JPH11189662A - プリプレグ及び積層板の製造方法 - Google Patents

プリプレグ及び積層板の製造方法

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JPH11189662A
JPH11189662A JP9358771A JP35877197A JPH11189662A JP H11189662 A JPH11189662 A JP H11189662A JP 9358771 A JP9358771 A JP 9358771A JP 35877197 A JP35877197 A JP 35877197A JP H11189662 A JPH11189662 A JP H11189662A
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JP
Japan
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resin
resin composition
prepreg
laminate
prepregs
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Application number
JP9358771A
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English (en)
Inventor
Kazuyuki Najima
和行 名島
Wataru Kosaka
弥 小坂
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大気汚染が無く、省資源化、省エネルギー化
することができ、品質も良好で安定な積層板を低コスト
で得ること。 【解決手段】 樹脂組成物をライカイ機にて混合し、得
られた粉末状樹脂組成物を、シート状繊維基材の少なく
とも表面に含有させてプリプレグを得る。さらにこのプ
リプリグを、1枚又は複数枚重ね合わせ、加熱加圧して
積層板を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に電気機器、電
子機器、通信機器等に使用される印刷回路板用として好
適なプリプレグ及び積層板の製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】プリント回路板については小型化、高機
能化の要求が強くなる反面、価格競争が激しく、特にプ
リント回路板に用いられる多層積層板やガラス布基材エ
ポキシ樹脂積層板、ガラス不織布を中間層基材とし、ガ
ラス織布を表面層基材とした構成で、エポキシ樹脂を含
浸させ加熱加圧成形した積層板(以下、コンポジット積
層板という)は、価格の低減が大きな課題となってい
る。また、近年地球の温暖化対策や環境汚染の減少が要
求されてきた。従来これらに用いられるプリプレグや積
層板の製造工程では、基材への樹脂含浸や樹脂の均一性
から多量の溶剤が用いられてきた。一方この大量の溶剤
は塗布乾燥工程で蒸発して製品中に存在せずそのまま大
気放出されるか、燃焼処理装置で処理されて炭酸ガス等
にして大気に放出されてきた。この為大気汚染や地球温
暖化の原因となる問題があった。一方では、基材への樹
脂含浸などの製造上の問題から溶剤の削減、及びこれに
よる低コスト化が困難であった。
【0003】無溶剤化の技術として、低融点の樹脂や液
状の樹脂を加熱混合して均一混合して塗布する研究はさ
れてきたが、十分な均一混合が出来ない、連続生産時加
温温度の低下による設備への固結や加熱時熱硬化性樹脂
のゲル化、これによる設備の掃除の困難性があり、連続
的な生産が困難であった。一方粉末状樹脂をそのまま塗
布する場合、均一な混合塗布が出来ず、部分的な硬化の
発生や基材への含浸が出来ない問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来製造が
困難であった無溶剤樹脂の使用によるプリプレグ、ある
いは積層板を得んとして研究した結果、樹脂及び硬化剤
を特定の方法で混合し粉末化して使用すること、特に粉
末状樹脂及び硬化剤を使用しこの粉末にメカノケミカル
な反応を施して均一混合し、シート状繊維基材に散布な
いし塗布等により均一に存在させ、加熱溶融することに
より基材への含浸性が従来の溶剤を使用した樹脂と同等
であるとの知見を得、更にこの知見に基づき種々研究を
進めて本発明を完成するに至ったものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、樹脂成分を含
む樹脂組成物を、ライカイ機にて混合し粉砕した粉末状
樹脂組成物を、シート状繊維基材の少なくとも表面に存
在させることを特徴とするプリプレグの製造方法、及び
このプリプリグを1枚又は複数枚重ね合わせ、加熱加圧
してなることを特徴とする積層板の製造方法、に関する
ものである。
【0006】本発明において、用いられる樹脂として
は、一般的には、熱硬化性樹脂であり、エポキシ樹脂、
ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂および
これらの変性樹脂が好ましく使用されるが、その他、熱
可塑性樹脂、天然樹脂等の樹脂も使用され、それらに限
定されるものではない。熱硬化性樹脂では、エポキシ樹
脂が望ましいが、このほか、ポリイミド樹脂、ポリエス
テル樹脂、フェノール樹脂などを用いることができる。
熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂の場合、硬化剤としては、
アミン系やノボラック系が望ましいが、酸無水物系など
も用いることができる。また、好ましくは硬化促進剤を
使用する。かかる硬化促進剤としては、イミダゾール
系、第3級アミン系、フォスフィン系等を用いることが
できる。また、充填材、着色剤、補強材を配合すること
ができ、水酸化アルミニウム、シリカ、タルク、炭酸カ
ルシウム等も本発明の目的に反しない範囲において、必
要により適宜配合することができる。これらの各成分は
上記のものに限定されるものではない。
【0007】これらの樹脂組成物はライカイ機により混
合し粉砕される。ライカイ機による混合条件は樹脂の軟
化点や硬化剤等の配合量により適宜決定されるが、通常
温度は樹脂の軟化点より5−10℃程度低い温度で、1
0−30分間程度であり、好ましくは、樹脂が溶融する
よりやや低い条件で混合する。得られた粉末状樹脂組成
物は必要により更に微粉砕する
【0008】本発明において、樹脂組成物中の樹脂成
分、及び硬化剤、充填材等の他の各成分は、予め粉砕し
たものを使用することができる。かかる粉砕物の粒径
は、通常1000μm以下であり、好ましくは0.1〜
500μm、さらに好ましくは0.1〜200μmであ
る。1000μmを越えると粒子重量に対しての表面積
が小さくなり、樹脂、硬化剤や硬化促進剤等各成分の互
いの接点が少なくなり、均一分散が困難となるため、反
応の目標比率とは異なった比率で反応したり、均一な反
応が行われないおそれがある。各成分の粉末をライカイ
機にて混合することにより、粉末状でない成分を使用し
た場合に比較して、より確実にメカノケミカル反応が生
じる。
【0009】ライカイ機により混合された粉末状樹脂組
成物の粒径は、混合する前の粒径と同様に通常1000
μm以下であり、好ましくは0.1〜500μm、さら
に好ましくは0.1〜200μmである。1000μm
を越えると粒子重量に対しての表面積が小さくなり、樹
脂、硬化剤や硬化促進剤等各成分の互いの接点が少なく
なり、均一分散が困難となるため、反応の目標比率とは
異なった比率で反応したり、均一な反応が行われないお
それがある。また、樹脂、硬化剤、及び硬化促進剤の粒
径の比は、前記と同様な理由で、即ち、反応の目標比率
と同じ比率で反応すること及び均一な反応が行われるた
めに、これらの成分の配合比率と同じ比であることが好
ましい。ただし、メカノケミカル反応の場合は、樹脂の
粒径は、硬化剤、硬化促進剤等の粒径に対して5〜15
倍が好ましい。これは、この範囲では樹脂に硬化剤及び
硬化促進剤が融合しやすい為である。ただし、硬化剤の
配合割合が多い場合は、1〜5倍でも良好な結果が得ら
れる。
【0010】メカノケミカル反応とは、「固体による固
体の改質で、粉砕、磨砕、摩擦、接触による粒子の表面
活性、結晶形の転移や歪みエネルギーの増大による溶
解、熱分解速度の改質、あるいは機械的強度、磁気特性
になる場合と、表面活性を他の物質との反応、付着に用
いる場合とがある。工学的には機械的衝撃エネルギーが
利用され、摩擦、接触による電荷、あるいは磁気による
付着、核物質への改質剤の埋め込み、溶融による皮膜の
形成等、物質的改質のみならず化学的改質も行われ
る。」(「実用表面改質技術総覧」科学技術研究協会、
1993.3.25発行 p785)を利用したものである。
【0011】メカノケミカル反応を効果的に行うために
は、粉末状樹脂組成物の軟化点は50℃以上のものが好
ましい。これは、処理時粉体間あるいは粉体と処理装置
との間で摩擦、粉砕、融合により20〜50℃程度の熱
が発生するので、この影響を避けるためである。本発明
に用いられる樹脂組成物は、無機充填材を加えると耐ト
ラッキング性を付与することが出来る。
【0012】次いで、混合された粉末状樹脂組成物を、
シート状繊維基材に均一の散布ないし塗布により存在さ
せる。この量は、シート状繊維基材の繊維材質、性状、
重量(単位面積当たり)により異なるが、通常、シート
状繊維基材の重量の40−60%程度である。粉末状樹
脂組成物をシート状基材に存在させる方法は、シート状
繊維基材上面から振りかける方法、静電塗装法、流動浸
漬法、スプレーによる吹き付け法、各種コーターによる
塗布法等、特に限定されない。なお、シート状繊維基材
は、予め、60−100℃程度に加熱しておけば、粉末
状樹脂組成物をシート状繊維基材に存在せしめたときに
基材によく付着し、その後の加熱により基材の内部によ
く浸透し、良好なプリプレグが得られる。
【0013】以上のようにして得られたプリプレグは、
この1枚又は複数枚を、必要により銅箔等の金属箔を重
ね合わせ、通常の方法により加熱加圧して積層板に成形
される。本発明によるプリプレグ及び積層板の製造方法
は、得られたプリプレグあるいは積層板の性能を実質的
に変えることなく、無溶剤による省資源化及び大気汚染
の低減化が図られ、溶剤を蒸発させ、燃焼させるための
熱エネルギーも不要となる。プリフレグ及び積層板製造
時において、溶剤がもともと存在しないため反応が速
く、乾燥、成形時間が短縮され、さらに低コスト化をも
達成することができる。本発明の考え方は、ライカイ機
により混合することにより、好ましくは粉末状成分(樹
脂、硬化剤等)を使用し、混合の際メカノケミカル反応
を応用したものである。このような技術により、各成分
の均一な結合分散、シート状基材への均一な含浸、含浸
された樹脂組成物の均一な反応が可能となったものであ
る。
【0014】
【実施例】次に、本発明の実施例を比較例とともに具体
的に説明する。
【0015】〔実施例1〕平均粒径150μmの粉末状
のエポキシ樹脂(油化シェル製臭素化エポキシ樹脂Ep
5048,エポキシ当量675)100重量部、平均粒
子径15μmの粉末状の硬化剤(ジシアンジアミド)5
重量部、平均粒径15μmの粉末状の硬化促進剤(2−
エチル−4−メチルイミダゾール)1重量部の比率で混
合したものをライカイ機((株)石川工場製)を用い、
回転数100rpmにて10分間処理した。この処理し
た粉末状樹脂組成物を100g/m2 のガラスクロスの
片面上に60メッシュ篩いで50g/m2 になるように
均一に散布した。その後、170℃の乾燥機で30秒加
熱した後、ガラスクロスを上下反対にし、もう一方の面
に60メッシュ篩いで50g/m2 になるように均一に
散布し、170℃の乾燥機で3分間乾燥してプリプレグ
を得た。このプリプレグを2枚重ね合わせ、さらにその
上下に厚さ18μmの銅箔を重ね合わせ、温度165
℃、圧力60kg/cm2 で90分間加熱加圧成形し
て、厚さ0.22mmの銅張積層板を作製した。
【0016】〔実施例2〕実施例1と同様にして得た粉
末状エポキシ樹脂組成物を、実施例1と同様にして、1
00g/m2のガラスクロスの片面上に60メッシュ篩
いで100g/m2になるように均一に散布した。その
後、170℃の乾燥機で30秒加熱してプリプレグを得
た。このプリプレグを2枚重ね合わせ、さらにその上下
に厚さ18μmの銅箔を重ね合わせ、温度165℃、圧
力60kg/cm2 で90分間加熱加圧成形して、厚さ
0.22mmの銅張積層板を作製した。
【0017】〔実施例3〕実施例2において、ガラスク
ロスを予め100℃に加熱してこの片面上に実施例1と
同様にして得た粉末状エポキシ樹脂組成物を散布した。
このプリプレグを2枚重ね合わせ、さらにその上下に厚
さ18μmの銅箔を重ね合わせ、温度165℃、圧力6
0kg/cm2 で90分間加熱加圧成形して、厚さ0.
22mmの銅張積層板を作製した。
【0018】〔比較例1〕平均粒径150μmの粉末状
のエポキシ樹脂(油化シェル製臭素化エポキシEp50
48)100重量部、平均粒子径15μmの粉末状の硬
化剤(ジシアンジアミド)5重量部、平均粒径15μm
の粉末状の硬化促進剤1重量部の比率で混合したのち、
この粉末状エポキシ樹脂組成物を実施例1と同様にして
プリプレグを得た。このプリプレグを2枚重ね合わせ、
さらにその上下に厚さ18μmの銅箔を重ね合わせ、温
度165℃、圧力60kg/cm2 で90分間加熱加圧
成形して、厚さ0.22mmの銅張積層板を作製した。
【0019】〔比較例2〕平均粒径150μmの粉末状
のエポキシ樹脂(油化シェル製臭素化エポキシEp50
48)100重量部、平均粒子径15μmの粉末状の硬
化剤(ジシアンジアミド)5重量部、平均粒径15μm
の粉末状の硬化促進剤1重量部の比率で混合したのち、
この粉末状エポキシ樹脂組成物を100℃で加温して溶
かした後、樹脂固形分で100g/m2になるように1
00g/m2のガラスクロスを浸けて含浸させて170
℃の乾燥機で2分間乾燥してプリプレグを得た。このプ
リプレグを2枚重ね合わせ、さらにその上下に厚さ18
μmの銅箔を重ね合わせ、温度165℃、圧力60kg
/cm2 で90分間加熱加圧成形して、厚さ0.22m
mの銅張積層板を作製した。
【0020】〔比較例3〕平均粒径150μmの粉末状
のエポキシ樹脂(油化シェル製臭素化エポキシEp50
48)100重量部、平均粒子径15μmの粉末状の硬
化剤(ジシアンジアミド)5重量部、平均粒径15μm
の粉末状の硬化促進剤1重量部の比率で混合したものを
メチルセルソルブ100重量部に溶かした。このワニス
を樹脂固形分で100g/m2になるように100g/
2のガラスクロスを浸けて含浸させた後、170℃の
乾燥機で3分間乾燥してプリプレク゛を得た。このプリプ
レグを2枚重ね合わせ、さらにその上下に厚さ18μm
の銅箔を重ね合わせ、温度165℃、圧力60kg/c
2 で90分間加熱加圧成形して、厚さ0.22mmの
銅張積層板を作製した。
【0021】以上実施例及び比較例で得られたプリプレ
グについては、ガラスクロスへの樹脂の含浸性を測定
し、銅張積層板については、成形性、引張り強さ、銅箔
引剥し強さ、半田耐熱性を測定した。その結果を表1に
示す。
【0022】
【表1】
【0023】(測定方法) 1.含浸性:ガラス繊維間のボイドの有無を、プリプレ
グを実体顕微鏡にて確認した。 2.成形性:銅張積層板の銅箔をエッチングして、目視
により硬化剤等の析出の有無を観察し、分散性の評価を
する。 3.引張り強さ:銅張積層板の銅箔をエッチングして、
10×100mmに切断後テンシロンにて引張り強度を
測定した。 4.銅箔引剥し強さ:JIS C 6481による 5.半田耐熱性:50×50mm角の積層板を、260
℃の半田浴に3分間フロートさせ、ふくれの有無を測定
した。
【0024】なお、製造コストについては、実施例の方
法は溶剤を使用しないので、実施例では得られた積層板
は比較例3で得られたものに比べ30〜40%程度低コ
スト化することができた。また、比較例2については、
100℃で樹脂を溶かす工程で樹脂の硬化反応が進み、
特性変化が大きい。また、設備への樹脂付着物が硬化し
て清掃が困難となった。
【0025】
【発明の効果】本発明の方法は、有機溶剤を使用しない
ので、大気汚染が無く、省資源化することができ、溶剤
を蒸発させ、燃焼させるための熱エネルギーも不要とな
る。プリフレグ及び積層板製造時において、溶剤がもと
もと存在しないため反応が速く、乾燥、成形時間が短縮
される。そして、ライカイ機により混合することによ
り、好ましくは粉末状成分(樹脂、硬化剤等)を使用
し、混合の際メカノケミカル反応を応用したものである
ので、各成分の均一な結合分散、シート状基材への均一
な含浸、含浸された樹脂組成物の均一な反応が可能とな
る。従って、得られたプリプレグ及び積層板は品質も安
定しており、良好な特性を有している。そして、低コス
ト化の点で優れており、工業的な積層板の製造方法とし
て好適である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B32B 31/20 B32B 31/20 H05K 1/03 610 H05K 1/03 610A // B29K 105:08

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 樹脂成分を含む樹脂組成物を、ライカイ
    機にて混合し粉砕した粉末状樹脂組成物を、シート状繊
    維基材の少なくとも表面に存在させることを特徴とする
    プリプレグの製造方法。
  2. 【請求項2】 樹脂組成物の各成分として予め粉砕した
    粉末状樹脂組成物を使用し、ライカイ機にて混合するこ
    とを特徴とする請求項1の記載のプリプリグの製造方
    法。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載のプリプリグを、1
    枚又は複数枚重ね合わせ、加熱加圧してなることを特徴
    とする積層板の製造方法。
JP9358771A 1997-12-26 1997-12-26 プリプレグ及び積層板の製造方法 Pending JPH11189662A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012506476A (ja) * 2008-10-24 2012-03-15 アイキュー テック スウィツァランド ゲーエムベーハー 反応性ポリマープリプレグを作成するための装置及び方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012506476A (ja) * 2008-10-24 2012-03-15 アイキュー テック スウィツァランド ゲーエムベーハー 反応性ポリマープリプレグを作成するための装置及び方法

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