹脂組成物,其含有2種以上的樹脂及無機填充材料,並且,該熱硬化性樹脂組成物滿足下述條件:
在上述[1]所述之相容性評價方法中,在前述掃描式電子顯微鏡的觀察倍率為100倍或200倍這一條件所取得的前述非分離部的面積比率R
w為50%以上,
且在上述[2]所述之相容性評價方法中,在前述掃描式電子顯微鏡的觀察倍率為65倍這一條件下,前述分離部的平均域大小D
L為120μm以下,該分離部的平均域大小是在至少在3個視野所觀測到的前述分離部的區域之中,從域大小較大者開始算起,將具有從第二大至第六大為止的尺寸之區域的域大小進行平均所取得者。
[5] 一種預浸體,其含有上述[4]所述之熱硬化性樹脂組成物而成。
[6] 一種樹脂薄膜,其含有上述[4]所述之熱硬化性樹脂組成物而成。
[7] 一種積層板,其含有上述[5]所述之預浸體與金屬箔而成。
[8] 一種多層印刷線路板,其含有選自由上述[5]所述之預浸體、上述[6]所述之樹脂薄膜及上述[7]所述之積層板所組成之群組中的1種以上而成。
[9] 一種半導體封裝體,其使用上述[8]所述之印刷線路板而形成。
[發明的效果]
根據本實施形態,能夠提供:熱硬化性樹脂組成物的相容性評價方法;改善了相容性的熱硬化性樹脂組成物;以及,使用該熱硬化性樹脂而成之預浸體、樹脂薄膜、積層板、多層印刷線路板及半導體封裝體。
本說明書中,使用「~」所表示的數値範圍,是表示將「~」的前後所述之數值分別作為最小值及最大值來包含的範圍。
本說明書中所述之數值範圍的下限值及上限值,能夠任意地與其他數值範圍的下限值或上限值組合。
本說明書中所述之數值範圍中,其數值範圍的上限值或下限值,亦可置換為實施例所示的值。
本說明書所例示的各成分及材料,只要沒有特別說明,可單獨使用1種,也可以併用2種以上。
本說明書中,熱硬化性樹脂組成物中的各成分的含量,當在熱硬化性樹脂組成物中存在複數種相當於各成分的物質時,只要沒有特別說明,意指存在於熱硬化性樹脂組成物中的該複數種物質的合計含量。
將本說明書中的記載事項任意地進行組合而成之態樣亦包含於本實施形態。
本說明書中所述之作用機制僅為推測,而非用以限制本實施形態的熱硬化性樹脂組成物發揮效果的機制。
本說明書中所謂「相容」的用語,不一定是在分子單元上相溶,也可以是在奈米、微米單元上相溶,或者在外觀上樹脂彼此已混合的情況。
本說明書中的數量平均分子量,意指藉由膠透層析儀(GPC)並以聚苯乙烯換算所測定出的值,具體而言能夠藉由實施例所述之方法來測定。
在以下的說明中,熱硬化性樹脂組成物有時僅簡稱為「樹脂組成物」。
[第一態樣的相容性評價方法]
本實施形態的第一態樣的相容性評價方法,是對含有2種以上的樹脂及無機填充材料之熱硬化性樹脂組成物的相容性進行評價的方法,並且包含以下的步驟1A及2A:
步驟1A,該步驟針對前述熱硬化性樹脂組成物的硬化物的剖面,利用50~250倍的觀察倍率取得掃描式電子顯微鏡的反射電子影像;及,
步驟2A,該步驟在前述反射電子影像中,將呈相分離的樹脂區域設為分離部,將該分離部以外的區域設為非分離部,進行二值化而使前述分離部成為其中一值且前述非分離部成為另一值,並將所獲得的二值化影像的前述非分離部區域相對於前述二值化影像的全部區域的面積比率(非分離部區域的面積×100/二值化影像的全部區域的面積),作為前述非分離部的面積比率R
w來算出。
若根據本實施形態的第一態樣的相容性評價方法,能夠將樹脂組成物的相容性數值化,並且比起以往的相容性評價方法,能夠更嚴謹地評價相容性。
以下,針對本實施形態的第一態樣的相容性評價方法的各步驟進行詳細地說明。
〈步驟1A〉
步驟1A是下述步驟:針對含有2種以上的樹脂及無機填充材料之熱硬化性樹脂組成物的硬化物的剖面,利用50~250倍的觀察倍率取得掃描式電子顯微鏡(SEM)的反射電子影像。
本實施形態的相容性評價方法的測定對象即樹脂組成物,只要是含有2種以上的樹脂及無機填充材料之樹脂組成物即可,並無特別限定,例如也可以將後述的本實施形態的樹脂組成物設為測定對象。
樹脂組成物的硬化條件並無特別限定,只要利用作為測定對象的樹脂組成物所適合的條件進行硬化即可。例如,當將後述的本實施形態的樹脂組成物設為測定對象時,能夠設為實施例所述之條件。具體而言,能夠藉由下述方式獲得硬化物:在170℃中將樹脂組成物進行加熱乾燥5分鐘,藉此作成B階段狀態,並將該作成B階段狀態者以溫度230℃、壓力2.0MPa、時間120分鐘的條件進行加熱加壓來成形。
形成樹脂組成物的硬化物的剖面的方法並無特別限定,能夠採用以往習知的方法,可列舉例如使用精密切割機、離子銑削裝置、超音波切割機等來形成硬化物的剖面的方法。再者,當形成剖面時,從加工性的觀點來看,樹脂組成物的硬化物也可以藉由嵌入樹脂(embedding resin)而作成經嵌入的狀態。此外,形成剖面後,可依據需要實行研磨處理等。
形成硬化物的剖面後,為了良好地實行SEM觀察,較佳是對上述剖面實行鉑等的蒸鍍處理。
將藉由以上的步驟所獲得的SEM觀察的對象物稱為「試驗片」。
繼而,藉由SEM觀察由上述所獲得的試驗片所具有的剖面。
本實施形態的相容性評價方法中的SEM觀察,為了提高無機填充材料與樹脂成分的對比而特別以反射電子模式來實行。
SEM觀察時的加速電壓,只要依據測定對象來適當地調整即可,例如可在0.5~20kV的範圍進行調整。
步驟1A中的SEM的觀察倍率在50~250倍的範圍,較佳是60~230倍,更佳是80~210倍。藉由將觀察倍率設在上述範圍,能夠抑制由於視野所造成的測定變異,並且能夠提高所算出的非分離部的面積比率R
w的再現性。特別是,本實施形態的第一態樣的相容性評價方法,藉由以較低的倍率進行觀察,針對呈相分離的樹脂區域與該呈相分離的樹脂區域以外的區域,能夠觀察到分別呈現具有看似相同的顏色之區域狀,因此會使後述的步驟2A的實施變得容易。
藉由步驟1A能夠取得試驗片的反射電子影像。
〈步驟2A〉
步驟2A是下述步驟:在前述反射電子影像中,將呈相分離的樹脂區域設為分離部,將該分離部以外的區域設為非分離部,進行二值化而使前述分離部成為其中一值且前述非分離部成為另一值,並將所獲得的二值化影像的前述非分離部區域相對於前述二值化影像的全部區域的面積比率(非分離部區域的面積×100/二值化影像的全部區域的面積),作為前述非分離部的面積比率R
w來算出。
第1圖中顯示由步驟1A所獲得的反射電子影像的一例。如第1圖所示,由步驟1A所獲得的反射電子影像中包含:看起來較亮的區域1與看起來較暗的區域2。看起來較暗的區域是富含電子密度低的樹脂之相,相當於呈相分離的樹脂區域。另一方面,看起來較亮的區域是含有呈現相容的樹脂與電子密度高的無機填充材料之相。
本步驟中,將呈相分離的樹脂區域判斷為「分離部」並將該分離部以外的區域判斷為「非分離部」。由第1圖可知,在反射電子影像中,即便目視也能夠明確且容易地判斷出分離部。
繼而,將前述反射電子影像進行二值化,而使前述分離部成為其中一值且前述非分離部成為另一值,來將所獲得的二值化影像的前述非分離部區域相對於前述二值化影像的全部區域的面積比率(非分離部區域的面積×100/二值化影像的全部區域的面積),作為前述非分離部的面積比率R
w來算出。
本步驟中所謂的「二值化」例如是:對具有特定閾值以上的像素值之像素賦予像素值「1(白)」並對該像素以外的像素賦予像素值「0(黑)」的處理。
二值化只要以習知的方法來實行即可,例如能夠使用市售的影像處理軟體來實施。
二值化的條件只要依據由步驟1A所獲得的反射電子影像適當地調整即可,並且只要是以使分離部成為其中一值且非分離部成為另一值的條件進行二值化即可。具體而言,例如當使用Nippon Roper股份有限公司製造的影像分析處理軟體(Image-Pro Analyzer 7.0J)進行二值化時,作為處理條件,能夠將RGB的閾值在40~100的範圍內適當地調整,藉此進行二值化。
繼而,將所獲得的二值化影像的非分離部區域相對於二值化影像的全部區域的面積比率(非分離部區域的面積×100/二值化影像的全部區域的面積),作為非分離部的面積比率R
w來算出。上述面積比率R
w,例如只要藉由對二值化影像的全部區域的像素數與表示非分離部的值的像素數分別進行計數來算出即可。
第一態樣的相容性評價方法,可以針對1個視野算出非分離部的面積比率R
w,但是從再現性的觀點來看,較佳是針對複數個視野算出非分離部的面積比率R
w然後將其進行平均。進行平均的視野的數量並無特別限定,例如可以設為2、3、4或5個視野以上,只要依據所要求的精密度來適當地選擇即可。
藉由上述方法所獲得的非分離部的面積比率R
w,能夠作為相容性的指標。亦即,可知非分離部的面積比率R
w越大,呈相分離的樹脂的量越少,而為相容性優異的樹脂組成物。
[第二態樣的相容性評價方法]
本實施形態的第二態樣的相容性評價方法,是對含有2種以上的樹脂及無機填充材料之熱硬化性樹脂組成物的相容性進行評價的方法,並且包含以下的步驟1B及2B:
步驟1B,該步驟針對前述熱硬化性樹脂組成物的硬化物的剖面,取得掃描式電子顯微鏡的反射電子影像;及,
步驟2B,該步驟在前述反射電子影像中,將呈相分離的樹脂區域設為分離部,並取得前述分離部的平均域大小D
L。
若根據本實施形態的第二態樣的相容性評價方法,能夠將樹脂組成物的相容性數值化,並且比起以往的相容性評價方法,能夠更嚴謹地評價相容性。
以下,針對本實施形態的第二態樣的相容性評價方法的各步驟進行詳細地說明。
〈步驟1B〉
步驟1B是下述步驟:針對含有2種以上的樹脂及無機填充材料之熱硬化性樹脂組成物的硬化物的剖面,取得掃描式電子顯微鏡的反射電子影像。
步驟1B中的掃描式電子顯微鏡的觀察倍率並無特別限定,從作業性及再現性的觀點來看,較佳是30~500倍,更佳是40~200倍,進一步較佳是50~200倍,特佳是50~100倍。
有關觀察倍率以外的步驟1B的說明,與步驟1A的說明相同。
〈步驟2B〉
步驟2B是下述步驟:在前述反射電子影像中,將呈相分離的樹脂區域設為分離部,並取得前述分離部的平均域大小D
L。
在此處,本步驟中所謂的域大小,定義為在分離部的區域內可描繪出的最大的真圓的直徑。
第2圖及第3圖是繪示顯示分離部的域大小的測長方法的示意圖。
如第2圖(a)所示,例如當區域被視為真圓時,其直徑相當於域大小。此外,如第2圖(b)或(c)所示,例如當區域被視為橢圓或無定形時,該橢圓或無定形內可描繪出的最大的真圓的直徑相當於域大小。
如第3圖(a)及(b)所示,例如分離部的區域有時會具有2個以上的區域所連結而成之形狀。在此情況下,當將區域內可描繪出的最大的真圓的直徑設為s,將連結部分可描繪出的最大的真圓的直徑設為t,並且直徑t為直徑s的1/3以下時,該區域視為由在上述連結部分所分割而成者。亦即,第3圖(a)所示的區域,視為存在有具有直徑s之區域與具有直徑u之區域這兩個區域。另一方面,第3圖(b)所示的區域的情況下,因為直徑t超過直徑s的1/3,所以視為具有直徑s的域大小之單一區域而不在連結部分進行分割。
步驟2B中的分離部的平均域大小D
L,較佳是:藉由在分離部的區域之中,從域大小較大者開始算起,將具有第二大的尺寸以下的尺寸之區域的域大小進行平均所取得者。藉此,能夠在製造樹脂組成物時,排除因相容性以外的因素所無意間產生的較大的分離部所造成的影響,並且能夠使再現性變得更良好。
用以求出平均值的第二大的尺寸以下的區域的數量並無特別限定,只要依據測定對象適當地決定即可。從作業性及再現性的觀點來看,分離部的平均域大小D
L,是藉由從尺寸大者依序算起以具有從第二大的尺寸以下至第一百大以內的尺寸之區域的域大小進行平均所獲得者,較佳是具有第五十大以內的尺寸之區域,更佳是具有第十大以內的尺寸之區域,進一步較佳是具有從第二大至第六大為止的尺寸之區域。
第二態樣的相容性評價方法中,可以僅藉由對1個視野實行上述步驟來取得平均域大小D
L,但是從再現性的觀點來看,較佳是:觀察複數個視野,然後從包含於該複數個視野的全部的區域取得平均域大小D
L。當觀察複數個視野時,較佳是3個視野以上,更佳是5個視野以上,進一步較佳是6個視野以上。進行觀察的視野數量的上限值並無特別限制,例如可以是20個視野以下,可以是15個視野以下,也可以是10個視野以下。
藉由上述方法所獲得的分離部的平均域大小D
L能夠作為相容性的指標。亦即,分離部的平均域大小D
L越小,可知為相容性越優異的樹脂組成物。
[熱硬化性樹脂組成物]
繼而,說明本實施形態的熱硬化性樹脂組成物。
本實施形態的熱硬化性樹脂組成物含有2種以上的樹脂及無機填充材料,並且,該熱硬化性樹脂組成物滿足下述條件:
在上述第一態樣的相容性評價方法中,在掃描式電子顯微鏡的觀察倍率為100倍或200倍這一條件所取得的非分離部的面積比率R
w為50%以上,
且在上述第二態樣的相容性評價方法中,在掃描式電子顯微鏡的觀察倍率為65倍這一條件下,分離部的平均域大小D
L為120μm以下,該分離部的平均域大小是在至少在3個視野所觀測到的分離部區域之中,從域大小較大者開始算起,將具有從第二大至第六大為止的尺寸之區域的域大小進行平均所取得者。
有關本實施形態的熱硬化性樹脂組成物的非分離部的面積比率R
w及平均域大小D
L,是依據上述第一態樣的相容性評價方法及第二態樣的相容性評價方法所測得的值,更具體而言,是藉由實施例所述之方法所測得的值。
本實施形態的樹脂組成物的非分離部的面積比率R
w並無特別限定,較佳是52%以上,更佳是54%以上,進一步較佳是56%以上。若非分離部的面積比率R
w為上述下限值以上,會有介電特性及耐熱性變得更良好的傾向。
非分離部的面積比率R
w的上限值並無特別限定,可以是100%,但是從製造容易性等觀點來看,可以是98%以下,也可以是95%以下。
本實施形態的樹脂組成物的分離部的平均域大小D
L並無特別限定,較佳是100μm以下,更佳是90μm以下,進一步較佳是85μm以下。若分離部的平均域大小D
L為上述上限值以下,會有介電特性及耐熱性變得更良好的傾向。
分離部的平均域大小D
L的下限值並無特別限定,可以是0μm,但是從製造容易性等觀點來看,可以是10μm以上,也可以是30μm以上。再者,所謂分離部的平均域大小D
L為0μm,意指無法實質性地觀察到分離部而無法對域大小進行測長。
非分離部的面積比率R
w及分離部的平均域大小D
L,例如能夠依照樹脂組成物所含有的樹脂的種類的選擇等來適當地調整為上述範圍。
本實施形態的樹脂組成物含有2種以上的樹脂及無機填充材料。
樹脂成分只要可滿足上述的非分離部的面積比率R
w及分離部的平均域大小D
L即可,並無特別限定,較佳是至少含有彈性體與2種熱硬化性樹脂。
作為彈性體,可列舉例如:聚醚系彈性體、苯乙烯系彈性體、共軛二烯系彈性體、胺酯系彈性體、聚酯系彈性體、聚醯胺系彈性體、丙烯酸系彈性體、矽氧系彈性體等。彈性體可單獨使用1種,也可以併用2種以上。該等之中,彈性體從介電特性的觀點來看,較佳是聚醚系彈性體、苯乙烯系彈性體、共軛二烯系彈性體。
作為熱硬化性樹脂,可列舉例如:環氧樹脂、氰酸酯化合物、馬來醯亞胺化合物、雙烯丙基納特醯亞胺(bisallylnadimide)、苯并噁嗪化合物、該等的衍生物等。熱硬化性樹脂可單獨使用1種,也可以併用2種以上。該等之中,熱硬化性樹脂從耐熱性、低熱膨脹性及機械特性的觀點來看,較佳是馬來醯亞胺化合物或其衍生物。
以上的樹脂之中,本實施形態的樹脂組成物較佳是:含有聚醚系彈性體作為彈性體,並且含有馬來醯亞胺化合物或其衍生物作為熱硬化性樹脂。
進一步,本實施形態的樹脂組成物更佳是:含有聚苯醚衍生物[以下,有時稱為「聚苯醚衍生物(A)」或「(A)成分」。]作為彈性體,並且含有選自由具有2個以上N-取代馬來醯亞胺基之馬來醯亞胺化合物及其衍生物所組成之群組中的1種以上[以下,有時稱為「馬來醯亞胺化合物或其衍生物(B)」或「(B)成分」。]作為熱硬化性樹脂,該聚苯醚衍生物具有含乙烯性不飽和鍵基。
進一步,本實施形態的樹脂組成物進一步較佳是:除了(A)成分及(B)成分,作為彈性體,進一步含有選自(C)共軛二烯聚合物或改質共軛二烯聚合物[以下,有時稱為「共軛二烯聚合物或其改質物(C)」或「(C)成分」。]及(D)苯乙烯系熱塑性彈性體[以下,有時稱為「苯乙烯系熱塑性彈性體(D)」或「(D)成分」。]中的2種以上。
進一步,本實施形態的樹脂組成物特佳是:作為硬化促進劑,含有(E)咪唑化合物或改質咪唑化合物[以下,有時稱為「咪唑化合物或其改質物(E)」或「(E)成分」。]。
以下,依序詳細敘述本實施形態的樹脂組成物較佳含有的各成分。
〈聚苯醚衍生物(A)〉
(A)成分是具有含乙烯性不飽和鍵基者。亦即,(A)成分可謂之為在聚苯醚中導入有含乙烯性不飽和鍵基而成者。
再者,在本說明書中,所謂「乙烯性不飽和鍵」,意指能夠進行加成反應的碳-碳雙鍵,並且設為不含芳香環的雙鍵者。又,所謂「含乙烯性不飽和鍵基」,意指含有上述乙烯性不飽和鍵之取代基。
(A)成分可單獨使用1種,也可以併用2種以上。
在(A)成分中,含乙烯性不飽和鍵基的位置並無特別限定,可以在末端,也可以在末端以外的位置。此外,當(A)成分在末端具有含乙烯性不飽和鍵基時,含乙烯性不飽和鍵基的位置,可以在其中一末端,也可以在兩末端。再者,所謂(A)成分的「末端」,不僅意指位於分子最末端的原子,也意指從末端側鍵結在存在於聚苯醚鏈最末端的醚鍵上的整個有機基。亦即,所謂(A)成分在末端具有含乙烯性不飽和鍵基的定義,同於上述從末端側鍵結在存在於聚苯醚鏈最末端的醚鍵上的有機基具有含乙烯性不飽和鍵基。
作為(A)成分,可以是一混合物,其混有在其中一末端具有含乙烯性不飽和鍵基之聚苯醚衍生物、與兩末端具有含乙烯性不飽和鍵基之聚苯醚衍生物,但是較佳是至少含有在其中一末端具有含乙烯性不飽和鍵基之聚苯醚衍生物,更佳是其中一末端具有含乙烯性不飽和鍵基之聚苯醚衍生物本身。
(A)成分當含有其中一末端具有含乙烯性不飽和鍵基之聚苯醚衍生物時,(A)成分中的其中一末端具有含乙烯性不飽和鍵基之聚苯醚衍生物的含量,較佳是30質量%以上,更佳是45質量%以上,進一步較佳是55質量%以上,進一步更佳是70質量%以上,特佳是90質量%以上,最佳是實質上為100質量%。
作為(A)成分所具有的含乙烯性不飽和鍵基,可列舉例如:乙烯基、異丙烯基、烯丙基、1-甲基烯丙基、3-丁烯基等不飽和脂肪族烴基;馬來醯亞胺基、(甲基)丙烯醯基等含有雜原子之取代基等。該等之中,從介電特性的觀點來看,較佳是不飽和脂肪族烴基、馬來醯亞胺基,更佳是烯丙基、馬來醯亞胺基,進一步較佳是烯丙基。
再者,在本說明書中,作為含乙烯性不飽和鍵基來說明的不飽和脂肪族烴基,設為不含雜原子者。
繼而,進一步詳細地說明具有不飽和脂肪族烴基作為含乙烯性不飽和鍵基之聚苯醚衍生物。
(A)成分在一分子中所具有的不飽和脂肪族烴基的數量並無特別限定,但是從介電特性的觀點來看,較佳是2個以上,更佳是3個以上,進一步較佳是4個以上。(A)成分在一分子中所具有的不飽和脂肪族烴基的數量的上限值並無特別限制,可以是8個以下,可以是7個以下,也可以是6個以下。
(A)成分在其中一末端所具有的不飽和脂肪族烴基的數量並無特別限定,但是從介電特性的觀點來看,較佳是2個以上,更佳是3個以上,進一步較佳是4個以上。(A)成分在其中一末端所具有的不飽和脂肪族烴基的數量的上限值並無別限制,可以是8個以下,可以是7個以下,也可以是6個以下。
(A)成分所具有的不飽和脂肪族烴基的數量及(A)成分在其中一末端所具有的不飽和脂肪族烴基的數量,最佳是皆為4個。
從介電特性的觀點來看,(A)成分較佳是包含由下述通式(a-1)表示的結構。
上述通式(a-1)中,作為R
a1表示的碳數2~10的不飽和脂肪族烴基,在上述不飽和脂肪族烴基之中,從介電特性的觀點來看,較佳是碳數2~5的不飽和脂肪族烴基,更佳是乙烯基、異丙烯基、烯丙基、1-甲基烯丙基、3-丁烯基,進一步較佳是烯丙基。
當n1為2時,複數個R
a1彼此,可以各自相同,也可以不同。
從介電特性的觀點來看,(A)成分較佳是包含由下述通式(a-2)表示的結構之態樣。
上述通式(a-2)中的R
a2及R
a3表示的碳數2~10的不飽和脂肪族烴基,可列舉與上述通式(a-1)中的R
a1相同者,並且較佳者亦同。
從介電特性的觀點來看,(A)成分更佳是包含由下述通式(a-3)~(a-5)中任一式表示的結構,進一步較佳是包含由下述通式(a-5)表示的結構。
作為上述通式(a-3)~(a-5)中的R
a4~R
a10表示的碳數2~10的不飽和脂肪族烴基,可列舉與上述通式(a-1)中的R
a1相同者,並且較佳者亦同。
作為上述通式(a-4)中的X
a1表示的碳數1~6的二價脂肪族烴基,可列舉例如:亞甲基、伸乙基、伸丙基等碳數1~6的伸烷基;亞異丙基等碳數2~6的亞烷基等。該等之中,較佳是亞甲基、亞異丙基,更佳是亞異丙基。
作為上述通式(a-5)中的X
a2表示的二價有機基,可列舉例如:可部分地含有雜原子之脂肪族烴基、可部分地含有雜原子之脂環式烴基、可部分地含有雜原子之芳香族烴基、由該等基的任意組合所構成之基等。
作為上述雜原子,可列舉例如:氧原子、氮原子、硫原子等。
作為X
a2表示的二價有機基,較佳是不含雜原子之基,更佳是不含雜原子之脂肪族烴基、不含雜原子之脂環式烴基,進一步較佳是由不含雜原子之脂肪族烴基與不含雜原子之脂環式烴基之組合所構成之基。
從介電特性的觀點來看,由上述通式(a-3)、上述通式(a-4)或上述通式(a-5)表示的結構,較佳是各自為由下述通式(a-3')、下述通式(a-4’)或下述通式(a-5’)表示的結構。
從介電特性的觀點來看,該等之中更佳是由下述通式(a-4’)或下述通式(a-5’)表示的結構,進一步較佳是由下述通式(a-5’)表示的結構。
(A)成分是聚苯醚衍生物,因此也具有苯醚鍵,並且較佳是具有由下述通式(a-10)表示的結構單元。
作為上述通式(a-10)中的R
a11表示的脂肪族烴基,可列舉例如:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、三級丁基、正戊基等。作為該脂肪族烴基,較佳是碳數1~3的脂肪族烴基,更佳是碳數1~3的烷基,進一步較佳是甲基。
作為R
a11表示的鹵素原子,可列舉例如:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
該等之中,作為R
a11較佳是碳數1~5的脂肪族烴基。
上述通式(a-10)中的n3是0~4的整數,較佳是1或2的整數,更佳是2。當n3是1或2時,R
a11的取代位置,以氧原子的取代位置為基準,較佳是鄰位。此外,當n3是2以上時,複數個R
a11彼此可以各自相同,也可以不同。
作為由上述通式(a-10)表示的結構單元,具體而言,較佳是由下述通式(a-10’)表示的結構單元。
(A)成分較佳是含有由下述通式(a-6)~(a-8)中任一式表示的聚苯醚衍生物,更佳是含有由下述通式(a-7)或(a-8)表示的聚苯醚衍生物,進一步較佳是含有由下述通式 (a-8)表示的聚苯醚衍生物。
在上述通式(a-6)~(a-8)中,n4~n6各自獨立地為1~200的整數,從介電特性及與其他樹脂的相容性的觀點來看,較佳是1~150的整數,更佳是1~120的整數,進一步較佳是1~100的整數。
在上述通式(a-6)~(a-8)中的任一式中,也可以是n4~n6的值不同的聚苯醚衍生物之混合物。
[(A)成分的數量平均分子量(Mn)]
(A)成分的數量平均分子量並無特別限定,較佳是1000~25000,更佳是2000~20000,進一步較佳是3000~10000,特佳是4000~6000。
若(A)成分的數量平均分子量是上述下限值以上,介電特性會有變得更良好的傾向。此外,若(A)成分的數量平均分子量是上述上限值以下,會有下述傾向:樹脂組成物的相容性會變得良好,並且即便長時間放置也會變得不易分離。
[(A)成分的製造方法]
以下,針對(A)成分的製造方法的一態樣進行說明,但是不特別限於下述說明。
(A)成分例如能夠藉由在有機溶劑中使包含由上述通式(a-1)~(a-5)中的任一式表示的結構之酚類化合物與聚苯醚進行重分配反應(redistribution reaction)來製造。
再者,以下說明中,有時將包含由上述通式(a-1)~(a-5)中的任一式表示的結構之酚類化合物稱為「含不飽和脂肪族烴基酚類化合物(1)」。此外,有時將使用來作為重分配反應的原料的聚苯醚稱為「原料聚苯醚」。原料聚苯醚的數量平均分子量並無特別限定,較佳是3000~30000。
上述重分配反應,是下述反應:藉由含不飽和脂肪族烴基酚類化合物(1)的氧自由基,攻擊原料聚苯醚中的氧原子所鍵結的碳原子,使該O-C鍵斷裂而進行低分子量化。此時,已進行攻擊的含不飽和脂肪族烴基酚類化合物(1)的氧自由基會與化學鍵斷裂的碳原子鍵結,而併入聚苯醚的結構中。作為該重分配反應,能夠利用並應用習知的方法。
(A)成分的分子量,能夠藉由含不飽和脂肪族烴基酚類化合物(1)的使用量來控制,含不飽和脂肪族烴基酚類化合物(1)的使用量越多,(A)成分就越可進行低分子量化。也就是說,要使得最終所製造出的(A)成分的數量平均分子量成為適當的範圍,只要適當地調整含不飽和脂肪族烴基酚類化合物(1)的使用量即可。
作為含不飽和脂肪族烴基酚類化合物(1)的使用量並無特別限制,例如可以依據要與含不飽和脂肪族烴基酚類化合物(1)進行反應的原料聚苯醚的數量平均分子量來決定。
例如,只要原料聚苯醚的數量平均分子量為3000~30000,含不飽和脂肪族烴基酚類化合物(1)的羥基量相對於1莫耳的該原料聚苯醚,較佳是1~10莫耳,更佳是1~8莫耳,進一步較佳是2~6莫耳。若含不飽和脂肪族烴基酚類化合物(1)的使用量在上述範圍內,可獲得數量平均分子量在上述較佳範圍內的(A)成分。
作為在(A)成分的製造步驟中所使用的有機溶劑,可列舉例如:甲醇、乙醇、丁醇、丁基賽璐蘇、乙二醇單甲基醚、丙二醇單甲基醚等醇系溶劑;丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮等酮系溶劑;甲苯、二甲苯、均三甲苯等芳香族烴系溶劑;乙酸甲氧基乙酯、乙酸乙氧基乙酯、乙酸丁氧基乙酯、乙酸乙酯等酯系溶劑;N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮等含氮原子溶劑等。
有機溶劑可單獨使用1種,也可以併用2種以上。
在(A)成分的製造步驟中,如同前述,能夠依據需要使用反應觸媒。
作為反應觸媒,例如從再現性良好且獲得數量平均分子量穩定的(A)成分這樣的觀點來看,較佳是併用三級丁基過氧異丙基單碳酸酯等有機過氧化物與環烷酸錳、辛酸錳等羧酸金屬鹽。
當併用有機過氧化物與羧酸金屬鹽時,作為兩者的使用量並無特別限定,較佳是相對於原料聚苯醚100質量份,有機過氧化物的使用量為0.5~5質量份並且羧酸金屬鹽的使用量為0.05~0.5質量份。若有機過氧化物與羧酸金屬鹽的含量在上述範圍內,製造(A)成分時的反應速度及凝膠化抑制會有變得良好的傾向。
將含不飽和脂肪族烴基酚類化合物(1)、原料聚苯酚、有機溶劑及依據需要的反應觸媒倒入反應器中,依據需要一邊進行加熱、保溫及攪拌一邊進行反應,藉此即可獲得(A)成分。
上述重分配反應的反應溫度較佳是70~110℃。此外,上述重分配反應的反應時間較佳是1~8小時。若反應溫度及反應時間在上述範圍內,會有下述傾向:作業性及凝膠化抑制優異,並且製造具有上述數量平均分子量之(A)成分會變得容易。但是反應條件並未限定於上述條件,能夠依據原料的種類等適當地調整。此外,反應條件也能夠針對重分配反應應用習知的反應條件。
(A)成分的製造步驟中的反應中的固含量濃度[以下,有時亦稱「反應濃度」。]並無特別限定,較佳是10~60質量%,更佳是15~55質量%,進一步較佳是20~50質量%。若反應濃度為上述下限值以上,會有下述傾向:可獲得良好的反應速度,並且生產性會變得更良好。此外,若反應濃度為上述上限值以下,會有下述傾向:可獲得更良好的溶解性,攪拌效率提升並且能夠進一步抑制凝膠化。
藉由以上的方法所製成的聚苯酚衍生物(A)的溶液,依據需要可藉由進行濃縮去除部分的有機溶劑,也可以藉由額外添加有機溶劑來進行稀釋。
本實施形態的樹脂組成物,比起含有上述原料聚苯醚來取代(A)成分之樹脂組成物,有介電特性優異的傾向。
當本實施形態的樹脂組成物含有(A)成分時,其含量並無特別限定,從介電特性的觀點來看,相對於樹脂組成物中的樹脂成分的總和100質量份,較佳是0.1~20質量份,更佳是0.5~10質量份,進一步較佳是0.7~5質量份,特佳是1~3質量份。
在此處,在本說明書中所謂的「樹脂成分」,意指(A)成分、(B)成分、(C)成分、(D)成分等,當含有其他樹脂時,該其他樹脂也包含在樹脂成分中。
〈馬來醯亞胺化合物或其衍生物(B)〉
(B)成分是選自由具有2個以上的N-取代馬來醯亞胺基之馬來醯亞胺化合物及其衍生物所組成之群組中的1種以上。
作為上述「具有2個以上的N-取代馬來醯亞胺基之馬來醯亞胺化合物的衍生物」,可列舉例如後述的加成反應物等,其是上述具有2個以上的N-取代馬來醯亞胺基之馬來醯亞胺化合物與二胺化合物(b2)之加成反應物等。
(B)成分可單獨使用1種,也可以併用2種以上。
作為(B)成分,從與其他樹脂的相容性、與導體的黏著性及介電特性的觀點來看,較佳是選自由下述(i)及(ii)所組成之群組中的1種以上的化合物。
(i)具有2個以上的N-取代馬來醯亞胺基之馬來醯亞胺化合物(b1)[以下,有時稱為「馬來醯亞胺化合物(b1)」或「(b1)成分」。]
(ii)具有源自馬來醯亞胺化合物(b1)的結構單元與源自二胺化合物(b2)的結構單元之胺基馬來醯亞胺化合物[以下,有時稱為「胺基馬來醯亞胺化合物(B1)」或「(B1)成分」。]
(具有2個以上的N-取代馬來醯亞胺基之馬來醯亞胺化合物(b1))
(b1)成分只要是具有2個以上的N-取代馬來醯亞胺基之馬來醯亞胺化合物即可,並無特別限定。
(b1)成分可單獨使用1種,也可以併用2種以上。
作為(b1)成分,可列舉例如:雙(4-馬來醯亞胺基苯基)甲烷、雙(4-馬來醯亞胺基苯基)醚、雙(4-馬來醯亞胺基苯基)碸、3,3'-二甲基-5,5'-二乙基-4,4'-二苯甲烷雙馬來醯亞胺、4-甲基-1,3-伸苯基雙馬來醯亞胺、間苯基雙馬來醯亞胺、2,2-雙[4-(4-馬來醯亞胺基苯氧基)苯基]丙烷等分子內具有2個N-取代馬來醯亞胺基之芳香族馬來醯亞胺化合物;聚苯甲烷馬來醯亞胺、聯苯芳烷基型馬來醯亞胺等分子內具有3個以上的N-取代馬來醯亞胺基之芳香族聚馬來醯亞胺化合物;1,6-雙馬來醯亞胺基-(2,2,4-三甲基)己烷、焦磷酸鹽黏合劑型長鏈烷基雙馬來醯亞胺等脂肪族馬來醯亞胺化合物等。該等之中,從與其他樹脂的相容性、與導體的黏著性、耐熱性、低熱膨脹性及機械特性的觀點來看,較佳是分子內具有2個N-取代馬來醯亞胺基之芳香族馬來醯亞胺化合物、分子內具有3個以上的N-取代馬來醯亞胺基之芳香族聚馬來醯亞胺化合物,更佳是3,3'-二甲基-5,5'-二乙基-4,4'-二苯甲烷雙馬來醯亞胺、聯苯芳烷基型馬來醯亞胺。
作為(b1)成分,較佳是由下述通式(b1-1)表示的化合物。
上述通式(b1-1)中的X
b2是二價有機基,相當於自(b1)成分去除2個N-取代馬來醯亞胺基之二價基。
作為X
b2表示的二價有機基,可列舉例如:由下述通式(b1-2)表示的基、由下述通式(b1-3)表示的基、由下述通式(b1-4)表示的基、由下述通式(b1-5)表示的基、由下述通式(b1-6)表示的基等。
作為R
b1表示的碳數1~5的脂肪族烴基,可列舉例如:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、三級丁基、正戊基等。作為該脂肪族烴基,較佳是碳數1~3的脂肪族烴基,更佳是碳數1~3的烷基,進一步較佳是甲基。
作為鹵素原子,可列舉:氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
p1是0~4的整數,從購入容易性的觀點來看,較佳是0~2的整數,更佳是0或1,進一步較佳是0。當p1是2以上的整數時,複數個R
b1彼此可以相同,也可以不同。
通式(b1-3)中,R
b2及R
b3各自獨立地為碳數1~5的脂肪族烴基或鹵素原子,X
b2是碳數1~5的伸烷基、碳數2~5的亞烷基、醚基、硫醚基、磺醯基、羰氧基、酮基、單鍵或由下述通式(b1-3-1)表示的二價基,p2及p3各自獨立地為0~4的整數,*表示鍵結在其他結構的鍵結位置。
作為R
b2及R
b3表示的碳數1~5的脂肪族烴基、鹵素原子,可列舉與R
b1的情況相同者。作為該脂肪族烴基,較佳是碳數1~3的脂肪族烴基,更佳是甲基、乙基,進一步較佳是乙基。
作為X
b2表示的碳數1~5的伸烷基,可列舉例如:甲烯基、1,2-伸乙基、1,3-伸丙基、1,4-伸丁基、1,5-伸戊基等。作為該伸烷基,從與其他樹脂的相容性、與導體的黏著性、耐熱性、低熱膨脹性及機械特性的觀點來看,較佳是碳數1~3的伸烷基,更佳是碳數1或2的伸烷基,進一步較佳是甲烯基。
作為X
b2表示的碳數2~5的亞烷基,可列舉例如:亞乙基、亞丙基、亞異丙基、亞丁基、亞異丁基、亞戊基、亞異戊基等。該等之中,從與其他樹脂的相容性、與導體的黏著性、耐熱性、低熱膨脹性及機械特性的觀點來看,較佳是亞異丙基。
p2及p3各自獨立地為0~4的整數,從購入容易性的觀點來看,較佳是皆為0~3的整數,更佳是皆為0~2的整數,進一步較佳是皆為0或2。當p2或p3為2以上的整數時,複數個R
b2彼此或R
b3彼此可以各自相同,也可以不同。
X
b2表示的由通式(b1-3-1)表示的二價基如下。
通式(b1-3-1)中,R
b4及R
b5各自獨立地為碳數1~5的脂肪族烴基或鹵素原子,X
b3為碳數1~5的伸烷基、碳數2~5的亞烷基、醚基、硫醚基、磺醯基、羰氧基、酮基或單鍵,p4及p5各自獨立地為0~4的整數,*表示鍵結在其他結構的鍵結位置。
作為R
b4及R
b5表示的碳數1~5的脂肪族烴基、鹵素原子,可列舉與R
b1的情況相同者。
作為X
b3表示的碳數1~5的伸烷基、碳數2~5的亞烷基,可列舉與X
b2表示碳數1~5的伸烷基、碳數2~5的亞烷基相同者。
作為X
b3,在上述選擇之中,較佳是碳數2~5的亞烷基,更佳是碳數2~4的亞烷基,進一步較佳是亞異丙基。
p4及p5各自獨立地為0~4的整數,從購入容易性的觀點來看,較佳是皆為0~2的整數,更佳是皆為0或1,進一步較佳是皆為0。當p4或p5為2以上的整數時,複數個R
b4彼此或R
b5彼此可以各自相同,也可以不同。
p6從購入容易性的觀點來看,較佳是0~5的整數,更佳是0~4的整數,進一步較佳是0~3的整數。
作為R
b6及R
b7表示的碳數1~5的脂肪族烴基,與R
b1的情況為同樣地說明。
p8是1~8的整數,較佳是1~5的整數,更佳是1~3的整數,進一步較佳是1。
當p8為2以上的整數時,複數個R
b6彼此或R
b7彼此可以各自相同,也可以不同。
(胺基馬來醯亞胺化合物(B1))
(B1)成分是具有源自馬來醯亞胺化合物(b1)的結構單元與源自二胺化合物(b2)的結構單元之胺基馬來醯亞胺化合物。
(B1)成分可單獨使用1種,也可以併用2種以上。
[源自馬來醯亞胺化合物(b1)的結構單元]
作為源自(b1)成分的結構單元,可列舉例如下述結構單元,其是(b1)成分所具有的N-取代馬來醯亞胺基之中,至少1個N-取代馬來醯亞胺基與二胺化合物(b2)所具有的胺基進行麥克加成反應(Michael addition reaction)而成者。
(B1)成分中所包含的源自(b1)成分的結構單元,可以是單獨1種,也可以是2種以上。
作為源自(b1)成分的結構單元,可列舉例如由下述通式(b1-7)表示的基、由下述通式(b1-8)表示的基等。
有關上述通式(b1-7)及上述通式(b1-8)中的X
b1的說明,與上述通式(b1-1)中的X
b1的說明相同。
胺基馬來醯亞胺化合物(B1)中的源自(b1)成分的結構單元的含量並無特別限定,較佳是5~95質量%,更佳是30~93質量%,進一步較佳是60~90質量%,特佳是75~90質量%。若源自(b1)成分的結構單元的含量在上述範圍內,會有介電特性及薄膜操作性變得更良好的傾向。
[源自二胺化合物(b2)的結構單元]
作為源自(b2)成分的結構單元,可列舉例如下述結構單元,其是(b2)成分所具有的2個胺基之中,其中一個或兩個胺基與馬來醯亞胺化合物(b1)所具有的N-取代馬來醯亞胺基進行麥克加成反應而成者。
(B1)成分中所包含的源自(b2)成分的結構單元,可以是單獨1種,也可以是2種以上。
(b2)成分所具有的胺基較佳是一級胺基。
作為源自(b2)成分的結構單元,可列舉例如由下述通式(b2-1)表示的基、由下述通式(b2-2)表示的基等。
上述通式(b2-1)及上述通式(b2-2)中的X
b4是二價有機基,相當於自(b2)成分去除2個胺基之二價基。
上述通式(b2-1)及上述通式(b2-2)中的X
b4,較佳是由下述通式(b2-3)表示的二價基。
通式(b2-3)中,R
b11及R
b12各自獨立地為碳數1~5的脂肪族烴基、碳數1~5的烷氧基、羥基或鹵素原子,X
b5為碳數1~5的伸烷基、碳數2~5的亞烷基、醚基、硫醚基、磺醯基、羰氧基、酮基、伸茀基(fluorenylene)、單鍵或者由下述通式(b2-3-1)或(b2-3-2)表示的二價基,p9及p10各自獨立地為0~4的整數,*表示鍵結在其他結構的鍵結位置。
通式(b2-3-1)中,R
b13及R
b14各自獨立地為碳數1~5的脂肪族烴基或鹵素原子,X
b6為碳數1~5的伸烷基、碳數2~5的亞烷基、間苯基二亞異丙基、對苯基二亞異丙基、醚基、硫醚基、磺醯基、羰氧基、酮基或單鍵,p11及p12各自獨立地為0~4的整數,*表示鍵結在其他結構的鍵結位置。
通式(b2-3-2)中,R
b15為碳數1~5的脂肪族烴基或鹵素原子,X
b7及X
b8各自獨立地為碳數1~5的伸烷基、碳數2~5的亞烷基、醚基、硫醚基、磺醯基、羰氧基、酮基或單鍵,p13為0~4的整數,*表示鍵結在其他結構的鍵結位置。
作為上述通式(b2-3)、上述通式(b2-3-1)及上述通式(b2-3-2)中的R
b11、R
b12、R
b13、R
b14及R
b15表示的碳數1~5的脂肪族烴基或鹵素原子,可列舉與上述通式(b1-2)中的R
b1相同者。作為該脂肪族烴基,較佳是碳數1~3的脂肪族烴基,更佳是碳數1~3的烷基,進一步較佳是甲基、乙基。
作為上述通式(b2-3)中的X
b5、上述通式(b2-3-1)中的X
b6以及上述通式(b2-3-2)中的X
b7及X
b8表示的碳數1~5的伸烷基及碳數2~5的亞烷基,與上述通式(b1-3)中的X
b2的說明相同。
上述通式(b2-3)中的p9及p10各自獨立地為0~4的整數,從購入容易性的觀點來看,較佳是皆為0~3的整數,更佳是皆為0~2的整數,進一步較佳皆為0或2。
當p9或p10為2以上的整數時,複數個R
b11彼此或R
b12彼此可以各自相同,也可以不同。
上述通式(b2-3-1)中的p11及p12,各自獨立地為0~4的整數,從購入容易性的觀點來看,較佳是皆為0~2的整數,更佳是皆為0或1,進一步較佳皆為0。
當p11或p12為2以上的整數時,複數個R
b13彼此或R
b14彼此可以各自相同,也可以不同。
上述通式(b2-3-2)中的p13為0~4的整數,從購入容易性的觀點來看,較佳是0~2的整數,更佳是0或1,進一步較佳是0。
作為(b2)成分,可列舉例如:4,4'-二胺基二苯甲烷、4,4'-二胺基-3,3'-二甲基二苯甲烷、4,4'-二胺基-3,3'-二乙基二苯甲烷、4,4'-二胺基二苯醚、4,4'-二胺基二苯碸、3,3'-二胺基二苯碸、4,4'-二胺基二苯酮、4,4'-二胺基聯苯、3,3'-二甲基-4,4'-二胺基聯苯、2,2'-二甲基-4,4'-二胺基聯苯、3,3'-二羥基聯苯胺、2,2-雙(3-胺基-4-羥基苯基)丙烷、3,3'-二甲基-5,5'-二乙基-4,4'-二胺基二苯甲烷、2,2-雙(4-胺苯基)丙烷、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、4,4'-雙(4-胺基苯氧基)聯苯、1,3-雙{1-[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-1-甲基乙基}苯、1,4-雙{1-[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-1-甲基乙基}苯、4,4'-[1,3-伸苯基雙(1-甲基亞乙基)]雙苯胺、4,4'-[1,4-伸苯基雙(1-甲基亞乙基)]雙苯胺、3,3'-[1,3-伸苯基雙(1-甲基亞乙基)]雙苯胺、雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]碸、雙[4-(3-胺基苯氧基)苯基]碸、9,9-雙(4-胺苯基)茀等。
該等之中,作為(b2)成分,從對有機溶劑的溶解性、與馬來醯亞胺化合物(b1)的反應性及耐熱性優異這樣的觀點來看,較佳是4,4'-二胺基二苯甲烷,4,4'-二胺基-3,3'-二甲基二苯甲烷,4,4'-二胺基-3,3'-二乙基二苯甲烷,2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷,4,4'-[1,3-伸苯基雙(1-甲基亞乙基)]雙苯胺、4,4'-[1,4-伸苯基雙(1-甲基亞乙基)]雙苯胺。此外,(b2)成分從介電特性及低吸水性優異這樣的觀點來看,較佳是3,3'-二甲基-5,5'-二乙基-4,4'-二胺基二苯甲烷。此外,(b2)成分從與導體的高黏著性、伸長量、斷裂強度等機械特性優異的觀點來看,較佳是2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷。進一步,(b2)成分除了對有機溶劑的溶解性、合成時的反應性、耐熱性、與導體的高黏著性優異以外,從介電特性及低吸濕性優異這樣的觀點來看,較佳是4,4’-[1,3-伸苯基雙(1-甲基亞乙基)]雙苯胺、4,4’-[1,4-伸苯基雙(1-甲基亞乙基)]雙苯胺。
胺基馬來醯亞胺化合物(B1)中的源自(b2)成分的結構單元的含量並無特別限定,較佳是5~95質量%,更佳是7~70質量%,進一步較佳是10~40質量%,特佳是10~25質量%。若源自(b2)成分的結構單元的含量在上述範圍內,介電特性、耐熱性、難燃性及玻璃轉移溫度會有變得更良好的傾向。
胺基馬來醯亞胺化合物(B1)中,源自二胺化合物(b2)的-NH
2基的基(也包含-NH
2基)的合計當量(Tb2)與源自馬來醯亞胺化合物(b1)的N-取代馬來醯亞胺基的基(也包含N-取代馬來醯亞胺)的合計當量(Tb1)的當量比(Tb2/Tb1)並無特別限定,較佳是0.05~10,更佳是0.5~7,進一步較佳是1~5。若當量比(Tb2/Tb1)在上述範圍內,介電特性、耐熱性、難燃性及玻璃轉移溫度會有變得更良好的傾向。
胺基馬來醯亞胺化合物(B1)的數量平均分子量並無特別限定,較佳是400~10000,更佳是500~5000,進一步較佳是600~2000,特佳是700~1500。
胺基馬來醯亞胺化合物(B1),從介電特性、對有機溶劑的溶解性、與導體的高黏著性及樹脂薄膜的成形性等觀點來看,較佳是含有由下述通式(b2-4)表示的胺基馬來醯亞胺化合物。
(胺基馬來醯亞胺化合物(B1)的製造方法)
(B1)成分,例如能夠藉由在有機溶劑中使馬來醯亞胺化合物(b1)與二胺化合物(b2)進行反應來製造。
藉由使馬來醯亞胺化合物(b1)與二胺化合物(b2)進行反應,可獲得胺基馬來醯亞胺化合物(B1),其是馬來醯亞胺化合物(b1)與二胺化合物(b2)進行麥克加成反應(Michael addition reaction)而成。
當使馬來醯亞胺化合物(b1)與二胺化合物(b2)進行反應時,可依據需要使用反應觸媒。
作為反應觸媒,可列舉例如:對甲苯磺酸等酸性觸媒;三乙胺、吡啶、三丁胺等胺類;甲基咪唑、苯基咪唑等咪唑類;三苯膦等磷系觸媒等。
反應觸媒可單獨使用1種,也可以併用2種以上。
此外,反應觸媒的調配量並無特別限定,例如只要相對於馬來醯亞胺化合物(b1)與二胺化合物(b2)的合計含量100質量份,使用0.01~5質量份即可。
上述反應的反應溫度,從反應速度等作業性、反應中的凝膠化抑制等觀點來看,較佳是50~160℃。此外,上述反應的反應時間從相同的觀點來看,較佳是1~10小時。
此外,在該步驟中藉由額外添加或濃縮有機溶劑,可調整反應原料的固含量濃度及溶液黏度。反應原料的固含量濃度並無特別限定,較佳是10~90質量%,更佳是15~85質量%,進一步較佳是20~80質量%。若反應原料的固含量濃度在上述下限值以上,會有獲得良好的反應速度且生產性變得更良好的傾向。此外,若反應原料的固含量濃度在上述上限值以下,會有下述傾向:可獲得更良好的溶解性,攪拌效率提升並且能夠進一步抑制凝膠化。
當本實施形態的樹脂組成物含有(B)成分時,其含量並無特別限定,但是從耐熱性及介電特性的觀點來看,相對於樹脂組成物中的樹脂成分的總和100質量份,較佳是10~90質量份,更佳是20~80質量份,進一步較佳是30~70質量份,特佳是40~60質量份。
〈共軛二烯聚合物或改質共軛二烯聚合物(C)〉
作為(C)成分並無特別限定,但是較佳是:
(c1)側鏈上具有乙烯基之共軛二烯聚合物[以下,有時稱為「(c1)成分」。]、或
改質共軛二烯聚合物(C1)[以下,有時稱為「改質共軛二烯聚合物(C1)」或「(C1)成分」。],其利用(c2)具有2個以上的N-取代馬來醯亞胺基之馬來醯亞胺化合物[以下,有時稱為「(c2)成分」。]使(c1)側鏈上具有乙烯基之共軛二烯聚合物改質而成。
(C)成分可單獨使用1種,也可以併用2種以上。
((c1)側鏈上具有乙烯基之共軛二烯聚合物)
(c1)成分只要是側鏈上具有乙烯基之共軛二烯聚合物即可,並無特別限定。
(c1)成分可單獨使用1種,也可以併用2種以上。
(c1)成分較佳是側鏈上具有複數個乙烯基之共軛二烯聚合物。(c1)成分在一分子中所具有的乙烯基的數量並無特別限定,從介電特性及耐熱性的觀點來看,較佳是3個以上,更佳是5個以上,進一步較佳是10個以上。
本說明書中,所謂共軛二烯聚合物意指共軛二烯化合物的聚合物。
作為共軛二烯化合物,可列舉例如:1,3-丁二烯、異戊二烯、1,3-戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、2-苯基-1,3-丁二烯、1,3-己二烯等。
共軛二烯聚合物可以是1種共軛二烯化合物之聚合物,也可以是2種以上的共軛二烯化合物之共聚物。
此外,共軛二烯聚合物可以是1種以上的共軛二烯化合物與1種以上的共軛二烯化合物以外的單體之共聚物。此時的聚合型態並無特別限定,可以是隨機聚合、嵌段聚合或接枝聚合中的任一種。
作為(c1)成分的具體例,可列舉例如:具有1,2-乙烯基之聚丁二烯、具有1,2-乙烯基之丁二烯-苯乙烯共聚物、具有1,2-乙烯基之聚異戊二烯等。該等之中,從介電特性及耐熱性的觀點來看,較佳是具有1,2-乙烯基之聚丁二烯、具有1,2-乙烯基之丁二烯-苯乙烯共聚物,更佳是具有1,2-乙烯基之聚丁二烯。此外,作為具有1,2-乙烯基之聚丁二烯,較佳是具有1,2-乙烯基之聚丁二烯同元聚合物。
所謂(c1)成分所具有的源自丁二烯的1,2-乙烯基,是由下述式(c1-1)表示的源自丁二烯的結構單元中包含之乙烯基。
當(c1)成分是具有1,2-乙烯基之聚丁二烯時,相對於構成聚丁二烯的源自丁二烯的總結構單元,具有1,2-乙烯基之結構單元的含量[以下,有時稱為「乙烯基含有率」。]並無特別限定,但是從與其他樹脂的相容性、介電特性、低熱膨脹性及耐熱性的觀點來看,較佳是50莫耳%以上,更佳是60莫耳%以上,進一步較佳是70莫耳%以上,特佳是80莫耳%以上,最佳是85莫耳%以上。此外,乙烯基含有率的上限並無特別限制,可以是100莫耳%以下,可以是95莫耳%以下,也可以是90莫耳%以下。作為具有1,2-乙烯基之結構單元,較佳是由上述式(c1-1)表示的源自丁二烯的結構單元。
從同樣的觀點來看,具有1,2-乙烯基之結構單元較佳是1,2-乙烯基聚丁二烯同元聚合物。
(c1)成分的數量平均分子量並無特別限定,但是從與其他樹脂的相容性、介電特性、低熱膨脹性及耐熱性的觀點來看,較佳是400~2500,更佳是500~2000,進一步較佳是600~1800,特佳是700~1500。
(改質共軛二烯聚合物(C1))
(C1)成分是一種改質共軛二烯聚合物,其利用(c2)具有2個以上的N-取代馬來醯亞胺基之馬來醯亞胺化合物,使(c1)側鏈上具有乙烯基之共軛二烯聚合物改質而成。
[(c2)具有2個以上的N-取代馬來醯亞胺基之馬來醯亞胺化合物]
(c2)成分只要是具有2個以上的N-取代馬來醯亞胺基之馬來醯亞胺化合物即可,能夠使用已列舉為上述馬來醯亞胺化合物或其衍生物(B)中者。
(c2)成分可單獨使用1種,也可以併用2種以上。
該等之中,作為(c2)成分,從對有機溶劑的溶解性、反應中的凝膠化抑制、與(C1)成分的其他樹脂的相容性、介電特性、低熱膨脹性及耐熱性的觀點來看,較佳是以脂肪族烴基取代而成之芳香族雙馬來醯亞胺化合物,更佳是由下述通式(c2-1)表示的化合物。
通式(c2-1)中,R
c1及R
c2各自獨立地為碳數1~5的脂肪族烴基,X
c1是碳數1~5的伸烷基、碳數2~5的亞烷基、醚基、硫醚基、磺醯基、羰氧基、酮基、單鍵或由下述通式(c2-1-1)表示的二價基,q1及q2各自獨立地為0~4的整數,並且q1+q2為1以上的整數。
作為R
c1及R
c2表示的碳數1~5的脂肪族烴基,可列舉例如:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、三級丁基、正戊基等。作為該脂肪族烴基,從與其他樹脂的相容性及反應中的凝膠化抑制的觀點來看,較佳是碳數1~3的脂肪族烴基,更佳是碳數1~3的烷基,進一步較佳是甲基、乙基。
作為X
c1表示的碳數1~5的伸烷基,可列舉例如:甲烯基、1,2-伸乙基、1,3-伸丙基、1,4-伸丁基、1,5-伸戊基等。作為該伸烷基,較佳是碳數1~3的伸烷基,更佳是碳數1或2的伸烷基,進一步較佳是甲烯基。
作為X
c1表示的碳數2~5的亞烷基,可列舉例如:亞乙基、亞丙基、亞異丙基、亞丁基、亞異丁基、亞戊基、亞異戊基等。
q1及q2各自獨立地為0~4的整數,從購入容易性、與其他樹脂的相容性及反應中的凝膠化抑制的觀點來看,較佳是皆為1~3的整數,更佳是皆為1或2,進一步較佳是皆為2。
從同樣的觀點來看,q1+q2較佳是1~8的整數,更佳是2~6的整數,進一步較佳是4。
當q1或q2為2以上的整數時,複數個R
c1彼此或R
c2彼此可以各自相同,也可以不同。
X
c1表示的由通式(c2-1-1)表示的二價基如下。
通式(c2-1-1)中,R
c3及R
c4各自獨立地為碳數1~5的脂肪族烴基或鹵素原子,X
c2是碳數1~5的伸烷基、碳數2~5的亞烷基、醚基、硫醚基、磺醯基、羰氧基、酮基或單鍵,q3及q4各自獨立地為0~4的整數。
作為R
c3及R
c4表示的碳數1~5的脂肪族烴基、鹵素原子,與R
c1的情況為同樣地說明。
作為X
c2表示的碳數1~5的伸烷基、碳數2~5的亞烷基,可列舉與X
c1表示的碳數1~5的伸烷基、碳數2~5的亞烷基相同者。
q3及q4各自獨立地為0~4的整數,從購入容易性的觀點來看,較佳是皆為0~2的整數,更佳是0或1,進一步較佳是0。當q3或q4為2以上的整數時,複數個R
c3彼此或R
c4彼此可以各自相同,也可以不同。
作為由上述通式(c2-1)表示的化合物,從對有機溶劑的溶解性及反應中的凝膠化抑制的觀點、以及所獲得的(C1)成分與其他樹脂的相容性、介電特性、低熱膨脹性及耐熱性的觀點來看,較佳是3,3’-二甲基-5,5’-二乙基-4,4’-二苯甲烷雙馬來醯亞胺。
改質共軛二烯聚合物(C1)較佳是具有一取代基[以下,有時稱為「取代基(x)」。],其是共軛二烯聚合物(c1)所具有的乙烯基與馬來醯亞胺化合物(c2)所具有的N-取代馬來醯亞胺基在側鏈上反應而成。
取代基(x),從與其他樹脂的相容性、介電特性、低熱膨脹性及耐熱性的觀點來看,較佳是包含由下述通式(C-11)或(C-12)表示的結構之基來作為源自馬來醯亞胺化合物(c2)的結構。
有關上述通式(C-11)及(C-12)中的X
C1的說明,與上述通式(b1-1)中的X
b1的說明相同。
取代基(x),從與其他樹脂的相容性、介電特性、低熱膨脹性及耐熱性的觀點來看,更佳是:作為源自馬來醯亞胺化合物(c2)的結構,包含選自由以下述通式(C-21)表示的結構及以下述通式(C-22)表示的結構所組成之群組中的1種以上。
改質共軛二烯聚合物(C1)較佳是側鏈上具有取代基(x)與乙烯基(y)。
有關在改質共軛二烯聚合物(C1)中取代基(x)究竟是以何種程度存在,能夠以(c1)成分的乙烯基被(c2)成分改質到何種程度[以下,有時稱為「乙烯基改質率」。]來作為指標。
乙烯基改質率並無特別限定,從與其他樹脂的相容性、介電特性、低熱膨脹性及耐熱性的觀點來看,較佳是20~70%,更佳是30~60%,進一步較佳是35~50%。在此處,乙烯基改質率是藉由實施例所述之方法所求出的值。
乙烯基(y)較佳是源自丁二烯的結構單元所具有的1,2-乙烯基。
(改質共軛二烯聚合物(C1)的製造方法)
(C1)成分能夠藉由使共軛二烯聚合物(c1)與馬來醯亞胺化合物(c2)進行反應來製造。
使共軛二烯聚合物(c1)與馬來醯亞胺化合物(c2)進行反應的方法並無特別限定。例如在反應容器中倒入共軛二烯聚合物(c1)、馬來醯亞胺化合物(c2)、反應觸媒及有機溶劑,並依據需要,一邊進行加熱、保溫及攪拌等一邊進行反應,藉此即能夠獲得(C1)成分。
上述反應的反應溫度,從作業性及反應中的凝膠化抑制的觀點來看,較佳是70~120℃,更佳是80~110℃,進一步較佳是85~105℃。
上述反應的反應時間,從同樣的觀點來看,較佳是0.5~15小時,更佳是1~10小時,進一步較佳是3~7小時。
但是,該等反應條件能夠依據所使用的原料種類等適當地調整,並無特別限定。
作為上述反應中所用的有機溶劑,可列舉例如:甲醇、乙醇、丁醇、丁基賽璐蘇、乙二醇單甲基醚、丙二醇單甲基醚等醇系溶劑;丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮等酮系溶劑;甲苯、二甲苯、均三甲苯等芳香族烴溶劑;乙酸甲氧基乙酯、乙酸乙氧基乙酯、乙酸丁氧基乙酯、乙酸乙酯等酯系溶劑;N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮等含氮原子溶劑等。
有機溶劑可單獨使用1種,也可以併用2種以上。該等之中,從樹脂溶解性的觀點來看,較佳是甲苯。
當在有機溶劑中實行上述反應時,反應溶液中的共軛二烯聚合物(c1)及馬來醯亞胺化合物(c2)的合計含量並無特別限定,但是較佳是10~70質量%,更佳是15~60質量%,進一步較佳是20~50質量%。若共軛二烯聚合物(c1)及馬來醯亞胺化合物(c2)的合計含量在上述下限值以上,會有下述傾向:可獲得良好的反應速度,並且生產性變得更良好。此外,若共軛二烯聚合物(c1)及馬來醯亞胺化合物(c2)的合計含量在上述上限值以下,會有下述傾向:可獲得更良好的溶解性,攪拌效率提升並且能夠進一步抑制凝膠化。
作為反應觸媒,從可抑制反應中的凝膠化並且可獲得充分的反應性這樣的觀點來看,較佳是有機過氧化物,更佳是α,α’-雙(過氧化三級丁基)二異丙苯。
反應觸媒可單獨使用1種,也可以併用2種以上。
反應觸媒的使用量並無特別限定,相對於共軛二烯聚合物(c1)及馬來醯亞胺化合物(c2)的總量100質量份,較佳是0.01~1.2質量份,更佳是0.03~1.0質量份,進一步較佳0.05~0.8質量份。
實行上述反應時,此時相對於共軛二烯聚合物(c1)所具有的側鏈乙烯基的莫耳數(M
v),馬來醯亞胺化合物(c2)所具有的N-取代馬來醯亞胺基的莫耳數(M
m)的比率(M
m/M
v)並無特別限定,從所獲得的(C1)成分與其他樹脂的相容性及反應中的凝膠化抑制的觀點來看,較佳是0.001~0.5,更佳是0.005~0.1,進一步較佳是0.008~0.05。
(C)成分的數量平均分子量並無特別限定,但是從與其他樹脂的相容性、介電特性、低熱膨脹性及耐熱性的觀點來看,較佳是700~6000,更佳是800~5000,進一步較佳是900~4500,特佳是1000~4000。
當本實施形態的樹脂組成物含有(C)成分時,其含量並無特別限定,但是從與其他樹脂的相容性、介電特性、低熱膨脹性及耐熱性的觀點來看,相對於樹脂組成物中的樹脂成分的總和100質量份,較佳是1~50質量份,更佳是5~40質量份,進一步較佳是10~30質量份,特佳是15~25質量份。
〈苯乙烯系熱塑性彈性體(D)〉
作為(D)成分,只要是具有源自苯乙烯系化合物的結構單元之熱塑性彈性體即可,並無特別限制。
(D)成分可單獨使用1種,也可以併用2種以上。
作為(D)成分,較佳是具有由下述通式(d-1)表示的結構單元者。
作為R
d1及R
d2表示的碳數1~5的烷基,可列舉例如:甲基、乙基、正丙基等。該等之中,較佳是碳數1~3的烷基,更佳是碳數1或2的烷基,進一步較佳是甲基。
k較佳是0~2的整數,更佳是0或1,進一步較佳是0。
作為(D)成分所具有的源自苯乙烯系化合物的結構單元以外的結構單元,可列舉例如:源自丁二烯的結構單元、源自異戊二烯的結構單元、源自順丁烯二酸的結構單元、源自順丁烯二酸酐的結構單元等。
上述源自丁二烯的結構單元及上述源自異戊二烯的結構單元,可以被氫化。當被氫化時,源自丁二烯的結構單元成為混合有乙烯單元與丁烯單元之結構單元,源自異戊二烯的結構單元成為混合有乙烯單元與丙烯單元之結構單元。
作為(D)成分,從介電特性、與導體的黏著性、耐熱性、玻璃轉移溫度及低熱膨脹性的觀點來看,較佳是選自由苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氫化物(SEBS、SBBS)、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氫化物(SEPS)及苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚物(SMA)所組成之群組中的1種以上,更佳是選自由苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氫化物(SEBS)及苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氫化物(SEPS)所組成之群組中的1種以上,進一步較佳是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氫化物(SEBS)。
在上述SEBS中,源自苯乙烯的結構單元的含有率[以下,有時稱為「苯乙烯含有率」。]並無特別限定,從介電特性、與導體的黏著性、耐熱性、玻璃轉移溫度及低熱膨脹性的觀點來看,較佳是5~80質量%,更佳是10~75質量%,進一步較佳是15~70質量%,特佳是20~50質量%。
SEBS的熔體流動速率(Melt Flow Rate,MFR)並無特別限定,在230℃且負重為2.16kgf(21.1N)的測定條件下,較佳是0.1~20g/10分鐘,更佳是0.3~17g/10分鐘,進一步較佳是0.5~15g/10分鐘。
作為SEBS的市售品,可列舉例如:旭化成股份有限公司製造的Tuftec(註冊商標)H系列、M系列;可樂麗股份有限公司製造的Septon(註冊商標)系列;科騰聚合物日本股份(Kraton Polymer Japan Ltd.)有限公司製造的Kraton(註冊商標)G聚合物系列等。
(D)成分的重量平均分子量(Mw)並無特別限定,較佳是12000~1000000,更佳是30000~500000,進一步較佳是50000~120000,特佳是70000~100000。重量平均分子量(Mw)意指利用膠透層析儀(GPC)並以聚苯乙烯換算所測得的值。
當本實施形態的樹脂組成物含有(D)成分時,其含量並無特別限定,但是從介電特性、耐熱性、成形性及相容性的觀點來看,相對於樹脂組成物中的樹脂成分的總和100質量份,較佳是10~60質量份,更佳是15~50質量份,進一步較佳是20~40質量份,特佳是25~30質量份。
〈咪唑化合物或其改質物(E)〉
本實施形態的樹脂組成物藉由含有(E)成分,會有下述傾向:具有更加良好的耐熱性,並且可表現優異的介電特性。
(E)成分可單獨使用1種,也可以併用2種以上。
作為(E)成分,可列舉例如:2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-苯基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-1-甲基咪唑、1,2-二乙基咪唑、1-乙基-2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、4-乙基-2-甲基咪唑、1-異丁基-2-甲基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-苯甲基-2-苯基咪唑、1-氰乙基-2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-乙基咪唑、1-氰乙基-2-苯基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基-4、5-二羥甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羥甲基咪唑,2,3-二氫-1H-吡咯并[1,2-a]苯并咪唑、2,4-二胺基-6-[2'-甲基咪唑基-(1')]乙基-s-三嗪,2,4-二胺基-6-[2'-十一烷基咪唑基-(1')]乙基-s-三嗪,2,4-二胺基-6-[2'-乙基-4'-甲基咪唑基-(1')]乙基-s-三嗪等咪唑化合物;異氰酸酯遮蔽咪唑(isocyanate-masked imidazole)、環氧基遮蔽咪唑、上述咪唑化合物與偏苯三甲酸之鹽、上述咪唑化合物與異三聚氰酸之鹽、上述咪唑化合物與氫溴酸之鹽等改質咪唑化合物等。
作為咪唑化合物的改質物,較佳是由下述通式(e-1)或下述通式(e-2)表示的改質咪唑化合物。
本實施形態的樹脂組成物,藉由含有由上述通式(e-1)或上述通式(e-2)表示的改質咪唑化合物,會進一步成為樹脂成分的相容性優異者。其原因並未確定,但推測如下。上述改質咪唑化合物具有咪唑基作為極性高的基、與由上述通式(e-1)中的「-CH
2-X
e1-CH
2-」或上述通式(e-2)中的「-Ph-X
e2-Ph-」表示的烴基作為極性低的基。因此推測,上述改質咪唑化合物會作為極性高的(B)成分與極性低的彈性體的相容化劑來發揮作用。
含有由上述通式(e-1)表示的改質咪唑化合物之樹脂組成物,即便具有良好的耐熱性仍會有成為介電特性特別優異者的傾向。此外,含有由上述通式(e-2)表示的改質咪唑化合物之樹脂組成物,會有提升介電特性並同時成為介電特性特別優異者的傾向。
上述通式(e-1)中的R
e1、R
e2、R
e3及R
e4表示的脂肪族烴基的碳數為1~20,較佳是1~10,更佳是1~5,進一步較佳是1或2。
作為R
e1、R
e2、R
e3及R
e4表示的脂肪族烴基,可列舉例如:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、癸基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基等烷基;烯基;炔基等。該等脂肪族烴基,可以是直鏈狀或支鏈狀中的任一種。該等之中,較佳是甲基、乙基。
上述通式(e-1)中的X
e1表示的伸烷基的碳數,較佳是1~10,更佳是2~8,進一步較佳是3~5。
作為X
e1表示的伸烷基,可列舉例如:甲烯基、伸乙基、1,3-伸丙基、1,4-伸丁基、1,5-伸戊基、1,6-伸己基等。該等之中,較佳是1,4-伸丁基。
X
e1表示的二價芳香族烴基的碳數,較佳是6~20,更佳是6~15,進一步較佳是6~12。
作為為X
e1表示的二價芳香族烴基,可列舉例如:伸苯基、伸聯苯基、伸聯三苯基(terphenylene)、伸萘基、伸蒽基等。
上述通式(e-2)中的R
e5、R
e6、R
e7及R
e8表示的脂肪族烴基的碳數為1~20,較佳是1~10,更佳是1~5,進一步較佳是1或2。
作為R
e5、R
e6、R
e7及R
e8表示的脂肪族烴基,可列舉例如:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、癸基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基和十八烷基等烷基;烯基;炔基等。該等脂肪族烴基,可以是直鏈狀或支鏈狀中的任一種。
R
e5、R
e6、R
e7及R
e8表示的原子或基之中,R
e5及R
e6較佳是氫原子,R
e7及R
e8較佳是苯基。
上述通式(e-2)中的X
e2表示的伸烷基的碳數,較佳是1~10,更佳是2~8,進一步較佳是3~5。
作為X
e2表示的伸烷基,可列舉例如:甲烯基、伸乙基、1,3-伸丙基、1,4-伸丁基、1,5-伸戊基、1,6-伸己基等。
X
e2表示的亞烷基的碳數,較佳是3~10,更佳是3~8,進一步較佳是3~5。
作為為X
e2表示的亞烷基,可列舉例如:亞乙基、亞丙基、亞異丙基、亞丁基、亞異丁基、亞戊基、亞異戊基等。該等之中,較佳是亞丙基。
當本實施形態的樹脂組成物含有(E)成分時,其含量並無特別限定,從相容性、介電特性及耐熱性的觀點來看,相對於樹脂組成物中的樹脂成分的總和100質量份,較佳是0.01~10質量份,更佳是0.1~6質量份,進一步較佳是0.5~4質量份,特佳是0.8~2質量份。
〈無機填充材料(F)〉
本實施形態的樹脂組成物中藉由含有無機填充材料(F)[以下,有時稱為「(F)成分」。],會有使熱膨脹係數、彈性模數性、耐熱性及難燃性進一步提升的傾向。
無機填充材料(F)可單獨使用1種,也可以併用2種以上。
作為(F)成分並無特別限定,可列舉例如:二氧化矽、氧化鋁、氧化鈦、雲母、氧化鈹、鈦酸鋇、鈦酸鉀、鈦酸鍶、鈦酸鈣、碳酸鋁、氫氧化鎂、氫氧化鋁、矽酸鋁、碳酸鈣、矽酸鈣、矽酸鎂、氮化矽、氮化硼、黏土、滑石、硼酸鋁、碳化矽等。該等之中,從熱膨脹係數、彈性模數、耐熱性及難燃性的觀點來看,較佳是二氧化矽、氧化鋁、雲母、滑石,更佳是二氧化矽、氧化鋁,進一步較佳是二氧化矽。
作為二氧化矽,可列舉例如:利用濕式法所製成的含水率高的沉澱二氧化矽、與利用乾式法所製成的幾乎不含有結合水等之乾式法二氧化矽等。此外,作為乾式法二氧化矽,藉由其製造法的不同,可分類為破碎二氧化矽、發煙二氧化矽、熔融二氧化矽等。
無機填充材料(F)的粒徑並無特別限定,較佳是0.01~20μm,更佳是0.1~10μm,進一步較佳是0.2~1μm,特佳是0.3~0.8μm。在此處,所謂無機填充材料(F)的粒徑,意指平均粒徑,是當將粒子的總體積設為100%來求得基於粒徑的累積度數分佈曲線時,對應於體積50%的點的粒徑。無機填充材料(F)的粒徑能夠以使用雷射繞射散射法的粒度分佈測量裝置等來測定。
作為無機填充材料(F)的形狀,可列舉球狀、破碎狀等,較佳是球狀。
當本實施形態的樹脂組成物含有無機填充材料(F)時,樹脂組成物中的無機填充材料(F)的含量並無特別限定,從熱膨脹係數、彈性模數、耐熱性及難燃性的觀點來看,相對於樹脂組成物的固含量總量(100質量%),較佳是10~70質量%,更佳是20~65質量%,進一步較佳是30~60質量%,特佳是40~55質量%。
當本實施形態的樹脂組成物含有無機填充材料(F)時,以使無機填充材料(F)的分散性及其與有機成分的密合性提升為目的,可依據需要併用耦合劑。
〈難燃劑(G)〉
本實施形態的樹脂組成物藉由含有難燃劑(G),會有樹脂組成物的難燃性進一步提升的傾向。
難燃劑(G)可單獨使用1種,也可以併用2種以上。進一步,依據需要也可以含有難燃助劑。
作為難燃劑(G),可列舉例如:磷系難燃劑、金屬水合物、鹵素系難燃劑等。該等之中,從環境問題的觀點來看,較佳是磷系難燃劑及金屬水合物。
-磷系難燃劑-
磷系難燃劑,在一般使用來作為難燃劑者之中,只要是含有磷原子者,即能夠使用而無特別限制,但是從環境問題的觀點來看,較佳是不含鹵素原子者。
磷系難燃劑可以是無機系的磷系難燃劑,但是從介電特性、與導體的黏著性、耐熱性、玻璃轉移溫度、低熱膨脹性及難燃性的觀點來看,較佳是有機系的磷系難燃劑。
作為無機系的磷系難燃劑,可列舉例如:紅磷;磷酸銨、磷酸二銨、磷酸三銨、聚磷酸銨等磷酸銨;磷酸醯胺等無機系含氮磷化物;磷酸;氧化膦等。
作為有機系的磷系難燃劑,可列舉例如:芳香族磷酸酯、1官能基被取代而成的膦酸二酯、2官能基被取代而成的膦酸酯、2官能基被取代而成的膦酸之金屬鹽、有機系含氮磷化物、環狀有機磷化物、氧化膦化合物等。該等之中,較佳是芳香族磷酸酯、2官能基被取代而成的膦酸之金屬鹽、氧化膦化合物。此處,作為2官能基被取代而成的膦酸之金屬鹽,可列舉例如:鋰鹽、鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽、鎂鹽、鋁鹽、鈦鹽、鋅鹽等。該等之中,較佳是鋁鹽。
作為芳香族磷酸酯,可列舉例如:磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三二甲苯酯(trixylenyl phosphate)、磷酸甲苯基二苯酯、磷酸甲苯基二-2,6-二甲苯酯、間苯二酚雙(磷酸二苯酯)、1,3-伸苯雙(磷酸二-2,6-二甲苯酯)、雙酚A-雙(磷酸二苯酯)、1,3-伸苯雙(磷酸二苯酯)等。
作為1官能基被取代而成的膦酸二酯,可列舉例如:苯基膦酸二乙烯酯、苯基膦酸二烯丙酯、苯基膦酸雙(1-丁烯酯)等。
作為2官能基被取代而成的膦酸酯,可列舉例如:二苯基膦酸苯酯、二苯基膦酸甲酯等。
作為2官能基被取代而成的膦酸之金屬鹽,可列舉例如:二烷基膦酸之金屬鹽、二烯丙基膦酸之金屬鹽、二乙烯基膦酸之金屬鹽、二芳基膦酸之金屬鹽等。作為該等金屬鹽,較佳是鋁鹽。
作為有機系含氮磷化物,可列舉例如:雙(2-烯丙基苯氧基)膦氮烯、二甲苯基膦氮烯等的膦氮烯(phosphazene)化合物;磷酸三聚氰胺;焦磷酸三聚氰胺;聚磷酸三聚氰胺;聚磷酸蜜白胺等。
作為環狀有機磷化物,可列舉:9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物、10-(2,5-二羥苯)-9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物等。
作為氧化膦化合物,可列舉例如:對二甲苯雙二苯基氧化膦、對苯基雙二苯基氧化膦、伸乙基雙二苯基氧化膦、聯苯雙二苯基氧化膦、伸萘基雙二苯基氧化膦等。
在以上的有機系磷系難燃劑之中,較佳是芳香族磷酸酯、2官能基被取代而成的膦酸之金屬鹽、氧化膦化合物,更佳是1,3-伸苯雙(磷酸二-2,6-二甲苯酯)、二烷基膦酸之鋁鹽、對二甲苯雙二苯基氧化膦。
-金屬水合物-
作為金屬水合物,可列舉例如:氫氧化鋁的水合物、氫氧化鎂的水合物等。
-鹵素系難燃劑-
作為鹵素系難燃劑,可列舉例如:氯系難燃劑、溴系難燃劑等。作為氯系難燃劑,可列舉例如氯化石蠟等。
當本實施形態的樹脂組成物含有磷系難燃劑作為(G)成分時,樹脂組成物中的磷系難燃劑的含量並無特別限定,從難燃性、成形性及耐熱性的觀點來看,相對於樹脂組成物中的樹脂成分的總和100質量份,以磷原子換算計較佳是0.2~10質量份,更佳是0.3~7質量份,進一步較佳是0.5~5質量份,特佳是1~3質量份。
〈其他成分(H)〉
本實施形態的樹脂組成物,可以是進一步含有上述以外的其他成分(H)[以下,有時稱為「(H)成分」。]而成者。作為其他成分(H),可列舉例如:上述各成分以外的熱硬化性樹脂、熱塑性聚合物、硬化促進劑、難燃劑、添加劑、有機溶劑等。
各種(H)成分可單獨使用1種,也可以併用2種以上。
作為(H)成分的硬化促進劑,可列舉例如:對甲苯磺酸等酸性觸媒;三乙胺、吡啶、三丁胺等胺化合物;三級胺化合物;四級銨化合物;三苯膦等磷系化合物;過氧化二異丙苯、2,5-二甲基-2,5-雙(過氧化三級丁基)己-3-炔、2,5-二甲基-2,5-二(過氧化三級丁基)己烷、過氧化三級丁基異丙基單碳酸酯、α,α’-雙(過氧化三級丁基)二異丙苯等有機過氧化物;錳、鈷、鋅等羧酸鹽等。
作為(H)成分的添加劑,可列舉例如:抗氧化劑、熱穩定劑、抗靜電劑、紫外線吸收劑、顏料、著色劑、潤滑劑等。
(H)成分的使用量並無特別限定,只要在不妨礙本發明的效果的範圍內使用即可。
(有機溶劑)
本實施形態的樹脂組成物可含有有機溶劑。藉由利用有機溶劑進行稀釋,會有本實施形態的樹脂組成物的處理性及製造後述的預浸體的容易度提升的傾向。含有有機溶劑之樹脂組成物,一般而言有時會被稱為樹脂清漆或清漆。
作為有機溶劑可列舉:乙醇、丙醇、丁醇、甲基賽璐蘇、丁基賽璐蘇、丙二醇單甲基醚等醇系溶劑;丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮等酮系溶劑;四氫呋喃等醚系溶劑;甲苯、二甲苯、均三甲苯等芳香族烴系溶劑;二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮等含氮原子溶劑;二甲亞碸等含硫原子溶劑;γ-丁內酯等酯系溶劑等。
該等之中,從溶解性的觀點來看,較佳是醇系溶劑、酮系溶劑、含氮原子溶劑、芳香族烴系溶劑,更佳是芳香族烴系溶劑,進一步較佳是甲苯。
當本實施形態的樹脂組成物含有有機溶劑時,樹脂組成物的固含量濃度並無特別限定,較佳是30~90質量%,更佳是35~80質量%,進一步較佳是40~60質量%。若樹脂組成物的固含量濃度在上述範圍內,會有下述傾向:樹脂組成物的處理性會變得容易,對基材的含浸性及所製造出的預浸體的外觀會變得更良好。此外,會有下述傾向:後述的預浸體中的樹脂的固含量濃度的調整會變得容易,而變得更容易製造具有期望的厚度的預浸體。
〈樹脂組成物的製造方法〉
本實施形態的樹脂組成物能夠藉由利用習知的方法混合上述各成分來製造。此時,可以一邊攪拌一邊使各成分溶解或分散。混合順序、溫度、時間等條件並無特別限定,只要依據原料的種類等來任意地設定即可。
〈樹脂組成物的物性〉
(介電特性)
本實施形態的樹脂組成物的硬化物在10GHz時的介電係數(Dk)並無特別限定,較佳是3.0以下,更佳是2.9以下,進一步較佳是2.8以下。上述介電係數(Dk)越小越佳,並且其下限值並無特別限制,但是考慮與其他物性的平衡,例如可以是2.3以上,可以是2.4以上,也可以是2.5以上。介電係數(Dk)是依據空腔共振器攝動法而得的值,更詳細而言,是藉由實施例所述之方法所測得的值。此外,在本說明書中,當僅稱為介電係數時,意指相對介電係數。
本實施形態的樹脂組成物在10GHz時的介電損耗正切(Df)並無特別限定,較佳是0.0050以下,更佳是0.0040以下,進一步較佳是0.0030以下,特佳是0.0025以下,最佳是0.0022以下。介電損耗正切(Df)越小越佳,並且其下限值並無特別限制,但是考慮與其他物性的平衡,例如可以是0.0010以上,可以是0.0013以上,也可以是0.0015以上。介電損耗正切(Df)是依據空腔共振器攝動法而得的值,更詳細而言,是藉由實施例所述之方法所測得的值。
(玻璃轉移溫度)
本實施形態的樹脂組成物並無特別限定,由實施例所述之方法所測得的玻璃轉移溫度,較佳是190℃以上,更佳是200℃以上,進一步較佳是210℃以上。玻璃轉移溫度越高越佳,但是從製造容易性的觀點來看,可以是300℃以下,可以是270℃以下,也可以是250℃以下。
[預浸體]
本實施形態的預浸體是含有本實施形態的樹脂組成物而成之預浸體。
作為本實施形態的預浸體所含有的薄片狀纖維補強基材,能夠使用被用於各種電絕緣材料用積層板中的習知的薄片狀纖維補強基材。
作為薄片狀纖維補強基材的材質,可列舉:E玻璃纖維、D玻璃纖維、S玻璃纖維、Q玻璃纖維等無機物纖維;聚醯亞胺、聚酯、四氟乙烯等有機纖維;該等纖維之混合物等。該等薄片狀纖維補強基材,例如可具有織布、不織布、粗紗(roving)、切股纖維氈(chopped strand mat)或表面氈(surfacing mat)等的形狀。
薄片狀纖維補強基材的厚度並無特別限定,例如是0.02~0.5mm。
薄片狀纖維補強基材,從樹脂組成物的含浸性、作成積層板時的耐熱性、耐吸濕性及加工性的觀點來看,可以是利用耦合劑等進行表面處理而成者、也可以是經施以機械性開纖處理而成者。
本實施形態的預浸體,例如能夠藉由下述方式製造:使本實施形態的樹脂組成物含浸或塗佈於薄片狀纖維補強基材,然後依據需要進行乾燥。
作為使樹脂組成物含浸或塗佈於薄片狀纖維補強基材的方法,能夠採用例如:熱熔法、溶媒法等。
熱熔法是使不含有機溶劑之樹脂組成物含浸或塗佈於薄片狀纖維補強基材的方法。作為熱熔法的一態樣,可列舉將樹脂組成物暫時性地塗覆在剝離性良好的銅版紙(coated paper),然後使塗覆而成的樹脂組成物疊層於薄片狀纖維補強基材的方法。此外,作為熱熔法的其他態樣,可列舉藉由模具塗佈機等將樹脂組成物直接塗佈在薄片狀纖維補強基材的方法。
溶媒法是使含有機溶劑之樹脂組成物含浸或塗佈於薄片狀纖維補強基材的方法。具體而言,可列舉將含有機溶劑之樹脂組成物浸漬於薄片狀纖維補強基材後,進行乾燥的方法。
作為溶媒法的乾燥條件,例如能夠設為在80~200℃加熱1~30分鐘的條件。藉由乾燥,能夠去除有機溶劑,並且可使樹脂組成物半硬化(B階段化),而獲得本實施形態的預浸體。
本實施形態的預浸體中的源自樹脂組成物的固含量濃度並無特別限定,較佳是30~90質量%。若預浸體中的源自樹脂組成物的固含量濃度在上述範圍內,作成積層板時會有可獲得更良好的成形性的傾向。
[樹脂薄膜]
本實施形態的樹脂薄膜是含有本實施形態的樹脂組成物而成之樹脂薄膜。
本實施形態的樹脂薄膜,例如能夠藉由將含有有機溶劑之樹脂組成物即樹脂清漆塗佈於支撐體,然後使其加熱乾燥來製造。
作為支撐體,可列舉例如:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等聚烯烴薄膜;聚對苯二甲酸乙二酯[以下,有時也稱為「PET」。]、聚萘二甲酸乙二酯等聚酯薄膜;聚碳酸酯薄膜、聚醯亞胺薄膜等各種塑膠薄膜;銅箔、鋁箔等金屬箔;脫模紙等。
支撐體可以施行消光處理、電暈處理等表面處理。此外,支撐體可以施行藉由矽氧樹脂系脫模劑、醇酸樹脂系脫模劑、氟樹脂系脫模劑等的脫模處理。
支撐體的厚度並無特別限定,較佳是10~150μm,更佳是20~100μm,進一步較佳是25~50μm。
作為用以塗佈樹脂清漆的塗佈裝置,能夠使用本技術領域中具有通常知識者所習知的下述塗佈裝置:刮刀式塗佈機(comma coater)、刮棒塗佈機(bar coater)、輥壓塗佈機(kiss coater)、輥塗佈機、凹板塗佈機(gravure coater)、模具塗佈機(die coater)等。該等塗佈裝置只要依據要形成的膜厚來適當地選擇即可。
塗佈樹脂組成物後的乾燥條件,只要依據有機溶劑的含量、沸點等適當地決定即可,並無特別限定。例如當是含有40~60質量%的芳香族烴系溶劑之樹脂清漆時,藉由在50~200℃中乾燥3~10分鐘左右即能夠適當地形成樹脂薄膜。
[積層板]
本實施形態的積層板是含有本實施形態的預浸體與金屬箔而成之積層板。再者,具有金屬箔之積層板有時也被稱為覆金屬積層板。
作為金屬箔的金屬,只要是可用於電絕緣材料用途者即可,並無特別限定,但是從導電性的觀點來看,較佳是銅、金、銀、鎳、鉑、鉬、釕、鋁、鎢、鐵、鈦、鉻或含有該等金屬元素中的1種以上之合金,更佳是銅或鋁,進一步較佳是銅。
本實施形態的積層板,例如能夠藉由下述方式來製造:在本實施形態的預浸體的其中一面或雙面上配置金屬板,然後進行加熱加壓來成形。此時,預浸體可僅使用1片,也可以積層2片以上來使用。
加熱加壓成形的條件並無特別限定,例如能夠設為溫度100~300℃、壓力0.2~10MPa、時間0.1~5小時。此外,加熱加壓成形能夠採用使用真空壓製機等來保持真空狀態0.5~5小時的方法。
[多層印刷線路板]
本實施形態的多層印刷線路板,是含有選自由本實施形態的預浸體、樹脂薄膜及積層板所組成之群組中的1種以上而成者。
亦即,本實施形態的多層印刷線路板,包含多層結構與導體線路層,該多層結構至少含有本實施形態的預浸體的硬化物、本實施形態的樹脂薄膜的硬化物或本實施形態的積層板。
本實施形態的多層印刷線路板能夠藉由下述方式來製造:利用習知的方法,對選自由本實施形態的預浸體、樹脂薄膜及積層板所組成之群組中的1種以上施行電路形成加工及多層化黏著加工。導體電路,例如能夠藉由適當地施行穿孔加工、金屬鍍覆加工、金屬箔的蝕刻等來形成。
[半導體封裝體]
本實施形態的半導體封裝體是含有本實施形態的多層印刷線路板而成之半導體封裝體。
本實施形態的半導體封裝體,例如是在本實施形態的多層印刷線路板上裝配半導體元件而成。本實施形態的半導體封裝體,例如能夠藉由利用習知的方法,將半導體晶片、記憶體等裝配在本實施形態的多層印刷線路板上來製造。
以上,已說明了本實施形態,但是該等實施形態僅為用以說明本發明的例示,而並未將本發明的範圍限定為僅限於該等實施形態。本發明在不脫離其主旨的範圍內,能夠以與上述實施形態不同的各種態樣來實施。
[實施例]
以下,列舉實施例來更具體地說明本實施形態。但是,本實施形態並未限定於以下實施例。
再者,在各例中,數量平均分子量利用以下的步驟來測定。
(數量平均分子量的測定方法)
數量平均分子量利用膠透層析儀(GPC)並且由使用了標準聚苯乙烯的校準曲線所換算而得。校準曲線,使用標準聚苯乙烯TSK standard POLYSTYRENE(Type:A-2500、A-5000、F-1、F-2、F-4、F-10、F-20、F-40)[東曹(TOSOH)股份有限公司製造,商品名]並利用三次方程式來進行近似。GPC的測定條件顯示於以下。
裝置:高速GPC裝置 HLC-8320GPC
偵檢器:紫外線吸光偵檢器UV-8320[東曹(TOSOH)股份有限公司製造]
管柱:保護管柱為TSK Guardcolumn SuperHZ-L+管柱TSK gel SuperHZM-N+TSK gel SuperHZM-M+TSK gel SuperH-RC(皆為東曹股份有限公司製造,商品名)。
管柱尺寸:4.6×20mm(保護管柱)、4.6×150mm(管柱)、6.0×150mm(參考管柱)。
‧溶析液:四氫呋喃。
‧試料濃度:10mg/5mL。
‧注入量:25μL。
‧流量:1.00mL/分鐘。
‧測定溫度:40℃。
(乙烯基改質率的測定)
在後述的製造例2中,針對包含反應開始前的(c1)成分及(c2)成分之溶液與反應後的溶液,利用上述方法來測定GPC,藉此求出反應前後時的源自(c2)成分的波峰面積。繼而,藉由下述公式來計算(c2)成分的乙烯基改質率。再者,乙烯基改質率相當於由於反應造成的源自(c2)成分的波峰面積的減少率。
乙烯基改質率=[(反應前的源自(c2)成分的波峰面積)-(反應後的源自(c2)成分的波峰面積)]×100/(反應前的源自(c2)成分的波峰面積)
[製造例1:聚苯醚衍生物的製造]
在容積2公升的玻璃製的燒瓶容器中,倒入下述成分:甲苯;1mol的聚苯醚「XYRON(註冊商標)S203A」(商品名,旭化成股份有限公司製造,數量平均分子量=12000,以下也稱為「原料PPE」。);及,相對於原料PPE而羥基當量成為6的量的由下述通式(1)表示的含烯丙基化合物,該燒瓶容器具備溫度計、回流冷卻管及攪拌裝置,且可加熱和冷卻。繼而,在90~100℃中一邊攪拌一邊使各成分溶解。再者,甲苯的使用量設為反應濃度成為35質量%的量。
以目視確認上述含烯丙基化合物已溶解之後,添加相對於100質量份的原料PPE為2質量份的三級丁基過氧化異丙基單碳酸酯、相對於100質量份的原料PPE為1.11質量份的辛酸錳。繼而,在溶液溫度90~100℃中反應6小時後實行重分配反應後,藉由冷卻至40℃來獲得在分子末端具有烯丙基之聚苯醚衍生物。取出少量的該反應溶液後,實行GPC測定(聚苯乙烯換算,溶析液:四氫呋喃)。其結果,確認到源自含烯丙基化合物的雙波峰成為單波峰。此外,聚苯醚衍生物的數量平均分子量為4200。
[製造例2:改質共軛二烯聚合物的製造]
在容積2公升的玻璃製的燒瓶容器中,倒入下述成分:33.5質量份的作為(c1)成分的1,2-聚丁二烯同元聚合物(數量平均分子量=1200,乙烯基含有率=85%以上);1.47質量份的作為(c2)成分的3,3’-二甲基-5,5’-二乙基-4,4’-二苯甲烷雙馬來醯亞胺;反應觸媒;及,有機溶劑,該燒瓶容器具備溫度計、回流冷卻管及攪拌裝置,且可加熱和冷卻。繼而,在氮氣氣氛下且90~100℃中攪拌5小時,藉此使(c1)成分與(c2)成分反應,來獲得固含量濃度為35質量%的改質共軛二烯聚合物的溶液。(c2)成分的乙烯基改質率為40%,所獲得的改質共軛二烯聚合物的數量平均分子量為3500。
[樹脂組成物的製造]
實施例1~5、比較例1
依照表1所述之調配量來調配表1中所述的各成分,然後在室溫中或一邊加熱至50~80℃一邊攪拌並混合,藉此來調製固含量濃度為約50質量%的樹脂組成物。再者,表1中,各成分的調配量的單位為質量份,當是溶液時,意指固含量換算的質量份。此外,表1中的括弧內的數值意指樹脂組成物中的源自各成分的磷原子的含量。
[樹脂薄膜及雙面附銅箔樹脂板的製造]
將各例所獲得的樹脂組成物塗佈於厚度38μm的PET薄膜(帝人股份有限公司製造,商品名:G2-38)後,在170℃中加熱乾燥5分鐘,藉此製作出B階段狀態的樹脂薄膜。將該樹脂薄膜自PET薄膜剝離後,藉由粉碎來作成B階段狀態的樹脂粉末,然後倒在已模切(diecutting)為厚度1mm×長度50mm×寬度35mm的尺寸的Teflon(註冊商標)薄片上。繼而,在已倒有該樹脂粉末的Teflon(註冊商標)薄片的上下,配置厚度18μm的低輪廓(low profile)銅箔(三井金屬礦業股份有限公司製造,商品名:3EC-VLP-18),藉此獲得加熱加壓成形前的積層物。再者,低輪廓銅箔是將M面設為樹脂粉末側來配置。繼而,在溫度230℃、壓力2.0MPa、時間120分鐘的條件下,將該積層物進行加熱加壓來成形,藉此使樹脂粉末成形並硬化為樹脂板,而製成雙面附銅箔樹脂板。所獲得的雙面附銅箔樹脂板的樹脂板部分的厚度為1mm。
[評價方法及測定方法]
使用由上述實施例及比較例獲得的雙面附銅箔樹脂板,依據下述方法來實行各測定及評價。將結果顯示於表1。
(1.相容性的評價方法)
(1)試驗片的製作
將各例所獲得的雙面附銅箔樹脂板浸漬於銅蝕刻液即過硫酸銨(三菱氣體化學股份有限公司製造)10質量%溶液中,藉此去除銅箔而獲得樹脂板。
繼而,利用鑄模樹脂將該樹脂板包埋並在室溫中使其硬化12小時,而獲得樹脂板的鑄模物。使用精密切割機(Refinetec股份有限公司製造,商品名:Refine Saw Excel)將所獲得的鑄模物進行切割,藉此形成樹脂板的剖面。繼而,將對該剖面進行鉑鍍覆處理而成者作成試驗片。
(2)藉由掃描式電子顯微鏡的觀察
使用掃描式電子顯微鏡(SEM)(日本電子股份有限公司製造,商品名:JSM-6010PLUA/LA),並以加速電壓15kV、無傾斜、反射電子模式的條件來觀察由上述獲得的試驗片的剖面,藉此取得反射電子影像。
再者,用以算出非分離部的面積比率R
w的影像,利用100倍或200倍(實施例1、3~5及比較例1為100倍,實施例2為200倍)的觀察倍率,對任意的3個視野進行攝影。
此外,用以算出分離部的平均域大小D
L的影像,利用65倍的觀察倍率,對任意的6個視野進行攝影。
但是,為了調查觀察倍率的影響,針對實施例4利用200倍及1000倍的觀察倍率來取得反射電子影像。
(3)藉由掃描式電子顯微鏡的觀察
針對由上述獲得的反射電子影像,將看起來較暗而呈現相分離的樹脂區域判斷為「分離部」,並將該分離部以外的區域判斷為「非分離部」。再者,分離部例如能夠如第1圖所示的那樣明確地辨認出來。
(4)反射電子影像的二值化處理
針對上述獲得的反射電子影像,藉由影像分析處理軟體(Nippon Roper股份有限公司製造,商品名:Image-Pro Analyzer 7.0J),將RGB的閾值在40~100的範圍內調整來作為二值化處理的條件,以使得由上述(3)判斷出的分離部成為其中一值並使非分離部成為另一值的條件進行二值化,藉此取得二值化影像。
(5)非分離部的面積比率R
w的計算
計算上述二值化影像的非分離部區域相對於二值化影像的全部區域的面積比率(非分離部區域的面積×100/二值化影像的全部區域的面積),並將3個視野中的面積比率平均而得的值作為非分離部的面積比率R
w來算出。所算出的R
w值越大,表示相容性越優異。
(6)分離部的平均域大小D
L的計算
在由上述獲得的6個視野的反射電子影像中的分離部的區域之中,從域大小最大者開始算起,將具有從第二大至第六大為止的尺寸之區域的域大小進行平均,藉此算出分離部的平均域大小D
L。所算出的分離部的平均域大小D
L值越小,表示相容性越優異。再者,域大小的測長依據上述的方法來實行。
(2.介電係數及介電損耗正切的測定方法)
將由各例獲得的雙面附銅箔樹脂板浸漬於銅蝕刻液即過硫酸銨(三菱氣體化學股份有限公司製造)10質量%溶液中,藉此去除銅箔,而製成2mm×50mm的試驗片。繼而,依據空腔共振器攝動法,以氣氛溫度25℃且10GHz頻段的條件,測定上述試驗片的相對介電係數(Dk)及介電損耗正切(Df)。
(3.玻璃轉移溫度的測定方法)
藉由蝕刻將由各例所獲得的雙面附銅箔樹脂板的雙面的銅箔去除,來製作5mm見方的試驗片。繼而,使用熱機械測定裝置(TMA)[TA Instrument Japan股份有限公司製造,Q400(型號)],依據IPC(The Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits)規格來測定上述試驗片的玻璃轉移溫度。
[表1]
*表中,括弧內的數值意指樹脂組成物中的源自各成分的磷原子的含量。
實施例 | 比較例 | |||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 1 | |||
各成分的調配量 | (A)成分 | 聚苯醚衍生物 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 |
(B)成分 | 馬來醯亞胺化合物(B-1) | 21.1 | 21.1 | 21.1 | 21.1 | 21.1 | 21.1 | |
馬來醯亞胺化合物(B-2) | 2.3 | |||||||
(C)成分 | 未改質共軛二烯聚合物 | 8.2 | ||||||
改質共軛二烯聚合物 | 8.2 | 8.2 | 8.2 | 8.2 | 8.2 | |||
(D)成分 | 氫化苯乙烯系熱塑性彈性體 | 13.0 | 13.0 | 13.0 | 13.0 | 13.0 | 13.0 | |
(E)成分 | 由通式(e-1)表示的改質咪唑化合物 | 0.5 | 1.0 | 3.0 | ||||
由通式(e-2)表示的改質咪唑化合物 | 0.5 | |||||||
2-乙基-4-甲基咪唑 | 0.5 | |||||||
(F)成分 | 二氧化矽 | 47.4 | 47.4 | 47.4 | 47.4 | 47.4 | 47.4 | |
(G)成分 | 1,3-伸苯雙(磷酸二-2,6-二甲苯酯) | (0.5) | (0.5) | (0.5) | (0.5) | (0.5) | (0.5) | |
磷酸金屬鹽 | (0.5) | (1.0) | (1.0) | (0.5) | (0.5) | (0.5) | ||
對二甲苯雙二苯基氧化膦 | (0.5) | (0.5) | (0.5) | (0.5) | (0.5) | (0.5) | ||
(H)成分 | α,α’-雙(過氧化三級丁基)二異丙苯 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | |
評價結果 | 相容性 | 非分離部的面積比率R w(%)(觀察倍率100~200倍) | 72 | 84 | 91 | 64 | 58 | 59 |
分離部的平均域大小D L(μm)(觀察倍率65倍) | 39 | 48 | 32 | 50 | 80 | 158 | ||
介電 特性 | 介電係數(Dk)(10GHz) | 2.77 | 2.79 | 2.78 | 2.80 | 2.76 | 2.79 | |
介電損耗正切(Df) (10GHz) | 0.0020 | 0.0024 | 0.0021 | 0.0025 | 0.0023 | 0.0031 | ||
耐熱性 | 玻璃轉移溫度(℃) | 211 | 205 | 226 | 223 | 215 | 212 |
再者,表1所述之成分的詳情如下。
[(A)成分]
‧聚苯醚衍生物:由製造例1所製成的聚苯醚衍生物
[(B)成分]
‧馬來醯亞胺化合物(B-1):聯苯芳烷基型馬來醯亞胺(日本化藥股份有限公司製造,商品名「MIR-3000」)
‧馬來醯亞胺化合物(B-2):3,3'-二甲基-5,5'-二乙基-4,4'-二苯甲烷雙馬來醯亞胺。
[(C)成分]
‧未改質共軛二烯聚合物:1,2-乙烯基聚丁二烯同元聚合物(數量平均分子量=1200,乙烯基含有率=85%以上)
‧改質共軛二烯聚合物:由製造例2所製成的改質共軛二烯聚合物
[(D)成分]
‧氫化苯乙烯系熱塑性彈性體:苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)共聚物(科騰聚合物日本股份有限公司製造,商品名「Kraton(註冊商標)MD1653」,熔體流動速率5.0g/10分鐘,苯乙烯含有率30%,氫化率100%)
[(E)成分]
‧由通式(e-1)表示的改質咪唑化合物:上述通式(e-1)中的R
e1和R
e2為甲基、R
e3和R
e4為乙基且X
e1為1,4-伸丁基之化合物
‧由通式(e-2)表示的改質咪唑化合物:上述通式(e-2)中的R
e5和R
e6為氫原子、R
e7和R
e8為苯基且X
e2為亞丙基之化合物
‧2-乙基-4-甲基咪唑
[(F)成分]
‧二氧化矽:球狀熔融二氧化矽,平均粒徑=0.5μm
[(G)成分]
‧1,3-伸苯雙(磷酸二-2,6-二甲苯酯):磷含量9.0質量%
‧磷酸金屬鹽:二烷基膦酸鋁鹽、2官能基被取代而成的膦酸金屬鹽,磷含量23.5質量%(科萊恩股份有限公司(Clariant Chemicals Co.,Ltd)製造,商品名「OP-935」)
‧對二甲苯雙二苯基氧化膦:磷含量12.0質量%
[(H)成分]
‧α,α’-雙(過氧化三級丁基)二異丙苯
由表1可清楚得知,由本實施形態的實施例1~5所獲得的硬化物,非分離部的面積比率R
w為50%以上,分離部的平均域大小D
L為120μm以下,而介電特性及耐熱性優異。另一方面,分離部的平均域大小D
L超過120μm的比較例1的硬化物的介電特性差。
再者,針對實施例4獲得的硬化物,當利用200倍的觀察倍率對3個視野分別算出非分離部的面積比率R
w時,3個視野的R
w相對於平均值都在±1%的範圍以內。另一方面,當對相同試驗片利用1000倍的觀察倍率對3個視野算出非分離部的面積比率R
w時,相對於平均值,卻存在最大為5.7%的差。從此結果可知,本實施形態的第一態樣的相容性評價方法,藉由將觀察倍率設為50~250倍可獲得優異的再現性。
[產業上的可利用性]
本實施形態的熱硬化性樹脂組成物的相容性評價方法,能夠評價對熱硬化性樹脂組成物的介電特性、耐熱性等物性造成影響之相容性,因此在使用於印刷線路板的基板材料等方面是有用的。
1:非分離部
2:分離部
第1圖是在本實施形態的相容性評價方法中所獲得的反射電子影像的一例。
第2圖是顯示分離部的域大小的測長方法的示意圖。
第3圖是顯示分離部的域大小的測長方法的其他示意圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
1:非分離部
2:分離部
Claims (9)
- 一種熱硬化性樹脂組成物的相容性評價方法,其是對含有2種以上的樹脂及無機填充材料之熱硬化性樹脂組成物的相容性進行評價的方法,並且包含以下的步驟1A及2A: 步驟1A,該步驟針對前述熱硬化性樹脂組成物的硬化物的剖面,利用50~250倍的觀察倍率取得掃描式電子顯微鏡的反射電子影像;及, 步驟2A,該步驟在前述反射電子影像中,將呈相分離的樹脂區域設為分離部,將該分離部以外的區域設為非分離部,進行二值化而使前述分離部成為其中一值且前述非分離部成為另一值,並將所獲得的二值化影像的前述非分離部區域相對於前述二值化影像的全部區域的面積比率(非分離部區域的面積×100/二值化影像的全部區域的面積),作為前述非分離部的面積比率R w來算出。
- 一種熱硬化性樹脂組成物的相容性評價方法,其是對含有2種以上的樹脂及無機填充材料之熱硬化性樹脂組成物的相容性進行評價的方法,並且包含以下的步驟1B及2B: 步驟1B,該步驟針對前述熱硬化性樹脂組成物的硬化物的剖面,取得掃描式電子顯微鏡的反射電子影像;及, 步驟2B,該步驟在前述反射電子影像中,將呈相分離的樹脂區域設為分離部,並取得前述分離部的平均域大小D L。
- 如請求項2所述之熱硬化性樹脂組成物的相容性評價方法,其中,前述步驟1B是針對前述熱硬化性樹脂組成物的硬化物的剖面,利用50~200倍的觀察倍率取得掃描式電子顯微鏡的反射電子影像的步驟。
- 一種熱硬化性樹脂組成物,其含有2種以上的樹脂及無機填充材料,並且,該熱硬化性樹脂組成物滿足下述條件: 在請求項1所述之相容性評價方法中,在前述掃描式電子顯微鏡的觀察倍率為100倍或200倍這一條件所取得的前述非分離部的面積比率R w為50%以上, 且在請求項2所述之相容性評價方法中,在前述掃描式電子顯微鏡的觀察倍率為65倍這一條件下,前述分離部的平均域大小D L為120μm以下,該分離部的平均域大小是在至少在3個視野所觀測到的前述分離部的區域之中,從域大小較大者開始算起,將具有從第二大至第六大為止的尺寸之區域的域大小進行平均所取得者。
- 一種預浸體,其含有請求項4所述之熱硬化性樹脂組成物而成。
- 一種樹脂薄膜,其含有請求項4所述之熱硬化性樹脂組成物而成。
- 一種積層板,其含有請求項5所述之預浸體與金屬箔而成。
- 一種多層印刷線路板,其含有選自由請求項5所述之預浸體、請求項6所述之樹脂薄膜及請求項7所述之積層板所組成之群組中的1種以上而成。
- 一種半導體封裝體,其使用請求項8所述之多層印刷線路板而形成。
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