JP7511163B2 - 樹脂組成物、プリプレグ、樹脂付きフィルム、樹脂付き金属箔、金属張積層板、及び配線板 - Google Patents
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Description
本発明の一態様に係る樹脂組成物は、硬さが20~70(20以上70以下)である第1のスチレン系ブロック共重合体と、下記式(1)で表される基及び下記式(2)で表される基の少なくとも一方を分子中に有するポリフェニレンエーテル化合物と、硬化剤とを含有することを特徴とする樹脂組成物である。
前記第1のスチレン系ブロック共重合体は、硬さが20~70のスチレン系ブロック共重合体であれば、特に限定されない。前記第1のスチレン系ブロック共重合体の硬さは、上述したように、20~70であり、30~60であることが好ましい。前記第1のスチレン系ブロック共重合体が硬すぎる(前記第1のスチレン系ブロック共重合体の硬度が高すぎる)と、前記樹脂組成物の硬化物の弾性率が高くなりすぎて、前記第1のスチレン系ブロック共重合体を添加した効果、すなわち、前記樹脂組成物の硬化物に対して、低い誘電特性を維持しつつ、熱膨張係数を低下させる効果を充分に奏することができなくなる傾向がある。よって、硬さが前記範囲内であるスチレン系ブロック共重合体を含有することによって、硬化させると、誘電特性が低く、かつ、熱膨張係数の低い硬化物となる樹脂組成物が得られる。
前記ポリフェニレンエーテル化合物は、前記式(1)で表される基及び前記式(2)で表される基の少なくとも一方を分子中に有するポリフェニレンエーテル化合物であれば、特に限定されない。前記ポリフェニレンエーテル化合物としては、具体的には、前記式(1)で表される基及び前記式(2)で表される基の少なくとも一方を分子末端に有するポリフェニレンエーテル化合物等が挙げられる。前記ポリフェニレンエーテル化合物としては、より具体的には、前記式(1)で表される基及び前記式(2)で表される基の少なくとも一方により末端変性された変性ポリフェニレンエーテル化合物等が挙げられる。この中でも、前記式(2)で表される基を分子中に有するポリフェニレンエーテル化合物を含むことが好ましい。前記式(2)で表される基を分子中に有するポリフェニレンエーテル化合物を含むと、得られた樹脂組成物は、誘電特性及び熱膨張係数が低く、ガラス転移温度が高い硬化物が得られる。
前記硬化剤は、前記ポリフェニレンエーテル化合物と反応して前記ポリフェニレンエーテル化合物を含む樹脂組成物を硬化させることができる硬化剤である。また、前記硬化剤は、前記ポリフェニレンエーテル化合物を含む樹脂組成物を硬化させることができる硬化剤であれば、特に限定されない。前記硬化剤としては、例えば、スチレン、スチレン誘導体、分子中にアクリロイル基を有する化合物、分子中にメタクリロイル基を有する化合物、分子中にビニル基を有する化合物、分子中にアリル基を有する化合物、分子中にアセナフチレン構造を有する化合物、分子中にマレイミド基を有する化合物、及び分子中にイソシアヌレート基を有するイソシアヌレート化合物等が挙げられる。
前記第1のスチレン系ブロック共重合体の含有量は、前記第1のスチレン系ブロック共重合体と前記ポリフェニレンエーテル化合物と前記硬化剤との合計100質量部に対して、20~60質量部であることが好ましく、25~55質量部であることがより好ましい。また、前記ポリフェニレンエーテル化合物の含有量は、前記第1のスチレン系ブロック共重合体と前記ポリフェニレンエーテル化合物と前記硬化剤との合計100質量部に対して、20~75質量部であることが好ましく、30~70質量部であることがより好ましい。また、前記硬化剤の含有量は、前記第1のスチレン系ブロック共重合体と前記ポリフェニレンエーテル化合物と前記硬化剤との合計100質量部に対して、1~50質量部であることが好ましく、5~40質量部であることがより好ましい。前記第1のスチレン系ブロック共重合体、前記ポリフェニレンエーテル化合物、及び前記硬化剤の各含有量が、上記範囲内であると、硬化させると、優れた低誘電特性を維持しつつ、熱膨張係数のより低い硬化物となる樹脂組成物が得られる。
本実施形態に係る樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、前記第2のスチレン系ブロック共重合体を含有してもよい。前記第2のスチレン系ブロック共重合体は、硬さが70超のスチレン系ブロック共重合体であれば、特に限定されない。前記第2のスチレン系ブロック共重合体の硬さは、上述したように、70超であり、70超100以下であることが好ましい。前記硬さが70以下であると、前記第1のスチレン系ブロック共重合体との硬さの差が小さくなり、前記第2のスチレン系ブロック共重合体を添加した効果、すなわち、前記樹脂組成物の硬化物に対して、低い誘電特性を維持しつつ、熱膨張係数を低下させ、さらに、ワニス状にしても、含有成分が分離しにくくなるという効果を充分に奏することができなくなる傾向がある。よって、硬さが前記範囲内であるスチレン系ブロック共重合体を、前記第1のスチレン系ブロック共重合体とともに含有することによって、硬化させると、誘電特性が低く、かつ、熱膨張係数の低い硬化物となり、さらに、ワニス状にしても、含有成分が分離しにくい樹脂組成物が得られる。
本実施形態に係る樹脂組成物は、上述したように、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、前記第2のスチレン系ブロック共重合体を含有してもよい。また、本実施形態に係る樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、前記第1のスチレン系ブロック共重合体、前記ポリフェニレンエーテル化合物、前記硬化剤、及び前記第2のスチレン系ブロック共重合体以外の成分(その他の成分)を含有してもよい。本実施形態に係る樹脂組成物に含有されるその他の成分としては、例えば、シランカップリング剤、難燃剤、開始剤、硬化促進剤、消泡剤、酸化防止剤、重合禁止剤、重合遅延剤、分散剤、レベリング剤、熱安定剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、染料や顔料、滑剤、及び充填材等の添加剤をさらに含んでもよい。また、前記樹脂組成物には、前記ポリフェニレンエーテル化合物以外にも、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、及び熱硬化性ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂を含有してもよい。
前記樹脂組成物を製造する方法としては、特に限定されず、例えば、前記第1のスチレン系ブロック共重合体、前記ポリフェニレンエーテル化合物、及び前記硬化剤を、所定の含有量となるように混合する方法等が挙げられる。具体的には、有機溶媒を含むワニス状の組成物を得る場合は、後述する方法等が挙げられる。
図1は、本発明の実施形態に係るプリプレグ1の一例を示す概略断面図である。
図2は、本発明の実施形態に係る金属張積層板11の一例を示す概略断面図である。
図3は、本発明の実施形態に係る配線板21の一例を示す概略断面図である。
図4は、本実施の形態に係る樹脂付き金属箔31の一例を示す概略断面図である。
図5は、本実施の形態に係る樹脂付きフィルム41の一例を示す概略断面図である。
本実施例において、樹脂組成物を調製する際に用いる各成分について説明する。
Septon2063:スチレンイソプレンスチレン共重合体(株式会社クラレ製のSepton2063、25℃における引張弾性率:0.4MPa、デュロメータ硬さ:36、スチレン由来の構成単位の含有量13質量%、重量平均分子量95000)
Tuftec H1221:スチレン(エチレン/ブチレン)スチレン共重合体(旭化成株式会社製のTuftec H1221、25℃における引張弾性率:1.5MPa、デュロメータ硬さ:42、スチレン由来の構成単位の含有量12質量%、重量平均分子量150000)
Tuftec H1052:水添スチレン(エチレン/ブチレン)スチレン共重合体(旭化成株式会社製のTuftec H1052、25℃における引張弾性率:5MPa、デュロメータ硬さ:67、スチレン由来の構成単位の含有量20質量%、重量平均分子量91000)
(スチレン系ブロック共重合体:硬さ70超)
SeptonV9827:水添メチルスチレン(エチレン/ブチレン)メチルスチレン共重合体(株式会社クラレ製のSeptonV9827、25℃における引張弾性率:10MPa超、デュロメータ硬さ:78、スチレン由来の構成単位の含有量30質量%、重量平均分子量92000)
Tuftec H1053:水添スチレン(エチレン/ブチレン)スチレン共重合体(旭化成株式会社製のTuftec H1053、25℃における引張弾性率:62MPa、デュロメータ硬さ:79、スチレン由来の構成単位の含有量29質量%、重量平均分子量71000)
Tuftec H1517:水添スチレン(エチレン/ブチレン)スチレン共重合体(旭化成株式会社製のTuftec H1517、25℃における引張弾性率:288MPa、デュロメータ硬さ:92、スチレン由来の構成単位の含有量43質量%、重量平均分子量90000)
(ポリフェニレンエーテル化合物)
変性PPE1:末端にメタクリロイル基を有するポリフェニレンエーテル化合物(ポリフェニレンエーテルの末端水酸基をメタクリロイル基で変性した変性ポリフェニレンエーテル、上記式(12)で表され、式(12)中のYがジメチルメチレン基(式(9)で表され、式(9)中のR33及びR34がメチル基である基)である変性ポリフェニレンエーテル化合物、SABICイノベーティブプラスチックス社製のSA9000、重量平均分子量Mw2000、末端官能基数2個)
変性PPE2:末端にビニルベンジル基(エテニルベンジル基)を有するポリフェニレンエーテル化合物(ポリフェニレンエーテルとクロロメチルスチレンとを反応させて得られた変性ポリフェニレンエーテル化合物)である。
ここで、εは、吸光係数を示し、4700L/mol・cmである。また、OPLは、セル光路長であり、1cmである。
TAIC:トリアリルイソシアヌレート(日本化成株式会社製のTAIC)
TMPT:トリメチロールプロパントリメタクリレート(新中村化学工業株式会社製のTMPT)
(その他)
開始剤:α,α’-ジ(t-ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン(日油株式会社製のパーブチルP(PBP))
充填材:ビニルシラン処理されたシリカ(株式会社アドマテックス製のSV-C2、平均粒径:1.5μm)
まず、充填材以外の各成分を表1に記載の組成(質量部)で、固形分濃度が50質量%となるように、トルエンに添加し、混合させた。その混合物を60分間攪拌した。その後、得られた液体に充填材を添加し、ビーズミルで充填材を分散させた。そうすることによって、ワニス状の樹脂組成物(ワニス)が得られた。
10GHzにおける評価基板(樹脂付き金属箔の硬化物)の銅箔を除去した積層板の比誘電率を、空洞共振器摂動法で測定した。具体的には、ネットワークアナライザ(アジレント・テクノロジー株式会社製のN5230A)を用い、10GHzにおける評価基板の銅箔を除去した積層板の比誘電率を測定した。
JIS C 6481に準拠の方法で、評価基板(樹脂付き金属箔の硬化物)の銅箔を除去した積層板の、面方向における線膨張係数を引っ張りモードで測定した。なお、測定条件は、昇温速度10℃/分、温度範囲は、Tg未満の温度範囲、具体的には、50~100℃で熱機械分析(TMA)装置(株式会社日立ハイテクサイエンス製のTMA/SS7000)を用い測定した。
セイコーインスツルメンツ株式会社製の粘弾性スペクトロメータ「DMS6100」を用いて、評価基板(樹脂付き金属箔の硬化物)の銅箔を除去した積層板のTgを測定した。このとき、引っ張りモジュールで周波数を10Hzとして動的粘弾性測定(DMA)を行い、昇温速度5℃/分の条件で室温から320℃まで昇温した際のtanδが極大を示す温度をTg(℃)とした。
充填材を含有させないこと以外、上記のワニスの調製方法と同様の方法で、各実施例及び比較例に係る樹脂組成物を含むワニス(充填材不含有)を調製した。この各ワニス(充填材不含有)を、調製後室温で1日放置した後の、前記ワニスの状態を目視で確認した。1層(単一層)であると確認されれば、「安定」と評価し、2層である(2層に分離)と確認されれば、「分離」と評価した。
Claims (12)
- JIS K 6253に準拠のタイプAデュロメータを用いて測定したデュロメータ硬さが20~70である第1のスチレン系ブロック共重合体と、
JIS K 6253に準拠のタイプAデュロメータを用いて測定したデュロメータ硬さが70超である第2のスチレン系ブロック共重合体と、
下記式(1)で表される基及び下記式(2)で表される基の少なくとも一方を分子末端に有するポリフェニレンエーテル化合物と、
分子中に2個以上のアリル基を有するアリルイソシアヌレート化合物を含む硬化剤と、
シリカとを含有する樹脂組成物であって、
前記第1のスチレン系ブロック共重合体は、メチルスチレン(エチレン/ブチレン)メチルスチレン共重合体、メチルスチレン(エチレン-エチレン/プロピレン)メチルスチレン共重合体、スチレンイソプレン共重合体、スチレンイソプレンスチレン共重合体、スチレン(エチレン/ブチレン)スチレン共重合体、スチレン(エチレン-エチレン/プロピレン)スチレン共重合体、スチレンブタジエンスチレン共重合体、スチレン(ブタジエン/ブチレン)スチレン共重合体、及びスチレンイソブチレンスチレン共重合体からなる群から選ばれる少なくとも1種を含み、
前記第2のスチレン系ブロック共重合体は、メチルスチレン(エチレン/ブチレン)メチルスチレン共重合体、メチルスチレン(エチレン-エチレン/プロピレン)メチルスチレン共重合体、スチレンイソプレン共重合体、スチレンイソプレンスチレン共重合体、スチレン(エチレン/ブチレン)スチレン共重合体、スチレン(エチレン-エチレン/プロピレン)スチレン共重合体、スチレンブタジエンスチレン共重合体、スチレン(ブタジエン/ブチレン)スチレン共重合体、及びスチレンイソブチレンスチレン共重合体からなる群から選ばれる少なくとも1種を含み、
前記シリカの含有量が、前記樹脂組成物に対して、20~270質量%であることを特徴とする樹脂組成物。
(式(1)中、pは、0~10を示し、Zは、アリーレン基を示し、R1~R3は、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基を示す。)
(式(2)中、R4は、水素原子又はアルキル基を示す。) - 前記第1のスチレン系ブロック共重合体は、スチレン及びスチレン誘導体の少なくとも一方に由来の構成単位の含有量が、1~20質量%である請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記第1のスチレン系ブロック共重合体は、重量平均分子量が10000~200000である請求項1又は請求項2に記載の樹脂組成物。
- 前記第1のスチレン系ブロック共重合体の含有量は、前記第1のスチレン系ブロック共重合体と前記ポリフェニレンエーテル化合物と前記硬化剤との合計100質量部に対して、20~60質量部である請求項1~3のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記第1のスチレン系ブロック共重合体及び前記第2のスチレン系ブロック共重合体の合計含有量は、前記第1のスチレン系ブロック共重合体と前記ポリフェニレンエーテル化合物と前記硬化剤と前記第2のスチレン系ブロック共重合体との合計100質量部に対して、20~60質量部である請求項1~4のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記第2のスチレン系ブロック共重合体の含有量は、前記第1のスチレン系ブロック共重合体と前記第2のスチレン系ブロック共重合体との合計100質量部に対して、1~50質量部である請求項1~5のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 前記ポリフェニレンエーテル化合物が、前記式(2)で表される基を分子末端に有するポリフェニレンエーテル化合物を含む請求項1~6のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
- 請求項1~7のいずれか1項に記載の樹脂組成物又は前記樹脂組成物の半硬化物と、繊維質基材とを備えるプリプレグ。
- 請求項1~7のいずれか1項に記載の樹脂組成物又は前記樹脂組成物の半硬化物を含む樹脂層と、支持フィルムとを備える樹脂付きフィルム。
- 請求項1~7のいずれか1項に記載の樹脂組成物又は前記樹脂組成物の半硬化物を含む樹脂層と、金属箔とを備える樹脂付き金属箔。
- 請求項1~7のいずれか1項に記載の樹脂組成物の硬化物又は請求項8に記載のプリプレグの硬化物を含む絶縁層と、金属箔とを備える金属張積層板。
- 請求項1~7のいずれか1項に記載の樹脂組成物の硬化物又は請求項8に記載のプリプレグの硬化物を含む絶縁層と、配線とを備える配線板。
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