JP2010168470A - 樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】(A)多官能エポキシ樹脂、(B)硬化剤、(C)フェノキシ樹脂及び/又はポリビニルアセタール樹脂、並びに(D)シラザン化合物で表面処理後、シランカップリング剤で表面処理された無機充填材を含有する樹脂組成物であって、当該樹脂組成物中の不揮発分100質量%に対し、成分(D)の含有量が50〜80質量%である樹脂組成物。また、かかる樹脂組成物の層が支持フィルム上に形成されてなる接着フィルム。また、かかる樹脂組成物が繊維からなるシート状繊維基材中に含浸されてなるプリプレグ。
【選択図】なし
Description
(2)成分(D)の含有量が55〜75質量%である上記(1)記載の樹脂組成物。
(3)無機充填材が平均粒子径が1μm以下、かつ、最大粒子径が5μm以下のシリカである、上記(1)又は(2)記載の樹脂組成物。
(4)フェノキシ樹脂及び/又はポリビニルアセタール樹脂の重量平均分子量が8,000〜150,000である、上記(1)〜(3)のいずれかに記載の樹脂組成物。
(5)樹脂組成物中の不揮発分100質量%に対し、成分(A)及び(B)の合計含有量が15〜50質量%であり、かつ、樹脂組成物中に存在するエポキシ樹脂のエポキシ基の合計数とエポキシ硬化剤の反応基の合計数との比(エポキシ基:反応基)が1:0.4〜2.0である、上記(1)〜(4)のいずれかに記載の樹脂組成物。
(6)樹脂組成物中の不揮発分100質量%に対し、成分(C)の含有量が1〜10質量%である、上記(1)〜(5)のいずれかに記載の樹脂組成物。
(7)上記(1)〜(6)のいずれかに記載の樹脂組成物の層が支持フィルム上に形成されてなる接着フィルム。
(8)上記(1)〜(6)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繊維基材中に含浸されてなるプリプレグ。
(9)上記(1)〜(6)のいずれかに記載の樹脂組成物の硬化物により形成された絶縁層を含む回路基板。
本発明の樹脂組成物(以下、「本発明組成物」とも略称する。)は、(A)多官能エポキシ樹脂と、(B)硬化剤と、(C)フェノキシ樹脂及び/又はポリビニルアセタール樹脂と、(D)シラザン化合物で表面処理後、シランカップリング剤で表面処理された無機充填材とを少なくとも含む樹脂組成物であり、樹脂組成物中の不揮発分100質量%に対し、成分(D)を50〜80質量%含有せしめたことが主たる特徴である。
多官能エポキシ樹脂とは、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂のことを指す。
本発明において、硬化剤は、エポキシ樹脂を硬化する機能を有するものであれば特に限定されないが、好ましいものとしては、例えば、フェノール系硬化剤、ナフトール系硬化剤、活性エステル系硬化剤、ベンゾオキサジン系硬化剤、シアネートエステル樹脂等が挙げられる。かかる硬化剤はいずれか1種を使用するか2種以上を混合して用いてもよい。
本発明の樹脂組成物はフェノキシ樹脂及び/又はポリビニルアセタール樹脂を含有する。フェノキシ樹脂及び/又はポリビニルアセタール樹脂は、その重量平均分子量が8,000〜150,000の範囲が好ましく、10,000〜60,000の範囲がより好ましく、20,000〜60,000の範囲であるのが特に好ましい。フェノキシ樹脂及び/又はポリビニルアセタール樹脂の重量平均分子量がかかる好適範囲よりも小さいと、本発明の樹脂組成物により形成された絶縁層上の導体層のピール強度が低下する傾向にあり、かかる範囲より大きいと、絶縁層の熱膨張率や、粗化処理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おいて、シラザン化合物で表面処理後、シランカップリング剤で表面処理された無機充填材は、樹脂組成物から形成される絶縁層の熱膨張率を低下させる目的で配合されるが、当該無機充填材は樹脂組成物中で優れた分散性を示すことから、比較的多量に配合しても樹脂組成物を比較的低い溶融粘度を示すものにすることができるとともに、無機充填材が高充填化した絶縁層形成に寄与する。一方、当該無機充填材を含む樹脂組成物を加熱硬化して得られる絶縁層は当該無機充填材とフェノキシ樹脂及び/又はポリビニルアセタール樹脂の存在により、導体層(メッキ層)に対する密着性が向上するという作用を発現し、粗化処理して得られる表面の表面粗さが小さいにもかかわらず、導体層との密着性に優れる絶縁層を形成することを可能にする。
本発明の樹脂組成物には、硬化物の機械強度の向上や応力緩和等の目的からゴム粒子を含有させてもよい。当該ゴム粒子は、樹脂組成物を調製する際の有機溶媒にも溶解せず、エポキシ樹脂等の樹脂組成物中の成分とも相溶せず、樹脂組成物のワニス中では分散状態で存在するものが好ましい。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することができ、具体的には、コアシェル型ゴム粒子、架橋アクリル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、アクリルゴム粒子等が挙げられる。コアシェル型ゴム粒子は、粒子がコア層とシェル層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、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、中間層がゴム状ポリマー、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。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、(ガンツ化成(株)商品名)、メタブレンKW-4426(三菱レイヨン(株)商品名)が挙げられる。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(平均粒子径0.5μm、JSR(株)製)などが挙げられる。スチレンブタジエンゴム(SBR)粒子の具体例としては、XSK-500(平均粒子径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(平均粒子径0.1μm)、W450A(平均粒子径0.5μm)(三菱レイヨン(株)製)を挙げることができる。
本発明の樹脂組成物は、必要に応じて本発明の効果が発揮される範囲でマレイミド化合物、ビスアリルナジイミド化合物、ビニルベンジル樹脂、ビニルベンジルエーテル樹脂などのエポキシ樹脂以外の熱硬化性樹脂を配合することもできる。このような熱硬化性樹脂は2種以上を混合して用いてもよい。マレイミド樹脂としてはBMI1000、BMI2000、BMI3000、BMI4000、BMI5100(大和化成工業(株)製)、BMI、BMI−70、BMI−80(ケイ・アイ化成(株)製)、ANILIX−MI(三井化学ファイン(株)製)、ビスアリルナジイミド化合物としてはBANI−M、BANI−X(丸善石油化学工業(株)製)ビニルベンジル樹脂としてはV5000(昭和高分子(株)製)、ビニルベンジルエーテル樹脂としてはV1000X、V1100X(昭和高分子(株)製)が挙げられる。
本発明の樹脂組成物は、本発明の効果が発揮される範囲で難燃剤を含有しても良い。難燃剤は2種以上を混合して用いてもよい。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等のフェナントレン型リン化合物、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、FX305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)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)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。
支持体上に本発明の樹脂組成物の層を形成することで接着フィルムが得られ、また、繊維からなるシート状基材(シート状繊維基材)中に本発明の樹脂組成物を含浸させることでプリプレグを得ることができる。本発明の樹脂組成物は直接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、本発明の樹脂組成物を用いて上記の接着フィルムやプリプレグ等の絶縁樹脂シートを形成し、該絶縁樹脂シートを使用して回路基板に絶縁層を形成するのが好ましい。
実施例1において、球形シリカ(アドマテックス社製の「SOC2」(ヘキサメチルジシラザン処理付、平均粒子径0.5μm)100部にさらに日鉱金属(株)製イミダゾールシランIM−1000を1部処理したもの)105部を、球状シリカ(アドマテックス社製の「SOC2」(平均粒子径0.5μm))105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において、球形シリカ(アドマテックス社製の「SOC2」(ヘキサメチルジシラザン処理付、平均粒子径0.5μm)100部にさらに日鉱金属(株)製イミダゾールシランIM−1000を1部処理したもの)105部を、球状シリカ(アドマテックス社製の「SOC2」(ヘキサメチルジシラザン処理付、平均粒子径0.5μm))105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において、球形シリカ(アドマテックス社製の「SOC2」(ヘキサメチルジシラザン処理付、平均粒子径0.5μm)100部にさらに日鉱金属(株)製イミダゾールシランIM−1000を1部処理したもの)105部を、球状シリカ(アドマテックス社製の「SOC2」(イミダゾールシラン処理付、平均粒子径0.5μm)100部にさらに東京化成工業(株)製1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザンを1部処理したもの)105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3において、球形シリカ(アドマテックス社製の「SOC2」(ヘキサメチルジシラザン処理付、平均粒子径0.5μm)100部にさらに信越化学工業(株)製エポキシシランKBM−403を1部処理したもの)110部を、球形シリカ(アドマテックス社製の「SOC2」(平均粒子径0.5μm)100部に信越化学工業(株)製エポキシシランKBM−403を1部処理したもの)110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3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、フェノキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(株)製の「YX6954BH30」(重量平均分子量38000)をメチルエチルケトン(以下「MEK」と略称する。)とシクロヘキサノンの質量比が1:1の混合溶媒に溶解した不揮発分30質量%の樹脂溶液)20部と、ポリビニルブチラール樹脂溶液(積水化学工業(株)製「KS-1」(ガラス転移温度105℃、重量平均分子量:27000)をエタノールとトルエンの質量比が1:1の混合溶媒に溶解した固形分15%の樹脂溶液)12部を除い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において、フェノキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(株)製の「YX6954BH30」(重量平均分子量38000)をメチルエチルケトン(以下「MEK」と略称する。)とシクロヘキサノンの質量比が1:1の混合溶媒に溶解した不揮発分30質量%の樹脂溶液)20部とポリビニルブチラール樹脂溶液(積水化学工業(株)製「KS−1」(ガラス転移温度105℃、重量平均分子量:27000)をエタノールとトルエンの質量比が1:1の混合溶媒に溶解した固形分15%の樹脂溶液)12部を除き、代わりにポリイミド樹脂溶液(DIC(株)製「ユニディックV−8000」(重量平均分子量20000)の不揮発分40質量%のエチルジグリコールアセテート溶液)20部を添加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6において、ポリイミド樹脂溶液20部を、ゴム変性ポリアミド樹脂溶液(日本化薬(株)製「BPAM−260」(重量平均分子量70000)の不揮発分40質量%のDMF溶液)20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比較例6と全く同様にして接着フィルムを得た。
比較例6において、ポリイミド樹脂溶液20部を、ポリイミド樹脂(バンティコ(株)製「Matrimid5218US」の不揮発分40質量%のDMF溶液)20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比較例6と全く同様にして接着フィルムを得た。
比較例6において、ポリイミド樹脂溶液20部を、アクリル酸エステル共重合樹脂(ナガセケムテックス(株)製の「SG−70L」(重量平均分子量80000)の不揮発分12.5質量%のMEK・トルエン溶液)40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比較例6と全く同様にして接着フィルムを得た。
実施例および比較例で作製した接着フィルムにおける樹脂組成物層の溶融粘度を測定した。(株)ユー・ビー・エム製型式Rheosol−G3000を使用して、樹脂量は1g、直径18mmのパラレルプレートを使用し、開始温度60℃から200℃まで、昇温速度5℃/分、測定温度間隔2.5℃、振動1Hz/degの測定条件にて溶融粘度を測定した。
実施例及び比較例で作製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、導体厚35μmでL(ライン:配線幅)/S(スペース:間隔幅)=160/160μmの櫛歯状の導体パターン上にラミネートした。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。ラミネート後の樹脂組成物層のボイドの有無を確認した。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、180℃、30分の硬化条件で樹脂組成物を硬化して、絶縁層を形成した。絶縁層における導体上とそれ以外の部分の凹凸差(Rt:最大のpeak−to−valley)の値は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、10倍レンズにより測定範囲を1.2mm×0.91mmとして得られる数値により求めた。
なお、ラミネート後にボイドの発生は無く、さらに導体上とそれ以外の部分の凹凸差が5μm未満の場合を○、ラミネート後にボイドの発生は無いが、導体上とそれ以外の部分の凹凸差が5μm以上の場合を△、ラミネート後にボイドが発生した場合を×と評価した。
(1)内層回路基板の下地処理
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(アゾール類の銅錯体、有機酸を含む表面処理剤)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製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、内層回路基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
(3−1)実施例1、2及び比較例1〜3、5〜9
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、170℃、30分の硬化条件で樹脂組成物を硬化して絶縁層を形成した。
(3−2)実施例3及び比較例4
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て絶縁層を形成した。
(4)粗化処理
(4−1)実施例1、2及び比較例1〜3、5〜9
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60℃で5分間浸漬、粗化液に80℃で20分間浸漬)。
この粗化処理後の積層板について、下記の方法で表面粗度の測定を行った。
(4−2)実施例3及び比較例4
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)。
この粗化処理後の積層板について、下記の方法で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、内層回路基板を、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。この回路基板についてメッキ銅のピール強度の測定を行った。
回路基板の導体層に、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。
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。
実施例および比較例で得られた接着フィルムを190℃で90分間加熱して樹脂組成物層を熱硬化させた。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回目の測定においてガラス転移温度と、25℃から150℃までの平均線熱膨張率を算出した。
結果を下記表1、2に示す。
Claims (9)
- (A)多官能エポキシ樹脂、(B)硬化剤、(C)フェノキシ樹脂及び/又はポリビニルアセタール樹脂、並びに(D)シラザン化合物で表面処理後、シランカップリング剤で表面処理された無機充填材を含有する樹脂組成物であり、該樹脂組成物中の不揮発分100質量%に対し、成分(D)の含有量が50〜80質量%であることを特徴とする樹脂組成物。
- 成分(D)の含有量が55〜75質量%である請求項1記載の樹脂組成物。
- 無機充填材が平均粒子径が1μm以下、かつ、最大粒子径が5μm以下のシリカである、請求項1又は2記載の樹脂組成物。
- フェノキシ樹脂及び/又はポリビニルアセタール樹脂の重量平均分子量が8,000〜150,000である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 樹脂組成物中の不揮発分100質量%に対し、成分(A)及び(B)の合計含有量が15〜50質量%であり、かつ、樹脂組成物中に存在するエポキシ樹脂のエポキシ基の合計数とエポキシ硬化剤の反応基の合計数との比(エポキシ基:反応基)が1:0.4〜2.0である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 樹脂組成物中の不揮発分100質量%に対し、成分(C)の含有量が1〜10質量%である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の樹脂組成物の層が支持フィルム上に形成されてなる接着フィルム。
- 請求項1〜6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繊維基材中に含浸されてなるプリプレグ。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の樹脂組成物の硬化物により形成された絶縁層を含む回路基板。
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