JP2002097242A - High heat resistant flame retardant curing agent - Google Patents

High heat resistant flame retardant curing agent

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JP2002097242A
JP2002097242A JP2000288916A JP2000288916A JP2002097242A JP 2002097242 A JP2002097242 A JP 2002097242A JP 2000288916 A JP2000288916 A JP 2000288916A JP 2000288916 A JP2000288916 A JP 2000288916A JP 2002097242 A JP2002097242 A JP 2002097242A
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JP
Japan
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resin
phosphorus
same
curing agent
phenol
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Application number
JP2000288916A
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Japanese (ja)
Inventor
Isao Hagiwara
猪佐夫 萩原
Katsutoshi Yamazaki
克敏 山崎
Jun Yokoyama
潤 横山
Masao Hiramatsu
聖生 平松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Original Assignee
Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an epoxy resin composition which attains halogen free flame retardancy, corresponding to a lead-free solder with a high melting temperature and to provide high heat resistant environmental harmony type materials using the same. SOLUTION: A phenol resin having a structure of phosphoric ester shown by the formula (I) and a composition using the same are provided. (In the formula, R1 or R2 shows either the same or different a hydrogen atom, a lower alkyl group, an aryl group or an aralkyl group, x shows an integer of 0-3, y shows an integer of 0-5, n or m shows the same or different natural number).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、エポキシ樹脂組成
物においてハロゲン化合物を使用せずに難燃化する硬化
剤であり、これを用いたプリプレグ、及び積層板に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a curing agent which makes an epoxy resin composition flame-retardant without using a halogen compound, and relates to a prepreg and a laminate using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】電気・電子機器に広く使用されているプ
リント配線板には、エポキシ樹脂に代表される熱硬化性
の樹脂が最も多く用いられている。そして、火災に対す
る安全性を確保するために難燃性を考慮した樹脂組成物
としてハロゲン含有化合物が一般的に用いられている。
このハロゲン化合物として代表的なものは、臭素化エポ
キシ樹脂等の芳香族臭素化物であり、他の物性を低下す
ることなく難燃性を付与できる点で優れている。しか
し、これらの化合物は燃焼時に有毒な臭化水素が出るだ
けではなく、不完全燃焼の際に内分泌かく乱作用物質
(環境ホルモン)として知られる猛毒なポリブロモベン
ゾジオキサン及びポリブロモベンゾフランが発生する恐
れがある。この様な指摘を受けて臭素含有難燃剤に代わ
る環境調和型難燃剤の開発が検討されている。
2. Description of the Related Art A thermosetting resin represented by an epoxy resin is most often used for a printed wiring board widely used in electric and electronic equipment. A halogen-containing compound is generally used as a resin composition in consideration of flame retardancy in order to ensure fire safety.
A typical example of the halogen compound is an aromatic bromide such as a brominated epoxy resin, which is excellent in that it can impart flame retardancy without deteriorating other physical properties. However, these compounds not only emit toxic hydrogen bromide during combustion, but also can generate toxic polybromobenzodioxane and polybromobenzofuran, known as endocrine disruptors (environmental hormones), during incomplete combustion. There is. In response to these indications, the development of an environmentally friendly flame retardant in place of a bromine-containing flame retardant is being studied.

【0003】ハロゲン系以外の難燃剤としては、窒素化
合物、リン化合物、金属水酸化物などが知られている。
窒素化合物は、効能が小さいので単独使用では難燃化さ
せることが困難であり、他の難燃剤と組み合わせる必要
がある。金属水酸化物は、大量に添加する必要があるた
め積層板の誘電率などの物性変化が大きく問題であっ
た。リン化合物は、比較的少量で難燃化が可能であるこ
とから種々検討されている。しかし、一般的なリン系難
燃剤であるトリフェニルホスフェートやクレジルジフェ
ニルホスフェートは、これらの化合物の可塑性作用によ
り樹脂のガラス転移点が大幅に低下するばかりではな
く、積層板を加工する際のメッキ工程において処理液中
にリン化合物が溶出して汚染する問題も生じる。この様
な添加型リン化合物の問題解決としてリンを含有するエ
ポキシ化合物を用いる方法があり、例えば特開昭61-134
395、特開昭61-148219、特開昭62-223215、特開平5-393
45等が挙げられる。しかし、リン原子に脂肪族が結合し
ている化合物(特開昭61-148219、特開昭62-223215)
は、耐熱性に問題がある。一方、リン原子に芳香族が結
合している化合物(特開昭61-134395、特開平5-39345)
は、耐熱性は高いが特殊な原料ゆえに高価であり、合成
精製も容易でない問題がある。
As non-halogen flame retardants, nitrogen compounds, phosphorus compounds, metal hydroxides and the like are known.
Nitrogen compounds have low efficacy and are therefore difficult to be flame retarded when used alone, and must be combined with other flame retardants. Since it is necessary to add a large amount of metal hydroxide, a change in physical properties such as the dielectric constant of the laminate has been a serious problem. Various studies have been made on phosphorus compounds because they can be made flame retardant with a relatively small amount. However, triphenyl phosphate and cresyl diphenyl phosphate, which are common phosphorus-based flame retardants, not only significantly lower the glass transition point of the resin due to the plastic action of these compounds, but also cause the plating during processing of laminated boards. In the process, there is also a problem that the phosphorus compound is eluted and contaminated in the treatment solution. As a solution to the problem of such an addition type phosphorus compound, there is a method using an epoxy compound containing phosphorus.
395, JP-A-61-148219, JP-A-62-223215, JP-A-5-393
45 and the like. However, compounds in which an aliphatic group is bonded to a phosphorus atom (JP-A-61-148219, JP-A-62-223215)
Has a problem in heat resistance. On the other hand, compounds in which an aromatic atom is bonded to a phosphorus atom (JP-A-61-134395, JP-A-5-39345)
However, they have high heat resistance but are expensive due to special raw materials, and have a problem that synthesis and purification are not easy.

【0004】近年、これらの問題点を解決するためにエ
ポキシ樹脂と反応して固定化するリン化合物の利用が検
討されるようになった。例えば、特開平11-124489で
は、9,10-ジヒドロ-9-オキサ-10-フォスファフェナント
レン-10-オキシドを使用しているが、この化合物はエポ
キシ樹脂以外にケトンやキノン類とも反応することから
使用できる添加剤や溶媒に制限があり、更なる改良が望
まれていた。また、同様な環境への配慮として有害金属
である鉛を使用しないハンダの使用が検討されている。
この無鉛ハンダとしては、種々の合金組成が検討されて
いるが、接続信頼性を重視した場合、現在の鉛ハンダよ
りも高い溶融温度の組成が必要と言われている。このこ
とから、半導体パッケージ等の接続信頼性の要求される
プリント配線板に対しては、今まで以上の耐熱性が必要
とされている。
In recent years, in order to solve these problems, use of a phosphorus compound which reacts with an epoxy resin and is immobilized has been studied. For example, in JP-A-11-124489, 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide is used, but this compound reacts not only with epoxy resin but also with ketones and quinones. There are limitations on the additives and solvents that can be used, and further improvements have been desired. In addition, use of solder that does not use lead, which is a harmful metal, is being studied as a similar consideration to the environment.
Various alloy compositions are being studied for the lead-free solder, but it is said that when importance is placed on connection reliability, a composition having a higher melting temperature than the current lead solder is required. For this reason, a printed wiring board, such as a semiconductor package, for which connection reliability is required, is required to have higher heat resistance than ever.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、この様な問
題を解決すべく検討されたものであり、ハロゲン化合物
を用いることなく高度な難燃性を発現する樹脂組成物を
提供することを目的とするものである。すなわち、プリ
プレグ作成時の溶媒制限がない等の操作性が良く、また
得られる積層板としてはガラス転移点が高く、無鉛ハン
ダの高い溶融温度にも対応した環境調和型の樹脂組成物
を提供することである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a resin composition which exhibits high flame retardancy without using a halogen compound. It is the purpose. That is, the present invention provides an environment-friendly resin composition which has good operability such as no solvent limitation at the time of preparing a prepreg, has a high glass transition point as a laminate obtained, and can cope with a high melting temperature of lead-free solder. That is.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、エポキシ
樹脂と組み合わせる硬化剤と難燃性発現のメカニズムに
ついて鋭意研究を続けた。その結果、難燃作用のあるリ
ン酸エステル構造を硬化剤の分子内に組み込み事によ
り、添加型のリン酸エステルに見られる可塑剤的な作用
に起因する耐熱性の低下を防止し、更に組み込む基樹脂
の骨格としてノボラック型を採用することにより高度な
架橋密度を維持して高耐熱を実現した。そして、このリ
ン酸エステル構造をもつフェノール樹脂タイプの硬化剤
を用いることで上記の目的を満足することを見出し、本
発明を完成するに至った。すなわち、本発明は次のとお
りである。 (1)下記一般式(1)
Means for Solving the Problems The present inventors have intensively studied a curing agent to be combined with an epoxy resin and a mechanism of developing flame retardancy. As a result, by incorporating a phosphate ester structure having a flame-retardant effect into the molecule of the curing agent, a decrease in heat resistance due to a plasticizer effect seen in the addition type phosphate ester is prevented and further incorporated. By adopting a novolak type as the skeleton of the base resin, a high crosslink density was maintained and high heat resistance was realized. The inventors have found that the above object is satisfied by using the phenol resin type curing agent having the phosphate ester structure, and have completed the present invention. That is, the present invention is as follows. (1) The following general formula (1)

【化2】 (式中、R1およびR2は、同一もしくは異なる水素原
子、低級アルキル基、アリール基もしくはアラルキル基
の何れかであり、xは0〜3、yは0〜5の整数であり、n
およびmは同一もしくは異なる自然数を示す)で表され
る含リン・フェノール樹脂。 (2)一般式(1)で表される含リン・フェノール樹脂を必
須成分とすることを特徴として、エポキシ樹脂および他
の硬化剤を含む難燃性エポキシ樹脂組成物。 (3)上記(2)の樹脂組成物を基材に含浸してなること
を特徴とするプリプレグであり、更にこのプリプレグを
1枚以上積層して加熱加圧することで硬化させた難燃性
積層板である。
Embedded image (Wherein R 1 and R 2 are the same or different hydrogen atoms, lower alkyl groups, aryl groups or aralkyl groups, x is an integer of 0-3, y is an integer of 0-5, n
And m represent the same or different natural numbers). (2) A flame-retardant epoxy resin composition comprising an epoxy resin and another curing agent, characterized by containing a phosphorus-containing phenolic resin represented by the general formula (1) as an essential component. (3) A prepreg characterized by impregnating a base material with the resin composition of the above (2), and a flame-retardant laminate obtained by laminating one or more prepregs and curing by heating and pressing. It is a board.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】上記一般式(1)で示される本発
明のリン化合物は、フェノール樹脂類とジアリールホス
ホロハライドを塩基の存在下で反応させ部分的にジアー
リルホスホロ化させることにより容易に合成できる。無
置換のフェノール樹脂(一般的にはフェノールノボラッ
ク樹脂と呼ばれ、以後、「PNV」と略す)とジフェニ
ルホスホロクロリデート(以後、「DPC」と略す)を
用いた場合を例示する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The phosphorus compound of the present invention represented by the above general formula (1) is obtained by reacting a phenol resin with a diaryl phosphorohalide in the presence of a base to partially diallyl phosphorylate. Can be easily synthesized. An example in which an unsubstituted phenol resin (generally called a phenol novolak resin, hereinafter abbreviated as “PNV”) and diphenyl phosphorochloridate (hereinafter abbreviated as “DPC”) is used.

【化3】 (式中、nおよびmは前述と同じ意味を持つ) 反応は、トリアリールリン酸エステルの製法として知ら
れる一般的な方法が使用できる。例えば、PNVと塩基
を含む有機溶媒中にDPCを滴下する方法にて実施でき
るが、これに限定されるものではない。反応で副生する
塩化水素の捕捉剤である塩基としては、3級アミンであ
れば、特に制限はないが、トリエチルアミンやピリジン
等を用いることができる。中でもトリエチルアミンが好
ましい。用いる有機溶媒としては特に限定されないが、
アセトン、メチルエチルケトンのようなケトン類、酢酸
エチルのようなエステル類、N,N-ジメチルホルムアミ
ドのような非プロトン系極性溶媒、テトラヒドロフラン
等のエーテル類が好適である。また、2種以上の溶媒を
混合して用いることもできる。反応温度は、溶媒により
適宜選択されるが、一般的に100℃以下が好ましく、0〜
60℃が好適である。
Embedded image (In the formula, n and m have the same meaning as described above.) For the reaction, a general method known as a method for producing a triaryl phosphate ester can be used. For example, the method can be carried out by a method in which DPC is dropped into an organic solvent containing PNV and a base, but is not limited thereto. The base as a scavenger for hydrogen chloride by-produced in the reaction is not particularly limited as long as it is a tertiary amine, and triethylamine, pyridine and the like can be used. Among them, triethylamine is preferred. The organic solvent used is not particularly limited,
Ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, esters such as ethyl acetate, aprotic polar solvents such as N, N-dimethylformamide, and ethers such as tetrahydrofuran are preferred. Further, two or more kinds of solvents can be used as a mixture. The reaction temperature is appropriately selected depending on the solvent.
60 ° C. is preferred.

【0008】なお、この反応で得られた上記一般式
(1)で表される本発明の含リン・フェノール樹脂をD
PC-PNVと略すことがある。上記一般式(1)で表さ
れる本発明の含リン・フェノール樹脂(DPC-PNV)
におけるリン含量は、PNVとDPCの量比である n/
(m+n)で決定される。 n/(m+n)が小さい場合は、リン
含量が小さいため難燃性の作用が減少する。そこで、難
燃性を維持するために組成物中の含量を大きくするか、
他の難燃剤との併用が必要になる。一方、n/(m+n)が大
きい場合は、リン含量が大きくなるがエポキシ樹脂と反
応するフェノール性水酸基が減少するため硬化時の架橋
密度が減少し、耐熱性の低下を起こす恐れがある。以上
の観点からn/(m+n)は、0.05以上が必要であり、通常0.
1〜0.95が好ましく、0.2〜0.8がさらに好ましい。ま
た、原料であるフェノール樹脂(PNV)は、分子量が
小さい場合、DPC化率(n/(m+n))を上げると水酸基の
全てがDPC化されエポキシ樹脂と反応できない化合物
が含まれる可能性がある。一方、分子量が大きい場合、
樹脂ワニスの粘度上昇により基材に対する含浸性が悪化
する可能性がある。以上の観点からPNVとしては、低
分子である2核体の含量が少なく分子量が1万以下のも
のが好ましい。
The phosphorus-containing phenolic resin of the present invention represented by the above general formula (1) obtained by this reaction is treated with D
It may be abbreviated as PC-PNV. The phosphorus-containing phenolic resin of the present invention represented by the above general formula (1) (DPC-PNV)
Is the ratio of PNV to DPC in n / n
It is determined by (m + n). When n / (m + n) is small, the flame retardant action is reduced due to the small phosphorus content. Therefore, to increase the content in the composition to maintain flame retardancy,
It must be used in combination with other flame retardants. On the other hand, when n / (m + n) is large, the phosphorus content increases, but the phenolic hydroxyl group that reacts with the epoxy resin decreases, so that the crosslinking density at the time of curing decreases, and heat resistance may decrease. . From the above viewpoints, n / (m + n) needs to be 0.05 or more, and is usually 0.1.
It is preferably from 1 to 0.95, more preferably from 0.2 to 0.8. In addition, when the phenol resin (PNV) as a raw material has a small molecular weight, increasing the DPC conversion rate (n / (m + n)) may include a compound in which all of the hydroxyl groups are converted to DPC and cannot react with the epoxy resin. There is. On the other hand, if the molecular weight is large,
An increase in the viscosity of the resin varnish may deteriorate the impregnating property on the substrate. From the above viewpoints, it is preferable that the PNV has a low content of low molecular binuclear substance and a molecular weight of 10,000 or less.

【0009】本発明の樹脂組成物は、エポキシ樹脂およ
び上記の含リン・フェノール樹脂が必須成分である。エ
ポキシ樹脂としては、ハロゲン化されていないエポキシ
樹脂であれば特に制限は無いが、具体的に例示するとビ
スフェノールAおよびビスフェノールFのグリシジルエ
ーテル、フェノールノボラックおよびクレゾールノボラ
ックのグリシジルエーテルなどを挙げることができる。
中でもフェノールノボラックのグリシジルエーテルが好
適である。硬化剤兼難燃剤である上記の含リン・フェノ
ール樹脂の使用量は、難燃性の発現に関係するリン含量
に応じて適宜選択されるが、通常、樹脂組成物中のリン
含量として0.1%から5%の範囲が好ましい。なお、エポ
キシ樹脂と硬化剤の量比は、その当量比により調整され
るが、硬化剤である含リン・フェノール樹脂だけでは、
その当量比が調整できない場合もありうる。そのような
場合、難燃性の機能を持たない他の硬化剤を併用するこ
とができる。この硬化剤としては、特に制限は無く既知
の硬化剤を使用できる。具体的に例示すると、フェノー
ルノボラック、クレゾールノボラック等のフェノール樹
脂、無水トリメリット酸等の酸無水物、ジエチレントリ
アミン等のアミン類、2-メチルイミダゾール等のイミダ
ゾール類、ジシアンジアミドおよびその誘導体が挙げら
れる。
The resin composition of the present invention contains an epoxy resin and the above-mentioned phosphorus-containing phenol resin as essential components. The epoxy resin is not particularly limited as long as it is an epoxy resin that is not halogenated. Specific examples thereof include glycidyl ethers of bisphenol A and bisphenol F, and glycidyl ethers of phenol novolak and cresol novolak.
Among them, glycidyl ether of phenol novolak is preferred. The amount of the above-mentioned phosphorus-containing phenol resin, which is a curing agent and a flame retardant, is appropriately selected according to the phosphorus content related to the development of flame retardancy, but is usually 0.1% as the phosphorus content in the resin composition. To 5% is preferred. The amount ratio of the epoxy resin and the curing agent is adjusted by the equivalent ratio, but only with the phosphorus-containing phenol resin as the curing agent,
In some cases, the equivalence ratio cannot be adjusted. In such a case, another curing agent having no flame retardant function can be used in combination. The curing agent is not particularly limited, and a known curing agent can be used. Specific examples include phenol resins such as phenol novolak and cresol novolak, acid anhydrides such as trimellitic anhydride, amines such as diethylenetriamine, imidazoles such as 2-methylimidazole, dicyandiamide and derivatives thereof.

【0010】なお、本発明の樹脂組成物には、目的を損
なわない範囲で、他の熱硬化性樹脂を併用することがで
きる。具体的に例示すれば、ビスフェノールAジシアネ
ートもしくはそのプレポリマーで代表されるシアネート
樹脂、ビスマレイミド類、シアネート樹脂をビスマレイ
ミドで変性した樹脂、(メタ)アクリル酸エステルまた
はジアリルテレフタレートのような重合性不飽和基含有
樹脂が挙げられるが、これらに限定されない。また、熱
可塑性樹脂も添加することができる。具体的には、ポリ
フェニレンエーテル、ポリスチレン、ポリブタジエン、
ポリイミド、およびこれらの樹脂の各種変性された樹脂
を挙げることができるが、これらに限定されない。な
お、本発明の組成物には目的に応じて無機あるいは有機
のフィラーを添加することができる。無機フィラーの具
体例としては、水酸化アルミニウム、シリカ、アルミ
ナ、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、マイ
カ、タルク等およびその表面処理品が挙げられるが、こ
れらに限定されない。
It should be noted that other thermosetting resins can be used in combination with the resin composition of the present invention as long as the purpose is not impaired. Specific examples include a cyanate resin represented by bisphenol A dicyanate or a prepolymer thereof, bismaleimides, a resin obtained by modifying a cyanate resin with bismaleimide, and a polymerizable resin such as (meth) acrylate or diallyl terephthalate. Examples include, but are not limited to, saturated group-containing resins. Also, a thermoplastic resin can be added. Specifically, polyphenylene ether, polystyrene, polybutadiene,
Examples include, but are not limited to, polyimide and various modified resins of these resins. Incidentally, an inorganic or organic filler can be added to the composition of the present invention according to the purpose. Specific examples of the inorganic filler include, but are not limited to, aluminum hydroxide, silica, alumina, aluminum nitride, silicon nitride, silicon carbide, mica, talc, and the like and their surface-treated products.

【0011】本発明の樹脂組成物を用いた銅張積層板の
製造は、公知の方法に従うことにより行われる。すなわ
ち、含リン・フェノール樹脂等を含む熱硬化性樹脂組成
物を有機溶剤に溶解させた樹脂ワニスを調整し、これを
基材に含浸させ、熱処理してプリプレグとし、このプリ
プレグと銅箔とを積層して加熱成形して銅張積層板とす
る方法である。樹脂ワニスに使用される溶媒としては、
アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケト
ン、トルエン、キシレン、N,N-ジメチルホルムアミド等
の単独もしくは2種類以上の混合溶媒が挙げられる。樹
脂ワニスを含浸させる基材としては、ガラス繊維、アル
ミナ繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維等の無機
または有機繊維からなる織布、不織布、マット、紙ある
いはこれらの組み合わせを挙げることができる。プリプ
レグを得る熱処理条件は、使用した溶媒、触媒量および
その他の添加剤の種類により適宜選択されるが、一般的
に知られた条件で行なうことができる。例えば、100
℃〜200℃の温度で1分〜30分加熱する方法が挙げ
られる。プリプレグと銅箔を積層し銅張積層板とする加
熱成形条件としては、150℃〜250℃の温度範囲で
1MPa〜10MPaの成形圧力で30分〜300分の
加熱プレスする方法が挙げられる。
The production of a copper-clad laminate using the resin composition of the present invention is performed according to a known method. That is, a resin varnish prepared by dissolving a thermosetting resin composition containing a phosphorus-containing phenol resin or the like in an organic solvent is prepared, and the resin varnish is impregnated into a base material, and heat-treated to form a prepreg. This is a method of laminating and heat forming to obtain a copper-clad laminate. As the solvent used for the resin varnish,
A single solvent or a mixture of two or more solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, toluene, xylene, N, N-dimethylformamide and the like. Examples of the substrate to be impregnated with the resin varnish include a woven fabric, a nonwoven fabric, a mat, a paper made of an inorganic or organic fiber such as a glass fiber, an alumina fiber, a polyester fiber, and a polyamide fiber, or a combination thereof. The heat treatment conditions for obtaining the prepreg are appropriately selected depending on the solvent used, the amount of the catalyst and the type of other additives, but can be performed under generally known conditions. For example, 100
A method of heating at a temperature of from 0 to 200 ° C for from 1 to 30 minutes is exemplified. The heat forming conditions for laminating the prepreg and the copper foil to form a copper-clad laminate are as follows: a temperature range of 150 ° C. to 250 ° C.
A method of hot pressing at a molding pressure of 1 MPa to 10 MPa for 30 minutes to 300 minutes is exemplified.

【0012】[0012]

【実施例】以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れらに限定されるものではない。なお、実施例、比較例
における部および%は特に断らない限り重量基準であ
る。 合成例1 [DPC-PNVの合成] メチルエチルケトン1リットルにフェノールノボラック
樹脂(PNV)[大日本インキ化学(株)製、TD-2093
(数平均分子量Mn=1,400)]200gを溶解し、温度
計、攪拌装置、冷却管、滴下管を付けた5リットル反応
器に仕込んだ。この溶液を5℃まで冷却した後、ジフェ
ニルホスホロクロリデート(DPC)[大八化学(株)
製 DPC]256gとメチルエチルケトン500ミリリ
ットルを加えた。次に反応温度を5℃に維持しながらト
リエチルアミン106gを滴下することにより反応を行
なった。滴下終了後、25℃にて2時間熟成反応を行い
反応を完結させた。反応液を0.1N塩酸500ミリリッ
トルで2回および水500ミリリットルで1回の洗浄を
行なうことにより過剰のトリエチルアミンおよび反応で
生成したトリエチルアミン塩酸塩を除去した。洗浄後の
反応液から減圧下でメチルエチルケトンを留去して目的
とするDPC-PNV 419gを得た(収率=99.5
%)。なお、この合成例1の化合物はPNVの水酸基の
1/2がDPC化されており、1/2DPC-PNVと呼
ぶ。1/2DPC-PNVは、ゲルパーミネーションクロマ
トグラフィー(GPC)により低分子物質が無いことで
DPCとPNVが結合していることを確認し、赤外吸収
スペクトル(IR)分析によりリン酸エステルの吸収
(P=O : 1200Cm-1, P-O-C : 980cm-1)があることで同
定した。
EXAMPLES Examples of the present invention will be shown below, but the present invention is not limited to these examples. In the examples and comparative examples, parts and percentages are by weight unless otherwise specified. Synthesis Example 1 [Synthesis of DPC-PNV] Phenol novolak resin (PNV) [TD-2093, manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.]
(Number-average molecular weight Mn = 1,400)] and charged into a 5 liter reactor equipped with a thermometer, a stirrer, a cooling pipe, and a dropping pipe. After cooling this solution to 5 ° C., diphenyl phosphorochloridate (DPC) [Daichi Chemical Co., Ltd.
DPC] and 500 ml of methyl ethyl ketone. Next, while maintaining the reaction temperature at 5 ° C., 106 g of triethylamine was added dropwise to carry out the reaction. After the completion of the dropwise addition, an aging reaction was performed at 25 ° C. for 2 hours to complete the reaction. The reaction solution was washed twice with 500 ml of 0.1N hydrochloric acid and once with 500 ml of water to remove excess triethylamine and triethylamine hydrochloride formed by the reaction. From the washed reaction solution, methyl ethyl ketone was distilled off under reduced pressure to obtain 419 g of the desired DPC-PNV (yield = 99.5).
%). In addition, in the compound of Synthesis Example 1, 1/2 of the hydroxyl group of PNV is converted to DPC, which is called 1 / 2DPC-PNV. For 1 / 2DPC-PNV, it was confirmed by gel permeation chromatography (GPC) that DPC and PNV were bound by the absence of low molecular substances, and the absorption of phosphate ester was confirmed by infrared absorption spectrum (IR) analysis. (P = O: 1200Cm-1, POC: 980cm-1).

【0013】合成例2 合成例1と同様な操作にてPNV 200g、DPC 128
g、トリエチルアミン 53gを用いて1/4DPC-PNV
310g(収率=99.8%)を得た。
Synthesis Example 2 A PNV of 200 g and DPC 128 were prepared in the same manner as in Synthesis Example 1.
g, 53 g of triethylamine and 1/4 DPC-PNV
310 g (yield = 99.8%) were obtained.

【0014】合成例3 [原料フェノール樹脂の合成] フェノール 470部、ビスフェノールA 1140
部、ホルマリン(HCHO 35%)738部およびシュウ酸
16部を反応器に仕込み、加熱還流下で60分反応を行
なった。次に、塩酸 8部を加えて更に40分間反応を
継続した。
Synthesis Example 3 [Synthesis of Raw Material Phenol Resin] 470 parts of phenol, bisphenol A 1140
Part, 738 parts of formalin (HCHO 35%) and oxalic acid
16 parts were charged into a reactor, and a reaction was carried out under heating and refluxing for 60 minutes. Next, 8 parts of hydrochloric acid was added and the reaction was continued for another 40 minutes.

【0015】反応終了後、反応液を2リットルの氷水中
に投入して反応を停止させると共に生成物を固形化させ
た。析出した粗生成物を吸引濾過で集めて水で3回洗浄
した。洗浄後の粗生成物をフラスコに移し、減圧下で1
50℃まで加熱して水および低沸点不純物を留去した。
最後に、フラスコに残った生成物をアルミ製バットに流
し込んで固形化させた。得られた生成物の収量は、17
02gであり、GPC分析の結果、数平均分子量Mn= 95
1の高分子であった。また、滴定法で水酸基当量を測定
した結果、114(g/mol)であり、目的物であることを
確認した。得られた生成物は、フェノールとビスフェノ
ールAが1:1のモル比である混合ノボラックであり、以
後「KNV」と略す。
After completion of the reaction, the reaction solution was poured into 2 liters of ice water to stop the reaction and solidify the product. The precipitated crude product was collected by suction filtration and washed three times with water. The crude product after washing is transferred to a flask,
Heating to 50 ° C. distilled off water and low boiling impurities.
Finally, the product remaining in the flask was poured into an aluminum vat and solidified. The yield of the product obtained is 17
Gg analysis showed that the number average molecular weight was Mn = 95.
It was a polymer of 1. In addition, as a result of measuring a hydroxyl equivalent by a titration method, it was 114 (g / mol), and it was confirmed that it was a target. The product obtained is a mixed novolak in which phenol and bisphenol A are in a 1: 1 molar ratio, hereinafter abbreviated as "KNV".

【0016】合成例4 合成例1と同様な操作にて、PNVの代わりに合成例3
のフェノールとビスフェノールAの混合ノボラック樹脂
(KNV)200g、DPC 236g、トリエチルアミン
98gを用いて1/2DPC-KNV 401g(収率=99.4
%)を得た。
Synthesis Example 4 In the same operation as in Synthesis Example 1, Synthesis Example 3 was used instead of PNV.
Novolak resin (KNV) 200g, DPC 236g, triethylamine
Using 98 g, 401 g of 1 / 2DPC-KNV (yield = 99.4
%).

【0017】実施例1 フェノールノボラック・エポキシ(大日本インキ化学
(株)製、商品名:エピクロンN-770)100部、難燃
剤兼硬化剤である合成例1のDPC化フェノールノボラ
ック樹脂(1/2DPC-PNV)38部および調整用の硬
化剤としてフェノールノボラック樹脂(大日本インキ化
学(株)製 TD-2093)41部をメチルエチルケトン
179部に溶解し、不揮発分50%の溶液とし、硬化触
媒2-エチル-4-メチルイミダゾール(四国化成(株)製
商品名:キュアゾール[2E4MZ])0.1部を添加して
樹脂ワニスを調整した。この樹脂ワニスを厚さ0.1m
mのガラスクロス(有沢製作所製 1031)に含浸させ1
50℃で5分間の加熱熟成を行なうことにより、樹脂量
50%のプリプレグを得た。このプリプレグを4枚積層
し、両面に厚さ18μmの銅箔(三井金属工業(株)製
3EC-III)を重ね、面圧2MPa、昇温1.5℃/m
inで200℃−120minの条件で真空加熱プレスを行
い、銅張積層板を得た。この積層板の特性を表-1に示し
た。
Example 1 100 parts of phenol novolak epoxy (trade name: Epicron N-770, manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.), and the DPC-modified phenol novolak resin (1/1 / 38 parts of 2DPC-PNV) and 41 parts of a phenol novolak resin (TD-2093 manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.) as a curing agent for adjustment were added to methyl ethyl ketone.
Dissolved in 179 parts to make a solution having a nonvolatile content of 50%, and 0.1 part of a curing catalyst 2-ethyl-4-methylimidazole (trade name: Cureazole [2E4MZ] manufactured by Shikoku Chemicals Co., Ltd.) was added, and a resin varnish was added. It was adjusted. This resin varnish is 0.1m thick
m glass cloth (1031 manufactured by Arisawa Seisakusho)
A prepreg having a resin amount of 50% was obtained by heating and aging at 50 ° C. for 5 minutes. Four prepregs are laminated, and copper foil (3EC-III manufactured by Mitsui Kinzoku Kogyo KK) with a thickness of 18 μm is laminated on both sides, the surface pressure is 2 MPa, and the temperature is raised to 1.5 ° C./m.
The vacuum heating press was performed at 200 ° C. for 120 minutes at “in” to obtain a copper-clad laminate. Table 1 shows the characteristics of the laminate.

【0018】実施例2および3と比較例1〜4 表-1に記載した樹脂組成にて実施例1と同様のプリプ
レグを作成し、同様に銅張積層板を得た。この積層板の
特性を表−1に示した。比較例1では、硬化反応しない
レゾルシノールビスジフェニルホスフェート(RDP)
の比率が高く、ガラス転移点が低下し、耐熱性が劣る。
比較例2では、水酸化アルミニウムを併用することでR
DPの使用量を削減したが、水酸化アルミニウムの分解
の影響もあり、ハンダ耐熱性が低い。比較例3では、難
燃成分を添加しないため耐熱および電気特性は良好であ
るが、難燃性試験において消炎せずに最上端まで燃焼し
てしまった。比較例4は、臭素化されたエポキシを難燃
成分として使用した例である。
Examples 2 and 3 and Comparative Examples 1 to 4 A prepreg similar to that of Example 1 was prepared using the resin composition shown in Table 1, and a copper-clad laminate was similarly obtained. Table 1 shows the characteristics of the laminate. In Comparative Example 1, resorcinol bisdiphenyl phosphate (RDP) that does not undergo a curing reaction
Is high, the glass transition point is lowered, and the heat resistance is poor.
In Comparative Example 2, by using aluminum hydroxide in combination, R
Although the amount of DP used was reduced, the solder heat resistance was low due to the effect of decomposition of aluminum hydroxide. In Comparative Example 3, the heat resistance and the electrical characteristics were good because no flame retardant component was added, but the flame was burned to the uppermost end without extinguishing in the flame retardancy test. Comparative Example 4 is an example in which a brominated epoxy was used as a flame retardant component.

【0019】[0019]

【表1】 (a)大日本インキ化学(株)製 フェノールノボラック
・エポキシ (b)大日本インキ化学(株)製 フェノールノボラック (c)合成例1の含リン・フェノール樹脂 (d)合成例2の含リン・フェノール樹脂 (e)合成例4の含リン・フェノール樹脂 (f)味の素ファインテクノ(株)製 レゾルシノールビ
スジフェニルホスフェート (g)昭和電工(株)製 水酸化アルミニウム (h)日本化薬(株)製 テトラブロモビスフェノールA (i)硬化触媒:四国化成(株)製 2-エチル-4-メチルイ
ミダゾール 表-1において、物性は次に記載する方法もしくは測定器
を用いて行なった。 (1)難燃性: UL94垂直法に準拠して燃焼時間によ
り評価した。各種銅張積層板の銅箔をエッチング除去し
た板から幅12.7mm、長さ127mmを切り出したものを
試験片とした。試験は、各5個の試験片に対して対して
2回の接炎を行い、消炎時間を測定した。なお、平均消
炎時間が5秒以内で且つ最長消炎時間が10秒以内であ
る物がUL94V-0である。消炎しない物がHBとなる。 (2)ガラス転移温度(Tg): セイコーインスツルメ
ンツ(株)製の熱分析システム製SSC5200を用い
て、昇温速度5℃/min、周波数10Hzで動的粘弾
性測定(DMA)を行い、損失正接(tan δ)ピークよ
り求めた。 (3)銅箔引き剥がし強度: JIS規格(C6481)
に準拠して行なった。銅箔は、三井金属工業(株)の3
EC-III(18μm)を使用した。単位は、kN/mで
ある。 (4)280℃耐ハンダ性: 5センチメートル角の積層
板を10枚用意し、280℃のハンダ浴に10分間浸漬
した。浸漬後の積層板の表面状態を目視で観察して膨れ
等の異常が無いかを調べた。結果の表記は、異常の発生
しなかった試験片の枚数である(全て異常が無い場合
は、10/10となる)。
[Table 1] (a) Phenol novolak epoxy manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc. (b) Phenol novolak manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc. (c) Phosphorus-containing phenolic resin of Synthesis Example 1 (d) Phosphorus-containing phenolic resin of Synthesis Example 2 Phenol resin (e) Phosphorus-containing phenol resin of Synthesis Example 4 (f) Resorcinol bisdiphenyl phosphate manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd. (g) Aluminum hydroxide manufactured by Showa Denko KK (h) Nippon Kayaku Co., Ltd. Tetrabromobisphenol A (i) Curing catalyst: 2-Ethyl-4-methylimidazole manufactured by Shikoku Chemicals Co., Ltd. In Table 1, physical properties were measured using the methods or measuring instruments described below. (1) Flame retardancy: Evaluated by burning time according to the UL94 vertical method. Specimens were obtained by cutting out a copper foil of various copper-clad laminates by etching and removing 12.7 mm in width and 127 mm in length. In the test, two flames were applied to each of the five test pieces, and the extinction time was measured. UL94V-0 has an average extinction time of less than 5 seconds and a maximum extinction time of less than 10 seconds. Those that do not extinguish become HB. (2) Glass transition temperature (Tg): Dynamic viscoelasticity measurement (DMA) was performed at a heating rate of 5 ° C./min at a frequency of 10 Hz using SSC5200 manufactured by Seiko Instruments Inc. (Tan δ) It was determined from the peak. (3) Copper foil peel strength: JIS standard (C6481)
Performed in accordance with Copper foil is available from Mitsui Kinzoku Kogyo Co., Ltd.
EC-III (18 μm) was used. The unit is kN / m. (4) Solder Resistance at 280 ° C. Ten laminated plates of 5 cm square were prepared and immersed in a 280 ° C. solder bath for 10 minutes. The surface condition of the laminated plate after immersion was visually observed to determine whether there was any abnormality such as blistering. The notation of the result is the number of test pieces in which no abnormality has occurred (10/10 when all are normal).

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明のリン酸エステル構造を分子内に
有するフェノール樹脂およびそれを用いた組成物は、ノ
ンハロゲンで且つ優れた耐熱性を兼ね備えたものであ
る。従って、接続信頼性の要求される高い溶融温度の無
鉛ハンダにも対応し、更にハロゲン化合物を使用せずに
難燃性を実現できる環境調和型材料として有用である。
特に、接続信頼性の観点から高融点ハンダが使用される
半導体パッケージ用の基板等に有用である。
The phenolic resin having a phosphate ester structure in the molecule thereof and the composition using the same according to the present invention are non-halogen and have excellent heat resistance. Therefore, it is useful as an environment-friendly material that can handle lead-free solder having a high melting temperature, which requires connection reliability, and can realize flame retardancy without using a halogen compound.
Particularly, it is useful for a substrate for a semiconductor package or the like in which high melting point solder is used from the viewpoint of connection reliability.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平松 聖生 東京都葛飾区新宿6丁目1番1号 三菱瓦 斯化学株式会社東京研究所内 Fターム(参考) 4F072 AA07 AB05 AB06 AB09 AB11 AD18 AL09 4F100 AB17B AK33A AK33K AK53A AT00B BA02 BA10A BA10B DH01A GB43 JJ07A 4J033 CA02 CA11 CA19 CA28 CA29 CA44 CB18 CC03 CC09 CD04 HA07 HA12 HA28 HB01 4J036 AA01 AD08 AF06 DB06 FB08 HA11 JA08 KA01  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on front page (72) Inventor Seio Hiramatsu 6-1-1 Shinjuku, Katsushika-ku, Tokyo Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd. Tokyo Research Laboratory F-term (reference) 4F072 AA07 AB05 AB06 AB09 AB11 AD18 AL09 4F100 AB17B AK33A AK33K AK53A AT00B BA02 BA10A BA10B DH01A GB43 JJ07A 4J033 CA02 CA11 CA19 CA28 CA29 CA44 CB18 CC03 CC09 CD04 HA07 HA12 HA28 HB01 4J036 AA01 AD08 AF06 DB06 FB08 HA11 JA08 KA01

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】フェノール型化合物がメチレン基で結合し
たフェノール樹脂の水酸基を部分的にジアリールホスホ
ロ化して得られる含リン・フェノール樹脂。
1. A phosphorus-containing phenolic resin obtained by partially diarylphosphorizing a hydroxyl group of a phenolic resin in which a phenol type compound is bound by a methylene group.
【請求項2】下記一般式1 【化1】 (式中、R1およびR2は、同一もしくは異なる水素原
子、低級アルキル基、アリール基もしくはアラルキル基
の何れかであり、xは0〜3、yは0〜5の整数であり、n
およびmは同一もしくは異なる自然数を示す)で表され
る請求項1記載の含リン・フェノール樹脂。
2. A compound represented by the following general formula 1. (Wherein R 1 and R 2 are the same or different hydrogen atoms, lower alkyl groups, aryl groups or aralkyl groups, x is an integer of 0-3, y is an integer of 0-5, n
And m represents the same or different natural numbers).
【請求項3】請求項2の一般式1中のR1およびR2が全
て水素原子であることを特徴とする請求項1記載の含リ
ン・フェノール樹脂。
3. A phosphorus-containing phenol resin according to claim 1, wherein the R 1 and R 2 of the general formula 1 of claim 2 are all hydrogen atoms.
【請求項4】請求項1から3記載のいずれかの含リン・
フェノール樹脂を必須成分とする難燃性樹脂組成物。
4. The phosphorous-containing composition according to claim 1, wherein
A flame-retardant resin composition containing a phenol resin as an essential component.
【請求項5】請求項4記載の樹脂組成物を加熱硬化して
得られる積層板。
5. A laminate obtained by heating and curing the resin composition according to claim 4.
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