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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2025-02-12
(54)【発明の名称】樹脂組成物及びプリプレグ、使用
(51)【国際特許分類】
   C08L 63/08 20060101AFI20250204BHJP
   C08K 5/3415 20060101ALI20250204BHJP
   C08K 5/357 20060101ALI20250204BHJP
   C08K 3/013 20180101ALI20250204BHJP
   C08J 5/24 20060101ALI20250204BHJP
   B32B 15/08 20060101ALI20250204BHJP
   B32B 15/14 20060101ALI20250204BHJP
   H05K 1/03 20060101ALI20250204BHJP
【FI】
C08L63/08
C08K5/3415
C08K5/357
C08K3/013
C08J5/24 CFC
B32B15/08 J
B32B15/14
H05K1/03 610L
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024539006
(86)(22)【出願日】2022-12-29
(85)【翻訳文提出日】2024-06-25
(86)【国際出願番号】 CN2022143316
(87)【国際公開番号】W WO2023125784
(87)【国際公開日】2023-07-06
(31)【優先権主張番号】202111676353.X
(32)【優先日】2021-12-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】521550460
【氏名又は名称】グァンドン ヒンノ-テック カンパニー リミテッド
(71)【出願人】
【識別番号】524240630
【氏名又は名称】リサーチ インスティテュート オブ チンファ パール リバー デルタ
(74)【代理人】
【識別番号】110001210
【氏名又は名称】弁理士法人YKI国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】グゥオ ヨンジュン
(72)【発明者】
【氏名】シァオ ハオ
(72)【発明者】
【氏名】チー シァオロン
【テーマコード(参考)】
4F072
4F100
4J002
【Fターム(参考)】
4F072AA04
4F072AA07
4F072AB09
4F072AB28
4F072AD19
4F072AD33
4F072AD53
4F072AE01
4F072AE02
4F072AE07
4F072AF06
4F072AF15
4F072AF19
4F072AF21
4F072AF23
4F072AF29
4F072AG03
4F072AG19
4F072AH02
4F072AH31
4F072AJ22
4F072AK14
4F072AL13
4F100AB17
4F100AB17B
4F100AK53
4F100AK53A
4F100AL06
4F100AL06A
4F100BA02
4F100BA07
4F100CA08
4F100CA08A
4F100DH01
4F100DH01A
4F100EJ42
4F100EJ82
4F100EJ86
4F100GB43
4F100JA02
4F100JJ03
4F100JJ07
4J002CD181
4J002DE078
4J002DE138
4J002DE148
4J002DE238
4J002DG048
4J002DJ018
4J002DJ048
4J002DJ058
4J002DK008
4J002EU027
4J002EU236
4J002EW049
4J002EW149
4J002EW159
4J002FD018
4J002FD139
4J002GQ01
(57)【要約】
本発明は、樹脂組成物及びプリプレグ、使用に関する。樹脂組成物は、重量部で、成分として、50~150部の変性エポキシ樹脂、40~120部の変性ベンゾオキサジン樹脂、20~100部のビスマレイミド樹脂、0.1~15部の開始剤、及び150~550部の無機フィラーを含み、変性エポキシ樹脂の構造式は、式(1-1)であり、変性ベンゾオキサジン樹脂は、末端基が二重結合で変性されたベースベンゾオキサジン樹脂である。上記樹脂組成物において、ポリブタジエン変性エポキシ樹脂は、ビスマレイミド樹脂と相互侵入高分子網目を形成し、最終的に低誘電率、低誘電損失及び低線膨張係数を有する樹脂組成物を得ることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
重量部で、成分として、
変性エポキシ樹脂50~150部、
変性ベンゾオキサジン樹脂40~120部、
ビスマレイミド樹脂20~100部、
開始剤0.1~15部、及び
無機フィラー150~550部を含み、
前記変性エポキシ樹脂の構造式は、式(1-1)
【化1】
であり、
M及びNは、いずれも正の整数であり、かつM+N=15~50であり、前記変性エポキシ樹脂の数平均分子量は、1000~10000であり、
前記変性ベンゾオキサジン樹脂は、末端基が二重結合で変性されたベースベンゾオキサジン樹脂から選ばれる、ことを特徴とする樹脂組成物。
【請求項2】
前記ビスマレイミド樹脂は、4,4’-ジフェニルメタンビスマレイミド、N-2,6-ジメチルフェニルマレイミド、N-(2,3-ジメチルフェニル)マレイミド、N-フェニルマレイミド、1,6-ジ(マレイミド)ヘキサン、N,N-(4-メチル-1,3-フェニレン)ビスマレイミド、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、ビスフェノールAジフェニルエーテルビスマレイミド、N’-m-フェニレンビスマレイミド、ジフェニルメタンマレイミド、ビフェニルビスマレイミド樹脂、ポリフェニルメタンマレイミド及びビス(3-エチル-5-メチル-4-マレイミドフェニル)メタンからなる群より選ばれる少なくとも1種である、ことを特徴とする請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項3】
前記変性ベンゾオキサジン樹脂の前記ベースベンゾオキサジン樹脂は、BPA型ベンゾオキサジン、BPF型ベンゾオキサジン、ODA型ベンゾオキサジン、及びBPS型ベンゾオキサジンからなる群より選ばれる少なくとも1種である、ことを特徴とする請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項4】
前記変性エポキシ樹脂の構造式において、Mが3~8であり、Nが5~15であり、前記変性エポキシ樹脂の数平均分子量が1000~4000である、ことを特徴とする請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項5】
前記開始剤は、ビス(t-ブチルパーオキシ-m-イソプロピル)ベンゼン、ジクミルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジ-t-ブチルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)-3-ヘキシン、過酸化ベンゾイル、クロラニル、2,4,6-トリ-t-ブチルフェノール、t-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート及びアゾビスイソブチロニトリルからなる群より選ばれる少なくとも1種である、ことを特徴とする請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項6】
前記無機フィラーは、シリカ、アルミナ、酸化チタン、マイカ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、タルク、ホウ酸アルミニウム、硫酸バリウム及び炭酸カルシウムからなる群より選ばれる少なくとも1種である、ことを特徴とする請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項7】
前記樹脂組成物は20~80部のノンハロゲン難燃剤をさらに含む、ことを特徴とする請求項1~6のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
【請求項8】
前記ノンハロゲン難燃剤は、構造式(2-1)~(2-4)で表される化合物から選ばれる少なくとも1種である、ことを特徴とする請求項7に記載の樹脂組成物。
【化2】
【請求項9】
基材と、前記基材に担持された樹脂材料とを含み、前記樹脂材料は、請求項1~8のいずれか一項に記載の樹脂組成物である、ことを特徴とするプリプレグ。
【請求項10】
積層板、銅張積層板又は配線板の製造における請求項9に記載のプリプレグの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、高分子材料の分野に関し、特に樹脂組成物及びプリプレグ、使用に関する。
【背景技術】
【0002】
電子製品の小型化、多機能化の継続的な発展及び動作速度の継続的な向上につれて、チップの集積度の継続的な向上及びチップのパッケージング技術の継続的な進歩が求められ、これは、半導体素子を搭載する基板材料の性能、特に基板材料の各性能、例えば、誘電特性に対してより高い要求を提出する。
【0003】
従来の基板の樹脂材料にシアネートエステルを添加して誘電特性を低下させるが、耐湿熱特性の低下及び線膨張係数の上昇を引き起こす。半導体素子と基板との間の熱膨張係数の差が大きすぎると、受熱条件下での熱膨張係数の差によって基板が反りやすくなり、それにより、半導体素子と基板及び基板とプリント回路基板との間の接続不良などの深刻な問題を引き起こす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
これに基づいて、本発明は、低誘電率、低誘電損失及び低線膨張係数を有する樹脂組成物及びプリプレグ、使用を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、重量部で、成分として、
変性エポキシ樹脂50~150部、
変性ベンゾオキサジン樹脂40~120部、
ビスマレイミド樹脂20~100部、
開始剤0.1~15部、及び
無機フィラー150~550部を含み、
前記変性エポキシ樹脂の構造式は、式(1-1)
【化1】
であり、
M及びNは、いずれも正の整数であり、かつM+N=15~50であり、前記変性エポキシ樹脂の数平均分子量は、1000~10000であり、
前記変性ベンゾオキサジン樹脂は、末端基が二重結合で変性されたベースベンゾオキサジン樹脂から選ばれる、樹脂組成物を提供する。
【0006】
一実施例において、前記ビスマレイミド樹脂は、4,4’-ジフェニルメタンビスマレイミド、N-2,6-ジメチルフェニルマレイミド、N-(2,3-ジメチルフェニル)マレイミド、N-フェニルマレイミド、1,6-ジ(マレイミド)ヘキサン、N,N-(4-メチル-1,3-フェニレン)ビスマレイミド、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、ビスフェノールAジフェニルエーテルビスマレイミド、N’-m-フェニレンビスマレイミド、ジフェニルメタンマレイミド、ビフェニルビスマレイミド樹脂、ポリフェニルメタンマレイミド及びビス(3-エチル-5-メチル-4-マレイミドフェニル)メタンからなる群より選ばれる少なくとも1種である。
【0007】
一実施例において、前記変性ベンゾオキサジン樹脂の前記ベースベンゾオキサジン樹脂は、BPA型ベンゾオキサジン、BPF型ベンゾオキサジン、ODA型ベンゾオキサジン、及びBPS型ベンゾオキサジンからなる群より選ばれる少なくとも1種である。
【0008】
一実施例において、前記変性エポキシ樹脂の構造式において、Mが3~8であり、Nが5~15であり、前記変性エポキシ樹脂の数平均分子量が1000~4000である。
【0009】
一実施例において、前記開始剤は、ビス(t-ブチルパーオキシ-m-イソプロピル)ベンゼン、ジクミルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジ-t-ブチルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)-3-ヘキシン、過酸化ベンゾイル、クロラニル、2,4,6-トリ-t-ブチルフェノール、t-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート及びアゾビスイソブチロニトリルからなる群より選ばれる少なくとも1種である。
【0010】
一実施例において、前記無機フィラーは、シリカ、アルミナ、酸化チタン、マイカ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、タルク、ホウ酸アルミニウム、硫酸バリウム及び炭酸カルシウムからなる群より選ばれる少なくとも1種である。
【0011】
一実施例において、前記樹脂組成物は20~80部のノンハロゲン難燃剤をさらに含む。
【0012】
一実施例において、前記ノンハロゲン難燃剤は、構造式(2-1)~(2-4)で表される化合物から選ばれる少なくとも1種である。
【化2】
【0013】
本発明は、基材と、前記基材に担持された樹脂材料とを含み、前記樹脂材料が上記樹脂組成物であるプリプレグをさらに提供する。
【0014】
さらに、本発明は、積層板、銅張積層板又は配線板の製造における上記プリプレグの使用をさらに提供する。
【発明の効果】
【0015】
上記樹脂組成物において、ポリブタジエン変性エポキシ樹脂は、ビスマレイミド樹脂と相互侵入高分子網目を形成し、開始剤によって、ポリブタジエン変性エポキシ樹脂がビスマレイミド樹脂と反応し、ポリブタジエン変性エポキシ樹脂が二重結合変性ベンゾオキサジンと反応する。3つの樹脂間の相互作用により、ビスマレイミド樹脂は、ポリブタジエン変性エポキシ樹脂の耐熱性、剛性及び強度の不足の問題を改善し、ポリブタジエン変性エポキシ樹脂は、ビスマレイミド樹脂の誘電特性不足の問題を改善し、ビスマレイミド樹脂と二重結合変性ベンゾオキサジンは、ビスマレイミド-ベンゾオキサジン構造を形成して、ビスマレイミド樹脂の線膨張係数が大きいという問題を改善することができ、最終的に低誘電率、低誘電損失及び低線膨張係数を有する樹脂組成物を得る。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明は、多くの異なる形式で実現することができ、本明細書に記載の実施形態に限定されるものではない。逆に、これらの実施形態を提供する目的は、本発明の開示内容に対する理解をより完全かつ全面的にすることである。もちろん、これらは例示に過ぎず、本発明を限定することを意図していない。さらに、本発明は、異なる例において、数字及び/又はアルファベットを繰り返し参照してもよい。この繰り返しは、簡略化及び明瞭化の目的のためであり、それ自体は、論じられる様々な実施例及び/又は設定間の関係を示すものではない。
【0017】
また、用語「第1」、「第2」は、説明するためだけに用いられるものであり、比較的な重要性を指示又は暗示するか、或いは示された技術的特徴の数を黙示的に指示すると理解してはいけない。これにより、「第1」、「第2」に限定されている特徴は、少なくとも1つの該特徴を明示的又は暗示的に含んでもよい。本発明の説明において、明確かつ具体的な限定がない限り、「複数」は、少なくとも2つ、例えば、2つ、3つなどを意味する。本発明の説明において、明確かつ具体的な限定がない限り、「いくつか」は、少なくとも1つ、例えば、1つ、2つなどを意味する。
【0018】
本発明における用語「好ましくは」、「より好ましくは」などは、特定の状況下で、特定の利点をもたらし得る本発明の実施形態を指す。しかしながら、同一又は異なる条件下において、他の実施形態が好ましい場合もある。更に、1つ以上の好ましい実施形態の引用は、他の実施形態が有用ではないことを示唆するものではなく、他の実施形態を本発明の範囲から除外することを目的とするものではない。
【0019】
本明細書に数値範囲が開示されている場合、この範囲は連続的であり、その範囲の最小値と最大値、及び最小値と最大値との間の各値を含む。また、範囲が整数を示す場合、その範囲の最小値と最大値との間の各整数が含まれる。また、特徴や特性を説明する範囲が複数ある場合には、それらを組み合わせてもよい。換言すれば、特に断らない限り、本明細書に開示される範囲は全て、その中に包摂されるありとあらゆるサブ範囲を包含するものと理解されるべきである。
【0020】
別段の定義がない限り、本明細書で用いられる全ての技術用語及び科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書で用いられる用語は、具体的な実施例を説明することのみを目的としており、本発明を限定することを意図するものではない。本明細書で使用される用語「及び/又は」は、1つ又は複数の関連する項目の任意の及び全ての組み合わせを含む。
【0021】
本発明は、重量部で、成分として、
変性エポキシ樹脂50~150部、
変性ベンゾオキサジン樹脂40~120部、
ビスマレイミド樹脂20~100部、
開始剤0.1~15部、及び
無機フィラー150~550部を含み、
変性エポキシ樹脂の構造式は、式(1-1)
【化3】
であり、M及びNは、いずれも正の整数であり、かつM+N=15~50であり、変性エポキシ樹脂の数平均分子量は1000~10000であり、
変性ベンゾオキサジン樹脂は、末端基が二重結合で変性されたベースベンゾオキサジン樹脂である、樹脂組成物を提供する。
【0022】
一具体例において、変性エポキシ樹脂の構造式において、Mが3~8であり、Nが5~15であり、変性エポキシ樹脂の数平均分子量が1000~4000である。
【0023】
なお、数平均分子量は、通常の分子量測定方法で測定した値であればよく、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)で測定した値であってもよいが、これらに限定されない。
【0024】
一具体例において、ビスマレイミド樹脂は、4,4’-ジフェニルメタンビスマレイミド、N-2,6-ジメチルフェニルマレイミド、N-(2,3-ジメチルフェニル)マレイミド、N-フェニルマレイミド、1,6-ジ(マレイミド)ヘキサン、N,N-(4-メチル-1,3-フェニレン)ビスマレイミド、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、ビスフェノールAジフェニルエーテルビスマレイミド、N’-m-フェニレンビスマレイミド、ジフェニルメタンマレイミド、ビフェニルビスマレイミド樹脂、ポリフェニルメタンマレイミド及びビス(3-エチル-5-メチル-4-マレイミドフェニル)メタンからなる群より選ばれる少なくとも1種である。
【0025】
さらに、ビスマレイミド樹脂は、ビフェニルビスマレイミド樹脂、ポリフェニルメタンマレイミド及びビス(3-エチル-5-メチル-4-マレイミドフェニル)メタンからなる群より選ばれる少なくとも1種である。
【0026】
具体的には、上記ビスマレイミド樹脂としては、例えば、商品名:BMI-70、BMI-80、BMI-1000、BMI-1000H、BMI-1100、BMI-1100H、BMI-2000、BMI-2300、BMI-3000、BMI-3000H、BMI-4000H、BMI-5000、BMI-5100、BMI-7000、BMI-7000Hなど、Daiwakasei社製のビスマレイミド樹脂が挙げられる。
【0027】
好ましくは、ビスマレイミド樹脂は、BMI-2300であり、その構造式は、
【化4】
であり、ビスマレイミド樹脂は、BMI-5100であり、その構造式は、
【化5】
であり、ビスマレイミド樹脂は、日本化薬株式会社製のMIR-3000であり、その構造式は、
【化6】
である。
【0028】
一具体例において、変性ベンゾオキサジン樹脂のベースベンゾオキサジン樹脂は、BPA型ベンゾオキサジン、BPF型ベンゾオキサジン、ODA型ベンゾオキサジン、及びBPS型ベンゾオキサジンからなる群より選ばれる少なくとも1種である。
【0029】
好ましくは、変性ベンゾオキサジン樹脂は、アリル変性BPA型ベンゾオキサジン樹脂であり、その構造式は、以下の構造式であってもよいが、これらに限定されない。
【化7】
又は
【化8】
【0030】
一具体例において、開始剤は、ビス(t-ブチルパーオキシ-m-イソプロピル)ベンゼン、ジクミルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジ-t-ブチルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)-3-ヘキシン、過酸化ベンゾイル、クロラニル、2,4,6-トリ-t-ブチルフェノール、t-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート及びアゾビスイソブチロニトリルからなる群より選ばれる少なくとも1種である。
【0031】
一具体例において、樹脂組成物は20~80部のノンハロゲン難燃剤をさらに含む。
【0032】
一具体例において、ノンハロゲン難燃剤は、構造式(2-1)~(2-4)で表される化合物から選ばれる少なくとも1種である。
【化9】
【0033】
好ましくは、ノンハロゲン難燃剤の構造式は、(2-1)の難燃剤である。
【0034】
一具体例において、無機フィラーは、シリカ、アルミナ、酸化チタン、マイカ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、タルク、ホウ酸アルミニウム、硫酸バリウム及び炭酸カルシウムからなる群より選ばれる少なくとも1種である。
【0035】
なお、無機フィラーの形状は、球状、繊維状、板状、粒状、フレーク状又はヒゲ状であってもよいが、これらに限定されない。
【0036】
上記樹脂組成物において、ポリブタジエン変性エポキシ樹脂は、ビスマレイミド樹脂と相互侵入高分子網目を形成し、開始剤によって、ポリブタジエン変性エポキシ樹脂がビスマレイミド樹脂と反応し、ポリブタジエン変性エポキシ樹脂が二重結合変性ベンゾオキサジンと反応する。3つの樹脂間の相互作用により、ビスマレイミド樹脂は、ポリブタジエン変性エポキシ樹脂の耐熱性、剛性及び強度の不足の問題を改善し、ポリブタジエン変性エポキシ樹脂は、ビスマレイミド樹脂の誘電特性不足の問題を改善し、ビスマレイミド樹脂と二重結合変性ベンゾオキサジンは、ビスマレイミド-ベンゾオキサジン構造を形成して、ビスマレイミド樹脂の線膨張係数が大きいという問題を改善することができ、最終的に低誘電率、低誘電損失及び低線膨張係数を有する樹脂組成物を得る。
【0037】
好ましくは、上記樹脂組成物は、重量部で、成分として、
変性エポキシ樹脂80~120部、
変性ベンゾオキサジン樹脂40~110部、
ビスマレイミド樹脂30~70部、
開始剤0.1~5部、
難燃剤40~70部、及び
無機フィラー150~450部を含む。
【0038】
なお、上記樹脂組成物の製造方法は、以下のステップS10~ステップS20を含む。
【0039】
ステップS10では、ビスマレイミド樹脂と溶媒とを混合し、予備混合物を調製する。
【0040】
なお、上記ステップにおいて、ビスマレイミド樹脂と溶媒とを十分に混合するために、加熱してもよく、加熱温度は、40℃~80℃である。
【0041】
ステップS20では、予備混合物に変性エポキシ樹脂、変性ベンゾオキサジン樹脂、ノンハロゲン難燃剤、無機フィラー、開始剤及び溶媒を添加する。
【0042】
さらに、溶媒は、メタノール、エタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、アセトン、ブタノン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、トルエン、キシレン、2-メトキシエチルアセテート、2-エトキシエチルアセテート、2-エトキシエチルアクリレート、酢酸エチル、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド及びプロピレングリコールメチルエーテルからなる群より選ばれる少なくとも1種である。
【0043】
好ましくは、溶媒は、アセトンである。
【0044】
本発明は、基材と、基材に担持された樹脂材料とを含み、樹脂材料が上記樹脂組成物であるプリプレグをさらに提供する。
【0045】
上記樹脂組成物を基材に担持させ、半硬化まで加熱してプリプレグ材を得る。なお、上記樹脂組成物を基材に担持させる方法は、含浸、ロールプレス、モールディング、コーティング、バーコーティングの方法及びスプレーのうちの少なくとも1種であってもよいが、これらに限定されない。
【0046】
該担持ステップは、必要に応じて複数回繰り返してもよく、また、組成及び固形分の異なる複数種の熱硬化性樹脂組成物を用いて繰り返し担持し、最終的に所望の組成及び樹脂含有量に調整してもよい。
【0047】
なお、加熱条件は、80℃~200℃の加熱温度で1分間~20分間加熱することであり、半硬化状態のプリプレグ材、即ち、プリプレグを得ることができる。
【0048】
加熱条件は、ベーキング温度が110℃~190℃で、加熱時間が2min~10minであることが好ましい。
【0049】
一具体例において、基材は、ガラス繊維、炭素繊維、炭化ケイ素繊維、ロックウール繊維、ナイロン、ポリエチレン繊維、アラミド繊維、ポリイミド繊維、ポリエステル繊維及び綿繊維からなる群より選ばれる少なくとも1種である。
【0050】
なお、基材は、ガラスクロスであることが好ましく、ガラスクロスのタイプは、E、NE、D、S又はTタイプであってもよいが、これらに限定されず、機械的強度に優れた積層板が得られ、特に扁平加工処理されたガラスクロスが好ましい。扁平加工処理としては、ガラスクロスを適宜の圧力でプレスロールによって連続的に加圧することにより、ヤーンを扁平に圧縮する処理である。
【0051】
さらに、本発明は、積層板、銅張積層板又は配線板の製造における上記プリプレグの使用をさらに提供する。
【0052】
なお、上記積層板の製造方法は、少なくとも1つの上記プリプレグを積層するステップを含む。
【0053】
さらに、積層のプロセスパラメータは、温度170℃~250℃、圧力10kgf/cm~30kgf/cm、真空度<2kPaの条件下で、60min~120minホットプレス成形する。
【0054】
特に、積層の際に、複数の前記プリプレグ、即ち、積層体の片側又は両側に金属銅箔を貼り付け、その後、積層して金属銅箔張積層板を得ることもできる。
【0055】
上記金属銅箔の厚さは、3μm~70μmである。
【0056】
なお、上記積層板は、低誘電率、低誘電損失及び低線膨張係数を有し、半導体パッケージに広く用いられる。
【実施例
【0057】
以下、具体的な実施例を挙げて本発明の樹脂組成物及びその製造方法をさらに詳細に説明する。以下の具体的な実施例において、特に説明しない限り、全ての原料は、市販されている。
【0058】
なお、変性エポキシ樹脂について、JP-100は、ブタジエン変性エポキシ樹脂、Mn=1300、曹達社製であり、JP-200は、ブタジエン変性エポキシ樹脂、Mn=2200、曹達社製であり、PB4700は、ブタジエン変性エポキシ樹脂、Mn=3100、ダイセル社製であり、901は、BPA型エポキシ樹脂、Mn=1100、宏昌電子社製である。
【0059】
変性ベンゾオキサジン樹脂について、5031は、アリルベンゾオキサジン、Kolon社製であり、CB6900は、二重結合変性ベンゾオキサジン、科宜社製であり、CB3170は、BPA型ベンゾオキサジン、科宜社製である。
【0060】
ビスマレイミド樹脂について、BMI-2300は、ポリフェニルメタンマレイミド、日本大和化成株式会社製であり、BMI-5100は、ビス(3-エチル-5-メチル-4-マレイミドフェニル)メタン、日本大和化成株式会社製であり、MIR-3000は、ビフェニルビスマレイミド、日本化薬株式会社製である。
【0061】
ノンハロゲン難燃剤について、GU304は、ダブルDPO型リン含有難燃剤、融点320℃、P%=12%、分子式は、以下のとおりであり、科宜社製であり、
【化10】
PX-200は、レゾルシノールビスジキシレニルフォスフェート、P%=9%、大八社製であり、SPB-100は、ホスファゼン化合物、P%=13%、大塚社製であり、SPV-100は、アリル変性ホスファゼン化合物、P%=11%、大塚社製である。
【0062】
無機フィラーについて、SC2300-SVJは、二重結合処理球状シリカであり、Admatechs社製である。
【0063】
開始剤について、PERBUTYLPは、1,3-ビス(ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンであり、日本日油株式会社製である。
【0064】
実施例及び比較例に係る樹脂組成物の組成は、以下のとおりである。
【0065】
【表1】
【0066】
【表2】
【0067】
上記各実施例及び比較例に係る樹脂組成物の製造方法は、以下のとおりである。
【0068】
まず、ビスマレイミド樹脂と、溶媒であるアセトンとを混合し、予備混合物を60℃に加熱して十分に撹拌し、ビスマレイミド樹脂をアセトンに十分に溶解させ、固形分が40質量%のアセトン溶液を得た。そして、上記溶液に変性エポキシ樹脂及び変性ベンゾオキサジン樹脂を比率で添加し、2時間撹拌して十分に溶解させた。最後に、さらにノンハロゲン難燃剤、無機フィラー、開始剤及び適量のアセトンを添加し、ビーズミルで十分に分散させることにより樹脂組成物を得た。
【0069】
上記実施例及び比較例に係る樹脂組成物を担持したプリプレグの製造方法は、以下のとおりである。
【0070】
各実施例及び比較例で調製した樹脂組成物を、それぞれガラスクロス(宏和会社製2116クロス)に浸漬させ、160℃で約3分間加熱乾燥して、プリプレグを得た。この際、樹脂組成物の固形分を調整することにより、質量比が50%のプリプレグを得ることができる。
【0071】
銅張積層板の製造方法は、以下のとおりである。
【0072】
得られた各実施例及び比較例に対応するプリプレグをそれぞれ8枚積み重ね、両面に35umの銅箔を載せ、温度が220℃、圧力が25kgf/cmの条件下で2時間加熱加圧によって圧着することにより、厚さが約0.9mmの銅張積層板を得た。
【0073】
[性能試験]
1.剥離強度について、テンシロンにより試験を行い、試験方法は、IPC-TM-650 2.4.8に従って行う。
【0074】
2.ガラス転移温度(Tg)について、動的機械分析装置(dynamic mechanical analyzer、DMA)(TA Instruments製DMA850)によりガラス転移温度(Tg)を測定し、昇温速度は、3℃/minである。ガラス転移温度の試験規格は、相互接続およびパッケージング電子回路研究所(The Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits、IPC)IPC-TM-650 2.4.25C及び24C号の検出方法を用いる。
【0075】
3.誘電率と誘電損失の測定について、Agilent社のタイプがE5071CのネットワークアナライザでIPC-TM-650 2.5.5.13規格に基づいて、動作周波数10メガヘルツ(GHz)で、誘電率(dielectric constant、Dk)と誘電損失(dissipation factor、Df)を測定する。
【0076】
4.288℃のはんだ耐熱性試験について、PCT圧力鍋で2時間茹でた試験片を288℃のはんだ炉に6分間浸漬し、試験片が破裂するか否かを記録する。
【0077】
5.熱膨張係数試験及びX/Y/Z軸方向の膨張率について、TA instrument社のタイプがTA Q800の熱膨張分析装置により測定し、測定温度が50℃~260℃であり、昇温速度が10℃/minであり、試験サンプルの各方向(X/Y/Z軸方向)の熱膨張係数及び膨張率を測定する。
【0078】
6.難燃試験について、UL-94規格を参照し、ブンゼンバーナー、メタンガス及びストップウォッチを用いてサンプルの燃焼後の自動消火時間を測定し、該時間に基づいて難燃レベルを判定する。
【0079】
7.弾性率について、GB/T 22315-2008規格に基づいて、テンシロンにより弾性率測定を行う。
【0080】
上記実施例及び比較例に係る銅張積層板の性能は、以下のとおりである。
【0081】
【表3】
【0082】
【表4】
【0083】
上記実施例と比較例に係る銅張積層板の性能から分かるように、実施例6における樹脂組成物を用いた場合、ノンハロゲンで、ガラス転移温度が高く、曲げ弾性率が高く、誘電特性に優れ、かつXY線膨張係数が低い硬化物を得ることができ、樹脂組成物は、ポリブタジエン変性エポキシ樹脂、二重結合変性ベンゾオキサジン樹脂、ビスマレイミド樹脂及びダブルDPO型リン含有難燃剤を含有する。
【0084】
比較例1、比較例2及び比較例3では、樹脂組成物中のリン含有難燃剤は、いずれも樹脂と反応することができるため、硬化物のTgが低下し、電気特性が低下する。比較例4では、樹脂組成物中のダブルDPO型リン含有難燃剤の添加割合が不十分であるため、硬化物の難燃性能は、94UL-V1レベルのみを満たす。実施例5では、樹脂組成物中のフィラーの割合が不足するため、硬化物の弾性率が低い。実施例6、7、8では、樹脂組成物中のビスマレイミド樹脂において、BMI-2300のXY線膨張係数が最も小さい。実施例6の樹脂組成物によって製造された銅張積層板は、Tgが265℃に達し、Peelが7.5lb/inに達し、10GHzでのDfが0.0070に達し、弾性率が30GPaに達し、XY線膨張係数が9.5ppm/℃に達する。
【0085】
上述した実施例の各技術的特徴は任意に組み合わせることができる。簡潔に説明するために、上述した実施例における各技術的特徴の全ての可能な組み合わせを説明していないが、これらの組み合わせは全て本明細書に記載された範囲に属すると考えられるべきである。
【0086】
上記実施例は、本発明のいくつかの実施形態のみを説明しており、本発明の技術的手段を具体的かつ詳細に理解することを容易にするが、本発明の特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。なお、当業者にとって、本発明の趣旨を離脱しない限り、本発明に対して各種の変形及び改良を行うことができ、これらの変形及び修正も本発明の範囲に属する。当業者が本発明によって提供される技術的手段に基づいて、論理的な分析、推論、又は限定的な実験により取得した技術的手段は、いずれも本発明に添付される特許請求の範囲内にあることを理解されたい。よって、本発明の特許の保護範囲は、添付する特許請求の範囲の内容に依るものであり、明細書は、特許請求の範囲の内容を説明するためのものである。
【手続補正書】
【提出日】2024-06-25
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
重量部で、成分として、
変性エポキシ樹脂50~150部、
変性ベンゾオキサジン樹脂40~120部、
ビスマレイミド樹脂20~100部、
開始剤0.1~15部、及び
無機フィラー150~550部を含み、
前記変性エポキシ樹脂の構造式は、式(1-1)
【化1】
であり、
M及びNは、いずれも正の整数であり、かつM+N=15~50であり、前記変性エポキシ樹脂の数平均分子量は、1000~10000であり、
前記変性ベンゾオキサジン樹脂は、末端基が二重結合で変性されたベースベンゾオキサジン樹脂から選ばれる、ことを特徴とする樹脂組成物。
【請求項2】
前記ビスマレイミド樹脂は、4,4’-ジフェニルメタンビスマレイミド、N-2,6-ジメチルフェニルマレイミド、N-(2,3-ジメチルフェニル)マレイミド、N-フェニルマレイミド、1,6-ジ(マレイミド)ヘキサン、N,N-(4-メチル-1,3-フェニレン)ビスマレイミド、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、ビスフェノールAジフェニルエーテルビスマレイミド、N’-m-フェニレンビスマレイミド、ジフェニルメタンマレイミド、ビフェニルビスマレイミド樹脂、ポリフェニルメタンマレイミド及びビス(3-エチル-5-メチル-4-マレイミドフェニル)メタンからなる群より選ばれる少なくとも1種である、ことを特徴とする請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項3】
前記変性ベンゾオキサジン樹脂の前記ベースベンゾオキサジン樹脂は、BPA型ベンゾオキサジン、BPF型ベンゾオキサジン、ODA型ベンゾオキサジン、及びBPS型ベンゾオキサジンからなる群より選ばれる少なくとも1種である、ことを特徴とする請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項4】
前記変性エポキシ樹脂の構造式において、Mが3~8であり、Nが5~15であり、前記変性エポキシ樹脂の数平均分子量が1000~4000である、ことを特徴とする請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項5】
前記開始剤は、ビス(t-ブチルパーオキシ-m-イソプロピル)ベンゼン、ジクミルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジ-t-ブチルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)-3-ヘキシン、過酸化ベンゾイル、クロラニル、2,4,6-トリ-t-ブチルフェノール、t-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート及びアゾビスイソブチロニトリルからなる群より選ばれる少なくとも1種である、ことを特徴とする請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項6】
前記無機フィラーは、シリカ、アルミナ、酸化チタン、マイカ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、タルク、ホウ酸アルミニウム、硫酸バリウム及び炭酸カルシウムからなる群より選ばれる少なくとも1種である、ことを特徴とする請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項7】
前記樹脂組成物は20~80部のノンハロゲン難燃剤をさらに含む、ことを特徴とする請求項1に記載の樹脂組成物。
【請求項8】
前記ノンハロゲン難燃剤は、構造式(2-1)~(2-4)で表される化合物から選ばれる少なくとも1種である、ことを特徴とする請求項7に記載の樹脂組成物。
【化2】
【請求項9】
基材と、前記基材に担持された樹脂材料とを含み、前記樹脂材料は、請求項1~8のいずれか一項に記載の樹脂組成物である、ことを特徴とするプリプレグ。
【請求項10】
積層板、銅張積層板又は配線板の製造における請求項9に記載のプリプレグの使用。
【国際調査報告】