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特許7284945硬化性組成物、プリプレグ、金属箔張積層板、及びプリント配線板
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-05-24
(45)【発行日】2023-06-01
(54)【発明の名称】硬化性組成物、プリプレグ、金属箔張積層板、及びプリント配線板
(51)【国際特許分類】
   C08L 63/00 20060101AFI20230525BHJP
   B32B 15/08 20060101ALI20230525BHJP
   C08J 5/24 20060101ALI20230525BHJP
   C08K 3/013 20180101ALI20230525BHJP
   C08K 3/36 20060101ALI20230525BHJP
   C08L 83/06 20060101ALI20230525BHJP
   H05K 1/03 20060101ALI20230525BHJP
【FI】
C08L63/00 Z
B32B15/08 105Z
C08J5/24 CFC
C08K3/013
C08K3/36
C08L83/06
H05K1/03 610L
【請求項の数】 11
(21)【出願番号】P 2022572277
(86)(22)【出願日】2022-08-04
(86)【国際出願番号】 JP2022029872
【審査請求日】2022-11-24
(31)【優先権主張番号】P 2021128816
(32)【優先日】2021-08-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000004466
【氏名又は名称】三菱瓦斯化学株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】金子 尚義
(72)【発明者】
【氏名】山口 翔平
(72)【発明者】
【氏名】富澤 克哉
(72)【発明者】
【氏名】高橋 博史
【審査官】谷合 正光
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2020/022084(WO,A1)
【文献】国際公開第2014/061812(WO,A1)
【文献】国際公開第2018/124161(WO,A1)
【文献】特開平06-136093(JP,A)
【文献】特開2018-193505(JP,A)
【文献】特開2000-256642(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08L 63/00
B32B 15/08
C08J 5/24
C08K 3/013
C08K 3/36
C08L 83/06
H05K 1/03
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも、アルケニルフェノール(A)に由来する構成単位と、エポキシ変性シリコーン(B)に由来する構成単位と、前記エポキシ変性シリコーン(B)以外のエポキシ化合物(C)に由来する構成単位と、を含む熱硬化性化合物(D)と、
エポキシ樹脂(E)と、
シアン酸エステル化合物(F)と、
マレイミド化合物と、を含み、
前記アルケニルフェノール(A)が、ジアリルビスフェノール及びジプロペニルビスフェノールからなる群より選択される少なくとも1種を含み、
前記エポキシ変性シリコーン(B)が、下記式(1-1)で表されるエポキシ変性シリコーンと、下記式(1-2)で表されるエポキシ変性シリコーンと、を含み、
前記エポキシ化合物(C)が、下記式(b2)で表される化合物を含み
前記エポキシ樹脂(E)が、ナフタレンクレゾールノボラック型エポキシ樹脂及びナフチレンエーテル型エポキシ樹脂からなる群より選択される少なくとも1種を含み、
前記シアン酸エステル化合物(F)が、下記式(4)で表される化合物、及び下記式(c1)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種を含み、
前記マレイミド化合物が、2,2-ビス(4-(4-マレイミドフェノキシ)-フェニル)プロパン及び下記式(3)で表されるマレイミド化合物からなる群より選択される少なくとも1種を含み、
記シアン酸エステル化合物(F)と、前記エポキシ樹脂(E)との官能基当量比(シアン酸エステル化合物(F)のシアネート基の当量/エポキシ樹脂(E)のエポキシ基の当量)が、0.25~0.85であり、
前記熱硬化性化合物(D)の含有量が、前記熱硬化性化合物(D)と、前記エポキシ樹脂(E)と、前記シアン酸エステル化合物(F)との合計100質量部に対して、25~50質量部であり、
前記エポキシ樹脂(E)と前記シアン酸エステル化合物(F)との合計の含有量が、前記熱硬化性化合物(D)と、前記エポキシ樹脂(E)と、前記シアン酸エステル化合物(F)との合計100質量部に対して、50~75質量部であり、
前記マレイミド化合物の含有量が、前記熱硬化性化合物(D)と、前記エポキシ樹脂(E)と、前記シアン酸エステル化合物(F)との合計100質量部に対して、5~45質量部である、硬化性組成物。
【化1】
(式(1-1)中、R は、下記式(X-I)で表される基を示し、R は、各々独立に、炭素数1~10のアルキル基又はフェニル基を示し、nは、1~2を示す。)
【化2】
(式(1-2)中、R は、下記式(X-I)で表される基を示し、R は、各々独立に、炭素数1~10のアルキル基又はフェニル基を示し、nは、5~20を示す。)
【化3】
(式(X-I)中、*は、結合手を示す。)
【化4】
(式(b2)中、R は、各々独立して、炭素数1~10のアルキル基又は水素原子を示す。)
【化5】
(式(4)中、R は、各々独立して、水素原子、又はメチル基を示し、n は、1~20の整数を示す。)
【化6】
(式(c1)中、Rxは、各々独立して、水素原子又はメチル基を示し、Rは、各々独立して、炭素数2~8のアルケニル基、炭素数1~10のアルキル基、又は水素原子を示し、nは、1~10の整数を示す。)
【化7】
(式(3)中、R は、各々独立して、水素原子又はメチル基を示し、n は1~100の整数を示す。)。
【請求項2】
前記熱硬化性化合物(D)が、少なくとも、前記アルケニルフェノール(A)と、前記エポキシ変性シリコーン(B)と、前記エポキシ変性シリコーン(B)以外の前記エポキシ化合物(C)と、を重合して得られる重合体(D1)である、請求項1に記載の硬化性組成物。
【請求項3】
前記エポキシ変性シリコーン(B)が、140~250g/molのエポキシ当量を有するエポキシ変性シリコーンを含む、請求項1又は2に記載の硬化性組成物。
【請求項4】
前記熱硬化性化合物(D)の重量平均分子量が、3.0×10~5.0×10である、請求項1又は2に記載の硬化性組成物。
【請求項5】
前記熱硬化性化合物(D)と、前記エポキシ樹脂(E)と、前記シアン酸エステル化合物(F)との合計の含有量が、樹脂組成物中の樹脂固形分100質量部に対して、50~99質量部である、請求項1又は2に記載の硬化性組成物。
【請求項6】
無機充填材を更に含む、請求項1又は2に記載の硬化性組成物。
【請求項7】
前記無機充填材の含有量が、前記熱硬化性化合物(D)と、前記エポキシ樹脂(E)と、前記シアン酸エステル化合物(F)との合計100質量部に対して、50~350質量部である、請求項6に記載の硬化性組成物。
【請求項8】
前記無機充填材が、シリカ、水酸化アルミニウム、アルミナ、ベーマイト、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、酸化マグネシウム、及び水酸化マグネシウムからなる群より選択される少なくとも1種である、請求項6に記載の硬化性組成物。
【請求項9】
基材と、
前記基材に含浸又は塗布された、請求項1又は2に記載の硬化性組成物と、
を含む、プリプレグ。
【請求項10】
請求項9に記載のプリプレグを用いて形成された積層体と、
前記積層体の片面又は両面に配された金属箔と、を含む、
金属箔張積層板。
【請求項11】
絶縁層と、
前記絶縁層の片面又は両面に形成された導体層と、を有し、
前記絶縁層が、請求項1又は2に記載の硬化性組成物の硬化物を含む、
プリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、硬化性組成物、プリプレグ、金属箔張積層板、及びプリント配線板に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、電子機器や通信機、パーソナルコンピューター等に広く用いられている半導体パッケージの高機能化、小型化が進むに伴い、半導体パッケージ用の各部品の高集積化や高密度実装化が近年益々加速している。これに伴い、半導体パッケージ用のプリント配線板に求められる諸特性はますます厳しいものとなっている。このようなプリント配線板に求められる特性としては、例えば、低熱膨張性、耐熱性(高いガラス転移温度)、及び高いピール強度等が挙げられる。
【0003】
特許文献1には、特定のマレイミド化合物と、分子構造中にエポキシ基を有するシリコーン化合物と、フェノール性水酸基を有する化合物とを含有する熱硬化性組成物は、耐熱性及び低熱膨張性に優れ、金属箔張積層板及び多層プリント配線板に好適に用いられることが開示されている。
【0004】
特許文献2には、ポリマレイミドと、下記式(I)で表されるジグリシジルポリシロキサンと、下記式(II)で表されるジアリルビスフェノール類との付加重合物と、下記式(III)で表されるアリル化フェノール樹脂とを所定の割合及び条件にて反応させて半導体封止用樹脂を得る製造方法が開示されている。この文献によれば、上記の製造方法により得られる半導体封止用樹脂は、ポリマレイミドと、上記の付加重合物との相溶性が良いこと、更には半導体封止用樹脂を用いた組成物の硬化物特性(例えば、高いガラス転移温度、耐湿性及び熱時の強度)に優れ、半導体封止用樹脂組成物として信頼性の高いものであることが開示されている。この文献には、下記式(III)中、b成分は、ポリマレイミドとの樹脂生成反応においてマレイミド基と反応し、ポリマレイミドとポリシロキサンとの相溶性を改善する重要な成分であると開示されている。
【0005】
【化1】
【0006】
式中、Rは、アルキレン基又はフェニレン基を示し、Rは、各々独立して、アルキル基又はフェニル基を示し、nは1~100の整数を示す。
【0007】
【化2】
【0008】
式中、Rは、エーテル結合、メチレン基、プロピリデン基、又は直接結合(単結合)を示す。
【0009】
【化3】
【0010】
式中、a,b,及びcは、それぞれ各組成の百分率を示し、0<a,b,c<100かつa+b+c=100である。
【0011】
特許文献3には、相溶性に優れる、アルケニルフェノール(A)と、エポキシ変性シリコーン(B)と、前記エポキシ変性シリコーン(B)以外のエポキシ化合物(C)と、を含む熱硬化性組成物についての記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0012】
【文献】特開2012-149154号公報
【文献】特開平4-4213号公報
【文献】WO2020/22084
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
しかしながら、特許文献1に記載の樹脂組成物では、耐熱性を有しながらも、金属箔張積層板とする際の金属箔ピール強度(例えば、銅箔ピール強度)が十分ではないとの問題を有する。
【0014】
また、特許文献2に記載の樹脂組成物では、プリント配線板の特性として求められる低熱膨張性、及び金属箔ピール強度については検討されていない。
【0015】
特許文献3に記載の樹脂組成物では、金属箔ピール強度には優れるものの、低熱膨張性については、改善の余地がある。
【0016】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、低熱膨張性、耐熱性(高いガラス転移温度)、及び高いピール強度(銅箔密着性)を同時に達せられる硬化性組成物、プリプレグ、金属箔張積層板、及びプリント配線板を提供することを目的とする。
【0017】
すなわち、本発明は以下のとおりである。
[1]少なくとも、アルケニルフェノール(A)に由来する構成単位と、エポキシ変性シリコーン(B)に由来する構成単位と、前記エポキシ変性シリコーン(B)以外のエポキシ化合物(C)に由来する構成単位と、を含む熱硬化性化合物(D)と、エポキシ樹脂(E)と、シアン酸エステル化合物(F)と、を含み、前記エポキシ樹脂(E)は、前記エポキシ変性シリコーン(B)と異なり、かつ、前記エポキシ化合物(C)と同一であっても異なっていてもよく、前記シアン酸エステル化合物(F)と、前記エポキシ樹脂(E)との官能基当量比(シアン酸エステル化合物(F)のシアネート基の当量/エポキシ樹脂(E)のエポキシ基の当量)が、0.25~0.85である、硬化性組成物。
【0018】
[2]前記熱硬化性化合物(D)が、少なくとも、前記アルケニルフェノール(A)と、前記エポキシ変性シリコーン(B)と、前記エポキシ変性シリコーン(B)以外の前記エポキシ化合物(C)と、を重合して得られる重合体(D1)である、[1]に記載の硬化性組成物。
【0019】
[3]前記アルケニルフェノール(A)が、ジアリルビスフェノール及び/又はジプロペニルビスフェノールを含む、[1]又は[2]に記載の硬化性組成物。
【0020】
[4]前記エポキシ変性シリコーン(B)が、140~250g/molのエポキシ当量を有するエポキシ変性シリコーンを含む、[1]~[3]のいずれかに記載の硬化性組成物。
【0021】
[5]前記エポキシ変性シリコーン(B)が、下記式(1)で表されるエポキシ変性シリコーンを含む、[1]~[4]のいずれかに記載の硬化性組成物。
【0022】
【化4】
【0023】
(式(1)中、Rは、各々独立に、単結合、アルキレン基、アリール基、又はアラルキレン基を示し、Rは、各々独立に、炭素数1~10のアルキル基又はフェニル基を示し、nは、0~100の整数を示す。)。
【0024】
[6]前記エポキシ化合物(C)が、下記式(b2)で表される化合物を含む、[1]~[5]のいずれかに記載の硬化性組成物。
【0025】
【化5】
【0026】
(式(b2)中、Rは、各々独立して、炭素数1~10のアルキル基又は水素原子を示す。)。
【0027】
[7]前記熱硬化性化合物(D)の重量平均分子量が、3.0×10~5.0×10である、[1]~[6]のいずれかに記載の硬化性組成物。
【0028】
[8]前記エポキシ樹脂(E)が、ナフタレンクレゾールノボラック型エポキシ樹脂及びナフチレンエーテル型エポキシ樹脂からなる群より選択される少なくとも1種を含む、[1]~[7]のいずれかに記載の硬化性組成物。
【0029】
[9]前記シアン酸エステル化合物(F)が、下記式(4)で表される化合物及び/又は下記式(4)で表される化合物を除く下記式(5)で表される化合物を含む、[1]~[8]のいずれかに記載の硬化性組成物。
【0030】
【化6】
【0031】
(式(4)中、Rは、各々独立して、水素原子、又はメチル基を示し、nは、1以上の整数を示す。)。
【0032】
【化7】
【0033】
(式(5)中、Ryaは、各々独立して、炭素数2~8のアルケニル基、又は水素原子を示し、Rybは、各々独立して、炭素数1~10のアルキル基、又は水素原子を示し、Rycは、各々独立して、炭素数4~12の芳香環を示し、Rycは、ベンゼン環と縮合構造を形成してもよく、Rycは、存在していてもよく、存在していなくてもよく、A1aは、各々独立して、炭素数1~6のアルキレン基、炭素数7~16のアラルキレン基、炭素数6~10のアリーレン基、フルオレニリデン基、スルホニル基、酸素原子、硫黄原子、又は単結合を示し、Rycが存在しない場合は、1つのベンゼン環にRya及び/又はRybの基を2つ以上有してもよく、nは、1~20の整数を示す。)。
【0034】
[10]前記熱硬化性化合物(D)の含有量が、前記熱硬化性化合物(D)と、前記エポキシ樹脂(E)と、前記シアン酸エステル化合物(F)との合計100質量部に対して、25~50質量部である、[1]~[9]のいずれかに記載の硬化性組成物。
【0035】
[11]前記エポキシ樹脂(E)と前記シアン酸エステル化合物(F)との合計の含有量が、前記熱硬化性化合物(D)と、前記エポキシ樹脂(E)と、前記シアン酸エステル化合物(F)との合計100質量部に対して、50~75質量部である、[1]~[10]のいずれかに記載の硬化性組成物。
【0036】
[12]
前記熱硬化性化合物(D)の含有量が、前記熱硬化性化合物(D)と、前記エポキシ樹脂(E)と、前記シアン酸エステル化合物(F)との合計100質量部に対して、25~50質量部であり、前記エポキシ樹脂(E)と前記シアン酸エステル化合物(F)との合計の含有量が、前記熱硬化性化合物(D)と、前記エポキシ樹脂(E)と、前記シアン酸エステル化合物(F)との合計100質量部に対して、50~75質量部である、[1]~[9]のいずれかに記載の硬化性組成物。
【0037】
[13]
前記熱硬化性化合物(D)と、前記エポキシ樹脂(E)と、前記シアン酸エステル化合物(F)との合計の含有量が、樹脂組成物中の樹脂固形分100質量部に対して、50~99質量部である、[1]~[12]のいずれかに記載の硬化性組成物。
【0038】
[14]マレイミド化合物を更に含む、[1]~[13]のいずれかに記載の硬化性組成物。
【0039】
[15]前記マレイミド化合物が、ビス(4-マレイミドフェニル)メタン、2,2-ビス(4-(4-マレイミドフェノキシ)-フェニル)プロパン、ビス(3-エチル-5-メチル-4-マレイミドフェニル)メタン、下記式(3)で表されるマレイミド化合物、及び下記式(3’)で表されるマレイミド化合物からなる群より選択される少なくとも1種を含む、[14]に記載の硬化性組成物。
【0040】
【化8】
【0041】
(式(3)中、Rは、各々独立して、水素原子又はメチル基を示し、nは1~100の整数を示す。)
【0042】
【化9】
【0043】
(式(3’)中、R13は、各々独立して、水素原子、炭素数1~5のアルキル基、又はフェニル基を示し、nは1~10の整数を示す。)。
【0044】
[16]前記マレイミド化合物の含有量が、前記熱硬化性化合物(D)と、前記エポキシ樹脂(E)と、前記シアン酸エステル化合物(F)との合計100質量部に対して、5~45質量部である、[14]又は[15]に記載の硬化性組成物。
【0045】
[17]無機充填材を更に含む、[1]~[16]のいずれかに記載の硬化性組成物。
【0046】
[18]前記無機充填材の含有量が、前記熱硬化性化合物(D)と、前記エポキシ樹脂(E)と、前記シアン酸エステル化合物(F)との合計100質量部に対して、50~350質量部である、[17]に記載の硬化性組成物。
【0047】
[19]前記無機充填材が、シリカ、水酸化アルミニウム、アルミナ、ベーマイト、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、酸化マグネシウム、及び水酸化マグネシウムからなる群より選択される少なくとも1種である、[17]に記載の硬化性組成物。
【0048】
[20]基材と、前記基材に含浸又は塗布された、[1]~[19]のいずれかに記載の硬化性組成物と、を含む、プリプレグ。
【0049】
[21][20]に記載のプリプレグを用いて形成された積層体と、前記積層体の片面又は両面に配された金属箔と、を含む、金属箔張積層板。
【0050】
[22]絶縁層と、前記絶縁層の片面又は両面に形成された導体層と、を有し、前記絶縁層が、[1]~[19]のいずれかに記載の硬化性組成物の硬化物を含む、プリント配線板。
【発明の効果】
【0051】
本発明によれば、低熱膨張性、耐熱性(高いガラス転移温度)、及び高いピール強度(銅箔密着性)を同時に達せられる硬化性組成物、プリプレグ、金属箔張積層板、及びプリント配線板を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0052】
以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」という。)について詳細に説明する。以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明はその要旨の範囲内で、適宜に変形して実施できる。
【0053】
なお、本明細書における「(メタ)アクリレート」とは「アクリレート」及びそれに対応する「メタクリレート」の両方を意味する。また、本実施形態において、「樹脂固形分」又は「樹脂組成物中の樹脂固形分」とは、特に断りのない限り、樹脂組成物における、無機充填材、シランカップリング剤及び湿潤分散剤等の添加剤、並びに溶剤を除いた成分をいい、「樹脂固形分100質量部」とは、樹脂組成物における、無機充填材、シランカップリング剤及び湿潤分散剤等の添加剤、並びに溶剤を除いた成分の合計が100質量部であることをいう。
【0054】
〔硬化性組成物〕
本実施形態の硬化性組成物は、少なくとも、アルケニルフェノール(A)に由来する構成単位と、エポキシ変性シリコーン(B)に由来する構成単位と、前記エポキシ変性シリコーン(B)以外のエポキシ化合物(C)に由来する構成単位と、を含む熱硬化性化合物(D)と、エポキシ樹脂(E)と、シアン酸エステル化合物(F)と、を含み、前記エポキシ樹脂(E)は、前記エポキシ変性シリコーン(B)と異なり、かつ、前記エポキシ化合物(C)と同一であっても異なっていてもよく、前記シアン酸エステル化合物(F)と、前記エポキシ樹脂(E)との官能基当量比((シアン酸エステル化合物(F)のシアネート基の当量/エポキシ樹脂(E)のエポキシ基の当量)が、0.25~0.85である。
【0055】
本実施形態では、上記の構成を備える硬化性組成物を用いることにより、低熱膨張性、耐熱性(高いガラス転移温度)、及び高いピール強度(銅箔密着性)を同時に達せられることができる。このことについて、本発明者らは、次のように考えている。なお、以下の記述に考察が含まれるが、この考察により本実施形態は何ら限定されない。
【0056】
すなわち、本実施形態に係る熱硬化性化合物(D)が、エポキシ変性シリコーン(B)に由来する構成単位と、前記エポキシ変性シリコーン(B)以外のエポキシ化合物(C)に由来する構成単位を含むと、熱硬化性化合物(D)は、エポキシ樹脂(E)及びシアン酸エステル化合物(F)のそれぞれと、加熱硬化時に相溶せず、いわゆる、反応誘起型相分離構造を形成する。このとき、熱硬化性化合物(D)が、アルケニルフェノール(A)に由来する構成単位も更に含むと、反応性の高いアルケニル基も含むことになるため、前記の反応誘起型相分離構造を適正な状態に制御することが可能となる。そのうえで、シアン酸エステル化合物(F)とエポキシ樹脂(E)との官能基当量比を0.25~0.85の範囲にすることで、相分離界面が増大する、すなわち、より微細な相分離を形成できると考えられる。その結果、本実施形態によれば、エポキシ樹脂(E)及びシアン酸エステル化合物(F)を島部(連続相)とし、熱硬化性化合物(D)を海部(連続相)とする、いわゆる共連続構造を好適に形成することができる。このような硬化性組成物を用いることによって得られる硬化物は、耐熱性(高いガラス転移温度)及び高いピール強度(銅箔密着性)を維持しながら、低熱膨張性も同時に有することが可能となると考えられる。
【0057】
初めに、本実施形態の硬化性組成物に含まれる、シアン酸エステル化合物(F)と、エポキシ樹脂(E)との官能基当量比から説明し、各成分については、後述する。
【0058】
<官能基当量比>
本実施形態の硬化性組成物において、後述のシアン酸エステル化合物(F)と、後述のエポキシ樹脂(E)との官能基当量比(シアン酸エステル化合物(F)のシアネート基の当量/エポキシ樹脂(E)のエポキシ基の当量)は、0.25~0.85である。官能基当量比が、前記範囲にあると、優れた低熱膨張性、優れた耐熱性、及び高いピール強度を同時に達せられる。官能基当量比は、より優れた、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度が得られることから、0.30~0.80であることが好ましく、0.40~0.70であることがより好ましい。また、官能基当量比が0.25未満であると、優れた、耐熱性、及びピール強度が得られ難くなる。一方、官能基当量比が0.85を超えると、低熱膨張性が得られ難くなる。
【0059】
この理由については、定かではないが、本発明者らは、次のように推定している。すなわち、官能基当量比が0.25未満であると、未反応のエポキシ残基が多くなるため硬化不良が発生し、エポキシ樹脂(E)とシアン酸エステル化合物(F)との連続相(島部)が好適に形成できず、その結果、耐熱性、及びピール強度(銅箔密着性)が低下すると推定している。一方、官能基当量比が0.85を超えると、相分離界面が不足するため、熱硬化性化合物(D)の連続相(海部)が好適に形成できず、その結果、硬化物の低弾性化が不十分となり、低熱膨張性が達成できなくなると推定している。
【0060】
本実施形態において、官能基当量比は、硬化性組成物中に含まれるシアン酸エステル化合物(F)におけるシアネート基の当量と、硬化性組成物に含まれるエポキシ樹脂(E)におけるエポキシ基の当量との比であり、下記式(1)により算出される。本実施形態では、シアン酸エステル化合物(F)及びエポキシ樹脂(E)のいずれかを2種類以上用いることも可能であるが、その場合の官能基当量比の算出方法は、シアン酸エステル化合物(F)及びエポキシ樹脂(E)のそれぞれにおいて、成分毎に、官能基数(すなわち、シアネート基の当量及びエポキシ基の当量)を算出し、それらの値をそれぞれ合計することで、全シアネート基の当量及び全エポキシ基の当量を算出する。そして、官能基当量比は、全シアネート基の当量を全エポキシ基の当量で除した値とする。なお、官能基数は、成分の質量部数を、その成分の官能基当量で除した値である。
【0061】
式(1):官能基当量比=(組成物中におけるシアン酸エステル化合物(F)の質量部数/シアン酸エステル化合物(F)の官能基当量)/(組成物中におけるエポキシ樹脂(E)の質量部数/エポキシ樹脂(E)の官能基当量)
【0062】
<熱硬化性化合物(D)>
本実施形態の硬化性組成物は、少なくとも、アルケニルフェノール(A)に由来する構成単位と、エポキシ変性シリコーン(B)に由来する構成単位と、エポキシ変性シリコーン(B)以外のエポキシ化合物(C)に由来する構成単位と、を含む熱硬化性化合物(D)を含む。また、熱硬化性化合物(D)は、必要に応じて、アルケニルフェノール(A)以外のフェノール化合物(G)に由来する構成単位を更に含んでいてもよい。以下、各構成単位をそれぞれ構成単位A、B、C、及びGとも称する。なお、本明細書において、「アルケニルフェノール(A)に由来する構成単位」とは、熱硬化性化合物(D)中に、アルケニルフェノール(A)を重合させたことに由来する構成単位を含むことに加えて、同様の構成単位を与えうる反応等で形成した構成単位を含むこととする。本明細書において、「・・・に由来する構成単位」については、同様に解釈するものとする。熱硬化性化合物(D)を、特定の官能基当量比にてシアン酸エステル化合物(F)とエポキシ樹脂(E)と共に用いることにより、上述した反応誘起型相分離構造をより好適に制御することが可能となるため、硬化性組成物は、低熱膨張性、耐熱性、及び高いピール強度を同時に発現できる。熱硬化性化合物(D)は、1種単独で又は2種以上を適宜組み合わせて使用することができる。なお、アルケニルフェノール(A)、エポキシ変性シリコーン(B)、エポキシ化合物(C)、及びフェノール化合物(G)については、後述する。
【0063】
構成単位Aの含有量は、熱硬化性化合物(D)の総質量に対して、5~50質量%であることが好ましく、10~45質量%であることがより好ましく、10~40質量%であることが更に好ましい。構成単位Aの含有量が上記範囲内であることにより、硬化性組成物は、ワニス中において、一層優れた相溶性を有し、液相分離が生じにくくなる(以下、このことを「ワニス相溶性」とも称す)。これにより、本実施形態の硬化性組成物を硬化させて得られる硬化物は、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度により優れる傾向にある。
【0064】
構成単位Bの含有量は、熱硬化性化合物(D)の総質量に対して、20~60質量%であることが好ましく、25~55質量%であることがより好ましく、30~50質量%であることが更に好ましい。構成単位Bの含有量が上記範囲内であることにより、硬化性組成物は、一層優れたワニス相溶性を有するため、得られる硬化物は、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度により優れる傾向にある。
【0065】
構成単位Bは、50~350g/molのエポキシ当量を有するエポキシ変性シリコーン(以下、「低当量エポキシ変性シリコーンB1」とも称する)と、400~4000g/molのエポキシ当量を有するエポキシ変性シリコーン(以下、「高当量エポキシ変性シリコーンB2」とも称する)に由来する構成単位であることが好ましい。低当量エポキシ変性シリコーンB1、及び高当量エポキシ変性シリコーンB2は、それぞれ、140~250g/molのエポキシ当量を有するエポキシ変性シリコーン(以下、「低当量エポキシ変性シリコーンB1’」とも称する)、及び450~3000g/molのエポキシ当量を有するエポキシ変性シリコーン(以下、「高当量エポキシ変性シリコーンB2’」とも称する)であることが、より好ましい。
【0066】
低当量エポキシ変性シリコーンB1に由来する構成単位(以下、「構成単位B1」とも称する)の含有量は、熱硬化性化合物(D)の総質量に対して、5~25質量%であることが好ましく、7.5~20質量%であることがより好ましく、10~17質量%であることが更に好ましい。
【0067】
高当量エポキシ変性シリコーンB2に由来する構成単位(以下、「構成単位B2」とも称する)の含有量は、熱硬化性化合物(D)の総質量に対して、15~55質量%であることが好ましく、20~52.5質量%であることがより好ましく、25~50質量%であることが更に好ましい。
【0068】
構成単位B1の含有量に対する構成単位B2の含有量の質量比は、1.5~4であることが好ましく、1.7~3.5であることがより好ましく、1.9~3.1であることが更に好ましい。質量比が上記範囲であることにより、硬化性組成物は、一層優れたワニス相溶性を有するため、得られる硬化物は、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度により優れる傾向にある。
【0069】
構成単位Cの含有量は、熱硬化性化合物(D)の総質量に対して、5~40質量%であることが好ましく、10~30質量%であることが好ましく、15~20質量%であることが更に好ましい。構成単位Cの含有量が上記範囲内であることにより、硬化性組成物は、一層優れたワニス相溶性を有するため、得られる硬化物は、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度により優れる傾向にあり、また、優れた耐薬品性及び絶縁信頼性を発現できる傾向にある。
【0070】
また、構成単位Cの含有量は、構成単位B及び構成単位Cの総質量に対して、5~95質量%であることが好ましく、10~90質量%であることがより好ましく、15~60質量%であることが更に好ましく、20~50質量%であることが特に好ましい。構成単位Bの含有量は、構成単位B及び構成単位Cの総質量に対して、5~95質量%であることが好ましく、10~90質量%であることがより好ましく、40~85質量%であることが更に好ましく、50~80質量%であることが特に好ましい。構成単位C及びBの含有量が上記関係を有することにより、硬化性組成物は、一層優れたワニス相溶性を有するため、得られる硬化物は、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度により優れる傾向にあり、耐薬品性及び絶縁信頼性がより向上する傾向にある。
【0071】
構成単位Gの含有量は、熱硬化性化合物(D)の総質量に対して、5~30質量%であることが好ましく、10~27.5質量%であることが好ましく、10~25質量%であることが更に好ましい。構成単位Gの含有量が上記範囲内であることにより、硬化性組成物は、一層優れたワニス相溶性を有するため、得られる硬化物は、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度により優れる傾向にある。
【0072】
熱硬化性化合物(D)のアルケニル基当量は、300~1500g/molであることが好ましく、350~1200g/molであることがより好ましく、400~1000g/molであることが更に好ましい。アルケニル基当量が300g/mol以上であることにより、熱硬化性化合物(D)の連続相を好適に形成できるため、本実施形態の硬化性組成物を硬化させて得られる硬化物は、弾性率が一層低下する傾向にあり、その結果、硬化物を用いて得られる基板等の低熱膨張性を一層低下できる傾向にある。アルケニル基当量が1500g/mol以下であることにより、反応誘起型相分離構造をより好適に制御することが可能となるため、得られる硬化物は、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度により優れる傾向にあり、耐薬品性及び絶縁信頼性が一層向上する傾向にある。
【0073】
熱硬化性化合物(D)の重量平均分子量(Mw)は、GPC法におけるポリスチレン換算で、3.0×10~5.0×10であることが好ましく、3.0×10~2.0×10であることがより好ましい。重量平均分子量が3.0×10以上であることにより、プリプレグの熱膨張率が低下する傾向にある。重量平均分子量が5.0×10以下であることにより、硬化性組成物の粘度の増加、分子量の増加、ワニスのゲル化、及びプリプレグ粘度の上昇を抑制できる傾向にあり、また、得られる硬化物は、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度により優れる傾向にある。具体的には、後述する実施例に記載の方法により測定される。
【0074】
熱硬化性化合物(D)の含有量は、本実施形態の硬化性組成物を硬化させて得られる硬化物の、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度がより優れる傾向にあることから、熱硬化性化合物(D)と後述のエポキシ樹脂(E)と後述のシアン酸エステル化合物(F)の合計100質量部に対して、25~50質量部であることが好ましく、30~45質量部であることがより好ましい。
【0075】
(重合体(D1))
熱硬化性化合物(D)は、シリコーン系化合物とのワニス相溶性に乏しい熱硬化性樹脂と混合した場合においても十分なワニス相溶性を発揮し得るため、少なくとも、アルケニルフェノール(A)と、エポキシ変性シリコーン(B)と、前記エポキシ変性シリコーン(B)以外のエポキシ化合物(C)と、を重合して得られる重合体(D1)であることが、好ましい。また、重合体(D1)は、少なくとも、アルケニルフェノール(A)と、エポキシ変性シリコーン(B)と、前記エポキシ変性シリコーン(B)以外のエポキシ化合物(C)と、フェノール化合物(G)とを重合して得られる重合体であることが、好ましい。
以下、重合体(D1)の合成に用いることができる各成分について説明する。
【0076】
・アルケニルフェノール(A)
アルケニルフェノール(A)は、1つ以上のアルケニル基がフェノール性芳香環に直接結合した構造を有する化合物であれば特に限定されない。熱硬化性化合物(D)又は重合体(D1)は、アルケニルフェノール(A)由来の構成単位を含有することにより、反応誘起型相分離構造を好適に制御することが可能となるため、得られる硬化物は、優れた、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度を発現できる。
【0077】
アルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、プロペニル基、ブテニル基、及びヘキセニル基等の炭素数2~30のアルケニル基が挙げられる。これらの中でも、本実施形態の作用効果をより有効かつ確実に奏する観点から、アルケニル基は、アリル基及び/又はプロペニル基であることが好ましく、アリル基であることが更に好ましい。1つのフェノール性芳香環に直接結合しているアルケニル基の数は、特に限定されず、例えば、1~4である。本実施形態の作用効果をより有効かつ確実に奏する観点から、1つのフェノール性芳香環に直接結合しているアルケニル基の数は、好ましくは1~2であり、更に好ましくは1である。また、アルケニル基のフェノール性芳香環への結合位置も特に限定されない。
【0078】
フェノール性芳香環は、1つ以上の水酸基が芳香環に直接結合したものをいい、フェノール環やナフトール環が挙げられる。1つのフェノール性芳香環に直接結合している水酸基の数は、例えば、1~2であり、好ましくは1である。
【0079】
フェノール性芳香環は、アルケニル基以外の置換基を有していてもよい。そのような置換基としては、例えば、炭素数1~10の直鎖状アルキル基、炭素数3~10の分岐状アルキル基、炭素数3~10の環状アルキル基、炭素数1~10の直鎖状アルコキシ基、炭素数3~10の分岐状アルコキシ基、炭素数3~10の環状アルコキシ基、及びハロゲン原子が挙げられる。フェノール性芳香環がアルケニル基以外の置換基を有する場合、1つのフェノール性芳香環に直接結合している当該置換基の数は、例えば、1~2である。また、当該置換基のフェノール性芳香環への結合位置も特に限定されない。
【0080】
アルケニルフェノール(A)は、1つ以上のアルケニル基がフェノール性芳香環に直接結合した構造を1つ又は複数有してもよい。本実施形態の作用効果をより有効かつ確実に奏する観点から、アルケニルフェノール(A)は、1つ以上のアルケニル基がフェノール性芳香環に直接結合した構造を1つ又は2つ有することが好ましく、2つ有することが好ましい。
【0081】
アルケニルフェノール(A)は、例えば、下記式(1A)又は下記式(1B)で表される化合物であってもよい。
【0082】
【化10】
【0083】
式(1A)中、Rxaは、各々独立して、炭素数2~8のアルケニル基を示し、Rxbは、各々独立して、炭素数1~10のアルキル基又は水素原子を示し、Rxcは、各々独立して、炭素数4~12の芳香環を示し、Rxcは、ベンゼン環と縮合構造を形成してもよく、Rxcは、存在していてもよく、存在していなくてもよく、Aは、炭素数1~6のアルキレン基、炭素数7~16のアラルキレン基、炭素数6~10のアリーレン基、フルオレニリデン基、スルホニル基、酸素原子、硫黄原子、又は直接結合(単結合)を示し、Rxcが存在しない場合は、1つのベンゼン環にRxa及び/又はRxbの基を2つ以上有してもよい。
【0084】
【化11】
【0085】
式(1B)中、Rxdは、各々独立して、炭素数2~8のアルケニル基を示し、Rxeは、各々独立して、炭素数1~10のアルキル基又は水素原子を示し、Rxfは、炭素数4~12の芳香環を示し、Rxfは、ベンゼン環と縮合構造を形成してもよく、Rxfは、存在していても、存在していなくてもよく、Rxfが存在しない場合は、1つのベンゼン環にRxd及び/又はRxeの基を2つ以上有してもよい。
【0086】
式(1A)及び式(1B)中、Rxa及びRxdとして表される炭素数2~8のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、プロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル基等が挙げられる。Rxa及びRxdは、アリル基及び/又はプロペニル基であることが好ましく、アリル基であることが更に好ましい。
【0087】
式(1A)及び式(1B)中、Rxc及びRxfで表される基がベンゼン環と縮合構造を形成している場合としては、例えば、フェノール性芳香環として、ナフトール環を含む化合物が挙げられる。また、式(1A)及び式(1B)中、Rxc及びRxfで表される基が存在しない場合としては、例えば、フェノール性芳香環として、フェノール環を含む化合物が挙げられる。
【0088】
式(1A)及び式(1B)中、Rxb及びRxeとして表される炭素数1~10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等の直鎖状アルキル基、イソプロピル基、イソブチル基、tert-ブチル基等の分岐状アルキル基が挙げられる。
【0089】
式(1A)中、Aとして表される炭素数1~6のアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基が挙げられる。Aとして表される炭素数7~16のアラルキレン基としては、例えば、式:-CH-Ar-CH-、-CH-CH-Ar-CH-CH-、又は式:-CH-Ar-CH-CH-(式中、Arは、フェニレン基、ナフチレン基、又はビフェニレン基を示す。)で表される基が挙げられる。Aとして表される炭素数6~10のアリーレン基としては、例えば、フェニレン環が挙げられる。
【0090】
式(1B)で表される化合物は、本実施形態の作用効果をより有効かつ確実に奏する観点から、Rxfがベンゼン環であること(ジヒドロキシナフタレン骨格を含む化合物)が好ましい。
【0091】
アルケニルフェノール(A)は、ワニス相溶性を一層向上させ、反応誘起型相分離構造をより好適に制御できる観点から、ビスフェノール類の2つのフェノール性芳香環にそれぞれ1つのアルケニル基が結合したアルケニルビスフェノールであることが好ましい。同様の観点から、アルケニルビスフェノールは、ビスフェノール類の2つのフェノール性芳香環にそれぞれ1つのアリル基が結合したジアリルビスフェノール、及び/又はビスフェノール類の2つのフェノール性芳香環にそれぞれ1つのプロペニル基が結合したジプロペニルビスフェノールであることが好ましい。
【0092】
ジアリルビスフェノールとしては、例えば、o,o’-ジアリルビスフェノールA(DABPA(商品名)、大和化成工業(株))、o,o’-ジアリルビスフェノールF、o,o’-ジアリルビスフェノールS、o,o’-ジアリルビスフェノールフルオレンが挙げられる。ジプロペニルビスフェノールとしては、例えば、o,o’-ジプロペニルビスフェノールA(PBA01(商品名)、群栄化学工業(株))、o,o’-ジプロペニルビスフェノールF、o,o’-ジプロペニルビスフェノールS、及びo,o’-ジプロペニルビスフェノールフルオレンが挙げられる。
【0093】
アルケニルフェノール(A)の1分子当たりの平均フェノール基数は、本実施形態の作用効果をより有効かつ確実に奏する観点から、1以上3未満であることが好ましく、1.5以上2.5以下であることがより好ましい。平均フェノール基数は、以下の式により算出される。
【0094】
【数1】
【0095】
式中、Aiは、分子中にi個のフェノール基を有するアルケニルフェノールのフェノール基数を示し、Xiは、分子中にi個のフェノール基を有するアルケニルフェノールのアルケニルフェノール全体に占める割合を示し、X+X+…X=1である。
【0096】
・エポキシ変性シリコーン(B)
エポキシ変性シリコーン(B)は、エポキシ基含有基により変性されたシリコーン化合物または樹脂であれば特に限定されない。熱硬化性化合物(D)又は重合体(D1)は、エポキシ変性シリコーン(B)由来の構成単位を含有することにより、得られる硬化物は、優れた低熱膨張性及び耐薬品性を発現できる。
【0097】
シリコーン化合物または樹脂は、シロキサン結合が繰り返し形成されたポリシロキサン骨格を有する化合物であれば特に限定されない。ポリシロキサン骨格は、直鎖状の骨格であってもよく、環状の骨格であってもよく、網目状の骨格であってもよい。この中でも、本実施形態の作用効果をより有効かつ確実に奏する観点から、ポリシロキサン骨格は、直鎖状の骨格であることが好ましい。
【0098】
エポキシ基含有基としては、例えば、下記式(a1)で表される基が挙げられる。
【0099】
【化12】
【0100】
式(a1)中、Rは、各々独立に、単結合、アルキレン基(例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基等の炭素数1~5のアルキレン基)、アリーレン基、又はアラルキレン基を示し、Xは、下記式(a2)で表される1価の基又は下記式(a3)で表される1価の基を示す。
【0101】
【化13】
【0102】
【化14】
【0103】
エポキシ変性シリコーン(B)は、140~250g/molのエポキシ当量を有するエポキシ変性シリコーンを含有することが好ましく、145~245g/molのエポキシ当量を有するエポキシ変性シリコーンを含有することがより好ましく、150~240g/molのエポキシ当量を有するエポキシ変性シリコーンを含有することが更に好ましい。エポキシ変性シリコーン(B)が、上記範囲内にあるエポキシ当量を有するエポキシ変性シリコーンを含有することにより、硬化性組成物は、一層優れたワニス相溶性を有するため、得られる硬化物は、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度により優れる傾向にあり、更に耐薬品性をより一層向上できる傾向にある。
【0104】
エポキシ変性シリコーン(B)は、硬化性組成物が、より一層優れたワニス相溶性を有し、得られる硬化物の、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度がより一層優れ、耐薬品性を更に一層向上できる観点から、2種以上のエポキシ変性シリコーンを含有することが好ましい。この場合、2種以上のエポキシ変性シリコーンは、それぞれ異なるエポキシ当量を有することが好ましく、50~350g/molのエポキシ当量を有するエポキシ変性シリコーン(低当量エポキシ変性シリコーンB1)と、400~4000g/molのエポキシ当量を有するエポキシ変性シリコーン(高当量エポキシ変性シリコーンB2)とを含有することがより好ましく、140~250g/molのエポキシ当量を有するエポキシ変性シリコーン(低当量エポキシ変性シリコーンB1’)と、450~3000g/molのエポキシ当量を有するエポキシ変性シリコーン(高当量エポキシ変性シリコーンB2’)とを含有することが更に好ましい。
【0105】
エポキシ変性シリコーン(B)が2種以上のエポキシ変性シリコーンを含有する場合、エポキシ変性シリコーン(B)の平均エポキシ当量は、140~3000g/molであることが好ましく、250~2000g/molであることがより好ましく、300~1000g/molであることが更に好ましい。平均エポキシ当量は、以下の式により算出される。
【0106】
【数2】
【0107】
式中、Eiは、2種以上のエポキシ変性シリコーンのうちの1種のエポキシ変性シリコーンのエポキシ当量を示し、Wiは、エポキシ変性シリコーン(B)中の上記エポキシ変性シリコーンの割合を示し、W+W+…W=1である。
【0108】
エポキシ変性シリコーン(B)は、硬化性組成物が、より一層優れたワニス相溶性を有し、得られる硬化物は、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度により一層優れ、耐薬品性を更に一層向上できる観点から、下記式(1)で表されるエポキシ変性シリコーンを含有することが好ましい。
【0109】
【化15】
【0110】
式(1)中、Rは、各々独立に、単結合、アルキレン基、アリーレン基、又はアラルキレン基を示し、Rは、各々独立に、炭素数1~10のアルキル基又はフェニル基を示し、nは、0~100の整数を示す。
【0111】
式(1)中、Rで表されるアルキレン基は、直鎖状、分岐状又は環状のいずれであってもよい。アルキレン基の炭素数は、好ましくは1~12であり、より好ましくは1~4である。アルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基又はプロピレン基が挙げられる。これらの中でも、Rは、プロピレン基であることが好ましい。
【0112】
式(1)中、Rで表されるアリーレン基は、置換基を有していてもよい。アリーレン基の炭素数としては、好ましくは6~40であり、より好ましくは6~20である。アリーレン基としては、例えば、フェニレン基、シクロヘキシルフェニレン基、ヒドロキシフェニレン基、シアノフェニレン基、ニトロフェニレン基、ナフチリレン基、ビフェニレン基、アントリレン基、ピレニレン基、及びフルオレニレン基等が挙げられる。これらの基には、エーテル結合、ケトン結合、あるいはエステル結合を含んでいてもよい。
【0113】
式(1)中、Rで表されるアラルキレン基の炭素数は、好ましくは7~30であり、より好ましくは7~13である。アラルキレン基としては、例えば、下記式(X-I)で表される基が挙げられる。
【0114】
【化16】
【0115】
式(X-I)中、*は、結合手を示す。
【0116】
式(1)中、Rで表される基は、更に置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば、炭素数1~10の直鎖状アルキル基、炭素数3~10の分岐状アルキル基、炭素数3~10の環状アルキル基、炭素数1~10の直鎖状アルコキシ基、炭素数3~10の分岐状アルコキシ基、及び炭素数3~10の環状アルコキシ基が挙げられる。
【0117】
式(1)中、Rは、各々独立して、炭素数1~10のアルキル基又はフェニル基を示す。上記アルキル基及びフェニル基は、置換基を有してもよい。炭素数1~10のアルキル基は、直鎖状、分岐状又は環状のいずれであってもよい。アルキル基としては、例えば、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、イソプロピル基、イソブチル基、及びシクロヘキシル基が挙げられる。これらの中でも、Rは、メチル基又はフェニル基であることが好ましい。
【0118】
式(1)中、nは0以上の整数を示し、例えば、0~100の整数である。硬化性組成物が、より一層優れたワニス相溶性を有し、得られる硬化物の、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度がより一層優れ、耐薬品性をより一層向上できる観点から、nの下限値は1以上であることが好ましい。同様に、nの上限値は、好ましくは50以下であり、より好ましくは30以下であり、更に好ましくは20以下である。
【0119】
エポキシ変性シリコーン(B)は、硬化性組成物が、より一層優れたワニス相溶性を有し、得られる硬化物の、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度がより一層優れ、耐薬品性をより一層向上できる観点から、式(1)で表されるエポキシ変性シリコーンを2種類以上含有することが好ましい。この場合、2種類以上含有するエポキシ変性シリコーンは、それぞれ異なるnを有することが好ましく、式(1)においてnが1~2であるエポキシ変性シリコーンと、式(1)においてnが5~20であるエポキシ変性シリコーンとを含有することがより好ましい。
【0120】
エポキシ変性シリコーン(B)の1分子当たりの平均エポキシ基数は、本実施形態の作用効果をより有効かつ確実に奏する観点から、1以上3未満であることが好ましく、1.5以上2.5以下であることがより好ましい。平均エポキシ基数は、以下の式により算出される。
【0121】
【数3】
【0122】
式中、Biは、分子中にi個のエポキシ基を有するエポキシ変性シリコーンのエポキシ基数を示し、Yiは、分子中にi個のエポキシ基を有するエポキシ変性シリコーンのエポキシ変性シリコーン全体に占める割合を示し、Y+Y+…Y=1である。
【0123】
エポキシ変性シリコーン(B)の含有量は、硬化性組成物が、より一層優れたワニス相溶性を有し、得られる硬化物の、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度がより優れ、耐薬品性及び絶縁信頼性を一層発現できる観点から、エポキシ変性シリコーン(B)及びエポキシ化合物(C)の合計100質量%に対して、5~95質量%であることが好ましく、10~90質量%であることがより好ましく、40~85質量%であることが更に好ましく、50~80質量%であることが更により好ましい。
【0124】
エポキシ変性シリコーン(B)としては、市販品を用いてもよく、公知の方法により製造された製品を用いてもよい。市販品としては、例えば、信越化学工業株式会社製品の「X-22-163」、「KF-105」が挙げられる。
【0125】
・エポキシ化合物(C)
エポキシ化合物(C)は、エポキシ変性シリコーン(B)以外のエポキシ化合物であり、より具体的には、ポリシロキサン骨格を有しないエポキシ化合物である。熱硬化性化合物(D)又は重合体(D1)は、エポキシ化合物(C)由来の構成単位を含有することにより、得られる硬化物は、低熱膨張性、耐熱性、ピール強度、耐薬品性、及び絶縁信頼性に優れる。
【0126】
エポキシ化合物(C)としては、エポキシ変性シリコーン(B)以外のエポキシ化合物であれば特に限定されない。エポキシ化合物(C)は、硬化性組成物が、より一層優れたワニス相溶性を有し、得られる硬化物の、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度がより優れ、耐薬品性及び絶縁信頼性を一層発現できる観点から、1分子中にエポキシ基を2つ有する2官能エポキシ化合物を含有することが好ましい。
【0127】
2官能エポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂(例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールE型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、及びビスフェノールフルオレン型エポキシ樹脂)、フェノール類ノボラック型エポキシ樹脂(例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂)、トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂、アラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニル骨格を含有するビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン骨格を含有するナフタレン型エポキシ樹脂、ジヒドロアントラセン骨格を含有するアントラセン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、ポリオール型エポキシ樹脂、イソシアヌレート環含有エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フルオレン骨格を含有するフルオレン型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型構造単位と炭化水素系構造単位からなるエポキシ樹脂;これらのハロゲン化合物が挙げられる。これらのエポキシ化合物は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いられる。
【0128】
アラルキル型エポキシ樹脂としては、例えば、下記式(b1)で表される化合物が挙げられる。
【0129】
【化17】
【0130】
式(b1)中、Arは、各々独立して、ベンゼン環又はナフタレン環を示し、Arは、ベンゼン環、ナフタレン環、又はビフェニル環を示し、R3aは、各々独立して、水素原子又はメチル基を示し、
ここで、Arにおけるベンゼン環又はナフタレン環は、さらに一又は複数の置換基を有してもよく、当該置換基は、例えば、炭素数1~5のアルキル基やフェニル基等のグリシジルオキシ基以外の置換基であってもよく、
Arにおけるベンゼン環、ナフタレン環又はビフェニル環は、さらに一又は複数の置換基を有してもよく、当該置換基は、例えば、炭素数1~5のアルキル基やフェニル基等のグリシジルオキシ基以外の置換基であってもよい。
【0131】
ビフェニル型エポキシ樹脂としては、例えば、下記式(b2)で表される化合物(化合物b2)が挙げられる。
【0132】
【化18】
【0133】
式(b2)中、Rは、各々独立して、炭素数1~10のアルキル基又は水素原子を示す。
【0134】
式(b2)中、炭素数1~10のアルキル基は、直鎖状、分岐状又は環状のいずれであってもよい。アルキル基としては、例えば、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、イソプロピル基、イソブチル基、及びシクロヘキシル基が挙げられる。
【0135】
ビフェニル型エポキシ樹脂が、化合物b2である場合、ビフェニル型エポキシ樹脂は、アルキル基であるRの数が異なる化合物b2の混合物の形態であってもよい。具体的には、アルキル基であるRの数が異なるビフェニル型エポキシ樹脂の混合物であることが好ましく、アルキル基であるRの数が0である化合物b2と、アルキル基であるRの数が4である化合物b2の混合物であることがより好ましい。
【0136】
上記式(b2)で表される化合物の市販品としては、例えば、三菱ケミカル株式会社製品の「YL-6121H(商品名)」が挙げられる。
【0137】
ナフタレン型エポキシ樹脂としては、例えば、下記式(b3)で表される化合物が挙げられる。
【0138】
【化19】
【0139】
式(b3)中、R3bは、各々独立して、水素原子、炭素数1~5のアルキル基(例えば、メチル基又はエチル基)、アラルキル基、ベンジル基、ナフチル基、少なくとも1つのグリシジルオキシ基を含有するナフチル基、又は少なくとも1つのグリシジルオキシ基を含有するナフチルメチル基を示し、nは、0以上の整数(例えば、0~2)を示す。
【0140】
上記式(b3)で表される化合物の市販品としては、例えば、DIC株式会社製品の「HP-4032」(上記式(b3)においてn=0)、「HP-4710」(上記式(b3)において、n=0であり、R3bが少なくとも1つのグリシジルオキシ基を含有するナフチルメチル基)等が挙げられる。
【0141】
ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂としては、例えば、下記式(b4)で表される化合物が挙げられる。
【0142】
【化20】
【0143】
式(b4)中、R3cは、各々独立し、水素原子、又は炭素数1~5のアルキル基(例えば、メチル基又はエチル基)を示す。
【0144】
ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂は、市販品を用いてもよく、公知の方法により製造された製品を用いてもよい。ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂の市販品としては、大日本インキ化学工業株式会社製品の「EPICRON HP-7200L」、「EPICRON HP-7200」、「EPICRON HP-7200H」、「EPICRON HP-7000HH」等が挙げられる。
【0145】
ビスフェノールA型構造単位と炭化水素系構造単位からなるエポキシ樹脂としては、例えば、下記式(b5)で表される化合物が挙げられる。
【0146】
【化21】
【0147】
式(b5)中、R1x及びR2xは、各々独立して、水素原子又はメチル基を示し、R3x~R6xは、各々独立して、水素原子、メチル基、塩素原子、又は臭素原子を示し、Xは、エチレンオキシエチル基、ジ(エチレンオキシ)エチル基、トリ(エチレンオキシ)エチル基、プロピレンオキシプロピル基、ジ(プロピレンオキシ)プロピル基、トリ(プロピレンオキシ)プロピル基、又は炭素数2~15のアルキレン基(例えば、メチレン基又はエチレン基)を示す。
【0148】
これらの中でも、エポキシ化合物(C)は、硬化性組成物が、より一層優れたワニス相溶性を有し、得られる硬化物の、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度がより優れ、耐薬品性、及び絶縁信頼性を一層発現できる観点から、ビスフェノール型エポキシ樹脂、アラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、及びジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂からなる群より選択される1種以上であることが好ましく、ビフェニル型エポキシ樹脂及び/又はナフタレン型エポキシ樹脂であることがより好ましい。
【0149】
エポキシ化合物(C)の1分子当たりの平均エポキシ基数は、本実施形態の作用効果をより有効かつ確実に奏する観点から、1以上3未満であることが好ましく、1.5以上2.5以下であることがより好ましい。平均エポキシ基数は、以下の式により算出される。
【0150】
【数4】
【0151】
式中、Ciは、分子中にi個のエポキシ基を有するエポキシ化合物のエポキシ基数を示し、Ziは、分子中にi個のエポキシ基を有するエポキシ化合物のエポキシ化合物全体に占める割合を示し、Z+Z+…Z=1である。
【0152】
エポキシ化合物(C)の含有量は、硬化性組成物が、より一層優れたワニス相溶性を有し、得られる硬化物の、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度がより優れ、耐薬品性、及び絶縁信頼性を一層発現できる観点から、エポキシ変性シリコーン(B)及びエポキシ化合物(C)の合計100質量%に対して、5~95質量%であることが好ましく、10~90質量%であることがより好ましく、15~60質量%であることが更に好ましく、20~50質量%であることが更により好ましい。
【0153】
・アルケニルフェノール(A)以外のフェノール化合物(G)
熱硬化性化合物(D)又は重合体(D1)は、硬化性組成物が、より一層優れたワニス相溶性を有し、得られる硬化物の、耐熱性、及びピール強度がより優れる観点から、アルケニルフェノール(A)以外のフェノール化合物(G)由来の構成単位を含有することが好ましい。
【0154】
フェノール化合物(G)としては、ビスフェノール型フェノール樹脂(例えば、ビスフェノールA型樹脂、ビスフェノールE型樹脂、ビスフェノールF型樹脂、ビスフェノールS型樹脂等)、フェノール類ノボラック樹脂(例えば、フェノールノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂等)、グリシジルエステル型フェノール樹脂、ナフタレン型フェノール樹脂、アントラセン型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、ビフェニル型フェノール樹脂、脂環式フェノール樹脂、ポリオール型フェノール樹脂、アラルキル型フェノール樹脂、フェノール変性芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂、フルオレン型フェノール樹脂等が挙げられる。これらのフェノール化合物(G)は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いられる。
【0155】
これらの中でも、フェノール化合物(G)は、硬化性組成物が、より一層優れたワニス相溶性を有し、得られる硬化物の、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度がより優れる観点から、1分子中にフェノール性水酸基を2つ有する2官能フェノール化合物であることが好ましい。
【0156】
2官能フェノール化合物としては、ビスフェノール、ビスクレゾール、フルオレン骨格を有するビスフェノール類(例えば、フルオレン骨格を有するビスフェノール、フルオレン骨格を有するビスクレゾール等)、ビフェノール(例えば、p、p’-ビフェノール等)、ジヒドロキシジフェニルエーテル(例えば、4,4’-ジヒドロキシジフェニルエーテル等)、ジヒドロキシジフェニルケトン(例えば、4,4’-ジヒドロキシジフェニルケトン等)、ジヒドロキシジフェニルスルフィド(例えば、4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルフィド等)、ジヒドロキシアレーン(例えば、ハイドロキノン等)が挙げられる。これらの2官能フェノール化合物は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いられる。これらの中でも、2官能フェノール化合物は、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度により優れる観点から、ビスフェノール、ビスクレゾール、及びフルオレン骨格を有するビスフェノール類からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましく、フルオレン骨格を有するビスフェノール類であることがより好ましい。上記と同様の観点から、フルオレン骨格を有するビスフェノール類としては、ビスクレゾールフルオレンが好ましい。
【0157】
・熱硬化性化合物(D)又は重合体(D1)の製造方法
熱硬化性化合物(D)又は重合体(D1)は、特に限定されないが、例えば、アルケニルフェノール(A)と、エポキシ変性シリコーン(B)と、エポキシ化合物(C)と、必要に応じてフェノール化合物(G)とを、後述の重合触媒の存在下にて反応させる工程により得られる。当該反応は、有機溶媒の存在下で行ってもよい。より具体的には、上記工程において、エポキシ変性シリコーン(B)及びエポキシ化合物(C)が有するエポキシ基とアルケニルフェノール(A)が有する水酸基との付加反応と、得られた付加反応物が有する水酸基とエポキシ変性シリコーン(B)及びエポキシ化合物(C)が有するエポキシ基との付加反応などが進行することで、熱硬化性化合物(D)又は重合体(D1)を得ることができる。
【0158】
熱硬化性化合物(D)又は重合体(D1)の製造において、アルケニルフェノール(A)の配合量は、硬化性組成物が、より一層優れたワニス相溶性を有し、得られる硬化物の、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度がより優れる観点から、アルケニルフェノール(A)、エポキシ変性シリコーン(B)、エポキシ化合物(C)、及びフェノール化合物(G)の合計100質量部に対して、1~50質量部であることが好ましく、3~40量部であることがより好ましく、5~30質量部であることが更に好ましい。
【0159】
エポキシ変性シリコーン(B)の配合量は、硬化性組成物が、より一層優れたワニス相溶性を有し、得られる硬化物の、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度がより優れ、低熱膨張性及び耐薬品性をバランスよく発現できる観点から、アルケニルフェノール(A)、エポキシ変性シリコーン(B)、エポキシ化合物(C)、及びフェノール化合物(G)の合計100質量部に対して、5~70質量部であることが好ましく、10~60質量部であることがより好ましく、20~55質量部であることが更に好ましい。
【0160】
エポキシ化合物(C)の配合量は、硬化性組成物が、より一層優れたワニス相溶性を有し、得られる硬化物の、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度がより優れ、耐薬品性、及び絶縁信頼性を一層発現できる観点から、アルケニルフェノール(A)、エポキシ変性シリコーン(B)、エポキシ化合物(C)、及びフェノール化合物(G)の合計100質量部に対して、5~50質量部であることが好ましく、10~30質量部であることがより好ましく、15~25質量部であることが更に好ましい。
【0161】
フェノール化合物(G)の配合量は、硬化性組成物が、より一層優れたワニス相溶性を有し、得られる硬化物の、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度がより優れる観点から、アルケニルフェノール(A)、エポキシ変性シリコーン(B)、エポキシ化合物(C)、及びフェノール化合物(G)の合計100質量部に対して、5~30質量部であることが好ましく、10~30質量部であることがより好ましく、15~25質量部であることが更に好ましい。
【0162】
なお、熱硬化性化合物(D)又は重合体(D1)が、フェノール化合物(G)を含有しない場合、上述したアルケニルフェノール(A)、エポキシ変性シリコーン(B)、及びエポキシ化合物(C)の各配合量は、アルケニルフェノール(A)、エポキシ変性シリコーン(B)、及びエポキシ化合物(C)の合計100質量部に対する配合量を示す。
【0163】
重合触媒としては、例えば、イミダゾール触媒及びリン系触媒が挙げられる。これらの触媒は1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いられる。これらの中でも、イミダゾール触媒が好ましい。
【0164】
イミダゾール触媒としては、例えば、2-メチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール、2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾール、2,3-ジヒドロ-1H-ピロロ[1,2-a]ベンゾイミダゾール(TBZ(商品名)、四国化成工業(株))、2,4,5-トリフェニルイミダゾール(TPIZ(商品名)、東京化成工業(株))等のイミダゾール類が挙げられる。この中でも、エポキシ成分の単独重合を防ぐ観点から、2,3-ジヒドロ-1H-ピロロ[1,2-a]ベンゾイミダゾール及び/又は2,4,5-トリフェニルイミダゾールが好ましい。
【0165】
重合触媒(好ましくはイミダゾール触媒)の使用量は、例えば、アルケニルフェノール(A)、エポキシ変性シリコーン(B)、エポキシ化合物(C)、及びフェノール化合物(G)の合計100質量部に対して、0.1~10質量部である。熱硬化性化合物(D)又は重合体(D1)の重量平均分子量を大きくする観点から、重合触媒の使用量は、0.5質量部以上であることが好ましく、4.0質量部以下であることがより好ましい。
【0166】
有機溶媒としては、例えば、極性溶剤又は無極性溶剤を用いることができる。極性溶剤としては、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等のケトン類;プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のセロソルブ系溶媒;乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソアミル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、ヒドロキシイソ酪酸メチル等のエステル系溶媒;ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド等のアミド類等が挙げられる。無極性溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。これらの溶媒は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いられる。
【0167】
有機溶媒の使用量は、特に限定されるものではないが、例えば、アルケニルフェノール(A)、エポキシ変性シリコーン(B)、エポキシ化合物(C)、及びフェノール化合物(G)の合計100質量部に対して、50~150質量部である。
【0168】
反応温度は、特に限定されず、例えば、100~170℃であってよい。反応時間もまた特に限定されず、例えば、3~8時間であってよい。
【0169】
本工程における反応終了後、慣用の方法にて反応混合物から、熱硬化性化合物(D)又は重合体(D1)を分離精製してもよい。
【0170】
<エポキシ樹脂(E)>
本実施形態の硬化性組成物は、エポキシ樹脂(E)を含む。エポキシ樹脂(E)は、エポキシ変性シリコーン(B)と異なるが、エポキシ化合物(C)とは同一であっても異なっていてもよい。熱硬化性化合物(D)と共に、特定の官能基当量比においてエポキシ樹脂(E)をシアン酸エステル化合物(F)と用いることにより、一層優れたワニス相溶性を有し、硬化物は、低熱膨張性、耐熱性、及び高ピール強度を同時に発現でき、耐薬品性及び絶縁信頼性を一層向上させることができる。エポキシ樹脂(E)は、1種単独で又は2種以上を適宜組み合わせて使用することができる。
【0171】
エポキシ樹脂(E)としては、典型的には、1分子中にエポキシ基を2つ有する2官能エポキシ化合物や1分子中にエポキシ基を3つ以上有する多官能エポキシ化合物を使用することができる。エポキシ化合物(E)は、硬化性組成物が、より一層優れたワニス相溶性を有し、得られる硬化物の、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度がより優れ、耐薬品性及び絶縁信頼性を一層発現できる観点から、2官能エポキシ化合物及び/又は多官能エポキシ化合物を含有することが好ましい。
【0172】
エポキシ化合物(E)としては、特に限定されないが、下記式(3a)で表される化合物を用いることができる。
【0173】
【化22】
【0174】
式(3a)中、Arは、各々独立して、ベンゼン環又はナフタレン環を示し、Arは、ベンゼン環、ナフタレン環、又はビフェニル環を示し、R3aは、各々独立して、水素原子又はメチル基を示し、kは1~50の整数を示し、
ここで、Arにおけるベンゼン環又はナフタレン環は、さらに一又は複数の置換基を有してもよく、当該置換基は、図示しないグリシジルオキシ基であってもよく、その他の置換基、例えば、炭素数1~5のアルキル基、フェニル基等であってもよく、
Arにおけるベンゼン環、ナフタレン環、又はビフェニル環は、さらに一又は複数の置換基を有してもよく、当該置換基は、グリシジルオキシ基であってもよく、その他の置換基、例えば、炭素数1~5のアルキル基、フェニル基等であってもよい。
【0175】
上記式(3a)で表される化合物中、2官能エポキシ化合物としては、例えば、下記式(b1)で表される化合物が挙げられる。
【0176】
【化23】
【0177】
式(b1)中、Arは、各々独立して、ベンゼン環又はナフタレン環を示し、Arは、ベンゼン環、ナフタレン環、又はビフェニル環を示し、R3aは、各々独立して、水素原子又はメチル基を示し、
ここで、Arにおけるベンゼン環又はナフタレン環は、さらに一又は複数の置換基を有してもよく、当該置換基は、例えば、炭素数1~5のアルキル基やフェニル基等のグリシジルオキシ基以外の置換基であってもよく、
Arにおけるベンゼン環、ナフタレン環又はビフェニル環は、さらに一又は複数の置換基を有してもよく、当該置換基は、例えば、炭素数1~5のアルキル基やフェニル基等のグリシジルオキシ基以外の置換基であってもよい。
【0178】
式(3a)で表される化合物は、式(3a)においてArが少なくともグリシジルオキシ基で置換された、フェノール類ノボラック型エポキシ樹脂であることが好ましい。フェノール類ノボラック型エポキシ樹脂としては、特に限定されないが、例えば、下記式(3-1)で表される化合物(ナフタレン骨格を有するナフタレン骨格含有多官能エポキシ樹脂)や、ナフタレンクレゾールノボラック型エポキシ樹脂が挙げられる。
【0179】
【化24】
【0180】
式(3-1)中、Ar31は、各々独立して、ベンゼン環又はナフタレン環を示し、Ar41は、各々独立して、ベンゼン環、ナフタレン環又はビフェニル環を示し、R31aは、各々独立して、水素原子又はメチル基を示し、kzは1~50の整数を示し、各環は、グリシジルオキシ基以外の置換基(例えば、炭素数1~5のアルキル基、炭素数1~5のアルコキシ基又はフェニル基)を有してもよく、Ar31及びAr41の少なくとも一方はナフタレン環を示す。
【0181】
式(3-1)で表される化合物としては、式(3-2)で表される化合物が挙げられる。
【0182】
【化25】
【0183】
式(3-2)中、Rは、メチル基を示し、kzは、上記式(3-1)中のkzと同義である。
【0184】
ナフタレンクレゾールノボラック型エポキシ樹脂としては、特に限定されないが、例えば、下記式(NE)で示されるクレゾール/ナフトールノボラック型エポキシ樹脂が好ましい。なお、下記式(NE)で示される化合物は、クレゾールノボラックエポキシの構成単位と、ナフトールノボラックエポキシの構成単位とのランダム共重合体であり、クレゾールエポキシ及びナフトールエポキシのいずれもが末端になりうる。
【0185】
【化26】
【0186】
式(NE)におけるm及びnは、各々、1以上の整数を示す。m及びnの上限及びその比については特に限定されないが、低熱膨張性の観点から、m:n(ここで、m+n=100)として、30~50:70~50であることが好ましく、45~55:55~45がより好ましい。
【0187】
ナフタレンクレゾールノボラック型エポキシ樹脂としては、市販品を用いてもよく、公知の方法により製造された製品を用いてもよい。市販品としては、例えば、日本化薬株式会社製品の「NC-7000」、「NC-7300」、「NC-7300L」や、DIC株式会社製品の「HP-9540」、「HP-9500」等が挙げられ、「HP-9540」がとりわけ好ましい。
【0188】
式(3a)で表される化合物は、上述したフェノール類ノボラック型エポキシ樹脂に該当しない化合物(以下、「アラルキル型エポキシ樹脂」ともいう。)であってもよい。
アラルキル型エポキシ樹脂としては、式(3a)においてArがナフタレン環であり、Arがベンゼン環である化合物(「ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂」ともいう。)、及び式(3a)においてArがベンゼン環であり、Arがビフェニル環である化合物(「ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂」ともいう。)であることが好ましく、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂であることがより好ましい。
【0189】
ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂としては、市販品を用いてもよく、公知の方法により製造された製品を用いてもよい。市販品としては、例えば、DIC株式会社製品の「HP-5000」、「HP-9900」、日鉄ケミカル&マテリアル株式会社製品の「ESN-375」、「ESN-475」等が挙げられる。
【0190】
ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂は、式(3b)で表される化合物であることが好ましい。
【0191】
【化27】
【0192】
式(3b)中、kaは、1以上の整数を示し、1~20が好ましく、1~6がより好ましい。
【0193】
上記式(3b)で表される化合物中、2官能エポキシ化合物としては、例えば、式(3b)においてkaが1である化合物が挙げられる。
【0194】
ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂としては、市販品を用いてもよく、公知の方法により製造された製品を用いてもよい。市販品としては、例えば、日本化薬株式会社製品の「NC-3000」、「NC-3000L」、「NC-3000FH」等が挙げられる。
【0195】
また、エポキシ化合物(E)としては、ナフタレン型エポキシ樹脂(式(3a)で表される化合物に該当するものを除く。)を用いることが好ましい。ナフタレン型エポキシ樹脂としては、より一層優れたワニス相溶性を有し、得られる硬化物の、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度がより優れ、耐薬品性、及び絶縁信頼性を一層発現できる観点から、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂であることが好ましい。
【0196】
ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂は、得られる硬化物の、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度がより優れ、耐薬品性及び絶縁信頼性を一層向上できる観点から、下記式(3-3)で表される2官能エポキシ化合物又は下記式(3-4)で表される多官能エポキシ化合物、あるいは、それらの混合物であることが好ましい。
【0197】
【化28】
【0198】
式(3-3)中、R13は、各々独立して、水素原子、炭素数1~3のアルキル基(例えば、メチル基又はエチル基)、又は炭素数2~3のアルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基又はプロペニル基)を示す。
【0199】
【化29】
【0200】
式(3-4)中、R14は、各々独立して、水素原子、炭素数1~3のアルキル基(例えば、メチル基又はエチル基)、又は炭素数2~3のアルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基又はプロペニル基)を示す。
【0201】
ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂は、市販品を用いてもよく、公知の方法により製造された製品を用いてもよい。ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂の市販品としては、例えば、DIC株式会社製品の「HP-6000」、「EXA-7300」、「EXA-7310」、「EXA-7311」、「EXA-7311L」、「EXA7311-G3」、「EXA7311-G4」、「EXA-7311G4S」、「EXA-7311G5」等が挙げられ、とりわけ「HP-6000」が好ましい。
【0202】
ナフタレン型エポキシ樹脂の上記したもの以外の例としては、以下に限定されないが、下記式(b3)で表される化合物が挙げられる。
【0203】
【化30】
【0204】
式(b3)中、R3bは、各々独立して、水素原子、炭素数1~5のアルキル基(例えば、メチル基又はエチル基)、アラルキル基、ベンジル基、ナフチル基、少なくとも1つのグリシジルオキシ基を含有するナフチル基、又は少なくとも1つのグリシジルオキシ基を含有するナフチルメチル基を示し、nは、0以上の整数(例えば、0~2)を示す。
【0205】
上記式(b3)で表される化合物の市販品としては、例えば、DIC株式会社製品の「HP-4032」(上記式(b3)においてn=0)、「HP-4710」(上記式(b3)において、n=0であり、R3bが少なくとも1つのグリシジルオキシ基を含有するナフチルメチル基)等が挙げられる。
【0206】
また、エポキシ化合物(E)としては、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂(上述したエポキシ化合物(C)に該当するものを除く。)を用いることができる。
ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂としては、特に制限されないが、例えば、式(3-5)で表される化合物が挙げられる。
【0207】
【化31】
【0208】
式(3-5)中、R3cは、各々独立し、水素原子、又は炭素数1~5のアルキル基を示し、k2は、0~10の整数を示す。
【0209】
上記式(3-5)で表される化合物は、特に限定されないが、例えば、下記式(b4)で表される化合物であってもよい。
【0210】
【化32】
【0211】
式(b4)中、R3cは、各々独立し、水素原子、又は炭素数1~5のアルキル基(例えば、メチル基又はエチル基)を示す。
【0212】
ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂は、市販品を用いてもよく、公知の方法により製造された製品を用いてもよい。ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂の市販品としては、大日本インキ化学工業株式会社製品の「EPICRON HP-7200L」、「EPICRON HP-7200」、「EPICRON HP-7200H」、「EPICRON HP-7000HH」等が挙げられる。
【0213】
これらの中でも、エポキシ化合物(E)は、更により一層優れたワニス相溶性を有し、得られる硬化物の、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度が更により優れ、耐薬品性、及び絶縁信頼性を更に一層発現できる観点から、式(3a)で表されるエポキシ化合物、ナフタレン型エポキシ樹脂、及びジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂からなる群より選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、式(3a)で表されるエポキシ化合物、及びナフタレン型エポキシ樹脂からなる群より選択される少なくとも1種を含有することがより好ましい。この場合において、式(3a)で表されるエポキシ化合物はナフタレンクレゾールノボラック型エポキシ樹脂を含み、ナフタレン型エポキシ樹脂はナフチレンエーテル型エポキシ樹脂を含むことが好ましい。
【0214】
エポキシ化合物(E)としては、前述したエポキシ化合物に該当しない、他のエポキシ樹脂を含んでいてもよい。
他のエポキシ樹脂としては、特に限定されないが、ビスフェノール型エポキシ樹脂、トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、ポリオール型エポキシ樹脂、イソシアヌレート環含有エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、及びビスフェノールA型構造単位と炭化水素系構造単位からなるエポキシ樹脂等が挙げられる。
他のエポキシ樹脂としては、上記した中でも、一層優れたワニス相溶性を有し、得られる硬化物の、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度がより優れ、耐薬品性、及び絶縁信頼性を一層発現できる観点から、ビスフェノール型エポキシ樹脂を含むことができ、ビスフェノール型エポキシ樹脂としては、例えば、ジアリルビスフェノール型エポキシ樹脂(例えば、ジアリルビスフェノールA型エポキシ樹脂、ジアリルビスフェノールE型エポキシ樹脂、ジアリルビスフェノールF型エポキシ樹脂、ジアリルビスフェノールS型エポキシ樹脂等)等を用いることができる。
【0215】
エポキシ化合物(E)としては、前述したエポキシ化合物のうち、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いられる。
【0216】
エポキシ化合物(E)の1分子当たりの平均エポキシ基数は、本実施形態の作用効果をより有効かつ確実に奏する観点から、1以上3未満であることが好ましく、1.5以上2.5以下であることがより好ましい。平均エポキシ基数は、以下の式により算出される。
【0217】
【数5】
【0218】
上記式中、Ciは、分子中にi個のエポキシ基を有するエポキシ化合物のエポキシ基数を示し、Ziは、分子中にi個のエポキシ基を有するエポキシ化合物のエポキシ化合物全体に占める割合を示し、Z+Z+…Z=1である。
【0219】
エポキシ樹脂(E)と後述のシアン酸エステル化合物(F)との合計の含有量は、得られる硬化物の、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度がより優れることから、熱硬化性化合物(D)とエポキシ樹脂(E)と後述のシアン酸エステル化合物(F)の合計100質量部に対して、50~75質量部であることが好ましく、55~70質量部であることがより好ましい。
【0220】
本実施形態の硬化性組成物における熱硬化性化合物(D)と後述のエポキシ樹脂(E)と後述のシアン酸エステル化合物(F)の合計の含有量は、得られる硬化物の、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度がより優れる傾向にあることから、樹脂組成物中の樹脂固形分100質量部に対して、50~99質量部であることが好ましく、60~95質量部であることがより好ましく、70~90質量部であることがさらに好ましい。
【0221】
<シアン酸エステル化合物(F)>
本実施形態の硬化性組成物は、シアン酸エステル化合物(F)を含む。熱硬化性化合物(D)と共に、特定の官能基当量比においてシアン酸エステル化合物(F)をエポキシ樹脂(E)とともに用いることにより、硬化物は、低熱膨張性、耐熱性、及び高ピール強度を同時に発現でき、耐薬品性を一層向上させることができる。シアン酸エステル化合物(F)は、1種単独で又は2種以上を適宜組み合わせて使用することができる。
【0222】
シアン酸エステル化合物(F)としては、1分子中に2つ以上のシアネート基(シアン酸エステル基)を有する化合物であれば特に限定されないが、例えば、式(4)で表される化合物等のナフトールアラルキル型シアン酸エステル化合物、式(4)で表される化合物を除く式(5)で表される化合物等のノボラック型シアン酸エステル化合物、ビフェニルアラルキル型シアン酸エステル化合物、ジアリルビスフェノール型シアン酸エステル化合物、ビス(3,3-ジメチル-4-シアナトフェニル)メタン、ビス(4-シアナトフェニル)メタン、1,3-ジシアナトベンゼン、1,4-ジシアナトベンゼン、1,3,5-トリシアナトベンゼン、1,3-ジシアナトナフタレン、1,4-ジシアナトナフタレン、1,6-ジシアナトナフタレン、1,8-ジシアナトナフタレン、2,6-ジシアナトナフタレン、2、7-ジシアナトナフタレン、1,3,6-トリシアナトナフタレン、4、4’-ジシアナトビフェニル、ビス(4-シアナトフェニル)エーテル、ビス(4-シアナトフェニル)チオエーテル、ビス(4-シアナトフェニル)スルホン、2、2-ビス(4-シアナトフェニル)プロパンが挙げられる。
【0223】
シアン酸エステル化合物(F)は、これらの中でも、得られる硬化物の、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度がより優れ、耐薬品性を一層向上できる観点から、ナフトールアラルキル型シアン酸エステル化合物及び/又はノボラック型シアン酸エステル化合物を含むことが好ましく、ナフトールアラルキル型シアン酸エステル化合物を含むことがより好ましい。
【0224】
得られる硬化物の、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度が更に優れ、耐薬品性をより一層向上できる観点から、ナフトールアラルキル型シアン酸エステル化合物としては、式(4)で表される化合物を含むことが更に好ましい。ノボラック型シアン酸エステル化合物としては、式(4)で表される化合物を除く式(5)で表される化合物を含むことが更に好ましい。
【0225】
【化33】
【0226】
式(4)中、Rは、各々独立して、水素原子、又はメチル基を示し、nは、1以上の整数を示す。nは、1~20の整数であることが好ましく、1~10の整数であることがより好ましく、1~6の整数であることが更に好ましい。
【0227】
【化34】
【0228】
式(5)中、Ryaは、各々独立して、炭素数2~8のアルケニル基、又は水素原子を示し、Rybは、各々独立して、炭素数1~10のアルキル基、又は水素原子を示し、Rycは、各々独立して、炭素数4~12の芳香環を示し、Rycは、ベンゼン環と縮合構造を形成してもよく、Rycは、存在していてもよく、存在していなくてもよく、A1aは、各々独立して、炭素数1~6のアルキレン基、炭素数7~16のアラルキレン基、炭素数6~10のアリーレン基、フルオレニリデン基、スルホニル基、酸素原子、硫黄原子、又は単結合(直接結合)を示し、Rycが存在しない場合は、1つのベンゼン環にRya及び/又はRybの基を2つ以上有してもよい。nは、1~20の整数を示す。
【0229】
式(5)中、Ryaとして表される炭素数2~8のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、プロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル基等が挙げられる。
【0230】
式(5)中、Rybとして表される炭素数1~10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等の直鎖状アルキル基;イソプロピル基、イソブチル基、tert-ブチル基等の分岐状アルキル基が挙げられる。
【0231】
式(5)中、A1aとして表される炭素数1~6のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基が挙げられる。また、式(5)中、A1aとして表される炭素数7~16のアラルキレン基としては、例えば、式:-CH-Ar-CH-、-CH-CH-Ar-CH-CH-、又は式:-CH-Ar-CH-CH-(式中、Arは、フェニレン基、ナフチレン基、又はビフェニレン基を示す。)で表される基が挙げられる。さらに、A1aとして表される炭素数6~10のアリーレン基としては、例えば、フェニレン環が挙げられる。
【0232】
式(5)中、nは、1~20の整数を示し、1~15の整数であることが好ましく、1~10の整数であることがより好ましい。
【0233】
式(5)で表される化合物としては、フェノールノボラック型シアン酸エステル化合物が好ましく、フェノールノボラック型シアン酸エステル化合物としては、式(c1)で表される化合物であることが好ましい。
【0234】
【化35】
【0235】
式(c1)中、Rxは、各々独立して、水素原子又はメチル基を示し、Rは、各々独立して、炭素数2~8のアルケニル基、炭素数1~10のアルキル基、又は水素原子を示し、nは、1~10の整数を示す。
【0236】
これらのシアン酸エステル化合物(F)は、公知の方法に準じて製造してもよい。具体的な製造方法としては、例えば、特開2017-195334号公報(特に段落0052~0057)等に記載の方法が挙げられる。
【0237】
<マレイミド化合物>
本実施形態の硬化性組成物は、得られる硬化物の、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度がより一層優れ、耐薬品性をより一層向上できる観点から、マレイミド化合物を更に含有することが好ましい。マレイミド化合物は、1種単独で又は2種以上を適宜組み合わせて使用することができる。
【0238】
マレイミド化合物としては、1分子中に1つ以上のマレイミド基を有する化合物であれば特に限定されないが、例えば、1分子中にマレイミド基を1つ有するモノマレイミド化合物(例えば、N-フェニルマレイミド、N-ヒドロキシフェニルマレイミド等)、1分子中にマレイミド基を2つ以上有するポリマレイミド化合物(例えば、ビス(4-マレイミドフェニル)メタン、2,2-ビス(4-(4-マレイミドフェノキシ)-フェニル)プロパン、ビス(3-エチル-5-メチル-4-マレイミドフェニル)メタン、ビス(3,5-ジメチル-4-マレイミドフェニル)メタン、ビス(3,5-ジエチル-4-マレイミドフェニル)メタン)、m-フェニレンビスマレイミド、4-メチル-1,3-フェニレンビスマレイミド、1,6’-ビスマレイミド-(2,2,4-トリメチル)ヘキサン、下記式(3)で表されるマレイミド化合物、下記式(3’)で表されるマレイミド化合物、これらのマレイミド化合物とアミン化合物とのプレポリマー等が挙げられる。
【0239】
【化36】
【0240】
式(3)中、Rは、各々独立して、水素原子又はメチル基を示し、nは1~100の整数を示す。
【0241】
は、1以上であり、好ましくは1~100であり、より好ましくは1~10である。
【0242】
【化37】
【0243】
式(3’)中、R13は、各々独立して、水素原子、炭素数1~5のアルキル基、又はフェニル基を示し、nは1~10の整数を示す。
【0244】
これらの中でも、得られる硬化物の、低熱膨張性及び耐薬品性をより更に一層向上できる観点から、マレイミド化合物は、ビス(4-マレイミドフェニル)メタン、2,2-ビス(4-(4-マレイミドフェノキシ)-フェニル)プロパン、ビス(3-エチル-5-メチル-4-マレイミドフェニル)メタン、式(3)で表されるマレイミド化合物、及び式(3’)で表されるマレイミド化合物からなる群より選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。
【0245】
マレイミド化合物は、市販品を用いてもよく、公知の方法により製造された製品を用いてもよい。マレイミド化合物の市販品としては、ケイ・アイ化成株式会社製品の、「BMI-70」、「BMI-80」、「BMI-1000P」、大和化成工業株式会社製品の「BMI-3000」、「BMI-4000」、「BMI-5100」、「BMI-7000」、「BMI-2300」、日本化薬株式会社製品の「MIR-3000-70MT」(式(3’)中のR13が全て水素原子であり、nが1~10の混合物)等が挙げられる。
【0246】
マレイミド化合物の含有量は、得られる硬化物の、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度がより優れることから、熱硬化性化合物(D)とエポキシ樹脂(E)とシアン酸エステル化合物(F)の合計100質量部に対して、5~45質量部であることが好ましく、20~45質量部であることがより好ましい。
【0247】
<フェノール化合物>
本実施形態の硬化性組成物は、本実施形態の硬化性組成物における効果を阻害しない限り、フェノール化合物を更に含んでよい。フェノール化合物は、アルケニルフェノール(A)及びアルケニルフェノール(A)以外のフェノール化合物(G)と、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。フェノール化合物は、1種単独で又は2種以上を適宜組み合わせて使用することができる。
【0248】
フェノール化合物としては、1分子中に2つ以上のフェノール性水酸基を有する化合物であれば特に限定されないが、例えば、1分子中にフェノール性水酸基を2つ以上有するフェノール類、ビスフェノール類(例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールE、ビスフェノールF、ビスフェノールS等)、ジアリルビスフェノール類(例えば、ジアリルビスフェノールA、ジアリルビスフェノールE、ジアリルビスフェノールF、ジアリルビスフェノールS等)、フェノール類ノボラック樹脂(例えば、フェノールノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂等)、ナフタレン型フェノール樹脂、ジヒドロアントラセン型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、ビフェニル型フェノール樹脂、及びアラルキル型フェノール樹脂が挙げられる。これらのフェノール化合物は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いられる。これらの中でも、フェノール化合物は、得られる硬化物の、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度がより優れる観点から、アラルキル型フェノール樹脂を含有することが好ましい。
【0249】
(アラルキル型フェノール樹脂)
アラルキル型フェノール樹脂としては、例えば、式(c2)で表される化合物が挙げられる。
【0250】
【化38】
【0251】
式(c2)中、Arは、各々独立して、ベンゼン環、又はナフタレン環を示し、Arは、ベンゼン環、ナフタレン環、又はビフェニル環を示し、R2aは、各々独立して、水素原子又はメチル基を示し、mは、1~50の整数を示し、各環は、水酸基以外の置換基(例えば、炭素数1~5のアルキル基又はフェニル基等)を有してもよい。
【0252】
式(c2)で表される化合物は、得られる硬化物の、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度がより優れる観点から、式(c2)中、Arがナフタレン環であり、Arがベンゼン環である化合物(以下、「ナフトールアラルキル型フェノール樹脂」ともいう。)、及び式(c2)中、Arがベンゼン環であり、Arがビフェニル環である化合物(以下、「ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂」ともいう。)であることが好ましい。
【0253】
ナフトールアラルキル型フェノール樹脂は、式(2b)で表される化合物であることが好ましい。
【0254】
【化39】
【0255】
式(2b)中、R2aは、各々独立して、水素原子、又はメチル基(好ましくは水素原子)を示し、mは、1~10の整数(好ましくは1~6の整数)を示す。
【0256】
ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂は、式(2c)で表される化合物であることが好ましい。
【0257】
【化40】
【0258】
式(2c)中、R2bは、各々独立して、水素原子、炭素数1~5のアルキル基、又はフェニル基(好ましくは水素原子)を示し、m1は、1~20の整数(好ましくは1~6の整数)を示す。
【0259】
アラルキル型フェノール樹脂は、市販品を用いてもよく、公知の方法により合成された製品を用いてもよい。アラルキル型フェノール樹脂の市販品としては、日本化薬株式会社製品の「KAYAHARD GPH-65」、「KAYAHARD GPH-78」、「KAYAHARD GPH-103」(ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂)、日鉄ケミカル&マテリアル株式会社製品の「SN-495」(ナフトールアラルキル型フェノール樹脂)が挙げられる。
【0260】
フェノール化合物の含有量は、得られる硬化物の、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度がより優れる観点から、熱硬化性化合物(D)とエポキシ樹脂(E)とシアン酸エステル化合物(F)の合計100質量部に対して、1~40質量部であることが好ましい。
【0261】
<アルケニル置換ナジイミド化合物>
本実施形態の硬化性組成物は、本実施形態の硬化性組成物における効果を阻害しない限り、アルケニル置換ナジイミド化合物を更に含んでよい。アルケニル置換ナジイミド化合物は、1種単独で又は2種以上を適宜組み合わせて使用することができる。
【0262】
アルケニル置換ナジイミド化合物は、1分子中に1つ以上のアルケニル置換ナジイミド基を有する化合物であれば特に限定されないが、例えば、下記式(2d)で表される化合物が挙げられる。
【0263】
【化41】
【0264】
式(2d)中、Rは、各々独立して、水素原子、又は炭素数1~6のアルキル基(例えば、メチル基又はエチル基)を示し、Rは、炭素数1~6のアルキレン基、フェニレン基、ビフェニレン基、ナフチレン基、又は下記式(6)若しくは下記式(7)で表される基を示す。
【0265】
【化42】
【0266】
式(6)中、Rは、メチレン基、イソプロピリデン基、CO、O、S又はSOを示す。
【0267】
【化43】
【0268】
式(7)中、Rは、各々独立して、炭素数1~4のアルキレン基、又は炭素数5~8のシクロアルキレン基を示す。
【0269】
式(2d)で表されるアルケニル置換ナジイミド化合物は、市販品を用いてもよく、公知の方法に準じて製造された製品を用いてもよい。市販品としては、丸善石油化学株式会社製品の「BANI-M」、及び「BANI-X」が挙げられる。
【0270】
アルケニル置換ナジイミド化合物の含有量は、得られる硬化物の、低熱膨張性、耐熱性、及びピール強度がより優れる観点から、熱硬化性化合物(D)とエポキシ樹脂(E)とシアン酸エステル化合物(F)の合計100質量部に対して、1~40質量部であることが好ましい。
【0271】
<その他の樹脂>
本実施形態の硬化性組成物は、本実施形態の硬化性組成物における効果を阻害しない限り、その他の樹脂を更に含んでもよい。その他の樹脂としては、例えば、オキセタン樹脂、ベンゾオキサジン化合物、及び重合可能な不飽和基を有する化合物等が挙げられる。これらの樹脂又は化合物は、1種単独で又は2種以上を適宜組み合わせて使用することができる。
【0272】
オキセタン樹脂としては、例えば、オキセタン、2-メチルオキセタン、2,2-ジメチルオキセタン、3-メチルオキセタン、3,3-ジメチルオキセタン等のアルキルオキセタン、3-メチル-3-メトキシメチルオキセタン、3,3’-ジ(トリフルオロメチル)パーフルオキセタン、2-クロロメチルオキセタン、3,3-ビス(クロロメチル)オキセタン、ビフェニル型オキセタン、東亜合成株式会社製品の「OXT-101」、「OXT-121」等が挙げられる。
【0273】
本明細書にいう「ベンゾオキサジン化合物」とは、1分子中に2個以上のジヒドロベンゾオキサジン環を有する化合物をいう。ベンゾオキサジン化合物としては、小西化学株式会社製品の「ビスフェノールF型ベンゾオキサジンBF-BXZ」「ビスフェノールS型ベンゾオキサジンBS-BXZ」等が挙げられる。
【0274】
重合可能な不飽和基を有する化合物としては、例えば、エチレン、プロピレン、スチレン、ジビニルベンゼン、ジビニルビフェニル等のビニル化合物;メチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の1価又は多価アルコールの(メタ)アクリレート類;ビスフェノールA型エポキシ(メタ)アクリレート、ビスフェノールF型エポキシ(メタ)アクリレート等のエポキシ(メタ)アクリレート類;ベンゾシクロブテン樹脂等が挙げられる。
【0275】
<無機充填材>
本実施形態の硬化性組成物は、得られる硬化物の低熱膨張性を一層向上できる観点から、無機充填材を更に含有することが好ましい。
【0276】
無機充填材としては、例えば、シリカ、ケイ素化合物(例えば、ホワイトカーボン等)、金属酸化物(例えば、アルミナ、チタンホワイト、酸化チタン、チタン酸バリウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム等)、金属窒化物(例えば、窒化ホウ素、凝集窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム等)、金属硫酸化物(例えば、硫酸バリウム等)、金属水酸化物(例えば、水酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム加熱処理品(例えば、水酸化アルミニウムを加熱処理し、結晶水の一部を減じたもの)、ベーマイト、水酸化マグネシウム等)、亜鉛化合物(例えば、ホウ酸亜鉛、錫酸亜鉛等)、クレー、カオリン、タルク、焼成クレー、焼成カオリン、焼成タルク、マイカ、E-ガラス、A-ガラス、NE-ガラス、C-ガラス、L-ガラス、D-ガラス、S-ガラス、M-ガラスG20、ガラス短繊維(Eガラス、Tガラス、Dガラス、Sガラス、Qガラス等のガラス微粉末類を含む。)、中空ガラス、球状ガラス等が挙げられる。これらの無機充填材は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いられる。これらの中でも、無機充填材は、得られる硬化物の低熱膨張性をより一層向上できる観点から、シリカ、水酸化アルミニウム、アルミナ、ベーマイト、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、酸化マグネシウム、及び水酸化マグネシウムからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましく、シリカであることがより好ましい。
【0277】
シリカとしては、例えば、天然シリカ、溶融シリカ、合成シリカ、アエロジル、中空シリカ等が挙げられる。これらのシリカは、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いられる。これらの中でも、硬化性組成物中において好適に分散できる点から、溶融シリカが好ましい。
【0278】
無機充填材の含有量は、硬化性組成物の成形性と、硬化物の低熱膨張性を一層向上できる観点から、熱硬化性化合物(D)と、エポキシ樹脂(E)と、シアン酸エステル化合物(F)との合計100質量部に対して、50~350質量部であることが好ましく、100~300質量部であることがより好ましい。
【0279】
<シランカップリング剤>
本実施形態の硬化性組成物は、シランカップリング剤を更に含有してもよい。硬化性組成物が、シランカップリング剤を含有することにより、無機充填材の分散性が一層向上し、硬化性組成物に含まれる各成分と、後述する基材との接着強度が一層向上する傾向にある。
【0280】
シランカップリング剤としては特に限定されず、一般に無機物の表面処理に使用されるシランカップリング剤が挙げられる。例えば、アミノシラン系化合物(例えば、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-β-(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン等)、エポキシシラン系化合物(例えば、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等)、アクリルシラン系化合物(例えば、γ-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等)、カチオニックシラン系化合物(例えば、N-β-(N-ビニルベンジルアミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩等)、スチリルシラン系化合物、フェニルシラン系化合物等が挙げられる。シランカップリング剤は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いられる。これらの中でも、シランカップリング剤は、エポキシシラン系化合物であることが好ましい。エポキシシラン系化合物としては、例えば、信越化学工業株式会社製品の「KBM-403」、「KBM-303」、「KBM-402」、「KBE-403」等が挙げられる。
【0281】
シランカップリング剤の含有量は、特に限定されないが、熱硬化性化合物(D)と、エポキシ樹脂(E)と、シアン酸エステル化合物(F)との合計100質量部に対して、0.1~10質量部であってよい。
【0282】
<湿潤分散剤>
本実施形態の硬化性組成物は、湿潤分散剤を更に含有してもよい。硬化性組成物は、湿潤分散剤を含有することにより、無機充填材の分散性が一層向上する傾向にある。
【0283】
湿潤分散剤としては、充填材を分散させるために用いられる公知の分散剤(分散安定剤)であればよく、例えば、ビックケミー・ジャパン(株)製のDISPER BYK-110、111、118、180、161、BYK-W996、W9010、W903等が挙げられる。
【0284】
湿潤分散剤の含有量は、特に限定されないが、熱硬化性化合物(D)と、エポキシ樹脂(E)と、シアン酸エステル化合物(F)との合計100質量部に対して、0.5質量部以上5.0質量部以下であることが好ましい。
【0285】
<溶剤>
本実施形態の硬化性組成物は、溶剤を更に含有してもよい。硬化性組成物は、溶剤を含むことにより、硬化性組成物の調製時における粘度が下がり、ハンドリング性(取り扱い性)が一層向上し、基材への含浸性が一層向上する傾向にある。
【0286】
溶剤としては、硬化性組成物中の各成分の一部又は全部を溶解可能であれば、特に限定されない。例えば、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン等)、芳香族炭化水素類(例えば、トルエン、キシレン等)、アミド類(例えば、ジメチルホルムアルデヒド等)、プロピレングリコールモノメチルエーテル及びそのアセテート等が挙げられる。これらの溶剤は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いられる。
【0287】
〔硬化性組成物の製造方法〕
本実施形態の硬化性組成物の製造方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、上述した各成分を一括的に又は逐次的に溶剤に配合し、撹拌する方法が挙げられる。この際、各成分を均一に溶解又は分散せるために、撹拌、混合、混練処理等の公知の処理が用いられる。
【0288】
[用途]
本実施形態の硬化性組成物は、硬化物、樹脂シート、プリプレグ、積層板、金属箔張積層板、プリント配線板として、好適に用いることができる。以下、これらについて説明する。
【0289】
[硬化物]
硬化物は、本実施形態の硬化性組成物を硬化させて得られる。硬化物の製造方法としては、特に限定されず、例えば、本実施形態の硬化性組成物を溶融又は溶媒に溶解させた後、型内に流し込み、熱や光などを用いて通常の条件で硬化させることにより得ることができる。熱硬化の場合、硬化温度は、硬化が効率的に進み、かつ得られる硬化物の劣化を防止する観点から、120~300℃の範囲内が好ましい。
【0290】
[樹脂シート]
本実施形態の樹脂シートは、支持体と、支持体の片面又は両面に配された樹脂層と、を有し、樹脂層が、本実施形態の硬化性組成物を含む。樹脂シートは、例えば、本実施形態の硬化性組成物を支持体の片面又は両面に塗布することにより形成されたものであってもよい。樹脂シートは、例えば、金属箔やフィルム等の支持体に、直接、本実施形態の硬化性組成物を塗布及び乾燥して製造できる。
【0291】
支持体としては、例えば、各種プリント配線板材料に用いられている公知のものを使用することができ、樹脂フィルム又は金属箔であることが好ましい。樹脂フィルム及び金属箔としては、例えば、ポリイミドフィルム、ポリアミドフィルム、ポリエステルフィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリブチレンテレフタレート(PBT)フィルム、ポリプロピレン(PP)フィルム、ポリエチレン(PE)フィルム等の樹脂フィルム、及びアルミニウム箔、銅箔、金箔等の金属箔が挙げられる。支持体は、これらの中でも、電解銅箔、PETフィルムが好ましい。
【0292】
樹脂シートは、例えば、本実施形態の硬化性組成物を支持体に塗布後、半硬化(Bステージ化)させることにより得られる。樹脂シートの製造方法は、一般にBステージ樹脂及び支持体の複合体を製造する方法が好ましい。具体的には、例えば、硬化性組成物を銅箔などの支持体に塗布した後、100~200℃の乾燥機中で、1~60分加熱させる方法などにより半硬化させ、樹脂シートを製造する方法などが挙げられる。支持体に対する硬化性組成物の付着量は、樹脂シートの樹脂厚で1.0~300μmの範囲が好ましい。樹脂シートは、プリント配線板のビルドアップ材料として使用可能である。
【0293】
[プリプレグ]
本実施形態のプリプレグは、基材と、基材に含浸又は塗布された、本実施形態の硬化性組成物とを含む。プリプレグの形成方法は、公知の方法であってもよく、具体的には、本実施形態の硬化性組成物を基材に含浸又は塗布させた後、100~200℃の条件にて加熱乾燥させることにより半硬化(Bステージ化)させることにより得られる。
【0294】
本実施形態のプリプレグは、半硬化状態のプリプレグを180~230℃の加熱温度及び60~180分の加熱時間の条件で熱硬化させて得られる硬化物の形態も包含する。
【0295】
プリプレグにおける硬化性組成物の含有量は、プリプレグの総量に対して、プリプレグの固形分換算で、好ましくは30~90体積%であり、より好ましくは35~85体積%であり、更に好ましくは40~80体積%である。硬化性組成物の含有量が上記範囲内であることにより、成形性がより向上する傾向にある。なお、ここでいうプリプレグの固形分は、プリプレグ中から溶剤を取り除いた成分をいい、例えば、充填材は、プリプレグの固形分に含まれる。
【0296】
基材としては、例えば、各種プリント配線板の材料に用いられている公知の基材が挙げられる。例えば、ガラス基材、ガラス以外の無機基材(例えば、クォーツ等のガラス以外の無機繊維で構成された無機基材)、有機基材(例えば、全芳香族ポリアミド、ポリエステル、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール、ポリイミド等の有機繊維で構成された有機基材)等が挙げられる。これらの基材は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いられる。これらの中でも、加熱寸法安定性に一層優れたりする観点から、ガラス基材が好ましい。
【0297】
ガラス基材を構成する繊維としては、例えば、Eガラス、Dガラス、Sガラス、Tガラス、Qガラス、Lガラス、NEガラス、HMEガラス等の繊維が挙げられる。これらの中でも、ガラス基材を構成する繊維は、強度と低吸水性に一層優れる観点から、Eガラス、Dガラス、Sガラス、Tガラス、Qガラス、Lガラス、NEガラス、及びHMEガラスからなる群より選択される1種以上の繊維であることが好ましい。
【0298】
基材の形態としては例えば、織布、不織布、ロービング、チョップドストランドマット、サーフェシングマット等の形態が挙げられる。織布の織り方としては、特に限定されないが、例えば、平織り、ななこ織り、綾織り等が知られており、これら公知のものから目的とする用途や性能により適宜選択して使用することができる。また、これらを開繊処理したものやシランカップリング剤等で表面処理したガラス織布が好適に使用される。基材の厚さや質量は、通常0.01~0.1mm程度のものが好適に用いられる。
【0299】
[金属箔張積層板]
金属箔張積層板は、本実施形態のプリプレグを用いて形成された積層体と、積層体の片面又は両面に配された金属箔と、を含む。また、積層体は、本実施形態の樹脂シートを用いて形成されてもよい。すなわち、該積層体は、1つの樹脂シート又はプリプレグで形成されていてよく、複数の樹脂シート及び/又はプリプレグで形成されていてよい。
【0300】
金属箔(導体層)としては、各種プリント配線板材料に用いられる金属箔であればよく、例えば、銅、アルミニウム等の金属箔が挙げられる。銅の金属箔としては、圧延銅箔、電解銅箔等の銅箔が挙げられる。導体層の厚みは、例えば、1~70μmであり、好ましくは1.5~35μmである。
【0301】
金属箔張積層板の成形方法及びその成形条件は、特に限定されず、一般的なプリント配線板用積層板及び多層板の手法及び条件を適用することができる。例えば、積層板(上述した積層体)又は金属箔張積層板の成形時には、多段プレス機、多段真空プレス機、連続成形機、オートクレーブ成形機等を用いることができる。また、積層板(上述した積層体)又は金属箔張積層板の成形(積層成形)において、温度は100~300℃、圧力は面圧2~100kgf/cm2、加熱時間は0.05~5時間の範囲が一般的である。さらに、必要に応じて、150~300℃の温度で後硬化を行うこともできる。特に多段プレス機を用いた場合は、プリプレグの硬化を十分に促進させる観点から、温度200~250℃、圧力10~40kgf/cm2、加熱時間80~130分が好ましく、温度215~235℃、圧力25~35kgf/cm2、加熱時間90~120分がより好ましい。また、プリプレグと、別途作成した内層用の配線板とを組み合わせて積層成形することにより、多層板とすることも可能である。
【0302】
[プリント配線板]
本実施形態のプリント配線板は、絶縁層と、絶縁層の片面又は両面に形成された導体層と、を有し、絶縁層が、本実施形態の硬化性組成物の硬化物を含む。絶縁層は、本実施形態の樹脂シート及び/又はプリプレグより形成されることが好ましい。プリント配線板は、例えば、金属箔張積層板の金属箔を所定の配線パターンにエッチングして導体層とすることにより形成できる。
【0303】
プリント配線板は、例えば、以下の方法により製造することができる。まず、金属箔張積層板を用意する。金属箔張積層板の金属箔を所定の配線パターンにエッチングして導体層(内層回路)を有する内層基板を作成する。次に、内層基板の導体層(内層回路)表面に、所定数のプリプレグと、外層回路用の金属箔とをこの順序で積層し、加熱加圧して一体成形(積層成形)することにより、積層体を得る。なお、積層成形の方法及びその成形条件は、上記の積層板及び金属箔張積層板における積層成形の方法及びその成形条件と同様である。次に、積層体にスルーホール、バイアホール用の穴あけ加工を施し、これにより形成された穴の壁面に導体層(内層回路)と、外層回路用の金属箔とを導通させるためのめっき金属皮膜を形成する。次に、外層回路用の金属箔を所定の配線パターンにエッチングして導体層(外層回路)を有する外層基板を作成する。このようにしてプリント配線板が製造される。
【0304】
また、金属箔張積層板を用いない場合には、上記絶縁層に、回路となる導体層を形成しプリント配線板を作製してもよい。この際、導体層の形成に無電解めっきの手法を用いることもできる。
【実施例
【0305】
以下、本実施形態を実施例及び比較例を用いてより具体的に説明する。本実施形態は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
【0306】
〔重量平均分子量Mwの測定方法〕
得られた重合体(D1)の重量平均分子量Mwを、次のようにして測定した。熱硬化性化合物(D)である重合体(D1)を含む溶液(固形分50質量%)0.5gを2gのテトラヒドロフラン(THF)に溶解させた溶液20μLを高速液体クロマトグラフィー((株)島津製作所、ポンプ:LC-20AD)に注入して分析した。カラムは、昭和電工(株)製Shodex(登録商標) GPC KF-804(商品名、長さ30cm×内径8mm)、Shodex(登録商標) GPC KF-803(商品名、長さ30cm×内径8mm)、Shodex(登録商標) GPC KF-802(商品名、長さ30cm×内径8mm)、Shodex(登録商標) GPC KF-801(商品名、長さ30cm×内径8mm)、の計4本使用し、移動相としてTHF(溶媒)を用いて、流速を1mL/minとし、検出器はRID-10A(示差屈折率検出器、(株)島津製作所)を用いた。重量平均分子量Mwは、GPC法により標準ポリスチレンを標準物質として求めた。
【0307】
〔合成例1〕1-ナフトールアラルキル型シアン酸エステル化合物(SN495V-CN)の合成
上記式(2b)におけるR2aがすべて水素原子であり、mが1~10の整数であるα-ナフトールアラルキル型フェノール樹脂(SN495V、OH基当量:236g/eq.、新日鐵化学(株)製)300g(OH基換算1.28mol)及びトリエチルアミン194.6g(1.92mol)(ヒドロキシ基1molに対して1.5mol)をジクロロメタン1800gに溶解させ、これを溶液1とした。塩化シアン125.9g(2.05mol)(ヒドロキシ基1molに対して1.6mol)、ジクロロメタン293.8g、36%塩酸194.5g(1.92mol)(ヒドロキシ基1molに対して1.5mol)、水1205.9gの混合物を、撹拌下、液温-2~-0.5℃に保ちながら、溶液1を30分かけて注下した。溶液1注下終了後、同温度にて30分撹拌した後、トリエチルアミン65g(0.64mol)(ヒドロキシ基1molに対して0.5mol)をジクロロメタン65gに溶解させた溶液(溶液2)を10分かけて注下した。溶液2注下終了後、同温度にて30分撹拌して反応を完結させた。その後、反応液を静置して有機相と水相を分離した。得られた有機相を水1300gで5回洗浄した。水洗5回目の廃水の電気伝導度は5μS/cmであり、水による洗浄により除けるイオン性化合物は十分に除去できていることを確認した。水洗後の有機相を減圧下で濃縮し、最終的に90℃で1時間濃縮乾固させて目的とする1-ナフトールアラルキル型シアン酸エステル化合物(SN495V-CN、シアネート基(官能基)当量:261g/eq.)(橙色粘性物)331gを得た。得られたSN495V-CNの赤外吸収スペクトルは2250cm-1(シアン酸エステル基)の吸収を示し、且つ、ヒドロキシ基の吸収は示さなかった。
【0308】
〔実施例1〕
(重合体(D1)の製造)
温度計、ジムロートを取り付けた三口フラスコに、ジアリルビスフェノールA(DABPA(商品名)、大和化成工業(株))5.0質量部、ビスクレゾールフルオレン(BCF(商品名)、大阪ガス化学(株))5.4質量部、エポキシ変性シリコーンb1(X-22-163(商品名)、信越化学工業(株)、官能基当量200g/mol)3.7質量部、エポキシ変性シリコーンb2(KF-105(商品名)、信越化学工業(株)、官能基当量490g/mol)11.0質量部、ビフェニル型エポキシ樹脂c1(YL-6121H(商品名)、三菱ケミカル(株))4.9質量部、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(DOWANOL PMA(商品名)、ダウ・ケミカル日本(株))30質量部を加え、オイルバスにて120℃まで加熱撹拌した。原料が溶媒に溶解したことを確認し、イミダゾール触媒(TBZ(商品名)、四国化成工業(株))0.3質量部を加え140℃まで昇温したのち、5時間撹拌し、冷却後、熱硬化性化合物(D)である重合体(D1)を含む溶液(固形分50質量%)を得た。
【0309】
なお、ジアリルビスフェノールAは、「アルケニルフェノールA」に相当し、エポキシ変性シリコーンb1及びエポキシ変性シリコーンb2は、「エポキシ変性シリコーンB」に相当し、ビフェニル型エポキシ樹脂c1は、「エポキシ化合物C」に相当する。
【0310】
重合体(D1)には、アルケニルフェノールAに由来する構成単位(構成単位A)と、エポキシ変性シリコーンBに由来する構成単位(構成単位B)と、エポキシ化合物Cに由来する構成単位(構成単位C)が含まれていた。
重合体(D1)に対する構成単位Bの含有量は、48.8質量%であった。
構成単位B及び構成単位Cの総量に対する構成単位Cの含有量は、25質量%であった。
重合体(D1)の重量平均分子量(Mw)は、前記の方法で測定した結果、GPC法におけるポリスチレン換算で12,000であった。
【0311】
(プリプレグの製造)
得られた重合体(D1)を含む溶液30質量部(固形分換算)に、フェノールノボラック型シアン酸エステル化合物(シアネート基(官能基)当量:127g/eq、Primaset PT-30(商品名)、ロンザジャパン(株)製)14質量部と、ナフタレンクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(エポキシ基(官能基)当量:244g/eq、HP-9540(商品名)、DIC(株))36質量部と、ノボラック型マレイミド化合物(マレイミド基(官能基)当量:275g/eq、BMI-2300(商品名)、大和化成工業(株))15質量部と、マレイミド化合物(マレイミド基(官能基)当量:285g/eq、BMI-80(商品名)、ケイ・アイ化成(株))5質量部と、スラリーシリカ(SC-2050MB(商品名)、アドマテックス(株))140質量部と、エポキシシランカップリング剤(KBM-403(商品名)、東レ・ダウコーティング(株))5質量部と、湿潤分散剤(DISPERBYK-161(商品名)、ビックケミー・ジャパン(株))1質量部とを混合して、ワニス(硬化性組成物)を得た。シアン酸エステル化合物(F)と、エポキシ樹脂(E)との官能基当量比は、0.75であった。
得られたワニスをSガラス繊維(T2116(商品名)、(株)日東紡、厚さ100μm)に含浸塗工し、165℃で5分間加熱乾燥して、硬化性組成物の固形分(充填材を含む)の含有量58.2体積%であるプリプレグを得た。
【0312】
(金属箔張積層板の製造)
得られたプリプレグをそれぞれ2枚重ね合わせ、積層体とし、この積層体の両面に12μm厚の電解銅箔(3EC-VLP(商品名)、三井金属鉱業(株)製)を配置し、圧力30kgf/cm、230℃、及び100分間の真空プレスを行い積層成形することで、積層体由来の絶縁層の厚さが0.2mmの金属箔張積層板(両面銅張積層板)を作製した。
【0313】
〔実施例2〕
プリプレグの製造において、フェノールノボラック型シアン酸エステル化合物(PT-30(商品名))を14質量部の代わりに12質量部用いて、かつ、ナフタレンクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(HP-9540(商品名))を36質量部の代わりに38質量部用いた以外は、実施例1と同様にして、硬化性組成物の固形分(充填材を含む)の含有量58.2体積%であるプリプレグを得た。なお、ワニス(硬化性組成物)において、シアン酸エステル化合物(F)と、エポキシ樹脂(E)との官能基当量比は、0.61であった。
得られたプリプレグを用いて、実施例1と同様にして、積層体由来の絶縁層の厚さが0.2mmの金属箔張積層板(両面銅張積層板)を作製した。
【0314】
〔実施例3〕
プリプレグの製造において、フェノールノボラック型シアン酸エステル化合物(PT-30(商品名))を14質量部の代わりに10質量部用いて、かつ、ナフタレンクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(HP-9540(商品名))を36質量部の代わりに40質量部用いた以外は、実施例1と同様にして、硬化性組成物の固形分(充填材を含む)の含有量58.2体積%であるプリプレグを得た。なお、ワニス(硬化性組成物)において、シアン酸エステル化合物(F)と、エポキシ樹脂(E)との官能基当量比は、0.48であった。
得られたプリプレグを用いて、実施例1と同様にして、積層体由来の絶縁層の厚さが0.2mmの金属箔張積層板(両面銅張積層板)を作製した。
【0315】
〔実施例4〕
プリプレグの製造において、フェノールノボラック型シアン酸エステル化合物(PT-30(商品名))14質量部の代わりに、合成例1により得られた1-ナフトールアラルキル型シアン酸エステル化合物(シアネート基(官能基)当量:261g/eq.、SN495V-CN)20質量部を用いて、かつ、ナフタレンクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(HP-9540(商品名))を36質量部の代わりに30質量部用いた以外は、実施例1と同様にして、ワニス(硬化性組成物)を得た。シアン酸エステル化合物(F)と、エポキシ樹脂(E)との官能基当量比は、0.62であった。
得られたワニスをSガラス繊維(T2116(商品名)、(株)日東紡、厚さ100μm)に含浸塗工し、155℃で5分間加熱乾燥して、硬化性組成物の固形分(充填材を含む)の含有量58.2体積%であるプリプレグを得た。
得られたプリプレグを用いて、実施例1と同様にして、積層体由来の絶縁層の厚さが0.2mmの金属箔張積層板(両面銅張積層板)を作製した。
【0316】
〔実施例5〕
プリプレグの製造において、フェノールノボラック型シアン酸エステル化合物(PT-30(商品名))14質量部の代わりに、合成例1により得られた1-ナフトールアラルキル型シアン酸エステル化合物(SN495V-CN)18質量部を用いて、かつ、ナフタレンクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(HP-9540(商品名))を36質量部の代わりに32質量部用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例1と同様にして、ワニス(硬化性組成物)を得た。シアン酸エステル化合物(F)と、エポキシ樹脂(E)との官能基当量比は、0.53であった。
得られたワニスをSガラス繊維(T2116(商品名)、(株)日東紡、厚さ100μm)に含浸塗工し、155℃で5分間加熱乾燥して、硬化性組成物の固形分(充填材を含む)の含有量58.2体積%であるプリプレグを得た。
得られたプリプレグを用いて、実施例1と同様にして、積層体由来の絶縁層の厚さが0.2mmの金属箔張積層板(両面銅張積層板)を作製した。
【0317】
〔実施例6〕
プリプレグの製造において、フェノールノボラック型シアン酸エステル化合物(PT-30(商品名))14質量部の代わりに、合成例1により得られた1-ナフトールアラルキル型シアン酸エステル化合物(SN495V-CN)15質量部を用いて、かつ、ナフタレンクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(HP-9540(商品名))を36質量部の代わりに35質量部用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例1と同様にして、ワニス(硬化性組成物)を得た。シアン酸エステル化合物(F)と、エポキシ樹脂(E)との官能基当量比は、0.40であった。
得られたワニスをSガラス繊維(T2116(商品名)、(株)日東紡、厚さ100μm)に含浸塗工し、155℃で5分間加熱乾燥して、硬化性組成物の固形分(充填材を含む)の含有量58.2体積%であるプリプレグを得た。
得られたプリプレグを用いて、実施例1と同様にして、積層体由来の絶縁層の厚さが0.2mmの金属箔張積層板(両面銅張積層板)を作製した。
【0318】
〔実施例7〕
プリプレグの製造において、フェノールノボラック型シアン酸エステル化合物(PT-30(商品名))14質量部の代わりに、合成例1により得られた1-ナフトールアラルキル型シアン酸エステル化合物(SN495V-CN)12質量部を用いて、かつ、ナフタレンクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(HP-9540(商品名))を36質量部の代わりに38質量部用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例1と同様にして、ワニス(硬化性組成物)を得た。シアン酸エステル化合物(F)と、エポキシ樹脂(E)との官能基当量比は、0.30であった。
得られたワニスをSガラス繊維(T2116(商品名)、(株)日東紡、厚さ100μm)に含浸塗工し、155℃で5分間加熱乾燥して、硬化性組成物の固形分(充填材を含む)の含有量58.2体積%であるプリプレグを得た。
得られたプリプレグを用いて、実施例1と同様にして、積層体由来の絶縁層の厚さが0.2mmの金属箔張積層板(両面銅張積層板)を作製した。
【0319】
〔実施例8〕
(プリプレグ及び金属箔張積層板の製造)
実施例1で得られた重合体(D1)を含む溶液30質量部(固形分換算)に、合成例1により得られた1-ナフトールアラルキル型シアン酸エステル化合物(SN495V-CN)16質量部と、ナフタレンクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(HP-9540(商品名))32.5質量部と、ノボラック型マレイミド化合物(BMI-2300(商品名))16質量部と、マレイミド化合物(BMI-80(商品名))5.5質量部と、スラリーシリカ(SC-2050MB(商品名))200質量部と、エポキシシランカップリング剤(KBM-403(商品名))5質量部と、湿潤分散剤(DISPERBYK-161(商品名))1質量部とを混合して、ワニス(硬化性組成物)を得た。シアン酸エステル化合物(F)と、エポキシ樹脂(E)との官能基当量比は、0.46であった。
得られたワニスをSガラス繊維(T2116(商品名)、(株)日東紡、厚さ100μm)に含浸塗工し、155℃で5分間加熱乾燥して、硬化性組成物の固形分(充填材を含む)の含有量58.2体積%であるプリプレグを得た。
得られたプリプレグを用いて、実施例1と同様にして、積層体由来の絶縁層の厚さが0.2mmの金属箔張積層板(両面銅張積層板)を作製した。
【0320】
〔実施例9〕
(プリプレグ及び金属箔張積層板の製造)
実施例1で得られた重合体(D1)を含む溶液30質量部(固形分換算)に、合成例1により得られた1-ナフトールアラルキル型シアン酸エステル化合物(SN495V-CN)15質量部と、ナフタレンクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(HP-9540(商品名))25質量部と、ノボラック型マレイミド化合物(BMI-2300(商品名))22.5質量部と、マレイミド化合物(BMI-80(商品名))7.5質量部と、スラリーシリカ(SC-2050MB(商品名))140質量部と、エポキシシランカップリング剤(KBM-403(商品名))5質量部と、湿潤分散剤(DISPERBYK-161(商品名))1質量部とを混合して、ワニス(硬化性組成物)を得た。シアン酸エステル化合物(F)と、エポキシ樹脂(E)との官能基当量比は、0.56であった。
得られたワニスをSガラス繊維(T2116(商品名)、(株)日東紡、厚さ100μm)に含浸塗工し、165℃で5分間加熱乾燥して、硬化性組成物の固形分(充填材を含む)の含有量58.2体積%であるプリプレグを得た。
得られたプリプレグを用いて、実施例1と同様にして、積層体由来の絶縁層の厚さが0.2mmの金属箔張積層板(両面銅張積層板)を作製した。
【0321】
〔実施例10〕
(プリプレグ及び金属箔張積層板の製造)
実施例1で得られた重合体(D1)を含む溶液30質量部(固形分換算)に、合成例1により得られた1-ナフトールアラルキル型シアン酸エステル化合物(SN495V-CN)22質量部と、ナフタレンクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(HP-9540(商品名))38質量部と、ノボラック型マレイミド化合物(BMI-2300(商品名))7.5質量部と、マレイミド化合物(BMI-80(商品名))2.5質量部と、スラリーシリカ(SC-2050MB(商品名))140質量部と、エポキシシランカップリング剤(KBM-403(商品名))5質量部と、湿潤分散剤(DISPERBYK-161(商品名))1質量部とを混合して、ワニス(硬化性組成物)を得た。シアン酸エステル化合物(F)と、エポキシ樹脂(E)との官能基当量比は、0.54であった。
得られたワニスをSガラス繊維(T2116(商品名)、(株)日東紡、厚さ100μm)に含浸塗工し、165℃で5分間加熱乾燥して、硬化性組成物の固形分(充填材を含む)の含有量58.2体積%であるプリプレグを得た。
得られたプリプレグを用いて、実施例1と同様にして、積層体由来の絶縁層の厚さが0.2mmの金属箔張積層板(両面銅張積層板)を作製した。
【0322】
〔実施例11〕
(プリプレグ及び金属箔張積層板の製造)
実施例1で得られた重合体(D1)を含む溶液30質量部(固形分換算)に、合成例1により得られた1-ナフトールアラルキル型シアン酸エステル化合物(SN495V-CN)18質量部と、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂(エポキシ基(官能基)当量:250g/eq、HP-6000(商品名)、DIC(株))32質量部と、ノボラック型マレイミド化合物(BMI-2300(商品名))15質量部と、マレイミド化合物(BMI-80(商品名))5質量部と、スラリーシリカ(SC-2050MB(商品名))140質量部と、エポキシシランカップリング剤(KBM-403(商品名))5質量部と、湿潤分散剤(DISPERBYK-161(商品名))1質量部とを混合して、ワニス(硬化性組成物)を得た。シアン酸エステル化合物(F)と、エポキシ樹脂(E)との官能基当量比は、0.54であった。
得られたワニスをSガラス繊維(T2116(商品名)、(株)日東紡、厚さ100μm)に含浸塗工し、155℃で5分間加熱乾燥して、硬化性組成物の固形分(充填材を含む)の含有量58.2体積%であるプリプレグを得た。
得られたプリプレグを用いて、実施例1と同様にして、積層体由来の絶縁層の厚さが0.2mmの金属箔張積層板(両面銅張積層板)を作製した。
【0323】
〔比較例1〕
プリプレグの製造において、フェノールノボラック型シアン酸エステル化合物(PT-30(商品名))を14質量部の代わりに18質量部用いて、かつ、ナフタレンクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(HP-9540(商品名))を36質量部の代わりに32質量部用いた以外は、実施例1と同様にして、硬化性組成物の固形分(充填材を含む)の含有量58.2体積%であるプリプレグを得た。なお、ワニス(硬化性組成物)において、シアン酸エステル化合物(F)と、エポキシ樹脂(E)との官能基当量比は、1.08であった。
得られたプリプレグを用いて、実施例1と同様にして、積層体由来の絶縁層の厚さが0.2mmの金属箔張積層板(両面銅張積層板)を作製した。
【0324】
〔比較例2〕
プリプレグの製造において、フェノールノボラック型シアン酸エステル化合物(PT-30(商品名))を14質量部の代わりに5質量部用いて、かつ、ナフタレンクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(HP-9540(商品名))を36質量部の代わりに45質量部用いた以外は、実施例1と同様にして、硬化性組成物の固形分(充填材を含む)の含有量58.2体積%であるプリプレグを得た。なお、ワニス(硬化性組成物)において、シアン酸エステル化合物(F)と、エポキシ樹脂(E)との官能基当量比は、0.21であった。
得られたプリプレグを用いて、実施例1と同様にして、積層体由来の絶縁層の厚さが0.2mmの金属箔張積層板(両面銅張積層板)を作製した。
【0325】
〔比較例3〕
プリプレグの製造において、合成例1により得られた1-ナフトールアラルキル型シアン酸エステル化合物(SN495V-CN)を20質量部の代わりに28質量部用いて、かつ、ナフタレンクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(HP-9540(商品名))を30質量部の代わりに22質量部用いた以外は、実施例4と同様にして、硬化性組成物の固形分(充填材を含む)の含有量58.2体積%であるプリプレグを得た。なお、ワニス(硬化性組成物)において、シアン酸エステル化合物(F)と、エポキシ樹脂(E)との官能基当量比は、1.19であった。
得られたプリプレグを用いて、実施例4と同様にして、積層体由来の絶縁層の厚さが0.2mmの金属箔張積層板(両面銅張積層板)を作製した。
【0326】
〔比較例4〕
プリプレグの製造において、合成例1により得られた1-ナフトールアラルキル型シアン酸エステル化合物(SN495V-CN)を20質量部の代わりに10質量部用いて、かつ、ナフタレンクレゾールノボラック型エポキシ樹脂(HP-9540(商品名))を30質量部の代わりに40質量部用いた以外は、実施例4と同様にして、硬化性組成物の固形分(充填材を含む)の含有量58.2体積%であるプリプレグを得た。なお、ワニス(硬化性組成物)において、シアン酸エステル化合物(F)と、エポキシ樹脂(E)との官能基当量比は、0.23であった。
得られたプリプレグを用いて、実施例4と同様にして、積層体由来の絶縁層の厚さが0.2mmの金属箔張積層板(両面銅張積層板)を作製した。
【0327】
〔比較例5〕
(プリプレグ及び金属箔張積層板の製造)
実施例1で得られた重合体(D1)を含む溶液30質量部(固形分換算)に、合成例1により得られた1-ナフトールアラルキル型シアン酸エステル化合物(SN495V-CN)26質量部と、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂(HP-6000(商品名))27質量部と、ノボラック型マレイミド化合物(BMI-2300(商品名))17質量部と、スラリーシリカ(SC-2050MB(商品名))140質量部と、エポキシシランカップリング剤(KBM-403(商品名))5質量部と、湿潤分散剤(DISPERBYK-161(商品名))1質量部とを混合して、ワニス(硬化性組成物)を得た。シアン酸エステル化合物(F)と、エポキシ樹脂(E)との官能基当量比は、0.92であった。
得られたワニスをSガラス繊維(T2116(商品名)、(株)日東紡、厚さ100μm)に含浸塗工し、165℃で5分間加熱乾燥して、硬化性組成物の固形分(充填材を含む)の含有量58.2体積%であるプリプレグを得た。
得られたプリプレグを用いて、実施例1と同様にして、積層体由来の絶縁層の厚さが0.2mmの金属箔張積層板(両面銅張積層板)を作製した。
【0328】
〔評価〕
実施例及び比較例で得られた金属箔張積層板を用いて、次の方法により、熱膨張係数、耐熱性、及び銅箔ピール強度を評価した。結果を表1及び2に示す。
【0329】
(熱膨張係数(CTE))
金属箔張積層板における積層体由来の絶縁層について、線熱膨張係数を測定した。具体的には、得られた金属箔張積層板をダイシングソーで6mm×10mm×0.22mmのサイズに切断後、両面の銅箔をエッチングにより除去した後に、220℃の恒温槽で2時間加熱して、成形による応力を除去した。その後、熱膨張測定装置(リンザイス社製L75H型水平方式ディラトメーター)を用いて40℃から320℃まで毎分10℃で昇温して、60℃から260℃における線熱膨張係数(CTE)(ppm/℃)を測定した。
【0330】
(耐熱性:ガラス転移温度(Tg))
得られた金属箔張積層板をダイシングソーで5mm×100mm×0.22mmのサイズに切断後、表面の銅箔をエッチングにより除去し、3個の測定用サンプルを得た。これらの測定用サンプルを用いて、JIS C6481に準拠して、動的粘弾性分析装置(TAインスツルメント製)でDMA法により、測定開始温度20℃、終了温度500℃、及び昇温速度10℃/分の条件で、窒素雰囲気下にて質量を測定し、質量減少率が5%となった温度を測定した。3個のサンプルにおける測定値より平均値を求めて、その平均値をガラス転移温度(Tg、℃)とした。
【0331】
(銅箔ピール強度(銅箔密着性))
得られた金属箔張積層板(10mm×150mm×0.22mm)を用い、JIS C6481に準じて、金属箔ピール強度(銅箔密着性、kgf/cm)を測定した。
【0332】
【表1】
【0333】
【表2】
【0334】
本出願は、2021月08月05日出願の日本特許出願(特願2021-128816)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【産業上の利用可能性】
【0335】
本発明の硬化性組成物は、低熱膨張性、耐熱性(高いガラス転移温度)、及び高いピール強度(銅箔密着性)を同時に達せられる。そのため、本発明の硬化性組成物は、例えば、硬化物、プリプレグ、フィルム状アンダーフィル材、樹脂シート、積層板、ビルドアップ材料、金属箔張積層板、プリント配線板、及び繊維強化複合材料の原料として、又は半導体装置の製造において好適に用いることができる。
【要約】
本発明は、低熱膨張性、耐熱性(高いガラス転移温度)、及び高いピール強度(銅箔密着性)を同時に達せられる硬化性組成物、プリプレグ、金属箔張積層板、及びプリント配線板を提供することを目的とする。本発明の硬化性組成物は、少なくとも、アルケニルフェノール(A)に由来する構成単位と、エポキシ変性シリコーン(B)に由来する構成単位と、前記エポキシ変性シリコーン(B)以外のエポキシ化合物(C)に由来する構成単位と、を含む熱硬化性化合物(D)と、エポキシ樹脂(E)と、シアン酸エステル化合物(F)と、を含み、前記エポキシ樹脂(E)は、前記エポキシ変性シリコーン(B)と異なり、かつ、前記エポキシ化合物(C)と同一であっても異なっていてもよく、前記シアン酸エステル化合物(F)と、前記エポキシ樹脂(E)との官能基当量比((シアン酸エステル化合物(F)のシアネート基の当量/エポキシ樹脂(E)のエポキシ基の当量)が、0.25~0.85である。