特許第6680405号(P6680405)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許6680405樹脂組成物、プリプレグ、金属箔張積層板、樹脂シート及びプリント配線板
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】6680405
(24)【登録日】2020年3月24日
(45)【発行日】2020年4月15日
(54)【発明の名称】樹脂組成物、プリプレグ、金属箔張積層板、樹脂シート及びプリント配線板
(51)【国際特許分類】
   C08L 79/04 20060101AFI20200406BHJP
   C08L 35/00 20060101ALI20200406BHJP
   C08L 71/12 20060101ALI20200406BHJP
   C08L 53/02 20060101ALI20200406BHJP
   C08J 5/24 20060101ALI20200406BHJP
   H05K 1/03 20060101ALI20200406BHJP
【FI】
   C08L79/04 Z
   C08L35/00
   C08L71/12
   C08L53/02
   C08J5/24CEZ
   H05K1/03 610H
【請求項の数】12
【全頁数】33
(21)【出願番号】特願2019-540110(P2019-540110)
(86)(22)【出願日】2019年5月31日
(86)【国際出願番号】JP2019021694
【審査請求日】2019年7月24日
(31)【優先権主張番号】特願2018-105997(P2018-105997)
(32)【優先日】2018年6月1日
(33)【優先権主張国】JP
(31)【優先権主張番号】特願2018-149063(P2018-149063)
(32)【優先日】2018年8月8日
(33)【優先権主張国】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000004466
【氏名又は名称】三菱瓦斯化学株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000109
【氏名又は名称】特許業務法人特許事務所サイクス
(72)【発明者】
【氏名】本田 紗央里
(72)【発明者】
【氏名】山本 克哉
(72)【発明者】
【氏名】東田 和之
(72)【発明者】
【氏名】上野 至孝
【審査官】 岡谷 祐哉
(56)【参考文献】
【文献】 特開2010−138364(JP,A)
【文献】 特開2017−206578(JP,A)
【文献】 特開2009−161725(JP,A)
【文献】 特開2003−138132(JP,A)
【文献】 特開2011−208150(JP,A)
【文献】 特開2010−275527(JP,A)
【文献】 特開2018−131519(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B32B
C08G
C08L
H05L
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
マレイミド化合物(A)、シアン酸エステル化合物(B)、下記式(11)で表される数平均分子量が1000以上7000以下であるポリフェニレンエーテル化合物(C)及びスチレン骨格を有するブロック共重合体(D)を含有し、
前記マレイミド化合物(A)が、ビスマレイミド化合物、下記式(2)で表される化合物および下記式(3)で表される化合物から選択され、
前記シアン酸エステル化合物(B)が、下記式(5)で表される化合物であり、
前記スチレン骨格を有するブロック共重合体(D)の含有量が、樹脂固形分100質量部に対し、5質量部以上30質量部以下である、樹脂組成物。
【化1】
(式(11)中、Xは式(12)、式(13)及び式(14)で表される基から選択される芳香族基であり、−(Y−O)n2−は、それぞれ、ポリフェニレンエーテル部分を示し、n2は、それぞれ、1〜100の整数を示す。)
【化2】
【化3】
(式(13)中、R38、R39、R40及びR41は、各々独立に水素原子又はメチル基を表す。−B−は、炭素数20以下の直鎖状、分岐状又は環状の2価の炭化水素基である。)
【化4】
(式(14)中、−B−は、炭素数20以下の直鎖状、分岐状又は環状の2価の炭化水素基である。)
【化5】
(上記式(2)中、R4は各々独立に、水素原子又はメチル基を示し、n4は1以上の整数を示す。)
【化6】
(上記式(3)中、R5は各々独立に、水素原子、炭素数1〜8のアルキル基又はフェニル基を示し、n5は1以上10以下の整数を示す。)
【化7】
(式(5)中、Ar1は、各々独立に、置換基を有してもよいフェニレン基、置換基を有してもよいナフチレン基又は置換基を有してもよいビフェニレン基を表す。R81は各々独立に水素原子、置換基を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数6〜12のアリール基、置換基を有してもよい炭素数1〜4のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルキル基と炭素数6〜12のアリール基とが結合した置換基を有してもよいアラルキル基又は炭素数1〜6のアルキル基と炭素数6〜12のアリール基とが結合した置換基を有してもよいアルキルアリール基のいずれか1種から選択される。n6はAr1に結合するシアナト基の数を表し、1〜3の整数である。n7はAr1に結合するR81の数を表し、Ar1がフェニレン基の時は4−n6、ナフチレン基の時は6−n6、ビフェニレン基の時は8−n6である。n8は平均繰り返し数を表し、0〜50の整数である。Zは、各々独立に、単結合、炭素数1〜50の2価の有機基(水素原子がヘテロ原子に置換されていてもよい)、窒素数1〜10の2価の有機基のいずれか1種から選択される。)
【請求項2】
前記スチレン骨格を有するブロック共重合体(D)が、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、スチレン−イソプレンブロック共重合体、スチレン−水添ブタジエンブロック共重合体、スチレン−水添イソプレンブロック共重合体及びスチレン−水添(イソプレン/ブタジエン)ブロック共重合体からなる群より選ばれる、少なくとも1種を含有する、請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項3】
前記マレイミド化合物(A)が、下記式(4)及び(17)からなる群より選ばれる、少なくとも1種を含有する、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。
【化8】
(上記式(4)中、R6は各々独立に水素原子、メチル基又はエチル基を示し、R7は各々独立に水素原子又はメチル基を示す。)
【化9】
(上記式(17)中、R8は各々独立に水素原子、メチル基又はエチル基を示す。)
【請求項4】
さらに、スチレンオリゴマー(E)を含有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
【請求項5】
さらに、充填材(F)を含有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
【請求項6】
樹脂固形分100質量部に対する前記充填材(F)の含有量が、50〜300質量部である、請求項5に記載の樹脂組成物。
【請求項7】
さらに、難燃剤(G)を含有する、請求項1〜6のいずれかに記載の樹脂組成物。
【請求項8】
樹脂固形分100質量部に対する前記式(1)で示されるポリフェニレンエーテル化合物(C)の含有量が、1〜90質量部である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
【請求項9】
基材、及び、請求項1〜のいずれか一項に記載の樹脂組成物から形成されたプリプレグ。
【請求項10】
1枚以上重ねた請求項に記載のプリプレグと、前記プリプレグの片面又は両面に配置した金属箔とを含む金属箔張積層板。
【請求項11】
支持体と、前記支持体の表面に配置した請求項1〜のいずれか一項に記載の樹脂組成物から形成された層とを含む、樹脂シート。
【請求項12】
絶縁層と、前記絶縁層の表面に配置した導体層とを含むプリント配線板であって、前記絶縁層が、請求項1〜のいずれか一項に記載の樹脂組成物から形成された層を含む、プリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、樹脂組成物、前記樹脂組成物を用いたプリプレグ、前記樹脂組成物、又は、プリプレグを用いた金属箔張積層板及び樹脂シート並びにこれらを用いたプリント配線板に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、電子機器や通信機、パーソナルコンピューター等に用いられる半導体の高集積化・微細化はますます加速している。これに伴い、プリント配線板に用いられる半導体パッケージ用積層板(例えば、金属箔張積層板等)に求められる諸特性はますます厳しいものとなっている。求められる特性としては、例えば、低誘電率性、低誘電正接性、低熱膨張性、銅箔ピール強度、低吸水性、耐熱性等が挙げられる。中でも誘電率及び誘電正接の大きな絶縁体材料では、電気信号が減衰され、信頼性が損なわれるために、誘電率及び誘電正接の小さな材料が必要となる。さらに、多層プリント配線板には反りの拡大の問題が生じるため、絶縁体材料の低熱膨張性も重要となっている。
【0003】
これらの諸特性が向上したプリント配線板を得るために、プリント配線板の材料として用いられる樹脂組成物について検討が行われている。例えば、特許文献1には、ワニス保存安定性に優れ、また多層成形性、吸湿後の耐熱性を低下させることなく、電気特性、銅箔ピール強度、熱分解温度が向上した組成物として、特定のポリフェニレンエーテル骨格を含有する2官能性ビニルベンジル化合物と、特定のマレイミド化合物と、特定のシアン酸エステル樹脂と、特定のエポキシ樹脂とを構成成分として、所定の割合で組み合わせたものが開示されている。
【0004】
特許文献2では、低温で硬化でき、低誘電特性、耐熱性、機械特性、耐薬品性に優れる硬化物が得られる樹脂組成として、特定のビニル化合物と、特性のマレイミド化合物と、スチレン系熱可塑性エラストマーとを構成成分として、所定の割合で組み合わせたものが開示されている。
【0005】
特許文献3では、低誘電正接を得つつ、樹脂残渣を抑制できる熱硬化性樹脂組成物として、ポリフェニレンエーテルと、シアネートエステル樹脂、フェノール樹脂、マレイミド化合物、及びエポキシ樹脂からなる群から選択される少なくとも1種と、充填材とを所定の割合で組み合わせたものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特許第5233710号公報
【特許文献2】特許第5649773号公報
【特許文献3】特開2017−206578号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献1の実施例には、特定のポリフェニレンエーテル骨格を含有する2官能性ビニルベンジル化合物と、特定のマレイミド化合物と、特定のシアン酸エステル樹脂と、特定のエポキシ樹脂を含有する樹脂組成物を銅張積層板に用いると、低誘電正接性、金属箔(銅箔)ピール強度、及び吸湿耐熱性の向上することが開示されている。
【0008】
一方、特許文献2の実施例には、特定のビニル化合物と、特性のマレイミド化合物と、スチレン系熱可塑性エラストマーとを含有し、所定の割合で組み合わせた樹脂組成物を用いたフィルムの実施例が記載されており、低熱膨張性と低誘電正接性についての評価を実施している。
【0009】
また、特許文献3の実施例には、ポリフェニレンエーテルに特定の成分を組み合わせ、かつポリフェニレンエーテルの含有量を制御することにより、低誘電正接性を得つつ樹脂残渣を抑制できることが開示されている。しかしながら、低熱膨張性に対する具体的な評価結果は確認できない。また、さらなる低誘電正接性を与えるエラストマーとして、ヒドロキシ基又はアクリル基で変性されたポリブタジエンの使用が想定されている。
【0010】
本発明の目的は、プリント配線板用材料(例えば、積層板、金属箔張積層板)等に用いると、優れた低誘電率性、低誘電正接性、低熱膨張性が同時に達成され、かつ均一な硬化物となる樹脂組成物、プリプレグ、金属箔張積層板、樹脂シート、及びプリント配線板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明者らは、上記課題について鋭意検討した結果、マレイミド化合物(A)と、シアン酸エステル化合物(B)と、特定のポリフェニレンエーテル化合物(C)と、スチレン骨格を有するブロック共重合体(D)とを組み合わせると、得られる樹脂組成物は、プリント配線板用材料(例えば、積層板、金属箔張積層板)等に用いる際、優れた低誘電率性、低誘電正接性、低熱膨張性が同時に達成され、かつ均一な硬化物となることを見出し、本発明に到達した。
【0012】
すなわち、本発明は以下の通りである。
[1]
マレイミド化合物(A)、シアン酸エステル化合物(B)、下記式(1)で表される数平均分子量が1000以上7000以下であるポリフェニレンエーテル化合物(C)及びスチレン骨格を有するブロック共重合体(D)を含有する、樹脂組成物。
【化1】
(上記式(1)において、Xはアリール基を示し、−(Y−О)n2−はポリフェニレンエーテル部分を示し、R1、R2、R3は各々独立して水素原子、アルキル基、アルケニル基又はアルキニル基を示し、n2は1〜100の整数を示し、n1は1〜6の整数を示し、n3は1〜4の整数を示す。)
【0013】
[2]
前記スチレン骨格を有するブロック共重合体(D)が、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、スチレン−イソプレンブロック共重合体、スチレン−水添ブタジエンブロック共重合体、スチレン−水添イソプレンブロック共重合体、スチレン−水添(イソプレン/ブタジエン)ブロック共重合体からなる群より選ばれる、少なくとも1種を含有する、[1]に記載の樹脂組成物。
【0014】
[3]
前記マレイミド化合物(A)が、下記式(2)、(3)、(4)及び(17)からなる群より選ばれる、少なくとも1種を含有する、[1]又は[2]に記載の樹脂組成物。
【化2】
(上記式(2)中、R4は各々独立に、水素原子又はメチル基を示し、n4は1以上の整数を示す。)
【化3】
(上記式(3)中、R5は各々独立に、水素原子、炭素数1〜8のアルキル基又はフェニル基を示し、n5は1以上10以下の整数を示す。)
【化4】
(上記式(4)中、R6は各々独立に水素原子、メチル基又はエチル基を示し、R7は各々独立に水素原子又はメチル基を示す。)
【化5】
(上記式(17)中、R8は各々独立に水素原子、メチル基又はエチル基を示す。)
【0015】
[4]
さらに、スチレンオリゴマー(E)を含有する、[1]〜[3]のいずれか一つに記載の樹脂組成物。
【0016】
[5]
さらに、充填材(F)を含有する、[1]〜[4]のいずれか一つに記載の樹脂組成物。
【0017】
[6]
樹脂固形分100質量部に対する前記充填材(F)の含有量が、50〜300質量部である、[5]に記載の樹脂組成物。
【0018】
[7]
さらに、難燃剤(G)を含有する、[1]〜[6]のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
【0019】
[8]
樹脂固形分100質量部に対する前記式(1)で示されるポリフェニレンエーテル化合物(C)の含有量が、1〜90質量部である、[1]〜[7]のいずれか一つに記載の樹脂組成物。
【0020】
[9]
樹脂固形分100質量部に対する前記スチレン骨格を有するブロック共重合体(D)の含有量が、1〜50質量部である、[1]〜[8]のいずれか一つに記載の樹脂組成物。
【0021】
[10]
前記式(1)で示されるポリフェニレンエーテル化合物(C)が式(11)で表される、[1]〜[9]のいずれか一つに記載の樹脂組成物。
【化6】
(式(11)中、Xは式(12)、式(13)及び式(14)で表される基から選択される芳香族基であり、−(Y−O)n2−は、それぞれ、ポリフェニレンエーテル部分を示し、n2は、それぞれ、1〜100の整数を示す。)
【化7】
【化8】
(式(13)中、R38、R39、R40及びR41は、各々独立に水素原子又はメチル基を表す。−B−は、炭素数20以下の直鎖状、分岐状又は環状の2価の炭化水素基である。)
【化9】
(式(14)中、−B−は、炭素数20以下の直鎖状、分岐状又は環状の2価の炭化水素基である。)
【0022】
[11]
基材、及び、[1]〜[10]のいずれか一つに記載の樹脂組成物から形成されたプリプレグ。
【0023】
[12]
1枚以上重ねた[11]に記載のプリプレグと、前記プリプレグの片面又は両面に配置した金属箔とを含む金属箔張積層板。
【0024】
[13]
支持体と、前記支持体の表面に配置した[1]〜[10]のいずれか一つに記載の樹脂組成物から形成された層とを含む、樹脂シート。
【0025】
[14]
絶縁層と、前記絶縁層の表面に配置した導体層とを含むプリント配線板であって、前記絶縁層が、[1]〜[10]のいずれか一つに記載の樹脂組成物から形成された層を含む、プリント配線板。
【発明の効果】
【0026】
本発明の樹脂組成物をプリント配線板用材料(例えば、積層板、金属箔張積層板)等に用いると、優れた低誘電率性、低誘電正接性、低熱膨張性を同時に達成し、かつ均一な硬化物となるプリプレグ、金属箔張積層板、樹脂シート、及びプリント配線板を実現することができ、その工業的な実用性は極めて高い。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、本発明の実施の形態(以下、「本実施形態」という。)について詳細に説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明はその実施の形態のみに限定されない。
【0028】
[樹脂組成物]
本実施形態に係る樹脂組成物は、マレイミド化合物(A)、シアン酸エステル化合物(B)、式(1)で表される数平均分子量が1000以上7000であるポリフェニレンエーテル化合物(C)及びスチレン骨格を有するブロック共重合体(D)を含有する。本実施形態に係る樹脂組成物は、上記の構成を備えることにより、プリント配線板用材料(例えば、積層板、金属箔張積層板)等に用いると、優れた低誘電率性、低誘電正接性、低熱膨張性を同時に達成し、かつ均一な硬化物となる。
【0029】
ここで、均一な硬化物とは、硬化物の断面を光学顕微鏡で観察した時に、ボイドや分散不良が見られないことを表す。
【0030】
[マレイミド化合物(A)]
本実施形態に係るマレイミド化合物(A)は、分子中に一個以上のマレイミド基を有する化合物であれば、特に限定されるものではない。その具体例としては、例えば、N−フェニルマレイミド、N−ヒドロキシフェニルマレイミド、ビス(4−マレイミドフェニル)メタン、4,4’−ジフェニルメタンビスマレイミド、ビス(3,5−ジメチル−4−マレイミドフェニル)メタン、ビス(3,5−ジエチル−4−マレイミドフェニル)メタン、フェニルメタンマレイミド、o−フェニレンビスマレイミド、m−フェニレンビスマレイミド、p−フェニレンビスマレイミド、o−フェニレンビスシトラコンイミド、m−フェニレンビスシトラコンイミド、p−フェニレンビスシトラコンイミド、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’−ジエチル−5,5’−ジメチル−4,4’−ジフェニルメタンビスマレイミド、4−メチル−1,3−フェニレンビスマレイミド、1,6−ビスマレイミド−(2,2,4−トリメチル)ヘキサン、4,4’−ジフェニルエーテルビスマレイミド、4,4’−ジフェニルスルフォンビスマレイミド、1,3−ビス(3−マレイミドフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−マレイミドフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ジフェニルメタンビスシトラコンイミド、2,2−ビス[4−(4−シトラコンイミドフェノキシ)フェニル]プロパン、ビス(3,5−ジメチル−4−シトラコンイミドフェニル)メタン、ビス(3−エチル−5−メチル−4−シトラコンイミドフェニル)メタン、ビス(3,5−ジエチル−4−シトラコンイミドフェニル)メタン、前記式(2)、(3)、(4)及び(17)で表されるマレイミド化合物等が挙げられる。
これらの中でも、前記式(2)、(3)、(4)及び(17)で表されるマレイミド化合物が低熱膨張性及び耐熱性向上の面で特に好ましい。これらのマレイミド化合物は、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
【0031】
前記式(2)中、R4は各々独立に、水素原子又はメチル基を示し、好ましくは水素原子である。また、式(2)中、n4は1以上の整数を示し、n4の上限値は、通常は10であり、有機溶剤への溶解性の観点から、n4の上限値は、好ましくは7であり、より好ましくは5である。マレイミド化合物(A)は、n4が異なる2種以上の化合物を含んでいても良い。
【0032】
前記式(3)中、R5は各々独立して水素原子、炭素数が1〜8のアルキル基(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)、又はフェニル基を表す。これらの中でも、耐燃性及び金属箔(銅箔)ピール強度を向上する観点から、水素原子、メチル基、及びフェニル基からなる群より選択される基であることが好ましく、水素原子及びメチル基の一方であることがより好ましく、水素原子であることがさらに好ましい。
【0033】
前記式(3)中、1≦n5≦10である。n5は、溶剤溶解性がより一層優れる観点から、4以下であることが好ましく、3以下であることがより好ましく、2以下であることがさらに好ましい。マレイミド化合物(A)は、n5が異なる2種以上の化合物を含んでいてもよい。
【0034】
前記式(4)中、R6は各々独立に水素原子、メチル基又はエチル基を示し、R7は各々独立に水素原子又はメチル基を示す。低誘電率性及び低誘電正接性により一層優れる観点から、R6はメチル基又はエチル基であることが好ましい。そのような化合物としては、3,3’−ジエチル−5,5’−ジメチル−4,4’−ジフェニルメタンビスマレイミドが挙げられる。
【0035】
前記式(17)中、R8は各々独立に水素原子、メチル基又はエチル基を示す。低誘電率性及び低誘電正接性により一層優れる観点から、R8はメチル基であることが好ましい。そのような化合物として、例えば、2,2−ビス(4−(4−マレイミドフェノキシ)−フェニル)プロパンが挙げられる。
【0036】
本実施形態で使用するマレイミド化合物(A)は市販のものを使用しても良く、例えば、式(2)で表されるマレイミド化合物として大和化成工業株式会社製「BMI−2300」、式(3)で表されるマレイミド化合物として日本化薬株式会社製「MIR−3000」、式(4)で表されるマレイミド化合物としてケイ・アイ化成株式会社製「BMI−70」、式(17)で表されるマレイミド化合物としてケイ・アイ化成株式会社製「BMI−80」を好適に使用できる。
【0037】
本実施形態に係る樹脂組成物におけるマレイミド化合物(A)の含有量は、所望する特性に応じて適宜設定することができ、特に限定されない。マレイミド化合物(A)の含有量は、樹脂組成物中の樹脂固形分を100質量部とした場合、1質量部以上であることが好ましく、5質量部以上であることがより好ましい。上限値としては、90質量部以下であることが好ましく、60質量部以下であることがより好ましく、40質量部以下であることがさらに好ましく、30質量部以下であってもよい。このような範囲とすることにより、高耐熱性、低吸水性がより効果的に発揮される傾向にある。
マレイミド化合物(A)は1種のみ用いてもよいし、2種以上用いてもよい。2種以上用いる場合は、合計量が上記範囲となることが好ましい。
【0038】
ここで、「樹脂組成物中の樹脂固形分」とは、特に断りのない限り、樹脂組成物における、溶剤、及び充填材(F)を除いた成分をいい、樹脂固形分100質量部とは、樹脂組成物における溶剤、及び充填材(F)を除いた成分の総量が100質量部であることをいうものとする。
【0039】
[シアン酸エステル化合物(B)]
本実施形態に係るシアン酸エステル化合物(B)は、少なくとも1つのシアナト基(シアン酸エステル基)により置換された芳香族部分を分子内に有する樹脂であれば特に限定されない。
【0040】
本実施形態におけるシアン酸エステル化合物(B)としては、例えば、式(5)で表される化合物が挙げられる。
【化10】
(式(5)中、Ar1は、各々独立に、置換基を有してもよいフェニレン基、置換基を有してもよいナフチレン基又は置換基を有してもよいビフェニレン基を表す。R81は各々独立に水素原子、置換基を有してもよい炭素数1〜6のアルキル基、置換基を有してもよい炭素数6〜12のアリール基、置換基を有してもよい炭素数1〜4のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルキル基と炭素数6〜12のアリール基とが結合した置換基を有してもよいアラルキル基又は炭素数1〜6のアルキル基と炭素数6〜12のアリール基とが結合した置換基を有してもよいアルキルアリール基のいずれか1種から選択される。n6はAr1に結合するシアナト基の数を表し、1〜3の整数である。n7はAr1に結合するR81の数を表し、Ar1がフェニレン基の時は4−n6、ナフチレン基の時は6−n6、ビフェニレン基の時は8−n6である。n8は平均繰り返し数を表し、0〜50の整数である。シアン酸エステル化合物(B)は、n8が異なる化合物の混合物であってもよい。Zは、各々独立に、単結合、炭素数1〜50の2価の有機基(水素原子がヘテロ原子に置換されていてもよい)、窒素数1〜10の2価の有機基(−N−R−N−など)、カルボニル基(−CO−)、カルボキシ基(−C(=O)O−)、カルボニルジオキサイド基(−OC(=O)O−)、スルホニル基(−SO2−)、及び、2価の硫黄原子又は2価の酸素原子のいずれか1種から選択される。)
【0041】
式(5)のR81におけるアルキル基は、直鎖状構造又は分岐鎖状構造、環状構造(シクロアルキル基等)を有していてもよい。また、式(5)におけるアルキル基及びR81におけるアリール基中の水素原子は、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子、メトキシ基、フェノキシ基等のアルコキシ基、シアノ基等で置換されていてもよい。
アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、1−エチルプロピル基、2,2−ジメチルプロピル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、トリフルオロメチル基等が挙げられる。
アリール基の具体例としては、フェニル基、キシリル基、メシチル基、ナフチル基、フェノキシフェニル基、エチルフェニル基、o−,m−又はp−フルオロフェニル基、ジクロロフェニル基、ジシアノフェニル基、トリフルオロフェニル基、メトキシフェニル基、o−,m−又はp−トリル基等が挙げられる。
アルコキシ基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基等が挙げられる。
式(5)のZにおける2価の有機基の具体例としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、トリメチルシクロヘキシレン基、ビフェニルイルメチレン基、ジメチルメチレン−フェニレン−ジメチルメチレン基、フルオレンジイル基、フタリドジイル基等が挙げられる。前記2価の有機基中の水素原子は、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子、メトキシ基、フェノキシ基等のアルコキシ基、シアノ基等で置換されていてもよい。式(5)のZにおける窒素数1〜10の2価の有機基としては、イミノ基、ポリイミド基等が挙げられる。
【0042】
また、式(5)中のZとしては、下記式(6)又は下記式(7)で表される構造であるものが挙げられる。
【化11】
(式(6)中、Ar2はフェニレン基、ナフチレン基及びビフェニレン基のいずれか1種から選択される。R9、R10、R13、R14は各々独立に水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基、並びに、トリフルオロメチル基及びフェノール性ヒドロキシ基の少なくとも1つにより置換されたアリール基のいずれか1種から選択される。R11、R12は各々独立に水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数1〜4のアルコキシ基及びヒドロキシ基のいずれか1種から選択される。n9は0〜5の整数を示すが、シアン酸エステル化合物(B)は、n9が異なる基を有する化合物の混合物であってもよい。)
【化12】
(式(7)中、Ar3はフェニレン基、ナフチレン基又はビフェニレン基のいずれか1種から選択される。R15、R16は各々独立に水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基、ベンジル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、並びに、ヒドロキシ基、トリフルオロメチル基及びシアナト基の少なくとも1つにより置換されたアリール基のいずれか1種から選択される。n10は0〜5の整数を示すが、シアン酸エステル化合物(B)は、n10が異なる基を有する化合物の混合物であってもよい。)
【0043】
さらに、式(5)中のZとしては、下記式で表される2価の基が挙げられる。
【化13】
(式中、n11は4〜7の整数を表す。R17は各々独立に水素原子又は炭素数1〜6のアルキル基を表す。)
式(6)のAr2及び式(7)のAr3の具体例としては、1,4−フェニレン基、1,3−フェニレン基、4,4’−ビフェニレン基、2,4’−ビフェニレン基、2,2’−ビフェニレン基、2,3’−ビフェニレン基、3,3’−ビフェニレン基、3,4’−ビフェニレン基、2,6−ナフチレン基、1,5−ナフチレン基、1,6−ナフチレン基、1,8−ナフチレン基、1,3−ナフチレン基、1,4−ナフチレン基等が挙げられる。式(6)のR9〜R14及び式(7)のR15、R16におけるアルキル基及びアリール基は式(5)で記載したものと同様である。
【0044】
式(5)で表されるシアン酸エステル化合物としては例えば、フェノールノボラック型シアン酸エステル化合物、ナフトールアラルキル型シアン酸エステル化合物、ビフェニルアラルキル型シアン酸エステル化合物、ナフチレンエーテル型シアン酸エステル化合物、キシレン樹脂型シアン酸エステル化合物、アダマンタン骨格型シアン酸エステル化合物、ビスフェノールA型シアン酸エステル化合物、ジアリルビスフェノールA型シアン酸エステル化合物、ナフトールアラルキル型シアン酸エステル化合物などが挙げられる。
【0045】
式(5)で表されるシアン酸エステル化合物の具体例としては、シアナトベンゼン、1−シアナト−2−,1−シアナト−3−,又は1−シアナト−4−メチルベンゼン、1−シアナト−2−,1−シアナト−3−,又は1−シアナト−4−メトキシベンゼン、1−シアナト−2,3−,1−シアナト−2,4−,1−シアナト−2,5−,1−シアナト−2,6−,1−シアナト−3,4−又は1−シアナト−3,5−ジメチルベンゼン、シアナトエチルベンゼン、シアナトブチルベンゼン、シアナトオクチルベンゼン、シアナトノニルベンゼン、2−(4−シアナフェニル)−2−フェニルプロパン(4−α−クミルフェノールのシアネート)、1−シアナト−4−シクロヘキシルベンゼン、1−シアナト−4−ビニルベンゼン、1−シアナト−2−又は1−シアナト−3−クロロベンゼン、1−シアナト−2,6−ジクロロベンゼン、1−シアナト−2−メチル−3−クロロベンゼン、シアナトニトロベンゼン、1−シアナト−4−ニトロ−2−エチルベンゼン、1−シアナト−2−メトキシ−4−アリルベンゼン(オイゲノールのシアネート)、メチル(4−シアナトフェニル)スルフィド、1−シアナト−3−トリフルオロメチルベンゼン、4−シアナトビフェニル、1−シアナト−2−又は1−シアナト−4−アセチルベンゼン、4−シアナトベンズアルデヒド、4−シアナト安息香酸メチルエステル、4−シアナト安息香酸フェニルエステル、1−シアナト−4−アセトアミノベンゼン、4−シアナトベンゾフェノン、1−シアナト−2,6−ジ−tert−ブチルベンゼン、1,2−ジシアナトベンゼン、1,3−ジシアナトベンゼン、1,4−ジシアナトベンゼン、1,4−ジシアナト−2−tert−ブチルベンゼン、1,4−ジシアナト−2,4−ジメチルベンゼン、1,4−ジシアナト−2,3,4−ジメチルベンゼン、1,3−ジシアナト−2,4,6−トリメチルベンゼン、1,3−ジシアナト−5−メチルベンゼン、1−シアナト又は2−シアナトナフタレン、1−シアナト4−メトキシナフタレン、2−シアナト−6−メチルナフタレン、2−シアナト−7−メトキシナフタレン、2,2’−ジシアナト−1,1’−ビナフチル、1,3−,1,4−,1,5−,1,6−,1,7−,2,3−,2,6−又は2,7−ジシアナトシナフタレン、2,2’−又は4,4’−ジシアナトビフェニル、4,4’−ジシアナトオクタフルオロビフェニル、2,4’−又は4,4’−ジシアナトジフェニルメタン、ビス(4−シアナト−3,5−ジメチルフェニル)メタン、1,1−ビス(4−シアナトフェニル)エタン、1,1−ビス(4−シアナトフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−シアナトフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−アリル−4−シアナトフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−シアナト−3−メチルフェニル)プロパン、2,2−ビス(2−シアナト−5−ビフェニルイル)プロパン、2,2−ビス(4−シアナトフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−シアナト−3,5−ジメチルフェニル)プロパン、1,1−ビス(4−シアナトフェニル)ブタン、1,1−ビス(4−シアナトフェニル)イソブタン、1,1−ビス(4−シアナトフェニル)ペンタン、1,1−ビス(4−シアナトフェニル)−3−メチルブタン、1,1−ビス(4−シアナトフェニル)−2−メチルブタン、1,1−ビス(4−シアナトフェニル)−2,2−ジメチルプロパン、2,2−ビス(4−シアナトフェニル)ブタン、2,2−ビス(4−シアナトフェニル)ペンタン、2,2−ビス(4−シアナトフェニル)ヘキサン、2,2−ビス(4−シアナトフェニル)−3−メチルブタン、2,2−ビス(4−シアナトフェニル)−4−メチルペンタン、2,2−ビス(4−シアナトフェニル)−3,3−ジメチルブタン、3,3−ビス(4−シアナトフェニル)ヘキサン、3,3−ビス(4−シアナトフェニル)ヘプタン、3,3−ビス(4−シアナトフェニル)オクタン、3,3−ビス(4−シアナトフェニル)−2−メチルペンタン、3,3−ビス(4−シアナトフェニル)−2−メチルヘキサン、3,3−ビス(4−シアナトフェニル)−2,2−ジメチルペンタン、4,4−ビス(4−シアナトフェニル)−3−メチルヘプタン、3,3−ビス(4−シアナトフェニル)−2−メチルヘプタン、3,3−ビス(4−シアナトフェニル)−2,2−ジメチルヘキサン、3,3−ビス(4−シアナトフェニル)−2,4−ジメチルヘキサン、3,3−ビス(4−シアナトフェニル)−2,2,4−トリメチルペンタン、2,2−ビス(4−シアナトフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、ビス(4−シアナトフェニル)フェニルメタン、1,1−ビス(4−シアナトフェニル)−1−フェニルエタン、ビス(4−シアナトフェニル)ビフェニルメタン、1,1−ビス(4−シアナトフェニル)シクロペンタン、1,1−ビス(4−シアナトフェニル)シクロヘキサン、2,2−ビス(4−シアナト−3−イソプロピルフェニル)プロパン、1,1−ビス(3−シクロヘキシル−4−シアナトフェニル)シクロヘキサン、ビス(4−シアナトフェニル)ジフェニルメタン、ビス(4−シアナトフェニル)−2,2−ジクロロエチレン、1,3−ビス[2−(4−シアナトフェニル)−2−プロピル]ベンゼン、1,4−ビス[2−(4−シアナトフェニル)−2−プロピル]ベンゼン、1,1−ビス(4−シアナトフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、4−[ビス(4−シアナトフェニル)メチル]ビフェニル、4,4−ジシアナトベンゾフェノン、1,3−ビス(4−シアナトフェニル)−2−プロペン−1−オン、ビス(4−シアナトフェニル)エーテル、ビス(4−シアナトフェニル)スルフィド、ビス(4−シアナトフェニル)スルホン、4−シアナト安息香酸−4−シアナトフェニルエステル(4−シアナトフェニル−4−シアナトベンゾエート)、ビス−(4−シアナトフェニル)カーボネート、1,3−ビス(4−シアナトフェニル)アダマンタン、1,3−ビス(4−シアナトフェニル)−5,7−ジメチルアダマンタン、3,3−ビス(4−シアナトフェニル)イソベンゾフラン−1(3H)−オン(フェノールフタレインのシアネート)、3,3−ビス(4−シアナト−3−メチルフェニル)イソベンゾフラン−1(3H)−オン(o−クレゾールフタレインのシアネート)、9,9−ビス(4−シアナトフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−シアナト−3−メチルフェニル)フルオレン、9,9−ビス(2−シアナト−5−ビフェニルイル)フルオレン、トリス(4−シアナトフェニル)メタン、1,1,1−トリス(4−シアナトフェニル)エタン、1,1,3−トリス(4−シアナトフェニル)プロパン、α,α,α’−トリス(4−シアナトフェニル)−1−エチル−4−イソプロピルベンゼン、1,1,2,2−テトラキス(4−シアナトフェニル)エタン、テトラキス(4−シアナトフェニル)メタン、2,4,6−トリス(N−メチル−4−シアナトアニリノ)−1,3,5−トリアジン、2,4−ビス(N−メチル−4−シアナトアニリノ)−6−(N−メチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン、ビス(N−4−シアナト−2−メチルフェニル)−4,4’−オキシジフタルイミド、ビス(N−3−シアナト−4−メチルフェニル)−4,4’−オキシジフタルイミド、ビス(N−4−シアナトフェニル)−4,4’−オキシジフタルイミド、ビス(N−4−シアナト−2−メチルフェニル)−4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタルイミド、トリス(3,5−ジメチル−4−シアナトベンジル)イソシアヌレート、2−フェニル−3,3−ビス(4−シアナトフェニル)フタルイミジン、2−(4−メチルフェニル)−3,3−ビス(4−シアナトフェニル)フタルイミジン、2−フェニル−3,3−ビス(4−シアナト−3−メチルフェニル)フタルイミジン、1−メチル−3,3−ビス(4−シアナトフェニル)インドリン−2−オン、2−フェニル−3,3−ビス(4−シアナトフェニル)インドリン−2−オン、フェノールノボラック樹脂やクレゾールノボラック樹脂(公知の方法により、フェノール、アルキル置換フェノール又はハロゲン置換フェノールと、ホルマリンやパラホルムアルデヒドなどのホルムアルデヒド化合物を、酸性溶液中で反応させたもの)、トリスフェノールノボラック樹脂(ヒドロキシベンズアルデヒドとフェノールとを酸性触媒の存在下に反応させたもの)、フルオレンノボラック樹脂(フルオレノン化合物と9,9−ビス(ヒドロキシアリール)フルオレン類とを酸性触媒の存在下に反応させたもの)、フェノールアラルキル樹脂、クレゾールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂やビフェニルアラルキル樹脂(公知の方法により、Ar4−(CH2Z')2で表されるようなビスハロゲノメチル化合物とフェノール化合物とを酸性触媒若しくは無触媒で反応させたもの、Ar4−(CH2OR)2で表されるようなビス(アルコキシメチル)化合物やAr4−(CH2OH)2で表されるようなビス(ヒドロキシメチル)化合物とフェノール化合物を酸性触媒の存在下に反応させたもの、又は、芳香族アルデヒド化合物、アラルキル化合物、フェノール化合物とを重縮合させたもの)、フェノール変性キシレンホルムアルデヒド樹脂(公知の方法により、キシレンホルムアルデヒド樹脂とフェノール化合物を酸性触媒の存在下に反応させたもの)、変性ナフタレンホルムアルデヒド樹脂(公知の方法により、ナフタレンホルムアルデヒド樹脂とヒドロキシ置換芳香族化合物を酸性触媒の存在下に反応させたもの)、フェノール変性ジシクロペンタジエン樹脂、ポリナフチレンエーテル構造を有するフェノール樹脂(公知の方法により、フェノール性ヒドロキシ基を1分子中に2つ以上有する多価ヒドロキシナフタレン化合物を、塩基性触媒の存在下に脱水縮合させたもの)等のフェノール樹脂を上述と同様の方法によりシアン酸エステル化したもの等が挙げられるが、特に制限されるものではない。これらのシアン酸エステル化合物は、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
【0046】
この中でもフェノールノボラック型シアン酸エステル化合物、ナフトールアラルキル型シアン酸エステル化合物、ナフチレンエーテル型シアン酸エステル化合物、ビスフェノールA型シアン酸エステル化合物、ビスフェノールM型シアン酸エステル化合物、ジアリルビスフェノール型シアン酸エステルが好ましく、ナフトールアラルキル型シアン酸エステル化合物が特に好ましい。
【0047】
これらのシアン酸エステル化合物を用いた樹脂組成物の硬化物は、耐熱性、低誘電特性(低誘電率性、低誘電正接性)等に優れた特性を有する。
【0048】
本実施形態に係る樹脂組成物におけるシアン酸エステル化合物(B)の含有量は、所望する特性に応じて適宜設定することができ、特に限定されない。具体的には、シアン酸エステル化合物(B)の含有量は、樹脂組成物中の樹脂固形分を100質量部とした場合、1質量部以上が好ましく、5質量部以上であることがより好ましく、10質量部以上であることがより好ましく、12質量部以上、15質量部以上、20質量部以上であってもよい。また、前記含有量の上限値は、90質量部以下が好ましく、80質量部以下がより好ましく、70質量部未満であることがさらに好ましく、60質量部以下であることが一層好ましく、50質量部以下、40質量部以下であってもよい。このような範囲とすることにより、より優れた低誘電率性、低誘電正接性を与えることができる。
シアン酸エステル化合物(B)は1種のみ用いてもよいし、2種以上用いてもよい。2種以上用いる場合は、合計量が上記範囲となることが好ましい。
【0049】
[ポリフェニレンエーテル化合物(C)]
本実施形態に係るポリフェニレンエーテル化合物(C)は、式(1)で表される化合物である。本実施形態に係る樹脂組成物は、このような構造を有するポリフェニレンエーテル化合物を含有することにより、プリント配線板用材料(例えば、積層板、金属箔張積層板)等に用いると、優れた低誘電正接性及び均一な硬化物を与える。
【0050】
本実施形態に用いられる式(1)で表されるポリフェニレンエーテル化合物(C)は、数平均分子量が1000以上7000以下である。数平均分子量を7000以下とすることで成形時の流動性を確保できる。また数平均分子量を1000以上とすることで、ポリフェニレンエーテル樹脂本来の優れた誘電特性(低誘電率性、低誘電正接性)と耐熱性が得られる。その中でも、より優れた流動性、耐熱性、及び誘電特性を得るためには、ポリフェニレンエーテル化合物(C)の数平均分子量が1100以上5000以下であるとよい。より好ましくは、ポリフェニレンエーテル化合物(C)の数平均分子量が4500以下であるとよく、さらに好ましくは、ポリフェニレンエーテル化合物(C)の数平均分子量が3000以下である。数平均分子量は、定法に従ってゲル浸透クロマトグラフィーを使用して測定される。
【0051】
本実施形態に用いられる式(1)で表されるポリフェニレンエーテル化合物(C)は、最低溶融粘度が50000Pa・s以下のものが好ましい。最低溶融粘度を50000Pa・s以下とすることで、流動性が確保でき、多層成形が可能となる。最低溶融粘度の下限値は特に定めるものではないが、例えば、1000Pa・s以上であってもよい。
【0052】
式(1)で表されるポリフェニレンエーテル化合物(C)は、以下の式(8)で表される構成単位の重合体を含むことが好ましい。
【化14】
(式(8)中、R18、R19、R20、及びR21は、各々独立に炭素数6以下のアルキル基、アリール基、ハロゲン原子、又は水素原子を表す。)
【0053】
前記重合体は、式(9)及び式(10)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも1種の構造単位をさらに含んでもよい。
【化15】
(式(9)中、R22、R23、R24、R28、R29は、各々独立に炭素数6以下のアルキル基又はフェニル基を表す。R25、R26、R27は、各々独立に水素原子、炭素数6以下のアルキル基又はフェニル基を表す。)
【化16】
(式(10)中、R30、R31、R32、R33、R34、R35、R36、R37は、各々独立に水素原子、炭素数6以下のアルキル基又はフェニル基を表す。−A−は、炭素数20以下の直鎖状、分岐状又は環状の2価の炭化水素基である。)
式(1)との関係でいうと、上記式(8)、(9)、(10)は式(1)の−(Y−O)−であることが好ましい。−(Y−O)−はn2の数(1〜100)の繰り返し単位を有する。
【0054】
式(1)中、Xはアリール基(芳香族基)を示し、−(Y−O)n2−はポリフェニレンエーテル部分を示し、R1、R2、R3は、各々独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基又はアルキニル基を示し、n2は1〜100の整数を示し、n1は1〜6の整数を示し、n3は1〜4の整数を示す。好ましくは、n1は1以上4以下の整数であるとよく、さらに好ましくは、n1は1又は2であるとよく、理想的にはn1は1であるとよい。また、好ましくは、n3は1以上3以下の整数であるとよく、さらに好ましくは、n3は1又は2であるとよく、理想的にはn3は2であるとよい。
【0055】
式(1)のXにおけるアリール基としては、芳香族炭化水素基を用いることができる。具体的には、ベンゼン環構造、ビフェニル構造、インデニル環構造、及びナフタレン環構造から選ばれた1種の環構造から、n3個の水素原子を除いた基(例えば、フェニル基、ビフェニル基、インデニル基、及びナフチル基)を用いることができ、好ましくはビフェニル基を用いるとよい。ここで、アリール基は、上記のアリール基が酸素原子で結合されているジフェニルエーテル基等や、カルボニル基で結合されたベンゾフェノン基等、アルキレン基により結合された2,2−ジフェニルプロパン基等を含んでもよい。また、アリール基は、アルキル基(好適には炭素数1〜6のアルキル基、特にメチル基)、アルケニル基、アルキニル基やハロゲン原子など、一般的な置換基によって置換されていてもよい。但し、前記「アリール基」は、酸素原子を介してポリフェニレンエーテル部分に置換されているので、一般的置換基の数の限界は、ポリフェニレンエーテル部分の数に依存する。
【0056】
ポリフェニレンエーテル化合物(C)としては、下記式(11)の構造で表されるポリフェニレンエーテルを含むことが特に好ましい。
【化17】
(式(11)中、Xはアリール基(芳香族基)であり、−(Y−O)n2−は、それぞれ、ポリフェニレンエーテル部分を示し、n2は、それぞれ、1〜100の整数を示す。)
−(Y−O)n2−及びn2は、式(1)におけるものと同義である。n2の異なる化合物を複数種含んでいてもよい。
【0057】
式(1)及び式(11)におけるXは、式(12)、式(13)、又は式(14)であることが好ましく、式(1)及び式(11)における−(Y−O)n2−が、式(15)若しくは式(16)が配列した構造であるか、又は式(15)と式(16)がランダムに配列した構造がより好ましい。
【化18】
【化19】
(式(13)中、R38,R39,R40,R41は、各々独立に水素原子又はメチル基を表す。−B−は、炭素数20以下の直鎖状、分岐状又は環状の2価の炭化水素基である。)
【化20】
(式(14)中、−B−は、炭素数20以下の直鎖状、分岐状又は環状の2価の炭化水素基である)
【化21】
【化22】
【0058】
式(11)で表される構造を有する変性ポリフェニレンエーテルの製造方法は、特に限定されるものではなく、例えば、2官能フェノール化合物と1官能フェノール化合物を酸化カップリングさせて得られる2官能フェニレンエーテルオリゴマーの末端フェノール性水酸基をビニルベンジルエーテル化することで製造することができる。
また、このような変性ポリフェニレンエーテルは市販品を用いることができ、例えば、三菱ガス化学(株)製OPE−2St1200、OPE−2st2200を好適に使用することができる。
【0059】
本実施形態に係る樹脂組成物におけるポリフェニレンエーテル化合物(C)の含有量は、樹脂組成物の樹脂固形分100質量部に対し、1質量部以上であることが好ましく、5質量部以上であることがより好ましく、8質量部以上であることがさらに好ましい。また、前記含有量の上限値としては、40質量部以下であることが好ましく、30質量部以下であることがより好ましく、25質量部以下であってもよい。このような範囲とすることにより。より、効果的に、低誘電率性、低誘電正接性及び良好な成形性を達成する傾向にある。
樹脂組成物は、ポリフェニレンエーテル化合物(C)を、1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
【0060】
[スチレン骨格を有するブロック共重合体(D)]
本実施形態に係る「スチレン骨格を有するブロック共重合体(D)」とは、ポリスチレンブロック構造を有するブロック共重合体であるエラストマーを指し、ランダム共重合体は含まない。また、芳香族ビニル化合物のみからなる化合物は、これらとは区別して「スチレンオリゴマー(E)」と表し、「スチレン骨格を有するブロック共重合体(D)」には含まない。
【0061】
本実施形態に係る樹脂組成物に使用されるスチレン骨格を有するブロック共重合体(D)としては、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、スチレン−イソプレンブロック共重合体、スチレン−水添ブタジエンブロック共重合体、スチレン−水添イソプレンブロック共重合体及びスチレン−水添(イソプレン/ブタジエン)ブロック共重合体からなる群より選ばれる、少なくとも1種を含有することが好ましい。これらのブロック共重合体は単独で用いても、2種以上を併用してもよい。特にスチレン−イソプレンブロック共重合体、スチレン−水添ブタジエンブロック共重合体、スチレン−水添イソプレンブロック共重合体、スチレン−水添(ブタジエン/イソプレン)ブロック共重合体が、より優れた低誘電正接性を与えることから、好ましい。
【0062】
本実施形態におけるポリスチレンブロック構造としては、スチレンは置換基を有したものを用いても良い。具体的には、α−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−プロピルスチレン、4−シクロヘキシルスチレン等のスチレン誘導体を用いることができる。
【0063】
スチレン骨格を有するブロック共重合体(D)中のスチレン含有量(以下、「スチレン率」ともいう)は特に制限はないが、10質量%以上であることが好ましく、さらに好ましくは20質量%以上である。スチレン含有量の上限値としては、100質量%未満であれば特に限定されないが、例えば、99質量%未満であることが好ましく、70質量%以下であることがより好ましい。このような範囲とすることにより、溶剤溶解性及び他化合物との相溶性がより向上する傾向にある。ここで、スチレン含有量は、スチレン骨格を有するブロック共重合体(D)中に含まれるスチレンユニットの質量を(a)g、スチレン骨格を有するブロック共重合体(D)全体の質量を(b)gとしたとき、(a)/(b)×100(単位:%)で表される値である。
【0064】
本実施形態に係る樹脂組成物におけるスチレン骨格を有するブロック共重合体(D)の含有量は、樹脂組成物の樹脂固形分100質量部に対し、1質量部以上であることが好ましく、5質量部以上であることが好ましく、8質量部以上であってもよい。前記含有量の上限値としては、30質量部以下であることが好ましく、25質量部以下であることがより好ましく、22質量部以下であることがさらに好ましい。このような範囲とすることにより、より低誘電率性、低誘電正接性及び成形性に優れる傾向にある。本実施形態においては、2種以上のブロック共重合体(D)を含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲内となることが好ましい。
樹脂組成物は、スチレン骨格を有するブロック共重合体(D)を、1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
本実施形態におけるスチレン骨格を有するブロック共重合体(D)としては、市販品を用いてもよく、例えばスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体としてはTR2630(JSR(株)製)、TR2003(JSR(株)製)が挙げられる。またスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体としては、SIS5250(JSR(株)製)が挙げられる。スチレン−水添イソプレン−スチレンブロック共重合体としては、SEPTON2104((株)クラレ製)が挙げられる。
【0065】
[スチレンオリゴマー(E)]
本実施形態に係る樹脂組成物は、低誘電率性及び低誘電正接性向上のために、スチレンオリゴマー(E)を含むことが望ましい。本実施形態で用いられる「スチレンオリゴマー(E)」は、上述した「スチレン骨格を有するブロック共重合体(D)」とは区別される。
【0066】
本実施形態に係るスチレンオリゴマー(E)とは、スチレン及び上記スチレン誘導体、ビニルトルエンからなる群より選ばれる少なくとも一種を重合してなり、その数平均分子量は、178〜1600、平均の芳香環数が2〜14、芳香環数の2〜14の総量が50質量%以上、沸点が300℃以上である分岐構造のない化合物である。
【0067】
本実施形態に用いられるスチレンオリゴマー(E)としては、例えば、スチレン重合体、ビニルトルエン重合体、α−メチルスチレン重合体、ビニルトルエン−α−メチルスチレン重合体、スチレン−α−スチレン重合体等が挙げられる。スチレン重合体としては、市販品を用いてもよく、例えばピコラスチックA5(イーストマンケミカル社製)、ピコラスチックA−75(イーストマンケミカル社製)、ピコテックス75(イーストマンケミカル社製)、FTR−8100(三井化学(株)製)、FTR−8120(三井化学(株)製)が挙げられる。また、ビニルトルエン−α−メチルスチレン重合体としては、ピコテックスLC(イーストマンケミカル社製)が挙げられる。また、α−メチルスチレン重合体としてはクリスタレックス3070(イーストマンケミカル社製)、クリスタレックス3085(イーストマンケミカル社製)、クリスタレックス(3100)、クリスタレックス5140(イーストマンケミカル社製)、FMR−0100(三井化学(株)製)、FMR−0150(三井化学(株)製)が挙げられる。また、スチレン−α−スチレン重合体としてはFTR−2120(三井化学(株)製)が挙げられる。これらのスチレンオリゴマーは単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
【0068】
本実施形態に係る樹脂組成物におけるスチレンオリゴマー(E)の含有量は、含有する場合、樹脂組成物の樹脂固形分100質量部に対し、1質量部以上、また、30質量部以下であることが、低誘電率性、低誘電正接性及び耐薬品性の観点から好ましく、5質量部以上、また、20質量部以下であることが特に好ましく、15質量部以下であってもよい。
樹脂組成物は、スチレンオリゴマー(E)を、1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
【0069】
[充填材(F)]
本実施形態に係る樹脂組成物は、低誘電率性、低誘電正接性、耐燃性及び低熱膨張性の向上のため、充填材(F)を含むことが望ましい。本実施形態で使用される充填材(F)としては、公知のものを適宜使用することができ、その種類は特に限定されず、当業界において一般に使用されているものを好適に用いることができる。具体的には、天然シリカ、溶融シリカ、合成シリカ、アモルファスシリカ、アエロジル、中空シリカ等のシリカ類、ホワイトカーボン、チタンホワイト、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、窒化ホウ素、凝集窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム加熱処理品(水酸化アルミニウムを加熱処理し、結晶水の一部を減じたもの)、ベーマイト、水酸化マグネシウム等の金属水和物、酸化モリブデンやモリブデン酸亜鉛等のモリブデン化合物、ホウ酸亜鉛、錫酸亜鉛、アルミナ、クレー、カオリン、タルク、焼成クレー、焼成カオリン、焼成タルク、マイカ、E−ガラス、A−ガラス、NE−ガラス、C−ガラス、L−ガラス、D−ガラス、S−ガラス、M−ガラスG20、ガラス短繊維(Eガラス、Tガラス、Dガラス、Sガラス、Qガラス等のガラス微粉末類を含む。)、中空ガラス、球状ガラスなど無機系の充填材の他、スチレン型、ブタジエン型、アクリル型などのゴムパウダー、コアシェル型のゴムパウダー、シリコーンレジンパウダー、シリコーンゴムパウダー、シリコーン複合パウダーなど有機系の充填材などが挙げられる。これらの充填材は、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、シリカ、水酸化アルミニウム、ベーマイト、酸化マグネシウム及び水酸化マグネシウムからなる群から選択される1種又は2種以上が好適である。これらの充填材を使用することで、樹脂組成物の熱膨張特性、寸法安定性、難燃性などの特性が向上する。
【0070】
本実施形態に係る樹脂組成物における充填材(F)の含有量は、所望する特性に応じて適宜設定することができ、特に限定されないが、樹脂組成物中の樹脂固形分を100質量部とした場合、50質量部以上であることが好ましい。上限としては、1600質量部以下が好ましく、500質量部以下がより好ましく、300質量部以下が特に好ましい。あるいは、充填剤(F)が、75〜250質量部であってもよく、100〜200質量部であってもよい。充填材(F)の含有量をこの範囲とすることで、樹脂組成物の成形性が良好となる。
樹脂組成物は、充填材(F)を、1種のみ含んでいてもよいし、2種以上含んでいてもよい。2種以上含む場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
【0071】
ここで充填材(F)を使用するにあたり、シランカップリング剤及び湿潤分散剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を併用することが好ましい。シランカップリング剤としては、一般に無機物の表面処理に使用されているものを好適に用いることができ、その種類は特に限定されない。具体的には、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシランなどのアミノシラン系、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シランなどのエポキシシラン系、γ−メタアクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルートリ(β−メトキシエトキシ)シランなどのビニルシラン系、N−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩などのカチオニックシラン系、フェニルシラン系などが挙げられる。シランカップリング剤は、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。また、湿潤分散剤としては、一般に塗料用に使用されているものを好適に用いることができ、その種類は特に限定されない。好ましくは、共重合体ベースの湿潤分散剤が使用され、その具体例としては、ビックケミー・ジャパン(株)製のDisperbyk−110、111、161、180、2009、2152、BYK−W996、BYK−W9010、BYK−W903、BYK−W940などが挙げられる。湿潤分散剤は、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
【0072】
シランカップリング剤の含有量は、特に限定されず、樹脂組成物中の樹脂固形分100質量部に対して、1質量〜5質量部程度であってもよい。分散剤(特に湿潤分散剤)の含有量は、特に限定されず、樹脂組成物中の樹脂固形分100質量部に対して、例えば、0.5〜5質量部程度であってもよい。
【0073】
[難燃剤(G)]
本実施形態に係る樹脂組成物は、耐燃性の向上のため難燃剤(G)を含むことが好ましい。本実施形態で使用される難燃剤(G)としては、公知のものが使用でき、例えば、臭素化エポキシ樹脂、臭素化ポリカーボネート、臭素化ポリスチレン、臭素化スチレン、臭素化フタルイミド、テトラブロモビスフェノールA、ペンタブロモベンジル(メタ)アクリレート、ペンタブロモトルエン、トリブロモフェノール、ヘキサブロモベンゼン、デカブロモジフェニルエーテル、ビス−1,2−ペンタブロモフェニルエタン、塩素化ポリスチレン、塩素化パラフィン等のハロゲン系難燃剤、赤リン、トリクレジルホスフェート、トリフェニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、トリアルキルホスフェート、ジアルキルホスフェート、トリス(クロロエチル)ホスフェート、ホスファゼン、1,3−フェニレンビス(2,6−ジキシレニルホスフェート)、10−(2,5−ジヒドロキシフェニル)−10H−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイド、等のリン系難燃剤、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、部分ベーマイト、ベーマイト、ほう酸亜鉛、三酸化アンチモン等の無機系難燃剤、シリコーンゴム、シリコーンレジン等のシリコーン系難燃剤が挙げられる。これらの難燃剤は単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、リン系難燃剤が好ましく、特に、1,3−フェニレンビス(2,6−ジキシレニルホスフェート)が低誘電特性を損ないにくいことから好ましい。樹脂組成物中のリン含有量は0.1〜5質量%が好ましい。
難燃剤(G)の含有量は、含有する場合、樹脂組成物中の樹脂固形分100質量部に対して、1質量部以上であることが好ましく、5質量部以上であることがより好ましい。また、前記含有量の上限値は、30質量部以下であることが好ましく、20質量部以下であることがより好ましく、15質量部以下であってもよい。
難燃剤(G)は、1種のみ用いてもよいし、2種以上用いてもよい。2種以上用いる場合、合計量が上記範囲となることが好ましい。
【0074】
[他の成分]
さらに、本実施形態に係る樹脂組成物においては、所期の特性が得られる範囲において、上記ポリフェニレンエーテル化合物(C)以外のポリフェニレンエーテル化合物、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、オキセタン樹脂、ベンゾオキサジン化合物、[4.スチレン骨格を有するブロック共重合体(D)]に記載されていない熱可塑性エラストマー(以下、「その他熱可塑性エラストマー」という)、硬化促進剤、有機溶剤等を含有していてもよい。これらを併用することで、樹脂組成物を硬化した硬化物の難燃性、低誘電性など所望する特性を向上させることができる。
本実施形態に係る樹脂組成物は、上記ポリフェニレンエーテル化合物(C)以外のポリフェニレンエーテル化合物、及び、上記その他熱可塑性エラストマーの総量が、樹脂固形分の3質量%以下であることが好ましく、1質量%以下であることがより好ましい。このような構成とすることにより、本発明の効果がより効果的に発揮される。
【0075】
[エポキシ樹脂]
エポキシ樹脂としては、1分子中に2個以上のエポキシ基を有する化合物又は樹脂であれば特に限定されず、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E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、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、アラルキルノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、多官能フェノール型エポキシ樹脂、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、ナフタレン骨格変性ノボラック型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ポリオール型エポキシ樹脂、リン含有エポキシ樹脂、グリシジルアミン、グリシジルエステル、ブタジエン等の二重結合をエポキシ化した化合物、水酸基含有シリコーン樹脂類とエピクロロヒドリンとの反応により得られる化合物等が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、難燃性及び耐熱性をより一層向上する観点から、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、多官能フェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂であることが好ましい。
【0076】
[フェノール樹脂]
フェノール樹脂としては、1分子中に2個以上のフェノール性ヒドロキシ基を有する化合物又は樹脂であれば特に限定されず、例えば、ビスフェノールA型フェノール樹脂、ビスフェノールE型フェノール樹脂、ビスフェノールF型フェノール樹脂、ビスフェノールS型フェノール樹脂、フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック型フェノール樹脂、グリシジルエステル型フェノール樹脂、アラルキルノボラックフェノール樹脂、ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂、クレゾールノボラック型フェノール樹脂、多官能フェノール樹脂、ナフトール樹脂、ナフトールノボラック樹脂、多官能ナフトール樹脂、アントラセン型フェノール樹脂、ナフタレン骨格変性ノボラック型フェノール樹脂、フェノールアラルキル型フェノール樹脂、ナフトールアラルキル型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、ビフェニル型フェノール樹脂、脂環式フェノール樹脂、ポリオール型フェノール樹脂、リン含有フェノール樹脂、水酸基含有シリコーン樹脂類等が挙げられる。これらのフェノール樹脂は、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、耐燃性をより一層向上する観点から、ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂、ナフトールアラルキル型フェノール樹脂、リン含有フェノール樹脂、及び水酸基含有シリコーン樹脂からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
【0077】
[オキセタン樹脂]
オキセタン樹脂としては、特に限定されず、例えば、オキセタン、アルキルオキセタン(例えば、2−メチルオキセタン、2,2−ジメチルオキセタン、3−メチルオキセタン、3,3−ジメチルオキサタン等)、3−メチル−3−メトキシメチルオキセタン、3,3−ジ(トリフルオロメチル)パーフルオキセタン、2−クロロメチルオキセタン、3,3−ビス(クロロメチル)オキセタン、ビフェニル型オキセタン、OXT−101(東亞合成(株)製品)、OXT−121(東亞合成(株)製品)等が挙げられる。これらのオキセタン樹脂は、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
【0078】
[ベンゾオキサジン化合物]
ベンゾオキサジン化合物としては、1分子中に2個以上のジヒドロベンゾオキサジン環を有する化合物であれば特に限定されず、例えば、ビスフェノールA型ベンゾオキサジンBA−BXZ(小西化学(株)製品)、ビスフェノールF型ベンゾオキサジンBF−BXZ(小西化学(株)製品)、ビスフェノールS型ベンゾオキサジンBS−BXZ(小西化学(株)製品)等が挙げられる。これらのベンゾオキサジン化合物は、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
【0079】
[その他熱可塑性エラストマー]
「その他熱可塑性エラストマー」は、「スチレン骨格を有するブロック共重合体(D)」とは区別される。「スチレン骨格を有するブロック共重合体(D)」とは、ポリスチレンブロック構造を有し、かつブロック共重合体であるエラストマーを示し、「その他熱可塑性エラストマー」とは、それ以外のエラストマーを示す。すなわち、ランダム共重合体、スチレン骨格を有しないブロック共重合体等が該当する。その他熱可塑性エラストマーとしては、例えばポリイソプレン、ポリブタジエン、スチレンブタジエンランダム共重合体、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、それらの水添化合物、それらのアルキル化合物からなる群より選択される少なくとも1種が挙げられる。これらの中でも、ポリフェニレンエーテル化合物(C)との相溶性により優れる観点から、ポリイソプレン、ポリブタジエン、スチレンブタジエンランダム共重合体、ブチルゴム、及びエチレンプロピレンゴムからなる群より選択される少なくとも1種であることがより好ましい。
【0080】
[硬化促進剤]
本実施形態に係る樹脂組成物は、硬化速度を適宜調節するための硬化促進剤を含有してもよい。硬化促進剤としては、マレイミド化合物、シアン酸エステル化合物、エポキシ樹脂などの硬化促進剤として通常用いられているものが挙げられ、有機金属塩類(例えば、オクチル酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸銅、アセチルアセトン鉄、オクチル酸ニッケル、オクチル酸マンガン等)、フェノール化合物(例えば、フェノール、キシレノール、クレゾール、レゾルシン、カテコール、オクチルフェノール、ノニルフェノール等)、アルコール類(例えば、1−ブタノール、2−エチルヘキサノール等)、イミダゾール類(例えば、2−メチルイミダゾール、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、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール等)、及びこれらのイミダゾール類のカルボン酸若しくはその酸無水類の付加体等の誘導体、アミン類(例えば、ジシアンジアミド、ベンジルジメチルアミン、4−メチル−N,N−ジメチルベンジルアミン等)、リン化合物(例えば、ホスフィン系化合物、ホスフィンオキサイド系化合物、ホスホニウム塩系化合物、ダイホスフィン系化合物等)、エポキシ−イミダゾールアダクト系化合物、過酸化物(例えば、ベンゾイルパーオキサイド、p−クロロベンゾイルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシカーボネート等)、アゾ化合物(例えば、アゾビスイソブチロニトリル等)が挙げられる。硬化促進剤は、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
【0081】
硬化促進剤の含有量は、通常、樹脂組成物中の樹脂固形分100質量部に対し、0.005〜10質量部程度であってもよい。
【0082】
本実施形態に係る樹脂組成物は、上記の成分以外の他の熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、及びそのオリゴマー等の種々の高分子化合物、各種添加剤を含有してもよい。添加剤としては、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光重合開始剤、蛍光増白剤、光増感剤、染料、顔料、増粘剤、流動調整剤、滑剤、消泡剤、分散剤、レベリング剤、光沢剤、重合禁止剤等が挙げられる。これらの添加剤は、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
【0083】
[有機溶剤]
本実施形態に係る樹脂組成物は、有機溶剤を含有してもよい。この場合、本実施形態に係る樹脂組成物は、上述した各種樹脂成分の少なくとも一部、好ましくは全部が有機溶剤に溶解又は相溶した形態(溶液又はワニス)である。有機溶剤としては、上述した各種樹脂成分の少なくとも一部、好ましくは全部を溶解又は相溶可能な極性有機溶剤又は無極性有機溶剤であれば特に限定されず、極性有機溶剤としては、例えば、ケトン類(例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等)、セロソルブ類(例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等)、エステル類(例えば、乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソアミル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、ヒドロキシイソ酪酸メチル等)アミド類(例えば、ジメトキシアセトアミド、ジメチルホルムアミド類等)が挙げられ、無極性有機溶剤としては、芳香族炭化水素(例えば、トルエン、キシレン等)が挙げられる。これらの有機溶剤は、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
【0084】
[樹脂組成物]
本実施形態に係る樹脂組成物は、常法にしたがって調製することができ、マレイミド化合物(A)、シアン酸エステル化合物(B)、式(1)で表され数平均分子量が1000以上7000であるポリフェニレンエーテル化合物(C)、スチレン骨格を有するブロック共重合体(D)、及び上述したその他の任意成分を均一に含有する樹脂組成物が得られる方法であれば、その調製方法は特に限定されない。例えば、マレイミド化合物(A)、シアン酸エステル化合物(B)、式(1)で表され数平均分子量が1000以上7000であるポリフェニレンエーテル化合物(C)、及びスチレン骨格を有するブロック共重合体(D)を順次溶剤に配合し、十分に撹拌することで本実施形態に係る樹脂組成物を容易に調製することができる。
本実施形態に係る樹脂組成物は、マレイミド化合物(A)、シアン酸エステル化合物(B)、式(1)で表される数平均分子量が1000以上7000以下であるポリフェニレンエーテル化合物(C)、及び、スチレン骨格を有するブロック共重合体(D)の質量の和が樹脂組成物に含まれる樹脂固形分の90質量%以上を占めることが好ましく、95質量%以上を占めることがより好ましく、98質量%以上を占めてもよい。
【0085】
[用途]
本実施形態に係る樹脂組成物は、プリント配線板の絶縁層、半導体パッケージ用材料として好適に用いることができる。本実施形態に係る樹脂組成物は、プリプレグ、プリプレグを用いた金属箔張積層板、樹脂シート、及びプリント配線板を構成する材料として好適に用いることができる。
【0086】
[プリプレグ]
本実施形態に係るプリプレグは、基材と、本実施形態に係る樹脂組成物から形成される。本実施形態に係るプリプレグは、例えば、本実施形態に係る樹脂組成物を基材に含浸又は塗布させた後、120〜220℃で2〜15分程度乾燥させる方法等によって半硬化させることにより得られる。この場合、基材に対する樹脂組成物(樹脂組成物の硬化物も含む)の付着量、すなわち半硬化後のプリプレグの総量に対する樹脂組成物量(充填材(F)を含む。)は、20〜99質量%の範囲であることが好ましい。
【0087】
基材としては、各種プリント配線板材料に用いられている基材であれば特に限定されない。基材の材質としては、例えば、ガラス繊維(例えば、E−ガラス、D−ガラス、L−ガラス、S−ガラス、T−ガラス、Q−ガラス、UN−ガラス、NE−ガラス、球状ガラス等)ガラス以外の無機繊維(例えば、クォーツ等)、有機繊維(例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、液晶ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン等)が挙げられる。基材の形態としては、特に限定されず、織布、不織布、ロービング、チョップドストランドマット、サーフェシングマット等が挙げられる。これらの基材は、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの基材の中でも、寸法安定性の観点から、超開繊処理、目詰め処理を施した織布が好ましく、吸湿耐熱性の観点から、エポキシシラン処理、アミノシラン処理などのシランカップリング剤等により表面処理したガラス織布が好ましい。電気特性の観点から、L−ガラスやNE−ガラス、Q−ガラス等の低誘電率性、低誘電正接性を示すガラス繊維からなる、低誘電ガラスクロスがより好ましい。
【0088】
[金属箔張積層板]
本実施形態に係る金属箔張積層板は、1枚以上重ねた本実施形態に係るプリプレグと、プリプレグの片面又は両面に配置した金属箔とを有する。本実施形態に係る金属箔張積層板は、例えば、本実施形態に係るプリプレグを1枚以上重ね、その片面又は両面に金属箔を配置して積層成形する方法が挙げられ、より詳細にはその片面又は両面に銅、アルミニウム等の金属箔を配置して積層成形することにより作製できる。金属箔としては、プリント配線板用材料に用いられるものであれば特に限定されないが、例えば、圧延銅箔、電解銅箔等の銅箔が挙げられる。金属箔(銅箔)の厚さは、特に限定されず、1.5〜70μm程度であってもよい。成形方法としては、プリント配線板用積層板及び多層板を成形する際に通常用いられる方法が挙げられ、より詳細には多段プレス機、多段真空プレス機、連続成形機、オートクレーブ成形機等を使用して、温度180〜350℃程度、加熱時間100〜300分程度、面圧20〜100kg/cm2程度で積層成形する方法が挙げられる。また、本実施形態に係るプリプレグと、別途作製した内層用の配線板とを組み合わせて積層成形することにより、多層板とすることもできる。多層板の製造方法としては、例えば、本実施形態に係るプリプレグ1枚の両面に35μm程度の金属箔(銅箔)を配置し、上記の成形方法にて積層形成した後、内層回路を形成し、この回路に黒化処理を実施して内層回路板を形成し、この後、この内層回路板と本実施形態に係るプリプレグとを交互に1枚ずつ配置し、さらに最外層に金属箔(銅箔)を配置して、上記条件にて好ましくは真空下で積層成形することにより、多層板を作製することができる。本実施形態に係る金属箔張積層板は、プリント配線板として好適に使用することができる。
【0089】
[プリント配線板]
本実施形態に係るプリント配線板は、絶縁層と、絶縁層の表面に配置した導体層と、を含み、絶縁層が、本実施形態に係る樹脂組成物から形成された層を含む。このようなプリント配線板は、常法に従って製造でき、その製造方法は特に限定されない。以下、プリント配線板の製造方法の一例を示す。まず上述した銅張積層板等の金属箔張積層板を用意する。次に、金属箔張積層板の表面にエッチング処理を施して内層回路の形成を行い、内層基板を作製する。この内層基板の内層回路表面に、必要に応じて接着強度を高めるための表面処理を行い、次いでその内層回路表面に上述したプリプレグを所要枚数重ね、さらにその外側に外層回路用の金属箔を積層し、加熱加圧して一体成形する。このようにして、内層回路と外層回路用の金属箔との間に、基材及び熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなる絶縁層が形成された多層の積層板が製造される。次いで、この多層の積層板にスルーホールやバイアホール用の穴あけ加工を施した後、この穴の壁面に内層回路と外層回路用の金属箔とを導通させるめっき金属皮膜を形成し、さらに外層回路用の金属箔にエッチング処理を施して外層回路を形成することで、プリント配線板が製造される。
【0090】
上記の製造例で得られるプリント配線板は、絶縁層と、この絶縁層の表面に形成された導体層とを有し、絶縁層が上述した本実施形態に係る樹脂組成物及びその硬化物の少なくともいずれかを含む構成となる。すなわち、上述した本実施形態に係るプリプレグ(基材及びこれに含浸又は塗布された本実施形態に係る樹脂組成物及びその硬化物の少なくともいずれかを含む)、上述した本実施形態に係る金属箔張積層板の樹脂組成物の層(本発明の樹脂組成物及びその硬化物の少なくともいずれかを含む層)が、本実施形態に係る樹脂組成物及びその硬化物の少なくともいずれかを含む絶縁層から構成されることになる。
【0091】
[樹脂シート]
本実施形態に係る樹脂シートは、支持体と、前記支持体の表面に配置した本実施形態に係る樹脂組成物から形成された層とを含む。樹脂シートは、ビルドアップ用フィルム又はドライフィルムソルダーレジストとして使用することができる。樹脂シートの製造方法としては、特に限定されないが、例えば、上記の本実施形態に係る樹脂組成物を溶剤に溶解させた溶液を支持体に塗布(塗工)し乾燥することで樹脂シートを得る方法が挙げられる。
【0092】
ここで用いる支持体としては、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体フィルム、並びにこれらのフィルムの表面に離型剤を塗布した離型フィルム、ポリイミドフィルム等の有機系のフィルム基材、銅箔、アルミ箔等の導体箔、ガラス板、SUS板、FRP等の板状のものが挙げられるが、特に限定されるものではない。
【0093】
塗布方法(塗工方法)としては、例えば、本実施形態に係る樹脂組成物を溶剤に溶解させた溶液を、バーコーター、ダイコーター、ドクターブレード、ベーカーアプリケーター等で支持体上に塗布する方法が挙げられる。また、乾燥後に、支持体と樹脂組成物が積層された樹脂シートから支持体を剥離又はエッチングすることで、単層シート(樹脂シート)とすることもできる。なお、上記の本実施形態に係る樹脂組成物を溶剤に溶解させた溶液を、シート状のキャビティを有する金型内に供給し乾燥する等してシート状に成形することで、支持体を用いることなく単層シート(樹脂シート)を得ることもできる。
【0094】
なお、本実施形態に係る単層シート又は樹脂シートの作製において、溶剤を除去する際の乾燥条件は、特に限定されないが、樹脂組成物中の溶剤が除去されやすくなり、かつ、乾燥時における硬化の進行が抑制される観点からは、20℃〜200℃の温度で1〜90分間が好ましい。また、単層シート又は樹脂シートにおいて、樹脂組成物は溶剤を乾燥しただけの未硬化の状態で使用することもできるし、必要に応じて半硬化(Bステージ化)の状態にして使用することもできる。さらに、本実施形態に係る単層又は樹脂シートの樹脂層の厚みは、本実施形態に係る樹脂組成物の溶液の濃度と塗布厚みにより調整することができ、特に限定されないが、乾燥時に溶剤が除去されやすくなる観点からは、0.1〜500μmが好ましい。
【実施例】
【0095】
(合成例1)ナフトールアラルキル型シアン酸エステル化合物(SNCN)の合成
1−ナフトールアラルキル樹脂(新日鉄住金化学株式会社製)300g(OH基換算1.28mol)及びトリエチルアミン194.6g(1.92mol)(ヒドロキシ基1molに対して1.5mol)をジクロロメタン1800gに溶解させ、これを溶液1とした。
塩化シアン125.9g(2.05mol)(ヒドロキシ基1molに対して1.6mol)、ジクロロメタン293.8g、36%塩酸194.5g(1.92mol)(ヒドロキシ基1モルに対して1.5モル)、水1205.9gを、撹拌下、液温−2〜−0.5℃に保ちながら、溶液1を30分かけて注下した。溶液1注下終了後、同温度にて30分撹拌した後、トリエチルアミン65g(0.64mol)(ヒドロキシ基1molに対して0.5mol)をジクロロメタン65gに溶解させた溶液(溶液2)を10分かけて注下した。溶液2注下終了後、同温度にて30分撹拌して反応を完結させた。
その後反応液を静置して有機相と水相を分離した。得られた有機相を水1300gで5回洗浄した。水洗5回目の廃水の電気伝導度は5μS/cmであり、水による洗浄により、除けるイオン性化合物は十分に除けられたことを確認した。
水洗後の有機相を減圧下で濃縮し、最終的に90℃で1時間濃縮乾固させて目的とするナフトールアラルキル型のシアン酸エステル化合物(SNCN)(橙色粘性物)を331g得た。得られたSNCNの重量平均分子量Mwは600であった。また、SNCNのIRスペクトルは2250cm-1(シアン酸エステル基)の吸収を示し、且つ、ヒドロキシ基の吸収は示さなかった。
【0096】
(実施例1)
式(2)において、R4が全て水素原子であり、n4が1〜3であるマレイミド化合物(A)(BMI−2300、大和化成工業(株)製)24質量部、合成例1より得られたSNCN(B)56質量部、式(11)において、Xが式(12)であり−(Y−O)n2−が式(15)の構造単位が重合したものであるポリフェニレンエーテル化合物(C)(OPE−2St1200、三菱ガス化学(株)製、数平均分子量1187、ビニル基当量:590g/eq.)10質量部、スチレン−ブタジエンブロック共重合体(D)(TR2630、JSR(株)製、スチレン率32%)10質量部、球状シリカ(F)(SC2050−MB、(株)アドマテックス製、平均粒子径0.5μm)150質量部を混合し、メチルエチルケトンで固形分を65質量%に希釈しワニスを得た。
【0097】
この得られたワニスを厚さ0.069mmの低誘電ガラスクロスに含浸塗工し、乾燥機(耐圧防爆型スチーム乾燥機、(株)高杉製作所製))を用いて165℃、5分加熱乾燥し、樹脂組成物含有量60質量%のプリプレグを得た。このプリプレグを1枚又は4枚重ねた状態で、両面に12μm銅箔(3EC−M3−VLP、三井金属鉱業(株)製)を配置し、圧力30kg/cm2、温度210℃で150分間真空プレスを行い、厚さ0.1mm及び0.4mmの12μm銅張積層板(金属箔張積層板)を得た。得られた銅張積層板(金属箔張積層板)を用いて、誘電率及び誘電正接、線熱膨張係数(CTE)、及び硬化物の均一性の評価を行った。結果を表1に示す。
【0098】
(実施例2)
式(2)において、R4が全て水素原子であり、n4が1〜3であるマレイミド化合物(A)(BMI−2300、大和化成工業(株)製)15質量部、合成例1より得られたSNCN(B)35質量部、式(11)において、Xが式(12)であり、−(Y−O)n2−が式(15)の構造単位が重合したものであるポリフェニレンエーテル化合物(C)(OPE−2St1200、三菱ガス化学(株)製、数平均分子量1187、ビニル基当量:590g/eq.)10質量部、及び(C)の二つ目の成分として、式(11)において、Xが式(12)であり、−(Y−O)n2−が式(15)の構造単位が重合したものであるポリフェニレンエーテル化合物(C)(OPE−2St2200、三菱ガス化学(株)製、数平均分子量2200、ビニル基当量:1100g/eq.)10質量部、スチレン−ブタジエンブロック共重合体(D)(TR2630、JSR(株)製、スチレン率32%)10質量部、α−メチルスチレン重合体(E)(クリスタレックス3085、イーストマンケミカル社製、数平均分子量:664)20質量部、球状シリカ(F)(SC2050−MB、(株)アドマテックス製、平均粒子径0.5μm)150質量部を混合し、メチルエチルケトンで固形分を65質量%に希釈しワニスを得た。以降、実施例1と同様にして厚さ0.1mm及び0.4mmの金属張積層板を得た。得られた金属張積層板の評価結果を表1に示す。
【0099】
(実施例3)
式(2)において、R4が全て水素原子であり、n4が1〜3であるマレイミド化合物(A)を用いる代わりに、式(3)において、R5が全て水素原子であり、n5の平均値が1.4であるマレイミド化合物(A)(MIR−3000、日本化薬(株)製)を15質量部用いた以外は、実施例2と同様にして厚さ0.1mm及び0.4mmの金属張積層板を得た。得られた金属張積層板の評価結果を表1に示す。
【0100】
(実施例4)
式(2)において、R4が全て水素原子であり、n4が1〜3であるマレイミド化合物(A)を用いる代わりに、式(17)において、R8が全てメチル基であるマレイミド化合物(A)(BMI−80、ケイ・アイ化成(株)製)を15質量部用いた以外は、実施例2と同様にして厚さ0.1mm及び0.4mmの金属張積層板を得た。得られた金属張積層板の評価結果を表1に示す。
【0101】
(実施例5)
式(2)において、R4が全て水素原子であり、n4が1〜3であるマレイミド化合物(A)(BMI−2300、大和化成工業(株)製)12質量部、合成例1より得られたナフトールアラルキル型シアン酸エステルSNCN(B)28質量部、式(11)において、Xが式(12)であり、−(Y−O)n2−が式(15)の構造単位が重合したものであるポリフェニレンエーテル化合物(C)(OPE−2St1200、三菱ガス化学(株)製、数平均分子量1187、ビニル基当量:590g/eq.)10質量部、及び(C)の二つ目の成分として、式(11)において、Xが式(12)であり−(Y−O)n2−が式(11)において、Xが式(12)であり、−(Y−O)n2−が式(15)の構造単位が重合したものであるポリフェニレンエーテル化合物(C)(OPE−2St2200、三菱ガス化学(株)製、数平均分子量2200、ビニル基当量:1100g/eq.)10質量部、スチレン−水添イソプレンブロック共重合体(D)(SEPTON2104、(株)クラレ製、スチレン率65%)10質量部、α−メチルスチレン重合体(E)(クリスタレックス3085、イーストマンケミカル製、数平均分子量:664)20質量部、球状シリカ(F)(SC2050−MB、(株)アドマテックス製、平均粒子径0.5μm)150質量部、リン系難燃剤(G)として1,3−フェニレンビス(2,6−ジ−キシレニルホスフェート)(PX−200、大八化学工業(株)製)10質量部を混合し、メチルエチルケトンで固形分を65質量%に希釈しワニスを得た。以降、実施例1と同様にして厚さ0.1mm及び0.4mmの金属張積層板を得た。得られた金属張積層板の評価結果を表1に示す。
【0102】
(比較例1)
式(2)において、R4が全て水素原子であり、n4が1〜3であるマレイミド化合物(A)(BMI−2300、大和化成工業(株)製)30質量部、合成例1より得られたナフトールアラルキル型シアン酸エステルSNCN(B)70質量部、球状シリカ(F)(SC2050−MB、(株)アドマテックス製、平均粒子径0.5μm)150質量部を混合し、メチルエチルケトンで固形分を65質量%に希釈しワニスを得た。以降、実施例1と同様にして厚さ0.1mm及び0.4mmの金属張積層板を得た。得られた金属張積層板の評価結果を表2に示す。
【0103】
(比較例2)
スチレン−ブタジエンブロック共重合体(D)(TR2630)10質量部を用いず、式(11)において、Xが式(12)であり、−(Y−O)n2−が式(15)の構造単位が重合したものであるポリフェニレンエーテル化合物(C)(OPE−2St1200、三菱ガス化学(株)製、数平均分子量1187、ビニル基当量:590g/eq.)20質量部を用いた以外は、実施例1と同様にして厚さ0.1mm及び0.4mmの金属張積層板を得た。得られた金属張積層板の評価結果を表2に示す。
【0104】
(比較例3)
式(2)において、R4が全て水素原子であり、n4が1〜3であるマレイミド化合物(A)(BMI−2300、大和化成工業(株)製)27質量部、合成例1より得られたナフトールアラルキル型シアン酸エステルSNCN(B)63質量部、スチレン−ブタジエンブロック共重合体(D)(TR2630)10質量部、球状シリカ(F)(SC2050−MB、(株)アドマテックス製、平均粒子径0.5μm)150質量部を混合し、メチルエチルケトンで固形分を65質量%に希釈しワニスを得た。以降、実施例1と同様にして厚さ0.1mm及び0.4mmの金属張積層板を得た。得られた金属張積層板の評価結果を表2に示す。
【0105】
(比較例4)
式(2)において、R4が全て水素原子であり、n4が1〜3であるマレイミド化合物(A)(BMI−2300、大和化成工業(株)製)21質量部、合成例1より得られたナフトールアラルキル型シアン酸エステル(B)49質量部、スチレン−ブタジエンブロック共重合体(D)(TR2630)10質量部、α−メチルスチレン重合体(E)(クリスタレックス3085、イーストマンケミカル社製、数平均分子量:664)20質量部、球状シリカ(F)(SC2050−MB、(株)アドマテックス製、平均粒子径0.5μm)150質量部を混合し、メチルエチルケトンで固形分を65質量%に希釈しワニスを得た。以降、実施例1と同様にして厚さ0.1mm及び0.4mmの金属張積層板を得た。得られた金属張積層板の評価結果を表2に示す。
【0106】
(比較例5)
実施例3において、式(11)において、Xが式(12)であり、−(Y−O)n2−が式(15)の構造単位が重合したものであるポリフェニレンエーテル化合物(C)(OPE−2St1200)10質量部、及び(C)の二つ目の成分として、式(11)において、Xが式(12)であり、−(Y−O)n2−が式(15)の構造単位が重合したものであるポリフェニレンエーテル化合物(C)(OPE−2St2200)10質量部を用いず、代わりに式(1)の構造を満たさないポリフェニレンエーテル化合物(SA9000、SABIC製)20質量部を用いた以外は、実施例3と同様にして厚さ0.1mm及び0.4mmの金属張積層板を得た。得られた金属張積層板の評価結果を表2に示す。
【0107】
【表1】
【表2】
【0108】
(測定方法及び評価方法)
(1)誘電率(Dk)及び誘電正接(Df):
各実施例及び各比較例で得られた厚さ0.4mmの金属箔張積層板の銅箔をエッチングにより除去したサンプルを用いて、摂動法空洞共振器(アジレントテクノロジー(株)製品、Agilent8722ES)により、10GHzの誘電率及び誘電正接を測定した。
(2)線熱膨張係数(CTE):
各実施例及び各比較例で得られた厚さ0.1mmの金属箔張積層板の銅箔をエッチングにより除去したサンプルを用いて、JlS C 6481:1996に規定されるTMA法(Thermo−mechanical analysis)により積層板の絶縁層についてガラスクロスの縦方向の熱膨張係数を測定し、その値を求めた。具体的には、上記で得られた金属箔張積層板の両面の銅箔をエッチングにより除去した後に、4.5mm×16mmの評価基板を作製し、熱機械分析装置(TAインスツルメント製)で40℃から340℃まで毎分10℃で昇温し、60℃から120℃における線熱膨張係数(CTE)(ppm/℃)を測定した。
(3)硬化物の均一性(分散不良):
各実施例及び各比較例で得られた厚さ0.4mmの金属張積層板の断面をBUEHLER製MetaServ3000により研磨し、Nikon製EPIPHOTを用いて断面の状態を観察した。ボイド及び分散不良の見られたものをNG、見られなかったものをそれぞれOKとしている。
【産業上の利用可能性】
【0109】
以上説明した通り、本発明の樹脂組成物は、電気・電子材料、工作機械材料、航空材料等の各種用途において、例えば、電気絶縁材料、半導体プラスチックパッケージ、封止材料、接着剤、積層材料、レジスト、ビルドアップ積層板材料等として、広く且つ有効に利用可能であり、とりわけ、近年の情報端末機器や通信機器などの高集積・高密度化対応のプリント配線板材料として殊に有効に利用可能である。また、本発明の積層板及び金属箔張積層板等では、特に、優れた低誘電率性、低誘電正接性、低熱膨張性が同時に達成され、かつ均一な硬化物となるため、その工業的な実用性は極めて高いものとなる。
【0110】
表1及び表2から明らかなように、本発明の樹脂組成物を用いることで、優れた低誘電率性、低誘電正接性、低熱膨張性を同時に達成し、かつ均一な硬化物となるプリプレグ及びプリント配線板等を実現できることが確認された。
【要約】
マレイミド化合物(A)、シアン酸エステル化合物(B)、式(1)で示され数平均分子量が1000以上7000であるポリフェニレンエーテル化合物(C)及びスチレン骨格を有するブロック共重合体(D)を含有する、樹脂組成物。
式(1)において、Xはアリール基を示し、−(Y−О)n2−はポリフェニレンエーテル部分を示し、R1、R2、R3は各々独立して水素原子、アルキル基、アルケニル基又はアルキニル基を示し、n2は1〜100の整数を示し、n1は1〜6の整数を示し、n3は1〜4の整数を示す。