CN112876845A - 树脂组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于提供用于得到柔性、晕圈现象抑制特性及耐热性优异的固化物的树脂组合物。本发明的解决手段是一种树脂组合物,其是包含(A)聚酰亚胺树脂、(B)碳二亚胺树脂及(C)无机填充材料的树脂组合物,其中,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(C)成分的含量低于40质量%。
Description
技术领域
本发明涉及包含聚酰亚胺树脂的树脂组合物。进而涉及使用该树脂组合物得到的固化物、树脂片材、多层柔性基板及半导体装置。
背景技术
近年来,对更薄型且轻量并且安装密度高的半导体部件的要求提高。为了应对该要求,利用柔性基板作为半导体部件中使用的衬底基板受到关注。柔性基板与刚性基板相比,可以更薄且轻量。进而,由于柔性基板柔软且可变形,因此,可将其弯折而进行安装。
此前,包含碳二亚胺树脂的组合物是已知的(专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-027097号公报。
发明内容
发明所要解决的课题
为了提高柔性,有时在柔性基板的绝缘材料中配合聚酰亚胺树脂,这种情况下,若绝缘材料所含的无机填充材料少,则晕圈(haloing)现象的发生变得显著,另外,存在耐热性下降的倾向。
本发明的课题在于提供用于得到柔性、晕圈现象抑制特性及耐热性优异的固化物的树脂组合物。
用于解决课题的手段
为了解决本发明的课题(技术问题),本发明人等进行了深入研究,结果发现,通过使用包含(A)聚酰亚胺树脂、(B)碳二亚胺树脂、及低于40质量%的(C)无机填充材料的树脂组合物,能得到柔性、晕圈现象抑制特性及耐热性优异的固化物,从而完成了本发明。
即,本发明包含以下的内容:
[1]一种树脂组合物,其包含(A)聚酰亚胺树脂、(B)碳二亚胺树脂及(C)无机填充材料,
其中,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(C)成分的含量低于40质量%;
[2]根据上述[1]所述的树脂组合物,其中,(A)成分的重均分子量为1,000以上且100,000以下;
[3]根据上述[1]或[2]所述的树脂组合物,其中,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(A)成分的含量为15质量%以上;
[4]根据上述[1]~[3]中任一项所述的树脂组合物,其中,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(A)成分的含量为35质量%以下;
[5]根据上述[1]~[4]中任一项所述的树脂组合物,其中,(B)成分为聚碳二亚胺;
[6]根据上述[1]~[5]中任一项所述的树脂组合物,其中,(B)成分的分子中的异氰酰基(isocyanato group,异氰酸基)的含有率为0.2质量%以下;
[7]根据上述[1]~[6]中任一项所述的树脂组合物,其中,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(B)成分的含量为3质量%以上;
[8]根据上述[1]~[7]中任一项所述的树脂组合物,其中,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(B)成分的含量为15质量%以下;
[9]根据上述[1]~[8]中任一项所述的树脂组合物,其中,(B)成分相对于(A)成分的质量比((B)成分/(A)成分)为0.1以上;
[10]根据上述[1]~[9]中任一项所述的树脂组合物,其中,(B)成分相对于(A)成分的质量比((B)成分/(A)成分)为0.5以下;
[11]根据上述[1]~[10]中任一项所述的树脂组合物,其中,(C)成分为二氧化硅;
[12]根据上述[1]~[11]中任一项所述的树脂组合物,其中,(C)成分的平均粒径为1μm以下;
[13]根据上述[1]~[12]中任一项所述的树脂组合物,其进一步包含(D)环氧树脂;
[14]根据上述[1]~[13]中任一项所述的树脂组合物,其进一步包含(E)固化剂;
[15]根据上述[14]所述的树脂组合物,其中,(E)成分包含活性酯系固化剂;
[16]根据上述[1]~[15]中任一项所述的树脂组合物,其用于形成多层柔性基板的绝缘层;
[17]一种固化物,其是上述[1]~[16]中任一项所述的树脂组合物的固化物;
[18]一种树脂片材,其包含支承体、和设置于该支承体上的由上述[1]~[16]中任一项所述的树脂组合物形成的树脂组合物层;
[19]一种多层柔性基板,其包含将上述[1]~[16]中任一项所述的树脂组合物固化而形成的绝缘层;
[20]一种半导体装置,其具备上述[19]所述的多层柔性基板。
发明的效果
根据本发明的树脂组合物,可得到柔性、晕圈现象抑制特性及耐热性优异的固化物。
具体实施方式
以下,按照本发明优选的实施方式来详细地说明本发明。但是,本发明不受下述实施方式及示例物的限制,可以在不超出本发明的权利要求书及其均等范围的范围内任意地进行变更来实施。
<树脂组合物>
本发明的树脂组合物是包含(A)聚酰亚胺树脂、(B)碳二亚胺树脂及(C)无机填充材料的树脂组合物,其中,(C)成分的含量低于40质量%。通过使用这样的树脂组合物,可得到柔性、晕圈现象抑制特性及耐热性优异的固化物。
对于本发明的树脂组合物而言,除了包含(A)聚酰亚胺树脂、(B)碳二亚胺树脂及(C)无机填充材料之外,可以还包含任意的成分。作为任意的成分,可举出例如(D)环氧树脂、(E)固化剂、(F)固化促进剂、(G)其他添加剂及(H)有机溶剂。以下,详细地说明树脂组合物中包含的各成分。
<(A)聚酰亚胺树脂>
本发明的树脂组合物包含(A)聚酰亚胺树脂。(A)聚酰亚胺树脂是在重复单元中具有酰亚胺键的树脂。(A)聚酰亚胺树脂没有特别限制,例如可包含:(1)通过二胺化合物与四羧酸酐的酰亚胺化反应而得到的树脂、或(2)通过二异氰酸酯化合物与四羧酸酐的酰亚胺化反应而得到的树脂。(A)聚酰亚胺树脂中,还包含硅氧烷改性聚酰亚胺树脂等改性聚酰亚胺树脂。
(A)聚酰亚胺树脂没有特别限制,例如,可包含式(A1)表示的结构。
[化学式1]
〔式中,X1表示从四羧酸二酐除去2个-CO-O-CO-而得到的4价的基团,例如,可以是由选自碳原子、氧原子、氮原子及硫原子中的2个以上(例如2~3,000个、2~1,000个、2~100个、2~50个)骨架原子形成的有机基团。X2表示从二胺化合物除去2个-NH2而得到的2价的基团、或从二异氰酸酯化合物除去2个-NCO而得到的2价的基团,例如可以是由选自碳原子、氧原子、氮原子及硫原子中的2个以上(例如2~3,000个、2~1,000个、2~100个、2~50个)骨架原子形成的有机基团。n表示2以上的整数。〕
式(A1)中的X1及X2的有机基团没有特别限制,只要在化学性质稳定的结构的范围内即可,可以是可由本领域技术人员适当选择的结构,例如可以是公知的聚酰亚胺树脂的结构。(A)聚酰亚胺树脂包含式(A1)表示的结构时,优选包含式(A1)表示的结构60质量%以上,更优选包含80质量%以上,进一步包含90质量%以上,特别优选包含95质量%以上。
作为用于制备(A)聚酰亚胺树脂的二胺化合物,没有特别限制,可举出例如脂肪族二胺化合物、及芳香族二胺化合物。
作为脂肪族二胺化合物,可举出例如:1,2-乙二胺、1,2-二氨基丙烷、1,3-二氨基丙烷、1,4-二氨基丁烷、1,6-己二胺、1,5-二氨基戊烷、1,10-二氨基癸烷等的直链状的脂肪族二胺化合物;1,2-二氨基-2-甲基丙烷、2,3-二氨基-2,3-丁烷、及2-甲基-1,5-二氨基戊烷等的支链状的脂肪族二胺化合物;1,3-双(氨基甲基)环己烷、1,4-双(氨基甲基)环己烷、1,3-二氨基环己烷、1,4-二氨基环己烷、4,4'-亚甲基双(环己基胺)等的脂环族二胺化合物;二聚酸型二胺(以下也称为“二聚物二胺”)等。
所谓二聚酸型二胺,是指二聚酸的两个末端羧基(-COOH)被取代为氨基甲基(-CH2-NH2)或氨基(-NH2)而得到的二胺化合物。二聚酸为通过将不饱和脂肪酸(优选碳原子数为11~22的不饱和脂肪酸,特别优选碳原子数为18的不饱和脂肪酸)二聚化而得到的已知的化合物,其工业制造工艺在业界已大致标准化。对于二聚酸而言,尤其是,以通过将廉价且容易获得的油酸、亚油酸等碳原子数为18的不饱和脂肪酸二聚化而得到的碳原子数为36的二聚酸为主要成分的二聚酸可容易地获得。另外,对于二聚酸而言,根据制造方法、纯化的程度等,有时含有任意量的单体酸、三聚酸、其他聚合脂肪酸等。另外,虽然在不饱和脂肪酸的聚合反应后残留双键,但本说明书中,进一步进行氢化反应而降低了不饱和度的氢化物也包含在二聚酸内。对于二聚酸型二胺而言,可获得市售品,可举出例如Croda日本公司制的“PRIAMINE1073”、“PRIAMINE1074”、“PRIAMINE1075”;Cognis日本公司制的“VERSAMINE551”、“VERSAMINE 552”等。
作为芳香族二胺化合物,可举出例如:1,4-苯二胺、1,2-苯二胺、1,3-苯二胺、2,4-二氨基甲苯、2,6-二氨基甲苯、3,5-二氨基联苯、2,4,5,6-四氟-1,3-苯二胺等的苯二胺化合物;1,5-二氨基萘、1,8-二氨基萘、2,6-二氨基萘、2,3-二氨基萘等的萘二胺化合物;4,4'-二氨基-2,2'-二(三氟甲基)-1,1'-联苯、3,4'-二氨基二苯基醚、4,4'-二氨基二苯基醚、3,3'-二氨基二苯基砜、4,4'-二氨基二苯基砜、4,4'-二氨基二苯基硫醚、4-氨基苯甲酸4-氨基苯酯、1,3-双(3-氨基苯氧基)苯、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、2,2-双(4-氨基苯基)丙烷、4,4'-(六氟异丙叉)二苯胺、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷、α,α-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-1,3-二异丙基苯、α,α-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-1,4-二异丙基苯、4,4'-(9-亚芴基(fluorenylidene))二苯胺、2,2-双(3-甲基-4-氨基苯基)丙烷、2,2-双(3-甲基-4-氨基苯基)苯、4,4'-二氨基-3,3'-二甲基-1,1'-联苯、4,4'-二氨基-2,2'-二甲基-1,1'-联苯、9,9'-双(3-甲基-4-氨基苯基)芴、5-(4-氨基苯氧基)-3-[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-1,1,3-三甲基茚满、4-氨基苯甲酸5-氨基-1,1'-联苯-2-基酯等的二苯胺化合物等。
二胺化合物可使用市售的制品,也可使用利用公知的方法合成的制品。二胺化合物可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
作为用于制备(A)聚酰亚胺树脂的二异氰酸酯化合物,没有特别限制,可举出例如脂肪族二异氰酸酯化合物、芳香族二异氰酸酯化合物、两末端异氰酰基聚氨酯等。
作为脂肪族二异氰酸酯化合物,可举出例如:1,4-丁二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、1,8-辛二异氰酸酯、1,12-十二烷二异氰酸酯等直链状的脂肪族二异氰酸酯化合物;2,2,4-三甲基-1,6-己二异氰酸酯、2,4,4-三甲基-1,6-己二异氰酸酯、2,2-二甲基-1,5-戊二异氰酸酯等支链状的脂肪族二异氰酸酯化合物;异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、环己烷-1,3-二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯(CHDI)、4-甲基环己烷-1,3-二异氰酸酯、2-甲基环己烷-1,3-二异氰酸酯、2-甲基环己烷-1,4-二异氰酸酯、二环己基甲烷-4,4'-二异氰酸酯、二环己基醚-4,4'-二异氰酸酯、1,4-双(异氰酰基甲基)环己烷(1,4-双(异氰酸根合甲基)环己烷)、1,3-双(异氰酰基甲基)环己烷、3a,4,5,6,7,7a-六氢-4,7-桥亚甲基茚满-1,8-亚基二异氰酸酯、1,3-双(异氰酰基甲基)环己烷、1,4-双(异氰酰基甲基)环己烷等脂环族二异氰酸酯化合物;二聚酸型二异氰酸酯等。
所谓二聚酸型二异氰酸酯,是指将上文中说明的二聚酸型二胺的氨基(-NH2)取代为异氰酰基(-NCO)而得到的二异氰酸酯化合物。
作为芳香族二异氰酸酯化合物,可举出例如:1,4-苯二异氰酸酯、1,3-苯二异氰酸酯、甲苯-2,6-二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯、甲苯-3,5-二异氰酸酯、2-甲基-4,6-二异丙基亚苯基-1,3-二异氰酸酯、2,4,6-三乙基亚苯基-1,3-二异氰酸酯、4,6-二乙基亚苯基-1,3-二异氰酸酯、2,5-二乙基亚苯基-1,3-二异氰酸酯、2,5-二乙基亚苯基-1,4-二异氰酸酯、2,4,6-三异丙基亚苯基-1,3-二异氰酸酯、4,6-二异丙基亚苯基-1,3-二异氰酸酯、2,5-二异丙基亚苯基-1,3-二异氰酸酯、2,5-二异丙基亚苯基-1,4-二异氰酸酯、间苯二甲撑二异氰酸酯(m-Xylylene diisocyanate)、对苯二甲撑二异氰酸酯、四甲基间苯二甲撑二异氰酸酯、四甲基对苯二甲撑二异氰酸酯等苯二异氰酸酯化合物;1,3-萘二异氰酸酯(naphthalenediyl diisocyanate)、1,6-萘二异氰酸酯、1,7-萘二异氰酸酯、1,8-萘二异氰酸酯、2,6-萘二异氰酸酯、2,7-萘二异氰酸酯等萘二异氰酸酯化合物;二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯、二苯基醚-4,4'-二异氰酸酯、二苯基醚-2,4'-二异氰酸酯、联苯-4,4'-二异氰酸酯、3,3'-二甲基联苯-4,4'-二异氰酸酯、3,3'-二甲氧基联苯-4,4'-二异氰酸酯、3,3'-二甲氧基二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯、4,4'-二甲氧基二苯基甲烷-3,3'-二异氰酸酯等双(异氰酰基苯)化合物等。
两末端异氰酰基聚氨酯可以是使上文中列举的那样的脂肪族二异氰酸酯化合物和/或芳香族二异氰酸酯化合物、与两末端羟基聚合物进行氨基甲酸酯化反应而得到的产物。作为两末端羟基聚合物,例如可以是两末端羟基聚丁二烯、两末端羟基氢化聚丁二烯、两末端羟基聚异戊二烯、两末端羟基氢化聚异戊二烯等两末端羟基聚烯烃;两末端羟基聚乙二醇、两末端羟基聚丙二醇、两末端羟基聚1,4-丁二醇等两末端羟基聚醚等。
两末端羟基聚合物的数均分子量没有特别限制,优选为500以上,更优选为1,000以上,进一步优选为2,000以上。两末端羟基聚合物的数均分子量的上限没有特别限制,优选为10,000以下,更优选为8,000以下。此处的数均分子量可以是利用凝胶渗透色谱法(GPC)(按照聚苯乙烯换算)测定的值。
两末端异氰酰基聚氨酯例如为式(A2)表示的两末端异氰酰基聚氨酯。
[化学式2]
〔式中,X2a各自独立地表示从脂肪族二异氰酸酯化合物或芳香族二异氰酸酯化合物除去2个-NCO而得到的2价的基团,例如可以是由选自碳原子、氧原子、氮原子及硫原子中的2~50个骨架原子形成的有机基团。X2b各自独立地表示从两末端羟基聚合物除去2个-OH而得到的2价的基团,例如可以是由选自碳原子及氧原子中的2个以上(例如2~1,000个、2~500个)骨架原子形成的有机基团。m表示1~10的整数。〕。
二异氰酸酯化合物可使用市售的制品,也可使用利用公知的方法或以其为依据的方法合成的制品。二异氰酸酯化合物可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
作为用于制备(A)聚酰亚胺树脂的四羧酸酐,没有特别限制,可举出例如脂肪族四羧酸二酐、及芳香族四羧酸二酐。
作为脂肪族四羧酸二酐,具体而言,可举出:1,2,3,4-环丁烷四甲酸二酐、环戊烷四甲酸二酐、环己烷-1,2,3,4-四甲酸二酐、环己烷-1,2,4,5-四甲酸二酐、3,3',4,4'-联环己基四甲酸二酐、羰基-4,4'-双(环己烷-1,2-二甲酸)二酐、亚甲基-4,4'-双(环己烷-1,2-二甲酸)二酐、1,2-亚乙基-4,4'-双(环己烷-1,2-二甲酸)二酐、氧基-4,4'-双(环己烷-1,2-二甲酸)二酐、硫基-4,4'-双(环己烷-1,2-二甲酸)二酐、磺酰基-4,4'-双(环己烷-1,2-二甲酸)二酐等。
作为芳香族四羧酸二酐,可举出例如:均苯四甲酸二酐、1,2,3,4-苯四甲酸二酐等苯四甲酸二酐;1,4,5,8-萘四甲酸二酐、2,3,6,7-萘四甲酸二酐等萘四甲酸二酐;2,3,6,7-蒽四甲酸二酐等蒽四甲酸二酐;3,3',4,4'-二苯甲酮四甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯基醚四甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯基砜四甲酸二酐、3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐、2,2',3,3'-联苯四甲酸二酐、2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐、2,3,3',4'-二苯甲酮四甲酸二酐、2,3,3',4'-二苯基醚四甲酸二酐、2,3,3',4'-二苯基砜四甲酸二酐、2,2'-双(3,4-二羧基苯氧基苯基)砜二酐、亚甲基-4,4'-二邻苯二甲酸二酐、1,1-乙叉-4,4'-二邻苯二甲酸二酐、2,2-丙叉-4,4'-二邻苯二甲酸二酐、1,2-亚乙基-4,4'-二邻苯二甲酸二酐、1,3-三亚甲基-4,4'-二邻苯二甲酸二酐、1,4-四亚甲基-4,4'-二邻苯二甲酸二酐、1,5-五亚甲基-4,4'-二邻苯二甲酸二酐、1,3-双(3,4-二羧基苯基)苯二酐、1,4-双(3,4-二羧基苯基)苯二酐、1,3-双(3,4-二羧基苯氧基)苯二酐、1,4-双(3,4-二羧基苯氧基)苯二酐、2,2-双(2,3-二羧基苯基)丙烷二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、4,4'-(4,4'-异丙叉二苯氧基)双邻苯二甲酸二酐等二邻苯二甲酸二酐等。
四羧酸二酐可使用市售的制品,也可使用利用公知的方法或以其为依据的方法合成的制品。四羧酸二酐可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
构成(A)聚酰亚胺树脂的来自芳香族四羧酸二酐的结构相对于来自四羧酸二酐的全部结构的含有率优选为10摩尔%以上,更优选为30摩尔%以上,进一步优选为50摩尔%以上,更进一步优选为70摩尔%以上,更进一步优选为90摩尔%以上,特别优选为100摩尔%。
(A)聚酰亚胺树脂的重均分子量没有特别限制,优选为1,000以上,更优选为3,000以上,进一步优选为5,000以上,特别优选为7,000以上。(A)聚酰亚胺树脂的重均分子量的上限没有特别限制,优选为100,000以下,更优选为80,000以下,特别优选为60,000以下,特别优选为50,000以下。(A)聚酰亚胺树脂的数均分子量没有特别限制,优选为1,000以上,更优选为3,000以上,进一步优选为5,000以上,特别优选为7,000以上。(A)聚酰亚胺树脂的数均分子量的上限没有特别限制,优选为100,000以下,更优选为80,000以下,特别优选为60,000以下,特别优选为50,000以下。此处的重均分子量及数均分子量可以是利用凝胶渗透色谱法(GPC)(按照聚苯乙烯换算)测定的值。
树脂组合物中的(A)聚酰亚胺树脂的含量没有特别限制,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,优选为60质量%以下,更优选为50质量%以下,进一步优选为40质量%以下,进一步更优选为35质量%以下,特别优选为30质量%以下。树脂组合物中的(A)聚酰亚胺树脂的含量的下限没有特别限制,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,优选为1质量%以上,更优选为5质量%以上,进一步优选为10质量%以上,进一步更优选为15质量%以上,特别优选为20质量%以上。
<(B)碳二亚胺树脂>
本发明的树脂组合物包含(B)碳二亚胺树脂。(B)碳二亚胺树脂是在1分子中具有1个以上碳二亚胺结构(-N=C=N-)的化合物。作为(B)碳二亚胺树脂,优选在1分子中具有2个以上碳二亚胺结构的化合物,其中,优选为在重复单元中具有碳二亚胺结构的聚碳二亚胺。聚碳二亚胺可以为环状,也可以为链状。
聚碳二亚胺没有特别限制,例如可包含通过二异氰酸酯化合物的分子间的脱羧缩合反应(脱炭酸縮合反応)而得到的聚碳二亚胺。按照上述方式得到的聚碳二亚胺在分子中具有异氰酰基(-N=C=O),其一部分或全部可以用单异氰酸酯化合物、醇化合物、胺化合物、羧酸化合物、环氧化合物等公知的封闭剂进一步进行处理。作为用于制备聚碳二亚胺的二异氰酸酯化合物,可举出例如与“用于制备(A)聚酰亚胺树脂的二异氰酸酯化合物”同样的化合物。(B)碳二亚胺树脂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
(B)碳二亚胺树脂没有特别限制,例如,优选为包含式(B1)表示的结构的聚碳二亚胺。
[化学式3]
〔式中,X3表示从二异氰酸酯化合物除去2个-NCO而得到的2价的基团,例如为由选自碳原子、氧原子、氮原子及硫原子中的2个以上(例如2~50个、2~40个、2~30个、2~20个)骨架原子形成的有机基团,在一个实施方式中,可以是亚烷基、亚芳基、烷基取代亚芳基及它们的组合。p表示2以上的整数。〕。
所谓“亚烷基”,是指直链、支链及/或环状的2价的脂肪族饱和烃基。“亚烷基”的碳原子数例如可以为2~30、2~20等。作为“亚烷基”,可举出例如亚乙基、1,3-亚丙基、1,4-亚丁基、1,5-亚戊基、1,6-亚己基、1,7-亚庚基、1,8-亚辛基等直链亚烷基;乙叉(ethylidene)、丙叉、异丙叉、1-甲基亚乙基、1-乙基亚乙基、1,3-亚丙基、2-甲基-1,3-亚丙基、2-甲基-1,4-亚丁基、2,3-二甲基-1,4-亚丁基、1,3-二甲基-1,4-亚丁基、2-甲基-1,5-亚戊基、2,2-二甲基-1,5-亚戊基、2,4-二甲基-1,5-亚戊基、1,3,5-甲基-1,5-亚戊基、2-甲基-1,6-亚己基、2,2-二甲基-1,6-亚己基、2,4-二甲基-1,6-亚己基、1,3,5-三甲基-1,6-亚己基、2,2,4-三甲基-1,6-亚己基、2,4,4-三甲基-1,6-亚己基等支链亚烷基;1,3-亚环戊基、1,3-亚环己基、1,4-亚环己基、4-甲基-1,3-亚环己基、2-甲基-1,3-亚环己基、2-甲基-1,4-亚环己基等环状亚烷基;亚甲基双(4,1-亚环己基)等环状-直链-环状亚烷基;异丙叉双(4,1-亚环己基)等环状-支链-环状亚烷基;1,4-亚环己基二亚甲基等直链-环状-直链亚烷基;1,4-亚环己基二异丙叉等支链-环状-支链亚烷基等。
所谓“亚芳基”,是指2价的芳烃基。“亚芳基”的碳原子数例如可以为6~14、6~10等。作为“亚芳基”,可举出例如1,3-亚苯基、1,4-亚苯基、1,5-亚萘基、1,8-亚萘基、2,6-亚萘基等。所谓“烷基取代亚芳基”,是指被甲基、乙基、丙基、异丙基等烷基取代的亚芳基。“烷基取代亚芳基”的碳原子数例如可以为7~30、7~20等。作为“烷基取代亚芳基”,可举出例如2,6-甲苯基、2,4-甲苯基、3,5-甲苯基、2-甲基-4,6-二异丙基-1,3-亚苯基、2,4,6-三乙基-1,3-亚苯基、4,6-二乙基-1,3-亚苯基、2,5-二乙基-1,3-亚苯基、2,5-二乙基-1,4-亚苯基、2,4,6-三异丙基-1,3-亚苯基、4,6-二异丙基-1,3-亚苯基、2,5-二异丙基-1,3-亚苯基、2,5-二异丙基-1,4-亚苯基等。作为亚烷基、亚芳基、及烷基取代亚芳基的组合,可举出例如亚烷基-亚芳基-亚烷基、亚烷基-烷基取代亚芳基-亚烷基、亚芳基-亚烷基-亚芳基、烷基取代亚芳基-亚烷基-烷基取代亚芳基等。亚烷基、亚芳基、烷基取代亚芳基可以进一步具有任意的取代基。
式(B1)中的X3的有机基团没有特别限制,只要在化学性质稳定的结构的范围内即可,可以是可由本领域技术人员适当选择的结构,例如可以是公知的聚碳二亚胺的结构。
在一个实施方式中,作为(B)碳二亚胺树脂,具体而言,可举出聚六亚甲基碳二亚胺、聚三甲基六亚甲基碳二亚胺、聚亚环己基碳二亚胺、聚(亚甲基双亚环己基碳二亚胺)、聚(异佛尔酮碳二亚胺)等脂肪族聚碳二亚胺;或聚(亚苯基碳二亚胺)、聚(亚萘基碳二亚胺)、聚(甲苯碳二亚胺)、聚(甲基二异丙基亚苯基碳二亚胺)、聚(三乙基亚苯基碳二亚胺)、聚(二乙基亚苯基碳二亚胺)、聚(三异丙基亚苯基碳二亚胺)、聚(二异丙基亚苯基碳二亚胺)、聚(苯二甲撑碳二亚胺)、聚(四甲基苯二甲撑碳二亚胺)、聚(亚甲基二亚苯基碳二亚胺)、聚[亚甲基双(甲基亚苯基)碳二亚胺]等包含芳香族聚碳二亚胺的聚碳二亚胺。
(B)碳二亚胺树脂的分子中的异氰酰基(-N=C=O)的含有率优选为10质量%以下,更优选为5质量%以下、3质量%以下,进一步优选为2质量%以下、1质量%以下,进一步更优选为0.5质量%以下、0.2质量%以下,特别优选为0质量%,即,(B)碳二亚胺树脂特别优选不含异氰酰基。
作为(B)碳二亚胺树脂的市售品,可举出例如日清纺化学株式会社制的“CARBODILITE(注册商标)V-02B”、“CARBODILITE(注册商标)V-03”、“CARBODILITE(注册商标)V-04K”、“CARBODILITE(注册商标)V-07”及“CARBODILITE(注册商标)V-09”;RheinChemie公司制的“Stabaxol(注册商标)P”、“Stabaxol(注册商标)P400”、“Hycasyl(注册商标)510”等。
树脂组合物中的(B)碳二亚胺树脂的含量没有特别限制,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,优选为50质量%以下,更优选为30质量%以下,进一步优选为20质量%以下,进一步更优选为15质量%以下,特别优选为10质量%以下。树脂组合物中的(B)碳二亚胺树脂的含量的下限没有特别限制,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,优选为0.1质量%以上,更优选为0.5质量%以上,进一步优选为1质量%以上,进一步更优选为3质量%以上,特别优选为5质量%以上。
树脂组合物中的(B)碳二亚胺树脂相对于(A)聚酰亚胺树脂的质量比((B)碳二亚胺树脂/(A)聚酰亚胺树脂)没有特别限制,优选为5以下,更优选为1以下,进一步优选为0.5以下,进一步优选为0.3以下。质量比((B)碳二亚胺树脂/(A)聚酰亚胺树脂)的下限没有特别限制,优选为0.01以上,更优选为0.05以上,进一步优选为0.1以上,进一步优选为0.2以上。
<(C)无机填充材料>
本发明的树脂组合物包含(C)无机填充材料。(C)无机填充材料以粒子的状态被包含在树脂组合物中。
作为(C)无机填充材料的材料,使用无机化合物。作为(C)无机填充材料的材料,可举出例如二氧化硅、氧化铝、玻璃、堇青石、硅氧化物、硫酸钡、碳酸钡、滑石、粘土、云母粉、氧化锌、水滑石、勃姆石、氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸镁、氧化镁、氮化硼、氮化铝、氮化锰、硼酸铝、碳酸锶、钛酸锶、钛酸钙、钛酸镁、钛酸铋、氧化钛、氧化锆、钛酸钡、锆钛酸钡、锆酸钡、锆酸钙、磷酸锆、及磷钨酸锆等。这些中,特别优选为二氧化硅。作为二氧化硅,可举出例如无定形二氧化硅、熔融二氧化硅、结晶二氧化硅、合成二氧化硅、中空二氧化硅等。另外,作为二氧化硅,优选球形二氧化硅。(C)无机填充材料可以单独使用1种,可以以任意的比率组合使用2种以上。
作为(C)无机填充材料的市售品,可举出例如新日铁住金材料公司制的“SP60-05”、“SP507-05”;雅都玛(Admatechs)公司制的“YC100C”、“YA050C”、“YA050C-MJE”、“YA010C”、“SC2500SQ”、“SO-C4”、“SO-C2”、“SO-C1”;株式会社德山(Tokuyama)制的“Silfil(シルフィル) NSS-3N”、“Silfil NSS-4N”、“Silfil NSS-5N”;Denka公司制的“UFP-30”、“DAW-03”、“FB-105FD”;Unimin公司制的“IMSIL A-8”、“IMSIL A-10”、“IMSIL A-15”、“IMSIL A-25”等。
(C)无机填充材料的平均粒径没有特别限制,优选为40μm以下,更优选为10μm以下,进一步优选为5μm以下,进一步更优选为3μm以下,特别优选为1μm以下。(C)无机填充材料的平均粒径的下限没有特别限制,优选为0.005μm以上,更优选为0.01μm以上,进一步优选为0.03μm以上,进一步更优选为0.05μm以上,特别优选为0.1μm以上。(C)无机填充材料的平均粒径可利用基于米氏(Mie)散射理论的激光衍射散射法来测定。具体而言,可通过以下方式测定:利用激光衍射散射式粒径分布测定装置,以体积基准制成无机填充材料的粒径分布,将其中值粒径作为平均粒径。测定样品可使用通过下述方式得到的样品:称取无机填充材料100mg、甲基乙基酮10g至小瓶中,利用超声波进行10分钟分散。针对测定样品,使用激光衍射式粒径分布测定装置,将使用光源波长设为蓝色及红色,以流动池(flow cell)方式测定无机填充材料的体积基准的粒径分布,由得到的粒径分布算出作为中值粒径的平均粒径。作为激光衍射式粒径分布测定装置,可举出例如株式会社堀场制作所制“LA-960”等。
(C)无机填充材料的比表面积没有特别限制,优选为0.1m2/g以上,更优选为0.5m2/g以上,进一步优选为1m2/g以上,特别优选为5m2/g以上。(C)无机填充材料的比表面积的上限没有特别限制,优选为50m2/g以下,更优选为30m2/g以下,进一步优选为20m2/g以下,特别优选为15m2/g以下。无机填充材料的比表面积可通过以下方式得到:按照BET法,使用比表面积测定装置(株式会社Mountech制Macsorb HM-1210),使试样表面吸附氮气,利用BET多点法算出比表面积。
(C)无机填充材料优选用适当的表面处理剂进行了表面处理。通过进行表面处理,能提高(C)无机填充材料的耐湿性及分散性。作为表面处理剂,可举出例如:乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷等乙烯基系硅烷偶联剂;2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷等环氧系硅烷偶联剂;对苯乙烯基三甲氧基硅烷等苯乙烯基系硅烷偶联剂;3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷等甲基丙烯酸系硅烷偶联剂;3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等丙烯酸系硅烷偶联剂;N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-三乙氧基甲硅烷基-N-(1,3-二甲基-丁叉(butylidene))丙基胺、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-8-氨基辛基三甲氧基硅烷、N-(乙烯基苄基)-2-氨基乙基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷等氨基系硅烷偶联剂;三(三甲氧基甲硅烷基丙基)异氰脲酸酯等异氰脲酸酯系硅烷偶联剂;3-脲基丙基三烷氧基硅烷等脲基系硅烷偶联剂;3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷等巯基系硅烷偶联剂;3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷等异氰酸酯系硅烷偶联剂;3-三甲氧基甲硅烷基丙基琥珀酸酐等酸酐系硅烷偶联剂;等硅烷偶联剂;甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、己基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、1,6-双(三甲氧基甲硅烷基)己烷、三氟丙基三甲氧基硅烷等非硅烷偶联-烷氧基硅烷化合物等。其中,优选氨基系硅烷偶联剂。表面处理剂可以单独使用1种,可以以任意的比率组合使用2种以上。
作为表面处理剂的市售品,可举出例如信越化学工业公司制的“KBM-1003”、“KBE-1003”(乙烯基系硅烷偶联剂);“KBM-303”、“KBM-402”、“KBM-403”、“KBE-402”、“KBE-403”(环氧基系硅烷偶联剂);“KBM-1403”(苯乙烯基系硅烷偶联剂);“KBM-502”、“KBM-503”、“KBE-502”、“KBE-503”(甲基丙烯酸系硅烷偶联剂);“KBM-5103”(丙烯酸系硅烷偶联剂);“KBM-602”、“KBM-603”、“KBM-903”、“KBE-903”、“KBE-9103P”、“KBM-573”、“KBM-575”(氨基系硅烷偶联剂);“KBM-9659”(异氰脲酸酯系硅烷偶联剂);“KBE-585”(脲基系硅烷偶联剂);“KBM-802”、“KBM-803”(巯基系硅烷偶联剂);“KBE-9007N”(异氰酸酯系硅烷偶联剂);“X-12-967C”(酸酐系硅烷偶联剂);“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”(非硅烷偶联-烷氧基硅烷化合物)等。
从提高无机填充材料的分散性的观点考虑,优选将基于表面处理剂的表面处理的程度限制在规定的范围。具体而言,对于无机填充材料100质量%,优选用0.2质量%~5质量%的表面处理剂进行了表面处理,更优选用0.2质量%~3质量%进行了表面处理,进一步优选用0.3质量%~2质量%进行了表面处理。
基于表面处理剂的表面处理的程度可通过无机填充材料的每单位表面积的碳量来评价。对于无机填充材料的每单位表面积的碳量而言,从提高无机填充材料的分散性的观点考虑,优选为0.02mg/m2以上,更优选为0.1mg/m2以上,进一步优选为0.2mg/m2以上。另一方面,从防止树脂组合物的熔融粘度、片材形态下的熔融粘度的上升的观点考虑,优选为1.0mg/m2以下,更优选为0.8mg/m2以下,进一步优选为0.5mg/m2以下。
(C)无机填充材料的每单位表面积的碳量可在利用溶剂(例如,甲基乙基酮(MEK))对表面处理后的无机填充材料进行洗涤处理后进行测定。具体而言,可将作为溶剂的足量的MEK添加至用表面处理剂进行了表面处理的无机填充材料中,于25℃进行5分钟超声波洗涤。将上清液除去,使固体成分干燥,然后,使用碳分析计测定无机填充材料的每单位表面积的碳量。作为碳分析计,可使用株式会社堀场制作所制“EMIA-320V”等。
对于树脂组合物中的(C)无机填充材料的含量而言,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,为低于40质量%,从提高柔性的观点考虑,优选为39质量%以下、38质量%以下,更优选为37质量%以下,进一步优选为35质量%以下,特别优选为33质量%以下。树脂组合物中的(C)无机填充材料的含量的下限没有特别限制,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,优选为0.1质量%以上,更优选为1质量%以上,进一步优选为10质量%以上,进一步更优选为20质量%以上,特别优选为30质量%以上。
<(D)环氧树脂>
本发明的树脂组合物有时包含(D)环氧树脂作为任意成分。所谓(D)环氧树脂,是指具有环氧基的固化性树脂。
作为(D)环氧树脂,可举出例如:联二甲酚(bixylenol)型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚AF型环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂、三酚型环氧树脂、萘酚酚醛清漆型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、叔丁基-邻苯二酚型环氧树脂、萘型环氧树脂、萘酚型环氧树脂、蒽型环氧树脂、缩水甘油基胺型环氧树脂、缩水甘油基酯型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、苯酚芳烷基型环氧树脂、联苯型环氧树脂、线状脂肪族环氧树脂、具有丁二烯结构的环氧树脂、脂环族环氧树脂、杂环式环氧树脂、含有螺环的环氧树脂、环己烷型环氧树脂、环己烷二甲醇型环氧树脂、亚萘基醚型环氧树脂、三羟甲基型环氧树脂、四苯基乙烷型环氧树脂、异氰脲酸酯型环氧树脂、苯酚苯并吡咯酮(phenolphthalimidine)型环氧树脂、酚酞(phenolphthalein)型环氧树脂等。(D)环氧树脂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
对于树脂组合物而言,作为(D)环氧树脂,优选包含在1分子中具有2个以上环氧基的环氧树脂。相对于(D)环氧树脂的不挥发成分100质量%而言,在1分子中具有2个以上环氧基的环氧树脂的比例优选为50质量%以上,更优选为60质量%以上,特别优选为70质量%以上。
环氧树脂包括在20℃的温度下为液态的环氧树脂(以下,有时称为“液态环氧树脂”。)、和在20℃的温度下为固态的环氧树脂(以下,有时称为“固态环氧树脂”。)。对于本发明的树脂组合物而言,作为环氧树脂,可以仅包含液态环氧树脂,或者,可以仅包含固态环氧树脂,或者,可以组合地包含液态环氧树脂和固态环氧树脂。本发明的树脂组合物中的环氧树脂优选为固态环氧树脂、或者为液态环氧树脂与固态环氧树脂的组合,更优选为固态环氧树脂。
作为液态环氧树脂,优选在1分子中具有2个以上环氧基的液态环氧树脂。
作为液态环氧树脂,优选双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚AF型环氧树脂、萘型环氧树脂、缩水甘油基酯型环氧树脂、缩水甘油基胺型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、具有酯骨架的脂环族环氧树脂、环己烷型环氧树脂、环己烷二甲醇型环氧树脂、及具有丁二烯结构的环氧树脂。
作为液态环氧树脂的具体例,可举出:DIC公司制的“HP4032”、“HP4032D”、“HP4032SS”(萘型环氧树脂);三菱化学公司制的“828US”、“828EL”、“jER828EL”、“825”、“EPIKOTE 828EL”(双酚A型环氧树脂);三菱化学公司制的“jER807”、“1750”(双酚F型环氧树脂);三菱化学公司制的“jER152”(苯酚酚醛清漆型环氧树脂);三菱化学公司制的“630”、“630LSD”、“604”(缩水甘油基胺型环氧树脂);ADEKA公司制的“ED-523T”(环氧丙氧(Glycirol)型环氧树脂);ADEKA公司制的“EP-3950L”、“EP-3980S”(缩水甘油基胺型环氧树脂);ADEKA公司制的“EP-4088S”(二环戊二烯型环氧树脂);新日铁住金化学公司制的“ZX1059”(双酚A型环氧树脂与双酚F型环氧树脂的混合品);Nagase ChemteX公司制的“EX-721”(缩水甘油基酯型环氧树脂);大赛璐公司制的“Celloxide 2021P”(具有酯骨架的脂环族环氧树脂);大赛璐公司制的“PB-3600”,日本曹达公司制的“JP-100”、“JP-200”(具有丁二烯结构的环氧树脂);新日铁住金化学公司制的“ZX1658”、“ZX1658GS”(液态1,4-缩水甘油基环己烷型环氧树脂)等。它们可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
作为固态环氧树脂,优选在1分子中具有3个以上环氧基的固态环氧树脂,更优选在1分子中具有3个以上环氧基的芳香族系的固态环氧树脂。
作为固态环氧树脂,优选联二甲酚型环氧树脂、萘型环氧树脂、萘型四官能环氧树脂、萘酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂、三酚型环氧树脂、萘酚型环氧树脂、联苯型环氧树脂、亚萘基醚型环氧树脂、蒽型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚AF型环氧树脂、苯酚芳烷基型环氧树脂、四苯基乙烷型环氧树脂、苯酚苯并吡咯酮(phenolphthalimidine)型环氧树脂、酚酞(phenolphthalein)型环氧树脂。
作为固态环氧树脂的具体例,可举出:DIC公司制的“HP4032H”(萘型环氧树脂);DIC公司制的“HP-4700”、“HP-4710”(萘型四官能环氧树脂);DIC公司制的“N-690”(甲酚酚醛清漆型环氧树脂);DIC公司制的“N-695”(甲酚酚醛清漆型环氧树脂);DIC公司制的“HP-7200”、“HP-7200HH”、“HP-7200H”、“HP-7200L”(二环戊二烯型环氧树脂);DIC公司制的“EXA-7311”、“EXA-7311-G3”、“EXA-7311-G4”、“EXA-7311-G4S”、“HP6000”(亚萘基醚型环氧树脂);日本化药公司制的“EPPN-502H”(三酚型环氧树脂);日本化药公司制的“NC7000L”(萘酚酚醛清漆型环氧树脂);日本化药公司制的“NC3000H”、“NC3000”、“NC3000L”、“NC3000FH”、“NC3100”(联苯型环氧树脂);日铁化学材料公司(NIPPON STEEL Chemical &Material Co., Ltd.)制的“ESN475V”(萘型环氧树脂);日铁化学材料公司制的“ESN485”(萘酚型环氧树脂);日铁化学材料公司制的“ESN375”(二羟基萘型环氧树脂);三菱化学公司制的“YX4000H”、“YX4000”、“YX4000HK”、“YL7890”(联二甲酚型环氧树脂);三菱化学公司制的“YL6121”(联苯型环氧树脂);三菱化学公司制的“YX8800”(蒽型环氧树脂);三菱化学公司制的“YX7700”(苯酚芳烷基型环氧树脂);大阪燃气化学公司制的“PG-100”、“CG-500”;三菱化学公司制的“YL7760”(双酚AF型环氧树脂);三菱化学公司制的“YL7800”(芴型环氧树脂);三菱化学公司制的“jER1010”(双酚A型环氧树脂);三菱化学公司制的“jER1031S”(四苯基乙烷型环氧树脂);日本化药公司制的“WHR991S”(苯酚苯并吡咯酮型环氧树脂)等。它们可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
作为(D)成分,并用液态环氧树脂和固态环氧树脂的情况下,固态环氧树脂相对于液态环氧树脂的质量比(固态环氧树脂/液态环氧树脂)没有特别限制,优选为0.1以上,更优选为0.5以上,进一步优选为1以上,特别优选为5以上。固态环氧树脂相对于液态环氧树脂的质量比的上限没有特别限制,优选为100以下,更优选为50以下,进一步优选为30以下,特别优选为20以下。
(D)环氧树脂的环氧当量优选为50g/eq.~5,000g/eq.,更优选为60g/eq.~2,000g/eq.,进一步优选为70g/eq.~1,000g/eq.,进一步更优选为80g/eq.~500g/eq.。环氧当量是每1当量环氧基的树脂的质量。该环氧当量可按照JIS K7236来测定。
(D)环氧树脂的重均分子量(Mw)优选为100~5,000,更优选为250~3,000,进一步优选为400~1,500。树脂的重均分子量可利用凝胶渗透色谱法(GPC)、作为按照聚苯乙烯换算的值测定。
树脂组合物中的(D)环氧树脂的含量没有特别限制,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,优选为60质量%以下,更优选为50质量%以下,进一步优选为40质量%以下,进一步更优选为35质量%以下,特别优选为30质量%以下。树脂组合物中的(D)环氧树脂的含量的下限没有特别限制,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,例如为0质量%以上、0.01质量%以上,优选为0.1质量%以上,更优选为1质量%以上,进一步优选为10质量%以上,进一步更优选为20质量%以上,特别优选为25质量%以上。
<(E)固化剂>
本发明的树脂组合物可以还包含(E)固化剂。(E)固化剂具有将(D)环氧树脂固化的功能。此处的(E)固化剂是不属于(A)成分~(D)成分的成分。
作为(E)固化剂,没有特别限制,可举出例如苯酚系固化剂、萘酚系固化剂、酸酐系固化剂、活性酯系固化剂、苯并噁嗪系固化剂、及氰酸酯系固化剂。固化剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。(E)固化剂优选包含选自苯酚系固化剂、萘酚系固化剂、及活性酯系固化剂中的固化剂,特别优选包含活性酯系固化剂。
作为苯酚系固化剂及萘酚系固化剂,从耐热性及耐水性的观点考虑,优选具有酚醛清漆树脂结构(novolac structure)的苯酚系固化剂、或具有酚醛清漆树脂结构的萘酚系固化剂。另外,从与被粘接物的密合性的观点考虑,优选含氮苯酚系固化剂或含氮萘酚系固化剂,更优选含有三嗪骨架的苯酚系固化剂或含有三嗪骨架的萘酚系固化剂。其中,从高度满足耐热性、耐水性及密合性的观点考虑,优选含有三嗪骨架的苯酚酚醛清漆树脂。作为苯酚系固化剂及萘酚系固化剂的具体例,可举出例如:明和化成公司制的“MEH-7700”、“MEH-7810”、“MEH-7851”、日本化药公司制的“NHN”、“CBN”、“GPH”、日铁化学材料公司制的“SN-170”、“SN-180”、“SN-190”、“SN-475”、“SN-485”、“SN-495”、“SN-375”、“SN-395”、DIC公司制的“LA-7052”、“LA-7054”、“LA-3018”、“LA-3018-50P”、“LA-1356”、“TD2090”、“TD-2090-60M”等。
作为酸酐系固化剂,可举出在1分子内具有1个以上酸酐基的固化剂,优选在1分子内具有2个以上酸酐基的固化剂。作为酸酐系固化剂的具体例,可举出:邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、甲基纳迪克酸酐、氢化甲基纳迪克酸酐、三烷基四氢邻苯二甲酸酐、十二碳烯基琥珀酸酐、5-(2,5-二氧代四氢-3-呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸酐、二苯甲酮四甲酸二酐、联苯四甲酸二酐、萘四甲酸二酐、氧二邻苯二甲酸二酐、3,3'-4,4'-二苯基砜四甲酸二酐、1,3,3a,4,5,9b-六氢-5-(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘并[1,2-C]呋喃-1,3-二酮、乙二醇双(偏苯三甲酸酐酯)、苯乙烯与马来酸进行共聚而得到的苯乙烯-马来酸树脂等聚合物型的酸酐等。作为酸酐系固化剂的市售品,可举出新日本理化公司制的“HNA-100”、“MH-700”等。
作为活性酯系固化剂,没有特别限制,通常,可优选使用酚酯类、硫酚酯类、N-羟基胺酯类、杂环羟基化合物的酯类等在1分子中具有2个以上反应活性高的酯基的化合物。该活性酯系固化剂优选通过羧酸化合物及/或硫代羧酸化合物与羟基化合物及/或硫醇化合物的缩合反应而得到。尤其是从提高耐热性的观点考虑,优选由羧酸化合物与羟基化合物得到的活性酯系固化剂,更优选由羧酸化合物与苯酚化合物及/或萘酚化合物得到的活性酯系固化剂。作为羧酸化合物,可举出例如苯甲酸、乙酸、琥珀酸、马来酸、衣康酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、均苯四甲酸等。作为苯酚化合物或萘酚化合物,可举出例如对苯二酚、间苯二酚、双酚A、双酚F、双酚S、酚酞啉、甲基化双酚A、甲基化双酚F、甲基化双酚S、苯酚、邻甲酚、间甲酚、对甲酚、邻苯二酚、α-萘酚、β-萘酚、1,5-二羟基萘、1,6-二羟基萘、2,6-二羟基萘、二羟基二苯甲酮、三羟基二苯甲酮、四羟基二苯甲酮、间苯三酚、苯三酚、二环戊二烯型二苯酚化合物、苯酚酚醛清漆树脂等。此处,所谓“二环戊二烯型二苯酚化合物”,是指在1分子二环戊二烯上缩合2分子苯酚而得到的二苯酚化合物。
具体而言,优选包含二环戊二烯型二苯酚结构的活性酯化合物、包含萘结构的活性酯化合物、包含苯酚酚醛清漆树脂(phenol novolac)的乙酰化物的活性酯化合物、包含苯酚酚醛清漆树脂的苯甲酰化物的活性酯化合物,其中,更优选包含萘结构的活性酯化合物、包含二环戊二烯型二苯酚结构的活性酯化合物。所谓“二环戊二烯型二苯酚结构”,表示由亚苯基-二亚环戊基(ジシクロペンタレン)-亚苯基形成的2价的结构单元。
作为活性酯系固化剂的市售品,可举出:作为包含二环戊二烯型二苯酚结构的活性酯化合物的“EXB9451”、“EXB9460”、“EXB9460S”、“HPC-8000”、“HPC-8000H”、“HPC-8000-65T”、“HPC-8000H-65TM”、“EXB-8000L”、“EXB-8000L-65M”、“EXB-8000L-65TM”(DIC公司制);作为包含萘结构的活性酯化合物的“EXB-9416-70BK”、“EXB-8150-65T”、“EXB-8100L-65T”、“EXB-8150L-65T”(DIC公司制);作为活性酯系固化剂(该活性酯系固化剂是苯酚酚醛清漆树脂的乙酰化物)的“DC808”(三菱化学公司制);作为活性酯系固化剂(该活性酯系固化剂是苯酚酚醛清漆树脂的苯甲酰化物)的“YLH1026”(三菱化学公司制)、“YLH1030”(三菱化学公司制)、“YLH1048”(三菱化学公司制);等等。
作为苯并噁嗪系固化剂的具体例,可举出:JFE化工公司制的“JBZ-OP100D”、“ODA-BOZ”;昭和高分子公司制的“HFB2006M”;四国化成工业公司制的“P-d”、“F-a”等。
作为氰酸酯系固化剂,可举出例如:双酚A二氰酸酯、多酚氰酸酯(低聚(3-亚甲基-1,5-亚苯基氰酸酯))、4,4'-亚甲基双(2,6-二甲基苯基氰酸酯)、4,4'-亚乙基二苯基二氰酸酯、六氟双酚A二氰酸酯、2,2-双(4-氰酸酯基)苯基丙烷、1,1-双(4-氰酸酯基苯基甲烷)、双(4-氰酸酯基-3,5-二甲基苯基)甲烷、1,3-双(4-氰酸酯基苯基-1-(甲基亚乙基))苯、双(4-氰酸酯基苯基)硫醚、及双(4-氰酸酯基苯基)醚等二官能氰酸酯树脂、由苯酚酚醛清漆树脂及甲酚酚醛清漆树脂等衍生的多官能氰酸酯树脂、这些氰酸酯树脂进行部分三嗪化而得到的预聚物等。作为氰酸酯系固化剂的具体例,可举出Lonza日本株式会社制的“PT30”及“PT60”(均为苯酚酚醛清漆型多官能氰酸酯树脂)、“BA230”、“BA230S75”(双酚A二氰酸酯的一部分或全部进行三嗪化而形成了三聚体而得到的预聚物)等。
树脂组合物包含(D)环氧树脂及(E)固化剂时,(D)环氧树脂与(E)固化剂的量比以[(D)环氧树脂的环氧基数]:[(E)固化剂的反应基数]的比率计优选为1:0.2~1:2,更优选为1:0.3~1:1.5,进一步优选为1:0.4~1:1.4。此处,(E)固化剂的反应基根据固化剂的种类而不同,例如,若固化剂为苯酚系固化剂及萘酚系固化剂,则反应基为芳香族羟基,若固化剂为活性酯系固化剂,则反应基为活性酯基。
(E)固化剂的反应基当量优选为50g/eq.~3,000g/eq.,更优选为100g/eq.~1,000g/eq.,进一步优选为100g/eq.~500g/eq.,特别优选为100g/eq.~300g/eq.。反应基当量是每1当量反应基的固化剂的质量。
(E)固化剂中包含活性酯系固化剂的情况下,其含量没有特别限制,将(E)固化剂的总量设为100质量%时,优选为10质量%以上,更优选为20质量%以上,进一步优选为30质量%以上,特别优选为40质量%以上。
树脂组合物中的(E)固化剂的含量没有特别限制,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,优选为50质量%以下,更优选为30质量%以下,进一步优选为20质量%以下,进一步更优选为15质量%以下,特别优选为10质量%以下。树脂组合物中的(E)固化剂的含量的下限没有特别限制,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,例如为0质量%以上、0.01质量%以上,优选为0.1质量%以上,更优选为1质量%以上,进一步优选为2质量%以上,进一步更优选为4质量%以上,特别优选为5质量%以上。
<(F)固化促进剂>
本发明的树脂组合物有时包含(F)固化促进剂作为任意成分。(F)固化促进剂具有促进(D)环氧树脂的固化的功能。
作为(F)固化促进剂,没有特别限制,可举出例如磷系固化促进剂、脲系固化促进剂、胺系固化促进剂、咪唑系固化促进剂、胍系固化促进剂、金属系固化促进剂等。其中,优选磷系固化促进剂、胺系固化促进剂、咪唑系固化促进剂、金属系固化促进剂,特别优选胺系固化促进剂、咪唑系固化促进剂。固化促进剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
作为磷系固化促进剂,可举出例如:四丁基溴化鏻、四丁基氯化鏻、四丁基鏻乙酸盐、四丁基鏻癸酸盐、四丁基鏻月桂酸盐、双(四丁基鏻)均苯四甲酸盐、四丁基鏻六氢邻苯二甲酸氢盐、四丁基鏻甲酚酚醛清漆树脂三聚体盐、二叔丁基甲基鏻四苯基硼酸盐等脂肪族鏻盐;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、对甲苯基三苯基鏻四对甲苯基硼酸盐、四苯基鏻四苯基硼酸盐、四苯基鏻四对甲苯基硼酸盐、三苯基乙基鏻四苯基硼酸盐、三(3-甲基苯基)乙基鏻四苯基硼酸盐、三(2-甲氧基苯基)乙基鏻四苯基硼酸盐、(4-甲基苯基)三苯基鏻硫氰酸盐、四苯基鏻硫氰酸盐、丁基三苯基鏻硫氰酸盐等芳香族鏻盐;三苯基膦-三苯基硼烷等芳香族膦-硼烷配合物;三苯基膦-对苯醌加成反应物等芳香族膦-醌加成反应物;三丁基膦、三叔丁基膦、三辛基膦、二叔丁基(2-丁烯基)膦、二叔丁基(3-甲基-2-丁烯基)膦、三环己基膦等脂肪族膦;二丁基苯基膦、二叔丁基苯基膦、甲基二苯基膦、乙基二苯基膦、丁基二苯基膦、二苯基环己基膦、三苯基膦、三邻甲苯基膦、三间甲苯基膦、三对甲苯基膦、三(4-乙基苯基)膦、三(4-丙基苯基)膦、三(4-异丙基苯基)膦、三(4-丁基苯基)膦、三(4-叔丁基苯基)膦、三(2,4-二甲基苯基)膦、三(2,5-二甲基苯基)膦、三(2,6-二甲基苯基)膦、三(3,5-二甲基苯基)膦、三(2,4,6-三甲基苯基)膦、三(2,6-二甲基-4-乙氧基苯基)膦、三(2-甲氧基苯基)膦、三(4-甲氧基苯基)膦、三(4-乙氧基苯基)膦、三(4-叔丁氧基苯基)膦、二苯基-2-吡啶基膦、1,2-双(二苯基膦基)乙烷、1,3-双(二苯基膦基)丙烷、1,4-双(二苯基膦基)丁烷、1,2-双(二苯基膦基)乙炔、2,2'-双(二苯基膦基)二苯基醚等芳香族膦等。
作为脲系固化促进剂,可举出例如:1,1-二甲基脲;1,1,3-三甲基脲、3-乙基-1,1-二甲基脲、3-环己基-1,1-二甲基脲、3-环辛基-1,1-二甲基脲等脂肪族二甲基脲;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-异丙基苯基)-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-亚苯基)双(N',N'-二甲基脲)、N,N-(4-甲基-1,3-亚苯基)双(N',N'-二甲基脲)〔甲苯双二甲基脲〕等芳香族二甲基脲等。
作为胺系固化促进剂,可举出例如:三乙基胺、三丁基胺等三烷基胺、4-二甲基氨基吡啶(DMAP)、苄基二甲基胺、2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚、1,8-二氮杂双环(5,4,0)-十一碳烯等,优选4-二甲基氨基吡啶。
作为咪唑系固化促进剂,可举出例如: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甲酸盐、1-氰基乙基-2-苯基咪唑鎓偏苯三甲酸盐、2,4-二氨基-6-[2'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-[2'-十一烷基咪唑基-(1')]-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-[2'-乙基-4'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-[2'-甲基咪唑基-(1')]-乙基-均三嗪异氰脲酸加成物、2-苯基咪唑异氰脲酸加成物、2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑、2,3-二氢-1H-吡咯并[1,2-a]苯并咪唑、1-十二烷基-2-甲基-3-苄基咪唑鎓氯化物、2-甲基咪唑啉、2-苯基咪唑啉等咪唑化合物、及咪唑化合物与环氧树脂的加合物。
作为咪唑系固化促进剂,可使用市售品,可举出例如三菱化学公司制的“P200-H50”等。
作为胍系固化促进剂,可举出例如:双氰胺、1-甲基胍、1-乙基胍、1-环己基胍、1-苯基胍、1-(邻甲苯基)胍、二甲基胍、二苯基胍、三甲基胍、四甲基胍、五甲基胍、1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯、7-甲基-1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯、1-甲基双胍、1-乙基双胍、1-正丁基双胍、1-正十八烷基双胍、1,1-二甲基双胍、1,1-二乙基双胍、1-环己基双胍、1-烯丙基双胍、1-苯基双胍、1-(邻甲苯基)双胍等。
作为金属系固化促进剂,可举出例如钴、铜、锌、铁、镍、锰、锡等金属的有机金属络合物或有机金属盐。作为有机金属络合物的具体例,可举出乙酰丙酮钴(II)、乙酰丙酮钴(III)等有机钴络合物、乙酰丙酮铜(II)等有机铜络合物、乙酰丙酮锌(II)等有机锌络合物、乙酰丙酮铁(III)等有机铁络合物、乙酰丙酮镍(II)等有机镍络合物、乙酰丙酮锰(II)等有机锰络合物等。作为有机金属盐,可举出例如辛酸锌、辛酸锡、环烷酸锌、环烷酸钴、硬脂酸锡、硬脂酸锌等。
树脂组合物中的(F)固化促进剂的含量没有特别限制,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,优选为10质量%以下,更优选为5质量%以下,进一步优选为3质量%以下,进一步更优选为1质量%以下,特别优选为0.5质量%以下。树脂组合物中的(F)固化促进剂的含量的下限没有特别限制,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,例如为0质量%以上、0.0001质量%以上,优选为0.001质量%以上,更优选为0.005质量%以上,进一步优选为0.01质量%以上,进一步更优选为0.05质量%以上,特别优选为0.1质量%以上。
<(G)其他添加剂>
本发明的树脂组合物可以进一步包含任意的添加剂作为不挥发性成分。作为这样的添加剂,可举出例如:橡胶颗粒、聚酰胺微粒、有机硅颗粒等有机填充材料;苯氧基树脂、聚乙烯醇缩醛树脂、聚烯烃树脂、聚砜树脂、聚醚砜树脂、聚苯醚树脂、聚碳酸酯树脂、聚醚醚酮树脂、聚酯树脂等热塑性树脂;有机铜化合物、有机锌化合物、有机钴化合物等有机金属化合物;酞菁蓝、酞菁绿、碘绿、重氮黄、结晶紫、氧化钛、炭黑等着色剂;对苯二酚、邻苯二酚、邻苯三酚、吩噻嗪等阻聚剂;有机硅系均化剂、丙烯酸类聚合物系均化剂等均化剂;膨润土(Benton)、蒙脱石等增稠剂;有机硅系消泡剂、丙烯酸系消泡剂、氟系消泡剂、乙烯基树脂系消泡剂等消泡剂;苯并三唑系紫外线吸收剂等紫外线吸收剂;脲硅烷等粘接性提高剂;三唑系密合性赋予剂、四唑系密合性赋予剂、三嗪系密合性赋予剂等密合性赋予剂;受阻酚系抗氧化剂、受阻胺系抗氧化剂等抗氧化剂;茋衍生物等荧光增白剂;氟系表面活性剂、有机硅系表面活性剂等表面活性剂;磷系阻燃剂(例如磷酸酯、次膦酸酯、磷腈化合物、红磷)、氮系阻燃剂(例如硫酸三聚氰胺)、卤素系阻燃剂、无机系阻燃剂(例如三氧化锑)等阻燃剂等。添加剂可以单独使用1种,也可以以任意的比率组合使用2种以上。(G)其他添加剂的含量可由本领域技术人员适当设定。
<(H)有机溶剂>
对于本发明的树脂组合物而言,除了含有上述的不挥发性成分以外,有时进一步含有任意的有机溶剂作为挥发性成分。作为(H)有机溶剂,可适当使用公知的有机溶剂,其种类没有特别限制。作为(H)有机溶剂,可举出例如:丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮系溶剂;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸异戊酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、γ-丁内酯等酯系溶剂;四氢吡喃、四氢呋喃、1,4-二噁烷、二乙醚、二异丙基醚、二丁基醚、二苯基醚等醚系溶剂;甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇等醇系溶剂;乙酸2-乙氧基乙酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、二乙二醇单乙基醚乙酸酯、卡必醇乙酸酯(ethyl diglycolacetate,二乙二醇单乙基醚乙酸酯)、γ-丁内酯、甲氧基丙酸甲酯等醚酯系溶剂;乳酸甲酯、乳酸乙酯、2-羟基异丁酸甲酯等酯醇系溶剂;2-甲氧基丙醇、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、丙二醇单甲基醚、二乙二醇单丁基醚(丁基卡必醇)等醚醇系溶剂;N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮等酰胺系溶剂;二甲基亚砜等亚砜系溶剂;乙腈、丙腈等腈系溶剂;己烷、环戊烷、环己烷、甲基环己烷等脂肪族烃系溶剂;苯、甲苯、二甲苯、乙基苯、三甲基苯等芳烃系溶剂等。(H)有机溶剂可以单独使用1种,也可以以任意的比率组合使用2种以上。
<树脂组合物的制造方法>
本发明的树脂组合物例如可通过以下方式来制造:向任意的反应容器中,以任意的顺序和/或一部分或全部同时地添加(A)聚酰亚胺树脂(预先经酰亚胺化的物质)、(B)碳二亚胺树脂、(C)无机填充材料、根据需要使用的(D)环氧树脂、根据需要使用的(E)固化剂、根据需要使用的(F)固化促进剂、根据需要使用的(G)其他添加剂、及根据需要使用的(H)有机溶剂,并进行混合。另外,在添加各成分并进行混合的过程中,可适当设定温度,可以暂时地或贯穿始终地进行加热和/或冷却。另外,在添加各成分并进行混合的过程中,可以进行搅拌或振荡。另外,在添加并进行混合时或随后,例如,可使用混合机等搅拌装置对树脂组合物进行搅拌,使其均匀分散。
<树脂组合物的特性>
本发明的树脂组合物包含(A)聚酰亚胺树脂、(B)碳二亚胺树脂及(C)无机填充材料,(C)成分的含量低于40质量%,因此,能抑制晕圈现象,并且,能得到耐热性及柔性优异的固化物。
由于本发明的树脂组合物的固化物能抑制晕圈现象,因此,例如按照下述的试验例1的方式算出的晕圈比(haloing ratio)可以优选为40%以下,更优选为35%以下,进一步优选为30%以下,特别优选为25%以下。
由于本发明的树脂组合物的固化物的耐热性优异,因此,例如按照下述试验例2的方式、进行5小时200℃下的高温处理前后的固化物的断裂伸长率变化率(利用试验例2的式(1)求出的数值)可以优选为50%以上,更优选为60%以上,进一步优选为70%以上,特别优选为80%以上。
由于本发明的树脂组合物的固化物的柔性优异,因此,例如按照下述的试验例3的方式进行了MIT耐折性试验时的耐折次数可以优选为3,000次以上,更优选为5,000次以上,进一步优选为8,000次以上,特别优选为10,000次以上。
<树脂组合物的用途>
本发明的树脂组合物可用于印刷布线板、多层柔性基板等绝缘材料、阻焊剂、底部填充材料、芯片键合材料、半导体密封材料、填充树脂、部件埋入树脂等广泛用途。关于印刷布线板、多层柔性基板等,例如可使用树脂片材、预浸料等片状层叠材料来制造。
<树脂片材>
本发明的树脂片材包含支承体、和设置于该支承体上的由本发明的树脂组合物形成的树脂组合物层。
树脂组合物层的厚度优选为200μm以下,更优选为150μm以下,进一步优选为100μm以下,特别优选为70μm以下。树脂组合物层的厚度的下限没有特别限制,通常可以为1μm以上、1.5μm以上、2μm以上等。
作为支承体,可举出例如由塑料材料形成的膜、金属箔、脱模纸,优选由塑料材料形成的膜、金属箔。
在使用由塑料材料形成的膜作为支承体的情况下,作为塑料材料,可举出例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下,有时简称为“PET”。)、聚萘二甲酸乙二醇酯(以下,有时简称为“PEN”。)等聚酯、聚碳酸酯(以下,有时简称为“PC”。)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等丙烯酸系聚合物、环状聚烯烃、三乙酰纤维素(TAC)、聚醚硫化物(PES)、聚醚酮、聚酰亚胺等。其中,优选聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯,特别优选廉价的聚对苯二甲酸乙二醇酯。
在使用金属箔作为支承体的情况下,作为金属箔,可举出例如铜箔、铝箔等,优选铜箔。作为铜箔,可使用由铜的单金属形成的箔,也可使用由铜与其他金属(例如,锡、铬、银、镁、镍、锆、硅、钛等)的合金形成的箔。
对于支承体而言,可以对与树脂组合物层接合的面实施消光处理、电晕处理、防静电处理。
另外,作为支承体,可使用在与树脂组合物层接合的面上具有脱模层的带有脱模层的支承体。作为带有脱模层的支承体的脱模层中使用的脱模剂,可举出例如选自醇酸树脂、聚烯烃树脂、聚氨酯树脂、及有机硅树脂中的1种以上脱模剂。带有脱模层的支承体可使用市售品,可举出例如作为具有以醇酸树脂系脱模剂为主要成分的脱模层的PET膜的、琳得科公司制的“SK-1”、“AL-5”、“AL-7”、东丽公司制的“Lumirror T60”、帝人公司制的“Purex”、UNITIKA公司制的“Unipeel”等。
作为支承体的厚度,没有特别限制,优选为5μm~75μm的范围,更优选为10μm~60μm的范围。需要说明的是,使用带有脱模层的支承体的情况下,优选带有脱模层的支承体整体的厚度为上述范围。
在一个实施方式中,根据需要,树脂片材可以进一步包含其他层。作为所述其他层,可举出例如在树脂组合物层的未与支承体接合的面(即与支承体相反一侧的面)上设置的按照支承体选用的保护膜等。保护膜的厚度没有特别限制,例如为1μm~40μm。通过层叠保护膜,可抑制灰尘等附着于树脂组合物层的表面或在树脂组合物层的表面上产生损伤。
树脂片材可通过以下方式来制造:使用口模式涂布机等,将树脂组合物直接涂布于支承体上,或者,例如将在有机溶剂中溶解树脂组合物而制备的树脂清漆涂布于支承体上,进而使其干燥,从而形成树脂组合物层。
作为在涂布于支承体上时可使用的有机溶剂,可举出例如与作为树脂组合物的成分的有机溶剂的说明中所举出的有机溶剂同样的有机溶剂。有机溶剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
干燥可利用加热、吹热风等公知的方法实施。干燥条件没有特别限制,以树脂组合物层中的有机溶剂的含量成为10质量%以下、优选5质量%以下的方式进行干燥。干燥条件也根据树脂组合物或树脂清漆中的有机溶剂的沸点而不同,例如在使用包含30质量%~60质量%的有机溶剂的树脂组合物或树脂清漆的情况下,可通过于50℃~150℃进行3分钟~10分钟干燥,从而形成树脂组合物层。
树脂片材可卷绕成卷状来保存。树脂片材具有保护膜时,可通过将保护膜剥离来使用。
<层叠片材>
层叠片材可以是将多层树脂组合物层层叠及固化而制造的片材。层叠片材包含多层作为树脂组合物层的固化物的绝缘层。通常,为了制造层叠片材而层叠的树脂组合物层的数目与层叠片材中包含的绝缘层的数目一致。每1片层叠片材的具体的绝缘层的数目通常为2以上,优选为3以上,特别优选为5以上,优选为20以下,更优选为15以下,特别优选为10以下。
层叠片材可以是以其一个面相对的方式弯折而使用的片材。层叠片材的弯折的最小弯曲半径没有特别限制,优选为0.1mm以上,更优选为0.2mm以上,进一步优选为0.3mm以上,优选为5mm以下,更优选为4mm以下,特别优选为3mm以下。
在层叠片材中包含的各绝缘层中,可以形成有孔。该孔在多层柔性基板中可作为通孔(via hole)或透孔(through hole)发挥功能。
对于层叠片材而言,除了包含绝缘层之外,可以进一步包含任意的要素。例如,层叠片材可具备导体层作为任意的要素。导体层通常在绝缘层的表面或绝缘层彼此之间部分地形成。该导体层通常在多层柔性基板中作为布线发挥功能。
导体层中使用的导体材料没有特别限制。在优选的实施方式中,导体层包含选自由金、铂、钯、银、铜、铝、钴、铬、锌、镍、钛、钨、铁、锡及铟组成的组中的一种以上的金属。导体材料可以为单金属,也可以为合金。作为合金,可举出例如选自上述组中的两种以上的金属的合金(例如,镍-铬合金、铜-镍合金及铜-钛合金)。其中,从导体层形成的通用性、成本、图案化的容易性等观点来看,优选作为单金属的铬、镍、钛、铝、锌、金、钯、银或铜;及镍-铬合金、铜-镍合金、铜-钛合金等合金。其中,更优选铬、镍、钛、铝、锌、金、钯、银或铜的单金属;及镍-铬合金,进一步优选铜的单金属。
导体层可以为单层结构,也可以为包含2层以上由不同种类的金属或合金形成的单金属层或合金层的多层结构。导体层为多层结构时,与绝缘层接触的层优选为铬、锌或钛的单金属层、或镍-铬合金的合金层。
为了使导体层作为布线发挥功能,可对其进行图案形成。
导体层的厚度取决于多层柔性基板的设计,优选为3μm~35μm,更优选为5μm~30μm,进一步优选为10μm~20μm,特别优选为15μm~20μm。
层叠片材的厚度优选为100μm以上,更优选为150μm以上,特别优选为200μm以上,优选为2,000μm以下,更优选为1,000μm以下,特别优选为500μm以下。
<层叠片材的制造方法>
层叠片材可利用包括下述工序的制造方法来制造:(a)准备树脂片材的工序;以及(b)使用树脂片材并将树脂组合物层多层层叠及固化的工序。树脂组合物层的层叠及固化的顺序是任意的,只要能得到所期望的层叠片材即可。根据树脂组合物的含有成分,例如,可以在将多层树脂组合物层全部层叠后,使已层叠的多层树脂组合物层一并固化。另外,例如,可以在每次于某一树脂组合物层上层叠另一树脂组合物层后,都进行该已层叠的树脂组合物层的固化。
以下,对工序(b)的一个优选的实施方式进行说明。在以下说明的实施方式中,为了进行区分,适当地以“第一树脂组合物层”及“第二树脂组合物层”的形式对树脂组合物层标注符号来表示,进而,对于使这些树脂组合物层固化而得到的绝缘层,也与该树脂组合物层同样地以“第一绝缘层”及“第二绝缘层”的形式标注符号来表示。
在一个优选的实施方式中,工序(b)包含下述工序:
(II)将第一树脂组合物层固化,形成第一绝缘层的工序;
(VI)在第一绝缘层上层叠第二树脂组合物层的工序;及
(VII)将第二树脂组合物层固化,形成第二绝缘层的工序。另外,工序(b)根据需要还可包含下述工序等的任意的工序:
(I)在片状支承基材上层叠第一树脂组合物层的工序;
(III)在第一绝缘层上开孔的工序;
(IV)对第一绝缘层实施粗糙化处理的工序;及
(V)在第一绝缘层上形成导体层的工序。以下,对各工序进行说明。
工序(I)是在工序(II)之前、在片状支承基材上层叠第一树脂组合物层的工序。片状支承基材是可剥离的构件,例如可使用板状、片状或膜状的构件。
片状支承基材与第一树脂组合物层的层叠可利用真空层压法实施。真空层压法中,加热压接温度优选为60℃~160℃,更优选为80℃~140℃的范围,加热压接压力优选为0.098MPa~1.77MPa,更优选为0.29MPa~1.47MPa的范围,加热压接时间优选为20秒~400秒,更优选为30秒~300秒的范围。层叠优选在压力为26.7hPa以下的减压条件下实施。
层叠可利用市售的真空层压机进行。作为市售的真空层压机,可举出例如株式会社名机制作所制的真空加压式层压机、Nikko-Materials公司制的真空敷料器(vacuumapplicator)、间歇式真空加压层压机等。
在使用树脂片材的情况下,片状支承基材与第一树脂组合物层的层叠例如可通过从支承体侧按压树脂片材,将该树脂片材的第一树脂组合物层加热压接于片状支承基材来进行。作为将树脂片材加热压接于片状支承基材的构件(以下有时也适当称为“加热压接构件”),可举出例如经加热的金属板(SUS端板等)或金属辊(SUS辊)等。优选的是,并非直接将加热压接构件向树脂片材压制,而是隔着耐热橡胶等弹性材料进行压制,以使第一树脂组合物层充分追随片状支承基材的表面凹凸。
层叠后,可通过在常压下(大气压下),例如用加热压接构件进行压制,从而进行第一树脂组合物层的平滑化处理。例如,在使用了树脂片材的情况下,从支承体侧用加热压接构件对树脂片材进行压制,由此可将该树脂片材的第一树脂组合物层平滑化。可将平滑化处理的压制条件设定为与上述层叠的加热压接条件同样的条件。平滑化处理可利用市售的层压机进行。层叠和平滑化处理可使用上述的市售的真空层压机连续地进行。
工序(II)为将第一树脂组合物层固化、形成第一绝缘层的工序。第一树脂组合物层的固化条件没有特别限制,可任意地适用在形成印刷布线板的绝缘层时采用的条件。对于第一树脂组合物层而言,例如,在包含热固性树脂的情况下,可通过使其热固化而固化。
通常,具体的热固化条件根据热固性树脂的种类而不同。例如,固化温度优选为120℃~240℃,更优选为150℃~220℃,进一步优选为170℃~210℃。另外,固化时间优选为5分钟~120分钟,更优选为10分钟~110分钟,进一步优选为20分钟~100分钟。
可在使第一树脂组合物层热固化之前,在低于固化温度的温度下对第一树脂组合物层进行预加热。例如,可在使第一树脂组合物层热固化之前,在50℃以上且低于120℃(优选60℃以上且115℃以下、更优选70℃以上且110℃以下)的温度下,对第一树脂组合物层进行5分钟以上(优选5分钟~150分钟、更优选15分钟~120分钟、进一步优选15分钟~100分钟)预加热。
工序(III)为在第一绝缘层上开孔的工序。通过该工序(III),可在第一绝缘层上形成通孔、透孔等孔。对于开孔而言,根据树脂组合物的组成,例如可使用钻头、激光、等离子体等实施。孔的尺寸及形状可根据多层柔性基板的设计适当设定。
工序(IV)为对第一绝缘层实施粗糙化处理的工序。通常,该工序(IV)中,也进行沾污(胶渣)的除去。因此,有时也将粗糙化处理称为除沾污(desmear)处理。作为粗糙化处理的例子,可举出依序进行利用溶胀液的溶胀处理、利用氧化剂的粗糙化处理、及利用中和液的中和处理的方法。
作为溶胀液,没有特别限定,可举出例如氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液等碱性水溶液。作为市售的溶胀液,可举出例如安美特日本(ATOTECH JAPAN)公司制的“SwellingDip Securiganth P”、“Swelling Dip Securiganth SBU”等。利用溶胀液的溶胀处理例如可通过将固化体在30℃~90℃的溶胀液中浸渍1分钟~20分钟来进行。从将绝缘层的树脂的溶胀抑制为适度的水平的观点来看,优选将绝缘层在40℃~80℃的溶胀液中浸渍5分钟~15分钟。
作为氧化剂,没有特别限定,可举出例如在氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液中溶解高锰酸盐而成的碱性高锰酸溶液。碱性高锰酸溶液中的高锰酸盐的浓度优选为5质量%~10质量%。作为市售的氧化剂,可举出例如安美特日本公司制的“Concentrate Compact P”、“Concentrate Compact CP”、“Dosing Solution Securiganth P”等碱性高锰酸溶液。利用氧化剂的粗糙化处理可通过将固化体在已加热至60℃~80℃的氧化剂溶液中浸渍10分钟~30分钟来进行。
另外,作为中和液,可使用酸性水溶液。作为市售品,可举出例如安美特日本公司制的“Reduction Solution Securiganth P”。利用中和液的处理可通过将固化体在30℃~80℃的中和液中浸渍5分钟~30分钟来进行。从操作性等方面考虑,优选将固化体在40℃~70℃的中和液中浸渍5分钟~20分钟。
粗糙化处理后的第一绝缘层的表面的算术平均粗糙度(Ra)优选为400nm以下,更优选为300nm以下,进一步优选为200nm以下。对于下限没有特别限制,可以为30nm以上、40nm以上、50nm以上。
工序(V)为根据需要在第一绝缘层上形成导体层的工序。关于导体层的形成方法,可举出例如镀覆法、溅镀法、蒸镀法等,其中,优选镀覆法。作为优选例,可举出利用半加成法、全加成法等的适当的方法,在第一绝缘层的表面上进行镀覆,形成具有所期望的布线图案的导体层的方法。其中,从制造的简便性的观点考虑,优选半加成法。
以下,示出利用半加成法形成导体层的例子。首先,通过无电解镀覆,在第一绝缘层的表面上形成镀覆籽晶层。接着,在形成的镀覆籽晶层上,对应于所期望的布线图案,形成使镀覆籽晶层的一部分露出的掩模图案。通过电解镀覆在露出的镀覆籽晶层上形成金属层,然后将掩模图案除去。然后,通过蚀刻等处理将不需要的镀覆籽晶层除去,从而可形成具有所期望的布线图案的导体层。
在工序(II)中得到第一绝缘层,根据需要进行工序(III)、工序(IV)、工序(V),然后进行工序(VI)。工序(VI)为在第一绝缘层上层叠第二树脂组合物层的工序。第一绝缘层与第二树脂组合物层的层叠可利用与工序(I)中的片状支承基材与第一树脂组合物层的层叠相同的方法进行。
但是,使用树脂片材形成第一树脂组合物层的情况下,在工序(VI)之前,将树脂片材的支承体除去。支承体的除去可在工序(I)与工序(II)之间进行,也可在工序(II)与工序(III)之间进行,也可在工序(III)与工序(IV)之间进行,也可在工序(IV)与工序(V)之间进行。
在工序(VI)之后,进行工序(VII)。工序(VII)是将第二树脂组合物层固化、形成第二绝缘层的工序。第二树脂组合物层的固化可利用与工序(II)中的第一树脂组合物层的固化相同的方法进行。由此,能得到包含第一绝缘层及第二绝缘层这样的多层绝缘层的层叠片材。
另外,前述的实施方式涉及的方法中,根据需要,可进行(VIII)在第二绝缘层上开孔的工序、(IX)对第二绝缘层实施粗糙化处理的工序、及(X)在第二绝缘层上形成导体层的工序。工序(VIII)中的第二绝缘层的开孔可利用与工序(III)中的第一绝缘层的开孔相同的方法进行。另外,工序(IX)中的第二绝缘层的粗糙化处理可利用与工序(IV)中的第一绝缘层的粗糙化处理相同的方法进行。进而,工序(X)中的导体层在第二绝缘层上的形成可利用与工序(V)中的导体层在第一绝缘层上的形成相同的方法进行。
前述的实施方式中,对通过第一树脂组合物层及第二树脂组合物层这样的2层树脂组合物层的层叠及固化来制造层叠片材的实施方式进行了说明,但也可通过3层以上的树脂组合物层的层叠及固化来制造层叠片材。例如,前述的实施方式涉及的方法中,可反复实施通过工序(VI)~工序(VII)进行的树脂组合物层的层叠及固化、以及根据需要通过工序(VIII)~工序(X)进行的绝缘层的开孔、绝缘层的粗糙化处理、及导体层在绝缘层上的形成,来制造层叠片材。由此,能得到包含3层以上的绝缘层的层叠片材。
进而,前述的实施方式涉及的方法还可包含上述的工序以外的任意的工序。例如,在进行工序(I)的情况下,可进行将片状支承基材除去的工序。
<多层柔性基板>
多层柔性基板包含层叠片材。多层柔性基板可以仅包含层叠片材,也可不仅包含层叠片材还包含任意的构件。作为任意的构件,可举出例如电子部件、覆盖膜等。
多层柔性基板可通过包含制造上述层叠片材的方法的制造方法来制造。因此,多层柔性基板可通过包含以下工序的制造方法来制造:(a)制备树脂片材的工序、以及(b)使用树脂片材并将树脂组合物层多层层叠及固化的工序。
多层柔性基板的制造方法不仅包含前述的工序,还可以包含任意的工序。例如,具备电子部件的多层柔性基板的制造方法可包含将电子部件与层叠片材接合的工序。关于层叠片材与电子部件的接合条件,可采用电子部件的端子电极与设置于层叠片材的作为布线的导体层能进行导体连接的任意的条件。另外,例如,具备覆盖膜的多层柔性基板的制造方法可包含将层叠片材与覆盖膜层叠的工序。
前述的多层柔性基板通常可以以该多层柔性基板所包含的层叠片材的一个面相对的方式弯折而使用。例如,多层柔性基板可以被弯折而以尺寸缩小的状态被收纳在半导体装置的壳体中。另外,例如,多层柔性基板可以被设置于具有可弯折的活动部的半导体装置中的该活动部。
<半导体装置>
半导体装置具备前述的多层柔性基板。半导体装置例如具备多层柔性基板、和安装于该多层柔性基板的半导体芯片。多数半导体装置中,多层柔性基板能够以该多层柔性基板所包含的层叠片材的一个面相对的方式弯折而被收纳在半导体装置的壳体中。
作为半导体装置,可举出例如可供于电气制品(例如,计算机、移动电话、数码相机及电视机等)及交通工具(例如,摩托车、汽车、电车、船舶及飞机等)等的各种半导体装置。
前述的半导体装置例如可以通过包含下述工序的制造方法来制造:准备多层柔性基板的工序、将该多层柔性基板以层叠片材的一个面相对的方式弯折的工序、和将弯折的多层柔性基板收纳在壳体中的工序。
实施例
以下,通过实施例具体说明本发明。本发明不受这些实施例的限制。需要说明的是,以下,只要没有另行明确说明,表示量的“份”及“%”分别是指“质量份”及“质量%”。另外,只要没有另行明确说明,以下说明的操作在常温常压(25℃,1atm)的环境下进行。
<合成例1:聚酰亚胺树脂1的合成>
在反应容器中混合G-3000(二官能性羟基末端聚丁二烯,数均分子量=5047(GPC法),羟基当量=1798g/eq.,固体成分100质量%:日本曹达株式会社制)50g、和Ipzole(イプゾール) 150(芳烃系混合溶剂:出光石油化学株式会社制)23.5g、二丁基月桂酸锡0.005g,使其均匀溶解。变得均匀后,升温至50℃,进一步一边搅拌一边添加甲苯-2,4-二异氰酸酯(异氰酸酯基当量=87.08g/eq.)4.8g,进行约3小时反应。接下来,将该反应物冷却至室温后,向其中添加二苯甲酮四甲酸二酐(酸酐当量=161.1g/eq.)8.96g、三亚乙基二胺0.07g、和二乙二醇单乙基醚乙酸酯(ethyl diglycol acetate)(株式会社大赛璐制)40.4g,一边搅拌一边升温至130℃,进行约4小时反应。通过FTIR对2250cm-1的NCO峰的消失进行了确认。将确认到NCO峰的消失时视为反应的终点,将反应物降温至室温后,用100目的滤布进行过滤,得到具有酰亚胺骨架、氨基甲酸酯骨架、丁二烯骨架的聚酰亚胺树脂1;
粘度:7.5Pa・s(25℃、E型粘度计)
酸值:16.9mgKOH/g
固体成分:50质量%
数均分子量:13723
玻璃化转变温度:-10℃
聚丁二烯结构部分的含有率:50/(50+4.8+8.96)×100=78.4质量%。
<合成例2:聚酰亚胺树脂2的合成>
向具备氮气导入管、搅拌装置的500ml可拆式烧瓶中,投入4-氨基苯甲酸5-氨基-1,1'-联苯-2-基酯9.13g(30毫摩尔)、4,4'-(4,4'-异丙叉二苯氧基)双邻苯二甲酸二酐15.61g(30毫摩尔)、N-甲基-2-吡咯烷酮94.64g、吡啶0.47g(6毫摩尔)、甲苯10g,在氮气气氛下,于180℃一边在中途将甲苯排出至体系外一边进行4小时酰亚胺化反应,由此,得到包含聚酰亚胺树脂2的聚酰亚胺溶液(不挥发成分为20质量%)。聚酰亚胺溶液中,未观察到合成的聚酰亚胺树脂2的析出。聚酰亚胺树脂2的重均分子量为45,000。
<合成例3:聚酰亚胺树脂3的合成>
向具备搅拌器、分水器、温度计及氮气导入管的反应容器中,装入芳香族四羧酸二酐(SABIC日本公司制“BisDA-1000”,4,4'-(4,4'-异丙叉二苯氧基)双邻苯二甲酸二酐)65.0g、环己酮266.5g、及甲基环己烷44.4g,将溶液加热至60℃。接下来,滴加二聚物二胺(Croda日本公司制“PRIAMINE 1075”)43.7g、及1,3-双(氨基甲基)环己烷5.4g,然后,于140℃,经1小时进行酰亚胺化反应。由此,得到包含聚酰亚胺树脂3的聚酰亚胺溶液(不挥发成分为30质量%)。另外,聚酰亚胺树脂3的重均分子量为25,000。
<合成例4:聚酰亚胺树脂4的合成>
准备具备连接有回流冷凝管的水分定量接受器、氮气导入管及搅拌器的500mL的可拆式烧瓶。向该烧瓶中添加4,4'-氧双邻苯二甲酸酐(ODPA)20.3g、γ-丁内酯200g、甲苯20g、及5-(4-氨基苯氧基)-3-[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-1,1,3-三甲基茚满29.6g,在氮气气流下,于45℃进行2小时搅拌,进行反应。接下来,将该反应溶液升温,一边保持为约160℃,一边在氮气气流下将缩合水与甲苯一同共沸除去。对在水分定量接受器中积存了规定量的水、及不再观察到水的流出进行了确认。确认后,将反应溶液进一步升温,于200℃进行1小时搅拌。然后将其冷却,得到包含具有1,1,3-三甲基茚满骨架的聚酰亚胺树脂4的聚酰亚胺溶液(不挥发成分为20质量%)。得到的聚酰亚胺树脂4具有下述式(X1)表示的重复单元及下述式(X2)表示的重复单元。另外,前述的聚酰亚胺树脂4的重均分子量为12,000。
[化学式4]
[化学式5]
<实施例1:树脂组合物1的制备>
一边搅拌一边将联二甲酚型环氧树脂(三菱化学公司制“YX4000HK”,环氧当量约为185)5份、萘型环氧树脂(新日铁住金化学公司制“ESN475V”,环氧当量约为332)5份、双酚AF型环氧树脂(三菱化学公司制“YL7760”,环氧当量约为238)10份、环己烷型环氧树脂(三菱化学公司制“ZX1658GS”,环氧当量约为135)2份、合成例1中得到的聚酰亚胺树脂1(不挥发成分为50质量%)40份、及环己酮10份的混合溶剂加热溶解。冷却至室温后,向其中混合含有三嗪骨架的甲酚酚醛清漆系固化剂(DIC公司制“LA3018-50P”,羟基当量约为151,不挥发成分50%的2-甲氧基丙醇溶液)4份、活性酯系固化剂(DIC公司制“EXB-8000L-65M”,活性基当量约为220,不挥发成分为65质量%的MEK溶液)6份、球形二氧化硅(雅都玛公司制“SC2500SQ”,平均粒径为0.5μm,比表面积为11.2m2/g,对于二氧化硅100份、用N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(信越化学工业公司制“KBM573”)1份进行了表面处理而得到的产物)25份、碳二亚胺树脂(日清纺公司制“V-03”,聚碳二亚胺,不挥发成分50%的甲苯溶液)10份、胺系固化促进剂(4-二甲基氨基吡啶(DMAP))0.2份,用高速旋转混合机均匀分散后,用筒式过滤器(ROKITECHNO公司制“SHP020”)过滤,制备树脂组合物1。
<实施例2:树脂组合物2的制备>
代替合成例1中得到的聚酰亚胺树脂1(不挥发成分为50质量%)40份的使用,使用了合成例2中得到的聚酰亚胺树脂2(不挥发成分为20质量%)100份,除此之外,进行与实施例1相同的操作,制备树脂组合物2。
<实施例3:树脂组合物3的制备>
代替合成例1中得到的聚酰亚胺树脂1(不挥发成分为50质量%)40份的使用,使用了合成例3中得到的聚酰亚胺树脂3(不挥发成分为30质量%)66.7份,除此之外,进行与实施例1相同的操作,制备树脂组合物3。
<实施例4:树脂组合物4的制备>
代替合成例1中得到的聚酰亚胺树脂1(不挥发成分为50质量%)40份的使用,使用了合成例4中得到的聚酰亚胺树脂4(不挥发成分为20质量%)100份,除此之外,进行与实施例1相同的操作,制备树脂组合物4。
<比较例1:树脂组合物5的制备>
不使用实施例1的碳二亚胺树脂(日清纺公司制“V-03”,聚碳二亚胺,不挥发成分50%的甲苯溶液)10份,除此之外,进行与实施例1相同的操作,制备树脂组合物5。
<比较例2:树脂组合物6的制备>
代替合成例1中得到的聚酰亚胺树脂1(不挥发成分为50质量%)40份的使用,使用了苯氧基树脂(三菱化学公司制“YX7553BH30”,固体成分为30质量%)66份,除此之外,进行与实施例1相同的操作,制备树脂组合物6。
<试验例1:晕圈现象的抑制特性的评价>
(1)覆铜层叠板
作为覆铜层叠板,准备在两面层叠有铜箔层的玻璃布基材环氧树脂两面覆铜层叠板(铜箔的厚度为3μm,基板厚度为0.15mm,三菱瓦斯化学公司制“HL832NSF LCA”,255×340mm尺寸)。
(2)带有支承体的树脂片材的层压
使用间歇式真空加压层压机(Nikko-Materials公司制,2级堆叠层压机,CVP700),以树脂组合物层与覆铜层叠板接触的方式,将实施例中制作的各带有支承体的树脂片材(比较例为树脂片材A或树脂片材B)层压在覆铜层叠板的两面。层压通过以下方式实施:进行30秒减压,使气压成为13hPa以下,于130℃,以0.74MPa的压力进行45秒压接。接下来,于120℃,以0.5MPa的压力进行75秒热压。
(3)树脂组合物层的热固化
将层压有树脂组合物层的覆铜层叠板投入至100℃的烘箱后热固化30分钟,接下来移至180℃的烘箱后热固化30分钟,形成绝缘层。将其作为固化基板A。
(4)激光通孔加工(激光打孔加工)(通孔的形成)
使用三菱电机公司制CO2激光加工机“605GTWIII(-P)”,从支承体上照射激光,在绝缘层上形成顶部直径(直径)为75μm的通孔。激光的照射条件为:掩模直径为1mm,脉冲宽度为16μs,能量为0.2mJ/照射(shot),照射数为2,成组方式(burst mode)(10kHz)。
(5)粗糙化处理
将在绝缘层上形成了通孔的固化基板A的支承体剥离,然后进行作为粗糙化处理的除沾污处理。需要说明的是,作为除沾污处理,实施下述的湿式除沾污处理。
湿式除沾污处理
在溶胀液(安美特日本公司制“Swelling Dip Securiganth P”,二乙二醇单丁基醚及氢氧化钠的水溶液)中,于60℃浸渍10分钟,接下来,在氧化剂溶液(安美特日本公司制“Concentrate Compact CP”,高锰酸钾浓度约6%、氢氧化钠浓度约4%的水溶液)中,于80℃浸渍20分钟,最后,在中和液(安美特日本公司制“Reduction Solution Securiganth P”,硫酸水溶液)中,于40℃浸渍5分钟,然后,于80℃进行15分钟干燥。将其作为粗糙化基板A。
(6)除沾污处理后的通孔直径的测定
使用FIB-SEM复合装置(SII纳米技术公司制“SMI3050SE”),对粗糙化基板A进行截面观察。详细而言,利用FIB(聚焦离子束)切削出激光通孔的垂直方向的截面,由截面SEM图像,测定除沾污处理后的通孔直径。对于各样品,由随机选取的5处的截面SEM图像,测定除沾污处理后的通孔顶部直径,将其平均值作为通孔顶部直径Lt(μm),示于下述表1中。
(7)粗糙化处理后的晕圈距离的测定
用光学显微镜(HIROX公司制“KH8700”)观察粗糙化基板A。详细而言,使用光学显微镜(CCD),从粗糙化基板A的上部观察通孔周边的绝缘层。该观察通过将光学显微镜的焦点对准通孔顶部来进行。观察的结果是,在通孔的周围,观察到从该通孔的通孔顶部的边缘连续的绝缘层变色成白色的环状的晕圈部。因此,由观察到的图像,测定通孔的通孔顶部的半径(相当于晕圈部的内周半径)r1和晕圈部的外周半径r2,算出这些半径r1与半径r2的差r2-r1,作为该测定位置的从通孔顶部的边缘起的晕圈距离。
针对随机选取的5处通孔进行前述的测定。而后,将所测定的5处通孔的晕圈距离的测定值的平均值作为该样品的从通孔顶部的边缘起的晕圈距离Wt(μm),示于下述表1。
基于通孔顶部直径Lt及晕圈距离Wt,算出晕圈比Ht,示于下述表1。所谓晕圈比Ht,表示粗糙化处理后的从通孔顶部的边缘起的晕圈距离Wt与粗糙化处理后的通孔的通孔顶部的半径(Lt/2)之比(Wt/(Lt/2))。该晕圈比Ht为35%以下时,判定为“○”,晕圈比Ht大于35%时,判定为“×”。
<试验例2:耐热性的评价>
(1)评价用固化物的准备
以脱模PET膜(琳得科公司制“501010”,厚度为38μm,240mm见方)的未处理面与玻璃布基材环氧树脂两面覆铜层叠板(松下电工公司制“R5715ES”,厚度为0.7mm,255mm见方)接触的方式,设置在玻璃布基材环氧树脂两面覆铜层叠板上,用聚酰亚胺胶带(宽度为10mm)固定该脱模PET膜的四边。
针对实施例及比较例中制作的各带有支承体的树脂片材(167×107mm方形),使用间歇式真空加压层压机(Nikko-Materials公司制,2级堆叠层压机、CVP700),以树脂组合物层与脱模PET膜的脱模面接触的方式,在中央进行层压处理。层压处理通过以下方式实施:进行30秒减压,使气压成为13hPa以下,然后,于100℃,以0.74MPa的压力进行30秒压接。
接下来,将支承体剥离,在180℃、90分钟的固化条件下使树脂组合物层热固化。
热固化后,将聚酰亚胺胶带剥离,将固化物层从玻璃布基材环氧树脂两面覆铜层叠板取下。进而将脱模PET膜从固化物层剥离,得到片状的固化物(评价用固化物A)。另外,将固化物层进一步于200℃加热5小时后,与评价用固化物A同样地,从脱模PET膜剥离,得到片状的固化物(评价用固化物B)。
(2)伸长率(断裂伸长率)的测定
将评价用固化物A及B切割成哑铃状1号形,得到试片。针对该试片,按照日本工业标准(JIS K7127),使用Tensilon万能试验机(A&D公司制),进行评价用固化物的拉伸试验,测定其23℃时的断裂伸长率(%)。进行3次该操作,将各自的平均值示于下述表1。利用下述式(1)求出评价用固化物A的断裂伸长率(%)的平均值A和评价用固化物B的断裂伸长率(%)的平均值B的变化率;
断裂伸长率变化率(%)={(B-A)/A}×100 (1)
该断裂伸长率变化率为80%以上时,判定为“○”,为80%以下时,判定为“×”。
<试验例3:柔性(MIT耐折性)的评价>
将试验例2中得到的评价用固化物A切割成宽度为15mm、长度为110mm的试片,使用MIT试验装置(株式会社东洋精机制作所制,MIT耐折疲劳试验机“MIT-DA”),按照JIS C-5016,在负荷为2.5N、弯折角度为90度、弯折半径为1.0mm、弯折速度为175次/分钟的测定条件下,测定直至固化体断裂为止的耐折次数。需要说明的是,针对5个样品进行测定,算出从高到低排前3位的样品的平均值。将耐折次数不足8,000次的情况评价为“×”,将耐折次数为8,000次以上的情况评价为“○”。
将实施例及比较例的树脂组合物的不挥发成分的使用量、试验例的测定结果、评价结果等示于下述表1。
[表1]
可知通过使用如下的树脂组合物,能得到柔性、晕圈现象抑制特性及耐热性优异的固化物,所述树脂组合物是包含(A)聚酰亚胺树脂、(B)碳二亚胺树脂及(C)无机填充材料的树脂组合物,其中,(C)成分的含量低于40质量%。
Claims (20)
1.一种树脂组合物,其是包含(A)聚酰亚胺树脂、(B)碳二亚胺树脂及(C)无机填充材料的树脂组合物,
其中,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(C)成分的含量低于40质量%。
2.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,(A)成分的重均分子量为1,000以上且100,000以下。
3.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(A)成分的含量为15质量%以上。
4.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(A)成分的含量为35质量%以下。
5.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,(B)成分为聚碳二亚胺。
6.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,(B)成分的分子中的异氰酰基的含有率为0.2质量%以下。
7.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(B)成分的含量为3质量%以上。
8.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,将树脂组合物中的不挥发成分设为100质量%时,(B)成分的含量为15质量%以下。
9.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,(B)成分相对于(A)成分的质量比((B)成分/(A)成分)为0.1以上。
10.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,(B)成分相对于(A)成分的质量比((B)成分/(A)成分)为0.5以下。
11.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,(C)成分为二氧化硅。
12.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,(C)成分的平均粒径为1μm以下。
13.根据权利要求1所述的树脂组合物,其进一步包含(D)环氧树脂。
14.根据权利要求1所述的树脂组合物,其进一步包含(E)固化剂。
15.根据权利要求14所述的树脂组合物,其中,(E)成分包含活性酯系固化剂。
16.根据权利要求1所述的树脂组合物,其用于形成多层柔性基板的绝缘层。
17.一种固化物,其是权利要求1~16中任一项所述的树脂组合物的固化物。
18.一种树脂片材,其包含:
支承体、和
设置于该支承体上的由权利要求1~16中任一项所述的树脂组合物形成的树脂组合物层。
19.一种多层柔性基板,其包含将权利要求1~16中任一项所述的树脂组合物固化而形成的绝缘层。
20.一种半导体装置,其具备权利要求19所述的多层柔性基板。
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