JP2003041094A - 樹脂組成物、プリプレグ及び回路基板 - Google Patents
樹脂組成物、プリプレグ及び回路基板Info
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Abstract
プリプレグおよび回路基板を提供すること。 【解決手段】 本発明の樹脂組成物は、シアネート樹
脂、アラルキル変性エポキシ樹脂、アラルキル樹脂およ
び難燃剤を必須成分として含有するものである。また、
本発明のプリプレグは、上記樹脂組成物を基材に含浸さ
せてなるものである。また、本発明の回路基板は、上記
プリプレグを1枚又は2枚以上重ね合わせ加熱加圧して
なるものである。
Description
プレグ及び回路基板に関する。
帯電話等の情報処理機器の高速化が要求されておりCP
Uクロック周波数が高くなっている。そのため、信号伝
搬速度の高速化が要求されており、高速化に有利な誘電
率、誘電正接の低い回路基板であることが必要とされて
きている。
保するために難燃性が付与されている場合が多い。回路
基板の難燃化は、ハロゲン化合物(特に臭素含有化合
物)を用いることが一般的であった。しかし、例えば臭
素化合物は高度な難燃性を有するが、熱分解で腐食性の
臭素、臭化水素を分離するだけでなく、酸素存在下で分
解すると毒性の高いポリブロモジベンゾフラン、ポリブ
ロモベンゾオキシンを形成する可能性がある。このよう
な理由からハロゲン化合物を使用しなくても十分な難燃
性を有することが求められてきている。しかし、誘電特
性およびノンハロゲンで難燃性に優れた回路基板は、未
だ開発されていなかった。
特性および難燃性に優れた樹脂組成物、プリプレグおよ
び回路基板を提供することである。
(1)〜(9)記載の本発明により達成される。 (1)シアネート樹脂、アラルキル変性エポキシ樹脂、
アラルキル樹脂および難燃剤を必須成分として含有する
ことを特徴とする樹脂組成物。 (2)前記シアネート樹脂は、ノボラック型シアネート
樹脂である上記(1)に記載の樹脂組成物。 (3)前記アラルキル変性エポキシ樹脂は、ビフェニル
アラルキルエポキシ樹脂またはフェノールアラルキルエ
ポキシ樹脂である上記(1)または(2)に記載の樹脂
組成物。 (4)前記アラルキル樹脂は、ビフェニルアラルキル樹
脂またはフェノールアラルキル樹脂である上記(1)な
いし(3)のいずれかに記載の樹脂組成物。 (5)前記難燃剤は、リン化合物である上記(1)ない
し(4)のいずれかに記載の樹脂組成物。 (6)実質的にハロゲン原子を含まない上記(1)ない
し(5)のいずれかに記載の樹脂組成物。 (7)上記(1)ないし(6)のいずれかに記載の樹脂
組成物を基材に含浸させてなることを特徴とするプリプ
レグ。 (8)上記(7)に記載のプリプレグを少なくとも1枚
含むものである回路基板。 (9)UL−94難燃試験においてV−0レベルである
上記(8)に記載の回路基板。
プレグおよびそれを用いた回路基板について詳細に説明
する。本発明の樹脂組成物は、シアネート樹脂、アラル
キル変性エポキシ樹脂、アラルキル樹脂および難燃剤を
必須成分として含有するものである。また、本発明のプ
リプレグは、上記樹脂組成物を基材に含浸させてなるも
のである。また、本発明の回路基板は、上記プリプレグ
を1枚又は2枚以上重ね合わせ加熱加圧してなるもので
ある。
明の樹脂組成物では、シアネート樹脂を用いる。これに
より、該樹脂組成物から最終的に製造した回路基板の誘
電特性を向上することができる。また、シアネート樹脂
と後述するアラルキル変性エポキシ樹脂およびアラルキ
ル樹脂との組合せにより、樹脂と金属箔との密着性を向
上することができる。また、従来、シアネート樹脂単独
で回路基板を製造した場合、回路基板の靱性が低下する
といった問題を有していた。本発明では、前記組合せの
樹脂組成物を回路基板にした場合は、回路基板の靱性を
向上することができる。前記組合せにより、シアネート
樹脂硬化物の架橋点間距離が長くなったためと考えられ
る。更に、後述するアラルキル変性エポキシ樹脂のエポ
キシ基およびアラルキル樹脂の水酸基とシアネート樹脂
のシアネート基とは反応するものである。従って、シア
ネート樹脂骨格中にアラルキル基を組み込むことができ
る。その結果、前記組合せにより、シアネート樹脂の優
れた耐熱性、誘電特性の低下が防止され、全体的に耐熱
性、誘電特性が確保されると考えられる。
シアン化合物とフェノール類とを反応させることにより
得ることができる。具体的には、ノボラック型シアネー
ト樹脂、ビスフェノール型シアネート樹脂等を挙げるこ
とができる。これらの中でもノボラック型シアネート樹
脂が好ましい。これにより、難燃性を更に向上すること
ができる。ノボラック型シアネート樹脂は、その構造上
ベンゼン環率が高いため、炭化しやすいためと考えられ
る。ノボラック型シアネート樹脂としては、例えば式
(I)で示されるものを使用することができる。
nは、特に限定されないが、1〜10が好ましく、特に
2〜8が好ましい。nが前記範囲内であると、ノボラッ
ク型シアネート樹脂と後述するアラルキル変性エポキシ
樹脂等との相溶性を向上することができる。相溶性が向
上すると、溶剤量を低減でき、作業性、生産性を向上す
ることができる。
されないが、樹脂成分100重量部中、10〜50重量
部が好ましく、特に20〜40重量部が好ましい。シア
ネート樹脂が前記下限値未満では誘電特性の向上効果が
十分でない場合があり、前記上限値を超えると反応が速
く進行するので成形が困難となる場合がある。また、前
記シアネート樹脂の重量平均分子量は、特に限定されな
いが、重量平均分子量200〜2000が好ましく、特
に250〜1500が好ましい。重量平均分子量が前記
範囲内であると、シアネート樹脂と他の樹脂との相溶性
を向上することができる。
エポキシ樹脂を用いる。これにより、吸水性を低下する
ことができる。ここで、アラルキル変性エポキシ樹脂と
は、繰り返し単位中に少なくとも一つ以上のアラルキル
基を有するエポキシ樹脂をいう。また、従来、シアネー
ト樹脂単独では、樹脂組成物の硬化速度が速すぎて、樹
脂の硬化反応を制御できないといった問題点を有してい
た。本発明では、アラルキル変性エポキシ樹脂と前述し
たシアネート樹脂(特に、ノボラック型シアネート樹
脂)との組合せにより、樹脂組成物の硬化速度を調整す
ることができる。前記組合せにより、反応点の濃度が低
下し、反応速度が低下したためと考えられる。樹脂組成
物の硬化速度が調節できると、成形時に樹脂の流れ量を
調節することが可能となり回路基板の厚さ調節がより容
易になる。
は、例えばビフェニルアラルキルエポキシ樹脂、フェノ
ールアラルキルエポキシ樹脂等が挙げられる。これらの
中でもビフェニルアラルキルエポキシ樹脂が好ましい。
これにより、吸水性を更に低下することができる。ビフ
ェニルアラルキルエポキシ樹脂は、その構造上エポキシ
当量が大きいからである。前記ビフェニルアラルキルエ
ポキシ樹脂としては、例えば式(II)で示されるもの
を使用することができる。
シ樹脂のnは、特に限定されないが、2〜7が好まし
く、特に3〜6が好ましい。nが前記範囲内であると、
260℃での半田耐熱性を向上することができる。前記
フェノールアラルキルエポキシ樹脂としては、例えば式
(III)で示されるものを使用することができる。
キシ樹脂のmは、特に限定されないが、2〜7が好まし
く、特に3〜6が好ましい。mが前記範囲内であると、
260℃での半田耐熱性を向上することができる。
は、特に限定されないが、樹脂成分100重量部中、2
0〜50重量部が好ましく、特に30〜40重量部が好
ましい。アラルキル変性エポキシ樹脂が前記下限値未満
では低吸水化を向上する効果が低下する場合があり、前
記上限値を超えると260℃の半田耐熱性を向上する効
果が低下する場合がある。前記アラルキル変性エポキシ
樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、重量平
均分子量600〜2500が好ましく、特に900〜2
200が好ましい。重量平均分子量が前記範囲内である
と、260℃での半田耐熱性を向上することができる。
を用いる。これにより、吸水性を低下することができ
る。また、従来、シアネート樹脂単独では、剛直な構造
を有しているため金属箔との密着性が低いといった問題
点を有していた。本発明では、アラルキル樹脂と前述し
たシアネート樹脂(特に、ノボラック型シアネート樹
脂)との組合せにより、金属箔との密着性を改善するこ
とができる。本発明では、前記組合せにより、水酸基当
量の大きいアラルキル樹脂とシアネート樹脂とが反応
し、架橋点間距離が長くなることで硬化収縮を小さくす
ることができるためと考えられる。
ノールアラルキル樹脂、ビフェニルアラルキル樹脂、ナ
フタレンアラルキル樹脂等が挙げられる。これらの中で
もビフェニルアラルキル樹脂が好ましい。これにより、
吸水性を更に低下することができる。ビフェニルアラル
キル樹脂は、その構造上水酸基当量が大きいからであ
る。前記ビフェニルアラルキル樹脂としては、例えば式
(IV)で示されるものを使用することができる。
pは、特に限定されないが、2〜7が好ましく、特に3
〜6が好ましい。pが前記範囲内であると、260℃で
の半田耐熱性を向上することができる。
されないが、樹脂成分100重量部中、20〜50重量
部が好ましく、特に30〜40重量部が好ましい。アラ
ルキル樹脂が前記下限値未満では低吸水化を向上する効
果が低下する場合があり、前記上限値を超えると260
℃の半田耐熱性を向上する効果が低下する場合がある。
前記アラルキル樹脂の重量平均分子量は、特に限定され
ないが、重量平均分子量450〜1800が好ましく、
特に650〜1600が好ましい。重量平均分子量が前
記範囲内であると、260℃での半田耐熱性を向上する
ことができる。
ル変性エポキシ樹脂のエポキシ当量とアラルキル樹脂の
水酸基当量との比は、特に限定されないが、0.8〜
1.2が好ましく、特に0.9〜1.0が好ましい。当
量比が前記範囲内であると、誘電特性を更に向上するこ
とができる。
る。難燃剤としては、例えばメラミン、イソシアヌレー
ト等の窒素化合物、デカブロモジフェニルオキサイド、
塩素化ポリエチレン等のハロゲン化合物、リン酸エステ
ル、含ハロゲンリン酸エステル、赤リン等のリン化合物
が挙げられる。なお、このリン化合物は実質的にハロゲ
ンを含まないものであることが好ましい。これにより、
ノンハロゲンで難燃性を向上することができる。ハロゲ
ンを含む場合、高度な難燃性を有するが、熱分解等で有
害ガスが発生する可能性があった。ノンハロゲンの場
合、有害ガス等の発生を防止することができる。また、
前述のノボラック型シアネート樹脂と実質的にハロゲン
を含まないリン化合物との組合せで、誘電特性を低下す
ることなく、ノンハロゲンで難燃性を更に向上すること
ができる。このようなリン化合物としては、例えばトリ
メチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブ
チルホスフェート、トリ−2−エチルヘキシルホスフェ
ート、トリブトキシエチルホスフェート、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、
キシレニルジフェニルホスフェート、2−エチルヘキシ
ルジフェニルホスフェート、トリス(2、6ジメチルフ
ェニル)ホスフェート、レゾルシンジフェニルホスフェ
ート等のリン酸エステル、ジアルキルヒドロキシメチル
ホスホネート等の縮合リン酸エステル、トリフェニルホ
スフィンオキサイド、トリクレジルホスフィンオキサイ
ド等のホスフィンオキサイド化合物等が挙げられる。こ
れらの中でも、トリフェニルホスフィンオキサイド等の
ホスフィンオキサイド化合物が好ましい。これにより、
耐薬品性を向上することができる。耐薬品性が向上する
と、回路基板製造工程で用いられる酸やアルカリを汚染
することが少なくなり、生産性を向上することができ
る。
リン含有量が樹脂成分全体の0.3重量%以上が好まし
く、特に0.5重量%以上が好ましく、更に0.5〜
1.2重量%が最も好ましい。これにより、難燃性試験
(UL−94)においてV−0を達成することができ
る。
ト樹脂とアラルキル変性エポキシ樹脂、アラルキル樹脂
及び難燃剤を必須成分として含有するが、本発明の目的
に反しない範囲において、その他の樹脂、硬化促進剤、
カップリング剤、その他の成分を添加しても構わない。
明のプリプレグは、上述の樹脂組成物を基材に含浸させ
てなるものである。これにより、誘電特性およびノンハ
ロゲンで難燃性に優れたプリプレグを得ることができ
る。前記基材としては、例えばガラス織布、ガラス不繊
布、ガラスペーパー等のガラス繊維基材、紙、アラミ
ド、ポリエステル、フッ素樹脂等の合成繊維等からなる
織布や不織布、金属繊維、カーボン繊維、鉱物繊維等か
らなる織布、不織布、マット類等が挙げられる。これら
の基材は単独又は混合して使用してもよい。これらの中
でもガラス繊維基材が好ましい。これにより、プリプレ
グの剛性、寸法安定性を向上することができる。
法は、例えば基材を樹脂ワニスに浸漬する方法、各種コ
ーターによる塗布する方法、スプレーによる吹き付ける
方法等が挙げられる。これらの中でも、基材を樹脂ワニ
スに浸漬する方法が好ましい。これにより、基材に対す
る樹脂組成物の含浸性を向上することができる。なお、
基材を樹脂ワニスに浸漬する場合、通常の含浸塗布設備
を使用することができる。
樹脂組成物に対して良好な溶解性を示すことが望ましい
が、悪影響を及ぼさない範囲で貧溶媒を使用しても構わ
ない。良好な溶解性を示す溶媒としては、例えばメチル
エチルケトン、シクロヘキサノン等が挙げられる。前記
樹脂ワニスの固形分は、特に限定されないが、前記樹脂
組成物の固形分40〜80重量%が好ましく、特に50
〜65重量%が好ましい。これにより、樹脂ワニスの基
材への含浸性を更に向上できる。前記基材に前記樹脂組
成物を含浸させ、所定温度、例えば80〜200℃等で
乾燥させることによりプリプレグを得ることが出来る。
の回路基板は、上述のプリプレグを少なくとも1枚含む
ものである。これにより、誘電特性およびノンハロゲン
で難燃性に優れた回路基板を得ることができる。プリプ
レグ1枚のときは、その上下両面もしくは片面に金属箔
あるいはフィルムを重ねる。また、プリプレグを2枚以
上積層することもできる。プリプレグ2枚以上積層する
ときは、積層したプリプレグの最も外側の上下両面もし
くは片面に金属箔あるいはフィルムを重ねる。次に、少
なくとも1枚のプリプレグと金属箔とを重ねたものを加
熱、加圧することで回路基板を得ることができる。前記
加熱する温度は、特に限定されないが、120〜220
℃が好ましく、特に150〜200℃が好ましい。ま
た、前記加圧する圧力は、特に限定されないが、2〜5
MPaが好ましく、特に2.5〜4MPaが好ましい。
するが、本発明はこれに限定されるものでは無い。
−60、軟化点60℃)22.9重量部、ビフェニルア
ラルキルエポキシ樹脂(エポキシ当量285、日本化薬
社製NC−3000SH)39.1重量部、ビフェニル
アラルキル樹脂(水酸基当量225、明和化成社製ME
H7851−3H)30.9重量部、トリフェニルホス
フィンオキサイド7.1重量部にメチルセルソルブを加
え、不揮発分濃度55重量%となるようにワニスを調整
した。このときリン含有率が0.8%となった。
日東紡績(株)製)100重量部にワニス固形分で80
重量部含浸させて、150℃の乾燥機炉で5分乾燥さ
せ、樹脂含有量44.4%のプリプレグを作成した。
銅箔を重ねて、圧力40kgf/cm2 、温度200
℃で120分、220℃で60分加熱加圧成形を行い、
厚さ1.2mmの回路基板を得た。
サイドの代わりに9,10−ジヒドロ−9−オキサ−1
0−ホスファフェナントレン−10−オキシド(三光化
学社製:HCA)7.1重量部を用いた以外は、実施例
1と同様にした。
ート樹脂29.7重量部、ビフェニルアラルキルエポキ
シ樹脂の代わりにフェノールアラルキルエポキシ樹脂
(エポキシ当量235、商品名:三井化学社製E−XL
−3L)32.3重量部を用いた以外は、実施例1と同
様にした。
ート樹脂20.5重量部、ビフェニルアラルキルエポキ
シ樹脂の代わりにフェノールアラルキルエポキシ樹脂
(エポキシ当量235、商品名:三井化学社製E−XL
−3L)39.6重量部、ビフェニルアラルキル樹脂の
代わりにフェノールアラルキル樹脂(水酸基当量17
5、商品名:三井化学社製XLC−LL)32.8重量
部を用いた以外は実施例1と同様にした。
ート樹脂を18.0重量部、ビフェニルアラルキルエポ
キシ樹脂を39.9重量部、ビフェニルアラルキル樹脂
35.0重量部にした以外は、実施例1と同様にした。
ート樹脂を41.1重量部、ビフェニルアラルキルエポ
キシ樹脂を28.9重量部、ビフェニルアラルキル樹脂
22.9重量部にした以外は、実施例1と同様にした。
ート樹脂を29.1重量部、ビフェニルアラルキルエポ
キシ樹脂を41.1重量部、フェノールアラルキル樹脂
22.7重量部にした以外は、実施例1と同様にした。
ート樹脂を13.2重量部、フェノールアラルキルエポ
キシ樹脂を38.6重量部、ビフェニルアラルキル樹脂
41.1重量部にした以外は、実施例1と同様にした。
ート樹脂の代わりに、ビスフェノールAシアネート樹脂
(プレポリマー化:3量化率40%、商品名:チバガイ
ギー社製B−40)22.9重量部を用いた以外は実施
例1と同様にした。
ルホスフィンオキサイドを用いずに、フェノールノボラ
ックシアネート樹脂を30.0重量部、ビフェニルアラ
ルキルエポキシ樹脂を39.0重量部、ビフェニルアラ
ルキル樹脂31.0重量部とした以外は、実施例1と同
様にした。
ビフェニルアラルキルエポキシ樹脂を49.9重量部、
ビフェニルアラルキル樹脂39.4重量部、トリフェニ
ルホスフィンオキサイド10.7重量部とした以外は、
実施例1と同様にした。
の代わりにフェノールノボラックエポキシ樹脂(エポキ
シ当量190、大日本インキ化学工業社製エピクロンN
−770)32.0重量部を用い、ビフェニルアラルキ
ル樹脂38.0重量部にした以外は、実施例1と同様に
した。
ェノールノボラック樹脂(水酸基当量105、住友ベー
クライト社製PR−51470)18.8重量部、ビフ
ェニルアラルキルエポキシ樹脂を51.2重量部にした
以外は、実施例1と同様にした。
燃性、誘電特性、半田耐熱性、吸水率およびピール強度
を測定した。半田耐熱性、ピール強度、吸水率は、JI
S C 6481に準じて測定した。なお、半田耐熱性は
煮沸2時間の吸湿処理を行った後、260℃の半田槽に
120秒浸漬した後、外観の異常の有無を調べた。難燃
性は1mm厚のサンプルをUL−94規格に従い垂直法
で評価した。ガラス転移点はレオメトリックス製 RD
S−7700を用いて、昇温速度3℃/min、周波数
1Hzで測定した。誘電率、誘電正接の測定はJIS
C 6481に準じて行い、周波数1MHzの静電容量
を測定して求めた。以上の結果を表1、2に示す。
に、実施例1〜9は、難燃性がUL規格のV−0レベル
であり、また、誘電率、誘電正接も低くなっている。こ
のことから、本発明の樹脂組成物、プリプレグおよび回
路基板は、難燃性および誘電特性に優れていることが明
らかになった。特に実施例1、2、5および8は、吸水
率が低い。また、特に実施例1および2は、吸水率が低
いことに加え、ピール強度(密着性)が高い。
優れた樹脂組成物、プリプレグおよび回路基板を提供す
ることができる。また、シアネート樹脂、アラルキル変
性エポキシ樹脂、アラルキル樹脂を特定の割合で配合す
る場合、特に密着性が高い樹脂組成物、プリプレグおよ
び回路基板を提供することができる。また、アラルキル
変性エポキシ樹脂またはアラルキル樹脂として、ビフェ
ニルアラルキルエポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル樹
脂を使用した場合、特に吸水性の低い樹脂組成物、プリ
プレグおよび回路基板を提供することができる。
Claims (9)
- 【請求項1】 シアネート樹脂、アラルキル変性エポキ
シ樹脂、アラルキル樹脂および難燃剤を必須成分として
含有することを特徴とする樹脂組成物。 - 【請求項2】 前記シアネート樹脂は、ノボラック型シ
アネート樹脂である請求項1に記載の樹脂組成物。 - 【請求項3】 前記アラルキル変性エポキシ樹脂は、ビ
フェニルアラルキルエポキシ樹脂またはフェノールアラ
ルキルエポキシ樹脂である請求項1または2に記載の樹
脂組成物。 - 【請求項4】 前記アラルキル樹脂は、ビフェニルアラ
ルキル樹脂またはフェノールアラルキル樹脂である請求
項1ないし3のいずれかに記載の樹脂組成物。 - 【請求項5】 前記難燃剤は、リン化合物である請求項
1ないし4のいずれかに記載の樹脂組成物。 - 【請求項6】 実質的にハロゲン原子を含まない請求項
1ないし5のいずれかに記載の樹脂組成物。 - 【請求項7】 請求項1ないし6のいずれかに記載の樹
脂組成物を基材に含浸させてなることを特徴とするプリ
プレグ。 - 【請求項8】 請求項7に記載のプリプレグを少なくと
も1枚含むものである回路基板。 - 【請求項9】 UL−94難燃試験においてV−0レベ
ルである請求項8に記載の回路基板。
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