JP2001316499A - 金属水酸化物を含有する無機繊維不織布を用いたプリプレグ、積層板及びプリント配線板 - Google Patents

金属水酸化物を含有する無機繊維不織布を用いたプリプレグ、積層板及びプリント配線板

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JP2001316499A
JP2001316499A JP2000134263A JP2000134263A JP2001316499A JP 2001316499 A JP2001316499 A JP 2001316499A JP 2000134263 A JP2000134263 A JP 2000134263A JP 2000134263 A JP2000134263 A JP 2000134263A JP 2001316499 A JP2001316499 A JP 2001316499A
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Takeshi Horiuchi
猛 堀内
Yoshitoshi Kumakura
俊寿 熊倉
Kazuyuki Magome
和幸 馬籠
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Showa Denko Materials Co Ltd
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Hitachi Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤及び窒素系
難燃剤を用いずに難燃性及び耐熱性の良好な積層板を提
供する。 【解決手段】 熱硬化性樹脂を必須成分とし、ハロゲン
系難燃剤、リン系難燃剤及び窒素系難燃剤のいずれをも
含有していない樹脂組成物を用いたワニスを、金属水酸
化物を40〜90重量%含有する無機繊維不織布に含浸
乾燥してなるプリプレグを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属水酸化物を含
有する無機繊維不織布を用いたプリプレグ、積層板及び
プリント配線板に関する。
【0002】
【従来の技術】民生用の電気機器、電子機器に用いられ
るプリント配線板の基板には、安価で加工が容易である
ことが必要とされ、この基板作製に用いる積層板は、次
のようにして製造される。
【0003】まず、熱硬化性樹脂を必須成分とする樹脂
組成物を、溶剤に溶解して含浸用ワニスを調整する。次
に、基材に含浸用ワニスを含浸乾燥し、プリプレグを作
成する。このプリプレグの所定枚数を重ねて加熱加圧し
て積層板を作成する。またプリプレグの所定枚数を重
ね、その片面または両面に銅箔などの金属箔を重ねて加
熱加圧して、表面に金属層を有する積層板(金属張積層
板)を作成する。
【0004】基材にはクラフト紙、リンター紙、コット
ン紙などの紙基材が一般的に用いられている。また熱硬
化性樹脂としては、主に植物油変性フェノール樹脂が用
いられ、積層板を難燃化するために、ハロゲン系難燃
剤、リン系難燃剤及び窒素系難燃剤及び無機充填材の少
なくとも1種類以上が用いられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】電気電子機器の小型
化、高性能化に伴い、積層板の高性能化が求められてい
る。積層板に要求される性能の一つに難燃性が良好であ
ることが上げられる。従来、難燃性を良好にするため
に、ワニスに難燃剤を配合している。
【0006】しかしながら、近年の製品安全に関する製
造者責任の観点から、積層板の難燃性を更に良好にする
ことが強く求められるようになった。最近では環境配慮
対策重視の観点から積層板を燃焼して廃棄するときに、
ハロゲン系難燃剤、窒素系難燃剤の燃焼時によるハロゲ
ン化水素、青酸ガスのような有毒物質が発生しない積層
板が求められている。またプリント配線板に部品を付け
るはんだが鉛フリー化によって融点が高くなることによ
る積層板の耐熱性向上が求められているが、リン系難燃
剤を用いると耐熱性が低下する。さらに含浸用ワニスに
無機充填材を配合して難燃効果を向上させようとすると
基材にワニスが含浸しにくくなる。
【0007】本発明は、このような要求に応えようとす
るもので、ハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤及び窒素系
難燃剤を用いずに難燃性及び耐熱性が良好な積層板を製
造するために用いられるプリプレグ及び積層板を提供す
ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者は、ハロゲン系
難燃剤、リン系難燃剤及び窒素系難燃剤を用いない場合
に積層板の難燃性が低下する欠点を解消すべく鋭意検討
した結果、本発明に到達した。
【0009】本発明は次のものに関する。 (1) 熱硬化性樹脂を必須成分とし、ハロゲン系難燃
剤、リン系難燃剤及び窒素系難燃剤のいずれをも含有し
ていない樹脂組成物を用いたワニスを、金属水酸化物を
40〜90重量%含有する無機繊維不織布に含浸乾燥し
てなるプリプレグ。 (2)無機繊維不織布がガラス繊維不織布であることを
特徴とする(1)記載のプリプレグ。 (3) 金属水酸化物が水酸化アルミニウム又は水酸化
マグネシウムであることを特徴とする(1)又は(2)
のいずれかに記載のプリプレグ。 (4) 熱硬化性樹脂がフェノール樹脂を主成分とする
ことを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載のプ
リプレグ。 (5) (1)〜(4)のいずれかに記載のプリプレグ
を用いて作製されることを特徴とする積層板。 (6) (1)〜(4)のいずれかに記載のプリプレグ
を用いて作製されることを特徴とするプリント配線板。 (7) (5)に記載の積層板を用いて作製されること
を特徴とするプリント配線板。
【本発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明す
る。
【0010】本発明で用いる金属水酸化物を含有する無
機繊維不織布としては、無機繊維不織布に、金属水酸化
物を混抄したものを用いることができ、無機繊維不織布
としてはガラス不織布が好ましく用いられる。この金属
水酸化物含有無機繊維不織布は金属水酸化物を40〜9
0重量%含有している必要がある。40重量%未満であ
ると難燃性が低下し、90重量%範囲を超えると取り扱
いが困難になる。金属水酸化物が50〜85重量%であ
ることが特に好ましい。金属水酸化物としては、アルカ
リ金属以外の金属の水酸化物が好ましく用いられ、水酸
化アルミニウム又は水酸化マグネシウムが特に好まし
い。これら金属水酸化物は単独でも二種類以上混合して
使用してもよい。
【0011】本発明で用いる熱硬化性樹脂としては、フ
ェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、アクリル樹脂などが挙げられる。フェノール樹脂が
好ましく用いられ、中でも植物油変性フェノール樹脂が
特に好ましく用いられる。ガラス繊維不織布を基材とす
る積層板の加工には加工効率の点から打ち抜き加工法が
採用されることが多く、ワニスに植物油変性フェノール
樹脂を用いて製造した積層板は、打ち抜き加工性が良好
である。
【0012】植物油変性フェノール樹脂は、フェノール
類に植物油を付加させ、さらにアルデヒド類を反応させ
ることにより得られる。例えば、p−トルエンスルホン
酸のような酸触媒の存在下にフェノール類とを反応させ
ることにより植物油をフェノール類に付加させることが
できる。また植物油を付加させたフェノール類とアルデ
ヒド類との反応は、アンモニアのようなアルカリ触媒の
存在下に行うことができる。ここで用いられるフェノー
ル類としては、特に制限はなく、フェノール、メタクレ
ゾール、パラクレゾール、オルソクレゾール、ビスフェ
ノールAなどが挙げられる。また、植物油としては、乾
性油が好ましく、例えば、桐油、アマニ油、脱水ひまし
油、エポキシ化大豆油などが挙げられる。また、アルデ
ヒド類としては、公知のアルデヒド類を使用することが
でき、特に制限はない。例えば、ホルムアルデヒド、パ
ラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ブチルアルデ
ヒド、オクチルアルデヒド、ベンズアルデヒドなどが挙
げられる。一般には、ホルムアルデヒドまたはパラホル
ムアルデヒドが使用される。
【0013】ワニスに用いる溶剤としては、水、メタノ
ール、エタノール、プロパノールなどのアルコール類、
アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、ジエチ
ルエーテルなどのエーテル類、トルエン、キシレンなど
の芳香族炭化水素などの溶剤から任意に選ぶことがで
き、また混合溶剤として用いることができる。溶剤の量
はワニス固形分100重量部に対して、5〜300重量
部の範囲が好ましく、30〜200重量部の範囲がさら
に好ましい。溶剤が5重量部未満の場合は樹脂の溶解性
が低下する傾向があり、300重量部を越える場合は、
溶剤の使用量が多く、コスト高になりやすい。
【0014】ワニスを含浸した後、加熱乾燥してプリプ
レグとする。ワニスは、含浸乾燥後に金属水酸化物含有
ガラス繊維不織布に対する固形分付着量が30〜70重
量%となるように含浸量を調整するのが好ましい。30
重量%未満であると積層板の耐熱性が低下し、70重量
%を超えると積層板の打抜性が悪化する。加熱乾燥方法
は熱風乾燥、遠赤外線乾燥などが用いられ、特に限定さ
れない。乾燥温度、乾燥時間は、特に限定されないが、
40〜250℃の範囲で、10秒〜20分間の乾燥時間
が好ましい。
【0015】かくして得られたプリプレグを製造しよう
とする積層板の厚さに応じた枚数重ね、加熱加圧して積
層板とされる。他のプリプレグと組み合わせて使用して
も良いが、難燃性において、炎に接する表面が重要であ
ることから本発明によるプリプレグを少なくとも表層に
用いることが好ましい。プリプレグ上に金属箔を重ね
て、減圧下又は常圧下で、温度80〜200℃、圧力1
〜15MPaで30〜120分間加熱加圧することによ
り金属張積層板が製造される。金属箔としては特に限定
されないが、電気的、経済的に銅箔が好ましく、また接
着剤付金属箔が主に用いられる。
【0016】この金属張積層板をサブトラクト法や穴あ
け加工などの通常用いられる方法により加工することで
プリント配線板を得ることができる。
【0017】
【実施例】次に、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらのものに限定されるものではな
い。 (実施例1)撹拌装置付の三つ口セパラブルフラスコ
に、フェノール200g、桐油100g及びp−トルエ
ンスルホン酸1gを仕込み、温度80℃で2時間反応さ
せた。その中に、メタノール100g、92重量%パラ
ホルム100g、トリエチルアミン5gを加え、温度7
0℃で3時間反応させた後室温まで冷却することで含浸
用樹脂を得た。
【0018】メタノール50重量%及びトルエン50重
量%の混合溶剤を用意し、この混合溶剤に前記含浸用樹
脂を樹脂分が50重量%となるように溶解することによ
り、含浸用ワニスを調整した。
【0019】厚さ0.2mm、坪量180g/m2の水
酸化アルミニウム80重量%含有ガラス繊維不織布に前
記で調整した含浸用ワニスを乾燥後の固形分付着量が5
0重量%となるように含浸した後、温度170℃で10
分間乾燥することによりプリプレグを作成した。
【0020】このプリプレグ8枚を重ね、その片面に接
着剤付銅箔(銅箔厚さ35μm)を重ね合わせてステン
レス鏡板の間に挟み、コールドプレス法により、温度1
70℃、圧力11MPaで90分間加熱加圧することに
より片面銅張積層板を作成した。
【0021】(実施例2)実施例1で用いた厚さ0.2
mm、坪量180g/m2の水酸化アルミニウム80重
量%含有ガラス繊維不織布の代わりに、厚さ0.2m
m、坪量180g/m2の水酸化アルミニウム50重量
%含有ガラス繊維不織布を用いた以外は実施例1と同様
にして片面銅張積層板を作成した。
【0022】(比較例1)実施例1で用いた厚さ0.2
mm、坪量180g/m2の水酸化アルミニウム80重
量%含有ガラス繊維不織布の代わりに、厚さ0.2m
m、坪量180g/m2の水酸化アルミニウム30重量
%含有ガラス繊維不織布を用いた以外は実施例1と同様
にして片面銅張積層板を作成した。
【0023】(比較例2)撹拌装置付の三つ口セパラブ
ルフラスコに、フェノール200g、桐油100g及び
p−トルエンスルホン酸1gを仕込み、温度80℃で2
時間反応させた。その中に、メタノール100g、92
重量%パラホルム100g、トリエチルアミン5g、ト
リフェニルフォスフェイト100gを仕込み、温度70
℃で3時間反応させた後室温まで冷却し、さらに臭素化
ビスフェノールA(臭素含有量59重量%)100g、
メチル化メラミン樹脂(メラン523:日立化成工業
(株)製商品名)50g配合することで含浸用樹脂を得
た。
【0024】メタノール50重量%及びトルエン50重
量%の混合溶剤を用意し、この混合溶剤に得られた含浸
用樹脂を樹脂分が50重量%となるように溶解すること
によりに含浸用ワニスを調整した。
【0025】厚さ0.2mm、坪量110g/m2のク
ラフト紙に前記で調整した含浸用ワニスを乾燥後の固形
分付着量が50重量%となるように含浸した後、温度1
70℃で10分間乾燥することによりプリプレグを作成
した。その後は実施例1と同様にして片面銅張積層板を
作成した。
【0026】(比較例3)比較例2において臭素化ビス
フェノールAを使わずに、トリフェニルフォスフェイト
100gを200gに、メチル化メラミン樹脂50gを
100gにした以外は比較例2と同様にして片面銅張積
層板を作成した。得られた各積層板を用いて、JIS
C 6481により難燃性及びはんだ耐熱性を測定し
た。これらの結果を表1に示す。
【0027】
【表1】
【0028】表1に示すように、実施例1および実施例
2の積層板はハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤、窒素系
難燃剤のいずれも用いることなく、優れた耐熱性、難燃
性を示している。比較例1は難燃性に劣る。また、比較
例2、3ではハロゲン系またはリン系の難燃剤を加える
ことによって必要な難燃性は満たしているが、これらは
燃焼による有害物質の発生が懸念され、また、はんだ耐
熱性の低下がみられる。
【0029】
【発明の効果】本発明による金属水酸化物を含有するガ
ラス繊維不織布を用いたプリプレグ、積層板及びプリン
ト配線板は、高い難燃性及びはんだ耐熱性示し、プリン
ト配線板の安全性が向上することから工業的に有用であ
り、また、近年高まっている環境汚染対策への要望に応
えるものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4F072 AA07 AB09 AB17 AB29 AD09 AD17 AD23 AD38 AG03 AG17 AH02 AL13

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱硬化性樹脂を必須成分とし、ハロゲン
    系難燃剤、リン系難燃剤及び窒素系難燃剤のいずれをも
    含有していない樹脂組成物を用いたワニスを、金属水酸
    化物を40〜90重量%含有する無機繊維不織布に含浸
    乾燥してなるプリプレグ。
  2. 【請求項2】無機繊維不織布がガラス繊維不織布である
    ことを特徴とする請求項1に記載のプリプレグ。
  3. 【請求項3】 金属水酸化物が水酸化アルミニウム又は
    水酸化マグネシウムであることを特徴とする請求項1ま
    たは請求項2のいずれかに記載のプリプレグ。
  4. 【請求項4】 熱硬化性樹脂がフェノール樹脂を主成分
    とすることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載
    のプリプレグ。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載のプリプ
    レグを用いて作製されることを特徴とする積層板。
  6. 【請求項6】 請求項1〜4のいずれかに記載のプリプ
    レグを用いて作製されることを特徴とするプリント配線
    板。
  7. 【請求項7】 請求項5に記載の積層板を用いて作製さ
    れることを特徴とするプリント配線板。
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