(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
本発明のプリント配線板材料は、バインダー成分と、数平均繊維径3nm〜1000nmのセルロースナノファイバーと、シリコーン化合物およびフッ素化合物のうちのいずれか一方または双方と、を含む点に特徴を有する。
【0014】
上記セルロースナノファイバーは、以下のようにして得ることができる。
セルロースナノファイバーの原材料としては、木材や麻、竹、綿、ジュート、ケナフ、ビート、農産物残廃物、布等の天然植物繊維原料から得られるパルプ、レーヨンやセロファン等の再生セルロース繊維等を用いることができ、中でも特に、パルプが好適である。パルプとしては、植物原料を化学的若しくは機械的に、または、両者を併用してパルプ化することにより得られるクラフトパルプや亜硫酸パルプ等のケミカルパルプ、セミケミカルパルプ、ケミグランドパルプ、ケミメカニカルパルプ、サーモメカニカルパルプ、ケミサーモメカニカルパルプ、リファイナーメカニカルパルプ、砕木パルプおよびこれらの植物繊維を主成分とする脱墨古紙パルプ、雑誌古紙パルプ、段ボール古紙パルプなどを用いることができる。中でも、繊維の強度が強い針葉樹由来の各種クラフトパルプ、例えば、針葉樹未漂白クラフトパルプ、針葉樹酸素晒し未漂白クラフトパルプ、針葉樹漂白クラフトパルプが特に好適である。
【0015】
上記原材料は主としてセルロース、ヘミセルロースおよびリグニンから構成され、このうちリグニンの含有量は通常0〜40質量%程度、特には0〜10質量%程度である。これらの原材料については、必要に応じ、リグニンの除去ないし漂白処理を行って、リグニン量の調整を行うことができる。なお、リグニン含有量の測定は、Klason法により行うことができる。
【0016】
植物の細胞壁の中では、セルロース分子が単分子ではなく規則的に凝集して数十本集まった結晶性を有するミクロフィブリル(セルロースナノファイバー)を形成しており、これが植物の基本骨格物質となっている。よって、上記原材料からセルロースナノファイバーを製造するためには、上記原材料に対し、叩解ないし粉砕処理、高温高圧水蒸気処理、リン酸塩等による処理等を施すことにより、その繊維をナノサイズまで解きほぐす方法を用いることができる。
【0017】
上記のうち叩解ないし粉砕処理は、上記パルプ等の原材料に対し直接力を加えて、機械的に叩解ないし粉砕を行い、繊維を解きほぐすことで、セルロースナノファイバーを得る方法である。より具体的には、例えば、パルプ等を高圧ホモジナイザー等により機械的に処理して、繊維径0.1〜10μm程度に解きほぐしたセルロース繊維を0.1〜3質量%程度の水懸濁液とし、さらに、これをグラインダー等で繰り返し磨砕ないし融砕処理することにより、繊維径10〜100nm程度のセルロースナノファイバーを得ることができる。
【0018】
上記磨砕ないし融砕処理は、例えば、栗田機械製作所製グラインダー「ピュアファインミル」等を用いて行うことができる。このグラインダーは、上下2枚のグラインダーの間隙を原料が通過するときに発生する衝撃、遠心力および剪断力により、原料を超微粒子に粉砕する石臼式粉砕機であり、剪断、磨砕、微粒化、分散、乳化およびフィブリル化を同時に行うことができるものである。また、上記磨砕ないし融砕処理は、増幸産業(株)製超微粒磨砕機「スーパーマスコロイダー」を用いて行うこともできる。スーパーマスコロイダーは、単なる粉砕の域を超えた融けるように感じるほどの超微粒化を可能にした磨砕機である。スーパーマスコロイダーは、間隔を自由に調整できる上下2枚の無気孔砥石によって構成された石臼形式の超微粒磨砕機であり、上部砥石は固定であり、下部砥石が高速回転する。ホッパーに投入された原料は遠心力によって上下砥石の間隙に送り込まれ、そこで生じる強大な圧縮、剪断および転がり摩擦力などにより、原材料は次第にすり潰されて、超微粒化される。
【0019】
また、上記高温高圧水蒸気処理は、上記パルプ等の原材料を高温高圧水蒸気に曝すことによって繊維を解きほぐすことで、セルロースナノファイバーを得る方法である。
【0020】
さらに、上記リン酸塩等による処理は、上記パルプ等の原材料の表面をリン酸エステル化することにより、セルロース繊維間の結合力を弱め、次いで、リファイナー処理を行うことにより、繊維を解きほぐし、セルロースナノファイバーを得る処理法である。例えば、上記パルプ等の原材料を50質量%の尿素および32質量%のリン酸を含む溶液に浸漬して、60℃で溶液をセルロース繊維間に十分に染み込ませた後、180℃で加熱してリン酸化を進め、これを水洗した後、3質量%の塩酸水溶液中、60℃で2時間、加水分解処理をして、再度水洗を行い、さらにその後、3質量%の炭酸ナトリウム水溶液中において、室温で20分間程処理することでリン酸化を完了させ、この処理物をリファイナーで解繊することにより、セルロースナノファイバーを得ることができる。
【0021】
また、本発明において用いるセルロースナノファイバーは、化学修飾および/または物理修飾して、機能性を高めたものであってもよい。ここで、化学修飾としては、アセタール化、アセチル化、シアノエチル化、エーテル化、イソシアネート化等により官能基を付加させたり、シリケートやチタネート等の無機物を化学反応やゾルゲル法等によって複合化させたり、または被覆させるなどの方法で行うことができる。化学修飾の方法としては、例えば、シート状に成形したセルロースナノファイバーを無水酢酸中に浸漬して加熱する方法が挙げられる。また、物理修飾の方法としては、例えば、金属やセラミック原料を、真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング等の物理蒸着法(PVD法)、化学蒸着法(CVD法)、無電解めっきや電解めっき等のめっき法等により、被覆させる方法が挙げられる。これらの修飾は、上記処理前であっても、処理後であってもよい。
【0022】
本発明に用いられるセルロースナノファイバーの数平均繊維径は、3nm〜1000nmであることが必要であり、好適には3nm〜200nm、より好適には3nm〜100nmである。セルロースナノファイバー単繊維の最小径が3nmであるため、3nm未満は実質的に製造できず、また、1000nmを超えると、バインダー成分との分散性が悪くなる。なお、セルロースナノファイバーの数平均繊維径は、SEM(Scanning Electron Microscope;走査型電子顕微鏡)やTEM(Transmission Electron Microscope;透過型電子顕微鏡)等で観察して、写真の対角線に線を引き、その近傍にある繊維をランダムに12点抽出して、最も太い繊維と最も細い繊維を除去した後、残る10点を測定して、平均した値である。
【0023】
本発明に用いられる上記セルロースナノファイバーの配合量は、溶剤を除く組成物の全体量に対し、好適には0.1〜80質量%、より好適には0.2〜70質量%である。セルロースナノファイバーの配合量が0.1質量%以上の場合、本発明の所期の効果を良好に得ることができる。一方、80質量%以下の場合、製膜性が向上する。
【0024】
上記シリコーン化合物としては、ポリジメチルシロキサン、ポリアルキルフェニルシロキサン、アルキル変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、ポリアルキルシロキサン、ポリメチルシルセスキオキサン、ポリアルキル水素シロキサン、ポリアルキルアルケニルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、アラルキル変性シリコーンオイル、アルキルアラルキル変性シリコーンオイルなどが挙げられる。市販品としては、BYK−300、BYK−302、BYK−306、BYK−307、BYK−310、BYK−313、BYK−330、BYK−331、BYK−333、BYK−337、BYK−341、BYK−344、BYK−370、BYK375(以上、ビックケミー・ジャパン(株)製)、KS−66、KS−69、FZ−2110、FZ−2166、FZ−2154、FZ−2120、L−720、L−7002、SH8700、L−7001、FZ−2123、SH8400、FZ−77、FZ−2164、FZ−2203、FZ−2208(以上、東レ・ダウコーニング(株)製)、KF−353、KF−615A、KF−640、KF−642、KF−643、KF−6020、X−22−6191、KF−6011、KF−6015、X−22−2516、KF−410、X−22−821、KF−412、KF−413、KF−4701(以上、信越化学(株)製)が挙げられる。
【0025】
上記フッ素化合物としては、例えば、分子中にパーフルオロアルキル基やパーフルオロアルケニル基などを有するフッ素系樹脂を挙げることができる。市販品としては、例えばメガファックF−444、同F−472、同F−477、同F−552、同F−553、同F−554、同F−443、同F−470、同F−470、同F−475、同F−482、同F−483、同F−489、同R−30、同RS−75(以上、DIC(株)製)、エフトップEF301、同303、同352(以上 新秋田化成(株)製)、フロラードFC−430、同FC−431(以上、住友スリーエム(株)製)、アサヒガードAG−E300D、サーフロンS−382、同SC−101、同SC−102、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC−106(以上、旭硝子(株)製)、BM−1000、BM−1100(以上、裕商(株)製)、NBX−15、FTX−218(以上、(株)ネオス製)が挙げられる。
【0026】
本発明に用いられる上記シリコーン化合物およびフッ素化合物のうちのいずれか一方または双方の配合量は、バインダー成分100質量部に対し、好適には0.01〜20質量部、より好適には0.01〜10質量部、さらに好適には0.05〜3質量部である。シリコーン化合物およびフッ素化合物のうちのいずれか一方または双方の配合量が0.01質量%以上の場合、本発明の所期の効果を良好に得ることができる。一方、20質量%以下の場合、製膜性が向上する。
【0027】
本発明で用いられるバインダー成分としては、熱可塑性樹脂、および、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂などの硬化性樹脂を好適に用いることができる。
【0028】
(熱可塑性樹脂)
熱可塑性樹脂としては、アクリル、変性アクリル、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、アクリロニトリル−スチレン共重合体、酢酸セルロース、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ乳酸等の汎用プラスチック類、ポリアミド、熱可塑性ポリウレタン、ポリアセタール、ポリカーボネート、超高分子量ポリエチレン、ポリブチレンテレフタレート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、液晶ポリマー、ポリアミド6T、ポリアミド9T、ポリテトラフロロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリエステルイミド、熱可塑性ポリイミド等のエンジニアリングプラスチック類、オレフィン系、スチレン系、ポリエステル系、ウレタン系、アミド系、塩化ビニル系、水添系等の熱可塑性エラストマーが挙げられる。
【0029】
(熱硬化性樹脂)
熱硬化性樹脂としては、加熱により硬化して電気絶縁性を示す樹脂であればよく、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールE型エポキシ樹脂、ビスフェノールM型エポキシ樹脂、ビスフェノールP型エポキシ樹脂、ビスフェノールZ型エポキシ樹脂などのビスフェノール型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、アリールアルキレン型エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、フェノキシ型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ノルボルネン型エポキシ樹脂、アダマンタン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、グリシジルメタアクリレート共重合系エポキシ樹脂、シクロヘキシルマレイミドとグリシジルメタアクリレートとの共重合エポキシ樹脂、エポキシ変性のポリブタジエンゴム誘導体、CTBN変性エポキシ樹脂、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、フェニル−1,3−ジグリシジルエーテル、ビフェニル−4,4’−ジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、エチレングリコールまたはプロピレングリコールのジグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、トリス(2,3−エポキシプロピル)イソシアヌレート、トリグリシジルトリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂などのノボラック型フェノール樹脂、未変性のレゾールフェノール樹脂、桐油、アマニ油、クルミ油などで変性した油変性レゾールフェノール樹脂などのレゾール型フェノール樹脂などのフェノール樹脂、フェノキシ樹脂、尿素(ユリア)樹脂、メラミン樹脂などのトリアジン環含有樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾオキサジン環を有する樹脂、ノルボルネン系樹脂、シアネート樹脂、イソシアネート樹脂、ウレタン樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、マレイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリアゾメチン樹脂、熱硬化性ポリイミド等が挙げられる。
【0030】
(光硬化性樹脂(ラジカル重合))
かかる光硬化性樹脂としては、活性エネルギー線照射により硬化して電気絶縁性を示す樹脂であればよく、特に、分子中に1個以上のエチレン性不飽和結合を有する化合物が好ましく用いられる。エチレン性不飽和結合を有する化合物としては、公知慣用の光重合性オリゴマーおよび光重合性ビニルモノマー等が用いられる。
【0031】
光重合性オリゴマーとしては、不飽和ポリエステル系オリゴマー、(メタ)アクリレート系オリゴマー等が挙げられる。(メタ)アクリレート系オリゴマーとしては、フェノールノボラックエポキシ(メタ)アクリレート、クレゾールノボラックエポキシ(メタ)アクリレート、ビスフェノール型エポキシ(メタ)アクリレート等のエポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、エポキシウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート、ポリブタジエン変性(メタ)アクリレート等が挙げられる。なお、本明細書において、(メタ)アクリレートとは、アクリレート、メタクリレートおよびそれらの混合物を総称する用語であり、他の類似の表現についても同様である。
【0032】
光重合性ビニルモノマーとしては、公知慣用のもの、例えば、スチレン、クロロスチレン、α−メチルスチレンなどのスチレン誘導体;酢酸ビニル、酪酸ビニルまたは安息香酸ビニルなどのビニルエステル類;ビニルイソブチルエーテル、ビニル−n−ブチルエーテル、ビニル−t−ブチルエーテル、ビニル−n−アミルエーテル、ビニルイソアミルエーテル、ビニル−n−オクタデシルエーテル、ビニルシクロヘキシルエーテル、エチレングリコールモノブチルビニルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルビニルエーテルなどのビニルエーテル類;アクリルアミド、メタクリルアミド、N−ヒドロキシメチルアクリルアミド、N−ヒドロキシメチルメタクリルアミド、N−メトキシメチルアクリルアミド、N−エトキシメチルアクリルアミド、N−ブトキシメチルアクリルアミドなどの(メタ)アクリルアミド類;トリアリルイソシアヌレート、フタル酸ジアリル、イソフタル酸ジアリルなどのアリル化合物;2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリール(メタ)アクリレート、イソボロニル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリル酸のエステル類;ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートなどのヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート類;メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレートなどのアルコキシアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート類;エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート類、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートなどのアルキレンポリオールポリ(メタ)アクリレート、;ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートなどのポリオキシアルキレングリコールポリ(メタ)アクリレート類;ヒドロキシビバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジ(メタ)アクリレートなどのポリ(メタ)アクリレート類;トリス[(メタ)アクリロキシエチル]イソシアヌレートなどのイソシアヌルレート型ポリ(メタ)アクリレート類などが挙げられる。
【0033】
(光硬化性樹脂(カチオン重合))
かかる光硬化性樹脂としては、脂環エポキシ化合物、オキセタン化合物およびビニルエーテル化合物等を好適に用いることができる。このうち脂環エポキシ化合物としては、3,4,3’,4’−ジエポキシビシクロヘキシル、2,2−ビス(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロパン、2,2−ビス(3,4−エポキシシクロヘキシル)−1,3−ヘキサフルオロプロパン、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシル)メタン、1−[1,1−ビス(3,4−エポキシシクロヘキシル)]エチルベンゼン、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシル)アジペート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(3,4−エポキシ)シクロヘキサンカルボキシレート、(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシル)メチル−3’,4’−エポキシ−6−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、エチレン−1,2−ビス(3,4−エポキシシクロヘキサンカルボン酸)エステル、シクロヘキセンオキサイド、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルアルコール、3,4−エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシシラン等のエポキシ基を有する脂環エポキシ化合物などが挙げられる。市販品としては、例えば、ダイセル化学工業(株)製のセロキサイド2000、セロキサイド2021、セロキサイド3000、EHPE3150;三井化学(株)製のエポミックVG−3101;油化シェルエポキシ(株)製のE−1031S;三菱ガス化学(株)製のTETRAD―X、TETRAD−C;日本曹達(株)製のEPB−13、EPB−27などが挙げられる。
【0034】
オキセタン化合物としては、ビス[(3−メチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]エーテル、ビス[(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]エーテル、1,4−ビス[(3−メチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼン、1,4−ビス[(3−エチル−3−オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼン、(3−メチル−3−オキセタニル)メチルアクリレート、(3−エチル−3−オキセタニル)メチルアクリレート、(3−メチル−3−オキセタニル)メチルメタクリレート、(3−エチル−3−オキセタニル)メチルメタクリレートやそれらのオリゴマーまたは共重合体などの多官能オキセタン類の他、オキセタンアルコールとノボラック樹脂、ポリ(p−ヒドロキシスチレン)、カルド型ビスフェノール類、カリックスアレーン類、カリックスレゾルシンアレーン類、またはシルセスキオキサンなどの水酸基を有する樹脂とのエーテル化物、オキセタン環を有する不飽和モノマーとアルキル(メタ)アクリレートとの共重合体等のオキセタン化合物が挙げられる。市販品としては、例えば、宇部興産(株)製のエタナコールOXBP、OXMA、OXBP、EHO、キシリレンビスオキセタン、東亞合成(株)製のアロンオキセタンOXT−101、OXT−201、OXT−211、OXT−221、OXT−212、OXT−610、PNOX−1009等が挙げられる。
【0035】
ビニルエーテル化合物としては、イソソルバイトジビニルエーテル、オキサノルボルネンジビニルエーテル等の環状エーテル型ビニルエーテル(オキシラン環、オキセタン環、オキソラン環等の環状エーテル基を有するビニルエーテル);フェニルビニルエーテル等のアリールビニルエーテル;n−ブチルビニルエーテル、オクチルビニルエーテル等のアルキルビニルエーテル;シクロヘキシルビニルエーテル等のシクロアルキルビニルエーテル;ハイドロキノンジビニルエーテル、1,4−ブタンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル等の多官能ビニルエーテル、αおよび/またはβ位にアルキル基、アリル基等の置換基を有するビニルエーテル化合物などが挙げられる。市販品としては、例えば、丸善石油化学(株)製の2−ヒドロキシエチルビニルエーテル(HEVE)、ジエチレングリコールモノビニルエーテル(DEGV)、2−ヒドロキシブチルビニルエーテル(HBVE)、トリエチレングリコールジビニルエーテルなどが挙げられる。
【0036】
また、本発明のプリント配線板材料をアルカリ水溶液で現像可能なアルカリ現像型のフォトソルダーレジストとして使用する場合には、バインダー成分としてカルボキシル基含有樹脂を使用することも好ましい。
【0037】
(カルボキシル基含有樹脂)
カルボキシル基含有樹脂としては、感光性の不飽和二重結合を1個以上有する感光性のカルボキシル基含有樹脂、および、感光性の不飽和二重結合を有しないカルボキシル基含有樹脂のいずれも使用可能であり、特定のものに限定されるものではない。カルボキシル基含有樹脂としては、特には、以下に列挙する樹脂を好適に使用することができる。
(1)不飽和カルボン酸と不飽和二重結合を有する化合物との共重合によって得られるカルボキシル基含有樹脂、および、それを変性して分子量や酸価を調整したカルボキシル基含有樹脂。
(2)カルボキシル基含有(メタ)アクリル系共重合樹脂に1分子中にオキシラン環とエチレン性不飽和基を有する化合物を反応させて得られる感光性のカルボキシル基含有樹脂。
(3)1分子中にそれぞれ1個のエポキシ基および不飽和二重結合を有する化合物と不飽和二重結合を有する化合物との共重合体に不飽和モノカルボン酸を反応させ、この反応により生成した第2級の水酸基に飽和または不飽和多塩基酸無水物を反応させて得られる感光性のカルボキシル基含有樹脂。
(4)水酸基含有ポリマーに飽和または不飽和多塩基酸無水物を反応させた後、この反応により生成したカルボン酸に1分子中にそれぞれ1個のエポキシ基および不飽和二重結合を有する化合物を反応させて得られる感光性の水酸基およびカルボキシル基含有樹脂。
(5)多官能エポキシ化合物と不飽和モノカルボン酸とを反応させ、この反応により生成した第2級の水酸基の一部または全部に多塩基酸無水物を反応させて得られる感光性のカルボキシル基含有樹脂。
(6)多官能エポキシ化合物と、1分子中に2個以上の水酸基およびエポキシ基と反応する水酸基以外の1個の反応基を有する化合物と、不飽和基含有モノカルボン酸とを反応させ、得られた反応生成物に多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有感光性樹脂。
(7)フェノール性水酸基をもつ樹脂とアルキレンオキシドまたは環状カーボネートとの反応生成物に不飽和基含有モノカルボン酸を反応させ、得られた反応生成物に多塩基酸無水物を反応させて得られるカルボキシル基含有感光性樹脂。
(8)多官能エポキシ化合物と、1分子中に少なくとも1個のアルコール性水酸基および1個のフェノール性水酸基を有する化合物と、不飽和基含有モノカルボン酸とを反応させ、得られた反応生成物のアルコール性水酸基に対して多塩基酸無水物の無水物基を反応させて得られるカルボキシル基含有感光性樹脂。
【0038】
本発明のプリント配線板材料には、セルロースナノファイバー、バインダー成分、並びに、シリコーン化合物およびフッ素化合物のうちのいずれか一方または双方の他、その用途に応じて、慣用の他の配合成分を適宜配合することが可能である。
【0039】
慣用の他の配合成分としては、例えば、硬化触媒、光重合開始剤、着色剤、有機溶剤などが挙げられる。
硬化触媒は、硬化性樹脂のうち、主に熱硬化性樹脂を硬化させるためのものであり、例えば、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、4−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−(2−シアノエチル)−2−エチル−4−メチルイミダゾール等のイミダゾール誘導体;ジシアンジアミド、ベンジルジメチルアミン、4−(ジメチルアミノ)−N,N−ジメチルベンジルアミン、4−メトキシ−N,N−ジメチルベンジルアミン、4−メチル−N,N−ジメチルベンジルアミン等のアミン化合物、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド等のヒドラジン化合物;トリフェニルホスフィン等のリン化合物などが挙げられる。また、市販品としては、例えば、2MZ−A、2MZ−OK、2PHZ、2P4BHZ、2P4MHZ(四国化成工業(株)製)、U−CAT3503N、U−CAT3502T、DBU、DBN、U−CATSA102、U−CAT5002(サンアプロ(株)製)などが挙げられ、単独で、または2種以上を混合して使用してもかまわない。また同様に、グアナミン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン、メラミン、2,4−ジアミノ−6−メタクリロイルオキシエチル−S−トリアジン、2−ビニル−2,4−ジアミノ−S−トリアジン、2−ビニル−4,6−ジアミノ−S−トリアジン・イソシアヌル酸付加物、2,4−ジアミノ−6−メタクリロイルオキシエチル−S−トリアジン・イソシアヌル酸付加物等のS−トリアジン誘導体を用いることもできる。
【0040】
また、光重合開始剤は、硬化性樹脂のうち、光硬化性樹脂を硬化させるためのものであり、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル等のベンゾインとベンゾインアルキルエーテル類;アセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1,1−ジクロロアセトフェノン等のアセトフェノン類;2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルフォリニル)フェニル]−1−ブタノン等のアミノアルキルフェノン類;2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−ターシャリーブチルアントラキノン、1−クロロアントラキノン等のアントラキノン類;2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン等のチオキサントン類;アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタール等のケタール類;ベンゾフェノン等のベンゾフェノン類;又はキサントン類;(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−ペンチルホスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、エチル−2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルフォスフィネイト等のフォスフィンオキサイド類;各種パーオキサイド類、チタノセン系開始剤などが挙げられる。これらは、N,N−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、N,N−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、ペンチル−4−ジメチルアミノベンゾエート、トリエチルアミン、トリエタノールアミン等の三級アミン類のような光増感剤等と併用してもよい。これらの光重合開始剤は単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0041】
着色剤としては、着色顔料や染料等としてカラーインデックスで表される公知慣用のものが使用可能である。例えば、Pigment Blue 15、15:1、15:2、15:3、15:4 15:6、16、60、Solvent Blue 35、63、68、70、83、87、94、97、122、136、67、70、Pigment Green 7、36、3、5、20、28、Solvent Yellow 163、Pigment Yellow 24、108、193、147、199、202、110、109、139 179 185 93、94、95、128、155、166、180、120、151、154、156、175、181、1、2、3、4、5、6、9、10、12、61、62、62:1、65、73、74、75、97、100、104、105、111、116、167、168、169、182、183、12、13、14、16、17、55、63、81、83、87、126、127、152、170、172、174、176、188、198、Pigment Orange 1、5、13、14、16、17、24、34、36、38、40、43、46、49、51、61、63、64、71、73、Pigment Red 1、2、3、4、5、6、8、9、12、14、15、16、17、21、22、23、31、32、112、114、146、147、151、170、184、187、188、193、210、245、253、258、266、267、268、269、37、38、41、48:1、48:2、48:3、48:4、49:1、49:2、50:1、52:1、52:2、53:1、53:2、57:1、58:4、63:1、63:2、64:1、68、171、175、176、185、208、123、149、166、178、179、190、194、224、254、255、264、270、272、220、144、166、214、220、221、242、168、177、216、122、202、206、207、209、Solvent Red 135、179、149、150、52、207、Pigment Violet 19、23、29、32、36、38、42、Solvent Violet 13、36、Pigment Brown 23、25、Pigment Black 1、7等が挙げられる。
【0042】
有機溶剤としては、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類;トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼンなどの芳香族炭化水素類;メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジプロプレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテルなどのグリコールエーテル類;酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート及び上記グリコールエーテル類のエステル化物などのエステル類;エタノール、プロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコールなどのアルコール類;オクタン、デカンなどの脂肪族炭化水素類;石油エーテル、石油ナフサ、水添石油ナフサ、ソルベントナフサなどの石油系溶剤等を挙げることができる。
【0043】
また、必要に応じて、消泡・レベリング剤、チクソトロピー付与剤・増粘剤、カップリング剤、分散剤、難燃剤等の添加剤を含有させることができる。
消泡剤・レベリング剤としては、鉱物油、植物油、脂肪族アルコール、脂肪酸、金属石鹸、脂肪酸アミド、ポリオキシアルキレングリコール、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル等の化合物等が使用できる。
【0044】
チクソトロピー付与剤・増粘剤としては、カオリナイト、スメクタイト、モンモリロナイト、ベントナイト、タルク、マイカ、ゼオライト等の粘土鉱物や微粒子シリカ、シリカゲル、不定形無機粒子、ポリアミド系添加剤、変性ウレア系添加剤、ワックス系添加剤などが使用できる。
【0045】
カップリング剤としては、アルコキシ基としてメトキシ基、エトキシ基、アセチル等であり、反応性官能基としてビニル、メタクリル、アクリル、エポキシ、環状エポキシ、メルカプト、アミノ、ジアミノ、酸無水物、ウレイド、スルフィド、イソシアネート等である、例えば、ビニルエトキシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニル・トリス(β―メトキシエトキシ)シラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシラン等のビニル系シラン化合物、γ−アミノプロピルトリメトキシラン、Ν―β―(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のアミノ系シラン化合物、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β―(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等のエポキシ系シラン化合物、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト系シラン化合物、Ν―フェニル―γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のフェニルアミノ系シラン化合物等のシランカップリング剤、イソプロピルトリイソステアロイル化チタネート、テトラオクチルビス(ジトリデシルホスファイト)チタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)オキシアセテートチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルトリス(ジオクチルパイロホスフェート)チタネート、テトライソプロピルビス(ジオクチルホスファイト)チタネート、テトラ(1,1−ジアリルオキシメチル−1−ブチル)ビス−(ジトリデシル)ホスファイトチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)エチレンチタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルトリ(ジオクチルホスフェート)チタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、ジクミルフェニルオキシアセテートチタネート、ジイソステアロイルエチレンチタネート等のチタネート系カップリング剤、エチレン性不飽和ジルコネート含有化合物、ネオアルコキシジルコネート含有化合物、ネオアルコキシトリスネオデカノイルジルコネート、ネオアルコキシトリス(ドデシル)ベンゼンスルホニルジルコネート、ネオアルコキシトリス(ジオクチル)ホスフェートジルコネート、ネオアルコキシトリス(ジオクチル)ピロホスフェートジルコネート、ネオアルコキシトリス(エチレンジアミノ)エチルジルコネート、ネオアルコキシトリス(m−アミノ)フェニルジルコネート、テトラ(2,2−ジアリルオキシメチル)ブチル,ジ(ジトリデシル)ホスフィトジルコネート、ネオペンチル(ジアリル)オキシ,トリネオデカノイルジルコネート、ネオペンチル(ジアリル)オキシ,トリ(ドデシル)ベンゼン−スルホニルジルコネート、ネオペンチル(ジアリル)オキシ,トリ(ジオクチル)ホスファトジルコネート、ネオペンチル(ジアリル)オキシ,トリ(ジオクチル)ピロ−ホスファトジルコネート、ネオペンチル(ジアリル)オキシ,トリ(N−エチレンジアミノ)エチルジルコネート、ネオペンチル(ジアリル)オキシ,トリ(m−アミノ)フェニルジルコネート、ネオペンチル(ジアリル)オキシ,トリメタクリルジルコネート、ネオペンチル(ジアリル)オキシ,トリアクリルジルコネート、ジネオペンチル(ジアリル)オキシ,ジパラアミノベンゾイルジルコネート、ジネオペンチル(ジアリル)オキシ,ジ(3−メルカプト)プロピオニックジルコネート、ジルコニウム(IV)2,2−ビス(2−プロペノラトメチル)ブタノラト,シクロジ[2,2−(ビス2−プロペノラトメチル)ブタノラト]ピロホスファト−O,O等のジルコネート系カップリング剤、ジイソブチル(オレイル)アセトアセチルアルミネート、アルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート等のアルミネート系カップリング剤等が使用できる。
【0046】
分散剤としては、ポリカルボン酸系、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合系、ポリエチレングリコール、ポリカルボン酸部分アルキルエステル系、ポリエーテル系、ポリアルキレンポリアミン系等の高分子型分散剤、アルキルスルホン酸系、四級アンモニウム系、高級アルコールアルキレンオキサイド系、多価アルコールエステル系、アルキルポリアミン系等の低分子型分散剤等が使用できる。
【0047】
難燃剤としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の水和金属系、赤燐、燐酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、ホウ酸亜鉛、錫酸亜鉛、モリブデン化合物系、臭素化合物系、塩素化合物系、燐酸エステル、含燐ポリオール、含燐アミン、メラミンシアヌレート、メラミン化合物、トリアジン化合物、グアニジン化合物、シリコンポリマー等が使用できる。
【0048】
その他配合成分としては、ジアゾニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩等の光酸発生剤、カルバメート化合物、α−アミノケトン化合物、O−アシルオキシム化合物等の光塩基発生剤、硫酸バリウム、球状シリカ、ハイドロタルサイト等の無機フィラー、シリコンパウダー、ナイロンパウダー、フッ素パウダー等の有機フィラー、ラジカル捕捉剤、紫外線吸収剤、過酸化物分解剤、熱重合禁止剤、密着促進剤、防錆剤等が挙げられる。
【0049】
以上説明したような構成の本発明に係るプリント配線板材料は、コア材に好適に適用することができる他、多層プリント配線板の層間絶縁材用に好適に使用することができ、これにより、得られたプリント配線板において、本発明の所期の効果を得ることができるものである。さらに、本発明をプリント配線板材料に適用する場合には、例えば、上記セルロースナノファイバーをシート状に成形し、このシート状セルロースナノファイバーにバインダー成分、並びに、シリコーン化合物およびフッ素化合物のうちのいずれか一方または双方等よりなる組成物を含浸、乾燥させてプリプレグを作製する方法も用いることができる。
【0050】
図1に、本発明に係る多層プリント配線板の一構成例を示す部分断面図を示す。図示する多層プリント配線板は、例えば、以下のように製造することができる。まず、導体パターン1が形成されたコア基板2に貫通穴を形成する。貫通穴の形成は、ドリルや金型パンチ、レーザー光など適切な手段によって行うことができる。その後、粗化剤を用いて粗化処理を行う。一般に、粗化処理は、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、メトキシプロパノール等の有機溶剤、または苛性ソーダ、苛性カリ等のアルカリ性水溶液等で膨潤させ、重クロム酸塩、過マンガン酸塩、オゾン、過酸化水素/硫酸、硝酸等の酸化剤を用いて行われる。
【0051】
次に、無電解めっきや電解めっきの組合せ等により、導体パターン3を形成する。無電解めっきにより導体層を形成する工程は、めっき用触媒を含む水溶液に浸漬し、触媒の吸着を行った後、めっき液に浸漬してめっきを析出させるという工程である。常法(サブトラクティブ法、セミアデティブ法等)に従って、コア基板2の表面の導体層に所定の回路パターンを形成し、図示するような、両側に導体パターン3を形成する。このとき、貫通穴にもめっき層が形成され、その結果、上記多層プリント配線板の導体パターン3のコネクション部4と導体パターン1のコネクション部1aとの間は電気的に接続されることになり、スルーホール5が形成される。
【0052】
次に、スクリーン印刷法やスプレーコーティング法、カーテンコーティング法等の適切な方法により、例えば、熱硬化性組成物を塗布した後、加熱硬化させ、層間絶縁層6を形成する。ドライフィルムまたはプリプレグを用いる場合には、ラミネートもしくは熱板プレスして加熱硬化させ、層間絶縁層6を形成する。次に、各導体層のコネクション部間を電気的に接続するためのビア7を、例えば、レーザー光など適切な手段によって形成し、上記導体パターン3と同様の方法で導体パターン8を形成する。さらに、同様の方法で層間絶縁層9、ビア10および導体パターン11を形成する。その後、最外層にソルダーレジスト層12を形成することで、多層プリント配線板が製造される。上記においては、積層基板上に層間絶縁層および導体層を形成する例について説明したが、積層基板の代わりに片面基板、または、両面基板を用いてもよい。
【実施例】
【0053】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
[合成例1]
(ワニス1)
攪拌機、温度計、還流冷却器、滴下ロートおよび窒素導入管を備えた2リットルセパラブルフラスコに、溶媒としてのジエチレングリコールジメチルエーテル900g、および、重合開始剤としてのt−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート(日油(株)製、商品名;パーブチルO)21.4gを加えて、90℃に加熱した。加熱後、ここに、メタクリル酸309.9g、メタクリル酸メチル116.4g、および、ラクトン変性2−ヒドロキシエチルメタクリレート((株)ダイセル製、商品名;プラクセルFM1)109.8gを、重合開始剤であるビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート(日油(株)製、商品名;パーロイルTCP)21.4gとともに3時間かけて滴下して加えた。さらに、これを6時間熟成することにより、カルボキシル基含有共重合樹脂を得た。なお、これらの反応は、窒素雰囲気下で行った。
【0054】
次に、得られたカルボキシル基含有共重合樹脂に、3,4−エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート((株)ダイセル製、商品名;サイクロマーA200)363.9g、開環触媒としてのジメチルベンジルアミン3.6g、重合抑制剤としてのハイドロキノンモノメチルエーテル1.80gを加え、100℃に加熱し、これを攪拌することにより、エポキシの開環付加反応を行った。16時間後、固形分の酸価が108.9mgKOH/g、質量平均分子量が25,000のカルボキシル基含有樹脂を53.8質量%(不揮発分)含む溶液を得た。
【0055】
[合成例2]
(ワニス2)
温度計、攪拌機、滴下ロートおよび還流冷却器を備えたフラスコに、溶媒としてのジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、および、触媒としてのアゾビスイソブチロニトリルを入れ、窒素雰囲気下、これを80℃に加熱し、メタアクリル酸とメチルメタアクリレートとを0.40:0.60のモル比で混合したモノマーを約2時間かけて滴下した。さらに、これを1時間攪拌した後、温度を115℃にまで上げ、失活させて樹脂溶液を得た。
【0056】
この樹脂溶液を冷却後、これを触媒として臭化テトラブチルアンモニウムを用い、95〜105℃で30時間の条件で、ブチルグリシジルエーテルを0.40のモル比で、得られた樹脂のカルボキシル基の等量と付加反応させ、冷却した。
【0057】
さらに、上記で得られた樹脂のOH基に対して、95〜105℃で8時間の条件で、無水テトラヒドロフタル酸を0.26のモル比で付加反応させた。これを、冷却後に取り出して、固形分の酸価が78.1mgKOH/g、質量平均分子量が35,000のカルボキシル基含有樹脂を50質量%(不揮発分)含む溶液を得た。
【0058】
[合成例3]
(ワニス3)
温度計、攪拌器、滴下ロートおよび還流冷却器を備えたフラスコに、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(DIC(株)製、エピクロンN−680、エポキシ当量=210)210gと、溶媒としてのカルビトールアセテート96.4gとを加え、加熱溶解させた。続いて、これに、重合禁止剤としてのハイドロキノン0.1g、および、反応触媒としてのトリフェニルホスフィン2.0gを加えた。この混合物を95〜105℃に加熱し、アクリル酸72gを徐々に滴下し、酸価が3.0mgKOH/g以下となるまで、約16時間反応させた。この反応生成物を80〜90℃にまで冷却した後、テトラヒドロフタル酸無水物76.1gを加え、赤外吸光分析により、酸無水物の吸収ピーク(1780cm
−1)がなくなるまで、約6時間反応させた。この反応溶液に、出光興産(株)製の芳香族系溶剤イプゾール#150を96.4g加え、希釈した後に取り出した。このようにして得られたカルボキシル基含有の感光性ポリマー溶液は、不揮発分が65質量%、固形分の酸価が78mgKOH/gであった。
【0059】
[セルロースナノファイバー分散液の作製]
セルロースナノファイバー((株)スギノマシン製 BiNFi−s(ビンフィス) 10質量%セルロース、数平均繊維径80nm)を脱水濾過し、濾物重量の10倍量のカルビトールアセテートを加え、30分間攪拌した後に濾過した。この置換操作を3回繰返して、濾物重量の10倍量のカルビトールアセテートを加え、10質量%のセルロースナノファイバー分散液を作製した。
【0060】
【表1】
*1)熱硬化性化合物1:エピコート828 三菱化学(株)製
*2)熱硬化性化合物2:エピコート807 三菱化学(株)製
*3)硬化触媒1:2MZ−A 四国化成工業(株)製
*4)着色剤:フタロシアニンブルー
*5)シリコーン化合物1:BYK−313(固形分15質量%) ビックケミー・ジャパン(株)製
*6)シリコーン化合物2:SH−8400 東レ・ダウコーニング(株)製
*7)シリコーン化合物3:KS−66 信越化学(株)製
*8)フッ素化合物1:メガファックRS−75(固形分40質量%) DIC(株)製
*9)フッ素化合物2:アサヒガードAG−E300D(固形分30質量%) 旭硝子(株)製
*10)有機溶剤:カルビトールアセテート
【0061】
【表2】
*11)熱硬化性化合物3:ユニディックV−8000(固形分40質量%) DIC(株)製
*12)熱硬化性化合物4:デナコールEX−830 ナガセケムテックス(株)製
*13)熱硬化性化合物5:TEPIC−H 日産化学(株)製
*14)熱可塑性樹脂1:ノバテックPPBC03L 日本ポリプロ(株)製
*15)熱可塑性樹脂2:ノバテックLDLC561 日本ポリエチレン(株)製
*16)熱可塑性樹脂3:ソクシールSOXR−OB(固形分70質量%) ニッポン高度紙工業(株)製のワニス
*17)光硬化性化合物1:ビスフェノールA型エポキシアクリレート 三菱化学(株)製
*18)光硬化性化合物2:トリメチロールプロパントリアクリレート
*19)光硬化性化合物3:カヤマーPM2 日本化薬(株)製
*20)光硬化性化合物4:ライトエステルHO 共栄社化学(株)製
*21)光硬化性化合物5:ジペンタエリスリトルテトラアクリレート
*22)硬化触媒2:トリフェニルホスフィン
*23)硬化触媒3:微粉砕メラミン 日産化学(株)製
*24)硬化触媒4:ジシアンジアミド
*25)光重合開始剤1:2−エチルアントラキノン
*26)光重合開始剤2:イルガキュア907 BASF社製
【0062】
【表3】
【0063】
上記表中の配合(参考例8、参考例9、実施例8、実施例9、比較例3および比較例4を除く)に従って、各成分を配合、攪拌して3本ロールにて分散させて、それぞれ組成物を作製した。なお、表中の数字は、質量部を示す。
【0064】
参考例8、実施例8および比較例3については、各成分を配合して、混練機(ラボプラストミル、東洋精機(株)製)を用いて180℃で10分間、回転数70rpmで溶融混練した。得られた混練物を、プレス機(ラボプレスP2−30T、東洋精機(株)製)を用いて、190℃、0.5MPaで3分間、20MPaで1分間にわたり熱プレスし、さらに23℃、0.5MPaで1分間にわたり冷却プレスした。これにより、厚さ0.5mmおよび0.05mmのシート状のセルロースナノファイバー複合成形体を得た。
【0065】
参考例9、実施例9および比較例4については、各成分を配合して、混練機(ラボプラストミル、東洋精機(株)製)を用いて150℃で10分間、回転数70rpmで溶融混練した。得られた混練物を、プレス機(ラボプレスP2−30T、東洋精機(株)製)を用いて、160℃、0.5MPaで3分間、20MPaで1分間にわたり熱プレスし、さらに23℃、0.5MPaで1分間にわたり冷却プレスした。これにより、厚さ0.5mmおよび0.05mmのシート状のセルロースナノファイバー複合成形体を得た。
【0066】
[層間絶縁材としての評価]
(試験片の作製)
図2に、層間絶縁材の評価用基板の作製方法を示す説明図を示す。図中の(a)〜(e−1)は平面図であり、(e−2)は、(e−1)の断面図である。
図2に示すように、参考例1〜参考例6、実施例1〜実施例6および比較例1の組成物を、絶縁層21b上に導体層21aが設けられた、50mm×50mmの大きさで厚さ1.6mmのFR−4銅張り積層板(銅パッド付、銅厚18μm)の試験基板21に、スクリーン印刷法にて全面に印刷し、熱風循環式乾燥炉で140℃、30分間の条件で硬化させて、絶縁樹脂層22を形成した。次に、炭酸ガスレーザーにて直径100μmの穴(ビア)23を導体層21a上にあけ、その後、過マンガン酸カリウム水溶液にてスミアを除去し、無電解銅めっき、次いで電解銅めっきを全面につけて、めっき層24を形成した。さらに、エッチング工法により配線パターン26を形成することで、試験片を作製した。図中の符号25は、エッチングレジストパターンを示す。
【0067】
参考例7、実施例7および比較例2の組成物を、上記試験基板に、スクリーン印刷法にて全面に印刷し、熱風循環式乾燥炉で100℃、30分間の条件で乾燥後、170℃、60分間の条件で硬化させた。次に、上記同様に配線パターンを形成することで、試験片を作製した。
【0068】
参考例8、参考例9、実施例8、実施例9、比較例3および比較例4からなる厚さ0.05mmのシート状の上記セルロースナノファイバー複合成形体を、上記試験基板に、190℃、20MPaで1分間にわたり熱プレスし、さらに23℃、0.5MPaで1分間にわたり冷却プレスした。次に、上記同様に配線パターンを形成することで、試験片を作製した。
【0069】
参考例10、実施例10および比較例5の組成物を、上記試験基板に、スクリーン印刷法にて全面印刷し、熱風循環式乾燥炉で120℃、10分間の条件で乾燥後、250℃、30分間の条件で硬化させた。次に、上記同様に配線パターンを形成することで、試験片を作製した。
【0070】
参考例11、実施例11および比較例6の組成物を、上記試験基板に、スクリーン印刷法にて全面印刷し、メタルハライドランプにて350nmの波長で2J/cm
2の積算光量を照射し、硬化させた。次に、上記同様に配線パターンを形成することで、試験片を作製した。
【0071】
参考例12〜参考例14、実施例12〜実施例14および比較例7〜比較例9の組成物を、スクリーン印刷法にて、全面に印刷し、熱風循環式乾燥炉にて、80℃、30分間で乾燥させた。次に、試験基板縁部をカバーできるネガパターンを用い、プリント配線板用露光機HMW−680GW((株)オーク製作所製)で700mJ/cm
2の積算光量で露光し、30℃で1%の炭酸ナトリウム水溶液を現像液として、プリント配線板用現像機にて60秒間現像し、縁部を、続いて150℃で60分間、熱風循環式乾燥炉で熱硬化させた。次に、上記同様に配線パターンを形成することで、試験片を作製した。
【0072】
(絶縁信頼性評価)
6枚の試験片の電極に50Vの直流電圧をかけて、130℃85%の雰囲気下で放置試験を行なった。試験槽内で絶縁抵抗を測定し、試験開始後1時間後の絶縁抵抗値から100分の1になった時間を記録した。100時間を過ぎても絶縁抵抗値が下がらないものはそこで終了とした。その結果を、下記の表中に示す。
【0073】
【表4】
【0074】
【表5】
【0075】
【表6】
【0076】
[コア材としての評価]
(セルロースナノファイバーシートの作製)
セルロースナノファイバーについて、蒸留水にて0.2質量%水懸濁液を作製し、ガラスフィルターで濾過して成膜し、50mm×50mmの大きさで厚み40μmのシートを作製した。
【0077】
(参考例15)
三菱化学(株)製のエピコート828を50質量部、三菱化学(株)製のエピコート807を50質量部、四国化成工業(株)製の2MZ−Aを3質量部、ビックケミー・ジャパン(株)製のBYK−313を2質量部、および、メチルエチルケトンを100質量部配合し、攪拌して樹脂溶液を作製した。これを、各セルロースナノファイバーシートに含浸させて、50℃の雰囲気に12時間放置した後、取り出し、80℃、5時間乾燥させてプリプレグを作製した。このプリプレグを10枚重ね、さらに、表裏に厚み18μmの銅箔を重ねて、真空プレス機で温度160℃、圧力2MPaの条件で、3時間硬化させた。次に、
図3(a)〜(c)に示すように、この両面に導体層21aの形成された絶縁層21bよりなる積層板21に、ドリル加工にて、ドリル径300μmの貫通穴27を、ピッチ5mmであけた。その後、過マンガン酸カリウム水溶液にてスミアを除去し、無電解銅めっき処理、次いで、電解銅めっき処理を行い、スルーホール28を形成した。次に、
図4(a)〜(c)に示すように、配線パターン26をエッチング工法により作製し、試験片を得た。
【0078】
(実施例15)
三菱化学(株)製のエピコート828を50質量部、三菱化学(株)製のエピコート807を50質量部、四国化成工業(株)製の2MZ−Aを3質量部、DIC(株)製のメガファックRS−75を0.75質量部、および、メチルエチルケトンを100質量部配合し、攪拌して樹脂溶液を作製したこと以外は参考例15と同様に、試験片を得た。
【0079】
(比較例10)
三菱化学(株)製のエピコート828を50質量部、三菱化学(株)製のエピコート807を50質量部、四国化成工業(株)製の2MZ−Aを3質量部、および、メチルエチルケトンを100質量部配合し、攪拌して樹脂溶液を作製したこと以外は参考例15と同様に、試験片を得た。
【0080】
(参考例16)
DIC(株)製のユニディックV−8000を100質量部、ナガセケムテックス(株)製のデナコールEX−830を23質量部、トリフェニルホスフィンを1質量部、ビックケミー・ジャパン(株)製のBYK−313を2質量部、および、メチルエチルケトンを100質量部配合し、攪拌して樹脂溶液を作製したこと以外は参考例15と同様に、試験片を得た。
【0081】
(実施例16)
DIC(株)製のユニディックV−8000を100質量部、ナガセケムテックス(株)製のデナコールEX−830を23質量部、トリフェニルホスフィンを1質量部、DIC(株)製のメガファックRS−75を0.75質量部、および、メチルエチルケトンを100質量部配合し、攪拌して樹脂溶液を作製したこと以外は参考例15と同様に、試験片を得た。
【0082】
(比較例11)
DIC(株)製のユニディックV−8000を100質量部、ナガセケムテックス(株)製のデナコールEX−830を23質量部、トリフェニルホスフィンを1質量部、および、メチルエチルケトンを100質量部配合し、攪拌して樹脂溶液を作製したこと以外は参考例15と同様に、試験片を得た。
【0083】
(参考例17)
ニッポン高度紙工業(株)製のソクシールSOXR−OBを100質量部、ビックケミー・ジャパン(株)製のBYK−313を1.3質量部、および、メチルエチルケトンを70質量部配合し、攪拌して樹脂溶液を作製したこと以外は参考例15と同様に、試験片を得た。
【0084】
(実施例17)
ニッポン高度紙工業(株)製のソクシールSOXR−OBを100質量部、メガファックRS−75を0.5質量部、および、メチルエチルケトンを70質量部配合し、攪拌して樹脂溶液を作製したこと以外は参考例15と同様に、試験片を得た。
【0085】
(比較例12)
ニッポン高度紙工業(株)製のソクシールSOXR−OBを100質量部、および、メチルエチルケトンを70質量部配合し、攪拌して樹脂溶液を作製したこと以外は参考例15と同様に、試験片を得た。
【0086】
(参考例18)
参考例8の厚さ0.5mmのシート状の上記セルロースナノファイバー複合成形体の表裏に18μmの銅箔を重ねて、真空プレス機で温度190℃、圧力0.5MPaの条件で、1分間加熱した。次に、
図3(a)〜(c)に示すように、この両面に導体層21aの形成された絶縁層21bよりなる積層板21に、ドリル加工にて、ドリル径300μmの貫通穴27を、ピッチ5mmであけた。その後、過マンガン酸カリウム水溶液にてスミアを除去し、無電解銅めっき処理、次いで、電解銅めっき処理を行い、スルーホール28を形成した。次に、
図4(a)〜(c)に示すように、配線パターン26をエッチング工法により作製し、試験片を得た。
【0087】
(実施例18)
実施例8の厚さ0.5mmのシートを用いたこと以外は参考例18と同様に、試験片を作製した。
【0088】
(比較例13)
比較例3の厚さ0.5mmのシートを用いたこと以外は参考例18と同様に、試験片を作製した。
【0089】
(参考例19)
参考例9の厚さ0.5mmのシートを用いたこと以外は参考例18と同様に、試験片を作製した。
【0090】
(実施例19)
実施例9の厚さ0.5mmのシートを用いたこと以外は参考例18と同様に、試験片を作製した。
【0091】
(比較例14)
比較例4の厚さ0.5mmのシートを用いたこと以外は参考例18と同様に、試験片を作製した。
【0092】
(絶縁信頼性評価)
6枚の試験片の電極に50Vの直流電圧をかけて、130℃85%の雰囲気下で放置試験を行なった。試験槽内で絶縁抵抗を測定し、試験開始から1時間後の絶縁抵抗値から、その100分の1になった時間を記録した。100時間を過ぎても絶縁抵抗値が下がらないものは、そこで終了とした。
【0093】
【表7】
【0094】
【表8】
【0095】
以上詳述した通り、セルロースナノファイバーを添加した絶縁材料は、シリコーン化合物およびフッ素化合物のうちのいずれか一方または双方の存在により、飛躍的に絶縁信頼性が向上されることが確かめられた。