JPH05295088A - 積層板用樹脂組成物およびその積層板 - Google Patents
積層板用樹脂組成物およびその積層板Info
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Abstract
線基板用組成物およびその積層板である。 【構成】 (A).1分子中に2個以上のエポキシ基を含有
するエポキシ樹脂、(B).硬化剤および(C).分子中にカル
ボキル基を含有するポリシロキサン化合物を必須成分と
する積層板用樹脂組成物
Description
に用いる積層板用樹脂組成物に関するものであり、耐ク
ラック性、耐熱性等に優れた樹脂組成物に関する。
の産業用電子機器に用いられるプリント配線基板用材料
には、ガラス基材エポキシ銅張積層板が最も多く使用さ
れている。最近、回路の微細化、スルホ−ルの小径化、
および高多層化が急速に進展するに伴って、積層板に対
する要求性能は一段と厳しさを増している。特に、小径
ドリル加工時の機械的衝撃によるマイクロクラック発生
は、スルホ−ルの導通不良やハロ−イングの原因として
重大な問題となっており、従来の積層板材料では対応し
きれず、緊急に解決すべき課題とされている。
しては、積層板原料であるエポキシ樹脂を強靱化するこ
とが効果的である。エポキシ樹脂強靱化の手法として
は、エラストマ−を配合したり、熱可塑性樹脂を配合す
る方法が公知であり、旧くから様々な試みがなされてい
る。中でも、カルボキシル基末端のブタジエン−アクリ
ロニトリルゴム(CTBN)は代表的な配合剤として知られ、
広く用いられている。しかしながら、CTBNを配合した場
合には、樹脂の耐熱性や耐湿性が悪くなるため、高度の
半田耐熱性や吸湿耐熱性を必要とする積層板用途には適
用し難いものであった。また、半導体封止用エポキシ樹
脂の分野では、低応力化のためポリシロキサン化合物を
配合する試みが広く行われているが、ポリシロキサン化
合物は本質的にエポキシ樹脂との相溶性が悪いため、こ
れを配合した場合には、均一な溶液のワニスを調製した
り、均一なプリプレグを作製したりすることが難かし
く、積層板用途に適用することは困難であった。
用に耐え得るようなポリシロキサン配合エポキシ樹脂積
層板製造技術は開示されていない。本発明者らは、特定
のポリシロキサン化合物を特定の方法でエポキシ樹脂に
配合することにより、積層板材料としての基本特性を損
なわずに耐クラック性を大幅に改良可能であることを見
出し、本発明を完成するに至った。
(A).1分子中に2個以上のエポキシ基を含有するエポキ
シ樹脂、(B).硬化剤および(C).分子中にカルボキル基を
含有するポリシロキサン化合物を必須成分とする積層板
用樹脂組成物であり、好ましい実施態様においては、
(A) の全部または一部と(C) とを触媒存在下で、(C) 中
のカルボキシル基の90%以上が反応するまで予備反応
した後、配合すること、(C) のカルボキシル当量が 500
〜5000の範囲であること、またその配合量が樹脂組成物
総量の1〜20重量%の範囲であることである。また、本
発明は、(A).1分子中に2個以上のエポキシ基を含有す
るエポキシ樹脂、(B).硬化剤および(C).分子中にカルボ
キル基を含有するポリシロキサン化合物を必須成分とす
る積層板用樹脂組成物を基材に含浸したプリプレグを積
層成形してなる積層板であり、好ましい実施態様におい
ては、(A) の全部または一部と(C) とを触媒存在下で、
(C) 中のカルボキシル基の90%以上が反応するまで予
備反応した後、配合すること、(C) のカルボキシル当量
が 500〜5000の範囲であること、また、その配合量が樹
脂組成物総量の1〜20重量%の範囲であることである。
発明の(A) 成分としては、多官能エポキシ樹脂であれば
どのようなものでもよいが、積層板用途で汎用されるも
のとして、例えば、ビスフェノ−ルA型エポキシ樹脂、
ビスフェノ−ルAノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェ
ノ−ルF型エポキシ樹脂、フェノ−ルノボラック型エポ
キシ樹脂、クレゾ−ルノボラック型エポキシ樹脂、ジフ
ェニル骨格を有するエポキシ樹脂、ナフタレン骨格を有
するエポキシ樹脂、トリフェニルメタン骨格を有するエ
ポキシ樹脂、およびこれらのエポキシ樹脂構造中の水素
原子の一部をハロゲン化することにより難燃化したエポ
キシ樹脂等が好ましいものとして挙げられる。2種類以
上のエポキシ樹脂を併用してもよい。
ェノ−ルA、ビスフェノ−ルF、ポリビニルフェノ−
ル、フェノ−ルノボラック樹脂、クレゾ−ルノボラック
樹脂、ビスフェノ−ルAノボラック樹脂、ビスフェノ−
ルFノボラック樹脂などの多官能フェノ−ル類、および
これら多官能フェノ−ル類のハロゲン化物、ジシアンジ
アミド、その他、芳香族アミン類、酸無水物類等が挙げ
られる。これらの中で、多官能フェノ−ル類、またはこ
れらのハロゲン化物がポリシロキサン化合物との相溶性
の点から特に望ましい。硬化剤の配合量としては、エポ
キシ樹脂のエポキシ基に対する硬化剤の反応基の当量比
(反応基/エポキシ基)が、ジシアンジアミドでは 0.5
〜0.7 、その他は 0.7〜1.2 の範囲となる量が好まし
い。
ポリシロキサン化合物成分としては、分子の両末端にカ
ルボキシル基を有するもの、分子の片末端のみにカルボ
キシル基を有するもの、分子の側鎖にカルボキシル基を
有するもの、分子の側鎖並びに末端にカルボキシル基を
有するものが挙げられ、下記の一般式で示される。 X-Si(R)2O-[Si(R)2O-]m [Si(R)(X)O-]n Si(R)2-X 式中の、R は同種又は異種の炭化水素基 (メチル基、エ
チル基、フェニル基など) 、X は R1COOH 又は R( R
1は、エチレン、プロピレン等の炭化水素鎖) であり、
少なくとも分子中の1個以上のX は、R1COOHである。
基を有する化合物が特に好ましい。また、本発明のポリ
シロキサン化合物を配合する際には、エポキシ樹脂およ
び硬化剤とポリシロキサン化合物との相溶性を高めるた
め、予め、(A) のエポキシ樹脂の全部又は一部と(C) の
ポリシロキサン化合物とを触媒存在下で、(C) のカルボ
キシル基の90%以上が反応するまで予備反応することが
望ましい。
不十分な段階で、本発明の分子中にカルボキシルを有す
るポリシロキサン化合物を配合した場合には、相溶性が
極めて悪く、ワニスが2層に分離してしまうため、実質
的に使用不可能である。予備反応時の (A)と(C) との配
合比は、反応を円滑に進めるためには、(A) のエポキシ
基に対する (C)のカルボキシル基の当量比(カルボキシ
ル基/エポキシ基)が 0.5以下、好ましくは 0.3以下で
あることが望ましい。当量比が 0.5を越えると、反応中
にゲル化を生じやすい。
ゾール、2-メチルイミダゾール、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-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-フェニルイミダゾール等のイミダゾール化合物、トリ
エチルアミン、ベンジルジメチルアミン等の3級アミン
類、トリフェニルフォスフィン等のリン化合物等が例示
される。これらの触媒は、最終的にワニス成分として必
要な量を上限として、任意の量を予備反応時に配合する
ことができる。通常、ワニス中に配合する触媒量はエポ
キシ樹脂 100重量部に対して 0.03 〜0.5 重量部の範囲
である。
下で窒素ガスを吹き込みながら攪拌し、 100〜160 ℃の
温度で 0.5〜20時間反応させることが好ましい。特に、
溶剤としてメチルイソブチルケトン(=MIBK) 、トルエ
ン、キシレン、ジメチルホルムアミド等を用いて還流下
で反応を行うと、均一に反応が進み、反応を制御しやす
い点で好ましい。例えば、イミダゾ−ル系触媒を用い、
最終的にワニス成分として必要な全量を予備反応時に添
加した場合には、MIBK還流下では 4〜7 時間程度、キシ
レン還流下では 1〜3 時間程度でカルボキシル基の反応
は完結する。
ボキシル当量は 500〜5000、より好ましくは 700〜3000
の範囲であることが望ましい。カルボキシル当量が 500
未満では、耐熱性が悪くなり、また、5000を越えるとエ
ポキシ樹脂や硬化剤との相溶性が悪くなるため、均一な
ワニス溶液を調製することが困難となったり、諸物性の
低下を生じたりする場合が多くなる。
1〜20重量%、より好ましくは 2〜10重量%の範囲であ
ることが望ましい。配合量が1重量%未満では、耐クラ
ック性の改良効果が小さく、また、20重量%を越えると
エポキシ樹脂や硬化剤との相溶性が悪くなったり、かえ
って諸物性の低下を生じたりする場合が多くなる。
化物の相分散は、ポリシロキサン化合物の種類や配合
量、エポキシ樹脂や硬化剤の種類、および硬化条件によ
っても異なるが、エポキシ樹脂中にポリシロキサン化合
物が0.01〜 2μm程度の平均粒径で細かく分散した相構
造を示す。ポリシロキサン化合物の分散状態は硬化物の
物性と密接な関連があり、積層板用としては平均粒径が
0.01〜0.5 μm程度となるように配合量や硬化条件など
を定めることが好ましい。なお、本発明の樹脂組成物に
は上記成分の他に、本発明の趣旨を損なわない範囲で、
他の熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、エラストマ−、シラ
ンカップリング剤、紫外線吸収剤、無機物等の成分を添
加してもよい。
し、かつカルボキシル当量が 500〜5000の範囲のポリシ
ロキサン化合物を樹脂組成物総量の 1〜20重量%の範囲
で配合量で、カルボキシル機の90%以上が反応するまで
エポキシ樹脂と反応させた後配合する点にあり、前記説
明の通り、エポキシ樹脂との反応性が極めて高いため予
備反応は短時間で完結し、しかも反応物はエポキシ樹脂
や硬化剤との相溶性に優れており、均一なワニス溶液を
調製可能な点で、積層板用樹脂組成物として極めて好適
なものである。また、本発明の樹脂組成物を基材に含浸
したプリプレグを積層成形することにより製造した積層
板は、耐クラック性の著しい改善効果とともに、銅箔等
の金属との接着性が向上し、かつガラス転移温度の低下
をほとんど生じない等の点で、極めて優れた特性を有す
る。
する。なお、実施例、比較例中の部、%は特に断らない
限り重量基準である。 反応例1 分子両末端にカルボキシル基を有するカルボキシル当量
1000 のポリジメチルシロキサン化合物 67g、ブロム化
ビスフェノ−ルA型エポキシ樹脂(臭素含有率21重量
%、エポキシ当量 480) 150g、2-エチル−4-メチルイミ
ダゾ−ル(=2E4MZ)1g およびメチルイソブチルケトン(=M
IBK)約300gをセパラブルフラスコに入れ、冷却管、攪
拌器、窒素導入管、温度計を取り付けて、オイルバス上
115℃で、5時間反応させた。反応物のポリシロキサン
中のカルボキシル基の反応率は98%以上であった。
のブロム化ビスフェノ−ルA型エポキシ樹脂 560g 、テ
トラブロムビスフェノ−ルA型エポキシ樹脂(臭素含有
率 48 %、エポキシ当量 400)190g、クレゾ−ルノボラ
ック型エポキシ樹脂(エポキシ当量 215)100gおよびビ
スフェノ−ルAノボラック樹脂(水酸基当量 118)280g
を加え、さらにアセトンで希釈することにより、ポリシ
ロキサン化合物を全樹脂分の5%配合したワニスを調製
した。
浸、乾燥させ、樹脂量42%のプリプレグを得た。このプ
リプレグを4枚重ね、両面に厚さ35μmの銅箔を配置し
て圧力 30kg/cm2、 170℃、90分間プレスし、厚さ 0.8
mmの両面銅張積層板を得た。また、ガラス織布の代わり
に 1m2当り 100g のガラス不織布を用いて、同様にワニ
スを含浸、乾燥させ、樹脂量81%のプリプレグを得た。
このプリプレグを8枚重ね、両面に離型フィルムを配置
して、同様にプレスし、厚さ 3.2mmの積層板を得た。
積層板を用い、試験用の内層プリント配線パターンを形
成し、ブラックオキサイド処理した後、両面に厚さ0.18
mmのガラス織布を用いたプリプレグを 2枚ずつ重ね、さ
らに両面に厚さ18μmの銅箔を配置して、圧力 30kg/c
m2、 170℃、90分間プレスして両面銅張の4層板を得
た。この4層板に孔径 0.4mmφ、2.54mmピッチでスルー
ホール孔 2,000をドリルにて 7万 r.p.m. 20μm/回転
の条件で孔あけし、スルーホールメッキしてスルーホー
ル4層板を製造した。
明する試験をした結果を表1−1、1−2に示した。 ・銅箔ピ−ル強度 (単位 kg/cm) :JIS C 6481に基づき、0.8mm 厚の銅張積層板にて測定 ・ガラス転移温度 (Tg、単位 ℃) :粘弾性(=DMA)にて、0.8mm 厚の銅張積層板にて測定 ・アイゾット衝撃試験 (IZ、単位 kg cm/cm) :JIS K 7110に基き、ノッチ無しにて 3.2mm厚のガラス
不織布基材積層板にて測定. ・破壊靱性試験 KIC :破壊靱性値 (単位 MPa m
1/2) GIC :破壊エネルギー (単位 kJ/m2) :ASTM E 399に基く3点曲げ法(=SENB試験)を採用し、
3.2mm 厚のガラス不織布基材積層板にて測定。 な
お、 GICは破壊に至るまでの荷重−変位曲線の囲む面積
を基に算出した。 ・ハローイングおよびメッキしみ込み (単位 μm) :スルーホール4層板の任意のスルーホール部 50箇所
について測定
1に示される分子両末端にカルボキシル基を有するポリ
ジメチルシロキサン化合物を用い、反応例1、および実
施例1と同様にして予備反応、ワニス調製、プリプレグ
作製、およびプレス成形を行い、それぞれのポリシロキ
サン化合物を全樹脂分の5%配合した 0.8mm厚のガラス
織布基材銅張積層板、および 3.2mm厚のガラス不織布基
材積層板を得た。得られた積層板を実施例1と同様に評
価した結果を表1に示した。
又は 143g とした以外は、反応例1、および実施例1
と同様にして、ポリシロキサン化合物をそれぞれ全樹脂
分の3%又は10%配合した積層板を得た。得られた積層
板を実施例1と同様に評価した結果を表1に示した。
子の側鎖にカルボキシル基を有するカルボキシル当量 4
000 のポリジメチルシロキサン化合物 40gを配合した以
外は、反応例1、および実施例1と同様にして、ポリシ
ロキサン化合物を全樹脂分の3%配合した積層板を得
た。得られた積層板を実施例1と同様に評価した結果を
表1に示した。
A型エポキシ樹脂 710g 、テトラブロムビスフェノ−ル
A型エポキシ樹脂 190g 、クレゾ−ルノボラック型エポ
キシ樹脂 100g 、ビスフェノ−ルAノボラック樹脂 280
g および2E4MZ1g を混合し、アセトンを加え、ワニスを
調製した。このワニスを用いて、実施例1と同様にし
て、ポリシロキサン化合物を含まない積層板を得た。得
られた積層板を実施例1と同様に評価した結果を表1に
示した。
とした以外は、反応例1と同様にして予備反応を行っ
た。この反応物に、実施例1で用いたものと同一のブロ
ム化ビスフェノ−ルA型エポキシ樹脂 750g 、クレゾ−
ルノボラック型エポキシ樹脂 100g 、ジシアンジアミド
25g、溶剤としてジメチルホルムアミド、メチルセルソ
ルブ、およびアセトンを加え、ワニスを調製した。この
ワニスを用いて、実施例1と同様にして、ポリシロキサ
ン化合物を全樹脂分の3%配合した積層板を得た。得ら
れた積層板を実施例1と同様に評価した結果を表1に示
した。
A型エポキシ樹脂 900g 、クレゾ−ルノボラック型エポ
キシ樹脂 100g 、ジシアンジアミド 25g、2E4MZ 1g、溶
剤としてジメチルホルムアミド、メチルセルソルブ、お
よびアセトンを加え、ワニスを調製した。このワニスを
用いて、実施例1と同様にして、ポリシロキサン化合物
を含まない積層板を得た。得られた積層板を実施例1と
同様に評価した結果を表1に示した。
記実施例1の記載の他、下記によった。 *1) 予備反応時、およびワニス 配合時の合計量 :ブロム化ビスフェノ−ルA型エポキシ樹脂(臭素含有
率21重量%、エポキシ当量 480) *2) TBA-EP :テトラブロムビスフェノ−ルA型エポキシ
樹脂(臭素含有率 48 %、エポキシ当量 400) *3) CN-EP : クレゾールノボラック型エポキシ樹脂 (エ
ポキシ当量 215) *4) BPA-N : ビスフェノ−ルAノボラック樹脂(水酸基
当量 118) *5) 2E4MZ : 2-エチル−4-メチルイミダゾール
なように、本発明の樹脂組成物より製造した積層板は耐
衝撃性、耐クラック性、銅箔接着性、および耐熱性に極
めて優れたものであり、小径ドリル加工時における機械
的衝撃にも十分耐え得るものである。
Claims (8)
- 【請求項1】 (A).1分子中に2個以上のエポキシ基を
含有するエポキシ樹脂、(B).硬化剤および(C).分子中に
カルボキル基を含有するポリシロキサン化合物を必須成
分とする積層板用樹脂組成物 - 【請求項2】 (A) の全部または一部と(C) とを触媒存
在下で、(C) 中のカルボキシル基の90%以上が反応す
るまで予備反応した後、配合することを特徴とする請求
項1記載の樹脂組成物 - 【請求項3】 (C) のカルボキシル当量が 500〜5000の
範囲である請求項1記載の樹脂組成物 - 【請求項4】 (C) の配合量が樹脂組成物総量の1〜20
重量%の範囲である請求項1記載の樹脂組成物 - 【請求項5】 (A).1分子中に2個以上のエポキシ基を
含有するエポキシ樹脂、(B).硬化剤および(C).分子中に
カルボキル基を含有するポリシロキサン化合物を必須成
分とする積層板用樹脂組成物を基材に含浸したプリプレ
グを積層成形してなる積層板 - 【請求項6】 (A) の全部または一部と(C) とを触媒存
在下で、(C) 中のカルボキシル基の90%以上が反応す
るまで予備反応した後、配合することを特徴とする請求
項5記載の積層板 - 【請求項7】 (C) のカルボキシル当量が 500〜5000の
範囲である請求項5記載の積層板 - 【請求項8】 (C) の配合量が樹脂組成物総量の1〜20
重量%の範囲である請求項5記載の積層板
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---|---|---|---|
JP9649592A JP3351434B2 (ja) | 1992-04-16 | 1992-04-16 | 積層板用樹脂組成物およびその積層板 |
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- 1992-04-16 JP JP9649592A patent/JP3351434B2/ja not_active Expired - Lifetime
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