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TWI858163B - 樹脂組成物 - Google Patents

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TWI858163B
TWI858163B TW109136073A TW109136073A TWI858163B TW I858163 B TWI858163 B TW I858163B TW 109136073 A TW109136073 A TW 109136073A TW 109136073 A TW109136073 A TW 109136073A TW I858163 B TWI858163 B TW I858163B
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鶴井一彦
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日商味之素股份有限公司
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Abstract

本發明之課題為提供用以得到柔軟性、暈圈現象抑制特性及耐熱性優良的硬化物之樹脂組成物。 其解決手段為一種樹脂組成物,其係含有(A)聚醯亞胺樹脂、(B)碳二亞胺樹脂,及(C)無機填充材之樹脂組成物,其中以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,(C)成分之含量為未達40質量%。

Description

樹脂組成物
本發明係關於含有聚醯亞胺樹脂之樹脂組成物。進一步而言,係關於使用該樹脂組成物所得到之硬化物、樹脂薄片、多層可撓基板,及半導體裝置。
近年來,對於更薄型且輕量且構裝密度高的半導體零件之要求正在提高。為了回應此要求,將可撓基板利用作為半導體零件所用的基板受到注目。可撓基板相較於剛性基板可為薄且輕量。進一步地,可撓基板由於柔軟而可變形,故可折彎來進行構裝。
至今為止,已知有含有碳二亞胺樹脂之組成物(專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2016-027097號公報
[發明所欲解決之課題]
於可撓基板之絕緣材料中,係有為了提高柔軟性而摻合聚醯亞胺樹脂的情況,此時,絕緣材料中所含的無機填充材少時,暈圈現象之產生係顯著化,又,有耐熱性降低的傾向。
本發明之課題,為提供用以得到柔軟性、暈圈現象抑制特性及耐熱性優良的硬化物之樹脂組成物。 [用以解決課題之手段]
為了達成本發明之課題,本發明者等人經深入探討的結果,發現藉由使用含有(A)聚醯亞胺樹脂、(B)碳二亞胺樹脂,及未達40質量%之(C)無機填充材之樹脂組成物,可得到柔軟性、暈圈現象抑制特性及耐熱性優良的硬化物,而完成本發明。
亦即,本發明包含以下內容。 [1] 一種樹脂組成物,其係含有(A)聚醯亞胺樹脂、(B)碳二亞胺樹脂,及(C)無機填充材之樹脂組成物,其中 以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,(C)成分之含量為未達40質量%。 [2] 如上述[1]之樹脂組成物,其中(A)成分之重量平均分子量為1,000以上且100,000以下。 [3] 如上述[1]或[2]之樹脂組成物,其中以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,(A)成分之含量為15質量%以上。 [4] 如上述[1]~[3]中任一項之樹脂組成物,其中以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,(A)成分之含量為35質量%以下。 [5] 如上述[1]~[4]中任一項之樹脂組成物,其中(B)成分為聚碳二亞胺。 [6] 如上述[1]~[5]中任一項之樹脂組成物,其中(B)成分之分子中之異氰酸基的含有率為0.2質量%以下。 [7] 如上述[1]~[6]中任一項之樹脂組成物,其中以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,(B)成分之含量為3質量%以上。 [8] 如上述[1]~[7]中任一項之樹脂組成物,其中以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,(B)成分之含量為15質量%以下。 [9] 如上述[1]~[8]中任一項之樹脂組成物,其中(B)成分相對於(A)成分之質量比((B)成分/(A)成分)為0.1以上。 [10] 如上述[1]~[9]中任一項之樹脂組成物,其中(B)成分相對於(A)成分之質量比((B)成分/(A)成分)為0.5以下。 [11] 如上述[1]~[10]中任一項之樹脂組成物,其中(C)成分為二氧化矽。 [12] 如上述[1]~[11]中任一項之樹脂組成物,其中(C)成分之平均粒徑為1μm以下。 [13] 如上述[1]~[12]中任一項之樹脂組成物,其進一步含有(D)環氧樹脂。 [14] 如上述[1]~[13]中任一項之樹脂組成物,其進一步含有(E)硬化劑。 [15] 如上述[14]之樹脂組成物,其中(E)成分包含活性酯系硬化劑。 [16] 如上述[1]~[15]中任一項之樹脂組成物,其係多層可撓基板之絕緣層形成用。 [17] 一種如上述[1]~[16]中任一項之樹脂組成物之硬化物。 [18] 一種樹脂薄片,其包含支撐體,與設置於該支撐體上的以如上述[1]~[16]中任一項之樹脂組成物所形成的樹脂組成物層。 [19] 一種多層可撓基板,其包含使如上述[1]~[16]中任一項之樹脂組成物硬化所形成的絕緣層。 [20] 一種半導體裝置,其具備如上述[19]之多層可撓基板。 [發明之效果]
依照本發明之樹脂組成物,可得到柔軟性、暈圈現象抑制特性及耐熱性優良的硬化物。
以下基於其適合的實施形態而詳細說明本發明。惟,本發明不限定於下述實施形態及例示物,在不脫離本發明之申請專利範圍及其均等之範圍的範圍內可任意變更來實施。
<樹脂組成物> 本發明之樹脂組成物,為含有(A)聚醯亞胺樹脂、(B)碳二亞胺樹脂,及(C)無機填充材之樹脂組成物,其中(C)成分之含量為未達40質量%。藉由使用如此的樹脂組成物,可得到柔軟性、暈圈現象抑制特性及耐熱性優良的硬化物。
本發明之樹脂組成物,於(A)聚醯亞胺樹脂、(B)碳二亞胺樹脂,及(C)無機填充材以外,亦可進一步含有任意成分。任意成分例如可列舉(D)環氧樹脂、(E)硬化劑、(F)硬化促進劑、(G)其他添加劑,及(H)有機溶劑。以下詳細說明樹脂組成物中所含的各成分。
<(A)聚醯亞胺樹脂> 本發明之樹脂組成物含有(A)聚醯亞胺樹脂。(A)聚醯亞胺樹脂,為於重複單位中具備醯亞胺鍵之樹脂。(A)聚醯亞胺樹脂,並無特殊限定,例如可包含(1)藉由二胺化合物與四羧酸酐之醯亞胺化反應所得到的樹脂,或(2)藉由二異氰酸酯化合物與四羧酸酐之醯亞胺化反應所得到的樹脂。(A)聚醯亞胺樹脂,亦包含矽氧烷改質聚醯亞胺樹脂等之改質聚醯亞胺樹脂。
(A)聚醯亞胺樹脂,並無特殊限定,例如可包含式(A1):
[式中,X1 表示由四羧酸二酐去除2個-CO-O-CO-而得的4價基,例如可為包含由碳原子、氧原子、氮原子及硫原子中選出的2個以上(例如2~3,000個、2~1,000個、2~100個、2~50個)之骨架原子的有機基。X2 表示由二胺化合物去除2個-NH2 而得的2價基,或由二異氰酸酯化合物去除2個-NCO而得的2價基,例如可為包含由碳原子、氧原子、氮原子及硫原子中選出的2個以上(例如2~3,000個、2~1,000個、2~100個、2~50個)之骨架原子的有機基。n表示2以上之整數]表示之結構。式(A1)中之X1 及X2 之有機基,只要係化學上安定的結構之範圍內則無特殊限定,為由所屬技術領域中具有通常知識者適當選擇的結構,例如可為公知之聚醯亞胺樹脂之結構。(A)聚醯亞胺樹脂包含式(A1)表示之結構時,較佳包含式(A1)表示之結構60質量%以上、更佳包含80質量%以上、又更佳包含90質量%以上、特佳包含95質量%以上。
作為用以調製(A)聚醯亞胺樹脂之二胺化合物,並無特殊限定,例如可列舉脂肪族二胺化合物,及芳香族二胺化合物。
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、1,6-六亞甲二胺、1,5-二胺基戊烷、1,10-二胺基癸烷等之直鏈狀之脂肪族二胺化合物;1,2-二胺基-2-甲基丙烷、2,3-二胺基-2,3-丁烷、2-甲基-1,5-二胺基戊烷等之分支鏈狀之脂肪族二胺化合物;1,3-雙(胺基甲基)環己烷、1,4-雙(胺基甲基)環己烷、1,3-二胺基環己烷、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;二聚物酸型二胺(以下亦稱為「二聚物二胺」)等。
二聚物酸型二胺,意指二聚物酸之二個末端羧基(-COOH)被胺基甲基(-CH2 -NH2 )或胺基(-NH2 )取代而得的二胺化合物。二聚物酸為藉由將不飽和脂肪酸(較佳為碳數11~22者、特佳為碳數18者)二聚化而得到的已知化合物,其工業的製造製程在業界已大致標準化。二聚物酸,可容易地得到以藉由將價格特別便宜而容易獲得的油酸、亞麻油酸等之碳數18之不飽和脂肪酸予以二聚化所得的碳數36之二聚物酸為主成分者。又,二聚物酸依製造方法、精製之程度等的不同,係有含有任意量之單體酸、三聚物酸、其他聚合脂肪酸等的情況。又,不飽和脂肪酸之聚合反應後係殘存雙鍵,但本說明書中,將進一步經氫化反應而降低不飽和度的氫化物亦包含於二聚物酸中。二聚物酸型二胺可由市售品獲得,例如可列舉Croda Japan公司製之「PRIAMINE1073」、「PRIAMINE1074」、「PRIAMINE1075」、Cognis Japan公司製之「Versamine 551」、「Versamine 552」等。
芳香族二胺化合物例如可列舉1,4-苯二胺、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’-二胺基二苯基硫醚、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)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]-1,1,3-三甲基茚烷、4-胺基苯甲酸5-胺基-1,1’-聯苯基-2-基酯等之二苯胺化合物等。
二胺化合物可使用市售者、亦可使用藉由公知方法合成者。二胺化合物可1種單獨使用、亦可組合2種以上使用。
用以調製(A)聚醯亞胺樹脂之二異氰酸酯化合物,並無特殊限定,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。
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之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支鏈狀之脂肪族二異氰酸酯化合物;異佛酮二異氰酸酯(IPDI)、環己烷-1,3-二異氰酸酯、環己烷-1,4-二異氰酸酯(CHDI)、4-甲基環己烷-1,3-二異氰酸酯、2-甲基環己烷-1,3-二異氰酸酯、2-甲基環己烷-1,4-二異氰酸酯、二環己基甲烷-4,4’-二異氰酸酯、二環己基醚-4,4’-二異氰酸酯、1,4-雙(異氰酸基甲基)環己烷、1,3-雙(異氰酸基甲基)環己烷、3a,4,5,6,7,7a-六氫-4,7-橋亞甲基茚烷-1,8-亞基二異氰酸酯、1,3-雙(異氰酸基甲基)環己烷、1,4-雙(異氰酸基甲基)環己烷等之脂環式二異氰酸酯化合物;二聚物酸型二異氰酸酯等。
二聚物酸型二異氰酸酯,意指將上述說明的二聚物酸型二胺之胺基(-NH2 )取代為異氰酸基(-NCO)所得之二異氰酸酯化合物。
芳香族二異氰酸酯化合物,例如可列舉1,4-苯二異氰酸酯、1,3-苯二異氰酸酯、甲苯-2,6-二異氰酸酯、甲苯-2,4-二異氰酸酯、甲苯-3,5-二異氰酸酯、2-甲基-4,6-二異丙基苯-1,3-二異氰酸酯、2,4,6-三乙基苯-1,3-二異氰酸酯、4,6-二乙基苯-1,3-二異氰酸酯、2,5-二乙基苯-1,3-二異氰酸酯、2,5-二乙基苯-1,4-二異氰酸酯、2,4,6-三異丙基苯-1,3-二異氰酸酯、4,6-二異丙基苯-1,3-二異氰酸酯、2,5-二異丙基苯-1,3-二異氰酸酯、2,5-二異丙基苯-1,4-二異氰酸酯、m-伸二甲苯二異氰酸酯、p-伸二甲苯二異氰酸酯、四甲基-m-伸二甲苯二異氰酸酯、四甲基-p-伸二甲苯二異氰酸酯等之苯二異氰酸酯化合物;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;二苯基甲烷-4,4’-二異氰酸酯、二苯基醚-4,4’-二異氰酸酯、二苯基醚-2,4’-二異氰酸酯、聯苯基-4,4’-二異氰酸酯、3,3’-二甲基聯苯基-4,4’-二異氰酸酯、3,3’-二甲氧基雙苯基-4,4’-二異氰酸酯、3,3’-二甲氧基二苯基甲烷-4,4’-二異氰酸酯、4,4’-二甲氧基二苯基甲烷-3,3’-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,可為使如上述所列舉的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而得到者。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目平均分子量,並無特殊限定,較佳為500以上、更佳為1,000以上、又更佳為2,000以上。兩末端羥基聚合物之數目平均分子量之上限,並無特殊限定,較佳為10,000以下、更佳為8,000以下。此處之數目平均分子量,可為以凝膠滲透層析(GPC)法(聚苯乙烯換算)所測定之值。
兩末端異氰酸基聚胺基甲酸酯,例如為以式(A2):
[式中,X2a 係分別獨立地表示由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而得的2價基,例如可為包含由碳原子、氧原子、氮原子,及硫原子中選出的2~50個骨架原子之有機基。X2b 係分別獨立地表示由兩末端羥基聚合物去除2個-OH而得的2價基,例如可為包含由碳原子,及氧原子中選出的2個以上(例如2~1,000個、2~500個)之骨架原子之有機基。m表示1~10之整數]表示之兩末端異氰酸基聚胺基甲酸酯。
二異氰酸酯化合物,可使用市售者、亦可使用藉由公知方法或根據其之方法所合成者。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。
用以調製(A)聚醯亞胺樹脂之四羧酸酐,並無特殊限定,例如可列舉脂肪族四羧酸二酐,及芳香族四羧酸二酐。
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’-雙環己基四羧酸二酐、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、硫基-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。
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-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、亦可使用藉由公知方法或根據其之方法所合成者。四羧酸二酐可1種單獨使用、亦可組合2種以上使用。
相對於源自構成(A)聚醯亞胺樹脂之四羧酸二酐的全部結構而言,源自芳香族四羧酸二酐之結構的含有率較佳為10莫耳%以上、更佳為30莫耳%以上、又更佳為50莫耳%以上、又再更佳為70莫耳%以上、又再更佳為90莫耳%以上、特佳為100莫耳%。
(A)聚醯亞胺樹脂之重量平均分子量,並無特殊限定,較佳為1,000以上、更佳為3,000以上、又更佳為5,000以上、特佳為7,000以上。(A)聚醯亞胺樹脂之重量平均分子量之上限,並無特殊限定,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。(A)聚醯亞胺樹脂之數目平均分子量,並無特殊限定,較佳為1,000以上、更佳為3,000以上、又更佳為5,000以上、特佳為7,000以上。(A)聚醯亞胺樹脂之數目平均分子量之上限,並無特殊限定,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。此處之重量平均分子量及數目平均分子量,可為以凝膠滲透層析(GPC)法(聚苯乙烯換算)所測定之值。
樹脂組成物中之(A)聚醯亞胺樹脂之含量,並無特殊限定,以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,較佳為60質量%以下、更佳為50質量%以下、又更佳為40質量%以下、又再更佳為35質量%以下、特佳為30質量%以下。樹脂組成物中之(A)聚醯亞胺樹脂之含量之下限,並無特殊限定,以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,較佳為1質量%以上、更佳為5質量%以上、又更佳為10質量%以上、又再更佳為15質量%以上、特佳為20質量%以上。
<(B)碳二亞胺樹脂> 本發明之樹脂組成物含有(B)碳二亞胺樹脂。(B)碳二亞胺樹脂,為1分子中具有1個以上的碳二亞胺結構 (-N=C=N-)之化合物。(B)碳二亞胺樹脂,較佳為1分子中具有2個以上的碳二亞胺結構之化合物,其中尤以重複單位中具備碳二亞胺結構之聚碳二亞胺為佳。聚碳二亞胺可為環狀亦可為鏈狀。
聚碳二亞胺,並無特殊限定,例如可包含藉由二異氰酸酯化合物之分子間的脫碳酸縮合反應而得到的聚碳二亞胺。如此方式所得之聚碳二亞胺,分子中具有異氰酸基(-N=C=O),其一部分或全部,亦可經單異氰酸酯化合物、醇化合物、胺化合物、羧酸化合物、環氧化合物等之公知密封劑進一步處理。用以調製聚碳二亞胺之二異氰酸酯化合物,例如可列舉與「用以調製(A)聚醯亞胺樹脂之二異氰酸酯化合物」相同者。(B)碳二亞胺樹脂可1種單獨使用、亦可組合2種以上使用。
(B)碳二亞胺樹脂,並無特殊限定,例如較佳為包含式(B1):
[式中,X3 表示由二異氰酸酯化合物去除2個-NCO而得的2價基,例如為包含由碳原子、氧原子、氮原子,及硫原子中選出的2個以上(例如2~50個、2~40個、2~30個、2~20個)之骨架原子之有機基,一實施形態中,可為伸烷基、伸芳基、經烷基取代之伸芳基及該等之組合。p表示2以上之整數]表示之結構的聚碳二亞胺。
「伸烷(基)」係指直鏈、分支鏈及/或環狀之2價脂肪族飽和烴基。「伸烷(基)」之碳原子數,例如可為2~30、2~20等。「伸烷(基)」例如可列舉伸乙基、三亞甲基、四亞甲基、五亞甲基、六亞甲基、七亞甲基、八亞甲基等之直鏈伸烷基;亞乙基、亞丙基、異亞丙基、1-甲基伸乙基、1-乙基伸乙基、三亞甲基、2-甲基三亞甲基、2-甲基四亞甲基、2,3-二甲基四亞甲基、1,3-二甲基四亞甲基、2-甲基五亞甲基、2,2-二甲基五亞甲基、2,4-二甲基五亞甲基、1,3,5-甲基五亞甲基、2-甲基六亞甲基、2,2-二甲基六亞甲基、2,4-二甲基六亞甲基、1,3,5-三甲基六亞甲基、2,2,4-三甲基六亞甲基、2,4,4-三甲基六亞甲基等之分支鏈伸烷基;1,3-伸環戊基、1,3-伸環己基、1,4-伸環己基、4-甲基-1,3-伸環己基、2-甲基-1,3-伸環己基、2-甲基-1,4-伸環己基等之環狀伸烷基;亞甲基雙(4,1-伸環己)基等之環狀-直鏈-環狀伸烷基;異亞丙基雙(4,1-伸環己)基等之環狀-分支鏈-環狀伸烷基;1,4-伸環己基二亞甲基等之直鏈-環狀-直鏈伸烷基;1,4-伸環己基二異亞丙基等之分支鏈-環狀-分支鏈伸烷基等。
「伸芳(基)」係指2價之芳香族烴基。「伸芳(基)」之碳原子數,例如可為6~14、6~10等。「伸芳(基)」例如可列舉1,3-伸苯基、1,4-伸苯基、1,5-伸萘基、1,8-伸萘基、2,6-伸萘基等。「經烷基取代之伸芳(基)」,係指經甲基、乙基、丙基、異丙基等之烷基取代的伸芳基。「經烷基取代之伸芳(基)」之碳原子數,例如可為7~30、7~20等。「經烷基取代之伸芳(基)」,例如可列舉2,6-伸甲苯基、2,4-伸甲苯基、3,5-伸甲苯基、2-甲基-4,6-二異丙基-1,3-伸苯基、2,4,6-三乙基-1,3-伸苯基、4,6-二乙基-1,3-伸苯基、2,5-二乙基-1,3-伸苯基、2,5-二乙基-1,4-伸苯基、2,4,6-三異丙基-1,3-伸苯基、4,6-二異丙基-1,3-伸苯基、2,5-二異丙基-1,3-伸苯基、2,5-二異丙基-1,4-伸苯基等。伸烷基、伸芳基,及經烷基取代之伸芳基之組合,例如可列舉伸烷基-伸芳基-伸烷基、伸烷基-經烷基取代之伸芳基-伸烷基、伸芳基-伸烷基-伸芳基、經烷基取代之伸芳基-伸烷基-經烷基取代之伸芳基等。伸烷基、伸芳基、經烷基取代之伸芳基,亦可進一步具有任意之取代基。
式(B1)中之X3 之有機基,只要係化學上安定的結構之範圍內則無特殊限定,為由所屬技術領域中具有通常知識者適當選擇的結構,例如可為公知之聚碳二亞胺之結構。
一實施形態中,(B)碳二亞胺樹脂,具體而言可列舉包含聚六亞甲基碳二亞胺、聚三甲基六亞甲基碳二亞胺、聚伸環己基碳二亞胺、聚(亞甲基雙伸環己基碳二亞胺)、聚(異佛酮碳二亞胺)等之脂肪族聚碳二亞胺;或聚(伸苯基碳二亞胺)、聚(伸萘基碳二亞胺)、聚(伸甲苯基碳二亞胺)、聚(甲基二異丙基伸苯基碳二亞胺)、聚(三乙基伸苯基碳二亞胺)、聚(二乙基伸苯基碳二亞胺)、聚(三異丙基伸苯基碳二亞胺)、聚(二異丙基伸苯基碳二亞胺)、聚(伸二甲苯基碳二亞胺)、聚(四甲基伸二甲苯基碳二亞胺)、聚(亞甲基二伸苯基碳二亞胺)、聚[亞甲基雙(甲基伸苯基)碳二亞胺]等之芳香族聚碳二亞胺的聚碳二亞胺。
(B)碳二亞胺樹脂的分子中之異氰酸基(-N=C=O) 之含有率,較佳為10質量%以下、更佳為5質量%以下、3質量%以下、又更佳為2質量%以下、1質量%以下、又再更佳為0.5質量%以下、0.2質量%以下、特佳為0質量%,亦即(B)碳二亞胺樹脂不含有異氰酸基為特佳。
(B)碳二亞胺樹脂之市售品,例如可列舉日清紡化學公司製之「Carbodilite(註冊商標)V-02B」、「Carbodilite(註冊商標)V-03」、「Carbodilite(註冊商標) V-04K」、「Carbodilite(註冊商標)V-07」及「Carbodilite (註冊商標)V-09」;Rhein Chemie公司製之「Stabaxol(註冊商標)P」、「Stabaxol(註冊商標)P400」、「Hycasyl(註冊商標)510」等。
樹脂組成物中之(B)碳二亞胺樹脂之含量,並無特殊限定,以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,較佳為50質量%以下、更佳為30質量%以下、又更佳為20質量%以下、又再更佳為15質量%以下、特佳為10質量%以下。樹脂組成物中之(B)碳二亞胺樹脂之含量之下限,並無特殊限定,以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,較佳為0.1質量%以上、更佳為0.5質量%以上、又更佳為1質量%以上、又再更佳為3質量%以上、特佳為5質量%以上。
相對於樹脂組成物中之(A)聚醯亞胺樹脂而言,(B)碳二亞胺樹脂之質量比((B)碳二亞胺樹脂/(A)聚醯亞胺樹脂),並無特殊限定,較佳為5以下、更佳為1以下、又更佳為0.5以下、又更佳為0.3以下。質量比((B)碳二亞胺樹脂/(A)聚醯亞胺樹脂)之下限,並無特殊限定,較佳為0.01以上、更佳為0.05以上、又更佳為0.1以上、又更佳為0.2以上。
<(C)無機填充材> 本發明之樹脂組成物含有(C)無機填充材。(C)無機填充材係以粒子的狀態含於樹脂組成物中。
(C)無機填充材之材料,係使用無機化合物。(C)無機填充材之材料,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、水鋁石、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。此等之中尤以二氧化矽特別適合。二氧化矽例如可列舉不定形二氧化矽、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,二氧化矽較佳為球形二氧化矽。(C)無機填充材可1種單獨使用、亦可以任意比率組合使用2種以上。
(C)無機填充材之市售品,例如可列舉新日鐵住金Materials公司製之「SP60-05」、「SP507-05」;Admatechs公司製之「YC100C」、「YA050C」、「YA050C-MJE」、「YA010C」、「SC2500SQ」、「SO-C4」、「SO-C2」、「SO-C1」;Tokuyama公司製之「Silfil NSS-3N」、「Silfil NSS-4N」、「Silfil NSS-5N」;Denka公司製之「UFP-30」、「DAW-03」、「FB-105FD」;Unimin公司製「IMSIL A-8」、「IMSIL A-10」、「IMSIL A-15」、「IMSIL A-25」等。
(C)無機填充材之平均粒徑,並無特殊限定,較佳為40μm以下、更佳為10μm以下、又更佳為5μm以下、又再更佳為3μm以下、特佳為1μm以下。(C)無機填充材之平均粒徑之下限,並無特殊限定,較佳為0.005μm以上、更佳為0.01μm以上、又更佳為0.03μm以上、又再更佳為0.05μm以上、特佳為0.1μm以上。(C)無機填充材之平均粒徑,可藉由基於米氏(Mie)散射理論之雷射繞射/散射法而測定。具體而言,可藉由雷射繞射散射式粒徑分布測定裝置,以體積基準製成無機填充材之粒徑分布,並藉由以其中位直徑為平均粒徑來測定。測定樣品可使用將無機填充材100mg、甲基乙基酮10g秤取至小玻璃瓶(vial),並經超音波分散10分鐘者。使用雷射繞射式粒徑分布測定裝置,將使用光源波長設為藍色及紅色,將測定樣品以流通槽方式測定無機填充材之體積基準的粒徑分布,並由所得之粒徑分布以中位直徑的形態來算出平均粒徑。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。
(C)無機填充材之比表面積,並無特殊限定,較佳為0.1m2 /g以上、更佳為0.5m2 /g以上、又更佳為1m2 /g以上、特佳為5m2 /g以上。(C)無機填充材之比表面積之上限,並無特殊限定,較佳為50m2 /g以下、更佳為30m2 /g以下、又更佳為20m2 /g以下、特佳為15m2 /g以下。無機填充材之比表面積,可遵照BET法,使用比表面積測定裝置(Mountech公司製Macsorb HM-1210)使氮氣吸附於試樣表面,藉由使用BET多點法算出比表面積而得到。
(C)無機填充材較佳經適切之表面處理劑表面處理。藉由進行表面處理,可提高(C)無機填充材之耐濕性及分散性。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-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-縮水甘油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酸系矽烷偶合劑;3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷等之丙烯酸系矽烷偶合劑;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)異三聚氰酸酯等之異三聚氰酸酯系矽烷偶合劑;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。其中尤以胺基系矽烷偶合劑為佳。表面處理劑可1種單獨使用、亦可以任意比率組合使用2種以上。
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」(甲基丙烯酸系矽烷偶合劑);「KBM-5103」(丙烯酸系矽烷偶合劑);「KBM-602」、「KBM-603」、「KBM-903」、「KBE-903」、「KBE-9103P」、「KBM-573」、「KBM-575」(胺基系矽烷偶合劑);「KBM-9659」(異三聚氰酸酯系矽烷偶合劑);「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。
以表面處理劑表面處理之程度,由無機填充材之分散性提高的觀點,較佳落在特定之範圍。具體而言,無機填充材100質量%,較佳經0.2質量%~5質量%之表面處理劑表面處理、更佳經0.2質量%~3質量%表面處理、又更佳經0.3質量%~2質量%表面處理。
以表面處理劑表面處理之程度,可藉由無機填充材之每單位表面積的碳量來評估。無機填充材之每單位表面積的碳量,就無機填充材之分散性提高的觀點,較佳為0.02mg/m2 以上、更佳為0.1mg/m2 以上、又更佳為0.2 mg/m2 以上。另一方面,就防止樹脂組成物之熔融黏度或於薄片形態之熔融黏度的上昇之觀點,較佳為1.0mg/m2 以下、更佳為0.8mg/m2 以下、又更佳為0.5mg/m2 以下。
(C)無機填充材之每單位表面積的碳量,可於將表面處理後之無機填充材以溶劑(例如甲基乙基酮(MEK))洗淨處理後測定。具體而言,將作為溶劑之充分量的MEK添加至經表面處理劑表面處理的無機填充材,於25℃超音波洗淨5分鐘。去除上清液,將固體成分乾燥後,可使用碳分析計測定無機填充材之每單位表面積的碳量。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(C)無機填充材之含量,以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,係未達40質量%,就提高柔軟性之觀點,較佳為39質量%以下、38質量%以下、更佳為37質量%以下、又更佳為35質量%以下、特佳為33質量%以下。樹脂組成物中之(C)無機填充材之含量之下限,並無特殊限定,以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,較佳為0.1質量%以上、更佳為1質量%以上、又更佳為10質量%以上、又再更佳為20質量%以上、特佳為30質量%以上。
<(D)環氧樹脂> 本發明之樹脂組成物,有含有作為任意成分之(D)環氧樹脂的情況。(D)環氧樹脂,意指具有環氧基之硬化性樹脂。
(D)環氧樹脂例如可列舉聯二甲酚型環氧樹脂、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、三酚型環氧樹脂、萘酚酚醛清漆型環氧樹脂、酚酚醛清漆型環氧樹脂、tert-丁基-兒茶酚型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、萘酚型環氧樹脂、蒽型環氧樹脂、縮水甘油胺型環氧樹脂、縮水甘油酯型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、酚芳烷基型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、線狀脂肪族環氧樹脂、具有丁二烯結構之環氧樹脂、脂環式環氧樹脂、雜環式環氧樹脂、含有螺環之環氧樹脂、環己烷型環氧樹脂、環己烷二甲醇型環氧樹脂、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、異三聚氰酸酯型環氧樹脂、酚苄甲內醯胺型環氧樹脂、酚酞型環氧樹脂等。(D)環氧樹脂,可1種單獨使用、亦可組合2種以上使用。
樹脂組成物較佳含有1分子中具有2個以上的環氧基之環氧樹脂,作為(D)環氧樹脂。相對於(D)環氧樹脂之不揮發成分100質量%而言,1分子中具有2個以上的環氧基之環氧樹脂之比例,較佳為50質量%以上、更佳為60質量%以上、特佳為70質量%以上。
環氧樹脂,係有於溫度20℃為液狀之環氧樹脂(以下有稱為「液狀環氧樹脂」者),與於溫度20℃為固體狀之環氧樹脂(以下有稱為「固體狀環氧樹脂」者)。本發明之樹脂組成物,作為環氧樹脂,可僅含有液狀環氧樹脂,或可僅含有固體狀環氧樹脂,或亦可組合含有液狀環氧樹脂與固體狀環氧樹脂。本發明之樹脂組成物中之環氧樹脂,較佳為固體狀環氧樹脂,或為液狀環氧樹脂與固體狀環氧樹脂之組合;更佳為固體狀環氧樹脂。
液狀環氧樹脂,較佳為1分子中具有2個以上的環氧基之液狀環氧樹脂。
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、縮水甘油酯型環氧樹脂、縮水甘油胺型環氧樹脂、酚酚醛清漆型環氧樹脂、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,及具有丁二烯結構之環氧樹脂。
液狀環氧樹脂之具體例子,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」(酚酚醛清漆型環氧樹脂);三菱化學公司製之「630」、「630LSD」、「604」(縮水甘油胺型環氧樹脂);ADEKA公司製之「ED-523T」(GLYCIROL型環氧樹脂);ADEKA公司製之「EP-3950L」、「EP-3980S」(縮水甘油胺型環氧樹脂);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);Nagase ChemteX公司製之「EX-721」(縮水甘油酯型環氧樹脂);Daicel公司製之「Celloxide 2021P」(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」(具有丁二烯結構之環氧樹脂);新日鐵住金化學公司製之「ZX1658」、「ZX1658GS」(液狀1,4-縮水甘油基環己烷型環氧樹脂)等。此等可1種單獨使用、亦可組合2種以上使用。
固體狀環氧樹脂,較佳為1分子中具有3個以上的環氧基之固體狀環氧樹脂、更佳為1分子中具有3個以上的環氧基之芳香族系之固體狀環氧樹脂。
固體狀環氧樹脂,較佳為聯二甲酚型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、萘型4官能環氧樹脂、萘酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、三酚型環氧樹脂、萘酚型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、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、酚芳烷基型環氧樹脂、四苯基乙烷型環氧樹脂、酚苄甲內醯胺型環氧樹脂、酚酞型環氧樹脂。
固體狀環氧樹脂之具體例子,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」(甲酚酚醛清漆型環氧樹脂);DIC公司製之「N-695」(甲酚酚醛清漆型環氧樹脂);DIC公司製之「HP-7200」、「HP-7200HH」、「HP-7200H」、「HP-7200L」(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」(萘基醚型環氧樹脂);日本化藥公司製之「EPPN-502H」(三酚型環氧樹脂);日本化藥公司製之「NC7000L」(萘酚酚醛清漆型環氧樹脂);日本化藥公司製之「NC3000H」、「NC3000」、「NC3000L」、「NC3000FH」、「NC3100」(聯苯型環氧樹脂);日鐵Chemical & Material公司製之「ESN475V」(萘型環氧樹脂);日鐵Chemical & Material公司製之「ESN485」(萘酚型環氧樹脂);日鐵Chemical & Material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」(聯二甲酚型環氧樹脂);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」(酚芳烷基型環氧樹脂);大阪瓦斯化學公司製之「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」(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);日本化藥公司製之「WHR991S」(酚苄甲內醯胺型環氧樹脂)等。此等,可1種單獨使用、亦可組合2種以上使用。
作為(D)成分,合併使用液狀環氧樹脂與固體狀環氧樹脂時,固體狀環氧樹脂相對於液狀環氧樹脂之質量比(固體狀環氧樹脂/液狀環氧樹脂)並無特殊限定,較佳為0.1以上、更佳為0.5以上、又更佳為1以上、特佳為5以上。固體狀環氧樹脂相對於液狀環氧樹脂之質量比之上限,並無特殊限定,較佳為100以下、更佳為50以下、又更佳為30以下、特佳為20以下。
(D)環氧樹脂之環氧當量,較佳為50g/eq.~5,000g/eq.、更佳為60g/eq.~2,000g/eq.、又更佳為70g/eq.~1,000g/eq.、又再更佳為80g/eq.~500g/eq.。環氧當量為環氧基每1當量的樹脂之質量。該環氧當量,可遵照JIS K7236測定。
(D)環氧樹脂之重量平均分子量(Mw),較佳為100~5,000、更佳為250~3,000、又更佳為400~1,500。樹脂之重量平均分子量,可藉由凝膠滲透層析(GPC)法,作為以聚苯乙烯換算之值來測定。
樹脂組成物中之(D)環氧樹脂之含量,並無特殊限定,以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,較佳為60質量%以下、更佳為50質量%以下、又更佳為40質量%以下、又再更佳為35質量%以下、特佳為30質量%以下。樹脂組成物中之(D)環氧樹脂之含量之下限,並無特殊限定,以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,例如為0質量%以上、0.01質量%以上;較佳為0.1質量%以上、更佳為1質量%以上、又更佳為10質量%以上、又再更佳為20質量%以上、特佳為25質量%以上。
<(E)硬化劑>
本發明之樹脂組成物,可進一步含有(E)硬化劑。(E) 硬化劑,具有使(D)環氧樹脂硬化之功能。此處之(E)硬化劑,為不相當於(A)成分~(D)成分之成分。
(E)硬化劑,並無特殊限定,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,及氰酸酯系硬化劑。硬化劑可1種單獨使用、亦可組合2種以上使用。(E)硬化劑較佳包含由酚系硬化劑、萘酚系硬化劑,及活性酯系硬化劑中選出的硬化劑;特佳包含活性酯系硬化劑。
作為酚系硬化劑及萘酚系硬化劑,就耐熱性及耐水性之觀點,較佳為具有酚醛清漆結構之酚系硬化劑,或具有酚醛清漆結構之萘酚系硬化劑。又,就對被附著體之密合性的觀點,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,就高度滿足耐熱性、耐水性,及密合性之觀點,較佳為含有三嗪骨架之酚酚醛清漆樹脂。酚系硬化劑及萘酚系硬化劑之具體例子,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 & Material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。
酸酐系硬化劑,可列舉1分子中具有1個以上的酸酐基之硬化劑,較佳為1分子中具有2個以上的酸酐基之硬化劑。酸酐系硬化劑之具體例子,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、甲基降莰烯二酸酐、氫化甲基降莰烯二酸酐、三烷基四氫鄰苯二甲酸酐、十二烯基琥珀酸酐、5-(2,5-二側氧基四氫-3-呋喃基)-3-甲基-3-環己烯-1,2-二羧酸酐、偏苯三甲酸酐、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-2,5-二側氧基-3-呋喃基)-萘并[1,2-C]呋喃-1,3-二酮、乙二醇雙(脫水偏苯三甲酸酯)、苯乙烯與馬來酸經共聚合的苯乙烯/馬來酸樹脂等之聚合物型之酸酐等。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。
活性酯系硬化劑並無特殊限制,一般而言較佳使用酚酯類、硫酚酯類、N-羥基胺酯類、雜環羥基化合物之酯類等之1分子中具有2個以上的反應活性高的酯基之化合物。該活性酯系硬化劑,較佳為藉由羧酸化合物及/或硫代羧酸化合物與羥基化合物及/或硫醇化合物之縮合反應而得到者。特別就耐熱性提高之觀點,較佳為由羧酸化合物與羥基化合物所得到之活性酯系硬化劑;更佳為由羧酸化合物與酚化合物及/或萘酚化合物所得到之活性酯系硬化劑。羧酸化合物例如可列舉苯甲酸、乙酸、琥珀酸、馬來酸、依康酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、苯均四酸等。酚化合物或萘酚化合物例如可列舉氫醌、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、兒茶酚、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、間苯三酚、苯三酚、二環戊二烯型二酚化合物、酚酚醛清漆等。此處,「二環戊二烯型二酚化合物」,係指酚2分子縮合於二環戊二烯1分子所得到的二酚化合物。
具體而言,較佳為包含二環戊二烯型二酚結構之活性酯化合物、包含萘結構之活性酯化合物、包含酚酚醛清漆之乙醯化物之活性酯化合物、包含酚酚醛清漆之苯甲醯化物之活性酯化合物,其中尤更佳為包含萘結構之活性酯化合物、包含二環戊二烯型二酚結構之活性酯化合物。「二環戊二烯型二酚結構」,係表示包含伸苯基-二環戊搭烯-伸苯基之2價結構單位。
作為活性酯系硬化劑之市售品,就包含二環戊二烯型二酚結構之活性酯化合物而言,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);就包含萘結構之活性酯化合物而言可列舉「EXB-9416-70BK」、「EXB-8150-65T」、「EXB-8100L-65T」、「EXB-8150L-65T」(DIC公司製);就酚酚醛清漆之乙醯化物的活性酯系硬化劑而言可列舉「DC808」(三菱化學公司製);就酚酚醛清漆之苯甲醯化物的活性酯系硬化劑而言可列舉「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。
苯并噁嗪系硬化劑之具體例子,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。
氰酸酯系硬化劑,例如可列舉雙酚A二氰酸酯、多酚氰酸酯(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;由酚酚醛清漆及甲酚酚醛清漆等所衍生的多官能氰酸酯樹脂、此等氰酸酯樹脂一部分經三嗪化之預聚物等。氰酸酯系硬化劑之具體例子,可列舉Lonza Japan公司製之「PT30」及「PT60」(均為酚酚醛清漆型多官能氰酸酯樹脂)、「BA230」、「BA230S75」(雙酚A二氰酸酯之一部分或全部經三嗪化而成為三聚體之預聚物)等。
樹脂組成物含有(D)環氧樹脂及(E)硬化劑時,(D)環氧樹脂與(E)硬化劑之量比,以[(D)環氧樹脂之環氧基數]:[(E)硬化劑之反應基數]之比率計,較佳為1:0.2~1:2、更佳為1:0.3~1:1.5、又更佳為1:0.4~1:1.4。此處,(E)硬化劑之反應基,例如若酚系硬化劑及萘酚系硬化劑則為芳香族羥基,若活性酯系硬化劑則為活性酯基,依硬化劑之種類而異。
(E)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.、又更佳為100g/eq. ~500g/eq.、特佳為100g/eq.~300g/eq.。反應基當量,為反應基每1當量的硬化劑之質量。
(E)硬化劑中含有活性酯系硬化劑時,其含量並無特殊限定,以(E)硬化劑之總量為100質量%時,較佳為10質量%以上、更佳為20質量%以上、又更佳為30質量%以上、特佳為40質量%以上。
樹脂組成物中之(E)硬化劑之含量,並無特殊限定,以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,較佳為50質量%以下、更佳為30質量%以下、又更佳為20質量%以下、又再更佳為15質量%以下、特佳為10質量%以下。樹脂組成物中之(E)硬化劑之含量之下限,並無特殊限定,以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,例如為0質量%以上、0.01質量%以上;較佳為0.1質量%以上、更佳為1質量%以上、又更佳為2質量%以上、又再更佳為4質量%以上、特佳為5質量%以上。
<(F)硬化促進劑> 本發明之樹脂組成物,係有含有作為任意成分之(F)硬化促進劑的情況。(F)硬化促進劑,具有促進(D)環氧樹脂之硬化的功能。
(F)硬化促進劑,並無特殊限定,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。其中尤以磷系硬化促進劑、胺系硬化促進劑、咪唑系硬化促進劑、金屬系硬化促進劑為佳;特佳為胺系硬化促進劑、咪唑系硬化促進劑。硬化促進劑,可1種單獨使用、亦可組合2種以上使用。
磷系硬化促進劑例如可列舉四丁基鏻溴化物、四丁基鏻氯化物、四丁基鏻乙酸鹽、四丁基鏻癸酸鹽、四丁基鏻月桂酸鹽、雙(四丁基鏻)苯均四酸鹽、四丁基鏻氫六氫鄰苯二甲酸鹽、四丁基鏻甲酚酚醛清漆3聚體鹽、二-tert-丁基甲基鏻四苯基硼酸鹽等之脂肪族鏻鹽;甲基三苯基鏻溴化物、乙基三苯基鏻溴化物、丙基三苯基鏻溴化物、丁基三苯基鏻溴化物、苄基三苯基鏻氯化物、四苯基鏻溴化物、p-甲苯基三苯基鏻四-p-甲苯基硼酸鹽、四苯基鏻四苯基硼酸鹽、四苯基鏻四p-甲苯基硼酸鹽、三苯基乙基鏻四苯基硼酸鹽、參(3-甲基苯基)乙基鏻四苯基硼酸鹽、參(2-甲氧基苯基)乙基鏻四苯基硼酸鹽、(4-甲基苯基)三苯基鏻硫氰酸鹽、四苯基鏻硫氰酸鹽、丁基三苯基鏻硫氰酸鹽等之芳香族鏻鹽;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、2,2’-雙(二苯基膦基)二苯基醚等之芳香族膦等。
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。
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、1,8-二氮雜雙環(5,4,0)-十一烯等,較佳為4-二甲基胺基吡啶。
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甲酸鹽、1-氰基乙基-2-苯基咪唑鎓偏苯三甲酸鹽、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-三嗪異三聚氰酸加成物、2-苯基咪唑異三聚氰酸加成物、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-苄基咪唑鎓氯化物、2-甲基咪唑啉、2-苯基咪唑啉等之咪唑化合物及咪唑化合物與環氧樹脂之加合物(adduct)。
咪唑系硬化促進劑,亦可使用市售品,例如可列舉三菱化學公司製之「P200-H50」等。
胍系硬化促進劑,例如可列舉二氰二胺、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、1,5,7-三氮雜雙環[4.4.0]癸-5-烯、7-甲基-1,5,7-三氮雜雙環[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。
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。有機金屬錯合物之具體例子,可列舉乙醯丙酮鈷(II)、乙醯丙酮鈷(III)等之有機鈷錯合物、銅(II)乙醯丙酮等之有機銅錯合物、鋅(II)乙醯丙酮等之有機鋅錯合物、乙醯丙酮鐵(III)等之有機鐵錯合物、乙醯丙酮鎳(II)等之有機鎳錯合物、乙醯丙酮錳(II)等之有機錳錯合物等。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。
樹脂組成物中之(F)硬化促進劑之含量,並無特殊限定,以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,較佳為10質量%以下、更佳為5質量%以下、又更佳為3質量%以下、又再更佳為1質量%以下、特佳為0.5質量%以下。樹脂組成物中之(F)硬化促進劑之含量之下限,並無特殊限定,以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,例如為0質量%以上、0.0001質量%以上;較佳為0.001質量%以上、更佳為0.005質量%以上、又更佳為0.01質量%以上、又再更佳為0.05質量%以上、特佳為0.1質量%以上。
<(G)其他添加劑> 本發明之樹脂組成物,亦可進一步含有作為不揮發性成分之任意之添加劑。如此的添加劑,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;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、聚苯醚樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醚醚酮樹脂、聚酯樹脂等之熱可塑性樹脂;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;酞花青藍、酞花青綠、碘綠、重氮黃、結晶紫、氧化鈦、碳黑等之著色劑;氫醌、兒茶酚、五倍子酚、酚噻嗪等之聚合禁止劑;聚矽氧系調平劑、丙烯酸聚合物系調平劑等之調平劑;Benton(膨潤土)、蒙脫土等之增黏劑;聚矽氧系消泡劑、丙烯酸系消泡劑、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高劑;三唑系密合性賦予劑、四唑系密合性賦予劑、三嗪系密合性賦予劑等之密合性賦予劑;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;磷系難燃劑(例如磷酸酯、次磷酸酯、膦氮烯化合物、紅磷)、氮系難燃劑(例如硫酸三聚氰胺)、鹵素系難燃劑、無機系難燃劑(例如三氧化銻)等之難燃劑等。添加劑可1種單獨使用、亦可以任意比率組合使用2種以上。(G)其他添加劑之含量可由所屬技術領域中具有通常知識者適當設定。
<(H)有機溶劑> 本發明之樹脂組成物,於上述不揮發性成分以外,係有進一步含有作為揮發性成分的任意之有機溶劑的情況。(H)有機溶劑可適當使用公知者,其種類並無特殊限定。(H)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-吡咯啶酮等之醯胺系溶劑;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、乙苯、三甲苯等之芳香族烴系溶劑等。(H)有機溶劑可1種單獨使用、亦可以任意比率組合使用2種以上。
<樹脂組成物之製造方法>
本發明之樹脂組成物,例如可藉由於任意之反應容器中,以任意順序及/或同時添加一部分或全部的(A)聚醯亞胺樹脂(預先經醯亞胺化者)、(B)碳二亞胺樹脂、(C)無機填充材、依需要之(D)環氧樹脂、依需要之(E)硬化劑、依需要之(F)硬化促進劑、依需要之(G)其他添加劑,及依需要之(H)有機溶劑,並予以混合而製造。又,在添加各成分予以混合的過程中,可適當設定溫度,亦可一時地或始終進行加熱及/或冷卻。又,在添加各成分予以混合的過程中,亦可進行攪拌或振盪。又,在添加予以混合時或於其後,亦可將樹脂組成物例如使用混合機等之攪拌裝置進行攪拌,使其均勻分散。
<樹脂組成物之特性>
本發明之樹脂組成物含有(A)聚醯亞胺樹脂、(B)碳二亞胺樹脂,及(C)無機填充材,(C)成分之含量為未達40質量%,因此,可得到可抑制暈圈現象且耐熱性及柔軟性優良的硬化物。
本發明之樹脂組成物之硬化物,可抑制暈圈現象,故例如,如下述之試驗例1般所算出的暈圈比,較佳可為40%以下、更佳可為35%以下、又更佳可為30%以下、特佳可為25%以下。
本發明之樹脂組成物之硬化物,由於耐熱性優良,故例如,如下述之試驗例2般,於5小時200℃之高溫處理前後之硬化物的斷裂伸度變化率(藉由試驗例2之式(1)所求得者),較佳可為50%以上、更佳可為60%以上、又更佳可為70%以上、特佳可為80%以上。
本發明之樹脂組成物之硬化物,由於柔軟性優良,故例如,如下述之試驗例3般進行MIT耐折性試驗後的耐折次數,較佳可為3,000次以上、更佳可為5,000次以上、又更佳可為8,000次以上、特佳可為10,000次以上。
<樹脂組成物之用途>
本發明之樹脂組成物,可使用於印刷電路板、多層可撓基板等之絕緣材料、阻焊劑、底膠材、晶粒接合材、半導體密封材、填孔樹脂、零件埋入樹脂等之廣範圍。印刷電路板、多層可撓基板等,例如可使用樹脂薄片、預浸物等之薄片狀層合材料來製造。
<樹脂薄片> 本發明之樹脂薄片,包含支撐體,與設置於該支撐體上的以本發明之樹脂組成物所形成的樹脂組成物層。
樹脂組成物層之厚度,較佳為200μm以下、更佳為150μm以下、又更佳為100μm以下、特佳為70μm以下。樹脂組成物層之厚度之下限並無特殊限定,通常可為1μm以上、1.5μm以上、2μm以上等。
作為支撐體,例如可列舉包含塑膠材料之薄膜、金屬箔、脫模紙,較佳為包含塑膠材料之薄膜、金屬箔。
使用包含塑膠材料之薄膜作為支撐體時,塑膠材料例如可列舉聚對苯二甲酸乙二酯(以下有略稱為「PET」者)、聚萘二甲酸乙二酯(以下有略稱為「PEN」者)等之聚酯;聚碳酸酯(以下有略稱為「PC」者)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等之壓克力、環狀聚烯烴、三乙醯基纖維素(TAC)、聚醚硫醚(PES)、聚醚酮、聚醯亞胺等。其中尤以聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯為佳;特佳為價格便宜的聚對苯二甲酸乙二酯。
使用金屬箔作為支撐體時,金屬箔例如可列舉銅箔、鋁箔等,較佳為銅箔。作為銅箔,可使用包含銅的單金屬之箔,亦可使用包含銅與其他金屬(例如錫、鉻、銀、鎂、鎳、鋯、矽、鈦等)的合金之箔。
支撐體在與樹脂組成物層接合之面,亦可實施消光處理、電暈處理、抗靜電處理。
又,作為支撐體,亦可使用在與樹脂組成物層接合之面上具有脫模層的附脫模層之支撐體。附脫模層之支撐體的脫模層所使用之脫模劑,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的1種以上之脫模劑。附脫模層之支撐體,亦可使用市售品,例如,可列舉具有以醇酸樹脂系脫模劑為主成分之脫模層的PET薄膜之琳得科公司製之「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「Unipeel」等。
支撐體之厚度,並無特殊限定,較佳為5μm ~75μm之範圍、更佳為10μm~60μm之範圍。再者,使用附脫模層之支撐體時,附脫模層之支撐體全體之厚度較佳為上述範圍。
於一實施形態中,樹脂薄片亦可進一步依需要包含其他層。如此的其他層,例如可列舉於樹脂組成物層之未與支撐體接合之面(亦即與支撐體相反側之面)上所設置的同等於支撐體的保護膜等。保護膜之厚度並無特殊限定,例如為1μm~40μm。藉由層合保護膜,可抑制灰塵等對樹脂組成物層表面之附著或傷痕。
樹脂薄片,可藉由將樹脂組成物直接,或例如將使樹脂組成物溶解於有機溶劑所調製的樹脂塗料,使用模塗佈器等塗佈於支撐體上,進一步乾燥而形成樹脂組成物層來製造。
塗佈於支撐體上時可用的有機溶劑,例如可列舉與於作為樹脂組成物之成分之有機溶劑的說明中所列舉的為相同者。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、熱風吹送等之公知方法實施。乾燥條件並無特殊限定,係以樹脂組成物層中的有機溶劑之含量成為10質量%以下、較佳成為5質量%以下的方式乾燥。雖亦依樹脂組成物或樹脂塗料中之有機溶劑的沸點而異,例如使用含30質量%~60質量%之有機溶劑的樹脂組成物或樹脂塗料時,可藉由於50℃~150℃乾燥3分鐘~10分鐘,來形成樹脂組成物層。
樹脂薄片可捲繞為捲筒狀來保存。樹脂薄片具有保護膜時,可藉由剝離保護膜來使用。
<層合薄片> 層合薄片可為將複數之樹脂組成物層層合及硬化所製造的薄片。層合薄片包含複數之作為樹脂組成物層之硬化物的絕緣層。通常,為了製造層合薄片所層合的樹脂組成物層之數目,係與層合薄片中所包含的絕緣層之數目一致。每1片層合薄片之具體的絕緣層之數目,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,可為以其一方之面互為對向的方式折彎而使用的薄片。層合薄片之折彎的最低彎曲半徑,並無特殊限定,較佳為0.1mm以上、更佳為0.2mm以上、又更佳為0.3mm以上;較佳為5mm以下、更佳為4mm以下、特佳為3mm以下。
層合薄片中所包含的各絕緣層上亦可形成有孔洞。該孔洞於多層可撓基板中可作為貫孔或貫通孔而發揮功能。
層合薄片,除了絕緣層以外,亦可進一步包含任意要素。例如,層合薄片亦可具備導體層作為任意要素。導體層,通常係於絕緣層之表面,或絕緣層彼此之間部分地形成。該導體層通常於多層可撓基板中係作為配線而發揮功能。
導體層所使用的導體材料並無特殊限定。於適合的實施形態中,導體層包含選自由金、鉑、鈀、銀、銅、鋁、鈷、鉻、鋅、鎳、鈦、鎢、鐵、錫及銦所成之群的1種以上之金屬。導體材料可為單金屬、亦可為合金。合金例如可列舉選自上述群的2種以上之金屬的合金(例如鎳/鉻合金、銅/鎳合金及銅/鈦合金)。其中就導體層形成之通用性、成本、圖型化之容易性等之觀點,尤以作為單金屬之鉻、鎳、鈦、鋁、鋅、金、鈀、銀或銅;及鎳/鉻合金、銅/鎳合金、銅/鈦合金等之合金為佳。其中尤更佳為鉻、鎳、鈦、鋁、鋅、金、鈀、銀或銅的單金屬;及鎳/鉻合金;又更佳為銅的單金屬。
導體層可為單層結構、亦可為含2層以上的包含不同種類之金屬或合金的單金屬層或合金層之複層結構。導體層為複層結構時,與絕緣層鄰接之層,較佳為鉻、鋅或鈦之單金屬層,或鎳/鉻合金之合金層。
導體層,為了作為配線而發揮功能,亦可形成有圖型。
導體層之厚度,雖依多層可撓基板之設計而異,較佳為3μm~35μm、更佳為5μm~30μm、又更佳為10 μm~20μm、特佳為15μm~20μm。
層合薄片之厚度,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)使用樹脂薄片層合複數之樹脂組成物層及硬化之步驟的製造方法而製造。樹脂組成物層之層合及硬化之順序,只要可得到所期望之層合薄片則為任意。可依樹脂組成物之含有成分,例如在將複數之樹脂組成物層全部層合後,將所層合之複數之樹脂組成物層一次硬化。又,例如,亦可在每當於某樹脂組成物層上層合別的樹脂組成物層時,進行該所層合之樹脂組成物層之硬化。
以下,說明步驟(b)之較佳一實施形態。以下所說明之實施形態中,為了區別,係適當對樹脂組成物層附加如「第一樹脂組成物層」及「第二樹脂組成物層」之編號來表示,進一步地,對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同樣地附加如「第一絕緣層」及「第二絕緣層」之編號來表示。
較佳的一實施形態中,步驟(b)包含 (II)使第一樹脂組成物層硬化,形成第一絕緣層之步驟、 (VI)於第一絕緣層上層合第二樹脂組成物層之步驟,與 (VII)使第二樹脂組成物層硬化,形成第二絕緣層之步驟。又,步驟(b)亦可依需要包含 (I)於薄片支持基材上層合第一樹脂組成物層之步驟、 (III)對第一絕緣層開孔之步驟、 (IV)對第一絕緣層實施粗化處理之步驟、 (V)於第一絕緣層上形成導體層之步驟 等之任意步驟。以下說明各步驟。
步驟(I),為於步驟(II)之前,於薄片支持基材上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,例如係使用板狀、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之層合,可藉由真空疊合法實施。真空疊合法中,加熱壓接溫度較佳為60℃~160℃、更佳為80℃~140℃之範圍,加熱壓接壓力較佳為0.098MPa~1.77MPa、更佳為0.29MPa~1.47MPa之範圍,加熱壓接時間較佳為20秒~400秒、更佳為30秒~300秒之範圍。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疊合機進行。市售之真空疊合機,例如可列舉名機製作所公司製之真空加壓式疊合機、Nikko Materials公司製之Vacuum Applicator、批式真空加壓疊合機等。
使用樹脂薄片時,薄片支持基材與第一樹脂組成物層之層合,例如可藉由自支撐體側按壓樹脂薄片,並將該樹脂薄片之第一樹脂組成物層加熱壓接於薄片支持基材來進行。將樹脂薄片加熱壓接於薄片支持基材之構件(以下亦有適當稱為「加熱壓接構件」者),例如可列舉經加熱之金屬板(SUS鏡板等)或金屬輥(SUS輥)等。較佳以第一樹脂組成物層充分追隨於薄片支持基材之表面凹凸的方式,透過耐熱橡膠等之彈性材予以加壓,而非將加熱壓接構件直接加壓於樹脂薄片。
層合之後,亦可藉由於常壓下(大氣壓下)例如以加熱壓接構件加壓,來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,可藉由自支撐體側以加熱壓接構件將樹脂薄片加壓,使該樹脂薄片之第一樹脂組成物層平滑化。平滑化處理之加壓條件,可為與上述層合之加熱壓接條件相同的條件。平滑化處理可藉由市售之疊合機進行。層合與平滑化處理,亦可使用上述之市售真空疊合機而連續地進行。
步驟(II)為使第一樹脂組成物層硬化,形成第一絕緣層之步驟。第一樹脂組成物層之硬化條件並無特殊限定,可任意應用形成印刷電路板之絕緣層時所採用的條件。第一樹脂組成物層,例如,含有熱硬化性樹脂的情況時,可藉由熱硬化而硬化。
通常,具體的熱硬化條件,係依熱硬化性樹脂之種類而異。例如,硬化溫度較佳為120℃~240℃、更佳為150℃~220℃、又更佳為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、又更佳為20分鐘~100分鐘。
使第一樹脂組成物層熱硬化之前,亦可將第一樹脂組成物層於低於硬化溫度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,亦可於50℃以上且未達120℃(較佳為60℃以上且115℃以下、更佳為70℃以上且110℃以下)之溫度,將第一樹脂組成物層進行5分鐘以上(較佳為5分鐘~150分鐘、更佳為15分鐘~120分鐘、又更佳為15分鐘~100分鐘)預備加熱。
步驟(III)為對第一絕緣層開孔之步驟。藉由該步驟(III),可於第一絕緣層形成貫孔(via hole)、貫通孔(through hole)等之孔洞。開孔可依樹脂組成物之組成,例如使用鑽頭、雷射、電漿等來實施。孔洞之尺寸及形狀,可依多層可撓基板之設計來適當設定。
步驟(IV)為對第一絕緣層實施粗化處理之步驟。通常,於該步驟(IV)中,亦進行膠渣之去除。因而,粗化處理有稱為除膠渣處理者。粗化處理之例子,可列舉依序進行以膨潤液之膨潤處理、以氧化劑之粗化處理,及以中和液之中和處理的方法。
膨潤液並無特殊限定,可列舉氫氧化鈉水溶液、氫氧化鉀水溶液等之鹼水溶液。市售之膨潤液,例如可列舉Atotech Japan公司製之「Swelling Dip Securiganth P」、「Swelling Dip Securiganth SBU」等。以膨潤液之膨潤處理,例如可藉由於30~90℃之膨潤液中將硬化體浸漬1分鐘~20分鐘來進行。就抑制絕緣層之樹脂的膨潤在適度的等級之觀點,較佳為於40℃~80℃之膨潤液中將絕緣層浸漬5分鐘~15分鐘。
氧化劑並無特殊限定,例如可列舉氫氧化鈉水溶液、於氫氧化鉀水溶液中溶解有過錳酸鹽之鹼性過錳酸溶液。鹼性過錳酸溶液中之過錳酸鹽之濃度,較佳為5質量%~10質量%。市售之氧化劑,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。以氧化劑之粗化處理,可藉由於加熱至60℃~80℃之氧化劑溶液中將硬化體浸漬10分鐘~30分鐘來進行。
又,中和液可使用酸性水溶液。市售品例如可列舉Atotech Japan公司製之「Reduction solution Securiganth P」。以中和液之處理,可藉由將硬化體於30℃~80℃之中和液中浸漬5分鐘~30分鐘來進行。就作業性等之觀點,較佳為將硬化體於40℃~70℃之中和液中浸漬5分鐘~20分鐘。
粗化處理後之第一絕緣層的表面之算術平均粗度(Ra),較佳為400nm以下、更佳為300nm以下、又更佳為200nm以下。下限並無特殊限定,可為30nm以上、40 nm以上、50nm以上。
步驟(V),為依需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,其中尤以鍍敷法為佳。適合的例子可列舉藉由半加成法、全加成法等之適切方法鍍敷於第一絕緣層之表面,而形成具有所期望之配線圖型的導體層之方法。其中就製造之簡便性的觀點尤以半加成法為佳。
以下,顯示藉由半加成法形成導體層的例子。首先,於第一絕緣層之表面,藉由無電解鍍敷形成鍍敷種子層。接著,於所形成之鍍敷種子層上,對應於所期望之配線圖型而形成使鍍敷種子層之一部分露出的遮罩圖型。於所露出之鍍敷種子層上,藉由電解鍍敷形成金屬層後,去除遮罩圖型。之後,將不要的鍍敷種子層藉由蝕刻等之處理予以去除,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,依需要進行步驟(III)、步驟(IV)、步驟(V)之後,進行步驟(VI)。步驟(VI)為於第一絕緣層上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,可藉由與步驟(I)中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時,係在步驟(VI)之前即去除樹脂薄片之支撐體。支撐體之去除,可於步驟(I)與步驟(II)之間進行、可於步驟(II)與步驟(III)之間進行、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)為使第二樹脂組成物層硬化,形成第二絕緣層之步驟。第二樹脂組成物層之硬化,可藉由與步驟(II)之第一樹脂組成物層之硬化相同的方法進行。藉此,可得到包含第一絕緣層及第二絕緣層之複數絕緣層的層合薄片。
又,前述實施形態之方法中,亦可依需要進行(VIII)對第二絕緣層開孔之步驟、(IX)對第二絕緣層實施粗化處理之步驟,及(X)於第二絕緣層上形成導體層之步驟。步驟(VIII)之第二絕緣層之開孔,可藉由與步驟(III)之第一絕緣層之開孔相同的方法進行。又,步驟(IX)之第二絕緣層之粗化處理,可藉由與步驟(IV)之第一絕緣層之粗化處理相同的方法進行。進一步地,步驟(X)之導體層對第二絕緣層上的形成,可藉由與步驟(V)之導體層對第一絕緣層上的形成相同的方法進行。
前述實施形態中,係說明了藉由第一樹脂組成物層及第二樹脂組成物層之2層的樹脂組成物層之層合及硬化來製造層合薄片之實施形態,但亦可藉由3層以上的樹脂組成物層之層合及硬化來製造層合薄片。例如,前述實施形態之方法中,亦可重複實施以步驟(VI)~步驟(VII)之樹脂組成物層之層合及硬化,以及依需要的以步驟(VIII)~步驟(X)之絕緣層之開孔、絕緣層之粗化處理,及導體層對絕緣層上的形成,來製造層合薄片。藉此,可得到包含3層以上之絕緣層的層合薄片。
進一步地,前述實施形態之方法,亦可包含上述步驟以外之任意步驟。例如,進行過步驟(I)時,亦可進行去除薄片支持基材之步驟。
<多層可撓基板> 多層可撓基板包含層合薄片。多層可撓基板,可僅包含層合薄片、亦可包含任意構件來與層合薄片組合。任意構件可列舉例如電子零件、覆蓋膜(coverlay film)等。
多層可撓基板,可藉由包含製造上述層合薄片之方法的製造方法而製造。因而,多層可撓基板,可藉由包含(a)準備樹脂薄片之步驟,以及(b)使用樹脂薄片層合複數之樹脂組成物層及硬化之步驟的製造方法來製造。
多層可撓基板之製造方法,亦可進一步包含任意步驟來與前述步驟組合。例如,具備電子零件之多層可撓基板之製造方法,亦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之接合條件,可採用電子零件之端子電極與作為設置於層合薄片之配線的導體層可進行導體連接之任意條件。又,例如,具備覆蓋膜之多層可撓基板之製造方法,亦可包含將層合薄片與覆蓋膜層合之步驟。
前述之多層可撓基板,通常能夠以其多層可撓基板所包含的層合薄片之一方的面互為對向的方式折彎來使用。例如,多層可撓基板,係於折彎而使尺寸變小的狀態下,被收納於半導體裝置之殼體。又,例如,多層可撓基板,係於具有可折彎之可動部的半導體裝置中,被設置於其可動部。
<半導體裝置> 半導體裝置,具備前述多層可撓基板。半導體裝置,例如具備多層可撓基板,與構裝於該多層可撓基板之半導體晶片。於許多半導體裝置中,多層可撓基板,能夠以其多層可撓基板所包含的層合薄片之一方的面互為對向的方式,折彎而收納於半導體裝置之殼體中。
半導體裝置例如可列舉供電氣製品(例如電腦、行動電話、數位相機及電視等)及交通工具(例如機車、汽車、電車、船舶及航空機等)等使用的各種半導體裝置。
前述之半導體裝置,例如可藉由包含準備多層可撓基板之步驟、將該多層可撓基板以層合薄片之一方的面互為對向的方式折彎之步驟,與將折彎之多層可撓基板收納於殼體之步驟的製造方法製造。 [實施例]
以下藉由實施例以具體說明本發明。本發明不限定於此等之實施例。再者,以下,表示量之「份」及「%」,只要無另外明示,分別意指「質量份」及「質量%」。又,以下所說明之操作,只要無另外明示,係於常溫常壓(25℃、1atm)之環境進行。
<合成例1:聚醯亞胺樹脂1之合成> 於反應容器中混合G-3000(2官能性羥基末端聚丁二烯、數目平均分子量=5047(GPC法)、羥基當量=1798g/eq.、固體成分100質量%:日本曹達(股)製)50g與Ipzole 150(芳香族烴系混合溶劑:出光石油化學(股)製)23.5g、月桂酸二丁基錫0.005g使其均勻溶解。於成為均勻時昇溫至50℃,進一步攪拌,同時添加甲苯-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,將該反應物冷卻至室溫後,對其添加二苯甲酮四羧酸二酐(酸酐當量=161.1g/eq.)8.96g、三乙二胺0.07g,與乙基二甘醇乙酸酯((股)Daicel製)40.4g,一邊攪拌同時昇溫至130℃,進行約4小時反應。由FTIR進行確認2250cm-1 之NCO波峰消失。以確認到NCO波峰消失視為反應之終點,將反應物降溫至室溫後,以100網目之濾布過濾,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% 數目平均分子量:13723 玻璃轉移溫度:-10℃ 聚丁二烯結構部分之含有率:50/(50+4.8+8.96)×100= 78.4質量%
<合成例2:聚醯亞胺樹脂2之合成> 於具備氮導入管、攪拌裝置之500ml可分離式燒瓶中,投入4-胺基苯甲酸5-胺基-1,1’-聯苯基-2-基酯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-吡咯啶酮94.64g、吡啶0.47g(6毫莫耳)、甲苯10g,於氮環境下,180℃,一邊於途中將甲苯去除至系統外一邊進行4小時醯亞胺化反應,藉以得到含有聚醯亞胺樹脂2之聚醯亞胺溶液(不揮發成分20質量%)。聚醯亞胺溶液中,未見到所合成之聚醯亞胺樹脂2的析出。聚醯亞胺樹脂2之重量平均分子量為45,000。
<合成例3:聚醯亞胺樹脂3之合成> 於具備攪拌機、分水器、溫度計及氮氣導入管之反應容器中,給入芳香族四羧酸二酐(SABIC Japan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,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℃花費1小時進行醯亞胺化反應。藉此,得到含有聚醯亞胺樹脂3之聚醯亞胺溶液(不揮發成分30質量%)。又,聚醯亞胺樹脂3之重量平均分子量為25,000。
<合成例4:聚醯亞胺樹脂4之合成> 準備具備連結有環流冷卻器之水分定量受器、氮導入管,及攪拌器的500mL之可分離式燒瓶。於該燒瓶中添加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]-1,1,3-三甲基茚烷29.6g,於氮氣流下45℃攪拌2小時進行反應。接著,將該反應溶液昇溫,保持在約160℃同時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中累積特定量之水,及水不再流出。確認後,將反應溶液進一步昇溫,於200℃攪拌1小時。之後,冷卻而得到含有具有1,1,3-三甲基茚烷骨架之聚醯亞胺樹脂4之聚醯亞胺溶液(不揮發成分20質量%)。所得之聚醯亞胺樹脂4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之調製> 將聯二甲酚型環氧樹脂(三菱化學公司製「YX4000HK」、環氧當量約185)5份、萘型環氧樹脂(新日鐵住金化學公司製「ESN475V」、環氧當量約332)5份、雙酚AF型環氧樹脂(三菱化學公司製「YL7760」、環氧當量約238)10份、環己烷型環氧樹脂(三菱化學公司製「ZX1658GS」、環氧當量約135)2份、合成例1所得之聚醯亞胺樹脂1(不揮發成分50質量%)40份,及環己酮10份之混合溶劑一邊攪拌一邊加熱溶解。冷卻至室溫後,對其混合含有三嗪骨架之甲酚酚醛清漆系硬化劑(DIC公司製「LA3018-50P」、羥基當量約151、不揮發成分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-65M」、活性基當量約220、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份而言經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份表面處理者)25份、碳二亞胺樹脂(日清紡公司製「V-03」、聚碳二亞胺、不揮發成分50%之甲苯溶液)10份、胺系硬化促進劑(4-二甲基胺基吡啶(DMAP))0.2份,以高速旋轉混合器均勻分散後,以過濾筒(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之調製> 除了使用合成例2所得之聚醯亞胺樹脂2(不揮發成分20質量%)100份,以取代使用合成例1所得之聚醯亞胺樹脂1(不揮發成分50質量%)40份以外,進行與實施例1相同之操作,調製樹脂組成物2。
<實施例3:樹脂組成物3之調製> 除了使用合成例3所得之聚醯亞胺樹脂3(不揮發成分30質量%)66.7份,以取代使用合成例1所得之聚醯亞胺樹脂1(不揮發成分50質量%)40份以外,進行與實施例1相同之操作,調製樹脂組成物3。
<實施例4:樹脂組成物4之調製> 除了使用合成例4所得之聚醯亞胺樹脂4(不揮發成分20質量%)100份,以取代使用合成例1所得之聚醯亞胺樹脂1(不揮發成分50質量%)40份以外,進行與實施例1相同之操作,調製樹脂組成物4。
<比較例1:樹脂組成物5之調製> 除了不使用實施例1之碳二亞胺樹脂(日清紡公司製「V-03」、聚碳二亞胺、不揮發成分50%之甲苯溶液)10份以外,進行與實施例1相同之操作,調製樹脂組成物5。
<比較例2:樹脂組成物6之調製> 除了使用苯氧基樹脂(三菱化學公司製「YX7553BH30」、固體成分30質量%)66份,以取代使用合成例1所得之聚醯亞胺樹脂1(不揮發成分50質量%)40份以外,進行與實施例1相同之操作,調製樹脂組成物6。
<試驗例1:暈圈現象之抑制特性之評估> (1)覆銅層合板 準備兩面層合有銅箔層的玻璃布基材環氧樹脂兩面覆銅層合板(銅箔之厚度3μm、基板厚度0.15mm、三菱瓦斯化學公司製「HL832NSF LCA」、255×340mm尺寸),作為覆銅層合板。
(2)附支撐體之樹脂薄片之疊合 將實施例所製作之各附支撐體之樹脂薄片(比較例為樹脂薄片A或樹脂薄片B),使用批式真空加壓疊合機(Nikko Materials公司製、2 stage build-up疊合機、CVP700),以樹脂組成物層與覆銅層合板鄰接的方式,疊合於覆銅層合板之兩面。疊合係藉由減壓30秒使氣壓成為13hPa以下,於130℃、壓力0.74MPa壓接45秒來實施。接著,於120℃、壓力0.5MPa進行75秒熱加壓。
(3)樹脂組成物層之熱硬化 將疊合有樹脂組成物層之覆銅層合板,投入100℃之烘箱後30分鐘,接著移至180℃之烘箱後30分鐘,進行熱硬化而形成絕緣層。以其為硬化基板A。
(4)雷射貫孔加工(貫孔之形成) 使用三菱電機公司製CO2 雷射加工機「605GTWIII(-P)」,自支撐體上照射雷射,於絕緣層形成頂部徑(直徑) 75μm之貫孔。雷射之照射條件,係為遮罩直徑1mm、脈衝寬度16μs、能量0.2mJ/發(shot)、發數2、叢發模式(10 kHz)。
(5)粗化處理 將於絕緣層形成有貫孔的硬化基板A之支撐體剝離後,進行作為粗化處理之除膠渣處理。再者,作為除膠渣處理,係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 Securiganth P」、二乙二醇單丁基醚及氫氧化鈉之水溶液)中60℃10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)中80℃20分鐘,最後於中和液(Atotech Japan公司製「Reduction solution Securiganth P」、硫酸水溶液)中40℃5分鐘進行浸漬後,於80℃乾燥15分鐘。以其為粗化基板A。
(6)除膠渣處理後之貫孔直徑的測定 將粗化基板A,使用FIB-SEM複合裝置(SII NanoTechnology公司製「SMI3050SE」)進行截面觀察。詳而言之,將雷射貫孔之垂直方向的截面藉由FIB(集束離子束)予以刮削,由截面SEM影像測定除膠渣處理後之貫孔直徑。由對於各樣品隨機選擇的5個部位之截面SEM影像,測定除膠渣處理後之貫孔頂部(via top)直徑,以其平均值為貫孔頂部直徑Lt(μm),示於下述表1。
(7)粗化處理後之暈圈距離的測定 將粗化基板A,以光學顯微鏡(Hirox公司製「KH8700」)進行觀察。詳而言之,係將貫孔周邊之絕緣層,使用光學顯微鏡(CCD),自粗化基板A之上部進行觀察。該觀察係於貫孔頂部對合光學顯微鏡之焦點來進行。觀察的結果,於貫孔之周圍,自該貫孔之貫孔頂部的邊緣起連續地見到絕緣層變色為白色之甜甜圈狀之暈圈部。因而,由所觀察之像,測定貫孔之貫孔頂部的半徑(相當於暈圈部之內周半徑)r1,與暈圈部之外周半徑r2,算出此等半徑r1與半徑r2之差r2-r1,作為自其測定地點之貫孔頂部的邊緣起之暈圈距離。
於隨機選擇的5個部位之貫孔進行前述測定。然後,將所測定之5個部位之貫孔的暈圈距離之測定值之平均,作為自其樣品之貫孔頂部的邊緣起之暈圈距離Wt(μm),而示於下述表1。
基於貫孔頂部直徑Lt及暈圈距離Wt,算出暈圈比Ht,示於下述表1。暈圈比Ht係表示自粗化處理後之貫孔頂部的邊緣起之暈圈距離Wt,與粗化處理後的貫孔之貫孔頂部的半徑(Lt/2)之比(Wt/(Lt/2))。該暈圈比Ht若為35%以下則判定為「○」,暈圈比Ht若大於35%則判定為「×」。
<試驗例2:耐熱性之評估> (1)評估用硬化物之準備 以脫模PET薄膜(琳得科公司製「501010」、厚度38 μm、240mm見方)之未處理面鄰接於玻璃布基材環氧樹脂兩面覆銅層合板(松下電工公司製「R5715ES」、厚度0.7 mm、255mm見方)的方式,設置於玻璃布基材環氧樹脂兩面覆銅層合板上,將該脫模PET薄膜之四邊以聚醯亞胺接著膠帶(寬度10mm)固定。
將實施例及比較例所製作之各附支撐體之樹脂薄片(167×107mm方形),使用批式真空加壓疊合機(Nikko Materials公司製、2 stage build-up疊合機、CVP700),以樹脂組成物層與脫模PET薄膜之脫模面鄰接的方式,於中央進行疊合處理。疊合處理係藉由減壓30秒使氣壓成為13 hPa以下之後,於100℃、壓力0.74MPa壓接30秒來實施。
接著,剝離支撐體,以180℃、90分鐘的硬化條件使樹脂組成物層熱硬化。
熱硬化後,剝離聚醯亞胺接著膠帶,將硬化物層由玻璃布基材環氧樹脂兩面覆銅層合板取下。進一步地由硬化物層剝離脫模PET薄膜,得到薄片狀之硬化物(評估用硬化物A)。又,將硬化物層進一步於200℃加熱5小時後,與評估用硬化物A同樣地由脫模PET薄膜剝離,得到薄片上之硬化物(評估用硬化物B)。
(2)延伸度(斷裂伸度)之測定 將評估用硬化物A及B切出為啞鈴狀1號形,得到試驗片。將該試驗片根據日本工業規格(JIS K7127),使用Tensilon萬能試驗機(A&D公司製),進行評估用硬化物之拉伸試驗,測定其於23℃之斷裂伸度(%)。進行該操作3次,將其平均值分別示於下述表1。藉由下述式(1)求得評估用硬化物A之斷裂伸度(%)之平均值A與評估用硬化物B之斷裂伸度(%)之平均值B的變化率。 斷裂伸度變化率(%)={(B-A)/A}×100   (1) 該斷裂伸度變化率若為80%以上則判定為「○」,若為80%以下則評估為「×」。
<試驗例3:柔軟性(MIT耐折性)之評估> 將試驗例2所得之評估用硬化物A,切斷為寬15mm、長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」),根據JIS C-5016,以荷重2.5N、折彎角90度、折彎半徑1.0mm、折彎速度175次/分鐘之測定條件測定至硬化體斷裂為止的耐折次數。再者,測定係針對5個樣品進行,算出較佳3點之平均值。耐折次數未達8,000次時評估為「×」、8,000次以上時評估為「○」。
實施例及比較例之樹脂組成物的不揮發成分之使用量、試驗例之測定結果、評估結果等示於下述表1。
可知藉由使用含有(A)聚醯亞胺樹脂、(B)碳二亞胺樹脂,及(C)無機填充材,且其中(C)成分之含量為未達40質量%之樹脂組成物,可得到柔軟性、暈圈現象抑制特性及耐熱性優良的硬化物。

Claims (13)

  1. 一種樹脂組成物,其係含有(A)聚醯亞胺樹脂、(B)碳二亞胺樹脂、(C)無機填充材、(D)環氧樹脂及(E)硬化劑之樹脂組成物,其中以樹脂組成物中之不揮發成分為100質量%時,(A)成分之含量為15質量%以上且35質量%以下,(B)成分之含量為3質量%以上且15質量%以下,(C)成分之含量為20質量%以上且未達40質量%,(D)成分之含量為10質量%以上且35質量%以下,(E)成分之含量為2質量%以上且15質量%以下,且(E)成分包含活性酯系硬化劑。
  2. 如請求項1之樹脂組成物,其中(A)成分之重量平均分子量為1,000以上且100,000以下。
  3. 如請求項1之樹脂組成物,其中(B)成分為聚碳二亞胺。
  4. 如請求項1之樹脂組成物,其中(B)成分之分子中之異氰酸基的含有率為0.2質量%以下。
  5. 如請求項1之樹脂組成物,其中(B)成分相對於(A)成分之質量比((B)成分/(A)成分)為0.1以上。
  6. 如請求項1之樹脂組成物,其中(B)成分相對於(A)成分之質量比((B)成分/(A)成分)為0.5以下。
  7. 如請求項1之樹脂組成物,其中(C)成分為二氧化矽。
  8. 如請求項1之樹脂組成物,其中(C)成分 之平均粒徑為1μm以下。
  9. 如請求項1之樹脂組成物,其係多層可撓基板之絕緣層形成用。
  10. 一種如請求項1~9中任一項之樹脂組成物之硬化物。
  11. 一種樹脂薄片,其包含支撐體,與設置於該支撐體上的以如請求項1~9中任一項之樹脂組成物所形成的樹脂組成物層。
  12. 一種多層可撓基板,其包含使如請求項1~9中任一項之樹脂組成物硬化所形成的絕緣層。
  13. 一種半導體裝置,其具備如請求項12之多層可撓基板。
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