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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】P2024155375
(43)【公開日】2024-10-31
(54)【発明の名称】熱硬化性樹脂組成物
(51)【国際特許分類】
   C08G 59/04 20060101AFI20241024BHJP
   C08G 65/10 20060101ALI20241024BHJP
   C08J 7/04 20200101ALI20241024BHJP
   H05K 1/03 20060101ALI20241024BHJP
【FI】
C08G59/04
C08G65/10
C08J7/04 A CER
C08J7/04 CEZ
H05K1/03 630H
H05K1/03 610H
H05K1/03 610R
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023070039
(22)【出願日】2023-04-21
(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】永田 万桜
(72)【発明者】
【氏名】中村 洋介
(72)【発明者】
【氏名】渡邊 真俊
【テーマコード(参考)】
4F006
4J005
4J036
【Fターム(参考)】
4F006AA35
4F006AB34
4F006AB76
4F006BA06
4F006CA08
4F006EA05
4J005AA04
4J005BB02
4J036AA01
4J036AA02
4J036AB01
4J036AB09
4J036AD00
4J036AF00
4J036EA01
4J036EA03
4J036EA04
4J036FA11
4J036GA22
4J036GA25
4J036GA26
4J036JA08
(57)【要約】
【課題】室温環境下において低誘電正接を呈すると共に、高温環境下においても誘電正接の上昇が抑えられ良好な誘電正接を呈する硬化物をもたらす、新規な熱硬化性樹脂組成物を提供する。
【解決手段】(A)下記式(1)で表される単官能エポキシ樹脂、及び、(B)ラジカル重合性化合物を含む、熱硬化性樹脂組成物。
【化1】
(式(1)中、Rは、1価の脂肪族基を表す。)
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A)下記式(1)で表される単官能エポキシ樹脂、及び、(B)ラジカル重合性化合物を含む、熱硬化性樹脂組成物。
【化1】
(式(1)中、Rは、1価の脂肪族基を表す。)
【請求項2】
さらに(E)無機充填材を含む、請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物。
【請求項3】
熱硬化性樹脂組成物中の樹脂成分を100質量%としたとき、(A)成分の含有量が0.5~20質量%である、請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物。
【請求項4】
熱硬化性樹脂組成物中の樹脂成分を100質量%としたとき、(B)成分の含有量が1~70質量%である、請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物。
【請求項5】
熱硬化性樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%としたとき、(E)成分の含有量が40質量%以上である、請求項2に記載の熱硬化性樹脂組成物。
【請求項6】
式(1)中、Rが、下記式(2)で表される、請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物。
【化2】
(式(2)中、
は、1価の脂肪族基を表し、
及びRは、それぞれ独立に、2価の脂肪族基を表し、
Xは、-C(=O)-O-、又は、-O-を表し、
n1は、0~50の数を表し、
n2及びn3は、それぞれ独立に、0又は1を表す。)
【請求項7】
さらに(A)成分以外のエポキシ樹脂を含む、請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物。
【請求項8】
エポキシ樹脂の合計を100質量%としたとき、(A)成分の含有量が1質量%以上である、請求項7に記載の熱硬化性樹脂組成物。
【請求項9】
(A)成分と(B)成分との質量比((A)成分/(B)成分)が、0.01以上である、請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物。
【請求項10】
回路基板の絶縁層用である、請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物。
【請求項11】
支持体と、該支持体上に設けられた請求項1~10の何れか1項に記載の熱硬化性樹脂組成物の層とを含む、樹脂シート。
【請求項12】
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11に記載の樹脂シート。
【請求項13】
請求項1~10の何れか1項に記載の熱硬化性樹脂組成物の硬化物。
【請求項14】
請求項1~10の何れか1項に記載の熱硬化性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15】
請求項14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、熱硬化性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】
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には、高周波環境で作動させる際の伝送損失を抑えるべく良好な誘電特性(低誘電率、低誘電正接)を示すことが求められる。良好な誘電特性を呈する絶縁材料としては、ラジカル重合性化合物を含む絶縁材料や(例えば、特許文献1)、エポキシ樹脂の硬化剤として活性エステル樹脂を含む絶縁材料(例えば、特許文献2)が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2017-71798号公報
【特許文献2】特開2009-235165号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
近年の通信の高速化に伴い、回路基板の絶縁材料は、更に良好な誘電特性を呈することが求められている。また、高周波環境での作動時など、半導体装置は高温環境下に曝される場合があるが、室温環境下で良好な誘電特性を呈する材料であっても、高温環境下では誘電特性(特に誘電正接)が悪化する場合があり、実使用環境下で所期の誘電特性を達成できない場合があることを見出した。
【0005】
本発明の課題は、室温環境下において低誘電正接を呈すると共に、高温環境下においても誘電正接の上昇が抑えられ良好な誘電正接を呈する硬化物をもたらす、新規な熱硬化性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】
【0006】
本発明者らは、鋭意検討した結果、下記構成を有する熱硬化性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。
【0007】
すなわち、本発明は以下の内容を含む。
<1>
(A)下記式(1)で表される単官能エポキシ樹脂、及び、(B)ラジカル重合性化合物を含む、熱硬化性樹脂組成物。
【化1】
(式(1)中、Rは、1価の脂肪族基を表す。)
<2>
さらに(E)無機充填材を含む、<1>に記載の熱硬化性樹脂組成物。
<3>
熱硬化性樹脂組成物中の樹脂成分を100質量%としたとき、(A)成分の含有量が0.5~20質量%である、<1>又は<2>に記載の熱硬化性樹脂組成物。
<4>
熱硬化性樹脂組成物中の樹脂成分を100質量%としたとき、(B)成分の含有量が1~70質量%である、<1>~<3>の何れかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
<5>
熱硬化性樹脂組成物中の不揮発成分を100質量%としたとき、(E)成分の含有量が40質量%以上である、<2>~<4>の何れかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
<6>
式(1)中、Rが、下記式(2)で表される、<1>~<5>の何れかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
【化2】
(式(2)中、
は、1価の脂肪族基を表し、
及びRは、それぞれ独立に、2価の脂肪族基を表し、
Xは、-C(=O)-O-、又は、-O-を表し、
n1は、0~50の数を表し、
n2及びn3は、それぞれ独立に、0又は1を表す。)
<7>
さらに(A)成分以外のエポキシ樹脂を含む、<1>~<6>の何れかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
<8>
エポキシ樹脂の合計を100質量%としたとき、(A)成分の含有量が1質量%以上である、<7>に記載の熱硬化性樹脂組成物。
<9>
(A)成分と(B)成分との質量比((A)成分/(B)成分)が、0.01以上である、<1>~<8>の何れかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
<10>
回路基板の絶縁層用である、<1>~<9>の何れかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
<11>
支持体と、該支持体上に設けられた<1>~<10>の何れかに記載の熱硬化性樹脂組成物の層とを含む、樹脂シート。
<12>
支持体が、熱可塑性樹脂フィルム又は金属箔である、<11>に記載の樹脂シート。
<13>
<1>~<10>の何れかに記載の熱硬化性樹脂組成物の硬化物。
<14>
<1>~<10>の何れかに記載の熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなる絶縁層を含む、回路基板。
<15>
<14>に記載の回路基板を含む、半導体装置。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、室温環境下において低誘電正接を呈すると共に、高温環境下においても誘電正接の上昇が抑えられ良好な誘電正接を呈する硬化物をもたらす、新規な熱硬化性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】
【0009】
<用語の説明>
本明細書において、「脂肪族基」という用語は、脂肪族化合物から水素原子を1個以上除いた基をいう。詳細には、1価の脂肪族基とは、脂肪族化合物から水素原子を1個除いた基をいい、2価の脂肪族基とは、脂肪族化合物から水素原子を2個除いた基をいう。ここで、脂肪族化合物は、炭素原子と水素原子のみから構成されるヘテロ原子非含有の脂肪族化合物であってもよく、炭素原子及び水素原子のほか、ヘテロ原子を含んで構成されるヘテロ原子含有の脂肪族化合物であってもよい。本明細書において、「ヘテロ原子」という用語は、炭素原子及び水素原子以外の原子をいい、例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、珪素原子、ハロゲン原子等が挙げられる。
【0010】
本明細書において、「脂肪族炭化水素基」という用語は、炭素原子と水素原子のみから構成されるヘテロ原子非含有の脂肪族化合物から水素原子を1個以上除いた基をいう。詳細には、1価の脂肪族炭化水素基とは、ヘテロ原子非含有の脂肪族化合物から水素原子を1個除いた基をいい、2価の脂肪族基とは、ヘテロ原子非含有の脂肪族化合物から水素原子を2個除いた基をいう。1価の脂肪族炭化水素基としては、例えば、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シクロアルキル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいシクロアルケニル基、置換基を有していてもよいアルカポリエニル基(二重結合の数は好ましくは2~10、より好ましくは2~6、さらに好ましくは2~4、さらにより好ましくは2)が挙げられる。また2価の脂肪族炭化水素基としては、例えば、置換基を有していてもよいアルキレン基、置換基を有していてもよいシクロアルキレン基、置換基を有していてもよいアルケニレン基、置換基を有していてもよいシクロアルケニレン基、置換基を有していてもよいアルカポリエニレン基(二重結合の数は好ましくは2~10、より好ましくは2~6、さらに好ましくは2~4、さらにより好ましくは2)が挙げられる。ここで、アルキル基、アルケニル基、アルカポリエニル基、アルキレン基、アルケニレン基、アルカポリエニレン基は何れも、直鎖状又は分岐状のいずれであってもよい。本明細書において、脂肪族炭化水素基の炭素原子数は、特に記載のない限り、好ましくは1以上、より好ましくは2以上又は3以上であり、好ましくは100以下、より好ましくは80以下、さらに好ましくは60以下、50以下、又は40以下である。該炭素原子数に置換基の炭素原子数は含まれない。
【0011】
本明細書において、「ヘテロ原子含有脂肪族基」という用語は、ヘテロ原子を含有する脂肪族化合物から水素原子を1個以上除いた基をいう。詳細には、1価のヘテロ原子含有脂肪族基とは、ヘテロ原子を含有する脂肪族化合物から水素原子を1個除いた基をいい、2価のヘテロ原子含有脂肪族基とは、ヘテロ原子を含有する脂肪族化合物から水素原子を2個除いた基をいう。本明細書における「ヘテロ原子含有脂肪族基」において、ヘテロ原子は、当該基を構成する炭素原子の何れかに結合していればよく、例えば、(i)炭素-炭素結合間に介在してもよく、(ii)末端炭素に結合していてもよい。また、本明細書における「ヘテロ原子含有脂肪族基」において、結合手は、炭素原子から伸びていてもよく、ヘテロ原子から伸びていてもよい。ヘテロ原子含有脂肪族基は、飽和又は不飽和の何れのヘテロ原子含有脂肪族基であってもよく、環状構造を有してもよい。1価のヘテロ原子含有脂肪族基としては、例えば、置換基を有していてもよいヘテロアルキル基、置換基を有していてもよいヘテロアルケニル基、置換基を有していてもよいヘテロアルキニル基、置換基を有していてもよいヘテロアルカポリエニル基、置換基を有していてもよい1価の脂肪族複素環基が挙げられる。1価のヘテロ原子含有脂肪族基としてはまた、1価の脂肪族炭素環基又は1価の脂肪族複素環基の結合手に-O-、-S-、-C(=O)-、-S(=O)-、-S(=O)-、-N(R’)-、-Si(R’)-、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される2価の基が結合してなる1価の基も挙げられる(式中、R’は水素原子、又は、後述の置換基を表す。以下、同様である。)。本明細書において、ヘテロ原子含有脂肪族基のヘテロ原子数は、特に記載のない限り、好ましくは1以上、2以上又は3以上であり、好ましくは30以下、25以下又は20以下であり、また、その炭素原子数は、特に記載のない限り、好ましくは1以上、より好ましくは2以上又は3以上であり、好ましくは100以下、より好ましくは80以下、さらに好ましくは60以下、50以下、又は40以下である。該ヘテロ原子数や炭素原子数に置換基のヘテロ原子数や炭素原子数は含まれない。
【0012】
本明細書において、「ヘテロアルキル基」という用語は、ヘテロ原子を含有する1価の飽和脂肪族基をいい、直鎖状又は分岐状のいずれであってもよい。該ヘテロアルキル基のヘテロ原子数や炭素原子数は、「ヘテロ原子含有脂肪族基」について述べたとおりであるが、そのヘテロ原子数は、好ましくは1以上20以下、より好ましくは1以上16以下であり、その炭素原子数は、好ましくは1以上50以下、より好ましくは1以上45以下である。該ヘテロアルキル基において、ヘテロ原子は、酸素原子、窒素原子、硫黄原子及び珪素原子からなる群から選択される1種以上であることが好ましく、例えば、-O-、-S-のようにヘテロ原子として存在してよく、-C(=O)-、-S(=O)-、-S(=O)-、-N(R’)-、-Si(R’)-や、これらの組み合わせ、あるいはこれらと-O-、-S-との組み合わせのようにヘテロ原子含有基として存在してもよい。該ヘテロアルキル基が2以上のヘテロ原子を含む場合、それらは互いに同じでも異なってもよい。先述のとおり、ヘテロ原子は、炭素-炭素結合間に介在してもよく、末端炭素に結合していてもよい。該ヘテロアルキル基としては、例えば、ヘテロ原子が末端炭素に結合しているものとして、アルキルオキシ基(アルコキシ基)、アルキルチオ基、アルキルスルホニル基、アルキルスルフィニル基、アルキルカルボニル基、アルキルアミノ基、アルキルシリル基、アルキルオキシカルボニル基、アルキルカルボニルオキシ基等が挙げられ;またヘテロ原子が炭素-炭素結合間に介在しているものとして、-O-、-S-、-C(=O)-、-S(=O)-、-S(=O)-、-N(R’)-、-Si(R’)-、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される1種以上の2価の基で分断されている1価の飽和脂肪族基が挙げられる。
【0013】
本明細書において、「ヘテロアルケニル基」という用語は、ヘテロ原子を含有し、炭素-炭素二重結合を1つ有する1価の不飽和脂肪族基をいい、直鎖状又は分岐状のいずれであってもよい。該ヘテロアルケニル基のヘテロ原子数や炭素原子数は、「ヘテロ原子含有脂肪族基」について述べたとおりであるが、そのヘテロ原子数は、好ましくは1以上20以下、より好ましくは1以上16以下であり、その炭素原子数は、好ましくは2以上50以下、より好ましくは2以上45以下である。ヘテロ原子の好適な種類や該基における存在位置に関しては、上記「ヘテロアルキル基」について述べたとおりである。該ヘテロアルケニル基の好適な例は、上記「ヘテロアルキル基」について例示した基において「アルキル」を「アルケニル」と、「1価の飽和脂肪族基」を「炭素-炭素二重結合を1つ有する1価の不飽和脂肪族基」とそれぞれ読み替えて適用すればよい。
【0014】
本明細書において、「ヘテロアルキニル基」という用語は、ヘテロ原子を含有し、炭素-炭素三重結合を1つ有する1価の不飽和脂肪族基をいい、直鎖状又は分岐状のいずれであってもよい。該ヘテロアルキニル基のヘテロ原子数や炭素原子数は、「ヘテロ原子含有脂肪族基」について述べたとおりであるが、そのヘテロ原子数は、好ましくは1以上20以下、より好ましくは1以上16以下であり、その炭素原子数は、好ましくは2以上50以下、より好ましくは2以上45以下である。ヘテロ原子の好適な種類や該基における存在位置に関しては、上記「ヘテロアルキル基」について述べたとおりである。該ヘテロアルキニル基の好適な例は、上記「ヘテロアルキル基」について例示した基において「アルキル」を「アルキニル」と、「1価の飽和脂肪族基」を「炭素-炭素三重結合を1つ有する1価の不飽和脂肪族基」とそれぞれ読み替えて適用すればよい。
【0015】
本明細書において、「ヘテロアルカポリエニル基」という用語は、ヘテロ原子を含有し、炭素-炭素二重結合を2つ以上有する1価の不飽和脂肪族基をいい、直鎖状又は分岐状のいずれであってもよい。該ヘテロアルカポリエニル基のヘテロ原子数や炭素原子数は、「ヘテロ原子含有脂肪族基」について述べたとおりであるが、そのヘテロ原子数は、好ましくは1以上20以下、より好ましくは1以上16以下であり、その炭素原子数は、好ましくは3以上50以下、より好ましくは3以上45以下である。該ヘテロアルカポリエニル基の好適な例は、上記「ヘテロアルキル基」について例示した基において「アルキル」を「アルカポリエニル」と、「1価の飽和脂肪族基」を「炭素-炭素二重結合を2つ以上有する1価の不飽和脂肪族基」とそれぞれ読み替えて適用すればよい。
【0016】
本明細書において、「1価の脂肪族炭素環基」という用語は、脂肪族環状炭化水素から水素原子を1個除いた基をいう。ここで、脂肪族炭素環は、脂肪族飽和炭素環又は脂肪族不飽和炭素環のいずれであってもよく、単環式脂肪族炭素環、2個以上の単環式脂肪族炭素環が縮合してなる縮合多環式脂肪族炭素環、又は2個以上の単環式脂肪族炭素環がスピロ結合してなるスピロ環式脂肪族炭素環のいずれであってもよい。該1価の脂肪族炭素環基の炭素原子数は、「脂肪族炭化水素基」について述べたとおりであるが、好ましくは3以上20以下、より好ましくは3以上15以下、さらに好ましくは3以上14以下、3以上12以下、3以上10以下、3以上7以下、又は3以上6以下である。該1価の炭素環基としては、例えば、1価の脂肪族飽和炭素環基としてシクロアルキル基が挙げられ;1価の脂肪族不飽和炭素環基としてシクロアルケニル基、シクロアルキニル基、及びシクロアルカポリエニル基が挙げられる。
【0017】
本明細書において、「1価の脂肪族複素環基」という用語は、脂肪族複素環化合物から水素原子を1個除いた基をいう。ここで、脂肪族複素環は、脂肪族飽和複素環又は脂肪族不飽和複素環のいずれであってもよく、単環式脂肪族複素環、縮合多環式脂肪族複素環、又はスピロ環式脂肪族複素環のいずれであってもよい。該1価の脂肪族複素環基のヘテロ原子数や炭素原子数は、「ヘテロ原子含有脂肪族基」について述べたとおりであるが、そのヘテロ原子数は、好ましくは1以上10以下、より好ましくは1以上8以下、さらに好ましくは1以上6以下、又は1以上4以下である。該1価の脂肪族複素環基の環員数は、好ましくは5以上20以下、より好ましくは5以上15以下、さらに好ましくは5以上12以下、又は5以上10以下である。該1価の脂肪族複素環基において、ヘテロ原子は、酸素原子、窒素原子及び硫黄原子からなる群から選択される1種以上であることが好ましい。
【0018】
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。
【0019】
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価の脂肪族複素環基、アルキリデン基、アシル基、アシルオキシ基、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。
【0020】
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価の脂肪族複素環基とは、脂肪族複素環式化合物から水素原子1個を除いた基をいう。該1価の脂肪族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。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で表される基(式中、Rはアルキル基)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。
【0021】
本明細書において、「C~C」(p及びqは正の整数であり、p<qを満たす。)という用語は、この用語の直後に記載された有機基の炭素原子数がp~qであることを表す。例えば、「C~C18アルキル基」は、炭素原子数1~18のアルキル基を示し、「C~Cアルキレン基」は、炭素原子数1~6のアルキレン基を示す。
【0022】
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。
【0023】
[熱硬化性樹脂組成物]
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、(A)下記式(1)で表される単官能エポキシ樹脂、及び、(B)ラジカル重合性化合物を含むことを特徴とする。
【0024】
【化3】
(式(1)中、Rは、1価の脂肪族基を表す。)
【0025】
先述のとおり、良好な誘電特性を呈する絶縁材料としては、ラジカル重合性化合物を含む絶縁材料や、エポキシ樹脂の硬化剤として活性エステル樹脂を含む絶縁材料が知られている。近年の通信の高速化に伴い、回路基板の絶縁材料は、更に良好な誘電特性を呈することが求められているが、これら従来の絶縁材料に関しては、誘電特性に改善の余地があった。また、高周波環境での作動時など、半導体装置は高温環境下に曝される場合があるが、室温環境下で良好な誘電特性を呈する材料であっても、高温環境下では誘電特性(特に誘電正接)が悪化する場合があり、実使用環境下で所期の誘電特性を達成できない場合があることを見出した。
【0026】
これに対し、ラジカル重合性化合物との組み合わせにおいて、エポキシ樹脂として上記式(1)で表される脂肪族単官能エポキシ樹脂を用いる本発明の熱硬化性樹脂組成物によれば、室温環境下において低誘電正接を呈すると共に、高温環境下においても誘電正接の上昇が抑えられ良好な誘電正接を呈する硬化物をもたらすことができる。さらには、ラジカル重合性化合物との組み合わせにおいて、上記式(1)で表される脂肪族単官能エポキシ樹脂を用いる本発明の熱硬化性樹脂組成物によれば、十分なガラス転移温度を呈し良好な耐熱性を有する硬化物をもたらすことができる上、良好なリフロー耐性を呈する硬化物をもたらすことができる。
【0027】
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、上記式(1)で表される脂肪族単官能エポキシ樹脂を含む限り、その他のエポキシ樹脂を含んでもよい。以下、上記式(1)で表される脂肪族単官能エポキシ樹脂を単に「脂肪族単官能エポキシ樹脂」あるいは「(A)成分」といい、その他のエポキシ樹脂を「(A)成分以外のエポキシ樹脂」あるいは単に「(A’)成分」という。また、これら(A)成分と(A’)成分を総称して単に「エポキシ樹脂」ともいう。
【0028】
以下、各成分について説明する。
【0029】
<(A)式(1)で表される脂肪族単官能エポキシ樹脂>
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、(A)成分として、式(1)で表される脂肪族単官能エポキシ樹脂を含む。
【0030】
【化4】
(式(1)中、Rは、1価の脂肪族基を表す。)
【0031】
Rで表される1価の脂肪族基としては、先述のとおりであるが、ラジカル重合性化合物との組み合わせにおいて、室温環境下において低誘電正接を呈すると共に、高温環境下においても誘電正接の上昇をいっそう抑えて更に良好な誘電正接を呈する硬化物をもたらす観点から、1価の脂肪族炭化水素基、又は、ヘテロ原子として酸素原子を含む1価のヘテロ原子含有脂肪族基が好ましい。
【0032】
中でも、1価の脂肪族炭化水素基としては、置換基を有していてもよいアルキル基、又は、置換基を有していてもよいアルケニル基であることが好適である。該アルキル基やアルケニル基の炭素原子数は、脂肪族炭化水素基について先述したとおりであるが、本発明の効果をより享受し得る観点から、好ましくは3以上、より好ましくは4以上、6以上又は8以上であり、その上限は、好ましくは20以下、より好ましくは18以下、16以下又は14以下である。
【0033】
また、ヘテロ原子として酸素原子を含む1価のヘテロ原子含有脂肪族基としては、(i)ヘテロ原子(酸素原子)が末端炭素に結合しているものとして、置換基を有していてもよいアルコキシ基、又は、置換基を有していてもよいアルケニルオキシ基が好ましく、(ii)ヘテロ原子(酸素原子)が炭素-炭素結合間に介在しているものとして、-O-、-C(=O)-、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される1種以上の2価の基で分断されている1価の飽和脂肪族基、又は、-O-、-C(=O)-、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される1種以上の2価の基で分断されている、炭素-炭素二重結合を1つ有する1価の不飽和脂肪族基が好ましい。ここで、後者(ii)の態様における1価の飽和脂肪族基や炭素-炭素二重結合を1つ有する1価の不飽和脂肪族基は置換基を有していてもよい。
前者(i)の態様におけるアルコキシ基やアルケニルオキシ基の炭素原子数は、ヘテロ原子含有脂肪族基について先述したとおりであるが、本発明の効果をより享受し得る観点から、好ましくは2以上、より好ましくは3以上、4以上、6以上又は8以上であり、その上限は、好ましくは20以下、より好ましくは18以下、16以下又は14以下である。
また後者(ii)の態様における、-O-、-C(=O)-、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される1種以上の2価の基で分断されている、1価の飽和脂肪族基や炭素-炭素二重結合を1つ有する1価の不飽和脂肪族基について、その炭素原子数やヘテロ原子数は、ヘテロ原子含有脂肪族基について先述したとおりであるが、本発明の効果をより享受し得る観点から、炭素原子数は、好ましくは4以上、より好ましくは5以上、6以上又は8以上であり、その上限は、好ましくは50以下、より好ましくは40以下、30以下又は20以下であり、ヘテロ原子(酸素原子)数は、好ましくは20以下、より好ましくは18以下、16以下、14以下、12以下、又は10以下、さらに好ましくは8以下、6以下、又は5以下であり、その下限は、1以上である。
【0034】
これらの中でも、ラジカル重合性化合物との組み合わせにおいて、室温環境下において低誘電正接を呈すると共に、高温環境下においても誘電正接の上昇をいっそう抑えて更に良好な誘電正接を呈する硬化物をもたらす観点から、Rで表される1価の脂肪族基としては、置換基を有していてもよいアルキル基、又は、-O-、-C(=O)-、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される1種以上の2価の基で分断されている1価の飽和脂肪族基が好ましい。
【0035】
Rで表される1価の脂肪族基における置換基としては、先述のとおりであるが、本発明の効果をより享受し得る観点から、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、又はアルケニルオキシ基が好ましく、フッ素原子、炭素原子数1~6のアルキル基、炭素原子数2~6のアルケニル基、炭素原子数1~6のアルコキシ基、又は炭素原子数2~6のアルケニルオキシ基がより好ましい。
【0036】
ラジカル重合性化合物との組み合わせにおいて、室温環境下において低誘電正接を呈すると共に、高温環境下においても誘電正接の上昇を抑えて良好な誘電正接を呈する硬化物をもたらす観点から、Rで表される1価の脂肪族基は、置換基も含めて、芳香環を含まないことが好ましい。なお、芳香環とは、環上のπ電子系に含まれる電子数が4p+2個(pは自然数)であるヒュッケル則に従い芳香族性を呈するものをいう。
【0037】
好適な一実施形態において、式(1)中のRは、下記式(2)で表される。
【0038】
【化5】
(式(2)中、
は、1価の脂肪族基を表し、
及びRは、それぞれ独立に、2価の脂肪族基を表し、
Xは、-C(=O)-O-、又は、-O-を表し、
n1は、0~50の数を表し、
n2及びn3は、それぞれ独立に、0又は1を表す。)
【0039】
式(2)中、Rは、1価の脂肪族基を表す。Rで表される1価の脂肪族基は先述のとおりであるが、ラジカル重合性化合物との組み合わせにおいて、室温環境下において低誘電正接を呈すると共に、高温環境下においても誘電正接の上昇をいっそう抑えて更に良好な誘電正接を呈する硬化物をもたらす観点から、置換基を有していてもよいアルキル基、又は、置換基を有していてもよいアルケニル基であることが好適である。該アルキル基やアルケニル基の炭素原子数は、脂肪族炭化水素基について先述したとおりであるが、本発明の効果をより享受し得る観点から、好ましくは3以上、より好ましくは4以上、6以上又は8以上であり、その上限は、好ましくは20以下、より好ましくは18以下、16以下又は14以下である。
【0040】
式(2)中、Rは、それぞれ独立に、2価の脂肪族基を表す。Rで表される2価の脂肪族基は先述のとおりであるが、ラジカル重合性化合物との組み合わせにおいて、室温環境下において低誘電正接を呈すると共に、高温環境下においても誘電正接の上昇をいっそう抑えて更に良好な誘電正接を呈する硬化物をもたらす観点から、置換基を有していてもよいアルキレン基、又は、置換基を有していてもよいアルケニレン基であることが好適である。該アルキレン基やアルケニレン基の炭素原子数は、脂肪族炭化水素基について先述したとおりであるが、本発明の効果をより享受し得る観点から、好ましくは1以上、又は2以上であり、その上限は、好ましくは6以下、4以下、又は3以下である。
【0041】
式(2)中、Rは、2価の脂肪族基を表す。Rで表される2価の脂肪族基は先述のとおりであるが、ラジカル重合性化合物との組み合わせにおいて、室温環境下において低誘電正接を呈すると共に、高温環境下においても誘電正接の上昇をいっそう抑えて更に良好な誘電正接を呈する硬化物をもたらす観点から、置換基を有していてもよいアルキレン基であることが好適である。該アルキレン基の炭素原子数は、脂肪族炭化水素基について先述したとおりであるが、本発明の効果をより享受し得る観点から、好ましくは6以下、4以下、又は3以下、より好ましくは2又は1である。
【0042】
式(2)中、Xは、-C(=O)-O-(カルボニルオキシ基;エステル結合)、又は、-O-(オキシ基;エーテル結合)を表す。
【0043】
式(2)中、n1は、0~50の数を表し、好ましくは40以下、より好ましくは30以下、25以下、20以下、又は15以下である。n1が1以上の場合、R2の種類やn1の数値は、(A)成分のエポキシ基当量が後述する好適範囲を充足するように決定することが好ましい。
【0044】
式(2)中、n2及びn3は、それぞれ独立に、0又は1を表す。
【0045】
で表される1価の脂肪族基や、R、Rで表される2価の脂肪族基における置換基は先述のとおりであるが、中でも、本発明の効果をより享受し得る観点から、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、又はアルケニルオキシ基が好ましく、フッ素原子、炭素原子数1~6のアルキル基、炭素原子数2~6のアルケニル基、炭素原子数1~6のアルコキシ基、又は炭素原子数2~6のアルケニルオキシ基がより好ましい。
【0046】
ラジカル重合性化合物との組み合わせにおいて、室温環境下において低誘電正接を呈すると共に、高温環境下においても誘電正接の上昇をいっそう抑えて更に良好な誘電正接を呈する硬化物をもたらす観点から特に好適なRで表される1価の脂肪族基、すなわち式(2)で表される1価の脂肪族基の例を以下に示す。
【0047】
好適な一実施形態において、式(2)中、
は、置換基を有していてもよいアルキル基、又は、置換基を有していてもよいアルケニル基を表し、
は、置換基を有していてもよいアルキレン基、又は、置換基を有していてもよいアルケニレン基を表し、
は、置換基を有していてもよいアルキレン基を表し、
Xは、-C(=O)-O-、又は、-O-を表し、
n1は、0~30の数を表し、
n2及びn3は、それぞれ独立に、0又は1を表し、ここで置換基は、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、及びアルケニルオキシ基から選択される1種以上である。
【0048】
より好適な一実施形態において、式(2)中、
は、置換基を有していてもよいC~C20アルキル基、又は、置換基を有していてもよいC~C20アルケニル基を表し、
は、置換基を有していてもよいC~Cアルキレン基、又は、置換基を有していてもよいC~Cアルケニレン基を表し、
は、置換基を有していてもよいC~Cアルキレン基を表し、
Xは、-C(=O)-O-、又は、-O-を表し、
n1は、0~20の数を表し、
n2及びn3は、それぞれ独立に、0又は1を表し、ここで置換基は、フッ素原子、炭素原子数1~6のアルキル基、炭素原子数2~6のアルケニル基、炭素原子数1~6のアルコキシ基、及び炭素原子数2~6のアルケニルオキシ基から選択される1種以上である。
【0049】
ラジカル重合性化合物との組み合わせにおいて、室温環境下において低誘電正接を呈すると共に、高温環境下においても誘電正接の上昇をいっそう抑えて更に良好な誘電正接を呈する硬化物をもたらす観点から、(A)成分のエポキシ基当量は、好ましくは120g/eq.以上、より好ましくは140g/eq.以上、150g/eq.以上、又は160g/eq.以上であり、その上限は、好ましくは1200g/eq.以下、又は1000g/eq.以下、より好ましくは800g/eq.以下、600g/eq.以下、500g/eq.以下、又は400g/eq.以下である。なお、エポキシ基当量は、1当量のエポキシ基を含むエポキシ樹脂の質量であり、JIS K7236に従って測定することができる。
【0050】
(A)成分としては、上記式(1)で表される構造を有する限り任意の脂肪族単官能エポキシ樹脂を用いてよく、例えば、各種脂肪族アルコールや脂肪酸と、エピハロヒドリンとの反応により得られた脂肪族単官能エポキシ樹脂や、各種不飽和脂肪族化合物の炭素-炭素二重結合を部分酸化して得られる脂肪族単官能エポキシ樹脂を用いてよい。
【0051】
(A)成分としては市販品を用いてもよい。斯かる市販品としては、例えば、式(1)中のRが脂肪族炭化水素基である脂肪族単官能エポキシ樹脂として、「vikolox(登録商標)-12」、「vikolox(登録商標)-14」、「vikolox(登録商標)-16」(Cargill社製);式(1)中のRがヘテロ原子含有脂肪族基である脂肪族単官能エポキシ樹脂として、「EX-121」、「EX-171」、「EX-192」(ナガセケムテックス社製;デナコールシリーズ)、「ED-502」、「ED-502S」(ADEKA社製;アデカグリシロールシリーズ)、「DY-BP」(四日市合成社製)、「FOLDI-E101」(日産化学社製)等が挙げられる。
【0052】
ラジカル重合性化合物との組み合わせにおいて、室温環境下において低誘電正接を呈すると共に、高温環境下においても誘電正接の上昇をいっそう抑えて更に良好な誘電正接を呈する硬化物をもたらす観点から、熱硬化性樹脂組成物中の(A)成分の含有量は、熱硬化性樹脂組成物中の樹脂成分を100質量%としたとき、好ましくは0.5質量%以上、0.6質量%以上又は0.8質量%、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%以上又は4質量%以上である。該含有量の上限は、高温環境下においても誘電正接の上昇をいっそう抑えて更に良好な誘電正接を呈する硬化物をもたらす観点、良好な耐熱性を呈する硬化物をもたらす観点、リフロー耐性の良好な硬化物をもたらす観点から、好ましくは20質量%以下、より好ましくは18質量%以下、16質量%以下又は14質量%以下、さらに好ましくは13質量%以下、12質量%以下、11質量%以下又は10質量%以下である。したがって一実施形態において、熱硬化性樹脂組成物中の(A)成分の含有量は、熱硬化性樹脂組成物中の樹脂成分を100質量%としたとき、0.5~20質量%である。
【0053】
本発明において、熱硬化性樹脂組成物についていう「樹脂成分」とは、熱硬化性樹脂組成物を構成する不揮発成分のうち、後述する(E)無機充填材を除いた成分をいう。
【0054】
-(A)成分以外のエポキシ樹脂-
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、エポキシ樹脂として、上記の(A)成分を含む限りにおいて、(A’)成分として、(A)成分以外のエポキシ樹脂を含んでよい。
【0055】
(A’)成分は、1分子中に1個以上(好ましくは2個以上)のエポキシ基を有し(A)成分に該当しない限り、その種類は特に限定されない。(A’)成分としては、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、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、ナフトール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、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、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、フルオレン骨格型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、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、シクロヘキサンジメタノール型エポキシ樹脂、トリメチロール型エポキシ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹脂等が挙げられる。
【0056】
(A’)成分としては、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。
【0057】
(A’)成分は、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。(A’)成分の不揮発成分を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。
【0058】
(A’)成分は、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。)に分類し得るが、本発明の熱硬化性樹脂組成物が(A’)成分を含む場合、液状エポキシ樹脂のみをさらに含んでもよく、固体状エポキシ樹脂のみをさらに含んでもよく、液状エポキシ樹脂と固体状エポキシ樹脂との組み合わせをさらに含んでもよい。(A’)成分として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1:0.01~1:10、より好ましくは1:0.05~1:5、さらに好ましくは1:0.1~1:2である。
【0059】
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。
【0060】
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。液状エポキシ樹脂の具体例としては、DIC社製の「HP-4032」、「HP-4032-D」、「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。
【0061】
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。
【0062】
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。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「NC-7000L」(ナフトールノボラック型エポキシ樹脂);日本化薬社製の「NC-3000H」、「NC-3000」、「NC-3000L」、「NC-3100」(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「ESN-475V」(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「ESN-485」(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。
【0063】
(A’)成分のエポキシ基当量は、好ましくは50g/eq.~2000g/eq.、より好ましくは60g/eq.~1000g/eq.、さらに好ましくは80g/eq.~500g/eq.である。
【0064】
(A’)成分の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは100~5,000、より好ましくは250~3,000、さらに好ましくは400~1,500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。
【0065】
本発明の熱硬化性樹脂組成物が(A’)成分、すなわち(A)成分以外のエポキシ樹脂を含む場合、エポキシ樹脂の合計(不揮発成分の合計)を100質量%としたとき、(A)成分の含有量は、好ましくは1質量%以上、2質量%以上又は3質量%以上、より好ましくは5質量%以上、6質量%以上又は8質量%以上、さらに好ましくは9質量%以上又は10質量%以上である。エポキシ樹脂の合計に占める(A)成分の含有量の上限は、高温環境下においても誘電正接の上昇をいっそう抑えて更に良好な誘電正接を呈する硬化物をもたらす観点、良好な耐熱性を呈する硬化物をもたらす観点、リフロー耐性の良好な硬化物をもたらす観点から、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、さらに好ましくは30質量%以下、28質量%以下、26質量%以下又は25質量%以下である。
【0066】
本発明の熱硬化性樹脂組成物において、エポキシ樹脂の合計含有量、すなわち(A)成分と(A’)成分の合計含有量は、上記の(A)成分の含有量やエポキシ樹脂の合計に占める(A)成分の含有量の好適範囲を満たすように適宜決定してよい。例えば、熱硬化性樹脂組成物中のエポキシ樹脂の合計含有量は、熱硬化性樹脂組成物中の樹脂成分を100質量%としたとき、好ましくは10質量%以上、より好ましくは15質量%以上、さらに好ましくは20質量%以上、25質量%以上、26質量%以上、28質量%以上又は30質量%以上である。該含有量の上限は、特に限定されず、熱硬化性樹脂組成物に要求される特性に応じて決定してよいが、ラジカル重合性化合物との組み合わせにおいて本発明の効果をより享受し得る観点から、好ましくは、60質量%以下、55質量%以下又は50質量%以下などとし得る。
【0067】
<(B)ラジカル重合性化合物>
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、(B)成分として、ラジカル重合性化合物を含む。これにより、良好な誘電特性を呈する硬化物をもたらす熱硬化性樹脂組成物を実現することができる。
【0068】
(B)成分は、ラジカル重合性不飽和基を含む。該ラジカル重合性不飽和基は、ラジカル重合性を呈する不飽和結合を含む基を表す。このラジカル重合性不飽和基としては、例えば、エチレン性二重結合を含む基が挙げられる。
【0069】
ラジカル重合性不飽和基としては、例えば、ビニル基、アリル基、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、マレオイル基が挙げられる。(B)成分が含むラジカル重合性不飽和基の数は、通常1以上、好ましくは2以上である。(B)成分が2以上のラジカル重合性不飽和基を含む場合、それら2以上のラジカル重合性不飽和基は、同じでもよく、異なっていてもよい。
【0070】
(B)成分は、より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、ラジカル重合性不飽和基と共に、芳香環を含むことが好ましい。したがって好適な一実施形態において、(B)成分は、ラジカル重合性不飽和基と芳香環を含む化合物である。
【0071】
(B)成分が芳香環を含む場合、該芳香環は、芳香族炭素環であってもよく、芳香族複素環であってもよい。また、芳香環は、単環式の芳香環でもよく、2個以上の単環式の芳香環が縮合した縮合芳香環でもよく、1個以上の単環式の芳香環に1個以上の単環式の非芳香環が縮合した縮合芳香環でもよい。これらの芳香環としては、例えば、ベンゼン環、ピリジン環等の単環式芳香環;インダン環、フルオレン環、ナフタレン環等の縮合芳香環が挙げられる。中でも、芳香環は、芳香族炭素環が好ましい。芳香族炭素環の炭素原子数は、好ましくは6以上10以下である。
【0072】
(B)成分が芳香環を含む場合、該芳香環は、置換基を有していてもよい。斯かる置換基は先述のとおりであるが、(A)成分との組み合わせにおいて、室温環境下において低誘電正接を呈すると共に、高温環境下においても誘電正接の上昇をいっそう抑えて更に良好な誘電正接を呈する硬化物をもたらす観点から、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキル基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、ヒドロキシ基、及びメルカプト基からなる群から選択される1種以上が好ましい。1つの芳香環に結合する置換基の数は、1でもよく、2以上でもよい。置換基の数が2以上である場合、それら2以上の置換基は、同じでもよく、異なっていてもよい。中でも、(B)成分が含む芳香環は、置換基が結合していないか、アルキル基が結合していることが好ましい。
【0073】
(B)成分が芳香環を含む場合、該芳香環の数は、通常1以上、好ましくは2以上である。(B)成分が2以上の芳香環を含む場合、それら2以上の芳香環は、同じでもよく、異なっていてもよい。
【0074】
2以上のラジカル重合性不飽和基と2以上の芳香環とを含む(B)成分の好適な例として、後述する化合物のほか、例えば、DIC社製の「NE-V-1100-70T」(アリル基とベンゼン環とを各々複数含む化合物)が挙げられる。
【0075】
中でも、(B)成分は、下記式(B1)で表される基を含むことが好ましい。
【0076】
【化6】
【0077】
(式(B1)において、RA1、RA2及びRA3は、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表し;RA4は、それぞれ独立に、アルキル基を表し;ma1は、0又は1を表し;ma2は、0~4の整数を表し;*は、結合手を表す。)
【0078】
式(B1)において、RA1、RA2及びRA3は、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表す。アルキル基の炭素原子数は、好ましくは1~18、より好ましくは1~12、さらに好ましくは1~6、さらにより好ましくは1~2である。アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよい。アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、t-ブチル基、等が挙げられる。中でも、RA1は、水素原子又はメチル基が好ましく、RA2及びRA3は、水素原子が好ましい。
【0079】
式(B1)において、RA4は、それぞれ独立に、アルキル基を表す。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1~2である。アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよい。アルキル基の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、t-ブチル基、等が挙げられる。中でも、RA1は、メチル基が好ましい。
【0080】
式(B1)において、ma1は、0又は1を表す。RA1が水素原子である場合、ma1は0が好ましい。また、RA1がアルキル基である場合、ma1は1が好ましい。
【0081】
式(B1)において、ma2は、0~4の整数を表す。ma2は、好ましくは0~2である。
【0082】
(B)成分は、1分子当たり、式(B1)で表される基を1つ含んでいてもよいが、2つ以上含むことが好ましい。
【0083】
(B)成分としては、ポリフェニレンエーテル骨格を含む化合物が好ましい。ポリフェニレンエーテル骨格を含む(B)成分としては、下記式(B2)で表される化合物が挙げられる。
【0084】
【化7】
【0085】
(式(B2)において、Lは、2価の連結基を表し;RB11、RB12、RB13、RB21、RB22及びRB23は、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表し;RB14、RB15、RB24及びRB25は、それぞれ独立に、アルキル基を表し;RB16及びRB26は、それぞれ独立に、アルキレン基を表し;mb11及びmb21は、それぞれ独立に、0又は1を表し;mb12、mb13、mb22及びmb23は、それぞれ独立に、0~4の整数を表し;mb14及びmb24は、それぞれ独立に、0~300の整数を表し;mb15及びmb25は、それぞれ独立に、0又は1を表す。)
【0086】
式(B2)において、Lは、2価の連結基を表す。2価の連結基としては、例えば、アルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基、アルキルアリーレン基、ヘテロアリーレン基、-O-、-NH-、-NR-、-CO-、-CS-、-SO-、-SO-、-C(=O)O-、-NHC(=O)-、-NC(=O)N-、-NHC(=O)O-、-C(=O)-、-S-、並びに、これらを複数組み合わせた基が挙げられる。Rは、炭素原子数1~12のヒドロカルビル基を表す。Lの炭素原子数は、通常60以下、より好ましくは48以下、さらに好ましくは36以下、さらにより好ましくは24以下である。
【0087】
式(B2)において、RB11、RB12、RB13、RB21、RB22及びRB23は、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表す。RB11、RB12、RB13、RB21、RB22及びRB23は、式(B1)におけるRA1、RA2及びRA3と同じでありうる。なかでも、RB11及びRB21は、水素原子又はメチル基が好ましく、RB12、RB13、RB22及びRB23は、水素原子が好ましい。
【0088】
式(B2)において、RB14、RB15、RB24及びRB25は、それぞれ独立に、アルキル基を表す。RB14、RB15、RB24及びRB25は、式(B1)におけるRA4と同じでありうる。なかでも、RB14、RB15、RB24及びRB25は、メチル基が好ましい。
【0089】
式(B2)において、RB16及びRB26は、それぞれ独立に、アルキレン基を表す。アルキレン基の炭素原子数は、好ましくは1~10、より好ましくは1~6、更に好ましくは1~3である。アルキレン基としては、直鎖アルキレン基が好ましく、メチレン基がより好ましい。
【0090】
式(B2)において、mb11及びmb21は、それぞれ独立に、0又は1を表す。
【0091】
式(B2)において、mb12、mb13、mb22及びmb23は、それぞれ独立に、0~4の整数を表す。mb12、mb13、mb22及びmb23は、好ましくは1~4、より好ましくは2~3、特に好ましくは2である。
【0092】
式(B2)において、mb14及びmb24は、それぞれ独立に、0~300の整数を表す。詳細には、mb14及びmb24は、通常0以上、好ましくは1以上であり、通常300以下、好ましくは100以下、より好ましくは50以下、さらに好ましくは20以下、さらにより好ましくは10以下である。
【0093】
式(B2)において、mb15及びmb25は、それぞれ独立に、0又は1を表す。mb11が0である場合、mb15は好ましくは1であり、mb11が1である場合、mb15は好ましくは0である。また、mb21が0である場合、mb25は好ましくは1であり、mb21が1である場合、mb25は好ましくは0である。
【0094】
式(B2)で表される化合物の好ましい例を挙げると、下記式(B3)で表される化合物が挙げられる。
【0095】
【化8】
【0096】
(式(B3)において、Lは、2価の連結基を表し;RC15及びRC25は、それぞれ独立に、アルキル基を表し;RC16及びRC26は、それぞれ独立に、アルキレン基を表し;mc14及びmc24は、それぞれ独立に、0~300の整数を表す。)
【0097】
式(B3)において、Lは、2価の連結基を表す。Lは、式(B2)におけるLと同じでありうる。中でも、Lは、下記の式(B3-1)で表される2価の基が好ましい。
【0098】
【化9】
【0099】
(式(B3-1)において、XF1~XF8は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1~6のアルキル基、又は、フェニル基を表す。*は、結合手を表す。)
【0100】
式(B3)において、RC15及びRC25は、それぞれ独立に、アルキル基を表す。RC15及びRC25は、式(B1)におけるRA4と同じでありうる。なかでも、RC15及びRC25は、メチル基が好ましい。
【0101】
式(B3)において、RC16及びRC26は、それぞれ独立に、アルキレン基を表す。RC16及びRC26は、式(B2)におけるRB16及びRB26と同じでありうる。中でも、RC16及びRC26は、メチレン基がより好ましい。
【0102】
式(B3)において、mc14及びmc24は、それぞれ独立に、0~300の整数を表す。mc14及びmc24は、式(B2)におけるmb14及びmb24と同じでありうる。また、式(B3)において、好ましくは、mc14及びmc24の一方が0である構成は除かれる。
【0103】
式(B3)で表される化合物としては、例えば、下記式(B4)で表される化合物が挙げられる。式(B4)において、mc14及びmc24は、式(B3)と同じ数を表す。式(B4)で表される化合物は、三菱ガス化学社製の「OPE-2St」として入手できる。
【0104】
【化10】
【0105】
式(B2)で表される化合物の別の好ましい例を挙げると、下記式(B5)で表される化合物が挙げられる。
【0106】
【化11】
【0107】
(式(B5)において、Lは、2価の連結基を表し;RD11及びRD21は、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表し;RD14、RD15、RD24及びRD25は、それぞれ独立に、アルキル基を表し;md14及びmd24は、それぞれ独立に、0~300の整数を表す。)
【0108】
式(B5)において、Lは、2価の連結基を表す。Lは、式(B2)におけるLと同じでありうる。中でも、Lは、アルキレン基、アルケニレン基、-O-、-NR-、-CO-、-CS-、-SO-、-SO-からなる群より選ばれるいずれかであることが好ましく、アルキレン基が好ましく、イソプロピリデン基(-C(CH-)が特に好ましい。
【0109】
式(B5)において、RD11及びRD21は、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表す。RD11及びRD21は、式(B2)におけるRB11及びRB21と同じでありうる。なかでも、RD11及びRD21は、メチル基が好ましい。
【0110】
式(B5)において、RD14、RD15、RD24及びRD25は、それぞれ独立に、アルキル基を表す。RD14、RD15、RD24及びRD25は、式(B1)におけるRA4と同じでありうる。なかでも、RD14、RD15、RD24及びRD25は、メチル基が好ましい。
【0111】
式(B5)において、md14及びmd24は、それぞれ独立に、0~300の整数を表す。md14及びmd24は、式(B2)におけるmb14及びmb24と同じでありうる。また、mb14及びmb24の合計は、2以上であることが好ましい。
【0112】
式(B5)で表される化合物としては、例えば、下記式(B6)で表される化合物が挙げられる。式(B6)において、L、md14及びmd24は、式(B5)と同じである。式(B4)で表される化合物は、SABIC社製の「NORYL SA9000」として入手できる。
【0113】
【化12】
【0114】
(B)成分の別の好ましい例としては、下記式(B7)で表される構造単位を含む重合体が挙げられる。
【0115】
【化13】
【0116】
(式(B7)において、RE1、RE2及びRE3は、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表し;RE4は、それぞれ独立に、アルキル基を表し;RE5、RE6及びRE7は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~6のアルキル基を示し;me1は、0又は1を表し;me2は、0~4の整数を表し;*は、結合手を表す。)
【0117】
式(B7)において、RE1、RE2及びRE3は、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基を表す。RE1、RE2及びRE3は、式(B1)におけるRA1、RA2及びRA3と同じでありうる。なかでも、RE1、RE2及びRE3は、水素原子が好ましい。
【0118】
式(B7)において、RE4は、それぞれ独立に、アルキル基を表す。RE4は、式(B1)におけるRA4と同じでありうる。
【0119】
式(B7)において、RE5、RE6及びRE7は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~6のアルキル基を示す。中でも、RE5、RE6及びRE7は、水素原子が好ましい。
【0120】
式(B7)において、me1は、0又は1を表し、好ましくは0である。
【0121】
式(B7)において、me2は、0~4の整数を表し、好ましくは0である。
【0122】
式(B7)で表される構造単位を含む重合体が含む全構造単位の合計100モル%に対して、式(B7)で表される構造単位のモル含有率は、特定の範囲にあることが好ましい。具体的には、式(B7)で表される構造単位のモル含有率は、2モル%~95モル%であることが好ましく、8モル%~81モル%であることがより好ましい。また、前記の重合体1分子が含む式(B7)で表される構造単位の平均数は、1~160であることが好ましく、3~140であることがより好ましい。
【0123】
式(B7)で表される構造単位を含む重合体は、式(B7)で表される構造単位に組み合わせて、更に任意の構造単位を含んでいてもよい。任意の構造単位としては、例えば、下記式(B7-1)で表される構造単位が挙げられる。
【0124】
【化14】
【0125】
(式(B7-1)において、RE8、RE9及びRE10は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~6のアルキル基を示す。ArE1は、置換基を有していてもよいアリール基を表す。ArE1が有しうる置換基としては、炭素原子数1~6のアルキル基が挙げられる。*は、結合手を表す。)
【0126】
式(B7)で表される構造単位を含む重合体としては、例えば、下記式(B8)で表される構造単位と、下記式(B8-1)で表される構造単位と、下記式(B8-2)で表される構造単位と、を組み合わせて含む共重合体が挙げられる。式(B8)、式(B8-1)及び式(B8-2)において、*は、結合手を表す。この共重合体において、式(B8)で表される構造単位、式(B8-1)で表される構造単位、及び、式(B8-2)で表される構造単位のモル含有率は、それぞれ、8モル%~54モル%、0モル%~92モル%、0モル%~89モル%である。また、この共重合体1分子が含む、式(B8)で表される構造単位、式(B8-1)で表される構造単位、及び、式(B8-2)で表される構造単位の平均数は、それぞれ、1~160、0~350及び0~270である。この共重合体は、日鉄ケミカル&マテリアル社製の「ODV-XET(X03)」、「ODV-XET(X04)」及び「ODV-XET(X05)」として入手できる。
【0127】
【化15】
【0128】
(B)成分は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【0129】
(B)成分のラジカル重合性不飽和基当量は、好ましくは250g/eq.~1200g/eq.、より好ましくは300g/eq.~1100g/eq.である。ラジカル重合性不飽和基当量は、ラジカル重合性不飽和基1当量当たりの(B)成分の質量を表す。(B)成分のラジカル重合性不飽和基当量が前記範囲にある場合、(A)成分との組み合わせにおいて、本発明の効果を顕著に得ることができる。
【0130】
(B)成分のMwは、好ましくは1000~40000、より好ましくは1500~35000である。(B)成分の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。
【0131】
脂肪族単官能エポキシ樹脂((A)成分)との組み合わせにおいて、室温環境下において低誘電正接を呈すると共に、高温環境下においても誘電正接の上昇をいっそう抑えて更に良好な誘電正接を呈する硬化物をもたらす観点から、熱硬化性樹脂組成物中の(B)成分の含有量は、熱硬化性樹脂組成物中の樹脂成分を100質量%としたとき、好ましくは1質量%以上、2質量%以上又は4質量%以上、より好ましくは5質量%以上、6質量%以上又は8質量%以上、さらに好ましくは10質量%以上、15質量%以上又は20質量%以上であり、その上限は好ましくは70質量%以下、より好ましくは65質量%以下、さらに好ましくは60質量%以下又は55質量%以下である。したがって一実施形態において、熱硬化性樹脂組成物中の(B)成分の含有量は、熱硬化性樹脂組成物中の樹脂成分を100質量%としたとき、1~70質量%である。
【0132】
室温環境下において低誘電正接を呈すると共に、高温環境下においても誘電正接の上昇をいっそう抑えて更に良好な誘電正接を呈する硬化物をもたらす観点から、さらには良好な耐熱性やリフロー耐性を呈する硬化物をもたらす観点から、(A)成分と(B)成分との質量比((A)成分/(B)成分)は、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.02以上、0.04以上、0.05以上、0.06以上又は0.08以上、さらに好ましくは0.1以上、0.12以上、0.14以上又は0.15以上であり、その上限は、好ましくは5以下、4以下又は2以下、より好ましくは1.5以下、1.4以下又は1.2以下、さらに好ましくは1.1以下、1以下、0.95以下、0.9以下、0.8以下、0.7以下、0.6以下又は0.5以下である。
【0133】
<(C)硬化剤>
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、(C)成分として、さらに硬化剤を含んでもよい。硬化剤としては、エポキシ樹脂を硬化する機能を有する限り特に限定されず、例えば、フェノール系硬化剤、ナフトール系硬化剤、活性エステル系硬化剤、酸無水物系硬化剤、ベンゾオキサジン系硬化剤、シアネートエステル系硬化剤、カルボジイミド系硬化剤及びアミン系硬化剤が挙げられる。硬化剤は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。
【0134】
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フェノール系硬化剤、又はノボラック構造を有するナフトール系硬化剤が好ましい。また、導体層との密着強度(ピール強度)が良好な絶縁層を達成し得る観点から、含窒素フェノール系硬化剤又は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又は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。中でも、耐熱性、耐水性、及び導体層との密着強度を高度に満足させる観点から、トリアジン骨格含有フェノールノボラック樹脂又はトリアジン骨格含有ナフトールノボラック樹脂が好ましい。
【0135】
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。
【0136】
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。
【0137】
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。
【0138】
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。
【0139】
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、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。
【0140】
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。
【0141】
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。
【0142】
ベンゾオキサジン系硬化剤の具体例としては、JFEケミカル社製の「JBZ-OD100」(ベンゾオキサジン環当量218)、「JBZ-OP100D」(ベンゾオキサジン環当量218)、「ODA-BOZ」(ベンゾオキサジン環当量218);四国化成工業社製の「P-d」(ベンゾオキサジン環当量217)、「F-a」(ベンゾオキサジン環当量217);昭和高分子社製の「HFB2006M」(ベンゾオキサジン環当量432)等が挙げられる。
【0143】
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。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。
【0144】
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。
【0145】
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。
【0146】
先述のとおり良好な誘電特性を達成し得る観点から、(C)成分は、活性エステル系硬化剤を含むことが好ましい。(C)成分が活性エステル系硬化剤を含む場合、硬化剤中の不揮発成分を100質量%としたとき、活性エステル系硬化剤の含有量は、好ましくは30質量%以上、より好ましくは50質量%以上又は60質量%以上である。
【0147】
熱硬化性樹脂組成物が(C)成分を含む場合、(C)成分の含有量は、熱硬化性樹脂組成物中の樹脂成分を100質量%としたとき、好ましくは1質量%以上、2質量%以上又は3質量%以上、より好ましくは4質量%以上又は5質量%以上である。(C)成分の含有量の上限は、好ましくは70質量%以下、より好ましくは65質量%以下、60質量%以下、55質量%以下、50質量%以下、45質量%以下又は40質量%以下である。
【0148】
<(D)熱可塑性樹脂>
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、(D)成分として、さらに熱可塑性樹脂を含んでもよい。
【0149】
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、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。熱可塑性樹脂は、1種単独で用いてもよく、又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0150】
熱可塑性樹脂のポリスチレン換算の重量平均分子量は、好ましくは8000以上、より好ましくは10000以上、さらに好ましくは20000以上又は30000以上である。上限は、好ましくは100000以下、より好ましくは70000以下、さらに好ましくは60000以下である。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Mw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、カラム温度を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。
【0151】
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「YL7800BH40」、「YL7500BH30」、「YX6954BH30」、「YX7553」、「YX7553BH30」、「YL7769BH30」、「YL6794」、「YL7213」、「YL7290」及び「YL7482」等が挙げられる。
【0152】
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(例えばBX-5Z)、KSシリーズ(例えばKS-1)、BLシリーズ、BMシリーズ等が挙げられる。
【0153】
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。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号公報記載のポリイミド)、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号公報等に記載のポリイミド)等の変性ポリイミドが挙げられる。
【0154】
ポリアミドイミド樹脂の具体例としては、東洋紡社製の「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「KS9100」、「KS9300」(ポリシロキサン骨格含有ポリアミドイミド)等の変性ポリアミドイミドが挙げられる。
【0155】
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。ポリフェニレンエーテル樹脂の具体例としては、三菱ガス化学社製のオリゴフェニレンエーテル・スチレン樹脂「OPE-2St 1200」等が挙げられる。ポリエーテルエーテルケトン樹脂の具体例としては、住友化学社製の「スミプロイK」等が挙げられる。ポリエーテルイミド樹脂の具体例としては、GE社製の「ウルテム」等が挙げられる。
【0156】
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。
【0157】
ポリオレフィン樹脂としては、例えば低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-アクリル酸エチル共重合体、エチレン-アクリル酸メチル共重合体等のエチレン系共重合樹脂;ポリプロピレン、エチレン-プロピレンブロック共重合体等のポリオレフィン系エラストマー等が挙げられる。
【0158】
ポリスチレン樹脂としては、例えば、スチレンの単独重合体や、スチレンとジエン化合物(ブタジエン、イソプレン等)との共重合体及びその水添物が挙げられる。ポリスチレン樹脂の具体例としては、水添スチレン系熱可塑性樹脂「H1041」、「タフテックH1043」、「タフテックP2000」、「タフテックMP10」(旭化成社製);エポキシ化スチレン-ブタジエン熱可塑性樹脂「エポフレンドAT501」、「CT310」(ダイセル社製);ヒドロキシル基を有する変成ポリスチレン樹脂「セプトンHG252」(クラレ社製);カルボキシル基を有する変性ポリスチレン樹脂「タフテックN503M」、アミノ基を有する変性ポリスチレン樹脂「タフテックN501」、酸無水物基を有する変性ポリスチレン樹脂「タフテックM1913」(旭化成ケミカルズ社製);未変性ポリスチレン樹脂「セプトンS8104」(クラレ社製);スチレン-エチレン/ブチレン-スチレンブロック共重合体「FG1924」(Kraton社製)、「EF-40」(CRAY VALLEY社製)が挙げられる。
【0159】
ポリエステル樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンナフタレート樹脂、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂、ポリトリメチレンナフタレート樹脂、ポリシクロヘキサンジメチルテレフタレート樹脂等が挙げられる。
【0160】
熱硬化性樹脂組成物が(D)成分を含む場合、(D)成分の含有量は、熱硬化性樹脂組成物中の樹脂成分を100質量%としたとき、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.2質量%以上、さらに好ましくは0.3質量%以上である。上限は、好ましくは10質量%以下、より好ましくは8質量%以下、6質量%以下又は5質量%以下である。
【0161】
<(E)無機充填材>
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、(E)成分として、さらに無機充填材を含んでもよい。(E)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。
【0162】
(E)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。無機充填材は、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。
【0163】
(E)成分の市販品としては、例えば、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」、「SC2500SQ」、「SO-C4」、「SO-C2」、「SO-C1」;デンカ社製の「UFP-30」、「DAW-03」、「FB-105FD」;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」;太平洋セメント社製の「セルスフィアーズ」「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。
【0164】
(E)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、0.8μm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。(E)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、無機充填材の粒径分布を体積基準で作成し、そのメディアン径を平均粒径とすることで測定することができる。測定サンプルは、無機充填材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。測定サンプルを、レーザー回折式粒径分布測定装置を使用して、使用光源波長を青色及び赤色とし、フローセル方式で無機充填材の体積基準の粒径分布を測定し、得られた粒径分布からメディアン径として平均粒径を算出した。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。
【0165】
(E)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。(E)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。
【0166】
(E)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、(E)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。
【0167】
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。
【0168】
表面処理剤による表面処理の程度は、無機充填材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。
【0169】
本発明の熱硬化性樹脂組成物が(E)成分を含む場合、熱硬化性樹脂組成物中の(E)成分の含有量は、いっそう良好な誘電特性をもたらす熱硬化性樹脂組成物を実現し易い観点から、熱硬化性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、より好ましくは60質量%以上、65質量%以上又は70質量%以上である。該(E)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、80質量%以下などとし得る。
【0170】
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、その他成分として、有機充填材、硬化促進剤からなる群から選択される1種以上をさらに含んでもよい。
【0171】
-有機充填材-
有機充填材としては、ゴム成分を含む有機充填材を広く用いることができる。有機充填材に含まれるゴム成分としては、例えば、ポリジメチルシロキサン等のシリコーン系エラストマー;ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロブタジエン、エチレン-酢酸ビニル共重合体、スチレン-ブタジエン共重合体、スチレン-イソプレン共重合体、スチレン-イソブチレン共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体、イソプレン-イソブチレン共重合体、イソブチレン-ブタジエン共重合体、エチレン-プロピレン-ジエン三元共重合体、エチレン-プロピレン-ブテン三元共重合体等のオレフィン系熱可塑性エラストマー;ポリ(メタ)アクリル酸プロピル、ポリ(メタ)アクリル酸ブチル、ポリ(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、ポリ(メタ)アクリル酸オクチル等のアクリル系熱可塑性エラストマー等の熱可塑性エラストマー等が挙げられる。さらにゴム成分には、ポリオルガノシロキサンゴム等のシリコーン系ゴムを混合してもよい。ゴム粒子に含まれるゴム成分は、Tgが例えば0℃以下であり、-10℃以下が好ましく、-20℃以下がより好ましく、-30℃以下がさらに好ましい。
【0172】
一実施形態において、有機充填材は、上記で挙げたゴム成分を含むコア粒子と、コア粒子に含まれるゴム成分と共重合可能なモノマー成分をグラフト共重合させたシェル部からなるコア-シェル型ゴム粒子である。ここでコア-シェル型とは、必ずしもコア粒子とシェル部が明確に区別できるもののみを指しているわけではなく、コア粒子とシェル部の境界が不明瞭なものも含み、コア粒子はシェル部で完全に被覆されていなくてもよい。
【0173】
ゴム成分を含む有機充填材の具体例としては、例えば、チェイルインダストリーズ社製の「CHT」;UMGABS社製の「B602」;ダウ社製の「パラロイドEXL-2602」、「パラロイドEXL-2603」、「パラロイドEXL-2655」、「パラロイドEXL-2311」、「パラロイド-EXL2313」、「パラロイドEXL-2315」、「パラロイドKM-330」、「パラロイドKM-336P」、「パラロイドKCZ-201」、三菱レイヨン社製の「メタブレンC-223A」、「メタブレンE-901」、「メタブレンS-2001」、「メタブレンW-450A」「メタブレンSRK-200」、カネカ社製の「カネエースM-511」、「カネエースM-600」、「カネエースM-400」、「カネエースM-580」、「カネエースMR-01」、アイカ工業社製の「スタフィロイドAC3355」、「スタフィロイドAC3816」、「スタフィロイドAC3832」、「スタフィロイドAC4030」、「スタフィロイドAC3364」等が挙げられる。これらは、コア-シェル型ゴム粒子である。
【0174】
本発明の熱硬化性樹脂組成物が有機充填材を含む場合、熱硬化性樹脂組成物中の有機充填材の含有量は、熱硬化性樹脂組成物中の樹脂成分を100質量%としたとき、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1質量%以上、さらに好ましくは1.5質量%以上又は2質量%以上である。該含有量の上限は、好ましくは10質量%以下、より好ましくは8質量%以下、6質量%以下又は5質量%以下である。
【0175】
-硬化促進剤-
硬化促進剤としては、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。
【0176】
本発明の熱硬化性樹脂組成物が硬化促進剤を含む場合、熱硬化性樹脂組成物中の硬化促進剤の含有量は、熱硬化性樹脂組成物中の樹脂成分を100質量%としたとき、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.2質量%以上、さらに好ましくは0.4質量%以上であり、その上限は、好ましくは3質量%以下、より好ましくは2.5質量%以下又は2質量%以下である。
【0177】
<任意の添加剤>
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、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;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、熱硬化性樹脂組成物に要求される特性に応じて決定してよい。なお、本発明の熱硬化性樹脂組成物は、光酸発生剤や光ラジカル発生剤といった光重合開始剤を実質的に含有しないこと(詳細には、熱硬化性樹脂組成物中の樹脂成分を100質量%としたとき、0.1質量%未満、0.05質量%以下、0.04質量%以下、0.02質量%以下、0.01質量%以下、0.01質量%未満、0.005質量%以下、0.001質量%以下、0.001質量%未満)が好ましい。
【0178】
<有機溶媒>
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、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。
【0179】
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、例えば、任意の調製容器に(A)成分、(B)成分、また、必要に応じて(A’)成分、(C)成分、(D)成分、(E)成分、有機充填材、硬化促進剤、その他の添加剤や有機溶剤を、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、熱硬化性樹脂組成物を、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。また、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。
【0180】
先述のとおり、(B)成分と組み合わせて(A)成分を含む本発明の熱硬化性樹脂組成物は、室温環境下において低誘電正接を呈すると共に、高温環境下においても誘電正接の上昇をいっそう抑えて更に良好な誘電正接を呈する硬化物をもたらすことができる。さらには、(B)成分と組み合わせて(A)成分を含む本発明の熱硬化性樹脂組成物は、十分なガラス転移温度を呈し良好な耐熱性を有する硬化物をもたらすことができる上、良好なリフロー耐性を呈する硬化物をもたらすことができる。
【0181】
一実施形態において、本発明の熱硬化性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に記載のように10GHz、25℃で測定した場合、本発明の熱硬化性樹脂組成物の硬化物のDfは、好ましくは0.0035未満、0.0034以下、0.0032以下、0.003以下、又は0.0028以下となり得る。
【0182】
一実施形態において、本発明の熱硬化性樹脂組成物の硬化物は、高温環境下においても誘電正接(Df)の上昇を抑えて良好なDfを呈するという特徴を呈する。例えば、後述する試験例1に記載のように10GHz、25℃で測定した場合の誘電正接をDf(25℃)、10GHz、90℃で測定した場合の誘電正接をDf(90℃)としたとき、誘電正接の上昇率(%)(=(Df(90℃)―Df(25℃))/Df(25℃)×100)は、好ましくは35%未満、34%以下、32%以下、30%以下、29%以下又は28%以下となり得る。
【0183】
一実施形態において、本発明の熱硬化性樹脂組成物の硬化物は、十分なガラス転移温度(Tg)を示し耐熱性が良好であるという特徴を呈する。例えば、後述する試験例2に記載のように熱機械分析装置(TMA)を使用して、荷重1g、昇温速度5℃/分の測定条件で熱機械分析を行ったとき、本発明の熱硬化性樹脂組成物の硬化物のTgは、好ましくは145℃以上、146℃以上、148℃以上又は150℃以上となり得る。
【0184】
一実施形態において、本発明の熱硬化性樹脂組成物の硬化物は、リフロー耐性が良好であるという特徴を呈する。例えば、後述する試験例3に記載のようにピーク温度260℃の半田リフロー温度を再現するリフロー装置に5回通す試験(リフロー温度プロファイルは、IPC/JEDEC J-STD-020Cに準拠)を5つの硬化物サンプルについて実施したとき、ふくれ等の異常が生じる硬化物サンプル数は好ましくは2つ以下、1つ以下、又は0(なし)となり得る。
【0185】
先述のとおり、本発明の熱硬化性樹脂組成物は、室温環境下において低誘電正接を呈すると共に、高温環境下においても誘電正接の上昇をいっそう抑えて更に良好な誘電正接を呈する硬化物をもたらすことができる。したがって本発明の熱硬化性樹脂組成物は、プリント配線板の絶縁層を形成するための熱硬化性樹脂組成物(プリント配線板の絶縁層用熱硬化性樹脂組成物)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熱硬化性樹脂組成物(プリント配線板の層間絶縁層用熱硬化性樹脂組成物)としてより好適に使用することができる。本発明の熱硬化性樹脂組成物は、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。本発明の熱硬化性樹脂組成物はまた、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熱硬化性樹脂組成物(再配線基板の絶縁層用の熱硬化性樹脂組成物)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熱硬化性樹脂組成物は、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。
【0186】
本発明の熱硬化性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、熱硬化性樹脂組成物が必要とされる用途で広範囲に使用できる。
【0187】
[シート状積層材料(樹脂シート、プリプレグ)]
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、そのまま使用することもできるが、該熱硬化性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。
【0188】
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。
【0189】
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熱硬化性樹脂組成物の層(以下、単に「熱硬化性樹脂組成物層」という。)とを含み、熱硬化性樹脂組成物層が本発明の熱硬化性樹脂組成物から形成されることを特徴とする。
【0190】
熱硬化性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、熱硬化性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。熱硬化性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。
【0191】
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。
【0192】
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。
【0193】
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。
【0194】
支持体は、熱硬化性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、熱硬化性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。
【0195】
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。
【0196】
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、熱硬化性樹脂組成物層は、金属箔上に設けられる。
【0197】
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。
【0198】
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。
【0199】
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。
【0200】
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、熱硬化性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、熱硬化性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。
【0201】
樹脂シートは、例えば、液状の熱硬化性樹脂組成物をそのまま、或いは有機溶剤に熱硬化性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、更に乾燥させて熱硬化性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。
【0202】
有機溶剤としては、熱硬化性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。
【0203】
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、熱硬化性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。熱硬化性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%の有機溶剤を含む熱硬化性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、熱硬化性樹脂組成物層を形成することができる。
【0204】
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。
【0205】
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熱硬化性樹脂組成物を含浸させて形成される。
【0206】
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。
【0207】
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。
【0208】
プリプレグの厚さは、上述の樹脂シートにおける熱硬化性樹脂組成物層と同様の範囲とし得る。
【0209】
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。
【0210】
[回路基板]
本発明の熱硬化性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、すなわち本発明の熱硬化性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。
【0211】
<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。
【0212】
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、樹脂シートの熱硬化性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)熱硬化性樹脂組成物層を熱硬化して絶縁層を形成する工程
【0213】
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。
【0214】
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。
【0215】
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。
【0216】
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。
【0217】
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。
【0218】
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。
【0219】
工程(II)において、熱硬化性樹脂組成物層を熱硬化して、熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなる絶縁層を形成する。熱硬化性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。
【0220】
例えば、熱硬化性樹脂組成物層の熱硬化条件は、熱硬化性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170℃~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。
【0221】
熱硬化性樹脂組成物層を熱硬化させる前に、熱硬化性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、熱硬化性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、熱硬化性樹脂組成物層を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。
【0222】
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。
【0223】
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。
【0224】
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熱硬化性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。
【0225】
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。
【0226】
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。
【0227】
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。
【0228】
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。
【0229】
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。
【0230】
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。
【0231】
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。
【0232】
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。
【0233】
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。
【0234】
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。
【0235】
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、露出した熱硬化性樹脂組成物層の表面に金属箔を積層する。熱硬化性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。
【0236】
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。
【0237】
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。
【0238】
<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。
【0239】
半導体パッケージは、再配線基板の絶縁層として、本発明の熱硬化性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、本発明の熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなる封止層を含んでもよい。
【0240】
半導体パッケージは、例えば、本発明の熱硬化性樹脂組成物、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、本発明の熱硬化性樹脂組成物、樹脂シートを用いればよい。以下、熱硬化性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、本発明の熱硬化性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
【0241】
-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。
【0242】
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。
【0243】
-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。
【0244】
-工程(3)-
本発明の樹脂シートの熱硬化性樹脂組成物層を、半導体チップ上に積層、又は本発明の熱硬化性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。
【0245】
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。
【0246】
積層の後、熱硬化性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。
【0247】
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。
【0248】
本発明の熱硬化性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熱硬化性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。
【0249】
-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。
【0250】
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。
【0251】
-工程(5)-
本発明の熱硬化性樹脂組成物、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。
【0252】
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。
【0253】
-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。
【0254】
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。
【0255】
室温環境下において低誘電正接を呈すると共に、高温環境下においても誘電正接の上昇をいっそう抑えて更に良好な誘電正接を呈する硬化物をもたらすことができる本発明の熱硬化性樹脂組成物、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。本発明の熱硬化性樹脂組成物、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。
【0256】
[半導体装置]
本発明の半導体装置は、本発明の熱硬化性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。
【0257】
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0258】
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。
【0259】
<実施例1:熱硬化性樹脂組成物1の作製>
脂肪族単官能エポキシ樹脂(ナガセケムテックス社製「EX-121」、エポキシ当量約187g/eq、下記式(A-1)で表される構造)3部、ビフェニル型エポキシ樹脂(日本化薬社製「NC3000L」、エポキシ当量約271g/eq)6部、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC社製「HP4032SS」、エポキシ当量約144g/eq)13部をトルエン20部、MEK20部に撹拌しながら加熱溶解させた。得られた溶液を室温にまで冷却した後、ラジカル重合性化合物(DIC社製「NE-V-1100-70T」、不飽和結合当量428g/eq、不揮発成分70%のトルエン溶液)42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」、水酸基当量約151g/eq、不揮発成分50%の2-メトキシプロパノール溶液)6部、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216g/eq、不揮発成分50%のトルエン溶液)1部、フェノキシ樹脂(三菱ケミカル社製「YX7553BH30」、不揮発成分30%のMEK・シクロヘキサノン混合溶液)1部、硬化促進剤(四国化成工業社製「1B2PZ」の不揮発成分10%のMEK溶液)5部、無機充填材(アミン系シランカップリング剤(信越化学工業社製「KBM573」)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))180部を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散して熱硬化性樹脂組成物1を得た。
【0260】
【化16】
【0261】
<実施例2:熱硬化性樹脂組成物2の作製>
(1)脂肪族単官能エポキシ樹脂(ナガセケムテックス社製「EX-121」)3部に代えて脂肪族単官能エポキシ樹脂(Cargill社製「Vikolox(登録商標)-14」、エポキシ当量約212g/eq、下記式(A-2)で表される構造)3部を使用した点、(2)ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC社製「HP4032SS」)の配合量を13部から7部に変更した点、(3)ナフタレン型エポキシ樹脂(日鉄ケミカル&マテリアル社製「ESN475V」、エポキシ当量約332g/eq)15部を添加した点、(4)ラジカル重合性化合物(DIC社製「NE-V-1100-70T」)の配合量を42部から25部に変更した点、(5)活性エステル系硬化剤(DIC社製「HP-B―8151―62T」、活性基当量238g/eq、不揮発成分62%のトルエン溶液)20部を添加した点、(6)フェノキシ樹脂(三菱ケミカル社製「YX7553BH30」)1部に代えてポリスチレン樹脂(旭化成社製「タフテックP2000」の不揮発成分33.3%トルエン溶液)1部を使用した点、(7)コアシェル型ゴム粒子(アイカ工業社製「AC3816N」、平均粒径0.5μm)2部を添加した点以外は、実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物2を得た。
【0262】
【化17】
【0263】
<実施例3:熱硬化性樹脂組成物3の作製>
(1)脂肪族単官能エポキシ樹脂(ナガセケムテックス社製「EX-121」)3部に代えて脂肪族単官能エポキシ樹脂(ナガセケムテックス社製「EX-171」、エポキシ当量約971g/eq、下記式(A-3)で表される構造(式中、mは15))9部を使用した点、(2)ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC社製「HP4700」、エポキシ当量約162g/eq)3部を添加した点、(3)カルボジイミド系硬化剤(日清紡ケミカル社製「V-03」)を使用しなかった点、(4)コアシェル型ゴム粒子(アイカ工業社製「AC3816N」、平均粒径0.5μm)1部を添加した点以外は、実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物3を得た。
【0264】
【化18】
【0265】
<実施例4:熱硬化性樹脂組成物4の作製>
(1)脂肪族単官能エポキシ樹脂(ナガセケムテックス社製「EX-121」)3部に代えて脂肪族単官能エポキシ樹脂(ADEKA社製「ED-502」、エポキシ当量約320g/eq、下記式(A-4)で表される構造(式中、RA4はC1225とC1327;C12、C13混合))3部を使用した点、(2)トリアジン骨格含有フェノール系硬化剤(DIC社製「LA-3018-50P」)6部に代えてトリアジン骨格含有フェノール系硬化剤(DIC社製「LA-1356」、水酸基当量約146g/eq、不揮発成分60%のMEK溶液)3部とビフェニル骨格フェノール系硬化剤(日本化薬社製「GPH-65」の不揮発成分50%MEK溶液)4部を使用した点、(3)ラジカル重合性化合物(日鉄ケミカル&マテリアル社製「ODV-XET-X04」、不揮発分65%のトルエン混合溶液)4部を添加した点以外は、実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物4を得た。
【0266】
【化19】
【0267】
<実施例5:熱硬化性樹脂組成物5の作製>
(1)脂肪族単官能エポキシ樹脂(ナガセケムテックス社製「EX-121」)3部に代えて脂肪族単官能エポキシ樹脂(ADEKA社製「ED-502」、エポキシ当量約320g/eq、上記式(A-4)で表される構造)0.5部を使用した点、(2)ラジカル重合性化合物(新中村化学社製「A-DOG」、分子量326)3部を添加した以外は、実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物5を得た。
【0268】
<実施例6:熱硬化性樹脂組成物6の作製>
(1)脂肪族単官能エポキシ樹脂(ナガセケムテックス社製「EX-121」)3部に代えて脂肪族単官能エポキシ樹脂(ADEKA社製「ED-502」、エポキシ当量約320g/eq、上記式(A-4)で表される構造)3部を使用した点、(2)ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC社製「HP4032SS」)13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「jER828EL」、エポキシ当量約189g/eq)17部を使用した点、(3)ラジカル重合性化合物(DIC社製「NE-V-1100-70T」、不飽和結合当量428g/eq、不揮発成分70%のトルエン溶液)42部に代えてラジカル重合性化合物(三菱ガス化学社製「OPE-2St」、数平均分子量1200、不揮発成分65%のトルエン溶液)5部を使用した点、(4)活性エステル系硬化剤(DIC社製「HPC-8000L-65MT」、活性基当量220g/eq、不揮発成分65%のMEK・トルエン混合溶液)53部を添加した点、(5)硬化促進剤(四国化成工業社製「1B2PZ」の不揮発成分10%のMEK溶液)の配合量を5部から3部に変更した点、(6)硬化促進剤(4-ジメチルアミノピリジン(DMAP)、不揮発成分10%のMEK溶液)1部を添加した点、(7)カルボジイミド系硬化剤(日清紡ケミカル社製「V-03」)を使用しなかった点以外は、実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物6を得た。
【0269】
<実施例7:熱硬化性樹脂組成物7の作製>
(1)脂肪族単官能エポキシ樹脂(ナガセケムテックス社製「EX-121」)3部に代えて脂肪族単官能エポキシ樹脂(四日市合成社製「DY-BP」、エポキシ当量約130g/eq、下記式(A-5)で表される構造)3部を使用した点、(2)カルボジイミド系硬化剤(日清紡ケミカル社製「V-03」)を使用しなかった点、(3)ラジカル重合性化合物(SABIC社製「SA9000」、数平均分子量1850~1950、不揮発成分50%のMEK・シクロヘキサノン混合溶液)6部を添加した点以外は、実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物7を得た。
【0270】
【化20】
【0271】
<実施例8:熱硬化性樹脂組成物8の作製>
実施例1において、脂肪族単官能エポキシ樹脂(ナガセケムテックス社製「EX-121」)3部に代えて脂肪族単官能エポキシ樹脂(日産化学社製「FOLDI―E101」、エポキシ当量約340g/eq、下記式(A-6)で表される構造)3部を使用した以外は、実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物8を得た。
【0272】
【化21】
【0273】
<比較例1:熱硬化性樹脂組成物8の作製>
(1)脂肪族単官能エポキシ樹脂(ナガセケムテックス社製「EX-121」)を使用しなかった点、(2)ラジカル重合性化合物(DIC社製「NE-V-1100-70T」、不飽和結合当量428g/eq、不揮発成分70%のトルエン溶液)の配合量を42部から47部に変更した点、(3)コアシェル型ゴム粒子(アイカ工業社製「AC3816N」、平均粒径0.5μm)2部を添加した点以外は、実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物8を得た。
【0274】
<比較例2:熱硬化性樹脂組成物9の作製>
(1)脂肪族単官能エポキシ樹脂(ナガセケムテックス社製「EX-121」)3部に代えて脂肪族二官能エポキシ樹脂(ダイセル社製「セロキサイド2021P」、エポキシ当量約136g/eq、下記式(A’-1)で表される構造)1.5部を使用した点、(2)ラジカル重合性化合物(DIC社製「NE-V-1100-70T」、不飽和結合当量428g/eq、固形分70%のトルエン溶液)の配合量を42部から47部に変更した点、(3)コアシェル型ゴム粒子(アイカ工業社製「AC3816N」、平均粒径0.5μm)2部を添加した点以外は、実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物9を得た。
【0275】
【化22】
【0276】
<比較例3:熱硬化性樹脂組成物10の作製>
(1)脂肪族単官能エポキシ樹脂(ナガセケムテックス社製「EX-121」)3部に代えて芳香族単官能エポキシ樹脂(ADEKA社製「ED-509E」、エポキシ当量約210g/eq、下記式(A’-2)で表される構造)3部を使用した点、(2)無機充填材(アミン系シランカップリング剤(信越化学工業社製「KBM573」)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))の配合量を180部から150部に変更した点以外は、実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物10を得た。
【0277】
【化23】
【0278】
<比較例4:熱硬化性樹脂組成物11の作製>
脂肪族単官能エポキシ樹脂(ナガセケムテックス社製「EX-121」)3部に代えて脂肪族二官能エポキシ樹脂(ADEKA社製「ED-506」、エポキシ当量約300、下記式(A’-3)で表される構造(式中、lはエポキシ当量約300g/eqを満たす数))3部を使用した以外は、実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物11を得た。
【0279】
【化24】
【0280】
<試験例1:誘電正接の測定・評価>
(1)評価用硬化物の作製
離型剤処理されたPETフィルム(リンテック製「501010」、厚さ50μm、240mm角)の離型剤未処理面を、ガラス布基材エポキシ樹脂両面銅張積層板(パナソニック社製「R5715ES」、厚さ0.7mm、255mm角)に重ね四辺をポリイミド接着テープ(幅10mm)で固定した(以下、「固定PETフィルム」ともいう。)。
【0281】
実施例および比較例で得られた熱硬化性樹脂組成物1~11を、固定PETフィルムの離型処理面上に、乾燥後の熱硬化性樹脂組成物層の厚さが40μmとなるようにアプリケーターにて塗布し、70℃~100℃(平均100℃)で3分間乾燥することで熱硬化性樹脂組成物層を形成した。
【0282】
次いで、190℃のオーブンに投入後90分間の硬化条件で熱硬化性樹脂組成物層を熱硬化させた。熱硬化後、ポリイミド接着テープを剥がし、硬化物をガラス布基材エポキシ樹脂両面銅張積層板から取り外し、更にPETフィルムも剥離して、シート状の硬化物を得た。得られた硬化物を「評価用硬化物」と称する。
【0283】
(2)誘電正接の測定(25℃と90℃)
評価用硬化物について、EMラボ社製「CR―710」を用いて、スプリットシリンダ共振法により、測定周波数10GHzにて誘電正接(Df)を測定した。誘電正接の測定は、25℃及び90℃で行った。
【0284】
(3)誘電正接の温度安定性の評価
25℃での誘電正接Df(25℃)に対する90℃での誘電正接Df(90℃)の上昇率(%;下記式で算出)を求めた。このDf上昇率が35%未満にある場合、誘電正接の温度安定性が良好であり「〇」と判定した。また、このDf上昇率が35%以上である場合、誘電正接の温度安定性不良であり「×」と判定した。
【0285】
Df上昇率(%)=(Df(90℃)―Df(25℃))/Df(25℃)×100
【0286】
<試験例2:ガラス転移温度の測定>
評価用硬化物を幅約5mm、長さ約15mmの試験片に切断し、熱機械分析装置(リガク社製、「Thermo Plus TMA8310」)を使用して、引張加重法で熱機械分析を行った。試験片を前記装置に装着後、荷重1g、昇温速度5℃/分の測定条件にて連続して2回測定した。2回目の測定においてガラス転移温度を得た。
【0287】
<試験例3:リフロー耐性の評価>
(1)樹脂シートの作製
支持体として、アルキド樹脂系離型剤(リンテック社製「AL-5」)で離型処理を施したPETフィルム(東レ社製「ルミラーR80」、厚さ38μm)を用意した。
該支持体上に、熱硬化性樹脂組成物1~11をそれぞれ、乾燥後の熱硬化性樹脂組成物層の厚さが40μmとなるようにダイコーターにて均一に塗布し、70℃から100℃で3分間乾燥することにより、支持体上に熱硬化性樹脂組成物層を形成した。次いで、熱硬化性樹脂組成物層の支持体と接合していない面に、保護フィルムとしてポリプロピレンフィルム(王子エフテックス社製「アルファンMA-411」、厚さ15μm)の粗面を貼り合わせた。これにより、保護フィルム/熱硬化性樹脂組成物層/支持体の層構成を有する樹脂シートを得た。
【0288】
(2)内層基板の用意
内層基板として、直径200μmの円形デガスホールが2mmピッチで形成された、導体層(銅層)を両面に有するガラス布基材エポキシ樹脂両面積層板(導体層の厚さ35μm、基板ベースの厚さ0.8mm、パナソニック社製「R1515A」)を用意した。該コア基板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。
【0289】
(3)樹脂シートの積層
樹脂シートから保護フィルムを剥がして、熱硬化性樹脂組成物層を露出させた。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、熱硬化性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。
【0290】
(4)熱硬化性樹脂組成物層の熱硬化
その後、樹脂シートが積層された内層基板を、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分間加熱して、熱硬化性樹脂組成物層を熱硬化させて、絶縁層を形成した。その後、支持体を剥離して、絶縁層/内層基板/絶縁層の層構成を有する硬化基板Aを得た。
【0291】
(5)粗化処理
硬化基板Aに、粗化処理としてのデスミア処理を行った。デスミア処理としては、下記の湿式デスミア処理を実施した。
【0292】
(湿式デスミア処理)
硬化基板Aを、膨潤液(アトテックジャパン社製「スウェリング・ディップ・セキュリガントP」、ジエチレングリコールモノブチルエーテル及び水酸化ナトリウムの水溶液)に60℃で5分間浸漬し、次いで、酸化剤溶液(アトテックジャパン社製「コンセントレート・コンパクトCP」、過マンガン酸カリウム濃度約6%、水酸化ナトリウム濃度約4%の水溶液)に80℃で15分間浸漬し、次いで、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」、硫酸水溶液)に40℃で5分間浸漬した後、80℃で15分間乾燥した。
【0293】
(6)導体層の形成
セミアディティブ法に従って、絶縁層の粗化面に導体層を形成した。すなわち、粗化処理後の基板を、PdClを含む無電解メッキ液に40℃で5分間浸漬した後、無電解銅メッキ液に25℃で20分間浸漬した。次いで、150℃にて30分間加熱してアニール処理を行った後に、エッチングレジストを形成し、エッチングによりパターン形成した。その後、硫酸銅電解メッキを行い、厚さ25μmの導体層を形成し、アニール処理を180℃にて30分間行った。得られた基板を評価基板Bと称する。
【0294】
(7)リフロー耐性の評価
評価基板Bを切断して、100mm×50mmの小片を得た。この小片を、ピーク温度260℃の半田リフロー温度を再現するリフロー装置(日本アントム社製「HAS-6116」)に5回通す試験を行った(リフロー温度プロファイルは、IPC/JEDEC J-STD-020Cに準拠)。この試験を5つの小片について実施し、試験後の小片を目視観察した。目視観察の結果、3つ以上の小片において導体層にふくれ等の異常がある場合はリフロー耐性が不良であり「×」と判定した。また、1つ又は2つの小片で導体層にふくれ等の異常がある場合はリフロー耐性が許容範囲にあり「△」と判定した。さらに、全ての小片で全く異常のない場合はリフロー耐性が良好であり「○」と判定した。
【0295】
実施例1~8、比較例1~4の結果を表1に示す。
【0296】
【表1】
【0297】
なお、熱硬化性樹脂組成物中の(A)成分の含有量が、熱硬化性樹脂組成物中の樹脂成分を100質量%としたとき、25質量%を超えると、得られる硬化物(絶縁層)のガラス転移温度が低下し耐熱性が不良となったり、リフロー耐性に劣る結果(評価×)に帰着したりする傾向にあることを確認している。