JP2010090237A - エポキシ樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】多層プリント配線板等の絶縁層形成に好適な樹脂組成物であって、該樹脂組成物を熱硬化して得られる絶縁層を形成した場合に、該絶縁層が低熱膨張率であり、絶縁層表面に低粗度で均一な粗化面を形成でき、該粗化面に形成される導体層の密着性に優れる樹脂組成物の提供。
【解決手段】(A)エポキシ樹脂、(B)シアネートエステル樹脂、(C)イミダゾール化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体及び(D)金属系硬化触媒、を含有することを特徴とする樹脂組成物。
【選択図】なし
【解決手段】(A)エポキシ樹脂、(B)シアネートエステル樹脂、(C)イミダゾール化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体及び(D)金属系硬化触媒、を含有することを特徴とする樹脂組成物。
【選択図】なし
Description
本発明は、多層プリント配線板等の絶縁層形成に好適な樹脂組成物に関する。
近年、電子機器の小型化、高性能化が進み、多層プリント配線板は、電子部品の実装密度を向上させるため、導体配線の微細化が進んでいる。多層プリント配線板の絶縁層に使用する樹脂組成物としては、例えば、シアネートエステル樹脂を含有する樹脂組成物が誘電特性に優れた絶縁層を形成できることが知られている。例えば、特許文献1には、シアネートエステル樹脂、エポキシ樹脂およびフェノキシ樹脂を含有する多層プリント配線板用の樹脂組成物が開示され、また該樹脂組成物の硬化触媒として有機金属化合物が開示されている。
絶縁層上に高密度の微細配線を形成する方法としては、絶縁層表面を粗化処理後、無電解めっきで導体層を形成するアディティブ法や、無電解めっきと電解めっきで導体層を形成するセミアディティブ法などが知られている。これらの工法においては、一般に、アルカリ性過マンガン酸溶液等の酸化剤による湿式粗化を経て、絶縁層表面に粗化面を形成させ、該粗化面にめっきにより導体層を形成する。この湿式粗化工程は、絶縁層表面に比較的大きな物理アンカーを形成することで、その上に形成される導体層との密着強度を確保するプロセスである。しかしながら、近年さらに高密度微細配線の形成が望まれており、絶縁層表面の粗度を低く抑え(粗度が大きいと、そのアンカーに潜り込んだめっき部がエッチングで除去されず、高密度配線形成が困難である上、その後の絶縁信頼性を著しく悪化させる)、なおかつ十分な導体層との密着強度を得ることが重要な課題となっている。また配線が高密度化された多層プリント配線板では、銅配線と絶縁層との熱膨張率の違いによるクラック発生等の問題が生じやすくなるため、絶縁層の熱膨張率を低く抑えることも要求される。
熱膨張率が低く、絶縁層表面が低粗度でありながら高ピール強度の導体層を形成可能な樹脂組成物としては、特許文献2に特定のナフトール型エポキシ樹脂を配合したエポキシ樹脂組成物が開示されている。
一方、本発明者らの知見によれば、特許文献2に開示されているような、エポキシ樹脂、シアネートエステル樹脂、金属系硬化触媒を含む組成物を絶縁層形成に使用した場合、内層回路基板上に絶縁層を形成し、絶縁層表面を粗化処理すると、内装回路基板表面の回路導体層上に形成されている絶縁層表面と下地絶縁層上に形成されている絶縁層表面では、導体層上の絶縁層の表面粗度がより大きくなる傾向にあり、絶縁層表面全体の粗度の均一性が低下する現象が見出された。このように絶縁層表面の粗度の均一性が低いと、該表面に形成される導体層のピール強度にも大きな差が生じるため、高密度微細配線の形成に不利となる。
従って、本発明は、多層プリント配線板等の絶縁層形成に好適な樹脂組成物であって、該樹脂組成物を熱硬化して得られる絶縁層を形成した場合に、該絶縁層が低熱膨張率であり、絶縁層表面に低粗度で均一な粗化面を形成でき、該粗化面に形成される導体層の密着性に優れる樹脂組成物を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、エポキシ樹脂、シアネートエステル樹脂、グアニジン化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体及び金属系硬化触媒を含有する樹脂組成物により形成される絶縁層が、低熱膨張率であり、絶縁層表面の粗化において、均一な粗化面が形成され、低粗度においても絶縁層と導体層の高い密着性を維持できる樹脂組成物となることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち本発明は以下の内容を含むものである。
[1](A)エポキシ樹脂、(B)シアネートエステル樹脂、(C)グアニジン化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体及び(D)金属系硬化触媒、を含有することを特徴とする樹脂組成物。
[2]樹脂組成物の不揮発分を100質量%とした場合、成分(A)の含有量が5〜60質量%%、成分(B)の含有量が5〜50質量、成分(C)のグアニジン化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体の含有量が0.1〜5質量%、及び(D)金属系硬化触媒に基づく金属の含有量が25〜500ppmであり、シアネートエステル基とエポキシ基との比率が1:0.4〜1:2である、上記[1]記載のエポキシ樹脂組成物。
[3]金属系硬化触媒が、コバルト 、銅、亜鉛、鉄、ニッケル、マンガンおよびスズから選択される1種以上の金属の、有機金属錯体又は有機金属塩である上記[1]又は[2]記載の樹脂組成物。
[4]グアニジン化合物がジシアンジアミドである上記[1]〜[3]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[5]さらにポリビニルアセタール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエステル樹脂から選択される1種以上の高分子樹脂を含有する、上記[1]〜[4]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[6]高分子樹脂の含有量が、樹脂組成物(不揮発分100質量%)に対し1〜20質量%である、上記[5]記載の樹脂組成物。
[7]さらに無機充填材を含有する、上記[1]〜[6]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[8]無機充填材の含有量が、樹脂組成物(不揮発分100質量%)に対し、10〜70質量%である、上記[7]記載の樹脂組成物。
[9]無機充填材がシリカである、上記[7]又は[8]記載の樹脂組成物。
[10]上記[1]〜[9]のいずれかに記載の樹脂組成物が支持体上に層形成されてなる接着フィルム。
[11]上記[1]〜[9]のいずれかに記載の樹脂組成物が繊維からなるシート状補強基材中に含浸されてなるプリプレグ。
[12]上記[1]〜[9]のいずれかに記載の樹脂組成物の硬化物により絶縁層が形成されてなる多層プリント配線板。
[2]樹脂組成物の不揮発分を100質量%とした場合、成分(A)の含有量が5〜60質量%%、成分(B)の含有量が5〜50質量、成分(C)のグアニジン化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体の含有量が0.1〜5質量%、及び(D)金属系硬化触媒に基づく金属の含有量が25〜500ppmであり、シアネートエステル基とエポキシ基との比率が1:0.4〜1:2である、上記[1]記載のエポキシ樹脂組成物。
[3]金属系硬化触媒が、コバルト 、銅、亜鉛、鉄、ニッケル、マンガンおよびスズから選択される1種以上の金属の、有機金属錯体又は有機金属塩である上記[1]又は[2]記載の樹脂組成物。
[4]グアニジン化合物がジシアンジアミドである上記[1]〜[3]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[5]さらにポリビニルアセタール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエステル樹脂から選択される1種以上の高分子樹脂を含有する、上記[1]〜[4]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[6]高分子樹脂の含有量が、樹脂組成物(不揮発分100質量%)に対し1〜20質量%である、上記[5]記載の樹脂組成物。
[7]さらに無機充填材を含有する、上記[1]〜[6]のいずれかに記載の樹脂組成物。
[8]無機充填材の含有量が、樹脂組成物(不揮発分100質量%)に対し、10〜70質量%である、上記[7]記載の樹脂組成物。
[9]無機充填材がシリカである、上記[7]又は[8]記載の樹脂組成物。
[10]上記[1]〜[9]のいずれかに記載の樹脂組成物が支持体上に層形成されてなる接着フィルム。
[11]上記[1]〜[9]のいずれかに記載の樹脂組成物が繊維からなるシート状補強基材中に含浸されてなるプリプレグ。
[12]上記[1]〜[9]のいずれかに記載の樹脂組成物の硬化物により絶縁層が形成されてなる多層プリント配線板。
本発明によれば、多層プリント配線板の絶縁層形成に好適な樹脂組成物であって、樹脂組成物により形成される絶縁層が、低熱膨張率であり、均一な粗化面が形成でき、低粗度においても絶縁層と導体層の高い密着性を維持できる樹脂組成物が提供される。
本発明において使用されるエポキシ樹脂はとしては、特に限定されるものではなく、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、アルキルフェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、アラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フェノール類とフェノール性ヒドロキシル基を有する芳香族アルデヒドとの縮合物のエポキシ化物、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、キサンテン型エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート等を挙げることができる。エポキシ樹脂は2種以上を組み合わせて使用してもよい。エポキシ樹脂としては、耐熱性、絶縁信頼性、金属膜との密着性の観点から、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ブタジエン構造を有するエポキシ樹脂が好ましい。エポキシ樹脂としては、特に下記一般式(1)で表されるナフトール型エポキシ樹脂が好ましい。
(nは平均値として1〜6の数を示し、Xはグリシジル基又は炭素数1〜8の炭化水素基を示し、炭化水素基/グリシジル基の比率は0.05〜2.0である。)
エポキシ樹脂中の平均値としての炭化水素基とグリシジル基の比率は、炭化水素基/グリシジル基=0.05〜2.0の範囲であり、好ましくは0.1〜1.0の範囲である。Xが炭素数1〜8の炭化水素基を示す場合の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、アリル基、プロパルギル基、ブチル基、n−ペンチル基、sec−ペンチル基、tert−ペンチル基、シクロヘキシル基、フェニル基、ベンジル基等が挙げられ、特にメチル基が好ましい。式(1)で表されるナフトールエポキシ樹脂は特開2006−160868記載の公知の樹脂であり、該公報記載の製法に従って製造することができる。
エポキシ樹脂中の平均値としての炭化水素基とグリシジル基の比率は、炭化水素基/グリシジル基=0.05〜2.0の範囲であり、好ましくは0.1〜1.0の範囲である。Xが炭素数1〜8の炭化水素基を示す場合の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、アリル基、プロパルギル基、ブチル基、n−ペンチル基、sec−ペンチル基、tert−ペンチル基、シクロヘキシル基、フェニル基、ベンジル基等が挙げられ、特にメチル基が好ましい。式(1)で表されるナフトールエポキシ樹脂は特開2006−160868記載の公知の樹脂であり、該公報記載の製法に従って製造することができる。
市販されているエポキシ樹脂としては、例えば、ジャパンエポキシレジン(株)製「jER828EL」(液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂)、大日本インキ化学工業(株)製「HP4032」、「HP4032D](ナフタレン型2官能エポキシ樹脂)、大日本インキ化学工業(株)製「HP4700」(ナフタレン型4官能エポキシ樹脂)、東都化成(株)製「ESN−475V」(ナフトール型エポキシ樹脂)、ダイセル化学工業(株)製「PB−3600」(ブタジエン構造を有するエポキシ樹脂)、日本化薬(株)製「NC3000H」、「NC3000L」(ビフェニル型エポキシ樹脂)、ジャパンエポキシレジン(株)製「YX4000」(ビフェニル型エポキシ樹脂)、ジャパンエポキシレジン(株)製「YX8800」(アントラセン骨格含有型エポキシ樹脂)、新日鐵化学(株)製「ESN−475V」(一般式(1)で表されるナフトール型エポキシ樹脂)などが挙げられる。
樹脂組成物中のエポキシ樹脂の含有量は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物(不揮発分100質量%)に対し、好ましくは5〜60質量%であり、より好ましくは10〜50質量%である。エポキシ樹脂の含有量が少なすぎると、粗化ムラが発生しやすくなる傾向にあるし、エポキシ樹脂の含有量が多すぎると、相対的にシアネートエステル樹脂の含有量が減少するため、熱膨張率が増大する傾向にある。
本発明において使用されるシアネートエステル樹脂は、特に限定されるものではなく、例えば、ノボラック型(フェノールノボラック型、アルキルフェノールノボラック型など)シアネートエステル樹脂、ビスフェノール型(ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、ビスフェノールS型など)シアネートエステル樹脂およびこれらが一部トリアジン化したプレポリマーなどが挙げられる。シアネートエステル樹脂の重量平均分子量は、特に限定されるものではないが、好ましくは500〜4500であり、より好ましくは600〜3000である。
シアネートエステル樹脂の具体例としては、例えば、ビスフェノールAジシアネート、ポリフェノールシアネート(オリゴ(3−メチレン−1,5−フェニレンシアネート)、4,4’−メチレンビス(2,6−ジメチルフェニルシアネート)、4,4’−エチリデンジフェニルジシアネート、ヘキサフルオロビスフェノールAジシアネート、2,2−ビス(4−シアネート)フェニルプロパン、1,1−ビス(4−シアネートフェニルメタン)、ビス(4−シアネート−3,5−ジメチルフェニル)メタン、1,3−ビス(4−シアネートフェニル−1−(メチルエチリデン))ベンゼン、ビス(4−シアネートフェニル)チオエーテル、ビス(4−シアネートフェニル)エーテル等の2官能シアネート樹脂、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ジシクロペンタジエン構造含有フェノール樹脂等から誘導される多官能シアネート樹脂、これらシアネート樹脂が一部トリアジン化したプレポリマーなどが挙げられる。シアネートエステル樹脂は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
市販されているシアネートエステル樹脂としては、下式(2)で表されるフェノールノボラック型多官能シアネートエステル樹脂(ロンザジャパン(株)製、PT30、シアネート当量124)、下式(3)で表されるビスフェノールAジシアネートの一部または全部がトリアジン化され三量体となったプレポリマー(ロンザジャパン(株)製、BA230、シアネート当量232)、ジシクロペンタジエン構造含有シアネートエステル樹脂(ロンザジャパン(株)製、DT−7000)等が挙げられる。
樹脂組成物中のシアネートエステル樹脂の含有量は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物(不揮発分100質量%)に対し、好ましくは5〜50質量%であり、より好ましくは20〜40質量%である。シアネートエステル樹脂の含有量が少なすぎると、耐熱性が低下する傾向、熱膨張率が増加する傾向にある。シアネートエステル樹脂の含有量が多すぎると、めっき導体層の密着強度が低下する傾向にある。
シアネートエステル樹脂のシアネート当量と、エポキシ樹脂のエポキシ当量との比は、好ましくは1:0.4〜1:2であり、より好ましくは1:0.5〜1:1.5である。当量比が上記範囲外であると、絶縁層表面の低粗度化とめっき導体層の密着強度との両立が困難となる傾向にある。
本発明において使用されるグアニジン化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体は、アミン化合物とエポキシ樹脂のアダクト体として公知化合物であり、例えば 特開平6−65356号公報等に記載されているように、グアニジン化合物とエポキシ樹脂とを加熱反応させて得ることができる。本発明におけるグアニジン化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体は、金属系硬化触媒と同様、硬化触媒乃至硬化促進剤として機能する。原料となるグアニジン化合物としては、ジシアンジアミド、1−メチルグアニジン、1−エチルグアニジン、1−シクロヘキシルグアニジン、1−フェニルグアニジン、1−(o−トリル)グアニジン、ジメチルグアニジン、ジフェニルグアニジン、トリメチルグアニジン、テトラメチルグアニジン、ペンタメチルグアニジン、1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン、7−メチル−1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン、1−メチルビグアニド、1−エチルビグアニド、1−n−ブチルビグアニド、1−n−オクタデシルビグアニド、1,1−ジメチルビグアニド、1,1−ジエチルビグアニド、1−シクロヘキシルビグアニド、1−アリルビグアニド、1−フェニルビグアニド、1−(o−トリル)ビグアニド等が挙げられる。好ましいグアニジン化合物としては、ジシアンジアミド、1−(o−トリル)ビグアニド等が挙げられ、特にジシアンジアミドが好ましい。市販されているグアニジン化合物としては、ジャパンエポキシレジン(株)製「jERキュアDICY−7」(ジシアンジアミド)、大内新興化学工業(株)製「ノクセラーBG」(1−(o−トリル)ビグアニド)などが挙げられる。原料となるエポキシ樹脂としては上記記載のエポキシ樹脂やフェニルグリシジルエーテルなどが挙げられる。グアニジン化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
グアニジン化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体の含有量は、樹脂組成物(不揮発分100質量%)に対し0.1〜5質量%、より好ましくは、0.2〜2質量%の範囲であるのが好ましい。0.1質量%未満であると、絶縁層表面の粗化の均一性が低下する傾向にあり、5質量%を超えると硬化物の熱膨張率が大きくなる傾向となる。
本発明において使用される金属系硬化触媒としては、コバルト 、銅、亜鉛、鉄、ニッケル、マンガン、スズ等の金属の、有機金属錯体又は有機金属塩が挙げられる。有機金属錯体の具体例としては、コバルト(II)アセチルアセトナート、コバルト(III)アセチルアセトナート等の有機コバルト錯体、銅(II)アセチルアセトナート等の有機銅錯体、亜鉛(II)アセチルアセトナート等の有機亜鉛錯体、鉄(III)アセチルアセトナート等の有機鉄錯体、ニッケル(II)アセチルアセトナート等の有機ニッケル錯体、マンガン(II)アセチルアセトナート等の有機マンガン錯体などが挙げられる。有機金属塩としては、オクチル酸亜鉛、オクチル酸錫、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、ステアリン酸スズ、ステアリン酸亜鉛などが挙げられる。金属系硬化触媒としては、硬化性、溶剤溶解性の観点から、コバルト(II)アセチルアセトナート、コバルト(III)アセチルアセトナート、亜鉛(II)アセチルアセトナート、ナフテン酸亜鉛、鉄(III)アセチルアセトナートが好ましく、特にコバルト(II)アセチルアセトナート、ナフテン酸亜鉛が好ましい。金属系硬化触媒は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
金属系硬化触媒の添加量は、樹脂組成物(不揮発分100質量%)に対し、金属系硬化触媒に基づく金属の含有量が25〜500ppm、より好ましくは40〜200ppmとなる範囲で添加するのが好ましい。25ppm未満であると、低粗度の絶縁層表面への密着性に優れる導体層の形成が困難となる傾向にあり、500ppmを超えると、樹脂組成物の保存安定性、絶縁性が低下する傾向となる。
本発明の樹脂組成物は、さらに特定の高分子化合物を含有させることで、硬化物の機械強度や接着フィルムの形態で使用する場合のフィルム成型能を向上させることが可能である。このような高分子化合物としては、ポリビニルアセタール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエステル樹脂を挙げることができる。高分子化合物は2種以上を組み合わせて使用してもよい。高分子化合物としては、特にポリビニルアセタール樹脂、フェノキシ樹脂が好ましい。
ポリビニルアセタール樹脂としては、特にポリビニルブチラール樹脂が好ましい。ポリビニルアセタール樹脂の具体例としては、電気化学工業(株)製、電化ブチラール4000−2、5000−A、6000−C、6000−EP、積水化学工業(株)製エスレックBHシリーズ、BXシリーズ、KSシリーズ、BLシリーズ、BMシリーズ等が挙げられる。フェノキシ樹脂の具体例としては東都化成(株)製FX280、FX293、ジャパンエポキシレジン(株)製YX8100、YX6954、YL6974、YL7482、YL7553、YL6794、YL7213、YL7290等が挙げられる。ポリビニルアセタール樹脂はガラス転移温度が80℃以上のものが特に好ましい。ここでいう「ガラス転移温度」はJIS K 7197に記載の方法に従って決定される。なお、ガラス転移温度が分解温度よりも高く、実際にはガラス転移温度が観測されない場合には、分解温度を本発明におけるガラス転移温度とみなすことができる。なお、分解温度とは、JIS K 7120に記載の方法に従って測定したときの質量減少率が5%となる温度で定義される。
高分子化合物の重量平均分子量は5000〜200000の範囲であるのが好ましい。この範囲よりも小さいとフィルム成型能や機械強度向上の効果が十分発揮されない傾向にあり、この範囲よりも大きいとシアネートエステル樹脂及びエポキシ樹脂との相溶性が低下し、絶縁層表面の粗化処理後の粗度が増大する傾向にある。
なお本発明における重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法(ポリスチレンン換算)で測定される。GPC法による重量平均分子量は、具体的には、測定装置として(株)島津製作所製LC−9A/RID−6Aを、カラムとして昭和電工(株)社製Shodex K−800P/K−804L/K−804Lを、移動相としてクロロホルム等を用いて、カラム温度40℃にて測定し、標準ポリスチレンの検量線を用いて算出することができる。
樹脂組成物中の高分子化合物の含有量は、特に限定されるものではないが、樹脂組成物(不揮発分100質量%)に対し、好ましくは1〜20質量%であり、より好ましくは2〜15質量%である。熱可塑性樹脂の含有量が少なすぎるとフィルム成型能や機械強度向上の効果が発揮されにくい傾向にあり、多すぎると粗化工程後の絶縁層表面の粗度が増大する傾向にある。
本発明の樹脂組成物には、当該樹脂組成物から得られる絶縁層の熱膨張率をさらに低下させるために無機充填材を添加してもよい。無機充填材としては、例えば、シリカ、アルミナ、硫酸バリウム、タルク、クレー、雲母粉、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、ホウ酸アルミニウム、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸ビスマス、酸化チタン、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウムなどが挙げられ、これらの中でも無定形シリカ、溶融シリカ、結晶シリカ、合成シリカ等のシリカが特に好適である。シリカとしては球状のものが好ましい。無機充填材は2種以上を組み合わせて使用してもよい。無機充填材の平均粒径は、特に限定されるものではないが、絶縁層への微細配線形成の観点から好ましくは5μm以下、より好ましくは1μm以下、さらに好ましくは0.7μm以下である。なお、無機充填材の平均粒径が小さくなりすぎると、エポキシ樹脂組成物を樹脂ワニスとした場合に、ワニスの粘度が上昇し、取り扱い性が低下する傾向にあるため、平均粒径は0.05μm以上であるのが好ましい。上記無機充填材の平均粒径はミー(Mie)散乱理論に基づくレーザー回折・散乱法により測定することができる。具体的にはレーザー回折式粒度分布測定装置により、無機充填材の粒度分布を体積基準で作成し、そのメディアン径を平均粒径とすることで測定することができる。測定サンプルは、無機充填材を超音波により水中に分散させたものを好ましく使用することができる。レーザー回折式粒度分布測定装置としては、(株)堀場製作所製 LA−500等を使用することができる。
無機充填材は、エポキシシランカップリング剤、アミノシランカップリング剤、チタネート系カップリング剤等の表面処理剤で表面処理してその耐湿性を向上させたものが好ましい。無機充填材の添加量は、樹脂組成物(不揮発分100質量%)に対し、通常10〜70質量%、好ましくは20〜55質量%の範囲である。無機充填材の含有量が多すぎると、硬化物が脆くなる傾向や、ピール強度が低下する傾向にある。
本発明の樹脂組成物には、メッキ密着性の観点から、ゴム粒子をさらに添加してもよい。本発明において使用され得るゴム粒子は、例えば、当該樹脂組成物のワニスを調製する際に使用する有機溶剤にも溶解せず、必須成分であるシアネートエステル樹脂やエポキシ樹脂などとも相溶しないものである。従って、該ゴム粒子は、本発明の樹脂組成物のワニス中では分散状態で存在する。このようなゴム粒子は、一般には、ゴム成分の分子量を有機溶剤や樹脂に溶解しないレベルまで大きくし、粒子状とすることで調製される。
本発明で使用され得るゴム粒子の好ましい例としては、コアシェル型ゴム粒子、架橋アクリロニトリルブタジエンゴム粒子、架橋スチレンブタジエンゴム粒子、アクリルゴム粒子などが挙げられる。コアシェル型ゴム粒子は、コア層とシェル層とを有するゴム粒子であり、例えば、外層のシェル層がガラス状ポリマーで構成され、内層のコア層がゴム状ポリマーで構成される2層構造、または外層のシェル層がガラス状ポリマーで構成され、中間層がゴム状ポリマーで構成され、コア層がガラス状ポリマーで構成される3層構造のものなどが挙げられる。ガラス層は、例えば、メタクリル酸メチルの重合物などで構成され、ゴム状ポリマー層は、例えば、ブチルアクリレート重合物(ブチルゴム)などで構成される。ゴム粒子は2種以上を組み合わせて使用してもよい。コアシェル型ゴム粒子の具体例としては、スタフィロイドAC3832、AC3816N(商品名、ガンツ化成(株)製)、メタブレンKW−4426(商品名、三菱レイヨン(株)製)が挙げられる。架橋アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)粒子の具体例としては、XER−91(平均粒径0.5μm、JSR(株)製)などが挙げられる。架橋スチレンブタジエンゴム(SBR)粒子の具体例としては、XSK−500(平均粒径0.5μm、JSR(株)製)などが挙げられる。アクリルゴム粒子の具体例としては、メタブレンW300A(平均粒径0.1μm)、W450A(平均粒径0.2μm)(三菱レイヨン(株)製)を挙げることができる。
配合するゴム粒子の平均粒径は、好ましくは0.005〜1μmの範囲であり、より好ましくは0.2〜0.6μmの範囲である。本発明で使用されるゴム粒子の平均粒径は、動的光散乱法を用いて測定することができる。例えば、適当な有機溶剤にゴム粒子を超音波などにより均一に分散させ、濃厚系粒径アナライザー(FPAR−1000;大塚電子(株)製)を用いて、ゴム粒子の粒度分布を質量基準で作成し、そのメディアン径を平均粒径とすることで測定することができる。
ゴム粒子の含有量は、樹脂組成物(不揮発分100質量%)に対し、好ましくは1〜10質量%であり、より好ましくは2〜5質量%である。
本発明のエポキシ樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で難燃剤を含有しても良い。難燃剤としては、例えば、有機リン系難燃剤、有機系窒素含有リン化合物、窒素化合物、シリコーン系難燃剤、金属水酸化物等が挙げられる。有機リン系難燃剤としては、三光(株)製のHCA、HCA−HQ、HCA−NQ等のホスフィン化合物、昭和高分子(株)製のHFB−2006M等のリン含有ベンゾオキサジン化合物、味の素ファインテクノ(株)製のレオフォス30、50、65、90、110、TPP、RPD、BAPP、CPD、TCP、TXP、TBP、TOP、KP140、TIBP、北興化学工業(株)製のPPQ、クラリアント(株)製のOP930、大八化学(株)製のPX200等のリン酸エステル化合物、東都化成(株)製のFX289、FX310等のリン含有エポキシ樹脂、東都化成(株)製のERF001等のリン含有フェノキシ樹脂等が挙げられる。有機系窒素含有リン化合物としては、四国化成工業(株)製のSP670、SP703等のリン酸エステルミド化合物、大塚化学(株)社製のSPB100、SPE100、(株)伏見製作所製FP−series等のホスファゼン化合物等が挙げられる。金属水酸化物としては、宇部マテリアルズ(株)製のUD65、UD650、UD653等の水酸化マグネシウム、巴工業(株)社製のB−30、B−325、B−315、B−308、B−303、UFH−20等の水酸化アルミニウム等が挙げられる。
本発明の樹脂組成物には、本発明の効果を阻害しない範囲で、必要に応じて他の成分を配合することができる。他の成分としては、例えば、シリコンパウダー、ナイロンパウダー、フッ素パウダー等の有機充填剤、オルベン、ベントン等の増粘剤、シリコーン系、フッ素系、高分子系の消泡剤又はレベリング剤、イミダゾール系、チアゾール系、トリアゾール系、シラン系カップリング剤等の密着性付与剤、フタロシアニン・ブルー、フタロシアニン・グリーン、アイオジン・グリーン、ジスアゾイエロー、カーボンブラック等の着色剤等を挙げることができる。
本発明の樹脂組成物の調製方法は、特に限定されるものではなく、例えば、配合成分を、必要により溶媒等を添加し、回転ミキサーなどを用いて混合する方法などが挙げられる。
本発明の樹脂組成物は、多層プリント配線板の製造において絶縁層を形成するために好適に使用することができる。本発明の樹脂組成物は、ワニス状態で回路基板に塗布して絶縁層を形成することもできるが、工業的には一般に、接着フィルム、プリプレグ等のシート状積層材料の形態で用いるのが好ましい。樹脂組成物の軟化点は、シート状積層材料のラミネート性の観点から40〜150℃が好ましい。
本発明の接着フィルムは、当業者に公知の方法、例えば、有機溶剤に樹脂組成物を溶解した樹脂ワニスを調製し、この樹脂ワニスを、ダイコーターなどを用いて、支持体に塗布し、更に加熱、あるいは熱風吹きつけ等により有機溶剤を乾燥させて樹脂組成物層を形成させることにより製造することができる。
有機溶剤としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、カルビトールアセテート等の酢酸エステル類、セロソルブ、ブチルカルビトール等のカルビトール類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、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が挙げられる。有機溶剤は2種以上を組みわせて用いてもよい。
乾燥条件は特に限定されないが、樹脂組成物層への有機溶剤の含有量が通常10質量%以下、好ましくは5質量%以下となるように乾燥させる。ワニス中の有機溶剤量、有機溶剤の沸点によっても異なるが、例えば30〜60質量%の有機溶剤を含むワニスを50〜150℃で3〜10分程度乾燥させることにより、樹脂組成物層が形成される。当業者であれば、簡単な実験により適宜、好適な乾燥条件を設定することができる。
接着フィルムにおいて形成される樹脂組成物層の厚さは、通常、導体層の厚さ以上とする。回路基板が有する導体層の厚さは通常5〜70μmの範囲であるので、樹脂組成物層は10〜100μmの厚さを有するのが好ましい。
支持体としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等のポリオレフィンのフィルム、ポリエチレンテレフタレート(以下「PET」と略称することがある。)、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルのフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルムなどの各種プラスチックフィルムが挙げられる。また離型紙や銅箔、アルミニウム箔等の金属箔などを使用してもよい。支持体及び後述する保護フィルムには、マッド処理、コロナ処理等の表面処理が施してあってもよい。また、シリコーン樹脂系離型剤、アルキッド樹脂系離型剤、フッ素樹脂系離型剤等の離型剤で離型処理が施してあってもよい。
支持体の厚さは特に限定されないが、通常10〜150μmであり、好ましくは25〜50μmである。
樹脂組成物層の支持体が密着していない面には、支持体に準じた保護フィルムをさらに積層することができる。保護フィルムの厚みは、特に限定されるものではないが、例えば、1〜40μmである。保護フィルムを積層することにより、樹脂組成物層の表面へのゴミ等の付着やキズを防止することができる。接着フィルムは、ロール状に巻きとって貯蔵することもできる。
次に、上記のようにして製造した接着フィルムを用いて多層プリント配線板を製造する方法の一例を説明する。
まず、接着フィルムを、真空ラミネーターを用いて回路基板の片面または両面にラミネートする。回路基板に用いられる基板としては、例えば、ガラスエポキシ基板、金属基板、ポリエステル基板、ポリイミド基板、BTレジン基板、熱硬化型ポリフェニレンエーテル基板等が挙げられる。なお、ここで回路基板とは、上記のような基板の片面又は両面にパターン加工された導体層(回路)が形成されたものをいう。また導体層と絶縁層とを交互に積層してなる多層プリント配線板において、該多層プリント配線板の最外層の片面又は両面がパターン加工された導体層(回路)となっているものも、ここでいう回路基板に含まれる。なお導体層表面には、黒化処理、銅エッチング等により予め粗化処理が施されていてもよい。
上記ラミネートにおいて、接着フィルムが保護フィルムを有している場合には該保護フィルムを除去した後、必要に応じて接着フィルム及び回路基板をプレヒートし、接着フィルムを加圧及び加熱しながら回路基板に圧着する。本発明の接着フィルムにおいては、真空ラミネート法により減圧下で回路基板にラミネートする方法が好適に用いられる。ラミネートの条件は、特に限定されるものではないが、例えば、圧着温度(ラミネート温度)を好ましくは70〜140℃、圧着圧力を好ましくは1〜11kgf/cm2(9.8×104〜107.9×104N/m2)とし、空気圧20mmHg(26.7hPa)以下の減圧下でラミネートするのが好ましい。また、ラミネートの方法は、バッチ式であってもロールでの連続式であってもよい。
真空ラミネートは、市販の真空ラミネーターを使用して行うことができる。市販の真空ラミネーターとしては、例えば、ニチゴー・モートン(株)製バキュームアップリケーター、(株)名機製作所製真空加圧式ラミネーター、(株)日立インダストリイズ製ロール式ドライコータ、日立エーアイーシー(株)製真空ラミネーター等を挙げることができる。
接着フィルムを回路基板にラミネートした後、室温付近に冷却してから、支持体を剥離する場合は剥離し、熱硬化することにより回路基板に絶縁層を形成することができる。熱硬化の条件は、樹脂組成物中の樹脂成分の種類、含有量などに応じて適宜選択すればよいが、好ましくは150℃〜220℃で20分〜180分、より好ましくは160℃〜200℃で30〜120分の範囲で選択される。
絶縁層を形成した後、硬化前に支持体を剥離しなかった場合は、ここで剥離する。次いで必要により、回路基板上に形成された絶縁層に穴開けを行ってビアホール、スルーホールを形成する。穴あけは、例えば、ドリル、レーザー、プラズマ等の公知の方法により、また必要によりこれらの方法を組み合わせて行うことができるが、炭酸ガスレーザー、YAGレーザー等のレーザーによる穴あけが最も一般的な方法である。
次いで、乾式メッキ又は湿式メッキにより絶縁層上に導体層を形成する。乾式メッキとしては、蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の公知の方法を使用することができる。湿式メッキの場合は、まず、硬化した樹脂組成物層(絶縁層)の表面を、過マンガン酸塩(過マンガン酸カリウム、過マンガン酸ナトリウム等)、重クロム酸塩、オゾン、過酸化水素/硫酸、硝酸等の酸化剤で粗化処理し、凸凹のアンカーを形成する。酸化剤としては、特に過マンガン酸カリウム、過マンガン酸ナトリウム等の水酸化ナトリウム水溶液(アルカリ性過マンガン酸水溶液)が好ましく用いられる。次いで、無電解メッキと電解メッキとを組み合わせた方法で導体層を形成する。また導体層とは逆パターンのメッキレジストを形成し、無電解メッキのみで導体層を形成することもできる。その後のパターン形成の方法として、例えば、当業者に公知のサブトラクティブ法、セミアディティブ法などを用いることができる。
本発明のプリプレグは、本発明の樹脂組成物を繊維からなるシート状補強基材にホットメルト法又はソルベント法により含浸させ、加熱して半硬化させることにより製造することができる。すなわち、本発明の樹脂組成物が繊維からなるシート状補強基材に含浸した状態となるプリプレグとすることができる。繊維からなるシート状補強基材としては、例えば、ガラスクロスやアラミド繊維等のプリプレグ用繊維として常用されている繊維からなるものを用いることができる。
ホットメルト法は、樹脂を、有機溶剤に溶解することなく、該樹脂との剥離性の良い塗工紙に一旦コーティングし、それをシート状補強基材にラミネートする、あるいは樹脂を、有機溶剤に溶解することなく、ダイコーターによりシート状補強基材に直接塗工するなどして、プリプレグを製造する方法である。またソルベント法は、接着フィルムと同様にして樹脂を有機溶剤に溶解して樹脂ワニスを調製し、このワニスにシート状補強基材を浸漬し、樹脂ワニスをシート状補強基材に含浸させ、その後乾燥させる方法である。
次に、上記のようにして製造したプリプレグを用いて多層プリント配線板を製造する方法の一例を説明する。回路基板に本発明のプリプレグを1枚あるいは必要により数枚重ね、離型フィルムを介して金属プレートで挟み、加圧・加熱条件下でプレス積層する。加圧・加熱条件は、好ましくは、圧力が5〜40kgf/cm2(49×104〜392×104N/m2)、温度が120〜200℃で20〜100分である。また接着フィルムと同様に、プリプレグを真空ラミネート法により回路基板にラミネートした後、加熱硬化することも可能である。その後、上記で記載した方法と同様にして、硬化したプリプレグ表面を粗化した後、導体層をメッキにより形成して多層プリント配線板を製造することができる。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
ビスフェノールAジシアネートのプレポリマー(ロンザジャパン(株)製「BA230S75」、シアネート当量約232、不揮発分75質量%のメチルエチルケトン(以下MEKと略す)溶液)30質量部、フェノールノボラック型多官能シアネートエステル樹脂(ロンザジャパン(株)製「PT30」、シアネート当量約124)を10質量部、MEK10部と共に攪拌混合し、ナフトール型エポキシ樹脂として東都化成(株)製「ESN−475V」(下記一般式(1)で表されるエポキシ当量約340の不揮発分65質量%のMEK溶液)40質量部、さらに液状ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(株)製「jER828EL」、エポキシ当量約185)8質量部、フェノキシ樹脂溶液(ジャパンエポキシレジン(株)製「YX−6954」、不揮発分30質量%のMEKとシクロヘキサノンとの混合溶液)20質量部、グアニジン化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体(ジシアンジアミド15質量部(ジャパンエポキシレジン(株)製「jERcure DICY7」)とビスフェノールA型エポキシ樹脂30質量部(ジャパンエポキシレジン(株)製「jER 828US」とを1−メトキシプロパノール溶液55質量部中で100℃、2時間反応させた不揮発分45質量%の溶液)を3質量部、コバルト(II)アセチルアセトナート(東京化成(株)製)の1質量%のN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)溶液4質量部、および球形シリカ((株)アドマテックス製「SOC2」をアミノシランで表面処理したもの、平均粒子径0.5μm)50質量部を混合し、高速回転ミキサーで均一に分散して、熱硬化性樹脂組成物のワニスを作製した。
樹脂組成物の不揮発分中、エポキシ樹脂27質量%、シアネートエステル樹脂26質量%、イミダゾール化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体1.1質量%、有機金属系触媒として添加した金属(コバルト)58ppm、高分子樹脂5質量%、無機充填材41質量%となる。
次に、かかる樹脂組成物ワニスをポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ38μm、以下PETフィルムと略す)上に、乾燥後の樹脂組成物層の厚みが40μmとなるようにダイコーターにて均一に塗布し、80〜120℃(平均100℃)で6分間乾燥した(樹脂組成物層中の残留溶媒量:約1.5質量%)。次いで、樹脂組成物層の表面に厚さ15μmのポリプロピレンフィルムを貼り合わせながらロール状に巻き取った。ロール状の接着フィルムを幅507mmにスリットし、507×336mmサイズのシート状の接着フィルムを得た。
樹脂組成物の不揮発分中、エポキシ樹脂27質量%、シアネートエステル樹脂26質量%、イミダゾール化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体1.1質量%、有機金属系触媒として添加した金属(コバルト)58ppm、高分子樹脂5質量%、無機充填材41質量%となる。
次に、かかる樹脂組成物ワニスをポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ38μm、以下PETフィルムと略す)上に、乾燥後の樹脂組成物層の厚みが40μmとなるようにダイコーターにて均一に塗布し、80〜120℃(平均100℃)で6分間乾燥した(樹脂組成物層中の残留溶媒量:約1.5質量%)。次いで、樹脂組成物層の表面に厚さ15μmのポリプロピレンフィルムを貼り合わせながらロール状に巻き取った。ロール状の接着フィルムを幅507mmにスリットし、507×336mmサイズのシート状の接着フィルムを得た。
<実施例2>
実施例1のグアニジン化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体3質量部を、(1−o−トリルビグアニド20質量部(大内新興化学工業(株)製「ノクセラーBG」)とフェニルグリシジルエーテル20質量部とを1−メトキシプロパノール溶液60質量部中で100℃、2時間反応させた不揮発分40質量%の溶液)5質量部に変更した熱硬化性樹脂組成物のワニスを使用する以外は、実施例1と全く同様にして接着フィルムを得た。
実施例1のグアニジン化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体3質量部を、(1−o−トリルビグアニド20質量部(大内新興化学工業(株)製「ノクセラーBG」)とフェニルグリシジルエーテル20質量部とを1−メトキシプロパノール溶液60質量部中で100℃、2時間反応させた不揮発分40質量%の溶液)5質量部に変更した熱硬化性樹脂組成物のワニスを使用する以外は、実施例1と全く同様にして接着フィルムを得た。
<比較例1>
実施例1において、グアニジン化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体を添加しない熱硬化性樹脂組成物のワニスを使用する以外は、実施例1と全く同様にして接着フィルムを得た。
実施例1において、グアニジン化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体を添加しない熱硬化性樹脂組成物のワニスを使用する以外は、実施例1と全く同様にして接着フィルムを得た。
<比較例2>
実施例1において、コバルト(II)アセチルアセトナート溶液を添加しない熱硬化性樹脂組成物のワニスを使用する以外は、実施例1と全く同様にして接着フィルムを得た。
実施例1において、コバルト(II)アセチルアセトナート溶液を添加しない熱硬化性樹脂組成物のワニスを使用する以外は、実施例1と全く同様にして接着フィルムを得た。
<比較例3>
実施例1において、グアニジン化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体3質量部の代わりに、ジシアンジアミド(ジャパンエポキシレジン(株)製「jERcure DICY7」)の10質量%N,N−ジメチルホルムアミド溶液)5質量部に変更した熱硬化性樹脂組成物のワニスを作製したところ、室温2時間を越えた時点でジシアンジアミドの結晶が析出してしまい、大きな塊のある不均一な樹脂組成物のため、接着フィルムの製造を行うことが出来なかった。
実施例1において、グアニジン化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体3質量部の代わりに、ジシアンジアミド(ジャパンエポキシレジン(株)製「jERcure DICY7」)の10質量%N,N−ジメチルホルムアミド溶液)5質量部に変更した熱硬化性樹脂組成物のワニスを作製したところ、室温2時間を越えた時点でジシアンジアミドの結晶が析出してしまい、大きな塊のある不均一な樹脂組成物のため、接着フィルムの製造を行うことが出来なかった。
<比較例4>
実施例1において、グアニジン化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体3質量部の代わりに、1−o−トリルビグアニド(大内新興化学工業(株)製「ノクセラーBG」の10質量%N,N−ジメチルホルムアミド溶液)10質量部に変更した熱硬化性樹脂組成物のワニスを作製したところ、室温2時間を越えた時点でゲル状物が発生し、接着フィルムの製造を行うことが出来なかった。
実施例1において、グアニジン化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体3質量部の代わりに、1−o−トリルビグアニド(大内新興化学工業(株)製「ノクセラーBG」の10質量%N,N−ジメチルホルムアミド溶液)10質量部に変更した熱硬化性樹脂組成物のワニスを作製したところ、室温2時間を越えた時点でゲル状物が発生し、接着フィルムの製造を行うことが出来なかった。
<ピール強度および表面粗度の測定用サンプルの調製>
(1)積層板の下地処理
内層回路を形成したガラス布基材エポキシ樹脂両面銅張積層板[銅箔の厚さ18μm、基板厚み0.3mm、松下電工(株)製R5715ES]の両面をメック(株)製CZ8100に浸漬して銅表面の粗化処理をおこなった。
(2)接着フィルムのラミネート
実施例及び比較例で作成した接着フィルムを、バッチ式真空加圧ラミネーターMVLP-500(名機(株)製商品名)を用いて、積層板の両面にラミネートした。ラミネートは、30秒間減圧して気圧を13hPa以下とし、その後30秒間、100℃、圧力0.74MPaでプレスすることにより行った。
(3)樹脂組成物の硬化
ラミネートされた接着フィルムからPETフィルムを剥離し、100℃、30分さらに、180℃、30分の硬化条件で樹脂組成物を硬化した。
(4)粗化処理
積層板を、膨潤液である、アトテックジャパン(株)のジエチレングリコールモノブチルエーテル含有のスエリングディップ・セキュリガンドPに浸漬し、次に粗化液として、アトテックジャパン(株)のコンセントレート・コンパクトP(KMnO4:60g/L、NaOH:40g/Lの水溶液)に浸漬、最後に中和液として、アトテックジャパン(株)のリダクションショリューシン・セキュリガントPに40℃で5分間浸漬した。粗化条件:膨潤液に80℃で10分間浸漬、粗化液に80℃で20分間浸漬した。この粗化処理後の積層板について、表面粗度の測定を行った。
(5)セミアディティブ工法によるメッキ
絶縁層表面に回路を形成するために、積層板を、PdCl2を含む無電解メッキ用溶液に浸漬し、次に無電解銅メッキ液に浸漬した。150℃にて30分間加熱してアニール処理を行った後に、エッチングレジストを形成し、エッチングによるパターン形成の後に、硫酸銅電解メッキを行い、30±5μmの厚さで導体層を形成した。次に、アニール処理を180℃にて60分間行った。この積層板についてメッキ銅のピール強度の測定を行った。
(1)積層板の下地処理
内層回路を形成したガラス布基材エポキシ樹脂両面銅張積層板[銅箔の厚さ18μm、基板厚み0.3mm、松下電工(株)製R5715ES]の両面をメック(株)製CZ8100に浸漬して銅表面の粗化処理をおこなった。
(2)接着フィルムのラミネート
実施例及び比較例で作成した接着フィルムを、バッチ式真空加圧ラミネーターMVLP-500(名機(株)製商品名)を用いて、積層板の両面にラミネートした。ラミネートは、30秒間減圧して気圧を13hPa以下とし、その後30秒間、100℃、圧力0.74MPaでプレスすることにより行った。
(3)樹脂組成物の硬化
ラミネートされた接着フィルムからPETフィルムを剥離し、100℃、30分さらに、180℃、30分の硬化条件で樹脂組成物を硬化した。
(4)粗化処理
積層板を、膨潤液である、アトテックジャパン(株)のジエチレングリコールモノブチルエーテル含有のスエリングディップ・セキュリガンドPに浸漬し、次に粗化液として、アトテックジャパン(株)のコンセントレート・コンパクトP(KMnO4:60g/L、NaOH:40g/Lの水溶液)に浸漬、最後に中和液として、アトテックジャパン(株)のリダクションショリューシン・セキュリガントPに40℃で5分間浸漬した。粗化条件:膨潤液に80℃で10分間浸漬、粗化液に80℃で20分間浸漬した。この粗化処理後の積層板について、表面粗度の測定を行った。
(5)セミアディティブ工法によるメッキ
絶縁層表面に回路を形成するために、積層板を、PdCl2を含む無電解メッキ用溶液に浸漬し、次に無電解銅メッキ液に浸漬した。150℃にて30分間加熱してアニール処理を行った後に、エッチングレジストを形成し、エッチングによるパターン形成の後に、硫酸銅電解メッキを行い、30±5μmの厚さで導体層を形成した。次に、アニール処理を180℃にて60分間行った。この積層板についてメッキ銅のピール強度の測定を行った。
<メッキ導体層の引き剥がし強さ(ピール強度)の測定>
積層板の導体層に、幅10mm、長さ100mmの部分の切込みをいれ、この一端を剥がしてつかみ具で掴み、室温中にて、50mm/分の速度で垂直方向に35mmを引き剥がした時の荷重を測定した。
なお、粗化ムラを検証するため、内層回路の全面導体上に積層された樹脂組成物上のピール強度と、内層回路の全面基材上に積層された樹脂組成物上のピール強度の両方を測定した。
積層板の導体層に、幅10mm、長さ100mmの部分の切込みをいれ、この一端を剥がしてつかみ具で掴み、室温中にて、50mm/分の速度で垂直方向に35mmを引き剥がした時の荷重を測定した。
なお、粗化ムラを検証するため、内層回路の全面導体上に積層された樹脂組成物上のピール強度と、内層回路の全面基材上に積層された樹脂組成物上のピール強度の両方を測定した。
<粗化後の表面粗度の測定>
非接触型表面粗さ計(ビーコインスツルメンツ社製WYKO NT3300)を用いて、VSIコンタクトモード、50倍レンズにより測定範囲を121μm×92μmとして得られる数値により算術平均粗さ(Ra値)を求めた。また10点の平均粗さを求めることにより測定した。なお、表面粗度の均一性を検証するため、全面が導体層となっている内層回路基板表面の該導体層上に形成された絶縁層の表面粗度と、前面が絶縁層となっている内層回路基板表面の該下地絶縁層上に形成された絶縁層の表面粗度の両方を測定した。
非接触型表面粗さ計(ビーコインスツルメンツ社製WYKO NT3300)を用いて、VSIコンタクトモード、50倍レンズにより測定範囲を121μm×92μmとして得られる数値により算術平均粗さ(Ra値)を求めた。また10点の平均粗さを求めることにより測定した。なお、表面粗度の均一性を検証するため、全面が導体層となっている内層回路基板表面の該導体層上に形成された絶縁層の表面粗度と、前面が絶縁層となっている内層回路基板表面の該下地絶縁層上に形成された絶縁層の表面粗度の両方を測定した。
<線熱膨張率の評価>
実施例1、2および比較例1、2、3で得られた接着フィルムを190℃で90分熱硬化させてシート状の硬化物を得た。その硬化物を、幅約5mm、長さ約15mmの試験片に切断し、(株)リガク製熱機械分析装置(Thermo Plus TMA8310)を使用して、引張加重法で熱機械分析を行った。試験片を前記装置に装着後、荷重1g、昇温速度5℃/分の測定条件にて連続して2回測定した。2回目の測定における25℃から150℃までの平均線熱膨張率を算出した。
実施例1、2および比較例1、2、3で得られた接着フィルムを190℃で90分熱硬化させてシート状の硬化物を得た。その硬化物を、幅約5mm、長さ約15mmの試験片に切断し、(株)リガク製熱機械分析装置(Thermo Plus TMA8310)を使用して、引張加重法で熱機械分析を行った。試験片を前記装置に装着後、荷重1g、昇温速度5℃/分の測定条件にて連続して2回測定した。2回目の測定における25℃から150℃までの平均線熱膨張率を算出した。
表1の結果から、実施例1及び2で得られた接着フィルムにより形成された絶縁層は、線熱膨張率が40ppm以下と低く、また表面粗度がRa値260nm以下と低粗度で、かつ導体層ピール強度は0.6kgf/cm以上と高く、また導体層上と下地絶縁層上における絶縁層表面の粗度の差も小さいことが分かる。
一方、グアニジン化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体を含まず、硬化促進剤が金属系硬化触媒のみの比較例1は、導体層上の絶縁層表面と下地絶縁層上の絶縁層表面とで粗度の差が大きく、導体層のピール強度にも大きな差が生じるため、高密度微細配線の形成に不利となる。また、金属系硬化触媒を含まず、硬化促進剤がグアニジン化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体のみの比較例2においては、導体層上と下地絶縁層上の絶縁層表面ともに粗度が大きく、導体層のピール強度もやや低い結果となった。一方、比較例3、4のように、またグアニジン化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体の代わりにグアニジン化合物そのものを使用した場合、結晶性や保存安定性の悪さから、接着フィルムを製造することができなかった。
一方、グアニジン化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体を含まず、硬化促進剤が金属系硬化触媒のみの比較例1は、導体層上の絶縁層表面と下地絶縁層上の絶縁層表面とで粗度の差が大きく、導体層のピール強度にも大きな差が生じるため、高密度微細配線の形成に不利となる。また、金属系硬化触媒を含まず、硬化促進剤がグアニジン化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体のみの比較例2においては、導体層上と下地絶縁層上の絶縁層表面ともに粗度が大きく、導体層のピール強度もやや低い結果となった。一方、比較例3、4のように、またグアニジン化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体の代わりにグアニジン化合物そのものを使用した場合、結晶性や保存安定性の悪さから、接着フィルムを製造することができなかった。
Claims (12)
- (A)エポキシ樹脂、(B)シアネートエステル樹脂、(C)グアニジン化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体及び(D)金属系硬化触媒、を含有することを特徴とする樹脂組成物。
- 樹脂組成物の不揮発分を100質量%とした場合、成分(A)の含有量が5〜60質量%%、成分(B)の含有量が5〜50質量、成分(C)のグアニジン化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体の含有量が0.1〜5質量%、及び(D)金属系硬化触媒に基づく金属の含有量が25〜500ppmであり、シアネートエステル基とエポキシ基との比率が1:0.4〜1:2である、請求項1記載のエポキシ樹脂組成物。
- 金属系硬化触媒が、コバルト 、銅、亜鉛、鉄、ニッケル、マンガンおよびスズから選択される1種以上の金属の、有機金属錯体又は有機金属塩である請求項1又は2記載の樹脂組成物。
- グアニジン化合物がジシアンジアミドである請求項1〜3のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- さらにポリビニルアセタール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエステル樹脂から選択される1種以上の高分子樹脂を含有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 高分子樹脂の含有量が、樹脂組成物(不揮発分100質量%)に対し1〜20質量%である、請求項5記載の樹脂組成物。
- さらに無機充填材を含有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 無機充填材の含有量が、樹脂組成物(不揮発分100質量%)に対し、10〜70質量%である、請求項7記載の樹脂組成物。
- 無機充填材がシリカである、請求項7又は8記載の樹脂組成物。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の樹脂組成物が支持体上に層形成されてなる接着フィルム。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の樹脂組成物が繊維からなるシート状補強基材中に含浸されてなるプリプレグ。
- 請求項1〜9のいずれか1項に記載の樹脂組成物の硬化物により絶縁層が形成されてなる多層プリント配線板。
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