JPH10182794A - 速硬化エポキシ樹脂組成物 - Google Patents

速硬化エポキシ樹脂組成物

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JPH10182794A
JPH10182794A JP34625696A JP34625696A JPH10182794A JP H10182794 A JPH10182794 A JP H10182794A JP 34625696 A JP34625696 A JP 34625696A JP 34625696 A JP34625696 A JP 34625696A JP H10182794 A JPH10182794 A JP H10182794A
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epoxy resin
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epoxy
phenolic hydroxyl
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JP34625696A
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Kazuo Ishihara
一男 石原
Chiaki Asano
千明 浅野
Tomoko Aida
朋子 合田
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Tohto Kasei Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/0313Organic insulating material
    • H05K1/032Organic insulating material consisting of one material
    • H05K1/0326Organic insulating material consisting of one material containing O

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  • Epoxy Resins (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】電子回路基板に用いられる銅張り積層板用に適
した低吸水率で耐熱性、接着性に優れる物性であり、含
浸性などの作業性を損なうことなく、成形時間を短縮で
きるエポキシ樹脂組成物を提供することを目的とする。 【構成】エポキシ当量が300〜700g/eqの範囲
であり、且つフェノール性水酸基当量が500〜300
0g/eqの範囲であるエポキシ樹脂とジシアンジアミ
ド硬化剤及びジメチルウレア系の硬化促進剤を含有せし
めることを特徴とするエポキシ樹脂組成物である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子回路基板に用
いられる銅張り積層板用に適した低吸水率で耐熱性、接
着性に優れる物性であり、含浸性などの作業性を損なう
ことなく、成形時間を短縮できるエポキシ樹脂組成物に
関する。
【0002】
【従来技術】エポキシ樹脂は接着性、耐熱性、成形性に
優れていることから電子部品、電気機器、自動車部品、
FRP、スポーツ用品など広範囲に使用されている。電
子部品、電気機器に使用される銅張り積層板の製造に
は、ガラス布等の基材に溶剤に溶解したエポキシ樹脂組
成物を含浸して、加熱乾燥を行いプリプレグを作成し、
これを数枚と銅箔を積層して成形することで得られる。
現在この用途で使用されている硬化剤はジシアンジアミ
ドが主であり、エポキシ樹脂との反応性が遅いため、硬
化促進剤を用いている。成形時間を短縮するため、硬化
促進剤の量を増やすとプリプレグの貯蔵安定性が悪くな
り限界があった。成形時間は昇温冷却等の時間を含め長
時間を要するため、生産性の向上が望まれていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、銅張り積
層板の生産性を向上するため、エポキシ樹脂組成物を種
々検討した結果、エポキシ樹脂中にフェノール性水酸
基,エポキシ基を特定量もったエポキシ樹脂とジシアン
ジアミドとジメチルウレア系の硬化促進剤を配合するこ
とで、従来の銅張り積層板よりも吸水率が低く、耐熱性
および接着性に優れ、含浸性など作業性に悪影響がでな
いで、成型時間を短縮できるエポキシ樹脂組成物を得る
ことができ、この組成物は電子回路基板に用いられる銅
張り積層板などに好適に用いられることを見出し、本発
明を完成したもので、本発明の目的は、従来の銅張り積
層板よりも吸水率が低く、耐熱性および接着性に優れ、
含浸性など作業性に悪影響がでない方法により、成型時
間を短縮できるエポキシ樹脂組成物を提供するものであ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、エポキシ当量
が300〜700g/eqの範囲であり、且つフェノー
ル性水酸基当量が500〜3000g/eqの範囲であ
るエポキシ樹脂とジシアンジアミド硬化剤、ジメチルウ
レア系の硬化促進剤を含有せしめることを特徴とするエ
ポキシ樹脂組成物である。
【0005】即ち、本発明で使用するエポキシ当量が3
00〜700g/eqの範囲であり、且つフェノール性
水酸基当量が500〜3000g/eqの範囲であるエ
ポキシ樹脂は、本出願人によって先に低吸水率で耐熱性
および接着性に優れたエポキシ樹脂として提案したもの
である(特願平4−195272号、特開平6−412
77号)。本発明は該エポキシ樹脂を使用し、硬化剤と
してジシアンジアミド硬化剤を、硬化促進剤としてジメ
チルウレア系の硬化促進剤を組み合わせることによっ
て、吸水率が低く、耐熱性および接着性に優れ、且つ成
形時間の短い速硬化性のエポキシ樹脂組成物が得られた
のである。
【0006】
【発明の実施の態様】本発明で使用するエポキシ樹脂
は、1分子中に平均して2.5個以上のフェノール性水
酸基を有する化合物とテトラブロモビスフェノールAま
たはビスフェノールAと、低分子量エポキシ樹脂とを反
応させて得られる。これは本出願人が特開平6−412
77号で提案したエポキシ樹脂であるので、本発明のエ
ポキシ樹脂組成物は低吸水率で耐熱性、接着性に優れ含
浸性などの作業性も優れたエポキシ樹脂である。また、
本発明においては一分子中に2個のフェノール性水酸基
を持った化合物と2官能以上のエポキシ基を持ったエポ
キシ樹脂を反応して得られるエポキシ当量が300〜7
00g/eqの範囲であり、且つフェノール性水酸基当
量が500〜3000g/eqの範囲であるエポキシ樹
脂であっても良い。更に分子内にフェノール性水酸基を
持たないエポキシ樹脂と一分子中に2官能以上のフェノ
ール性水酸基を持ったフェノール化合物を混合すること
でエポキシ当量が300〜700g/eqの範囲であ
り、且つフェノール性水酸基当量が500〜3000g
/eqの範囲であるエポキシ樹脂を得ても良い。
【0007】本発明において、エポキシ樹脂とフェノー
ル化合物とを反応させてエポキシ当量が300〜700
g/eqの範囲であり、且つ残存フェノール性水酸基当
量が500〜3000g/eqの範囲の多官能エポキシ
樹脂を得るのであるが、その反応に際しては、公知の触
媒を使用する事ができる。例えば金属酸化物、無機塩
基、有機塩基およびそれらの塩類、オニウム化合物やホ
スフィン類等慣用されている触媒を使用すれば良い。
【0008】しかし、本発明においては、エポキシ樹脂
中に特定量のフェノール性水酸基の一部分を未反応のま
ま残存させるため、触媒の量や反応温度などは使用する
原料によって種々調整する必要がある。また、ある種の
触媒では各種の方法により、触媒を失活する事ができ、
この方法により目的とするエポキシ樹脂を製造する事も
できる。触媒の失活方法としては、反応温度を下げたり
あるいは失活剤を添加したり、または温度を上げて触媒
を熱分解するなどの手段がある。また、一軸のコニーダ
ーや二軸のルーダーといった混合装置に代表される連続
合成法によっても目的とするエポキシ樹脂を製造でき
る。更に本発明においてはエポキシ樹脂にフェノール化
合物を混合して目的とするエポキシ樹脂を得ても良い。
要するにエポキシ樹脂の末端基が特定の数量のエポキシ
基とフェノール性水酸基であれば、どのような方法をと
っても良いのである。
【0009】本発明のエポキシ樹脂組成物におけるエポ
キシ樹脂は、エポキシ当量が300g/eq以下では硬
化剤の使用量が多くなり、その結果耐水性に劣り、ま
た、エポキシ当量が700g/eq以上では、樹脂粘度
の増加によって含浸性が悪化するのである。そして、残
存フェノール性水酸基当量についても、500g/eq
以下では特定の多官能エポキシ樹脂の配合比率が低下し
て耐熱性が悪化し、3000g/eq以上では硬化剤の
使用量が多くなり、その結果耐水性に劣り、樹脂粘度の
増加によって含浸性も悪化するのである。
【0010】本発明組成物の硬化剤はジシアンジアミド
であるが、フェノール硬化剤や酸無水物類、アミン類等
の通常使用されるエポキシ樹脂用硬化剤を併用する事が
できる。
【0011】本発明に使用されるジメチルウレア系の硬
化促進剤とは、尿素から誘導されるカルバミド基の水素
原子がメチル基に置換された構造を有するものをいい、
具体的にはU−CAT 3502T(芳香族系ジメチル
ウレア サンアプロ株式会社製),U−CAT 350
3N(脂環族系ジメチルウレア サンアプロ株式会社
製)等が挙げられる。これらの硬化促進剤は1種類また
は2種類以上混合して使用しても良く、またエポキシ樹
脂に対する硬化剤及び硬化促進剤の配合割合は従来のも
のと異ならず、通常エポキシ樹脂100重量部に対して
硬化剤0.5〜3.0重量部、硬化促進剤0.02〜
1.00重量部である。
【0012】本発明組成物には必要に応じて各種の有機
溶剤や無機充填剤、ガラスクロス・アラミド繊維などの
補強材、充填材、顔料等を用いることができる。
【0013】
【実施例】次に実施例及び比較例をあげて本発明を具体
的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。なお、合成したエポキシ樹脂のエポキシ当量はJ
IS K 7236に準じて測定を行った。また、合成
例1〜2のフェノール性水酸基当量は、水酸化カリウム
により酸価を測定し、その値を換算してフェノール性水
酸基当量とした。
【0014】合成例1 攪拌機、温度計、冷却管、窒素ガス導入装置をそなえた
四つ口フラスコに、エポトートYD−128(東都化成
株式会社製 ビスフェノールA型エポキシ樹脂エポキシ
当量186g/eq) 1055部、ZX−1236
(東都化成株式会社製 パラクレゾール−ジシクロペン
タジエンの縮合物 1分子中のフェノール性水酸基数
3)163部を仕込み窒素ガスを流しながら加熱溶融し
たのち、トリフェニルホスフィン0.15部を加え16
0℃で2.5時間反応を行った。その後テトラブロモビ
スフェノールA 702部を仕込み、加熱溶融した。こ
れに、トリフェニルホスフィン0.04部を加え160
℃で4時間反応を行ないエポキシ樹脂を得た。得られた
エポキシ樹脂のエポキシ当量は622.2g/eqであ
った。フェノール性水酸基当量は2516g/eqであ
った。
【0015】合成例2 合成例1と同様な装置により、YD−128 314
部、YDCN−702(東都化成株式会社製 オルソク
レゾールノボラックエポキシ樹脂 エポキシ当量204
g/eq)300部、ビスフェノールA 62部を仕込
み、窒素ガスを流しながら加熱溶融したのち、トリフェ
ニルホスフィン0.05部を加え160℃で2.5時間
反応を行った。その後、テトラブロモビスフェノールA
を324部加え溶融した。これに、トリフェニルホスフ
ィン0.01部を加え160℃で4時間反応を行ないエ
ポキシ樹脂を得た。得られたエポキシ樹脂のエポキシ当
量は421.0g/eq、フェノール性水酸基当量は1
311g/eqであった。
【0016】実施例1 合成例1で得られたエポキシ樹脂90部にエポトートY
DCN−704(東都化成株式会社製 オルソクレゾー
ルノボラックエポキシ樹脂 エポキシ当量211g/eq)
10部混合し、硬化剤としてジシアンジアミドを1.6
4部、硬化促進剤としてU−CAT 3503Nを0.
40部配合し、積層板評価を行った。得られた積層板と
しての性能を表1に示す。
【0017】実施例2 硬化促進剤としてU−CAT 3503Nを0.20
部,2エチル4メチルイミダゾールを0.05部配合し
た以外は実施例1と同様な配合を行い、積層板評価を行
った。得られた積層板としての性能を表1に示す。
【0018】実施例3 合成例2で得られたエポキシ樹脂100部に、硬化剤と
してジシアンジアミドを1.69部、硬化促進剤として
U−CAT 3503Nを0.35部配合し、積層板評
価を行った。得られた積層板としての性能を表1に示
す。
【0019】実施例4 エポキシ樹脂としてエポトートYDB−500(東都化
成株式会社製 臭素化エポキシ樹脂 エポキシ当量50
4g/eq)73部にエポトートYD−901(東都化
成株式会社製 BPA型エポキシ樹脂 エポキシ当量4
62g/eq)12部、エポトートYDCN−704
15部、テトラブロモビスフェノールA10部を混合
し、硬化剤としてジシアンジアミドを2.15部、硬化
促進剤としてU−CAT 3503Nを0.15部、2
エチル4メチルイミダゾールを0.08部配合し、積層
板評価を行った。得られた積層板としての性能を表1に
示す。 このエポキシ樹脂組成物についてDSC測定を
行いその結果を図1に示した。(なお、測定方法につい
ては評価の項の記載参照)
【0020】
【表1】
【0021】比較例1 エポキシ樹脂としてエポトートYDB−500 90部
にエポトートYDCN−704 10部混合し、硬化剤
としてジシアンジアミドを2.33部、硬化促進剤とし
て2エチル4メチルイミダゾールを0.05部配合し、
積層板評価を行った。得られた積層板としての性能を表
2に示す。
【0022】比較例2 硬化促進剤としてU−CAT 3503Nを0.23部
配合した以外は比較例1と同様な配合とし、積層板評価
を行った。得られた積層板としての性能を表2に示す。
【0023】比較例3 硬化促進剤として2エチル4メチルイミダゾールを0.
10部配合した以外は実施例1と同様な配合とし、積層
板評価を行った。得られた積層板としての性能を表2に
示す。
【0024】
【表2】
【0025】評価方法は次の通りである。含浸性の評価
は配合した樹脂ワニスをガラスクロスに含浸し、目視で
判定した。含浸性がたいへん良かったものをa印で示
し、やや良かったものをb印で示した。吸水率の測定は
JIS C 6481 3.2に準じて銅箔をエッチン
グ除去したのち、JIS C 5023を参考にして湿
度90%×温度60℃の条件で96時間放置し、重量変
化から吸水率を測定した。成形時間の判断はプリプレグ
を揉みほぐした樹脂粉をサンプルとし、セイコー電子工
業株式会社製 EXSTER DSC6200を使用し
て、20℃から5℃/分の昇温速度で180℃まで昇温
し、180℃で70分間保持して得られた硬化発熱曲線
の積算値を計算し、全発熱量の90%及び95%発熱が
終わった時間を求めて成形時間の判断を行った。この時
間が短いほうが反応発熱が短時間で終了し、成形時間が
短いことがわかる。
【0026】また、硬化発熱測定後のサンプルを昇温速
度10℃/分で測定してガラス転移温度を測定した。銅
箔ピール強さの測定はJIS C 6486 7.7に
準じて行った。層間接着強さは、銅箔をつけたままでガ
ラスクロスの表面の1層と下の7層の間の接着強さを銅
箔ピール強さと同じように測定した。
【0027】以上の結果より、実施例の物はすべての点
において良好であったが、比較例1〜2はガラス転移温
度は良好であるが、吸水性、含浸性は実施例1〜4より
悪く成形時間も長いことがわかる。比較例3では吸水
性、含浸性は良好であるが、成型時間が長いことがわか
る。
【0028】
【発明の効果】以上のように、エポキシ当量が300〜
700g/eqの範囲であり、且つフェノール性水酸基
当量が500〜3000g/eqの範囲であるエポキシ
樹脂と硬化剤としてジシアンジアミド、及びジメチルウ
レア系硬化促進剤を用いることによって、含浸性などの
作業性を損なうことなく、耐熱性及び耐湿性、接着性が
良好で成型時間を短縮できるという効果をあげたもので
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例4におけるDSC測定結果を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エポキシ当量が300〜700g/eq
    の範囲であり、且つフェノール性水酸基当量が500〜
    3000g/eqの範囲であるエポキシ樹脂とジシアン
    ジアミド硬化剤及びジメチルウレア系の硬化促進剤を含
    有せしめることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のエポキシ樹脂組成物を用
    いることを特徴とするエポキシ樹脂積層板。
JP34625696A 1996-12-25 1996-12-25 速硬化エポキシ樹脂組成物 Pending JPH10182794A (ja)

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