JP2001288247A - リン含有エポキシ樹脂組成物及び、該リン含有エポキシ樹脂を用いる難燃性の樹脂シート、樹脂付き金属箔、プリプレグ及び積層板、多層板 - Google Patents

リン含有エポキシ樹脂組成物及び、該リン含有エポキシ樹脂を用いる難燃性の樹脂シート、樹脂付き金属箔、プリプレグ及び積層板、多層板

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】ハロゲン化物を含有しないで難燃性を有し、接
着力、耐熱性に優れたエポキシ樹脂組成物の提供。 【解決手段】リン含有エポキシ樹脂(A)と硬化剤を含
有するエポキシ樹脂組成物(a)において、リン含有エ
ポキシ樹脂(A)がキノン化合物類1モルに対してリン
原子に結合した1個の活性水素を有する有機リン化合物
類(b)を1.01モルから2モル未満の範囲で反応せ
しめて得られるリン含有有機化合物(B)と、式1,式
2,式3から選ばれた少なくとも1種類以上のエポキシ
樹脂類(C)を20重量%〜45重量%含有するように
反応せしめたことを特徴とするリン含有エポキシ樹脂組
成物 式1中R1はH及び/またはフェニル基。 式2中R2はH及び/またはフェニル基。 式3中R3はH及び/またはフェニル基。XはCH2
O,CO,SO,S等を示す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、新規な難燃性を有
するリン含有エポキシ樹脂組成物及び、それを用いた電
子回路基板に用いられる樹脂シート・樹脂付き金属箔・
プリプレグ・積層板・多層板に関する。
【0002】
【従来技術】電子・電気機器に使用される銅張積層板は
火災の防止・遅延といった安全性が強く要求されている
ことから、従来より難燃性を有するハロゲン化エポキシ
樹脂などを用いて製造されている。ハロゲンのうち特に
臭素をエポキシ樹脂に導入することにより難燃性が付与
されることと、エポキシ基の高反応性を有し優れた硬化
物が得られることから、ハロゲン化エポキシ樹脂類、特
に臭素化エポキシ樹脂は有用な電子、電気材料として位
置づけられている。しかし、高温で長期にわたって使用
した場合、ハロゲン化物の解離が起こり、これによって
配線腐食の発生の恐れがあり、すでに現実化している例
もある。更に使用済みの電子部品、電気機器の燃焼の際
にハロゲン化物などの有害物質を発生し、環境保全の視
点からハロゲンの利用が問題視されるようになってきて
いる。このような状況のもとで、これに代わる材料の開
発が研究されるようになってきている。この様なことか
ら、ハロゲンを使用しない難燃性付与エポキシ樹脂及び
それを応用した電子回路用積層板の開発と商業化は時代
の要求に対応した課題である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、ハロゲン
を使用しないで難燃性を付与したエポキシ樹脂及び、そ
れを用いた電子回路用積層板を開発すべく鋭意研究し、
西沢 仁著、増補新版「ポリマーの難燃化」株式会社大
成社発行(1989年)第49頁、第52乃至59頁に
概説されているリン及びリン化合物による難燃作用の基
本原理に着目し、この基本原理を応用した難燃性を有す
る新しいリン含有エポキシ樹脂組成物が、特定の有機リ
ン化合物を用いることによって得られること、更に特定
のエポキシ樹脂を必須成分とすることで得られた樹脂組
成物が優れた難燃性を有し、且つその硬化物の物性が良
好であり電子回路用積層板として有用であることを見い
だし本発明を完成するに至ったものである。ハロゲンを
使用しないで難燃性を付与したエポキシ樹脂は、例えば
ヨーロッパ特許公報EP0806429A2に記載され
ているように、有機リン化合物とエポキシ樹脂類から誘
導されるエポキシ基を含有したリン含有有機化合物が検
討されているが、このものに2官能性エポキシ樹脂類を
用いた場合には反応性官能基であるエポキシ基の濃度が
低くなり、エポキシ樹脂硬化物とした場合に耐熱性が低
下するといった問題があった。また、例えば特開平4−
11662号公報に記載されている有機リン化合物とエ
ポキシ樹脂類から得られるリン含有エポキシ樹脂は粘度
が高く、他の液状エポキシ樹脂を加えて実用粘度を低下
させなければならず、このものを用いたエポキシ樹脂組
成物はリン含有量が低下するという問題点があった。ま
た、特開平11−166035号公報に記載のリン含有
エポキシ樹脂は有機リン化合物とエポキシ樹脂類とから
得られ、特開平11−279258号公報に記載のリン
含有エポキシ樹脂は、有機リン化合物とキノン類化合物
およびエポキシ樹脂類とから得られるが、両者共に多官
能エポキシ樹脂であるノボラック型エポキシ樹脂を用い
なければならず、接着性が低下する問題があった。本発
明は、かかる課題を解決するためになされたもので、高
い難燃性と耐熱性を有し、更に接着性にも優れる積層板
に有用なリン含有エポキシ樹脂を含んでなる難燃性エポ
キシ樹脂組成物を得、更にこのエポキシ樹脂を用いた電
子回路用原材料である樹脂シート、樹脂付き金属箔、プ
リプレグ、積層板、多層板を提供することを目的とす
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の要旨は、
リン含有エポキシ樹脂(A)と硬化剤を含有するエポキ
シ樹脂組成物(a)において、リン含有エポキシ樹脂
(A)がキノン化合物類1モルに対してリン原子に結合
した1個の活性水素を有する有機リン化合物類(b)を
1.01モルから2モル未満の範囲で反応せしめて得ら
れるリン含有有機化合物(B)と、一般式1,一般式
2,一般式3から選ばれた少なくとも1種類以上のエポ
キシ樹脂類(C)を20重量%〜45重量%含有するよ
うに反応せしめたものであることを特徴とするリン含有
樹脂組成物であって、更にこのリン含有エポキシ樹脂を
用いかつ全樹脂組成物中のリン含有量が0.5〜4重量
%であることを特徴とするリン含有エポキシ樹脂を含ん
でなる難燃性エポキシ樹脂組成物を得る。更に、このリ
ン含有エポキシ樹脂を含んでなる難燃性エポキシ樹脂組
成物から得られる樹脂シート、樹脂付き金属箔、無機お
よび有機のシート状基材に含浸・塗布することを特徴と
するプリプレグ及びその樹脂シート、樹脂付き金属箔、
プリプレグを加熱硬化して得られる積層板・多層板にあ
る。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明について詳細に述べる。本
発明におけるキノン化合物の具体例としては1,4−ベ
ンゾキノン、1,2−ベンゾキノン、1,4−ナフトキ
ノン等が挙げられる。これらキノン類は単独でも2種類
以上混合して使用しても良く、また、これらに限定され
るものではない。
【0006】本発明におけるリン原子に結合した1個の
活性水素を有する有機リン化合物(b)の具体例として
は3,4,5,6,−ジベンゾ−1,2−オキサフォス
ファン−2−オキシド(略称HCA、三光化学株式会社
製)、ジフェニルホスフィンオキシド等が挙げられる。
これら有機リン化合物類(b)は単独でも2種類以上混
合して使用しても良く、また、これらに限定されるもの
ではない。
【0007】キノン化合物類とリン原子に結合した1個
の活性水素を有する有機リン化合物類(b)との反応
は、例えば特開平5−214068号公報、ロシアの一
般化学雑誌である(Zh.Obshch.Khim.),42(11),第2415-2
418 頁(1972)や特開昭60−126293号公
報、特開昭61−236787号公報、特開平5−33
1179号公報で示される方法により反応される。しか
し、本発明ではキノン化合物類1モルに対してリン原子
に結合した1個の活性水素を有する有機リン化合物類
(b)を1.01モルから2モル未満、より好ましくは
1.01から1.5モル未満、更に好ましくは1.01
から1.4モル未満の範囲で反応を行うものであり、2
モル以上反応させた場合、エポキシ基と原料であるリン
原子に結合した1個の活性水素を有する有機リン化合物
(b)の反応が起こり、硬化剤との架橋点であるエポキ
シ基を持たない成分が多く生成してしまい、耐熱性の低
下や接着力の低下を招いてしまう。また、キノン化合物
類1モルに対してリン原子に結合した1個の活性水素を
有する有機リン化合物類(b)を1.01モルより少な
く反応させた場合、これらふたつの反応が目的通りに進
行せずに有機リン化合物類(b)またはキノン化合物が
残存してしまう。特に昇華性のあるキノン化合物が残存
した場合はエポキシ樹脂と反応する反応基を有していな
いので、耐熱性等の物性に悪影響を及ぼす。
【0008】キノン化合物類とリン原子に結合した1個
の活性水素を有する有機リン化合物(b)の反応はあら
かじめ有機リン化合物類(b)を不活性溶媒に溶解した
後、キノン化合物類を添加して加熱攪拌により反応を行
う。不活性溶媒の例としてはメタノール、エタノール、
イソプロパノール、クロロホルム、N,N−ジメチルホ
ルムアミド、ジオキサン、エチレングリコール、メトキ
シプロパノール、エチルセロソルブ、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン等が挙げられるが、有機リン化合物類
(b)が溶解しうる溶媒であればいずれでも良く、これ
らに限定されるものではない。しかし、キノン化合物の
中には不純物として微量の有機酸、例えば無水マレイン
酸・無水フタル酸等が含まれるものがあり、アルコール
性水酸基をもった溶媒ではこれらの酸と溶媒のアルコー
ル性水酸基との反応が起こり全く硬化反応に関与しない
物質が生成するため、耐熱性等に影響を与える。従っ
て、より好ましくはジオキサン、ベンゼン、トルエン、
キシレン等が好ましい。反応を行う際には、キノン化合
物類を粉末状または溶媒に溶解して利用する。キノン類
と有機リン化合物との反応は発熱を伴うので、急激な発
熱が起きないよう所定量を分割投入や滴下法によりキノ
ン化合物類を添加する。添加後50℃から150℃で1
時間から4時間保持しながら、反応を行う。
【0009】本発明における一般式1で示されるエポキ
シ樹脂類(C)の具体例はエポトートZX−1027
(ハイドロキノン型エポキシ樹脂 東都化成株式会社
製)が挙げられるがこれらに限定されるものではない。
一般式2で示されるエポキシ樹脂類(C)の具体例はエ
ポトートZX−1355(1,4−ジヒドロキシナフタ
レン型エポキシ樹脂 東都化成株式会社製)が挙げられ
るがこれらに限定されるものではない。一般式3で示さ
れるエポキシ樹脂類(C)の具体例はエポトートYDF
−170,YDF−8170(ビスフェノールF型エポ
キシ樹脂 東都化成株式会社製)、エポトート ZX−
1251(ビフェニルエポキシ樹脂 東都化成株式会社
製)、エポトート ZX−1201(ビスフェノールフ
ルオレン型エポキシ樹脂 東都化成株式会社製)、ES
LV−80DE(ジフェニルエーテル型エポキシ樹脂
新日鐵化学株式会社製)、ESLV−50TE(ジフェ
ニルスルフィド型エポキシ樹脂 新日鐵化学株式会社
製)が挙げられるがこれらに限定されるものではない。
また、一般式1,一般式2,一般式3のエポキシ樹脂類
(C)を単独または2種類以上混合して使用しても良い
が、その配合割合は反応後のリン含有エポキシ樹脂の重
量100%に対して20重量%から45重量%、より好
ましくは20重量%から43重量%、更に好ましくは2
0重量%から41重量%である。この配合割合が20重
量%より少ない場合は、接着力、特に層間接着力が低く
なり45重量%より多いと耐熱性が低くなり好ましくな
い。
【0010】一般式1,一般式2,一般式3のエポキシ
樹脂類(C)が20重量%から45重量%の範囲であれ
ばそれ以外のエポキシ樹脂を使用することが出来る。そ
れ以外のエポキシ樹脂としては具体的には一般式3以外
のビスフェノール型エポキシ樹脂、レゾルシン型エポキ
シ樹脂、ポリグリコール型エポキシ樹脂、三官能型エポ
キシ樹脂、四官能型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキ
シ樹脂等、1分子中に2個以上のエポキシ基を持つもの
が挙げられるがこれらに限定されるものではない。
【0011】キノン化合物類とリン原子に結合した1個
の活性水素を有する有機リン化合物類(b)を反応させ
て得られるリン含有有機化合物(B)と、一般式1,一
般式2,一般式3のいずれか1種類以上を含むエポキシ
樹脂類(C)との反応は公知の方法で行うことが可能で
ある。すなわち、リン含有有機化合物(B)にエポキシ
樹脂類(C)を添加し、反応温度として100℃〜20
0℃より好ましくは120℃〜180℃で攪拌下、反応
を行う。この反応の速度が遅い場合、必要に応じて触媒
を使用して生産性の改善を計ることができる。具体的な
触媒としてはベンジルジメチルアミン等の第3級アミン
類、テトラメチルアンモニウムクロライド等の第4級ア
ンモニウム塩類、トリフェニルホスフィン、トリス
(2,6−ジメトキシフェニル)ホスフィン等のホスフ
ィン類、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド等
のホスホニウム塩類、2メチルイミダゾール、2エチル
4メチルイミダゾール等のイミダゾール類等各種触媒が
使用可能である。
【0012】本発明で用いるリン含有エポキシ樹脂
(A)のリン含有量は好ましくは1.2〜4重量%、よ
り好ましくは1.8〜3.6重量%、更に好ましくは2
〜3.1重量%であり、リン含有エポキシ樹脂(A)を
含んでなる難燃性樹脂組成物中の有機成分中のリンの含
有量は好ましくは0.5〜4重量%、より好ましくは
1.5〜3.5重量%、更に好ましくは2〜3重量%で
ある。難燃性樹脂組成物中の有機成分中のリンの含有量
が0.5重量%以下になると難燃性の確保が難しくな
り、5重量%以上だと耐熱性に悪影響を与える為に、
0.5重量%から4重量%に調整することが望ましい。
また、本発明で用いるリン含有エポキシ樹脂(A)のエ
ポキシ当量は好ましくは200〜600g/eq、より
好ましくは250〜550g/eq、更に好ましくは3
00〜500g/eqである。エポキシ当量が200g
/eq未満の場合は接着性に劣り、500g/eqを越
えると耐熱性に悪影響を与えるために200〜600g
/eqに調整することが望ましい。
【0013】本発明組成物の硬化剤としては、各種フェ
ノール樹脂類や酸無水物類、アミン類、ヒドラジッド
類、酸性ポリエステル類等の通常使用されるエポキシ樹
脂用硬化剤を使用することができ、これらの硬化剤は1
種類だけ使用しても2種類以上使用しても良い。
【0014】本発明のリン含有エポキシ樹脂を含んでな
る難燃性エポキシ樹脂組成物には、粘度調整用として有
機溶剤も用いることができる。用いることが出来る有機
溶剤としては、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミ
ド類、エチレングリコールモノメチルエーテル等のエー
テル類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、
メタノール、エタノール等のアルコール類、ベンゼン、
トルエン等の芳香族炭化水素類等が挙げられ、これらの
溶剤のうちの一又は複数種を混合したものを、エポキシ
樹脂濃度として30〜80重量%の範囲で配合すること
ができる。
【0015】本発明組成物には必要に応じて第3級アミ
ン、第4級アンモニウム塩、ホスフィン類、イミダゾー
ル類等の硬化促進剤を配合することができる。
【0016】本発明組成物で用いられるフィラーとして
は、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、タル
ク、焼成タルク、クレー、カオリン、酸化チタン、ガラ
ス粉末、シリカバルーン等の無機フィラーが挙げられる
が、顔料等を配合しても良い。一般的無機充填材を用い
る理由として、耐衝撃性の向上が挙げられる。また、水
酸化アルミ、水酸化マグネシウムなどの金属水酸化物を
用いた場合、難燃助剤として作用し、リン含有量が少な
くても難燃性を確保することが出来る。特に配合量が1
0%以上でないと、耐衝撃性の効果は少ない。しかしな
がら、配合量が150%を越えると積層板用途として必
要な項目である接着性が低下する。また、ガラス繊維、
パルプ繊維、合成繊維、セラミック繊維等の繊維質充填
材や微粒子ゴム、熱可塑性エラストマーなどの有機充填
材を上記樹脂組成物に含有することもできる。
【0017】次に、上記のようなリン含有エポキシ樹脂
組成物にて得られる樹脂シートについて説明する。樹脂
シートを製造する方法としては、特に限定するものでは
ないが、例えばポリエステルフィルム、ポリイミドフィ
ルムなどのエポキシ樹脂組成物に溶解しないキャリアフ
ィルムに、上記のようなリン含有エポキシ樹脂組成物を
好ましくは5〜100μmの厚みに塗布した後、100
〜200℃で1〜40分加熱乾燥してシート状に成型す
る。一般にキャスティング法と呼ばれる方法で樹脂シー
トが形成されるものである。このときリン含有エポキシ
樹脂組成物を塗布するシートにはあらかじめ離型剤にて
表面処理を施しておくと、成型された樹脂シートを容易
に剥離することが出来る。ここで樹脂シートの厚みは5
〜80μmに形成することが望ましい。
【0018】次に、上記のようなリン含有エポキシ樹脂
組成物にて得られる樹脂付き金属箔について説明する。
金属箔としては、銅、アルミニウム、真鍮、ニッケル等
の単独、合金、複合の金属箔を用いることができる。厚
みとして9〜70μmの金属箔を用いることが好まし
い。リン含有エポキシ樹脂を含んでなる難燃性樹脂組成
物及び金属箔から樹脂付き金属箔を製造する方法として
は、特に限定するものではなく、例えば上記金属箔の一
面に、上記リン含有エポキシ樹脂組成物を溶剤で粘度調
整した樹脂ワニスをロールコーター等を用いて塗布した
後、加熱乾燥して樹脂成分を半硬化(Bステージ化)し
て樹脂層を形成することにより得られるものである。樹
脂成分を半硬化するにあたっては、例えば100〜20
0℃で1〜40分間加熱乾燥することができる。ここ
で、樹脂付き金属箔の樹脂部分の厚みは5〜110μm
に形成することが望ましい。
【0019】次に、上記のようなリン含有エポキシ樹脂
組成物を用いて得れらるプリプレグについて説明する。
シート状基材としては、ガラス等の無機繊維や、ポリエ
ステル等、ポリアミン、ポリアクリル、ポリイミド、ケ
ブラー等の有機質繊維の織布又は不織布を用いることが
できるがこれに限定されるものではない。リン含有エポ
キシ樹脂を含んでなる難燃性樹脂組成物及び基材からプ
リプレグを製造する方法としては、特に限定するもので
はなく、例えば上記基材を、上記エポキシ樹脂組成物を
溶剤で粘度調整した樹脂ワニスに浸漬して含浸した後、
加熱乾燥して樹脂成分を半硬化(Bステージ化)して得
られるものであり、例えば100〜200℃で1〜40
分間加熱乾燥することができる。ここで、プリプレグ中
の樹脂量は、樹脂分30〜80重量%とすることが好ま
しい。
【0020】次に、上記のような樹脂シート、樹脂付き
金属箔、プリプレグ等を用いて積層板を製造する方法を
説明する。プリプレグを用いて積層板を形成する場合
は、プリプレグを一又は複数枚積層し、片側又は両側に
金属箔を配置して積層物を構成し、この積層物を加熱・
加圧して積層一体化する。ここで金属箔としては、銅、
アルミニウム、真鍮、ニッケル等の単独、合金、複合の
金属箔を用いることができる。積層物を加熱加圧する条
件としては、エポキシ樹脂組成物が硬化する条件で適宜
調整して加熱加圧すればよいが、加圧の圧力があまり低
いと、得られる積層板の内部に気泡が残留し、電気的特
性が低下する場合があるため、成形性を満足する条件で
加圧することが好ましい。例えば温度を160〜220
℃、圧力を49.0〜490.3N/cm2(5〜50
kgf/cm2)、加熱加圧時間を40〜240分間に
それぞれ設定することができる。更にこのようにして得
られた単層の積層板を内層材として、多層板を作製する
ことができる。この場合、まず積層板にアディティブ法
やサブトラクティブ法等にて回路形成を施し、形成され
た回路表面を酸溶液で処理して黒化処理を施して、内層
材を得る。この内層材の、片側又は両側の回路形成面
に、樹脂シート、樹脂付き金属箔、又はプリプレグにて
絶縁層を形成すると共に、絶縁層の表面に導体層を形成
して、多層板を形成するものである。樹脂シートにて絶
縁層を形成する場合は、複数枚の内層材の回路形成面に
樹脂着シートを配置して積層物を形成する。あるいは内
層材の回路形成面と金属箔の間に樹脂シートを配置して
積層物を形成する。そしてこの積層物を加熱加圧して一
体成形することにより、樹脂シートの硬化物を絶縁層と
して形成すると共に、内層材の多層化を形成する。ある
いは内層材と導体層である金属箔を樹脂シートの硬化物
を絶縁層として形成するものである。ここで、金属箔と
しては、内層材として用いられる積層板に用いたものと
同様のものを用いることもできる。また加熱加圧成形
は、内層材の形成と同様の条件にて行うことができる。
積層板に樹脂を塗布して絶縁層を形成する場合は、内層
材の最外層の回路形成面樹脂をリン含有エポキシ樹脂組
成物またはリン含有エポキシ樹脂を含んでなる難燃性エ
ポキシ樹脂組成物を好ましくは5〜100μmの厚みに
塗布した後、100〜200℃で1〜90分加熱乾燥し
てシート状に成形する。一般にキャスティング法と呼ば
れる方法で形成されるものである。乾燥後の厚みは5〜
80μmに形成することが望ましい。このようにして形
成された多層積層板の表面に、更にアディティブ法やサ
ブトラクティブ法にてバイアホール形成や回路形成をほ
どこして、プリント配線板を形成することができる。ま
た更にこのプリント配線板を内層材として上記の工法を
繰り返すことにより、更に多層の多層板を形成すること
ができるものである。また樹脂付き金属箔にて絶縁層を
形成する場合は、内層材の回路形成面に、樹脂付き金属
箔を、樹脂付き金属箔の樹脂層が内層材の回路形成面と
対向するように重ねて配置して、積層物を形成する。そ
してこの積層物を加熱加圧して一体成形することによ
り、樹脂付き金属箔の樹脂層の硬化物を絶縁層として形
成すると共に、その外側の金属箔を導体層として形成す
るものである。ここで加熱加圧成形は、内層材の形成と
同様の条件にて行うことができる。またプリプレグにて
絶縁層を形成する場合は、内層材の回路形成面に、プリ
プレグを一枚又は複数枚を積層したものを配置し、更に
その外側に金属箔を配置して積層物を形成する。そして
この積層物を加熱加圧して一体成形することにより、プ
リプレグの硬化物を絶縁層として形成すると共に、その
外側の金属箔を導体層として形成するものである。ここ
で、金属箔としては、内層板として用いられる積層板に
用いたものと同様のものを用いることもできる。また加
熱加圧成形は、内層材の形成と同様の条件にて行うこと
ができる。このようにして形成された多層積層板の表面
に、更にアディティブ法やサブトラクティブ法にてバイ
アホール形成や回路形成をほどこして、プリント配線板
を形成することができる。また更にこのプリント配線板
を内層材として上記の工法を繰り返すことにより、更に
多層の多層板を形成することができるものである。
【0021】本発明組成物と該組成物を使用して得られ
た積層板の特性の評価を行った結果、キノン化合物類1
モルに対してリン原子に結合した1個の活性水素を有す
る有機リン化合物類(b)を1.01モルから2モル未
満の範囲で反応させて得られるリン含有有機化合物
(B)と、一般式1,一般式2,一般式3から選ばれた
少なくとも1種類以上のエポキシ樹脂類(C)を20重
量%〜45重量%含有するように反応せしめて得たリン
含有エポキシ樹脂(A)を用い、リン含有量が0.5〜
4重量%であることを特徴とするリン含有エポキシ樹脂
を含んでなる難燃性エポキシ樹脂組成物を基材に含浸し
たプリプレグ、及びそのプリプレグを加熱硬化して得ら
れる積層板は、ハロゲン化物を含有しないで難燃性を有
しており、高温でのハロゲンの解離が無く、接着力、耐
熱性に優れた樹脂組成物であった。
【0022】
【実施例】実施例及び比較例を挙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、難燃性はUL(Underwriter L
aboratorics)規格に準じて測定を行った。
銅箔剥離強さはJIS C 6481 5.7に準じ
て、層間接着力はJIS C 6481 5.7に準じ
てプリプレグ1枚と残りの3枚の間で剥離を行い測定し
た。また、硬化物の熱重量減少開始温度及びガラス転移
温度はセイコーインスツルメンツ株式会社製 Exst
er6000で測定を行った。
【0023】合成例1 攪拌装置、温度計、冷却管、窒素ガス導入装置を備えた
4つ口のガラス製セパラブルフラスコに、HCA 21
2重量部と反応溶媒としてトルエン 470重量部を仕
込み、加熱して溶解した。その後、1,4−ナフトキノ
ン 100重量部を反応熱による昇温に注意しながら分
割投入した。このときリン化合物であるHCAは1,4
−ナフトキノン1モルに対して1.56モルであった。
反応後、溶媒を300重量部回収した後、EPPN−5
01H(三官能エポキシ樹脂 エポキシ当量 165g
/eq 日本化薬株式会社製)160重量部とエポトー
トYDG−414(四官能エポキシ樹脂 エポキシ当量
187g/eq 東都化成株式会社製)328重量部を
仕込み、窒素ガスを導入しながら加熱攪拌を行って更に
溶媒を回収した。その後エポトート ZX−1027
(ハイドロキノン型エポキシ樹脂 エポキシ当量144
g/eq 東都化成株式会社製)200重量部を添加し
て120℃まで加熱を行って溶解した。触媒としてトリ
フェニルホスフィンを0.31重量部添加して160℃
で4時間反応した。一般式1,一般式2,一般式3で示
される特定のエポキシ樹脂は20重量%であった。得ら
れたエポキシ樹脂のエポキシ当量は401.5g/e
q、リン含有率は3.01重量%であった。
【0024】合成例2 HCA 130重量部、1,4−ナフトキノン 94重
量部、反応溶媒としてキシレン 400重量部、エポキ
シ樹脂としてEPPN−501H 350重量部、エポ
トート ZX−1355(1,4−ジヒドロキシナフタ
レン型エポキシ樹脂 エポキシ当量 145g/eq
東都化成株式会社製)250重量部、エポトート YD
F−170(ビスフェノールF型エポキシ樹脂 エポキ
シ当量168g/eq 東都化成株式会社製)176重
量部、触媒としてトリフェニルホスフィン 0.22重
量部とした以外は合成例1と同じ操作を行った。このと
きリン化合物はキノン化合物1モルに対して1.02モ
ルであった。また、特定のエポキシ樹脂は42.6重量
%であった。得られたエポキシ樹脂のエポキシ当量は2
73.5g/eq、リン含有率は1.85重量%であっ
た。
【0025】合成例3 HCA 155重量部、1,4−ベンゾキノン 55重
量部、反応溶媒としてジオキサン 220重量部、エポ
キシ樹脂としてエポトート YH−434(四官能型エ
ポキシ樹脂 エポキシ当量 129g/eq 東都化成
株式会社製)55重量部、エポトート ZX−1201
(ビスフェノールフルオレン型エポキシ樹脂 エポキシ
当量260g/eq 東都化成株式会社製)350重量
部、エポトート YD−128(ビスフェノールA型エ
ポキシ樹脂 エポキシ当量187g/eq 東都化成株
式会社製)385重量部、触媒としてトリフェニルホス
フィン 0.21重量部とした以外は合成例1と同じ操
作を行った。このときリン化合物はキノン化合物1モル
に対して1.41モルであった。また、特定のエポキシ
樹脂は35.0重量%であった。得られたエポキシ樹脂
のエポキシ当量は391.5g/eq、リン含有率は
2.20重量%であった。
【0026】合成例4 HCA 141重量部、1,4−ナフトキノン 83重
量部、反応溶媒としてトルエン 315重量部、エポキ
シ樹脂としてエポトート YDPN−638(フェノー
ルノボラック型エポキシ樹脂 エポキシ当量 178g
/eq 二官能成分が一般式3に該当し、その含有率は
22重量%である。 東都化成株式会社製)100重量
部、エポトート YDG−414 351重量部、エポ
トートZX−1251(ビフェニル型エポキシ樹脂 エ
ポキシ当量158g/eq 東都化成株式会社製)32
5重量部、触媒としてトリフェニルホスフィン 0.2
2重量部とした以外は合成例1と同じ操作を行った。こ
のときリン化合物はキノン化合物1モルに対して1.2
5モルであった。また、特定のエポキシ樹脂は34.5
重量%であった。得られたエポキシ樹脂のエポキシ当量
は303.5g/eq、リン含有率は2.00重量%で
あった。
【0027】合成例5 HCA 141重量部、1,4−ナフトキノン 92重
量部、反応溶媒としてトルエン 320重量部、エポキ
シ樹脂としてエポトート YDPN−638467重量
部、エポトート YDF−170 300重量部、触媒
としてトリフェニルホスフィン 0.23重量部とした
以外は合成例1と同じ操作を行った。このときリン化合
物はキノン化合物1モルに対して1.12モルであっ
た。また、特定のエポキシ樹脂は40.3重量%であっ
た。得られたエポキシ樹脂のエポキシ当量は320.1
g/eq、リン含有率は2.00重量%であった。
【0028】合成例6 HCA 270重量部、1,4−ナフトキノン 100
重量部、反応溶媒としてトルエン 580重量部、エポ
キシ樹脂としてエポトート ZX−1201100重量
部、エポトート ZX−1355 100重量部、エポ
トート YH−434 60重量部、エポトート YD
PN−638 370重量部、触媒としてトリフェニル
ホスフィン 0.33重量部とした以外は合成例1と同
じ操作を行った。このときリン化合物はキノン化合物1
モルに対して1.98モルであった。また、特定のエポ
キシ樹脂は28.1重量%であった。得られたエポキシ
樹脂のエポキシ当量は584.7g/eq、リン含有率
は3.83重量%であった。
【0029】合成例7 HCA 90重量部、1,4−ナフトキノン 65重量
部、反応溶媒としてトルエン 200重量部、エポキシ
樹脂としてエポトート ZX−1355 300重量
部、エポトート YDPN−638 545重量部、触
媒としてトリフェニルホスフィン 0.16重量部とし
た以外は合成例1と同じ操作を行った。このときリン化
合物はキノン化合物1モルに対して1.02モルであっ
た。また、特定のエポキシ樹脂は42.0重量%であっ
た。得られたエポキシ樹脂のエポキシ当量は235.1
g/eq、リン含有率は1.28重量%であった。
【0030】合成例8 HCA 141重量部、1,4−ナフトキノン 55重
量部、トルエン 300重量部、エポトート YDCN
−701(クレゾールノボラック型エポキシ樹脂 エポ
キシ当量200g/eq 東都化成株式会社製)814
重量部、触媒としてトリフェニルホスフィン 0.19
重量部とした以外は合成例1と同じ操作を行った。この
ときリン化合物はキノン化合物1モルに対して1.75
モルであった。また、特定のエポキシ樹脂は使用しなか
った。得られたエポキシ樹脂のエポキシ当量は322.
0g/eq、リン含有率は1.86重量%であった。
【0031】合成例9 エポトート YDPN−638 789重量部とHCA
211重量部を合成例1と同様な装置に仕込み加熱溶
融を行った。触媒としてトリフェニルフォスフィンを
0.21重量部使用して反応を行った。この反応ではキ
ノン化合物を使用しなかった。また、特定のエポキシ樹
脂も使用しなかった。得られたエポキシ樹脂のエポキシ
当量は291.2g/eq、リン含有率は3.00重量
%であった。
【0032】合成例10 HCA 220重量部、1,4−ナフトキノン 95重
量部、反応溶媒としてトルエン 500重量部、エポキ
シ樹脂としてエポトート YD−128 185重量
部、エポトート YDF−170 500重量部、触媒
としてトリフェニルホスフィン 0.32重量部とした
以外は合成例1と同じ操作を行った。このときリン化合
物はキノン化合物1モルに対して1.70モルであっ
た。また、特定のエポキシ樹脂は50.0重量%であっ
た。得られたエポキシ樹脂のエポキシ当量は428.1
g/eq、リン含有率は3.12重量%であった。
【0033】実施例1〜12、16、比較例1〜7 ・プリプレグの作製 実施例1〜12、並びに比較例1〜7について、表1、
2及び3に示す組成を有する樹脂ワニスを調製し、この
樹脂ワニスをガラスクロス(日東紡績株式会社製;76
28タイプ;品番 H258)に含浸させた後、155
℃で5分間加熱することにより乾燥し、プリプレグを得
た。ここで表中に「Dicy」とあるのはジシアンジア
ミド(日本カーバイト株式会社製;商品名)、「PSM
4357」とあるのはフェノールノボラック(群栄化学
社製;品番PSM4357)、「2E4MZ」とあるの
は2−エチル−4−メチルイミダゾール(四国化成社
製;品番2E4MZ)、「水酸化アルミ」とあるのは住
友化学社製;品番CL−310、「水酸化マグネシウ
ム」とあるのは試薬1級、「ワラストナイト」とあるの
はキンセイマテック社製;品番FPW−800、「XE
R−91」とあるのは日本合成ゴム社製;微粒子架橋N
BR(アクリロニトリル・ブタジエンゴム)品番XER
−91である。 ・内層材の作製 上記記載の手法にて内層材用のプリプレグを作製した。
このプリプレグを3枚積層し、その両側に厚み18μm
の銅箔(古河サーキットフォイル株式会社製;品番GT
箔)を配置して積層物を作製した。この積層物を170
℃、392N/cm2(40kgf/cm2)の条件で1
20分間、加熱加圧成形することにより、内層材用の積
層板を作製した。この積層板の両面にサブトラクティブ
法にて回路形成をおこなったのちスルーホール形成を行
い、更にこの回路表面を酸性溶液にて処理して黒化処理
を施し、内層材用のプリント配線板を作製した。 ・多層板の作製 上記の内層材の両側に、それぞれプリプレグを1枚積層
して配置し、更にその外側に厚み18μmの銅箔を配置
して積層物を作製した。難燃性評価用の多層板は、全面
エッチングした上記内層材の両側に、それぞれプリプレ
グを1枚積層して配置し、更にその外側に厚み18μm
の銅箔を配置して積層物を作製した。これら積層物を1
70℃、392N/cm2(40kgf/cm2)の条件で
120分間、加熱加圧成形することにより、多層板を作
製した。
【0034】実施例13 ・樹脂付き銅箔の作製 実施例13について、表2に示す組成を有する樹脂ワニ
スを調製し、この樹脂ワニスを厚み18μmの銅箔(古
河電気工業株式会社製;GT箔)の一面に塗布した後、
160℃で10分間加熱することにより乾燥し、樹脂厚
60μmの樹脂付き銅箔を得た。 ・内層材の作製 実施例1の内層材を用いた。 ・多層板の作製 上記の内層材の両側に、それぞれ樹脂付き金属箔を、樹
脂付き金属箔の樹脂層と内層材の回路形成面とが対向す
るように配置して積層物を作製した。難燃性評価用の多
層板は、全面エッチングした上記内層材の両側に、それ
ぞれプリプレグを1枚積層して配置し、更にその外側に
厚み18μmの銅箔を配置して積層物を作製した。これ
ら積層物を170℃、98N/cm2(10kgf/cm
2)の条件で120分間、加熱加圧成形することにより、
多層板を作製した。
【0035】実施例14 ・樹脂シートの作製 実施例14について、表2に示す組成を有する樹脂ワニ
スを調製し、この樹脂ワニスを離型剤を塗布したポリエ
チレンテレフタレートフィルム上に、バーコーターを用
いて塗布した後、160℃で10分間加熱することによ
り乾燥し、ポリエチレンテレフタレートフィルムを剥離
することにより暑さ160μmの樹脂シートを得た。 ・内層材の作製 実施例1の内層材を用いた。 ・多層板の作製 上記の樹脂シートの両側に回路形成を行った内層材を配
置して積層物を作製し、更にその外側に樹脂シートと厚
み18μmの銅箔(古河電気工業株式会社製;GT箔)
を配置して積層物を作製した。。難燃性評価用の多層板
は、全面エッチングした上記内層材の両側に、実施例1
0の樹脂シートを1枚積層して配置し積層物を作製し
た。これら積層物を170℃、98N/cm2(10kg
f/cm2)の条件で120分間、加熱加圧成形すること
により、多層板を作製した。
【0036】実施例15 ・内層材の作成 実施例1の内層材を用いた ・多層板の作製 実施例15について、表2に示す組成を有する樹脂ワニ
スを調整し、この樹脂ワニスを上記回路形成を行った内
層材の上に、バーコーターを用いて塗布した後、160
℃で10分間加熱することにより乾燥した後、その外側
に厚み18μmの銅箔(古河電気工業株式会社製;GT
箔)を配置し、170℃、98N/cm 2(10kgf/
cm2)の条件で120分間、加熱加圧成形することによ
り、多層板を作製した。難燃性評価用の多層板は、全面
エッチングし作成した。
【0037】
【表1】
【0038】
【表2】
【0039】
【表3】
【0040】
【発明の効果】表3の比較例に記載されている物性値か
ら明らかなように、本発明の技術的思想を部分的に適応
して、キノン類と有機リン化合物類(b)を反応したリ
ン含有エポキシ樹脂であっても一般式1,一般式2,一
般式3から選ばれた少なくとも1種類以上のエポキシ樹
脂類(C)を20重量%より少ないか45重量%より多
く含有したリン含有エポキシ樹脂では、接着性、耐熱性
等の物性に悪影響を及ぼしている。また、キノン類を使
用しないで有機リン化合物類(b)とエポキシ樹脂を反
応させた組成物でも接着力、耐熱性などの物性が悪化し
ている。更に、ガラス転移温度が高いばかりか従来用い
られていた臭素含有エポキシ樹脂に比べ樹脂単体の熱重
量減少開始温度も高くなっており、長期耐熱性に優れて
いる。この様に本発明のリン含有エポキシ樹脂を含んで
なる難燃性エポキシ樹脂組成物はハロゲンを含まないで
難燃性を有し、併せて耐熱性・接着性等の物性が優れて
いるために、特に電子回路基板に用いられる銅張積層板
に最適である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08K 3/00 C08K 3/00 4J036 3/22 3/22 5E346 3/34 3/34 3/40 3/40 C08L 63/00 C08L 63/00 C C09K 21/14 C09K 21/14 H05K 1/03 610 H05K 1/03 610L 610R 3/46 3/46 T (72)発明者 高田 俊治 大阪府門真市字門真1048番地 松下電工株 式会社内 (72)発明者 井原 清暁 大阪府門真市字門真1048番地 松下電工株 式会社内 (72)発明者 垣内 秀隆 大阪府門真市字門真1048番地 松下電工株 式会社内 (72)発明者 石原 一男 東京都江戸川区東葛西3−17−14 東都化 成株式会社製品研究所内 (72)発明者 浅野 千明 東京都江戸川区東葛西3−17−14 東都化 成株式会社製品研究所内 (72)発明者 軍司 雅男 東京都江戸川区東葛西3−17−14 東都化 成株式会社製品研究所内 (72)発明者 佐藤 洋 東京都江戸川区東葛西3−17−14 東都化 成株式会社製品研究所内 Fターム(参考) 4F071 AA42 AB18 AB26 AB28 AE02 AE17 AF47 BC01 4F072 AA01 AA07 AB02 AB05 AB07 AB09 AD23 AD27 AD32 AD33 AE01 AF01 AF02 AF03 AF04 AF06 AG03 AH02 4F100 AA18 AA19 AB17 AB33A AG00B AH01B AK27 AK29 AK53B AK53K AN02 BA02 CA02B CA02H CA23 DE01 DG10B DG11B EJ82 EJ82B GB43 JJ07 4H028 AA34 AA46 BA06 4J002 CD111 CD151 DE076 DE136 DE146 DJ006 DJ036 DJ046 DL006 FD016 GF00 GQ01 4J036 AC01 AC05 AD03 AD07 AD08 AD11 AD12 AD13 AD15 AD20 AD21 CC02 DB15 DC02 DC35 FA01 FA02 FA05 FB07 JA08 KA01 5E346 AA06 AA12 CC02 CC09 CC32 DD02 EE06 EE08 EE09 EE13 GG22 GG28 HH16

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リン含有エポキシ樹脂(A)と硬化剤を
    含有するエポキシ樹脂組成物(a)において、リン含有
    エポキシ樹脂(A)がキノン化合物類1モルに対してリ
    ン原子に結合した1個の活性水素を有する有機リン化合
    物類(b)を1.01モルから2モル未満の範囲で反応
    せしめて得られるリン含有有機化合物(B)と、一般式
    1,一般式2,一般式3から選ばれた少なくとも1種類
    以上のエポキシ樹脂類(C)を20重量%〜45重量%
    含有するように反応せしめたことを特徴とするリン含有
    エポキシ樹脂組成物。 【化1】 式中R1は水素原子及び/またはフェニル基を示し、m
    は0を含む正の整数を示す。 【化2】 式中R2は水素原子及び/またはフェニル基を示し、n
    は0を含む正の整数を示す。 【化3】 式中R3は水素原子及び/またはフェニル基を示し、l
    は0を含む正の整数を示す。また、Xは−CH2−,−
    O−,−CO−,−SO2−,−S−,−HC(C
    65)−,−C(C652−,不存在,または化学式
    4を示す。 【化4】
  2. 【請求項2】 リン含有エポキシ樹脂(A)のリン含有
    率が1.2重量%〜4重量%であり、エポキシ当量が2
    00g/eqから600g/eqであることを特徴とす
    る請求項1に記載のリン含有エポキシ樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 キノン化合物類が1,4−ベンゾキノン
    及び/または1,4−ナフトキノンであることを特徴と
    する請求項1及び請求項2に記載のリン含有エポキシ樹
    脂組成物。
  4. 【請求項4】 リン原子に結合した1個の活性水素を有
    する有機リン化合物類(b)が、3,4,5,6,−ジ
    ベンゾ−1,2−オキサフォスファン−2−オキシドで
    あることを特徴とする請求項1、請求項2および請求項
    3に記載のリン含有エポキシ樹脂組成物。
  5. 【請求項5】 樹脂組成物中のリンが請求項1〜4記載の
    リン含有エポキシ樹脂組成物起因であり、リン含有エポ
    キシ樹脂(A)と他のエポキシ樹脂および硬化剤を含有
    するエポキシ樹脂組成物(a)においてリン含有量が
    0.5〜4重量%であることを特徴とする難燃性エポキ
    シ樹脂組成物。
  6. 【請求項6】 エポキシ樹脂組成物(a)の固形分10
    0重量部に対して、無機フィラーを10〜150重量部
    を添加することを特徴とする請求項1〜4記載のリン含
    有エポキシ樹脂組成物、請求項5記載のリン含有エポキ
    シ樹脂を含んでなる難燃性エポキシ樹脂組成物。
  7. 【請求項7】 無機フィラーが、水酸化アルミニウム、
    水酸化マグネシウム、タルク、焼成タルク、クレー、カ
    オリン、酸化チタン、ガラス粉末、シリカバルーンのう
    ち少なくとも1種類以上を含むことを特徴とする請求項
    6に記載のリン含有エポキシ樹脂組成物若しくはリン含
    有エポキシ樹脂を含んでなる難燃性エポキシ樹脂樹脂組
    成物。
  8. 【請求項8】 請求項1〜7のいずれかに記載のリン含
    有エポキシ樹脂組成物若しくはリン含有エポキシ樹脂を
    含んでなる難燃性エポキシ樹脂組成物をシート状にさせ
    てなることを特徴とする樹脂シート。
  9. 【請求項9】 請求項1〜7のいずれかに記載のリン含
    有エポキシ樹脂組成物若しくはリン含有エポキシ樹脂を
    含んでなる難燃性エポキシ樹脂組成物を金属箔上に塗布
    させて成ることを特徴とする樹脂付き金属箔。
  10. 【請求項10】 請求項1〜7のいずれかに記載のリン
    含有エポキシ樹脂組成物若しくはリン含有エポキシ樹脂
    を含んでなる難燃性エポキシ樹脂組成物を、無機または
    有機のシート状基材に含浸することを特徴とするプリプ
    レグ。
  11. 【請求項11】 請求項8に記載の樹脂シート、請求項
    9に記載の樹脂付き金属箔又は請求項10に記載のプリ
    プレグのうちの少なくとも一種のものを成形して成るこ
    とを特徴とする積層板。
  12. 【請求項12】 請求項8に記載の樹脂シート、請求項
    9に記載の樹脂付き金属箔又は請求項10に記載のプリ
    プレグのうちの少なくとも一種のものを少なくとも一層
    含む積層物を一体成形して成ることを特徴とする多層
    板。
  13. 【請求項13】 請求項1〜7のいずれかに記載のリン
    含有エポキシ樹脂組成物若しくはリン含有エポキシ樹脂
    を含んでなる難燃性エポキシ樹脂組成物のうち少なくと
    も1種のものを積層板に塗布してなることを特徴とする
    多層板。
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