説明

ポリアミドイミド、ポリアミドイミドの製造方法、並びにポリアミドイミドを含む樹脂組成物及び樹脂ワニス

【課題】半導体チップ実装時の熱応力を緩和し、なおかつ耐熱性及び耐デスミア性に優れ、エポキシ樹脂と混合して用いた際に、低温硬化を可能とするポリアミドイミドを提供すること。
【解決手段】分子中に2〜20個のフェノール性水酸基を有し、かつ、主鎖中に炭素数18以上の長鎖炭化水素鎖構造を有するポリアミドイミド。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ポリアミドイミド及びその製造方法、並びにポリアミドイミドを用いた樹脂組成物及び樹脂ワニスに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、電子機器の小型化・軽量化・高速化の要求が高まり、半導体実装基板(プリント配線板)の薄型化・高密度化が進んでいる。それに伴い電気めっきを用いたセミアディティブ法による半導体実装基板の製造方法が注目されている。
【0003】
このセミアディティブ法は、次のような方法である。例えば、まず、回路を形成したい絶縁樹脂層の表面に、レーザー等でIVHとなる穴を形成した後に、化学粗化やプラズマ処理等により数μmの凹凸を形成し、Pd触媒を用いて1μm程度の無電解めっきを行い、供給層を形成する。次いで、供給層上にパターン電気めっき用のレジストを形成し、パターン電気めっきにより回路形成を行った後に、レジスト及び回路以外の部分に存在する給電層を除去する方法である。セミアディティブ法は、サイドエッチングの大きいサブトラクティブ法に比べ、より微細な配線形成を可能とする。
【0004】
また、例えば、樹脂付き金属箔上に、金属箔を供給層として、セミアディティブ法により回路形成を行う方法もある。近年は金属箔の厚みを薄くするために、支持金属箔上に5μm以下の厚みの金属箔が形成されている引き剥がし可能なタイプの金属箔が用いられる。この方法では、絶縁樹脂層の表面に無電解めっきを施す必要がなく、より信頼性の高いプリント配線板を製造できる。
【0005】
また、例えば、ポリイミドフィルムの片面に電子ビーム蒸着装置を用いて1μm程度の銅層を形成し、接着剤を介してプリプレグに積層し、その後ポリイミドフィルムを引き剥がして供給層となる銅層を形成する方法もある。
【0006】
これらの方法を経て作製された半導体実装基板に、半導体チップをフェイスダウンボンディング方式により直接実装する方法として、半導体チップの電極部分にはんだボールを形成し実装基板にはんだ接続するフリップチップ方式や、半導体チップに設けたバンプと呼ばれる突起電極(小突起)にペースト状の導電性接着剤を塗布し、実装基板の電極に接着する接続方法が知られている。
【0007】
半導体素子をはじめとする各種電子部品を搭載した半導体実装基板の最も重要な特性の一つとして接続信頼性がある。この接続信頼性を低下させる原因として、熱膨張係数の異なる各種材料を用いていることから生じる熱応力が挙げられる。
【0008】
熱応力は、半導体チップの熱膨張係数と実装基板の熱膨張係数との差が大きいことから、熱衝撃によって熱ひずみが発生し、その熱ひずみによって発生すると考えられる。従来のQFP、SOP等のリードフレームを有する半導体パッケージでは、リードフレームの部分で熱応力を吸収し信頼性を保っていた。
【0009】
しかし、上述のフリップチップ方式などのベアチップ実装では、はんだボールを用いて半導体チップの電極と配線板の配線パッドを接続する方式や、バンプを作製して導電性接着剤で接続する方式を取っており、熱応力がこの接続部に集中して接続信頼性を低下させていた。このような問題を解決するため、例えば、シリコーン重合体材料などを用いてインターポーザと呼ばれる応力緩和層を形成する方法などが用いられている(例えば、特許文献1参照)。
【0010】
しかし、半導体実装基板や半導体チップの薄型化などがこれまで以上に進行しているため、従来品よりも応力緩和性のある樹脂が求められている。応力緩和樹脂には、通常、シロキサンやポリエーテル、ポリエステルなどの骨格を導入し、これにより弾性率を低下さている。そのため、これらの骨格の量が増加するほど、実装基板のIVHを形成する際のデスミア工程で、応力緩和樹脂が溶解してしまうという問題がある。
【0011】
このような欠点を解消するために、応力緩和樹脂として、上記骨格を持たないポリブタジエンやポリイソプレンなどの炭化水素系樹脂を用いる方法がある。しかしながら、炭化水素系樹脂を用いた場合には、耐デスミア性は良好であるが耐熱性又は応力緩和性の少なくとも一方がなくなってしまう。
【0012】
さらに、応力緩和樹脂としては、ポリブタジエン、ポリエチレンなどの炭化水素系骨格や、シロキサン骨格を有するポリアミドイミドなどが知られている(例えば、特許文献2又は3参照)。しかしながら、このようなポリアミドイミドをエポキシ樹脂とを混合して用いようとすると、硬化温度が高い(約230℃以上)という問題がある。
【特許文献1】特開2003−008158号公報
【特許文献2】特開平10−330449号公報
【特許文献3】特開平11−246760号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
本発明は、電子機器のさらなる小型化に伴う半導体実装基板の薄型化に対応するため、半導体チップ実装時の熱応力を緩和し、なおかつ耐熱性及び耐デスミア性に優れ、エポキシ樹脂と混合して用いた際に、低温硬化を可能とするポリアミドイミド及びその製造方法、並びにポリアミドイミドを用いた樹脂組成物及び樹脂ワニスを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明の発明者らは、鋭意検討の結果、ポリアミドイミドにフェノール性水酸基と、長鎖炭化水素鎖構造とを導入することにより上記課題を解決できることを見出した。
すなわち、本発明は、分子中に2〜20個のフェノール性水酸基を有し、かつ、主鎖中に炭素数18以上の長鎖炭化水素鎖構造を有するポリアミドイミドに関する。
上記ポリアミドイミドの一態様において、ポリアミドイミドはフェノール性水酸基を分子の末端に有する。
また、本発明は、上記ポリアミドイミドを製造する方法であって、トリカルボン酸無水物とジアミンとを反応させてイミド基を有するジカルボン酸を調製し、イミド基を有するジカルボン酸とジイソシアネートとを反応させる、ポリアミドイミドの製造方法に関する。
上記製造方法の好ましい態様として、以下の方法を挙げることができる。
イミド基を有するジカルボン酸とジイソシアネートとを反応させる際に、さらに、炭素数18以上の長鎖炭化水素鎖構造を有するジカルボン酸を反応させる方法。
ジアミンが、炭素数18以上の長鎖炭化水素鎖構造を有するジアミンを含み、トリカルボン酸無水物と炭素数18以上の長鎖炭化水素鎖構造を有するジアミンとを反応させて、イミド基及び炭素数18以上の長鎖炭化水素鎖構造を有するジカルボン酸を調製し、イミド基及び炭素数18以上の長鎖炭化水素鎖構造を有するジカルボン酸とジイソシアネートとを反応させる方法。
ジアミンが、フェノール性水酸基を有するジアミンを含み、フェノール性水酸基を有するジアミンとトリカルボン酸無水物とを反応させて、イミド基及びフェノール性水酸基を有するジカルボン酸を調製し、イミド基及びフェノール性水酸基を有するジカルボン酸とジイソシアネートとを反応させる方法。
イミド基を有するジカルボン酸とジイソシアネートとを反応させる際に、さらに、フェノール性水酸基を有するジカルボン酸及び/又はモノカルボン酸を反応させる方法。
また、本発明は、上記ポリアミドイミドおよびエポキシ樹脂を含有する熱硬化性樹脂組成物に関する。前記熱硬化性樹脂組成物は、ポリアミドイミド100重量部に対して、エポキシ樹脂を1重量部〜100重量部含有することが好ましい。
また、本発明は、上記ポリアミドイミド、エポキシ樹脂、およびエポキシ樹脂硬化剤を含有する熱硬化性樹脂組成物に関する。前記熱硬化性樹脂組成物は、ポリアミドイミド100重量部に対して、エポキシ樹脂およびエポキシ樹脂硬化剤を合計して1重量部〜100重量部含有することが好ましい。
さらに、本発明の熱硬化性樹脂組成物は、加熱硬化後の50℃における引張弾性率E’が、0.15GPa〜1.0GPaであることが好ましい。
また、本発明は、溶媒、および溶媒に溶解又は分散した上記熱硬化性樹脂組成物を含有する樹脂ワニスに関する。
さらに、本発明は、上記熱硬化性樹脂組成物を用いた半導体実装基板に関する。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、耐熱性及び耐デスミア性に優れ、エポキシ樹脂と混合して用いた際に、低温硬化を可能とする低弾性のポリアミドイミド及びその製造方法、並びにポリアミドイミドを用いた樹脂組成物及び樹脂ワニスを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
以下、発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
本発明は、分子中に2〜20個のフェノール性水酸基を有し、かつ、主鎖中に炭素数18以上の長鎖炭化水素鎖構造を有するポリアミドイミドに関する。
【0017】
長鎖炭化水素鎖構造の炭素数が18未満であると、柔軟性に劣り、配線板材料としての応力緩和性が低下する。好ましくは、炭素数が40以上である。炭素原子数の上限は、耐熱性や難燃性の観点から500以下であることが好ましい。本発明のポリアミドイミドは、例えば、後述するエポキシ樹脂と混合して熱硬化性樹脂組成物として用いることができる。この場合、本発明のポリアミドイミドがフェノール性水酸基を有することにより、熱硬化性樹脂組成物の低温硬化(好ましくは130〜180℃)が可能となる。また、本発明のポリアミドイミドは、長鎖炭化水素鎖骨格を有するために、低弾性率と高耐熱性とを両立することができる。
【0018】
長鎖炭化水素鎖構造中には、環状構造が含まれないことが好ましく、長鎖炭化水素鎖構造は、直鎖状構造であることがより好ましい。また、長鎖炭化水素鎖構造の主鎖を構成する炭素原子は、柔軟性の観点から互いにC−C単結合で結合していることが好ましいが、本発明の効果を妨げない範囲で炭素原子の一部が互いに二重結合で結合していてもよい。長鎖炭化水素鎖構造中の(単結合数:二重結合数)は、75〜100:25〜0であることが好ましく、100:0であることがより好ましい。長鎖炭化水素鎖構造としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリイソプレン及びそれらの水素添加物などにより構成される構造が挙げられる。なお、長鎖炭化水素鎖構造の側鎖としてであれば、環状構造や炭素−炭素二重結合を有しても構わない。従来のシロキサンやポリエーテル、ポリエステルなどの骨格を導入した応力緩和樹脂は極性が高いために吸湿しやすく、加水分解しやすいという欠点があったが、本発明のポリアミドイミドはこれらの骨格に代え長鎖炭化水素鎖が導入されているために、このような欠点を解消することができる。
【0019】
また、ポリアミドイミドの主鎖には、耐デスミア性の観点から、アミド基及びイミド基を除き、炭素原子以外の原子が含まれないことが好ましいが、本発明の効果を妨げない範囲で、窒素原子などの他の原子を含んでいてもよい。ポリアミドイミドの主鎖において、(長鎖炭化水素鎖構造を構成する炭素原子数:他の原子数(後述するトリカルボン酸無水物に由来するアミド基及びイミド基に含まれる窒素原子を除く))が、75〜100:25〜0であることが好ましく、100:0であることがより好ましい。例えば、長鎖炭化水素鎖構造を有するナイロンをポリアミドイミドに導入した場合などには、ポリアミドイミドの主鎖に窒素原子が含まれることとなる。
【0020】
長鎖炭化水素鎖構造に含まれる水素原子の一部が、メチル基、ビニル基、フェニル基、ハロゲン基、水酸基、シアノ基など別の官能基で置換されていてもよい。
【0021】
本発明のポリアミドイミドは、1分子中のフェノール性水酸基数Nが2〜20である。フェノール性水酸基を導入したポリアミドイミドは、エポキシ樹脂と混合して配線板用途で使用する場合、難燃性や耐電食性などの配線板諸特性の点で好ましい。フェノール性水酸基の含有量としては、ポリアミドイミド1分子あたりのフェノール性水酸基数が2〜15であることが好ましく、4〜12であることがさらに好ましい。
【0022】
ここで、1分子あたりのフェノール性水酸基数Nとは、ポリアミドイミドの重量平均分子量をMw、ポリアミドイミドの総重量をW、該フェノール性水酸基の物質量をRとすると、N=Mw/(W/R)で求められる平均値をいう。Rは、原料として用いるフェノール性水酸基を有する化合物の仕込み量から算出することができる。ポリアミドイミドを合成し終えた後でないとMwがわからないため、合成前に正確なNの値を求めることはできない。
【0023】
しかし、同一条件で合成すればMwの値はそれほど大きく異ならないため、合成前に推定することは可能である。Nが2未満であると、ポリアミドイミドの一部がポリマーネットワークを形成せず、熱硬化性を示さない。Nが4を超えると、明らかな熱硬化性が認められる傾向がある。Nが20以下であると、硬化後の引張弾性率が1.0GPa以下に低下させることができる。
【0024】
ポリアミドイミドの製造方法は特に限定されるものではないが、例えば、(1)トリカルボン酸無水物とジアミンとを反応させてイミド基を有するジカルボン酸(以下、イミド基含有ジカルボン酸ともいう。)を調製し、イミド基含有ジカルボン酸とジイソシアネートとを反応させる方法、(2)トリカルボン酸無水物とジイソシアネートとを反応させる方法、(3)トリカルボン酸無水物またはそのクロライドとジアミンとを反応させる方法が挙げられる。
【0025】
本発明においては、規則的な構造、安定した品質を有するポリアミドイミドが得られるという観点から、(1)イミド基含有ジカルボン酸とジイソシアネートとを反応させる方法が好ましく用いられる。(1)の方法において、様々な機能を持たせたジアミンを用いることにより、高機能のポリアミドイミドを得ることができる。(1)の方法を用いた場合、ジアミンの種類によっては、得られるポリアミドイミドのガラス転移温度(Tg)が高くなることや、熱膨張率が低下することがある。また、(1)の方法によれば、フェノール性水酸基を導入する際にも、反応性や立体障害のバラツキを少なくすることができる。さらに、(1)の方法は、(2)や(3)の方法に比べ、安価である、絶縁信頼性に優れたポリアミドイミドが得られるなどの利点がある。
【0026】
(1)の方法で製造する場合、ポリアミドイミドに長鎖炭化水素鎖構造を導入する方法として、イミド基含有ジカルボン酸とジイソシアネートとを反応させる際に、炭素数18以上の長鎖炭化水素鎖構造を有するジカルボン酸(以下、長鎖炭化水素鎖含有ジカルボン酸ともいう。)を加える方法と、イミド基に加えさらに炭素数18以上の長鎖炭化水素鎖構造を有するジカルボン酸(以下、イミド基及び長鎖炭化水素鎖含有ジカルボン酸ともいう。)を用いる方法とがある。イミド基及び長鎖炭化水素鎖含有ジカルボン酸は、長鎖炭化水素鎖構造を有するジアミンとトリカルボン酸無水物とを反応させることにより得ることができる。価格の点において、前者の長鎖炭化水素鎖含有ジカルボン酸を用いる方法が好ましいが、後者のイミド基及び長鎖炭化水素鎖含有ジカルボン酸を用いる方法でもよい。これらの方法は、併用することが可能である。
【0027】
また、(1)の方法で製造する場合、ポリアミドイミドにフェノール性水酸基を導入する方法として、イミド基含有ジカルボン酸とジイソシアネートとを反応させる際に、フェノール性水酸基を有するジカルボン酸(以下、フェノール性水酸基含有ジカルボン酸ともいう。)を加える方法と、イミド基に加えさらにフェノール性水酸基を有するジカルボン酸(以下、イミド基及びフェノール性水酸基含有ジカルボン酸ともいう。)を用いる方法とがある。イミド基及びフェノール性水酸基含有ジカルボン酸は、フェノール性水酸基を有するジアミンとトリカルボン酸無水物とを反応させることにより得ることができる。前者の方法において、フェノール性水酸基含有ジカルボン酸に代え、または、フェノール性水酸基含有ジカルボン酸と共に、フェノール性水酸基含有モノカルボン酸を用いることもできる。これらの方法は、併用することが可能である。本発明においては、これらと同じ方法により、フェノール性水酸基以外の反応性官能基を、ポリアミドイミドに導入してもよい。
【0028】
一例として、長鎖炭化水素鎖構造をジカルボン酸として導入し、フェノール性水酸基をイミド基含有ジカルボン酸として導入する場合には、ジアミンとトリカルボン酸無水物とを反応させる際に、ジアミンとしてフェノール性水酸基を有するジアミンを使用し、イミド基含有ジカルボン酸とジイソシアネートとを反応させる際に、長鎖炭化水素鎖含有ジカルボン酸を加えればよい。
【0029】
(1)の製造方法の具体的な手順の例として、まず、ジアミンとトリカルボン酸無水物を反応させ、分子中にイミド結合を有するジカルボン酸(イミド基含有ジカルボン酸)を得る。
【0030】
ジアミンとしては、特に制限はないが、耐デスミア性や耐湿性の点から、ポリエーテル鎖構造やポリエステル鎖構造などを有しないことが好ましい。
また、銅箔引き剥がし強さを向上させるためにこれらの構造を有するジアミンを用いるとしても、別のジアミンと併用し、これらの構造を有するジアミンを、ジアミンの全体量に対し重量比で1割以下にすることが好ましい。
【0031】
ポリエーテル鎖やポリエステル鎖などを有しない好適なジアミンの例として、飽和脂環式炭化水素構造を有するジアミンや、芳香族ジアミンなどが挙げられ、これらはエーテル結合やエステル結合を有しないことが好ましい。飽和脂環式炭化水素構造を有するジアミンを用いて製造されたポリアミドイミドは、耐湿耐熱性に一層優れ、より高いガラス転移温度(Tg)を示す。
また、芳香族ジアミンを用いたポリアミドイミドも耐熱性に優れている。
さらに、これらの飽和脂環式炭化水素構造を有するジアミンまたは芳香族ジアミンとして、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂と反応するフェノール性水酸基を有しているジアミンを用いることもできる。フェノール性水酸基を有するジアミンを用いる場合、その添加量は、溶媒を除くポリアミドイミド原料全体の1〜5重量%であることが好ましい。1重量%未満であるとはんだ耐熱試験でふくれを生じやすくなる傾向がある。5重量%を超えると弾性率が上昇する傾向がある。
【0032】
飽和脂環式炭化水素構造を有するジアミンとしては、2,2−ビス[4−(4−アミノシクロヘキシルオキシ)シクロヘキシル]プロパン、ビス[4−(3−アミノシクロヘキシルオキシ)シクロヘキシル]スルホン、ビス[4−(4−アミノシクロヘキシルオキシ)シクロヘキシル]スルホン、2,2−ビス[4−(4−アミノシクロヘキシルオキシ)シクロヘキシル]ヘキサフルオロプロパン、ビス[4−(4−アミノシクロヘキシルオキシ)シクロヘキシル]メタン、4,4’−ビス(4−アミノシクロヘキシルオキシ)ジシクロヘキシル、ビス[4−(4−アミノシクロヘキシルオキシ)シクロヘキシル]エーテル、ビス[4−(4−アミノシクロヘキシルオキシ)シクロヘキシル]ケトン、1,3−ビス(4−アミノシクロヘキシルオキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノシクロヘキシルオキシ)ベンゼン、2,2’−ジメチルビシクロヘキシル−4,4’−ジアミン、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ジシクロヘキシル−4,4’−ジアミン、2,6,2’,6’−テトラメチル−4,4’−ジアミン、5,5’−ジメチル−2,2’−スルフォニルジシクロヘキシル−4,4’−ジアミン、3,3’−ジヒドロキシジシクロヘキシル−4,4’−ジアミン、(4,4’−ジアミノ)ジシクロヘキシルエーテル、(4,4’−ジアミノ)ジシクロヘキシルスルホン、(4,4’−ジアミノシクロヘキシル)ケトン、(3,3’−ジアミノ)ベンゾフェノン、(4,4’−ジアミノ)ジシクロヘキシルメタン、(4,4’−ジアミノ)ジシクロヘキシルエーテル、(3,3’−ジアミノ)ジシクロヘキシルエーテル、(4,4’−ジアミノ)ジシクロヘキシルメタン、(3,3’−ジアミノ)ジシクロヘキシルエーテル、2,2−ビス(4−アミノシクロヘキシル)プロパン等を例示できる。これらのジアミンは1種を単独で用いてもよく又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、さらに他のジアミン、すなわち飽和脂環式炭化水素構造を有していないジアミンを併用することもできる。
【0033】
飽和脂環式炭化水素構造を有するジアミンは、例えば、芳香族ジアミンを水素還元することによって容易に得ることが可能である。このような芳香族ジアミンとしては、例えば、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン(以下、「BAPP」とする。)、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]メタン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2’−ジメチルビフェニル−4,4’−ジアミン、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル−4,4’−ジアミン、2,6,2’,6’−テトラメチル−4,4’−ジアミン、5,5’−ジメチル−2,2’−スルフォニルビフェニル−4,4’−ジアミン、3,3’−ジヒドロキシビフェニル−4,4’−ジアミン、(4,4’−ジアミノ)ジフェニルエーテル、(4,4’−ジアミノ)ジフェニルスルホン、(4,4’−ジアミノ)ベンゾフェノン、(3,3’−ジアミノ)ベンゾフェノン、(4,4’−ジアミノ)ジフェニルメタン、(4,4’−ジアミノ)ジフェニルエーテル、(3,3’−ジアミノ)ジフェニルエーテル等を例示できる。
【0034】
芳香族ジアミンの水素還元は、芳香環の一般的な還元方法によって可能である。そのような還元方法としては、例えば、ラネーニッケル触媒や酸化白金触媒〔D.Varechら、Tetrahedron Letter 26、 61(1985)、R.H.Bakerら、J.Am.Chem.Soc.、69、1250(1947)〕、 ロジウム−酸化アルミニウム触媒(J.C.Sircarら、J.Org.Chem.、30、3206(1965)、A.I.Meyersら、Organic Synthesis Collective Volume VI、371(1988)、A.W.Burgstahler、Organic Synthesis Collective Volume V、591(1973)、A.J.Briggs、Synthesis、1988、66)、酸化ロジウム−酸化白金触媒〔S.Nishimura、Bull.Chem.Soc.Jpn.、34、32(1961)、E.J.Coreyら、J.Am.Chem.Soc.101、1608(1979)〕、チャコール担持ロジウム触媒(K.Chebaaneら、Bull.Soc.Chim.Fr.、1975、244)、水素化ホウ素ナトリウム−塩化ロジウム系触媒〔P.G.Gassmanら、Organic Synthesis Collective Volume VI、581(1988)、P.G.Gassmanら、Organic Synthesis Collective Volume VI、601(1988)〕等の触媒の存在下での水素還元等が挙げられる。
【0035】
本発明の好ましい態様であるポリアミドイミドは、原料の一つとして上述のような飽和脂環式炭化水素構造を有するジアミンを用いることに起因して、耐吸水性又は撥水性が従来のポリアミドイミドと比較して極めて高くなる。飽和脂環式炭化水素を有するジアミンを用いたポリアミドイミドを含む熱硬化性樹脂組成物を、印刷配線板用積層板(金属張積層板)などの半導体実装基板の層形成材料として用いると、得られる印刷配線板用積層板は、芳香環を有するポリアミドイミドを含有する樹脂組成物を用いた場合に比べて、吸湿時の接着性が低下し難くなる。
【0036】
また、イミド基含有ジカルボン酸の調製には、芳香族ジアミンを使用したり、飽和脂環式炭化水素構造を有するジアミンに芳香族ジアミンを併用したりすることもできる。
【0037】
芳香族ジアミンとしては、例えば、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン(BAPP)、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]メタン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2’−ジメチルビフェニル−4,4’−ジアミン、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル−4,4’−ジアミン、2,6,2’,6’−テトラメチル−4,4’−ジアミン、5,5’−ジメチル−2,2’−スルフォニルビフェニル−4,4’−ジアミン、3,3’−ジヒドロキシビフェニル−4,4’−ジアミン、(4,4’−ジアミノ)ジフェニルエーテル、(4,4’−ジアミノ)ジフェニルスルホン、(4,4’−ジアミノ)ベンゾフェノン、(3,3’−ジアミノ)ベンゾフェノン、(4,4’−ジアミノ)ジフェニルメタン、(4,4’−ジアミノ)ジフェニルエーテル、(3,3’−ジアミノ)ジフェニルエーテル等が挙げられる。これらの芳香族ジアミンは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また前述した飽和脂環式炭化水素構造を有するジアミンと併用してもよい。
【0038】
さらに、本発明においては、ポリアミドイミドに長鎖炭化水素鎖構造を導入するために、ジアミンとして長鎖炭化水素鎖構造を有するジアミンを用いることもできる。そのようなジアミンとしては、後述する長鎖炭化水素鎖の、アミノ基による末端変性物が挙げられる。
【0039】
トリカルボン酸無水物としては、例えば、下記一般式(I)又は(II)で示される化合物が好ましく用いられる。トリカルボン酸無水物としては、酸無水物基を有する3価のカルボン酸の誘導体であれば特に制限はないが、耐熱性、コスト面等を考慮すれば、トリメリット酸無水物が特に好ましい。
【化1】

(ただし、両式中、Rは水素原子、炭素数1〜10のアルキル基又はフェニル基を示し、Yは−CH2−、−CO−、−SO2−又は−O−を示す。)
【0040】
ジアミンとトリカルボン酸無水物とを反応させる際の化学当量比(アミノ基:酸無水物基)は、通常1:1(ジアミンとトリカルボン酸無水物との物質量比で1:2)に近い比率であるが、耐熱性の点から1:1.01〜1.05(同1:2.02〜2.10)であることが好ましい。
【0041】
イミド基形成反応は、通常、ジアミンとトリカルボン酸無水物を非プロトン性極性溶媒に溶解又は分散させて、150〜180℃に加熱して行われる。加熱は1段階で当該温度まで上昇させ、その後一定時間保持してもよいが、副反応を抑制するため、トリカルボン酸無水物に対するジアミンの付加反応と、イミド閉環反応の2段階に分けて行うことが好ましい。具体的には、第1段階として60〜100℃で5〜30分保持し、ジアミンをトリカルボン酸無水物に付加させて酸無水物基を開環させる。
【0042】
第2段階として、脱水溶媒を加えて150〜180℃で1.5〜4時間保持し、閉環させてイミド環を生成し、生じた水を系外に排出する。
第1段階が60℃未満だと反応の進行が遅く、100℃を超えると副反応が起こりやすくなる。また、30分以内に平衡状態に達するため、それ以上保持しても無駄である場合が多い。第2段階は150℃未満だと脱水が不十分となりやすく、180℃を超えると副反応が起こりやすくなる。また、保持時間が1.5時間未満だと脱水が不十分となりやすく、4時間以内に平衡状態に達するのでそれ以上保持してもあまり意味がない場合が多い。
【0043】
かかる反応は、吸湿を防止するため、乾燥空気や窒素、酸素、アルゴンなどをフロー又はバブリングさせることが好ましい。脱水溶媒は上記第1段階が終わってから入れても、第1段階の前からあらかじめ入れておいてもどちらでもよい。
【0044】
非プロトン性極性溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、γ−ブチロラクトン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、スルホラン、シクロヘキサノン等を例示でき、これらのなかでも沸点の高いNMPが脱水しやすく特に好ましい。これらの非プロトン性極性溶媒は、1種を単独でも用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0045】
上述の非プロトン性極性溶媒は、該非プロトン性極性溶媒、ジアミン及びトリカルボン酸無水物を含有する溶液の全重量に対して、固形分が10重量%〜70重量%となる量であることが好ましく、20重量%〜35重量%となる量であるとより好ましい。この溶液中の固形分が10重量%未満となる場合、溶媒の使用量が多いため工業的に不利となる傾向があり、70重量%を超えると、トリカルボン酸無水物の溶解性が低下し、充分な反応を行うことが困難となる傾向がある。
【0046】
脱水溶媒としては、水と共沸可能な芳香族炭化水素であることが好ましく、トルエン、ベンゼン、キシレン、エチルベンゼン等を例示でき、トルエンを用いることが価格や沸点、低有害性の点で好ましい。かかる芳香族炭化水素は、非プロトン性極性溶媒100重量部に対して、5重量部〜30重量部に相当する量を添加することが好ましい。芳香族炭化水素の添加量が、非プロトン性極性溶媒100重量部に対して5重量部未満である場合、水の除去効果が不十分となる傾向があり、イミド基含有ジカルボン酸の生成量が減少する傾向がある。また、30重量部を超えると、反応温度が低下するうえに、総重量増加により相対的な水分濃度が低下して脱水効率が落ち、イミド基含有ジカルボン酸の生成量が減少する傾向にある。
【0047】
また、脱水閉環反応中に、水と同時に溶液中の芳香族炭化水素も留出することにより、その芳香族炭化水素量が上述の好適な範囲よりも少なくなる場合があるため、例えば、コック付きの水分定量受器中に留出した芳香族炭化水素を、水と分離した後に反応溶液中に還流させる等して、芳香族炭化水素量を一定割合に保つことが好ましい。なお、脱水閉環反応の終了後には、溶液の温度を170℃〜200℃程度に保持して水と共沸可能な芳香族炭化水素を除去しておくことが、脱水がさらに進行する点で好ましい。かかる操作を行った後、80℃以下に冷却しておくことが、後の材料添加時における安全性の点で好ましい。
【0048】
本発明のポリアミドイミドは、上記イミド基含有ジカルボン酸に長鎖炭化水素鎖構造を有するジカルボン酸(長鎖炭化水素鎖含有ジカルボン酸)を添加し、これらとジイソシアネートを反応させることでも得ることができる。ここでいう長鎖炭化水素鎖構造としては、炭素数18以上の炭化水素鎖であり、耐デスミア性や耐湿性などを考慮し、前述したように直鎖状であることが好ましく、また、長鎖炭化水素鎖の主鎖に含まれる炭素原子はC−C単結合で結合していることが好ましい。18原子未満であると、柔軟性に劣り、配線板材料としての応力緩和性が低下する。好ましくは、40原子程度かそれ以上である。炭素原子数の上限は、耐熱性や難燃性の点から、500原子以下であることが好ましい。
【0049】
長鎖炭化水素鎖構造に含まれる水素原子の一部が、メチル基、ビニル基、フェニル基、ハロゲン基、水酸基、シアノ基など別の官能基で置換されていてもよい。
【0050】
長鎖炭化水素鎖構造の好ましい例として、ポリエチレン、1,2−ポリブタジエン、水添1,2−ポリブタジエン、水添1,4−ポリブタジエン、1,2−ポリイソプレン、水添1,2−ポリイソプレン、3,4−ポリイソプレン、水添3,4−ポリイソプレン、水添1,4−ポリイソプレンなどから構成される構造が挙げられる。これらの末端変性物の価格の点から1,2−ポリブタジエン、水添1,2−ポリブタジエンが好ましく、水添1,2−ポリブタジエンがより好ましい。
【0051】
末端変性物とは、長鎖炭化水素鎖の末端に反応性官能基を何らかの形で付加したものである。ここでの末端変性物とは、長鎖炭化水素鎖の末端にカルボン酸を付加した化合物を意味する。長鎖炭化水素鎖骨格がポリブタジエンである場合、末端変性物は、α,ω−ポリブタジエンジカルボン酸、水添α,ω−ポリブタジエンジカルボン酸となる。
【0052】
イミド基及び長鎖炭化水素鎖含有ジカルボン酸を用いる場合には、長鎖炭化水素鎖含有ジカルボン酸を添加しなくてもよい。長鎖炭化水素鎖含有ジカルボン酸は、長鎖炭化水素鎖骨格が二重結合などの高温で反応しやすい基を有している場合には、上記イミド基含有ジカルボン酸の合成後にイミド基含有ジカルボン酸に添加することが特に好ましいが、イミド基含有ジカルボン酸合成時に長鎖炭化水素鎖含有ジカルボン酸を反応系に添加しておくことも可能である。
【0053】
後者の場合、イミド環形成時の脱水工程で、原料に含まれる水分を除去できるという利点がある。前者の場合、溶媒に均一に溶解又は分散するように、ジイソシアネート添加前に十分に撹拌することが好ましい。溶解又は分散が不十分だと、ジイソシアネートとの反応後に未反応の長鎖炭化水素鎖含有ジカルボン酸が残り、樹脂物性に悪影響を与えることがある。
【0054】
長鎖炭化水素鎖含有ジカルボン酸を用いる場合、その添加量は、溶媒を除くポリアミドイミド原料全体の10〜80重量%であることが好ましい。10重量%未満であると弾性率が高くなり、応力緩和効果が低くなる傾向がある。80重量%を超えると熱可塑性が強くなりすぎ、配線板に使用したときの耐熱性が悪くなる傾向がある。
【0055】
長鎖炭化水素鎖含有ジカルボン酸を添加する際、同時にフェノール性水酸基含有ジカルボン酸を添加することもできる。かかるジカルボン酸を添加するのは、後にポリアミドイミドをエポキシ樹脂などと混合する場合に、ポリアミドイミドとエポキシ樹脂との反応性を高めるためである。フェノール性水酸基含有ジカルボン酸の例として、4−ヒドロキシフタル酸、5−ヒドロキシイソフタル酸等が挙げられる。
【0056】
フェノール性水酸基含有ジカルボン酸を用いる場合、その添加量は、溶媒を除くポリアミドイミド原料全体の1〜5重量%であることが好ましい。1重量%未満であるとはんだ耐熱試験でふくれを生じやすくなる傾向がある。5重量%を超えると弾性率が上昇する傾向がある。
【0057】
上述したジカルボン酸(イミド基含有ジカルボン酸、長鎖炭化水素鎖含有ジカルボン酸、及びフェノール性水酸基含有ジカルボン酸)のほかに、ここでモノカルボン酸を添加することもできる。モノカルボン酸を添加し、ジイソシアネートと反応させることにより反応が停止するため、モノカルボン酸がポリアミドイミドの末端を形成する。したって、モノカルボン酸の種類や量を調整することで、ポリアミドイミドの分子量制御や末端の官能基修飾が可能となる。モノカルボン酸の例としては、酢酸、プロピオン酸、n−酪酸、iso−酪酸、n−吉草酸、iso−吉草酸、安息香酸、けい皮酸、乳酸、2−ヒドロキシ酪酸、3−ヒドロキシ酪酸、サリチル酸、m−ヒドロキシ安息香酸、p−ヒドロキシ安息香酸、2−ヒドロキシけい皮酸、3−ヒドロキシけい皮酸、4−ヒドロキシけい皮酸、5−ヒドロキシイソフタル酸、シリンギン酸等が挙げられる。ポリアミドイミドをエポキシ樹脂と反応させる場合には、ジカルボン酸としてフェノール性水酸基を導入するときと同様の観点から、m−ヒドロキシ安息香酸やp−ヒドロキシ安息香酸のようなフェノール性水酸基を有するモノカルボン酸化合物を使用することが好ましい。
【0058】
ここで、前述した非プロトン性極性溶媒をさらに加えることもできる。加える溶媒はイミド基含有ジカルボン酸合成時と同じでも、異なっていてもどちらでもよい。また複数種の溶媒を加えてもよい。
【0059】
さらに、長鎖炭化水素鎖構造が二重結合を有する場合には、ラジカル発生による副反応を防止するため、ラジカル捕捉効果のある芳香族炭化水素を少量添加してもよい。かかる芳香族炭化水素として、トルエンやフェノールなどが例示される。
【0060】
かかる副反応を防止する別の方法として、乾燥空気又は酸素によるバブリングを行ってもよい。いずれの場合も、この段階で固形分が10重量%〜40重量%となるように調整する。10重量%未満となる場合、溶媒の使用量が多いため工業的に不利となる傾向にあり、さらに反応確率が低下するため効率が悪くなる。10重量%未満にする場合には、合成後に希釈することが好ましい。また、40重量%を超えると、副反応が発生しやすくなり、また粘度が急激に上昇してゲル状になり、取り扱いができなくなる。20重量%〜32重量%となる量であると、このような問題が発生しにくい。
【0061】
次に、ジイソシアネートとしては、脂肪族ジイソシアネート又は芳香族ジイソシアネートを用いることができる。芳香族ジイソシアネートとしては、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、ナフタレン−1,5−ジイソシアネート、2,4−トリレンダイマー等を例示でき、MDIを用いることが価格及び特性の点で特に好ましい。芳香族ジイソシアネートとしてMDIを用いることにより、得られるポリアミドイミドの可撓性を向上させ、結晶性を低減させることができるので、ポリアミドイミドが良好な製膜性、フィルム形成性を有することができる。脂肪族ジイソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等を例示できる。
【0062】
ジカルボン酸とジイソシアネートとの反応は、ジカルボン酸を含む溶液中にジイソシアネートを添加することにより、反応温度130℃〜200℃で行うことができる。塩基性触媒を用いる場合は、この反応を70℃〜180℃で行うことが好ましく、120℃〜150℃で行うことが反応効率の点でより好ましい。70℃未満であると反応の進行が遅く、180℃を超えると塩基性触媒が揮発したり副反応が進行したりする場合がある。
【0063】
塩基性触媒の存在下でかかる反応を行う場合は、塩基性触媒を用いずに反応を行う場合に比べて、より低い温度でこの反応を進行させることが可能となる。したがって、高温条件下におけるジイソシアネート同士の反応等、副反応の進行を抑制でき、さらに高分子量のポリアミドイミドを得ることが可能となる。
【0064】
反応時間は温度や触媒の有無にもよるが、0.5〜4時間が好ましく、比較的高い分子量のポリアミドイミドを得るためには、1.5〜2.5時間がより好ましい。0.5時間未満であると未反応物が多く残り、分子量も低く、吸湿して製膜性やフィルム物性が低下する。反応は通常4時間以内にほぼ終了するため、それ以上行う必要はないことが多い。
【0065】
かかる塩基性触媒としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリ(2−エチルへキシル)アミン、トリオクチルアミン等のトリアルキルアミンが例示できる。なかでもトリエチルアミンは、上述の反応を促進できる好適な塩基性触媒であり、かつ反応後の系内からの除去が容易であることから特に好ましい。
【0066】
上記ジカルボン酸とジイソシアネートの反応において、(ジカルボン酸:ジイソシアネート)は、モル比で1.0:1.0〜1.5の範囲であることが好ましく、1.0:1.0〜1.2の範囲であることがより好ましい。反応の際、これらの化合物のモル比を上記範囲内とすることにより、より高分子量で製膜またはフィルム形成に有利なポリアミドイミドを得ることが可能となる。
【0067】
上述のようにして得られたポリアミドイミドの重量平均分子量(Mw)は、1.5万〜30万であることが製膜またはフィルム形成性の点から好ましく、3万〜20万であると塗工しやすく、より好ましい。なお、ここでいうMwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定を行い、標準ポリスチレンを用いて作成した検量線により換算した値である。
【0068】
かかるポリアミドイミドに熱硬化性成分やその他添加物を加えて熱硬化性樹脂組成物のワニスを作製し、これを塗工・乾燥することで樹脂組成物層付き銅箔やプリプレグを作製することができる。
さらに、これらをプレス積層し、銅張積層板やシールド板、プリント配線板を作製することもできる。上記樹脂組成物層付き銅箔は、樹脂組成物層を数十μm程度の厚さにし、ビルドアップ材とすることも、また、数μmの厚さにしてプリプレグと積層し、応力緩和層として用いることも可能である。応力緩和層を介して、半導体装置を半導体実装基板に実装することができる。
【0069】
上記熱硬化性成分の例として、エポキシ樹脂単独、またはエポキシ樹脂とその硬化剤の組み合わせが挙げられる。
エポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン骨格含有エポキシ樹脂、アラルキレン骨格含有エポキシ樹脂、ビフェニル−アラルキレン骨格エポキシ樹脂、フェノールサリチルアルデヒドノボラック型エポキシ樹脂、低級アルキル基置換フェノールサリチルアルデヒドノボラック型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン骨格含有エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂などが挙げられる。これらのエポキシ樹脂は単独で、また、2種以上を混合して用いることができる。
エポキシ樹脂は単独で添加してポリアミドイミドと反応させてもよく、硬化剤と併用してもよいが、硬化後にエポキシ樹脂の未反応物が残留しにくいように、硬化剤を合わせて添加することが好ましい。
【0070】
本発明のポリアミドイミドは、特に、芳香族エポキシ樹脂との相溶性に優れるために、耐熱性に優れ、高いガラス転移温度を有する、良好な硬化物を得ることができる。
【0071】
エポキシ樹脂硬化剤としては、アミン系硬化剤やフェノール系硬化剤など一般に用いられるものを利用することができる。その中でも耐熱性や難燃性の点で多官能フェノール化合物が好ましい。多官能フェノール化合物としては、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、レゾルシン、カテコール等の多価フェノールがあり、またこれらの多価フェノール、フェノール、クレゾール等の一価のフェノール化合物とホルムアルデヒドを反応させて得られるノボラック樹脂などがある。多官能フェノール化合物は臭素等のハロゲンで置換されていてもよい。硬化剤は、単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。硬化剤を用いる場合、その含有量は、エポキシ樹脂100重量部に対して20〜200重量部であることが好ましい。20重量部未満であるとTgが低下する傾向があり、200重量部を超えてもTgが低下する傾向がある。
【0072】
また、硬化剤と共に硬化促進剤を加えてもよい。例えば、エポキシ樹脂に対しては、イミダゾール化合物などが一般に使用されており、本発明においてもこれを用いることができる。硬化促進剤として用いられるイミダゾール化合物の具体例としてはイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール、4,5−ジフェニルイミダゾール、2−メチルイミダゾリン、2−フェニルイミダゾリン、2−ウンデシルイミダゾリン、2−ヘプタデシルイミダゾリン、2−イソプロピルイミダゾール、2,4−ジメチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾリン、2−イソプロピルイミダゾリン、2,4−ジメチルイミダゾリン、2−フェニル−4−メチルイミダゾリン等が挙げられる。硬化促進剤は、単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。硬化促進剤の十分な効果を得るためには、エポキシ樹脂100重量部に対して0.01重量部以上使用することが好ましく、熱膨張率や伸び等の観点から10重量部以下が好ましい。
【0073】
上記熱硬化性成分を添加した熱硬化性樹脂組成物において、熱硬化性成分の配合割合は、ポリアミドイミド100重量部に対して、1重量部〜100重量部の範囲とすることが好ましく、5重量部〜50重量部とすることがより好ましい。熱硬化性成分の配合割合が1重量部未満であると、熱硬化性を示さないことがある。ポリアミドイミド中のフェノール性水酸基の量にもよるが、良好な熱硬化性を示すのは一般的に5重量部以上である。また100重量部を超えると、熱硬化性成分が主成分になり、樹脂組成物の弾性率が熱硬化性成分単独の弾性率に近くなり、応力緩和性が低下する。なお、硬化後の未反応物残留量が増加するため、50重量部以下であることが好ましい。
【0074】
また、本発明になる熱硬化性樹脂組成物には、必要に応じて難燃剤、充填剤等の各種添加剤を配合してもよい。
上記難燃剤としては特に制限はないが、臭素系、リン系、金属水酸化物等の難燃剤が好適に用いられる。より具体的には、臭素系難燃剤としては、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂、臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂等の臭素化エポキシ樹脂、ヘキサブロモベンゼン、ペンタブロモトルエン、エチレンビス(ペンタブロモフェニル)、エチレンビステトラブロモフタルイミド、1,2−ジブロモ−4−(1,2−ジブロモエチル)シクロヘキサン、テトラブロモシクロオクタン、ヘキサブロモシクロドデカン、ビス(トリブロモフェノキシ)エタン、臭素化ポリフェニレンエーテル、臭素化ポリスチレン、2,4,6−トリス(トリブロモフェノキシ)−1,3,5−トリアジン等の臭素化添加型難燃剤、トリブロモフェニルマレイミド、トリブロモフェニルアクリレート、トリブロモフェニルメタクリレート、テトラブロモビスフェノールA型ジメタクリレート、ペンタブロモベンジルアクリレート、臭素化スチレン等の不飽和二重結合含有の臭素化反応型難燃剤が挙げられる。
【0075】
リン系難燃剤しては、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、クレジルジ−2,6−キシレニルホスフェート、レゾルシノールビス(ジフェニルホスフェート)等の芳香族系リン酸エステル、フェニルホスホン酸ジビニル、フェニルホスホン酸ジアリル、フェニルホスホン酸ビス(1−ブテニル)等のホスホン酸エステル、ジフェニルホスフィン酸フェニル、ジフェニルホスフィン酸メチル、9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシド誘導体等のホスフィン酸エステル、ビス(2−アリルフェノキシ)ホスファゼン、ジクレジルホスファゼン等のホスファゼン化合物、リン酸メラミン、ピロリン酸メラミン、ポリリン酸メラミン、ポリリン酸メラム、ポリリン酸アンモニウム、赤リン等のリン系難燃剤を例示できる。また、金属水酸化物難燃剤としては水酸化マグネシウムや水酸化アルミニウム等が挙げられる。
上述の難燃剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0076】
本発明になる熱硬化性樹脂組成物における上記難燃剤の配合割合は特に制限はないが、ポリアミドイミドと熱硬化性成分の合計量100重量部に対して、5重量部〜150重量部とすることが好ましい。難燃剤の配合割合が5重量部未満では耐燃性が不十分となる傾向があり、150重量部を超えると硬化させた接着層の耐熱性が低下する傾向にある。
【0077】
上述の充填剤としては特に限定されるものではないが、通常無機充填剤が好適に用いられ、無機充填剤としては、例えば、アルミナ、酸化チタン、マイカ、シリカ、ベリリア、チタン酸バリウム、チタン酸カリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、炭酸アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、ケイ酸アルミニウム、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素、焼成クレー等のクレー、タルク、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸アルミニウム、炭化ケイ素等が挙げられる。これらの無機充填剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また充填剤の形状、粒径についても特に制限はなく、通常、粒径0.01μm〜50μmが好ましく、0.1μm〜15μmがより好ましい。
【0078】
本発明になる熱硬化性樹脂組成物における上記充填剤の配合割合は特に制限するものではないが、ポリアミドイミドと熱硬化性成分の合計量100重量部に対して、1重量部〜1000重量部が好ましく、1重量部〜800重量部がより好ましい。
【0079】
本発明になる熱硬化性樹脂組成物は、ポリアミドイミド、熱硬化性成分、及び必要に応じてその他の添加剤を、公知の方法で配合、混合することにより製造することができる。
【0080】
また、上述した熱硬化性樹脂組成物を溶媒に溶解又は分散させることにより、本発明の樹脂ワニスを得ることができる。該溶媒は特に制限するものではないが、具体例としては、メタノール、エタノール、ブタノール等のアルコール類、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチレングリコールモノメチルエーテル、カルビトール、ブチルカルビトール等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族炭化水素類、メトキシエチルアセテート、エトキシエチルアセテート、ブトキシエチルアセテート、酢酸エチル等のエステル類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン等の含窒素類等の溶媒が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0081】
上述したように、かかる熱硬化性樹脂組成物のワニスを塗工・乾燥することで樹脂組成物層付き銅箔やプリプレグを作製することができる。さらに、これらをプレス積層し、銅張積層板やシールド板、プリント配線板を作製することもできる。上記樹脂組成物層付き銅箔は、樹脂を数十μm程度の厚さにし、ビルドアップ材とすることも、また、数μmの厚さにしてプリプレグと積層し、応力緩和層として用いることも可能である。応力緩和層を介して、半導体装置をプリント配線板などの半導体実装基板に実装することができる。
応力緩和層として用いる場合、加熱硬化後(例えば、185℃、60分の加熱条件)の樹脂組成物層の50℃における引張弾性率E’は測定周波数10Hzにおいて0.15〜1.0GPaであることが好ましく、0.4〜0.8GPaであることがさらに好ましい。
【0082】
一般にコア基板やビルドアップ材として用いられている樹脂の弾性率(引張弾性率)は3〜5GPa程度であり、フレキシブル基板でも1.2〜2GPa程度であるため、かかる範囲は極めて低弾性な領域であるといえる。0.15GPa未満になると配線形成が困難になり、1.0GPaを超えると応力緩和効果が低下する傾向がある。0.4GPa以上あると薄膜にしたときの強度が十分確保され、0.8GPa以下であると変形が容易になる傾向がある。
以上、発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明は上記に制限されるものではない。
【実施例】
【0083】
以下、本発明の好適な実施例についてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限するものではない。
【0084】
合成実施例1
(樹脂溶液A)
ジアミン化合物としてワンダミンHM(WHM)〔(4,4’−ジアミノ)ジシクロヘキシルメタン、新日本理化製、商品名〕52.7g、反応性官能基を有するジアミンとして3,3’−ジヒドロキシ−4,4’−ジアミノビフェニル6g、トリカルボン酸無水物として無水トリメリット酸(TMA)108g及び非プロトン性極性溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン(NMP)1281gを入れ、フラスコ内の温度を80℃に設定して30分間撹拌した。
【0085】
撹拌終了後、水と共沸可能な芳香族炭化水素としてトルエン192gをさらに添加し、フラスコ内の温度を160℃に昇温して2.5時間還流した。水分定量受器に理論量の水が貯留され、水の留出が見られなくなっていることを確認した後、水分定量受器中の水及びトルエンを除去しながら、フラスコ内の温度を180℃まで上昇させて反応溶液中のトルエンを除去した。
【0086】
フラスコ内の溶液を60℃まで冷却した後、長鎖炭化水素鎖骨格(炭素原子数約50)を有するジカルボン酸として水添α,ω−ポリブタジエンジカルボン酸(CI−1000、日本曹達製、商品名)309.5gを入れ、10分間撹拌した。
【0087】
撹拌終了後、ジイソシアネートとして4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)119.7gを添加し、フラスコ内の温度を160℃に上昇させて2時間反応させ、樹脂溶液Aを得た。このポリアミドイミド樹脂溶液の重量平均分子量(Mw)をゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したところ47000であった。ポリアミドイミド1分子あたりの平均反応性官能基数Nは4.4であった。
【0088】
合成実施例2
(樹脂溶液B)
ジアミン化合物としてワンダミンHM(WHM)〔(4,4’−ジアミノ)ジシクロヘキシルメタン、新日本理化製、商品名〕51.6g、反応性官能基を有するジアミンとして3,3’−ジヒドロキシ−4,4’−ジアミノビフェニル13.3g、トリカルボン酸無水物として無水トリメリット酸(TMA)119.1g及び非プロトン性極性溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン(NMP)1105gを入れ、フラスコ内の温度を80℃に設定して30分間撹拌した。
【0089】
撹拌終了後、水と共沸可能な芳香族炭化水素としてトルエン166gをさらに添加し、フラスコ内の温度を160℃に昇温して2.5時間還流した。水分定量受器に理論量の水が貯留され、水の留出が見られなくなっていることを確認した後、水分定量受器中の水及びトルエンを除去しながら、フラスコ内の温度を180℃まで上昇させて反応溶液中のトルエンを除去した。
【0090】
フラスコ内の溶液を60℃まで冷却した後、長鎖炭化水素鎖骨格(炭素原子数約50)を有するジカルボン酸として水添α,ω−ポリブタジエンジカルボン酸(CI−1000、日本曹達製、商品名)341.2gを入れ、10分間撹拌した。
【0091】
撹拌終了後、ジイソシアネートとして4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)121.6gを添加し、フラスコ内の温度を160℃に上昇させて2時間反応させ、樹脂溶液Bを得た。このポリアミドイミド樹脂溶液の重量平均分子量(Mw)をゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したところ65000であった。ポリアミドイミド1分子あたりの平均反応性官能基数Nは12.4であった。
【0092】
合成実施例3
(樹脂溶液C)
ジアミン化合物としてワンダミンHM(WHM)〔(4,4’−ジアミノ)ジシクロヘキシルメタン、新日本理化製、商品名〕40.3g、反応性官能基を有するジアミンとして2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン17.5g、無水トリメリット酸(TMA)93g及び非プロトン性極性溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン(NMP)1120gを入れ、フラスコ内の温度を80℃に設定して30分間撹拌した。
【0093】
撹拌終了後、水と共沸可能な芳香族炭化水素としてトルエン173gをさらに添加し、フラスコ内の温度を160℃に昇温して2.5時間還流した。水分定量受器に理論量の水が貯留され、水の留出が見られなくなっていることを確認した後、水分定量受器中の水及びトルエンを除去しながら、フラスコ内の温度を180℃まで上昇させて反応溶液中のトルエンを除去した。
【0094】
フラスコ内の溶液を60℃まで冷却した後、長鎖炭化水素鎖骨格(炭素原子数約50)を有するジカルボン酸として水添α,ω−ポリブタジエンジカルボン酸(CI−1000、日本曹達製、商品名)266.5gを入れ、10分間撹拌した。
【0095】
撹拌終了後、ジイソシアネートとして4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)103.1gを添加し、フラスコ内の温度を160℃に上昇させて2時間反応させ、樹脂溶液Cを得た。このポリアミドイミド樹脂溶液の重量平均分子量(Mw)をゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したところ46000であった。ポリアミドイミド1分子あたりの平均反応性官能基数Nは8.4であった。
【0096】
合成実施例4
(樹脂溶液D)
ジアミン化合物としてワンダミンHM(WHM)〔(4,4’−ジアミノ)ジシクロヘキシルメタン、新日本理化製、商品名〕48.5g、反応性官能基を有するジアミンとして3,3’−ジヒドロキシ−4,4’−ジアミノビフェニル5.5g、トリカルボン酸無水物として無水トリメリット酸(TMA)99.3g及び非プロトン性極性溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン(NMP)1120gを入れ、フラスコ内の温度を80℃に設定して30分間撹拌した。
【0097】
撹拌終了後、水と共沸可能な芳香族炭化水素としてトルエン168gをさらに添加し、フラスコ内の温度を160℃に昇温して2.5時間還流した。水分定量受器に理論量の水が貯留され、水の留出が見られなくなっていることを確認した後、水分定量受器中の水及びトルエンを除去しながら、フラスコ内の温度を180℃まで上昇させて反応溶液中のトルエンを除去した。
【0098】
フラスコ内の溶液を60℃まで冷却した後、長鎖炭化水素鎖骨格(炭素原子数約50)を有するジカルボン酸として水添α,ω−ポリブタジエンジカルボン酸(CI−1000、日本曹達製、商品名)256.2g、ポリアミドイミド末端を修飾するモノカルボン酸としてm−ヒドロキシ安息香酸3.5gを入れ、10分間撹拌した。
【0099】
撹拌終了後、ジイソシアネートとして4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)110.1gを添加し、フラスコ内の温度を160℃に上昇させて2時間反応させ、樹脂溶液Dを得た。このポリアミドイミド樹脂溶液の重量平均分子量(Mw)をゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したところ35000であった。ポリアミドイミド1分子あたりの平均反応性官能基数Nは5.1であった。
【0100】
合成比較例1
(樹脂溶液E)
ジアミン化合物としてワンダミンHM(WHM)〔(4,4’−ジアミノ)ジシクロヘキシルメタン、新日本理化製、商品名〕22.4g、トリカルボン酸無水物として無水トリメリット酸(TMA)42.9g及び非プロトン性極性溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン(NMP)216gを入れ、フラスコ内の温度を80℃に設定して30分間撹拌した。
【0101】
撹拌終了後、水と共沸可能な芳香族炭化水素としてトルエン74gをさらに添加し、フラスコ内の温度を160℃に昇温して2.5時間還流した。水分定量受器に理論量の水が貯留され、水の留出が見られなくなっていることを確認した後、水分定量受器中の水及びトルエンを除去しながら、フラスコ内の温度を180℃まで上昇させて反応溶液中のトルエンを除去した。
【0102】
フラスコ内の溶液を60℃まで冷却した後、ジイソシアネートとして4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)32.4gを添加し、フラスコ内の温度を160℃に上昇させて2時間反応させ、樹脂溶液Eを得た。このポリアミドイミド樹脂溶液の重量平均分子量(Mw)をゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したところ65000であった。
【0103】
合成比較例2
(樹脂溶液F)
ジアミン化合物としてワンダミンHM(WHM)〔(4,4’−ジアミノ)ジシクロヘキシルメタン、新日本理化製、商品名〕57.4g、反応性官能基を有するジアミンとして2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン25g、トリカルボン酸無水物として無水トリメリット酸(TMA)132.4g及び非プロトン性極性溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン(NMP)1120gを入れ、フラスコ内の温度を80℃に設定して30分間撹拌した。
【0104】
撹拌終了後、水と共沸可能な芳香族炭化水素としてトルエン174gをさらに添加し、フラスコ内の温度を160℃に昇温して2.5時間還流した。水分定量受器に理論量の水が貯留され、水の留出が見られなくなっていることを確認した後、水分定量受器中の水及びトルエンを除去しながら、フラスコ内の温度を180℃まで上昇させて反応溶液中のトルエンを除去した。
【0105】
フラスコ内の溶液を60℃まで冷却した後、長鎖炭化水素鎖骨格(炭素原子数約50)を有するジカルボン酸として水添α,ω−ポリブタジエンジカルボン酸(CI−1000、日本曹達製、商品名)192.5gを入れ、10分間撹拌した。
【0106】
撹拌終了後、ジイソシアネートとして4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)122.9gを添加し、フラスコ内の温度を160℃に上昇させて2時間反応させ、樹脂溶液Fを得た。このポリアミドイミド樹脂溶液の重量平均分子量(Mw)をゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したところ82000であった。ポリアミドイミド1分子あたりの平均反応性官能基数Nは21.1であった。
【0107】
合成比較例3
(樹脂溶液G)
還流冷却器を連結したコック付き25mlの水分定量受器、温度計、撹拌器を備えた1リットルのセパラブルフラスコにジアミンとしてBAPP(2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン)32.8g(0.08mol)、ジフェニルジメチルシロキサンジアミンとして反応性シリコーンオイルX−22−1660B−3(アミン当量2200、信越化学工業株式会社製)26.2g(0.02mol)、TMA(無水トリメリット酸)40.4g(0.21mol)及び非プロトン性極性溶媒としてNMP(N−メチル−2−ピロリドン)315gを仕込み、80℃で30分間撹拌した。
【0108】
次いで、水と共沸可能な芳香族炭化水素としてトルエン100mlを投入してから温度を上げ160℃で2時間還流させた。水分定量受器に理論量の水がたまっていること、水の留出が見られなくなっていることを確認し、水分定量受器にたまっている留出液を除去しながら、190℃まで温度を上げて、トルエンを除去した。
【0109】
その後、溶液を室温に戻し、芳香族ジイソシアネートとしてMDI(4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート)30.0g(0.12mol)を投入し、190℃で2時間反応させ、樹脂溶液Gを得た。得られたポリアミドイミド樹脂の重量平均分子量(Mw)は75000であった。
【0110】
合成比較例4
(樹脂溶液H)
還流冷却器を連結したコック付き25mlの水分定量受器、温度計、撹拌器を備えた1リットルのセパラブルフラスコにジアミンとしてBAPP(2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン)36.9g(0.09mol)、ジメチルシロキサンジアミンX−22−161B(アミン当量1560、信越化学工業株式会社製)を31.2g(0.01mol)及びTMA(無水トリメリット酸)40.4g(0.21mol)、非プロトン性極性溶媒としてNMP(N−メチル−2−ピロリドン)323gを仕込み、80℃で30分間撹拌した。
【0111】
次いで、水と共沸可能な芳香族炭化水素としてトルエン100mlを投入してから温度を上げ160℃で2時間還流させた。水分定量受器に理論量の水がたまっていること、水の留出が見られなくなっていることを確認し、水分定量受器にたまっている留出液を除去しながら、190℃まで温度を上げて、トルエンを除去した。
【0112】
その後、溶液を室温に戻し、芳香族ジイソシアネートとしてMDI(4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート)30.0g(0.12mol)を投入し、190℃で2時間反応させ、樹脂溶液Hを得た。得られたポリアミドイミド樹脂の重量平均分子量(Mw)は75000であった。
【0113】
合成比較例5
(樹脂溶液I)
ジアミン化合物としてワンダミンHM(WHM)〔(4,4’−ジアミノ)ジシクロヘキシルメタン、新日本理化製、商品名〕46g、トリカルボン酸無水物として無水トリメリット酸(TMA)84.8g及び非プロトン性極性溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン(NMP)1200gを入れ、フラスコ内の温度を80℃に設定して30分間撹拌した。
【0114】
撹拌終了後、水と共沸可能な芳香族炭化水素としてトルエン173gをさらに添加し、フラスコ内の温度を160℃に昇温して2.5時間還流した。水分定量受器に理論量の水が貯留され、水の留出が見られなくなっていることを確認した後、水分定量受器中の水及びトルエンを除去しながら、フラスコ内の温度を180℃まで上昇させて反応溶液中のトルエンを除去した。
【0115】
フラスコ内の溶液を60℃まで冷却した後、長鎖炭化水素鎖骨格(炭素原子数約50)を有するジカルボン酸としてα,ω−ポリブタジエンジカルボン酸(C−1000、日本曹達製、商品名)212.1gを入れ、10分間撹拌した。
【0116】
撹拌終了後、ジイソシアネートとして4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)94gを添加し、フラスコ内の温度を160℃に上昇させて2時間反応させ、樹脂溶液Iを得た。このポリアミドイミド樹脂溶液の重量平均分子量(Mw)をゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したところ56000であった。
【0117】
合成比較例6
(樹脂溶液J)
ジアミン化合物としてワンダミンHM(WHM)〔(4,4’−ジアミノ)ジシクロヘキシルメタン、新日本理化製、商品名〕52g、トリカルボン酸無水物として無水トリメリット酸(TMA)95.8g及び非プロトン性極性溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン(NMP)1120gを入れ、フラスコ内の温度を80℃に設定して30分間撹拌した。
【0118】
撹拌終了後、水と共沸可能な芳香族炭化水素としてトルエン173gをさらに添加し、フラスコ内の温度を160℃に昇温して2.5時間還流した。水分定量受器に理論量の水が貯留され、水の留出が見られなくなっていることを確認した後、水分定量受器中の水及びトルエンを除去しながら、フラスコ内の温度を180℃まで上昇させて反応溶液中のトルエンを除去した。
【0119】
フラスコ内の溶液を60℃まで冷却した後、長鎖炭化水素鎖骨格(炭素原子数約50)を有するジカルボン酸としてα,ω−ポリブタジエンジカルボン酸(C−1000、日本曹達製、商品名)48g、水添α,ω−ポリブタジエンジカルボン酸(CI−1000、日本曹達製、商品名)219.7gを入れ、10分間撹拌した。
【0120】
撹拌終了後、ジイソシアネートとして4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)106.2gを添加し、フラスコ内の温度を160℃に上昇させて2時間反応させ、樹脂溶液Jを得た。このポリアミドイミド樹脂溶液の重量平均分子量(Mw)をゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したところ46000であった。
【0121】
合成実施例5
(樹脂溶液K)
ジアミン化合物としてワンダミンHM(WHM)〔(4,4’−ジアミノ)ジシクロヘキシルメタン、新日本理化製、商品名〕57.4g、反応性官能基を有するジアミンとして2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン20g、トリカルボン酸無水物として無水トリメリット酸(TMA)132.4g及び非プロトン性極性溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン(NMP)1120gを入れ、フラスコ内の温度を80℃に設定して30分間撹拌した。
【0122】
撹拌終了後、水と共沸可能な芳香族炭化水素としてトルエン174gをさらに添加し、フラスコ内の温度を160℃に昇温して2.5時間還流した。水分定量受器に理論量の水が貯留され、水の留出が見られなくなっていることを確認した後、水分定量受器中の水及びトルエンを除去しながら、フラスコ内の温度を180℃まで上昇させて反応溶液中のトルエンを除去した。
【0123】
フラスコ内の溶液を60℃まで冷却した後、長鎖炭化水素鎖骨格(炭素原子数約50)を有するジカルボン酸として水添α,ω−ポリブタジエンジカルボン酸(CI−1000、日本曹達製、商品名)192.5gを入れ、10分間撹拌した。
【0124】
撹拌終了後、ジイソシアネートとして4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)122.9gを添加し、フラスコ内の温度を160℃に上昇させて2時間反応させ、樹脂溶液Kを得た。このポリアミドイミド樹脂溶液の重量平均分子量(Mw)をゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したところ79000であった。ポリアミドイミド1分子あたりの平均反応性官能基数Nは17であった。
【0125】
合成比較例7
(樹脂溶液L)
ジアミン化合物としてワンダミンHM(WHM)〔(4,4’−ジアミノ)ジシクロヘキシルメタン、新日本理化製、商品名〕24.7g、反応性官能基を有するジアミンとして2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン23.1g、トリカルボン酸無水物として無水トリメリット酸(TMA)70.1g及び非プロトン性極性溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン(NMP)1120gを入れ、フラスコ内の温度を80℃に設定して30分間撹拌した。
【0126】
撹拌終了後、水と共沸可能な芳香族炭化水素としてトルエン174gをさらに添加し、フラスコ内の温度を160℃に昇温して2.5時間還流した。水分定量受器に理論量の水が貯留され、水の留出が見られなくなっていることを確認した後、水分定量受器中の水及びトルエンを除去しながら、フラスコ内の温度を180℃まで上昇させて反応溶液中のトルエンを除去した。
【0127】
フラスコ内の溶液を60℃まで冷却した後、長鎖炭化水素鎖骨格(炭素原子数12)を有するジカルボン酸としてドデカンジカルボン酸188.4gを入れ、10分間撹拌した。
【0128】
撹拌終了後、ジイソシアネートとして4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)260.4gを添加し、フラスコ内の温度を160℃に上昇させて2時間反応させ、樹脂溶液Lを得た。このポリアミドイミド樹脂溶液の重量平均分子量(Mw)をゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したところ64000であった。ポリアミドイミド1分子あたりの平均反応性官能基数Nは8.4であった。
【0129】
合成実施例6
(樹脂溶液M)
ジアミン化合物としてワンダミンHM(WHM)〔(4,4’−ジアミノ)ジシクロヘキシルメタン、新日本理化製、商品名〕31.4g、反応性官能基を有するジアミンとして2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン29.5g、トリカルボン酸無水物として無水トリメリット酸(TMA)89.2g及び非プロトン性極性溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン(NMP)1120gを入れ、フラスコ内の温度を80℃に設定して30分間撹拌した。
【0130】
撹拌終了後、水と共沸可能な芳香族炭化水素としてトルエン174gをさらに添加し、フラスコ内の温度を160℃に昇温して2.5時間還流した。水分定量受器に理論量の水が貯留され、水の留出が見られなくなっていることを確認した後、水分定量受器中の水及びトルエンを除去しながら、フラスコ内の温度を180℃まで上昇させて反応溶液中のトルエンを除去した。
【0131】
フラスコ内の溶液を60℃まで冷却した後、長鎖炭化水素鎖骨格(炭素原子数18)を有するジカルボン酸としてオクタデカンジカルボン酸185.4gを入れ、10分間撹拌した。
【0132】
撹拌終了後、ジイソシアネートとして4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)220.9gを添加し、フラスコ内の温度を160℃に上昇させて2時間反応させ、樹脂溶液Mを得た。このポリアミドイミド樹脂溶液の重量平均分子量(Mw)をゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定したところ58000であった。ポリアミドイミド1分子あたりの平均反応性官能基数Nは9.7であった。
【0133】
配合実施例1
(ワニスA)
ワニス希釈溶媒であるジメチルアセトアミド82.7gに樹脂溶液Aを54.6g加え、均一になるようによく撹拌した。撹拌後、エポキシ樹脂としてフェノールノボラック型エポキシ樹脂N770(大日本インキ化学工業社製、商品名)を7.38g、エポキシ樹脂硬化剤としてオルトクレゾールノボラック型フェノール樹脂KA−1165(大日本インキ工業製、商品名)を5.22g、エポキシ樹脂硬化促進剤として2E4MZ(2−エチル−4−メチルイミダゾール、四国化成工業製、商品名)の2重量%溶液(希釈溶媒:メチルエチルケトン)を0.11g及びレベリング剤としてBYK−330(ビックケミージャパン製、商品名)の10重量%溶液(希釈溶媒:ジメチルアセトアミド)を0.12g加え、均一になるように撹拌してワニスAを得た。
【0134】
(樹脂組成物層A)
ワニスAを、卓上塗工機(PI−1210 FILMCOATER、自動塗工装置I型、テスター産業製)を用いて表面が平滑な銅箔HLN−15(日本電解製、商品名)にアプリケータで500μmギャップにて塗工し、すぐに温風循環型防爆乾燥機(TABAI SAFETY OVEN SPH−200、TABAI ESPEC CORP.製)に入れて100℃で15分間乾燥し、溶媒を揮発させた。
【0135】
その後、さらに140℃で15分間乾燥した。さらに185℃で1時間加熱し、樹脂を硬化させた。これを過硫酸アンモニウム10重量%水溶液に浸漬し、銅箔をエッチング除去した。水洗後、80℃で15分間乾燥し、樹脂組成物層Aを得た。得られた樹脂組成物層の50℃での引張弾性率E’を測定(広域粘弾性測定装置、DVE RHEO SPECTOLER、RHEOLOGY CO.,LTD製、測定周波数10Hz)したところ、0.33GPaであった。実施例中、測定条件は、次のとおりである。加振周波数:10Hz、測定温度:50℃、昇温速度:5℃/分、スパン:20mm、歪み制御:3μm(0.015%)、歪み波形:正弦波、加振状態:ストップ加振、測定方法:引っ張り、静加重制御:自動静加重、試料サイズ:幅=5mm、長さ=30mm、厚さ=0.05mm。
【0136】
配合実施例2
(ワニスB)
ワニス希釈溶媒であるジメチルアセトアミド95.3gに樹脂溶液Bを42.8g加え、均一になるようによく撹拌した。撹拌後、エポキシ樹脂としてフェノールノボラック型エポキシ樹脂N770(大日本インキ化学工業社製、商品名)を7.12g、エポキシ樹脂硬化剤としてオルトクレゾールノボラック型フェノール樹脂KA−1165(大日本インキ工業製、商品名)を4.67g、エポキシ樹脂硬化促進剤として2E4MZ(2−エチル−4−メチルイミダゾール、四国化成工業製、商品名)の2重量%溶液(希釈溶媒:メチルエチルケトン)を0.11g及びレベリング剤としてBYK−330(ビックケミージャパン製、商品名)の10重量%溶液(希釈溶媒:ジメチルアセトアミド)を0.11g加え、均一になるように撹拌してワニスBを得た。
【0137】
(樹脂組成物層B)
ワニスBを、卓上塗工機(PI−1210 FILMCOATER、自動塗工装置I型、テスター産業製)を用いて表面が平滑な銅箔HLN−15(日本電解製、商品名)にアプリケータで500μmギャップにて塗工し、すぐに温風循環型防爆乾燥機(TABAI SAFETY OVEN SPH−200、TABAI ESPEC CORP.製)に入れて100℃で15分間乾燥し、溶媒を揮発させた。
【0138】
その後、さらに140℃で15分間乾燥した。さらに185℃で1時間加熱し、樹脂を硬化させた。これを過硫酸アンモニウム10重量%水溶液に浸漬し、銅箔をエッチング除去した。水洗後、80℃で15分間乾燥し、樹脂組成物層Bを得た。得られた樹脂組成物層の50℃での引張弾性率E’を測定(広域粘弾性測定装置、DVE RHEO SPECTOLER、RHEOLOGY CO.,LTD製、測定周波数10Hz)したところ、0.72GPaであった。
【0139】
配合実施例3
(ワニスC)
ワニス希釈溶媒であるジメチルアセトアミド72.3gに樹脂溶液Cを74.7g加え、均一になるようによく撹拌した。撹拌後、エポキシ樹脂としてビフェニルアラルキレンノボラック型エポキシ樹脂NC−3000S−H(日本化薬製、商品名)を6.96g、エポキシ樹脂硬化剤としてオルトクレゾールノボラック型フェノール樹脂KA−1165(大日本インキ工業製、商品名)を5.36g、エポキシ樹脂硬化促進剤として2E4MZ(2−エチル−4−メチルイミダゾール、四国化成工業製、商品名)の2重量%溶液(希釈溶媒:メチルエチルケトン)を0.35g及びレベリング剤としてBYK−330(ビックケミージャパン製、商品名)の10重量%溶液(希釈溶媒:ジメチルアセトアミド)を0.32g加え、均一になるように撹拌してワニスCを得た。
【0140】
(樹脂組成物層C)
ワニスCを、卓上塗工機(PI−1210 FILMCOATER、自動塗工装置I型、テスター産業製)を用いて表面が平滑な銅箔HLN−15(日本電解製、商品名)にアプリケータで500μmギャップにて塗工し、すぐに温風循環型防爆乾燥機(TABAI SAFETY OVEN SPH−200、TABAI ESPEC CORP.製)に入れて100℃で15分間乾燥し、溶媒を揮発させた。
【0141】
その後、さらに140℃で15分間乾燥した。さらに185℃で1時間加熱し、樹脂を硬化させた。これを過硫酸アンモニウム10重量%水溶液に浸漬し、銅箔をエッチング除去した。水洗後、80℃で15分間乾燥し、樹脂組成物層Cを得た。得られた樹脂組成物層の50℃での引張弾性率E’を測定(広域粘弾性測定装置、DVE RHEO SPECTOLER、RHEOLOGY CO.,LTD製、測定周波数10Hz)したところ、0.59GPaであった。
【0142】
配合実施例4
(ワニスD)
ワニス希釈溶媒であるジメチルアセトアミド78.8gに樹脂溶液Cを74.7g加え、均一になるようによく撹拌した。撹拌後、エポキシ樹脂としてビフェニルアラルキレンノボラック型エポキシ樹脂NC−3000S−H(日本化薬製、商品名)を5.88g、エポキシ樹脂硬化剤としてビフェニル型フェノール樹脂MEH−7851SS(明和化成株式会社製、商品名)を3.68g、エポキシ樹脂硬化促進剤として2E4MZ(2−エチル−4−メチルイミダゾール、四国化成工業製、商品名)の2重量%溶液(希釈溶媒:メチルエチルケトン)を0.29g及びレベリング剤としてBYK−330(ビックケミージャパン製、商品名)の10重量%溶液(希釈溶媒:ジメチルアセトアミド)を0.32g加え、均一になるように撹拌してワニスDを得た。
【0143】
(樹脂組成物層D)
ワニスDを、卓上塗工機(PI−1210 FILMCOATER、自動塗工装置I型、テスター産業製)を用いて表面が平滑な銅箔HLN−15(日本電解製、商品名)にアプリケータで500μmギャップにて塗工し、すぐに温風循環型防爆乾燥機(TABAI SAFETY OVEN SPH−200、TABAI ESPEC CORP.製)に入れて100℃で15分間乾燥し、溶媒を揮発させた。
【0144】
その後、さらに140℃で15分間乾燥した。さらに185℃で1時間加熱し、樹脂を硬化させた。これを過硫酸アンモニウム10重量%水溶液に浸漬し、銅箔をエッチング除去した。水洗後、80℃で15分間乾燥し、樹脂組成物層Dを得た。得られた樹脂組成物層の50℃での引張弾性率E’を測定(広域粘弾性測定装置、DVE RHEO SPECTOLER、RHEOLOGY CO.,LTD製、測定周波数10Hz)したところ、0.56GPaであった。
【0145】
配合実施例5
(ワニスE)
ワニス希釈溶媒であるジメチルアセトアミド88.2gに樹脂溶液Bを69.9g加え、均一になるようによく撹拌した。撹拌後、エポキシ樹脂としてビスフェノールA型エポキシ樹脂DER−331L(ダウケミカル日本社製、商品名)を1.48g、エポキシ樹脂硬化剤としてビフェニル型フェノール樹脂MEH−7851SS(明和化成株式会社製、商品名)を1.21g、エポキシ樹脂硬化促進剤として2E4MZ(2−エチル−4−メチルイミダゾール、四国化成工業製、商品名)の2重量%溶液(希釈溶媒:メチルエチルケトン)を0.07g及びレベリング剤としてBYK−330(ビックケミージャパン製、商品名)の10重量%溶液(希釈溶媒:ジメチルアセトアミド)を0.27g加え、均一になるように撹拌してワニスEを得た。
【0146】
(樹脂組成物層E)
ワニスEを、卓上塗工機(PI−1210 FILMCOATER、自動塗工装置I型、テスター産業製)を用いて表面が平滑な銅箔HLN−15(日本電解製、商品名)にアプリケータで500μmギャップにて塗工し、すぐに温風循環型防爆乾燥機(TABAI SAFETY OVEN SPH−200、TABAI ESPEC CORP.製)に入れて100℃で15分間乾燥し、溶媒を揮発させた。
【0147】
その後、さらに140℃で15分間乾燥した。さらに185℃で1時間加熱し、樹脂を硬化させた。これを過硫酸アンモニウム10重量%水溶液に浸漬し、銅箔をエッチング除去した。水洗後、80℃で15分間乾燥し、樹脂組成物層Eを得た。得られた樹脂組成物層の50℃での引張弾性率E’を測定(広域粘弾性測定装置、DVE RHEO SPECTOLER、RHEOLOGY CO.,LTD製、測定周波数10Hz)したところ、0.54GPaであった。
【0148】
配合実施例6
(ワニスF)
ワニス希釈溶媒であるジメチルアセトアミド85.6gに樹脂溶液Bを60.3g加え、均一になるようによく撹拌した。撹拌後、エポキシ樹脂としてフェノールノボラック型エポキシ樹脂N770(大日本インキ化学工業社製、商品名)を4g、エポキシ樹脂硬化促進剤として2E4MZ(2−エチル−4−メチルイミダゾール、四国化成工業製、商品名)の2重量%溶液(希釈溶媒:メチルエチルケトン)を0.06g及びレベリング剤としてBYK−330(ビックケミージャパン製、商品名)の10重量%溶液(希釈溶媒:ジメチルアセトアミド)を0.12g加え、均一になるように撹拌してワニスFを得た。
【0149】
(樹脂組成物層F)
ワニスFを、卓上塗工機(PI−1210 FILMCOATER、自動塗工装置I型、テスター産業製)を用いて表面が平滑な銅箔HLN−15(日本電解製、商品名)にアプリケータで500μmギャップにて塗工し、すぐに温風循環型防爆乾燥機(TABAI SAFETY OVEN SPH−200、TABAI ESPEC CORP.製)に入れて100℃で15分間乾燥し、溶媒を揮発させた。
【0150】
その後、さらに140℃で15分間乾燥した。さらに185℃で1時間加熱し、樹脂を硬化させた。これを過硫酸アンモニウム10重量%水溶液に浸漬し、銅箔をエッチング除去した。水洗後、80℃で15分間乾燥し、樹脂組成物層Fを得た。得られた樹脂組成物層の50℃での引張弾性率E’を測定(広域粘弾性測定装置、DVE RHEO SPECTOLER、RHEOLOGY CO.,LTD製、測定周波数10Hz)したところ、0.54GPaであった。
【0151】
配合実施例7
(ワニスG)
ワニス希釈溶媒であるジメチルアセトアミド77.6gに樹脂溶液Aを59.5g加え、均一になるようによく撹拌した。撹拌後、エポキシ樹脂としてフェノールノボラック型エポキシ樹脂N770(大日本インキ化学工業社製、商品名)を12.74g、エポキシ樹脂硬化促進剤として2E4MZ(2−エチル−4−メチルイミダゾール、四国化成工業製、商品名)の2重量%溶液(希釈溶媒:メチルエチルケトン)を0.19g及びレベリング剤としてBYK−330(ビックケミージャパン製、商品名)の10重量%溶液(希釈溶媒:ジメチルアセトアミド)を0.13g加え、均一になるように撹拌してワニスGを得た。
【0152】
(樹脂組成物層G)
ワニスGを、卓上塗工機(PI−1210 FILMCOATER、自動塗工装置I型、テスター産業製)を用いて表面が平滑な銅箔HLN−15(日本電解製、商品名)にアプリケータで500μmギャップにて塗工し、すぐに温風循環型防爆乾燥機(TABAI SAFETY OVEN SPH−200、TABAI ESPEC CORP.製)に入れて100℃で15分間乾燥し、溶媒を揮発させた。
【0153】
その後、さらに140℃で15分間乾燥した。さらに185℃で1時間加熱し、樹脂を硬化させた。これを過硫酸アンモニウム10重量%水溶液に浸漬し、銅箔をエッチング除去した。水洗後、80℃で15分間乾燥し、樹脂組成物層Gを得た。得られた樹脂組成物層の50℃での引張弾性率E’を測定(広域粘弾性測定装置、DVE RHEO SPECTOLER、RHEOLOGY CO.,LTD製、測定周波数10Hz)したところ、0.34GPaであった。
【0154】
配合実施例8
(ワニスH)
ワニス希釈溶媒であるジメチルアセトアミド82.7gに樹脂溶液Dを54.6g加え、均一になるようによく撹拌した。撹拌後、エポキシ樹脂としてフェノールノボラック型エポキシ樹脂N770(大日本インキ化学工業社製、商品名)を7.38g、エポキシ樹脂硬化剤としてオルトクレゾールノボラック型フェノール樹脂KA−1165(大日本インキ工業製、商品名)を5.22g、エポキシ樹脂硬化促進剤として2E4MZ(2−エチル−4−メチルイミダゾール、四国化成工業製、商品名)の2重量%溶液(希釈溶媒:メチルエチルケトン)を0.11g及びレベリング剤としてBYK−330(ビックケミージャパン製、商品名)の10重量%溶液(希釈溶媒:ジメチルアセトアミド)を0.12g加え、均一になるように撹拌してワニスHを得た。
【0155】
(樹脂組成物層H)
ワニスHを、卓上塗工機(PI−1210 FILMCOATER、自動塗工装置I型、テスター産業製)を用いて表面が平滑な銅箔HLN−15(日本電解製、商品名)にアプリケータで500μmギャップにて塗工し、すぐに温風循環型防爆乾燥機(TABAI SAFETY OVEN SPH−200、TABAI ESPEC CORP.製)に入れて100℃で15分間乾燥し、溶媒を揮発させた。
【0156】
その後、さらに140℃で15分間乾燥した。さらに185℃で1時間加熱し、樹脂を硬化させた。これを過硫酸アンモニウム10重量%水溶液に浸漬し、銅箔をエッチング除去した。水洗後、80℃で15分間乾燥し、樹脂組成物層Hを得た。得られた樹脂組成物層の50℃での引張弾性率E’を測定(広域粘弾性測定装置、DVE RHEO SPECTOLER、RHEOLOGY CO.,LTD製、測定周波数10Hz)したところ、0.41GPaであった。
【0157】
配合比較例1
(ワニスI)
ワニス希釈溶媒であるジメチルアセトアミド62.4gに樹脂溶液Eを55.3g加え、均一になるようによく撹拌した。撹拌後、エポキシ樹脂としてフェノールノボラック型エポキシ樹脂N770(大日本インキ化学工業社製、商品名)を6.81g、エポキシ樹脂硬化剤としてオルトクレゾールノボラック型フェノール樹脂KA−1165(大日本インキ工業製、商品名)を5.19g、エポキシ樹脂硬化促進剤として2E4MZ(2−エチル−4−メチルイミダゾール、四国化成工業製、商品名)の2重量%溶液(希釈溶媒:メチルエチルケトン)を0.2g及びレベリング剤としてBYK−330(ビックケミージャパン製、商品名)の10重量%溶液(希釈溶媒:ジメチルアセトアミド)を0.11g加え、均一になるように撹拌してワニスIを得た。
【0158】
(樹脂組成物層I)
ワニスIを、卓上塗工機(PI−1210 FILMCOATER、自動塗工装置I型、テスター産業製)を用いて表面が平滑な銅箔HLN−15(日本電解製、商品名)にアプリケータで500μmギャップにて塗工し、すぐに温風循環型防爆乾燥機(TABAI SAFETY OVEN SPH−200、TABAI ESPEC CORP.製)に入れて100℃で15分間乾燥し、溶媒を揮発させた。
【0159】
その後、さらに140℃で15分間乾燥した。得られた樹脂組成物層付き銅箔の樹脂面を別の銅箔に貼り合わせ、105トンプレス機(HOT PRESS FOR PRINTED CIRCUIT BOARDS MHPC−V−105−610、名機製作所製)でプレス(185℃60分保持、圧力4MPa)した。これを過硫酸アンモニウム10重量%水溶液に浸漬し、銅箔をエッチング除去した。水洗後、80℃で15分間乾燥し、樹脂組成物層Iを得た。得られた樹脂組成物層の50℃での引張弾性率E’を測定(広域粘弾性測定装置、DVE RHEO SPECTOLER、RHEOLOGY CO.,LTD製、測定周波数10Hz)したところ、2.35GPaであった。
【0160】
配合比較例2
(ワニスJ)
ワニス希釈溶媒であるジメチルアセトアミド59.6gに樹脂溶液Eを55.3g加え、均一になるようによく撹拌した。撹拌後、エポキシ樹脂としてフェノールノボラック型エポキシ樹脂N770(大日本インキ化学工業社製、商品名)を10.97g、エポキシ樹脂硬化促進剤として2E4MZ(2−エチル−4−メチルイミダゾール、四国化成工業製、商品名)の2重量%溶液(希釈溶媒:メチルエチルケトン)を4.02g及びレベリング剤としてBYK−330(ビックケミージャパン製、商品名)の10重量%溶液(希釈溶媒:ジメチルアセトアミド)を0.11g加え、均一になるように撹拌してワニスJを得た。
【0161】
(樹脂組成物層J)
ワニスJを、卓上塗工機(PI−1210 FILMCOATER、自動塗工装置I型、テスター産業製)を用いて表面が平滑な銅箔HLN−15(日本電解製、商品名)にアプリケータで500μmギャップにて塗工し、すぐに温風循環型防爆乾燥機(TABAI SAFETY OVEN SPH−200、TABAI ESPEC CORP.製)に入れて100℃で15分間乾燥し、溶媒を揮発させた。
【0162】
その後、さらに140℃で15分間乾燥した。得られた樹脂組成物層付き銅箔の樹脂面を別の銅箔に貼り合わせ、105トンプレス機(HOT PRESS FOR PRINTED CIRCUIT BOARDS MHPC−V−105−610、名機製作所製)でプレス(185℃60分保持、圧力4MPa)した。これを過硫酸アンモニウム10重量%水溶液に浸漬し、銅箔をエッチング除去した。水洗後、80℃で15分間乾燥し、樹脂組成物層Jを得た。得られた樹脂組成物層の50℃での引張弾性率E’を測定(広域粘弾性測定装置、DVE RHEO SPECTOLER、RHEOLOGY CO.,LTD製、測定周波数10Hz)したところ、2.41GPaであった。
【0163】
配合比較例3
(ワニスK)
ワニス希釈溶媒であるジメチルアセトアミド82gに樹脂溶液Fを63.5g加え、均一になるようによく撹拌した。撹拌後、エポキシ樹脂としてフェノールノボラック型エポキシ樹脂N770(大日本インキ化学工業社製、商品名)を8.05g、エポキシ樹脂硬化剤としてオルトクレゾールノボラック型フェノール樹脂KA−1165(大日本インキ工業製、商品名)を6.13g、エポキシ樹脂硬化促進剤として2E4MZ(2−エチル−4−メチルイミダゾール、四国化成工業製、商品名)の2重量%溶液(希釈溶媒:メチルエチルケトン)を0.24g及びレベリング剤としてBYK−330(ビックケミージャパン製、商品名)の10重量%溶液(希釈溶媒:ジメチルアセトアミド)を0.14g加え、均一になるように撹拌してワニスKを得た。
【0164】
(樹脂組成物層K)
ワニスKを、卓上塗工機(PI−1210 FILMCOATER、自動塗工装置I型、テスター産業製)を用いて表面が平滑な銅箔HLN−15(日本電解製、商品名)にアプリケータで500μmギャップにて塗工し、すぐに温風循環型防爆乾燥機(TABAI SAFETY OVEN SPH−200、TABAI ESPEC CORP.製)に入れて100℃で15分間乾燥し、溶媒を揮発させた。
【0165】
その後、さらに140℃で15分間乾燥した。得られた樹脂組成物層付き銅箔の樹脂面を別の銅箔に貼り合わせ、105トンプレス機(HOT PRESS FOR PRINTED CIRCUIT BOARDS MHPC−V−105−610、名機製作所製)でプレス(185℃60分保持、圧力4MPa)した。これを過硫酸アンモニウム10重量%水溶液に浸漬し、銅箔をエッチング除去した。水洗後、80℃で15分間乾燥し、樹脂組成物層Kを得た。得られた樹脂組成物層の50℃での引張弾性率E’を測定(広域粘弾性測定装置、DVE RHEO SPECTOLER、RHEOLOGY CO.,LTD製、測定周波数10Hz)したところ、1.48GPaであった。
【0166】
配合比較例4
(ワニスL)
ワニス希釈溶媒であるジメチルアセトアミド67.2gに樹脂溶液Gを74.7加え、均一になるようによく撹拌した。撹拌後、エポキシ樹脂としてフェノールノボラック型エポキシ樹脂N770(大日本インキ化学工業社製、商品名)を10.27g、エポキシ樹脂硬化剤としてオルトクレゾールノボラック型フェノール樹脂KA−1165(大日本インキ工業製、商品名)を7.28g、エポキシ樹脂硬化促進剤として2E4MZ(2−エチル−4−メチルイミダゾール、四国化成工業製、商品名)の2重量%溶液(希釈溶媒:メチルエチルケトン)を0.32g及びレベリング剤としてBYK−330(ビックケミージャパン製、商品名)の10重量%溶液(希釈溶媒:ジメチルアセトアミド)を0.30g加え、均一になるように撹拌してワニスLを得た。
【0167】
(樹脂組成物層L)
ワニスLを、卓上塗工機(PI−1210 FILMCOATER、自動塗工装置I型、テスター産業製)を用いて表面が平滑な銅箔HLN−15(日本電解製、商品名)にアプリケータで500μmギャップにて塗工し、すぐに温風循環型防爆乾燥機(TABAI SAFETY OVEN SPH−200、TABAI ESPEC CORP.製)に入れて100℃で15分間乾燥し、溶媒を揮発させた。
【0168】
その後、さらに140℃で15分間乾燥した。得られた樹脂組成物層付き銅箔の樹脂面を別の銅箔に貼り合わせ、105トンプレス機(HOT PRESS FOR PRINTED CIRCUIT BOARDS MHPC−V−105−610、名機製作所製)でプレス(185℃60分保持、圧力4MPa)した。これを過硫酸アンモニウム10重量%水溶液に浸漬し、銅箔をエッチング除去した。水洗後、80℃で15分間乾燥し、樹脂組成物層Lを得た。得られた樹脂組成物層の50℃での引張弾性率E’を測定(広域粘弾性測定装置、DVE RHEO SPECTOLER、RHEOLOGY CO.,LTD製、測定周波数10Hz)したところ、0.2GPaであった。
【0169】
配合比較例5
(ワニスM)
ワニス希釈溶媒であるジメチルアセトアミド81.8gに樹脂溶液Hを63.5g加え、均一になるようによく撹拌した。撹拌後、エポキシ樹脂としてフェノールノボラック型エポキシ樹脂N770(大日本インキ化学工業社製、商品名)を8.15g、エポキシ樹脂硬化剤としてオルトクレゾールノボラック型フェノール樹脂KA−1165(大日本インキ工業製、商品名)を6.20g、エポキシ樹脂硬化促進剤として2E4MZ(2−エチル−4−メチルイミダゾール、四国化成工業製、商品名)の2重量%溶液(希釈溶媒:メチルエチルケトン)を0.24g及びレベリング剤としてBYK−330(ビックケミージャパン製、商品名)の10重量%溶液(希釈溶媒:ジメチルアセトアミド)を0.14g加え、均一になるように撹拌してワニスMを得た。
【0170】
(樹脂組成物層M)
ワニスMを、卓上塗工機(PI−1210 FILMCOATER、自動塗工装置I型、テスター産業製)を用いて表面が平滑な銅箔HLN−15(日本電解製、商品名)にアプリケータで500μmギャップにて塗工し、すぐに温風循環型防爆乾燥機(TABAI SAFETY OVEN SPH−200、TABAI ESPEC CORP.製)に入れて100℃で15分間乾燥し、溶媒を揮発させた。
【0171】
その後、さらに140℃で15分間乾燥した。得られた樹脂組成物層付き銅箔の樹脂面を別の銅箔に貼り合わせ、105トンプレス機(HOT PRESS FOR PRINTED CIRCUIT BOARDS MHPC−V−105−610、名機製作所製)でプレス(185℃60分保持、圧力4MPa)した。これを過硫酸アンモニウム10重量%水溶液に浸漬し、銅箔をエッチング除去した。水洗後、80℃で15分間乾燥し、樹脂組成物層Mを得た。得られた樹脂組成物層の50℃での引張弾性率E’を測定(広域粘弾性測定装置、DVE RHEO SPECTOLER、RHEOLOGY CO.,LTD製、測定周波数10Hz)したところ、0.9GPaであった。
【0172】
配合比較例6
(ワニスN)
ワニス希釈溶媒であるジメチルアセトアミド68.7gに樹脂溶液Iを76.2g加え、均一になるようによく撹拌した。撹拌後、エポキシ樹脂としてフェノールノボラック型エポキシ樹脂N770(大日本インキ化学工業社製、商品名)を8.38g、エポキシ樹脂硬化剤としてオルトクレゾールノボラック型フェノール樹脂KA−1165(大日本インキ工業製、商品名)を6.38g、エポキシ樹脂硬化促進剤として2E4MZ(2−エチル−4−メチルイミダゾール、四国化成工業製、商品名)の2重量%溶液(希釈溶媒:メチルエチルケトン)を0.25g及びレベリング剤としてBYK−330(ビックケミージャパン製、商品名)の10重量%溶液(希釈溶媒:ジメチルアセトアミド)を0.14gを加え、均一になるように撹拌してワニスNを得た。
【0173】
(樹脂組成物層N)
ワニスNを、卓上塗工機(PI−1210 FILMCOATER、自動塗工装置I型、テスター産業製)を用いて表面が平滑な銅箔HLN−15(日本電解製、商品名)にアプリケータで500μmギャップにて塗工し、すぐに温風循環型防爆乾燥機(TABAI SAFETY OVEN SPH−200、TABAI ESPEC CORP.製)に入れて100℃で15分間乾燥し、溶媒を揮発させた。
【0174】
その後、さらに140℃で15分間乾燥した。得られた樹脂組成物層付き銅箔の樹脂面を別の銅箔に貼り合わせ、105トンプレス機(HOT PRESS FOR PRINTED CIRCUIT BOARDS MHPC−V−105−610、名機製作所製)でプレス(185℃60分保持、圧力4MPa)した。これを過硫酸アンモニウム10重量%水溶液に浸漬し、銅箔をエッチング除去した。水洗後、80℃で15分間乾燥し、樹脂組成物層Nを得た。得られた樹脂組成物層の50℃での引張弾性率E’を測定(広域粘弾性測定装置、DVE RHEO SPECTOLER、RHEOLOGY CO.,LTD製、測定周波数10Hz)したところ、0.46GPaであった。
【0175】
配合比較例7
(ワニスO)
ワニス希釈溶媒であるジメチルアセトアミド81.4gに樹脂溶液Jを63.5g加え、均一になるようによく撹拌した。撹拌後、エポキシ樹脂としてフェノールノボラック型エポキシ樹脂N770(大日本インキ化学工業社製、商品名)を8.38g、エポキシ樹脂硬化剤としてオルトクレゾールノボラック型フェノール樹脂KA−1165(大日本インキ工業製、商品名)を6.38g、エポキシ樹脂硬化促進剤として2E4MZ(2−エチル−4−メチルイミダゾール、四国化成工業製、商品名)の2重量%溶液(希釈溶媒:メチルエチルケトン)を0.25g及びレベリング剤としてBYK−330(ビックケミージャパン製、商品名)の10重量%溶液(希釈溶媒:ジメチルアセトアミド)を0.14g加え、均一になるように撹拌してワニスOを得た。
【0176】
(樹脂組成物層O)
ワニスOを、卓上塗工機(PI−1210 FILMCOATER、自動塗工装置I型、テスター産業製)を用いて表面が平滑な銅箔HLN−15(日本電解製、商品名)にアプリケータで500μmギャップにて塗工し、すぐに温風循環型防爆乾燥機(TABAI SAFETY OVEN SPH−200、TABAI ESPEC CORP.製)に入れて100℃で15分間乾燥し、溶媒を揮発させた。
【0177】
その後、さらに140℃で15分間乾燥した。得られた樹脂組成物層付き銅箔の樹脂面を別の銅箔に貼り合わせ、105トンプレス機(HOT PRESS FOR PRINTED CIRCUIT BOARDS MHPC−V−105−610、名機製作所製)でプレス(185℃60分保持、圧力4MPa)した。これを過硫酸アンモニウム10重量%水溶液に浸漬し、銅箔をエッチング除去した。水洗後、80℃で15分間乾燥し、樹脂組成物層Oを得た。得られた樹脂組成物層の50℃での引張弾性率E’を測定(広域粘弾性測定装置、DVE RHEO SPECTOLER、RHEOLOGY CO.,LTD製、測定周波数10Hz)したところ、0.51GPaであった。
【0178】
配合実施例9
(ワニスP)
ワニス希釈溶媒であるジメチルアセトアミド82gに樹脂溶液Kを63.5g加え、均一になるようによく撹拌した。撹拌後、エポキシ樹脂としてフェノールノボラック型エポキシ樹脂N770(大日本インキ化学工業社製、商品名)を8.05g、エポキシ樹脂硬化剤としてオルトクレゾールノボラック型フェノール樹脂KA−1165(大日本インキ工業製、商品名)を6.13g、エポキシ樹脂硬化促進剤として2E4MZ(2−エチル−4−メチルイミダゾール、四国化成工業製、商品名)の2重量%溶液(希釈溶媒:メチルエチルケトン)を0.24g及びレベリング剤としてBYK−330(ビックケミージャパン製、商品名)の10重量%溶液(希釈溶媒:ジメチルアセトアミド)を0.14g加え、均一になるように撹拌してワニスPを得た。
【0179】
(樹脂組成物層P)
ワニスPを、卓上塗工機(PI−1210 FILMCOATER、自動塗工装置I型、テスター産業製)を用いて表面が平滑な銅箔HLN−15(日本電解製、商品名)にアプリケータで500μmギャップにて塗工し、すぐに温風循環型防爆乾燥機(TABAI SAFETY OVEN SPH−200、TABAI ESPEC CORP.製)に入れて100℃で15分間乾燥し、溶媒を揮発させた。
【0180】
その後、さらに140℃で15分間乾燥した。得られた樹脂組成物層付き銅箔の樹脂面を別の銅箔に貼り合わせ、105トンプレス機(HOT PRESS FOR PRINTED CIRCUIT BOARDS MHPC−V−105−610、名機製作所製)でプレス(185℃60分保持、圧力4MPa)した。これを過硫酸アンモニウム10重量%水溶液に浸漬し、銅箔をエッチング除去した。水洗後、80℃で15分間乾燥し、樹脂組成物層Pを得た。得られた樹脂組成物層の50℃での引張弾性率E’を測定(広域粘弾性測定装置、DVE RHEO SPECTOLER、RHEOLOGY CO.,LTD製、測定周波数10Hz)したところ、0.97GPaであった。
【0181】
配合比較例8
(ワニスQ)
樹脂溶液K 63.5gに代え、樹脂溶液L 63.5gを用いた他は配合実施例9と同様にして樹脂組成物層Qを得た。得られた樹脂組成物層の50℃での引張弾性率E’を測定したところ、1.26GPaであった。
【0182】
配合実施例10
(ワニスR)
樹脂溶液K 63.5gに代え、樹脂溶液M 63.5gを用いた他は配合実施例9と同様にして樹脂組成物層Rを得た。得られた樹脂組成物層の50℃での引張弾性率E’を測定したところ、0.36GPaであった。
【0183】
(耐デスミア性)
上記で得られた樹脂組成物層(5cm角)を乾燥機で80℃15分乾燥後、重量Wi(g)を測定し、80℃の5%水酸化ナトリウム−5%過マンガン酸カリウム水溶液に10分間浸漬した。その後、2%硫酸ヒドロキシルアミン−2%硫酸水溶液で中和した。水洗後、80℃15分乾燥し、再度、樹脂組成物層の重量Wf(g)を測定した。WiおよびWfを用い、次の式によってデスミア量D(g/m)を求めた。
D=(Wi−Wf)/0.005
【0184】
(応力緩和性)
各実施例及び比較例において得られた銅張積層板を用い、セミアディティブ法によって回路形成し、パッド上にはんだボールを載せ、はんだボールシェア強度を測定した(Dage社製、万能型ボンドテスターシリーズ4000)。
【0185】
(硬化温度)
上記において、銅箔上に塗工し、100℃で15分間乾燥させた後の樹脂組成物層を用い、示差走査熱量計(DSC)による発熱ピーク温度の測定を行った。測定条件は次のとおりである。測定装置:パーキンエルマー社製示差走査熱量計Pyris−1、昇温速度:10℃/分、測定温度範囲:50〜250℃、測定雰囲気:窒素気流下
その結果、配合実施例1〜10で得られた樹脂組成物層では、発熱開始温度が約140℃であり、発熱ピークが約160℃であった。これに対し、配合比較例1〜8で得られた樹脂組成物層では、発熱開始温度が約160℃であり、発熱ピークは確認できなかった。
【0186】
(はんだ耐熱性)
各実施例及び比較例において得られた銅張積層板を用い、はんだ耐熱性の評価を行った。銅張積層板を288℃のはんだ浴に10分間フロートし、銅層のふくれの有無を確認し、ふくれがない場合を「良好」、ふくれがある場合を「不良」と判定した。
【0187】
【表1】

【0188】
実施例1〜10で得られた樹脂組成物層は、いずれも硬化後の弾性率が低く、デスミア量が小さく、シェア強度が高く、かつ、発熱ピーク温度が低かった。本発明のポリアミドイミドは、耐熱性、耐デスミア性に優れ、エポキシ樹脂と混合して用いた場合には、低温硬化(130〜180℃)を可能とする、低弾性のポリアミドイミドである。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
分子中に2〜20個のフェノール性水酸基を有し、かつ、主鎖中に炭素数18以上の長鎖炭化水素鎖構造を有するポリアミドイミド。
【請求項2】
フェノール性水酸基を分子の末端に有する、請求項1記載のポリアミドイミド。
【請求項3】
請求項1又は2記載のポリアミドイミドを製造する方法であって、トリカルボン酸無水物とジアミンとを反応させてイミド基を有するジカルボン酸を調製し、イミド基を有するジカルボン酸とジイソシアネートとを反応させる、ポリアミドイミドの製造方法。
【請求項4】
イミド基を有するジカルボン酸とジイソシアネートとを反応させる際に、さらに、炭素数18以上の長鎖炭化水素鎖構造を有するジカルボン酸を反応させる、請求項3記載のポリアミドイミドの製造方法。
【請求項5】
ジアミンが、炭素数18以上の長鎖炭化水素鎖構造を有するジアミンを含み、トリカルボン酸無水物と炭素数18以上の長鎖炭化水素鎖構造を有するジアミンとを反応させて、イミド基及び炭素数18以上の長鎖炭化水素鎖構造を有するジカルボン酸を調製し、イミド基及び炭素数18以上の長鎖炭化水素鎖構造を有するジカルボン酸とジイソシアネートとを反応させる、請求項3又は4記載のポリアミドイミドの製造方法。
【請求項6】
ジアミンが、フェノール性水酸基を有するジアミンを含み、フェノール性水酸基を有するジアミンとトリカルボン酸無水物とを反応させて、イミド基及びフェノール性水酸基を有するジカルボン酸を調製し、イミド基及びフェノール性水酸基を有するジカルボン酸とジイソシアネートとを反応させる、請求項3〜5いずれかに記載のポリアミドイミドの製造方法。
【請求項7】
イミド基を有するジカルボン酸とジイソシアネートとを反応させる際に、さらに、フェノール性水酸基を有するジカルボン酸及び/又はモノカルボン酸を反応させる、請求項3〜6いずれかに記載のポリアミドイミドの製造方法。
【請求項8】
請求項1又は2記載のポリアミドイミドおよびエポキシ樹脂を含有する熱硬化性樹脂組成物。
【請求項9】
ポリアミドイミド100重量部に対して、エポキシ樹脂を1重量部〜100重量部含有する請求項8記載の熱硬化性樹脂組成物。
【請求項10】
請求項1又は2記載のポリアミドイミド、エポキシ樹脂、およびエポキシ樹脂硬化剤を含有する熱硬化性樹脂組成物。
【請求項11】
ポリアミドイミド100重量部に対して、エポキシ樹脂およびエポキシ樹脂硬化剤を合計して1重量部〜100重量部含有する請求項10記載の熱硬化性樹脂組成物。
【請求項12】
加熱硬化後の50℃における引張弾性率E’が、0.15GPa〜1.0GPaである請求項8〜11のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
【請求項13】
溶媒、および溶媒に溶解又は分散した請求項8〜12のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物を含有する樹脂ワニス。
【請求項14】
請求項8〜12いずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物を用いた半導体実装基板。

【公開番号】特開2008−115365(P2008−115365A)
【公開日】平成20年5月22日(2008.5.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−245577(P2007−245577)
【出願日】平成19年9月21日(2007.9.21)
【出願人】(000004455)日立化成工業株式会社 (4,649)
【Fターム(参考)】