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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024137375
(43)【公開日】2024-10-07
(54)【発明の名称】樹脂組成物
(51)【国際特許分類】
   C08L 63/00 20060101AFI20240927BHJP
   C08L 71/12 20060101ALI20240927BHJP
   C08K 3/013 20180101ALI20240927BHJP
   C08G 59/40 20060101ALI20240927BHJP
   B32B 15/08 20060101ALI20240927BHJP
   H05K 3/28 20060101ALI20240927BHJP
   H05K 1/03 20060101ALI20240927BHJP
【FI】
C08L63/00 Z
C08L71/12
C08K3/013
C08G59/40
B32B15/08 U
H05K3/28 C
H05K1/03 610L
H05K1/03 610H
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023048873
(22)【出願日】2023-03-24
(71)【出願人】
【識別番号】000000066
【氏名又は名称】味の素株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】中村 洋介
【テーマコード(参考)】
4F100
4J002
4J036
5E314
【Fターム(参考)】
4F100AB01B
4F100AB33B
4F100AK53A
4F100AK53G
4F100AK54H
4F100AK54K
4F100AT00
4F100BA02
4F100CA02A
4F100CA02H
4F100CA23A
4F100CA23H
4F100GB43
4F100JG05
4F100JK01
4J002CD00W
4J002CD02W
4J002CD05W
4J002CD06W
4J002CD07W
4J002CD08W
4J002CD13W
4J002CH07X
4J002DE076
4J002DE146
4J002DE236
4J002DE246
4J002DG046
4J002DJ006
4J002DJ016
4J002DL006
4J002FD016
4J002FD01X
4J002FD20X
4J002GQ01
4J002GQ05
4J036AA01
4J036AD07
4J036AD08
4J036DB23
4J036DC26
4J036DC32
4J036DC40
4J036FA03
4J036FA05
4J036FB12
4J036JA08
5E314AA24
5E314AA32
5E314BB13
5E314CC15
5E314FF04
5E314FF05
5E314GG11
(57)【要約】
【課題】良好な誘電特性に寄与する組成を採用する場合であっても、良好なクラック耐性を呈すると共に、高温高湿環境に曝露した際に良好な導体層との密着性を呈する硬化物をもたらすことができる新規の樹脂組成物を提供する。
【解決手段】(A)ポリフェニレンエーテル粒子、(B)エポキシ樹脂、(C)硬化剤、及び(D)無機充填材を含む樹脂組成物。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A)ポリフェニレンエーテル粒子、(B)エポキシ樹脂、(C)硬化剤、及び(D)無機充填材を含む樹脂組成物。
【請求項2】
(A)成分の平均粒径が5μm以下である、請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項3】
(A)成分の90%粒径D90が2μm以下である、請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項4】
(A)成分の含有量が、樹脂組成物の樹脂成分を100質量%としたとき、0.5質量%以上である、請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項5】
(C)成分が、(C-1)活性エステル系硬化剤、シアネートエステル系硬化剤、及びカルボジイミド系硬化剤からなる群から選択される1種以上の硬化剤を含む、請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項6】
(B)成分に対する(C-1)成分の質量比((C-1)成分/(B)成分)が1以上である、請求項5に記載の樹脂組成物。
【請求項7】
(B)成分の含有量が、樹脂組成物の樹脂成分を100質量%としたとき、5質量%以上である、請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項8】
(D)成分の含有量が、樹脂組成物の不揮発成分を100質量%としたとき、40質量%以上である、請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項9】
(A)成分が、乳化重合物又は懸濁重合物である、請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項10】
(A)成分が、溶媒に不溶である、請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項11】
回路基板の絶縁層用である、請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項12】
支持体と、該支持体上に設けられた請求項1~11の何れか1項に記載の樹脂組成物の層とを含む、樹脂シート。
【請求項13】
支持体が、熱可塑性樹脂フィルム又は金属箔である、請求項12に記載の樹脂シート。
【請求項14】
請求項1~11の何れか1項に記載の樹脂組成物の硬化物。
【請求項15】
請求項1~11の何れか1項に記載の樹脂組成物の硬化物からなる絶縁層を含む、回路基板。
【請求項16】
請求項15に記載の回路基板を含む、半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、樹脂組成物に関する。さらには、樹脂シート、硬化物、回路基板、及び半導体装置に関する。
【背景技術】
【0002】
エポキシ樹脂とその硬化剤を含む樹脂組成物は、絶縁性、耐熱性、密着性などに優れる硬化物をもたらすことから、プリント配線板や半導体チップパッケージの再配線基板などの回路基板の絶縁材料として広く使われてきた。
【0003】
他方、近年の通信の高速化に伴い、回路基板の絶縁材料には、高周波環境で作動させる際の伝送損失を低減すべく、誘電特性(低誘電正接)に優れる絶縁材料が必要とされている。誘電特性に優れる絶縁材料としては、エポキシ樹脂の硬化反応において2級水酸基のような極性基が生じることを低減・抑制し得る活性エステル系硬化剤などの特定の硬化剤を用いたり、無機充填材を高配合したりするなど、特定の組成を採用したものが知られている(例えば、特許文献1~3)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2019-157027号公報
【特許文献2】特開2020-94213号公報
【特許文献3】特開2020-152780号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、回路基板の製造において、良好な誘電特性に寄与する従来の樹脂組成物を用いて絶縁層を形成したところ、得られた絶縁層は、デスミア処理後にクラックが発生し易い傾向にあった。
【0006】
本発明者らは、クラック耐性を改善すべく検討する過程において、有機粒子を添加することでクラック耐性を幾分改善し得ることを確認したが、クラック耐性を改善し得る程度の量にて有機粒子を添加すると、誘電特性が悪化しそもそも所望する効果が減殺したり、高温高湿環境に曝露した際に導体層との密着性が悪化したりする問題が生じることを見出した。
【0007】
本発明の課題は、良好な誘電特性に寄与する組成を採用する場合であっても、良好なクラック耐性を呈すると共に、高温高湿環境に曝露した際に良好な導体層との密着性を呈する硬化物をもたらすことができる新規の樹脂組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは、鋭意検討した結果、下記構成を有する樹脂組成物により上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【0009】
すなわち、本発明は以下の内容を含む。
[1]
(A)ポリフェニレンエーテル粒子、(B)エポキシ樹脂、(C)硬化剤、及び(D)無機充填材を含む樹脂組成物。
[2]
(A)成分の平均粒径が5μm以下である、[1]に記載の樹脂組成物。
[3]
(A)成分の90%粒径D90が2μm以下である、[1]又は[2]に記載の樹脂組成物。
[4]
(A)成分の含有量が、樹脂組成物の樹脂成分を100質量%としたとき、0.5質量%以上である、[1]~[3]の何れかに記載の樹脂組成物。
[5]
(C)成分が、(C-1)活性エステル系硬化剤、シアネートエステル系硬化剤、及びカルボジイミド系硬化剤からなる群から選択される1種以上の硬化剤を含む、[1]~[4]の何れかに記載の樹脂組成物。
[6]
(B)成分に対する(C-1)成分の質量比((C-1)成分/(B)成分)が1以上である、[5]に記載の樹脂組成物。
[7]
(B)成分の含有量が、樹脂組成物の樹脂成分を100質量%としたとき、5質量%以上である、[1]~[6]の何れかに記載の樹脂組成物。
[8]
(D)成分の含有量が、樹脂組成物の不揮発成分を100質量%としたとき、40質量%以上である、[1]~[7]の何れかに記載の樹脂組成物。
[9]
(A)成分が、乳化重合物又は懸濁重合物である、[1]~[8]の何れかに記載の樹脂組成物。
[10]
(A)成分が、溶媒に不溶である、[1]~[9]の何れかに記載の樹脂組成物。
[11]
回路基板の絶縁層用である、[1]~[10]の何れかに記載の樹脂組成物。
[12]
支持体と、該支持体上に設けられた[1]~[11]の何れかに記載の樹脂組成物の層とを含む、樹脂シート。
[13]
支持体が、熱可塑性樹脂フィルム又は金属箔である、[12]に記載の樹脂シート。
[14]
[1]~[11]の何れかに記載の樹脂組成物の硬化物。
[15]
[1]~[11]の何れかに記載の樹脂組成物の硬化物からなる絶縁層を含む、回路基板。
[16]
[15]に記載の回路基板を含む、半導体装置。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、良好な誘電特性に寄与する組成を採用する場合であっても、良好なクラック耐性を呈すると共に、高温高湿環境に曝露した際に良好な導体層との密着性を呈する硬化物をもたらすことができる新規の樹脂組成物を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0011】
<用語の説明>
本明細書において、化合物又は基についていう「置換基を有していてもよい」という用語は、該化合物又は基の水素原子が置換基で置換されていない場合、及び、該化合物又は基の水素原子の一部又は全部が置換基で置換されている場合の双方を意味する。
【0012】
本明細書において、「置換基」という用語は、特に説明のない限り、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルキルオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、1価の複素環基、アルキリデン基、アシル基、アシルオキシ基、ヒドロキシ基、アミノ基、シリル基、カルボキシ基、スルホ基、シアノ基、ニトロ基、メルカプト基及びオキソ基を意味する。
【0013】
置換基として用いられるハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子が挙げられる。置換基として用いられるアルキル基は、直鎖状又は分岐状のいずれであってもよい。該アルキル基の炭素原子数は、好ましくは1~12、より好ましくは1~6、さらに好ましくは1~3である。置換基として用いられるアルケニル基は、直鎖状又は分岐状のいずれであってもよい。該アルケニル基の炭素原子数は、好ましくは2~12、より好ましくは2~6、さらに好ましくは2又は3である。置換基として用いられるシクロアルキル基の炭素原子数は、好ましくは3~12、より好ましくは3~6である。置換基として用いられるアルコキシ基は、直鎖状又は分岐状のいずれであってもよい。該アルコキシ基の炭素原子数は、好ましくは1~12、より好ましくは1~6である。置換基として用いられるシクロアルキルオキシ基の炭素原子数は、好ましくは3~12、より好ましくは3~6である。置換基として用いられるアルキルチオ基は、直鎖状又は分岐状のいずれであってもよい。該アルキルチオ基の炭素原子数は、好ましくは1~12、より好ましくは1~6である。置換基として用いられるシクロアルキルチオ基の炭素原子数は、好ましくは3~12、より好ましくは3~6である。置換基として用いられるアリール基の炭素原子数は、好ましくは6~14、より好ましくは6~10である。置換基として用いられるアリールオキシ基の炭素原子数は、好ましくは6~14、より好ましくは6~10である。置換基として用いられるアリールチオ基の炭素原子数は、好ましくは6~14、より好ましくは6~10である。置換基として用いられるアリールアルキル基の炭素原子数は、好ましくは7~15、より好ましくは7~11である。置換基として用いられるアリールアルコキシ基の炭素原子数は、好ましくは7~15、より好ましくは7~11である。置換基として用いられる1価の複素環基とは、複素環式化合物の複素環から水素原子1個を除いた基をいう。該1価の複素環基の炭素原子数は、好ましくは3~15、より好ましくは3~9である。該1価の複素環基には、1価の芳香族複素環基(ヘテロアリール基)も含まれる。置換基として用いられるアルキリデン基とは、アルカンの同一の炭素原子から水素原子を2個除いた基をいう。該アルキリデン基の炭素原子数は、好ましくは1~12、より好ましくは1~6、特に好ましくは1~3である。置換基として用いられるアシル基は、式:-C(=O)-R表される基(式中、Rはアルキル基又はアリール基)をいう。Rで表されるアルキル基は直鎖状又は分岐状のいずれであってもよい。該アシル基の炭素原子数は、好ましくは2~13、さらに好ましくは2~7である。置換基として用いられるアシルオキシ基は、式:-O-C(=O)-Rで表される基(式中、Rは上記と同義)である。該アシルオキシ基の炭素原子数は、好ましくは2~13、より好ましくは2~7である。上述の置換基は、さらに置換基(「二次置換基」という場合がある。)を有していてもよい。二次置換基としては、特に記載のない限り、上述の置換基と同じものを用いてよい。
【0014】
以下、本発明について、実施形態及び例示物を示して詳細に説明する。ただし、本発明は下記の実施形態及び例示物に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲及びその均等の範囲を逸脱しない範囲において任意に変更して実施しうる。
【0015】
[樹脂組成物]
本発明の樹脂組成物は、(A)ポリフェニレンエーテル粒子、(B)エポキシ樹脂、(C)硬化剤、及び(D)無機充填材を含む。
【0016】
先述のとおり、回路基板の製造において、良好な誘電特性に寄与する従来の樹脂組成物(例えば、エポキシ樹脂の硬化反応において2級水酸基のような極性基が生じることを低減・抑制し得る活性エステル系硬化剤などの特定の硬化剤を用いたり、無機充填材を高配合したりするなど、特定の組成を採用した樹脂組成物)を用いて絶縁層を形成したところ、得られた絶縁層は、デスミア処理後にクラックが発生し易い傾向にあった。
【0017】
本発明者らは、クラック耐性を改善すべく検討する過程において、有機粒子を添加することでクラック耐性を幾分改善し得ることを確認したが、クラック耐性を改善し得る程度の量にて有機粒子を添加すると、誘電特性が悪化しそもそも所望する効果が減殺したり、高温高湿環境に曝露した際に導体層との密着性が悪化したりする問題が生じることを見出した。
【0018】
これに対し、エポキシ樹脂、硬化剤及び無機充填材を含む樹脂組成物において、さらに有機充填材としてポリフェニレンエーテル粒子を用いる本発明によれば、良好な誘電特性に寄与する特定の組成を採用する場合であっても、良好なクラック耐性を呈すると共に、高温高湿環境に曝露した際に良好な導体層との密着性を呈する硬化物をもたらすことができる。さらには、下地である基板の表面パターン(デガスホール等の凹部や表面回路等の凸部に起因した表面凹凸パターン)によらず、起伏が少なく良好な表面平坦性を呈する絶縁層を実現し得ることも確認している。
【0019】
以下、各成分について説明する。
【0020】
<(A)ポリフェニレンエーテル粒子>
本発明の樹脂組成物は、(A)成分として、ポリフェニレンエーテル粒子を含む。これにより、エポキシ樹脂、硬化剤及び無機充填材を含む樹脂組成物において、良好な誘電特性に寄与する特定の組成を採用する場合であっても、良好なクラック耐性を呈すると共に、高温高湿環境に曝露した際に良好な導体層との密着性を呈する硬化物をもたらすことができる。
【0021】
本明細書において、「ポリフェニレンエーテル粒子」という用語は、ポリフェニレンエーテル構造を有する化合物(以下、単に「ポリフェニレンエーテル化合物」ともいう。)を少なくとも含む材料からなる粒状物をいう。該ポリフェニレンエーテル粒子は、ポリフェニレンエーテル化合物を少なくとも含む材料からなる中実粒子であってもよく、ポリフェニレンエーテル化合物を少なくとも含む材料からなるシェル部と該シェル部により囲われた中空部分を有する中空粒子であってもよく、それらの混合物であってもよい。
【0022】
良好な誘電特性に寄与する特定の組成を採用する場合であっても、良好なクラック耐性を呈すると共に、高温高湿環境に曝露した際に良好な導体層との密着性を呈する硬化物をもたらす観点から、(A)成分を構成する材料中、ポリフェニレンエーテル化合物の含有量は、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上、さらにより好ましくは90質量%以上である。該含有量の上限は特に限定されず、100質量%であってよい。ポリフェニレンエーテル化合物は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0023】
本発明の効果をより享受し得る観点から、ポリフェニレンエーテル化合物は、下記式(1)で表される構成単位を複数含むポリフェニレンエーテル構造を含むことが好ましい。
【0024】
【化1】
(式中、
Rは、それぞれ独立に、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアミノ基、ニトロ基、又はカルボキシ基を表し、
mは、0~4の整数を表す。)
【0025】
Rにおけるアルキル基やアルコキシ基は、直鎖状又は分岐状のいずれであってもよく、その炭素原子数は、好ましくは1~10、より好ましくは1~6、さらに好ましくは1~4又は1~3である。該炭素原子数に置換基の炭素原子数は含まれない。
【0026】
Rにおけるアリール基の炭素原子数は、好ましくは6~14、より好ましくは6~10である。該炭素原子数に置換基の炭素原子数は含まれない。
【0027】
Rで表される1価の基が有していてもよい置換基は先述のとおりであるが、中でも、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、又はアリール基であることが好ましい。これら置換基の炭素原子数をはじめ、好適な例は先述したとおりである。
【0028】
式(1)中、mは、0~4の整数を表し、好ましくは0~3の整数、より好ましくは1~3の整数を表す。
【0029】
良好な誘電特性に寄与する特定の組成を採用する場合であっても、良好なクラック耐性を呈すると共に、高温高湿環境に曝露した際に良好な導体層との密着性を呈する硬化物をもたらす観点から、ポリフェニレンエーテル構造としては、2,6-ジ置換-1,4-フェニレンエーテル単位、2,5-ジ置換-1,4-フェニレンエーテル単位、及び2,3,6-トリ置換-1,4-フェニレンエーテル単位からなる群から選択される1種以上を複数含むポリフェニレンエーテル構造が好ましく、中でも2,6-ジ置換-1,4-フェニレンエーテル単位を複数含むポリフェニレンエーテル構造が好ましい(ここで、2,6位の置換基、2,5位の置換基、2,3,6位の置換基が式(1)中のRに該当する。)。
【0030】
好適なポリフェニレンエーテル構造の具体例としては、ポリ(2,6-ジアルキル-1,4-フェニレンエーテル)構造、ポリ(2-アルキル-6-アリール-1,4-フェニレンエーテル)構造、ポリ(2,6-ジアリール-1,4-フェニレンエーテル)構造、ポリ(2,6-ジハロ-1,4-フェニレンエーテル)構造等のポリ(2,6-ジ置換-1,4-フェニレンエーテル)構造;2,6-ジ置換フェノールと他のフェノール化合物(例えば、2,5-ジアルキルフェノール、2-アルキル-5-アリールフェノール、2,5-ジアリールフェノール等の2,5-ジ置換フェノールや、2,3,6-トリアルキルフェノール、2,3,6-トリハロフェノール等の2,3,6-トリ置換フェノール)との共重合構造、2,6-ジ置換フェノールとビフェノール化合物又はビスフェノール化合物とのカップリング反応物等の、2,6-ジ置換-1,4-フェニレンエーテル単位を複数含むポリフェニレンエーテル構造が挙げられる。
【0031】
上記のポリフェニレンエーテル構造を有する化合物、すなわちポリフェニレンエーテル化合物は、ポリフェニレンエーテル構造を有する限り、他の構造を有してもよい。斯かる他の構造としては、本発明の効果を阻害しない限り特に限定されず、ポリフェニレンエーテル構造の末端基等と反応して、ポリフェニレンエーテル構造と共にポリフェニレンエーテル化合物の分子を構成し得る任意の構造を挙げることができ、例えば、ポリフェニレンエーテル構造の末端基等と反応し得る架橋性モノマーや単官能モノマーに由来する構造が挙げられる。
【0032】
上記の架橋性モノマーとしては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリル酸エステル;N,N’-メチレンビス(メタ)アクリルアミド、N,N’-エチレンビス(メタ)アクリルアミド等の多官能アクリルアミド誘導体;ジアリルアミン、テトラアリロキシエタン等の多官能アリル誘導体;ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、ジアリルフタレート等の芳香族系架橋性モノマーが挙げられる。
【0033】
上記の単官能モノマーとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート等の炭素原子数1~16のアルキル(メタ)アクリル酸エステル;スチレン、α-メチルスチレン、エチルビニルベンゼン、ビニルトルエン、o-クロロスチレン、m-クロロスチレン、p-クロロスチレン、ビニルビフェニル、ビニルナフタレン等の芳香族系単官能モノマー;ジメチルマレエート、ジエチルフマレート、ジメチルフマレート、ジエチルフマレート等のジカルボン酸エステル系モノマー;無水マレイン酸;N-ビニルカルバゾール;(メタ)アクリロニトリルが挙げられる。
【0034】
ポリフェニレンエーテル化合物が上記の架橋性モノマーや単官能モノマーに由来する構造を有する場合、該ポリフェニレンエーテル化合物は、ポリフェニレンエーテル構造を有する原料化合物と、上記の架橋性モノマー及び単官能モノマーからなる群から選択される1種以上の他の原料化合物とを反応させて調製すればよい。斯かる場合において、ポリフェニレンエーテル構造を有する原料化合物と他の原料化合物の合計を100質量部としたとき、ポリフェニレンエーテル構造を有する原料化合物を、好ましくは20質量部以上、より好ましくは40質量部以上、50質量部以上、55質量部又は60質量部以上の量にて用いることが好適である。
【0035】
ポリフェニレンエーテル構造を有する原料化合物としては、ポリフェニレンエーテル構造を有する限り特に限定されないが、本発明の効果をより享受し得る観点から好適な例として、2,6-ジ置換フェノール、2,5-ジ置換フェノール、及び2,3,6-トリ置換フェノールからなる群から選択されるフェノール化合物の単独重合物又は共重合物;2,6-ジ置換フェノール、2,5-ジ置換フェノール、及び2,3,6-トリ置換フェノールからなる群から選択されるフェノール化合物と、ビフェノール化合物又はビスフェノール化合物とのカップリング反応物が挙げられる。また、ポリフェニレンエーテル構造を有する原料化合物の数平均分子量(Mn)は、500以上4000以下の範囲にあることが好ましい。ここで、該原料化合物のMnは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定されるポリスチレン換算のMnである。このようなポリフェニレンエーテル構造を有する原料化合物としては市販品を用いてもよく、例えば、三菱ガス化学社製の「OPE-2St」、SABIC社製の「NORYL」(いずれも2,6-ジアルキル-1,4-フェニレンエーテル単位を複数含む)が挙げられる。
【0036】
(A)成分を構成する材料は、上記のポリフェニレンエーテル化合物のほか、本発明の効果を阻害しない範囲で、他の成分を含んでいてもよい。
【0037】
斯かる他の成分としては、例えば、非架橋性ポリマー、分散安定剤、界面活性剤、重合開始剤が挙げられる。他の成分は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0038】
非架橋性ポリマーとしては、例えば、ポリオレフィン、スチレン系ポリマー、(メタ)アクリル酸系ポリマー、スチレン-(メタ)アクリル酸系ポリマーからなる群から選択される1種以上が挙げられる。ポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリα―オレフィンなどが挙げられる。スチレン系ポリマーとしては、例えば、ポリスチレン、スチレン-アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体などが挙げられる。(メタ)アクリル酸系ポリマーとしては、例えば、ポリメチル(メタ)アクリレート、ポリエチル(メタ)アクリレート、ポリブチル(メタ)アクリレート、ポリプロピル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。スチレン-(メタ)アクリル酸系ポリマーとしては、例えば、スチレン-メチル(メタ)アクリレート共重合体、スチレン-エチル(メタ)アクリレート共重合体、スチレン-ブチル(メタ)アクリレート共重合体、スチレン-プロピル(メタ)アクリレート共重合体などが挙げられる。
【0039】
分散安定剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリカルボン酸、セルロース類(ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等)、ポリビニルピロリドンなどが挙げられる。分散安定剤としてはまた、トリポリリン酸ナトリウム等の無機系水溶性高分子化合物;リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛等のリン酸塩;ピロリン酸カルシウム、ピロリン酸マグネシウム、ピロリン酸アルミニウム、ピロリン酸亜鉛等のピロリン酸塩;炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、コロイダルシリカ等の難水溶性無機化合物なども挙げられる。
【0040】
界面活性剤としては、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性イオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤など、各種界面活性剤を用いてよい。
【0041】
重合開始剤としては、例えば、過酸化ラウロイル、過酸化ベンゾイル、オルソクロロ過酸化ベンゾイル、オルソメトキシ過酸化ベンゾイル、3,5,5-トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、ジ-t-ブチルパーオキサイド等の有機過酸化物;2,2'-アゾビスイソブチロニトリル、1,1'-アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、2,2'-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)等のアゾ系化合物などが挙げられる。
【0042】
(A)成分を構成する材料中、斯かる他の成分、すなわちポリフェニレンエーテル化合物以外の成分の含有量は、好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下、さらに好ましくは20質量%以下、さらにより好ましくは10質量%以下である。該含有量の下限は特に限定されず、0質量%であってよいが、0.1質量%以上、0.3質量%以上、0.5質量%以上などとしてもよい。
【0043】
良好な誘電特性に寄与する特定の組成を採用する場合であっても、いっそう良好なクラック耐性を呈すると共に、高温高湿環境に曝露した際にいっそう良好な導体層との密着性を呈する硬化物をもたらす観点から、(A)成分の平均粒径は、好ましくは5μm以下、より好ましくは4μm以下、さらに好ましくは3μm以下、さらにより好ましくは2μm以下、1.5μm以下、又は1μm以下であり、その下限は、好ましくは0.1μm以上、0.2μm以上、又は0.3μm以上である。
【0044】
本明細書において、(A)成分の平均粒径とは、体積基準のメディアン径(50%粒径D50)をいう。(A)成分の平均粒径は、ミー(Mie)散乱理論に基づくレーザー回折・散乱法により測定することができる。具体的には、レーザー回折散乱式粒径分布測定装置により、(A)成分の粒径分布を体積基準で作成し、その積算分布の値が50%となる粒径(メディアン径、50%粒径D50)を平均粒径として測定することができる。測定サンプルは、(A)成分100mg、メチルエチルケトン10gをバイアル瓶に秤取り、超音波にて10分間分散させたものを使用することができる。レーザー回折式粒径分布測定装置としては、例えば堀場製作所社製「LA-960」等が挙げられる。
【0045】
中でも、一際良好なクラック耐性を呈すると共に、高温高湿環境に曝露した際に一際良好な導体層との密着性を呈する硬化物をもたらす観点から、(A)成分の90%粒径D90は、好ましくは2μm以下、より好ましくは1.5μm以下、さらに好ましくは1.4μm以下、1.2μm以下、又は1μm以下であり、その下限は、好ましくは0.1μm以上、0.2μm以上、又は0.3μm以上である。ここで、(A)成分の90%粒径D90とは、平均粒径について先述したように、(A)成分の粒径分布を体積基準で作成したとき、その積算分布の値が90%となる粒径をいう。(A)成分の90%粒径D90は、平均粒径と同様の方法で測定することができる。
【0046】
(A)成分の製造方法は、特に限定されず、樹脂の粒子を製造する従来公知の方法を用いてよい。先述のとおり、(A)成分は、中実粒子、中空粒子のいずれであってもよく、(A)成分が中実粒子である場合、例えば、(1)ポリフェニレンエーテル化合物を少なくとも含む材料を用意し、必要に応じて溶融混錬した後、それを所定の形状・寸法となるように粉砕・解砕して粒状物を得る方法、(2)ポリフェニレンエーテル構造を有する原料化合物と上記の架橋性モノマーや単官能モノマーとを溶液重合させた後、貧溶媒と混合して粒子析出させる方法など、任意の方法により製造してよく、また、(A)成分が中空粒子である場合、例えば、ポリフェニレンエーテル構造を有する原料化合物と上記の架橋性モノマーや単官能モノマーとを、非反応性油性溶剤の存在下、水系媒体中で反応させて、非反応性油性溶剤を内孔中に含有する粒子を得た後、非反応性油性溶剤を除去して中空粒子を得る方法など、任意の方法により製造してよい。なお、中実粒子である(A)成分を製造する場合に用いるポリフェニレンエーテル化合物としては市販品を用いてよく、例えば、三菱エンジニアリングプラスチックス社製の「Lupiace」、旭化成社製の「ザイロン」が挙げられる。(A)成分の製造に際し、これらポリフェニレンエーテル化合物に加えて、非架橋性ポリマー等の他の成分を用いてよいことは先述のとおりである。
【0047】
以下、中空粒子として(A)成分を製造する方法の一例を示す。
【0048】
まず、ポリフェニレンエーテル構造を有する原料化合物と上記の架橋性モノマーや単官能モノマーとを、非反応性油性溶剤の存在下、水系媒体中で反応させる。反応は、上記原料化合物等を含む非反応性油性溶剤を油相とし、水系媒体を水相とする、乳化重合あるいは懸濁重合にて実施する。したがって一実施形態において、本発明に用いる(A)成分は、乳化重合物又は懸濁重合物である。
【0049】
斯かる反応においては、好ましくは、水系媒体を含む水相に、ポリフェニレンエーテル構造を有する原料化合物、架橋性モノマーや単官能モノマー、非反応性油性溶剤を含む油相を添加して分散させた後、加熱して重合反応を実施する。
【0050】
水系媒体としては、例えば、水、水と低級アルコール(メタノール、エタノール等)との混合媒体などが挙げられる。水系媒体の使用量は、乳化重合や懸濁重合の反応が適切に進行する限り特に限定されないが、油相100質量部に対して、好ましくは100質量部~5000質量部の範囲、より好ましくは150質量部~2000質量部の範囲である。
【0051】
非反応性油性溶剤は、ポリフェニレンエーテル構造を有する原料化合物、架橋性モノマーや単官能モノマーの何れに対しても化学反応性を呈しない油性溶剤であり、粒子に中空部を与える中空化剤として作用する。非反応性油性溶剤としては、特に限定されないが、例えば、ヘプタン、ヘキサン、トルエン、シクロヘキサン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、クロロホルム、四塩化炭素が挙げられる。中空粒子からの除去が容易であるため、沸点が100℃未満である油性溶剤が好ましい。非反応性油性溶剤の使用量は、中空粒子を得やすい観点から、ポリフェニレンエーテル構造を有する原料化合物、架橋性モノマーや単官能モノマーの合計量100質量部に対して、好ましくは20質量部~250質量部の範囲である。
【0052】
分散は、水相中で油相を液滴状で存在させ得る限り、任意の分散方法を用いて実施してよい。例えば、ホモミキサーやホモジナイザーを用いた分散方法を採用してよい。
【0053】
斯かる分散の際に、先述の非架橋性ポリマーや分散安定剤などの他の成分を添加してよい。例えば、非架橋性ポリマーを用いることにより、重合反応にて生成するポリフェニレンエーテル化合物と非反応性油性溶剤との相分離が促され、シェル部の形成を促進することができ、中空粒子として(A)成分を製造し易い傾向にある。これら他の成分の使用量は、先述のとおりであるが、目的に応じて適宜決定してよい。
【0054】
重合温度は、原料化合物の重合を進行させ得る限り特に限定されないが、好ましくは30℃~80℃の範囲である。また、重合時間は、原料化合物の重合を進行させて所期のポリフェニレンエーテル化合物を得ることができる限り特に限定されないが、好ましくは1時間~48時間の範囲である。
【0055】
重合反応の後、後加熱を実施することが好ましい。後加熱の温度は、所期の中空粒子が得られる限り特に限定されないが、好ましくは70℃~120℃の範囲であり、後加熱の時間は、好ましくは1時間~24時間の範囲である。
【0056】
(A)成分としては市販品を用いてもよい。上記の好適な組成・寸法を有するものとして、例えば、積水化成品工業社製の「XX-6655Z」(中空ポリフェニレンエーテル粒子、平均粒径0.4μm、90%粒径D90は1μm未満)、「XX-6714Z」(中実ポリフェニレンエーテル粒子、平均粒径0.7μm、90%粒径D90は1μm未満)などが挙げられる。
【0057】
良好な誘電特性に寄与する特定の組成を採用する場合であっても、良好なクラック耐性を呈すると共に、高温高湿環境に曝露した際に良好な導体層との密着性を呈する硬化物をもたらす観点から、樹脂組成物中の(A)成分の含有量は、樹脂組成物中の樹脂成分を100質量%とした場合、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1質量%以上、1.5質量%以上、2質量%以上又は2.5質量%以上、さらに好ましくは3質量%以上、3.5質量%以上、4質量%以上又は4.5質量%以上である。該含有量の上限は、良好なクラック耐性や高温高湿環境曝露後の良好な導体層との密着性を呈しながら、下地である基板の表面パターンによらず、起伏が少なく良好な表面平坦性を呈する絶縁層を実現し易い観点から、好ましくは35質量%以下、より好ましくは30質量%以下、25質量%以下又は20質量%以下である。
【0058】
本発明において、樹脂組成物についていう「樹脂成分」とは、樹脂組成物を構成する不揮発成分のうち、後述する(D)無機充填材を除いた成分をいう。
【0059】
中でも、クラック耐性や高温高湿環境曝露後の導体層との密着性に一際優れる硬化物をもたらす観点から、後述の(B)エポキシ樹脂と(C-1)活性エステル系硬化剤、シアネートエステル系硬化剤、及びカルボジイミド系硬化剤からなる群から選択される1種以上の硬化剤の合計を100質量部としたとき、(A)成分の含有量は、好ましくは2.2質量部以上、より好ましくは2.5質量部以上、さらに好ましくは3質量部以上、3.5質量部以上又は4質量部以上である。該含有量の上限は、良好なクラック耐性や高温高湿環境曝露後の良好な導体層との密着性を呈しながら、下地である基板の表面パターンによらず、起伏が少なく一際良好な表面平坦性を呈する絶縁層を実現し易い観点から、好ましくは38質量部以下、より好ましくは35質量部以下、30質量部以下又は25質量部以下である。
【0060】
<(B)エポキシ樹脂>
本発明の樹脂組成物は、(B)成分として、エポキシ樹脂を含む。
【0061】
エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリスフェノール型エポキシ樹脂、ナフトール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、tert-ブチル-カテコール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、グリシジルエス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、ビフェニル型エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂、ブタジエン構造を有するエポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、スピロ環含有エポキシ樹脂、シクロヘキサン型エポキシ樹脂、シクロヘキサンジメタノール型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、トリメチロール型エポキシ樹脂、テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂が挙げられる。ビスフェノール型エポキシ樹脂は、ビスフェノール構造を有するエポキシ樹脂を指し、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AF型エポキシ樹脂が挙げられる。ビフェニル型エポキシ樹脂は、ビフェニル構造を有するエポキシ樹脂を指し、ここでビフェニル構造はアルキル基、アルコキシ基、アリール基等の置換基を有していてもよい。したがって、ビキシレノール型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂もビフェニル型エポキシ樹脂に含まれる。エポキシ樹脂は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0062】
エポキシ樹脂としては、芳香族系のエポキシ樹脂が好ましい。ここで、芳香族系のエポキシ樹脂とは、その分子内に芳香環を有するエポキシ樹脂を意味する。
【0063】
エポキシ樹脂は、1分子中に2個以上のエポキシ基を有することが好ましい。エポキシ樹脂の不揮発成分を100質量%とした場合、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂の割合は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上である。
【0064】
エポキシ樹脂には、温度20℃で液状のエポキシ樹脂(以下、「液状エポキシ樹脂」という。)と、温度20℃で固体状のエポキシ樹脂(以下、「固体状エポキシ樹脂」という。)とがある。
【0065】
液状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液状エポキシ樹脂が好ましい。
【0066】
液状エポキシ樹脂としては、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AF型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、エステル骨格を有する脂環式エポキシ樹脂等の脂環式エポキシ樹脂、シクロヘキサン型エポキシ樹脂、シクロヘキサンジメタノール型エポキシ樹脂、及びブタジエン構造を有するエポキシ樹脂が好ましい。
【0067】
液状エポキシ樹脂の具体例としては、DIC社製の「HP-4032」、「HP-4032D」、「HP-4032SS」(ナフタレン型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「828US」、「jER828EL」、「825」、「エピコート828EL」(ビスフェノールA型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「jER807」、「1750」(ビスフェノールF型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「jER152」(フェノールノボラック型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「630」、「630LSD」(グリシジルアミン型エポキシ樹脂);日鉄ケミカル&マテリアル社製の「ZX1059」(ビスフェノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ樹脂の混合品);ナガセケムテックス社製の「EX-721」(グリシジルエステル型エポキシ樹脂);ダイセル社製の「セロキサイド2021P」(エステル骨格を有する脂環式エポキシ樹脂);ダイセル社製の「PB-3600」(ブタジエン構造を有するエポキシ樹脂);日鉄ケミカル&マテリアル社製の「ZX1658」、「ZX1658GS」(液状1,4-グリシジルシクロヘキサン型エポキシ樹脂)等が挙げられる。
【0068】
固体状エポキシ樹脂としては、1分子中に3個以上のエポキシ基を有する固体状エポキシ樹脂が好ましく、1分子中に3個以上のエポキシ基を有する芳香族系の固体状エポキシ樹脂がより好ましい。
【0069】
固体状エポキシ樹脂としては、ビキシレノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ナフタレン型4官能エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリスフェノール型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールAF型エポキシ樹脂、テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂が好ましい。
【0070】
固体状エポキシ樹脂の具体例としては、DIC社製の「HP-4032H」(ナフタレン型エポキシ樹脂);DIC社製の「HP-4700」、「HP-4710」(ナフタレン型4官能エポキシ樹脂);DIC社製の「N-690」(クレゾールノボラック型エポキシ樹脂);DIC社製の「N-695」(クレゾールノボラック型エポキシ樹脂);DIC社製の「HP-7200HH」、「HP-7200H」、「HP-7200」(ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂);DIC社製の「EXA-7311」、「EXA-7311-G3」、「EXA-7311-G4」、「EXA-7311-G4S」、「HP6000」(ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂);日本化薬社製の「EPPN-502H」(トリスフェノール型エポキシ樹脂);日本化薬社製の「NC7000L」(ナフトールノボラック型エポキシ樹脂);日本化薬社製の「NC3000H」、「NC3000」、「NC3000L」、「NC3100」(ビフェニル型エポキシ樹脂);日鉄ケミカル&マテリアル社製の「ESN475V」(ナフトール型エポキシ樹脂);日鉄ケミカル&マテリアル社製の「ESN485」(ナフトールノボラック型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「YX4000H」、「YX4000」、「YL6121」(ビフェニル型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「YX4000HK」(ビキシレノール型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「YX8800」(アントラセン型エポキシ樹脂);大阪ガスケミカル社製の「PG-100」、「CG-500」;三菱ケミカル社製の「YL7760」(ビスフェノールAF型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「YL7800」(フルオレン型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「jER1010」(固体状ビスフェノールA型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「jER1031S」(テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂)等が挙げられる。
【0071】
本発明の樹脂組成物は、エポキシ樹脂として、液状エポキシ樹脂のみを含んでもよく、固体状エポキシ樹脂のみを含んでもよく、液状エポキシ樹脂と固体状エポキシ樹脂とを組み合わせて含んでもよい。液状エポキシ樹脂と固体状エポキシ樹脂とを組み合わせて用いる場合、それらの量比(液状エポキシ樹脂:固体状エポキシ樹脂)は、質量比で、好ましくは1:0.01~1:50、より好ましくは1:0.05~1:20、さらに好ましくは1:0.1~1:10である。
【0072】
エポキシ樹脂のエポキシ当量は、好ましくは50g/eq.~5000g/eq.、より好ましくは50g/eq.~3000g/eq.、さらに好ましくは80g/eq.~2000g/eq.、さらにより好ましくは110g/eq.~1000g/eq.である。エポキシ当量は、1当量のエポキシ基を含むエポキシ樹脂の質量である。このエポキシ当量は、JIS K7236に従って測定することができる。
【0073】
エポキシ樹脂の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは100~5000、より好ましくは250~3000、さらに好ましくは400~1500である。エポキシ樹脂のMwは、GPC法により、ポリスチレン換算の値として測定できる。
【0074】
上記(A)成分、後述する(C)成分及び(D)成分との組み合わせにおいて、良好なクラック耐性を呈すると共に、高温高湿環境に曝露した際に良好な導体層との密着性を呈する硬化物をもたらす観点から、樹脂組成物中の(B)成分の含有量は、樹脂組成物中の樹脂成分を100質量%とした場合、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、さらに好ましくは12質量%以上、14質量%以上又は15質量%以上である。該含有量の上限は、特に限定されず、樹脂組成物に要求される特性に応じて決定してよいが、例えば、60質量%以下、55質量%以下又は50質量%以下などとし得る。
【0075】
<(C)硬化剤>
本発明の樹脂組成物は、(C)成分として、硬化剤を含む。
【0076】
(C)成分としては、例えば、活性エステル系硬化剤、シアネートエステル系硬化剤、カルボジイミド系硬化剤、フェノール系硬化剤、ナフトール系硬化剤、酸無水物系硬化剤、アミン系硬化剤などが挙げられる。(C)成分は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0077】
エポキシ樹脂の硬化反応において2級水酸基のような極性基が生じることを低減・抑制し得る特定の硬化剤を用いることにより、良好な誘電特性をもたらす樹脂組成物を達成することができる。このような良好な誘電特性に寄与する硬化剤として、例えば、活性エステル系硬化剤、シアネートエステル系硬化剤、カルボジイミド系硬化剤が挙げられる。
【0078】
先述のとおり、回路基板の製造において、良好な誘電特性に寄与する特定の組成を採用して絶縁層を形成したところ、得られた絶縁層は、デスミア処理後にクラックが発生し易い傾向にあった。有機粒子を添加することでクラック耐性を幾分改善し得ることを確認したが、クラック耐性を改善し得る程度の量にて有機粒子を添加すると、誘電特性が悪化しそもそも所望する効果が減殺したり、高温高湿環境に曝露した際に導体層との密着性が悪化したりする問題が生じることを見出した。また、高温高湿環境への暴露後における導体層との密着性の悪化は、いっそう良好な誘電特性をもたらすべく、活性エステル系硬化剤などの特定の硬化剤を高配合する場合において、顕著となることを確認している。
【0079】
これに対し、上記の(A)成分を用いる本発明によれば、良好な誘電特性に寄与する特定の組成を採用する場合であっても、良好なクラック耐性を呈すると共に、高温高湿環境に曝露した際に良好な導体層との密着性を呈する硬化物をもたらすことができる。
【0080】
したがって一実施形態において、(C)成分は、(C-1)活性エステル系硬化剤、シアネートエステル系硬化剤、及びカルボジイミド系硬化剤からなる群から選択される1種以上の硬化剤を含む。本発明の樹脂組成物によれば、斯かる(C-1)成分が本来的に奏する優れた効果(良好な誘電特性に寄与)を享受しつつ、良好なクラック耐性を呈すると共に、高温高湿環境に曝露した際に良好な導体層との密着性を呈する硬化物をもたらすことができるため、有利である。
【0081】
-活性エステル系硬化剤-
活性エステル系硬化剤としては、1分子中に1個以上の活性エステル基を有する化合物を用いることができる。中でも、活性エステル系硬化剤としては、フェノールエステル類、チオフェノールエステル類、N-ヒドロキシアミンエステル類、複素環ヒドロキシ化合物のエステル類等の、反応活性の高いエステル基を1分子中に2個以上有する化合物が好ましい。当該活性エステル系硬化剤は、カルボン酸化合物及び/又はチオカルボン酸化合物とヒドロキシ化合物及び/又はチオール化合物との縮合反応によって得られるものが好ましい。特に、耐熱性向上の観点から、カルボン酸化合物由来の活性エステル系硬化剤が好ましく、カルボン酸化合物とヒドロキシ化合物とから得られる活性エステル系硬化剤がより好ましく、カルボン酸化合物と芳香族ヒドロキシ化合物とから得られる活性エステル系硬化剤がさらに好ましい。
【0082】
カルボン酸化合物としては、芳香族カルボン酸化合物及び脂肪族カルボン酸のいずれを用いてもよく、例えば、安息香酸、酢酸、コハク酸、マレイン酸、イタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ピロメリット酸等が挙げられる。
【0083】
芳香族ヒドロキシ化合物としては、例えば、(i)1分子中に二重結合を2個含有する不飽和脂肪族環状化合物とフェノール類との重付加反応物、(ii)各種ビスフェノール化合物、(iii)芳香環上の炭素原子に2個以上のヒドロキシ基が結合した芳香族ポリオール、(iv)芳香環上の炭素原子に1個のヒドロキシ基が結合した芳香族モノオール等が挙げられる。不飽和脂肪族環状化合物とフェノール類の重付加反応物としては、例えば、ジシクロペンタジエン、テトラヒドロインデン、ノルボルナジエン、リモネン、ビニルシクロヘキセン等の不飽和脂肪族環状化合物と、置換基を有していてもよいフェノール(例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、エチルフェノール、プロピルフェノール、ビニルフェノール、アリルフェノール、フェニルフェノール、ベンジルフェノール、ハロフェノール等)との重付加反応物が挙げられ、具体的には例えば、ジシクロペタジエン-フェノール類重付加物等が挙げられる。ビスフェノール化合物としては、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールAF、ビスフェノールAP、ビスフェノールB、ビスフェノールBP、ビスフェノールC、ビスフェノールM等が挙げられる。芳香環上の炭素原子に2個以上のヒドロキシ基が結合した芳香族ポリオールとしては、例えば、ハイドロキノン、レゾルシン、カテコール、1,5-ジヒドロキシナフタレン、1,6-ジヒドロキシナフタレン、2,6-ジヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシベンゾフェノン、トリヒドロキシベンゾフェノン、テトラヒドロキシベンゾフェノン、フロログルシン、ベンゼントリオール、フェノールノボラック等が挙げられる。芳香環上の炭素原子に1個のヒドロキシ基が結合した芳香族モノオールとしては、例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、エチルフェノール、プロピルフェノール、ビニルフェノール、アリルフェノール、フェニルフェノール、ベンジルフェノール、ハロフェノール、ナフトール、メチルナフトール、ジメチルナフトール、エチルナフトール、プロピルナフトール、ビニルナフトール、アリルナフトール、フェニルナフトール、ベンジルナフトール、ハロナフトール等が挙げられる。
【0084】
活性エステル系硬化剤の好適な具体例としては、ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造を含む活性エステル化合物、ナフタレン構造を含む活性エステル化合物、フェノールノボラックのアセチル化物を含む活性エステル化合物、フェノールノボラックのベンゾイル化物を含む活性エステル化合物が挙げられる。中でも、(A)成分、(B)成分及び後述する(D)成分との組み合わせにおいて、良好な誘電特性をもたらすことができる観点から、ナフタレン構造を含む活性エステル化合物、ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造を含む活性エステル化合物がより好ましい。「ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造」とは、フェニレン-ジシクロペンタレン-フェニレンからなる2価の構造単位を表す。
【0085】
活性エステル系硬化剤の市販品としては、ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造を含む活性エステル樹脂として、「EXB-9451」、「EXB-9460」、「EXB-9460S」、「HPC-8000-65T」、「HPC-8000H-65TM」、「HPC-8000L-65TM」(DIC社製);ナフタレン構造を含む活性エステル樹脂として「EXB-8100L-65T」、「EXB-8150-60T」、「EXB-8150-62T」、「EXB-9416-70BK」、「HPC-8150-60T」、「HPC-8150-62T」、「HP-B-8151-62T」、「HP-C-8151-62T」(DIC社製);りん含有活性エステル樹脂として「EXB9401」(DIC社製);フェノールノボラックのアセチル化物である活性エステル樹脂として「DC808」(三菱ケミカル社製);フェノールノボラックのベンゾイル化物である活性エステル樹脂として「YLH1026」、「YLH1030」、「YLH1048」(三菱ケミカル社製);スチリル基及びナフタレン構造を含む活性エステル樹脂として「PC1300-02-65MA」(エア・ウォーター社製)等が挙げられる。
【0086】
-シアネートエステル系硬化剤-
シアネートエステル系硬化剤としては、例えば、ビスフェノールAジシアネート、ポリフェノールシアネート、オリゴ(3-メチレン-1,5-フェニレンシアネート)、4,4’-メチレンビス(2,6-ジメチルフェニルシアネート)、4,4’-エチリデンジフェニルジシアネート、ヘキサフルオロビスフェノールAジシアネート、2,2-ビス(4-シアネート)フェニルプロパン、1,1-ビス(4-シアネートフェニルメタン)、ビス(4-シアネート-3,5-ジメチルフェニル)メタン、1,3-ビス(4-シアネートフェニル-1-(メチルエチリデン))ベンゼン、ビス(4-シアネートフェニル)チオエーテル、及びビス(4-シアネートフェニル)エーテル、等の2官能シアネート樹脂;フェノールノボラック及びクレゾールノボラック等から誘導される多官能シアネート樹脂;これらシアネート樹脂が一部トリアジン化したプレポリマー;などが挙げられる。
【0087】
シアネートエステル系硬化剤の具体例としては、ロンザジャパン社製の「PT30」及び「PT60」(フェノールノボラック型多官能シアネートエステル樹脂)、「ULL-950S」(多官能シアネートエステル樹脂)、「BA230」、「BA230S75」(ビスフェノールAジシアネートの一部又は全部がトリアジン化され三量体となったプレポリマー)等が挙げられる。
【0088】
-カルボジイミド系硬化剤-
カルボジイミド系硬化剤は、1分子中にカルボジイミド基(-N=C=N-)を1個以上、好ましくは2個以上有する化合物である。カルボジイミド系硬化剤の具体例としては、日清紡ケミカル社製のカルボジライト(登録商標)V-03(カルボジイミド基当量:216g/eq.)、V-05(カルボジイミド基当量:262g/eq.)、V-07(カルボジイミド基当量:200g/eq.);V-09(カルボジイミド基当量:200g/eq.);ラインケミー社製のスタバクゾール(登録商標)P(カルボジイミド基当量:302g/eq.)が挙げられる。
【0089】
本発明の樹脂組成物において、(C)成分は、(C-1)成分以外の硬化剤を含んでもよい。例えば、(C)成分は、(C-2)フェノール系硬化剤、ナフトール系硬化剤、酸無水物系硬化剤、及びアミン系硬化剤からなる群から選択される1種以上の硬化剤を含んでよい。
【0090】
-フェノール系硬化剤及びナフトール系硬化剤-
フェノール系硬化剤及びナフトール系硬化剤としては、耐熱性及び耐水性の観点から、ノボラック構造を有するものが好ましい。また、導体層との密着性の観点から、含窒素フェノール系硬化剤、含窒素ナフトール系硬化剤が好ましく、トリアジン骨格含有フェノール系硬化剤、トリアジン骨格含有ナフトール系硬化剤がより好ましい。耐熱性、耐水性、導体層との密着性の全てにおいて良好な絶縁層を実現する観点から、トリアジン骨格とノボラック構造の両方を有するフェノール系硬化剤やナフトール系硬化剤が特に好適である。
【0091】
フェノール系硬化剤及びナフトール系硬化剤の具体例としては、例えば、明和化成社製の「MEH-7700」、「MEH-7810」、「MEH-7851」、「MEH-8000H」;日本化薬社製の「NHN」、「CBN」、「GPH」;日鉄ケミカル&マテリアル社製の「SN-170」、「SN-180」、「SN-190」、「SN-475」、「SN-485」、「SN-495」、「SN-495V」、「SN-375」、「SN-395」;DIC社製の「TD-2090」、「TD-2090-60M」、「LA-7052」、「LA-7054」、「LA-1356」、「LA-3018」、「LA-3018-50P」、「EXB-9500」、「HPC-9500」、「KA-1160」、「KA-1163」、「KA-1165」;群栄化学社製の「GDP-6115L」、「GDP-6115H」、「ELPC75」等が挙げられる。
【0092】
-酸無水物系硬化剤-
酸無水物系硬化剤としては、1分子内中に1個以上の酸無水物基を有する硬化剤が挙げられる。酸無水物系硬化剤の具体例としては、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルナジック酸無水物、水素化メチルナジック酸無水物、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、ドデセニル無水コハク酸、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロ-3-フラニル)-3-メチル-3-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸無水物、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンソフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、オキシジフタル酸二無水物、3,3’-4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、1,3,3a,4,5,9b-ヘキサヒドロ-5-(テトラヒドロ-2,5-ジオキソ-3-フラニル)-ナフト[1,2-C]フラン-1,3-ジオン、エチレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)、スチレンとマレイン酸とが共重合したスチレン・マレイン酸樹脂などのポリマー型の酸無水物などが挙げられる。酸無水物系硬化剤の市販品としては、新日本理化社製の「MH-700」等が挙げられる。
【0093】
-アミン系硬化剤-
アミン系硬化剤としては、1分子内中に1個以上のアミノ基を有する硬化剤が挙げられ、例えば、脂肪族アミン類、ポリエーテルアミン類、脂環式アミン類、芳香族アミン類等が挙げられる。アミン系硬化剤の具体例としては、4,4’-メチレンビス(2,6-ジメチルアニリン)、ジフェニルジアミノスルホン、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、m-フェニレンジアミン、m-キシリレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジヒドロキシベンジジン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、3,3-ジメチル-5,5-ジエチル-4,4-ジフェニルメタンジアミン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニル)プロパン、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニル)スルホン、ビス(4-(3-アミノフェノキシ)フェニル)スルホン、等が挙げられる。アミン系硬化剤は市販品を用いてもよく、例えば、日本化薬社製の「KAYABOND C-200S」、「KAYABOND C-100」、「カヤハードA-A」、「カヤハードA-B」、「カヤハードA-S」、三菱ケミカル社製の「エピキュアW」等が挙げられる。
【0094】
(A)成分、(B)成分及び後述する(D)成分との組み合わせにおいて、良好な誘電特性をもたらす樹脂組成物を実現し易い観点から、樹脂組成物中の(C)成分の含有量は、樹脂組成物中の樹脂成分を100質量%とした場合、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、さらに好ましくは30質量%以上、35質量%以上又は40質量%以上である。該含有量の上限は、特に限定されず、樹脂組成物に要求される特性に応じて決定してよいが、例えば、80質量%以下、75質量%以下、70質量%以下又は65質量%以下などとし得る。
【0095】
(A)成分、(B)成分及び後述する(D)成分との組み合わせにおいて、良好な誘電特性をもたらす樹脂組成物を実現する観点から、(C)成分中の(C-1)成分の含有量は、(C)成分の不揮発成分を100質量%とした場合、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは85質量%以上、90質量%以上又は95質量%以上である。該含有量の上限は特に限定されず、100質量%であってよいが、例えば、99.5質量%以下、99質量%以下などであってもよい。
【0096】
本発明の樹脂組成物において、(B)成分に対する(C-1)成分の質量比((C-1)成分/(B)成分)は、誘電特性に優れる硬化物をもたらす観点から、好ましくは1以上、より好ましくは1.1以上、さらに好ましくは1.2以上又は1.4以上である。上記のとおり、(A)成分を使用する本発明の樹脂組成物によれば、優れた誘電特性を実現できる程度に(C-1)成分を含む場合であっても、良好なクラック耐性を呈すると共に、高温高湿環境に曝露した際に良好な導体層との密着性を呈する硬化物をもたらすことができる。例えば、本発明の樹脂組成物において、(B)成分に対する(C-1)成分の質量比は、1.5以上、1.6以上又は1.7以上にまで高めてよい。該質量比((B)成分/(A)成分)の上限は、例えば、2.5以下、2.4以下、2.2以下、2以下などとしてよい。
【0097】
<(D)無機充填材>
本発明の樹脂組成物は、(D)成分として、無機充填材を含む。(D)成分を含有させることにより、線熱膨張率や誘電正接をさらに低下させることができる。
【0098】
(D)成分の材料としては、例えば、シリカ、アルミナ、ガラス、コーディエライト、シリコン酸化物、硫酸バリウム、炭酸バリウム、タルク、クレー、雲母粉、酸化亜鉛、ハイドロタルサイト、ベーマイト、ケイ酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化マンガン、ホウ酸アルミニウム、炭酸ストロンチウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸ビスマス、酸化チタン、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸バリウム、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、リン酸ジルコニウム、及びリン酸タングステン酸ジルコニウム等が挙げられる。これらの中でも、シリカが特に好適である。シリカとしては、例えば、無定形シリカ、溶融シリカ、結晶シリカ、合成シリカ、中空シリカ等が挙げられる。また、シリカとしては球形シリカが好ましい。(D)成分は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0099】
(D)成分の市販品としては、例えば、電化化学工業社製の「UFP-30」;日鉄ケミカル&マテリアル社製の「SP60-05」、「SP507-05」;アドマテックス社製の「YC100C」、「YA050C」、「YA050C-MJE」、「YA010C」;デンカ社製の「UFP-30」;トクヤマ社製の「シルフィルNSS-3N」、「シルフィルNSS-4N」、「シルフィルNSS-5N」;アドマテックス社製の「SC2500SQ」、「SO-C4」、「SO-C2」、「SO-C1」;デンカ社製の「DAW-03」、「FB-105FD」;太平洋セメント社製の「セルフィアーズ」、「MGH-005」;日揮触媒化成社製の「エスフェリーク」、「BA-1」などが挙げられる。
【0100】
(D)成分の平均粒径は、特に限定されるものではないが、好ましくは10μm以下、より好ましくは5μm以下、さらに好ましくは3μm以下、2μm以下、1μm以下又は0.7μm以下である。該平均粒径の下限は、特に限定されるものではないが、好ましくは0.01μm以上、より好ましくは0.05μm以上、さらに好ましくは0.07μm以上、0.1μm以上又は0.2μm以上である。(D)成分の平均粒径は、体積基準のメディアン径(50%粒径D50)であり、(A)成分の平均粒径と同様の方法で測定することができる。
【0101】
(D)成分の比表面積は、特に限定されるものではないが、好ましくは0.1m/g以上、より好ましくは0.5m/g以上、さらに好ましくは1m/g以上、3m/g以上又は5m/g以上である。該比表面積の上限は、特に限定されるものではないが、好ましくは100m/g以下、より好ましくは80m/g以下、さらに好ましくは60m/g以下、50m/g以下又は40m/g以下である。(D)成分の比表面積は、BET法に従って、比表面積測定装置(マウンテック社製Macsorb HM-1210)を使用して試料表面に窒素ガスを吸着させ、BET多点法を用いて比表面積を算出することで得られる。
【0102】
(D)成分は、適切な表面処理剤で表面処理されていることが好ましい。表面処理されることにより、(D)成分の耐湿性及び分散性を高めることができる。表面処理剤としては、例えば、ビニル系シランカップリング剤、エポキシ系シランカップリング剤、スチリル系シランカップリング剤、(メタ)アクリル系シランカップリング剤、アミノ系シランカップリング剤、イソシアヌレート系シランカップリング剤、ウレイド系シランカップリング剤、メルカプト系シランカップリング剤、イソシアネート系シランカップリング剤、酸無水物系シランカップリング剤等のシランカップリング剤;メチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン等の非シランカップリング-アルコキシシラン化合物;シラザン化合物等が挙げられる。表面処理剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0103】
表面処理剤の市販品としては、例えば、信越化学工業社製「KBM403」(3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)、信越化学工業社製「KBM803」(3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン)、信越化学工業社製「KBE903」(3-アミノプロピルトリエトキシシラン)、信越化学工業社製「KBM573」(N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン)、信越化学工業社製「SZ-31」(ヘキサメチルジシラザン)等が挙げられる。
【0104】
表面処理剤による表面処理の程度は、(D)成分の分散性向上の観点から、所定の範囲に収まることが好ましい。具体的には、無機充填材100質量%は、好ましくは0.2~5質量%の表面処理剤で表面処理されていることが好ましい。
【0105】
表面処理剤による表面処理の程度は、無機充填材の単位表面積当たりのカーボン量によって評価することができる。無機充填材の単位表面積当たりのカーボン量は、無機充填材の分散性向上の観点から、0.02mg/m以上が好ましく、0.1mg/m以上がより好ましく、0.2mg/m以上がさらに好ましい。一方、樹脂組成物の溶融粘度やシート形態での溶融粘度の上昇を防止する観点から、1.0mg/m以下が好ましく、0.8mg/m以下がより好ましく、0.5mg/m以下がさらに好ましい。(D)成分の単位表面積当たりのカーボン量は、表面処理後の無機充填材を溶剤(例えば、メチルエチルケトン(MEK))により洗浄処理した後に測定することができる。具体的には、溶剤として十分な量のMEKを表面処理剤で表面処理された無機充填材に加えて、25℃で5分間超音波洗浄する。上澄液を除去し、固形分を乾燥させた後、カーボン分析計を用いて無機充填材の単位表面積当たりのカーボン量を測定することができる。カーボン分析計としては、堀場製作所社製「EMIA-320V」等を使用することができる。
【0106】
樹脂組成物中の(D)成分の含有量は、(A)乃至(C)成分との組み合わせにおいていっそう良好な誘電特性をもたらす樹脂組成物を実現し易い観点から、樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%とした場合、例えば、40質量%以上であり、好ましくは50質量%以上である。先述のとおり、(A)成分を用いる本発明によれば、良好な誘電特性に寄与する特定の組成を採用する場合であっても、良好なクラック耐性を呈すると共に、高温高湿環境に曝露した際に良好な導体層との密着性を呈する硬化物をもたらすことができる。例えば、本発明の樹脂組成物において、(D)成分の含有量は、60質量%以上、65質量%以上又は70質量%以上にまで高めてよい。該(D)成分の含有量の上限は、特に限定されないが、例えば90質量%以下、85質量%以下などとし得る。
【0107】
<(E)ラジカル重合性樹脂>
本発明の樹脂組成物は、(E)成分として、ラジカル重合性樹脂を含んでもよい。
【0108】
ラジカル重合性樹脂としては、1分子中に1個以上(好ましくは2個以上)のラジカル重合性不飽和基を有する限り、その種類は特に限定されない。ラジカル重合性樹脂としては、例えば、ラジカル重合性不飽和基として、マレイミド基、ビニル基、アリル基、スチリル基、ビニルフェニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、フマロイル基、及びマレオイル基から選ばれる1種以上を有する樹脂が挙げられる。中でも、いっそう良好な誘電特性を呈する硬化物をもたらす観点からは、ラジカル重合性樹脂は、マレイミド樹脂、(メタ)アクリル樹脂及びスチリル樹脂から選ばれる1種以上が好ましい。
【0109】
マレイミド樹脂としては、1分子中に1個以上(好ましくは2個以上)のマレイミド基(2,5-ジヒドロ-2,5-ジオキソ-1H-ピロール-1-イル基)を有する限り、その種類は特に限定されない。マレイミド樹脂としては、例えば、(1)「BMI-3000J」、「BMI-5000」、「BMI-1400」、「BMI-1500」、「BMI-1700」、「BMI-689」(いずれもDesigner Molecules社製)、「SLK6895-T90」(信越化学工業社製)などの、脂肪族骨格(好ましくはダイマージアミン由来の炭素原子数36の脂肪族骨格)を含むマレイミド樹脂;(2)発明協会公開技報公技番号2020-500211号に記載される、インダン骨格を含むマレイミド樹脂;(3)「MIR-3000-70MT」(日本化薬社製)、「BMI-4000」(大和化成社製)、「BMI-80」(ケイアイ化成社製)などの、マレイミド基の窒素原子と直接結合している芳香環骨格を含むマレイミド樹脂が挙げられる。
【0110】
(メタ)アクリル樹脂としては、1分子中に1個以上(好ましくは2個以上)の(メタ)アクリロイル基を有する限り、その種類は特に限定されず、モノマー、オリゴマーであってもよい。ここで、「(メタ)アクリロイル基」という用語は、アクリロイル基及びメタクリロイル基の総称である。メタクリル樹脂としては、(メタ)アクリレートモノマーのほか、例えば、「A-DOG」(新中村化学工業社製)、「DCP-A」(共栄社化学社製)、「NPDGA」、「FM-400」、「R-687」、「THE-330」、「PET-30」、「DPHA」(何れも日本化薬社製)などの、(メタ)アクリル樹脂が挙げられる。
【0111】
スチリル樹脂としては、1分子中に1個以上(好ましくは2個以上)のスチリル基又はビニルフェニル基を有する限り、その種類は特に限定されず、モノマー、オリゴマーであってもよい。スチリル樹脂としては、スチレンモノマーのほか、例えば、「OPE-2St」、「OPE-2St 1200」、「OPE-2St 2200」(何れも三菱ガス化学社製)などの、スチリル樹脂が挙げられる。
【0112】
本発明の樹脂組成物が(E)成分を含む場合、樹脂組成物中の(E)成分の含有量は、樹脂組成物に要求される特性に応じて決定してよいが、樹脂組成物中の樹脂成分を100質量%とした場合、例えば、0.1質量%以上であり、好ましくは0.3質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、0.6質量%以上、0.8質量%以上又は1質量%以上である。(E)成分の含有量の上限は、特に限定されないが、例えば15質量%以下、10質量%以下、8質量%以下などとし得る。
【0113】
<(F)硬化促進剤>
本発明の樹脂組成物は、(F)成分として、硬化促進剤を含んでもよい。
【0114】
(F)成分としては、例えば、リン系硬化促進剤、アミン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤、グアニジン系硬化促進剤、金属系硬化促進剤、過酸化物系硬化促進剤等が挙げられる。硬化促進剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0115】
本発明の樹脂組成物が(F)成分を含む場合、樹脂組成物中の(F)成分の含有量は、樹脂組成物中の樹脂成分を100質量%とした場合、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上、さらに好ましくは0.1質量%以上であり、好ましくは2質量%以下、より好ましくは1.5質量%以下又は1質量%以下である。
【0116】
<(G)熱可塑性樹脂>
本発明の樹脂組成物は、(G)成分として、熱可塑性樹脂を含んでもよい。
【0117】
熱可塑性樹脂としては、例えば、フェノキシ樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエステル樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0118】
熱可塑性樹脂のポリスチレン換算のMwは8,000~70,000の範囲が好ましく、10,000~60,000の範囲がより好ましく、20,000~60,000の範囲がさらに好ましい。熱可塑性樹脂のポリスチレン換算のMwは、GPC法で測定される。具体的には、熱可塑性樹脂のポリスチレン換算の重量平均分子量は、測定装置として島津製作所社製LC-9A/RID-6Aを、カラムとして昭和電工社製Shodex K-800P/K-804L/K-804Lを、移動相としてクロロホルム等を用いて、カラム温度40℃にて測定し、標準ポリスチレンの検量線を用いて算出することができる。
【0119】
フェノキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA骨格、ビスフェノールF骨格、ビスフェノールS骨格、ビスフェノールアセトフェノン骨格、ノボラック骨格、ビフェニル骨格、フルオレン骨格、ジシクロペンタジエン骨格、ノルボルネン骨格、ナフタレン骨格、アントラセン骨格、アダマンタン骨格、テルペン骨格、及びトリメチルシクロヘキサン骨格からなる群から選択される1種以上の骨格を有するフェノキシ樹脂が挙げられる。フェノキシ樹脂の末端は、フェノール性水酸基、エポキシ基等のいずれの官能基でもよい。フェノキシ樹脂は1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。フェノキシ樹脂の具体例としては、三菱ケミカル社製の「1256」及び「4250」(いずれもビスフェノールA骨格含有フェノキシ樹脂)、「YX8100」(ビスフェノールS骨格含有フェノキシ樹脂)、及び「YX6954」(ビスフェノールアセトフェノン骨格含有フェノキシ樹脂)が挙げられ、その他にも、日鉄ケミカル&マテリアル社製の「FX280」及び「FX293」、三菱ケミカル社製の「YX7553」、「YL6794」、「YL7213」、「YL7290」及び「YL7482」等が挙げられる。
【0120】
ポリビニルアセタール樹脂としては、例えば、ポリビニルホルマール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂が挙げられ、ポリビニルブチラール樹脂が好ましい。ポリビニルアセタール樹脂の具体例としては、例えば、デンカ社製の「電化ブチラール4000-2」、「電化ブチラール5000-A」、「電化ブチラール6000-C」、「電化ブチラール6000-EP」、積水化学工業社製のエスレックBHシリーズ、BXシリーズ、KSシリーズ、BLシリーズ、BMシリーズ等が挙げられる。
【0121】
ポリイミド樹脂としては、イミド構造(好ましくは環状イミド構造)を有する樹脂を用いることができ、例えば、酸無水物と、ジアミン化合物又はジイソシアネート化合物とのイミド化物を用いてよい。
【0122】
ポリイミド樹脂を調製するための酸無水物としては、特に限定されないが、テトラカルボン酸無水物が好適であり、例えば、芳香族テトラカルボン酸二無水物、及び脂肪族テトラカルボン酸二無水物が挙げられ、芳香族テトラカルボン酸二無水物が好ましい。
芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、例えば、ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、アントラセンテトラカルボン酸二無水物、ジフタル酸二無水物等が挙げられ、好ましくは、ジフタル酸二無水物である。ジフタル酸二無水物としては、分子内に2個の無水フタル酸構造を含む化合物であれば特に限定されず、無水フタル酸構造中のベンゼン環は、それぞれ、任意で1~3個の置換基を有していてもよい。ジフタル酸二無水物における2個の無水フタル酸構造は、直接結合していてもよく、炭素原子、酸素原子、硫黄原子及び窒素原子からなる群より選ばれる1~100個の骨格原子を有するリンカー構造を介して結合していてもよい。ジフタル酸二無水物における「リンカー構造」の例としては、-[R-Ph]me-R-[Ph-Rne-で表される2価の基が挙げられる。この式において、Rは、それぞれ独立して、単結合、-(置換又は無置換のアルキレン基)-、-O-、-S-、-CO-、-SO-、-CONH-、-NHCO-、-COO-、又は-OCO-を示し;me及びneは、それぞれ独立して、0~2の整数(好ましくは、0又は1)を示す。また本明細書において、「Ph」は、別途記載のない限り、1,4-フェニレン基、1,3-フェニレン基または1,2-フェニレン基を示す。リンカー構造の具体例としては、-CH-、-CHCH-、-CHCHCH-、-CHCHCHCH-、-CHCHCHCHCH-、-CH(CH)-、-C(CH-、-O-、-CO-、-SO-、-Ph-、-O-Ph-O-、-O-Ph-SO-Ph-O-、-O-Ph-C(CH-Ph-O-等が挙げられる。ジフタル酸二無水物としては、例えば、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’-ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物2,2’-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシフェニル)スルホン二無水物、4,4’-オキシジフタル酸無水物、メチレン-4,4’-ジフタル酸二無水物、1,1-エチニリデン-4,4’-ジフタル酸二無水物、2,2-プロピリデン-4,4’-ジフタル酸二無水物、1,2-エチレン-4,4’-ジフタル酸二無水物、1,3-トリメチレン-4,4’-ジフタル酸二無水物、1,4-テトラメチレン-4,4’-ジフタル酸二無水物、1,5-ペンタメチレン-4,4’-ジフタル酸二無水物、1,3-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)ベンゼン二無水物、1,4-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)ベンゼン二無水物、1,3-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1,4-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、2,2-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、4,4’-(4,4’-イソプロピリデンジフェノキシ)ビスフタル酸二無水物等が挙げられる。
【0123】
ポリイミド樹脂を調製するためのジアミン化合物としては、分子中に2個のアミノ基を有する化合物であれば特に限定されず、例えば、脂肪族ジアミン化合物、及び芳香族ジアミン化合物を挙げることができる。
脂肪族ジアミン化合物としては、例えば、1,2-エチレンジアミン、1,10-ジアミノデカン等の直鎖状の脂肪族ジアミン化合物;1,2-ジアミノ-2-メチルプロパン、2-メチル-1,5-ジアミノペンタン等の分岐鎖状の脂肪族ジアミン化合物;1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルアミン)等の脂環式ジアミン化合物;ダイマージアミン等が挙げられ、好ましくはダイマージアミンである。ダイマージアミンとは、ダイマー酸の二つの末端カルボン酸基(-COOH)が、アミノメチル基(-CH-NH)又はアミノ基(-NH)に置換されて得られるジアミン化合物を意味する。
芳香族ジアミン化合物としては、例えば、フェニレンジアミン化合物、ナフタレンジアミン化合物、ジアニリン化合物等が挙げられ、中でもジアニリン化合物が好ましい。ジアニリン化合物とは、分子内に2個のアニリン構造を含む化合物を表す。アニリン構造中のベンゼン環は、それぞれ、任意で1~3個の置換基を有していてもよい。ジアニリン化合物における2個のアニリン構造は、直接結合していてもよく、炭素原子、酸素原子、硫黄原子及び窒素原子からなる群より選ばれる1~100個の骨格原子を有するリンカー構造を介して結合していてもよい。ジアニリン化合物における「リンカー構造」の具体例としては、-NHCO-、-CONH-、-OCO-、-COO-、-CH-、-CHCH-、-CHCHCH-、-CHCHCHCH-、-CHCHCHCHCH-、-CH(CH)-、-C(CH-、-C(CF-、-CH=CH-、-O-、-S-、-CO-、-SO-、-NH-、-Ph-、-Ph-Ph-、-C(CH-Ph-C(CH-、-O-Ph-O-、-O-Ph-Ph-O-、-O-Ph-SO-Ph-O-、-O-Ph-C(CH-Ph-O-、-Ph-CO-O-Ph-、-C(CH-Ph-C(CH-、下記式(e-1)で表される基、(e-2)で表される基、及び、これらの組み合わせからなる基、が挙げられる。式(e-1)及び(e-2)において、「*」は結合手を表す。
【0124】
【化2】
【0125】
ジアニリン化合物としては、例えば、4,4’-ジアミノ-2,2’-ジトリフルオロメチル-1,1’-ビフェニル、3,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-ジアミノジフェニルスルフィド、4-アミノフェニル4-アミノベンゾエート、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)プロパン、4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジアニリン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、α,α-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]-1,3-ジイソプロピルベンゼン、α,α-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]-1,4-ジイソプロピルベンゼン、4,4’-(9-フルオレニリデン)ジアニリン、2,2-ビス(3-メチル-4-アミノフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-メチル-4-アミノフェニル)ベンゼン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチル-1,1’-ビフェニル、4,4’-ジアミノ-2,2’-ジメチル-1,1’-ビフェニル、9,9’-ビス(3-メチル-4-アミノフェニル)フルオレン、5-(4-アミノフェノキシ)-3-[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]-1,1,3-トリメチルインダン等が挙げられる。ジアミン化合物は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【0126】
ポリイミド樹脂を調製するためのジイソシアネート化合物としては、分子中に2個のイソシアネート基を有する化合物であれば特に限定されず、例えば、脂肪族ジイソシアネート化合物、及び芳香族ジイソシアネート化合物を挙げることができる。
脂肪族ジイソシアネート化合物としては、例えば、1,4-ブタンジイソシアネート、1,6-ヘキサンジイソシアネート等の直鎖状の脂肪族ジイソシアネート化合物;2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の分岐鎖状の脂肪族ジイソシアネート化合物;ノルボルナンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネート化合物が挙げられる。
芳香族ジイソシアネート化合物としては、例えば、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、4,4’-ジイソシアナト-3,3’-ジメチルビフェニル、o-トリジンジイソシアネート等が挙げられる。
上記のとおり、ジイソシアネート化合物は分子中に2個のイソシアネート基を有すれよく、例えば、上記ジイソシアネート化合物とジオール化合物とを反応させてなる、ウレタン結合を有するジイソシアネート化合物を用いてよい。ジオール化合物としては、分子中に2個のヒドロキシ基を有する化合物であれば特に限定されず、例えば、飽和又は不飽和の脂肪族骨格(例えば、アルキレン骨格、アルケニレン骨格、アルカポリエニル基)を有するジオール化合物(後述の2官能性ヒドロキシル基末端ポリブタジエンも一例である);ビフェノール化合物、ビスフェノール化合物、末端ヒドロキシ基を有するポリアリーレンエーテル等の芳香族骨格を有する芳香族ジオール化合物を用いてよい。
【0127】
したがって好適な一実施形態において、ポリイミド樹脂は、酸無水物とジアミン化合物とのイミド化物である。他の好適な一実施形態において、ポリイミド樹脂は、酸無水物とジイソシアネート化合物とのイミド化物である。ポリイミド樹脂の末端官能基は、上記ジオール化合物等と反応させて変性されていてもよい。
【0128】
その他、ポリイミド樹脂の具体例としては、新日本理化社製の「リカコートSN20」及び「リカコートPN20」が挙げられる。ポリイミド樹脂の具体例としてはまた、2官能性ヒドロキシル基末端ポリブタジエン、ジイソシアネート化合物及び四塩基酸無水物を反応させて得られる線状ポリイミド(特開2006-37083号公報記載のもの)、ポリシロキサン骨格含有ポリイミド(特開2002-12667号公報及び特開2000-319386号公報等に記載のもの)等の変性ポリイミドが挙げられる。
【0129】
ポリアミドイミド樹脂の具体例としては、東洋紡績社製の「バイロマックスHR11NN」及び「バイロマックスHR16NN」が挙げられる。ポリアミドイミド樹脂の具体例としてはまた、日立化成工業社製のポリシロキサン骨格含有ポリアミドイミド「KS9100」、「KS9300」等の変性ポリアミドイミドが挙げられる。
【0130】
ポリエーテルスルホン樹脂の具体例としては、住友化学社製の「PES5003P」等が挙げられる。
【0131】
ポリスルホン樹脂の具体例としては、ソルベイアドバンストポリマーズ社製のポリスルホン「P1700」、「P3500」等が挙げられる。
【0132】
本発明の樹脂組成物が(G)成分を含む場合、樹脂組成物中の(G)成分の含有量は、樹脂組成物に要求される特性に応じて決定してよいが、樹脂組成物中の樹脂成分を100質量%とした場合、例えば、0.1質量%以上であり、好ましくは0.3質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、0.6質量%以上又は0.8質量%以上である。(G)成分の含有量の上限は、特に限定されないが、例えば15質量%以下、10質量%以下、8質量%以下、6質量%以下などとし得る。
【0133】
<任意の添加剤>
本発明の樹脂組成物は、さらに任意の添加剤を含んでもよい。このような添加剤としては、例えば、過酸化物系ラジカル重合開始剤、アゾ系ラジカル重合開始剤等のラジカル重合開始剤;有機銅化合物、有機亜鉛化合物、有機コバルト化合物等の有機金属化合物;(A)成分以外の有機充填材(例えばゴム粒子;但し、有機充填材の全体を100質量部としたとき(A)成分は好ましくは50質量部以上、より好ましくは70質量部以上、さらに好ましくは80質量部以上、90質量部以上又は95質量部以上);フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、アイオディングリーン、ジアゾイエロー、クリスタルバイオレット、酸化チタン、カーボンブラック等の着色剤;ハイドロキノン、カテコール、ピロガロール、フェノチアジン等の重合禁止剤;シリコーン系レベリング剤、アクリルポリマー系レベリング剤等のレベリング剤;ベントン、モンモリロナイト等の増粘剤;シリコーン系消泡剤、アクリル系消泡剤、フッ素系消泡剤、ビニル樹脂系消泡剤等の消泡剤;ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤等の紫外線吸収剤;尿素シラン等の接着性向上剤;トリアゾール系密着性付与剤、テトラゾール系密着性付与剤、トリアジン系密着性付与剤等の密着性付与剤;ヒンダードフェノール系酸化防止剤等の酸化防止剤;スチルベン誘導体等の蛍光増白剤;フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤等の界面活性剤;リン系難燃剤(例えばリン酸エステル化合物、ホスファゼン化合物、ホスフィン酸化合物、赤リン)、窒素系難燃剤(例えば硫酸メラミン)、ハロゲン系難燃剤、無機系難燃剤(例えば三酸化アンチモン)等の難燃剤;リン酸エステル系分散剤、ポリオキシアルキレン系分散剤、アセチレン系分散剤、シリコーン系分散剤、アニオン性分散剤、カチオン性分散剤等の分散剤;ボレート系安定剤、チタネート系安定剤、アルミネート系安定剤、ジルコネート系安定剤、イソシアネート系安定剤、カルボン酸系安定剤、カルボン酸無水物系安定剤等の安定剤等が挙げられる。斯かる添加剤の含有量は、樹脂組成物に要求される特性に応じて決定してよい。
【0134】
<有機溶媒>
本発明の樹脂組成物は、揮発性成分として、さらに有機溶媒を含んでもよい。有機溶媒としては、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、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸イソアミル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、γ-ブチロラクトン等のエステル系溶媒;テトラヒドロピラン、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジフェニルエーテル等のエーテル系溶媒;メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、エチレングリコール等のアルコール系溶媒;酢酸2-エトキシエチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセタート、エチルジグリコールアセテート、γ-ブチロラクトン、メトキシプロピオン酸メチル等のエーテルエステル系溶媒;乳酸メチル、乳酸エチル、2-ヒドロキシイソ酪酸メチル等のエステルアルコール系溶媒;2-メトキシプロパノール、2-メトキシエタノール、2-エトキシエタノール、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ブチルエーテル(ブチルカルビトール)等のエーテルアルコール系溶媒;N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン等のアミド系溶媒;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒;アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル系溶媒;ヘキサン、シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒;ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、トリメチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒等が挙げられる。有機溶媒は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0135】
本発明の樹脂組成物は、例えば、任意の調製容器に(A)成分、(B)成分、(C)成分、(D)成分、また、必要に応じて(E)成分、(F)成分、(G)成分、その他の添加剤や有機溶媒を、任意の順で及び/又は一部若しくは全部同時に加えて混合することによって、製造することができる。また、各成分を加えて混合する過程で、温度を適宜設定することができ、一時的に又は終始にわたって、加熱及び/又は冷却してもよい。また、加えて混合する過程において又はその後に、樹脂組成物を、例えば、ミキサーなどの撹拌装置又は振盪装置を用いて撹拌又は振盪し、均一に分散させてもよい。撹拌又は振盪と同時に、真空下等の低圧条件下で脱泡を行ってもよい。
【0136】
なお、本発明の樹脂組成物が有機溶媒を含有する場合であっても、(A)成分は該有機溶媒に不溶であり、また(B)成分、(C)成分をはじめとする他の成分とも相溶しないため、上述の平均粒子径など好適な寸法を維持することができる。したがって一実施形態において、(A)成分は溶媒に不溶である。
【0137】
先述のとおり、(B)乃至(D)成分との組み合わせにおいて(A)成分を含む本発明の樹脂組成物は、良好な誘電特性に寄与する特定の組成を採用する場合であっても、良好なクラック耐性を呈すると共に、高温高湿環境に曝露した際に良好な導体層との密着性を呈する硬化物をもたらすことができる。さらには、下地である基板の表面パターン(デガスホール等の凹部や表面回路等の凸部に起因した表面凹凸パターン)によらず、起伏が少なく良好な表面平坦性を呈する絶縁層を実現し得る。
【0138】
一実施形態において、本発明の樹脂組成物の硬化物は、誘電正接(Df)が低いという特徴を呈する。例えば、後述する[試験例1:誘電正接(Df)の測定]欄に記載のように5.8GHz、23℃で測定した場合、本発明の樹脂組成物の硬化物の誘電正接(Df)は、好ましくは0.006以下、0.005以下、0.004以下、0.0038以下、0.0036以下、0.0034以下、0.0032以下又は0.003以下となり得る。
【0139】
一実施形態において、本発明の樹脂組成物の硬化物は、導体層との密着性が高いという特徴を呈する。例えば、後述する[試験例3:高温高湿環境試験(HAST)後の銅箔ピール強度の測定]欄に記載のように130℃、85%RHの高温高湿条件に100時間曝露させた場合、高温高湿条件曝露後の導体箔との密着強度は、好ましくは0.35kgf/cm以上、0.4kgf/cm以上、0.42kgf/cm以上、0.44kgf/cm以上、0.45kgf/cm以上である。
【0140】
先述のとおり、本発明の樹脂組成物は、良好な誘電特性に寄与する特定の組成を採用する場合であっても、良好なクラック耐性を呈すると共に、高温高湿環境に曝露した際に良好な導体層との密着性を呈する硬化物をもたらすことができる。さらには、下地である基板の表面パターンによらず、起伏が少なく良好な表面平坦性を呈する絶縁層を実現し得る。したがって本発明の樹脂組成物は、プリント配線板の絶縁層を形成するための樹脂組成物(プリント配線板の絶縁層用樹脂組成物)として好適に使用することができ、プリント配線板の層間絶縁層を形成するための樹脂組成物(プリント配線板の絶層間縁層用樹脂組成物)としてより好適に使用することができる。本発明の樹脂組成物は、プリント配線板が部品内蔵回路板である場合にも好適に使用することができる。本発明の樹脂組成物はまた、半導体パッケージの再配線基板の絶縁層を形成するための樹脂組成物(再配線基板の絶縁層用の樹脂組成物)としても好適に使用することができる。なお、本発明においては、プリント配線板や再配線基板を総称して「回路基板」ともいい、したがって本発明の樹脂組成物は、回路基板の絶縁層用として好適に使用することができる。
【0141】
本発明の樹脂組成物はさらに、樹脂シート、プリプレグ等のシート状積層材料、ソルダーレジスト、アンダーフィル材、ダイボンディング材、穴埋め樹脂、封止樹脂、部品埋め込み樹脂等、樹脂組成物が必要とされる用途で広範囲に使用できる。
【0142】
[シート状積層材料(樹脂シート、プリプレグ)]
本発明の樹脂組成物は、そのまま使用することもできるが、該樹脂組成物を含有するシート状積層材料の形態で用いてもよい。
【0143】
シート状積層材料としては、以下に示す樹脂シート、プリプレグが好ましい。
【0144】
一実施形態において、樹脂シートは、支持体と、該支持体上に設けられた樹脂組成物の層(以下、単に「樹脂組成物層」という。)とを含み、樹脂組成物層が本発明の樹脂組成物から形成されることを特徴とする。
【0145】
樹脂組成物層の厚さは、用途によって好適値は異なり、用途に応じて適宜決定してよい。例えば、樹脂組成物層の厚さは、プリント配線板や半導体パッケージの薄型化の観点から、好ましくは100μm以下、80μm以下、60μm以下、50μm以下、40μm以下又は30μm以下である。樹脂組成物層の厚さの下限は、特に限定されないが、通常、1μm以上、5μm以上などとし得る。
【0146】
支持体としては、例えば、熱可塑性樹脂フィルム、金属箔、離型紙が挙げられ、熱可塑性樹脂フィルム、金属箔が好ましい。したがって好適な一実施形態において、支持体は、熱可塑性樹脂フィルム又は金属箔である。
【0147】
支持体として熱可塑性樹脂フィルムを使用する場合、熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル、ポリカーボネート(PC)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等のアクリル、環状ポリオレフィン、トリアセチルセルロース(TAC)、ポリエーテルサルファイド(PES)、ポリエーテルケトン、ポリイミド等が挙げられる。中でも、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートが好ましく、安価なポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。
【0148】
支持体として金属箔を使用する場合、金属箔としては、例えば、銅箔、アルミニウム箔等が挙げられ、銅箔が好ましい。銅箔としては、銅の単金属からなる箔を用いてもよく、銅と他の金属(例えば、スズ、クロム、銀、マグネシウム、ニッケル、ジルコニウム、ケイ素、チタン等)との合金からなる箔を用いてもよい。
【0149】
支持体は、樹脂組成物層と接合する面にマット処理、コロナ処理、帯電防止処理を施してあってもよい。また、支持体としては、樹脂組成物層と接合する面に離型層を有する離型層付き支持体を使用してもよい。離型層付き支持体の離型層に使用する離型剤としては、例えば、アルキド樹脂、ポリオレフィン樹脂、ウレタン樹脂、及びシリコーン樹脂からなる群から選択される1種以上の離型剤が挙げられる。離型層付き支持体は、市販品を用いてもよく、例えば、アルキド樹脂系離型剤を主成分とする離型層を有するPETフィルムである、リンテック社製の「SK-1」、「AL-5」、「AL-7」、東レ社製の「ルミラーT60」、帝人社製の「ピューレックス」、ユニチカ社製の「ユニピール」等が挙げられる。
【0150】
支持体の厚さは、特に限定されないが、5μm~75μmの範囲が好ましく、10μm~60μmの範囲がより好ましい。なお、離型層付き支持体を使用する場合、離型層付き支持体全体の厚さが上記範囲であることが好ましい。
【0151】
支持体として金属箔を用いる場合、薄い金属箔に剥離が可能な支持基材を張り合わせた支持基材付き金属箔を用いてよい。一実施形態において、支持基材付き金属箔は、支持基材と、該支持基材上に設けられた剥離層と、該剥離層上に設けられた金属箔とを含む。支持体として支持基材付き金属箔を用いる場合、樹脂組成物層は、金属箔上に設けられる。
【0152】
支持基材付き金属箔において、支持基材の材質は、特に限定されないが、例えば、銅箔、アルミニウム箔、ステンレス鋼箔、チタン箔、銅合金箔等が挙げられる。支持基材として、銅箔を用いる場合、電解銅箔、圧延銅箔であってよい。また、剥離層は、支持基材から金属箔を剥離できれば特に限定されず、例えば、Cr、Ni、Co、Fe、Mo、Ti、W、Pからなる群から選択される元素の合金層;有機被膜等が挙げられる。
【0153】
支持基材付き金属箔において、金属箔の材質としては、例えば、銅箔、銅合金箔が好ましい。
【0154】
支持基材付き金属箔において、支持基材の厚さは、特に限定されないが、10μm~150μmの範囲が好ましく、10μm~100μmの範囲がより好ましい。また、金属箔の厚さは、例えば、0.1μm~10μmの範囲としてよい。
【0155】
一実施形態において、樹脂シートは、必要に応じて、任意の層をさらに含んでいてもよい。斯かる任意の層としては、例えば、樹脂組成物層の支持体と接合していない面(即ち、支持体とは反対側の面)に設けられた、保護フィルム等が挙げられる。保護フィルムの厚さは、特に限定されるものではないが、例えば、1μm~40μmである。保護フィルムを積層することにより、樹脂組成物層の表面へのゴミ等の付着やキズを抑制することができる。
【0156】
樹脂シートは、例えば、液状の樹脂組成物をそのまま、或いは有機溶剤に樹脂組成物を溶解した樹脂ワニスを調製し、これを、ダイコーター等を用いて支持体上に塗布し、更に乾燥させて樹脂組成物層を形成させることにより製造することができる。
【0157】
有機溶剤としては、樹脂組成物の成分として説明した有機溶剤と同様のものが挙げられる。有機溶剤は1種単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
【0158】
乾燥は、加熱、熱風吹きつけ等の公知の方法により実施してよい。乾燥条件は特に限定されないが、樹脂組成物層中の有機溶剤の含有量が10質量%以下、好ましくは5質量%以下となるように乾燥させる。樹脂組成物又は樹脂ワニス中の有機溶剤の沸点によっても異なるが、例えば30質量%~60質量%の有機溶剤を含む樹脂組成物又は樹脂ワニスを用いる場合、50℃~150℃で3分間~10分間乾燥させることにより、樹脂組成物層を形成することができる。
【0159】
樹脂シートは、ロール状に巻きとって保存することが可能である。樹脂シートが保護フィルムを有する場合、保護フィルムを剥がすことによって使用可能となる。
【0160】
一実施形態において、プリプレグは、シート状繊維基材に本発明の樹脂組成物を含浸させて形成される。
【0161】
プリプレグに用いるシート状繊維基材は特に限定されず、ガラスクロス、アラミド不織布、液晶ポリマー不織布等のプリプレグ用基材として常用されているものを用いることができる。プリント配線板や半導体チップパッケージの薄型化の観点から、シート状繊維基材の厚さは、好ましくは50μm以下、より好ましくは40μm以下、さらに好ましくは30μm以下、特に好ましくは20μm以下である。シート状繊維基材の厚さの下限は特に限定されない。通常、10μm以上である。
【0162】
プリプレグは、ホットメルト法、ソルベント法等の公知の方法により製造することができる。
【0163】
プリプレグの厚さは、上述の樹脂シートにおける樹脂組成物層と同様の範囲とし得る。
【0164】
本発明のシート状積層材料は、プリント配線板の絶縁層を形成するため(プリント配線板の絶縁層用)に好適に使用することができ、プリント配線板の層間絶縁層を形成するため(プリント配線板の絶層間縁層用)により好適に使用することができる。本発明のシート状積層材料はまた、半導体パッケージの再配線基板の絶縁層を形成するため(再配線基板の絶縁層用)に好適に使用することができる。すなわち、本発明のシート状積層材料は、回路基板の絶縁層用として好適に使用することができる。
【0165】
[回路基板]
本発明の樹脂組成物を用いて回路基板の絶縁層を形成することができる。本発明は、斯かる回路基板、すなわち本発明の樹脂組成物の硬化物からなる絶縁層を含む回路基板も提供する。
【0166】
<プリント配線板>
一実施形態において、本発明の回路基板はプリント配線板である。
【0167】
プリント配線板は、例えば、上記の樹脂シートを用いて、下記(I)及び(II)の工程を含む方法により製造することができる。
(I)内層基板上に、樹脂シートを、樹脂シートの樹脂組成物層が内層基板と接合するように積層する工程
(II)樹脂組成物層を硬化(例えば熱硬化)して絶縁層を形成する工程
【0168】
工程(I)で用いる「内層基板」とは、プリント配線板の基板となる部材であって、例えば、ガラスエポキシ基板、金属基板、ポリエステル基板、ポリイミド基板、BTレジン基板、熱硬化型ポリフェニレンエーテル基板等が挙げられる。また、該基板は、その片面又は両面に導体層を有していてもよく、この導体層はパターン加工されていてもよい。基板の片面または両面に導体層(回路)が形成された内層基板は「内層回路基板」ということがある。またプリント配線板を製造する際に、さらに絶縁層及び/又は導体層が形成されるべき中間製造物も本発明でいう「内層基板」に含まれる。プリント配線板が部品内蔵回路板である場合、部品を内蔵した内層基板を使用してもよい。
【0169】
内層基板と樹脂シートの積層は、例えば、支持体側から樹脂シートを内層基板に加熱圧着することにより行うことができる。樹脂シートを内層基板に加熱圧着する部材(以下、「加熱圧着部材」ともいう。)としては、例えば、加熱された金属板(SUS鏡板等)又は金属ロール(SUSロール)等が挙げられる。なお、加熱圧着部材を樹脂シートに直接プレスしてもよく、内層基板の表面凹凸に樹脂シートが十分に追随するよう、耐熱ゴム等の弾性材を介してプレスしてもよい。
【0170】
内層基板と樹脂シートの積層は、真空ラミネート法により実施してよい。真空ラミネート法において、加熱圧着温度は、好ましくは60℃~160℃、より好ましくは80℃~140℃の範囲であり、加熱圧着圧力は、好ましくは0.098MPa~1.77MPa、より好ましくは0.29MPa~1.47MPaの範囲であり、加熱圧着時間は、好ましくは20秒間~400秒間、より好ましくは30秒間~300秒間の範囲である。積層は、好ましくは圧力26.7hPa以下の減圧条件下で実施され得る。
【0171】
積層は、市販の真空ラミネーターによって行うことができる。市販の真空ラミネーターとしては、例えば、名機製作所社製の真空加圧式ラミネーター、ニッコー・マテリアルズ社製のバキュームアップリケーター、バッチ式真空加圧ラミネーター等が挙げられる。
【0172】
積層の後に、常圧下(大気圧下)、例えば、加熱圧着部材を支持体側からプレスすることにより、積層された樹脂シートの平滑化処理を行ってもよい。平滑化処理のプレス条件は、上記積層の加熱圧着条件と同様の条件とすることができる。平滑化処理は、市販のラミネーターによって行うことができる。なお、積層と平滑化処理は、上記の市販の真空ラミネーターを用いて連続的に行ってもよい。
【0173】
支持体は、工程(I)と工程(II)の間に除去してもよく、工程(II)の後に除去してもよい。なお、支持体として、金属箔を使用した場合、支持体を剥離することなく、該金属箔を用いて導体層を形成してよい。また、支持体として、支持基材付き金属箔を使用した場合、支持基材(と剥離層)を剥離すればよい。そして、金属箔を用いて導体層を形成することができる。
【0174】
工程(II)において、樹脂組成物層を硬化(例えば熱硬化)して、樹脂組成物の硬化物からなる絶縁層を形成する。樹脂組成物層の硬化条件は特に限定されず、プリント配線板の絶縁層を形成するに際して通常採用される条件を使用してよい。
【0175】
例えば、樹脂組成物層の熱硬化条件は、樹脂組成物の種類等によっても異なるが、一実施形態において、硬化温度は好ましくは140℃~250℃、より好ましくは150℃~240℃、さらに好ましくは180℃~230℃である。硬化時間は好ましくは5分間~240分間、より好ましくは10分間~150分間、さらに好ましくは15分間~120分間とすることができる。
【0176】
樹脂組成物層を熱硬化させる前に、樹脂組成物層を硬化温度よりも低い温度にて予備加熱してもよい。例えば、樹脂組成物層を熱硬化させるのに先立ち、50℃~140℃、好ましくは60℃~135℃、より好ましくは70℃~130℃の温度にて、樹脂組成物層を5分間以上、好ましくは5分間~150分間、より好ましくは15分間~120分間、さらに好ましくは15分間~100分間予備加熱してもよい。
【0177】
プリント配線板を製造するに際しては、(III)絶縁層に穴あけする工程、(IV)絶縁層を粗化処理する工程、(V)導体層を形成する工程をさらに実施してもよい。これらの工程(III)乃至工程(V)は、プリント配線板の製造に用いられる、当業者に公知の各種方法に従って実施してよい。なお、支持体を工程(II)の後に除去する場合、該支持体の除去は、工程(II)と工程(III)との間、工程(III)と工程(IV)の間、又は工程(IV)と工程(V)との間に実施してよい。また、必要に応じて、工程(I)~工程(V)の絶縁層及び導体層の形成を繰り返して実施し、多層配線板を形成してもよい。
【0178】
他の実施形態において、本発明のプリント配線板は、上述のプリプレグを用いて製造することができる。製造方法は基本的に樹脂シートを用いる場合と同様である。
【0179】
工程(III)は、絶縁層に穴あけする工程であり、これにより絶縁層にビアホール、スルーホール等のホールを形成することができる。工程(III)は、絶縁層の形成に使用した樹脂組成物の組成等に応じて、例えば、ドリル、レーザー、プラズマ等を使用して実施してよい。ホールの寸法や形状は、プリント配線板のデザインに応じて適宜決定してよい。
【0180】
工程(IV)は、絶縁層を粗化処理する工程である。通常、この工程(IV)において、スミアの除去(デスミア)も行われる。粗化処理の手順、条件は特に限定されず、プリント配線板の絶縁層を形成するに際して通常使用される公知の手順、条件を採用することができる。例えば、膨潤液による膨潤処理、酸化剤による粗化処理、中和液による中和処理をこの順に実施して絶縁層を粗化処理することができる。
【0181】
粗化処理に用いる膨潤液としては特に限定されないが、アルカリ溶液、界面活性剤溶液等が挙げられ、好ましくはアルカリ溶液であり、該アルカリ溶液としては、水酸化ナトリウム溶液、水酸化カリウム溶液がより好ましい。市販されている膨潤液としては、例えば、アトテックジャパン社製の「スウェリング・ディップ・セキュリガンスP」、「スウェリング・ディップ・セキュリガンスSBU」等が挙げられる。膨潤液による膨潤処理は、特に限定されないが、例えば、30℃~90℃の膨潤液に絶縁層を1分間~20分間浸漬することにより行うことができる。絶縁層の樹脂の膨潤を適度なレベルに抑える観点から、40℃~80℃の膨潤液に絶縁層を5分間~15分間浸漬させることが好ましい。
【0182】
粗化処理に用いる酸化剤としては、特に限定されないが、例えば、水酸化ナトリウムの水溶液に過マンガン酸カリウム又は過マンガン酸ナトリウムを溶解したアルカリ性過マンガン酸溶液が挙げられる。アルカリ性過マンガン酸溶液等の酸化剤による粗化処理は、60℃~100℃に加熱した酸化剤溶液に絶縁層を10分間~30分間浸漬させて行うことが好ましい。また、アルカリ性過マンガン酸溶液における過マンガン酸塩の濃度は5質量%~10質量%が好ましい。市販されている酸化剤としては、例えば、アトテックジャパン社製の「コンセントレート・コンパクトCP」、「ドージングソリューション・セキュリガンスP」等のアルカリ性過マンガン酸溶液が挙げられる。
【0183】
また、粗化処理に用いる中和液としては、酸性の水溶液が好ましく、市販品としては、例えば、アトテックジャパン社製の「リダクションソリューション・セキュリガントP」が挙げられる。
【0184】
中和液による処理は、酸化剤による粗化処理がなされた処理面を30℃~80℃の中和液に5分間~30分間浸漬させることにより行うことができる。作業性等の点から、酸化剤による粗化処理がなされた対象物を、40℃~70℃の中和液に5分間~20分間浸漬する方法が好ましい。
【0185】
工程(V)は、導体層を形成する工程であり、絶縁層上に導体層を形成する。導体層に使用する導体材料は特に限定されない。好適な実施形態では、導体層は、金、白金、パラジウム、銀、銅、アルミニウム、コバルト、クロム、亜鉛、ニッケル、チタン、タングステン、鉄、スズ及びインジウムからなる群から選択される1種以上の金属を含む。導体層は、単金属層であっても合金層であってもよく、合金層としては、例えば、上記の群から選択される2種以上の金属の合金(例えば、ニッケル・クロム合金、銅・ニッケル合金及び銅・チタン合金)から形成された層が挙げられる。中でも、導体層形成の汎用性、コスト、パターニングの容易性等の観点から、クロム、ニッケル、チタン、アルミニウム、亜鉛、金、パラジウム、銀若しくは銅の単金属層、又はニッケル・クロム合金、銅・ニッケル合金、銅・チタン合金の合金層が好ましく、クロム、ニッケル、チタン、アルミニウム、亜鉛、金、パラジウム、銀若しくは銅の単金属層、又はニッケル・クロム合金の合金層がより好ましく、銅の単金属層が更に好ましい。
【0186】
導体層は、単層構造であっても、異なる種類の金属若しくは合金からなる単金属層又は合金層が2層以上積層した複層構造であってもよい。導体層が複層構造である場合、絶縁層と接する層は、クロム、亜鉛若しくはチタンの単金属層、又はニッケル・クロム合金の合金層であることが好ましい。
【0187】
導体層の厚さは、所望のプリント配線板のデザインによるが、一般に3μm~35μm、好ましくは5μm~30μmである。
【0188】
一実施形態において、導体層は、めっきにより形成してよい。微細な配線を形成し易い観点から、セミアディティブ法により形成することが好ましい。以下、導体層をセミアディティブ法により形成する例を示す。
【0189】
まず、絶縁層の表面に、無電解めっきによりめっきシード層を形成する。次いで、形成されためっきシード層上に、所望の配線パターンに対応してめっきシード層の一部を露出させるマスクパターンを形成する。露出しためっきシード層上に、電解めっきにより金属層を形成した後、マスクパターンを除去する。その後、不要なめっきシード層をエッチング等により除去して、所望の配線パターンを有する導体層を形成することができる。
【0190】
他の実施形態において、導体層は、金属箔を使用して形成してよい。金属箔を使用して導体層を形成する場合、工程(V)は、工程(I)と工程(II)の間に実施することが好適である。例えば、工程(I)の後、支持体を除去し、露出した樹脂組成物層の表面に金属箔を積層する。樹脂組成物層と金属箔との積層は、真空ラミネート法により実施してよい。積層の条件は、工程(I)について説明した条件と同様としてよい。次いで、工程(II)を実施して絶縁層を形成する。その後、絶縁層上の金属箔を利用して、モディファイドセミアディティブ法等の従来の公知の技術により、所望の配線パターンを有する導体層を形成することができる。
【0191】
金属箔は、例えば、電解法、圧延法等の公知の方法により製造することができる。金属箔の市販品としては、例えば、JX金属社製のHLP箔、JXUT-III箔、三井金属社製の3EC-III箔、TP-III箔等が挙げられる。
【0192】
あるいは、樹脂シートの支持体として、金属箔や、支持基材付き金属箔を使用した場合、該金属箔を用いて導体層を形成してよいことは先述のとおりである。
【0193】
<半導体パッケージの再配線基板>
一実施形態において、本発明の回路基板は、半導体パッケージの再配線基板(再配線層)である。以下、半導体パッケージの製造方法に即して説明する。
【0194】
半導体パッケージは、再配線基板の絶縁層として、本発明の樹脂組成物の硬化物からなる絶縁層を含む。なお、半導体パッケージは、本発明の樹脂組成物の硬化物からなる封止層を含んでもよい。
【0195】
半導体パッケージは、例えば、本発明の樹脂組成物、樹脂シートを用いて、下記(1)乃至(6)の工程を含む方法により製造することができる。工程(5)の再配線形成層(再配線基板を形成するための絶縁層)あるいは工程(3)の封止層を形成するために、本発明の樹脂組成物、樹脂シートを用いればよい。以下、樹脂組成物や樹脂シートを用いて再配線形成層や封止層を形成する一例を示すが、半導体パッケージの再配線形成層や封止層を形成する技術は公知であり、当業者であれば、本発明の樹脂組成物や樹脂シートを用いて、公知の技術に従って半導体パッケージを製造することができる。
(1)基材に仮固定フィルムを積層する工程、
(2)半導体チップを、仮固定フィルム上に仮固定する工程、
(3)半導体チップ上に封止層を形成する工程、
(4)基材及び仮固定フィルムを半導体チップから剥離する工程、
(5)半導体チップの基材及び仮固定フィルムを剥離した面に、絶縁層としての再配線形成層を形成する工程、及び
(6)再配線形成層上に、導体層としての再配線層を形成する工程
【0196】
-工程(1)-
基材に使用する材料は特に限定されない。基材としては、シリコンウェハ等の半導体ウェハ;ガラスウェハ;ガラス基板;銅、チタン、ステンレス、冷間圧延鋼板(SPCC)等の金属基板;ガラス繊維にエポキシ樹脂等をしみこませ熱硬化処理した基板(例えばFR-4基板);ビスマレイミドトリアジン樹脂(BT樹脂)からなる基板などが挙げられる。
【0197】
仮固定フィルムは、工程(4)において半導体チップから剥離することができると共に、半導体チップを仮固定することができれば材料は特に限定されない。仮固定フィルムは市販品を用いることができる。市販品としては、日東電工社製のリヴァアルファ等が挙げられる。
【0198】
-工程(2)-
半導体チップの仮固定は、フリップチップボンダー、ダイボンダー等の公知の装置を用いて行うことができる。半導体チップの配置のレイアウト及び配置数は、仮固定フィルムの形状、大きさ、目的とする半導体パッケージの生産数等に応じて適宜設定することができ、例えば、複数行で、かつ複数列のマトリックス状に整列させて仮固定することができる。
【0199】
-工程(3)-
本発明の樹脂シートの樹脂組成物層を、半導体チップ上に積層、又は本発明の樹脂組成物を半導体チップ上に塗布し、硬化(例えば熱硬化)させて封止層を形成する。
【0200】
例えば、半導体チップと樹脂シートの積層は、樹脂シートの保護フィルムを除去した後支持体側から樹脂シートを半導体チップに加熱圧着することにより行うことができる。樹脂シートを半導体チップに加熱圧着する部材(以下、「加熱圧着部材」ともいう。)としては、例えば、加熱された金属板(SUS鏡板等)又は金属ロール(SUSロール)等が挙げられる。なお、加熱圧着部材を樹脂シートに直接プレスするのではなく、半導体チップの表面凹凸に樹脂シートが十分に追随するよう、耐熱ゴム等の弾性材を介してプレスするのが好ましい。半導体チップと樹脂シートの積層は、真空ラミネート法により実施してもよく、その積層条件は、プリント配線板の製造方法に関連して説明した積層条件と同様であり、好ましい範囲も同様である。
【0201】
積層の後、樹脂組成物を熱硬化させて封止層を形成する。熱硬化の条件は、プリント配線板の製造方法に関連して説明した熱硬化の条件と同様である。
【0202】
樹脂シートの支持体は、半導体チップ上に樹脂シートを積層し熱硬化した後に剥離してもよく、半導体チップ上に樹脂シートを積層する前に支持体を剥離してもよい。
【0203】
本発明の樹脂組成物を塗布して封止層を形成する場合、その塗布条件としては、本発明の樹脂シートに関連して説明した樹脂組成物層を形成する際の塗布条件と同様であり、好ましい範囲も同様である。
【0204】
-工程(4)-
基材及び仮固定フィルムを剥離する方法は、仮固定フィルムの材質等に応じて適宜変更することができ、例えば、仮固定フィルムを加熱、発泡(又は膨張)させて剥離する方法、及び基材側から紫外線を照射させ、仮固定フィルムの粘着力を低下させ剥離する方法等が挙げられる。
【0205】
仮固定フィルムを加熱、発泡(又は膨張)させて剥離する方法において、加熱条件は、通常、100~250℃で1~90秒間又は5~15分間である。また、基材側から紫外線を照射させ、仮固定フィルムの粘着力を低下させ剥離する方法において、紫外線の照射量は、通常、10mJ/cm~1000mJ/cmである。
【0206】
-工程(5)-
本発明の樹脂組成物、樹脂シートを用いて再配線形成層(再配線基板の絶縁層)を形成する。
【0207】
再配線形成層を形成後、半導体チップと後述する導体層を層間接続するために、再配線形成層にビアホールを形成してもよい。ビアホールは、再配線形成層の材料に応じて、公知の方法により形成してよい。
【0208】
-工程(6)-
再配線形成層上への導体層の形成は、プリント配線板の製造方法に関連して説明した工程(V)と同様に実施してよい。なお、工程(5)及び工程(6)を繰り返し行い、導体層(再配線層)及び再配線形成層(絶縁層)を交互に積み上げて(ビルドアップ)もよい。
【0209】
半導体パッケージを製造するにあたって、(7)導体層(再配線層)上にソルダーレジスト層を形成する工程、(8)バンプを形成する工程、(9)複数の半導体パッケージを個々の半導体パッケージにダイシングし、個片化する工程をさらに実施してもよい。これらの工程は、半導体パッケージの製造に用いられる、当業者に公知の各種方法に従って実施してよい。
【0210】
優れた誘電特性を呈すると共に、良好なクラック耐性、高温高湿環境に曝露した際に良好な導体層との密着性を呈する硬化物をもたらすことができる本発明の樹脂組成物、樹脂シートを用いて再配線形成層(絶縁層)を形成することにより、半導体パッケージが、ファンイン(Fan-In)型パッケージであるかファンアウト(Fan-Out)型パッケージであるかの別を問わず、伝送損失の極めて少ない半導体パッケージを、導体密着性の低下の懸念なしに実現することができる。一実施形態において、本発明の半導体パッケージは、ファンアウト(Fan-Out)型パッケージである。本発明の樹脂組成物、樹脂シートは、ファンアウト型パネルレベルパッケージ(FOPLP)、ファンアウト型ウェハレベルパッケージ(FOWLP)の別を問わず、適用できる。一実施形態において、本発明の半導体パッケージは、ファンアウト型パネルレベルパッケージ(FOPLP)又はファンアウト型ウェハレベルパッケージ(FOWLP)である。
【0211】
[半導体装置]
本発明の半導体装置は、本発明の樹脂組成物層の硬化物からなる層を含む。本発明の半導体装置は、本発明の回路基板を用いて製造することができる。
【0212】
半導体装置としては、電気製品(例えば、コンピューター、携帯電話、デジタルカメラ及びテレビ等)及び乗物(例えば、自動二輪車、自動車、電車、船舶及び航空機等)等に供される各種半導体装置が挙げられる。
【実施例0213】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下において、量を表す「部」及び「%」は、別途明示のない限り、それぞれ「質量部」及び「質量%」を意味する。特に指定が無い場合の温度条件及び圧力条件は、室温(25℃)及び大気圧(1atm)である。
【0214】
<合成例1:微粒子Aの合成>
メタノール溶剤中でポリフェニレンエーテル樹脂(三菱エンジニアリングプラスチックス社製「Lupiace LN91」)を、ホモミキサー(HM-300型版 アズワン社製)を用いて、25℃、8000回転、4時間の条件で解砕し、その後メタノール溶剤を乾燥除去し、次いで目開き12μmのJIS試験用篩に篩過したポリフェニレンエーテル(PPE)粉末を回収した。
トルエン198部、ポリスチレン(ポリスチレンジャパン社製「SX-300」)3部をフラスコに入れ、撹拌してポリスチレンを溶解させた。次いで、予め調製したPPE粉末50部を加え、2時間撹拌し、PPE粒子の分散液(20質量%)を得た。これを微粒子A(平均粒径1.2μm、90%粒径D90は1.8μm未満)とした。
【0215】
<合成例2:マレイミド化合物Bの合成>
発明協会公開技報公技番号2020-500211号の合成例1に記載の方法にしたがってマレイミド化合物BのMEK溶液(不揮発成分70質量%)を合成した。
【0216】
<合成例3:ポリイミド樹脂Cの合成>
撹拌装置、温度計、コンデンサーを備えたフラスコに、271.7部のプロピレングリコールメチルエーテルアセテート(PGMAc)と、14.1部(0.064mol)のイソホロンジイソシアネート(IPDI)と、112.2部(0.03mol)の両末端OH基ポリブタジエン(日本曹達株式会社製「G-3000」、水酸基価:30mgKOH/g)とを供給し、この混合溶液を50℃まで昇温した後、この温度にて1時間保持した。次いで、イソシアネート基の量が所定値以下であることを確認し、上記混合溶液に、145.2部(0.09mol)の両末端フェノール性水酸基含有オリゴフェニレンエーテル樹脂(Sabic社製「SA90-100」、水酸基当量:807g/mol)と、1部(0.003mol)のベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)とを添加した。その後、混合溶液を140℃まで昇温した後、4時間反応を継続した。赤外スペクトルにて特性吸収を測定し、イソシアネート基の特性吸収である2270cm-1の吸収ピークが完全に消滅したことを確認し、粘度の上昇が収まったところで反応を終了した。以上のようにして、分子末端がフェノール樹脂(両末端フェノール性水酸基含有オリゴフェニレンエーテル樹脂)で封止された構造を有するポリイミド樹脂Cを合成した。不揮発分の含有量は50質量%であった。
【0217】
<合成例4:ポリイミド樹脂Dの合成>
環流冷却器を連結した水分定量受器、窒素導入管、及び攪拌器を備えた、500mLのセパラブルフラスコを用意した。このフラスコに、4,4’-オキシジフタル酸無水物(ODPA)20.3g、γ-ブチロラクトン200g、トルエン20g、及び、5-(4-アミノフェノキシ)-3-[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]-1,1,3-トリメチルインダン29.6gを加えて、窒素気流下で45℃にて2時間攪拌して、反応を行った。次いで、この反応溶液を昇温し、約160℃に保持しながら、窒素気流下で縮合水をトルエンとともに共沸除去した。水分定量受器に所定量の水がたまっていること、及び、水の流出が見られなくなっていることを確認した。確認後、反応溶液を更に昇温し、200℃で1時間攪拌した。その後、冷却して、1,1,3-トリメチルインダン骨格を有するポリイミド樹脂Dを含む溶液(不揮発成分20質量%)を得た。得られたポリイミド樹脂Dは、下記式(X1)で表される繰り返し単位及び下記式(X2)で示す繰り返し単位を有していた。また、ポリイミド樹脂Dの重量平均分子量は、12,000であった。
【0218】
【化3】
【0219】
[実施例1]
(1)樹脂組成物の調製
ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬社製「NC3000」、エポキシ当量約269g/eq.)12部とビスフェノール型エポキシ樹脂(日鉄ケミカル&マテリアル社製「ZX1059」、ビスフェノールA型とビスフェノールF型の1:1混合品、エポキシ当量約169g/eq.)6部を、メチルエチルケトン40部に撹拌しながら加熱溶解させた。これを室温にまで冷却し、エポキシ樹脂の溶解組成物を調製した。
このエポキシ樹脂の溶解組成物に、中空PPE粒子(積水化成品工業社製「XX-6655Z」、平均粒径0.4μm、90%粒径D90は1μm未満)3部、活性エステル系硬化剤(DIC社製「HPC-8151-62T」、活性エステル基当量約240g/eq.、不揮発成分率62質量%のトルエン溶液)50部、シランカップリング剤(信越化学工業社製「KBM-573」)で表面処理された球形シリカ(アドマテックス社製「SO-C2」、平均粒径0.5μm、比表面積5.8m/g)150部、トリアジン骨格含有フェノール系硬化剤(DIC社製「LA-3018-50P」、活性基当量約151g/eq.、不揮発成分率50%の2-メトキシプロパノール溶液)4部、イミダゾール系硬化促進剤(四国化成工業社製「1B2PZ」、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール)0.5部、フェノキシ樹脂(三菱ケミカル社製「YX7553BH30」、不揮発分30質量%のMEKとシクロヘキサノンの1:1溶液)2部を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散して、樹脂組成物を調製した。
【0220】
(2)樹脂シートの製造
支持体として、離型層を備えたポリエチレンテレフタレートフィルム(リンテック社製「AL5」、厚さ38μm)を用意した。この支持体の離型層上に、上記(1)で調製した樹脂組成物を、乾燥後の樹脂組成物層の厚さが40μmとなるように均一に塗布した。その後、樹脂組成物を80℃~100℃(平均90℃)で4分間乾燥させて、樹脂組成物層/支持体の層構成を有する樹脂シートを得た。
【0221】
[実施例2]
(1)中空PPE粒子(積水化成品工業社製「XX-6655Z」)の配合量を3部から20部に変更した点、(2)シランカップリング剤(信越化学工業社製「KBM-573」)で表面処理された球形シリカ(アドマテックス社製「SO-C2」)の配合量を150部から200部に変更した点、(3)スチリル樹脂(三菱ガス化学社製「OPE-2St 2200」、不揮発成分率65%のトルエン溶液)5部をさらに用いた点、(4)カルボジイミド系硬化剤(日清紡ケミカル社製「V-03」、活性基当量約216g/eq.、不揮発成分率50%のトルエン溶液)4部をさらに用いた点以外は、実施例1と同様にして、樹脂組成物を調製し、樹脂シートを得た。
【0222】
[実施例3]
(1)中空PPE粒子(積水化成品工業社製「XX-6655Z」)に代えて、中実PPE粒子(積水化成品工業社製「XX-6714Z」、平均粒径0.7μm、90%粒径D90は1μm未満)3部を用いた点、(2)活性エステル系硬化剤(DIC社製「HPC-8151-62T」)に代えて、活性エステル系硬化剤(DIC社製「HPC-8000-65T」、活性エステル基当量約223g/eq.、不揮発成分率65%のトルエン溶液)50部を用いた点、(3)合成例3で得られたイミド樹脂Cを6部さらに用いた点、(4)カルボジイミド系硬化剤(日清紡ケミカル社製「V-03」、活性基当量約216g/eq.、不揮発成分率50%のトルエン溶液)4部をさらに用いた点、(5)シランカップリング剤(信越化学工業社製「KBM-573」)で表面処理された球形シリカ(アドマテックス社製「SO-C2」)の配合量を150部から160部に変更した点以外は、実施例1と同様にして、樹脂組成物を調製し、樹脂シートを得た。
【0223】
[実施例4]
(1)中空PPE粒子(積水化成品工業社製「XX-6655Z」)に代えて中実PPE粒子(積水化成品工業社製「XX-6714Z」、平均粒径0.7μm)3部を用いた点、(2)ビスマレイミド化合物(DMI社製「BMI-1500」)3部をさらに用いた点、(3)シランカップリング剤(信越化学工業社製「KBM-573」)で表面処理された球形シリカ(アドマテックス社製「SO-C2」)の配合量を150部から160部に変更した点以外は、実施例1と同様にして、樹脂組成物を調製し、樹脂シートを得た。
【0224】
[実施例5]
(1)中空PPE粒子(積水化成品工業社製「XX-6655Z」)の配合量を3部から1部に変更した点、(2)ビスフェノール型エポキシ樹脂(日鉄ケミカル&マテリアル社製「ZX1059」)6部に代えてビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製「828EL」、エポキシ当量約180)6部を用いた点、(3)合成例2で得られたマレイミド化合物Bを5部さらに用いた点以外は、実施例1と同様にして、樹脂組成物を調製し、樹脂シートを得た。
【0225】
[実施例6]
(1)ビスフェノール型エポキシ樹脂(日鉄ケミカル&マテリアル社製「ZX1059」)6部に代えてビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製「828EL」、エポキシ当量約180)6部を用いた点、(2)活性エステル系硬化剤(DIC社製「HPC-8151-62T」)50部に代えて活性エステル系硬化剤(DIC社製「HPC-8000-65T」、活性エステル基当量約223g/eq.、不揮発成分率65%のトルエン溶液)50部を用いた点、(3)シランカップリング剤(信越化学工業社製「KBM-573」)で表面処理された球形シリカ(アドマテックス社製「SO-C2」)150部に代えて同表面処理された球形シリカ(デンカ社製「UFP-30」、平均粒径0.3μm、比表面積30.7m/g、単位表面積当たりのカーボン量0.22mg/m)70部を用いた点、(4)フェノキシ樹脂(三菱ケミカル社製「YX7553BH30」)の配合量を2部から10部に変更した点以外は、実施例1と同様にして、樹脂組成物を調製し、樹脂シートを得た。
【0226】
[実施例7]
(1)活性エステル系硬化剤(DIC社製「HPC-8000-65T」)の配合量を50部から10部に変更した点、(2)シアネートエステル系硬化剤(ロンザジャパン社製「BA230S75」、ビスフェノールAジシアネートのプレポリマー、シアネート当量約232g/eq.、不揮発成分率75質量%のMEK溶液)20部をさらに用いた点、(3)トリアジン骨格含有フェノール系硬化剤(DIC社製「LA-3018-50P」、活性基当量約151g/eq.、不揮発成分率50%の2-メトキシプロパノール溶液)4部に代えてカルボジイミド系硬化剤(日清紡ケミカル社製「V-03」、活性基当量約216g/eq.、不揮発成分率50%のトルエン溶液)4部を用いた点、(4)表面処理された球形シリカ(デンカ社製「UFP-30」)70部に代えて同表面処理された球形シリカ(アドマテックス社製「SO-C2」、平均粒径0.5μm、比表面積5.8m/g)120部を用いた点、(5)イミダゾール系硬化促進剤(四国化成工業社製「1B2PZ」、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール)0.5部に代えてコバルト(III)アセチルアセトナート(東京化成社製)の1質量%のMEK溶液)1部を用いた点以外は、実施例6と同様にして、樹脂組成物を調製し、樹脂シートを得た。
【0227】
[実施例8]
中空PPE粒子(積水化成品工業社製「XX-6655Z」)3部に代えて、合成例1で作製した微粒子Aを15部用いた点以外は、実施例1と同様にして、樹脂組成物を調製し、樹脂シートを得た。
【0228】
[実施例9]
フェノキシ樹脂(三菱ケミカル社製「YX7553BH30」、不揮発成分30質量%のMEKとシクロヘキサノンの1:1溶液)2部に代えて、合成例4で得られたポリイミド樹脂Dを6部用いた点以外は、実施例1と同様にして、樹脂組成物を調製し、樹脂シートを得た。
【0229】
[比較例1]
中空PPE粒子(積水化成品工業社製「XX-6655Z」)3部を用いなかった以外は、実施例1と同様にして、樹脂組成物を調製し、樹脂シートを得た。
【0230】
[比較例2]
中空PPE粒子(積水化成品工業社製「XX-6655Z」)3部に代えてゴム粒子(アイカ工業社製「スタフィロイドAC3816N」、平均粒径0.3μm)3部を用いた以外は、実施例1と同様にして、樹脂組成物を調製し、樹脂シートを得た。
【0231】
[比較例3]
中空PPE粒子(積水化成品工業社製「XX-6655Z」)3部に代えてアクリル粒子(綜研化学社製「MX-80H3wT」、平均粒径0.8μm)3部を用いた以外は、実施例1と同様にして、樹脂組成物を調製し、樹脂シートを得た。
【0232】
[比較例4]
中空PPE粒子(積水化成品工業社製「XX-6655Z」)3部に代えてスチレン粒子(綜研化学社製「SX-500H」、平均粒径5.0μm)3部を用いた以外は、実施例1と同様にして、樹脂組成物を調製し、樹脂シートを得た。
【0233】
[比較例5]
中空PPE粒子(積水化成品工業社製「XX-6655Z」)3部を用いなかった以外は、実施例6と同様にして、樹脂組成物を調製し、樹脂シートを得た。
【0234】
[比較例6]
中空PPE粒子(積水化成品工業社製「XX-6655Z」)3部を用いなかった以外は、実施例7と同様にして、樹脂組成物を調製し、樹脂シートを得た。
【0235】
<各種評価試験>
[試験例1:誘電正接(Df)の測定]
実施例及び比較例で製造した樹脂シートを200℃にて90分間加熱して樹脂組成物層を熱硬化させた後、支持体を剥離することで、樹脂組成物の硬化物で形成された硬化物フィルムを得た。硬化物フィルムを、幅2mm、長さ80mmに切り出し、評価用硬化物Aを得た。
【0236】
得られた評価用硬化物Aについて、アジレントテクノロジーズ社製「HP8362B」を用いて、空洞共振摂動法により測定周波数5.8GHz、測定温度23℃にて誘電正接(Df値)を測定した。3本の試験片について測定を行い、平均値を算出した。
【0237】
[試験例2:デスミア処理(粗化処理)後のクラックの評価]
内層基板として、残銅率60%になるように直径350μmの円形の銅パッド(銅厚35μm)を400μm間隔で格子状に形成したコア材(日立化成工業社製「E705GR」、厚さ400μm)を用意した。そして、実施例及び比較例で製造した樹脂シートを、バッチ式真空加圧ラミネーター(ニッコー・マテリアルズ社製2ステージビルドアップラミネーター「CVP700」)を用いて、樹脂組成物層が該内層基板と接合するように、内層基板の両面に積層した。積層は、30秒間減圧して気圧を13hPa以下とした後、温度100℃、圧力0.74MPaにて30秒間圧着することにより実施した。次いで、130℃のオーブンに投入して30分間加熱し、次いで170℃のオーブンに移し替えて30分間加熱することにより、樹脂組成物層を熱硬化させて絶縁層を形成した。支持体を剥離して絶縁層を露出させた後、得られた基板を、膨潤液(アトテックジャパン社製「スエリングディップ・セキュリガントP」)に60℃で10分間浸漬し、次いで、粗化液(アトテックジャパン社製「コンセントレート・コンパクトP」、KMnO:60g/L、NaOH:40g/Lの水溶液)に80℃で30分間浸漬し、最後に、中和液(アトテックジャパン社製「リダクションソリューション・セキュリガントP」)に40℃で5分間浸漬した。処理後の回路基板について、銅パッド部を100個観察して絶縁層のクラックの有無を確認し、下記の評価基準で評価した。
【0238】
クラック耐性の評価基準:
〇:クラックが10個以下である場合
△:クラックが10個より多く20個以下である場合
×:クラックが20個より多い場合
【0239】
[試験例3:高温高湿環境試験(HAST)後の銅箔ピール強度の測定]
(1)銅箔の下地処理
三井金属社製「3EC-III」(電界銅箔、35μm)の光沢面をマイクロエッチング剤(メック社製「CZ8101」)にて1μmエッチングして銅表面の粗化処理を行い、次いで防錆処理(CL8300)を施した。さらに、130℃のオーブンで30分間加熱処理した。この銅箔をCZ銅箔という。
【0240】
(2)内層基板の用意
内層回路を形成したガラス布基材エポキシ樹脂両面銅張積層板(銅箔の厚さ18μm、基板の厚さ0.4mm、パナソニック社製「R1515A」)の両面をマイクロエッチング剤(メック社製「CZ8101」)にて1μmエッチングして銅表面の粗化処理を行った。
【0241】
(3)評価基板の作製
実施例及び比較例で得た樹脂シートを、バッチ式真空加圧ラミネーター(ニッコー・マテリアルズ社製、2ステージビルドアップラミネーター「CVP700」)を用いて、樹脂組成物層が内層基板と接するように、内層基板の両面に積層した。積層は、30秒間減圧して気圧を13hPa以下に調整した後、120℃、圧力0.74MPaにて30秒間圧着させることにより実施した。次いで、100℃、圧力0.5MPaにて60秒間熱プレスして平滑化した。平滑化の後、支持体を剥離した。露出した樹脂組成物層上に、CZ銅箔の処理面を、上記と同様の条件で積層した。そして、200℃、90分間の硬化条件で樹脂組成物層を硬化して絶縁層を形成することで、CZ銅箔/絶縁層/内層基板/絶縁層/CZ銅箔の構造を有する評価基板を作製した。
【0242】
(4)HAST後の銅箔ピール強度の測定
得られた評価基板について、高度加速寿命試験装置(楠本化成社製「PM422」)を用いて、130℃、85%RHの条件で100時間の高温高湿環境試験を実施した。その後、HAST後の評価基板を150×30mmの小片に切断した。小片の銅箔部分に、カッターを用いて幅10mm、長さ100mmの部分の切込みをいれて、切込みの一端を剥がして引っ張り試験機(TSE社製「AC-50C-SL」)のつかみ具で掴み、室温にて、50mm/分の速度で垂直方向に35mmを引き剥がした時の荷重[kgf/cm]を測定した。得られた荷重の値を、HAST後の銅箔ピール強度とした。測定はJIS C6481に準拠して行った。
【0243】
[試験例4:アンジュレーション(Undulation)の評価]
内層基板として、直径200μmの円形のデガスホールを2mm間隔で格子状に形成したコア材(日立化成工業社製「E705GR」、厚さ400μm、銅厚35μm)を用意した。そして、実施例及び比較例で得た樹脂シートを、バッチ式真空加圧ラミネーター(ニッコー・マテリアルズ社製2ステージビルドアップラミネーター「CVP700」)を用いて、樹脂組成物層が内層基板と接合するように、内層基板の両面に積層した。積層は、30秒間減圧して気圧を13hPa以下とした後、温度100℃、圧力0.74MPaにて30秒間圧着することにより、実施した。これを、130℃のオーブンに投入して30分間加熱し、次いで170℃のオーブンに移し替えて30分間加熱することにより、樹脂組成物層を硬化して絶縁層を形成した。支持体を剥離して絶縁層を露出させた後、非接触型表面粗さ計(ビーコインスツルメンツ社製「WYKO NT3300」)を用いて、絶縁層の最上部と最下部の高さを測定し、以下の基準で評価した。アンジュレーションは、絶縁層の最上部と最下部の高さの差異(μm)とした。
【0244】
アンジュレーションの評価基準:
〇:アンジュレーションが2μm以下である場合
△:アンジュレーションが2μmより大きく、3μm以下である場合
×:アンジュレーションが3μmより大きい場合
【0245】
実施例1~9、比較例1~6の結果を表1に示す。
【0246】
【表1】