(57)【要約】【課題】ガラスクロスの表面がポリシラザンで処理され、ガラスクロス表面に存在するシラノール基を低減させて誘電特性を向上させたガラスクロスを提供する。【解決手段】低誘電材料用ガラスクロスが、１分子中のケイ素原子に結合する置換基の０〜９０モル％が炭素数１〜１２の脂肪族炭化水素基、炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基、炭素数１〜６のアルコキシ基、及び１分子中に１個の炭素−炭素不飽和結合を有する炭素数２〜１２の１価の有機基から選ばれる基であるポリシラザンを含有する組成物で表面処理され、５Ｇ／ＩｏＴ向けおよび高周波用プリント配線基板に用いられる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスクロスの表面がポリシラザン含有組成物で処理された低誘電材料用ガラスクロスであって、前記ポリシラザン含有組成物に含まれるポリシラザンにおいて、１分子中のケイ素原子に結合する置換基の０〜９０モル％が炭素数１〜１２の脂肪族炭化水素基、炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基、炭素数１〜６のアルコキシ基、及び１分子中に１個の炭素−炭素不飽和結合を有する炭素数２〜１２の１価の有機基から選ばれる基であることを特徴とする５Ｇ／ＩｏＴ向けおよび高周波用プリント配線基板に用いる低誘電材料用ガラスクロス。
【請求項２】
前記ポリシラザンが、下記一般式（１）
【化１】
2020194888.tif 000011
（式中、Ｒ１は水素原子、または炭素数１〜１２の脂肪族炭化水素基、炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基、炭素数１〜６のアルコキシ基、及び１分子中に１個の炭素−炭素不飽和結合を有する炭素数２〜１２の１価の有機基から選ばれる基であり、同一であっても異なっていてもよい。Ｒ２は炭素数１〜１２の脂肪族炭化水素基、炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基、炭素数１〜６のアルコキシ基、及び１分子中に１個の炭素−炭素不飽和結合を有する炭素数２〜１２の１価の有機基から選ばれる基であり、ａは５以上の正数であり、ｂ、ｃ、ｄはそれぞれ０以上の整数であり、ｂ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）＝０〜０．９であり、かつ、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝５〜２２，２００の正数であり、括弧で括られたそれぞれの繰り返し単位は、ブロックであってもランダムであっても良い。）
で示すポリシラザン（共）重合体を含むものであることを特徴とする請求項１に記載の低誘電材料用ガラスクロス。
【請求項３】
前記式（１）において、１分子中のケイ素原子に結合する置換基の１〜９０モル％が炭素数１〜１２の脂肪族炭化水素基、炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基、炭素数１〜６のアルコキシ基、及び１分子中に１個の炭素−炭素不飽和結合を有する炭素数２〜１２の１価の有機基から選ばれる基であることを特徴とする請求項２に記載の低誘電材料用ガラスクロス。
【請求項４】
前記ポリシラザン含有組成物が、さらに硬化触媒を含むものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の低誘電材料用ガラスクロス。
【請求項５】
前記硬化触媒が、１分子中に１個以上のアルコキシシリル基及び１個以上のアミノ基を有する有機ケイ素化合物であることを特徴とする請求項４に記載の低誘電材料用ガラスクロス。
【請求項６】
前記ガラスクロスが、１０ＧＨｚにおける誘電正接が１×１０−４〜１×１０−２となるガラスからなるガラスクロスであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の低誘電材料用ガラスクロス。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の低誘電材料用ガラスクロスと、該ガラスクロスに含浸されたマトリックス樹脂とを含むプリプレグ。
【請求項８】
前記マトリックス樹脂が、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂及びポリテトラフルオロエチレン樹脂の中から選択される１種以上の樹脂であることを特徴とする請求項７に記載のプリプレグ。
【請求項９】
請求項７または８に記載のプリプレグを備えるプリント配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低誘電材料用ガラスクロス、該ガラスクロスを用いたプリプレグ及びプリント配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル技術の目覚しい発展に伴い、タブレット端末やスマートフォンに代表される電子機器の軽薄短小化、高機能化が進んでいる。例えば、これらの機器の重要部品の１つであるプリント配線基板に対して、高密度実装、軽薄短小化が必要とされている。これに対応するため、プリント配線基板の補強材として必須部品であるガラスクロスの特性向上が強く求められている。
また、コンピュータ、モバイル、通信インフラ等の高速・高周波化が進み、プリント配線基板に用いられるガラスクロスに要求される特性として、伝送損失を改善するための誘電特性の向上や、低熱膨張特性、高引張剛性特性の改善要求もある。さらに、軽薄短小化及び多層化の要求から、ガラスクロスの薄物化の要求も高まっている。
【０００３】
薄物ガラスクロスの製造方法として、よりフィラメント径がコントロールし易いシリカガラスの系での検討が進んでいる。例えば、特許文献１には厚さが２７μｍのシリカガラスクロスを製造する方法を開示している。特許文献２には、厚さが６μｍ〜４５μｍの薄物シリカガラスクロスが紹介されている。
【０００４】
一方、基板の製造にはガラスクロスとエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂との密着性、接着性が重要であり、ガラスクロスとマトリックス樹脂との濡れ性が悪いと接着が劣り、界面に水分の混入やガラスクロスに存在するシラノール基の影響で、誘電特性が低下する要因となる。そのため、ガラスクロスの表面にはシランカップリング剤が処理される。
シランカップリング剤使用の一例として、特許文献３に、Ｂ２Ｏ３配合の低誘電ガラスクロスに表面処理用としてシランカップリング剤が記載されている。しかし、シランカップリング剤のアルコキシ基から発生し残存するメタノールやエタノールは、誘電特性を低下させる。
【０００５】
特許文献４〜６には、ガラス繊維フィルムやガラスクロスの表面処理剤としてポリシラザンの記載がある。特許文献４〜６には、ガラスクロスを処理する有機ケイ素化合物の一例としてポリシラザンが挙げられているが、その具体例としては、１，１，３，３−テトラメチルジシラザン、ヘキサメチルジシラザン、１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシラザン、オクタメチルトリシラザン、１，１，３，３，５，５−ヘキサメチルシクロトリシラザンなどのケイ素−窒素結合を１〜３個程度しか持たない低分子シラザン化合物が例示されているに過ぎない。これらの化合物は、ガラスクロス含有シラノール基の低減効果も不十分であり、前記低分子シラザン化合物ではポリシラザン由来の硬化被膜特有のシリカガラス（ＳｉＯ２）構造は取り得ない。
更に、プリント配線基板に使用されるマトリックス樹脂との密着性、接着性、配線基板の強度、信頼性の更なる向上が求められ、特に誘電特性の改良からもガラスクロス含有シラノール基の低減が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２８２４０１号公報
【特許文献２】特開２００９−２６３８２４号公報
【特許文献３】国際公開第２０１６／１７５２４８号パンフレット
【特許文献４】特開２０１５−１７４９３７号公報
【特許文献５】特開２０１５−１５５１９６号公報
【特許文献６】特開２０１１−０１７１１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、ガラスクロスとマトリックス樹脂を含むプリプレグにおいて、ガラスクロスとマトリックス樹脂との密着性、接着性を向上させ、強度が向上され、信頼性のより優れた配線基板、特に誘電特性に優れたプリント配線基板とするために、ガラスクロスの表面がポリシラザンで処理された低誘電材料用ガラスクロスであって、ガラスクロス表面に存在するシラノール基を低減させて誘電特性を向上させたガラスクロス、該ガラスクロスを用いたプリプレグ、及びプリント配線基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するために、本発明では、ガラスクロスの表面がポリシラザン含有組成物で処理された低誘電材料用ガラスクロスであって、前記ポリシラザン含有組成物に含まれるポリシラザンにおいて、１分子中のケイ素原子に結合する置換基の０〜９０モル％が炭素数１〜１２の脂肪族炭化水素基、炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基、炭素数１〜６のアルコキシ基、及び１分子中に１個の炭素−炭素不飽和結合を有する炭素数２〜１２の１価の有機基から選ばれる基であり、５Ｇ／ＩｏＴ向けおよび高周波用プリント配線基板に用いる低誘電材料用ガラスクロスを提供する。
【０００９】
この低誘電材料用ガラスクロスは、マトリックス樹脂との濡れ性が改善され、マトリックス樹脂との密着性、接着性が優れたプリプレグ、及び、強度が向上され信頼性が優れたプリント配線基板を与えるものであり、特にガラスクロス表面に存在するシラノール基の量を低減させて誘電特性を向上させ、５Ｇ／ＩｏＴ向けおよび高周波用プリント配線基板用のものとなる。
【００１０】
前記ポリシラザンは下記一般式（１）
【化１】
2020194888.tif 000002
（式中、Ｒ１は水素原子、または炭素数１〜１２の脂肪族炭化水素基、炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基、炭素数１〜６のアルコキシ基、及び１分子中に１個の炭素−炭素不飽和結合を有する炭素数２〜１２の１価の有機基から選ばれる基であり、同一であっても異なっていてもよい。Ｒ２は炭素数１〜１２の脂肪族炭化水素基、炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基、炭素数１〜６のアルコキシ基、及び１分子中に１個の炭素−炭素不飽和結合を有する炭素数２〜１２の１価の有機基から選ばれる基であり、ａは５以上の正数であり、ｂ、ｃ、ｄはそれぞれ０以上の整数であり、ｂ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）＝０〜０．９であり、かつ、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝５〜２２，２００の正数であり、括弧で括られたそれぞれの繰り返し単位は、ブロックであってもランダムであっても良い。）
で示すポリシラザン（共）重合体を含むものであることが好ましい。
【００１１】
前記ポリシラザンが前記特定のポリシラザン（共）重合体を含むものであると、ポリシラザンが短時間でガラスクロス表面のシラノール基と高効率で反応し、前記低誘電材料用ガラスクロスはマトリックス樹脂との密着性、接着性がより優れたプリプレグ、及びより誘電特性が向上したプリント配線基板を与えるものとなる。
【００１２】
前記式（１）において、１分子中のケイ素原子に結合する置換基の１〜９０モル％が炭素数１〜１２の脂肪族炭化水素基、炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基、炭素数１〜６のアルコキシ基、及び１分子中に１個の炭素−炭素不飽和結合を有する炭素数２〜１２の１価の有機基から選ばれる基であることが好ましい。
前記ポリシラザンがケイ素原子に結合する前記特定の炭素含有置換基を有するポリシラザン（共）重合体を含むものであると、ポリシラザンが短時間でガラスクロス表面のシラノール基と高効率で反応し、前記低誘電材料用ガラスクロスはマトリックス樹脂との密着性、接着性がより優れたプリプレグ、及びより誘電特性が向上したプリント配線基板を与えるものとなる。
【００１３】
前記ポリシラザン含有組成物はさらに硬化触媒を含むものであることが好ましい。
前記ポリシラザン含有組成物が硬化触媒を含むものであると、前記低誘電材料用ガラスクロスは耐熱性に劣るガラスクロスに熱をかけずに表面処理を施して製造されたものとできる。
【００１４】
前記硬化触媒は１分子中に１個以上のアルコキシシリル基及び１個以上のアミノ基を有する有機ケイ素化合物であることが好ましい。
前記硬化触媒が前記特定の有機ケイ素化合物であると、前記低誘電材料用ガラスクロスは、低い温度、速い硬化速度で前記ポリシラザン含有組成物とマトリックス樹脂の硬化反応を進めて製造されたものとなる。
【００１５】
前記ガラスクロスは、１０ＧＨｚにおける誘電正接が１×１０−４〜１×１０−２となるガラスからなるガラスクロスであることが好ましい。
前記ガラスクロスが前記範囲の低い誘電正接を有するものであると、前記低誘電材料用ガラスクロスはより誘電特性が向上したプリント配線基板を与えるものとなる。
【００１６】
また、本発明では、前記低誘電材料用ガラスクロスと、該ガラスクロスに含浸されたマトリックス樹脂とを含むプリプレグを提供する。
このプリプレグは、前記低誘電材料用ガラスクロスとマトリックス樹脂との密着性、接着性に優れ、強度が向上され信頼性が優れたプリント配線基板を与えるものである。
【００１７】
前記マトリックス樹脂は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂及びポリテトラフルオロエチレン樹脂の中から選択される１種以上の樹脂であることが好ましい。
前記マトリックス樹脂が低誘電特性を有する前記特定の樹脂であると、前記プリプレグはより誘電特性が向上したプリント配線基板を与えるものとなる。
【００１８】
さらに、本発明では、前記プリプレグを備えるプリント配線基板を提供する。
このプリント配線基板は優れた誘電特性を有し、１０ＧＨｚ以上の電気信号を伝送する回路を有する電子部品に用いることができるものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ガラスクロスの表面がポリシラザンで処理された低誘電材料用ガラスクロスは、マトリックス樹脂との濡れ性が改善され、マトリックス樹脂との密着性、接着性に優れ、強度が向上され信頼性のより優れたプリプレグ及びプリント配線基板を与えるものである。特にガラスクロス表面に存在するシラノール基の量が低減されて誘電特性が向上され、１０ＧＨｚ以上の電気信号を伝送する回路を有する電子部品に用いる高周波用プリント配線基板用のガラスクロスとなる。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
上述のように、ガラスクロスの表面がポリシラザンで処理され、ガラスクロス表面に存在するシラノール基を低減させて誘電特性を向上させたガラスクロスの開発が求められていた。
【００２１】
本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、表面がポリシラザン含有組成物で処理されたガラスクロスが１０ＧＨｚ以上の電気信号を伝送する回路を有する電子部品に用いる高周波用プリント配線基板用のものとできることを見出し、本発明を完成させた。
【００２２】
即ち、本発明は、ガラスクロスの表面がポリシラザン含有組成物で処理された低誘電材料用ガラスクロスであって、前記ポリシラザン含有組成物に含まれるポリシラザンにおいて、１分子中のケイ素原子に結合する置換基の０〜９０モル％が炭素数１〜１２の脂肪族炭化水素基、炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基、炭素数１〜６のアルコキシ基、及び１分子中に１個の炭素−炭素不飽和結合を有する炭素数２〜１２の１価の有機基から選ばれる基であることを特徴とする５Ｇ／ＩｏＴ向けおよび高周波用プリント配線基板に用いる低誘電材料用ガラスクロスである。
なお、ここで「５Ｇ／ＩｏＴ」とは、第５世代移動通信システム（５Ｇ）、またそれを活用した物のインターネット（ＩｏＴ）のことを指し、「５Ｇ／ＩｏＴ向け」とは、高速大容量通信などに必要な特性を有する材料であることを指す。具体的に必要な特性としては、低誘電、低伝送損失などが挙げられ、具体的な用途としてはコンピュータ、モバイル、通信インフラの高周波用プリント配線基板などが挙げられる。
【００２３】
以下に本発明の実施の形態を説明するが、これは例示的に示されるもので、本発明の技術思想から逸脱しない限り種々の変形が可能なことはいうまでもない。
【００２４】
＜ポリシラザン＞
本発明の低誘電材料用ガラスクロスは、ガラスクロス表面をポリシラザン含有組成物で処理することでガラスクロスとマトリックス樹脂との濡れ性を改善し、後述するプリプレグを作製する際に、ガラスクロスとマトリックス樹脂との密着性、接着性を向上させ、強度が向上されたプリント配線基板を与えるという効果を有する。また、ポリシラザンは反応性が高く、短時間でガラスクロス表面のシラノール基と高効率で反応し、該シラノール基の量を低減することから、本発明の低誘電材料用ガラスクロスは誘電特性が向上され信頼性が高められたプリント配線基板を与えるという効果を有する。本発明の低誘電材料用ガラスクロスは特に１０ＧＨｚ以上の電気信号を伝送する回路を有する電子部品に用いる高周波プリント配線基板用に最適なガラスクロスとなる。
【００２５】
本発明のポリシラザン含有組成物の主成分であるポリシラザンは、１分子中のケイ素原子に結合する置換基の０〜９０モル％、好ましくは１〜９０モル％、より好ましくは１〜５０モル％、更に好ましくは１０〜３０モル％が炭素数１〜１２の脂肪族炭化水素基、炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基、炭素数１〜６のアルコキシ基、及び１分子中に１個の炭素−炭素不飽和結合を有する炭素数２〜１２の１価の有機基から選ばれる基のポリシラザン（共）重合体である。
【００２６】
また、本発明のポリシラザンは、下記一般式（１）
【化２】
2020194888.tif 000003
（式中、Ｒ１は水素原子、または炭素数１〜１２の脂肪族炭化水素基、炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基、炭素数１〜６のアルコキシ基、及び１分子中に１個の炭素−炭素不飽和結合を有する炭素数２〜１２の１価の有機基から選ばれる基であり、同一であっても異なっていてもよい。Ｒ２は炭素数１〜１２の脂肪族炭化水素基、炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基、炭素数１〜６のアルコキシ基、及び１分子中に１個の炭素−炭素不飽和結合を有する炭素数２〜１２の１価の有機基から選ばれる基であり、ａは５以上の正数であり、ｂ、ｃ、ｄはそれぞれ０以上の整数であり、ｂ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）＝０〜０．９であり、かつ、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝５〜２２，２００の正数であり、括弧で括られたそれぞれの繰り返し単位は、ブロックであってもランダムであっても良い。）
で示すポリシラザン（共）重合体であることが好ましい。
【００２７】
ここで、Ｒ１及びＲ２で挙げられる炭素数１〜１２の脂肪族炭化水素基の例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、トリフルオルプロピル基などが挙げられ、炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基の例としては、フェニル基、メチルフェニル基、ジメチルフェニル基、トリメチルフェニル基等が挙げられ、炭素数１〜６のアルコキシ基の例としては、メトキシ基、エトキシ基などが挙げられる。中でも合成の容易さや誘電特性の観点などからメチル基、フェニル基が好ましい。
また、１分子中に１個の炭素−炭素不飽和結合を有する炭素数２〜１２の１価の有機基の例としては、ビニル基、アリル基、４−ビニルブチル基、８−ビニルオクチル基などのアルケニル基、３−シクロヘキセニル基、ノルボルネニル基などの脂環式不飽和炭化水素基、エチニル基、２−プロピニル基などのアルキニル基、スチリル基などの芳香族不飽和炭化水素基、アクリル基、メタクリル基などの不飽和エステル基、Ｎ−プロピルマレイミド基などの不飽和環状イミドなどが挙げられる。
【００２８】
また、Ｒ１及び／またはＲ２が１分子中に１個の炭素−炭素不飽和結合を有する炭素数２〜１２の１価の有機基である場合は、少なくとも１分子中に１個以上前記有機基を含有していることが好ましい。
炭素−炭素不飽和結合を有する有機基を含有することで、不飽和基含有熱硬化性樹脂との反応性が向上し、接着強度の向上や濡れ性、密着性の向上により誘電特性が改良される。
基板素材の熱硬化性樹脂との反応性、接着性、信頼性から各種不飽和基が使用可能であるが、マトリックス樹脂である熱硬化性樹脂に含まれる不飽和基との類似化合物が好ましく、反応性、接着性に優れるＮ−プロピルマレイミド基がより好ましい。
【００２９】
また、ａは５以上の正数であり、好ましくは１０〜２２０であり、ｂ、ｃ、ｄはそれぞれ０以上の整数であり、好ましくはｂは１〜３０であり、ｃは１〜３０であり、ｄは１〜３０である。さらに、ｂ／（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）＝０〜０．９であり、好ましくは０．０１〜０．３であり、かつ、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝５〜２２，２００の正数であり、好ましくは３０〜３００である。
また、前記式（１）で示されるポリシラザンにおいて、下記式（２）
【化３】
2020194888.tif 000004
（式中、Ｒ１は前記と同じであり、ｎは０以上の整数である。）
で示されるようなシラザン単位を含んでいてもよく、分岐構造や環状構造を含有しているポリシラザンを用いることもできる。
【００３０】
前記式（１）で示されるポリシラザンは、構造の異なる２種類以上を併用して使うことができる。複数のポリシラザンを併用すると、基板用樹脂との密着性や柔軟性が向上し、加工性に優れるため好ましい。
前記式（１）で示される構造の異なるポリシラザン２種類以上を併用して用いるガラスクロスの処理方法としては、前記式（１）の２種類以上の構造の異なるポリシラザンを順不同で複数回表面処理をしてもよく、あらかじめ２種類以上の前記式（１）の構造の異なるポリシラザンを混合して、同時に表面処理してもよい。
同時に表面処理する場合の前記式（１）の２種類の構造の異なるポリシラザンの混合比は、質量比で９９／１〜１０／９０の範囲であり、好ましくは９５／５〜５０／５０であり、より好ましくは９０／１０〜７０／３０の範囲である。
【００３１】
本発明のポリシラザンは、有機溶媒への溶解性やガラスクロス表面処理時の作業性の観点から、重量平均分子量が２００〜１，０００，０００の範囲が好ましく、より好ましくは５００〜１００，０００、更に好ましくは１，０００〜２０，０００の範囲である。重量平均分子量が２００以上であれば、揮発性も高くなく、有機溶媒の乾燥及び表面処理時に揮発することもほとんどないので、ガラスクロスへの均一塗布が可能となり好ましい。重量平均分子量が１，０００，０００以下であれば、有機溶媒に対する溶解性が良好であり、溶解粘度も高くないので、ガラスクロスへの均一塗布が可能となるため好ましい。
【００３２】
なお、本明細書中で言及する重量平均分子量とは、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重量平均分子量を指す。
［測定条件］
展開溶媒：テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）
流量：０．６ｍＬ／ｍｉｎ
検出器：ＵＶ検出器
カラム：ＴＳＫ  Ｇｕａｒｄｃｏｌｕｍｎ  ＳｕｐｅｒＨ−Ｌ
ＴＳＫｇｅｌ  ＳｕｐｅｒＭｕｌｔｉｐｏｒｅＨＺ−Ｍ（４．６ｍｍＩ．Ｄ．×１５ｃｍ×４）
（いずれも東ソー社製）
カラム温度：４０℃
試料注入量：２０μＬ（濃度０．５質量％のＴＨＦ溶液）
【００３３】
＜硬化触媒＞
本発明のポリシラザン含有組成物には、硬化触媒を添加することができる。硬化触媒を添加することにより、ガラスクロスがガラス繊維とポリオレフィン系繊維等との混織繊維であるような耐熱性に劣るガラスクロスである場合であっても、熱をかけずに表面処理ができるため好ましい。
【００３４】
本発明で用いる硬化触媒は、例えば１分子中に１個以上のアルコキシシリル基及び１個以上のアミノ基を有する有機ケイ素化合物である。前記有機ケイ素化合物の具体例としては、３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、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、３−（２−アミノエチルアミノ）プロピルトリメトキシシラン、３−（２−アミノエチルアミノ）プロピルメチルジエトキシシランなどのアミノシラン類が挙げられ、３−アミノプロピルトリメトキシシランや３−アミノプロピルトリエトキシシランは硬化速度が速く、触媒作用温度も低い上にマトリックス樹脂との密着性、接着性の向上にも寄与することができるため好ましい。
これらの触媒は単独で、あるいは２種又は３種以上を任意の割合で添加してもよい。
硬化触媒の添加量は、ポリシラザン１００質量部当たり０．１〜２０質量部が好ましく、５〜１５質量部がより好ましい。
【００３５】
本発明で用いるポリシラザン含有組成物には、前記ポリシラザンの取扱い性や保存安定性、前記ガラスクロスへの塗工性等を改善する目的で、有機溶媒を添加しても良い。前記有機溶媒としては、ポリシラザンを溶解する有機溶媒であれば特に限定されない。例えば、ｎ−ペンタン、ｉ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｉ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｉ−ヘプタン、ｎ−オクタン、ｉ−オクタン、２，２，４−トリメチルペンタン（イソオクタン）、ｎ−ノナン、ｉ−ノナン、ｎ−デカン、ｉ−デカン、２，２，４，６，６−ペンタメチルヘプタン（イソドデカン）などの飽和鎖状脂肪族炭化水素、シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ｐ−メンタン、デカヒドロナフタレンなどの飽和環状脂肪族炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、トリメチルベンゼン、トリエチルベンゼンやテトラヒドロナフタレンなどの芳香族炭化水素、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジエチルエーテル、ジペンチルエーテル、ジヘキシルエーテル、メチルターシャリーブチルエーテル、ブトキシエチルエーテルなどのアルキルエーテル類やアニソール、ジフェニルエーテルなどのアリールエーテル類、酢酸ｎ−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸イソアミル、カプロン酸エチルなどのエステル化合物などが例示される。中でも、ポリシラザンに対する溶解性の観点では、芳香族炭化水素やアルキルエーテル類が好ましく、また、作業性の観点では、比較的低臭気である飽和脂肪族炭化水素系有機溶媒、特に炭素数４〜２０の範囲にある飽和脂肪族炭化水素が好ましく用いられる。
【００３６】
ポリシラザンと有機溶媒との混合比は、質量比で好ましくは０．１／９９．９〜５０／５０の範囲であり、より好ましくは０．５／９９．５〜３０／７０であり、更に好ましくは１／９９〜２０／８０の範囲である。この範囲内であれば、保存安定性や塗工性等が良好となるため好ましい。
【００３７】
＜その他添加剤＞
本発明のポリシラザン含有組成物には、上記硬化触媒以外のアルコキシ基含有有機ケイ素化合物やシラザン構造含有化合物を、マトリックス樹脂との密着性、接着性向上のために添加することができる。
前記アルコキシ基含有有機ケイ素化合物としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ｐ−スチリルトリメトキシシラン、７−オクテニルトリメトキシシラン、８−メタクリロキシオクチルトリメトキシシランなどの不飽和基及びアルコキシ基含有有機ケイ素化合物などが挙げられる。
【００３８】
前記シラザン構造含有化合物としては、１，１，３，３−テトラメチルジシラザン、ヘキサメチルジシラザン、１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシラザン、オクタメチルトリシラザン、１，１，３，３，５，５−ヘキサメチルシクロトリシラザン、１，１，３，３，５，５−トリメチルトリビニルシクロトリシラザンなどの低分子シラザン化合物などが挙げられる。
アルコキシ基含有有機ケイ素化合物やシラザン構造含有化合物の添加量は、ポリシラザンの基本構造（式（１））の１分子を１モルとして、０．０１〜０．２モルが好ましい。
【００３９】
＜ガラスクロス＞
本発明の低誘電材料用ガラスクロスは、前記ポリシラザン含有組成物で表面処理されたガラスクロスである。
【００４０】
前記ガラスクロスは、１０ＧＨｚにおける誘電正接が１×１０−４〜１×１０−２となるガラスからなるガラスクロスであることが好ましい。表面処理される前の基材となるガラスクロスは、Ｅガラス、Ｌガラス、Ｌ２ガラス、ＮＥガラス、ＮＥ２ガラス、Ｓガラス、Ｔガラス、ＵＴガラス、ＬＵガラス、Ｄガラス、シリカガラスからなる群から選択される１種以上のガラスクロスであり、誘電特性からＬガラス、Ｌ２ガラス、ＮＥガラス、ＮＥ２ガラス、ＬＵガラス、シリカガラスから選ばれるガラスクロスであることが好ましい。特に１０ＧＨｚにおける誘電正接が５×１０−３以下、好ましくは２×１０−４〜２×１０−３であるシリカガラスからなるガラスクロスがより好ましい。なお、本発明において１０ＧＨｚにおける誘電正接は、ＪＩＳ  Ｒ  １６４１：２００７（ファインセラミックス基板のマイクロ波誘電特性の測定方法）に記載の方法で測定した値を指すものとする。
【００４１】
また、前記ガラスクロスは、前記ポリシラザン含有組成物で表面処理する前に、表面に付着した集束剤などの有機物を予め除去しておくと、前記ポリシラザン含有組成物でガラスクロス表面をむらなく処理できるため好ましい。前記有機物の除去方法としては、ヒートクリーニング処理やコロナ処理、湯洗い処理などが挙げられる。
【００４２】
また、前記ガラスクロスの厚さは好ましくは６μｍ〜２００μｍ、より好ましくは１０μｍ〜１００μｍであり、単位面積当たりの質量が好ましくは５ｇ／ｍ２〜２００ｇ／ｍ２であり、１０ｇ／ｍ２〜１００ｇ／ｍ２のガラスクロスであることがより好ましい。
【００４３】
＜マトリックス樹脂＞
本発明のポリシラザン含有組成物で表面処理されたガラスクロスは、該ガラスクロスにマトリックス樹脂を含浸しプリプレグを製造するのに好適に用いられる。優れた誘電特性を有する高周波基板用のプリプレグを製造するには、マトリックス樹脂の誘電特性も優れることが好ましい。
【００４４】
本発明におけるマトリックス樹脂とは、前記低誘電材料用ガラスクロスに含浸され、プリプレグを形成するものであり、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂の何れも使用することができる。特に、低誘電特性を有する樹脂が好ましく、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂及びポリテトラフルオロエチレン樹脂の中から選択される１種以上の樹脂であることがより好ましい。なお、マトリックス樹脂は単独でも良いし、複数樹脂の併用でも構わない。
さらに、前記マトリックス樹脂以外の樹脂も使用することができるが、誘電特性に優れる樹脂が好ましい。
【００４５】
本発明におけるマトリックス樹脂には、樹脂の硬化促進や高強度化等のために、その他の成分を添加することができる。例えば、無機充填剤、難燃剤、添加剤及び反応開始剤等が挙げられる。
その他の成分の添加量は、マトリックス樹脂１００質量部に対して、１〜９００質量部が好ましく、１０〜５００質量部がより好ましい。
【００４６】
＜表面処理ガラスクロス含有プリプレグの製造方法＞
本発明のポリシラザン含有組成物で表面処理されたガラスクロスを含有するプリプレグの製造方法としては、特に限定されない。一般的なガラスクロス含有基板やフィルム、プリプレグなどの製造方法を適用することができる。例えば、一般的なガラスクロス繊維への硬化性樹脂組成物の塗布方法（コーティング方式）に準じて製造することができる。
【００４７】
代表的なコーティング方式としては、ダイレクトグラビアコーター、チャンバードクターコーター、オフセットグラビアコーター、一本ロールキスコーター、リバースキスコーター、バーコーター、リバースロールコーター、スロッタダイ、エアードクターコーター、正回転ロールコーター、ブレードコーター、ナイフコーター、含浸コーター、ＭＢコーター、ＭＢリバースコーターなどがある。
塗布性を向上、確保するためにマトリックス樹脂を溶媒で希釈してもよい。マトリックス樹脂の溶解特性から有機溶媒を単独あるいは２種以上混合して用いることができる。
有機溶媒の例としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類、エチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコールエーテル類、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素類、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテルなどのアルキルエーテル類などが挙げられる。
【００４８】
本発明のポリシラザン含有組成物で表面処理されたガラスクロスに対するマトリックス樹脂の付着量としては、１０〜８０質量％が好ましく、２０〜７０質量％がより好ましい。この範囲内であれば、本発明のポリシラザン含有組成物で表面処理されたガラスクロスへのマトリックス樹脂の付着量が適切であり、マトリックス樹脂との密着性、接着性、配線基板の強度向上の効果がある。前記付着量が１０質量％以上であれば、銅箔と密着しているマトリックス樹脂量が少なすぎることもなく、銅箔とのピール強度も十分な強度が得られる。また、前記付着量が８０質量％以下であれば、マトリックス樹脂量が多すぎることもなく、プレス時の樹脂流れが起こりにくいため好ましい。なお、ここで言う付着量とはプリプレグ全体の質量に対するマトリックス樹脂の質量％の事を示す。
【００４９】
使用するマトリックス樹脂により条件は異なるが、例えば、塗布後に乾燥させ、硬化目的で５０℃〜３００℃で１分間〜２４時間加熱する方法を挙げることができる。
【００５０】
＜ガラスクロス含有プリント配線基板の製造方法＞
本発明のガラスクロス含有プリント配線基板は、前記ガラスクロス含有プリプレグを１枚以上、好ましくは２〜２０枚積層したものを加熱硬化することで製造する。加熱硬化条件としては、１００〜２５０℃／１〜６００分間加熱し、必要に応じて加熱と同時に０．１〜２０ＭＰａ加圧しても良い。
【００５１】
本発明のポリシラザン含有組成物で表面処理されたガラスクロスは、マトリックス樹脂との密着性、接着性に優れ、強度が向上され信頼性のより優れたプリプレグ及びプリント配線基板を与えるものであることから、高速サーバー等の１０ＧＨｚ以上の電気信号、特にミリ波を伝送する回路を有する電子部品の絶縁層等の素材として好適に用いることができるものである。
【実施例】
【００５２】
以下、実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。なお、下記の例で部は質量部を示す。
＜ポリシラザンの調製例＞
【００５３】
［ポリシラザン調製−１（ＰＳ−１）］
純度９９％以上のジクロロシラン０．１９モルを、窒素ガスとともに−１０℃の脱水ピリジン３００ｍｌに撹拌しながら吹き込んだ。その後、純度９９％以上のアンモニアを０．５７モル吹き込み、生成した塩を加圧濾過により取り除くことで下記構造式（３）のポリシラザン溶液を得た。得られたポリシラザンの重量平均分子量は３，８００であった。
このポリシラザン溶液を１５０℃に加熱しピリジンを１５０ｍｌ溜去した。次にジブチルエーテルを３００ｍｌ加え、共沸蒸留によりピリジンを取り除き、溶液全体を１００部としたときにポリシラザンが５部となるようにジブチルエーテルを添加した（ＰＳ−１）。
【化４】
2020194888.tif 000005
（式中、ａ＝５５、ｃ＝１０、ｄ＝２２）
【００５４】
［ポリシラザン調製−２（ＰＳ−２）］
メチルジクロロシラン０．１９モルを、窒素雰囲気下において−１０℃の脱水ピリジン３００ｍｌに撹拌しながら滴下した。その後、純度９９％以上のアンモニアを０．５７モル吹き込み、生成した塩を加圧濾過により取り除くことで下記構造式（４）のポリシラザン溶液を得た。得られたポリシラザンの重量平均分子量は２，１００であった。
このポリシラザン溶液を１５０℃に加熱しピリジンを１５０ｍｌ溜去した。次にジブチルエーテルを３００ｍｌ加え、共沸蒸留によりピリジンを取り除き、溶液全体を１００部としたときにポリシラザンが５部となるようにジブチルエーテルを添加した（ＰＳ−２）。
【化５】
2020194888.tif 000006
（式中、ａ＝２３、ｃ＝４、ｄ＝１０）
【００５５】
［ポリシラザン調製−３（ＰＳ−３）］
ビニルトリクロロシラン０．０２モルを、窒素雰囲気下において−１０℃の脱水ピリジン３００ｍｌに撹拌しながら滴下後、純度９９％以上のジクロロシラン０．１８モルを、窒素ガスとともに前記ピリジン中に撹拌しながら吹き込んだ。その後、純度９９％以上のアンモニアを０．６０モル吹き込み、生成した塩を加圧濾過により取り除くことで下記構造式（５）のポリシラザン共重合体溶液を得た。得られたポリシラザン共重合体の重量平均分子量は４，０００であった。
このポリシラザン共重合体溶液を１５０℃に加熱しピリジンを１５０ｍｌ溜去した。次にジブチルエーテルを３００ｍｌ加え、共沸蒸留によりピリジンを取り除き、溶液全体を１００部としたときにポリシラザン共重合体が５部となるようにジブチルエーテルを添加した（ＰＳ−３）。
【化６】
2020194888.tif 000007
（式中、ａ＝４８、ｃ＝１０、ｃ′＝１４、ｄ＝１０）
【００５６】
［ポリシラザン調製−４（ＰＳ−４）］
ビニルトリクロロシラン０．０６モルを、窒素雰囲気下において−１０℃の脱水ピリジン３００ｍｌに撹拌しながら滴下後、純度９９％以上のジクロロシラン０．１４モルを、窒素ガスとともに前記ピリジン中に撹拌しながら吹き込んだ。その後、純度９９％以上のアンモニアを０．６０モル吹き込み、生成した塩を加圧濾過により取り除くことで下記構造式（６）のポリシラザン共重合体溶液を得た。得られたポリシラザン共重合体の重量平均分子量は４，５００であった。
このポリシラザン共重合体溶液を１５０℃に加熱しピリジンを１５０ｍｌ溜去した。次にジブチルエーテルを３００ｍｌ加え、共沸蒸留によりピリジンを取り除き、溶液全体を１００部としたときにポリシラザン共重合体が５部となるようにジブチルエーテルを添加した（ＰＳ−４）。
【化７】
2020194888.tif 000008
（式中、ａ＝４２、ｃ＝５、ｃ′＝７、ｄ＝２５）
【００５７】
［ポリシラザン調製−５（ＰＳ−５）］
メチルビニルジクロロシラン０．０６モルを、窒素雰囲気下において−１０℃の脱水ピリジン３００ｍｌに撹拌しながら滴下後、純度９９％以上のジクロロシラン０．１４モルを、窒素ガスとともに前記ピリジン中に撹拌しながら吹き込んだ。その後、純度９９％以上のアンモニアを０．６０モル吹き込み、生成した塩を加圧濾過により取り除くことで下記構造式（７）のポリシラザン共重合体溶液を得た。得られたポリシラザン共重合体の重量平均分子量は１，５００であった。
このポリシラザン共重合体溶液を１５０℃に加熱しピリジンを１５０ｍｌ溜去した。次にジブチルエーテルを３００ｍｌ加え、共沸蒸留によりピリジンを取り除き、溶液全体を１００部としたときにポリシラザン共重合体が５部となるようにジブチルエーテルを添加した（ＰＳ−５）。
【化８】
2020194888.tif 000009
（式中、ａ＝１２、ｂ＝２、ｃ＝３、ｄ＝９）
【００５８】
［マトリックス樹脂（Ｍ−１）］
ビスマレイミド化合物（ＢＭＩ−５０００Ｐ（Designer Molecules Inc.製））１００部にトルエン１２２部を添加し、樹脂濃度が４５質量％になるように調製した。次いで硬化触媒としてジクミルパーオキサイド２部を添加し、マトリックス樹脂（Ｍ−１）を調製した。
【００５９】
［実施例１〜７］
表１に示す質量％比で混合したポリシラザンの０．５質量％溶液（ジブチルエーテル２質量％＋キシレン９８質量％の混合溶媒）に、硬化触媒として３−アミノプロピルトリエトキシシランをポリシラザン１００部当たり１０部添加し、ポリシラザン含有組成物を調製した。
ポリシラザン含有組成物にシリカガラスクロス（厚さ：９５μｍ、単位面積当たりの質量：９３ｇ／ｍ２）を浸漬し、１５０℃／６時間加熱乾燥して表面処理した。
前記表面処理ガラスクロスに、マトリックス樹脂（Ｍ−１）を含浸し、１００℃／１０分間加熱乾燥させて溶媒を除去しプリプレグとした。次いでプリプレグ１枚を、真空プレス機を用いて圧力５ＭＰａの条件で１８０℃／６０分間加熱硬化させてプリント配線基板を作製した。
【００６０】
［比較例１］
未処理のシリカガラスクロスに、実施例１〜７と同様にマトリックス樹脂（Ｍ−１）を含浸し、１００℃／１０分間加熱乾燥させて溶媒を除去しプリプレグとした。次いでプリプレグ１枚を、真空プレス機を用いて圧力５ＭＰａの条件で１８０℃／６０分間加熱硬化させてプリント配線基板を作製した。
【００６１】
［比較例２〜４］
表１に示すシランカップリング剤又は硬化触媒の０．５質量％溶液（水９６質量％＋メタノール１質量％＋酢酸３質量％の混合溶媒）を調製した。
シランカップリング剤含有ガラスクロス表面処理剤にシリカガラスクロスを浸漬し、１００℃／１０分間加熱乾燥して表面処理した。
前記表面処理ガラスクロスに実施例１〜７と同様にマトリックス樹脂（Ｍ−１）を含浸し、１００℃／１０分間加熱乾燥させて溶媒を除去しプリプレグとした。次いでプリプレグ１枚を、真空プレス機を用いて圧力５ＭＰａの条件で１８０℃／６０分間加熱硬化させてプリント配線基板を作製した。
【００６２】
＜誘電特性＞
各実施例及び比較例のプリント配線基板の誘電特性は下記方法により測定した。
厚さ０．１５ｍｍで、３ｃｍ×４ｃｍの長方形の成型片を作製した。ネットワークアナライザ（キーサイト社製：Ｅ５０６３−２Ｄ５）とストリップライン（キーコム株式会社製）を接続し、上記成型片の周波数１０ＧＨｚにおける誘電率と誘電正接を測定した。結果を表１に示す。
【００６３】
＜慣用曲げ剛性＞
各実施例及び比較例のガラスクロスの慣用曲げ剛性は下記方法により測定した。
ＪＩＳ  Ｒ  ３４２０：２０１３（ガラス繊維一般試験方法）に記載の方法で測定を行い、縦糸方向での測定値を用いた。未処理のガラスクロス（比較例１）の慣用曲げ剛性の値を１として、表面処理ガラスクロスの慣用曲げ剛性の値を、倍数換算し表記した。結果を表１に示す。
【００６４】
【表１】
2020194888.tif 000010
ＫＢＥ９０３：３−アミノプロピルトリエトキシシラン
ＫＢＭ９０３：３−アミノプロピルトリメトキシシラン
ＫＢＭ１００３：ビニルトリメトキシシラン
ＫＢＭ５０３：３−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン
【００６５】
表１において、○はプリント配線基板の材料として使用されたことを示す。例えば、実施例３では、９０質量％のＰＳ−１と１０質量％のＰＳ−２からなるポリシラザンと硬化触媒としてＫＢＥ９０３（３−アミノプロピルトリエトキシシラン）を含むポリシラザン含有組成物で表面処理されたシリカガラスクロスにマトリックス樹脂（Ｍ−１）を含浸したプリプレグを用いてプリント配線基板を作製したことが分かる。
【００６６】
ポリシラザン含有組成物で表面処理されたガラスクロスを用いて作製された実施例１〜７のプリント配線基板の１０ＧＨｚにおける誘電正接は、表面処理されていないガラスクロスを用いて作製された比較例１のプリント配線基板、シランカップリング剤又は硬化触媒で表面処理されたガラスクロスを用いて作製された比較例２〜４のプリント配線基板のものに比べて小さく、誘電特性に優れるものであり、高周波プリント配線基板として好適なものであることが分かる。
【００６７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。