JP2004059836A

JP2004059836A - 樹脂組成物、プリプレグ及び積層板

Info

Publication number: JP2004059836A
Application number: JP2002222674A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Tobisawa; 飛澤　晃彦
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2002-07-31
Publication date: 2004-02-26

Abstract

【課題】本発明の目的は、難燃性および誘電特性に優れた樹脂組成物、プリプレグおよび積層板を提供することである。
【解決手段】本発明の樹脂組成物は、基材に含浸させてシート状のプリプレグを形成するために用いる樹脂組成物であって、アラルキル変性エポキシ樹脂と、フルオレン含有フェノール化合物と、難燃剤とを含むことを特徴とするものである。
また、本発明のプリプレグは上述の樹脂組成物を基材に含浸させてなることを特徴とするものである。
また、本発明の積層板は、上述のプリプレグ１枚以上を成形してなることを特徴とするものである。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂組成物、プリプレグ及び積層板に関する。
【０００２】
ノート型パーソナルコンピューターや携帯電話等の情報処理機器は、高速化が要求されておりＣＰＵクロック周波数が高くなっている。そのため信号伝搬速度の高速化が要求されており、高速化に有利な誘電率、誘電正接の低い積層板であることが必要とされる。
【０００３】
誘電率の低い樹脂としてジシクロペンタジエン変性エポキシ樹脂やエポキシ変性ポリブタジエン樹脂、もしくはジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂やフェノール変性ポリブタジエン樹脂などがあげられるが、これらの樹脂は難燃性に欠点がある。
【０００４】
一般に積層板に用いられる熱硬化性樹脂は、火災に対する安全性を確保するため難燃性が付与されている場合が多い。これらの熱硬化性樹脂を難燃化する手法は、従来臭素化エポキシ樹脂等のハロゲン含有化合物を用いることが一般的であった。
しかし、ハロゲン含有化合物は高度な難燃性を有するが、以下のような問題点を有していた。例えば芳香族臭素化合物は、熱分解で腐食性の臭素、臭化水素を分離するだけでなく、酸素存在下で分解した場合に毒性の高いポリブロモジベンゾフラン、及びポリジブロモベンゾオキシンを形成する可能性がある。また、臭素を含有する老朽廃材の処分は極めて困難である。このような理由から臭素含有難燃剤を用いる手法に代わる難燃化手法が検討されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、誘電特性および難燃性に優れた樹脂組成物、プリプレグおよびプリプレグから得られた積層板を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（８）に記載の本発明により達成される。
（１）基材に含浸させてシート状のプリプレグを形成するために用いる樹脂組成物であって、アラルキル変性エポキシ樹脂と、フルオレン含有フェノール化合物と、難燃剤とを含むことを特徴とする樹脂組成物。
（２）前記アラルキル変性エポキシ樹脂の含有量は、樹脂組成物全体の５０〜７０重量％である第（１）に記載の樹脂組成物
（３）前記フルオレン含有フェノール化合物の含有量は、樹脂組成物全体の２０〜４０重量％である第（１）ないし（２）いずれかに記載の樹脂組成物。
（４）前記難燃剤は、リン化合物を含むものである第（１）ないし（３）のいずれかに記載の樹脂組成物。
（５）前記難燃剤は、ホスフィンオキサイド化合物である第（１）ないし（４）のいずれかに記載の樹脂組成物。
（６）前記難燃剤の含有量は、樹脂組成物の５〜２０重量％である第（１）ないし（５）のいずれかに記載の樹脂組成物。
（７）第（１）ないし（６）のいずれかに記載の樹脂組成物を基材に含浸させてなることを特徴とするプリプレグ。
（８）第（７）に記載のプリプレグを１枚以上成形してなることを特徴とする積層板。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の樹脂組成物、プリプレグおよび積層板について詳細に説明する。
本発明の樹脂組成物は、基材に含浸させてシート状のプリプレグを形成するために用いる樹脂組成物であって、アラルキル変性エポキシ樹脂と、フルオレン含有フェノール化合物と、難燃剤とを含むことを特徴とするものである。
また、本発明のプリプレグは上述の樹脂組成物を基材に含浸させてなることを特徴とするものである。
また、本発明の積層板は、上述のプリプレグ１枚以上を成形してなることを特徴とするものである。
【０００８】
以下、本発明の樹脂組成物について説明する。
本発明の樹脂組成物では、アラルキル変性エポキシ樹脂を用いる。これにより、難燃性を向上することができる。アラルキル変性エポキシ樹脂はベンゼン環含有率が高く、炭化しやすいため難燃性に優れている。
前記アラルキル変性エポキシ樹脂としては、例えばフェノールアラルキルエポキシ樹脂、ナフタレンアラルキルエポキシ樹脂、ビフェニルアラルキルエポキシ樹脂等が挙げられる。これらの中でもビフェニルアラルキルエポキシ樹脂が難燃性の点から好ましい。
【０００９】
前記アラルキル変性エポキシ樹脂の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物全体の５０〜７０重量％が好ましく、特に５５〜６５重量％が好ましい。含有量が前記下限値未満であると２６０℃での半田耐熱性を向上する効果が低下する場合が有り、前記上限値を超えると低誘電率化する効果が低下する場合が有る。
【００１０】
本発明の樹脂組成物では、フルオレン含有フェノール化合物を含む。これにより、誘電特性と低吸水性とを両立することができる。
フルオレン含有フェノール化合物は、フルオレン基がかさ高いため、低吸水であり、また誘電特性も優れている。さらに、水酸基はエポキシ基と反応するためフルオレン含有フェノール化合物を、樹脂骨格中に取り込むことができる。またフルオレン構造は、ベンゼン環含有率が高いため、アラルキル変性エポキシ樹脂の優れた難燃性を低下させない。
したがって、アラルキル変性エポキシ樹脂とフルオレン含有フェノール化合物との組合せにより、耐熱性、誘電特性にすぐれ、かつ難燃性に優れた樹脂組成物を得ることができる。
【００１１】
前記フルオレン含有フェノール化合物の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物全体の２０〜４０重量％が好ましく、特に２５〜３５重量％が好ましい。含有量が前記下限値未満であると低誘電率化する効果が低下する場合が有り、前記上限値を超えると２６０℃での半田耐熱性が低下する場合が有る。
フルオレン含有フェノール化合物としては、例えば下記一般式（Ｉ）で表される。
【化１】

特にビスクレゾールフルオレンは、水酸基当量が大きく、誘電率上昇の原因となる水酸基濃度が減少するため、低誘電率化の効果が大きい点で特に好ましい。
【００１２】
本発明の樹脂組成物では難燃剤を含有する。
前記難燃剤としては、例えばリン酸エステル、リン酸メラミン、ホスフィンオキサイド等のリン系難燃剤、メラミン、メラミンシアヌレート等の窒素系難燃剤等が挙げられる。これにより、ハロゲン化合物を使用しなくとも難燃化できる。これらの中でもリン系難燃剤が低誘電率化の点から好ましい。リン系難燃剤として、特に分子内にハロゲンを含まないものが好ましく、耐薬品性の点からホスフィンオキサイド化合物が最も好ましい。
【００１３】
前記難燃剤の含有量は、特に限定されないが、樹脂組成物全体の５〜２０重量％が好ましく、特に１０〜１５重量％が好ましい。含有量が前記下限値未満であると難燃性を向上する効果が低下する場合が有り、前記上限値を超えると金属箔との密着性が低下する場合が有る。
【００１４】
本発明の樹脂組成物は、上述したアラルキル変性エポキシ樹脂と、フルオレン含有フェノール化合物と、難燃剤とを必須成分として含有するが、本発明の目的に反しない範囲において、その他の樹脂、硬化促進剤、カップリング剤、その他の成分を添加することは差し支えない。
【００１５】
次に、プリプレグについて説明する。
本発明のプリプレグは、上述の樹脂組成物を基材に含浸させてなるものである。これにより、誘電特性、難燃性に優れたプリプレグを得ることができる。
本発明で用いる基材としては、例えばガラス繊布、ガラス不繊布等のガラス繊維基材、あるいはガラス以外の無機化合物を成分とする繊布又は不繊布等の無機繊維基材、芳香族ポリアミド樹脂、ポリアミド樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂等の有機繊維で構成される有機繊維基材等が挙げられる。これら基材の中でも強度、吸水率の点でガラス織布に代表されるガラス繊維機材が好ましい。
【００１６】
前記樹脂組成物を基材に含浸させる方法としては、例えば基材を樹脂ワニスに含浸する方法、各種コーターによる塗布する方法、スプレーによる吹き付ける方法等が挙げられる。これらの中でも、基材を樹脂ワニスに浸漬する方法が好ましい。これにより、基材に対する樹脂組成物の含浸性を向上することができる。なお、基材を樹脂ワニスに含浸する場合、通常の含浸塗布設備を使用することができる。
【００１７】
前記樹脂ワニスに用いられる溶媒は、前記樹脂組成物に対して良好な溶解性を示すことが望ましいが、悪影響を及ぼさない範囲で貧溶媒を使用しても構わない。良好な溶解性を示す溶媒としては、例えばメチルエチルケトン、シクロヘキサノン等が挙げられる。
前記樹脂ワニスの固形分は、特に限定されないが、前記樹脂組成物の固形分４０〜８０重量％が好ましく、特に５０〜６５重量％が好ましい。これにより、樹脂ワニスの基材への含浸性を更に向上できる。
前記基材に前記樹脂組成物を含浸させ、所定温度、例えば８０〜２００℃等で乾燥させることによりプリプレグを得ることが出来る。
【００１８】
次に、積層板について説明する。
本発明の積層板は、上述のプリプレグ１枚以上を成形してなるものである。これにより、難燃性および誘電特性に優れた積層板を得ることができる。
プリプレグ１枚のときはその上下もしくは片面に金属箔あるいはフィルムを重ねる。
また、プリプレグ２枚以上を積層することもできる。プリプレグ２枚以上を積層するときは、積層したプリプレグの最も外側の上下両面もしくは片面に金属箔あるいはキャリアフィルムを重ねる。
次に、プリプレグと金属箔等を重ねたものを加熱、加圧することで積層板を得ることができる。
前記加熱する温度は、特に限定されないが、１２０〜２２０℃が好ましく、特に１５０〜２００℃が好ましい。
また、前記加熱する圧力は、特に限定されないが、２〜５ＭＰａが好ましく、特に２．５〜４ＭＰａが好ましい。
【００１９】
前記金属箔を構成する金属としては、例えば銅および銅系合金、アルミおよびアルミ系合金、鉄および鉄系合金等が挙げられる。
また、キャリアフィルムとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等を挙げることができる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明を実施例及び比較例により説明するが、本発明はこれに限定されるものではない
（実施例１）
▲１▼樹脂ワニスの調整
ビフェニルアラルキルエポキシ樹脂（エポキシ当量２７５、日本化薬社製ＮＣ−３０００ＳＨ）５８．０重量％、ビスクレゾールフルオレン（水酸基当量１９０、大阪ガスケミカル社製ＢＣＦ）２８．０重量％、トリフェニルホスフィン１３．９重量％、２−メチルイミダゾール０．１重量％にシクロヘキサノンを加え、不揮発分濃度５５重量％となるようにワニスを調整した。
【００２１】
▲２▼プリプレグの製造
上述のワニスを用いて、ガラス繊布（厚さ０．１８ｍｍ、日東紡績（株）製）１００重量部にワニス固形分で８０重量部含浸させて、１５０℃の乾燥機炉で５分乾燥させ、樹脂含有量４４．４％のプリプレグを作成した。
【００２２】
▲３▼積層板の製造
上記プリプレグを６枚重ね、上下に厚さ３５μｍの電解銅箔を重ねて、圧力４ＭＰａ、温度２００℃で１２０分、２２０℃で６０分加熱加圧成形を行い、厚さ１．２ｍｍの両面銅張積層板を得た。
【００２３】
（実施例２）
ワニスの配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
ビフェニルアラルキルエポキシ樹脂（エポキシ当量２７５、日本化薬社製ＮＣ−３０００ＳＨ）６０．０重量％、ビスクレゾールフルオレン（水酸基当量１９０、大阪ガスケミカル社製ＢＣＦ）２９．０重量％、トリフェニルホスフィン１０．９重量％、２−メチルイミダゾール０．１重量％とした。
【００２４】
（実施例３）
ワニスの配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
ビフェニルアラルキルエポキシ樹脂（エポキシ当量２７５、日本化薬社製ＮＣ−３０００ＳＨ）６７．４重量％、ビスクレゾールフルオレン（水酸基当量１９０、大阪ガスケミカル社製ＢＣＦ）２５．６重量部、トリフェニルホスフィン６．９重量％、２−メチルイミダゾール０．１重量％とした。
【００２５】
（実施例４）
ワニスの配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
ビフェニルアラルキルエポキシ樹脂（エポキシ当量２７５、日本化薬社製ＮＣ−３０００ＳＨ）５０．３重量％、ビスクレゾールフルオレン（水酸基当量１９０、大阪ガスケミカル社製ＢＣＦ）３４．７重量％、トリフェニルホスフィン１４．９重量％、２−メチルイミダゾール０．１重量％とした。
【００２６】
（実施例５）
ワニスの配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
ビフェニルアラルキルエポキシ樹脂（エポキシ当量２７５、日本化薬社製ＮＣ−３０００ＳＨ）６２．３重量％、ビスクレゾールフルオレン（水酸基当量１９０、大阪ガスケミカル社製ＢＣＦ）２３．７重量％、トリフェニルホスフィン１３．９重量％、２−メチルイミダゾール０．１重量％とした。
【００２７】
（実施例６）
ワニスの配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
ビフェニルアラルキルエポキシ樹脂（エポキシ当量２７５、日本化薬社製ＮＣ−３０００ＳＨ）５５．０重量％、ビスクレゾールフルオレン（水酸基当量１９０、大阪ガスケミカル社製ＢＣＦ）３８．０重量％、トリフェニルホスフィン６．９重量％、２−メチルイミダゾール０．１重量％とした。
【００２８】
（実施例７）
ワニスの配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
フェノールアラルキルエポキシ樹脂（エポキシ当量２４０、三井化学社製　Ｅ−ＸＬＣ−ＬＬ）５５．３重量％、ビスクレゾールフルオレン（水酸基当量１９０、大阪ガスケミカル社製ＢＣＦ）３０．７重量％、トリフェニルホスフィン１３．９重量％、２−メチルイミダゾール０．１重量％とした。
【００２９】
（実施例８）
ワニスの配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
ビフェニルアラルキルエポキシ樹脂（エポキシ当量２７５、日本化薬社製ＮＣ−３０００ＳＨ）５９．５重量％、ビスフェノールフルオレン（水酸基当量１７５、大阪ガスケミカル社製ＢＰＦ）２６．５重量％、トリフェニルホスフィン１３．９重量％、２−メチルイミダゾール０．１重量％とした。
【００３０】
（比較例１）
ワニスの配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
クレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当量２１０、大日本インキ化学工業社製Ｎ−６９０）４４．２重量％、ビスクレゾールフルオレン（水酸基当量１９０、大阪ガスケミカル社製ＢＣＦ）４２．４重量部、トリフェニルホスフィン１３．３重量部とした。
【００３１】
（比較例２）
ワニスの配合を以下のようにした以外は、実施例１と同様にした。
ビフェニルアラルキルエポキシ樹脂（エポキシ当量２７５、日本化薬社製ＮＣ−３０００ＳＨ）５７．８重量％、ビスフェノールＡ（水酸基当量１１５、三井化学社製ＢＰＡ）２５．７重量部、トリフェニルホスフィン１３．３重量部とした。
【００３２】
上述の実施例および比較例により、得られた積層板について次の評価を行った。評価項目を方法と共に示す。得られた結果を表１に示す。
▲１▼難燃性
難燃性はＵＬ垂直法に従い測定した。
【００３３】
▲２▼誘電特性
周波誘電率、誘電正接の測定は、１ＭＨｚでＪＩＳ　Ｃ　６４８１に準じて行い、周波数１ＭＨｚの静電容量を測定して求めた。
【００３４】
▲３▼半田耐熱性
半田耐熱性は、ＪＩＳＣ６４８１に準じて測定した。測定は煮沸２時間の吸湿処理を行った後、２６０℃の半田槽に１２０秒浸漬した後の外観の異常の有無を調べた。
【００３５】
▲４▼吸水率
吸水率は、ＪＩＳＣ６４８１に準じて測定した。
【００３６】
▲５▼ピール強度
ピール強度は、ＪＩＳＣ６４８１に準じて測定した。
【００３７】
【表１】

【００３８】
表の注
（１）ビフェニルアラルキルエポキシ樹脂（エポキシ当量２７５、日本化薬社製ＮＣ−３０００ＳＨ）
（２）フェノールアラルキルエポキシ樹脂（エポキシ当量２４０、三井化学社製Ｅ−ＸＬＣ−ＬＬ）
（３）ビスクレゾールフルオレン（水酸基当量１９０、大阪ガスケミカル社製ＢＣＦ）
（４）ビスフェノールフルオレン（水酸基当量１７５、大阪ガスケミカル社製ＢＰＦ）
（５）クレゾールノボラックエポキシ樹脂（エポキシ当量２１０、大日本インキ化学工業社製Ｎ−６９０）
（６）ビスフェノールＡ（水酸基当量１１５、三井化学社製ＢＰＡ）
【００３９】
表１から明らかなように、実施例１〜８は、難燃性に優れ、誘電率、誘電正接が低く誘電特性に優れていた。
また、実施例１〜８は、半田耐熱性にも優れており、耐熱性に優れていることが示された。
また、実施例１および２は、特にピール強度が優れており、金属箔との密着性に優れることが示された。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、誘電特性および難燃性に優れた樹脂組成物、プリプレグおよびプリプレグから得られた積層板を得ることができる。
また、本発明によれば、半田耐熱性にも優れた積層板を得ることができる。

Claims

基材に含浸させてシート状のプリプレグを形成するために用いる樹脂組成物であって、
アラルキル変性エポキシ樹脂と、フルオレン含有フェノール化合物と、難燃剤とを含むことを特徴とする樹脂組成物。
前記アラルキル変性エポキシ樹脂の含有量は、樹脂組成物全体の５０〜７０重量％である請求項１に記載の樹脂組成物
前記フルオレン含有フェノール化合物の含有量は、樹脂組成物全体の２０〜４０重量％である請求項１ないし２いずれかに記載の樹脂組成物。
前記難燃剤は、リン化合物を含むものである請求項１ないし３のいずれかに記載の樹脂組成物。
前記難燃剤は、ホスフィンオキサイド化合物である請求項１ないし４のいずれかに記載の樹脂組成物。
前記難燃剤の含有量は、樹脂組成物の５〜２０重量％である請求項１ないし５のいずれかに記載の樹脂組成物。
請求項１ないし６のいずれかに記載の樹脂組成物を基材に含浸させてなることを特徴とするプリプレグ。
請求項７に記載のプリプレグを１枚以上成形してなることを特徴とする積層板。