(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】P2024087484
(43)【公開日】2024-07-01
(54)【発明の名称】熱硬化性樹脂組成物、樹脂フィルム、プリプレグ、積層板、金属張り積層板、プリント配線板、アンテナ装置、アンテナモジュール及び通信装置
(51)【国際特許分類】
C08L 71/00 20060101AFI20240624BHJP
C08K 5/3415 20060101ALI20240624BHJP
C08K 5/01 20060101ALI20240624BHJP
C08K 3/24 20060101ALI20240624BHJP
C08K 5/54 20060101ALI20240624BHJP
【FI】
C08L71/00 B
C08K5/3415
C08K5/01
C08K3/24
C08K5/54
【審査請求】未請求
【請求項の数】21
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022202330
(22)【出願日】2022-12-19
(71)【出願人】
【識別番号】000004455
【氏名又は名称】株式会社レゾナック
(74)【代理人】
【識別番号】110002620
【氏名又は名称】弁理士法人大谷特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】林 千尋
(72)【発明者】
【氏名】垣谷 稔
(72)【発明者】
【氏名】森田 高示
(72)【発明者】
【氏名】春日 圭一
【テーマコード(参考)】
4J002
【Fターム(参考)】
4J002CH081
4J002DE188
4J002EA047
4J002EK039
4J002EN079
4J002EU026
4J002EX019
4J002FD018
4J002FD109
4J002FD146
4J002FD149
4J002FD159
4J002FD207
4J002FD208
4J002GF00
4J002GH00
4J002GQ00
4J002GT00
(57)【要約】
【課題】導体との接着性及び耐デスミア性に優れ、且つ、高比誘電率(高Dk)及び低誘電正接(低Df)を発現し得る熱硬化性樹脂組成物を提供すること、並びに、当該熱硬化性樹脂組成物を用いた、樹脂フィルム、プリプレグ、積層板、金属張り積層板、プリント配線板、アンテナ装置、アンテナモジュール及び通信装置を提供すること。
【解決手段】(a)少なくとも1個のN-置換マレイミド基を有するマレイミド化合物、(b)下記一般式(1)で表され、且つ、前記(a)成分が有するマレイミド基に対して反応性を示さない化合物、(c)チタン系無機充填材及びジルコン系無機充填材からなる群から選択される少なくとも1種の高誘電率無機充填材、並びに(x)シランカップリング剤、を含有する、熱硬化性樹脂組成物。
(一般式(1)中、X
b1、R
b1、R
b2、m及びnは、明細書に記載の通りである。)
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
(a)少なくとも1個のN-置換マレイミド基を有するマレイミド化合物、
(b)下記一般式(1)で表され、且つ、前記(a)成分が有するマレイミド基に対して反応性を示さない化合物、
(c)チタン系無機充填材及びジルコン系無機充填材からなる群から選択される少なくとも1種の高誘電率無機充填材、並びに
(x)シランカップリング剤、
を含有する、熱硬化性樹脂組成物。
【化1】
(一般式(1)中、X
b1は、単結合又は置換もしくは無置換の炭素数1~5の脂肪族炭化水素基を表す。R
b1及びR
b2は、各々独立に、置換もしくは無置換の炭素数1~10の脂肪族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~18の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成原子数5~20の複素環式芳香族炭化水素基、酸素原子含有基、又はそれらの組み合わせからなる基を表す。m及びnは、各々独立に、0~5の整数である。)
【請求項2】
前記(x)成分が、エポキシシラン系カップリング剤、アミノシラン系カップリング剤、フェニルシラン系カップリング剤、アルキルシラン系カップリング剤、アルケニルシラン系カップリング剤、アルキニルシラン系カップリング剤、(メタ)アクリルシラン系カップリング剤、イソシアヌレートシラン系カップリング剤、ウレイドシラン系カップリング剤、メルカプトシラン系カップリング剤、スルフィドシラン系カップリング剤、イソシアネートシラン系カップリング剤及びシラザン系カップリング剤からなる群から選択される1種以上である、請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物。
【請求項3】
前記(x)成分の含有量が、前記(c)成分に対して0.1~5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】
前記(a)成分が、(a1)少なくとも2個のN-置換マレイミド基を有するマレイミド化合物を含有する、請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物。
【請求項5】
前記(a1)成分が、複数のN-置換マレイミド基のうちの任意の2個のN-置換マレイミド基の窒素原子間に脂肪族炭化水素基を有する(但し、芳香族炭化水素基は存在しない)マレイミド化合物であるか、又は、複数のN-置換マレイミド基のうちの任意の2個のN-置換マレイミド基の窒素原子間に芳香族炭化水素基を有するマレイミド化合物である、請求項4に記載の熱硬化性樹脂組成物。
【請求項6】
前記(b)成分が、下記一般式(1’)で表される、請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物。
【化2】
(一般式(1’)中、R
b1、R
b2、m及びnは、前記一般式(1)中のものと同じである。)
【請求項7】
前記(b)成分の一気圧(101.325kPa)下における沸点が260℃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8】
前記(b)成分が、ジエチルビフェニル及びベンジルビフェニルからなる群から選択される少なくとも1種である、請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物。
【請求項9】
前記(b)成分の含有量が、前記(a)成分1モルに対して0.001~1.0モルである、請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物。
【請求項10】
さらに(c’)前記(c)成分以外の無機充填材を含有する、請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物。
【請求項11】
さらに(d)熱硬化性樹脂を含有する、請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物。
【請求項12】
さらに(e)硬化促進剤を含有する、請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物。
【請求項13】
さらに(h)不飽和脂肪族炭化水素基を有する芳香族系ポリマーを含有する、請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物。
【請求項14】
請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物又はその半硬化物を含有する樹脂フィルム。
【請求項15】
請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物の半硬化物を含有するプリプレグ。
【請求項16】
請求項15に記載のプリプレグの硬化物を有する積層板。
【請求項17】
請求項16に記載の積層板の片面又は両面に金属箔を有する、金属張り積層板。
【請求項18】
請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物の硬化物を有する、プリント配線板。
【請求項19】
請求項16に記載の積層板又は請求項18に記載のプリント配線板を有するアンテナ装置。
【請求項20】
給電回路と、請求項19に記載のアンテナ装置と、を有する、アンテナモジュール。
【請求項21】
ベースバンド信号処理回路と、請求項20に記載のアンテナモジュールと、を有する、通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、熱硬化性樹脂組成物、樹脂フィルム、プリプレグ、積層板、金属張り積層板、プリント配線板、アンテナ装置、アンテナモジュール及び通信装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、スマートフォン等の携帯端末が普及しており、さらにはIoT(Internet of Things)等の技術革新が進んだ結果、無線通信機能を有する家電製品及び電子機器が増加している。これによって無線ネットワークの通信トラフィックが増大し、通信速度及び通信品質が低下することが懸念されている。
当該問題を解決するため、第5世代移動通信システム(以下、「5G」と称することがある。)の開発が進められており、現在、既に利用されつつある。5Gにおいては、複数のアンテナ素子を用いて高度なビームフォーミング及び空間多重を行なうと共に、従来から使用されている6GHz帯の周波数の信号に加えて、数十GHzといった、より高い周波数のミリ波帯の信号を使用する。それによって、通信速度の高速化及び通信品質の向上が期待されている。以下、10GHz以上を高周波数と称する。
【0003】
このように、5Gではアンテナモジュールが高周波数の信号に対応できる必要があり、そのためには、積層板の高周波数帯における比誘電率(Dk)及び誘電正接(Df)が低いこと、特に、誘電正接(Df)が低いことが求められる。
高周波数の電波は直線性が高いため、高周波数の電波に載せた信号は、建物等の障害物によって容易に遮断される傾向がある。それゆえ、当該遮断を回避するために、アンテナ装置はアンテナモジュールに複数個搭載される。基板材料の比誘電率(Dk)を高くすることでアンテナ装置を小型化できるため、比誘電率(Dk)を高くすることはアンテナ装置の複数搭載に有効であり、且つ、アンテナモジュールの小型化、ひいては通信装置の小型化にも繋がる。そのため、高周波数の信号に対応できるアンテナモジュールに用いられる積層板は、所定の高さの比誘電率(Dk)を有し、且つ、誘電正接(Df)が低いことが求められる。
【0004】
ここで、基板材料の比誘電率(Dk)を高くする方法の1つとしては、高誘電率材料を用いる方法が挙げられる(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の小型アンテナは、低誘電率材料からなる第1の誘電体層を高誘電率材料からなる第2及び第3の誘電体層で挟んで積層形成して製造したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、一般的に、高比誘電率(高Dk)を達成しようとすると低誘電正接(低Df)が悪化する傾向にあるため、高比誘電率(高Dk)且つ低誘電正接(低Df)を有する基板材料の開発が求められている。当該課題を解決する方法として、本出願人は、以下の熱硬化性樹脂組成物を発明し、既に特許出願(特願2022-079765号)を行った。
つまり、(a)少なくとも1個のN-置換マレイミド基を有するマレイミド化合物、(b)下記一般式(1)で表され、且つ、前記(a)成分が有するマレイミド基に対して反応性を示さない化合物、並びに(c)チタン系無機充填材及びジルコン系無機充填材からなる群から選択される少なくとも1種の高誘電率無機充填材、を含有してなる熱硬化性樹脂組成物である。
【化1】
(一般式(1)中、X
b1は、単結合又は置換もしくは無置換の炭素数1~5の脂肪族炭化水素基を表す。R
b1及びR
b2は、各々独立に、置換もしくは無置換の炭素数1~10の脂肪族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~18の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成原子数5~20の複素環式芳香族炭化水素基、酸素原子含有基、又はそれらの組み合わせからなる基を表す。m及びnは、各々独立に、0~5の整数である。)
【0007】
ところで、絶縁層と、銅箔等の導体との間の接着性(以下、「導体との接着性」と称する。)が高いことで、アンテナ装置の信頼性を向上させることができるため、導体との接着性を少しでも向上させることが重要である。
また、アンテナ装置用積層板について、絶縁層の穴あけ加工後に、残渣成分の除去等を目的としてデスミア処理が行われる。該デスミア処理によって絶縁層が過剰に溶解すると、スルーホール等の穴径が所定の大きさから変化したり、導体との接着性が低下したりする場合がある。そのため、絶縁層には、デスミア処理における過剰な溶解が抑制される耐デスミア性が要求される。近年のプリント配線板分野における配線密度の高度化は顕著であり、従来のものよりも高度な耐デスミア性が要求されている。
本発明者等が前記(a)~(c)成分を含有してなる熱硬化性樹脂組成物についてさらに検討を進めたところ、当該熱硬化性樹脂組成物から形成された絶縁層と導体との接着性及び前記絶縁層の耐デスミア性をさらに改善の余地があることが判明した。
【0008】
そこで、本開示の目的は、導体との接着性及び耐デスミア性に優れ、且つ、高比誘電率(高Dk)及び低誘電正接(低Df)を発現し得る熱硬化性樹脂組成物を提供すること、並びに、当該熱硬化性樹脂組成物を用いた、樹脂フィルム、プリプレグ、積層板、金属張り積層板、プリント配線板、アンテナ装置、アンテナモジュール及び通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、本開示の熱硬化性樹脂組成物等によって前記目的を達成し得ることを見出した。
本開示は、下記[1]~[21]の実施形態を含む。
【0010】
[1](a)少なくとも1個のN-置換マレイミド基を有するマレイミド化合物、
(b)下記一般式(1)で表され、且つ、前記(a)成分が有するマレイミド基に対して反応性を示さない化合物、
(c)チタン系無機充填材及びジルコン系無機充填材からなる群から選択される少なくとも1種の高誘電率無機充填材、並びに
(x)シランカップリング剤、
を含有する、熱硬化性樹脂組成物。
【化2】
(一般式(1)中、X
b1は、単結合又は置換もしくは無置換の炭素数1~5の脂肪族炭化水素基を表す。R
b1及びR
b2は、各々独立に、置換もしくは無置換の炭素数1~10の脂肪族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~18の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成原子数5~20の複素環式芳香族炭化水素基、酸素原子含有基、又はそれらの組み合わせからなる基を表す。m及びnは、各々独立に、0~5の整数である。)
[2]前記(x)成分が、エポキシシラン系カップリング剤、アミノシラン系カップリング剤、フェニルシラン系カップリング剤、アルキルシラン系カップリング剤、アルケニルシラン系カップリング剤、アルキニルシラン系カップリング剤、(メタ)アクリルシラン系カップリング剤、イソシアヌレートシラン系カップリング剤、ウレイドシラン系カップリング剤、メルカプトシラン系カップリング剤、スルフィドシラン系カップリング剤、イソシアネートシラン系カップリング剤及びシラザン系カップリング剤からなる群から選択される1種以上である、上記[1]に記載の熱硬化性樹脂組成物。
[3]前記(x)成分の含有量が、前記(c)成分に対して0.1~5質量%である、上記[1]又は[2]に記載の熱硬化性樹脂組成物。
[4]前記(a)成分が、(a1)少なくとも2個のN-置換マレイミド基を有するマレイミド化合物を含有する、上記[1]~[3]のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
[5]前記(a1)成分が、複数のN-置換マレイミド基のうちの任意の2個のN-置換マレイミド基の窒素原子間に脂肪族炭化水素基を有する(但し、芳香族炭化水素基は存在しない)マレイミド化合物であるか、又は、複数のN-置換マレイミド基のうちの任意の2個のN-置換マレイミド基の窒素原子間に芳香族炭化水素基を有するマレイミド化合物である、上記[4]に記載の熱硬化性樹脂組成物。
[6]前記(b)成分が、下記一般式(1’)で表される、上記[1]~[5]のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
【化3】
(一般式(1’)中、R
b1、R
b2、m及びnは、前記一般式(1)中のものと同じである。)
[7]前記(b)成分の一気圧(101.325kPa)下における沸点が260℃以上である、上記[1]~[6]のいずれかにに記載の熱硬化性樹脂組成物。
[8]前記(b)成分が、ジエチルビフェニル及びベンジルビフェニルからなる群から選択される少なくとも1種である、上記[1]~[7]のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
[9]前記(b)成分の含有量が、前記(a)成分1モルに対して0.001~1.0モルである、上記[1]~[8]のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
[10]さらに(c’)前記(c)成分以外の無機充填材を含有する、上記[1]~[9]のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
[11]さらに(d)熱硬化性樹脂を含有する、上記[1]~[10]のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
[12]さらに(e)硬化促進剤を含有する、上記[1]~[11]のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
[13]さらに(h)不飽和脂肪族炭化水素基を有する芳香族系ポリマーを含有する上記[1]~[12]のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
[14]上記[1]~[13]のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物又はその半硬化物を含有する樹脂フィルム。
[15]上記[1]~[13]のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物の半硬化物を含有するプリプレグ。
[16]上記[15]に記載のプリプレグの硬化物を有する積層板。
[17]上記[16]に記載の積層板の片面又は両面に金属箔を有する、金属張り積層板。
[18]上記[1]~[13]のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物の硬化物を有する、プリント配線板。
[19]上記[16]に記載の積層板又は上記[18]に記載のプリント配線板を有するアンテナ装置。
[20]給電回路と、上記[19]に記載のアンテナ装置と、を有する、アンテナモジュール。
[21]ベースバンド信号処理回路と、上記[20]に記載のアンテナモジュールと、を有する、通信装置。
【発明の効果】
【0011】
本開示によれば、導体との接着性及び耐デスミア性に優れ、且つ、高比誘電率(高Dk)及び低誘電正接(低Df)を発現し得る熱硬化性樹脂組成物を提供すること、並びに、当該熱硬化性樹脂組成物を用いた、樹脂フィルム、プリプレグ、積層板、金属張り積層板、プリント配線板、アンテナ装置、アンテナモジュール及び通信装置を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。また、数値範囲の下限値及び上限値は、それぞれ他の数値範囲の下限値又は上限値と任意に組み合わせられる。
本開示において、例えば、「10以上」という記載は、10及び10を超える数値を意味し、数値が異なる場合もこれに準ずる。また、例えば、「10以下」という記載は、10及び10未満の数値を意味し、数値が異なる場合もこれに準ずる。
また、本開示中に例示する各成分及び材料は、特に断らない限り、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。本開示において、組成物中の各成分の含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
なお、本開示において、「樹脂成分」とは、後述の(a)成分及び(b)成分、並びに必要に応じて使用する(A)成分、(B)成分、(d)成分、(f)成分、(g)成分、(g’)成分、(h)成分及びその他の任意で使用する樹脂のことであり、(c)チタン系無機充填材及びジルコン系無機充填材からなる群から選択される少なくとも1種の高誘電率無機充填材、(c’)前記(c)成分以外の無機充填材、(e)硬化促進剤及び添加剤等は含まれない。また、「固形分」とは、後述する有機溶媒以外の樹脂組成物中の成分のことをいう。すなわち、固形分は、25℃付近の室温で固体状のものの他、25℃付近の室温で液状、水飴状又はワックス状のものも含む。
本開示中に記載されている「XXを含有する」という表現は、XXが反応し得る場合にはXXが反応した状態で含有していてもよいし、単にXXをそのまま含有していてもよいし、これら両方の態様が含まれていてもよい。
本開示において、高周波数帯域とは、10GHz以上の帯域を指す。
本開示における記載事項を任意に組み合わせた態様も本実施形態に含まれる。
【0013】
[熱硬化性樹脂組成物]
本実施形態の一態様の熱硬化性樹脂組成物は、
(a)少なくとも1個のN-置換マレイミド基を有するマレイミド化合物[(a)成分と称することがある。]、
(b)下記一般式(1)で表され、且つ、前記(a)成分が有するマレイミド基に対して反応性を示さない化合物[(b)成分と称することがある。]、
(c)チタン系無機充填材及びジルコン系無機充填材からなる群から選択される少なくとも1種の高誘電率無機充填材[(c)成分と称することがある。]、並びに
(x)シランカップリング剤[(x)成分と称することがある。]、
を含有する、熱硬化性樹脂組成物である。
【化4】
(一般式(1)中の各基の定義は後述の通りである。)
【0014】
前記(a)成分及び(c)成分に対して、前記特定構造を有する(b)成分を配合することによって、高比誘電率(高Dk)且つ低誘電正接(低Df)を発現し得る熱硬化性樹脂組成物となる。このような結果が得られた正確な理由は不明であるが、本発明者等は次の通りに推察する。前記(a)成分は熱硬化性樹脂組成物中で配向し易く、配向によりそれぞれの分子の双極子モーメントが重なることで配向した分子としては大きな双極子モーメントを形成する。このため、外部電場の変化に対する追従性が悪くなり、誘電特性が悪くなっていると考えた。これに対し、当該(a)成分の配向を前記(b)成分によって阻害することで(a)成分の配向する分子数を少なくできるため、重なり合った双極子モーメントを小さくすることが可能となる。その結果、外部電場の変化に対する追従性が良好となり、誘電正接(Df)が低くなったものと推察する。その上で、(c)成分によって高比誘電率(高Dk)が確保され、高比誘電率(高Dk)と低誘電正接(低Df)を共に達成することができた。但し、当該推察が必ずしも正しくなかったとしても、本開示の範囲に影響を及ぼすものではない。
そして、さらに前記(x)成分を含有させることによって、(c)成分の表面に(x)成分が付着することで(c)成分の分散が良好となったり、又は(c)成分と樹脂成分との接着性が高まったりして、その結果、導体との接着性も向上したと推察する。当該(x)成分を含有させることによって耐デスミア性も明らかに向上したが、これは、(c)成分と樹脂成分との接着性が高まることで、デスミア処理の際に(c)成分が脱落し難くなったことが影響していると推察する。
以下、本実施形態の熱硬化性樹脂組成物が含有する各成分について詳述する。
【0015】
<(a)少なくとも1個のN-置換マレイミド基を有するマレイミド化合物>
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、(a)成分を含有することにより、耐熱性及び低熱膨張性に優れたものとすることができる。なお、(b)成分による前記効果は、当該(a)成分が存在することによって顕著に発現するものである。
本実施形態において、(a)成分は、耐熱性及び低熱膨張性の観点から、(a1)少なくとも2個のN-置換マレイミド基を有するマレイミド化合物[以下、(a1)成分と称することがある。]を含有することが好ましく、(a1)成分を50質量%以上含有することがより好ましく、(a1)成分を80質量%以上含有することがさらに好ましく、(a1)成分を90質量%以上含有することが特に好ましく、(a)成分が(a1)成分そのものであってもよい。
また、(a)成分は、耐熱性、低熱膨張性、及び導体との接着性の観点から、前記(a1)成分と、(a2)モノアミン化合物[以下、(a2)成分と称することがある。]及び(a3)少なくとも2個のアミノ基を有するアミン化合物からなる群から選択される少なくとも1種との反応物[以下、変性マレイミド樹脂(A)と称することがある。]を含有することも好ましい。(a)成分は、該変性マレイミド樹脂(A)を50質量%以上含有することがより好ましく、80質量%以上含有することがさらに好ましく、90質量%以上含有することが特に好ましく、(a)成分が変性マレイミド樹脂(A)そのものであってもよい。
さらに、(a)成分が、前記(a1)成分と前記変性マレイミド樹脂(A)とを含有する態様も好ましい。この場合、(a)成分中における前記(a1)成分と前記変性マレイミド樹脂(A)の合計含有量は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上、特に好ましくは実質的に100質量%である。
【0016】
ここで、前記(a3)成分の代わりに後述の「(a3’)少なくとも2個のアミノ基を有するシリコーン化合物」(または、後述の(g’)成分でもよい。)を用いると、前記変性マレイミド樹脂(A)の代わりにシリコーン変性マレイミド樹脂(B)が得られる。
この場合、(a)成分は、前記シリコーン変性マレイミド樹脂(B)を50質量%以上含有することがより好ましく、80質量%以上含有することがさらに好ましく、90質量%以上含有することが特に好ましく、(a)成分がシリコーン変性マレイミド樹脂(B)そのものであってもよい。
さらに、前記(a)成分が、前記(a1)成分と前記シリコーン変性マレイミド樹脂(B)とを含有する態様も好ましい。この場合、(a)成分中における前記(a1)成分とシリコーン変性マレイミド樹脂(B)の合計含有量は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上、特に好ましくは実質的に100質量%である。
【0017】
((a1)少なくとも2個のN-置換マレイミド基を有するマレイミド化合物)
前記(a1)成分としては、複数のN-置換マレイミド基のうちの任意の2個のN-置換マレイミド基の窒素原子間に脂肪族炭化水素基を有する(但し、芳香族炭化水素基は存在しない)マレイミド化合物[以下、脂肪族炭化水素基含有マレイミド化合物と称する]であるか、又は、複数のN-置換マレイミド基のうちの任意の2個のN-置換マレイミド基の窒素原子間に芳香族炭化水素基を有するマレイミド化合物[以下、芳香族炭化水素基含有マレイミド化合物と称する]が挙げられる。これらの中でも、高耐熱性、誘電正接(Df)、導体との接着性、高ガラス転移温度、低熱膨張性及び成形性の観点から、芳香族炭化水素基含有マレイミド化合物が好ましい。芳香族炭化水素基含有マレイミド化合物は、任意に選択した2つのマレイミド基の組み合わせのいずれかの間に芳香族炭化水素基を含有していればよく、また、芳香族炭化水素基と共に脂肪族炭化水素基を有していてもよい。
前記(a1)成分としては、高耐熱性、誘電正接(Df)、導体との接着性、高ガラス転移温度、低熱膨張性及び成形性の観点から、1分子中に2個~5個のN-置換マレイミド基を有するマレイミド化合物が好ましく、1分子中に2個のN-置換マレイミド基を有するマレイミド化合物がより好ましい。
また、高耐熱性、誘電正接(Df)、導体との接着性、高ガラス転移温度、低熱膨張性及び成形性の観点から、前記(a1)成分としては、下記一般式(a1-1)で表されるマレイミド化合物がさらに好ましい。
【0018】
【化5】
(式中、X
a1は、下記一般式(a1-2)、(a1-3)、(a1-4)又は(a1-5)で表される基である。)
【0019】
【化6】
(式中、R
a1は、各々独立に、炭素数1~5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子である。p1は、0~4の整数である。)
【0020】
【化7】
(式中、R
a2は、各々独立に、炭素数1~5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子である。X
a2は、炭素数1~5のアルキレン基、炭素数2~5のアルキリデン基、エーテル基、スルフィド基、スルホニル基、カルボニルオキシ基、ケト基、単結合又は下記一般式(a1-3’)で表される基である。q1は、各々独立に、0~4の整数である。)
【0021】
【化8】
(式中、R
a3は、各々独立に、炭素数1~5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子である。X
a3は、炭素数1~5のアルキレン基、炭素数2~5のアルキリデン基、エーテル基、スルフィド基、スルホニル基、カルボニルオキシ基、ケト基、又は単結合である。r1は、各々独立に、0~4の整数である。)
【0022】
【化9】
(式中、n1は、1~15の整数である。)
【0023】
【化10】
(式中、R
a4は、各々独立に、水素原子又は炭素数1~5の脂肪族炭化水素基である。u1は、1~8の整数である。)
【0024】
以下、前記各一般式中の各基について説明する。
前記一般式(a1-2)中、Ra1が表す炭素数1~5の脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基等が挙げられる。また、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
Ra1としては、脂肪族炭化水素基が好ましい。
p1は、0~4の整数であり、入手容易性の観点から、好ましくは0~2の整数、より好ましくは0である。p1が2以上の整数である場合、複数のRa1同士は同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【0025】
前記一般式(a1-3)中、Ra2が表す炭素数1~5の脂肪族炭化水素基、ハロゲン原子としては、Ra1が表すそれらと同じものが挙げられる。該脂肪族炭化水素基としては、好ましくは炭素数1~3の脂肪族炭化水素基、より好ましくはメチル基、エチル基、さらに好ましくはエチル基である。
Ra2としては、炭素数1~5の脂肪族炭化水素基が好ましい。
Xa2が表す炭素数1~5のアルキレン基としては、メチレン基、1,2-ジメチレン基、1,3-トリメチレン基、1,4-テトラメチレン基、1,5-ペンタメチレン基等が挙げられる。該アルキレン基としては、好ましくは炭素数1~3のアルキレン基、より好ましくはメチレン基である。
Xa2が表す炭素数2~5のアルキリデン基としては、エチリデン基、プロピリデン基、イソプロピリデン基、ブチリデン基、イソブチリデン基、ペンチリデン基、イソペンチリデン基等が挙げられる。これらの中でも、イソプロピリデン基が好ましい。
Xa2としては、前記選択肢の中でも、炭素数1~5のアルキレン基、炭素数2~5のアルキリデン基、一般式(a1-3’)で表される基が好ましく、一般式(a1-3’)で表される基がより好ましい。
q1は、各々独立に、0~4の整数であり、入手容易性の観点から、好ましくは0~2の整数、より好ましくは0又は2である。q1が2以上の整数である場合、複数のRa2同士は、それぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【0026】
前記一般式(a1-3’)中、Ra3が表す炭素数1~5の脂肪族炭化水素基、ハロゲン原子としては、Ra2が表すそれらと同じものが挙げられる。
Xa3が表す炭素数1~5のアルキレン基、炭素数2~5のアルキリデン基としては、Xa2が表す炭素数1~5のアルキレン基、炭素数2~5のアルキリデン基と同じものが挙げられる。
Xa3としては、上記選択肢の中でも、好ましくは炭素数2~5のアルキリデン基、より好ましくはイソプロピリデン基である。
r1は、0~4の整数であり、入手容易性の観点から、好ましくは0~2の整数、より好ましくは0である。r1が2以上の整数である場合、複数のRa3同士は、それぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【0027】
前記一般式(a1-4)中、n1は、丸括弧が囲っている構造単位の繰り返し単位数を表し、具体的には1~10の整数であり、入手容易性の観点から、好ましくは1~5の整数、より好ましくは1~3の整数である。
前記一般式(a1-5)中、Ra4が表す炭素数1~5の脂肪族炭化水素基、ハロゲン原子としては、前記一般式(a1-2)中のRa1が表すそれらと同じものが挙げられ、Ra4の好ましい炭素数1~5の脂肪族炭化水素基及びハロゲン原子もRa1の場合と同じである。同一の炭素原子に結合しているRa4同士は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
u1は、丸括弧が囲っている構造単位の繰り返し単位数を表し、具体的には1~8の整数であり、好ましくは1~3の整数、より好ましくは1である。u1が2以上の整数である場合、複数のRa4同士は、それぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【0028】
一般式(a1-1)で表される基の中のXa1としては、高耐熱性、誘電正接(Df)、導体との接着性、高ガラス転移温度、低熱膨張性及び成形性の観点から、下記式のいずれかで表される基であることが好ましい。
【0029】
【0030】
(a1)成分としては、前記一般式(a1-1)中のXa1が前記一般式(a1-3)で表される基であるマレイミド化合物がより好ましく、前記一般式(a1-1)中のXa1が前記一般式(a1-3)で表される基であり、且つ、前記一般式(a1-3)中のXa2が前記一般式(a1-3’)で表される基である化合物がさらに好ましい。
【0031】
(a1)成分としては、N,N’-エチレンビスマレイミド、N,N’-ヘキサメチレンビスマレイミド、N,N’-(1,3-フェニレン)ビスマレイミド、N,N’-[1,3-(2-メチルフェニレン)]ビスマレイミド、N,N’-[1,3-(4-メチルフェニレン)]ビスマレイミド、N,N’-(1,4-フェニレン)ビスマレイミド、ビス(4-マレイミドフェニル)メタン、ビス(3-メチル-4-マレイミドフェニル)メタン、3,3’-ジメチル-5,5’-ジエチル-4,4’-ジフェニルメタンビスマレイミド、ビス(4-マレイミドフェニル)エーテル、ビス(4-マレイミドフェニル)スルホン、ビス(4-マレイミドフェニル)スルフィド、ビス(4-マレイミドフェニル)ケトン、ビス(4-マレイミドシクロヘキシル)メタン、1,4-ビス(4-マレイミドフェニル)シクロヘキサン、1,4-ビス(マレイミドメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(マレイミドメチル)ベンゼン、1,3-ビス(4-マレイミドフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3-マレイミドフェノキシ)ベンゼン、ビス[4-(3-マレイミドフェノキシ)フェニル]メタン、ビス[4-(4-マレイミドフェノキシ)フェニル]メタン、1,1-ビス[4-(3-マレイミドフェノキシ)フェニル]エタン、1,1-ビス[4-(4-マレイミドフェノキシ)フェニル]エタン、1,2-ビス[4-(3-マレイミドフェノキシ)フェニル]エタン、1,2-ビス[4-(4-マレイミドフェノキシ)フェニル]エタン、2,2-ビス[4-(3-マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(4-マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(3-マレイミドフェノキシ)フェニル]ブタン、2,2-ビス[4-(4-マレイミドフェノキシ)フェニル]ブタン、2,2-ビス[4-(3-マレイミドフェノキシ)フェニル]-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス[4-(4-マレイミドフェノキシ)フェニル]-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、4,4’-ビス(3-マレイミドフェノキシ)ビフェニル、4,4’-ビス(4-マレイミドフェノキシ)ビフェニル、ビフェニルアラルキル型マレイミド、ビス[4-(3-マレイミドフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[4-(4-マレイミドフェノキシ)フェニル]ケトン、2,2’-ビス(4-マレイミドフェニル)ジスルフィド、ビス[4-(3-マレイミドフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4-(4-マレイミドフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4-(3-マレイミドフェノキシ)フェニル]スルホキシド、ビス[4-(4-マレイミドフェノキシ)フェニル]スルホキシド、ビス[4-(3-マレイミドフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(4-マレイミドフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4-(3-マレイミドフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4-(4-マレイミドフェノキシ)フェニル]エーテル、1,4-ビス[4-(4-マレイミドフェノキシ)-α,α-ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3-ビス[4-(4-マレイミドフェノキシ)-α,α-ジメチルベンジル]ベンゼン、1,4-ビス[4-(3-マレイミドフェノキシ)-α,α-ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3-ビス[4-(3-マレイミドフェノキシ)-α,α-ジメチルベンジル]ベンゼン、1,4-ビス[4-(4-マレイミドフェノキシ)-3,5-ジメチル-α,α-ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3-ビス[4-(4-マレイミドフェノキシ)-3,5-ジメチル-α,α-ジメチルベンジル]ベンゼン、1,4-ビス[4-(3-マレイミドフェノキシ)-3,5-ジメチル-α,α-ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3-ビス[4-(3-マレイミドフェノキシ)-3,5-ジメチル-α,α-ジメチルベンジル]ベンゼン、ポリフェニルメタンマレイミド(例えば、大和化成(株)製、商品名:BMI-2300等)などが挙げられる。(a1)成分は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0032】
これらの中でも、(a1)成分としては、反応率が高く、より高耐熱性化できるという観点から、ビス(4-マレイミドフェニル)メタン、ビス(4-マレイミドフェニル)スルホン、3,3’-ジメチル-5,5’-ジエチル-4,4’-ジフェニルメタンビスマレイミド、2,2-ビス[4-(4-マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパンが好ましく、2,2-ビス[4-(4-マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパンがより好ましい。また、有機溶剤への溶解性の観点からは、3,3’-ジメチル-5,5’-ジエチル-4,4’-ジフェニルメタンビスマレイミド、ビス(4-マレイミドフェニル)メタン、ポリフェニルメタンマレイミドが好ましく、安価であるという観点からは、ビス(4-マレイミドフェニル)メタンが好ましい。
【0033】
((a2)モノアミン化合物)
(a1)成分に(a2)成分を反応させることにより、耐熱性及び低熱膨張性等をより向上させることができる。
当該(a2)成分としては、アミノ基を1つ有する化合物であれば特に制限はないが、高耐熱性、誘電正接(Df)、導体との接着性、高ガラス転移温度、低熱膨張性及び成形性の観点から、酸性置換基を有するモノアミン化合物が好ましく、下記一般式(a2-1)で表される化合物がより好ましい。
【化12】
(式中、R
a5は、各々独立に、酸性置換基である、水酸基、カルボキシ基又はスルホン酸基であり、R
a6は、各々独立に、炭素数1~5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子である。x2は1~5の整数、y2は0~4の整数であり、且つ、1≦x2+y2≦5を満たす。)
【0034】
前記式(a2-1)中、Ra5が示す酸性置換基としては、溶解性及び反応性の観点から、好ましくは水酸基、カルボキシ基であり、耐熱性も考慮すると、より好ましくは水酸基である。
x2は1~5の整数であり、高耐熱性、低比誘電率、高ガラス転移温度、低熱膨張性及び成形性の観点から、好ましくは1~3の整数、より好ましくは1又は2、さらに好ましくは1である。
Ra6が示す炭素数1~5のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基等が挙げられる。該アルキル基としては、好ましくは炭素数1~3のアルキル基である。
Ra6が示すハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
y2は0~4の整数であり、高耐熱性、低比誘電率、高ガラス転移温度、低熱膨張性及び成形性の観点から、好ましくは0~3の整数、より好ましくは0~2の整数、さらに好ましくは0又は1、特に好ましくは0である。
なお、x2が2以上の整数の場合、複数のRa5は同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、y2が2以上の整数の場合、複数のRa6は同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【0035】
(a2)成分としては、m-アミノフェノール、p-アミノフェノール、o-アミノフェノール、p-アミノ安息香酸、m-アミノ安息香酸、o-アミノ安息香酸、o-アミノベンゼンスルホン酸、m-アミノベンゼンスルホン酸、p-アミノベンゼンスルホン酸、3,5-ジヒドロキシアニリン、3,5-ジカルボキシアニリン等が挙げられる。これらの中でも、溶解性及び合成収率の観点から、m-アミノフェノール、p-アミノフェノール、o-アミノフェノール、p-アミノ安息香酸、m-アミノ安息香酸、3,5-ジヒドロキシアニリンが好ましく、耐熱性の観点から、m-アミノフェノール、p-アミノフェノールがより好ましく、低熱膨張性の観点から、p-アミノフェノールがさらに好ましい。
モノアミン化合物(a2)は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0036】
((a3)少なくとも2個のアミノ基を有するアミン化合物)
(a3)成分としては、分子末端の少なくとも一方にアミノ基を有するアミン化合物が好ましく、分子両末端にアミノ基を有するアミン化合物がより好ましい。さらに、側鎖にアミノ基を有するアミン化合物であってもよく、側鎖及び少なくとも一方の分子末端にアミノ基を有するアミン化合物であってもよい。なお、(a3)成分としては、シロキサン骨格を含有していてもよいし、シロキサン骨格を含有していなくてもよい。シロキサン骨格を含有するものとしては、(a3’)少なくとも2個のアミノ基を有するシリコーン化合物が挙げられる。(a3’)少なくとも2個のアミノ基を有するシリコーン化合物については後述する。
前記アミノ基はいずれも、1級アミノ基であることが好ましい。
これらの中でも、(a3)成分としては分子両末端にアミノ基を有するアミン化合物が好ましい。このようなアミン化合物としては、高耐熱性、誘電正接(Df)、導体との接着性、高ガラス転移温度、低熱膨張性及び成形性の観点から、下記一般式(a3-1)で表されるジアミン化合物が好ましく挙げられる。
【0037】
【化13】
(一般式(a3-1)中、X
a4は、下記一般式(a3-2)、(a3-3)又は(a3-4)で表される基である。)
【0038】
【化14】
(一般式(a3-2)中、R
a7は、各々独立に、炭素数1~5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子である。p3は、0~4の整数である。)
【0039】
【化15】
(一般式(a3-3)中、R
a8及びR
a9は、各々独立に、炭素数1~5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子である。X
a5は、炭素数1~5のアルキレン基、炭素数2~5のアルキリデン基、エーテル基、スルフィド基、スルホニル基、カルボニルオキシ基、ケト基、単結合、下記一般式(a3-3-1)で表される基又は下記一般式(a3-3-2)で表される基である。q3及びr3は、各々独立に、0~4の整数である。)
【化16】
(一般式(a3-3-1)中、R
a10及びR
a11は、各々独立に、炭素数1~5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子である。X
a6は、炭素数1~5のアルキレン基、炭素数2~5のアルキリデン基、エーテル基、スルフィド基、スルホニル基、カルボニルオキシ基、ケト基又は単結合である。s3及びt3は、各々独立に、0~4の整数である。)
【化17】
(一般式(a3-3-2)中、R
a12は、炭素数1~5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子である。X
a7及びX
a8は、各々独立に、炭素数1~5のアルキレン基、炭素数2~5のアルキリデン基、エーテル基又は単結合である。u3は、0~4の整数である。)
【0040】
【化18】
(一般式(a3-4)中、R
a13~R
a16は、各々独立に、炭素数1~5のアルキル基、フェニル基又は置換フェニル基を表す。X
a9及びX
a10は各々独立に、2価の有機基を表す。v3は、1~100の整数である。)
【0041】
前記一般式(a3-2)中、Ra7が表す脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基等が挙げられる。該脂肪族炭化水素基としては、好ましくは炭素数1~3の脂肪族炭化水素基であり、より好ましくはメチル基である。また、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
以上の中でも、Ra7としては炭素数1~5の脂肪族炭化水素基が好ましい。
p3は0~4の整数であり、入手容易性の観点から、好ましくは0~2の整数、より好ましくは2である。p3が2以上の整数である場合、複数のRa7同士は同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【0042】
前記一般式(a3-3)中、Ra8及びRa9が表す炭素数1~5の脂肪族炭化水素基、ハロゲン原子としては、前記Ra7の場合と同じものが挙げられる。該脂肪族炭化水素基としては、好ましくは炭素数1~3の脂肪族炭化水素基、より好ましくはメチル基及びエチル基、さらに好ましくはエチル基である。
Xa5が表す炭素数1~5のアルキレン基としては、メチレン基、1,2-ジメチレン基、1,3-トリメチレン基、1,4-テトラメチレン基、1,5-ペンタメチレン基等が挙げられる。該アルキレン基としては、耐熱性及び低熱膨張性の観点から、好ましくは炭素数1~3のアルキレン基であり、より好ましくはメチレン基である。
Xa5が表す炭素数2~5のアルキリデン基としては、エチリデン基、プロピリデン基、イソプロピリデン基、ブチリデン基、イソブチリデン基、ペンチリデン基、イソペンチリデン基等が挙げられる。これらの中でも、耐熱性及び低熱膨張性の観点から、イソプロピリデン基が好ましい。
Xa5としては、上記選択肢の中でも、炭素数1~5のアルキレン基、炭素数2~5のアルキリデン基が好ましい。より好ましいものは前述の通りである。
q3及びr3は、各々独立に0~4の整数であり、入手容易性の観点から、いずれも、好ましくは0~2の整数、より好ましくは0又は2である。q3又はr3が2以上の整数である場合、複数のRa8同士又はRa9同士は、それぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【0043】
前記一般式(a3-3-1)中、Ra10及びRa11が表す炭素数1~5の脂肪族炭化水素基、ハロゲン原子としては、前記Ra8及びRa9の場合と同じものが挙げられ、好ましい態様も同じである。
Xa6が表す炭素数1~5のアルキレン基、炭素数2~5のアルキリデン基としては、前記Xa5が表す炭素数1~5のアルキレン基、炭素数2~5のアルキリデン基と同じものが挙げられる。
Xa6としては、上記選択肢の中でも、好ましくは炭素数2~5のアルキリデン基であり、より好ましくはイソプロピリデン基である。
s3及びt3は0~4の整数であり、入手容易性の観点から、いずれも、好ましくは0~2の整数、より好ましくは0又は1、さらに好ましくは0である。s3又はt3が2以上の整数である場合、複数のRa10同士又はRa11同士は、それぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【0044】
前記一般式(a3-3-2)中、Ra12が表す炭素数1~5の脂肪族炭化水素基、ハロゲン原子は、前記Ra10及びRa11の場合と同じものが挙げられ、好ましい態様も同じである。
Xa7及びXa8が表す炭素数1~5のアルキレン基、炭素数2~5のアルキリデン基としては、前記Xa6の場合と同じものが挙げられ、好ましい態様も同じである。u3は、0~4の整数であり、入手容易性の観点から、いずれも、好ましくは0~2の整数、より好ましくは0又は1、さらに好ましくは0である。u3が2以上の整数である場合、複数のRa12同士は、それぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【0045】
前記一般式(a3-4)中のRa13~Ra16が表す炭素数1~5のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基等が挙げられる。該アルキル基としては、炭素数1~3のアルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
Ra13~Ra16が表す置換フェニル基において、フェニル基が有する置換基としては、炭素数1~5のアルキル基、炭素数2~5のアルケニル基、炭素数2~5のアルキニル基等が挙げられる。該炭素数1~5のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基等が挙げられる。該炭素数2~5のアルケニル基としては、ビニル基、アリル基等が挙げられる。炭素数2~5のアルキニル基としては、エチニル基、プロパルギル基等が挙げられる。
Ra13~Ra16は、いずれも炭素数1~5のアルキル基であることが好ましく、メチル基であることがより好ましい。
Xa9及びXa10が表す2価の有機基としては、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、-O-又はこれらが組み合わされた2価の連結基等が挙げられる。該アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基等の炭素数1~10のアルキレン基が挙げられる。該アルケニレン基としては、炭素数2~10のアルケニレン基が挙げられる。該アルキニレン基としては、炭素数2~10のアルキニレン基が挙げられる。該アリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基等の炭素数6~20のアリーレン基が挙げられる。
v3は、鍵括弧が囲った構造単位の繰り返し単位数を表し、具体的には1~100の整数であり、2~100の整数であってもよいし、5~100の整数であってもよいし、10~100の整数であってもよいし、15~70の整数であってもよいし、20~50の整数であってもよい。
【0046】
(a3)成分としては、前記一般式(a3-1)中のXa4が前記一般式(a3-3)で表される基であるジアミン化合物が好ましく、前記一般式(a3-1)中のXa4が前記一般式(a3-3)で表される基であり、且つ、前記一般式(a3-3)中のXa5が前記一般式(a3-3-2)で表される基であるジアミン化合物がより好ましい。
【0047】
(a3)成分の具体例としては、4,4’-(1,3-フェニレンジイソプロピリデン)ビスアニリン、ジアミノベンジジン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルエーテル、ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-メチレン-ビス(2-クロロアニリン)、1,3’-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2’-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、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、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、1,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’-ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’-ジアミノ-3,3’-ビフェニルジオール、9,9’-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン、o-トリジンスルホン等が挙げられる。
特に制限されるものではないが、これらの中でも、4,4’-(1,3-フェニレンジイソプロピリデン)ビスアニリンが好ましい。
【0048】
((a3’)少なくとも2個のアミノ基を有するシリコーン化合物)
(a3’)成分は、少なくとも2個のアミノ基を有するシリコーン化合物であれば特に制限はないが、1分子中に2個のアミノ基を有するシリコーン化合物であることが好ましく、1分子中に2個の第1級アミノ基を有するシリコーン化合物であることが好ましい。
(a3’)成分は、アミノ基(好ましくは第1級アミノ基)を、シロキサン骨格の側鎖又は末端のいずれか又は両方に有していればよく、入手容易性及び低そり性の観点から、末端に有することが好ましく、両末端に有することがより好ましい。以下、両末端にアミノ基(好ましくは第1級アミノ基)を有するシリコーン化合物を、「両末端アミノ変性シリコーン化合物」ともいう。同様の観点から、(a3’)成分は、下記一般式(a3’-1)で表されることが好ましい。
【0049】
【化19】
(一般式(a3’-1)中、R
a13~R
a16、X
a9、X
a10及びv3は、前記一般式(a3-4)中のものと同じであり、好ましい態様も同じである。)
【0050】
(a3’)成分は、市販品を用いることができる。例えば、側鎖にメチル基を有する(a3’)成分としては、「KF-8010」(アミノ基の官能基当量430g/mol)、「X-22-161A」(アミノ基の官能基当量800g/mol)、「X-22-161B」(アミノ基の官能基当量1,500g/mol)、「KF-8012」(アミノ基の官能基当量2,200g/mol)、「KF-8008」(アミノ基の官能基当量5,700g/mol)、「X-22-9409」(アミノ基の官能基当量700g/mol)(以上、信越化学工業株式会社製)等が挙げられる。また、側鎖にフェニル基を有する(a3’)成分としては、「X-22-1660B-3」(アミノ基の官能基当量2,200g/mol)(信越化学工業株式会社製)、「BY-16-853U」(アミノ基の官能基当量460g/mol)、「BY-16-853」(アミノ基の官能基当量650g/mol)、「BY-16-853B」(アミノ基の官能基当量2,200g/mol)(以上、東レダウコーニング株式会社製)等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、(a3’)成分の市販品としては、低吸水性の観点から、「X-22-161A」、「X-22-161B」、「KF-8012」、「KF-8008」、「X-22-1660B-3」、「BY-16-853B」が好ましく、低熱膨張性の観点から、「X-22-161A」、「X-22-161B」、「KF-8012」、「X-22-1660B-3」がより好ましい。
【0051】
(a3’)成分が有するアミノ基の官能基当量は、300~3,000g/molが好ましく、400~2,500g/molがより好ましく、600~2,300g/molがさらに好ましい。
【0052】
(変性マレイミド樹脂(A)及びシリコーン変性マレイミド樹脂(B)の製造方法)
(a)成分として前記変性マレイミド樹脂(A)を含有することで、熱硬化性樹脂組成物中の樹脂の分子量を制御し易くなり、低熱膨張性及び弾性率を向上させ易くなる傾向にある。
また、(a)成分としてシリコーン変性マレイミド樹脂(B)を含有することで、熱硬化性樹脂組成物中の樹脂の分子量を制御し易くなり、且つ、低熱膨張性及び低そり性を向上させ易くなる傾向にある。
【0053】
前記変性マレイミド樹脂(A)の製造方法に特に制限はないが、前記(a1)成分が持つマレイミド基の炭素-炭素二重結合へ、前記(a2)成分が持つアミノ基及び前記(a3)成分が持つアミノ基のうちの少なくとも一方を付加反応させることで変性マレイミド樹脂(A)を製造することができる。
また、前記シリコーン変性マレイミド樹脂(B)の製造方法に特に制限はないが、前記(a1)成分が持つマレイミド基の炭素-炭素二重結合へ、前記(a3’)成分が持つアミノ基(及び必要に応じて前記(a3)成分[但し、当該(a3)成分からは(a3’)成分を除く。]が持つアミノ基)を付加反応させることでシリコーン変性マレイミド樹脂(B)を製造することができる。
変性マレイミド樹脂(A)の製造及びシリコーン変性マレイミド樹脂(B)の製造は、有機溶媒中で加熱保温しながら行なうことが好ましい。反応温度は、特に制限されるものではないが、70~200℃が好ましく、70~150℃がより好ましく、100~130℃がさらに好ましい。反応時間は、特に制限されるものではないが、0.1~10時間が好ましく、1~6時間がより好ましい。
【0054】
また、変性マレイミド樹脂(A)の製造及びシリコーン変性マレイミド樹脂(B)の製造には、必要により反応触媒を使用することができる。反応触媒に特に制限はないが、トリエチルアミン、ピリジン、トリブチルアミン等のアミン化合物;メチルイミダゾール、フェニルイミダゾール等のイミダゾール系化合物;トリフェニルホスフィン等のリン系触媒等が挙げられる。これらは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0055】
変性マレイミド樹脂(A)の製造における、(a1)成分のマレイミド基数〔(a1)成分の使用量(g)/(a1)成分のマレイミド基の官能基当量(g/eq)〕は、特に制限されるものではないが、(a2)成分のアミノ基数〔(a2)成分の使用量(g)/(a2)成分のアミノ基の官能基当量(g/eq)〕と(a3)成分のアミノ基数〔(a3)成分の使用量(g)/(a3)成分のアミノ基の官能基当量(g/eq)〕の合計に対して、0.1~10倍が好ましく、1~9倍がより好ましく、1.1~9倍がさらに好ましく、2~8倍が特に好ましい。前記下限値以上、特に2倍以上であると、ゲル化が抑制されると共に耐熱性が良好となる傾向にあり、前記上限値以下であると、有機溶媒への溶解性及び耐熱性が良好となる傾向にある。
同様に、シリコーン変性マレイミド樹脂(B)の製造における、(a1)成分のマレイミド基数〔(a1)成分の使用量(g)/(a1)成分のマレイミド基の官能基当量(g/eq)〕は、特に制限されるものではないが、(a3’)成分のアミノ基数〔(a3’)成分の使用量(g)/(a3’)成分のアミノ基の官能基当量(g/eq)〕と(a3)成分[但し、(a3’)成分を除く。]のアミノ基数〔(a3)成分の使用量(g)/(a3)成分のアミノ基の官能基当量(g/eq)〕の合計に対して、0.1~10倍が好ましく、1~9倍がより好ましく、1.1~9倍がさらに好ましく、2~8倍が特に好ましい。前記下限値以上、特に2倍以上であると、ゲル化が抑制されると共に耐熱性が良好となる傾向にあり、前記上限値以下であると、有機溶媒への溶解性及び耐熱性が良好となる傾向にある。
【0056】
変性マレイミド樹脂(A)の製造及びシリコーン変性マレイミド樹脂(B)の製造は、有機溶媒の存在下で実施することが好ましい。有機溶媒に特に制限はないが、エタノール、プロパノール、ブタノール、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール系溶剤;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剤;テトラヒドロフラン等のエーテル系溶剤;トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族系溶剤;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン等の窒素原子含有溶剤;ジメチルスルホキシド等の硫黄原子含有溶剤等が挙げられる。有機溶媒は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、溶解性の観点から、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、メチルセロソルブが好ましく、低毒性という観点から、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルがより好ましく、揮発性が高くプリプレグの製造時に残存溶剤として残り難いことから、プロピレングリコールモノメチルエーテルがさらに好ましい。
【0057】
((a)成分の含有量)
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物における(a)成分の含有量は、特に制限されるものではないが、熱硬化性樹脂組成物中の樹脂成分100質量部に対して、30~99質量部が好ましく、35~90質量部がより好ましく、40~85質量部がさらに好ましく、45~80質量部が特に好ましく、55~80質量部が最も好ましい。
【0058】
<(b)一般式(1)で表され、且つ、前記(a)成分が有するマレイミド基に対して反応性を示さない化合物>
前述の通り、前記(a)成分に対して(b)成分を配合することによって、熱硬化性樹脂組成物の誘電正接(Df)を低下させることができる。
(b)成分は下記一般式(1)で表されるが、(a)成分が有するマレイミド基に対して反応性を示さないことが前提となる。つまり、一般式(1)中の各基が有していてもよい置換基は、(a)成分が有するマレイミド基に対して反応性を示さない置換基に限定される。ここで、「反応性を示さない」とは、200℃以下において反応しないことを言う。
なお、(a)成分が有するマレイミド基に対して反応性を示す置換基としては、アミノ基、エポキシ基(グリシジル基を含む。)、マレイミド基が挙げられる。
(b)成分は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0059】
【0060】
前記一般式(1)中、Xb1は、単結合又は置換もしくは無置換の炭素数1~5の脂肪族炭化水素基を表す。Rb1及びRb2は、各々独立に、置換もしくは無置換の炭素数1~10の脂肪族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~18の芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成原子数5~20の複素環式芳香族炭化水素基、酸素原子含有基、又はそれらの組み合わせからなる基を表す。m及びnは、各々独立に、0~5の整数である。
【0061】
Xb1が表す炭素数1~5の脂肪族炭化水素基としては、メチレン基、ジメチレン基、トリメチレン基、ペンタメチレン基等の炭素数1~5のアルキレン基;イソプロピリデン基等の炭素数2~5のアルキリデン基が挙げられる。該脂肪族炭化水素基としては、炭素数1~3の脂肪族炭化水素基が好ましく、メチレン基、イソプロピリデン基がより好ましい。
該脂肪族炭化水素基は置換基を有していてもよいし、無置換であってもよい。該置換基は、(a)成分が有するマレイミド基に対して反応性を示さない置換基であれば特に制限はないが、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、ニトロ基、シアノ基等(以下、これらを「置換基A」と称する)が挙げられる。
Xb1としては、低誘電正接(低Df)とする観点から、前記選択肢の中でも、単結合が好ましい。
【0062】
Rb1及びRb2が表す炭素数1~10の脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、n-オクチル基等が挙げられる。これらの中でも、炭素数1~5の脂肪族炭化水素基が好ましく、炭素数2又は3の脂肪族炭化水素基がより好ましく、エチル基がさらに好ましい。
該脂肪族炭化水素基は置換基を有していてもよいし、無置換であってもよい。該置換基としては、前記置換基Aが挙げられる。
【0063】
Rb1及びRb2が表す環形成炭素数6~18の芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、ビフェニリル基等が挙げられる。該芳香族炭化水素基としては、環形成炭素数6~12の芳香族炭化水素基が好ましく、フェニル基、ビフェニリル基がより好ましい。
該芳香族炭化水素基は置換基を有していてもよいし、無置換であってもよい。該置換基としては、前記置換基Aの他、炭素数1~10(好ましくは1~5)の脂肪族炭化水素基等が挙げられる。
【0064】
Rb1及びRb2が表す環形成原子数5~20の複素環式芳香族炭化水素基としては、トリアジニル基、オキサゾリル基、ピリジニル基、チオフェニル基等が挙げられる。該複素環式芳香族炭化水素基としては、環形成原子数5~12の複素環式芳香族炭化水素基が好ましい。
該複素環式芳香族炭化水素基は置換基を有していてもよいし、無置換であってもよい。該置換基としては、前記置換基Aの他、炭素数1~10(好ましくは1~5)の脂肪族炭化水素基等が挙げられる。
【0065】
Rb1及びRb2が表す酸素原子含有基としては、-ORb3(Rb3は、置換もしくは無置換の炭素数1~10の脂肪族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~18の芳香族炭化水素基を表す。)、ケト基、-O-P(=O)(-ORb4)(-ORb5)[Rb4及びRb5は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数1~10の脂肪族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~18の芳香族炭化水素基を表す。]等が挙げられる。酸素原子含有基としては、ケト基、-O-P(=O)(-ORb4)(-ORb5)が好ましい。
前記Rb3、Rb4及びRb5が表す炭素数1~20の脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、n-オクチル基等が挙げられる。これらの中でも、炭素数1~10の脂肪族炭化水素基が好ましく、炭素数1~5の脂肪族炭化水素基がより好ましい。該脂肪族炭化水素基は置換基を有していてもよいし、無置換であってもよい。該置換基としては、前記置換基Aが挙げられる。
前記Rb3、Rb4及びRb5が表す環形成炭素数6~18の芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、ビフェニリル基等が挙げられる。該芳香族炭化水素基としては、環形成炭素数6~12の芳香族炭化水素基が好ましく、フェニル基がより好ましい。該芳香族炭化水素基は置換基を有していてもよいし、無置換であってもよい。該置換基としては、前記置換基Aの他、炭素数1~10(好ましくは炭素数1~5、より好ましくは炭素数1~3、さらに好ましくは炭素数1)の脂肪族炭化水素基等が挙げられる。
【0066】
R
b1及びR
b2は、炭素数1~10の脂肪族炭化水素基、環形成炭素数6~18の芳香族炭化水素基、環形成原子数5~20の複素環式芳香族炭化水素基、及び酸素原子含有基からなる群から選択される少なくとも2種の基の組み合わせからなる基であってもよい。該組み合わせとしては、「炭素数1~10の脂肪族炭化水素基-環形成炭素数6~18の芳香族炭化水素基」、「炭素数1~10の脂肪族炭化水素基-環形成原子数5~20の複素環式芳香族炭化水素基」、「環形成炭素数6~18の芳香族炭化水素基-炭素数1~10の脂肪族炭化水素基-環形成炭素数6~18の芳香族炭化水素基」、「環形成原子数5~20の複素環式芳香族炭化水素基-炭素数1~10の脂肪族炭化水素基-環形成炭素数6~18の芳香族炭化水素基」、「炭素数1~10の脂肪族炭化水素基-酸素原子含有基」、「環形成炭素数6~18の芳香族炭化水素基-酸素原子含有基」、「酸素原子含有基-環形成炭素数6~18の芳香族炭化水素基」等が挙げられる。なお、これらの組み合わせは、鍵括弧内の最初に記載した基が前記一般式(1)に示されているベンゼン環へ結合していることとする。
これらの中でも、組み合わせとしては、「炭素数1~10の脂肪族炭化水素基-環形成炭素数6~18の芳香族炭化水素基」、「酸素原子含有基-環形成炭素数6~18の芳香族炭化水素基」が好ましく、ベンジル基等のアラルキル基、「ケト基-環形成炭素数6~18の芳香族炭化水素基」が好ましく、ベンジル基、「ケト基-フェニル基」がより好ましい。なお、「ケト基-フェニル基」は下記構造式で表される基である。
【化21】
(*は他の構造(具体的にはベンゼン環)への結合部位を示す。)
【0067】
m及びnは、各々独立に、0~5の整数であり、好ましくは0~3の整数、より好ましくは0又は1であり、0であってもよいし、1であってもよい。mが0であり、nが1であることも好ましく、mが1であり、nも1であることが好ましい。
なお、mが2~5の整数の場合、複数存在するRb1は、それぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。nが2~5の整数の場合、複数存在するRb2は、それぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【0068】
前記一般式(1)の好ましい態様は、下記一般式(1-1)及び下記一般式(1-2)である。
【0069】
【化22】
(一般式(1-1)中、X
b1、R
b1及びR
b2は、前記一般式(1)中のものと同じであり、好ましい態様も同じである。)
【0070】
【化23】
(一般式(1-2)中、X
b1及びR
b2は、前記一般式(1)中のものと同じであり、好ましい態様も同じである。)
【0071】
(b)成分としては、下記一般式(1’)で表される化合物であることが好ましい。言うまでもなく、この化合物も、(a)成分が有するマレイミド基に対して反応性を示さないことが前提となる。
【化24】
(一般式(1’)中、R
b1、R
b2、m及びnは、前記一般式(1)中のものと同じであり、好ましい態様も同じである。)
【0072】
前記一般式(1’)の好ましい態様は、下記一般式(1’-1)及び下記一般式(1’-2)である。
【0073】
【化25】
(一般式(1’-1)中、R
b1及びR
b2は、前記一般式(1’)中のものと同じであり、好ましい態様も同じである。)
【0074】
【化26】
(一般式(1’-2)中、R
b2は、前記一般式(1’)中のものと同じであり、好ましい態様も同じである。)
【0075】
(b)成分としては、プリント配線板のリフロー工程にてボイドが発生するのを避ける観点から、一気圧(101.325kPa)下における沸点が260℃以上であることが好ましく、280℃以上であることがより好ましく、300℃以上であってもよい。沸点の上限に特に制限はなく、(b)成分の一気圧(101.325kPa)下における沸点は、例えば、500℃以下であってもよいし、450℃以下であってもよいし、400℃以下であってもよいし、350℃以下であってもよい。
以上の観点から、(b)成分としては、ジエチルビフェニル及びベンジルビフェニルからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましく、4,4’-ジエチルビフェニル及び4-ベンジルビフェニルからなる群から選択される少なくとも1種であることがより好ましい。
【0076】
((b)成分の含有量)
(b)成分の含有量は、特に制限されるものではないが、前記(a)成分1モルに対して、好ましくは0.001~1.0モル、より好ましくは0.01~0.95モル、さらに好ましくは0.01~0.90モル、特に好ましくは0.05~0.90モルであり、0.15~0.90モルであってもよいし、0.15~0.70モルであってもよいし、0.35~0.7モルであってもよいし、0.5~0.7モルであってもよい。(b)成分の含有量が前記下限値以上であれば、高周波数帯域における誘電正接(Df)の低減効果が発現し易い傾向にある。なお、(b)成分の含有量は前記上限値を超えてもよいが、高周波数帯域における誘電正接(Df)の低減効果が頭打ちとなる傾向にあるため、製造コストを低減する観点からは、前記上限値以下とすることが好ましい。
【0077】
<(c)チタン系無機充填材及びジルコン系無機充填材からなる群から選択される少なくとも1種の高誘電率無機充填材>
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、高比誘電率(高Dk)とする観点から、さらに(c)チタン系無機充填材及びジルコン系無機充填材からなる群から選択される少なくとも1種の高誘電率無機充填材を含有するものである。
前記チタン系無機充填材としては、高比誘電率(高Dk)とする観点から、二酸化チタン及びチタン酸金属塩からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。前記チタン酸金属塩としては、高比誘電率(高Dk)とする観点から、チタン酸カリウム等のチタン酸アルカリ金属塩;チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム等のチタン酸アルカリ土類金属塩;チタン酸アルミニウム、チタン酸鉛等が挙げられる。前記チタン酸金属塩としては、これらの例示から選択される少なくとも1種であることが好ましい。特に、高比誘電率(高Dk)とする観点から、チタン酸アルカリ土類金属塩がより好ましく、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸アルミニウムがさらに好ましく、チタン酸ストロンチウムが特に好ましい。また、比較的に高比誘電率(高Dk)としながらも、低誘電正接(低Df)とする観点からは、チタン酸アルミニウムが好ましい。
前記ジルコン系無機充填材としては、高比誘電率(高Dk)とする観点から、ジルコン酸アルカリ金属塩であることが好ましい。前記ジルコン酸アルカリ金属塩としては、高比誘電率(高Dk)とする観点から、ジルコン酸カルシウム及びジルコン酸ストロンチウムからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
(c)成分としては、高比誘電率(高Dk)及び比重の観点から、チタン系無機充填材が好ましく、より好ましいものは前述の通りである。
【0078】
(c)成分の平均粒子径は、特に制限されるものではないが、0.1μm以上であることが好ましく、0.4μm以上であることがより好ましく、耐熱性の観点から、1.0μm以上であることがさらに好ましく、1.5μm以上であることが特に好ましい。(c)成分の平均粒子径の上限値としては、絶縁不良の原因となり得る粗大粒子を排除する観点から、4.5μm以下であることが好ましく、4.0μm以下であることがより好ましく、3.5μm以下であることがさらに好ましい。
以上から、(c)成分の平均粒子径は、0.1~4.5μmであることが好ましく、当該数値範囲における下限値及び上限値は上述の記載を基にして変更できる。
ここで、本開示において、平均粒子径とは平均一次粒子径のことをいう。
なお、本開示において、平均粒子径は、粒子径分布測定装置を用いて粒度分布を解析したd50の値(体積分布のメジアン径)である。粒度分布の解析方法及び条件は、詳細には、実施例に記載の方法に従えばよい。
(c)成分の形状に特に制限はないが、工業的に入手可能な高誘電率無機充填材は一般的に不定形状であることが多いため、不定形状であってもよいが、球状等の他の形状であってもよい。
【0079】
((c)成分の含有量)
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物における(c)成分の含有量は、特に制限されるものではないが、比誘電率(Dk)の観点から、熱硬化性樹脂組成物中の固形分に対して、1~60体積%であることが好ましく、5~50体積%であることがより好ましく、15~45体積%であってもよく、また、25~40体積%であってもよく、30~40体積%であってもよい。
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物における(c)成分の含有量が前記下限値以上であれば、比誘電率(Dk)を十分に高めることができる傾向にあり、前記上限値以下であれば、誘電正接(Df)までが高まり過ぎることを抑制できる傾向にある。
【0080】
<(c’)前記(c)成分以外の無機充填材>
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、低熱膨張性の観点から、さらに(c’)前記(c)成分以外の無機充填材[以下、(c’)成分と称することがある。]を含有していてもよい。
(c’)成分としては、特に制限されるものではないが、シリカ、アルミナ、マイカ、ベリリア、炭酸アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、ケイ酸アルミニウム、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、クレー、タルク、ホウ酸アルミニウム、炭化ケイ素、石英粉末、ガラス短繊維、ガラス微粉末及び中空ガラス等が挙げられ、これらからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。ガラスとしては、Eガラス、Tガラス、Dガラス等が好ましく挙げられる。(c’)成分は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、誘電特性、耐熱性及び低熱膨張性の観点から、シリカが好ましい。シリカとしては、例えば、湿式法で製造された含水率の高い沈降シリカと、乾式法で製造された結合水等をほとんど含まない乾式法シリカが挙げられる。乾式法シリカとしては、さらに、製造法の違いにより、破砕シリカ、フュームドシリカ、溶融球状シリカ等に分類される。これらの中でも、低熱膨張性及び樹脂に充填した際の流動性の観点から、溶融球状シリカが好ましい。
【0081】
(c’)成分の平均粒子径は、特に制限されるものではないが、好ましくは0.01~30μm、より好ましくは0.05~20μm、さらに好ましくは0.1~10μm、特に好ましくは0.2~5μmであり、0.2~2μmであってもよいし、0.1~1μmであってもよい。
前記(c’)成分の平均粒子径を前記下限値以上にすることで、熱硬化性樹脂組成物に(c’)成分を高充填した際の流動性を良好に保ち易い傾向があり、前記(c’)成分の平均粒子径を前記上限値以下にすることで、絶縁層の表面粗さが大きくなることを抑制できる傾向にある。
【0082】
((c’)成分の含有量)
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物が(c’)成分を含有する場合、その含有量は、特に制限されるものではないが、熱硬化性樹脂組成物中の固形分に対して、好ましくは5~65体積%、より好ましくは10~60体積%、さらに好ましくは15~60体積%、特に好ましくは20~55体積%であり、20~50体積%であってもよいし、20~40体積%であってもよいし、25~40体積%であってもよい。
(c’)成分の含有量が前記下限値以上であれば、低熱膨張性が良好となる傾向にあり、前記上限値以下であれば、プリプレグにカスレが生じるのを抑制し易い傾向にある。
【0083】
<(x)シランカップリング剤>
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、前述の通り、さらに(x)成分としてシランカップリング剤を含有することで、導体との接着性及び耐デスミア性が向上する。
シランカップリング剤としては、公知のものを使用することができる。シランカップリング剤としては、エポキシシラン系カップリング剤、アミノシラン系カップリング剤、フェニルシラン系カップリング剤、アルキルシラン系カップリング剤、アルケニルシラン系カップリング剤、アルキニルシラン系カップリング剤、(メタ)アクリルシラン系カップリング剤、イソシアヌレートシラン系カップリング剤、ウレイドシラン系カップリング剤、メルカプトシラン系カップリング剤、スルフィドシラン系カップリング剤、イソシアネートシラン系カップリング剤及びシラザン系カップリング剤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、導体との接着性及び耐デスミア性の向上効果の観点から、アルケニルシラン系カップリング剤、エポキシシラン系カップリング剤及びアミノシラン系カップリング剤からなる群から選択される1種以上であることがより好ましく、アルケニルシラン系カップリング剤であることがさらに好ましい。
【0084】
前記エポキシシラン系カップリング剤としては、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、8-グリシドキシオクチルトリメトキシシラン等が挙げられる。
前記アミノシラン系カップリング剤としては、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン等が挙げられる。
前記フェニルシラン系カップリング剤としては、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等が挙げられる。
【0085】
前記アルキルシラン系カップリング剤としては、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、n-プロピルトリメトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、1,6-ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン等が挙げられる。なお、アルキルシラン系カップリング剤は、ハロゲン原子で置換されていてもよい。
前記アルケニルシラン系カップリング剤としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、7-オクテニルトリメトキシシラン等が挙げられる。これらの中でも、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランが好ましく、ビニルトリメトキシシランがより好ましい。
前記アルキニルシラン系カップリング剤としては、公知のものを使用することができる。
【0086】
前記(メタ)アクリルシラン系カップリング剤としては、例えば、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
前記イソシアヌレートシラン系カップリング剤としては、トリス-(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート等が挙げられる。
前記ウレイドシラン系カップリング剤としては、3-ウレイドプロピルトリアルコキシシラン等が挙げられる。
前記メルカプトシラン系カップリング剤としては、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
前記スルフィドシラン系カップリング剤としては、公知のものを使用することができる。
前記イソシアネートシラン系カップリング剤としては、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
前記シラザン系カップリング剤としては、公知のものを使用することができる。
【0087】
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物において、(x)成分の含有形態に特に制限はなく、例えば、(x)成分で表面処理された(c)成分を熱硬化性樹脂組成物に含有させてもよいし、各成分を混合する際に一緒に(x)成分を含有させてもよいし、それらの実施形態の両方であってもよい。
【0088】
((x)成分の含有量)
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物において、(x)シランカップリング剤の含有量は、前記(c)成分に対して、0.1~5質量%が好ましく、0.5~4質量%がより好ましく、1.0~3.5質量%がさらに好ましく、1.5~3.0質量%が特に好ましい。(x)成分の含有量が前記下限値以上であれば、導体との接着性及び耐デスミア性の向上効果が優れたものとなる傾向にある。なお、(x)成分の含有量が前記上限値を超えても効果は頭打ちになる傾向があるため、製造コストの観点から、前記上限値以下であることが好ましい。但し、(x)成分の含有量が前記上限値を超えたとき、場合によっては導体との接着性及び耐デスミア性の向上効果が不十分となることもあり、そのようなことから、(x)成分の含有量は前記上限値が好ましいと言える。
【0089】
<(d)熱硬化性樹脂>
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、さらに(d)熱硬化性樹脂[以下、(d)成分と称することがある。]を含有していてもよい。本実施形態の熱硬化性樹脂組成物が(d)成分を含有することにより、特に、銅箔等の導体との接着性を向上させることができる。但し、本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、(d)熱硬化性樹脂を含有していなくてもよい。
なお、該(d)成分には前記(a)成分は含まれないものとする。
【0090】
(d)成分としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和イミド樹脂(但し、前記(a)成分を除く。)、シアネート樹脂、イソシアネート樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、オキセタン樹脂、アミノ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アリル樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂、シリコーン樹脂、トリアジン樹脂、メラミン樹脂等が挙げられ、これらからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。これらの中でも、成形性及び電気絶縁性の観点、並びに導体との接着性を向上させる観点から、エポキシ樹脂が好ましい。
また、(d)熱硬化性樹脂としては、成形性の観点から、150℃におけるICI粘度が、好ましくは1.0Pa・s以下、より好ましくは0.5Pa・s以下、さらに好ましくは0.3Pa・s以下、特に好ましくは0.2Pa・s以下の熱硬化性樹脂を選択するのがよい。ここで、ICI粘度は、ICI粘度計として知られる高せん断速度を測定するもので、コーンプレート型粘度計で測定される粘度である。
【0091】
((d)成分の含有量)
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物が(d)熱硬化性樹脂を含有する場合、その含有量は、耐熱性、低熱膨張性、導体との接着性の観点から、熱硬化性樹脂組成物の樹脂成分100質量部に対して、1~50質量部が好ましく、5~40質量部がより好ましく、10~40質量部がさらに好ましい。
【0092】
<(e)硬化促進剤>
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、さらに(e)硬化促進剤[以下、(e)成分と称することがある。]を含有していてもよい。熱硬化性樹脂組成物が(e)成分を含有することによって、耐熱性、難燃性及び導体との接着性等が向上する傾向にある。
(e)成分としては、イミダゾール系化合物及びその誘導体;ホスフィン化合物、ホスホニウム塩、第三級ホスフィンとキノン化合物との付加物等の有機リン系化合物;第二級アミン、第三級アミン、及び第四級アンモニウム塩などが挙げられる。(e)成分は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0093】
((e)成分の含有量)
熱硬化性樹脂組成物が(e)成分を含有する場合、その含有量は、樹脂成分100質量部に対して、0.1~10質量部が好ましく、0.1~5質量部がより好ましく、0.1~2質量部がさらに好ましい。0.1質量部以上とすることにより、優れた耐熱性、難燃性及び導体との接着性が得られる傾向があり、また、10質量部以下とすることにより、耐熱性、経日安定性及びプレス成形性が低下し難い傾向がある。
【0094】
<(f)モノアミン化合物>
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、さらに、(f)モノアミン化合物[以下、(f)成分と称することがある。]を含有していてもよいし、含有していなくてもよい。本実施形態の熱硬化性樹脂組成物に(f)成分を含有させることにより、耐熱性及び低熱膨張性をより向上させることができる。
(f)成分としては、前記(a2)モノアミン化合物と同じものを使用でき、好ましい態様も同じである。
【0095】
((f)成分の含有量)
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物が(f)成分を含有する場合、その含有量は、耐熱性を維持しつつ、熱膨張率を低減する観点から、熱硬化性樹脂組成物の樹脂成分100質量部に対して、0.1~10質量部が好ましく、0.2~5質量部がより好ましい。
【0096】
<(g)少なくとも2個のアミノ基を有するアミン化合物>
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、さらに(g)少なくとも2個のアミノ基を有するアミン化合物[以下、(g)成分と称することがある。]を含有していてもよいし、含有していなくてもよい。本実施形態の熱硬化性樹脂組成物に(g)成分を含有させることにより、耐熱性及び低熱膨張性をより向上させることができる。
前記アミノ基は1級アミノ基であることが好ましい。
(g)成分としては、前記(a3)少なくとも2個のアミノ基を有するアミン化合物と同じものを使用でき、好ましい態様も同じである。
【0097】
((g)成分の含有量)
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物が(g)成分を含有する場合、その含有量は、耐熱性を維持しつつ、熱膨張率を低減する観点から、熱硬化性樹脂組成物の樹脂成分100質量部に対して、0.1~20質量部が好ましく、1~10質量部がより好ましい。
【0098】
<(g’)少なくとも2個のアミノ基を有するシリコーン化合物>
特に、態様3の熱硬化性樹脂組成物は、さらに(g’)少なくとも2個のアミノ基を有するシリコーン化合物を含有する熱硬化性樹脂組成物である。なお、本実施形態の熱硬化性樹脂組成物が(g’)成分を含む場合に限り、前記(g)成分は当該(g’)成分を含まないものと定義する。
(g’)成分としては、前記(a3’)少なくとも2個のアミノ基を有するシリコーン化合物と同じものを使用でき、好ましい態様も同じである。
【0099】
((g’)成分の含有量)
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物が(g’)成分を含有する場合、その含有量は、耐熱性を維持しつつ、熱膨張率を低減する観点から、熱硬化性樹脂組成物の樹脂成分100質量部に対して、0.1~20質量部が好ましく、1~10質量部がより好ましい。
【0100】
<(h)不飽和脂肪族炭化水素基を有する芳香族系ポリマー>
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、(h)成分として、不飽和脂肪族炭化水素基を有する芳香族系ポリマーを含有していてもよい。本実施形態の熱硬化性樹脂組成物が、不飽和脂肪族炭化水素基を有する芳香族系ポリマーを含有することで、耐デスミア性がさらに向上する傾向にある。(h)成分は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
(h)成分としては、特に制限されるものではないが、他成分との相容性及び誘電正接(Df)の観点から、末端にエチレン性不飽和結合含有基を有するポリフェニレンエーテル誘導体、ジビニルベンゼン重合体又は共重合体が好ましく、末端にエチレン性不飽和結合含有基を有するポリフェニレンエーテル誘導体がより好ましい。なお、本開示において、「エチレン性不飽和結合含有基」とは、付加反応が可能な炭素-炭素二重結合を含有する置換基を意味し、芳香環の二重結合は含まないものとする。
【0101】
また、特に制限されるものではないが、耐デスミア性の向上効果の観点から、(h)成分は、炭素数4以上の鎖状炭化水素基を有さないことが好ましい。例えば、スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体の水素添加物(SEBS)等の鎖状炭化水素基と芳香族炭化水素基の両方を有するエラストマに比べて、鎖状炭化水素基を有さない芳香族系ポリマーは、耐デスミア性の向上効果が大きくなる傾向にあり、且つ、導体との接着性も高く維持し易い傾向にある。
【0102】
前記末端にエチレン性不飽和結合含有基を有するポリフェニレンエーテル誘導体におけるエチレン性不飽和結合含有基としては、ビニル基、アリル基、1-メチルアリル基、イソプロペニル基、2-ブテニル基、3-ブテニル基、スチリル基等の不飽和脂肪族炭化水素基;マレイミド基、下記一般式(H-1)で表される基等のヘテロ原子とエチレン性不飽和結合とを含む基などが挙げられる。これらの中でも、導体との接着性、他成分との相容性及び誘電正接(Df)の観点から、エチレン性不飽和結合含有基は、下記一般式(H-1)で表される基が好ましい。
【0103】
【化27】
(式中、R
h1は、水素原子又は炭素数1~20のアルキル基を示す。)
【0104】
Rh1が示す炭素数1~20のアルキル基は、直鎖状アルキル基、分岐鎖状アルキル基又は環状アルキル基のいずれであってもよく、直鎖状アルキル基であることが好ましい。
前記アルキル基の炭素数は、1~10が好ましく、1~5がより好ましく、1~3がさらに好ましく、1が特に好ましい。
アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基等が挙げられ、これらの中でも、メチル基が好ましい。
前記一般式(D-1)で表される基は、導体との接着性、他成分との相容性及び誘電正接(Df)の観点から、(メタ)アクリロイル基(すなわち、前記一般式(H-1)におけるRh1が、水素原子又はメチル基である基)であることが好ましく、メタクリロイル基であることがより好ましい。
【0105】
末端にエチレン性不飽和結合含有基を有するポリフェニレンエーテル誘導体は、前記一般式(H-1)で表される基を、片末端又は両末端に有するものであることが好ましい。
末端にエチレン性不飽和結合含有基を有するポリフェニレンエーテル誘導体は、エチレン性不飽和結合含有基を片末端又は両末端に有している場合、さらに、片末端又は両末端以外にもエチレン性不飽和結合含有基を有していてもよいが、両末端のみにエチレン性不飽和結合含有基を有することが好ましい。末端にエチレン性不飽和結合含有基を有するポリフェニレンエーテル誘導体は、両末端にメタクリロイル基を有するポリフェニレンエーテルであることが好ましい。
【0106】
末端にエチレン性不飽和結合含有基を有するポリフェニレンエーテル誘導体が1分子中に有するエチレン性不飽和結合含有基の数は、特に限定されないが、2~5個が好ましく、2~3個がより好ましく、2個がさらに好ましい。エチレン性不飽和結合含有基の数が前記下限値以上であると、優れた耐熱性及び他成分との相容性が得られる傾向にあり、前記上限値以下であると、優れた流動性及び成形性が得られる傾向にある。
【0107】
末端にエチレン性不飽和結合含有基を有するポリフェニレンエーテル誘導体は、導体との接着性、他成分との相容性及び誘電正接(Df)の観点から、下記一般式(H-2)で表される化合物であることが好ましい。
【0108】
【化28】
(式中、R
h2は、炭素数1~5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子を示す。R
h3及びR
h4は、各々独立に、炭素数1~5の脂肪族炭化水素基又はハロゲン原子を示す。n
h1~n
h3は、各々独立に、0~4の整数を示す。n
h4及びn
h5は、各々独立に、0~20の整数を示し、n
h4及びn
h5の合計は、1~30の整数である。X
h1は、炭素数1~5のアルキレン基、炭素数2~5のアルキリデン基、エーテル基、スルフィド基、スルホニル基、カルボニルオキシ基、ケト基又は単結合を示す。Y
h1及びY
h2は、各々独立に、前記エチレン性不飽和結合含有基を示す。)
【0109】
前記一般式(H-2)中のRh3及びRh4が示す炭素数1~5の脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基等が挙げられる。該脂肪族炭化水素基としては、炭素数1~3の脂肪族炭化水素基が好ましく、炭素数1~3のアルキル基がより好ましく、メチル基がさらに好ましい。
nh1~nh3は、0~4の整数を示し、0~3の整数が好ましく、2又は3が好ましい。nh1~nh3が2以上の整数である場合、複数のRh2同士、複数のRh3同士、複数のRh4同士は、それぞれ同一であってもよいし、異なっていてもよい。
nh4及びnh5は、0~20の整数を示し、1~20の整数が好ましく、2~15の整数がより好ましく、3~10の整数がさらに好ましい。nh4又はnh5が2以上の整数である場合、複数のRh2同士は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
nh4及びnh5の合計は、1~30の整数であり、2~25の整数が好ましく、5~20の整数がより好ましく、7~15の整数がさらに好ましい。
【0110】
前記一般式(H-2)中のXh1が示す炭素数1~5のアルキレン基としては、メチレン基、1,2-ジメチレン基、1,3-トリメチレン基、1,4-テトラメチレン基、1,5-ペンタメチレン基等が挙げられる。
Xh1が示す炭素数2~5のアルキリデン基としては、エチリデン基、プロピリデン基、イソプロピリデン基、ブチリデン基、イソブチリデン基、ペンチリデン基、イソペンチリデン基等が挙げられる。
Xh1が示す基の中でも、導体との接着性、他成分との相容性及び誘電正接(Df)の観点から、イソプロピリデン基が好ましい。
Yh1及びYh2が示すエチレン性不飽和結合含有基の好ましい態様については前記した通りである。
前記一般式(H-2)で表される化合物は、導体との接着性、他成分との相容性及び誘電正接(Df)の観点から、下記一般式(H-3)で表される化合物であることが好ましい。
【0111】
【化29】
(式中、n
h4及びn
h5は、前記一般式(H-2)における説明の通りである。R
h5及びR
h6は、各々独立に、水素原子又はメチル基を示す。X
h2は、メチレン基又はイソプロピリデン基を示す。)
【0112】
末端にエチレン性不飽和結合含有基を有するポリフェニレンエーテル誘導体の合成方法は、公知のポリフェニレンエーテルの合成方法及び変性方法を適用することができ、特に限定されるものではない。
【0113】
また、前記ジビニルベンゼン重合体又は共重合体は、ジビニルベンゼンを原料モノマーとして含む重合体である。当該ジビニルベンゼンは、メチル基、エチル基等の炭素数3以下の脂肪族炭化水素基などの置換基を有していてもよい。
ジビニルベンゼン重合体又は共重合体としては、特に制限されるものではないが、ジビニルベンゼン単独重合体、ジビニルベンゼン-モノビニルベンゼン共重合体、ジビニルベンゼン-スチレン共重合体、ジビニルベンゼン-エチルビニルベンゼン共重合体等が挙げられる。
【0114】
(h)成分の重量平均分子量(Mw)は、特に限定されないが、500~7,000が好ましく、800~5,000がより好ましく、1,000~3,000がさらに好ましく、1,200~2,500が特に好ましい。(h)成分の重量平均分子量(Mw)が前記下限値以上であると、優れた誘電正接(Df)を発現し、且つ耐熱性に優れる硬化物が得られる傾向にあり、前記上限値以下であると、優れた成形性が得られる傾向にある。
【0115】
((h)成分の含有量)
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物が(h)成分を含有する場合、(h)成分の含有量は、特に限定されないが、熱硬化性樹脂組成物中の固形分100質量部に対して、好ましくは0.1~30質量部、より好ましくは1~25質量部、さらに好ましくは3~20質量部、特に好ましくは5~20質量部、最も好ましくは8~17質量部である。(h)成分の含有量が、前記下限値以上であると、より優れた耐デスミア性、誘電正接(Df)及び相容性が得られる傾向にあり、前記上限値以下であると、より優れた耐熱性、成形性及び加工性が得られる傾向にある。
【0116】
<その他の成分>
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、熱硬化性の性質を損なわない程度に、任意に公知の熱可塑性樹脂、有機充填材、難燃剤、難燃助剤、紫外線吸収剤、過酸化物、酸化防止剤、光重合開始剤、蛍光増白剤、接着性向上剤等を含有していてもよい。
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物が上記その他の成分を含有している場合、その含有量は、特に制限されるものではないが、それぞれ、熱硬化性樹脂組成物中の固形分100質量部に対して、0.01~30質量部であってもよく、0.1~15質量部であってもよく、0.1~10質量部であってもよく、0.1~3質量部であってもよく、0.1~1質量部であってもよい。また、本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、上記その他の成分を含有していなくてもよい。
【0117】
(ワニス)
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、プリプレグ等の製造に用いるために、各成分が有機溶媒中に溶解又は分散されたワニスの状態としてもよい。つまり、ワニスも本実施形態の熱硬化性樹脂組成物に含まれる。
ワニスに用いる有機溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール系溶媒;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;酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル系溶媒;テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒;トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族系溶媒;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン等の窒素原子含有溶媒;ジメチルスルホキシド等の硫黄原子含有溶媒などが挙げられる。有機溶媒は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、溶解性の観点から、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、メチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテルが好ましく、低毒性である点から、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルがより好ましい。
ワニスの固形分濃度は、40~90質量%が好ましく、50~80質量%がより好ましい。ワニスの固形分濃度が前記範囲内であると、塗工性を良好に保ち、適切な樹脂組成物付着量のプリプレグを得ることができる。
【0118】
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、(a)~(c)成分及び(x)成分並びに必要に応じて使用し得る前記成分を公知の方法で混合することで製造することができる。この際、各成分は、前記有機溶媒中で撹拌しながら溶解又は分散させてもよい。混合順序、温度、時間等の条件は、特に限定されず、任意に設定することができる。
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、導体との高い接着性、高い耐デスミア性、高い比誘電率(Dk)及び低い誘電正接(Df)を発現し得るため、アンテナモジュール用、特に第5世代移動通信システム(5G)に対応した小型化アンテナモジュール用として有用である。
【0119】
[樹脂フィルム]
本実施形態の樹脂フィルムは、本実施形態の樹脂組成物又は前記樹脂組成物の半硬化物を含有する樹脂フィルムである。
本実施形態の樹脂フィルムは、例えば、有機溶媒を含有する樹脂組成物、つまりワニスを支持体へ塗布し、加熱乾燥して必要に応じて半硬化(B-ステージ化)させることによって製造することができる。ここで、本開示においてB-ステージ化とは、JIS K6900(1994年)にて定義されるB-ステージの状態にすることであり、半硬化とも称される。
樹脂フィルムの厚さは、特に限定されないが、好ましくは1~100μm、より好ましくは3~70μm、さらに好ましくは5~35μmである。
支持体としては、プラスチックフィルム、金属箔、離型紙などが挙げられる。
乾燥温度及び乾燥時間は、有機溶媒の使用量、及び使用する有機溶媒の沸点等に応じて適宜決定すればよいが、50~200℃で1~10分間程度乾燥させることによって、樹脂フィルムを好適に形成することができる。
【0120】
[プリプレグ]
本実施形態のプリプレグは、本実施形態の熱硬化性樹脂組成物の半硬化物を含有するものである。
本実施形態のプリプレグは、例えば、本実施形態の熱硬化性樹脂組成物又は樹脂フィルムを、繊維基材に含浸し、加熱等によってB-ステージ化することで製造することができる。
前記繊維基材としては、各種の電気絶縁材料用積層板に用いられている周知のものが使用できる。その材質は、無機繊維であっても有機繊維であってもよく、例えば、Eガラス、Sガラス、低誘電ガラス、Qガラス等のガラス繊維;低誘電ガラスポリイミド、ポリエステル、テトラフルオロエチレン等の有機繊維;並びにそれらの混合物などが挙げられる。特に、誘電特性が優れる基材を得る観点から、低誘電ガラス、Qガラスが好ましい。
【0121】
これらの繊維基材は、織布、不織布、ロービンク、チョップドストランドマット、サーフェシングマット等の形状を有する。該繊維基材の材質及び形状は、目的とする成形物の用途及び性能等により適宜選択され、単一の材質及び単一の形状のものを用いてもよいし、又は、必要に応じて2種類以上の材質又は2種類以上の形状を組み合わせることもできる。繊維基材の厚さは、例えば、約0.01~0.5mmのものを使用することができる。これらの繊維基材は、シラン系カップリング剤等で表面処理したもの又は機械的に開繊処理を施したものが、耐熱性、耐湿性、加工性等の面から好適である。
【0122】
本実施形態のプリプレグは、例えば、繊維基材に対する熱硬化性樹脂組成物の付着量(プリプレグ中の熱硬化性樹脂組成物の固形分量)が、好ましくは20~90質量%となることを目標として、熱硬化性樹脂組成物又は樹脂フィルムを繊維基材に含浸させる。その後、例えば、100~200℃の温度で1~30分間加熱乾燥し、B-ステージ化させることによってプリプレグを得ることができる。
本実施形態のプリプレグの厚みは、特に制限されるものではなく、10~300μmであってもよいし、10~200μmであってもよいし、10~70μmであってもよい。該厚みは、加熱乾燥後のプリプレグの厚みである。
【0123】
本実施形態のプリプレグは、導体との高い接着性、高い耐デスミア性、高い比誘電率(Dk)及び低い誘電正接(Df)を発現し得るため、アンテナモジュール用、特に5Gに対応した小型化アンテナモジュール用として有用である。
【0124】
[積層板、金属張り積層板]
本実施形態の積層板は、本実施形態のプリプレグの硬化物を有する積層板である。
本実施形態の積層板は本実施形態のプリプレグを積層成形することで得られる。具体的には、本実施形態のプリプレグ1枚を準備するか又はプリプレグを2~20枚重ねたものを準備し、その片面又は両面に銅、アルミニウム等の金属箔を配置した構成で積層成形することにより製造することができる。該製造方法により、本実施形態のプリプレグを用いて形成された絶縁層(該絶縁層はC-ステージ化されている。)と、その片面又は両面に配置された金属箔と、を有する積層板が得られる。金属箔は、電気絶縁材料用途で用いるものであれば特に制限されない。なお、本実施形態の積層板の片面又は両面に金属箔を有する積層板を、特に、金属張り積層板と称する。また、本開示においてC-ステージ化とは、JIS K6900(1994年)にて定義されるC-ステージの状態にすることである。
積層板及び金属張り積層板を製造する際の成形条件は、例えば、電気絶縁材料用積層板及び多層板の手法が適用でき、多段プレス、多段真空プレス、連続成形、オートクレーブ成形機等を使用し、温度100~300℃、圧力0.2~10MPa、加熱時間0.1~5時間で成形することができる。また、本実施形態のプリプレグと内層用配線板とを組合せ、積層成形して、積層板を製造することもできる。
【0125】
本実施形態の積層板は、導体との高い接着性、高い耐デスミア性、高い比誘電率(Dk)を有し、且つ低い誘電正接(Df)を有するため、アンテナモジュール用、特に5Gに対応した小型化アンテナモジュール用として有用である。
【0126】
[プリント配線板]
本開示は、本実施形態の熱硬化性樹脂組成物の硬化物を有するプリント配線板も提供するものである。本実施形態のプリント配線板は、本実施形態の熱硬化性樹脂組成物の硬化物、プリプレグの硬化物、本実施形態の積層板及び本実施形態の金属張り積層板からなる群から選択される1種以上を有するとも言える。
本実施形態のプリント配線板は、本実施形態のプリプレグ及び本実施形態の積層板からなる群から選択される1種以上を用いて、公知の方法によって、穴開け加工、金属めっき加工、金属箔のエッチング等による回路形成加工を行うことで製造することができる。また、必要に応じてさらに多層化接着加工を行うことによって多層プリント配線板を製造することができる。本実施形態のプリント配線板において、本実施形態のプリプレグはC-ステージ化されている。
【0127】
[アンテナ装置]
本開示は、本実施形態の積層板又は本実施形態のプリント配線板を有するアンテナ装置も提供する。アンテナ装置は、前記積層板又は前記プリント配線板を1つ設置したものであってもよいし、前記積層板又は前記プリント配線板を複数設置したものであってもよい。複数のアンテナ素子の設置の仕方に特に制限はないが、例えば、二次元のアレイ状に配置することが好ましい。アンテナ装置の構成については、特に制限されるものではないが、例えば、特許第6777273号公報等を参照することができる。
【0128】
[アンテナモジュール]
本開示は、給電回路と、本実施形態のアンテナ装置と、を有するアンテナモジュールも提供する。給電回路としては、特に制限されるものではないが、RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit)等を使用することができる。RFICは、スイッチ、パワーアンプ、ローノイズアンプ、減衰機、移相機、信号合成-分波機、ミキサ、増幅回路等を備えるものである。
RFICから供給される高周波信号は、アンテナモジュール用積層板のビアに形成した短絡用導体を経由して、前記給電用導体の給電点に伝達される。
アンテナモジュールの構成については、特に制限されるものではないが、例えば、特許第6777273号公報等を参照することができる。
【0129】
[通信装置]
さらに、本開示は、ベースバンド信号処理回路と、本実施形態のアンテナモジュールと、を有する通信装置も提供する。
本実施形態の通信装置は、ベースバンド信号処理回路からアンテナモジュールへ伝達された信号を高周波信号にアップコンバートしてアンテナ装置から放射すると共に、アンテナ装置で受信した高周波信号をダウンコンバートして前記ベースバンド信号処理回路において信号を処理することができる。
【実施例0130】
次に、下記の実施例により本実施形態をさらに詳しく説明するが、これらの実施例は本開示を制限するものではない。
なお、各例で得られた銅付き樹脂板について、以下の方法で各測定を行った。
【0131】
[1.高周波数帯域における比誘電率(Dk)及び誘電正接(Df)]
各例で得た銅付き樹脂板を銅エッチング液である過硫酸アンモニウム(三菱ガス化学株式会社製)10質量%溶液に浸漬することによって銅箔を取り除いたサンプルから、2mm×50mmの評価用サンプルを作製した。
該評価用サンプルを用いて、10GHz帯における比誘電率(Dk)及び誘電正接(Df)を空洞共振器法により得られる共振周波数と無負荷Q値から算出した。測定器には、アジレント・テクノロジー株式会社製のベクトル型ネットワークアナライザE8364B、株式会社関東電子応用開発製のCP531(10GHz共振器)及びCPMA-V2(プログラム)をそれぞれ使用して、雰囲気温度25℃で行った。
10GHz帯における比誘電率(Dk)は大きいほど好ましく、12.0以上がより好ましく、13.0以上がさらに好ましい。また、誘電正接(Df)は小さいほど好ましく、0.0040以下が好ましく、0.0035以下がより好ましい。
【0132】
[2.導体との接着性]
各例で得た銅付き樹脂板の銅箔をエッチングにより3mm幅の直線ラインに加工した後、105℃で1時間乾燥したものを試験片とした。次いで、小型卓上試験機(株式会社島津製作所製、商品名:EZ-Test)を用いて、上記試験片の直線ラインである銅箔を、25℃で、50mm/minの速度で90°方向に引き剥がす際の強度(ピール強度)を測定し、導体との接着性の指標とした。ピール強度が大きいほど、導体との接着性に優れる。
【0133】
[3.耐デスミア性]
各例で得た銅付き樹脂板を銅エッチング液に浸漬することによって、銅箔を取り除いた40mm×40mmの試験片を準備した。
この試験片を、膨潤処理液「スウェリングディップセキュリガントP」(アトテックジャパン株式会社製)を用いて70℃で5分間処理した。次いで、室温で2分間水洗してから、粗化液「コンセントレートコンパクトCP」(アトテックジャパン株式会社製)を用いて80℃で10分間又は15分間処理して粗化を行った。その後、50℃で2分間水洗した後、中和液「リダクションソリューションセキュリガントP500」(アトテックジャパン株式会社製)を用いて40℃で5分間中和処理し、室温で5分間水洗してから乾燥した。
デスミア処理前の乾燥重量と、デスミア処理後の乾燥重量との差(デスミア処理前の乾燥重量-デスミア処理後の乾燥重量)からデスミア重量減少量を算出し、耐デスミア性の指標とした。デスミア重量減少量が少ないほど、耐デスミア性に優れる。
【0134】
[実施例1~2、比較例1]
表1に記載の各成分を、トルエンと共に表1に記載の配合量に従って配合し、25℃で撹拌及び混合して、固形分濃度が67質量%であるワニス状の樹脂組成物を調製した。
上記で得たワニス状の樹脂組成物を、厚さ38μmのPETフィルム(帝人株式会社製、商品名:G2-38)に塗布した後、170℃で5分間加熱乾燥することによって、B-ステージ状態の樹脂フィルムを作製した。乾燥後の樹脂フィルムの厚みは50μmであった。
作製した樹脂フィルムをPETフィルムから剥離した後、粉砕してB-ステージ状態の樹脂粉とした。
次に、50mm×35mmのサイズで型抜きをしたテフロン(登録商標)板(厚み:1mm)を銅箔の上に載せ、該テフロン板の型抜きをした部分に前記樹脂粉を投入し、その上の銅箔を配置し、積層物を得た。なお、銅箔は、厚さ12μmの銅箔(三井金属鉱業株式会社製、商品名「3EC-M3-VLP-12」)を使用し、M面(マット面)が樹脂粉末側になるように配置した。
続いて、圧力3.0MPa、昇温速度4.0℃/分で240℃まで昇温した後、85分間保持することによって、前記樹脂粉をC-ステージ化し、放圧後、30分間冷却することによって、銅付き樹脂板を作製した。得られた銅付き樹脂板を用いて、前記方法に従って各測定を行った。結果を表1に示す。
【0135】
【0136】
表1に記載の各成分について以下に示す。
[(a)成分]
・2,2-ビス[4-(4-マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパン[下記構造式参照]
【化30】
【0137】
[(b)成分]
・4,4’-ジエチルビフェニル[下記構造式参照];沸点315℃(1気圧)
【化31】
【0138】
[(c)成分]
・チタン酸ストロンチウム(平均粒子径;3μm)
【0139】
[(x)成分]
・シランカップリング剤「KBM-1003」(ビニルトリメトキシシラン、信越化学工業株式会社製)
【0140】
[(g)成分]
・4,4’-(1,3-フェニレンジイソプロピリデン)ビスアニリン[下記構造式参照]
【化32】
【0141】
[(h)成分]
・不飽和脂肪族炭化水素基を有する芳香族系ポリマー;両末端にメタクリロイル基を有するポリフェニレンエーテル誘導体(上記一般式(H-3)に包含される化合物、重量平均分子量(Mw)1,700)
【0142】
[その他の成分:過酸化物]
・α,α-ビス(t-ブチルペルオキシ-m-イソプロピル)ベンゼン[下記構造式参照]
【化33】
【0143】
表1から、実施例1~2は、高比誘電率(高Dk)及び低誘電正接(低Df)を達成できており、その上で、(x)シランカップリング剤を含有させなかった比較例1に対して、導体との接着性及び耐デスミア性が向上したことが分かる。