JP7660990B2 - 熱硬化性マレイミド樹脂組成物 - Google Patents
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Description
従って、本発明は、ワニス状で濁りや分離がなく、優れた誘電特性を有し、LCPやMPIなど有機樹脂及び銅に対しても強い接着力を有する硬化物を与える熱硬化性マレイミド樹脂組成物並びにそれからなる未硬化及び硬化樹脂フィルム、接着剤、基板、また熱硬化性マレイミド樹脂組成物の硬化物を含む基板を提供することを目的とする。
(A)両末端に反応性官能基を有するスチレン系エラストマー、
(B)下記式(1)で表されるマレイミド化合物、
(C)1分子中にエポキシ基を2つ以上有するエポキシ樹脂
及び
(D)アニオン重合開始触媒
を含み、(A)成分と(B)成分の比率(質量比(A)/(B))が2~20である熱硬化性マレイミド樹脂組成物。
<2>
(A)成分のスチレン系エラストマーが、スチレンと、アルケン及び/又は非共役ジエンとの共重合体であって、その両末端の反応性官能基が、アミノ基、カルボキシル基及びビニル基のうち少なくとも一種を含むものである<1>に記載の熱硬化性マレイミド樹脂組成物。
<3>
(D)成分がイミダゾール化合物、リン系化合物及びアミン化合物から選ばれる少なくとも一種の化合物である<1>または<2>に記載の熱硬化性マレイミド樹脂組成物。
<4>
<1>~<3>のいずれかに記載の熱硬化性マレイミド樹脂組成物からなる未硬化樹脂フィルム。
<5>
<1>~<3>のいずれかに記載の熱硬化性マレイミド樹脂組成物の硬化物からなる硬化樹脂フィルム。
<6>
<1>~<3>のいずれかに記載の熱硬化性マレイミド樹脂組成物からなる接着剤。
<7>
<1>~<3>のいずれかに記載の熱硬化性マレイミド樹脂組成物からなる封止材。
<8>
<1>~<3>のいずれかに記載の熱硬化性マレイミド樹脂組成物の硬化物を含有する基板。
(A)成分のスチレン系エラストマーは主に、組成物の硬化物の高周波での誘電特性、耐熱性及び接着性向上、並びに組成物をフィルム化した際の柔軟性向上に寄与し、スチレン系化合物由来の構造単位を有し、両末端に反応性の官能基を有する熱可塑性エラストマーであれば特に制限はなく、スチレン由来の構造単位を有する熱可塑性エラストマーであってもよい。
なお、本明細書中で言及する数平均分子量とは、下記条件で測定したゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるポリスチレンを標準物質とした数平均分子量を指すこととする。
展開溶媒:テトラヒドロフラン(THF)
流量:0.35mL/min
検出器:示差屈折率検出器(RI)
カラム:TSK Guardcolumn SuperH-L
TSKgel SuperHZ4000(4.6mmI.D.×15cm×1)
TSKgel SuperHZ3000(4.6mmI.D.×15cm×1)
TSKgel SuperHZ2000(4.6mmI.D.×15cm×2)
(いずれも東ソー社製)
カラム温度:40℃
試料注入量:5μL(濃度0.2質量%のTHF溶液)
本発明の熱硬化性マレイミド樹脂組成物中、(A)成分の配合量は、60~99質量%であることが好ましく、65~95質量%であることがより好ましく、70~93質量%であることが更に好ましい。
本発明で用いる(B)成分は、下記式(1)で表されるマレイミド化合物であり、好ましくはダイマージアミンとマレイン酸無水物の反応物であるマレイミド化合物である。(B)成分は熱硬化性樹脂であり、(A)成分と反応することから、耐熱性と機械特性が良好となり、信頼性の高い組成物となる。加えて(B)成分はダイマー酸骨格に由来する二価炭化水素基を有しているために誘電特性が良好である。そのため組成物は優れた誘電特性を示す。
本明細書において、ダイマー酸骨格とは、このようなダイマー酸のカルボキシ基を1級アミノメチル基で置換した構造を有するダイマージアミンから誘導される基をいう。ダイダイマー酸骨格に由来する二価炭化水素基としては下記の構造を例示することができるがこれらに限定されるものではない。
また、(B)成分が有するダイマー酸骨格に由来する二価の炭化水素基は、水添反応により、該ダイマー酸骨格由来の炭化水素基中の炭素-炭素二重結合が低減した構造を有するものが、硬化物の耐熱性や信頼性の観点からより好ましい。
本発明で用いる(C)成分は、1分子中にエポキシ基を2つ以上有するエポキシ樹脂である。エポキシ樹脂は本発明の熱硬化性マレイミド樹脂組成物の流動性や機械特性を向上させたり、LCPやMPIなどの有機樹脂に対する接着力を向上させたりする。エポキシ樹脂としては1分子中に2つ以上のエポキシ基を有するものであれば、特に制限なく使用することができるが、(A)成分及び(B)成分との相溶性の観点から室温(25℃)で液状であるものが好ましい。
(D)成分であるアニオン重合開始触媒は、主に(A)、(B)及び(C)成分間のアニオン重合反応を開始、促進させるために添加するものである。
(D)成分としてはアニオン重合反応を促進するものであれば特に制限されるものではなく、イミダゾール化合物、リン系化合物及びアミン化合物から選ばれる少なくとも一種の化合物が好ましい。
イミダゾール化合物の具体例としては、イミダゾール、2-メチルイミダゾール、2-エチルイミダゾール、2-ヘプタデシルイミダゾール、1,2-ジメチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-ウンデシルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、2-フェニル-4-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-エチル-4-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール、2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾール、2,4-ジアミノ-6-[2’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン等のジアミノトリアジン環を有するイミダゾール等が挙げられる。
リン系化合物の具体例としては、トリブチルホスフィン、トリ(p-メチルフェニル)ホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリフェニルホスフィン・トリフェニルボラン、テトラフェニルホスフィン・テトラフェニルボレート等が挙げられる。
アミン化合物の具体例としては、トリエチルアミン、ベンジルジメチルアミン、α-メチルベンジルジメチルアミン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール等が挙げられる。
(C)成分中のエポキシ基を開環し、その後エポキシ樹脂との付加体がマレイミド化合物の架橋反応を促進するようなイミダゾール化合物及び第3級アミン化合物などのアニオン重合開始触媒が特に好ましい。
本発明の熱硬化性マレイミド樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、更に必要に応じて各種の添加剤を配合することができる。該添加剤としては、シリカやアルミナ、窒化ホウ素を初めとする無機充填材、PTFEパウダーを初めとした樹脂パウダー、銀などの金属粒子、反応性官能基を有するオルガノポリシロキサン、無官能シリコーンオイル、熱可塑性樹脂、スチレン系以外の熱可塑性エラストマー、有機合成ゴム、光増感剤、光安定剤、重合禁止剤、難燃剤、顔料、染料等が挙げられる。また、熱硬化性マレイミド樹脂組成物の硬化物の電気特性を改善するために、その他の添加剤としてイオントラップ剤等を配合してもよい。
本発明の熱硬化性マレイミド樹脂組成物は、有機溶剤に溶解してワニスとして扱うこともできる。熱硬化性マレイミド樹脂組成物は、ワニスにすることによってシート状又はフィルム状に成形しやすくなる。有機溶剤は(A)成分及び(B)成分が溶解するものであれば制限なく使用することができる。有機溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、アニソール、シクロヘキサノン、シクロペンタノン等を好適に用いることができる。上記の有機溶剤は単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。ワニス中の本発明の熱硬化性マレイミド樹脂組成物の濃度は、5~80質量%が好ましく、10~75質量%がより好ましい。
(A-1)アミン変性スチレン/エチレン/ブチレン/スチレン・ブロック共重合体の水添物、スチレン含有率30%、数平均分子量33,000(タフテックMP10:旭化成(株)製)
(A-2)カルボン酸変性スチレン/エチレン/ブチレン/スチレン・ブロック共重合体、スチレン含有率30%、数平均分子量90,000(タフテックM1913:旭化成(株)製)
(A-3)スチレン/エチレン/ブチレン/スチレン・ブロック共重合体、スチレン含有率30%、数平均分子量74,000(タフテックH1041:旭化成(株)製、比較例用)
(B-1):下記式で示されるビスマレイミド化合物(SLK-6895、信越化学工業(株)製)
(B-2):下記式で示されるビスマレイミド化合物(SLK-3000、信越化学工業(株)製、比較例用)
(B-3):4,4’-ジフェニルメタンビスマレイミド(BMI-1000:大和化成工業(株)製、比較例用)
(C-1):ビスフェノールA型エポキシ樹脂(jER-828:三菱ケミカル(株)製)
(C-2):ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂(NC-3000:日本化薬(株)製)
(D-1):2-エチル-4-メチルイミダゾール(2E4MZ:四国化成(株)製)
(D-2):2,4-ジアミノ-6-[2’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン(2MZ-A:四国化成(株)製)
表1、2の配合で、ジムロート冷却管及び撹拌装置を備えた500mLの4つ口フラスコに各成分を投入し、50℃で2時間撹拌させることでワニス状の樹脂組成物を得た。
フィルム化する前のワニスに関して、目視で溶け残りや濁りがなく、かつ石英セルに該樹脂組成物の30質量%キシレン溶液を入れ、光路長1mm、740nmの直光透過率を分光光度計U-4100((株)日立ハイテクサイエンス製)で、25℃で測定した際、70%以上であるものを◎、50%以上70%未満であるものを○、50%未満のものを×とした。
ワニス状熱硬化性マレイミド樹脂組成物を厚さ38μmのPETフィルム上に、乾燥後の厚さが50μmとなるようにローラーコーターで塗布し、120℃で10分間乾燥させて未硬化樹脂フィルムを得た。
前記未硬化樹脂フィルムを25℃の条件下で90度折り曲げた際にフィルムにクラックが発生したり、破断したりするかを目視で確認した。クラック、破断及びタック等が全く確認されなかった場合は○、少しでもクラック、破断又はタック等が確認された場合を×とした。
前記未硬化樹脂フィルムを180℃、2時間の条件で硬化させた樹脂フィルムを切断して、60mm×60mmの試験片を作製した。得られた試験片について、SPDR誘電体共振器(MS46122B、アンリツ(株)製)を使用し、25℃における10GHzでの比誘電率、誘電正接を測定した。
上記の工程で作製した硬化樹脂フィルムについて、150℃で500時間保管した後に上記の装置を使用して25℃における10GHzでの誘電特性を測定した。初期の10GHzでの誘電正接の値と保管後の10GHzでの誘電正接の値の変化率が100%未満である場合は○、100%以上である場合は×と評価した
縦75mm、幅25mm、厚さ1.0mmのスライドガラスを用意し、その一方の表面に前記のPETフィルム付き未硬化樹脂フィルムのPET基材の貼っていない樹脂組成物面を載せ、120℃、0.3MPa圧、60秒の条件でラミネートを行った。ラミネート後、PET基材を剥がし、樹脂組成物面に18μm厚の銅箔(三井金属(株)製、Ra0.6μm)、50μm厚のLCP(千代田インテグレ(株)製)又はMPI(PIXEO SR、(株)カネカ製)を載せ、120℃、0.3MPa圧、60秒の条件でラミネートを行った。ラミネート後、180℃で2時間の条件で硬化させることで接着試験片を作製した。
Claims (7)
- (A)両末端に、アミノ基、カルボキシル基及びビニル基のうち少なくとも一種の反応性官能基を有するスチレン系エラストマーであって、該スチレン系エラストマーが、スチレン/エチレン/ブチレン/スチレン・ブロック又はランダム共重合体、スチレン/エチレン/プロピレン/スチレン・ブロック又はランダム共重合体及びスチレン/ブタジエン・ブロック又はランダム共重合体から選ばれるものである、スチレン系エラストマー、
(B)下記式(1)で表されるマレイミド化合物、
(式(1)中、R1はダイマー酸骨格に由来する二価の炭化水素基を示す。)
(C)1分子中にエポキシ基を2つ以上有するエポキシ樹脂
及び
(D)アニオン重合開始触媒
を含み、(A)成分と(B)成分の比率(質量比(A)/(B))が2~20である熱硬化性マレイミド樹脂組成物。 - (D)成分がイミダゾール化合物、リン系化合物及びアミン化合物から選ばれる少なくとも一種の化合物である請求項1に記載の熱硬化性マレイミド樹脂組成物。
- 請求項1又は2に記載の熱硬化性マレイミド樹脂組成物を含有する未硬化樹脂フィルム。
- 請求項1又は2に記載の熱硬化性マレイミド樹脂組成物の硬化物を含有する硬化樹脂フィルム。
- 請求項1又は2に記載の熱硬化性マレイミド樹脂組成物を含有する接着剤。
- 請求項1又は2に記載の熱硬化性マレイミド樹脂組成物を含有する封止材。
- 請求項1又は2に記載の熱硬化性マレイミド樹脂組成物の硬化物を含有する基板。
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