CN112969749A - 树脂组合物、预浸料、层叠板、树脂膜、多层印刷布线板和毫米波雷达用多层印刷布线板 - Google Patents
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Abstract
涉及树脂组合物、使用该树脂组合物的预浸料、层叠板、树脂膜、多层印刷布线板和毫米波雷达用多层印刷布线板,所述树脂组合物是含有(A)具有含烯属不饱和键基团的聚苯醚衍生物、(B)选自由具有2个以上N‑取代马来酰亚胺基的马来酰亚胺化合物及其衍生物组成的组中的1种以上和(C)具有2个以上烯属不饱和键的交联剂而成的。
Description
技术领域
本发明涉及树脂组合物、预浸料、层叠板、树脂膜、多层印刷布线板和毫米波雷达用多层印刷布线板。
背景技术
在以移动电话为代表的移动通信设备、其基站装置、服务器、路由器等网络基础设施设备、大型计算机等中,所使用的信号正在逐年变得高速化和大容量化。与此相伴,对于这些电子设备中所搭载的印刷布线板而言,要求能够应对高频化、能够降低传输损失的高频频段中的介电特性(低介电常数和低介电损耗角正切;以下有时称为高频特性)优异的基板材料。近年来,作为处理这样的高频信号的应用,除了上述电子设备以外,在ITS领域(汽车、交通系统相关)和室内的近距离通信领域也正在推进处理高频无线信号的新型系统的实用化或实用计划,今后,对于这些设备中搭载的印刷布线板,预想会进一步要求低传输损失基板材料。
以往,要求低传输损失的印刷布线板一直以来使用聚苯醚(PPE)系树脂作为高频特性优异的耐热性热塑性聚合物。例如,提出了并用聚苯醚和热固性树脂的方法。具体来说,公开了含有聚苯醚和环氧树脂的树脂组合物(参见例如专利文献1)、含有聚苯醚和热固性树脂中介电常数低的氰酸酯树脂的树脂组合物(参见例如专利文献2)等。
然而,专利文献1和2所述的树脂组合物其在GHz区域中的高频特性、与导体的接合性、低热膨胀系数、阻燃性综合而言不充分,或者有时因聚苯醚与热固性树脂的相容性低而导致耐热性下降。
这样的状况下,尤其以提供相容性良好并且具有高频频段中的介电特性、与导体的高接合性、优异的耐热性、高玻璃化转变温度、低热膨胀系数和高阻燃性的树脂组合物作为课题,提出了一种树脂组合物,其包含在1分子中具有含有N-取代马来酰亚胺结构的基团和下述通式所示的结构单元的聚苯醚衍生物(A)、选自环氧树脂、氰酸酯树脂和马来酰亚胺化合物中的1种以上的热固性树脂(B)和苯乙烯系热塑性弹性体(C)(参见例如专利文献3)。
[化1]
(式中,R1各自独立地为碳数1~5的脂肪族烃基或卤素原子。x为0~4的整数。)
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开昭58-069046号公报
专利文献2:日本特公昭61-018937号公报
专利文献3:国际公开第2016/175326号
发明内容
发明要解决的问题
专利文献3所述的树脂组合物虽然确实取得了高频频段中的介电特性也优异的结果,但是耐热性还存在进一步改善的余地。此外,近年来,急切期望开发在使用大于6GHz的频段的电波的第五代移动通信系统(5G)天线和使用30~300GHz的频段的电波的毫米波雷达中也能够利用的10GHz频段以上的介电特性进一步获得改善的树脂组合物。
本发明的课题在于,鉴于这样的现状,提供耐热性优异、10GHz频段以上的高频频段中能够体现优异的介电特性的树脂组合物、使用该树脂组合物的预浸料、层叠板、树脂膜、多层印刷布线板和毫米波雷达用多层印刷布线板。
用于解决问题的手段
本发明人为了解决上述课题而反复进行了深入研究,结果发现,如果是含有包含特定分子结构的聚苯醚衍生物、选自特定马来酰亚胺化合物及其衍生物中的1种以上和特定交联剂的树脂组合物,则耐热性优异、在10GHz频段以上的高频频段体现出优异介电特性,从而完成了本发明。
即,本发明涉及下述[1]~[15]。
[1]一种树脂组合物,其是含有(A)具有含烯属不饱和键基团的聚苯醚衍生物、(B)选自由具有2个以上N-取代马来酰亚胺基的马来酰亚胺化合物及其衍生物组成的组中的1种以上和(C)具有2个以上烯属不饱和键的交联剂而成的。
[2]如上述[1]所述的树脂组合物,其中,
所述(C)成分具有乙烯基作为所述2个以上烯属不饱和键。
[3]如上述[2]所述的树脂组合物,其中,
所述(C)成分为将所述2个以上烯属不饱和键以1,2-乙烯基的形式具有的聚丁二烯。
[4]如上述[3]所述的树脂组合物,其中,
相对于构成所述聚丁二烯的源自丁二烯的全部结构单元,具有1,2-乙烯基结构的结构单元的含量为50摩尔%以上。
[5]如上述[3]或[4]所述的树脂组合物,其中,所述聚丁二烯的数均分子量为500~10000。
[6]如上述[1]~[5]中任一项所述的树脂组合物,其中,所述(C)成分的含量相对于树脂组合物中的树脂成分的总和100质量份为5质量份~60质量份。
[7]如上述[1]~[6]中任一项所述的树脂组合物,其中,所述(A)成分包含下述通式(a1-1)所示的结构。
[化2]
(式中,Ra1为碳数2~10的含烯属不饱和键基团。n1为1或2,n2为0或1。*表示与其他结构的键合位置。)
[8]如上述[1]~[7]中任一项所述的树脂组合物,其中,
所述(A)成分包含下述通式(a1-2)所示的结构。
[化3]
(式中,Ra2和Ra3各自独立地为碳数2~10的含烯属不饱和键基团。*表示与其他结构的键合位置。)
[9]如上述[1]~[8]中任一项所述的树脂组合物,其中,
所述(A)成分中,含烯属不饱和键基团的数量为2个以上。
[10]如上述[1]~[9]中任一项所述的树脂组合物,其中,
所述(B)成分具有源自具有2个以上N-取代马来酰亚胺基的马来酰亚胺化合物(b1)的结构单元和源自二胺化合物(b2)的结构单元。
[11]一种预浸料,其是含有上述[1]~[10]中任一项所述的树脂组合物而成的。
[12]一种层叠板,其是含有上述[11]所述的预浸料和金属箔而成的。
[13]一种树脂膜,其是含有上述[1]~[10]中任一项所述的树脂组合物而成的。
[14]一种多层印刷布线板,其是含有选自由上述[11]所述的预浸料、上述[12]所述的层叠板和上述[13]所述的树脂膜组成的组中的1种以上而成的。
[15]一种毫米波雷达用多层印刷布线板,其是含有选自由上述[11]所述的预浸料、上述[12]所述的层叠板和上述[13]所述的树脂膜组成的组中的1种以上而成的。
发明的效果
根据本发明,可以提供耐热性优异、在10GHz频段以上的高频频段中能够体现优异的介电特性(低介电常数和低介电损耗角正切)的树脂组合物、使用该树脂组合物的预浸料、树脂膜、层叠板、多层印刷布线板和毫米波雷达用多层印刷布线板。
具体实施方式
在本说明书中所记载的数值范围中,该数值范围的上限值或下限值可以替换为实施例中所示的值。另外,数值范围的下限值和上限值各自可以与其他数值范围的下限值或上限值任意组合。
另外,本说明书中例示的各成分和材料只要没有特别注明,就可以单独使用1种,也可以并用2种以上。在本说明书中,在组合物中存在多种相当于各成分的物质时,组合物中的各成分的含量只要没有特别注明,就是指组合物中存在的该多种物质的合计量。
将本说明书中的记载事项任意组合而成的实施方式也包含在本发明中。
[树脂组合物]
本实施方式的树脂组合物是含有(A)具有含烯属不饱和键基团的聚苯醚衍生物[以下有时仅简称为聚苯醚衍生物(A)或(A)成分]、(B)选自由具有2个以上N-取代马来酰亚胺基的马来酰亚胺化合物及其衍生物组成的组中的1种以上[以下有时仅简称为马来酰亚胺化合物(B)或(B)成分]和(C)具有2个以上烯属不饱和键的交联剂[以下有时仅简称为交联剂(C)或(C)成分]而成的树脂组合物。
以下,依次对各成分进行详述。
<聚苯醚衍生物(A)>
聚苯醚衍生物(A)具有含烯属不饱和键基团。
需要说明的是,在本说明书中,“含烯属不饱和键基团”是指,含有能够进行加成反应的碳-碳双键的取代基,不包括芳环的双键。
含烯属不饱和键基团的位置没有特别限定,例如可以在(A)成分的单末端具有,也可以在双末端具有。作为(A)成分,可以是在单末端具有含烯属不饱和键基团的聚苯醚衍生物与在双末端具有含烯属不饱和键基团的聚苯醚衍生物的混合物,优选至少含有在单末端具有含烯属不饱和键基团的聚苯醚衍生物,更优选为在单末端具有含烯属不饱和键基团的聚苯醚衍生物其本身。
(A)成分含有在单末端具有含烯属不饱和键基团的聚苯醚衍生物时,在(A)成分中,在单末端具有含烯属不饱和键基团的聚苯醚衍生物的含量可以为30质量%以上,可以为45质量%以上,可以为55质量%以上,可以为70质量%以上,可以为90质量%以上,可以为实质上100质量%。
作为(A)成分具有的含烯属不饱和键基团,例如可以举出乙烯基、异丙烯基、烯丙基、1-甲基烯丙基、3-丁烯基等不饱和脂肪族烃基;马来酰亚胺基、(甲基)丙烯酰基等包含杂原子的取代基;等等。它们当中,从10GHz频段以上的高频频段中的介电特性的观点出发,优选不饱和脂肪族烃基或马来酰亚胺基,更优选烯丙基或马来酰亚胺基,进一步优选烯丙基。
需要说明的是,在本说明书中,马来酰亚胺基、(甲基)丙烯酰基等这样的在一部分中具有不饱和脂肪族烃基但是该基团整体来看时不能称之为不饱和脂肪族烃基的基团不包括在上述“不饱和脂肪族烃基”中。
接下来,对于具有不饱和脂肪族烃基作为含烯属不饱和键基团的聚苯醚衍生物[以下有时仅简称为聚苯醚衍生物(A1)或(A1)成分]和具有马来酰亚胺基作为含烯属不饱和键基团的聚苯醚衍生物[以下有时仅简称为聚苯醚衍生物(A2)或(A2)成分],进行更详细的说明。
(聚苯醚衍生物(A1))
(A1)成分是具有不饱和脂肪族烃基作为含烯属不饱和键基团的聚苯醚衍生物。
(A1)成分的在1分子中具有的不饱和脂肪族烃基的数量从10GHz频段以上的高频频段中的介电特性的观点出发,优选为2个以上,更优选为4个以上,上限值没有特别限制,可以为8个以下,可以为6个以下。此外,(A1)成分的在单末端具有的不饱和脂肪族烃基的数量从10GHz频段以上的高频频段中的介电特性的观点出发,优选为2个以上,更优选为4个以上,上限值没有特别限制,可以为8个以下,可以为6个以下。
(A1)成分具有的不饱和脂肪族烃基的数量和(A1)成分的在单末端具有的不饱和脂肪族烃基的数量均最优选为4个。
从10GHz频段以上的高频频段中的介电特性的观点出发,(A1)成分优选包含下述通式(a1-1)所示的结构。
[化4]
(式(a1-1)中,Ra1各自独立地为碳数2~10的不饱和脂肪族烃基。n1为1或2,n2为0或1。*表示与其他结构的键合位置。)
上述通式(a1-1)中,作为Ra1表示的碳数2~10的不饱和脂肪族烃基,例如可以举出:乙烯基、异丙烯基、烯丙基、1-甲基烯丙基、3-丁烯基等。它们当中,从10GHz频段以上的高频频段中的介电特性的观点出发,优选碳数2~5的不饱和脂肪族烃基,更优选烯丙基。
另外,从10GHz频段以上的高频频段中的介电特性的观点出发,(A1)成分也优选包含下述通式(a1-2)所示的结构的实施方式。
[化5]
(式(a1-2)中,Ra2和Ra3各自独立地为碳数2~10的不饱和脂肪族烃基。*表示与其他结构的键合位置。)
上述通式(a1-2)中,Ra2和Ra3表示的碳数2~10的不饱和脂肪族烃基可以举出与上述通式(a1-1)中的Ra1相同的基团,优选相同的基团。
从10GHz频段以上的高频频段中的介电特性的观点出发,(A1)成分更优选包含下述通式(a1-3)~(a1-5)中任一式所示的结构,进一步优选包含下述通式(a1-5)所示的结构。
[化6]
(式(a1-3)中,Ra4为碳数2~10的不饱和脂肪族烃基。*表示与其他结构的键合位置。)
[化7]
(式(a1-4)中,Ra5和Ra6各自独立地为碳数2~10的不饱和脂肪族烃基。Xa1为碳数1~6的二价脂肪族烃基。*表示与其他结构的键合位置。)
[化8]
(式(a1-5)中,Ra7~Ra10各自独立地为碳数2~10的不饱和脂肪族烃基。Xa2为二价有机基团。*表示与其他结构的键合位置。)
作为上述通式(a1-3)~(a1-5)中的Ra4~Ra10表示的碳数2~10的不饱和脂肪族烃基,可以举出与通式(a1-1)中的Ra1时相同的基团,优选基团也相同。
作为上述通式(a1-4)中的Xa1表示的碳数1~6的二价脂肪族烃基,例如可以举出甲撑基、乙撑基、三亚甲基等碳数1~6的烷撑基;异丙叉基等碳数2~6的烷叉基等。它们当中,优选甲撑基、异丙叉基,更优选异丙叉基。
作为上述通式(a1-5)中的Xa2表示的二价有机基团,可以举出可以在一部分中含有杂原子的脂肪族烃基、可以在一部分中含有杂原子的脂环式烃基、可以在一部分中含有杂原子的芳香族烃基、以及由它们的任意组合形成的基团等。作为上述杂原子,可以举出氧原子、氮原子、硫原子等。作为Xa2表示的二价有机基团,优选为不含有杂原子的基团,更优选为不含有杂原子的脂肪族烃基、不含有杂原子的脂环式烃基,进一步优选为由不含有杂原子的脂肪族烃基和不含有杂原子的脂环式烃基的组合形成的基团。
对于上述通式(a1-3)、(a1-4)或(a1-5)所示的结构,从10GHz频段以上的高频频段中的介电特性的观点出发,更优选的实施方式分别为下述式(a1-3’)、(a1-4’)或(a1-5’)所示的结构。它们当中,从10GHz频段以上的高频频段中的介电特性的观点出发,更优选下述式(a1-4’)或(a1-5’)所示的结构,进一步优选下述式(a1-5’)所示的结构。
[化9]
(式中,Xa2与上述通式(a1-5)中的Xa2相同。*表示与其他结构的键合位置。)
(A1)成分为聚苯醚衍生物,因此当然还具有苯醚键,优选具有下述通式(a-1)所示的结构单元。
[化10]
(式中,Ra11各自独立地为碳数1~5的脂肪族烃基或卤素原子。n3为0~4的整数。)
上述通式(a-1)中的Ra11各自独立地为碳数1~5的脂肪族烃基或卤素原子。作为该脂肪族烃基,可以举出例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基等。作为该脂肪族烃基,优选碳数1~3的脂肪族烃基,更优选甲基。另外,作为卤素原子,例如可以举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
上文当中,作为Ra11,优选为碳数1~5的脂肪族烃基。
n3为0~4的整数,可以为1或2的整数,可以为2。需要说明的是,在n3为1或2时,Ra11可以取代于苯环上的邻位(其中以氧原子的取代位置为基准)。另外,n3为2以上时,多个Ra11彼此各自可以相同也可以不同。
作为上述通式(a-1)所示的结构单元,具体来说,可以为下述通式(a-1’)所示的结构单元。
[化11]
(A1)成分可以含有下述通式(a1-6)~(a1-8)中任一式所示的聚苯醚衍生物,尤其优选含有下述通式(a1-7)或(a1-8)所示的聚苯醚衍生物,更优选含有下述通式(a1-8)所示的聚苯醚衍生物。
[化12]
(式中,Xa2与上述通式(a1-5)中的Xa2相同。n4~n6各自独立地为1~200的整数。)
上述通式(a1-6)~(a1-8)中,n4~n6各自独立地为1~200的整数,从10GHz频段以上的高频频段中的介电特性的观点和树脂组合物的相容性的观点出发,可以为1以上的整数,可以为10以上的整数,可以为20以上的整数,可以为25以上的整数。另外,从同样的观点出发,n4~n6各自独立地可以为150以下的整数,可以为120以下的整数,可以为100以下的整数。
在上述通式(a1-6)~(a1-8)中的任一式中,均可以为n4~n6的值不同的聚苯醚衍生物的混合物,通常具有形成混合物的倾向。
[(A1)成分的数均分子量(Mn)]
作为聚苯醚衍生物(A1)的数均分子量,优选为1000~25000。若聚苯醚衍生物(A1)的数均分子量为1000以上,则10GHz频段以上的高频频段中的介电特性具有更进一步变好的倾向,若为25000以下,则树脂组合物的相容性变得良好,具有即便预先长时间放置也不易分离的倾向。从同样的观点出发,聚苯醚衍生物(A1)的数均分子量更优选为2000~20000,进一步优选为3000~10000,特别优选为4000~6000。
需要说明的是,在本说明书中,数均分子量是通过凝胶渗透色谱(GPC)根据使用标准聚苯乙烯的标准曲线换算出的值,更详细而言为通过实施例中记载的测定方法求出的值。
[(A1)成分的制造方法]
以下,对于(A1)成分的制造方法的一个实施方式进行说明,不特别受下述说明所限定。
例如,通过使包含上述通式(a1-1)~(a1-5)中任一式所示的结构的酚化合物[以下有时简称为含不饱和脂肪族烃基的酚化合物(1)]和数均分子量3000~30000的聚苯醚[以下有时简称为原料聚苯醚]在有机溶剂中进行再分配反应,由此能够在使聚苯醚低分子量化的情况下制造聚苯醚衍生物(A1)。
需要说明的是,上述再分配反应是例如对于已经聚合制造的原料聚苯醚,混合含不饱和脂肪族烃基的酚化合物(1),根据需要添加后述的反应催化剂,由此含不饱和脂肪族烃基的酚化合物(1)的氧自由基攻击原料聚苯醚中的氧原子所键合的碳原子从而使O-C键切断而低分子量化的反应。此时,进行攻击的含不饱和脂肪族烃基的酚化合物(1)的氧自由基与键切断后的碳原子键合而被带入聚苯醚的结构中。作为该再分配反应,可以利用和应用公知的方法。
聚苯醚衍生物(A1)的分子量可以通过含不饱和脂肪族烃基的酚化合物(1)的使用量进行控制,含不饱和脂肪族烃基的酚化合物(1)的使用量越多则(A1)成分越低分子量化。换言之,适当调整含不饱和脂肪族烃基的酚化合物(1)的使用量使得最终制造的(A1)成分的数均分子量达到适宜的范围即可。
作为含不饱和脂肪族烃基的酚化合物(1)的使用量,没有特别限制,例如如果与含不饱和脂肪族烃基的酚化合物(1)反应的原料聚苯醚的数均分子量为3000~30000,则通过以含不饱和脂肪族烃基的酚化合物(1)的羟基相对于该原料聚苯醚1摩尔为1~10摩尔、优选为2~6摩尔的量来使用,由此可以得到数均分子量位于上述优选范围内的(A1)成分。
聚苯醚衍生物(A1)的制造工序中使用的有机溶剂没有特别限定,例如可以举出甲醇、乙醇、丁醇、丁基溶纤剂、乙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚等醇;丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮;甲苯、二甲苯、均三甲苯等芳香族烃;乙酸甲氧基乙酯、乙酸乙氧基乙酯、乙酸丁氧基乙酯、乙酸乙酯等酯;N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮等含氮化合物等。这些可以单独使用1种,也可以合用2种以上。
另外,在聚苯醚衍生物(A1)的制造工序中,如上所述,根据需要可以使用反应催化剂。作为该反应催化剂,例如从再现性良好地得到稳定的数均分子量的(A1)成分的观点出发,优选合用叔丁基过氧化异丙基单碳酸酯等有机过氧化物和环烷酸锰、辛酸锰等羧酸金属盐。另外,反应催化剂的使用量没有特别限定。从制造(A1)成分时的反应速度和抑制凝胶化的观点出发,例如相对于与含不饱和脂肪族烃基的酚化合物(1)反应的原料聚苯醚100质量份,可以将有机过氧化物设为0.5~5质量份、羧酸金属盐设为0.05~0.5质量份。
通过将上述含不饱和脂肪族烃基的酚化合物(1)、上述数均分子量3000~30000的原料聚苯醚、有机溶剂和根据需要的反应催化剂以规定量投入反应器中,一边进行加热、保温、搅拌一边反应,由此可得到聚苯醚衍生物(A1)。
该工序中的反应温度和反应时间可以应用公知的再分配反应时的反应条件,进行适当调整即可,从作业性和抑制凝胶化的观点、以及得到上述所期望的数均分子量的(A1)成分的观点出发,例如也可以设为反应温度70~110℃、反应时间1~8小时的条件。
(A1)成分的制造工序中的反应中的固体含量浓度[以下也称为反应浓度]没有特别限制,例如可以为10~60质量%,可以为20~50质量%。若反应浓度为10质量%以上,则反应速度不会变得过慢,具有在制造成本方面更有利的倾向,若为60质量%以下,则具有得到更好溶解性的倾向,而且溶液粘度低搅拌效率佳,具有不易凝胶化的倾向。
按照以上方式制造的聚苯醚衍生物(A1)的溶液可以根据需要进行浓缩而除去有机溶剂的一部分,也可以追加有机溶剂进行稀释。
相对于含有上述原料聚苯醚代替(A1)成分的树脂组合物,本实施方式的树脂组合物具有10GHz频段以上的高频频段中的介电特性更优异的倾向。
(聚苯醚衍生物(A2))
(A2)成分是具有马来酰亚胺基作为含烯属不饱和键基团的聚苯醚衍生物,1分子中的马来酰亚胺基的数量从10GHz频段以上的高频频段中的介电特性的观点出发,优选为1个以上,可以为5个以下,可以为3个以下,可以为2个以下。
从高频特性(低介电常数、低介电损耗角正切)、与导体的接合性、耐热性、玻璃化转变温度、热膨胀系数和阻燃性的观点出发,(A2)成分优选含有2个马来酰亚胺基的氮原子彼此经由有机基团而发生了键合的源自双马来酰亚胺的结构,更优选具有下述通式(a2-1)所示的基团。
[化13]
(,式中,Ra12各自独立地为碳数1~5的脂肪族烃基或卤素原子。m1为0~4的整数。Xa3为下述通式(a2-2)、(a2-3)、(a2-4)或(a2-5)所示的二价基团。)
作为Ra12表示的碳数1~5的脂肪族烃基,例如可以举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基等。作为该脂肪族烃基,可以为碳数1~3的脂肪族烃基,可以为甲基。另外,作为Ra12表示的卤素原子,例如可以举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。上文当中,作为Ra12,可以为碳数1~5的脂肪族烃基。
m1为0~4的整数,可以为0~2的整数,可以为0。m1为2以上的整数时,多个Ra12彼此可以相同也可以不同。
Xa3表示的通式(a2-2)、(a2-3)、(a2-4)或(a2-5)所示的二价基团如下所述。
[化14]
(式中,Ra13各自独立地为碳数1~5的脂肪族烃基或卤素原子。m2为0~4的整数。)
作为Ra13表示的碳数1~5的脂肪族烃基、卤素原子,作与Ra12的情况同样的说明。
m2为0~4的整数,从容易获得性的观点出发,可以为0~2的整数,可以为0或1,可以为0。m2为2以上的整数时,多个Ra13彼此可以相同也可以不同。
[化15]
(式中,Ra14和Ra15各自独立地为碳数1~5的脂肪族烃基或卤素原子。Xa4为碳数1~5的烷撑基、碳数2~5的烷叉基、醚基、硫醚基、磺酰基、羰氧基、酮基、单键、或下述通式(a2-3-1)所示的二价基团。m3和m4各自独立地为0~4的整数。)
作为Ra14和Ra15表示的碳数1~5的脂肪族烃基、卤素原子,可以举出与Ra12的情况相同的基团。作为该脂肪族烃基,可以为碳数1~3的脂肪族烃基,可以为甲基、乙基,可以为乙基。
作为Xa4表示的碳数1~5的烷撑基,例如可以举出甲撑基、1,2-二亚甲基、1,3-三亚甲基、1,4-四亚甲基、1,5-五亚甲基等。作为该烷撑基,从高频特性(低介电常数、低介电损耗角正切)、与导体的接合性、耐热性、玻璃化转变温度、热膨胀系数和阻燃性的观点出发,可以为碳数1~3的烷撑基,可以为甲撑基。
作为Xa4表示的碳数2~5的烷叉基,例如可以举出乙叉基、丙叉基、异丙叉基、丁叉基、异丁叉基、戊叉基、异戊叉基等。它们当中,从高频特性(低介电常数、低介电损耗角正切)、与导体的接合性、耐热性、玻璃化转变温度、热膨胀系数和阻燃性的观点出发,可以为异丙叉基。
作为Xa4,在上述选项当中,可以为碳数1~5的烷撑基、碳数2~5的烷叉基。
m3和m4各自独立地为0~4的整数,从容易获得性的观点出发,均可以为0~2的整数,可以为0或2。m3或m4为2以上的整数时,多个Ra14彼此或Ra15彼此各自可以相同也可以不同。
需要说明的是,Xa4表示的通式(a2-3-1)所示的二价基团如下所述。
[化16]
(式中,Ra16和Ra17各自独立地为碳数1~5的脂肪族烃基或卤素原子。Xa5为碳数1~5的烷撑基、异丙叉基、醚基、硫醚基、磺酰基、羰氧基、酮基或单键。m5和m6各自独立地为0~4的整数。)
作为Ra16和Ra17表示的碳数1~5的脂肪族烃基、卤素原子,作与Ra14和Ra15的情况同样的说明。
作为Xa5表示的碳数1~5的烷撑基、碳数2~5的烷叉基,可以举出与Xa4表示的碳数1~5的烷撑基、碳数2~5的烷叉基相同的基团。
作为Xa5,可以从上述选项中选择碳数2~5的烷叉基。
m5和m6为0~4的整数,从容易获得性的观点出发,均可以为0~2的整数,可以为0或1,可以为0。m5或m6为2以上的整数时,多个Ra16彼此或Ra17彼此各自可以相同也可以不同。
[化17]
(式中,m7为0~10的整数。)
从容易获得性的观点出发,m7可以为0~5的整数,可以为0~3的整数。
[化18]
(式中,Ra18和Ra19各自独立地为氢原子或碳数1~5的脂肪族烃基。
m8为1~8的整数。)
作为Ra18和Ra19表示的碳数1~5的脂肪族烃基、卤素原子,作与Ra12的情况同样的说明。
m8为1~8的整数,可以为1~3的整数,可以为1。
作为上述通式(a2-1)所示的基团中的Xa3,从高频特性(低介电常数、低介电损耗角正切)、与导体的接合性、耐热性、玻璃化转变温度、热膨胀系数和阻燃性的观点出发,优选为下述式中任一式所示的基团。
[化19]
(A2)成分优选为下述通式(a2-6)所示的聚苯醚衍生物。
[化20]
(式中,Xa3、Ra11、Ra12、n3和m1与上文中的定义相同。m9为1以上的整数。)
m9可以为1~300的整数,可以为10~250的整数,可以为30~200的整数,可以为50~150的整数。
(A2)成分更优选为下述通式中任一式所示的聚苯醚衍生物。
[化21]
(式中,m9与上述通式(a2-6)中的m9相同。)
(A2)成分从原材料廉价的观点出发,优选为上述通式(a2-7)所示的聚苯醚衍生物,从介电特性优异、低吸水性的观点出发,优选为上述通式(a2-8)所示的聚苯醚衍生物,从与导体的接合性和机械特性(伸长率、断裂强度等)优异的观点出发,优选为上述通式(a2-9)所示的聚苯醚衍生物。因此,可以与目标特性相对应地单独使用上述通式(a2-7)~(a2-9)中任一式所示的聚苯醚衍生物中的1种或者并用2种以上。
[(A2)成分的数均分子量(Mn)]
作为(A2)成分的数均分子量,优选为4000~12000,更优选为5000~10000,进一步优选为6000~8000。若(A2)成分的数均分子量为4000以上,则具有得到更好玻璃化转变温度的倾向,若为12000以下,则具有得到更好成形性的倾向。
[(A2)成分的制造方法]
(A2)成分例如可以通过以下制造方法得到。
首先,通过使下述通式(a2-10)所示的氨基酚化合物[以下有时简称为氨基酚化合物(AP)]和例如数均分子量15000~25000的聚苯醚在有机溶剂中进行公知的再分配反应,由此在使聚苯醚低分子量化的同时制造在1分子中具有伯氨基的聚苯醚化合物(A″)[以下有时仅简称为聚苯醚化合物(A″)],接下来,使上述聚苯醚化合物(A″)和下述通式(a2-11)所示的双马来酰亚胺化合物[以下有时简称为双马来酰亚胺化合物(BM)]进行迈克尔加成反应,由此可以制造(A2)成分。
[化22]
(式中,Ra12和m1与上述通式(a2-1)中相同。)
[化23]
(式中,Xa3与上述通式(a2-1)中相同。)
作为氨基酚化合物(AP),例如可以举出邻氨基苯酚、间氨基苯酚、对氨基苯酚等。它们当中,从制造聚苯醚化合物(A″)时的反应产率、以及制成树脂组合物、预浸料和层叠板时的耐热性的观点出发,优选间氨基苯酚、对氨基苯酚,更优选对氨基苯酚。
聚苯醚化合物(A″)的分子量可以通过氨基酚化合物(AP)的使用量进行控制,氨基酚化合物(AP)的使用量越多则聚苯醚化合物(A″)越低分子量化。换言之,适当调整氨基酚化合物(AP)的使用量使得最终制造的(A2)成分的数均分子量达到适宜范围即可。
作为氨基酚化合物(AP)的配合量,没有特别限制,例如如果与氨基酚化合物(AP)反应的上述聚苯醚的数均分子量为15000~25000,则通过相对于该聚苯醚100质量份以0.5~6质量份的范围进行使用,由此可以得到数均分子量为4000~12000的(A2)成分。
通过将氨基酚化合物(AP)、上述数均分子量15000~25000的聚苯醚、有机溶剂和根据需要的反应催化剂以规定量投入反应器中,一边进行加热、保温、搅拌一边进行反应,由此可得到聚苯醚化合物(A″)。该工序中的反应温度和反应时间可以应用公知的再分配反应时的反应条件,与上述(A1)成分的制造方法中的情况相同。另外,上述制造工序中使用的有机溶剂、反应催化剂及其使用量的优选实施方式与(A1)成分的制造方法的情况相同。
按照以上方式制造的聚苯醚化合物(A″)的溶液可以直接连续地供给至下一工序的聚苯醚衍生物(A2)的制造工序。此时,可以对聚苯醚化合物(A″)的溶液进行冷却,或者可以调整至下一工序的反应温度。另外,该溶液可以根据需要进行浓缩而除去有机溶剂的一部分,也可以追加有机溶剂进行稀释。
作为在制造(A2)成分时所使用的双马来酰亚胺化合物(BM),例如可以举出:双(4-马来酰亚胺苯基)甲烷、聚苯基甲烷马来酰亚胺、双(4-马来酰亚胺苯基)醚、双(4-马来酰亚胺苯基)砜、3,3’-二甲基-5,5’-二乙基-4,4’-二苯基甲烷双马来酰亚胺、4-甲基-1,3-亚苯基双马来酰亚胺、间亚苯基双马来酰亚胺、2,2-双[4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]丙烷、双(4-马来酰亚胺苯基)砜、双(4-马来酰亚胺苯基)硫醚、双(4-马来酰亚胺苯基)酮、2,2-双[4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]丙烷、双[4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]砜、4,4’-双(3-马来酰亚胺苯氧基)联苯、1,6-双马来酰亚胺-(2,2,4-三甲基)己烷等。这些可以单独使用1种,也可以合用2种以上。
它们当中,从可得到包含上述通式(a2-7)的聚苯醚衍生物且廉价的观点出发,优选双(4-马来酰亚胺苯基)甲烷,从可得到包含上述通式(a2-8)的聚苯醚衍生物且介电特性优异、低吸水性的观点出发,优选3,3’-二甲基-5,5’-二乙基-4,4’-二苯基甲烷双马来酰亚胺,从可得到包含上述通式(a2-9)的聚苯醚衍生物且与导体的高接合性和机械特性(伸长率、断裂强度等)优异的观点出发,优选2,2-双[4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]丙烷。
双马来酰亚胺化合物(BM)的使用量根据氨基酚化合物(AP)的使用量来确定。氨基酚化合物(AP)的-NH2基当量(Ta1)与双马来酰亚胺化合物(BM)的马来酰亚胺基当量(Tb1)的当量比(Tb1/Tal)优选为2~6,更优选为2~4。通过在上述当量比的范围内使用双马来酰亚胺化合物,由此在本实施方式的树脂组合物、预浸料和层叠板中,具有得到更优异的耐热性、高玻璃化转变温度和高阻燃性的倾向。
制造(A2)成分时的迈克尔加成反应也可以根据需要使用反应催化剂。作为反应催化剂,没有特别限定,例如可以举出对甲苯磺酸等酸性催化剂;三乙胺、吡啶、三丁胺等胺;甲基咪唑、苯基咪唑等咪唑化合物;三苯基膦等磷系催化剂等。这些可以单独使用,也可以混合使用2种以上。另外,反应催化剂的配合量没有特别限定,例如相对于聚苯醚化合物(A″)100质量份为0.01~5质量份。
通过将上述双马来酰亚胺化合物(BM)和根据需要的反应催化剂等以规定量投入聚苯醚化合物(A″)溶液中,一边进行加热、保温、搅拌一边进行迈克尔加成反应,由此可得到(A2)成分。作为该工序中的反应条件,从作业性和抑制凝胶化的观点出发,例如反应温度可以为50~160℃,反应时间可以为1~10小时的范围。另外,在该工序中,如上所述,可以追加有机溶剂或进行浓缩而调整反应浓度(固体含量浓度)、溶液粘度。作为在追加中使用的有机溶剂,可以应用在聚苯醚化合物(A″)的制造工序中例示的有机溶剂,这些可以单独使用1种,也可以合用2种以上。另外,它们当中,从溶解性的观点出发,可以选择甲乙酮、环己酮、丙二醇单甲醚、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺。
(A2)成分和聚苯醚化合物(A″)的制造工序中的反应浓度(固体含量浓度)没有特别限定,例如上述任一制造工序均可以为10~60质量%,可以为20~50质量%。若反应浓度为10质量%以上,则反应速度不会变得过慢,具有在制造成本方面更有利的倾向。另外,若反应温度为60质量%以下,则具有得到更好溶解性的倾向。另外,溶液粘度低搅拌效率佳,具有凝胶化进一步减少的倾向。
需要说明的是,与在制造(A2)成分后从反应器取出时的作业性、在(A2)成分中添加各种热固性树脂制成本实施方式的树脂组合物时的使用状况(例如适于制造预浸料的溶液粘度、溶液浓度)等相应地,可以适当浓缩除去溶液中的有机溶剂的一部分或全部,也可以追加有机溶剂进行稀释。追加时的有机溶剂没有特别限制,可以应用上述1种以上的有机溶剂。
根据上述制造工序所得到的聚苯醚化合物(A″)和(A2)成分的生成可以在各个工序结束后取出少量的试样并通过GPC测定和IR测定进行确认。
首先,对于聚苯醚化合物(A″)而言,可以根据GPC测定,通过分子量相比于数均分子量15000~25000的聚苯醚下降并且原材料的氨基酚化合物(AP)的峰消失来确认已制造了所期望的聚苯醚化合物(A″),并且可以根据IR测定,通过3300~3500cm-1的伯氨基的出现来确认已制造了所期望的聚苯醚化合物(A″)。接下来,对于(A2)成分而言,在通过再沉淀进行精制后,可以根据IR测定,通过确认3300~3500cm-1的伯氨基的峰的消失和1700~1730cm-1的马来酰亚胺的羰基的峰的出现,由此确认已制造了所期望的(A2)成分。
<马来酰亚胺化合物(B)>
马来酰亚胺化合物(B)为选自由具有2个以上N-取代马来酰亚胺基的马来酰亚胺化合物及其衍生物组成的组中的1种以上。该马来酰亚胺化合物(B)不包含聚苯醚衍生物(A)。此外,马来酰亚胺化合物(B)不含有上述通式(a-1)所示的结构单元,另外,不含有聚苯醚骨架。
另外,作为上述“该衍生物”,可以举出上述具有2个以上N-取代马来酰亚胺基的马来酰亚胺化合物与后述的二胺化合物(b2)等胺化合物的加成反应物等。
作为马来酰亚胺化合物(B),从在有机溶剂中的溶解性、相容性、与导体的接合性和10GHz频段以上的高频频段中的介电特性的观点出发,优选具有2个以上N一取代马来酰亚胺基的马来酰亚胺化合物的衍生物,更优选具有源自具有2个以上N-取代马来酰亚胺基的马来酰亚胺化合物(b1)[以下有时仅简称为马来酰亚胺化合物(b1)或(b1)成分]的结构单元和源自二胺化合物(b2)的结构单元的聚氨基双马来酰亚胺化合物[以下有时简称为聚氨基双马来酰亚胺化合物(B1)或(B1)成分]。
需要说明的是,源自(b1)成分的结构单元和源自(b2)成分的结构单元各自可以为1种,也可以为2种以上的组合。
作为(b1)成分的具体例,只要是具有2个以上N-取代马来酰亚胺基的马来酰亚胺化合物就没有特别限定,例如可以举出:双(4-马来酰亚胺苯基)甲烷、聚苯基甲烷马来酰亚胺、双(4-马来酰亚胺苯基)醚、双(4-马来酰亚胺苯基)砜、3,3’-二甲基-5,5’-二乙基-4,4’-二苯基甲烷双马来酰亚胺、4-甲基-1,3一亚苯基双马来酰亚胺、间亚苯基双马来酰亚胺、2,2-双[4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]丙烷等芳香族马来酰亚胺化合物;1,6-双马来酰亚胺-(2,2,4-三甲基)己烷、焦磷酸粘合剂型长链烷基双马来酰亚胺等脂肪族马来酰亚胺化合物等。它们当中,从与导体的接合性和机械特性的观点出发,优选芳香族马来酰亚胺化合物,更优选2,2-双[4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]丙烷、3,3’-二甲基-5,5’-二乙基-4,4’一二苯基甲烷双马来酰亚胺。
作为源自(b1)成分的结构单元,可以举出选自下述通式(b1-1)所示的基团和下述通式(b1一2)所示的基团中的1种以上。
[化24]
(式中,Xb1表示二价有机基团,*表示与其他结构的键合位置。)
上述通式(b1-1)和(b1-2)中的Xb1为二价有机基团,相当于(b1)成分的残基。需要说明的是,(b1)成分的残基是指,从(b1)成分除去被供于键合的官能团、即马来酰亚胺基而成的部分的结构。
作为Xb1表示的二价有机基团,可以举出下述通式(b1-3)、(b1-4)、(b1-5)或(b1-6)所示的基团。
[化25]
(式中,Rb1各自独立地为碳数1~5的脂肪族烃基或卤素原子。p1为0~4的整数。)
作为Rb1表示的碳数1~5的脂肪族烃基,例如可以举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基等。作为该脂肪族烃基,可以为碳数1~3的脂肪族烃基,可以为甲基。
作为卤素原子,可以举出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
p1为0~4的整数,从容易获得性的观点出发,可以为0~2的整数,可以为0或1,可以为0。p1为2以上的整数时,多个Rb1彼此可以相同也可以不同。
[化26]
(式中,Rb2和Rb3各自独立地为碳数1~5的脂肪族烃基或卤素原子。Xb2为碳数1~5的烷撑基、碳数2~5的烷叉基、醚基、硫醚基、磺酰基、羰氧基、酮基、单键、或下述通式(b1-4-1)所示的二价基团。p2和p3各自独立地为0~4的整数。)
作为Rb2和Rb3表示的碳数1~5的脂肪族烃基、卤素原子,可以举出与Rb1的情况相同的基团。作为该脂肪族烃基,可以为碳数1~3的脂肪族烃基,可以为甲基、乙基,可以为乙基。
作为Xb2表示的碳数1~5的烷撑基,例如可以举出甲撑基、1,2-二亚甲基、1,3-三亚甲基、1,4-四亚甲基、1,5-五亚甲基等。作为该烷撑基,从高频特性(低介电常数、低介电损耗角正切)、与导体的接合性、耐热性、玻璃化转变温度、热膨胀系数和阻燃性的观点出发,可以为碳数1~3的烷撑基,可以为甲撑基。
作为Xb2表示的碳数2~5的烷叉基,例如可以举出乙叉基、丙叉基、异丙叉基、丁叉基、异丁叉基、戊叉基、异戊叉基等。它们当中,从高频特性(低介电常数、低介电损耗角正切)、与导体的接合性、耐热性、玻璃化转变温度、热膨胀系数和阻燃性的观点出发,可以为异丙叉基。
作为Xb2,在上述选项当中,可以为碳数1~5的烷撑基、碳数2~5的烷叉基。
p2和p3各自独立地为0~4的整数,从容易获得性的观点出发,均可以为0~2的整数,可以为0或2。p2或p3为2以上的整数时,多个Rb2彼此或Rb3彼此各自可以相同也可以不同。
需要说明的是,Xb2表示的通式(b1-4-1)所示的二价基团如下所述。
[化27]
(式中,Rb4和Rb5各自独立地为碳数1~5的脂肪族烃基或卤素原子。Xb3为碳数1~5的烷撑基、异丙叉基、醚基、硫醚基、磺酰基、羰氧基、酮基或单键。p4和p5各自独立地为0~4的整数。)
作为Rb4和Rb5表示的碳数1~5的脂肪族烃基、卤素原子,作与Rb1的情况同样的说明。
作为Xb3表示的碳数1~5的烷撑基、碳数2~5的烷叉基,可以举出与Xb2表示的碳数1~5的烷撑基、碳数2~5的烷叉基相同的基团。
作为Xb3,可以从上述选项中选择碳数2~5的烷叉基。
p4和p5为0~4的整数,从容易获得性的观点出发,均可以为0~2的整数,可以为0或1,可以为0。p4或p5为2以上的整数时,多个Rb4彼此或Rb5彼此各自可以相同也可以不同。
[化28]
(式中,p6为0~10的整数。)
从容易获得性的观点出发,p6可以为0~5的整数,可以为0~3的整数。
[化29]
(式中,Rb6和Rb7各自独立地为氢原子或碳数1~5的脂肪族烃基。p7为1~8的整数。)
作为Rb6和Rb7表示的碳数1~5的脂肪族烃基、卤素原子,作与Rb1的情况同样的说明。
p7为1~8的整数,可以为1~3的整数,可以为1。
作为上述通式(b1-1)和(b1-2)中的Xb1,从与导体的接合性、耐热性、玻璃化转变温度、热膨胀系数、阻燃性、和10GHz频段以上的高频频段中的介电特性的观点出发,优选为下述式(Xb1-1)~(Xb1-3)中任一式所示的二价基团,更优选为下述式(Xb1-3)所示的二价基团。另外,从10GHz频段以上的高频频段中的介电特性的观点出发,作为Xb1,可以具有下述式(Xb1-1)所示的基团和下述式(Xb1-3)所示的基团这两者,作为Xb1,也可以具有下述式(Xb1-2)所示的基团和下述式(Xb1-3)所示的基团这两者。
[化30]
(波浪线表示与马来酰亚胺基中的氮原子的键合位置。)
马来酰亚胺化合物(B)中的源自(b1)成分的结构单元的合计含量优选为5~95质量%,更优选为30~93质量%,进一步优选为60~90质量%,特别优选为75~90质量%。若源自(b1)成分的结构单元的含量为上述范围内,则具有10GHz频段以上的高频频段中的介电特性变得更好,并且可得到良好膜处理性的倾向。
(b2)成分只要是具有2个氨基的化合物,就没有特别限定。
作为(b2)成分,例如可以举出:4,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基-3,3’-二甲基二苯基甲烷、4,4’-二氨基-3,3’-二乙基二苯基甲烷、4,4’-二氨基二苯醚、4,4’-二氨基二苯砜、3,3’-二氨基二苯砜、4,4’-二氨基二苯甲酮、4,4’-二氨基联苯、3,3’-二甲基-4,4’-二氨基联苯、2,2’-二甲基-4,4’-二氨基联苯、3,3’-二羟基联苯胺、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)丙烷、3,3’-二甲基-5,5’-二乙基-4,4’-二氨基二苯基甲烷、2,2-双(4-氨基苯基)丙烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、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、4,4’-双(4-氨基苯氧基)联苯、1,3-双[1-[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-1-甲基乙基]苯、1,4-双[1-[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-1-甲基乙基]苯、4,4’-[1,3-亚苯基双(1-甲基乙叉基)]双苯胺、4,4’一[1,4-亚苯基双(1-甲基乙叉基)]双苯胺、3,3’-[1,3-亚苯基双(1-甲基乙叉基)]双苯胺、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜、双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]砜、9,9-双(4-氨基苯基)芴等。
它们当中,作为(b2)成分,从在有机溶剂中的溶解性、与(b1)成分的反应性和耐热性优异的观点出发,优选4,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基一3,3’-二甲基二苯基甲烷、4,4’-二氨基-3,3’-二乙基二苯基甲烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、4,4’-[1,3-亚苯基双(1-甲基乙叉基)]双苯胺和4,4’-[1,4-亚苯基双(1-甲基乙叉基)]双苯胺。另外,(b2)成分从10GHz频段以上的高频频段中的介电特性和低吸水性优异的观点出发优选3,3’-二甲基-5,5’-二乙基-4,4’-二氨基二苯基甲烷。另外,(b2)成分从与导体的高接合性、伸长率、断裂强度等机械特性优异的观点出发,优选2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷。此外,从在上述有机溶剂中的溶解性、合成时的反应性、耐热性、与导体的高接合性优异、以及10GHz频段以上的高频频段中的介电特性和低吸湿性优异的观点出发,(b2)成分优选4,4’-[1,3-亚苯基双(1-甲基乙叉基)]双苯胺、4,4’-[1,4-亚苯基双(1-甲基乙叉基)]双苯胺。
作为源自(b2)成分的结构单元,例如可以举出选自下述通式(b2-1)所示的基团和下述通式(b2-2)所示的基团中的1种以上。
[化31]
式中,Xb4表示二价有机基团,*表示与其他结构的键合位置。)
上述通式(b2-1)和(b2-2)中的Xb4为二价有机基团,相当于(b2)成分的残基。需要说明的是,(b2)成分的残基是指,从(b2)成分除去供于键合的官能团、即氨基而成的部分的结构。
上述通式(b2-1)和上述通式(b2-2)中的Xb4优选为下述通式(b2-3)所示的二价基团。
[化32]
(式中,Rb11和Rb12各自独立地为碳数1~5的脂肪族烃基、碳数1~5的烷氧基、羟基或卤素原子。Xb5为碳数1~5的烷撑基、碳数2~5的烷叉基、醚基、硫醚基、磺酰基、羰氧基、酮基、亚芴基、单键、或下述通式(b2-3-1)或(b2-3-2)所示的二价基团。p8和p9各自独立地为0~4的整数。)
[化33]
(式中,Rb13和Rb14各自独立地为碳数1~5的脂肪族烃基或卤素原子。Xb6为碳数1~5的烷撑基、异丙叉基、间亚苯基二异丙叉基、对亚苯基二异丙叉基、醚基、硫醚基、磺酰基、羰氧基、酮基或单键。p10和p11各自独立地为0~4的整数。)
[化34]
(式中,Rb15各自独立地为碳数1~5的脂肪族烃基或卤素原子。Xb7和Xb8各自独立地为碳数1~5的烷撑基、异丙叉基、醚基、硫醚基、磺酰基、羰氧基、酮基或单键。p12为0~4的整数。)
作为上述通式(b2-3)、(b2-3-1)或(b2-3-2)中的Rb11、Rb12、Rb13、Rb14和Rb15表示的碳数1~5的脂肪族烃基或卤素原子,可以举出与上述通式(b1-3)中的Rb1相同的基团。作为该脂肪族烃基,可以为碳数1~3的脂肪族烃基,可以为甲基、乙基。
作为上述通式(b2-3)、(b2-3-1)或(b2-3-2)中的Xb5和Xb6表示的碳数1~5的烷撑基、以及Xb5表示的碳数2~5的烷叉基,作与上述通式(b1-4)中的Xb2的情况同样的说明。另外,对于上述通式(b2-3-2)中的Xb7和Xb8表示的碳数1~5的烷撑基,作与上述通式(b1-4)中的Xb2的情况同样的说明。
p8和p9为0~4的整数,从容易获得性的观点出发,均为0~2的整数,可以为0或2。p10和p11为0~4的整数,从容易获得性的观点出发,均为0~2的整数,可以为0或1,可以为0。p12为0~4的整数,从容易获得性的观点出发,可以为0~2的整数,可以为0。
马来酰亚胺化合物(B)中的源自(b2)成分的结构单元的合计含量优选为5~95质量%,更优选为7~70质量%,进一步优选为10~40质量%,特别优选为10~25质量%。若源自(b2)成分的结构单元的合计含量为上述范围内,则具有10GHz频段以上的高频频段中的介电特性优异并且得到更好耐热性、阻燃性和玻璃化转变温度的倾向。
马来酰亚胺化合物(B)中的源自(b1)成分的结构单元与源自(b2)成分的结构单元的含有比例是使得马来酰亚胺化合物(B)中的源自(b2)成分的-NH2基的基团(也包括-NH2)的合计当量(Ta2)与源自(b1)成分的源自马来酰亚胺基的基团(也包含马来酰亚胺基)的合计当量(Ta1)之间的当量比(Ta2/Ta1)达到优选为0.05~10、更优选为1~5的含有比例。若当量比(Ta2/Tal)为上述范围内,则具有10GHz频段以上的高频频段中的介电特性优异并且得到更好耐热性、阻燃性和玻璃化转变温度的倾向。
马来酰亚胺化合物(B)从10GHz频段以上的高频频段中的介电特性的观点、以及在有机溶剂中的溶解性、与导体的高接合性和树脂膜的成形性等观点出发,优选含有下述通式(b2-4)所示的聚氨基双马来酰亚胺化合物。
[化35]
(式中,Xb1和Xb4与上文中的说明相同。)
(聚氨基双马来酰亚胺化合物(B1)的制造方法)
(B1)成分例如可以通过使(b1)成分和(b2)成分在有机溶剂中反应来制造。
在使(b1)成分与(b2)成分反应而制造聚氨基双马来酰亚胺化合物(B1)时,可以根据需要使用反应催化剂。作为反应催化剂,没有限制,例如可以举出对甲苯磺酸等酸性催化剂;三乙胺、吡啶、三丁胺等胺类;甲基咪唑、苯基咪唑等咪唑类;三苯基膦等磷系催化剂等。这些可以单独使用1种,也可以并用2种以上。另外,反应催化剂的配合量没有特别限定,例如相对于(b1)成分和(b2)成分的合计量100质量份,使用0.01~5质量份即可。
通过将(b1)成分、(b2)成分、根据需要的其他成分以规定量投入合成釜,使(b1)成分与(b2)成分进行迈克尔加成反应,由此可得到上述聚氨基双马来酰亚胺化合物。作为该工序中的反应条件,没有特别限定,例如从反应速度等作业性、抑制凝胶化等观点出发,反应温度优选50~160℃,反应时间优选为1~10小时。
另外,该工序中,可以追加有机溶剂或进行浓缩而调整反应原料的固体含量浓度和溶液粘度。反应原料的固体含量浓度没有特别限定,例如优选为10~90质量%,更优选为20~80质量%。若反应原料的固体含量浓度为10质量%以上,则反应速度不会变得过慢,具有在制造成本方面有利的倾向。另外,若反应原料的固体含量浓度为90质量%以下,则可得到更好溶解性,搅拌效率变好,具有不易凝胶化的倾向。
如此得到的聚氨基双马来酰亚胺化合物(B1)的数均分子量没有特别限定,优选为400~10000,更优选为500~5000,进一步优选为600~2000,特别优选为700~1500。聚氨基双马来酰亚胺化合物(B1)的重均分子量通过凝胶渗透色谱(GPC)利用聚苯乙烯换算进行测定。
((A)成分和(B)成分的含量、以及它们的含有比例)
本实施方式的树脂组合物中,(A)成分的含量没有特别限定,从10GHz频段以上的高频频段中的介电特性的观点出发,相对于树脂组合物中的树脂成分的总和100质量份,优选为1质量份以上,更优选为1~20质量份,进一步优选为2~10质量份,特别优选为3~7质量份。
此处,在本说明书中,“树脂成分”是指,(A)成分、(B)成分、(C)成分、以及任选使用的(D)成分。换言之,在树脂组合物不含有(D)成分时,“树脂成分”是指(A)成分、(B)成分和(C)成分,在树脂组合物含有(D)成分时,“树脂成分”包括(A)成分、(B)成分、(C)成分和(D)成分。
(B)成分的含量没有特别限定,从10GHz频段以上的高频频段中的介电特性和成形性的观点出发,相对于树脂组合物中的树脂成分的总和100质量份,优选为10~90质量份,更优选为20~80质量份,进一步优选为30~70质量份,特别优选为35~60质量份。
(A)成分与(B)成分的含有比例[(A)/(B)]没有特别限定,以质量比计优选为1/99~80/20,更优选为3/97~75/25,进一步优选为5/95~70/30,更进一步优选为5/95~50/50,特别优选为5/95~20/80,最优选为5/95~15/85。若含有比例[(A)/(B)]为1/99以上,则具有在10GHz频段以上的高频频段中可得到优异介电特性的倾向,若为80/20以下,则具有耐热性、成形性和加工性优异的倾向。
<交联剂(C)>
交联剂(C)是具有2个以上烯属不饱和键的交联剂。
本实施方式的树脂组合物通过含有交联剂(C),尤其耐热性和介电特性变得优异。虽然其原因尚未确定,但是作如下预想。
本实施方式的树脂组合物中包含的聚苯醚衍生物(A)具有作为反应性基团的烯属不饱和键,(A)成分彼此反应或与(B)成分反应而能够形成固化物。然而,(A)成分由于是聚合物,因而有时得不到充分的与其他成分的混合性,或者因为作为反应位点的烯属不饱和键由于存在于分子链的末端等局部,因而有时得不到充分的与其他反应性基团的反应性。本实施方式的树脂组合物中,预想通过应用交联剂(C),在(A)成分的烯属不饱和键的附近存在(源自交联剂(C)的)烯属不饱和键的概率增高,形成了(A)成分的烯属不饱和键容易发生反应的环境。推测由此相较于以往提高了(A)成分的反应性,从而得到优异的耐热性和介电特性。此外,推测通过应用交联剂(C),由此能够使所形成的固化物的三维交联结构更致密化,从而得到更进一步优异的耐热性和介电特性。
(C)成分具有的烯属不饱和键例如为乙烯基、异丙烯基、烯丙基、1-甲基烯丙基、3-丁烯基等不饱和脂肪族烃基;在马来酰亚胺基、(甲基)丙烯酰基等包含杂原子的取代基等中所包含的不饱和键。它们当中,(C)成分从10GHz频段以上的高频频段中的介电特性的观点出发,优选具有烯属不饱和键作为上述不饱和脂肪族烃基,更优选以乙烯基的形式具有。
(C)成分的在1分子中具有的烯属不饱和键的数量从得到优异耐热性的观点出发,优选为3个以上,更优选为5个以上,进一步优选为10个以上。
作为(C)成分,例如可以举出:1,2,4-三乙烯基环己烷、1,4-丁二醇二乙烯基醚、壬二醇二乙烯基醚、1,4-环己垸二甲醇二乙烯基醚、三乙二醇二乙烯基醚、三羟甲基丙烷三乙烯基醚、季戊四醇四乙烯基醚、二乙烯苯、二乙烯基联苯、1,3-双(乙烯基氧基)金刚烷、1,3,5-三(乙烯基氧基)金刚烷、乙烯基环己烯、具有2个以上1,2-乙烯基的聚丁二烯、具有2个以上1,2-乙烯基的丁二烯-苯乙烯共聚物等以乙烯基的形式具有2个以上烯属不饱和键的单体或聚合物;邻苯二甲酸二烯丙酯、偏苯三甲酸三烯丙酯、烯丙基二甘醇二碳酸酯、三羟甲基丙烷二烯丙基醚、三羟甲基丙烷三烯丙醚、季戊四醇三烯丙基醚、季戊四醇四烯丙醚、三聚氰酸三烯丙酯、三烯丙基异氰脲酸酯、二烯丙基单苄基异氰脲酸酯、双酚S的二烯丙醚、1,3-双(烯丙氧基)金刚烷、1,3,5-三(烯丙氧基)金刚烷、二烯丙醚、双酚A二烯丙醚、2,5-二烯丙基苯酚烯丙醚、酚醛清漆苯酚的烯丙醚、烯丙基化聚苯醚等以烯丙基的形式具有2个以上烯属不饱和键的单体或聚合物;1,3-二异丙烯基苯、1,4-二异丙烯基苯等以二异丙烯基的形式具有2个以上烯属不饱和键的化合物;1,5-己二烯、1,9-癸二烯、双环戊二烯等具有2个以上烯属不饱和键的二烯化合物等。
它们当中,从与其他树脂的相容性、介电特性、低热膨胀性和耐热性的观点出发,优选为以乙烯基的形式具有2个以上烯属不饱和键的聚合物,更优选具有2个以上1,2-乙烯基的聚丁二烯、具有2个以上1,2-乙烯基的丁二烯-苯乙烯共聚物,进一步优选具有2个以上1,2-乙烯基的聚丁二烯。
需要说明的是,本说明书中,仅表述为“聚丁二烯”时,是指丁二烯均聚物。即,作为(C)成分,优选具有2个以上1,2-乙烯基的丁二烯均聚物。
(C)成分可以单独使用1种,也可以合用2种以上。
(C)成分为具有2个以上1,2-乙烯基的聚丁二烯时,相对于构成聚丁二烯的源自丁二烯的全部结构单元,具有1,2-乙烯基结构的结构单元的含量[以下有时简称为乙烯基含量]优选为50摩尔%以上,更优选为60摩尔%以上,进一步优选为70摩尔%以上,特别优选为80摩尔%以上,最优选为85摩尔%以上。从同样的观点出发,具有2个以上1,2-乙烯基的聚丁二烯优选为1,2-聚丁二烯均聚物。
具有2个以上烯属不饱和键的聚合物、优选为具有2个以上1,2-乙烯基的聚丁二烯的数均分子量从与其他树脂的相容性、介电特性、低热膨胀性和耐热性的观点出发,优选为500~10000,更优选为800~5000,进一步优选为1000~3500。另外,从相容性的观点出发,可以为3000以下,可以为2500以下。具有2个以上烯属不饱和键的聚合物的数均分子量可以通过实施例记载的方法进行测定。
本实施方式的树脂组合物中,(C)成分的含量没有特别限定,从得到优异耐热性的观点和10GHz频段以上的高频频段中的介电特性的观点出发,相对于树脂组合物中的树脂成分的总和100质量份,优选为5~60质量份,更优选为7~40质量份,进一步优选为10~30质量份,特别优选为13~20质量份。
<其他成分>
本实施方式的树脂组合物可以是进一步含有其他成分而成的。作为其他成分,例如可以举出选自苯乙烯系热塑性弹性体(D)[以下有时简称为(D)成分]、无机填充材料(E)[以下有时简称为(E)成分]、固化促进剂(F)[以下有时简称为(F)成分]和阻燃剂(G)[以下有时简称为(G)成分]中的1种以上。通过含有它们,可以进一步提高制成层叠板时的各特性。需要说明的是,本实施方式的树脂组合物也可以根据所期望的性能而不含有选自(D)成分、(E)成分、(F)成分和(G)成分中的1种以上。
以下,对于这些成分进行详述。
(苯乙烯系热塑性弹性体(D))
通过在本实施方式的树脂组合物中含有苯乙烯系热塑性弹性体(D),由此具有在10GHz频段以上的高频频段中的介电特性、成形性、与导体的接合性、焊料耐热性、玻璃化转变温度、热膨胀系数和阻燃性方面变好而使它们的平衡变好的倾向。
作为(D)成分,只要是具有源自下述通式(d-1)所示的苯乙烯系化合物的结构单元(参见下文)的热塑性弹性体就没有特别限制,可以为具有源自苯乙烯的结构单元(Rd1=氢原子、k=0)的热塑性弹性体。
[化36]
(式中,Rd1为氢原子或碳数1~5的烷基,Rd2为碳数1~5的烷基。k为0~5的整数。)
作为Rd1和Rd2表示的碳数1~5的烷基,例如可以举出甲基、乙基、正丙基等,可以为碳数1~3的烷基,可以为甲基。
k可以为0~2的整数,可以为0或1,可以为0。
作为(D)成分具有的除源自苯乙烯系化合物的结构单元以外的结构单元,可以举出源自丁二烯的结构单元、源自异戊二烯的结构单元、源自马来酸的结构单元、源自马来酸酐的结构单元等。
(D)成分可以单独使用1种,也可以合用2种以上。
上述源自丁二烯的结构单元和上述源自异戊二烯的结构单元可以被氢化。在被氢化时,源自丁二烯的结构单元成为乙烯单元与丁烯单元混合而成的结构单元,源自异戊二烯的结构单元成为乙烯单元与丙烯单元混合而成的结构单元。
作为(D)成分,从10GHz频段以上的高频频段中的介电特性、与导体的接合性、耐热性、玻璃化转变温度和热膨胀系数的观点出发,优选为选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氢化物(SEBS、SBBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氢化物(SEPS)和苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)中的1种以上,更优选为选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氢化物(SEBS)和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氢化物(SEPS)中的1种以上,进一步优选为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的氢化物(SEBS)。
上述SEBS中,源自苯乙烯的结构单元的含量[以下有时简称为苯乙烯含量]从10GHz频段以上的高频频段中的介电特性、与导体的接合性、耐热性、玻璃化转变温度和热膨胀系数的观点出发,优选为5~80质量%,更优选为10~75质量%,进一步优选为15~70质量%,特别优选为20~50质量%。SEBS的熔体流动速率(MFR)没有特别限定,在230℃、荷重2.16kgf(21.2N)的测定条件下,可以为0.1~20g/10min,可以为0.5~15g/10min。
作为SEBS的市售品,例如可以举出:旭化成株式会社制的Tufiec(注册商标)H系列、M系列、株式会社kuraray制的Septon(注册商标)系列、Kraton聚合物日本株式会社制的Kraton(注册商标)G聚合物系列等。
(D)成分的重均分子量(Mw)没有特别限定,优选为12000~1000000,更优选为30000~500000,进一步优选为50000~120000,特别优选为70000~100000。重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱(GPC)利用聚苯乙烯换算进行测定。
本实施方式的树脂组合物含有(D)成分时,(D)成分的含量没有特别限制,从10GHz频段以上的高频频段中的介电特性、与导体的接合性、耐热性、玻璃化转变温度和热膨胀系数的观点出发,相对于(A)~(D)成分的总和100质量份,优选为5~60质量份,更优选为10~55质量份,进一步优选为15~50质量份,特别优选为20~45质量份,最优选为25~40质量份。若(D)成分的上述含量为5质量份以上,则具有10GHz频段以上的高频频段中的介电特性和耐吸湿性更好的倾向,若为60质量份以下,则具有耐热性、成形性、加工性和阻燃性更好的倾向。
(无机填充材料(E))
通过在本实施方式的树脂组合物中含有无机填充材料(E),由此具有低热膨胀系数、高弹性模量性、能够提高耐热性和阻燃性的倾向。
作为(E)成分,没有特别限制,例如可以举出二氧化硅、氧化铝、氧化钛、云母、氧化铍、钛酸钡、钛酸钾、钛酸锶、钛酸钙、碳酸铝、氢氧化镁、氢氧化铝、硅酸铝、碳酸钙、硅酸钙、硅酸镁、氮化硅、氮化硼、粘土(烧制粘土等)、滑石、硼酸铝、碳化硅等。这些可以单独使用1种,也可以合用2种以上。它们当中,从热膨胀系数、弹性模量、耐热性和阻燃性的观点出发,优选二氧化硅、氧化铝、云母、滑石,更优选二氧化硅、氧化铝,进一步优选二氧化硅。作为二氧化硅,例如可以举出:用湿式法制造的含水率高的沉降二氧化硅、用干式法制造的几乎不含键合水等的干式法二氧化硅,作为干式法二氧化硅,进一步根据制造方法不同而可以举出破碎二氧化硅、气相二氧化硅、熔融二氧化硅(熔融球状二氧化硅)。
另外,无机填充材料(E)的形状和粒径也没有特别限定。例如粒径为优选为0.01~20μm,更优选为0.1~10μm。此处,粒径是指平均粒径,是将粒子的总体积设为100%而求出基于粒径的累积度数分布曲线时,相当于体积50%的点的粒径。无机填充材料(E)的粒径可以利用使用激光衍射散射法的粒度分布测定装置等进行测定。
本实施方式的树脂组合物含有(E)成分时,树脂组合物中的(E)成分的含量没有特别限制,从热膨胀系数、弹性模量、耐热性和阻燃性的观点出发,相对于树脂组合物中的树脂成分的总和100质量份,优选为5~70质量份,更优选为15~65质量份,进一步优选为20~60质量份,特别优选为30~55质量份,最优选为40~50质量份。
另外,使用(E)成分时,出于提高(E)成分的分散性和(E)成分与树脂组合物中的有机成分的密合性的目的,根据需要可以合用偶联剂。作为该偶联剂没有特别限定,例如可以适当选择使用硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。偶联剂可以单独使用1种,也可以合用2种以上。另外,偶联剂的使用量也没有特别限定,例如相对于(E)成分100质量份,可以为0.1~5质量份,可以为0.5~3质量份。如果为该范围,则各特性的下降少,具有能够有效发挥上述的由使用(E)成分所得到的长处的倾向。
需要说明的是,在使用偶联剂时,可以为在向树脂组合物中配合(E)成分后添加偶联剂的所谓整体掺混(integral)混合处理方式,优选使用预先以干式或湿式将偶联剂表面处理于无机填充材料而成的无机填充材料的方式。通过采用该方法,能够更有效地体现出(E)成分的长处。
在本实施方式中使用(E)成分时,出于提高(E)成分在树脂组合物中的分散性的目的,根据需要,可以制成将(E)成分预先分散于有机溶剂中的浆料加以使用。在将(E)成分浆料化时使用的有机溶剂没有特别限定,例如可以应用上述的(A1)成分的制造工序中例示的有机溶剂。这些可以单独使用1种,也可以合用2种以上。而且,它们当中,从分散性的观点出发,优选甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮。另外,浆料的固体成分(不挥发成分)浓度没有特别限定,从无机填充材料(E)的沉降性和分散性的观点出发,例如为50~80质量%,可以为60~80质量%。
(固化促进剂(F))
通过在本实施方式的树脂组合物中含有固化促进剂(F),由此使树脂组合物的固化性提高,具有能够提高10GHz频段以上的高频频段中的介电特性、耐热性、与导体的接合性、弹性模量和玻璃化转变温度的倾向。
作为(F)成分,例如可以举出:对甲苯磺酸等酸性催化剂;三乙胺、吡啶、三丁胺等胺化合物;甲基咪唑、苯基咪唑、异氰酸酯掩蔽咪唑(例如六亚甲基二异氰酸酯树脂与2一乙基-4-甲基咪唑的加成反应物等)等咪唑化合物;叔胺化合物;季铵化合物;三苯基膦等磷系化合物;二枯基过氧化物、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧化)己炔-3、2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧化)己烷、叔丁基过氧化异丙基单碳酸酯、α,α’-双(叔丁基过氧化)二异丙基苯等有机过氧化物;锰、钴、锌等的羧酸盐等。这些可以单独使用1种,也可以合用2种以上。它们当中,从耐热性、玻璃化转变温度和保存稳定性的观点出发,可以为咪唑化合物、有机过氧化物、羧酸盐,从耐热性、玻璃化转变温度、弹性模量和热膨胀系数的观点出发,可以合用咪唑化合物和有机过氧化物或羧酸盐。另外,在有机过氧化物中,可以使用α,α’-双(叔丁基过氧化)二异丙基苯,在羧酸盐中,可以使用环烷酸锰。
本实施方式的树脂组合物含有(F)成分时,(F)成分的含量没有特别限制,例如相对于树脂组合物中的树脂成分的总和100质量份,优选为0.01~10质量份,更优选为0.05~8质量份,进一步优选为0.1~6质量份,特别优选为0.5~5质量份。若(F)成分的含量为上述范围,则具有可得到更好耐热性和保存稳定性的倾向。
(阻燃剂(G))
通过在本实施方式的树脂组合物中含有阻燃剂(G),由此具有能够提高树脂组合物的阻燃性的倾向。
作为(G)成分,可以举出磷系阻燃剂、金属水合物、卤素系阻燃剂等。从环境问题的观点出发,可以为磷系阻燃剂和金属水合物。阻燃剂(G)可以单独使用1种,也可以合用2种以上。此外,可以根据需要含有阻燃助剂。
-磷系阻燃剂-
作为磷系阻燃剂,只要是在一般用作阻燃剂的物质之中含有磷原子的物质就没有特别限制,可以为无机系的磷系阻燃剂,也可以为有机系的磷系阻燃剂。需要说明的是,从环境问题的观点出发,优选不含卤素原子。从10GHz频段以上的高频频段中的介电特性、与导体的接合性、耐热性、玻璃化转变温度、热膨胀系数和阻燃性的观点出发,可以为有机系的磷系阻燃剂。
作为无机系的磷系阻燃剂,例如可以举出红磷;磷酸一铵、磷酸二铵、磷酸三铵、多磷酸铵等磷酸铵;磷酸酰胺等无机系含氮磷化合物;磷酸;氧化膦等。
作为有机系的磷系阻燃剂,例如可以举出芳香族磷酸酯、单取代膦酸二酯、二取代次膦酸酯、二取代次膦酸的金属盐、有机系含氮磷化合物、环状有机磷化合物等。它们当中,优选芳香族磷酸酯化合物、二取代次膦酸的金属盐。此处,作为金属盐,可以为锂盐、钠盐、钾盐、钙盐、镁盐、铝盐、钛盐、锌盐中的任一种,可以为铝盐。另外,在有机系的磷系阻燃剂中,优选芳香族磷酸酯。
作为芳香族磷酸酯,例如可以举出磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三(二甲苯基)酯、磷酸甲苯基二苯基酯、甲苯基二2,6-二甲苯基磷酸酯、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)、1,3-亚苯基双(二2,6-二甲苯基磷酸酯)、双酚A双(二苯基磷酸酯)、1,3-亚苯基双(二苯基磷酸酯)等。
作为单取代膦酸二酯,例如可以举出苯基膦酸二乙烯基酯、苯基膦酸二烯丙基酯、苯基膦酸双(1-丁烯基)酯等。
作为二取代次膦酸酯,例如可以举出二苯基次膦酸苯基酯、二苯基次膦酸甲基酯等。
作为二取代次膦酸的金属盐,可以举出二烷基次膦酸的金属盐、二烯丙基次膦酸的金属盐、二乙烯基次膦酸的金属盐、二芳基次膦酸的金属盐等。这些金属盐可以为锂盐、钠盐、钾盐、钙盐、镁盐、铝盐、钛盐、锌盐中的任一种,可以选择铝盐。
作为有机系含氮磷化合物,例如可以举出双(2-烯丙基苯氧基)磷腈、二甲苯基磷腈等磷腈化合物;磷酸三聚氰胺;焦磷酸三聚氰胺;多磷酸三聚氰胺;多磷酸蜜胺等。
作为环状有机磷化合物,可以举出9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、10-(2,5-二羟基苯基)-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物等。
它们当中,优选芳香族磷酸酯、二取代膦,优选1,3-亚苯基双(二2,6-二甲苯基磷酸酯)和二烷基次膦酸的铝盐。
-金属水合物-
作为金属水合物,例如可以举出氢氧化铝的水合物、氢氧化镁的水合物等。这些可以单独使用1种,也可以合用2种以上。该金属氢氧化物虽然也相当于无机填充材料,但是在为可赋予阻燃性的材料的情况下分类为阻燃剂。
-卤素系阻燃剂-
作为卤素系阻燃剂,可以举出氯系阻燃剂、溴系阻燃剂等。作为氯系阻燃剂,例如可以举出氯化石蜡等。
在本实施方式的树脂组合物含有(G)成分的情况下,作为(G)成分使用磷系阻燃剂时,树脂组合物中的磷系阻燃剂的含量没有特别限制,例如相对于树脂组合物中的树脂成分的总和100质量份,以磷原子换算计,优选为0.2~5质量份,更优选为0.3~4质量份,进一步优选为0.5~3质量份。若磷原子的含量为0.2质量份以上,则具有得到更好阻燃性的倾向,若为5质量份以下,则具有得到更好成形性、与导体的高接合性、优异的耐热性和高玻璃化转变温度的倾向。
本实施方式的树脂组合物中可以根据需要进一步适当选择含有上述各成分以外的热塑性树脂、弹性体等树脂材料、以及偶联剂、抗氧化剂、热稳定剂、抗静电剂、紫外线吸收剂、颜料、着色剂、阻燃助剂、润滑剂等。这些可以单独使用1种,也可以合用2种以上。另外,它们的使用量没有特别限定,只要在不损害本发明的效果的范围内使用即可。
(有机溶剂)
从通过稀释使得容易操作的观点和容易制造后述的预浸料的观点出发,本实施方式的树脂组合物可以含有有机溶剂。含有有机溶剂的树脂组合物一般而言有时被称为树脂清漆或清漆。
作为该有机溶剂,没有特别限制,例如可以举出乙醇、丙醇、丁醇、甲基溶纤剂、丁基溶纤剂、丙二醇单甲醚等醇系溶剂;丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮系溶剂;四氢呋喃等醚系溶剂;甲苯、二甲苯、均三甲苯等芳香族系溶剂;二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等含氮原子溶剂;二甲亚砜等含硫原子溶剂;γ-丁内酯等酯系溶剂等。
它们当中,从溶解性的观点出发,优选醇系溶剂、酮系溶剂、含氮原子溶剂,更优选酮系溶剂,进一步优选丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、环己酮,特别优选甲乙酮。
有机溶剂可以单独使用1种,也可以合用2种以上。
本实施方式的树脂组合物含有有机溶剂时,该固体含量浓度例如为30~90质量%,可以为35~80质量%,可以为40~60质量%。通过使用固体含量浓度为上述范围内的树脂组合物,由此可操作性变得容易,而且对基材的浸渍性和所制造的预浸料的外观良好,容易调整后述的预浸料中的树脂的固体含量浓度,具有更容易制造具有所期望的厚度的预浸料的倾向。
对于本实施方式的树脂组合物而言,可以将(A)成分、(B)成分、(C)成分、根据需要合用的其他成分利用公知的方法进行混合而得到本实施方式的树脂组合物。此时,也可以一边搅拌一边溶解或分散各成分。混合顺序、温度、时间等条件没有特别限定,可以任意设定。
本实施方式的树脂组合物的相容性良好,具有即便放置1天也不产生析出物的倾向。另外,在相容性更优异的实施方式中,具有即便放置1个星期也不产生析出物(但是有时存在相分离)的倾向,在相容性进一步优异的实施方式中,具有即便放置1个星期连相分离也不发生的倾向。
本实施方式的树脂组合物的固化物(不包含玻璃纤维布等纤维基材的层叠体和树脂膜的固化物)的10GHz时的介电常数(Dk)优选为3.0以下,更优选为2.8以下。上述介电常数(Dk)越小越优选,该下限值没有特别限定,但考虑到与其他物性的平衡,例如可以为2.4以上,可以为2.6以上。
本实施方式的树脂组合物的固化物(不包含玻璃纤维布等纤维基材的层叠体和树脂膜的固化物)的10GHz时的介电损耗角正切(Df)优选为0.0055以下,更优选为0.0050以下,进一步优选为0.0045以下,特别优选为0.0035以下,最优选为0.0030以下。上述介电损耗角正切(Df)越小越优选,该下限值没有特别限定,但考虑到与其他物性的平衡,例如可以为0.0015以上,可以为0.0020以上,可以为0.0023以上。
需要说明的是,介电常数(Dk)和介电损耗角正切(Df)是基于空腔谐振器摄动法的值,更详细而言,是通过实施例记载的方法所测定的值。另外,在本说明书中,仅称作介电常数时,是指相对介电常数。
[预浸料]
本发明还提供含有本实施方式的树脂组合物和片状纤维增强基材而成的预浸料。该预浸料是使用本实施方式的树脂组合物和片状纤维增强基材而形成的,例如可以将本实施方式的树脂组合物浸渍或涂敷于片状纤维增强基材,使之干燥由此得到。更具体而言,例如可以在干燥炉中通常在80~200℃的温度下进行1~30分钟加热干燥而使之半固化(乙阶化),由此制造本实施方式的预浸料。树脂组合物的使用量可以按照使得干燥后的预浸料中的源自树脂组合物的固体含量浓度达到30~90质量%的方式来确定。通过使固体含量浓度为上述范围,由此在制成层叠板时具有得到更好成形性的倾向。
作为预浸料的片状纤维增强基材,可以使用在各种电气绝缘材料用层叠板中使用的公知的基材。作为片状增强基材的材质,可以举出E玻璃、D玻璃、S玻璃、Q玻璃等无机物纤维;聚酰亚胺、聚酯、四氟乙烯等有机纤维;它们的混合物等。这些片状增强基材例如具有织布、无纺布、粗砂、短切毡、表面毡等形状。另外,片状纤维增强基材的厚度没有特别限制,例如可以使用厚度0.02~0.5mm的基材。另外,从树脂组合物的浸渍性、制成层叠板时的耐热性、耐吸湿性、和加工性的观点出发,可以使用利用偶联剂等进行了表面处理的基材、和实施了机械性开纤处理的基材。
作为将树脂组合物浸渍或涂敷于片状增强基材的方法,可以采用以下的热熔法或溶剂法。
热熔法是不在树脂组合物中含有有机溶剂而是(1)暂时涂布于与该树脂组合物的剥离性良好的涂敷纸,将其层压于片状增强基材的方法、或者(2)利用模涂机直接涂敷于片状增强基材的方法。
另一方面,溶剂法是使树脂组合物含有有机溶剂,在所得到的树脂组合物中浸渍片状增强基材,使树脂组合物浸渗于片状增强基材,然后使之干燥的方法。
[树脂膜]
本发明还提供含有本实施方式的树脂组合物而成的树脂膜。例如,通过将含有有机溶剂的树脂组合物、即树脂清漆涂布于支撑体,进行加热干燥由此制造该树脂膜。作为支撑体,例如可以举出聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等聚烯烃的膜;聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下也称为“PET”)、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯的膜;聚碳酸酯膜、聚酰亚胺膜等各种塑料膜等。另外,作为支撑体,可以使用铜箔、铝箔等金属箔、脱模纸等。也可以对支撑体实施了哑光处理、电晕处理等表面处理。另外,也可以对支撑体实施了基于硅酮树脂系脱模剂、醇酸树脂系脱模剂、氟树脂系脱模剂等的脱模处理。
支撑体的厚度没有特别限定,优选为10~150μm,更优选为25~50μm。
在支撑体上涂布树脂清漆的方法没有特别限制,例如可以使用逗号涂布机、棒涂机、吻涂机、辊涂机、凹版涂布机、模涂机等本领域技术人员公知的涂敷装置。这些涂敷装置根据膜厚适当选择即可。
干燥温度和干燥时间根据有机溶剂的使用量和所使用的有机溶剂的沸点等适当确定即可,例如在含有40~60质量%左右的有机溶剂的树脂清漆的情况下,通过在50~150℃干燥3~10分钟左右,由此能够理想地形成树脂膜。
[层叠板]
也可以制造含有本实施方式的预浸料和金属箔而成的层叠板。具体来说,可以在1片本实施方式的预浸料的单面或双面配置金属箔,或者在将2片以上的本实施方式的预浸料叠合而得到的预浸料的单面或双面配置金属箔,接下来进行加热加压成形,由此得到层叠板。具有金属箔的层叠板有时也被称为覆金属箔层压板。
作为金属箔的金属,只要是电气绝缘材料用途中使用的金属就没有特别限制,从导电性的观点出发,可以为铜、金、银、镍、铂、钼、钌、铝、钨、铁、钛、铬或者含有这些金属元素中的1种以上的合金,优选铜、铝,更优选铜。
加热加压成形的条件没有特别限制,例如可以在温度100~300℃、压力0.2~10MPa、时间0.1~5小时的范围内进行实施。另外,加热加压成形可以采用使用真空压制等保持0.5~5小时真空状态的方法。
[多层印刷布线板]
本实施方式的多层印刷布线板是含有选自本实施方式的预浸料、本实施方式的树脂膜和本实施方式的层叠板中的1种以上而成的。本实施方式的多层印刷布线板可以通过使用选自本实施方式的预浸料、本实施方式的树脂膜和本实施方式的层叠板中的1种以上,通过公知的方法进行基于开孔加工、金属镀覆加工、金属箔的蚀刻等的电路形成加工和多层化接合加工,由此进行制造。
本实施方式的树脂组合物、预浸料、层叠板、树脂膜和多层印刷布线板可以适合地用于处理10GHz以上的高频信号的电子设备。尤其多层印刷布线板作为毫米波雷达用多层印刷布线板有用。
以上,对本发明的优选实施方式进行了说明,但是这些是用于说明本发明的例示,并没有将本发明的范围仅限于这些实施方式的意图。本发明在不脱离其发明精神的范围内,能够以与上述实施方式不同的各种实施方式来实施。
实施例
以下,举出实施例对本发明进行具体说明。需要说明的是,本发明不限于以下实施例。
需要说明的是,各例中,数均分子量按照以下步骤进行测定。
(数均分子量的测定方法)
数均分子量通过凝胶渗透色谱(GPC),根据使用标准聚苯乙烯的标准曲线进行换算。标准曲线使用标准聚苯乙烯:TSK standard POLYSTYRENE(Type;A-2500、A-5000、F-1、F-2、F-4、F-10、F-20、F-40)[东曹株式会社制、商品名]利用3次式进行拟合。GPC的测定条件如下所示。
装置:
泵:L-6200型[株式会社日立高新技术制]
检测器:L-3300型RI[株式会社日立高新技术制]
柱箱:L-655A-52[株式会社日立高新技术制]
柱:保护柱;TSK Guardcolumn HHR-L+柱;TSKgel G4000HHR+TSKgel G2000HHR(均为东曹株式会社制、商品名)
柱尺寸:6.0×40mm(保护柱)、7.8×300mm(柱)
洗脱液:四氢呋喃
试样浓度:30mg/5mL
注入量:20μL
流量:1.00mL/分钟
测定温度:40℃
[制造例A-1:聚苯醚衍生物(A-1)的制造]
在具备温度计、回流冷凝管、搅拌装置的可加热和冷却的容积2L的玻璃制烧瓶容器中,投入甲苯、聚苯醚“Xyron(注册商标)S203A”(商品名、旭化成株式会社制、数均分子量=12000)和下述通式(1)所示的含烯丙基化合物[以下有时简称为四烯丙基双酚类],一边在90~100℃进行搅拌一边进行溶解。需要说明的是,甲苯的使用量设为使得反应浓度为35质量%的量。
[化37]
(式中,Xa2为二价有机基团,作与上述通式(a1-5)中的Xa2同样的说明。)
目视确认上述含烯丙基化合物溶解后,添加叔丁基过氧化异丙基单碳酸酯和辛酸锰,在溶液温度90~100℃进行6小时的再分配反应后,冷却至40℃,得到在分子末端具有烯丙基的聚苯醚衍生物(A-1)。取出少量该反应溶液,进行GPC测定(聚苯乙烯换算、洗脱液:四氢呋喃),结果源自四烯丙基双酚类的双峰成为单峰,并且聚苯醚化合物的数均分子量为4200。
各成分的使用量示于表1。
[制造例A-2:聚苯醚衍生物(A-2)的制造]
在具备温度计、回流冷凝管、搅拌装置的可加热和冷却的容积2L的玻璃制烧瓶容器中,投入甲苯、聚苯醚“Xyron(注册商标)S202A”(商品名、旭化成株式会社制、数均分子量=16000)、和对氨基苯酚,一边在90℃搅拌一边溶解。需要说明的是,甲苯的使用量设为使得反应浓度为35质量%的量。
目视确认溶解后,添加叔丁基过氧化异丙基单碳酸酯和环烷酸锰,在溶液温度90℃进行4小时的再分配反应后,冷却至70℃而得到在分子末端具有伯氨基的聚苯醚衍生物。在此,取出少量该反应溶液,进行GPC测定(聚苯乙烯换算、洗脱液:四氢呋喃),结果源自对氨基苯酚的峰消失,并且聚苯醚化合物的数均分子量为约6200。而且,将少量取出的反应溶液滴加至甲醇/苯混合溶剂(混合质量比=1∶1),进行再沉淀来进行精制,对所得固体成分进行FT-IR测定,结果确认到出现3400cm-1附近的源自伯氨基的峰。
接下来,在上述反应溶液中添加2,2’-双[4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]丙烷和丙二醇单甲醚(反应浓度达到30质量%的量),一边进行搅拌一边升温液温,在120℃保温的同时进行4小时反应后,进行冷却并且通过200目(mesh)过滤器进行过滤,由此制造了聚苯醚衍生物(A-2)。
取出少量该反应溶液,与上文同样地进行再沉淀而进行精制,对所得固形物进行FT-IR测定,确认到3500cm-1附近的源自伯氨基的峰的消失和1700~1730cm-1的羰基的出现。另外,测定该固形物的GPC(与上文相同条件),结果数均分子量为约6500。
各成分的使用量示于表1。
[表1]
表1
*表中,“phr/PPE”是指相对于100质量份聚苯醚的配合量(质量份)。
[制造例B-1:聚氨基双马来酰亚胺化合物(B-1)的制造]
在具备温度计、回流冷凝管、搅拌装置的可加热和冷却的容积1L的玻璃制烧瓶容器中,投入作为马来酰亚胺化合物(b1)的2,2-双[4-(4-马来酰亚胺苯氧基)苯基]丙烷、3,3’-二甲基-5,5’-二乙基-4,4’-二苯基甲烷双马来酰亚胺、作为二胺化合物(b2)的4,4’-[1,3-亚苯基双(1-甲基乙叉基)]双苯胺以及丙二醇单甲醚,将液温保持在120℃,一边搅拌一边进行3小时反应后,进行冷却以及通过200目过滤器进行过滤,由此制造了数均分子量800的聚氨基双马来酰亚胺化合物(B-1)。
各成分的使用量示于表2。
[表2]
表2
·配合量的单位为质量份。
[树脂组合物的制备]
实施例1~5、比较例1
一边在室温或50~80℃进行加热一边将表3所述的各成分以表3所述的配合量(单位:质量份)进行搅拌和混合,制备了固体成分(不挥发成分)浓度为约50质量%的树脂组合物。
将各例中得到的树脂组合物涂敷于厚度38μm的PET膜(帝人株式会社制、商品名:G2-38)后,在170℃进行5分钟加热干燥而制作了乙阶状态的树脂膜。将该树脂膜从PET膜剥离后,进行粉碎而制成树脂粉末。接下来,向以厚度1mm×长度50mm×宽度35mm的尺寸进行模切而成的特氟龙(注册商标)片投入上述树脂粉末,在其上下配置厚度18μm的低轮廓铜箔(古河电气工业株式会社制、商品名:BF-ANP18)使得M面与投入的树脂粉末接触,在温度230℃、压力2.0MPa、时间120分钟的条件下进行加热加压成形,使树脂组合物固化而制作了双面带铜箔树脂板(树脂板的厚度:1mm)。
[评价·测定方法]
使用在上述实施例和比较例中得到的树脂组合物和树脂板,依照下述方法进行各测定和评价。结果示于表3。
(1.树脂组合物的相容性的评价)
目视观察各例中得到的树脂组合物,根据以下基准评价相容性(有无宏观的(macro)相分离和析出物)。
A:即便放置1个星期以上也没有宏观的(macro)相分离和析出物。
B:虽然放置1天没有变化,但是在放置3天以上时虽没有析出物,但略微产生了宏观的(macro)相分离。
C:放置1天时没有析出物,但是产生了宏观的(macro)相分离。
D:放置1天后,确认到了析出物。
(2.树脂板的介电特性(介电常数和介电损耗角正切)的评价)
将各例中得到的双面带铜箔树脂板浸渍于作为铜蚀刻液的过硫酸铵(三菱气体化学株式会社制)10质量%溶液中由此除去铜箔,利用所得评价基板制成2mm×50mm的评价基板。
对于该评价基板,依据空腔谐振器摄动法在10GHz频段测定了介电常数(Dk)和介电损耗角正切(Df)。
(3.热膨胀率和玻璃化转变温度的测定方法)
热膨胀系数(板厚方向、温度范围:30~120℃)和玻璃化转变温度(Tg)如下测定,即:使用对双面带铜箔树脂板的双面的铜箔进行蚀刻而成的5mm见方的试验片,通过热机械测定装置(TMA)[TA Instruments日本株式会社制、Q400(型号)],依据IPC(The Institutefor Interconnecting and Packaging Electronic Circuits)标准进行测定。
[表3]
表3
表中,含量的单位为质量份。其中,溶液的情况下是折算成固体成分的含有量。
※表中的(G)成分的含量是源自(G)成分的磷原子的含量。
需要说明的是,表3中的各材料如下所述。
[(A)成分]
·聚苯醚衍生物(A-1)和(A-2):使用了在制造例A-1和A-2中制造的聚苯醚衍生物(A-1)和(A-2)。
[(B)成分]
·聚氨基双马来酰亚胺化合物(B-1):使用了在制造例B-1中制造的聚氨基双马来酰亚胺化合物(B-1)。
[(C)成分]
·Ricon257:丁二烯-苯乙烯共聚物(CRAY VALLEY制、商品名、质量比(丁二烯/苯乙烯):65/35)
·B-1000:1,2-聚丁二烯均聚物、数均分子量=1,200、乙烯基含量=85%以上(日本曹达株式会社制、商品名)
·B-2000:1,2-聚丁二烯均聚物、数均分子量=2,100、乙烯基含量=90%以上(日本曹达株式会社制、商品名)
·B-3000:1,2-聚丁二烯均聚物、数均分子量=3,200、乙烯基含量=90%以上(日本曹达株式会社制、商品名)
[(D)成分]
·Kraton(注册商标)G1652:氢化苯乙烯系热塑性弹性体(SEBS)、熔体流动速率5.0g/10min、苯乙烯含量30%、氢化率100%(Kraton聚合物日本株式会社制、商品名)
[(E)成分]
·二氧化硅:球状熔融二氧化硅、平均粒径=0.5μm
[(F)成分]
·α,α’-双(叔丁基过氧化)二异丙基苯
·G-8009L:异氰酸酯掩蔽咪唑(六亚甲基二异氰酸酯树脂与2-乙基-4-甲基咪唑的加成反应物)(第一工业制药株式会社制、商品名)
[(G)成分]
·OP-935:二烷基次膦酸铝盐、二取代次膦酸的金属盐、磷含量:23.5质量%(Clariant公司制、商品名)
·1,3-亚苯基双(二2,6-二甲苯基磷酸酯)、磷含量:9.0质量%
根据表3所示的结果可知,在本实施方式的实施例1~5中,树脂组合物的相容性良好,使用它们制作的固化物的耐热性优异,10GHz频段的高频频段中的介电特性优异。
另一方面,在比较例1中,玻璃化转变温度低,10GHz频段的高频频段中的介电特性也不充分。
产业上的可利用性
本发明的树脂组合物的相容性良好,由该树脂组合物制作的层叠板尤其耐热性和10GHz频段以上的高频频段中的介电特性优异,因此在使用大于6GHz的频段的电波的第五代移动通信系统(5G)天线和使用30~300GHz的频段的电波的毫米波雷达中所使用的多层印刷布线板中有用。
Claims (15)
1.一种树脂组合物,其是含有A成分即具有含烯属不饱和键基团的聚苯醚衍生物、B成分即选自由具有2个以上N-取代马来酰亚胺基的马来酰亚胺化合物及其衍生物组成的组中的1种以上和C成分即具有2个以上烯属不饱和键的交联剂而成的。
2.如权利要求1所述的树脂组合物,其中,
所述C成分以乙烯基的形式具有所述2个以上烯属不饱和键。
3.如权利要求2所述的树脂组合物,其中,
所述C成分为将所述2个以上烯属不饱和键以1,2-乙烯基的形式具有的聚丁二烯。
4.如权利要求3所述的树脂组合物,其中,
相对于构成所述聚丁二烯的源自丁二烯的全部结构单元,具有1,2-乙烯基结构的结构单元的含量为50摩尔%以上。
5.如权利要求3或4所述的树脂组合物,其中,所述聚丁二烯的数均分子量为500~10000。
6.如权利要求1~5中任一项所述的树脂组合物,其中,所述C成分的含量相对于树脂组合物中的树脂成分的总和100质量份为5质量份~60质量份。
9.如权利要求1~8中任一项所述的树脂组合物,其中,
所述A成分中,含烯属不饱和键基团的数量为2个以上。
10.如权利要求1~9中任一项所述的树脂组合物,其中,
所述B成分具有源自具有2个以上N一取代马来酰亚胺基的马来酰亚胺化合物b1的结构单元和源自二胺化合物b2的结构单元。
11.一种预浸料,其是含有权利要求1~10中任一项所述的树脂组合物而成的。
12.一种层叠板,其是含有权利要求11所述的预浸料和金属箔而成的。
13.一种树脂膜,其是含有权利要求1~10中任一项所述的树脂组合物而成的。
14.一种多层印刷布线板,其是含有选自由权利要求11所述的预浸料、权利要求12所述的层叠板和权利要求13所述的树脂膜组成的组中的1种以上而成的。
15.一种毫米波雷达用多层印刷布线板,其是含有选自由权利要求11所述的预浸料、权利要求12所述的层叠板和权利要求13所述的树脂膜组成的组中的1种以上而成的。
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