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TWI867037B - 樹脂組成物 - Google Patents

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鶴井一彥
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日商味之素股份有限公司
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Abstract

本發明的課題為提供一種可得到即使無機填充材料為低摻合,亦可將黏性(Tackiness)抑制在低,且具備優異之柔軟性及優異之絕緣信賴性的硬化物之樹脂組成物。 本發明的解決手段為一種樹脂組成物,其係包含(A)環氧樹脂、(B)無機填充材料及(C)聚醯亞胺樹脂之樹脂組成物,其特徵為(A)成分包含(A-1)含有矽氧烷骨架之環氧樹脂,(B)成分的含量係將樹脂組成物中之不揮發成分定為100質量%時,為40質量%以下。

Description

樹脂組成物
本發明係關於包含聚醯亞胺樹脂之樹脂組成物。進而,係關於使用該樹脂組成物所得之硬化物、樹脂薄片、多層可撓性基板,及半導體裝置。
近年來,正提高對更薄型且輕量,實裝密度高之半導體零件的要求。為了因應此要求,正注目將可撓性基板作為半導體零件所使用之基質(substrate)基板利用。可撓性基板與剛性基板相比較,可變更薄且輕量。進而,可撓性基板由於柔軟且可變形,故可彎曲且實裝。
可撓性基板之絕緣材料中,一般而言,雖有必要摻合聚醯亞胺樹脂等之柔軟性樹脂,但摻合聚醯亞胺樹脂時,有黏性(黏著性)提昇,操作性劣化的情況。雖可藉由摻合無機填充材料,抑制黏性(專利文獻1),但提高無機填充材料之摻合率,與柔軟性的兼備變困難。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2014-95047號公報
[發明欲解決之課題]
本發明之課題係提供一種可得到即使無機填充材料為低摻合,亦可將黏性抑制在低,且具備優異之柔軟性及優異之絕緣信賴性的硬化物之樹脂組成物等。 [用以解決課題之手段]
為了達成本發明之課題,本發明者們進行努力研究的結果,發現藉由使用包含(A)環氧樹脂、(B)無機填充材料及(C)聚醯亞胺樹脂之樹脂組成物,且(A)成分係包含(A-1)含有矽氧烷骨架之環氧樹脂的樹脂組成物,可得到(B)無機填充材料的含量為40質量%以下時,即使為低摻合,亦可將黏性抑制在低,且具備優異之柔軟性及優異之絕緣信賴性的硬化物,而終至完成本發明。
亦即,本發明係包含以下之內容。 [1] 一種樹脂組成物,其係包含(A)環氧樹脂、(B)無機填充材料及(C)聚醯亞胺樹脂之樹脂組成物,其特徵為(A)成分係包含(A-1)含有矽氧烷骨架之環氧樹脂, (B)成分的含量係將樹脂組成物中之不揮發成分定為100質量%時,為40質量%以下。 [2] 如上述[1]所記載之樹脂組成物,其中,(A-1)成分為含有環狀矽氧烷骨架之環氧樹脂。 [3] 如上述[1]或[2]所記載之樹脂組成物,其中,(A-1)成分為式(A1)表示之化合物,
[式中,R1 分別獨立表示環氧烷基;R2 分別獨立表示取代或無取代之烷基、取代或無取代之烯基,或取代或無取代之芳基;R3 及R4 分別獨立表示取代或無取代之烷基、取代或無取代之烯基,或取代或無取代之芳基,或是R3 及R4 變成一起顯示1個-O-並彼此鍵結,而形成環狀矽氧烷骨架;s表示1以上之整數]。 [4] 如上述[1]~[3]中任一項所記載之樹脂組成物,其中,(A-1)成分的分子量為800以下。 [5] 如上述[1]~[4]中任一項所記載之樹脂組成物,其中,(A-1)成分的環氧當量為150g/eq.~250g/eq.。 [6] 如上述[1]~[5]中任一項所記載之樹脂組成物,其中,(A-1)成分的含量係將樹脂組成物中之不揮發成分定為100質量%時,為5質量%以上。 [7] 如上述[1]~[6]中任一項所記載之樹脂組成物,其中,(A-1)成分的含量係將樹脂組成物中之不揮發成分定為100質量%時,為10質量%以下。 [8] 如上述[1]~[7]中任一項所記載之樹脂組成物,其中,(B)成分的平均粒徑為1μm以下。 [9] 如上述[1]~[8]中任一項所記載之樹脂組成物,其中,(B)成分為二氧化矽。 [10] 如上述[1]~[9]中任一項所記載之樹脂組成物,其中,(C)成分的重量平均分子量為1,000以上100,000以下。 [11] 如上述[1]~[10]中任一項所記載之樹脂組成物,其中,(C)成分的含量係將樹脂組成物中之不揮發成分定為100質量%時,為20質量%以上。 [12] 如上述[1]~[11]中任一項所記載之樹脂組成物,其中,(C)成分的含量係將樹脂組成物中之不揮發成分定為100質量%時,為30質量%以下。 [13] 如上述[1]~[12]中任一項所記載之樹脂組成物,其係進一步包含(D)硬化劑。 [14] 如上述[13]所記載之樹脂組成物,其中,(D)成分係包含活性酯系硬化劑。 [15] 如上述[1]~[14]中任一項所記載之樹脂組成物,其係多層可撓性基板之絕緣層形成用。 [16] 一種如上述[1]~[15]中任一項所記載之樹脂組成物的硬化物。 [17] 一種樹脂薄片,其係包含支持體、與以設置在該支持體上之如上述[1]~[15]中任一項所記載之樹脂組成物形成之樹脂組成物層。 [18] 一種多層可撓性基板,其係包含硬化如上述[1]~[15]中任一項所記載之樹脂組成物所形成之絕緣層。 [19] 一種半導體裝置,其係具備如上述[18]所記載之多層可撓性基板。 [發明效果]
根據本發明之樹脂組成物,可得到無機填充材料即使為低摻合,亦可將黏性抑制在低,且具備優異之柔軟性及優異之絕緣信賴性的硬化物。
以下,將本發明針對其合適之實施形態進行詳細說明。惟,本發明並非被限定在下述實施形態及例示物者,在不脫離本發明之申請專利範圍及其均等的範圍的範圍,可任意變更實施。
<樹脂組成物> 本發明之樹脂組成物,其係包含(A)環氧樹脂、(B)無機填充材料及(C)聚醯亞胺樹脂之樹脂組成物,其特徵為(A)成分係包含(A-1)含有矽氧烷骨架之環氧樹脂,(B)成分的含量為40質量%以下。藉由使用這般的樹脂組成物,可得到無機填充材料即使為低摻合,亦可將黏性抑制在低,且具備優異之柔軟性及優異之絕緣信賴性的硬化物。
本發明之樹脂組成物除了(A)環氧樹脂、(B)無機填充材料及(C)聚醯亞胺樹脂之外,可進一步包含任意之成分。作為任意之成分,例如可列舉(D)硬化劑、(E)硬化促進劑、(F)其他添加劑及(G)有機溶劑。以下,針對樹脂組成物所包含之各成分進行詳細說明。
<(A)環氧樹脂> 本發明之樹脂組成物係包含(A)環氧樹脂。所謂(A)環氧樹脂,係意指具有環氧基之硬化性樹脂。於(A)環氧樹脂亦包含改質環氧樹脂。
樹脂組成物中之(A)環氧樹脂的含量雖並非被特別限定者,但將樹脂組成物中之不揮發成分定為100質量%時,較佳為10質量%以上,更佳為20質量%以上,再更佳為25質量%以上,特佳為30質量%以上。樹脂組成物中之(A)環氧樹脂的含量的上限雖並非被特別限定者,但將樹脂組成物中之不揮發成分定為100質量%時,較佳為70質量%以下,更佳為60質量%以下,再更佳為50質量%以下,特佳為40質量%以下。
<(A-1)含有矽氧烷骨架之環氧樹脂> (A)環氧樹脂係包含(A-1)含有矽氧烷骨架之環氧樹脂。所謂(A-1)含有矽氧烷骨架之環氧樹脂,係指具有2個以上之環氧基,且具有矽氧烷(Si-O-Si)鍵之化合物。
(A-1)含有矽氧烷骨架之環氧樹脂可為含有環狀矽氧烷骨架之環氧樹脂,亦可為含有鏈狀矽氧烷骨架之環氧樹脂,但較佳為含有環狀矽氧烷骨架之環氧樹脂。
形成在(A-1)含有矽氧烷骨架之環氧樹脂之矽氧烷鍵的矽原子之數,雖並未特別限定,但1分子中,較佳為可為3個以上,較佳可為10個以下,更佳可為8個以下,再更佳可為6個以下,又再更佳可為5個以下。特佳為4個。
在(A-1)含有矽氧烷骨架之環氧樹脂的環氧基之數,雖並未特別限定,但1分子中,較佳可為3個以上,較佳可為10個以下,更佳可為8個以下,再更佳可為6個以下,又再更佳可為5個以下。特佳為4個。
在(A-1)含有矽氧烷骨架之環氧樹脂的矽原子,較佳為全部可取代之部位被具有或不具有環氧基之烷基、烯基、芳基等之烴基取代。該烴基可具有環氧基以外之取代基。
(A-1)含有矽氧烷骨架之環氧樹脂,較佳為式(A1)表示之化合物,
[式中,R1 分別獨立表示環氧烷基;R2 分別獨立表示取代或無取代之烷基、取代或無取代之烯基,或取代或無取代之芳基;R3 及R4 分別獨立表示取代或無取代之烷基、取代或無取代之烯基,或取代或無取代之芳基,或是R3 及R4 變成一起顯示1個-O-並彼此鍵結,而形成環狀矽氧烷骨架;s表示1以上之整數]。
所謂「烷(基)」,係指直鏈、分枝鏈及/或環狀之1價脂肪族飽和烴基。「烷(基)」較佳為碳原子數1~10之烷基。作為「烷(基)」,例如可列舉甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、戊基、異戊基、新戊基、sec-戊基、tert-戊基、環戊基、環己基、環戊基甲基、2-環己基甲基、2-環戊基乙基、2-環己基乙基等。
所謂「環氧烷基」,係指與烷基之不同碳原子鍵結之2個氫原子被1個氧原子取代,形成有氧雜環丙烷(氧化乙烯)環之基。「環氧烷基」較佳為碳原子數2~10之環氧烷基。作為「環氧烷基」,例如可列舉2,3-環氧丙基、3,4-環氧丁基、4,5-環氧戊基、5,6-環氧己基等之直鏈環氧烷基;2,3-環氧-2-甲基丙基、3,4-環氧-3-甲基丁基等之分枝鏈環氧烷基;2,3-環氧環戊基、3,4-環氧環戊基、2,3-環氧環己基、3,4-環氧環己基等之環狀環氧烷基;2,3-環氧環戊基甲基、3,4-環氧環戊基甲基、2,3-環氧環己基甲基、3,4-環氧環己基甲基、2-(2,3-環氧環戊基)乙基、2-(3,4-環氧環戊基)乙基、2-(2,3-環氧環己基)乙基、2-(3,4-環氧環己基)乙基、3-(2,3-環氧環戊基)丙基、3-(3,4-環氧環戊基)丙基、3-(2,3-環氧環己基)丙基、3-(3,4-環氧環己基)丙基、4-(2,3-環氧環戊基)丁基、4-(3,4-環氧環戊基)丁基、4-(2,3-環氧環己基)丁基、4-(3,4-環氧環己基)丁基等之於末端據由環狀環氧烷基之直鏈烷基等。
所謂「烯(基)」,係指至少具有1個碳-碳雙鍵之直鏈、分枝鏈及/或環狀之1價脂肪族不飽和烴基。「烯(基)」較佳為碳原子數2~10之烯基。作為「烯(基)」,例如可列舉乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、2-甲基-1-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、3-甲基-2-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、4-甲基-3-戊烯基、1-己烯基、3-己烯基、5-己烯基、2-環己烯基等。
作為在「取代或無取代之烷基」之烷基,及在「取代或無取代之烯基」之烯基的取代基,雖並非被特別限定者,但例如可列舉鹵素原子、氰基、硝基、烷基-氧基、烷基-羰基、烷基-氧基-羰基、烷基-羰基-氧基、烯基-氧基、烯基-羰基、烯基-氧基-羰基、烯基-羰基-氧基、芳基、芳基-氧基、芳基-羰基、芳基-氧基-羰基、芳基-羰基-氧基等,或是此等之組合。作為取代基數,較佳為1~3個,更佳為1個。
所謂「芳(基)」,係指1價之芳香族烴基。「芳(基)」較佳為碳原子數6~14之芳基。作為「芳(基)」,例如可列舉苯基、1-萘基、2-萘基等。
作為在「取代或無取代之芳基」之芳基的取代基,雖並非被特別限定者,但例如可列舉鹵素原子、氰基、硝基、烷基、烷基-氧基、烷基-羰基、烷基-氧基-羰基、烷基-羰基-氧基、烯基、烯基-氧基、烯基-羰基、烯基-氧基-羰基、烯基-羰基-氧基、芳基、芳基-烷基、芳基-烯基、芳基-氧基、芳基-羰基、芳基-氧基-羰基、芳基-羰基-氧基等,或是此等之組合。作為取代基數,較佳為1~3個,更佳為1個。
作為「鹵素原子」,例如可列舉氟原子、氯原子、溴原子等。
在式(A1),R1 分別獨立表示環氧烷基,較佳為於末端具有環狀環氧烷基之直鏈烷基,再更佳為具有環狀環氧烷基之甲基,或於末端具有環狀環氧烷基之乙基,特佳為2-(3,4-環氧環己基)乙基。
在式(A1),R2 分別獨立表示取代或無取代之烷基、取代或無取代之烯基,或取代或無取代之芳基,較佳為取代或無取代之烷基,更佳為(無取代)烷基,再更佳為甲基、乙基、丙基或異丙基,特佳為甲基。
在式(A1),R3 及R4 分別獨立表示取代或無取代之烷基、取代或無取代之烯基,或取代或無取代之芳基,或是R3 及R4 變成一起顯示1個-O-並彼此鍵結,而形成環狀矽氧烷骨架。R3 及R4 較佳為該等變成一起顯示1個-O-並彼此鍵結,而形成環狀矽氧烷骨架。
在式(A1),s表示1以上之整數,較佳為2以上之整數。s較佳為9以下之整數,更佳為7以下之整數,再更佳為5以下之整數,又再更佳為4以下之整數。特佳為s為3。
作為(A-1)含有矽氧烷骨架之環氧樹脂的具體例,可列舉1,3,5-參(2-(3,4-環氧環己基)乙基)-1,1,3,5,5-五甲基三矽氧烷等之含有鏈狀矽氧烷骨架之環氧樹脂;2,4,6,8-肆(4-(3,4-環氧環戊基)丁基)-2,4,6,8-四甲基環四矽氧烷、2,4,6,8-肆(3-(3,4-環氧環戊基)丙基)-2,4,6,8-四甲基環四矽氧烷、2,4,6,8-肆(2-(3,4-環氧環己基)乙基)-2,4,6,8-四甲基環四矽氧烷、2,4,6,8,10-伍(2-(3,4-環氧環己基)乙基)-2,4,6,8,10-五甲基環五矽氧烷等之含有環狀矽氧烷骨架之環氧樹脂,其中,特佳為2,4,6,8-肆(2-(3,4-環氧環己基)乙基)-2,4,6,8-四甲基環四矽氧烷。
作為(A-1)含有矽氧烷骨架之環氧樹脂的市售品,例如可列舉信越化學公司製之「KR-470」(主成分:2,4,6,8-肆(2-(3,4-環氧環己基)乙基)-2,4,6,8-四甲基環四矽氧烷)、「X-40-2667」(主成分:1,3,5-參(2-(3,4-環氧環己基)乙基)-1,1,3,5,5-五甲基三矽氧烷)等。
(A-1)含有矽氧烷骨架之環氧樹脂的分子量,較佳為2,000以下,更佳為1,500以下,再更佳為1,000以下,特佳為800以下。下限例如可定為200以上、400以上、600以上等。
(A-1)含有矽氧烷骨架之環氧樹脂的環氧當量,較佳為1,000g/eq.以下,更佳為500g/eq.以下,再更佳為300g/eq.以下,特佳為250g/eq.以下。下限較佳為50g/eq.以上,更佳為100g/eq.以上,再更佳為130g/eq.以上,特佳為150g/eq.以上。
(A-1)含有矽氧烷骨架之環氧樹脂的黏度(25℃),較佳為100mPa・s~10,000mPa・s,更佳為1,000mPa・s ~5,000mPa・s。
樹脂組成物中之(A-1)含有矽氧烷骨架之環氧樹脂的含量,雖並非被特別限定者,但將樹脂組成物中之不揮發成分定為100質量%時,較佳為1質量%以上,更佳為3質量%以上,再更佳為4質量%以上,特佳為5質量%以上。樹脂組成物中之(A-1)含有矽氧烷骨架之環氧樹脂的含量的上限雖並非被特別限定者,但將樹脂組成物中之不揮發成分定為100質量%時,較佳為30質量%以下,更佳為20質量%以下,再更佳為15質量%以下,特佳為10質量%以下。
<(A-1)成分以外之任意環氧樹脂> (A)環氧樹脂除了(A-1)含有矽氧烷骨架之環氧樹脂,可進一步包含其他任意環氧樹脂。
作為(A-1)成分以外之任意環氧樹脂,例如可列舉雙二甲酚(bixylenol)型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、雙酚AF型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、參酚型環氧樹脂、萘酚酚醛型環氧樹脂、酚酚醛型環氧樹脂、tert-丁基-鄰苯二酚型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、萘酚型環氧樹脂、蒽型環氧樹脂、環氧丙基胺型環氧樹脂、環氧丙基酯型環氧樹脂、甲酚酚醛型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、線狀脂肪族環氧樹脂、具有丁二烯構造之環氧樹脂、脂環式環氧樹脂、雜環式環氧樹脂、螺環含有環氧樹脂、環己烷型環氧樹脂、環己烷二甲醇型環氧樹脂、伸萘基醚型環氧樹脂、三羥甲基型環氧樹脂、四苯基乙烷型環氧樹脂、異氰脲酸酯型環氧樹脂、環氧丙基環己烷型環氧樹脂等。任意之環氧樹脂可1種類單獨使用,亦可組合2種類以上使用。
樹脂組成物作為(A-1)成分以外之任意環氧樹脂,較佳為包含於1分子中具有2個以上環氧基之環氧樹脂。相對於(A-1)成分以外之任意環氧樹脂之不揮發成分100質量%,於1分子中具有2個以上環氧基之環氧樹脂的比例,較佳為50質量%以上,更佳為60質量%以上,特佳為70質量%以上。
於環氧樹脂有於溫度20℃為液狀之環氧樹脂(以下,有時稱為「液狀環氧樹脂」)、與於溫度20℃為固體狀之環氧樹脂(以下,有時稱為「固體狀環氧樹脂」)。本發明之樹脂組成物作為(A-1)成分以外之任意環氧樹脂,可僅包含液狀環氧樹脂,或是僅包含固體狀環氧樹脂,但較佳為包含組合液狀環氧樹脂與固體狀環氧樹脂。
作為液狀環氧樹脂,較佳為於1分子中具有2個以上環氧基之液狀環氧樹脂。
作為液狀環氧樹脂,較佳為雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚AF型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、環氧丙基酯型環氧樹脂、環氧丙基胺型環氧樹脂、酚酚醛型環氧樹脂、具有酯骨架之脂環式環氧樹脂、環己烷型環氧樹脂、環己烷二甲醇型環氧樹脂,及具有丁二烯構造之環氧樹脂。
作為液狀環氧樹脂之具體例,可列舉DIC公司製之「HP4032」、「HP4032D」、「HP4032SS」(萘型環氧樹脂);三菱化學公司製之「828US」、「828EL」、「jER828EL」、「825」、「EPIKOTE 828EL」(雙酚A型環氧樹脂);三菱化學公司製之「jER807」、「1750」(雙酚F型環氧樹脂);三菱化學公司製之「jER152」(酚酚醛型環氧樹脂);三菱化學公司製之「630」、「630LSD」、「604」(環氧丙基胺型環氧樹脂);ADEKA公司製之「ED-523T」(甘草醇(Glycyrol)型環氧樹脂);ADEKA公司製之「EP-3950L」、「EP-3980S」(環氧丙基胺型環氧樹脂);ADEKA公司製之「EP-4088S」(二環戊二烯型環氧樹脂);新日鐵住金化學公司製之「ZX1059」(雙酚A型環氧樹脂與雙酚F型環氧樹脂之混合品);長瀨ChemteX公司製之「EX-721」(環氧丙基酯型環氧樹脂);Daicel公司製之「Celloxide2021P」(具有酯骨架之脂環式環氧樹脂);Daicel公司製之「PB-3600」、日本曹達公司製之「JP-100」、「JP-200」(具有丁二烯構造之環氧樹脂);新日鐵住金化學公司製之「ZX1658」、「ZX1658GS」(環己烷型環氧樹脂)等。此等可1種類單獨使用,亦可組合2種類以上使用。
作為固體狀環氧樹脂,較佳為於1分子中具有3個以上環氧基之固體狀環氧樹脂,更佳為於1分子中具有3個以上環氧基之芳香族系的固體狀環氧樹脂。
作為固體狀環氧樹脂,較佳為雙二甲酚(bixylenol)型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、萘型4官能環氧樹脂、甲酚酚醛型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、參酚型環氧樹脂、萘酚型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、伸萘基醚型環氧樹脂、蒽型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚AF型環氧樹脂、四苯基乙烷型環氧樹脂。
作為固體狀環氧樹脂之具體例,可列舉DIC公司製之「HP4032H」(萘型環氧樹脂);DIC公司製之「HP-4700」、「HP-4710」(萘型4官能環氧樹脂);DIC公司製之「N-690」(甲酚酚醛型環氧樹脂);DIC公司製之「N-695」(甲酚酚醛型環氧樹脂);DIC公司製之「HP-7200」、「HP-7200HH」、「HP-7200H」(二環戊二烯型環氧樹脂);DIC公司製之「EXA-7311」、「EXA-7311-G3」、「EXA-7311-G4」、「EXA-7311-G4S」、「HP6000」(伸萘基醚型環氧樹脂);日本化藥公司製之「EPPN-502H」(參酚型環氧樹脂);日本化藥公司製之「NC7000L」(萘酚酚醛型環氧樹脂);日本化藥公司製之「NC3000H」、「NC3000」、「NC3000L」、「NC3000FH」、「NC3100」(聯苯型環氧樹脂);日鐵Chemical & Materials公司製之「ESN475V」(萘型環氧樹脂);日鐵Chemical & Materials公司製之「ESN485」(萘酚型環氧樹脂);日鐵Chemical & Materials公司製之「ESN375」(二羥基萘型環氧樹脂);三菱化學公司製之「YX4000H」、「YX4000」、「YX4000HK」、「YL7890」(雙二甲酚(bixylenol)型環氧樹脂);三菱化學公司製之「YL6121」(聯苯型環氧樹脂);三菱化學公司製之「YX8800」(蒽型環氧樹脂);三菱化學公司製之「YX7700」(含有二甲苯構造之酚醛型環氧樹脂);大阪燃氣化學公司製之「PG-100」、「CG-500」;三菱化學公司製之「YL7760」(雙酚AF型環氧樹脂);三菱化學公司製之「YL7800」(茀型環氧樹脂);三菱化學公司製之「jER1010」(固體狀雙酚A型環氧樹脂);三菱化學公司製之「jER1031S」(四苯基乙烷型環氧樹脂)等。此等可1種類單獨使用,亦可組合2種類以上使用。
作為(A-1)成分以外之任意環氧樹脂,併用液狀環氧樹脂與固體狀環氧樹脂的情況下,該等之質量比(液狀環氧樹脂:固體狀環氧樹脂)較佳為100:1~1:100的範圍,更佳為10:1~1:40的範圍,再更佳為1:1~1:20的範圍。
(A-1)成分以外之任意環氧樹脂的環氧當量,較佳為50g/eq.~5,000g/eq.,更佳為60g/eq.~2,000g/eq.,再更佳為70g/eq.~1,000g/eq.,又再更佳為80g/eq.~ 500g/eq.。環氧當量係環氧基每1當量之樹脂的質量。此環氧當量可依據JIS K7236測定。
(A-1)成分以外之任意環氧樹脂的重量平均分子量(Mw),較佳為100~5,000,更佳為250~3,000,再更佳為400~1,500。樹脂的重量平均分子量可藉由凝膠滲透層析(GPC)法,作為聚苯乙烯換算之值測定。
樹脂組成物包含(A-1)成分以外之任意環氧樹脂時,樹脂組成物中之(A-1)成分以外之任意環氧樹脂的含量雖並非被特別限定者,但將樹脂組成物中之不揮發成分定為100質量%時,較佳為5質量%以上,更佳為10質量%以上,再更佳為15質量%以上,特佳為20質量%以上。樹脂組成物中之(A-1)成分以外之任意環氧樹脂的含量的上限雖並非被特別限定者,但將樹脂組成物中之不揮發成分定為100質量%時,較佳為60質量%以下,更佳為50質量%以下,再更佳為40質量%以下,特佳為30質量%以下。
樹脂組成物包含(A-1)成分以外之任意環氧樹脂時,(A)環氧樹脂中之(A-1)含有矽氧烷骨架之環氧樹脂的含量雖並非被特別限定者,但將(A)環氧樹脂全量定為100質量%時,較佳為5質量%以上,更佳為10質量%以上,再更佳為15質量%以上,特佳為20質量%以上。(A)環氧樹脂中之(A-1)含有矽氧烷骨架之環氧樹脂的含量的上限雖並非被特別限定者,但將(A)環氧樹脂全量定為100質量%時,較佳為50質量%以下,更佳為40質量%以下,再更佳為30質量%以下,特佳為25質量%以下。
<(B)無機填充材料> 本發明之樹脂組成物係包含(B)無機填充材料。(B)無機填充材料係以粒子的狀態包含在樹脂組成物。
作為(B)無機填充材料之材料,係使用無機化合物。作為(B)無機填充材料之材料,例如可列舉二氧化矽、氧化鋁、玻璃、堇青石、矽氧化物、硫酸鋇、碳酸鋇、滑石、黏土、雲母粉、氧化鋅、水滑石、勃姆石、氫氧化鋁、氫氧化鎂、碳酸鈣、碳酸鎂、氧化鎂、氮化硼、氮化鋁、氮化錳、硼酸鋁、碳酸鍶、鈦酸鍶、鈦酸鈣、鈦酸鎂、鈦酸鉍、氧化鈦、氧化鋯、鈦酸鋇、鈦酸鋯酸鋇、鋯酸鋇、鋯酸鈣、磷酸鋯及磷酸鎢酸鋯等。此等當中,特別適合二氧化矽。作為二氧化矽,例如可列舉無定形二氧化矽、熔融二氧化矽、結晶二氧化矽、合成二氧化矽、中空二氧化矽等。又,作為二氧化矽,較佳為球形二氧化矽。(B)無機填充材料可1種類單獨使用,亦可以任意的比率組合2種以上使用。
作為(B)無機填充材料之市售品,例如可列舉新日鐵住金材料公司製之「SP60-05」、「SP507-05」;Admatechs公司製之「YC100C」、「YA050C」、「YA050C-MJE」、「YA010C」;德山公司製之「SYLFIL NSS-3N」、「SYLFIL NSS-4N」、「SYLFIL NSS-5N」;Admatechs公司製之「SC2500SQ」、「SO-C4」、「SO-C2」、「SO-C1」;電氣化學公司製之「UFP-30」、「DAW-03」、「FB-105FD」等。
(B)無機填充材料的平均粒徑並非被特別限定者,但較佳為40μm以下,更佳為10μm以下,再更佳為5μm以下,又再更佳為3μm以下,特佳為1μm以下。(B)無機填充材料的平均粒徑的下限並非被特別限定者,但較佳為0.005μm以上,更佳為0.01μm以上,再更佳為0.05μm以上,再更佳為0.1μm以上,又再更佳為0.2μm以上,特佳為0.3μm以上。(B)無機填充材料的平均粒徑可根據米氏(Mie)散射理論藉由雷射繞射・散射法進行測定。具體而言,可藉由由雷射繞射散射式粒徑分布測定裝置,將無機填充材料之粒徑分布以體積基準作成,將其中位徑定為平均粒徑進行測定。測定樣品可使用將無機填充材料100mg、甲基乙基酮10g於管形瓶秤取,以超音波使其分散10分鐘者。將測定樣品使用雷射繞射式粒徑分布測定裝置,並將使用光源波長定為藍色及紅色,以流動池方式測定無機填充材料之體積基準的粒徑分布,可從所得之粒徑分布作為中位徑算出平均粒徑。作為雷射繞射式粒徑分布測定裝置,例如可列舉堀場製作所公司製「LA-960」等。
(B)無機填充材料之比表面積並非被特別限定者,但較佳為0.1m2 /g以上,更佳為0.5m2 /g以上,再更佳為1m2 /g以上,特佳為5m2 /g以上。(B)無機填充材料之比表面積的上限並非被特別限定者,但較佳為50m2 /g以下,更佳為30m2 /g以下,再更佳為20m2 /g以下,特佳為15m2 /g以下。無機填充材料之比表面積係藉由依據BET法,使用比表面積測定裝置(Mountech公司製Macsorb HM-1210),使氮氣體吸附在試料表面,並使用BET多點法算出比表面積而獲得。
(B)無機填充材料較佳為以適當之表面處理劑進行表面處理。藉由經表面處理,可提高(B)無機填充材料之耐濕性及分散性。作為表面處理劑,例如可列舉乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷等之乙烯基系矽烷偶合劑;2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷等之環氧系矽烷偶合劑;p-苯乙烯基三甲氧基矽烷等之苯乙烯基系矽烷偶合劑;3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷等之甲基丙烯醯基系矽烷偶合劑;3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷等之丙烯醯基系矽烷偶合劑;N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-三乙氧基矽烷基-N-(1,3-二甲基-亞丁基)丙基胺、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-苯基-8-胺基辛基三甲氧基矽烷、N-(乙烯基苄基)-2-胺基乙基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷等之胺基系矽烷偶合劑;參-(三甲氧基矽烷基丙基)異氰脲酸酯等之異氰脲酸酯系矽烷偶合劑;3-脲基丙基三烷氧基矽烷等之等之脲基系矽烷偶合劑;3-巰基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷等之巰基系矽烷偶合劑;3-異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷等之異氰酸酯系矽烷偶合劑;3-三甲氧基矽烷基丙基琥珀酸酐等之酸酐系矽烷偶合劑;等之矽烷偶合劑;甲基三甲氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、n-丙基三甲氧基矽烷、n-丙基三乙氧基矽烷、己基三甲氧基矽烷、己基三乙氧基矽烷、辛基三乙氧基矽烷、癸基三甲氧基矽烷、1,6-雙(三甲氧基矽烷基)己烷、三氟丙基三甲氧基矽烷等之非矽烷偶合-烷氧基矽烷化合物等。其中,較佳為胺基系矽烷偶合劑。表面處理劑可1種單獨使用,亦可以任意的比率組合2種以上使用。
作為表面處理劑之市售品,例如可列舉信越化學工業公司製之「KBM-1003」、「KBE-1003」(乙烯基系矽烷偶合劑);「KBM-303」、「KBM-402」、「KBM-403」、「KBE-402」、「KBE-403」(環氧系矽烷偶合劑);「KBM-1403」(苯乙烯基系矽烷偶合劑);「KBM-502」、「KBM-503」、「KBE-502」、「KBE-503」(甲基丙烯醯基系矽烷偶合劑);「KBM-5103」(丙烯醯基系矽烷偶合劑);「KBM-602」、「KBM-603」、「KBM-903」、「KBE-903」、「KBE-9103P」、「KBM-573」、「KBM-575」(胺基系矽烷偶合劑);「KBM-9659」(異氰脲酸酯系矽烷偶合劑);「KBE-585」(脲基系矽烷偶合劑);「KBM-802」、「KBM-803」(巰基系矽烷偶合劑);「KBE-9007N」(異氰酸酯系矽烷偶合劑);「X-12-967C」(酸酐系矽烷偶合劑);「KBM-13」、「KBM-22」、「KBM-103」、「KBE-13」、「KBE-22」、「KBE-103」、「KBM-3033」、「KBE-3033」、「KBM-3063」、「KBE-3063」、「KBE-3083」、「KBM-3103C」、「KBM-3066」、「KBM-7103」(非矽烷偶合-烷氧基矽烷化合物)等。
藉由表面處理劑之表面處理的程度,從提昇無機填充材料之分散性的觀點來看,較佳為收在指定的範圍。具體而言,較佳為無機填充材料100質量%以0.2質量%~5質量%的表面處理劑進行表面處理,更佳為以0.2質量%~3質量%進行表面處理,再更佳為以0.3質量%~2質量%進行表面處理。
藉由表面處理劑之表面處理的程度,可藉由無機填充材料之每一單位表面積的碳量進行評估。無機填充材料每一單位表面積的碳量,從提昇無機填充材料之分散性的觀點來看,較佳為0.02mg/m2 以上,更佳為0.1mg/m2 以上,再更佳為0.2mg/m2 以上。另一方面,從防止樹脂組成物的熔融黏度或於薄片形態之熔融黏度的上昇的觀點來看,較佳為1.0mg/m2 以下,更佳為0.8mg/m2 以下,再更佳為0.5mg/m2 以下。
(B)無機填充材料之每一單位表面積的碳量,可將表面處理後之無機填充材料藉由溶劑(例如甲基乙基酮(MEK))洗淨處理後進行測定。具體而言,作為溶劑,將充分量之MEK加在以表面處理劑表面處理之無機填充材料,並以25℃超音波洗淨5分鐘。去除上清液,並乾燥固體成分後,可使用碳分析計測定無機填充材料之每一單位表面積的碳量。作為碳分析計,可使用堀場製作所公司製「EMIA-320V」等。
樹脂組成物中之(B)無機填充材料的含量,係將樹脂組成物中之不揮發成分定為100質量%時,為40質量%以下,較佳為38質量%以下,更佳為36質量%以下,再更佳為34質量%以下,特佳為32質量%以下。樹脂組成物中之(B)無機填充材料的含量的下限雖並非被特別限定者,但將樹脂組成物中之不揮發成分定為100質量%時,較佳為5質量%以上,更佳為10質量%以上,再更佳為20質量%以上,特佳為30質量%以上。
<(C)聚醯亞胺樹脂> 本發明之樹脂組成物係包含(C)聚醯亞胺樹脂。(C)聚醯亞胺樹脂係於重複單位中具有醯亞胺鍵之樹脂。(C)聚醯亞胺樹脂一般而言,可包含(1)藉由二胺化合物與四羧酸酐的醯亞胺化反應所得之樹脂,或是(2)藉由二異氰酸酯化合物與四羧酸酐的醯亞胺化反應所得之樹脂。於(C)聚醯亞胺樹脂中亦包含矽氧烷改質聚醯亞胺樹脂等之改質聚醯亞胺樹脂。
(C)聚醯亞胺樹脂雖並非被特別限定者,但例如可包含式(C1)表示之構造,
[式中,X1 係表示從四羧酸二酐去除2個-CO-O-CO-之4價基,例如可為包含選自碳原子、氧原子、氮原子及硫原子中之2個以上(例如2~3,000個、2~1,000個、2~100個、2~50個)的骨架原子而成之有機基。X2 係表示從二胺化合物去除2個-NH2 之2價基,或是從二異氰酸酯化合物去除2個-NCO之2價基,例如可為選自碳原子、氧原子、氮原子及硫原子中之2個以上(例如2~3,000個、2~1,000個、2~100個、2~50個)的骨架原子而成之有機基。n係表示2以上之整數]。式(C1)中之X1 及X2 的有機基若為化學性安定之構造的範圍內,則並未特別限定,係藉由本發明領域具有通常知識者適當選擇之構造,例如可為公知之聚醯亞胺樹脂的構造。(C)聚醯亞胺樹脂包含式(C1)表示之構造時,較佳為包含60質量%以上之式(C1)表示之構造,更佳為包含80質量%以上,再更佳為包含90質量%以上,特佳為包含95質量%以上。
作為用以調製(C)聚醯亞胺樹脂之二胺化合物,雖並非被特別限定者,但例如可列舉脂肪族二胺化合物及芳香族二胺化合物。
作為脂肪族二胺化合物,例如可列舉1,2-乙二胺、1,2-二胺基丙烷、1,3-二胺基丙烷、1,4-二胺基丁烷、1,6-己二胺(Hexamethylenediamine)、1,5-二胺基戊烷、1,10-二胺基癸烷等之直鏈狀的脂肪族二胺化合物;1,2-二胺基-2-甲基丙烷、2,3-二胺基-2,3-丁烷及2-甲基-1,5-二胺基戊烷等之分枝鏈狀的脂肪族二胺化合物;1,3-雙(胺基甲基)環己烷、1,4-雙(胺基甲基)環己烷、1,4-二胺基環己烷、4,4’-亞甲基雙(環己基胺)等之脂環式二胺化合物;二聚酸型二胺(以下亦稱為「二聚物二胺」)等。
所謂二聚酸型二胺,係意指二聚酸之二個末端羧基(-COOH)被胺基甲基(-CH2 -NH2 )或胺基(-NH2 )取代所得之二胺化合物。二聚酸係藉由二聚化不飽和脂肪酸(較佳為碳數11~22者,特佳為碳數18者)所得之化合物,其工業的製造過程於業界亦幾乎標準化。二聚酸可輕易取得將藉由二聚化特別便宜且容易取得之油酸、亞油酸等之碳數18的不飽和脂肪酸所得之碳數36的二聚酸作為主成分者。又,二聚酸因應製造方法、純化的程度等,有含有任意量之單體酸、三聚酸、其他聚合脂肪酸等的情況。又,於不飽和脂肪酸之聚合反應後雖殘存雙鍵,但於本說明書,成為進而進行氫添加反應使不飽和度低下之氫添加物亦包含在二聚酸者。二聚酸型二胺可市售品取得,例如可列舉Croda Japan公司製之「PRIAMINE1073」、「PRIAMINE1074」、「PRIAMINE1075」、Cognis Japan公司製之「VERSAMINE551」、「VERSAMINE552」等。
作為芳香族二胺化合物,例如可列舉1,4-苯二胺(Phenylenediamine)、1,2-苯二胺、1,3-苯二胺、2,4-二胺基甲苯、2,6-二胺基甲苯、3,5-二胺基聯苯、2,4,5,6-四氟-1,3-苯二胺等之苯二胺化合物;1,5-二胺基萘、1,8-二胺基萘、2,6-二胺基萘、2,3-二胺基萘等之萘二胺化合物;4,4’-二胺基-2,2’-二三氟甲基-1,1’-聯苯、3,4’-二胺基二苯基醚、4,4’-二胺基二苯基醚、3,3’-二胺基二苯基碸、4,4’-二胺基二苯基碸、4,4’-二胺基二苯基硫化物、4-胺基苯基4-胺基苯甲酸酯、1,3-雙(3-胺基苯氧基)苯、1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯、1,4-雙(4-胺基苯氧基)苯、2,2-雙(4-胺基苯基)丙烷、4,4’-(六氟異亞丙基)二苯胺、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]六氟丙烷、α,α-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-1,3-二異丙基苯、α,α-雙[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-1,4-二異丙基苯、4,4’-(9-亞茀基(fluorenylidene))二苯胺、2,2-雙(3-甲基-4-胺基苯基)丙烷、2,2-雙(3-甲基-4-胺基苯基)苯、4,4’-二胺基-3,3’-二甲基-1,1’-聯苯、4,4’-二胺基-2,2’-二甲基-1,1’-聯苯、9,9’-雙(3-甲基-4-胺基苯基)茀、5-(4-胺基苯氧基)-3-[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-1,1,3-三甲基二氫茚、4-胺基苯甲酸5-胺基-1,1’-聯苯-2-基等之二苯胺化合物等。
二胺化合物可使用市售者,可使用藉由公知之方法合成者。二胺化合物可1種單獨使用,亦可組合2種以上使用。
作為用以調製(C)聚醯亞胺樹脂之二異氰酸酯化合物,雖並非被特別限定者,但例如可列舉脂肪族二異氰酸酯化合物、芳香族二異氰酸酯化合物、兩末端異氰酸基聚胺基甲酸酯等。
作為脂肪族二異氰酸酯化合物,例如可列舉四亞甲基二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、八亞甲基二異氰酸酯、十二亞甲基二異氰酸酯等之直鏈狀的脂肪族二異氰酸酯化合物;2,2,4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯、2,4,4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯、2,2-二甲基五亞甲基二異氰酸酯等之分枝鏈狀的脂肪族二異氰酸酯化合物;異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、1,4-環伸己基二異氰酸酯(CHDI)、4-甲基-1,3-環伸己基二異氰酸酯、2-甲基-1,3-環伸己基二異氰酸酯、2-甲基-1,4-環伸己基二異氰酸酯、二環己基甲烷-4,4’-二異氰酸酯、1,3-雙(異氰酸基甲基)環己烷、3a,4,5,6,7,7a-六氫-4,7-甲醇二氫茚(methanoindan)-1,8-亞基(ylene)二異氰酸酯等之脂環式二異氰酸酯化合物;二聚酸型二異氰酸酯等。
所謂二聚酸型二異氰酸酯,係意指將於上述說明之二聚酸型二胺的胺基(-NH2 )被異氰酸基(-NCO)取代所得之二異氰酸酯化合物。
作為芳香族二異氰酸酯化合物,例如可列舉1,4-伸苯基二異氰酸酯、1,3-伸苯基二異氰酸酯、甲伸苯基-2,6-二異氰酸酯、甲伸苯基-2,4-二異氰酸酯、甲伸苯基-3,5-二異氰酸酯等之伸苯基二異氰酸酯化合物;1,3-萘二基二異氰酸酯、1,6-萘二基二異氰酸酯、1,7-萘二基二異氰酸酯、1,8-萘二基二異氰酸酯、2,6-萘二基二異氰酸酯、2,7-萘二基二異氰酸酯等之萘二異氰酸酯化合物;4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯、4,4’-二苯基醚二異氰酸酯等之雙異氰酸基苯化合物等。
兩末端異氰酸基聚胺基甲酸酯可為如於上述所列舉之使脂肪族二異氰酸酯化合物及/或芳香族二異氰酸酯化合物、與兩末端羥基聚合物進行胺基甲酸酯化反應所得者。作為兩末端羥基聚合物,例如可為兩末端羥基聚丁二烯、兩末端羥基氫化聚丁二烯、兩末端羥基聚異戊二烯、兩末端羥基氫化聚異戊二烯等之兩末端羥基聚烯烴;兩末端羥基聚乙二醇、兩末端羥基聚丙二醇、兩末端羥基聚四亞甲二醇等之兩末端羥基聚醚等。
兩末端羥基聚合物之數平均分子量並非被特別限定者,但較佳為500以上,更佳為1,000以上,再更佳為2,000以上。兩末端羥基聚合物之數平均分子量的上限並非被特別限定者,但較佳為10,000以下,更佳為8,000以下。在此之數平均分子量係以凝膠滲透層析(GPC)法(聚苯乙烯換算)測定之值。
兩末端異氰酸基聚胺基甲酸酯,例如為式(C2)表示之兩末端異氰酸基聚胺基甲酸酯,
[式中,X2a 分別獨立表示從脂肪族二異氰酸酯化合物或芳香族二異氰酸酯化合物,去除2個-NCO之2價基,例如可為包含選自碳原子、氧原子、氮原子及硫原子中之2~50個的骨架原子而成之有機基。X2b 分別獨立表示從兩末端羥基聚合物,去除2個-OH之2價基,例如可為包含選自碳原子及氧原子中之2個以上(例如2~1,000個、2~500個)的骨架原子而成之有機基。m係表示1~10之整數]。
二異氰酸酯化合物可使用市售者,亦可使用公知之方法或藉由依據此之方法合成者。二異氰酸酯化合物可1種單獨使用,亦可組合2種以上使用。
作為用以調製(C)聚醯亞胺樹脂之四羧酸酐,雖並非被特別限定者,但例如可列舉脂肪族四羧酸二酐及芳香族四羧酸二酐。
作為脂肪族四羧酸二酐,具體而言,可列舉1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐、環戊烷四羧酸二酐、環己烷-1,2,3,4-四羧酸二酐、環己烷-1,2,4,5-四羧酸二酐、3,3’,4,4’-聯環己基四羧酸二酐、羰基-4,4’-雙(環己烷-1,2-二羧酸)二酐、亞甲基-4,4’-雙(環己烷-1,2-二羧酸)二酐、1,2-伸乙基-4,4’-雙(環己烷-1,2-二羧酸)二酐、氧基-4,4’-雙(環己烷-1,2-二羧酸)二酐、硫代-4,4’-雙(環己烷-1,2-二羧酸)二酐、磺醯基-4,4’-雙(環己烷-1,2-二羧酸)二酐等。
作為芳香族四羧酸二酐,例如可列舉苯均四酸二酐、1,2,3,4-苯四羧酸二酐等之苯四羧酸二酐;1,4,5,8-萘四羧酸二酐、2,3,6,7-萘四羧酸二酐等之萘四羧酸二酐;2,3,6,7-蒽四羧酸二酐等之蒽四羧酸二酐;3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基醚四羧酸二酐、3,3’,4,4’-二苯基碸四羧酸二酐、3,3’,4,4’-聯苯四羧酸二酐、2,2’,3,3’-聯苯四羧酸二酐、2,3,3’,4’-聯苯四羧酸二酐、2,3,3’,4’-二苯甲酮四羧酸二酐、2,3,3’,4’-二苯基醚四羧酸二酐、2,3,3’,4’-二苯基碸四羧酸二酐2,2’-雙(3,4-二羧基苯氧基苯基)碸二酐、亞甲基-4,4’-二鄰苯二甲酸二酐、1,1-亞乙炔基(ethynylidene)-4,4’-二鄰苯二甲酸二酐、2,2-亞丙基-4,4’-二鄰苯二甲酸二酐、1,2-伸乙基-4,4’-二鄰苯二甲酸二酐、1,3-三亞甲基-4,4’-二鄰苯二甲酸二酐、1,4-四亞甲基-4,4’-二鄰苯二甲酸二酐、1,5-五亞甲基-4,4’-二鄰苯二甲酸二酐、1,3-雙(3,4-二羧基苯基)苯二酐、1,4-雙(3,4-二羧基苯基)苯二酐、1,3-雙(3,4-二羧基苯氧基)苯二酐、1,4-雙(3,4-二羧基苯氧基)苯二酐、2,2-雙(2,3-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-雙(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、4,4’-(4,4’-異亞丙基二苯氧基)雙鄰苯二甲酸二酐等之二鄰苯二甲酸二酐等。
四羧酸二酐可使用市售者,亦可使用公知之方法或藉由依據此之方法合成者。四羧酸二酐可1種單獨使用,亦可組合2種以上使用。
源自芳香族四羧酸二酐之構造相對於源自構成(C)聚醯亞胺樹脂之四羧酸二酐的全構造的含有率,較佳為10莫耳%以上,更佳為30莫耳%以上,再更佳為50莫耳%以上,尚一層較佳為70莫耳%以上,尚一層更佳為90莫耳%以上,特佳為100莫耳%。
(C)聚醯亞胺樹脂的重量平均分子量並非被特別限定者,但較佳為1,000以上,更佳為3,000以上,再更佳為5,000以上,特佳為7,000以上。(C)聚醯亞胺樹脂的重量平均分子量的上限並非被特別限定者,但較佳為100,000以下,更佳為80,000以下,特佳為60,000以下,特佳為50,000以下。
(C)聚醯亞胺樹脂之數平均分子量並非被特別限定者,但較佳為1,000以上,更佳為3,000以上,再更佳為5,000以上,特佳為7,000以上。(C)聚醯亞胺樹脂之數平均分子量的上限並非被特別限定者,但較佳為100,000以下,更佳為80,000以下,特佳為60,000以下,又特佳為50,000以下。
樹脂組成物中之(C)聚醯亞胺樹脂的含量雖並非被特別限定者,但將樹脂組成物中之不揮發成分定為100質量%時,較佳為5質量%以上,更佳為10質量%以上,再更佳為15質量%以上,特佳為20質量%以上。樹脂組成物中之(C)聚醯亞胺樹脂的含量的上限雖並非被特別限定者,但將樹脂組成物中之不揮發成分定為100質量%時,較佳為50質量%以下,更佳為40質量%以下,再更佳為35質量%以下,特佳為30質量%以下。
<(D)硬化劑> 本發明之樹脂組成物可進一步包含(D)硬化劑。(D)硬化劑係具有硬化(A)環氧樹脂之機能。
作為(D)硬化劑,雖並非被特別限定者,但例如可列舉酚系硬化劑、萘酚系硬化劑、酸酐系硬化劑、活性酯系硬化劑、苯并噁嗪系硬化劑、氰酸酯酯系硬化劑及碳二醯亞胺系硬化劑。硬化劑可1種單獨使用,亦可組合2種以上使用。(D)硬化劑較佳為包含選自酚系硬化劑、萘酚系硬化劑及活性酯系硬化劑中之硬化劑,特佳為包含活性酯系硬化劑。
作為酚系硬化劑及萘酚系硬化劑,從耐熱性及耐水性的觀點來看,較佳為具有酚醛構造之酚系硬化劑,或具有酚醛構造之萘酚系硬化劑。又,從對於被著體之密著性的觀點來看,較佳為含氮酚系硬化劑或含氮萘酚系硬化劑,更佳為含有三嗪骨架之酚系硬化劑或含有三嗪骨架之萘酚系硬化劑。其中,從高度滿足耐熱性、耐水性及密著性的觀點來看,較佳為含有三嗪骨架之酚酚醛樹脂。作為酚系硬化劑及萘酚系硬化劑之具體例,例如可列舉明和化成公司製之「MEH-7700」、「MEH-7810」、「MEH-7851」、日本化藥公司製之「NHN」、「CBN」、「GPH」、日鐵Chemical & Materials公司製之「SN-170」、「SN-180」、「SN-190」、「SN-475」、「SN-485」、「SN-495」、「SN-375」、「SN-395」、DIC公司製之「LA-7052」、「LA-7054」、「LA-3018」、「LA-3018-50P」、「LA-1356」、「TD2090」、「TD-2090-60M」等。
作為酸酐系硬化劑,可列舉於1分子內中具有1個以上酸酐基之硬化劑,較佳為於1分子內中具有2個以上酸酐基之硬化劑。作為酸酐系硬化劑之具體例,可列舉鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、甲基六氫鄰苯二甲酸酐、甲基納迪克酸酐、氫化甲基納迪克酸酐、三烷基四氫鄰苯二甲酸酐、十二碳烯基琥珀酸酐、5-(2,5-二氧代四氫-3-呋喃基)-3-甲基-3-環己烯-1,2-二羧酸酐、偏苯三酸酐、苯均四酸酐、二苯甲酮四羧酸二酐、聯苯四羧酸二酐、萘四羧酸二酐、氧基二鄰苯二甲酸二酐、3,3’-4,4’-二苯基碸四羧酸二酐、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5-(四氫-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘并[1,2-C]呋喃-1,3-二酮、乙二醇雙(脫水偏苯三酸(Anhydro Trimellitate))、共聚合苯乙烯與馬來酸之苯乙烯・馬來酸樹脂等之聚合物型的酸酐等。作為酸酐系硬化劑之市售品,可列舉新日本理化公司製之「HNA-100」、「MH-700」等。
作為活性酯系硬化劑,雖並未特別限制,但一般而言,較佳為使用酚酯類、硫酚酯類、N-羥基胺酯類、雜環羥基化合物之酯類等之於1分子中具有2個以上反應活性高之酯基的化合物。該活性酯系硬化劑,較佳為藉由羧酸化合物及/或硫羧酸化合物與羥基化合物及/或硫醇化合物的縮合反應所得者。尤其是從提昇耐熱性的觀點來看,較佳為從羧酸化合物與羥基化合物所得之活性酯系硬化劑,更佳為從羧酸化合物與酚化合物及/或萘酚化合物所得之活性酯系硬化劑。作為羧酸化合物,例如可列舉苯甲酸、乙酸、琥珀酸、馬來酸、衣康酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、苯均四酸等。作為酚化合物或萘酚化合物,例如可列舉對苯二酚、間苯二酚、雙酚A、雙酚F、雙酚S、酚酞、甲基化雙酚A、甲基化雙酚F、甲基化雙酚S、酚、o-甲酚、m-甲酚、p-甲酚、鄰苯二酚、α-萘酚、β-萘酚、1,5-二羥基萘、1,6-二羥基萘、2,6-二羥基萘、二羥基二苯甲酮、三羥基二苯甲酮、四羥基二苯甲酮、苯三酚(Phloroglucin)、苯三醇、二環戊二烯型二酚化合物、酚酚醛等。於此,所謂「二環戊二烯型二酚化合物」,係指於二環戊二烯1分子縮合酚2分子所得之二酚化合物。
具體而言,較佳為包含二環戊二烯型二酚構造之活性酯化合物、包含萘構造之活性酯化合物、包含酚酚醛之乙醯化物之活性酯化合物、包含酚酚醛之苯甲醯化物之活性酯化合物,其中,更佳為包含萘構造之活性酯化合物、包含二環戊二烯型二酚構造之活性酯化合物。所謂「二環戊二烯型二酚構造」,係表示包含伸苯基-二環伸戊基-伸苯基而成之2價構造單位。
作為活性酯系硬化劑之市售品,例如作為包含二環戊二烯型二酚構造之活性酯化合物,可列舉「EXB9451」、「EXB9460」、「EXB9460S」、「HPC-8000」、「HPC-8000H」、「HPC-8000-65T」、「HPC-8000H-65TM」、「EXB-8000L」、「EXB-8000L-65M」、「EXB-8000L-65TM」(DIC公司製);作為包含萘構造之活性酯化合物,可列舉「EXB-9416-70BK」、「EXB-8150-65T」、「EXB-8100L-65T」、「EXB-8150L-65T」(DIC公司製);作為酚酚醛之乙醯化物的活性酯系硬化劑,可列舉「DC808」(三菱化學公司製);作為酚酚醛之苯甲醯化物的活性酯系硬化劑,可列舉「YLH1026」(三菱化學公司製)、「YLH1030」(三菱化學公司製)、「YLH1048」(三菱化學公司製);等。
作為苯并噁嗪系硬化劑之具體例,可列舉JFE化學公司製之「JBZ-OP100D」、「ODA-BOZ」;昭和高分子公司製之「HFB2006M」;四國化成工業公司製之「P-d」、「F-a」等。
作為氰酸酯酯系硬化劑,例如可列舉衍生自雙酚A二氰酸酯、聚酚氰酸酯(寡(3-亞甲基-1,5-伸苯基氰酸酯))、4,4’-亞甲基雙(2,6-二甲基苯基氰酸酯)、4,4’-亞乙基二苯基二氰酸酯、六氟雙酚A二氰酸酯、2,2-雙(4-氰酸酯)苯基丙烷、1,1-雙(4-氰酸酯苯基甲烷)、雙(4-氰酸酯-3,5-二甲基苯基)甲烷、1,3-雙(4-氰酸酯苯基-1-(甲基亞乙基))苯、雙(4-氰酸酯苯基)硫醚,及雙(4-氰酸酯苯基)醚等之2官能氰酸酯樹脂、酚酚醛及甲酚酚醛等之多官能氰酸酯樹脂、此等氰酸酯樹脂一部分經三嗪化之預聚物等。作為氰酸酯酯系硬化劑之具體例,可列舉Lonza Japan公司製之「PT30」及「PT60」(皆為酚酚醛型多官能氰酸酯酯樹脂)、「BA230」、「BA230S75」(雙酚A二氰酸酯的一部分或全部成為經三嗪化之三聚物的預聚物)等。
作為碳二醯亞胺系硬化劑之具體例,可列舉日清紡化學公司製之「V-03」、「V-07」等。
樹脂組成物包含(D)硬化劑時,(A)環氧樹脂與(D)硬化劑的量比以[(A)環氧樹脂之環氧基數]:[(D)硬化劑之反應基數]的比率,較佳為1:0.2~1:2,更佳為1:0.3~1:1.5,再更佳為1:0.4~1:1.4。於此,(D)硬化劑之反應基例如若為酚系硬化劑及萘酚系硬化劑,則為芳香族羥基,若為活性酯系硬化劑,則為活性酯基,因硬化劑的種類而異。
(D)硬化劑之反應基當量較佳為50g/eq.~ 3,000g/eq.,更佳為100g/eq.~1,000g/eq.,再更佳為100g/eq.~500g/eq.,特佳為100g/eq.~300g/eq.。反應基當量係反應基每1當量之硬化劑的質量。
於(D)硬化劑包含活性酯系硬化劑時,其含量雖並非被特別限定者,但將(D)硬化劑的總量定為100質量%時,較佳為10質量%以上,更佳為20質量%以上,再更佳為30質量%以上,特佳為40質量%以上。
樹脂組成物包含(D)硬化劑時,樹脂組成物中之(D)硬化劑的含量雖並非被特別限定者,但將樹脂組成物中之不揮發成分定為100質量%時,較佳為1質量%以上,更佳為3質量%以上,再更佳為4質量%以上,特佳為5質量%以上。樹脂組成物中之(D)硬化劑的含量的上限雖並非被特別限定者,但將樹脂組成物中之不揮發成分定為100質量%時,較佳為20質量%以下,更佳為15質量%以下,再更佳為10質量%以下,特佳為8質量%以下。
<(E)硬化促進劑> 本發明之樹脂組成物作為任意成分,有包含(E)硬化促進劑的情況。(E)硬化促進劑具有促進(A)環氧樹脂之硬化的機能。
作為(E)硬化促進劑,雖並非被特別限定者,但例如可列舉磷系硬化促進劑、脲系硬化促進劑、胺系硬化促進劑、咪唑系硬化促進劑、胍系硬化促進劑、金屬系硬化促進劑等。其中,較佳為磷系硬化促進劑、胺系硬化促進劑、咪唑系硬化促進劑、金屬系硬化促進劑,特佳為咪唑系硬化促進劑。硬化促進劑可1種類單獨使用,亦可組合2種類以上使用。
作為磷系硬化促進劑,例如可列舉四丁基溴化鏻、四丁基氯化鏻、四丁基鏻乙酸酯、四丁基鏻癸酸酯、四丁基鏻月桂酸酯、雙(四丁基鏻)均苯四酸、四丁基鏻氫六氫鄰苯二甲酸酯、四丁基鏻甲酚酚醛三聚物鹽、二-tert-丁基甲基鏻四苯基硼酸酯等之脂肪族鏻鹽;甲基三苯基溴化鏻、乙基三苯基溴化鏻、丙基三苯基溴化鏻、丁基三苯基溴化鏻、苄基三苯基氯化鏻、四苯基溴化鏻、p-甲苯基三苯基鏻四-p-甲苯基硼酸酯、四苯基鏻四苯基硼酸酯、四苯基鏻四p-甲苯基硼酸酯、三苯基乙基鏻四苯基硼酸酯、參(3-甲基苯基)乙基鏻四苯基硼酸酯、參(2-甲氧基苯基)乙基鏻四苯基硼酸酯、(4-甲基苯基)三苯基鏻硫氰酸酯、四苯基鏻硫氰酸酯、丁基三苯基鏻硫氰酸酯等之芳香族鏻鹽;三苯基膦・三苯基硼烷等之芳香族膦・硼烷複合體;三苯基膦・p-苯醌加成反應物等之芳香族膦・醌加成反應物;三丁基膦、三-tert-丁基膦、三辛基膦、二-tert-丁基(2-丁烯基)膦、二-tert-丁基(3-甲基-2-丁烯基)膦、三環己基膦等之脂肪族膦;二丁基苯基膦、二-tert-丁基苯基膦、甲基二苯基膦、乙基二苯基膦、丁基二苯基膦、二苯基環己基膦、三苯基膦、三-o-甲苯基膦、三-m-甲苯基膦、三-p-甲苯基膦、參(4-乙基苯基)膦、參(4-丙基苯基)膦、參(4-異丙基苯基)膦、參(4-丁基苯基)膦、參(4-tert-丁基苯基)膦、參(2,4-二甲基苯基)膦、參(2,5-二甲基苯基)膦、參(2,6-二甲基苯基)膦、參(3,5-二甲基苯基)膦、參(2,4,6-三甲基苯基)膦、參(2,6-二甲基-4-乙氧基苯基)膦、參(2-甲氧基苯基)膦、參(4-甲氧基苯基)膦、參(4-乙氧基苯基)膦、參(4-tert-丁氧基苯基)膦、二苯基-2-吡啶基膦、1,2-雙(二苯基膦基)乙烷、1,3-雙(二苯基膦基)丙烷、1,4-雙(二苯基膦基)丁烷、1,2-雙(二苯基膦基)乙炔(Acetylene)、2,2’-雙(二苯基膦基)二苯基醚等之芳香族膦等。
作為脲系硬化促進劑,例如可列舉1,1-二甲基脲;1,1,3-三甲基脲、3-乙基-1,1-二甲基脲、3-環己基-1,1-二甲基脲、3-環辛基-1,1-二甲基脲等之脂肪族二甲基脲;3-苯基-1,1-二甲基脲、3-(4-氯苯基)-1,1-二甲基脲、3-(3,4-二氯苯基)-1,1-二甲基脲、3-(3-氯-4-甲基苯基)-1,1-二甲基脲、3-(2-甲基苯基)-1,1-二甲基脲、3-(4-甲基苯基)-1,1-二甲基脲、3-(3,4-二甲基苯基)-1,1-二甲基脲、3-(4-異丙基苯基)-1,1-二甲基脲、3-(4-甲氧基苯基)-1,1-二甲基脲、3-(4-硝基苯基)-1,1-二甲基脲、3-[4-(4-甲氧基苯氧基)苯基]-1,1-二甲基脲、3-[4-(4-氯苯氧基)苯基]-1,1-二甲基脲、3-[3-(三氟甲基)苯基]-1,1-二甲基脲、N,N-(1,4-伸苯基)雙(N’,N’-二甲基脲)、N,N-(4-甲基-1,3-伸苯基)雙(N’,N’-二甲基脲)[甲苯雙二甲基脲]等之芳香族二甲基脲等。
作為胺系硬化促進劑,例如可列舉三乙基胺、三丁基胺等之三烷基胺、4-二甲基胺基吡啶(DMAP)、苄基二甲基胺、2,4,6,-參(二甲基胺基甲基)酚、1,8-二氮雜聯環(5,4,0)-十一碳烯等,較佳為4-二甲基胺基吡啶。
作為咪唑系硬化促進劑,例如可列舉2-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑、1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑鎓偏苯三酸酯、1-氰基乙基-2-苯基咪唑鎓偏苯三酸酯、2,4-二胺基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪、2,4-二胺基-6-[2’-十一烷基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪、2,4-二胺基-6-[2’-乙基-4’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪、2,4-二胺基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪異氰脲酸加成物、2-苯基咪唑異氰脲酸加成物、2-苯基-4,5-二羥基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羥基甲基咪唑、2,3-二氫-1H-吡咯并[1,2-a]苯并咪唑、1-十二烷基-2-甲基-3-苄基氯化咪唑鎓、2-甲基咪唑咻、2-苯基咪唑咻等之咪唑化合物及咪唑化合物與環氧樹脂的加成體。
作為咪唑系硬化促進劑,可使用市售品,例如可列舉三菱化學公司製之「P200-H50」等。
作為胍系硬化促進劑,例如可列舉雙氰胺、1-甲基胍、1-乙基胍、1-環己基胍、1-苯基胍、1-(o-甲苯基)胍、二甲基胍、二苯基胍、三甲基胍、四甲基胍、五甲基胍、1,5,7-三氮雜聯環[4.4.0]癸-5-烯、7-甲基-1,5,7-三氮雜聯環[4.4.0]癸-5-烯、1-甲基雙胍、1-乙基雙胍、1-n-丁基雙胍、1-n-十八烷基雙胍、1,1-二甲基雙胍、1,1-二乙基雙胍、1-環己基雙胍、1-烯丙基雙胍、1-苯基雙胍、1-(o-甲苯基)雙胍等。
作為金屬系硬化促進劑,例如可列舉鈷、銅、鋅、鐵、鎳、錳、錫等之金屬的有機金屬錯合物或有機金屬鹽。作為有機金屬錯合物之具體例,可列舉乙醯乙酸鈷(II)、乙醯乙酸鈷(III)等之有機鈷錯合物、乙醯乙酸銅(II)等之有機銅錯合物、乙醯乙酸鋅(II)等之有機鋅錯合物、乙醯乙酸鐵(III)等之有機鐵錯合物、乙醯乙酸鎳(II)等之有機鎳錯合物、乙醯乙酸錳(II)等之有機錳錯合物等。作為有機金屬鹽,例如可列舉辛酸鋅、辛酸錫、環烷酸鋅、環烷酸鈷、硬脂酸錫、硬脂酸鋅等。
樹脂組成物包含(E)硬化促進劑時,樹脂組成物中之(E)硬化促進劑的含量雖並非被特別限定者,但將樹脂組成物中之不揮發成分定為100質量%時,較佳為0.001質量%以上,更佳為0.01質量%以上,再更佳為0.05質量%以上,特佳為0.1質量%以上。樹脂組成物中之(E)硬化促進劑的含量的上限雖並非被特別限定者,但將樹脂組成物中之不揮發成分定為100質量%時,較佳為5質量%以下,更佳為3質量%以下,再更佳為1質量%以下,特佳為0.5質量%以下。
<(F)其他添加劑> 本發明之樹脂組成物作為不揮發性成分,可進一步包含任意之添加劑。作為這般的添加劑,例如可列舉橡膠粒子、聚醯胺微粒子、聚矽氧粒子等之有機填充材料;苯氧基樹脂、聚乙烯基縮醛樹脂、聚烯烴樹脂、聚碸樹脂、聚醚碸樹脂、聚伸苯基醚樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醚醚酮樹脂、聚酯樹脂等之熱塑性樹脂;有機銅化合物、有機鋅化合物、有機鈷化合物等之有機金屬化合物;酞菁藍、酞菁綠、碘綠、重氮黃、水晶紫、氧化鈦、碳黑等之著色劑;對苯二酚、鄰苯二酚、鄰苯三酚、吩噻嗪(Phenothiazine)等之阻聚劑;聚矽氧系整平劑、丙烯醯基聚合物系整平劑等之整平劑;本頓、蒙脫石等之增黏劑;聚矽氧系消泡劑、丙烯醯基系消泡劑、氟系消泡劑、乙烯基樹脂系消泡劑之消泡劑;苯并三唑系紫外線吸收劑等之紫外線吸收劑;脲矽烷等之接著性提昇劑;三唑系密著性賦予劑、四唑系密著性賦予劑、三嗪系密著性賦予劑等之密著性賦予劑;受阻酚系抗氧化劑、受阻胺系抗氧化劑等之抗氧化劑;二苯乙烯(Stilbene)衍生物等之螢光增白劑;氟系界面活性劑、聚矽氧系界面活性劑等之界面活性劑;磷系阻燃劑(例如磷酸酯化合物、膦氮烯(Phosphazene)化合物、次磷酸化合物、紅磷)、氮系阻燃劑(例如三聚氰胺)、鹵素系阻燃劑、無機系阻燃劑(例如三氧化銻)等之阻燃劑等。添加劑可1種單獨使用,亦可以任意之比率組合2種以上使用。(F)其他添加劑的含量若為本發明領域具有通常知識者則可適當設定。
<(G)有機溶劑> 本發明之樹脂組成物除了上述之不揮發性成分之外,作為揮發性成分,有進一步含有任意之有機溶劑的情況。作為(G)有機溶劑,可適當使用公知者,其種類並非被特別限定者。作為(G)有機溶劑,例如可列舉丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮等之酮系溶劑;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸異丁酯、乙酸異戊酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、γ-丁內酯等之酯系溶劑;四氫吡喃、四氫呋喃、1,4-二噁烷、二乙基醚、二異丙基醚、二丁基醚、二苯基醚等之醚系溶劑;甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇等之醇系溶劑;乙酸2-乙氧基乙酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯、二乙二醇單乙基醚乙酸酯、乙基二甘醇乙酸酯、γ-丁內酯、甲氧基丙酸甲酯等之醚酯系溶劑;乳酸甲酯、乳酸乙酯、2-羥基異丁酸甲酯等之酯醇系溶劑;2-甲氧基丙醇、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、丙二醇單甲基醚、二乙二醇單丁基醚(丁基卡必醇)等之醚醇系溶劑;N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯烷酮等之醯胺系溶劑;二甲基亞碸等之亞碸系溶劑;乙腈、丙腈等之腈系溶劑;己烷、環戊烷、環己烷、甲基環己烷等之脂肪族烴系溶劑;苯、甲苯、二甲苯、乙基苯、三甲基苯等之芳香族烴系溶劑等。(G)有機溶劑可1種單獨使用,亦可以任意的比率組合2種以上使用。
<樹脂組成物之製造方法> 本發明之樹脂組成物可藉由例如,於任意之反應容器以任意的順序,及/或一部分或是全部同時加入(A)環氧樹脂、(B)無機填充材料、(C)聚醯亞胺樹脂(預先經醯亞胺化者)、如有必要之(D)硬化劑、如有必要之(E)硬化促進劑、如有必要之(F)其他添加劑,及如有必要之(G)有機溶劑並進行混合來製造。又,於加入各成分進行混合的過程,可適當設定溫度,可一時性或從頭到尾進行加熱及/或冷卻。又,在加入各成分進行混合的過程,可進行攪拌或振盪。又,加入進行混合時或之後,可將樹脂組成物例如使用混合器等之攪拌裝置進行攪拌,使其均一分散。
<樹脂組成物的特性> 本發明之樹脂組成物由於包含(A)環氧樹脂、(B)無機填充材料及(C)聚醯亞胺樹脂,且(A)成分包含(A-1)含有矽氧烷骨架之環氧樹脂,故可得到(B)無機填充材料的含量為40質量%以下時,即使為低摻合,亦可將黏性抑制在低,且具備優異之柔軟性及優異之絕緣信賴性的硬化物之樹脂組成物。
本發明之樹脂組成物的硬化物由於柔軟性優異,例如如下述之試驗例1,將厚度40μm、寬度15mm、長度110mm之樹脂組成物的層狀硬化物依照JIS C-5016,設定在荷重2.5N、彎曲角度90度、彎曲速度175次/分鐘、彎曲半徑1.0mm,進行MIT耐折性試驗時之耐折次數,較佳可為3,000次以上,更佳可為5,000次以上,再更佳可為7,000次以上,特佳可為8,000次以上。
本發明之樹脂組成物的硬化物由於絕緣信賴性優異,例如,以下述之試驗例3的方法測定之評估用基板之絕緣層的絕緣電阻值,較佳可為1.00×107 Ω以上,更佳可為1.00×108 Ω以上,再更佳可為1.00×109 Ω以上,特佳可為1.00×1010 Ω以上。
本發明之樹脂組成物由於可將黏性抑制在低,例如,如下述之試驗例2,以使用之玻璃探測的直徑5mm、荷重1kgf/cm2 、接觸速度0.5mm/秒、拉伸速度0.5mm/秒、保持時間10秒、溫度80℃的條件所測定之黏著力,較佳為1.8N以下,更佳為1.6N以下,再更佳為1.4N以下,特佳為1.2N以下。
<樹脂組成物的用途> 本發明之樹脂組成物可使用在印刷配線板、多層可撓性基板等之絕緣材料、阻焊劑、底部填充材料、晶粒結合材料、半導體密封材料、空穴填充樹脂、零件嵌入樹脂等之廣泛範圍。印刷配線板、多層可撓性基板等,例如可使用樹脂薄片、預浸料等之薄片狀層合材料製造。
<樹脂薄片> 本發明之樹脂薄片係包含支持體、與以設置在該支持體上之本發明之樹脂組成物形成之樹脂組成物層。
樹脂組成物層的厚度較佳為200μm以下,更佳為150μm以下,再更佳為100μm以下,特佳為70μm以下。樹脂組成物層的厚度的下限雖並未特別限定,但通常可定為1μm以上、1.5μm以上、2μm以上等。
作為支持體,例如可列舉包含塑膠材料而成之薄膜、金屬箔、脫模紙,較佳為包含塑膠材料而成之薄膜、金屬箔。
使用包含塑膠材料而成之薄膜作為支持體的情況下,作為塑膠材料,例如可列舉聚對苯二甲酸乙二酯(以下有時簡稱為「PET」)、聚萘二甲酸乙二酯(以下有時簡稱為「PEN」)等之聚酯、聚碳酸酯(以下有時簡稱為「PC」)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等之丙烯醯基、環狀聚烯烴、三乙醯基纖維素(TAC)、聚醚硫化物(PES)、聚醚酮、聚醯亞胺等。其中,較佳為聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯,特佳為便宜的聚對苯二甲酸乙二酯。
使用金屬箔作為支持體時,作為金屬箔,例如可列舉銅箔、鋁箔等,較佳為銅箔。作為銅箔,可使用包含銅之單金屬而成之箔,亦可使用包含銅與其他金屬(例如錫、鉻、銀、鎂、鎳、鋯、矽、鈦等)的合金而成之箔。
支持體可於與樹脂組成物層接合的面實施消光處理、電暈處理、防靜電處理。
又,作為支持體,可使用於與樹脂組成物層接合的面具有脫模層之附脫模層之支持體。作為使用在附脫模層之支持體的脫模層之脫模劑,例如可列舉選自由醇酸樹脂、聚烯烴樹脂、胺基甲酸酯樹脂及聚矽氧樹脂所成之群組中之1種以上的脫模劑。附脫模層之支持體可使用市售品,例如可列舉具有將醇酸樹脂系脫模劑作為主成分之脫模層的PET薄膜即琳得科公司製之「SK-1」、「AL-5」、「AL-7」、東麗公司製之「Lumirror T60」、帝人公司製之「Purex」、Unitika公司製之「Unipiel」等。
作為支持體的厚度,雖並未特別限定,但較佳為5μm~75μm的範圍,更佳為10μm~60μm的範圍。尚,使用附脫模層之支持體時,附脫模層之支持體全體的厚度較佳為上述範圍。
在一實施形態,樹脂薄片進而如有必要可包含其他層。作為該其他層,例如可列舉設置在未與樹脂組成物層之支持體接合的面(亦即與支持體相反側的面),根據支持體之保護薄膜等。保護薄膜的厚度雖並非被特別限定者,但例如為1μm~40μm。藉由層合保護薄膜,可抑制對樹脂組成物層的表面之塵埃等之附著或傷痕。
樹脂薄片可藉由直接將樹脂組成物,或是例如於有機溶劑溶解樹脂組成物而調製之樹脂清漆,將此樹脂清漆使用模塗機等塗佈在支持體上,進而進行乾燥而形成樹脂組成物層來製造。
作為可塗佈在支持體上時使用之有機溶劑,例如可列舉與於作為樹脂組成物的成分之有機溶劑的說明所列舉者為相同者。有機溶劑可1種單獨使用,亦可組合2種以上使用。
乾燥可藉由加熱、熱風吹附等之公知的方法實施。乾燥條件雖並未特別限定,但以樹脂組成物層中之有機溶劑的含量成為10質量%以下,較佳為成為5質量%以下的方式進行乾燥。雖因樹脂組成物或樹脂清漆中之有機溶劑的沸點而異,但例如使用包含30質量%~60質量%之有機溶劑的樹脂組成物或樹脂清漆時,可藉由於50℃~150℃進行3分鐘~10分鐘乾燥,形成樹脂組成物層。
樹脂薄片可捲成輥狀保存。樹脂薄片具有保護薄膜時,藉由剝離保護薄膜變可使用。
<層合薄片> 層合薄片係層合及硬化複數個樹脂組成物層所製造之薄片。層合薄片係複數包含作為樹脂組成物層的硬化物之絕緣層。通常為了製造層合薄片所層合之樹脂組成物層之數,與層合薄片所包含之絕緣層之數一致。層合薄片每1片之具體的絕緣層之數通常為2以上,較佳為3以上,特佳為5以上,較佳為20以下,更佳為15以下,特佳為10以下。
層合薄片可為其一側的面彼此相對的方式彎曲而使用之薄片。層合薄片之彎曲的最低彎曲半徑並非被特別限定者,但較佳為0.1mm以上,更佳為0.2mm以上、再更佳為0.3mm以上,較佳為5mm以下,更佳為4mm以下,特佳為3mm以下。
於層合薄片所包含之各絕緣層可形成孔。此孔可在多層可撓性基板用作通孔或貫通孔。
層合薄片除了絕緣層,可進一步包含任意之要素。例如,層合薄片作為任意之要素,可具備導體層。導體層通常於絕緣層的表面或絕緣層彼此之間部分性形成。此導體層通常在多層可撓性基板係用作配線。
導體層所使用之導體材料並未被特別限定。於合適之實施形態,導體層係包含選自由金、白金、鈀、銀、銅、鋁、鈷、鉻、鋅、鎳、鈦、鎢、鐵、錫及銦所成之群組中之1種以上的金屬。導體材料可為單金屬,亦可為合金。作為合金,例如可列舉選自上述之群組中之2種類以上之金屬的合金(例如鎳・鉻合金、銅・鎳合金及銅・鈦合金)。其中,從導體層形成之通用性、成本、圖型化之容易性等之觀點來看,較佳為作為單金屬之鉻、鎳、鈦、鋁、鋅、金、鈀、銀或是銅;及鎳・鉻合金、銅・鎳合金、銅・鈦合金等之合金。其中,更佳為鉻、鎳、鈦、鋁、鋅、金、鈀、銀或是銅之單金屬;及鎳・鉻合金;再更佳為銅之單金屬。
導體層可為單層構造,亦可為複層構造,該複層構造係包含2層以上包含不同種類之金屬或是合金而成之單金屬層或合金層。導體層為複層構造時,與絕緣層接觸之層較佳為鉻、鋅或是鈦之單金屬層或鎳・鉻合金之合金層。
導體層為了被用作配線,可進行圖型形成。
導體層的厚度雖因多層可撓性基板的設計而異,但較佳為3μm~35μm,更佳為5μm~30μm,再更佳為10μm~20μm,特佳為15μm~20μm。
層合薄片的厚度較佳為100μm以上,更佳為150μm以上,特佳為200μm以上,較佳為2,000μm以下,更佳為1,000μm以下,特佳為500μm以下。
<層合薄片之製造方法> 層合薄片可藉由包含(a)準備樹脂薄片之步驟、以及(b)使用樹脂薄片,複數層合及硬化樹脂組成物層之步驟的製造方法來製造。樹脂組成物層之層合及硬化的順序只要能得到所期望之層合薄片為任意。因應樹脂組成物的含有成分,例如可於全部層合複數個樹脂組成物層後,一次性硬化被層合之複數個樹脂組成物層。又,例如,可進行於某樹脂組成物層層合其他樹脂組成物層的程度、其被層合之樹脂組成物層的硬化。
以下,說明步驟(b)之較佳的一實施形態。於以下說明之實施形態中,為了區別,適當於樹脂組成物層,如「第一樹脂組成物層」及「第二樹脂組成物層」般附上編號表示,進而,於使該等之樹脂組成物層硬化所得之絕緣層,亦與該樹脂組成物層相同,如「第一絕緣層」及「第二絕緣層」般附上編號表示。
在較佳之一實施形態,步驟(b)係包含: (II)硬化第一樹脂組成物層,形成第一絕緣層之步驟、與 (VI)於第一絕緣層層合第二樹脂組成物層之步驟、與 (VII)硬化第二樹脂組成物層,形成第二絕緣層之步驟。又,步驟(b)如有必要可包含: (I)於薄片支持基材層合第一樹脂組成物層之步驟、 (III)於第一絕緣層進行鑽孔之步驟、 (IV)對第一絕緣層實施粗糙化處理之步驟、 (V)於第一絕緣層上形成導體層之步驟 等之任意的步驟。以下針對各步驟進行說明。
步驟(I)係於步驟(II)之前,於薄片支持基材層合第一樹脂組成物層之步驟。薄片支持基材為可剝離之構件,例如使用板狀、薄片狀或薄膜狀之構件。
薄片支持基材與第一樹脂組成物層的層合可藉由真空層壓法實施。在真空層壓法,加熱壓著溫度較佳為60℃~160℃,更佳為80℃~140℃的範圍,加熱壓著壓力較佳為0.098MPa~1.77MPa,更佳為0.29MPa~1.47MPa的範圍,加熱壓著時間較佳為20秒~400秒,更佳為30秒~300秒的範圍。層合較佳為於壓力26.7hPa以下之減壓條件下實施。
層合可藉由市售之真空層壓機進行。作為市售之真空層壓機,例如可列舉名機製作所公司製之真空加壓式層壓機、日光・材料公司製之真空施加器、批量式真空加壓層壓機等。
使用樹脂薄片時,薄片支持基材與第一樹脂組成物層的層合,例如可藉由從支持體側按壓樹脂薄片,將該樹脂薄片之第一樹脂組成物層加熱壓著在薄片支持基材進行。作為將樹脂薄片加熱壓著在薄片支持基材之構件(以下,亦有適當稱為「加熱壓著構件」的情況),例如可列舉被加熱之金屬板(SUS鏡板等)或金屬輥(SUS輥)等。較佳為並非將加熱壓著構件直接沖壓在樹脂薄片,而是於薄片支持基材的表面凹凸以第一樹脂組成物層充分跟隨的方式,透過耐熱橡膠等之彈性材進行沖壓。
於層合之後,藉由常壓下(一大氣壓下),例如以加熱壓著構件進行沖壓,可進行第一樹脂組成物層之平滑化處理。例如,使用樹脂薄片時,藉由從支持體側以加熱壓著構件沖壓樹脂薄片,可平滑化該樹脂薄片之第一樹脂組成物層。平滑化處理之沖壓條件可定為與上述層合之加熱壓著條件相同的條件。平滑化處理可藉由市售之層壓機進行。層合與平滑化處理可使用上述之市售真空層壓機連續性進行。
步驟(II)係硬化第一樹脂組成物層,形成第一絕緣層之步驟。第一樹脂組成物層的硬化條件並未特別限定,可任意適用形成印刷配線板之絕緣層時所採用的條件。第一樹脂組成物層例如可藉由熱硬化來硬化。
通常,具體的熱硬化條件因樹脂組成物的種類而異。例如,硬化溫度較佳為120℃~240℃,更佳為150℃~220℃,再更佳為170℃~210℃。又,硬化時間較佳為5分鐘~120分鐘,更佳為10分鐘~110分鐘,再更佳為20分鐘~100分鐘。
使第一樹脂組成物層熱硬化之前,可將第一樹脂組成物層以較硬化溫度更低的溫度進行預備加熱。例如,在使第一樹脂組成物層熱硬化之前,可在50℃以上且未滿120℃(較佳為60℃以上115℃以下,更佳為70℃以上110℃以下)的溫度,將第一樹脂組成物層預備加熱5分鐘以上(較佳為5分鐘~150分鐘,更佳為15分鐘~120分鐘,再更佳為15分鐘~100分鐘)。
步驟(III)係於第一絕緣層進行鑽孔之步驟。藉由此步驟(III),可於第一絕緣層形成通孔、貫通孔等之孔。鑽孔可因應樹脂組成物的組成,例如使用鑽孔機、雷射、電漿等來實施。孔之尺寸及形狀可因應多層可撓性基板的設計適當設定。
步驟(IV)係對第一絕緣層實施粗糙化處理之步驟。通常在此步驟(IV),亦進行膠渣的去除。因此,粗糙化處理有時亦被稱為除膠渣處理。作為粗糙化處理之例,可列舉依此順序進行藉由膨潤液之膨潤處理、藉由氧化劑之粗糙化處理,及藉由中和液之中和處理的方法。
作為膨潤液,雖並未特別限定,但可列舉氫氧化鈉水溶液、氫氧化鉀水溶液等之鹼水溶液。作為市售中之膨潤液,例如可列舉Atotech Japan公司製之「Swelling Dip Securiganth P」、「Swelling Dip Securiganth SBU」等。藉由膨潤液之膨潤處理,例如於30~90℃之膨潤液浸漬硬化體1分鐘~20分鐘來進行。從將絕緣層之樹脂的膨潤抑制在適度之水準的觀點來看,較佳為於40℃~80℃之膨潤液浸漬絕緣層5分鐘~15分鐘。
作為氧化劑,雖並未特別限定,但例如可列舉於氫氧化鈉水溶液、氫氧化鉀水溶液,溶解過錳酸鹽之鹼性過錳酸溶液。在鹼性過錳酸溶液之過錳酸鹽的濃度較佳為5質量%~10質量%。作為市售中之氧化劑,例如可列舉Atotech Japan公司製之「Concentrate ・Compact P」、「Concentrate ・Compact CP」、「Dosing solution・Securiganth P」等之鹼性過錳酸溶液。藉由氧化劑之粗糙化處理,可藉由於加熱至60℃~80℃之氧化劑溶液浸漬硬化體10分鐘~30分鐘來進行。
又,作為中和液,係使用酸性水溶液。作為市售品,例如可列舉Atotech Japan公司製之「Reduction solution・Securigant P」。藉由中和液之處理,可藉由將硬化體於30℃~80℃之中和液浸漬5分鐘~30分鐘來進行。從作業性等之點來看,較佳為將硬化體於40℃~70℃之中和液浸漬5分鐘~20分鐘。
粗糙化處理後之第一絕緣層的表面的算術平均粗糙度(Ra),較佳為400nm以下,更佳為300nm以下,再更佳為200nm以下。針對下限雖並未特別限定,但可為30nm以上、40nm以上、50nm以上。
步驟(V)係如有必要於第一絕緣層上形成導體層之步驟。導體層之形成方法,例如可列舉鍍敷法、濺鍍法、蒸鍍法等,其中,較佳為鍍敷法。作為合適之例,可列舉藉由半加成(semi-additive)法、全加成法等之適當的方法,鍍敷在第一絕緣層的表面,形成具有所期望的配線圖型之導體層的方法。其中,從製造之簡便性的觀點來看,較佳為半加成法。
以下,表示將導體層藉由半加成法形成之例。首先,於第一絕緣層的表面,藉由無電解鍍敷形成鍍敷種晶層。接著,於所形成之鍍敷種晶層上,對應所期望之配線圖型,形成使鍍敷種晶層的一部分露出之遮罩圖型。於經露出之鍍敷種晶層上,藉由電解鍍敷形成金屬層後,去除遮罩圖型。然後,將不要之鍍敷種晶層藉由蝕刻等之處理去除,可形成具有所期望之配線圖型的導體層。
於步驟(II)得到第一絕緣層,如有必要於進行步驟(III)、步驟(IV)、步驟(V)之後,進行步驟(VI)。步驟(VI)係於第一絕緣層層合第二樹脂組成物層之步驟。第一絕緣層與第二樹脂組成物層的層合,可以與在步驟(I)之薄片支持基材與第一樹脂組成物層的層合相同之方法進行。
惟,使用樹脂薄片,形成第一樹脂組成物層的情況下,較步驟(VI)更早以前,去除樹脂薄片之支持體。支持體的去除可於步驟(I)與步驟(II)之間進行,亦可於步驟(II)與步驟(III)之間進行,亦可於步驟(III)與步驟(IV)之間進行,亦可於步驟(IV)與步驟(V)之間進行。
於步驟(VI)之後,進行步驟(VII)。步驟(VII)係硬化第二樹脂組成物層,形成第二絕緣層之步驟。第二樹脂組成物層的硬化可以與在步驟(II)之第一樹脂組成物層的硬化相同之方法進行。藉此,可得到包含第一絕緣層及第二絕緣層所謂複數個絕緣層之層合薄片。
又,於有關前述之實施形態的方法,如有必要可進行(VIII)於第二絕緣層進行鑽孔之步驟、(IX)對第二絕緣層實施粗糙化處理之步驟,及(X)於第二絕緣層上形成導體層之步驟。在步驟(VIII)之第二絕緣層的鑽孔可以與在步驟(III)之第一絕緣層的鑽孔相同之方法進行。又,在步驟(IX)之第二絕緣層的粗糙化處理可以與在步驟(IV)之第一絕緣層的粗糙化處理相同之方法進行。進而,對在步驟(X)之第二絕緣層上之導體層的形成,可以與對在步驟(V)之第一絕緣層上之導體層的形成相同之方法進行。
於前述之實施形態,雖說明藉由第一樹脂組成物層及第二樹脂組成物層所謂2層之樹脂組成物層的層合及硬化,製造層合薄片之實施形態,但亦可藉由3層以上之樹脂組成物層的層合及硬化,來製造層合薄片。例如,在有關前述之實施形態的方法,可重複實施藉由步驟(VI)~步驟(VII)之樹脂組成物層的層合及硬化、以及如有必要藉由步驟(VIII)~步驟(X)之絕緣層的鑽孔、絕緣層的粗糙化處理,及對絕緣層上之導體層的形成,來製造層合薄片。藉此,得到包含3層以上之絕緣層的層合薄片。
進而,有關前述之實施形態的方法,可包含上述之步驟以外之任意步驟。例如進行步驟(I)的情況下,可進行去除薄片支持基材之步驟。
<多層可撓性基板> 多層可撓性基板係包含層合薄片。多層可撓性基板可僅包含層合薄片,亦可組合在層合薄片包含任意之構件。作為任意之構件,例如可列舉電子零件、覆蓋薄膜等。
多層可撓性基板可藉由包含製造上述之層合薄片的方法之製造方法來製造。因此,多層可撓性基板可藉由包含(a)準備樹脂薄片之步驟、以及(b)使用樹脂薄片,複數層合及硬化樹脂組成物層之步驟的製造方法來製造。
多層可撓性基板之製造方法可組合在前述之步驟,進一步包含任意之步驟。例如,具備電子零件之多層可撓性基板之製造方法,可包含於層合薄片接合電子零件之步驟。層合薄片與電子零件的接合條件,可採用可導體連接電子零件之端子電極與作為設置在層合薄片之配線的導體層之任意的條件。又,例如,具備覆蓋薄膜之多層可撓性基板之製造方法,可包含層合層合薄片與覆蓋薄膜之步驟。
前述之多層可撓性基板通常該多層可撓性基板所包含之層合薄片的一側的面可彼此對向的方式彎曲而使用。例如,多層可撓性基板以彎曲縮小尺寸的狀態,收納在半導體裝置的框體。又,例如,多層可撓性基板在具有可彎曲之可動部位之半導體裝置,設置在其可動部位。
<半導體裝置> 半導體裝置係具備前述之多層可撓性基板。半導體裝置例如具備多層可撓性基板、與實裝在此多層可撓性基板之半導體晶片。於多數之半導體裝置,多層可撓性基板可於半導體裝置的框體,該多層可撓性基板所包含之層合薄片的一側的面可彼此對向的方式彎曲而收納。
作為半導體裝置,例如可列舉供於電氣製品(例如電腦、手機、數位相機及電視等)及車輛(例如摩托車、汽車、電車、船舶及航空機等)等之各種半導體裝置。
前述之半導體裝置,例如可藉由包含準備多層可撓性基板之步驟、與將此多層可撓性基板以層合薄片之一側的面彼此對向的方式彎曲之步驟、與將彎曲之多層可撓性基板收納在框體之步驟的製造方法來製造。 [實施例]
以下,將本發明藉由實施例具體進行說明。本發明並非被限定於此等之實施例者。。尚,在以下,表示量之「份」及「%」,除非另有說明,分別意旨「質量份」及「質量%」。又,以下所說明之操作除非另有說明,係於常溫常壓(25℃,1atm)的環境進行。
<合成例1:聚醯亞胺樹脂1的合成> 於反應容器混合G-3000(2官能性羥基末端聚丁二烯、數平均分子量=5,047(GPC法)、羥基當量=1,798g/eq.、固體成分100質量%:日本曹達(股)製)50g、與Ipsol 150(芳香族烴系混合溶媒:出光石油化學(股)製)23.5g、月桂酸二丁基錫0.005g並使其均一溶解。於成為均一時昇溫至50℃,進而一邊攪拌,一邊添加甲苯-2,4-二異氰酸酯(異氰酸酯基當量=87.08g/eq.)4.8g,進行約3小時反應。接著,將此反應物冷卻至室溫後,對此添加二苯甲酮四羧酸二酐(酸酐當量=161.1g/eq.)8.96g、與三乙二胺(Triethylenediamine) 0.07g、與乙基二甘醇乙酸酯((股)Daicel製)40.4g,一邊攪拌一邊昇溫至130℃,進行約4小時反應。由FTIR進行2250cm-1 之NCO峰值消失的確認。具有NCO峰值消失的確認視為反應的終點,將反應物降溫至室溫後,再以100篩目的濾布進行過濾,而得到具有醯亞胺骨架、胺基甲酸酯骨架、丁二烯骨架之聚醯亞胺樹脂1。 黏度:7.5Pa・s(25℃、E型黏度計) 酸價:16.9mgKOH/g 固體成分:50質量% 數平均分子量:13,723 玻璃轉移溫度:-10℃ 聚丁二烯構造部分的含有率:50/(50+4.8+8.96)×100=78.4質量%
<合成例2:聚醯亞胺樹脂2的合成> 於具備氮導入管、攪拌裝置之500ml可分離燒瓶,投入4-胺基苯甲酸5-胺基-1,1’-聯苯-2-基9.13g(30毫莫耳)、4,4’-(4,4’-異亞丙基二苯氧基)雙鄰苯二甲酸二酐15.61g(30毫莫耳)、N-甲基-2-吡咯烷酮94.64g、吡啶0.47g(6毫莫耳)、甲苯10g,氮環境下藉由於180℃,途中一邊於系統外窺探甲苯,一邊使其進行4小時醯亞胺化反應,而得到包含聚醯亞胺樹脂2之聚醯亞胺溶液(不揮發分20質量%)。在聚醯亞胺溶液,未觀察到合成之聚醯亞胺樹脂2的析出。聚醯亞胺樹脂2的重量平均分子量為45,000。
<合成例3:聚醯亞胺樹脂3的合成> 於具備攪拌機、分水器、溫度計及氮氣體導入管之反應容器,置入芳香族四羧酸二酐(SABIC日本公司製「BisDA-1000」、4,4’-(4,4’-異亞丙基二苯氧基)雙鄰苯二甲酸二酐)65.0g、環己酮266.5g及甲基環己烷44.4g,並將溶液加熱至60℃。接著,滴下二聚物二胺(Croda Japan公司製「PRIAMINE 1075」)43.7g及1,3-雙(胺基甲基)環己烷5.4g後,於140℃耗費1小時進行醯亞胺化反應。藉此,得到包含聚醯亞胺樹脂3之聚醯亞胺溶液(不揮發分30質量%)。又,聚醯亞胺樹脂3的重量平均分子量為25,000。
<合成例4:聚醯亞胺樹脂4之合成> 準備具備連結環流冷卻器之水分定量受器、氮導入管及攪拌器的500mL之可分離燒瓶。於此燒瓶加入4,4’-氧基二鄰苯二甲酸酐(ODPA)20.3g、γ-丁內酯200g、甲苯20g及5-(4-胺基苯氧基)-3-[4-(4-胺基苯氧基)苯基]-1,1,3-三甲基二氫茚29.6g,於氮氣流下以45℃攪拌2小時,進行反應。接著,昇溫此反應溶液,一邊保持在約160℃,一邊於氮氣流下將縮合水與甲苯一起共沸去除。確認於水分定量受器積聚指定量的水及直到未觀察到水的流出。確認後,進一步昇溫反應溶液,於200℃攪拌1小時。然後,進行冷卻,而得到包含具有1,1,3-三甲基二氫茚骨架之聚醯亞胺樹脂4的聚醯亞胺溶液(不揮發分20質量%)。所得之聚醯亞胺樹脂4係具有下述式(X1)表示之重複單位及下述式(X2)表示之重複單位。又,前述之聚醯亞胺樹脂4之重量平均分子量為12,000。
<實施例1:樹脂組成物1的調製> 將雙二甲酚(bixylenol)型環氧樹脂(三菱化學公司製「YX4000HK」、環氧當量約185g/eq.)5份、萘型環氧樹脂(新日鐵住金化學公司製「ESN475V」、環氧當量約332g/eq.)5份、雙酚AF型環氧樹脂(三菱化學公司製「YL7760」、環氧當量約238g/eq.)10份、環己烷型環氧樹脂(三菱化學公司製「ZX1658GS」、環氧當量約135g/eq.)2份,及於合成例1所得之聚醯亞胺樹脂1(不揮發成分50質量%)40份,邊於環己酮10份攪拌邊使其加熱溶解。冷卻至室溫後,對其混合含有三嗪骨架之甲酚酚醛系硬化劑(DIC公司製「LA3018-50P」、羥基當量約151g/eq.、不揮發分50%之2-甲氧基丙醇溶液)4份、活性酯系硬化劑(DIC公司製「EXB-8000L-65TM」、活性基當量約220g/eq.、不揮發成分65質量%之MEK溶液)6份、球形二氧化矽(Admatechs公司製「SC2500SQ」、平均粒徑0.5μm、比表面積11.2m2 /g、相對於二氧化矽100份以N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷(信越化學工業公司製、KBM573)1份經表面處理者)25份、含有矽氧烷骨架之環氧樹脂(信越化學工業公司製、「KR470」、環氧當量約200g/eq.)6份、胺系硬化促進劑(4-二甲基胺基吡啶(DMAP))0.2份,以高速回轉混合器均一分散後,以筒式過濾器(ROKITECHNO公司製「SHP020」)過濾,調製樹脂組成物1。
<實施例2:樹脂組成物2的調製> 除了取代使用於合成例1所得之聚醯亞胺樹脂1(不揮發成分50質量%)40份,改使用於合成例2所得之聚醯亞胺樹脂2(不揮發成分20質量%)100份之外,其他與實施例1進行相同操作,來調製樹脂組成物2。
<實施例3:樹脂組成物3的調製> 除了取代使用於合成例1所得之聚醯亞胺樹脂1(不揮發成分50質量%)40份,改使用於合成例3所得之聚醯亞胺樹脂3(不揮發成分30質量%)66.7份之外,其他與實施例1進行相同操作,來調製樹脂組成物3。
<實施例4:樹脂組成物4的調製> 除了取代使用於合成例1所得之聚醯亞胺樹脂1(不揮發成分50質量%)40份,改使用於合成例4所得之聚醯亞胺樹脂4(不揮發成分20質量%)100份之外,其他與實施例1進行相同操作,來調製樹脂組成物4。
<比較例1:樹脂組成物5的調製>
除了未使用含有矽氧烷骨架之環氧樹脂(信越化學工業公司製、「KR470」、環氧當量約200g/eq.)6份之外,其他與實施例1進行相同操作,來調製樹脂組成物5。
<比較例2:樹脂組成物6的調製>
除了取代使用於合成例1所得之聚醯亞胺樹脂1(不揮發成分50質量%)40份,改使用苯氧基樹脂(三菱化學公司製「YX7553BH30」、固體成分30質量%)66份之外,其他與實施例1進行相同操作,來調製樹脂組成物6。
<試驗例1:柔軟性(MIT耐折性)之評估>
於將各實施例及比較例之樹脂組成物以醇酸系脫模劑處理之PET薄膜(厚度38μm)的脫模處理面上,以乾燥後之樹脂組成物層的厚度成為40μm的方式,在模塗機均一塗佈,並於80~120℃(平均100℃)乾燥6分鐘,而得到樹脂薄片1。
將所得之樹脂薄片1使用批量式真空加壓層壓機((股)名機製作所製「MVLP-500」),並層壓在聚醯亞胺薄膜(宇部興產(股)製、UPILEX S),而得到附保護薄膜之樹脂薄片。層壓係進行30秒減壓將氣壓定為13hPa以下後,於120℃以30秒、壓力0.74MPa壓著。然後,藉由剝離PET薄膜,以190℃、90分鐘的硬化條件使樹脂組成物硬化,剝離聚醯亞胺薄膜,而得到硬化物樣品。
將所得之硬化物樣品切斷成寬度15mm、長 度110mm之試驗片,使用MIT試驗裝置((股)東洋精機製作所製、MIT耐折疲勞試驗機「MIT-DA」),依照JIS C-5016,在荷重2.5N、彎曲角90度、彎曲半徑1.0mm、彎曲速度175次/分鐘的測定條件,測定硬化體至破斷為止之耐折次數。尚,測定係針對5樣品進行,算出上位3點之平均值。將耐折次數未滿8,000次的情況評估為「×」,將8,000次以上的情況評估為「○」。
<試驗例2:黏性(黏著性)之評估>
從於試驗例1所得之附保護薄膜之樹脂薄片,剝離保護薄膜,針對樹脂組成物層,係使用探針黏性測試儀(TESTER產業公司製、「TE-6002」),在直徑5mm之玻璃探測,以荷重1kgf/cm2、接觸速度0.5mm/秒、拉伸速度0.5mm/秒、保持時間10秒,測定於溫度80℃之黏著力。將黏著力超過1.6N的情況評估為「×」,將1.6N以下的情況評估為「○」。
<試驗例3:絕緣信賴性之評估> (1)內層電路基板之基底處理
作為內層電路基板,係準備於兩面具有在L/S=10μm/10μm之配線圖型所形成之電路導體(銅)的玻璃布基材環氧樹脂兩面覆銅層合板(銅箔的厚度3μm、基板厚度0.15mm、三菱氣體化學公司製「HL832NSF LCA」、255×340mm尺寸)。將該內層電路基板的兩面在MEC公司製「FlatBOND-FT」,進行銅表面的有機被膜處理。
(2)樹脂薄片之層壓 從於試驗例1所得之附保護薄膜之樹脂薄片,剝離保護薄膜,使用批量式真空加壓層壓機(日光・材料公司製、2階段堆積層壓機、CVP700),以樹脂組成物層與內層電路基板接觸的方式,層壓在內層電路基板的兩面。層壓係藉由進行30秒減壓將氣壓定為13hPa以下,於130℃、壓力0.74MPa、45秒壓著來實施。接著,在120℃、壓力0.5MPa進行75秒熱沖壓。
(3)樹脂組成物層之熱硬化 將層壓樹脂薄片之內層電路基板投入100℃之烤箱後30分鐘,接著,轉移至180℃之烤箱後30分鐘,進行熱硬化而形成絕緣層,剝離離形PET。
(4)粗糙化處理 於形成絕緣層之內層電路基板,進行作為粗糙化處理之除膠渣處理。尚,作為除膠渣處理,實施下述之濕式除膠渣處理。 濕式除膠渣處理: 於膨潤液(Atotech Japan公司製「Swelling Dip Securigant P」、二乙二醇單丁基醚及氫氧化鈉之水溶液),以60℃浸漬5分鐘,接著,於氧化劑溶液(Atotech Japan公司製「Concentrate ・Compact CP」、過錳酸鉀濃度約6%、氫氧化鈉濃度約4%之水溶液),以80℃浸漬10分鐘,最後於中和液(Atotech Japan公司製「Reduction solution・Securigant P」、硫酸水溶液),以40℃浸漬5分鐘後,在於80℃乾燥15分鐘。將此定為「粗糙化基板A」。
(5)導體層形成 (5-1)無電解鍍敷 為了於進行上述粗糙化基板A之粗糙化處理的表面,形成導體層,進行包含下述1~6之步驟的鍍敷步驟(使用Atotech Japan公司製之藥液的鍍銅步驟),而形成導體層。
1.鹼清洗(絕緣層的表面之洗淨與電荷調整) 將粗糙化基板A的表面使用Cleaning Cleaner Securiganth 902(商品名),於60℃洗淨5分鐘。 2.軟蝕刻(通孔內之洗淨) 將粗糙化基板A的表面使用硫酸酸性過氧二硫酸鈉水溶液,於30℃進行1分鐘處理。 3.預浸(用以Pd賦予之絕緣層的表面之電荷的調整) 將粗糙化基板A的表面使用Pre. Dip Neoganth B(商品名),於室溫進行1分鐘處理。 4.活化劑賦予(對絕緣層的表面之Pd的賦予) 將粗糙化基板A的表面使用Activator Neoganth 834(商品名),於35℃進行5分鐘處理。 5.還原(還原絕緣層所賦予之Pd) 將粗糙化基板A的表面使用Reducer Neoganth WA(商品名)與Reducer Acceralator 810 mod.(商品名)的混合液,於30℃進行5分鐘處理。 6.無電解鍍銅(將Cu析出於絕緣層的表面(Pd表面)) 使用Basic Solution Printganth MSK-DK(商品名)、與Copper solution Printganth MSK(商品名)、與Stabilizer Printganth MSK-DK(商品名)、與Reducer Cu(商品名)的混合液,將粗糙化基板A的表面於35℃進行20分鐘處理,而形成無電解鍍銅層。經形成之無電解鍍銅層的厚度為0.8μm。
(5-2)電解鍍敷 接著,使用Atotech Japan公司製之藥液,以對通孔內填充銅的條件進行電解鍍銅步驟。然後,作為用以藉由蝕刻之圖型化的抗蝕圖型,係使用導通在下層導體之直徑1mm的連接盤圖型,及與下層導體未連接之直徑10mm的圓形導體圖型,於絕緣層的表面以10μm的厚度形成具有連接盤及導體圖型之導體層。接著,將退火處理在200℃進行90分鐘。將此基板定為「評估用基板A」。
(6)絕緣層之絕緣信賴性之評估 將評估用基板A之直徑10mm的圓形導體側定為+電極,將與直徑1mm之連接盤連接之內層電路基板的格子電路導體(銅)側定為-電極,使用高度加速壽命試驗裝置(ETAC公司製「PM422」,以110℃、85%相對濕度、20V直流電壓施加的條件,將經過100小時時的絕緣電阻值在電化學遷移測試儀(J-RAS公司製「ECM-100」)測定。進行6次此測定,在6點之試驗片全部,將其電阻值為1.00×108 Ω以上的情況定為「○」,即使為1個亦未滿1.00×108 Ω的情況定為「×」,將評估結果與絕緣電阻值示於下述表。下述表1所記載之絕緣電阻值為6點之試驗片之絕緣電阻值的最低值。
將實施例及比較例之樹脂組成物之不揮發成分的使用量、試驗例的測定結果、評估結果等示於下述表1。
瞭解到藉由使用其係包含(A)環氧樹脂、(B)無機填充材料及(C)聚醯亞胺樹脂之樹脂組成物,且(A)成分包含(A-1)含有矽氧烷骨架之環氧樹脂的樹脂組成物,可得到(B)無機填充材料的含量為40質量%以下時,即使為低摻合,亦可將黏性抑制在低,且具備優異之柔軟性及優異之絕緣信賴性的硬化物。

Claims (22)

  1. 一種樹脂組成物,其係包含(A)環氧樹脂、(B)無機填充材料、(C)聚醯亞胺樹脂,及(D)硬化劑之樹脂組成物,其特徵為:(A)成分係包含(A-1)含有矽氧烷骨架之環氧樹脂,(A-1)成分為含有環狀矽氧烷骨架之環氧樹脂,(C)成分為(1)藉由含有二胺化合物與四羧酸酐之醯亞胺化的反應而得的樹脂,或(2)藉由含有二異氰酸酯化合物與四羧酸酐之醯亞胺化的反應而得的樹脂,(D)成分為選自由酚系硬化劑、萘酚系硬化劑、活性酯系硬化劑、苯并噁嗪系硬化劑、氰酸酯酯系硬化劑及碳二醯亞胺系硬化劑的硬化劑之1種以上,(A)成分的含有量在將樹脂組成物中之不揮發成分定為100質量%之情況時為10質量%以上,(B)成分的含量係將樹脂組成物中之不揮發成分定為100質量%時,為40質量%以下,(C)成分之含有量在將樹脂組成物中之不揮発成分定為100質量%之情況時為5質量%以上。
  2. 如請求項1之樹脂組成物,其中四羧酸酐含有選自脂肪族四羧酸二酐,及二鄰苯二甲酸二酐的四羧酸酐。
  3. 如請求項1之樹脂組成物,其中二胺化合物含有選自脂肪族二胺化合物,及二苯胺化合物的二胺化合物, 二異氰酸酯化合物含有選自脂肪族二異氰酸酯化合物、雙異氰酸基苯化合物,及兩末端異氰酸酯基聚胺基甲酸酯的二異氰酸酯化合物。
  4. 如請求項1之樹脂組成物,其中四羧酸酐含有選自脂肪族四羧酸二酐,及含有作為骨架原子的氧原子之二鄰苯二甲酸二酐的四羧酸酐,二胺化合物含有選自脂肪族二胺化合物,及二苯胺化合物的二胺化合物,二異氰酸酯化合物含有選自脂肪族二異氰酸酯化合物、雙異氰酸基苯化合物,及兩末端異氰酸酯基聚胺基甲酸酯的二異氰酸酯化合物。
  5. 如請求項3之樹脂組成物,其中二胺化合物含有脂肪族二胺化合物,二異氰酸酯化合物含有選自脂肪族二異氰酸酯化合物,及由使脂肪族二異氰酸酯化合物與兩末端羥基聚合物進行胺基甲酸酯化反應而得的兩末端異氰酸酯基聚胺基甲酸酯之二異氰酸酯化合物。
  6. 如請求項1之樹脂組成物,其中,(A-1)成分為式(A1)表示之化合物,
    Figure 109129978-A0305-02-0074-1
    [式中,R1分別獨立表示環氧烷基;R2分別獨立表示取代或無取代之烷基、取代或無取代之烯基,或取代或無 取代之芳基;R3及R4分別獨立表示取代或無取代之烷基、取代或無取代之烯基,或取代或無取代之芳基,或是R3及R4變成一起顯示1個-O-並彼此鍵結,而形成環狀矽氧烷骨架;s表示1以上之整數]。
  7. 如請求項1之樹脂組成物,其中,(A-1)成分的分子量為800以下。
  8. 如請求項1之樹脂組成物,其中,(A-1)成分的環氧當量為150g/eq.~250g/eq.。
  9. 如請求項1之樹脂組成物,其中,(A-1)成分的含量係將樹脂組成物中之不揮發成分定為100質量%時,為5質量%以上。
  10. 如請求項1之樹脂組成物,其中,(A-1)成分的含量係將樹脂組成物中之不揮發成分定為100質量%時,為10質量%以下。
  11. 如請求項1之樹脂組成物,其中,(B)成分的平均粒徑為1μm以下。
  12. 如請求項1之樹脂組成物,其中,(B)成分為二氧化矽。
  13. 如請求項1之樹脂組成物,其中,(C)成分的重量平均分子量為1,000以上100,000以下。
  14. 如請求項1之樹脂組成物,其中,(C)成分的含量係將樹脂組成物中之不揮發成分定為100質量%時,為20質量%以上。
  15. 如請求項1之樹脂組成物,其中,(C)成 分的含量係將樹脂組成物中之不揮發成分定為100質量%時,為30質量%以下。
  16. 如請求項1之樹脂組成物,其中,(D)成分係包含活性酯系硬化劑。
  17. 如請求項1之樹脂組成物,其係多層可撓性基板之絕緣層形成用。
  18. 如請求項1之樹脂組成物,其係將樹脂組成物均一地塗佈於以醇酸系脫模劑進行處理之PET薄膜的脫模處理面上,使乾燥後的樹脂組成物層之厚度成為40μm,並以80~120℃(平均100℃)進行6分鐘乾燥而形成薄片之情況中,其玻璃探測的直徑5mm,荷重1kgf/cm2,接觸速度0.5mm/秒,拉伸速度0.5mm/秒,保持時間10秒,溫度80℃的條件所測定之樹脂組成物層的黏著力為1.8N以下。
  19. 一種如請求項1~18中任一項所記載之樹脂組成物的硬化物。
  20. 一種樹脂薄片,其係包含支持體、與以設置在該支持體上之如請求項1~18中任一項所記載之樹脂組成物形成之樹脂組成物層。
  21. 一種多層可撓性基板,其係包含硬化如請求項1~18中任一項所記載之樹脂組成物所形成之絕緣層。
  22. 一種半導體裝置,其係具備如請求項21所記載之多層可撓性基板。
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