WO2024101362A1 - 樹脂組成物、プリプレグ、金属張積層板、配線板、樹脂付き金属箔及び樹脂付きフィルム - Google Patents
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Definitions
- This disclosure relates to a resin composition, a prepreg, a metal-clad laminate, a wiring board, a metal foil with resin, and a film with resin, and more specifically to a resin composition containing a thermosetting resin, and a prepreg, a metal-clad laminate, a wiring board, a metal foil with resin, and a film with resin made from the resin composition.
- the polyphenylene ether resin composition described in Patent Document 1 has a low dielectric constant and low dielectric loss, and can stably maintain the dielectric constant and dielectric loss of the substrate over long-term use.
- the objective of this disclosure is to provide a resin composition that has improved moldability and improved adhesion of the cured product to metal, as well as a prepreg, a metal-clad laminate, a wiring board, a resin-coated metal foil, and a resin-coated film made from the resin composition.
- the resin composition according to one embodiment of the present disclosure contains a polyphenylene ether compound (A), a maleimide compound (B), a curing agent (C), and an inorganic filler (D).
- the inorganic filler (D) includes an inorganic filler (D1) surface-treated with a hydrophobic silane coupling agent, and an inorganic filler (D2) surface-treated with a hydrophilic silane coupling agent.
- the curing agent (C) includes a phenol compound (C1) having at least one of a group represented by formula (1) and a group represented by formula (2).
- the content of the inorganic filler (D1) is 20% by mass or more and 80% by mass or less with respect to the total amount of the inorganic filler (D1) and the inorganic filler (D2).
- the prepreg according to one embodiment of the present disclosure includes a resin layer containing at least one of the resin composition and a semi-cured product of the resin composition.
- the resin layer further includes a fibrous base material.
- the metal-clad laminate according to one embodiment of the present disclosure comprises an insulating layer containing at least one of the cured product of the resin composition and the cured product of the prepreg, and a metal foil.
- the wiring board according to one embodiment of the present disclosure comprises an insulating layer containing at least one of the cured product of the resin composition and the cured product of the prepreg, and wiring.
- the resin-coated metal foil according to one embodiment of the present disclosure comprises a resin layer containing at least one of the resin composition and a semi-cured product of the resin composition, and a metal foil.
- the resin-coated film according to one embodiment of the present disclosure comprises a resin layer containing at least one of the resin composition and a semi-cured product of the resin composition, and a support film.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a prepreg according to an embodiment of the present disclosure.
- FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a metal-clad laminate according to an embodiment of the present disclosure.
- FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a wiring board according to an embodiment of the present disclosure.
- FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of a resin-coated metal foil according to an embodiment of the present disclosure.
- FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of a resin-coated film according to an embodiment of the present disclosure.
- wiring boards used in various electronic devices are required to be compatible with high frequencies, such as millimeter wave radar boards for in-vehicle applications.
- the substrate material used to configure the insulating layer of wiring boards used in various electronic devices is required to have low dielectric constant and dielectric tangent values in order to increase the signal transmission speed and reduce loss during signal transmission.
- Polyphenylene ether is known to have excellent dielectric constant and dielectric dissipation factor in the high frequency range from the MHz to GHz range. For this reason, polyphenylene ether is used, for example, as a high frequency molding material. More specifically, it is preferably used as a substrate material for constituting the insulating layer of a printed wiring board installed in electronic devices that use high frequencies.
- Patent Document 1 discloses a polyphenylene ether resin composition that has a low dielectric constant and low dielectric loss, and in which the dielectric constant and dielectric loss of the substrate are unlikely to change even after long-term use.
- insulating materials for printed wiring boards and the like are required to have both high moldability of the resin composition and high adhesion to metal of the cured resin composition.
- composition (X) The components contained in the resin composition of the present disclosure (hereinafter also referred to as composition (X)) will be described.
- Composition (X) contains a polyphenylene ether compound (A), a maleimide compound (B), a curing agent (C), and an inorganic filler (D).
- the inorganic filler (D) contains an inorganic filler (D1) (hereinafter, also simply referred to as inorganic filler (D1)) that has been surface-treated with a hydrophobic silane coupling agent, and an inorganic filler (D2) (hereinafter, also simply referred to as inorganic filler (D2)) that has been surface-treated with a hydrophilic silane coupling agent.
- the composition (X) contains the polyphenylene ether compound (A), which can reduce the dielectric constant and the dielectric tangent of a cured product of the composition (X) and can enhance the heat resistance of the cured product of the composition (X).
- the polyphenylene ether compound (A) preferably contains a modified polyphenylene ether compound (A1) (hereinafter also simply referred to as modified polyphenylene ether compound (A1)) that is terminally modified with a substituent having a carbon-carbon unsaturated double bond.
- modified polyphenylene ether compound (A1) hereinafter also simply referred to as modified polyphenylene ether compound (A1)
- the dielectric constant and dielectric tangent of the cured product of the composition (X) can be further reduced, and the heat resistance of the cured product of the composition (X) can be further improved.
- examples of the substituent having a carbon-carbon unsaturated double bond include the substituent represented by the following formula (3).
- p represents an integer of 0 to 10.
- Z represents an arylene group.
- R 1 to R 3 are each independent. That is, R 1 to R 3 may be the same group or different groups.
- R 1 to R 3 represent a hydrogen atom or an alkyl group.
- Specific examples of the arylene group include monocyclic aromatic groups such as a phenylene group, and polycyclic aromatic groups such as a naphthalene ring.
- the arylene group may also include a derivative in which a hydrogen atom bonded to the aromatic ring is substituted with a functional group such as an alkenyl group, an alkynyl group, a formyl group, an alkylcarbonyl group, an alkenylcarbonyl group, or an alkynylcarbonyl group.
- the alkyl group is not particularly limited, but is preferably an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
- Specific examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a hexyl group, and a decyl group.
- examples of the substituent having a carbon-carbon unsaturated double bond include the substituent represented by the following formula (4).
- R4 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
- the alkyl group is not particularly limited, but is preferably an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a hexyl group, and a decyl group.
- Examples of the substituent represented by the above formula (4) include an acrylate group or a methacrylate group.
- the group represented by the above formula (3) include, for example, a vinylbenzyl group (ethenylbenzyl group) represented by the following formula (5), or a vinylphenyl group. More specific examples of the vinylbenzyl group include, for example, an o-ethenylbenzyl group, an m-ethenylbenzyl group, or a p-ethenylbenzyl group.
- the modified polyphenylene ether compound (A1) that is terminally modified with a substituent having a carbon-carbon unsaturated double bond has a polyphenylene ether chain in the molecule, and preferably has a repeating unit represented by the following formula (6) in the molecule.
- t represents an integer of 1 or more and 50 or less.
- R 5 to R 8 are each independent. That is, R 5 to R 8 may be the same group or different groups.
- R 5 to R 8 represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a formyl group, an alkylcarbonyl group, an alkenylcarbonyl group, or an alkynylcarbonyl group. Among these, a hydrogen atom and an alkyl group are preferred.
- R 5 to R 8 Specific examples of the functional groups mentioned for R 5 to R 8 include the following.
- the alkyl group is not particularly limited, but is preferably an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
- Specific examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a hexyl group, and a decyl group.
- the alkenyl group is not particularly limited, but is preferably an alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms, and more preferably an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms.
- Specific examples of the alkenyl group include a vinyl group, an allyl group, and a 3-butenyl group.
- the alkynyl group is not particularly limited, but is preferably an alkynyl group having 2 to 18 carbon atoms, and more preferably an alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms.
- Specific examples of alkynyl groups include an ethynyl group, a prop-2-yn-1-yl group (propargyl group), and the like.
- the alkylcarbonyl group is not particularly limited as long as it is a carbonyl group substituted with an alkyl group, but is preferably an alkylcarbonyl group having 2 to 18 carbon atoms, and more preferably an alkylcarbonyl group having 2 to 10 carbon atoms.
- Specific examples of alkylcarbonyl groups include an acetyl group, a propionyl group, a butyryl group, an isobutyryl group, a pivaloyl group, a hexanoyl group, an octanoyl group, or a cyclohexylcarbonyl group.
- the alkenylcarbonyl group is not particularly limited as long as it is a carbonyl group substituted with an alkenyl group, but for example, it is preferably an alkenylcarbonyl group having 3 to 18 carbon atoms, and more preferably an alkenylcarbonyl group having 3 to 10 carbon atoms.
- Specific examples of the alkenylcarbonyl group include an acryloyl group, a methacryloyl group, and a crotonoyl group.
- the alkynylcarbonyl group is not particularly limited as long as it is a carbonyl group substituted with an alkynyl group, but for example, it is preferably an alkynylcarbonyl group having 3 to 18 carbon atoms, and more preferably an alkynylcarbonyl group having 3 to 10 carbon atoms. Specific examples of alkynylcarbonyl groups include a propioloyl group.
- the weight average molecular weight (Mw) of the modified polyphenylene ether compound (A1) is not particularly limited, but is preferably 500 or more and 5,000 or less, more preferably 800 or more and 4,000 or less, and even more preferably 1,000 or more and 3,000 or less.
- the weight average molecular weight of the modified polyphenylene ether compound (A1) may be measured by a general molecular weight measurement method, and specifically, may be a value measured using gel permeation chromatography (GPC) and converted into polystyrene.
- t is preferably a value such that the weight average molecular weight of the polyphenylene ether compound (A) is in the range of 500 to 5,000. Specifically, t is preferably 1 to 50.
- the weight average molecular weight of the modified polyphenylene ether compound (A1) is within the range of 500 or more and 5,000 or less, the heat resistance of the cured product of the composition (X) is increased, and the moldability of the composition (X) is also increased.
- the moldability of the composition (X) refers to the amount of voids that are generated when the composition (X) is cured, and the generation of voids in the cured product of the composition (X) can be suppressed by increasing the moldability of the composition (X).
- composition (X) contains a modified polyphenylene ether compound (A1) having a weight-average molecular weight in the range of 500 to 5,000, the heat resistance of the cured product of composition (X) is increased, and the moldability of composition (X) is also increased. This is believed to be due to the following reasons.
- Normal polyphenylene ether that is not modified at the terminals has a weight average molecular weight in the range of 500 to 5,000, and is therefore relatively low molecular weight, so that the heat resistance of the cured product produced from the resin composition containing the polyphenylene ether tends to decrease.
- the modified polyphenylene ether compound (A1) has an unsaturated double bond at the terminal, and therefore the heat resistance of the cured product produced from the composition (X) containing the modified polyphenylene ether compound (A1) is high.
- the weight average molecular weight of the modified polyphenylene ether compound (A1) is in the range of 500 to 5,000, and is therefore relatively low molecular weight, so that the moldability of the composition (X) is improved.
- the weight average molecular weight of the modified polyphenylene ether compound (A1) is in the range of 500 to 5,000, the heat resistance of the cured product of the composition (X) is improved, and the moldability of the composition (X) is also improved.
- the average number of substituents having a carbon-carbon unsaturated double bond (number of terminal functional groups) per molecule of the modified polyphenylene ether compound (A1) is not particularly limited, but specifically, it is preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3, and even more preferably 1.5 to 3.
- the number of terminal functional groups is 1 or more, the heat resistance of the cured product of the composition (X) can be further improved.
- the number of terminal functional groups is 5 or less, the reactivity of the composition (X) is easily adjusted, and as a result, the fluidity of the composition (X) is increased and the storage stability of the composition (X) can be increased.
- the fluidity of the composition (X) is sufficiently increased, so that the occurrence of voids in the cured product of the composition (X) during the preparation of a multilayer printed wiring board is easily suppressed.
- This can increase the reliability of the wiring board containing the cured product of the composition (X).
- the "reliability of the wiring board” means insulation reliability.
- a wiring board containing a cured product of a resin composition with many voids can absorb water, which tends to impair the insulation reliability of the wiring board.
- a wiring board containing a cured product of the composition (X) of the present disclosure has reduced generation of voids in the cured product, and therefore tends to absorb less water. This can increase the insulation reliability of a wiring board containing a cured product of the composition (X).
- the number of terminal functional groups of the modified polyphenylene ether compound (A1) may be a numerical value representing the average number of substituents per molecule of all modified polyphenylene ether compounds (A1) present in 1 mole of the modified polyphenylene ether compound (A1).
- the number of terminal functional groups can be measured, for example, by measuring the number of hydroxyl groups remaining in the obtained modified polyphenylene ether compound (A1) and calculating the reduction from the number of hydroxyl groups of the polyphenylene ether before modification.
- the reduction from the number of hydroxyl groups of the polyphenylene ether before modification is the number of terminal functional groups.
- the number of hydroxyl groups remaining in the modified polyphenylene ether compound (A1) can be determined by adding a quaternary ammonium salt (tetraethylammonium hydroxide) that associates with hydroxyl groups to a solution of the modified polyphenylene ether compound (A1) and measuring the UV absorbance of the mixed solution.
- a quaternary ammonium salt tetraethylammonium hydroxide
- the intrinsic viscosity of the modified polyphenylene ether compound (A1) is not particularly limited, but specifically, it is preferably 0.03 dl/g or more and 0.12 dl/g or less, more preferably 0.04 dl/g or more and 0.11 dl/g or less, and even more preferably 0.06 dl/g or more and 0.095 dl/g or less.
- the intrinsic viscosity is 0.03 dl/g or more, the weight average molecular weight of the modified polyphenylene ether compound (A1) is easily increased, and the dielectric constant and dielectric tangent of the cured product of the composition (X) can be particularly reduced.
- the viscosity of the composition (X) can be easily adjusted, and the fluidity of the composition (X) can be ensured. This can improve the moldability of the composition (X). That is, when the intrinsic viscosity of the modified polyphenylene ether compound (A1) is within the range of 0.03 dl/g or more and 0.12 dl/g or less, the dielectric constant and dielectric tangent of the cured product of the composition (X) can be reduced, while the moldability of the composition (X) can be improved.
- the intrinsic viscosity of the modified polyphenylene ether compound (A1) is the intrinsic viscosity measured in methylene chloride at 25°C, and more specifically, is the value measured, for example, with a viscometer for a 0.18 g/45 ml methylene chloride solution (liquid temperature 25°C).
- a viscometer for example, the AVS500 Visco System manufactured by Schott Corporation, etc. is used.
- the modified polyphenylene ether compound (A1) may contain, for example, at least one of the modified polyphenylene ether compound (A1-1) represented by the following formula (7) and the modified polyphenylene ether compound (A1-2) represented by the following formula (8).
- the polyphenylene ether compound (A) may contain either one of the modified polyphenylene ether compound (A1-1) represented by the following formula (7) and the modified polyphenylene ether compound (A1-2) represented by the following formula (8), or may contain both the modified polyphenylene ether compound (A1-1) represented by the following formula (7) and the modified polyphenylene ether compound (A1-2) represented by the following formula (8).
- R 9 to R 16 and R 17 to R 24 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a formyl group, an alkylcarbonyl group, an alkenylcarbonyl group, or an alkynylcarbonyl group.
- X 1 and X 2 each independently represent a substituent having a carbon-carbon unsaturated double bond.
- a and B each represent a repeating unit represented by the following formula (9) and formula (10), respectively.
- Y represents a linear, branched, or cyclic hydrocarbon group having 20 or less carbon atoms.
- R 25 to R 28 and R 29 to R 32 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a formyl group, an alkylcarbonyl group, an alkenylcarbonyl group, or an alkynylcarbonyl group.
- R 25 to R 28 and R 29 to R 32 are each independent as described above. That is, R 25 to R 28 and R 29 to R 32 may be the same group or different groups. Furthermore, R 25 to R 28 and R 29 to R 32 represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a formyl group, an alkylcarbonyl group, an alkenylcarbonyl group, or an alkynylcarbonyl group. Among these, a hydrogen atom and an alkyl group are preferred. Furthermore, R 25 to R 32 may be the same as R 5 to R 8 in the above formula (6).
- m and n each represent 0 or more and 20 or less, as described above. It is also preferable that m and n represent a numerical value such that the sum of m and n is 1 or more and 30 or less. Therefore, it is more preferable that m represents 0 or more and 20 or less, n represents 0 or more and 20 or less, and the sum of m and n represents 1 or more and 30 or less.
- Y is, as described above, a linear, branched, or cyclic hydrocarbon group having 20 or less carbon atoms.
- Examples of Y include a group represented by the following formula (11).
- R 33 and R 34 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group.
- the alkyl group include a methyl group.
- the group represented by the above formula (11) include a methylene group, a methylmethylene group, and a dimethylmethylene group, and among these, a dimethylmethylene group is preferred.
- X1 and X2 are each independent.
- X1 and X2 are, for example, a substituent having a carbon-carbon unsaturated double bond.
- Each of X1 and X2 is, for example, a substituent represented by the above formula (3) or a substituent represented by the above formula (4).
- X1 and X2 may be the same or different substituents.
- polyphenylene ether compound (A1-1) represented by the above formula (7) is the modified polyphenylene ether compound (A1-11) represented by the following formula (12).
- polyphenylene ether compound (A1-2) represented by the above formula (8) include the modified polyphenylene ether compound (A1-21) represented by the following formula (13) and the modified polyphenylene ether compound (A1-22) represented by the following formula (14).
- m and n are the same as m and n in the above formulas (9) and (10).
- R 1 to R 3 , p and Z are the same as R 1 to R 3 , p and Z in the above formula (3).
- Y is the same as Y in the above formula (8).
- R 4 is the same as R 4 in the above formula (4).
- the following describes a method for synthesizing the modified polyphenylene ether compound (A1). Specifically, one example of such a method is to react a polyphenylene ether with a compound in which a substituent having a carbon-carbon unsaturated double bond and a halogen atom are bonded to the polyphenylene ether.
- the raw material polyphenylene ether is not particularly limited as long as it can ultimately synthesize a specified modified polyphenylene ether compound (A1).
- Specific examples include polyphenylene ethers composed of 2,6-dimethylphenol and at least one of a difunctional phenol and a trifunctional phenol, and those containing polyphenylene ether as the main component, such as poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide).
- a bifunctional phenol is a phenolic compound having two phenolic hydroxyl groups in the molecule, such as tetramethylbisphenol A.
- a trifunctional phenol is a phenolic compound having three phenolic hydroxyl groups in one molecule.
- the modified polyphenylene ether compound (A1) can be synthesized by the method described above. Specifically, the polyphenylene ether described above and a compound to which a substituent having a carbon-carbon unsaturated double bond and a halogen atom are bonded are dissolved in a solvent and stirred. By doing so, the polyphenylene ether reacts with the compound to which a substituent having a carbon-carbon unsaturated double bond and a halogen atom are bonded, and the modified polyphenylene ether compound (A1) used in this embodiment is obtained.
- the alkali metal hydroxide removes hydrogen halide from the phenol group of the polyphenylene ether and the compound to which a substituent having a carbon-carbon unsaturated double bond and a halogen atom are bonded, and as a result, the substituent having a carbon-carbon unsaturated double bond bonds to the oxygen atom of the phenol group instead of the hydrogen atom of the phenol group of the polyphenylene ether.
- the alkali metal hydroxide is not particularly limited as long as it can act as a dehalogenating agent, but examples include sodium hydroxide. Furthermore, the alkali metal hydroxide is usually used in the form of an aqueous solution, specifically, as an aqueous sodium hydroxide solution.
- Reaction conditions such as reaction time and reaction temperature vary depending on the type of substituent having a carbon-carbon unsaturated double bond and the compound to which a halogen atom is bonded, and are not particularly limited as long as the above-mentioned reaction proceeds favorably.
- the reaction temperature is preferably from room temperature (20°C) to 100°C, and more preferably from 30°C to 100°C.
- the reaction time is preferably from 0.5 hours to 20 hours, and more preferably from 0.5 hours to 10 hours.
- the solvent used in the reaction of polyphenylene ether with a compound having a substituent with a carbon-carbon unsaturated double bond and a halogen atom is not particularly limited, so long as it can dissolve polyphenylene ether and a compound having a substituent with a carbon-carbon unsaturated double bond and a halogen atom and does not inhibit the reaction of polyphenylene ether with a compound having a substituent with a carbon-carbon unsaturated double bond and a halogen atom.
- Specific examples include toluene, etc.
- the reaction between polyphenylene ether and a compound to which a substituent having a carbon-carbon unsaturated double bond and a halogen atom are bonded is preferably carried out in the presence of not only an alkali metal hydroxide but also a phase transfer catalyst.
- the above reaction is preferably carried out in the presence of an alkali metal hydroxide and a phase transfer catalyst. It is believed that the above reaction proceeds more smoothly by doing so. This is believed to be due to the following.
- the phase transfer catalyst is a catalyst that has the function of incorporating an alkali metal hydroxide, is soluble in both a polar solvent phase such as water and a non-polar solvent phase such as an organic solvent, and can move between these phases.
- phase transfer catalyst is not particularly limited, but examples include quaternary ammonium salts such as tetra-n-butylammonium bromide.
- composition (X) contains the modified polyphenylene ether compound (A1) obtained as described above.
- the composition (X) contains the maleimide compound (B) having a maleimide group in the molecule, which can increase the glass transition temperature of a cured product of the composition (X).
- the maleimide compound (B) may contain only a single compound, or may contain two or more types of compounds.
- Examples of the maleimide compound (B) include monofunctional maleimide compounds having one maleimide group in the molecule, and polyfunctional maleimide compounds having two or more maleimide groups in the molecule.
- Examples of monofunctional maleimide compounds having one maleimide group in the molecule include chlorophenylmaleimides such as o-chlorophenylmaleimide, methylphenylmaleimide such as o-methylphenylmaleimide, hydroxyphenylmaleimide such as p-hydroxyphenylmaleimide, carboxyphenylmaleimide such as p-carboxyphenylmaleimide, N-dodecylmaleimide, and phenylmethanemaleimide.
- chlorophenylmaleimides such as o-chlorophenylmaleimide
- methylphenylmaleimide such as o-methylphenylmaleimide
- hydroxyphenylmaleimide such as p-hydroxyphenylmaleimide
- carboxyphenylmaleimide such as p-carboxyphenylmaleimide
- N-dodecylmaleimide N-dodecylmaleimide
- polyfunctional maleimide compounds having two or more maleimide groups in the molecule include 4,4'-diphenylmethane bismaleimide, bisphenol A bis(4-maleimidophenyl ether), 3,3'-dimethyl-5,5'-diethyl-4,4'-diphenylmethane bismaleimide, 4-methyl-1,3-phenylene bismaleimide, 1,6-bismaleimido-(2,2,4-trimethyl)hexane, 4,4'-diphenylether bismaleimide, 4,4'-diphenylsulfone bismaleimide, 1,3-bis(3-maleimidophenoxy)benzene, 1,3-bis(4-maleimidophenoxy)benzene, and polyphenylmethane maleimide.
- the maleimide compound (B) contains polyphenylmethane maleimide.
- the dielectric constant and dielectric loss tangent of the composition (X) are easily reduced, and the glass transition temperature of the cured product of the composition (X) can be increased.
- the maleimide compound (B) contains a maleimide compound (B1) (hereinafter simply referred to as maleimide compound (B1)) represented by the following formula (15).
- maleimide compound (B1) represented by the following formula (15).
- the dielectric constant and dielectric tangent of the composition (X) are easily reduced, and the glass transition temperature of the cured product of the composition (X) can be increased.
- s indicates the number of repeating units, which is the average value of the degree of polymerization, and is 1 or more and 5 or less.
- the maleimide compound (B1) contains a plurality of maleimide compounds represented by the above formula (15), and in these plurality of maleimide compounds, the average value of the number of repeating units in the above formula (15) may be 1 or more and 5 or less.
- the maleimide compound (B1) may contain a monofunctional maleimide compound represented by a formula in which s is 0 in the above formula (15), or may contain a maleimide compound represented by a formula in which s is 6 or more in the above formula (15).
- R 35 to R 38 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a phenyl group.
- a hydrogen atom is preferable.
- the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, and a neopentyl group.
- R 35 to R 38 represent groups possessed by an aromatic ring directly bonded to the maleimide ring. More specifically, R 35 and R 36 are each bonded to any of the carbon atoms possessed by an aromatic ring directly bonded to the maleimide ring that is not included in the repeating unit in the above formula (15). And, R 37 and R 38 are each bonded to any of the carbon atoms possessed by an aromatic ring directly bonded to the maleimide ring that is included in the repeating unit in the above formula (15).
- each of R 37 and R 38 contained in the repeating unit in the above formula (15) is independent for each repeating unit. Therefore, each of R 37 and R 38 contained in the repeating unit in the above formula (15) may be the same or different for each repeating unit.
- the number average molecular weight of the maleimide compound (B1) is preferably 150 or more and 2,000 or less. In this case, the glass transition temperature of the cured product of the composition (X) can be further increased.
- the number average molecular weight of the maleimide compound (B1) is more preferably 400 or more and 1,300 or less. In addition, the weight average molecular weight of the maleimide compound (B1) is preferably 150 or more and 2,500 or less. In this case, the glass transition temperature of the cured product of the composition (X) can be further increased.
- the weight average molecular weight of the maleimide compound (B1) is more preferably 400 or more and 1,500 or less.
- the number average molecular weight and weight average molecular weight of the maleimide compound (B1) may be measured by a general molecular weight measurement method, and specifically, the value measured by gel permeation chromatography (GPC) and converted into polystyrene may be mentioned.
- GPC gel permeation chromatography
- the composition (X) contains the curing agent (C).
- the curing agent (C) also contains a phenol compound (C1) (hereinafter, also simply referred to as the phenol compound (C1)) having at least one of a group represented by the following formula (1) and a group represented by the following formula (2) in one molecule.
- the curing agent (C) preferably further contains a methacrylate compound (C2).
- the curing agent (C) contains the phenol compound (C1).
- the composition (X) contains the phenol compound (C1)
- the heat resistance of the cured product of the composition (X) is improved, and the adhesion of the cured product of the composition (X) to metals is also improved.
- the composition (X) contains such a phenol compound (C1)
- the water absorption of the cured product of the composition (X) is easily reduced, and this can suppress deterioration of the dielectric constant and dielectric loss tangent of the cured product of the composition (X).
- composition (X) containing a polyphenylene ether compound (A) and a maleimide compound (B) and a phenol compound (C1) when cured, the phenol compound (C1) can promote the formation of a complex between the polyphenylene ether compound (A) and the maleimide compound (B), so that a complex between the polyphenylene ether compound (A) and the maleimide compound (B) is easily formed. It is presumed that this improves the heat resistance and adhesion to metals of the cured product of the composition (X).
- the ease of forming a complex between the polyphenylene ether compound (A) and the maleimide compound (B) can be confirmed by measuring the loss tangent (tan ⁇ ) of the cured product of the resin composition using a dynamic viscoelasticity measuring device (DMA). Specifically, in the case of a resin composition that is unlikely to form a complex between the polyphenylene ether compound (A) and the maleimide compound (B) when cured, a graph of the loss tangent obtained by dynamic viscoelasticity measurement of the cured product shows a broad maximum peak or multiple peaks.
- DMA dynamic viscoelasticity measuring device
- composition (X) of the present disclosure that is likely to form a complex between the polyphenylene ether compound (A) and the maleimide compound (B) when cured, a graph of the loss tangent obtained by dynamic viscoelasticity measurement of the cured product shows a sharp single maximum peak.
- the phenol compound (C1) has at least one of the substituents represented by the above formula (1) and the substituents represented by the above formula (2) in one molecule.
- the phenol compound (C1) has at least one of an allyl group and a 1-propenyl group in one molecule.
- the phenol compound (C1) may have both an allyl group and a 1-propenyl group in one molecule.
- the total number of allyl groups and 1-propenyl groups contained in the phenolic compound (C1) is preferably 2 or more per molecule on average.
- the phenolic compound (C1) preferably has at least two groups selected from the group consisting of the group represented by the above formula (1) and the group represented by the above formula (2) in one molecule.
- the phenolic compound (C1) preferably contains a phenolic compound (C1-0) having at least two groups selected from the group consisting of the groups represented by the above formula (1) and the above formula (2) in one molecule.
- the heat resistance of the cured product of the composition (X) is further improved, and the adhesion of the cured product of the composition (X) to metals is further improved.
- the phenol compound (C1) preferably includes a phenol compound (C1-1) (hereinafter, sometimes simply referred to as phenol compound (C1-1)) having a chemical structure represented by the following formula (16):
- R 39 to R 41 in the above formula (16) are each independent of one another.
- R 39 is bonded to the oxygen atom in the above formula (16) and represents an allyl group, a 1-propenyl group, or a hydrogen atom.
- R 40 is bonded to any of the carbon atoms of the aromatic ring in the above formula (16) and represents an allyl group, a 1-propenyl group, or a hydrogen atom. At least one of R 39 and R 40 represents an allyl group or a 1-propenyl group. That is, the phenol compound (C1-1) has at least one of an allyl group and a 1-propenyl group in one molecule.
- R 41 is bonded to a carbon atom of the aromatic ring in the above formula (16) and represents a hydrogen atom, a methyl group, a methoxy group, a hydroxyl group, an aldehyde group, or a phenyl group.
- the phenol compound (C1-1) may have other substituents in addition to the allyl group or 1-propenyl group in one molecule.
- the heat resistance of the cured product of the composition (X) is more likely to be improved, and the adhesion of the cured product of the composition (X) to metal is more likely to be improved.
- the phenolic compound (C1) contains the phenolic compound (C1-1)
- the water absorption rate of the cured product of the composition (X) is more likely to be reduced, and deterioration of the dielectric constant and dielectric tangent of the cured product of the composition (X) can be suppressed.
- the phenolic compound (C1-1) preferably contains a polyfunctional phenolic compound (C1-2) (hereinafter also simply referred to as phenolic compound (C1-2)) having two or more chemical structures represented by the above formula (16) in one molecule.
- the phenolic compound (C1) preferably contains a phenolic compound (C1-2).
- each of the chemical structures represented by the above formula (16) is independent of each other. That is, in the phenolic compound (C1-2), each of the chemical structures represented by the above formula (16) may be the same or different.
- a linking group means a divalent organic group that links any one of the carbon atoms of an aromatic ring in one of the two chemical structures represented by the above formula (16) in the phenolic compound (C1-2) to any one of the carbon atoms of an aromatic ring in the other chemical structure represented by the above formula (16).
- the phenol compound (C1-2) when the phenolic compound (C1-2) has a linking group in one molecule, any one of the carbon atoms of the aromatic ring in the chemical structure represented by the above formula (16) is bonded to the linking group.
- the phenol compound (C1-2) also includes two chemical structures represented by the above formula (16) in which one of the carbon atoms in the aromatic ring in one of the chemical structures represented by the above formula (16) is directly bonded to one of the carbon atoms in the aromatic ring in the other chemical structure represented by the above formula (16) without a linking group.
- the phenol compound (C1-2) having the chemical structure represented by the above formula (16) may, for example, have only one linking group in one molecule, or may have two or more linking groups. Furthermore, when the phenol compound (C1-2) has two or more linking groups, those linking groups are independent of each other. In other words, each of the two or more linking groups that the phenol compound (C1-2) has may have the same structure, or may have different structures.
- linking group include the chemical structures represented by the following formulas (17) to (22).
- R 42 and R 43 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, or a trifluoromethyl group.
- u represents an integer of 0 to 35.
- R 44 and R 46 are each independently a substituent containing a carbonate ester group.
- R 44 and R 46 are particularly preferably a chemical structure represented by the following formula (23).
- R 45 represents a cyclic aliphatic hydrocarbon group.
- the cyclic aliphatic hydrocarbon group may be a monocyclic aliphatic hydrocarbon group or a polycyclic aliphatic hydrocarbon group.
- the cyclic aliphatic hydrocarbon group preferably does not have an unsaturated bond.
- the number of carbon atoms in the cyclic aliphatic hydrocarbon group is preferably 6 to 20.
- the cyclic aliphatic hydrocarbon group may have a substituent such as an allyl group, an alkyl group, or a halogen atom bonded thereto.
- the cyclic aliphatic hydrocarbon group is particularly preferably a chemical structure represented by the following formula (24).
- each of R 44 and R 45 contained in the repeating unit in the above formula (22) is independent for each repeating unit. That is, each of R 44 and R 45 contained in the repeating unit may be the same or different for each repeating unit.
- R 47 and R 48 are each independent. Examples of R 47 and R 48 include a hydrogen atom, an allyl group, or a 1-propenyl group. It is preferable that R 47 and R 48 are the same group. It is preferable that when R 47 and R 48 are hydrogen atoms, R 39 is an allyl group or a 1-propenyl group, and R 40 is a hydrogen atom. It is preferable that when either one of R 47 and R 48 is an allyl group or a 1-propenyl group, R 39 is a hydrogen atom, and R 40 is an allyl group or a 1-propenyl group.
- the phenol compound (C1-2) contains a phenol compound (C1-21) represented by the following formula (25) (hereinafter, simply referred to as the phenol compound (C1-21)).
- the phenol compound (C1-21) has a chemical structure represented by the above formula (16) and a chemical structure represented by the above formula (21).
- R 39 to R 41 are the same as R 39 to R 41 in the above formula (16).
- R 42 to R 43 are the same as R 42 to R 43 in the above formula (21).
- R 39 is preferably a hydrogen atom
- R 40 is an allyl group or a 1-propenyl group
- R 41 is preferably a hydrogen atom.
- the phenol compound (C1-21) having a chemical structure represented by the above formula (25) has a bisphenol group having two aromatic rings, and is preferably a bisphenol derivative in which both of the two aromatic rings in the bisphenol group are mono-substituted with an allyl group or a 1-propenyl group.
- the bisphenol group include a bisphenol A group, a bisphenol AP group, a bisphenol AF group, a bisphenol BP group, a bisphenol E group, and a bisphenol F group, and the like, with the bisphenol A group being preferred.
- the phenol compound (C1-2) contains a phenol compound (C1-22) represented by the following formula (26) (hereinafter, also simply referred to as phenol compound (C1-22)).
- the phenol compound (C1-22) has a chemical structure represented by the above formula (16) and a chemical structure represented by the above formula (21). Note that the phenol compound (C1-22) contains the chemical structure represented by the above formula (21) in which R 43 is a hydrogen atom and R 44 is a hydrogen atom, in the repeating unit of the following formula (26).
- x represents an integer of 2 or more and 4 or less. In addition, x is preferably 3.
- R 39 to R 40 are the same as R 39 to R 40 in the above formula (16). Since R 41 is a hydrogen atom, it is omitted in the above formula (26).
- x in the above formula (26) is 2 or more, each of R 39 and R 40 contained in the repeating unit in the above formula (26) is independent for each repeating unit. That is, each of R 39 and R 40 contained in the repeating unit may be the same or different for each repeating unit.
- R 39 and R 40 are an allyl group or a 1-propenyl group, and the other is a hydrogen atom.
- the phenol compound (C1-2) preferably contains a phenol compound (C1-23) (hereinafter also simply referred to as phenol compound (C1-23)) represented by the following formula (27), and also preferably contains a phenol compound (C1-24) (hereinafter also simply referred to as phenol compound (C1-24)) represented by the following formula (28). That is, the phenol compound (C1-2) preferably contains at least one of the phenol compound (C1-23) and the phenol compound (C1-24). Both the phenol compound (C1-23) and the phenol compound (C1-24) have a chemical structure represented by the above formula (16) and a chemical structure represented by the above formula (17).
- each of R 39 to R 41 in the formula (27) to the formula (28) is the same as R 39 to R 41 in the formula (16).
- each of y in the formula (27) and z in the formula (28) is 2 or more, each of R 39 to R 41 contained in the repeating unit in the formula (27) to the formula (28) is independent for each repeating unit. That is, each of R 39 to R 41 contained in the repeating unit may be the same or different for each repeating unit.
- it is preferable that one of R 39 and R 40 is an allyl group or a 1-propenyl group, and the other is a hydrogen atom.
- the phenol compound (C1-2) preferably contains a phenol compound (C1-25) (hereinafter also simply referred to as phenol compound (C1-25)) represented by the following formula (29), and also preferably contains a phenol compound (C1-26) (hereinafter also simply referred to as phenol compound (C1-26)) represented by the following formula (30). That is, the phenol compound (C1-2) preferably contains at least one of the phenol compound (C1-25) and the phenol compound (C1-26). Both the phenol compound (C1-25) and the phenol compound (C1-26) have a chemical structure represented by the above formula (16) and a chemical structure represented by the above formula (17).
- y represents an integer of 1 or more and 3 or less.
- z represents an integer of 0 or more and 15 or less.
- R 39 to R 41 are the same as R 39 to R 41 in the above formula (16), respectively.
- R 49 is bonded to an aromatic ring contained in the chemical structure represented by the above formula (16) in the above formulas (29) to (30), and represents a hydrogen atom or an organic group.
- the organic group include an alkyl group such as a methyl group, an alkoxy group such as a methoxy group, an aryl group such as a phenyl group, a hydroxy group, and an aldehyde group.
- R 39 to R 41 and R 49 contained in the repeating units in formulas (29) to (30) are each independent of each other. That is, R 39 to R 41 and R 49 contained in the repeating units may be the same or different for each repeating unit.
- R 39 and R 40 is an allyl group or a 1-propenyl group, and the other is a hydrogen atom.
- composition (X) By including the phenolic compound (C1) as described above in composition (X), the adhesion of the cured product to metal can be improved, and the heat resistance of the cured product can also be improved. In addition, by including the phenolic compound (C1) as described above in composition (X), the cured product of composition (X) can have reduced water absorption, which can suppress deterioration of the dielectric constant and dielectric tangent due to water absorption.
- phenol compound (C1) can be used as the phenol compound (C1).
- examples of such commercially available products include diallyl bisphenol A (DABPA manufactured by Daiwa Chemical Industry Co., Ltd.), biphenylene resin (SBA series manufactured by Gun-ei Chemical Industry Co., Ltd.), allyl phenol resin (APG series manufactured by Gun-ei Chemical Industry Co., Ltd.), allyl phenol resin (LVA series manufactured by Gun-ei Chemical Industry Co., Ltd.), propenylated biphenylene resin (BPN series manufactured by Gun-ei Chemical Industry Co., Ltd.), allyl ether phenol resin (FTC-AE series manufactured by Gun-ei Chemical Industry Co., Ltd.), and polyfunctional allyl phenol resin (FATC series manufactured by Gun-ei Chemical Industry Co., Ltd.).
- DABPA diallyl bisphenol A
- SBA manufactured by Gun-ei Chemical Industry Co., Ltd.
- allyl phenol resin APG series manufactured by Gun-ei Chemical Industry Co.
- the curing agent (C) preferably contains the methacrylate compound (C2).
- the composition (X) contains the methacrylate compound (C2), the heat resistance of the cured product of the composition (X) can be increased, and the flexibility of the cured product of the composition (X) can be increased.
- the methacrylate compound (C2) is preferably a polyfunctional methacrylate having two or more methacryloyl groups in one molecule.
- the heat resistance of the cured product of the composition (X) can be further improved.
- a specific example of a polyfunctional methacrylate having two or more methacryloyl groups in one molecule is tricyclodecane dimethanol dimethacrylate (DCP).
- the composition (X) contains the inorganic filler (D) as described above.
- the inorganic filler (D) contains the inorganic filler (D1) surface-treated with a hydrophobic silane coupling agent as described above. In this case, the moldability of the composition (X) is improved.
- the inorganic filler (D) also contains the inorganic filler (D2) surface-treated with a hydrophilic silane coupling agent as described above. In this case, the adhesion of the cured product of the composition (X) to the metal is improved.
- the composition (X) contains the inorganic filler (D1) and the inorganic filler (D2) at the same time, thereby improving the moldability of the composition (X) and improving the adhesion of the cured product of the composition (X) to the metal.
- the hydrophobic silane coupling agent means a silane coupling agent having a hydrophobic functional group
- the hydrophilic silane coupling agent means a silane coupling agent having a hydrophilic functional group.
- Each of the inorganic fillers (D1) and (D2) is, for example, an untreated inorganic filler that has been surface-treated with a hydrophobic silane coupling agent and a hydrophilic silane coupling agent, respectively.
- the untreated inorganic filler include silica such as spherical silica, metal oxides such as alumina, titanium oxide, and mica, metal hydroxides such as aluminum hydroxide and magnesium hydroxide, sulfates such as talc, aluminum borate, and barium sulfate, and carbonates such as calcium carbonate.
- the untreated inorganic filler is preferably at least one selected from the group consisting of silica, mica, and talc, and more preferably spherical silica.
- the untreated inorganic filler may be used alone or in combination of two or more types.
- "untreated" means that the surface of the inorganic filler has not been chemically treated.
- the hydrophobic silane coupling agent used to prepare the inorganic filler (D1) includes, for example, a silane coupling agent having at least one hydrophobic functional group selected from the group consisting of a vinyl group, a methacryl group, a styryl group, and the like.
- silane coupling agents having a vinyl group include vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, and the like.
- silane coupling agents having a methacryl group include methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, and the like.
- Examples of silane coupling agents having a styryl group include p-styryltrimethoxysilane, p-styryltriethoxysilane, and the like.
- one type of hydrophobic silane coupling agent may be used alone, or two or more types may be used.
- the hydrophilic silane coupling agent used to prepare the inorganic filler (D2) includes, for example, a silane coupling agent having at least one hydrophilic functional group selected from the group consisting of an amino group, an epoxy group, an isocyanate group, and the like.
- silane coupling agents having an amino group include N-2-(aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropylmethyldiethoxysilane, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropylethyldiethoxysilane, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, and 3-aminopropyltriethoxysilane.
- silane coupling agents having an epoxy group examples include glycidoxypropyltriethoxysilane, and the like.
- silane coupling agents having an isocyanate group examples include isocyanatepropyltriethoxysilane, and the like.
- the hydrophilic silane coupling agent may be used alone or in combination of two or more types.
- the composition (X) may contain other components (hereinafter also referred to as additives) in addition to the above-mentioned components, as necessary, within the scope of not impairing the effects of the present invention.
- the additives contained in the composition (X) may contain at least one component selected from the group consisting of, for example, a reaction initiator, an antifoaming agent, an antioxidant, a heat stabilizer, an antistatic agent, an ultraviolet absorber, a dye or pigment, a polymerization inhibitor, and a lubricant.
- the composition (X) may also contain other thermosetting resins. Examples of such thermosetting resins include epoxy resins.
- composition (X) The contents of the components contained in the composition (X) will be described.
- the content of the polyphenylene ether compound (A) is preferably 10% by mass or more and 50% by mass or less based on the total amount of the polyphenylene ether compound (A), the maleimide compound (B), and the curing agent (C). In this case, the dielectric constant and dielectric tangent of the cured product of the composition (X) can be further reduced, and the heat resistance of the cured product of the composition (X) can be further improved.
- the content of the polyphenylene ether compound (A) is preferably 15% by mass or more and 40% by mass or less based on the total amount of the polyphenylene ether compound (A), the maleimide compound (B), and the curing agent (C), and is more preferably 20% by mass or more and 30% by mass or less.
- the content of the modified polyphenylene ether compound (A1) is preferably 10 mass% or more based on the entire polyphenylene ether compound (A).
- the dielectric constant and dielectric dissipation factor of the cured product of the composition (X) are likely to be further reduced, and the heat resistance of the cured product of the composition (X) is likely to be further improved.
- the content of the modified polyphenylene ether compound (A1) is more preferably 40 mass% or more based on the entire polyphenylene ether compound (A), and even more preferably 100 mass%.
- the content of the maleimide compound (B) is preferably 20% by mass or more and 75% by mass or less based on the total amount of the polyphenylene ether compound (A), the maleimide compound (B), and the curing agent (C). In this case, the heat resistance of the cured product of the composition (X) can be increased while the dielectric constant and the dielectric loss tangent of the cured product of the composition (X) can be reduced.
- the content of the maleimide compound (B) is more preferably 30% by mass or more and 70% by mass or less based on the total amount of the polyphenylene ether compound (A), the maleimide compound (B), and the curing agent (C), and is even more preferably 40% by mass or more and 60% by mass or less.
- the maleimide compound (B) preferably contains polyphenylmethane maleimide, and also preferably contains the maleimide compound (B1) represented by the above formula (15).
- the content of the maleimide compound (B1) is preferably 10 mass% or more based on the total amount of the maleimide compound (B). In this case, the glass transition temperature of the cured product of the composition (X) can be further increased.
- the content of the maleimide compound (B1) is more preferably 20 mass% or more based on the total amount of the maleimide compound (B), and even more preferably 30 mass% or more.
- the content of the maleimide compound represented by the formula (15) where s is 1 is preferably 30% by mass or more and 100% by mass or less based on the total amount of the maleimide compound (B1).
- the water absorption of the cured product of the composition (X) can be reduced, and the glass transition temperature of the cured product of the composition (X) can be particularly increased.
- the content of the maleimide compound represented by the formula (15) where s is 1 is 50% by mass or more and 100% by mass or less based on the total amount of the maleimide compound (B1).
- the content of the maleimide compound represented by the above formula (15) where s is 2 or more relative to the total amount of the maleimide compound (B1) is preferably 30% by mass or more. In this case, the water absorption of the cured product of the composition (X) can be particularly reduced. It is more preferable that the content of the maleimide compound represented by the above formula (15) where s is 2 or more relative to the total amount of the maleimide compound (B1) is 30% by mass or more and 100% by mass or less.
- the content of the phenol compound (C1) is preferably 5% by mass or more and 40% by mass or less based on the total amount of the polyphenylene ether compound (A), the maleimide compound (B), and the curing agent (C). In this case, the adhesion of the cured product of the composition (X) to metal can be improved while the heat resistance of the cured product of the composition (X) can be improved.
- the content of the phenol compound (C1) is more preferably 10% by mass or more and 30% by mass or less based on the total amount of the polyphenylene ether compound (A), the maleimide compound (B), and the curing agent (C), and is even more preferably 10% by mass or more and 20% by mass or less.
- the content of the methacrylate compound (C2) is preferably 5% by mass or more and 20% by mass or less based on the total amount of the polyphenylene ether compound (A), the maleimide compound (B), and the curing agent (C). In this case, the heat resistance of the cured product of the composition (X) is particularly likely to be increased, and the flexibility of the composition (X) can be particularly increased.
- the content of the methacrylate compound (C2) is more preferably 6% by mass or more and 10% by mass or less based on the total amount of the polyphenylene ether compound (A), the maleimide compound (B), and the curing agent (C).
- the content of the inorganic filler (D) is preferably 150 parts by mass or more and 400 parts by mass or less per 100 parts by mass of the total of the polyphenylene ether compound (A), the maleimide compound (B), and the curing agent (C).
- the adhesion of the cured product of the composition (X) to metal can be further improved, and the moldability of the composition (X) can be further improved.
- the total content of the inorganic filler (D1) and the inorganic filler (D2) is more preferably 200 parts by mass or more and 370 parts by mass or less, and even more preferably 250 parts by mass or more and 350 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the total of the polyphenylene ether compound (A), the maleimide compound (B), and the curing agent (C).
- the content of inorganic filler (D1) is 20% by mass or more and 80% by mass or less with respect to the total content of inorganic filler (D1) and inorganic filler (D2).
- the content of inorganic filler (D) is within the above range, the adhesion of the cured product of composition (X) to metal is improved, and the moldability of composition (X) is improved.
- the content of inorganic filler (D1) is preferably 30% by mass or more and 70% by mass or less based on the total content of inorganic filler (D1) and inorganic filler (D2). If the content of inorganic filler (D1) is within the above range, the adhesion of the cured product of composition (X) to metal can be further improved, and the moldability of composition (X) can be further improved.
- the total content of inorganic filler (D1) and inorganic filler (D2) is preferably 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, and even more preferably 98% by mass or more, based on the total amount of inorganic filler (D).
- composition (X) The physical properties of the composition (X) and the cured product of the composition (X) will be described.
- the cured product of composition (X) can have high heat resistance.
- the glass transition temperature of the cured product of composition (X) is preferably 240°C or higher, more preferably 250°C or higher, and even more preferably 255°C or higher.
- the cured product of composition (X) can have high adhesion to metals.
- the peel strength of the cured product of composition (X) is preferably 0.50 kN/m or more, and more preferably 0.53 kN/m or more.
- composition (X) can have good moldability. Specifically, when composition (X) is cured, the generation of voids in the cured product can be suppressed. In the present disclosure, voids generated in composition (X) can be confirmed visually.
- the method for preparing the composition (X) is not particularly limited, but examples thereof include a method in which the polyphenylene ether compound (A), the maleimide compound (B), the curing agent (C), the inorganic filler (D1), and the inorganic filler (D2) are mixed to a predetermined content. If necessary, other components may be appropriately added and mixed in addition to the polyphenylene ether compound (A), the maleimide compound (B), the curing agent (C), the inorganic filler (D1), and the inorganic filler (D2).
- composition (X) may contain an organic solvent. That is, composition (X) is preferably used as a varnish-like resin composition containing an organic solvent. Note that a varnish-like resin composition containing an organic solvent is one in which an organic solvent is further added in addition to the components contained in composition (X) described above.
- Such a varnish-like resin composition can be prepared as follows. First, among the components contained in the composition (X), those that can be dissolved in an organic solvent are added to the organic solvent and dissolved while stirring to prepare a mixture. This mixture may also be prepared by stirring while heating. Next, a component that is not soluble in an organic solvent is added to the mixture and dispersed until a desired dispersion state is reached using a ball mill, a bead mill, a planetary mixer, a roll mill, or the like, to prepare a varnish-like resin composition.
- the organic solvent used here is preferably one that can dissolve, for example, the polyphenylene ether compound (A), the maleimide compound (B), the curing agent (C), and the like, and does not inhibit the curing reaction of the composition (X).
- organic solvents include, for example, toluene and methyl ethyl ketone (MEK).
- composition (X) it is possible to obtain a prepreg 1, a metal-clad laminate 11, a wiring board 21, a resin-coated metal foil 31, and a resin-coated film 41.
- the resin layer 2 of the prepreg 1 contains at least one of the composition (X) and a semi-cured product of the composition (X).
- the insulating layer 12 of the metal-clad laminate 11 contains a cured product of the composition (X).
- the insulating layer 22 of the wiring board 21 contains a cured product of the composition (X).
- the resin layer 32 of the resin-attached metal foil 31 contains at least one of the composition (X) and a semi-cured product of the composition (X).
- the resin layer 42 of the resin-attached film 41 contains at least one of the composition (X) and a semi-cured product of the composition (X).
- the semi-cured product refers to composition (X) in a partially cured state to the extent that it can be further cured.
- the semi-cured product refers to composition (X) in a semi-cured state, that is, composition (X) in a B-stage.
- composition (X) according to this embodiment when composition (X) according to this embodiment is heated, the viscosity gradually decreases at the beginning of heating, but then the viscosity gradually increases as the solvent contained in composition (X) evaporates and curing of composition (X) begins.
- semi-cured refers to the state between when the viscosity starts to increase and when it is completely cured.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a prepreg 1 according to an embodiment of the present disclosure.
- the prepreg 1 includes a resin layer 2, as shown in FIG. 1.
- the resin layer 2 includes at least one of composition (X) and a semi-cured product of composition (X).
- the resin layer 2 further includes a fibrous base material 3.
- the prepreg 1 may include a resin layer 2 in which the fibrous base material 3 is impregnated with at least one of composition (X) and a semi-cured product of composition (X).
- the prepreg 1 obtained using the composition (X) may contain a semi-cured product of the composition (X) as described above, or may contain the uncured composition (X) itself, i.e., the uncured product of the composition (X). That is, the prepreg 1 may be a prepreg 1 having a resin layer 2 containing a semi-cured product of the composition (X) (B-stage composition (X)) and a fibrous substrate 3, or a prepreg 1 having a resin layer 2 containing an uncured product of the composition (X) (A-stage composition (X)) and a fibrous substrate 3.
- the prepreg 1 may include a resin layer 2 in which the fibrous substrate 3 is impregnated with at least one of the composition (X) and the semi-cured product of the composition (X).
- the composition (X) is prepared in a varnish form and used. That is, when the fibrous substrate 3 is impregnated with at least one of the composition (X) and the semi-cured product of the composition (X), it is preferable that a varnish-like resin composition containing the composition (X) and an organic solvent is used.
- the resin layer 2 may include a varnish-like resin composition containing the composition (X) and an organic solvent. Note that such a varnish-like resin composition is prepared, for example, according to the method described in "3. Method for preparing a resin composition".
- the fibrous base material 3 include glass cloth, aramid cloth, polyester cloth, glass nonwoven fabric, aramid nonwoven fabric, polyester nonwoven fabric, pulp paper, and linter paper.
- the use of glass cloth can produce a laminate with excellent mechanical strength. It is particularly preferable that the glass cloth has been flattened.
- a specific example of the flattening process is a method in which the glass cloth is continuously pressed with a press roll at an appropriate pressure to compress the yarns flat.
- the thickness of the fibrous base material 3 that is generally used is, for example, 0.01 mm or more and 0.3 mm or less.
- the fibrous substrate 3 is impregnated with the varnish-like resin composition by immersing the fibrous substrate 3 in the varnish-like resin composition or by applying the varnish-like resin composition to the fibrous substrate 3, and it is also possible to repeat the impregnation several times as necessary.
- the impregnation using several varnish-like resin compositions having different compositions and concentrations it is possible to obtain a resin layer 2 containing the composition (X) or the semi-cured product of the composition (X) with the desired composition and impregnation amount.
- the organic solvent may be reduced or removed from the resin layer 2 by heating the resin layer 2 produced by impregnating the fibrous base material 3 with a varnish-like resin composition containing the composition (X) and an organic solvent.
- Conditions for reducing or removing the organic solvent from the resin layer 2 by heating the resin layer 2 include a temperature of, for example, 80°C or higher and 180°C or lower, and a time of, for example, 1 minute or higher and 10 minutes or lower.
- a prepreg 1 that includes a resin layer 2 that includes at least one of the uncured product of composition (X) (composition (X) in A stage) and the semi-cured product of composition (X) (composition (X) in B stage).
- an insulating layer 12 of a metal-clad laminate 11 that has improved heat resistance and improved adhesion to metal, or an insulating layer 22 of a wiring board 21, can be produced.
- the prepreg 1 since the prepreg 1 includes at least one of composition (X) and the semi-cured product of composition (X), its moldability is improved. Therefore, when the prepreg 1 is used to produce the insulating layer 22 of the wiring board 21, the filling property of the prepreg 1 into the circuit pattern can also be improved.
- the cured product of the prepreg 1 having the resin layer 2 containing at least one of the composition (X) and the semi-cured product of the composition (X) has a low dielectric constant and dielectric tangent, excellent desmear properties, and can suppress surface tack.
- FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a metal-clad laminate 11 according to an embodiment of the present disclosure.
- the metal-clad laminate 11 comprises an insulating layer 12 containing a cured product of composition (X) and a metal foil 13 overlying the insulating layer 12.
- the insulating layer 12 contains the cured product of the composition (X).
- the insulating layer 12 may be made of the cured product of the composition (X).
- the insulating layer 12 may also be made of the cured product of the prepreg 1. That is, the metal-clad laminate 11 includes, for example, the insulating layer 12 including the cured product of the prepreg 1 shown in FIG. 1, and the metal foil 13 overlapping the insulating layer 12.
- the metal-clad laminate 11 may include another layer in addition to the insulating layer 12 and the metal foil 13.
- the method for producing the metal-clad laminate 11 includes, for example, producing an insulating layer 12 from a cured product of the composition (X), forming the insulating layer 12 on a metal foil 13, and heating and pressing the insulating layer 12 to produce the metal-clad laminate 11. More specifically, the method for producing the metal-clad laminate 11 includes overlaying a metal foil 13 such as a copper foil on both sides or one side of the insulating layer 12 containing the cured product of the composition (X), and then heating and pressing the metal foil 13 and the insulating layer 12 to form an integrated laminate, thereby producing a metal-clad laminate 11 with the metal foil 13 attached to both sides or one side.
- a metal foil 13 such as a copper foil
- the insulating layer 12 may also be produced using the prepreg 1 described above. More specifically, the prepreg 1 is heated and cured to produce the insulating layer 12 containing the cured product of the prepreg 1. Next, a metal foil 13 such as copper foil is laminated on both sides or one side of the insulating layer 12 containing the cured product of the prepreg 1, and the metal foil 13 and the insulating layer 12 are heated and pressurized to form them into an integrated laminate, thereby producing a metal-clad laminate 11 in which the metal foil 13 is attached to both sides or one side of the insulating layer 12 containing the cured product of the prepreg 1.
- the insulating layer 12 may be produced using a resin-attached metal foil 31 described below. More specifically, the insulating layer 12 of the metal-clad laminate 11 is produced by heating and hardening the resin layer 32 of the resin-attached metal foil 31. In this case, the metal foil 33 of the resin-attached metal foil 31 becomes the metal foil 13 of the metal-clad laminate 11.
- the insulating layer 12 may be produced using a resin-attached film 41 described below. More specifically, the insulating layer 12 of the metal-clad laminate 11 is produced by heating and hardening the resin layer 42 of the resin-attached film 41.
- the heating and pressing conditions when producing the metal-clad laminate 11 are preferably set appropriately depending on the thickness of the metal-clad laminate 11 to be produced and the type of resin composition that forms the insulating layer 12.
- the heating temperature when producing the metal-clad laminate 11 is, for example, 170°C or higher and 230°C or lower.
- the pressure when producing the metal-clad laminate 11 is, for example, 1.5 MPa or higher and 5.0 MPa or lower.
- the heating and pressurizing time when producing the metal-clad laminate 11 is, for example, 60 minutes or higher and 150 minutes or lower.
- the thickness of the metal foil 13 can be appropriately set according to the desired purpose.
- the metal foil 13 can be 0.2 ⁇ m or more and 70 ⁇ m or less.
- the metal foil may be a carrier-attached copper foil having a peeling layer and a carrier to improve handling.
- the thickness of the metal foil 13 is preferably 0.2 ⁇ m or more and 35 ⁇ m or less, and more preferably 1 ⁇ m or more and 18 ⁇ m or less.
- the adhesion between the insulating layer 12 in the metal-clad laminate 11 and the metal foil 13 is good.
- the peel strength between the insulating layer 12 and the metal foil 13 is preferably 0.5 kN/m or more, and more preferably 0.53 kN/m or more.
- the metal-clad laminate 11 of the present disclosure comprises an insulating layer 12 containing at least one of the cured product of composition (X) and the cured product of prepreg 1, and a metal foil 13.
- the cured product of composition (X) can have high adhesion to metals and high heat resistance. Therefore, the insulating layer 12 provided in the metal-clad laminate 11 can have high adhesion to metals and high heat resistance.
- a wiring board 21 can be produced from the metal-clad laminate 11, which comprises an insulating layer 22 that has high adhesion to the wiring 23 derived from the metal foil 13 and also has high heat resistance.
- the metal-clad laminate 11 has an insulating layer 12 containing a cured product of composition (X), which reduces the dielectric constant and dielectric tangent, and also reduces water absorption, so that deterioration of the dielectric constant and dielectric tangent due to water absorption can be suppressed.
- composition (X) a cured product of composition (X)
- FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a wiring board 21 according to an embodiment of the present disclosure.
- the wiring board 21 includes an insulating layer 22 made of composition (X) and wiring 23 overlapping the insulating layer 22.
- the insulating layer 22 includes the cured product of the composition (X).
- the insulating layer 22 may be made of the cured product of the composition (X).
- the insulating layer 22 may also be made of the cured product of the prepreg 1.
- the wiring board 21 includes the insulating layer 22 used by curing the prepreg 1 shown in FIG. 1, and wiring 23 overlapping the insulating layer 22.
- the wiring board 21 may be made from the metal-clad laminate 11.
- the wiring board 21 includes an insulating layer 22 made from the insulating layer 12, and wiring 23 that overlaps the insulating layer 22 and is formed by partially removing the metal foil 13.
- methods for producing wiring board 21 include a method of producing wiring board 21 using metal-clad laminate 11. More specifically, wiring can be formed by etching metal foil 13 on the surface of metal-clad laminate 11. That is, wiring board 21 can be obtained by forming a circuit by partially removing metal foil 13 on the surface of metal-clad laminate 11. In this manner, wiring board 21 can be produced in which wiring 23 is provided as a circuit on the surface of insulating layer 22.
- SAP semi-additive process
- MSAP modified semi-additive process
- the wiring board 21 of the present disclosure comprises an insulating layer 22 containing at least one of the cured product of the composition (X) and the cured product of the prepreg 1, and wiring 23.
- the cured product of the composition (X) can have high adhesion to metals and high heat resistance. Therefore, the insulating layer 22 provided in the wiring board 21 can have high adhesion to metals and high heat resistance. The reliability of the wiring board 21 provided with such an insulating layer 22 can be increased.
- the dielectric constant and dielectric tangent are reduced, and the water absorption is also reduced, so that the deterioration of the dielectric constant and dielectric tangent due to water absorption can be suppressed.
- FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of a resin-coated metal foil 31 according to this embodiment.
- the resin-coated metal foil 31 comprises a resin layer 32 containing at least one of the composition (X) and the semi-cured product of the composition (X), and a metal foil 33 that overlaps the resin layer 32.
- the resin-coated metal foil 31 may also comprise other layers between the resin layer 32 and the metal foil 33.
- the resin layer 32 may contain a semi-cured product of the composition (X), or may contain an uncured product of the composition (X). That is, the resin-coated metal foil 31 may be a resin-coated metal foil 31 that includes a resin layer 32 that includes a semi-cured product of the composition (X) (B-stage composition (X)) and a metal foil 33, or a resin-coated metal foil 31 that includes a resin layer 32 that includes an uncured product of the composition (X) before curing (A-stage composition (X)) and a metal foil 33.
- the resin layer 32 is made, for example, from a varnish-like resin composition containing the composition (X) and an organic solvent.
- the organic solvent may be reduced or removed by heating the resin layer 32.
- the resin layer 32 may or may not include a fibrous base material 3. Furthermore, if the resin layer 32 includes a fibrous base material 3, the same fibrous base material 3 as the fibrous base material 3 of the prepreg 1 can be used as the fibrous base material 3. In other words, the resin layer 32 may be made from the prepreg 1.
- the metal foil 33 can be the same as the metal foil 13 used in the metal-clad laminate 11.
- the resin-coated metal foil 31 may be provided with a cover film or the like as necessary.
- a cover film By providing a cover film, it is possible to prevent the intrusion of foreign matter.
- the cover film is not particularly limited, but examples include polyolefin films, polyester films, polymethylpentene films, and films formed by providing these films with a release agent layer.
- the cover film may be subjected to a surface treatment such as a matte treatment, corona treatment, release treatment, or roughening treatment as necessary.
- the resin-coated metal foil 31 can be produced, for example, by applying the above-mentioned varnish-like resin composition onto the metal foil 33 and heating it.
- the varnish-like resin composition is applied onto the metal foil 33, for example, by using a bar coater.
- the organic solvent can be volatilized from the varnish-like resin composition, and the organic solvent can be reduced or removed.
- the applied varnish-like resin composition is heated, for example, at a temperature of 80° C. or higher and 180° C. or lower for a time period of 1 minute or higher and 10 minutes or lower.
- the conditions for reducing or removing the organic solvent from the resin layer 32 by heating the resin layer 32 may be the same as the conditions for reducing or removing the organic solvent from the resin layer 2 by heating the resin layer 2 when producing the prepreg 1.
- a resin-coated metal foil 31 that has a resin layer 32 that includes at least one of composition (X) and a semi-cured product of composition (X). From this resin-coated metal foil 31, a cured product of composition (X) having improved heat resistance and improved adhesion to metal can be obtained. Then, from the resin layer 32 of this resin-coated metal foil 31, an insulating layer 12 of a metal-clad laminate 11 or an insulating layer 22 of a wiring board 21 that has improved heat resistance and improved adhesion to metal can be produced.
- composition (X) from the resin-coated metal foil 31 that has a reduced dielectric constant and dielectric tangent, improved desmearing properties, and reduced surface tack.
- composition (X) has enhanced moldability. Therefore, when resin-coated metal foil 31 is used to produce insulating layer 22 of wiring board 21, the filling ability of resin layer 32 of resin-coated metal foil 31 into the circuit pattern can also be improved.
- FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of a resin-attached film 41 according to the present embodiment.
- the resin-attached film 41 comprises a resin layer 42 containing at least one of composition (X) and a semi-cured product of composition (X), and a support film 43. That is, the resin-attached film 41 comprises a resin layer 42 containing at least one of composition (X) and a semi-cured product of composition (X), and a support film 43 overlapping the resin layer 42.
- the resin-attached film 41 may comprise other layers between the resin layer 42 and the support film 43.
- the resin layer 42 may contain a semi-cured product of the composition (X), or may contain an uncured product of the composition (X). That is, the resin-attached film 41 may be a resin-attached film 41 that includes a resin layer 42 that includes a semi-cured product of the composition (X) (B-stage composition (X)) and a support film 43, or a resin-attached film 41 that includes a resin layer 42 that includes an uncured product of the composition (X) before curing (A-stage composition (X)) and a support film 43.
- the resin layer 42 is made, for example, from a varnish-like resin composition containing the composition (X) and an organic solvent.
- the organic solvent may be reduced or removed by heating the resin layer 42.
- the resin layer 42 may or may not include a fibrous base material 3. Furthermore, if the resin layer 42 includes a fibrous base material 3, the fibrous base material 3 may be the same as the fibrous base material 3 of the prepreg 1. In other words, the resin layer 42 may be made from the prepreg 1.
- the support film 43 also includes at least one electrically insulating film selected from the group consisting of polyester film, polyethylene terephthalate (PET) film, polyimide film, polyparabanic acid film, polyether ether ketone film, polyphenylene sulfide film, polyamide film, polycarbonate film, and polyarylate film, etc.
- PET polyethylene terephthalate
- PET polyimide film
- polyparabanic acid film polyether ether ketone film
- polyphenylene sulfide film polyamide film
- polycarbonate film and polyarylate film, etc.
- the resin-coated film 41 may be provided with a cover film or the like as necessary.
- the cover film may be the same as that used for the resin-coated metal foil 31.
- the support film 43 and the cover film may be subjected to surface treatment such as matte treatment, corona treatment, release treatment, or roughening treatment, if necessary.
- Examples of methods for producing the resin-coated film 41 include a method in which a varnish-like resin composition is applied onto a support film 43 and heated to form a resin layer 42 that overlaps the support film 43, thereby producing the resin-coated film 41.
- One example of a method for applying the varnish-like resin composition to the support film 43 is to use a bar coater.
- the organic solvent can be volatilized from the varnish-like resin composition, and the organic solvent can be reduced or removed.
- the applied varnish-like resin composition is heated, for example, at a temperature of 80°C or higher and 180°C or lower for a time period of 1 minute or higher and 10 minutes or lower.
- the conditions for reducing or removing the organic solvent from the resin layer 42 by heating the resin layer 42 may be the same as the conditions for reducing or removing the organic solvent from the resin layer 2 by heating the resin layer 2 when producing the prepreg 1.
- the resin layer 42 containing at least one of the composition (X) and the semi-cured product of the composition (X) is formed on the support film 43, and the resin-attached film 41 is produced.
- a resin-attached film 41 that includes a resin layer 42 that includes at least one of the composition (X) and the semi-cured product of the composition (X). From this resin-attached film 41, a cured product of the composition (X) having improved heat resistance and improved adhesion to metals can be obtained. Then, from the resin layer 42 of this resin-attached film 41, an insulating layer 12 of a metal-clad laminate 11 or an insulating layer 22 of a wiring board 21 that has improved heat resistance and improved adhesion to metals can be produced.
- composition (X) a cured product of composition (X) from the resin-coated film 41 that has a reduced dielectric constant and dielectric tangent, improved desmearing properties, and reduced surface tackiness.
- composition (X) has enhanced moldability. Therefore, when resin-attached film 41 is used to produce insulating layer 22 of wiring board 21, the filling ability of resin layer 42 of resin-attached film 41 into the circuit pattern can also be improved.
- a multi-layer wiring board 21 may be produced by laminating a resin-coated film 41 on the wiring board 21, peeling off the support film 43, and then superimposing a resin layer 42 on the wiring board 21, or by peeling off the support film 43 from the resin-coated film 41 and then superimposing the resin layer 42 on the wiring board 21.
- the composition (X) according to the first aspect of the present disclosure contains a polyphenylene ether compound (A), a maleimide compound (B), a curing agent (C), and an inorganic filler (D).
- the inorganic filler (D) includes an inorganic filler (D1) surface-treated with a hydrophobic silane coupling agent, and an inorganic filler (D2) surface-treated with a hydrophilic silane coupling agent.
- the curing agent (C) includes a phenol compound (C1) having at least one of a group represented by formula (1) and a group represented by formula (2).
- the content of the inorganic filler (D1) is 20% by mass or more and 80% by mass or less with respect to the total amount of the inorganic filler (D1) and the inorganic filler (D2).
- composition (X) that has improved moldability and improved adhesion of the cured product to metal, as well as a prepreg (1), a metal-clad laminate (11), a wiring board (21), a resin-coated metal foil (31), and a resin-coated film (41) made from the composition (X).
- the phenol compound (C1) includes a phenol compound (C1-0) having a total of two or more groups represented by the above formula (1) and two or more groups represented by the above formula (2) in one molecule.
- the phenol compound (C1) includes a polyfunctional phenol compound (C1-2) having at least two chemical structures represented by formula (16) in one molecule.
- R 39 represents an allyl group, a 1-propenyl group, or a hydrogen atom.
- R 40 represents an allyl group, a 1-propenyl group, or a hydrogen atom. At least one of R 39 and R 40 represents an allyl group or a 1-propenyl group.
- R 41 represents a hydrogen atom, a methyl group, a methoxy group, a hydroxy group, an aldehyde group, or a phenyl group.
- composition (X) according to the fourth aspect of the present disclosure in any one of the first to third aspects, contains a modified polyphenylene ether compound (A1) in which a polyphenylene ether compound (A) is terminally modified with a substituent having a carbon-carbon unsaturated double bond, and the modified polyphenylene ether compound (A1) has at least one of a group represented by formula (3) and a group represented by formula (4).
- p represents an integer of 0 or more and 10 or less.
- Z represents an arylene group.
- R 1 to R 3 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group.
- R4 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
- the curing agent (C) further contains a methacrylate compound (C2).
- the hydrophobic silane coupling agent includes at least one selected from the group consisting of a vinyl group, a methacryl group, and a styryl group.
- the hydrophilic silane coupling agent contains at least one selected from the group consisting of an amino group, an epoxy group, and an isocyanate group.
- composition (X) according to the eighth aspect of the present disclosure is any one of the first to seventh aspects, in which the content of the phenol compound (C1) is 5% by mass or more and 40% by mass or less based on the total amount of the polyphenylene ether compound (A), the maleimide compound (B), and the curing agent (C).
- composition (X) according to the ninth aspect of the present disclosure is any one of the first to eighth aspects, in which the content of the inorganic filler (D) is 150 parts by mass or more and 400 parts by mass or less per 100 parts by mass of the total of the polyphenylene ether compound (A), the maleimide compound (B), and the curing agent (C).
- the prepreg (1) according to the tenth aspect of the present disclosure comprises a resin layer (2) containing at least one of the composition (X) according to any one of the first to ninth aspects and a semi-cured product of the composition (X), and the resin layer (2) further contains a fibrous base material (3).
- the metal-clad laminate (11) according to an eleventh aspect of the present disclosure comprises an insulating layer (12) containing at least one of a cured product of the composition (X) according to any one of the first to ninth aspects and a cured product of the prepreg (1), and a metal foil (13).
- the wiring board (21) according to the twelfth aspect of the present disclosure comprises an insulating layer (22) containing at least one of a cured product of the composition (X) according to any one of the first to ninth aspects and a cured product of the prepreg (1), and wiring (23).
- the resin-coated metal foil (31) according to the thirteenth aspect of the present disclosure comprises a resin layer (32) containing at least one of the composition (X) of any one of the first to ninth aspects and a semi-cured product of the composition (X), and a metal foil (33).
- the resin-coated film (41) according to the fourteenth aspect of the present disclosure comprises a resin layer (42) containing at least one of the composition (X) of any one of the first to ninth aspects and a semi-cured product of the composition (X), and a support film (43).
- Polyphenylene ether compound 1 a polyphenylene ether compound having a vinylbenzyl group (ethenylbenzyl group) at the end ("OPE-2st 1200" manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc., Mn 1,200, a polyphenylene ether compound represented by the above formula (12), in which Z is a phenylene group, R 2 to R 4 are hydrogen atoms, and p is 1).
- Maleimide compound 1 A maleimide compound represented by the above formula (15), in which R 35 to R 38 are hydrogen atoms ("MIR-3000” manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., number average molecular weight 690, weight average molecular weight 870).
- Phenolic compound 1 2,2'-diallyl bisphenol A ("DABPA” manufactured by Daiwa Chemical Industry Co., Ltd.).
- Phenolic compound 2 a phenolic compound having an allyl group in the molecule ("LVA” manufactured by Gun-ei Chemical Industry Co., Ltd.).
- Methacrylate compound tricyclodecane dimethanol dimethacrylate ("NK Ester DCP” manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.).
- Inorganic filler 1 Silica particles surface-treated with a silane coupling agent having a vinyl group in the molecule ("SC2500-SV” manufactured by Admatechs Co., Ltd.).
- Inorganic filler 2 Silica particles surface-treated with a silane coupling agent having a phenylamino group in the molecule ("SC2500-SXJ" manufactured by Admatechs Co., Ltd.).
- the two resin-coated metal foils prepared by the above method were laminated together so that the resin layers were bonded to each other, and then heated and pressed for 120 minutes under vacuum conditions at a temperature of 200°C and a pressure of 5 to 10 kg/ cm2 to obtain a metal-clad laminate (evaluation substrate) having a 100 ⁇ m-thick insulating layer and thin copper foils with carrier copper foils on both sides of the insulating layer.
- Glass transition temperature (Tg) The glass transition temperatures of the cured resin compositions of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 prepared according to the method described in "1. Preparation of Resin Composition” were measured. A viscoelasticity spectrometer "DMS6100” manufactured by Seiko Instruments Inc. was used to measure the glass transition temperatures. Dynamic viscoelasticity measurements were performed with a bending module at a frequency of 10 Hz, and the glass transition temperature was determined as the temperature at which the loss tangent (tan ⁇ ) was maximized when the temperature was raised from room temperature to 300°C at a heating rate of 5°C/min. For the evaluation, the cured resin compositions of each Example and Comparative Example were used as insulating layers peeled off from evaluation boards prepared according to the method described in "2.1 Preparation of Evaluation Boards".
- the peel strength was evaluated by the following method. First, the carrier copper foil (thickness 18 ⁇ m) of one of the two thin copper foils with carrier copper foils provided in the metal-clad laminate (evaluation substrate) was peeled off. Next, the thin copper foil (thickness 3 ⁇ m) that overlapped the peeled carrier copper foil was plated up by electroless/electrolytic copper plating or the like to form a metal layer (thickness 35 ⁇ m) containing the thin copper foil. Then, the metal layer was peeled off, and the peel strength at that time was measured in accordance with JIS C6481 (1996).
- the evaluation substrate was cut to a size of 10 mm wide and 100 mm long, and the metal layer was peeled off from the evaluation substrate obtained by cutting at a speed of 50 mm/min using a tensile tester, and the peel strength (kN/m) at that time was measured.
- the moldability was evaluated by the following method. First, the carrier copper foil (thickness 18 ⁇ m) of one of the two thin copper foils with carrier copper foils provided in the metal-clad laminate (evaluation substrate) was peeled off. Next, the thin copper foil (thickness 3 ⁇ m) that overlapped the peeled carrier copper foil was plated up by electroless/electrolytic copper plating or the like to form a metal layer (thickness 35 ⁇ m) containing the thin copper foil. Next, the metal layer was peeled off, and the appearance of the insulating layer after the copper foil was peeled off was visually observed and evaluated. The case where no voids were confirmed in the insulating layer was evaluated as "A”, and the case where voids were confirmed was evaluated as "B".
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Abstract
本開示の課題は、成形性が高まり、かつ硬化物の金属への密着性が高まる樹脂組成物並びにその樹脂組成物から作製されるプリプレグ、金属張積層板、配線板、樹脂付き金属箔及び樹脂付きフィルムを提供することである。 樹脂組成物は、ポリフェニレンエーテル化合物(A)、マレイミド化合物(B)、硬化剤(C)、及び無機フィラー(D)を含有する。無機フィラー(D)は、疎水性シランカップリング剤で表面処理された無機フィラー(D1)、及び親水性シランカップリング剤で表面処理された無機フィラー(D2)を含む。硬化剤(C)は、式(1)で表される基及び式(2)で表される基のうち少なくとも一方を有するフェノール化合物(C1)を含む。無機フィラー(D1)の含有量が、無機フィラー(D1)及び無機フィラー(D2)の全量に対して、20質量%以上80質量%以下である。
Description
本開示は、樹脂組成物、プリプレグ、金属張積層板、配線板、樹脂付き金属箔及び樹脂付きフィルムに関し、より詳細には、熱硬化性樹脂を含有する樹脂組成物、並びにその樹脂組成物から作製されるプリプレグ、金属張積層板、配線板、樹脂付き金属箔及び樹脂付きフィルムに関する。
特許文献1に記載のポリフェニレンエーテル樹脂組成物は、低い誘電率及び低い誘電損失を有し、長期使用過程において基材の誘電率と誘電損失とを安定的に保持できる。
本開示の課題は、成形性が高まり、かつ硬化物の金属への密着性が高まる樹脂組成物並びに、その樹脂組成物から作製されるプリプレグ、金属張積層板、配線板、樹脂付き金属箔及び樹脂付きフィルムを提供することである。
本開示の一態様に係る樹脂組成物は、ポリフェニレンエーテル化合物(A)、マレイミド化合物(B)、硬化剤(C)、及び無機フィラー(D)を含有する。前記無機フィラー(D)は、疎水性シランカップリング剤で表面処理された無機フィラー(D1)、及び親水性シランカップリング剤で表面処理された無機フィラー(D2)を含む。前記硬化剤(C)は、式(1)で表される基及び式(2)で表される基のうち少なくとも一方を有するフェノール化合物(C1)を含む。前記無機フィラー(D1)の含有量が、前記無機フィラー(D1)及び前記無機フィラー(D2)の全量に対して、20質量%以上80質量%以下である。
本開示の一態様に係るプリプレグは、前記樹脂組成物及び前記樹脂組成物の半硬化物のうち少なくとも一方を含む樹脂層を備える。前記樹脂層が、更に繊維質基材を含む。
本開示の一態様に係る金属張積層板は、前記樹脂組成物の硬化物及び前記プリプレグの硬化物のうち少なくとも一方を含む絶縁層と、金属箔とを備える。
本開示の一態様に係る配線板は、前記樹脂組成物の硬化物及び前記プリプレグの硬化物のうち少なくとも一方を含む絶縁層と、配線とを備える。
本開示の一態様に係る樹脂付き金属箔は、前記樹脂組成物及び前記樹脂組成物の半硬化物のうち少なくとも一方を含む樹脂層と、金属箔とを備える。
本開示の一態様に係る樹脂付きフィルムは、前記樹脂組成物及び前記樹脂組成物の半硬化物のうち少なくとも一方を含む樹脂層と、支持フィルムとを備える。
1.概要
まず、本開示に至った経緯について説明する。
まず、本開示に至った経緯について説明する。
各種電子機器において、情報処理量の増大に伴い、搭載される半導体デバイスの高集積化、配線の高密度化、及び多層化等の実装技術が進展している。また、各種電子機器に用いられる配線板としては、例えば、車載用途におけるミリ波レーダー基板等の、高周波対応の配線板であることが求められる。各種電子機器において用いられる配線板の絶縁層を構成するための基板材料には信号の伝送速度を高め、信号の伝送時の損失を低減させるために、誘電率及び誘電正接の値が低いことが求められる。
ポリフェニレンエーテルは、MHz帯からGHz帯という高周波数帯において、誘電率及び誘電正接は、優れていることが知られている。そのため、ポリフェニレンエーテルは、例えば、高周波成形材料として用いられる。より具体的には、高周波数帯を利用する電子機器に設けられるプリント配線板の絶縁層を構成するための基板材料に好ましく用いられる。
特許文献1には、低い誘電率及び低い誘電損失を有し、かつ長期間使用しても基材の誘電率及び誘電損失が変化しにくいポリフェニレンエーテル樹脂組成物が開示されている。
上記記載の特性に加えて、プリント配線板等の絶縁材料には、樹脂組成物の成形性が高いこと及び樹脂組成物の硬化物の金属への密着性が高いことの両方が必要とされている。
このような事情に鑑みて、発明者は、成形性が高まり、かつ硬化物の金属への密着性が高まる樹脂組成物を得ることができるよう鋭意研究開発を行った結果、本開示の完成に至った。
実施形態について、図1から図5を参照しながら説明する。なお、下記の実施形態は、本開示の様々な実施形態の一部に過ぎない。また、下記の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、以下において参照する図は、いずれも模式的な図であり、図中の構成要素の寸法比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
2.樹脂組成物
[成分]
本開示の樹脂組成物(以下、組成物(X)ともいう)に含まれる成分について説明する。
[成分]
本開示の樹脂組成物(以下、組成物(X)ともいう)に含まれる成分について説明する。
組成物(X)は、ポリフェニレンエーテル化合物(A)、マレイミド化合物(B)、硬化剤(C)、無機フィラー(D)を含有する。そして、無機フィラー(D)は、疎水性シランカップリング剤で表面処理された無機フィラー(D1)(以下、単に、無機フィラー(D1)ともいう)、及び親水性シランカップリング剤で表面処理された無機フィラー(D2)(以下、単に、無機フィラー(D2)ともいう)を含有する。
<ポリフェニレンエーテル化合物>
組成物(X)は、上記の通り、ポリフェニレンエーテル化合物(A)を含有する。これにより、組成物(X)の硬化物の誘電率及び誘電正接が低められ、かつ組成物(X)の硬化物の耐熱性が高まりうる。
組成物(X)は、上記の通り、ポリフェニレンエーテル化合物(A)を含有する。これにより、組成物(X)の硬化物の誘電率及び誘電正接が低められ、かつ組成物(X)の硬化物の耐熱性が高まりうる。
また、ポリフェニレンエーテル化合物(A)は、炭素-炭素不飽和二重結合を有する置換基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(A1)(以下、単に、変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1)ともいう)を含むことが好ましい。この場合、組成物(X)の硬化物の誘電率及び誘電正接がより低められ、かつ組成物(X)の硬化物の耐熱性がより高まりうる。
変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1)に関し、炭素-炭素不飽和二重結合を有する置換基としては、例えば、下記式(3)で表される置換基等が挙げられる。
上記式(3)中、pは0以上10以下の整数を示す。また、Zは、アリーレン基を示す。また、R1~R3は、それぞれ独立している。すなわち、R1~R3は、それぞれ同一の基であっても、異なる基であってもよい。また、R1~R3は、水素原子又はアルキル基を示す。なお、上記式(3)において、pが0である場合は、Zがポリフェニレンエーテルの末端に直接結合していることを示す。アリーレン基の具体的な例としては、例えば、フェニレン基等の単環式芳香族基、又はナフタレン環等の多環式芳香族基等が挙げられる。また、このアリーレン基は、芳香族環に結合する水素原子が、アルケニル基、アルキニル基、ホルミル基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、又はアルキニルカルボニル基等の官能基で置換された誘導体を含んでいてもよい。また、アルキル基は、特に限定はされないが、炭素数1以上18以下のアルキル基であることが好ましく、炭素数1以上10以下のアルキル基であることがより好ましい。アルキル基の具体的な例としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、又はデシル基等が挙げられる。
また、変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1)に関し、炭素-炭素不飽和二重結合を有する置換基としては、例えば、下記式(4)で表される置換基等も挙げられる。
上記式(4)中、R4は、水素原子又はアルキル基を示す。アルキル基は、特に限定はされないが、炭素数1以上18以下のアルキル基であることが好ましく、炭素数1以上10以下のアルキル基であることがより好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、又はデシル基等が挙げられる。また、上記式(4)で表される置換基としては、例えば、アクリレート基又はメタクリレート基等が挙げられる。
更に、上記式(3)で表される基のより具体的な例としては、例えば、下記式(5)で表されるビニルベンジル基(エテニルベンジル基)、又はビニルフェニル基等が挙げられる。また、ビニルベンジル基のより具体的な例としては、例えば、o-エテニルベンジル基、m-エテニルベンジル基、又はp-エテニルベンジル基等が挙げられる。
炭素-炭素不飽和二重結合を有する置換基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(A1)は、ポリフェニレンエーテル鎖を分子中に有しており、下記式(6)で表される繰り返し単位を分子中に有していることが好ましい。
上記式(6)中、tは、1以上50以下の整数を示す。また、R5~R8は、それぞれ独立している。すなわち、R5~R8は、それぞれ同一の基であっても、異なる基であってもよい。また、R5~R8は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ホルミル基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、又はアルキニルカルボニル基を示す。この中でも、水素原子及びアルキル基が好ましい。
R5~R8において、挙げられた各官能基としては、具体的には、以下のようなものが挙げられる。
アルキル基は、特に限定されないが、例えば、炭素数1以上18以下のアルキル基であることが好ましく、炭素数1以上10以下のアルキル基であることがより好ましい。アルキル基の具体的な例としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、又はデシル基等が挙げられる。
アルケニル基は、特に限定されないが、例えば、炭素数2以上18以下のアルケニル基であることが好ましく、炭素数2以上10以下のアルケニル基であることがより好ましい。アルケニル基の具体的な例としては、例えば、ビニル基、アリル基、又は3-ブテニル基等が挙げられる。
アルキニル基は、特に限定されないが、例えば、炭素数2以上18以下のアルキニル基であることが好ましく、炭素数2以上10以下のアルキニル基であることがより好ましい。アルキニル基の具体的な例としては、例えば、エチニル基、又はプロパ-2-イン-1-イル基(プロパルギル基)等が挙げられる。
アルキルカルボニル基は、アルキル基で置換されたカルボニル基であれば、特に限定されないが、例えば、炭素数2以上18以下のアルキルカルボニル基であることが好ましく、炭素数2以上10以下のアルキルカルボニル基であることがより好ましい。アルキルカルボニル基の具体的な例としては、例えば、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、ピバロイル基、ヘキサノイル基、オクタノイル基、又はシクロヘキシルカルボニル基等が挙げられる。
アルケニルカルボニル基は、アルケニル基で置換されたカルボニル基であれば、特に限定されないが、例えば、炭素数3以上18以下のアルケニルカルボニル基であることが好ましく、炭素数3以上10以下のアルケニルカルボニル基であることがより好ましい。アルケニルカルボニル基の具体的な例としては、例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、又はクロトノイル基等が挙げられる。
アルキニルカルボニル基は、アルキニル基で置換されたカルボニル基であれば、特に限定されないが、例えば、炭素数3以上18以下のアルキニルカルボニル基であることが好ましく、炭素数3以上10以下のアルキニルカルボニル基であることがより好ましい。アルキニルカルボニル基の具体的な例としては、例えば、プロピオロイル基等が挙げられる。
変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1)の重量平均分子量(Mw)は、特に限定されないが、具体的には、500以上5,000以下であることが好ましく、800以上4,000以下であることがより好ましく、1,000以上3,000以下であることが更に好ましい。変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1)の重量平均分子量は、一般的な分子量測定方法で測定したものであればよく、具体的には、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)を用いて測定し、ポリスチレン換算した値等が挙げられる。
また、変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1)が、上記式(6)で表される繰り返し単位を分子中に有している場合、tは、ポリフェニレンエーテル化合物(A)の重量平均分子量が500以上5,000以下のような範囲内になるような数値であることが好ましい。具体的には、tは、1以上50以下であることが好ましい。
なお、変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1)の重量平均分子量が500以上5,000以下の範囲内であると、組成物(X)の硬化物の耐熱性が高まり、かつ組成物(X)の成形性が高まる。なお、本開示において、組成物(X)の成形性とは、組成物(X)を硬化させた際に発生するボイドの多寡のことを意味し、組成物(X)の成形性が高まることにより、組成物(X)の硬化物のボイドの発生が抑制されうる。
また、組成物(X)が、重量平均分子量が500以上5,000以下の範囲内にある変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1)を含む場合、組成物(X)の硬化物の耐熱性が高まり、かつ組成物(X)の成形性が高まる理由としては、以下のことによると考えられる。
末端変性されていない通常のポリフェニレンエーテルでは、その重量平均分子量が500以上5,000以下の範囲内であると、比較的低分子量のものであるため、ポリフェニレンエーテルを含有する樹脂組成物から作製される硬化物の耐熱性が低下する傾向がある。これに対して、変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1)は、末端に不飽和二重結合を有するため、変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1)を含有する組成物(X)から作製される硬化物の耐熱性が高くなる。また、変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1)の重量平均分子量が、500以上5,000以下の範囲内であり、比較的低分子量のものであるため、組成物(X)の成形性が高まる。すなわち、変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1)の重量平均分子量が500以上5,000以下の範囲内である場合、組成物(X)の硬化物の耐熱性が高まり、かつ組成物(X)の成形性も高まる。
変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1)1分子当たりの、炭素-炭素不飽和二重結合を有する置換基の平均個数(末端官能基数)は、特に限定されないが、具体的には、1個以上5個以下であることが好ましく、1個以上3個以下であることがより好ましく、1.5個以上3個以下であることが更に好ましい。この末端官能基数が1個以上である場合、組成物(X)の硬化物の耐熱性がより高まりうる。また、この末端官能基数が5個以下である場合、組成物(X)の反応性が調節されやすくなり、その結果、組成物(X)の流動性が高まるとともに、かつ組成物(X)の保存安定性が高まりうる。すなわち、このような変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1)を含有する組成物(X)がプリント配線板を作製するために適用された場合、組成物(X)の流動性が充分高められているため、多層プリント配線板を作製する際における組成物(X)の硬化物のボイドの発生が抑制されやすくなる。これにより、組成物(X)の硬化物を含む配線板の信頼性が高まりうる。なお、「配線板の信頼性」とは、絶縁信頼性を意味する。例えば、ボイドの多い樹脂組成物の硬化物を含む配線板は、水を吸収しうるため、その配線板の絶縁信頼性を損ないやすい傾向がある。これに対して、本開示の組成物(X)の硬化物を含む配線板は、その硬化物のボイドの発生が抑制されており、このため、水を吸収しにくい傾向がある。これにより、組成物(X)の硬化物を含む配線板の絶縁信頼性が高まりうる。
なお、変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1)の末端官能基数は、変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1)の1モル中に存在する全ての変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1)の1分子あたりの、置換基の平均値を表した数値等が挙げられる。この末端官能基数は、例えば、得られた変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1)に残存する水酸基数を測定して、変性前のポリフェニレンエーテルの水酸基数からの減少分を算出することによって、測定することができる。この変性前のポリフェニレンエーテルの水酸基数からの減少分が、末端官能基数である。そして、変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1)に残存する水酸基数は、変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1)の溶液に、水酸基と会合する4級アンモニウム塩(テトラエチルアンモニウムヒドロキシド)を添加し、その混合溶液のUV吸光度を測定することによって、求めることができる。
変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1)の固有粘度は、特に限定されないが、具体的には、0.03dl/g以上0.12dl/g以下であることが好ましく、0.04dl/g以上0.11dl/g以下であることがより好ましく、0.06dl/g以上0.095dl/g以下であることが更に好ましい。この固有粘度が、0.03dl/g以上である場合、変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1)の重量平均分子量が高まりやすくなり、これにより、組成物(X)の硬化物の誘電率及び誘電正接が特に低められうる。また、固有粘度が0.12dl/g以下である場合、組成物(X)の粘度が調整されやすくなり、組成物(X)の流動性が確保されうる。これにより、組成物(X)の成形性が高まりうる。すなわち、変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1)の固有粘度が0.03dl/g以上0.12dl/g以下の範囲内である場合、組成物(X)の硬化物の誘電率及び誘電正接が低められながら、かつ組成物(X)の成形性が高まりうる。
なお、変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1)の固有粘度は、25℃の塩化メチレン中で測定した固有粘度であり、より具体的には、例えば、0.18g/45mlの塩化メチレン溶液(液温25℃)を、粘度計で測定した値等である。粘度計としては、例えば、Schott社製のAVS500 Visco System等が使用される。
変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1)は、例えば、下記式(7)で表される変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1-1)、及び下記式(8)で表される変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1-2)のうち少なくとも一方を含んでいてもよい。つまり、ポリフェニレンエーテル化合物(A)は、下記式(7)で表される変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1-1)、及び下記式(8)で表される変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1-2)のうちいずれか一方を含んでいてもよく、下記式(7)で表される変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1-1)、及び下記式(8)で表される変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1-2)の両方を含んでいてもよい。
上記式(7)及び上記式(8)中、R9~R16並びにR17~R24は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ホルミル基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、又はアルキニルカルボニル基を示す。X1及びX2は、それぞれ独立して、炭素-炭素不飽和二重結合を有する置換基を示す。A及びBは、それぞれ、下記式(9)及び下記式(10)で表される繰り返し単位を示す。また、上記式(8)中、Yは、炭素数20以下の直鎖状、分岐状、又は環状の炭化水素基を示す。
上記式(9)及び上記式(10)中、m及びnは、それぞれ、0以上20以下を示す。R25~R28並びにR29~R32は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ホルミル基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、又はアルキニルカルボニル基を示す。
上記式(9)及び上記式(10)において、R25~R28並びにR29~R32は、上述したように、それぞれ独立している。すなわち、R25~R28並びにR29~R32は、それぞれ同一の基であってもよく、異なる基であってもよい。また、R25~R28並びにR29~R32は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ホルミル基、アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、又はアルキニルカルボニル基を示す。この中でも、水素原子及びアルキル基が好ましい。なお、R25~R32は、上記式(6)におけるR5~R8と同じであってもよい。
上記式(9)及び上記式(10)中、m及びnは、それぞれ、上述したように、0以上20以下を示すことが好ましい。また、m及びnは、mとnとの合計値が、1以上30以下となる数値を示すことが好ましい。よって、mは、0以上20以下を示し、nは、0以上20以下を示し、mとnとの合計は、1以上30以下を示すことがより好ましい。
上記式(8)中において、Yは、上記の通り、炭素数20以下の直鎖状、分岐状、又は環状の炭化水素基である。Yとしては、例えば、下記式(11)で表される基等が挙げられる。
上記式(11)中、R33及びR34は、それぞれ独立して、水素原子又はアルキル基を示す。アルキル基としては、例えば、メチル基等が挙げられる。また、上記式(11)で表される基としては、例えば、メチレン基、メチルメチレン基、又はジメチルメチレン基等が挙げられ、この中でも、ジメチルメチレン基が好ましい。
上記式(7)及び上記式(8)中において、X1及びX2は、それぞれ独立している。X1及びX2は、例えば、炭素-炭素不飽和二重結合を有する置換基である。X1及びX2の各々は、例えば、上記式(3)で表される置換基又は上記式(4)で表される置換基である。なお、上記式(7)で表されるポリフェニレンエーテル化合物(A1-1)及び上記式(8)で表されるポリフェニレンエーテル化合物(A1-2)において、X1及びX2は、同一の置換基であってもよいし、異なる置換基であってもよい。
上記式(7)で表されるポリフェニレンエーテル化合物(A1-1)のより具体的な例示としては、例えば、下記式(12)で表される変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1-11)等が挙げられる。
上記式(8)で表されるポリフェニレンエーテル化合物(A1-2)のより具体的な例示としては、例えば、下記式(13)で表される変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1-21)、又は下記式(14)で表される変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1-22)等が挙げられる。
上記式(12)~式(14)において、m及びnは、上記式(9)及び上記式(10)におけるm及びnと同じである。また、上記式(12)及び上記式(13)において、R1~R3、p及びZは、上記式(3)におけるR1~R3、p及びZと同じである。また、上記式(13)及び上記式(14)において、Yは、上記式(8)におけるYと同じである。また、上記式(14)において、R4は、上記式(4)におけるR4と同じである。
変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1)の合成方法について説明する。具体的には、ポリフェニレンエーテルに、炭素-炭素不飽和二重結合を有する置換基とハロゲン原子とが結合した化合物を反応させる方法等が挙げられる。
原料であるポリフェニレンエーテルは、最終的に、所定の変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1)を合成することができるものであれば、特に限定されない。具体的には、2,6-ジメチルフェノールと2官能フェノール及び3官能フェノールの少なくともいずれか一方とからなるポリフェニレンエーテルやポリ(2,6-ジメチル-1,4-フェニレンオキサイド)等のポリフェニレンエーテルを主成分とするもの等が挙げられる。また、2官能フェノールとは、フェノール性水酸基を分子中に2個有するフェノール化合物であり、例えば、テトラメチルビスフェノールA等が挙げられる。また、3官能フェノールとは、フェノール性水酸基を1分子中に3個有するフェノール化合物である。
変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1)の合成方法は、上述した方法が挙げられる。具体的には、上記のようなポリフェニレンエーテルと、炭素-炭素不飽和二重結合を有する置換基及びハロゲン原子が結合した化合物とを溶媒に溶解させ、攪拌する。そうすることによって、ポリフェニレンエーテルと、炭素-炭素不飽和二重結合を有する置換基及びハロゲン原子が結合した化合物とが反応し、本実施形態で用いられる変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1)が得られる。
ポリフェニレンエーテルと、炭素-炭素不飽和二重結合を有する置換基及びハロゲン原子が結合した化合物との反応の際、アルカリ金属水酸化物の存在下で反応が行われることが好ましい。そうすることによって、この反応が好適に進行すると考えられる。このことは、アルカリ金属水酸化物が、脱ハロゲン化水素剤、具体的には、脱塩酸剤として機能するためと考えられる。すなわち、アルカリ金属水酸化物が、ポリフェニレンエーテルのフェノール基と、炭素-炭素不飽和二重結合を有する置換基及びハロゲン原子が結合した化合物とから、ハロゲン化水素を脱離させ、そうすることによって、ポリフェニレンエーテルのフェノール基の水素原子の代わりに、炭素-炭素不飽和二重結合を有する置換基が、フェノール基の酸素原子に結合すると考えられる。
アルカリ金属水酸化物は、脱ハロゲン化剤として働きうるものであれば、特に限定されないが、例えば、水酸化ナトリウム等が挙げられる。また、アルカリ金属水酸化物は、通常、水溶液の状態で用いられ、具体的には、水酸化ナトリウム水溶液として用いられる。
反応時間や反応温度等の反応条件は、炭素-炭素不飽和二重結合を有する置換基及びハロゲン原子が結合した化合物等によっても異なり、上記のような反応が好適に進行する条件であれば、特に限定されない。具体的には、反応温度は、室温(20℃)以上100℃以下であることが好ましく、30℃以上100℃以下であることがより好ましい。また、反応時間は、0.5時間以上20時間以下であることが好ましく、0.5時間以上10時間以下であることがより好ましい。
ポリフェニレンエーテルと、炭素-炭素不飽和二重結合を有する置換基及びハロゲン原子が結合した化合物との反応時に用いる溶媒は、ポリフェニレンエーテルと、炭素-炭素不飽和二重結合を有する置換基及びハロゲン原子が結合した化合物とを溶解させることができ、ポリフェニレンエーテルと、炭素-炭素不飽和二重結合を有する置換基及びハロゲン原子が結合した化合物との反応を阻害しないものであれば、特に限定されない。具体的には、トルエン等が挙げられる。
ポリフェニレンエーテルと、炭素-炭素不飽和二重結合を有する置換基及びハロゲン原子が結合した化合物との反応は、アルカリ金属水酸化物だけではなく、相間移動触媒も存在した状態で反応させることが好ましい。すなわち、上記の反応は、アルカリ金属水酸化物及び相間移動触媒の存在下で反応させることが好ましい。そうすることによって、上記反応がより好適に進行すると考えられる。このことは、以下のことによると考えられる。相間移動触媒は、アルカリ金属水酸化物を取り込む機能を有し、水のような極性溶剤の相と、有機溶剤のような非極性溶剤の相との両方の相に可溶で、これらの相間を移動することができる触媒であることによると考えられる。具体的には、アルカリ金属水酸化物として、水酸化ナトリウム水溶液を用い、溶媒として、水に相溶しない、トルエン等の有機溶剤を用いた場合、水酸化ナトリウム水溶液を、反応に供されている溶媒に滴下しても、溶媒と水酸化ナトリウム水溶液とが分離し、水酸化ナトリウムが、溶媒に移行しにくいと考えられる。そうなると、アルカリ金属水酸化物として添加した水酸化ナトリウム水溶液が、反応促進に寄与しにくくなると考えられる。これに対して、アルカリ金属水酸化物及び相間移動触媒の存在下で反応させると、アルカリ金属水酸化物が相間移動触媒に取り込まれた状態で、溶媒に移行し、水酸化ナトリウム水溶液が、反応促進に寄与しやすくなると考えられる。このため、アルカリ金属水酸化物及び相間移動触媒の存在下で反応させると、上記反応がより好適に進行すると考えられる。相間移動触媒は、特に限定されないが、例えば、テトラ-n-ブチルアンモニウムブロマイド等の第4級アンモニウム塩等が挙げられる。
なお、組成物(X)には、上記のようにして得られた変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1)を含むことが好ましい。
<マレイミド化合物>
組成物(X)は、上記の通り、分子中にマレイミド基を有するマレイミド化合物(B)を含有する。これにより、組成物(X)の硬化物のガラス転移温度が高まりうる。
組成物(X)は、上記の通り、分子中にマレイミド基を有するマレイミド化合物(B)を含有する。これにより、組成物(X)の硬化物のガラス転移温度が高まりうる。
マレイミド化合物(B)は、単一の化合物のみを含有していてもよく、また、2種以上の化合物を含有していてもよい。マレイミド化合物(B)としては、例えば、分子中にマレイミド基を1個有する単官能マレイミド化合物、又は分子中にマレイミド基を2個以上有する多官能マレイミド化合物等が挙げられる。
分子中にマレイミド基を1個有する単官能マレイミド化合物としては、例えば、o-クロロフェニルマレイミド等のクロロフェニルマレイミド、o-メチルフェニルマレイミド等のメチルフェニルマレイミド、p-ヒドロキシフェニルマレイミド等のヒドロキシフェニルマレイミド、p-カルボキシフェニルマレイミド等のカルボキシフェニルマレイミド、N-ドデシルマレイミド、又はフェニルメタンマレイミド等が挙げられる。
分子中にマレイミド基を2個以上有する多官能マレイミド化合物としては、具体的には、4,4’-ジフェニルメタンビスマレイミド、ビスフェノールAビス(4-マレイミドフェニルエーテル)、3,3’-ジメチル-5,5’-ジエチル-4,4’-ジフェニルメタンビスマレイミド、4-メチル-1,3-フェニレンビスマレイミド、1,6-ビスマレイミド-(2,2,4-トリメチル)ヘキサン、4,4’-ジフェニルエーテルビスマレイミド、4,4’-ジフェニルスルフォンビスマレイミド、1,3-ビス(3-マレイミドフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-マレイミドフェノキシ)ベンゼン又はポリフェニルメタンマレイミド等が挙げられる。これらの中で、マレイミド化合物(B)は、ポリフェニルメタンマレイミドを含むことが好ましい。この場合、組成物(X)の誘電率及び誘電正接が低められやすく、かつ組成物(X)の硬化物のガラス転移温度が高められうる。
また、マレイミド化合物(B)は、下記式(15)で表されるマレイミド化合物(B1)(以下、単にマレイミド化合物(B1)ともいう)を含むことも好ましい。この場合も、組成物(X)の誘電率及び誘電正接が低められやすく、かつ組成物(X)の硬化物のガラス転移温度が高められうる。
上記式(15)中のsは、重合度の平均値である繰り返し単位の数を示し、1以上5以下である。つまり、マレイミド化合物(B1)は、上記式(15)で表される複数のマレイミド化合物を含み、それら複数のマレイミド化合物において、上記式(15)中の繰り返し単位の数の平均値が、1以上5以下となっていればよい。更に言い換えれば、マレイミド化合物(B1)は、繰り返し単位の数の平均値sが、1以上5以下となるのであれば、上記式(15)においてsが0である式で表される1官能体であるマレイミド化合物を含んでいてもよく、上記式(15)においてsが6以上である式で表されるマレイミド化合物を含んでいてもよい。
R35~R38は、それぞれ独立しており、水素原子、炭素数が1以上5以下であるアルキル基、又はフェニル基である。この中でも、水素原子が好ましい。また、炭素数が1以上5以下のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、又はネオペンチル基等が挙げられる。
また、上記式(15)中、R35~R38は、マレイミド環に直接結合している芳香環が有する基を示す。より詳しくは、R35及びR36の各々は、上記式(15)中、繰り返し単位には含まれないマレイミド環に直接結合している芳香環が有する炭素原子のいずれかに結合している。そして、R37及びR38の各々は、上記式(15)中、繰り返し単位に含まれるマレイミド環に直接結合している芳香環が有する炭素原子のいずれかに結合している。
更に、上記式(15)中の繰り返し単位に含まれるR37及びR38の各々は、繰り返し単位ごとに独立している。したがって、上記式(15)中の繰り返し単位に含まれるR37及びR38の各々は、繰り返し単位ごとに同じであってもよく、異なっていてもよい。
マレイミド化合物(B1)の数平均分子量は、150以上2,000以下であることが好ましい。この場合、組成物(X)の硬化物のガラス転移温度がより高まりうる。マレイミド化合物(B1)の数平均分子量は、400以上1,300以下であることがより好ましい。また、マレイミド化合物(B1)の重量平均分子量は、150以上2,500以下であることが好ましい。この場合も、組成物(X)の硬化物のガラス転移温度がより高まりうる。マレイミド化合物(B1)の重量平均分子量は、400以上1,500以下であることがより好ましい。なお、マレイミド化合物(B1)の数平均分子量及び重量平均分子量は、一般的な分子量測定方法で測定したものであればよく、具体的には、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)を用いて測定し、ポリスチレン換算した値等が挙げられる。
<硬化剤>
組成物(X)は、上記の通り、硬化剤(C)を含有する。また、硬化剤(C)は、下記式(1)で表される基及び下記式(2)で表される基のうち少なくとも一方を1分子中に有するフェノール化合物(C1)(以下、単に、フェノール化合物(C1)ともいう)を含む。
組成物(X)は、上記の通り、硬化剤(C)を含有する。また、硬化剤(C)は、下記式(1)で表される基及び下記式(2)で表される基のうち少なくとも一方を1分子中に有するフェノール化合物(C1)(以下、単に、フェノール化合物(C1)ともいう)を含む。
また、硬化剤(C)は、フェノール化合物(C1)に加えて、更にメタクリレート化合物(C2)を含むことが好ましい。
(フェノール化合物)
硬化剤(C)は、上記の通り、フェノール化合物(C1)を含む。組成物(X)が、フェノール化合物(C1)を含むことにより、組成物(X)の硬化物の耐熱性が高められ、かつ組成物(X)の硬化物の金属への密着性が高まる。そして、組成物(X)が、このようなフェノール化合物(C1)を含むことにより、組成物(X)の硬化物の吸水性が低められやすくなり、これにより、組成物(X)の硬化物の誘電率及び誘電正接の悪化が抑制されうる。
硬化剤(C)は、上記の通り、フェノール化合物(C1)を含む。組成物(X)が、フェノール化合物(C1)を含むことにより、組成物(X)の硬化物の耐熱性が高められ、かつ組成物(X)の硬化物の金属への密着性が高まる。そして、組成物(X)が、このようなフェノール化合物(C1)を含むことにより、組成物(X)の硬化物の吸水性が低められやすくなり、これにより、組成物(X)の硬化物の誘電率及び誘電正接の悪化が抑制されうる。
また、組成物(X)の硬化物の耐熱性及び金属への密着性が高められる理由は次のように推察される。
ポリフェニレンエーテル化合物(A)とマレイミド化合物(B)とを含み、かつフェノール化合物(C1)を含まない樹脂組成物を硬化させた場合、ポリフェニレンエーテル化合物(A)と、マレイミド化合物(B)とが混ざりにくく、反応しにくいためポリフェニレンエーテル化合物(A)と、マレイミド化合物(B)との複合体が形成されにくい傾向がある。これに対して、ポリフェニレンエーテル化合物(A)とマレイミド化合物(B)とを含み、かつフェノール化合物(C1)を含む組成物(X)を硬化させた場合、フェノール化合物(C1)が、ポリフェニレンエーテル化合物(A)とマレイミド化合物(B)との複合体の形成を促すことができるため、ポリフェニレンエーテル化合物(A)とマレイミド化合物(B)との複合体が容易に形成される。これにより、組成物(X)の硬化物の耐熱性及び金属との密着性が高まると推察される。なお、ポリフェニレンエーテル化合物(A)とマレイミド化合物(B)との複合体の形成のされやすさは、動的粘弾性測定装置(DMA)を用いて、樹脂組成物の硬化物の損失正接(tanδ)を測定することによって確認することができる。具体的には、硬化させた際に、ポリフェニレンエーテル化合物(A)とマレイミド化合物(B)との複合体が形成されにくい樹脂組成物の場合、その硬化物の動的粘弾性測定によって得られた損失正接のグラフには、極大ピークが幅広いブロード状である、又は多数のピークが確認される。これに対して、硬化させた際に、ポリフェニレンエーテル化合物(A)とマレイミド化合物(B)との複合体が形成されやすい本開示の組成物(X)の場合、その硬化物の動的粘弾性測定によって得られた損失正接のグラフには、極大ピークが鋭いシングルピークとして確認される。
上記の通り、フェノール化合物(C1)は、上記式(1)で表される置換基及び上記式(2)で表される置換基のうち少なくとも一方を1分子中に有する。言い換えれば、フェノール化合物(C1)は、1分子中にアリル基及び1-プロペニル基のうち少なくとも一方を有する。フェノール化合物(C1)は、1分子中にアリル基及び1-プロペニル基の両方を有してもよい。
フェノール化合物(C1)が有するアリル基及び1-プロペニル基の合計は、1分子あたり平均2個以上となることが好ましい。すなわち、フェノール化合物(C1)は、1分子中に上記式(1)で表される基及び上記式(2)で表される基よりなる群から選択される基を少なくとも2つ有することが好ましい。更に言い換えれば、フェノール化合物(C1)は、1分子中に上記式(1)及び上記式(2)で表される基よりなる群から選択される基を少なくとも2つ有するフェノール化合物(C1-0)を含むことが好ましい。この場合、組成物(X)の硬化物の耐熱性がより高まり、かつ組成物(X)の硬化物の金属への密着性がより高まる。
フェノール化合物(C1)は、下記式(16)で表される化学構造を有するフェノール化合物(C1-1)(以下、単に、フェノール化合物(C1-1)ともいうことがある)を含むことが好ましい。
上記式(16)中のR39~R41は、それぞれ独立している。R39は、上記式(16)中、酸素原子に結合しており、アリル基、1-プロペニル基又は水素原子を示す。
R40は、上記式(16)中、芳香環が有する炭素原子のいずれかに結合しており、アリル基、1-プロペニル基又は水素原子を示す。また、R39及びR40のうち少なくとも一方は、アリル基又は1-プロペニル基を示す。すなわち、フェノール化合物(C1-1)は、1分子中にアリル基及び1-プロペニル基のうち少なくとも一方を有する。
R41は、上記式(16)中、芳香環が有する炭素原子に結合しており、水素原子、メチル基、メトキシ基、ヒドロキシ基、アルデヒド基、又はフェニル基を示す。つまり、フェノール化合物(C1-1)は、1分子中にアリル基又は1-プロペニル基に加えて、他の置換基を有していてもよい。
なお、上記式(16)中の芳香環に関し、本開示の効果を損ねない範囲であれば、R40及びR41に加えて、有機基等の他の置換基が芳香環の炭素原子に結合していてもよい。
フェノール化合物(C1)が、フェノール化合物(C1-1)を含む場合、組成物(X)の硬化物の耐熱性がより高められやすく、かつ組成物(X)の硬化物の金属との密着性がより高まりやすくなる。また、フェノール化合物(C1)が、フェノール化合物(C1-1)を含む場合、組成物(X)の硬化物の吸水率は低められやすくなり、かつ組成物(X)の硬化物の誘電率及び誘電正接の悪化が抑制されうる。
また、フェノール化合物(C1-1)は、上記式(16)で表される化学構造を1分子中に2個以上有する多官能フェノール化合物(C1-2)(以下、単に、フェノール化合物(C1-2)ともいう)を含むことが好ましい。言い換えれば、フェノール化合物(C1)は、フェノール化合物(C1-2)を含むことが好ましい。なお、上記式(16)で表される化学構造を1分子中に2個以上有するフェノール化合物(C1-2)に関し、上記式(16)で表される化学構造の各々は、それぞれ独立している。すなわち、フェノール化合物(C1-2)において、上記式(16)で表される化学構造の各々は、同一であってもよく、異なっていてもよい。
上記式(16)で表される化学構造を1分子中に2つ以上有するフェノール化合物(C1-2)に関し、上記式(16)で表される化学構造同士は、例えば、連結基を介して結合する。本開示において、連結基とは、フェノール化合物(C1-2)中、二つの上記式(16)で表される化学構造において、一方の上記式(16)で表される化学構造における芳香環が有する炭素原子のうちのいずれか一つと、他方の上記式(16)で表される化学構造における芳香環が有する炭素原子のうちのいずれか一つとを連結する2価の有機基のことを意味する。すなわち、フェノール化合物(C1-2)が、1分子中に連結基を有する場合、上記式(16)で表される化学構造における芳香環が有する炭素原子のうちのいずれか一つと、連結基とは結合している。また、本開示では、フェノール化合物(C1-2)は、二つの上記式(16)で表される化学構造が連結基を介さずに、一方の上記式(16)で表される化学構造中の芳香環が有する炭素原子のいずれか一つと、他方の上記式(16)で表される化学構造中の芳香環が有する炭素原子のいずれか一つとが直接結合しているものも含む。
上記式(16)で表される化学構造を有するフェノール化合物(C1-2)は、例えば、1分子中に連結基を一つだけ有していてもよく、二つ以上有していてもよい。また、フェノール化合物(C1-2)が、二つ以上の連結基を有する場合、それらの連結基は、それぞれ独立している。すなわち、フェノール化合物(C1-2)が有する二つ以上の連結基の各々は、同一の構造を有するものであってもよく、異なる構造を有するものであってもよい。
連結基の具体的な構造としては、下記式(17)~下記式(22)で表される化学構造が挙げられる。
上記式(21)において、R42及びR43は、それぞれ独立しており、水素原子、メチル基、エチル基、フェニル基、又はトリフルオロメチル基を示す。
上記式(22)中、uは、0以上35以下の整数を示す。また、R44及びR46は、それぞれ独立しており、炭酸エステル基を含む置換基を示す。R44及びR46は、下記式(23)で表される化学構造であることが特に好ましい。
上記式(22)中、R45は環式脂肪族炭化水素基を示す。また、前記の環式脂肪族炭化水素基は、単環式脂肪族炭化水素基であってもよく、多環式脂肪族炭化水素基であってもよい。なお、環式脂肪族炭化水素基は、不飽和結合を有しないことが好ましい。環式脂肪族炭化水素基の炭素原子の数は、6個以上20個以下であることが好ましい。環式脂肪族炭化水素基は、アリル基、アルキル基、ハロゲン原子等の置換基が結合していてもよい。環式脂肪族炭化水素基は、下記式(24)で表される化学構造であることが特に好ましい。
なお、上記式(22)中のuが2以上の場合、上記式(22)中の繰り返し単位に含まれるR44及びR45の各々は、繰り返し単位ごとに独立している。すなわち、繰り返し単位に含まれるR44及びR45の各々は、繰り返し単位ごとに同一であってもよく、異なっていてもよい。
上記式(22)中、R47及びR48は、それぞれ独立している。R47及びR48としては、例えば、水素原子、アリル基、又は1-プロペニル基等が挙げられる。また、R47及びR48は、同一の基であることが好ましい。また、R47及びR48が水素原子である場合、R39は、アリル基又は1-プロペニル基であり、R40は、水素原子であることが好ましい。R47及びR48のうちのいずれか一方が、アリル基又は1-プロペニル基である場合、R39は、水素原子であり、R40は、アリル基又は1-プロペニル基であることが好ましい。
フェノール化合物(C1-2)に関し、上記式(16)で表される化学構造と、上記式(17)から上記式(22)で表される連結基との好ましい組み合わせについて説明する。
フェノール化合物(C1-2)は、下記式(25)で表されるフェノール化合物(C1-21)(以下、単に、フェノール化合物(C1-21)ともいう)を含むことが特に好ましい。フェノール化合物(C1-21)は、上記式(16)で表される化学構造と、上記式(21)で表される化学構造とを有する。
上記式(25)中、R39~R41は、上記式(16)におけるR39~R41と同様である。上記式(25)中、R42~R43は、上記式(21)におけるR42~R43と同様である。上記式(25)で表されるフェノール化合物(C1-21)は、R39が、水素原子であり、かつR40は、アリル基又は1-プロペニル基であり、かつR41は、水素原子であることが好ましい。言い換えれば、上記式(25)で表される化学構造を有するフェノール化合物(C1-21)は、二つの芳香環を有するビスフェノール基を有しており、ビスフェノール基中の二つの芳香環の両方ともがアリル基又は1-プロペニル基で一置換されているビスフェノール誘導体であることが好ましい。なお、ビスフェノール基としては、ビスフェノールA基、ビスフェノールAP基、ビスフェノールAF基、ビスフェノールBP基、ビスフェノールE基、ビスフェノールF基等が挙げられ、ビスフェノールA基が好ましい。
フェノール化合物(C1-2)は、下記式(26)で表されるフェノール化合物(C1-22)(以下、単に、フェノール化合物(C1-22)ともいう)を含むことも特に好ましい。フェノール化合物(C1-22)は、上記式(16)で表される化学構造と、上記式(21)で表される化学構造とを有する。なお、フェノール化合物(C1-22)は、R43が水素原子であり、かつR44が水素原子である上記式(21)で表される化学構造を、下記式(26)中の繰り返し単位に含んでいる。
上記式(26)中、xは、2以上4以下の整数を示す。また、xは3であることが好ましい。上記式(26)中、R39~R40は、上記式(16)におけるR39~R40と同様である。なお、R41は、水素原子であるため、上記式(26)中では、記載を省略している。また、上記式(26)中のxが2以上の場合、上記式(26)中の繰り返し単位に含まれるR39及びR40の各々は、繰り返し単位ごとに独立している。すなわち、繰り返し単位に含まれるR39及びR40の各々は、繰り返し単位ごとに同一であってもよく、異なっていてもよい。
上記式(26)中、R39及びR40のうちのいずれか一方が、アリル基又は1-プロペニル基であり、他方が水素原子であることが好ましい。
フェノール化合物(C1-2)は、下記式(27)で表されるフェノール化合物(C1-23)(以下、単に、フェノール化合物(C1-23)ともいう)を含むことが好ましく、下記式(28)で表されるフェノール化合物(C1-24)(以下、単に、フェノール化合物(C1-24)ともいう)を含むことも好ましい。すなわち、フェノール化合物(C1-2)は、フェノール化合物(C1-23)及びフェノール化合物(C1-24)のうち少なくとも一方を含むことが好ましい。フェノール化合物(C1-23)及びフェノール化合物(C1-24)はいずれも、上記式(16)で表される化学構造と、上記式(17)で表される化学構造とを有する。
上記式(27)中のyは、1以上3以下の整数を示す。上記式(28)中のzは、0以上15以下の整数を示す。上記式(27)~上記式(28)中のR39~R41の各々は、それぞれ上記式(16)におけるR39~R41と同様である。また、上記式(27)中のy、及び上記式(28)中のzの各々が2以上である場合、上記式(27)~上記式(28)中の繰り返し単位に含まれるR39~R41の各々は、繰り返し単位ごとに独立している。すなわち、繰り返し単位に含まれるR39~R41の各々は、繰り返し単位ごとに同一であってもよく、異なっていてもよい。上記式(27)~上記式(28)中、R39及びR40のうちいずれか一方が、アリル基又は1-プロペニル基であり、他方が水素原子であることが好ましい。
また、フェノール化合物(C1-2)は、下記式(29)で表されるフェノール化合物(C1-25)(以下、単に、フェノール化合物(C1-25)ともいう)を含むことが好ましく、下記式(30)で表されるフェノール化合物(C1-26)(以下、単に、フェノール化合物(C1-26)ともいう)を含むことも好ましい。すなわち、フェノール化合物(C1-2)は、フェノール化合物(C1-25)及びフェノール化合物(C1-26)のうち少なくとも一方を含むことが好ましい。フェノール化合物(C1-25)及びフェノール化合物(C1-26)はいずれも、上記式(16)で表される化学構造と、上記式(17)で表される化学構造とを有する。
上記式(29)中のyは、1以上3以下の整数を示す。上記式(30)中のzは、0以上15以下の整数を示す。上記式(29)~上記式(30)中のR39~R41の各々は、それぞれ上記式(16)におけるR39~R41と同様である。また、R49は、上記式(29)~上記式(30)中の上記式(16)で表される化学構造に含まれる芳香環に結合しており、水素原子又は有機基を示す。なお、有機基としては、例えば、メチル基等のアルキル基、メトキシ基等のアルコキシ基、フェニル基等のアリール基、ヒドロキシ基、アルデヒド基等が挙げられる。
また、上記式(29)中のy、及び上記式(30)中のzの各々が2以上である場合、上記式(29)~上記式(30)中の繰り返し単位に含まれるR39~R41及びR49の各々は、それぞれ独立している。すなわち、繰り返し単位に含まれるR39~R41及びR49の各々は、繰り返し単位ごとに同一であってもよく、異なっていてもよい。
上記式(29)~上記式(30)中、R39及びR40のうちいずれか一方が、アリル基又は1-プロペニル基であり、他方が水素原子であることが好ましい。
組成物(X)が、上述したようなフェノール化合物(C1)を含むことにより、硬化物の金属との密着性が高められやすくなり、かつ硬化物の耐熱性も高められうる。また、組成物(X)が、上述したようなフェノール化合物(C1)を含むことにより、組成物(X)の硬化物は吸水性が低下しうるため、吸水による誘電率及び誘電正接の悪化を抑制しうる。
また、フェノール化合物(C1)は、市販品を用いることができる。このような市販品としては、例えば、ジアリルビスフェノールA(大和化成工業株式会社製のDABPA)、ビフェニレン樹脂(群栄化学工業株式会社製のSBAシリーズ)、アリルフェノール樹脂(群栄化学工業株式会社製のAPGシリーズ)、アリルフェノール樹脂(群栄化学工業株式会社製のLVAシリーズ)、プロペニル化ビフェニレン樹脂(群栄化学工業株式会社製のBPNシリーズ)、アリルエーテルフェノール樹脂(群栄化学工業株式会社製のFTC-AEシリーズ)、多官能アリルフェノール樹脂(群栄化学工業株式会社製のFATCシリーズ)等が挙げられる。なお、フェノール化合物(C1)は、単一の化合物のみが用いられていてもよく、複数の化合物が併用されていてもよい。
(メタクリレート化合物)
硬化剤(C)は、上記の通り、メタクリレート化合物(C2)を含むことが好ましい。組成物(X)がメタクリレート化合物(C2)を含む場合、組成物(X)の硬化物の耐熱性が高められながら、かつ組成物(X)の硬化物の可とう性が高まりうる。
硬化剤(C)は、上記の通り、メタクリレート化合物(C2)を含むことが好ましい。組成物(X)がメタクリレート化合物(C2)を含む場合、組成物(X)の硬化物の耐熱性が高められながら、かつ組成物(X)の硬化物の可とう性が高まりうる。
メタクリレート化合物(C2)は、1分子中にメタクリロイル基を2つ以上有する多官能メタクリレートが好ましい。この場合、組成物(X)の硬化物の耐熱性がより高められうる。1分子中にメタクリロイル基を2つ以上有する多官能メタクリレートの具体的な例としては、例えば、トリシクロデカンジメタノールジメタクリレート(DCP)が挙げられる。
<無機フィラー>
組成物(X)は、上記の通り、無機フィラー(D)を含有する。そして、無機フィラー(D)は、上記の通り、疎水性シランカップリング剤で表面処理された無機フィラー(D1)を含む。この場合、組成物(X)の成形性が高まる。また、無機フィラー(D)は、上記の通り、親水性シランカップリング剤で表面処理された無機フィラー(D2)を含む。この場合、組成物(X)の硬化物の金属との密着性が高まる。すなわち、組成物(X)が、無機フィラー(D1)及び無機フィラー(D2)を同時に含有することにより、組成物(X)の成形性が高まり、かつ組成物(X)の硬化物の金属との密着性が高まる。なお、本開示において、疎水性シランカップリング剤は、疎水性官能基を有するシランカップリング剤を意味し、親水性シランカップリング剤は、親水性官能基を有するシランカップリング剤を意味する。
組成物(X)は、上記の通り、無機フィラー(D)を含有する。そして、無機フィラー(D)は、上記の通り、疎水性シランカップリング剤で表面処理された無機フィラー(D1)を含む。この場合、組成物(X)の成形性が高まる。また、無機フィラー(D)は、上記の通り、親水性シランカップリング剤で表面処理された無機フィラー(D2)を含む。この場合、組成物(X)の硬化物の金属との密着性が高まる。すなわち、組成物(X)が、無機フィラー(D1)及び無機フィラー(D2)を同時に含有することにより、組成物(X)の成形性が高まり、かつ組成物(X)の硬化物の金属との密着性が高まる。なお、本開示において、疎水性シランカップリング剤は、疎水性官能基を有するシランカップリング剤を意味し、親水性シランカップリング剤は、親水性官能基を有するシランカップリング剤を意味する。
無機フィラー(D1)及び無機フィラー(D2)の各々は、例えば、未処理の無機フィラーを、疎水性シランカップリング剤及び親水性シランカップリング剤のそれぞれで表面処理したものである。未処理の無機フィラーは、例えば、球状シリカ等のシリカ、アルミナ、酸化チタン、マイカ等の金属酸化物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の金属水酸化物、タルク、ホウ酸アルミニウム、硫酸バリウム等の硫酸塩、又は炭酸カルシウム等の炭酸塩等が挙げられる。また、これらの中でも、未処理の無機フィラーは、シリカ、マイカ、及びタルクよりなる群から選択される少なくとも一種が好ましく、更に、球状シリカがより好ましい。なお、未処理の無機フィラーは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、本開示では、「未処理の」とは、無機フィラーの表面が化学的に処理されていない状態のことを意味する。
無機フィラー(D1)を作製するために用いられる疎水性シランカップリング剤は、例えば、ビニル基、メタクリル基及びスチリル基等よりなる群から選択される少なくとも一種の疎水性官能基を有するシランカップリング剤を含む。ビニル基を有するシランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等が挙げられる。メタクリル基を有するシランカップリング剤としては、例えば、メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等が挙げられる。スチリル基を有するシランカップリング剤としては、例えば、p-スチリルトリメトキシシラン、p-スチリルトリエトキシシラン等が挙げられる。
なお、無機フィラー(D1)に関し、疎水性シランカップリング剤は1種単独で用いられていてもよく、2種以上用いられていてもよい。
無機フィラー(D2)を作製するために用いられる親水性シランカップリング剤は、例えば、アミノ基、エポキシ基及びイソシアネート基等よりなる群から選択される少なくとも一種の親水性官能基を有するシランカップリング剤を含む。アミノ基を有するシランカップリング剤としては、例えば、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルエチルジエトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。エポキシ基を有するシランカップリング剤としては、例えば、グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。イソシアネート基を有するシランカップリング剤としては、例えば、イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
なお、無機フィラー(D2)に関し、親水性シランカップリング剤は1種単独で用いられていてもよく、2種以上用いられていてもよい。
<添加剤等>
組成物(X)は、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、上述した成分に加えて、その他の成分(以下、添加剤ともいう)を含有してもよい。組成物(X)に含有される添加剤は、例えば、反応開始剤、消泡剤、酸化防止剤、熱安定剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、染料や顔料、重合禁止剤、及び滑剤等よりなる群から選択される少なくとも一種の成分を含んでもよい。また、組成物(X)は、ポリフェニレンエーテル化合物(A)、マレイミド化合物(B)、及び硬化剤(C)に加えて、その他の熱硬化性樹脂を含んでいてもよい。このような熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂等が挙げられる。
組成物(X)は、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、上述した成分に加えて、その他の成分(以下、添加剤ともいう)を含有してもよい。組成物(X)に含有される添加剤は、例えば、反応開始剤、消泡剤、酸化防止剤、熱安定剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、染料や顔料、重合禁止剤、及び滑剤等よりなる群から選択される少なくとも一種の成分を含んでもよい。また、組成物(X)は、ポリフェニレンエーテル化合物(A)、マレイミド化合物(B)、及び硬化剤(C)に加えて、その他の熱硬化性樹脂を含んでいてもよい。このような熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂等が挙げられる。
[含有量]
組成物(X)に含まれる成分の含有量について説明する。
組成物(X)に含まれる成分の含有量について説明する。
ポリフェニレンエーテル化合物(A)の含有量は、ポリフェニレンエーテル化合物(A)と、マレイミド化合物(B)と、硬化剤(C)との全量に対して、10質量%以上50質量%以下であることが好ましい。この場合、組成物(X)の硬化物の誘電率及び誘電正接がより低められ、かつ組成物(X)の硬化物の耐熱性がより高まりうる。ポリフェニレンエーテル化合物(A)の含有量は、ポリフェニレンエーテル化合物(A)と、マレイミド化合物(B)と、硬化剤(C)との全量に対して、15質量%以上40質量%以下であることが好ましく、20質量%以上30質量%以下であることが更に好ましい。
また、ポリフェニレンエーテル化合物(A)が、炭素-炭素不飽和二重結合を有する置換基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(A1)を含む場合、変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1)の含有量は、ポリフェニレンエーテル化合物(A)全体に対して10質量%以上であることが好ましい。この場合、組成物(X)の硬化物の誘電率と誘電正接が更に低められやすく、かつ組成物(X)の硬化物の耐熱性が更に高まりやすくなる。変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1)の含有量は、ポリフェニレンエーテル化合物(A)全体に対して40質量%以上であることがより好ましく、100質量%であることが更に好ましい。
マレイミド化合物(B)の含有量は、ポリフェニレンエーテル化合物(A)と、マレイミド化合物(B)と、硬化剤(C)との全量に対して、20質量%以上75質量%以下であることが好ましい。この場合、組成物(X)の硬化物の耐熱性が高まりながら、かつ組成物(X)の硬化物の誘電率と誘電正接とが低められうる。マレイミド化合物(B)の含有量は、ポリフェニレンエーテル化合物(A)と、マレイミド化合物(B)と、硬化剤(C)との全量に対して、30質量%以上70質量%以下であることがより好ましく、40質量%以上60質量%以下であることが更に好ましい。
マレイミド化合物(B)は、上記の通り、ポリフェニルメタンマレイミドを含むことが好ましく、上記式(15)で表されるマレイミド化合物(B1)を含むことも好ましい。マレイミド化合物(B1)の含有量は、マレイミド化合物(B)の全量に対して、10質量%以上であることが好ましい。この場合、組成物(X)の硬化物のガラス転移温度がより高まりうる。マレイミド化合物(B1)の含有量は、マレイミド化合物(B)の全量に対して、20質量%以上であることがより好ましく、30質量%以上であることが更に好ましい。
更に、上記式(15)においてsが1である式で表されるマレイミド化合物の含有量は、マレイミド化合物(B1)の全量に対して、30質量%以上100質量%以下であることが好ましい。この場合、組成物(X)の硬化物の吸水性が低められながら、かつ組成物(X)の硬化物のガラス転移温度が特に高まりうる。上記式(15)においてsが1である式で表されるマレイミド化合物の含有量が、マレイミド化合物(B1)の全量に対して、50質量%以上100質量%以下であることがより好ましい。
また、マレイミド化合物(B1)全体に対する、上記式(15)においてsが2以上である式で表されるマレイミド化合物の含有量が、30質量%以上であることが好ましい。この場合、組成物(X)の硬化物の吸水性が特に低められうる。マレイミド化合物(B1)全体に対する、上記式(15)においてsが2以上である式で表されるマレイミド化合物の含有量が、30質量%以上100質量%以下であることがより好ましい。
フェノール化合物(C1)の含有量は、ポリフェニレンエーテル化合物(A)と、マレイミド化合物(B)と、硬化剤(C)との全量に対して、5質量%以上40質量%以下であることが好ましい。この場合、組成物(X)の硬化物の金属との密着性が高められながら、かつ組成物(X)の硬化物の耐熱性が高められうる。フェノール化合物(C1)の含有量は、ポリフェニレンエーテル化合物(A)と、マレイミド化合物(B)と、硬化剤(C)との全量に対して、10質量%以上30質量%以下であることがより好ましく、10質量%以上20質量%以下であることが更に好ましい。
メタクリレート化合物(C2)の含有量は、ポリフェニレンエーテル化合物(A)と、マレイミド化合物(B)と、硬化剤(C)との全量に対して、5質量%以上20質量%以下であることが好ましい。この場合、組成物(X)の硬化物の耐熱性が特に高まりやすく、かつ組成物(X)の可とう性が特に高まりうる。メタクリレート化合物(C2)の含有量は、ポリフェニレンエーテル化合物(A)と、マレイミド化合物(B)と、硬化剤(C)との全量に対して、6質量%以上10質量%以下であることがより好ましい。
無機フィラー(D)の含有量が、ポリフェニレンエーテル化合物(A)と、マレイミド化合物(B)と、硬化剤(C)との合計100質量部に対して、150質量部以上400質量部以下であることが好ましい。この場合、組成物(X)の硬化物の金属との密着性がより高められながら、かつ組成物(X)の成形性がより高められうる。無機フィラー(D1)及び無機フィラー(D2)の合計の含有量が、ポリフェニレンエーテル化合物(A)と、マレイミド化合物(B)と、硬化剤(C)との合計100質量部に対して、200質量部以上370質量部以下であることがより好ましく、250質量部以上350質量部以下であることが更に好ましい。
上記の通り、無機フィラー(D1)の含有量は、無機フィラー(D1)及び無機フィラー(D2)の合計の含有量に対して、20質量%以上80質量%以下である。この場合、無機フィラー(D)の含有量が、上記範囲内であれば、組成物(X)の硬化物の金属との密着性が高まり、かつ組成物(X)の成形性が高まる。
また、無機フィラー(D1)の含有量は、無機フィラー(D1)及び無機フィラー(D2)の合計の含有量に対して、30質量%以上70質量%以下であることが好ましい。無機フィラー(D1)の含有量が、上記範囲内であれば、組成物(X)の硬化物の金属との密着性が更に高められながら、かつ組成物(X)の成形性が更に高められうる。
無機フィラー(D1)及び無機フィラー(D2)の合計の含有量は、無機フィラー(D)の全量に対して、90質量%以上であることが好ましく、95質量%以上であることが好ましく、98質量%以上であることが更に好ましい。
[物性]
組成物(X)及びその組成物(X)の硬化物の物性について説明する。
組成物(X)及びその組成物(X)の硬化物の物性について説明する。
組成物(X)の硬化物は、高い耐熱性を有しうる。具体的には、組成物(X)の硬化物のガラス転移温度が240℃以上であることが好ましく、250℃以上であることがより好ましく、255℃以上であることが更に好ましい。
組成物(X)の硬化物は、金属との高い密着性を有しうる。具体的には、組成物(X)の硬化物のピール強度は、0.50kN/m以上であることが好ましく、0.53kN/m以上であることがより好ましい。
また、組成物(X)は良好な成形性を有しうる。具体的には、組成物(X)を硬化させた際に、その硬化物にボイドが発生することを抑制しうる。なお、本開示において、組成物(X)に発生したボイドは目視により確認することができる。
3.樹脂組成物の作製方法
組成物(X)の作製方法について説明する。
組成物(X)の作製方法について説明する。
組成物(X)を作製する方法としては、特に限定はされないが、例えば、ポリフェニレンエーテル化合物(A)、マレイミド化合物(B)、硬化剤(C)、無機フィラー(D1)、及び無機フィラー(D2)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。なお、必要に応じて、ポリフェニレンエーテル化合物(A)、マレイミド化合物(B)、硬化剤(C)、無機フィラー(D1)、及び無機フィラー(D2)に加えて、その他の成分が適宜加えられて混合されても構わない。
また、組成物(X)は、有機溶剤を含んでいてもよい。すなわち、組成物(X)は、有機溶剤を含むワニス状の樹脂組成物として用いられることが好ましい。なお、有機溶剤を含むワニス状の樹脂組成物は、上記の組成物(X)に含まれる成分に加えて、更に有機溶剤が加えられたものである。
このようなワニス状の樹脂組成物は、以下のようにして作製されうる。まず、組成物(X)が含有する成分のうち、有機溶剤に溶解できる成分を有機溶剤中に投入して、攪拌しながら溶解させ混合物を作製する。また、この混合物は、加熱しながら攪拌することによって作製されてもよい。続いて、混合物に対して、有機溶剤に溶解しない成分を投入して、ボールミル、ビーズミル、プラネタリーミキサー、又はロールミル等を用いて、所望の分散状態になるまで分散させることによって、ワニス状の樹脂組成物を作製する。また、ここで用いられる有機溶剤は、例えば、ポリフェニレンエーテル化合物(A)、マレイミド化合物(B)、硬化剤(C)等を溶解させることができ、かつ組成物(X)の硬化反応を阻害しないものであることが好ましい。有機溶剤の具体的な例としては、例えば、トルエン、又はメチルエチルケトン(MEK)等が挙げられる。
4.樹脂組成物の応用例
組成物(X)の応用例について図1から図5を参照しながら説明する。
組成物(X)の応用例について図1から図5を参照しながら説明する。
組成物(X)を用いることによって、プリプレグ1、金属張積層板11、配線板21、樹脂付き金属箔31、及び樹脂付きフィルム41を得ることができる。
より具体的には、プリプレグ1が備える樹脂層2は、組成物(X)及び組成物(X)の半硬化物のうち少なくとも一方を含む。金属張積層板11が備える絶縁層12は、組成物(X)の硬化物を含む。配線板21が備える絶縁層22は、組成物(X)の硬化物を含む。樹脂付き金属箔31が備える樹脂層32は、組成物(X)及び組成物(X)の半硬化物のうち少なくとも一方を含む。樹脂付きフィルム41が備える樹脂層42は、組成物(X)及び組成物(X)の半硬化物のうち少なくとも一方を含む。
なお、本実施形態において、半硬化物とは、組成物(X)を更に硬化しうる程度に途中まで硬化された状態のものである。すなわち、半硬化物は、組成物(X)を半硬化した状態のものであり、いわゆる、組成物(X)がBステージ化されたものである。例えば、本実施形態に係る組成物(X)は加熱すると、加熱を開始した当初は、粘度が徐々に低下するが、その後、組成物(X)に含まれている溶剤が揮発する、及び組成物(X)の硬化が開始することによって、粘度が徐々に上昇する。このように、半硬化とは、例えば、粘度が上昇し始めてから、完全に硬化する前の間の状態を意味する。
[プリプレグ]
図1は、本開示の一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1は、本開示の一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。
本実施形態に係るプリプレグ1は、図1に示すように、樹脂層2を備える。樹脂層2は、組成物(X)及び組成物(X)の半硬化物のうち少なくとも一方を含む。そして、樹脂層2は、更に繊維質基材3を含む。すなわち、プリプレグ1は、繊維質基材3に組成物(X)及び組成物(X)の半硬化物のうち少なくとも一方を含浸させた樹脂層2を備えていてもよい。
また、組成物(X)を用いて得られるプリプレグ1としては、上記の通り、組成物(X)の半硬化物を含むものであってもよいし、また、硬化させていない組成物(X)そのもの、すなわち組成物(X)の未硬化物を含むものであってもよい。すなわち、組成物(X)の半硬化物(Bステージの組成物(X))と、繊維質基材3とを含む樹脂層2を備えるプリプレグ1であってもよいし、組成物(X)の未硬化物(Aステージの組成物(X))と、繊維質基材3とを含む樹脂層2を備えるプリプレグ1であってもよい。
上記の通り、プリプレグ1は、繊維質基材3に組成物(X)及び組成物(X)の半硬化物のうち少なくとも一方を含浸させた樹脂層2を備えていてもよい。繊維質基材3に組成物(X)及び組成物(X)の半硬化物のうち少なくとも一方を含浸させるにあたり、組成物(X)はワニス状に調製されて用いられることが好ましい。すなわち、繊維質基材3に組成物(X)及び組成物(X)の半硬化物のうち少なくとも一方を含浸させるにあたり、組成物(X)と、有機溶剤とを含むワニス状の樹脂組成物が用いられることが好ましい。更に言い換えれば、樹脂層2は、組成物(X)と、有機溶剤とを含むワニス状の樹脂組成物を含んでいてもよい。なお、このようなワニス状の樹脂組成物は、例えば、「3.樹脂組成物の作製方法」で記載した方法に従って調製される。
繊維質基材3としては、具体的には、例えば、ガラスクロス、アラミドクロス、ポリエステルクロス、ガラス不織布、アラミド不織布、ポリエステル不織布、パルプ紙、又はリンター紙が挙げられる。なお、ガラスクロスを用いると、機械強度が優れた積層板が得られうる。ガラスクロスは、特に偏平処理加工されていることが好ましい。偏平処理加工としては、具体的には、ガラスクロスを適宜の圧力でプレスロールにて連続的に加圧してヤーンを偏平に圧縮する方法が挙げられる。なお、一般的に使用される繊維質基材3の厚さは、例えば、0.01mm以上0.3mm以下である。
また、樹脂層2を得るに当たり、繊維質基材3をワニス状の樹脂組成物に浸漬する、又は繊維質基材3にワニス状の樹脂組成物を塗布することによって、繊維質基材3にワニス状の樹脂組成物を含浸させるが、必要に応じて複数回繰り返して含浸させることも可能である。また、この際、ワニス状の樹脂組成物の組成及び濃度の異なる複数のワニス状の樹脂組成物を用いて含浸を繰り返すことにより、最終的に希望とする組成及び含浸量の組成物(X)又は組成物(X)の半硬化物を含む樹脂層2を得ることができる。
更に、プリプレグ1を作製する方法に関し、例えば、組成物(X)と有機溶剤とを含むワニス状の樹脂組成物を繊維質基材3に含浸させることによって作製された樹脂層2を加熱することによって、樹脂層2から有機溶剤を減少又は除去させてもよい。樹脂層2を加熱することによって、樹脂層2から有機溶剤を減少又は除去させる際の条件として、温度は、例えば、80℃以上180℃以下であり、時間は、例えば1分以上10分以下である。
このようにして、組成物(X)の未硬化物(Aステージの組成物(X))及び組成物(X)の半硬化物(Bステージの組成物(X))のうち少なくとも一方を含む樹脂層2を備えるプリプレグ1が得られる。組成物(X)及び組成物(X)の半硬化物のうち少なくとも一方を含む樹脂層2を備えるプリプレグ1から、耐熱性が高められ、かつ金属との密着性が高められた金属張積層板11が備える絶縁層12、あるいは配線板21が備える絶縁層22が作製されうる。また、プリプレグ1は、組成物(X)及び組成物(X)の半硬化物のうち少なくとも一方を含むため、その成形性が高められている。このため、プリプレグ1が、配線板21が備える絶縁層22を作製するために適用された場合、回路パターンへのプリプレグ1の充填性も高まりうる。
更に、組成物(X)及び組成物(X)の半硬化物のうち少なくとも一方を含む樹脂層2を備えるプリプレグ1の硬化物は、誘電率及び誘電正接が低められながら、かつデスミア性に優れ、表面のタックも抑制しうる。
[金属張積層板]
図2は、本開示の一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2は、本開示の一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。
金属張積層板11は、組成物(X)の硬化物を含む絶縁層12と、絶縁層12に重なる金属箔13とを備える。
絶縁層12は、上記の通り、組成物(X)の硬化物を含む。言い換えれば、絶縁層12は、組成物(X)の硬化物からなるものであってもよい。また、絶縁層12は、プリプレグ1の硬化物からなるものであってもよい。すなわち、金属張積層板11は、例えば、図1に示したプリプレグ1の硬化物を含む絶縁層12と、絶縁層12に重なる金属箔13とを備える。なお、金属張積層板11は、絶縁層12と、金属箔13とに加えて、別の層を備えていてもよい。
金属張積層板11の作製方法としては、例えば、組成物(X)の硬化物から絶縁層12を作製し、その絶縁層12を金属箔13の上に形成し、加熱加圧することにより金属張積層板11を作製する方法が挙げられる。より詳細には、金属張積層板11を作製する方法は、組成物(X)の硬化物を含む絶縁層12に対して、その上下の両面又は片面に銅箔等の金属箔13を重ね、金属箔13及び絶縁層12を加熱加圧成形して積層一体化することによって、両面又は片面に金属箔13が張りつけられた金属張積層板11を作製することができる。
また、絶縁層12は、上記のプリプレグ1を用いて、作製されてもよい。より詳細には、プリプレグ1を、加熱して硬化させることによって、プリプレグ1の硬化物を含む絶縁層12を作製する。続いて、そのプリプレグ1の硬化物を含む絶縁層12の上下の両面又は片面に銅箔等の金属箔13を重ね、金属箔13及び絶縁層12を加熱加圧成形して積層一体化することによって、プリプレグ1の硬化物を含む絶縁層12の両面又は片面に金属箔13が張りつけられた金属張積層板11を作製することができる。
更に、絶縁層12は、後述の樹脂付き金属箔31を用いて、作製されてもよい。より詳細には、樹脂付き金属箔31の樹脂層32を加熱して硬化させることによって、金属張積層板11の絶縁層12が作製される。この場合、樹脂付き金属箔31の金属箔33が、金属張積層板11の金属箔13となる。そして、絶縁層12は、後述の樹脂付きフィルム41を用いて、作製されてもよい。より詳細には、樹脂付きフィルム41の樹脂層42を、加熱して硬化させることによって、金属張積層板11の絶縁層12が作製される。
金属張積層板11を作製する際の加熱加圧条件は、作製する金属張積層板11の厚み及び絶縁層12を形成する樹脂組成物の種類等により適宜設定されることが好ましい。
金属張積層板11を作製する際の加熱温度は、例えば170℃以上230℃以下である。また、金属張積層板11を作製する際の圧力は、例えば1.5MPa以上5.0MPa以下である。更に、金属張積層板11を作製する際の加熱加圧時間は、例えば60分以上150分以下である。
金属張積層板11を作製するにあたり、金属箔13の厚みは、所望の目的に応じて、適宜設定することができる。例えば、金属箔13としては、0.2μm以上70μm以下のものを使用できる。金属箔の厚さが例えば10μm以下となる場合などは、ハンドリング性向上のために剥離層及びキャリアを備えたキャリア付銅箔であってもよい。金属箔13の厚みは、0.2μm以上35μm以下であることが好ましく、1μm以上18μm以下であることがより好ましい。このように金属箔13が薄くても、組成物(X)が、金属張積層板11を作製するために用いられた場合、金属張積層板11における絶縁層12と、金属箔13との接着性が良好となる。また、金属張積層板11において、絶縁層12と、金属箔13とのピール強度が、0.5kN/m以上であることが好ましく、0.53kN/m以上であることがより好ましい。
このように本開示の金属張積層板11は、組成物(X)の硬化物及びプリプレグ1の硬化物のうち少なくとも一方を含む絶縁層12と、金属箔13とを備える。上記の通り、組成物(X)の硬化物は、金属との密着性が高まりながら、かつ耐熱性が高まりうる。したがって、金属張積層板11が備える絶縁層12は、金属との高い密着性を有しながら、かつ高い耐熱性を有しうる。このため、金属張積層板11から、金属箔13由来の配線23との密着性が高められながら、かつ耐熱性も高められた絶縁層22を備える配線板21を作製することができる。
また、金属張積層板11は、組成物(X)の硬化物を含む絶縁層12を備えることにより、誘電率及び誘電正接が低められており、かつ吸水性も低められているため吸水による誘電率及び誘電正接の悪化も抑制されうる。
[配線板]
図3は、本開示の一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3は、本開示の一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。
配線板21は、図3に示すように、組成物(X)から作製される絶縁層22と、その絶縁層22に重なる配線23と、を備える。
絶縁層22は、上記の通り、組成物(X)の硬化物を含む。言い換えれば、絶縁層22は、組成物(X)の硬化物からなるものであってもよい。また、絶縁層22は、プリプレグ1の硬化物からなるものであってもよい。すなわち、配線板21は、図1に示したプリプレグ1を硬化して用いられる絶縁層22と、その絶縁層22に重なる配線23とを備える。
更に、配線板21は、金属張積層板11から作製されてもよい。この場合、配線板21は、絶縁層12から作製される絶縁層22と、その絶縁層22に重なり、かつ金属箔13を部分的に除去して形成された配線23とを備える。
配線板21を作製する方法は、上記の通り、金属張積層板11を用いて配線板21を作製する方法等が挙げられる。より詳しくは、金属張積層板11の表面の金属箔13をエッチング加工等して配線形成をすることができる。すなわち、配線板21は、金属張積層板11の表面の金属箔13を部分的に除去することにより回路形成して得られうる。このような方法で、絶縁層22の表面に回路として配線23が設けられた配線板21を作製することができる。
また、回路形成する方法としては、上記の方法以外に、例えば、セミアディティブ法(SAP:Semi Additive Process)、モディファイドセミアディティブ法(MSAP:Modified SemiAdditive Process)による回路形成等が挙げられる。
このように本開示の配線板21は、組成物(X)の硬化物及びプリプレグ1の硬化物のうち少なくとも一方を含む絶縁層22と、配線23とを備える。上記の通り、組成物(X)の硬化物は、金属との密着性が高まりながら、かつ耐熱性が高まりうる。したがって、配線板21が備える絶縁層22は、金属との高い密着性を有しながら、かつ高い耐熱性を有しうる。このような絶縁層22を備える配線板21は、その信頼性が高まりうる。
また、配線板21は、組成物(X)の硬化物を含む絶縁層22を備えることにより、誘電率及び誘電正接が低められており、かつ吸水性も低められているため吸水による誘電率及び誘電正接の悪化も抑制されうる。
[樹脂付き金属箔]
図4は、本実施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4は、本実施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。
樹脂付き金属箔31は、図4に示すように、組成物(X)及び組成物(X)の半硬化物のうち少なくとも一方を含む樹脂層32と、その樹脂層32に重なる金属箔33と、を備える。また、樹脂付き金属箔31は、樹脂層32と、金属箔33との間に、他の層を備えていてもよい。
樹脂層32は、上記の通り、組成物(X)の半硬化物を含むものであってもよいし、硬化していない組成物(X)の未硬化物を含むものであってもよい。すなわち、樹脂付き金属箔31は、組成物(X)の半硬化物(Bステージの組成物(X))を含む樹脂層32と、金属箔33とを備える樹脂付き金属箔31であってもよく、硬化前の組成物(X)の未硬化物(Aステージの組成物(X))を含む樹脂層32と、金属箔33とを備える樹脂付き金属箔31であってもよい。
樹脂層32は、例えば、組成物(X)と有機溶剤とを含むワニス状の樹脂組成物から作製される。この場合、樹脂層32を作製する際に、樹脂層32を加熱することによって、有機溶剤を減少又は除去させてもよい。
更に、樹脂層32は、繊維質基材3を含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。また、樹脂層32が、繊維質基材3を含む場合、繊維質基材3としては、プリプレグ1の繊維質基材3と同様のものを用いることができる。つまり、樹脂層32は、プリプレグ1から作製されてもよい。
金属箔33としては、金属張積層板11に用いられる金属箔13と同様のものを使用することができる。
樹脂付き金属箔31は、必要に応じて、カバーフィルム等を備えてもよい。カバーフィルムを備えることにより、異物の混入等を防ぐことができる。カバーフィルムとしては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリオレフィンフィルム、ポリエステルフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、及びこれらのフィルムに離型剤層を設けて形成されたフィルム等が挙げられる。なお、カバーフィルムは、必要に応じて、マット処理、コロナ処理、離型処理、又は粗化処理等の表面処理が施されたものであってもよい。
樹脂付き金属箔31の作製方法としては、例えば、上記のワニス状の樹脂組成物を金属箔33の上に塗布し、加熱することにより作製する方法等が挙げられる。ワニス状の樹脂組成物は、例えば、バーコーターを用いることにより、金属箔33の上に塗布される。
上記の通り、金属箔33の上に塗布したワニス状の樹脂組成物を加熱することによって、ワニス状の樹脂組成物から有機溶剤を揮発させ、有機溶剤を減少又は除去させることができる。塗布されたワニス状の樹脂組成物は、例えば、温度が80℃以上180℃以下であり、時間が1分以上10分以下の条件で加熱される。すなわち、樹脂層32を加熱することによって、樹脂層32から有機溶剤を減少又は除去させる際の条件は、プリプレグ1を作製する際に、樹脂層2を加熱することによって、樹脂層2から有機溶剤を減少又は除去させた際の条件と同様の条件で実施されても構わない。このようにして金属箔33の上に塗布されたワニス状の樹脂組成物を加熱することによって、組成物(X)及び組成物(X)の半硬化物のうち少なくとも一方を含む樹脂層32を、金属箔33の上に形成することができる。
このように組成物(X)及び組成物(X)の半硬化物のうち少なくとも一方を含む樹脂層32を備える樹脂付き金属箔31が得られる。この樹脂付き金属箔31から、耐熱性が高められ、かつ金属との密着性が高められた組成物(X)の硬化物を得ることができる。そして、この樹脂付き金属箔31の樹脂層32から、耐熱性が高められ、かつ金属との密着性が高められた金属張積層板11が備える絶縁層12、あるいは配線板21が備える絶縁層22が作製されうる。
また、樹脂付き金属箔31から誘電率及び誘電正接が低められながら、デスミア性が高められ、かつ表面のタックが抑えられた組成物(X)の硬化物を得ることもできる。
更に、上記の通り、組成物(X)は成形性が高められている。このため、樹脂付き金属箔31が、配線板21が備える絶縁層22を作製するために適用された場合、回路パターンへの樹脂付き金属箔31が備える樹脂層32の充填性も高まりうる。
なお、配線板21の上に樹脂付き金属箔31を積層することによって、多層からなる配線板21を作製することもできる。
[樹脂付きフィルム]
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。
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。
樹脂付きフィルム41は、図5に示すように、組成物(X)及び組成物(X)の半硬化物のうち少なくとも一方を含む樹脂層42と、支持フィルム43とを備える。すなわち、樹脂付きフィルム41は、組成物(X)及び組成物(X)の半硬化物のうち少なくとも一方を含む樹脂層42と、その樹脂層42に重なる支持フィルム43とを備える。なお、樹脂付きフィルム41は、樹脂層42と支持フィルム43との間に、他の層を備えていてもよい。
また、樹脂層42は、上記の通り、組成物(X)の半硬化物を含むものであってもよいし、硬化していない組成物(X)の未硬化物を含むものであってもよい。すなわち、樹脂付きフィルム41は、組成物(X)の半硬化物(Bステージの組成物(X))を含む樹脂層42と、支持フィルム43とを備える樹脂付きフィルム41であってもよく、硬化前の組成物(X)の未硬化物(Aステージの組成物(X))を含む樹脂層42と、支持フィルム43とを備える樹脂付きフィルム41であってもよい。
樹脂層42は、例えば、組成物(X)と有機溶剤とを含むワニス状の樹脂組成物から作製される。この場合、樹脂層42を作製する際に、樹脂層42を加熱することによって、有機溶剤を減少又は除去させてもよい。
更に、樹脂層42は、繊維質基材3を含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。また、樹脂層42が繊維質基材3を含む場合、繊維質基材3としては、プリプレグ1の繊維質基材3と同様のものを用いることができる。つまり、樹脂層42は、プリプレグ1から作製されてもよい。
また、支持フィルム43は、例えば、ポリエステルフィルム、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリイミドフィルム、ポリパラバン酸フィルム、ポリエーテルエーテルケトンフィルム、ポリフェニレンスルフィドフィルム、ポリアミドフィルム、ポリカーボネートフィルム、及びポリアリレートフィルム等よりなる群から選択される少なくとも一種の電気絶縁性を有するフィルムを含む。
樹脂付きフィルム41は、必要に応じて、カバーフィルム等を備えてもよい。カバーフィルムは樹脂付き金属箔31で使用されたものと同じものを使用することができる。
なお、支持フィルム43及びカバーフィルムは、必要に応じて、マット処理、コロナ処理、離型処理、又は粗化処理等の表面処理が施されたものであってもよい。
樹脂付きフィルム41の作製方法としては、例えば、ワニス状の樹脂組成物を支持フィルム43の上に塗布し、加熱することにより支持フィルム43に重なる樹脂層42を形成することにより、樹脂付きフィルム41を作製する方法等が挙げられる。
ワニス状の樹脂組成物を支持フィルム43に塗布する方法としては、例えば、バーコーターを用いる方法等が挙げられる。
上記の通り、支持フィルム43の上に塗布したワニス状の樹脂組成物を加熱することによって、ワニス状の樹脂組成物から有機溶剤を揮発させ、有機溶剤を減少又は除去させることができる。塗布されたワニス状の樹脂組成物は、例えば、温度が80℃以上180℃以下であり、時間が1分以上10分以下の条件で加熱される。すなわち、樹脂層42を加熱することによって、樹脂層42から有機溶剤を減少又は除去させる際の条件は、プリプレグ1を作製する際に、樹脂層2を加熱することによって、樹脂層2から有機溶剤を減少又は除去させた際の条件と同様の条件で実施されても構わない。このようにして、組成物(X)及び組成物(X)の半硬化物のうち少なくとも一方を含む樹脂層42が、支持フィルム43上に形成されることで、樹脂付きフィルム41が作製される。
このように組成物(X)及び組成物(X)の半硬化物のうち少なくとも一方を含む樹脂層42を備える樹脂付きフィルム41が得られる。この樹脂付きフィルム41から、耐熱性が高められ、かつ金属との密着性が高められた組成物(X)の硬化物を得ることができる。そして、この樹脂付きフィルム41の樹脂層42から、耐熱性が高められ、かつ金属との密着性が高められた金属張積層板11が備える絶縁層12、あるいは配線板21が備える絶縁層22が作製されうる。
また、樹脂付きフィルム41から誘電率及び誘電正接が低められながら、デスミア性が高められ、かつ表面のタックが抑えられた組成物(X)の硬化物を得ることもできる。
更に、上記の通り、組成物(X)は成形性が高められている。このため、樹脂付きフィルム41が、配線板21が備える絶縁層22を作製するために適用された場合、回路パターンへの樹脂付きフィルム41が備える樹脂層42の充填性も高まりうる。
なお、配線板21の上に樹脂付きフィルム41を積層した後に支持フィルム43を剥離させ、配線板21の上に樹脂層42を重ねる、又は樹脂付きフィルム41から支持フィルム43を剥離させた後に、樹脂層42を配線板21の上に重ねることによって、多層からなる配線板21が作製されてもよい。
[まとめ]
上記の実施形態から明らかなように、本開示の第一の態様に係る組成物(X)は、ポリフェニレンエーテル化合物(A)、マレイミド化合物(B)、硬化剤(C)、及び無機フィラー(D)を含有する。無機フィラー(D)は、疎水性シランカップリング剤で表面処理された無機フィラー(D1)、及び親水性シランカップリング剤で表面処理された無機フィラー(D2)を含む。硬化剤(C)は、式(1)で表される基及び式(2)で表される基のうち少なくとも一方を有するフェノール化合物(C1)を含む。無機フィラー(D1)の含有量が、無機フィラー(D1)及び前記無機フィラー(D2)の全量に対して、20質量%以上80質量%以下である。
上記の実施形態から明らかなように、本開示の第一の態様に係る組成物(X)は、ポリフェニレンエーテル化合物(A)、マレイミド化合物(B)、硬化剤(C)、及び無機フィラー(D)を含有する。無機フィラー(D)は、疎水性シランカップリング剤で表面処理された無機フィラー(D1)、及び親水性シランカップリング剤で表面処理された無機フィラー(D2)を含む。硬化剤(C)は、式(1)で表される基及び式(2)で表される基のうち少なくとも一方を有するフェノール化合物(C1)を含む。無機フィラー(D1)の含有量が、無機フィラー(D1)及び前記無機フィラー(D2)の全量に対して、20質量%以上80質量%以下である。
第一の態様によると、成形性が高まり、かつ硬化物の金属への密着性が高まる組成物(X)、並びにその組成物(X)から作製されるプリプレグ(1)、金属張積層板(11)、配線板(21)、樹脂付き金属箔(31)及び樹脂付きフィルム(41)を提供することができる。
本開示の第二の態様に係る組成物(X)は、第一の態様において、フェノール化合物(C1)は、1分子中に上記式(1)で表される基と上記式(2)で表される基とを合計2つ以上有するフェノール化合物(C1-0)を含む。
本開示の第三の態様に係る組成物(X)は、第一又は第二の態様において、フェノール化合物(C1)は、式(16)で表される化学構造を1分子中に少なくとも2つ有する多官能フェノール化合物(C1-2)を含む。
(式(16)中、R39は、アリル基、1-プロペニル基又は水素原子を示す。R40は、アリル基、1-プロペニル基又は水素原子を示す。R39及びR40のうち少なくとも一方はアリル基又は1-プロペニル基を示す。R41は、水素原子、メチル基、メトキシ基、ヒドロキシ基、アルデヒド基、又はフェニル基を示す。)
本開示の第四の態様に係る組成物(X)は、第一から第三のいずれか一の態様において、ポリフェニレンエーテル化合物(A)が、炭素-炭素不飽和二重結合を有する置換基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(A1)を含み、変性ポリフェニレンエーテル化合物(A1)は、式(3)で表される基及び式(4)で表される基のうち少なくとも一方を有する。
(式(3)中、pは0以上10以下の整数を示す。Zは、アリーレン基を示す。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(4)中、R4は、水素原子又はアルキル基を示す。)
本開示の第五の態様に係る組成物(X)は、第一から第四のいずれか一の態様において、硬化剤(C)は、更にメタクリレート化合物(C2)を含む。
本開示の第六の態様に係る組成物(X)は、第一から第五のいずれか一の態様において、疎水性シランカップリング剤が、ビニル基、メタクリル基及びスチリル基よりなる群から選択される少なくとも1つを含む。
本開示の第七の態様に係る組成物(X)は、第一から第六のいずれか一の態様において、親水性シランカップリング剤が、アミノ基、エポキシ基及びイソシアネート基よりなる群から選択される少なくとも1つを含む。
本開示の第八の態様に係る組成物(X)は、第一から第七のいずれか一の態様において、フェノール化合物(C1)の含有量が、ポリフェニレンエーテル化合物(A)と、マレイミド化合物(B)と、硬化剤(C)との全量に対し、5質量%以上40質量%以下である。
本開示の第九の態様に係る組成物(X)は、第一から第八のいずれか一の態様において、無機フィラー(D)の含有量が、ポリフェニレンエーテル化合物(A)とマレイミド化合物(B)と、硬化剤(C)との合計100質量部に対して、150質量部以上400質量部以下である。
本開示の第十の態様に係るプリプレグ(1)は、第一から第九のいずれか一の態様の組成物(X)及び組成物(X)の半硬化物のうち少なくとも一方を含む樹脂層(2)を備え、樹脂層(2)が、更に繊維質基材(3)を含む。
本開示の第十一の態様に係る金属張積層板(11)は、第一から第九のいずれか一の態様の組成物(X)の硬化物及びプリプレグ(1)の硬化物のうち少なくとも一方を含む絶縁層(12)と、金属箔(13)とを備える。
本開示の第十二の態様に係る配線板(21)は、第一から第九のいずれか一の態様の組成物(X)の硬化物及びプリプレグ(1)の硬化物のうち少なくとも一方を含む絶縁層(22)と、配線(23)とを備える。
本開示の第十三の態様に係る樹脂付き金属箔(31)は、第一から第九のいずれか一の態様の組成物(X)及び組成物(X)の半硬化物のうち少なくとも一方を含む樹脂層(32)と、金属箔(33)とを備える。
本開示の第十四の態様に係る樹脂付きフィルム(41)は、第一から第九のいずれか一の態様の組成物(X)及び組成物(X)の半硬化物のうち少なくとも一方を含む樹脂層(42)と、支持フィルム(43)とを備える。
以下、本開示を実施例によって具体的に説明する。ただし、本開示は実施例に限定されない。
1.樹脂組成物の調製
実施例1~5及び比較例1~3の樹脂組成物を調製する際に用いた成分について説明する。
実施例1~5及び比較例1~3の樹脂組成物を調製する際に用いた成分について説明する。
[成分]
(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化合物1: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(三菱ガス化学株式会社製の「OPE-2st 1200」、Mn1,200、上記式(12)で表され、Zが、フェニレン基であり、R2~R4が水素原子であり、pが1であ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化合物)
・ポリフェニレンエーテル化合物1: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(三菱ガス化学株式会社製の「OPE-2st 1200」、Mn1,200、上記式(12)で表され、Zが、フェニレン基であり、R2~R4が水素原子であり、pが1であるポリフェニレンエーテル化合物)。
(マレイミド化合物)
・マレイミド化合物1:上記式(15)で表され、上記式(15)中の、R35~R38が、水素原子であるマレイミド化合物(日本化薬株式会社製の「MIR-3000」、数平均分子量690、重量平均分子量870)。
・マレイミド化合物1:上記式(15)で表され、上記式(15)中の、R35~R38が、水素原子であるマレイミド化合物(日本化薬株式会社製の「MIR-3000」、数平均分子量690、重量平均分子量870)。
(硬化剤)
・フェノール化合物1:2,2’-ジアリルビスフェノールA(大和化成工業株式会社製の「DABPA」)。
・フェノール化合物2:分子中にアリル基を有するフェノール化合物(群栄化学工業株式会社製の「LVA」)。
・メタクリレート化合物:トリシクロデカンジメタノールジメタクリレート(新中村化学株式会社製の「NKエステル DCP」)。
・フェノール化合物1:2,2’-ジアリルビスフェノールA(大和化成工業株式会社製の「DABPA」)。
・フェノール化合物2:分子中にアリル基を有するフェノール化合物(群栄化学工業株式会社製の「LVA」)。
・メタクリレート化合物:トリシクロデカンジメタノールジメタクリレート(新中村化学株式会社製の「NKエステル DCP」)。
(反応開始剤)
・有機過酸化物:1,3-ビス(ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン(日本油脂株式会社製の「パーブチルP」)。
・有機過酸化物:1,3-ビス(ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン(日本油脂株式会社製の「パーブチルP」)。
(無機フィラー)
・無機フィラー1:分子中にビニル基を有するシランカップリング剤で表面処理されたシリカ粒子(株式会社アドマテックス製の「SC2500-SV」)。
・無機フィラー2:分子中にフェニルアミノ基を有するシランカップリング剤で表面処理されたシリカ粒子(株式会社アドマテックス製の「SC2500-SXJ」)。
・無機フィラー1:分子中にビニル基を有するシランカップリング剤で表面処理されたシリカ粒子(株式会社アドマテックス製の「SC2500-SV」)。
・無機フィラー2:分子中にフェニルアミノ基を有するシランカップリング剤で表面処理されたシリカ粒子(株式会社アドマテックス製の「SC2500-SXJ」)。
[調製方法]
まず、無機フィラー1及び無機フィラー2以外の上記各成分を表1、2に記載の割合(質量部)で、固形分濃度が60質量%となるように、メチルエチルケトンに添加し、混合させた。その混合物を60分間攪拌した。その後、得られた混合物に無機フィラー1及び無機フィラー2を添加し、ビーズミルで無機フィラー1及び無機フィラー2を分散させた。このような方法により、ワニス状の樹脂組成物が得られた。なお、比較例1では、無機フィラー2を混合せずにワニス状の樹脂組成物を作製した。比較例2では、無機フィラー1を混合せずにワニス状の樹脂組成物を作製した。比較例3では、フェノール化合物1、2を混合せずにワニス状の樹脂組成物を作製した。
まず、無機フィラー1及び無機フィラー2以外の上記各成分を表1、2に記載の割合(質量部)で、固形分濃度が60質量%となるように、メチルエチルケトンに添加し、混合させた。その混合物を60分間攪拌した。その後、得られた混合物に無機フィラー1及び無機フィラー2を添加し、ビーズミルで無機フィラー1及び無機フィラー2を分散させた。このような方法により、ワニス状の樹脂組成物が得られた。なお、比較例1では、無機フィラー2を混合せずにワニス状の樹脂組成物を作製した。比較例2では、無機フィラー1を混合せずにワニス状の樹脂組成物を作製した。比較例3では、フェノール化合物1、2を混合せずにワニス状の樹脂組成物を作製した。
[無機フィラー1の割合]
各実施例及び比較例の樹脂組成物に関し、下記計算式(1)に従って、無機フィラー1の割合を計算し、その結果を表1、2に記載した。
各実施例及び比較例の樹脂組成物に関し、下記計算式(1)に従って、無機フィラー1の割合を計算し、その結果を表1、2に記載した。
(無機フィラー1の割合)={(無機フィラー1の質量部)/(無機フィラー1の質量部+無機フィラー2の質量部)}×100・・・・(計算式1)
2.樹脂組成物の評価
2.1 評価基板作製
以下のようにして、実施例1~5及び比較例1~3の樹脂組成物(ワニス状の樹脂組成物)から作製される絶縁層を備える評価基板を得た。
2.1 評価基板作製
以下のようにして、実施例1~5及び比較例1~3の樹脂組成物(ワニス状の樹脂組成物)から作製される絶縁層を備える評価基板を得た。
まず、キャリア銅箔付き薄型銅箔(三井金属鉱業株式会社製「MT18Ex」、薄型銅箔の厚さ 3μm、キャリア銅箔の厚さ 18μm)を2つ用意した。次いで、各々のキャリア銅箔付き薄型銅箔の薄型銅箔の面に、「1.樹脂組成物の調製」で作製した各実施例及び比較例の樹脂組成物(ワニス状の樹脂組成物)を塗布し、これを半硬化状態となるまで130℃で3分間加熱乾燥することによって、キャリア銅箔付き薄型銅箔と、樹脂組成物の半硬化物を含む樹脂層とを備える樹脂付き金属箔を二つ作製した。
続いて、上記の方法で作製した二つの樹脂付き金属箔を、樹脂層同士が接着するようにして貼り合わせて、次いで、真空条件下、温度200℃、圧力5~10kg/cm2の条件で120分加熱・加圧することによって、厚さ100μmの絶縁層と、絶縁層の両側の面にキャリア銅箔付き薄型銅箔を備えた金属張積層板(評価基板)を得た。
2.2 評価
また、「2.1 評価基板作製」に記載された方法に従って、実施例1~5及び比較例1~3の樹脂組成物から作製された絶縁層を備える金属張積層板(評価基板)を用いて、以下に示す方法により評価を行った。
また、「2.1 評価基板作製」に記載された方法に従って、実施例1~5及び比較例1~3の樹脂組成物から作製された絶縁層を備える金属張積層板(評価基板)を用いて、以下に示す方法により評価を行った。
[ガラス転移温度(Tg)]
「1.樹脂組成物の調製」に記載の方法に従って作製した実施例1~5及び比較例1~3の樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度を測定した。ガラス転移温度を測定するにあたり、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」を用いた。このとき、曲げモジュールで周波数を10Hzとして動的粘弾性測定を行い、昇温速度5℃/分の条件で室温から300℃まで昇温した際の損失正接(tanδ)が極大を示す温度をガラス転移温度とした。なお、評価に際し、各実施例及び比較例の樹脂組成物の硬化物は、「2.1 評価基板作製」に記載された方法で作製した評価基板から剥がした絶縁層を用いた。
「1.樹脂組成物の調製」に記載の方法に従って作製した実施例1~5及び比較例1~3の樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度を測定した。ガラス転移温度を測定するにあたり、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」を用いた。このとき、曲げモジュールで周波数を10Hzとして動的粘弾性測定を行い、昇温速度5℃/分の条件で室温から300℃まで昇温した際の損失正接(tanδ)が極大を示す温度をガラス転移温度とした。なお、評価に際し、各実施例及び比較例の樹脂組成物の硬化物は、「2.1 評価基板作製」に記載された方法で作製した評価基板から剥がした絶縁層を用いた。
[ピール強度]
ピール強度に関しては以下の方法で評価した。まず、金属張積層板(評価基板)が備える2つのキャリア銅箔付き薄型銅箔のうち、片方のキャリア銅箔付き薄型銅箔のキャリア銅箔(厚さ18μm)を剥離させた。次に、剥離させたキャリア銅箔と重なっていた薄型銅箔(厚さ3μm)を無電解・電解銅メッキなどによりめっきアップすることで、薄型銅箔を含む金属層(厚さ35μm)を形成した。続いて、その金属層を引き剥がし、そのときのピール強度を、JIS C6481(1996)に準拠して測定した。具体的には、評価基板を、幅10mm長さ100mmの大きさにカットし、そのカットして得られた評価基板から金属層を引っ張り試験機により50mm/分の速度で引き剥がし、そのときのピール強度(kN/m)を測定した。
ピール強度に関しては以下の方法で評価した。まず、金属張積層板(評価基板)が備える2つのキャリア銅箔付き薄型銅箔のうち、片方のキャリア銅箔付き薄型銅箔のキャリア銅箔(厚さ18μm)を剥離させた。次に、剥離させたキャリア銅箔と重なっていた薄型銅箔(厚さ3μm)を無電解・電解銅メッキなどによりめっきアップすることで、薄型銅箔を含む金属層(厚さ35μm)を形成した。続いて、その金属層を引き剥がし、そのときのピール強度を、JIS C6481(1996)に準拠して測定した。具体的には、評価基板を、幅10mm長さ100mmの大きさにカットし、そのカットして得られた評価基板から金属層を引っ張り試験機により50mm/分の速度で引き剥がし、そのときのピール強度(kN/m)を測定した。
[成形性]
成形性に関しては以下の方法で評価した。まず、金属張積層板(評価基板)が備える2つのキャリア銅箔付き薄型銅箔のうち、片方のキャリア銅箔付き薄型銅箔のキャリア銅箔(厚さ18μm)を剥離させた。次に、剥離させたキャリア銅箔と重なっていた薄型銅箔(厚さ3μm)を無電解・電解銅メッキなどによりめっきアップすることで、薄型銅箔を含む金属層(厚さ35μm)を形成した。続いて、その金属層を引き剥がし、銅箔を引き剥がした後の絶縁層の外観を目視により観察を行い、評価した。絶縁層にボイドの存在が確認されなかった場合を「A」、ボイドが確認された場合を「B」と評価した。
成形性に関しては以下の方法で評価した。まず、金属張積層板(評価基板)が備える2つのキャリア銅箔付き薄型銅箔のうち、片方のキャリア銅箔付き薄型銅箔のキャリア銅箔(厚さ18μm)を剥離させた。次に、剥離させたキャリア銅箔と重なっていた薄型銅箔(厚さ3μm)を無電解・電解銅メッキなどによりめっきアップすることで、薄型銅箔を含む金属層(厚さ35μm)を形成した。続いて、その金属層を引き剥がし、銅箔を引き剥がした後の絶縁層の外観を目視により観察を行い、評価した。絶縁層にボイドの存在が確認されなかった場合を「A」、ボイドが確認された場合を「B」と評価した。
1 プリプレグ
2、32、42 樹脂層
3 繊維質基材
11 金属張積層板
12、22 絶縁層
13 金属箔
21 配線板
23 配線
31 樹脂付き金属箔
41 樹脂付きフィルム
43 支持フィルム
2、32、42 樹脂層
3 繊維質基材
11 金属張積層板
12、22 絶縁層
13 金属箔
21 配線板
23 配線
31 樹脂付き金属箔
41 樹脂付きフィルム
43 支持フィルム
Claims (14)
- 前記フェノール化合物(C1)は、1分子中に前記式(1)で表される基と前記式(2)で表される基とを合計2つ以上有するフェノール化合物(C1-0)を含む、
請求項1に記載の樹脂組成物。 - 前記硬化剤(C)は、更にメタクリレート化合物(C2)を含む、
請求項1に記載の樹脂組成物。 - 前記疎水性シランカップリング剤が、ビニル基、メタクリル基及びスチリル基よりなる群から選択される少なくとも1つを含む、
請求項1に記載の樹脂組成物。 - 前記親水性シランカップリング剤が、アミノ基、エポキシ基及びイソシアネート基よりなる群から選択される少なくとも1つを含む、
請求項1に記載の樹脂組成物。 - 前記フェノール化合物(C1)の含有量が、前記ポリフェニレンエーテル化合物(A)と、前記マレイミド化合物(B)と、前記硬化剤(C)との全量に対して、5質量%以上40質量%以下である、
請求項1に記載の樹脂組成物。 - 前記無機フィラー(D)の含有量が、前記ポリフェニレンエーテル化合物(A)と、前記マレイミド化合物(B)と、前記硬化剤(C)との合計100質量部に対して、150質量部以上400質量部以下である、
請求項1に記載の樹脂組成物。 - 請求項1から9のいずれか一項に記載の樹脂組成物及び前記樹脂組成物の半硬化物のうち少なくとも一方を含む樹脂層を備え、
前記樹脂層が、更に繊維質基材を含む、
プリプレグ。 - 請求項1から9のいずれか一項に記載の樹脂組成物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から9のいずれか一項に記載の樹脂組成物の硬化物を含む絶縁層と、配線とを備える、
配線板。 - 請求項1から9のいずれか一項に記載の樹脂組成物及び前記樹脂組成物の半硬化物のうち少なくとも一方を含む樹脂層と、金属箔とを備える、
樹脂付き金属箔。 - 請求項1から9のいずれか一項に記載の樹脂組成物及び前記樹脂組成物の半硬化物のうち少なくとも一方を含む樹脂層と、支持フィルムとを備える、
樹脂付きフィルム。
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