JPH06172618A - エポキシ樹脂組成物及びプリント基板 - Google Patents

エポキシ樹脂組成物及びプリント基板

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JPH06172618A
JPH06172618A JP33042292A JP33042292A JPH06172618A JP H06172618 A JPH06172618 A JP H06172618A JP 33042292 A JP33042292 A JP 33042292A JP 33042292 A JP33042292 A JP 33042292A JP H06172618 A JPH06172618 A JP H06172618A
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JP
Japan
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epoxy resin
resin composition
coupling agent
barium titanate
filler
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JP33042292A
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English (en)
Inventor
Mikimasa Funaki
幹昌 舟木
Hiroaki Sawa
博昭 澤
Kazuo Kato
和男 加藤
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Denka Co Ltd
Original Assignee
Denki Kagaku Kogyo KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高誘電率、耐水性、耐熱性に優れた安価なプ
リント基板の提供。 【構成】 エポキシ樹脂、エポキシ樹脂の硬化剤、チタ
ン酸バリウム系フィラー及びカップリング剤を含有して
なるエポキシ樹脂組成物において、上記カップリング剤
として、シラン系カップリング剤とチタネート系カップ
リング剤とを重量比率6:4〜9:1とし、それをエポ
キシ樹脂とチタン酸バリウム系フィラーの合計100重
量部に対し0.5〜2重量部を含有させてなることを特
徴とするエポキシ樹脂組成物、及び金属板の少なくとも
片面に上記エポキシ樹脂組成物の硬化物を介して銅箔が
積層されてなることを特徴とするプリント基板。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子機器に用いられる
プリント基板を作製する際の絶縁材として好適なエポキ
シ樹脂組成物及びそれを用いたプリント基板に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、プリント基板の絶縁材としては、
紙フェノールやガラス布エポキシ等が使用されており、
特に高周波用基板の絶縁材には、電気的特性に優れるガ
ラス布テフロンやアルミナ等が用いられている。高周波
用基板でマイクロストリップラインを使用する場合、基
板上の波長は実効誘電率の平方根に反比例し、絶縁材の
比誘電率が大きくなる程波長は短くなるので、1/4波
長や1/8波長などを利用した回路の小型化に有利とな
る。しかし、一般的な有機基板は比誘電率が5以下と小
さく、また比誘電率の高いアルミナ基板であっても10
程度であるため、回路の小型化にはそれほど効果的では
ない。
【0003】高周波回路を小型化するには絶縁材の比誘
電率を大きくすればよいが、アルミナよりも高い比誘電
率をもったセラミック基板は、高価であることの他に、
非常に硬くて脆く大型のものが得られ難い、穴あけ等の
加工が難しい、比誘電率が一定であるので用途に応じた
調整が難しい等の欠点があった。
【0004】これらの欠点を解決するため、酸化チタン
系セラミック等の高誘電率フィラーと絶縁性高分子材料
の粉末を混合しプレス成型により基板を作製したり(特
開昭58ー166609号公報参照)、高誘電率フィラ
ーの充填された樹脂ワニスを高誘電率セラミック繊維布
基材に含浸させて基板を作製したり(特開平2−508
33号公報参照)することが提案されている。しかしな
がら、このような方法では、高価な金型や含浸設備が必
要である上に比誘電率も20程度の基板しか得られな
い。
【0005】一方、コスト的に高価である上記プレス成
型法や含浸法を使用せず、樹脂と無機フィラーの複合に
よって高誘電率基板を製造する試みとして、液状樹脂と
高誘電率無機フィラーとを混合する方法があるが、一般
に高誘電率フィラーは粒径が細かく表面積が大きいので
樹脂との濡れ性が悪く、高充填して比誘電率を大きくす
るには自ずと限界があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、以上の
状況に鑑み、安価で比誘電率が高く、しかも加工性に優
れ大型化が可能な高誘電率絶縁材を開発することを目的
として種々検討した結果、チタン酸バリウム系の高誘電
率フィラーの充填されたエポキシ樹脂組成物において、
シラン系カップリング剤とチタネート系カップリング剤
との特定量を併用すると、驚くべきことに、チタネート
系カップリング剤を単独で用いた場合よりも著しく樹脂
粘度が低下してフィラーの充填量を増加でき、もって接
着強度と耐湿性等を高めた高比誘電率のプリント基板を
作製することができることを見いだし、本発明を完成さ
せたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、エ
ポキシ樹脂、エポキシ樹脂の硬化剤、チタン酸バリウム
系フィラー及びカップリング剤を含有してなるエポキシ
樹脂組成物において、上記カップリング剤として、シラ
ン系カップリング剤とチタネート系カップリング剤とを
重量比率6:4〜9:1とし、それをエポキシ樹脂とチ
タン酸バリウム系フィラーの合計100重量部に対し
0.5〜2重量部を含有させてなることを特徴とするエ
ポキシ樹脂組成物、及び金属板の少なくとも片面に上記
エポキシ樹脂組成物の硬化物を介して銅箔が積層されて
なることを特徴とするプリント基板である。
【0008】以下、さらに詳しく本発明について説明す
る。
【0009】本発明に用いられるエポキシ樹脂は、分子
内に1個又は2個以上のエポキシ基を有するものであれ
ば特に制限はなく、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AD
型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹
脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、脂環式エポキ
シ樹脂等の1種又は2種以上が使用される。中でも、常
温で液状のものが好ましく、特に常温で低粘度のビスフ
ェノールF型エポキシ樹脂が最適である。
【0010】本発明に用いられるエポキシ樹脂の硬化剤
としては、酸無水物硬化剤、アミン系硬化剤、ポリアミ
ノアミド系硬化剤等通常のもので十分であるが、耐熱
性、耐湿性及び電気特性等を考慮すると、アミン系硬化
剤が望ましい。
【0011】本発明に用いられるチタン酸バリウム系フ
ィラーは、比誘電率が100以上のものであり、それを
例示すれば、チタン酸バリウム、ニオブ添加チタン酸バ
リウム、ジルコン酸添加チタン酸バリウム等である。そ
の平均粒径としては、0.1〜100μm特に0.3〜
50μmが好ましい。なお、比誘電率は、チタン酸バリ
ウム系フィラーの焼結体を製造して測定される。
【0012】本発明において、熱伝導性をさらに向上さ
せるために、アルミナ等の酸化物、窒化アルミニウム、
窒化ほう素等の窒化物などの熱伝導性向上剤を、また熱
膨張係数を小さくするために溶融シリカ、コージェライ
ト等の熱膨張低減剤を配合することができる。さらに
は、ガラスクロス、セラミック繊維、紙等通常のプリン
ト基板に使用されている補強材を使用することもでき
る。
【0013】本発明に用いられるシラン系カップリング
剤としては、ビニルシラン系、メタクリロキシシラン
系、エポキシシラン系、アミノシラン系、メルカプトシ
ラン系、クロロプロピルシラン系等をあげることができ
るが、中でもエポキシシラン系、アミノシラン系、メル
カプトシラン系、クロロプロピルシラン系が好ましく、
特にエポキシシラン系カップリング剤が最適である。
【0014】一方、本発明に用いられるチタネート系カ
ップリング剤としては、アシレート型、ホスフェート
型、アルコラート型、コーディネート型、モノアルコキ
シ型、テトラアルコキシ型、亜リン酸エステル付加コー
ディネート型等をあげることができるが、中でもコーデ
ィネート型、亜リン酸エステル付加コーディネート型が
好ましく、特に粘度低下のためには亜リン酸エステル付
加コーディネート型が最適である。
【0015】上記成分の配合割合としては、エポキシ樹
脂30〜70容積%、チタン酸バリウム系フィラー70
〜30容積%であることが好ましく、エポキシ樹脂の硬
化剤は適切量が使用される。また、熱伝導性向上剤と熱
膨張性低減剤を使用する場合は、エポキシ樹脂とチタン
酸バリウム系フィラーの合計に対しそれぞれ10容積%
以下の含有量が望ましい。
【0016】一方、カップリング剤については、シラン
系カップリング剤とチタネート系カップリング剤とをそ
れらの合計量で、エポキシ樹脂とチタン酸バリウム系フ
ィラーの合計100重量部に対し0.5〜2重量部とす
る。0.5重量部未満では高充填化の改善効果は少な
く、また2重量部をこえてもその効果は増大せず、返っ
て耐熱性と耐湿性が低下する。
【0017】シラン系カップリング剤:チタネート系カ
ップリング剤の重量比率は、6:4〜9:1の範囲であ
ることが必要である。シラン系カップリング剤の割合が
これよりも少ないと耐湿性が低下し、一方、これよりも
多いと低粘度化ができず、チタン酸バリウム系フィラー
の高充填化が困難となる。
【0018】本発明で使用されるプリント基板のベース
材としては、紙フェノール、紙エポキシ、ガラス布エポ
キシ、アルミナ、窒化アルミニウム、チタン酸バリウム
系等を使用することができる。しかし、本発明のよう
に、搭載部品からの発熱を効率良く放熱させるには、ア
ルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ニッケ
ル、ニッケル合金、鉄、鉄合金、インバー等の金属板、
又はそれらのクラッド板が好適である。
【0019】
【実施例】以下、実施例と比較例をあげてさらに具体的
に本発明を説明する。
【0020】実施例1 比誘電率が20000(焼結体での値)で平均粒径が
1.5μmであるチタン酸バリウム粉末(富士チタン社
製「BT−206」)50容量部、エポキシ樹脂(油化
シェル社製「エピコート807」)50容量部、及びチ
タン酸バリウム粉末とエポキシ樹脂との合計100重量
部に対し、エポキシシラン系カップリング剤(信越化学
工業社製「KBM−402」)0.7重量部と亜リン酸
エステル付加コーディネート型チタネート系カップリン
グ剤(味の素社製「KR−46B」)0.3重量部とを
混合し、B型粘度計で温度50℃における粘度及び熱伝
導率を測定した。その結果を表1と表2に示す。
【0021】この混合物100重量部とエポキシ樹脂の
硬化剤(油化シェル社製「エピキュアZ」)3.6重量
部を混合して本発明のエポキシ樹脂組成物を調整し、そ
れをアルミニウム基板(500mm角、1.5mm厚)
に80μmの厚みで塗布してから銅箔(35μm厚)を
ラミネーターで張り合わせ、温度80℃で5時間、その
後温度150℃で10時間の熱処理をしてプリント基板
を作製した。
【0022】実施例2 エポキシ樹脂54容量部、チタン酸バリウム粉末46容
量部、エポキシ樹脂の硬化剤4.0重量部としたこと以
外は、実施例1と同様にしてエポキシ樹脂組成物を調整
し、プリント基板を作製した。
【0023】実施例3〜6 チタネート系カップリング剤とシラン系カップリング剤
の配合量を表1に示す割合としたこと以外は、実施例2
と同様にしてエポキシ樹脂組成物を調整し、プリント基
板を作製した。
【0024】実施例7 エポキシ樹脂54容量部、チタン酸バリウム粉末46容
量部、平均粒径30μmのアルミナ粉末(旭化成工業社
製「P−30」)6容量部及びエポキシ樹脂の硬化剤
4.1重量部としたこと以外は、実施例1と同様にして
エポキシ樹脂組成物を調整した。これを銅板(360m
m幅、1.5mm厚)に80μmの厚みで塗布してから
銅箔(35μm厚)を張り合わせ、実施例1と同じ条件
で熱処理をしてプリント基板を作製した。
【0025】比較例1〜3 チタネート系カップリング剤とシラン系カップリング剤
の配合量を表1に示した割合としたこと以外は、実施例
2と同様にしてエポキシ樹脂組成物を調整し、プリント
基板を作製した。
【0026】実施例及び比較例で得られたプリント基板
の比誘電率をインピーダンスアナライザー(YHP社
製)で測定した。また、プリント基板の初期とプレッシ
ャークッカーテストPCT(120℃、2気圧、24時
間及び100時間)後における銅箔引っ張り強度を測定
した。引っ張り強度は、10mm幅の銅箔で90゜剥離
試験をテンシロン引っ張り試験機(オリエンテック社
製)で測定した。それらの結果を表2に示す。
【0027】
【表1】
【0028】
【表2】
【0029】表1及び表2から次のことがわかる。実施
例1では、チタン酸バリウム粉末の高充填が可能とな
り、プリント基板の比誘電率が35に達しピール強度も
十分に高い。実施例2〜7では、チタン酸バリウム粉末
の配合量を少なくした分だけ比誘電率が実施例1よりも
小さいが、エポキシ樹脂組成物の粘度からみて、チタン
酸バリウム粉末の配合量をさらに高めることができる。
実施例7のようにアルミナを配合すると熱伝導率が大き
くなる。一方、比較例1〜3では、実施例2よりもエポ
キシ樹脂組成物の粘度が大きいので、チタン酸バリウム
粉末を高充填することができず、比誘電率28が限界で
ある。なお、比較例2と3ではピール強度が小さい。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、比誘電率の調整が可能
で高誘電率の絶縁材となるエポキシ樹脂組成物を提供す
ることができる。また、これを使用したメタルベースの
プリント基板は、高誘電率、耐水性、耐熱性に優れたも
のとなる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08K 5/54 NLC 7242−4J 5/56 7242−4J H05K 1/03 D 7011−4E

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エポキシ樹脂、エポキシ樹脂の硬化剤、
    チタン酸バリウム系フィラー及びカップリング剤を含有
    してなるエポキシ樹脂組成物において、上記カップリン
    グ剤として、シラン系カップリング剤とチタネート系カ
    ップリング剤とを重量比率6:4〜9:1とし、それを
    エポキシ樹脂とチタン酸バリウム系フィラーの合計10
    0重量部に対し0.5〜2重量部を含有させてなること
    を特徴とするエポキシ樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 金属板の少なくとも片面に、請求項1記
    載のエポキシ樹脂組成物の硬化物を介して銅箔が積層さ
    れてなることを特徴とするプリント基板。
JP33042292A 1992-12-10 1992-12-10 エポキシ樹脂組成物及びプリント基板 Pending JPH06172618A (ja)

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